THIẾT kế hệ THỐNG lỗ HÌNH cán THÉP TRÊN máy cán BA TRỤC

Theo báo cáo công bố ngày (2312014), Hiệp hội thép thế giới (WSA) cho biết sản lƣợng thép thô trên thế giới tăng 1,607 tỷ tấn vào năm 2013, tăng 3,5% so với năm 2012. Sự tăng trƣởng này chủ yếu từ Châu Á và Trung Đông. Bên cạnh đó, các khu vực khác có sản lƣợng thép giảm so với năm 2012.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

BỘ MÔN KIM LOẠI – HỢP KIM

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CÁN KÉO ÉP KIM LOẠI

SVTH: TRẦN VĂN TÍN CBHD: Th.S NGUYỄN ĐĂNG KHOA

TP Hồ Chí Minh, 05/2014

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỖ HÌNH CÁN THÉP TRÊN

MÁY CÁN BA TRỤC

NỘI DUNG

1 TỔNG

QUAN

2 CƠ SỞ

LÝ THUYẾT

3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

4 KẾT LUẬN

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO

TỔNG QUAN

Tình hình phát triển ngành thép thế giới

Theo báo cáo công bố ngày (23/1/2014), Hiệp hội thép thế giới (WSA) cho biết sản lượng thép thô trên thế giới tăng 1,607 tỷ tấn vào năm 2013, tăng 3,5% so với năm 2012 Sự tăng trưởng này chủ yếu từ Châu Á và Trung Đông Bên cạnh đó, các khu vực khác có sản lượng thép giảm so với năm 2012

Hình: Sản lượng thép thô hằng năm (đv: triệu tấn)

Hình: Tỉ trọng sản lượng thép thô của thế giới

Hình: Xu hướng tăng của sản lượng thép thô hằng năm

Tình hình phát triển ngành thép trong nước

 Theo báo cáo của Bộ Công thương, sản lượng thép các loại của Việt Nam năm

2013 ước đạt 10,81 triệu tấn, tăng 1,7% so với năm 2012, trong đó sản lượng thép của Tổng công ty Thép (VSA) ước đạt 1,29 triệu tấn, giảm 2,9%

 Tính bình quân cả giai đoạn 2011-2013, sản lượng sản xuất thép các loại của cả

nước giảm 1,5%, còn sản lượng của VSA giảm 4,1%

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

 Thiết kế lỗ hình trục cán

 Hệ thống lỗ hình

 Nguyên lý cán

 Vùng biến dạng

 Hệ số ma sát

 Phân tích các dạng lỗ hình

 Đặc điểm lỗ hình cấu tạo từ ba trục

 Vận tốc cán và nguyên tắc tính vận tốc cán trong hệ thống lỗ hình

 Nhiệt độ cán

 B – chiều rộng miệng

lỗ hình

 b – chiều rộng đáy lỗ

hình

 s – khe hở giữa hai

trục

 h – chiều cao lỗ hình

 r – bán kính lƣợn đáy

lỗ hình

 r1 – bán kính lƣợn

vành trục

 ψ – độ ngiêng thành

bên lỗ hình

Hình 1.Kích thước lỗ hình hộp

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Yêu cầu đề bài: Thiết kế hệ thống lỗ hình cán thép trên máy cán ba trục Các giả thiết chọn sơ bộ:

* Thông số đầu vào:

+ Phôi thép hợp kim

+ Kích thước phôi ban đầu:240x240 mm

+ Kích thước sản phẩm: 110x110 mm

+ Đường kính ban đầu: D=650 mm

• Phân tích chon lựa:

+ Cán thép lõi bê tông

+ Loại cán thô

+ Chế độ cán nóng

+ số lần cán n=5,9 => chọn n=7 lần cán

+ Chọn tốc độ hình hộp

+ Chọn tốc độ 2,5 m/s hay 150÷ 200 tấn/năm

 Tính số lần cán:

Số lần cán:

𝑛 = 𝑙𝑜𝑔𝐹0 − 𝑙𝑜𝑔𝐹𝑛

𝑙𝑜𝑔𝜇𝑡𝑏 =

log( 240.240) − log 110.110

log 1,30 = 5,9 Chọn số lần cán là 97

Từ số lần cán và phương pháp cán đã chọn, bố trí hệ thống máy cán như sau:

Tính toán thiết kế hệ thống lỗ hình:

 Lỗ hình 1:

 Dạng lỗ hình : hộp chữ nhật

Các thông số ban đầu:

𝐷 = 650 𝑚𝑚; ∆ℎ1= 40 𝑚𝑚; ; 𝑡1𝑜 = 1250𝑜𝐶 Các thông số sau khi nung phôi:

ℎ0 = 𝑏0 = 240 =

𝐹0 = ℎ0 𝑏0 = 240.240 = 57600 𝑚𝑚2 Chiều cao thanh sau khi ra khỏi lỗ hình:

ℎ1 = ℎ0 − ∆ℎ1= 240 − 40 = 200 𝑚𝑚 Đường kính làm việc của trục:

𝐷𝐾 = 𝐷 + −ℎ1 = 650 − 200 = 450 𝑚𝑚 Góc ăn:

𝛼1 = arccos 1 − ∆ℎ

𝐷𝐾 = arccos 1 −

40

450 ≈ 24,15𝑜

 Tính lượng giãn rộng theo công thức

 Δb1 = 2b.Δh.k

H+h [1+(1+ α)(b/R)n =

2.240.40.1 240+200 [ 1+(1+0,392)(225.0,392240 )2

 ≈3,82 = 4

 b1 = b0 + Δb1 = 240 + 4 = 244 mm

 Tính hệ số giãn dài µ trong lỗ hình thứ nhất

 µ1 = 𝐹0

𝐹1 = 𝑏0 𝑏1

𝑏1..ℎ1 = 240.240

244.200 =1,18

Chọn kích thước lỗ hình:

Chiều rộng đáy lỗ hình:

𝑏 = 244 𝑚𝑚 Chiều rộng miệng lỗ hình:

𝐵 = 𝑏0 + ∆𝑏 + 5 ÷ 10 𝑚𝑚 = 244 + 4 + 5 ÷ 10 𝑚𝑚 = 253 ÷ 258 𝑚𝑚 Chọn B = 255 mm

Bán kính lƣợn ở đáy lỗ hình:

𝑟 = 0,1 ÷ 0,15 ℎ1 = 0,1 ÷ 0,15 200 = 20 ÷ 30 Chọn r = 25 mm

Bán kính lƣợn vành trục:

𝑟1 = 𝑆 = 22 𝑚𝑚

Lực cán, mômen cán, công suất động cơ máy cán

Từ cơ sở lý thuyết, ta tính lực cán, mômen cán và công suất động cơ

Kết quả được tổng hợp ở phụ lục C

Nghiệm bền trục cán

Do việc tính toán khá phức tạp và thời gian có hạn nên việc tìm hiểu và nghiệm bền trục cán không đƣợc đề cập trong đồ án này

KẾT LUẬN

Những vấn đề đã hoàn thành:

 Tìm hiểu sơ bộ về tình hình sản xuất thép trên thế giới và trong nước nói chung cũng như tình hình sản xuất và tiêu thụ thép dẹt nói riêng

 Tổng hợp được các cơ sở lý thuyết cần thiết cho công nghệ cán nói chung và thiết kế hệ thống lỗ hình nói riêng

 Hoàn thành yêu cầu nhiệm vụ đồ án: thiết kế hệ thống lỗ hình cán thép dẹt trên dây chuyền cán liên tục gồm các máy cán 2 trục

Một số vấn đề chưa làm được:

 Do thời gian và nguồn thông tin đáng tin cậy có hạn nên chưa tìm hiểu sâu về tình hình sản xuất cũng như tiêu thụ thép trên thế giới và trong nước

 Chưa tính toán chính xác được nhiệt độ cán

 Chưa tính toán thiết kế lỗ hình cán thép dẹt theo các phương pháp khác nhau

 Chưa tính toán nghiệm bền trục cán

 Thiếu kinh nghiệm trong việc lựa chọn động cơ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nguyễn Trường Thanh, Cơ sở kĩ thuật cán, nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia

Thành Phố Hồ Chí Minh – 2006

2 PGS TS Phan Văn Hạ, Các phương pháp thiết kế lỗ hình trục cán, nhà xuất

bản Khoa học & Kỹ thuật – 2001

3 Đỗ Hữu Nhơn, Thiết kế chế tạo máy cán thép & các thiết bị trong nhà máy

cán thép, nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật – 2004

4 Nghiêm Hùng, Sách tra cứu thép gang thông dụng, Trường Đại học Bách

Khoa Hà Nội – 1997

5 Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1, nhà

xuất bản Giáo Dục Việt Nam – 2012

6 Website hiệp hội thép thế giới WSA, http://www.worldsteel.org/

7 Báo cáo ngành thép 2013 –tổng cục hải quan