Đồ án công nghệ hàn, Nâng cao chất lượng sản xuất ống hàn ∅20∅113,5mm theo công nghệ hàn cao tần

Mục lụcTrangLời nói đầu .............................................................................................................. 6Mục lục ................................................................................................................... 7Ch−ơng 1 Tổng quan về sản xuất ống thép hμn trên thế giới vμ ViệtNam........................................................................................................................... 91.1 Vμi nét khái quát về sản xuất ống................................................................... 91.1.1 Tình hình sản xuất ống thép ở Việt Nam. ................................................ 91.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất ống tổng quát. ..................................................... 101.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất ống ở Việt Nam. ................................................. 161.3.1 Cuộn tôn. ................................................................................................ 161.3.2 Dải tôn (dải băng). ................................................................................. 171.3.3 Dây truyền CD100. ................................................................................ 181.3.3.1 Sơ đồ công nghệ của dây truyền CD100: ........................................ 181.3.3.2 Điều chỉnh vμ vận hμnh dây truyền. ................................................ 22Ch−ơng 2 Tính toán dải phôi, phân tích các chi tiết trên giá tạo hình................................................................................................................................. 292.1 Tính toán dải phôi......................................................................................... 292.2 Các chi tiết trên giá cán. ............................................................................... 302.2.1 Quả cán. ................................................................................................. 302.2.2 Trục cán.................................................................................................. 322.2.3 Gối đỡ trục.............................................................................................. 332.2.4 ổ đỡ trục. ................................................................................................ 352.2.5 Khung giá cán (thân giá cán). ................................................................ 352.3 Quá trình gia công tạo hình. ......................................................................... 36Ch−ơng 3 Chế độ hμn cao tần.......................................................................... 483.1 Tìm hiểu chung về ph−ơng pháp hμn trong dây truyền sản xuất ống........... 483.1.1 Ph−ơng pháp hμn điện trở....................................................................... 483.1.2 Ph−ơng pháp hμn cảm ứng. .................................................................... 493.1.3 Ph−ơng pháp hμn trong môi tr−ờng khí trơ (Ar hay He)........................ 503.1.4 Ph−ơng pháp hμn cao tần........................................................................ 503.2 Chế độ hμn. ................................................................................................... 573.2.1 Ph−ơng án vật liệu. ................................................................................. 573.2.2 Dạng liên kết. ......................................................................................... 573.2.3 Chế độ hμn.............................................................................................. 58Ch−ơng 4 Phân tích hệ thống điện của máy hμn cao tần........................ 634.1 Khảo sát hệ thống hμn cao tần...................................................................... 634.1.1 Sơ đồ khối tổng quát. ............................................................................. 63Đồ án tốt nghiệp Ch−ơng1Tổng quan về sản xuất ống thép hμn trên thế giới vμ Việt Nam4.1.1.1 Giới thiệu sơ l−ợc về thiết bị............................................................ 634.1.1.2 Sơ đồ khối tổng quát. ....................................................................... 634.1.2 Chức năng của các khối. ........................................................................ 664.1.2.1 Khối nguồn cung cấp....................................................................... 664.1.2.2 Khối van điều khiển......................................................................... 664.1.2.3 Biến áp tăng áp................................................................................. 674.1.2.4 Chỉnh l−u điốt. ................................................................................. 684.1.2.5 Khối lọc. .......................................................................................... 684.1.2.6 Mạch dao động. ............................................................................... 694.1.2.7 Khối cấp nguồn nuôi bóng điện tử. ................................................. 704.1.2.8 Khối hμn. ......................................................................................... 714.1.3 Hệ thống điều khiển. .............................................................................. 724.1.3.1 Nguồn điều khiển............................................................................. 724.1.3.2 Hoạt động của sơ đồ điều khiển. ..................................................... 73Ch−ơng 5 Kiểm tra chất l−ợng hμn................................................................ 775.1 Kiểm tra bằng quan sát. ................................................................................ 775.2 Kiểm tra khuyết tật bên trong mối hμn bằng chụp ảnh phóng xạ bằng tia X............................................................................................................................... 775.2.1 Cơ sở lý thuyêt quá trình chụp ảnh phóng xạ bằng tia X. ...................... 785.2.1.1 Các tính chất cơ bản của bức xạ tia X. ............................................ 785.2.1.2 Các loại thiết bị phát xạ tia X. ......................................................... 795.2.1.3 Phim X Ray. .................................................................................. 805.2.1.4 Nguyên lý chụp ảnh phóng xạ tia X kiểm tra vật liệu. .................... 815.2.2 Quy trình kiểm tra chất l−ợng mối hμn .................................................. 825.2.2.1 Lựa chọn thiết bị .............................................................................. 825.2.2.2 Tính chọn vật chỉ thị ảnh. ................................................................ 825.2.2.3 Chọn loại phim................................................................................. 835.2.2.4 Chọn mμn tăng c−ờng. ..................................................................... 835.2.2.5 Khoảng cách chụp. .......................................................................... 835.2.2.6 Độ đen của phim.............................................................................. 845.2.2.7 Xác định thời gian chiếu vμ hiệu điện thế. ...................................... 845.2.2.8 Xử lý phim đã chụp.......................................................................... 85Kết luận ................................................................................................................ 87Tμi liệu tham khảo............................................................................................. 92

NhËn xÐt cña gi¸o viªn h−íng dÉn

*************

Hµ néi, Ngµy th¸ng n¨m 2007

Gi¸o viªn h−íng dÉn

Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án

*************

Hà nội, Ngày tháng năm 2007

Giáo viên duyệt đồ án

Lời nói đầu

Đồ án Tốt nghiệp là nội dung cuối cùng đối với sinh viên Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội trước khi tốt nghiệp Đây cũng là một đánh giá chung nhất

về quá trình học tập của sinh viên sau 5 năm học tập trước khi trở thành người

Tuy công nghệ hàn cao tần đã được áp dụng vào sản xuất ống ở Việt Nam từ rất lâu nhưng tài liệu nghiên cứu còn rất ít Thời gian làm đồ án không nhiều, với một khối lượng công việc khá đồ sộ, trình độ kiến thức chưa vững, thiếu kinh nghiệm thực tiễn nên không tránh khỏi những sai sót Em rất mong có

được sự chỉ bảo của các thầy, cô giáo, giúp em sửa chữa những sai sót này

Trong quá trình làm đồ án em được sự hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Đức Thắng cùng với sự giúp đỡ, tạo điều kiện của các thầy trong bộ môn đã giúp em

hoàn thành đồ án môn học này

Hà nội, Ngày 10 tháng 05 năm 2007

Sinh viên Hoàng Văn Cường

Mục lục

Trang Lời nói đầu 6

Mục lục 7

Chương 1- Tổng quan về sản xuất ống thép hàn trên thế giới và Việt Nam 9

1.1- Vài nét khái quát về sản xuất ống 9

1.1.1- Tình hình sản xuất ống thép ở Việt Nam 9

1.2- Sơ đồ công nghệ sản xuất ống tổng quát 10

1.3- Sơ đồ công nghệ sản xuất ống ở Việt Nam 16

1.3.1- Cuộn tôn 16

1.3.2- Dải tôn (dải băng) 17

1.3.3- Dây truyền CD100 18

1.3.3.1- Sơ đồ công nghệ của dây truyền CD100: 18

1.3.3.2- Điều chỉnh và vận hành dây truyền 22

Chương 2- Tính toán dải phôi, phân tích các chi tiết trên giá tạo hình 29

2.1- Tính toán dải phôi 29

2.2- Các chi tiết trên giá cán 30

2.2.1- Quả cán 30

2.2.2- Trục cán 32

2.2.3- Gối đỡ trục 33

2.2.4- ổ đỡ trục 35

2.2.5- Khung giá cán (thân giá cán) 35

2.3- Quá trình gia công tạo hình 36

Chương 3- Chế độ hàn cao tần 48

3.1- Tìm hiểu chung về phương pháp hàn trong dây truyền sản xuất ống 48

3.1.1- Phương pháp hàn điện trở 48

3.1.2- Phương pháp hàn cảm ứng 49

3.1.3- Phương pháp hàn trong môi trường khí trơ (Ar hay He) 50

3.1.4- Phương pháp hàn cao tần 50

3.2- Chế độ hàn 57

3.2.1- Phương án vật liệu 57

3.2.2- Dạng liên kết 57

3.2.3- Chế độ hàn 58

Chương 4- Phân tích hệ thống điện của máy hàn cao tần 63

4.1- Khảo sát hệ thống hàn cao tần 63

4.1.1- Sơ đồ khối tổng quát 63

4.1.1.1- Giới thiệu sơ lược về thiết bị 63

4.1.1.2- Sơ đồ khối tổng quát 63

4.1.2- Chức năng của các khối 66

4.1.2.1- Khối nguồn cung cấp 66

4.1.2.2- Khối van điều khiển 66

4.1.2.3- Biến áp tăng áp 67

4.1.2.4- Chỉnh lưu điốt 68

4.1.2.5- Khối lọc 68

4.1.2.6- Mạch dao động 69

4.1.2.7- Khối cấp nguồn nuôi bóng điện tử 70

4.1.2.8- Khối hàn 71

4.1.3- Hệ thống điều khiển 72

4.1.3.1- Nguồn điều khiển 72

4.1.3.2- Hoạt động của sơ đồ điều khiển 73

Chương 5- Kiểm tra chất lượng hàn 77

5.1- Kiểm tra bằng quan sát 77

5.2- Kiểm tra khuyết tật bên trong mối hàn bằng chụp ảnh phóng xạ bằng tia X 77

5.2.1- Cơ sở lý thuyêt quá trình chụp ảnh phóng xạ bằng tia X 78

5.2.1.1- Các tính chất cơ bản của bức xạ tia X 78

5.2.1.2- Các loại thiết bị phát xạ tia X 79

5.2.1.3- Phim X - Ray 80

5.2.1.4- Nguyên lý chụp ảnh phóng xạ tia X kiểm tra vật liệu 81

5.2.2- Quy trình kiểm tra chất lượng mối hàn 82

5.2.2.1- Lựa chọn thiết bị 82

5.2.2.2- Tính chọn vật chỉ thị ảnh 82

5.2.2.3- Chọn loại phim 83

5.2.2.4- Chọn màn tăng cường 83

5.2.2.5- Khoảng cách chụp 83

5.2.2.6- Độ đen của phim 84

5.2.2.7- Xác định thời gian chiếu và hiệu điện thế 84

5.2.2.8- Xử lý phim đã chụp 85

Kết luận 87

Tài liệu tham khảo 92

Chương 1- Tổng quan về sản xuất ống thép hàn trên

thế giới và Việt Nam

1.1- Vài nét khái quát về sản xuất ống

1.1.1- Tình hình sản xuất ống thép ở Việt Nam

ở nước ta, một nước có nguồn tài nguyên dầu mỏ, than, quặng Crôm, đồng,…với trữ lượng lớn Và đặc biệt công nghiệp dầu khí đang từng bước đang phát triển, ngành vận tải ống càng thể hiện tầm quan trọng đặc biệt: sẽ mang lại hiệu quả kinh

tế lớn Và không thể không nhắc tới trong xây dựng: việc chế tạo các giàn dáo trong xây dựng chủ yếu làm từ các ống thép, các giàn không gian cũng làm chủ yếu

từ thép ống Ngoài ra còn sử dụng trong công nghiệp sản xuất nội thất, đồ dân dụng, phụ tùng xe đạp, xe máy,….Như vậy khối lượng ống sẽ đòi hỏi nhiều và ngành sản xuất ống cũng sẽ phát triển mạnh Năm 2006, một năm nhiều diễn biến khá phức tạp và khó khăn nhưng cả nước đã vươn lên đạt được thành tích to lớn trên nhiều lĩnh vực Hoà nhịp chung với đất nước, ngành thép, cụ thể là ngành sản xuất ống nói riêng đạt được kết quả: Toàn Hiệp hội thép Việt Nam sản xuất: 240.981

Tấn; tiêu thụ 240.662 Tấn (tăng 35.985 Tấn, đạt 117,6% so với năm 2005) trong

đó:

Bảng 1.1-Bảng số liệu tình hình tiêu thụ ống năm 2006 của hiệp hội thép

Tiêu thụ theo khu vực Tiêu thụ theo mặt hàng

Ngành thép Việt Nam đã đáp ứng nhu cầu trong nước: ống thép (ống đen,

ống mạ): 100% Thép cuộn cán nguội dải hẹp để sản xuất ống đen hàn nhập từ

Trung Quốc chiếm 70 ữ 80% nhu cầu

Thép cuộn Trung Quốc nhập vào và được bán với giá thấp tại thị trường Việt Nam:

Từ tháng 07/2006 đến nay là thép cuộn ∅6,5mm và ∅8mm có xuất xứ từ Công ty

Thép Liễu Châu-Quảng Tây-Trung Quốc Điều này đã gây ảnh hưởng lớn đến các doanh nghiệp sản xuất thép cuộn phía Bắc, còn các doanh nghiệp sản xuất thép cuộn miền Trung, miền Nam cũng bị ảnh hưởng nhưng không nhiều Từ ngày 01/07/2006, việc nhập khẩu thép phế gặp nhiều khó khăn nên đã ảnh hưởng đến sản xuất phôi thép (Luật bảo vệ Môi trường và một số văn bản dưới luật có hiệu lực) Những yếu tố này ảnh hưởng rất lớn đến giá phôi từ đó ảnh hưởng đến giá sản phẩm Từ đó cho thấy yêu cầu tìm ra quy trình công nghệ và các biện pháp kỹ thuật

để giảm chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm là rất cấp thiết

1.2- Sơ đồ công nghệ sản xuất ống tổng quát

Tổ hợp hàn ống hiện đại bao gồm dây truyền chuẩn bị dải băng (gỡ ra, sửa

đúng, làm sạch,…), tạo phôi ống, hàn ống, lỗ hình, cắt và sau đó nếu cần thiết thì gia công tinh (hình 1.1)

- Sơ đồ a thiết bị kéo dài (choán chỗ) nhất, nhưng nó còn tồn tại nhược điểm:

đầu trước của cuộn tôn tiếp theo khi vào cần phải chỉnh sửa cho đúng trục cán máy tạo hình, điều đó làm giảm năng suất Sản lượng trên các máy này thấp nên chỉ có tính chất giới thiệu

Hệ thống bao gồm các máy hàn giáp mối và thiết bị tạo vòng

- Sơ đồ b được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp sản xuất ống Theo

sơ đồ này có thể chế tạo được các ống có đường kính 6ữ259mm Quá trình sản xuất

ống là liên tục, điều đó được đảm bảo bằng các dây truyền chuẩn bị dải phôi bởi các máy hàn nối và tạo vòng dự trữ dải phôi để đảm bảo dây truyền có thể làm việc liên tục khi lấy thêm dải phôi và hàn nối Sơ đồ b có các nhược điểm: cần chỗ lớn của các trục cán đứng của nhóm máy tạo lỗ hình; cần các cuộn phôi dải có chiều

dày, chiều rộng khác nhau đối với mỗi loại ống; để thay các trục cán phải dừng toàn bộ tổ hợp khá lâu

- Những nhược điểm kể trên được loại trừ khi sử dụng sơ đồ c Trên tổ hợp làm việc theo sơ đồ c, người ta sử dụng 2ữ3 kích thước dải, từ đó chúng được tạo hình và hàn thành ống có chiều dày và đường kính theo kích thước tiêu chuẩn đã

cho Sau khi hàn tiến hành cắt ống theo chiều dài 60 - 100m, rồi làm nóng nhanh và

giảm kích thước bằng cách kéo qua các máy giảm tiết diện

Việc đưa vào quá trình kéo làm thay đổi tiết diện cho phép nhận được các ống có

đường kính và chiều dày khác nhau mà không cần thay đổi kích thước phôi ban

đầu Việc chuyển sang đường kính khác được thực hiện khá nhanh bằng cách thay cụm giá đỡ trục cán của máy giảm tiết diện Năng suất của tổ hợp c hơn năng suất

của tổ hợp theo sơ đồ b từ 30 - 40% Nhược điểm của sơ đồ công nghệ c là có sự

chênh lệch chiều dày giữa các đầu của ống dẫn đến làm tiêu hao kim loại

- Sự chênh lệch chiều dày giữa các đầu của ống trong thực tế được loại trừ ở sơ đồ d bằng cách đặt vào hệ máy thay đổi tiết diện một đường dây tạo hình và hàn

2.Sửa đúng, chỉnh nắn 8.Cắt đứt

6.Lỗ hình hiệu chuẩn 12.Giảm tiết diện

* Đặc điểm của sơ đồ đồ công nghệ sản xuất ống TЭC A20-102

Sơ đồ công nghệ hoàn chỉnh nhất (Sơ đồ d Hình 1) là hệ sản xuất ống TЭC

A20-102 Giàn tổ hợp làm ra các ống có đường kính từ 20mm đến 102mm, chiều dày 1,5 ữ 5mm Thiết bị của giàn máy gồm các đường dây và các bộ phận chính

4, Bộ phận làm lạnh với thiết bị thả nổi hình trống và bộ phận chia tách;

5, Các bộ phận sửa tinh ống, toàn hệ sửa đúng, xén mặt, các máy làm sạch,

đóng mark cùng quá trình thử thuỷ lực, tất cả kết hợp lại thành dòng được vận chuyển bằng tự động

Đặc điểm chính của các giàn máy các nước khác: Tất cả các tổ hợp hàn điện ống đều có cấu tạo tương tự như tổ hợp của Liên Xô Việc hoàn thiện công nghệ

được đề xuất theo hướng nâng cao năng suất tổ hợp và mở rộng khả năng công nghệ

Điều này đạt được nhờ việc tăng tốc độ hàn cao tần đến 120m/phút (hãng

Mannesmann, Đức; hãng Somenor, Pháp) và ví dụ như liên hiệp hai giàn máy cùng kiểu loại để hàn ống (hãng Tube Products, Anh) Tổ hợp có hệ thống cấp phôi chung, hàn nối và tạo nẹp vòng chung Sau đó sơ đồ công nghệ chia ra làm hai dây

truyền song song, mỗi dây truyền gồm các thiết bị để làm sạch mép, tạo hình, hàn, hiệu chuẩn lỗ hình và cắt ống, rồi sau đó lại kết hợp lại thành một dây truyền sửa tinh ống ở hai dây truyền riêng thì một dây truyền hàn tiếp xúc bằng điện trở, còn dây truyền kia hàn cao tần

Trong dây truyền công nghệ việc giảm tiết diện ống hàn được sử dụng rộng rãi (Mannesmann, Somenor) ở Đức người ta thực hiện các nguyên công kéo sợi qua lỗ khuôn các ống thép cácbon, thép hợp kim và kim loại màu sau khi đã tạo hình và hàn ống Điều đó làm tăng chất lượng của ống nhỏ

Tách bỏ bavia bên trong khi sản xuất ống hàn điện Khi hàn áp lực kim loại

sẽ thừa sẽ chảy ra tạo thành rìa xờm (bavia) ở bề mặt ngoài và trong Sự có mặt của bavia gây hạn chế khả năng sử dụng của ống thép hàn, để tách bỏ bavia là một trong những nguyên công quan trọng Bavia bên ngoài, như đã nhận xét được tách bằng dao bào đặt sau giá hàn

Nhiệm vụ khó khăn hơn là tách bavia trong, vì không kiểm tra được và khó khăn về mặt kỹ thuật khi đặt dụng cụ cắt bên trong Bavia trong được tách bằng dụng cụ riêng: gấp mép bằng con lăn ở nhiệt độ hàn 500 ữ 6000C, đốt cháy trong

môi trường ôxy

Hình 1.2- Cơ cấu tách bavia trong

Trên hình 1.2 trình bày cấu tạo của cơ cấu tách bavia trong, được viện ВНИИMETMAШ thiết kế Tách bavia trong được tì vào thành trong của ống bằng con lăn 1 Trục con lăn được kẹp chặt trong con trượt 2 (piston) dịch chuyển trong thân 3 (cylinder) và khi cắt bavia con trượt ép dao vào bề mặt trong của ống Dầu qua hệ thống lỗ 4 được đưa vào buồng làm việc cylinder (các lỗ 4 trong thanh của

cơ cấu tách bavia) Khi hệ thống thuỷ lực ngừng, lò xo 5 đẩy dầu từ buồng làm việc của cylinder và gom con lăn đỡ dưới vào thân, thanh tách bavia nhả ra Dao 6 được kẹp chặt trong thân giữa các con lăn đỡ trên 7 và 8 Các con lăn hạn chế chiều sâu cắt trong ống, nhờ vậy mà bavia trong được cắt đi với độ chính xác cao Con lăn 8

đặt trong đĩa xích 9 để khía cà bavia Bavia đã cắt được đưa qua cửa 10 và được đẩy

ra khỏi ống Thân 3 kẹp chặt thanh ferite 11 Để giảm ảnh hưởng của thanh tách bavia trong quá trình nóng mép thanh ferite được làm từ thép không nhiễm từ Trong thanh ferite có khe cho vòng ferite 12 để giảm mất mát công suất trong biến

áp hàn Điều này cho phép sử dụng cụm tách bavia để tách bavia trong khi hàn ống bằng dòng hàn cao tần Thanh tách bavia được kẹp chặt nhờ trụ đặt trên giá đỡ trục của máy định hình Cấu tạo của trụ cho phép chỉnh thanh tách bavia theo hướng bất

ữ 100mm đạt nhiệt độ 13000 ữ 14000C Bavia bị cháy dưới tác động của buồng ôxy

và nhiệt độ cao Để đảm bảo đốt cháy đều cần phải ôxy hoá liên tục bavia bên trong, muốn vậy tốc độ đốt cháy bavia phải tương ứng với tốc độ hàn ống Khi không đủ ôxy sẽ làm đốt cháy ống không đều và khi thừa ôxy - làm nguội kim loại cháy dẫn đến phá huỷ quá trình đốt

Để tránh tạo nên bavia trong lớn thì mép phôi phải được chuẩn bị như thế nào để khe hở giữa bề mặt ngoài của mép nhỏ hơn khe hở giữa các bề mặt trong, tức là mép ngoài khép kín Muốn vậy phải vát mép, hoặc phải tạo hình mép trong ví dụ qua lỗ hình kín

* Sơ đồ công nghệ trong sản xuất ống hàn đường kính lớn:

ống hàn đường kính lớn sử dụng rộng rãi trong công nghiệp dầu khí Các

đường ống dẫn dầu là phương tiện vận tải chính chuyển vận dầu khí từ nơi sản xuất

tới các địa phương tiêu thụ Mặt khác ống hàn đường kính lớn còn trang bị cho các

hệ thống dẫn nước, khí nén, và hơi dưới áp suất nhỏ ống đường hàn thẳng với

đường kính ≤ 820mm chế tạo từ ống phôi do 1 tấm thép uốn thành và bằng một

đường hàn thẳng ống đường hàn thẳng > 820mm chế tạo từ 2 tấm thép (2 đường hàn thẳng) Sản xuất ống đường kính 920, 1020 và 1220mm từ 1 tấm thép rộng

(Các tấm thép đó được sản xuất trên máy cán tấm) Cho nên không được hiệu quả

và kinh tế, vì để cán được tấm có dải rộng như thế thiết bị cán rất phức tạp và chi phí đầu tư máy cán như vậy rất lớn

ống đường hàn xoắn chế tạo từ ống phôi do một băng thép uốn xoắn vít Phương pháp uốn - hàn xoắn so với phương pháp uốn - hàn thẳng có hai ưu điểm sau:

1 ống sản xuất từ các băng kim loại chiều rộng không lớn, rất kinh tế;

2 ống đường hàn xoắn bền vững hơn ống đường hàn thẳng do ứng suất rất

đều theo mọi phương Trên các ống đường hàn thẳng ứng suất yếu nhất tập trung theo một phương nên dễ bị phá huỷ trong trạng thái làm việc

8

Hình 1.3.Sơ đồ công nghệ 1.Cuộn phôi gỡ ra 5.Bộ phận bản lề (tạo vòng) 2.Sửa đúng, chỉnh nắn 6.Cắt mép

3.Cắt đầu, đuôi 7.Tạo hình dải và hàn ống 4.Hàn đầu mút các trục hàn nhỏ 8.Cắt ống

1.3- Sơ đồ công nghệ sản xuất ống ở Việt Nam

Hiện nay, ở Việt Nam sản phẩm ống thép sản xuất trong nước đã có vai trò thiết thực cho các công trình xây dựng cũng như phục vụ việc sản xuất đồ gia dụng, thiết bị ngành giáo dục, dần thay thế các sản phẩm nhập ngoại

Tại một số nhà máy đã nhập những dây truyền cũ của nước ngoài (Đài Loan, Trung Quốc, Nam Triều Tiên,…) sản xuất ống theo công nghệ cũng gần giống với công nghệ của Liên Xô Như nhà máy ống thép Hanitsco có 3 dây truyền sản xuất ống:

CD20 sản xuất ống ∅8 ữ ∅22mm, chiều dài 6m; CD50 sản xuất ống ∅21 ữ ∅48

mm, dài 6m; CD100 sản xuất ống ∅50 ữ ∅102mm, dài 6m 3 dây truyền này có sơ

đồ công nghệ giống nhau nên chỉ cần tìm hiểu một sơ đồ (sơ đồ sản xuất ống CD100)

Để có thể sản xuất ra ống có kích thước nhất định thì cần có cuộn tôn với bề rộng tương ứng Cuộn tôn đó có thể được nhập trực tiếp với bề rộng theo yêu cầu và

có thể đưa vào dây truyền sản xuất ngay Còn nếu nhập phôi khổ rộng thì phải qua một công đoạn nữa mới đưa vào sản xuất ống được, đó là công đoạn xả tôn thành những dải tôn có kích thước yêu cầu nhờ vào máy xả băng Và lúc này để có được sản phẩm ống thép chất lượng cao từ nguồn vật tư là những dải, cuộn thép lá là một quá trình gồm nhiều công đoạn:

Cuộn tôn, dải tôn được đưa vào máy xả băng bởi các thiết bị nâng hạ: Cầu trục,

xe nâng để tạo thành các dải thép theo yêu cầu cuốn ống

1.3.2- Dải tôn (dải băng)

Để có các dải thép theo yêu cầu đường kính ống, cuộn tôn, dải tôn được đưa qua máy xả băng để tạo ra các dải có chiều rộng như: 24,5; 61; 77; 80; 95; 101;

104; 128; 130,5; 132; 145; 184; 232; 256; 292 mm Các kích thước này có thể

thay đổi được nhờ căn chỉnh thông qua các bạc cách dao

Hệ thống thiết bị chính của dây truyền xả băng:

Hệ thống dây truyền được mô tả như sau:

hệ thống xe rùa kết hợp xi lanh đẩy thủy lực Khi đặt đúng vị trí mâm ép có lõi côn

sẽ tiến vào ép chặt lõi trong của cuộn tôn thành một khối Khối này sẽ tự quay bởi hai ổ đỡ của mâm kẹp

- Máy kéo tôn

Tấm tôn được tời ra khỏi cuộn nhờ hệ thống máy kéo KB-10 Máy kéo này có thể chuyển động đảo chiều nhờ đó có thể thực hiện việc tời ra hoặc kéo tấm lại Sau

đó tấm tôn được đưa qua thiết bị nắn ép NE - 3.1250 và qua thiết bị định biên DBL

- 1250 để đưa tấm tôn đến máy xả băng được chuẩn với tâm dao cắt

- Máy xả băng

Có nhiệm vụ xả tấm tôn thành các dải băng theo yêu cầu cuốn ống nhờ các bạc cách dao nhằm xác định bề rộng dải băng

- Máy cuộn via

Có nhiệm vụ cuộn các via hai bên mép hai dải băng ngoài cùng sau máy xả băng

- Thiết bị ép phân ly

Là thiết bị dùng để ép các dải băng và phân ly sơ bộ các dải nhằm mục đích

đưa dải thép vào máy cuộn được căng cuộn chặt và không chồng dải nhờ một cặp

xy lanh thuỷ lực

- Máy cuộn băng

Máy cuộn qua trục phân cách các dải băng thép lên tang cuốn Phía trên tang cuốn có trục phân cách các dải tôn Trục này đè xuống các dải băng trên tang cuộn nhờ 2 xylanh thuỷ lực

Phần quan trọng của máy cuộn là tang cuộn được chế tạo bằng thép đúc gồm

04 mảnh rời Các mảnh này được liên kết với trục cuộn nhờ nêm trượt côn (góc α =

1200) có rãnh chữ T Việc đóng mở các mảnh tang được thực hiện bằng xylanh thuỷ lực gắn phía sau trục máy

Khi làm việc, các mảnh tang được bung ra đạt kích thước thiết kế ∅550mm

Khi thực hiện xong chu trình xả băng thì dừng máy để tháo các băng thép, các mảnh tang cuộn được điều khiển cụp lại bằng xylanh thuỷ lực đạt kích thước thiết

kế ∅500mm để tháo lắp được dễ dàng Các dải băng sau đó được đưa ra khỏi tang

cuộn nhờ các cầu trục Cầu trục đưa dải băng đến khu vực chuẩn bị phôi cho dây truyền để bắt đầu sản xuất

1.3.3- Dây truyền CD100

1.3.3.1- Sơ đồ công nghệ của dây truyền CD100:

Hình 1.4- Sơ đồ công nghệ sản xuất ống của máy CD100

1- Cầu trục 8- Con lăn ép trước hàn

3- Máy cắt đứt 10- Con lăn ép hàn

4- Máy hàn nối 11- Dao bào cắt bavia ngoài

5- Con lăn kéo 12- Dàn làm nguội

6- Dàn tích băng 13- Dàn hiệu chuẩn ống

7- Dàn tạo hình 14- Bàn cưa cắt ống

15- Dàn xuống ống

Tổ hợp dùng để chế tạo các ống dùng trong xây dựng có đường kính

∅ 48 ữ ∅113,5mm, các ống vuông, chữ nhật chiều dày 1 ữ 3mm Cầu trục 1 tải trọng tối đa 2Tấn mang cuộn phôi trên giá tiếp nhận của ụ tở băng 2, trên ụ tở

băng có 2 giá tiếp nhận phôi và giá này có thể quay được với mục đích tạo được tính liên tục trong quá trình sản xuất Đầu dải phôi được kẹp và đưa vào con lăn kéo

5 dỡ phôi ra, con lăn này được truyền động bởi động cơ có công suất 7,5kW và hệ

thống xylanh khí nén ép 2 trục để thực hiện kéo phôi Đầu trước và sau của dải cuộn được cắt đứt bằng máy cắt đứt 3 Hàn nối đầu các cuộn phôi được thực hiện trên máy hàn nối 4, thiết bị hàn nối: máy hàn hồ quang tay EMC 200: Smax : 10kVA, TL:30%, U20 = 61 ữ 69V, f = 50Hz, 50A/20V ữ 200A/30V Tại đây đầu của dải cuộn

dải băng này được nối với cuối của cuộn dải băng kia bằng cách hàn đính (Phần ống hàn này sẽ bị cắt đi khi đến bàn cưa) Sau đó dải đi vào bộ phận tích băng 6,

gồm khoang dài 7m; cao 3,4m; chiều rộng của khoang có thể điều chỉnh được để

phù hợp với các dải phôi có bề rộng khác nhau nhờ cơ cấu vít me - đai ốc, chiều

rộng tối đa của khoang là 400mm Khoang tích băng giúp cho quá trình sản xuất

được liên tục khi hàn nối hai dải băng với nhau Sau đó dải phôi được đi vào máy tạo hình 7: dải phôi được là phẳng nhờ cơ cấu là phẳng 17 gồm 5 trục (3 trục ở dưới

và 2 trục ở trên), rồi dải phôi qua các giá tạo hình gồm 7 giá có cặp trục ngang và

6 giá có cặp trục đứng Các giá máy trục nằm ngang được truyền chuyển động

chung nhờ một động cơ xoay chiều công suất 22kW (30HP), tốc độ 1470vg/phút,

qua một hộp điều chỉnh tốc độ dựa vào nguyên lý ép trượt, sau đó qua hệ trục vít - bánh vít với tỷ số truyền 1/9, rồi được nối với các trục cán nhờ các khớp các đăng (mục đích: có thể truyền chuyển động giữa hai trục không đồng tâm) Còn các giá máy trục đứng không có hệ truyền động

Hàn mép ống (đường sinh) được thực hiện nhờ con lăn ép 10, làm nóng mép hàn

bằng thiết bị cao tần 9 (tần số 400kHz, bóng đèn công suất 200kW) Sau đó ống

được cắt bavia ngoài nhờ bộ phận cắt bavia ngoài (dao bào) 11 Bộ phận này có 2 giá lắp lưỡi dao bào trong đó 1 giá lắp lưỡi dao dự phòng khi dao bị mòn, hỏng và khi cần thay dao mà vẫn đảm bảo dây truyền không phải dừng Giá lắp dao có thể

điều chỉnh lên, xuống, ngang để khống chế tiết diện to, nhỏ của bavia cần cạo Phía dưới còn có một cặp trục để chống lực ép khi cạo Sau khi ống được hàn và cắt bavia ngoài, ống được làm nguội bằng dung dịch trơn nguội (bộ phận làm nguội 12

gồm 1 bể dài 2,5m; cao 0,6m; rộng 0,28m và 1 hệ thống ống đặt song song với phôi

và đặt trên phôi, ống này có các lỗ nhỏ để dung chất làm nguội có thể phun xuống phôi)

Máy hiệu chuẩn lỗ hình 13 gồm 4 giá đỡ trục cán ngang, các giá trục ngang này cũng có hệ dẫn động giống với hệ dẫn động của máy tạo hình (động cơ công suất

22kW, 1470 vg/phút), 3 giá đỡ trục cán đứng có các cặp trục chuyển động theo trục

giá ngang, một cơ cấu định kích thước và sửa phôi 16 (gồm 2 cặp trục cán) thống nhất với các giá đỡ của máy tạo hình, thực hiện hiệu chuẩn kích thước ống Sự định chiều dài ống và cắt được thực hiện nhờ hệ thống bàn cưa 14: động cơ kéo máy

cưa có công suất 15kW, tốc độ 2900vg/phút; khi phôi ống đạt kích thước định sẵn

thì bàn cưa chuyển động cùng vận tốc ống đồng thời kẹp chặt nhờ các công tắc hạn

vị ngoài, sau đó dao thực hiện chuyển động cắt, ống dao đĩa quay đều và ăn dao hướng kính Tiếp đó ống được đẩy đến dàn xuống ống, tại đây ống được người thợ kiểm tra khuyết tật bằng mắt, sau đó phân loại ống theo 3 loại:

+ ống thành phẩm;

+ ống thứ phẩm;

+ ống phế phẩm

Sau đó đóng bó đưa qua cân kiểm tra trọng lượng và nhập kho

1.3.3.2- Điều chỉnh và vận hành dây truyền

Sau khi đã xác định được ống thép thành phẩm có kích thước cụ thể ta chọn

bộ quả cán có kích thước tương ứng và tiến hành lắp lên giá và điều chỉnh cơ cấu máy

1.3.3.2.1- Điều chỉnh dàn tích băng

Ta điều chỉnh bề rộng dàn tích băng cho phù hợp với dải băng đã chọn nhờ các vít điều chỉnh của dàn tích băng Nếu để hẹp quá thì sẽ không kéo được dải tôn còn nếu để rộng quá thì dải tôn dễ bị xoắn gây ảnh hưởng quá trình sản xuất có khi còn làm tôn bị mắc

1.3.3.2.2- Điều chỉnh giá trục ngang

Hình 1.5- Kết cấu của giá ngang

Trên hình 1.5: Kết cấu của giá ngang, giá trong 1 là giá ít tháo lắp chỉ tháo lắp khi cần sửa chữa Giá ngoài 25 là giá thường xuyên được tháo lắp mỗi khi cần thay bộ quả cán mới hoặc điều chỉnh bạc Để tháo quả cán khỏi trục trước tiên ta tháo đai ốc 21, các bulông lắp chân giá đỡ 25 với sàn Sau đó kéo cả cụm giá 25 ra, tiếp đó tháo bạc chặn quả cán, quả cán, bạc chặn quả cán

Sau khi chọn được cặp quả ứng với giá cán tương ứng ta dùng thước đo bề rộng của quả cán từ đó dùng thước đo và chọn bạc tương ứng (Vì khoảng cách giữa giá 1 và

25 là cố định, ta xác định bề rộng quả cán từ đó tính được hiệu của 2 giá trị này ặ lấy kết quả chia đôi ta được chiều dài của bạc) Và thao tác lắp ngược lại với thao tháo nói ở trên

ở giá ngang chủ yếu là điều chỉnh lực ép xuống làm cho khe hở giữa trục trên và trục dưới phù hợp với lỗ hình Để điều chỉnh thường dùng cơ cấu trục vít - bánh vít

Cơ cấu điều chỉnh gắn với trục trên, còn trục dưới là trục bị động Để điều chỉnh đầu tiên ta nới đai ốc 13, sau đó dùng cờ lê vặn đai ốc 12 để điều chỉnh lên hoặc xuống tuỳ theo yêu cầu Đai ốc 12 được lắp lỏng với thân giá và được hạn chế chuyển động lên xuống bằng vít Sau khi điều chỉnh xong ta xiết chặt đai ốc 13 để

cố định đai ốc 12 để trong quá trình làm việc nó không bị dịch chuyển

Sau một thời gian làm việc ổ bi côn có thể bị mòn, ta vặn êcu tăng bi côn 3 để điều chỉnh độ dơ Đầu tiên ta phải nới vít 10, sau đó mới vặn êcu, sau khi điều chỉnh xong ta lại vặn vít 10 tì sát vào bích gối với mục đích hãm sự chuyển động của êcu tăng bi côn trong quá trình máy làm việc

1.3.3.2.3- Điều chỉnh giá trục đứng

15 47

8

9

10

13 14 15 16 17

Hình 1.6- Kết cấu giá trục đứng

Trên hình 1.6: Kết cấu giá trục đứng: Để tháo lắp thay quả cán, trước tiên ta nới đai ốc 11, rồi tháo thanh ngang 12 (thanh ngang 12 có tác dụng giữ cho hai trục đứng không bị choãi ra khi làm việc, đảm bảo độ cững vững), rồi vặn tháo đai

ốc 14, sau đó tháo lắp chặn ổ 16 Tiếp đó dùng thiết bị tháo quả cán và ổ đũa

Còn để lắp quả cán: đầu tiên ổ đũa côn dưới, sau đó lắp quả cán, tiếp đó lắp ổ đũa trên, sau đó lắp lắp chặn ổ, nắp bạc và đai ốc Và sau khi đã điều chỉnh song giá cán mới lắp thanh ngang

Với giá đứng có thể điều chỉnh lên, xuống và điều chỉnh theo phương ngang Để

điều chỉnh lên, xuống ta dùng cờ lê vặn trực tiếp mũ ốc trên trục 13, có thể điều chỉnh được là nhờ trục có ren lắp với ụ nắp trục tâm 19, trên ụ này có ren

Để điều chỉnh dịch chuyển ngang nhờ cơ cấu vít me - đai ốc: vít me có hai đoạn ren

có hướng ngược nhau, đai ốc ở đây là 2 bích nắp với ụ nắp trục tâm, khi vặn vít me thì 2 ụ tâm sẽ cùng chuyển động ra hoặc vào Đai ốc 4 và 5 có tác dụng hãm trục vít giúp cho trục vít cố định tương đối so với thân giá Có 2 chế độ điều chỉnh:

+ Điều chỉnh 2 trục có lượng dịch chuyển bằng nhau và ngược chiều nhau:

đầu tiên ta vặn đai ốc 4 theo chiều sao cho nó không siết chặt vào tay vặn 2 nữa, tiếp theo ta vặn đai ốc 5 để nó không ép vào bích 6 Sau đó vặn tay vặn 2 theo chiều

sao cho nó không ép chặt bạc 20 ép vào gờ trục vít Tiếp đó ta dùng cờ lê vặn đầu

mũ ốc trên trục vít theo chiều mà ta muốn điều chỉnh Sau khi điều chỉnh trục vít xong ta phải siết chặt đai ốc 4 để nó ép sát vào tay vặn 2 có tác dụng ccố định tay vặn 2 với trục vít, tiếp đó siết đai ốc 5 ép sát vào bích 6 nhằm cố định tay vặn 2 với bích 6 Từ đó giúp cố định trục vít với giá đỡ

+ Điều chỉnh 2 trục có lượng dịch chuyển khác nhau và ngược chiều nhau:

đầu tiên ta nới đai ốc 5 để nó không ép sát vào bích 6 nữa, tiếp đó vặn tay vặn 2 theo chiều sao cho nó ép chặt bạc 20 vào gờ trục vít Tiếp theo ta siết đai ốc 4 cho

nó ép chặt vào tay vặn 2 Lúc này tay vặn 2 và trục vít như một khối Việc điều chỉnh trục vít lúc này ta chỉ cần quay tay vặn 2 theo yều cầu điều chỉnh Khi ấy ngoài chuyển động của 2 ụ lắp trục tâm so với trục vít một lượng bằng nhau còn chuyển động của trục vít so với bích 6 Do đó lượng dịch chuyển của 2 trục là khác nhau Sau khi điều chỉnh xong ta phải siết đai ốc 5 ép chặt vào bích 6 để cố định trục vít

Điều chỉnh khoảng cách giữa hai trục đứng cho phù hợp với kích thước lỗ hình Nếu lệch tâm so với đường cán thì điều chỉnh bằng trục vít của cơ cấu

Trước khi có thể điều chỉnh giá trục ngang, trục đứng người ta phải lấy đường cán làm cơ sở để điều chỉnh: có thể lấy đường cán bằng máy ngắn chuyên dụng hoặc căng bằng dây Nếu căng bằng dây, ta chỉnh chuẩn 2 giá đầu và cuối sau đó căng dây và chỉnh các giá trong theo hai giá này

Hình 1.7- Kiểm tra đường cán trên máy cán

1.3.3.2.4- Điều chỉnh giá trục lăn dẫn hướng

Điều chỉnh lực ép xuống làm cho khe hở giữa trục trên và dưới là từ

1 ữ 2mm và điều chỉnh dường tâm lỗ hình trục dẫn hướng thẳng góc với đường tâm cán, do dó phải tiến hành điều chỉnh cả 3 mặt là thẳng dứng, ngang, đường tròn Việc điều chỉnh nhờ các cơ cấu vít me - đai ốc

1.3.3.2.5- Điều chỉnh giá trục ép hàn

Lắp đặt trục ép hàn và điều chỉnh khoảng cách trung tâm giữa 2 trục ép trùng với đường tâm cán và điều chỉnh mũ ốc trục vít để có tâm đường đáy hai trục bằng nhau

1.3.3.2.6- Điều chỉnh hệ thống cạo bavia

Điều chỉnh giá dao di động theo hướng thẳng góc và ngang làm cho lưỡi dao

đi đúng khe hàn của phôi ống Khi dây chuyền chạy mới cho lưỡi dao thực hiện cắt

bằng cách ăn bavia từ từ nhờ cơ cấu điều chỉnh (tay vặn) Và khi muốn dừng dây chuyền thì đồng thời cũng phải điều chỉnh tay vặn để nhấc lưỡi dao lên nếu không lưỡi dao có thể bị hỏng

1.3.3.2.7- Điều chỉnh hệ thống làm mát

Căn cứ vào kích thước ống để điều chỉnh lưu lượng nước cho phù hợp, đảm bảo quá trình làm mát được thích hợp Việc điều chỉnh này nhờ các van điều chỉnh Các van này có tác dụng đóng, mở và điều chỉnh lưu lượng nước làm mát

Đối với thép cacbon thấp thì nhiệt độ hàn vào khoảng 1250ữ14600C Công suất vào

có thể thực hiện điều chỉnh cao áp Việc điều cao áp cũng có sự khác nhau với các kiểu máy cao tần khác nhau Ngoài ra có thể thay đổi tốc độ hàn để làm thay đổi nhiệt độ hàn

Chương 2- Tính toán dải phôi, phân tích các chi tiết

trên giá tạo hình

(Lỗ hình hở, lỗ hình kín, trục cán, quả cán)

Để có thể tạo ra các loại ống khác nhau thì tương ứng phải có các bộ quả cán khác nhau Mỗi bộ quả cán sẽ ứng với một kích thước nhất định, khi cần sản xuất 1 loại ống ta chỉ cần thay bộ quả cán tương ứng lên các giá cán Để hiểu được quá trình gia công tạo hình ta đi phân tích tìm hiểu cụ thể đối với các chi tiết trên giá

cán tạo hình và quá trình tạo hình ống ∅42,2mm

Quá trình tạo hình nguội liên tục là quá trình uốn dẻo liên tục băng kim loại

từ dạng phẳng sang dạng cong lòng mo và cho tới dạng ống Quá trình uốn băng kim loại tiến hành theo một thứ tự nhất định, trên các giá máy trong các lỗ hình do trục cán và quả cán tạo nên Quá trình tạo hình ống từ dạng phẳng chủ yếu thực hiện ở dàn tạo hình, và quá trình biến dạng đó chủ yếu nhờ các giá ngang, còn các giá trục đứng có tác dụng sửa đúng biên dạng để nó tiếp tục đi vào giá ngang tiếp theo

2.1- Tính toán dải phôi

Từ công thức (VIII - 1)[1] ứng với hàn cao tần: Chiều rộng băng kim loại tính cho mỗi kích cỡ ống nhất định có thể xác định theo công thức:

VËy víi èng ∅42,2mm, chiÒu dµy thµnh èng lµ 2mm ta cÇn d¶i ph«i cã chiÒu réng:

Hiện nay các bộ quả cán nước ta đã có một số cơ sở có thể sản xuất được nhưng do giá cả vẫn cao hơn ở nước ngoài nên thường vẫn có xu hướng nhập từ nước ngoài về ở Nhà máy Hanitsco bộ quả cán của dây truyền CD100: dàn tạo hình gồm có 7 cặp quả cán giá trục ngang, 6 cặp quả cán giá trục đứng, 1 cặp quả cán trước hàn và 1 cặp quả cán ép hàn Dàn định hình có 4 cặp quả cán giá trục ngang, 3 cặp quả cán giá trục đứng và 2 cặp quả cán của cơ cấu định kích thước Trên mỗi quả cán đều ghi số thứ tự ứng với mỗi giá cán và vị trí (trên hay dưới)

Quả cán là nơi trực tiếp làm biến dạng kim loại để cho ra sản phẩm cán có hình dáng và kích thước theo tiêu chuẩn và yêu cầu của con người

Vật liệu làm quả cán: Thường làm bằng X12M Quả cán được hoá nhiệt

luyện: Độ cứng đạt được > 62 - 64HRC

Hiện nay công nghệ hoá nhiệt luyện đang được dùng để xử lý bề mặt quả cán

là thấm cacbon Thấm cacbon có tác dụng làm tăng hàm lượng cacbon trên lớp bề

mặt của chi tiết thép có hàm lượng cacbon thấp (0,1 đến 0,25%C) lên 0,8 - 1,2%C

với chiều dày vài milimét Sau khi thấm cacbon chi tiết cần được tôi và ram để lớp

bề mặt có độ cứng cao (bề mặt thép cứng tới 60 - 64HRC), còn lõi (với hàm lượng cacbon thấp) sau khi tôi có tăng độ bền, độ cứng 30 - 40HRC nhưng vẫn giữ được

độ dẻo, độ dai Các chi tiết được thấm cacbon làm việc tốt trong điều kiện chịu tải trọng va đập và ma sát Nhiệt độ thấm cacbon chọn cao hơn đường A3 (thường từ

900 - 9500C), tức là thấm trong vùng đơn pha austenít là pha có khả năng hoà tan

cacbon lớn nhất Khác với các chi tiết bằng thép thông thường, chi tiết thép sau khi

thấm cacbon có lớp bề mặt là thép sau cùng tích (trên 0,8%C) còn lõi là thép trước cùng tích (khoảng 0,2%C) Nhiệt độ tôi cho chi tiết thép sau khi thấm cacbon có

đặc điểm riêng: Lớp bề mặt, để bảo tồn lưới XeII có độ cứng và tính chịu mài mòn cao, phải tôi như thép sau cùng tích ở 760 đến 7800C Lõi là thép trước cùng tích

(0,2%C) phải tôi ở 880 đến 9000C Vì quả cán có yêu cầu độ cứng bề mặt cao nên

ta chọn công nghệ tôi một lần thực hiện sau khi thấm cacbon và thường hoá thép: Tôi ở 820 - 8500C Sau khi tôi, các chi tiết thấm cacbon được ram thấp ở 1500C đến

cacbon có nhiều ưu điểm: lớp bề mặt có hàm lượng cacbon cao nên khi tôi có độ cứng và tính chịu mài mòn cao Nhưng nhiệt độ thấm nằm trên đường A3 nên đã có

sự chuyển biến pha do đó sẽ làm chi tiết bị biến dạng ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết Thường khi sử dụng phương pháp thấm cacbon thì quá trình gia công tinh sẽ thực hiện sau khi đã hoá nhiệt luyện Sau thấm cacbon lại phải kiểm tra biên dạng xem có khớp với dưỡng không, nếu không khớp thì phải sửa cho đúng biên dạng Việc sửa các chi tiết đã qua xử lý bề mặt rất khó do bề mặt rất cứng

Phương pháp thấm nitơ xung plasma đang được thử nghiệm Thấm nitơ là phương pháp hoá nhiệt luyện làm bão hoà (thấm, khuyếch tán) nitơ vào bề mặt chi tiết phần lớn bằng thép hợp kim với mục đích chủ yếu là nâng cao độ cứng và tính

chống mài mòn (65 - 70HRC hơn hẳn thấm cacbon) Độ cứng cao của lớp thấm

nitơ là bản chất tự nhiên của nó, không phải qua nhiệt luyện tiếp theo như khi thấm cacbon Thấm nitơ còn tạo nên lớp ứng suất dư đáng kể ở bề mặt làm tăng mạnh giới hạn mỏi của chi tiết Do nhiệt độ thấm nitơ thường thấp (480 - 6500C, để

không làm hỏng tổ chức sau khi tôi) nên hệ số khuyếch tán của nitơ trong thép rất

bé (Chất khuyếch tán N trong dung môi Feα: Hệ số khuyếch tán

D = 2,3.10-9 cm 2 /s(nhiệt độ 5000C), D = 8,9.10-9cm 2 /s (nhiệt độ 6000C))

Thấm nitơ xung plasma tuy chiều dày lớp thấm nhỏ hơn phương pháp thấm C nhưng độ bền cao hơn, biến dạng ít hơn Vì sau khi thấm không tiến hành tôi và mài nên thường gia công tinh chi tiết trước khi thực hiện thấm nitơ Lớp thấm cứng hơn và độ cứng rất cao này giữ được ngay cả khi làm việc ở trên 5000C vì theo giản

đồ pha Fe-N tổ chức lớp thấm không thay đổi ở các nhiệt độ thấp hơn 5910C, trong

khi đó độ cứng cao của lớp thấm cacbon bị giảm mạnh khi nhiệt độ vượt quá 2000C

do mactenxit bị phân hoá khi ram

Mỗi quả cán đều có dưỡng để kiểm tra biên dạng xem có bị mòn hay không:

dưỡng là một lá thép có chiều dày 2mm có biên dạng giống biên dạng quả cán Nó

cũng được nhiệt luyện để đủ độ cứng đảm bảo độ chính xác khi kiểm tra Trên dưỡng cũng ghi ký hiệu ứng với mỗi quả cán

2.2.2- Trục cán

Trục cán lắp với quả cán, là nơi tiếp nhận lực trực tiếp từ quả cán Trục cán vừa phải đảm bảo độ cứng, bên trong lại phải dẻo dai chịu uốn tốt chịu được va đập mạnh Trục cán phải có tính đàn hồi dẻo tốt Trục được làm từ thép 45 nhiệt luyện

đạt 45 - 50HRC

Huớng trái Huớng phải

Ren Vuông 45x6

Huớng trái

Hình 2.1- Trục ngang trên giàn máy CD100

2.2.3- Gối đỡ trục

Gối đỡ trục là bộ phận quan trọng đặt ở hai bên thân giá cán để lắp ổ đỡ hai

đầu trục cán Gối đỡ trục thường làm bằng gang xám, có khi làm bằng thép đúc thông thường Gối đỡ trục thường làm hai nửa được ghép lại là nửa gối đỡ trên và nửa gối đỡ dưới, có khi gối đỡ được đúc liền Trong dây chuyền CD 100, gối đỡ trục được đúc liền, vật liệu là thép 45

Hình 2.2- Gối đỡ trục của giàn máy cán CD100

Hình 2.3- Bích gối trong ụ cán của giàn máy CD100

Để có thể điều chỉnh độ dơ của ổ bi côn gối trong ụ cán giàn máy CD100 người ta dùng êcu tăng bi côn (hình 2.4):

Hình 2.4- Êcu tăng bi côn gối trong ụ cán giàn máy CD100

2.2.4- ổ đỡ trục

Đây là chi tiết được lắp vào hai cổ trục cán và tất cả lại lắp vào gối đỡ trục Khi trục cán làm việc, ổ đỡ trục là nơi chứa chất bôi trơn cho trục cán và đỡ trục cán qua cổ trục, khi ấy ổ đỡ trục sẽ chịu một áp lực rất lớn, và còn bị nóng do ma sát sinh ra giữa bạc lót với cổ trục,….Nếu ổ đỡ trục không chịu được tải trọng do lực cán sinh ra thì chẳng những không cán được sản phẩm mà còn xảy ra nhiều sự

cố cho máy cán Khi làm việc, ổ đỡ là nơi chịu tác dụng của các lực đặt lên trục, nhờ có nó mà trục cán có một vị trí xác định trong máy và quay quanh một trục tâm

đã định để cán chính xác ra các kích thước sản phẩm khác nhau

Máy CD100 sử dụng ổ đỡ là ổ lăn: Giá cán trục ngang: ụ trong sử dụng hai ổ đũa côn 7212, còn ụ ngoài sử dụng ổ bi đỡ 1 dãy 6212 Giá cán trục đứng sử dụng ổ

đũa côn: ổ trên 7205, ổ dưới 7206

2.2.5- Khung giá cán (thân giá cán)

Thân giá cán là chi tiết lớn đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ giá cán Mọi chi tiết khác của giá cán như trục cán, gối đỡ trục, ổ đỡ trục,… đều lắp đặt trên

khung giá cán Trong quá trình làm việc, lực cán tác dụng lên trục cán và truyền vào thân giá cán rồi truyền xuống móng máy cán, vì vậy thân giá cán đòi hỏi phải

có độ bền cao, độ biến dạng ít, độ cứng vững lớn Khung giá cán chia làm 2 loại: kiểu kín và kiểu hở Vật liệu chế tạo khung thường là thép đúc 35 ữ 45, có [σb] =

60N/mm 2 Khung được chế tạo bằng phương pháp đúc, ở loại máy cán nhỏ khung

có thể được chế tạo bằng phương pháp hàn ghép từng tấm kim loại thành khung

Hình 2.5- Khung giá cán phía trong giàn máy CD100

2.3- Quá trình gia công tạo hình

Sau khi băng kim loại được là phẳng nhờ các trục ép là, thì quá trình tạo hình

để tạo biên dạng ống ở dàn tạo hình được diễn ra theo trình tự :

Hình 2.6- Quá trình hình thành biên dạng ống Dải phôi qua giá thứ nhất của dàn tạo hình sẽ có biên dạng 1 (hình 2.7) và để

có biên dạng nh− vậy là nhờ vào cặp quả cán I:

A

Hình 2.7- Cặp quả cán giá cán I

D¶i ph«i qua gi¸ thø 3 cña dµn t¹o h×nh sÏ cã biªn d¹ng 3 (h×nh 2.8) nhê vµo biªn d¹ng cña cÆp qu¶ c¸n thø III:

H×nh 2.8- CÆp qu¶ c¸n gi¸ c¸n III

D¶i ph«i qua gi¸ c¸n thø 5 sÏ cã biªn d¹ng 5 (h×nh 2.9) nhê vµo biªn d¹ng cña cÆp c¸n cña gi¸ V:

H×nh 2.9- CÆp qu¶ c¸n gi¸ c¸n V

D¶i ph«i qua gi¸ c¸n thø 7 sÏ cã biªn d¹ng 7 (h×nh 2.10) nhê vµo biªn d¹ng cña cÆp c¸n cña gi¸ VII:

H×nh 2.10- CÆp qu¶ c¸n gi¸ c¸n VII

D¶i ph«i qua gi¸ thø 9 cña dµn t¹o h×nh sÏ cã biªn d¹ng 9 (h×nh2.11) nhê vµo biªn d¹ng cña cÆp qu¶ c¸n cña gi¸ thø IX: