Thiết kế forged steel floating ball valve

Thiết kế forged steel floating ball valve

LỜI MỞ ĐẤU

- Trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, cácngành công nghiệp kỹ thuật đóng vai trò hết sức quan trọng, trong đóngành công nghiệp cơ khí là một trong những ngành giữ vai trò quantrọng trong nền kinh tế quốc dân ứng dụng của khoa học hiện đại nhưđiện tử, tin học Để nâng cao sản xuất, chất lượng và giảm giá thànhsản phẩm là những yếu tố kỹ thuật phải gắn liền với yếu tố kinh tế ởnước ta, ngành công nghiệp sản xuất và gia công cơ khí đang pháttriển Dần đưa ra thị trường nhiều sản phẩm phong phú và đa dạng,chất lượng và độ phức tạp của sản phẩm ngày càng hoàn thiện hơn.máy móc và thiết bị hiện nay ngày càng được cải tiến Để thực hiệnđược những yêu cầu phát triển đó thì công nghệ thiết kế và chế tạo

ra những sản phẩm cần phải có phần mềm thiết kế mà trong nhữngphần mềm thiết kế thì phần mềm CATIA thể hiện nhiều ưu điểm vảkhả năng vượt trội của nó so với các phần mềm khác.Nhóm chúng em

được giao đề tài tiểu luận CATIA là “ Thiết kế Forged steel floating ball valve”.

- Do kiến thức còn hạn chế, thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế nêntrong quá trình thiết kế và tính toán, chúng em không tránh khỏi nhữngsai sót nên chúng em rất mong có sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy

để em có thể củng cố và hoàn thiện kiến thức của mình khi bước vào

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU VỀ CÁC LỆNH……… Trang 3

I Giới thiệu phần mềm CATIA……… Trang 3

II Giới thiệu về nhóm lệnh Structure Design……… Trang 4III Tao Physical Plates & Shapes ……… Trang 6

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG FORGED STEEL

FLOATING BALL VALVE……… Trang 29

I Giới thiệu và nguyên lý hoạt động của Forged steel floating

II Thiết kế và mô phỏng van bằng phần mềm Catia…Trang 33

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ NHÓM LỆNH STRUCTURE

DESIGN

I Giới thiệu phần mềm CATIA

- CATIA được viết tắt từ cụm từ (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application), dịch có nghĩa trong tiếng việt là “ Xử lý

tương tác trong không gian ba chiều có sự hỗ trợ của máy tính”, Catia

là một bộ phần mềm thương mại phức hợp CAD/CAM/CAE được hãng Dassault Systemes ( đây là một công ty của Pháp) phát triển và IBM là nhà phân phối trên toàn thế giới Catia được viết bằng ngôn ngữ lập trình C++ Catia là viên đá nền tảng đầu tiên của bộ phần mềmquản lý toàn bộ 1 chu trình sản phẩm của hãng Dassault

- Hiện tại với hơn 170 modul được tích hợp, đủ để đáp ứng tất cả nhu cầu sử dụng trong tất cả các ngành nghề như cơ khí, ô tô, hàng không, kiến trúc, điện tử, hệ thống đường ống Và các modul này có thể mua riêng để có thể phù hợp với từng ngành nghề

- Dưới đây giới thiệu một số modul trong CATIA:

+ Phần CAD (dùng để thiết kế sản phẩm từ đơn giản đến phức tạp)Mechanical Design: được tích hợp bao gồm các modul như Part

Desgin,Drafting,Sheet Metal, Mold Tooling

+ Phần CAM: (bao gồm các modul về phay và tiện, áp dụng các

phương pháp phay tiên tiến nhất) Lathe Machining, Mill Machining Phần Analysis: bao gồm các modul về phân tích động lực học, phân tích kết cấu, phân tích ứng lực của chi tiết

+ CATIA ROBOTCIS: dùng để mô phỏng hoạt động của các robot sảnxuất, lắp ghép dây chuyền trong hệ thống sản xuất.

II Giới thiệu về nhóm lệnh Structure Design :

- Structure Design cung cấp một bộ công cụ để định cấu trúc chi tiết vàlắp ráp cấu trúc Nhóm lệnh này thiết kế chi tiết theo các yêu cầu của ngành công nghiệp khác nhau Đặc biệt , nó cho phép bạn: Tạo các tấm phẳng và tấm cong , tạo hình dạng tuyến tính, hình dạng uốn cong

và hình dạng xoắn, Split và hợp nhất các hình dạng và các tấm Xác định cắt giảm và hình dạng cắt thép tấm phức tạp với nhiều phần của tấm và hình dạng

- Tạo hình dạng hỗ trợ hiện tại, Tạo hình dạng Point-to-Point, cắt giảm , tạo Tấm, đặt cắt ra, đặt theo ngữ cảnh Endcuts ,đặt và sửa đổi khe cắm chuẩn, sửa đổi tấm và hình dạng,

- Thiết kế sản phẩm là một ứng dụng cho phép chỉ đơn giản và nhanh

các bảng thiết kế và người dùng có thể tùy biến vật liệu Nó là nguyên bản được tích hợp với các các ứng dụng CATIA khác để hoàn thành việc thiết kế cấu trúc, người sử dụng sẽ có thể, ví dụ, để thực hiện phân tích ứng suất rộng rãi trên các yếu tố cấu trúc và các dầm của mình Sáng tạo của một số dạng của người sử dụng cấu trúc có thể xác định một loạt các cấu trúc tuyến tính, cong và xoắn bằng cách sử dụng tiêu chuẩn (I, U, L, T, hình chữ nhật hoặc thanh tròn và đường ống phần) hoặc bộ phận người dùng định nghĩa Một chức năng lưới trực quan đảm bảo dễ dàng đặt

trong không gian 3D, các cấu trúc sử dụng tuyến tính, định hướng và điểm tới điểm vị trí

- Chọn Mechanical Design -> Structure Design tư Start menu

- Cửa sổ Structure Design workbench hiện ra

III Tao Physical Plates & Shapes :

1.Create plates:

- Lệnh plate dùng để tao các tấm làm lên vách ngăn, sàn và các tấm sàn phẳng (phẳng), trong khi những bức tường hình trụ hoặc cong, sàn tuyệt đối và độ cong, và các bức tường sóng không phẳng (cong) tấm Cả hai tấm phẳng và không phẳng có thể được tạo ra bằng cách sử dụng lệnh này.

-Trước tiên ta phải thịạo 1 product, click the Plate icon

+ A support and a contour (planar plates only).

- Trong tab Geometry :

+ Support :

+ Contour : vào sketck để tao biên dạng cho plate.

+ Offset : liên quan đến độ dày của vật liệu

- Trong tab Material và Orientation :

+ Ô Materrial : chọn vật liệu như Steel…

+ Ô Grade : cấp vật liệu , ví dụ như A42, A45, A50…

+ Ô Thickness : độ dày của vật liệu

- Trong tab Custom Atributes : tùy chỉnh thuộc tính

- Trong hộp thoại Plate, ta nhấp chuột vào sketch để vẽ hình chữ nhật 450x490, thoát ra môi trường Sketch :

- Ta chọn hình chữ nhật vừa mới tao

- Chọn vật liệu Steel , A50, dày 5mm

- Hộp thoại Geometry, chọn offset là 5mm

- Apply rồi nhấn ok, ta được hình bên dưới:

2.Creating End Plates :

- Mở product , click cào lệnh End-Plate icon.

- Hộp thoại End Plate xuất hiện :

- Length : chiều dài của tâm.

- Width : bề rộng của tâm.

- Trong tab Material chọn vật liệu giống như lệnh plate

-Xác định chiều dài, chiều rộng và độ dày của tấm bằng cách sử dụng mũi tên để thay đổi các giá trị hoặc giá trị tham gia trực tiếp trong hộp thoại

dụ, trong trường hợp của một hình dạng I, chiều rộng được định nghĩa cùng song song x-trục mặt bích và chiều dài dọc theo song song với trục y

- Chọn vật liệu giống như lệnh plate.

- Thay đổi hướng của các đặc điểm đùn tấm hoặc cái khác được áp dụng đối với tất cả các End plate

Ví dụ :

- Cũng giống như lênh Plate trên ta tao khung với kích thước như trên.

- Sau đó chọn lệnh Shape :

+ Trong tab Geometry, ta chọn Type  Seclect support

+ Ô Support : ta chọn line nhu hình vẽ

: dùng để chọn nhiều line cùng lúc.

+ Sau đó nhấn ok.

+ Mở lệnh End plate, trong tab Geometry ta chọn thép L sao cho sang lên như hình và điền chiều dài và chiều rộng của thép như hình :

+Trong tab Material  Orientation, ta nhập vật liệu và thông số vào

+ Nhấn Apply và ok

- Các lệnh Shape cho phép bạn tạo ra hình dạng của các phần khác nhau, bao gồm cả hình dạng cong hoặc xoắn.

- Click the Shape icon

Thì xuất hiện hộp thoại Point Definition :

- Trong tab Material và Orientation :

+ Ô Materrial : chọn vật liệu như Steel…

+ Ô Grade : cấp vật liệu , ví dụ như A42, A45, A50…

+ Ô Thickness : độ dày của vật liệu

- Nhấn Flip Phần trục thẳng đứng của nó :

- Tab custom Attributes

Ví Dụ : Lệnh Shape đã được trình bày ở lệnh End Plate.

4 Create small assemblies:

- Small assemblies được định nghĩa như các bộ phận được sử dụng trong việc kết nối các bộ phận khác cấu trúc (các tấm hoặc các hình dạng) ,các tâm lắp ráp sau để định vị hoặc truyền tải nó Small

assemblies bao gồm các brackets, collars, chocks,transitions, vv

- Hộp thoại Catalog Selection for Small Assemblies mở ra và bảng liệt kê :

- Hộp thoại Insert Object :

+ Chọn Shape 1 : shape vừa tao

+ Support plane :chọn mặt phẳng cần tao

- Click OK

Ví dụ :

- Trước tiên, vào trong môi trường Structure Design tao file và đặt tên Xong rồi dùng lệnh Grid tao khung dây vơi các thông

- Dùng lệnh Shape tao hình thép chữ T

- Nhập các thông số thép vào

- Lần lượt tao thêm 1 thanh thép chữ T nưa như hình dưới đây:

+ Xuất hiện hộp thoại, ta chọn kneeBracket  ok

+ Xuất hiện hộp thoại Insert Object :

* Chọn Shape 1 như hình vẽ sáng lên :

* Rồi nhấn ok

* Bây giờ đã xong , ta được hình như bên dưới :

CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG FORGED STEEL

FLOATING BALL VALVE

I Giới thiệu và nguyên lý hoạt động của Forged steel floating Ball valve :

- Forged steel floating Ball valve : là loại van bi có 2 phần thân ghép lại, thân van được làm bằng thép tôi Bi nôi cung cấp momen xoắn chuyển thấp và áp suất thấp

- Van bi là một van mở ra bằng cách chuyển một xử lý gắn liền vớimột quả bóng bên trong van Bóng có một lỗ, hoặc cảng, thông quagiữa để khi cảng là phù hợp với cả hai đầu của van, dòng chảy sẽ xảy

ra Khi van được đóng lại, lỗ vuông góc đến tận cùng của van, và dòngchảy bị chặn Xử lý hoặc đòn bẩy sẽ được nội tuyến với vị trí cổng chophép bạn "nhìn thấy" vị trí của van , van Remy bóng bền và thườnglàm việc để đạt được ngắt hoàn hảo ngay cả sau nhiều năm bị bỏ

đi Do đó một sự lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng ngắt Họkhông cung cấp kiểm soát tốt có thể là cần thiết trong các ứng dụngcan thiệp, nhưng đôi khi được sử dụng cho mục đích này Van biRemy được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp vì họ là rất linh

thước từ 1 / 4 "đến 12" có sẵn dễ dàng để sửa chữa, vận hành bằng tayhoặc bằng thiết bị truyền động.

kim loại ở hạ nguồn để cắt đứt dòng chất lỏng và ngăn chặn sự rò rỉ trong van dẫn đến liên kết một kim loại-kim loại.

Stem được thiết kế với vai T-loại tách rời , nó chèn vào sau để đảmbảo an toàn khi có áp lực Thiết bị Anti-Static bao gồm bóng & stem

và Stem với than van được lắp ráp bởi một lò xo và bi làm bằng thépkhông gỉ, đảm bảo tất cả các bộ phận van kim loại là một khối Với lạiviệc quan tâm đến bảo vệ môi trường trên toàn thế giới, van khí thải sẽđược sử dụng rộng rãi Van khí thải thấp có thể ngăn chặn vừa độc hại,

dễ cháy, nổ rò rỉ gây ô nhiễm không khí, và cũng rất quan trọng là

giúp giải quyết vấn đề "nóng lên toàn cầu " Bởi vì thường xuyên mởcửa và đóng cửa van, bình thường hạt than chì có thể được rút ra bởicác gốc, wi sẽ gây ra rò rỉ VIZA lượng khí thải thấp được thiết kế van

sử dụng lượng khí thải thấp đặc biệt đóng gói để đảm bảo con dấu củagốc Packing có dạng hình nón được được làm bằng vật liệu graphitenhẵn và có tính năng chịu nhiệt, ít căng Với cấu trúc đặc biệt này,giúp làm giảm ma sát, gốc quay của van tăng Khi sử dụng ở nhiệt độthấp, hình dạng V tiêu chuẩn vòng PTFE được sử dụng để kiểm soátlượng khí thoát ra

- Van bi có phần điều chỉnh dòng chảy có cấu tạo tròn và có lỗ cho vật chất đi qua Bi được giữ chặt giữa hai vòng làm kín Tay quay được lắp ở đầu trên của cần van Khi vặn tay quay một góc 90o thì van sẽ ở

vị trí đóng hoặc vị trí mở Do đó van bi cũng là loại đóng mở nhanh

Vì hình dạng của chúng nên van bi có độ trơn và vận hành được dễ dàng hơn van nút Vì thế nên giảm được lực ma sát giữa bi và các vòng làm kín khi vận hành do đó chúng không cần tới sự bôi trơn Tayquay của van bi cũng giống như van nút nó sẽ nằm song song với dòngchảy khi van ở vị trí mở Còn khi tay quay nằm vuông góc với đường

không dùng cho mục đích điều chỉnh dòng chảy vì khi chúng ở vị trí điều tiết thì phần cửa van nằm trong dòng chảy sẽ bị mài mòn nhiều hơn.

- Để phục vụ cho việc điều tiết dòng chảy thì van bi phải có thiết kế đặc biệt Cửa van thuộc loại này là tấm kim loại liền, cửa van chỉ tiếp xúc với vòng làm kín khi nó ở vị trí đóng hoàn toàn Điều này cho phép dòng chảy đi qua toàn bộ diện tích của cửa van khi nó chỉ mở một phần Vì thế nên nó có thể dùng để điều tiết dòng chảy mà không xảy ra sự mài mòn không đồng đều

II Thiết kế và mô phỏng van bằng phần mềm Catia: