Đồ án Thiết kế máy uốn ống thép

Đồ án Thiết kế máy uốn ống thép

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

Chương I: 6

TỔNG QUAN VỀ MÁY UỐN ỐNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY 6

1.1 Tầm quan trọng của sắt, thép 6

1.2 Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới và Việt Nam 9

1.2.1 Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới 9

1.1.2 Tình hình sử dụng máy uốn ống ở nước ta 12

Chương II: 16

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 16

2.1 Yêu cầu đối với máy cần thiết kế 16

2.1.1 Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng 16

2.1.2 Khả năng làm việc 16

2.1.3 Độ tin cậy 16

2.1.4 An toàn trong sử dụng 16

2.2 Các phương án thiết kế 17

2.2.1 Phương án 1: Cơ cấu truyền lực bằng tay 17

2.2.3 Phương án 3: Cơ cấu truyền lực bằng thủy lực 20

2.2.4 Phương án 4: Cơ cấu truyền lực bằng khí nén 22

2.2.3 Lựa chọn phương án thiết kế 23

Chương III 25

THIẾT KẾ KĨ THUẬT MÁY, GIA CÔNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHI TIẾT TRỤC CHỦ ĐỘNG 25

3.1 Thiết kế kỹ thuật máy 25

3.1.1 Tính toán các thông số động học 25

3.1.1.1 Tính chọn động cơ 25

3.1.2 Tính và phân phối tỷ số truyền trên các trục của hộp giảm tốc 30

3.1.2.1 Tính toán các thông số động học 30

3.1.3.1 Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 33

3.1.3.2 Tính bộ truyền trục vít- bánh vít 38

3.1.3.3 Tính bộ truyền xích 44

3.1.3.4 Tính toán trục và chọn then, ổ lăn 52

3.2 Kết cấu phần đế máy 68

3.3 Lắp ráp tạo máy uốn hoàn chỉnh 69

CHƯƠNG 4 72

LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC CHỦ ĐỘNG 72

4.1 Phân tích điều kiện kĩ thuật 72

4.2 Xác định dạng sản xuất 74

Dạng sản xuất 75

4.3.Xác định phôi và phương pháp chế tạo phôi 75

4.3.1 Chọn vật liệu: 75

4.3.2.Chọn phương pháp chế tạo phôi: 76

4.4.Thiết kế quy trình công nghệ gia công 78

4.4.1 Xác định đường lối công nghệ : 78

4.4 2 Trình tự các nguyên công 78

4.4 4 Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại 89

4.4.4.1 Tính lượng dư nguyên công II : Tiện đầu trục A 90

4.4.4.2 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại 94

4.4.5 Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại 95

4.4.5.1 Tính chế độ cắt cho nguyên công II : Tiện đầu trục A 95

4.4.5.2 Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại 102

4.4.6.1 Nguyên công I : Khỏa 2 mặt đầu A, B và khoan tâm 113

4.4.6.2 Nguyên công II : Tiện đầu trục A 114

4.4.6.3 Nguyên công III : Tiện đầu trục B 117

4.4.6.4 Nguyên công IV : Tiện ren M24 đầu trục B 118

4.4.6.5 Nguyên công V : Phay rãnh then 6 119

4.4.6.6 Nguyên công VI : Phay rãnh then 8 120

4.4.6.7 Nguyên công VII : Mài 2 cổ trục 121

4.4.7 Thiết kế đồ gá 122

4.4.7.1 Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá 122

4.4.7.2 Yêu cầu kỹ thuật của nguyên công và lập sơ đồ gá đặt 122

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 128

1 Kết luận 128

2 Kiến nghị 128

TÀI LIỆU THAM KHẢO 130

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa và chuyên môn hóa toàn cầu.Ngành công nghiệp nói chung và cũng như Ngành cơ khí nói riêng cần đòi hỏi phảiluôn sáng tạo, cải tiến để gắn liền với thực tiễn

Để nâng cao tính chuyên môn hóa trong sản xuất, giảm quá trình lao động cơbắp của con người để từ đó tiến tới gần với mô hình sản xuất tự động hóa linh hoạt,

để đạt được điều đó thì ngành cơ khí chế tạo máy đóng một vai trò cực kì quan trọng

nó có thể quyết định cho những ngành nghề khác phát triển Ở nước ta từ khi mớithành lập đến nay ngành chế tạo máy phần nào tạo ra những sản phẩm có chất lượngtốt, năng suất cao và được xuất khẩu ra nhiều thị trường lớn như: EU, Châu Á, haycác thị trường khắc nghiệt như Mỹ, Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng pháttriển vì vậy mà các doanh nghiệp cơ khí đòi hỏi phải cải tiến phương thức sản xuất,thay thế các thiết bị lạc hậu, cũ kỹ bằng các thiết bị công nghệ cao để đảm bảo chấtlượng, độ chính xác gia công cũng như thẫm mỹ của sản phẩm Tuy nhiên để cải tiếncông nghệ thì chi phí đầu tư ban đầu cho việc mua sắm các thiết bị rất cao do cácmáy hiện nay chủ yếu là nhập từ nước ngoài nên lợi nhuận thấp vì vậy mà nhiềudoanh nghiệp không đầu tư hoặc đầu tư không nổi

Đứng trước thực trạng nền kinh tế nước ta như vậy, Đảng và Nhà nước ta đã coitrọng hàng đầu là việc phát triển ngành cơ khí chế tạo, đặc biệt là trong thời kỳ Côngnghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước như hiện nay và đã tạo ra được nhiều máy móc,thiết bị phục vụ cho sự phát triển đất nước để đưa nước ta trở thành một nước pháttriển trong tương lai không xa Để hiểu thêm về máy móc thiết bị cũng như nắm vữngcác nguyên lý thiết kế, chính vì vậy mà Nhà trường, Khoa giao cho nhóm thực hiện

đề tài: “Thiết kế máy uốn ống thép” Hiện nay các loại máy này có độ chính xác vànăng suất cao chủ yếu là ở nước ngoài Mục đích của việc nghiên cứu đề tài là thiết

kế được máy có chất lượng, năng suất để phục vụ cho sản xuất, và sau này có thể

hướng tới xây dựng, phát triển và chế tạo máy có năng suất, chất lượng cao hơn, đểxuất khẩu ra nước ngoài.

Tuy nhiên do yêu cầu về thời gian hạn hẹp, kiến thức còn nhiều hạn chế, việc tìm tài liệu về máy uốn là rất khó khăn nên việc nghiên cứu đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót Vì vậy rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy, cô cùng các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

Qua đề tài này em xin chân thành cảm ơn Thầy Đoàn Đình Quân, cùng các

thầy, cô, cùng các bạn đã giúp đỡ trong thời gian vừa qua để nhóm hoàn thành tốt đề tài của mình

- Theo Bộ Công Nghiệp, thị trường sắt thép Việt Nam hàng chục năm liền mất cânđối giữa phôi và thép thành phẩm, giữa thép xây dựng và thép cao cấp khác như théptấm lá cán nớng cán nguội nói chung và thép ống nói riêng nên Chính phủ đã chỉ đạo

Bộ công nghiệp cùng VSC (Tổng công ty thép Việt Nam) khẩn trương xây dựng khuliên hiệp thép Hà Tĩnh với nguồn tài nguyên quặng sắt của mỏ Thạch Khê, Hà Tĩnh vớitrữ lượng 500 triệu tấn để sản xuất phục vụ cho nhu cầu kinh tế, đồng thời VSC chọnđối tác nước ngoài là Tập đoàn TATA là tập đoàn hàng đầu của Ấn Độ về sản xuấtthép

- Cũng theo Bộ Công Nghiệp, ngành thép Việt Nam vẫn chưa sản xuất được théptấm cán nóng, năm 2005 VSC đã đưa nhà máy thép cán nguội Phú Mỹ với công suất

205 000 tấn/năm vào sản xuất nhưng mới chỉ đáp ứng được 25% nhu cầu trong nước.Đến năm 2010 nhu cầu về thép tấm khoảng 5 triệu tấn/năm và đến năm 2015 thì con sốnày lên đến 7,5 triệu tấn/năm

- Mặc dù thị trường thép ở nước ta là rất lớn nhưng do chưa đáp ứng đủ vì vậy cóhơn 93% thép nhập từ các nước Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc Theo số liệu củaHiệp hội thép Việt Nam, năm 2006 Việt Nam nhập 2586 triệu tấn thép trị giá 1264 tỉUSD, riêng quý I/2007 nhập 1124 triệu tấn trị giá 572 triệu USD Nhận thấy được sự

cấp thiết này vì vậy Nhà Nước đã có những chủ trương phù hợp nhằm cân đối thịtrường thép thành phẩm và hạn chế đến mức thấp nhất sự lãng phí nguồn ngoại tệ.

- Theo Bộ Xây Dựng, trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp, từ nhữngnăm 90 trở lại đây việc sử dụng các kết cấu trong trình bằng thép đã có những tiến bộnhanh chóng vượt bậc Nhiều công trình xây dựng nhà xưởng, nhà thi đấu, hội trường,các dàn khoan dầu khí,…đã ứng dụng thành công các sản phẩm kết cấu thép Trongthời gian tới việc sử dụng các kết cấu thép vào các công trình rất quan trọng đặc biệt làxây dựng 44 cầu trên tuyến đường sắt Hà Nội – Tp HCM và việc xây dựng tòa nhà 30tầng tại Tp HCM và một trong những công trình cũng không kém phần quan trọng làcảng biển Nhận thức rõ ý nghĩa và tầm quan trọng của sắt thép trong xây dựng, côngnghiệp vì vậy hiện nay Bộ Giao Thông Vận Tải chỉ đạo một mặt nghiên cứu kết cấuthép đồng thời phải thường xuyên học hỏi cập nhật công nghê tiên tiến của các nướcphát triển

- Một số sản phẩm thép được dùng trong xây dựng dân dụng, cầu đường:

Hình 1.1: Thép được sử dụng trong xây dựng

Hình 1.2: Thép được sử dụng làm cầu đường

1.2 Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới và Việt Nam

1.2.1 Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới

- Hiện nay trên thế giới, ống được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp vàtrong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại ống khác nhau có đường kínhcũng như vật liệu làm ống rất đa dạng, nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thépchính vì vậy việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu rất cần thiết Trên thế giới hiệnnay máy uốn ống đa dạng từ bằng tay, đến động cơ rồi đến NC hay CNC có thể uốnống với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao

- Máy uốn ống bán tự động NC dùng để uốn ống có độ chính xác cao, kích thướcống tương đối lớn máy được sử dụng động cơ thủy lực vì vậy tạo ra lực uốn tác dụnglên ống đồng đều ít sinh ra khuyết tật trong khi uốn, điều kiển máy tương đối đơn giản

sử dụng bằng bàn đạp chân, máy uốn có sử dụng đầu phân độ vì vậy ống được xoaytheo các dạng khác nhau để uốn những ống có nhiều đoạn cong

Hình 1.3: Máy uốn ống sử dụng động cơ thủy lực

- Máy uốn ống, ống tuýt tròn bán tự động sử dụng động cơ điện, điều khiển bằngbàn đạp chân hay nút điều khiển cho phép bạn uốn cong đến 1900, máy sử dụng puli và

cử chắn dưới giúp cho ống uốn không bị bẹp, đạt độ chính xác cao Máy có thiết kếthêm bộ phận tay dẫn ống phía sau giúp cho phần không uốn cong không bị biến dạng.Tay uốn của máy có cữ chắn linh hoạt giúp cho việc điều chỉnh góc uốn dễ dàng, máylàm việc với độ ổn định cao, linh kiện thay thế đơn giản

Hình 1.4: Máy uốn ống bán tự động

- Ngoài ra có một loại máy hoạt động theo nguyên lý khác là không quay khuôn đểuốn cong chi tiết mà dùng pittông thủy lực đẩy khuôn để uốn cong chi tiết đó là máyuốn ống điện thủy lực được dẫn động bằng động cơ RAPID T100M được lắp hộp giảmtốc điện thủy lực, điều khiển từ xa bằng bộ phân phối 2 chiều, là thiết bị được thiết kế

cho độ chính xác đặc biệt Hộp giảm tốc bao gồm các pittông với van giới hạn chophép xả dầu tự động để đạt ứng suất làm việc lớn nhất và duy trì áp lực làm việc Mộttrong những model này được lắp ráp với một bàn gia công 2 tầng chắc chắn Hộp sốthủy lực được lắp ở tầng dưới, trong khi máy uốn ống được lắp ở tầng trên Loại máyRAPID T10/M là loại máy mới trên thị trường có thể vận hành bằng tay khi cần thiết.

+ Máy uốn có các chốt thay đổi vì vậy có thể thay đổi khuôn uốn một cách dễ dàng,máy uốn được dùng để uốn ống có kích thước lớn vì chế tạo khuôn uốn tương đối đơngiản hơn các loại khuôn uốn kiểu quay

Hình 1.5: Máy uốn ống điện thủy lực RAPID T10/M

GVHD: Đoàn Đình Quân

- Máy uốn ống CNC 32B8 được lập trình trên phần mềm Bendtech EZ3D đây làphần mềm mô phỏng 3D chính xác điểm uốn và góc uốn, thao tác và lập trình thôngqua màn hình cảm ứng Sản phẩm uốn chính xác, bề mặt không có nết nhăn, có thể uốnmột ống góc độ uốn không giới hạn tiết kiệm được thời gian tháo lắp ống Máy có thểnhớ trên 1000 chương trình sản xuất khác nhau và có khả năng phát hiện lỗi khi lậptrình khi hoạt động.

Hình 1.6: Máy uốn ống tự động CNC32B3

1.1.2 Tình hình sử dụng máy uốn ống ở nước ta

- Ở nước ta ống cũng được sử dụng rất nhiều không chỉ riêng trong công nghiệp

mà trong trang trí nội thất, xây dựng cũng được sử dụng rộng rãi Theo thống kê củangành công nghiệp ô tô chỉ riêng hãng Toyota thì một loại ống dẫn nước làm mát chođộng cơ hình dạng chỉ có 3 chỗ uốn với 3 bán kính cong khác nhau theo đơn đặt hàngthì phải đến 10.000sp/năm Như vậy từ số liệu trên cho ta thấy ở Việt Nam hiện nay

nhu cầu sử dụng ống là rất lớn, nếu lấy trung bình thì cả nước ta cần tối thiểu là90.000sp/năm, cho 9 công ty lớn lắp ráp và sản xuất ô tô tại Việt Nam như izuzu, ford,misubisi, honda, Nhưng số liệu này cũng cho ta thấy chỉ có một loại ống mà cần tới

số lượng ống đáng kể như trên thì trong cả một chiếc ô tô có rất nhiều loại ống hìnhdạng và kích thước khác nhau, ngoài ra chúng ta chưa kể đến xe gắn máy hay tàu lửa,tàu thủy … thì lượng ống cung cấp cho các công ty này lớn đến mức nào nhưng hiệnnay theo thống kê của Bộ xây dựng thì các loại ống này chủ yếu là nhập khẩu

- Theo tư liệu của các nhà chế tạo máy công nghiệp thì trong một dự án chế tạo mộtthiết bị dây chuyền thì cần ít nhất 20 chủng loại ống khác nhau mỗi chủng loại cókhoảng 4000 chi tiết cần uốn với các bán kính cong và góc uốn khác nhau, nếu đem ranước ngoài gia công cũng như đầu tư máy uốn hiện đại thì chi phí đầu tư lớn do đó cácnhà thiết kế sử dụng các máy móc sẵn có trên thị trường làm sản phẩm có độ chính xácrất thấp, chất lượng sản phẩm kém, không có thẩm mỹ vì vậy cho nên hầu hết các dự

án có vốn đầu tư nước ngoài có chất lượng tốt hơn trong nước

- Theo thống kê của ngành xây dựng trang trí nội thất, thiết bị phục vụ xây dựng thìnhu cầu uốn ống là rất lớn, hiện nay đang phát triển nhu cầu về xây dựng nhà, xâydựng cầu hay các công trình rất nhiều có tới hơn 100.000 chủng loại khác nhau từ cácloại thép định hình, ống, dẹt, … được uốn theo nhiều kiểu hoa văn đa dạng, phong phú

và số lượng ống này thay đổi từng ngày mà ta không thể thống kê hết được

- Hiện nay nước ta cũng có một số công ty cũng sản xuất máy uốn ống như xưởng

cơ khí Lâm Quân – Tp HCM sản xuất máy uốn ống 6 đầu trục, được dùng để uốn ốngthép, Inox… dùng trong dân dụng làm lan can, cầu thang, ban công,…và được dùngtrong sản xuất công nghiệp Một số đặc điểm kỹ thuật máy:

+ Kích thước máy (cao x rộng x ngang): 700 x 700 x 600, cm

+ Trọng lượng: 80Kg, Công suất máy: 1,1Kw

GVHD: Đoàn Đình Quân

Hình 1.7: Máy uốn ống sáu đầu trục

- Máy uốn ống do công ty Khataco – Khánh Hòa nghiên cứu, chế tạo có thể uốnống với đường kính uốn 42(mm), góc uốn có thể đạt được 1800 Ưu điểm của loại máynày là: Chế tạo tương đối đơn giản, vốn đầu tư thấp tuy nhiên loại máy này có nhiềunhược điểm như: Độ chính xác thấp, không gia công ống có đường kính lớn, lực tácdụng lên ống không đều nên dễ sinh ra khuyết tật Loại máy thường được sử dụngtrong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ

Hình 1.8: Máy uốn ống do công ty Khataco – Khánh hòa chế tạo

- Như vậy có thể khẳng định rằng nhu cầu sử dụng ống ở nước ta là rất lớn nhưngqua tìm hiểu thực tế ở nước ta thì hiện nay chưa có công ty hay tổ chức nào chuyên sảnxuất hay nghiên cứu về máy uốn ống, do vậy mà tài liệu cũng như chủng loại về máyuốn còn rất nhiều hạn chế Ở nước ta chỉ có các cơ sở uốn ống nhỏ lẻ, thiết bị lạc hậu,năng suất thấp, chất lượng cũng như thẩm mỹ kém, không thể uốn ống có đường kínhống lớn chủ yếu là các thiết bị bằng tay hay tự thiết kế, không đáp ứng được nhu cầutrong nước cũng như cạnh tranh với nước ngoài Nhưng hiện nay trên thị trường có rấtnhiều loại máy nhập từ nước ngoài về có thể uốn nhiều loại ống có đường kính khácnhau với các bán kính uốn, góc uốn khác nhau với nhiều hình dạng từ đơn giản đếnphức tạp, các loại máy này đều có năng suất cao và khả năng đạt độ chính xác caonhưng giá thành khá đắt vì vậy mà nhiều công ty không dám đầu tư

GVHD: Đoàn Đình Quân

Chương II:

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Yêu cầu đối với máy cần thiết kế

2.1.1 Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng

- Máy thiết kế phải có năng suất và hiệu suất tương đối cao, ít tốn năng lượng,kích thước máy cố gắng thật nhỏ, gọn, chi phí đầu tư thấp, vận hành tương đối dễdàng …

- Để làm được điều này người thiết kế cần hoàn thiện về sơ đồ kết cấu của máyđồng thời chọn các thông số thiết kế và các quan hệ về kết cấu hợp lý

2.1.2 Khả năng làm việc

- Máy có thể hoàn thành các chức năng đã định mà vẫn giữ được đồ bền,

không thay đổi kích thước cũng như hình dạng của máy, ngoài ra vẫn giữ được

sự ổn định, có tính bền mòn, chịu được nhiệt và chấn động

- Để máy có đủ khả năng làm việc cần xác định hợp lý hình dạng, kích thướcchi tiết máy, chọn vật liệu thích hợp chế tạo chúng và sử dụng các biện pháp tăngbền như nhiệt luyện, …

2.1.3 Độ tin cậy

- Độ tin cậy là tính chất của máy vừa thực hiện chức năng đã định đồng thời

vẫn giữ được các chỉ tiêu về sử dụng (như năng suất, công suất, mức độ tiêu thụnăng lượng, độ chính xác, …) trong suốt quá trình làm việc hoặc trong quá trìnhthực hiện công việc đã quy định

- Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc không hỏng hóc trong mộtthời gian quy định hoặc quá trình thực hiện công việc

2.1.4 An toàn trong sử dụng

Một kết cấu làm việc an toàn có nghĩa là trong điều kiện sử dụng bìnhthường thì kết cấu đó không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũngnhư không gây hư hại cho thiết bị, nhà cửa và các đối tượng xung quanh

- Đây là một trong những yêu cầu cơ bản đối với máy để thỏa mãn yêu cầu vềtính công nghệ và tính kinh tế thì máy được thiết kế có hình dạng, kết cấu, vậtliệu chế tạo phù hợp với điều kiện sản suất cụ thể, đảm bảo khối lượng và kíchthước nhỏ nhất, ít tốn vật liệu nhất, chi phí về chế tạo thấp nhất kết quả cuối cùng

là giá thành thấp

- Máy nên thiết kế với số lượng ít nhất các chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

và lắp ráp, chọn cấp chính xác chế tạo cho phù hợp nhưng vẫn đảm bảo đượcđiều kiện và quy mô sản xuất cụ thể

xe di động (4) sẽ lăn trên bánh xe cố định (3), bánh xe cố định (3) được gá trên

thân máy sẽ làm cong ống tạo thành góc uốn cần thiết, để giữ ống ta dùng vònghãm (2) Để lấy ống ra ta quay tay quay (6) về vị trí ban đầu và lấy ống ra.

c) Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm: + Nguyên lý hoạt động tương đối đơn giản + Rẻ tiền phù hợp cho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ

- Nhược điểm: + Độ chính xác thấp, năng xuất thấp

+ Không xác định được sai số đàn hồi sau khi uốn

+ Phải dùng lực bằng tay+ Dễ sinh ra khuyết tật trong khi uốn

a) Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.2: Cơ cấu truyền lực bằng cơ

1: Động cơ 2: Hộp giảm tốc

7: Cặp bánh răng

b) Nguyên lý hoạt động:

Khi nhận được bản vẽ và các thông số cần chế tạo của sản phẩm uốn tađiều chỉnh góc uốn mà ta cần uốn từ cơ cấu ly hợp cam Máy uốn làm việc đượctruyền động từ động cơ điện (1) qua hộp giảm tốc (2) rồi đến cơ cấu truyền lựcbằng cơ, trong cơ cấu lựa chọn ta dùng cặp bánh răng (7), cơ cấu bánh răng (7)được nối với khuôn uốn động (5) Để hãm ống trong quá trình uốn ta dùng tayquay (3) đưa khuôn uốn tĩnh (4) gần khuôn uốn động để hãm chi tiết Ngoài ra đểđảm bảo góc uốn ta có cơ cấu ly hợp (6) ngắt động cơ khi góc uốn đúng như banđầu tính toán

c) Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm: + Kết cấu tương đối đơn giản

+ Độ chính xác, năng suât tương đối cao phù hợp cho sản xuấtloạt vừa và nhỏ

+ Giá thành hạ

- Nhược điểm: + Lực tác dụng lên ống không đồng đều

+ Mức độ chuyên môn hóa chưa cao

2.2.3 Phương án 3: Cơ cấu truyền lực bằng thủy lực

a) Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.3: Cơ cấu truyền lực bằng thủy lực

3: Piston thủy lực 4: Cánh tay quay

b) Nguyên lý hoạt động:

- Máy uốn ống thủy lực hoạt động dựa trên nguyên tắc hoạt động của

pittông-xi lanh thủy lực sau khi cung cấp nguồn cho động cơ thủy lực (12) sau đó nhờ cơcấu điều khiển (2) đi qua pittông thủy lực (3) và được truyền đến cánh tay quay(4) làm uốn chi tiết Trên cánh tay quay (4) có lắp bản lề chữ U (5) và bulông ép(6) nhằm giữ ống trong quá trình uốn.Trên cánh tay quay (4) cũng như trên cánhtay chính (9) có các lỗ vì vậy có thể dễ dàng thay khuôn uốn một cách đơn giản

- Nguyên lý khuôn uốn hoạt động như sau: Sau khi ống được làm sạch vàkiểm tra không bị khuyết tật, ống (13) được đưa vào khuôn ta đóng bản lề chữ U(5) và xiết bulông hãm (6) nếu cần Có thể cho dung dịch trơn nguội vào khuôntrước khi uốn để giảm ma sát giữa ống và khuôn để ống không bị nhăn trong quatrình uốn

Hình 2.4: Nguyên lý hoạt động khuôn uốn

c) Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm: + Lực tác dụng lên ống tương đối đồng đều

+ Có độ chính xác cao, năng suất cao

- Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp,

+ Khá đắt tiền

+ Bảo dưỡng máy tương đối tốn kém

2.2.4 Phương án 4: Cơ cấu truyền lực bằng khí nén

a) Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.5: Cơ cấu truyền lực bằng khí nén

b) Nguyên lý hoạt động:

Máy uốn ống truyền lực bằng khí nén được truyền động từ động cơ khí nén(1) qua cơ cấu điều khiển khí nén (2), sau đó qua bộ phận ống dẫn đến pittông(3), có 2 pittông truyền lực một pittông truyền cho khuôn uốn động (5), mộtpittông được truyền cho giá quay trên đó có khuôn uốn tĩnh (6) vì vậy tạo ra vậtuốn cần thiểt Để đảm bảo góc uốn chính xác ta có đĩa phân độ (4) Hiện nay máyuốn ống truyền lực bằng khí nén rất ít được dùng vì có cơ cấu khí nén rất phứctạp, máy dùng cơ cấu thủy lực hiện nay được sử dụng nhiều nhất

c) Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm: + Lực tác dụng lên ống tương đối đồng đều

+ Có độ chính xác cao, năng suất cao

- Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp

+ Khá đắt tiền

+ Ít được dùng vì van điều chỉnh khí nén khá phức tạp

2.2.3 Lựa chọn phương án thiết kế

phương án ta thấy phương án 2 chọn cơ cấu truyền lực bằng cơ có kết cấu đơngiản, có độ chính xác tương đối cao nhưng giá thành thấp phù hợp với điều kiệnsản xuất vừa và nhỏ ở nước ta mặt khác nghiên cứu cơ cấu truyền lực bằng cơ đisát với chương trình học hơn vì vậy em chọn phương án thiết kế dùng cơ cấutruyền lực bằng cơ để thiết kế và có thể đưa vào sản xuất thực tiễn ở nước ta từ

đó có thể làm cơ sở cho việc nghiên cứu máy uốn sử dụng động cơ thủy lực vìđộng cơ thủy lực ít tạo ra khuyết tật trong khi uốn, việc điều chỉnh máy tương đối

dễ dàng sau đó là việc nghiên cứu đến máy bán tự động và tự động trong tươnglai

Sơ đồ nguyên lý máy được thiết kế

Về cơ bản, máy có cấu tạo gồm 3 trục mang 3 con lăn, trong đó 2 con lăn cóbán kính lớn hơn và bằng nhau được dẫn động quay cùng chiều và cùng vận tốc,chuyển động quay của 2 con lăn này tạo ra chuyển động tịnh tiến của ống theophương tiếp tuyến với đường tròn tạo bởi con lăn uốn Trong khi đó, 1 con lănkhông được dẫn động và được gắn với 1 cơ cấu trục vít – đai ốc để tạo ra lực ép,lực này có tác dụng tạo nên bán kính uốn của chi tiết ống

Hình 2.6 Sơ đồ máy uốn ống 3 con lăn

 Ưu điểm: Kiểu máy uốn ống này được sử dụng để uốn các loại ống cóbán kính nhỏ và trung bình với độ dày nhỏ cho năng suất cao, máy chế tạo đơngiản, dễ vận hành và bảo dưỡng

 Nhược điểm: Không uốn được các biên dạng ống phức tạp và các loạiống có chiều dày lớn, bán kính uốn có độ chính xác không cao

Nguyên lý hoạt động của máy được thiết kế

Phôi được đưa vào khe hở giữa hai con lăn dưới và con lăn bên trên, dùngtay quay dịch chuyển con lăn bên trên xuống phía dưới tạo lực ép vào bề mặt ốngthiết lập bán kính uốn, khởi động động cơ để tạo chuyển động quay tròn cho 2

con lăn bên dưới để tạo ra chuyển động dẫn phôi theo chiều dài của ống 2 trụcbên dưới có thể quay hai chiều để cuốn phôi chạy tới chạy lui cho đến khi sảnphẩm ống được hình thành thì kết thúc một quá trình uốn.

n: Số vòng quay của trục uốn trong một phút [vòng/phút]

- Theo yêu cầu thiết kế , năng suất sản phẩm của dây chuyền là: 5 m/ph

 V = 5[m/ph]= 5/60 = 0,08 [m/s]

- Trong quá trình uốn có sự trượt của các trục uốn trên bề mặt phôi, bề mặt phôi

sẽ bị sướt do các trục uốn được chế tạo có độ cứng cao

- Ta chọn đường kính con lăn d = 115 mm

- Số vòng quay của trục uốn:

n = D

V



60

0,08.603,14.115.10

= 13,29 (vg/ph)

Công suất uốn

Mômen uốn : Do lực uốn sinh ra và được tính :

b : Giới hạn bền của vật liệu b = 700 (N/mm2).

l : khoảng cách giữa hai tâm con lăn uốn

Theo đó, ta tính với trường hợp uốn ống có đường kính uốn lớn nhất là D =1000

mm :

P = 1,8

1.1000.700 3000

Tính hiệu suất của hệ thống :

- Ở đây quá trình giảm tốc dùng bánh răng trụ nên ta chọn như sau:

Hiệu số của bộ truyền bánh răng : 𝜂br = 0,97

Hiệu suất của bộ truyền xích : 𝜂đ = 0,93

Hiệu suất của khớp nối : 𝜂kn = 0,99

Hiệu suất của bộ truyền trục vít – bánh vít : 𝜂tv = 0,92

Hiệu suất truyền của 1 cặp ổ lăn : η ol=0,99

Hiệu suất hệ thống : 𝜂ht = (η kn¿ ¿2 𝜂tv 𝜂x η br.𝜂ol )3.( 𝜂ot)2

= (0,99¿2 0,92 0,93 0,97 0,99 )3.( 0,98)2 = 0,622

Công suất cần thiết: Pct =

lv ht

P

 =

2,750,74

là tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền xích

+ubrsb  2,5 là tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền bánh răng

+utvsb  40 là tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền trục vít – bánh vít

Trong đó:

+ pđc là công suất của động cơ, (Kw)

+ nđc là số vòng quay của trục động cơ, (v/p)

+ Tk là mô men khởi động của động cơ,

+ Tdn là mô men danh nghĩa

+ Tmm là mô men mở máy của thiết bị cần dẫn động

+ T là mô men tải

- Từ điều kiện trên ta chọn động cơ điện số hiệu Hem 3K112S2-1KW, với cácthông số kỹ thuật:

a Tính công suất trên các trục

- Công suất trên trục động cơ:

p đc p ct 1,0 (kW)

Trong đó:

+ pđc công suất trên trục động cơ (Kw)

+ pct công suất cần thiết (Kw)

- Công suất trên trục 1:

- Công suất trên trục công tác:

Tính và phân phối lại tỷ số truyền:

Tỷ số truyền thực tế của toàn hệ thống máy:

1450

109,10

13, 29

dc ht lv

n u n

Ta chọn:

+u  x 1 là tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền xích

+u tv 40 là tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền trục vít – bánh vít

 tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền bánh răng là:

tv x

u u

531,13

13, 2940

- Số vòng quay trên trục công tác:

nct  n3  13, 29 v / p  

c Tính mô men xoắn trên các trục

- Mô men xoắn trên trục động cơ:

đc

p T

531,13

p T

ct

p T

n

(N.mm) Bản thống kê thông số động học:

Trục

3.1.3 Tính bộ truyền trong hộp giảm tốc

3.1.3.1 Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

  0

7 0

2,610

ứng suất uốn cho phép

Khi răng làm việc một chiều

2 1



:hệ số chu kì ứng suất uốn

6 0

6 6

2 2

1,5.215.0,85

101 /1,8.1,5

1,5.223,5.0,85

105 /1,8.1,5

f Tính vận tốc vùng của bánh răng và chọn cấp chinh xác chế tạo bánh răng

Vậy tra bảng 6.13[I] , ta được cấp chính xác 9

g Định chính xác tải trọng k và khoảng cách trục A bề rộng bánh răng

Tỷ số truyền thực tế: utt = 8732 = 2,72

Chênh lệch tỷ số truyền: u = 2,73−2,722,73 100% ≈ 0,4 % Thỏa mãn điều kiện

i Xác định đường kính của các bánh răng

df1 =d1 – 2,5.m = 64 – 2,5.2 = 59 mm

df2 =d2 – 2,5.m = 174 – 2,5.2 = 169 mm

+ góc profin gốc :

∝ = 20o (theo TCVN 1065-71)

k Kiểm nghiệm bền uốn của răng

Tính số răng tương đương

z1 = ztd1 = 32

z2 = ztd2 = 87

Hệ số dạng răng

Tra bảng 3.18:

.1,05.10 ( 1)

b Tính ứng suất cho phép

Ứng suất tiếp xúc cho phép

[ H]= [ Ho]KHLTrong đó:

+[ Ho]=(0,75…0,9) b: ứng suất cho phép ứng với 107 chu kỳ Theo bảng 4.4TKI với bánh vít làm bằng vật liệu như trên đúc trong khuôn cát có

10

HE

N :hệ số tuổi thọ.NHE:số chu kỳ thay đổi ưng suất tương đương NHE = 60

Trong đó ni, T2i, số vòng quay trong 1 phút và mô men xoắn trên bánh vít trongchế độ thứ i ,i = 1,2 , N, N số thứ tự chế độ làm việc , tỉ số giờ làm việc trongchế độ thứ i , T2i là trị số được dùng để tính toán , T2 là mô men xoắn lớn nhất trong các trị số

i i

T

1

4 2

2 / )(

d Kiểm nghiệm số vòng quay thực

Chọn laị hiệu suất và hệ số tải trọng và tính công suất trên bánh vít:

i i

T

1

9 2

2 / )(