Thiết kế máy uốn ống

Để có thể có được các sản phẩm ống có dạng cong như vậy, người ta có thể sử dụng nhiều cách thức khác nhau để uốn cong ống, máy móc để uốn ống đa dạng từ đơn giản đến phức tạp.. Những vậ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG

Người hướng dẫn: Th.S BÙI TRƯƠNG VỸ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VIẾT LUYẾN

Số thẻ sinh viên: 101130036

Lớp: 13C1A

Đà Nẵng, 06/2018

DUT.LRCC

Hiện nay, ống được sử dụng để phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống và trong lao động như: ngành y tế, hàng tiêu dùng, thuỷ lợi, đóng tàu, xây dựng Việc lắp đặt hay tạo hình các ống có thể sẽ gặp rất nhiều khó khăn vì phải uốn lượn với những góc độ khác nhau, hay dùng rất nhiều ống nối chữ T, nối 900 để

có thể đưa chất chuyển tải đến nơi cần thiết nói chung

Trước thực trạng đó để đáp ứng nhu cầu sử dụng của xã hội nói chung và ngành công nghiệp đóng tàu nói riêng, với sự nhất trí cho phép của khoa cơ khí và thầy giáo hướng dẫn em xin thiết kế máy uốn ống làm đề tài tốt nghiệp Máy của em có các số liệu ban đầu như sau:

Đường kính phôi ống: Dmax = 100 (mm); D min = 25 (mm)

Chiều dày thành ống lớn nhất uốn được là: bmax = 10 (mm)

Chiều dài phôi ống lớn nhất: lmax = 6000 (mm)

Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 6 chương:

Chương 1: Giới thiệu các sản phẩm uốn, phạm vi ứng dụng và một số thiết bị uốn

ống

Chương 2: Nội dung liên quan đến uốn và các số liệu ban đầu

Chương 3: Tính toán thiết kế máy uốn ống

Chương 4: Tính toán thiết kế một số chi tiết máy

Chương 5: Tính toán hệ thống dẫn dộng, điều khiển chi máy uốn

Chương 6: Các quy phạm an toàn trong sử dụng và bảo dưỡng máy

DUT.LRCC

KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Nguyễn Viết Luyến Số thẻ sinh viên: 101130036

Lớp: 13C1A Khoa: Cơ Khí Ngành: Công nghệ chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG

2 Ðề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban dầu:

Đường kính phôi ống: Dmax = 100 (mm); D min = 25 (mm) Chiều dày thành ống lớn nhất uốn được là: bmax = 10 (mm)

Chiều dài phôi ống lớn nhất: lmax = 6000 (mm)

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Chương 1: Giới thiệu các sản phẩm uốn, phạm vi ứng dụng và một số thiết bị uốn

ống

Chương 2: Nội dung liên quan đến uốn và các số liệu ban đầu

Chương 3: Tính toán thiết kế máy uốn ống

Chương 4: Tính toán thiết kế một số chi tiết máy

Chương 5: Tính toán hệ thống dẫn dộng, điều khiển chi máy uốn

Chương 6: Các quy phạm an toàn trong sử dụng và bảo dưỡng máy

5 Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thuớc bản vẽ ):

Bản vẽ số 6: Bản vẽ má tĩnh (A0) Bản vẽ số 7: Hệ thống điều khiển thủy lực (A0)

6 Họ tên nguời hướng dẫn: Th.S Bùi Trương Vỹ

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: / / 2018

8 Ngày hoàn thành đồ án: / / 2018

Ðà Nẵng, ngày tháng năm 2018

DUT.LRCC

Trong thời đại ngày nay, ngành cơ khí nói chung và ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng là một trong những ngành quan trọng, có tính then chốt và cũng là nền tảng

để đưa đất nước ta trở thành một nước công nghiệp hiện đại Để đáp ứng nhu cầu khoa học kỹ thuật nói chung và ngành cơ khí nói riêng thì người kỹ sư cơ khí là rất cần thiết đối với một nước công nghiệp phát triển

Hiện nay, nhu cầu về ống là rất cần thiết để phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống và trong lao động như: ngành y tế, hàng tiêu dùng, thuỷ lợi, đóng thuyền, xây dựng Việc lắp đặt hay tạo hình các ống có thể sẽ gặp rất nhiều khó khăn vì phải uốn lượn với những góc độ khác nhau, hay dùng rất nhiều ống nối chữ T, nối 900

để có thể đưa chất chuyển tải đến nơi cần thiết nói chung, còn trong lĩnh vực đóng tàu biển thì các đường ống lắp đặt trên tàu nếu chỉ dùng các ống nối chữ T, nối 900 thì sẽ không đáp ứng được vì các đường ống trên tàu nối với nhau bỡi góc độ

Trước thực trạng đó để đáp ứng nhu cầu sử dụng của xã hội nói chung và ngành đóng tàu nói riêng, với sự nhất trí cho phép của khoa cơ khí và thầy giáo hướng dẫn

em xin thiết kế máy uốn ống làm đề tài tốt nghiệp

Em hy vọng với đề tài này sẽ giúp em kiểm tra lại kiến thức đã học được và trang bị thêm kiến thức để làm nền tảng cho em sau này

Đây là lần đầu tiên em thiết kế đề tài có kiến thức tổng hợp khá rộng Trong thời gian thiết kế em đã cố gắng vận dụng những kiến thức đã học vào nhiệm vụ thiết

kế của mình Tuy đã rất cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án có nhiều sai sót, kính mong sự chỉ dẫn thêm của các quý thầy cô, bạn bè

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Th.S Bùi Trương Vỹ

và quý thầy cô đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Viết Luyến

DUT.LRCC

CAM ĐOAN

Với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn và tham khảo các tài liệu em đã

hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình và xin cam kết rằng:

 Các số liệu, công thức trích dẫn đều từ các tài liệu tham khảo đáng tin cậy

 Tuân thủ các quy định của nhà trường đề ra về cách thức trình bày đồ án

 Nội dung các phần trong đồ án được giáo viên hướng dẫn cụ thể và kiểm tra thường xuyên

 Không trích dẫn, sao chép từ các nguồn tài liệu khi chưa được sự đồng ý cũng như các tài liệu vi phạm pháp luật

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Viết Luyến

DUT.LRCC

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: GIỚI THIỆU CÁC SẢN PHẨM UỐN, PHẠM VI ỨNG DỤNG VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ UỐN ỐNG 2

1.1 Lịch sử phát triển và hình thành của máy uốn ống 2

1.1.1 Lịch sử phát triển của ống 2

1.1.2 Các nước sản xuất sản phẩm thép dạng ống 2

1.1.3 Lịch sử phát triển của máy cán, uốn ống 3

1.2 Giới thiệu về các sản phẩm của máy uốn ống 3

1.2.1 Sản phẩm dùng trong công nghiệp 3

1.2.2 Sản phẩm dùng trong sinh hoạt 4

1.3 Một sốloại máy uốn ống hiện có và thông số kỹ thuật 5

Chương 2: NỘI DUNG LIÊN QUAN ĐẾN UỐN VÀ CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 8 2.1 Cơ sở lý thuyết uốn 8

2.1.1 Các tính chất quan trọng của các loại vật liệu uốn ống 8

2.1.2 Uốn: 11

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng của uốn đến tính dẻo và biến dạng của kim loại: 14

2.2 Các số liệu ban đầu: 24

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG 25

3.1 Phân tích và lựa chọn các phương án thiết kế máy 25

3.1.1 Phân tích các yêu cầu của quá trình uốn 25

3.1.2 Lựa chọn các kết cấu máy hợp lý 25

3.1.3 Các bộ phận của máy uốn ống 30

3.2 Tính toán thông số kỹ thuật 31

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý của máy uốn ống 31

3.2.2 Nguyên lý hoạt động của máy uốn ống 32

3.2.3 Tính toán lực uốn cong ống 32

DUT.LRCC

Chương 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CHI TIẾT MÁY 39

4.1 Thiết kế bộ truyền xích 39

4.1.1 Chọn loại xích 39

4.1.2 Định số răng đĩa xích 40

4.2 Thiết kế trục 42

4.2.1 Tính gần đúng trục 42

4.2.2 Tính chính xác trục 44

4.2.3 Tính then 45

4.2.4 Thiết kế gối đỡ trục 46

Chương 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG, ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY UỐN ỐNG 48

5.1 Tính đường kính piston kéo má động 49

5.2 Tính công suất bơm dầu và công suất động cơ điện 50

5.2.1 Tính toán các tổn thất áp suất trong hệ thống 50

5.2.1.1 Tổn thất áp suất qua van: (p1) 50

5.2.1.2 Tổn thất áp suất trong ống dẫn 51

5.2.1.3 Tính các tổn thất thể tích trong hệ thống 52

5.2.2 Tính và chọn các thông số của bơm 53

5.2.2.1 Lưu lượng của bơm (Qb) 53

5.2.2.2 Áp suất bơm (pb) 54

5.2.2.3 Tính công suất bơm dầu 54

5.2.2.4 Tính công suất động cơ điện 55

5.2.3 Tính chọn các phần tử thủy lực khác 55

5.2.3.1 Tính chọn xi lanh kéo về 55

5.3.2.2 Tính đường kính xi lanh kẹp má động 56

5.2.4 Giới thiệu các phần tử thủy lực trong máy 57

5.2.4.1 Van an toàn 57

5.2.4.2 Van giảm áp 59

5.2.4.3 Van cản 60

5.2.4.4 Van tiết lưu 61

5.2.4.5 Van điều khiển 61

5.2.4.6 Bộ ổn tốc 62

5.2.4.7 Chọn lọc dầu cho hệ thống 63

5.2.5 Tính toán ống dẫn dầu 66

5.2.5.1 Yêu cầu đối với ống dẫn 66

5.2.5.2 Xác định đường kính ống dẫn 66

DUT.LRCC

5.2.6 Tính toán thiết kế bể chứa dầu 67

5.2.6.1 Thiết kế bình chứa dầu 67

5.2.6.2 Bảo dưỡng bình chứa dầu thủy lực 69

Chương 6: CÁC QUY PHẠM AN TOÀN TRONG SỬ DỤNGVÀ BẢO DƯỠNG MÁY 70

6.1 An toàn lao động khi sử dụng máy 70

6.1.1 Đối với người sử dụng 70

6.1.2 Đối với máy 70

6.2 Hướng dẫn sử dụng 70

6.3 Bôi trơn máy 71

6.4 Bảo dưỡng máy 71

KẾT LUẬN 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

DUT.LRCC

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thông số ống inox đang sử dụng trên thị trường 9

Bảng 1.2 Bảng thông số ống mạ kẽm 10

Bảng 5.1 Các giá trị tổn thất của áp suất 51

Bảng 5.2 Các đặc tính của dầu 66

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1.Một số hình ảnh minh họa sản phẩm ống trong công nghiệp 4

Hình 1.2 Một số hình ảnh minh họa sản phẩm ống trong sinh hoạt 5

Hình 1.3 Máy uốn ống 1 trục Elip E-1A-O-51-12T 5

Hình 1.4 Máy uốn ống 3 trục Elip E-3A-O-76-3T 6

Hình 1.5 Máy uốn ống CNC Elip E-50-2A-1S 7

Hình 2.1 Biến dạng của phôi trước và sau khi uốn 13

Hình 2.2 Phôi ống sau khi uốn 13

Hình 2.3 Biểu đồ ứng suất của ống khi chịu uốn 14

Hình 2.4 Sơ đồ biểu đồ tải trọng - biến dạng điển hình của kim loại 16

Hình 2.5 Tính đàn hồi khi uốn 17

Hình 2.6 Uốn có dùng chày 19

Hình 2.7 Máy uốn kiểu dùng chày uốn 20

Hình 2.8 Mô hình uốn kiểu ép đùn 21

Hình 2.9 Sơ đồ lực quá trình uốn 21

Hình 2.10 Bộ phận máy uốn ép đùn 22

Hình 2.11 Mô hình uốn kiểu kéo và quay 22

Hình 2.12 Sơ đồ lực quá trình uốn 22

Hình 2.13 Mô hình uốn kiểu trục lăn 23

Hình 2.14 Sơ đồ lực quá trình uốn 23

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý phương án truyền động dùng bánh răng 26

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý phương án truyền động dùng bộ truyền đai 27

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý máy uốn dùng hệ 1 xi lanh thủy lực kết hợp bộ truyền xích 27

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý máy uốn dùng hệ 2 xi lanh thủy lực kết hợp bộ truyền xích .28

DUT.LRCC

Hình 3.5 Má kẹp 29

Hình 3.6 Sơ đồ máy chỉ dùng một xi lanh 29

Hình 3.7 Sơ đồ máy dùng 2 xi lanh 30

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý máy uốn ống 31

Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý má động máy uốn 32

Hình 3.10 Quá trình kẹp 33

Hình 3.11 Quá trình uốn 33

Hình 3.12 Sơ đồ lực quá trình uốn 34

Hình 3.13 Kích thước của phôi ống 35

Hình 3.14 Sơ đồ lực tính toán lực kéo má động 37

Hình 4.1 Cấu tạo xích ống con lăn 40

Hình 4.2 Sơ đồ bố trí xích kéo 41

Hình 4.3 Biểu đồ mô men 43

Hình 4.4 Sơ đồ chọn ổ 46

Hình 5.1 Sơ đồ phân tích lực piston kéo 49

Hình 5.2 Sơ đồ nguyên lí bơm bánh răng 54

Hinh 5.3 Dầu trong các răng của bơm 55

Hình 5.4 Sơ đồ phân tích lực piston kéo về 56

Hình 5.5 Sơ đồ phân tích lực piston kẹp 57

Hình 5.6 Kết cấu nguyên lý van an toàn 58

Hình 5.7 Kết cấu nguyên lý van giảm áp 60

Hình 5.8 Kết cấu nguyên lý van cản 61

Hình 5.9 Van tiết lưu thay đổi được lưu lượng 61

Hình 5.10 Van đảo chiều 3/2 62

Hình 5.11 Tín hiệu tác động vào van 62

Hinh 5.12 Kí hiệu van đảo chiều 3/2 62

Hình 5.13 Kí hiệu van đảo chiều 4/3 62

Hình 5.14 Kết cấu bộ ổn tốc 63

Hình 5.15 Kí hiệu bộ ổn tốc 63

Hình 5.16 Kết cấu bộ lọc lưới 64

Hình 5.17 Kết cấu bộ lọc cao áp 65

Hình 5.18 Sơ đồ bể chứa dầu 68

DUT.LRCC

MỞ ĐẦU

Trong ngành công nghiệp cơ khí và các ngành khác, máy móc chiếm vị trí quan trọng không thể thiếu Có nhiều loại máy móc thiết bị cho các lĩnh vực khác nhau như: nông nghiệp, y tế, xây dựng Mỗi một loại máy móc thiết bị cho ra sản phẩm phục vụ cho một hoặc một số lĩnh vực Sản phẩm ống là một trong số đó và được dùng rộng rãi trong cuộc sống và trong công nghiệp Ống đa dạng về hình dạng, kích cỡ, độ dày nên kéo theo máy móc phục vụ sản xuất ống củng đa dạng về hình dạng, kích cỡ, phương thức

Cùng với sự phát triển của xã hội, đời sống, công nghiệp thì sản phẩm ống cần cung cấp để phục vụ ngày càng tăng Tùy theo yêu cầu mà ống có hình dạng khác nhau, ống có thể thẳng hay cong, cong ở góc độ từ đơn giản đến phức tạp, đường kính phôi ống củng khác nhau từ nhỏ đến lớn Để có thể có được các sản phẩm ống có dạng cong như vậy, người ta có thể sử dụng nhiều cách thức khác nhau để uốn cong ống, máy móc để uốn ống đa dạng từ đơn giản đến phức tạp Máy uốn ống giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp sản phẩm ống để phục vụ cho xã hội nói chung và cho ngành đóng tàu nói riêng

Với mục tiêu và tầm quan trọng trên thì việc thiết kế một loại máy uốn ống là cần thiết Được sự nhất trí cho phép của khoa cơ khí và thầy giáo hướng dẫn Th.S Bùi Trương Vỹ em xin thiết kế máy uốn ống dùng thủy lực làm đề tài tốt nghiệp

Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 6 chương:

Chương 1: Giới thiệu các sản phẩm uốn, phạm vi ứng dụng và một số thiết bị uốn

ống

Chương 2: Nội dung liên quan đến uốn và các số liệu ban đầu

Chương 3: Tính toán thiết kế máy uốn ống

Chương 4: Tính toán thiết kế một số chi tiết máy

Chương 5: Tính toán hệ thống dẫn dộng, điều khiển chi máy uốn

Chương 6: Các quy phạm an toàn trong sử dụng và bảo dưỡng máy

DUT.LRCC

Chương 1: GIỚI THIỆU CÁC SẢN PHẨM UỐN, PHẠM VI ỨNG DỤNG

VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ UỐN ỐNG

1.1 Lịch sử phát triển và hình thành của máy uốn ống

1.1.1 Lịch sử phát triển của ống

Lịch sử của việc sản xuất ống được bắt đầu từ việc sử dụng những khúc gỗ rỗng

để cung cấp nước cho các thành phố thời trung cổ Việc sử dụng những ống gang ở Anh và Pháp trở nên phổ biến vào đầu thế kỉ XIX

Những ống thép đúc đầu tiên được tìm thấy ở Philadenphia vào năm 1817 và ở New York vào năm 1832 Sự phân phối khí cho các đèn khí đảo được tìm thấy đầu tiên ở Anh, người ta đã sử dụng thép tấm cuộn qua con xúc xắc tạo thành ống và hàn mép lại với nhau

Vào năm 1887 đường ống đầu tiên được làm từ thép Bethkhem ở Mỹ Ống thép

có đường hàn đã được sản xuất thử vào giữa thế kỉ 19 bằng nhiều phương tiện khác nhau; quy trình Mannesmanm đã được phát triển ở Đức vào năm 1815 và hoạt động có hiệu quả thương mại ở Anh vào năm 1887

Ống thép không hàn được sản xuất lần đầu tiên thành công ở Mỹ vào năm 1895 Vào đầu thế kỉ 20 ống thép không hàn đã được chấp nhận rộng rãi khi cách mạng công nghiệp được tiến hành với ngành ô tô, ngành tái lọc dầu, hệ thống các ống dẫn, các giếng dầu, các lò hơi phát điện kiểu cổ

Vào lúc này ống hàn không đạt được độ tin cậy bằng ống hàn điện

Sự phát triển của các phương pháp sản xuất ống, cùng với sự phát triển của ngành thép đã tạo ra được những sản phẩm có khả năng chịu được những điều kiện khắc nghiệt của môi trường như là: nhiệt độ, hóa chất, áp suất và các tác dụng của áp lực và dải nhiệt thay đổi Ống thép đã được sử dụng một cách tin cậy trong các ngành công nghiệp quan trọng; các đường ống từ Alaskan đến các nhà máy điện nguyên tử

1.1.2 Các nước sản xuất sản phẩm thép dạng ống

Vào năm 1886, ba nhà sản xuất hàng đầu các sản phẩm thép dạng ống là Liên

Xô (20 triệu tấn) Cộng đồng kinh tế Châu Âu (13,1 triệu tấn) và Nhật Bản (10,5 triệu tấn)

Việc sản xuất các sản phẩm thép dạng ống sẽ duy trì được ở mức độ trên là phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố kinh tế của thế giới như là ngành khai thác dầu, xây lắp các nhà máy điện, công nghiệp sản xuất ôtô Ví dụ như, ở những vùng kinh tế có giádầu thấp do vậy ít có nhu cầu khoan thêm các giếng dầu Kết quả là nhu cầu sản xuất ống thép cho ngành khoan giếng dầu sẽ giảm xuống

DUT.LRCC

Một ví dụ tương tự là sản xuất ống thép trong các ngành công nghiệp Tổng sản lượng trên toàn thế giới là sự tổng hợp các ảnh hưởng từ các khu vực kinh tế địa phương ở từng nước trên toàn thế giới

1.1.3 Lịch sử phát triển của máy cán, uốn ống

Từ xưa con người đã biết sử dụng những vật thể tròn xoay bằng đá hoặc bằng

gỗ để nghiền bột làm bánh, nghiền mía làm đường, ép các loại dầu lạc, hướng dương Những vật thể tròn xoay này dần được thay thế bằng kim loại như: nhôm, thép, đồng thau và từ việc cán bằng tay được thay thế bằng các trục cán để dễ dàng tháo lắp trên các máy có gá trục cán, thế là từ đó các máy cán ra đời, qua thời gian phát triển thì nó ngày càng được hoàn thiện dần ví dụ như ban đầu các trục cán còn dẫn động bằng sức người, nhưng khi sản xuất đòi hỏi năng xuất cao hơn nên máy ngày càng to hơn thì con người không thể dẫn động được các trục cán này và do đó ta lại dẫn động bằng sức trâu, bò, ngựa Vì vậy ngày nay người ta vẫn dùng công suất động cơ là mã lực (sức ngựa)

Năm 1771 máy hơi nước ra đời lúc này máy cán nói chung được chuyển sang dùng động cơ hơi nước Năm 1864 chiếc máy cán 3 trục đầu tiên được ra đời vì vậy sản phẩm cán, uốn được phong phú hơn trước có cả thép tấm, thép hình, đồng tấm, đồng dây Do kỹ thuật ngày càng phát triển, do nhu cầu vật liệu thép tấm phục vụ cho công nghiệp đóng tàu, chế tạo xe lửa, ngành công nghiệp nhẹ mà chiếc máy cán 4 trục đầu tiên ra đời vào năm 1870 Sau đó là chiếc máy cán 6 trục, 12 trục, 20 trục và dựa trên nguyên lý của máy cán thì máy uốn được ra đời và trong các loại máy này có máy uốn ống

Từ khi điện ra đời thì máy uốn được dẫn động bằng động cơ điện, đến nay có những máy uốn có công suất động cơ điện lên đến 7800 (KW)

Ngày nay do sự hoàn thiện và tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật cho nên các máy cán, máy uốn được điều khiển hoàn toàn tự động hoặc bán tự động làm việc theo chương trình điều khiển

1.2 Giới thiệu về các sản phẩm của máy uốn ống

1.2.1 Sản phẩm dùng trong công nghiệp

Trong sản xuất hiện nay các sản phẩm ống được ứng dụng rất rộng rãi dùng để dẫn nhiên liệu phục vụ sản xuất như dẫn dầu, dẫn khí được ứng dụng trong rất nhiều ngành như đóng tàu, sản xuất sữa, sản xuất bia

Trong ngành giao thông vận tải hiện nay thì ngành vận tải đường ống cũng đóng vai trò rất quan trọng dẫn dầu, dẫn khí, dẫn khoáng sản góp phần tiết kiệm chi phí trong vận chuyển và sản xuất

DUT.LRCC

Hình 1.1 Một số hình ảnh minh họa sản phẩm ống trong công nghiệp

1.2.2 Sản phẩm dùng trong sinh hoạt

Trong sinh hoạt sản phẩm ống cũng đƣợc ứng dụng rộng rãi nhƣng đòi hỏi tính thẩm mỹ cao nên chủ yếu dùng vật liệu inox, thép không gỉ Các sản phẩm nhƣ: lan can, bàn ghế

DUT.LRCC

Hình 1.2 Một số hình ảnh minh họa sản phẩm ống trong sinh hoạt

1.3 Một sốloại máy uốn ống hiện có và thông số kỹ thuật

- Máy uốn ống 1 trục Elip E-1A-O-51-12T( Elip Vn)

Hình 1.3 Máy uốn ống 1 trục Elip E-1A-O-51-12T Thông số kỹ thuật:

Đường kính uốn giới hạn Ø4 -> Ø51 mm

-Máy uốn ống 3 trục ElipE-3A-O-76-3T( Elip Vn)

Hình 1.4 Máy uốn ống 3 trục Elip E-3A-O-76-3T Thông số kỹ thuật:

Đường kính uốn cong tối đa 76 mm

DUT.LRCC

- Máy uốn ống CNC Elip E-50-2A-1S( Elip Vn)

Hình 1.5 Máy uốn ống CNC Elip E-50-2A-1S Thông số kỹ thuật:

Bán kính uốn nhỏ nhất Theo đường kính ống

Độ dài phôi cần cấp tối đa 3000 mm

DUT.LRCC

Chương 2: NỘI DUNG LIÊN QUAN ĐẾN UỐN VÀ CÁC SỐ LIỆU

BAN ĐẦU

2.1 Cơ sở lý thuyết uốn

2.1.1 Các tính chất quan trọng của các loại vật liệu uốn ống

- Khá dẻo, dai, có thể chụi biến dạng nguội

* Thép không gỉ một pha ferit: với các mác 08Cr13, 12Cr17, 15Cr25Ti

- Nếu dùng 13%Cr thì hàm lượng cacbon < 0,08% nếu dùng 0,10,2%C thì hàm lượng Cr là 1725%

- Không có chuyển biến pha, thù hình, luôn có tổ chức ferit

* Thép không gỉ một pha austenit:

- Đặc tính của thép này là không những có Crôm cao (>1618%) mà còn chứa Ni cao ( 68%) là nguyên tố mở rộng khu vực () đủ để thép có tổ chức austenic

- Chịu được ăn mòn cao

- Có độ dẻo và giới hạn chảy cao

* Thép không gỉ hoá bền tiết pha:

- Về thành phần và tổ chức gần với họ austenic song với lượng Cr, Ni thấp hơn đôi chút (1317Cr và 47Ni) có thêm Al, Cu, Mo và tổ chức austenic không thật ổn định

- Vừa có tính công nghệ vừa có cơ tính cao, rất dễ biến dạng và gia công cắt Thép ở trạng thái mềm, sau đó hoá bền nó bằng hoá già, ở nhiệt độ thấp nhờ đó tránh được biến dạng và oxy hoá

Một số tính chất của inox:

- Tốc độ hóa bền rèn cao

- Độ dẻo cao

DUT.LRCC

- Độ cứng và độ bền cao

- Độ bền nóng cao

- Chống chịu ăn mòn cao

- Độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp tốt

Bảng 1.1 Thông số ống inox đang sử dụng trên thị trường

(Tham khảo tài liệu về các loại ống đang có trên thị trường của công ty Nam Sơn)

b/ Vật liệu thép mạ kẽm:

nước mưa,nước biển, độ ẩm, hóa chất nên tuổi thọ trung bình của thép ống mạ kẽm thường cao hơn so với ống thép đen

Ngoài ra thép mạ kẽm mang đầy đủ tính chất của vật liệu thép như:

Chiều dài Tr/lƣợng Số cây/bó

Trọng lƣợng bó

Class Nominal size

Outside diameter

Wall

thickness Length

Unit weigt Pes/bundle

65 2/1/2002  76.0 3.6 6 6.43 27 1.042

100 4  114.1 4.5 6 12.2 16 1.171 (Tham khảo ở công ty vinapipe corp)

Ngoài ra còn có vật liệu thép theo tiêu chuẩn dùng trong các ngành công nghiệp

DUT.LRCC

2.1.2 Uốn

a/ Khái niệm uốn:

Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong dập nguội Uốn là quá trình gia công kim loại bằng áp lực làm cho phôi hay một phần của phôi có dạng phẳng (tấm), dây, thanh định hình hay ống thành những chi tiết có hình cong đều hay gấp khúc Phôi được uốn ở trạng thái nguội hoặc trạng thái nóng

Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo

+ Biến dạng đàn hồi: Là biến dạng bị mất đi khi bỏ tải trọng tác dụng, nó xảy ra khi tải trọng nhỏ hơn một giá trị xác định gọi là giới hạn đàn hồi

Dưới tác dụng của ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi của các nguyên tử kim loại dịch chuyển không vượt quá 1 thông số mạng, nếu thôi tác dụng lực thì mạng tinh thể trở về trạng thái ban đầu

+ Biến dạng dẻo: Là biến dạng vẫn tồn tại khi bỏ tải trọng tác dụng, nó xảy ra khi tải trọng lớn hơn giới hạn đàn hồi

 Khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh

 Theo hình thức trượt, một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trượt Trên mặt trượt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng, sau khi dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới, bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trạng thái ban đầu

 Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến 1 vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua 1 mặt phẳng gọi là mặt song tinh Các nguyên tử

DUT.LRCC

kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra biến dạng dẻo trong kim loại, các mặt trượt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao nhất Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé, nhưng khi có song tinh trượt sẽ xảy ra thuận lợi hơn

 Biến dạng dẻo của đa tinh thể: kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể), cấu trúc chung của chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể Trong

đa tinh thể biến dạng dẻo có 2 dạng: biến dạng trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới hạt Sự biến dạng trong nội bộ hạt do trượt và song tinh Đầu tiên sự trượt xảy

ra ở các hạt có mặt trượt tạo với hướng của ứng suất chính 1 góc bằng hoặc xấp xỉ 450, sau đó mới đến các hạt khác Như vậy biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đồng thời và không đồng đều Dưới tác dụng của ngoại lực, biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến dạng, khi đó các hạt trượt và quay tương đối với nhau Do sự trượt và quay của các hạt, trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục phát triển

Uốn làm thay đổi hướng thớ của kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước

Trong quá trình uốn, kim loại phía góc uốn bị co lại theo hướng dọc thớ và đồng thời bị giãn ra theo hướng ngang, còn phần phía ngoài góc uốn bị giãn ra bởi lực kéo Giữa lớp co ngắn và giãn dài là lớp trung hoà không bị ảnh hưởng bởi lực kéo nó vẫn

ở trạng thái ban đầu Ta sử dụng lớp trung hoà để tính sức bền của vật liệu khi uốn

Khi uốn những dải dài dễ xảy ra hiện tượng chiều dày ở tiết diện ngang bị sai lệch về hình dạng lớp trung hòa bị lệch về phía bán kính nhỏ

Khi uốn những dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến dạng mỏng vật liệu nhưng không có sai lệch về tiết diện ngang, vì trở kháng của vật liệu có cùng chiều rộng lớn

sẽ chống lại biến dạng theo hướng ngang

Khi uốn phôi có bán kính nhỏ thì lượng biến dạng lớn và ngược lại

DUT.LRCC

Hình 2.1 Biến dạng của phôi trước và sau khi uốn

Hình 2.2 Phôi ống sau khi uốn DUT.LRCC

Hình 2.3 Biểu đồ ứng suất của ống khi chịu uốn

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng của uốn đến tính dẻo và biến dạng của kim loại

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt Đối với các hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm Thông thường kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc nhiều pha các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt làm tăng xô lệch mạng cũng làm giảm tính dẻo của kim loại

a) Ảnh hưởng của nhiệt độ

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại khi tăng nhiệt độ tính dẻo tăng Khi nhiệt độ tăng dao động nhiệt của các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường tồn tại ở pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thì hình thành pha có độ dẻo cao Khi nung thép từ 20

 1000C thì độ dẻo tăng chậm nhưng từ 100  4000C độ dẻo giảm nhanh, độ giòn tăng (đối với thép hợp kim độ dẻo giảm đến 6000C), quá nhiệt độ này thì độ dẻo tăng nhanh, ở nhiệt độ rèn nếu hàm lượng cacbon trong thép càng cao thì sức chống biến dạng càng lớn

DUT.LRCC

b) Ảnh hưởng của ứng suất dư

Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh (hiện tượng biến cứng) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ (0,25  0,30) Tnc (nhiệt độ nóng chảy) ứng suất dư và xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại (hiện tượng phục hồi) Nếu nhiệt

độ nung đạt tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau kết tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện hơn nên

độ dẻo tăng

c) Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất chính

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khối chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất nén kéo Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

d) Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng

Sau khi rèn dập, các kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng mọi phía nên chai cứng hơn, sức chống lại sự biến dạng kim loại sẽ lớn hơn, đồng thời khi nhiệt độ nguội dần sẽ kết tinh lại như cũ Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lại thì các hạt kim loại bị chai chưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại bị dòn và có thể bị nứt

Nếu lấy 2 khối kim loại như nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rèn trên máy búa và máy ép, ta thấy tốc độ biến dạng trên máy búa lớn hơn nhưng độ biến dạng

tổng cộng trên máy ép lớn hơn

e) Biến dạng dẻo và phá hủy

Biến dạng dẻo và phá huỷ được xác định khi thí nghiệm kéo từ từ theo chiều trục một mẫu kim loại tròn dài ta được biểu đồ tải trọng - biến dạng

DUT.LRCC

Hình 2.4 Sơ đồ biểu đồ tải trọng - biến dạng điển hình của kim loại

Khi tải trọng đặt vào nhỏ F < Fđh thì khi bỏ tải trọng mẫu trở lại kích thước ban đầu gọi là biến dạng đàn hồi

Khi tải trọng đặt vào lớn F > Fđh , biến dạng tăng nhanh theo tải trọng, khi bỏ tải trọng biến dạng không mất đi mà vẫn còn lại một phần Biến dạng này được gọi là biến dạng dẻo

Nếu tiếp tục tăng tải trọng đến giá trị cao nhất Fb, lúc đó trong kim loại xảy ra biến dạng cục bộ (hình thành điểm thắt), tải trọng tác dụng giảm mà biến dạng vẫn tăng (cổ thắt hẹp lại) dẫn đến đứt và phá hủy ở điểm C

- Xác định vị trí lớp trung hoà

Vị trí lớp trung hoà được xác định bởi bán kính lớp trung hoà 

Trong quá trình uốn bề mặt phía trong và phía ngoài của chi tiết bị biến dạng nén và kéo bởi lực kẹp nhưng có lớp kim loại ở giữa không bị biến dạng, lớp này gọi

là lớp trung hoà Ta ứng dụng lớp trung hoà này để tính sức bền vật liệu của phôi và tính lực kẹp cần thiết

Bán kính của lớp trung hoà được xác định theo công thức:

B

B tb

mm Trong đó: Btb là chiều rộng trung bình của lớp tiết diện uốn

2 2

B B

B tb  

B : chiều rộng của phôi ban đầu (mm)

S : chiều dày vật liệu (mm)

r : bán kính uốn phía trong (mm)

e

a'' a'

: S1: hệ số vật liệu sau khi uốn

Trong thực tế bán kinh lớp trung hoà có thể xác định theo công thức:

S x r

p 

Trong đó: r: bán kính uốn phía trong

x: hệ số xác định khoảng cách lớp trung hoà đến bán kính uốn phía trong

- Tính đàn hồi khi uốn

Trong quá trình uốn không phải toàn bộ kim loại phần cung uốn đều chịu biến

dạng dẻo mà có một phần còn lại chịu biến dạng đàn hồi Vì vậy khi thôi tác dụng lực

thì vật uốn sẽ không giữ được kích thước và hình dạng như yêu cầu

Hình 2.5 Tính đàn hồi khi uốn Góc đàn hồi được xác định bởi hiệu số góc uốn tính toán thiết kế và góc uốn sau

khi thực hiện quá trình uốn Mức độ đàn hồi khi uốn phụ thuộc vào tính chất của vật

liệu góc uốn tỉ số giữa bán kính uốn với chiều dày vật liệu

+ Xác định chiều dài phôi uốn

Xác định vị trí lớp trung hòa, chiều dài lớp trung hòa ở vùng biến dạng

Chia kết cấu của chi tiết, sản phẩm thành những đoạn thẳng và đoạn cong đơn

giản

Cộng chiều dài các đoạn lại: Chiều các đoạn thẳng theo bản vẽ chi tiết, còn phần

cong được tính theo chiều dài lớp trung hòa

Chiều dài phôi được xác định theo công thức: L l rx.s

180.0



(Tr.105 Công nghệ dập nguội - Tôn Yên)

 chiều dài các lớp trung hòa

- r: Bán kính uốn cong phía trong

rngoài ≥ r trong + s

E = 2,15.105 N/mm2: modun đàn hồi của vật liệu

S: Chiều dày vật uốn

T : giới hạn chảy của vật liệu

- Bán kính uốn nhỏ nhất:

2 1

1 min

- : Độ giản dài tương đối của vật liệu (%)

Theo thực nghiệm có: r min = k.s

k: Hệ số phụ thuộc vào góc uốn 

B1: Chiều rộng của dải tấm

S: Chiều dày vật uốn

n: Hệ số đặc trưng của ảnh hưởng của biến cứng: n = 1,6 - 1,8

b: giới hạn bền của vật liệu

l: Khoảng cách giưã các điểm tựa

1 1

2

1. . . B.s .k l

n s B

P b  b

l

n s

k1  .

DUT.LRCC

- Lực uốn góc tinh chỉnh tính theo công thức

-Uốn có dùng cát bên trong

Khi uốn thủ công không có máy móc hiện đại thì cách làm hiệu quả nhất để cho ống không bị bóp méo ở phần bị biến dạng cho vật liệu nhỏ mịn vào bên trong ống như cát, đất, để điền đầy diện tích rổng và bịt chặt 2 đầu và tiến hành uốn theo hình dáng yêu cầu

Ưu điểm của phương pháp này là tiện dụng, dễ làm thích hợp với phương pháp thủ công

Nhược điểm là chỉ áp dụng được đối với những chi tiết có đường kính nhỏ

- Uốn nhờ chuyển động quay và uốn có dùng chày

Đối với những phương pháp dùng tới máy móc, đối với những ống có chiều dày ống nhỏ thì phải dùng chày để chống bóp méo ở những tiết diện uốn nó có thể phù hợp với nhiều loại tiết diện ống khác nhau kể cả đường kính to hay nhỏ

Hình 2.6 Uốn có dùng chày

1 má tĩnh 2 puli uốn

3 má động 4 chày uốn

DUT.LRCC

Uốn có sử dụng chày uốn khi cần uốn những sản phẩm mà độ hư hỏng và biến dạng cho phép là nhỏ nhất có thể chấp nhận được

Các phôi ống được đỡ bên trong bằng chày uốn đỡ linh động trong ống, chày uốn bảo đảm cho ống uốn không bị biến dạng và méo mó Ống được bẻ cong qua puly uốn được cố định trên các má uốn để đảm bảo quá trình uốn được thực hiện tốt nhất

Phương pháp này được sử dụng để chế tạo rất nhiều sản phẩm khác nhau: ống

xả, ống tubin, ống dẫn nước, dẫn dầu trong hệ thống thủy lực Những nơi không cho phép sự biến dạng của ống uốn là quá lớn

Hình 2.7 Máy uốn kiểu dùng chày uốn

- Uốn không dùng chày

Khi ống uốn có chiều dày lớn thì ở tiết diện uốn không bị ảnh hưởng bởi lực kẹp

và lực uốn nên lúc này ta không cần đến chày hay vật liệu dùng để điền đầy tiết diện chống mà tự chiều dày của nó đã đủ điều kiện giúp ông không bị bóp méo khi uốn -Uốn kiểu ép đùn vào ống

Kiểu ép đùn vào ống là phương pháp đơn giản nhất và rẻ nhất trong tất cả các phương pháp uốn ống

DUT.LRCC

Hình 2.8 Mô hình uốn kiểu ép đùn

Phôi ống được kẹp chặt tại hai điểm cố định Bộ phận uốn chuyển động về giữa trục ống và tiến hành bẻ cong ống Phương pháp này có thiên hướng làm biến dạng cả mặt trong và mặt ngoài của ống Phôi uốn bị biến dạng thành hình ôvan tuỳ thuộc vào

độ dày của vật liệu Kiểu uốn này phù hợp với uốn các ống dẫn dây điện hoặc chứa các dây nối tới đèn chiếu sáng

Hình 2.9 Sơ đồ lực quá trình uốn

4 3

2 1

DUT.LRCC

Hình 2.10 Bộ phận máy uốn ép đùn -Uốn nhờ chuyển động quay

Kiểu uốn này được sử dụng khá phổ biến và được dùng khi đảm bảo đường kính

của ống uốn là không đổi trong quá trình uốn

Hình 2.11 Mô hình uốn kiểu kéo và quay

Hình 2.12 Sơ đồ lực quá trình uốn Phôi ống được kéo qua một má uốn đứng yên và cố định, bán kính uốn đã được

xác định sẵn từ trước Phương pháp này được sử dụng khá hoàn hảo cho việc uốn các

DUT.LRCC

tay vịn lan can, các dạng sắt mĩ nghệ, ống dẫn, thanh đỡ hay một bộ phận của khung gầm ô tô, xe lửa và rất nhiều loại đồ dùng khác

- Uốn bằng các trục lăn:

Được sử dụng cho việc uốn các sản phẩm ống đường kính phôi lớn hoặc các sản phẩm có dạng tròn mà đường kính vòng tròn khá lớn

Hình 2.13 Mô hình uốn kiểu trục lăn

Hình 2.14 Sơ đồ lực quá trình uốn Đầu cán gồm có 3 trục uốn, phôi uốn được lồng vào hai trục lăn hai bên trục lăn trên có thể chuyển động lên xuống để thực hiện quá trình biến dạng ống (quá trình uốn) Quá trình điều khiển trục uốn trên có thể thực hiện bằng tay hoặc bằng thủy lực

DUT.LRCC

Kiểu uốn này được sử dụng để chế tạo ra trục tang lớn, các ống hút và xả trên tàu thủy các vật có bán kính đường tâm rất lớn

Kết luận: Từ những phân tích về các phương án của công nghệ uốn ta chọn phương án dùng chày để dùng trong quá trình uốn là tiện dụng hơn cả vì nó dùng được cho nhiều trường hợp có thể điều chỉnh được đường kính chày tuỳ thuộc vào đường kính ống,vì vậy trong máy này ta chọn phương án dùng chày uốn

2.2 Các số liệu ban đầu:

Khi tính toán thiết kế máy ta chọn vật liệu phôi ống và đường kính ống để tính

ra lực uốn lớn nhất mà máy cần để uốn từ đó tính ra công suất bơm dầu và công suất động cơ điện

+ Đường kính phôi ống lớn nhất là : Dmax = 100 (mm)

+ Đường kính phôi ống nhỏ nhất là : D min = 25 (mm)

+ Chiều dày thành ống lớn nhất uốn được là: bmax = 10 (mm)

+ Chiều dài phôi thép lớn nhất: lmax = 6000 (mm)

DUT.LRCC

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG

3.1 Phân tích và lựa chọn các phương án thiết kế máy

3.1.1 Phân tích các yêu cầu của quá trình uốn

 Thực hiện quá trình kẹp chặt và giữ phôi khi uốn

 Thực hiện hành trình uốn

 Lực uốn danh nghĩa của máy phải lớn hơn lực uốn cần thiết

 Thả kẹp và tháo ống

3.1.2 Lựa chọn các kết cấu máy hợp lý

Máy uốn ống cỡ lớn dùng để uốn các ống có đường kính từ 25 - 100 (mm) và các ống có độ dày lớn nhất là 10 (mm) do đó ta phải lựa chọn phương án truyền động

và lựa chọn cơ cấu máy hợp lý

a) Lựa chọn phương án truyền động

Dựa vào nguyên lý hoạt động của máy uốn ống, để thực hiện công tác kéo má động và làm puly quay trong quá trình uốn ta có thể lựa chọn dạng truyền động là: Truyền động bánh răng, truyền động bánh răng và truyền động xích kết hợp sử dụng

hệ thống thủy lực

Nhiệm vụ của bộ phận truyền động là truyền chuyển động cho trục có gắn puly, làm cho puly cũng như má động quay để thực hiện quá trình uốn ống Dựa vào nguyên

lý đó ta có các phương án truyền động như sau

 Phương án 1:Truyền động bánh răng (Hình 2.1)

Khi mở máy thông qua hộp giảm tốc chuyển động được truyền đến trục uốn làm quay puly uốn để thực hiện quá trình uốn

- Ưu điểm: Truyền động bánh răng đảm bảo độ tin cậy cao, truyền động chính xác, công suất truyên động lớn

- Nhược điểm: Kết cấu máy rất phức tạp, cồng kềnh, khó điều khiển, quá trình kẹp và nhả kẹp của các cơ cấu uốn phức tạp

 Phương án 2:Truyền động đai (Hình 2.2)

- Ưu điểm: Truyền động đai có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

- Nhược điểm: Truyền động với công suất bé Giữa bánh đai và đai có hiện tượng trượt do đó không đảm bảo độ chính xác trong quá trình uốn

 Phương án 3:Sử dụng hệ thống thủy lực cùng với bộ truyền xích(Hình 2.3)

- Sử dụng các xi lanh thủy lực kéo đĩa xích để thực hiện quá trình uốn và quá trình kẹp nhả ống

DUT.LRCC

- Ưu điểm: Kết cấu máy đơn giản, máy có công suất lớn, truyền động với khoảng cách lớn

Chuyển động đi về (thực hiện uốn) và chuyển động kẹp chặt dễ dàng Thao tác vận hành dễ dàng

- Nhược điểm: Do xilanh kéo uốn và xi lanh kéo về thực hiện quá trình kéo xích vòng qua đĩa xích do đó chiều dài của xilanh và cần piston phải khá lớn

+ Sơ đồ nguyên lý phương án truyền động bánh răng

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý phương án truyền động dùng bánh răng

2 Hộp giảm tốc 4 Puly uốn

DUT.LRCC

+ Sơ đồ nguyên lý của máy dùng phương án truyền động đai

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý phương án truyền động dùng bộ truyền đai

2 Bộ truyền đai 4 Động cơ

+ Sơ đồ nguyên lý phương án dùng hệ thống thủy lực

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý máy uốn dùng hệ 1 xi lanh thủy lực kết hợp bộ truyền xích

DUT.LRCC

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý máy uốn dùng hệ 2 xi lanh thủy lực kết hợp bộ truyền xích Dựa vào những ưu điểm nêu trên của bộ truyền ta lựa chọn phương án thiết kế máy là sử dụng hệ thống thủy lực cùng với bộ truyền xích để thực hiện truyền động cho máy cũng như quá trình nhả kẹp ống

b) Lựa chọn kết cấu máy hợp lý

Lựa chọn các loại đầu kẹp ống

Có 2 loại đầu kẹp ống: Đầu kẹp có sử dụng các con lăn và đầu kẹp sử dụng các

má kẹp

* Đầu kẹp sử dụng con lăn

Các máy uốn ống sử dụng đầu kẹp này chủ yếu là các máy có công suất bé Khi uốn ma sát sinh ra trên ống kẹp và puly uốn nhỏ (ma sát lăn) Nhược điểm của loại này

là khi các ống có kích thước lớn thì kết cấu puly cồng kềnh và đầu kẹp sẽ lớn

* Đầu kẹp sử dụng các má kẹp

Các má kẹp này có kết cấu khá đơn giản có thể dùng kẹp các ống có đường kính lớn nhưng nhược điểm của nó là tạo ra lực ma sát lớn khi uốn (ma sát trượt)

Để hạn chế ma sát trượt trên má kẹp vì dễ làm hư hỏng ống khi ống trượt trên

má kẹp (đặc biệt là các ống inox mỏng) ta thiết kế bộ phận dẫn động cho má kẹp (ở trên má kẹp tĩnh nhưng kết cấu khá phức tạp)

DUT.LRCC

Hình 3.5 Má kẹp + Cách bố trí các xi lanh uốn

- Máy chỉ sử dụng một xi lanh

Hình 3.6 Sơ đồ máy chỉ dùng một xi lanh

1 Đĩa xích cố định trên thân máy

2 Xi lanh 3 Khớp nối

4 Xích 5 Đĩa xích gắn trên trục má động

Khi sử dụng xi lanh 2 chiều thì ƣu điểm của nó là chi phí thấp vì chỉ sử dụng 1 xilanh cho quá trình 1 xi lanh cho quá trình chuyển động đi về của má uốn Nhƣng hạn chế của nó là bố trí của máy và xích kéo dài, công suất máy khá bé

DUT.LRCC

- Máy sử dụng 2 xi lanh

Hình 3.7 Sơ đồ máy dùng 2 xi lanh

1 Xi lanh kéo uốn 4 Đĩa xích

2 Khớp nối 5 Xi lanh kéo về

3 Xích

Với cách bố trí này máy uốn có công suất uốn khá lớn bố trí máy khá đơn giản

vì dùng xích kéo ngắn truyền công suất lớn

Kết luận: Thiết kế máy uốn thép ống cỡ lớn vì vậy ta thiết kế máy sử dụng các

má kẹp và bộ truyền xích hở sử dụng 2 xilanh cho hành trình đi và về của má động

3.1.3 Các bộ phận của máy uốn ống

pitong kéo xích truyền sang đĩa xích

- Đầu trƣợt có gắn má kẹp có xẻ rãnh để tăng ma sát trong quá trình kẹp, uốn

DUT.LRCC