Thiết kế và chế tạo máy uốn thép ống

Trước thực trạng đó để đáp ứng nhu cầu sử dụng của xã hội nói với sự nhất trí cho phép của Khoa cơ khí và thầy giáo hướng dẫn em xin chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo máy uốn thép ống “

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN VIÊN

NGUYỄN HỮU CẦU

Đà Nẵng, 2019

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY UỐN THÉP ỐNG 4

1.1 Tầm quan trọng của thép .4

1.1.2 Các loại thép ống 4

1.2 Một số máy uốn thép ống phổ biến hiện nay 8

1.3.Yêu cầu và phạm vi sử dụng của đề tài 14

1.3.1.1.Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng 14

1.3.1.2 Khả năng làm việc 14

1.3.1.3 Độ tin cậy 14

1.3.1.4 An toàn trong sử dụng 15

1.3.2.Tính công nghệ và tính kinh tế 15

1.3.3.Phạm vi sử dụng 15

CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN LÍ UỐN, PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18

2.1 Các phương pháp uốn 18

2.1.1.Phương pháp gò 18

2.1.2.Phương pháp cán không hàn .19

2.1.3.Phương pháp cán ống có hàn (cán ống 2 trục): 19

2.1.4.Phương pháp uốn ống 3 trục 20

2.1.5.Phương pháp uốn chuyển động quay .21

2.2 Lựa chọn phương pháp uốn 22

2.3 Xác định kích thước của phôi uốn 26

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY 27

3.1 Tính toán sức bền 27

3.1.1 Tính toán lực uốn 27

3.2 Thiết kế máy 31

3.2.1 Tính toán công suất trên trục làm việc và chọn động cơ 31

DUT.LRCC

3.2.4 Thiết kế bộ truyền xích 37

3.2.5 Thiết kế bộ truyền trục vít me – đai ốc 40

3.2.6 Thiết kế trục vít .43

3.2.7 Thiết kế trục 45

3.2.8 Thiết kế gối đỡ trục 52

3.3 Thiết kế hệ thống điều khiển 54

3.3.1 Điều khiển điện .54

3.3.2 Sơ đồ mạch điện 55

3.3.3 Điều khiển trục vít – me 55

CHƯƠNG 4: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 58

CÁC CHI TIẾT 58

4.1 Chi tiết trục 58

4.1.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kĩ thuật các bề mặt cần gia công 58

4.1.2 Trình tự các nguyên công 58

4.1.3 Lập quy trình công nghệ, chọn máy, dao cho từng nguyên công 59

4.1.4 Tra lượng dư cho từng bước công nghệ .64

4.1.5 Tra chế độ cắt cho từng bước công nghệ .65

4.1.6 Thời gian cơ bản cho từng nguyên công .67

CHƯƠNG 5 : HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG MÁY 72

5.1 An toàn lao động khi sử dụng máy 72

5.1.1 Đối với người sử dụng 72

5.1.2 Đối với máy 72

5.2 Hướng dẫn cách vận hành 72

5.2.1 Kiểm tra máy trước vận hành 72

5.2.2 Chạy thử máy 73

5.2.3 Chạy máy 73

5.2.4 Dừng máy và kiểm tra 73

5.2.5 Hướng dẫn bảo trì sửa chữa 74

5.2.6 Bôi trơn máy 74

5.2.7 Bảo dưỡng máy 74

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN, ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

DUT.LRCC

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại ngày nay, ngành cơ khí nói chung và ngành cơ khí ch ế 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

Đồ án tốt nghiệp ngành là môn học cuối cùng của mỗi sinh viên trước khi ra trường Nó trang bị cho sinh viên đầy đủ kiến thức tổng hợp đã học được trong hơn 4 năm qua, giúp chúng em củng cố lại kiến thức đã học tại giảng đường và là hành trang hữu ích cho sinh viên trong quá trình làm việc sau này

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

Trước thực trạng đó để đáp ứng nhu cầu sử dụng của xã hội nói với sự nhất trí

cho phép của Khoa cơ khí và thầy giáo hướng dẫn em xin chọn đề tài “Thiết kế và

chế tạo máy uốn thép 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 việc mắc sai sót trong quá trình làm đồ án là khó tránh khỏi, kính mong sự chỉ dẫn thêm của các quý thầy cô

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lưu Đức Bình,

TS Đỗ Lê Hưng Toàn cùng các thầy ở xưởng cơ khí đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành

đồ án này Em xin chân thành cảm ơn các thầy

DUT.LRCC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY UỐN THÉP ỐNG

1.1 Tầm quan trọng của thép

- Ngày nay thép là một thiết bị, dụng cụ không thể thiếu đối với con người, chúng

ta có thể dễ dàng tìm thấy chúng khắp mọi nơi, trên các thiết bị của ô tô, của xe máy, tàu thủy, nhà cửa hay đồ dùng gia đình….Có thể nói sắt, thép có tầm quan trọng rất lớn đối với con người

- Theo Bộ Công Nghiệp, ngành thép Việt Nam vẫn chưa sản xuất được thép tấm cán nóng, năm 2005 VSC đã đưa nhà máy thép cán nguội Phú Mỹ đi vào sản xuất với công suất 205000 tấn /năm nhưng mới chỉ đáp ứng được 25% nhu cầu trong nước Năm 2010 nhu cầu về thép khoảng 5 triệu tấn/năm, năm 2013 thì đã tăng lên đến 12,5 triệu tấn/năm và năm 2018 là 22.3 triệu tấn/năm

- Mặc dù thị trường thép ở nước ta là rất lớn nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ vì vậy vẫn phải nhập khẩu thép từ các nước Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc…trong

đó Trung Quốc chiếm số lượng lớn nhất

- Hình 1.1: Biểu đồ nhập khẩu thép của nước ta

thép ống đen hàn, thép ống đúc, thép ống mạ kẽm mỗi một loại tương ứng với các nhu cầu sử dụng và các ngành công nghiệp khác nhau Ngoài được chia thành các loại thép khác nhau thì thép ống cũng được sản xuất bởi các nhà cung cấp khác nhau như thép Hòa Phát, Hoa Sen, ống thép 190, Để tìm hiểu sâu hơn về các sản phẩm thép này quý khách hàng hãy theo dõi những thông tin mà công ty cổ phần thép công

nghiệp Hà Nội chúng tôi chia sẻ ngay sau đây

Thép ống đúc

Hình 1.2: Thép ống đúc Khác với thép ống hàn, thép ống đúc được sản xuất từ nguyên liệu phôi thép, phôi thép sau khi được nung nóng sẽ được đẩy hoặc kéo ra khỏi phôi ống

DUT.LRCC

Quy trình sản xuất thép ống đúc được thể hiện như sau:

Phôi thép tròn >> Nung nóng ở nhiệt độ cao >> Khoét lỗ >> Đẩy áp >> Thoát lỗ >> định đường kính >> Làm lạnh >> Ống phôi >> Nắn thẳng >> Kiểm tra áp lực >> Đánh dấu >> Nhập kho Đây là quy trình đối với thép ống đúc cán nóng

Đối với cán nguội: Phôi thép tròn >> Nung nóng ở nhiệt độ cao >> Khoét lỗ >> Chỉnh đầu >> Giảm lửa >> Rửa axit >> Phun dầu >> cán nguội nhiều lần >> Ống phôi >>

Xử lý nhiệt >> Đánh dấu >> Nhập kho

Quy trình sản xuất thép ống đúc được chia thành hai loại khác nhau như vậy nên thép ống đúc cũng được chia thành hai loại khác nhau với mẫu mã, tính chất vật lý và hóa học khác nhau

Thép ống hàn

Hình 1.3: Thép ống hàn Nếu như thép ống đúc được làm trực tiếp từ nguyên liệu phôi thép thì thép ống hàn lại được làm từ nguyên liệu thép tấm hoặc thép lá Thép cuộn nguyên liệu sẽ được đưa vào các nhà máy và được sản xuất với các công nghệ hàn khác nhau, và thép thành phẩm được chế tạo ra gồm hai loại là thép ống hàn thẳng và thép ống hàn xoắn

DUT.LRCC

Tùy vào nhu cầu sử dụng thực tế mà thép ống hàn được chia thành những dạng như sau:

- Ống hàn mạ kẽm áp lực thấp

- Ống hàn dẫn dung dịch khoáng sản

- Ống hàn điện đường kính lớn dẫn dung dịc áp suất thấp

- Ống hàn không gỉ dùng trong kết cấu cơ khí

- Ống hàn không gỉ dùng dể dẫn dung dịch

Thép ống mạ kẽm

Hình 1.4: Thép ống mạ kẽm Thép ống mạ kẽm được làm từ nguyên liệu thép ống đen sau đấy được nhúng vào

bể mạ kẽm để phủ kẽm đều toàn bộ bề mặt nguyên liệu

Quy trình mạ kẽm nhúng nóng cũng được diễn ra phải đúng theo quy trình và quy chuẩn để tạo nên sản phẩm có độ bền, đẹp nhất

DUT.LRCC

mạ kẽm không bị quá mỏng cũng không quá dày Ống mạ kẽm sau khi được vớt ra từ

bể mạ sẽ được nhúng vào bể nước tràn để làm nguội sản phẩm

Trên đây là cách phân loại và các loại ống thép được sử dụng nhiều nhất trong các ngành công nghiệp hiện nay Thép ống ngoài được sử dụng trong ngành công nghiệp xây dựng còn được ứng dụng nhiều trong ngành cơ khí chế tạo, ngành công nghiệp dân dụng

1.2 Một số máy uốn thép ống phổ biến hiện nay

Hiện nay trên thế giới, thép ống được sử dụng rỗng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng, trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại có đường kính cũng như vật liệu làm ống rất đa dạng Nhận thấy được tầm quan trọng của nó, chính vì vậy việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu thì trường là rất cần thiết Trên thế giới hiện nay máy uốn ống rất đa dạng từ bằng tay, động cơ, NC hay CNC có thế uốn với nhiều bán kính khác nhau, có độ chính xác rất cao

Sau đây là một số máy uốn phổ biến trên thị trường:

• Máy uốn ống 3 trục HHW-G76

Nguyên lý hoạt động: Puly công tác được quay tay trục vít me siết tạo lực uốn Motor chuyền chuyển động cho 2 puly quay nhằm mục đích di chuyển ống tạo bán kính uốn cho sản phẩm

Hình 1.5: Máy uốn ống bằng tay HHW- G76

DUT.LRCC

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy uốn ống HHW- G76

* Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm: + Máy uốn ống sử dụng động cơ điện làm quay 3 trục ro-to giúp việc uốn ống được nhanh, thành phẩm ống uốn có dạng vòng cung trơn tròn, đạt chất lượng cao

+ uốn được nhiều loại ống với size kích thước khác nhau

2

3 4

5 6

7

DUT.LRCC

Hãng sản xuất HAVI WELD

Đường kính ống uốn tối đa (mm) 63

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật máy uốn ống A2

* Ưu nhược điểm:

+ Mất nhiều thời gian khi phải điều chỉnh khoảng cách trục

• Máy uốn ống BA4

Hình 1.8: Máy uốn ống BK4

DUT.LRCC

* Nguyên lý làm việc:

4 5

3 6

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lí

Khi động cơ 1 quay, qua hộp giảm tốc và bộ truyền xích 4.1 và 4.2 làm các trục 3.1

DUT.LRCC

9.3 được dẫn động bằng bộ truyền vít me đai ốc 6 Khi phôi chuyển động hết chiều dài thì động cơ 1 sẽ đảo chiều quay làm tất cả các trục đảo chiều kéo phôi chuyển động tịnh tiến nhưng với chiều ngược lại Khi phôi chuyển động hết một chu kỳ pully 9.3 sẽ

đi xuống một đoạn (làm tăng biến dạng của phôi) và quá trình được lặp đi lặp lại cho đến khi đạt được bán kính uốn yêu cầu

Động cơ 2.2kw-220V/50Hz Bán kính uốn 50-5000mm Đường kính uốn Ø19-Ø76mm / 15-50mm

Độ dày ống uốn 0.4-2.5mm Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật máy

* Ưu, nhược điểm

- Ưu điểm:

+ Máy dùng 3 trục để uốn nên có thể đạt được bán kính uốn lớn

+ Máy có thể uốn được ở cả 2 đầu nên trong một số trường hợp đạt được năng suất cao vì không mất thời gian thay đổi pully

+ Kích thước máy khá lớn nên có độ cứng vững cao, làm việc chắc chắn, tin cậy

+ Vì dùng xy lanh thủy lực (tạo được lực nén lớn hơn nhiều so với bộ truyền vít

me đai ốc), kết hợp với động cơ điện dẫn động có công suất lớn hơn nên máy có thể uốn được những phôi thép có kích thước lớn hơn cũng như vật liệu cứng hơn so với hai kiểu máy trên

Bảng 1.4: Thông số kĩ thuật máy uốn ống NC

* Ưu điểm, nhược điểm:

1.3.1.1 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 dễ dàng…

- Để làm được điều này thì cần phải hoàn thiện về sơ đồ kết cấu của máy, đồng thời chọn các thông số kĩ thuật và các quan hệ về thiết kế hợp lí

1.3.1.2 Khả năng làm việc

- Máy có khả năng hoàn thành các chức năng đã định mà vẫn giữ được độ bền, không thay đổi kích thước cũng như hình dạng của máy, ngoài ra vẫn giữ được

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

- Để máy có đủ khả năng làm việc cần xác định hợp lí hình dạng, kích thước chi tiết máy, chọn vật liệu thích hợp chế tạo chúng và sử dụng các biện pháp tăng bền như nhiệt luyện.…

1.3.1.3 Độ tin cậy

- Độ tin cậy là tính chất của máy vừa thực hiện các chức năng đồng thời vẫn giữ các chỉ tiêu về sử dụng (như năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ năng lượng,

DUT.LRCC

độ chính xác ) trong suốt quá trình làm việc hoặc trong quá trình thực hiện công

việc đã quy định

- Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc không hỏng hóc trong một thời

gian quy định hoặc quá trình thực hiện công việc

1.3.1.4 An toàn trong sử dụng

Một kết cấu làm việc an toàn có nghĩa là trong điều kiện sử dụng bình thường thì kết cấu không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không gây hư hại cho thiết bị, các đối tượng xung quanh…

1.3.2 Tính công nghệ và tính kinh tế

- Đây là một trong nhưng yêu cầu cơ bản đối với máy để thỏa mãn yêu cầu về tính công nghệ Về tính kinh tế thì máy được thiết kết có hình dạng, kết cấu, vật liệu chế tạo phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể, đảm bảo khối lượng và kích thước nhỏ nhất, ít tốn vật liệu nhất, chi phí thấp nhất…kết quả cuối cùng dẫn tới giá

thành thấp nhất

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

dễ tháo lắp thay thế, chọn cấp chế tạo chính xác cho phù hợp nhưng vẫn đảm

bảo được điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể

1.3.3 phạm vi sử dụng

Hiện nay các sản phẩm uốn đã và đang được ứng dụng rất rộng rãi và đóng vai

trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày từ các chi tiết máy đến các sản phẩm trong sinh hoạt như bàn, ghế, lan can, mái che…Các đồ dùng, vật dụng trong sinh hoạt hàng ngày không những phải đáp ứng nhu cầu sử dụng mà còn phải có tính thẩm

mỹ và theo xu hướng Từ đó, các vật dụng tưởng chừng đơn giản như bàn, ghế, lan can, … Ngày càng được thay đổi mẫu mã, kiểu dáng nhằm đáp ứng được thị hiếu của người tiêu dùng Trên thị trường xuất hiện rất nhiều loại bàn ghế, mái che có dạng hình tròn, cung tròn Để đáp ứng được nhu cầu trên thì việc chế tạo ra các máy móc, thiết bị có thể uốn cong thép là rất cần thiết Sau đây là một số sản phẩm gần

DUT.LRCC

Mái che Cửa sắt

Lan can Ghế

Hình 1.12: Các sản phẩm uốn

Như chúng ta cũng đã biết, việc sử dụng các đồ dùng, máy móc sản xuất từ sản phẩm

ống đã trở thành một phần không thể thiếu Từ những sản phẩm ống nhỏ sử dụng trong sinh hoạt gần gũi với chúng ta như bàn, ghế, tủ, giường… Các đồ vật chuyên dụng trong sản xuất, kinh doanh, trong các phòng thí nghiêm, các chi tiết máy trong cơ khí…Cho đến những đường ống lớn để vận chuyển dầu, khí đốt, nước chính là những nguồn không thể thiếu cho cuộc sống của chúng ta

• Trong công nghiệp: thì sản phẩm ống uốn giữ một vai trò rất quan trọng vì nó được dùng để dẫn nhiên liệu cả khí lẫn lỏng từ nơi sản xuất đến nơi sử dụng, đã có những đường ống dẫn nhiên liệu như: dẫn khí, dẫn nước, dẫn dầu, dẫn hóa chất… xuyên quốc gia Nó được coi như cầu nối giữa các khu công nghiệp, giữa nguồn nhiên liệu với các nhà máy Sản phẩm ống uốn không thể thiếu được trong công nghiệp tàu thủy, các ngành sản xuất nhiên liệu…

• Trong xây dựng: Ống thép được dùng để sản xuất các kết cấu như: giàn không gian, ống thứ siêu âm trong cột bê tông, giàn giáo, cột đèn chiếu sáng đô thị…

DUT.LRCC

• Trong sinh hoạt: thì sản phẩm ống uốn cũng được sử dụng rộng rãi như: làm lan can,

bàn ghế, xích đu, đồ dùng trong nhà bếp, dùng làm đường ống dẫn nước phục vụ

sinh hoạt, làm đường ống dẫn nhiên liệu khí đốt…

Nắm bắt được sự quan trọng đó, các tập đoàn lớn đã sản xuất ra phôi ống đủ các loại

vật liệu, kích trước khác nhau để đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng Nhưng hầu hết các phôi

ống sản xuất ra đều dạng ống thẳng, không phù hợp với các trường hợp cụ thể khi sử

dụng Mà muốn sử dụng được thì chúng ta phải thêm công đoạn uốn ống

 Dựa trên những phân tích, tính toán và nhu cầu sử dụng sản phẩm đề tài: “THIẾT

KẾ MÁY UỐN THÉP ỐNG” được thiết kế để đáp ứng nhu cầu thiết yếu trên

DUT.LRCC

CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN LÍ UỐN, PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN

PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Ngày nay có rất nhiều phương pháp chế tạo ống thép nhưng để đáp ứng yêu cần kỹ thuật của sản phẩm cũng như đạt hiệu quả kinh tế cao người ta thường dùng các phương pháp sau:

Hình 2.1 sơ đồ nguyên lý gò tự do

a Gối tựa b Phôi

DUT.LRCC

2.1.2 Phương pháp cán không hàn

Khi cán ống không hàn phôi ban đầu là thép đặc máy cán có 2 trục cán, mỗi trục có

2 phần hình nón cụt đặt ngược nhau, quay cùng chiều và đặt chéo nhau trong không gian

1 gốc 4 -6 độ

Trong khi cán phôi vừa chuyển động tịnh tiến dọc trục vừa chuyển động quay ở vùng biên dạng, tâm của phôi vị biến dạng nhiều và chịu ứng suất kéo, nén thay đổi liên tục làm xuất hiện các vết nứt và tạo lỗ, sau đó lỗ được mũi xoáy sữa lại biên dạng

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý cán ống hàn

2.1.4 Phương pháp uốn ống 3 trục

Hình 2.4 sơ đồ nguyên lý uốn ống trên máy uốn 3 trục

1 Phôi uốn 2 Con lô tạo lực uốn 3 Lô tạo chuyển động Đây là phương pháp gia công áp lực trong đó kinh loại bị biến dạng nguội bởi lực tác dụng để nhận được hình dáng cần thiết

DUT.LRCC

Đặc điểm: đây là phương pháp uốn có năng suất cao, bán kính uốn lớn tuy nhiên đây

là phương pháp uốn thuần túy nên lực sinh ra lớn

2.1.5 Phương pháp uốn chuyển động quay

Mâm quay (1) chuyển động quay quanh trục puly cố định làm cho trục con lăn quay Các con lăn được lắp lỏng trên trục nên nó có thể quay quanh tâm Nhờ có các con lăn khi thực hiện các chuyển động uốn nó sẽ lăn trượt trên thành ống, không gây ra ma sát trượt gây hư hại đến chi tiết

Đặc điểm đây là phương pháp uốn ống theo dạng kéo nên lực uốn nhỏ kết cấu đơn giản dể vận hành các góc uốn đa dạng có khả năng tự động hóa cao, tuy nhiên bán kính uốn của phương pháp này nhỏ và không thể uốn cong được

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý bằng chuyển động quay

1 Mâm quay 2 Puly cố định 3 Trục puly 4 ống

5 Trục con lăn 6 Con lăn 7 Chốt tì giữ ống

DUT.LRCC

2.2 Lựa chọn phương pháp uốn

Tùy theo yêu cầu và mục đích sử dụng mà chọn các phương pháp khác nhau, ở đây

ta sẽ thiết kế chế tạo cho loại sản phẩm có bán kính uốn lớn xét đến các phươn án trên

ta chọn thiết kế theo phương pháp 4 máy uốn ống 3 trục với 2 puly dẫn động và 1 puly

công tác.Trong phương này ta có 3 phương án như sau

a) Phương án 1: Di chuyển 1 con lô ở bên đi lên

* Ưu điểm:

+ Dể dàng để uốn được các sản phẩm có bán kính nhỏ

+ Nguyên lý, kết cấu đơn giản

DUT.LRCC

b) Phương án 2: Di chuyển con lô ở giữa đi xuống

Nguyên lý: Lô 3 bị hạn chế 4 bậc tự do (chỉ có thể quay quanh tâm và tĩnh tiến lên

xuống) Các lô 1, 2 bị hạn chế 4 bậc tự do (chỉ có thể quay quanh tâm và nằm ngang) Trong quá trình uốn, lô 3 tịnh tiến theo phương thẳng đứng để tạo bán kính cong R cho

sản phẩm Lô 1,2 tịnh tiến sang ngang để thay đổi bán kính uốn

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý dùng ba lô uốn

+ Không uốn được bán kính nhỏ

c) Phương án 3: Di chuyển đồng thời cả 2 con lô 2 bên đi lên

1

2

Hình 2.8: Di chuyển 2 con lô 2 bên đi lên

* Nguyên lý: Lô 3 bị hạn chế 5 bậc tự do (chỉ có thể quay quanh tâm) Các lô 1,2 bị hạn

chế 3 bậc tự do (chỉ có thể quanh quanh tâm, tịnh tiến theo phương thẳng đứng và nằm ngang) Trong quá trình uốn thì lô 1,2 tĩnh tiến theo phương thẳng đứng để tạo bán kính cong R cho sản phẩm Tĩnh tiến sang ngang để thay đổi bán kính uốn

+ Cả hai lô 1 và 2 đều tĩnh tiến nên khó khăn trong kết cấu

Kết luận: Để thuận lợi cho việc sử dụng, vận hành, tạo lực uốn, chúng em chọn phương án 2: di chuyển con lô ở giữa lên xuống

Từ phương án lựa chọn trên ta có bán kính uốn từ phương án trên:

Đường tròn được xác định qua ba điểm không thẳng hàng Lúc này các điểm trên suốt chiều dài phôi được lần lượt đi qua 3 điểm (A,B,C) của đường tròn đã xác định Tâm và bán kính sản phẩm chính là tâm và bán kính của đường tròn tưởng tượng

2.3 Xác định kích thước của phôi uốn

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY

a/2

Q

aHình 3.1: Mô hình tính toán

Ta có: 𝐹𝑢 = 2 𝑄 (1)

Trong đó: +𝐹𝑢 - lực ren vít (lực uốn)

+ Q - phản lực tại các gối tựa

Lại có: +𝐹𝑚𝑠1 = 𝐹𝑢 𝑓

DUT.LRCC

Qy1A

Qy2

A

x2 a/2

2+ 𝑥2) − 2 𝑄 𝑥2 ⇒ {

khi x=a2⇒Mms2=0

khi x=0⇒Mms2=Q.a2

DUT.LRCC

Ta có biểu đồ nội lực:

Q Q

+ 𝜎𝑐ℎ = 240 N/mm2: giới hạn bền chảy của vật liệu (đối với vật liệu CT38) + 𝑀𝑎

2𝑥𝑚𝑎𝑥 - Momen uốn cực đại

+ Đường kính: 14∅𝑚𝑖𝑛 , 65∅𝑚𝑎𝑥

+ Chiều dày: t = 0.5 ÷ 3,5 mm

Mô men chống uốn: 𝑊𝑥1 = 0,1 𝐷3 [1 − (𝑑

𝐷)4] ⇒ 𝑊max 𝑥1 = 0,1.653 [1 − (61.5

65 )4] = 5454 N.mm

- Với thép hộp: 𝑊𝑥2 = (𝐵 −2 𝑡).(ℎ −2𝑡)

2

6 Với phôi thép hộp

3.2 Thiết kế máy

3.2.1 Tính toán công suất trên trục làm việc và chọn động cơ

3.2.1.1 Tính toán công suất

⇒ Công suất cần thiết trên trục động cơ:

𝑝𝑐𝑡 = 𝑃ℎ𝑔𝑡 =0,51 = 0,8 (𝐾𝑤)

DUT.LRCC

Số chu kỳ làm việc của bánh vít: 𝑁 = 60 𝑛 𝑇 = 60.36.5.300.8 = 25920000 Vì 𝑁 ≥

107 nên ứng suất cho phép cần nhân thêm hệ số chu kỳ ứng suất 𝑘𝑁′

a) Ứng suất tiếp xúc của răng bánh vít

4) Sơ bộ chọn trị số hiệu suất và hệ số tải trọng

a) Chọn hiệu suất

Với 𝑍1 = 2 ⇒ chọn hiệu suất 𝜂 = 0,7

⇒ công suất trên trục ra 𝑁2 = 𝑁1 𝜂 = 0,85.0,7 = 0,59 Kw

3

= 10,6 Tra bảng 4.6 ⇒ 𝑚 = 4, 𝑞 = 10

6) Kiểm tra vận tốc trượt, hiệu suất, hệ số tải trọng

+𝜆 - Góc vít (bảng 4.7[1])

+𝜌 - Góc ma sát (bảng 4.8[1])

c) Hệ số tải trọng K

K = Ktt KdTrong đó:

+ 𝐾𝑡𝑡 = 1 - Tải không đổi

+ Đường kính vòng chia bánh vít: 𝑑2= 𝑍2 𝑚 = 40.5 = 200

+ Đường kính vòng đỉnh bánh vít: 𝐷𝑒2= (𝑍2+ 2 𝑓𝑜) 𝑚 = (40 + 2.1).5 = 210

Trong đó: + 𝑓𝑜 = 1 - Hệ số chiều cao răng

+ 𝑐𝑜 = 0,2- Hệ số khe hở hướng tâm

b) Lực vòng trên bánh vít bằng lực dọc trục trên trục vít

𝑝2 = 𝑝𝑎1 = 2𝑀2

𝑑2 = 2.9,55.10

6 0,59 200.36 = 1565 N

DUT.LRCC

c) Lực hướng tâm

𝑃𝑟1 = 𝑃𝑟2 = 𝑃2 𝑡𝑎𝑛 𝛼 = 1565 𝑡𝑎𝑛 2 0𝑜 = 570 N

3.2.3 Thiết kế bộ truyền đai

Số liệu ban đầu:

+ Công suất truyền: N = 0,9 Kw

+ Tỷ số truyền: 𝑖𝑑 = 𝑛1

𝑛2= 1400

700 = 2 a) Chọn loại đai

Giả thiết vận tốc đai: 𝑣𝑑 = (5 ÷ 10)𝑚

𝑠 dựa vào bảng 5.13 [1] ⇒ chọn đai loại A

+ Dựa vào bảng 5.14 [1] chọn đường kính bánh đai dẫn D1= 80 mm

+ Kiểm nghiệm vận tốc đai:

𝑣𝑑 = 𝜋 𝐷1 𝑛160.1000 ≤ 𝑣(30 ÷ 35)

d) Định chính xác chiều dài L và khoảng cách trục A

f) Xác định số đai cần thiết

𝑍 ≥ 1000 𝑁𝑣[𝜎𝑝]

𝑜𝐶𝑡𝐶𝛼𝐶𝑣𝐹 Trong đó:

+ F = 81 mm2 - diện tích tiết diện đai

+ Lực căng ban đầu đối với mỗi đai

𝑆𝑜 = 𝜎𝑜 𝐹 = 1,2.81 = 97,2 N Trong đó:

• 𝑆𝑜 = 1,2 N/mm2 - ứng suất căng ban đầu

Hình 3.3: Cấu tạo xích ống con lăn

1 Má trong 4 Chốt

2 Má ngoài 5 Ống lót

3 Mũ chốt

b) Định số răng đĩa xích

Số răng của đãi xích càng ít thì xích càng mòn nhanh và va đ ập lớn, tuy nhiên do tốc

độ quay nhỏ nên có thể chọn số răng đãi xích dẫn 𝑍1= 15 ⇒ số răng đĩa xích bị dẫn𝑍2 =

• 𝐾𝑜 = 1 - Đường nối tâm 2 đĩa xích hợp với đường nằm ngang 1 góc <

+ N = 0,27 Kw- Công suất truyền

Với công suất tính 𝑁𝑡 = 1,6 Kw, 𝑁01 = 50 vòng/phút ⇒ tra bảng 6.4 (trang 106 [1]) chọn bước xích t= 19,05

- Kiểm nghiệm số vòng quay của đãi xích: 𝑛1≤ 𝑛𝑔ℎ