Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói

Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Nguyên liệu là tôn mạ cuộn loại: 500kg/cuộn; 0,2mm Biên dạng sóng ngói Vận tốc cán: 25-30 m/ph Hệ thống truyền động bằng thủy lực Nội dung các phần t

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI:

TÊN ĐỀ TÀI: MÁY CÁN UỐN TÔN SÓNG NGÓI

Người hướng dẫn: PGS TS ĐINH MINH DIỆM Sinh viên thực hiện: ĐỖ LƯƠNG ĐIỆP KHẢI

Số thẻ sinh viên: 101120118

Lớp: 12C1A

Đà Nẵng, 5/2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Đỗ Lương Điệp Khải Số thẻ sinh viên: 101120118

Lớp:12C1A Khoa: Cơ khí Ngành: Công nghệ chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói

2 Đề 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 đầu:

Nguyên liệu là tôn mạ cuộn loại: 500kg/cuộn; 0,2mm

Biên dạng sóng ngói

Vận tốc cán: 25-30 m/ph

Hệ thống truyền động bằng thủy lực

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Giới thiệu về nguyên liệu và sản phẩm

Thiết kế công nghệ cán tôn sóng ngói.

Thiết kế động học toàn máy.

Tính toán động học và đônglực học của máy cán uốn tôn.

Tính toán sức bền và thiết kế kết cấu máy.

Tính toán thiết kế hệ thống thủy lực.

Lắp đặt-vân hành-thay thế-bảo dưỡng máy.

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

-Bản vẽ lắp toàn máy(hình chiếu bằng,hình chiếu đứng) 2 A0

-Bản vẽ kết cấu máy dập sóng ngang 1 A0

-Bản vẽ cơ cấu hai trục cán 1 A0

5 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung:

PGS.TS.Đinh Minh Diệm

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: …… /……./201…

7 Ngày hoàn thành đồ án: …… /……./201…

Đà Nẵng, ngày tháng năm 201

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước ,nhu cầu của con người ngày càng phong phú và đa dạng, nhiều công trình ,nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng Do đó nhu cầu sử dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặt biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và kích thướt, trong khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nước ngoài Để có những sản phẩm đến với người tiêu dùng có mẫu mã

đẹp,kích thước như mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “Máy

cán uốn tôn sóng ngói” là cần thiết

Sau một thời gian dài nghiên cứu ,tìm hiểu được sự giúp đỡ ,gợi ý của các thầy

cô trong Khoa và sự tận tình hướng dẫn của thầy Đinh Minh Diệm em đã chọn và

thực hiện đề tài “Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói” Đây là một đề tài tương đối

phổ biến và có tính khả thi cao và cần thiết Nếu sự đầu tư đúng hướng và ngày càng mạnh vào lĩnh vực cơ khí của đất nước như hiện nay thì việc thiết kế chế tạo ra một dây chuyền sản xuất như thế hoàn toàn có thể thực hiện được

Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo nhưng do vốn kiến thức còn hạn chế tài liệu lại khan hiếm, thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phải giải quyết một nhiệm vụ lớn nên đề tài sẻ không tránh khỏi những sai sót Rất mong sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài dược hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi đến thầy Đinh Minh Diệm cùng các thầy cô trong khoa

Cơ Khí, lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất

Đà Nẵng, tháng 05 năm2018

Sinh viên thiết kế

ĐỖ LƯƠNG ĐIỆP KHẢI

LỜI CAM ĐOAN

Trong xã hội ngày nay, sự phát triển của khoa học công nghệ ngày càng cao, có rất nhiều phát minh, rất nhiều loại máy móc được chế tạo ra để phục vụ lợi ích của con người cũng như nâng cao năng suất, chất lượng của sản phẩm Dựa trên những cơ sở

và ý tưởng ban đầu những loại máy móc ngày càng hoàn thiện hơn qua những lần cải tiến

Trên cơ sở đó, em Đỗ Lương Điệp Khải thực hiện đề tài Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói Trong đề tài tốt nghiệp này , em xin cam đoan tự làm 100% dưới sự góp ý

và hướng dẫn trực tiếp từ thầy Đinh Minh Diệm khoa Cơ khí, tìm hiểu tài liệu về Cán

uốn kim loại và một số tài liệu liên quan

Với đề tài Thiết kế máy cán uốn kim loại em xin cam đoan tự thiết kế, tự làm, nếu có

sự tranh chấp hay gian dối e xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Đà nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Đỗ Lương Điệp Khải

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 9

1.1 KHÁI NIỆM 9

1.2 PHÂN LOẠI 10

1.3 CÁC BIÊN DẠNG THƯỜNG GẶP 11

1.4 VẬT LIỆU CHẾ TẠO 14

1.5 NHU CẦU SỬ DỤNG HIỆN NAY VÀ MỘT SỐ MÁY CÁN TÔN 14

Chương 2: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CÁN TÔN SÓNG NGÓI 18

2.1 THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ CON LĂN TRÊN TRỤC CÁN 18

2.1.1 Tính năng, kỉ thuật của dây chuyền cán 18

2.1.2 Thiết lập biên dạng sóng tôn 19

2.1.3 Phân tích chọn phương án bố trí con lăn 23

2.1.4 Xác định kích thước con lăn cán: 27

Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 32

4.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY 32

3.1.1 Sơ đồ nguyên lý 32

3.1.2 Nguyên lý hoạt động 32

3.1.3 Sơ đồ khối 33

3.2 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 33

3.2.1 Chọn phương án truyền động cho dây chuyền 33

3.2.2 Truyền động cho hộp phân lực: 36

3.2.3 Phương án tạo lực dập sóng ngang: 38

3.2.4 Chọn phương án truyền động tạo lực cắt: 41

3.3 SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY 48

Chương 4: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA 50

4.1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 50

4.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC 50

4.2.1 Tính toán lực cán 50

4.2.2 Tính lực và momen trên các trục cán 52

4.2.3 Tính công suất động cơ 59

4.2.4 Tính lực dập cho hệ thống đầu dập 61

4.2.5 Tính lực cắt đứt tôn 62

Chương 5: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY 68

5.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – BÁNH VÍT 68

5.1.1 Các số liệu ban đầu 68

6.1.2 Thiết kế bộ truyền 69

a) Chọn vật liệu 69

b) Định ứng suất cho phép 70

c) Chọn số mối ren Z 1 của trục vít Tính số răng Z 2 của bánh vít 70

d) Chọn sơ bộ hệ số tải trọng và hiệu suất 70

e) Định mođun m và hệ số đường kính q theo điều kiện bền tiếp xúc 70

f) Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng 71

g) Kiểm nghiệm sức bền ưốn của ren bánh vít 72

h) Kiểm nghiệm sức bền răng bánh vít khi chịu quá tải đột ngột 72

i) Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền 73

k) Tính lực tác dụng trong bộ truyền trục vít 74

5.2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN XÍCH 75

5.2.1 Giới thiệu 75

5.2.2 Tính toán thiết kế 76

5.3 THIẾT KẾ VÀ TÍNH SỨC BỀN TRỤC CÁN 83

5.3.1 Giới thiệu 83

5.3.2 Kết cấu trục cán 84

5.3.3 Trình tự thiết kế 85

5.3.4 Tính mối ghép bằng then 103

5.3.5 Tính toán chọn bộ phận ổ đỡ 105

5.4 THIẾT KẾ THÂN MÁY 106

5.4.1 Đặc điểm 106

5.4.2 Thiết kế cơ cấu điều chỉnh khe hở trục uốn 106

5.4.3 Thiết kế thân máy cán 108

Chương 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC 110

6.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THỦY LỰC VÀ LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC. 110

6.1.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực 110

6.1.2 Khả năng và hiệu suất sử dụng thủy lực 111

6.1.3 Chọn các phần tử thủy lực 112

6.2 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC 114

6.2.1 Tính toán xi lanh thủy lực cho hệ thống đầu dập 115

6.2.2 Tính toán xi lanh thủy lực cho hệ thống dao cắt 117

6.2.3 Tính toán xác định các thông số làm việc của bơm 118

6.2.4 Tính toán van đảo chiều 120

6.2.5 Tính toán cho van tràn 120

6.2.6 Bộ lọc dầu 122

6.2.7 Ống dẫn dầu và các bộ ống nối 123

6.2.8 Bể dầu 124

Chương 7: LẮP ĐẶT-VẬN HÀNH-THAY THẾ-BẢO DƯỠNG MÁY 127

7.1 LẮP ĐẶT 127

7.2 VẬN HÀNH 127

7.3 BẢO DƯỠNG 128

7.4 THAY THẾ 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 130

Bảng 4.2: Giá trị công suất trên từng trục cán

Bảng 4.3: Trị số khe hở Z theo chiều dày vật liệu

Hình 1.1: Một số sản phẩm tôn

Hình 1.2: Biên dạng sóng vuông

Hình 1.3: Biên dạng sóng ngói.

Hình 1.4: Biên dạng sóng tròn

Hình 1.5: Hình ảnh một vài loại máy cán tôn

Hình 2.1: Biên dạng sóng tôn cán ngói.

Hình 2.2: Biên dạng sóng nhô lên.

Hình 2.11: Biên dạng con lăn

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý máy uốn tôn tạo sóng ngói

Hình 3.2: Sơ đồ khối

Hình 3.3: Sơ đồ máy cán truyền động bằng cơ khí

Hình 3 4: Sơ đồ máy cán truyền động bằng thuỷ lực

Hình 3.5: Sơ đồ truyền động bằng bánh vít - trục vít

Hình 3.6: Truyền động bằng xích

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý truyền lực dập bằng vít me-đai ốc

Hình 3.8: Sơ đồ truyền động tạo lực dập bằng hệ thống thủy lực.

Hình 3.9: Sơ đồ truyền động tạo lực dập bằng thanh răng-bánh răng

Hình 3.10: Sơ đồ cắt bằng khí

Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý cắt bằng laser

Hình 3.12: Máy cắt có lưỡi dao dưới di động

Hình 3.13: Máy cắt có lưỡi dao dưới di động

Hình 3.14: Sơ đồ bố trí dao nghiêng

Hình 3.15: Kết cấu của dao cắt đĩa

Hình 3.16: Sơ đồ dao cắt phẳng bằng thủy lực.

Hình 3.17: Sơ đồ động toàn máy

Hình 4.1: Sơ đồ tính chiều dài tiếp xúc giữa tole và con lăn cán

Hình 4.2: Quá trình cắt đứt kim loại

Hình 4.3: Mặt cắt kim loại khi cắt

Hình 4.4: Khoảng cách dao khi cắt.

Hình 4.5: Biểu diễn các thống số dao cắt

Hình 4.6: Biên dạng dao cắt định hình

Hình 5.1: Sơ đồ lực tác dụng lên trục vít

Hình 5.2: Kết cấu trục cán dài

Hình 5.3: Biều đồ momen trục cán dài

Hình 5.4: Sơ đồ tính toán độ võng của trục

Hình 5.5: Biểu đồ mômen trục cán dài có 3 đĩa xích

Hình 5.6: Sơ đồ trục ngắn

Hình 5.7: Biểu đồ momen trục cán ngắn

Hình 5.8: Mối ghép then

Hình 5.9: Sơ đồ cơ cấu điều chỉnh khe hở trục uốn

Hình 5.10: Kết cấu thân máy cán

Hình 6.1: Sơ đồ máy cán truyền động bằng thuỷ lực

Hình 6.2: Van tràn

Hình 6.3: Van solenoid

Hình 6.4: Xy lanh thủy lực

Hình 6.5: Bơm bánh răng

Hình 6.6: Piston-Xilanh thuỷ cho hệ thống đầu dập

Hình 6.7: Piston-Xilanh thuỷ cho hệ thống cắt

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

1 GIỚI THIỆU VỀ TÔN SÓNG

1.1 KHÁI NIỆM

Trong cuộc sống hiện nay, nhu cầu về tấm lợp ngày càng cao Người ta sản xuất

và sử dụng rộng rải, phổ biến nhất là tôn kim loại Đó là những tấm kim loại được dát mỏng, thường sử dụng với chiều dày từ 0,25mm đến 0,5mm, với chiều rộng từ 0,92m đến 1,22m Tôn sử dụng nhiều làm tấm lợp, che chắn

Hiện nay tôn phẳng được sản xuất thành từng cuộn là chủ yếu, với khối lượng mỗii cuộn khoảng 5 tấn, chiều dày và chiều rộng nhất định Các loại tôn cuộn thường được nhập khẩu từ nước ngoài như: BHP - ÚC, NKK- NHẬT, ANMAO- ĐÀI LOAN, HÀN QUỐC và đã có sẵn lớp bảo vệ oxi hóa thường gọi là tôn mạ màu, tôn mạ kẽm, tôn lạnh Để tăng thêm độ cứng vững và thuận tiện khi sử dụng, người ta tạo sóng cho

nó và vấn đề tạo sóng là vấn đề cần thiết cho sử dụng Việc tạo sóng tôn cũng là bước công nghệ quan trọng và liên quan đến nhiều yếu tố

Tùy thuộc yêu cầu sử dụng mà người ta chọn biên dạng sóng là tạo sóng thẳng hay sóng ngoái Tôn sóng thẳng có tôn sóng vuông và sóng tròn, loại sóng tròn do trước đây sản xuất theo cỡ nên gây khó khăn trong việc sử dụng

So với các loại tấm lợp ở nước ta thường sử dụng như ngói, nhựa, mirô xi măng, giấy lợp thì tôn kim loại có nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là loại tôn sóng (sóng vuông, sóng ngói), sản xuất theo công nghệ mới, cán cắt theo yêu cầu sử dụng và có

Nhờ những ƣu điểm trên, cùng với sự phát triển của nền kinh tế mà công nghệ chế tạo tôn đƣợc đầu tƣ phát triển đáp ứng nhu cầu và việc sử dụng tôn ngày càng rộng rãi

- Theo màu sắc

- Theo số sóng : 5 sóng, 7 sóng, 9 sóng,

- Theo công dụng : Loại mái vòm, mái thẳng, tôn lạnh

- Theo biên dạng : Tôn sóng vuông,sóng tròn, sóng ngói

- Theo chiều dày : 0,3mm, 0,4mm, 0,45mm

Kích thước các loại tôn như sau:

Bảng 1.1: Kích thước một số loại tôn (Trích theo kích thước tôn Phương Nam)

Chiều dày tole (mm) Tole đen Tole mạ kẽm Tole màu

1.3.2 Loại sóng ngói

 Thông số các loại tôn thường dùng:

+ Tôn khổ 914 mm tạo tôn 7 sóng

Diện tích hữu dụng là : 125*6=750 (mm) + Tôn khổ 1200 mm tạo 9 sóng

Diện tích hữu dụng là : 125*8=1000 (mm) +Biên dạng, các thông số tôn sóng vuông như sau:

Hình 1.2: Biên dạng sóng vuông

+ Tôn khổ 914 mm tạo tôn 5 sóng

Diện tích hữu dụng là : 190.4=760 (mm) + Tôn khổ 1200 mm tạo tôn 6 sóng

Diện tích hữu dụng là : 190.5=940 (mm)

Hình 1.3: Biên dạng sóng ngói.

+Chiều dài hữu dụng: 74*10=740 (mm)

Hình 1.4: Biên dạng sóng tròn

Tôn hợp kim thì bền nhưng giá thành cao

Tôn nhôm nhẹ, dễ cán, uốn, bền trong không khí nhưng giá thành cao và hiệu lực kém

1.5 NHU CẦU SỬ DỤNG HIỆN NAY VÀ MỘT SỐ MÁY CÁN TÔN

Trước đây do nhu cầu chất lượng cuộc sống thấp, công nghệ chưa phát triển, vấn đề tấm lợp chưa được quan tâm Cùng với thời gian loại tấm lợp bằng tôn được ra đời, được cải thiện dần và đã sản xuất ra những loại tấm lượn sóng và có các kích thước nhất định Nhưng loại này giá thành cao, không thuận lợi cho sử dụng,nên nhu cầu sử dụng còn hạn chế

Ngày nay cùng với sự phát triển chung của khoa học kỹ thuật, sự hội nhập và hợp tác, đầu tư sản xuất Nền kinh tế nước ta đã từng bước phát triển, đưa tiến độ khoa học vào thực tế sản xuất, đời sống dần dần được nâng cao Từ đó nảy sinh nhiều nhu cầu thiết yếu vấn đề xây dựng cơ bản, kết cấu hạ tầng ngày càng nhiều Do vậy vấn đề

sử dụng tấm lợp mà nhất là tôn ngày càng nâng lên Nó đặt ra một số yêu cầu mới về giá cả màu sắc và mẫu mã Đáp ứng yêu cầu đó các nhà sản suất đã đầu tư nghiên cứu

và ra được tôn tấm phẳng quấn thành cuộn với nhiều màu sắc kích thướt ngang cũng như độ dày của tôn

Để tiện lợi đưa vào sử dụng người ta chế tạo ra máy cán tạo sóng từ tôn phẳng

và cắt chiều dài theo yêu cầu Hiện nay tôn sóng được sản suất và bày bán rộng rãi trên thị trường với nhiều màu sắc và chủng loại đa dạng như tôn chịu nhiệt, tôn sóng vuông, tôn sóng tròn, tôn sóng ngói, tôn mái vòm Tôn sóng có nhiều cỡ sóng,kích thước chiều ngang từ 0,92m đến 1,22m Nên việc lựa chọn loại tôn để sử dụng rất dể dàng

Nhìn chung việc lựa, sử dụng loại sóng tôn ( sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói ) nó còn tùy thuộc vào đặc điểm kiến trúc của công trình xây dựng Đa số hiện nay người ta sử dụng tôn sóng thẳng (Sóng vuông, sóng tròn ) và nó phù hợp thẩm mỹ với nhà thông dụng và công nghiệp Cùng chủng loại tôn nhưng tôn sóng ngói có giá thành cao hơn một ít Tôn sóng ngói dùng phù hợp với những nhà có kiến trúc hiện đại ( 4 mái, 6 mái ), biệt thự, hoặc các kiểu kiến trúc cổ mà về yêu cầu thẩm mỹ không thể thay bằng tôn sóng thẳng được, nên nhu cầu sử dụng tôn sóng ngói ít hơn Trong tương lai theo đà phát triển, nhu cầu về thẩm mỹ thì tôn sóng ngói cũng có triển vọng cao Một đặc điểm nữa của tôn sóng ngói là nó chỉ lợp một chiều nên khi sử dụng lợp các phần chéo thì phải bỏ một phần diện tích tôn

Trong tương lai gần, nhu cầu về thẩm mỹ càng cao thì tôn sóng ngói sẽ có nhiều triển vọng phát triển

Hiện nay tại thành phố Đà Nẵng, các công trình xây dựng đang được quy hoạch

và xây dựng rất mạnh mẽ

Chính vì thế mà các nhà máy tôn cũng được đầu tư và phát triển với các dây chuyền máy móc hiện đại Như công ty cổ phần Điện chiếu sáng Đà Nẵng DALICO (Cầu Nam Ô), Công ty Cổ phần kim khí miền Trung, Công ty thép Đà Nẵng (khu công nghiệp Liên Chiểu)……

DUT-LRCC

Hình 1.5: Hình ảnh một vài loại máy cán tôn

Chương 2: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CÁN TÔN SÓNG NGÓI

2.1 THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ CON LĂN TRÊN TRỤC

CÁN

2.1.1 Tính năng, kỉ thuật của dây chuyền cán

Để có được biên dạng sóng tôn thì trục cán mang các con lăn cán của các dây chuyền cán phải có biên dạng như sóng tôn Khi trục cán quay tạo sóng thì vận tốc dài của các vị trí trên con lăn cán sẽ khác nhau Vì đường kính tại các vị trí đó khác nhau

Để tôn ra khỏi dây chuyền cán có vận tốc như đã chọn ( V= 0,25 m/s ) Thì về cơ bản vận tốc điểm tại một vị trí quan trọng chịu áp lực lớn phải bằng vận tốc đó Còn các vị trí còn lại sẽ xuất hiện , hiện tượng trượt tương đối giữa tôn và con lăn cán

Chỉ truyền công xuất cho một trục trong một cặp trục cán của dây chuyền Còn trục cán kia sẽ tự do nhờ áp lực của tôn tác dụng lên sinh ra ma sát nó tạo mô men quay

Dây chuyền cán là loại cán hình loại nhẹ , để đơn giản ta truyền công xuất cho

11 cặp ( Dây chuyền có 21 cặp trục ) Do vậy công suất chung của toàn bộ dây chuyền dược tính quy về công suất của 11 bộ truyền bánh vít , trục vít

Biên dạng sóng tôn được tạo nhờ vào 2 con lăn cán Việc thiết kế chế tạo các con lăn cán chia làm 8 loại cho 2 biên dạng và có độ sâu theo số lần cán tạo sóng

Để thuận lợi ta chọn các trục dưới là trục dẩn do vậy các trục dưới có cùng số vòng quay Do đó thuận lợi cho việc chọn tỷ số truyền và thiết kế các bộ truyền trục vít - bánh vít Các con lăn cán được lắp then trên các trục ( Chế tạo trục và con lăn riêng )

Dây chuyền cán tôn phải đảm bảo được yêu cầu nhà thiết kế :

+Dập tạo sóng ngang

2.1.2 Thiết lập biên dạng sóng tôn

Chọn thông số biên dạng tôn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều rộng tấm, kích thướt tole, nhu cầu sử dụng và công dụng của tấm lợp……

Trên thị trường hiện nay thường sử dụng các loại phôi tấm dạng cuộn có kích thước 914(mm) và 1200(mm) với chiều dày từ : 0,2÷0,8 mm Tole cán có số sóng thường là

Đối với tôn cán khi cùng loại quy cách tole phẳng, cùng một loại kích thước nếu cán với số sóng càng ít thì được chiều rộng tấm tôn càng lớn nhưng ngược lại nếu cán nhiều sóng thì độ cứng vững lớn hơn so với cán ít sóng hơn

● Yêu cầu đối với sản phẩm tôn cán:

+Sản phẩm cán sau khi tạo sóng phải thỏa mãn các yêu cầu về độ cứng vững và

chịu lực, không có vết nứt tại các vị trí thay đổi tiết diện ( những điểm uốn)

+ Sản phẩm không bị trầy, xướt hỏng lớp bảo vệ chống oxi hóa (sơn hay mạ kẽm), không bị co kéo tạo ra vết nhăn những biến dạng không đồng điều trên bề mặt

+ Kim loại biến dạng đều hơn

+ Có khả năng cứng vững cao hơn khi cán sóng tiếp theo

+ Lực cán nhỏ

+ Khả năng phá hỏng thấp

Cần tìm ra quy luật tuần tự và tính toán thích hợp cho toàn bộ biên dạng Bắt đầu từ việc xác định thông số của cả biên dạng sóng tôn Tiến hành phân tích hai biên dạng sau :

+Biến dạng nhô cao :

Hình 2.2 Biên dạng sóng nhô lên

Sau các lần cán ta được chiều cao a1 theo yêu cầu, bán kính cong R không đổi ,

và tương ứng với chiều dài l1 (dây cung l1)

Từ hình vẽ, xét quan hệ giữa các thông số ta thấy như sau:

XÁC ĐỊNH SỐ LẦN CÁN UỐN

Việc xác định số lần uốn cho mỗi sóng tôn nhằm xác định số cặp trục cán cần thiết để tạo ra sản phẩm theo yêu cầu Quá trình uốn vật liệu của sản phẩm xảy ra phức tạp chứ không đơn thuần như quá trình uốn khi dùng phương pháp dập khuôn Phôi được đưa qua các cặp trục uốn mà tại đây chúng biến dạng theo hình dạng của trục

a 2

l2R118

cán.Quá trình này xảy ra liên tục và các phần tử của vật liệu biến dạng theo hai hướng khác nhau.Vậy ta có thể xem sản phẩm được dập vuốt, dựa vào các hệ số dập vuốt m

để đưa ra các cặp trục uốn cần thiết

Hệ số dập vuốt m phụ thuộc vào kích thước trước và sau khi uốn:

Trong đó: ln - Chiều rộng miệng cối sau lần uốn thứ n

ln+1 - Chiều rộng miệng cối sau lần uốn thứ n+1

Hệ số dập vuốt đặc trưng cho khả năng thu nhỏ Nếu hệ số dập vuốt càng nhỏ thì bề rộng trước và sau khi uốn chêch lệch nhau càng nhiều, nghĩa là càng

nhanh đạt đến kích thước của sản phẩm theo yêu cầu Song nếu hệ số m càng nhỏ thì mức độ biến dạng của kim loại càng lớn, nêu mức độ vượt quá giới hạn bền của vật liệu sẽ gây nên phế phẩm Do vậy việc xác định hệ số dập vuốt m chính xác có

ý nghĩa rất lớn trong việc thiết kế quá trình dập vuốt Thường người ta lấy m =

2 1 3 2 1

l l l m m

n n

m l

l n

m l

Trong đó: l - Chiều rộng phôi ban đầu l = 69,94

ln+1 - Chiều rộng sau khi uốn ln = 55

3,25

93,0log

94,69

55log





n

Mặt khác để tole không bị tróc lớp sơn bảo vệ bề mặt nên việc chọn hệ số dập vuốt n

có ý nghĩa hết sức quan trọng Vậy ta chọn số chẵn là 4 lần uốn

2.1.3 Phân tích chọn phương án bố trí con lăn

Số lượng trục cán phụ thuộc vào cách bố trí con lăn tạo sóng trên trục cán Trong quá trình cán tôn sóng ngói có nhiều phương án bố trí con lăn khác nhau Dựa vào thứ tự sóng tôn cần cán ta đưa ra phương án bố trí con lăn trên trục cán và

số trục cán Tuy nhiên chúng ta chọn ra phương án tối ưu nhất để đạt hiệu quả thiết

kế máy cao nhất để giá thành rẻ, kết cấu gọn nhẹ và năng xuất cao

Tôn sóng ngói ta thiết kế có 5 sóng nhô và 4 sóng thấp xuống các sóng ta đánh thứ tự A, B, C,………….và số lần cán thứ tự là 1, 2, 3, 4

Số lượng trục cán phụ thuộc vào cách bố trí con lăn tạo sóng trên trục cán Dựa vào thứ tự

sóng tôn cần cán ta đưa ra các phương án bố trí con lăn cán trên trục và số trục cán sau

- Nhận xét : Đây là phương án bố trí đối xứng qua sóng giữa của 4 sóng Với

cách bố trí này có 20 cặp trục, 85 con lăn cán

- Đặc điểm :

+Lực cán nhỏ tôn biến dạng đều về hai phái, lực bố trí đều cho hai bên +Tôn có cáC sóng thẳng nhau, khả năng bị chéo sóng ít,bước sóng tương đối

cố định

2 4 2

1 4 1 4 3 2 1

Hình 2.6 Bố trí con lăn không đối xứng

Bố trí không đều qua một sóng, phương án này có 28 trục, 124 con lăn

Đặc điểm :

+Có quá nhiều trục và con lăn nên giá thành chế tạo cao

+Do bố trí không đối xứng nên kim loại bị biến dạng không đều

3 2 1

+Phương án này tốn nhiều con lăn

+Do cán 2 sóng cùng một lúc nên tôn bị kéo về hai phía khác nhau rất dễ gây ra

phế phẩm

Trong 3 phương án trên Trong quá trình thiết kế dây chuyền cán tôn sóng này

ta chỉ được chọn 1 phương án Qua quá trình tìm hiểu và nguyên cứu nhiều nơi , thêm vào đó là sự tiện lợi , thích hợp của phương án Nên chọn phương án 3 Với số lượng cặp trục cán ít nên hạn chế được chiều dài của máy Lực tác động lên hai ổ đều, sản phẩm không bị co rút từ hai phía

Vậy chọn phương án 3 là phương án bố trí các con lăn cán sóng dọc

Trong phương án này ta bố thêm vào đầu dây chuyền cán một cặp trục mà trên cặp trục này không bố trí con lăn nhằm để đưa phôi vào dể dàng và làm cho phôi phẳng trước khi đưa vào trục cán Trên cặp trục này ta chọn đường kính bằng đường kính danh nghĩa của con lăn

2.1.4 Xác định kích thước con lăn cán:

Muốn xác định kích thước của con lăn cán ta phải lựa chọn đường kính danh nghĩa của các con lăn thông qua vận tốc của sản phẩm khi đi qua dây chuyền Chọn vận tốc sản phẩm là V = 25m/phút

Các con lăn trên trục cán có đường kính không giống nhau và nó theo biên dạng cán nên có thể đường kính nhỏ và lớn Do vậy khi sản phẩm cán đi qua hai trục cán sẽ có phần vận tốc của tôn khác đi vận tốc dài của con lăn cán Do đó sẽ xuât hiện hiện tượng trượt tương đối giữa tôn và con lăn cán

Hình 2.8 Mô hình con lăn

1 con lăn trên 2.phôi cán 3.con lăn dưới

Từ hình vẽ ta thấy biên dạng tôn được uốn theo hình có sẵn trên con lăn Nhờ

ma sát giữa tôn và các con lăn, nên khi con lăn ở trục dẫn động quay, tôn được chuyển động tịnh tiến động thời cũng dẩn động làm quay trục trên

Khi thiết kế hệ thống con lăn của cặp trục cán Chú ý đảm bảo cho nó có vận tốc dài bằng nhau tại một số vị trí và không cho chúng làm giản (co) tôn theo chiều dọc, tránh bị vòm Vận tốc tại đó sẽ là vận tốc tôn để thiết kế máy Ta chọn ở vị trí này làm vận tốc trung bình của con lăn

Máy cán tôn là máy hình loại nhẹ, cán tấm dải chiều dày < 1mm nên tâ chọn đường kính dnh nghĩa của các con lăn D = 150mm, d= 150mm Tính toán cho chiều dày tôn cán là 0,2mm Để tôn ra khỏi hai trục cán phẳng thì số vòng quay của hai trục phải khác nhau

Chọn đường kính trục đỡ con lăn là =70mm

Đường kính cổ trục để lắp ổ đỡ là cổ = 50mm

Xác định kích thước con lăn cán sóng tôn đầu tiên:

Hình 2.9 Con lăn cán sóng R30

Chọn chiều rộng của con lăn trên B1 =120mm

Chọn chiều rộng của con lăn dưới B2=140mm

và lắp giữ bằng then từng cụm riêng

Bảng 2.1 Thông số hình học biên dạng của con lăn cán đầu tiên qua bốn lần cán

B 4

a2

Xác định kích thước của con lăn thứ 2 biên dạng thấp xuống R118:

Hình 2.10 Con lăn sóng R118

Chọn chiều rộng của con lăn trên B3 = 150mm

Chọn chiều rộng của con lăn dưới B4 = 170mm

d’1=150 - 2x20 = 110 (mm)

a2= 20-15 = 5 mm Tương tự như loại sóng biên dạng trên Ta cũng chế tạo thành từng phần sau đó lắp vào bằng then

Bảng 2.2 Thông số hình học biên dạng của con lăn cán thứ hai qua bốn lần cán

Xác định kích thước con lăn cán của các sóng tiếp theo:

Tương tự như hai loại sóng trên Các loại sóng sau này cùng kích thước tương

tự theo mỗi loại và được bố trí về hai phía đối xứng nhau

Hình 2.11 Biên dạng con lăn

Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY

3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY

3.1.1 Sơ đồ nguyên lý

Để tạo hình dáng sóng cho tôn theo yêu cầu thì ta có nhiều cách bố trí sơ đồ máy để cán Nhưng tùy theo trường hợp cụ thể mà ta có các hình thức bố trí khác nhau sao cho hợp lý nhất, kinh tế nhất, chất lượng sản phẩm là tốt nhất Dựa theo các máy sẵn có ngoài thị trường hiện nay thì ta có sơ đồ bố trí máy như sau:

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý máy uốn tôn tạo sóng ngói

1 Phôi cuộn 5 Đầu dập

8

3.2 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY

3.2.1 Chọn phương án truyền động cho dây chuyền

Có hai phương án truyền động cho dây chuyền:

• Phương án truyền động bằng cơ khí

• Phương án truyền động bằng thủy lực

4 Khớp nối đĩa 9 Vít điều chỉnh khe hở

5 Hộp phân lực 10 Vít điều chỉnh khe hở

Với máy truyền động bằng cơ khí có những đặc điểm sau:

Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

+ Khả năng tải lớn, vận tốc cao

Nhược điểm:

+ Các bộ truyền làm việc có tiếng ồn lớn

+ Khó khăn trong việc điều khiển tự động, đảo chiều chuyển động, chống quá tải… + Kích thước trọng lượng lớn, cồng kềnh

+ Độ an toàn độ tin cậy thấp

+ Yêu cầu chế độ bôi trơn bảo dưỡng cao

b Truyền động bằng thuỷ lực:

Hình 3.4 Sơ đồ máy cán truyền động bằng thuỷ lực

Chú thích:

1 : Bể chứa dầu 6 : Hộp phân lực

2 : Động cơ điện 7 : Vít điều chỉnh khe hở

3 : Bơm dầu 8 : Ổ đỡ

4 : Van điều khiển 9 : Hệ trục con lăn

5 : Động cơ dầu Với cán truyền động bằng thuỷ lực có những đặc điểm sau :

Ưu điểm:

+ Dễ dàng trong việc điều khiển tự động

+ Kích thước gọn nhẹ + Mức độ an toàn cao, độ tin cậy cao dễ đảo chiều chống quá tải

+ Hiệu suất truyền động cao

+ Có khả năng thực hiện chuyển động vô cấp

+ Trọng lượng và mômen quán tính nhỏ, tiện lợi cho việc bố trí các cơ cấu phụ

+ Truyền động êm

Nhược điểm:

+ Cấu tạo các bộ phận thuỷ lực phức tạp, đòi hỏi chính xác nên khó chế tạo, giá thành cao

+ Bố trí các cơ cấu phải chính xác

+ Giá thành sản xuất cao

+ Năng suất làm việc phụ thuộc nhiều vào chất lượng của dầu

3.2.2 Truyền động cho hộp phân lực:

Hộp phân lực thường dùng các cơ cấu truyền động như sau :

+ Có thể thay đổi hướng chuyển động

+ Giá thành cao hơn bộ truyền xích do sử dụng vật liệu đắt tiền

Hình 3.5 Sơ đồ truyền động bằng bánh vít - trục vít

1 : Động cơ dầu 3 : Bộ truyền bánh vít - trục vít

2 : Khớp nối 4 : Hệ trục con lăn cán

+ Dùng truyền động cho các trục với tỷ số truyền không đổi

+ Chế tạo lắp ráp phước tạp, chế độ bôi trơn, bảo dưỡng yêu cầu cao

+ Khả năng làm việc ở tốc độ cao kém

Còn đối với hộp phân lực thì ta chọn cơ cấu truyền động bằng xích vì yêu cầu chính xác không cao, giá thành bộ truyền xích thấp hơn trục vít - bánh vít, kết cấu đơn giản hơn, gọn nhẹ hơn

3.2.3 Phương án tạo lực dập sóng ngang:

Đầu dập tạo sóng ngang cần lực dập tương đối và sao cho tôn qua cán tạo sóng dọc biến dạng từ từ không tạo ứng suất làm mỏng tôn tại nơi dập Có các phương án truyền động tạo lực dập sau :

a Phương án tạo lực dập bằng vít me – đai ốc: