Thiết kế máy lốc thép tấm 4 trục

Để chế tạo ra các loại ống không chỉ có phương pháp uốn hàn mà còn có những phương pháp khác nhau như: Cán, ép, kéo… Tuy nhiên các phương pháp này chỉ thích hợp với việc sản xuất các đườ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY LỐC THÉP TẤM 4 TRỤC

Người hướng dẫn: ThS LƯU ĐỨC HÒA

Đà Nẵng, 2019

LỜI NÓI ĐẦU

Trong tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp nước

ta nói chung và ngành cơ khí chế tạo nói riêng đã có nhiều bước phát triển vượt bậc, xứng đáng với vai trò mũi nhọn và then chốt trong nền kinh tế của đất nước Để bắt nhịp cùng sự phát triển bậc của ngành công nghiệp cơ khí trên thế giới, ngành cơ khí nước ta không ngừng đào tạo nguồn nhân lực biết vận dụng và nắm bắt công nghệ tiên tiến và hiện đại, đồng thời từng bước cải tiến sáng tạo ra công nghệ mới, cải tiến cách thức sản xuất phù hợp với nền công nghiệp đất nước

Hiện nay nhu cầu về việc sử dụng các loại đường ống lớn ngày càng phổ biến đối với các ngành công nghiệp như: Dầu khí, thuỷ điện, vận chuyển hoá chất, chất đốt… là những ngành có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Để chế tạo ra các loại ống không chỉ có phương pháp uốn hàn mà còn có những phương pháp khác nhau như: Cán, ép, kéo… Tuy nhiên các phương pháp này chỉ thích hợp với việc sản xuất các đường ống cỡ nhỏ, còn đối với ống có đường kính lớn phương pháp uốn hàn thì có nhiều tính năng vượt trội hơn so với các phương pháp khác và nó đáp ứng được nhu cầu về việc sản xuất các đường ống cỡ lớn

Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, em

được thầy giáo giao đề tài “Thiết kế máy lốc ống 4 trục” làm đồ án tốt nghiệp

Với những kiến thức đã học ở trường cùng với quá trình tìm hiểu, cùng với sự hướng

dẫn tận tình của thầy giáo ThS.Lưu Đức Hòa và các thầy giáo trong khoa Cơ khí, đã

giúp em hoàn thành nhiệm vụ được giao Tuy nhiên, do thời gian có hạn, đồng thời vốn kiến thức còn nhiều hạn chế nên việc tính toán thiết kế máy không tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong được các thầy đóng góp ý kiến và sửa chữa để em ngày một hoàn thiện hơn trong quá trình thiết kế sau này Em xin chân thành cảm ơn

thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy cô trong khoa đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Phạm Minh Hùng

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM 5

1.1 Thực chất và đặc điểm gia công biến dạng 5

1.1.1 Thực chất 5

1.1.2 Đặc điểm 5

1.2 Biến dạng của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực 5

1.2.1 Các giai đoạn của biến dạng 5

1.2.2.Biến dạng dẻo của kim loại 6

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại 6

1.3.1 Ảnh hưởng của thành phần và tổ chức kim loại 6

1.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 7

1.3.3 Ảnh hưởng của ứng suất dư 7

1.3.4 Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất chính 7

1.4 Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực 7

1.4.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo 7

1.4.2 Định luật ứng suất dư 8

1.4.3 Định luật thể tích không đổi 8

1.4.4 Định luật trở lực bé nhất 8

1.5.Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo 8

1.6 Nung nóng kim loại 10

1.6.1 Mục đích 10

1.6.2 Một số vấn đề xảy ra khi nung 11

1.6.3 Chế độ nung kim loại 11

1.6.4 Thiệt bị nung kim loại 12

1.6.5 Sự làm nguội sau khi gia công biến dạng 12

1.7.1 Các phương pháp gia công biến dạng 12

1.7.1 Cán kim loại 12

1.7.2 Kéo kim loại 13

1.7.4 Rèn tự do 15

1.7.5 Dập thể tích 15

1.7.6 Dập tấm 16

1.8 Kỹ thuật cán uốn thép tấm 17

1.8.1 Khái niệm uốn 17

1.8.2 Quá trình uốn 17

1.8 Giới thiệu về sản phẩm và các loại máy lốc hiện có 17

1.8.1 Giới thiệu về sản phẩm 17

1.8.2 Tìm hiểu về các loại máy lốc thép hiện có 20

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP

LÝ 23

2.1 Tính toán phôi uốn 23

2.1.1.Xác định vị trí lớp trung hòa 23

2.1.2.Tính chiều dài phôi 24

2.1.3 Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất 24

2.1.4 Công thức tính lực uốn 25

2.1.5 Tính đàn hồi khi uốn 25

2.2 lựa chọn phương án dẫn động cho phôi 25

2.2.1 Lựa chọn phương án tạo chuyển động quay cho trục I (Trục chính) 26

2.2.2 Chọn phương án truyền động nâng hai trục uốn 28

2.2.3 Lựa chọn phương án truyền động trục ép dưới 30

2.2.4 Lựa chọn phương án tháo sản phẩm 31

2.2.5 Lựa chọn cách bố trí bánh rang cho trục chính 32

2.3 Cách bố trí các trục 32

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU MÁY 34

3.1 Thiết kế động học máy 34

3.1.1 Thông số phôi 34

3.1.2 Phân tích lực 34

3.2 Tính chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc 35

3.2.1 Xác định công suất động cơ 36

3.2.2 Phân phối tỉ số truyền 36

3.3 Thiết kế hộp giảm tốc 37

3.3.1 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh 38

3.3.2 Thiết kế bộ truyền cấp chậm 1 43

3.3.3 Thiết kế bộ truyền cấp chậm 2 48

3.3.4 Thiết kế bộ truyền bánh răng ngoài 53

3.4 Thiết kế trục, gối đỡ và then hộp tốc độ 57

3.4.1 Thiết kế trục 57

3.4.2 Thiết kế gối đỡ trục và tính then 65

3.4.3 Cấu tạo của vỏ máy 72

3.5 Bôi trơn hộp giảm tốc 73

3.6 Thiết kế cơ cấu nâng bộ phận ép 73

3.6.1 Đặc tính cho bộ truyền 74

3.6.2 Chọn công suất động cơ 74

3.3.3.Thiết kế bộ truyền trục vít bánh vít 74

3.6.2 Thiết kế bộ truyền vít me - đai ốc 78

3.7 Thiết kế trục uốn 81

3.7.1 Thiết kế trục uốn chủ động 1 81

3.7.2 Thiết kế trục uốn 3,4 82

3.7.3 Thiết kế gối đỡ trục 83

b) Gối đỡ trục 3 83

3.8 Tính chọn nối trục 84

3.8.1 Tính chọn khớp nối động cơ với trục vít 84

3.8.2 Tính chọn khớp nối động cơ với hộp tốc độ 86

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 88

4.1 Tính lực ép, áp suất, đường kính piston trục ép dưới 88

4.2 Tính chọn piston cơ cấu nâng hạ trục chính 93

4.3 Tính chọn công suất bơm dầu 96

4.4 Tính van an toàn 97

4.5 Tính toán van cản 102

4.6 Tính toán ăcquy dầu 104

4.7 Chọn lọc dầu cho hệ thống 106

4.8 Thiết kế bình chứa dầu 108

4.9 Tính toán ống dẫn dầu 110

CHƯƠNG 5 : QUY TRÌNH LỐC MỘT SẢN PHẨM ĐIỂN HÌNH VÀ AN TOÀN VẬN HÀNH MÁY 112

5.1 Quy trình vận hành máy để cán uốn một sản phẩm điển hình 112

5.1.1 Bước 1 112

5.1.2 Bước 2 112

5.1.3 Bước 3 113

5.1.4 Bước 4 113

5.1.5 Bước 5 114

5.1.6 Bước 6 114

5.2 Lắp đặt , vận hành và bảo dưỡng máy 116

5.2.1 Cách lắp đặt 116

5.2.2 Vận hành 117

5.2.3 Bảo dưỡng 117

5.2.4 Sự cố máy 118

5.2.5 Khắc phục sự cố 118

LỜI KẾT 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 119

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ

1.1.2 Đặc điểm

Kim loại gia công ở thể rắn ,sau khi gia công không những thay đổi hình dáng kích thước mà còn thay đổi cả cơ, lý, hóa tính của kim loại như: kim loại mịn chặt hơn,hạt đồng đều khử các khuyết tật do đúc gây nên, nâng cao cơ tính và tuổi bền của chi tiết Gia công biến dạng là một quá trình sản xuất cao, nó cho phép ta nhận các chi tiết có kích thước chính xác, mặt chi tiết tốt lượng phế liệu thấp và chúng có tính cơ học cao

so với các vật liệu đúc, gia công biến dạng cho năng suất cao vì có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao

1.2 Biến dạng của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực

1.2.1 Các giai đoạn của biến dạng

Dưới tác dụng của ngoại lực kim loại sẽ bị biến dạng theo 3 giai đoạn nối tiếp nhau: Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ

Biến dạng đàn hồi: là biến dạng sau khi thôi tác dụng lực, vật trở về hình dáng ban đầu Quan hệ giữa ứng xuất và biến dạng tuân theo định luật Hooke Trên đồ thị là biểu đồ OP

Hình 1.1 : Biểu đồ quan hệ giữa lực và biến dạng

o

p p

Pa Pb P

p a

b

? l c

Biến dạng dẻo: là biến dạng sau khi thôi tác dụng lực, vật không trở về hình dạng

ban đầu, nó tương ứng với giai đoạn chảy của kim loại Biến dạng dẻo xãy ra khi ứng

suất của lực tác dụng lớn hơn giới hạn đàn hồi của kim loại Đó là đoạn (Pb)

Biến dạng phá huỷ: khi ứng suất của lực tác dụng lớn hơn đọ bền của kim loại thì

kim loại sẽ bị phá hủy (điểm c ).Biến dạng phá hủy không những làm thay đổi hình

dáng, kích thước của vật thể dưới tác dụng của ngoại lực mà còn làm phá vở các liên

kết giữa các phân tử Phá hủy là nứt, gãy, phá vở các mối liên kết do ứng suất kéo gây

nên

1.2.2.Biến dạng dẻo của kim loại

a) Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể

Trong đơn tinh thể biến dạng dẽo xảy ra dưới 2 hình thức trượt và song tinh:

Trượt: là 1 phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt

phẳng gọi là mặt trượt, trên mạt trượt các nguyên tử dịch chuyển tương đối với nhau

một khoảng cách 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 biến dạng

không mất đi

Song tinh: các phần đơn tinh thể xoay đi một góc và đối xứng với nhau qua một mặt

phẳng gọi là mặt song tinh, các nguyên tử trên mặt tinh thể dịch chuyển đi một khoảng

tỉ lệ khoảng cách từ mặt tinh thể đến mặt song tinh

b) Biến dạng dẽo trong đa tinh thể

Biến dạng dẽo trong đa tinh thể xảy ra dưới 2 dạng: biến dạng dẽo trong nội bộ hạt

và biến dạng ở vùng biên dưới hạt

Biến dạng trong nội bộ hạt cũng do trượt và song tinh, đầu tiên xảy ra trượt ở các hạt

có mặt trượt tạo với phương của ứng suất chính 1 góc bằng hoặc xấp xỉ 45 , sau đó

mới đến các mặt khác

Biến dạng trên biên giới hạt do sự trượt và quay tương đối giữa các hạt

Như vậy biến dạng trong đa tinh thể xảy ra không đồng đều và không đồng thời

trong toàn khối Sau khi biến dạng tổ chức kim loại có tính dị hướng

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại

1.3.1 Ảnh hưởng của thành phần và tổ chức kim loại

Các kim loại khác nhau có các kiểu mạng tinh thể khác nhau, lực liên kết giữa các

nguyên tử khác nhau, do đó tính dẻo của chúng cũng khác nhau Đối với các hợp kim

kiểu mạng thường phức tạp hơn, xô lệch mạng lớn, một số các nguyên tố tạo thành pha

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 một pha dẻo hơn kim loại có cấu trúc nhiều pha

1.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ hầu hết các kim loại và hợp kim khi tăng nhiệt độ tính dẻo tăng Cùng với sự tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng dẫn đến giới hạn chảy giảm và tính dẽo tăng Mặt khác., một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường, tồn tại ở các pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thì hình thành pha có độ dẻo cao hơn

1.3.4 Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất chính

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại Qua thực nghiệm người ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo

Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng

Sau khi rèn, dập các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng của mọi phía nên chai cứng hơn, đồng thời khi kim loại 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 giòn và có thể bị nứt Nếu lấy 2 khối kim loại như nhau cũng nung đến nhiệt

độ nhất định, rồi rèn trên máy bua và máy ép ta thấy mức độ biến dạng trên máy búa lớn hơn nhưng độ biến dạng tổng cộng trên máy ép lớn hơn

1.4 Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực

1.4.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo

Biến dạng dẻo kim loại xãy ra đồng thời đã có biến dạng đàn hồi tồn tại Quan hệ giữa lực và biến dạng chúng tuân theo định luật Hooke Do đó có biến dạng đàn hồi trong biến dạng dẽo, kích thước của chi tiết sau khi gia công không hoàn toàn trùng khớp với chi tiết gia công, làm tăng sai số gia công

1.4.2 Định luật ứng suất dư

Bên trong bất cứ một kim loại biến dạng dẽo nào cũng tồn tại ứng suất dư cân bằng nhau Trong quá trình gia công áp lực, do kim loại bị nung nóng, làm nguội không đồng đều do lực phân bố khác nhau, do ma sát ngoài, kim loại các vùng biến dạng với mức độ khác nhau gây ra ứng suất Một phần ứng suất này tồn tại ngay cả sau khi thôi biến dạng gọi là ứng suất dư

1.4.3 Định luật thể tích không đổi

Thể tích của vật thể trước biến dạng bằng thể tích vật thể sau biến dạng

Trong thức tế thể tích vật thể sau biến dạng có khác ít nhiều so với thể tích vật thể trước biến dạng, nhưng mức độ chênh lệch không đáng kể nên có thể bỏ qua trong quá trình tính toán

Theo định luật này vật thể hình hộp có phương trình cân bằng thể tích như sau:

Ta có: L.B.H = l.b.h

Trong đó:

B,L,H : bề rộng, chiều dài, chiều cao vật thể trước biến dạng

b,l,h : bề rộng, chiều dài, chiều cao vật thể sau biến dạng

1.4.4 Định luật trở lực bé nhất

Trong quá trình biến dạng các chất điểm của vật thể sẽ di chuyển theo phương nào

có trở lực bé nhất Dựa vào định luật này ta có thể xác định được hướng di chuyển của các chất điểm trong vật thể biến dạng Trong mặt phẳng vuông góc với lực tác dụng, các chất điểm có xu hướng dịch chuyển theo phương đường thằng vuông góc chu vi của mặt phẳng đó

1.5.Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo

Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suất chính sau:

Điều kiện biến dạng dẻo

Khi kim loại chịu ứng suất đường:

2max 1

ch ch







    [ 12 ] Khi kim loại chịu ứng suất mặt: 1 2 ch [ 12 ]

Khi kim loại chịu ứng suất khối:m axm in ch [ 12 ]

Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo

Hình 1.2 Trạng thái ứng suất Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thế năng của biến dạng đàn hồi :

0 h (1.1)

Trong đó: 0_ thế năng để thay đổi thể tích của vật thể

h_ thế năng thay đổi hình dạng vật thể

Trong trạng thái ứng suất khối, thế năng của biến dạng đàn hồi theo định luật Hooke được xác định

3

3 3 2 2 1



 (1.2) Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Hooke:

V

(1.5)

Ở đây: _hệ số poisson tính đến vật liệu biến dạng

E_Môđun đàn hồi của vật liệu

Thế năng làm thay đổi thể tích bằng:

3 2 1 3

2 1 0

6

213

2

1         



E V

V

Thế năng để thay đổi hình dạng vật thể:

3 1 2 3 2 2 2 1 0

A

A h

(1.7) Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là:

226

1

h h

Đây gọi là phương trình năng lượng của biến dạng dẻo

Khi cán kim loại tấm, biến dạng ngang không đáng kể theo (1.3) ta có thể viết:

2 (13) (1.10) Khi biến dạng dẻo (không tính đến biến dạng đàn hồi) thể tích của vật thể không đổi Vậy V 0

Trong trượt tinh khi 1 3 trên mặt nghiêng ứng suất pháp bằng 0

Ứng suất tiếp khi α = 45˚

2

2 1

Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là:

K 0,58ch : gọi là hằng số dẻo ở trạng thái ứng suất khối

Phương trình dẻo có thể viết:

1.6.2 Một số vấn đề xảy ra khi nung

a) Nứt nẻ

Hiện tượng nứt nẻ xảy ra bên trong hoặc ngoài kim loại, nguyên nhân là do ứng suất nhiệt sinh ra vì sự nung nóng không đều, tốc độ nung nóng không hợp lý Ứng suất nhiệt cùng với ứng suất dư có sẵn của phôi khi vượt quá giới bền sẽ gây nứt b) Hiện tượng oxy hóa

Kim loại khi nung trong lò do tiếp xúc không khí nên bề mặt nó dễ bị oxy hóa và tạo nên một lớp vảy sắt Sự mất mát 4 – 6% của kim loại làm hao mòn thiết bị, giảm chất lượng chi tiết… Quá trình oxy hóa xảy ra do sự khuếch tán của nguyên tử oxy vào lớp kim loại và sự khuếch tán của nguyên tử kim loại qua lớp oxit ở mặt ngoài vật nung để tạo thành 3 lớp vảy sắt: FeO, Fe2O3, Fe3O4

Nhiệt độ nung trên 570 C lớp vảy sắt tăng mạnh và trên 1000 C lớp vảy sắt dày đặc

c) Hiện tượng mất cacbon

Mất cacbon ở ngoài của vật nung làm thay đổi cơ tính chi tiết, có khi tạo nên cong vênh, nứt nẻ khi tôi Lớp mất cacbon bắt đầu phát triển khi t = 600 - 800 và tắng khi nhiệt độ tăng Khí làm mất cacbon là: O2, CO2, H2O, H2, chúng tác dụng với Fe3C của thép Để làm giảm mất cacbon có thể dùng chất sơn phủ lên bề mặt vật nung

d) Hiện tượng quá nhiệt

Nếu nhiệt độ nung quá cao làm cho các hạt ostenit càng ớn dẫn đến giảm tính dẽo của kim loại, có thể tạo nên nứt nẻ khi gia công hoặc giảm tính dẽo sau này

e) Hiện tượng cháy

Khi kim loại nung trên nhiệt độ quá nhiệt, vật nung bị phá hủy tinh giới của các hạt do vùng tinh giới bị oxy hóa mạnh liệt Kết quả làm mất tính liên tục của kim loại, dẫn đến phá hủy hoàn toàn độ bền và độ dẽo kim loại

1.6.3 Chế độ nung kim loại

a) Chọn khoảng nhiệt độ nung

Trong sản xuất để xác định nhiệt độ của các kim loại và hợp kim thường dùng bảng Đối với công nhân trong điều kiện thiếu dụng cụ đo có thể xác định dựa vào màu sắc khi nung

b) Thời gian nung

Giai đoạn nhiệt độ thấp ( Tn < 850 ) : thời gian nung giai đoạn này cần dài, tốc

độ nung chậm nếu không kim loại bị nứt hoặc biến dạng

Giai đoạn nhiệt độ cao ( 850 đến thời gian bắt đầu gia công ): tốc độ nung giai đoạn này không phụ thuộc nhiều vào hệ số dẫn nhiệt nữa, vì có thể tăng nhanh tốc độ nung nhằm tăng nhanh năng suất nung, giảm lượng oxy hóa, cháy cacbon, hạn chế sự lớn lên của các hạt kim loại…

1.6.4 Thiệt bị nung kim loại

1.6.5 Sự làm nguội sau khi gia công biến dạng

a) Làm nguội tự nhiên

Khi làm nguội ngoài không khí tĩnh, chổ đặt vật phải ráo, không có gió thổi Tốc

độ nguội tương đối nhanh nên thường dùng đối với thép cacbon và hợp kim thấp và hình dạng đơn giản

b) Làm nguội trong hàm chứa vôi, cát, xĩ, than…

Tốc độ làm nguội không cao, nhiệt độ vật trước khi đưa vào hàm khoảng 500 -

Máy cán có hai trục cán đặt song song với nhau và quay ngược chiều Phôi có chiều dày lớn hơn khe hở giữa hai trục cán, dới tác dụng của lực ma sát, kim loại bị

kéo vào giữa hai trục cán, biến dạng tạo ra sản phẩm Khi cán chiều dày phôi giảm, chiều dài, chiều rộng tăng

Hình 1.3 Sơ đồ cán kim loại

b) Sản phẩm cán

Sản phẩm cán được sử dụng rất rộng rãi trong tất cả các ngành kinh tế quốc dân như:ngành chế tạo máy,cầu đường,công nghệ ô tô,máy điên,xây dựng quốc phòng bao gồm kim loại đen và kim loại màu.sản phẩm cán có thể phân loại theo thành phần hóa học,theo công dụng của sản phẩm,theo vật liệu tuy nhiên chủ yếu người ta phân loại theo hình dạng,tiết diên ngang của sản phẩm

1.7.2 Kéo kim loại

a) Thực chất

Kéo sợi là quá trình kéo phôi kim loại qua lổ khuôn kéo làm cho tiết diện ngang của phôi giảm và chiều dài tăng Hình dáng và kích thước của chi tiết giống lỗ khuôn kéo

Khi kéo sợi, phôi (1) đợc kéo qua khuôn kéo (2) với lỗ hình có tiết diện nhỏ hơn tiết diện phôi kim loại và biên dạng theo yêu cầu, tạo thành sản phẩm (3) Đối với kéo ống, khuôn kéo (2) tạo hình mặt ngoài ống còn lỗ đợc sửa đúng đờng kính nhờ lõi (4)

đặt ở trong

b) Đặc điểm

Kéo sợi có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội

Kéo sợi cho ta sản phẩm có độ chính xác cấp 24 và độ bóng 79

c) Công dụng

Kéo sợi dùng để chế tạo các thỏi, ống, sợi bằng thép và kim loại màu

Kéo sợi còn dùng gia công tinh bề mặt ngoài các ống cán có mối hàn và một số công việc khác

1.7.3 Ép kim loại

Ép là phương pháp chế tạo các sản phẩm kim loại bằng cách đẩy kim loại chứa trong buồng ép kín hình trụ, dới tác dụng của chày ép kim loại biến dạng qua lỗ khuôn

ép có tiết diện giống tiết diện ngang của chi tiết Trên hình sau trình bày nguyên lý một

số phương pháp ép kim loại:

Khi ép thanh, thỏi ngời ta có thể tiến hành bằng phơng pháp ép thuận hoặc ép nghịch Với ép thuận (a), khi pistông (1) ép, kim loại trong xi lanh (2) bị ép qua lỗ hình của khuôn ép (4) chuyển động ra ngoài cùng chiều chuyển động của pistông ép Với ép nghịch (b), khi pistông (1) ép, kim loại trong xi lanh (2) bị ép qua lỗ hình của khuôn ép (4) chuyển động ra ngoài ngợc chiều chuyển động của pistông ép Với ép thuận kết cấu đơn giản, nhng lực ép lớn vì ma sát giữa kim loại và thành xi lanh làm tăng lực ép cần thiết, đồng thời phần kim loại trong xi lanh không thể ép hết lớn (1012%) ép nghịch lực ép thấp hơn, lợng kim loại còn lại trong xi lanh ít hơn (68%), nhng kết cấu ép phức tạp

a) b) c)

a, b) ép sợi, thanh b) ép ống 1) Pistông 2) Xi lanh 3) Kim loại 4) Khuôn éo 5) Lõi tạo lỗ

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý ép kim loại

1 2 3 4 1 2 4 3 1 2 3 4

5

Sơ đồ hình (c) trình bày nguyên lý ép ống, ở đây lỗ ống đợc tạo thành nhờ lõi (5) Phôi ép có lỗ rỗng để đặt lõi (5), khi pistông (1) ép, kim loại bị đẩy qua khe hở giữa lỗ hình của khuôn (4) và lõi tạo thành ống

Hệ số ép:   S

S

0 1 Trong đó S0, S1 là tiết diện phôi trớc và sau khi ép, thông thờng  = 850

1.7.4 Rèn tự do

Rèn tự do là một phơng pháp gia công áp lực mà kim loại biến dạng không bị khống chế bởi một mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phôi kim loại với dụng cụ gia công (búa và đe) Dới tác động của lực P do búa (1) gây ra và phản lực N từ đe (3), khối kim loại (2) biến dạng, sự biến dạng chỉ bị khống chế bởi hai mặt trên và dới, còn các mặt xung quanh hoàn toàn tự do

1.7.5 Dập thể tích

a) Đặc điểm

Độ chính xác, độ bóng bề mặt chi tiết không cao, năng suất thấp, Chất lợng và tính chất kim loại từng phần của chi tiết khó đảm bảo giống nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt không định hình Chất lợng sản phẩm phụ thuộc vào tay nghề của công nhân Thiết bị và dụng cụ rèn tự do đơn giản Rèn tự do đợc dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt nhỏ Chủ yếu dùng cho sửa chữa, thay thế b) Dụng cụ

Nhóm 1: Là những dụng cụ công nghệ cơ bản nh các loại đe, búa, bàn là, bàn tóp, sấn, chặt, mủi đột

Nhóm 2: Là những dụng cụ kẹp chặt nh các loại kềm, êtô và các cơ cấu kẹp chặt khác

Nhóm 3: Là những dụng cụ kiểm tra và đo lờng: êke, thớc cặp (đo trong đo ngoài,

đo chiều sâu, các loại compa

1-khuôn trên; 2- rãnh chứa ba-via;

3- khuôn dới; 4- chuôi đuôi én;

5- lòng khuôn; 6- cửa ba-via Hình 1.7 Sơ đồ kết cấu của một bộ khuôn rèn

Dập thể tích là phơng pháp gia công áp lực trong đó kim loại biến dạng trong một không gian hạn chế bởi bề mặt lòng khuôn

Quá trình biến dạng của phôi trong lòng khuôn phân thành 3 giai đoạn:

Giai đoạn đầu: chiều cao của phôi giảm, kim loại biến dạng và chảy ra xung

quanh, theo phương thẳng đứng phôi chịu ứng suất nén, còn phương ngang chịu ứng suất kéo

Giai đoạn 2: kim loại bắt đầu lèn kín

cửa ba-via, kim loại chịu ứng suất nén

khối, mặt tiếp giáp giữa nữa khuôn trên

và dới cha áp sát vào nhau Giai đoạn

cuối: kim loại chịu ứng suất nén khối

triệt để, điền đầy những phần sâu và

mỏng của lòng khuôn, phần kim loại

thừa sẽ tràn qua cửa bavia vào rãnh chứa

bavia cho đến lúc 2 bề mặt của khuôn áp

Chất lợng sản phẩm đồng đều và cao, ít phụ thuộc tay nghề công nhân

Có thể tạo phôi có hình dạng phức tạp hơn rèn tự do

Năng suất cao, dễ cơ khí hoá và tự động hóa

Nhược điểnm của phương pháp:

Thiết bị cần có công suất lớn, độ cứng vững và độ chính xác cao

Chi phí chế tạo khuôn cao, khuôn làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp lực cao Bởi vậy dập thể tích chủ yếu dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối

1.7.6 Dập tấm

a) Thực chất

Dập tấm là một phơng pháp gia công áp lực tiên tiến để chế tạo các sản phẩm hoặc chi tiết bằng vật liệu tấm, thép bản hoặc thép dải Dập tấm đợc tiến hành ở trạng thái nguội (trừ thép cácbon có S > 10mm) nên còn gọi là dập nguội

Vật liệu dùng trong dập tấm: Thép cácbon, thép hợp kim mềm, đồng và hợp kim đồng, nhôm và hợp kim nhôm, niken, thiếc, chì vv và vật liệu phi kim nh: giấy cáctông, êbônít, fíp, amiăng, da, vv

b) Đặc diểm

Năng suất lao động cao do dễ tự động hoá và cơ khí hoá

Chuyển động của thiết bị đơn giản, công nhân không cần trình độ cao, đảm bảo độ chính xác cao

Có thể dập đợc những chi tiết phức tạp và đẹp, có độ bền cao v.v

c) công dụng

Dập tấm đợc dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đặc biệt ngành chế tạo máy bay, nông nghiệp, ôtô, thiết bị điện, dân dụng v.v

1.8 Kỹ thuật cán uốn thép tấm

1.8.1 Khái niệm uốn

Uốn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhằm tạo cho phôi hoặc một phần của phôi có dạng cong hay gấp khúc, phôi có thể là tấm, dải, thanh định hình và được uốn ở trạng thái nguội hoặc nóng

Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng đàn hồi xảy ra khác nhau ở hai mặt của phôi uốn

1.8.2 Quá trình uốn

Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dạng dẻo Uốn làm thay đổi hướng thớ kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước theo hướng kính Trong quá trình uốn, kim loại phía trong, phía góc uốn bị nén lại và co ngắn ở hướng dọc, đồng thời bị kéo ở hướng ngang Phần kim loại phía ngoài góc uốn bị giãn

ra bởi lực kéo, giữa các lớp co ngắn và dãn dài là lớp kim loại không bị ảnh hưởng bởi lực kéo và nén khi uốn và tại đây vẫn giữ được trạng thái ban đầu của kim loại và đây gọi là lớp trung hòa Sử dụng lớp trung hòa này để tính sức bền của vật liệu khi uốn Khi uốn những dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến dạng mỏng vật liệu nhưng không có sai lệch tiết diện ngang, vì trở kháng của vật liệu có cùng chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang

1.8 Giới thiệu về sản phẩm và các loại máy lốc hiện có

Một số công trình thuỷ lợi, sản phẩm ống được lắp đặt để dẫn nước tới nơi cần được cung cấp

Trong đời sống sinh hoạt, ống là phương tiện dẫn nước cho mọi người dân, bảo vệ nguồn nước khỏi bị nhiễm bẩn

Tại các công ty xăng dầu ống được sử dụng rất cần thiết, là chỗ chứa quan trọng

để đảm bảo cung cấp cho các phương tiện đi lại như ( xe ô tô, xe gắn máy….)

Với việc sử dụng ống rất đa dạng cho các ngành theo từng công việc khác nhau do

đó ống dẫn sẽ không thể thiếu được trong đời sống sinh hoạt và trên tất cả các lĩnh vực

Dưới đây là một số sản phẩm trong thực tế

Ống dùng dẫn nước, dẫn dầu và khí trữ lượng rất đa dạng và phong phú

Hình 1.8 Ống dẫn nhiên liệu

Bồn dùng để tạo bình chứa khí, chứa gas, chất dễ cháy nổ : Có yêu cầu cao về chịu

áp lực, đảm bảo an toàn Thường có chiều dài lớn

Hình 1.9 Bồn chứa

Bình dùng để tạo bình chứa dầu, nước, không được rò rỉ yêu cầu độ kín khít cao

1.8.2 Tìm hiểu về các loại máy lốc thép hiện có

Cùng vói nhu cầu về các thiết bị đường ống ngày càng cao và đòi hỏi kích thước ngày càng lớn, bên cạnh đó kích thước của ống thay đổi trong một phạm vi rộng Trong khi đó các phương pháp cán ống chưa thể đáp ứng được

Để đáp ứng được việc sản xuất chế tạo các đường ống có kích thước lớn cần phải được thực hiện trên các máy lốc thép

Qua quá trình học tập và tìm hiểu hiện nay có hai loại máy lốc thép là máy lốc 3 trục và máy lốc 4 trục

a) Máy lốc 3 trục

Nguyên lý hoạt động:

Sau khi chuẩn bị song vật liệu ta tiến hành cuốn Phôi được đưa vào khe hở giữa hai trục dưới và trên và bắt đầu khởi động máy để cuốn khởi động động cơ để ép hai trục dưới lên tạo độ cong cho phôi và trục trên chuyển động quay tròn để cuốn phôi Trục cuốn có thể quay hai chiều để cuốn phôi chạy tới chạy lui cho đến khi sản phẩm ống được hình thành thì kết thúc một quá trình cuốn

Tuy nhiên, máy lốc 4 trục cũng còn nhiều hạn chế như:

Hệ thống điều khiển phức tạp, cơ cấu không gọn do vừa điều khiển bằng cơ khí vừa điều khiển bằng thủy lực

Giá thành chế tạo cao

Chiếm nhiều không gian trong nhà xưởng

Mặc dù vậy, máy cũng có những ưu điểm vượt trội:

Năng suất hoạt động lớn vì tính linh hoạt của máy cao

Có thể cuốn được những ống có đường kính lớn và chiều dày khác nhau và đảm bảo độ chính xác cao

Hình 1.12 Máy lốc 4 trục

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ LỰA CHỌN

Vị trí của lớp trung hòa được xác định bởi bán kính lớp trung hòa ρ

Bán kính lớp trung hòa có thể được xác định theo công thức:

2

2

B B

 B_chiều rộng của phôi ban đầu ( mm )

S_chiều dày vật liệu ( mm )

r_ bán kính uốn phía trong ( mm )

S1_chiều dày vật liệu sau khi uốn

Trong thực tế bán kính lớp trung hòa có thể xác định theo công thức gần đúng

ρ = r + x.S

Trong đó: r_bán kính uốn phía trong

x_hệ số xác định khoảng cách lớp trung hòa đến bán kính uốn phía trong

2.1.2.Tính chiều dài phôi

Hình 2.2 Sơ đồ tính chiều dài phôi Chiều dài phôi đƣợc tính theo công thức:

Ll l  rxs

1802 1



Trong đó: r_bán kính uốn ( mm )

x_hệ số xác định khoảng cách lớp trung hòa đến bán kính uốn phía trong

Theo tài liệu Công Nghệ Dập Nguội bảng 50 trang 108, ta có:

Bán kính uốn lớn nhất đƣợc xác định theo công thức:

T

S r





.2

m ax 

Trong đó: ε = 2 105 (N/mm2) là môđun đàn hồi khi kéo của vật liệu

S = 50 (mm) chiều dày vật uốn ( mm )

ζT = 240( N/mm2 ) Giới hạn chảy của vật liệu

240 2

50 10

m ax 

r = 20833 (mm) = 20,83 (m) Bán kính uốn nhỏ nhất đƣợc xác định theo công thức:

2

F_lực làm cho phôi quay quanh trục

Lực uốn làm biến dạng dẻo kim loại

b b

BS k l

n BS

2.1.5 Tính đàn hồi khi uốn

Trong quá trình uốn sau khi thôi tác dụng lực, do có sự đàn hồi nên vật uốn có xu hướng giãn ra Để có được góc uốn của chi tiết phải uốn với góc và góc đàn hồi là:

Thực tế góc đàn hồi

Đối với thép CT38 góc đàn hồi

2.2 lựa chọn phương án dẫn động cho phôi

Quá trình uốn diễn ra khi phôi thép tấm chuyển động tịnh tiến đi qua các trục uốn Các trục uốn chuyển đông tịnh tiến lên xuống để tạo ra biên dạng uốn

Có nhiều phương pháp tạo chuyển động cho phôi thép nhưng cần lựa chọn một phương pháp đảm bảo các điều kiện sau :

- Máy thiết kế có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ chế tạo

và lắp ráp

- Vật liệu chế tạo chi tiết máy được chọn hợp lý, đảm bảo các yêu cầu liên quan đến công dụng và điều kiện sử dụng máy

- Máy phải có khối lượng và kích thước nhỏ gọn

- Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất, phù hợp với điều kiện hiện có

Từ những yêu cầu trên và với phương án thiết kế đã lựa chọn trên ta chọn phương pháp dẫn động phôi bằng cách truyền chuyển động quay cho trục I.Trục I quay nhờ ma sát giữa trục I và phôi thép kéo phôi thép di chuyển tịnh tiến theo

Điều kiện để phôi có thể di chuyển là :

2.2.1 Lựa chọn phương án tạo chuyển động quay cho trục I (Trục chính)

a) Phương án 1: dùng động cơ điện

Động cơ điện là loại động cơ được sử dụng nhiều trong công nghiệp cũng như gia dụng, có rất nhiều loại động cơ điện như động cơ một chiều , động cơ chiều 3 pha đồng bộ , động cơ 3 pha không đồng bộ…

Sơ đồ bố trí động cơ như sau

Hình 2.3 Phương án tạo chuyển động bằng động cơ điện

1 _ động cơ; 2 _ cơ cấu phanh hãm

 Nguyên lý hoạt động

Khi đóng điện cho động cơ hoạt động thì trên các quận dây của stato và roto động

cơ sinh ra hiên tượng cảm ứng điện từ làm cho roto quay Trục động cơ quay truyền chuyển động quay cho cơ cấu chấp hành như hộp giảm tốc , các bộ truyền ngoài tới trục I của máy

 Ưu nhược điểm

- Ưu điểm

Kết cấu đơn giản , không cần các thiết bị đi kèm phức tạp

Dễ lắp đặt sửa chữa và thay thế

Kích thước lớn hơn so với các loại động cơ khác có cùng công suất

b) Phương án 2: sử dụng động cơ thủy lực

Có nhiều loại động cơ thủy lực như : động cơ bánh răng , động cơ cánh gạt , động

cơ piston ….tương ứng với các loại bơm dầu là các loại động cơ dầu

Sơ đồ mạch thủy lực được bố trì như sau:

1- Bơm dầu 2 - Van tràn và van an toàn 3 - Van tiết lưu 4 - Van đảo chiều

5 - Bơm dầu 6 - Van cản Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thủy lực

 Nguyên lý hoạt động:

Khi đóng điện cho động cơ điện quay làm cho bơm dầu hoạt động, bơm dầu lên cho hệ thống Khi van đảo chiều ở vị trí giữa thì lượng dầu bơm lên sẽ thông qua van tràn chảy về bể Khi van đảo chiều ở hai vị trí trái hoặc phải thì dầu được cung cấp cho động cơ dầu, nhờ chuyển động của dầu làm cho roto của động cơ quay và làm trục động cơ quay truyền chuyển động quay cho các bộ phận chấp hành như hộp giảm tốc

 Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm:

Momen khởi động và chống quá tải tốt

Điều chỉnh tốc độ dễ dàng

Kết cấu động cơ nhỏ gọn hơn

Làm việc ở môi trường khắc nghiệt như ngập nước, dễ cháy nổ…

- Nhược điểm:

Để động cơ hoạt động được thì cần phải có nhiều thiết bị khác đi kèm vì thế hệ thống khá phức tạp, khó sửa chữa và thay thế và giá thành cao

M4

6

1

2

3

 Kết luận: Với những ưu nhược điểm và kết cấu như trên và với yêu cầu của

máy ta lựa chọn phương án dùng động cơ điện tạo chuyển động quay cho trục I để tạo

chuyển động cho phôi thép

2.2.2 Chọn phương án truyền động nâng hai trục uốn

a) Phương án 1: Dùng bộ truyền trục vít bánh vít và cơ cấu vít me đai ốc

Đây là hệ thống truyền động bằng cơ khí được sử dụng khá nhiều trong các lại máy gia công thép đạc biệt là các máy công cụ

Sơ đồ nguyên lý như sau :

Đặc tính cho bộ truyền này làm cho cơ cấu vít me đai ốc quay chậm lại, vít me đai

ốc chịu được lực ép ( lực dọc trục ) rất lớn, vận tốc trượt chuyển động thấp

Chọn vận tốc của vít me V = 3 m/ph

Cấu tạo của trục vít me có 3 đoạn Đoạn đầu để lắp ráp với bánh vít , đoạn cưới

áp chặt vào cốc an toàn và tì vào gối trục , đoạn giữa có ren và được lắp với đai ốc bằng đồng để điều chỉnh lượng ép

Ren được dùng trong vít me đai ốc là loại ren hình thang đỡ chặn một phía để chống rơ và lỏng khi làm việc

 Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm: Làm việc ổn định, chắc chắn

Không có sai lêch khi bị nén như dầu thủy lực

- Nhược điểm: Khó khăn trong việc chế tạo trục vít bánh vít…

b) Phương án 2: Dùng hệ thống xilanh thủy lực

Ta có thể dùng xilanh thủy lực để tạo chuyển động tịnh tiến cho các trục uốn

Sơ đồ nguyên lý như sau:

 Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm: Truyền động dễ dàng, kết cấu đơn giản, hoạt động êm ái

- Nhược điểm: Do tính nén được của dầu nên có thể làm piston không ổn định và làm sai số bán kính cung uốn

 Kết luận: Với những phân tích như trên ta lựa chọn phương án 1 sử dụng trục

vít bánh vit và cơ cấu vít me đai ốc để tạo chuyển động tịnh tiến cho hai trục uốn Tạo

độ chính xác cho sản phẩm

2.2.3 Lựa chọn phương án truyền động trục ép dưới

a) Phương án 1: Sử dụng cơ cấu trục vít bánh vít và cơ cấu vít me đai ốc

Cơ cấu này tương tự cơ cấu nâng hạ hai trục uốn đã nêu ở trên tuy nhiên do không

có khả năng nén khi tải trọng thay đổi nên phôi thép sẽ khó di chuyển khi tải trọng lớn

vì vậy quá trình uốn sẽ không ổn định

b) Phương án 2: Sử dụng cơ cấu xilanh thủy lực

Ngoài ra cần bố trí thêm cơ cấu thanh truyền giữa hai piston để đảm bảo tính di chuyển đồng thời của hai piston và cân bằng lực giữa hai đầu trục uốn II

 Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm :

Nhờ tính nén được của dầu nên,trong quá trình lốc thì trục II có thể dịch chuyển lên xuống được khi tải trọng của quá trình biến dạng phức tạp thay đổi, làm cho quá trình lốc được tốt hơn Đồng thời dễ chế tạo hơn so với dùng trục vít _bánh vít

- Nhược điểm :

Kết cấu phức tạp, khó bảo trì sửa chữa, giá thành cao

 Kết luận : Qua những phân tích trên ta chọn phương án 2 để tạo chuyển động cho trục ép dưới Vì khả năng nén của dầu thích hợp khi tải trọng thay đổi đảm bảo quá trình uốn ổn định, đảm bảo tính chính xác của sảm phẩm

2.2.4 Lựa chọn phương án tháo sản phẩm

Để tháo sản phẩm khi đã gia công xong, ta dùng cơ cấu piston xilanh thủy lực để tháo sản phẩm, nhằm đảm bảo tính ổn định, làm việc êm và chính xác, dễ chế tạo

Hệ thống phanh trong cơ cấu có tác dụng dừng trục chính để tháo sản phầm khi đã gia công xong

ở trạng thái treo,ta tiến hành tháo sản phẩm ra nhờ cầu trục hoặc cần trục

H? th?ng phanh

2.2.5 Lựa chọn cách bố trí bánh rang cho trục chính

Hình 2.9 Cơ cấu cặp bánh răng ăn khớp trong

Chọn cặp bánh rang ăn khớp trong,phương pháp này có ưu điểm là có thể nâng trục lốc lên thong qua hệ thống xi lanh nên có thể điiều chỉnh khe hở giữa hai trục lốc

do đó có thể uốn ống với chiều dày khác nhau.Với việc bố trí cắp bánh rang ăn khớp trong làm cho khoảng cách trục nhỏ lại nên kết cấu máy gọn nhẹ hơn,tiết kiệm diện tích nhà xưởng

2.3 Cách bố trí các trục

Các trục được bố trí như hình (hình 2.10)

Góc trượt của 2 trục ép liên quan tới lực

uốn phôi nếu ta chọn góc lớn thì lực uốn

nhỏ nhưng quãng đường vit me chạy phải dài

nếu chọn góc nhỏ thì lực uốn phải lớn Vị trí

của tâm góc 60 độ nếu ta chọn thấp quá thì

khó di chuyển lên xuống vì vướng trục uốn II

nếu ta chọn cao qua thì khoảng cách hai trục

ép rộng máy.trục vit me phải dài cồng kềnh

và không uốn được các sản phẩm có đường

kính nhỏ, việc lựa chọn góc cần phải hợp lý

Hình 2.10 Phương án bố trí các trục

M

Với những phân tích và lựa chon trên ta có sơ đồ động toàn máy sau:

Hình 2.11 Sơ đồ động toàn máy

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ THIẾT KẾ

CÁC KẾT CẤU MÁY 3.1 Thiết kế động học máy

Trong đó: Q: Trọng luợng chi tiết (Kg)

V: Thể tích của chi tiết (dm3

Phôi chuyển động được khi lực kéo F > Fms1 + Fms 2 + Fms 3 + Fms 4

Lực tác dụng biến dạng kim loại

BS K l

n BS

S_Chiều dày phôi (mm)

= 1789786 (N) Lực F1 , F3 , F4 >> Q và F2 nên có thể bỏ qua Q và F2

Mô men phát động trục quay 1

Số vòng quay của trục động cơ nđc = 1460 (vg/ph)

Khi đó tỉ số truyền sơ bộ:

Z132 Z34

Z102 Z32

Z160

H? th?ng phanh

3.2.1 Xác định công suất động cơ

Để chọn công suất động cơ ta tính công suất cần thiết



N

N ct  ( CT 2.1 [10] ) Trong đó: _Hiệu suất chung

Nct_Công suất cần thiết

N_Công suất làm việc

N FV 61,23 Kw

60.1000

5,5.668000

( chọn V = 5,5 m/ph )

 1.2.3

1 = 0,97 _ Hiệu suất bộ truyền bánh răng

2 = 0,99 _ Hiệu suất của ổ lăn

23,61

3.2.2 Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền được phân phối theo nguyên tắc:

Đảm bảo khuôn khổ, trọng lượng hộp giảm tốc là nhỏ nhất

Đảm bảo điều kiện bôi trơn là tốt nhất

Ta có ich = ibr.i1.i2.i3 = 423

5,3

Lấy ihtd = 60

Vì tỷ số truyền lớn (i= 60) nằm trong khoảng i = 50 đến 400, nên ta chọn hộp giảm tốc 3 cấp khai triển Đối với hộp giảm tốc 3 cấp khai triển , để tạo điều kiện bôi trơn cấp nhanh và cấp chậm bằng phương pháp ngâm dầu như nhau

in = (1,2 -1.4 ) ic Trong đó: in, ic_tỷ số truyền cấp nhanh và cấp chậm

br T

i

n

3.3 Thiết kế hộp giảm tốc

Thiết kế hộp giảm tốc làm việc 8 năm, một năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc

8 giờ Hộp giảm tốc nhƣ đã chọn là hộp giảm tốc 3 cấp khai triển có sơ đồ nhƣ hình (3.2) với động cơ có công suất N = 75 (kw)

Mô men xoắn trên các trục của hộp tốc độ:

Trục IV : 25524 , 898 ( )

6 , 24

75 , 65

Trục V : 172282( )

5,3

14,63

3.3.1 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh

Do bộ truyền cấp nhanh làm việc với số vòng quay tương đối lớn , và để giảm thiểu rung động và va đập giữa các bánh răng ta chọn bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

 Ứng suất tiếp xúc cho phép

Bánh răng chịu tải trọng không đổi nên số chi kì tương đương

Ntđ = N = 600.u.n.T ( CT 3.3 [10] )

Trong đó: n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng

T: Tổng số giờ làm việc T = 8.300.8 = 19200 (giờ)

u: Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng

Vậy số chu kỳ tương đương:

 Ứng suất uốn cho phép

Răng làm việc hai mặt ( răng chịu ứng suất thay đổi đổi chiều )





 ( CT 3.5 [10] ) Trong đó:  1: Giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng

n: Hệ số an toàn

Bánh răng bằng thép, thường hóa, tôi cải thiện: n = 1,5



K : Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng

Bánh răng bằng thép, tôi cải thiện, thường hóa: K = 1,8

N

K : hệ số chu kỳ ứng suất uốn

m td N

Cả Ntđ1, Ntđ2 đều lớn hơn N0 nên lấy K N = 1

Giới hạn mỏi uốn của thép:

Thép 45 thường hóa:  2

1 0,43 b 0,43.600 258 N/mm

