Giới thiệu về tình hình thép Thế Giới và thép Việt Nam từ năm 1975 đến năm 2010 với những bước phát triển vượt bậc trong ngành thép đến những sự kiện quan trọng khi xảy ra khủng hoảng thép trầm trọng. Trong chương này cũng phản ánh được sự ảnh hưởng của kinh tế Thế Giới đến ngành thép cũng như sự hồi phục của ngành sau khi khủng hoảng kết thúc. Bên cạnh đó, chương 1 cũng giới thiệu về ngành cán, lịch sử sơ lược về ngành cán Thế Giới và Việt Nam. Giới thiệu một số loại máy cán ở Việt Nam, các công ty và năng suất đạt được trong những buổi đầu phát triển ngành cán ở Việt Nam. Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Phân loại các sản phẩm cán, các máy cán, công dụng cũng như ưu, nhược điểm của từng máy và đặc biệt là nêu bật hình ảnh tiêu biểu của máy cán nguội trong nhà máy cán thép. Bên cạnh đó giới thiệu các quy trình công nghệ cán nguội, các bước tẩy gỉ trước khi cán và một số đặc tính tiêu biểu của máy cán nguội. Chƣơng 3: Tính toán công nghệ Trong chương này chủ yếu tính toán lực cán qua mỗi lần cán và các momen gồm momen cán, momen ma sát, momen động tác dụng lên giá cán.
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN KIM LOẠI – HỢP KIM ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CÁN KÉO KIM LOẠI ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ CÁN NGUỘI THÉP TẤM 0,2x1200mm GVHD: Th.S Nguyễn Đăng Khoa Sinh viên thực hiện: Trần Đông A V0700001 Lương Thị Quỳnh Anh V0704011 TPHCM, 05/2011 LỜI CẢM ƠN Đồ án kết tinh năm tháng học tập, nghiên cứu rút kết kinh nghiệm từ thầy cô giảng dạy Đồ án cán kéo thực nhờ hướng dẫn tận tình đầy tâm huyết thầy Th.S Nguyễn Đăng Khoa, chúng em xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành biết ơn chúng em Bên cạnh chúng em xin gửi đến anh Dương Văn Tuấn lời cảm ơn, anh nhiệt tình giúp đỡ chúng em thực phần mô đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn TÓM TẮT ĐỒ ÁN Chƣơng 1: Tổng quan Giới thiệu tình hình thép Thế Giới thép Việt Nam từ năm 1975 đến năm 2010 với bước phát triển vượt bậc ngành thép đến kiện quan trọng xảy khủng hoảng thép trầm trọng Trong chương phản ánh ảnh hưởng kinh tế Thế Giới đến ngành thép hồi phục ngành sau khủng hoảng kết thúc Bên cạnh đó, chương giới thiệu ngành cán, lịch sử sơ lược ngành cán Thế Giới Việt Nam Giới thiệu số loại máy cán Việt Nam, công ty suất đạt buổi đầu phát triển ngành cán Việt Nam Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Phân loại sản phẩm cán, máy cán, công dụng ưu, nhược điểm máy đặc biệt nêu bật hình ảnh tiêu biểu máy cán nguội nhà máy cán thép Bên cạnh giới thiệu quy trình cơng nghệ cán nguội, bước tẩy gỉ trước cán số đặc tính tiêu biểu máy cán nguội Chƣơng 3: Tính tốn cơng nghệ Trong chương chủ yếu tính tốn lực cán qua lần cán momen gồm momen cán, momen ma sát, momen động tác dụng lên giá cán MỤC LỤC Chƣơng Tổng quan Tổng quan ngành thép 1.1/ Tình hình thép giới 1.2/ Tình hình thép Việt Nam Tổng quan ngành cán 1.1/ Thế Giới 1.2/ Việt Nam Chƣơng Cơ sở lý thuyết Khái niệm sản phẩm cán Phân loại máy cán thép 2.1/ Máy cán thép 2.2/ Phân loại a.Máy cán hình b.Máy cán c.Máy cán ống 11 d.Máy cán hình đặc biệt 12 e.Máy đúc cán liên tục 12 Cơ sở lý thuyết trình cán 14 3.1/ Vùng biến dạng 14 3.2/ Các thông số vùng biến dạng ký hiệu 15 3.3/ Điều kiện kim loại ăn vào trục cán 16 Quy trình cán nguội 18 Tẩy gỉ thép băng cán nóng 19 Đặc điểm tính kỹ thuật máy cán nguội 22 6.1/ Các máy cán thép băng liên tục 22 6.2/ Các máy cán thép băng đảo chiều giá 23 6.3/ Các máy giá cán đơn 25 Chƣơng Tính tốn cơng nghệ Lực cán 26 1.1/ Chiều dày phôi qua lần cán 28 1.2/ Tính tốn lực cán cho lần cán 29 Momen cán momen liên quan 31 2.1/ Momen cán 31 2.2/ Momen ma sát 32 2.3/ Momen không tải 33 2.4/Momen động 34 Tính tốc độ cán 34 Tính tốn cơng suất động cho máy cán 35 DANH SÁCH HÌNH VẼ H nh 2.1 Một số loại sản phẩm cán hình Hình 2.2 Máy cán trục .7 Hình 2.3 Máy cán hình 800 dẫn động chung bố trí theo hàng Hình 2.4 Máy cán nguội 10 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý máy cán bi 12 Hình 2.6 Máy cán đúc phôi thỏi phôi liên tục 13 Hình 2.7 Vùng biến dạng cán .14 H nh Điều kiện ăn phôi cán 16 H nh a/ Sơ đồ sản xuất thép băng cán nguội từ thép cacbon thấp; b/ Sơ đồ sản xuất thép băng cán nguội từ thép hợp kim cao 18 H nh 2.10 Sơ đồ tẩy gỉ axit liên tục kiểu nằm ngang 21 Hinh 2.11 Sơ đồ kiểu máy cán nguội băng thép thép 22 Hình 2.12 Sơ đồ bố trí trục cán giá nhiều trục 24 Hình 3.1 Sơ đồ phân bố lực cán 26 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Một số sản phẩm máy cán hình cỡ lớn 650 550 Bảng 2.2 Máy cán hình trung bình sản phẩm chúng Bảng 3.1 Hệ số ma sát f cán 27 Bảng 3.2 Các hệ số ma sát ổ đỡ trục cán 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Giảng (2004) Sản xuất thép – thép băng NXB Khoa học Kỹ Thuật Đỗ Hữu Nhơn (2006) Tính tốn thiết kế chế tạo máy cán thép thiết bị nhà máy cán thép NXB Khoa học kỹ thuật Thiết bị cán Đại học Bách khoa Đà Nẵng PGS-TS Nguyễn Trường Thanh (2006) Cơ sở kỹ thuật cán NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM Giáo trình cơng nghệ cán thiết kế lỗ hình trục cán Đại học Bách Khoa Đà Nẵng (2005) Trương Xuân Tiệp Tổng quan ngành thép Việt Nam http://luyenkim.net/home9/content/view/91/27/lang,vi/ World crude steel output increases by 7.5% in 2007 http://www.worldsteel.org/?action=newsdetail&id=228 Worlr steel in figures 2009 http://www.worldsteel.org/pictures/publicationfiles/WSIF09.pdf Báo cáo tóm tắt tình hình hoạt động ngành công nghiệp thương mại tháng 11 11 tháng đầu năm 2010 http://tttm.vecita.gov.vn/Admin/UploadFile/THANG%2011%20(CHINH%20THUC) doc 10 http://vietbao.vn/Kinh-te/Nhieu-du-an-lon-ve-thep-do-vao-VN/65062493/88/ CHƢƠNG I: TỔNG QUAN Tổng quan ngành thép: 1.1/ T nh h nh thép Thế Giới: Thế giới có lịch sử phát triển ngành thép lâu dài bắt đầu tử người có tiến vượt bậc lĩnh vực luyện kim Ngành thương mại thép tiếp tục trì phát triển mạnh mẽ với thị trường vô rộng lớn Đến năm 2007 sản lượng thép thô đạt 1343,5 triệu tấn, tức tăng 7,5% so với năm 2006 Đây sản lượng cao mà ngành thép đạt tính đến thời điểm vào năm thứ liên tiếp sản lượng thép thô giới tăng 7% [7] Tuy nhiên, 10 tháng đầu năm 2008, thị trường thép giới có nhiều biến động Kinh tế tồn cầu suy thối lĩnh vực tiêu thụ thép xây dựng, bất động sản, công nghiệp oto … làm cho giá thép tiếp tục giảm mạnh Vì nhu cầu giảm mạnh, nguồn cung trở nên dư thừa, nên nhà sản xuất phần phải cắt giảm lượng sản xuất đồng thời phải liên tục hạ giá bán để đáp ứng tình hình thị trường thời Lúc giá thép thô thị trường giới giảm đến 70% so với mức cao 1150 - 1200 USD/tấn tháng giảm cịn 350 - 400 USD/tấn Do tình hình kinh tế tồn cầu suy thối nên thị trường thép giới năm 2008 tăng 3% so với mức tăng 7,5% năm 2007 Vào tháng đầu năm 2009, bối cảnh kinh tế tồn cầu lún vào suy thối với giảm giá nhiều loại hàng hóa khác, dẫn đến giá thép giảm sâu Cuối tháng năm 2009 sở giao dịch kim loại London, giá thép thô giao kỳ hạn tháng chạm đáy mức 250 USD/tấn Nhưng trước nhận định cho suy thoái kinh tế giới vào hồi kết vào trình hồi phục giá thép thơ liên tục tăng lên Giá thép thô giao dịch mức khoảng 450 USD/tấn vào tháng cuối năm kinh tế giới dần hồi khục Theo WSA-World Steel Association, sản lượng thép thô giới năm 2009 giảm 8% 1,22 tỉ tấn, mức thấp kể từ năm 2005 vào năm có mức giảm tồi tệ lich sử phát triển ngành thép [8] Theo IISI-International Iron and Steel Institute thống kê đến ngày 22/3/2010 tháng 2/2010 sản lượng thép thô giới tăng thêm 24,2% so với tháng 2/2009, sản lượng 66 quốc gia sản xuất thép giới đạt 108 triệu tấn, tăng với tháng 2/2009 87 triệu Cụ thể, quốc gia có kinh tế phát triển mạnh giới-Mỹ có sản lượng thép thơ 5,98 triệu tấn, tăng 51,3%, sản lượng thép thô Trung Quốc đạt 50,357 triệu tấn, tăng 22,5 %, sản lượng thép thô Nhật Bản đạt 8,4 triệu tăng 54% sản lượng thép thô khối liên minh Châu Âu 13,35 triệu tăng 28,6% Qua số liệu vào tháng đầu năm 2010, nhận thấy tình hình thép giới có hồi phục rõ rệt kinh tế giới dần ổn định trở lại 1.2/ Tình h nh thép Việt Nam: [6] Ngành thép Việt Nam xây dựng từ năm 60 kỉ XX Khu liên hợp gang thép Thái Nguyên xây dựng với giúp đỡ Trung Quốc cho mẻ gang vào năm 1963, công suất 100 ngàn tấn/năm Mẻ thép đời vào năm 1975 Kế đến giai đoạn lịch sử với mốc thời gian quan trọng lịch sử phát triển ngành thép Việt Nam Giai đoạn từ năm 1976 đến 1989: ngành thép không phát triển kinh tế lâm vào khủng hoảng, mức sản lượng trì từ 40 ngàn đến 85 ngàn thép/năm Giai đoạn từ năm 1989 đến 1995: Đảng vào nhà nước thực chủ trương đổi mở cửa nên sản lượng thép thô vượt mức 100 ngàn tấn/năm, đánh dấu tăng trưởng ngành thép Năm 1990, đời Tổng cơng ty thép Việt Nam góp phần quan trọng vào bình ổn phát triển ngành thép Giai đoạn 1996-2000: ngành thép giữ mức độ tăng trưởng cao, tiếp tục đầu tư đổi mới, đưa vào hoạt động 13 liên doanh, có 12 liên doanh cán thép vào giai công, chế biến sau cán Sản lượng thép cán nước đạt 1,57 triệu tấn, gấp 14 lần so với năm 1990 gấp lần với năm 1995 giai đoạn thành phần tham gia sản xuất gia công chế biến thép bao gồm nhiều thành phần kinh tế đa dạng Ngồi Tổng Cơng Ty Thép Việt Nam sở quốc doanh thuộc địa phương ngành, cịn có cơng ty cổ phần, liên doanh, công ty 100% vốn nước ngồi cơng ty tư nhân Sự chuyển ngành thép đánh dấu vào năm 1996 với đời công ty liên doanh sản xuất thép gồm Công ty liên doanh thép Việt Nhật - Vinakyoei, Viêt Úc – Vinausteel, Việt Hàn – VPS Việt Nam Singapore – Nasteel với tổng công suất khoảng 840.000 tấn/năm Cho đến năm 2002, Việt Nam có khoảng 50 doanh nghiệp sản xuất thép xây dựng có 12 dây chuyền cán, cơng suất từ 100.000 đến 300.000 tấn/năm Theo thống kê sơ bộ, đến năm 2007 tồn giới tiêu thụ 1.400 triệu thép Trong Viêt Nam tiêu thụ nhỏ 10 triệu tấn, bình quân 100 kg/người bình quân 200 kg/người tiêu thụ khối ASEAN Còn nước tiên tiến, sản lượng tiêu thụ đạt 1.000 kg/người Vào năm 2009 ngành thép trì hoạt động sản xuất, cịn khó khăn, số doanh nghiệp bị thua lỗ từ năm trước khơng có sở phải đóng cửa Kết đạt chủ yếu hàng loạt biện pháp kích cầu Chính phủ thay đổi sách tài chính, tiền tệ, sách ưu tiên ngoại tệ để nhập phôi thép, thép phế liệu…và doanh nghiệp ngành không ngừng cải tiến chất lượng, trọng vào việc khẳng định thương hiệu thép Thái Nguyên Tisco, thép Hoà Phát, thép Miền Nam…cùng chiếm lĩnh thị trường nước Đến cuối năm 2009, ảnh hưởng mưa bão cạnh tranh từ thép ngoại nhập giá rẻ lượng thép ngoại nhập từ Trung Quốc nước Asean tăng mạnh hưởng thuế xuất nhập 0% nên vấn đề tiêu thụ gặp nhiều khó khăn trước Bên cạnh thị trường xuất nhập nhỏ hẹp khả cạnh tranh thép nội chưa cao dẫn đến sản lượng xuất hạn chế nhiều Số liệu cho thấy sản lượng thép năm tăng 5,2% so với kỳ năm ngoái đạt khoảng 6,32 triệu Cũng năm 2009 sản lượng ngành tăng thêm 2,2 triệu thép 1,5 triệu phôi có thêm số nhà máy sản xuất vào hoạt động góp phần khơng nhỏ việc nâng công suất sản xuất thép xây dựng tồn ngành lên gần triệu tấn/năm, cơng suất sản xuất phôi đạt 4,5 4,7 triệu tấn/năm Tuy nhiên vấn đề làm tăng thêm khoảng cách cung cầu thép thị trường cho năm cán chuyên môn với khối lượng sản xuất lớn Phụ thuộc vào chủng loại thép cán, máy cán liên tục có từ 3-6 giá Các máy cán nguội liên tục giá dùng cán phôi thép băng từ mác thép cacbon thấp dày (0,6 – 3) mm, rộng (650 - 1.850) mm Phôi cho máy thép băng cán nóng dày (2 – 5) mm, khối lượng cuộn (5 – 25)T Vận tốc cán đến 15 m/s, suất đạt 0,6 triệu tấn/năm Các máy cán nguội liên tục giá sản xuất thép băng từ mác thép cacbon thép hợp kim dày (0,3 – 3,5) mm, rộng đến 2.350 mm Phơi cho máy thép băng cán nóng dày (1,5 – 6,5) mm, khối lượng cuộn đến 35T Chiều dày thân trục cán đến 2.500 mm, vận tốc cán đến 28 m/s, suất 1,2 – 1,5 triệu / năm Các máy cán nguội liên tục giá sản xuất thép băng từ mác thép hợp kim thép cacbon dày (0,15 - 3) mm, rộng đến 2.080 mm Phôi cho máy cán thép băng cán nóng dày (1,2 – 6,5) mm, khối lượng cuộn đến 60T Lượng ép tổng cộng máy tới (85 – 90) % Chiều dài thân trục cán tới 2.210 mm Các máy cán nguội liên tục giá dùng sản suất tơn mỏng có độ dày (0,08 – 0,15) mm băng thép mỏng dày đến mm, rộng đến 1.300 mm Phôi cho máy thép cán nóng dày (1,5 – 3,5) mm 6.2/ Các máy cán thép băng đảo chiều giá Các máy cán thép băng đảo chiều giá dùng sản xuất băng thép chủng loại rộng từ mác thép cacbon thép hợp kim Các máy kiểu chuyển chủng loại sản phẩm dễ dàng theo yêu cầu khối lượng sản xuất Năng suất cùa máy đảo chiều khơng lớn, khoảng (50 – 150) nghìn năm Phụ thuộc vào kiểu giá cả, người ta phân biệt máy đảo chiều Kvarto máy đảo chiều nhiều trục Các máy đảo chiều Kvarto dùng sản xuất thép băng cán nguội dày (0,2 – 0,4) mm, rộng đến 2080 mm Kích thước hệ trục cán khoảng (400 – 600)/(1300 – 1600)x(1200 – 2300) mm Các máy kiểu cho phép sản xuất thép băng với tỉ lệ h:b=1:6000 Tốc độ cán máy đảo chiều đạt 20 m/s Phôi cho máy cán nguội giá đảo chiều băng thép băng cán nóng thép băng cán nguội (đã qua ủ mềm) dày (1,5 – 6,5) mm, khối lượng cuộn tới 45T Lượng ép tổng cộng, trường hợp cán không qua ủ trung gian đạt 85% Các máy đảo chiều nhiều trục chủ yếu dùng để sản xuất thép dải thép băng mỏng với độ xác cao từ mác thép hợp kim (các mác thép khó biến dạng, thép không gỉ), dày (0,0015 – 0,5) mm, rộng đến 2200 mm Các giá cán nhiều trục có 6, 12 20 trục Trong máy cán 20 trục sử dụng phổ biến So với máy Kvarto, máy 20 trục có ưu điểm bật sau: Đường kính trục làm việc nhỏ nên ta giảm đáng kể lực cán mà đạt lượng ép tương đối lớn lần cán Có thể cán loại thép dải băng mỏng rộng (tỉ số h:b đạt tới 1:40.000) với độ xác cao Thời gian thay trục ngắn (1 – phút), cho phép ta sử dụng trục làm việc có độ nhám khác cho lần cán thô cán tinh, chất lượng bề mặt thép thành phẩm tăng đáng kể Độ cứng khung giá cán hệ trục cao Quá trình cán tiến hành với lực kéo riêng lớn, tới (0,3 – 0,5) T, cho phép nâng cao độ xác thép thành phẩm Lượng ép tổng cộng máy 20 trục đạt tới 97% a) b) c) Hình 2.12: Sơ b tr trục cán giá nhiều trục trục àm việc; Các trục t a trung gian thứ nhất; Các trục t a trung gian thứ hai; Các trục t a; Các trục v i ổ ăn t a; -các trục ược dẫn ng 6.3/ Các máy giá cán đơn Các máy giá cán đơn dùng cán nguội thép dày (0,6 – 5) mm, rộng đến 2550 mm từ mac thép cacbon, thép hợp kim Phôi cho máy thép cán nóng cán nguội (đã ủ mềm) dày (1,5 – 10) mm Quá trình cán máy cán đơn tiến hành theo sơ đồ dọc ngang tùy thuộc vào yêu cầu chủng loại thép thành phẩm Thiết bị máy cán đơn gồm giá cán đảo chiều kvarto, cấu đỡ tấm, xếp tấm, máy nắn thẳng, phương tiện vận chuyển Vận tốc cán cực đại máy cán đơn không m/s Năng suất máy phụ thuộc vào chủng loại sản phẩm, khoảng (3 – 30) nghìn tấn/năm Nhược điểm máy cán đơn độ xác chất lượng bề mặt thép thành phẩm thấp, hệ số hao hụt kim loại lớn, suất thấp giá thành sản phẩm cao CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ Lực cán Lực cán cịn gọi áp lực tồn phần kim loại tác dụng lên trục cán Khi cán kim loại tác dụng lên trục cán lực phân bố hình 3.1 Tổng hợp lực phân bố có áp lực tồn phần kim loại lên trục cán Hình 3.1: Sơ ph n b c cán Lực cán tính theo cơng thức: P Ptb dp (Mn/T) P Ptb Ftx (Mn/T) Trong đó: Ptb áp lực đơn vị hay gọi áp lực trung bình, (N/mm2 ; kG/mm2) Ftx diện tích xúc kim loại với bề mặt trục cán tính theo công thức: Ftx Btb l B1 B2 R h (mm2) Ở đây: Btb chiều rộng trung bình vật cán, Btb B1 B2 (mm) B1 , B2 chiều rộng vật cán trước sau cán (mm) l chiều dài cung tiếp xúc, l = R h (mm) Tính Ptb theo cơng thức tác giả Karolev 1 2k 2 Ptb (N/mm ; kG/mm ) 2 Trong 2k = 1,15 s ( s giới hạn chảy kim loại) lượng ép tương đối 2l f f l 2 f l h1 htb h h0 chiều dài ban đầu f hệ số ma sát l chiều dài cung tiếp xúc h lượng ép tuyệt đối htb chiều dày trung bình, htb h1 h2 Bảng 3.1: ệ s ma sát f cán Trạng thái cán Loại trục cán Hệ số ma sát f Cán nóng Trục có gờ, rãnh 0,45-0,62 Trục cán hình 0,36-0,47 Trục cán 0,27-0,36 Trục có độ bóng bình thường 0,09-0,18 Cán nguội Trục có độ bóng cao Hoặc theo công thức: Ptb e m 2k m Trong đó: e số Nơbe, e = 2,71828… m f R h h0 h1 2k = 1,15 s 0,03-0,09 1.1/ Chiều dày phơi qua lần cán: Kích thước phơi h0 = 2,5mm, rộng 1200mm, phôi thép cacbon Lượng ép tương đối lần cán đạt tới 40% cán đảo chiều (250/1320x1400) kiểu KMV Ta có: Chiều dày phôi lần cán thứ h1 40% h1 2,5.0,4 1mm h0 h1 2,5 1,5mm Chiều dày phôi lần cán thứ hai h2 40% h2 1,5.0,4 0,6mm h1 h2 1,5 0,6 0,9mm Chiều dày phôi lần cán thứ ba h3 30% h3 0,9.0,3 0,27mm h2 h3 0,9 0,27 0,63mm Chiều dày phôi lần cán thứ tư h4 30% h4 0,63.0,3 0,189mm h3 h4 0,63 0,189 0,441mm Chiều dày phôi lần cán thứ năm h5 25% h5 0,441.0,25 0,11mm h4 h5 0,441 0,11 0,33mm Chiều dày phôi lần cán thứ sáu h6 25% h6 0,33.0,25 0,0825mm h5 h6 0,33 0,0825 0,2475mm Chiều dày phôi lần cán thứ bảy h7 19% h7 0,2475.0,19 0,047mm h6 h7 0,2475 0,047 0,2mm 1.2/ Tính tốn lực cán cho lần cán: Chọn f = 0,18 (theo bảng 3.1) Chọn s = 450 (N/mm2) = 45 (kg/mm2) Bỏ qua lực kéo căng cán Lần 1: Ta có m1 f R h1 0,18 125 = 1,006 (h0 h1 ) 2k = 1,15 s = 1,15 45 = 51,75 (kg/mm2) Ta có: e1,006 Ptb e m1 Ptb1 51,75 89,23 (kg/mm2) 1,006 2k m1 Lực cán lần cán thứ là: P1 = Ptb1 Ftx1 = 89,23 1200 125 = 1197146,1 (kg) 11971461 N Lần 2: Ta có m2 f R h2 0,18 125 0,6 1,3 (h1 h2 ) 2,4 2k = 1,15 s = 1,15 45 = 51,75 (kg/mm2) Ta có: e1,3 Ptb e m2 Ptb 51,75 106,26 (kg/mm2) 1,3 2k m2 Lực cán lần cán thứ hai là: P2 = Ptb2.Ftx2 = 106,26 1200 125 0,6 = 1104286,3 (kg) 11042863 N Lần 3: Ta có m3 f R h3 0,18 125 0,27 = 1,37 (h2 h3 ) 1,53 2k = 1,15 s = 1,15 45 = 51,75 (kg/mm2) Ta có: e1,37 Ptb3 e m3 Ptb3 51,75 110,88 (kg/mm2) 1,37 2k m3 Lực cán lần cán thứ ba là: P3 = Ptb3.Ftx3 = 110,88 1200 125 0,27 = 772985,5 (kg) 7729855 N Lần Ta có m4 f R h4 0,18 125 0,189 = 1,63 (h3 h4 ) 1,071 2k = 1,15 s = 1,15 45 = 51,75 (kg/mm2) Ta có: e1,63 Ptb e m4 Ptb 51,75 130,9 (kg/mm2) 1,63 2k m4 Lực cán lần cán thứ tư là: P4 = Ptb4.Ftx4 = 130,9 1200 125 0,189 = 763496,1 (kg) 7634961 N Lần 5: Ta có m5 f R h5 0,18 125 0,11 = 1,73 (h4 h5 ) 0,771 2k = 1,15 s = 1,15 45 = 51,75 (kg/mm2) Ta có: e1,73 Ptb5 e m5 Ptb5 51,75 139 (kg/mm2) 1,73 2k m5 Lực cán lần cán thứ năm là: P5 = Ptb5.Ftx5 = 139 1200 125 0,11 = 618510,9(kg) 6185109 N Lần 6: Ta có m6 f R h6 0,18 125 0,0825 = 2 (h5 h6 ) 0,5775 2k = 1,15 s = 1,15 45 = 51,75 (kg/mm2) e2 Ptb e m6 Ptb 51,75 165,32 (kg/mm2) Ta có: 2k m6 Lực cán lần cán thứ sáu là: P6 = Ptb6.Ftx6 =165,32 1200 125 0,0825 = 637072,2 (kg) 6370722 N Lần 7: Ta có m7 f R h7 0,18 125 0,047 = 1,95 (h6 h7 ) 0,4475 2k = 1,15 s = 1,15 45 = 51,75 (kg/mm2) Ta có: e1,95 Ptb e m7 Ptb 51,75 160 (kg/mm2) 1,95 2k m7 Lực cán lần cán thứ bảy là: P7 = Ptb7.Ftx7 = 160 1200 125 0,047 = 465377,3 (kg) 4653773 N Momen cán momen liên quan 2.1/ Momen cán Momen cán lực cán sinh tính theo cơng thức: M C P a (MN.m) , (tấn.m) P lực cán (áp lực toàn phần) (MN; T) a cánh tay địn (hình 3.1) a = (0,45 – 0,5) l = (0,45 -0,5) R h cán nóng a = (0,35 – 0,45) R h cán nguội Dựa công thức ta chọn a = 0,4 R h Momen cán lực cán lần thứ là: M C1 P1 a1 1197146 0,00447 10702,49(kg.m) 107025 (N.m) với a1 = 0,4 R h1 0,4 125 4,47mm 0,00447m Momen cán lực cán lần thứ hai là: M C P2 a2 1104286 0,00346 7641,66(kg.m) 76417 (N.m) với a2 = 0,4 R h2 0,4 125 0,6 3,46mm 0,00346m Momen cán lực cán lần thứ ba là: M C P3 a3 772985 0,00233 3602,11(kg.m) 36021 (N.m) với a3 = 0,4 R h3 0,4 125 0,27 2,33mm 0,00233m Momen cán lực cán lần thứ tư là: M C P4 a4 763496 0,00194 2962,36(kg.m) 29624 (N.m) với a4 = 0,4 R h4 0,4 125 0,189 1,94mm 0,00194m Momen cán lực cán lần thứ năm là: M C P5 a5 618511 0,00148 1830,8(kg.m) 18308 (N.m) với a5 = 0,4 R h5 0,4 125 0,11 1,48mm 0,00148m Momen cán lực cán lần thứ sáu là: M C P6 a6 637072 0,00128 1630,9(kg.m) 16309 (N.m) với a6 = 0,4 R h6 0,4 125 0,0825 1,28mm 0,00128m Momen cán lực cán lần thứ bảy là: M C P7 a7 465378 0,00097 902,83(kg.m) 9028 (N.m) với a7 = 0,4 R h7 0,4 125 0,047 0,97mm 0,00097m 2.2/ Momen ma sát Momen ma sát (Mms) gồm momen ma sát lực cán sinh cổ trục cán Mms1 momen ma sát sinh chi tiết quay Mms2 (tấn.m) M ms1 P d f ' Trong đó: P lực cán (MN.m ; T.m) d đường kính cổ trục cán (mm) f ' hệ số ma sát ổ đỡ trục cán Bảng 3.2: Các hệ s ma sát ổ ỡ trục cán Loại ổ đỡ trục cán Ổ đỡ ma sát lỏng Ổ đỡ ma sát nửa lỏng Ổ bi Ổ trượt: Loại trục làm thép Loại trục làm sứ f’ 0,003 – 0,0005 0,006 – 0,001 0,003 – 0,005 0,04 – 0,1 0,005 – 0,01 M ms (0,08 0,12) (M C M ms1 ) Tính momen ma sát lực cán sinh cổ trục cán Mms1và momen ma sát sinh chi tiết quay Mms2, ta chọn đường kính ổ trục cán 200 mm (0,2m) , hệ số ma sát ổ bi 0,004 dựa vào bảng Lần cán thứ nhất: M ms11 P1 d f ' 11971461 0,2 0,004 9577,2 (N.m) M ms 21 0,1 (M C1 M ms1 ) 0,1 (107025 9577,2) 11660 (N.m) Lần cán thứ hai: M ms12 P2 d f ' 11042863 0,2 0,004 8334 (N.m) M ms 22 0,1 (M C M ms12 ) 0,1 (76417 8334) 8525 (N.m) Lần cán thứ ba: M ms13 P3 d f ' 7729855 0,2 0,004 6184 (N.m) M ms 23 0,1 (M C M ms13 ) 0,1 (36021 6184) 4221 (N.m) Lần cán thứ tư: M ms14 P4 d f ' 7634961 0,2 0,004 6108 (N.m) M ms 24 0,1 (M C M ms14 ) 0,1 (29624 6108) 3573 (N.m) Lần cán thứ năm: M ms15 P5 d f ' 6185109 0,2 0,004 4948 (N.m) M ms 25 0,1 (M C M ms15 ) 0,1 (18308 4948) 2326 (N.m) Lần cán thứ sáu: M ms16 P6 d f ' 6370722 0,2 0,004 5097 (N.m) M ms 26 0,1 (M C M ms16 ) 0,1 (16309 5097) 2141 (N.m) Lần cán thứ bảy: M ms17 P7 d f ' 4653773 0,2 0,004 3723 (N.m) M ms 27 0,1 (M C M ms17 ) 0,1 (9028 3723) 1275 (N.m) 2.3/ Momen không tải (Mo) Momen khơng tải sinh để thắng tồn trọng lượng chi tiết quay máy cán máy chạy không tải Momen không tải thường làm từ (3 – 6)% MC M o (3 6)%M C (MN.m ; T.m) Tính momen khơng tải, chọn M o 4%M C Lần cán thứ nhất: M o1 4% M C1 4% 107025 4281 (N.m) Lần cán thứ hai: M o 4% M C 4% 76417 3057 (N.m) Lần cán thứ ba: M o3 4% M C 4% 36021 1441(N.m) Lần cán thứ tư: M o 4% M C 4% 29624 1185 (N.m) Lần cán thứ năm: M o5 4% M C 4% 18308 732,3 (N.m) Lần cán thứ sáu: M o6 4% M C 4% 16309 652,4 (N.m) Lần cán thứ bảy: M o7 4% M C 4% 9028 361,1 (N.m) 2.4/ Momen động (Mđ) Md GD2 dn (MN.m ; T.m) 375 dt Mđ = cán tăng tốc giảm tốc Mđ > cán có tăng tốc (lấy dấu +) Mđ < cán có giảm tốc (lấy dấu -) dn gia tốc góc trục cán dt GD2 momen tất chi tiết dẫn động máy cán sinh chuyển bánh đà gắn trục động Tính tốc độ cán Ta có bán kính trục làm việc: R = 125 mm = 0,125 m Chu vi trục làm việc = R = 3,14 0,125 = 0,785 m Thời gian nghỉ ngày chủ nhật năm 52 ngày, nghỉ Tết 14 ngày, ngày lễ khoảng ngày khoảng 17 ngày Thời gian làm việc năm: 365 – 52 – 17 = 296 ngày Máy làm việc ngày 24h, nghỉ tiếng để bảo dưỡng, nghĩa máy hoạt động khoảng 20h, hiệu suất máy khoảng 80% nên số thời gian làm việc ngày 20 80% thời gian làm việc năm 296 20 80% = 4736h Sản lượng năm: 180.000 tấn/năm Số mét thép 180000 38 tấn/h 4736 Số mét thép lần cán 38 5,4 tấn/h Ta có trọng lượng 1m thép = dày rộng dài tỷ trọng thép = 0,2 1200 1000 7,85 10-3 = 1884 g = 1,884 kg = 0,001884 Sản lượng thép 1h 5,4 = 2881 m/h = 0,8 m/s 0,001884 Tốc độ quay trục làm việc 0,8 1,02 vòng/s = 61,17 vòng/phút 0,7851 Vận tốc góc trục cán 1,02 2π = 6,4 rad/s Tính tốn cơng suất động cho máy cán Mỗi giá cán nhóm giá cán dẫn động động điện, động loại xoay chiều chiều Tính cơng suất động cho giá cán phải tính theo lần cán có lực cán lớn (Pmax) Từ lực cán lớn sinh momen, chuyển trục động Công suất tính theo cơng thức sau: Ndc M tdc (kW) N dc M tdc n (kW) 0,975 Nếu tính cơng suất theo đơn vị mã lực 1kW = 1,36 mã lực Trong đó: M tdc momen tĩnh quy trục động (T.m) M M ms1 M ms M o M dc C M d i hệ số truyền động hữu ích máy , = 1 2 3 = (0,85 – 0,93) 1 hệ số truyền động hữu ích hộp giảm tốc 1 (0,95 0,98) hệ số truyền động hữu ích hộp truyền lực 2 (0,92 0,95) 3 hệ số truyền động hữu ích trục khớp nối 3 (0,95 0,99) i tỷ số truyền động từ động tới trục cán i n nC C n , vận tốc quay (vòng/phút) vận tốc góc (1/s) động nC , C vận tốc quay (vịng/phút) vận tốc góc (1/s) trục cán Ta chọn vận tốc quay động 1000 vòng/phút nên i Ta chọn = 0.9 Lần cán thứ n 1000 16 nC 61,17 M tc1 M C1 M ms11 M ms 21 M o1 107025 9577 11660 4281 132543( N m) N tc1 M tc1 tc 132543 6,4 848275(W ) N tc1 N dc1 N dc1 N tc1 848275 942528(W ) 0,9 Lần cán thứ hai: M tc M C M ms12 M ms 22 M o 76417 8334 8525 3057 96333( N m) Ntc M tc tc 96333 6,4 616531(W ) N tc N dc2 N dc2 N tc 616531 685035(W ) 0,9 Lần cán thứ ba: M tc3 M C M ms13 M ms 23 M o3 36021 6184 4221 1441 47867( N m) N tc3 M tc3 tc 47867 6,4 306349(W ) N tc N dc3 N dc3 N tc 306349 340388(W ) 0,9 Lần cán thứ tư: M tc M C M ms14 M ms 24 M o 29624 6108 3573 1185 40490( N m) Ntc M tc tc 40490 6,4 259136(W ) N tc N dc4 N dc4 N tc 259136 287929(W ) 0,9 Lần cán thứ năm: M tc5 M C M ms15 M ms 25 M o5 18308 4948 2326 723,3 26305( N m) N tc5 M tc5 tc 26305 6,4 168354(W ) N tc N dc5 N dc5 N tc 168354 187060(W ) 0,9 Lần cán thứ sáu: M tc6 M C M ms16 M ms 26 M o6 16309 5097 2141 652,4 24199( N m) Ntc M tc tc 24199 6,4 154876(W ) N tc N dc6 N dc6 N tc 154876 172085(W ) 0,9 Lần cán thứ bảy: M tc M C M ms17 M ms 27 M o7 9028 3723 1275 361,1 14387( N m) N tc M tc7 tc 14387 6,4 92077(W ) N tc N dc7 N dc7 N tc 92077 102308(W ) 0,9 Dựa vào công suất qua lần cán, ta chọn động có cơng suất 1000 kW ... Loại trục làm thép Loại trục làm sứ f’ 0, 003 – 0, 000 5 0, 006 – 0, 001 0, 003 – 0, 005 0, 04 – 0, 1 0, 005 – 0, 01 M ms (0, 08 0, 12) (M C M ms1 ) Tính momen ma sát lực cán sinh cổ trục cán Mms1và... nhóm: Thép dày: S = đến 60 mm; B = 600 đến 5 .00 0 mm; L = 400 0 đến 12 .00 0 mm Thép mỏng: S = 0, 2 đến mm; B = 600 đến 2. 200 mm Thép mỏng (thép cuộn): S = 0, 001 đến 0, 2 mm; B = 200 đến 1. 500 mm;... 200 ÷ 120x1 20 25 x 25 45 x 45 ÷ 90 x 90 Chữ I Ray Chữ T H(mm) (kg/m) H(mm) 80? ?1 60 100 ÷1 60 < 15