THIẾT kế TRỤC cán CHO máy cán 3 TRỤC THÉP VUÔNG 15×15 từ PHÔI 30×30

Việc hội nhập kinh tế của Việt Nam với khu vực cà thế giới là một xu thế không thể được đảo ngược. Việt Nam tham gia vào AFTA, đông nghĩa với việc xoá bỏ sự bảo hộ của Nhà nước với các đơn vị sản xuất kinh doanh, buộc các nhà doanh nghiệp thực sự tham gia vào cuộc cạnh tranh khắc nghiệt trên thị trường khu vực. Qua cuộc cạnh tranh này, có những cơ sở sẽ vượt qua được khó khăn, đủ sức để cạnh tranh và phát triển đi lên, ngược lại một số doanh nghiệp sẽ không đủ sức để vượt qua và sẽ bị phá sản. Trước tình hình hiện nay, để giải quyết việc cung vượt quá cầu chúng ta chỉ có con đường duy nhất là xuất khẩu. Việc hội nhập kinh tế của Việt Nam đối với khu vực và thế giới là cơ hội rất lớn cho chúng ta nhưng cũng đồng thời là khó khăn lớn cho chúng ta khi phải cạnh tranh với các nước có ngành sản xuất thép lâu đời. Nhìn chung ngành sản xuất thép Việt Nam đang ở điểm xuất phát thấp hơn nhiều nước trong khu vực khoảng 10 năm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN KIM LOẠI VÀ HỢP KIM ========== ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TRANG THIẾT BỊ VÀ XỬ LÝ VẬT LIỆU KIM LOẠI THIẾT KẾ TRỤC CÁN CHO MÁY CÁN THÉP VNG 15×15 TỪ PHƠI 30×30 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TH.S NGUYỄN ĐĂNG KHOA SINH VIÊN THỰC HIỆN: VÕ ĐÌNH HƯNG-V1201525 Page Mục lục LỜI NÓI ĐẦU TỔNG QUAN TÀ I LIỆU 1.Tình hình sản xuất thép cán khu vực giới: .5 2.Tình hình cung cấp thép Việt Nam: 3.Mục tiêu ngành thép: .8 4.Sản phẩm thép hình đa dạng: 11 Thiết bị cán thép hình: 13 TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ .18 1.Tính công nghê ̣ cho sản phẩ m thép vuông 30 18 Chọn hệ thống lỗ hình cách bố trí lỗ hình giá cán 19 Tính tốn, xác định kích thước lỗ hình trục cán .19 3.1 Xác định kích thước lỗ hình vng tinh 19 3.2 Xác định kích thước lỗ hình vng thơ 22 3.3 Xác định kích thước lỗ hình thoi trung gian 24 3.4 Đường kính làm việc lỗ hình 26 Lực cán 27 THIẾT KẾ TRỤC CÁN HÌNH 32 1.Cấu tạo hình học kích thước trục cán 32 2.Mô men uốn lực gây lỗ hình 33 3.Nghiệm bền trục cán làm việc .34 Tài liệu tham khảo: 36 Page LỜI NÓI ĐẦU Thép cán loại vật liệu chủ yếu ngành công nghiệp, có vai trị định tới nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố quốc gia Vì sản phẩm ngành cán thép ứng dụng hầu hết ngành công nghiệp mặt hàng dân dụng như: Công nghiệp chế tạo máy, ôtô, ngành đường sắt, xây dựng, kiến trúc Mặt khác, sản lượng thép chia cho bình quân đầu người tiêu quan trọng để đánh giá mức độ cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Chính mà từ hồ bình lập lại, Đảng Chính phủ có chủ trương, sách đẩy nhanh q trình phát triển ngành thép nói chung ngành cán nói riêng Trong phương pháp gia công kim loại áp lực, phương pháp cán phương pháp gia công kim loại thơng dụng có truyền thống lâu đời có nhiều ưu điểm mà có phương pháp có Gần 3/4 thép luyện gia công phương pháp cán, sản phẩm thép cán với nhiều chủng loại khác hình dáng, kích thước chất lượng để đáp ứng nhu cầu ngành cơng nhiệp khác Ngồi cịn phương pháp gia công kim loại không tạo phoi, quy trình cơng nghệ có khả tự động hố cao, tạo sản phẩm với suất chất lượng cao Do tính ưu việt phổ biến nên cơng nghệ cán thép hầu phát triển giới quan tâm đầu tư xây dựng Một số nước có sản xuất thép nói chung thép cán nói riêng có trình độ phát triển cao như: Mỹ, Nga, Đức, Italia, Pháp, Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc Nước ta, năm qua ngành cán thép có nhiều cố gắng khai thác, cải tạo mở rộng sở sản xuất cũ liên doanh với nước làm lực sản xuất sản lượng sản xuất hàng năm tăng với tốc độ nhanh, nhiên so với mức phát triển thấp Phát triển ngành cán thép để nâng cao khả cạnh tranh với khu vực giới yêu cầu khách quan, cấp bách có ý nghĩa chiến lược nước ta nói riêng quốc gia có mong muốn phát triển nói chung Page Các nhà máy thép nước ta đáp ứng nhu cầu thị trường loại sản phẩm thép hình thơng dụng dùng xây dựng, dân dụng Tuy nhiên, thị trường sản phẩm thép hình có tiết diện phức tạp sản phẩm thép đặc biệt nước ta bị bỏ ngỏ Vì vậy, bên cạnh việc phát triển sản xuất loại thép hình đơn giản nay, cần phải quan tâm đến phát triển sản xuất loại thép hình có tiết diện phức tạp, thép chất lượng cao, thép đặc biệt, phục vụ cho nhu cầu thị trường ngành công nghiệp ngày đa dạng chủng loại với hàm lượng chất xám sản phẩm ngày cao Page CHƯƠNG I: TỞNG QUAN TÀI LIỆU Tình hình sản xuất thép cán khu vực giới: Sau năm 1990, Liên Xô nước Đơng Âu - XHCN sụp đổ, tình hình sản xuất tiêu thụ thép giới bị chựng lại Tuy nhiên, loạt nhà máy thép xây dựng Trung Quốc, Hàn Quốc nước phát triển bắt đầu hoạt động giai đoạn làm cho sản lượng thép nói chung khơng giảm mà có nhu cầu tăng đồng thời với việc hạ giá thành sản phẩm áp dụng tiến kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất Một nghiên cứu Viện nghiên cứu Quốc tế cho thấy đến năm 2000, nhu cầu thép Châu tăng 3% năm Riêng nhu cầu thép Trung Quốc lên tới 150 triệu tấn/năm Nhu cầu thép nước châu khác Hàn Quốc, ấn Độ nước khu vực ASEAN tăng mạnh Hiện nay, nhà máy nước ASEAN phải nhập lượng phôi lớn (trên triệu năm 1999) có phôi dẹt để cán thép cuộn cán nóng Nhìn chung nước ASEAN dư cơng suất cán loại sản phẩm thép so với nhu cầu nước họ Tuy nhiên, chế thị trường mở nước ASEAN cho phép doanh nghiệp họ nhập xuất sản phẩm thép Page Tình hình sản xuất thép khu vực Bảng 1-1 Công suất Nhu cầu 1999 Sản lượng 1999 15 triệu 8,8 triệu 7,5 triệu Thép lá/ cuộn cán nóng 11,5 triệu 6,8 triệu 3,5 triệu Thép lá/cuốn cán nguội 5,2 triệu 4,2 triệu 2,5 triệu Tổng cộng 31,7 triệu 19,8 triệu 13,5 triệu Các nước ASEAN Nhập Xuất Indonesia 1.147.000 1.401.000 Malayxia 4.454.000 1.836.000 Thailand 3.935.000 1.230.000 Philipin 1.816.000 15.000 Singapo 2.833.000 591.000 Tổng cộng 14.185.000 5.073.000 Chủng loại Thép xây dựng ( thanh,dây,hình) Nhu cầu thép châu Âu dự kiến tăng 3,1% vào năm 2010 tiêu thụ 302 triệu (mức tăng trung bình 0,6%) Nhu cầu thép Bắc Mỹ vào năm 2010 246 triệu Mỹ thị trường tiêu thụ lớn châu Mỹ với mức tiêu thụ lầ 135 triệu tấn/năm Công nghệ thiết bị cán thép đa dạng phong phú Phần lớn nhà máy đại giới tự động hoá mức đọ cao, cho sản lượng chất lượng tốt Về công nghệ cán thép dây ngày chủ yếu tập trung vào vấn đề tăng tốc độ cán sử dụng giàn cán trục công - xôn máy cán bố trí trục nghiêng 45o so với phương ngang Block cán dây, bên cạnh hỗ trợ đắc lực thiết bị phụ như: thiết bị thay trục cán nhanh, áp dụng diều khiển nhiệt tự động, điều khiển tồn dải cán q trình cán làm nguội Page Về công nghệ cán hình lớn vừa năm gần áp dụng công nghệ đúc phôi gần giống với hình dạng sản phẩm Nhờ cơng nghệ mà người ta tạo tạo dây chuyền cán ray, dầm rút gọn với dây chuyền cán truyền thống mà đảm bảo chất lượng sản phẩm, hiệu kinh tế cao Về công nghệ cán dày, nhà máy cán tự động hoá 100% sản xuất đồng thời nhiều kích thước chiều dài, chiều rộng lẫn chiều dày theo chương trình định sẵn qua máy tính Điều cho phép đáp ứng cách linh hoạt đơn hàng đa kích thước khách hàng Tình hình cung cấp thép Việt Nam: Cùng với phát triển kinh tế Việt Nam thời kỳ đổi mới, ngành thép Việt Nam có thay đổi đáng kể khơng ngừng vươn lên mặt chất lượng để đáp ứng nhu cầu ngày tăng kinh tế quốc dân Khởi điểm từ sở sản xuất thep Thái Nguyên (1960) công ty thép Miền Nam (1975) đến năm 70 công suất nước đạt khoảng 230.000 tấn/năm Ngành thép Việt Nam vào giai đoạn thực sự phát triển mạnh mẽ vào đầu năm 90 đến nay, sách đổi nhà nước phát huy hiệu Cùng với bước tiến mạnh mẽ kinh tế nhu cầu thép phục vụ phát triển đất nước không ngừng tăng lên Đáp ứng đòi hỏi kinh tế, tổng công ty thép Việt Nam áp dung nhiều biện pháp, không ngừng mở rộng phát triển sản xuất chất lượng sản lượng Hàng trăm tỷ đồng Tổng công ty thép Việt Nam đầu tư giai đoạn này, đưa khả sản xuất thép xây dựng đáp ứng đủ nhu cầu nước mà cịn xuất sang nước khu vực Bên cạnh đó, để hổ trợ cho phát triển ngành thép nhà nước có sách bảo hộ thị trường thép nước để tránh khỏi cạnh tranh hàng nhập khẩu, cộng với sách kiểm sốt giá phần (khống chế mức giá sàn) giúp nhà máy xây dựng khung giá hợp lý cho hoạt động sản xuất kinh doanh Những dấu hiệu mang tính thích cực nhà đầu tư nước ngồi tham gia tích cực vào thị trường thép xây dựng Việt Nam Hiện nay, tổng công suất nhà máy cán thép Việt Nam lên đến 2.500.000 /năm Hiện số tăng lên nhiều loạt nhà Page máy xây dựng di vào sản xuất như: công ty thép Nam Đô (hải Phịng) cơng suất 120.000 tấn/năm (hiện nâng cấp dây chuyền mới), cơng ty CPTM thép Hải phịng HPS với công suất thép 170.000 tấn/năm (đang chuẩn bị lắp thêm dây chuyền thép dây), công ty Việt Anh (Bình Dương) cơng suất 200.000 tấn/năm, cơng ty thép Hồ Phát (Hưng Yên) công suất 250.000 tấn/năm, công ty thép úc SSE STEEL(Hải phịng) cơng suất 200.000 tấn/năm chưa kể đến loạt sở sản xuất nhỏ tư nhân thấy lực sản xuất thép nước ta thời gian lớn Nhu cầu thép Việt Nam: Hiện nay, cạnh tranh thị trường ngày gay gắt nhiều nhà máy hoạt động có thêm nhiều nhà máy Năng lực sản xuất thép nước tăng gấp lần nhu cầu tiêu thụ thực tế việc đảm bảo lợi nhuận cho nhà máy tương lai khó khăn Tốc độ tăng trưởng thị trường thép Việt Nam năm gần khoảng 10-15% Mặc dù số khả quan sở số thu thập tình trạng cung vượt cầu thị trường thép xây dựng Việt Nam tồn thời gian dài Bảng nhu cầu thép Việt Nam Năm Bảng 1-2 2000 2001 2002 2003 2004 2005 1.500 1.770 1.950 2.150 2.350 2.600 Nhu cầu (Nghìn tấn) Như thị trường thép xây dựng nước ta đối mặ với khó khăn tình trạng cung vượt q cầu giải pháp kích cầu đưa từ phía tổng cơng ty thép Việt Nam từ phía phủ cần thiết Mục tiêu ngành thép: Hiện nay, ngành thép ta đứng trước khó khăn lớn, để giải khơng phải sớm chiều mà phải la q trình tương đối lâu dài có chiến lực kế hoạch cụ thể Page Việc hội nhập kinh tế Việt Nam với khu vực cà giới xu đảo ngược Việt Nam tham gia vào AFTA, đông nghĩa với việc xoá bỏ bảo hộ Nhà nước với đơn vị sản xuất kinh doanh, buộc nhà doanh nghiệp thực tham gia vào cạnh tranh khắc nghiệt thị trường khu vực Qua cạnh tranh này, có sở vượt qua khó khăn, đủ sức để cạnh tranh phát triển lên, ngược lại số doanh nghiệp không đủ sức để vượt qua bị phá sản Trước tình hình nay, để giải việc cung vượt cầu có đường xuất Việc hội nhập kinh tế Việt Nam khu vực giới hội lớn cho đồng thời khó khăn lớn cho phải cạnh tranh với nước có ngành sản xuất thép lâu đời Nhìn chung ngành sản xuất thép Việt Nam điểm xuất phát thấp nhiều nước khu vực khoảng 10 năm Các nhà máy khu vực khấu hao tài sản cố định Do giá thành họ chắn thấp Để nâng cao khả cạnh tranh, đủ sức hội nhập cới khu vực giới, Tổng công ty thép Việt Nam thực số biện pháp sau: - Tăng cường đầu tư theo chiều sâu, đổi cơng nghệ, đại hố sở có, cải tiến quản lý để nâng cao suất, chất lượng sản phẩm thép nước Kiên dẹp bỏ chuyển hướng sản xuất sở hoạt động hiệu quả, không đủ sức cạnh tranh có nguy lạc hậu - Tăng cường đầu tư cho khâu sản xuất nguyên liệu sản xuất phôi thép, sắt xốp, phá vỡ tàu cũ để có thép phế cho nguyên liệu thép, thay nguyên liệu nhập Nhưng nhà máy phải đạt trình độ quốc tế quy mơ, suất chất lượng tiêu kinh tế kỹ thuật để có khả cạnh tranh với hàng hóa ASEAN có khả xuất - Hiện ta chưa có nhà máy sản xuất thép tấm, tồn thép - phải nhập Vì vậy, quy hoạch ngành thép Việt Nam từ đến năm 2015 phải đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất thép tấm, có đủ sức cạnh tranh với nước ASEAN - Tăng cường cải tiến tổ chức, xếp lại máy doanh nghiệp cho gọn nhẹ, đôi với việc đào tạo nâng cao lực chất lượng công nhân viên để Page mặt giảm chi phí lao động, chi phí quản lý, mặt khác tăng cường chất lượng sản phẩm, tăng sức mạnh cạnh tranh Đối cơng nghệ theo hướng thích hợp công đoạn phù hợp với điều kiện thực tế nước: Theo hướng sau: - Để sản xuất thép băng cán nóng, nghiên cứu công nghệ đúc phôi mỏng vừa cán trực tiếp với cơng nghệ luyện thép lị điện với công suất khoảng 1,5 triệu tấn/năm Trong trường hợp có cơng suất lớn giai đoạn nghiên cứu cơng nghệ cán thép băng thép nóng cơng nghệ cán truyền thống có cải tiến phơi nhập khẩu, sau tiến đến tự sản xuất phơi cơng nghệ truyền thống - Đối với thép hình vừa lớn, công nghệ cán chủ yếu công nghệ cán đại giá cán đứng nằm xen kẽ tự động hoá cao, tốc độ lớn - Đối với cán thép dây, công nghệ cán chủ yếu cán liên tục kết thúc bỡi khối Block (cán thép dây) có tốc độ ngày cao với công nghệ cán chẻ cán chùng bảo đảm sản phẩm thép xuất xưởng đạt tính tốt nhất, hình dáng tiêu chuẩn Cơng suất dây chuyền đạt tới 500.000Tấn/năm - Đối với thép ống khơng hàn chưa có cơng nghệ đặc biệt áp dụng phương pháp cán truyền thống - Việc định hướng công nghệ cho ngành cán Việt Nam vấn đề khơng đơn giản tuỳ thuộc vào yếu: + Nhu cầu thị trường khối lượng chất lượng, chủng loại + Khả giải vốn đầu tư cho cơng trình + Hiệu kinh tế khả cạnh tranh sản xuất theo công nghệ lựa chọn * Cụ thể dự án đầu tư theo chiều sâu: - Nâng công suất nhà máy thép Thái Nguyên lên tới 240.000 Tấn phôi thép/năm, sản phẩm thép cán đạt 220.000  250.000 Tấn/năm Page 10 Hình 2.5 Lỗ hình vng b Kích thước lỗ hình vng thơ Khi góc ăn α = 200, cạnh vng C3 = 23.5 mm ta có hệ số giãn dài lỗ hình vng là: µ3 = 1.25 Chọn hệ số giãn dài lỗ hình thoi số 2: µ2 = µ3 = 1.25 Vậy diện tích lỗ hình vng là: F1 = µ2.µ3.F3 = 1.25×1.25×553.5 = 864.9 mm Cạnh hình vng số 1: C1= √864.9= 29.4 mm Kích thước hình vng số 1: h1=b1=1.41×C1= 1.41×29.4 = 41.5 mm Chiều rộng miệng lỗ hình số 1: b1’=b1 – t = 41.5 – = 37.5 mm Page 23 Hình 2.6 Lỗ hình vng thơ 3.3 Xác định kích thước lỗ hình thoi trung gian a Kích thước lỗ hình thoi (giữa lỗ hình 3) Hệ số giãn dài lỗ hình thoi lỗ hình vng 5: µ4.µ5 = F3 F5 = 1.82 Hệ số giãn dài lỗ hình thoi xấp xỉ lỗ hình vng 5: µ4=µ5= √1.82= 1.35 Vậy diện tích lỗ hình thoi 4: F4= à4F5 = 1.35ì 303.7 = 410 mm2 Cnh vng C5= 17.4 mm, hệ số giãn dài µ5=1.35 nên Δb5= mm Vậy chiều cao lỗ hình thoi: h4 = 1.41C5 - Δb5 = 1.41 × 17.4 – = 21.5 mm Chiều rộng lỗ hình thoi số 4: b4 = 2F4 h4 = 2×410 21.5 = 38.1 mm Góc đỉnh hình thoi số 4: α4= 2arctg b4 h4 = 2arctg 38.1 21.5 = 1210 Chiều rộng miệng lỗ hình thoi: b4’ = b4 – 1.77×2×2 = 38.1 - 1.77×2×2 = 31.2 mm Page 24 Hình 2.7 Lỗ hình thoi Khoảng trống dành cho giãn rộng lỗ hình thoi số 4: Δb4= b4 – h3 = 38.1 – 33.1 = mm b Kích thước lỗ hình thoi Diện tích lỗ hình thoi 2: F2= µ3 F3 = 1.25×553.5 = 692 mm2 Lượng giãn rộng Δb3 = mm Chiều cao lỗ hình thoi: h2= h3 - Δb3 = 33.1 – = 30.1 mm Chiều rộng lỗ hình thoi số 2: b2= 2F2 h2 = 2×692 30.1 = 46 mm Góc đỉnh hình thoi số 2: α = 2arctg b2 h2 = 2arctg 46 30.1 = 113036 Chiều rộng miệng lỗ hình thoi: b2’= b2 – 1.53×2×2 = 46 - 1.53×2×2 = 39.9 mm Hình 2.8 Lỗ hình thoi Page 25 3.4 Đường kính làm việc lỗ hình a Đường kính làm việc lỗ hình vng Ta có : Dk ~ D – 0.76a : D : Đường kính trục cán a : Cạnh lỗ hình vng - Tại lỗ hình vng 1: D= 300 mm; a1 = C1 = 29.4; Dk = 277.66 mm - Tại lỗ hình vng 3: D= 300 mm; a3 = C3 = 23.5; Dk3 = 282.14 mm - Tại lỗ hình vng 5: D= 300 mm; a5 = C5 = 17.4; Dk5 = 286.78 mm - Tại lỗ hình vuông 7: D= 300 mm; a7 = C7 = 15.1; Dk7 = 288.52 mm b Đường kính làm việc lỗ hình thoi Ta có : Dk ~ D – 0.55hi : hi : Chiều cao lỗ hình thoi - Tại lỗ hình thoi : D= 300 mm ; h2 = 30.1 mm ; Dk = 283.45 mm - Tại lỗ hình thoi : D= 300 mm ; h4 = 21.5 mm ; Dk = 288.12 mm - Tại lỗ hình thoi : D= 300 mm ; h6 = 18.3 mm ; Dk = 289.94 mm Bảng kết tính tốn lỗ hình : Page 26 Số lần Dạng lỗ Kích Δh Δb Dk cán hình thước (mm) (mm) (mm) 41.5 41.5 11.5 11.5 30.1 46 11.4 46 30.1 Phôi Vuông Thoi Lật phơi h b 30 30 α (độ) µ 277.66 16.5 1.11 4.5 283.45 16.3 1.25 Vuông 33.1 33.1 12.9 282.14 17.4 1.25 Thoi 21.5 38.1 11.6 288.12 16.3 1.35 Lật phôi 38.1 21.5 Vuông 24.5 24.5 13.6 286.78 17.7 1.35 Thoi 18.3 27.7 6.2 3.3 289.94 11.9 1.2 288.52 11.7 1.11 Lật phôi 27.3 18.3 Vuông 21.3 21.3 Bảng 2.1 Kết tính tốn lỗ hình Góc ăn kim loại xác định công thức : α = arccos (1 - Lực cán Các thông số ban đầu : Page 27 Δh Dk ) Phôi ban đầu thép CT38 có kích thước (30×30) mm2 Trên giá cán trục D= 300 mm, chọn f= 0.4 Từ giản đồ trạng thái Fe-C thép CT38 ta có : Tch= 14700C Do chọn nhiệt độ cho lần cán thứ 12000C giảm 300C cho lần cán Số lần cán Lật phôi Lật phôi Lật phôi Dạng lỗ hình Phơi Vng Thoi Vng Thoi Vng Thoi Vng Kích thước h b 30 41.5 30.1 46 33.1 21.5 38.1 24.5 18.3 27.3 21.3 30 41.5 46 30.1 33.1 38.1 21.5 24.5 27.7 18.3 21.3 Δh (mm) Δb (mm) Dk (mm) tc (độ C) σb (kG/mm2) 11.5 11.4 11.5 4.5 277.66 283.45 1200 1170 60 57 12.9 11.6 282.14 288.12 1140 1110 54 51 13.6 6.2 3.3 286.78 289.94 1080 1050 48 45 288.52 1020 42 Bảng 2.2 Nhiệt độ giới hạn bền thép h : Chiều cao lỗ hình b : Chiều rộng lỗ hình D : Đường kính làm việc lỗ hình tc : Nhiệt độ lần cán σb : Giới hạn bền thép theo nhiệt độ Lực cán xác định theo công thức : P=Ptb.Ftx (Mn/T) Trong : Ptb : Áp lực đơn vị hay cịn gọi áp lực trung bình (N/mm2, Kg/mm2) Page 28 Ftx : Diện tích tiếp xúc kim loại bề mặt trục cán Ftx = BtbL= B1+B2 √RΔh (mm2) Btb : Chiều rộng trung bình vật cán B1,B2 : Chiều rộng vật cán trước sau cán L : Chiều dài cung tiếp xúc, L=√RΔh Áp lực trung bình tính theo cơng thức kinh nghiệm Buganop : Khi tc > (tch – 575)0C tch−(tc+75) ) 1500 Ptb = σb ( [1 + f ( 2√RΔh ℎ1+ℎ2 − 1) Khi tc < (tch – 575)0C 𝑡𝑐ℎ−𝑡𝑐 Ptb = σb ( 1000 2√RΔh )[1+f( ℎ1+ℎ2 − 1) f : Hệ số ma sát trục cán phơi Lực cán lỗ hình vuông 1: tc1= 1200 > (tch – 575)0C 1470−(1200+75) Ptb1 = 60[ Ftx1 = 1500 30+41.5 2√138.8×11.5 30+41.5 ] [1+0.4 ( – 1) = 8.17 Kg/mm2 √138.8 × 11.5 = 1428.3 mm2 Áp lực tồn phần: P1 = 8.17×1428.3 = 11669 Kg = 11.669 T Lực cán lỗ hình thoi 2: tc2= 11700C > (tch – 575)0C 1470−(1170+75) Ptb2 = 57[ Ftx2 = 1500 30.1+41.5 2√141.7×11.4 30.1+41.5 ] [1+0.4 ( – 1)= 8.96 Kg/mm2 √141.7 × 11.4 = 1438.86 mm2 Áp lực tồn phần: P2 = 8.96×1438.86 = 12892 Kg = 12.892 T Lực cán lỗ hình vng 3: tc3 = 1140 > (tch – 575)0C Page 29 1470−(1140+75) Ptb3 = 54[ Ftx3= 1500 33.1+46 2√141×12.9 33.1+46 ] [1+0.4 ( – 1)= 9.47 Kg/mm2 √141 × 12.9 = 1687 mm2 Áp lực toàn phần: P3 = 9.47×1687 = 15976 Kg = 15.976 T Lực cán lỗ hình thoi 4: tc4 = 1110 > (tch – 575)0C 1470−(1110+75) Ptb4 = 51[ Ftx4 = 1500 33.1+21.5 2√144×11.6 33.1+21.5 ] [1+0.4 ( – 1) = 11.6 Kg/mm2 √144 × 11.6 = 1115.8 mm2 Áp lực tồn phần: P4 = 11.6 × 1115.8 = 12943 Kg = 12.943 T Lực cán lỗ hình vng 5: tct5 = 1080 > (tch – 575)0C 1470−(1080+75) Ptb5 = 48[ Ftx5 = 1500 38.1+24.5 2√143.4×13.6 38.1+24.5 ] [1+0.4 ( – 1) = 11.74 Kg/mm2 √143.4 × 13.6 = 1382 mm2 Áp lực tồn phần: P5 = 11.74 × 1382 = 16225 Kg = 16.225 T Lực cán lỗ hình thoi 6: tct6 = 1050 > (tch – 575)0C 1470−(1050+75) Ptb6 = 45[ Ftx6 = 1500 18.3+24.5 2√145×6.2 24.5+18.3 ] [1+0.4 ( – 1) = 12 Kg/mm2 √145 × 6.2 = 642 mm2 Áp lực toàn phần: P6 = 12 × 642 = 7704 Kg = 7.704 T Lực cán lỗ hình vng 7: tct7 = 1020 > (tch – 575)0C 1470−(1020+75) Ptb6 = 42[ Ftx7 = 1500 27.3+21.3 2√144.3×6 27.3+21.3 ] [1+0.4 ( – 1) = 11.4 Kg/mm2 √144.3 × = 715 mm2 Áp lực tồn phần: P7 = 11.4 × 715 = 8151 Kg = 8.151 T Page 30 Thứ tự lỗ hình Ptb 8.17 (Kg/mm Ftx (mm) 1428.3 8.96 9.47 11.6 11.74 12 11.4 1438.86 1687 1115.8 1382 642 715 P (Kg) 12.892 15.976 12.943 16.225 7.704 8.151 11.669 Bảng 2.3 Lực cán lỗ hình Page 31 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRỤC CÁN HÌNH Cấu tạo hình học kích thước trục cán Lấy kích thước trục cán D làm chuẩn, ta có: D = 300 mm - L: Chiều dài bề mặt làm việc trục cán: L/D= (1.6÷2.5) cho máy cán hình Chọn L/D = 1.83 L= 550 mm - d: Đường kín cổ trục cán: d= (0.55÷0.65) D cho trục cán hình Chọn d= 0.65D d= 194 mm - l: Chiều dài cổ trục: l= (1÷1.4) d chọn l= 200mm - R: Bán kính góc lượn trục R= (0.08÷0.1) D chọn R= 30 mm - r: Bán kính góc lượn ổ trục r= 0.1d = 20 mm - c: Khoảng cách từ tâm cổ trục tới bề mặt trục làm việc c= ½ l = 100 mm - a: Khoảng cách từ tâm hai điểm đặt phản lực P1,P2 trục cán bị lực cán P tác dụng a= L+2c = 550 + 200 = 750 mm - l1: Chiều dài phần nối trục cán với khớp nối, chọn cho đủ chiều dài có độ thừa hợp lí để lắp ráp - d1: Đường kính tham gia phần lắp ráp bới khớp trục nối d1= 0.65d = 130 mm Khoảng cách từ tâm đặt phản lực P1 đến lỗ sau: Page 32 X1= 175 mm X2= 253 mm X3= 328 mm X4= 398 mm X5= 464 mm X6= 525 mm X7= 584 mm Mô men uốn lực gây lỗ hình Theo công thức: Mu = Px(1-x/a) = Px(a−x) a Tại lỗ hình vng 1: P1 = 11.669 T; x = 0.175 m; a = 0.75 m Mu1= 1.566 Tm Tại lỗ hình thoi 2: P2 = 12.892 T; x = 0.253 m; a = 0.75 m Mu2= 2.161 Tm Tại lỗ hình vng 3: P3 = 15.976 T; x = 0.328 m; a = 0.75 m Mu3= 2.948 Tm Tại lỗ hình thoi 4: P4 = 12.943 T; x = 0.398 m; a = 0.75 m Mu4= 2.363 Tm Tại lỗ hình vng 5: P5 = 16.225 T; x = 0.464 m; a = 0.75 m Mu5= 2.871 Tm Tại lỗ hình thoi 6: P6 = 7.704 T; x = 0.525 m; a = 0.75 m Mu6= 1.213 Tm Tại lỗ hình vng 7: P7 = 8.151 T; x = 0.584 m; a = 0.75 m Mu7= 1.054 Tm Thứ tự lỗ 12.892 15.976 12.943 16.225 7.704 8.151 hình P (T) 11.669 Page 33 X (m) 0.175 0.253 0.328 0.398 0.464 0.525 0.584 Mu (Tm) 1.566 2.161 2.948 2.363 2.871 1.213 1.054 Bảng 3.1 Lực cán mơ men uốn lỗ hình Quan bảng tổng hợp ta thấy chênh lệch mô men lỗ hình sau cán khơng đắng kể, khơng cần thiết kế bánh đà để dự trữ lượng Nghiệm bền trục cán làm việc Khi làm việc, trục cán chịu ứng suất uốn lớn P5 tác dụng lên Khi thân trục cán bị uốn Cổ trục cán vừa chịu uốn vừa chịu xoắn Đầu nối trục chịu uốn tuý Vì ta phải tính tốn phận trục theo điều kiện bền uốn, xoắn, tương đương, … để biết trục có làm việc hay khơng Theo kết tính tốn phần trước, ta nghiệm bền trục cán dựa vào lỗ hình vng Dk = 286.8 mm L = 550 mm d = 194 mm l = 200 mm d1 = 130 mm R = 30 mm r = 20 mm P5 = 16.225 T, M = 2.871 X = 0.464 m a = 0.75 m Trục làm thép có: σu = 12 Kg/mm2 σtđ = (45÷50) Kg/mm2 Page 34 Τx = Kg/mm2 Tại thân trục cán, kiểm tra theo độ bền uốn: σu = Mu Wu = 𝑀𝑢 0.1𝐷 < [σu] M= 2.871 ; W = 0.0023 m3 σu = 1248 T/m3 = 0.1248 Kg/mm2 < [σu] Tại cổ trục cán, kiểm tra theo độ bền uốn bền xoắn : σtđ = √3𝑇 + σu2 < [σtđ] σu = Tx = 𝑀 𝑊 𝑀 𝑤 = = 𝑃𝑙 0.4𝑑 3= 𝑃𝐷 0.4𝑑 1.11 Kg/mm2 = 1.59 Kg/mm2 σtđ = 2.5 Kg/mm2 < [σtđ] Vậy trục cán làm việc đủ bền Page 35 Tài liệu tham khảo: Cơ sở kỹ thuật cán – Nguyễn Trường Thanh Giáo trình Cơng nghệ cán thiết kế lỗ hình trục cán – Đại học Bách khoa Đà Nẵng Các phương pháp thiết kế lỗ hình trục cán – Đại học Bách khoa Hà Nội Page 36 Danh mục bảng hình ảnh: Bảng 1-1 Tình hình sản xuất thép khu vực Bảng 1-2 Nhu cầu thép Việt Nam Hình 1.1: Máy cán hình Ø800 dẫn đô ̣ng theo hàng 14 Hình 1.2: Máy cán hình Ø450 bố i trí theo kiể u liên tu ̣c 14 Hình 1.3: Sơ đồ bố i trí theo hình chữ Z 15 Hình 1.4: Sơ đồ bố i trí theo hình chữ Z ,3 daỹ bố i trí nghiêng 15 Hình 1.5: Một số sơ đồ bố trí khác 18 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí lỗ hình trục cán 19 Hình 2.2: Lỗ hình vng tinh 20 Hình 2.3: Lỗ hình thoi 21 Hình 2.4: Lỗ hình vng trước tinh 22 Hình 2.5: Lỗ hình vng 23 Hình 2.6: Lỗ hình vng thơ 24 Hình 2.7: Lỗ hình thoi 25 Hình 2.8: Lỗ hình thoi 25 Bảng 2.1: Bảng kết tính tốn lỗ hình 27 Bảng 2.2 Nhiệt độ giới hạn bền thép 28 Bảng 2.3 Lực cán lỗ hình 31 Bảng 3.1 Lực cán mơ men uốn lỗ hình 33 Page 37 ... phẩm - Máy cán phôi: máy cán chuyên sản xuất phôi cho nhà máy cán khác - Máy cán hình: máy cán dùng để cán thép hình Sản phẩm máy có nhiều loại đa dạng Máy cán hình chia làm loại: + Máy cán hình... 11.5 30 .1 46 11.4 46 30 .1 Phôi Vuông Thoi Lật phôi h b 30 30 α (độ) µ 277.66 16.5 1.11 4.5 2 83. 45 16 .3 1.25 Vuông 33 .1 33 .1 12.9 282.14 17.4 1.25 Thoi 21.5 38 .1 11.6 288.12 16 .3 1 .35 Lật phôi 38 .1... mỏng, máy cán nóng máy cán nguội - Máy cán ống: Được phân loại theo : máy cán thép ống, hệ thống máy hàn ống, máy cán hình uốn Và phân loại theo công nghệ cán: máy cán ống tự động, liên tục máy cán