Thiết kế quy trình công nghệ gia công kích thước tấm thành và mối hàn đối đầu

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế quy trình công nghệ gia công kích thước tấm thành và mối hàn đối đầu

Phụ lục:

I giới thiệu về vị trí môn học và đề tài cần thực hiện

1 vị trí môn học

2 giới thiệu về cần trục ôtô tadano

3 giới thiệu về kết cấu thép cần, cần thực hiện

II quy trình công nghệ chế tạo gia công một đoạn cần

1 chọn vật liêụ chế tạo kết cấu thép cần

2 các số liệu cơ bản

3 yêu cầu kỹ thuật

4 trình tự các nguyên công gia công dầm

4.1 nguyên công 1

4.1.1 vệ sinh ga đặc

4.1.2 lấy dấu

4.1.3 cắt tạo hình

4.1.4 gia công mép sao khi cắt

4.2 nguyên công 2 chuẩn bị mép hàn và đồgá

4.2.1 chuẩn bị mép hàn

4.2.2 chuẩn bị đồ gá

4.3 nguyên công 3 gá lắp

4.3.1 ga lắp

4.3.2 hàn nối tấm thành

4.3.3 hàn nối tấm biên trên

4.3.4 hàn nối tấm biên dưới

4.4 nguyên công4 hàn liên kết tấm biên và tấm thành

4.4.1 hàn tấm thành vào tấm biên trên

4.4.2 hàn phần liên kết tấm biên trên và phần cylanh thuỷ lực

4.4.3 hàn tấm thành vào tấm biên dưới

5 một số yêu cầu sao khi hàn

LỜI MỞ ĐẦU

I giới thiệu về vị trí môn học và đề tài cần thực hiện

1.vị trí môn học.

Hiện nay môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các loại kết cấu thép của các loại cần trục, các trang bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, điện lực đặc biệt là trong ngành máy nâng chuyển nó lại có một vị trí đặc biệt quang trọng

Môn học tạo điều kiện cho sinh viên nắm vững và vân dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kĩ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể.Sinh viên cần nắm vững về chỉ tiêu công nghệ cần thiết nhằm nâng cao tính công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng

Bài tập thiết kế này là quy trình công nghệ gia công chế tạo kết cấu thép cần của cần trục ôtô, cần của loại cần trục nầy có dạng hộp kiểu ống lồng thay đổi tầm với bằng cách thay đổi chiều dài cần các đoạn cần bên trong có thể dài ra hay co ngắn lại nhờ các cylanh thuỷ lực bố trí bên trong hợp cần loại cần nây để giảm nhẹ trọng lượng người ta thường chế tạo bằng thép cường độ cao

Kêt cấu thép cần của cần trục ôtô làm việc làm với cường độ chịu lực lớn và phức tạp nâng với tải trọng lớn nó cần phải được tính toán và chế tạo một cách chính xác Loại cần nầy được các tấm biên và tấm thành liên kết chủ yếu với nhau bằng liên kết hàn

2 giới thiệu về cần truc ôtô ta đa no

Cần trục ôtô tadano là loại cần trục ôtô cơ động có tay cần quay được toàn vòng tự hành với tốc độ di chuyển cao chúng được sử dụng rộng rải trong

các công trường xây dựng để phục vụ cho công tác lắp ráp thiết bị và phục vụ

cho công tác xếp dỡ hàng hoá

Cần trục ôto có hai phần, phần quay và phần không quay giữa chúng liên kết với nhau bằng vòng tựa quay trên phần quay có chứa tay cần và các cơ cấu công tác như cơ cấu nâng vật, nâng vật , đối trọng và các cơ cấu đều khiển Phần không quay là khung xe được chế tạo đảm bảo các yêu cầu mà nghành giao thông đề ra va Vầy với sức nâng 50T phần khung xe di chuyển được bố trí

ba bánh xe Nó di chuyển trên đường với vận tốc 70 km/h

Cần trục ôtô bao giờcũng có một cabin bố trí ở khung di chuyển để người láy đều khiển xe di chuyển trên đường Trên phần quay có một ca bin khác để đều khiển cần trục

Ưu điểm của cần trục tádano là có kết cấu kiểu ống lòng nhỏ gọn khi duy chuyển có thể làm việc ngay mà không cần nối thêm đoạn cần như loại cần dàn khi có yêu cầu độ cao và tầm với lớn nhược điểm là trọng lượng di chuyển trên đường lớn

3 giới thiệu về kết cấu thép cần, cần chế tạo.

Kết cấu thép cần có dạng hợp nên khi làm viêc có tính ổn định cao hơn cần dàn sức nâng lớn nhưng tự trọng của loại cần nầy cao hơn cần dàn

Với kết cấu hợp xếp lòng vầo nhau đọan cần phụ bên trong có khả năng duỗi dài ra hay co ngắn lại nhờ các cylanh thuỷ lực bố trí bên trong hệ cần để giảm nhẹ trọng lượng của cần trục thường thì kết cấu thép của cần nầy được chế tạo từ thép có cường độ cao

II quy trình công nghệ chế tạo gia công một đoạn cần

1 chọn vật liệu chế tạo kết cấu thép cần.

Ta chọn vật liệu chế tạo kết cấu thép cần của cần trục ôtô tadano là loại thép tấm vì kết cấu thép của loại cần nầy có dạng hộp nên thép tấm sẽ giúp khi chế tạo loại cần nầy giảm được tối đa lượng vật liệu thừa

Vật liệu chế tạo là loại thép SS690 là loại thép của nhật bản.

Các đặt trưng về cơ tính của loại thép nầy là:

+giới hạn bền: b =7900 kg/cm2

+giới hạn chảy: ch = 6900kg/cm2

+khối lượng riêng: 789.420 kg/m3

+modun đàn hồi: E=2.03*103 kg/m2

+hệ số giản nở vì nhiệt =1.17*10-5

2 Các số liệu cơ bản:

Vì kết cấu thép đoạn cần cần trục ôtôTADANO 50T có kết cấu dạng hộp, được liên kết từ các thành đứng, thanh biên trên, thanh biên dưới lại với nhau và giữa chúng liên kết chủ yếu với nhau bằng liên kết hàn

Chính vì thế khi thi công chế tạo kết cấu thép cần của cần trục ô tô tadano ta cần triển khai tole với các số liệu hình học cơ bản sau:

Thành đứng :  15*10500*840 :số lượng 2 thành

Thanh biên trên :  15*10500*600 : số lượng 1 thanh

Thanh biên dưới :  15*10500*600: số lượng 1 thanh

3 Yêu cầu kỹ thuật:

Khi tiếp nhận tole cần kiểm tra kĩ lưỡng về số hiệu, dấu hiệu kiểm tra của nhà máy chế tạo Trong giấy chứng minh tole phải có thành phần hóa học và các số hiệu thí nghiệm cơ học

Trước khi gia công, tole phải được vệ sinh, mục đích là để dể lấy dấu, đảm bảo độ chính xác Nếu tole có hiện tượng cong vênh thì cần có biện pháp nắn thẳng để khắc phục biến dạng của thép sau khi cán, hoặc do va chạm, nếu có, trong quá trình nâng, cẩu, vận chuyển Đây là khâu cơ bản trong công tác chuẩn bị Thông thường, thép được uốn nắn, điều chỉnh ở trạng thái nguội Trường hợp thép bị cong vênh quá lớn mới điều chỉnh bằng nung nóng Sau khi đã kiểm tra và nắn thẳng (nếu có), thép cần được đánh sạch để loại trừ các bám bẩn trong quá trình chế tạo và vận chuyển

4 Trình tự các nguyên công gia công dầm

Như đã trình bày ở phần trên, dầm chính của cần trục ôtô được chế tạo theo phương án ghép từ hai đoạn cần ngắn để đảm bảo chiều dài cần là 10500mm

4.1.Nguyên công 1: Gia công cắt đoạn các đoạn thành đứng, thanh biên trên

thanh biên dưới

4.1.1Bước 1: Vệ sinh và gá đặt :

Đây là một bước quan trọng, độ cứng vững và chính xác khi gá đặt dầm ảnh hưởng tới độ chính xác khi gia công Tùy vào từng điều kiện thực tế cụ thể mà có các phương pháp gá đặt khác nhau Có thể đặt dầm gối trên các đoạn thép chữ [, sau đó hàn đính lại và gia công Có thể gá dầm trên các thiết bị gá dầm định hình chuyên dùng hoặc phân bố tole trên mặt phẳng của nền nhà xưởng…

Công tác vệ sinh thì ta cần phải làm sạch tole vì khi ta không làm sạch tole khi hàn thì chất lượng mối dễ bị ảnh hưởng bơỉ các tạp chất khi hàn song thường có hiên tương rổ khí và mối hàn thường bị rạn nức chất lượng mối hàn sẽ không đảm bảo đều kiện làm việc về chịu lực vệ sinh mối han bằng phương pháp lâu chuồi các vết bẩn của dầu hoặc dùng máy mài mài đi các lớp rĩ

4.1.2 Bước 2: Lấy dấu

- Sử dụng phương pháp lấy dấu trực tiếp, tức là dựa vào các kích thước trên bản vẽ, trực tiếp vẽ lên thép đường bao cần cắt Đo đạc thép phải dùng thước cuộn hoặc thước lá kim loại có độ chính xác cấp 2 hoạt những dụng cụ đo có độ chính xác tương đương

- Khi lấy dấu, lưu ý đến độ hao hụt kích thước do co ngót mối hàn và do gia công cơ khí mép tấm Đối với mối hàn giáp mối, hao hụt co ngót của mối hàn có thể cho khoảng 1mm Đối với gia công cắt bằng khí cháy, sai số lấy vào khoảng 4mm

Hình 7.1 Hình dáng các đoạn dầm trước khi hàn nối

4.13 Bước 3: Cắt tạo hình

Sử dụng mỏ hàn axetilen cắt tạo hình ở hai đầu dầm tạo hình theo dấu đã vạch sẵn

4.1.4 Bước 4: Gia công mép sau khi cắt

Sau khi cắt, để loại bỏ sự nhấp nhô của vết cắt, các mép cắt phải được bào nhẵn bằng các phương pháp gia công cơ khí thông thường như bào, mài, dũa…

Gia công cơ khí phải thực hiện tới độ sâu không nhỏ hơn 2mm để loại trừ hết các khuyết tật bề mặt, các vết xước hoặc vết nứt ở các mép chi tiết Khi gia công bằng máy mài tròn, phải mài dọc mép chi tiết Sau khi gia công, độ gồ ghề của mép chi tiết không quá 0,3mm

4.2 Nguyên công 2 : Chuẩn bị mép hàn và chuẩn bị đồ gá:

4.2.1Chuẩn bị mép hàn:

Thép trước khi hàn cần được gia công mép và khe để đảm bảo mối hàn nối thấm sâu trên chiều dày liên kết, đồng thời tránh phải quay lật thép trong quá trình hàn Với chiều dày thanh biên dưới là 15mm, phải vát mép Có hai cách vát mép là hình chữ V hoặc chữ X Đối với bản thành, mặc dù chiều dày của bản là 15mm, nhưng ta có thể hàn từ hai phía, do đó không cần vát mép vì nếu vát mép, chiều dài đoạn cần vát mép tương đối lớn Các cạnh vát có thể được gia công bằng cơ khí Trước khi gá lắp, các mép hàn phải đước đánh sạch

gỉ, dầu mỡ và bám bẩn khác, cần đánh sạch không chỉ ở các mép mà cả các vùng lân cận

Hình 7.2 Các phương pháp vát mép và các vị trí cần làm sạch trước khi hàn

4.2.2 Chuẩn bị đồ gá:

Đồ gá ta dùng thép [ làm đồ gá khi gá lấp ta đặt những thanh ngắn xuống nền nhà để khử đi độ nhấp nhô của nhà xưởng Sau đó ta đặt những thanh dài lên để lấy mặt phẳng cần thiết như hình vẽ :

Hình 7.3 Đồ gá

4.3 Nguyên công 3: Hàn liên kết các đoạn :

4.31 Bước1: Gá lắp :

Gá lắp là một bước rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chịu tải và tính kinh tế của kết cấu hàn Nếu thực hiện tốt việc gá lắp sẽ hạn chế sự xuất hiện các khuyết tật trong mối hàn cũng như trong kết cấu khi hàn

Đối với ba đoạn thanh nói trên, sau khi gá vào với nhau, căn chỉnh chính xác, phải được hàn đính lại với nhau Thực hiện mối hàn đính ở vị trí giữa đường hàn chính trước, sau đó hàn đính ở hai đầu Tiết diện mối hàn đính không quá 1/3 tiết diện mối hàn chính, tối đa không quá 25-30 mm2 Chiều dài mối hàn đính khoảng 10-20mm Đối với bản thành, khi thực hiện đường hàn chính ở mặt phía bên này thì mặt phía bên kia phải hàn đính các thanh giằng đứng hoặc ngang Đây là một biện pháp công nghệ làm giảm khả năng xuất hiện biến dạng cho dầm

4.3.2 Bước 2 : Hàn tấm thành :

Đường hàn bản thành gồm 3 đoạn, hai đoạn đứng và một đoạn xiên Hai đoạn đứng có chiều dài 150mm, đoạn xiên có chiều dài 1080mm Mối hàn được thực hiện bằng các đoạn ngắn cách đều nhau, mỗi đoạn dài khoảng 200 -250

mm, hàn từ giữa ra hai bên,nhằm tránh hiện tiện sự giản nở không đều về nhiệt gây công vênh biến dạng kết cấu thép sao khi thực hiện song mối hàn và đồng thời chúng ta phải luân phiên đổi thứ tự đường hàn Khi hàn tiếp mối hàn ngừng giữa chừng, nên đánh sạch xỉ, kim loại bắn tóe ở cuối đường hàn một

đoạn khoảng 20mm Đoạn hàn tiếp phải hàn phủ lên đoạn đã được làm sạch Như đã nói ở trên, mối hàn nối bản thành được thực hiện ở cả hai mặt của bản thành Thực hiện xong mối hàn ở một mặt mới thực hiện hàn ở mặt bên kia Khi thực hiện hàn một mặt, thì mặt bên kia phải được hàn đính các thanh giằng Sau khi hình thành mối hàn, các thanh giằng được cắt bỏ Phải tẩy hết xỉ và khuyết tật (nếu có) ở mối hàn mặt trước

Hàn giáp mối

Hình 7.4 Hàn tấm thành

4.3.3 Bước 3 : Hàn tấm biên trên:

Mối hàn ở đây là mối hàn giáp mối, Đường hàn tấm biên trên gồm 3 đoạn, hai đoạn đứng và một đoạn xiên Hai đoạn đứng có chiều dài 100mm đoạn xiên có chiều dài 850mm Mối hàn được thực hiện bằng các đoạn ngắn cách đều nhau, mỗi đoạn dài khoảng 200 -250 mm, hàn từ giữa ra hai bên,nhằm tránh hiện tiện sự giản nở không đều về nhiệt gây công vênh biến dạng kết cấu thép sao khi thực hiện song mối hàn và đồng thời chúng ta phải luân phiên đổi thứ tự đường hàn Khi hàn tiếp mối hàn ngừng giữa chừng, nên đánh sạch xỉ, kim loại bắn tóe ở cuối đường hàn một đoạn khoảng 20mm Đoạn hàn tiếp phải hàn phủ lên đoạn đã được làm sạch Như đã nói ở trên, mối hàn nối bản thành được thực hiện ở cả hai mặt của bản thành Thực hiện xong mối hàn ở một mặt mới thực hiện hàn ở mặt bên kia Khi thực hiện hàn một mặt, thì mặt bên kia phải được hàn đính các thanh giằng Sau khi hình thành mối hàn, các thanh giằng được cắt bỏ Phải tẩy hết xỉ và khuyết tật đường hàn có thể được thực hiện liên tục một mạch từ đầu đến cuối, hoặc hàn giật cấp Với bề dày thanh biên trên là 15mm, thanh biên dưới 15mm, mép hàn nên vát theo hình chữ X hoặc chữ V để đảm bảo mối hàn ngấu hoàn toàn.hàn đối đầu liên kết các đoạn của tấm biên trên

Hình 7.5 Hàn thanh biên dưới

4.3.4 Bước 4 : Hàn thanh biên dưới:

Tương tự như hàn thanh biên trên

hàn giáp mối

4.4 nguyên công 4 hàn tấm liên kết tấm biên với tấm thành

4.4.1 Bước 1 : Hàn tấm thành vào thanh biên trên :

Muốn hàn hai tấm thành vào thanh biên trên đầu tiên ta cần phải cố định thanh biên trên vào đồ gá , sau đó ta lấy dấu trên thanh biên trên theo chiều rộng của hai thành dầm

Sau khi lấy dấu xong ta gá hai thành dầm lên thanh biên trên Khi gá lên

ta cần cân chỉnh chính xác và cố định những vị trí chuẩn bằng cách chấm hàn Trình tự thực hiên như thế cho toàn dầm

Khi thực hiên xong quá trình cố định theo chuẩn ta cần phải đo chỉnh lại , khi đo chỉnh lại ta dùng êke , thước lá Sau khi thực hiện can chỉnh xong ta tiến hành hàn

Mối hàn được thực hiện bằng các đoạn ngắn cách đều nhau, mỗi đoạn dài khoảng 200 -250 mm, hàn từ giữa ra hai bên, luân phiên đổi thứ tự đường hàn Khi hàn tiếp mối hàn ngừng giữa chừng, nên đánh sạch xỉ, kim loại bắn tóe

ở cuối đường hàn một đoạn khoảng 20mm Đoạn hàn tiếp phải hàn phủ lên đoạn đã được làm sạch Như đã nói ở trên, mối hàn nối bản thành được thực hiện ở cả hai mặt của bản thành Thực hiện xong mối hàn ở một mặt mới thực hiện hàn ở mặt bên kia Khi thực hiện hàn một mặt, thì mặt bên kia phải được hàn đính các thanh giằng Sau khi hình thành mối hàn, các thanh giằng được cắt bỏ Phải tẩy hết xỉ và khuyết tật (nếu có) ở mối hàn mặt trước

Hình 7.7 Hàn tấm thành vào thanh biên trên

4.4.2 hàn phần liên kết tấm biên trên và phần gắn cylanh thuỷ lực

Khi thực hiện liên kết hàn giữa cần và phần để gắn cylanh thuỷ lực thay đổi chiều dài cần trước tiên ta cần cố định phần để gắn cylanh thuỷ lực vào đồ gasao đó ta lấy dấu trên tấm biên trên theo chiều rộng cần thiết để lấp cylanh thuỷ lực được

Sao khi đã lấy dấu song ta gá phần liên kết cy lanh thuỷ lực vào tấm biên trên Khi gá lên ta cần cân chỉnh chính xác và cố định những vị trí chuẩn bằng cách chấm hàn Khi thực hiên xong quá trình cố định theo chuẩn ta cần phải đo chỉnh lại , khi đo chỉnh lại ta dùng êke , thước lá Sau khi thực hiện quy trình kiểm tra cân chỉnh xong ta tiến hành hàn

Mối hàn được thực hiện bằng các đoạn ngắn cách đều nhau, hàn từ giữa

ra hai bên, luân phiên đổi thứ tự đường hàn Khi hàn tiếp mối hàn ngừng giữa chừng, nên đánh sạch xỉ, kim loại bắn tóe ở cuối đường hàn một đoạn khoảng 20mm Đoạn hàn tiếp phải hàn phủ lên đoạn đã được làm sạch

4.4.3 hàn tấm thành vào tấm biên dưới

Hàn tấm thành vào tấm biên dưới cũng giống như khi hàn tấm thành vào tấm biên trên nhưng ở đây tấm biên được thực hiên tương tự như trên Nhưng ở đây khi hàn tấm thành vào tấm biên trên thì mối hàn thực hiện là mối hàn hai