(Đồ án hcmute) đồ án thiết kế máy cuốn thép 3 trục cuốn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY CUỐN THÉP TRỤC CUỐN GVHD: ThS TRẦN QUỐC HÙNG SVTH: BÙI CÔNG ĐẾN MSSV: 11104047 SKL 0 3 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 an GVHD : Trần Quốc Hùng LỜI CAM KẾT TÊN ĐỀ TÀI: “Tính tốn, thiết kế máy thép sử dụng trục cuốn” GVHD: Th.s Trần Quốc Hùng Họ tên sinh viên : Bùi Công Đến MSSV: 11104047 - Số điện thoại liên lạc: 01684902491 - Email: 11104047@student.hcmute.edu.vn - Lời cam kết:“Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp cơng trình chúng tơi nghiên cứu thực Em không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc.Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác có vi phạm nào, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Ký tên : BÙI CÔNG ĐẾN SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án “Tính tốn, thiết kế máy thép trục cuốn” em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ q thầy cơ,gia đình bạn bè Vậy em: - Xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Th.s TRẦN QUỐC HÙNG hết lòng giúp đỡ hƣớng dẫn tận tình cho em kiến thức thực tế quan trọng dẫn hƣớng cho trình thực đồ án tốt nghiệp Đồng thời cung cấp cho em tài liệu cần thiết liên quan đến đề tài Thầy dành nhiều thời gian quý báu để hƣớng dẫn - Em không quên cảm ơn đến quý thầy cô Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho em kiến thức tảng thời gian qua để chúng tơi có kiến thức quan trọng, vững cho lập luận đồ án tốt nghiệp Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên BÙI CÔNG ĐẾN SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng MỤC LỤC Lời cam kết Lời cảm ơn Phần : giới thiệu Phần - Tổng quan nghiêng cứu đề tài Phần – Một số máy thép thị trƣờng Phần – Nguyên lý hoạt động 13 Phần – Khái qt uốn tính tốn kích thƣớc 22 Phần – Tính tốn lực uốn chọn động 29 Phần – Thiết kế truyền khí 35 Phần – Chọn ổ lăn 62 Phần - Thiết kế chi tiết máy khác 69 Phần 10 - Hệ thống khởi động hệ thống điều khiển………………… 75 Phần 11 – Tổng kết khả máy 88 Tài liệu tham khảo………………… 97 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Báng 3.1: Thông số kỹ thuật máy lốc tơn thủy lực W11S-20×3500 12 Báng 3.2: Thông số kỹ thuật máy lốc tôn trục đối xứng ZDW11 14 Báng B.3: Cơ tính thành phần hóa học thép kết cấu cacrbon thơng thƣờng 93 Báng B.4: Cơ tính thành phần hóa học thép kết cấu hợp kim thấp 94 Báng B.5: Cơ tính thành phần hóa học thép khơng gỉ 96 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Trang Hình 3-1: Máy lốc tơn thủy lực W11S-20×3500 12 Hình 3-2: Máy lốc tôn trục đối xứng ZDW11 13 Hình 3-3: Máy thép tự động CNC W12 15 Hình 3-4: Máy thép trục xuất sứ Hong Kong 15 Hình 4-1: Hình mơ máy thép trục 16 Hình 4-2: Hình mơ máy thép trục 16 Hình 4.3: Mơ hình chuyển động xảy uốn 17 Hình 4-4: Hình mô theo phƣơng án 18 Hình 4-5: Các trình uốn theo phƣơng án 19 Hình 4-6: Hình mơ theo phƣơng án 20 Hình 4-7: Các trình uốn theo phƣơng án 20 Hình 4-8a: Hình chiếu đứng sơ đồ động 22 Hình 4-8b: Hƣớng nhìn C sơ đồ động 23 Hình 4-9: Mối liên hệ đƣờng kính chi tiết đƣờng kính trục điều chỉnh 24 Hình 4-10: Mối liên hệ lực xuất uốn 25 Hình 5-1: Sơ đồ lực tác dụng uốn 26 Hình 5-2: Sơ đồ phơi dải rộng hẹp 27 Hình 5-3: Sơ đồ thể phân bố ứng suất theo chiều dày phơi uốn 27 Hình 5-4: Vị trí trung hịa biến dạng 28 Hình 6-1: Sơ đồ xác định mômen uốn 33 SVTH : Bùi Cơng Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng Hình 7-1: Các lực tác dụng lên trục I 47 Hình 7-2: Các lực tác dụng lên trục I theo phƣơng oy 47 Hình 7-3: Các lực tác dụng lên trục I theo phƣơng ox 48 Hình 7-4:Biểu đồ mơmen tạo lực tác dụng lên trục I 49 Hình 7-5: Các lực tác dụng lên trục II 50 Hình 7-6: Các lực tác dụng lên trục II theo phƣơng oy 51 Hình 7-7: Các lực tác dụng lên trục II theo phƣơng ox 52 Hình 7-8: Biểu đồ mơmen tạo lực tác dụng lên trục II 53 Hình 7-9: Các lực tác dụng lên trục III 54 Hình 7-10: Các lực tác dụng lên trục III theo phƣơng oy 55 Hình 7-11: Các lực tác dụng lên trục III theo phƣơng ox 55 Hình 7-12: Biểu đồ mômen tạo lực tác dụng lên trục III 56 Hình 7-13: Các lực tác dụng lên trục IV 57 Hình 7-14: Các lực tác dụng lên trục IV theo phƣơng oy 57 Hình 7-15: Các lực tác dụng lên trục IV theo phƣơng ox 58 Hình 7-16: Biểu đồ mơmen tạo lực tác dụng lên trục IV 59 Hình 7-17: Các lực tác dụng lên trục V 60 Hình 7-18: Các lực tác dụng lên trục V theo phƣơng oy 60 Hình 7-19: Các lực tác dụng lên trục V theo phƣơng ox 61 Hình 7-20: Biểu đồ mômen tạo lực tác dụng lên trục V 62 Hình 7-21: Các lực tác dụng lên trục VI 63 Hình 7-22: Các lực tác dụng lên trục VI theo phƣơng oy 64 Hình 7-23: Các lực tác dụng lên trục VI theo phƣơng ox 64 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng Hình 7-24: Biểu đồ mơmen tạo lực tác dụng lên trục VI 64 Hình 9-1: Phen chặn trục 77 Hình 9-2: Nắp chặn trục 78 Hình 10-1: Khởi động cách nối trực tiếp 80 Hình 10-2: Khởi động cách nối điện kháng vào stato 81 Hình 10-3: Khởi động cách dùng biến áp tự ngẫu 82 Hình 10-4: Khởi động cách đổi nối Y/Δ 83 Hình 1.3: Mạch điều khiển 84 Hình 10-5: Mạch động lực 85 Hình 10-6: Nút nhấn 86 Hình 10-7:Kí hiệu nút nhấn thƣờng đóng 86 Hình 10-8: Kí hiệu nút nhấn thƣờng mở 86 Hình 10-9: Relay nhiệt 87 Hình 10-10: Kí hiệu relay nhiệt 87 Hình 10-11a: Khởi động từ ba pha 87 Hình 10-11b: Kí hiệu khởi động từ ba pha 88 Hình 10-12: Relay thời gian đóng trễ 88 Hình 10-13: Kí hiệu relay thời gian đóng trễ 89 Hình 10-14: Cầu chì pha 89 Hình 10-15: Kí hiệu cầu chì pha 89 Hình 10-16: Máy biến áp tự ngẫu pha 90 Hình 10-17: Kí hiệu máy biến áp tự ngẫu pha 90 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng Phần - Giới thiệu Tính cấp thiết đề tài Trong đời sống ngày thƣờng thấy số sản phẩm phổ biến ống thép, thùng nƣớc thép, nhƣ thùng phuy … Chúng ta nhìn sản phẩm hình trụ thép đƣợc tạo hình cách thép Do kinh tế đất nƣớc phát triển nên nhu cầu xã hội ngày lớn, cần phải giảm bớt phụ thuộc vào hàng ngoại nhập Tính khoa học thực tiễn đề tài Trong trình phát triển kinh tế thị trƣờng với hòa nhập kinh tế khu vực quốc tế, công nghiệp nặng chiếm vị trí quan trọng kinh tế xã hội Nhƣng công nghiệp nặng muốn sản xuất phải có nguyên liệu bán thành phẩn điều giúp tăng xuất hạ giá thành sản phẩm - Đề tài đƣợc thực đầy đủ bƣớc theo trình tự quy trình thiết kế chế tạo sản phẩm - Hạn chế đƣợc số lƣợng lao động, tăng suất đảm bảo an toàn - Góp phần tạo điều kiện phát triển kinh tế nƣớc nhà - So sánh với nghiên cứu trƣớc máy có ƣu điểm bật: + Năng suất cao + Giảm bớt số lƣợng lao động + Đảm bảo an toàn lao động + Nhanh gọn, vận hành đơn giản  Giá thành hạ, giúp tăng lợi nhuận Mục tiêu nghiên cứu đề tài -Tính tốn, thiết kế, mơ hình máy thép trục -Đề xuất công nghệ thép với bề dày khác nhƣng chiều dài chiều rộng SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tƣợng nghiên cứu đề tài -Các loại thép carbon thấp -Các máy thép có thị trƣờng a Phạm vi nguyên cứu đề tài -Các loại thép xây dựng có mác CT -Các loại thép kết cấu chế tạo máy có thành phần carbon từ C10 ÷ C25, tƣơng ứng với lƣợng carbon từ 0.1 ÷ 0.25% Bao gồm thép khơng gỉ pha autennis -Thuộc loại thép nhƣng thép dài 6000mm, rộng 1200mm, bề dày ≤ 15mm Hoặc loại vật liệu mềm nhƣ hợp kim đồng, hợp kim nhơm có kích thƣớc tƣơng tự Phƣơng pháp nghiên cứu -Cơ sở phƣơng pháp luận -Dựa vào nhu cầu thị trƣờng - Dựa vào nhu cầu cần có cơng cụ tự động để thép - Dựa vào khả công nghệ chế tạo máy thép Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể -Dựa vào số liệu có từ nghiên cứu trƣớc -Nghiên cứu đề tài nghiên cứu liên quan trƣớc 10 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng Sau KT5 có điện đóng KT5 (13 – 14) trì, mở KT5 (11 – 12) khóa chéo, (do ta điều chỉnh relay thời gian đóng trể 0.2s) nên sau 0.2 giây KT5 (67 – 68) đóng Khi K1 K4 bị ngắt nên tiếp điểm K1 (1, 3, : 2, 4, 6) K4 (1, 3, : 2, 4, 6) mở ngắt mạch khởi động Do KT5 (11 – 12) mở nên K1 bị ngắt điện làm cho K1 (43 – 44) mở làm K4 (21 – 22) đóng lại sau 0.2s điện vào K6 làm tiếp điểm K4 (1, 3, : 2, 4, 6) đóng lại để động hoạt động bình thƣờng 5.2 Động quay nghịch Khi nhấn nút nhấn S2 khởi động từ K3 có điện tiếp điểm K3 (13 – 14) đóng lại trì, K3 (11 – 12) K3 (31 – 32) mở khóa chéo K3 (43 – 44) đóng lại làm cho khởi động tử K7 có điện Khi K3 có điện tiếp điểm K3 (1, 3, : 2, 4, 6) đóng lại làm cho điện vào máy biến áp T2 Khởi động từ K7 có điện K7 (13 – 14) đóng lại KT5 có điện, đồng thời mở K7 (21 – 22), K7 có điện tiếp điểm K7 (1, 3, : 2, 4, 6) đóng lại làm điện vào động làm động khởi động Sau KT8 có điện đóng KT8 (13 – 14) trì, mở KT8 (11 – 12) khóa chéo, (do ta đả điều chỉnh relay thời gian đóng trể 0.2s) nên sau 0.2 giây KT8 (67 – 68) đóng Khi K1 K7 bị ngắt nên tiếp điểm K3 (1, 3, : 2, 4, 6) K7 (1, 3, : 2, 4, 6) mở ngắt mạch khởi động Do KT8 (11 – 12) mở nên K3 bị ngắt điện làm cho K3 (43 – 44) mở làm K3 (21 – 22) đóng lại sau 0.2s điện vào K9 làm tiếp điểm K7 (1, 3, : 2, 4, 6) đóng lại để động hoạt động bình thƣờng Chú ý :trên mạch điện dây nguồn L1, L2, L3 dây pha, muốn động quay ngƣợc lại với chiều quay phải nhấn nút S0 để ngắt mạch điện sau cho động khởi động lại 91 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng Phần 11 – Tổng kết khả máy Tên gọi Thông số Loại động 4A132M4Y3 Công suất 11 KW Tốc độ quay động 1500 vòng/phút Tốc độ quay trục chủ động 25 vòng /phút Lƣợng chạy trục chủ động 15mm/KTK HTK/vòng Chiều dài hành trình trục nâng 150mm Vật liệu phơi δ ≤ 220N/mm2 Phơi có bề dày ≤ 15mm Bề dày phôi Hết 92 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng Bảng B.3 - Cơ lý tính thành phần hố học thép bon kết cấu thông thƣờng Giới hạn chảy Re, kg/mm2 Độ dãn dài , % cho độ dày mm cho độ dày mm Độ bền Mác thép kéo Rm kg/mm Đến Trên 20 Trên 40 Trên Đến Trên 20 Trên 20 đến 40 đến 100 100 20 đến 40 40 Không nhỏ Hàm lƣợng nguyên tố, % C Mn Si P Không nhỏ S Cr Ni Cu Không lớn CT31 31 - - - - 23 22 20  0,32 - - 0,07 0,06 - - - CT33s 3140 - - - - 35 34 32 0,060,12 0,250,50  0,05 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT33n 3242 - - - - 34 33 31 0,050,12 0,250,50 0,050,17 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 0,060,12 0,250,50 0,120,30 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT33 CT34s 3342 22 21 20 19 33 32 30 0,090,15 0,250,50  0,07 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT34n 3444 23 22 21 20 32 31 29 0,090,15 0,250,50 0,050,17 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 0,090,15 0,250,50 0,120,30 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT34 CT38s 3747 24 23 22 20 27 26 24 0,140,22 0,300,60  0,07 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT38n 3849 24 24 23 21 26 25 23 0,140,22 0,400,65 0,050,17 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 0,140,22 0,400,65 0,120,30 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT38 3850 25 24 23 21 26 25 23 0,140,22 0,801,10  0,15 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT42s 4152 26 25 24 23 25 24 22 0,180,27 0,400,70  0,07 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT42n 4254 27 26 25 24 24 23 21 0,180,27 0,400,70 0,050,17 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 CT38n Mn 93 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng CT42 CT51n 5164 29 28 27 26 20 19 17 CT51 CT52n 0,180,27 0,400,70 0,120,30 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 0,280,37 0,500,80 0,050,17 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 0,280,37 0,500,80 0,150,35 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 4660 29 28 27 26 20 19 17 0,220,30 0,801,20  0,15 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03  61 32 31 30 30 15 14 12 0,380,49 0,050,17 0,050,17 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 0,380,49 0,150,35 0,150,35 0,04 0,05 0,03 0,03 0,03 Mn CT61n CT61 Bảng B.4 - Cơ lý tính thành phần hoá học thép kết cấu hợp kim thấp Mác thép 19Mn 09Mn2 14Mn2 18Mn2 12MnS i Chiều Độ bền dày vật kéo cán, Rm, mm Mpa 410 410 420 2132 410 1132 810 410 Độ dài va đập Giới Thử nghiệm Độ dãn Nm/m x10 nhiệt độ hạn uốn nguội: a) chảy dài tƣơng 0 Bề dầy góc uốn; Re, đối , % +20 C -40 C -70 C D) đƣờng kính Mpa Thành phần hoá học C Si Mn Cr Ni Cu  0,30  0,30  0,30 0,170,37 0,401,50  0,30  0,30  0,30 460 480 290 320 21 22 - 3,5 3,5 - 1800 D=2a 1800 D=2a 450 450 310 300 21 21 - 3,0 4,0 - 1800 D=2a 1800 D=2a 470 460 340 330 21 21 - 3,5 3,0 - 1800 D=2a 1800 D=2a 0,120,18 0,170,37 1,201,60  0,30  0,30  0,30 520 470 360 320 11 26 - - - 1800 D=2a 1800 D=2a 0,140,20 0,250,55 1,201,60 0,090,15 0,500,80 0,501,20  0,30  0,30  0,30  0,30  0,30  0,30 0,150,22 0,170,37 0,801,15  0,12 94 SVTH : Bùi Công Đến an GVHD : Trần Quốc Hùng Mác thép Chiều Độ bền dày vật kéo cán, Rm, mm Mpa 410 1120 16MnS 2132 i 3360 >60160