Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Cán Tole Sóng Vuông.pdf

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SÓNG VUÔNG” MỞ ĐẦU Xã hội ngày phát triển, dân số ngày tăng, sở sản xuất kinh doanh ngày mở rộng Vì nhu cầu lợp bao che cho nhà, nhà xưởng, kho tàng, lán trại ngày cao đặc biệt lợp tole Và tole loại vật liệu tối ưu dùng để thay cho loại lợp có nhiều nhược điểm mặt môi trường sức khỏe tính thẩm mỹ cho người sử dụng ferocimen, ngói, nhựa PVC Với lợp tole cịn có ưu điểm làm giảm khối lượng khung sườn đáng kể, thời gian sử dụng lâu dài, trình bao che, thay đơn giản, nhanh gọn Trong nước ta có gần 90 triệu dân với kinh tế đà phát triển, với dân số đông cộng với phát triển kinh tế nhiều thành phần nhu cầu lợp xây dựng dân dụng công nghiệp cao, đặc biệt lợp tole Nhưng máy móc, thiết bị dùng để sản xuất lợp kim loại trước phải nhập từ nước như: Nhật Bản, Đài Loan với giá thành cao khơng kinh tế Cịn thiết kế máy cán tole sóng số lượng cịn tính công nghệ chưa cao Cho nên việc thiết kế chế tạo, cải tiến máy cán - uốn tole tạo sóng điều cần thiết có ý nghĩa thiết thực Xuất phát từ lý công dân nước phát triển nên phải góp phần cho cơng phát triển kinh tế, công nghiệp nước nhà, hạ giá thành thiết bị tạo thiết bị sản xuất cơng nghiệp cho nước Vì em Thầy giáo hướng dẫn giao cho nhiệm vụ ‘’THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SĨNG VNG’’ Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Viết Ngưu thầy giáo khoa Cơ Khí nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp Đà Nẵng,ngày tháng3 năm 2010 Sinh viên thực Dương Tấn Thảo SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SĨNG VNG” CHƯƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ TỔNG QUAN Hiện loại tole dùng để cán tạo sóng gồm có tole lạnh, tole sơn, tole mạ kẽm Kích thước loại tole sau: Tole có chiều dày từ 0,1  1,0 mm, chiều rộng từ 900  1200 mm, để tạo điều kiện cho việc vận chuyển phôi dễ dàng, nhà máy cán thép sản xuất kim loại cuộn lại thành cuộn lớn, với khối lượng cuộn gần có chiều dày chiều rộng định Trước loại tole cuộn thường nhập từ nước BHP Australia, POMINI Italia, SMS Đức, VAI Áo, NKK KAWASAKI Nhật, ANMAO Đài Loan, Trung Quốc, nước có nhiều Cơng ty sản xuất tole Cơng ty tole Phương Nam khu cơng nghiệp Biên Hồ Đồng Nai, Công ty tole Hạ Long - Quảng Ninh, Công ty tole Hoa Sen - Cần Thơ Các loại tole có giá thành thấp tole nhập ngoại kích thước trọng lượng chất lượng không thua loại tole nhập ngoại Các cuộn tole có sẵn lớp bảo vệ chống ơxy hố mạ kẽm, sơn màu Kích thước loại tole sau: [Bảng - 1] Chiều dày tole (mm) Tole đen Tole mạ kẽm Tole màu 0.21 0.23 0.25x1200 0.26 0.28 0.30x1200 0.31 0.33 0.35x1200 0.36 0.38 0.40x1200 0.41 0.43 0.45x1200 0.46 0.48 0.50x1200 0.50 0.52 0.54x1200 0.55 0.57 0.59x1200 0.72 0.75 0.77x1200 (Trích theo kích thước tole Phương Nam) SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SĨNG VNG” Trước lợp sử dụng nước nhập từ nước đa số Mỹ, vật liệu làm chúng thường nhôm, thép dẻo Nên lợp có độ bền cao, chịu tác động môi trường tốt, thời gian sử dụng lâu dài Đa số lợp có dạng sóng trịn, sóng vng chiều dài thường 2.4, 3.0, 3.5(m) chiều rộng thường 0.8, 1.0, 1.2(m) Trong thời gian sau thị trường xuất nhiều loại lợp khác nhập từ nhiều nước khác Nhật, Đài Loan, Liên Xơ cũ với nhiều loại, hình dáng, kích cở, màu sắc khác Nhưng vật liệu chế tạo lợp khơng cịn tốt nữa, giá thành vật liệu đắt Nên người ta thường sử dụng thép có độ cứng cao mạ lớp kẽm hay sơn phủ bảo vệ, mà độ bền khơng thua so với lợp vật liệu tốt Vì điều kiện khí hậu nước ta có độ ẩm cao, chịu mưa với hàm lượng axít cao nên lợp kim loại dùng thường bị oxi hoá môi trường, nên bị hư hỏng chủ yếu rét, rỉ Hiện có nhiều loại vật liệu khác nhau: + Loại nhôm: Loại đắt tiền, có ưu điểm nhẹ, dẻo dễ cán, bền môi trường tự nhiên Nhược điểm chịu lực kém, nên sử dụng + Loại kẽm: Loại bền cao, có tính dẻo tốt giá thành cao + Loại thép: Sử dụng thép carbon chất lượng trung bình với b  400 MPa Loại bền mơi trường khơng khí, dễ bị oxi hoá để khắc phục tượng trên, người ta thường mạ kẽm sơn tĩnh điện cuộn phôi 1.2 CÁC LOẠI SẢN PHẨM TOLE Để tăng thêm độ cứng sử dụng làm lợp, người ta phải tạo sóng cho tole, tuỳ theo nhu cầu sử dụng người ta tạo sóng cho tole sóng vng, sóng trịn hay sóng ngói + Tole sóng vng Các loại tole thường có sóng, sóng Làm mái thẳng, mái vịm, chiều dày thường 0.21, 0.28, 0.35, 0.4, 0.5, 0.72(mm) SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SĨNG VNG” b/ Tole sóng vng: 1.3 NHU CẦU VỀ TẤM LỢP Ngày nhu cầu sử dụng lợp người để làm bao che cho cơng trình dân dụng cơng nghiệp ngày cao địi hỏi lượng lớn lợp có lợp tole, lợp phải đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng người Trước hầu hết lợp làm từ đất sét (ngói), phêroximăng nhựa PVC loại có nhược điểm trọng lượng lớn nên đòi hỏi kết cấu khung sườn phải cứng vững, dễ vỡ, thời gian sử dụng ngắn, tính thẩm mỹ khơng cao nên sử dụng Trong loại lợp tole ngày sử dụng nhiều để thay cho loại lợp khắc phục nhược điểm loại lợp Theo thống kê sở sản xuất tole lợp hầu hết cơng trình xây dựng sử dụng tole sóng làm lợp Điều chứng tỏ lợp tole ngày đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng dần thay loại lợp trước - Ưu điểm: + Độ bền lợp cao so với lợp phêroximăng, đất sét, nhựa PVC + Thời gian sử dụng lâu hơn, khả chống lại tác hại môi trường cao + Gọn nhẹ, có tính thẩm mĩ cao + Khó hư hỏng, khó thấm nước + Kết cấu sườn lợp gọn nhẹ, tiết kiệm kết cấu khung sườn nhà SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SĨNG VNG” - Nhược điểm: + Gây tiếng ồn trời mưa + Hấp thụ truyền nhiệt vào cơng trình Những nhược điểm khắc phục sử dụng tole lạnh để giảm nhiệt dán mousse để cách nhiệt giảm độ ồn 1.3: THÔNG SỐ CÁC LOẠI SĨNG TOLE THƯỜNG DÙNG 1.3.1 : Đối với tole sóng vng : + Tole khổ 914mm tạo tole sóng Diện tích hữu dụng : 1256 = 750(mm) + Tole khổ 1200mm tạo sóng Diện tích hữu dụng : 1258 = 1000(mm) + Biên dạng, thông số tole sóng vng sau: 1.3.4 : Đối với tole vòng : Loại tole cán lại vòng sau cán tạo sóng, q trình tạo vịng khía tạo hai lơ cán Bán kính vịng thay đổi lơ cán đầu + Tole khổ 914mm tạo tole sóng Diện tích hữu dụng : 1256 = 750(mm) + Tole khổ 1200mm tạo sóng Diện tích hữu dụng : 1258 = 1000(mm) 1.4 : QUAN SÁT BỀ MẶT CỦA CÁC LOẠI TẤM LỢP BẰNG KIM LOẠI 1.4.1 : Vật liệu độ bền Trước lợp mà sử dụng nước ta đếu từ nước đa số Mĩ, vật liệu làm chúng thường nhôm, thiết, thép dẻo Nên SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SĨNG VNG” lợp có độ bền cao, chịu tác động môi trường tốt, thời gian sử dụng rấtt lâu dài Đa số lợp có dạng sóng trịn, sóng vuông chiều dài thường 2.4, 3.0, 3.5(m) chiều rộng thường 0.8, 1.0, 1.2(m) Trong thời gian sau thị xuất nhiều loại lợp khác nhập từ nhiều nước Nhật, Đài Loan, Liên Xơ cũ với nhiều loại, hình dáng, kích cở, màu sắc Nhưng vật liệu chế tạo lợp khơng cịn tốt nữa, giá thành vật liệu đắt Nên người ta thường sử dụng thép có độ cứng cao mạ lớp kẽm hay sơn phủ bảo vệ, mà độ bền khơng thua so với lợp vật liệu tốt Vì điều kiện khí hậu nước ta có độ ẩm cao, chịu mưa có hàm lượng axít nên lợp kim loại dùng thường bị oxi hố mơi trường, nên bị hư hỏng chủ yếu rét, rỉ 1.4.3 : Quan sát bề mặt tole trước sau cán : */ Trước cán : Kim loại trước cán mềm hơn, không bị trầy xước, nứt tế vi Ta quan sát kính hiển vi nhìn hình dạng chúng sau : Tấm mạ kẽm Tấm sơn phủ Hình 1.2 : Hình dáng kim loại trước cán */ Sau cán tạo sóng : Kim loại bi biến cứng, bề mặt bị trầy xước, xuất vết nứt tế vi, lợp bị rách, đứt Ta quan sát kính hiển vi thấy hình dạng chúng sau : SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SÓNG VNG” Tấm mạ kẽm Tấm sơn phủ Hình 1.3 : Hình dáng kim loại sau cán SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SĨNG VNG” CHƯƠNG II THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠNG NGHỆ CÁN TOLE TẠO SĨNG VNG 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI Như biết tác dụng ngoại lực, kim loại biến dạng theo giai đoạn: Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, biến dạng phá huỹ Tuỳ theo cấu trúc tinh thể kim loại giai đoạn xảy với mức độ khác Dưới khảo sát chế biến dạng đơn tinh thể kim loại sở nghiên cứu biến dạng dẻo kim loại hợp kim 2.1.1 Các khái niệm Biến dạng đàn hồi: biến dạng sau ngoại lực thơi tác dụng, vật trở lại vị trí ban đầu Quan hệ ưng suất biến dạng tuyến tính tuân theo định luật hook Trên sơ đồ đoạn OA Biến dạng dẻo: Là biến dạng không bị sau ngoại lực tác dụng Biến dạng tương ứng với giai đoạn phá huỹ vật liệu (trên sơ đồ đoạn AB) Đặc điểm giai đoạn lực không tăng biến dạng tăng Biến dạng phá hủy: Sau qua giai đoạn biến dạng dẻo, vật liệu bị biến cứng nên giai doạn này, lực có tăng biến dạng tăng, quan hệ lực độ biến dạng đường cong Ta tiếp tục tăng lực đạt giá trị lớn (trên sơ đồ điểm C), sau lực giảm biến dạng tăng lúc đứt Trên đồ thị đoạn BC biểu diễn giai đoạn cố vật liệu, CD giai đoạn phá huỹ P C PC PB PA D A B L Hình 2.1 Biểu đồ biến dạng kim loại SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SÓNG VUÔNG” a) Biến dạng đơn tinh thể Trong đơn tinh thể kim loại, nguyên tử xếp theo trật tự xác định, nguyên tử luôn dao động xung quanh vị trí cân (a) Biến dạng đàn hồi: Dưới tác dụng ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh kim loại chưa vượt giới hạn đàn hồi nguyên tử kim loại dịch chuyển không vượt thông số mạng (b), tác dụng lực, mạng tinh thể trở trạng thái ban đầu Biến dạng dẻo: Khi ứng suất kim loại sinh vượt giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến dạng dẻo trượt song tinh a) b) c) d) Hình 2.2 Sơ đồ biến dạng đơn tinh thể Theo hình thức trượt, phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần lại theo mặt phẳng định, mặt phẳng gọi mặt trượt (c) Trên mặt trượt, nguyên tử kim loại dịch chuyển tương khoảng số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển nguyên tử kim loại vị trí cân mới, sau thơi tác dụng lực kim loại không trở trạng thái ban đầu Theo hình thức song tinh, phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến vị trí đối xứng với phần lại qua mặt phẳng gọi mặt song tinh (d) Các nguyên tử kim loại mặt di chuyển khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cho thấy trượt hình thức chủ yếu gây biến dạng dẻo kim loại, mặt trượt mặt phẳng có mật SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ‘THIẾT KẾ MÁY CÁN TOLE SĨNG VNG” độ ngun tử cao nhất, biến dạng dẻo song tinh gây bé có song tinh trượt xẩy thuận lợi b) Biến dạng dẻo đa tinh thể Kim loại hợp kim tập hợp nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể), cấu trúc chung chúng gọi cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có dạng: Biến dạng nội hạt biến dạng vùng tinh giới hạt Sự biến dạng nội hạt trượt song tinh Đầu tiên trượt xảy hạt có mặt trượt tạo với hướng ứng suất góc xấp xỉ 450, sau đến hạt khác Như biến dạng dẻo kim loại đa tinh thể xảy không đồng thời không đồng Dưới tác dụng ngoại lực, biên giới hạt tinh thể bị biến dạng, hạt trượt quay tương Do trượt quay hạt, hạt lại xuất mặt trượt thuận lợi giúp cho biến dạng kim loại tiếp tục xuất 2.1.2 Tính dẻo kim loại Tính dẻo kim loại khả biến dạng dẻo kim loại tác dụng ngoại lực mà không bị phá huỷ Tính dẻo kim loại phụ thuộc vào hàng loạt nhân tố khác như: thành phần tổ chức kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất dư, ma sát ngồi, lực qn tính, tốc độ biến dạng Các kim loại khác có kiểu mạng tinh thể lực liên kết nguyên tử khác chẳng hạn đồng, nhôm dẻo sắt Đối với hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, số nguyên tố tạo hạt cứng tổ chức cản trở biến dạng tính dẻo giảm Thơng thường kim loại hợp kim có cấu trúc nhiều pha tạp chất thường tập trung biên giới hạt làm tăng xơ lệch mạng làm giảm tính dẻo kim loại Tính dẻo kim loại phụ thuộc lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại tăng nhiệt độ tính dẻo tăng, dao động nhiệt nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả khuếch tán nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng Một số kim loại hợp kim nhiệt độ thường tồn pha dẻo, nhiệt độ cao chuyển biến hình thành pha có độ dẻo cao Khi kim loại bị biến dạng nhiều, hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh (hiện tượng biến cứng) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,250,30Tnc (nhiệt độ nóng chảy) ứng suất dư xơ lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại SVTH:DƯƠNG TẤN THẢO- Lớp 05C1C Trang 10