thiết kế chế tạo máy cán uốn ống thép (cuot - 3.0)

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý của hội đồng nghiệm thu) ĐỀ TÀI: ” THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CÁN UỐN ỐNG THÉP” ( CUOT-3.0 ) CHỦ NHIỆM ðỀ TÀI CƠ QUAN QUẢN LÝ CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) (Ký tên/đóng dấu xác nhận) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 4 / 2009 1 TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Với mục tiêu chế tạo “Máy cán uốn ống thép” là máy gia công thép hình ña năng hoàn toàn bằng nguồn lực có sẵn trong nước có giá thành phù hợp,gồm các nội dung chính như sau: - Trên cơ sở khảo sát các qui trình sản xuất cán nguội,uốn nguội thép hình và các máy chuyên dụng tạo sản phẩm trong dây truyền sản xuất thuộc lĩnh vực sản xuất sản phẩm kim khí của công ty cũng như một số công ty khác thuộc thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Bình Dương,các bộ phận công tác tạo sản phẩm của máy gia công thép hình ña năng ñược thiết kế chế tạo tương tự các bộ phận công tác của các máy chuyên dụng. -Thiết kế + Bộ phận phân phối truyền ñộng. + Bộ phận cán ñịnh hình. + Bộ phận uốn vòng. + Bộ phận uốn acsimet. - Chế tạo máy cán uốn ống thép ( CUOT-3.0 ). - Vận hành và ñiều chỉnh các thông số làm việc của máy. - ðánh giá kết quả ñạt ñược như:ñộ chính xác,năng suất,chất lượng sản phẩm,… - Thảo luận kết quả ñạt ñược và hướng phát triển. - ðề xuất các biện pháp hoàn thiện máy. 2 SUMMARY OF RESEARCH CONTENTS With the object of making “ rolling and bending steel pipe machine” is multi purpose figures steel working machine completely by available resources of domestic that have resonable price. These are some main contents as follow: - Base on surveying manufacturing process of cold-rolling and cold-bending figure steel and special machines that making products on manufacture line belong to manufacture products of metal wares as well as others belong to HCMC and Binh Duong province. Working parts of multi purpose figures steel working machine is designed similar as working parts of special machines. - Design + Driven distribution part + Rolling shaped part + Bending part + Ascimet bending part - Making rolling and bending steel pipe machine ( CUOT-3.0). - Operation and adjusting operation factor of machine. - Evaluation of obtainment result such as: accuracy, capacity, quality of products, ect… - Dicusstion of obtainment result and development way. - Proposing machines finishing measures. 3 MỤC LỤC Trang Danh sách hình 4 Bảng quyết toán kinh phí 5 Phần mở ñầu 6 Chương I : Tổng quan 8 Chương II : Nội dung nghiên cứu 14 Chương III : Tính toán và thiết kế 18 Chương IV : Kết luận và ñề nghị 33 Tài liệu tham khảo 36 Phụ lục 37 4 DANH SÁCH HÌNH Số Tên hình ảnh Trang 1.1 Nguyên lý cán đònh hình trên máy cán chuyên dụng 7 1.2 Dạng phôi và sản phẩm cán đònh hình 8 1.3 Sơ đồ nguyên lý tạo sản phẩm uốn vòng 9 1.4 Dạng sản phẩm của uốn vòng 9 1.5 Sơ đồ nguyên lý tạo sản phẩm uốn acsimet 10 1.6 Dạng sản phẩm của uốn acsimet 10 1.7 Máy ðức 11 1.8 Máy Trung Quốc 12 1.9 Máy ðài Loan 12 1.10 Máy làm việc tạo sản phẩm cán định hình 13 1.11 Máy làm việc tạo sản phẩm uốn vòng 13 1.12 Máy làm việc tạo sản phẩm uốn acsimet 13 2.1 Sơ đồ truyền động máy cán uốn ống thép 15 2.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển bằng kỹ thuật số 15 2.3 Sơ đồ nguyên lý hộp truyền động trung gian 17 2.4 Sơ đồ các chi tiết bộ phận cán tham gia cơ cấu gài truyền động trung gian 17 3.1 Hộp giảm tốc 18 3.2 Hộp truền động trung gian 19 3.3 Bộ phận cán dònh hình 20 3.4 Cụm dẫn hướng phôi cán 20 3.5 Cụm cán 21 3.6 Cụm lô nắn đứng 22 3.7 Cụm lô nắn ngang 22 3.8 Thân cụm cán 23 3.9 Bộ phận uốn vòng 25 3.10 Cụm thân bộ phận uốn vòng 25 3.11 Cụm ROLL đỡ 26 3.12 Cụm ROLL ép 26 3.13 Bộ phận uốn acsimet 27 3.14 Lưu đồ giải thuật tổng quát 28 3.15 Bảng điều khiển 29 3.16 QTCN chế tạo máy CUOT-3.0 31 4.1 Máy cán uốn ống thép 34 5 BẢNG QUYẾT TOÁN KINH PHÍ Đề tài : Thiết kế chế tạo máy cán uốn ống thép (CUOT-3.0) Chủ nhiệm đề tài : Kỹ sư Lê Việt Cơ quan chủ trì : Cty CP Cơ khí và Đúc kim loại Sài Gòn (SAMECO) Thời gian đăng ký : 2005 - 2006 Tổng kinh phí được duyệt : 92.300.000 đvn Kinh phí cấp đợt I : 82.300.000 đvn (Theo thông báo số : 223 / TBKHCN ngày 18 tháng 11 năm 2005) ĐVT:1.000 đvn TT Nội dung Kinh phí Ngân sách Nguồn khác I II 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. III IV Kinh phí cấp trong năm Kinh phí quyết tốn trong năm Cơng chất xám Cơng th khốn Ngun vật liệu,dụng cụ,phụ tùng,… Thiết bị Xét duyệt,giám định,nghiệm thu Hội nghị,hội thảo ðánh máy tài liệu,VPP Giao thong liên lạc Chi phí điều hành Tiết kiệm 5% Kinh phí chuyển sang năm sau 82.300 1.200 66.600 1.000 4.500 9.000 10.000 6 PHẦN MỞ ðẦU 1. Tên đề tài : “Thiết kế chế tạo máy cán uốn ống thép” (CUOT-3.0) Chủ nhiệm đề tài : Lê Việt Cơ quan chủ trì : Cty Cổ phần Cơ khí và Đúc kim loại Sài Gòn Thời gian thực hiện đề tài : 12 tháng Kinh phí được duyệt : 92 300 000 đvn Kinh phí đã cấp: 82 300 000 đvn(theo TB số:223/TBKHCN ngày 18 / 11 /2005) 2. Mục tiêu : Việc thiết kế chế tạo máy CUOT-3.0 với mục tiêu hình thành máy gia công thép hình đa năng thực hiện ba dạng sản phẩm cán hình,uốn vòng,uốn acsimet trên cùng một máy,tự động hóa các chế độ làm việc của các bộ phận chức năng tương tự máy nước ngoài đã giới thiệu tại Việt Nam qua catalog. 3. Nội dung : + Thiết kế chế tạo bộ phận phân phối truyền dẫn động đảm bảo các thơng số làm việc như số vòng quay,vị trí góc quay cho các bộ phận cơng tác tạo sản phẩm chính xác. + Thiết kế chế tạo bộ phận cán nguội định hình phôi thép dạng ống,thanh có tiết diện vuông, chữ nhật, tạo thành sản phẩm thép hình có sai lệch giới hạn kích thước cơ bản của tiết diện trong phạm vi sai lệch giới hạn của phôi. + Thiết kế chế tạo bộ phận uốn vòng các ống thép,thanh thép thành các cung tròn,vòng tròn mà kích thước cơ bản của tiết diện thay đổi trong giới hạn cho phép. + Thiết kế chế tạo bộ phận uốn các thanh thành các vòng acsimet (vòng xoắn ốc – bán kính thay đổi) mà kích thước cơ bản của tiết diện thay đổi trong giới hạn cho phép. 4. Sản phẩm của đề tài : - Báo cáo kết qủa chi tiết của đề tài (03 bộ) - Báo cáo tóm tắt và kiến nghò (06 bản) - Đóa CD-Rom ghi toàn bộ kết kết quả nghiên cứu của đề tài (03 đóa) - Bảng quyết toán kinh phí đề tài (03 bộ) - Máy cán uốn ống thép (01 máy) 7 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1- Cán đònh hình,uốn vòng,uốn acsimet Là các nguyên công của phương pháp gia công kim loại ở trạng thái nguội bằng áp lực.Nhờ tính chất biến dạng dẻo của kim loại thông thường sử dụng các máy chuyên dụng và các khuôn khác nhau tùy thuộc vào loại sản phẩm để tạo ra lực cần thiết làm biến dạng vật liệu kim loại dạng tấm,dải(thanh),ống tạo thành sản phẩm cần thiết có tên chung là sản phẩm kim khí. 1.1- Cán đònh hình: Là hình thức biến dạng tạo hình,làm thay đổi hình dạng cục bộ của phôi bằng cách phân bố lại và dòch chuyển thể tích kim loại,nhưng kích thước cơ bản(kích thước axb,hình 1.2)của tiết diện phôi và tiết diện sản phẩm là như nhau,được thực hiện trên máy cán hai trục chuyên dụng có sơ đồ nguyên lý như hình 1.1. Hình 1.1- Nguyên lý cán đònh hình trên máy cán chuyên dụng Phôi kim loại dạng tấm ,thanh,ống có tiết diện vuông,chữ nhật,có các bề mặt phẳng được cấp vào họng cán tạo bởi cặp trục cán,phần họng cán trên mỗi trục cán được gia công đặc biệt hình thành những gờ lồi có dạng vân cần chép hình lên bề mặt phôi để tạo ra sản phẩm.Cặp trục cán kéo phôi qua họng cán chép hình lên bề mặt phôi và đẩy sản phẩm qua các cụm lô nắn đứng,cụm lô nắn ngang để nắn thẳng sản phẩm. 8 Một số dạng phôi và sản phẩm cán đònh hình như hình 1.2 Phôi Sản phẩm Hình 1.2- Dạng phôi và sản phẩm cán đònh hình 1.2- Uốn vòng: Là hình thức biến dạng uốn,làm cho phơi phẳng ,thẳng thành chi tiết cong,được thực hiện trên máy uốn vòng ba trục chuyên dụng có sơ đồ nguyên lý tạo sản phẩm như hình 1.3 9 Hình 1.3- Sơ đồ nguyên lý tạo sản phẩm uốn vòng Vật liệu có bề dày trên 2mm được thực hiện trên máy uốn vòng ba trục,có một trục lô ép và hai trục lô đỡ được dẫn động quay.Trục lô ép được bố trí phía trên giữa hai trục lô đỡ.Phôi dạng thanh,ống có tiết diện vuông,tròn,chữ nhật hoặc thanh thép hình có thành,gân được đặt trên hai lô đỡ.Lô ép được đưa vào vò trí ép đã xác đònh tạo bán kính uốn cho sản phẩm bởi cơ cấu vít me đai ốc (hoặc xylanh thủy lực tùy theo máy chuyên dụng).Các lô được thay thế thích hợp tùy theo tiết diện phôi đưa vào uốn.Hai trục lô đỡ kéo phôi chắc chắn không trượt thực hiện uốn tạo sản phẩm.Tháo sản phẩm ra khỏi máy khi đã nâng lô ép trở về vò trí ban đầu. Các dạng sản phẩm của máy uốn vòng ba trục chuyên dụng như hình 1.4 Hình 1.4- Dạng sản phẩm của uốn vòng 1.3- Uốn acsimet: Là hình thức biến dạng uốn,làm cho phơi phẳng ,thẳng thành chi tiết cong,được thực hiện chép hình theo khuôn trên máy uốn chuyên dụng có sơ đồ nguyên lý tạo sản phẩm như hình 1.5 Phôi kim loại dạng thanh có tiết diện vuông,tròn,chữ nhật được kẹp chặt cố đònh với gale nhờ chốt kẹp lệch tâm.Gale có biên dạng xoắn ốc acsimet gá cố đònh trên đầu trục quay.Qúa trình uốn tạo sản phẩm,gale quay kéo phôi quay theo, mặt khác thân phôi luôn tựa vào thân gối lăn tựa làm cho phôi uốn theo biên dạng gale hình thành sản phẩm.Sản phẩm được tháo sau khi dịch chuyển vị trí của gối tựa lăn và mở chốt lệch tâm. Sản phẩm của uốn acsimet như hình 1.6 [...]... như trục cán, gale uốn vòng,gale uốn acsimet thường hay thay đổi được thiết kế có kết cấu dễ dàng tháo lắp ,chắc chắn và dễ chế tạo 33 4. 2- Kết luận Nhóm thực hiện thiết kế và chế tạo thành công máy cán uốn ống thép là máy gia công thép hình đa năng như hình 4.1 hoàn toàn bằng nguồn lực trong nước có giá thành dễ chấp nhận Hình 4. 1- Máy cán uốn ống thép Thông số đặc tính kỹ thuật 1/ Năng suất -Cán hình... hoạt động tạo sản phẩm của máy tiến hành tính toán thiết kế chi tiết, tính kiểm tra bền, lựa chọn vật tư tiêu chuẩn , hình thành bản vẽ chế tạo Tính toán thiết kế hệ thống điện điều khiển trên cơ sở các yêu cầu hoạt động các cụm công tác tạo sản phẩm của bộ phận chức năng Qua các bước trên hình thành tài liệu chế tạo thử máy cán uốn ống thépCUOT-3.0 4. 1- Chế tạo Máy cán uốn ống thép được chế tạo theo... Hình 3. 1- Hộp giảm tốc 18 b- Hộp truền động trung gian Hình 3. 2- Hộp truền động trung gian 19 3. 2- Bộ phận cán đònh hình: Bao gồm các cụm cơ bản cần thiết kế như hình 3.3 Hình 3. 3- Bộ phận cán dònh hình 1- Cụm dẫn hương phôi cán 2- Cụm cán 3- Cụm lô nắn đứng 4- Cụm lô nắn ngang 5- Thân cụm cán 3.2. 1- Thiết kế a- Cụm dẫn hướng phôi cán Hình 3. 4- Cụm dẫn hướng phôi cán Cụm dẫn hướng được thiết kế tạo rãnh... họng cán ngay ngắn 20 b- Cụm cán Hình 3. 5- Cụm cán Cụm cán là cụm làm việc chính của bộ phận cán đònh hình.Đ ược thiết kế có cặp trục cán hình thành họng cán chép hình cho phôi tạo sản phẩm đồng thời đẩy sản phẩm qua các cụm nắn thẳng sản phẩm c- Cụm lô nắn đứng 21 Hình 3. 6- Cụm lô nắn đứng d- Cụm lô nắn ngang Hình 3. 7- Cụm lô nắn ngang 22 e- Thân cụm cán Hình 3. 8- Thân cụm cán 3.2. 2- Tính toán thiết kế. .. cho máy làm việc theo cài đặt Máy tự động dừng lại sau khi đã thực hiện xong thao tác tạo sản phẩm +Mở kẹp phôi tháo sản phẩm ra nạp phôi tiếp theo 32 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4. 1- Kết quả nghiên cứu Qua thực hiện nghiên cứu đề tài Thiết kế chế tạo máy cán uốn ống thép đã đạt một số kết quả như sau: - Chọn được phương án nguồn động lực và phân phối truyền động thích hợp cho máy cán uốn ống thép. .. nghiên cứu đề tài thiết kế chế tạo máy cán uốn ống thép như hình 1.7,hình 1.8,hình 1.9 Hình 1. 7- Máy ð c Hình 1 8- Máy Trung Qu c 11 Hình 1 9- Máy ðài Loan Hiện nay đa số doanh nghiệp sản xuất sản phẩm cơ kim khí trong nước chủ yếu đầu tư các máy đã qua sử dụng của nước ngoài và các máy được chế tạo trong nước Trong lónh vực sản xuất sản phẩm cơ kim khí của công ty đã sử dụng các máy chuyên dùng của... Nhân lực + Nhà xưởng + Máy móc thiết bò Hình 3.1 6- QTCN chế tạo máy CUOT-3.0 4. 2- Chạy thử và kiểm tra hiệu chỉnh Bước 1 : Chạy thử không tải, hệ thống điều khiển và các bộ phận cơ khí đều hoạt động tốt Bước 2: Đưa máy hoạt động ra sản phẩm theo từng chức năng – Cán- Uốn vòng – Uốn Acsimet Kết quả ra được 03 loại sản phẩm như dự kiến ban đầu 31 4. 3- Vận hành máy sản xuất 4.3. 1- Cán hình: +Chuẩn bò sắp... 1. 5- Sơ đồ nguyên lý tạo sản phẩm uốn acsimet Hình 1. 6- Dạng sản phẩm của uốn acsimet 2- Máy cán uốn ống thép Đối với các nước có công nghệ tiên tiến như: Đức, Nhật, Hàn Quốc…hay một số nước có ngành sản xuất sản phẩm cơ kim khí xuất khẩu đã phát triển trước ta như: Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan… Đã sản xuất nhiều máy chuyên dùng và máy gia công thép hình đa năng tạo sản phẩm cán nguội đònh hình ,uốn. .. phẩm cán nguội đònh hình ,uốn vòng ,uốn acsimet Máy cán uốn ống thép chưa nơi nào chế tạo Qua khảo sát các qui trình s n xu t cán ngu i,u n ngu i thép hình và các máy chun d ng t o s n ph m trong dây truy n s n xu t thu c lĩnh v c s n xu t s n ph m cơ kim khí c a cơng ty cũng như m t s cơng ty khác thu c thành ph H Chí Minh và t nh Bình Dương nhóm nghiên c u hình thành phương án ch t o máy cán u n ng thép. .. chỉnh lại các thông số khả năng tạo sản phẩm của thiết kế các bộ phận chức năng cho phù hợp với bộ thiết bò điề khiển tìm được có công suất motor servo là 4.5 kw (thay vì theo đăng ban đầu công suất 5,5 kw) - Phương án thiết kế bộ phận truyền động trung gian giúp cho kết cấu máy gọn đảm bảo gài kết nối chắc chắn cho bô phận cán đònh hình - Thiết kế của máy có kết cấu bàn thuận tiện lắp đặt các bộ phận công . 3. 15 Bảng điều khiển 29 3. 16 QTCN chế tạo máy CUOT -3 . 0 31 4.1 Máy cán uốn ống thép 34 5 BẢNG QUYẾT TOÁN KINH PHÍ Đề tài : Thiết kế chế tạo máy cán uốn ống thép (CUOT- 3. 0). ñịnh hình. + Bộ phận uốn vòng. + Bộ phận uốn acsimet. - Chế tạo máy cán uốn ống thép ( CUOT -3 . 0 ). - Vận hành và ñiều chỉnh các thông số làm việc của máy. - ðánh giá kết quả ñạt ñược như:ñộ. nghiên cứu đề tài thiết kế chế tạo máy cán uốn ống thép như hình 1.7,hình 1.8,hình 1.9 Hình 1. 7- Máy ðức Hình 1. 8- Máy Trung Quốc 12 Hình 1. 9- Máy ðài Loan Hiện