LỜI NÓI ĐẦU Trong các ngành kĩ thuật cơ khí hiện nay, ngành hàn giữ một vai trò rất quan trọng, nhất là trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá ở nước ta hiện nay.Ngành hàn đã và đang đươc ứng dung rông rãi trong tất cả các ngành kĩ thuật như: làm kết cấu nhà xưởng, xây dựng công trình, lắp ghép các chi tiết, đắp tạo các trục, phục hồi các chi tiết máy sau một thời gian làm việc, với nhiều tính năng ưu việt, năng xuất chất lượng cao... trong thời đại ngày nay, với trình độ khoa học ngày càng phát tiển mạnh mẽ,thì ngành hàn đã được cung cấp, nâng cấp các trang thiết bị hiện đại để đáp ứng được tốt các yêu cầu kĩ thuật.Ở trong các trường dạy nghề lớn, nhất là trường ĐHSPKT Hưng Yên đã áp dụng được phương châm, học đi đôi với thực hành và sản xuất, với nhiều máy hàn hiện đại nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và tay nghề cho người thợ hàn.. Để tổng tổng kết lại những kiến thức về lý thuyết cũng như quá trình thực tập sản xuất trên xưởng, em đã được các thầy cô trong khoa giao cho đề tài đồ án thiết kế “ Vỏ ngưng tụ , áp suất làm viêc là 3at ”. Qua thời gian tìm tòi, nghiên cứu, học hỏi và với vốn kiến thức chút ít của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong khoa, đặc biệt là thầy Bùi Văn Khoản đã trực tiếp hướng dẫn em, đến nay đồ án của em đã hoàn thành. Đây là lần đầu em làm đồ án, nhưng vối lượng kiến thức còn yếu kém về nhiều mặt, em không thể tránh khỏi những vướng mắc và thiếu sót kính mong thầy và các thầy trong tổ bộ môn chỉ bảo và cho em các ý kiến đóng góp để em hoàn thành tốt đồ án của mình và cho em thêm chút kinh nghiệm về nhiều mặt. Em xin trân thành cảm ơn
N CễNG NGH HN 2010 Lời nói đầu Trong các ngành kĩ thuật cơ khí hiện nay, ngành hàn giữ một vai trò rất quan trọng, nhất là trong công cuộc công nghiệp hoá- hiện đại hoá ở nớc ta hiện nay.Ngành hàn đã và đang đơc ứng dung rông rãi trong tất cả các ngành kĩ thuật nh: làm kết cấu nhà xởng, xây dựng công trình, lắp ghép các chi tiết, đắp tạo các trục, phục hồi các chi tiết máy sau một thời gian làm việc, với nhiều tính năng u việt, năng xuất chất l- ợng cao trong thời đại ngày nay, với trình độ khoa học ngày càng phát tiển mạnh mẽ,thì ngành hàn đã đợc cung cấp, nâng cấp các trang thiết bị hiện đại để đáp ứng đợc tốt các yêu cầu kĩ thuật.ở trong các trờng dạy nghề lớn, nhất là trờng ĐHSPKT Hng Yên đã áp dụng đợc phơng châm, học đi đôi với thực hành và sản xuất, với nhiều máy hàn hiện đại nhằm nâng cao chất lợng giảng dạy và tay nghề cho ngời thợ hàn Để tổng tổng kết lại những kiến thức về lý thuyết cũng nh quá trình thực tập sản xuất trên xởng, em đã đợc các thầy cô trong khoa giao cho đề tài đồ án thiết kế V ngng t , áp suất làm viêc là 3at . Qua thời gian tìm tòi, nghiên cứu, học hỏi và với vốn kiến thức chút ít của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong khoa, đặc biệt là thầy Bùi Văn Khoản đã trực tiếp hớng dẫn em, đến nay đồ án của em đã hoàn thành. Đây là lần đầu em làm đồ án, nhng vối lợng kiến thức còn yếu kém về nhiều mặt, em không thể tránh khỏi những vớng mắc và thiếu sót kính mong thầy và các thầy trong tổ bộ môn chỉ bảo và cho em các ý kiến đóng góp để em hoàn thành tốt đồ án của mình và cho em thêm chút kinh nghiệm về nhiều mặt. Em xin trân thành cảm ơn! Sinh viên thc hin : 1.Nguyễn Khánh Toàn 2.Nguyễn Quý Toàn I.PHÂN TCH KT CU: Vỏ ngng t làm việc với áp suất là 3at gồm có 7 chi tiết, ta thấy các chi tiết đợc liên kết với nhau bằng các mối hàn. Vì làm việc ở điều kiện này do đó các chi tiết phải đảm bảo đợc các yêu cầu sau: GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 1 N CễNG NGH HN 2010 Các mối hàn phải đảm bảo về hình dáng và kích thớc. Phải đảm bảo độ bền chắc trong khi làm việc. Đảm bảo mối hàn không bị nứt nóng, nứt nguội trong khi làm việc ở mọi nhiệt độ. Phải đảm bảo mối hàn không bị ăn mòn, hoen rỉ khi làm việc. Chi ti t 1: ng Tr Với các kích thớc nh hình vẽ: Chi tiết này đc lắp với chi tiết số 2 bằng mối Hàn khép kín chu vi Làm việc ở điều kiện chịu áp suất nhẹ, ống dẫn Số lợng 1 cái Chi tiết 2: Vỏ thùng: Kích thớc và hình dạng nh bên dới: GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 2 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ HÀN 2010 Lµm viÖc trong ¸p suÊt 3at Liªn kÕt víi c¸c chi tiÕt 1,3,6,7 b»ng c¸c liªn kÕt hµn khÐp kÝn chu vi Mét mèi hµn däc ®êng sinh cña th©n Sè lîng chi tiÕt 1 Chi tiÕt sè 3: Th©n lâi KÝch thíc vµ h×nh d¸ng nh h×nh díi GVHD:Bùi Văn Khoản SVTH1:Nguyễn Khánh Toàn SVTH2:Nguyễn Quý Toàn Page 3 N CễNG NGH HN 2010 Chi tiết làm việc với áp suất 3at Đợc hàn khép kín chu vi với đáy lõi 6,với cổ lõi 4 và thân vỏ ngng tụ 2 Chế tạo số lợng có 1 Chi tiết số 4:Cổ lõi : Kích thớc nh hình vẽ Chi tiết làm việc chịu áp suất Đợc hàn với các chi tiết số 3 và 5 theo chu vi khép kín Số lợng chế tạo là 1 Chi tiết số 5 :Miệng thùng Kích thớc hình dạng chi tiết nh hình bên dới GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 4 N CễNG NGH HN 2010 Chi tiết làm việc chịu áp suất Đợc hàn lại với chi tiết 4 theo chu vi khép kín. Chi tiết đợc chế tạo với số lợng là 1 Chi tiết số 6: Đáy lõi. Kích thớc va hình dáng nh hình vẽ Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu áp suất Liên kết với chi tiết số 3 bằng mối hàn khép kín chu vi GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 5 N CễNG NGH HN 2010 Số lợng chế tạo 1 Chi tiết số 7: Đế vỏ ngng tụ Hình dạng và kích thớc nh hình vẽ: Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu áp suất Đợc liên kết với chi tiết số 2 bàng mối hàn khép kin chu vi Số lợng chi tiết có 1 ii.CHọN VậT LIệU CHế TạO KếT CấU: Vỏ ngng tụ gồm 7 chi tiết, mỗi chi tiết có chức năng, điều kiện làm việc khác nhau. Do đó phải căn cứ vào yêu cầu kĩ thuật của kết cấu, điều kiện làm việc của từng chi tiết, đẻ chọn vật liệu cơ bản hợp lý, đảm bảo về các yêu cầu về chất lợng tốt, dễ chế tạo và có năng suất cao.Tức là phải đảm bảo hai chỉ tiêu quan trọng đó là giá thành và chất lợng sản phẩm GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 6 2a 1000 N CễNG NGH HN 2010 Dựa vào yêu cầu của bài toán đó là: Kết cấu của chúng ta là một v ngng t, phải làm việc ở áp suất cao nhất là 3at. Đợc liên kết bởi 7 chi tiết với nhau. Với điều kiện làm việc của các chi tiết là gần nh nhau: Ta có thể chọn vật liệu chung cho tất cả các chi tiết của kết cấu (để đảm bảo độ đồng đều kim loại, đảm bảo cho liên kết hàn cũng nh đảm bảo yêu cầu làm việc của kết cấu). Vật liệu chọn phải có tính hàn tốt tức là không phải sử dụng một số phơng pháp hàn đặc biệt nào mà vẫn đảm bảo mối hàn có chất lợng cao nh: Không bị nứt, bị rỗ xỉ, rỗ khí, chịu đợc áp suất tối thiểu 5at. Vật liệu chon phải đảm bảo tính dập đợc, gia công lốc, đảm bảo độ dai va đập, dễ gia công. Vật liệu chọn phải có tính phổ biến, dễ kiếm trên thị trờng, giá thành thấp Căn cứ vào điều kiện làm việc của thùng chứa khí chịu áp suất tối đa là 3at, ta tính ra ứng suất lớn nhất của từng chi tiết rồi so sánh với giới hạn bền của thép sao cho ứng suất lớn nhất của từng chi tiết không vợt quá giới hạn bền của thép. Từ đó ta tìm đợc vật liệu phù hợp. Xét phần thân vỏ ngng tụ (ta coi chi tiế số 6 cũng chịu ứng suất nh ở phần thân) Thân vỏ ngng tụ Ta có: K = , V = a. Theo phơng trình Laplace ta có: GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 7 N CễNG NGH HN 2010 + = V = (1) Trong đó: - K : Là ứng suất kinh tuyến. - V : Là ứng suất vĩ tuyến. - K : Là bán kính kinh tuyến. - K : Là bán kính vĩ tuyến. - 2a : Là đờng kính thành ống (a = 390mm). - : Là chiều dày vật liệu ( = 5mm). - p: Là áp suất trong thùng. p = 3atm = 3.9,81.10 4 N/m 2 = 3.9,81.10 -2 N/mm 2 Thay số vào công thức (1) ta đợc: V = = = 23 N/mm 2 Phơng trình cân bằng với một phần vỏ mỏng: Pa 2 = K .2a K = = = 11,477 N/mm 2 Nh vậy: - Phần thân thùng chứa chịu các ứng suất là: K = 11,477 N/mm 2 . V = 23 N/mm 2 Ta thấy ứng suất lớn nhất của chi tiết là: 23 (N/mm 2 ). Để kết cấu làm việc an toàn ta nhân thêm hệ số an toàn: max = 1,5.23 = 34,5 N/mm 2 . GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 8 N CễNG NGH HN 2010 Căn cứ vào yêu cầu liên kết bằng phơng pháp hàn, làm việc ở nhiệt độ cao và đảm bảo về cơ tính, thành phần hoá học của thép và tính phổ biến ta thấy Thép CT20 theo tiêu chuẩn Việt Nam.Đây là loại thép Cácbon không có thành phần hợp kim và chứa 20% cácbon. Thành phần hoá học của thép CT20 Có = 420N/mm > 34,5 N/mm nên đạt yêu cầu về độ bền. III.QUY T RìNH CÔNG NGHệ CHế TạO CHI TIếT: CHI TIếT Số 1: Dạng ống trụ dài 100mm, GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 9 N CễNG NGH HN 2010 Đờng kính ngoài 310mm , Lỗ đờng kính 300mm. Có thể chọn trên thị trờng các dạng ống thép chịu lực bán sẵn có kích thớc phù hợp rồi gia công lại để đạt kích thớc nh yêu cầu. Dùng thớc lá,thớc kẹp,vạch dấu để giới hạn kích thớc.Gá đặt chặt.Dùng máy cắt lỡi đá quay để cắt đứt từng đoạn ống. Dùng máy mài tay để làm sạch ba-via và vát mép CHI TIếT Số 2: Phôi cần là tấm tôn 5 Do sau khi thành phôi có kích thớc đờng kính ngoài 785mm và đ- ờng kính trong 775mm.Nên tấm tôn phải có kích thớc( với A là kt đk ngoài của tấm) GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 10 [...]... sau: + Kích thớc chày: = (D+ 0,5 ) + Kích thớc cối: dập nguội) Trong đó: +2 Z) (trang 183 sách công nghệ : Là dung sai trên kích thớc sản phẩm Ta chọn Nh vậy: + Kích thớc chày + Kích thớc cối = (D+ 0,5 = (D+ 0,5 = (D+ 0,5 = 0,5 )-0.2 = 725 + 0,5 . 0,2 = 72 5,1 mm +2 Z )+0 .3 = 72 5+ 2. 5,2 5 + 0,5 . 0,2 = 73 5,6 mm - Ta sử dụng dập vuốt có chặn phôi chống nhăn nên lực dập vuốt sẽ bằng: + Lực dập vuốt lý thuyết là P +. .. giữa chày và cối lúc dập vuốt là một nửa hiệu số giữa đờng kính cối và đờng kính chày, Z = Trị số khe hở Z có ảnh hởng lớn đến chất l- ợng vật dập Và đợc xác định theo bảng 93 trang 182 sách công nghệ dập nguội: Hệ số dập vuốt m = Khe hở một phía mm ( 1,1 - 1,3 ).S ( 1,0 - 1,2 ).S ( 1,0 - 1,0 5).S S 0,4 5- 0,6 5 0,6 5- 0,7 5 0,7 5- 0,8 5 > 0,8 5 Ta có: m = 0.71 Ta chọn , = 1,0 .5 = 5 mm - Kích thớc làm việc của chày và cối khi... yếu để hàn ở các t thế trong không gian khác nhau.VD nh trong LK Vỏ ngng tụ này Ta hàn hồ quang tay bằng dòng điện một chiều để đảm bảo tính kỹ thuật cho mối hàn và tính kinh tế.Vì sản phẩm chịu áp suất , nên các mối hàn phải có độ bền, cơ tính và độ kín cao, chịu áp suất tốt V.chọn vật liệu hàn và thiết bị hàn Thiết bị hàn và vật liệu hàn gồm có: máy hàn, que hàn đồ gá Muốn chọn đợc thiết bị hàn tốt... điều Điện áp Công chỉnh(A) định xuất mức(V) động cơ(kw) 80 7,2 Thấp 30 ữ 200 Cao 65 ữ 300 Khối lợng máy(kg) 61 c.Chọn các loại vật dụng khác Để hàn ta cần phải có một số thiết bị nh: kính hàn, búa tay, búa gõ x , máy mài, thớc l , đồ gá tùy theo yêu cầu của quy mô mà trang bị,lựa chọn VI.chọn liên kết hàn Vỏ ngng tụ gồm 7 chi tiết.Các chi tiết đợc liên kết với nhau bằng các mối hàn góc và hàn giáp mối... chu vi Liên kết hàn là một phần kết cấu mà trong đó các chi tiết riêng biệt của nó đợc nối với nhau bằng hàn, liên kết hàn gồm có mối hàn và vùng ảnh hởng nhiệt Ta không nên nhầm lẫn giữa liên kết hàn va mối hàn, mối hàn là chỉ phần kim loại đã kết tinh trong quá trình hàn nó ở trạng thái lỏng Tất cả các mối Hàn trong Vỏ ngng tụ đều là mối hàn khép kín chu vi.Nhng các liên kết dạng góc là giữa chi... tính hàn tốt, liên kết Hàn chủ yếu là liên kết hàn góc và liên kết giáp mối khép kín chu vi Từ các điều kiện trên ta chọn phơng pháp Hàn Hồ quang tay ( SMAW )để hàn kết cấu bởi đây là một phơng pháp: Hàn đợc mọi t thế trong không gian Năng suất thấp xong chi phí lại hạ Với chiều dày tấm nhỏ S < 20mm thì đây luôn là phơng pháp la chọn số 1 khi không có y/c gì đặc biệt Nó cũng là phơng pháp hàn chủ... :m1= 0,5 5 ữ 0,5 8 Lần 2 : m2= 0,7 8 ữ 0,7 9 Lần 3 : m3= 0,8 0 ữ 0,8 1 Với m1,m2,m3,m4 là hệ số dập vuốt moi lan dap đờng kính của chi tiết qua các dập thứ nhất là: D1= 0,5 8.1262=73 1,9 6 mm (chọn m1= 0,5 8).Dập 1 lần (Nếu dập thêm lần nữa thì kích thớc không còn gần với 735 nữa) Lực Dập Vuốt: Gọi P là lực dập vuốt lý thuyết Q là lực ép ở vành Lực dập vuốt thực tế dùng để chọn máy là PT PT = P+Q Theo sách Công nghệ. .. chế độ hàn cho chi tiết có S = 5 mm a.Số lớp hàn n Ta tính diện tích của kim loại đắp theo trang 84 sách Công nghệ hàn nóng chảy I = + 0,7 5.b.c = + 0.75.10.3= 27 Số lớp hàn n= +1 Với F1 = (6 ữ 8).d = 6. 3,2 =1 9,2 Fn =(8 ữ 12).d=10. 3,2 = 32 Vậy n = + 1 = 1,2 .Vậy mối hàn đợc thực hiện 1 lớp Nhng do kết cấu chịu áp suất cần độ kín khít.Mà những mối hàn góc rất dễ bị xảy ra các khuyết tật nên chỉ Hàn 1 lớp... đồ án thì ta tim đợc ĐK que hàn d = 1,5 +2 = 3,5 chọn d = 3,2 Nhng do hàn 2 lớp nên ta chọn d của que hàn lớp thứ nhất d = 2,5 mm Lớp thứ 2 ta sử dụng que hàn có d = 3,2 mm c.cờng độ dòng điện hàn Ta tính cờng độ dòng hàn theo chế độ hàn giáp mối sau đó tăng thêm nên từ (1 0 ữ 15)% I hàn: d . tôn 5 Do sau khi thành phôi có k ch thớc đờng k nh ngoài 785mm và đ- ờng k nh trong 775mm.Nên tấm tôn phải có k ch thớc( với A là kt k ngoài của tấm) GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn. có: GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn Quý Ton Page 7 N CễNG NGH HN 2010 + = V = (1) Trong đó: - K : Là ứng suất kinh tuyến. - V : Là ứng suất vĩ tuyến. - K : Là bán k nh kinh tuyến. -. 6: Đáy lõi. K ch thớc va hình dáng nh hình vẽ Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu áp suất Liên k t với chi tiết số 3 bằng mối hàn khép k n chu vi GVHD:Bựi Vn Khon SVTH1:Nguyn Khỏnh Ton SVTH2:Nguyn