Thiết kế quy trình công nghệ hàn khung thiết bị nâng hạ di động sử dụng trong xưởng thực hành

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản đồ án này không sao chép từ bất kì tài liệu đang sử dụng và các công trình đã được công bố (Ngoại trừ bảng biểu, số liệu tham khảo và những kiến thức cơ bản trong tài liệu được học tập, nghiên cứu được phép sử dụng). Những kết quả được lưu giữ, giới thiệu trong bản đồ án là hoàn toàn trung thực. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về những lời cam đoan của mình Hưng yên, Ngày Tháng 6 Năm 2015 Nguyễn Duy Quyết MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 1 MỤC LỤC 2 LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG I – TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 5 1.1- Mục tiêu đề tài 5 1.2- Tổng quan về thiết bị nâng hạ di động 5 1.2.1 Chức năng của thiết bị nâng hạ 5 1.2.2 Cấu tạo chung của thiết bị nâng hạ di động trong xưởng 6 1.2.3 Phân loại thiết bị nâng hạ 7 1.2.3.1. Phân loại theo phạm vi sử dụng 8 1.2.3.2. Phân loại theo khả năng nâng 11 1.2.3.3. Phân loại theo lắp đặt 12 CHƯƠNG II – PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ NÂNG HẠ 17 2.1 Phân tích kết 17 2.1.1 Hình vẽ kết cấu 17 2.1.2 Nguyên lý làm việc 18 2.1.3. Xác định lực tác dụng lên liên kết hàn 19 2.1.4. Phân tích kết cấu 21 2.1.4.1. Kết cấu chung 21 2.1.4.2. Các chi tiết 21 2.2. Yêu cầu kỹ thuật 31 CHƯƠNG III - QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHI TIẾT CỦA THIẾT BỊ NÂNG HẠ 32 3.1. Chọn vật liệu chế tạo các chi tiết 32 3.1.1 Phân tích cơ sở chọn vật liệu chế tạo 32 3.1.2 Chọn vật liệu chế tạo 32 3.1.3 Tính hàn của vật liệu 33 3.2 Quy trình chế tạo các chi tiết 34 3.2.1. Một số thiết bị sử dụng trong quá trình chế tạo 34 3.2.2. Quy trình chế tạo 40 CHƯƠNG IV QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN KHUNG THIẾT BỊ NÂNG HẠ 65 4.1 Phân tích chọn phương pháp hàn 65 4.2 Chọn vật liệu hàn và thiết bị hàn 65 4.2.1 Chọn vật liệu hàn 65 4.2.2.Chọn thiết bị hàn 66 4.3. Chọn liên kết hàn 66 4.4 Xác định chế độ hàn 68 2 4.4.1 Tính toán chế độ hàn góc t1 68 4.4.2 Tính toán chế độ hàn chồng c1 72 4.4.3 Tính toán chế độ hàn giáp mối m2 75 4.5. Quy trình lắp ghép 78 4.6. Phương pháp kiểm tra 78 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 3 LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp là một phần kết thúc quá trình học tập trên nhà trường là phần tổng hợp kiến thức quan trọng đối với sinh viên khoa cơ khí nói chung và sinh viên ngành hàn nói riêng, đó là kiến thức tổng hợp của các kiến thức chuyên ngành, cơ sở ngành và kiến thức cơ bản Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, công nghệ hàn cũng phát triển không ngừng, đóng góp tích cực vào quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Với nhiều phương pháp hàn khác nhau, công nghệ hàn cho phép kết nối nhiều loại vật liệu từ đơn giản đến phức tạp, các vật liệu cùng bản chất đến các kim loại có bản chất khác nhau Việc ứng dụng hàn đã trở nên phổ biến trong nhiều mặt của đời sống, đem lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao. Cũng chính vì vậy, công việc của các kỹ sư hàn ngày càng trở nên quan trọng hơn, đòi hỏi các sản phẩm không những đủ yêu cầu về mặt kỹ thuật như độ cứng vững, độ bền mà còn đòi hỏi cao về mặt kinh tế, thẩm mỹ như: kết cấu đơn giản nhỏ gọn, lắp đặt nhanh chóng, chất lượng cao và giá thành hạ nhất Qua đồ án giúp sinh viên nắm vững những vấn đề cơ bản trong thiết kế máy, tính toán thiết kế chi tiết máy theo chỉ tiêu chủ yếu là khả năng làm việc, thiết kế chi tiết máy vỏ khung, chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu . Với đề tài: "Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo khung thiết bị nâng hạ sử dụng trong xưởng thực hành”, em thấy còn nhiều mới mẻ và lúng túng trong quá trình thực hiện. Tuy vậy, nhờ có sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Ths. Lê Văn Thoài, em tự tin hơn, cơ hội hoàn thành đồ án của mình được tốt hơn Trong quá trình thực hiện, thầy giáo Ths Lê Văn Thoài đã giúp đỡ em rất nhiều cả về mặt kiến thức chuyên ngành cũng như những kĩ năng cần thiết. Nhờ vậy mà em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian và khối lượng công việc một cách tốt nhất mà bộ môn đã giao. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Công nghệ cơ khí - Khoa Cơ Khí - Trường ĐH SPKT Hưng Yên, đặc biệt là thầy giáo : Th.sLê Văn Thoài đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đồ án của mình. Em xin chân thành cảm ơn ! 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1. Mục tiêu đề tài Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã chế tạo ra rất nhiều thiết bị phục vụ quá trình sản xuất nhằm tằng năng suất và giảm sức lực cho người lao động, đảm bảo an toàn và hiệu quả cao trong quá trình sản xuất. Trong các nhà máy, phân xưởng sản xuất hoặc chế tạo các sản phẩm cơ khí thì không thể thiếu thiết bị nâng hạ để đưa phôi, vật liệu, máy móc có khối lượng lớn đến nơi sản xuất và vận chuyển sản phẩm đến nơi tập kết. Ngoài ra, trong nhiều lĩnh vực khác thiết bị nâng hạ cũng vô cùng quan trọng và không thể thiếu như: xây dựng, lắp máy, bốc rỡ hàng hóa tại các bến cảng, bến tàu Song tùy theo mục đích và lĩnh vực sử dụng mà các thiết bị nâng hạ có kết cấu khác nhau nhưng đều phải đảm bảo chức năng nâng hạ và di chuyển các sản phẩm hàng hóa theo yêu cầu đảm bảo an toàn, đạt hiệu quả. Để chế tạo ra các máy móc, thiết bị là cả một quá trình gồm nhiều công việc như thiết kế, chế tạo, lắp ráp, kiểm tra, hiệu chỉnh Trong đó để chế tạo các chi tiết, kết cấu đảm bảo chất lượng, năng suất thì việc xây dựng quy trình chế tạo hợp lý vô cùng quan trọng, nó quyết định chất lượng của sản phẩm. Để đánh giá kết quả học tập của bản thân trước khi ra trường em được giao đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo khung thiết bị nâng hạ sử dụng trong xưởng thực hành”. Qua việc thực hiện đề tài giúp em củng cố, hoàn thiện kiến thức chuyên ngành, cơ sở ngành và làm quen với công việc thiết kế chế tạo, nâng cao tư duy nghề nghiệp để vận dụng vào thực tế sản xuất. 1.2. Tổng quan về thiết bị nâng hạ di động: 1.2.1. Chức năng của thiết bị nâng hạ: Thiết bị nâng hạ là loại máy dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp móc treo hoặc thiết bị mang vật gián tiếp như gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu… Máy nâng chủ yếu phục vụ các quá trình nâng vật thể có khối lượng tương đối lớn. Đặc điểm làm việc của các cơ cấu máy nâng hạ là ngắn hạn, lặp đi lặp lại và có thời gian dừng. Chuyển động chính của máy là nâng hạ vật theo phương đứng, ngoài 5 ra còn 1 số chuyển động khác như chuyển động quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang (máy nâng hạ cần). Bằng sự phối hợp các chuyển động, máy có thể dịch chuyển vật đến bất cứ vị trí nào trong không gian làm việc của nó. Có thể nói thiết bị nâng hạ có chức năng chính là thay đổi vị trí của đối tượng công tác, giảm sức lực con người nâng cao hiệu quả, năng suất, chất lượng trong quá trình sản xuất. 1.2.2. Cấu tạo chung của thiết bị nâng hạ di động trong xưởng Thiết bị nâng hạ rất đa dạng và có rất nhiều kết cấu khác nhau song nhìn chung nó gồm các bộ phận chính sau: - Phần khung: phần khung được chế tạo bằng thép, có hình dạng, kích thước khác nhau, phù hợp với không gian, tính chất công việc và đối tượng mà chúng phục vụ. Phần khung là xương sống, là bộ phận chịu tải của cả máy nâng mà trong quá trình làm việc trọng lượng các cơ cấu cơ khí, tải trọng nâng chuyền đến. - Bộ phận nâng hạ: được lắp đặt trực tiếp trên bộ phận khung và thực hiện chức năng nâng hạ, di chuyển hoặc quay máy nâng, thay đổi tầm với. Các bộ phận này có thể là pittong, thuỷ lực, khí nén, dây xích, cáp - Bộ phận điều khiển: thiết bị nâng có thể được điều khiển bằng động cơ điện hoặc điều khiển bằng tay Bộ phận này có tác dụng điều chỉnh vị trí của vật nâng trong quá trình nâng hạ để ta thuận tiện đưa chúng đến nơi, vị trí làm việc. - Bộ phận di chuyển: bộ phận này giúp di chuyển thiết bị nâng hạ đến vị trí thuận tiện cho quá trình làm việc, thiết bị nâng có thể di chuyển bằng ray hoặc bánh xe. Người ta phối hợp các chức năng của các bộ phận trên với nhau để nâng hạ, di chuyển vật trong không gian mà máy nâng có thể thao tác. 1.2.3. Phân loại thiết bị nâng hạ Thiết bị nâng hạ rất đa dạng do dó cũng có rất nhiều cách để phân loại thiết bị nâng hạ. Sau đây em sẽ phân loại thiết bị nâng hạ theo một số cách: 1.2.3.1. Phân loại theo phạm vi sử dụng: a. Thiết bị nâng hạ sử dụng trong nhà máy, phân xưởng cơ khí: * Cẩu trục 6 Hình 1.1. Cầu trục tren sử dụng trong các kho xưởng, nhà máy. Cầu trục được dùng chủ yếu trong các phân xưởng, nhà kho, bến bãi để nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn. Cầu trục có thể nâng hạ và vận chuyển hàng theo yêu cầu tại bất cứ điểm nào trong không gian nhà xưởng. Cầu trục có công dụng chung: loại này dùng chủ yếu với móc treo dể xếp dỡ, lắp ráp và sửa chữa máy móc. Cầu trục chuyên dùng: loại này được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng và có chế độ làm việc rất nặng. * Xe nâng Hình 1.2. Xe nâng hàng bằng động cơ thủy lực Sức nâng: 4,000kg - 7,000kg; Chiều cao nâng: 3,000mm - 6,000mm; Động cơ: xăng gas (LPG) TOYOTA 1FZ-E; 7 Có rất nhiều loại xe nâng như: xe nâng dầu, xe nâng xăng, xe nâng gas, xe nâng điện Nhưng nhìn chung chúng đều có đặc điểm là có thể làm việc trong nhiều điều kiện về môi trường, phạm vi làm việc rộng, di chuyển nhanh * Cẩu nâng di động Đặc điểm của cẩu nâng di động là thuận tiện trong quá trình di chuyển, khối lượng vật nâng không quá lớn, dễ dàng thao tác, kích thước tương đối nhỏ gọn thường được sử dụng trong xưởng cơ khí, xưởng thực hành. Hình 1.3. Cẩu nâng tay mini JTC EC 1009 - Thông số kỹ thuật: Kết cấu thép vững chắc. Tại đầu cần trục lồng có xích chịu lực 3/8’’ và móc bằng thép đã được tôi. Chân đế có thể gập được tiết kiệm không gian xưởng khi không sử dụng đến. Pittông thủy lực đường kính lớn, đẩy nhanh dần tạo ra sức nâng 5 tấn. Trọng lượng: 98 kg b. Thiết bị nâng hạ dùng trong lĩnh vực xây dựng, lắp máy: Nhóm thiết bị này có các loại như cần trục tháp, cần trục tự hành, cần trục thiếu nhi Máy nâng kiểu cần còn gọi là cần trục, vị trí của vật được xác định theo hệ tọa độ trụ (R, Ø, Z). Để xác định vị trí của vật cần thay đổi 3 thông số: bán kính R, qóc 8 quay trong mặt phẳng ngang Ø và độ cao z. Đặc điểm của loại thiết bị này là có khả năng nâng cao, tầm với dài, vật nâng có khối lượng tương đối lớn Hình 1.4. Cần nâng 9 Hình 1.5. Xe cần cẩu Với cần cẩu siêu bền, chiếc xe có thể cẩu những xe ô tô, máy móc có trọng lượng vài chục tấn trong những không gian rất chật hẹp mà những chiếc cần cẩu hàng hóa thông thường khó thực hiện được c. Thiết bị nâng hạ dùng trong bốc rỡ hàng hóa Thường thường ta hay gặp các loại thiết bị này tại các bến cảng, bến tàu, nhà kho Đặc điểm của loại náy này là có công suất làm việc lớn, có thể làm việc liên tục trong thời gian dài, có kết cấu lớn 10 [...]... 100%, bảo hành ty 5 năm, bảo hành phốt 2 năm * Bàn nâng - Bàn nâng chế tạo tại Việt Nam theo tiêu chuẩn USA , Bàn nâng được thiết kế với khả năng chống trượt cao Chúng thường được dùng trong phân xưởng sửa chữa, lắp ráp 12 Hình 1.8 Bàn nâng cố định * Cẩu nâng 2 trụ phần dưới Hình 1.9 Cẩu nâng 2 trụ cổng dưới Thông số kỹ thuật Loại cầu nâng 2 trụ không cổng Công suất nâng: 4 tấn ; Chiều cao nâng: 1800mm... kN 2.1.4 Phân tích kết cấu 2.1.4.1.Kết cấu chung: Khung thiết bị nâng hạ trong xưởng thực hành gồm 13 chi tiết, được chế tạo chủ yếu bằng thép tấm thông qua việc tạo hình các chi tiết bằng cắt, sấn, uốn, khoan rồi hàn lại với nhau tạo ra độ bền và độ cứng vững cần thiết Các chi tiết của khung được lắp ghép với nhau chủ yếu bằng công nghệ hàn nóng chảy và mối ghép bulông tạo ra khung đủ bền và có độ... tạo Chọn vật liệu là công việc rất qua trọng trong chế tạo các kết cấu vì nó quy t định yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế của sản phẩm Vì vậy khi chọn vật liệu phải căn cứ vào điều kiện làm việc của kết cấu và công nghệ chế tạo kết cấu Qua việc phân tích nguyên lý làm việc và phân tích kết cấu ta thấy thiết bị trong xưởng thực hành thường nâng vật có khối lượng nhỏ, độ cao nâng thấp lên mức độ nguy... tạo từ nhôm chất lượng cao, thiết kế gọn nhẹ + Hệ thống điều khiển được ứng dụng công nghệ điều khiển bằng bán dẫn, ống dẫn khí sản xuất trên quy trình sản xuất hiện đại.Các đầu nối nhanh tăng tính cơ động cho xe cắt 34 + Trang bị thanh compa cho cắt các đường tròn đường kính >200mm - Ứng dụng cắt các sản phẩm trong các nghành công nghiệp: đóng tầu, dầu khí và các nghành công nghiệp khác - Máy khoan... Thời gian nâng: 52s ; Thời gian hạ: 22s Công suất Motor: 2.2kw ; Nguồn cung cấp: 380V/220V Chiều cao trụ nâng: 2826mm ; Chiều rộng 2 trụ nâng: 3200mm 13 Chiều rộng toàn bộ trụ nâng: 3420mm b Di động: Những thiết bị này có tính cơ động cao hơn những thiết bị được lắp đặt cố định Ta có một vài ví dụ: * Cổng trục: Cổng trục dùng trong xây dựng, trong các nhà máy Hình 1.10 Cổng trục tại nhà máy và công trường... trọng nâng BXS-10 kg 16 CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ NÂNG HẠ 2.1 Phân tích kết cấu 2.1.1 Hình vẽ kết cấu 12 9 z 8 15 2062 14 11 10 3 4 6 5 1 1418 2046 2 13 7 z Hình 2.1 Hình vẽ kết cấu 17 Bảng 2.1: Các chi tiết của khung thiết bị nâng hạ STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Kí hiệu chi tiết 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Tên chi tiết Dầm chân đế Tấm ốp đế Tấm bích Ốp tăng cứng Tấm bịt... kết cấu yêu cầu + Các mối hàn, các chi tiết của thiết bị nâng không có khuyết tật, đảm bảo độ bền + Kích thước các chi tiết kết cấu phải nhỏ gọn mà vẫn đảm bảo được các tính năng của nó + Phải đảm bảo cho việc bảo dưỡng và sửa chữa trang thiết bị được dễ dàng trong những trừơng hợp cần thiết 31 CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT CỦA THIẾT BỊ NÂNG HẠ 3.1 Chọn vật liệu chế tạo các chi tiết 3.1.1... tại nhà máy và công trường thi công * Xe nâng hàng đẩy tay 14 Hình 1.11 Xe nâng tay Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của xe nâng tay Model NT: Sức nâng: 2000kg (2tấn) Model Tải trọng nâng Chiều cao nâng thấp nhất (mm) Chiều cao nâng cao nhất (mm) Chiều dài càng nâng (mm) Chiều rộng bản càng (mm) Chiều rộng càng nâng (mm) Bánh kép (mm) Bánh lớn (mm) Tự trọng xe nâng tay (kg) Sử dụng bánh xe NT20S/M 2000 75... việc của kết cấu và công nghệ chế tạo ta chọn vật liệu chết tạo kết cấu là thép tấm mác CT38 (TCVN 1695 – 75) tương đương với thép CT3 (TC ГOG380-71) Đây là loại vật liệu có độ bền tường đối đồng thời có tính gia công áp lực tương đối tốt và tính hàn cũng tốt Loại thép này sử dụng rất phổ biến trong chế tạo các kết cấu thép làm việc trong môi trường bình thường, không qua nhiệt luyện Bảng 3.1 Thành phần... việc của thiết bị trong môi trường bình thường không chịu tác động của sự ăn mòn, nhiệt độ các chi tiết của kết cấu chủ yếu chế tạo từ thép tấm, tạo hình bằng công nghệ dập, uốn và lắp ghép với nhau chủ yếu bằng công nghệ hàn nóng chảy Trên cơ sở đó ta chọn vật liệu cần có độ dẻo nhất định, tính hàn tốt đề thuận tiện việc chế tạo song cũng cần đảm bảo độ bền để đáp ứng yêu cầu làm việc của thiết bị 3.1.2 . về thiết bị nâng hạ di động 5 1.2.1 Chức năng của thiết bị nâng hạ 5 1.2.2 Cấu tạo chung của thiết bị nâng hạ di động trong xưởng 6 1.2.3 Phân loại thiết bị nâng hạ 7 1.2.3.1. Phân loại theo phạm. hàn của vật liệu 33 3.2 Quy trình chế tạo các chi tiết 34 3.2.1. Một số thiết bị sử dụng trong quá trình chế tạo 34 3.2.2. Quy trình chế tạo 40 CHƯƠNG IV QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN KHUNG THIẾT BỊ. việc thiết kế chế tạo, nâng cao tư duy nghề nghiệp để vận dụng vào thực tế sản xuất. 1.2. Tổng quan về thiết bị nâng hạ di động: 1.2.1. Chức năng của thiết bị nâng hạ: Thiết bị nâng hạ là loại