Thiết kế dây chuyền cán tôn sóng ngói lợp nhà

Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và kích thướt, trong khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nước n

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước ,nhu cầu của con người ngày càng phong phú

và đa dạng, nhiều công trình ,nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng Do đó nhu cầu sử dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặt biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và kích thướt, trong khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nước ngoài Để có những sản phảm đến với người tiêu dùng có mẫu mã đẹp,kích thướt như

mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “dây chuyền cán tôn tạo song lợp nhà” là cần thiết.

Sau một thời gian dài nghiên cứu ,tìm hiểu dược sự giúp đỡ ,gợi ý của các thầy cô

trong Khoa và sự tận tình hướng dẫn của thầy Trần ngọc Hải em đã chọn và thực hiện đề

tài “Thiết kế dây chuyền cán tôn sóng ngói lợp nhà” Đây là một đề tài tương đối phổ

biến và có tính khả thi cao và cần thiết Nếu sự đầu tư đúng hướng và ngày càng mạnh vào lĩnh vực cơ khí của đất nước như hiện nay thì việc thiết kế chế tạo ra một dây chuyền sản xuất như thế hoàn toàn có thể thực hiện được

Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo nhưng do vốn kiến thức còn hạnchế tài liệu lại khan hiếm, thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phảigiải quyết một nhiệm vụ lớn nên đề tài sẻ không tránh khỏi những sai suất Rất mong sựgóp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài dược hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gởi đến thầy Trần ngọc Hải cùng các thầy cô trong khoa Cơ Khí,

lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 3

Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 1.1 Giới thiệu về tôn s óngong :

1.1.1 Khái niệm :

Trong cuộc sống hiện nay, nhu cầu về tấm lợp ngày càng cao Người ta sản xuất

và sử dụng rộng rải, phổ biến nhất là tôn kim loại Đó là những tấm kim loại được dát mỏng, thường sử dụng với chiều dày từ 0,25mm đến 0,5mm, với chiều rộng từ 0,92m đến 1,22m Tôn sử dụng nhiều làm tấm lợp, che chắn

Hiện nay tôn phẵng được sản xuất thành từng cuộn là chủ yếu,với khối lượng mổi cuộn khoản 5 tấn, chiều dày và chiều rộng nhất định Các loại tôn cuộn thường được nhập khẩu từ nước ngoài như : BHP - ÚC, NKK- NHẬT, ANMAO- ĐÀI LOAN, HÀN

QUỐC Và đã có sẳn lớp bảo vệ oxi hóa thường gọi là tôn mạ màu, tôn mạ kẻm, tôn lạnh Để tăng thêm độ cứng vững và thuận tiện khi sử dụng người ta tạo sóng cho nó và vấn đề tạo sóng là vấn đề cần thiết cho sử dụng Việc tạo sóng tôn cũng là bước công nghệ quan trọng và liên quan đến nhiều yếu tố

Tùy thuộc yêu cầu sử dụng mà người ta chọn biên dạng sóng mà tạo sóng thẳng hay sóng ngoái Tôn sóng thẳng có tôn sóng vuông và sóng tròn, loại sóng tròn do trước đây sản xuất theo cỡ nên gây khó khăn trong việc sử dụng

So với các loại tấm lợp ở nước ta thường sử dụng như ngói, nhựa, mirô xi măng, giấy lợp Thì tôn kim loại có nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là loại tôn sóng ( sóng vuông, sóng ngói), sản xuất theo công nghệ mới, cán cắt theo yêu cầu sử dụng và được thể hiện:

- Kích thước gọn nhẹ

- Ít hư hỏng, không thấm nước

- Kết cấu sàn lợp gọn, nhẹ, tiết kiệm được vật liệu (thanh xà bằng gỗ hay thép)

- Tuổi thọ cao

- Bức xạ nhiệt

- Chiều dài tôn theo yêu cầu

Nhờ những ưu điểm trên, cùng với sự phát triển của nền kinh tế mà công nghệ chế tạo tôn được đầu tư phát triển đáp ứng nhu cầu và việc sử dụng tôn ngày càng rộng rải

- Theo công dụng: Loại mái vòm, mái thẳng, tôn lạnh

- Theo biên dạng: Tôn sóng vuông, sóng tròn, sóng ngói

- Theo chiều dày: 0,3mm, 0,4mm, 0,45mm

1.1.3 Vật liệu chế tạ oo :

Vật liệu làm tôn là những tấm thép các bon chất lượng trung bình(σ b≤ 400N/mm2), được

sử dụng rộng rải, sản lượng cao, dể khai thác, dể chế tạo, giá thành hạ

Loại tôn thép các bon kém bền trong môi trường không khí nước mưa Để khắc phục hiện tượng trên người ta thường mạ kẻm, thiếc hoặc sơn màu sau khi đã cán thành tấm

Ngoài tôn thép cácbon người ta còn sử dụng tôn hợp kim hay tôn nhôm Tôn thì bền nhưng giá thành cao, còn tôn nhôm thì nhẹ, dẻo dễ cán bền trong không khí và giá thành cũng cao Hai loại tôn này ít sử dụng

1.2.Các loại máy cán tôn tạo song :

Cho đến nay hầu hết các loại máy cán tole sử dụng ở nước ta đều nhập ngoại, giá thành rất cao, trong khi đó đất nước ta còn khó khăn về kinh tế Do đó để đáp ứng nhu cầu

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 5

về tấm lợp cho người sử dụng với giá thành hạ hơn so với các tấm lợp nhập ngoại, mà độ bền vẫn tương tự nhau

Hiện nay nước ta đã có một vài cơ sở đã tiến hành sản xuất ra các loại máy cán toletạo sóng với giá thành thấp hơn nhiều so với máy nhập ngoại Do vậy sản phẩm tole cán

có giá cả hợp lý, đáp ứng được thị hiếu và nhu cầu sử dụng, sản phẩm tiêu thụ với số lượng ngày càng nhiều hơn, rộng rãi hơn

Việc sản xuất ra các máy cán - uốn tole rẻ tiền, trang bị cho các khu vực còn thoảmãn được điều kiện vận chuyển Vì có những công trình xây dựng yêu cầu tấm lợp cóchiều dài lớn, việc vận chuyển xa sẽ gặp nhiều khó khăn Tole phẳng được sản xuất sẵn,

có chiều dài tới 1200 mét, khối lượng gần 5 tấn, được cuộn lại thành cuộn có đường kính

< 1,2m nên dễ vận chuyển Và hiện nay trong nước ta có vài đơn vị sản xuất máy để cungcấp cho thị trường, tại Đà Nẵng có cơ sở sản xuất : công ty điện chiếu sáng Đà nẵng Cácđơn vị này đã sản suất máy cán với giá máy cán chỉ khoảng 1/3 giá nhập ngoại Hơn thếtrong thời gian gần đây các công ty chế tạo máy cán tole còn sản xuất ra các loại máy cántole hai tầng với năng suất cao

1.3.Các thông số các loại tôn thường dùng :

1.3.1 Đối với tole sóng vuông :

+ Tole khổ 914mm tạo tole 7 sóng

1.3.2 Đối với tole sóng ngói :

+ Tole khổ 914mm tạo tole 5 sóng

+ Chiều dài hiệu dụng: 74×10 = 740 (mm)

1.3.4 Đối với tole vòng :

Loại tole này được cán lại vòng sau khi đã cán tạo sóng, quá trình tạo vòng là do cáckhía được tạo trên hai lô cán Bán kính vòng được thay đổi bởi lô cán đầu ra

+ Tole khổ 914mm tạo tole 7 sóng

Hình 1.4 Hình dáng kim loại trước khi cán

*/ Sau khi cán tạo sóng

Kim loại bi biến cứng, bề mặt bị trầy xước, xuất hiện vết nứt tế vi, đôi khi tấm lợpcòn bị rách, đứt Ta quan sát trên kính hiển vi và thấy hình dạng của chúng như sau

Hình 1.5 Hình dáng kim loại sau khi cán

1.5.Nhu cầu sử dụng :

Trước đây do nhu cầu chất lượng cuộc sống thấp, công nghệ chưa phát triển, vấn

đề tấm lợp chưa được quan tâm Cùng với thời gian loại tấm lợp bằng tôn được ra đời, được cải thiện lần, và đã sản xuất ra những loại tấm đã tạo lượn sóng sẳn và có các kích thước nhất định Nhưng loại này giá thành cao, không thuận lợi cho sử dụng,nên nhu cầu

sử dụng còn hạn chế

Ngày nay cùng với sự phát triển chung của khoa học kỷ thuật, sự hội nhập và hợp tác, đầu tư sản xuất Nền kinh tế nước ta đã từng bước phát triển, đưa tiến độ khoa học vào thực tế sản xuất, đời sống dần dần được nâng cao Từ đó nảy sinh nhiều nhu cầu thiết yếu vấn đề xây dựng cơ bản, kết cấu hạ tầng ngày càng nhiều Do vậy vấn đề sử dụng tấmlợp mà nhất là tôn ngày càng nâng lên Nó đặt ra một số yêu cầu mới về giá cả màu sắc vàmẫu mã Đáp ứng yêu cầu đó các nhà sản suất đã đầu tư nghiên cứu và ra được tôn tấm phẳng quấn thành cuộn với nhiều màu sắc kích thướt ngang cũng như độ dày của tôn

Để tiện lợi đưa vào sử dụng người ta chế tạo ra máy cán tạo sóng từ tôn phẳng và cắt chiều dài theo yêu cầu Hiện nay tôn sóng được sản suất và bày bán rộng rãi trên thị trường với nhiều màu sắc và chủng loại đa dạng như tôn chịu nhiệt, tôn sóng vuông, tôn sóng tròn, tôn sóng ngói, tôn mái vòm Tôn sóng có nhiều cỡ song, kích thước chiều ngang từ 0,92m đến 1,22m Nên việc lựa chọn loại tôn đểù sử dụng rất dể dàng

Nhìn chung việc lựa, sử dụng loại sóng tôn (sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói)

nó còn tùy thuộc vào đặc điểm lối kiến trúc của công trình xây dựng Đa số hiện nay người ta sử dụng tôn sóng thẳng (Sóng vuông, sóng tròn) và nó phù hợp thẩm mỹ với nhà thông dụng và công nghiệp Cùng chủng loại tôn nhưng tôn sóng ngói có giá thành cao hơn một ít Tôn sóng ngói dùng phù hợp với những nhà có kiến trúc hiện đại ( 4 mái, 6 mái), biệt thự, hoặc các kiểu kiến trúc cổ mà về yêu cầu thẩm mỹ không thể thay bằng tônsóng thẳng được, nên nhu cầu sử dụng tôn sóng ngói ít hơn Trong tương lai theo đà phát triển, nhu cầu về thẩm mỹ thì tôn sóng ngói cũng có triển vọng cao Một đặc điểm nữa của tôn sóng ngói là nó chỉ lợp một chiều nên khi sử dụng lợp các phần chéo thì phải bỏ một phần diện tích tôn

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 9

Chương 2CÔNG NGHỆ UỐN TÔN TẠO SÓNG2.1 Yêu cầu chung của máy uốn tôn tạo sóng.

Máy uốn tôn tạo sóng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Máy phải làm thay đổi kết cấu kim loại (phôi liệu) từ thép tấm phẳng thành biêndạng tôn theo ý muốn, có thể là sóng vuông hay sóng ngói, thẳng hay cong.

- Máy làm việc phải cho hiệu quả và năng suất cao nhất, đảm bảo chất lượng tấmlợp là tốt nhất, phế phẩm là ít nhất

- Các máy uốn tôn đều uốn tôn theo phương pháp uốn nguội, do vậy trục uốn phải

có độ cứng vững cao, có độ bóng cao

- Số sóng trên 1 tấm tôn thường dùng là 5 sóng, 7 sóng, 9 sóng, 11 sóng

- Tạo hình dáng tôn ít gây sai số biên dạng, kích cỡ

- Tấm lợp phục vụ cho nhu cầu che nắng, che mưa, trang trí, nên yêu cầu tấm lợp

về mùa nắng phải chịu được nhiệt độ do mặt trời chiếu vào, về mùa mưa thì phải giảiquyết vấn đề thoát nước, tránh thấm nước Tôn phải có độ bền thích hợp để tránh trườnghợp gió mạnh làm hư hỏng, rách, đứt,

2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình biến dạng dẻo kim loại

2.2.1 Các loại biến dạng trong kim loại

Các vật liệu kim loại nói chung khi chịu tác dụng của ngoại lực sẽ biến dạng theo bagiai đoạn đựoc thể hiện trên biểu đồ kéo hình 2.1:

Hình 2.1 Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng

- Biến dạng đàn hồi (đoạn OA): là biến dạng kim loại xảy ra khi lực tác dụng chưavượt quá giới hạn đàn hồi, khi thôi tác dụng lực, lượng biến dạng bị mất đi và kim loại trở

về trạng thái ban đầu Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là tuyến tính và tuân theo địnhluật Hooke

- Biến dạng dẻo (đoạn AB): là biến dạng xẩy ra khi lực tác dụng vượt quá giới hạnđàn hồi, sau khi thôi tác dụng lực kim loại tồn tại biến dạng dư Đặc điểm của giai đoạnnày là lực không tăng trong khi biến dạng vẫn tăng

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 11

σ b σ

σ th

σ ch

O

A T

B

C

ε%

ε

- Biến dạng phá hủy (đoạn BC): là biến dạng khi có lực tác dụng vượt quá giới hạnbền của vật liệu, lượng biến dạng vẫn tiếp tục xẩy ra, cho đến khi không cần đến lực tácdụng vẫn có biến dạng dư và cuối cùng vật liệu bị phá huỷ.

Quá trình biến dạng dẻo trong kim loại gồm biến dạng dẻo trong đơn tinh thể và biến dạng dẻo trong đa tinh thể

a) Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể

Lực tác dụng vào vật thể được phân thành hai loại lực là lực pháp tuyến N và lực tiếptuyến τ Chỉ có lực tiếp tuyến mới gây nên sự biến dạng dẻo trong kim loại Trên hình 2.2giới thiệu hình học của quá trình trượt và song tinh trong đơn tinh thể Khi τ < τth kim loại

xẩy ra biến dạng đàn hồi, mạng tinh thể bị nghiêng một góc tức thời γ ứng với biến dạngđàn hồi khi chịu tác dụng của ngoại lực (hình 2.2.b) Khi thôi tác dụng lực, mạng tinh thể

sẽ quay lại như mạng tinh thể ban đầu và không xảy ra biến dạng dư Khi τ > τth ngoàibiến dạng đàn hồi, trong đơn tinh thể xuất hiện sự biến dạng dẻo (hình 2.2.c) Khi bỏ tácdụng ngoại lực, trong mạng tinh thể sẽ xuất hiện sự biến dạng dư với ít nhất là một đơn vịthông số mạng (hình 2.2.d) Sự biến dạng trong đơn tinh thể xảy ra theo 2 hình thức: trượt

và song tinh

- Trượt là sự dịch chuyển một phần tinh thể đi một khoảng cách bằng số nguyênlần hằng số mạng trên mặt phẳng xê dịch và song song với phần còn lại Mặt phẳng xẩy ra

sự xê dịch gọi là mặt trượt, đó là những mặt có mật độ sắp xếp nguyên tử lớn (hình 2.2.c)

- Song tinh là sự dịch chuyển một phần tinh thể đi khoảng cách bằng số lẻ lần hằng

số mạng, khi đến vị trí mới các nguyên tử đối xứng với phần còn lại của mạng tinh thểqua mặt đối xứng còn là mặt song tinh (hình 2.2.e)

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 12

ττ

γ

ττ

τ

Hình 2.2 Sơ đồ hình học trượt và song tinh trong đơn tinh thể a) Mạng tinh thể bình thường; b) Mạng tinh thể biến dạng đàn hồi; c) Mạng tinh thể trượt có biến dạng đàn hồi; d) Mạng tinh thể sau khi trượt; e) Mạng tinh thể song tinh.

b) Biến dạng dẻo trong đa tinh thể

Biến dạng dẻo trong đa tinh thể xẩy ra trước hết trong nội bộ từng đơn tinh thể (thường

là các hạt kim loại), sau đó mới biến dạng giữa các đơn tinh thể

- Quá trình thứ nhất xẩy ra biến dạng dẻo trong từng đơn tinh thể (hạt kim loại)tuân theo quy luật trượt và song tinh Những hạt kim loại nào có hướng sắp xếp thuận lợivới lực tác dụng sẽ xảy ra sự trượt và song tinh trước, những hạt nào có mạng tinh thể sắpxếp ít thuận lợi hơn sẽ xảy ra sự trượt và song tinh sau, thậm chí có những hạt không xảy

ra trượt và song tinh

- Quá trình thứ hai xảy ra biến dạng giữa các hạt kim loại với nhau Quá trình nàyxảy ra chủ yếu trên biên giới hạt kim loại, làm vỡ nát hạt, cấu trúc mạng tinh thể trên biêngiới hạt kim loại bị xô lệch làm cho sự trượt và song tinh khó xảy ra vì vậy vật liệu bịbiến cứng, trở nên dòn và dễ bị phá huỷ

2.2.2 Tính dẻo của kim loại

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoạilực mà không bị phá huỷ Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt các nhân tố khácnhau như: thành phần và tổ chức kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất

dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử khácnhau chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt Đối với các hợp kim, kiểu mạng thường phứctạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức cản trở sự biếndạng, do đó tính dẻo giảm Thông thường kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc nhiều pha,

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 13

các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt làm tăng xô lệch mạng cũng làm giảm tínhdẻo của kim loại.

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại khi tăng nhiệt độtính dẻo tăng, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khảnăng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn Một số kim loại

và hợp kim ở nhiệt độ thường tồn tại ở pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thìhình thành pha có độ dẻo cao

Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất

dư lớn làm cho tính dẻo của kim loại giảm mạnh (hiện tượng biến cứng) Khi nhiệt độkim loại đạt từ 0,25÷0,30Tnc (nhiệt độ nóng chảy) ứng suất dư và xô lệch mạng giảm làmcho tính dẻo của kim loại phục hồi trở lại (hiện tượng phục hồi) Nếu nhiệt độ nung đạttới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau khikết tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện hơn nên tính dẻo tăng Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại khi chịuứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịuứng suất kéo Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kimloại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

2.2.3 Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo

Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suấtchính sau:

Hình 2.3 Ứng suất tác dụng lên phần tử kim loại

- Ứng suất đơn : τmax = σ1/2 (2.1)

- Ứng suất phẳng: τmax = (σ1 - σ2)/2 (2.2)

- Ứng suất khối :τmax = (σmax - σmin)/2 (2.3)Nếu σ1 = σ2 = σ3 thì τ = 0 và không có biến dạng Ứng suất chính để kim loại biến dạngdẻo là giới hạn chảy (σch)

Điều kiện biến dạng dẻo:

- Khi kim loại chịu ứng suất đơn:

⇒ Các phương trình trên gọi là các phương trình dẻo

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thế năng của biến dạng đàn hồi:

A = A0 + Ah (2.7)Trong đó:

A0: thế năng để thay đổi thể tích vật thể (trong biến dạng đàn hồi thể tích của vật thểtăng lên, tỉ trọng giảm xuống)

Ah: thế năng do thay đổi hình dáng vật thể

Trạng thái ứng suất khối, thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Hooke được xác định:

Α = (σ1ε1 + σ2ε2 + σ3ε3)/2 (2.8)Trong đó: ε là độ biến dạng dài của vật liệu

Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Hooke:

ε1= E1 [σ1 − µ(σ2 + σ3)] (2.9)

ε2= E1 [σ2 − µ(σ3 + σ1)]  (2.10)

ε3= E1 [σ3 − µ(σ1 + σ2)] (2.11) Trong đó: µ - là hệ số Poisson (đối với thép µ = 0,25 ÷ 0,33)

Theo (2.8) thế năng của toàn bộ biến dạng được biểu thị:

2

1

1 3 3 2 2 1

2 3

2 2

Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tổng biến dạng trong

3 hướng vuông góc:

) (

2 1

3 2 1 3

V

(2.12)Trong đó: E - môđun đàn hồi của vật liệu

V - thể tích của phân khối sau khi biến dạng

Thế năng để làm thay đổi thể tích:

6

213

)(

3 2 1

0 = ∆ σ +σ +σ = − µ σ +σ +σ

E V

V

A (2.13)Thế năng dùng để thay đổi hình dáng vật thể:

Ah = A - A0 = [( ) ( ) ( ) ]

6

1 3

2 3 2

2 2

2 3 2

2 2

(σ −σ + σ −σ + σ −σ -2σ0= const

Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo

Khi các kim loại biến dạng ngang không đáng kể thì theo (2.8) ta có thể viết:

σ2 = µ(σ1+σ2) (2.16)Khi biến dạng dẻo (không tính đến biến dạng đàn hồi) thể tích của vật không đổi, vậy ∆V

= 0

Từ (2.13) ta có: ( ) 0

6

2 1

3 2

1 + + =

− µ σ σ σ

E

Từ đó ta có : 1 − 2µ = 0, vậy µ = 0,5 (2.17)

Từ (2.16) và (2.17) ta có:

2

3 1 2

σσ

σ = + (2.18) Vậy phương trình dẻo có thể viết:

20 40 60 80 δ%

Độ giãn dài δ

%

10080604020 0

2.2.4 Biến dạng dẻo của kim loại trong trạng thái nguội

Thực tế cho thấy với sự gia tăng mức độ biến dạng nguội thì tính dẻo của kim loại sẽgiảm và trở nên giòn khó biến dạng

Hình vẽ dưới đây trình bày đường cong về mối quan hệ giữa các tính chất cơ học của thép

và mức độ biến dạng rất rõ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mất hếttính dẻo

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 17

Hình 2.4 Mối quan hệ giữa các tính chất cơ học và mức độ biến dạng

2.3 Lý thuyết về dập tấm và công nghệ dập tấm

2.3.1 Khái niệm về dập tấm

Quá trình công nghệ là toàn bộ các tác động trực tiếp làm thay đổi hình dạng, kíchthước, tính chất và trạng thái của phôi ban đầu để đạt được mục đích nào đó Quá trìnhcông nghệ bao gồm những nguyên công và được sắp xếp theo một trình tự nhất định Dập tấm là một phần của quá trình công nghệ bao gồm nhiều nguyên công công nghệkhác nhau nhằm làm biến dạng kim loại tấm để nhận được các chi tiết có hình dạng vàkích thước cần thiết với sự thay đổi không đáng kể chiều dày của vật liệu và không có phếliệu ở dạng phoi

Dập tấm thường được thực hiện với phôi ở trạng thái nguội (nên còn gọi là dập nguội)khi chiều dày của phôi nhỏ (thường S ≤ 4 mm) hoặc có thể phải dập với phôi ở trạng tháinóng khi chiều dày của vật liệu lớn (S > 4 mm)

Nguyên công là một phần của quá trình công nghệ được thực hiện bởi một hay một sốcông nhân ở một vị trí nhất định trên một máy bao gồm toàn bộ những tác động liên quan

để gia công phôi đã cho Ví dụ như cắt hình, đột lỗ, dập vuốt, uốn, v.v

- Sản phẩm dập tấm có độ cứng vững và khẳ năng lắp lẫn cao.

- Có thể dập được các vật dập phức tạp với hình thức đẹp, có độ bóng bề mặt sảnphẩm cao

- Năng suất sản xuất cao, dễ cơ khí hoá và tự động hoá

- v.v

- Khi biến dạng tấm mỏng để nhận được vật dập hình dáng phức tạp, cần phải trảiqua nhiều bộ khuôn dập, giá thành chế tạo bộ khuôn cao nên khi sản xuất với số lượnglớn giá thành sản phẩm sẽ giảm đi

2.3.2 Sự thay đổi tính chất của thép tấm theo thời gian và trong quá trình gia công a) Sự hoá già do biến dạng

Hệ quả của hoá già kim loại là làm giảm tính dẻo và nâng cao tính bền của kim loại Vìvậy kim loại trở nên dòn và kém dẻo Xu hướng của sự hoá già kim loại khi biến dạng tuỳthuộc vào thành phần nitơ tự do chứa trong thép và đặc biệt là cacbon trong nền cứng(pherit) Trong quá trình hoá già, các nguyên tử cacbon và nitơ khuếch tán và tập trung

vào các vùng biến dạng của mạng tinh thể, xung quanh lệch Điều đó cản trở sự di chuyểncủa lệch và gây khó khăn cho quá trình biến dạng dẻo Sự hoá già biến dạng xảy ra khôngđồng đều, trước tiên nó làm tăng độ cứng của kim loại tại các vùng có mật độ các nguyên

tử nitơ và cacbon cao, chủ yếu là ở mặt trượt, tại đây đặc biệt có nhiều lệch

b) Mặt trượt

Mặt trượt xuất hiện trên bề mặt của các chi tiết, nhất là khi dập các chi tiết không sâuvới mức độ biến dạng nhỏ (5 ÷ 10%), làm giảm độ nhẵn bóng bề mặt Sự xuất hiện cácmặt trượt có liên quan đến tính chất cơ học không đồng đều của phôi Sự không đồng đềunày là do sự hoá giá trong quá trình biến dạng xảy ra Trên bề mặt của chi tiết sau khi dập

có thể quan sát thấy những phần lồi lõm tương ứng với mặt trượt

c) Sự phát sinh hiện tượng ăn mòn (gỉ)

Trong quá trình biến dạng dẻo nguội kim loại xảy ra sự hoá bền Sự hoá bền cùng vớimột số hiện tượng khác làm cho khả năng chống ăn mòn của kim loại bị giảm đi Tuyvậy, do những điều kiện không giống nhau, sự thay đổi hình dạng của các vùng phôi kềnhau sau khi bỏ ngoại lực tác dụng sẽ phát sinh những ứng suất dư tế vi loại một Nhữngứng suất dư này khi có sự ăn mòn sâu vào các tinh thể sẽ làm suy yếu liên kết ở biên giớigiữa các hạt và có thể gây ra những “mầm” giòn tự phát của các sản phẩm kim loại hoặccủa các bán sản phẩm

b) Nhóm nguyên công tạo hình

Nguyên công tạo hình là những nguyên công dịch chuyển một phần kim loại của phôiđối với phần còn lại mà phôi không bị phá huỷ Nhóm nguyên công tạo hình này gồm:

- Nguyên công uốn

- Nguyên công dập vuốt

- Nguyên công uốn vành

- Nguyên công tóp miệng

- Nguyên công miết

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 19

- Nguyên công giãn phồng.

- Nguyên công in nổi

2.4 Lý thuyết về quá trình uốn kim loại

2.4.1 Quá trình uốn

Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong công nghệ dập nguội, uốn

tức là biến phôi phẳng (tấm), tròn, dây hay ống thành những chi tiết có hình cong hay gấpkhúc, hình dạng khác

Phụ thuộc vào hình dáng và kích thước vật uốn, dạng phôi ban đầu, đặc tính của quátrình uốn trong khuôn, uốn có thể tiến hành trên máy ép lệch tâm, ma sát hay thủy lực, đôikhi có thể tiến hành trên các dụng cụ uốn bằng tay hoặc trên các máy chuyên dùng

2.4.2 Đặc điểm của quá trình uốn

Đặc điểm của quá trình uốn kim loại là khi uốn các kim loại tấm để đạt được những chitiết có kích thước và hình dạng cần thiết, người ta nhận thấy rằng với tỷ số chiều rộng vàchiều dày của phôi khác nhau, với mức độ biến dạng khác nhau (tỷ số giữa bán kính uốn

và chiều dày vật liệu khác nhau) và giá trị góc uốn khác nhau thì quá trình biến dạng xảy

ra tại vùng uốn cũng có những đặc điểm khác nhau

- Tại vùng uốn các thớ ngang vẫn phẳng và vuông góc với trục phôi

- Các thớ dọc bị biến dạng khác nhau ở hai phía của phôi, các lớp kim loại ở phíatrong góc uốn (phía bán kính nhỏ) thì bị nén và co ngắn theo hướng dọc, đồng thời bị kéo

và giãn dài theo hướng ngang Các lớp kim loại ở phía ngoài góc uốn (phía bán kính lớn)thì bị kéo và giãn dài theo hướng dọc và đồng thời bị nén và co ngắn theo hướng ngang,tạo thành độ cong ngang

- Khi uốn những dải phôi rộng (b>2S), chiều dày vật liệu giảm, mặt cắt ngang củaphôi bị thay đổi không đáng kể, có thể coi như không đổi bởi vì trở lực biến dạng của vậtliệu có chiều rộng lớn chống lại sự biến dạng theo hướng ngang Khi đó các lớp kim loại

ở phía trong góc uốn chỉ bị nén và co ngắn theo hướng dọc còn các lớp kim loại ở phíangoài góc uốn chỉ bị kéo và giãn dài theo hướng dọc

- Khi uốn với mức độ biến dạng lớn, các lớp kim loại ở phía ngoài phôi bị kéo vàgiãn dài đáng kể, dễ gây ra hiện tượng nứt, gẫy Vì vậy khi cắt phôi uốn cần phải chú ý bốtrí sao cho đường uốn vuông góc với thớ uốn của phôi, tránh để đường uốn song song vớithớ uốn

- Tại vùng uốn có những lớp kim loại bị nén và co ngắn lại đồng thời có những lớpkim loại bị kéo và giãn dài theo hướng dọc Vì vậy giữa các lớp đó thế nào cũng tồn tại

một lớp có chiều dài bằng chiều dài ban đầu của phôi Lớp này gọi là lớp trung hoà biếndạng Lớp trung hoà biến dạng là cơ sở tốt nhất để xác định kích thước của phôi khi uốn

và xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép

a)

b)

Hình 2.5 Biểu hiện của lớp trung tính a) Trước khi uốn; b) Sau khi uốn

- Khi uốn với bán kính uốn lớn, mức độ biến dạng ít, vị trí lớp trung hoà biến dạngnằm ở giữa chiều dày của dải phôi Nghĩa là bán kính cong ρbd củalớp trung hòa được xácđịnh theo công thức sau:

ρbd = r + S/2 (2.24)

Trong đó : ρbd : bán kính cong của lớp trung hoà

r : Bán kính uốn

S : Chiều dày vật liệu

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 21

b

Hình 2.6 Bán kính cong của lớp trung hoà

- Khi uốn với mức độ biến dạng lớn thì tiết diện ngang của phôi thay đổi nhiều,chiều dày vật liệu giảm Khi đó lớp trung hoà biến dạng không đi qua giữa mà bị dịch vềphía tâm cong, ở đây bán kính cong lớp trung hoà được xác định như sau :

)2.(

B tb

bd (2.25) Trong đó: Btb : chiều rộng trung bình của tiết diện uốn, Btb = (B1+B2)/2

B1, B2 : chiều rộng phía trên và phía dưới dải sau khi uốn

B : chiều rộng của phôi ban đầu

B

B tb

: hệ số biến rộng

S : chiều dày vật liệu

r : bán kính uốn phía trong

ξ = S1/S : hệ số biến mỏng

S1 : chiều dày vật liệu sau khi uốn tại điểm giữa cung tròn

Trong thực tế thì bán kính cong lớp trung hoà được xác định như sau:

ρ = r + x.S (2.26) Trong đó: r : bán kính uốn phía trong,

x : hệ số xác định khoảng cách lớp trung hoà đến bán kính uốn phía trong, x phụthuộc vào tỷ số

S r

S

ρ

ρb

d bdr

Để tính toán chiều dài phôi đảm bảo kích thước của chi tiết sau khi uốn thì cần phải:

- Xác định vị trí lớp trung hòa, chiều dài lớp trung hòa ở vùng biến dạng

- Chia kết cấu của chi tiết uốn thành những đoạn thẳng và cong đơn giản

- Tổng cộng chiều dài của các đoạn đó lại Chiều dài của các phần thẳng không thay đổi, còn các phần cong được tính theo chiều dài lớp trung hòa

, chiều dài các lớp trung hoà

- ri : bán kính uốn cong phía trong

α++

= (2.28)

2.4.4 Bán kính uốn lớn nhất và bán kính uốn nhỏ nhất cho phép

Quá trình uốn bán kính uốn phía trong được quy định trong một giới hạn nhất định Nếuquá lớn vật uốn sẽ không có khả năng giữ được hình dáng sau khi thôi tác dụng lực (rakhỏi khuôn) vì chưa đạt đến trạng thái biến dạng dẻo Nếu bán kính uốn quá nhỏ có thểlàm nứt, đứt vật liệu tại tiết diện uốn Do vậy ta có bán kính uốn như thế nào là hợp lý

- Bán kính uốn lớn nhất cho phép được xác định theo công thức :

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 23

ch

S E r

σ2

.max = (2.29) Trong đó : E : môđun đàn hồi vật liệu khi kéo (kG/mm2 )

σch : giới hạn chảy của vật liệu (kG/mm )2

S : chiều dày vật liệu

- Bán kính uốn nhỏ nhất cho phép là giá trị bán kính uốn giới hạn có thể uốn đượcđối với mỗi loại vật liệu Được quy định theo mức độ biến dạng cho phép ở lớp ngoàicùng và được xác định theo công thức:

(1 1)

2min = −

δ

S

r (2.30) Trong đó : δ: độ giãn dài tương đối của vật liệu (%)

Trong thực tế bán kính uốn nhỏ nhất cho phép được xác định theo công thức thực nghiệmđơn giản hơn:

rmin = K.S (2.31)

Trong đó: K : là hệ số tra bảng

S : Chiều dày vật liệu (mm)

Các yếu tố ảnh hưởng đến trị số bán kính uốn

- Cơ tính của vật liệu và trạng thái nhiệt luyện: Nếu vật liệu có tính dẻo tốt và đãqua ủ mềm thì rmin có trị số nhỏ hơn so với khi đã qua biến dạng

- Ảnh hưởng của góc uốn: Cùng một bán kính uốn như nhau nếu góc uốn α càngnhỏ thì khu vực biến dạng càng lớn

- Góc làm bởi đường uốn và hướng uốn: Khi đường uốn vuông góc với hướng uốnthì rmin cho phép nhỏ hơn so với khi đường uốn dọc theo hướng uốn từ 1.5 ÷ 2 lần

- Ảnh hưởng của tình trạng mặt cắt vật liệu: Khi cắt phôi uốn trên mặt cắt có nhiềubavia hoặc nhiều vết nứt thì khi uốn sẽ sinh ra ứng lực tập trung và tại những nơi đó dễsinh ra vết nứt, bởi vậy cần phải tăng trị số rmin lên

2.4.5 Tính đàn hồi khi uốn

Trong quá trình uốn không phải toàn bộ phần kim loại ở phần cung uốn đều chịu biếndạng dẻo mà có một phần còn ở biến dạng đàn hồi Vì vậy khi thôi không còn tác dụng

Pc

B

của lực uốn thì vật uốn không hoàn toàn giữ nguyên như hình dáng của chày và cối uốn,

và đó gọi là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

Hiện tượng đàn hồi thường gây ra sai lệch về góc uốn và bán kính uốn Vì vậy muốn chochi tiết có góc uốn và bán kính uốn đã cho thì ta phải làm bán kính và góc của khuôn vàchày thay đổi một lượng đúng bằng trị số đàn hồi

Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được trị số đàn hồi phụ thuộc chủ yếu vào loại vậtliệu, chiều dày vật liệu, hình dáng chi tiết uốn, bán kính chi tiết uốn tương đối r/S, lực uốn

Hình 2.7 Góc đàn hồi khi uốn

Khi uốn với tỷ số r/S < 10 thì sai lệch chủ yếu là góc uốn, còn bán kính uốn thay đổikhông đáng kể Trị số góc đàn hồi cho sẵn trong sổ tay

Góc đàn hồi được xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật uốn sau khi uốn và góc của chàycối uốn: β = α0 - α (2.32)Trong đó : α : Góc của chày và cối uốn (độ)

α0: Góc của vật uốn khi chưa thôi lực uốn (độ)

Khi uốn với tỷ số r/S > 10 thì sau khi uốn cả góc uốn và bán kính uốn đều bị thay đổi.Khi đó bán kính cong của chày được xác định dựa vào sơ đồ

Hình 2.8 Sơ đồ quá trình uốn

Lực uốn cuối cùng Pc (kG) có là phẳng vật liệu khi uốn hình chữ V được tính theo công

B - chiều rộng vật uốn, mm

q - áp suất để là phẳng kG/mm2

F - diện tích là phẳng dưới chày, mm2

σb - giới hạn bền của vật liệu, kG/mm2

Chương 3

PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

3.1.Tính năng, kỉ thuật của dây chuyền cán

Để có được biên dạng sóng tôn thì trục cán mang các con lăn cán của các dây chuyền cán phải có biên dạng như sóng tô Khi trục cán quay tạo sóng thì vận tốc dài của các vị trí trên con lăn cán sẽ khác nhau Vì đường kính tại các vị trí đó khác nhau Để tôn

ra khỏi dây chuyền cán có vận tốc như đã chọn ( V= 0,25 m/s ) Thì về cơ bản vận tốc điểm tại một vị trí quan trọng chịu áp lực lớn phải bằng vận tốc đó Còn các vị trí còn lại

sẽ xuất hiện , hiện tượng trược tương đối giữa tôn và con lăn cán

Chỉ truyền công xuất cho một trục trong một cặp trục cán của dây chuyền Còn trục cán kia sẽ tự do nhờ áp lực của tôn tác dụng lên sinh ra ma sát nó tạo mô men quay Dây chuyền cán là loại cán hình loại nhẹ , đẻ đơn giản ta truyền công xuất cho 11 cặp ( Dây chuyền có 21 cặp trục ) Do vậy công suất chung của toàn bộ dây chuyền dược tính quy về công suất của 11 bộ truyền bánh vít , trục vít

Biên dạng sóng tôn được tạo nhờ vào 2 con lăn cán Việc thiết kế chế tạo các con lăn cán chia làm 8 loại cho 2 biên dạng và có độ sâu theo số lần cán tạo sóng

Để thuận lợi ta chọn các trục dưới là trục dẩn do vậy các trục dưới có cùng số vòngquay Do đó thuận lợi cho việc chọn tỷ số truyền và thiết kế các bộ truyền trục vít - bánh vít Các con lăn cán được lắp then trên các trục ( Chế tạo trục và con lăn riêng )

Dây chuyền cán tôn phải đảm bảo được yêu cầu nhà thiết kế :

3.2.Thiết lập biến dạng sóng tôn

Chọn thông số biên dạng tôn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều rộng tấm, kích

thướt tole, nhu cầu sử dụng và công dụng của tấm lợp……

Trên thị trường hiện nay thường sử dụng các loại phôi tấm dạng cuộn có kích thước 914(mm) và 1200(mm) với chiều dày từ : 0,2÷0,8 mm Tole cán có số sóng thường là 7 sóng hay là 9 sóng

+Tôn khổ 914mm tạo 5 sóng

+Tôn khổ 1200mm tạo 6 sóng

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 27

Đối với tôn cán khi cung loại quy cách tole phẳng, cùng một loại kích thước nếu cán với số sóng càng ít thì được chiều rộng tấm tôn càng lớn nhưng ngược lại nếu cán nhiều sóng thì độ cứng vững lớn hơn so với cán ít sóng hơn.

● Yêu cầu đối với sản phẩm tôn cán:

+Sản phẩm cán sau khi tạo sóng phải thỏa mãn các yêu cầu về độ cứng vững và

chịu lực, không có vết nứt tại các vị trí thay đổi tiết diện ( những điểm uốn)

+ Sản phẩm không bị trầy, xướt hỏng lớp bảo vệ chống oxi hóa (sơn hay mạ kẽm), không bị co kéo tạo ra vết nhăn những biến dạng không đồng điều trên bề mặt

+ Sản phẩm phải có chất lượng tốt, và giá thành hạ

+ Phải đảm bảo yêu cầu sử dụng và tính thẩm mĩ của sản phẩm

3.2.2 Dựng hình tạo sóng tôn.

Việc dựng sóng tôn đàu tiến để cán ta chọn sóng tôn giữa vì có những đặc điểm

sau:

+ Tránh hiện tượng cán chéo đi một góc

+ Kim loại biến dạng điều hơn

+ Có khả năng cứng vững cao hơn khi cán sóng tiếp theo

+ Lực cán nhỏ

+ Khả năng phá hỏng thấp.

Cần tìm ra quy luật tuần tự và tính toán thích hợp cho toàn bộ biên dạng Bắt đầu

từ việc xác định thông số của cả biên dạng sóng tôn Tiến hành phân tích hai biên dạng sau :

+Biến dạng nhô cao :

Hình 3.2 Biên dạng sóng nhô lên

Sau các lần cán ta được chiều cao a1 theo yêu cầu, bán kính cong R không đổi , và tương ứng với chiều dài l1 (dây cung l1)

Từ hình vẽ, xét quan hệ giữa các thông số ta thấy như sau:

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 29

Đây là sóng tôn giữa, sau đó bố trí các lô cán cho các sóng nhô cao này ở hai bên, việc xác định các kích thước biên dạng cho các sóng loại này chỉ kéo tôn về 1 phía và cũng 4 lần cán như trên.

3.3.Các phương án thiết kế, phân tích chọn phương án bố trí con lăn

Số lượng trục cán phụ thuộc vào cách bố trí con lăn tạo sóng trên trục cán Trong

quá trình cán tôn sóng ngói có nhiều phương án bố trí con lăn khác nhau Dựa vào thứ tự sóng tôn cần cán ta đưa ra phương án bố trí con lăn trên trục cán và số trục cán Tuy nhiênchúng ta chọn ra phương án tối ưu nhất để đạt hiệu quả thiết kế máy cao nhất để giá thành

rẻ, kết cấu gọn nhẹ và năng xuất cao

a2

l2

R118

3.3.1 Phương án bố trí con lăn tạo sóng tôn trên truc cán:

Số lượng trục cán phụ thuộc vào cách bố trí con lăn tạo sóng trên trục cán Dựa vào thứ tự sóng tôn cần cán ta đưa ra các phương án bố trí con lăn cán trên trục và số trục cán sau

3.3.1.1.Phương án 1:

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 31

2 4 2

1 4 1 4 3 2 1

3 2 1

Hình 3.6 Bố trí con lăn không đối xứng

3.3.1.3.Phương án 3:

Phân bố đối xứng qua sóng tôn ở giữa Phương án này có n20 cặp trục cán

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 33

Vậy chọn phương án 3 là phương án bố trí các con lăn cán sóng dọc.

Trong phương án này ta bố thêm vào đầu dây chuyền cán một cặp trục mà trên cặp trục này không bố trí con lăn nhằm để đưa phôi vào dể dàng và làm cho phôi phẳng trước khi đưa vào trục cán Trên cặp trục này ta chọn đường kính bằng đường kính danh nghĩa của con lăn

3.3.2 Xác định kích thước con lăn cán:

Muốn xác định kích thước của con lăn cán ta phải lựa chọn đường kính danh nghĩa của các con lăn thông qua vận tốc của sản phẩm khi đi qua dây chuyền Chọn vận tốc sản phẩm là V = 25m/phút

Các con lăn trên trục cán có đường kính không giống nhau và nó theo biên dạng

Hình 3.8 Mô hình con lăn

cán nên có thể đường kính nhỏ và lớn Do vậy khi sản phẩm cán đi qua hai trục cán sẽ có phần vận tốc của tôn khác đi vận tốc dài của con lăn cán Do đó sẽ xuât hiện hiện tượng trượt tương đối giữa tôn và con lăn cán

Từ hình vẽ ta thấy biên dạng ta thấy biên dạng tôn được uốn theo hình có sẳn trên can lăn Nhờ ma sát giữa tôn và các con lăn, nên khi con lăn ở trục dẫn động quay, tôn được chuyển động tịnh tiến động thời cũng dẩn động làm quay trục trên.

Khi thiết kế hệ thống con lăn của cặp trục cán Chú ý đảm bảo cho nó có vận tốc dài bằng nhau tại một số vị trí và không cho chúng làm giản (co) tôn theo chiều dọc, tránh

bị vòm Vận tốc tại đó sẽ là vận tốc tôn để thiết kế máy Ta chọn ở vị trí này làm vận tốc trung bình của con lăn

Máy cán tôn là máy hình loại nhẹ, cán tấm dải chiều dày < 1mm nên tâ chọn đường kính dnh nghĩa của các con lăn D = 150mm, d= 150mm Tính toán cho chiều dày tôn cán là 0,2mm Để tôn ra khỏi hai trục cán phẳng thì số vòng quay của hai trục phải khác nhau

Chọn đường kính trục đở con lăn là φ=70mm

Đường kính cổ trục để lắp ổ đở là φcổ = 50mm

3.3.2.1 Xác định kích thước con lăn cán sóng tôn đầu tiên:

Hình 3.9 Con lăn cán sóng R30

Chọn chiều rộng của con lăn trên B1 =120mm

Chọn chiều rộng của con lăn dưới B2=140mm

Đường kính danh nghĩa : D=150mm , d=150mm

Để có các bước sóng tiếp theo, ta tạo ra con lăn cán có hình dáng tương tự nhưng

về hai phía Để thuận lợi cho việc chế tạo cũng như lắp ráp Ta làm các con lăn thành từngphần riêng lẽ nhau mỗi phần đúng bằng khoản sóng tiếp theo Sau đó lắp ghép lại với nhau thành thành một lô cán hoàn chỉnh thông qua trục chung φ= 70mm và lắp giữ bằng then từng cụm riêng

3.3.2 Xác định kích thước của con lăn thứ 2 biên dạng thấp xuống R118:

Hình 3.10 Con lăn sóng R118

Chọn chiều rộng của con lăn trên B3 = 150mm

Chọn chiều rộng của con lăn dưới B4 = 170mm

3.3.2.3 Xác định kích thước con lăn cán của các sóng tiếp theo:

Tương tự như hai loại sóng trên Các loại sóng sau này cùng kích thước tương tự theo mỗi loại và được bố trí về hai phía đối xứng nhau

Hình 3.11 Biên dạng con lăn

3.4 Thiết kế sơ đồ động học toàn máy.

3.4.1 Thiết kế tính năng kỉ thuật của máy:

Để có được biên dạng sóng tôn thì trục cán mang các con lăn cán của các dây chuyền cán phải có biên dạng như sóng tôn Khi trục cán quay tạo sóng thì vận tốc dài củacác vị trí con lăn sẽ khác nhau Tại vì đường kính tại các vị trí đó khác nhau Để tôn ra khỏi dây chuyền với vận tốc như đã chọn Vấn đề cơ bản là vận tốc điểm tại các vị trí quan trọng chịu áp lực lớn phải bằng vận tốc đó Còn các vị trí còn lại sẽ xuất hiện tượng trượt tương đối giữa tôn và con lăn cán

Ở đây tôn mỏng nên lực cán không lớn chon nên chỉ truyền công suất cho một trong một cặp trục cán của dây chuyền Còn trục kia tự do nhờ áp lực của tôn tác dụng lênsinh ra masat tạo nên momen quay.

Biên dạng sóng tôn tạo ra nhờ hai biên dạng con lăn cán Việc thiết kế chế tạo ra các con lăn cán chia làm 8 loại cho hai biên dạng và có độ sâu theo số lần cán tạo sóng

Để thuận lợi ta chọn trục cán dưới là trục dẫn động do vậy các trục dưới sẽ có cùng

số vòng quay Các con lăn cán được lắp then trên các trục cán Chế tạo trục và con lăn riêng

3.4.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý máy cán tôn

3.4.2.1 Sơ đồ máy cán tôn tạo sóng:

Để tạo hình dáng sóng cho tole theo yêu cầu thì ta có nhiều cách bố trí theo sơ đồ máy để cán Nhưng tùy theo trường hợp cụ thể mà ta có các hình thức bố trí khác nhau sao cho hợp lý nhất, kinh tế nhất , chất lượng sản phẩm là tốt nhất.Thông thường một máycán tole hoạt động máy như sau:

SVTH: Đào minh Chí – Lớp 05C1A trang 39

* Nguyên lý hoạt động:

Phôi cuộn được dặt vào trục quay nhờ thiết bị cầu trục, tấm phôi phẳng được dẫn qua máng 2 , qua dao cắt phẳng đi qua hệ thống trục và con lăn cán Sau khi ra khỏi hệ thống trục và con lăn cán thì tole đã được tạo sóng theo yêu cầu Dao cắt hình làm việc khi nào chiều dài tole cán bằng chiều dài yeu cầu, quả trình cắt chỉ thực hiện khicacs lô cán dừng chuyển động Sau đó đưa sản phẩm tole cán ra băng chứa 9 Dao phẳng cắt rời tole ra khỏi cuộn phôi kết thúc một quá trình hoạt động của máy

Máy được dẫn động bằng một động cơ, thường đặt giữa , và truyên chuyển động về hai phía nên nên kết cấu máy cứng vững nhỏ gọn, tole cán biến dạng đều tạo chất lượng tốt cho sản phẩm tole cán

3.4.3 Chọn phương án truyền động cho dây chuyền

Có hai phương án truyền động cho dây chuyền:

• Phương án truyền động bằng cơ khí

• Phương án truyền động bằng thủy lực