Thép cán đƣợc sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp , công nghiệp , giao thông vận tải , quốc phòng , vũ trụ dầu khí , xây dựng….Vì lẽ đó mà ngành Thép cán rất đƣợc chú ý phát triển ở riêng nƣớc ta và nói chung trên toàn Thế Giới. Đề tài này “THIẾT KẾ MÁY CÁN THÉP VẰN “ . Kích thƣớc của sản phẩm Thép vằn là Ø14.
Thiết kế máy cán thép vằn LỜI CẢM ƠN Sau năm học tập rèn luyện trƣờng Đại học Bách Khoa Tp HCM , đến em nói em thực ƣớc mơ , ƣớc vọng cha mẹ : hoàn thành Luận văn tốt nghiệp để trở thành kỹ sƣ khí Trong suốt thời gian qua , nỗ lực thân , em nhận đƣợc giúp đỡ , ủng hộ lớn từ gia đình , Thầy Cô bạn bè Nhƣng em chƣa lần nói lời cảm ơn đến họ Và , tốt nghiệp , em xin gửi lời cảm ơn vào Luận văn tốt nghiệp Đối với gia đình , không lời diễn tả hết công ơn cha mẹ Cha mẹ dạy dỗ từ lúc bé đến tận cha me chỗ dựa vững cho Vì , ngƣời mà muốn gửi lời cảm ơn chân thành trƣớc tiên cha mẹ Đối với Thầy Cô , Thầy , Cô trƣờng tận tình bảo hƣớng dẫn không kiến thức trƣờng học mà kiến thức xã hội Vì lẽ mà em muốn gửi lời cảm ơn chân thành em đến Thầy , Cô đặc biệt thầy Nguyễn Thanh Nam , ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn Luận văn tốt nghiệp cho em Đối với bạn bè không nói lời cảm ơn sâu sắc tới bạn bạn ngững ngƣời bên động viên , giúp đỡ , chia sẻ buồn , vui Mình không bao giời quên bạn Và cuối , em xin chân thành cảm ơn tất ngƣời ! SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn LỜI MỞ ĐẦU Trong giai đoạn phát triển kinh tế đồng thời với tiến không ngừng Khoa Học Kỹ Thuật , tự động hóa ngày đƣợc mở rộng phát triển Ngành Thép cán ngành sản xuất đóng vai trò quan trọng việc thực đƣờng lối chủ trƣơng công nghiệp hóa đại hóa Đất nƣớc Đảng Nhà Nƣớc ta Nói cách cụ thể Thép cán có mặt khắp nơi đƣợc sử dụng để phục vụ sống ngƣời Thép cán đƣợc sử dụng rộng rãi nông nghiệp , công nghiệp , giao thông vận tải , quốc phòng , vũ trụ dầu khí , xây dựng….Vì lẽ mà ngành Thép cán đƣợc ý phát triển riêng nƣớc ta nói chung toàn Thế Giới Đƣợc đồng ý Khoa Cơ Khí Thầy hƣớng dẫn giao cho đề tài luận văn tốt nghiệp “THIẾT KẾ MÁY CÁN THÉP VẰN “ Kích thƣớc sản phẩm Thép vằn Ø14 Với hƣớng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Thanh Nam , đến , em hoàn thành xong nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp Do kiến thức thời gian có hạn nên luận văn tốt nghiệp tránh đƣợc sai sót nên em mong quý Thầy , Cô bảo để luận văn tốt nghiệp em đƣợc hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trƣờng Đại Học Bách Khoa Tp HCM , Thầy , Cô khoa Cơ Khí Thầy hƣớng dẫn Nguyễn Thanh Nam giúp đỡ em suốt trình vừa qua để em hoàn thành nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp Tp HCM , ngày tháng năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Trọng Nghĩa SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài Luận văn tốt nghiệp “ Thiết kế máy cán thép vằn “ bao gồm chƣơng : Chƣơng : Tổng quan máy cán Thép Chƣơng : Cơ sở lý thuyết cán kim loại Chƣơng : Tính toán thiết kế máy cán Chƣơng : Thiết kế hệ thống phụ trợ SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn Chương TỔNG QUAN VỀ CÁN MÁY CÁN THÉP I Tổng quan máy cán thép Sản phẩm cán Sán phẩm cán khắp nơi , trực tiếp gián tiếp đƣợc dung đời sống ngày để phục vụ ngƣời Ngoài đƣợc dung rộng rãi nông nghiệp , chế biến thực phẩm , công nghiệp , giao thông vận tãi , hóa chất , quốc phòng , vũ trụ , dầu khí , phát truyền hình , xây dựng , cầu đƣờng …vì lẽ mà ngành cán đƣợc ý phát triển mạnh giới Các máy cán khu liên hợp sán xuất cán ngày cáng đƣợc khí hóa , tự động hóa , tin học hóa để không ngừng nâng cao suất giảm nhẹ cƣờng độ lao động cho ngƣời Sản phẩm cán có nhiều , đặc biệt thép cán Thép cán chiếm khối lƣợng lớn công nghiệp luyện kim công nghệ chế tạo vật liệu Sán lƣợng thép thép cán quốc gia thƣớc đo tiêu kinh tế sức mạnh kinh tế mỗ nƣớc Sán phẩm thép cán gồm có thép hình , thép , thép ống loại thép cán đặc biệt Lịch sử phát triển máy cán thép Máy cán thép lúc đầu đƣợc vận hành cách dùng ngựa kéo Sản phẩm thép hình đơn giản dùng chế tạo gƣơm dao , giáo mác , xe ngựa , hang rào … Máy cán lúc đầu có hai trục quay ngƣợc chiều Đến năm 1864 máy cán ba trục đƣợc đời chạy máy nƣớc cho sản phảm cán phong phú có thép thép hình , đồng dây đồng Do kỹ thuật ngày phát triển , nhu cầu thép phục vụ cho ngành công nghiệp đóng tàu , chế tạo xe lửa , ngành công nghiệp nhẹ … mà máy cán với giá cán bốn trục đời vào năm 1870 Sau máy cán với giá cán trục , 12 trục , 20 trục loại máy cán đặc biệt khác đƣợc đời để cán vật liệu cực mỏng , siêu mỏng dị hình nhƣ máy cán bi , cán thép chu kỳ , máy cán đúc liên tục SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn Nhiều máy cán kết hợp lại để cán sản phẩm theo quy trình công nghệ , cáy máy cán nhƣ : máy cán thô , máy cán phá , nhóm giá cán thô , giá cán trung gian , nhóm giá cán tinh , máy cán tinh , máy cán bán liên tục , máy cán liên tục … Ngoài ngƣời ta dùng nhiều thiết bị khác để tiến hành tự động hóa , khí hóa , tin học hóa … sản xuất , đồng thời dùng để hoàn thiện sản phẩm theo quy trình công nghệ Các thiết bị mát cắt , lò nung , lò nhiệt luyện , lăn , bàn nâng hạ , máy nắn thép , máy bó , sàn làm nguội … Tất thiết bị phụ đƣợc bố trí đặt xƣởng cán hay khu liên hợp luyện cán thép theo trình tự công nghê Ngành cán thép Việt Nam , trƣớc năm 1960 , coi nhƣ Trƣớc năm 1954 , loại thép hầu nhƣ nhập từ Pháp , sau 1954 thép nhập nƣớc ta từ nƣớc Liên Xô cũ , Trung Quốc cá nƣớc Đông Âu Kế hoạch năm lần thứ ( 1960 – 1965 ) , nhà nƣớc ta đầu tƣ xây dựng khu gang thép Thái Nguyên dƣới giúp đỡ Trung Quốc , chiến tranh công xây dựng dang dở Năm 1975 , nhà máy luyện cán thép Gia Sàng , Thái Nguyên vào hoạt động với suất vạn / năm , nhà máy cán thép có miền Bắc nhờ Đức viện trợ Miền Nam giải phóng ta tiếp nhận vài nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ : Vicasa , Vikimco … Đến năm 1978 , nhà máy cán thép Lƣ Xá , Thái Nguyên có suất 12 vạn / năm vào hoạt động Cho đến năm 1986 nƣớc đạt khoảng 20 vạn / năm Từ công đổi Đảng Nhà nƣớc ta đề xƣớng lãnh đạo ngành cán thép phát triển mạnh mẽ Các xí nghiệp liên doanh cán thép Việt Nam nƣớc hình thành từ Bắc đến Nam Tính đến năm 2003 , nƣớc ta sản xuất triệu thép cán Thép phục vụ đƣợc phần nhu cầu xây dựng cho đất nƣớc tham gia xuất Từ chỗ phải đƣa nƣớc mài lại trục cán , phải nhờ chuyên gia nƣớc tiện lỗ hình trục cán thập niên 67 70 , đến cán nhà máy thép Việt Nam thiết kế chế tạo đƣợc máy cán hình cỡ lớn 650 , máy cán hình cỡ vừa nhỏ 450 , 350 250 Ngoài họ có khả thiết kế khu liêp hợp gang thép quy mô vừa nhỏ có suất từ 1-3 triệu /năm Torng công công nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc , ngành cán thép đƣợc Đảng Nhà nƣớc quan tâm SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn Giới thiệu máy cán thép Máy cán chuyên dung để cán thép trạnh thái nóng nguội đƣợc gọi máy cán thép Máy cán thép đƣợc chia thành nhiều loại , máy cán thép hình đƣợc gọi máy cán hình , máy cán thép đƣợc gọi máy cán , máy cán ống chuyên dùng để cán loại ống … Máy cán nói chung máy cán thép nói riêng ba phận hợp thành , : nguồn lƣợng , phận truyền dẫn động giá cán Sơ đồ máy cán Cán thép ngành gia công kim loại áp lực , nghĩa làm vật cán biến dạng nhƣng khối lƣợng thể tích không thay đổi Đây công nghệ gia công không phoi Công nghệ cán khác hẳn với công nghệ cắt gọt kim loại nhƣ tiện , phay , bào … chỗ không tiêu hao kim loại II Phân loại máy cán thép Phân loại máy cán theo cách bố trí Dƣa vào cách bố trí máy số trục cán có máy mà đặt tên cho nhƣ máy cán có giá cán , máy cán trục đảo chiều ( máy dùng động điện chiều sau lần cán phải đổi chiều ) , máy cán trục , máy cán trục , máy cán hành tinh , máy can vạn , máy cán liên tục , máy cán bán liên tục … Cách phân loại thƣờng dựa vào đặc điểm thiết bị để gọi tên giá cán bố trí thiết bị xƣởng cán day chuyền công nghệ , thiết kế máy so sánh giá cán máy cán với mua lắp đặt thiết bị phụ máy cán hoạt động SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn Sơ đồ động học máy cán trục Phân loại máy cán theo công dụng Phân chia máy cán theo công dụng nghĩa dựa vào mục đích sử dụng máy , vào sản phẩm máy vào công việc quy trình công nghệ mà máy đảm nhiệm để gọi tên phân loại a Máy cán hình Máy cán chuyên dùng để cán loại thép hình trạng thái nóng gọi máy cán hình Trên máy cán hình , trục đƣợc tiện khoét bỏ phần kim loại để có rãnh tạo hình đặc biệt theo thiết kế Khi cán rãnh hợp lại thành lỗ hình , thép đƣợc biến dạng tao hình lỗ hình để sản phẩm Trục cán thƣờng dùng để cán thép hình có đƣờng kính phổ biến từ ( 250 – 650 ) mm Máy cán hình bố trí giá cán nhiều giá cán , giá cán cán đƣợc nhiều lần qua lại nhƣng có giá cán cán đƣợc lần tùy theo công dụng máy phụ thuộc vào quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm Giá cán giá hai trục giá ba trục Động loại chiều hay xoay chiều , phụ thuộc nhiều vào việc điều chỉnh tốc độ cán trình cán có tăng tốc có giảm tốc Máy cán hình chia làm loại : máy cán hình cỡ lớn , máy cán hình cỡ trung bình cỡ nhỏ SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn Máy cán hình cỡ lớn máy cán hình có đƣờng kính trục cán ≥ 500 mm Khoảng cách để tính độ dày khoảng cách đƣờng tâm hai trục bánh truyền dẫn động hộp truyền lực Trên thực tế , trục cán có đƣờng kính từ 480 – 530 mm Máy cán hình cỡ lớn sản xuất loại thép hình cỡ lớn Máy cán hình cỡ lớn trục đảo chiều máy cán trục làm nhiệm vụ sản xuất phôi cán ( thƣờng phôi thỏi có tiết diện vuông , phôi có tiết diện hình chữ nhật phôi tiết diện tròn ) đƣợc gọi máy cán phôi Các loại sản phẩm máy cán phôi phôi ban đầu cho máy cán hình trung bình hay máy cán hình cỡ nhỏ , máy cán ống máy cán Máy cán hình sỡ trung bình máy cán có đƣờng kính trục cán nằm khoảng từ 350 mm đền 500 mm Việc phân chia giống nhƣ máy cán hình cỡ lớn Máy cán hình cỡ nhỏ loại máy cán hình có đƣờng kính trục cán từ 250 mm đến dƣới 350 mm Nếu đƣờng kính trục nhỏ 250 mm đƣợc gọi máy cán hình mini Việc phân chia giống nhƣ máy cán hình cỡ lớn trung bình Sơ đồ máy cán trục b Máy cán Máy cán có nhiệm vụ thép kim loại khác trạng thái nóng nguội Máy cán nóng cán sản phẩm có chiều dày từ 1.5 mm đến 60 mm Máy cán nguội cán băng kim loại mỏng , cực mỏng có độ dày SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn từ 0,007 mm đến 1,25 mm Ngƣời ta thƣờng dùng máy cán , 4, , 12 trục … để cán , máy cán nhiều trục độ dày sản phẩm cán xác Máy cán có đặc điểm dùng giá cán nhiều trục để cán , có trục làm việc , trục kim loại trực tiếp bị biếng dạng Thƣờng trục làm việc đƣợc dẫn động , trục lại trục tựa , nhiều trục tựa độ dày sản phẩm cán xác Máy cán thƣờng đƣợc phân loại theo công dụng , có máy đƣợc gọi tên theo cách bố trí kết hợp với công dụng VD : máy cán nóng dày dày vừa Có máy cán nóng phải có máy cán nguội Tiền đầu tƣ cho cán thép lớn c Máy cán ống Máy cán ống có máy cán ống hàn máy cán ống không hàn , sán sản phẩm loại ống hàn ống không hàn Cán ống không hàn trạng thái nóng Nếu sản phẩm ống không hàn có đƣờng kính nhỏ từ ( 0,5 – 20 ) mm dùng máy kéo ống trạng thái nguội lõi tựa Đối với ống hàn , cán tạo hình trạng thái nóng ống to có thành ống dày , loại ống nhỏ mỏng nên cán tạo hình trạng thái nguội Cũng nhƣ máy cán , máy cán ống không hàn đòi hỏi vốn đầu tƣ lớn d Máy cán hình đặc biệt Máy cán hình đặc biệt dùng để cán sản phẩm có tiết diện dị hình đặc biệt nhƣ bánh xe điện , bánh xe lửa ( tàu hỏa ) vành bánh xe , vật cán vừa to vừa tròn nặng từ ( 300 – 500 ) kg SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn e Máy đúc cán liên tục Để tăng suất cán giảm tiêu hao nhiên liệu , công sức , chi phí đầu tƣ giá thành nhà máy cán thép chế tạo loại máy để sán xuất phôi kết hợp công nghệ đúc cán liên tục Nấu chảy kim loại Đúc cán dây liên tục Kéo dây Thành phẩm III Nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp Đầu đề luận án Thiết kế máy cán thép vằn Ø14 , suất / Nhiệm vụ - Tổng quan máy cán thép Cơ sở lý thuyết cán kim loại Thiết kế động học máy Tính toán thiết kế máy Thiết kế hệ thống phụ trợ Thuyết 60÷80 trang , 5÷7 vẽ A0 SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 10 Thiết kế máy cán thép vằn Tại mặt cắt C – C : Chịu xoắn túy nên nghiệm bền theo điều kiện xoắn x Mx x 0, 2d Các khớp nối khác Khớp nối trục động hộp giảm tốc , trục hộp giảm tốc hộp phân lực Ta dùng nối trục vòng đàn hồi , hai nửa nối trục nối với phận đàn hồi kim loại cao su Ở ta dùng phận đàn hồi kim loại ( giảm kích thƣớc ) Nối trục đàn hồi có khả : giảm va đập chấn động , đề phòng cộng hƣởng dao động xoắn gây nên bù lại độ lệch trục Nối trục vòng đàn hồi có cấu tạo đơn giản , dễ chế tạo , dễ thay , làm việc tin cậy l1 d dm D3 dc Do D d1 l2 l L SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 132 Thiết kế máy cán thép vằn Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỤ TRỢ I Hệ thống điều chỉnh lượng ép Điều chỉnh lƣợng ép tức điều chỉnh khoảng cách tâm hai trục cán cách nâng lên hay hạ xuống trục cán , có hai cách để điều chỉnh khoảng cách Thứ cách điều chỉnh tay , ngƣời công nhân dùng cờ lê vặn vít nén giá cán , vít nén điều chỉnh cho trục cán nâng lên hay hạ xuống , cách dùng cho máy cán loại nhỏ dùng máy cán loại lớn điều chỉnh nặng khó khăn Thứ hai cách điều chỉnh động thông qua hộp số Thông qua hộp số ta truyền đƣợc tỉ số truyền định , qua giảm đƣợc lực trình điều chỉnh khoảng cách trục cán Cách xác cách điều chỉnh tay Ở ta chọn cách điều chỉnh khoảng cách trục cán động thông qua hộp số Hộp số Hộp số đƣợc điều khiển động , điều chỉnh lƣợng ép thông qua trục truyền trục vít – bánh vít , truyền bánh cấu trục vít – mũ ốc a Bộ truyền trục vít Các thông số truyền Thông số Ký hiệu Giá trị ( mm) Modun m 6,3 Hệ số đƣờng kính trục vít q SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 133 Thiết kế máy cán thép vằn Khoảng cách trục a 152 Đƣờng kính vòng chia d1 53 d2 251 da1 65,6 da2 263.6 df1 35 df2 236 Đƣờng kính vòng đỉnh Đƣờng kính vòng đáy df2 d2 da2 df1 d1 da1 b Bộ truyền bánh thẳng Bộ truyền bánh thẳng hộp số có : SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 134 Thiết kế máy cán thép vằn Tỉ số truyền u = Modun m = Số z1 = z2 = 49 Các thông số truyền Thông số Ký hiệu Giá trị (mm) Khoảng cách trục aw 245 Đƣờng kính chia d 245 Đƣờng kính đỉnh da 255 Đƣờng kính đáy df 232.5 Trục vít Trục vít ăn khớp ren với mũ ốc ( mũ ốc đƣợc cố định với thân giá cán ) , trục vút quay mũ ốc di chuyển lên xuống kéo theo gối đỡ trục cán di chuyển lên xuống theo , cách lƣợng ép đƣợc điều chỉnh 240.0 90.0 230.0 116.0 131.5 60.0 131.5 116.0 230.0 1435.0 Mũ ốc Mũ ốc mặt ăn khớp ren với trục vít , mặt khác mũ ốc đƣợc vít cố định với gối đỡ trục cán SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 135 Thiết kế máy cán thép vằn 45.0 45° Cách d?u Ø1 x3 Ø151 ?x T110X4 32 Ø 90° 2L 45.0 10.0 Cách d?u Ø112 Ø155 X3 10 XM Ø6 ?X 3L ? 2L Cách d?u 16.7 20.0 40.0 Ø16 k 155.0 II Sơ đồ điện Động truyền động Động truyền động trục cán đƣợc sử dụng động không đồng roto dây quấn Động truyền động trục cán làm việc chế độ nặng nề : đặc trƣng tần số đóng cắt điện lớn làm việc trạng thái tải , lúc ngoạm phôi , momen động truyền động đạt từ ( 2,5 ÷ ) lần momen định mức Do động truyền động phải làm việc với độ tin cậy cáo điều kiện nặng nề Trong máy cán thƣờng sử dụng hai phƣơng pháp truyền động : Truyền động nhóm : dùng động truyền động quay hai trục cán nhờ hộp bánh Ƣu điểm phƣơng pháp sơ đồ điều khiển đơn giản nhƣng sơ đồ động học phức tạp , kích thƣớc hai trục cán yêu cầu phải nhƣ Truyền động riêng rẽ : phƣơng pháp có ƣu điểm sơ đồ động học đơn giản , kích thƣớc hai trục cán không yêu cần giống nhƣng sơ đồ nguyên SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 136 Thiết kế máy cán thép vằn lý điện phức tạp , cần đến hai động , động truyền động trục riêng biệt Ở ta sử dụng phƣơng pháp truyền động theo nhóm tức sử dụng động để truyền động hai trục cán có kích thƣớc nhƣ Dải điều chỉnh tốc độ động đƣợc thực điều chỉnh hai vùng Vùng dƣới tốc độ định mức ( n < nđm ) : thực cách thay đổi điện áp đặt vào phần cứng động Vùng tốc độ định mức ( n > nđm ) : thực cách giảm từ thông kích từ động Quá trình điều chỉnh tốc độ hai vùng tiến hành không đồng thời không phụ thuộc lẫn SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 137 Thiết kế máy cán thép vằn Cấu trúc sơ đồ SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 138 Thiết kế máy cán thép vằn Động truyền động trục cán Đ (1) đƣợc cấp nguồn từ máy phát 1F (3) 2F (4) nối song song Cuộn kích từ máy phát KT1F (5) KT2F (5) đƣợc cấp nguồn từ máy kích từ FKF (6) Cuộc kích từ máy phát KTFKF (14) đƣợc cấp nguồn từ máy điện khuếch đại từ ngang MDKDF (14) Khi điện áp máy phát 1F 2F nhỏ điện áp so sánh ( Uss lấy biến trở 2R (10) , hai ốt 1CL 2CL khóa nên dòng cuộn CDKDF không Khi điện áp máy phát 1F 2F tăng giá trị so sánh 1CL 2CL thông , dòng điện cuộn CDKDF khác không , làm điện áp máy phát 1F 2F không bị tăng nhanh cách cƣỡng Còn điện áp biến trở 2R đƣợc cáp từ nguồn khuếch đại từ KDT (11) Khuếch đại từ KDTF có cuộn khống chế : AKDTF (12) : cuộn điện áp ( cuộn dịch chuyển ) để chọn điểm làm việc ban đầu KDT CDKDTF (13) : cuộn chủ đạo dùng để thay đổi trị số điện áp KDTF , thay đổi trị số điện áp so sánh lấy biến trở 2R công tắc tơ gia tốc 1Y , 2Y , 3Y DKDF (16) : cuộn phản hồi âm dòng có ngắt , nhằm hạn chế dòng điện động , bảo vệ động truyền động trƣờng hợp bị tải Nguyên lý làm việc khâu hạn chế dòng nhƣ sau : Khi dòng điện phần ứng động truyền động nhỏ trị số dòng ngắt Iƣ < Ing ( trị số Ing = (2,25 ÷ 2,5 )Iđm ) , Ui < Uss Khi ốt 5Đ , 6Đ 7Đ , 8Đ khóa , dòng trog cuộn DKDF không Ngƣợc lại Iƣ > Ing , Ui > Uss , ốt thông , dòng điện cuộn DKDF khác không , tính chất khử từ cuộn DKDF , điện áp phái 1F , 2F giảm nhanh không tạo đƣờng đặc tính bảo vệ cho động không bị cháy tải Điện áp biến trở 4R (17) đƣợc cáp nguồn từ khuếch đại KDTD (19) Khuếch đại từ KDTD có cuộn khống chế : SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 139 Thiết kế máy cán thép vằn Cuộn AKDTD (20) cuộn điện áp ( cuộn dịch chuyển ) dùng để chọn điểm làm việc KDT Cuộn DKDTD (26) cuộn phản hồi âm dòng điện kích từ động truyền động MKDF (27) : cuộn phản hồi mềm điện áp máy phát kích từ FKF (7) Nguyên lý làm việc khâu phản hồi mềm điện áp nhƣ sau : Cuộn MKDF đƣợc nối vào đƣờng chéo cầu vi phân qua điện trở hạn chế R5 Cầu vi phân đƣợc cấu thành từ vai cầu gồm điện trở R2 , R3 , R4 hai cuộn kích từ KT1F KT2F Khi điện áp phát FKF ổn định , cầu cân Dòng cuộn MKDF không , ngƣợc lại điện áp phát máy phát FKF có xu tăng hay giảm , cuộn kích từ có tính cảm , cầu cân , dòng cuộn MKDF khác không ( chiều chiều hay ngƣợc chiều vời dòng cuộn AKDF Kết điện áp phát FKF ổn định Nhƣ : điều chỉnh tốc độ động truyền động trục cán D cách thay đổi trị số điện áp đặt vào phần cứng động ( vùng n < nđm ) thực cách thay đổi điện áp phát MDKDF thông qua cuộn kích thích Cuộn kích từ động truyền động KTD (23) đƣợc kích nguồn từ máy phát kích từ FKD (23) Cuộn kích từ máy phát kích từ KTFKD ( 21) đƣợc cấp từ máy phát điện khuếch đại từ trƣờng ngang MDKDD (21) Máy điện khuếch đại có cuộn kích thích sau : AKDD (22) cuộn điện áp CDKDD (25) cuộn chủ đạo dùng để điều chỉnh tốc độ , dòng cuộn CDKDD chiều với dòng cuộn AKDD , nên công tắc tơ gia tốc 4Y 5Y (28) điện làm cho điện áp rơi R17 ( nối song song với CDKDD ) giảm xuống , kết điện áp MDKDD giảm xuống , dòng kích từ cuộn KTD giảm tốc độ động tăng lên DKDD (18) cuộn phản hồi âm dòng có ngắt , Iƣ < Ing , Ui < Uss điôt 9Đ , 12Đ 10Đ , 11Đ khóa , dòng cuộn DKDD khác không , làm cho SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 140 Thiết kế máy cán thép vằn điện áp MDKDD tăng lên , tốc độ động giảm nhanh xuống không bảo vệ cho động không bị cháy trƣờng hợp tải MKDD cuộn phản hồi mềm điện áp máy phát kích từ FKD (27) Cuộn dây MKDD đƣợc nối vào đƣờng chéo cầu vi phân cấu thành từ vai cầu gồm : R10 , R11 , R12 cuộn kích từ động KTD (23) Khi điện áp máy phát FKD ổn định , cầu cân , dòng cuộn MKDD không Trong trƣờng hợp điện áp phát FKD có xu hƣớng thay đổi cầu cân ( cuộn KTD có tính cảm ) , dòng cuộn MKDD khác không , chiều dòng cuộn MKDD chiều ngƣợc chiều với dòng cuộn AKDD làm cho điện áp phát FKD ổn định Nhƣ điều chỉnh tốc độ động truyền động vùng ( n > nđm ) thực cách giảm từ thông kích từ động thông qua điều khiển dòng kích từ máy điện khuếch đại từ trƣờng ngang MDKDD SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 141 Thiết kế máy cán thép vằn TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế chế tạo máy cán thép thiết bị nhà máy cán thép – Đỗ Hữu Nhơn [2] Cơ sở kỹ thuật cán kim loại – Đỗ Hữu Nhơn [3] Cơ sở Thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc [4] Vẽ kỹ thuật khí – Lê Khánh Điền [5] Vẽ kỹ thuật khí – Trần Hữu Quế [6] Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí , Tập – Trịnh Chất , Lê Văn Uyển [7] Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí , Tập – Trịnh Chất , Lê Văn Uyển [1] SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 142 Thiết kế máy cán thép vằn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU TÓM TẮT LUẬN VĂN Chƣơng TỔNG QUAN VỀ CÁN MÁY CÁN THÉP I Tổng quan máy cán thép Sản phẩm cán Lịch sử phát triển máy cán thép Giới thiệu máy cán thép II Phân loại máy cán thép Phân loại máy cán theo cách bố trí Phân loại máy cán theo công dụng III Nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp 10 Đầu đề luận án .10 Nhiệm vụ .10 Chƣơng 11 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁN KIM LOẠI 11 A Cơ sở lý thuyết biến dạng kim loại 11 I Biến dạng kim loại .11 Khái niệm biến dạng kim loại 11 Những nhân tố ảnh hƣởng đến biến dạng dẻo 11 Ảnh hƣởng gia công đến tổ chức tính chất kim loại 12 II Biếng dạng dẻo kim loại cán .13 Biến dạng dẻo đơn tinh thể 13 Biến dạng dẻo đa tinh thể .14 SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 143 Thiết kế máy cán thép vằn Trạng thái ứng suất phƣơng trình dẻo 15 III Tính dẻo 18 Định nghĩa tính dẻo .18 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính dẻo 18 IV Những định luật gia công kim loại áp lực 19 Định luật biến dạng đàn hồi tồn biến dạng dẻo 19 Định luật ứng suất dƣ 19 Định luật thể tích không đổi: .20 Định luật trở lực bé 20 Định luật đồng dạng 21 B Các phƣơng pháp gia công 22 I Phƣơng pháp gia công áp lực 22 Đặc điểm .22 Các phƣơng pháp gia công kim loại áp lực 22 Các hình thức gia công kim loại áp lực 22 II Phƣơng pháp cán kim loại .23 Nguyên lý cán kim loại 24 Quá trình cán đặc điểm cán .24 Các thông số đặc trƣng cho vùng biến dạng 24 III Các đại lƣợng đặt trƣng cho biến dạng kim loại cán 26 Lƣợng giãn rộng 26 Hệ số giãn dài cán 27 Số lần cán 27 Chƣơng 29 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY 29 I Các phƣơng án thiết kế máy cán .29 Máy cán hai trục 29 SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 144 Thiết kế máy cán thép vằn Máy cán ba trục .29 II Chọn phƣơng án 30 Chọn phƣơng án 30 Nguyên lý hoạt động 30 Sơ đồ động máy cán hai trục 31 III Tính toán thiết kế lỗ hình trục cán 32 Từ lồ hình ovan qua lồ hình tròn ( hai lỗ hình 13 14 ) .33 Từ lỗ hình vuông sang lỗ hình avan ( lỗ hình 12 sang 13 ) .34 Từ lỗ hình ovan qua vuông ( lỗ hình 11 qua 12 ) 35 Từ lỗ hình vuông sang lỗ hình ovan ( lỗ hình 10 qua 11 ) 37 Từ lỗ hình ovan qua lỗ hình vuông ( lỗ hình qua 10 ) 38 Từ lỗ hình vuông qua ovan ( lỗ hình qua ) .39 Từ lỗ hình ovan qua lỗ hình vuông ( lỗ hình qua ) 40 Từ lỗ hình vuông qua ovan ( lỗ hình qua ) .41 Từ lỗ hình ovan qua vuông ( lỗ hình qua ) .42 10 Từ lỗ hình vuông qua ovan ( lỗ hình qua ) 43 11 Từ lỗ hình ovan qua vuông ( lỗ hình qua ) 44 12 Từ lỗ hình vuông qua ovan ( lỗ hình qua ) 45 13 Từ lỗ hình ovan qua vuông ( lỗ hình qua ) 46 IV Các thông số máy cán thép 47 Chọn đƣờng kính trục cán 47 Năng suất cán 47 Chu kỳ cán 49 Tính vận tốc cán 49 V Tính toán động lực học máy .50 Tính lực cán 50 SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 145 Thiết kế máy cán thép vằn Tính momen cán 59 Tính công suất động 69 Tính độ bền xác định kích thƣớc trục cán 70 Thiết kế hộp giảm tốc 73 Thiết kế hộp phân lực 115 VI Tính toán chi tiết giá cán 126 Trục cán .126 Ổ đũa 126 Vít nén cấu điều chỉnh lƣợng ép ( vít ép ) 126 Khung giá cán (thân giá cán ) 127 VII Khớp nối , trục khớp nối ổ nối trục cán 128 Trục khớp nối ổ nối trục cán 128 Các khớp nối khác .132 Chƣơng 133 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỤ TRỢ 133 I Hệ thống điều chỉnh lƣợng ép 133 Hộp số 133 Trục vít 135 Mũ ốc 135 II Sơ đồ điện 136 Động truyền động 136 Cấu trúc sơ đồ 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO 142 SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 146 ... Nam Page Thiết kế máy cán thép vằn Giới thiệu máy cán thép Máy cán chuyên dung để cán thép trạnh thái nóng nguội đƣợc gọi máy cán thép Máy cán thép đƣợc chia thành nhiều loại , máy cán thép hình... Thiết kế máy cán thép vằn Nhiều máy cán kết hợp lại để cán sản phẩm theo quy trình công nghệ , cáy máy cán nhƣ : máy cán thô , máy cán phá , nhóm giá cán thô , giá cán trung gian , nhóm giá cán. .. Nam Page 28 Thiết kế máy cán thép vằn Chương TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY I Các phương án thiết kế máy cán Máy cán hai trục Có hai trục cán hai trục quay ngƣợc chiều nhau.Nhìn chung loại máy cán đơn giản