Đồ án tính toán thiết kế máy cắt ống không phoi

“Thiết kế, chế tạo máy cắt ống không phoi ” đồ án tính toán thiết kế trục đồ án tính toán thiết kế hệ thống lái đồ án tính toán thiết kế ô tô giáo trình tính toán thiết kế máy cắt kim loại tính toán thiết kế máy cắt kim loại đồ án tính toán thiết kế robot 4 bậc tự do đồ án tính toán thiết kế các đăng đồ án tính toán thiết kế thiết bị xử lý khí thải lò đốt rác nhiệt phân tĩnh 2 cấp đồ án tính toán thiết kế robot 3 bậc tự do do an tinh toan thiet ke mạng lưới thoát nước cho quận Phân loại và ứng dụng cắt ống Phương pháp cắt ống không phoi

Trang 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản đồ án này không sao chép từ bất kỳ loại 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) Nhứng kết quả được lưu giữ, giới thiệu trong bản đồ án là hoàn toàn trung thực Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những lời cam đoan của mình

Hưng yên, tháng 11năm 2017

Sinh viên thực hiện:

Phạm Đình Đông

Lê Đại Nghĩa

Trang 4

MỤC LỤC

Chương 1: Tổng quan về máy cắt ống ……… … 12

1.1 Tổng quan về các thiết bị cắt ông……… 12

1.1.1 Các phương pháp cắt……… 12

a - Phương pháp cắt đá……….……… 12

b- Cưa lọng………15

c- Cắt ống bằng khí………16

1.1.2 Phân loại máy cắt ống 17

a - thiết bị cắt ống bằng tay REMS RAS St……… 17

b- Máy cắt, máy cưa kim loại JEPSON………18

c- Máy cắt ống dạng vòng Exac 170………

19 1.3 Tính cấp thiết của đề tài……… 19

1.4 Ý nghĩa của đề tài……… 20

Chương 2: Thiết kế máy cắt ống không phoi………21

2.1 Chọn phương án thiết kế máy cắt ống không phoi……….…21

2.2 Tính toán chọn động cơ, hộp giảm tốc……….… 24

2.2.1 Xác định số vòng quay của động cơ……… ….….24

2.2.2 : Xác định công suất của động cơ……… … …26

2.3 Tính toán chọn hệ thống thủy lực……… …….28

2.4 Chọn ổ lăn, gối đỡ……… 29

2.4.1 Chọn ổ lăn………29

2.4.2.Vỏ ổ lăn (bearing house) ……… 31

2.5 Chọn vật liệu chế tạo dao cắt……… 32

Chương 3: Tính toán chế độ hàn, lập quy trình chế tạo kết cấu, kiểm tra bền cho thiết bị……… 33

3.1 Chọn phương pháp, vật liệu và thiết bị hàn sử dụng trong chế tạo máy cắt…… 33

3.1.1 Chọn phương pháp hàn………33

3.1.2 Chọn vật liệu hàn và thiết bị hàn……….33

1 chọn que hàn……….33

Trang 5

2 chọn thiết bị hàn………34

3.1.3 Các thiết bị, dụng cụ chế tạo chi tiết……… 37

3.2 Quy trình chế tạo chi tiết ……… 39

3.3 Chọn liên kết hàn, tính toán chế độ hàn……….59

3.3.1 Chọn liên kết hàn……… … 59

3.3.2 Tính toán chế độ hàn……… 63

3.4 Quy trình lắp ghép……… …77

3.5 Kiểm tra bền cho khung máy cắt bằng phần mềm mô phỏng………89

3.6 Kiểm tra và hoàn thiện sản phẩm……… 94

Chương 4 :Kết luận và kiến nghị……… 95

Trang 6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 : Phương pháp cắt đá ……… …… ………13

Hình 1.2 : Phương pháp cưa lọng……….….…15

Hình 1.3 : Phương pháp cắt khí……….…16

Hình 1.4 : Thiết bị cắt ống bằng tay REMS RAS Rt ………17

Hình 1.5 : Máy cắt JEPSON ……… …… ….18

Hình 1.6 : Máy cắt ống dạng vòng Exac 170……… … 19

Hình 2.1 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy cắt ……… …21

Hình 2.2 : Hình minh họa sản phẩm máy cắt ống không phoi……….22

Hình 2.3 : Hình minh họa sản phẩm giá đỡ ống……… … 23

Hình 2.4 : sơ đồ chuyển động quay của đĩa cắt và ống 24

Hình 2.5: sơ đồ hộp giảm tốc……… ……….25

Hình 2.6 : hình vẽ xác định lực cắt……… 27

Hình 2.7: động cơ YS7144……….…… ……28

Hình 2.8: sơ đồ tính toán lực đẩy của pittong……….……….29

Hình 2.9 : Kích thủy lực masada – MS2……….…… 29

Hình 2.9 : Cấu tạo của ổ lăn……… ….…….30

Hình 2.10 : Hình dạng con lăn……… 30

Hình 2.11 : Hình dạng ổ lăn chịu lực……….… 30

Hình 2.12 : Hình ảnh con lăn 1 dãy, 2 dẫy……… 31

Hình 2.13: Hình ảnh ổ lăn thường dùng……… 31

Hình 2.14 Kích thước gối đỡ và ổ bi ……… ….32

Hình 3.1 : Máy hàn Finewel – 500D………34

Hình 3.2 : Ống sấy que hàn ……… ………36

Hình 3.3 : Máy cắt sắt 350 HỒNG KÝ HK CF212 2HP.……… 37

Hình 3.4 : Hình mô tả cấu tạo của máy khoan cần ……… 38

Hình 3.5 : Thước lá ……… ………38

Hình 3.6 : Hình ảnh mô tả thước kẹp.……… ………38

Hình 3.7 : Máy mài ……… 39

Hình 3.8 Hình ảnh chi tiết chân giá đỡ ống ……… 40

Hình 3.9: Hình ảnh chi tiết tấm mặt của giá đỡ ống lăn 41

Trang 7

Hình 3.10 Hình mô tả và chi tiết thanh đặt ngang 42

Hình 3.11 : hình ảnh chi tiết đặt con lăn 42

Hình 3.12 : hình ảnh chi tiết của con lăn 43

Hình 3.13 : hình ảnh chi tiết của chốt con lăn 44

Hình 3.14 : Hình ảnh chi tiết chân máy 45

Hình 3.15 Hình mô tả và hoàn thiện chi tiết kệ để máy 46

Hình 3.16 Hình mô tả và hoàn thiện chi tiết thân máy phải 47

Hình 3.17 Hình mô tả và hoàn thiện chi tiết thân trái 48

Hình 3.18 : Hình ảnh mô tả và hoàn thiện của thanh nối thân máy 1………… ……49

Hình 3.19 : Hình ảnh mô tả và hoàn thiện của thanh nối thân máy 2……… 49

Hình 3.20 : Hình ảnh mô tả chi tiết con lăn……… 50

Hình 3.21: Hình ảnh mô tả chi tiết chốt con lăn………51

Hình 3.22: Hình ảnh mô tả chi tiết chốt nối thân máy……… …51

Hình 3.22: Hình ảnh mô tả chi tiết chốt nối thân máy……… 52

Hình 3.24: Hình ảnh mô tả chi tiết pittong……… 53

Hình 3.25: Hình ảnh mô tả chi tiết lưỡi cắt ống……….… 54

Hình 3.26: Hình ảnh mô tả chi tiết tấm bảo vệ lưỡi cắt……… 54

Hình 3.27: Hình ảnh mô tả chi tiết ốc vít……….55

Hình 3.28: Hình ảnh mô tả chi tiết ốc lục giác……… 56

Hình 3.29: Hình ảnh mô tả chi tiết nút lục giác……… … 57

Hình 3.30: Hình ảnh mô tả chi tiết mắc lò xo ……… …58

Hình 3.31: Hình ảnh mô tả chi tiết đế chân máy……… …59

Hình 3.32: Hình minh họa sản phẩm máy cắt ống không phoi……….60

Hình 3.33: Hình minh họa sản phẩm máy cắt ống không phoi……… ….62

Hình 3.34 Liên kết hàn góc giữa các chi tiết tấm lót và chân máy……… …64

Hình 3.35: Liên kết hàn góc giữa các chi tiết chân máy và kệ để thân máy……….…66

Hình 3.36: Liên kết hàn góc giữa các chi tiết kệ để thân máy và thân máy……….….68

Hình 3.37: Liên kết hàn góc giữa các chi tiết thanh nối thân máy trên………… … 70

Hình 3.38: Liên kết hàn góc giữa các chi tiết thân máy và tấm nối thân máy dưới… 72

Hình 3.39: Liên kết hàn góc giữa các chi tiết chân ống với tấm mặt……….… 74

Hình 3.40: Liên kết hàn góc giữa các chi tiết tấm mặt với thanh đặt ngang… … ….76

Hình 3.41: Hình minh họa sản phẩm máy cắt ống……… 78

Trang 8

Hình 3.42: Hình minh họa sản phẩm máy cắt ống………78

Hình 3.43: Hình vẽ mô tả cụm khung máy 79

Hình 3.44: Hình vẽ mô tả cụm giá đỡ ống lăn 79

Hình 3.45 nguyên công 1……… 80

Hình 3.46: nguyên công 2……….80

Hình 3.48: nguyên công 4……….……81

Hình 3.50: Lắp đặt bộ động cơ vào cần đẩy……… ……82

Hình 3.51: Lắp ghép lưỡi cắt……….…83

Hình 3.52: Lắp cụm thân máy với động cơ……….…… 83

Hình 3.53: Lắp lò xo……….….84

Hình 3.54: Hoàn thiện máy cắt ống không phoi……… ….84

Hình 3.55: Lắp chân ống với tấm mặt……….………… 85

Hình 3.56: Hàn thanh ngang với phần mặt của giá đỡ……….….…85

Hình 3.57: Lắp ghép 2 gối đỡ lên thanh ngang……… ….….86

Hình 3.58: Hoàn thiện giá đỡ ống……….…86

Hình 3.59 : mô tả lực được đặt vào máy……… …89

Hình 3.60 : kiểm tra ứng suất………89

Hình 3.61 : Kiểm tra chuyển vị……….90

Hình 3.62 : kiểm tra hệ số an toàn……….90

Hình 3.63 : Biến dạng tuyệt đối theo phương Y……… 91

Hình 3.64 : kiểm tra ứng suất khi cắt ống……….92

Hình 3.65 : kiểm tra chuyển vị khi cắt ống……… 93

Hình 3.66 : kiểm tra hệ số an toàn khi cắt ống……… 93

Trang 9

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của thiết bị cắt REMS RAS Rt……… …… 18

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật của máy cắt JEPSON……… 18

Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật của máy cắt exac170………1

Bảng 3.1 Thành phần hóa học que hàn……… 33

Bảng 3.2 Cơ tính kim loại que hàn……… 34

Bảng 3.3 Các thông số kĩ thuât của máy hàn Finewel-500D……… 35

Bảng 3.4 Điều kiện sấy tối ưu đối với que hàn……… …36

Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của ống sấy……… 36

Bảng 3.6 Bảng thông số kỹ thuật của một số thước cặp……… 38

Bảng 3.7 Bảng thông số kỹ thuật của máy mài BOSCH……… 39

Bảng 3.8 liên kết hàn góc chữ T (t1) (sách HDĐA bảng 43 trang 168)……….…… 60

Bảng 3.9: liên kết hàn góc chữ T (t1) của giá đỡ ống (sách HDĐA )………… ……63

Bảng 3.10 Bảng chế độ hàn góc giữa tấm lót và chân máy……….…65

Bảng 3.11 Bảng chế độ hàn góc giữa chân máy và kệ để thân máy………67

Bảng 3.12 Bảng chế độ hàn góc giữa kệ để thân máy và thân máy……… … 69

Bảng 3.13 Bảng chế độ hàn góc giữa thân máy và tấm nối thân máy trên…….…….71

Bảng 3.14 Bảng chế độ hàn góc giữa thân máy và thanh nối thân máy dưới…….….73

Bảng 3.15 Bảng chế độ hàn góc giữa chân ống với tấm mặt……… 75

Bảng 3.16 Bảng chế độ hàn góc giữa tấm mặt với thanh đặt ngang………77

Trang 10

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS.Bùi Khắc Khánh trường Đại

học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên, đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trongsuốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp

Em cũng xin chân thành cảm ơn Thầy cô giáo bộ môn đã bỏ thời gian quý báucủa mình để đọc, nhận xét, duyệt đồ án của em

Hưng Yên tháng 11 năm 2017

Sinh viên thực hiện:

Đào Xuân Thắng

Vũ Hồng Cường

Trang 11

LỜI NÓI ĐẦU

Trong giai đoạn hiện nay, đất nước đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa,hiện đại hóa nền kinh tế Vai trò của ngành cơ khí ngày càng trở nên quan trọng hơnđối với sự phát triển của nền kính tế đất nước, có thể nói đây là ngành then chốt củamột nền công nghiệp hiện đại

Trong suốt những năm học tập tại trường, em đã được truyền đạt những kiếnthức cơ bản, làm cơ sở, hành trang cho công việc sau này Để tổng kết những gì đãđược học trong suốt những năm vừa qua, được sự phân công của khoa và bộ môn, em

đã nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế, chế tạo máy cắt ống không phoi ” dưới

sự hướng dẫn của thầy giáo ThS Bùi Khắc Khánh

- Lý do chọn đề tài:

Tác dụng to lớn của công nghiệp hóa , hiện đại hóa là tạo điều kiện to lớn thay đổi về chất nền sản xuất xã hội, tăng năng suất lao động bằng việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất công nghiệp.Trong quá trình hiện đại hóa đất nước là cơ hội bằng vàng cho sự phát triển mạnh mẽ của nhiều ngành nghề tiêu biểu là nghề cơ khí, xây dựng

Sự tương quan giữa hai nghề là cơ sở ra đời của nhiều máy móc phục vụ cho nền sản xuất công nghiệp

Do nên công nghiệp trong nước cần sử dụng rất nhiều đến máy cắt ống, mà những máycắt ống thông thường thì sau khi cắt để lại quá nhiều ba via, hao hụt nguyên liệu Cho lên máy cắt ống không phoi là một sản phẩm có thể khắc phục được những nhược điểm nêu trên Sự đa dạng của loại máy này trên thực tế khẳng định tầm quan trọng và

ưu điểm của máy.Ngoài khả năng đáp ứng được công suất làm việc với hiệu suất cao.thời gian làm việc ổn định, thiết bị vừa và nhỏ Máy còn có một ưu điểm nổi bật làtính cơ động của máy Khi cần cắt ống có vừa đủ có thể sử dụng để cắt với đặc điểm không có phoi nên không cần phải mài chi tiết

Em nhận thấy đề tài này nó mang tính thực tế rất cao không chỉ những được ứng dụng rộng rãi vì giá thành hợp lý mà nó còn giúp sinh viên thiết kế sản phẩm có thể tổng hợp lại được những kiến thức trong quá trình chế tạo sản phẩm nó cũng là nền tảng và kinh nghiệm vững chắc để sau này chúng em ra trường đi xin việc

Trang 12

- Mục tiêu của đề tài:

Đề tài này mang tính thực tiễn và ứng dụng cao vì vậy yêu cầu đặt ra cho sinh viênsau khi nghiên cứu đề tài là phải nắm bắt được đối tượng nghiên cứu và đưa ra đượcnội dung cần phải thực hiện từ đó đi tiến hành nghiên cứu cụ thể từng mảng của đề tài.Sau quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài em nhận thấy mục tiêu cần đạt đượcnhư sau:

Tìm hiểu tính khả dụng của đề tài và sự phát triển của nó trong tương lai gần.Đưa ra các nội dung cần nghiên cứu và hướng thực hiện của từng nội dung

Nghiên cứu thực tiễn và thông qua việc sử dụng các tài liệu để thực hiện các nộidung của đề tài

Nghiên cứu hướng phát triển của đề tài và nâng cao hiệu quả thực tiễn sau này.Khi nghiên cứu đề tài này, em đã tham khảo nhiều tài liệu, sách vở cũng như trongthực tế tại các xưởng xản suất, em nhận thấy rằng đề tài này tương đối rộng và nhiềukiểu dạng tùy thuộc vào điều kiện từng cơ sở sản xuất hay từng công ty riêng Tuynhiên, dù thiết kế có đi theo hướng nào thì khi thiết kế đề tài này cần phải đảm bảo bachỉ tiêu cơ bản là: Phải có tính kinh tế, đa năng và đảm bảo an toàn Và em cũng đã cốgắng để đề tài của mình thiết kế theo ba chỉ tiêu trên Tuy nhiên, đây là đề tài có khốilượng tương đối lớn, lại chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên chúng em gặp nhiềukhó khăn, nhất là trong việc tìm kiếm tài liệu hướng dẫn Vì vậy việc sai sót trong thiết

kế tính toán là không thể tránh khỏi Em mong thầy và các bạn góp ý và bổ sung cho

em, để em có thể hoàn thành tốt hơn trong công việc sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hưng Yên, tháng 11 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Đào Xuân Thắng

Vũ Hồng Cường

Trang 13

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về các thiết bị cắt ống

1.1.1 Các phương pháp cắt

a-phương pháp cắt đá

Hình 1.1 : Phương pháp cắt đá

Cưa là một trong những phương pháp linh hoạt và được chấp nhận rộng rãi nhất

để cắt ống Cưa phù hợp cho sản xuất nhỏ

Một cưa nguội thường cắt một ống tại một thời điểm, tuy nhiên, nó có thể cắt

một bó ống có đường kính nhỏ cùng một lúc

Vấn đề quan trọng nhất trong ứng dụng cưa là dùng đúng lưỡi cưa cho ốngđược cắt Trong tất cả các ứng dụng cưa, số răng cần thiết trên lưỡi dao được xác địnhdựa trên số lượng răng tiếp xúc tối đa với các ống trên vòng cung cắt Số răng quá íttiếp xúc với ống làm giới hạn tốc độ sản xuất và gây rung động Số răng quá nhiều tiếpxúc với ống làm cho phoi cắt bị kẹt vào răng, có thể gây ra hiện tượng vỡ răng, lưỡi dao

Hai loại máy cưa thường được sử dụng là cưa nguội và cưa lọng

Về nguyên tắc, cưa nguội cũng giống như tiện và phay Kim loại được loại bỏ

bằng cách cắt với răng càodương Thiết kế của lưỡi cưa cho cưa nguội thường là dạng

răng thường, nhưng những răng khác cũng được sử dụng Trên các ống thành dày, cầnvát mép để loại bỏ phoi Vùng cắt được làm mát bằng cách bôi trơn với nhũ tương dầuhòa tan hoặc dầu tổng hợp trực tiếp vào khu vực cắt Hệ thống chảy tran có thể được

Trang 14

sử dụng để cung cấp một lượng lớn nước làm mát, cần thiết cho các ứng dụng thànhống dày.

Quá trình cưa nguội đã được dùng cho nhiều loại máy, với các mức độ năng suất khácnhau Một đầu cưa đơn cắt một ống trong 1 lần gia công, nhưng nó có thể cắt một bóống có đường kính nhỏ cùng một lúc

Ưu điểm của cưa nguội:

- Loại cưa 1 đầu có chi phí tương đối rẻ

- Cưa nhiều đầu có năng suất cao

- Có thể cưa ống hình vuông, hình chữ nhật, cũng như hình tròn

- Có khả năng cưa cả ống mỏng và dày

- Cưa vật liệu từ thép mềm đến thép không gỉ

- Đặc biệt cưa một đầu có thể cắt góc và cắt xiên

- Các đầu ống khi cưa có chất lượng hoàn thiện tốt nếu lưỡi cưa sắc –giảm thiểu ba vớ

và biến dạng - Có thể cưa một bó ống có đường kính nhỏ cùng một lúc

- Một số cưa có thể cưa 2 ống đường kính ngoài 1,25-in tại một thời điểm

Nhược điểm của cưa nguội:

- Do toàn bộ vật liệu ở vết cưa bị phay thành mạt phoi nên có thể gây ra trầy xước haycác vấn đề khác trong quá trình đóng gói hoặc các hoạt động tiếp theo

- Có thể cần làm sạch ống

- Trên cưa nhiều đầu dung sai về độ dài có thể khó duy trì

- Trên cưa nhiều đầu, thời gian chuyển đổi độ dài phần ống cưa và thay lưỡi dao có thểlâu, tùy thuộc vào số lượng của cưa đầu sử dụng

- Cần thường xuyên mài lưỡi khi cắt các vật liệu nhất định do đó có thể làm giảm năngsuất sản xuất - Khi lưỡi cưa bị mòn, có thể gây ra ba vớ trên đầu ống được cưa

- Ống rất mỏng có thể bị méo

Trang 15

b- Cưa lọng

Cưa lọng phù hợp để cắt 1 bó ống thành các đoạn ống ngắn hơn Nó có thể cắt một bó lớn, lên đến 40 x 40 in các ống dày vuông và chữ nhật Không có phương phápnào tốt hơn để làm điều này một cách hiệu quả hơn Tuy nhiên, các ống có xu hướng

xê dịch trong quá trình cắt bó, gây ra đầu cắt không vuông góc Ống tròn có thể quay trong chu kỳ cắt, do đó, có thể là cần thiết để hàn bấm các đầu ống để ngăn chặn các ống chuyển dịch và quay Điều này có thể tốn thời gian và lãng phí

Cưa lọng ít hữu dụng trong việc cắt một ống duy nhất, mặc dù một số cưa lọng đầu đơn có thể cắt xiên 1 ống Máy này thích hợp nhất để cắt đường kính ngoài lớn hơn 5” và thành ống dày

Ưu điểm của cưa lọng:

- Cắt một bó nhiều ống

- Cắt góc và cắt xiên trên các đầu cưa đặc biệt

Nhược điểm của cưa lọng:

- Việc hàn bấm 1 đầu của bó ống có thể cần để ngăn chặn các ống chuyển dịch và quay

Trang 16

*Điều kiện để cắt được bằng khí:

Nhiệt độ chảy của kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại đó.Nhiệt độ nóng chảy của oxit kim loại phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kimloại đó

Nhiệt tỏa ra khi kim loại cháy phải đủ lớn để đảm bảo sự cắt được liên tục Oxitkim loại nóng chảy phải có độ nóng chảy loãng tốt

Độ dẫn nhiệt của kim loại không quá cao

Do các yêu cầu trên nên cắt oxy-gas thường được sử dụng với thép hợp thấp và trung bình, thép rèn Các thép cacbon cao hoặc hợp kim khác thường không sử dụng phương pháp này

Trang 17

*Đặc điểm cắt bằng khí cháy:

+Ưu điểm:

- Thiết bị đơn giản,dễ vận hành

- Có thể cắt được kim loại có chiều dày lớn

Năng suất khá cao

+Nhược điểm:

- Chỉ có thể cắt được kim loại thỏa mãn điều kiện cắt

- Vùng ảnh hưởng nhiệt lớn nên sau khi cắt chi tiết dễ bị cong vênh,biến dạng,đặc biệt khi cắt các tấm dài

*Phạm vi ứng dụng:

- Được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp đóng tàu ,chế tạo toa xe ,xây dựngCắt thép tấm ,phôi tròn và các dạng phôi khác

- Ngày này được tự động hóa ,từ máy cắt tự động kiểu con rùa đến máy cắt điều khiển

số hay máy cắt gián CNC với nhiều mỏ cắt cùng một lúc,mang lại năng suất và hiệu quả cao

1.2 Phân loại và ứng dụng máy cắt ống

+ Phân loại : Máy cắt ống có 2 loại cầm tay và cắt bằng máy, cắt có phoi và cắt

không phoi, dưới đây là một số loại máy cắt ống thông dụng

- Thiết bị cắt ống bằng tay REMS RAS St

Hình 1.4: thiết bị cắt ống bằng tay REMS RAS Rt

Trang 18

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của thiết bị cắt REMS RAS Rt.

Hãng sản xuất JEPSONTốc độ không tải(vòng/phút) 1400

Trang 19

- Máy cắt ống dạng vòng Exac 170

Hình 1.6: Máy cắt ống dạng vòng Exac 170

Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật của máy cắt exac170

Hãng sản xuất exactTốc độ không tải(vòng/phút) 4000

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

Trên thị trường hiện nay nhu cầu sử dụng máy cắt ống bằng tay hay máy cắt ống bằng động cơ phục vụ cho nhu cầu của công nghiệp trong nước hay ngoài nước đều không thể thiếu loại máy này Có rất nhiều loại mẫu mã chủng loại, kích thước của máy cắt ống bằng tay, máy cắt bằng động cơ Từ các loại máy có kích thước nhỏ cầm tay phục vụ cho dân sinh đến các loại máy lớn sử dụng động cơ phục vụ cho nhu cầu

Trang 20

làm việc tại công xưởng hay các loại máy lớn tự động phục vụ cho các nhà máy, dây truyền sản xuất

Máy cắt ống là một loại máy cắt dễ sử dụng, vận hành, không đòi hỏi nhiều về kĩ thuật được phục vụ cho nhu cầu làm việc tại các nhà máy,xí nghiệp Máy cắt ống không phoi được chế tạo chủ yếu từ các loại thép cacbon thông thường ở các chi tiết chân giá đỡ và thép cacbon cao như ở trục động cơ và trục truyền động

Tuy nhiên những máy cắt đó sử dụng đạt hiệu quả tốt nhưng nó lại mang một số nhược điểm đó là khi cắt xong để lại ba via và hao tốn vật liệu, sau khi cắt xong phải được gia công lại Vì thế đề tài tạo ra máy cắt ống không phoi được thực hiện để giải quyết vấn đề nêu trên

1.4 Ý nghĩa của đề tài.

- Hoàn thành đề tài em rút ra được rất nhiều kinh nghiệm trong chế tạo máy, gia công

cơ khí

- Giúp em tổng hợp được tất cả kiến thức đã học cùng với thực tế để nghiên cứu chếtạo ra một sản phẩm có tính ứng dụng cao

- Tăng năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất

- Hiện đại hóa máy móc sản xuất

Trang 21

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MÁY CẮT ỐNG KHÔNG PHOI

2.1 Chọn phương án thiết kế máy cắt ống không phoi.

- Qua quá trình tìm hiểu về các loại máy cắt Ta thấy máy cắt ống không phoi có rất nhiều ưu điểm khi được đưa vào để sử dụng cắt những ống có đường kính vừa đủ,

mà sau khi cắt xong không phải tốn công đi mài bavia

Phương án truyền động hợp lý phải thoả mãn một số yêu cầu chủ yếu sau:

- Máy thiết kế có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ chế tạo

- Máy phải có khối lượng và kích thước nhỏ gọn

- Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất, phù hợp với điều kiện hiện có

+ Phương án thiết kế

* Sơ đồ nguyên lý.

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy cắt

1: pittông 2 : Động cơ 3 : Hộp giảm tốc 4 : trục quay

5: Đĩa cắt 6: Cần đẩy 7 : Trục đỡ

Trang 22

* Nguyên lý hoạt động:

- Khi động cơ làm việc trục chính quay chuyển vào hộp giảm tốc làm giảm số vòngquay của động cơ, chuyền động qua trục quay Thông qua trục này chuyển động được truyền đến đĩa cắt làm đĩa cắt chuyển động quay để cắt

Để máy cắt có thể hoạt động được ta cần có lực ấn lưỡi cắt xuống để cắt thì ta cần

có pittong khí nén để đẩy cần thông qua trục đỡ để ấn lưỡi dao cắt xuống khi lưỡi

* Đặc điểm.

+ Kết cấu máy đơn giản dễ chế tạo

+ Các thành phần của máy dễ chế tạo và dễ mua trên thị trường

+ Giá thành sản xuất vừa phải

+ Phụ tùng thay thế dễ dàng

* Mô hình chế tạo

Kết cấu máy chia làm 2 cụm chi tiết : cụm máy cắt và cụm giá đỡ ống

Hình 2.2 Hình minh họa sản phẩm máy cắt ống không phoi

Trang 23

- Cụm máy cắt gồm các chi tiết sau : chi tiết số 1 ( đế chân máy ), chi tiết số 2 ( chân máy), chi tiết số 3 ( kệ để thân máy ), chi tiết số 4 ( thân máy trái ), chi tiết số 5 ( thân máy phải ), chi tiết số 6 ( chốt con lăn ), chi tiết số 7 ( con lăn ), chi tiết số 8 ( động

cơ ), chi tiết số 9 ( tấm bảo vệ lưỡi cắt ), chi tiết 10 ( đĩa cắt ), chi tiết 11 ( ốc vít ), chi tiết 12 ( tấm nối thân máy trên 2 ), chi tiết 13 ( chốt thân máy ), chi tiết 14 ( ốc mắc lò xo), chi tiết 15 ( cần đẩy ), chi tiết 16 ( thanh nối thân máy 1 ), chi tiết 17 ( pittông ), chi tiết 18 ( tấm đỡ pittong )

Hình 2.3 : Hình minh họa sản phẩm giá đỡ ống

- Cụm giá đỡ ống gồm các chi tiết: chi tiết số 1(chân giá đỡ), chi tiết 2 (tấm mặtgiá đỡ), chi tiết số 3 ( thanh đặt ngang), chi tiết số 4 (đặt con lăn), chi tiết số 5 (con lăn nhỏ), chi tiết số 6 (chốt con lăn nhỏ)

Trang 24

2.2 Tính toán chọn động cơ, hộp giảm tốc

2.2.1 Xác định số vòng quay của động cơ

Hình 2.4 : sơ đồ chuyển động quay của đĩa cắt và ống

Hàm mục tiêu đáp ứng yêu cầu kỹ thuật là đảm bảo năng suất cắt ống như sau: khi ống lăn được n 3 =180 vòng thì ống bị cắt đứt.

Gọi d2 là đường kính ống lớn nhất mà máy có thể cắt Gọi M là điểm tiếp xúc giữa daocắt và ống

Xét điểm M thuộc dao cắt ta có vận tốc cắt là

d2 là đường kính của dao cắt, mm

n2 là tốc độ quay của dao cắt, vòng/phút

Trang 25

n3 là tốc độ quay của dao cắt, vòng/phút

Khảo sát sơ đồ truyền động từ động cơ điện đến dao cắt:

Theo khảo sát thực nghiệm các loại động cơ điện có tích hợp sẵn hộp giảm tốc (để giảm tốc độ và tăng mô men xoắn) Hộp giảm tốc này cấu tạo như sau

Hình 2.5 : sơ đồ hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc có 2 cấp tốc độ với 2 cặp bánh răng đồng trục

Cặp bánh răng thứ nhất là bánh răng trụ răng thẳng có Z1=21 răng, Z2=42 răng

Cặp bánh răng thứ hai là bánh răng trụ nghiêng với góc nghiêng 15 độ, có Z3=21 răng,

Nghĩa là tốc độ bị giảm đi 4 lần khi đi qua hộp giảm tốc

Gọi n1 là số vòng quay của động cơ, ta có:

n  n = 4 292,5= 1170 (vòng/ phút)

 Ta cần chọn động cơ có n > n1

Trang 26

2.2.2 : Xác định công suất của động cơ

* Phương pháp xác định lực cắt:

Tính toán lực cắt bằng công thức thực nghiệm:

Dựa vào kết quả thực nghiệm khi nghiên cứu về cắt gọt ta xây dựng công thức tính toán lực cắt:

Phương pháp dựa vào lực cắt đơn vị và diện tích tiết diện phoi sắt:

Ta có lực cắt P là lực cắt đơn vị và diện tích phoi sắt như sau:

P=f.q [ N]

Trong đó : f là lực cắt đơn vị ,là hằng số phụ thuộc vào vật liệu gia công

q là diện tích tiết diện phoi sắtTheo các nhà nghiên cứu về cắt gọt thì lực cắt đơn vị p có thể biểu diễn gần đúng với trong mối quan hệ về độ bền σb của vật liệu ( nếu là vật liệu dẻo) hoặc độcứng HB của vật liệu (nếu là vật liệu dòn)

Thực tế khi cắt với dao một lưỡi cắt, từ thực nghiệm ta có:

f= (2,5-4.5) σb đối với vật liệu dẻo

q=(0.5-1.0)HB đối với vật liệu dòn

Trong đó hệ số nhỏ dùng khi cắt với chiều dày a lớn và ngược lại

Để thuận tiện cho việc tra cứu khi tính toán lực cắt, trong sổ tay cắt gọt người ta thường cho các lực đơn vị duới dạng đồ thị quan hệ: p=f(atb)

Trang 27

* Xác định công suất của động cơ

Để xác định được công suất động cơ, ta cần xác định được công suất làm việc của máy

26.3,14.200

0, 27

60000  ( m/s )

Trang 28

Trong đó : n là số vòng quay của dao cắt trong 1 phút

D là đường kính dao cắtThay V vào công thức ( 3 ) ta tính được công suất của động cơ

Theo số vòng n và công suât plv thì ta chọn được động cơ có công suất là 0,75kw

Và số vòng quay của động cơ là 1440 vòng / phút

Trang 29

2.3 Tính toán chọn hệ thống thủy lực

Để tính được pittong ta cần tính được lực đẩy của pittong

Hình 2.8 : sơ đồ tính toán lực đẩy của pittong

Công thức tính toán lực đẩy theo sơ đồ trên

.d

F

d ( 1 )Trong đó :

F1 : Lực của dao cắt là 2000N

F2 : Lực của pittong

d1 : Khoảng cách từ tâm dao cắt đến trục đỡ là 280 mm

d2 : Khoảng cách tâm từ trục đỡ đến tâm của phần lực đẩy pittong là 70 mmthay vào công thức ( 1 ) ta tính được lực đẩy của pittong

Trang 30

a Giới thiệu ổ lăn.

Cấu tạo, phân loại ưu nhược điểm của bạc đạn, vòng bi

Vòng bi (bạc đạn) thường bao gồm vành trong, vành ngoài, các thành phần lăn vàvòng cách định vị viên bi tại những khoảng cách cố định giữa cách rãnh bi Vật liệutiêu chuẩn để sản xuất có hàm lượng carbon crom cao và vòng cách bằng thép cứng

Để việc chọn lựa ổ lăn đạt hiệu quả cao, cần phải hiểu rõ thiết kế và đặc điểm của từngloại ổ lăn khác nhau để chọn vòng bi thích hợp

Trang 31

Ổ lăn (ball/roller bearing)

- gồm 4 bộ phận chính: vòng ngoài, vòng trong, con lăn và vòng cách

Cấu tạo ổ lăn:

Hình 2.9 Cấu tạo của ổ lăn.

Con lăn có các dạng sau: bi (ball), đũa trụ (cyclindrical roller), đũa côn (taper roller),đũa hình trống đối xứng hoặc không đối xứng (spherical roller), đũa kim (needleroller)

Trang 32

Lắp ghép tương đối khó khăn

+ Làm việc có nhiều tiếng ồn, khả năng giảm chấn kém

Trang 33

+ Độ cứng : là khả năng không bị biến dạng khi dùng để cắt vật liệu gia công + Độ bền cơ học : Khả năng không bị phá hủy khi chịu lực trong quá trình cắt + Độ bền nhiệt : Khả năng giữ được độ cứng và độ bền cơ học ở nhiệt độ cao + Độ bền mòn : Khả năng chống lại sự mài mòn trong quá trình cắt.

- Vì máy cắt chế tạo để cắt các ống thép nên ta cần chọn lưỡi cắt phải được chế tạo bằng thép hợp kim đặc biệt, siêu bền , nhiệt luyện ở áp lực cao, chống bị mài mòn-Chọn hợp kim cứng để chế tạo dao cắt

Hợp kim cứng là loại vật liệu điển hình với độ cứng nóng rất cao ( không cần nhiệt luyện vẫn có độ cứng 85,92 HRC ) nhiệt độ 800 – 10000C , dụng cụ vẫn cắt gọt bình thường

Chịu mài mòn hợp kim cứng được dùng làm dụng cụ cắt có tốc độ cao VC > 30 m/phútTính dẫn nhiệt kém, dòn

Trang 34

Thép các bon dụng cụ ( Carbon tool steels )

- Hàm lượng C trong thép từ 0.6 -1.4%; hàm lượng S<0.02% & P<0.03%

- Độ cứng sau NL đạt HRC 58-64

+ Ưu điểm: Dễ gia công bằng cắt và dễ mài sắc Rẻ tiền-Có độ dẻo dai cao

+ Nhược điểm:Độ bền nhiệt thấp ( từ 200-2500C) Tính tôi kém nên dễ gây cong vênh và phế phẩm khi NL

+ Phạm vi sử dụng: Dùng làm dụng cụ cắt có vận tốc cắt thấp; dụng cụ cầm tay; dụng cụ gia công hợp kim màu, dụng cụ cắt gỗ

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ HÀN, LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHI

TIẾT, KIỂM TRA BỀN CHO CHI TIẾT.

3.1 : Chọn phương pháp,vật liệu và thiết bị hàn cho máy cắt

3.1.1 Chọn phương pháp hàn

Chọn phương pháp hàn phụ thuộc rất nhiều yếu tố: Công nghệ, chiều dài chi tiết,tính chất của kim loại cơ bản, chất lượng của mối hàn theo yêu cầu kỹ thuật phải phùhợp với quy trình sản xuất, vị trí mối hàn trong không gian và dạng liên kết …

Phải căn cứ vào trường hợp cụ thể và thích hợp để lựa chọn liên kết hàn phù hợpvới yêu cầu kết cấu và đảm bảo tính kinh tế

Qua bản vẽ ta thấy kết cấu Máy cắt bê tông Yêu cầu các mối hàn phải đảm bảo độbền cao Do các chi tiết có chiều dày vật liệu trung bình và được chế tạo từ vật liệu làthép CT38 có tính hàn tốt (vì nó có hàm lượng C = 0,14 ÷ 0,22% ) Nên chất lượngmối hàn rất tốt có thể đảm bảo được yêu cầu kĩ thuật Khi chi tiết làm việc, căn cứ vàokết cấu ta xác định được các mối hàn được sử dụng trong việc chế tạo là:

 Liên kết hàn góc

Từ những điều kiện trên cho phép ta chọn phương pháp hàn hồ quang tay để hànkết cấu hợp lý và tối ưu nhất mà vẫn đảm bảo yêu cầu kĩ thuật và chất lượng của kếtcấu

Trang 35

3.1.2 Chọn vật liệu hàn và thiết bị hàn:

1) Chọn que hàn.

Để mối hàn đảm bảo về cơ tính và yêu cầu kĩ thuật thì kim loại của mối hàn phảigần bằng kim loại cơ bản về cơ tính cũng như thành phần hóa học Căn cứ vào thànhphần hóa học của kim loại cơ bản mà ta chọn que hàn E7016 và que hàn E7018 Làloại que hàn dùng để hàn thép C và thép hợp kim thấp có thuốc bọc hệ bazo hàn dòng

Độ bềnkéoσB(N/mm2)

Độ dãndàiδL=5d(%)

Căn cứ vào các yêu cầu trên ứng với việc chế tạo “đồ gá cắt mặt bích” Yêu cầumối hàn có độ bền cao và độ kín khít tốt Các chi tiết đều được chế tạo từ thép CT38

Trang 36

và hàn bằng que hàn E7016 và E7018 Ta chọn máy hàn dòng điện 1 chiều, hàn hồquang tay có kí hiệu FINEWEL 500D (trong xưởng hàn)

chọn máy hàn hồ quang tay ký hiệu hiệu Finewel-500D

Điện áphàn(V)

Dòng hàn(A)

Công suất(KVA)

Chu kì tải(%)

Trọnglượng(KG)

* Tủ sấy que hàn.

Để đảm bảo chất lượng mối hàn trước khi hàn Que hàn được lưu trữ trong thời giandài sau khi sản xuất do vậy khi que hàn được đưa ra ngoài môi trường, đã hấp thụ mộtlượng ẩm nào đó Mức độ hấp thụ hơi ẩm này khác nhau đối với từng loại que hànkhác nhau Trong trường hợp nếu một lượng nhỏ độ ẩm được hấp thụ vào que hàn loạihydro thấp, loại thường dùng để hàn thép dày hoặc thép hợp kim thấp, cũng có xuhướng gây nứt mối hàn, do đó cần phải sấy que hàn trước khi sử dụng Ngay cả trongtrường hợp que hàn không phải loại hydro thấp (loại trừ que hàn xenlulo), cũng phảisấy trước khi hàn

Để sấy cần phải xác định cẩn thận nhiệt độ, thời gian, và chu kỳ sấy Nhiệt độ sấyquá cao hoặc quá thấp thì cũng không tốt, có thể nẩy sinh các vấn đề

Trang 37

Nếu nhiệt độ sấy quá cao sẽ làm giảm các tác nhân tạo khí và chất khử oxy hóatrong hỗn hợp thuốc bọc, và sẽ tạo ra các bọt khí trong mối hàn sẽ làm giảm độ bền và

Nếu que hàn được sắp xếp có trật tự và được đặt trong hộp thì sẽ hút ẩm ít hơn khiđặt ở vị trí nằm ngang cũng như nó không được sắp xếp có trật tự

Khi que hàn hấp thụ ẩm, các vấn đề sau đây có thể xẩy ra với tính hàn và tính côngnghệ hàn:

 Hồ quang trở nên mạnh và cháy không ổn định

 Sự bắn tóe của kim loại lỏng nhiều hơn và hạt kim loại văng ra nhiều hơn

 Độ ngấu mối hàn sâu hơn có thể dẫn đến nứt đáy

 Lớp xỉ phủ bề mặt không đều trong khi hàn, do đó mặt mối hàn bị thô hơn khôngđều

 Khử lớp xỉ khó khăn hơn, có thể xẩy ra nứt và có thể tạo thành nhiều bọt khí

 Gây ra sự giòn hydro do sự tăng lượng hydro trong mối hàn

Bảng 3.4 Điều kiện sấy tối ưu đối với que hàn

Que hàn Kiểu lớp bọc Lượng ẩm hấp

thụ Nhiệt độ (C

gian(phút)E7016 Kali Titan >2 70 ÷ 100 30 ÷ 60

Thiết bị sấy: do sử dụng ít ta dùng ống sầy

Trang 38

Hình 3.2 Ống sấy que hàn Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của ống sấy

Model Điện áp (V) Khả năng sấy

max

Nhiệt độ sấymax (Co) Công suất (w)

Trang thiết bị phụ trợ

Hàn hồ quang tay đòi hỏi phải có một số các trang thiết bị phụ trợ, trong đó một số

là phần không thể thiếu được của mạch điện hàn, và một số khác được dùng vì lý do

an toàn cho thợ hàn Một số các trang thiết bị tiêu chuẩn đi theo nguồn điện hàn baogồm:

+ Một đôi cáp hàn (3m x 2)

+ Một kìm hàn có tay cầm cách điện và cách nhiệt

+ Một chiếc kẹp nối với dây nguội( kẹp mát) để đấu nối vào vật hàn

+ Một búa gõ xỉ và một bàn chải sắt

+ Một mặt lạ hàn kèm theo kính hàn

Ngoài ra, thợ hàn còn phải có trang phục bảo hộ lao động khi làm việc bao gồm:Quần áo bảo hộ bằng vải bạt dày, găng tay da, tạp dề da để trống lại nhiệt độ hồ quang,kim loại và xỉ bắn tóe

Trang 39

3.1.3 Các thiết bị, dụng cụ sử dụng chế tạo chi tiết.

Trang 40

Hình 3.5 Thước lá

Hình 3.6 Hình ảnh mô tả thước kẹp.

Bảng 3.6 Bảng thông số kỹ thuật của một số thước cặp.

Kích thước (mm) Độ chính xác (mm) Chiều dài đầu kẹp Trọng lượng (g)

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	3,73 MB