Nghiên cứu công nghệ sản xuất chi tiết tấm trao đổi nhiệt

Nghiên cứu công nghệ sản xuất chi tiết tấm trao đổi nhiệt Nghiên cứu công nghệ sản xuất chi tiết tấm trao đổi nhiệt Nghiên cứu công nghệ sản xuất chi tiết tấm trao đổi nhiệt luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM ĐẮC HỒNG NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CHI TIẾT TẤM TRAO ĐỔI NHIỆT Chuyên ngành: Gia Cơng Áp Lực LUẬN VĂN THẠC SỸ CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ĐẮC TRUNG HÀ NỘI - 2008 -1- MỤC LỤC Trang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU B B CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT DẠNG TẤM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH TẤM 1.1 Tổng quan thiết bị trao đổi nhiệt dạng 6 1.1.1 Khái niệm phân loại thiết bị trao đổi nhiệt 1.1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng 1.1.3 Các dạng kết cấu gân/ rãnh trao đổi nhiệt 10 1.2 Công nghệ dập mỏng 12 2.2.1 Khái niệm 12 2.2.2 Đặc điểm 2.2.3 Dập liên hợp tình hình nghiên cứu, ứng dụng phương 12 13 pháp dập liên hợp dập kim loại CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TẤM TRAO ĐỔI NHIỆT 2.1 Cơ sở lý thuyết biến dạng mỏng B 17 17 2.1.1 Khái niệm mỏng 17 2.1.2 Trạng thái ứng suất biến dạng 17 2.2 Thiết kế q trình cơng nghệ chế tạo trao đổi nhiệt 28 2.2.1 Phân tích tính cơng nghệ chi tiết 29 2.2.2 Xác định hình dáng kích thước phơi 31 2.2.3 Xác lập q trình cơng nghệ hợp lý 2.2.4 Tính tốn cơng nghệ 36 46 2.2.5 Lựa chọn máy 65 CHƯƠNG MƠ HÌNH HĨA Q TRÌNH DẬP 68 -2- 3.1 Vai trị ưu điểm mô số thiết kế, tối ưu 68 công nghệ 3.1.1 Giới thiệu phương pháp mô 69 3.1.2 Ứng dụng mô số 72 3.2 Giới thiệu phần mềm eta/DYNAFORM 74 3.3 Phương pháp tính tốn eta/DYNAFORM 76 3.4 Mơ hình vật liệu eta/DYNAFORM 78 3.5 Điều kiện biên 79 3.6 Thuật toán tiếp xúc va chạm 79 3.7 Các phần tử eta/DYNAFORM/LS-DYNA 81 3.8 Kết luận 82 CHƯƠNG MƠ PHỎNG SỐ Q TRÌNH DẬP TẤM TRAO ĐỔI NHIỆT 4.1 Tiền xử lý mô 83 4.1.1 Xây dựng mơ hình hình học- Nhập phơi dụng cụ 85 4.1.2 Chia lưới phôi dụng cụ gia công 87 4.2 Thiết lập điều kiện biên – Giải toán 88 4.2.1 Các thiết lập ban đầu 89 4.2.2 Giao diện chung mô dập tạo hình 89 4.2.3 Định nghĩa phơi 90 4.2.4 Định nghĩa vật liệu đặc tính phơi 90 4.2.5 Định nghĩa dụng cụ tạo hình 93 4.2.6 Định vị dụng cụ tạo hình 95 4.2.7 Định nghĩa q trình cơng nghệ 96 4.2.8 Kiểm tra chuyển động mô 97 4.2.9 Giải tốn tạo hình máy 98 B B B B B B B B B B 85 -3- 4.3 Hậu xử lý – Khai thác kết 99 4.3.1 Phân tích biểu đồ giới hạn tạo hình 99 4.3.2 Phân tích biến dày biến mỏng tạo hình 100 4.3.3 Dịch chuyển cạnh phơi mặt phẳng vng góc 102 với phương dập q trình tạo hình 4.3.4 Phân tích ứng suất tạo hình 103 4.3.5 Vị trí dịch chuyển dụng cụ trình tạo hình 104 4.3.6 Phân tích lực tác dụng tạo hình 106 5.3.7 Phân tích lượng q trình tạo hình 107 4.4 Kết luận 108 4.4.1 Phân tích khe hở z Chày Cối 108 4.4.2 Tốc độ dập 109 4.4.3 Lực chặn 111 4.4.4 Vấn đề bôi trơn yêu cầu độ nhẵn bề mặt chày, cối 112 4.4.6 Kết luận 113 KẾT LUẬN 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 TÓM TẮT NỘI DUNG BẰNG TIẾNG VIỆT 116 TÓM TẮT NỘI DUNG BẰNG TIẾNG ANH 117 B PHỤ LỤC : BẢN VẼ CHẾ TẠO KHUÔN DẬP -4- LỜI NÓI ĐẦU Thiết bị trao đổi nhiệt dạng sử dụng 60 năm qua Với ưu điểm vượt trội so với thiết bị trao đổi nhiệt khác như: truyền nhiệt có hiệu suất cao, gọn nhẹ, kết cấu mơ đun linh hoạt…đến sử dụng ngày rộng rãi trình gia nhiệt, làm mát, thu hồi nhiệt hầu hết lĩnh vực như: Sản xuất hoá chất, phát điện, sản xuất giấy, công nghiệp thực phẩm, luyện cán thép, chế tạo máy, điều hồ khơng khí…Tấm trao đổi nhiệt, bề mặt có gân/ rãnh phức tạp với mục đích làm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt tạo chế độ dòng chảy rối, có lỗ dẫn hai loại lưu thể qua từ hai phía truyền nhiệt cho chi tiết thiết bị Việc tạo hình chi tiết có kết cấu gân/ rãnh trao đổi nhiệt mà đề tài hướng tới không nghiên cứu lý thuyết đặc biệt công nghệ chế tạo chưa thực phổ biến chi tiết điển hình khác Cũng theo tìm hiểu tác giả, sản phẩm trao đổi nhiệt dạng lớn xuất nhiều thị trường nhờ tính ưu việt xu chung tồn cầu tiết kiệm lượng, nhiên Việt Nam chưa có nhà máy hay sở sản suất chế tạo Tác giả thực đề tài với tham vọng ngày tạo sản phẩm tương tự thiết bị ngoại nhập đắt tiền Nhưng lực thời gian có hạn, đề tài chưa thực mong muốn, tác giả mong nhận bảo thầy, cô bạn đồng nghiệp Trong luận văn tác giả tính tốn, thiết kế cơng nghệ cho q trình: cắt, đột khn dập phối hợp; tạo hình rãnh/ gân khuôn chày-cối cứng máy ép thủy lực vạn ứng dụng phần mềm mô số eta/Dynaform vào việc mơ -5- q trình tạo hình rãnh/ gân để đưa thông số công nghệ tối ưu Từ mục tiêu trên, luận văn gồm nội dung sau: - Nghiên cứu sở lý thuyết trình biến dạng mỏng áp dụng cho việc tạo hình rãnh/ gân tản nhiệt Tính tốn, thiết kế bước cơng nghệ xây dựng vẽ chế tạo khuôn - Tìm hiểu phần mềm mơ eta/Dynaform thực mơ q trình dập tạo hình Từ kết mô đối chiếu với lý thuyết rút kết luận cần thiết để tối ưu công nghệ lựa chọn Phần trình bày luận văn đề tài thể qua nội dung chương sau:  Chương – Tổng quan thiết bị trao đổi nhiệt dạng phương pháp công nghệ sản xuất sản phẩm dạng  Chương – Nghiên cứu công nghệ sản xuất trao đổi nhiệt  Chương – Mơ hình hóa q trình dập  Chương – Mơ số q trình dập tạo hình rãnh/ gân trao đổi nhiệt  Kết luận hướng nghiên cứu đề tài Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo khoa bạn đồng nghiệp, đặc biệt bảo thầy hướng dẫn trực tiếp T.S Nguyễn Đắc Trung trình thực luận văn Hà Nội, ngày 10B tháng năm 200 Học viên 14B Phạm Đắc Hoàng 23B -6- CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT DẠNG TẤM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH TẤM 1.1 Tổng quan thiết bị trao đổi nhiệt dạng 1.1.1 Khái niệm phân loại thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị trao đổi nhiệt (TBTDN) thiết bị thực trao đổi nhiệt chất cần gia công nhiệt với môi chất nguồn nhiệt (nóng lạnh) Chất cần gia cơng nhiệt mơi chất nguồn nhiệt thường pha lỏng, khí nên ta gọi chung lưu thể Phụ thuộc vào phạm vi, lĩnh vực nghiên cứu người ta đưa nhiều cách phân loại TBTDN: Phân loại theo kiểu tiếp xúc hai loại lưu thể (tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp), theo hình dáng cấu tạo mặt trao đổi nhiệt (hình kim, hình xoắn ốc, hình ống ruột gà, hình ống, hình tấm…), theo cơng dụng (đun nóng hay làm lạnh), theo chiều chảy lưu thể (thuận chiều, ngược chiều, trái chiều, hỗn hợp), theo trạng thái nhiệt độ (trạng thái bất ổn hay ổn định), theo dạng pha lưu thể (hơi, khí, lỏng) v.v TBTDN dạng thuộc loại thiết bị có tiếp xúc gián tiếp hai lưu thể thơng qua vách ngăn rắn mặt truyền nhiệt có dạng hình tấm, Ở hai phía vách ngăn lưu thể bố trí chảy ngược chiều 1.1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng Thiết bị trao đổi nhiệt dạng (PHE _ Plate Heat Exchanger) phát minh cách 60 năm ngày sử dụng rộng rãi lĩnh vực công nghiệp hiệu suất trao đổi nhiệt tối ưu Ngày thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng hầu hết lĩnh vực như: Sản xuất hố chất; Sản xuất giấy; Cơng nghiệp thực phẩm; Luyện cán thép, chế tạo máy; Điều hồ khơng khí… -7- Hình 1.1: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng Cấu tạo: Thiết bị PHE có cấu tạo từ nhiều kim loại bề mặt gấp nếp định hình có chừa sẵn lỗ dành cho hai loại môi chất khác qua để tiến hành trao đổi nhiệt với Các kim loại ép thành khối nhờ thép khung dầy thông qua bu lơng giằng Độ kín đảm bảo nhờ lớp gioăng, đệm kín đặc biệt Số lượng kích thước kim loại xác định lưu lượng mơi chất, tính chất vật lý, tổn hao áp suất, nhiệt độ vào/ mơi chất… -8- Hình 1.2: Các phận thiết bị trao đổi nhiệt dạng điển hình Bề mặt gấp nếp kim loại thiết bị PHE có tác dụng nâng cao hiệu suất truyền nhiệt (tăng diện tích trao đổi nhiệt, phân bố tạo chế độ dòng chảy hợp lý dịng mơi chất) tăng cứng cho thân chống lại chênh lệch áp suất từ phía Các kim loại trao đổi nhiệt thiết bị PHE định vị xác nhờ dẫn hướng bắt dọc theo chiều dài Thiết bị PHE nối với đường ống dẫn môi chất nhờ lỗ bắt bích phân bố thép khung ngồi Vật liệu chế tạo: Yêu cầu vật liệu chế tạo trao đổi nhiệt phải có hệ số dẫn nhiệt cao, khả chống bám cáu cặn, khơng bị ăn mịn mơi trường làm việc có tiêu tính tốt để thích ứng với điều kiện làm việc gia công, chế tạo Trong thực tế người ta thường sử dụng số loại thép sau: Thép không rỉ (AISI 304, 304L, 316, 321 ); Hợp kim Titanium; Thép hợp -9- kim Platindium… Với phần gioăng/ đệm dùng để làm kín, hình thành nên buồng chứa môi chất vách ngăn (tấm trao đổi nhiệt) Do tiếp xúc trực tiếp với môi chất nên yêu cầu vật liệu làm gioăng phải có độ đàn hồi lớn cần phải khơng bị ăn mịn mơi trường làm việc Thực tế người ta thường sử dụng số dạng vật liệu sau: Neoprene; Cao su Nitrile; Hypalon, PTFE v.v Ưu điểm thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm: Hệ số truyền nhiệt cao: So với thiết bị trao đổi nhiệt khác, hệ số truyền nhiệt PHE cao tới lần nhờ cấu tạo đặc biệt kim loại bề mặt gấp định hình - Bề mặt gấp dạng sóng làm thay đổi liên tục hướng lẫn vận tốc dịng mơi chất qua - Bề mặt gấp dạng xương cá tạo chuyển động xốy dịng mơi chất - Kết hợp hai biên dạng cho ta hiệu suất truyền nhiệt tối ưu Tiết kiệm diện tích lắp đặt: Trên quan điểm kinh tế, tiết kiệm diện tích lắp đặt tiết kiệm tiền Diện tích lắp đặt thiết bị PHE so với thiết bị bay dạng ống chùm có cơng suất thường chiếm khoảng từ 20 ÷ 50% diện tích Đặc biệt trường hợp nhà máy muốn nâng cơng suất thiết bị việc thay đổi công suất thiết bị PHE cách lắp thêm vào kim loại trao đổi nhiệt công việc đơn giản mà sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng khác câu trả lời khơng thể phải thay hồn toàn An toàn cố: Với thiết bị PHE, người ta dễ dàng phát có cố rị rỉ mối lắp ghép nhờ loại trừ tiếp xúc trực tiếp hai mơi chất Ở loại TBTDN có bề mặt truyền nhiệt dạng khác thiết bị ống chùm, ống - 103 - Hình 4.31 Sự dịch chuyển cạnh theo phương x, z Dập rãnh /gân thẳng, phương trục gân vng góc với cạnh bao nên dịch chuyển cạnh phơi q trình tạo hình không lớn Dịch chuyển lớn theo phương z cạnh dài xuất nút ID36750 với giá trị 1.9396, dịch chuyển lớn theo phương x cạnh ngắn sản phẩm 1.472 Từ kết mô ta xác định xác kích thước phơi để sản phẩm sau tạo hình khơng cần phải cắt hình mà đảm bảo kích thước bao với độ xác trung bình 4.3.4 Phân tích ứng suất tạo hình Kết mơ cho thấy ứng suất tăng theo mức độ biến dạng Giá trị ứng suất Vonmises lớn nút ID156133 nhỏ nút ID36705 So với phần rãnh đặt gioăng, rãnh/gân tăng cường rãnh/ gân hướng dịng phần rãnh/ gân cơng nghệ mức độ biến dạng lớn nên giá trị ứng suất tiếp lớn lớn (phổ biến khoảng 600 ÷ 750MPa) - 104 - Ứng suất tăng theo mức độ biến dạng điều phù hợp với lý thuyết thực tế Hình 4.32 Ứng suất Max Von Mises 4.3.5 Vị trí dịch chuyển dụng cụ trình tạo hình A B - 105 - C D Hình 4.33 V ị tr í dịch chuyển dụng cụ tr ình tạo hình (RB-1: Chày; RB-3: Cối; RB-4: Chặn) A - V ị tr í theo ph ương d ập B - D ịch chuyển dụng cụ C - T ốc đ ộ d ịch chuyển theo C - T ốc đ ộ d ịch chuyển theo phương x; z phương dập Vị trí cối cố định q trình đóng khn tạo hình, chặn cố định qu tr ình đóng khn chuyển động theo với chày trình tạo hình (nó bắt đầu chuyển động thời điểm t=0.00095256) cịn chày thay đổi theo đường gần tuyến tính q trình đóng khn q trình tạo hình (chuyển động chày bị chững lại giai đoạn bắt đầu ép lên chặn để đẩy chặn chuyển động theo giai đoạn cuối trình tạo hình) Tại thời điểm t=0,00031752 phơi bắt đầu bị biến dạng, nhận thấy tốc độ biến dạng phôi thay đổi theo đường cong gần đồng dạng với đường cong dịch chuyển chày Biểu đồ hình 5.33, cho ta thấy thay đổi vị trí tương quan dụng cụ, dịch chuyển dụng cụ tốc độ chuyển động chúng theo thời gian - 106 - 4.3.6 Phân tích lực tác dụng tạo hình A B 20B C D Hình 4.34 Lực tác dụng trình tạo hình A – Lực tính nút biên B – Hợp lực bề mặt tiếp xúc Phôi với Dụng cụ theo phương dập C – Hợp lực bề mặt tiếp xúc C – Lực khối tác dụng Phôi lên Phôi với Dụng cụ theo phương x; z Dụng cụ theo phương dập Biểu đồ hình 4.34 A cho ta lực tổng hợp tác dụng lên nút biên 21B 28B 24B dụng cụ, biểu đồ hình B cho ta lực tương tác Phôi dụng cụ theo phương dập Từ ta dễ dàng tính lực cần thiết để tạo hình tồn sản phẩm là: P = 2*2.3155e6 = 4.631e6 N 4.3.7 Phân tích lượng trình tạo hình - 107 - A B 2B C D Hình 4.35 Năng lượng trình tạo hình A – Năng lượng tiêu hao dung cụ B – Các lượng điển hình tính nút biên C – Tiêu hao lượng trượt D – Các dạng lượng khác Phôi với Dụng cụ So sánh biểu đồ hình 4.35 A B ta thấy: Đường cong lượng 29B 25B Chày gần trùng với đường cong lượng bên cung cấp cho Phôi Năng lượng Chày lớn chút so với lượng bên ngồi, điều lý giải phần lượng Chày bị tiêu hao để thắng lực đối áp hệ thống Chặn Biểu đồ hình 4.35 B cho ta lượng chày cần thiết để tạo hình nửa sản phẩm, từ ta tính - 108 - lượng cần cung cấp cho chày để tạo hình tồn sản phẩm 2*2.7045e6 = 5.409e6 Nm Biểu đồ hình 4.35 D cho ta dạng lượng trình tạo hình Khi ta cần tìm hiểu, tính tốn so sánh dạng lượng ta vào biểu đồ lượng nó, chúng cho ta kết luận xác phục vụ cho mục đích 4.4 Kết luận 4.4.1 Phân tích khe hở z Chày Cối Tác giả thực nhiều lần mô với khe hở với khe hở chày cối z = (1.1÷ 1.2).s, kết xuất nhiều vùng nguy vật liệu bị đứt, rách mà vùng chuyển tiếp đỉnh mặt cạnh gân vùng gân công nghệ (gân hình chữ V) có vệt hằn ảnh hưởng xấu đến chất lượng bề mặt sản phẩm Có thể giải thích điều sau: Do sản phẩm chủ yếu rãnh/gân bố trí liên tiếp nhau, bước gân chiều rộng gân nên Chày xuống, vùng đỉnh Chày Cối tiếp xúc với phôi trước tiên, biến dạng cục xảy Khi chày tiếp tục xuống, lực tương tác phôi với phần đỉnh chày cối, vật liệu bị kéo căng biến dạng dẻo theo chiều dài Cơ chế lúc giống với uốn có kéo, vật liệu vùng tiếp xúc với đỉnh chày - cối bị biến dạng trước, lực kéo làm ơm lấy đỉnh chày - cối, tiếp xúc xảy hai điểm hai phía đỉnh Đến lúc trở lực vị trí điểm tiếp xúc làm cho biến dạng vật liệu chuyển sang thành bên gân Cơ chế khiến cho việc dập gân có biến mỏng thành không tuân theo quy luật buộc khe hở chày cối nhỏ chiều dày vật liệu Khi biến dạng dẻo tiếp tục gia tăng, hóa bền tăng theo lực kéo mạnh khiến cho vật liệu ôm sát với đỉnh chày – cối Tuy nhiên theo tác giả tài liệu [ I ] phôi đỉnh chày tồn khe hở Do khơng tính đến khe hở cuối hành trình chày vật - 109 - liệu bị ép vào phần rãnh cối – chày, phần đỉnh gân sản phẩm vừa hình thành lại tiếp tục bị uốn cong theo chiều ngược lại tạo nên vết hằn đỉnhđáy gân biến mỏng cục hai đường chuyển tiếp mặt đỉnh-đáy gân thành bên Ở khe hở z = (1.25÷ 1.3).s, kết mô đạt tốt Khi z > 1,3.s nhăn xuất nhiều đầu gân xung quanh rãnh đặt gioăng làm kín, chiều cao gân không đủ 4.4.2 Tốc độ dập Tác giả thực q trình mơ với khe hở chày-cối 0.6mm; tốc độ đóng khn 1000mm/s, tốc độ dập tạo hình 50mm/s Kết mơ cho sản phẩm hoàn thiện hơn: chiều dày đồng hơn, chiều dày vị trí bị biến mỏng nhiều (phần chuyển tiếp gân) lỗi thiết kế mơ hình tăng lên rõ rệt (Hình 4.46); Ứng suất Max-Vonmises giảm đáng kể (Hình 4.47) Hình 4.36 Biến dày sản phẩm tốc độ dập v=50mm/s - 110 - Hình 4.37 Ứng suất Max-Vonmises tốc độ dập v=50mm/s A B - 111 - C D Hình 4.38 Khai thác biểu đồ tốc độ dập v=50mm/s A - Tốc độ dịch chuyển Phôi B - Lực tương tác Phôi dụng dụng cụ cụ C - Năng lượng trượt D - Các dạng lượng Biểu đồ hình 4.38 cho thấy: Khi tốc độ dập giảm lực tương tác cặp Phơi – Chày Phơi – Cối tăng theo đường thẳng tuyến tính, lực giảm đáng kể trở lên cân Tốc độ biến dạng Phôi ổn định điều cho thấy khả tạo sản phẩm có độ dày đồng Tiêu hao lượng Như với tốc độ dập nhỏ, trình biến dạng từ từ khả cho sản phẩm có chất lượng tăng lên rõ rệt 4.4.3 Lực chặn Chặn bố trí phần rãnh đặt gioăng, có tác dụng hệ thống đối áp giúp cho việc tạo hình phần chuyển tiếp từ đầu rãnh/ gân (vị tri mà vật liệu chịu lực phức tạp chịu biến dạng mãnh liệt nhất) đến mặt phẳng dể định vị gioăng (phần vật liệu khơng bi biến dạng) thuận lợi Ngồi cịn có tác dụng khí từ rãnh/gân ngồi q trình tạo hình - 112 - Tác giả thực mô mà khơng có chặn, kết phần chuyển tiếp rãnh gân (đặc biệt xung quanh lỗ dẫn lưu thể vào/ra) bị nhăn dội Kết mô cho ta giá trị lực chặn lớn khoảng 2*55540N Lực chặn (lực đối áp) đặt phần rãnh gioăng khơng thể thiếu để có sản phẩm tạo hình tốt 4.4.4 Vấn đề bơi trơn yêu cầu độ nhẵn bề mặt chày, cối Tác giả thực mô với vật liệu chày cối thép, hệ số ma sát 0,125 Kết chiều dày sản phẩm sau tạo hình phân bố khơng đều, nhiều vị trí bị biến dày, mỏng mức cho phép; Lực dập tăng cao, tiêu hao lượng lớn Khi thực mô với kiểu tiếp xúc theo hướng mặt-mặt, hệ số ma sát 0,08 cho sản phẩm sau dập có chất lượng tốt nhiều Điều hồn toàn với nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm trước rằng: Trong q trình dập, ma sát làm cản trở dịch chuyển kim loại làm tăng trở lực biến dạng Lực ma sát phụ thuộc vào trạng thái bề mặt kim loại, độ nhẵn bề mặt làm việc chày, cối; lực dập chất bơi trơn Trong chất bơi trơn có ý nghĩa Chất bơi trơn có tác dụng: Làm giảm hệ số ma sát bề mặt vật liệu mặt khuôn Giúp cho việc lấy sản phẩm khuôn dễ dàng; Làm nguội khuôn làm tăng thời gian sử dụng khuôn làm cho bề mặt sản phẩm sau tạo hình khơng bị xây xước, cọ xát… 4.4.6 Kết luận Ứng dụng phần mềm eta/Dynaform mơ q trình dập thủy chi tiết vỏ mỏng đa lớp có hình dạng phức tạp cho phép ta phân tích: - Biểu đồ giới hạn tạo hình ; - Biến dày biến mỏng ; - Ứng suất – biến dạng ; - 113 - - Năng lượng, lực tạo hình ; - Vị trí dụng cụ gia cơng, hành trình chày ; - Khe hở cần thiết chày cối ; - Lực chặn ; - Ảnh hưởng ma sát, bôi trơn … cách đơn giản hiệu Dựa vào kết mô cho phép người kỹ sư phân tích q trình biến dạng nhằm tối ưu hóa thơng số cơng nghệ thiết bị nhằm ứng dụng vào thực tế sản xuất - 114 - KẾT LUẬN Phương pháp “Công nghệ mô số” coi bước đột phá công nghệ thay cho bước tính tốn, thiết kế, sản xuất thử nghiệm lặp lại có nhiều lần tốn nhiều thời gian cơng sức quy trình cơng nghệ cổ điển trước Công nghệ mô số ứng dụng ngành Gia cơng áp lực giúp cho việc tính tốn, thiết kế khn mẫu nhanh, đơn giản Nó giúp người thiết kế có định đắn trình thiết kế khả tính tốn xác phân bố ứng suất, biến dạng, lực dập lượng tạo hình cần thiết thời điểm diễn biến tồn q trình Qua người thiết kế nhanh chóng tối ưu thơng số cơng nghệ ảnh hưởng tới q trình biến dạng để đạt tiêu chất lượng sản phẩm độ xác hình dáng, kích thước, tiêu – lý tính… Ngày nay, mơ số trình tạo hình hướng cần thiết ngành gia công áp lực để nhanh chóng làm chủ cơng nghệ, thiết kế chế tạo sản phẩm cách nhanh chóng đáp ứng nhu cầu thường xuyên biến đổi thị trường, thay cho thiết bị nhập ngoại đắt tiền Góp phần vào việc này, luận văn việc sâu nghiên cứu sở lý thuyết trình biến dạng mỏng áp dụng cho việc tạo hình rãnh/ gân tản nhiệt Tính tốn, thiết kế bước cơng nghệ xây dựng vẽ chế tạo khn tác giả có tìm tịi, khai thác phần mềm mơ eta/Dynaform thực mơ q trình dập tạo hình Kết mơ cho thấy tính tốn lý thuyết tương đối phù hợp, từ rút kết luận cần thiết trước đưa vào sản xuất thử nghiệm Tuy nhiên cần có nghiên cứu sâu lý thuyết, mơ số sản xuất thử nghiệm để mở rộng cho tạo hình với nhiều kiểu hình dạng khác - 115 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt V P RÔMANÔVXKI _ Tập thể môn rèn dập trường ĐHBK dịch (1972), Sổ tay dập nguội tập I, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật V P RÔMANÔVXKI _ Tập thể môn rèn dập trường ĐHBK dịch (1974), Sổ tay dập nguội tập II, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nghiêm Hùng (1997), Sách tra cứu thép, gang thông dụng, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội Tôn Yên (1974), Công nghệ dập nguội, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Đắc Trung (2007), Giáo trình giảng dạy cao học: Mơ số trình dập thủy chi tiết đối xứng trục Nguyễn Trọng Giảng, Thuộc tính học vật rắn, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Phạm Văn Nghệ (2008), Công nghệ dập thủy tĩnh, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội Tiếng Anh J L Duncan _ The university of Auckland, New Zealand, S J Hu _ The university of Michigan, USA, Z Marciniak _ The Technical university of Warsaw, Poland (2007), Mechanics of sheet metal forming Bộ tiêu chuẩn ASME _ Phát hành năm 2001 - 116 - TÓM TẮT LUẬN VĂN Thiết bị trao đổi nhiệt dạng sử dụng 60 năm qua Với ưu điểm vượt trội so với thiết bị trao đổi nhiệt khác như: truyền nhiệt có hiệu suất cao, gọn nhẹ, kết cấu mơ đun linh hoạt… ngày sử dụng rộng rãi trình gia nhiệt, làm mát, thu hồi nhiệt hầu hết lĩnh vực như: Sản xuất hố chất, phát điện, sản xuất bơng giấy, công nghiệp thực phẩm, luyện cán thép, chế tạo máy, điều hồ khơng khí… Tấm trao đổi nhiệt, bề mặt có gân/ rãnh phức tạp với mục đích làm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt tạo chế độ dòng chảy rối, có lỗ dẫn hai loại lưu thể qua từ hai phía truyền nhiệt cho chi tiết thiết bị Hiện tại, thiết bị trao đổi nhiệt dạng xuất nhiều thị trường nhờ tính ưu việt xu chung tồn cầu tiết kiệm lượng, nhiên Việt Nam chưa có nhà máy hay sở sản suất chế tạo Việc tạo hình chi tiết có kết cấu giống trao đổi nhiệt hay với gân rãnh phức tạp khác không nghiên cứu lý thuyết đặc biệt công nghệ chế tạo chưa phổ biến rộng rãi chi tiết điển hình khác Trong luận văn tác giả tính tốn, thiết kế cơng nghệ cho q trình: cắt, đột khn dập phối hợp; tạo hình rãnh/ gân khn chày - cối cứng máy ép thủy lực ứng dụng phần mềm mô số eta/Dynaform vào việc mơ q trình tạo hình rãnh/ gân để đưa thơng số cơng nghệ tối ưu Ngồi qua nghiên cứu biến dạng tạo hình mỏng, cách đơn giản hóa mơ hình thực tế nhờ số giả thiết, tác giả thiết lập cơng thức tính tốn ứng suất biến dạng, lực dập để áp dụng cho nguyên công tạo hình rãnh/ gân tản nhiệt - 117 - Make a survey for sheet metal deformation process to forming the heat exchange plate Apply numerical simulation software to gain the best forming process Abstract: During the more than 60 years the plate heat exchanger (PHE) has been in use With advantages as efficient heat transfer, low weight, flexibility modular construction… today it’s universally used for efficient heating, cooling and heat recovery in a multitude of duties in chemical processing, power generation, pulp and paper production, steel and metal production, refrigeration, sugar mills…Heat exchange metal plates with portholes for the passage of two fluids between which heat transfer will take place are important parts of PHE At present, PHE is sold more and more but haven’t any company of Viet Nam make it Forming for parts with construction such as heat exchange plate or sheets with complicated channel sections are not unusual but survey of theory and especially manufacture process is haven’t spread In this subject, I try to study its forming problems by stamping process in complex mould and using finite element simulation to gain best forming process ... pháp công nghệ sản xuất sản phẩm dạng  Chương – Nghiên cứu công nghệ sản xuất trao đổi nhiệt  Chương – Mơ hình hóa q trình dập  Chương – Mơ số q trình dập tạo hình rãnh/ gân trao đổi nhiệt. .. BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT DẠNG TẤM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH TẤM 1.1 Tổng quan thiết bị trao đổi nhiệt dạng 6 1.1.1 Khái niệm phân loại thiết bị trao đổi nhiệt 1.1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt. .. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT DẠNG TẤM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH TẤM 1.1 Tổng quan thiết bị trao đổi nhiệt dạng 1.1.1 Khái niệm phân loại thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị trao đổi nhiệt (TBTDN)