Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY UỐN CỠ NHỎ Người hướng dẫn: ThS HỒNG MINH CƠNG Sinh viên thực hiện: HỒNG CƠNG BẰNG Đà Nẵng, 2019 TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Tên đề tài: THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG CỠ NHỎ Sinh viên thực hiện: Hồng Cơng Bằng Số thẻ sinh viên: 101150060 Lớp: 15C1B Khoa: Cơ Khí NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Ngành: Công nghệ chế tạo máy Nhu cầu thực tế đề tài: Hiện sản phẩm uốn đƣợc ứng dụng rộng rải đóng vai trị quan trọng sống hàng ngày từ chi tiết máy đến sản phẩm sinh hoạt Trên thị trƣờng xuất nhiều loại bàn ghế, mái che, lan can….có dạng hình trịn, cung trịn Để đáp ứng đƣợc nhu cầu việc chế tạo máy móc, thiết bị uốn cong thép ống cần thiết Phạm vi nghiên cứu đề tài: Trên sở thiết kế thực tế C C R L T Nội dung đề tài thực hiện:  Thuyết minh: 01  Số vẽ: 07 Kết đạt đƣợc:  Tổng quan sản phẩm uốn nhu cầu sản xuất DU  Phân tích cơng nghệ thiết bị uốn ống  Đƣa phƣơng án thiết kế máy  Tính tốn thơng số kỹ thuật máy     Thiết kế truyền Tính tốn, thiết kế trục, gối đỡ trục Thiết kế hệ thống thủy lực Hƣớng dẫn vận hành bảo dƣỡng máy Đà Nẵng, Ngày 18 tháng 11 năm 2019 Sinh viên thực Hồng Cơng Bằng ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Hồng Cơng Bằng Lớp: 15C1B máy Số thẻ sinh viên: 101150060 Khoa: Cơ khí Ngành: Cơng nghệ chế tạo C C Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG CỠ NHỎ R L T Đề tài thuộc diện:  Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực DU Các số liệu liệu ban đầu: - Phơi: thép CT31 ÷ CT38, đường kính Dmax = 76 mm - Sản phẩm: uốn vành góc - Các số liệu khác tham khảo thực tế Nội dung phần thuyết minh tính tốn: A Phần lý thuyết: - Giới thiệu chung nhu cầu, công nghệ thiết bị sản xuất - Các loại máy uốn ống thép phương án thiết kế B Phần thiết kế: - Thiết lập sơ đồ động học máy - Tính tốn thông số kỹ thuật máy - Chọn động điện, phân phối tỉ số truyền, thiết kế truyền - Thiết kế hệ thống thủy lực, nghiệm bền số chi tiết theo yêu cầu - Yêu cầu lắp đặt, vận hành bảo dưỡng máy Các vẽ đồ thị (Ghi rõ loại vẽ kích thước vẽ) - Phương án thiết kế máy : 01 Ao - Bản vẽ tổng thể : 03 Ao - Bản vẽ hộp giảm tốc : 01 Ao - Bản vẽ cụm đầu máy : 01Ao - Bản vẽ hệ thống thủy lực : 01Ao Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: Hồng Minh Cơng Hồng Minh Công Phần/Nội dung: Lý thuyết Thiết kế C C Ngày giao nhiệm vụ đồ án : 28/08/2019 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 10/12/2019 Đà Nẵng, ngày 28 tháng năm 20129 Trƣởng môn DU R L T Ngƣời hƣớng dẫn Hồng Minh Cơng LỜI NĨI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp ngành mơn học cuối sinh viên trƣớc trƣờng Nó trang bị cho sinh viên đầy đủ kiến thức tổng hợp học đƣợc năm qua, giúp củng cố lại kiến thức học giảng đƣờng hành trang hữu ích cho sinh viên trình làm việc sau Đối với sinh viên khoa Cơ khí chế tạo máy, sau hồn thành hết chƣơng trình học trƣờng, em đƣợc thầy giáo hƣớng dẫn giao nhiệm vụ đề tài đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ” Sau thời gian tìm hiểu làm việc dƣới giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình thầy giáo Th.S Hồng Minh Cơng em hồn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Em hy vọng với đề tài giúp em kiểm tra lại kiến thức học đƣợc trang bị thêm kiến thức để làm tảng cho em sau Đây lần em thiết kế đề tài có kiến thức tổng hợp rộng hiểu biết cịn hạn chế nên khơng tránh thiếu sót trình làm đồ án mong đƣợc thầy góp ý thêm Em xin chân thành cảm ơn ! C C R L T DU Đà nẵng, ngày 18 tháng 11 năm 2019 Sinh viên thực hiện: Hồng Cơng Bằng i CAM ĐOAN Lời cam kết: “ Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp cơng trình tơi Hồng Cơng Bằng tự nghiên cứu thực Tôi không chép lấy ý tƣởng mà khơng đƣợc cho phép trích dẫn nguồn gốc Nếu có sai phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.” Sinh viên thực C C Hồng Cơng Bằng R L T DU ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii MỞ ĐẦU Chƣơng I: GIỚI THIỆU VỀ CÁC SẢN PHẨM UỐN VÀ NHU CẦU SẢN XUẤT 1.1 Nhu cầu sản xuất .2 1.1.1 Lịch sử phát triển ống 1.1.2 Các nƣớc sản xuất sản phẩm thép dạng ống 1.1.3 lịch sử phát triển máy cán, uốn ống C C 1.2 Giới thiệu sản phẩm từ phôi ống R L T 1.2.1 Các sản phẩm dùng công nghiệp: 1.2.2 Sản phẩm ống dùng sinh hoạt: DU 1.3 Các thông số phôi thép ống Chƣơng II: CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ UỐN ỐNG 2.1 Công nghệ uốn: 2.1.1 Khái niệm uốn: .8 2.1.2 Quá trình uốn: 2.2 Thiết bị uốn: .9 2.2.1 Phƣơng pháp thủ công: 2.2.2 Phƣơng pháp dùng máy móc, thiết bị: 10 Chƣơng III: PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY 14 3.1 Phân tích yêu cầu động học máy: 14 3.2 Lựa chọn phƣơng án truyền động 14 3.2.1 Phƣơng án 1: 14 3.2.2 Phƣơng án 2: 16 3.2.3 Phƣơng án 3: 18 3.2.4 Chọn phƣơng án thiết kế: .20 Chƣơng IV: TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY 21 4.1 Sơ đồ động học toàn máy 21 4.2 Tính tốn lực uốn: 22 iii 4.2.1 Bán kính uốn nhỏ 22 4.2.2 Tính tốn lực uốn: .22 4.2.3 Tính lực uốn uốn ống thép trịn có đƣờng kính 23 4.2.4 Tính lực uốn tác dụng lên Puly uốn hai bên: .25 4.3 Tính tốn tốc độ quay : 25 4.4 Xác định công suất dẫn động máy, chọn động điện 26 4.4.1 Xác định công suất dẫn động máy: .26 4.4.2 Chọn động cơ: 27 Chƣơng V: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 28 5.1 Phân phối tỷ số truyền: 28 5.1.1 Tốc độ quay trục: 28 C C 5.1.2 Công suất trục: 28 R L T 5.1.3 Mômen xoắn trục: 29 5.2 Thiết kế truyền đai: 29 DU 5.3 Thiết kế truyền hộp giảm tốc: 32 5.3.1 Thiết kế truyền cấp chậm: .32 5.3.2 Thiết kế truyền cấp nhanh: 36 5.4 Thiết kế truyền xích: 36 5.5 Thiết kế truyền bánh răng: .38 Chƣơng VI: THIẾT KẾ TRỤC, GỐI ĐỠ TRỤC, NGHIỆM BỀN THEN 42 6.1 Thiết kế trục: 42 6.1.1 Chọn vật liệu: .42 6.1.2 Tính sơ đƣờng kính trục: 42 6.1.3 Tính gần trục: 43 6.2 Thiết kế gối đỡ trục: 69 6.2.1 Đối với trục 1: .69 6.2.2 Đối với trục 2: .70 6.2.3 Đối với trục 3: .70 6.3 Nghiệm bền then: 71 6.3.1 Đối với trục 1: .72 6.3.2 Đối với trục 2: .72 6.3.3 Đối với trục 3: .73 iv 6.4 Thiêt kế khớp nối trục: 74 Chƣơng VII: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC NÂNG HẠ CON LĂN UỐN .76 7.1 sơ đồ hệ thống thủy lực: 76 7.2 Lựa chọn phần tử thủy lực: 76 7.2.1 Van an toàn: 76 7.2.2 Van tiết lƣu: 78 7.2.3 Van cản: 79 7.2.4 Van điều khiển: 80 7.2.5 Chọn lọc dầu cho hệ thống: 81 7.2.6 Tính chọn bình chứa dầu: .82 7.3 Thiết kế xi lanh nâng: 85 C C 7.4 Tính tốn tốn thất áp suất hệ thống: 86 7.4.1 Tốn thất dọc đƣờng: 86 R L T 7.4.2 Tốn thất qua van: 87 7.5 Xác định lƣu lƣợng, chọn bơm dầu, chọn động 88 DU 7.5.1 Xác định lƣu lƣợng 88 7.5.2 Chọn bơm dầu: .88 7.5.3 Chọn động điện: 90 7.5.4 Tính đƣờng kính ống dẫn: 90 Chƣơng VIII: YÊU CẦU VỀ LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH 91 8.1 Yêu cầu lắp đặt máy: 91 8.2 Yêu cầu vận hành máy: 91 8.3 Yêu cầu bảo dƣỡng máy: 91 KẾT LUẬN 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 v Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, sản phẩm uốn đƣợc ứng dụng rộng rải đóng vai trị quan trọng sống hàng ngày từ chi tiết máy đến sản phẩm sinh hoạt nhƣ bàn, ghế, lan can, mái che, … Hơn với hình dạng cung trịn hình trịn có bán kính khác địi hỏi việc chế tạo ngày khó khăn; khơng thể sử dụng phƣơng pháp uốn thủ cơng đƣợc Do cần sử dụng máy móc vào q trình chế tạo để tạo sản phẩm có độ xác, thẩm mỹ cao.Với nhu cầu cần thiết trình sản xuất, cần có loại máy có khả tạo đƣợc bán kính cong nhƣ đƣờng trịn định.Trƣớc thực trạng máy uốn ống đời để đáp ứng nhu cầu sử dụng xã hội.Với cho phép thầy giáo hƣớng dẫn khoa khí Trƣờng đại học Bách Khoa em đƣợc giao nhiệm vụ đề tài đồ án tốt nghiệp “THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG CỠ NHỎ” Sau thời gian tìm hiểu làm việc dƣới giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình thầy giáo Th.S Hồng Minh Cơng em hồn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp C C R L T Em hy vọng với đề tài giúp em kiểm tra lại kiến thức học đƣợc trang bị thêm kiến thức để làm tảng cho em sau.Đây lần em thiết kế đề tài có kiến thức tổng hợp rộng hiểu biết cịn hạn chế nên khơng tránh thiếu sót trình làm đồ án mong đƣợc thầy góp ý thêm DU Em xin chân thành cảm ơn ! Đà nẵng, ngày 18 tháng 11 năm 2019 Sinh viên thực Hồng Cơng Bằng Sinh viên thực hiện: Hồng Cơng Bằng Hƣớng dẫn: Th.S Hồng Minh Cơng Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ Dựa vào kết cấu van, ngƣời ta chia van cản làm ba loại chính: - Loại van bi cầu - Loại van bi côn - Loại van piston Ở ta chọn loại van piston để tính tốn Sơ đồ ngun lý: C C R L T DU Hình 7.4 kết cấu nguyên lý van cản – Thân van, – Con trƣợt, – Nắp van, – Vít cố định nắp van, – Vít điều chỉnh, – Lị xo, – Bạc trƣợt, –Bạc lót 7.2.4 Van điều khiển: Sử dụng van điều khiển dùng để đóng mở ống dẫn để khởi động cấu biển đổi lƣợng, dùng đảo chiều chuyển động cấu chấp hành - Số vị trí: số định vị trƣợt van Thông thƣờng van đảo chiều có vị trí Trong trƣờng hợp đặc biệt số vị trí nhiều - Số cửa: số lổ để dẫn dầu vào Số của van đảo chiều thƣờng 2, Trong trƣờng hợp đặc biệt số cửa nhiều Van đƣợc sử dụng van đảo chiều vị trí: Kí hiệu: Hình 7.5 kí hiệu van đảo chiều 4/3 Sinh viên thực hiện: Hồng Cơng Bằng Hƣớng dẫn: Th.S Hồng Minh Cơng 80 Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ Ta sử dụng van dảo chiều 4/3: vị trí trung gian cửa nối bị chặn dầu từ bơm cung cấp cho van qua van tràn để thùng chứa loại van đƣợc sử dụng cần điều khiển cấu truyền lực cố định vị trí xác định dừng lại 7.2.5 Chọn lọc dầu cho hệ thống: Độ bẩn dầu có ảnh hƣớng lớn đến khả làm việc, độ bền tuổi thọ thiết bị Sự bẩn dầu làm tăng ma sát, cản trở chuyển động chi tiết hệ thống thủy lực Trên sở thí nghiệm thực tế đƣa tác hại độ bẩn dầu: Hạt bẩn có kích thƣớc lớn khe hở bề mặt tiếp xúc phần tử thủy lực làm tăng lực cần thiết để dịch chuyển phần tử Đối với loại bơm, tuổi thọ giảm tỷ lệ với tăng kích thƣớc nồng độ hạt bẩn Độ cứng hạt bẩn chất lỏng lớn, nhanh chóng mài mịn bề mặt tiếp xúc phần tử thủy lực Qua kết luận ta thấy rằng: muốn tăng tuổi thọ phần tử thủy lực C C R L T giảm chi phí q trình sử dụng máy có truyền dẫn thủy lực cách tốt sử dụng hệ thống lọc cho hệ thống DU Ở thiết kế ta dùng lọc lƣới Cấu tạo lọc lƣới: Hình 7.6 Kết cấu lọc lưới – Lọc lƣới đồng, – Khung cứng, – Các lỗ, - Ống hút Sinh viên thực hiện: Hồng Cơng Bằng Hƣớng dẫn: Th.S Hồng Minh Cơng 81 Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ  Chọn dầu: Việc lựa chọn loại dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố dựa vào số nguyên tắc lựa chọn sau: Đối với hệ thống làm việc với áp lực cao cần chọn dầu có độ nhớt cao Với vận tốc cao cần chọn loại dầu có độ nhớt thấp ngồi cần ý điểm sau: 1) Đối với hệ thống thủy lực thực chuyển động thẳng: làm việc với áp suất (20-30) bar thƣờng chọn dầu có độ nhớt từ (11-20).106 m2/s tƣơng ứng với dầu công nghiệp 12 20 2) Đối với hệ thống làm việc với áp suất lớn 175 bar ta chọn dầu có độ nhớt từ (100-200)106 m2/s 3) Đối với hệ thống làm việc với áp suất từ (20-70) bar dùng dầu có độ nhớt từ (20-40).106 m2/s 4) Đối với hệ thống làm việc với áp suất từ 70