Thiết kế dây chuyền sản xuất ống inox

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX Người hướng dẫn: ThS CHÂU MẠNH LỰC Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH Đà Nẵng, 2019 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ INOX VÀ SẢN PHẨM INOX 1.1 Giới thiệu chung Inox 1.1.1 Sơ lược thép không gỉ 1.1.2 Phân loại Inox 1.2 Giới thiệu sản phẩm inox 1.2.1 Giới thiệu loại ống inox sử dụng thị trường 1.2.3 Giới thiệu Thép Inox 08Cr18Ni10 (Inox 304) 1.3 Cở sở lý thuyết biến dạng dẻo 11 1.3.1 Khái niệm biến dạng kim loại 11 1.3.2 Biến dạng dẻo đơn tinh thể 12 1.3.3 Biến dạng dẻo đa tinh thể 12 1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo biến dạng kim loại 13 1.4 Phương pháp uốn kim loại 13 1.4.1 Khái niệm 13 1.4.2 Đặc điểm trình uốn 14 1.4.3 Các phương pháp uốn tè phôi dang 15 1.4.4 Xác định chiều dày phôi uốn 20 1.4.5 Bán kính uốn nhỏ lớn 20 1.4.6 Tính đàn hồi uốn 21 1.4.7 Cơng thức tính lực uốn 21 1.5 Phương pháp uốn ống Inox 22 1.5.1 Phương pháp đúc 22 1.5.2 Phương pháp uốn ống sử dụng máy lốc 22 C C R L T U D 1.5.3 Phương pháp uốn ống không hàn 23 1.5.4 Phương pháp uốn ống có hàn 24 1.6 Phương pháp hàn ống Inox 25 1.6.1 Hàn hồ quang tự động bán tự động 25 1.6.2 Hàn đường 28 1.6.3 Hàn khí 29 1.7 Quy trình cơng nghệ uốn ống inox từ phôi dạng 30 GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 30 2.1 Thông số ban đầu sản phẩm 30 2.2 Yêu cầu kỹ thuật dây chuyền 31 2.3 Phương án phân bố biên dạng trục uốn 32 2.4 Phương án lựa chọn động 32 2.4.1 Động điện 32 2.4.2 Động thuỷ lực 33 2.5 Phương án truyền động cho hộp phân lực 35 2.5.1 Truyền động xích 35 2.5.2 Truyền động trục vít - bánh vít 36 2.5.3 Truyền động bánh nón 37 2.6 Chọn phương bố trí động học cho dây chuyền 38 2.6.1 Phương án bố trí động tập trung 38 2.6.2 Phương án bố trí động theo cụm 39 2.6.3 Phương án bố trí động độc lập 40 2.7 Chọn phương án thiết kế tối ưu 41 2.8 Thành lập sơ đồ đông máy 41 CHƯƠNG TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC TOÀN MÁY 43 3.1 Chọn hình dáng trục uốn ống Inox 43 3.1.1 Thiết kế quy trình cơng nghệ sản xuất ống inox 43 3.2 Thiết kế động học máy 51 3.2.1 Sơ đồ bố trí động học máy 51 3.2.2 Các phận dây chuyền sản xuất ống Inox 52 3.2.3 Số vòng quay trục uốn 54 3.2.4 Chọn số vòng quay động điện 55 3.3 Thiết kế động lực học toàn máy 56 3.3.1 Tính lực tác dụng lên trục uốn 56 3.3.2 Tính moment uốn cơng suất động 58 3.4 Thiết kế hộp giảm tốc 61 3.4.1 Lựa chọn sơ đồ - phân phối tỷ số truyền 61 3.4.2 Thiết kế truyền bánh trụ nghiêng cấp nhanh 63 3.4.3 Thiết kế truyền cấp chậm 70 3.4.4 Thiết kế trục cho hộp tốc độ 74 3.4.5 Thiết kế then 88 3.4.6 Chọn ổ 89 C C R L T U D GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX 3.4.7 Bôi trơn hộp giảm tốc 91 3.5 Thiết kế hộp phân lực 92 3.5.1 Chọn sơ đồ động hộp phân lực 92 3.5.2 Thiết kế truyền trục vít – bánh vít 93 3.5.3 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng 97 3.5.4 Tính trục, then ổ 100 3.6 Tính chọn phận truyền động khớp nối 109 3.6.1 Tính chọn trục 109 3.6.2 Tính chọn khớp nối 111 CHƯƠNG THIẾT KẾ SỨC BỀN VÀ TÍNH TOÁN CÁC CỤM KẾT CẤU MÁY 113 4.1 Tính chọn trục truyền 113 4.2 Tính tốn, thiết kế cụm lơ uốn ngang 116 4.2.1 Tính trục đỡ trục uốn chọn then ổ 116 4.2.2 Tính chọn thân giá uốn 118 4.2.3 Tính chọn gối đỡ ổ đỡ cho trục uốn 122 4.3 Tính tốn, thiết kế cụm lơ uốn đứng 124 4.3.1 Tính chọn trục gá trục uốn 125 4.3.2 Tính chọn vít điều chỉnh lượng ép 125 4.4 Thiết kế cụm máy hàn sản phẩm 126 4.5 Thiết kế cụm máy mài sản phẩm 127 4.5.1 Động điện 128 4.5.2 Phương án bố trí bước mài 128 4.6 Tính tốn thiết kế cụm máy cắt ống 128 CHƯƠNG AN TOÀN VẬN HÀNH.BẢO DƯỠNG VÀ THAY THẾ 132 5.1 Lắp đặt 132 5.2 Vận hành 132 5.3 Bảo dưỡng 133 5.4 Thay 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 C C R L T U D GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHÙN SẢN X́T ỚNG INOX LỜI NĨI ĐẦU Nhìn sống ngày đổi thay tốt đẹp hôm thấy tầm quan trọng cơng Cơng Nghiệp Hóa-Hiện Đại Hóa đất nước Đóng vai trị quan trọng cơng việc xây dựng sở hạ tầng, đảm bảo phát triển ổn định cho đất nước, việc xây dựng nhà máy sản xuất ống inox đóng vai trị khơng phần quan trọng Từ công nghiệp hay dân dụng, inox sử dụng rộng rãi chúng có nhiều ưu điểm đáp ứng yếu cầu cao thẩm mĩ Sử dụng vật liệu inox góp phần hạn chế viêc tàn phá rừng diễn phổ biến Dựa vào điều kiện sử dụng nhu cầu người sử dụng em tìm hiểu định chọn đề tài “Thiết kế dây chuyền sản xuất ống inox” để làm đồ án tốt nghiệp Em cố gắng tìm hiểu nguyên lý biến dạng kim loại,các loại ống inox phương pháp chế tạo ống inox để chọn phương pháp uốn ống inox có hàn để thực thiết kế dây chuyền sản xuất Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em thiết kế dây chuyền sản xuất ống inox với cỡ ống có đường kính Ø50,96 (mm) bề dày ống C C s = (mm) R L T U D Em xin chân thành cảm ơn thầy “Th.S Châu Mạnh Lực” tận tình hướng dẫn để em hồn thành đồ án Vì lần tiếp cận với đề tài mang tính thực tế cao kiến thức hạn chế nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy bảo thêm để em hoàn thiện kiến thức Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Hữu Gia Khánh GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ INOX VÀ SẢN PHẨM INOX 1.1 Giới thiệu chung Inox 1.1.1 Sơ lược thép không gỉ Thép Inox (từ gốc tiếng Pháp Inoxydable) nghĩa thép không bị oxy hố tức thép khơng gỉ Thép khơng gỉ gắn liền với tên tuổi chuyên gia ngành thép người Anh ông Harry Brearley Vào năm 1913, ông sáng chế loại thép đặc biệt có khả chiụ mài mòn cao việc giảm hàm lương carbon xuống cho thêm crom vào thành phần C C thép (0,24% C 12,8% Cr) Sau hảng thép Krupp Đức tiếp tục cải tiến loại thép cách cho thêm nguyên tố nickel vào thép đễ tăng khả chống ăn mòn R L T acid làm mềm đễ dễ gia công Đó loại thép mác 400 300 Nó đời trước chiên tranh giới lần thứ U D Vào năm 1920, chuyên gia thép, người Anh, tiếp tục nghiên cứu cho đời loại thép 18/8 với tỷ lệ 18% Cr 8% Ni loại thép 304 ngày Ông người phát minh loại thép 321 cách cho thêm thành phần titan vào thép có tỷ lệ 18/8 nói Qua gần kỷ đời phát triển, ngày thép không gỉ dùng rộng rãi lĩnh vực dân dụng công nghiệp với 100 mác thép khác 1.1.2 Phân loại Inox Có loại thép khơng gỉ chính: Austenitic, Ferritic,Austenitic-Ferritic (Duplex),Martensitic Austenite – Martensite (thép khơng gỉ hóa cứng tiết pha): a Austenitic Là loại thép khơng gỉ thơng dụng Loại có chứa tối thiểu 7% ni ken, 16% crôm, carbon (C) 0.08% max Thành phần tạo cho loại thép có khả chịu ăn mịn cao phạm vi nhiệt độ rộng, không bị nhiễm từ, mềm dẻo, dễ uốn, dễ hàn GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX b Ferritic Là loại thép khơng gỉ có tính chất lý tương tự thép mềm, có khả chịu ăn mòn cao thép mềm (thép carbon thấp) Loại có chứa khoảng 12% - 17% crơm Thuộc dịng kể mác thép Ký hiệu theo TCVN có : 12Cr17, 8Cr25 … Ký hiệu theo AISI có : 405,430,430F,446… c Martensitic Loại chứa khoảng 11% đến 13% Cr, có độ bền chịu lực độ cứng tốt, chịu ăn mòn mức độ tương đối Ký hiệu thép theo TCVN 10Cr 13 , 20Cr 13 , 30Cr13 40Cr 13, ký hiệu theo AISI Mỹ có 403,410,414,416,420.Được sử dụng nhiều để chế tạo uốnh tuabin, lưỡi dao d Austenitic-Ferritic (Duplex) C C Đây loại thép có tính chất “ở giữa” loại Ferritic Austenitic có tên gọi chung DUPLEX Thuộc dịng kể LDX 2101, SAF 2304, 2205, 253MA Loại thép duplex R L T có chứa thành phần Ni nhiều so với loại Austenitic DUPLEX có đặc tính tiêu biểu độ bền chịu lực cao độ mềm dẻo sử dụng nhiều ngành cơng nghiệp hố dầu, sản xuất giấy, bột giấy, chế tạo tàu biển U D e Austenite – martensite (thép khơng gỉ hóa cứng tiết pha) Nhóm có hai ưu điểm: gia công biến dạng nguội cắt gọt trạng thái tương đối mềm, tiếp đến hóa bền hóa già vùng nhiệt độ tương đối thấp để tránh biến dạng oxy hóa VD: mác 361 1.2 Giới thiệu sản phẩm inox Với phát triển kinh tế nước Nhu cầu sử dụng người dân ngày đòi hỏi mặt hàng đảm bảo chất lượng độ bền, chịu nhiệt, độ tin cậy mà phải mang tính thẩm mỹ cao Ống inox sản phẩm đáp ứng yêu cầu Hiện ống Inox có nhu cầu cao việc xây dựng phát triển sở hạ tầng , ống Inox sử dụng sản xuất phát triển mặt hàng như: bàn ghế, đồ dùng gia đình, đồ gia dụng sử dụng quan Góp phần hạn chế gỗ mộc, hạn chế nạn phá rừng, làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái 1.2.1 Giới thiệu loại ống inox sử dụng thị trường Hầu hết dây chuyền sản xuất ống Inox sản xuất hai loại tiết diện ống trịn ống vng, chữ nhật GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX - Nhóm gồm sản phẩm có kích thước nhỏ: Ống trịn: 10 , 12 , 16 , 19 Ống vuông 12,712,7 - Nhóm gồm sản phẩm có kích thước vừa: Ống tròn: 25 , 32 , 38 , 42, 50 Ống vng 133, 2020, 2525, 2653 - Nhóm gồm sản phẩm có kích thước lớn: Ống trịn 63 , 76 Ống vuông3366 C C R L T U D GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX 1.2.2 Giới thiệu loại Inox thường gặp Bảng 1.1: Thành phần hóa học loại inox thường gặp Mác thép Việt Nam TCVN USA ISI Thành phần nguyên tố % German A W-Nr UK Japan DIN KURZNAME BS 12Cr17Mn9NNi4 202 4201 X15Cr17Mn9Ni4 202S12 C Si Mn Pmax Smax max max max JIS SUS 202 0.15 7.5 0.06 0.03 12Cr17Ni7 301 14310 X12Cr17Ni7 301S21 SUS 0.15 301 0.045 0.03 08Cr18Ni10 304 14301 X8Cr18Ni9 304S31 SUS 0.08 304 03Cr18Ni12 304L 14306 X3Cr18Ni9 304S12 05Cr19Ni11 305 14303 X5Cr19Ni11 08Cr24Ni20 310S 14841 X15Cr25Ni Si20 310S24 D 4.00- 16.006.00 18.00 Mo - - 0.045 0.03 8.00- 18.0010.50 20.00 - SUS 0.03 304L 0.045 0.03 9.00- 18.0013.00 20.00 - SUS 0.12 305 0.045 0.03 10.50- 17.0013.00 19.00 - SUS 19.00- 24.000.08 1.5 0.045 0.03 310S 22.00 26.00 - C C SUS 0.08 316 0.045 0.03 10.00- 16.00- 2.0014.00 18.00 3.00 SUS X15Cr18Ni12 03Cr18Ni12Mo2 316L 14435 306S12 316 0.03 Mo L 0.045 0.03 10.00- 16.00- 2.0014.00 18.00 3.00 08Cr18Ni12Mo2 316 14401 08Cr17 08Cr17Mo X15Cr18Ni 10Mo2 305S19 Cr 6.00- 16.008.00 18.00 R L - T U Ni 306S16 SUS 0.12 0.75 0.04 0.03 430 0.6 16.0018.00 SUS 0.12 434 0.04 0.03 0.6 16.00- 0.7518.00 1.25 410S21 SUS 0.15 1 0.04 0.03 0.6 11.50- 430 14016 X8Cr17 430S17 434 14113 - - 410 14006 X10Cr13 GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX 10Cr13 410 420 14021 20Cr13 420 14034 40Cr13 13.50 X 20Cr13 SUS 0.16420S29 420 0.25 J1 0.04 0.03 0.6 12.0014.00 - X 40Cr13 SUS 0.26420S45 420 0.40 J2 0.04 0.03 0.6 12.0014.00 - 1.2.3 Giới thiệu Thép Inox 08Cr18Ni10 (Inox 304) Inox 304 loại Inox phổ biến ưa chuộng giới Inox 304 chiếm đến 50% lượng thép khơng gỉ sản xuất tồn cầu Inox 304 sử dụng hầu hết ứng dụng lĩnh vực C C Bảng 1.2:Thành phần hóa học thép 304 R L T Thành phần hóa học thép 304 Phốt (P) Lưu Các Silic Chrom Niken Molybden huỳnh nguyên tố (Si) (Cr) (Ni) (Mo) khác (S) Mác thép Carbon (C) Mangan (Mn) 304 0.08max 2.00 0.045 0.030 1.00 17.00 19.00 8.00 10.00 - - 304L 0.03Max 2.00 0.045 0.030 1.00 18.00 20.00 8.00 12.00 - - 304H 0.04-0.1 2.00 0.045 18.00 20.00 8.00 12.00 - - U D 0.03 1.00 Loại Inox 304L loại inox có hàm lượng Carbon thấp (Chữ L ký hiệu cho chữ Low, tiếng Anh nghĩa thấp ).304L dùng để tránh ăn mòn mối hàn quan trọng Còn loại Inox 304H loại có hàm lượng Carbon cao 304L, dùng nơi đòi hỏi độ bền cao Cả Inox 304L 304H tồn dạng ống, 304H sản xuất a Tính chống ăn mịn Inox 304 thể khả chống ăn mịn tuyệt vời tiếp xúc với nhiều loại hóa chất khác GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX 𝑀𝐿 = 1110,682.203 52,5 = 4294,6(𝐾𝐺 𝑚𝑚) Dưới tác dụng momen lật thân giá uốn có xu hướng lật khỏi chân đế - Lực làm cho thân máy phá vỡ bulông đế máy : 𝑄= 𝑀𝐿 𝑏 𝐺 −2 Trong đó: b: Chiều rộng thân máy: b = 400(mm) G= 36 kg Khối lượng thân máy 𝑄= 𝑀𝐿 𝑏 𝐺 4294,6 − 2= 228 − 36 = 0,835𝐾𝑔 - Ứng suất sinh bulông : 𝜎= 4𝑄𝑏𝑙 𝑛.𝑑2 C C Ở đây: R L T d: Đường kính bulơng, chọn sơ d = 10 (mm) n: Số lượng bulơng phía giá máy, n = U D - Ứng suất không vượt ứng suất cho phép bulơng chế tạo thép CT3 có: [] = 7080 N/mm2 + Lực kéo bu lông 𝑄𝑏𝑙𝑜𝑛𝑔 = 1,2 𝑄 = 1,002(𝐾𝑔) Vậy ứng suất sinh bulơng: 4𝑄 4.1,002 𝜎 = 𝑛.𝑑2=3,14.100=0,0127(N/mm2) Chọn đường kính bu lông d = 10mm, vật liệu thép C45 b = 300 Mpa [] = 0,8 b = 240 Mpa  < [] Suy bulơng chọn có đường kính trong: d = 10 (mm) đủ bền 4.2.3 Tính chọn gối đỡ ổ đỡ cho trục uốn a Tính gối đỡ ổ đỡ GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 122 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX Trục uốn đặt thân giá uốn quay nhờ gối đỡ ổ đỡ trục Bề mặt cổ trục nơi lắp vào ổ gối đỡ chịu ma sát lớn chịu lực lớn Gối đỡ trục thường làm hai ghép lại Trong trình làm việc trục uốn thường cố định nửa gối đỡ đặt trực tiếp vào thân giá uốn Nửa gối đỡ trục nửa gối đỡ trục tì vào vít nén Các kích thước gối đỡ chọn sơ sau: C C R L T U D Hình 4.6: Gối đỡ trục uốn Chú thích: Bích định vị đầu trục vít me Gối đỡ Ổ trục Nắp ổ đỡ b Tính vít điều chỉnh lượng ép - Để làm giảm chiều dày vật uốn ta dùng hai vít nén Vít điều chỉnh lên xuống tỳ vào gối đỡ trục uốn Hai vít nén số thiết bị dẫn động tạo nên cấu điều chỉnh lượng ép Có thể điều chỉnh động điện điều chỉnh tay: + Các máy có suất cao, số lần uốn lớn Đồng thời khoảng điều chỉnh lượng ép lớn ta dùng động điện để điều chỉnh + Vì máy uốn thiết kế thuộc dạng nhỏ Đồng thời số lần uốn thay đổi lượng ép bé nên ta dùng tay để điều chỉnh lượng ép Khi vít nén điều chỉnh lên xuống sức người Dùng calê để quay Đầu vít nén có dạng hình vng Vật liệu chế tạo thép 40X có [b] = 600 N/mm2 Đai ốc chế tạo thép C45 GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 123 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX - Từ đường kính cổ trục uốn: d =45 (mm) ta tính đường kính dtb sau: dtb= (0,550,62)d (mm) Chọn: dtb = 0,55.d = 24,75 (mm) chọn 30 mm Khi mủ ốc (đai ốc) để lắp trục vít me gá vào giá uốn có kích thước: D = (1,51,8)dtb (mm) Chọn D = 50 (mm) Trên thân giá uốn lắp bích định vị bu lơng điều chỉnh trục vít nén Trên bích lắp bu lơng ống dẫn hướng 4.3 Tính tốn, thiết kế cụm lơ uốn đứng Các cụm uốn đứng có tác dụng định hướng cho phơi vừa có tác dụng làm thay đổi hình dạng phôi giới hạn nhỏ Các trục uốn đứng lắp lồng không trục gá không nhận truyền động từ trục truyền ta tính chọn cho cụm uốn chịu lực lớn dùng chung cho cụm lại C C + Sơ đồ lắp trục: R L T U D Chú thích: Bu lông định vị trục cán Trụ gá Lô cán Bulông hãn trục gá Giá lắp trục gá Thân cụm lỗ cán dứng Hình 4.7: Sơ đồ lắp trục GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 124 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX 4.3.1 Tính chọn trục gá trục uốn - Vì trục uốn lắp lồng không trục gá nên moment xoắn trục gá khơng, ta tính tiết diện nguy hiểm m-m Lực tác dụng lên trục : P = 23840 N Khoảng uốn từ mặt cắt nguy hiểm đến phương trụ: l = 76 mm Môment uốn : Mu = P.l= 181840 (N.mm) Chọn đường kính trụ tiết diện nguy hiểm D = 38(mm) Kiểm nghiệm sức bền uốn: 𝑀 Ứng suất uốn u=𝑊𝑢 < [σu] 𝑢 C C [σu] = -8 (Kg/mm3).vật liệu thép đúc 𝐼 Wu=𝑌𝑚𝑚 R L T 𝑚𝑚 Imm moment quán tính tiết diện m-m Ymm trọng tâm tiết diện m- m U D Ymm = D/2 = 0,035 (m) Imm = 0,1 D4 = 1,500625.10-7(m4) 1500625.10−7 Wu= 3,5.10−2 = 4,2875.10−6 (m3) 181840 u=4,2875.10−6 = 4,24 1010 (N/m3) u< [σu] trục gá đủ bền Các thông số khác: Chiều cao ren tiết diện nguy hiểm h = mm Đường kính trục vị trí lắp lơ uốn d = 30 mm Chiều dài trục: l = 220 mm 4.3.2 Tính chọn vít điều chỉnh lượng ép Vật liệu chế tạo thép 45 có [b] = 600 N/mm2, đai ốc chế tạo thép C45 GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 125 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHÙN SẢN X́T ỚNG INOX Từ đường kính lỗ trục gá d = 70 mm , ta tính dtb = (0,55-0,62)d = 20 mm chọn dtb = 20 mm Đai ốc để lắp trục vít me gá vào giá uốn : D = (1,5- 1,8) dtb = 1,6.20 = 32 mm Chiều dài đai ốc : h= (0,95 - 1,1) D = 1.D = 32 mm  Sơ đồ thâm cụm lô uốn đứng C C R L T U D Hình 4.8: Sơ đồ thân cụm lơ uốn đứng Chú thích: Trục điều chỉnh cụm lô uốn đứng Bu lông hãm trục điều chỉnh Ống điều chỉnh Vòng bi 4.4 Thiết kế cụm máy hàn sản phẩm Sau nhận xét ưu khuyết điểm phương án hàn ống Inox mục 3.2 GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 126 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX Hàn hồ quang điện cực kim loại vơnfram khơng nóng chảy khơng dùng kim loại phụ Áp lực hàn thay đổi Profin trục uốn gây sử dụng khí trơ Agron để bảo vê mối hàn V mH P P C C R L T U D Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý hàn Chú thích: Vật hàn Van giảm áp 2.Trục uốn 5.Bình chứa khí Agron 3.Điện cực hàn 6.Đồng hồ đo điện áp hàn 4.5 Thiết kế cụm máy mài sản phẩm Như phân tích thì, sản phẩm Inox u cầu cao chất lương, thẩm mỹ sản phẩm Nên ta chọn phương án mài mép hàn sản phẩm phải thỗ mãn: - Mép mài nhẵn bóng khơng bị trầy suớt - Không làm biến dạng ống mài  Vì khơng thể dùng đá mài trường hợp ta sử dụng vải nhám để mài ống Inox trình mài qua bước: + Mài phá với bánh giáp xếp mang hạt mài P120 + Mài thô với bánh vải nhám mang hạt mài P140 GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 127 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX + Mài tinh với bánh vải nhám mang hạt mài P12 4.5.1 Động điện Mỗi bước mài sử dụng động riêng, truyền động trực tiếp từ động đến máy mài Chọn động cơ: A02 - 12-4 Công suất: 0,8Kw Vận tốc: n = 1350 v/ph Khối lượng m = 12Kg 4.5.2 Phương án bố trí bước mài Các bánh đặt lệch góc 60 độ , phơi kẹp chặt mài cặp trục uốn + Mỗi cặp trục uốn ngang định vị , C C + Mỗi cặp trục uốn đứng định vị phải , trá R L T MẪU TINH MẪU THÔ MÀI Gá U D Hình 4.10: Cụm máy mài sản phẩm Trong máy mài phơi kim loại thóat cần thiết kế cụm che chắn vùng mài 4.6 Tính tốn thiết kế cụm máy cắt ống Quá trình căt ống Inox dẫn đồng thời với trình uốn ống Quá trình cắt ống điều khiển hoàn toàn tự động hệ thống khí nén a Nguyên lý hoạt động cụm máy cắt Chọn động : A0 2 - 41 - Công suất : Kw GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 128 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX Khối lượng : 55 Kg Đá cát : d = 260 mm 750 950 C C R L T 128 U D 755 239  Chú thích: Hình 4.11: Sơ đồ cụm máy cắt Etô kẹp Rãnh trượt Xi lanh kẹp ống Xi lanh đẩy xe cắt Xi lanh kéo đĩa sắt bơm làm mát Xi lanh tăng áp lực dầu Đĩa cắt + Nguyên lý hoạt động : Khi dây chuyền hoạt động tuỳ theo yêu cầu chiều dài ống ta qui định cữ hành trình Ban đầu ống chưa kẹp chặt, ống chạm cữ hành trình píton(2) kẹp chặt ống , cưa đĩa bắt đầu GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 129 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX hoạt động ,píton(3) kéo cưa đĩa xuống Trong lúc Ống Inox đẩy bàn xe căt di chuyển tốc độ ống gian máy định hình cắt xong cưa đĩa đẩy lên Khi bàn máy chạm cữ hành trình piston kẹp (2) thả ống , píton(6) đẩy bàn xe dao cát vị trí ban đầu Sơ đồ khí nén điều khiển: b1 a0 b0 a1 1.1 a0 a1 b0 1.2 A- A+ S P P S P R L T a0 P P R P R C C a1 R R B- R b0 S0 B+ R b1 P R Hình 4.12: Sơ đồ mạch điều khiển khí nén  Chú thích : U D 1.1.1,1.2 xy lanh kẹp 2.Xy lanh tăng áp lực kẹp 3.Xy lanh cắt ống Xy lanh đẩy bàn b Nguyên lý làm việc cụm máy cắt Khi bấm nút Chu trình bắt đầu van thứ nhân tín hiệu A+ làm việc vị trí xy lanh 1.1 , 1.2 chuyển động dương kẹp ống Sau xylanh 1.1 1.2 chạm vào cữ hành trình a1, động đĩa hoạt động đồng thời van thứ hai nhận tín hiệu B+ kéo xi lanh xuống đẩy bàn xe dạo dịch chuyển ,khi ống vừa dịch chuyển vừa thực trình cắt Sau bàn xe dao dich chuyển đẩy ống đến chạm cữ hành trình b1 xy lanh chuyển động theo chiều âm đẩy bàn xe dao vi trí ban đầu ,đồng thời lúc xy lanh đẩy lưỡi cắt ví trí ban đầu.q trình cắt kết thúc,cụm cắt bắt đầu trình cắt 2.Tương tự … Để tăng lực kẹp ống ta dùng xi lanh tăng áp lực kẹp sơ đồ phần chấm gạch phần chứa dầu GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 130 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH b1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX C C R L T U D GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 131 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX CHƯƠNG AN TOÀN VẬN HÀNH.BẢO DƯỠNG VÀ THAY THẾ 5.1 Lắp đặt Việc lắp đặt hệ thống máy uốn việc lắp ráp khí Địi hỏi người lắp phải có tay nghề với trình độ kỹ thuật cao , hàng ngũ cán kỹ thuật phải có cách nhìn khái qt từ vẽ để thực lắp đặt Máy uốn cách hồn hảo ,máy uốn có số phận nhỏ lắp đặt liên tục bề mặt tương đối hạn chế thiết bị lắp đặt phải có thứ tự , chúng sử dụng tích trữ để mang lại hiệu trực tiếp đến hiệu việc lắp đặt Có điều kiện khác cần thiết để lắp đặt hệ thống máy uốn là: + Lắp đặt phận đơn giản + Lắp đặt phận phước tạp nơi lắp ráp C C + Lắp đặt phận đơn giản nơi khác mang + Lắp đặt phận phước tạp nơi khác mang R L T - Trước tiên muốn lắp đặt hoàn thiện máy uốn ta cần phải bố trí hệ thống cẩu máy uốn có nhiều chi tiết nặng lắp đặt điều kiện chật cẩu cần khơng thể thiếu lắp ráp U D - Mặc dù điều kiện có nhiều khác Bất chấp điều kiện sử dụng thiết bị lắp đặt có kế hoạch hệ thống chắn cơng việc lắp đặt thực cách dễ dàng - Trước lắp đặt máy uốn phải khảo sát nơi lắp đặt để nghiên cứu thiết bị sử dụng tích trữ Điều quan trọng chi tiết nặng nâng lên cao hạ xuống thấp di chuyển xa so với nơi lắp , ta nên sử dụng hệ thống xa nơi lắp ráp ta nên sử dụng hệ thống cẩu có bánh xe chạy di chuyển mặt đất để đảm bảo an toàn cho người khác 5.2 Vận hành - Đây hệ thống vận hành có nhiều cấu làm việc vận hành máy uốn nhờ có nút điều khiển điện Trước làm việc người công nhân phải xem lại dầu , mỡ bơi trơn có đủ khơng, phận chuyển động có vít chặt chưa với trục uốn lắp chỉnh xong chưa Khi lắp trục lên máy phải kiểm tra chiều cao có bé chiều cao kín tối đa máy lắp đặt Khi lắp xong phải điều chỉnh tủ điện máy với chế độ làm việc cho máy đảm bảo trình hàn GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 132 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN X́T ỚNG INOX - Đưa phơi vào kẹp cấu dẫn động phôi máy uốn điều chỉnh cấu cấp phơi kích thướt uốn đạt yêu cầu ta bắt đầu vận hành máy - Để đảm bảo vận hành tốt địi hỏi phải có người thợ có am hiểu máy uốn cao - Hiểu biết nguyên lý hoạt động: trước sau hoạt động hoạt động trước hoạt động sau - Cơ cấu dẫn động phơi cần xác, người thợ vận hành phải linh hoạt ,điều chỉnh kết cấu cho đảm bảo kích thướt sản phẩm khơng cong vênh - Muốn đạt suất cao mong muốn, người vận hành có khả điều khiển máy uốn cách trọn vẹn , tránh thời gian chết máy khơng cần thiết - Trong q trình vận hành máy uốn gặp cản trở hệ thống điều khiển không tập trung, mà phân tích cho phận, phận đảm nhiệm công nhân khác Do muốn đồng hoạt động tốt địi hỏi người thợ vận hành phải có khả hiểu biết cao C C - Khi có cố địi hỏi người thợ vận hành phải nắm rõ vấn đề vận hành để xử lý cho máy ngừng hoạt động R L T Tóm lại: U D Vận hành máy uốn phải có đội ngũ công nhân am hiểu sâu sắc hệ thống điều khiển máy đáp ứng yêu cầu như: + Phát cố kịp thời để đảm bảo sữa chữa thay + Biết tính cơng nghệ phận có biện pháp vận hành tốt, giảm thời gian chạy không thời gian chết máy hay máy tải 5.3 Bảo dưỡng Máy móc, thiết bị sau chế tạo xong phải dùng biện pháp để chống ăn mịn mơi trường ,để chống ăn mòn ta dùng biện pháp tạm thời lâu dài sau: - Bảo quản ổ trục uốn, ổ lăn uốn, cấu cấp phôi cách bôi dầu mỡ lên bôi trơn - Bảo quản cặp bánh phun dầu, nhỏ dầu định kỳ - Bảo quản thành máy , phận lắp cách tạo lớp phủ ( sơn ,sỉ , mạ ) - Khi thiết kế tính toán phải đảm bảo phục vụ thao tác máy móc thiết bị sửa chữa , lắp đặt thuận lợi GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 133 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX - Hằng ngày phải kiểm tra máy, vệ sinh máy, kiểm tra thiết bị ổ chỗ lắp nối , kiểm tra tay xem phận truyền động có trục trặc khơng , hư hỏng phải điều chỉnh - Kiểm tra bảo quản hệ thống thuỷ lực, xi lanh , Piston hệ thống điện , cưa đĩa - Bảo quản máy vận hành trước phát tín hiệu khởi động máy phải kiểm tra - Đường điện phải an toàn, cách điện tốt, điện áp đủ - Các che chắn phận truyền động phải tình trạng làm việc tốt Công nhân vận hành máy phải đào tạo huấn luyện kỹ nắm vững nguyên lý hoạt động điều chỉnh máy 5.4 Thay - Máy uốn thiết kế chế tạo có độ xác cao sau thời gian sản xuất lâu dài xảy tượng số chi tiết bị hư hỏng Do tuỳ theo yêu cầu thực tế mà ta thay phục hồi lại chi tiết C C R L T - Các chi tiết bị mịn gẩy hỏng - Các phận lô uốn sau thời gian làm việc bị mịn làm cho cùn nên việc cắt gặp khó khăn cần phải thay U D - Các ổ bi bị mòn phải định kỳ thay KẾT LUẬN CHUNG Sau xác định nhiệm vụ tốt nghiệp “Thiết kế dây chuyền sản xuất ống Inox” trải qua thời gian đầu cịn bỡ gỡ việc tìm kiếm tài liệu Nhưng giúp đỡ nhiệt tình thầy “PGS.TS Lê Cung “, sau ba tháng làm việc cách khẩn trương đến nay, em hoàn thành: + Nội dung gồm: - Phần thuyết minh GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 134 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX - Các vẽ Tất nội dung đồ án trình bày đặc tính, ngun lý, kết cấu thuận tiện dễ dàng sử dụng, bảo quản tính an tồn cao, số lượng cơng nhân phục vụ máy Yêu cầu vận hành máy đơn giản, khơng địi hỏi cơng nhân có trình độ tay nghề cao Hơn thay đổi đường kính ống nhiều cở nhờ thay đổi lơ cán lắp trục cán, nhiên máy có nhược điểm chiếm nhiều khơng gian, hiệu suất làm việc không cao bị khống chế tốc độ cán uốn tốc độ hàn, phải qua nhiều truyền.Để cấp phơi cho máy hoạt động cần có hệ thống nâng cầu trục để di chuyển nâng hạ cuộn phơi lớn Do kiến thức cịn hạn chế, lần giải nhiệm vụ có tính chất tổng hợp tất kiến thức chuyên nghành nên trình thiết kế khơng thể tránh khỏi sai sót, em kính mong đóng góp ý kiến q Thầy để đề tài em hồn thiện Một lần em xin cảm ơn “Thầy PGS.TS Lê Cung “Thầy giáo duyệt “TS.Bùi Minh Hiển”, cảm ơn Thầy Cơ giáo Khoa Cơ Khí-Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng giúp đỡ em suốt thời gian học tập làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn! C C R L T Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2016 U D Sinh viên thực Phạm Văn Cảnh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Sổ tay thợ hàn Tác giả: Nguyễn Bá An Nhà xuất xây dựng-2002 [2] Sức bền vật liệu Tác giả: Phan Kỳ Phùng – Thái Hoàng Phong Nhà xuất Khoa học kỹ thuật hà nội - 2005 [3]Chi tiết máy tập 1,2 Tác giả: Nguyễn Trọng Hiệp Nhà xuất Giáo Dục- 1999 [4]Giáo trình công nghệ kim loại 1,2 GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 135 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT ỐNG INOX Tác giả: Lưu Đức Hòa Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng [5]Vật liệu học sở Tác giả: Nghiêm Hùng Nhà Xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2002 [6]Thiết kế chi tiết máy Tác giả: Nguyễn văn Lẫm- Nguyễn Trọng Hiệp Nhà xuất giáo dục -1998 [7] Thiết kế, chế tạo máy cán thép thiết bị nhà máy cán thép Tác giả: Đỗ Hữu Nhơn Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2002 [8] Dung Sai Lắp ghép C C Tác giả: Ninh Đức Tốn R L T Nhà xuất giáo dục -2002 [9] Công nghệ dập nguội Tác giả: Tôn yên U D Nhà xuất khoa học kỹ thuật - Hà Nội 1974 [10] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1,2 Tác giả: Trịnh Chất – Lê Văn Uyển Nhà xuất giáo dục - 2006 [11]Lắp Đặt Và Sữa Chữa Máy Tác giả: Đinh Minh Diệm Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng GVHD: TH.S CHÂU MẠNH LỰC Trang 136 SVTH:NGUYỄN HỮU GIA KHÁNH ... ống inox có hàn để thực thiết kế dây chuyền sản xuất Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em thiết kế dây chuyền sản xuất ống inox với cỡ ống có đường kính Ø50,96 (mm) bề dày ống C C s = (mm) R L T... tài ? ?Thiết kế dây chuyền sản xuất ống inox? ?? để làm đồ án tốt nghiệp Em cố gắng tìm hiểu nguyên lý biến dạng kim loại,các loại ống inox phương pháp chế tạo ống inox để chọn phương pháp uốn ống inox. .. VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 2.1 Thông số ban đầu sản phẩm Với mục đích thiết kế dây chuyền sản xuất ống inox phù hợp với nhu cầu thực tế nên việc thiết kế dây chuyền phải phụ thuộc nhiều điền kiên thực