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 ỐNG CỠ NHỎ Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS CHÂU MẠNH LỰC VÕ QUANG NGỌC Đà Nẵng, 2017 Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ MỤC LỤC MỤc Lục Error! Bookmark not defined LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I- LÝ THUYẾT CHƢƠNG I GIỚI THIỆU VỀ CÁC SẢN PHẨM UỐN VÀ NHU CẦU SẢN XUẤT I.1 Nhu cầu sản xuất I.1.1 Lịch sử phát triển ống I.1.2 Các nƣớc sản xuất sản phẩm thép dạng ống I.1.3 lịch sử phát triển máy cán, uốn ống I.2 Giới thiệu sản phẩm từ phôi ống I.2.1 Các sản phẩm dùng công nghiệp: I.2.2 Sản phẩm ống dùng sinh hoạt: C C I.3 Các thông số phôi thép CHƢƠNG II CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ UỐN ỐNG 10 R L II.1 Công nghệ uốn: .10 II.1.1 Khái niệm uốn: 10 II.1.2 Quá trình uốn: 10 T II.2 Thiết bị uốn: 11 II.2.1 Phƣơng pháp thủ công: 11 II.2.2 Phƣơng pháp dùng máy móc, thiết bị: 12 CHƢƠNG III PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY 16 III.1 Phân tích yêu cầu động học máy: 16 III.2 Lựa chọn phƣơng án truyền động 16 III.2.1 Phƣơng án 1: 16 III.2.2 Phƣơng án 2: 18 III.2.3 Phƣơng án 3: 19 III.2.4 Chọn phƣơng án thiết kế: 21 PHẦN II – THIẾT KẾ MÁY 22 CHƢƠN IV TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY.22 IV.I Sơ đồ động học toàn máy 22 IV.2 Tính tốn lực uốn: 23 IV.2.1 Bán kính uốn nhỏ nhất: 23 IV.2.2 Tính tốn lực uốn: 23 IV.2.3 Tính lực uốn tác dụng lên Puly uốn hai bên: 28 IV.3 Tính tốn tốc độ quay 29 U D IV.4 Xác định công suất dẫn động máy, chọn động .29 SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ IV.4.1 Xác định công suất dẫn động máy: 29 IV.4.2 Chọn động cơ: 30 CHƢƠNG V THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 31 V.1 Phân phối tỷ số truyền: 31 V.2 Các thông số trục: 31 V.2.1 Tốc độ quay trục: 31 V.2.2 Công suất trục: 31 V.2.3 Mômen xoắn trục: 32 V.3 Thiết kế truyền đai: 32 V.4 Thiết kế truyền hộp giảm tốc: 35 V.4.1 Thiết kế truyền cấp chậm: .36 V.4.2 Thiết kế truyền cấp nhanh: 39 V.5 Thiết kế truyền bánh răng: 39 C C V.6 Thiết kế truyền xích: 42 CHƢƠNG VI THIẾT KẾ TRỤC, GỐI ĐỠ TRỤC, NGHIỆM BỀN THEN VÀ THIẾT KẾ KHỚP NỐI 45 R L VI.1 Thiết kế trục: .45 VI.1.1 Chọn vật liệu: 45 VI.1.2 Tính sơ đƣờng kính trục: 45 T U D VI.1.3 Tính gần trục: 46 VI.1.4 Tính xác trục: 63 VI.2 Thiết kế gối đỡ trục: 73 VI.2.1 Đối với trục 1: 73 VI.2.1 Đối với trục 2: 74 VI.2.3 Đối với trục 3: 74 VI.3 Tính chọn then: 75 VI.3.1 Đối với trục 1: 76 VI.3.2 Đối với trục 2: 76 VI.3.3 Đối với trục 3: 77 VI.4 Thiêt kế khớp nối: 78 CHƢƠNG VII THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC NÂNG HẠ CON LĂN UỐN 79 VII.1 sơ đồ hệ thống thủy lực: 79 VII.2 Lựa chọn phần tử thủy lực: .80 VII.2.1 Van tràn van an toàn: 80 VII.2.2 Van tiết lƣu: 82 VII.2.3 Van cản: .83 SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ VII.2.4 Van điều khiển: 83 VII.2.5 Chọn lọc dầu cho hệ thống: 84 VII.2.6 Tính chọn bình chứa dầu: 85 VII.3 Tính chọn đƣờng kính xilanh: 88 VII.4 Tính tốn tốn thất áp suất hệ thống: 89 VII.4.1 Tốn thất dọc đƣờng: 90 VII.4.2 Tốn thất qua van: 91 VII.5 Xác định lƣu lƣợng, chọn bơm dầu, chọn động 91 VII.5.1 Xác định lƣu lƣợng 91 VII.5.2 Chọn bơm dầu: 91 VII.5.3 Chọn động điện: 93 VII.5.4 Tính đƣờng kính ống dẫn: 94 CHƢƠNG VIII YÊU CẦU VỀ LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH .94 C C VÀ BẢO DƢỠNG MÁY 94 VIII.1 Yêu cầu lắp đặt máy: 94 VIII.2 Yêu cầu vận hành máy: 94 R L VIII.3 Yêu cầu bảo dƣỡng máy: 95 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 T U D SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ LỜI NĨI ĐẦU Trong tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, ngành cơng nghiệp nước ta nói chung ngành khí chế tạo nói riêng có nhiều bước phát triển vượt bậc, xứng đáng với vai trò mũi nhọn then chốt kinh tế đất nước Để bắt nhịp phát triển bậc ngành cơng nghiệp khí giới, ngành khí nước ta khơng ngừng đào tạo nguồn nhân lực biết vận dụng nắm bắt công nghệ tiên tiến đại, đồng thời bước cải tiến sáng tạo công nghệ mới, cải tiến cách thức sản xuất phù hợp với công nghiệp đất nước Hiện nhu cầu việc sử dụng loại đường ống lớn ngày phổ biến ngành cơng nghiệp như: Dầu khí, thuỷ điện, vận chuyển hoá chất, chất đốt… ngành có tầm quan trọng kinh tế quốc dân Để chế tạo loại ống khơng có phương pháp uốn hàn mà cịn có phương pháp khác như: Cán, ép, kéo… Tuy nhiên phương pháp thích hợp với việc sản xuất đường ống cỡ nhỏ, cịn ống có đường kính lớn phương pháp uốn hàn có nhiều tính vượt trội so với phương pháp khác đáp ứng nhu cầu việc sản xuất đường ống C C R L Sau thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, em thầy giáo giao đề tài “Thiết kế máy uốn thép cỡ nhỏ ” làm đồ án tốt nghiệp T U D Cùng với hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.s Châu Mạnh Lực thầy giáo khoa Cơ khí, giúp em hoàn thành nhiệm vụ giao Tuy nhiên, thời gian có hạn,đồng thời vốn kiến thức cịn nhiều hạn chế nên việc tính tốn thiết kế máy khơng tránh khỏi thiếu sót Em kính mong thầy đóng góp ý kiến sửa chữa để em ngày hồn thiện q trình thiết kế sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn thầy cô khoa giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2017 SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ PHẦN I- LÝ THUYẾT CHƢƠNG I GIỚI THIỆU VỀ CÁC SẢN PHẨM UỐN VÀ NHU CẦU SẢN XUẤT I.1 Nhu cầu sản xuất Như biết, việc sử dụng đồ dùng, máy móc sản xuất từ sản phẩm ống trở thành phần thiếu Từ sản phẩm ống nhỏ sử dụng sinh hoạt gần gũi với bàn, ghế, tủ, giường… đồ vật chuyên dụng sản xuất, kinh doanh, phịng thí nghiêm, chi tiết máy khí…cho đến đường ống lớn để vận chuyển dầu, khí đốt, nước nguồn khơng thể thiếu cho sống Trong cơng nghiệp: sản phẩm ống uốn giữ vai trị quan trọng dùng để dẫn nhiên liệu khí lẫn lỏng từ nơi sản xuất đến nơi sử dụng, có C C đường ống dẫn nhiên liệu như: dẫn khí, dẫn nước, dẫn dầu, dẫn hóa chất… xun quốc gia Nó coi cầu nối khu công nghiệp, nguồn R L nhiên liệu với nhà máy Sản phẩm ống uốn thiếu công T nghiệp tàu thủy, ngành sản xuất nhiên liệu… Trong xây dựng: Ống thép dùng để sản xuất kết cấu như: giàn không U D gian, ống thứ siêu âm cột bê tông, giàn giáo, cột đèn chiếu sáng đô thị… Trong sinh hoạt: sản phẩm ống uốn sử dụng rộng rãi như: làm lan can, bàn ghế, xích đu, đồ dùng nhà bếp, dùng làm đường ống dẫn nước phục vụ sinh hoạt, làm đường ống dẫn nhiên liệu khí đốt… Nắm bắt quan trọng đó, tập đồn lớn sản xuất phơi ống đủ loại vật liệu, kích trước khác để đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng.Nhưng hầu hết phôi ống sản xuất dạng ống thẳng, không phù hợp với trường hợp cụ thể sử dụng.Mà muốn sử dụng phải thêm cơng đoạn uốn ống Dựa phân tích, tính tốn nhu cầu sử dụng sản phẩm đề tài : “THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG CỠ NHỎ” thiết kế để đáp ứng nhu cầu thiết yếu I.1.1 Lịch sử phát triển ống Lịch sử việc sản xuất ống việc sử dụng khúc gỗ rỗng để cung cấp nước cho thành phố thời trung cổ.Việc sử dụng ống gang Anh Pháp trở nên phổ biến vào đầu thể kỉ XIX SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ Những ống thép đúc tìm thấy Philadenphia vào năm 1817 New York vào năm 1832 Sự phân phổi khí cho đèn khí đảo tìm thấy Anh, người ta sử dụng thép tấp cuộn qua xúc xắc tạo thành ống hàn mép lại với Sự phát triển phương pháp sản xuất ống, với phát triển ngành thép tạo sản phẩm có khả chịu điều kiện địi hỏi mơi trường như: Nhiệt độ, hóa chất, áp suất áp dụng chịu áp lực dải nhiệt thay đổi Ống thép sử dụng cách tin cậy ngành công nghiệp quan trọng, đường ống từ Alaskan đến nhà máy điện nguyên tử I.1.2 Các nƣớc sản xuất sản phẩm thép dạng ống C C Vào năm 1886, ba nhà sản xuất hàng đầu sản phẩm thép dạng ống Liên Xô (20 triệu tấn), Cộng đồng kinh tế Châu Âu (13,1 triệu tấn) R L nhật (10,5 triệu tấn) T Một ví dụ tương tự sản xuất ống thép ngành công nghiệp.Tổng U D sản lượng toàn thể giới tổng hợp ảnh hưởng từ khu vực kinh tế địa phương nước toàn giới I.1.3 lịch sử phát triển máy cán, uốn ống Năm 1771 máy nước đời, lúc máy cán nói chung chuyển sang dùng động nước Năm 1864 máy cán trục đời vị sản phảm cán, uốn phong phú trước có thép tấm, thép hình, đồng tấm, đồng dây Do kỹ thuật ngày phát triển, nhu cầu vật liệu thép phục vụ nhu cầu đóng tàu, chế tạo xe lửa, ngành công nghiệp nhẹ… mà máy cán trục đời vào năm 1870 Sau máy cán trục, 12 trục, 20 trục dựa nguyên lý máy cán máy uốn đời, loại máy có máy uốn ống Từ điện đời máy cán dẫn động động điện, đến có máy cán có cơng suất động điện lên đến 7800 (KW) Ngày dọ tiến không ngừng khoa học kỹ thuật máy cán điều khiển hoàn toàn tự động bán tự động làm việc theo chương trình điều khiển SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ I.2 Giới thiệu sản phẩm từ phôi ống I.2.1 Các sản phẩm dùng công nghiệp: Trong sản xuất sản phẩm ống ứng dụng rộng rãi ngành, lĩnh vực dùng để dẫn nhiên liệu phục sản xuất dẫn dầu, dẫn khí… Trong ngành giao thơng vận tải ngành vận tải đường ống đóng vai trị quan trọng như: dẫn dầu, dẫn khí, khoảng sản… góp phần tiết kiệm chi phí vận chuyển sản xuất C C R L T Hình 1.1 Một số hình ảnh minh họa cho sản phẩm ống công nghiệp I.2.2 Sản phẩm ống dùng sinh hoạt: Trong sinh hoạt sản phẩm ống sử dụng rộng rãi, nhu cầu sử dụng người ngày cao đòi hỏi mặt hàng đảm bảo chất lượng (độ bền, độ chịu nhiệt, độ tin cậy…) mà cịn mang tính thẩm mỹ cao, sản phẩm ống Inox đáp ứng nhu cầu Thường thấy nhiều như: Lan can, bàn ghế…Bên cạnh vật dụng làm từ thép ống phố biển U D Hình 1.2 Một số hình ảnh minh họa cho sản phẩm ống sinh hoạt I.3 Các thông số phôi thép Số liệu thép ống 76 mm, lấy theo TCVN SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ C C R L T U D Bảng 1.1 Bảng quy chuẩn trọng lượng ống tròn (TCVN 3783-83) Với loại máy uốn ống kiểu trục lăn giao nhiệm vụ cịn có khả uốn loại thép vng có kích thước lớn 60x60 mm SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ C C R L T U D Bảng 1.2 Bảng quy chuẩn trọng lượng ống vuông SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ - Số cửa: số lổ để dẫn dầu vào Số của van đảo chiều thường 2, Trong trường hợp đặc biệt số cửa nhiều Van sử dụng van đảo chiều vị trí: Kí hiệu: Hình 7.5kí hiệu van đảo chiều 4/3 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 sử dụng cần điều khiển cấu truyền lực cố định vị trí xác định dừng lại C C VII.2.5 Chọn lọc dầu cho hệ thống: Độ bẩn dầu có ảnh hướng lớn đến khả làm việc, độ bền tuổi thọ thiết bị Sự bẩn dầu làm tăng ma sát, cản trở chuyển động chi tiết R L hệ thống thủy lực T Trên sở thí nghiệm thực tế đưa tác hại độ bẩn dầu: Hạt bẩn có kích thước lớn khe hở bề mặt tiếp xúc U D 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 thước 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 giảm chi phí q trình sử dụng máy có truyền dẫn thủy lực cách tốt sử dụng hệ thống lọc cho hệ thống Ở thiết kế ta dùng lọc lưới Cấu tạo lọc lưới: SVTH: Võ Quang Ngọc GVHD: ThS Châu Mạnh Lực 84 Thiết kế máy uốn ống cỡ nhỏ Hình 7.6Kết cấu lọc lưới – Lọc lưới đồng, – Khung cứng, –Các lỗ, - Ống hút  Chọn dầu: C C Việc lựa chọn loại dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố dựa vào số nguyên tắc lựa chọn sau: R L 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: T 1) Đối với hệ thống thủy lực thực chuyển động thẳng: làm việc với áp suất U D (20-30) bar thường chọn dầu có độ nhớt từ (11-20).106m2/s tương 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