Thiết kế máy lốc thép tấm 4 trục

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY LỐC THÉP TẤM TRỤC Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS LƯU ĐỨC HÒA PHẠM MINH HÙNG Đà Nẵng, 2019 Thiết kế máy lốc thép trục LỜI NĨI ĐẦU Trong tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc, ngành cơng nghiệp nƣớc ta nói chung ngành khí chế tạo nói riêng có nhiều bƣớc phát triển vƣợt bậc, xứng đáng với vai trò mũi nhọn then chốt kinh tế đất nƣớc Để bắt nhịp phát triển bậc ngành cơng nghiệp khí giới, ngành khí nƣớc ta khơng ngừng đào tạo nguồn nhân lực biết vận dụng nắm bắt công nghệ tiên tiến đại, đồng thời bƣớc cải tiến sáng tạo công nghệ mới, cải tiến cách thức sản xuất phù hợp với công nghiệp đất nƣớc Hiện nhu cầu việc sử dụng loại đƣờng ống lớn ngày phổ biến ngành cơng nghiệp nhƣ: 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 phƣơng pháp uốn hàn mà cịn có phƣơng pháp khác nhƣ: Cán, ép, kéo… Tuy nhiên phƣơng pháp thích hợp với việc sản xuất đƣờng ống cỡ nhỏ, cịn ống có đƣờng kính lớn phƣơng pháp uốn hàn có nhiều tính vƣợt trội so với phƣơng pháp khác đáp ứng đƣợc nhu cầu việc sản xuất đƣờng ống cỡ lớn Sau thời gian học tập nghiên cứu trƣờng Đại học Bách khoa Đà Nẵng, em đƣợc thầy giáo giao đề tài “Thiết kế máy lốc ống trục” làm đồ án tốt nghiệp Với kiến thức học trƣờng với trình tìm hiểu, với hƣớng dẫn tận tình thầy giáo ThS.Lưu Đức Hịa thầy giáo khoa Cơ khí, giúp em hồn thành nhiệm vụ đƣợc 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 đƣợc 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 hƣớng dẫn thầy cô khoa giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực Phạm Minh Hùng SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang Thiết kế máy lốc thép trục MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHƢƠNG 1: LÝ THUYẾT Q TRÌNH GIA CƠNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM 1.1 Thực chất đặc điểm gia công biến dạng 1.1.1 Thực chất 1.1.2 Đặc điểm 1.2 Biến dạng kim loại dƣới tác dụng ngoại lực 1.2.1 Các giai đoạn biến dạng 1.2.2.Biến dạng dẻo kim loại 1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính dẻo kim loại 1.3.1 Ảnh hƣởng thành phần tổ chức kim loại 1.3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ 1.3.3 Ảnh hƣởng ứng suất dƣ 1.3.4 Ảnh hƣởng trạng thái ứng suất 1.4 Những định luật gia công kim loại áp lực 1.4.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn biến dạng dẻo 1.4.2 Định luật ứng suất dƣ 1.4.3 Định luật thể tích khơng đổi 1.4.4 Định luật trở lực bé 1.5.Trạng thái ứng suất phƣơng trình dẻo 1.6 Nung nóng kim loại 10 1.6.1 Mục đích 10 1.6.2 Một số vấn đề xảy nung 11 1.6.3 Chế độ nung kim loại 11 1.6.4 Thiệt bị nung kim loại 12 1.6.5 Sự làm nguội sau gia công biến dạng 12 1.7.1 Các phƣơng pháp gia công biến dạng 12 1.7.1 Cán kim loại 12 1.7.2 Kéo kim loại 13 1.7.4 Rèn tự 15 1.7.5 Dập thể tích 15 1.7.6 Dập 16 1.8 Kỹ thuật cán uốn thép 17 1.8.1 Khái niệm uốn 17 1.8.2 Quá trình uốn 17 1.8 Giới thiệu sản phẩm loại máy lốc có 17 1.8.1 Giới thiệu sản phẩm 17 1.8.2 Tìm hiểu loại máy lốc thép có 20 SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang Thiết kế máy lốc thép trục CHƢƠNG : THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ 23 2.1 Tính tốn phơi uốn 23 2.1.1.Xác định vị trí lớp trung hịa 23 2.1.2.Tính chiều dài phơi 24 2.1.3 Bán kính uốn nhỏ lớn 24 2.1.4 Cơng thức tính lực uốn 25 2.1.5 Tính đàn hồi uốn 25 2.2 lựa chọn phƣơng án dẫn động cho phôi 25 2.2.1 Lựa chọn phƣơng án tạo chuyển động quay cho trục I (Trục chính) 26 2.2.2 Chọn phƣơng án truyền động nâng hai trục uốn 28 2.2.3 Lựa chọn phƣơng án truyền động trục ép dƣới 30 2.2.4 Lựa chọn phƣơng án tháo sản phẩm 31 2.2.5 Lựa chọn cách bố trí bánh rang cho trục 32 2.3 Cách bố trí trục 32 CHƢƠNG : TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU MÁY 34 3.1 Thiết kế động học máy 34 3.1.1 Thông số phôi 34 3.1.2 Phân tích lực 34 3.2 Tính chọn động phân phối tỉ số truyền hộp giảm tốc 35 3.2.1 Xác định công suất động 36 3.2.2 Phân phối tỉ số truyền 36 3.3 Thiết kế hộp giảm tốc 37 3.3.1 Thiết kế truyền cấp nhanh 38 3.3.2 Thiết kế truyền cấp chậm 43 3.3.3 Thiết kế truyền cấp chậm 48 3.3.4 Thiết kế truyền bánh 53 3.4 Thiết kế trục, gối đỡ then hộp tốc độ 57 3.4.1 Thiết kế trục 57 3.4.2 Thiết kế gối đỡ trục tính then 65 3.4.3 Cấu tạo vỏ máy 72 3.5 Bôi trơn hộp giảm tốc 73 3.6 Thiết kế cấu nâng phận ép 73 3.6.1 Đặc tính cho truyền 74 3.6.2 Chọn công suất động 74 3.3.3.Thiết kế truyền trục vít bánh vít 74 3.6.2 Thiết kế truyền vít me - đai ốc 78 3.7 Thiết kế trục uốn 81 3.7.1 Thiết kế trục uốn chủ động 81 3.7.2 Thiết kế trục uốn 3,4 82 3.7.3 Thiết kế gối đỡ trục 83 b) Gối đỡ trục 83 3.8 Tính chọn nối trục 84 3.8.1 Tính chọn khớp nối động với trục vít 84 SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang Thiết kế máy lốc thép trục 3.8.2 Tính chọn khớp nối động với hộp tốc độ 86 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 88 4.1 Tính lực ép, áp suất, đƣờng kính piston trục ép dƣới 88 4.2 Tính chọn piston cấu nâng hạ trục 93 4.3 Tính chọn công suất bơm dầu 96 4.4 Tính van an tồn 97 4.5 Tính tốn van cản 102 4.6 Tính tốn ăcquy dầu 104 4.7 Chọn lọc dầu cho hệ thống 106 4.8 Thiết kế bình chứa dầu 108 4.9 Tính tốn ống dẫn dầu 110 CHƢƠNG : QUY TRÌNH LỐC MỘT SẢN PHẨM ĐIỂN HÌNH VÀ AN TOÀN VẬN HÀNH MÁY 112 5.1 Quy trình vận hành máy để cán uốn sản phẩm điển hình 112 5.1.1 Bƣớc 112 5.1.2 Bƣớc 112 5.1.3 Bƣớc 113 5.1.4 Bƣớc 113 5.1.5 Bƣớc 114 5.1.6 Bƣớc 114 5.2 Lắp đặt , vận hành bảo dƣỡng máy 116 5.2.1 Cách lắp đặt 116 5.2.2 Vận hành 117 5.2.3 Bảo dƣỡng 117 5.2.4 Sự cố máy 118 5.2.5 Khắc phục cố 118 LỜI KẾT 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang Thiết kế máy lốc thép trục CHƢƠNG 1: LÝ THUYẾT Q TRÌNH GIA CƠNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM 1.1 Thực chất đặc điểm gia công biến dạng 1.1.1 Thực chất Gia công biến dạng phƣơng pháp để chế tạo chi tiết máy sản phẩm kim loại thay cho phƣơng pháp đúc gia công cắt gọt Gia công biến dạng thực cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại trạng thái nóng nguội làm cho kim loại đạt đến giới hạn đàn hồi, kết làm thay đổi hình dạng vật thể kim loại mà khơng phá hủy tính liên tục độ bền chúng 1.1.2 Đặc điểm Kim loại gia công thể rắn ,sau gia công thay đổi hình dáng kích thƣớc mà cịn thay đổi cơ, lý, hóa tính kim loại nhƣ: kim loại mịn chặt hơn,hạt đồng khử khuyết tật đúc gây nên, nâng cao tính tuổi bền chi tiết Gia công biến dạng trình sản xuất cao, cho phép ta nhận chi tiết có kích thƣớc xác, mặt chi tiết tốt lƣợng phế liệu thấp chúng có tính học cao so với vật liệu đúc, gia công biến dạng cho suất cao có khả khí hóa tự động hóa cao 1.2 Biến dạng kim loại dƣới tác dụng ngoại lực 1.2.1 Các giai đoạn biến dạng Dƣới tác dụng ngoại lực kim loại bị biến dạng theo giai đoạn nối tiếp nhau: Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo phá huỷ Biến dạng đàn hồi: biến dạng sau tác dụng lực, vật trở hình dáng ban đầu Quan hệ ứng xuất biến dạng tuân theo định luật Hooke Trên đồ thị biểu đồ OP P b Pb a Pa pp c p o ?l Hình 1.1 : Biểu đồ quan hệ lực biến dạng SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang Thiết kế máy lốc thép trục Biến dạng dẻo: biến dạng sau tác dụng lực, vật khơng trở hình dạng ban đầu, tƣơng ứng với giai đoạn chảy kim loại Biến dạng dẻo xãy ứng suất lực tác dụng lớn giới hạn đàn hồi kim loại Đó đoạn (Pb) Biến dạng phá huỷ: ứng suất lực tác dụng lớn đọ bền kim loại kim loại bị phá hủy (điểm c ).Biến dạng phá hủy làm thay đổi hình dáng, kích thƣớc vật thể dƣới tác dụng ngoại lực mà làm phá liên kết phân tử Phá hủy nứt, gãy, phá mối liên kết ứng suất kéo gây nên 1.2.2.Biến dạng dẻo kim loại a) Biến dạng dẻo đơn tinh thể Trong đơn tinh thể biến dạng dẽo xảy dƣới hình thức trƣợt song tinh: Trƣợt: phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần lại theo mặt phẳng gọi mặt trƣợt, mạt trƣợt nguyên tử dịch chuyển tƣơng khoảng cách số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển nguyên tử kim loại vị trí cân mới, sau thơi tác dụng lực biến dạng không Song tinh: phần đơn tinh thể xoay góc đối xứng với qua mặt phẳng gọi mặt song tinh, nguyên tử mặt tinh thể dịch chuyển khoảng tỉ lệ khoảng cách từ mặt tinh thể đến mặt song tinh b) Biến dạng dẽo đa tinh thể Biến dạng dẽo đa tinh thể xảy dƣới dạng: biến dạng dẽo nội hạt biến dạng vùng biên dƣới hạt Biến dạng nội hạt trƣợt song tinh, xảy trƣợt hạt có mặt trƣợt tạo với phƣơng ứng suất góc xấp xỉ 45 , sau đến mặt khác Biến dạng biên giới hạt trƣợt quay tƣơng đối hạt Nhƣ biến dạng đa tinh thể xảy không đồng không đồng thời toàn khối Sau biến dạng tổ chức kim loại có tính dị hƣớng 1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính dẻo kim loại 1.3.1 Ảnh hƣởng thành phần tổ chức kim loại Các kim loại khác có kiểu mạng tinh thể khác nhau, lực liên kết nguyên tử khác nhau, tính dẻo chúng khác Đối với hợp kim kiểu mạng thƣờng phức tạp hơn, xô lệch mạng lớn, số nguyên tố tạo thành pha cứng tổ chức cản trở biến dạng tính dẻo giảm Thơng thƣờng kim loại hợp kim có cấu trúc pha dẻo kim loại có cấu trúc nhiều pha SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang Thiết kế máy lốc thép trục 1.3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ Tính dẻo kim loại phụ thuộc lớn vào nhiệt độ hầu hết kim loại hợp kim tăng nhiệt độ tính dẻo tăng Cùng với tăng nhiệt độ, dao động nhiệt nguyên tử tăng đồng thời xô lệch mạng giảm, khả khuếch tán nguyên tử tăng dẫn đến giới hạn chảy giảm tính dẽo tăng Mặt khác., số kim loại hợp kim nhiệt độ thƣờng, tồn pha dẻo, nhiệt độ cao chuyển biến hình thành pha có độ dẻo cao 1.3.3 Ảnh hƣởng ứng suất dƣ Khi kim loại bị biến dạng nhiều, hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất dƣ lớn làm cho tính dẻo kim loại bị giảm mạnh Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25 ÷ 0,3 Tnc , ứng suất dƣ xơ lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4Tnc kim loại bắt đầu xuất kết tinh lại, tổ chức kim loại sau kết tinh lại có hạt đồng lớn hơn, mạnh tinh thể hoàn thiện nên độ dẻo tăng 1.3.4 Ảnh hƣởng trạng thái ứng suất Trạng thái ứng suất ảnh hƣởng đến tính dẻo kim loại Qua thực nghiệm ngƣời ta thấy kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao chịu ứng suất nén mặt, nén đƣờng chịu ứng suất kéo Ảnh hƣởng tốc độ biến dạng Sau rèn, dập hạt kim loại bị biến dạng chịu tác dụng phía nên chai cứng hơn, đồng thời kim loại nguội dần kết tinh lại nhƣ cũ Nếu tốc độ biến dạng nhanh tốc độ kết tinh lại hạt kim loại bị chai chƣa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, ứng suất khối kim loại lớn, hạt kim loại giịn bị nứt Nếu lấy khối kim loại nhƣ nung đến nhiệt độ định, rèn máy bua máy ép ta thấy mức độ biến dạng máy búa lớn nhƣng độ biến dạng tổng cộng máy ép lớn 1.4 Những định luật gia công kim loại áp lực 1.4.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn biến dạng dẻo Biến dạng dẻo kim loại xãy đồng thời có biến dạng đàn hồi tồn Quan hệ lực biến dạng chúng tuân theo định luật Hooke Do có biến dạng đàn hồi biến dạng dẽo, kích thƣớc chi tiết sau gia cơng khơng hồn tồn trùng khớp với chi tiết gia công, làm tăng sai số gia công SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang Thiết kế máy lốc thép trục 1.4.2 Định luật ứng suất dƣ Bên kim loại biến dạng dẽo tồn ứng suất dƣ cân Trong q trình gia cơng áp lực, kim loại bị nung nóng, làm nguội không đồng lực phân bố khác nhau, ma sát ngoài, kim loại vùng biến dạng với mức độ khác gây ứng suất Một phần ứng suất tồn sau biến dạng gọi ứng suất dƣ 1.4.3 Định luật thể tích khơng đổi Thể tích vật thể trƣớc biến dạng thể tích vật thể sau biến dạng Trong thức tế thể tích vật thể sau biến dạng có khác nhiều so với thể tích vật thể trƣớc biến dạng, nhƣng mức độ chênh lệch không đáng kể nên bỏ qua q trình tính tốn Theo định luật vật thể hình hộp có phƣơng trình cân thể tích nhƣ sau: Ta có: L.B.H = l.b.h Trong đó: B,L,H : bề rộng, chiều dài, chiều cao vật thể trƣớc biến dạng b,l,h : bề rộng, chiều dài, chiều cao vật thể sau biến dạng 1.4.4 Định luật trở lực bé Trong trình biến dạng chất điểm vật thể di chuyển theo phƣơng có trở lực bé Dựa vào định luật ta xác định đƣợc hƣớng di chuyển chất điểm vật thể biến dạng Trong mặt phẳng vng góc với lực tác dụng, chất điểm có xu hƣớng dịch chuyển theo phƣơng đƣờng thằng vng góc chu vi mặt phẳng 1.5.Trạng thái ứng suất phƣơng trình dẻo Giả sử vật thể hồn tồn khơng có ứng suất tiếp vật thể có dạng ứng suất sau: Ứng suất đƣờng:  max  Ứng suất mặt:  max  Ứng suất khối:  max  1 [ 12 ] 1   2  max   [ 12 ] [ 12 ] Nếu  =  =   = khơng có biến dạng Ứng suất để kim loại biến dạng dẻo giới hạn chảy  ch Điều kiện biến dạng dẻo Khi kim loại chịu ứng suất đƣờng: SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang Thiết kế máy lốc thép trục    ch   max   ch [ 12 ] Khi kim loại chịu ứng suất mặt:      ch [ 12 ] Khi kim loại chịu ứng suất khối:  m ax   m in   ch [ 12 ] Các phương trình gọi phương trình dẻo Hình 1.2 Trạng thái ứng suất Biến dạng dẻo bắt đầu sau biến dạng đàn hồi Thế biến dạng đàn hồi :   0  h (1.1) Trong đó:  _ để thay đổi thể tích vật thể  h _ thay đổi hình dạng vật thể Trong trạng thái ứng suất khối, biến dạng đàn hồi theo định luật Hooke đƣợc xác định     2   3   1 (1.2) Nhƣ biến dạng tƣơng đối theo định luật Hooke:          E1          E1        1  E (1.3) Theo (1.2) toàn biến dạng đƣợc biểu thị: A       2  1   2   1  2E (1.4) Lƣợng tăng tƣơng đối thể tích vật biến dạng đàn hồi tổng biến dạng hƣớng vng góc V  2        1      V E Ở đây: (1.5)  _hệ số poisson tính đến vật liệu biến dạng E_Môđun đàn hồi vật liệu Thế làm thay đổi thể tích bằng: V       2      2 A0   V 6E SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa (1.6) Trang Thiết kế máy lốc thép trục 4.7 Chọn lọc dầu cho hệ thống Trong q trình làm việc, dầu khơng tránh khỏi bị nhiễm bẩn từ bên vào, chất bẩn từ thân dầu tạo nên Những chất bẩn làm kẹt khe hở, tiết diện chảy có kích thƣớc nhỏ cấu dầu ép, gây nên trở ngại, hƣ hỏng hoạt động hệ thống thuỷ lực Do hệ thống dầu ép thƣờng dùng lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên cấu dầu ép Bộ lọc dầu thƣờng đặt ống hút bơm dầu Trƣờng hợp cần dầu tinh khiết hơn, đặt thêm cửa bơm cửa hệ thống dầu ép Tùy thuộc vào kích thƣớc chất bẩn lọc đƣợc, lọc dầu đƣợc phân thành loại sau: Bộ lọc thô Bộ lọc trung bình Bộ lọc tinh Bộ lọc đặc biệt tinh Các hệ thống máy công cụ thƣờng sử dụng lọc trung bình lọc tinh Bộ lọc đặc biệt tinh chủ yếu đƣợc sử dụng phịng thí nghiệm 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 thuỷ lực làm tăng lực cần thiết để dịch chuyển phần tử Đối với loại bơm, tuổi thọ giảm tỉ lệ với tăng kích thƣớc nồng độ hạt bẩn Độ cứng hạt bẩn chất lỏng lớn nhanh chóng mài mòn bề mặt tiếp xúc phần tử thuỷ lực Qua kết luận ta thấy rằng: Muốn tăng tuổi thọ phần tử thuỷ lực giảm q trình sử dụng máy có truyền dẫn thủy lực cách tốt sử dụng lọc dầu cho hệ thống Ở máy thiết kế ta chọn hai loại lọc: - Lọc thô đặt đƣờng hút bơm - Lọc tinh đặt đƣờng đẩy bơm  Lọc thô Ở hệ thống dầu ép địi hỏi độ dầu cao phải dùng lọc có lọc giấy nỉ, Những loại lọc lọc đƣợc chất bẩn có kích thƣớc lớn 0,002 mm SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 106 Thiết kế máy lốc thép trục Kết cấu lọc đƣợc thể nhƣ hình vẽ Hình 4.11 Lọc dầu 1_ Lị xo 2_ Bọc giấy lọc Trên khung đƣợc căng cứng lò xo (1) bọc giấy lọc (2) tạo thành bề mặt lƣợn sóng Với bề mặt kiểu này, làm tăng đƣợc tiết diện lọc độ cứng vững lọc Dầu từ chảy qua giấy lọc theo hƣớng trục chảy Bộ lọc giấy chế tạo với lƣu lƣợng từ 10 ÷ 120 (l/ph), với áp suất tối đa 210 bar Nhƣợc điểm chóng bị bẩn việc tẩy phức tạp loại  Lọc tinh Lọc tinh đặt đƣờng đẩy bơm nên cịn gọi lọc cao áp Q trình lọc tinh chủ yếu đƣợc thực nhờ lỗ xốp vật liệu lọc Các phần tử loại lọc thƣờng đƣợc chế tạo xơ, xốp, hạt bột, giấy, gốm kim loại… Các phần tử đƣợc chế tạo cách cho vào khuôn kim loại vật liệu chế tạo, sau tẩm chất kết dính nung đến vật liệu đựoc định hình vững theo mẫu cần thiết Ở ta chọn lọc tinh có phần tử lọc vật liệu gốm kim loại - Cấu tạo: SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 107 Thiết kế máy lốc thép trục Hình 4.12 Kết cấu lọc cao áp 1_Cửa vào 3_Vít tháo chất bẩn 2_Phần tử lọc 4_Cửa - Nguyên lý hoạt động: Dầu từ bơm chảy vào cửa lọc cửa vào, nhờ lỗ xốp phần tử lọc, hạt chất bẩn đƣợc giữ lại, dầu tiếp tục đến cửa cung cấp vào hệ thống Sau thời gian sử dụng, tháo chất bẩn đƣa ngồi 4.8 Thiết kế bình chứa dầu Bình chứa dầu có hai chức năng: Lƣu trữ dầu điều hoà dầu hệ thống Các lọc có nhiệm vụ tách bẩn bể dầu để khỏi gây nghẽn dẫn đến sực phá huỷ hệ thống Bộ tản nhiệt hay làm mát đƣợc dùng dể trì nhiệt độ dầu thời gian giới hạn an toàn ngăn cản biến chất dầu Thiết kế bình chứa dầu Bình chứa dầu dùng để chứa lƣợng dầu cần thiết cho hoạt động hệ thống dầu ép Tuỳ theo kết cấu máy, bể dầu khoảng khơng đƣợc đúc liền thân máy thùng riêng biệt đặt bên thân máy Để tránh tác dụng nhiệt vào phận máy, ngƣời ta có xu hƣớng đặt bể dầu SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 108 Thiết kế máy lốc thép trục Nhữnh bể dầu riêng biệt thƣờng chế tạo có dạng hình hộp, có lắp số thiết bị cần thiết để đảm bảo làm việc bình tƣờng hệ thống dầu ép Kết cấu bể dầu điển hình thƣờng có dạng nhƣ hình vẽ 12 10 11 Hình 4.13 Bể dầu 1_Động điện 2_Bơm dầu 3_Bộ lọc 4_Ống hút 5, 6_Vách ngang 7_Thành bể 8_Ống dẫn dầu 9_Lỗ tháo dầu 10_Nhiệt kế 11_Mắt dầu 12_Lỗ rót dầu Thông thƣờng nắp bể dầu ngƣời ta lắp động điện (1) để quay bơm dầu (2) để hút dầu từ bể qua lọc (3) ống hút (4) Để đảm bảo lƣu thông dầu tạo điều kiện làm nguội tốt hơn, bên bể đƣợc ngăn thành buồng có cửa lƣu thơng tƣơng ứng Trong bình chứa có bố trí số ngăn, chiều cao ngăn khoảng 2/3 mức dầu Các ngăn có hai tác dụng: Ngăn khong cho dầu đƣờng ống trở vào bơm Có ngăn dầu tản vách thùng chứa, nhiệt độ giảm thấp trƣớc hoà vào lƣợng dầu có sẵn bình Tránh tung toé dầu bình chứa hệ thống hoạt động Nắp bình chứa thƣờng có lỗ thơng hơi, nắp có lọc để ngăn bụi lọt vào khơng khí Một số bình chứa khơng có lỗ thơng mà thay van điều khiển Van tự động đƣa khơng khí lọt vào bình chứa nhƣng ngăn khơng cho khơng khí ngồi áp suất bình đạt đến giá trị xác định trƣớc Bảo dƣỡng bình chứa dầu thuỷ lực Việc bảo dƣỡng bình chứa bao gồm việc xả dầu cũ làm bình chứa theo định kỳ nhà sản xuất Cũng có thiết kế khơng cần tiến hành việc bảo dƣỡng SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 109 Thiết kế máy lốc thép trục Trên bình chứa thƣờng có kính kiểm sốt que kiểm tra để ngƣời vận hành hệ thống thuỷ lực kiểm tra mức dầu Nếu thiếu dầu, bơm thuỷ lực bị hỏng không đƣợc bôi trơn đầy đủ Bộ lọc đƣờng ống nạp bơm khơng cần thiết phải bảo dƣỡng thƣờng xuyên nhƣng màng lọc đƣờng ống dẫn trở phải đƣợc thay sau thời gian quy định Vì vậy, lọc trở thƣờng khơng đặt bên bình chứa để thuận lợi cho việc bảo dƣỡng Trong khí ln có nƣớc cần phải có tách ẩm phải bố trí nơi xem xét hàng ngày Đƣờng ống dẫn trở nối vào thùng chứa vị trí thấp mức dầu thùng không đối diện với đƣờng ống nạp bơm Cách bố trí tạo điều kiện tốt cho việc hạ nhệt độ trở giảm xoáy lốc 4.9 Tính tốn ống dẫn dầu  u cầu ống dẫn Để nối liền cấu điều khiển với cấu chấp hành nhƣ với hệ thống biến đổi lƣợng ngƣời ta dùng ống dẫn, ống nối ống dẫn dùng hệ thống dầu ép phổ biến ống đồng ống thép Ống đồng có ƣu điểm dễ làm biến đổi hình dáng, nhƣng đắt mthế ống dẫn có tiết diện lớn, khơng cần uốn cong nhiều ngƣời ta thƣờng dùng ống thép, thí dụ nhƣ ống dẫn chính, ống hút ống nén bơm dầu Ống dẫn cần phải đảm bảo độ bền tổn thất áp suất nhỏ Để giảm tổn thất áp suất ống dẫn phải có yêu cầu sau: Chiều dài ống ngắn tốt Tránh biến dạng tiết diện ống dẫn suốt q trình làm việc Ống dẫn có hình dáng cho hƣớng chuyển động dịng dầu thay đổi Nếu cần thiết đổi hƣớng phải thay đổi từ từ  Xác định đường kính ống dẫn Để lựa chọn đƣờng kính ống dẫn, ta xuất phát từ phƣơng trình lƣu lƣợng chảy qua ống dẫn:  d Q V Từ rút ra: d  4,6 Q mm  V Trong đó: Q _Lƣu lƣợng qua ống dầu, Q = 9,42 (l/ph) d _Đƣờng kính ống dẫn dầu, (mm) V _Vận tốc dòng chảy ống dẫn, (m/s) - Đối với ống hút: V = 1,5 ÷ (m/s), chọn V = (m/s)  d  4,6 9,42.103  0,04m  40mm 2.60 SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 110 Thiết kế máy lốc thép trục Chọn d = 40 (mm) - Đối với ống nén: V = ÷ (m/s), chọn V = (m/s)  9,42.103 d  4,6  0,035m  35mm 4.60 Chọn d = 36 (mm) Để kiểm nghiệm sức bền ống ta dùng công thức sau:    10 p.d N 2.s m2  Trong đó: [ζ]_ứng suất cho phép vật liệu ống dẫn Ta lấy: + Đối với ống thép: [ζ] = (400 ÷ 600).105 (N/m2) + Đối với ống gang: [ζ] = (150 ÷ 250).105 (N/m2) + Đối với ống đồng: [ζ] = 250.105 (N/m2) p_áp suất dầu ống, p = 103,7 (Kg/cm2) s_bề dày thành ống, (cm) Đối với ống hút: d = 46 (mm)  s 103,7.40  4,15mm 2.500 Đối với ống nén: d = 36 (mm) s 103,7.36  3,7mm 2.500 SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 111 Thiết kế máy lốc thép trục CHƢƠNG : QUY TRÌNH LỐC MỘT SẢN PHẨM ĐIỂN HÌNH VÀ AN TỒN VẬN HÀNH MÁY 5.1 Quy trình vận hành máy để cán uốn sản phẩm điển hình Giả sử ta thực trình cán uốn ống với số liệu sau: Đƣờng kính ống: Φ2400 ( mm ) Chiều dày: 50 ( mm ) Chiều dài: 3100 ( mm ) Từ phơi thép ban đầu với kích thƣớc: Dài: 7693 ( mm ) Rộng: 3100 ( mm ) Dày : 50 (mm) Quá trình uốn ống máy lốc trục đƣợc thực theo bƣớc sau: 5.1.1 Bƣớc Phôi thép đƣợc đƣa vào nhờ cấu kéo thông qua palăng tời kéo giá đỡ, đồng thời nâng trục II lên nhờ hệ thống xilanh thủy lực khe hở trục I trục II chiều cao phơi Hình 5.1: Sơ đồ uốn sản phẩm ( bƣớc 1) 5.1.2 Bƣớc Khởi động động nâng trục III thơng qua cấu trục vít_bánh vít Trục III tác động lực lên phôi làm phôi bị bẻ cong ( hình 5.2 ) Cùng lúc trục II ép phôi Khi trục III làm phôi cong độ định ta khởi động hệ thống xilanh thủy lực nâng cấu đỡ phôi lên để đỡ phôi SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 112 Thiết kế máy lốc thép trục Hình 5.2: Sơ đồ uốn sản phẩm (bƣớc 2) 5.1.3 Bƣớc Khởi động trục I quay theo chiều (hình 5.3), lúc nhờ lực ma sát phôi trục uốn, phôi bị sang phải Trong trục III tiếp tục đƣợc đẩy lên để ép cong đoạn phơi theo kích thức u cầu, đến phơi sang mép bên kết thúc bƣớc đồng thời ngắt động nâng trục III Hình 5.3: Sơ đồ uốn sản phẩm ( bƣớc 3) 5.1.4 Bƣớc Khởi động cấu phanh để dừng máy sau dùng dƣỡng để đo bán kính phần cung đƣợc uốn Khởi động lại động trục III để hạ trục xuống, đồng thời khởi động trục cán I tiếp tục quay sang phải ( hình 5.4 ) mép phơi bên trái nằm SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 113 Thiết kế máy lốc thép trục hai trục I II dừng động trục I, lúc khởi động hệ thống giá đỡ bên phải để đỡ phôi Dừng động trục cán I đồng thời kết thúc bƣớc Hình 5.4: Sơ đồ uốn sản phẩm (bƣớc 4) 5.1.5 Bƣớc khởi động động trục IV thông qua cấu trục vít _bánh vít nâng trục IV lên ( hình 5.5 ) uốn cong đoạn phơi bên trái Sau nâng trục IV khoảng cách theo tính tốn dừng động dừng máy Hình 5.5: Sơ đồ uốn sản phẩm (bƣớc 5) 5.1.6 Bƣớc Khởi động động trục uốn I quay theo chiều ( hình 5.6 ) chiều quay kim đồng hồ, để phôi chuyển động sang bên trái Trong lúc trục IV tiếp tục tác dụng lên phơi lực q trình chuyển động phơi tì lên trục IV Trong q trình phơi bị sang trái, dùng dƣỡng để so phần cung tròn đƣợc Khi phơi đƣợc đến đoạn kết thúc bƣớc SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 114 Thiết kế máy lốc thép trục Hình 5.6: Sơ đồ uốn sản phẩm (bƣớc 6) 5.1.7 Bƣớc Khởi động động trục IV để hạ trục xuống đồng thời lúc trục I quay để phôi sang trái trình uốn lại tiếp tục theo bƣớc sản phẩm ống đƣợc uốn theo đƣờng kính kích thƣớc theo u cầu Hình 5.7: Sơ đồ uốn sản phẩm (bƣớc 7) 5.1.8 Bƣớc Kết thúc bƣớc phơi có hình dạng đoạn ống, lúc ta khởi động động hai trục III IV đồng thời nâng lên tỳ vào thành ống khởi động động trục uốn I: quay theo hai chiều nhƣ hình 5.7 để ép hai mép đoạn ống lại với Sau ép hai đầu đoạn ống lại với ta tắt máy hàn cố định hai mép ống lại với Tiếp khởi động động trục II, III IV hạ trục xuống đồng thời khởi động hệ thống xilanh thủy lực để tháo cấu giá đỡ đầu trục để lấy phôi nhờ cầu trục cần trục SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 115 Thiết kế máy lốc thép trục I III IV II Hình 5.8: Sơ đồ uốn sản phẩm (bƣớc 8) Trên quy trình vận hành máy để sản xuất đoạn ống phƣơng pháp cán uốn máy lốc trục 5.2 Lắp đặt , vận hành bảo dƣỡng máy 5.2.1 Cách lắp đặt Để làm việc rung động, bệ móng cần vững kích thƣớc bệ móng đƣợc tính theo mức độ chịu tải trung bình đất Khi độ chịu đựng đất thấp cần tăng thêm chiều sâu diện tích móng u cầu móng : Móng đƣợc làm từ bê tơng nén, hình thành từ khối bê tơng liên tục, vững để tránh rung động Sau bê tông rắn lại, máy với bulông đai ốc chịu tải trọng đƣợc đƣa vào máy đƣợc cân nhờ cân điều chỉnh sát khung máy Sau cân đổ thêm dƣới móng hỗn hợp bê tông lỏng Sau hỗn hợp bê tông rắn lại cần xiết đai ốc bu lơng móng Trình tự lắp máy: Thân máy dƣợc định vị sắt chữ V, hàn hai đầu máy đƣợc lắp cố định với bệ bê tông bu lông gắn sẵn bu lơng theo kích thƣớc lỗ khoan bệ máy Lắp gugiong hai đầu ren liên kết thân máy để tăng cứng vững Chú ý đai ốc không đƣợc xiết chặt nhằm tạo khe hở Lắp gối đỡ vào trục chủ động, tiếp đến lắp bánh tạo điều kiện cho bánh ăn khớp đƣợc dễ dàng Tiến hành lắp trục Gối đỡ trục đƣợc lắp bu lông điều chỉnh khe hở SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 116 Thiết kế máy lốc thép trục Sau tiến hành xiết đai ốc gugiong Lắp hộp giảm tốc đế máy Lắp đặt động truyền dẫn động trục dƣới Lắp giá đỡ theo yêu cầu 5.2.2 Vận hành Các công nhân dƣới 18 tuổi không đƣợc tiếp xúc với máy Đối với ngƣời vận hành: Có gấy chứng nhận làm việc máy Biết rõ chức làm việc máy cách thành thạo Nắm đƣợc tính chất vật liệu phôi Máy sau lắp xong phải đƣợc chạy thử không tải thời gian Sau xiết chặt lại bu lơng lắp ráp trƣớc cho máy chạy có tải Trong q trình sản xuất cần ý điểm sau: Trƣớc làm việc Kiểm tra phận truyền động, ly hợp, phanh hãm hệ thống điện có an tồn khơng Kiểm tra thiết bị điều khiển, nắp che chắn đặc biệt vấn đề bôi trơn phận có đƣợc đảm bảo hay khơng? Nếu cần thiết phải tiến hành bơm dầu mỡ vào ổ đỡ, rãnh trƣợt Khi làm việc Công nhân đứng máy phải mang đầy đủ bảo hộ lao động, gọn gàng Điều kiện làm việc phải gọn gàng, tạo điều kiện cho việc thao tác dễ dàng, nhanh chóng thuận tiện Phôi phải lắp vào trục khởi động máy làm việc Khi phát cố máy phải nhanh chóng tắt cơng tắc, dừng máy phanh an tồn kịp thời báo cho ngƣời có trách nhiệm Đề phòng tƣợng tải máy Sau làm việc Làm vệ sinh xung quanh khu vực máy gọn gàng Cắt cầu dao máy để tránh ngƣời lạ xâm nhập vận hành máy 5.2.3 Bảo dƣỡng Bảo dƣỡng máy theo định kỳ phận chuyển động quay máy, phận truyền bánh ngồi, ổ lăn, bạc lót gối đỡ đƣợc bơi trơn mỡ Trong hộp giảm tốc truyền đƣợc bôi trơn dầu kiểm tra mức dầu, chất lƣợng dầu bôi trơn để tăng tuổi thọ máy SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 117 Thiết kế máy lốc thép trục 5.2.4 Sự cố máy - Sự ăn khớp bánh không gây ồn - Các ổ lăn, trƣợt, bạc lót, trục mịn gây rơ ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm - Ly hợp không truyền đƣợc mơmen xoắn - Bể vít me - Tuột bạc đồng ống vít me - Cháy động thắng dầu từ lọt vào - Cong trục ép bị công xôn lâu 5.2.5 Khắc phục cố - Điều chỉnh lại khoảng cách Thay chi tiết sử dụng lâu, bị mòn, hỏng Quấn lại động sau cháy Điều chỉnh lại khoảng cách trục ép với trục vít me SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 118 Thiết kế máy lốc thép trục LỜI KẾT Sau tháng thực làm đồ án tốt nghiệp dƣới hƣớng dẫn tận tình thầy Th.s Lưu Đức Hịa, em hồn thành nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp theo thời gian yêu cầu Trong trình thực nhiệm vụ thiết kế,chúng em tìm tịi nghiên cứu tài liệu, ứng dụng lý thuyết biến dạng dẻo tài liệu kiến thức khí chun mơn đƣợc học trƣờng Máy lốc thép trục có cơng suất N = 75Kw thích hợp với việc sản xuất ống cỡ trung lớn Kết cấu máy đơn giản, điều kiện vận hành bảo quản dễ dàng, kết hợp với ngành khí khác nƣớc cho phép sản xuất đƣợc máy để cung cấp sản phẩm ống cho cơng trình, nhà máy đời sống… Trong q trình thiết kế máy, thời gian có hạn kiến thức chuyên môn nhƣ kiến thức thực tế cịn ít, nên việc hồn thành đồ án chúng em khơng tránh khỏi sai sót, chúng em mong đƣợc sực bảo thầy cô Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn thầy Th.s Lưu Đức Hịa thầy khoa Cơ khí, Trƣờng Đại học Bách khoa Đà Nẵng tận tình hƣớng dẫn chúng em hoàn thành đề tài dạy dỗ chúng em suốt thời gian học tập trƣờng Kính chúc thầy sức khoẻ tiếp tục thành công công tác Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực Phạm Minh Hùng SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 119 Thiết kế máy lốc thép trục TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ( tập 1và ) PGS.TS Trịnh Chất - TS Lê Văn Uyển Nhà xuất giáo dục – Hà Nội – 2003 Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy PGS.TS Trịnh Chất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật – Hà Nội Công nghệ kim loại ( Tập II – Gia công áp lực ) TH.s Lƣu Đức Hồ, Bộ mơn Cơng nghệ vật liệu - Trƣờng ĐHBK Đà Nẵng – 2001 Vật liệu khí Trần Mão - Phạm Đình Sùng Nhà xuất giáo dục – 1998 Dung sai lắp ghép PGS.TS Ninh Đức Tốn NXB Giáo dục – 2002 Hệ thống điều khiển tự động thuỷ lực TS Trần Xuân Tuỳ NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2002 Chi tiết máy ( tập ) GS.TS Nguyễn Trọng Hiệp NXB Đại học THCN – 1969 Thiết kế chi tiết máy GS.TS Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm – NXB Giáo dục – 1998 Sức bền vật liệu PGS.TS Lê Viết Giảng NXB Giáo dục – 1997 10 Công nghệ dập nguội Tôn Yên NXB Khoa học kỹ thuật - 1974 SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 120 ... máy lốc thép SVTH: Phạm Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 20 Thiết kế máy lốc thép trục Qua trình học tập tìm hiểu có hai loại máy lốc thép máy lốc trục máy lốc trục a) Máy lốc trục. .. Minh Hùng - 14C1A GVHD: Th.S Lƣu Đức Hòa Trang 44 Thiết kế máy lốc thép trục Giới hạn mỏi uốn thép : Bánh nhỏ :  1  0 ,43  b  0 ,43 800  344 N / mm  Bánh lớn :  1  0 ,43  b  0 ,45 700  301... 48 3.3 .4 Thiết kế truyền bánh 53 3 .4 Thiết kế trục, gối đỡ then hộp tốc độ 57 3 .4. 1 Thiết kế trục 57 3 .4. 2 Thiết kế gối đỡ trục tính then