Thiết kế máy nắn dầm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY NẮN DẦM Người hướng dẫn: TS TÀO QUANG BẢNG Sinh viên thực hiện: HỒ ĐĂNG TIÊN Đà Nẵng, 2019 Thiết kế Máy Nắn Dầm TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP “ THIẾT KẾ MÁY NẮN DẦM ” Họ Tên Lớp Khoa Ngành : Hồ Đăng Tiên : 15C1B : Cơ khí : Cơng nghệ chế tạo máy NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Nhu cầu thực tế đề tài: Với phát triển ngành công nghiệp, nhiều nhà máy xí nghiệp mọc lên nên C C cần nhiều vật liệu xây dựng dầm thép thứ thiếu R L T Để chế tạo loại dầm phương pháp hàn phương án tối ưu nhất, lại có khuyết điểm nhỏ co rút kim loại sau hàn làm dầm biến dạng, U D không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật tính, hình dáng so với yêu cầu Để giải vấn đề này, Em chọn đề tài “Thiết kế máy nắn dầm thủy lực” làm đồ án tốt nghiệp Máy kết hợp cụm cấu để nắn cánh dầm bị biến dạng nhiệt Sử dụng lực nén thủy lực để nắn cánh dầm, momen xoắn động để truyền động thông qua thao tác công nhân sử dụng nút bấm vận hành máy Phạm vi nghiên cứu đề tài:  Nghiên cứu phương án thiết kế máy  Nghiên cứu điều khiển thủy lực nắn dầm  Mô bảng vẽ 3D Nội dung công việc:  Phần lý thuyết tìm hiểu:  Giới thiệu chung để tài  Tổng quan dầm máy  Phương án thiết kế máy  Cơ sở lý biến dạng dẻo kim loại  Thiết kế, tính tốn, chọn thơng số máy  Đưa vẽ SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Hồ Đăng Tiên Lớp: 15C1B Khoa: Cơ khí Tên đề tài đồ án: Thiết kế Máy Nắn Dầm Số thẻ sinh viên: 101150100 Ngành: Chế tạo máy Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Thông số dầm: Thông số thiết bị: - Độ dày cánh dầm tối đa: 60mm - Tốc độ nắn thẳng: 6000 mm/ph - Độ rộng cánh dầm: (200-1000)mm - Tốc độ nắn thẳng: 6000 mm/ph - Lực nắn: 600 KN Nội dung phần thuyết minh tính tốn: 4.1 Tổng quan vấn đề liên quan tính cấp thiết đề tài 4.2 Phân tích, lựa chọn phương án thích hợp cho máy thiết kế 4.3 Tính tốn thiết kế máy: - Thiết kế động học máy - Tính tốn động lực học kết cấu toàn máy 4.4 Thiết kế hệ thống điều khiển thủy lực 4.5 Xây dựng vẽ nguyên lý kết cấu máy Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ): - Bản vẽ phương án: A0 - Bản vẽ sơ đồ động toàn máy: A0 - Bản vẽ lắp toàn máy: A0 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: Tào Quang Bảng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: …… /……./2019 8.Ngày hoàn thành đồ án: …… /……./2019 Đà nẵng, ngày tháng 12 năm 2019 Trưởng Bộ môn Chế tạo máy Người hướng dẫn C C R L T U D TÀO QUANG BẢNG SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm 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 công 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 công nghiệp phát triển đơi với nhiều nhà máy xí nghiệp mọc lên nên cần nhiều vật liệu xây dựng dầm thép thứ thiếu C C Để chế tạo loại dầm khơng có phương pháp hàn mà cịn có phương pháp khác như: đúc, ép, kéo… Tuy nhiên so với phương án khác hàn R L T phương án tối ưu nhất, lại có khuyết điểm nhỏ co rút kim loại sau hàn làm dầm biến dạng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật tính, hình dáng so với u cầu U D Để giải vấn đề này, sau thời gian học tập nghiên cứu Khoa Cơ Khí trường Đại học Bách Khoa Được hướng dẫn thầy giáo để em chọn đề tài “Thiết kế máy nắn dầm thủy lực” làm đồ án tốt nghiệp Với kiến thức học trường với trình trải nghiệm thực tế tìm hiểu máy móc Cơng ty TNHH MTV Tổ hợp Cơ khí THACO - Chu Lai, với hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Tào Quang Bảng thầy giáo khoa Cơ Khí, giúp em hồn thành nhiệm vụ giao Tuy nhiên, thời gian có hạn, đồng thời vốn kiến thức 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 hoàn thiện trình thiết kế sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn thầy khoa giúp đỡ em hồn thành đồ án Đà nẵng, ngày tháng 012 năm 2019 Sinh viên thực Hồ Đăng Tiên SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình TS Tào Quang Bảng – Bộ Mơn Cơng nghệ vật liệu – Khoa khí, thầy giáo – Khoa khí – Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng, tạo điều kiện cung cấp tài liệu kiến thức chuyên ngành, để em hồn thành đồ án tốt nghiệp có nhiều thuận lợi thu thành định Em xin cảm ơn hỗ trợ công ty Cổ phần Ơ tơ Trường Hải nói chung cơng ty TNHH MTV Tổ hợp Cơ khí THACO Chu Lai nói riêng tạo điều kiện tốt để em nhận hoàn thành đồ án tốt nghiệp cơng ty Trong q trình làm đồ án tốt nghiệp tài liệu tham khảo hạn chế, với C C kiến thức chuyên môn chưa chuyên sâu, thiếu sót cịn mắc phải, kính R L T mong góp ý thầy giáo anh để đồ án đáp ứng thực tiễn sản xuất công nghiệp U D Đà Nẵng, ngày tháng 08 năm 2019 Sinh viên thực Hồ Đăng Tiên SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm CAM ĐOAN Tên đề tài : “Thiết kế Máy Nắn Dầm” GVHD : TS Tào Quang Bảng SVTH : Hồ Đăng Tiên Lớp : 15C1B MSSV : 101150100 Địa : 08 - Hà Văn Tính – Đà Nẵng Điện thoại : 0384207543 Email : dangtien15c1bgmail.com Ngày nộp : 27/05/2019 C C Lời cam kết: “ Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp cơng trình tơi nghiên cứu R L T thực Tôi không chép lấy ý tưởng mà khơng cho phép trích dẫn nguồn gốc Nếu có sai phạm nào, Tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.” U D Sinh viên thực Hồ Đăng Tiên SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm Danh mục hình ảnh trang Hình 1.1: Một số dầm có biên dạng khơng thay đổi 10 Hình 1.2: Cấu tạo dầm hàn chữ I 10 Hình 1.3: Góc biến dạng bụng hàn liên kết chữ T 11 Hình 1.4: Sự biến dạng cánh cánh dầm 12 Hình 1.5: Kết cấu thép nhà máy cơng nghiệp 14 Hình 1.6: Nhà hàng kết cấu thép 15 Hình 1.7: Cầu Mống bắc qua sơng Bến Nghé, Thành Phố Hồ Chí Minh 16 Hình 1.8: Các khâu quan trọng tổ hợp hàn sản xuất dầm thép 17 Hình 1.9: Máy nắn dầm 19 Hình 1.10: Một số máy nắn dầm thị trường 20 Hình 2.1: Phương án nắn bố trí dầm đứng 21 R L T Hình 2.2: Phương án nắn, bố trí dầm nằm ngang Hình 2.3: Phương án nắn Hình 2.4: Phương án nắn thủy lực C C U D 22 23 24 Hình 2.5: Phương án sử dụng truyền vít me, đai ốc cho bên bàn máy 25 Hình 2.6: Phương án sử dụng truyền vít me đai ốc kết hợp xylanh thủy lực.26 Hình 2.7: Phương án sử dụng khớp đăng (cardan) xi lanh thủy lực 27 Hình 2.8: Phương án sử dụng xylanh thủy lực 28 Hình 2.9: Phương án sử dụng động điện 29 Hình 2.10: Phương án sử dụng động thủy lực 30 Hình 3.1: Biểu đồ biến dạng dẻo kim loại 34 Hình 3.2: Các trạng thái biến dạng dẻo kim loại 35 Hình 3.3: Các lực tác dụng lên dầm, momen ứng suất xuất dầm 37 Hình 3.4: Bố trí mối ghép ren cố định bàn máy 40 Hình 3.5: Bộ truyền vít me đai ốc 41 Hình 3.6: Kích thước tiêu chuẩn ren thang, truyền vít me, đai ốc 44 Hình 3.7: Momen, ứng suất trục truyền động 49 Hình 3.8: Mối ghép then 50 Hình 3.9: Sơ đồ động học hệ thống truyền động 53 Hình 3.10: Hộp giảm tốc cấp khai triển 65 SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm Hình 3.11: Biểu đồ phân bố lực hộp giảm tốc cấp khai triển 66 Hình 3.12: Biểu đồ nội lực trục I 67 Hình 3.13: Biểu đồ nội lực trục II 69 Hình 3.14: Biểu đồ nội lực trục III 71 Hình 4.1: Sơ đồ điều khiển thủy lực máy 73 Hình 4.2: Phương trình cân lực xylanh nắn 77 Hình 4.3: Phương trình cân lực xylanh định vị dẫn hướng 81 Hình 5.1: Hình 3D máy nắn dầm 85 Danh mục bảng Báng 1.1: Bảng 2.7 22 TCN 272-05 chiều dày nhỏ đường hàn góc 12 C C Bảng 1.2: Một số loại máy nắn dầm thị trường R L T Bảng 3.1: Thành phần hóa học thép Q345 Bảng 3.2: Cơ tính thép Q345 18 32 32 Bảng 3.3: Độ cứng nhiệt luyện thép Q345 33 Bảng 3.4: Thông số phân bố tỉ số truyền 54 Bảng 4.1: Biểu đồ trạng thái hệ thống thủy lực 76 U D SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN CAM ĐOAN Danh mục hình ảnh Danh mục bảng MỤC LỤC CHƯƠNG I 10 TỔNG QUAN VỀ DẦM THÉP VÀ MÁY NẮN DẦM HIỆN NAY 10 1.1 Tổng quan dầm thép: 10 1.1.1 Giới thiệu dầm thép: 10 1.1.2 Ứng suất biến dạng dư sau hàn dầm chữ I có tiết diện ngang thay đổi: 11 1.1.3 Độ võng cho phép cánh dầm: 12 1.1.4 Chiều cao liên kết hàn góc: 13 1.1.5 Tính tốn liên kết mối hàn góc: 13 1.1.6 Ứng dụng dầm thép đời sống thực tế 14 1.1.7 Quá trình sản xuất dầm thép: 16 1.1.8 Kết luận: 17 C C 1.2 Tổng quan máy nắn dầm: 17 R L T 1.2.1 Giới thiệu máy nắn dầm: 17 1.2.2 Các cấu máy: 18 1.2.3 Nguyên lý hoạt động máy: 19 1.2.4 Một số máy nắn dầm có ngồi nước: 19 CHƯƠNG II 21 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY NẮN DẦM 21 U D 2.1 Lập phương án bố trí dầm (phơi nắn): 21 2.1.1 Nắn dầm đứng: 21 2.1.2 Nắn dầm nằm ngang: 22 2.1.3 Kết luận chọn phương án bố trí dầm: 23 2.2 Chọn phương án nắn: 23 2.2.1 Nắn cơ: 23 2.2.2 Nắn thủy lực: 24 2.2.3 Kết luận chọn phương án nắn: 24 2.3 Lập phương án thiết kế cấu định vị, dẫn hướng: 25 2.3.1 Phương án sử dụng truyền động vít me đai ốc cho bên bàn máy: 25 2.3.2 Phương án sử dụng truyền động vít me đai ốc xylanh thủy lực: 26 2.3.3 Kết luận, chọn phương án thiết kế cấu định vị, dẫn hướng: 26 2.4 Phương án thiết kế cấu nắn dầm: 27 2.4.1 Sử dụng khớp đăng (cardan) xi lanh thủy lực 27 2.4.2 Sử dụng xi lanh thủy lực: 28 2.4.3 Kết luận, chọn phương án: 28 2.5 Phương án truyền động trục (chọn động cơ): 29 2.5.1 Phương án sử dụng động điện: 29 2.5.2 Phương án sử dụng động thủy lực: 30 2.5.3 Kết luận, chọn phương án: 30 CHƯƠNG III 31 TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY, ĐỘNG HỌC MÁY 31 3.1 Các tính kỹ thuật máy: 31 3.2 Chọn vật liệu, tính tốn phơi nắn: 31 3.2.1 Chọn vật liệu: 31 SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm 3.2.2 Tính trọng lượng lớn dầm thép 33 3.2.3 Biến dạng dẻo kim loại (dầm thép) nắn 33 3.2.4 Hiện tượng đàn hồi sau uốn cách khắc phục 35 3.3 Tính tốn lực, momen, cơng suất nắn dầm cần thiết: 37 3.3.1 Tính lực nắn dầm: 37 3.3.2 Tính momen truyền động nắn dầm cần thiết: 38 3.3.3 Tính cơng suất nắn dầm: 40 3.4 Tính chọn, kết cấu máy: 40 3.4.1 Tính chọn mối ghép ren cố định bàn máy 40 3.4.2 Thiết kế truyền vít me đai ốc dẫn động bàn máy: 41 3.4.3 Thiết kế tính chọn lăn nắn: 44 3.4.4 Tính, thiết kế vỏ máy: 46 3.4.5 Tính, thiết kế mối hàn cố định vỏ máy: 47 3.4.6 Tính tốn trục dẫn động lăn nắn: 47 3.4.7 Tính chọn ổ lăn: 49 3.4.8 Chọn then: 50 3.5 Thiết kế động học máy 52 3.5.1 Chọn công suất động 52 3.5.2 Phân phối tỷ số truyền: 52 3.5.3 Thiết kế truyền cấp nhanh 55 3.5.4 Thiết kế truyền cấp chậm: 59 2.5.5 Tính tốn thiết kế trục then 62 CHƯƠNG IV 73 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC 73 C C R L T U D 4.1 Phân tích, xây dựng sơ đồ nguyên lý phận chấp hành: 73 4.1.1 Mô tả hoạt động hệ thống thủy lực máy nắn dầm: 73 4.1.2 Xây dựng sơ đồ điều khiển thủy lực: 73 4.1.3 Biểu đồ trạng thái hệ thống: 76 4.2 Tính tốn xy lanh thủy lực: 76 4.2.1 Xylanh thủy lực đẩy cụm nắn: 76 4.2.2 Tính xylanh đẩy cụm kẹp chặt: 80 CHƯƠNG V 85 LẮP ĐẶT VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG MÁY NẮN DẦM 85 5.1 Lắp đặt: 85 truyền cán 85 5.2 Vận hành máy: 86 5.3 Bảo dưỡng máy nắn dầm: 87 5.4 Sự cố máy khắc phục 87 KẾT LUẬN CHUNG 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 SVTH: Hồ Đăng Tiên – Lớp 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang: ... tính cấp thiết đề tài 4.2 Phân tích, lựa chọn phương án thích hợp cho máy thiết kế 4.3 Tính tốn thiết kế máy: - Thiết kế động học máy - Tính tốn động lực học kết cấu toàn máy 4.4 Thiết kế hệ thống... TS Tào Quang Bảng Trang: Thiết kế Máy Nắn Dầm CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ DẦM THÉP VÀ MÁY NẮN DẦM HIỆN NAY 1.1 Tổng quan dầm thép: 1.1.1 Giới thiệu dầm thép: a Nhu cầu sử dụng dầm thép Cùng với phát... 10 Thiết kế Máy Nắn Dầm Với kết cấu lớn cần chịu tải lớn dầm phải tổ hợp phương pháp hàn hàn dầm thường dầm chữ I Khi chế tạo dầm hàn yếu tố công nghệ đặc biệt quan tâm, kết cấu, hình dáng dầm