Thiết kế máy cán thép rằn ø14

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CÁN THÉP RẰN Người hướng dẫn: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM Sinh viên thực hiện: PHẠM VĂN HỘI Đà Nẵng, 2019 TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN THÉP RẰN Họ tên : Phạm Văn Hội Lớp : 15C1B Mssv : 101150073 Khoa : Cơ Khí Ngành : Công nghệ chế tạo máy NỘI DUNG ĐỀ TÀI Với đề tài “Thiết kế máy cán thép rằn” trải qua thời gian làm việc miệt mài thân, hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS Đinh Minh Diệm, đến C C em hồn thành xong đồ án tốt nghiệp với nội dung sau: Phần thuyết minh: Em nghiên cứu vấn đề sau: R L T + Tìm hiểu giới thiệu sản phẩm thép rằn + Nêu sở lý thuyết cho trình cán kim loại DU + Tính cơng nghệ thiết kế lỗ hình cho trục cán + Thiết kế động học tính tốn động lực học máy Bao gồm việc đưa phương án thiết kế, phân tích phạm vi ứng dụng, ưu nhược điểm cho phương án xác định phương án tối ưu Và tính tốn thơng số động lực học cho máy + Tính tốn thiết kế cụm kết cấu máy Gồm tính tốn thiết kế cho hộp giảm tốc, hộp phân lực, khớp nối trục nối, bánh đà + Tính tốn thiết kế giá cán Bao gồm tính tốn cho trục cán, khung giá cán, gối đỡ, ổ đỡ, vít vén cấu điều chỉnh lượng ép + Tính tốn suất an toàn vận hành máy Phần vẽ: Gồm vẽ A0 thể tổng thể cụm kết cấu máy Với nội dung trên, thời gian tài liệu tham khảo không nhiều, cộng với kiến thức thân có nhiều hạn chế nên chắn có nhiều sai sót làm Mong q thầy bảo góp ý thêm để thiết kế hoàn thiện Lần nữa, xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Đinh Minh Diệm toàn thể quý thầy khoa Cơ khí nhiệt tình giúp đỡ em ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Văn Hội Số thẻ sinh viên: 101150073 Lớp: 15C1B Khoa: Cơ khí Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế máy cán thép rằn Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: ○ Vật liệu phơi cán: Thép CT38 ○ Kích thước phơi ban đầu: 32x32 mm ○ Kích thước sản phẩm cán: Thép rằn Ø14 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: ○ Cơ sở lý thuyết q trình cán kim loại ○ Tính tốn cơng nghệ thiết kế lỗ hình trục cán ○ Thiết kế động học tính tốn động lực học máy ○ Tính tốn thiết kế cụm kết cấu máy ○ Tính tốn thiết kế giá cán ○ Tính tốn suất an tồn vận hành máy Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): ○ Bản vẽ cơng nghệ lỗ hình trục cán 1A0 ○ Bản vẽ phân bố lỗ hình trục cán ○ Bản vẽ sơ đồ nguyên lý máy cán A0 ○ Bản vẽ lắp chung máy cán A0 ○ Bản vẽ hộp giảm tốc A0 ○ Bản vẽ hộp phân lực A0 ○ Bản vẽ kết cấu giá cán A0 ○ Bản vẽ thân cấu nén trục A0 ○ Bản vẽ quy trình cơng nghệ chế tạo trục cán A0 C C R L T DU Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: 26/08/2019 9/12/2019 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Trưởng Bộ môn Công nghệ vật liệu Người hướng dẫn TS Tào Quang Bảng PGS TS Đinh Minh Diệm LỜI NÓI ĐẦU Gần năm năm học Đại học cho chúng em nhiều kiến thức quý báu kinh nghiệm tuyệt vời, nguồn kiến thức quan trọng để chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp – nghiên cứu bao hàm nhiều yêu cầu từ thực tiễn ứng dụng đến tư thiết kế, chế tạo, vận hành kiến thức chuyên môn khác Để đồ án tốt nghiệp hồn thành, địi hỏi nỗ lực to lớn thân chúng em, với lời động viên, giúp đỡ gia đình, người thân, thầy cô bạn bè Em xin dành lời cảm ơn chân thành sâu sắc cho giúp đỡ to lớn Sau thời gian dài tìm hiểu dược giúp đỡ, gợi ý thầy Khoa tận tình hướng dẫn thầy PGS.TS Đinh Minh Diệm em chọn thực đề tài “Thiết kế máy cán thép rằn” Đây đề tài tương đối phổ biến có tính khả thi cao cần thiết Nếu đầu tư hướng ngày mạnh vào C C lĩnh vực khí đất nước việc xây dựng dây chuyền sản xuất mang lại lợi ích kinh tế lớn R L T Mặc dù hướng dẫn tận tình thầy giáo vốn kiến thức hạn chế tài liệu lại khan hiếm, thời gian có hạn chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế DU lại phải giải nhiệm vụ lớn nên đề tài sẻ khôn g tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý thầy bạn để đề tài hồn thiện Sau em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Đinh Minh Diệm Dù thầy bận rộn với công việc giảng dạy nghiên cứu thầy dành thời gian để hướng dẫn bảo thiếu sót khó khăn q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp Xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành cho ý tưởng thiết kế, nhiệt tình áp lực mà thầy đặt để đề tài sớm hoàn tất Kính chúc thầy gia đình ln mạnh khỏe để tiếp tục giúp đỡ hệ sinh viên Đồng thời, em xin cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo khoa Cơ Khí nhiệt tình truyền dạy kiến thức bổ ích trình học tập làm việc trường Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019 Sinh viên thực Phạm Văn Hội i CAM ĐOAN Với hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn tham khảo tài liệu em hoàn thành đồ án tốt nghiệp xin cam kết rằng: - Trong trình hồn thành đồ án khơng chép từ đồ án cũ - Các số liệu, cơng thức trích dẫn từ tài liệu tham khảo đáng tin cậy - Tuân thủ quy định nhà trường đề cách thức trình bày đồ án - Khơng trích dẫn, chép từ nguồn tài liệu chưa đồng ý tài liệu vi phạm pháp luật Sinh viên thực Phạm Văn Hội C C R L T DU ii MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI 1.1 Tổng quan ngành cán thép sản phẩm cán thép rằn .1 1.1.1 Tổng quan ngành cán thép .1 1.1.2 Giới thiệu sản phẩm cán thép rằn nhu cầu sử dụng thép rằn 1.2 Máy cán C C CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ LỖ HÌNH TRỤC CÁN 12 2.1 R L T Tính tốn cơng nghệ 12 2.1.1 Khái niệm trục cán lỗ hình trục cán 12 2.1.2 Phân loại lỗ hình trục cán 13 2.1.3 Cách bố trí lỗ hình trục cán 14 2.2 DU Thiết kế lỗ hình trục cán 14 2.2.1 Yêu cầu thiết kế lỗ hình trục cán 14 2.2.2 Cơ sở liệu phôi 15 2.2.3 Sản phẩm cán 15 2.2.4 Thiết kế tính tốn lỗ hình 16 2.2.5 Chọn phương án cán hình dáng tr ục cán 28 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC MÁY 29 3.1 Thiết kế động học máy 29 3.1.1 Giới thiệu chung 29 3.1.2 Lựa chọn phương án thiết kế 29 3.1.3 Lựa chọn hệ thống truyền động cho máy cán 31 3.2.1 Tính lực cán 34 3.2.2 Tính mơmen cán mômen khác sinh cán 42 iii CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CỤM KẾT CẤU CHÍNH CỦA MÁY CÁN 51 4.1 Thiết kế hộp giảm tốc 51 4.1.1 Phân phối tỷ số truyền 51 4.1.2 Tính truyền bánh cấp nhanh 53 4.1.3 Tính truyền cấp chậm 58 4.1.4 Thiết kế trục cho hộp giảm tốc 62 4.1.5 Tính then cho trục 72 4.1.6 Tính chọn ổ đỡ 74 4.1.7 Cấu tạo vỏ hộp 78 4.2 Thiết kế hộp phân lực 80 4.2.1 Xác định thông số hộp phân lực 81 4.2.2 Tính tốn thiết kế trục cho hộp phân lực 83 4.2.3 Tính chọn ổ đỡ 85 4.3 C C R L T Tính chọn khớp nối trục nối 86 DU 4.3.1 Khớp nối 86 4.3.2 Trục nối ổ nối trục cán 89 4.4 Tính tốn bánh đà 91 4.5.1 Trục cán 92 4.5.2 Tính tốn khung giá cán 95 4.5.3 Tính chọn gối đỡ ổ đỡ cho trục cán 101 4.5.4 Vít nén cấu điều chỉnh lượng ép 103 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 106 CHẾ TẠO TRỤC CÁN THÉP RẰN 106 5.1 Phân tích điều kiện làm việc, yêu cầu kỹ thuật chi tiết 106 5.1.1 Điều kiện làm việc trục cán 106 5.1.2 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết 106 5.2 Định dạng sản xuất 107 5.3 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi 107 5.3.1 Các phương pháp chế tạo phôi 107 5.3.2 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết 108 iv CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG GIÁ CÁN THÉP RẰN TRÊN 117 PHẦN MỀM SOLIDWORKS 117 6.1 Giới thiệu phần mềm Solidworks 117 6.2 Thiết kế chi tiết giá cán 117 6.3 Mô lắp ráp chi tiết giá cán 121 6.4 Mô chuyển động giá cán 123 CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN NĂNG SUẤT VÀ AN TOÀN VẬN HÀNH MÁY 124 7.1 Tính tốn suất 124 C C 7.2 An toàn vận hành máy 124 R L T 7.2.1 Yêu cầu lắp ráp 124 7.2.2 Chế độ dầu bôi trơn máy cán 125 DU 7.2.3 An toàn vận hành máy 125 7.2.4 Thay phận máy cán 126 7.2.5 Bảo dưỡng máy 126 KẾT LUẬN 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 v DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 1.1 Thơng số cho cỡ thép Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật thép CT38 Bảng 3.1 Các thông số lực cán Bảng 3.2 Thông số mômen Bảng 4.1 Thông số truyền hộp giảm tốc Bảng 5.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu – Khoan tâm Bảng 5.2 Nguyên công 2: Tiện thô tinh mặt trụ Ø350, Ø210 Bo góc R21, R31.5 Vát mép 7x45˚ Bảng 5.3 Ngun cơng 3: Tiện thô tinh mặt trụ Ø210, Ø140 Bo góc R21, R31.5 Vát mép 5x45˚, 7x45.˚ Bảng 5.4 Nguyên công 4: Tiện thô tinh rãnh cán C C Bảng 5.5 Nguyên công 5: Phay rãnh rằn R L T Bảng 5.6 Nguyên công 6: Phay đầu nối vuông Bảng 5.7 Nguyên công 8: Mài cổ trục Ø210 DU Hình 1.1 Sản phẩm cán thép rằn Hình 1.2 Sơ đồ máy cán Hình 1.3 Phân loại máy cán theo cách bố trí giá cán Hình 1.4 Các loại giá cán Hình 1.5 Sơ đồ cán hành tinh Hình 1.6 Sơ đồ động máy cán Hình 1.7 Lị nung thủ cơng Hình 1.8 Lị buồng liên tục Hình 1.9 Lị điện trở Hình 1.10 Sơ đồ quy trình cơng nghệ chung phân xưởng cán Hình 2.1 Rảnh trục cán tạo thành lỗ hình Hình 2.2 Lỗ hình kín Hình 2.3 Lỗ hình hở Hình 2.4 Lỗ hình nửa kín Hình 2.5 Cách bố trí lỗ hình trục cán Hình 2.6 Sơ đồ cán, hình dáng kích thước thép rằn Hình 2.7 Hệ thống lỗ hình vi Hình 2.8 Đồ thị khn cán thứ tự lần cán Hình 2.9 Đồ thị khn cán thứ tự lần cán Hình 2.10 Hệ thống lỗ hình ơvan-trịn Hình 2.11 Lỗ hình Ơvan trước tinh Hình 2.12 Hệ thống lỗ hình ơvan-vng Hình 2.13 Kích thước lỗ hình vng Hình 2.14 Hệ thống lỗ hình ơvan-vng Hình 2.15 Kích thước lỗ hình ơvan cán lần thứ ba Hình 2.16 Hệ thống lỗ hình ơvan-vng Hình 2.17 Kích thước lỗ hình vng Hình 2.18 Hệ thống lỗ hình ơvan-vng Hình 2.19 Kích thước lỗ hình ơvan cán lần Hình 2.20 Bố trí lỗ hình trục cán C C Hình 3.1 Sơ đồ máy cán trục dùng bánh truyền động cho trục cán R L T Hình 3.2 Sơ đồ động máy cán ba trục dùng hộp phân lực Hình 3.3 Sơ đồ động máy cán ba trục dùng hộp phân lực DU Hình 3.4 Khớp nối vịng đàn hồi Hình 3.5 Khối nối trục xích Hình 3.6 Trục khớp nối vng Hình 3.7 Sơ đồ áp lực kim loại tác dụng lên trục cán Hình 3.8 Quan hệ nhiệt độ chảy t och , giới hạn bền  phần trăm cacbon thép %C Hình 3.9 Sơ đồ lực cán tác dụng lên trục cán Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ lực cán lỗ hình Hình 3.11 Biểu đồ quan hệ mơmen lỗ hình Hình 4.1 Sơ đồ kích thước hộp giảm tốc Hình 4.2 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên bánh Hình 4.3 Biểu đồ lực mơmen trục I Hình 4.4 Biểu đồ mơmen trục II Hình 4.5 Biểu đồ lực mơmen trục III Hình 4.6 Sơ đồ lực tác dụng lên ổ đỡ trục Hình 4.7 Sơ đồ lực tác dụng lên ổ đỡ trục Hình 4.8 Sơ đồ lực tác dụng lên ổ đỡ trục III Hình 4.9 Kích thước bulơng vịng vii ... nguội gọi máy cán thép Máy cán thép chia nhiều loại, máy cán thép hình gọi máy cán hình, máy cán thép gọi máy cán tấm, máy cán ống chuyên dùng để cán loại ống… Máy cán nói chung máy cán thép nói... loại máy cán theo cách bố trí giá cán a) Máy cán đơn; b) Máy cán bố trí hàng; c) Máy cán bố trí hai hàng d) Máy cán bố trí ba hàng; e) Máy cán bán liên tục f) Máy cán liên tục - Máy có giá cán (máy. .. Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn 2.2.5 Chọn phương án cán hình dáng trục cán Để cán sản phẩm thép rằn Ø14, phải qua sáu lần cán Có nhiều phương pháp cán, nhiều loại máy cán phương thức cán liên