(Đồ án tốt nghiệp) 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 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn h Nguyên công 8: Mài cổ trục Hình 5.9 Ngun cơng ✓ Đinh vị: Chi tiết định vị mũi chống tâm (khống chế 5BTD), để C C truyền moomen xoắn ta dùng thêm tốc kẹp mâm cặp R L T ✓ Kẹp chặt: Bằng bu lông ngàm tốc kẹp, có phương chiều hướng vào tâm chi tiết ✓ Chọn máy: 3B161A DU ✓ Đá mài: 14A40T1k7 k Ngun cơng 9: Kiểm tra Hình 5.10 Ngun cơng SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 114 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn 5.5 Tra lượng dư gia công, chế độ cắt tính thời gian gia cơng cho tất bề mặt 5.5.1 Tra lương dư cho bề mặt a Bề mặt đầu - Lượng dư phay mặt đầu: (mm) => Lượng dư phía: 2Z = 10 (mm) b Bề mặt Ø350 - Lượng dư phía: 2Z = (mm) - Tiện thô: 2Z = 2,3 (mm) - Tiện tinh: 2Z = 0,7 (mm) c Bề mặt Ø210 - Lượng dư phía: 2Z = 3,7 (mm) - Tiện thô: 2Z = (mm) - Tiện tinh: 2Z = 0,7 (mm) C C d Bề mặt Ø140 - Lượng dư phía: 2Z = 3,4 (mm) R L T - Tiện thô: 2Z = 2.8 (mm) - Tiện tinh: 2Z = 0,6 (mm) DU 5.5.2 Tra chế độ cắt tính thời gian gia cơng cho bề mặt Ta có bảng tra chế độ cắt nguyên công sau: Bảng 5.1: Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu – Khoan tâm Bảng 5.2: Nguyên công Tiện thô tinh mặt trụ Ø350, Ø210 Bo góc R21, R31.5 Vát mép 7x45˚ Bảng 5.3: Nguyên công 3: Tiện thô tinh mặt trụ Ø210, Ø140 Bo góc R21, R31.5 Vát mép 5x45˚, 7x45.˚ SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 115 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn Bảng 5.4: Nguyên công 4: Tiện thô tinh rãnh cán C C R L T Bảng 5.5: Nguyên công 5: Phay rãnh rằn DU Bảng 5.6: Nguyên công 6: Phay đầu nối vuông Nguyên công 7: Nhiệt luyện Bảng 5.7: Nguyên công 8: Mài cổ trục Ø210 Nguyên công 9: Kiểm tra SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 116 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG GIÁ CÁN THÉP RẰN TRÊN PHẦN MỀM SOLIDWORKS 6.1 Giới thiệu phần mềm Solidworks Hiện Solidworks sử dụng phổ biến giới Ở Việt Nam phần mềm sử dụng nhiều không lĩnh vực khí mà cịn mở rộng lĩnh vực khác như: Điện, khoa học ứng dụng, mô phỏng, Phần mềm Solidworks cung cấp cho người dùng tính tuyệt vời thiết kế chi tiết khối 3D, lắp ráp chi tiết để hình thành nên phận máy móc, xuất vẽ 2D chi tiết tính phổ biến phần mềm Solidworks, ngồi cịn có tính khác như: Phân tích động học ( motion), phân tích động lực học (simulation) Bên cạnh phần mềm cong tích hợp modul Solidcam để phục vụ cho việc gia công CNC nhờ C C có phay Solidcam tiện Solidcam bạn gia cơng nhiều trục Solidcam, modul 3Dquickmold phục vụ cho việc thiết kế khn R L T DU Hình 6.1 Giới thiệu Solidworks Việc tích hợp nhiều tính modul Add -in phần mềm Solidworks giúp cho người sử dụng chun mơn hóa phần mềm Và không cần phải sử dụng nhiều phần mềm để thực công việc khác 6.2 Thiết kế chi tiết giá cán a Thân giá cán Thân giá cán chi tiết đóng vai trị quan trọng toàn giá cán Mọi chi tiết khác như: trục cán, gối đỡ trục, ổ đỡ trục, cấu điều chỉnh lượng ép, cấu dẫn hướng… lắp Nên q trình thiết kế, ta cần ý đến kích thước lắp ghép - Khởi động phần mềm – kích đúp vào biểu tưởng Sau ta chọn mơi trường Part để vẽ 3D SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 117 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn C C Hình 6.2 Thân giá cán Trong trình làm việc, lực cán tác dụng lên trục cán truyền vào thân giá cán R L T truyền xuống móng máy cán, thân cán phải có độ bền cao, độ biến dạng ít, DU độ cứng vững lớn Vật liệu chế tạo khung thường thép đúc C35C55 có []b= (600÷800) N/mm2 Vậy ta gán vật liệu C35 cho chi tiết Hình 6.3 Vật liệu thân giá cán SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 118 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn Ta có thông số chi tiết thân giá cán hình đây: C C R L T Hình 6.4 Thông số thân giá cán b trục cán Trục cán nơi trực tiếp làm biến dạng kim loại sản phẩm cán có DU hình dạng kích thước theo tiêu chuẩn yêu cầu người Trục cán cán nóng khơng bị giãn nở nhiệt, có độ ma sát lớn Nên thiết kế, ta cần ý khe hỡ lỗ hình trục cán Hình 6.5 Trục cán SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 119 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn Trục cán thép hình thường làm hợp kim chất lượng cao như: thép 40CrNi, 50CrNi, 40Cr, … Bề mặt trục phải có độ cứng từ 58÷62 HRC, bên lại phải dẻo, dai, chịu uốn tốt, chịu va đập mạnh Do vậy, ta gán vật liệu thép hợp kim chất lượng cao 40Cr cho trục cán C C R L T DU Hình 6.6 Vật liệu trục cán Ta có thơng số chi tiết trục cán hình đây: Hình 6.7 Thơng số trục cán Tương tự vậy, ta thiết kế chi tiết lại gán vật liệu tương ứng cho chi tiết, cho phù hợp với điều kiện làm việc SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 120 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn 6.3 Mô lắp ráp chi tiết giá cán Các thao tác lắp ráp vẽ chi tiết đặt ràng buộc thành cụm chi tiết hay thành máy cụ thể dạng 3D Solidwork sở mơ mơ hình thiết kế Chú ý làm việc với vẽ lắp ta dùng lệnh Zoom in\ Out, Zoom to Fit để Zoom to mặt, chi tiết cần thiết lệnh Pan, Rotate View để di chuyển xoay đối tượng chọn mặt lắp ghép Ngoài hỗ trợ hai lệnh Move Component Rotate Component menu Assembly - Khởi động phần mềm – kích đúp vào biểu tưởng Sau ta chọn môi trường Assembly để gọi chi tiết vào C C R L T DU Hình 6.8 Phân rã chi tiết SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 121 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn Bằng cách sử dụng ràng buộc nhóm lệnh lắp ráp thơng dụng mà ta lắp ráp chi tiết với thành cụm giá cán C C R L T DU Hình 6.9 Lắp ráp thành cụm chi tiết SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 122 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn 6.4 Mô chuyển động giá cán Solidworks Motion công cụ cung cấp khả mô chuyển động để đảm bảo chức thiết kế cách Solidworks chuyển động, sử dụng mơ hình động học đầy đủ để tính tốn chuyển động thành phần Từ ta phân tích lực mơ hình bao gồm lị xo, giảm chấn, động ma sát Ta tiến hành giải thích thuật ngữ Solidworks Motion: Motion Type: Chọn cách mô Rotary Motor: Chuyển động quay Linear Motor: Chuyển động tịnh tuyến Component/Direction: Chọn đối tượng cần gán ràng buộc với động chọn hướng chuyển động Motion: Chọn loại chuyển động Constant speed: Chuyển động với vận tốc không đổi C C Distance: Chuyển động với khoảng định Đối với chuyển động tịnh tuyến khoảng đường chuyển động Đối với chuyển động quay thi R L T góc quay Đối với Distance ta cần nhập đoạn đường hay góc chuyển động Oscillating: Dao động, loại chuyển động ta biên độ cực đại pha dao động DU Hình 6.10 Mơ chuyển động giá cán SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 123 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN NĂNG SUẤT VÀ AN TỒN VẬN HÀNH MÁY 7.1 Tính tốn suất Năng suất máy (A) tiêu kinh tế quan trọng thiết kế máy muốn suất máy cao Năng suất máy có cao ta biết phương pháp thiết kế máy tối ưu hay chưa Nếu chưa thích hợp ta cần tìm biện pháp khắc phục, nâng cao suất - Năng suất tính theo cơng thức: A= Fph Vc.γ (Tấn/giờ) Trong đó: Fph tiết diện phôi Fph= 32.32= 1024 mm2= 1024.10 -6 (m2 ) Vc tốc độ cán, Vc= 2,5 (m/s)= 9000 (m/giờ) C C γ= 7,81 (KG/dm3 )= 7,81 (Tấn/m3 ) khối lượng riêng thép R L T  A= 1024.10 -6.9000.7,81= 71,98 (Tấn/giờ) - Năng suất máy ngày (một ngày làm việc 16 giờ) DU A= 71,98.16= 1152 (Tấn/ngày) - Năng suất máy năm (mỗi năm làm việc 250 ngày) A= 1152.250= 228000 (Tấn/năm) Vậy máy thiết kế này, năm cán khoảng 228000 thép 7.2 An toàn vận hành máy Vấn đề an toàn, vận hành bảo dưỡng máy đóng vai trị tương đối quan trọng việc đem lại hiệu kinh tế suất máy ngày cao hơn, tuổi bền máy nâng cao Khi máy thiết kế lắp đặt toàn bộ, cần có chế đảm bảo cho máy vận hành tốt, không xảy cố, tổn thất dẫn đến việc máy móc bị hư hỏng gây nguy hiểm đến tính mạng người 7.2.1 Yêu cầu lắp ráp Việc lắp ráp máy cán máy khác nói chung phải bảo đảm an toàn tuyệt đối người thiết bị Phải tuân theo quy định, quy phạm lắp ráp máy, theo đạo cán chuyên môn trực tiếp huy Đối với động cơ, hộp giảm tốc, hộp phân lực giá cán cần phải đủ độ cứng vững với móng vận hành Khi vận hành máy rung động, hệ thống hoạt động ồn Do máy cán khơng có dùng truyền đai, nên lắp ráp cho trục tâm trục dẫn động từ trục cán đến động cơ, đặc biệt từ trục động đến hộp phân lực phải nằm mặt phẳng SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 124 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn 7.2.2 Chế độ dầu bôi trơn máy cán Bôi trơn nhằm mục đích sau: giảm ma sát, chống mài mòn, tăng tuổi thọ chi tiết, giảm tiêu hao điện năng, tăng suất Máy cán máy khác cần có dầu mỡ bơi trơn chế độ bôi trơn hợp lý để đạt mục đích Vật liệu bơi trơn cần phải lựa chọn cho máy làm việc phải ln hình thành trì màng dầu mỏng bám vào bề mặt chi tiết nơi tiếp xúc ổ trục ngõng trục, khớp nối, ổ nối, … Các loại dầu, mỡ bôi trơn thường dạng lỏng dầu khống vật, dầu cơng nghiệp; dạng đặc mỡ công nghiệp, mỡ động thực vật hay dạng rắn parafin, than chì, … Khi chọn dầu mỡ bôi trơn cần ý tới tính chất sau: C C - Độ nhớt - Nhiệt độ cháy R L T - Nhiệt độ đông đặc - Tạp chất học DU 7.2.3 An toàn vận hành máy Khi máy hoàn tất việc chế tạo lắp đặt, chuẩn bị đưa vào vận hành, cần phải làm tốt công việc sau: - Kiểm tra bảo quản cấu an toàn điện máy trước làm việc - Kiểm tra thùng dầu bôi trơn nước làm mát, thiếu phải bổ sung cho đủ theo yêu cầu - Trước cán phải kiểm tra xem phơi cán có đảm bảo điều kiện kỹ thuật không - Công nhân vận hành máy phải đào tạo kỹ thuật trước để nắm vững nguyên lý hoạt động máy, phải hiểu rõ cấu an toàn điện, phải biết điều khiển điều chỉnh máy để kịp thời xử lý cố xảy gây nguy hiểm nhà máy - Khi máy lắp ráp xong phải cho máy chạy không tải thời gian để kiểm tra lại thiết bị điện, hộp giảm tốc chi tiết khác Đặc biệt kiểm tra trục cán, trục khớp nối, bulông lắp ghép,… Chạy không tải làm cho bạc lót trục mịn với cổ trục để máy sau làm việc êm xác Trước mở máy chạy thử cần ý không để vật rơi khe hở hai trục cán - Trong không gian nhà máy phải bố trí bảng nội quy, quy định an tồn, cấu bảo đảm an tồn cho người cơng nhân làm việc tốt, phải có biện pháp phịng SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 125 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn chống cháy nổ hiệu - Trang bị đầy đủ bảo hộ lao động cho cơng nhân quy trình pháp lệnh nhà nước an toàn lao động 7.2.4 Thay phận máy cán Máy cán thiết kế chế tạo có độ xác cao Nhưng sau thời gian sản xuất lâu dài xảy tượng số chi tiết bị hư hỏng Do vậy, tùy theo yêu cầu thực tế mà thay phục hồi lại chi tiết - Các chi tiết bị mịn gãy hỏng - Các lơ cán sau thời gian làm việc bị mòn, làm cho đường kính nhỏ lại, đường kính lỗ hình rộng làm cho khe hở hai trục cán tăng lên, dẫn đến kích thước sản phẩm khơng đạt u cầu Do phải nghiên cứu thay hay phục hồi lại lô cán điều chỉnh khe hở - Các ổ bi đỡ bị mòn, phải thay định kỳ C C 7.2.5 Bảo dưỡng máy Qua thời gian làm việc, để đảm bảo suất tuổi thọ máy, R L T đem lại cho máy điều kiện kỹ thuật tốt để trì thời gian làm việc đem lại hiệu kinh tế cao hơn, phải có khoảng thời gian định kỳ dành cho việc bảo dưỡng máy DU Bảo dưỡng máy phải thực công việc sau: - Kiểm tra lại hệ thống mạng điện cung cấp bảo vệ an toàn cho nhà máy - Điều chỉnh lại khe hở lỗ hình cần thiết - Kiểm tra lại trục cán, điều chỉnh lại khỏi bị dao động, đảm bảo điều kiện để trục cán làm việc an toàn - Kiểm tra lại khớp nối, trục truyền, phải thoả mãn điều kiện làm việc - Kiểm tra dầu mỡ của ổ lăn, ổ trượt - Điều chỉnh độ rơ hộp giảm tốc, hộp phân lực cấu khác - Có chế độ chạy thử máy sau bảo dưỡng để kiểm tra điều kiện làm việc máy SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 126 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn KẾT LUẬN Trải qua thời gian làm việc miệt mài, giúp đỡ tận tình thầy PGS.TS Đinh Minh Diệm, đến em hồn thành xong đồ án tốt nghiệp với nội dung sau: Phần thuyết minh: Em nghiên cứu vấn đề sau: + Tìm hiểu giới thiệu sản phẩm thép rằn + Nêu sở lý thuyết cho trình cán kim loại + Tính cơng nghệ thiết kế lỗ hình cho trục cán + Thiết kế động học tính toán 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 thông số động lực học cho máy C C + Tính tốn thiết kế cụm kết cấu máy Gồm tính tốn thiết kế R L T 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 DU + Tính tốn suất an toàn vận hành máy Phần vẽ: Gồm vẽ A1 thể lỗ hình trục cán phân bố lỗ hình trục cán 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 SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 127 Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Hữu Nhơn, Đỗ Thành Dũng - Hiệu Đính: PGS.TS Phan Văn Hạ _ Tính tốn Thiết kế chế tạo máy cán kim loại máy cán thép _ Nhà xuất Bách Khoa - Hà Nội [2] PGS.TS Phan Văn Hạ _Các phương pháp thiết kế lỗ hình trục cán_Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [3] Công nghệ cán thiết kế lỗ hình trục cán _ ĐHBK Đà Nẵng - 2005 [4] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm _Thiết kế Chi tiết máy_Nhà xuất Giáo dục, 1998 [5] Ninh Đức Tốn _ Dung sai lắp ghép _ Nhà xuất Giáo dục [6] Lưu Đức Hòa _ Lý thuyết cán _ ĐHBK Đà Nẵng C C [7] Đinh Bá Trụ _ Cơ sở lý thuyết trình biến dạng dẻo [8] Huỳnh Vinh_ Sức bền vật liệu _ ĐHBK Đà Nẵng R L T [9] Vật liệu học _ Nhà xuất giáo dục 2000 DU SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm 128 ... chung Máy cán chuyên dùng để cán thép trạng thái nóng trạng thái 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... 27 Đồ Án Tốt 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... cán C C R L T DU Hình 1.3 Phân 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