Đang tải... (xem toàn văn)
Đối với sản phẩm thép vằn trong đề tài được giao thì loại thép này có ứng dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình dân dụng như làm trụ cốt chống đỡ toàn bộ kết cấu ngôi nhà, và trong các loại máy móc thiết bị. Nhận thấy được tầm quan trọng của sản phẩm thép vằn trong cuộc sống nên em sẽ tiến hành thiết kế sản phẩm trên cơ sở các dư liệu của đề tài “ Tính công nghệ cán liên tục thép vằn D20 từ phôi thép CT5 từ kích thước 150x150x6000mm và kiểm tra độ bền của một số chi tiết cơ bản giá cán đứng 2 trục D500mm “ dưới sự hướng dẫn của cô TS.Đặng Thị Hồng Huế. Từ việc tính toán các hệ thống lỗ hình, tính toán thông số công nghệ năng lượng và đa nghiệm bền tất cả các chi tiết, cho nên kết quả đưa ra là rất tin cậy. Nội dung thực hiện: gồm 4 chương và một phần kết luận • Chương 1: Tổng quan về tình hình sản xuất thép ở Việt Nam • Chương 2: Phân tích công nghệ và lựa chọn sơ đồ cán • Chương 3: Tính toán thông số hình học, công nghệ và năng lượng • Chương 4: Lựa chọn và tính toán nghiệm bền của một số chi tiết của giá cán • Kết luận
Đồ án công nghệ & thiết bị Trường ĐHBKHN Viện KH&KTVL Bộ mơn CHVL&CKL CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Đề số ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÁN Họ tên sinh viên: Mai Trần Quân K:61 Đầu đề thiết kế: Tính cơng nghệ cán liên tục thép vằn D20 từ phơi thép CT5, kích thước 150x150x6000 mm kiểm tra bền số chi tiết giá cán đứng trục D500 mm Nội dung thuyết minh tính tốn: - Xác định số lần cán, phân bố hệ số biến dạng - Chọn tính kích thước hệ thống lỗ hình - Các thơng số công nghệ cán thép vằn D20 - Các thông số lượng cán thép vằn D20: lực cán, mômen cán cơng suất động - Tính vẽ chu kỳ cán, suất cán - Kiểm tra bền trục cán thân trục cán D500 Nội dung vẽ đồ thị - Vẽ hệ thống lỗ hình trục cán - Vẽ biểu đồ cán - Vẽ bảng thông số công nghệ lượng - Vẽ giá cán trục D500 Ngày giao đồ án: Ngày hoàn thành: Sinh viên ký tên Cán hướng dẫn Trưởng môn PGS Lê Thái Hùng Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị Lời Nói Đầu Với chủ trường đổi kinh tế nhằm thực công nghiệp hóa đại hóa đất nước Ngành thép nói chung cơng nghệ sản xuất thép cán nói riêng có vị trí quan trọng việc cung cấp nguyên vật liệu cho xây dựng hạ tầng sở, cho ngành khí chế tạo, giao thơng vận tải xây dựng… Trong năm gần dây ngành công nghiệp cán thép nhà nước đầu tư phát triển mạnh mẽ nhằm tăng sản lượng thép qua năm, đồng thời cải tiến dây truyền thiết bị nâng cao sản lượng chất lượng thép Đối với sản phẩm thép vằn đề tài giao loại thép có ứng dụng rộng rãi xây dựng cơng trình dân dụng làm trụ cốt chống đỡ tồn kết cấu nhà, loại máy móc thiết bị Nhận thấy tầm quan trọng sản phẩm thép vằn sống nên em tiến hành thiết kế sản phẩm sở dư liệu đề tài “ Tính cơng nghệ cán liên tục thép vằn D20 từ phôi thép CT5 từ kích thước 150x150x6000mm kiểm tra độ bền số chi tiết giá cán đứng trục D500mm “ hướng dẫn cô TS.Đặng Thị Hồng Huế Từ việc tính tốn hệ thống lỗ hình, tính tốn thơng số cơng nghệ lượng đa nghiệm bền tất chi tiết, kết đưa tin cậy Nội dung thực hiện: gồm chương phần kết luận • Chương 1: Tổng quan tình hình sản xuất thép Việt Nam • Chương 2: Phân tích cơng nghệ lựa chọn sơ đồ cán • Chương 3: Tính tốn thơng số hình học, cơng nghệ lượng • Chương 4: Lựa chọn tính tốn nghiệm bền số chi tiết giá cán • Kết luận Kết thu thiết kế công nghệ cho sản phẩm thép vằn cần 16 lần cán, sản phẩm thu đảm bảo chất lượng đề tài yêu cầu Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị Trong trình thực đồ án cịn nhiều bỡ ngỡ tính tốn thực tế em rút số kinh nghiệm học tập kết tính tốn em tạo cho em kỹ áp dụng vào công việc sau Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày…tháng…năm Sinh viên thực Quân Mai Trần Quân Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT THÉP Ở VIỆT NAM 1.1 Công nghệ thiết bị cán thép 1.1.1 Tình hình sản xuất thép giới 1.1.2 Tình hình sản xuất thép nước 1.2 Xu hướng phát triển nhà nước phát triển ngành thép xây dựng 11 1.3 Kết luận 11 CHƯƠNG PHÂN TÍCH CƠNG NGHỆ VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÁN 13 2.1 Phân tích cơng nghệ 13 2.1.1 Tính số lần cán 13 2.1.2 lựa chọn hệ thống lỗ hình 14 2.1.3 Phân bố nhiệt độ hệ số giãn dài qua giá cán 16 2.2 Lựa chọn quy trình cơng nghệ sơ đồ cán 19 2.2.1 Quy trình cơng nghệ cán sản phẩm thép vằn D20 19 2.2.2 sơ đồ cán 21 2.3 Kết luận 22 CHƯƠNG TÍNH TỐN THƠNG SỐ HÌNH HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ NĂNG LƯỢNG 23 3.1 Tính tốn thơng số hình học 23 3.1.1 Tính thơng số hệ thống lỗ hình 23 3.1.2 kiểm tra giãn rộng 39 3.2 Tính tốn thông số công nghệ 44 3.2.1 Tốc độ cán giá cán 44 3.2.2 Thời gian cán 46 3.2.3 Thời gian phôi chuyển động giá 48 3.2.4 Chu kỳ suất cán 49 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị 3.3 Tính tốn thơng số lượng 51 3.3.1 Lực cán 51 3.3.2 Mô men công suất động 54 3.4 Kết luận 57 CHƯƠNG LỰA CHỌN VÀ TÍNH TỐN, NGHIỆM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA GIÁ CÁN ĐỨNG D500 58 4.1 Kích thước trục cán 58 4.2 Nghiệm bền trục cán D500 59 4.2.1Nghiệm bền thân trục 59 4.2.2Nghiệm bền cổ trục cán 60 4.2.3Nghiệm bền đầu nối cổ trục 61 4.3 Nghiệm bền thân gián cán D500 61 4.3.1.Đặc điểm thân giá cán 61 4.3.2.Tính tốn, thiết kế hệ trục vít – đai ốc 61 4.3.3.Nghiệm bền ổ đỡ 65 4.4 Kết luận 66 KẾT LUẬN ĐỀ TÀI 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thành phần hóa học mác thép CT5-TCVN1650-85 13 Bảng 2.2 Phân bố hệ số giãn dài qua giá cán 18 Bảng 3.1 Các thơng số hình học từ giá cán K1-K6 38 Bảng 3.2 Các thơng số hình học từ giá cán K7 – K16 39 Bảng 3.3 Kết kiểm tra giãn rộng lần cán 44 Bảng 3.4 Tốc độ cán giá cán 46 Bảng 3.5 Thời gian cán giá cán 47 Bảng 3.6 Thời gian nghỉ giá cán 48 Bảng Phân bố áp lực trung bình áp lực cán 53 Bảng Mô men công suất động dây truyền cán 56 Bảng 4.1 Thông số lượng giá K2………………………………………………58 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Hệ thống lỗ hình hộp chữ nhật - hình hộp vng 14 Hình 2.2 Hệ thống lỗ hình oval – trịn 16 Hình 2.3 Đồ thị phân bố hệ số giãn dài lần cán 19 Hình 2.4 Quy trình cơng nghệ cán sản phẩm thép vằn D20 19 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí giá cán 21 Hình 3.1 Lỗ hình tinh tròn giá K16 23 Hình 3.2 Lỗ hình trước tinh giá K15 24 Hình 3.3 Lỗ hình trịn K14 25 Hình 3.4 Lỗ hình oval K13 26 Hình 3.5 Lỗ hình trịn K12 27 Hình 3.6 Lỗ hình oval K11 28 Hình 3.7 Lỗ hình trịn K10 29 Hình 3.8 Lỗ hình oval K9 30 Hình 3.9 Lỗ hình trịn K8 31 Hình 3.10 Lỗ hình oval K7 32 Hình 3.11 Lỗ hình trịn K6 33 Hình 3.12 Lỗ hình trịn K5 34 Hình 3.13 Lỗ hình tròn K4 35 Hình 3.14 Lỗ hình oval K3 36 Hình 3.15 Lỗ hình hộp chữ nhật K1 37 Hình 3.16 Lỗ hình hộp vng K2 38 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án cơng nghệ & thiết bị Hình 3.17 Biểu đồ chu kỳ cán sản phẩm thép vằn D20 50 Hình 4.1 Trục cán trung biểu đồ momen tác dụng lực lên 59 Hình 4.2 Vít nén cấu điều chỉnh lượng ép 62 Hình 4.3 Vít nén và thơng số kích thước 63 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT THÉP Ở VIỆT NAM 1.1 Công nghệ thiết bị cán thép 1.1.1 Tình hình sản xuất thép giới Ngành cơng nghiệp thép tồn giới vật lộn với đại dịch COVID-19 Sự suy giảm nhu cầu thép toàn cầu nửa đầu năm 2020 dự đốn được, điều sảy chậm so với dự kiến tăng trưởng năm 2019 sản xuất tiếp tục suy thoái nước phát triển Tuy nhiên, tác động đến nhu cầu thép khoảng thời gian ngắn nghiêm trọng so với khủng hoảng tài tồn cầu năm 2008/9 Ngành thép cốt lõi xã hội đại sản phẩm chúng tạo sở cho phục hồi kinh tế Trong đại dịch này, ngành thép phản ứng nhanh chóng hiệu quả, đảm bảo sức khỏe an toàn người lao động khách hàng ưu tiên hàng đầu Ngành công nghiệp thép bắt tay thực tất biện pháp cần thiết để bảo vệ người nhà máy văn phịng Sản lượng thép thơ giới 64 quốc gia báo cáo với Hiệp hội Thép giới (worldsteel) 137,1 triệu (Mt) vào tháng năm 2020, giảm 13,0% so với tháng năm 2019 Do khó khăn diễn đại dịch COVID-19, nhiều số liệu tháng ước tính sửa đổi với cập nhật sản xuất vào tháng tới Trung Quốc sản xuất 85,0 Mt thép thô vào tháng năm 2020, tăng 0,2% so với tháng năm 2019 Ấn Độ sản xuất 3,1 Mt thép thô vào tháng năm 2020, giảm 65,2% vào tháng năm 2019 Nhật Bản sản xuất 6,6 Mt thép thô vào tháng năm 2020 , giảm 23,5% vào tháng năm 2019 Sản lượng EU ước tính 10,7 Mt vào tháng năm 2020, giảm 22,9% vào tháng năm 2019 Hoa Kỳ sản xuất 5,0 triệu thép thô vào tháng năm 2020, giảm 32,5% so với tháng năm 2019 Sản xuất C.I.S ước tính 6,6 Mt vào tháng năm 2020, giảm 22,6% vào tháng năm 2019 Ukraine sản xuất 1,4 triệu thép thô vào Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị tháng năm 2020, giảm 30,9% vào tháng năm 2019 Brazil sản xuất 1,8 triệu thép thô vào tháng năm 2020, giảm 39,0% vào tháng năm 2019 Sản lượng thép thô Thổ Nhĩ Kỳ tháng năm 2020 2,2 Mt, giảm 26,3% vào tháng năm 2019 1.1.2 Tình hình sản xuất thép nước Hiện Việt Nam có nhiều nhà máy liên doanh với nước ngồi, sư dụng cơng nghệ dây chuyền thiết bị nước ngồi Tổng cơng ty Thép Việt Nam thành lập sở hợp đơn vị sản xuất kinh doanh ngành thép Việt Nam Tổng cơng ty Kim khí Tổng cơng ty Thép Sự đời Tổng công ty Thép Việt Nam (VNSTEEL) gắn liền với lịch sử phát triển đất nước ngành công nghiệp luyện kim, đặt tảng vững cho phát triển ngành công nghiệp thép nước Hiện nay, VNSTEEL hoạt động theo mơ hình Cơng ty cổ phần với 50 đơn vị trực thuộc, công ty công ty liên kết Cơng ty cổ phần thép Hịa Phát doanh nghiệp với thị phần thép cao nước, gồm có sở sản xuất Hưng Yên, Hải Dương Dung Quất Công ty cổ phần thép Hưng Yên điều hành hai nhà máy phôi thép cán thép Hưng Yên Nhà máy Phôi thép KCN Phố Nối A đầu tư 13 triệu USD với dây chuyền đại, công suất đạt 250.000 tấn/năm Nhà máy cán thép KCN Như Quỳnh trang bị dây chuyền đại Danieli (Italia) với cơng suất 300.000 tấn/năm Sản phẩm thép Hịa Phát thép cốt bê tơng cán nóng: thép cuộn đường kính Ф6mm, Ф8mm, Ф10mm, cuộn D8mm gai thép vằn đường kính từ D10mm – D55mm Cơng ty CP Thép Hòa Phát Dung Quất thành lập tháng 2/2017, vốn điều lệ 10.000 tỷ đồng chủ đầu tư xây dựng, vận hành Khu liên hợp sản xuất Gang thép Hòa Phát Khu kinh tế Dung Quất, tỉnh Quảng Ngãi Đây dự án chiến lược quan trọng, sau hoàn thành đảm bảo vị nhà sản xuất thép hàng đầu khu vực Đông Nam Á cho Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án cơng nghệ & thiết bị Tập đồn Hòa Phát Khu liên hợp sản xuất gang thép Hòa Phát Dung Quất có tổng vốn đầu tư 52.000 tỷ đồng, thiết kế với quy mô công suất triệu năm, sản phẩm chủ yếu thép xây dựng, thép cuộn chất lượng cao sản phẩm dẹt thép cuộn cán nóng Hịa Phát áp dụng cơng nghệ lị cao khép kín tương tự mơ hình triển khai thành công tỉnh Hải Dương, ưu việt hơn, thiết bị đại nhập từ nhà sản xuất hàng đầu giới Đây công nghệ tiên tiến, đại, thân thiện với môi trường, sản xuất than coke công nghệ dập coke khơ, thu hồi hồn tồn nhiệt khí thải, tận dụng triệt để sản phẩm phụ để phát điện, phục vụ trở lại sản xuất Toàn nguồn nước sản xuất sử dụng tuần hồn, khơng xả mơi trường Khu liên hợp gang thép Hịa Phát Dung Quất bao gồm hệ thống cảng biển nước sâu cho phép tàu 100.000 cập bến, dễ dàng vận chuyển nguyên vật liệu đầu vào sản phẩm đầu thị trường ngồi nước Dự án Khu Liên hợp Gang Thép Hịa Phát Dung Quất Thủ tướng Chính phủ chấp thuận chủ trương đầu tư văn số 152/TTg-CN, ngày 25/1/2017 tỉnh Quảng Ngãi trao chứng nhận đầu tư vào 6/2/2017 Dự án chia làm giai đoạn Giai đoạn triển khai 24 tháng từ tháng 2/2017, công suất triệu tấn/năm thép dài bao gồm triệu thép dài xây dựng triệu thép dài chất lượng cao Giai đoạn dự án sản xuất triệu năm thép dẹt cán nóng phục vụ khí chế tạo, triển khai từ tháng 8/2017 Dự kiến toàn dự án hoàn thành vào sản xuất cuối năm 2019 Công ty cổ phần thép hòa phát Hải Dương thành lập tháng 8/2007 chủ đầu tư dự án khu liên hợp sản xuất gang thép Hịa Phát (Kinh Mơn – Hải Dương) Đây dự án trọng điểm Tập đồn Hịa Phát lộ trình trở thành nhà sản xuất thép hàng đầu Việt Nam Khu liên hợp sử dụng công nghệ lị cao với cơng suất thiết kế lên đến 1.700.000 tấn/ năm Hiện tại, ba giai đoạn đầu tư KLH hồn thành, góp phần nâng cơng suất sản xuất thép xây dựng Hòa Phát lên triệu tấn/năm từ q I/2016 Mơ hình khu liên hợp đánh giá đồng bộ, đại quy mô lớn Việt Nam 10 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị M ms1 = Pc1 f ' d1 = 86,66 0,004 0,6 500 10 −3 = 0,1 (T.m) M ms = 0,1 (M c1 + M ms1 ) = 0,1 (7,88 + 0,1) = 0,8 (T.m) M ms = M ms1 + M ms = 0,1 + 0,8 = 0,9 (T.m) M = 5% M c = 0,05 7,88 = 0,39 (T.m) i= 200 = 19,84 10,08 Mô men tĩnh trục động M tdc = M c + M ms + M 7,88 + 0,9 + 0,39 = = 0,51 (T.m) i 0,9 19,84 Công suất cần thiết lần cán đầu tiền N dc = M tdc ndc 0,51 200 = = 105,34 (kW) 0,975 0,975 Chọn hệ số an toàn K = 1,5 cơng suất đơng cần chọn Mơ men công suất động cho giá cán tính tương tự, số liệu ghi bảng sau: Bảng Mô men công suất động dây truyền cán Ntt Nđc (kW) (kW) 19,85 105,344 200 0,67 14,22 136,769 435 0,77 10,69 157,142 435 Lần Tốc Mc Mms M0 Mtđc cán độ,n(v/p) (T.m) (T.m) (T.m) (T.m) 200 7,88 0,9 0,39 0,51 200 7,34 0,83 0,37 200 6,32 0,73 0,32 I 56 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị 400 8,49 0,95 0,42 0,74 14,72 205,531 435 400 5,92 0,69 0,3 0,67 11,37 276,766 680 400 5,23 0,6 0,26 0,85 346,778 680 600 2,61 0,31 0,13 0,48 7,12 292,409, 680 600 2,35 0,27 0,12 0,59 5,21 360,087 680 600 1,63 0,19 0,081 0,52 4,09 318,27 680 10 600 1,5 0,18 0,075 0,63 3,09 386,044 870 11 600 0,97 0,12 0,049 0,5 2,51 310,151 680 12 800 0,12 0,05 0,49 2,67 399,516 870 13 800 0,64 0,082 0,032 0,36 2,31 299,092 680 14 800 0,73 0,09 0,034 0,52 1,83 428,406 870 15 800 0,51 0,067 0,026 0,44 1,54 358,222 680 16 800 0,58 0,072 0,029 0,59 1,27 488,108 870 3.4 Kết luận Trong chương 2, tính tốn tất thơng số cần thiết cho dây chuyền cán liên tục thép vằn D20 Tính tốn kích thước lỗ hình, kiểm tra điều kiện giãn rộng, tính tốc độ cán giá, nhiệt độ cán thời gian cán, tính áp lực cán, mô men cán công suất động Trên sở đó, chọn loại động dẫn động phù hợp, đảm bảo công suất hoạt động tiết kiệm chi phí đầu tư Năng suất tính tốn tương đối cao, sấp sỉ 600000 (Tấn/năm) Từ kết lực cán thông số công nghệ ta tiến hành bước nghiệm bền chương để xác định khả làm việc thiết bị nhà máy cán 57 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị CHƯƠNG LỰA CHỌN VÀ TÍNH TỐN, NGHIỆM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA GIÁ CÁN ĐỨNG D500 Theo đề bài, ta cần kiểm tra bền số chi tiết giá cán trục đứng dãy cán thô Chi tiết kiểm tra bền trục cán giá cán giá D500 Ở ta chọn lỗ hình lần cán thứ trục cán đứng dãy cán thơ, có đường kính 500 mm để nghiệm bền, lực cán trục cán lớn trục thỏa mãn yêu cầu đề Mặt khác, trục cán mà làm việc ổn định suy giá cán trung khác làm việc ổn Bảng 4.1 Thông số lượng giá K2 Lần cán Áp lực Mô men Mô men Mô men Mô men Mô men cán Pc (T) cán Mc ma sát ma sát không tải tĩnh đông (T.m) Mms1 Mms2 M0 (T.m) Mtđc (T.m) (T.m) 0,085 0,74 71,1 7,34 (T.m) 0,37 0,67 4.1 Kích thước trục cán Sử dụng cơng thức tính tốn TLTK (5), ta có: Đường kính trục cán D = 500 (mm) Chiều dài bề mặt làm việc trc cỏn Llv = (1,6ữ2,5)ìD = 1000 (mm) ng kớnh c trc d = (0,55ữ0,65)ìD = 0,6ì500 = 300 (mm) Chiu di c trc cỏn l = (1,0ữ1,4)ìd = 360 (mm) Bán kính lượn vành trục R = 0,15×D = 0,15×500 = 75(mm) Bán kính lượn cổ trục r = (0,1ữ0,15)ìd = 36(mm) Khong cỏch t mt thõn trc đến điểm đặt lực c = = 150 (mm) 58 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án cơng nghệ & thiết bị Đường kính đầu nối trc cỏn d1 = (0,6ữ0,75)ìd = 225 (mm) Chiu di khớp nối l2 = d1 = 225 (mm) Khoảng cách cổ trục a = Llv + l + R = 1000+ 360 + 75 = 1435(mm) 4.2 Nghiệm bền trục cán D500 4.2.1Nghiệm bền thân trục Khi làm việc, trục cán bị lực cán Pmax tác dụng lên trục Khi đó, thân trục cán bị uốn, tạđầu nối trục chịu uốn túy Hình 4.1 Trục cán trung biểu đồ momen tác dụng lực lên Ta nghiệm bền thân trục theo điều kiện uốn: 59 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị Điều kiện bền 𝜎𝑢 = 𝑀𝑢 𝑊𝑢 = 𝑥 𝑎 0.1𝐷 𝑃.𝑥(1− ) ≤ [𝜎𝑢 ] (3.0) Trong đó: 𝑀𝑢 mơ men uốn lực cán gây 1435 x M u = P.x 1 − = 71,1 10−3 0,5 = 25,51(T m ) a 𝑊𝑢 𝑙à 𝑚ơ 𝑚𝑒𝑛 𝑐ℎố𝑛𝑔 𝑢ố𝑛 𝑐ủ𝑎 𝑡𝑟ụ𝑐, 𝑊𝑢 = 0,1 × 𝐷𝑙𝑣 = 0,1 × 382,563 (𝑚𝑚3 ) 𝜎𝑢 độ bền uốn, [𝜎𝑢 ] = (8 ÷ 15) (𝑘𝐺/𝑚𝑚2 ) P lực cán lớn lên trục cán giá K2 𝑎 𝑥 khoảng cách hai điểm đặt lực ổ trục, chọn 𝑥 = 𝑎 khoảng cách ổ đỡ Theo công thức trên, ta tính tốn được: 𝑀𝑢 25.51 × 106 𝜎𝑢 = = = 4,56 (𝑘𝐺/𝑚𝑚2 ) < [𝜎𝑢 ] 𝑊𝑢 0,1 × 382,563 Vậy đồ bền uốn thỏa mã điều kiện 4.2.2Nghiệm bền cổ trục cán Tại cổ trục cán vừa chịu mô men uốn, vừa chịu mô men xoắn nên ta nghiệm bền theo ứng suất tương đương Điều kiện ứng suất tương đương trụ gang là: 𝜎𝑡𝑑 = 0,375𝜎𝑢 + 0,625√𝜎𝑢2 + 4𝜏𝑥2 ≤ [𝜎𝑡𝑑 ] (3.1) Mu P.l 71,1 103 360 = = = 2,37 ( kG / mm2 ) Trong đó: 𝜎𝑢 độ bền uốn, u = 3 Wu 0, 4d 0, 300 60 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị 𝜏𝑥 độ bền xoắn, x = Mx Mx 1, 7,34 106 = = = 1,9 ( kG / mm2 ) 3 Wx 0, 2d 0, 300 𝑀𝑥 mô men xoắn tác dụng lên cổ trục, 𝑀𝑥 = 1,4𝑀𝑐 (T.m) Ứng suất tương đương giới hạn [𝜎𝑡𝑑 ] = (35 ÷ 40) (𝑘𝐺/𝑚𝑚2 ) Ứng suất tương đương trường hợp là: 𝜎𝑡𝑑 = 0,375 × 2,37 + 0,625√2,372 + × 1,92 = 3,69 (𝑘𝐺/𝑚𝑚2 ) < [𝜎𝑡𝑑 ] Vậy cổ trụ cán đủ bền 4.2.3Nghiệm bền đầu nối cổ trục Tại đầu nối cổ trục chịu tác dụng mô men xoắn túy, ta nghiệm bền theo độ bền xoắn 𝜏𝑥′ Độ bền xoắn giới hạn [𝜏𝑥′ ] = (kG/𝑚𝑚2 ) 𝜏𝑥′ 𝑀𝑥 1,4𝑀𝑐 1,4 × 7,34 × 106 = = = = 4,51 (𝑘𝐺/𝑚𝑚2 ) < [𝜏𝑥′ ] 𝑊𝑥 0,2𝑑13 0,2 × 2253 Vậy đầu nối cổ trục đủ bền 4.3 Nghiệm bền thân gián cán D500 4.3.1.Đặc điểm thân giá cán Sử dụng giá cán không thân, kết cấu bao gồm cấu trục vít – đai ốc lắp ghép chặt chẽ xác, bốn trục vít trụ đỡ góc giá cán Đây loại truyền động có kết cấu đơn giản, gọn cho khả chịu tải lớn, di chuyển xác Tuy nhiên cần đảm bảo bôi trơn định kỳ sử dụng, nhằm tránh tượng hao mịn 4.3.2.Tính tốn, thiết kế hệ trục vít – đai ốc 61 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị a Nghiệm bền vít nén cấu điều chỉnh lượng ép Để làm giảm chiều dày vật cán, người ta thường dùng hai vít nén để điều chỉnh lượng ép, hai vít nén lắp đặt vào hai ngang giá cán Nhiệm vụ vít nén điều chỉnh lượng ép theo thiết kế theo cơng nghệ tính tốn Vít nén điều chỉnh lên xuống dễ dàng, đầu tỳ vào gối đỡ trục qua cốc an toàn, đầu nối với bánh vít dẫn động quay từ động vào máy Vít ép chia làm đoạn, đoạn đầu tham gia lắp ráp với bánh vít tính tốn chi tiết máy, đoạn cuối áp chặt vào cốc an toàn tỳ vào gối trục Quan trọng đoạn có ren lắp với mũ ốc đồng để điều chỉnh lượng ép Ren dùng vít ép mũ ốc thường loại ren hình thang đỡ chặn phía, có chống rơ, lỏng làm việc.Chọn vật liệu làm trục vít thép 40CrNi vật liệu làm đai ốc đồng BrAl9Fe3 với áp suất cho phép [q] = (12 ÷ 13) (MPa) Hình 4.2 Vít nén cấu điều chỉnh lượng ép 62 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án cơng nghệ & thiết bị Hình 4.3 Vít nén và thơng số kích thước Dựa vào TLTK [3] ta chọn kích thước cho ren cưa: dtb = (0,55 0,62)d = 176 (mm) Trong đó: dtb đường kính vịng chia ren d đường kính cổ trục cán Tra theo bảng tiêu chuẩn ren hình thang theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 209:1966, ta tìm được: Đường kính chân ren d1 = 171 mm Đường kính đỉnh ren d0 = 180 mm Bước ren p = 8mm; Bước vít ph = zh p = 1 = 8mm ( Chọn số mối ren zh = để đảm bảo tính tự hãm) p Góc vít = arctan h = arctan = 2,6 176 dtb 63 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị Khi làm việc vít ln chịu nén nên ta nghiệm bền vít theo độ bền nén n = 4Q n = 8(kG / mm ) d1 Trong đó: Q áp lực tác dụng lên vít nén, Q = Từ ta tính được: n = Pc (3.2) (3.3) Pc 71,1103 = = 1, 46(kG / mm2 ) n = 8(kG / mm ) 2 d1 176 Vậy vít nén đảm bảo điều kiện nén, làm việc đủ tốt, đủ bền b Đai ốc Vật liệu làm đai ốc thường đồng thau đồng để giảm ma sát, quay bề mặt ren trục, vít nén trượt lên bề mặt ren đai ốc nên hai bề mặt ren thường sinh ma sát gây mòn ren Nghiệm bền chi tiết: Nghiệm bền đai ốc theo điều kiện độ bền kéo, độ bền cắt độ bền dập Độ bền kéo: k = 4Q k = 30 44( N / mm2 ) 2 ( D3 − D ) (3.4) Trong đó: D3 đường kính đai ốc (mm); D3 = (1,5 1,8 ) dtb = 290mm D đường kính vít nén (mm) Thay vào (3.4), ta có: k = Độ bền cắt: c = 71,1 103 = 0,85 ( kG / mm2 ) k 2 ( 290 − 176 ) Q c = ( 30 50 ) (kG / mm ) D3 h (3.5) 64 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án cơng nghệ & thiết bị Trong đó: h chiều cao đai ốc; h = ( 0,95 1,1) D3 = 300mm Thay số vào (3.5), ta có: c = Độ bền dập: d = Q 71,1 104 = = 1,3 ( N / mm ) c D3 h 290 300 4Q d = 80( N / mm2 ) 2 ( D4 − D3 ) (3.6) Trong đó: D4 = 1,25D3 = 1,25x290 = 362,5(mm) Thay vào (3.6), ta có: d = 4Q 71,1104 = = 9,57 ( N / mm2 ) d = 80( N / mm2 ) 2 2 ( D4 − D3 ) ( 362,5 − 290 ) Vậy đai ốc đảm bảo đủ điều kiện, nên làm việc đủ bền, đủ tốt 4.3.3.Nghiệm bền ổ đỡ Trục cán tiếp nhận lực tác dụng hướng tâm lực dọc trục ta cần chọn hai loại ổ bi đỡ ổ bi chặn Q = V Fr kt kd (3.7) Trong đó: V hệ số kể đến vòng quay, giá cán xét thì vòng ổ quay theo trục, ta chọn V = 1,5 Fr lực hướng tâm; Chọn Fr Pc / hay Fr = 36(kN ) k t hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, giá cán xét thì nhiệt độ vịng bi khơng q 100˚C nên kt = kd hệ số kể đến đặc tính tải trọng ổ, kd = Chọn kd = Thay số liệu vào CT (3.7), ta có: 65 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị Q = V Fr kt kd = 1,5 36 1 = 108,3(kN ) 4.4 Kết luận Sau nghiệm bền ta kết luận việc lựa chọn đường kính trục cán ban đầu giá cán thô – trung – trug tinh hoàn toàn thỏa mãn điều kiện bền Kết nghiệm bền cho thấy giá cán đáp ứng điều kiện bền Trong khuôn khổ đồ án, xác định lực cán lớn loại giá cán đáp ứng điều kiện làm việc, thì giá cán khác thỏa mãn điều kiện bền để làm việc 66 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị KẾT LUẬN ĐỀ TÀI ✓ Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ“ Tính cơng nghệ cán liên tục thép vằn D20 từ phôi thép CT5 từ kích thước 150x150x6000mm” Đây đề tài thực tế cần thiết cho ngành công nghiệp sản xuất thép nước ta ✓ Đề tài tính tốn tồn thơng số cơng nghệ, lượng, tiêu kinh tế, cho sản phẩm thép D20, sản phẩm dùng nhiều công trình, kiến trúc xây dựng Các thơng số cơng nghệ tính tốn xác theo u cầu thiêt kế đánh giá kiểm tra, thiết bị nghiệm bền Từ đó, việc tính tốn lựa chọn cơng suất thiết bị khí hợp lí ✓ Năng suất tính vào khoảng 60 vạn tấn/năm cho thấy mực độ đại dây chuyền thiết kế, phù hợp với tình hình tiêu thụ,xuất thép xây dựng ✓ Qua trình thực đồ án này, em khái quát tổng hợp lại kiến thức giúp em rèn luyện tính tự giác, tự chủ tinh thần trách nhiệm làm hành trang cho công việc, nghiệp sau 67 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đào Minh Ngừng, Công nghệ thiết bị cán thép hình, Hà Nội: Nhà xuất Bách Khoa, 2011 [2] Đào Minh Ngừng, Nguyễn Trọng Giảng, "Lý thuyết cán", Nhà xuất Giáo dục, 2006 [3] Hà Tiến Hồng, "Thiết bị khí xưởng cán", Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [4] Các thông số kỹ thuật Nhà máy cán 2, Hòa Phát, Hải Dương [5] Phan Văn Hạ, Nguyễn Ngọc Giao, “ Giáo trình lý thuyết cán”, Hà Nội 1998 [6] Đỗ Hữu Nhơn, Đỗ Thành Dũng, “Công nghệ cán kim loại”, Nhà xuất Bách Khoa 2007 [7] Phan Văn Hạ, "Các phương pháp thiết kế lỗ hình trục cán", Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2001 [8] [Online].https://www.worldsteel.org/media-centre/press-releases/2020/April-2020crude-steel-production.html [9] [Online].https://www.nhandan.com.vn/kinhte/item/39139402-nhung-thach-thuc-doivoi-nganh-thep.html 68 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị 69 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đồ án công nghệ & thiết bị 70 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 ... tài “ Tính công nghệ cán liên tục thép vằn D20 từ phôi thép CT5 từ kích thước 150x150x600 0mm kiểm tra độ bền số chi tiết giá cán đứng trục D50 0mm “ hướng dẫn TS.Đặng Thị Hồng Huế Từ việc tính. .. CHỌN VÀ TÍNH TỐN, NGHIỆM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA GIÁ CÁN ĐỨNG D500 58 4.1 Kích thước trục cán 58 4 .2 Nghiệm bền trục cán D500 59 4 .2. 1Nghiệm bền thân trục ... 16 2. 2 Lựa chọn quy trình cơng nghệ sơ đồ cán 19 2. 2.1 Quy trình cơng nghệ cán sản phẩm thép vằn D20 19 2. 2 .2 sơ đồ cán 21 2. 3 Kết luận 22 CHƯƠNG TÍNH
