Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ Hỡnh 2.1- Sơđồ cụng nghệ sản xuất ống thep hàn 1- Cầu trục 8- Con lăn ộp trước hàn 2- Ụ tở băng 9- Mỏy hàn cao tần 3- Mỏy cắt đứt 10- Con lăn ộp hàn
4- Mỏy hàn nối 11- Dao bào cắt bavia ngoài
5- Con lăn kộo 12- Làm nguội
6- Giàn tớch băng 13- Giàn hiệu chuẩn ống
7- Giàn tạo hỡnh 14- Bàn cưa cắt ống
15- Giàn xuống ống
Tổ hợp dựng để chế tạo cỏc ống thộp hàn cú đường kớnh ∅40 ữ ∅113,5mm, cỏc ống vuụng, chữ nhật chiều dày 1 ữ 3mm.
Cầu trục 1 mang cuộn phụi trờn giỏ tiếp nhận của ụ tở băng 2, trờn ụ tở băng cú 2 giỏ tiếp nhận phụi và giỏ này cú thể quay được với mục đớch tạo được tớnh liờn
Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ
tục trong quỏ trỡnh sản xuất. Đầu dải phụi được kẹp và đưa vào con lăn kộo 5 dỡ
phụi ra và hệ thống xylanh khớ nộn ộp 2 trục để thực hiện kộo phụi. Đầu trước và sau của dải cuộn được cắt đứt bằng mỏy cắt đứt 3. Hàn nối đầu cỏc cuộn phụi được thực hiện trờn mỏy hàn nối 4. Tại đõy đầu của dải cuộn dải băng này được nối với cuối của cuộn dải băng kia bằng cỏch hàn đớnh (Phần ống hàn này sẽ bị cắt đi khi
đến bàn cưa). Sau đú dải đi vào bộ phận tớch băng 6, dải phụi được là phẳng nhờ cơ
cấu là phẳng 17, phụi được truyển vào giàn tạo hỡnh 7. Cỏc giỏ mỏy trục nằm ngang
được truyền chuyển động nhờ một động cơ cụng suất 22kW, qua một hộp điều chỉnh tốc độ, sau đú qua hệ trục vớt - bỏnh vớt với tỷ số truyền phự hợp, rồi được nối với cỏc trục cỏn. Cũn cỏc trục đứng khụng cú hệ truyền động.
Hàn mộp ống (đường sinh) được thực hiện nhờ con lăn ộp 10, làm núng mộp
hàn bằng thiết bị cao tần 9 (tần số 400kHz). Sau đú ống được cắt bavia ngoài nhờ bộ
phận cắt bavia ngoài 11. Bộ phận này cú 2 giỏ lắp lưỡi dao bào trong đú 1 giỏ lắp lưỡi dao dự phũng khi dao bị mũn, hỏng và khi cần thay dao mà vẫn đảm bảo dõy truyền khụng phải dừng. Giỏ lắp dao cú thể điều chỉnh lờn, xuống, ngang để khống chế tiết diện to, nhỏ của bavia cần cạo. Phớa dưới cũn cú một cặp trục để chống lực ộp khi cạo. Sau khi ống được hàn và cắt bavia ngoài, ống được làm nguội bằng dung dịch trơn nguội từ bộ phận số 12.
Giàn hiệu chuẩn lỗ hỡnh 13 gồm 4 giỏ đỡ trục cỏn ngang, cỏc giỏ trục ngang
này cũng cú hệ dẫn động giống với hệ dẫn động của mỏy tạo hỡnh, 3 giỏ đỡ trục cỏn
đứng cú cỏc cặp trục chuyển động theo trục giỏ ngang, một cơ cấu định kớch thước và sửa phụi 16 thống nhất với cỏc giỏ đỡ của mỏy tạo hỡnh, thực hiện hiệu chuẩn kớch thước ống. Sựđịnh chiều dài ống và cắt được thực hiện nhờ hệ thống bàn cưa 14 khi phụi ống đạt kớch thước định sẵn thỡ bàn cưa chuyển động cựng vận tốc ống
đồng thời kẹp chặt nhờ cỏc cụng tắc hạn vị ngoài, sau đú dao thực hiện chuyển động cắt, ống dao đĩa quay đều và ăn dao hướng kớnh. Tiếp đú ống được đẩy đến giàn xuống ống, tại đõy ống được kiểm tra khuyết tật, sau đú phõn loại ống, đú đúng bú
đưa qua cõn kiểm tra trọng lượng và nhập kho.
Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ
Sau khi đó xỏc định được chủng loại ống thộp cú kớch thước cụ thể ta chọn bộ quả cỏn cú kớch thước tương ứng và tiến hành lắp lờn giỏ và điều chỉnh cơ cấu mỏy.
2.1.2.1- Điều chỉnh giàn tớch băng.
Ta điều chỉnh bề rộng giàn tớch băng cho phự hợp với dải băng đó chọn nhờ
cỏc vớt điều chỉnh của giàn tớch băng. Nếu để hẹp quỏ thỡ sẽ khụng kộo được dải tụn cũn nếu để rộng quỏ thỡ dải tụn dễ bị xoắn gõy ảnh hưởng quỏ trỡnh sản xuất cú khi cũn làm tụn bị mắc.
2.1.2.2- Điều chỉnh giỏ trục ngang.
Trờn hỡnh 2.2: Kết cấu của giỏ ngang, giỏ trong 1 là giỏ ớt thỏo lắp chỉ thỏo lắp khi cần sửa chữa. Giỏ ngoài 25 là giỏ thường xuyờn được thỏo lắp mỗi khi cần thay bộ quả cỏn mới hoặc điều chỉnh bạc. Để thỏo quả cỏn khỏi trục trước tiờn ta thỏo đai ốc 21, cỏc bulụng lắp chõn giỏ đỡ 25 với sàn. Sau đú kộo cả cụm giỏ 25 ra, tiếp đú thỏo bạc chặn quả cỏn, quả cỏn, bạc chặn quả cỏn.
Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ 15 47 10 1 2 3 4 5 6 7 20 21 8 9 10 13 14 15 16 17 18 19 11 12 22 A A Hỡnh 2.3- Kết cấu giỏ trục đứng
Sau khi chọn được cặp quả ứng với giỏ cỏn tương ứng ta dựng thước đo bề
rộng của quả cỏn từđú dựng thước đo và chọn bạc tương ứng (Vỡ khoảng cỏch giữa giỏ 1 và 25 là cốđịnh, ta xỏc định bề rộng quả cỏn từđú tớnh được hiệu của 2 giỏ trị
này ặ lấy kết quả chia đụi ta được chiều dài của bạc).
Ở giỏ ngang chủ yếu là điều chỉnh lực ộp xuống làm cho khe hở giữa trục trờn và trục dưới phự hợp với lỗ hỡnh. Để điều chỉnh thường dựng cơ cấu trục vớt - bỏnh vớt.
Cơ cấu điều chỉnh gắn với trục trờn, cũn trục dưới là trục bị động. Để điều chỉnh đầu tiờn ta nới đai ốc 13, sau đú dựng cờ lờ vặn đai ốc 12 để điều chỉnh lờn hoặc xuống tuỳ theo yờu cầu. Đai ốc 12 được lắp lỏng với thõn giỏ và được hạn chế
chuyển động lờn xuống bằng vớt. Sau khi điều chỉnh xong ta xiết chặt đai ốc 13 để
cốđịnh đai ốc 12 để trong quỏ trỡnh làm việc nú khụng bị dịch chuyển.
Sau một thời gian làm việc ổ bi cụn cú thể bị mũn, ta vặn ờcu tăng bi cụn 3
để điều chỉnh độ dơ. Đầu tiờn ta phải nới vớt 10, sau đú mới vặn ờcu, sau khi điều chỉnh xong ta lại vặn vớt 10 tỡ sỏt vào bớch gối với mục đớch hóm sự chuyển động của ờcu tăng bi cụn trong quỏ trỡnh mỏy làm việc.
Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ
Trờn hỡnh 2.3: Kết cấu giỏ trục đứng: Để thỏo lắp thay quả cỏn, trước tiờn ta nới đai ốc 11, rồi thỏo thanh ngang 12 (thanh ngang 12 cú tỏc dụng đảm bảo độ
cững vững), rồi vặn thỏo đai ốc 14, sau đú thỏo lắp chặn ổ 16. Tiếp đú dựng thiết bị
thỏo quả cỏn và ổđũa.
Cũn để lắp quả cỏn: đầu tiờn ổđũa cụn dưới, sau đú lắp quả cỏn, tiếp đú lắp ổ đũa trờn, sau đú lắp lắp chặn ổ, nắp bạc và đai ốc. Và sau khi đó điều chỉnh song giỏ cỏn mới lắp thanh ngang.
Với giỏ đứng cú thểđiều chỉnh lờn, xuống và điều chỉnh theo phương ngang.
Đểđiều chỉnh lờn, xuống ta dựng cờ lờ vặn trực tiếp mũ ốc trờn trục 13, cú thể điều chỉnh được là nhờ trục cú ren lắp với ụ nắp trục tõm 19, trờn ụ này cú ren.
Để điều chỉnh dịch chuyển ngang nhờ cơ cấu vớt me - đai ốc: vớt me cú hai
đoạn ren cú hướng ngược nhau, đai ốc ởđõy là 2 bớch nắp với ụ nắp trục tõm, khi vặn vớt me thỡ 2 ụ tõm sẽ cựng chuyển động ra hoặc vào. Đai ốc 4 và 5 cú tỏc dụng hóm trục vớt giỳp cho trục vớt cốđịnh so với thõn giỏ và nú cú 2 chếđộđiều chỉnh:
Điều chỉnh 2 trục cú lượng dịch chuyển bằng nhau và ngược chiều nhau: đầu tiờn ta vặn đai ốc 4 theo chiều sao cho nú khụng siết chặt vào tay vặn 2 nữa, tiếp theo ta vặn đai ốc 5 để nú khụng ộp vào bớch 6. Sau đú vặn tay vặn 2 theo chiều sao cho nú khụng ộp chặt bạc 20 ộp vào gờ trục vớt. Tiếp đú ta dựng cờ lờ vặn đầu mũ ốc trờn trục vớt theo chiều mà ta muốn điều chỉnh. Sau khi điều chỉnh trục vớt xong ta phải siết chặt đai ốc 4 để nú ộp sỏt vào tay vặn 2 cú tỏc dụng cố định tay vặn 2 với trục vớt, tiếp đú siết đai ốc 5 ộp sỏt vào bớch 6 nhằm cố định tay vặn 2 với bớch 6, từđú giỳp cốđịnh trục vớt với giỏ đỡ.
Điều chỉnh 2 trục cú lượng dịch chuyển khỏc nhau và ngược chiều nhau: đầu tiờn ta nới đai ốc 5 để nú khụng ộp sỏt vào bớch 6 nữa, tiếp đú vặn tay vặn 2 theo chiều sao cho nú ộp chặt bạc 20 vào gờ trục vớt. Tiếp theo ta siết đai ốc 4 cho nú ộp chặt vào tay vặn 2. Lỳc này tay vặn 2 và trục vớt như một khối. Việc điều chỉnh trục vớt lỳc này ta chỉ cần quay tay vặn 2 theo yều cầu điều chỉnh. Khi ấy ngoài chuyển
Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ
trục vớt so với bớch 6. Do đú lượng dịch chuyển của 2 trục là khỏc nhau. Sau khi
điều chỉnh xong ta phải siết đai ốc 5 ộp chặt vào bớch 6 để cốđịnh trục vớt.
Điều chỉnh khoảng cỏch giữa hai trục đứng cho phự hợp với kớch thước lỗ
hỡnh. Nếu lệch tõm so với đường cỏn thỡ điều chỉnh bằng trục vớt của cơ cấu.
Trước khi cú thể điều chỉnh giỏ trục ngang, trục đứng người ta phải lấy
đường cỏn làm cơ sở để điều chỉnh: cú thể lấy đường cỏn bằng mỏy ngắn chuyờn dụng hoặc căng bằng dõy. Nếu căng bằng dõy, ta chỉnh chuẩn 2 giỏ đầu và cuối sau
đú căng dõy và chỉnh cỏc giỏ trong theo hai giỏ này.
2.1.2.4- Điều chỉnh giỏ trục dẫn hướng.
Điều chỉnh lực ộp xuống làm cho khe hở giữa trục trờn và dưới là từ 1mm và
điều chỉnh đường tõm lỗ hỡnh trục dẫn hướng thẳng gúc với đường tõm cỏn, việc
điều chỉnh nhờ cỏc cơ cấu vớt me - đai ốc.
2.1.2.5- Điều chỉnh giỏ trục ộp hàn.
Lắp đặt trục ộp hàn và điều chỉnh khoảng cỏch trung tõm giữa 2 trục ộp trựng với đường tõm cỏn và điều chỉnh mũốc trục vớt để cú tõm đường đỏy hai trục bằng nhau.
2.1.2.6- Điều chỉnh hệ thống bào bavia.
Điều chỉnh giỏ dao di động theo hướng thẳng gúc và ngang làm cho lưỡi dao
đi đỳng khe hàn của phụi ống. Khi dõy chuyền chạy mới cho lưỡi dao thực hiện cắt bằng cỏch ăn bavia từ từ nhờ cơ cấu điều chỉnh (tay vặn). Và khi muốn dừng dõy chuyền thỡ đồng thời cũng phải điều chỉnh tay vặn để nhấc lưỡi dao lờn nếu khụng lưỡi dao cú thể bị hỏng.
2.1.2.7- Điều chỉnh hệ thống làm mỏt.
Căn cứ vào kớch thước ống để điều chỉnh lưu lượng nước cho phự hợp, đảm bảo quỏ trỡnh làm mỏt được thớch hợp. Việc điều chỉnh này nhờ cỏc van điều chỉnh. Cỏc van này cú tỏc dụng đúng, mở và điều chỉnh lưu lượng nước làm mỏt.
Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ
Điều chỉnh lực ộp thớch ứng với đường kớnh ống thành phẩm. Điều chỉnh vị
trớ trục đứng và trục ngang làm cho tõm lỗ hỡnh và tõm cỏn thẳng gúc với nhau
2.1.2.9- Điều chỉnh bộ phận cắt ống.
Tuỳ theo yờu cầu về kớch thước chiều dài ống thành phẩm ta cú thể đặt kớch
thước theo yờu cầu và tuỳ thuộc vào tốc độ chạy ống cú thể điều chỉnh lượng khớ nộn tương ứng đủđểđỏp ứng với tốc độ cắt.
2.2. Cơ sở lý thuyết của quỏ trỡnh uốn lốc profil
Uốn lốc là phương phỏp tạo hỡnh kim loại từ phụi ban đầu cú dạng băng, dải hoặc tấm (phụi ban đầu cú thể là phẳng hoặc profil). Thực chất uốn lốc chớnh là quỏ trỡnh uốn liờn tục trờn những thiết bị chuyờn dựng nhiều con lăn.
Quỏ trỡnh uốn lốc cú thể thực hiện trờn mỏy lốc đơn giỏ hoặc nhiều giỏ. khi mức độ biến dạng lớn, profil phức tạp thỡ ta ỏp dụng mỏy lốc nhiều giỏ.
2.2.1. Cỏc dạng profil điển hỡnh
Do tớnh chất sử dụng của cỏc loại thộp ống khỏc nhau và thực hiện ở rất nhiều lĩnh vực vỡ thế chủng loại sản phẩm của cụng nghệ uốn lốc rất đa dậng phong phỳ, tiết diện ngang cú từ đơn giản đến phức tạp. (Hỡnh 2.4) Hỡnh dạng mặt cắt ngang khỏc nhau thỡ khả năng chịu uốn khỏc nhau. Hỡnh dạng của cỏc sản phẩm phụ thuộc vào cỏc bước cụng nghệ, số lượng giỏ cỏn đứng, ngang và hỡnh dạng của quả cỏn. Hỡnh dạng mặt ngang cắt càng phức tạp thỡ số lượng giỏ cỏn hay cỏc bước cụng nghệ càng tăng lờn, tựy theo cụng nghệ chế tạo và loại sản phẩm cú loại kớn (ống) và hở.
Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ
2.2.2. Ứng suất và biến dạng
Để tớnh toỏn cỏc biến dạng chớnh, ta dựa vào cỏc biến dạng εx, εy, εzđo trờn 3 phương hợp với cỏc cạnh uốn 0o, 45o, 90o . - Biến dạng uốn dọc εbx: εbx = 2 0 xu x ε ε − (2.1)
- Biến dạng uốn ngang εby: γxy =
2 0 yu y γ γ − (2.2) - Biến dạng gúc γxy: εxy = 2 0 xyu xy ε ε − (2.3) - Biến dạng dọc đồng đều εlx: εlx = 2 0 xu x ε ε − (2.4) - Biến dạng ngang đồng đều εly: εly =
2 0 yu y ε ε − (2.5) - Biến dạng gúc γxy: γlxy = 2 0 xyu xy γ γ − (2.6)
- Độ cong của dải theo phương dọc:
0 0 1 ρ ε ε ρbx x xu − = (2.7) Hỡnh 2.5. Mặt cắt ngang một số sản phẩm uốn dị hỡnh
Luận văn thạc sỹ Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Văn Nghệ
- Độ cong của dải theo phương dọc:
0 0 1 ρ ε ε ρ yu y by − = (2.8) Để cú thể đỏnh giỏ ảnh hưởng tổng hợp của biến dạng dọc và biến dạng
ngang ta quan tõm nghiờn cứu cỏc biến dạng theo phương của cả ứng suất chớnh
hoặc biến dạng chớnh uốn lốc một dải phụi. Cỏc biến dạng này đặc biệt phụ thuộc vào gúc uốn cho mỗi lần biến dạng và chiều dày của dải, chiều rộng cỏnh uốn và vào những điều kiện dịch chuyển liờn tục của băng.
Ta cú: ( )2 ( )2 2 , 1 2 1 2 x z x y y x ε ε ε ε ε ε ε = − ± − + − (2.9)
Gúc hợp bởi dọc trục profil và phương biến dạng chớnh được xỏc định:
tgαp = y x xy y x y x z ε ε γ ε ε ε ε ε − = − − − 2 (2.10)
Bằng nghiờn cứu thực nghiệm và từ cỏc kết quả tớnh toỏn Neubauer đó đưa ra cỏc nhận xột về uốn lốc trờn mỏy lốc nhiều giỏ:
Tại cỏc mộp băng, cỏc biến dạng gúc γxy là chủ yếu và lớn nhất tại những điểm phớa trước mặt trục lốc. Ở những điểm giữa của cỏnh uốn cũng xuất hiện những biến dạng tương tự nhưở gần mộp băng. Song vựng ảnh hưởng chớnh của biến dạng gúc ở gần mặt trục lốc lớn hơn so với trường hợp trờn. Biến dạng dọc chỉ cú ảnh hướng lớn nhất đến biến dạng chớnh khi ở ngay sỏt bề mặt trục lốc. Ở gần cạnh uốn thỡ xuất hiện biến dạng dọc rất nhỏ. Trước bề mặt trục lốc thỡ xuất hiện biến dạng nộn ngang hoặc kộo ngang rất mạnh, đúng vai trũ là những biến dạng chớnh và những biến dạng này cong ảnh hưởng tới những điểm phớa sau trục