Thiết kế máy cán ren thép vằn

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 1

LỜI CẢM ƠN

c tp và rèn luyn ti hc Bách Khoa Tp HCM
n bây gi em có th c hic vng ca
cha m : hoàn thành Lut nghi tr thành mt k 
sut thi gian qua , ngoài s n lc ca bc s  ,
ng h rt ln t y Cô và bt ln có th
nói li cn h . Và bây gi , khi sp tt nghip , em xin gi nhng li cm
n Lut nghip này .
i vi nào có th din t ha cha m . Cha
m y d con t n tn bây gi và cha me luôn là ch da vng
chc cho con . Vì vi mà con mun gi li ca mình
c tiên chính là cha m .
i vi Thy Cô , các Thn tình ch bng
dn không ch kin thng hc mà còn kin thc ngoài xã hi . Vì l 
mà em mun gi li cn các Thc bit là
thy Nguyc ting dn Lut nghip cho
em .
i vi bn bè thì mình không th không nói li cc ti các bn
vì các bn là ngi luôn   , chia s khi bun ,
vui . Mình s không bao gii quên các bn .
Và cui cùng , em xin chân thành ct c mi !

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 2

LỜI MỞ ĐẦU

Trong n phát trin kinh t hing thi vi s tin b không
ngng ca Khoa Hc K Thut , t c m rng và phát
trin . Ngành Thép cán là mt trong nhng ngành sn xut quan
trng trong vic thc hing li và ch p hóa và hii
c cc ta
Nói mt cách c th t  khp mc s
d phc v cuc sng cc s dng rng rãi trong
nông nghip , công nghip , giao thông vn ti , qu du khí , xây
d c chú ý phát trin  c ta và
nói chung trên toàn Th Gii
c s ng ý chng d tài lun
t nghiT K MÁY CÁN THÉP Vc ca sn phm
Thép vn là Ø14
Vi s ng dn tn tình ca Thy Nguyn nay , v 
bm v ca lut nghip . Do kin thc và
thi gian có hn nên lut nghip không th c nhng sai sót nên
em rt mong quý Thy , Cô ch b lut nghip cc hoàn chnh


Em xin chân thành ci Hc Bách Khoa Tp
HCM , các Thng dn Nguyn Thanh Nam 
 em trong sut quá trình v em có th hoàn thành nhim v ca
lut nghip


Sinh viên thc hin
Nguyn Tr

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 3

TÓM TẮT LUẬN VĂN

 tài Lut nghip  Thit k máy cán thép vn  bao g
C1 : Tng quan v máy cán Thép
C2 :  lý thuyt v cán kim loi
C3 : Tính toán thit k máy cán
C4 : Thit k h thng ph tr

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 4

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÁN MÁY CÁN THÉP

I. Tổng quan về máy cán thép
1. Sản phẩm cán
Sán phm cán  khp mc tip hoc gián tii
sng h phc v c dung rng rãi trong nông
nghip , ch bin thc phm , công nghip , giao thông vn tãi , hóa cht , quc
ph , du khí , phát thanh truyn hình , xây dng , và c
c chú ý và phát trin mnh trên th gii
Các máy cán và các khu liên hp sán xu
ng hóa , tin h không ngt và gim nh 
i . Sn phm cán có rt nhic bit lá thép cán . Thép
cán chim mt khng rt ln trong công nghip luyn kim và công ngh ch
to vt liu
ng thép và thép cán  mi quc gia là mt trong nh ch
tiêu kinh t và sc mnh kinh t ca m c . Sán phm thép cán gm có thép
hình , thép tm , thép ng và các loc bit .

2. Lịch sử phát triển máy cán thép
c vn hành bng cách dùng nga kéo . Sn phm ca
n dùng ch ta , hang rào
u ch có hai trc chic
máy cán ba tri chy bc và cho ra sn phm
 thép tng tng . Do k
thut ngày càng phát trin , do nhu cu v thép tm phc v cho các ngành công
nghi to xe la , ngành công nghip nh c máy cán vi
giá cán bn tri giá cán 6 trc
, 12 trc , 20 trc và các loc bi cán các vt liu
cc mng , siêu mng và d  
liên tc .
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 5

Nhiu máy cán kt hp l cán mt sn phm theo mt quy trình công ngh ,

trung gian , nhóm giá cán tinh , máy cán tinh , máy cán bán liên tc , máy cán liên
ti ta còn dùng rt nhiu thit b  tin hành t ng hóa ,
n xung th hoàn thin sn phm
theo quy trình công ngh mi . Các thit b này là mát ct , lò nung , lò nhit luyn
 , máy nn thép , máy bó , sàn làm ngut c các
thit b chính và ph c b trí sng cán hay trong khu liên hp
luyn cán thép theo trình t công nghê .
Ngành cán thép  Vi
1954 , các loi thép hp khu t Pháp v , sau 1954 thép nhp v c ta
t  hon
th nht ( 1960  ng khu gang thép Thái Nguyên

i s  ca Trung Quc , vì chin tranh cho nên công cuc xây dng dang
d ng
vt 5 vn tu tiên có trên min Bc
nh c vin tr . Min Nam gii phóng ta tip nhn mt vài nhà máy cán thép
hình c nh 
t 12 vn t
c ch t khong 20 vn t khi công cui mng và Nhà
 n mnh m . Các xí
nghip liên doanh cán thép gia Vi Bn
 n xuu tn thép cán . Thép
ca chúng ta phc v c mt phn nhu cu xây d
gia xut khu
T ch phc ngoài mài li trc cán , phi nh c
ngoài tin các l hình trc cán trong thn nay cán nhà máy thép
 Vit k ch tc nhng máy cán hình c ln 650 , các máy cán
hình c va và nh 450 , 350 và 250 . Ngoài ra h còn có kh t k nhng
khu liêp hp gang thép quy mô va và nh t t 1-3 triu t
.Torng công cuc công nghip hóa và hic , ngành cán thép rt
c quan tâm .
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 6

3. Giới thiệu máy cán thép
 cán thép  trnh thái nóng hoc nguc gi là
c chia thành nhiu loi , máy cán thép c
gi là máy cán hình , máy cán thép tc gi là máy cán tm , còn máy cán ng
 cán các loi 
u do ba b phn hng , b phn truyn dng

và giá cán .
 máy cán
Cán thép là mt trong nhng ngành gia công kim loi bng áp l
vt cán bin dng và th tích c
công ngh gia công không phoi . Công ngh cán khác hn vi công ngh ct gt
kim lo ch không tiêu hao kim loi .
II. Phân loại máy cán thép
1. Phân loại máy cán theo cách bố trí
 trí máy hoc s trt tên cho n
máy cán có mt giá cán , máy cán 2 tro chin 1
chiu và c sau mt ln cán là phi chiu ) , máy cán 3 trc , máy cán 4 trc ,
máy cán hành tinh , máy can vc , máy cán bán liên t
Cách phân long dm thit b  gi tên các giá cán khi
b trí thit b ng cán và trong day chuyn công ngh , khi thit k máy và
khi so sánh các giá cán và máy cán vi nhau và nht là khi mua hoc lt các
thit b ph  cho các máy cán hong
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 7


 ng hc máy cán 3 trc
2. Phân loại máy cán theo công dụng
Phân chia máy cán theo công da vào m dng máy ,
vào sn phm ca máy và vào công vic và quy trình công ngh m
nhi gi tên và phân loi
a. Máy cán hình
 cán ra các loi thép hình  trng thái nóng gi là
máy cán hình . Trên máy cán hình , các trc tin khoét b t phn

kim lo có nhng rãnh tc bit theo thit k . Khi cán các rãnh này
hp li thành các l c bin dng và tao hình trong các l 
ra sn phm . Tr ng kính ph bin t (
250  650 ) mm
Máy cán hình có th b trí mt giá cán hoc nhiu giá cán , các giá cán có
th c nhiu ln qua li giá cán ch c mt ln tùy
theo công dng ca máy và ph thuc vào quy trình công ngh sn xut ca sn
phm
Giá cán có th là giá hai trc hoc giá ba tri mt chiu
hay xoay chiu , nó ph thuc nhiu vào viu chnh t cán và trong quá
c hoc có gim tc
Máy cán hình chia ra làm 3 loi : máy cán hình c ln , máy cán hình c
trung bình và c nh
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 8

Máy cán hình c ln là nhng kính tr
mm . Kho  dày này là khong tâm ca hai trc bánh
n dng ca hp truyn lc. Trên thc t , trng kính t
480  530 mm
Máy cán hình c ln sn xut ra các loi thép hình c ln . Máy cán hình c
ln 2 tro chiu và máy cán 3 trc ch làm nhim v sn xut ra phôi cán (
ng là phôi thi có tit din vuông , phôi tm có tit din hình ch nht và phôi
tit dic gi là máy cán phôi . Các loi sn phm ca máy cán phôi
u cho các máy cán hình trung bình hay máy cán hình c nh , máy
cán ng và các máy cán tm
Máy cán hình s ng kính trc cán nm trong
khong t n 500 mm . Vi

c ln
Máy cán hình c nh là long kính trc cán t 250
i 350 mm . Nng kính trc nh c gi là
máy cán hình mini . Vi ln và trung
bình .

 máy cán 2 trc
b. Máy cán tm
Máy cán tm có nhim v các thép và các kim loi khác  trng thái nóng và
ngui . Máy cán tm nóng cán ra các sn phm có chiu dày t n 60 mm
. Máy cán tm ngui cán ra các ti mng , cc m dày
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 9

t 0ng dùng máy cán 2 , 4, 6 , 12 tr
cán tm , máy cán càng nhiu tr dày sn phm cán càng chính xác
Máy cán tm là dùng giá cán nhiu tr cán t
ch có 2 trc làm vic , ti 2 trc này kim loi trc tip b bing dng thì
2 trc làm vic dng , các trc còn li là trc ta , càng nhiu trc ta thì
 dày sn phm cán càng chính xác
Máy cán tc phân loi theo công dc
gi tên theo cách b trí kt hp vi công dng . VD : máy cán tm nóng dày và dày
va
Có máy cán tm nóng thì phi có máy cán tm ngui .
Tim thép là rt ln
c. Máy cán ng .
Máy cán ng thì có máy cán ng hàn và máy cán ng không hàn , sán sn
phm là các loi ng hàn và ng không hàn . Cán ng không hàn thì luôn  trng

thái nóng . Nu sn phm ng kính quá nh t ( 0,5  20 )
mm thì dùng máy kéo ng  trng thái ngui không có lõi ta
i vi ng hàn , có th cán và to hình  trng thái nóng nu ng to và có
thành ng dày , các loi ng nh và mng nên cán và to hình  trng thái ngui .
m , các máy cán i vt ln
d. c bit
c bi cán ra các sn phm có tit din d hình và
c bin , bánh xe la ( tàu ha ) hoc vành bánh xe , là các vt
cán va to va tròn nng t ( 300  500 ) kg
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 10

e. c
 t cán và gim tiêu hao nhiên liu , công sc , chi phí 
 to ra mt lo sán xut phôi
bng s kt hp ca công ngh c



III. Nhiệm vụ của luận văn tốt nghiệp
1. Đầu đề luận án
Thit k máy cán thép vt 5 tn / gi
2. Nhiệm vụ

- Tng quan v máy cán thép
-  lý thuyt v cán kim loi
- Thit k ng hc máy
- Tính toán thit k máy

- Thit k h thng ph tr
- Thuyt mình 60÷80 trang , 5÷7 bn v A
0








Thành phm
Kéo dây

liên tc
Nu chy
kim loi
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 11

Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁN KIM LOẠI

A. Cơ sở lý thuyết về biến dạng của kim loại
I. Biến dạng của kim loại
1. Khái niệm biến dạng của kim loại
Gm có bin di , bin dng do và phá hy
a. Bin di : Là bin dng b m ti trng

Nu giá tr ca ti trng nh  th thì bing dng s m
ngay sau khi b ti trng
b. Bin dng do :
Là bin dng vn còn li ngày sau khi b ti trng . Nó xy ra khi ti trng
 l
b
)
2. Những nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo
 Ti trng tác dng
 a vt liu
Nhìn chung hai yu t trên ng rt ln quá trình bin dng do ca
kim loi . Khi có bin dng do xy ra tc là có s t và song tinh
l
c
b
P
a
p
O
 th quan h gia lc và bin dng
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa

GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 12

t là s chuyn di vi nhau gia các phn tinh th theo nhng
mnh gt . Các mt
n





a) Là ln tâm
b) Lc giác xp cht
c) L tâm
Mang tinh th ca kim loi bao gm vô s m 
phi m là mt . Mt vy
t phi có liên kt nguyên t b  khi chuyn di mi liên kt gia
các nguyên t thì nó không b phá hng thi mi liên kt gia các mt
vi nhau phi y
3. Ảnh hưởng của gia công đến tổ chức và tính chất của kim loại










a) b) c)

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 13

II. Biếng dạng dẻo của kim loại khi cán

1. Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể

  


i,


                 
 








Nng tinh th 
phát c




Hình trê              


 



 

A
B
A’
B’

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 14

2. Biến dạng dẻo trong đa tinh thể

             




 




 

              


        



 




            



 
-

-


Kéo kim 

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 15

 






 









 




 


3. Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo



 


max

1
2


 

 
max
( )


1 2
2


 


max
max max
( )

 T

2


Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 16













1
= 
2
= 
3
thì  

ch
.



 
 
1

ch

max
=

ch
2


 
 
1 2

=

ch


 
  
maî ch
 
min





0
- 
 

A= (
1

1
+
2

2
+
3

3
)/3. (1)





1
=
 

1
1 2 3
E
   
 ( )


2
=
 
1
2 1 3
E
   
 ( )
(2)
a
b
c
Hình 4

1

1

2

1

2


3
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 17


3
=
 
1
3 2 1
E
   
 ( )




A =

 

1
2
2
1 2 3 1 2 2 3 3 1
E
         

    . . .
(3)





V
V E
   

 
  

  
1 2 3 1 2 3
1 2
( )
(4)
 
1


 





A

0
=
 
1
2 3
1 2
6
1 2 3
1 2 3
2
V
V E
   
  
 


 
(5)
 
1




A
h
=A-A
0
=

     
 
1
6
1 2
2
2 3
2
3 1
2

    

     
E
(6)



A
h
=
1
6
2
2



E

c
(7)


     
      
1 2
2
2 3
2
3 1
2
2
2      
c
const





Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 18

III. Tính dẻo
1. Định nghĩa tính dẻo






 



















2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo

a. 










a b c d e
Hình 5
Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 19






b. 


















IV. Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực
1. Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo





gia công

2. Định luật ứng suất dư

 


Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 20





3. Định luật thể tích không đổi:








L
0
, b
0
, h
o
, L
1
, b
1
, h
1

Ta có: l
0
.b
0
.h
0
=l
1
.b
1

.h
1



0
1
l
l
+ ln
0
1
b
b
+ ln
0
1
h
h
=0
 ln
0
1
l
l
=
1

ln
0

1
b
b
= 
2
ln
0
1
h
h
=
3

Suy ra:
1
+
2
+
3
=0






4. Định luật trở lực bé nhất




Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 21

 












5. Định luật đồng dạng




  
.1
,b
1
,c
1

,F
1
,v
1
          
1,a
2
,b
,
c
2
,F
2
,v
2



1
, p
2
, A
1
, A
2

2
1
a
a

=
2
1
b
b
=
2
1
c
c
=n
2
1
F
F
=n
2
2
1
v
v
=n
3



2
1
p
p

=n
2
2
1
A
A
=n
3







b
a
x
Hình 6

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 22

B. Các phương pháp gia công
I. Phương pháp gia công áp lực






n




1. Đặc điểm

 




2. Các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực



 

 



dùng hàng ngày

3. Các hình thức gia công kim loại bằng áp lực

a. 




T
gc nóng
=(0.7

0.9)T

Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 23





, lý, hóa
tính.




chính xác 




b. 






T

= T




 


 Gia côn


II. Phương pháp cán kim loại



             


Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 24



)/(4020 phm
.










1. Nguyên lý cán kim loại


 

2. Quá trình cán và đặc điểm cán

    







3. Các thông số đặc trưng cho vùng biến dạng

h
1
,h
2

1
h
2
)
b
1
,b
2
 
1
b
2
)
l
1
,l
2




Thiết kế máy cán thép vằn

SVTH : Nguyễn Trọng Nghĩa
GVHD : PGS.TS Nguyễn Thanh Nam Page 25




















 
 

 

 Góc  

kl

=V
t
)
 h
1
, h
2








h = h
1
-h
2
(mm)

 


Hình 7 : Sơ đồ vùng bin dng khi cán
a
O'
B
C
J

A
D
g
h
2
h
1
a
O
n
n
R
R
1
3
4
I