Thiết kế máy cán tôn sóng vuông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.54 MB, 67 trang )
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................... ….4
1.1 Giới thiệu công nghệ cán tạo hình thép tấm ....................................................... 4
1.2 Sơ lƣợc về sản phẩm tole.................................................................................... 4
1.2.1 Một số sản phẩm tole lợp mái .................................................................. 5
1.2.2 Nhu cầu về tấm lợp .................................................................................. 7
1.3 Giới thiệu một số máy trên thị trƣờng hiện nay ................................................. 8
CHƢƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY CÁN TOLE SÓNG VUÔNG ...... 11
2.1 Sơ đồ nguyên lý sóng vuông ............................................................................ 11
2.1.1 Yêu cầu chung ........................................................................................ 11
2.1.2 Sơ đồ nguyên lý ...................................................................................... 11
2.2 Lựa chọn phƣơng án thiết kế ............................................................................ 12
2.2.1 Phƣơng án bố trí con lăn cán .................................................................. 13
2.2.2 Chọn phƣơng án bộ truyền động ............................................................ 20
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ CON LĂN CÁN ................................................ 23
3.1 Lý thuyết uốn kim loại ..................................................................................... 23
3.2 Cơ sở tạo hình sóng tole ................................................................................... 23
3.2.1 Nguyên lý cán tạo hình sóng tole ........................................................... 23
3.2.2 Xác định số lần cán một tấm tole ........................................................... 25
3.2.3 Xác định kích thƣớc con lăn cán ............................................................ 29
3.2.4 Lực uốn................................................................................................... 30
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
1
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
CHUƠNG 4: CÔNG SUẤT VÀ CÁC BỘ TRUYỀN....................................... 33
4.1 Tính toán công suất .......................................................................................... 33
4.2 Tính toán các bộ truyền: ................................................................................... 38
4.2.1 Tính toán bộ truyền bánh răng của một cặp trục.................................... 38
4.2.2 Tính toán bộ truyền xích giữa hai trục cán dẫn ...................................... 43
4.2.3 Tính toán bộ truyền xích từ trục động cơ đến trục cán dẫn ................... 46
CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ TRỤC CÁN .............................................................. 51
5.1 Phƣơng án chế tạo trục trong máy cán sóng tole.............................................. 51
5.2 Tính toán trục ................................................................................................... 51
5.2.1 Trục loại I ............................................................................................... 51
5.2.2 Trục loại II và loại III ............................................................................. 58
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 66
T I LI U TH
H O ................................................................................. 67
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
2
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
LỜI NÓI ĐẦU
Nƣớc ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vấn đề xây
dựng cơ bản càng đƣợc quan tâm, nhu cầu sử dụng tấm lợp ngày càng gia tăn .
Đặc biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại (Tôn ). Yêu cầu đặt ra đối với các
loại sản phẩm tôn ngày càng cao về hình dạng, màu sắc và kích thƣớc. Trong
khi đó nƣớc ta chƣa sản xuất đƣợc tôn mà phải nhập từ nƣớc ngoài. Để có
những sản phẩm tôn sóng đến với ngƣời tiêu dùng có giá thành thấp, kích thƣớc
nhƣ mong muốn, mẩu mã đẹp thì việc thiết kế chế tạo một dây chuyền máy cán
tôn là cần thiết. Sử dụng đƣợc lao động trong nƣớc và chỉ cần nhập tôn cuộn từ
nƣớc ngoài .
Sau một thời dài nguyên cứu suy nghĩ và phân tích, đƣợc sự giúp đỡ,
gợi ý của các Thầy cô trong khoa và sự tận tình hƣớng dẩn của thầy Nguyễn
Hữu Lộc . Em đã thực hiện đề tài " THIẾT KẾ MÁY CÁN TÔN SÓNG
VUÔNG " . Dây chuyền cán tôn đƣợc thiết kế trong đồ án không đòi hỏi chế
tạo với điều kiện kỹ thuật công nghệ cao. Nên đối với ngành cơ khí của nƣớc ta
hiện nay thì việc chế tạo nó là việc hoàn toàn thực hiện đƣợc .
Mặc dù đƣợc hƣớng dẫn tận tình của Thầy, nhƣng do vốn kiến thức còn
hạn chế, thời gian có hạn và chƣa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phải giải
quyết một nhiệm vụ lớn. Nên quá trình thiết kế này sẽ không tránh khỏi những
sai sót và thiếu sót. Rất mong đƣợc sự góp ý của các Thầy cô và các bạn để đề
tài đƣợc hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Lộc, khoa Cơ hí-bộ môn
thiết kế máy đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Tp HC , tháng 12 năm 2013
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Minh Lâm
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
3
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu công nghệ cán tạo hình thép tấm
Cán hình thép tấm là quá trình tạo hình thép tấm giữa các cặp con lăn ở
nhiệt độ phòng mà không có sự thay đổi hoặc thay đổi rất ít về bề dày của
phôi. Bộ con lăn sẽ tạo hình thép tấm theo từng bƣớc liên tục cho đến khi
đạt đƣợc biên dạng yêu cầu.
-
Đặc điểm của công nghệ cán tạo hình thép tấm:
Có độ cứng vững tốt.
Cơ tính đồng đều trong toàn bộ sản phẩm.
Khi cần sản xuất khối lƣợng lớn sản phẩm đƣợc yêu cầu.
Cùng một bộ con lăn có thể dùng cho nhiều vật liệu khác nhau.
Có khả năng tạo ra nhiều hình dạng tƣơng tự nhau trên cùng một máy.
Sản xuất các chi tiết có chiều dài khác nhau.
Tạo hình thép tấm với chiều dày có thể thay đổi.
Có thể kết hợp nhiều nguyên công trên một dây chuyền sản xuất nhƣ
nguyên công đột lỗ, nguyên công dập…
Hiệu suất cao hơn từ 15% đến 25% so với phƣơng pháp dập tạo hình áp
lực.
Một dây chuyền cán định hình thép tấm về cơ bản có thể chia làm 4 phần
chính: bộ phận cấp phôi, bộ phận cán, bộ phận cắt và ngõ ra.
Ở ngõ vào của dây chuyền cán, kim loại có thể đƣợc cấp bởi từng tấm đã
đƣợc cắt sẵn ở bộ phận khác mang đến, hoặc với phƣơng pháp thông dụng
nhất là sử dụng phôi cuộn.
Bộ phận cán thông thƣờng gồm bộ con lăn, bộ phận phanh để giảm tốc
độ trƣớc khi tắt máy, hệ thống bôi trơn…
1.2 Sơ lược về sản phẩm tole
Hiện nay các loại tole đƣợc dùng để cán tạo sóng gồm có tole lạnh, tole
sơn, tole mạ kẽm. ích thƣớc của các loại tole này nhƣ sau: Tole có chiều
dày từ 0,1 1,0 mm, chiều rộng từ 900 1200 mm, để tạo điều kiện cho
việc vận chuyển phôi đƣợc dễ dàng các nhà máy cán thép sản xuất ra tấm
kim loại và cuộn lại thành cuộn lớn, với khối lƣợng một cuộn gần 5 tấn có
chiều dày và chiều rộng nhất định.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
4
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Trƣớc đây các tấm lợp sử dụng trong nƣớc đều nhập từ nƣớc ngoài và đa
số là của Mỹ, vật liệu làm chúng thƣờng là bằng nhôm, thép dẻo. Nên các
tấm lợp này có độ bền rất cao, chịu tác động của môi trƣờng tốt, thời gian sử
dụng rất lâu dài. Đa số các tấm lợp này đều có dạng sóng tròn, sóng vuông
chiều dài thƣờng là 2,4 ; 3,0 ; 3,5 m và chiều rộng thƣờng là 0,8 ; 1,0 ; 1,2
m.
Trong thời gian sau này trên thị trƣờng xuất hiện nhiều loại tấm lợp khác
nhau đƣợc nhập từ nhiều nƣớc khác nhƣ Nhật, Đài Loan, Liên Xô cũ... với
nhiều chủng loại, hình dáng, kích cỡ, màu sắc, nhƣng vật liệu chế tạo các
tấm lợp này không còn tốt nhƣ trƣớc vì giá thành vật liệu cao. Để đảm bảo
chất lƣợng ngƣời ta sử dụng thép có độ cứng cao hơn và đƣợc mạ lớp kẽm
hay sơn phủ bảo vệ, do vậy mà độ bền cũng không thua kém gì so với tấm
lợp bằng vật liệu tốt.
Vì điều kiện khí hậu nƣớc ta có độ ẩm cao, chịu mƣa với hàm lƣợng axit
cao nên các tấm lợp bằng kim loại đƣợc dùng thƣờng bị oxy hoá bởi môi
trƣờng, nên hƣ hỏng chủ yếu là rỉ sét.
Hiện nay tấm lợp có nhiều loại vật liệu khác nhau:
-
-
Loại bằng nhôm: Loại này đắt tiền, nhƣng có ƣu điểm là nhẹ, dẻo dễ cán,
bền trong môi trƣờng tự nhiên. Nhƣợc điểm là chịu lực kém, nên cũng ít
đƣợc sử dụng.
Loại bằng kẽm: Loại này bền cao, có tính dẻo tốt nhƣng giá thành cao.
Loại bằng thép: Sử dụng thép carbon chất lƣợng trung bình với b 400
MPa. Loại này kém bền trong môi trƣờng không khí, dễ bị oxy hoá... để
khắc phục hiện tƣợng trên, ngƣời ta thƣờng mạ kẽm hoặc sơn tĩnh điện
lên bề mặt để chống oxy hóa.
1.2.1 Một số sản phẩm tole lợp mái
-
Tole sóng tròn:
Các loại tole này thƣờng có 7 sóng, 9 sóng, 11 sóng. Làm mái thẳng, mái
vòm, chiều dày thƣờng có là: 0,21 ; 0,28 ; 0,35 ; 0,4 ; 0,5 ; 0,72 mm.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
5
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Hình 1.1 Kích thước, hình dạng tole sóng tròn
-
Tole sóng vuông:
Hình 1.2 Kích thước, hình dạng tole sóng vuông
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
6
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
ích thƣớc các loại tole nhƣ sau:
Bảng 1.1
Chiều dài tole
Tole đen
Tole mạ kẽm
Tole màu
0,21
0,23
0,25
0,26
0,28
0,30
0,31
0,33
0,35
0,36
0,38
0,40
0,41
0,43
0,45
0,46
0,48
0,50
0,50
0,52
0,54
0,55
0,57
0,5
0,72
0,75
0,77
(theo kích thước tole Phương Nam)
Ngoài hai loại sóng thƣờng nhƣ trên, thực tế yêu cầu về tính thẩm mỹ,
lắp ráp… mà ngƣời ta thiết kế ra nhiều loại khác để phù hợp nhu cầu thị trƣờng.
1.2.2 Nhu cầu về tấm lợp
Ngày nay nhu cầu sử dụng các tấm lợp của con ngƣời để làm mái che
cho các công trình dân dụng và công nghiệp ngày càng cao. Do đó, đòi hỏi một
lƣợng lớn tấm lợp trong đó có các tấm lợp bằng tole, các tấm lợp này phải đáp
ứng tốt nhu cầu sử dụng của con ngƣời. Trƣớc đây hầu hết các tấm lợp đƣợc
làm từ đất sét (ngói), phêroximăng hoặc nhựa PVC... những loại này có những
nhƣợc điểm nhƣ trọng lƣợng lớn, dễ vỡ, thời gian sử dụng ngắn, tính thẩm mỹ
không cao nên giờ đây nó ít đƣợc sử dụng. Trong khi đó các loại tấm lợp bằng
tole ngày càng đƣợc sử dụng nhiều vì nó khắc phục đƣợc những nhƣợc điểm
của các loại tấm lợp trên. Theo thống kê của các cơ sở sản xuất tấm lợp thì hiện
nay hầu hết các công trình xây dựng sử dụng tole sóng làm tấm lợp. Điều này
chứng tỏ tấm lợp bằng tole đang ngày càng đáp ứng đƣợc nhu cầu của ngƣời
tiêu dùng và dần thay thế các loại tấm lợp trƣớc đây.
Một số ƣu nhƣợc điểm của tấm lợp bằng tole so với các loại tấm lợp vật
liệu khác:
Ưu điểm:
- Độ bền cao hơn so với tấm lợp bằng phêroximăng, đất sét, nhựa PVC...
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
7
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
-
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Khả năng chống lại tác hại của môi trƣờng cao hơn.
Gọn nhẹ, có tính thẩm mĩ đa dạng hơn.
hó hƣ hỏng, không thấm nƣớc.
Kết cấu khung sƣờn gọn nhẹ, tiết kiệm vật liệu kết cấu khung sƣờn.
Nhược điểm:
- Gây tiếng ồn lớn khi trời mƣa.
- Hấp thụ và truyền nhiệt lớn vào công trình...
Những nhƣợc điểm trên hiện đã đƣợc khắc phục bằng cách ra đời sản
phẩm tole lạnh để giảm nhiệt hoặc dán tấm mút lên mái để cách nhiệt và giảm
độ ồn…
1.3 Giới thiệu một số máy trên thị trường hiện nay
a. Máy cán tole 9 sóng vuông của công ty Cơ hí Công Nghiệp Sài Gòn.
Hình 1.3 Máy cán tole 9 sóng vuông của cty Cơ Khí Công Nghiệp Sài Gòn
Thông số kĩ thuật:
- Độ dày phôi cán: 0,16 ~ 0,8 mm.
- Tốc độ cán:
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
15 ~ 20 m/phút.
MSSV: 20701241
8
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
- Công suất điện:
7,5 ~ 15 HP.
- Dài*Rộng*Cao:
12m*1,6m*1,05m.
- Khối lƣợng:
8 ~ 11 tấn.
b. Máy cán tole 11 sóng tròn của Công ty sản xuất và dịch vụ Vạn Phát Long.
Hình 1.4 Máy cán tole 11 sóng tròn của cty Sản Xuất và Dịch Vụ Vạn Phát
Long
Thông số kĩ thuật:
- Độ dày phôi cán: 0,3 ~ 0,8 mm.
- Tốc độ cán:
12 ~ 18 m/phút.
- Công suất điện:
7,5 HP.
- Dài*Rộng*Cao:
12m*1,6m*1m.
- Khối lƣợng:
7
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
~
MSSV: 20701241
10
tấn.
9
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
c.
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Máy cán tole của Công ty TNHH SX TM Duy Tien
Hình 1.5 Máy cán tole của Công ty TNHH SX TM Duy Tien
Thông số kĩ thuật:
- Độ dày phôi cán: 0,15 ~ 0,7 mm.
- Tốc độ cán:
15 ~ 22 m/phút.
- Công suất điện:
5,5 ~ 15HP.
- Dài*Rộng*Cao:
11m*1,8m*1,7m.
- Khối lƣợng:
9 ~ 15 tấn.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
10
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
CHƢƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY CÁN
TOLE SÓNG VUÔNG
2.1 Sơ đồ nguyên lý sóng vuông
2.1.1 Yêu cầu chung
Máy cán tole tạo sóng phải làm thay đổi kết cấu kim loại (phôi) từ thép tấm
phẳng thành biên dạng tole theo ý muốn, có thể là sóng vuông hay sóng ngói,
thẳng hay cong.
-
Máy làm việc phải có hiệu quả và năng suất cao nhất, đảm bảo chất
lƣợng tole lợp tốt nhất, phế phẩm là ít nhất.
Cán sóng tole là phƣơng pháp cán nguội do vậy trục cán phải có độ cứng
vững cao.
Số sóng trên một tấm tole thƣờng dùng là: 5 sóng, 7 sóng, 9 sóng và 11
sóng.
Tạo hình sóng tole ít gây sai số biên dạng, kích cỡ.
Tấm lợp phục vụ cho nhu cầu che nắng, che mƣa, trang trí… nên yêu cầu
tấm lợp về mùa nắng phải chịu đƣợc nhiệt độ cao do mặt trời. Về mùa
mƣa phải đảm bảo thoát nƣớc tốt, không gây thấm nƣớc, ngoài ra còn
phải có độ bền cơ học chịu đƣợc gió mạnh mà không bị hƣ hỏng, rách
đứt…
2.1.2 Sơ đồ nguyên lý
Để tạo hình dáng sóng cho tole theo yêu cầu thì ta có nhiều cách bố trí
theo sơ đồ máy để cán. Nhƣng tùy theo trƣờng hợp cụ thể mà ta có các hình
thức bố trí khác nhau sao cho hợp lý nhất, kinh tế nhất, chất lƣợng sản phẩm là
tốt nhất. Thông thƣờng một máy cán tole hoạt động nhƣ sau:
* Nguyên lý hoạt động:
Phôi cuộn đƣợc đặt vào trục quay nhờ thiết bị cầu trục, tấm phôi phẳng
đƣợc dẫn đi qua hệ thống trục và con lăn cán để tạo hình. Sau khi ra khỏi hệ
thống trục và con lăn cán thì tole đã đƣợc tạo sóng theo yêu cầu. Dao cắt hình
làm việc khi nào chiều dài tole cán bằng chiều dài yêu cầu, quá trình cắt đƣợc
thực hiện khi các trục cán dừng chuyển động. Sau đó đƣa sản phẩm tole cán ra
băng chứa.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
11
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Hình 2.1: Sơ đồ máy cán tole tạo sóng
1. Động cơ
phẩm
5. Dao cắt phẳng
9. Băng chứa sản
2. Phôi cuộn
khiển
6. Hệ trục con lăn cán
10.
3. Băng dẫn phôi
7. Bộ truyền động
4. Trục kéo
8. Dao cắt hình
Hộp
điều
2.2 Lựa chọn phương án thiết kế
Số liệu thiết kế
* Hình dạng:
-
Bề rộng phôi: 1200 mm.
-
Bề dày phôi: 0,3 mm.
-
Biên dạng, các thông số sản phẩm tole sóng vuông nhƣ sau:
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
12
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Hình 2.2 Biên dạng, thông số sản phẩm tole 9 sóng vuông
-
σb = 400 N/mm2.
τc = 0,8.σb =
Giới hạn bền của phôi:
Ứng suất cắt:
N/mm2.
320
Năng suất yêu cầu:
Tốc độ cán:
18m/phút.
2.2.1 Phương án bố trí con lăn cán
Đảm bảo:
-
Hiệu quả kinh tế của máy thiết kế cao nhất
Kết cấu máy đơn giản gọn nhẹ nhất.
Dễ vận hành nhất.
Phương án 1: Phân bố các sóng tole đối xứng qua sóng tole giữa.
* Ƣu điểm:
-
Sóng đều, ngay ngắn, bƣớc sóng tƣơng đối ổn định.
Cán đƣợc những biên dạng phức tạp (bố trí lại con lăn).
Lực uốn nhỏ, tole biến dạng đều hai phía, lực phân bố đều 2 bên.
* Nhƣợc điểm:
-
ích thƣớc máy lớn.
Phương án 2: Cán đồng thời hai sóng giữa trƣớc, sau đó cán đối xứng
các sóng tiếp theo qua hai sóng giữa.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
13
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
* Ƣu điểm:
-
Giảm đƣợc số lƣợng trục cán.
Sóng đều, ngay ngắn, lực cán phân bố đều.
* Nhƣợc điểm:
-
Khó áp dụng cho sản phẩm số sóng là số lẻ.
Không thuận tiện khi cán tạo sóng vì cùng một lúc tole bị kéo về hai phía
khác nhau nên khả năng gây phế phẩm cao.
Phương án 3: Bố trí đối xứng cán 2 sóng ngoài cùng trƣớc:
Ƣu điểm giống phƣơng án 2 nhƣng việc cán hai sóng ngoài cùng trƣớc làm
cho tole bị kéo về 2 phía phác nhau nên khi cán các sóng giữa tole bị kéo
rách.
Phương án 4: Cán lần lƣợt từng sóng theo chiều rộng của phôi cho đến
khi hết bề ngang phôi.
* Ƣu điểm:
-
Tạo hình nhanh. Dây chuyền đơn giản, kích thƣớc máy nhỏ.
Thích hợp cho sản phẩm sóng tròn.Thích hợp cho cán sóng ngang.
* Nhƣợc điểm:
-
hó cán đƣợc sản phẩm có biên dạng phức tạp.
Chiều dài sản phẩm hạn chế do cán theo chiều ngang của phôi.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
14
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Phương án 1:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
A
D
A
B
D
B
C
D
C
D
D
D
A
D
D
D
A
B
D
D
D
B
C
D
D
D
C
D
D
D
D
D
A
D
D
D
D
D
A
B
D
D
D
D
D
B
C
D
D
D
D
D
C
D
D
D
D
D
D
D
A
D
D
D
D
D
D
D
A
B
D
D
D
D
D
D
D
B
C
D
D
D
D
D
D
D
C
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí đối xứng với tole 9 sóng
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
15
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Phương án 2:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
A
B
B
C
C
D
D
A
D
D
A
B
D
D
B
C
D
D
C
D
D
D
D
A
D
D
D
D
A
B
D
D
D
D
B
C
D
D
D
D
C
D
D
D
D
D
D
A
D
D
D
D
D
D
A
B
D
D
D
D
D
D
B
C
D
D
D
D
D
D
C
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
A
D
D
D
D
D
D
D
D
B
D
D
D
D
D
D
D
D
C
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
Hình 2.4 Sơ đồ cán hai sóng đầu tiên cùng một lúc
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
16
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Phương án 3:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
A
B
B
C
C
D
D
D
A
A
D
D
B
B
D
D
C
C
D
D
D
D
D
D
D
A
A
D
D
D
D
B
B
D
D
D
D
C
C
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
A
A
D
D
D
D
D
D
B
B
D
D
D
D
D
D
C
C
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
A
D
D
D
D
D
D
D
D
B
D
D
D
D
D
D
D
D
C
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
Hình 2.5 Sơ đồ cán hai sóng đầu tiên cùng một lúc
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
17
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trong đó:
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
: Con lăn cán lần 1
B: Con lăn cán lần 2
C: Con lăn cán lần 3
D: Con lăn cán lần 4
Nhận xét chung:
Qua việc phân tích các phƣơng án bố trí nhƣ trên ta chọn phƣơng án 1 (Sơ
đồ bố trí theo hình 2.1) với số lƣợng là 21 cặp trục, 9 cặp lỗ hình A, 9 cặp lỗ
hình B, 9 cặp lỗ hình C và 82 cặp lỗ hình D. Ở phƣơng án này lực phân bố đều
về hai phía lực tác dụng vào hai ổ đỡ cũng cân bằng. Sản phẩm cán ra đạt yêu
cầu, không bị chéo, không bị nhăn, xƣớc và khả năng gây phế phẩm ít.
Phƣơng án 1 cũng là một phƣơng án hay dùng trong thực tế để bố trí cho
các máy cán tole thông dụng:
Hình 2.6 Bố trí con lăn thực tế
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
18
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Các thông số kỹ thuật của máy cán tole:
-
Độ dày phôi cán:
Tốc độ cán:
Công suất động cơ:
Dài * Rộng * Cao:
Khối lƣợng:
0,16 ~ 0,8 mm.
15 ~ 20 m/phút.
5 ~ 15 kW
12m * 1,6m * 1,05m.
8 ~ 11 tấn.
Trên thị trƣờng hiện nay thƣờng sử dụng các loại phôi dạng cuộn có kích
thƣớc 900(mm) và 1200(mm) với chiều dày từ (0,150,8) mm. Tole cán có số
sóng thƣờng là 7 sóng và 9 sóng.
-
Đối với tole khổ 900mm: Cán đƣợc tole 7 sóng.
Đối với tole khổ 1200mm: Cán đƣợc tole 9 sóng
Tole 7
sóng
750
Tole 9
sóng
1000
Hình 2.7 Giới thiệu các loại tole sóng vuông
20
60
20
125
125x6=750
125x8=1000
Hình 2.8 Biên dạng tole
-
Sản phẩm tole sau khi tạo sóng phải thỏa mãn yêu cầu về độ cứng vững,
chịu lực, không có vết nứt tại các vị trí thay đổi tiết diện (những điểm
uốn).
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
19
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
-
-
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Sản phẩm không bị trầy xƣớc, làm hỏng lớp bảo vệ chống oxi hóa (sơn
hoặc mã kẽm), không bị co kéo tạo ra những nếp nhăn và những biến
dạng không đều trên bề mặt.
Sản phẩm tole cán phải có giá thành thấp để cạnh tranh.
Phải đảm bảo yêu cầu sử dụng có tính thẩm mỹ cao.
2.2.2 Chọn phương án bộ truyền động
-
Truyền động cho máy
Thông thƣờng có hai phƣơng án truyền động cho máy cán sóng tole là:
- Truyền động bằng cơ khí.
- Truyền động bằng thủy lực.
Truyền động bằng cơ khí:
Hình 2.9 Phương án máy cán truyền động bằng cơ khí
1. Động cơ điện
5. Hộp phân lực
8. Ổ đỡ
2. Khớp nối
6. Ổ đỡ
9. Vít điều chỉnh
3. Hộp giảm tốc
7. Trục con lăn cán
10. Vít điều chỉnh
khe hở
khe hở
4. Khớp nối
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
20
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Ƣu điểm:
- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
- Khả năng tải lớn, vận tốc cao.
Nhƣợc điểm:
- Các bộ truyền làm việc có tiếng ồn lớn
-
hó khăn trong việc điều khiển tự động, đảo chiều, chống quá
tải…
- ích thƣớc, trọng lƣợng lớn, cồng kềnh.
- Độ an toàn, độ tin cậy thấp.
- Yêu cầu chế độ bôi trơn bảo dƣỡng cao.
Truyền động bằng thủy lực
Hình 2.10 Phương án máy cán truyền động bằng thủy lực
1. Bể chứa dầu
khe hở
4. Van điều khiển
7. Vít điều chỉnh
2. Động cơ điện
5. Động cơ dầu
8. Ổ đỡ
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
21
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
3. Bơm dầu
cán
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
6. Hộp phân lực
9. Trục con lăn
Ƣu điểm:
- Dễ dàng trong việc điều khiển tự động.
- ích thƣớc gọn nhẹ.
- Dễ đảo chiều, khả năng chống quá tải.
- Hiệu suất truyền động cao.
- Có khả năng điều khiển vô cấp tốc độ.
- Trọng lƣợng và môment quán tính nhỏ, thuận tiện bố trí các cơ
cấu phụ.
- Truyền động êm.
Nhƣợc điểm:
- Cấu tạo phức tạp, đòi hỏi độ chính xác các bộ phận cao.
- Bố trí các cơ cấu phải chính xác.
- Giá thành sản xuất cao.
- Năng sất làm việc phụ thuộc nhiều vào chất lƣợng của dầu.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
22
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ CON LĂN CÁN
3.1 Lý thuyết uốn kim loại
Uốn là một trong những nguyên công thƣờng gặp nhất trong công nghệ
dập nguội, uốn tức là biến phôi phẳng (tấm), tròn, dây hay ống thành những chi
tiết có hình cong hay gấp khúc, hình dạng khác...
Phụ thuộc vào hình dáng và kích thƣớc vật uốn, dạng phôi ban đầu, đặc
tính của quá trình uốn trong khuôn, uốn có thể tiến hành trên máy ép lệch tâm,
ma sát hay thuỷ lực, đôi khi có thể tiến hành trên các dụng cụ uốn bằng tay hoặc
trên các máy chuyên dung.
3.2 Cơ sở tạo hình sóng tole
3.2.1 Nguyên lý cán tạo hình sóng tole
Quá trình cán tạo sóng tole thực chất là quá trình uốn tole, nó không làm thay
đổi chiều dày của tole tại mọi vị trí. Tole phẳng sau khi qua máy cán sóng sẽ
nhận đƣợc biên dạng theo yêu cầu, đặc biệt trong quá trình cán uốn thì lớp sơn
mạ bảo vệ ít bị phá hỏng tại bất kỳ vị trí nào và có khả năng giữ nguyên chức
năng bảo vệ ban đầu.
Đối với nhà máy hoạt động với quy mô lớn thì sau khi tole cán xong
đƣợc đem đi xử lý chống oxy hóa bề mặt bằng cách sơn phủ hay mạ kẽm bề
mặt. Nhƣng phƣơng pháp này không hiệu quả kinh tế, nên hầu hết phôi đều
đƣợc sơn hoặc mạ kẽm trƣớc khi cán tạo hình. Xuất phát từ những yêu cầu nhƣ
vậy cho nên yêu cầu các con lăn cán phải bảo đảm cho chất lƣợng bề mặt tole
cán là tốt nhất. Trong cán uốn tole, sóng tole đƣợc hình thành giữa hai con lăn
cán trong đó một con lăn đóng vai trò là chày và một con lăn đóng vai trò là cối,
giữa chày và cối có chuyển động quay tƣơng đối với nhau và phôi chuyển động
tịnh tiến qua khe hở giữa hai con lăn cán.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
23
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
1
2
3
Hình 3.1
1: con lăn cán trên (cối)
2: phôi cán
3: con lăn cán dƣới (chày)
Tại cặp trục sau bƣớc cán thứ 4 sóng thứ nhất (sóng giữa) đƣợc bố trí lắp các
con lăn của bƣớc cán đầu tiên hai sóng đối xứng nhau qua sóng thứ nhất. Quá
trình cứ thế tiếp tục cho đến khi hình thành hết 9 sóng tole của sản phẩm.
Hình 3.2
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
24
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HỮU LỘC
Trong đó:
, B, C, D: các con lăn cán
I, II, III, IV, V: các cặp trục cán
1: hƣớng phôi đi vào
2: ống lót giữa hai con lăn cán
3: con lăn cán
Để thuận tiện cho việc gia công và lắp ráp các con lăn ngƣời ta chế tạo con lăn
tách rời nhau với trục đó và sau đó ghép lại với nhau bằng mối ghép then.
Khoảng cách giữa các con lăn cán đƣợc giữ cố định bằng ống lót có kích thƣớc
xác định và các con lăn đƣợc đƣợc định vị trên trục cán bằng hai vòng kẹp chặt
ở hai đầu.
3.2.2 Xác định số lần cán một tấm tole
Từ biên dạng và kích thƣớc của một sóng tole ta triển khai ra đƣợc chiều rộng
của phôi cần cho một sóng tole nhƣ sau:
Hình 3.3
* Tính toán số lần cán:
Để dễ tính toán ta bỏ qua quá trình kéo giãn của chiều dài L. Coi nhƣ L
không đổi trong suốt quá trình uốn.
SVTH: NGUYỄN MINH LÂM
MSSV: 20701241
25
