Thiết kế máy cán tôn sóng vuông

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp là học phần cuối cùng trong chương trình đào tạo của trường
Đại học Bách khoa Đà Nẵng, đây là đồ án thể hiện kiến thức tổng hợp và sự ứng
dụng vào thực tế, đòi hỏi sinh viên phải có sự am hiểu rộng, biết cách tổ chức,
thiết kế, tính toán khoa học.Đây là tiền đề giúp cho chúng em có khả năng làm
việc sau khi tốt nghiệp ra trường.
Chúng em chân thành kính cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo
PGS.TS Nguyễn Văn Yến, cùng các thầy, cô giáo trong khoa Cơ Khí, Trường Đại
học Bách Khoa Đà Nẵng và các bạn đã góp ý, bổ sung giúp em hoàn thành tốt đồ
án này. Chúng em ghi nhận sâu sắc công lao to lớn của quý thầy cô, người đã thắp
lên ngọn lửa tri thức và nhân cách của chúng em. Chúng em kính chúc quý thầy cô
sức khỏe dồi dào, tràn ngập hạnh phúc và tiếp tục giảng dạy lớp lớp thế hệ học trò
để xã hội có đội ngũ tri thức hùng mạnh và ngày càng phát triển.
Bản thân chúng em đã cố gắng nỗ lực, tìm tòi, học hỏi, cố gắng vận dụng các
kiến thức đã có. Nhưng do kiến thức còn non yếu, kinh nghiệm chưa nhiều và thời
gian hạn hẹp, chắc rằng đồ án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong
các thầy cô, các bạn đóng góp ý kiến để bản thân chúng em chỉnh sửa và hoàn
thiện hơn.
Đà Nẵng, Ngày 24 tháng 05 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Đặng Đức Cường

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang i

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU..................................................................................................................1
CHƯƠNG I : CÁC LOẠI TÔN VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG TẤM LỢP............2
1.1 GIỚI THIỆU VỀ TẤM LỢP...........................................................................2
1.1.1 Phân loại tôn.............................................................................................2
1.1.2 : Vật liệu dùng làm tôn:.............................................................................4
1.2 CÁC LOẠI MÁY CÁN TÔN TẠO SÓNG....................................................4
1.3 THÔNG SỐ CÁC LOẠI MÁY CÁN TÔN THƯỜNG DÙNG.....................5
1.3.1 Đối với tôn sóng vuông :...........................................................................5
1.3.2 Đối với sóng ngói :.....................................................................................6
1.3.3 Đối với sóng tôn tròn:...............................................................................6
1.3.4 Đối với tôn vòng :.....................................................................................7
1.4 QUAN SÁT BỀ MẶT CỦA CÁC TẤM LỢP BẰNG KIM LOẠI................7
1.4.1 Vật liệu và độ bền......................................................................................7
1.4.2 Tìm hiểu thị trường của sử dụng tấm lợp:................................................7
1.4.3 Quan sát bề mặt các tấm tôn trước và sau cán :.......................................8
CHƯƠNG II : CÔNG NGHỆ CÁN TÔN TẠO SÓNG.......................................9
2.1 YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY CÁN TÔN TẠO SÓNG :...........................9
2.2 SƠ ĐỒ MÁY CÁN TÔN TẠO SÓNG :.........................................................9
2.2.1 Sơ đồ động...............................................................................................12
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÔI CHO MÁY...........................................12
2.4 QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI....................................................................13
2.5 BIẾN DANG CỦA KIM LOẠI KHI CÁN...................................................15
2.5.1 Sự trượt của tinh thể kim loại..................................................................16
2.5.2 Ứng suất gây ra tượt...............................................................................17

2.5.3 Hình thái trượt :......................................................................................18
2.5.4 Song tinh :...............................................................................................18
2.5.5 Hiện tượng xảy ra sau biến dạng dẻo.....................................................19
2.6 QUÁ TRÌNH UỐN KIM LOẠI....................................................................20
2.6.1 Khái niệm................................................................................................20
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang ii


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

2.6.2 Đặc điểm của quá trình uốn....................................................................20
2.6.3 Bán kính uốn lớn nhất và bán kính uốn lớn nhất cho phép :..................23
2.6.4 Tính đàn hồi khi uốn :.............................................................................24
2.7 DAO CẮT VÀ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG DAO CẮT.....................28
2.7.1 Quá trình cắt vật liệu..............................................................................28
2.7.2 Xác định khe hở dao................................................................................29
2.7.3 Các loại máy cắt sản phẩm.....................................................................30
CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY................................................34
3.1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC :.........................................................................34
3.2 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC..................................................................34
3.2.1 Tính áp lực cán :.....................................................................................34
3.2.2 Tính khối lượng các con lăn trên ( cối)..................................................35
3.3 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH :............................................................36
3.3.1 Đặc điểm của bộ truyền xích;.................................................................36
3.3.2 Thiết bộ truyền xích :.............................................................................36
3.3.3 Thiết kế trục cán.....................................................................................39

3.4 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM..............................48
3.4.1 chọn vật liệu chế tạo bánh răng.............................................................48
3.4.2 Định ứng xuất uốn và ứng xuất tiếp xúc cho phép.................................49
3.4.3 Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K=1,3.............................................................49
3.4.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng..........................................................49
3.4.5 Tính khoảng cách trục A . Lấy O’=1,25................................................49
3.4.6 Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng....................50
3.4.7 Định cấp chính xác hệ số tải trọng K và A..............................................50
3.4.8 Xác định modun số răng

[6]...............................................................50

3.4.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng.......................................................51
3.4.10 Kiểm nghiệm sức bền của bánh răng khi chịu quá tải đột ngột...........51
3.5 TÍNH TOÁN CHỌN Ổ ĐỠ :........................................................................52
CHƯƠNG IV : LẮP GHÉP VÀ SỮA CHỮA.....................................................54
4.1 LẮP GHÉP....................................................................................................54
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang iii


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

4.2 GIẢI THÍCH LẮP GHÉP.............................................................................54
4.2.1 Lắp ghép trên cụm...................................................................................54
4.2.2 Bản vẽ lắp cụm........................................................................................54
4.2.3 Sơ đồ mạch điện máy cán tôn.................................................................54

4.3 HIỆU CHỈNH...............................................................................................55
4.4 VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN MÁY :........................................................55
4.4.1 Nguyên lý hoạt dộng của máy cán uốn tạo sóng tôn :...........................55
4.4.2 Vận hành và bảo quản máy :.................................................................56
4.4.3 Kiểm tra sản phẩm tôn cán ...................................................................56
4.5 SƠ BỘ NHỮNG CHI TIẾT TRONG MÁY CÁN TÔN.............................56
4.5.1 Những chi tiết trục cán tôn phía dưới....................................................56
4.5.2 Những chi tiết trục cán tôn phía trên......................................................63
4.4.3 Một số chi tiết khác của máy..................................................................68
CHƯƠNG V : GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN MÁY:.......................................71
5.1 NGUYÊN CÔNG I: ......................................................................................71
5.2 NGUYÊN CÔNG II :.....................................................................................71
5.2.1 Phay thô mặt A.........................................................................................71
5.2.2 Phay thô mặt B.........................................................................................72
5.2.3 Phay thô mặt C.........................................................................................73
5.2.4 Phay thô mặt A.........................................................................................74
5.3 NGUYÊN CÔNG III : ..................................................................................75
5.3.1 Khoan 14 lỗ Ø 16....................................................................................75
5.3.2 Khoét 14 lỗ Ø 17......................................................................................76
5.3.3 Khoan 14 lỗ Ø 11.....................................................................................77
5.3.4 Khoét 14 lỗ Ø 12......................................................................................77
5.4 NGUYÊN CÔNG IV.....................................................................................78
5.4.1 Phay thô rãnh E.......................................................................................78
5.4.2 Phay tinh mặt rãnh E...............................................................................79
5.5 NGUYÊN CÔNG V :...................................................................................80
5.6 NGUYÊN CÔNG VI :..................................................................................80
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang iv

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1 : Hình dáng kim loại trước khi cán............................................................8
Hình 1.2 : Hình dáng kim loại sau khi cán...............................................................8
Hình 2.1 : Sơ đồ máy cán tôn tạo sóng..................................................................10
Hình 2.2 : Sơ đồ máy cán tôn tạo sóng...................................................................11
Hình 2.3 : Sơ đồ động............................................................................................12
Hình 2.4 : Sự thay đổi cấu trúc kim loại biến dạng khi cán...................................14
Hình 2.5 : sự phụ thuộc của cơ tính vào độ biến dạng...........................................14
Hình 2.6 : Đồ thị kéo..............................................................................................16
Hình 2.7 : Sơ đồ trượt tinh thể................................................................................16
Hình 2.8 : Sơ đồ biểu diễn lực................................................................................17
Hình 2.9 : Sơ đồ hình thái trượt..............................................................................18
Hình 2.10 : Hình dáng mặt song tinh.....................................................................19
Hình 2.11 : Hướng tinh thể khi bị biến dạng..........................................................19
Hình 2.12 : a) Trước khi uốn ; b) Sau khi uốn.......................................................21
Hình 2.13 : Bán kính cong của lớp trung hòa.........................................................22
Hình 2.14 : Góc đàn hồi β sau khi uốn..................................................................26
Hình 2.15 : sơ đồ quá trình uốn..............................................................................27
Hình 2.16 : Quá trình cắt đứt vật liệu.....................................................................28
Hình 2.17 : Ảnh hưởng của khe hở Z.....................................................................29
Hình 2-18: Máy cắt dao song song.........................................................................31
Hình 2-19: Máy cắt song song dao trên di động....................................................32
Hình 2.20 : Máy cắt song song dao dưới di động..................................................32
Hình 3.1 : Kết cấu trục cán.....................................................................................40

Hình 3.2 : Sơ đồ tác dụng lực.................................................................................42
Hình 3.3 : Sơ đồ phân tích lực theo phương Y.......................................................42
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang v


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

Hình 3.4 : Sơ đồ phân tích lực theo phương X.......................................................43
Hình 3.5 : Biểu Đồ Mômen....................................................................................45
Hình 3.6 : Sơ đồ tính toán độ võng của trục...........................................................48
Hình 4.1 : Sơ đồ mạch điện....................................................................................54

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang vi


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

MỞ ĐẦU
Ngày nay tôn là loại vật tư rất quan trọng trong dân dụng, công nghiệp. Nó
được dùng làm tấm lợp bao che cho các công trình xây dựng như nhà ở nhà
xưởng, kho tàng, lán trại …. Với tấm lợp bằng kim loại (tôn) còn có ưu điểm làm
giảm khối lượng khung sườn đáng kể, thời gian sử dụng lâu dài, tính thẩm mỹ cao.

Trong khi đó nước ta có trên 75 triệu dân với một nền kinh tế dang trên đà
phát triển, do vậy nhu cầu về tấm lợp trong xây dựng và công nghiệp rất cao, đặc
biệt là tấm lợp bằng kim loại (tôn). Nhưng do máy móc, thiết bị dùng để sản xuất
tấm lợp bằng kim loại hầu như chúng ta đều phải nhập từ nước ngoài như: Nhật
Bản, Đài Loan… với giá thành rất cao. Cho nên thiết kế máy cán-uốn tôn tạo sóng
là điều hết sức cần thiết và có ý nghĩa thiết thực.
Xuất phát từ những suy nghĩ phải góp phần cho việc phát triển công nghiệp
nước nhà, hạ giá thành thiết bị và tạo một mặc hàng công nghiệp. em đã dược thầy
PGS.TS Nguyễn Văn Yến giao cho nhiệm vụ “THIẾT KẾ MÁY CÁN-UỐN
TÔN 7 SÓNG”.
-Trình bày tổng quát về các loại tôn và tấm lợp bằng tôn thông dụng
đang sản xuất tại Đà Nẵng
-Tìm hiểu quá trình biến dạng của lá tôn khi cán uốn tạo sóng
-Phân tích, chọn sơ đồ của máy cán tạo sóng
-Phân tích, chọn các thông số chủ yếu của máy, tính năng suất tốt đa
của máy
-Tính toán thiết kế các bộ phận của máy, thiết kế toàn máy
-Vấn đề an toàn và hướng dẫn sử dụng
-Tính toán hệ thống điện của máy

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 1


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

CHƯƠNG I : CÁC LOẠI TÔN VÀ NHU CẦU SỬ

DỤNG TẤM LỢP
1.1 GIỚI THIỆU VỀ TẤM LỢP
Trong cuộc sống nhu cầu sử dụng tấm lợp của con người ngày càng cao do
đó đòi hỏi các tấm lợp phải đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng của con người. Trước đây
hầu hết các tấm lợp được làm từ đất sét (ngói), phêroximăng, nhựa PVC… những
loại này có nhiều nhược điểm nên bây giờ ít đươc sử dụng. Trong đó các loại tấm
lợp bằng kim loại (tôn) ngày càng dược sử dụng nhiều vì thế nó ưu điểm sau :
+ Độ bền của tấm lợp bằng kim loại cao hơn so với tấm lợp bằng
phêroximăng , đất sét, nhựa PVC…
+ Thời gian sử dụng lâu hơn, khả năng chống chịu lại tác hai môi trường cao
hơn.
+ Gọn nhẹ, có tính thẩm mỹ cao.
+ Khó hư hỏng, khó thấm nước.
+ Kết cấu sườn lợp gọn nhẹ, tiết kiệm được kết cấu khung sườn nhà.
1.1.1 Phân loại tôn
Tôn có chiều dày từ 0.1- 1,0 mm, chiều rộng từ 380-1060mm, để tạo điều
kiện cho việc vận chuyển phôi liệu dễ dàng, các nhà máy cán thép sản suất ra các
tấm kim loại và cuộn lại thành cuộn lớn, với khối lượng 1 cuộn gần 5 tấn có chiều
dày và chiều dày và chiều rộng nhất định. Các loại tôn này thường được nhập từ
nước ngoài như BHP của Australia, POMINI của Italia, SMS của Đức, VAI của
Áo, NKK và KAWASAKI của Nhật, ANMAO của Đài Loan, Trung Quốc, Công
ty tôn Phương Nam khu công nghiệp biên Hòa Đồng Nai…Các cuộn thép này đã
có sẵn lớp bảo vệ lợp, người ta phải tạo sóng cho tôn, tùy theo nhu cầu người sử
dụng tạo ra sóng cho tôn là sóng thẳng, sóng tròn hay sóng ngói.
Các loại tôn có sóng thường dùng là :
+ Tôn sóng vuông.
+ Tôn sóng tròn.
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 2

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

+ Tôn sóng ngói.
Các loại tôn này thường có 5 sóng, 7 sóng, 9 sóng. Làm mái thẳng, mái
vòm, chiều dày thường 0.2, 0.28, 0.35, 0.4, 0.5, 0.75 (mm).
a/ Tôn sóng vuông :

b/ Tôn sóng ngói :

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 3


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

c/ Tôn sóng tròn :

1.1.2 : Vật liệu dùng làm tôn:
Có rất nhiều loại vật liệu khác nhau:
+ Loại bằng nhôm : Loại này rất đắc tiền, nhưng có ưu điểm là nhẹ, dẻo dễ
cán, bền trong môi trường tư nhiên. Nhược điểm là chịu lực kém nên cũng ít sử
dụng
+ Loại bằng thiết, kẽm : Loại này bền cao, có tính dẽo tốt nhưng giá thành cao.

+ Loại bằng thép : Sử dụng thép carbon chất lượng trung bình với µ-b≤
400Mpa.
Loại này kém bền trong môi trường không khí, dễ bị oxi hóa… Để khắc phục hiện
tượng trên, người ta thường mạ kẽm hoặc sơn tĩnh diện các cuộn phôi tấm.
1.2 CÁC LOẠI MÁY CÁN TÔN TẠO SÓNG
Cho đến nay hầu hết các loại máy cán tôn sử dụng ở nước ta đều là nhập
ngoại, giá thành rất cao, trong khi đó đất nước ta còn khó khăn về kinh tế, Do đó
để đáp ứng nhu cầu về tấm lợp cho người sử dụng với giá thành rẻ hơn so với các
tấm lợp nhập ngoại, mà độ bền vẫn tương tự nhau.
Hiện nay nước ta đã có một vài cơ sỡ tiến hành sản xuất ra các loại máy cán
tôn tạo sóng với giá thành thấp hơn nhiều so với máy nhập ngoại. Do vậy sản
phẩm tôn cán có giá thành hợp lý, đáp ứng được thị yếu của nhu cầu người sử
dụng, sản phẩm tiêu thụ ngày càng nhiều hơn, rộng rãi hơn.

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 4


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

Việc sản xuất ra các máy cán-uốn tôn rẽ tiền, trang bị cho các khu vực còn
thỏa mãn được điều kiện vận chuyển. Vì có những công trình xây dựng yêu cầu có
những tấm lợp với chiều dài lớn, việc vận chuyển xa sẽ có nhiều khó khăn. Tôn
phẳng được sản xuất sẵn, có chiều dài tới 1200 mét, khối lượng gần 5 tấn, được
cuộn lại thành cuộn có đường kính < 1.2 mét nên dễ vận chuyển. Và hiện nay nước
ta có vài đơn vị sản xuất máy để cung cấp cho thị trường, tại Đà Nẵng có cơ sở sản
xuất : công ty điện chiếu sáng Đà Nẳng. Các đơn vị vị này sản xuất máy cán với

giá chỉ bằng 1/3 so với giá nhấp ngoại. Hơn thế nữa trong thời gian gần đây các
công ty chế tạo máy cán tôn còn sản xuất ra máy cán tôn hai tầng với năng xuất
cao.
1.3 THÔNG SỐ CÁC LOẠI MÁY CÁN TÔN THƯỜNG DÙNG
1.3.1 Đối với tôn sóng vuông :
+ Tôn khổ 914mm tạo tôn 7 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125*6 = 750 (mm)
+ Tôn khổ 1200mm tạo 9 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125*8 = 1000 (mm)
+ Biên dạng, các thông số tôn sóng vuông như sau :

60
20

125
125*6 = 750(mm)
125*8 = 1000(mm)

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 5


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

1.3.2 Đối với sóng ngói :
+ Tôn khổ 914mm tạo tôn 5 sóng
Diện tích hữu dụng là : 194*4 = 760 (mm)

+Tôn khổ 1200mm tạo 6 sóng
Diện tích hữu dụng là : 190*5 = 950 (mm)
+Biên dạng, các thông số tôn sóng ngói như sau

190
190*4 = 760
190*5 = 950

1.3.3 Đối với sóng tôn tròn:

74

74*10 = 740

+ Chiều dài hiệu dụng : 74*10 = 740 (mm)

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 6


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

1.3.4 Đối với tôn vòng :
Loại tôn này được cán lại vòng sau khi đã cán tạo sóng, quá trình tạo vòng
là do các khía được tạo trên hai lô cán. Bán kính vòng được thay đổi bởi hai lô cán
đầu ra.
+ Tôn khổ 914mm tạo tôn 7 sóng

Diện tích hữu dụng là : 125*6 = 750 (mm)
+ Tôn 1200mm tạo 9 sóng
Diện tích hữu dụng là : 125*8 = 1000 (mm)
1.4 QUAN SÁT BỀ MẶT CỦA CÁC TẤM LỢP BẰNG KIM LOẠI
1.4.1 Vật liệu và độ bền
Trước đây các tấm lợp mà sử dụng trong nước ta đều từ nước ngoài đa số là
của Mỹ, vật liệu làm chúng thường bằng nhôm, thiết, thép dẻo. Nên các tấm lợp
này có độ bền rất cao, chịu tác động của môi trường tốt, thời gian sử dụng rất lâu
dài. Đa số các tấm lợp này đều có dạng sóng tròn, sóng vuông chiều dài thường là
2.4, 3, 3.5 (m) và chiều rộng thường là 0.8, 1, 1.2 (m).
Trong thời gian này thì trên thị trường xuất hiện nhiều loại tấm lợp khác
nhau cũng được nhập từ nhiều nước như Nhật Bản, Đài Loan, Liên Xô ….với
nhiều loại, hình dáng, kích cỡ, màu sắc. Nhưng vật liệu chế tạo các tấm này không
còn tốt như ngày xưa nửa, vì giá thành vật liệu đắt. Nên người ta thường dùng thép
có độ cứng cao hơn và được mạ lớp kẽm hay sơn phủ bảo vệ, do vậy mà độ bền
cũng không thua kém gì so với tấm lợp làm bằng vật liệu tốt.
Vì điều kiện khí hậu của nước ta có độ ẩm cao, chịu mưa có hàm lượng axit
nên các tấm lợp bằng kim loại thường được dùng bị oxi hóa bởi môi trường, nên bị
hư hỏng chủ yếu là sét, rỉ.
1.4.2 Tìm hiểu thị trường của sử dụng tấm lợp:
Hầu hết các tấm lợp sử dụng ngày nay đều làm bằng kim loại (thép), phổ
biến là các tấm lợp có dạng sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói. Trong khi đó
công trình xây dựng ngày càng nhiều, yêu cầu về bao che cao, độ thẩm mỹ, độ bền
cao. Nên tấm lợp bằng kim loại có thể đáp ứng được nhu cầu đó, nhưng các tấm
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 7


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

lợp nhập ngoại thì có giá thành cao nên hầu hết các tấm lợp đều do ta chế tạo mà
giá thành lại rẻ hơn nhiều, nên đáp ứng được mọi yêu cầu của tầng lớp con người.
1.4.3 : Quan sát bề mặt các tấm tôn trước và sau cán :
*/ Trước khi cán :
Kim loại trước khi cán mềm hơn, không bị trầy xướt, nứt tế vi. Ta quan sát
trên kính hiển vi và nhìn được hình dạng của chúng như sau :

Tấm sơn phủ

Tấm mạ kẽm

Hình 1.1 : Hình dáng kim loại trước khi cán.
*/ Sau khi cán :
Kim loại bị biến cứng, bề mặt bị trầy xướt, xuất hiện vết nứt tế vi, đôi khi
tấm lợp còn bị rách, đứt. Ta quan sát trên kính hiển vi thấy hình dạng của chúng
như sau :

Tấm sơn phủ

Tấm mạ kẽm
Hình 1.2 : Hình dáng kim loại sau khi cán

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 8

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

CHƯƠNG II : CÔNG NGHỆ CÁN TÔN TẠO SÓNG
2.1 YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY CÁN TÔN TẠO SÓNG :
Máy cán tôn tạo sóng phải làm thay đổi kết cấu kim loại (phôi liệu) từ thép
tấm thẳng thành biên dạng tôn theo ý muốn.
+ Máy làm việc phải cho hiệu quả và năng xuất cao nhất, đảm bảo chất
lượng tấm lợp là tốt nhất , phế phẩm là thấp nhất.
+ Các máy cán tôn đều cán tôn theo phương pháp cán nguội do vậy trục cán
phải có độ cứng vững cao, độ bóng cao.
+ Số sóng trên 1 tấm tôn thường là :
- Tôn 7 sóng
- Tôn 9 sóng
+ Tạo hình dáng tôn ít gây sai số biên dạng kích cỡ.
+ Tấm lợp phục vụ cho nhu cầu che nắng, che mưa, trang trí…nên yêu cầu
tấm lợp về mùa nắng phải chịu được nhiệt độ do mặt trời chiếu vào. Về mùa mưa
thì phải giải quyết vấn đề thoát nước, tránh thấm nước. Tôn phải có độ bền thích
hợp để tránh trường hợp gió mạnh làm hư hỏng rách, đứt…
2.2 SƠ ĐỒ MÁY CÁN TÔN TẠO SÓNG :
Để tạo hình dáng sóng tôn theo yêu cầu, thì ta có nhiều cách bố trí sơ đồ
máy để cán. Nhưng tùy theo từng trường hợp cụ thể mà ta có cách bố trí sao cho
hợp lý nhất, kinh tế nhất. Thông thường một máy cán tôn có sơ đồ hoạt dộng như
sau :

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 9

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

Hình 2-1 : Sơ đồ máy cán tôn tạo sóng
1 : Phôi cuộn

2 : Máng dẫn phôi

3 : Dao trên cắt phẳng

4 : Dao dưới cắt phẳng

5 : Các lô và trục cán

6 : Dao trên cắt hình

7 : Dao dưới cắt hình

8 : Sản phẩm tôn cán

9 : Băng chứa sản phẩm

10: Đế máy
Phôi cuộn 1 được đặt vào trục quay nhờ thiết bi cầu trục, tấm phôi phẳng
được dẫn qua máng dẫn 2, qua dao cắt phẳng qua hệ thống trục và con lăn cán.
Sau khi ra khỏi hệ thống trục và con lăn cán thì tôn đã được tạo sóng theo yêu cầu.
Dao cắt hình làm việc khi nào tôn có đủ chiều dài yêu cầu, quá trình cán chỉ dừng
hoạt dộng khi lô cán dừng chuyển động. Sau đó đưa tôn qua băng chứa 9. Dao cắt

phẳng cắt tôn ra khỏi cuộn phôi kết thúc 1 quá trình làm việc của máy.
Máy được dẫn động bằng 1 động cơ, thường đặt ở giữa, và truyền chuyển
động về 2 phía. Với cách bố trí như vậy lực cán phân bố đều về 2 phía nên kết
cấu máy cứng vững, nhỏ gọn, tôn biến dạng đều tạo chất lượng tốt cho sản
phẩm tôn cán.

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 10


SVTH : Đặng Đức Cường

5

1

8

10

6

7

8 : Dao cắt hình

7 : Bộ truyền động

10: Đế máy

5 : Dao cắt phẳng

4 : Lô kéo bọc cao su

9

9 : Băng chứa sản phẩm

6 : Hệ thống con lăn cán

3 : Băng dẫn phôi

Hình 2-2 : Sơ đồ máy cán tôn tạo sóng

4

2 : Phôi cuộn

3

1 : Động cơ

2

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng
    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

Trang 11

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

2.2.1 SƠ ĐỒ ĐỘNG

Hình 2-3 : Sơ đồ động

BỘ GIẢM TỐC NẰM TRONG ĐỘNG CƠ

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÔI CHO MÁY.
- Để cung cấp phôi cho máy cán, có thể cấp phôi bằng tay, bằng máy. Tùy
theo yêu cầu công việc, năng xuất mà ta chọn phương pháp cấp phôi hợp lý.
- Phôi sử dụng cho máy cán tôn thường có 2 dạng sau :
Phôi dạng tấm : loại này ít sử dụng vì khi cần cấp liên tục thì phải lắp thiết bi lắp
tự dộng và yêu cầu chiều dài tôn cố định. Nhưng khi yêu cầu tôn cán kích cở lớn,
dài thì gây khó khăn cho việc bố trí phân xưởng nên loại này không có hiệu quả
kinh tế.

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 12


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

- Phôi dạng cuộn : Phôi loại này phù hợp cho tôn cán vì ít chiếm diện tích

nhà xưởng, phôi có thể cấp liên tục với chiều dài tùy ý, Nhưng vì cuộn nên khối
lượng lớn yêu cầu nhà xưởng phải bố trí thiết bị nâng chuyển.
- Qua đó ta thấy phôi sử dụng cho máy cán tôn dưới dạng cuộn là hợp lý
hơn.
2.4 QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI
+ Cán nguội là hình thức gia cong kim loại dưới nhiệt độ kết tinh lại, tức là
gia công kim loại ở nhiệt độ thường (T can < Tktl). Sản phẩm của cán nguội có chiều
dày từ 0.08-1.0 mm. Thậm với kim loại màu còn cho độ mỏng thấp 0.007-1.0mm
và có cơ tính cao,chất lượng bề mặt và độ chính xác cao.
+ So với cán nóng, cán nguội có đặc điểm sau:
- Quy trình công nghệ của cán nguội phức tạp hơn nhiue62, nó bao gồm
nhiều công đoạn từ khâu chuẩn bị phôi cho tới tinh chỉnh và cần nhiều thiết bị
phức tạp khác.
- Do trở kháng biến dạng của kim loại ở trạng tahi1 nguội lớn hơn nên tiêu
hao năng lượng lớn (áp lực F, mômen cán M, công xuất động cơ P).
- Ma sát giữa vật cán và trục cán lớn nên bề mặt trục mau mòn, do vậy trục
phải có cơ tính đặc biệt, chịu mòn cao.
- Khả năng ép kim loại thấp do đó năng xuất thấp
- Cán nguội làm cho hạt kim loại bị vỡ vụn, mạng tinh thể bị xô lệch làm cơ
tính kim loại tăng (biến cứng). Tùy theo mức độ tăng biến cứng từng loại vật liệu
mà mỗi kim loại chỉ có thể làm giảm chiều dày đến một mức độ nhất định. Nếu ta
tiếp tục cán thì sẽ sinh ra nứt, vỡ, rách tấm cán. Để khắc phục tình trạng này ta tiến
hành ủ trung gian nhằm hồi phục cơ tính ban đầu. Tuy nhiên phải trong một chiều
dày nhất định mà nhà máy có thể cán được.
- Khi cán ứng xuất sinh ra phải nhỏ hơn nhiều so với giới hạn bền cho phép
của vật liệu trục.
- Để đạt được chất lượng và cơ tính của tấm cán nguội cao thì yêu cầu công
nghệ phải được tiến hành với qui trình chặc chẽ, thiết bi phải tốt , vận hành máy có
dộ chính xác cao, rung động là ít nhất.
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 13


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

- Sản phẩm sau khi cán nguội có cơ tính, lý tính tăng lên là vì khi cán nguội
cơ tính, lý tính lim loại bị thay đổi, tổ chức kim loại đầu tiên biến dạng có dạng hạt
nghĩa là kom loại đang có tính dẳng hướng ( mọi tính chất theo mọi phương là như
nhau). Nhưng sau khi bị biến dạng các hạt tinh thể bị vở vụn, kéo dài ra theo
phương cán và có dạng thớ, sợi kim loại có tính dị hướng ( tính chật kim loại theo
các hướng khác nhau thì khác nhau)

a)

b)

Hình 2.4 : Sự thay đổi cấu trúc kim loại trước (a) và sau (b) biến dạng khi cán
- Khi cán nguội sồ lương khuyết tật trong cấu trúc tinh thể tăng, tỷ trọng của
thép giảm đi, từ những yếu tố trên dẫn đến việc tăng độ bền ( Sb), độ cứng (HB),
còn độ dẻo (S%) giảm đi

Hình 2.5 : sự phụ thuộc của cơ tính vào độ biến dạng
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 14

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

Máy cán tôn tạo sóng làm việc theo nguyên tắc cán nguội, do đó khi cán
thì phải trải qua nhiều bước nhất định. Mổi bước làm thay đổi một lượng nhất
định, và cuối cùng sẽ tạo ra hình dáng của sản phẩm. Do vậy các máy cán tôn hiện
nay bố trí nhiều trục cán và mỗi trục cán làm biến dạng một lượng nhất định để tạo
thành sóng tôn theo yêu cầu.
2.5 BIẾN DANG CỦA KIM LOẠI KHI CÁN
- Bất kỳ một kim loại nào đều có một độ cứng nhất định, khi chịu tác dụng
của ngoại lực thì sảy ra hiện tượng biến dạng bao gồm : Biến dạng đàn hồi, biến
dạng dẻo và phá hủy ta có đồ thị biểu diễn như sau :
- Từ đồ thị kéo ta thấy rằng :
+ khi tải trọng đặt vào nhỏ :P < P p thì độ biến dạng ž1 tỷ lệ bật nhất với tải
trọng. Khi bỏ qua tải trọng thì sự biến dạng mất đi, sự biến dạng như vậy gọi là
biến dạng đàn hồi hay biến dạng tỷ lệ.
+ Khi tải trọng đặt vào lớn cụ thể là P > P c thì dộ biến dạng ž1 tăng nhanh
theo tải trọng, khi bỏ tải trọng thì mẫu không trở về dường cũ mà song song với
đoạn OP nên cuối cùng mẫu sẽ bị dài thêm một đoạn. Như vậy ngoài phần biến
dạng dàn hồi còn có phần biến dạng dư hay còn gọi là biến dạng dẻo. Với biểu đồ
trên khi có tải trong Pa mẩu bị dài thêm một doạn là Oa0, còn a0a’ là phần biến dạng
đàn hồi đã bị mất.
+ Khi tải trọng dặt vào lớn hơn nữa, sau khi chịu dược tải trọng cao nhất P p,
trong kim loại sảy ra biến dạng cục bộ. Lúc đó tuy tải trọng tác dụng giảm đi mà
biến dạng vẫn tăng, kim loại ở chỗ biến dạng bị đứt và đi tới phá hủy ở điểm d.

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 15

 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

Hình 2.6 : Đồ thị kéo
2.5.1 Sự trượt của tinh thể kim loại
- Sự trượt là hình thức chủ yếu của biến dạng dẻo, một hình thức khác ít gặp
hơn đó là song tinh.
- Trượt là sự chuyển dời tương đối giữa các phần tử cảu tinh thể theo những
mặt và phương nhất định, gọi là mặt và phương trượt.

Hình 2.7 : Sơ đồ trượt tinh thể
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 16


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

2.5.2 Ứng suất gây ra tượt
- Khác với biến dạng đàn hồi, chỉ có thành phần ứng suất tiếp trên phương
trượt mới có tác dụng gây ra sự trượt.

Hình 2.8 : Sơ đồ biểu diễn lực
- Từ hình ta thấy tinh thể bị kéo theo phương chiều trục với lực kéo P làm
với pháp tuyến cảu mặt trượt một góc j . Chiếu P lên mặt phẳng trượt ta được

phần tiếp tuyến với mặt trượt là Pt = P×sinµ. Phương trượt làm với Pt một góc là

 , thành phần tiếp tuyến của lức P trên phương trượt sẽ là :
Ptt = Pt ×cos  = P×sin  ×cos 
Giả sử mặt cắt ngang của tinh thể là Fo thì diện tích mặt trượt sẽ là :

Fo
cosj

Vậy ứng suất tiếp t trên mặt trượt sẽ là :

t

Ptt �
cos 
Ptt
P�
sin  �
cos  �
cos 
Pt
=
=
=
F0
f tt
cos 

t

=

1
P�
sin 2 �
cos 
�
2
F0

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 17


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

+ Khi j = 00 hay j = 900 thì Sin2  = 0 nên t = 0, sự trượt không sảy ra

+ Khi j = 450 thì Sin2  = 1 nên t = max, lúc này khả năng sảy ra sự trượt
là lớn nhất.
2.5.3 Hình thái trượt :

Hình 2.9 : Sơ đồ hình thái trượt
Đầu tiên sự trượt sảy ra ở hệ mà tại đó ứng xuất tiếp lả lớn nhất

t

max

, ứng

với  = 45o . Các mặt trượt đi tương đối với nhau một khoảng nhất định thì dừng
lại, cách nhau một khoảng nhất định, vì vậy trong nhiều trường hợp, sau khi kéo
dơn tinh thể có dạng như chuổi sếp nghiêng. Sau khi trượt thấy có biến dạng dư,
có thề coi nó như là tổng các bật thang của các mặt trượt thoát ra trên bề mặt.
2.5.4 Song tinh :
Khi chịu tác dụng của ứng xuất tiếp

t

trong tinh thể có sự chuyển động

tương đối của các mặt phân tử này so với mặt phân tử khác. Và kết quả của sự
chuyển dịch đó là sự đối xứng giữa hai bộ phận qua một mặt phẳng cố định gọi là
mặt song tinh.
+ Nguyên tử trên các mặt trượt xê dịch với nhau một khoảng tỉ lệ thuận xo
với khoảng cách từ mặt đó đến mặt song tinh.
+ Song tinh sảy ra đột ngột chứ không từ từ như quá trình trượt do đó tải
trọng va đập tạo ra nhiều song tinh hơn là tải trọng thường.
SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 18


 Máy Cán Tôn Tạo Sóng

    GVHD :PGS.TS Nguyễn Văn Yến

+ Song tinh thường xảy ra ở nơi tập trung ứng suất và trước khi bị phá hủy.
Bên cạnh đó quá trình song tinh còn tạo điều kiện cho mặt trượt vào vị trí thuận
lợi nhất, giúp cho quá trình biến dạng xảy ra dễ dàng.

Hình 2.10 : Hình dáng mặt song tinh
2.5.5 Hiện tượng xảy ra sau biến dạng dẻo.
Sau khi biến dạng dẻo kim loại bị biến cứng, mạng tinh thể bị xô lệch với
mật độ cao, tồn tại ứng suất bên trong…do đó nó trở lại trạng thái không cân bằng
với năng lương dự trử cao và có xu hướng trở về trạng thái cân bằng. Với đa số
kim loại hiện tượng xảy ra rất chậm ở nhiệt độ thường. Trong quá trình biến dạng
dẻo sinh ra các hiện tượng sau :
+ Thay đổi hình dạng của đơn tinh thể.
 Trước khi biến dạng tinh thể có dạng cầu.
 Sau biến dạng các tinh thể bị vặn vẹo, kéo dài ra thành thớ.
+ Hướng của đa tinh thể từ vô hướng quay về hướng của lực tác dụng do đó
tinh thể bị kéo dài theo hướng đó.

a) Vô hướng

b) Dị hướng

Hình 2.11 : Hướng tinh thể khi bị biến dạng

SVTH : Đặng Đức Cường

Trang 19