Đồ án tổng hợp máy uốn ống 3 trục (máy lốc tôn) 0987395409 vietchau96@gmail.com

Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC ....................................................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................................. 3

CHƢƠNG I: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ
THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM
I.

Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực ..................................................... 4
1. Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo .............................................................. 4
2. Định luật ứng suất dư. .................................................................................................................... 4
3. Định luật thể tích không đổi .......................................................................................................... 4
4. Định luật trở lực bé nhất. ............................................................................................................... 5
5. Định luật đồng dạng. ...................................................................................................................... 5

II.

Kỹ thuật cán uốn thép tấm. ................................................................................................... 5
1. Khái niệm uốn. ................................................................................................................................ 5
2. Quá trình uốn. ................................................................................................................................. 6
3. Tính toán phôi uốn. ........................................................................................................................ 7
3.1.

Xác định vị trí lớp trung hòa. ........................................................................................ 7

3.2.

Tính chiều dài phôi. ....................................................................................................... 8

3.3.

Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất................................................................................ 8

3.4.

Công thức tính lực uốn .................................................................................................. 9

3.5.

Tính đàn hồi khi uốn ..................................................................................................... 9

CHƢƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ CÁC LOẠI MÁY LỐC THÉP
HIỆN CÓ.
I.
II.

Giới thiệu sản phẩm. .............................................................................................................. 11
Tìm hiểu về các loại máy lốc thép hiện có. ........................................................................ 13
1.1. Máy lốc 3 trục. .............................................................................................................................. 14
1.2. Máy lốc 4 trục. .............................................................................................................................. 17

CHƢƠNG III: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP
LÝ
I.
II.

Tính toán lực uốn và lực đàn hồi sau khi uốn. ....................................................................... 20
Tính chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền trên các trục của hộp giảm tốc. .. 22
1. Chọn công suất động cơ. .................................................................................................... 22
2. Chọn tỷ số truyền. ............................................................................................................... 23

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 1


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

3. Tính chọn động học của bộ phận ép........................................................................................... 24
III.

Cách bố trí các trục. ............................................................................................................ 26

CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ
TRUYỀN
I.

Tính toán hộp giảm tốc........................................................................................................... 27

II.

Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh ............................................................................ 27

III.

Thiết kế bộ truyền cấp chậm............................................................................................... 35

IV.

Thiết kế bộ truyền bánh răng ngoài. ................................................................................... 42

V. Thiết kế trục và then hộp tốc độ. ............................................................................................ 49
4. 1. Thiết kế trục. .................................................................................................................. 49
4.2. Thiết kế gối đỡ trục và tính then......................................................................................... 57
VI.

Thiết kế bộ truyền trục vít bánh vít. ................................................................................... 61

VII.

Thiết kế vít me đai ốc cơ cấu nâng. .................................................................................... 66

VIII.
IX.

Thiết kế trục uốn chủ động I ........................................................................................... 69
Thiết kế hệ thống phanh hãm ............................................................................................. 74

X. Tính chọn khớp nối và trục nối .............................................................................................. 76

CHƢƠNG V: NỘI DUNG CÁC NGUYÊN CÔNG
Yêu cấu kỹ thuật khi chế tạo trục ........................................................................................... 79

I.
II.

Lập tiến trình công nghệ ..................................................................................................... 79

III.

Thiết kế nguyên công ......................................................................................................... 79

1) Nguyên công 1: khỏa mặt đầu, khoan lỗ tâm............................................................................ 79
2) Nguyên công 2: tiện thô và tiện tinh các bậc trục bên trái Φ40, Φ45................................... 81
3) Nguyên công 3: tiện bề mặt Φ50, Φ45, Φ40, Φ35 ................................................................... 83
4) Nguyên công 4: Phay 2 rãnh then. ............................................................................................. 84
5) Nguyên công 5: Mài bề mặt các bậc trục .................................................................................. 86
6) Nguyên công 6: Kiểm tra............................................................................................................. 88

CHƢƠNG VI: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƢỠNG MÁY
I.

Cách lắp đặt. ........................................................................................................................... 89

II.

Vận hành. ............................................................................................................................ 90

III.

Bảo dưỡng. ......................................................................................................................... 91

IV.

Sự cố máy. .......................................................................................................................... 91

V. Khắc phục sự cố. .................................................................................................................... 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………...………… 92

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 2


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay nhu cầu về việc sử dụng các loại đường ống lớn ngày càng phổ
biến đối với các ngành công nghiệp như: Dầu khí, thủy điện, vận chuyển hóa
chất, chất đốt … là những ngành có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.
Để chế tạo ra các loại đường ống không chỉ có phương pháp uốn hàn mà
còn có những phương pháp khác nhau như: Cán, ép, kéo… Tuy nhiên các
phương pháp này chỉ thích hợp với việc sản xuất các đường ống cỡ nhỏ, còn
đối với ống có đường kính lớn phương pháp uốn hàn tỏ ra có nhiều tính năng
vượt trội so với các phương pháp khác và nó đáp ứng được nhu cầu về việc sản
xuất các đường ống cỡ lớn.
Sau thời gian học tập và nguyên cứu tại trường CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ,
em được giao đề tài: Thiết kế máy cuốn ống 3 trục làm đồ án tốt nghiệp.
Bằng những kiến thức đã học cùng với quá trình tìm hiểu máy tại xưởng

trường trong thời gian thực tập tốt nghiệp, cùng với sự hướng tận tình của thầy
HUỲNH VĂN SANH và các thầy cô trong khoa Cơ khí, em đã hoàn thành
nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên, do thời gian có hạn đồng thời vốn kiến thức
còn nhiều hạn chế nên việc tính toán thiết kế máy không tránh khỏi những thiếu
sót. Em mong được các thầy cô góp ý và sửa chữa để em ngày càng hoàn thiện
hơn trong quá trình thiết kế sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy cô trong khoa
đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Đà Nẵng, ngày 5 tháng 6 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 3


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

CHƢƠNG I:
LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ
KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM
I. 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
Biến dạng dẻo kim loại, đồng thời với biến dạng dẻo có xảy ra biến dạng
đàn hồi. Quan hệ giữa lực và biến dạng khi biến dạng đàn hồi tuân theo định luật
Húc.

2. Định luật ứng suất dƣ.
Trong bất cứ một kim loại biến dạng nào cũng được sinh ra một ứng suất dư
cân bằng nhau. Ứng suất dư này tồn tại bên trong vật thể đến khi biến dạng làm
giảm tính dẻo, độ bền và độ giai va chạm làm cho vật thể biến dạng hoặc phá
hủy. Khi phân tích ứng suất chính cần tính đến ứng suất dư và khắc phục hậu quả
do nó sinh ra.
3. Định luật thể tích không đổi
Thể tích của vật thể trước và sau khi cán không đổi. Định luật này có ý
nghĩa thực tiễn nó cho biết chiều dài sau khi biến dạng dưới tác dụng của ngoại
lực.
Xét một vật thể có kích thước trước biến dạng và sau khi biến dạng là: L0,
b0, h0, L1, b1, h1.
Ta có:

L0 b0h0= L1b1h1.

Từ đây:

ln

L1
b
h
+ ln 1 + ln 1 = 0
L0
b0
h0

Ký hiệu:

ln

L1
b
h
= σ1; ln 1 = σ2; ln 1 = σ3
L0
b0
h0

=>

σ1 + σ2 + σ3 = 0.

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 4


Đồ Án Tổng Hợp
GVHD: Huỳnh Văn Sanh
Trên đây là phương trình điều kiện thể tích không đổi.
Khi tồn tại bằng ứng biến chính đầu của ứng biến phải trái dấu với hai ứng
biến kia và có trị số bằng tổng hai ứng biến kia.
4. Định luật trở lực bé nhất.
Trong quá trình biến dạng các chất điểm của vật thể sẻ di chuyển theo
phương nào có trở lực bé nhất.
5. Định luật đồng dạng.
Trong điều kiện biến dạng động dạng, hai vật thể có hình dạng hình học

đồng dạng nhau. Nhưng kích thước giống nhau sẻ có áp lực đơn vị biến dạng
như nhau.
Nếu gọi a1, b1, c1, F1, v1 là kích thước, diện tích và thể tích của vật thể 1; a2,
b2, c2, F2, v2 là kích thước , diện tích và thể tích của vật thể 2.
Gọi P1, P2, A1, A2 là lực và công biến dạng tác dụng lên vật thể 1 và 2.
a1
b
c
 1  1 =n
a2
b2
c2

F1
= n2
F2

;

v1
= n3
v2

Theo định luật đồng dạng thì:
P1
= n2
P2

;

A1
= n3
A2

Định luật này rất quan trọng cho phép ta thử mẫu có kích thước nhỏ để xác
định các ảnh hưởng của biến dạng đến tổ chức cơ tính của kim loại.
II. Kỹ thuật cán uốn thép tấm.
1. Khái niệm uốn.
Uốn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhằm tạo cho phôi hoặc
một phần của phôi có dạng cong hay gấp khúc, phôi có thể là tấm, dải, thanh
định hình và được uốn ở trạng thái nguội hoặc nóng. Trong quá trình uốn phôi bị
biến dạng dẻo từng phần để tạo thành hình dáng cần thiết.
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 5


Đồ Án Tổng Hợp
GVHD: Huỳnh Văn Sanh
Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng đàn hồi xảy ra khác nhau ở
hai mặt của phôi uốn.
2. Quá trình uốn.
Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. Uốn làm thay
đổi hướng thớ kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước.
Trong quá trình uốn, kim loại phía trong phía góc uốn bị nén lại và co ngắn
ở hướng dọc, đồng thời bị kéo ở hướng ngang. Còn phần kim loại phía ngoài góc
uốn bị giãn ra bởi lực kéo, giữ lớp co ngắn và dãn dài là lớp kim loại không bị
ảnh hưởng bởi lực kéo và nén khi uốn và tại đây vẫn giữ được trạng thái ban đầu
của kim loại và đây gọi là lớp trung hòa. Sử dụng lớp trung hòa này để tính sức

bền của vật liệu khi uốn.
Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giả chiều dày chổ uốn, sai lệch
hình dạng về tiết diện ngang, lớp trung hòa bị lệch về phía bán kính nhỏ.
Khi uốn những dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến dạng mỏng vật liêu
nhưng không có sai lệch tiết diện ngang, vì trở kháng của vật liệu có cùng chiều
rộng lớn sẻ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang.
Khi uốn phôi với bán kính có khối lượng nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn
và ngược lại.

Hình 1.1: Biến dạng của phôi thép trước và sau khi uốn
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 6


Đồ Án Tổng Hợp
3. Tính toán phôi uốn.

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

3.1. Xác định vị trí lớp trung hòa.
Vị trí của lớp trung hòa được xác định bởi bán kính lớp trung hòa ρ. Trong
quá trình uốn bề mặt lớp kim loại phía trong và phía ngoài của phôi bị biến dạng
nén và kéo, ở giữa các lớp này là lớp trung hòa hầu như không bị biến dạng và để
tính toán phôi ra tiến hành xác định vị trí lớp trung hòa và tính toán phôi ra tại
đây.
Bán kính lớp trung hòa có thể được xác định theo công thức:

Bth

r  
S    (mm)
B
2 2



[3]

Trong đó: Bth – chiều rộng trung bình của lớp tiết diện uốn.
Bth =

B  B2
2

B – chiều rộng của phôi ban đầu

(mm)

S – chiều dài vật liệu

(mm)

r – bán kính uốn phía trong

(mm)

ξ – hệ số biến mỏng.
Tỷ số
ξ=

S1
S

Bth
gọi là hệ số biến rộng.
B

S1 – chiều dày vật liệu sau khi uốn.

Trong thực tế bán kính lớp trung hòa có thể xác định theo công thức gần
đúng:
ρ = r + x.S

[3]

Trong đó: - r là bán kính uốn phía trong
- X là hệ số xác định khoảng cách lớp trung hòa đến bán kính
uốn phía trong

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 7


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

Hình 1.2: Bán kính uốn phôi thép
3.2. Tính chiều dài phôi.
Chiều dài phôi được tính theo công thức:
L = l1 + l2 +

(r + xs)

[3]

Trong đó: r là bán kính uốn
3.3.

Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất

Khi uốn, nếu bánh uốn phía trong quá nhỏ sẽ làm đứt vật liệu ở tiết diện
uốn. Nếu bán kính uốn quá lớn sẽ không xảy ra hiện tượng biến dạng dẻo và
phôi sẽ không giữ được trạng thái sau khi uốn.

 Bán kính uốn được xác định theo công thức:
rngoài = rtrong – S

[3]

Trong đó: E=2,15.105 (N.mm2) môđun đàn hồi của vật liệu
S chiều dài vật uốn (mm)
σ giới hạn chảy của vật liệu (N/mm2)

 Bán kính uốn nhỏ nhất được xác định theo công thức:
rmin =

[3]

: độ giản dài tương đối của vật liệu (%)
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 8


Đồ Án Tổng Hợp
Theo thực nghiệm ta có:

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

rmin = K.S
Với: K hệ số phụ thuộc góc nhấn α
3.4. Công thức tính lực uốn
Lực uốn bao gồm: uốn tự do liên tục và lực làm cho phôi chuyển động
quanh trục
F= F1 + F2
Trong đó:

F1: lực biến dạng dẻo kim loại
F2: lực làm cho phôi quay quanh trục

+ Lực uốn làm biến dạng dẻo kim loại
F1 =

= k1 .B.S.

[3]

Ở đây: K1 =
3.5. Tính đàn hồi khi uốn
Trong quá trình uốn không phải toàn bộ kim loại phần không uốn đều chịu
biến dạng dẻo mà có một phần còn lại ở biến dạng đàn hồi. Vì vậy khi không còn
lực tác dụng của các trục uốn thì vật uốn hoàn toàn như hình dáng kích thước
như đã lựa chọn ban đầu, đó là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn.

Hình 1.3: Tính đàn hồi trước và sau khi uốn
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 9


Đồ Án Tổng Hợp
GVHD: Huỳnh Văn Sanh
Tính đàn hồi được biểu hiện khi uốn với bán kính nhỏ (r < 10S) bằng góc
đàn hồi β. Còn khi uốn với bán kính lớn (r > 10S) thì cần phải tính đến sự thay
đổi bán kính cong của vật uốn.
Góc đàn hồi được xác lập bởi hệ số giữa góc của vật uốn sau khi dập và góc
uốn theo tính toán
=

–

Thông thường

bằng khoảng 100

Mức độ đàn hồi khi uốn phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, góc uốn, tỉ số
giữa bán kính uốn với chiều dài vật liệu, hình dáng kết cấu

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 10


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

CHƢƠNG II:
GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ CÁC LOẠI MÁY LỐC
THÉP HIỆN CÓ
I. Giới thiệu sản phẩm.
Trong đời sống hằng ngày sản phẩm ống được sử dụng rất rộng rãi cho các
ngành, các phương tiện trong thực tế.
Đó là nhu cầu rất cần thiết không thể thiếu được. Nó chiếm một tỷ trọng
đáng kể trong nhiều lĩnh vực.

 Trong nông nghiệp: ống được dùng để dẫn nước của máy bơm, máy kéo.
 Trong các ngành công nghiệp ống đóng vai trò chủ chốt trong mọi hoạt
động. Ở các xí nghiệp ống được dùng để chứa các khí (O2, CO2, C2H2… ). Dẫn
nước, dầu cho máy móc có sử dụng ống.

 Một số công trình thủy lợi, sản phẩm ống được lắp đặt để dẫn nước tới nơi
cần được cung cấp.

 Trong đời sống sinh hoạt, ống là phương tiện dẫn nước cho mọi người dân,
bảo vệ nguồn nước khỏi bị nhiễm bẩn.

 Tại các công ty xăng dầu ống được sử dụng rất cần thiết, là chỗ chứa quan
trọng để đảm bảo cung cấp cho các phương tiện đi lại như (xe ô tô, xe gắn
máy…).
Với việc sử dụng ống rất đa dạng cho các ngành theo từng công việc khác
nhau do dố ống dẫn sẽ không thể thiếu được trong đời sống sinh hoạt và trên tất
cả các lĩnh vực.
Dưới đây là một số mô hình ống được dùng sản xuất.
 Ống dùng dẫn nước, dẫn dầu và khí.

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 11


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

Hình 2.1
 Ống dùng các trữ lượng lớn.

Hình 2.2
 Ống dùng để tạo bình chứa khí, chứa gas: Có yêu cầu cao về chịu áp lực,
đảm bảo an toàn. Thường có chiều dài lớn.
 Bồn dùng để tạo bình chứa dầu, nước, không được rò rỉ yêu cầu độ kín khít

cao.

Hình 2.3
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 12


Đồ Án Tổng Hợp
GVHD: Huỳnh Văn Sanh
Tuy nhiên việc sử dụng ống cho nhiều hình thức khác nhau, có những dạng
kích thước của ống khác nhau. Vì vậy sản phẩm ống là nhu cầu không thể thiếu
được trong sản xuất và đời sống.
Trong quá trình thực tập tại xưởng và qua sự tìm hiểu, học tập quy trình sản
xuất ông dẫn nước chịu áp lực phục vụ cho các công trình thủy lợi_thủy điện,
phần nào cũng khẳng định thêm tầm quan trọng của các đường ống.
Hiện nay với nhu cầu xây dựng các nhà máy thủy điện vừa và nhỏ nhằm
cung cấp điện cho điện lới quốc gia. Xưởng đã hợp đồng sản xuất ống dẫn nước
và ống dẫn chịu áp lực cho các công trình thủy lợi _thủy điện mà điển hình là
công trình thủy điện Khe Diên ở Quảng Nam và công trình thủy lợi_thủy điện
Quảng Trị.
Sản phẩm ống dẫn được sản xuất tại xưởng hiện nay có các thông số kỹ
thuật sau: Tính cho một đoạn ống.


Dài 2(m).



Đường kính lớn nhất Φ500 (mm).



Dày: 12 (mm).
Với sản phẩm như vậy, phôi liệu ban đầu là thép tấm CT3 với các kích
thước:



Dày: 12 (mm).



Dài: 2000 (mm).



Rộng: 1500 (mm).
Ống sau khi được sản xuất bằng máy lốc 3 trục và qua các công đoàn hàn

nối để cho ra sản phẩm cuối cùng theo yêu cầu.
II. Tìm hiểu về các loại máy lốc thép hiện có.
Cùng với nhu cầu về các thiết bị đường ống ngày càng cao và đòi hỏi kích
thước lớn mà trong khi đó các phương pháp các ống chưa thể đáp ứng được.
Để đáp ứng được việc sản xuất chế tạo các đường ông có kích thước lớn cần
phải được thực hiện trên các máy lốc thép.
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 13


Đồ Án Tổng Hợp
GVHD: Huỳnh Văn Sanh
Qua quá trình học tập và tìm hiểu hiện nay có hai loại máy lốc thép là máy
lốc 3 trục và máy lốc 4 trục.
2.1.

Máy lốc 3 trục.
Đối với máy lốc 3 trục ta có thể có nhiều phương án cuốn ống khác nhau. Ở

đây ta có 3 phương án điển hình.
2.1.1 Phương án 1: Hai trục ép đặt phía dưới.

Hình 2.4: Hai trục ép đặt phía dưới
 Ưu điểm: kiểu máy cuốn hai trục ép đặt phía dưới này dùng để cuốn
những vật liệu dày có kết cấu phức tạp, cho năng suất cao.
 Nhược điểm: không cuốn được những vật liệu quá nhỏ và khó chế tạo, giá
thành cao.
2.1.2 Phƣơng án 2: trục ép đặt về phía sau trục cuốn.

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 14


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

Hình 2.5: Trục ép đặt về phía sau trục cuốn
 Ưu điểm: phương án này có khả năng cuốn được các sản phẩm có kích
thước khác nhau, cuốn được những vật liệu dày.
 Nhược điểm: Năng suất không cao vì tính linh hoạt của máy thấp.
2.1.3 Phƣơng án 3: trục ép được bố trí ở giữa trục đỡ.

Hình 2.6: Trục ép được bố trí ở giữa trục đỡ
Trên đây là các phương án để cuốn ống từ máy lốc 3 trục. Từ đó phương án
3 là phương án có hiệu quả và đảm bảo tính kinh tế cho việc chế tạo vì:
+ kết cấu máy đơn giản, làm việc có năng suất cao.
+ Dụng cụ chi tiết dễ chế tạo, dễ mua.
+ Đảm bảo tính kinh tế cao, dễ sửa chữa.
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 15


Đồ Án Tổng Hợp
Ta có sơ đồ động của máy như sau:

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

Hình 2.7: Sơ đồ động máy cuốn ống 3 trục
Trong đó:
1-Phanh

6-Vít me – Đai ốc

2- Động cơ

7-Trục vít – bánh vít

3-Bộ truyền đai

8- Khớp nối

4-Hộp giảm tốc

9- Ổ trượt

5-Bộ truyền bánh răng

10- Trục cuốn

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 16


Đồ Án Tổng Hợp
 Nguyên lý hoạt động:

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

Sau khi chuẩn bị xong vật liệu ta tiến hành cuốn. Phôi được đưa vào khe hở
giữa hai trục dưới và trên và bắt đầu khởi động máy để cuốn. Khởi động động cơ

để ép hai trục dưới lên tọa độ cong cho phôi và trục trên chuyển động quay tròn
để cuốn phôi. Trục cuốn có thể cuốn phôi chạy hai chiều để cuốn phôi chạy tới
chạy lui cho đến khi sản phẩm ống được hình thành thì kết thúc một quá trình
cuốn.
2.2 Máy lốc 4 trục.

Hình 2.8
Cũng dựa trên nguyên tắc phôi được ép nhờ hai trục III và IV, động thời
được cuốn sang phải và trái thông qua chuyển động quay của trục cuốn I.
So với máy cuốn 3 trục, ở đây ta có thể lốc được các ống có chiều dày khác
nhau qua khe hở giữa hai trục cuốn I và II. Ngoài ra so với máy cuốn 3 trục
không thể uốn cong đoạn đầu của phôi trong khi máy lốc 4 trục có thể làm được
và làm biến dạng đều trên toàn bộ bề mặt của phôi thông qua điều chỉnh lực ép
của hai trục bên lên phôi.
Tuy nhiên máy lốc 4 trục có nhiều hạn chế như:
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 17


Đồ Án Tổng Hợp
GVHD: Huỳnh Văn Sanh
+ Hệ thống điều khiển phức tạp, cơ cấu không gọn do vừa điều khiển bằng
cơ khí, vừa điều khiển bằng thủy lực.
+ Giá thành chế tạo cao.
+ Chiếm nhiều không gian trong nhà xưởng.
Mặc dù vậy, máy cũng có những ưu điểm vượt trội:
+ Năng suất hoạt động lớn vì tính linh hoạt của máy cao.
+ Có thể uốn được những ống có đường kính lớn và chiều dày khác nhau

và đảm bảo độ chính xác cao.

Hình 2.9: Sơ đồ động máy cuốn ốn 4 trục
Trong đó:
1- Động cơ

6- Gối đỡ

2- Phanh

7- Trục uốn

3- Bộ truyền đai

8- Động cơ

4- Hộp giảm tốc

9- Trục vít – Bánh vít

5- Bánh răng

10- Vít me – Đai ốc

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 18

Đồ Án Tổng Hợp
 Nguyên lý hoạt động:

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

Sau khi phôi thép tấm được đưa vào máy ta khởi động trục ép để ép cong
phôi đồng thời nâng trục II để ép phôi theo chiều dày của phôi. Sau đó ta khởi
động động cơ chính để cuốn ống cho đến khi ống được cuốn xong.

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 19


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

CHƢƠNG III:
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ LỰA CHỌN KẾT CẤU
MÁY HỢP LÝ
I. Tính toán lực uốn và lực đàn hồi sau khi uốn.
Phôi có các thông số sau:
- Uốn ống với đường kính Φmin = 220 (mm).
- Các thông số kỹ thuật của phôi:
+ Dài: 2000 (mm) = 20 (dm)
+ Rộng 1500 (mm) = 15 (dm)
+ dày: 12 (mm) = 0.12 (dm)
Khối lượng phôi:

Q = V.γ

(Kg).

Trong đó: Q: Trọng lượng chi tiết. (Kg)
V: Thể tích của chi tiết. (dm3).
γ : Trọng lượng riêng của vật liệu ( Kg/dm3)
Vật liệu là thép nên γ = 7,825 (Kg/dm3).
 V = 20.15.0,12 = 36 (dm3).
Khối lượng: Q = V. γ = 36.7,852 = 282,672 (Kg).
- Phân tích lực:
Để phôi xoay được momoen M phải lớn hơn các moomen cản và lực uốn
kim loại gây ra.
M = F.R
Trong đó: R – bán kính trục I, R = 200 (mm)
Hay

F > F1 + F2 + 3.fms + Q.

+ lực tác dụng biến dạng kim loại.

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 20


Đồ Án Tổng Hợp

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

= K1BSσb

F1 + F2 =
Ở đây:

K1 =

.

Trong đó: B - chiều rộng của phôi tấm (mm).
S – chiều dày phôi (mm).
σb – giới hạn bền của vật liệu (N/mm2).
K1 – hệ số uốn tự do phụ thuộc vào vật liệu và tỷ số 1/S.
K1 = 0,05 ÷ 0.7.
l – khoảng cách giữa hai điểm tiếp xúc (mm).
Vậy:
F1 + F2 = K1BSσb = 0,05.1500.12.400 = 360000 (mm).
- Lực ma sát
fms = 3.K.N
Trong đó: K – hệ số ma sát, chọn K = 0,1
 fmm = 3.0,1.282,672 = 84,8 (N).
 F > F1 + F2 + 3.fms +Q = 360000 + 84,8 + 282,672 = 360367,5 (N)
Vậy để trục I quay được thì:
M = F.R = 360367,5.200 = 72073500 (N.mm).

Hình 3.1

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 21


Đồ Án Tổng Hợp
GVHD: Huỳnh Văn Sanh
II. Tính chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền trên các trục của
hộp giảm tốc.
Sơ đồ động của hộp giảm tốc.

.

Hình 3.2: Sơ đồ hộp giảm tốc
1.

Chọn công suất động cơ.
- Để chọn công suất động cơ ta tính công suất cần thiết.
Nct =

( 2.1)[7]

Trong đó: µ - hiệu suất chung
Nct – công suất cần thiết.
N=

=

= 21,5 (Kw)

(2.11)[7]

( chọn V = 5 m/ ph)
µ = µ1 . µ2 . µ3 . µ4

(2.9)[7]

Trong đó: µb = 0,97 – hiệu suất bộ truyền bánh răng
µo = 0,99 – hiệu suất của ổ lăn
µd = 0,95 – hiệu suất của bộ truyền đai
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 22


Đồ Án Tổng Hợp
µk = 1 – hiệu suất của khớp nối
=>

GVHD: Huỳnh Văn Sanh

µ = 0,973.0,95.0,994.1 = 0,83

Theo bảng 2p TKCTM chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha kiểu A2–82–4
có:

N = 22 (Kw).
N = 1470 (vg/ph)

2.

Chọn tỷ số truyền.
Chọn số vòng quay trục I:
Gọi

nT1 = 60 (vg/ph).

ich = ibr . i1 . i2
ich =

=

= 24,5

chọn ibr = 3,5 => i1 . i2 = 7
Đối với hộp giảm tốc khai triển để tạo điều kiện bôi trơn cấp nhanh và cấp
chậm bằng phương pháp ngâm dầu như nhau.
in = (1,2 ÷ 1,3 ) ic
Trong đó: in , ic – tỷ số truyền cấp nhanh và cấp chậm.
Nên chọn: in = 2,96 => ic = 2,37
- Công suất trên các trục hộp tốc độ.
 Trục I:

N1 = Nđc.(  d .0 ) = 22 . (0,95.0,99) = 20,7 (Kw)

 Trục II:

N2 = N1.(  b . o )= 20,7 . (0,97.0,99) = 19,88 (Kw)

 Trục III: N3 = N2.( b . o ) = 19,88 . (0,97.0,99) = 19,1 (Kw)
 Trục cuốn: NC = N3 . (  k . o ) = 19,1 . (1.0,99) = 18,9 (Kw)

- Số vòng quay trên các trục hộp tốc độ:
 Trục I:

n = 1470 = 420 (vg/ph)
3,5
i
420
n2 = n =
= 141,9 (vg/ph)
i 2,96
141,9
n3 = n =
= 59,87 (vg/ph)
2,37
i
dc

n1 =

d

 Trục II:

1

1

 Trục III:

2

2

 Trục cuốn: nC = n3 = 59,87 (vg/ph).
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 23


Đồ Án Tổng Hợp
GVHD: Huỳnh Văn Sanh
- Momen xoắn trên các trục hộp tốc độ:
Theo công thức 2-4 TKCTM ta có momen xoắn trên các trục hộp tốc độ:
Mx = 9,55.103

N
n

i

i

20, 7
= 470 (N.m)
420
19,88
 Trục II: Mx2 = 9,55.103
= 1337,9 (N.m)
141,9

19,1
 Trục III: Mx3 = 9,55.103
= 3046,7 (N.m)
59,87
18,9
 Trục cuốn: Mcx1 = 9,55.103
= 3014,8 (N.m).
59,87

 Trục I:

3.

Mx1 = 9,55.103

Tính chọn động học của bộ phận ép

a) Mô hình cơ cấu.
Để tạo cho quá trình ép cho quá trình uốn được ống ta phải thiết kế sao cho
quá trình cuốn ống lực ép để tạo ra biến dạng tấm kim loại được ổn định có hiệu
quả.

Hình 3.3: Sơ đồ động bộ phận ép

SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 24

Đồ Án Tổng Hợp
+ Trong đó:

GVHD: Huỳnh Văn Sanh
1- Trục bánh răng

4- Trục vít bánh vít

2- Vít me đai ốc

5- Khớp nối

3- Động cơ

6- Ổ lăn

Lực ép được tạo bởi động cơ truyền động trực tiếp qua bộ trục vít bánh vít
và truyền đến vít me đai ốc tạo lực ép.
b) Đặc tính cho bộ truyền.
-

Đặc tính cho bộ truyền này làm cho cơ cấu- vít me đai ốc quay chậm lại,
vít me đai ốc chịu được lực ép (lực dọc trục) rất lớn, vận tốc trược chuyển
động thấp.

- Chọn vận tốc của vít me V = 3 m/ph
- Lực ép được phân bố trên hai trục do đó nó sẽ bằng lực uốn chia hai
Fa =

360000

F1  F2
=
= 180000 (N).
2
2

c) Chọn công suất động cơ.
- Để chọn công suất cơ điện ta tính công suất cần thiết.
Nct =

N



(TKCTM – Nguyễn Trọng Hiệp).

Trong đó: µ - Hiệu suất chung
Nct – công suất cần thiết.
180000  3
N = F V =
= 9 (Kw)
1000.60

1000

(Chọn V = 3 m/ph )
µ = µ1 . µ2 . µ3 . µ4
Trong đó: µ1 = 0,89 – hiệu suất bộ truyền trục vít bánh vít
µ2 = 0,99 – hiệu suất của ổ lăn
µ3 = 1– hiệu suất khớp nối trục.

µ4 = 0,6 – hiệu suất của trục vít tự hãm.
=>
µ = 0,992.0,998.12.0,6 = 0,543
Vậy :

Nct=

N



=

9
= 16,57 (Kw)
0,543

Vậy, ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn Nct. Chọn động cơ điện có
SVTH: Đỗ Viết Châu
Mai Đăng Hậu

Page 25