đồ án nghiên cứu thiết kế máy cán dải phân cách đường tôn 3 sóng

111Equation Chapter 1 Section 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
---o0o---

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN
Đề tài: THIẾT KẾ MÁY CÁN HỘ LAN TÔN 3 SÓNG
Giảng viên hướng dẫn:

TS. Lê Trung Kiên

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Quyết Thắng

Mã số sinh viên:

20136461

Lớp:

CN-KT Cơ điện tử 01-K58

Hà Nội, tháng … năm 2017

1


2

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
---o0o---

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên:
Mã số sinh viên:
Lớp:
Khóa :
Bộ môn:
Viện:

Nguyễn Quyết Thắng
20136461
CN-KT Cơ điện tử 01
58
Gia công áp lực
Cơ khí

1. Tên đề tài
THIẾT KẾ MÁY CÁN HỘ LAN TÔN 3 SÓNG
2. Các số liệu ban đầu
Kích thước sản phẩm:

3


3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Chương 1: Giới thiệu ngành GCAL và phương pháp cán sóng
Chương 2: Tính toán các thông số công nghệ cán
Chương 3: Thiết kế động học cho hệ thống
Chương 4: Thiết kế các cơ cấu khác
Chương 5: Hệ thống điều khiển tự động trên máy cán
Chương 6: Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng
4. Các bản vẽ:
1. Bản vẽ sơ đồ công nghệ cán và quá trình biến dạng của phôi.
2. Bản vẽ cụm lô cán
3. Bản vẽ mạch điện và sơ đồ thủy lực.
5. Cán bộ hướng dẫn:

TS. Lê Trung Kiên

6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:

Ngày ……. tháng ……. năm 20…..

7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Ngày ……. tháng ……. năm 20…..

Hà nội, ngày …. tháng...... năm 20…
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
4


(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
---------o0o--------NHẬN XÉT
CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Quyết Thắng

Ngành:

CN-KT Cơ điện tử

Người nhận xét:

TS. Lê Trung Kiên

Đơn vị công tác:

BM. Gia công áp lực - Viện cơ khí

Khoá: 58

NỘI DUNG NHẬN XÉT

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
6


......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Hà nội, ngày ..... tháng ..... năm 20...
Người nhận xét
(Ký, ghi rõ họ tên)

7


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MÔN GIA CÔNG ÁP LỰC
---------o0o--------NHẬN XÉT
CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Quyết Thắng

Ngành:

CN-KT Cơ điện tử

Đề tài:

Thiết kế máy cán hộ lan tôn 3 sóng

Giảng viên hướng dẫn:

TS. Lê Trung Kiên

Đơn vị công tác:

BM. Gia công áp lực - Viện cơ khí

Người nhận xét:

.........................................................

Đơn vị công tác:

..........................................................

Khoá: 58

NỘI DUNG NHẬN XÉT
1 Nội dung thiết kế tốt nghiệp
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
2 Nhận xét của người phản biện

8

...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................

...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
Hà nội, ngày ..... tháng ..... năm 20...
Người nhận xét
(ký, ghi rõ họ tên)

9


Mục Lục
LỜI NÓI ĐẦU.........................................................................................................12
Chương 1..................................................................................................................14
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIA CÔNG ÁP LỰC VÀ CÔNG NGHỆ CÁN TẠO
SÓNG.......................................................................................................................14
1.1. Giới thiệu khái quát về công nghệ Gia công áp lực (GCAL)......................14
1.1.1. Giới thiệu về GCAL..............................................................................14
1.1.2. Phân loại ngành GCAL.........................................................................15
1.2. Công nghệ cán tạo sóng...............................................................................17
1.2.1. Cơ sở lý thuyết quá trình cán kim loại..................................................17
1.2.2. Phương pháp cán kim loại.....................................................................21
1.2.3. Công nghệ cán tạo sóng........................................................................22
Chương 2..................................................................................................................25
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CÁN............................................25
2.1. Xác định kích thước phôi ban đầu...............................................................25
2.2. Xác định kích thước con lăn cán.................................................................25
2.2.1. Xác định kích thước con lăn cán sóng tôn đầu tiên nhô cao.................26
2.2.2. Xác định kích thước của con lăn thứ 2 biên dạng sóng tôn thứ 2.........27
2.2.3. Xác định kích thước con lăn cán của sóng còn lại................................28
2.3. Phương án thiết kế máy...............................................................................28
2.3.1. Phương án bố trí con lăn trên trục cán..................................................28

2.3.2. Phương án truyền động chính cho máy cán..........................................29
2.3.3. Phương án truyền động cho hệ thống đột lỗ và cắt sản phẩm...............33
Chương 3..................................................................................................................36
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO HỆ THỐNG...........................................................36
3.1. Tính năng kĩ thuật của máy......................................................................36
3.2. Thiết kế động học........................................................................................37
3.2.1. Tính áp lực cán.........................................................................................37
10


3.2.2. Tính momen.............................................................................................37
3.3.3. Chọn động cơ........................................................................................39
3.3.4. Phân phối tỷ số truyền...........................................................................40
3.3.5. Tính toán bộ truyền bánh răng dẫn động các trục cán đồng tốc............41
3.3.6. Tính toán bộ truyền xích dẫn động từ trục cán tạo hình sang trục nắn. 48
3.3.7. Tính toán thiết kế quả cán.....................................................................50
3.3.8. Thiết kế trục uốn:..................................................................................55
3.3.9. Tính toán then........................................................................................60
3.3.10. Tính toán chọn ổ đỡ...............................................................................62
3.4. Tính toán thủy lực cho dây truyền.................................................................64
3.4.1 Sơ đồ thủy lực của máy cán......................................................................65
3.4.2. Tính toán hệ thống thủy lực cho hệ thống máy cán.................................65
Chương 4:.................................................................................................................82
THIẾT KẾ CÁC CƠ CẤU KHÁC..........................................................................82
4.1. Thiết kế cơ cấu điều chỉnh khe hở trục cán....................................................82
* Xác định đường kính dây lò xo :.......................................................................82
Hình: Sơ đồ cơ cấu điều chỉnh khe hở trục cán....................................................83
4.2. Thiết kế thân máy cán....................................................................................84
4.3. Thiết kế cơ cấu cấp phôi tự động...................................................................84
Chương 5:.................................................................................................................88

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRÊN MÁY CÁN...................................88
5.1. Lý thuyết về PLC:..........................................................................................88
5.1.1 Giới thiệu sơ lược về điều khiển PLC:.....................................................88
5.1.2 Đặc điểm của bộ điều khiển PLC:............................................................91
5.1.3 Cấu trúc của phần cứng PLC:...................................................................92
5.1.4 Các thiết bị điều khiển:.............................................................................93
5.2 Hệ thống điều khiển PLC trên máy cán..........................................................98
5.2.1 Quy định các ngõ vào ra:..........................................................................98
11


5.2.2 Chương trình điều khiển(SIEMENS):......................................................99
Chương 6................................................................................................................102
LẮP ĐẶT VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG DÂY CHUYỀN CÁN...........................102
6.1. Lắp đặt.........................................................................................................102
6.2. Vận hành......................................................................................................103
6.3. Bảo dưỡng máy cán.....................................................................................104
KẾT LUẬN............................................................................................................105
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................106

12


LỜI NÓI ĐẦU
Thời gian gần đây, nước ta đang bước vào thời kì hội nhập toàn cầu. Quá trình
hội nhập mang lại cho chúng ta rất nhiều cơ hội phát triển về kinh tế, văn hóa, giáo
dục... mà nổi bật là những thành tựu về kinh tế chúng ta đã và đang đạt được.
Kể từ những năm đầu của công cuộc đổi mới đến nay, nền kinh tế nước ta đã có
nhiều chuyển biễn rõ rệt, trong đó ngành công nghiệp mang tính mũi nhọn, đầu tàu
trong nền kinh tế. Bắt đầu từ việc chuyển giao công nghệ từ nước ngoài, cho đến

chế tạo và thay thế linh kiện và cuối cùng là chế tạo và lắp ráp nội địa 100%. Chính
điều đó không những làm tăng tính hiệu quả về mặt kinh tế , giải quyết gánh nặng
việc làm cho xã hội mà còn tăng tính tự lập , tự cường , phát huy sức mạnh nội lực
và khả năng sáng tạo của người Việt Nam.
Cùng với việc phát triển nền kinh tế, vấn đề xây dựng cơ sở vật chất, nhà xưởng,
nhà ở, đặc biệt là các công trình giao thông... càng được quan tâm. Đồng nghĩa với
việc ngày càng có nhiều nhu cầu về sử dụng các sản phẩm tấm lợp, tấm hộ lan tôn
làm dải phân cách...
Sau một thời dài nguyên cứu suy nghĩ và phân tích , được sự giúp đỡ, gợi ý của
các Thầy cô trong Bộ môn Gia Công Áp Lực và sự tận tình hướng dẩn của thầy Lê
Trung Kiên, em đã thực hiện đề tài "THIẾT KẾ MÁY CÁN HỘ LAN TÔN 3 SÓNG".
Đây là một vấn đề có tính khả thi cao và thiết thực, mang tính ứng dụng trong thực
tế cao. Máy cán được 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 nước ta hiện nay thì việc chế tạo
nó là việc hoàn toàn thực hiện được.
Trong quá trình thiết kế đồ án này do kiến thức và kinh nghiệm thiết kế còn hạn
chế nên không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đợc sự góp ý của các thầy
trong bộ môn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
13


Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Trung Kiên - trưởng bộ môn Gia Công Áp
Lực , các cán bộ công nhân viên Công ty Cổ phần chế tạo và lắp ráp thiết bị Bách
Khoa đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Hà Nội, tháng ... năm 2017
Sinh viên

Nguyễn Quyết Thắng

14

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIA CÔNG ÁP LỰC VÀ CÔNG
NGHỆ CÁN TẠO SÓNG
1.1.

Giới thiệu khái quát về công nghệ Gia công áp lực (GCAL)

1.1.1. Giới thiệu về GCAL
Như tất cả chúng ta đều biết, vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay trên
toàn thế giới là kim loại. Không những bởi vì nó đa dạng về chủng loại, dễ kiếm và
có cơ tính tốt mà còn vì nó rất dễ tạo hình với khả năng biến dạng dẻo của nó. Nhờ
khả năng đó của kim loại mà ngành GCAL ra đời, với phương thức tạo hình chi tiết
thông qua quá trình biến dạng dẻo từ phôi kim loại. Ngày nay ngành GCAL đang
ngày một lớn mạnh và có mặt ở hầu hết các quốc gia trên toàn thế giới. Với ưu
điểm như: năng suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, sản phẩm có cơ tính tốt vì vẫn
giữ lại được thớ. Các máy GCAL có tính vạn năng cao, một máy có thể chế tạo
nhiều chi tiết chỉ nhờ việc thay đổi một số bộ phận chính thích hợp. từ đó mà sản
phẩm của gcal hết sức đa dạng, bao trùm hầu hết hầu hết các lĩnh vực của cuộc
sống như đồ gia dụng, phương tiện vận chuyển, dụng cụ y tế, phôi hoặc cơ cấu
trong cá ngành chế tạo máy khác cho đến các trang thiết bị phục vụ ngành quốc
phòng.
Tiềm năng lớn Gia công kim loại bằng áp lực là một ngành cơ bản trong sản
xuất cơ khí. Công nghệ gia công áp lực cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dáng
và kích thước phức tạp đồng thời đảm bảo chất lượng về cơ tính tốt, năng suất cao,
giá thành hạ. Do vậy, gia công áp lực có một vị trí rất lớn trong công nghiệp chế tạo
phụ tùng ôtô, máy kéo, xe máy, hàng dân dụng và quốc phòng với 2 lĩnh vực lớn là
công nghệ cán kéo và công nghệ dập tạo hình. Các chi tiết dập từ vỏ, khung, sườn
và các bộ phận máy trong một chiếc ôtô đều được thực hiện bằng công nghệ gia

15


công áp lực. Gần đây, ngành chế tạo, sản xuất ống thép và cán lốc cũng như những
bình, bồn chứa, đường ống trong ngành dầu khí, ngành sản xuất xi măng cũng đều
sử dụng công nghệ này.
Từ những năm 1995, Việt Nam đã có thể chế tạo thành công những loại máy
uốn thép để tạo ra sản phẩm như: các loại thép định hình phục vụ xây dựng, những
thanh chắn đường đạt tiêu chuẩn của Mỹ, máy làm các tấm lợp kim loại… Đây là
những sản phẩm Việt Nam thường phải nhập khẩu từ Australia, Đài Loan. Khi chế
tạo thành công, sản phẩm của Việt Nam có chất lượng tương đương giá chỉ bằng
1/10 dây chuyền ngoại nhập. Ngoài ra, Việt Nam cũng đã thiết kế và chế tạo thành
công những máy ép thủy lực cỡ 500-1000 tấn. Những minh chứng này cho thấy
Việt Nam hoàn toàn có đủ chất xám và khả năng trong ngành gia công áp lực. Bên
cạnh đó, theo Chiến lược Quốc gia thì đến năm 2020, Việt Nam cơ bản phải trở
thành một nước công nghiệp. Điều đó chứng tỏ rằng trong một thập niên nữa,
ngành công nghiệp cơ khí cũng phải đạt mức độ phát triển tiên tiến của khu vực và
thế giới mà gia công cơ khí được đánh giá là một trong những "chìa khóa" quan
trọng mở cánh cửa công nghiệp hóa cho Việt Nam.
Mặc dù có tiềm năng lớn như vậy nhưng không thể phủ nhận được rằng việc
đầu tư phát triển ngành này hiện gặp rất nhiều khó khăn. Nguyên nhân chính phải
kể đến là sự đầu tư trang thiết bị để phát triển ngành này rất lớn. Quá trình đào tạo
trong các trường đại học cũng chưa được đầu tư đúng đắn. Công nghệ và thiết bị
gia công áp lực được coi là một tiêu chí để đánh giá năng lực ngành công nghiệp
nặng của một quốc gia. Muốn vậy, cần phải có sự đột phá trong phát triển ngành
gia công áp lực.
1.1.2. Phân loại ngành GCAL
Dựa vào sản phẩm của quá trình gia công mà GCAL được chia ra thành nhiều
hình thức gia công riêng biệt như: Rèn, Dập, Cán, Cán vành, Lốc, Đột, Miết… mỗi
16

loại hình gia công có những đặc điểm khác nhau từ đó tạo ra các sản phẩm đặc thù:
Rèn, dập tạo ra các chi tiết dạng khối hoặc tấm có hình dạng phức tạp. Lốc tạo ra
các chi tiết có tiết diện cố định với chiều dài chưa xác định từ phôi dải mỏng. Đột
giúp tạo thành lỗ trên chi tiết và Cán giúp tạo ra chi tiết có tiết diện cố định đặc biệt
dang thẳng. Cán vành giúp tạo ra chi tiết có dạng vành tròn xoay.

a. Sản phẩm dập

b. Sản phẩm lốc

c. Sản phẩm đột

d. Sản phẩm cán vành

e. Sản phẩm uốn lốc + hàn

f. Sản phẩm uốn

1.2.

Công nghệ cán tạo sóng

1.2.1. Cơ sở lý thuyết quá trình cán kim loại
17


a. Biến dạng dẻo của kim loại
Khi chịu tác dụng của ngoại lực , kim loại sẻ biến dạng theo ba giai đoạn nối tiếp

nhau: Biến dạng đàn hồi , biến dạng dẻo và biến dạng phá hủy.
Từ thí nghiệm kéo kim loại người ta có biểu đồ kéo sau:

- Biến dạng đàn hồi: là biến dạng mất đi sau khi bỏ tải trọng. Lúc đầu khi
tăng tải trọng độ biến dạng L tăng tỷ lệ bậc nhất với tải trọng ứng với đoạn thẳng
OA trên biểu đồ.
- Biến dạng dẻo: là sự biến đổi kích thước sau khi khử bỏ tải trọng. Khi tải
trọng vượt quá gía trị nhất định độ biến dạng Ltăng lên theo tải trọng với tốc độ
nhanh hơn . Ở giai đoạn này biến dạng dẻo đi cùng với biến dạng đàn hồi.
- Biến dạng phá hủy: là sự đứt rời các phần tinh thể kim loại khi biến dạng
(khi tải trọng vượt quá tải trọng cho phép ). Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất
trong khi kim loại xuất hiện vết nứt, tại đó ứng xuất tăng nhanh gây biến dạng tập
trung , kích thước vết nứt tăng lên và cuối cùng phá hủy kim loại (điểm D) . Đó
chính là giai đoạn phá hủy.
(*) Biến dạng dẻo là hình thức phổ biến. Gia công áp lực là quá trình lợi
dụng giai đoạn biến dạng dẻo để gia công . Biến dạng dẻo bắt đầu được thực hiện
khi mà trong kim loại trạng thái ứng xuất được xác định . Trong đó ứng xuất tiếp
tác dụng lên mặt trượt đạt đến giá trị giới hạn th ( phụ thuộc vào vật liệu ) và có
khả năng vượt qua nội lực trên các mặt tinh thể của kim loại.
b. Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo
Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suất
chính sau:
18


Ứng suất đường : max = 1/ 2

(1)

Ứng suất mặt

: max = (1- 2 ) / 2

Ứng suất khối

: max = (max - max ) / 2

(2)
(3)

Nếu 1 = 2 = 3 thì  =0 và không có biến dạng , ứng suất chính để kim
loại biến dạng déo là biến dạng chảy ch
* Điều kiện biến dạng dẻo:
- Khi kim loại chịu ứng suất đường :
 1  = ch tức max =  ch/ 2

(4)

- Khi kim loại chịu ứng suất mặt :
 1-2  = ch

(5)

- Khi kim loại chịu ứng suất khối :
 max - min  = ch

(6)

Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo
Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau biến dạng đàn hồi , thế năng của biến dạng đàn hồi :

A = A 0 + Ah
Trong đó :
A0 : thế năng để thay đổi thể tích vật thể (trong biến dạng đàn hồi thể tích vật thể
tăng lên , tỉ trọng giảm xuống).
19


Ah : Thế năng để thay đổi hình dáng vật thể.
Trạng thái ứng suất khối , thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Húc . Được
xác định:
A = ( 11 + 22 + 33 ) / 2

(8)

Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Húc :
1 = 1/ E  1 -  (1 + 3 )
2 = 1 / E  2 -  (1 + 3 )

(9)

3 = 1 / E  3 -  (2 + 1 )
Theo (8) thế năng toàn bộ của biến dạng được biểu thị :

(10)
Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tổng
biến dạng trong 3 hướng cùng góc :

(11)
Trong đó :
 - hệ số Papacon tính đến vật liệu biến dạng

E - mô dun đàn hồi của vật liệu
Thế năng để làm thay đổi thể tích bằng :

(12)

Thế năng dùng để thay đổi hình dáng vật thể :

20


(13)

Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là :
(14)
Từ (13) và (14) Ta có :
(15)
Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo
Khi các kim loại , biến dạng ngang không đáng kể , nên theo (9) ta có thể
viết :
(16)
Khi biến dạng dẻo ( không tính đến đàn hồi ) thể tích của vật không đổi , vậy
v = 0 .
Từ (12) Ta có

Suy ra :

,Vậy

(17)

Từ (16) và (17) ta có :

(18)

Vậy phương trình dẻo có thể viết
(19)
Trong trượt tinh khi 1 = - 3 trên mặt nghiêng ứng suất pháp bằng 0 ứng
suất tiếp khi  = 45o
max =

(20)

So sánh nó với (19) (Khi )
max=

(21)

Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là :
k=0.58
Gọi là hằng số dẻo
21


Ở trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo có thể viết :
(22)
Phương trình dẻo (22) rất quan trọng để giải các bài toán trong gia công kim loại
bằng áp lực .
Tính theo hướng của các áp suất , phương trình dẻo (22) chính xác nhất được viết :
(23)
1.2.2. Phương pháp cán kim loại

Cán là quá trình làm biến dạng kim loại bằng áp lực giữa những trục quay tròn
để nhận những sản phẩm có tiết diện ngang nhỏ hơn tiết diện phôi ban đầu.
So với các phương pháp áp lực khác, cán là 1 phương pháp gia công có năng
suất cao. Các máy cán hiện đại có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa rất cao, vận
tốc cán có thể đạt 30 đến 40 m/phút
Máy cán theo nghĩa rộng là tổ hợp máy và thiết bị tạo ra sản phẩm cán, gồm
máy trực tiếp gia công và các máy phụ trợ như lò gia nhiệt, máy chồn, máy cắt…
Máy cán (nói riêng) thường gồm 3 bộ phận chính: động cơ, bộ phận truyền
động và giá cán. Trong đó giá cán là thành phần trực tiếp tác động lực làm biến
dạng chi tiết. Giá cán thường gồm: thân giá cán, trục cán, gối đỡ và ổ đỡ trục cán,
cơ cấu dẫn hướng…
Máy cán có nhiều cách phân loại. Có thể phân loại theo cách bố trí giá cán,
theo công dụng, theo số trục cán và cách bố trí trục cán…
- Theo cách bố trí giá cán có thể phân thành: máy 1 giá cán, máy nhiều giá cán xếp
hàng ngang, máy nhiều giá cán xếp hàng dọc, máy cán liên tục, máy cán nửa liên
tục…
- Theo công dụng có thể phân thành: máy cán khai phôi, máy cán hình, máy cán
nóng thép tấm, máy cán nguội, máy cán ống…
22


- Theo số trục và cách bố trí trục cán có thể phân thành: máy có trục nằm ngang,
máy có trục thẳng đứng, máy cán có trục đặt hỗn hợp, máy cán có trục chéo…
trong đó số trục có thể là 1,2,3…
1.2.3. Công nghệ cán tạo sóng
a. Quá trình tạo sóng tôn
Quá trính cán tôn là quá trình cán hình đặc biệt .Nó không làm thay đổi độ
dày của tôn tại mọi vị trí . Tôn phẳng sau khi qua dây chuyền cán nó có biên dạng
như yêu cầu. Đặc biệt trong quá trình cán tôn lớp sơn mạ bảo vệ phải được giữ
nguyên hoàn toàn không bị phá huỷ tại một vị trí nào. Với đặc điểm của cán tôn

như vậy ta có thể xem quá trình cán tôn như là quá trình uốn liên tục tạo ra hiện
dạng yêu cầu . Việc tạo thành một sóng tôn nó cũng phải qua nhiều lần cán . Từ 4
đến 5 lần sao cho đảm bảo dược biên dạng trong cán tôn , sóng tôn được định hình
giữa hai con lăn cán , trong đó . Một con lăn đóng vai trò là cối và một con lăn
đóng vai trò là chày . Giữa chày và cối có chuyển động quay và phôi có chuyển
động tiến . Độ sâu của sóng tôn sau một lần cán phụ thuộc vào độ sâu của chày.
b. Dây chuyền cán tôn tạo sóng
Dây chuyền cán là hệ thống các thiết bị thực hiện nguyên công chính là làm biến
dạng dẻo kim loại bằng áp lực để nhận được sản phẩm cán có hình dạng , kích
thước yêu cầu .
Dây chuyền cán gồm các bộ phận chính sau:
* Nguồn động lực (động cơ , Mô tơ)
Nguồn động lực hay còn gọi là nguồn năng lượng để làm biến dạng dẻo kim
loại được truyền đến trục cán từ các động cơ điện . Thường dùng động cơ chuyên
dùng có quạt làm mát. Ở dây chuyền cán có tốc độ cán không đổi (Dây chuyền cán
liên tục ) thường dùng động cơ đồng bộ (đôi khi dùng độnh cơ không đồng bộ với
bánh đà ) . Ở dây chuyền cán có điều chỉnh tốc độ dùng động cơ một chiều. Nguồn
một chiều được cấp từ bộ chỉnh lưu riêng .
* Bộ phận truyền động
Bao gồm : Hộp giảm tốc , khớp nối , trục và hộp bánh răng trợ lực.

23


- Hộp giảm tốc là bộ phận giảm tốc trục quay khi truyền động từ hộp cơ đến đến
trục cán.
- Trục Spindet : Dùng để truyền chuyển động quay từ bộ bánh rằn chử V đến trục
cán , sử dụng phổ biến là trục Spindet vạn năng.
- Hộp bánh răng truyền lưüc : là bộ phận chuyển động từ họp giảm tốc qua các
bánh răng chử V để phân phối cho các trục cán.

* Giá cán
Giá cán là bộ phận chủ yếu của dây chuyền cán . Bao gồm thân giá cán , trục cán ,
ổ đỉa trục , bộ phận điều chỉnh lượng ép , hệthống dẩn phôi , lật phôi cán và các
thiết bị phụ khác đặt trên thân giá cán

1: Động cơ điện
2: Hộp giảm tốc
3: Hộp chia mômen
4: Trục nối
5: Khớp nối
6: Giá cán
Trên một dây chuyền cán tôn có nhiều cặp trục cán nằm liên tiếp nhau . Sản phẩm
được hình thành từ tấm hoặc dải lần lượt đi qua nhiều cặp trục , mà ở mổi nhiều cặp
trục vật cán được tạo hình dần dần tiến đến hình dáng , tiết diện của sản phẩm cuối
cùng .

24


Quá trình cán tôn được thực hiện liện tục trên nhiều giá cán đứng liên tiếp nhau
trong cùng một hàng dọc . Nhờ lực ma sát giữa các con lăn quay và tấm kim loại
mà phôi cán chuyển động tịnh tiến ăn liền vào giá cán đứng sau . Mà giữa các giá
cán đó không sảy ra hiện tượng chùn hoặt đứt kim loại cán . Để đảm bảo quá trình
cán diển ra liên tục thì thể tích kim loại đi qua các giá cán cùng một lúc trong một
đơn vị thời gian phải bằng nhau .
* Ưu điểm:
So với dập , uốn thì việc cán tôn trên máy cán liên tục có những ưu điểm sau hơn
như :
- Năng suất cán cao
- Chất lượng sản phẩm tốt , ít bị khuyết tại

- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa trong quá trình sản xuất
* Nhược điểm:
- Vốn đầu tư ban đầu lớn
- Nhiều thiết bị phụ
- Chiếm nhiều diện tích nhà xưởng
Do nhu cầu sử dụng tôn ngày càng tăng và để giảm giá thành sản phẩm . Chủ động
trong việc đáp ứng nhu cầu của người sử dụng về màu sắc, vật liệu, độ dày và chiều
dài của tôn. Đòi hỏi các nhà sản xuất, kinh doanh buôn bán tôn phải tìm ra giải
pháp tối ưu đáp ứng được yêu cầu đó. Hiện nay các phân xưởng cán tôn cũng được
xây dựng một cách cơ bản.

Chương 2
TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CÁN
2.1.

Xác định kích thước phôi ban đầu
25