Luận văn thạc sĩ thiết kế máy cán thép rằn phi 14

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY CÁN THÉP RẰN

Người hướng dẫn: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM
Sinh viên thực hiện: PHẠM VĂN HỘI

Đà Nẵng, 2019


TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY CÁN THÉP RẰN
Họ và tên :

Phạm Văn Hội

Lớp

:

15C1B

Mssv

:

101150073

Khoa

:

Cơ Khí

Ngành

:

Cơng nghệ chế tạo máy
NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Với đề tài là “Thiết kế máy cán thép rằn” trải qua thời gian làm việc miệt mài của
bản thân, cùng sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS. Đinh Minh Diệm, đến nay

C
C

em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình với các nội dung như sau:
Phần thuyết minh: Em lần lượt nghiên cứu các vấn đề sau:

R
L

T.

+ Tìm hiểu và giới thiệu về sản phẩm thép rằn.

+ Nêu các cơ sở lý thuyết cho q trình cán kim loại.

DU

+ Tính cơng nghệ và thiết kế lỗ hình cho trục cán
+ Thiết kế động học và tính tốn động lực học máy. Bao gồm việc đưa ra các
phương án thiết kế, phân tích phạm vi ứng dụng, ưu nhược điểm cho từng phương
án rồi xác định phương án tối ưu nhất. Và tính tốn các thơng số động lực học cho
máy.
+ Tính tốn thiết kế các cụm kết cấu chính của máy. Gồm các tính tốn thiết kế
cho hộp giảm tốc, hộp phân lực, khớp nối và trục nối, bánh đà.
+ Tính tốn thiết kế giá cán. Bao gồm tính tốn cho trục cán, khung giá cán, gối
đỡ, ổ đỡ, vít vén và cơ cấu điều chỉnh lượng ép.
+ Tính tốn năng suất và an toàn vận hành máy.
Phần bản vẽ: Gồm 8 bản vẽ A0 thể hiện tổng thể và các cụm kết cấu của máy.
Với các nội dung trên, do thời gian và tài liệu tham khảo không nhiều, cộng với
kiến thức bản thân có nhiều hạn chế nên chắc chắn sẽ có nhiều sai sót trong bài làm
của mình. Mong q thầy cơ chỉ bảo góp ý thêm để bản thiết kế được hoàn thiện hơn.
Lần nữa, xin gởi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy PGS.TS. Đinh Minh Diệm và
cùng tồn thể q thầy cơ trong khoa Cơ khí đã nhiệt tình giúp đỡ em.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Phạm Văn Hội
Số thẻ sinh viên: 101150073
Lớp: 15C1B
Khoa: Cơ khí
Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế máy cán thép rằn
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
○ Vật liệu phôi cán: Thép CT38.
○ Kích thước phơi ban đầu: 32x32 mm 2.
○ Kích thước sản phẩm cán: Thép rằn Ø14
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
○ Cơ sở lý thuyết về q trình cán kim loại.
○ Tính tốn cơng nghệ và thiết kế lỗ hình trục cán.
○ Thiết kế động học và tính tốn động lực học máy.
○ Tính tốn thiết kế các cụm kết cấu chính của máy.
○ Tính tốn thiết kế giá cán.
○ Tính tốn năng suất và an toàn vận hành máy.
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
○ Bản vẽ cơng nghệ lỗ hình trục cán
1A0
○ Bản vẽ phân bố lỗ hình trên trục cán
○ Bản vẽ sơ đồ nguyên lý của máy cán
1 A0

○ Bản vẽ lắp chung của máy cán
1 A0
○ Bản vẽ hộp giảm tốc
1 A0
○ Bản vẽ hộp phân lực
1 A0
○ Bản vẽ kết cấu giá cán
1 A0
○ Bản vẽ thân và cơ cấu nén trục
1 A0
○ Bản vẽ quy trình cơng nghệ chế tạo trục cán
1 A0

C
C

R
L
T.

DU

6.

Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hồn thành đồ án:

26/08/2019.

9/12/2019.
Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2019
Trưởng Bộ mơn Công nghệ vật liệu
Người hướng dẫn

TS. Tào Quang Bảng

PGS. TS. Đinh Minh Diệm


LỜI NÓI ĐẦU
Gần năm năm học Đại học đã cho chúng em nhiều kiến thức quý báu và kinh
nghiệm tuyệt vời, đó là nguồn kiến thức rất quan trọng để chúng em hồn thành đồ án
tốt nghiệp của mình – một nghiên cứu bao hàm nhiều yêu cầu từ thực tiễn ứng dụng
đến tư duy thiết kế, chế tạo, vận hành và các kiến thức chuyên môn khác. Để đồ án tốt
nghiệp được hồn thành, địi hỏi những nỗ lực to lớn của bản thân chúng em, cùng với
những lời động viên, những sự giúp đỡ của gia đình, người thân, thầy cô và bạn bè.
Em xin dành lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất cho những sự giúp đỡ to lớn đó.
Sau một thời gian dài tìm hiểu dược sự giúp đỡ, gợi ý của các thầy cơ trong
Khoa và sự tận tình hướng dẫn của thầy PGS.TS. Đinh Minh Diệm em đã chọn và
thực hiện đề tài “Thiết kế máy cán thép rằn”. Đây là một đề tài tương đối phổ biến và
có tính khả thi cao và cần thiết. Nếu sự đầu tư đúng hướng và ngày càng mạnh vào

C
C

lĩnh vực cơ khí của đất nước như hiện nay thì việc xây dựng ra một dây chuyền sản
xuất như thế sẽ mang lại lợi ích kinh tế rất lớn.

R
L
T.

Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo nhưng do vốn kiến thức cịn
hạn chế tài liệu lại khan hiếm, thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế

DU

lại phải giải quyết một nhiệm vụ lớn nên đề tài sẻ khôn g tránh khỏi những sai sót. Rất
mong sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Sau cùng em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Đinh Minh Diệm. Dù thầy rất
bận rộn với công việc giảng dạy và nghiên cứu nhưng thầy vẫn dành thời gian để
hướng dẫn và chỉ bảo những thiếu sót và khó khăn trong q trình hồn thành đồ án tốt
nghiệp này. Xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành cho những ý tưởng thiết kế, sự
nhiệt tình và cả những áp lực mà thầy đã đặt ra để đề tài sớm được hồn tất. Kính chúc
thầy và gia đình ln mạnh khỏe để tiếp tục giúp đỡ các thế hệ sinh viên tiếp theo.
Đồng thời, em cũng xin cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí đã
nhiệt tình truyền dạy những kiến thức bổ ích trong q trình học tập và làm việc tại
trường.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019
Sinh viên thực hiện

Phạm Văn Hội

i


CAM ĐOAN

Với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn và tham khảo các tài liệu em
đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình và xin cam kết rằng:
- Trong q trình hồn thành đồ án khơng sao chép từ các đồ án cũ.
- Các số liệu, cơng thức trích dẫn đều từ các tài liệu tham khảo đáng tin cậy.
- Tuân thủ các quy định của nhà trường đề ra về cách thức trình bày đồ án.
- Khơng trích dẫn, sao chép từ các nguồn tài liệu khi chưa được sự đồng ý cũng
như các tài liệu vi phạm pháp luật.
Sinh viên thực hiện

Phạm Văn Hội

C
C

R
L
T.

DU

ii


MỤC LỤC
TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ............................................................... i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................. ii
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................... i
CAM ĐOAN ................................................................................................. ii
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI.. 1
1.1. Tổng quan về ngành cán thép và sản phẩm cán thép rằn .....................................1

1.1.1.

Tổng quan về ngành cán thép .....................................................................1

1.1.2.

Giới thiệu về sản phẩm cán thép rằn và nhu cầu sử dụng thép rằn ....2

1.2.

Máy cán...........................................................................................................3

C
C

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ LỖ HÌNH
TRỤC CÁN ................................................................................................ 12
2.1.

R
L
T.

Tính tốn cơng nghệ............................................................................................. 12

2.1.1.

Khái niệm về trục cán và lỗ hình trục cán ............................................. 12

2.1.2.

Phân loại lỗ hình trục cán ........................................................................ 13

2.1.3.

Cách bố trí lỗ hình trên trục cán ............................................................. 14

2.2.

DU

Thiết kế lỗ hình trục cán ..................................................................................... 14

2.2.1.

Yêu cầu thiết kế lỗ hình trục cán ............................................................. 14

2.2.2.

Cơ sở dữ liệu của phôi ............................................................................... 15

2.2.3.

Sản phẩm cán .............................................................................................. 15

2.2.4.

Thiết kế và tính tốn lỗ hình..................................................................... 16

2.2.5.

Chọn phương án cán và hình dáng tr ục cán......................................... 28

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC
MÁY ........................................................................................................... 29
3.1.

Thiết kế động học máy ........................................................................................ 29

3.1.1.

Giới thiệu chung ......................................................................................... 29

3.1.2.

Lựa chọn phương án thiết kế ................................................................... 29

3.1.3.

Lựa chọn hệ thống truyền động cho máy cán ....................................... 31

3.2.1.

Tính lực cán................................................................................................. 34

3.2.2.

Tính mơmen cán và các mơmen khác sinh ra khi cán ........................ 42

iii

CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CỤM KẾT CẤU CHÍNH
CỦA MÁY CÁN ......................................................................................... 51
4.1.

Thiết kế hộp giảm tốc .......................................................................................... 51

4.1.1.

Phân phối tỷ số truyền ............................................................................... 51

4.1.2.

Tính bộ truyền bánh răng cấp nhanh ..................................................... 53

4.1.3.

Tính bộ truyền bộ răng cấp chậm............................................................ 58

4.1.4.

Thiết kế trục cho hộp giảm tốc ................................................................. 62

4.1.5.

Tính then cho các trục ............................................................................... 72

4.1.6.

Tính chọn ổ đỡ ............................................................................................ 74

4.1.7.

Cấu tạo vỏ hộp............................................................................................. 78

4.2.

Thiết kế hộp phân lực .......................................................................................... 80

4.2.1.

Xác định các thông số của hộp phân lực ............................................... 81

4.2.2.

Tính tốn thiết kế trục cho hộp phân lực ............................................... 83

4.2.3.

Tính chọn ổ đỡ ............................................................................................ 85

4.3.

C
C

R
L
T.

Tính chọn khớp nối và trục nối ......................................................................... 86

DU

4.3.1.

Khớp nối ....................................................................................................... 86

4.3.2.

Trục nối và ổ nối trục cán ......................................................................... 89

4.4.

Tính tốn bánh đà ................................................................................................ 91

4.5.1. Trục cán ...................................................................................................................... 92
4.5.2. Tính tốn khung giá cán .......................................................................................... 95
4.5.3. Tính chọn gối đỡ và ổ đỡ cho trục cán ................................................................ 101
4.5.4. Vít nén và cơ cấu điều chỉnh lượng ép ................................................................ 103

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ........................... 106
CHẾ TẠO TRỤC CÁN THÉP RẰN ........................................................ 106
5.1. Phân tích điều kiện làm việc, và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ........... 106
5.1.1. Điều kiện làm việc của trục cán....................................................... 106
5.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ........................................................... 106
5.2. Định dạng sản xuất ............................................................................ 107
5.3. Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi.................................................. 107
5.3.1. Các phương pháp chế tạo phôi ......................................................... 107

5.3.2. Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết. ........................................ 108
iv


CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG GIÁ CÁN THÉP RẰN TRÊN ...................... 117
PHẦN MỀM SOLIDWORKS .................................................................. 117
6.1. Giới thiệu về phần mềm Solidworks .................................................. 117
6.2 Thiết kế các chi tiết trong giá cán ....................................................... 117
6.3 Mô phỏng lắp ráp các chi tiết trong giá cán ........................................ 121
6.4 Mô phỏng chuyển động giá cán........................................................... 123
CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN NĂNG SUẤT VÀ AN TỒN VẬN HÀNH
MÁY ......................................................................................................... 124
7.1. Tính tốn năng suất ........................................................................... 124

C
C

7.2. An toàn vận hành máy ....................................................................... 124

R
L
T.

7.2.1. Yêu cầu về lắp ráp ........................................................................... 124
7.2.2. Chế độ và dầu bôi trơn máy cán ....................................................... 125

DU

7.2.3. An toàn vận hành máy ..................................................................... 125
7.2.4. Thay thế các bộ phận của máy cán ................................................... 126

7.2.5. Bảo dưỡng máy ................................................................................ 126
KẾT LUẬN............................................................................................... 127
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................ 128

v


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Bảng 1.1 Thơng số cho các cỡ thép
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của thép CT38
Bảng 3.1 Các thông số lực cán.
Bảng 3.2 Thông số các mômen
Bảng 4.1 Thông số bộ truyền hộp giảm tốc
Bảng 5.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu – Khoan tâm
Bảng 5.2 Nguyên công 2: Tiện thô và tinh các mặt trụ Ø350, Ø210. Bo góc R21,
R31.5. Vát mép 7x45˚.
Bảng 5.3 Nguyên công 3: Tiện thô và tinh các mặt trụ Ø210, Ø140. Bo góc R21,
R31.5. Vát mép 5x45˚, 7x45.˚
Bảng 5.4 Nguyên công 4: Tiện thô và tinh rãnh cán.

C
C

Bảng 5.5 Nguyên công 5: Phay rãnh rằn

R
L
T.

Bảng 5.6 Nguyên công 6: Phay đầu nối vuông

Bảng 5.7 Nguyên công 8: Mài cổ trục Ø210

DU

Hình 1.1 Sản phẩm cán thép rằn
Hình 1.2 Sơ đồ máy cán

Hình 1.3 Phân loại máy cán theo cách bố trí giá cán
Hình 1.4 Các loại giá cán
Hình 1.5 Sơ đồ cán hành tinh
Hình 1.6 Sơ đồ động máy cán
Hình 1.7 Lị nung thủ cơng
Hình 1.8 Lị buồng liên tục
Hình 1.9 Lị điện trở
Hình 1.10 Sơ đồ quy trình cơng nghệ chung của một phân xưởng cán
Hình 2.1 Rảnh của trục cán tạo thành lỗ hình
Hình 2.2 Lỗ hình kín
Hình 2.3 Lỗ hình hở
Hình 2.4 Lỗ hình nửa kín
Hình 2.5 Cách bố trí lỗ hình trên trục cán
Hình 2.6 Sơ đồ cán, hình dáng và kích thước của thép rằn
Hình 2.7 Hệ thống lỗ hình
vi


Hình 2.8 Đồ thị khn cán và thứ tự các lần cán
Hình 2.9 Đồ thị khn cán và thứ tự các lần cán
Hình 2.10 Hệ thống lỗ hình ơvan-trịn
Hình 2.11 Lỗ hình Ơvan trước tinh
Hình 2.12 Hệ thống lỗ hình ơvan-vng

Hình 2.13 Kích thước lỗ hình vng
Hình 2.14 Hệ thống lỗ hình ơvan-vng
Hình 2.15 Kích thước lỗ hình ơvan cán lần thứ ba
Hình 2.16 Hệ thống lỗ hình ơvan-vng
Hình 2.17 Kích thước lỗ hình vng
Hình 2.18 Hệ thống lỗ hình ơvan-vng
Hình 2.19 Kích thước lỗ hình ơvan cán lần đầu tiên
Hình 2.20 Bố trí lỗ hình trên trục cán

C
C

Hình 3.1 Sơ đồ máy cán 3 trục dùng bánh răng truyền động cho trục cán

R
L
T.

Hình 3.2 Sơ đồ động máy cán ba trục dùng hộp phân lực
Hình 3.3 Sơ đồ động máy cán ba trục dùng hộp phân lực

DU

Hình 3.4 Khớp nối vịng đàn hồi
Hình 3.5 Khối nối trục xích

Hình 3.6 Trục khớp nối vng

Hình 3.7 Sơ đồ áp lực của kim loại tác dụng lên trục cán
Hình 3.8 Quan hệ giữa nhiệt độ chảy t och , giới hạn bền  và phần trăm cacbon trong

thép %C
Hình 3.9 Sơ đồ các lực cán tác dụng lên trục cán
Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ giữa lực cán và các lỗ hình
Hình 3.11 Biểu đồ quan hệ giữa mômen và các lỗ hình
Hình 4.1 Sơ đồ kích thước hộp giảm tốc
Hình 4.2 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên bánh răng
Hình 4.3 Biểu đồ lực và mơmen của trục I
Hình 4.4 Biểu đồ mơmen của trục II
Hình 4.5 Biểu đồ lực và mơmen của trục III
Hình 4.6 Sơ đồ lực tác dụng lên ổ đỡ tại trục
Hình 4.7 Sơ đồ lực tác dụng lên ổ đỡ tại trục
Hình 4.8 Sơ đồ lực tác dụng lên ổ đỡ tại trục III
Hình 4.9 Kích thước bulơng vịng
vii


Hình 4.10 Biểu đồ phân tích lực trong hộp phân lực
Hình 4.11 Sơ đồ lực tác dụng lên ổ đỡ
Hình 4.12 Khối nối vịng đàn hồi
Hình 4.13 Cấu tạo nối trục xích
Hình 4.14 Cấu tạo trục khớp nối vng
Hình 4.15 Các kích thước của trục cán
Hình 4.16 Lực tác dụng lên trục cán
Hình 4.17 Các kiểu khung
Hình 4.18 Các kích thước của khung
Hình 4.19 Gối đỡ
Hình 4.20 Các thơng số của bạc lót
Hình 4.21 Các kích thước của trục vít
Hình 4.22 Cấu tạo vít me dưới

Hình 5.2: Ngun cơng 1
Hình 5.3: Ngun cơng 2

C
C

R
L
T.

Hình 5.1: Phơi dập

DU

Hình 5.4: Ngun cơng 3
Hình 5.5: Ngun cơng 4
Hình 5.6: Ngun cơng 5
Hình 5.7: Ngun cơng 6
Hình 5.8: Nhiệt luyện

Hình 5.9: Ngun cơng 8
Hình 5.10: Ngun cơng 9
Hình 6.1 Giới thiệu Solidworks
Hình 6.2 Thân giá cán
Hình 6.3 Vật liệu thân giá cán
Hình 6.4 Thơng số thân giá cán
Hình 6.5 Trục cán
Hình 6.6 Vật liệu trục cán
Hình 6.7 Thơng số trục cán
Hình 6.8 Phân rã chi tiết

Hình 6.9 Lắp ráp thành cụm chi tiết
Hình 6.10 Mô phỏng chuyển động giá cán

viii


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI
1.1. Tổng quan về ngành cán thép và sản phẩm cán thép rằn
1.1.1. Tổng quan về ngành cán thép
a. Lịch sử phát triển của máy cán thép trên thế giới
Máy cán thép thô sơ được dùng ngựa để kéo và dùng để cán ra các sản phẩm đơn
giản như gươm, dao, giáo mác, các cỗ xe ngựa v.v... Máy cán lúc đầu chỉ có 2 trục
quay ngược chiều nhau. Đến năm 1864 máy cán 3 trục đầu tiên ra đời chạy bằng máy
hơi nước cán ra các loại thép tấm, thép hình, đồng tấm và dây đồng. Do nhu cầu ngày
càng phát triển, đặc biệt là ngành đóng tàu, chế tạo xe lửa, ngành công nghiệp nhẹ
v.v...và chiếc máy cán 4 trục ra đời năm 1870. Sau đó là các loại máy cán với giá cán 6
trục, 12 trục, 20 trục và các loại máy cán đặc biệt khác ra đời để cán các sản phẩm siêu
mỏng và dị hình như máy cán bi, cán chu kỳ, cán đúc liên tục.

C
C

Hiện nay để cán một sản phẩm theo một quy trình cơng nghệ, người ta kết hợp
nhiều giá cán lại như máy cán thơ, máy cán phá, nhóm giá cán thơ, nhóm giá c án trung

R
L
T.

gian, nhóm giá cán tinh, máy cán tinh, máy cán bán liên tục, máy cán liên tục v.v...
Ngồi ra người ta cịn dùng rất nhiều thiết bị khác để tiến hành tự động hoá, cơ khí

DU

hố, tin học hố trong sản xuất theo quy trình cơng nghệ mới. Các thiết bị này là máy
cắt, lị nung, lò nhiệt luyện, hệ thống con lăn, bàn nâng hạ, máy tinh chỉnh, sàn làm
nguội v.v... Tất cả các thiết bị chính và phụ đó được bố trí sắp đặt trong xưởng cán hay
trong khu liên hợp luyện cán thép theo trình tự cơng nghệ.
Trên thế giới có những xưởng cán với chiều dài từ 500 m đến 4.000 m với năng
suất rất cao như khu luyện cán thép Bảo Sơn (Trung Quốc) 6 triệu tấn/năm; khu luyện
cán thép của cơng ty POSCO (Hàn Quốc) có năng suất 20 triệu tấn/năm.
b. Lịch sử phát triển của máy cán thép ở Việt Nam
Trước năm 1954, các loại thép ở Việt nam hầu như nhập từ Pháp về, sau 1954
chúng ta nhập thép từ Liên Xô, Trung Quốc và các nước Đông Âu. Kế hoạch 5 năm
lần thứ nhất (1960 - 1965), nhà nước ta đầu tư xây dựng khu gang thép Thái Nguyên
với sự giúp đỡ của Trung Quốc. Năm 1975, nhà máy luyện cán thép Gia sàng (Thái
Nguyên) đi vào hoạt động với năng suất 5 vạn tấn/năm (nay là 10 vạn tấn/năm) với sự
giúp đỡ của CHDC Đức. Miền nam sau ngày giải phóng có các nhà máy cán thép hình
cỡ nhỏ như Vicasa, Vikimcơ với năng suất khoảng 5 vạn tấn/năm. Đến năm 1978 Nhà
máy cán thép Lưu xá (Thái Nguyên) có năng suất 12 vạn tấn/năm đi vào hoạt động.
Cho đến năm 1986 cả nước chỉ đạt khoảng 20 vạn tấn thép cán/năm.
Sau đổi mới, các xí nghiệp liên doanh cán thép giữa Việt nam và nước ngồi đã
hình thành như Cơng ty thép Việt - US VINAUSTEEL ở Hải Phịng có năng suất 18
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

1

Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

vạn tấn/năm, Công ty thép NASTEELVINA giữa Việt nam và Singapo ở Thái Ngun
có năng suất 12 vạn tấn/năm, Cơng ty thép Việt - Nhật ở Vũng Tàu, Công ty thép ống
VINAPIPE liên doanh giữa Việt nam và Hàn Quốc, Công ty thép Đà Nẵng v.v... Tính
đến năm 2002, Việt Nam có khoảng 50 doanh nghiệp sản xuất Thép xây dựng (chỉ tính
các cơ sở có cơng suất lớn hơn 5.000 tấn/năm), trong đó có 12 dây chuyền cán, cơng
suất từ 100 ngàn đến 300 ngàn tấn/năm. Năm 2007, theo thống kê sơ bộ, toàn thế giới
tiêu thụ 1400 triệu tấn Thép. Trong đó, Việt Nam tiêu thụ trên 10 triệu tấn, bình quân
100 kg/người. Bình quân khối ASEAN tiêu thụ khoảng 200 kg/người. Ở những nước
tiên tiến, sản lượng tiêu thụ đạt 1000 kg/người.
1.1.2. Giới thiệu về sản phẩm cán thép rằn và nhu cầu sử dụng thép rằn
a. Giới thiệu về sản phẩm cán thép rằn
Thép thanh rằn hay cịn gọi là thép cốt bê tơng mặt ngồi có gân. Thép rằn được sử
dụng nhiều trong ngành công nghiệp xây dựng. Thép rằn được tạo thành từ quá trình

C
C

cán kim loại, kim loại được biến dạng giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau, giữa
hai trục có hệ thống các lỗ hình và có khe hở giữa hai trục cán nhỏ hơn chiều dày của

R
L
T.

phôi ban đầu. Kết quả làm cho tiết diện ngang của phơi giảm xuống cịn chiều dài tăng
lên, tạo thành lỏi thép.

DU

Cán thép rằn có thể được tiến hành ở trạng thái nóng hoặc nguội, với mỗi phương
pháp đều có những ưu nhược điểm khác nhau. Thép rằn được phân loại theo đường
kính danh nghĩa của thép: bao gồm thép rằn Ø12, Ø14, Ø16, …
Hình dạng sản phẩm như sau:

Hình 1.1 Sản phẩm cán thép rằn
Các thơng số của sản phẩm:
d1 : đường kính ngồi của thép rằn (mm).
d: đường kính trong của thép rằn (mm).
S: khe hở giữa hai trục cán.
 Đường kính danh nghĩa của thép rằn:
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

2


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

dd=

d1 + d 15,5 + 12,5
=
= 14 (mm)
2
2

Thép rằn được cán theo dung sai âm:
+0, 3

dd = d d −0,5 (mm)
Bảng 1.1 Thông số cho các cỡ thép
Sản phẩm

d (mm)

d 1 (mm)

d d (mm)

S (mm)

Ø12

10,5

13,5

12

2

Ø14

12,5

15,5

14

2

Ø16

14,5

17,5

16

2

Ø18

16,5

19,5

18

2

Ø20

18,5

21,5

C
C
20

2

R
L
T.

Từ sự phân loại đó ta có các dạng thép rằn có kích thước khác nhau để phù hợp
với nhu cầu sử dụng ở mỗi lĩnh vực khác nhau.
b. Nhu cầu sử dụng thép rằn

DU

Ngày nay khi nhu cầu về đời sống của con người càng được nâng cao thì nền kinh
tế cần phải kịp thời đáp ứng đầy đủ những nhu cầu như nhu cầu về sử dụng thép trong
công nghiệp. Mà đặc biệt là công nghiệp cơ khí nắm vai trị chủ yếu trong việc tạo ra
sản phẩm. Ở một khía cạnh khác, thì ngành cơng nghiệp cán thép lại đóng một vai trị
chủ chốt, là khâu khơng thể thiếu được để góp phần tạo ra các sản phẩm, vật dụng cho
các ngành công nghiệp khác. Mà sản phẩm thép rằn đang đóng vai trị quan trọng
trong lĩnh vực xây dựng.
Ngày nay, sản phẩm thép rằn không thể thiếu được trong công cuộc đổi mới đất
nước, mà đặc biệt là nó được sử dụng nhiều trong ngành cơng nghiệp xây dựng. Nó
được dùng để làm các kết cấu bê tông cốt thép khi xây dựng nhà cửa, cầu hầm, mái
che ở các sân vận động … Năm 2006 thế giới tiêu thụ 1.200 triệu tấn, trong đó Việt
nam tiêu thụ 7 triệu tấn; nhu cầu thép vào năm 2010 là 10 triệu tấn; năm 2015 là 16

triệu tấn và năm 2020 là 20 triệu tấn. Do nhu cầu sử dụng thép rằn như đã nêu trên,
nên cần thiết phải có những máy cán thép với năng suất cao. Đủ khả năng để đáp ứng
nhu cầu ngày càng cao của nền cơng nghiệp nói riêng cũng như nền kinh tế nói chung,
để góp phần vào sự nghiệp cơng nghiệp hóa hiện đại hóa của nước nhà, đưa đất nước
ngày càng phát triển.
1.2. Máy cán
a. Định nghĩa và phân loại
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

3


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

➢ Định nghĩa
Tổ hợp các máy móc và thiết bị như nguồn năng lượng, các bộ phận truyền động,
giá cán có chứa các trục cán, ... để cho ra được các sản phẩm cán bằng kim loại gọi là
máy cán kim loại.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.2 Sơ đồ máy cán

I-Nguồn động lực; II-Hệ thống truyền động; III-Giá cán
1-Trục cán; 2- Nền giá cán; 3- Trục truyền; 4- Khớp nối trục truyền; 5- Thân giá cán;
6- Bánh răng chữ V; 7- Khớp nối trục; 8- Giá cán; 9- Hộp phân lực;
10- Hộp giảm tốc; 11- Khớp nối; 12- Động cơ điện
➢ Phân loại
Có thể phân loại máy cán theo công dụng, theo số giá cán trong máy, theo số trục
cán có trong giá cán, theo kích thước sản phẩm, theo cách bố trí trục cán,…
♦ Phân loại theo công dụng
- Máy cán phá: dùng để cán phá từ thỏi thép đúc gồm có máy cán phôi thỏi
Blumin và máy cán phôi tấm Slabin.
- Máy cán phôi: đặt sau máy cán phá và cung cấp phôi cho máy cán hình và máy
cán khác.
- Máy cán hình: cán ra sản phẩm có hình dạng theo u cầu như trịn, vng, chữ
I, U, L,…. Máy cán hình được chia làm 3 loại tuỳ theo đường kính  của trục cán:
+ Máy cán hình cỡ lớn: > 500 mm
+ Máy cán hình cỡ trung bình: = 350500 mm
+ Máy cán hình cỡ nhỏ: = 250350 mm
- Máy cán tấm (cán nóng và cán nguội). Tuỳ theo chiều dày sản phẩm dạng tấm
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

4


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

tạo ra mà có máy cán tấm dày (b 4 mm), máy cán tấm mỏng (b= 0,23,75 mm) và

máy cán tấm cực mỏng (b< 0,2 mm).
- Máy cán ống.
- Máy cán đặc biệt.
♦ Phân loại theo cách bố trí giá cán

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.3 Phân loại máy cán theo cách bố trí giá cán
a) Máy cán đơn;
b) Máy cán bố trí một hàng;
c) Máy cán bố trí hai hàng.
d) Máy cán bố trí ba hàng; e) Máy cán bán liên tục

f) Máy cán liên tục

- Máy có một giá cán (máy cán đơn a): loại này chủ yếu là máy cán phôi thỏi
Blumin hoặc máy cán phôi 2 hoặc 3 trục.
- Máy cán bố trí một hàng (b) được bố trí nhiều lỗ hình hơn.
- Máy cán bố trí 2 hay nhiều hàng (c, d) có ưu điểm là có thể tăng dần tốc độ cán ở
các giá sau cùng với sự tăng chiều dài của vật cán.
- Máy cán bán liên tục (e): nhóm giá cán thơ được bố trí liên tục, nhóm giá cán
tinh được bố trí theo hàng. Loại này thơng dụng khi cán thép hình cỡ nhỏ.
- Máy cán liên tục (f): các giá cán được bố trí liên tục, mỗi giá chỉ thực hiện một

lần cán. Đây là loại máy có hiệu suất rất cao và ngày càng được sử dụng rộng rãi. Bộ
truyền động của máy có thể tập trung, từng nhóm hay riêng lẻ. Trong máy cán liên tục
phải luôn luôn đảm bảo mối quan hệ:
F1.v1= F2.v2= F3.v3= F4.v4= ... = Fn.vn; trong đó F và v là tiết diện của vật cán
và vận tốc cán của các giá cán tương ứng.

SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

5


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

♦ Theo số lượng và sự bố trí trục cán

Hình 1.4 Các loại giá cán

C
C

a) Giá cán 2 trục; b) giá cán 3 trục; c) Giá cán 3 trục lauta; d) Giá cán 4 trục

R
L
T.

- Máy cán 2 trục đảo chiều: sau một lần cán thì chiều quay của trục lại được quay
ngược lại. Loại này thường dùng khi cán phá, cán phôi, cán tấm dày.

- Máy cán 2 trục không đảo chiều: dùng trong cán liên tục, cán tấm mỏng.

DU

- Máy cán 3 trục: có loại 3 trục cán có đường kính bằng nhau và loại 3 trục thì 2
trục bằng nhau còn trục giữa nhỏ hơn gọi là máy cán Layma.
- Máy cán 4 trục: gồm 2 trục nhỏ làm việc và 2 trục lớn dẫn động được dùng nhiều
khi cán tấm nóng và nguội.
- Máy cán nhiều trục: Dùng để cán ra các loại thép tấm mỏng và cực mỏng. Máy
có 6 trục, 12 trục, 20 trục v.v... có những máy đường kính cơng tác nhỏ đến 3,5 mm để
cán ra thép mỏng đến 0,001 mm.

Hình 1.5 Sơ đồ cán hành tinh
1) Lò nung liên tục, 2) Trục cán phá (chủ động), 3) Máy dẫn phôi (dẫn hướng),
4) Trục cán hành tinh, 5) Trục tựa, 6) Trục là sản phẩm.
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

6


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

- Máy cán hành tinh: Loại này có nhiều trục nhỏ tựa vào 2 trục to để làm biến dạng
kim loại. Máy này có cơng dụng là cán ra thành phẩm có chiều dày rất mỏng từ phơi
dày. Mỗi một cặp trục nhỏ sau mỗi lần quay làm chiều dày vật cán mỏng hơn một tí.
Vật cán đi qua nhiều cặp trục nhỏ thì chiều dày mỏng đi rất nhiều. Phơi ban đầu có
kích thước dày S= 50 ÷ 125 mm, sau khi qua máy cán hành tinh thì chi ều dày sản
phẩm có thể đạt tới 1 ÷ 2 mm.

- Máy cán vạn năng: loại này trục cán vừa bố trí thẳng đứng vừa nằm ngang. Máy
dùng khi cán dầm chữ I, máy cán phôi tấm v.v...
- Máy cán trục nghiêng: dùng khi cán ống không hàn và máy ép đều ống.
b. Cấu tạo máy cán

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.6 Sơ đồ động máy cán

1) Động cơ, 2) Bánh đà, 3) Khớp nối,
5) Hộp phân lực,

6) Trục truyền,

4) Hộp giảm tốc,

7) Trục cán,

8) Giá cán

Máy cán thường gồm có các bộ phận chính sau:
1- Động cơ: dùng rộng rãi là động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ.
2- Bánh đà: đối với máy cán 1 chiều thì đặt thêm bánh đà để làm đều chuyển động

cho máy giữa những lần cán phơi. Nghĩa là bánh đà sẽ tích luỹ năng lượng khi chạy
không tải và sẽ bù một phần năng lượng khi máy mang tải. Giúp ổn định tốc độ cán.
Khi mơmen cán thay đổi khơng nhiều người ta có thể không lắp bánh đà.
3- Khớp nối: thường sử dụng các loại:
+ Trục khớp nối vạn năng
+ Trục khớp nối hoa mai
+ Trục khớp nối vng
+ Trục khớp nối xích
4- Hộp giảm tốc: phần lớn hộp giảm tốc của máy cán dùng cặp bánh răng chữ V
để khử lực dọc trục và làm kết cấu hộp nhỏ gọn hơn.
5- Hộp phân lực: dùng để chia đều mômen quay cho các trục cán
Đường kính vịng lăng của bánh răng hộp phân lực gọi là đường kính danh nghĩa
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

7


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

của máy cán.
6- Trục truyền: truyền mômen xoắn từ hộp phân lực đến các trục cán.
7- Trục cán: cấu tạo gồm 3 phần: thân, cổ và đầu trục. Thân trục cán có dạng trơn
hoặc có rãnh tạo lỗ hình.
8- Giá cán: là bộ phận cơ bản của máy cán
Bao gồm thân giá cán và các chi tiết khác như trục cán, gối đỡ trục cán, cơ cấu
điều chỉnh lượng ép, các cơ cấu dẫn hướng, …được lắp đặt trên thân giá cán.
c. Nung kim loại trước khi cán và làm nguội sau khi cán
❖ Nung nóng kim loại trước khi cán

♦ Mục đích nung nóng
Nung nóng kim loại trước khi cán nhằm để kim loại đạt tính dẻo cao, trở kháng
biến dạng thấp, để giảm tiêu hao năng lượng khi cán, tăng tuổi thọ và giảm kích thước
thiết bị, để đạt được chất lượng sản phẩm cao, kích thước chính xác, hình dáng phức

C
C

tạp.
♦ Chất lượng nung

R
L
T.

Một vật nung gọi là đạt chất lượng khi nó đạt nhiệt độ nung đồng đều tại mọi điểm
và không bị khuyết tật do nung như: cong, vênh, rạn nứt, chảy, cháy, quá nhiệt, oxy

DU

hoá nhiều, thay đổi thành phần hoá học của kim loại như: thoát cacbon, …
♦ Thời gian nung

Gồm 2 yếu tố là thời gian tăng nhiệt và thời gian giữ nhiệt (đồng nhiệt)
- Thời gian tăng nhiệt: là thời gian cấp nhiệt để đạt nhiệt độ nung trên bề mặt vật
nung.
- Thời gian giữ nhiệt: là thời gian để giữ cho nhiệt độ bề mặt không tăng, đồng
thời nhiệt độ bên trong vật nung tăng lên đảm bảo độ chênh lệch nhiệt độ cho phép.
Công thức tổng quát về thời gian nung:

 = C. .H
Trong đó:
C: là hệ số phụ thuộc bản chất kim loại nung, độ dẫn nhiệt của kim loại.
: là hệ số tính đến điều kiện trao đổi nhiệt.
H: là bề dày thấm nhiệt của vật nung.
♦ Thiết bị nung kim loại
Gồm các lò nung sau đây:
+ Lò rèn thủ công
Loại này đơn giản, rẻ tiền nhưng khống chế được nhiệt độ, năng suất nung thấp,
hao tốn kim loại nhiều, nhiệt độ vật nung không đều, … loại này chỉ phù hợp với dạng
sản xuất nhỏ, thủ công.
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

8


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

Hình 1.7 Lị nung thủ cơng

C
C

+ Lị buồng (lị phản xạ)

Lị này có nhiệt độ khoảng khơng gian cơng tác của lị đồng nhất. Là một buồng

R

L
T.

kín, khống chế được nhiệt độ nung. Có thể xếp nhiều phơi vào lị, sự hao phí kim loại
ít, phơi khơng trực tiếp tiếp xúc với nhiên liệu nên nhiệt độ nung khá đồng đều. Nhược

DU

điểm của loại lò này là làm việc theo chu kỳ, tổn thất nhiệt do tính nhiệt cao.
Thích hợp với các phân xưởng sản xuất tương đối lớn.
+ Lò nung liên tục:

Hình 1.8 Lị buồng liên tục
1) Cơ cấu đẩy phôi,

2) Cửa nạp phôi, 3) Vùng đồng nhiệt,

4) Vùng nung, 5) Vật nung,

6) Vùng nung, 7) Mỏ phun,

9) Thanh đỡ,

8) Cửa ra,

10) Ống khói

Q trình nung kim loại diễn ra 1 cách liên tục nhờ sự dịch chuyển dần của vật
nung từ cửa vào đến cửa ra của lò. Loại này thường dùng khi nung thép hợp kim và
nung thép cán. Nhiên liệu thường dùng là khí đốt.

+ Lị nung dùng năng lượng điện
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

9


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

Thường dùng để nung vật nhỏ, vật quan trọng bằng kim loại màu.
- Lò điện trở
- Lò cảm ứng
- Nung trục tiếp

C
C

R
L
T.

Hình 1.9 Lị điện trở

DU

1) Đầu nối điện,
4) Nắp đậy,

2) Dây điện trở,

5) Phơi nung,

3) Nhiệt kế,

6) Ghi lị, 7) Cửa lò

❖ Làm nguội kim loại sau khi cán

Tuỳ theo thành phần hoá học và cấu trúc tế vi của kim loại, chế độ cán, dạng sản
phẩm, yêu cầu về cơ lý tính của sản phẩm, yêu cầu sử dụng sản phẩm mà chọn chế độ
làm nguội thích hợp sau khi cán. Có 4 dạng làm nguội sau:
- Làm nguội bằng khơng khí: dùng cho kim loại màu và thép cacbon thấp và
trung bình.
- Làm nguội chậm trong các lị ủ, dùng cho thép hợp kim.
- Làm nguội tăng dần: làm nguội trong nước sau khi thu sản phẩm.
- Làm nguội nhanh: làm nguội ở nhiệt độ tôi trong môi trường tơi.
d. Sơ đồ quy trình cơng nghệ chung của một phân xưởng cán
Đây là sơ đồ quy trình cơng nghệ đầy đủ cho một dây chuyền công nghệ lớn có
khả năng sản xuất ra nhiều chủng loại sản phẩm với sản lượng từ một đến vài triệu
tấn/năm.
Tuỳ theo năng lực sản xuất của từng nhà máy mà sẽ có một quy trình cơng nghệ cụ
thể riêng.

SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

10

Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.10 Sơ đồ quy trình cơng nghệ chung của một phân xưởng cán

SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

11


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

CHƯƠNG
2:
TÍNH
TỐN
VÀ THIẾT KẾ LỖ HÌNH TRỤC CÁN
2.1.

CƠNG

NGHỆ

Tính tốn cơng nghệ

2.1.1. Khái niệm về trục cán và lỗ hình trục cán
a. Trục cán
Trục cán là chi tiết trực tiếp làm biến dạng kim loại để tạo ra các sản phẩm kim
loại có hình dáng và kích thước theo u cầu. Trục cán phơi, thép hình, thép tấm nóng
thường được chế tạo bằng thép hợp kim chất lượng cao như: 40CrNi, 50CrNi, 60CrNi,
40Cr... hoặc được chế tạo từ gang cầu. Trục cán nguội thép tấm thường được chế tạo
từ loại thép 90CrNi, 90Cr2, 90Cr2MoV, 65CrNiMo, 90Cr2W, 45CrMoNi v à gang
biến trắng …
Độ cứng bề mặt trục cán (58÷62)HRC, bên trong phải có độ bền uốn tốt và chịu

C
C

được va đập mạnh. Trục cán khi cán nóng khơng bị giản nở vì nhiệt, trục cán nguội

R
L
T.

phải có độ đàn hồi dẻo tốt, bề mặt trục bóng đẹp v.v… Trục cán bằng sứ cũng phải có
những tính chất trên.
Các loại trục cán thường dùng gồm có: trục cán thép hình, trục cán thép tấm, trục

DU

cán thép ống. Ngồi ra cịn có các loại trục cán chuyên dùng như trục cán ren, trục cán
bi, trục cán phôi rèn, trục cán bánh xe lửa v.v …
Trục cán tấm dùng để cán nóng thép tấm dày, dày vừa, mỏng, cán nguội thép tấm
cực mỏng và cán giấy kim loại.
Trục cán hình với bề mặt bị khoét rãnh dùng để cán các loại thép hình trịn, hình
vng, thép góc, thép chữ U, chữ I, chữ H, thép rằn, thép ray xe lửa, thép định hình …
Trục cán ống cũng có nhiệm vụ như trục cán hình. Ngồi cán thép trục cán cịn
tham gia cán hình, cán tấm và cán kim loại màu như đồng, nhôm, kẽm, niken …
b. Lỗ hình trục cán
Có thể nói tất cả các loại thép có biên dạng (tiết diện) đơn giản như: trịn, vng,
ba cạnh, chữ nhật, ….và có biên dạng phức tạp như: thép góc, thép chữ I, thép chữ C,
thép đường ray, … đều được cán trên các trục đã được tạo các rãnh có biên dạng tương
ứng. Biên dạng rãnh của 2 hay 3, 4 trục tạo thành một biên dạng “calip” gọi là lỗ hình
trục cán.
Việc xác định hình dáng, kích thước và số lượng lỗ hình, cách bố trí lỗ hình trên
trục cán để tạo ra được một sản phẩm nào đó trên cơ sở một điều kiện cơng nghệ nhất
định được gọi là thiết kế lỗ hình trục cán.

SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

12


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

Hình 2.1 Rảnh của trục cán tạo thành lỗ hình
a) 2 trục,

b) 3 trục,
c) 4 trục
2.1.2. Phân loại lỗ hình trục cán
a. Phân loại theo hình dáng
- Lỗ hình đơn giản: chữ nhật, vng, ơ van, trịn
- Lỗ hình phức tạp: lỗ hình góc, chữ I, chữ C,….
b. Phân loại theo cơng dụng
- Lỗ hình giãn dài (cán phá) nhằm giảm nhanh tiết diện của phơi.

C
C

- Lỗ hình cán thơ.

R
L
T.

- Lỗ hình trước thành phẩm, có tác dụng khống chế được kết tinh của sản phẩm.
- Lỗ hình tinh.

c. Phân loại theo cách gia cơng lỗ hình trên trục cán
- Lỗ hình kín: Ở lỗ hình này, đường phân chia khe hở giữa 2 trục cán x-x nằm

DU

ngoài phạm vi rãnh lỗ hình được cấu tạo bởi một phần lồi và một phần rãnh của hai
trục cán. (Hình 2.2)

Hình 2.2 Lỗ hình kín

- Lỗ hình hở: Là loại lỗ hình mà có đường phân chia khe hở giữa 2 trục cán x-x
nằm trong phạm vi rãnh của trục cán dù cho rãnh được gia cơng trên 1 hay 2 trục.
(Hình 2.3)

Hình 2.3 Lỗ hình hở
- Lỗ hình nửa kín: Ở loại lỗ hình này, trên trục cán vừa có phần lồi vừa có phần
lõm. Khe hở giữa 2 trục cán được cấu tạo ở thành bên lỗ hình. (Hình 2.4)
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

13


Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Cán Thép Rằn

Hình 2.4 Lỗ hình nửa kín
2.1.3. Cách bố trí lỗ hình trên trục cán
Bố trí lỗ hình trên giá cán ba trục có hai cách sau:
a. Bố trí xen kẽ
Theo cách bố trí này thì trên một chiều dài của trục cán chỉ xếp được ít lỗ hình.
Tuy nhiên nếu dùng một bộ trục cán bốn trục một trục trên, một trục dưới và hai trục
giữa để phối hợp lỗ hình thì vẫn có thể tiết kiệm được trục cán. Với cách bố trí xen kẽ
thì việc thiết kế lỗ hình đơn giản hơn, đảm bảo điều kiện bền cho trục cán rất tốt. Do
đó ta sẽ chọn cách bố trí xen kẽ. (Hình 2.5a)

C
C

b. Bố trí lên xuống

Trong cách bố trí này thì trục giữa được dùng cho trục trên và trục dưới. Do đó bố

R
L
T.

trí được nhiều lỗ hình. Tuy nhiên sử dụng cách bố trí lên xuống thì khi thiết kế lỗ hình
sẽ phức tạp hơn. (Hình 2.5b)

DU

Hình 2.5 Cách bố trí lỗ hình trên trục cán
a) Bố trí xen kẽ,

2.2.

b) Bố trí lên xuống

Thiết kế lỗ hình trục cán

2.2.1. Yêu cầu thiết kế lỗ hình trục cán
Việc thiết kế lỗ hình trục cán cho sản phẩm phải thật chính xác và phải đảm bảo
được các yêu cầu sau:
- Lỗ hình phải hợp lí, chính xác để đảm bảo mịn hợp lý.
- Làm cho kích thước và hình dáng sản phẩm phải chính xác bề mặt nhẵn bóng,
đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật.
SVTH: Phạm Văn Hội_Lớp 15C1B

GVHD: PGS.TS. Đinh Minh Diệm

14