LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng, đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nắm chắc kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong thực tế sản xuất, trong kỹ thuật cũng như trong đời sống hàng ngày. Đồ án tốt nghiệp với mục đích giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường, đồng thời phát huy khả năng tư duy, sáng tạo của mỗi sinh viên khi đứng trước một vấn đề thực tế trong kỹ thuật. Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa ngành cơ khí, nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc với độ chính xác cao, giảm thiểu sức lao động của con người, tăng năng suất lao động.
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: NHU CẦU SẢN XUẤT THÉP TẤM...........................................................6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT – UỐN KIM LOẠI................................ 10 2.1. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC.................................................................. 10 2.2. QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG CỦA KIM LOẠI .......................................................... 10 2.2.1. Những nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo kim loại......................................... 11 2.2.2. Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo................................................................. 12 2.3. QÚA TRÌNH CẮT VẬT LIỆU TẤM BẰNG DAO CẮT ....................................... 14 2.3.1. Quá trình cắt đứt vật liệu........................................................................................... 14 2.3.2. Lực cắt ......................................................................................................................... 15 2.3.3. Độ chính xác và chất lượng mặt cắt......................................................................... 17 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY .......................... 18 3.1. MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN CẮT THÉP TẤM .............................................................. 18 3.1.1. Phương án cắt bằng lực.............................................................................................. 18 3.1.2. Phương pháp cắt bằng nhiệt...................................................................................... 24 3.1.3. Phương pháp cắt bằng mài mòn ............................................................................... 26 3.1.4. Kết luận:....................................................................................................................... 26 3.2. MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN TẠO CHUYỂN ĐỘNG CẮT TRONG MÁY CẮT LƯỠI DAO NGHIÊNG ....................................................................................................... 27 3.2.1. Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu tay quay con trượt........................................... 27 3.2.2. Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh thuỷ lực........................................................... 28 3.2.3. Kết luận........................................................................................................................ 29 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY ................................................. 30 LỰA CHỌN MỘT SỐ CƠ CẤU MÁY ............................................................................. 30 4.1 DAO CẮT........................................................................................................................ 30 4.1.1. Tính toán sơ bộ chiều dài của lưỡi dao.................................................................... 30 4.1.2. Xác định hành trình của dao nghiêng ...................................................................... 30 4.1.3. Xác định vận tốc và thời gian cắt của đầu dao trên................................................ 31 4.2. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XY LANH – PISTON.................... 31 4.2.1. Phương án bố trí 1 xy lanh – piston ......................................................................... 31 4.2.2. Phương án bố trí 2 xy lanh – piston ......................................................................... 32
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 1
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
4.2.3. Phương án bố trí 3 xy lanh – piston ......................................................................... 33 4.2.4. Kết luận........................................................................................................................ 33 4.3. BỘ PHẬN KẸP CHẶC ................................................................................................ 33 4.3.1. Kẹp phôi bằng chính trọng lực của một khối kim loại .......................................... 34 4.3.2. Kẹp chặt bằng hệ thống thuỷ lực dầu ép hay khí nén .......................................... 35 4.3.3. Kẹp chặt bằng hệ thống các lò xo chịu nén gắn lên lưỡi dao trên........................ 35 4.3.4. Kết luận........................................................................................................................ 37 4.4. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỆ THỐNG CẤP PHÔI ............................................... 37 4.4.1. Cấp phôi bằng hệ thống các xilanh - piston khí nén .............................................. 38 4.4.2. Cấp phôi dùng hệ thống băng tải.............................................................................. 39 4.4.3. Cấp phôi dùng hệ thống cặp con lăn ........................................................................ 39 4.4.4. Động học hệ thống cấp phôi...................................................................................... 40 4.5. PHÂN TÍCH CHỌN KẾT CẤU BỘ PHẬN LẤY PHÔI ........................................ 41 4.5.1.Hệ thống lấy phôi bằng băng tải................................................................................ 42 4.5.2. Hệ thống lấy phôi bằng con lăn ................................................................................ 43 4.5.3. Kết luận........................................................................................................................ 43 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ........................................................ 45 CÁC KẾT CẤU MÁY .......................................................................................................... 45 5.1. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC .................................................................... 45 5.1.1. Tính toán xy lanh tạo lực cắt:.................................................................................... 46 5.1.2. Tính toán bộ phận kẹp chặt....................................................................................... 49 5.1.3. Tính các tổn thất trong hệ thống............................................................................... 51 5.1.4. Tính toán lựa chọn các thông số của bơm............................................................... 54 5.1.5. Xác định tiết diện ống dẫn dầu ................................................................................. 56 5.1.6. Phân tích chọn loại dầu trong hệ thống ................................................................... 56 5.1.7. Các phần tử thuỷ lực khác......................................................................................... 57 5.2. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA LƯỠI DAO VÀ BÀN TRƯỢT GÁ DAO
................................................................................................................................................. 60 5.2.1.Chọn vật liệu chế tạo dao cắt ..................................................................................... 60 5.2.2. Các thông số của dao và bàn trượt gá dao............................................................... 61 5.2.3. Kiểm nghiệm sức bền của thanh dao gá lên bàn dao.............................................63
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 2
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
5.3. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP PHÔI ...................................................................... 64 5.3.1. Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động của bộ phận cấp phôi .............................. 64 5.3.2. Tính lực kéo phôi thép tấm của tang dẫn động....................................................... 65 5.3.3. Tính chọn động cơ...................................................................................................... 66 5.4. TÍNH HỆ THỐNG RA SẢN PHẨM .......................................................................... 67 5.4.1. Sàn lăn ......................................................................................................................... 67 5.4.2. Cơ cấu đỡ phôi............................................................................................................ 68 5.5. THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC ...................................................................................... 69 5.5.1. Chọn vật liệu, cách chế tạo và nhiệt luyện.............................................................. 69 5.5.2. Chọn số mối ren Z1 của trục vít và tính số răng Z2 của bánh vít:......................... 70 5.5.3. Chọn sơ bộ hiệu suất, hệ số tải trọng và tính công suất trên bánh vít.................. 70 5.5.4. Định mođun m và hệ số đường kính q theo điều kiện sức bền tiếp xúc.............. 70 5.5.5. Kiểm n ghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng....................................... 71 5.5.6. Kiểm tra sức bền uốn của răng bánh vít .................................................................. 72 5.5.7. Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền................................................ 72 5.5.8. Tính lực truyền tác dụng lên trục vít........................................................................ 73 5.5.9. Kiểm nghiệm sức bền và độ cứng uốn của thân trục vít ....................................... 74 5.5.10. Thiết kế trục .............................................................................................................. 75 5.5.11. Tính then.................................................................................................................... 83 5.5.12. Thiết kế gối đỡ trục:................................................................................................. 85 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN..................................................... 88 6.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC.................................................. 88 6.1.1. Sơ đồ khối của bộ điều khiển PLC:.......................................................................... 88 6.1.2.Lập trình các thiết bị logic chuẩn. ............................................................................. 89 6.1.3.Nội dung của một chương trình điều khiển.............................................................. 90 6.2. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN................................................. 92 6.2.1. Dùng một công tắc hành trình................................................................................... 92 6.2.2. Sử dụng cảm biến hồng ngoại................................................................................... 93 6.2.3. Dùng cảm biến đo độ dài........................................................................................... 93 6.2.4. Kết luận:....................................................................................................................... 94 6.3. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN..................................................... 94
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 3
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
6.3.1. Sơ đồ nguyên lý:......................................................................................................... 94 6.3.2. Hoạt động: ................................................................................................................... 94 6.3.3. Biểu đồ trạng thái: ...................................................................................................... 95 6.3.4. Chương trình điều khiển:........................................................................................... 96 CHƯƠNG7: AN TOÀN VÀ VẬN HÀNHMÁY...........................................................97 7.1. TRƯỚC KHI LÀM VIỆC ............................................................................................ 97 7.2.TRONG KHI LÀM VIỆC: ............................................................................................ 97 7.3. SAU KHI LÀM VIỆC .................................................................................................. 97 7.4. BẢO DƯỠNG MÁY .................................................................................................... 98 7.4.1. Bảo dưỡng khung máy ............................................................................................... 98 7.4.2. Bảo dưỡng hộp giảm tốc............................................................................................ 98 7.4.3. Bảo dưỡng công cụ cắt .............................................................................................. 98 7.4.4. Bảo dưỡng các thiết bị thủy lực................................................................................ 98
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 4
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng, đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nắm chắc kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong thực tế sản xuất, trong kỹ thuật cũng như trong đời sống hàng ngày.
Đồ án tốt nghiệp với mục đích giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường, đồng thời phát huy khả năng tư duy, sáng tạo của mỗi sinh viên khi đứng trước một vấn đề thực tế trong kỹ thuật. Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa ngành cơ khí, nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc với độ chính xác cao, giảm thiểu sức lao động của con người, tăng năng suất lao động.
Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển đấy, em thực hiện đề tài “ THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM BẰNG THỦY LỰC”. Đồ án góp phần giải quyết nhu cầu sử dụng phôi thép tấm ngày một tăng trong thời đại ngày nay nhờ việc tăng năng suất cắt cũng như nâng cao điều kiện làm việc nhờ khả năng tự động. Đề tài với các nội dung sau:
Chương 1: Nhu cầu sử dụng thép tấm
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về dập cắt kim loại
Chương 3: Phân tích chọn phương án thiết kế máy
Chương 4: Tính toán động học toàn máy – lựa chọn một số cơ cấu máy Chương 5: Tính toán động lực học và các kết cấu máy
Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển của máy
Chương 7: An toàn và vận hành máy
Để cho đề tài được đầy đủ và cụ thể hơn thì ngoài phần lý thuyết còn bổ sung thêm các bản vẽ.
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2018 Sinh viên thiết kế
Hoàng Thanh Trung
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 5
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC CHƯƠNG 1: NHU CẦU SỬ DỤNG THÉP TẤM
Trong sự phát triển của các lĩnh vực cơ khí như: Chế tạo máy, giao thông vận tải, điện lực, xây dựng, đóng tàu..., thì nhu cầu về sử dụng thép tấm ngày một tăng; nhằm trang bị cho sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.
Thép tấm được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp kể trên. Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng giữa 2 trục cán quay ngược chiều nhau, có khe hở giữa 2 trục cán nhỏ hơn chiều dày của phôi ban đầu. Kết quả làm chiều dày phôi giảm, chiều dài và chiều rộng tăng lên, tạo thành dạng tấm hay còn gọi là thép tấm.
Cán thép tấm có thể tiến hành ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội, ở mỗi loại nó có ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Cán ở trạng thái nóng cho ta những sản phẩm có độ dày từ 1,5mm đến 60mm, còn ở trạng thái nguội cho ta sản phẩm mỏng và đến cực mỏng có độ dày từ 0,007mm đến 1,25mm. Các sản phẩm thép tấm được phân loại theo độ dày của tấm thép:
• Théptấmmỏng: Chiềudày: Chiều rộng:
Chiều dài: • Théptấmrấtmỏng:
• Théptấmdày:
S=0,2–4mm;
b = 600 – 5000 mm; L=4000–12000mm. S=0,001–0,2mm;
b = 200 – 1500 mm;
L = 4000 – 60000 mm. S=4–60mm;
b = 600 – 5000 mm;
L = 4000 – 12000 mm.
Từ sự phân loại đó ta có các dạng phôi của thép tấm khác nhau như dạng phôi tấm hay dạng phôi cuộn, phôi dải.
Một số ứng dụng của thép tấm:
- Trong ngành điện: thép tấm được dùng làm kết cấu các cột điện cao thế, các sản phẩm trong lĩnh vực điện như các lá thép trong stato của động cơ điện, các cánh quạt cỡ lớn, các tấm thép mỏng dùng làm các lá thép để. ghép lại trong chấn lưu đèn ống, máy biến áp, các hộp công tơ điện...
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 6
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
Hình 1.1: Sản phẩm làm từ thép tấm
- Trong xậy dựng: các tấm thép cỡ lớn trong các dầm cầu được tạo thành từ các
tấm thép tấm dày cắt nhỏ, hay thép tấm được dùng để liên kết với nhau có thể bằng mối hàn, bu lông hay đinh tán để tạo nên các kết cấu thép bền vững. Rõ ràng nhất là thép tấm được sử dụng làm tấm lợp...
Hình 1.2: Kết cấu hàn từ thép tấm
- Trong ngành cơ khí: Thép tấm được sử dụng trong các thần máy của các máy
cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc bằng kết cấu hàn, khung, sườn xe, máy, ...
- Trong ngành cơ khí ô tô: việc sử dụng thép tấm không thể thiếu được. Nó được sử dụng làm khung, sườn, gầm ô tô, lót sàn ô tô,, che kín thùng xe, làm các bộ phận
che chắn khác...
- Trong ngành chế biến lương thực thực phẩm: thép tấm được sử dụng rộng rãi
không kém, nó được dùng để chế tạo các thùng chứa, bể chứa, hộp đóng gói,...
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 7
DUT.LRCC
Mối hàn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
- Trong các ngành nghề khác: thép tấm được dùng để chế tạo ra các thùng đồ dùng dân dụng phục vụ đời sống hay trong ngành hàng không thép tấm được dùng để che chắn, làm cửa máy bay, làm thân máy bay, phục vụ ngành chế tạo tên lửa,... *Những sản phẩm chủ yếu dùng thép tấm dày:
Để sản xuất tàu: tanker, bulk carrier, container...
Hình 1.3: Ứng dụng thép tấm trong chế tạo tàu biển
Dùng làm các công trình dễ hàn bình thường: cầu, máy móc công nghiệp, xây dựng...(ảnh minh họa):
Hình 1.4: Ứng dụng thép trong xây dựng cầu
Để sản xuất đồ chứa áp lực, sản xuất nồi hơi: LPG tank, nồi hơi.. (ảnh minh họa)
Hình 1.5: Ứng dụng thép tấm trong sản xuất bình chứa áp suất
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 8
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
Để làm ống thép: đường ống dẫn gas, dầu...
Hình 1.6: Ứng dụng thép tấm trong chế tạo ống dẫn
Với nhu cầu sử dụng thép tấm rộng lớn như vậy, cần thiết phải có những máy cắt thép tấm với năng suất cao, với độ chính xác lớn, được điều khiển tự động hay bán tự động đủ khả năng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nền công nghiệp nói riêng cũng như nền kinh tế nói chung, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 9
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT – UỐN KIM LOẠI
2.1. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC
Gia công kim loại bằng áp lực là một trong những phương pháp cơ bản để chế tạo các chi tiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp đúc hay gia công cắt gọt.
Gia công kim loại bằng áp lực là các phương pháp gia công dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại rắn ở nhiệt độ cao (nóng) hay nhiệt độ thấp (nguội) với cường độ lực vượt quá giới hạn đàn hồi của kim loại để làm thay đổi hình dáng của vật thể mà không phá hủy tính liên tục và tính bền của kim loại.
Cắt kim loại là nguyên công chia phôi tấm ra thành mảnh nhỏ, dãi hẹp... cho đúng với hình dáng kích thước yêu cầu. Quá trình cắt xảy ra từ biến dạng đàn hồi khi có lực tác dụng, sau đó biến dạng dẻo cùng với sự tăng lực tác dụng và các vết nứt xuất hiện gặp nhau theo hướng cắt và tách rời tấm phôi.
2.2. QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG CỦA KIM LOẠI
Dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại biến dạng theo các giai đoạn sau: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá hủy.
Biểu đồ biến dạng khi thí nghiệm kéo đứt kim loại như sau: B
0
Pd
Hình 2.1: Đồ thị quan hệ giữa lực kéo P và biến dạng ∆L
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 10
C
DUT.LRCC
P (N)
A
Pdh
Δdh
Δd
Δl (m)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
Biến dạng đàn hồi (OA): Là biến dạng kim loại xảy ra khi lực tác dụng chưa vượt quá giới hạn đàn hồi, khi thôi tác dụng lực, lượng biến dạng mất đi và kim loại trở về trạng thái ban đầu.
Biến dạng dẻo (AB): Là biến dạng xảy ra khi lực tác dụng vượt quá giới hạn đàn hồi, sau khi thôi tác dụng lực, kim loại tồn tại dưới trạng thái ứng suất dư.
Biến dạng phá hủy (BC): Là biến dạng khi có lực tác dụng vượt quá giới hạn bền của vật liệu, lượng biến dạng vẫn tiếp tục xảy ra, cho đến khi không cần lực tác dụng vẫn có biến dạng dư và cuối cùng vật liệu bị phá hủy.
2.2.1. Những nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo kim loại
Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực mà không bị phá hủy. Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào rất nhiều nhân tố khác nhau: thành phần và tổ chức kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng...
a) Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức kim loại
Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể khác nhau, lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau, do đó tính dẻo của chúng cũng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt. Đối với hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức, cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm. Thông thường, kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc một pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc nhiều pha. Các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt, làm tăng xô lệch mạng cũng như làm giảm tính dẻo của kim loại.
b) Ảnh hưởng của nhiệt độ
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, hầu hết tính dẻo của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng. Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn. Khi ta nung thép từ 20 – 1000C thì độ dẻo tăng chậm nhưng từ 100 – 4000C độ dẻo giảm nhanh, quá nhiệt độ này độ dẻo tăng nhanh.
c) Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất chính
Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại. Qua thực nghiệm người ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 11
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hay chịu ứng suất kéo. Ứng suất chính là ứng suất pháp tuyến sinh ra bên trong vật thể khi có ngoại lực tác dụng.
d) Ảnh hưởng của ứng suất dư
Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch tăng mạnh, ứng suất lớn làm cho tính dẻo của kim loại giảm mạnh.
e) Ảnh hưởng của ma sát ngoài
Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức tác dụng lực, do đó làm thay đổi trạng thái ứng suất chính của vật thể. Ngoài ra ma sát ngoài còn cản trở biến dạng tự do của vật thể, làm cho vật thể biến dạng không đồng đều, tăng lực và công biến dạng, cản trở sự biến dạng hay cắt đứt của kim loại dưới tác dụng của lực cắt thép.
f) Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng
Tăng tốc độ biến dạng sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại. Ngoài ra, tốc độ biến dạng tăng còn làm sinh nhiều nhiệt, hiệu ứng nhiệt còn làm kim loại đạt đến nhiệt độ mà tại đó tính dẻo thấp hay do hiệu ứng nhiệt mà nhiệt độ của kim loại tăng dần lên làm cho kim loại chuyển từ vùng giòn sang vùng dẻo, điều này cũng ảnh hưởng đến tốc độ tác dụng lực để cắt thép, đó là chu kỳ cắt hay cũng chính là năng suất cắt thép.
Vậy để cắt được thép tấm thì lực cần thiết tác dụng phải tạo ra trong kim loại ứng suất lực lớn, đồng thời tốc độ biến dạng phải đạt một trị số nhất định để kim loại dễ dàng bị đứt rời ra khỏi tấm cắt.
2.2.2. Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo
Giả sử trong vật hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể chịu 3 ứng suất chính sau:
abc Hình 2.2: Các trạng thái ứng suất chính
a) ứng suất đường
+ Trạng thái ứng suất khối: τmax = SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B
b) ứng suất mặt c) ứng suất khối
max − min 2
GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình
Trang 12
DUT.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng, đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nắm chắc kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong thực tế sản xuất, trong kỹ thuật cũng như trong đời sống hàng ngày. Đồ án tốt nghiệp với mục đích giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường, đồng thời phát huy khả năng tư duy, sáng tạo của mỗi sinh viên khi đứng trước một vấn đề thực tế trong kỹ thuật. Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa ngành cơ khí, nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc với độ chính xác cao, giảm thiểu sức lao động của con người, tăng năng suất lao động.
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: NHU CẦU SẢN XUẤT THÉP TẤM...........................................................6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT – UỐN KIM LOẠI................................ 10 2.1. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC.................................................................. 10 2.2. QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG CỦA KIM LOẠI .......................................................... 10 2.2.1. Những nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo kim loại......................................... 11 2.2.2. Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo................................................................. 12 2.3. QÚA TRÌNH CẮT VẬT LIỆU TẤM BẰNG DAO CẮT ....................................... 14 2.3.1. Quá trình cắt đứt vật liệu........................................................................................... 14 2.3.2. Lực cắt ......................................................................................................................... 15 2.3.3. Độ chính xác và chất lượng mặt cắt......................................................................... 17 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY .......................... 18 3.1. MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN CẮT THÉP TẤM .............................................................. 18 3.1.1. Phương án cắt bằng lực.............................................................................................. 18 3.1.2. Phương pháp cắt bằng nhiệt...................................................................................... 24 3.1.3. Phương pháp cắt bằng mài mòn ............................................................................... 26 3.1.4. Kết luận:....................................................................................................................... 26 3.2. MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN TẠO CHUYỂN ĐỘNG CẮT TRONG MÁY CẮT LƯỠI DAO NGHIÊNG ....................................................................................................... 27 3.2.1. Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu tay quay con trượt........................................... 27 3.2.2. Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh thuỷ lực........................................................... 28 3.2.3. Kết luận........................................................................................................................ 29 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY ................................................. 30 LỰA CHỌN MỘT SỐ CƠ CẤU MÁY ............................................................................. 30 4.1 DAO CẮT........................................................................................................................ 30 4.1.1. Tính toán sơ bộ chiều dài của lưỡi dao.................................................................... 30 4.1.2. Xác định hành trình của dao nghiêng ...................................................................... 30 4.1.3. Xác định vận tốc và thời gian cắt của đầu dao trên................................................ 31 4.2. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XY LANH – PISTON.................... 31 4.2.1. Phương án bố trí 1 xy lanh – piston ......................................................................... 31 4.2.2. Phương án bố trí 2 xy lanh – piston ......................................................................... 32
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 1
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
4.2.3. Phương án bố trí 3 xy lanh – piston ......................................................................... 33 4.2.4. Kết luận........................................................................................................................ 33 4.3. BỘ PHẬN KẸP CHẶC ................................................................................................ 33 4.3.1. Kẹp phôi bằng chính trọng lực của một khối kim loại .......................................... 34 4.3.2. Kẹp chặt bằng hệ thống thuỷ lực dầu ép hay khí nén .......................................... 35 4.3.3. Kẹp chặt bằng hệ thống các lò xo chịu nén gắn lên lưỡi dao trên........................ 35 4.3.4. Kết luận........................................................................................................................ 37 4.4. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỆ THỐNG CẤP PHÔI ............................................... 37 4.4.1. Cấp phôi bằng hệ thống các xilanh - piston khí nén .............................................. 38 4.4.2. Cấp phôi dùng hệ thống băng tải.............................................................................. 39 4.4.3. Cấp phôi dùng hệ thống cặp con lăn ........................................................................ 39 4.4.4. Động học hệ thống cấp phôi...................................................................................... 40 4.5. PHÂN TÍCH CHỌN KẾT CẤU BỘ PHẬN LẤY PHÔI ........................................ 41 4.5.1.Hệ thống lấy phôi bằng băng tải................................................................................ 42 4.5.2. Hệ thống lấy phôi bằng con lăn ................................................................................ 43 4.5.3. Kết luận........................................................................................................................ 43 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ........................................................ 45 CÁC KẾT CẤU MÁY .......................................................................................................... 45 5.1. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC .................................................................... 45 5.1.1. Tính toán xy lanh tạo lực cắt:.................................................................................... 46 5.1.2. Tính toán bộ phận kẹp chặt....................................................................................... 49 5.1.3. Tính các tổn thất trong hệ thống............................................................................... 51 5.1.4. Tính toán lựa chọn các thông số của bơm............................................................... 54 5.1.5. Xác định tiết diện ống dẫn dầu ................................................................................. 56 5.1.6. Phân tích chọn loại dầu trong hệ thống ................................................................... 56 5.1.7. Các phần tử thuỷ lực khác......................................................................................... 57 5.2. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA LƯỠI DAO VÀ BÀN TRƯỢT GÁ DAO
................................................................................................................................................. 60 5.2.1.Chọn vật liệu chế tạo dao cắt ..................................................................................... 60 5.2.2. Các thông số của dao và bàn trượt gá dao............................................................... 61 5.2.3. Kiểm nghiệm sức bền của thanh dao gá lên bàn dao.............................................63
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 2
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
5.3. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP PHÔI ...................................................................... 64 5.3.1. Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý hoạt động của bộ phận cấp phôi .............................. 64 5.3.2. Tính lực kéo phôi thép tấm của tang dẫn động....................................................... 65 5.3.3. Tính chọn động cơ...................................................................................................... 66 5.4. TÍNH HỆ THỐNG RA SẢN PHẨM .......................................................................... 67 5.4.1. Sàn lăn ......................................................................................................................... 67 5.4.2. Cơ cấu đỡ phôi............................................................................................................ 68 5.5. THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC ...................................................................................... 69 5.5.1. Chọn vật liệu, cách chế tạo và nhiệt luyện.............................................................. 69 5.5.2. Chọn số mối ren Z1 của trục vít và tính số răng Z2 của bánh vít:......................... 70 5.5.3. Chọn sơ bộ hiệu suất, hệ số tải trọng và tính công suất trên bánh vít.................. 70 5.5.4. Định mođun m và hệ số đường kính q theo điều kiện sức bền tiếp xúc.............. 70 5.5.5. Kiểm n ghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng....................................... 71 5.5.6. Kiểm tra sức bền uốn của răng bánh vít .................................................................. 72 5.5.7. Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền................................................ 72 5.5.8. Tính lực truyền tác dụng lên trục vít........................................................................ 73 5.5.9. Kiểm nghiệm sức bền và độ cứng uốn của thân trục vít ....................................... 74 5.5.10. Thiết kế trục .............................................................................................................. 75 5.5.11. Tính then.................................................................................................................... 83 5.5.12. Thiết kế gối đỡ trục:................................................................................................. 85 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN..................................................... 88 6.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC.................................................. 88 6.1.1. Sơ đồ khối của bộ điều khiển PLC:.......................................................................... 88 6.1.2.Lập trình các thiết bị logic chuẩn. ............................................................................. 89 6.1.3.Nội dung của một chương trình điều khiển.............................................................. 90 6.2. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN................................................. 92 6.2.1. Dùng một công tắc hành trình................................................................................... 92 6.2.2. Sử dụng cảm biến hồng ngoại................................................................................... 93 6.2.3. Dùng cảm biến đo độ dài........................................................................................... 93 6.2.4. Kết luận:....................................................................................................................... 94 6.3. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN..................................................... 94
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 3
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
6.3.1. Sơ đồ nguyên lý:......................................................................................................... 94 6.3.2. Hoạt động: ................................................................................................................... 94 6.3.3. Biểu đồ trạng thái: ...................................................................................................... 95 6.3.4. Chương trình điều khiển:........................................................................................... 96 CHƯƠNG7: AN TOÀN VÀ VẬN HÀNHMÁY...........................................................97 7.1. TRƯỚC KHI LÀM VIỆC ............................................................................................ 97 7.2.TRONG KHI LÀM VIỆC: ............................................................................................ 97 7.3. SAU KHI LÀM VIỆC .................................................................................................. 97 7.4. BẢO DƯỠNG MÁY .................................................................................................... 98 7.4.1. Bảo dưỡng khung máy ............................................................................................... 98 7.4.2. Bảo dưỡng hộp giảm tốc............................................................................................ 98 7.4.3. Bảo dưỡng công cụ cắt .............................................................................................. 98 7.4.4. Bảo dưỡng các thiết bị thủy lực................................................................................ 98
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 4
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng, đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nắm chắc kiến thức cơ bản tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong thực tế sản xuất, trong kỹ thuật cũng như trong đời sống hàng ngày.
Đồ án tốt nghiệp với mục đích giúp sinh viên hệ thống lại những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường, đồng thời phát huy khả năng tư duy, sáng tạo của mỗi sinh viên khi đứng trước một vấn đề thực tế trong kỹ thuật. Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa ngành cơ khí, nhu cầu sản xuất phải sử dụng máy móc với độ chính xác cao, giảm thiểu sức lao động của con người, tăng năng suất lao động.
Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển đấy, em thực hiện đề tài “ THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM BẰNG THỦY LỰC”. Đồ án góp phần giải quyết nhu cầu sử dụng phôi thép tấm ngày một tăng trong thời đại ngày nay nhờ việc tăng năng suất cắt cũng như nâng cao điều kiện làm việc nhờ khả năng tự động. Đề tài với các nội dung sau:
Chương 1: Nhu cầu sử dụng thép tấm
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về dập cắt kim loại
Chương 3: Phân tích chọn phương án thiết kế máy
Chương 4: Tính toán động học toàn máy – lựa chọn một số cơ cấu máy Chương 5: Tính toán động lực học và các kết cấu máy
Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển của máy
Chương 7: An toàn và vận hành máy
Để cho đề tài được đầy đủ và cụ thể hơn thì ngoài phần lý thuyết còn bổ sung thêm các bản vẽ.
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2018 Sinh viên thiết kế
Hoàng Thanh Trung
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 5
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC CHƯƠNG 1: NHU CẦU SỬ DỤNG THÉP TẤM
Trong sự phát triển của các lĩnh vực cơ khí như: Chế tạo máy, giao thông vận tải, điện lực, xây dựng, đóng tàu..., thì nhu cầu về sử dụng thép tấm ngày một tăng; nhằm trang bị cho sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.
Thép tấm được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp kể trên. Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng giữa 2 trục cán quay ngược chiều nhau, có khe hở giữa 2 trục cán nhỏ hơn chiều dày của phôi ban đầu. Kết quả làm chiều dày phôi giảm, chiều dài và chiều rộng tăng lên, tạo thành dạng tấm hay còn gọi là thép tấm.
Cán thép tấm có thể tiến hành ở trạng thái nóng hay trạng thái nguội, ở mỗi loại nó có ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Cán ở trạng thái nóng cho ta những sản phẩm có độ dày từ 1,5mm đến 60mm, còn ở trạng thái nguội cho ta sản phẩm mỏng và đến cực mỏng có độ dày từ 0,007mm đến 1,25mm. Các sản phẩm thép tấm được phân loại theo độ dày của tấm thép:
• Théptấmmỏng: Chiềudày: Chiều rộng:
Chiều dài: • Théptấmrấtmỏng:
• Théptấmdày:
S=0,2–4mm;
b = 600 – 5000 mm; L=4000–12000mm. S=0,001–0,2mm;
b = 200 – 1500 mm;
L = 4000 – 60000 mm. S=4–60mm;
b = 600 – 5000 mm;
L = 4000 – 12000 mm.
Từ sự phân loại đó ta có các dạng phôi của thép tấm khác nhau như dạng phôi tấm hay dạng phôi cuộn, phôi dải.
Một số ứng dụng của thép tấm:
- Trong ngành điện: thép tấm được dùng làm kết cấu các cột điện cao thế, các sản phẩm trong lĩnh vực điện như các lá thép trong stato của động cơ điện, các cánh quạt cỡ lớn, các tấm thép mỏng dùng làm các lá thép để. ghép lại trong chấn lưu đèn ống, máy biến áp, các hộp công tơ điện...
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 6
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
Hình 1.1: Sản phẩm làm từ thép tấm
- Trong xậy dựng: các tấm thép cỡ lớn trong các dầm cầu được tạo thành từ các
tấm thép tấm dày cắt nhỏ, hay thép tấm được dùng để liên kết với nhau có thể bằng mối hàn, bu lông hay đinh tán để tạo nên các kết cấu thép bền vững. Rõ ràng nhất là thép tấm được sử dụng làm tấm lợp...
Hình 1.2: Kết cấu hàn từ thép tấm
- Trong ngành cơ khí: Thép tấm được sử dụng trong các thần máy của các máy
cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc bằng kết cấu hàn, khung, sườn xe, máy, ...
- Trong ngành cơ khí ô tô: việc sử dụng thép tấm không thể thiếu được. Nó được sử dụng làm khung, sườn, gầm ô tô, lót sàn ô tô,, che kín thùng xe, làm các bộ phận
che chắn khác...
- Trong ngành chế biến lương thực thực phẩm: thép tấm được sử dụng rộng rãi
không kém, nó được dùng để chế tạo các thùng chứa, bể chứa, hộp đóng gói,...
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 7
DUT.LRCC
Mối hàn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
- Trong các ngành nghề khác: thép tấm được dùng để chế tạo ra các thùng đồ dùng dân dụng phục vụ đời sống hay trong ngành hàng không thép tấm được dùng để che chắn, làm cửa máy bay, làm thân máy bay, phục vụ ngành chế tạo tên lửa,... *Những sản phẩm chủ yếu dùng thép tấm dày:
Để sản xuất tàu: tanker, bulk carrier, container...
Hình 1.3: Ứng dụng thép tấm trong chế tạo tàu biển
Dùng làm các công trình dễ hàn bình thường: cầu, máy móc công nghiệp, xây dựng...(ảnh minh họa):
Hình 1.4: Ứng dụng thép trong xây dựng cầu
Để sản xuất đồ chứa áp lực, sản xuất nồi hơi: LPG tank, nồi hơi.. (ảnh minh họa)
Hình 1.5: Ứng dụng thép tấm trong sản xuất bình chứa áp suất
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 8
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
Để làm ống thép: đường ống dẫn gas, dầu...
Hình 1.6: Ứng dụng thép tấm trong chế tạo ống dẫn
Với nhu cầu sử dụng thép tấm rộng lớn như vậy, cần thiết phải có những máy cắt thép tấm với năng suất cao, với độ chính xác lớn, được điều khiển tự động hay bán tự động đủ khả năng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nền công nghiệp nói riêng cũng như nền kinh tế nói chung, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 9
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT – UỐN KIM LOẠI
2.1. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC
Gia công kim loại bằng áp lực là một trong những phương pháp cơ bản để chế tạo các chi tiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp đúc hay gia công cắt gọt.
Gia công kim loại bằng áp lực là các phương pháp gia công dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại rắn ở nhiệt độ cao (nóng) hay nhiệt độ thấp (nguội) với cường độ lực vượt quá giới hạn đàn hồi của kim loại để làm thay đổi hình dáng của vật thể mà không phá hủy tính liên tục và tính bền của kim loại.
Cắt kim loại là nguyên công chia phôi tấm ra thành mảnh nhỏ, dãi hẹp... cho đúng với hình dáng kích thước yêu cầu. Quá trình cắt xảy ra từ biến dạng đàn hồi khi có lực tác dụng, sau đó biến dạng dẻo cùng với sự tăng lực tác dụng và các vết nứt xuất hiện gặp nhau theo hướng cắt và tách rời tấm phôi.
2.2. QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG CỦA KIM LOẠI
Dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại biến dạng theo các giai đoạn sau: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá hủy.
Biểu đồ biến dạng khi thí nghiệm kéo đứt kim loại như sau: B
0
Pd
Hình 2.1: Đồ thị quan hệ giữa lực kéo P và biến dạng ∆L
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 10
C
DUT.LRCC
P (N)
A
Pdh
Δdh
Δd
Δl (m)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
Biến dạng đàn hồi (OA): Là biến dạng kim loại xảy ra khi lực tác dụng chưa vượt quá giới hạn đàn hồi, khi thôi tác dụng lực, lượng biến dạng mất đi và kim loại trở về trạng thái ban đầu.
Biến dạng dẻo (AB): Là biến dạng xảy ra khi lực tác dụng vượt quá giới hạn đàn hồi, sau khi thôi tác dụng lực, kim loại tồn tại dưới trạng thái ứng suất dư.
Biến dạng phá hủy (BC): Là biến dạng khi có lực tác dụng vượt quá giới hạn bền của vật liệu, lượng biến dạng vẫn tiếp tục xảy ra, cho đến khi không cần lực tác dụng vẫn có biến dạng dư và cuối cùng vật liệu bị phá hủy.
2.2.1. Những nhân tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo kim loại
Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực mà không bị phá hủy. Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào rất nhiều nhân tố khác nhau: thành phần và tổ chức kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng...
a) Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức kim loại
Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể khác nhau, lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau, do đó tính dẻo của chúng cũng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt. Đối với hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức, cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm. Thông thường, kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc một pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc nhiều pha. Các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt, làm tăng xô lệch mạng cũng như làm giảm tính dẻo của kim loại.
b) Ảnh hưởng của nhiệt độ
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, hầu hết tính dẻo của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng. Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn. Khi ta nung thép từ 20 – 1000C thì độ dẻo tăng chậm nhưng từ 100 – 4000C độ dẻo giảm nhanh, quá nhiệt độ này độ dẻo tăng nhanh.
c) Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất chính
Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại. Qua thực nghiệm người ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao
SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trang 11
DUT.LRCC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CẮT THÉP TẤM THỦY LỰC
hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hay chịu ứng suất kéo. Ứng suất chính là ứng suất pháp tuyến sinh ra bên trong vật thể khi có ngoại lực tác dụng.
d) Ảnh hưởng của ứng suất dư
Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch tăng mạnh, ứng suất lớn làm cho tính dẻo của kim loại giảm mạnh.
e) Ảnh hưởng của ma sát ngoài
Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức tác dụng lực, do đó làm thay đổi trạng thái ứng suất chính của vật thể. Ngoài ra ma sát ngoài còn cản trở biến dạng tự do của vật thể, làm cho vật thể biến dạng không đồng đều, tăng lực và công biến dạng, cản trở sự biến dạng hay cắt đứt của kim loại dưới tác dụng của lực cắt thép.
f) Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng
Tăng tốc độ biến dạng sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại. Ngoài ra, tốc độ biến dạng tăng còn làm sinh nhiều nhiệt, hiệu ứng nhiệt còn làm kim loại đạt đến nhiệt độ mà tại đó tính dẻo thấp hay do hiệu ứng nhiệt mà nhiệt độ của kim loại tăng dần lên làm cho kim loại chuyển từ vùng giòn sang vùng dẻo, điều này cũng ảnh hưởng đến tốc độ tác dụng lực để cắt thép, đó là chu kỳ cắt hay cũng chính là năng suất cắt thép.
Vậy để cắt được thép tấm thì lực cần thiết tác dụng phải tạo ra trong kim loại ứng suất lực lớn, đồng thời tốc độ biến dạng phải đạt một trị số nhất định để kim loại dễ dàng bị đứt rời ra khỏi tấm cắt.
2.2.2. Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo
Giả sử trong vật hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể chịu 3 ứng suất chính sau:
abc Hình 2.2: Các trạng thái ứng suất chính
a) ứng suất đường
+ Trạng thái ứng suất khối: τmax = SVTH: Hoàng Thanh Trung – Lớp 12C1B
b) ứng suất mặt c) ứng suất khối
max − min 2
GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình
Trang 12
DUT.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links