LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
Cùng với sự phát triển của đất nước, nhu cầu của con người ngày càng phong phú và đa dạng, nhiều công trình ,nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng. Do đó nhu cầu sử dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặc biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại. Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắc và kích thước, trong khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nước ngoài .Để có những sản phẩm đến với người tiêu dùng có mẫu mã đẹp,kích thước như mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “Máy cán uốn tôn sóng ngói” là cần thiết.
MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................i LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................iv LỜI CAM ĐOAN..........................................................................v
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ................................................vi Chƣơng 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM ..................................................................................................1
1.1 Lý thuyết về biến dạng dẻo của kim loại. ..............................................................1 1.1.1 Biến dạng dẻo của kim loại............................................................................1 1.1.2 Những yếu tố ảnh hƣởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại...................2 1.1.3 Ảnh hƣởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại..............4
1.2 Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực. ..................................7 1.2.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo...................................7 1.2.2 Định luật ứng suất dƣ......................................................................................7 1.2.3 Định luật thể tích không đổi.............................................................................7 1.2.4 Định luật trở lực bé nhất. .................................................................................8
1.3 Các phƣơng pháp gia công biến dạng....................................................................8 1.3.1 Cán kim loại.....................................................................................................8 1.3.2 Kéo kim loại....................................................................................................9 1.3.3 Ép kim loại.....................................................................................................10 1.3.4 Rèn tự do........................................................................................................11 1.3.5 Dập tấm..........................................................................................................12 1.3.6 Dập thể tích ....................................................................................................13
1.4 Kỹ thuật cán uốn thép tấm ....................................................................................13 1.4.1 Khái niệm uốn................................................................................................13 1.4.2 Quá trình uốn. ................................................................................................14 1.4.3 Tính toán phôi uốn. ........................................................................................15
Chƣơng 2: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CÁN TÔN SÓNG NGÓI .................................18 2.1. Giới thiệu về tôn sóng. ........................................................................................18 2.1.1. Khái niệm......................................................................................................18 2.1.2. Phân loại........................................................................................................19
i
DUT.LRCC
2.1.3.Các bien dạng tôn thƣờng gặp . .....................................................................20 2.1.4.Vật liệu làm tôn..............................................................................................22 2.1.5. Nhu cầu sử dụng hiện nay và một số máy cán tôn........................................23
2.2. Thiết kế công nghệ và phƣơng án bố trí con lăn trên trục cán. ............................25 2.2.1. chức năng, kỉ thuật của dây chuyền cán ........................................................26 2.2.2. Thiết lập biến dạng sóng tròn đơn ................................................................26 2.2.3. Phân tích chọn phƣơng án bố trí con lăn. ......................................................30 2.2.4. Xác định kích thƣớc con lăn cán:..................................................................35
Chƣơng 3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ..................................41 3.1 Lựa chọn phƣơng án truyền động cho dây chuyền con lăn .................................41 3.1.1 Truyền động bằng cơ khí ...............................................................................41 3.2.2 Phƣơng án tạo lực dập bằng Piston- xilanh thủy lực .....................................47 3.2.3 Lựa chọn các loại máy cắt .............................................................................48 3.2 Sơ đồ động học toàn máy.....................................................................................51
Chƣơng 4 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY CÁN UỐN TÔN SÓNG NGÓI ........................................................................................................54
4.1 Tính toán động học máy.......................................................................................54 4.2 Tính toán động lực học ........................................................................................54
4.2.1 Tính toán lực cán uốn sóng tròn ....................................................................54
4.2.2 Tính lực và momen trên các trục cán ...........................................................56
4.2.3 Tínhcôngsuấtđộngcơ.................................................................................62
4.2.4 Tính lực dập cho hệ thống đầu dập ...............................................................64
4.2.5 Tính lực cắt đứt tôn.......................................................................................64
Chƣơng 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU CƠ KHÍ ...................................67 5.1 Thiết kế bộ truyền trục vít- bánh vít ....................................................................67 5.1.1 Các số liệu ban đầu .......................................................................................67 5.1.2 Thiếtkếbộtruyền.........................................................................................68 5.2 Thiết kế các bộ truyền xích ..................................................................................73
5.2.1 Giới thiệu ....................................................................................................73
5.2.2 Tính toán thiết kế ........................................................................................73
5.3 Thiết kế và tính sức bền trục cán ..........................................................................79
ii
DUT.LRCC
5.3.1 Giới thiệu ......................................................................................................79 5.3.2 Kết cấu trục cán ............................................................................................80 5.3.3 Trình tự thiết kế.............................................................................................81 5.3.4 tính toán mối ghép bằng then.......................................................97 5.3.5 Tính toán chọn bộ phận ổ đỡ.........................................................................98
5.4 Thiếtkếthânmáy................................................................................................99 5.4.1 Đặcđiểm.......................................................................................................99 5.4.2 Thiết kế cơ cấu điều chỉnh khe hở trục uốn ..................................................99 5.4.3 Thiết kế thân máy cán .................................................................................101
Chƣơng 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC.................................103 6.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực và lựa chọn các phần tử thủy lực. ...............................103 6.1.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực ..............................................................................103 6.1.2 Khả năng và hiệu suất sử dụng thủy lực ....................................................104 6.1.3 Chọn các phần tử thủy lực ..........................................................................105 6.2 Tính toán hệ thống thủy lực...............................................................................107 6.2.1 Tính toán xi lanh thủy lực cho hệ thống đầu dập ........................................107 6.2.2 Tính toán xi lanh thủy lực cho hệ thống dao cắt .........................................108 6.2.3 Tính toán xác định các thông số làm việc của bơm ....................................110 6.2.4 Tínhtoánvanđảochiều..............................................................................111 6.2.5 Tính toán cho van tràn ................................................................................111 6.2.6 Bộ lọc dầu ...................................................................................................112 6.2.7 Ống dẫn dầu và các bộ ống nối ...................................................................113 6.2.8 Bể dầu .........................................................................................................114 Chƣơng 7: LẮP ĐẶT-VẬN HÀNH-THAY THẾ-BẢO DƢỠNG MÁY ...................117 7.1. Lắp đặt...............................................................................................................117 7.2. Vận hành ...........................................................................................................117 7.3. Bảo dƣỡng .........................................................................................................118 7.4. Thay thế.............................................................................................................119 LỜI KẾT......................................................................................................................120 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................121
iii
DUT.LRCC
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của đất nƣớc ,nhu cầu của con ngƣời ngày càng phong phú và đa dạng, nhiều công trình ,nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng. Do đó nhu cầu sử dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặt biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại. Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và kích thƣớc, trong khi đó nƣớc ta chƣa sản xuất đƣợc phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nƣớc ngoài .Để có những sản phảm đến với ngƣời tiêu dùng có mẫu mã đẹp,kích thƣớc nhƣ mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “Máy cán uốn tôn sóng ngói” là cần thiết.
Sau một thời gian dài nghiên cứu ,tìm hiểu đƣợc sự giúp đỡ ,gợi ý của các thầy cô trong Khoa và sự tận tình hƣớng dẫn của thầy Lƣu Đức Hòa em đã chọn và thực hiện đề tài “Thiết kế máy cán tôn sóng ngói”. Đây là một đề tài tƣơng đối phổ biến và có tính khả thi cao và cần thiết. Nếu sự đầu tƣ đúng hƣớng và ngày càng mạnh vào lĩnh vực cơ khí của đất nƣớc nhƣ hiện nay thì việc thiết kế chế tạo ra một dây chuyền sản xuất nhƣ thế hoàn toàn có thể thực hiện đƣợc.
Mặc dù đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo nhƣng do vốn kiến thức còn hạn chế tài liệu lại khan hiếm, thời gian có hạn và chƣa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phải giải quyết một nhiệm vụ lớn nên đề tài sẽ không tránh khỏi những sai suất Rất mong sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gởi đến thầy Lƣu Đức Hòa cùng các thầy cô trong khoa Cơ Khí, lời Thank chân thành và sâu sắc nhất.
Đà Nẵng, tháng 05 năm 2018
Sinh viên thiết kế
Nguyễn Đức Phong
iv
DUT.LRCC
LỜI CAM ĐOAN
Trong xã hội ngày nay, sự phát triển của khoa học công nghệ ngày càng cao, có rất nhiều phát minh, rất nhiều loại máy móc đƣợc chế tạo ra để phục vụ lợi ích của con ngƣời cũng nhƣ nâng cao năng suất, chất lƣợng của sản phẩm. Dựa trên những cơ sở và ý tƣởng ban đầu những loại máy móc ngày càng hoàng thiện hơn qua những lần cải tiến.
Trên cơ sở đó, em Nguyễn Đức Phong thực hiện đề tài Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói. Trong đề tài tốt nghiệp này , em xin cam đoan tự làm 100% dƣới sự góp ý và hƣớng dẫn trực tiếp từ thầy Lƣu Đức Hòa khoa Cơ khí, tìm hiểu tài liệu về Cán uốn kim loại và một số tài liệu liên quan.
Với đề tài Thiết kế máy cán uốn kim loại em xin cam đoan tự thiết kế, tự làm, nếu có sự tranh chấp hay gian dối em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đức Phong
v
DUT.LRCC
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
BẢNG 1.1: Giá trị giữa bán kính uốn và hệ số xác định BẢNG 2.1 : Bảng kích thƣớc một số loại tôn
BẢNG 4.1: Giá trị lực và momen trên từng trục cán BẢNG 4.2: Giá trị công suất trên từng trục cán HÌNH1.1 Sơ đồ biến dạng dẻo của trƣợt và song tinh HÌNH1.2 Trạng thái ứng suất
HÌNH 1.3 Lực cản bé nhất
HÌNH 1.4 Sơ đồ cán kim loại.
HÌNH 1.5 Sơ đô nguyên lý kéo kim loại
HÌNH 1.6 Sơ đồ nguyên lý ép kim loại.
HÌNH 1.7 Sơ đồ rèn tự do.
HÌNH 1.8 Sơ đồ uốn
HÌNH 1.9 Sơ đồ nguyên lý dập thể tích
HÌNH 1.10 Biến dạng của phôi thép trƣớc và sau khi uốn HÌNH 1.11 Hình dạng phôi khi uốn.
HÌNH 1.12 Biến dạng đàn hồi khi uốn.
HÌNH 2.1 Một số sản phẩm tôn.
HÌNH 2.2 Biên dạng sóng vuông
HÌNH 2.3 Biên dạng sóng ngói
HÌNH 2.4 Biên dạng sóng tròn
HÌNH 2.5 Hình ảnh một vài loại máy cán tôn
HÌNH 2.6 Biên dạng sóng tôn cán ngói
HÌNH 2.7 Biên dạng sóng nhô lên
HÌNH 2.8 Biên dạng sóng thấp xuống HÌNH 2.9 Thứ tự sóng tôn
HÌNH 2.10 Bố trí hai sóng cùng lúc HÌNH 2.11 Bố trí con lăn không đối xứng HÌNH 2.12 Sơ đồ bố trí đối
HÌNH 2.13 Mô hình con lăn HÌNH 2.14 Con lăn cán sóng R30 HÌNH 2.15 Con lăn sóng R118 HÌNH 2.16 Biên dạng con lăn HÌNH 2.17 Bàn dập tạo sóng ngói
vi
DUT.LRCC
HÌNH 3.1 Sơ đồ máy cán truyền động bằng cơ khí hộp phân lực bằng trục vít-bánh vít HÌNH 3.2 Sơ đồ máy cán truyền động bằng cơ khí hộp phân lực bằng xích
HÌNH 3.3 Sơ đồ máy cán truyền động bằng thủy lực hộp phân lực bằng trục vít- BV HÌNH 3.4 Sơ đồ máy cán truyền động bằng thuỷ lực hộp phân lực bằng xích
HÌNH 3.5 Sơ đồ nguyên lý truyền lực dập bằng máy trục khuỷu HÌNH 3.6 Sơ đồ truyền động tạo lực dập bằng hệ thống thủy lực HÌNH 3.7 Máy cắt lƣỡi dao trên di động
HÌNH 3.8 Máy cắt lƣỡi dao dƣới di động
HÌNH 3.9 Sơ đồ bố trí dao nghiêng
HÌNH 3.10 Sơ đồ dao cắt phẳng bằng thủy lực
HÌNH 3.11 Sơ độ động toàn máy
HÌNH 4.1 Sơ đồ chiều dài tiếp xúc giữa phôi và con lăn cán
HÌNH 4.2 Biểu diễn các thông số dao cắt
HÌNH 5.1 Sơ đồ lực tác dụng lên trục vít
HÌNH 5.2 Kết cấu trục cán dài
HÌNH 5.3 Biều đồ momen trục cán dài
HÌNH 5.4 Sơ đồ tính toán độ võng của trục
HÌNH 5.5 Biểu đồ mômen trục cán dài có 3 đĩa xích HÌNH 5.6 Sơ đồ trục ngắn
HÌNH 5.7 Biểu đồ momen trục cán ngắn
HÌNH 5.8 Mối ghép then
HÌNH 5.9 Sơ đồ cơ cấu điều chỉnh khe hở trục uốn HÌNH 5.10 Kết cấu thân máy cán
HÌNH 6.1 Sơ đồ máy cán truyền động bằng thuỷ lực HÌNH 6.2 Van tràn
HÌNH 6.3 Van solenoid
HÌNH 6.4 Xy lanh thủy lực
HÌNH 6.5 Bơm bánh răng
HÌNH 6.6 Piston-Xilanh thuỷ cho hệ thống đầu dập HÌNH 6.7 Piston-Xilanh thuỷ cho hệ thống cắt
vii
DUT.LRCC
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
Chƣơng 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM
1.1 Lý thuyết về biến dạng dẻo của kim loại. 1.1.1 Biến dạng dẻo của kim loại.
a. Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể.
Trong đơn tinh thể kim loại, các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định, mỗi nguyên tử luôn dao động xung quanh một vị trí cân bằng của nó (a).
Biến dạng đàn hồi: dƣới tác dụng của ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng. Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chƣa vƣợt quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không quá một thông số mạng (b), nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể lại trở về trạng thái ban đầu.
Biến dạng dẻo: khi ứng suất sinh ra trong kim loại vƣợt quá giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến dạng dẻo do trƣợt và song tinh.
Theo hình thức trƣợt, một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trƣợt (c). Trên mặt trƣợt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tƣơng đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới, bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trạng thái ban đầu.
H1.1 Sơ đồ biến dạng dẻo của trượt và song tinh
Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trƣợt vừa quay đến một vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh (d). Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh.
Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trƣợt là hình thức chủ yếu
SVTH: Nguyễn Đức Phong GVHD: Lƣu Đức Hòa 1
DUT.LRCC
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
gây ra biến dạng dẻo trong kim loại, các mặt trƣợt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao nhất. Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé, nhƣng khi có song tinh trƣợt sẽ xẩy ra thuận lợi hơn
b. Biến dạng dẻo trong đa tinh thể.
Biến dạng dẻo xảy ra trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới hạt, sự biến dạng trong nội bộ hạt do trƣợt và song tinh. Đầu tiên sự trƣợt xảy ra ở các hạt có mặt trƣợt tạo với hƣớng của ứng suất chính một góc bằng hay xấp xỉ 45o sau đó mới đến các mặt khác.
Nhƣ vậy, biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đồng thời và không đều. Dƣới tác dụng của ngoại lực biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến dạng, khi đó các hạt trƣợt và quay tƣơng đối với nhau, do sự trƣợt và quay của các hạt trong các hạt lại xuất hiện các mặt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục phát triển.
1.1.2 Những yếu tố ảnh hƣởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại. a. Ứng suất chính
Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hƣởng đến tính dẻo của kim loại. Qua thực nghiệm ngƣời ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đƣờng hay chịu ứng suất kéo. Ứng suất dƣ, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm.
b. Ứng suất dư.
Ứng suất dƣ chính là nội lực tồn tại trong kim loại sau mỗi quá trình gia công
bất kỳ sự tồn tại của ứng suất dƣ bên trong vật thể biến dạng sẽ làm cho tính dẻo của vật kém đi. Ứng suất dƣ lớn có thể làm cho vật thể biến dạng hay phá hủy. Thông thƣờng ứng suất dƣ trong kim loại bao giờ cũng cân bằng, nghĩa là tổng giá trị ứng suất kéo phải bằng tổng gia trị ứng suất nén.
Khi vật thể chịu ứng suất do ngoại lực tác động (σo) nếu kể đến ảnh hƣởng của ứng suất dƣ thì tổng ứng suất (σ) tác dụng bên trong vật thể sẽ khác nhau.
Ở vùng có ứng suất dƣ kéo: σ = σo + σd
Ở vùng có ứng suất dƣ nén: σ = σo - σd
Do sự phân bố không đồng đều nhƣ vậy nên làm cho các vùng tinh thể sẽ biến dạng không đều, khả năng biến dạng sẽ kém đi và chất lƣợng gia công không đều. Ứng suất dƣ làm giảm tính dẻo, độ bền, độ dai va đập và làm giảm khả năng
SVTH: Nguyễn Đức Phong GVHD: Lƣu Đức Hòa 2
DUT.LRCC
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
chịu đựng của vật thể. Do đó để tăng khả năng biến dạng cũng nhƣ để đảm bảo ứng suất dƣ có giá trị thấp và phân bố đồng đều trong nhiều trƣờng hợp trƣớc hoắc sau gia công áp lực ngƣời ta đem ủ kim loại ( ủ kết tinh hay ủ hoàn toàn).
c. Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức kim loại.
Ảnh hưởng của thành phần hóa học.
Thành phần hóa học hợp kim quyết định bởi nguyên tố cơ bản, nguyên tố hợp kim và tạp chất.
Nguyên tố cơ bản: nguyên tố cơ bản tạo nên các tổ chức cơ sở, do đó ảnh hƣởng quyết định đến tính dẻo và khả năng biến dạng dẻo của kim loại và hợp kim.
Nguyên tố hợp kim: khi hợp kim hóa , nguyên tố hợp kim có thể tạo với kim loại cơ sở những liên kết kim loại. Các liên kết kim loại này thƣờng có tổ chức tinh thể phức tạp làm cho kim loại và hợp kim rất cứng và giòn. Các nguyên tố hợp kim còn làm xô lệch mạng, làm cản trở quá trình trƣợt, làm kim loại có tính dẻo thấp. Thƣờng thì lƣợng các nguyên tố hợp kim càng nhiều thì ảnh hƣởng đến độ cứng, độ bền và tính dẻo của kim loại càng lớn.
Nguyên tố tạp chất: tạp chất trong kim loại ảnh hƣởng lớn đến tính dẻo. trong kim loại có nhiều tạp chất ( vd: S, P, O, N, H...) đều làm giảm mạnh tính dẻo của kim loại.
Tạp chất dễ chảy thƣờng tập trung ở vùng tinh giới hạt làm rối loạn mạng tinh thể do đó làm tính dẻo kim loại kém đi.
Ảnh hƣởng của tổ chức kim loai.
Mật độ kim loại, kích thƣớc hạt với sự đồng đều của kích thƣớc hạt ảnh hƣởng đến tính dẻo của kim loại. Tổ chức hạt càng nhiều pha, mạng tinh thể càng phức tạp tính dẻo càng kém. Tổ chức kim loại càng nhỏ mịn và đồng đều thì độ dẻo tăng, độ bền tăng.
d. Ảnh hưởng của nhiệt độ.
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ hầu hết các kim loại khi tăng nhiệt độ tính dẻo 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 làm cho tổ chức đồng đều hơn. Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thƣờng, tồn tại ở các pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thù hình thành pha có độ dẻo cao.
e. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng.
Sau khi rèn, dập các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng của mọi phía
nên chai cứng hơn, đồng thời khi kim loại nguội dần sẽ kết tinh lại nhƣ cũ.
SVTH: Nguyễn Đức Phong GVHD: Lƣu Đức Hòa 3
DUT.LRCC
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lại thì các hạt kim loại bị chai chƣa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại giòn và có thể bị nứt.
Nếu lấy hai khối kim loại nhƣ nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rèn trên máy búa và máy ép ta thấy mức độ biến dạng trên máy búa lớn hơn, nhƣng độ biến dạng tổng cộng trên máy ép lớn hơn.
1.1.3 Ảnh hƣởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại.
a. Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và cơ tính kim loại.
Biến dạng dẻo có ảnh hƣởng lớn đến tổ chức và cơ tính kim loại. Tùy thuộc nhiệt độ, tốc độ biến dạng, trạng thái kim loại trƣớc khi gia công mà sau khi biến dạng tổ chức và cơ tính thu đƣợc cũng khác nhau.
Biến dạng dẻo có thể biến tổ chức hạt thành dạng thớ, có thể tạo đƣợc các thớ uốn xoắn khác nhau làm tăng cơ tính kim loại.
Tốc độ biến dạng cũng ảnh hƣởng đến cơ tính sản phẩm. Nếu tốc độ biến dạng càng lớn thì độ biến cứng càng nhiều, sự không đồng đều của biến cứng càng nghiêm trọng, sự phân bố thớ không đều đặn do đó cơ tính kém. Đối với phôi có tổ chức thớ nhờ biến dạng dẻo làm cho cơ tính sản phẩm cao hơn.
Tóm lại sau khi biến dạng dẻo thƣờng xảy ra hiện tƣợng biến cứng làm độ bền, độ cứng của kim loại tăng lên và làm giảm độ dẻo, độ dai, giảm khả năng cống mài mòn, gây khó khăn cho quá trình gia công cắt gọt. Mặt khác biến dạng dẻo làm thay đổi tổ chức ban đầu của kim loại, biến tổ chức hạt thành dạng thớ hay thay đổi hƣớng thớ.
b. Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến lý tính kim loại.
Biến dạng dẻo làm tăng điện trở, giảm tính dẫn điện và làm thay đổi từ
trƣờng trong kim loại.
c. Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến hóa tính kim loại.
Sau khi biến dạng dẻo năng lƣợng tự do của kim lọai tăng do đó hoạt tính hóa
học của kim loại tăng lên.
1.1.4 Trạng thái ứng suất và phƣơng trình dẻo.
Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suất chính sau:
max 1 2
Ứng suất đƣờng:
5.3.4 Tính mối ghép bằng then
Để cố định các chi tiết quay trên trục (các con lăn cán, đĩa xích....), nói một cách khác là để truyền mômen và truyền động với nhau thì ta dùng then.
Vì trên trục có nhiều con lăn cán nên để lắp các con lăn cán lên trục đƣợc thuận lợi và dễ dàng. Thì ta gia công một rãnh then dài trên trục có nhiều con lăn và giữa các con lăn đƣợc ngăn cách bởi bạc chặn.
Căn cứ vào đƣờng kính và chiều dài của mayơ ta chọn các kích thƣớc của then, sau đó kiểm nghiệm lại sức bền dập và cắt của then, do số lƣợng trục cán nhiều nên chỉ tính và kiểm nghiệm cho 1 trục sau đó suy ra các trục còn lại.
Then là một chi tiết đƣợc tiêu chuẩn hoá, chọn và tính then thƣờng dùng 2 cách sau
+ Chọn tiết diện then theo đƣờng kính trục còn chiều dài then đƣợc xác định từ điều kiện bền cắt và dập
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
max 12 2
Ứng suất mặt:
Ứng suất khối: max max Tmax
Nếu 1= 2= 3 thì = 0 và không có biến dạng. Ứng suất chính để kim loại
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 đất nước, nhu cầu của con người ngày càng phong phú và đa dạng, nhiều công trình ,nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng. Do đó nhu cầu sử dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặc biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại. Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắc và kích thước, trong khi đó nước ta chưa sản xuất được phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nước ngoài .Để có những sản phẩm đến với người tiêu dùng có mẫu mã đẹp,kích thước như mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “Máy cán uốn tôn sóng ngói” là cần thiết.
MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................i LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................iv LỜI CAM ĐOAN..........................................................................v
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ................................................vi Chƣơng 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM ..................................................................................................1
1.1 Lý thuyết về biến dạng dẻo của kim loại. ..............................................................1 1.1.1 Biến dạng dẻo của kim loại............................................................................1 1.1.2 Những yếu tố ảnh hƣởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại...................2 1.1.3 Ảnh hƣởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại..............4
1.2 Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực. ..................................7 1.2.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo...................................7 1.2.2 Định luật ứng suất dƣ......................................................................................7 1.2.3 Định luật thể tích không đổi.............................................................................7 1.2.4 Định luật trở lực bé nhất. .................................................................................8
1.3 Các phƣơng pháp gia công biến dạng....................................................................8 1.3.1 Cán kim loại.....................................................................................................8 1.3.2 Kéo kim loại....................................................................................................9 1.3.3 Ép kim loại.....................................................................................................10 1.3.4 Rèn tự do........................................................................................................11 1.3.5 Dập tấm..........................................................................................................12 1.3.6 Dập thể tích ....................................................................................................13
1.4 Kỹ thuật cán uốn thép tấm ....................................................................................13 1.4.1 Khái niệm uốn................................................................................................13 1.4.2 Quá trình uốn. ................................................................................................14 1.4.3 Tính toán phôi uốn. ........................................................................................15
Chƣơng 2: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ CÁN TÔN SÓNG NGÓI .................................18 2.1. Giới thiệu về tôn sóng. ........................................................................................18 2.1.1. Khái niệm......................................................................................................18 2.1.2. Phân loại........................................................................................................19
i
DUT.LRCC
2.1.3.Các bien dạng tôn thƣờng gặp . .....................................................................20 2.1.4.Vật liệu làm tôn..............................................................................................22 2.1.5. Nhu cầu sử dụng hiện nay và một số máy cán tôn........................................23
2.2. Thiết kế công nghệ và phƣơng án bố trí con lăn trên trục cán. ............................25 2.2.1. chức năng, kỉ thuật của dây chuyền cán ........................................................26 2.2.2. Thiết lập biến dạng sóng tròn đơn ................................................................26 2.2.3. Phân tích chọn phƣơng án bố trí con lăn. ......................................................30 2.2.4. Xác định kích thƣớc con lăn cán:..................................................................35
Chƣơng 3 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ..................................41 3.1 Lựa chọn phƣơng án truyền động cho dây chuyền con lăn .................................41 3.1.1 Truyền động bằng cơ khí ...............................................................................41 3.2.2 Phƣơng án tạo lực dập bằng Piston- xilanh thủy lực .....................................47 3.2.3 Lựa chọn các loại máy cắt .............................................................................48 3.2 Sơ đồ động học toàn máy.....................................................................................51
Chƣơng 4 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY CÁN UỐN TÔN SÓNG NGÓI ........................................................................................................54
4.1 Tính toán động học máy.......................................................................................54 4.2 Tính toán động lực học ........................................................................................54
4.2.1 Tính toán lực cán uốn sóng tròn ....................................................................54
4.2.2 Tính lực và momen trên các trục cán ...........................................................56
4.2.3 Tínhcôngsuấtđộngcơ.................................................................................62
4.2.4 Tính lực dập cho hệ thống đầu dập ...............................................................64
4.2.5 Tính lực cắt đứt tôn.......................................................................................64
Chƣơng 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU CƠ KHÍ ...................................67 5.1 Thiết kế bộ truyền trục vít- bánh vít ....................................................................67 5.1.1 Các số liệu ban đầu .......................................................................................67 5.1.2 Thiếtkếbộtruyền.........................................................................................68 5.2 Thiết kế các bộ truyền xích ..................................................................................73
5.2.1 Giới thiệu ....................................................................................................73
5.2.2 Tính toán thiết kế ........................................................................................73
5.3 Thiết kế và tính sức bền trục cán ..........................................................................79
ii
DUT.LRCC
5.3.1 Giới thiệu ......................................................................................................79 5.3.2 Kết cấu trục cán ............................................................................................80 5.3.3 Trình tự thiết kế.............................................................................................81 5.3.4 tính toán mối ghép bằng then.......................................................97 5.3.5 Tính toán chọn bộ phận ổ đỡ.........................................................................98
5.4 Thiếtkếthânmáy................................................................................................99 5.4.1 Đặcđiểm.......................................................................................................99 5.4.2 Thiết kế cơ cấu điều chỉnh khe hở trục uốn ..................................................99 5.4.3 Thiết kế thân máy cán .................................................................................101
Chƣơng 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC.................................103 6.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực và lựa chọn các phần tử thủy lực. ...............................103 6.1.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực ..............................................................................103 6.1.2 Khả năng và hiệu suất sử dụng thủy lực ....................................................104 6.1.3 Chọn các phần tử thủy lực ..........................................................................105 6.2 Tính toán hệ thống thủy lực...............................................................................107 6.2.1 Tính toán xi lanh thủy lực cho hệ thống đầu dập ........................................107 6.2.2 Tính toán xi lanh thủy lực cho hệ thống dao cắt .........................................108 6.2.3 Tính toán xác định các thông số làm việc của bơm ....................................110 6.2.4 Tínhtoánvanđảochiều..............................................................................111 6.2.5 Tính toán cho van tràn ................................................................................111 6.2.6 Bộ lọc dầu ...................................................................................................112 6.2.7 Ống dẫn dầu và các bộ ống nối ...................................................................113 6.2.8 Bể dầu .........................................................................................................114 Chƣơng 7: LẮP ĐẶT-VẬN HÀNH-THAY THẾ-BẢO DƢỠNG MÁY ...................117 7.1. Lắp đặt...............................................................................................................117 7.2. Vận hành ...........................................................................................................117 7.3. Bảo dƣỡng .........................................................................................................118 7.4. Thay thế.............................................................................................................119 LỜI KẾT......................................................................................................................120 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................121
iii
DUT.LRCC
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của đất nƣớc ,nhu cầu của con ngƣời ngày càng phong phú và đa dạng, nhiều công trình ,nhà ở mọc lên một cách nhanh chóng. Do đó nhu cầu sử dụng tấm lợp ngày càng tăng nhanh, đặt biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại. Yêu cầu đặt ra đối với các loại tấm lợp ngày càng cao về hình dạng, màu sắt và kích thƣớc, trong khi đó nƣớc ta chƣa sản xuất đƣợc phôi để tạo ra các sản phẩm trên mà phải nhập từ nƣớc ngoài .Để có những sản phảm đến với ngƣời tiêu dùng có mẫu mã đẹp,kích thƣớc nhƣ mong muốn và giá thành phù hợp thì việc thiết kế chế tạo ra “Máy cán uốn tôn sóng ngói” là cần thiết.
Sau một thời gian dài nghiên cứu ,tìm hiểu đƣợc sự giúp đỡ ,gợi ý của các thầy cô trong Khoa và sự tận tình hƣớng dẫn của thầy Lƣu Đức Hòa em đã chọn và thực hiện đề tài “Thiết kế máy cán tôn sóng ngói”. Đây là một đề tài tƣơng đối phổ biến và có tính khả thi cao và cần thiết. Nếu sự đầu tƣ đúng hƣớng và ngày càng mạnh vào lĩnh vực cơ khí của đất nƣớc nhƣ hiện nay thì việc thiết kế chế tạo ra một dây chuyền sản xuất nhƣ thế hoàn toàn có thể thực hiện đƣợc.
Mặc dù đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo nhƣng do vốn kiến thức còn hạn chế tài liệu lại khan hiếm, thời gian có hạn và chƣa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phải giải quyết một nhiệm vụ lớn nên đề tài sẽ không tránh khỏi những sai suất Rất mong sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gởi đến thầy Lƣu Đức Hòa cùng các thầy cô trong khoa Cơ Khí, lời Thank chân thành và sâu sắc nhất.
Đà Nẵng, tháng 05 năm 2018
Sinh viên thiết kế
Nguyễn Đức Phong
iv
DUT.LRCC
LỜI CAM ĐOAN
Trong xã hội ngày nay, sự phát triển của khoa học công nghệ ngày càng cao, có rất nhiều phát minh, rất nhiều loại máy móc đƣợc chế tạo ra để phục vụ lợi ích của con ngƣời cũng nhƣ nâng cao năng suất, chất lƣợng của sản phẩm. Dựa trên những cơ sở và ý tƣởng ban đầu những loại máy móc ngày càng hoàng thiện hơn qua những lần cải tiến.
Trên cơ sở đó, em Nguyễn Đức Phong thực hiện đề tài Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói. Trong đề tài tốt nghiệp này , em xin cam đoan tự làm 100% dƣới sự góp ý và hƣớng dẫn trực tiếp từ thầy Lƣu Đức Hòa khoa Cơ khí, tìm hiểu tài liệu về Cán uốn kim loại và một số tài liệu liên quan.
Với đề tài Thiết kế máy cán uốn kim loại em xin cam đoan tự thiết kế, tự làm, nếu có sự tranh chấp hay gian dối em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đức Phong
v
DUT.LRCC
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
BẢNG 1.1: Giá trị giữa bán kính uốn và hệ số xác định BẢNG 2.1 : Bảng kích thƣớc một số loại tôn
BẢNG 4.1: Giá trị lực và momen trên từng trục cán BẢNG 4.2: Giá trị công suất trên từng trục cán HÌNH1.1 Sơ đồ biến dạng dẻo của trƣợt và song tinh HÌNH1.2 Trạng thái ứng suất
HÌNH 1.3 Lực cản bé nhất
HÌNH 1.4 Sơ đồ cán kim loại.
HÌNH 1.5 Sơ đô nguyên lý kéo kim loại
HÌNH 1.6 Sơ đồ nguyên lý ép kim loại.
HÌNH 1.7 Sơ đồ rèn tự do.
HÌNH 1.8 Sơ đồ uốn
HÌNH 1.9 Sơ đồ nguyên lý dập thể tích
HÌNH 1.10 Biến dạng của phôi thép trƣớc và sau khi uốn HÌNH 1.11 Hình dạng phôi khi uốn.
HÌNH 1.12 Biến dạng đàn hồi khi uốn.
HÌNH 2.1 Một số sản phẩm tôn.
HÌNH 2.2 Biên dạng sóng vuông
HÌNH 2.3 Biên dạng sóng ngói
HÌNH 2.4 Biên dạng sóng tròn
HÌNH 2.5 Hình ảnh một vài loại máy cán tôn
HÌNH 2.6 Biên dạng sóng tôn cán ngói
HÌNH 2.7 Biên dạng sóng nhô lên
HÌNH 2.8 Biên dạng sóng thấp xuống HÌNH 2.9 Thứ tự sóng tôn
HÌNH 2.10 Bố trí hai sóng cùng lúc HÌNH 2.11 Bố trí con lăn không đối xứng HÌNH 2.12 Sơ đồ bố trí đối
HÌNH 2.13 Mô hình con lăn HÌNH 2.14 Con lăn cán sóng R30 HÌNH 2.15 Con lăn sóng R118 HÌNH 2.16 Biên dạng con lăn HÌNH 2.17 Bàn dập tạo sóng ngói
vi
DUT.LRCC
HÌNH 3.1 Sơ đồ máy cán truyền động bằng cơ khí hộp phân lực bằng trục vít-bánh vít HÌNH 3.2 Sơ đồ máy cán truyền động bằng cơ khí hộp phân lực bằng xích
HÌNH 3.3 Sơ đồ máy cán truyền động bằng thủy lực hộp phân lực bằng trục vít- BV HÌNH 3.4 Sơ đồ máy cán truyền động bằng thuỷ lực hộp phân lực bằng xích
HÌNH 3.5 Sơ đồ nguyên lý truyền lực dập bằng máy trục khuỷu HÌNH 3.6 Sơ đồ truyền động tạo lực dập bằng hệ thống thủy lực HÌNH 3.7 Máy cắt lƣỡi dao trên di động
HÌNH 3.8 Máy cắt lƣỡi dao dƣới di động
HÌNH 3.9 Sơ đồ bố trí dao nghiêng
HÌNH 3.10 Sơ đồ dao cắt phẳng bằng thủy lực
HÌNH 3.11 Sơ độ động toàn máy
HÌNH 4.1 Sơ đồ chiều dài tiếp xúc giữa phôi và con lăn cán
HÌNH 4.2 Biểu diễn các thông số dao cắt
HÌNH 5.1 Sơ đồ lực tác dụng lên trục vít
HÌNH 5.2 Kết cấu trục cán dài
HÌNH 5.3 Biều đồ momen trục cán dài
HÌNH 5.4 Sơ đồ tính toán độ võng của trục
HÌNH 5.5 Biểu đồ mômen trục cán dài có 3 đĩa xích HÌNH 5.6 Sơ đồ trục ngắn
HÌNH 5.7 Biểu đồ momen trục cán ngắn
HÌNH 5.8 Mối ghép then
HÌNH 5.9 Sơ đồ cơ cấu điều chỉnh khe hở trục uốn HÌNH 5.10 Kết cấu thân máy cán
HÌNH 6.1 Sơ đồ máy cán truyền động bằng thuỷ lực HÌNH 6.2 Van tràn
HÌNH 6.3 Van solenoid
HÌNH 6.4 Xy lanh thủy lực
HÌNH 6.5 Bơm bánh răng
HÌNH 6.6 Piston-Xilanh thuỷ cho hệ thống đầu dập HÌNH 6.7 Piston-Xilanh thuỷ cho hệ thống cắt
vii
DUT.LRCC
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
Chƣơng 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ KỸ THUẬT CÁN UỐN THÉP TẤM
1.1 Lý thuyết về biến dạng dẻo của kim loại. 1.1.1 Biến dạng dẻo của kim loại.
a. Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể.
Trong đơn tinh thể kim loại, các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định, mỗi nguyên tử luôn dao động xung quanh một vị trí cân bằng của nó (a).
Biến dạng đàn hồi: dƣới tác dụng của ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng. Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chƣa vƣợt quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không quá một thông số mạng (b), nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể lại trở về trạng thái ban đầu.
Biến dạng dẻo: khi ứng suất sinh ra trong kim loại vƣợt quá giới hạn đàn hồi, kim loại bị biến dạng dẻo do trƣợt và song tinh.
Theo hình thức trƣợt, một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trƣợt (c). Trên mặt trƣợt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tƣơng đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới, bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trạng thái ban đầu.
H1.1 Sơ đồ biến dạng dẻo của trượt và song tinh
Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trƣợt vừa quay đến một vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh (d). Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh.
Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trƣợt là hình thức chủ yếu
SVTH: Nguyễn Đức Phong GVHD: Lƣu Đức Hòa 1
DUT.LRCC
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
gây ra biến dạng dẻo trong kim loại, các mặt trƣợt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao nhất. Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé, nhƣng khi có song tinh trƣợt sẽ xẩy ra thuận lợi hơn
b. Biến dạng dẻo trong đa tinh thể.
Biến dạng dẻo xảy ra trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới hạt, sự biến dạng trong nội bộ hạt do trƣợt và song tinh. Đầu tiên sự trƣợt xảy ra ở các hạt có mặt trƣợt tạo với hƣớng của ứng suất chính một góc bằng hay xấp xỉ 45o sau đó mới đến các mặt khác.
Nhƣ vậy, biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đồng thời và không đều. Dƣới tác dụng của ngoại lực biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến dạng, khi đó các hạt trƣợt và quay tƣơng đối với nhau, do sự trƣợt và quay của các hạt trong các hạt lại xuất hiện các mặt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục phát triển.
1.1.2 Những yếu tố ảnh hƣởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại. a. Ứng suất chính
Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hƣởng đến tính dẻo của kim loại. Qua thực nghiệm ngƣời ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đƣờng hay chịu ứng suất kéo. Ứng suất dƣ, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm.
b. Ứng suất dư.
Ứng suất dƣ chính là nội lực tồn tại trong kim loại sau mỗi quá trình gia công
bất kỳ sự tồn tại của ứng suất dƣ bên trong vật thể biến dạng sẽ làm cho tính dẻo của vật kém đi. Ứng suất dƣ lớn có thể làm cho vật thể biến dạng hay phá hủy. Thông thƣờng ứng suất dƣ trong kim loại bao giờ cũng cân bằng, nghĩa là tổng giá trị ứng suất kéo phải bằng tổng gia trị ứng suất nén.
Khi vật thể chịu ứng suất do ngoại lực tác động (σo) nếu kể đến ảnh hƣởng của ứng suất dƣ thì tổng ứng suất (σ) tác dụng bên trong vật thể sẽ khác nhau.
Ở vùng có ứng suất dƣ kéo: σ = σo + σd
Ở vùng có ứng suất dƣ nén: σ = σo - σd
Do sự phân bố không đồng đều nhƣ vậy nên làm cho các vùng tinh thể sẽ biến dạng không đều, khả năng biến dạng sẽ kém đi và chất lƣợng gia công không đều. Ứng suất dƣ làm giảm tính dẻo, độ bền, độ dai va đập và làm giảm khả năng
SVTH: Nguyễn Đức Phong GVHD: Lƣu Đức Hòa 2
DUT.LRCC
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
chịu đựng của vật thể. Do đó để tăng khả năng biến dạng cũng nhƣ để đảm bảo ứng suất dƣ có giá trị thấp và phân bố đồng đều trong nhiều trƣờng hợp trƣớc hoắc sau gia công áp lực ngƣời ta đem ủ kim loại ( ủ kết tinh hay ủ hoàn toàn).
c. Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức kim loại.
Ảnh hưởng của thành phần hóa học.
Thành phần hóa học hợp kim quyết định bởi nguyên tố cơ bản, nguyên tố hợp kim và tạp chất.
Nguyên tố cơ bản: nguyên tố cơ bản tạo nên các tổ chức cơ sở, do đó ảnh hƣởng quyết định đến tính dẻo và khả năng biến dạng dẻo của kim loại và hợp kim.
Nguyên tố hợp kim: khi hợp kim hóa , nguyên tố hợp kim có thể tạo với kim loại cơ sở những liên kết kim loại. Các liên kết kim loại này thƣờng có tổ chức tinh thể phức tạp làm cho kim loại và hợp kim rất cứng và giòn. Các nguyên tố hợp kim còn làm xô lệch mạng, làm cản trở quá trình trƣợt, làm kim loại có tính dẻo thấp. Thƣờng thì lƣợng các nguyên tố hợp kim càng nhiều thì ảnh hƣởng đến độ cứng, độ bền và tính dẻo của kim loại càng lớn.
Nguyên tố tạp chất: tạp chất trong kim loại ảnh hƣởng lớn đến tính dẻo. trong kim loại có nhiều tạp chất ( vd: S, P, O, N, H...) đều làm giảm mạnh tính dẻo của kim loại.
Tạp chất dễ chảy thƣờng tập trung ở vùng tinh giới hạt làm rối loạn mạng tinh thể do đó làm tính dẻo kim loại kém đi.
Ảnh hƣởng của tổ chức kim loai.
Mật độ kim loại, kích thƣớc hạt với sự đồng đều của kích thƣớc hạt ảnh hƣởng đến tính dẻo của kim loại. Tổ chức hạt càng nhiều pha, mạng tinh thể càng phức tạp tính dẻo càng kém. Tổ chức kim loại càng nhỏ mịn và đồng đều thì độ dẻo tăng, độ bền tăng.
d. Ảnh hưởng của nhiệt độ.
Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ hầu hết các kim loại khi tăng nhiệt độ tính dẻo 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 làm cho tổ chức đồng đều hơn. Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thƣờng, tồn tại ở các pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thù hình thành pha có độ dẻo cao.
e. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng.
Sau khi rèn, dập các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng của mọi phía
nên chai cứng hơn, đồng thời khi kim loại nguội dần sẽ kết tinh lại nhƣ cũ.
SVTH: Nguyễn Đức Phong GVHD: Lƣu Đức Hòa 3
DUT.LRCC
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lại thì các hạt kim loại bị chai chƣa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại giòn và có thể bị nứt.
Nếu lấy hai khối kim loại nhƣ nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rèn trên máy búa và máy ép ta thấy mức độ biến dạng trên máy búa lớn hơn, nhƣng độ biến dạng tổng cộng trên máy ép lớn hơn.
1.1.3 Ảnh hƣởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại.
a. Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và cơ tính kim loại.
Biến dạng dẻo có ảnh hƣởng lớn đến tổ chức và cơ tính kim loại. Tùy thuộc nhiệt độ, tốc độ biến dạng, trạng thái kim loại trƣớc khi gia công mà sau khi biến dạng tổ chức và cơ tính thu đƣợc cũng khác nhau.
Biến dạng dẻo có thể biến tổ chức hạt thành dạng thớ, có thể tạo đƣợc các thớ uốn xoắn khác nhau làm tăng cơ tính kim loại.
Tốc độ biến dạng cũng ảnh hƣởng đến cơ tính sản phẩm. Nếu tốc độ biến dạng càng lớn thì độ biến cứng càng nhiều, sự không đồng đều của biến cứng càng nghiêm trọng, sự phân bố thớ không đều đặn do đó cơ tính kém. Đối với phôi có tổ chức thớ nhờ biến dạng dẻo làm cho cơ tính sản phẩm cao hơn.
Tóm lại sau khi biến dạng dẻo thƣờng xảy ra hiện tƣợng biến cứng làm độ bền, độ cứng của kim loại tăng lên và làm giảm độ dẻo, độ dai, giảm khả năng cống mài mòn, gây khó khăn cho quá trình gia công cắt gọt. Mặt khác biến dạng dẻo làm thay đổi tổ chức ban đầu của kim loại, biến tổ chức hạt thành dạng thớ hay thay đổi hƣớng thớ.
b. Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến lý tính kim loại.
Biến dạng dẻo làm tăng điện trở, giảm tính dẫn điện và làm thay đổi từ
trƣờng trong kim loại.
c. Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến hóa tính kim loại.
Sau khi biến dạng dẻo năng lƣợng tự do của kim lọai tăng do đó hoạt tính hóa
học của kim loại tăng lên.
1.1.4 Trạng thái ứng suất và phƣơng trình dẻo.
Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suất chính sau:
max 1 2
Ứng suất đƣờng:
5.3.4 Tính mối ghép bằng then
Để cố định các chi tiết quay trên trục (các con lăn cán, đĩa xích....), nói một cách khác là để truyền mômen và truyền động với nhau thì ta dùng then.
Vì trên trục có nhiều con lăn cán nên để lắp các con lăn cán lên trục đƣợc thuận lợi và dễ dàng. Thì ta gia công một rãnh then dài trên trục có nhiều con lăn và giữa các con lăn đƣợc ngăn cách bởi bạc chặn.
Căn cứ vào đƣờng kính và chiều dài của mayơ ta chọn các kích thƣớc của then, sau đó kiểm nghiệm lại sức bền dập và cắt của then, do số lƣợng trục cán nhiều nên chỉ tính và kiểm nghiệm cho 1 trục sau đó suy ra các trục còn lại.
Then là một chi tiết đƣợc tiêu chuẩn hoá, chọn và tính then thƣờng dùng 2 cách sau
+ Chọn tiết diện then theo đƣờng kính trục còn chiều dài then đƣợc xác định từ điều kiện bền cắt và dập
Đề tài: Thiết kế máy cán uốn tôn sóng ngói
max 12 2
Ứng suất mặt:
Ứng suất khối: max max Tmax
Nếu 1= 2= 3 thì = 0 và không có biến dạng. Ứng suất chính để kim loại
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