ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY UỐN ỐNG 1 TRỤC

 

Ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí

Chuyên ngành: Chế tạo máy

LỜI CẢM ƠN.......................................................................................... 3

ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN.......................................... 4

ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN....................................... 5

ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................... 6

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MÁY UỐN ỐNG................................... 8

1. Tình hình và xu hướng phát triển kỹ thuật sản xuất thép uốn:................................... 8

1.1 Tầm quan trọng của sắt thép:.............................................................................. 8

1.2 Tình hình phát triển kỹ thuật sản xuất thép uốn:................................................. 9

1.3 Xu hướng phát triển kỹ thuật sản xuất thép uốn:................................................ 10

2. Giới thiệu về các sản phẩm từ thép uốn:.................................................................. 11

2.1 Các sản phẩm thép uốn dung trong công nghiệp :.............................................. 11

2.2 Các sản phẩm thép uốn dung trong sinh hoạt:................................................... 12

3. Tình hình sử dụng máy uốn thép hiện tại:............................................................... 14

CHƯƠNG 2 : SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC......................................................... 16

2.1 Các phương án của sơ đồ động học máy uốn ống :................................................ 16

- Phương án 1 : Cơ cấu truyền lực bằng tay............................................................... 16

- Phương án 2 : Cơ cấu truyền lực bằng động cơ........................................................ 17

- Phương án 3 : Cơ cấu truyền lực bằng khí nén......................................................... 19

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY.......................................... 21

3.1 Tính toán các thông số động học :......................................................................... 21

3.1.1 Các khái niệm cơ bản :................................................................................... 21

3.1.2 Khảo sát chuyển động của điểm trên ống :...................................................... 22

3.1.3 Cách xác định vị trí của lớp trung hòa biến dạng............................................ 23

3.1.4 Bán kính nhỏ nhất cho phép khi uốn.............................................................. 25

3.1.5 Xác định kích thước của phôi uốn.................................................................. 26

3.1.6 Khắc phục hiện tượng đàn hồi sau khi uốn :................................................... 28

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TRUYỀN ĐỘNG.................. 30

4.1 Tính toán công suất truyền động :........................................................................ 30

4.1.1 Tính toán công suất khi uốn :........................................................................ 30

4.2 Tính toán các kích thước cơ bản của một số chi tiết quan trọng :......................... 35

4.2.1 Thiết kế bộ truyền ngoài :.............................................................................. 35

4.2.2 Thiết kế truyền động cặp bánh răng tiêu chuẩn :.......................................... 38

4.2.3 Thiết kế trục :................................................................................................ 43

4.2.4 Thiết kế gối đỡ trục dùng ổ lăn :.................................................................... 49

CHƯƠNG 5 : VẬN HÀNH, SAI HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC53

5.1 Hướng dẫn vận hành máy :.................................................................................. 53

5.2 Các dạng sai hỏng chính trong công nghệ uốn và biện pháp khắc phục :............. 53

CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN................................. 55

6.1 Kết luận :............................................................................................................. 55

6.2 Đề xuất ý kiến :.................................................................................................... 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................... 57

Một số trang web rất cần cho việc tìm hiểu và thiết kế máy uốn ống cũng như các loại máy công cụ khác:         59 

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong bối cảnh hội nhập kinh tế toàn cầu và công cuộc đổi mới đất nước, ngành công nghiệp Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ với nhiều lĩnh vực mũi nhọn như công nghệ hóa chất, luyện kim, hàng tiêu dùng, may mặc... Trong đó, ngành cơ khí nói chung và chế tạo máy nói riêng đóng vai trò quan trọng, góp phần nâng cao chất lượng sản xuất, tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị kinh tế cao, phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu sang các thị trường lớn như EU, Mỹ, châu Á.

Với sự phát triển của khoa học công nghệ, các doanh nghiệp cơ khí phải không ngừng cải tiến phương thức sản xuất, ứng dụng công nghệ kỹ thuật cao để nâng cao độ chính xác, chất lượng và tính thẩm mỹ của sản phẩm. Nhiều quốc gia có nền công nghiệp tiên tiến như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan đã áp dụng các mô hình liên kết tổ hợp chuyên biệt trong lĩnh vực chế tạo máy uốn ống, bao gồm:

• Thiết kế máy uốn ống nhựa với độ cong và độ chính xác cao phục vụ nhu cầu sinh hoạt.

• Chế tạo máy uốn ống kim loại có độ bền cao, đáp ứng yêu cầu của các công trình lớn như ống dẫn dầu, ống khí gas, ống khí nén, ống dẫn cáp quang biển...

• Cung cấp các dụng cụ hỗ trợ lắp ráp ống.

• Dịch vụ đo lường, kiểm tra chất lượng ống.

Tại Việt Nam, ngành chế tạo thiết bị uốn ống thép đang đứng trước thách thức lớn. Việc cải tiến công nghệ đòi hỏi nguồn vốn đầu tư ban đầu rất cao do phần lớn máy móc phải nhập khẩu, làm giảm lợi nhuận và gây khó khăn cho các doanh nghiệp trong nước. Trước thực trạng này, Đảng và Nhà nước đã xác định ngành cơ khí chế tạo là lĩnh vực cần ưu tiên phát triển trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

Nhận thức được tầm quan trọng của việc thiết kế và chế tạo máy móc trong ngành cơ khí, em đã xin phép Nhà trường và Khoa Cơ khí thực hiện đề tài khóa luận: "Tính toán, thiết kế máy uốn ống 1 trục". Khóa luận tốt nghiệp ngành cơ khí là cơ hội để sinh viên tổng hợp toàn bộ kiến thức đã học và vận dụng vào thực tiễn, đồng thời rèn luyện kỹ năng thực hành và thiết kế máy móc.

Hiện nay, sản phẩm từ sắt thép uốn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp khai thác, vận chuyển chất lỏng - nhiên liệu, xây dựng, thiết kế nội thất và gia dụng. Nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế và nâng cao năng lực chế tạo trong nước, việc nghiên cứu, thiết kế máy uốn ống tối ưu là rất cần thiết. Vì vậy, đề tài "Tính toán, thiết kế máy uốn ống 1 trục" được lựa chọn với mục tiêu trình bày, phân tích và đưa ra phương án thiết kế máy phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và điều kiện sản xuất tại Việt Nam.

1. Xây dựng và cơ khí: Sản xuất khung giàn giáo, lan can, khung nhà thép.
2. Nội thất: Làm khung ghế, bàn, giường, kệ.
3. Ô tô và xe máy: Uốn ống xả, khung xe, hệ thống dẫn.
4. Điện lực và viễn thông: Lắp đặt cột điện, ống dẫn dây.
5. Nông nghiệp: Làm khung nhà kính, chuồng trại.

Máy có ưu điểm là đơn giản, dễ vận hành và chi phí thấp, phù hợp với các xưởng nhỏ. 

CHƯƠNG 2 : SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC

2.1 Các phương án của sơ đồ động học máy uốn ống :

- Phương án 1 : Cơ cấu truyền lực bằng tay

1: Ống uốn

2: Vòng hãm

3: Bánh xe cố định

4: Bánh xe di động

5: Tay quay

6: Tay cầm để quay

Nguyên lý hoạt động:

Cơ cấu truyền lực bằng tay chỉ áp dụng cho một số ống có đường kính nhỏ, yêu cầu độ chính xác của góc uốn thấp. Cơ cấu truyền lực bằng tay được hoạt động như sau: Sau khi kiểm tra ống ta đưa ống vào khi đó quay tay quay (6) bánh xe di động (4) sẽ lăn trên bánh xe cố định (3), bánh xe cố định (3) được gá trên thân máy sẽ làm cong ống tạo thành góc uốn cần thiết, để giữ ống ta dùng vòng hãm (2). Để lấy ống ra ta quay tay quay (6) về vị trí ban đầu và lấy ống ra.

Ưu điểm và nhược điểm:

Ưu điểm:

+ Nguyên lý hoạt động tương đối đơn giản.

+ Rẻ tiền phù hợp cho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ.

Nhược điểm:

+ Độ chính xác thấp, năng xuất thấp

+ Không xác định được sai số đàn hồi sau khi uốn

+ Phải dùng lực bằng tay

- Phương án 2 : Cơ cấu truyền lực bằng động cơ

1: Động cơ

2: Bộ truyền xích

3: Ổ lăn

4: Bộ truyền bánh răng

5: Pully uốn ống

6: Khuôn uốn tĩnh

7 : Tay quay

Nguyên lý hoạt động:

Khi nhận được bản vẽ và các thông số cần chế tạo của sản phẩm uốn ta điều chỉnh góc uốn mà ta cần uốn. Máy uốn làm việc được truyền động từ động cơ điện (1) qua bộ truyền xích (2) rồi đến cơ cấu truyền động bánh răng (4), bộ truyền động bánh răng (4) được nối với pully uốn ống (5). Để hãm ống trong quá trình uốn ta dùng tay quay (7) đưa khuôn uốn tĩnh (6) gần khuôn uốn động để hàm chi tiết. Ngoài ra để đảm bảo góc uốn ta có cơ cấu đào chiều động cơ chạy về vị trí ban đầu khi góc uốn đúng như tính toán.

Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Cấu tạo gọn nhẹ, dễ lắp ráp và sử dụng.

+ Đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong quá trình vận hành.

+ Chi phí sản xuất thấp, thích hợp cho các dây chuyền sản xuất quy mô trung bình.

- Nhược điểm:

+ Lực tác động lên vật liệu không ổn định, dễ gây ra sai lệch trong quá trình gia công.

+ Chưa đạt được mức độ tự động hóa và chuyên môn hóa cao, cần được nâng cấp để tối ưu hiệu suất.

- Phương án 3 : Cơ cấu truyền lực bằng khí nén

1: Động cơ khí nén

3: Pittông khí nén

5: Khuôn uồn động

2: Hộp điều khiển khí nén

4: Đĩa phân độ

6: Khuôn uốn tĩnh

Nguyên lý hoạt động :

Máy uốn ống truyền lực bằng khí nén được truyền động từ động cơ khí nén (1) qua cơ cấu điều khiển khí nén (2), sau đó qua bộ phận ống dẫn đến pittông (3), có 2 pittông truyền lực một pittông truyền cho khuôn uốn động (5), một pittông được truyền cho giá quay trên đó có khuôn uốn tỉnh (6) vì vậy tạo ra vật uốn cần thiết. Để đảm bảo góc uốn chính xác ta có đĩa phân độ (4). Hiện nay máy uốn ống truyền lực bằng khi nên rất ít được dùng vì có cơ cấu khí nén rất phức tạp, máy dùng cơ cấu thủy lực hiện nay được sử dụng nhiều nhất.

Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Lực tác dụng lên ống tương đối đồng đều.

+ Có độ chính xác cao, năng suất cao.

- Nhược điểm:

+ Kết cấu phức tạp.

+Khá đắt tiền.

+ Ít được dùng vì van điều chỉnh khí nén khá phức tạp

Bảng lựa chọn phương án

STT	Phương án 1	Phương án 2	Phương án 3
Kết cấu	x	v	x
Công xuất	x	v	v
Tính kinh tế	v	v	x
Tính gọn nhẹ	v	v	x
Bảo dưỡng	v	v	v

 

֍ Chú thích : x ( không đồng ý).

                        v (đồng ý).

ðKết luận : Dựa theo bảng lựa chọn phương án trên thì phương án số 2 là phù hợp nhất vừa có kết cấu tốt, công suất ổn định, tính kinh tế phù hợp, vừa gọn nhẹ, bảo dưỡng dễ dàng.

Chọn Phương án 2.

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY

3.1 Tính toán các thông số động học :

3.1.1 Các khái niệm cơ bản :

Uốn ống hay dập tạo hình đều được tạo ra từ biến dạng dẻo của kim loại để tạo ra hình dạng kích thước mong muốn ban đầu, để tạo nên hình dạng này ta cần có khuôn tạo hình. Khuôn tạo hình được tạo thành từ hai thành phần là: cối và chày.

Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá hủy là 3 quả hình nổi tiếp nhau xảy ra trong kim loại và phần lớn hợp kim dưới tác dụng của bài trong gây ra. Dưới tác dụng của tải trọng xảy ra 3 quá trình: Biến động đàn hồi, biến dạng dẻo kèm biến dạng đàn hồi và phá hủy:

+ Lúc đầu khi tăng tải trong độ biến dạng Δl tăng theo tỉ lệ bậc nhất với nó, gọi là biến dạng đàn hồi lúc này kim loại có thể trở về vị trí ban đầu.

+ Khi tải trọng vượt quá giá trị nhất định độ biến dạng Δl tăng rất nhanh khi thôi tác dụng tải trọng thì kim loại vẫn bị biến dạng nhưng không lớn lẫm được gọi là biến dạng dẻo kèm theo biến dạng đàn hồi.

+ Khi tải trọng đạt đến giá trị max thì lúc này xuất hiện các vết nứt tế vì và làm ứng suất tập trung càng cao hơn dẫn đến các vết nứt càng tăng và to dần, kim loại bị tách rời và bị phá hủy hiện tượng đỏ gọi là biến dạng phá hủy.

Khi uốn ống ta chú ý vào các biểu đồ sau vì đối với mỗi vật liệu thì chịu tác dụng một lực phù hợp để không làm phá hủy vật liệu đó: + Khi uốn các vật liệu dẻo ta chú ý đến biểu đồ σ - ε:

Với  

+ Khi uốn các vật liệu cứng giòn ta chú ý đến biểu đồ P – Δl:

Hình 3.2: Biểu đồ P – Δl

 Từ hai biểu đồ trên ta thấy trong quá trình uốn ống dưới tác dụng của lực uốn làm cho vật liệu ở trạng thái biến dạng dẻo, ở vật liệt dẻo tử vật liệu dễ uốn hơn vi miền đánh lớn nhưng đối với vật liệu cứng giòn thì rất khó thực hiện nguyên công uốn vì miền đàn hồi đến miền bên là và nhỏ nên tốc độ uốn cao thì lúc này vật liệu sẽ chuyển từ miền biên dạng đàn hồi sang miền phá hủy vì vậy vật liệu sẽ bị phá hủy nên tùy theo vật liệu nên mà ta chọn tốc độ uốn phù hợp không làm hư hỏng chi tiết uốn.

3.1.2 Khảo sát chuyển động của điểm trên ống :

- Để xét chuyển động tròn của ống ta đi xét chuyển động của điểm M trong mặt phẳng oxy, ta lấy điểm O làm cực, vẽ nửa đường thẳng OM. Gọi góc giữa trục ox và or là φ, gọi đoạn OM = r. Khi đó vị trí của điểm M trên mặt phẳng oxy được xác định bởi hai tham số r và φ. Vậy các phương trình chuyển động có dạng:

r = r(t) ; φ = φ(t)                                                                                                             (3.1)

Tọa độ r luôn là hằng số và bằng bán kính R của vòng tròn. Vì vậy vị trí của điểm M còn được xác định bởi một tham số φ.

Theo [16, trang 114, công thức 1.15) ta có:

v_r = r = 0

v_p = rφ = Rφ

Vậy: v = v_p = Rω với ω* = |φ|

Với ω : Vấn tốc góc của vật, rad/s

-        Tính toán gia tốc theo [16, trang 114, công thức 1.16] ta có:

                (3.2)

Vậy:

Trong đó: ε = |φ| : gia tốc góc của vật rad/s²

-        Khi áp dụng trong tọa độ cực ta có

a_t = Rφ ; a_n = Rω*²

3.1.3 Cách xác định vị trí của lớp trung hòa biến dạng

Tại vùng uốn có những lớp kim loại bị nén và có ngắn đồng thời có những lớp kim loại bị kéo và giãn dài theo hướng dọc vì vậy giữa các lớp đó thể nào cũng tồn tại một lớp có chiều dài bằng chiều dài ban đầu của phôi, lớp này người ta gọi là lớp trung hòa biển dạng. Lớp trung hòa biến dạng là cơ sở tốt nhất để xác định kích thước phôi uốn và xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép.

Khi uốn với bán kính uốn lớn, mức độ biến dạng ít vị trí lớp trung hòa biến dạng nằm ở giữa chiều dày của dải phôi nghĩa là bán kính cong ρ_bd của lớp trung hòa biến dạng được xác định theo công thức sau:

                                                                                                             (3.3)

Trong đó: r : bán kính uốn, mm

               s : chiều dày vật liệu, mm

-   Nếu uốn với mức độ biến dạng lớn (góc uốn và bán kính uốn nhỏ), tiết diện ngang của phôi bị thay đổi nhiều, chiều dày vật liệu giảm khi đó lớp trung hòa biển dạng không đi qua tiết diện phôi mà dịch chuyển về phía tâm cong ở đây vị trí lớp trung hòa biến dạng được xác định theo công thức sau

                                                                                                     (3.4)

Trong đó: + r : bán kính uốn, mm

               +  : hệ sộ giảm chiều dày

               Với s₁ – chiều dày vật liệu trước khi uốn, mm

s – chiều dày vật liệu sau khi uốn, mm

+ b: chiều rộng ban đầu của dải, mm

+ b_tb : chiều rộng trung bình sau khi uốn, mm

Với b₁ , b­₂ – chiều rộng ở phía trên và phía dưới của dải sau khi uốn, mm

-  Khi chiều rộng của phôi lớn thỉ tỉ số , lúc đó:

                                                                                                     (3.5)

-   Khi uốn những phôi có tiết diện tròn, hình thoi,… thì đặc tính biến dạng của tiết diện ngang cũng sẽ khác đi và do đó các hệ số  và X₀ cũng sẽ thay đổi:

+ Khi uốn phôi có tiết diện tròn đường kính d với bán kính uốn r > 1,5d thì tiết diện ngang của phôi hầu như không đổi lớp trung hòa biến dạng đi qua giữa tiết diện phôi:

                                                                                                             (3.6)

Trong đó: r : bán kính uốn, mm

      d : đường kính uốn, mm

+ Khi uốn phôi với bán kính uốn nhỏ  thì tiết diện ngang của phôi bị méo, có thể là hình ovan hay hình quả trứng vì vậy vị trí lớp trung hòa được xác định theo công thức:

                                                                                                             (3.7)

Trong đó: r : bán kính uốn, mm

 : hệ số biến dày theo hướng kính

Với d₁ – đường kính của phôi trước khi uốn, mm

d₂ – đường kính của phôi sau khi uốn, mm

-  Trong thực tế sản xuất để đơn giản cho quá trình tính toán thì bán kính cong của lớp trung hòa biến dạng được xác định như sau:

                                                                                                     (3.8)

Trong đó:

X₀: là hệ số xê dịch được xác định bằng thực nghiệm và cho sẵn trong sổ tay, hệ số này phụ thuộc chủ yếu vào tỷ số r/s, góc uốn a và loại vật liệu, tình trạng vật liệu, ...

X₀s: Là khoảng cách từ lớp trung hòa biến dạng đến mặt trong của phôi.

3.1.4 Bán kính nhỏ nhất cho phép khi uốn

Bán kính nhỏ nhất cho phép khi uốn là giá trị bán kính uốn giới hạn có thể uốn được đối với mỗi loại vật liệu nhất định.

Khi uốn những thớ kim loại mặt ngoài của phôi bị kéo và bị giãn dài nếu bán kính uốn quá nhỏ sẽ làm cho các tho kim loại lớp ngoài cùng bị kéo căng và có thể bị đứt vì vậy cần phải xác định bán kính nhỏ nhất cho phép khi uốn để tránh hiện tượng nứt gây các thở kim loại lớp ngoài cùng, giá trị bán kính này phù hợp với tính dẻo của từng loại vật liệu. nó xác định tùy thuộc vào mức độ biến dạng giới hạn của lớp kim loại ngoài cùng:

+ Khi mức độ biến dạng ít

                                                                                                     (3.9)

hay                                                                                                    (3.10)

+ Khi mức độ biến dạng nhiều

                                                                                                   (3.11)

Trong đó:  : độ co thắt cực đại cho phép của tiết diện ngang vật liệu khi kéo.

s : chiều dài phôi uốn, mm

ε : hệ số phụ thuộc vào từng loại vật liệu

-  Trong thực tế sản xuất giá trị bán kính nhỏ nhất cho phép đã được xác định bằng thực nghiệm và cho sẵn trong sổ tay [15, bảng 5.48, trang 425]

+ Đối với thép C45, CT38 thì bán kính uốn nhỏ nhất R_min = 30 (mm)

3.1.5 Xác định kích thước của phôi uốn

- Cơ sở để xác định kính thước phôi uốn là dựa vào đặc tính của lớp trung hòa

- Khi uốn với bán kính cong xác định, lớp trung hòa biên dạng nằm cách mặt trong của phôi một khoảng X_os do đó độ dài của phôi bằng tổng độ dài các đoạn thẳng và đoạn cong.

Khi uốn trên các đoạn cong diễn ra sự giảm bớt độ dày ban đầu s của vật liệu, sự xê dịch lớp trung hòa về thở nén một khoảng Δ_p. Đường trung hòa quy tắc nằm cách bề mặt trong của phôi một khoảng:

a_r = X_os

Trong đó: a_r : Khoảng cách giữa bán kính cong phía uốn đến bán kính cong của đường trung hòa

X₀: Hệ số xé dịch phụ thuộc vào vật liệu, góc uốn,

s: Chiều dày vật liệu, mm

Bán kính đường trung hòa quy ước được tính như sau:

p = r + a_r                                                                                                           (3.12)

- Chiều dài khai triển phôi được xác định là tổng chiều dài các đoan thẳng và lượn tròn theo đường trung hòa quy ước, nếu uốn một góc với góc uốn α và bán kính uốn r thì độ dài của phôi được xác định theo công thức:

                                                                                                           (3.13)

-  Nếu uốn nhiều góc với bán kính uốn khác nhau:

  (3.14)

X₁,…, X_n: các hệ số đặc trưng cho vị trí cho lớp trung hòa biến dạng phụ thuộc vào tỉ số r/s và được xác định theo bảng cho sẵn trong sổ tay dập nguội.

* Chú ý:

+ Đối với các chi tiết quan trọng có hình dáng phức tạp và yêu cầu độ chính xác thì cần phải kiểm tra độ dài của phôi bằng thực nghiệm trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt để tránh thiệt hại lớn cho xí nghiệp.

+ Để đảm bảo độ chính xác chiều dài phôi uốn với điều kiện là uốn không kèm theo kéo phôi, khi phôi bị kéo thì chiều dài phôi và tiết diện ống sẽ bị thay đổi làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

-  Các sản phẩm để xác định các bộ phận của chi tiết khi xác định chiều dài khai triển của nó để uốn:

Hình vẽ	Góc uốn	Công thức xác định chiều dài khai triển khi uốn

 3.1.6 Khắc phục hiện tượng đàn hồi sau khi uốn :

Uốn là một quá trình biến dạng dẻo có kèm theo biến dạng đàn hồi do tính chất đàn hồi của vật liệu, sau khi uốn biến dạng đền hơi mất đi kích thước và hình dạng sản phẩm thay đổi so với kích thước và hình dạng của khuôn, hiện tượng đó gọi là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn.

Hiện tượng đàn hồi gây ra sự sai lệch về góc uốn và bán kính uốn vì vậy muốn cho chi tiết có góc và bán kính uốn đã cho thì bán kính uốn và góc uốn của khuôn phải thay đổi một lượng đúng bằng trị số đàn hồi.

Bằng thực nghiệm người ta xác định được rằng trị số đàn hồi phụ thuộc chủ yếu vào loại vật liệu và chiều dày vật liệu, hình dáng chi tiết uốn, bán kính uốn tương đối r/s, lực uốn và phương pháp uốn.

Khi giới hạn chảy của vật liệu càng cao tỉ số r/s càng lớn và chiều dày vật liệu càng nhỏ thì hiện tượng đàn hồi càng lớn, trị số đàn hồi có thể xác định bằng phương pháp thực nghiệm hoặc giải tích.

 

+ Khi uốn với tỉ số  thì sai lệch chủ yếu là góc uốn còn bán kính uốn thay đổi không đáng kể trị số đàn hồi cho sẵn trong sổ tay dập nguội.

+ Khi uốn với tỉ số  thì sau khi uốn cả góc uốn và bán kính uốn đều thay đổi khi đó bán kính cong của chày có thể xác định bằng công thức:

(3.15)

Trong đó: r^’ : bán kính của sản phẩm sau khi đàn hồi, mm

 : hệ số uốn

σ_ε : giới hạn chảy của vật liệu, N/mm²

E: Mô đun đàn hồi của vật liệu, N/mm²

s : chiều dày của vật liệu, mm

-        Góc đàn hồi β được xác định theo công thức:

Trong đó: α₀ : góc của chi tiết sau khi đàn hồi

-        Thường không thể uốn những chi tiết có đường kính nhỏ và dài với bán kính uốn lớn r > 15s bằng phương pháp thông thường do sự đàn hồi lớn, muốn uốn sử dụng phương pháp uốn có kéo.

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TRUYỀN ĐỘNG

4.1 Tính toán công suất truyền động :

4.1.1 Tính toán công suất khi uốn :

Để uốn ống sắt ta tìm tên hiệu một số cơ tính của sắt: Sắt là nguyên tố kim loại thuộc nhóm VII của bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, sắt chứa khá nhiều trong vỏ trái đất (khoảng 5% về trọng lượng) sắt và hợp kim của sắt đã và đang đóng vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của lịch sử loài người.

Cũng như giống các nguyên tố khác sắt không thể ở dưới dạng tuyệt đối tinh khiết các số liệu đo được thường ứng với loại sắt đó và có thể dao động trong một khoảng nào đó.

Cơ tính của sắt: Các giá trị về các chỉ tiêu cơ tính của sắt như sau theo [5, trang 96]

+ Giới hạn bền kéo: σ_b = 250 N/mm²

+ Giới hạn chảy : σ_ch = 120 N/mm²

+ Độ cứng : HB = 80KG/mm²

+ Độ dai va đập : a_k = 3000kJ/m²

+ Độ giãn dài tương đối: δ = 50%

Như vậy so với nhiều kim loại thường dùng như nhôm, đồng,… Sắt có độ bền, độ cứng cao hơn hẳn nhưng vẫn còn thấp so với yêu cầu của chế tạo cơ khí. Đó là nguyên nhân hầu như không dùng sắt nguyên chất trong chế tạo cơ khí mà dùng hợp kim của nó vì có cơ tính cao hơn rõ rệt.

Khi tính toán công suất uốn của máy ta sẽ tính toán công suất tối đa khi uốn ống sắt có đường kính lớn nhất.

Để uốn ống có đường kính lớn nhất Ø_max­ = 42 (mm), chiều dày ống s = 3mm, ta tính toán cho điều kiện phá hủy vật liệu, là công suất tối thiểu cần truyền cho khuôn uốn.

Từ biểu thức:

        (3.16)

Trong đó  : mô men uốn lớn nhất, N/mm

 : mô men chống uốn lớn nhất, mm³

: giới hạn chảy cho phép, N/mm²

Tra theo [5], ta có:  = 120 N/mm²

Theo [6, trang 40]

    (3.17)

Trong đó: D: đường kính của chi tiết, mm

η : hệ số chiều dày

(*)

Với d: đường kính trong của ống, mm

Từ (*)

Thay vào (3.17) ta được:

Thay các số liệu vào công thức (3.16) ta có:

-        Tính toán lực tối đa cần thiết khi uốn ống:

Theo sản phẩm cần uốn ta có: Bán kính cong của khuôn uốn: r = 130 (mm) = 0,13 (m)

Lực uốn cần thiết:

Theo đề tài đã cho ta có năng suất uốn: Q = 120 (ống/h)

ðQ = 3600FPvrl₀­    (3.18)

Trong đó: F: Diện tích bề mặt ống cần uốn, m²

P: Lực uốn cần thiết, N

v : vận tốc uốn, m/s

r: bán kính khuôn uốn, mm

l₀ : chiều dài đoạn uốn cong (ta chọn uốn cong một góc α = 90°)

Giả sử khi uốn một góc α = 90° theo bảng (3.1) ta có

Khi đó ta có:

Từ công thức (3.18)

Công suất cần truyền cho khuôn uốn là

Tốc độ làm việc của khuôn uốn được tính như sau:

Theo [8, trang 26] công suất yêu cầu động cơ xác định theo công thức:

   (3.19)

η_lv : hiệu suất chung của hệ truyền động

         (3.20)

Trong đó:  : hiệu suất khớp nối,

 : hiệu suất cặp bánh răng 1,

 : hiệu suất cặp bánh răng 2,

 : hiệu suất cặp ổ lăn,

 : hiệu suất bộ truyền xích,

 : hiệu suất của khuôn,

Căn cứ vào [8, bảng 3, trang 29] ta chọn động cơ AO22 – 4:

Kiểu có bích:  khối lượng = 47 (kg)

Tỉ số truyền chung của hệ thống

Trong đó: i_h : tỉ số truyền bộ bánh răng

i_nh: tỉ số truyền động xích

Truyền động ngoài là truyền động xích nên ta chọn tỉ số truyền i = 3,2. Vậy tỉ số truyền của bánh răng :

-        Tính toán các thông số tiêu thụ

+ Công suất của trục

 + Tốc độ quay:

 + Momen xoắn:

  

Trục Thông số	I	II		III
N (KW)	1,12	1,06		1,01
i	3,2		15,6
n (v/ph)	950	297		19
Mx (N.mm)	11259	34587,64		517984,61

4.2 Tính toán các kích thước cơ bản của một số chi tiết quan trọng :

4.2.1 Thiết kế bộ truyền ngoài :

Các thông số cho trước: ; ;  = 3,2

Chọn loại xích : Ta chọn xích ống con lăn.

Chọn số răng đĩa xích :

 Từ số răng đĩa nhỏ  ta suy ra số răng đĩa lớn :

 Theo công thức 5.3 công thức tính toán:

k =  = 1.1.1.1,2.1.0.8 = 0.96

với =1 ( đường tâm các đĩa xích làm với phương nằm ngang một góc < 40)

       (chọn a = 40p)

       (điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích)

       (tải trọng tĩnh, làm việc va đập êm)

       (bộ truyền làm việc 1 ca)

       (môi trường có bụi, chất lượng bôi trơn II)

Hệ số số răng đĩa dẫn: K_z =  =  = 0.93

Hệ số số vòng quay đĩa dẫn: K_n =  =  = 0,21 (Chọn n₀₁= 200 (vòng/phút))

Công suất tính toán:

N_t = N. K. K_z. K_n = 1,12.0,88. 0,93.0,21= 0,2 (kW)

Theo bảng 5.5 với n₀₁ = 200 vòng/phút, chọn bộ xích truyền 1 dãy có bước xích 38,1 mm thoả mãn điều kiện bền mòn.

          N_t  [N] = 34,8 kW

Đồng thời theo bảng 5.8 P< P_max

-        Xác định khoảng cách trục a, số mắc xích x

Khoảng cách trục a = 40.p = 40. 38,1 = 1524 mm

Theo công thức (5.12) số mắc xích

   X =  + +  ^.

            =  + 2.40 +^. = 135

Lấy số mắc xích chẵn x= 135, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13)

  A =   ^. [ X -  + ]

    =  ^. [ 135 -  + ]

    = 1535,4 mm.

Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi bị căng quá, giảm khoảng cách trục A một khoảng ∆A = 0,03A ≈ 4,571 mm.

=>A ≈ 1540mm

Số lần va đập của xích:

u =  ≤ [u]

   =  =11,7

Theo bảng 5.9 số lần va đập cho phép trong 1 giây [u] = 20

u[u] => 11,7

-        Tính đường kính vòng chia của đĩa xích:

Đĩa dẫn: d_c1=  =  ≈ 303,98 mm

Đĩa bị dẫn: d_c2=  =  ≈ 970,45 mm

-        Tính lực tác dụng lên trục:

Với: K_t = 1,15: hệ số kể đến trọng lượng xích, khi nghiêng 1 góc < 40)

F_r =  =  ≈ 85,40 N.

4.2.2 Thiết kế truyền động cặp bánh răng tiêu chuẩn :

a) Chọn vật liệu và phương pháp nhiệt luyện:

- Bộ truyền chịu tải trọng nhỏ và trung bình có thể dùng thép tôi cải thiện (tôi rồi ram ở nhiệt độ cao), thép thường hóa hoặc thép đúc để chế tạo bánh răng. Độ rắn bề mặt răng HB < 350, để tăng khả năng chạy mòn của bộ truyền ta nên chọn độ rắn bề mặt răng bánh nhỏ HB, theo điều kiện: HB₁ = HB₂ + (20 ÷ 50)HB theo [8, bảng 6.1, trang 92]

+ Bánh nhỏ: Thép C50 thường hóa, σ_b = 620 (N/mm²), σ_ch = 320 (N/mm²), HB = 230

+ Bánh lớn: Thép C45 thường hóa, σ_b = 600(N/mm²), σ_ch = 300 (N/mm²), HB = 200

b) Xác định ứng suất cho phép:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép

  (3.21)

Trong đó: +  : ứng suất tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài, dựa vào [4, bảng 30, trang 62]:

+ K_N : hệ số chu kì ứng suất tiếp xúc

    (3.22)

Với: N₀ : số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn, được xác định theo [8, bảng 30, trang 62]: N₀ = 10⁷

N_td : số chu kỳ ứng suất tương đương

N_td = N = 60 unt      (3.23)

Với: u: số lần ăn khớp của bánh răng tròn, một vòng quay

n: số vòng quay trong một phút của bánh răng

t: tổng số giờ làm việc của bánh răng

t = số giờ/ca. số ca/ngày. Số ngày/năm. Số năm làm việc

= 8.2.260.8 = 33280

Thay vào công thức (3.23), N_td > N₀ chọn K₀ =1

Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép:

-        Ứng suất uốn cho phép:

Bánh răng quay hai chiều ứng suất trong răng sẽ thay đổi đổi chiều:

        (3.24)

Trong đó: σ_-1 : Giới hạn mỏi uốn trong chu kì ứng suất được xác định bằng công thức

σ_-1 = 0,45. σ_b

Thép C50: σ_-1 = 0,45.620 = 279 (N/mm²)

Thép C45: σ_-1 = 0,45.600 = 270 (N/mm²)

n : hệ số bền dự trữ, chọn n = 1,5

K­_σ : hệ số tập trung ứng suất chân răng, K­_σ = 1,8

: hệ số chu kì ứng suất uốn,         (3.25)

Trong đó: N₀ : số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn, bánh răng được chế tạo bằng thép,

m: bậc đường cong mỏi uốn, đối với thép m = 6

N_td : số chu kỳ ứng suất tương đương được tính theo công thức (3.23)

ðỨng suất uốn cho phép:

-        Ứng suất quá tải cho phép

+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép

         (3.26)

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

+ Ứng suất tiếp xúc uốn quá tải cho phép

      (3.27)

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

a)     Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K­_sb: K_sb­ = 1,4

b)   Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:

c)     Xác định khoảng cách trục A theo điều kiện bền tiếp xúc:

Chọn A = 140 (mm)

d)    Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Đối với bộ truyền bánh răng trụ

Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng cấp 9

e)     Xác định chính xác khoảng cách trục A

Hệ số tải trọng K được xác định chính xác theo công thức:

K = K_tt.K_d     (3.28)

Trong đó: K_tt : là hệ số tập trung tải trọng, K_tt = 1

K_d : hệ số tải trọng động được xác định theo [8, bảng 33 ÷ 34, trang 64], theo cấp chính xác chế tạo, giá trị vận tốc vòng và độ rắn bề mặt răng, K_d = 1,45

Sau khi tính toán hệ số tải trọng K tính toán khác với K_tb­ nhỏ hơn 5% vì vậy không cần xác định lại khoảng cách trục A

f)     Xác định modun, số răng, chiều rộng của bánh răng:

-        Trị số mô đun m: m = (0,01 ÷ 0,02)A = (0,01 ÷ 0,02)140 = 1,4 ÷ 3

Chọn theo tiêu chuẩn: m = 3

-        Số răng bộ truyền:

Số răng bánh dẫn:  , chọn Z₁ = 25

Số răng bánh bị dẫn: Z₂ = i.Z₁ = 3,2.25 = 80

-     Chiều rộng của bánh răng:

Đối với bánh răng lớn: b₂ = (5 ÷ 10) + b₁ = 47 ÷ 52 (mm)

g)    Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

Sức bền uốn của răng được kiểm tra theo công thức:

Trong đó: y: là hệ số dạng răng được xác định theo [8, bảng 36, trang 67]

-        Răng bánh nhỏ: y = 0,429

ð   

-        Răng bánh lớn: y = 0,511

k) Kiểm nghiệm bánh răng theo quá tải đột ngột:

- Để bộ truyền có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn cần kiểm tra bộ truyền quá tải theo điều kiện:

Trong đó: σ_u σ_tx : là giá trị ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc của bộ truyền tính theo tải trọng danh nghĩa

 

K_qt : hệ số quá tải của hệ thống

Trong đó: M_max : momen lớn nhất có thể cung cấp được cho động cơ điện

Ta có:

M: Momen xoắn danh nghĩa, N.mm

l) Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

- Khoảng cách trục A: A = 0,5m(Z₁ + Z₂) = 0,5.3.105 = 158 (mm)

- Môđun ăn khớp: m = 3

- Chiều cao răng: h = 2,25.m = 6,75 (mm)

- Chiều cao đầu răng: h­_d = m = 3 (mm)

- Đường kính vòng chia: d_c1 = m.Z₁ = 3.25 = 75 (mm)

          d_c2 = m.Z₂ = 3.80 = 240 (mm)

-        Đường kính vòng lăn: d₁ = d_c1

-        Đường kính vòng đỉnh răng: D_e1 = d_c1 + 2m = 75 + 2.3 = 81 (mm)

D_e2 = d_c2 + 2m = 240 + 2.3 = 246 (mm)

-        Đường kính vòng chân răng: D_i1­ = d_c1 – 2,5m = 75 – 2,5.3 = 67,5 (mm)

D_i2­ = d_c2 – 2,5m = 240 – 2,5.3 = 232,5 (mm)

m) Xác định lực tác dụng lên trục:

4.2.3 Thiết kế trục :

a) Chọn vật liệu trục:

- Chọn vật liệu trục là thép C45 nhiệt luyện, dựa theo [8, bảng 51, trang 90]

Ta có: C = 110 ÷ 130

[τ_x] = 20 N/mm² , σ_b ≥ 600 N/mm² , σ_-1 ≥ 260 N/mm²

b)    Tính sơ bộ trục

Giá trị sơ bộ đường kính trục được tính theo công thức:

                                                                                                            (3.29)

Trong đó: n : số vòng quay của trục, v/ph

N: công suất truyền, KW

c)     Tính gần đúng

-   Ta chọn bạc thay thế ổ bi vì bạc làm đơn giản hóa kết cấu và giảm bớt khối lượng gia công, chịu được mài mòn và đặc biệt là khả năng thay thế khi sửa chữa. Trong bề mặt của lỗ có rãnh để chứa dầu bôi trơn, đặc trưng quan trọng về kích thước của bạc là tỷ số chiều dài và đường kính trong của bạc: , [7, trang 73]

-        Phát thảo sơ bộ kết cấu trục:

Chiều dài của bạc, chọn B = 30 (mm),

Bề rộng răng: b = 50 (mm)

Bề dày của khuôn: chọn c = 50 (mm), chọn l = 60 (mm), e = 50 (mm)

Khoảng cách giữa chi tiết quay đến thành ngoài của thân máy, a = 10 (mm)

Hình 4.2.2 Phát thảo sơ bộ kết cấu trục

- Xây dựng sơ đồ tính toán trục :

-        Xác định đường kính trục:

Ta có: P₃ = 4439 (N)

P_r3 = 1612 (N)

P_k = 3000 (N)

Giả sử chiều các lực như hình vẽ

Theo phương ox ta có:

Chiều của R_CX hướng ngược lại.

Chiếu theo phương ox:

R_AX + P_K – R_CX – P₃ = 0

ðR_AX = R_CX + P₃ – P_K = 1104 (N)

Theo phương oy ta có:

Chiếu theo phương oy:

R_CY + R_AY – P_r3 = 0

ðR_AY = P_r3 - R_CY = 1612 – 403 = 1209 (N)

+ Momen uốn trong mặt phẳng đứng:

M_udB = R_AY.l₁ = 1209.50 = 60450 (N.mm)

+ Momen uốn trong mặt phẳng ngang:

M_unB = R_AX.l₁ = 1104.50 = 55200 (N.mm)

M_unC = P_K.l₃ = 3000.40 = 120000 (N.mm)

=> Momen uốn tại B:

Momen tương đương tại B:

Momen tương đương tại C:

ðĐường kính trục tại B:

Chọn d_B = 55 (mm)

 

Định kết cấu và kiểm nghiệm trục

Dựa theo đường kính trục d = 56 (mm) tra theo [8, bảng 7-23, trang 143] chọn kích thước mặt cắt của then và rãnh then

b = 19, h = 11, t = 7, t₁ = 4, k = 5,2 , r ≤ 0,5

Chiều dài của may: l_m = 1,5d = 1,5.56 = 84 (mm)

Chiều dài của then: l_t = (0,8 ÷ 0,9).l_m = 67,2 ÷ 75,6 (mm), chọn chiều dài then tiêu chuẩn l_t = 75 (mm)

+ Kiểm nghiệm then theo điều kiện bền dập:

     (3.30)

Trong đó: M_x : momen xoắn cần truyền, N.mm

d : đường kính trục, mm

l_t : chiều dài then, mm

t : chiều cao then lắp trong rãnh của trục, mm

[σ_d] : ứng suất dập cho phép của then tra [8, bảng 53, trang 95], [σ_d] = 150 (N/mm²)

+ kiểm nghiệm then theo điều kiện bền cắt:

      (3.31)

Trong đó: M_x : momen xoắn cần truyền, N.mm

d : đường kính trục, mm

l_t : chiều dài then, mm

b : bề rộng then, mm

 : ứng suất dập cho phép của then tra [8, bảng 54, trang 95],  = 120 (N/mm²)

+ Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn:

Hệ số an toàn được kiểm nghiệm theo điều kiện:

(3.32)

Với: n_σ : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất phép

n_τ : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp

Trong đó: ,  : Giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng có thể nhận gần đúng:

 : biên độ ứng suất pháp và tiếp sinh ra trong tiết diện trục

: trị số trung bình của ứng suất pháp và tiếp ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng:

σ_m = 0

Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng (trục quay 2 chiều):

τ_m = 0

 : hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi, trục được chế tạo bằng thép cacbon trung bình:

β : Hệ số tăng bền bề mặt trục, β = 1

ε_σ , ε_τ : hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối trục đến sức bền mỏi, giá trị của chúng được tra theo [8, bảng 57, trang 98]: ε_σ = 0,82 , ε_τ = 0,7

K_σ , K_τ : hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn, giá trị được tra theo [8, bảng 59, trang 99]: K_σ = 1,49, K_τ = 1,5

4.2.4 Thiết kế gối đỡ trục dùng ổ lăn :

a) Chọn loại ổ lăn:

- Chọn ổ bi đỡ 1 dãy vì máy làm việc với tải trung bình, lực dọc trục tương đối nhỏ, rẽ tiền, lắp ráp và bảo quản đơn giản, hệ số ma sát rất nhỏ f = (0,0020,004)

b) Trục I:

Hình 3.17: Sơ đồ chịu lực của ổ I

     - Xác định tải của ổ: Tải của ổ được tính theo hệ số khả năng làm việc C_t được xác định theo[8, công thức 8-2, trang 108]:

                                                                                 (3.37)

Trong đó: n : Số vòng quay của ổ, n = 1420 (v/ph).

h : Số giờ làm việc của ổ đến thay thế (tuổi thọ của ổ), chọn h = 170000 (giờ).

Q : Tải trọng tương đương của ổ, daN.

Q : được xác định theo [8, công thức 8-4, trang 108]:

     Q = R.                                                                         (3.38)                                                  

Trong đó: : Hệ số vòng quay của ổ, Xác định theo [8, bảng 67, trang 109] , =1

:Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ, xác định theo [8, bảng 69, trang 110],=1

: Hệ số tải trọng động, xác định theo [8, bảng 70, trang 111], =1

      R : Lực hướng tâm tác dụng lên trục, N

Thay vào công thức (3.37):

Khi chọn ổ bi phải thỏa mãn điều kiện:

Tra [8, bảng 71, trang 112] ta chọn ổ bi cỡ nhẹ, kí hiệu ổ bi 202 và có các thông số kỹ thuật sau:

Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của ổ bi 202 cỡ nhẹ

Kí hiệu quy ước	d (mm)	(mm)	(mm)	D (mm)	B (mm)	Chỗ vát mép, r (mm)	Đường kính bi (mm)
202	15	29,2	21,2	35	11	1	5,95

Hình 4.2.3 : Cấu tạo chung của ổ lăn

c) Trục II:

          - Xác định tải của ổ: Tải của ổ được tính theo hệ số khả năng làm việc C_t được xác định theo[8, công thức 8-2, trang 108]:

Trong đó: n : Số vòng quay của ổ, n = 355 (v/ph).

h : Số giờ làm việc của ổ đến thay thế (tuổi thọ của ổ), chọn h = 170000 (giờ).

Q : Tải trọng tương đương của ổ, daN.

Q : được xác định theo [8, công thức 8-4, trang 108]:

          Q = R.                                                      

Trong đó: : Hệ số vòng quay của ổ, xác định theo [8, bảng 67, trang 109], = 1   :Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ, xác định theo [8, bảng 69, trang 110],= 1

  : Hệ số tải trọng động, xác định theo [8, bảng 70, trang 111], = 1.

    R : Lực hướng tâm tác dụng lên trục, N

Khi chọn ổ bi phải thỏa mãn điều kiện:

Tra [8, bảng 71, trang 112] ta chọn ổ bi cỡ nhẹ, kí hiệu ổ bi 204 và có các thông số kỹ thuật sau:

Bảng 3.4: Các thông số kỹ thuật của ổ bi 204 cỡ nhẹ

Kí hiệu quy ước	d (mm)	(mm)	(mm)	D (mm)	B (mm)	Chỗ vát mép, r (mm)	Đường kính bi (mm)
204	20	39,5	28,3	47	14	1,5	7,94

 

CHƯƠNG 5 : VẬN HÀNH, SAI HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC

5.1 Hướng dẫn vận hành máy :

     - Kiểm tra sơ bộ ống, ống không bị khuyết tật, ống phải được làm sạch trước khi uốn, ống phải đảm bảo độ nhám…

     - Điều chỉnh cam hành trình để đảm bảo góc uốn chính xác.

     - Đưa ống cần uốn và lựa chọn khuôn uốn cho phù hợp với ống cần uốn, điều chỉnh tay quay để ê tô giữ ống trong khi uốn.

     - Kiểm tra sơ bộ máy sau đó cung cấp nguồn cho máy và bắt đầu cho máy hoạt động, sau đó để ống khoảng (12)s hoặc có thể uốn qua góc uốn tính toán để khắc phục hiện tượng đàn hồi sau khi uốn hoặc có thể uốn một góc lớn hơn góc uốn cần thiết nhưng như vậy ta không tính được góc đàn hồi chính xác.  

5.2 Các dạng sai hỏng chính trong công nghệ uốn và biện pháp khắc phục :

      - Trong công nghệ uốn có nhiều dạng sai hỏng khác nhau, sau dây là một số dạng sai hỏng thường gặp và các biện pháp khắc phục:

a) Sai lệch hình dạng và kích thước khi uốn

        - Nếu do biến dạng đàn hồi của kim loại thì tính lại trị số góc đàn hồi β và sửa lai góc uốn của chày và cối.

        - Nếu do phôi dịch chuyển trong quá trình uốn thì tăng cường chặn phôi khi uốn.

        - Nếu do định vị phôi không chính xác thì cần bổ sung chốt định vị hay thay cơ cấu định vị khác.

b) Có vết lõm hay khuyết tật trên bề mặt của chi tiết uốn

         Là do bán kính lượn của cối nhỏ cần phải tăng bán kính góc lượn đúng yêu cầu.

c) Vành uốn của chi tiết bị gợn sóng

         Là do độ hở của chày và cối lớn nếu cối ghép chỉnh thì chỉnh lại cối cho đúng, nếu cối cố định thì làm cối mới cho đúng yêu cầu.

d) Chi tiết bị rạn nứt ở vùng uốn

        - Nếu vì bán kính uốn của chi tiết quá bé thì phải tăng bán kính của chày và cối

        - Nếu vì đường uốn dọc của ống theo hướng thớ căng thì phải xếp lại phôi theo hướng qui định.

f) kim loại ở vùng bị uốn bị mỏng đi

        - Nếu do bán kính của chày bé thì phải tăng bán kính của chày.

        - Nếu do kim loại bị lệch giữa chày và cối do kết cấu không đúng thì phải thay đổi cấu tạo của chày và cối.

 g) Tạo nên vết xước trên bán kính lượn của cối

        - Nếu vì độ hở giữa chày và cối nhỏ thì phải tăng cho đúng yêu cầu.

        - Nếu vì độ cứng của cối thấp thì phải nhiệt luyện cối.

h) Bị gấp xếp ở chỗ uốn

          Là do bán kính uốn bé hơn qui định thì phải tăng bán kính uốn hoặc uốn có đặt lõi bên trong để tăng độ bền của ống.

i) Góc uốn không đúng hay chỗ uốn bị ô van thường do những nguyên nhân sau

     - Do việc điều chỉnh góc uốn từ cam hành trình không đúng với góc uốn cần uốn thì phải điều chỉnh lại cam hành trình.

     - Khi uốn có thể bị nứt ống do việc lựa chọn tốc độ uốn quá lớn hay góc uốn quá nhỏ sẽ làm xuất hiện các vết nứt tế vi các vết nứt này lớn lên và làm hỏng sản phẩm nguyên nhân này rất quan trọng vì nó tạo ra sản phẩm hay phế phẩm.

     - Khi uốn ngay chỗ uốn ống sẽ không tròn mà tạo hình ôvan hay quả trứng gà hay ống bị gập lại ảnh hưởng đến sản phẩm do bán kính uốn bé.

     - Khi uốn các thớ bị căng làm cho cơ tính của vật liệu ngay chỗ bị uốn giảm đi vì vậy độ tin cậy của vật liệu cũng bị giảm đi đáng kể hay vật liệu sẽ không đủ bền khi làm việc. 

 

CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN

6.1 Kết luận :

Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện, em đã tích lũy được nhiều kiến thức về thiết kế máy uốn và nhận thấy đây là một lĩnh vực quan trọng, có tính ứng dụng cao trong sản xuất. Đề tài không chỉ giúp em hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý của máy mà còn khám phá tiềm năng tự động hóa trong việc giảm sức lao động và tăng năng suất. Em đề xuất áp dụng các giải pháp như sử dụng cảm biến để tăng độ chính xác trong xác định góc uốn, đồng thời hy vọng sẽ có nhiều tài liệu nghiên cứu hỗ trợ sinh viên trong việc tìm hiểu thiết kế các loại máy tự động và bán tự động. Mặc dù còn hạn chế về kinh nghiệm, nhưng em mong rằng đề tài có thể đóng góp ý tưởng vào thực tế sản xuất trong tương lai. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy, Cô đã tận tình hỗ trợ và đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thiện đồ án này.

6.2 Đề xuất ý kiến :

- Qua việc nghiên cứu đồ án  em có một số ý kiến sau: 

+ Với một yêu cầu thực tế hiện nay là việc thiết kế một máy uốn rất cần thiết cho nền kinh tế nước ta nên em hy vọng trong thời gian tới các nhà khoa học nghiên cứu và cho xuất bản ra nhiều sách để việc tìm hiểu và thiết kế được dễ dàng từ đó có thể  xây dựng quy trình thiết kế máy tự động hay bán tự động giảm bớt sức lao động của người Việt Nam chúng ta .

+ Đề tài em chưa nghiên cứu về mảng máy uốn thủy lực nhưng em thấy máy uốn thủy lực có lực tác dụng vào ống tương đối đều, tạo ra sản phẩm có thẫm mỹ cao cũng như ít sinh ra khuyết tật trong khi uốn vì vậy đề tài về máy uốn thủy lực sẽ được nghiên cứu trong thời gian tới.

+ Để xác định góc uốn ta dùng cam hành trình bằng con lăn sau một thời gian làm việc thì con lăn sẽ bị mòn vì vậy góc uốn sẽ không chính xác theo em nếu có thể ta dùng cảm biến thì sẽ nâng cao độ chính xác của góc uốn cũng như việc thay thế sẽ dễ dàng hơn.

+ Do chưa có kinh nghiệm trong việc tra chế độ cắt vì vậy trong khi làm không tránh khỏi những thiếu sót mong Thầy, Cô đóng góp để đề tài em hoàn thiện hơn và có thể đưa vào sản xuất trên thị trường.

+ Theo em việc thiết kế nên có thêm yếu tố thực tiễn ví dụ như được xem thành phần của vật liệu thì việc lựa chọn vật liệu sẽ đúng hơn hay có thể xem gia công trục hay được coi việc chế tạo một bộ phận máy thì việc nghiên cứu đề tài được dễ dàng và đúng với thực tế hơn.

+ Hiện nay các loại máy đều thiết kế theo nguyên tắc bán tự động và tự động nhằm thay thế bớt sức lao động của con người nhưng trường ta chưa có một trung tâm nghiên cứu về mảng này giúp cho sinh viên làm quen với phương pháp thiết kế một máy tự động hay bán tự động.

 

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. ĐỖ HỮU NHƠN, NGUYỄN NGỌC GIAO, NGUYỄN MẬU ĐẰNG

    Hỏi đáp về dập tấm, cán kéo kim loại

    NXB Khoa học & kỹ thuật

2. VÕ MAI LÝ, NGUYỄN XUÂN QUÝ

       Kỹ thuật nguội cơ khí

       NXB Hải Phòng

3. V.L MARTRENCO, L.I RUDMAN

          Sổ tay thiết kế khuôn dập tấm

          NXB Hải Phòng

4. TRỊNH CHẤT, LÊ VĂN UYỂN

    Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – Tập 1

     NXB Giáo dục

5. NGHIÊM HÙNG

          Kim loại học và nhiệt luyện

          NXB ĐH & THCN

6. NGUYỄN VĂN BA, LÊ TRÍ DŨNG

  Bài giảng sức bền vật liệu – tập1

          NXB Nông nghiệp Tp HCM - 1998

7. Th.s ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG

          Bài giảng chế tạo máy 2

          Trường ĐHTS - Tháng 10/2003

8. PTS. PHẠM HÙNG THẮNG

          Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án môn học chi tiết máy

          NXB Nông nghiệp Tp HCM - 1995

9. PGS.TS TRỊNH CHẤT

          Cơ sở thiết kế máy & chi tiết máy

          NXB Khoa học & kỹ thuật

1. LÊ TRUNG THỰC, ĐẶNG VĂN NGHÌN

          Hướng dẫn đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

          NXB Đại học quốc gia Tp HCM - 2006 

1. GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC, cùng các tác giả

          Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 1,2,3

          NXB Khoa học và kỹ thuật        

 12. PGS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH, cùng các tác giả

           Sổ tay gia công cơ

           NXB Khoa học & kỹ thuật

3. LÊ QUANG MINH, NGUYỄN VĂN VƯỢNG

           Sức bền vật liệu - Tập 3

           NXB Giáo dục

4. Th.s NGUYỄN VĂN BA

           Bài giảng lý thuyết đàn hồi ứng dụng

           NXB Nông nghiệp Tp HCM - 1998 

5. PGS. HÀ VĂN VUI, NGUYỄN CHỈ SÁNG, PHAN ĐĂNG PHONG

           Sổ tay thiết kế cơ khí – Tập 1

           NXB Khoa học & kỹ thuật

6. GS. TSKH. ĐỖ SANH (chủ biên), cùng các tác giả khác

           Cơ học – Tập 1

           NXB Giáo dục

17. Th.s ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG

            Đồ gá và thiết kế đồ gá gia công cơ khí