Đề tài : Mô phỏng phần cơ khí của máy cán tole 5 sóng vuông

ên quan đến thép mỏng ( tole lạnh, tole kẽm, tole màu,..)… 1.1.3. Hãng tole Đông Á . Nhà máy Tôn Đông Á chính thức đi vào hoạt động năm 1999. Đầu năm 2006, Tole Đông Á đã lắp đặt hoàn chỉnh dây chuyền mạ màu năng suất 80.000 tấn/năm theo đúng tiêu chuẩn Hàn Quốc. Đây là dây chuyền sản xuất mạ màu hiện đại nhất hiện nay. Máy sơn có thể sơn cùng một  lúc hai mặt với độ dày theo tiêu chuẩn hoặc theo yêu cầu của khách hàng. Trong  năm 2007 Tole Đông Á tiếp tục đầu tư 3 công nghệ mới: dây chuyền mạ NOF, phát triển dòng sản phẩm mạ sơn in, thiết bị chuyên về ngành thép lá mạ, sản lượng 150.000 tấn/năm. Hiện nay Cty là đơn vị đi đầu trong sản xuất, kinh doanh tole mạ kẽm (với năng suất dây chuyền 70.000 tấn/năm), tole mạ màu và tole mạ hợp kim nhôm kẽm (tole lạnh) phục vụ cho ngành xây dựng công nghiệp và dân dụng. 1.2. Công dụng của tole Tole được sử dụng rộng rãi trong xây dựng dân dụng: sản xuất tấm lợp, mái che, mái vòm, vách nhà xưởng, vách ngăn, trần nhà, máng xối, tạo hình nội thất, cửa đi, cửa cuốn, cửa xếp, nhà xưởng, nhà kho, trang trí nội và ngoại thất văn phòng. Trong công nghiệp như: ngành công nghiệp ôtô, thùng phuy, các loại ống thoát nước, ống gen điều hòa nhiệt độ, vỏ ngoài các thiết bị vi tính và các thiết bị thông tin liên lạc khác. Các ứng dụng khác: Đồ gia dụng và đồ điện như vỏ máy giặt, tủ lạnh, lò viba, vỏ motor, board mạch điện tử . CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÁY CÁN TOLE SÓNG ĐANG SỬ DỤNG 2.1. Ưu điểm của tole sóng Tole sóng ngói thông thường sử dụng để lợp cho các mái nhà có kiến trúc nhiều mái theo kiểu nhà biệt thự. Các mái nhà có độ dốc lớn, sử dụng tole sóng ngói lợp mái sẽ giảm đi rất nhiều tải trọng lên khung sườn của mái, cột và móng so với lợp bằng ngói gạch thông thường. Sản phẩm tole sóng vuông đặc biệt thích hợp cho các công trình công nghiệp, do ưu điểm đảm bảo được khả năng chịu lực và khả năng chống tràn nước tốt. 2.2. Giới thiệu sơ lược một số máy cán tole sóng và sản phẩm 2.2.1. Máy cán tole 9 sóng vuông 1 tầng Hình 1.2.1. Máy cán tole 9 sóng vuông 1 tầng 2.2.2. Máy cán tole sóng giả ngói Hình 1.2.2. Máy cán tole sóng giả ngói 2.2.3. Máy cán tole sóng tròn Hình 1.2.3. Máy cán tole sóng tròn 2.2.4. Máy cán tole 5 sóng vuông Hình 1.2.4. Máy cán tole 5 sóng vuông 2.2.4.1. Thông số kỹ thuật Công suất động cơ điện chính 7,5kW. Vận tốc cán khi chạy nhanh nhất 18m/phút. Kích thước máy 1,4×1×9,9m . 2.2.4.2. Tính năng kỹ thuật máy cán Khổ tole cán 1200mm, 1219mm. Độ dày tole cán từ 0.2 mm đến 0.8 mm. Tự động cắt theo chiều dài và số tấm đã cài đặt. Cài đặt nhiều mẫu hàng cùng một lúc. Chuyển đổi chế độ cắt dao đầu và dao cuối. Máy điều khiển tự động, dùng PLC - lập trình, hoạt động bằng thuỷ lực. Hệ thống thủy lực cho phép họat động 24 giờ/ngày. 2.2.4.3. Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy cán tole Hình 1.2.5. Sơ đồ nguyên lí hoạt động của máy cán tole 5 sóng vuông 1. Bàn dẫn hướng tole; 2. Trục cuốn (bộ phận điều chỉnh khe hở trục cuốn) 3. Trục cán 1; 4. Bộ truyền xích 2 dãy; 5. Bộ truyền bánh răng 6. Lô cán trên trục 6; 7. Bộ truyền xích 1dãy từ trục motor sang trục trung gian 8. Bộ truyền động xích 1 dãy từ trục trung gian sang trục 11; 9. Motor; 10. Lô cán bìa sóng trái trục cán 19; 11. Trục cán 23; 12. Dao cắt trước 13. Lô cán bìa phải trục cán 21; 14. Trục cán 11 (trục nhận truyền động chính từ trục trung gian); 15. Dao cắt đuôi sau. Nguyên lí hoạt động của máy Máy cán tole họat động bằng hệ thống thủy lực. Motor 9 nhận chuyển động từ hệ thống thủy lực làm quay bộ truyền xích 7 và 8. Bộ truyền xích 8 được bố trí vuông góc với bộ truyền xích 7, bánh lớn 2 của bộ truyền xích 8 được lắp lên trục 11 dưới. Tại đây, bánh nhỏ bộ truyền bánh răng trụ và bánh xích 2 dãy cũng được bố trí đồng trục với bánh 2 bộ xích 8 như hình vẽ. Chuyển động quay của trục 11 dưới sinh ra các chuyển động khác: - Chuyển động quay của trục 11 trên nhờ sự ăn khớp của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng. - Chuyển động của các trục dưới nhờ vào bộ truyền xích 2 dãy. Sự chuyển động của các trục sẽ kéo tole di chuyển theo hướng mũi tên, qua các lô cán để định hình tole sóng. Tole thành phẩm sẽ được cắt bằng dao 13 theo chiều dài đã được định trước trên tủ điện điều khiển. PHẦN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁN › & š CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ CÁN 1.1. Giới thiệu sơ lược về công nghệ cán Phương pháp cán kim loại là một trong những phương pháp gia công kim loại bằng áp lực. Nó tạo ra các chi tiết, các phôi phẩm bằng cách làm biến dạng dẻo vật liệu kim loại dưới tác dụng của ngoại lực thông qua trục cán. Trong quá trình cán, vật liệu bị biến dạng dẻo và hình thành các sản phẩm có kích thước và hình dạng khác nhau phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của profin (biên dạng) trục cán. Như vậy, phần quan trọng nhất của công nghệ cán là máy cán. 1.2. Sản phẩm cán Hiện nay nhiều cơ sở sản xuất đã trang bị các loại máy cán để sản xuất các loại thép tấm, thép hình và các loại sản phẩm khác. Sản phẩm có thể chia làm các nhóm: - Nhóm các vật cán định hình: Có tiết diện dạng tròn, vuông, sáu cạnh, chữ nhật, ô van, tam giác, phôi cho các quá trình rèn dập. Nó được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp và xây dựng. - Nhóm vật cán tấm: dùng làm cầu, thùng chứa, nồi hơi, đóng tàu, xe bọc thép… - Nhóm thép dạng ống và dạng đặc biệt khác như: trục, vành bánh xe lửa 1.3. Cấu tạo và phân loại máy cán Máy cán là một máy gia công kim loại bằng áp lực (không tạo phôi) để cán ra sản phẩm có hình dáng, có kích thước nhất định. 1.3.1. Phân loại Phân loại máy cán theo cách bố trí: dựa vào cách bố trí máy hoặc số trục cán có trên máy mà đặt tên cho nó như: máy có một giá cán, máy cán hai trục đảo chiều, máy cán ba trục, máy cán bốn trục,… Phân loại máy cán theo công dụng: phân chia máy theo công dụng nghĩa là dựa vào mục đích sử dụng máy, vào sản phẩm của máy để gọi tên và phân loại. Gồm các loại máy: máy cán hình, máy cán tấm, máy cán ống, máy cán hình đặt biệt,… 1.3.2. Cấu tạo Máy gồm 3 bộ phận chính: - Nguồn động lực hay còn gọi là nguồn năng lượng. - Bộ phận truyền động. - Các giá cán. CHƯƠNG 2 TÍNH CHẤT KIM LOẠI TRONG GIA CÔNG 2.1. Một số khái niệm cơ bản Tiến hành thí nghiệm kéo mẫu kim loại người ta thu được biểu đồ kéo kim loại biểu diễn như Hình 2.2.1. Dưới tác dụng của tải trọng lần lượt xảy qua ba quá trình sau : Pch Ptl P O DL Pb a Hình 2.2.1. Đồ thị độ biến dạng kim loại - Lúc đầu khi tăng tải trọng độ biến dạng tăng theo tỉ lệ bậc nhất với nó ứng với đoạn Oa trên biểu đồ. Đó là giai đoạn biến dạng đàn hồi. - Khi tăng tải trọng vượt quá giá trị nhất định độ biến thiên tăng theo tải trọng với tốc độ nhanh hơn. Đây là giai đoạn biến dạng dẻo đi kèm với giai đoạn đàn hồi. - Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất, trong kim loại xuất hiện vết nứt tại đó ứng suất thực tế tăng nhanh gây biến dạng tập trung, kích thước vết nứt tăng lên và cuối cùng làm cho mẫu bị phá hủy. 2.1.1. Biến dạng dẻo của kim loại Biến dạng dẻo là biến dạng mà vật vẫn còn giữ nguyên trạng thái khi ta bỏ tải trọng tác dụng, nó xảy ra khi tải trọng tác dụng vào đủ lớn. 2.1.2. Biến dạng đàn hồi Biến dạng đàn hồi là biến dạng mà vật trở lại hình dạng ban đầu ngay sau khi tải trọng thôi tác dụng. 2.1.3. Phá hủy Tốc độ biến dạng : tốc độ biến dạng càng cao, trượt càng khó xảy ra giới hạn chảy càng tăng trong khi đó giới hạn tách đứt hầu như không đổi. Ta kết luận tốc độ biến dạng lớn kim loại có thể bị phá hủy dòn. Sự tập trung ứng suất: nếu mẫu kim loại có nhiều yếu tố tập trung (ví dụ: tách khía bề mặt, vết nứt bên trong, sự biến đổi đột ngột) thì ứng suất thực tế trong vùng có chứa yếu tố đó cao hơn nhiều so với giá trị trung bình. Vì vậy ứng suất tác dụng từ bên ngoài bé hơn giới hạn chảy vẫn có thể tạo ra ứng suất lớn hơn giới hạn tách đứt và làm cho kim loại bị phá hủy dòn. 2.1.4. Biến dạng nóng 2.1.4.1. Khái niệm Trong gia công áp lực, kim loại có thể chịu biến dạng nóng hoặc chịu biến dạng nguội. Biến dạng nóng là biến dạng dẻo kim loại ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của nó, còn ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ kết tinh lại là biến dạng nguội. 2.1.4.2. Quá trình xảy ra biến dạng nóng Do biến dạng nóng tiến hành ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại nên luôn có hai quá trình xảy ra · Biến dạng dẻo gây ra biến cứng làm tăng độ bền · Kết tinh lại gây thải bền làm giảm độ cứng, độ bền theo chiều hướng của quá trình áp đảo. Nếu hiệu ứng thải bền do kết tinh lại đủ lớn khử bỏ được hiệu ứng biến cứng, thì sau biến dạng nóng kim loại không bị biến cứng. Nếu hiệu ứng thải bền do kết tinh lại thấp không kịp khử bỏ hoàn toàn hiệu ứng thì sau biến dạng nóng kim loại vẫn biến cứng. 2.2. Tính chất kim loại trong gia công áp lực 2.2.1. Tính chất lý học Trọng lượng riêng là trọng lượng tính bằng gam của 1cm3 kim loại, gf/cm3. Độ dẫn nhiệt: là khả năng kim loại truyền nhiệt từ chỗ nóng sang chỗ ít nóng hơn. Kim loại càng sạch nghĩa là càng ít tạp chất thì độ dẫn nhiệt càng cao. Kim loại dẫn nhiệt tốt nhất là vàng và bạc, độ dẫn nhiệt càng cao thì độ nung nóng và làm nguội đồng đều càng nhanh. Nhiệt độ nóng chảy: kim loại càng sạch thì độ nóng chảy càng cao. 2.2.2. Tính chất cơ học Độ đàn hồi: là khả năng của kim loại trở lại trạng thái ban đầu khi bỏ ngoại lực tác dụng. Độ bền: là khả năng của kim loại chống lại sự phá hủy khi có ngoại lực tác dụng. Độ cứng: là khả năng của kim loại chống lại sự lún của bề mặt tại vị trí có vật cứng hơn tác dụng. Độ dẻo: là khả năng của kim loại thay đổi hình dạng mà không bị phá hủy dưới tác dụng của ngoại lực và giữ gần giống hình dạng đó khi ngoại lực thôi tác dụng. Khi nung kim loại độ bền của nó giảm xuống còn độ dẻo và độ mềm tăng lên. 2.2.3. Tính công nghệ Độ rèn: là khả năng của kim loại thay đổi hình dạng do tác dụng của lực đập, hàm lượng cacbon có trong thép càng lớn thì khả năng rèn càng giảm. Ngoài ra độ rèn còn phụ thuộc vào các thành phần của các nguyên tố chứa trong thép. Khả năng tôi: là khả năng của thép tăng độ cứng khi nung thép đến nhiệt độ thích hợp và làm nguội với tốc độ thích hợp. 2.3. Các định luật gia công biến dạng 2.3.1. Định luật về trở lực nhỏ nhất Nếu sự dịch chuyển các phần tử của vật thể (của phôi) bị biến dạng theo nhiều hướng khác nhau thì sự dịch chuyển chủ yếu sẽ xảy ra về hướng có trở lực nhỏ nhất.. 2.3.2. Định luật thể tích không đổi Thể tích của vật thể trước và sau khi biến dạng bằng nhau V0 = V1 V0: thể tích của vật thể trước khi biến dạng. V1: thể tích của vật thể sau biến dạng. Các vật thể kim loại sau khi bị biến dạng bằng áp lực, thể tích của chúng sẽ bị giảm đi chút ít do các vết nứt tế vi được hàn gắn lại một phần, nhưng đồng thời cũng sinh ra một số vết nứt tế vi mới nhất là khi cán nguội. Hai quá trình đó có phần bù trừ cho nhau. Nhưng phần giảm các vết nứt cũng như các vết nứt bị co hẹp lại có phần trội hơn. Sự giảm thể tích đó vô cùng bé nên trong kỹ thuật người ta bỏ qua và coi như thể tích không đổi. 2.3.3. Định luật về ứng suất trượt Sự biến dạng dẻo chỉ có thể xảy ra trong vật thể bị biến dạng khi ứng suất trượt đạt tới đại lượng lớn hơn giới hạn chảy của kim loại, vật thể đó ở thời điểm có các tinh thể bắt đầu chuyển dịch, tức là bắt đầu biến dạng. 2.3.4. Định luật đồng dạng Lực biến dạng vật kim loại có hình dáng đồng dạng nhau, có cùng chất liệu như nhau sẽ đồng dạng với nhau theo quan hệ sau: Trong đó: P1: lưc biến dạng phôi có kích thước a1 P2 : lưc biến dạng phôi có kích thước a2 2.3.5. Định luật tồn tại ứng suất dư sau khi biến dạng Vật thể kim loại sau khi bị biến dạng luôn tồn tại một phần ứng suất dư. Ứng suất dư này làm cho sản phẩm bị cong vênh, ta phải khử bỏ ứng suất dư đó bằng cách nắn thẳng. 2.3.6. Định luật song song tồn tại biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo Vật thể kim loại sau khi biến dạng dẻo được thành phẩm, trong nó luôn tồn tại một phần biến dạng đàn hồi; và ngược lại khi biến dạng đàn hồi, trong vật thể cũng tồn tại một phần biến dạng dẻo. CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ CÁN NÓNG, CÁN NGUỘI, CÁN HÌNH VÀ CÁN THÉP TẤM 3.1. Cán nóng kim loại 3.1.1. Nhiệt độ nung trước khi cán Muốn cán nóng bất cứ một kim loại nào đều phải nung, việc nung kim loại đến nhiệt độ cán rất quan trọng, nó quyết định năng suất và chất lượng của sản phẩm cán. Từ thực tế sản xuất kết hợp với lý thuyết ta có công thức kinh nghiệm để xác định nhiệt độ nung tối ưu của kim loại: Tnung = Tchảy – (200 ¸ 250) 0C (3.1) Trong đó: Tchảy: nhiệt độ nóng chảy của kim loại và hợp kim. 3.1.2. Nhiệt độ cán Nhiệt độ cán kim loại là nhiệt độ bắt đầu cán và khoảng nhiệt độ cán mà tại đó biến dạng dẻo của kim loại là tốt nhất, kim loại biến dạng theo hình dạng và kích thước theo yêu cầu nhanh nhất. Mỗi kim loại và hợp kim có nhiệt độ cán nóng khác nhau. Ví dụ: Zn (150 ¸ 2000C); Al (350 ¸ 4000C); thép IIIx15 (1040 ¸ 11000C);… nhiệt độ bắt đầu cán được xác định bằng công thức kimh nghiệm Tcán = Tnung - DT (0C) (3.2) Trong đó: Tnung: được xác định theo công thức (3.1) DT: Khoảng giảm nhiệt độ từ lò nung đến giá cán đầu tiên của phôi cán. 3.2.3. Nhiệt độ khi kết thúc cán Mỗi kim loại khi kết thúc cán ở nhiệt độ qui định trong vùng nhiệt độ cho phép không được kết thúc ở nhiệt độ tùy tiện. Nhiệt độ kết thúc cán tốt nhất của Zn (1100C), Al (3000C), thép CT45 (870 ¸ 9000C). 3.2. Cán nguội kim loại 3.2.1. Những đặc điểm khi cán nguội kim loại Quá trình cán kim loại ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ kết tinh của chúng gọi là cán nguội. Trong cán nguội nhiệt độ 200C là nhiệt độ chuẩn cho tất cả các kim loại. Khi cán nguội phải tiến hành ủ sơ bộ hoặc ủ trung gian nhiều lần kim loại và hợp kim nhằm làm giảm tính biến cứng trên bề mặt, giảm ứng suất dư bên trong, tăng tính dẻo… của chúng để cán ra sản phẩm có chất lượng tốt với năng suất cao. Khi cán cần bôi trơn giữa bề mặt tiếp xúc với kim loại và trục cán để làm tăng năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm nhờ giảm nhiệt độ của trục cán và vật cán sinh ra do ma sát. Chất liệu bôi trơn thường là dầu thực vật, dầu công nghiệp và các loại mỡ. Lượng ép khi cán nguội nhỏ hơn rất nhiều so với cán nóng, nhưng lực cán có khi đạt rất lớn, năng lượng tiêu hao cao, độ biến cứng trên bề mặt kim loại tăng nhanh và rất lớn. 3.2.2. Các sản phẩm cán kéo nguội Các sản phẩm cán kéo nguội hầu hết là loại thép mỏng có chiều dày nhỏ hơn 2mm, các loại thép tấm cực mỏng các băng kim loại màu và hợp kim. Đối với các loại dây thép có đường kính nhỏ hơn 6mm và các dây kim loại màu khác nhau như đồng, nhôm… người ta không cán mà kéo nguội qua các khuôn kéo. 3.3. Công nghệ cán hình 3.3.1. Khái niệm Quá trình cán dùng các trục cán có khoét lỗ hình để tạo ra các sản phẩm có tiết diện ngang, tròn, vuông, tam giác, lục lăng, chữ I, chữ U… gọi là cán hình, thép hình các loại là sản phẩm chủ yếu của cán hình. Lỗ hình trục cán là khoảng trống hình học tạo nên bởi 2 rãnh cán đối diện nhau. Rãnh cán là phần bề mặt trục cán đã tiện hoặc khoét bỏ đi một phần bề mặt trục theo hình đặc biệt. Hình 2.3.1. Cặp trục cán hình 1. Rãnh cán; 2. Lỗ trục cán 3.3.2. Cách phân loại lỗ hình 3.3.2.1. Phân loại theo hình dạng Lỗ hình đơn giản: chữ nhật, vuông, ôvan, tròn… Lỗ hình phức tạp: lỗ hình góc, chữ Ì, chữ I… 3.3.2.2. Phân loại theo công dụng Lỗ hình cán thô: đồng thời với giảm tiết diện của phôi phải tạo được dần hình dáng về gần với hình dáng của sản phẩm. Lỗ hình trước thành phẩm: có tác dụng khống chế được kích thước của thành phẩm. Lỗ hình tinh: lỗ hình này cho ra kích thước và hình dáng của sản phẩm ở trạng thái nóng và phải đảm bảo dung sai cho sản phẩm. 3.3.2.3. Phân loại theo cách gia công lỗ hình trên trục cán Lỗ hình hở: đường phân chia khe hở giữa hai trục cán nằm trong phạm vi rãnh của trục cán dù cho rãnh được gia công trên một hai trục. Lỗ hình kín: đường phân chia khe hở giữa hai trục cán nằm ngoài phạm vi rãnh lỗ hình được cấu tạo bởi một phần lồi và một phần rãnh của hai trục cán. Lỗ hình nửa kín: ở loại hình này, trên trục cán vừa có phần lồi vừa có phần lõm. Khe hở giữa hai trục cán được cấu tạo ở thành bên của lỗ. Hình 2.3.2. Các dạng lỗ hình thường gặp 3.4. Cán tấm 3.4.1. Giới thiệu chung về cán các loại thép tấm 3.4.1.1. Phân loại Theo thành phần hóa học: thép cacbon và thép hợp kim. Theo công dụng, người ta phân biệt thép tấm kết cấu, thép tấm đặc biệt. Theo phương pháp cán, thép tấm được chia làm hai loại: thép cán nóng và thép cán nguội. Theo độ dày thép tấm chia ra hai nhóm: Thép dày (h 4 mm), thép mỏng (h 4 mm). 3.4.1.2. Công dụng Thép tấm là một trong những dạng sản phẩm cán kinh tế nhất. Nó được sử dụng rất nhiều trong thực tế: Ÿ Dùng trong công nghiệp chế tạo ôtô, máy kéo thường có độ dày (4¸14)mm. Ÿ Dùng trong chế tạo toa tàu, xây dựng cầu và các công trình công nghiệp, dân dụng, bình chịu áp lực cao, công nghiệp hóa dầu. Ÿ Dùng trong chế tạo động cơ, máy biến áp và các thiết bị điện khác. Ÿ Dùng để sản xuất các loại thùng và tấm lợp nhà. 3.4.2. Công nghệ sản xuất thép tấm dày Để sản xuất thép tấm dày, người ta sử dụng phôi là slab và thép thỏi. Sau khi kiểm tra và làm sạch khuyết tật bề mặt (thổi bằng ngọn lửa dưới áp suất cao), phôi được nung trong các lò liên tục hoặc lò giếng (cho thỏi) đến nhiệt độ (1150¸1250)oC. Khi đạt nhiệt độ cần thiết, từng phôi một được đưa lên máy cán theo đường băng lăn. Các máy cán tấm dày gồm 1 hoặc 2 giá phân bố nối tiếp nhau. Số lượng giá cán được xác định căn cứ vào năng suất cần thiết và yêu cầu về chất lượng của thép thành phẩm. 3.4.3. Công nghệ sản xuất thép lá cán nguội Phương pháp cán nguội được áp dụng để sản xuất và thép lá mỏng. Phôi cho cán nguội là thép băng cán nóng dày (1.5¸6)mm dưới dạng cuộn, khối lượng đến (50¸60)T. Phương pháp cán cuộn được tiến hành ở các máy cán liên tục hoặc đảo chiều. Qui trình công nghệ sản xuất thép cán nguội so với qui trình công nghệ cán nóng phức tạp hơn nhiều. Nó bao gồm một số lượng lớn các nguyên công chuẩn bị, tinh chỉnh, đòi hỏi phải sử dụng nhiều thiết bị phức tạp khác nhau. . CHƯƠNG 4 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CHO CÔNG NGHỆ CÁN 4.1. Vùng biến dạng và các thông số đặc trưng 4.1.1. Khái niệm Cán dọc là quá trình làm biến dạng kim loại một cách liên tục giữa hai trục cán. Nhờ có hai trục cán quay ngược chiều nhau và nhờ có ma sát tiếp xúc mà vật cán biến dạng và đi ra phía trước (bản thân vật cán không tự chuyển động). 4.1.2. Vùng biến dạng Vùng biến dạng là vùng kim loại biến dạng dẻo nằm trong phạm vi tác dụng của trục cán. Vùng ABCD là vùng biến dạng qui ước. Hình 2.4.1. Sơ đồ biến dạng của kim loại khi cán 1. Vật cán; 2. Trục cán Các thông số đặc trưng theo vùng biến dạng: Gọi a là góc ăn kim loại. Cung AB = CD = 1: Chiều dài cung tiếp xúc hay chiều dài vùng biến dạng. Góc g = IOB là góc trung hòa h1, h2: chiều cao của vật cán trước và sau khi biến dạng. b1, b2: Chiều rộng của vật cán trước và sau khi biến dạng. l1, l2: Chiều dài của vật cán trước và sau khi biến dạng. µ Lượng ép của kim loại Lượng ép tuyệt đối (Dh) là hiệu số chiều cao của vật cán trước và sau khi biến dạng. Lượng ép tuyệt đối được biểu thị bằng công thức: Dh = h1 – h2 (mm). Lượng ép tương đối e% là trị số giữa lượng ép tuyệt đối và chiều dày ban đầu của vật cán tính theo phần trăm, lượng ép tương đối được biểu thị bằng công thức: Quan hệ giữa Dh, a và l được biểu thị bằng công thức: (mm) Từ đó ta nhận xét: chiều dài cung tiếp xúc tỉ lệ thuận với D và Dh µ Lượng giãn rộng Là hiệu số chiều rộng của vật cán sau khi cán và trước khi cán. Lượng giãn rộng biểu thị bằng công thức: Db = =b2 – b1 (mm) Ta cũng có thể dùng công thức của Boxtino để tính lượng giãn rộng: (mm) Trong đó: Dh: lượng ép tuyệt đối R: bán kính trục cán T: nhiệt độ cán h1: chiều cao ban đầu của vật cán f: nhiệt độ của vật cán µ Hệ số giãn dài khi cán Hệ số giãn dài m hay hệ số kéo dài sau khi cán l2 và trước khi cán l1 m: luôn luôn lớn hơn 1 vì l2 luôn luôn lớn hơn l1 µ số lần cán Ta có công thức tính số lần cán như sau: Từ công thức trên ta thấy : nếu biết được tiết diện ngang ban đầu của phôi cán và tiết diện sản phẩm, biết được hệ số giãn dài trung bình thì tính toán được ngay số lần phải cán. Bảng 4.1: Phân phối hệ số giãn dài trung bình (µtb) cho một số sản phẩm cán Thứ tự Loại sản phẩm Loại lỗ hình µtb 1 Có tiết diện ngang đơn giản (tròn, vuông, dẹt, chữ nhật, tam giác, bầu dục) Cán tinh 1,10 ÷ 1,15 Chữ nhật – vuông 1,15 ÷ 1,30 Thoi – vuông 1,25 ÷ 1,60 Bầu dục - vuông 1,20 ÷ 1,80 2 Có tiết diện phức tạp (ray và các dầm U, I, T) Cán tinh – cán thô 1,10 ÷ 1,20 1,30 ÷ 1,40 4.2. Điều kiện ăn phôi và điều kiện cán ổn định 4.2.1 Điều kiện ăn phôi vào trục cán Để quá trình cán xảy ra thì vật cán phải ăn vào trục cán. Ta có công thức xác định điều kiện ăn phôi vào trục cán như sau: Kết luận: để vật cán tự ăn vào trục phải đảm bảo điều kiện lượng ép tuyệt đối nhỏ hơn bán kính trục cán R nhân với bình phương hệ số ma sát f. Hệ số ma sát được cho trong bảng 4.2. Bảng 4.2: Hệ số ma sát khi cán Trạng thái cán Loại trục cán f Cán nóng Trục có gờ, rãnh 0.45 ÷ 0.62 Trục cán hình 0.36 ÷ 0.47 Trục cán tấm 0.27 ÷ 0.36 Cán nguội Trục có độ bóng bình thường 0.09 ÷ 0.18 Trục có độ bongs10 ÷s12 0.03 ÷ 0.09 4.2.2. Các phương pháp làm cho vật cán dễ ăn vào trục khi cán dọc Người ta thường dùng các biện pháp sau để vật cán dễ ăn vào trục cán: · Tạo các gờ hoặc khoét rãnh trên bề mặt trục cán : phương pháp này hay dùng cho máy cán lớn để xuất phôi và chỉ cán thô. · Đập bẹp đầu phôi cán : phương pháp này dùng để cán tấm, dùng cho những lần cán thô ban đầu. 4.3. Độ vượt và độ trễ Hiện tượng mà tại vùng biến dạng của kim loại có tốc độ của vật cán ra khỏi trục cán (Vh ) lớn hơn tốc độ của trục cán (V) là hiện tượng vượt trước. Vùng có tốc độ kim loại Vh > V là vùng vượt trước. Hiện tượng mà tại vùng biến dạng của kim loại có tốc độ của vật cán khi ăn vào trụcVH nhỏ hơn V là hiện tượng trễ. Vùng có tốc độ VH < V là vùng trễ. Tại tiết diện có góc trung hoà và có VH = V = Vh gọi là tiết diện trung hoà. Mặt chia đôi vùng trễ và vùng vượt trước gọi là mặt phân giới. Lượng vượt trước của kim loại nhiều hay ít được biểu thị bởi công thức : Trong đó: Sh : lượng vượt trước tính %. Vh :tốc độ của kim loại để ra khỏi trục. V : tốc độ của trục cán D : đường kính trục cán. n : số vòng quay của trục trong 1 phút (v/ph). 4.4. Lực cán, mômen cán, công và công suất 4.4.1. Lực cán Lực cán P là áp lực toàn phần của kim loại tác dụng lên trục cán. Áp lực toàn phần của kim loại tác dụng lên trục cán tính theo công thức : Trong đó : Ptb : áp lực đơn vị hay áp lực trung bình (N /mm2, kg/mm2). F : Diện tích tiếp xúc giữa kim loại và trục cán, (mm2). Ta có : btb : chiều rộng trung bình của vật cán. b1, b2 : chiều rộng của vật cán trước và sau khi cán.  : chiều dài cung tiếp xúc (mm) giữa vật cán và trục cán. Hình 2.4.2. Áp lực của kim loại tác dụng lên trục cán . Tùy theo nhiệt độ cán của thép ta có công thức xác định áp lực đơn vị như sau: - Khi nhiệt độ cán của thép nhỏ hơn nhiệt độ t0c> t0ch – 5750C. - Khi nhiệt độ cán của thép nhỏ hơn nhiệt độ t0c< t0ch – 5750C. Trong đó: : được xác định theo đồ thị hình 2.4.3. t0ch : nhiệt độ nóng chảy của thép. t0c : nhiệt độ khi cán thép. f : hệ số ma sát giữa bề mặt trục cán và kim lọai. f tra bảng 4.2 Hình 2.4.3. Đồ thị 4.4.2. Momen cán và các momen khác sinh ra khi cán Momen cán (Mc) do lực cán sinh ra và tính theo công thức: Mc = 2.P.a Trong đó: P: lực cán a: cánh tay đòn a = (0.45¸0.5).l = (0.45¸0.5). (đối với cán nóng) a = (0.35¸0.45).l = (0.35¸0.45). (đối với cán nguội) Momen ma sát (Mms) gồm momen ma sát do lực cán sinh ra tại cổ trục cán (Mms1) và momen ma sát tại lúc chi tiết quay (Mms2) momen ma sát được tính: Mms = Mms1 + Mms2 Trong đó: Mms1 = P.f.d P: lực cán (N) d: đường kính trục cán (mm) f: hệ số ma sát của ổ đỡ trục cán Mms2 = (0.08¸1.12).(Mc + Mms1) Momen không tải (M0) sinh ra để thắng trọng lượng của các chi tiết quay khi máy chạy không tải M0 = (3¸6)%Mc 4.4.3. Tính toán công và công suất Sau khi tính được momen cán, công suất cán được tính theo công thức : Và công thực hiện được tính như sau : Nếu nếu l1 là chiều dài phôi cán thì t = l1/v. Trong đó : N: công suất cán M: momen cán t: thời gian cán v: vận tốc cán R: bán kính trục cán. PHẦN III MÔ PHỎNG MÁY DỰA VÀO PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR › & š CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 1.1. Tổng quan về Autodesk inventor Autodesk Inventor là một trong những bộ phần mềm chuyên dùng của hãng Autodesk. Autodesk Inventor trang bị những công cụ mạnh, quản lý các đối tượng thông minh, trợ giúp quá trình thiết kế, làm tăng năng suất và chất lượng thiết kế, tối ưu hóa quá trình thiết kế bằng việc tạo mối liên kết giữa mô hình 3D và bản vẽ 2D. Autodesk Inventor có 4 chức năng thiết kế: - Mô hình hóa chi tiết (môi trường “*.ipt”). - Lắp ráp các chi tiết ( môi trường “*.iam”). - Tạo bản vẽ kỹ thuật 2D từ 3D solid (môi trường “*.dwg” hoặc “*.idw”). - Trình diễn lắp ráp (môi trường “*.ipn”). Autodesk Inventor là phần mềm hổ trợ đắc lực quá trình thiết kế, gồm các tính năng : - Tạo biên dạng phác thảo 2D rất nhanh chóng và dễ dàng. Ta có thể hiệu chỉnh về kích thước và hình dạng ở mọi thời điểm. Bất kỳ sự thay đổi nào của biên dạng đều có thể làm thay đổi mô hình thiết kế. - Những chi tiết, kết cấu phức tạp được tạo và lắp ráp dễ dàng. - Hỗ trợ tính toán, thiết kế và mô hình hóa các chi tiết máy ( bộ truyền bánh răng, trục vít, xích, đai…). - Gán vật liệu, màu sắc cho chi tiết. - Trang bị thư viện cho các chi tiết tiêu chuẩn ( ổ lăn, bulông, then,..). - Mô phỏng động học - Mô phỏng trình tự lắp ráp. 1.2. Sơ lược các thao tác với Autodesk Inventor Autodesk Inventor là hệ thống mô hình hóa solid. Để tạo mô hình solid ta phân tích chúng thành các đặc tính có hình dạng đơn giản, xây dựng từng bước các đặc tính đơn giản và kết hợp chúng lại với nhau. Chương trình được thực hiện trong môi trường theo nhiều hệ thống đo lường kích thước khác nhau, ở đây ta chỉ làm việc theo hệ mét (“mm”). 1.2.1. Mô hình hóa chi tiết Biên dạng chi tiết được định nghĩa từ 2D Sketch Panel sau khi khởi động phần mềm, trên giao diện chính từ New chọn biểu tượng Standard (mm).ipt. Trong môi trường Sketch 2D, ta có thể vẽ biên dạng chi tiết từ các công cụ hổ trợ: lệnh đoạn thẳng (Line), lệnh vẽ đa giác đều (Polygon), bo tròn góc lượn (Fillet), dời hình (Move),… Ràng buộc hình dạng và kích thước phác thảo bằng lệnh Dimension. 1.2.2. Tạo khối 3D solid Để tạo khối 3D solid, từ biên dạng phác thảo hoàn chỉnh nhấn chuột phải chọn Finish sketch để chuyển sang môi trường Part Modeling. Hoàn thành vật thể 3D với các lệnh: quét biên dạng theo hướng vuông góc (Extrude), quét chung quanh trục (Revolve), tạo ren (Thread), tạo lỗ (Hole), … 1.2.3. Tính toán, thiết kế chi tiết Để thiết kế các chi tiết chuẩn theo yêu cầu chọn New – standard(mm).iam Trong giao diện chính chọn Design Accelerator xuất hiện giao diện gồm: thiết kế trục (Shaft), bộ truyền bánh răng (Spur Gear), bộ truyền đai (V-Belts), bộ truyền xích… Ở môi trường này ta vừa thiết kế, tính toán,vừa có thể kiểm tra sức bền từng chi tiết . 1.2.4. Lắp ráp các chi tiết Trong môi trường Standard (mm).iam chọn biểu tượng Assemble ta được giao diện lắp ráp, liên kết các chi tiết . Gọi các file lưu chi tiết 3D bằng lệnh Place, nếu lấy các chi tiết chuẩn có sẵn trong thư viện của chương trình chọn lệnh Place from content center. Để gán ràng buộc giữa các chi tiết gọi lệnh Constraint, sau khi nhấp lệnh hộp thoại Place Constraint hiện ra. Hộp thoại gồm 3 trang: - Trang Assembly: ràng buộc lắp ráp các chi tiết với nhau. Các lệnh sử dụng như Mate, Insert, Angle, … - Trang Motion: ràng buộc hai chi tiết chuyển động quay. - Trang Transition: ràng buộc hai chi tiết chuyển động tịnh tiến. 1.2.5. Mô phỏng trình tự lắp ráp Ta chọn biểu tượng xác định môi trường cần thiết (*.ipn), như hình Ta được giao diện làm việc chính Trên thanh công cụ Presentation Panel, nhấp chuột vào biểu tượng Create View để mở file lắp ráp. Các biểu tượng còn lại cho phép: - Tweak Component: dùng để thực hiện thao tác tháo các chi tiết - Preise View Rotation: xác định góc nhìn đúng. - Animate: dùng để ghi hình việc lắp ghép theo trình tự tháo các chi tiết trước đó. 1.2.6. Tạo bản vẽ 2D Sau khi tạo mô hình 3D, ta có thể tạo một file bản vẽ drawing 2D. Từ New chọn biểu tượng có đuôi “.dwg” hoặc “.idw” nhưng thông thường người ta sử dụng môi trường ISO.dwg Sau khi chọn ISO.dwg xuất hiện giao diện Nếu chọn tab Place Views là giao diện tạo hình chiếu với các lệnh: - Base View: dựng hình chiếu cơ bản. - Projected View: xây dựng các hình chiếu từ hình chiếu cơ bản.. - Section View: dựng hình cắt… Nếu chọn tab Annotate là giao diện dùng để đo kích thước và độ nhám với các lệnh: - Dimension: lệnh đo kích thước cơ bản. - Baseline: lệnh ghi chuổi kích thước song song - Ordinate: ghi kích thước tọa độ - Surface: độ nhám bề mặt chi tiết… CHƯƠNG 2 MÔ PHỎNG CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN CỦA MÁY CÁN TOLE 5 SÓNG VUÔNG 2.1. Mô phỏng các bộ phận cơ khí của máy 2.1.1. Mô hình hóa lô cán 2.1.1.1. Nhận xét các số liệu đo được từ máy cán tole thực tế Theo hướng nhìn từ cặp trục 1 đến cặp trục 23 hình 3.1.5 Trục 1 Trục 23 Bìa phải Bìa trái Hình 3.1.5. Mô hình máy ­ Các lô cán ở trục trên của máy ü Các lô có hình dạng giống nhau trừ các lô bìa trái và bìa phải bố trí trên cặp trục 21, 22 và 23. ü Các lô cán trên trục 1 đến trục 7 của máy cán có hình dạng, kích thước tương ứng giống các lô kề giữa bố trí trên trục 9 đến trục 15 và các lô bìa phải từ trục 17 đến trục 20. ü Các lô giữa của trục 9 đến trục 15, lô kề giữa từ trục 16 đến trục 23 và lô giữa trục 23 có hình dáng, kích thước giống lô trên trục 7. ü Các lô bìa phải của trục 21, 22, 23 có hình dạng giống nhau. ü Các lô bìa trái của trục 21, 22, 23 có hình dạng giống nhau và khác hình dạng của lô bìa phải. ­ Các lô cán ở trục dưới của máy Đặc điểm các lô tương tự như trục trên. Riêng các lô lắp trên trục 1 đến trục 7 có khoảng cách đỡ tole dài hơn. 2.1.1.2. Tạo mô hình 3D lô cán trục trên Lô trên trục 1: taọ biên dạng phác thảo của lô cán trong 2D Sketch panel, ràng buộc các kích thước như hình vẽ: Tạo khối 3D solid cho lô cán bằng lệnh Revolve Tạo rãnh then trên lô cán theo trình tự: Tạo ra Sketch mới trên lô cán. Vẽ biên dạng then, chuyển sang môi trường Part Modeling. Sử dụng lệnh Extrude để tạo rãnh then trên lô cán. Các lô còn lại có hình dáng biên dạng gần giống nhau, Inventor hổ trợ lệnh sao chép (copy) các file, tính năng khi thay đổi các ràng buộc về kích thước ở 2D Sketch Panel thì khối 3D sẽ tự cập nhật và thay đổi hình dạng theo ràng buộc giúp việc mô hình hóa nhanh hơn. Cách thực hiện như sau: Ÿ Mở file lô 1, chọn lệnh Save As, lưu thành tên mới. Ÿ Mở file đã lưu tên mới, chọn lệnh Edit Sketch trở lại giao diện của 2D Sketch Panel. Chỉnh sửa các ràng buộc kích thước, thực hiện lệnh trở lại giao diện Part Modeling, kết thúc thao tác ta được mô hình 3D của lô mới. Hình dạng 3D của lô cán trục trên (trừ các lô cán bìa trái và phải của trục 21 đến 23 ) Hình dạng 3D của lô cán sóng trái trên từ trục cán 21 đến 23 Hình dạng 3D của lô cán sóng phải trên từ trục cán 21 đến 23 Mô hình 3D của lô cán chuyển tiếp trục trên 2.1.1.3. Tạo mô hình 3D lô cán trục dưới Thực hiện các thao tác tương tự việc mô hình hóa lô cán trục trên. Taọ biên dạng phác thảo của lô cán trong 2D Sketch panel, ràng buộc các kích thước, sử dụng lệnh Revolve, Extrude, Fillet để hoàn thành lô cán. Hình dạng 3D lô cán của trục cán dưới (trừ các lô cán bìa trái và phải của trục 21 đến 23 ) Hình dạng 3D của lô cán sóng trái dưới từ trục cán 21 đến 23 Hình dạng 3D của lô cán sóng phải dưới từ trục cán 21 đến 23 Mô hình 3D của lô cán trục 8 dưới 2.1.2. Mô hình hóa trục cán 2.1.2.1. Tạo mô hình 3D trục cán dưới Trục được thiết kế trong môi trường Assembly Modeling, chọn trang Design vào biểu tượng Shaft, Insert Cylinder để chèn thêm đoạn trục: Nhập các kích thước của trục, tạo rãnh then … Muốn chọn loại then, kích thước và vị trí ta Click chọn then cần thiết kế rồi nhập dữ liệu vào hộp thoại: Ngoài ra, ta còn có thể vát mép và bo góc lượn của trục hoặc một số thao tác khác: Mô hình trục cán 23 dưới hoàn chỉnh Những trục dưới còn lại có kích thước các đoạn trục đều bằng nhau, chỉ khác nhau về số then và kích thước then. Tính sức bền trục, cách đặt lực và biểu đồ nội lực: Preview:   Shear Force: Bending Moment: Deflection Angle: Deflection: Bending Stress: Shear Stress: Ideal Diameter: 2.1.2.2. Tạo mô hình 3D trục cán trên Thực hiện các bước tương tự như trên, ta được mô hình trục cán 23 trên: Cũng giống như trục cán dưới, tất cả những trục cán trên đều giống nhau về kích thước các đoạn trục chỉ khác nhau về số then và kích thước then. 2.1.3. Mô hình hóa ổ đỡ bi trục cán Taọ biên dạng phác thảo của ổ đỡ bi trong 2D Sketch panel. Ta được khối 3D solid bằng lệnh Extrude. Ổ lăn sử dụng cho trục cán: 6310-2RZ lấy từ thư viện của chương trình Place from content center. 2.1.4. Mô hình hóa ống lót có nên gọi là ống phân cách được không, vì nó không dùng để lót như bạc, còn cái rãnh trên nó thì chịu, không biết để làm gì trục cán Phác thảo biên dạng ống lót. Tạo mô hình 3D ống lót của trục cán 1 trên bằng lệnh Extrude. Đây là biên dạng của tất cả các ống lót của các trục, chúng chỉ sai khác nhau về chiều dài 2.1.5. Mô hình hóa bộ phận điều chỉnh khe sáng Thanh ngang bộ phận điều chỉnh Đai ốc hiệu KS B1012, tapping Screw GB/T Place Component trong môi trường Assembly Modeling. Bulong chiều dài l = 122mm Mô hình 3D bộ phận điều chỉnh. 2.1.6. Mô hình hóa bộ phận cắt trước 2.1.6.1. Bộ trục dao Chi tiết gắn trên trục dao bìa phải nối truyền động lên cơ cấu dao cắt Chi tiết gắn trên trục dao bìa trái nối truyền động lên cơ cấu dao cắt Chi tiết gắn trên trục dao nối với bộ phận pittông thủy lực Trục truyền động cho cơ cấu dao cắt Mô hình bộ trục dao trước hoàn chỉnh 2.1.6.2. Cơ cấu của bộ dao cắt trước Lưỡi dao trên: Trên thân lưỡi dao tạo lỗ có ren để nối tấm giữ dao.Biên dạng lưỡi dao được phác thảo trong 2D Sketch., ràng buộc các kích thước. Tạo mô hình 3D lưỡi dao. Sử dụng lệnh Thread để tạo ren cho lỗ. Vát mép các cạnh bằng lệnh Chamfer. Lưỡi dao dưới Cơ cấu lưỡi dao cắt trên Cơ cấu 3D lưỡi dao cắt dưới Bộ phận nối truyền động giữa trục dao và cơ cấu lưỡi cắt trên Bộ phận cố định phương chuyển động của cơ cấu cắt trên trên thành Mô hình bộ phận dao cắt trước 2.1.7. Mô hình hóa bộ phận đuôi sau Mô hình bộ trục dao cắt đuôi sau hoàn chỉnh Cơ cấu lưỡi dao cắt trên Cơ cấu lưỡi dao cắt dưới Mô hình bộ phận dao cắt đuôi sau Ổ lăn gắn trên trục truyền động cắt của dao: 6015-2RZ 2.1.8. Mô hình hóa pittông và xilanh thủy lực 2.1.9. Mô hình hóa bàn dẫn hướng tole 2.2. Mô phỏng các bộ phận truyền động 2.2.1. Mô hình hóa bộ truyền động bánh răng Để thiết kế bánh răng ta vào môi trường Assembly (New – standard(mm).iam). Tạo lỗ trên bánh để lắp lên trục, tạo rãnh then trên bánh răng. Gear Ratio i 1.5217 ulul là gì? Nên thay các dấu chấm bằng dấu phảy vì ta viết theo tiếng Việt Desired Gear Ratio iin 1.5200 ul Module m 5.000 mm Helix Angle β 0.0000 deg Pressure Angle α 20.0000 deg Center Distance aw 148.000 mm Circular Pitch p 15.708 mm Operating Pressure Angle αw 23.0042 deg Contact Ratio ε 1.4688 ul Gear 1 Gear 2 Type of model Component Component Number of Teeth z 23 ul 35 ul Pitch Diameter d 115.000 mm 175.000 mm Outside Diameter da 127.132 mm 188.477 mm Root Diameter df 105.078 mm 166.422 mm Base Circle Diameter db 108.065 mm 164.446 mm Facewidth b 26.000 mm 26.000 mm Tooth Thickness s 8.792 mm 9.282 mm Tangential Tooth Thickness st 8.792 mm 9.282 mm Chordal Thickness tc 7.764 mm 8.196 mm Chordal Addendum ac 4.653 mm 5.247 mm Unit Outside Tooth Thickness sa 0.6723 ul 0.6946 ul Radial Force Fr 844.153 N Tangential Force Ft 1988.293 N Axial Force Fa 0.000 N Circumferential Speed v 2.710 mps 2.2.2. Mô hình hóa bộ truyền động xích 2.2.2.1. Bộ truyền động xích giữa hai trục cán từ trục 1 đến trục 22 Tương tự như thiết kế bộ truyền bánh răng. Trong giao diện Design chọn biểu tượng Roller chains để thiết kế bộ truyền động xích. Tạo khối 3D solid của bánh xích hoàn chỉnh Thông số của bộ truyền Chain : JIS B 1801:1997 Short-pitch transmission precision roller chains (A series, Class 1) Chain size designation 80-2-46 Pitch p 25.400 mm Number of Chain Strands k 2.000 ul Minimum width between inner plates b1 15.750 mm Maximum Roller Diameter d1 15.880 mm Maximum pin body diameter d2 7.940 mm Maximum inner plate depth h2 24.200 mm Maximum outer or intermediate plate depth h3 20.900 mm Maximum width over bearing pins b 62.700 mm Maximum inner plate width t1 3.200 mm Maximum outer or intermediate plate width t2 3.200 mm Tensile Strength Fu 122400 N Specific Chain Mass m 5 kg/m Các thông số cơ bản của 2 bánh Type Driven sprocket Number of Teeth z 18.000 ul Pitch Diameter Dp 146.273 mm Number of Chain strands k 2.000 ul Transverse pitch pt 29.300 mm Seating clearance SC 0.079 mm Tooth width bf 14.648 mm Tooth side relief ba 3.302 mm Tooth side radius rx 25.400 mm Shroud diameter Ds 109.251 mm Sprocket shroud width bs 43.948 mm Height of tooth above pitch polygon ha 7.620 mm Roller-seating radius ri 8.019 mm Tooth-flank radius re 38.112 mm Roller-seating angle α 135.00 deg Shroud fillet radius ra 1.016 mm Sprocket tip diameter Da 159.291 mm Sprocket root diameter Df 130.234 mm Measuring pin diameter Dg 15.880 mm Measurement over pins Mr 162.153 mm Center Distance C 355.600 mm Transmission Ratio i 1.000 ul Arc of contact β 180.00 deg Axle load Fr 1714.617 N Chain Speed v 3.446 mps Effective pull Fp 1595.835 N Centrifugal force FC 59.391 N 2.2.2.2. Bộ truyền động xích giữa trục cuốn và trục cán 1 Bánh xích gắn trên trục cuốn Thông số của bộ truyền Chain : JIS B 1801:1997 Short-pitch transmission precision roller chains (A series, Class 1) Chain size designation 80-1-74 Pitch p 25.400 mm Number of Chain Strands k 1.000 ul Minimum width between inner plates b1 15.750 mm Maximum Roller Diameter d1 15.880 mm Maximum pin body diameter d2 7.940 mm Maximum inner plate depth h2 24.200 mm Maximum outer or intermediate plate depth h3 20.900 mm Maximum width over bearing pins b 33.500 mm Maximum inner plate width t1 3.200 mm Maximum outer or intermediate plate width t2 3.200 mm Tensile Strength Fu 61200.000 N Specific Chain Mass m 2.600 kg/m Thông số của bánh xích gắn trên trục cuốn Type Driven sprocket Number of Teeth z 24.000 ul Pitch Diameter Dp 194.597 mm Number of strands k 1.000 ul Seating clearance SC 0.079 mm Tooth width bf 14.963 mm Tooth side relief ba 3.302 mm Tooth side radius rx 25.400 mm Shroud diameter Ds 158.132 mm Sprocket shroud width bs 14.963 mm Height of tooth above pitch polygon ha 7.620 mm Roller-seating radius ri 8.019 mm Tooth-flank radius re 49.546 mm Roller-seating angle α 136.25 deg Shroud fillet radius ra 1.016 mm Sprocket tip diameter Da 208.172 mm Sprocket root diameter Df 178.558 mm Measuring pin diameter Dg 15.880 mm Measurement over pins Mr 210.477 mm Center Distance C 672.661 mm Transmission Ratio i 1.333 ul Arc of contact β 184.12 deg Axle load Fr 1657.524 N Chain Speed v 3.446 mps Effective pull Fp 1595.835 N Centrifugal force FC 59.391 N Những bộ truyền còn lại sử dụng cùng một loại xích nên các thông số cơ bản của xích giống nhau. Chúng chỉ khác nhau về số răng, đường kính bánh và lực tác dụng. 2.2.2.3. Bộ truyền động xích giữa trục cán 22 và 23 Bánh xích gắn trên trục cán 23 Thông số của bánh xích Type Driven sprocket Number of Teeth z 18.000 ul Pitch Diameter Dp 146.273 mm Number of strands k 1.000 ul Shroud diameter Ds 109.251 mm Tooth flank radius re 38.112 mm Roller-seating angle α 135.00 deg Sprocket tip diameter Da 159.291 mm Sprocket root diameter Df 130.234 mm Measuring pin diameter Dg 15.880 mm Measurement over pins Mr 162.153 mm Center Distance C 355.588 mm Transmission Ratio i 1.000 ul Arc of contact β 180.00 deg Axle load Fr 1657.602 N 2.2.2.4. Bộ truyền động xích giữa trục motor và trục trung gian Thông số của bánh 1 gắn trên trục motor Type Driver sprocket Number of Teeth z 12.000 ul Pitch Diameter Dp 98.138 mm Shroud diameter Ds 59.994 mm Tooth-flank radius re 26.678 mm Roller-seating angle α 132.50 deg Sprocket tip diameter Da 110.034 mm Sprocket root diameter Df 82.099 mm Measurement over pins Mr 114.018 mm Arc of contact β 170.22 deg Axle load Fr 2406.162 N Thông số của bánh gắn 2 trên trục trung gian Type Driven sprocket Number of Teeth z 21.000 ul Pitch Diameter Dp 170.421 mm Number of Chai strands k 1.000 ul Shroud diameter Ds 133.718 mm Toothflank radius re 43.829 mm Roller-seating angle α 135.71 deg Sprocket tip diameter Da 183.758 mm Sprocket root diameter Df 154.383 mm Measurement over pins Mr 185.825 mm Center Distance C 423.882 mm Transmission Ratio i 1.750 ul Arc of contact β 189.78 deg Axle load Fr 2406.162 N Chain Speed v 2.312 mps Effective pull Fp 2378.560 N Centrifugal force FC 13.902 N 2.2.2.5. Bộ truyền động xích giữa trục trung gian lên trục cán 11 Thông số của bánh 1 Type Driver sprocket Number of Teeth z 12.000 ul Pitch Diameter Dp 98.138 mm Number of strands k 1.000 ul Shroud diameter Ds 59.994 mm Tooth-flank radius re 26.678 mm Roller-seating angle α 132.50 deg Sprocket tip diameter Da 110.034 mm Sprocket root diameter Df 82.099 mm Measurement over pins Mr 114.018 mm Arc of contact β 171.45 deg Axle load Fr 2406.210 N Thông số của bánh 2 Type Driven sprocket Number of Teeth z 20.000 ul Pitch Diameter Dp 162.368 mm Number of strands k 1.000 ul Shroud diameter Ds 125.569 mm Tooth-flank radius re 41.923 mm Roller-seating angle α 135.50 deg Sprocket tip diameter Da 175.609 mm Sprocket root diameter Df 146.330 mm Measurement over pins Mr 178.248 mm Center Distance C 430.576 mm Transmission Ratio i 1.667 ul Arc of contact β 188.55 deg Axle load Fr 2406.210 N Chain Speed v 2.312 mps Effective pull Fp 2378.560 N Centrifugal force FC 13.902 N 2.3. Lắp ráp cặp trục cán 23 2.4. Mô phỏng phần vỏ máy Thành bên: gồm 4 tấm ghép với nhau bằng hàn Ø Thành bên 1 Ø Thành bên 2 Ø Thành bên 3 Ø Thành bên 4 Tạo mô hình 3D lắp ráp phần đế dưới Bình đựng dầu thủy lực Hồ nước làm mát hệ thống thủy lực Tạo mô hình 3D nắp đậy bộ truyền: gồm 4 nắp có hình dạng tương tự nhau 2.5. Mô hình hóa các bộ phận khác Tạo mô hình 3D trục cuốn cao su. Cơ cấu điều chỉnh khe hở hai trục cuốn Tạo mô hình 3D cảm biến Tạo mô hình 3D con lăn cảm biến Tạo mô hình 3D vỏ hộp điều khiển 2.6. Mô phỏng liên kết các bộ phận máy Liên kết đồng tâm hay đồng trục Ràng buộc liên kết mặt Liên kết góc của bánh xích chủ động gắn trên trục motor 2.7. Mô hình 3D máy hoàn chỉnh 2.8. Mô phỏng động học máy cán Liên kết hai chi tiết chuyển động quay Liên kết chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến ở bộ phận điều chỉnh khe hở trục cuốn: Sau khi ràng buộc chuyển động quay của bộ truyền bánh răng côn, ta tạo biến đếm là tỉ lệ của góc quay bộ truyền trên một vòng quay. Sau đó gán giá trị vừa tạo cho chi tiết hoặc cụm chi tiết cần tạo chuyển động tịnh tiến với bước tiến thích hợp. Biểu diễn chuyển động của các bộ phận của máy cán sau khi đã liên kết động học: Để biểu diễn chạy hành trình cắt dao ta click chuột phải vào liên kết insert giữa pittong và xilanh chọn drive Constraint rồi nhập các dữ liệu cần thiết vào hộp thoại. Tương tự, để xem chuyển động của các bộ truyền ta cũng click chuột phải chọn liên kết góc (Angle) của bánh xích truyền chuyển động chính chọn drive Constraint Với những thao tác tương tự, ta sẽ trình diễn được sự chuyển động của lưỡi dao cắt đuôi sau và bộ phận điều chỉnh khe hở trục cuốn. 2.9. Mô phỏng trình tự tháo lắp máy Trên thanh presentasion trong môi trường Standard(mm).ipn chọn biểu tượng Tweak Components để đặt hệ tọa độ, rồi chọn các chi tiết cần tháo lắp di chuyển theo phương của các trục tọa độ vừa đặt trước đó. Để trình diễn tháo lắp ta chọn biểu tượng Animate PHẦN IV VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG › & š CHƯƠNG 1 VẬN HÀNH MÁY CÁN Máy cán được vận hành trên tủ điện điều khiển. Các bước vận hành máy cán v CHẾ ĐỘ CHẠY ĐẾM TRƯỚC – DAO TRƯỚC · BƯỚC 1: Chọn chế độ chạy TAY; TỚI; DAO TRƯỚC; ĐẾM TRƯỚC và mở bơm DẦU. · BƯỚC 2: Ra phía sau đưa tole vào máy qua khỏi dao sau rồi quay cho rulo cao su xuống ép vào tole. · BƯỚC 3: Bấm remote ở phía sau cho máy chạy tới. Khi tole qua được 3 trục lô thì ta dừng máy, sau đó quay cho rulo cao su đi lên không còn ép lên tole nữa. · BƯỚC 4: Tiếp tục bấm remote ở sau cho tole vào ½ máy, rồi ra phía trước bấm nút CHẠY tole ra bằng mặt dao trước. · BƯỚC 5: Bấm hai nút XÓA ĐẾM và XÓA ĐƠN, rồi cài đơn hàng mới vào màn hình. · BƯỚC 6: Chuyển qua chế độ TỰ ĐỘNG rồi bấm nút CHẠY. Máy sẽ chạy và cắt role tự động theo chiều dài đã cài vào máy. v CHÚ Ý: · Nếu ta cài vào nhiều đơn hàng thì khi chạy xong đơn thứ nhất máy sẽ dừng lại báo còi trong 3 giây rồi chạy tiếp đơn hàng kế. · Khi chạy gần xong các đơn hàng, máy sẽ dừng lại báo còi, đó chính là báo cắt đuôi. · Nếu không muốn cắt đuôi ta bấm nút CHẠY để chạy tiếp. · Nếu muốn cắt đuôi ta chuyển chế độ TAY, chọn DAO SAU, rồi bấm CẮT. Khi cắt đuôi xong, chuyển qua TỰ ĐỘNG; DAO TRƯỚC rồi bấm CHẠY để chạy tiếp số tole còn lại. v CHẾ ĐỘ CHẠY ĐẾM SAU – DAO SAU · BƯỚC1: Chọn chế độ TAY; TỚI; DAO SAU; ĐẾM SAU.(chưa mở bơm DẦU · BƯỚC 2: Ra phía sau đư tole vào máy cho bằng mặt dao sau. Rồi quay cho rulo cao su xuống ép vào tole. · BƯỚC 3: Bấm hai nút XÓA ĐẾM và XÓA ĐƠN rồi cài đơn hàng mới vào màn hình. · BƯỚC 4: Mở bơm DẦU chuyển sang chế độ TỰ ĐỘNG, ra phía sau bấm nút CHẠY trên remote máy sẽ chạy tự động và cắt bằng dao sau. v CHÚ Ý: Ở chế độ này máy chạy không báo cắt đuôi vì không cần thiết. CHƯƠNG 2 BẢO DƯỠNG MÁY CÁN Bôi trơn nhằm các mục đích sau: giảm ma sát, chống mài mòn, tăng tuổi thọ của các chi tiết, giảm tiêu hao điện, tăng năng suất. Vật liệu bôi trơn cần phải lựa chọn sao cho khi máy làm viêc phải luôn hình thành và duy tì một màn dầu mỏng bám vào bề mặt các chi tiết tại những nơi tiếp xúc như ổ trục, ngõng trục Các loại dầu, mỡ bôi trơn thường ở dạng lỏng như dầu khoáng, dầu công nghiệp hay ở dạng đặc như mỡ công nghiệp. Khi chọn dầu, mỡ bôi trơn cần chú ý đến các tính chất sau: - Độ nhớt: độ nhớt càng cao thì chất lượng bôi trơn càng tốt. - Nhiệt độ cháy: ở nhiệt độ này dầu mỡ bôi trơn dễ bị bốc hơi và dễ cháy. - Tạp chất cơ học làm ảnh hưởng tuổi thọ của các chi tiết máy và chất lượng bôi trơn của nó. Máy cán tole 5 sóng mô phỏng sử dụng: - Mỡ : bôi trơn cho các khớp động và các bộ truyền. - Dầu bôi trơn chuyên dùng đối với các lô cán. PHẦN V ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN µ Tóm tắt kết quả đề tài Đề tài đã được thực hiện trong khoảng 14 tuần. Trong khoảng thời gian đó đề tài đã nghiên cứu và tham khảo các tài liệu từ sách giáo khoa, trên mạng,… Đến nay, đề tài đã hoàn thành và đạt được các mục tiêu đề ra. Tuy rằng còn nhiều thiếu sót nhưng đề tài cũng đã đạt được một số thành quả nhất định như: ü Giới thiệu phần mềm thiết kế cơ khí hữu hiệu Autodesk Inventor ü Đem lại cái nhìn tổng quát về công nghệ cán. ü Mô phỏng động học toàn bộ phần cơ khí của máy cán tole trực tiếp trên phần mềm Inventor µ Đánh giá kết quả đề tài Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em gặp không ít khó khăn: về sử dụng phần mềm thiết kế, tìm hiểu những vấn đề về máy cán tole,… Dù vậy, nhưng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Võ Thành Bắc, thầy Nguyễn Bồng và những cố gắng của bản thân, chúng em đã hoàn thành đề tài đúng thời hạn và đáp ứng được mục tiêu ban đầu. Đề tài là kết quả tổng kết những kiến thức đã học và là cơ hội để chúng em tìm hiểu công cụ hỗ trợ mới, đắc lực trong lĩnh vực thiết kế cơ khí (phần mềm Autodesk Inventor). µ Kết luận, kiến nghị Đề tài chỉ dừng lại ở việc mô phỏng phần cơ khí của máy cán tole, chưa đi vào các vấn đề như: ü Mô phỏng hệ thống thủy lực của máy cán tole ü Tìm hiểu bộ điều khiển bằng PLC. Vì vậy, chúng em hi vọng những giới hạn của đề tài sẽ được giải quyết trong thời gian tới. Phần mềm thiết kế Autodesk Inventor là phần mềm có nhiều tính năng vượt trội, rất tiện lợi trong lĩnh vực mô phỏng và thiết kế. Do đó, chúng em rất mong phần mềm sẽ được nhà trường giới thiệu đến các bạn sinh viên và tạo điều kiện để các bạn có thể tìm hiểu, nghiên cứu và sử dụng. TÀI LIỆU THAM KHẢO › & š 1. PGS. TS. Phan Văn Hạ, Đỗ Hữu Nhơn (2005), Công nghệ cán kim loại và hợp kim thông dụng, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật. 2. Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm (2006), Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo Dục. 3. PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc (2007), Mô hình hóa sản phẩm cơ khí với Autodesk Inventor (2008, 1, 10), NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội 4. TS. Nguyễn Hữu Lộc, Nguyễn Trọng Hữu (2006), Bài tập thiết kế mô hình ba chiều với Autodesk Inventor, NXB Tổng Hợp Tp. Hồ Chí Minh. 5. Nguyễn Hữu Lộc (2007), Mô hình hóa hình học, NXB Đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh. 6. Đào Minh Ngừng, Nguyễn Trọng Giảng (2006), Lý thuyết cán, NXB Giáo Dục. 7. Ths. Dương Xuân Vũ (2006), Bài giảng môn học vẽ kỹ thuật cơ khí, Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ.