Đồ án Thiết kế dây chuyền máy cán tôn tạo sóng

Lời Nói Đầu Cùng vớïi sự phát triển và hội nhập của nền kinh tế đất nước với các nước trong khu vực và trên thế giới . Kể từ những năm đầu của sự nghiệp đổi mới đến nay , nền kinh tế nước ta đã có những bước chuyển biến rỏ rệt trong đó ngành công nghiệp nói chung cũng đã từng bước phát triển . Bắt đàu từ việc chuyển giao công nghệ tiên tiến của nước ngoài . Dưới nhiều hình thức , dần đến việc nghiên cứu, thay thế một số linh kiện và dây chuyền công nghệ mà trong nước có thể thiết kế chế tạo . Đó là một chủ trương đúng đắn của Đảng và Nhà nước . Chính điều đó, nó không những làm tăng tính hiệu quả về mặt kinh tế , giải quyết gánh nặng việc làm cho xã hội mà còn tăng tính tự lập , tự cường , phát huy sức mạnh nội lực và khả năng sáng tạo . Nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa , hiện đại hóa , vấn đề xây dựng cơ bản càng được quan tâm , nhu cầu sử dụng tấm lợp ngày càng gia tăng . Đặc biệt là các loại tấm lợp bằng kim loại (Tôn ) . Yêu cầu đặt ra đối với các loại sản phẩm tôn ngày càng cao về hình dạng , màu sắc và kích thước . Trong khi đó nước ta chưa sản xuất được tôn mà phải nhập từ nước ngoài . Để có những sản phẩm tôn sóng đến với người tiêu dùng có giá thành thấp , kích thước như mong muốn , mẩu mã đẹp thì việc thiết kế chế tạo một DÂY CHUYỀN CÁN TÔN TẠO SÓNG là cần thiết . Sử dụng được lao động trong nước và chỉ cần nhập tôn cuộn từ nước ngoài . Sau một thời dài nguyên cứu suy nghĩ và phân tích , được sự giúp đỡ, gợi ý của các Thầy cô trong khoa và sự tận tình hướng dẩn của thầy Trần Xuân Tùy . Tôi đã thực hiện đề tài " THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN CÁN TÔN TẠO SÓNG " . Đây là một vấn đề mới mẽ , có tính khả thi cao và cần thiết . Dây chuyền cán tôn được thiết kế trong đồ án không đòi hỏi chế tạo với điều kiện kỹ thuật công nghệ cao . Nên đối với ngành cơ khí của nước ta hiện nay thì việc chế tạo nó là việc hoàn toàn thực hiện được . Mặc dù được hướng dẫn tận tình của Thầy giáo , nhưng do vốn kiến thức còn hạn chế , tài liệu khan hiếm , thời gian có hạn và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế lại phải giải quyết một nhiệm vụ lớn . Nên quá trình thiết kế này sẽ không tránh khỏi những sai sót và thiếu sót . Rất mong được sự góp ý của các Thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Xuân Tùy , khoa Cơ Khí , các cán bộ công nhân viên Công ty điện chiếu sáng thành phố Đà Nẳng cùng các xưỡng cán tôn trên địa bàn thành phố Đà Nẳng đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này . Đà Nẳng, tháng 5 năm 2001 Sinh viên thiết kế : Hồ Hữu Bình CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ TÔN SÓNG VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG 1.1. GIỚI THIỆU VỀ TÔN SÓNG 1.1.1 . Khái niệm Trong cuộc sống hiện nay, nhu cầu về tấm lợp ngày càng cao. Người ta sản xuất và sử dụng rộng rải , phổ biến nhất là tôn kim loại . Đó là những tấm kim loại được dát mỏng , thường sử dụng với chiều dày từ 0,25mm đến 0,5mm , với chiều rộng từ 0,92m đến 1,22m. Tôn sử dụng nhiều làm tấm lợp , che chắn . Hiện nay tôn phẵng được sản xuất thành từng cuộn là chủ yếu,với khối lượng mổi cuộn khoản 5 tấn , chiều dày và chiều rộng nhất định. Các loại tôn cuộn thường được nhập khẩu từ nước ngoài như : BHP - ÚC, NKK- NHẬT , ANMAO- ĐÀI LOAN, HÀN QUỐC...Và đã có sẳn lớp bảo vệ oxi hóa thường gọi là tôn mạ màu , tôn mạ kẻm , tôn lạnh . Để tăng thêm độ cứng vững và thuận tiện khi sử dụng người ta tạo sóng cho nó và vấn đề tạo sóng là vấn đề cần thiết cho sử dụng . Việc tạo sóng tôn cũng là bước công nghệ quan trọng và liên quan đến nhiều yếu tố. Tùy thuộc yêu cầu sử dụng mà người ta chọn biên dạng sóng mà tạo sóng thẳng hay sóng ngoái. Tôn sóng thẳng có tôn sóng vuông và sóng tròn , loại sóng tròn do trước đây sản xuất theo cỡ nên gây khó khăn trong việc sử dụng . So với các loại tấm lợp ở nước ta thường sử dụng như ngói , nhựa ,mirô xi măng, giấy lợp ... Thì tôn kim loại có nhiều ưu điểm hơn , đặc biệt là loại tôn sóng ( sóng vuông , sóng ngói ) , sản xuất theo công nghệ mới , cán cắt theo yêu cầu sử dụng và được thể hiện - Kích thước gọn nhẹ - Ít hư hỏng , không thấm nước - Kết cấu sàn lợp gọn , nhẹ, tiết kiệm được vật liệu ( thanh xà bằng gỗ hay thép ) - Tuổi thọ cao - Bức xạ nhiệt - Chiều dài tôn theo yêu cầu . Nhờ những ưu điểm trên , cùng với sự phát triển của nền kinh tế mà công nghệ chế tạo tôn được đầu tư phát triển đáp ứng nhu cầu và việc sử dụng tôn ngày càng rộng rải . 1.1.2. Phân loại Việc phân loại tôn có nhiều cách . Có thể dựa vào thành phần vật liệu , công dụng sản phẩm , biên dạng tôn , kích thước màu sắc ... Có thể phân loại sơ bộ như sau : - Thành phần vật liệu có tôn kẻm , tôn nhôm , tôn thép , tôn mạ kẻm , mạ nhôm... - Theo màu sắc - Theo số sóng : 5 sóng , 7 sóng , 9 sóng - Theo công dụng : Loại mái vòng , mác thẳng , tôn lạnh ... - Theo biên dạng : Tôn sóng vùng , óng tròn , sóng ngói... - Theo chiều dày : 0,3mm , 0,4mm, 0,45mm... 1.1.3. Các loại biên dạng tôn thường gặp a. Loại sóng thẳng + Sóng tròn : + Sóng vông : b. Loại sóng ngói 1.1.4. Vật liệu chế tạo Vật liệu làm tôn là những tấm thép các bon chất lượng trung bình ( ). Được sử dụng rộng rải, sản lượng cao ,dể khai thác , dể chế tạo , giá thành hạ . Loại tôn thép các bon kém bền trong môi trường không khí nước mưa ...Để khắc phục hiện tượng trên người ta thường mạ kẻm , thiếc hoặc sơn màu sau khi đã cán thành tấm. Tôn hợp kim thì bền nhưng giá thành cao. Tôn nhôm nhẹ , dẻo , dể cán , uốn , bền trong không khí nhưng giá thành cao và hiệu lực kém . 1.2. Nhu cầu sử dụng Trước đây do nhu cầu chất lượng cuộc sống thấp , công nghệ chưa phát triển , vấn đề tấm lợp chưa được quan tâm . Cùng với thời gian loại tấm lợp bằng tôn được ra đời , được cải thiện lần , và đã sản xuất ra những loại tấm đã tạo lượn sóng sẳn và có các kích thước nhất định . Nhưng loại này giá thành cao , không thuận lợi cho sử dụng,nên nhu cầu sử dụng còn hạn chế . Ngày nay cùng với sự phát triển chung của khoa học kỷ thuật , sự hội nhập và hợp tác ,đầu tư sản xuất . Nền kinh tế nước ta đã từng bước phát triển , đưa tiến độ khoa học vào thực tế sản xuất , đời sống dần dần được nâng cao . Từ đó nảy sinh nhiều nhu cầu thiết yếu vấn đề xây dựng cơ bản , kết cấu hạ tầng ngày càng nhiều . Do vậy vấn đề sử dụng tấm lợp mà nhất là tôn ngày càng nâng lên . Nó đặt ra một số yêu cầu mới về giá tôn chịu nhiệt , tôn sóng vuông , tôn sóng tròn , tôn sóng ngói , tôn mái vòm . Tôn sóng có nhiều cỡ sóng ,kích thước chiều ngang từ 0,92m đến 1,22m . Nên việc lựa chọn loại tôn đểù sử dụng rất dể dàng . Nhìn chung việc lựa , sử dụng loại sóng tôn ( sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói ) nó còn tùy thuộc vào đặc điểm lối kiến trúc của công trình xây dựng. Đa số hiện nay người ta sử dụng tôn sóng thẳng (Sóng vuông , sóng tròn ) và nó phù hợp thẩm mỹ với nhà thông dụng và công nghiệp . Cùng chủng loại tôn nhưng tôn sóng ngói có giá thành cao hơn một ít. Tôn sóng ngói dùng phù hợp với những nhà có kiến trúc hiện đại ( 4 mái, 6 mái ), biệt thự , hoạc các kiểu kiến trúc cổ mà về yêu cầu thẩm mỹ không thể thay bằng tôn sóng thẳng được , nên nhu cầu sử dụng tôn sóng ngói ít hơn . Trong tương lai theo đà phát triển, nhu cầu về thẩm mỹ thì tôn sóng ngói cũng có triển vọng cao . Một đặc điểm nữa của tôn sóng ngói là nó chỉ lợp một chiều nên khi sử dụng lợp các phần chéo thì phải bỏ một phần diện tích tôn . CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ CÁN TẠO SÓNG 2.1. LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI 2.1.1. Biến dạng dẻo của kim loại khi cán a. Tổng quát: Khi chịu tác dụng của ngoại lực , kim loại sẻ biến dạng theo ba giai đoạn nối tiếp nhau : Biến dạng đàn hồi , biến dạng dẻo và biến dạng phá hủy . Từ thí nghiệm kéo kim loai người ta có biểu đồ kéo sau: C D B A O - Biến dạng đàn hồi là biến dạng mất đi sau khi khử bỏ tải trọng . Mặt phương trình thể xiết chặt nhất Lúc đầu khi tăng tải trọng độ biến dạng (L tăng tỷ lệ bậc nhất với tải trọng . Ứng với đoạn thẳng OA trên biểu đồ -Biến dạng dẻo là sự biến đổi kích thước sau khi khử bỏ tải trọng Khi tải trọng vượt quá gía trị nhất định ( P) độ biến dạng (Ltăng lên theo tải trọng với tốc độ nhanh hơn . Ở giai đoạn này biến dạng dẻo đi cùng với biến dạng đàn hồi . Biến dạng phá hủy là sự đứt rời các phần tinh thể kim loại khi biến dạng (khi tải trọng vượt quá tải trọng cho phép ). Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất (đc ) trong khi kim loại xuất hiện vết nứt , tại đó ứng xuất tăng nhanh gây biến dạng tập trung , kích thước vết nứt tăng lên và cuối cùng phá hủy kim loại ( điểm D ) . Đó chính là giai đoạn phá hủy . * Biến dạng dẻo là hình thức phổ biến ., gia công áp lực là quá trình lợi dụng giai đoạn biến dạng dẻo để gia công . Biến dạng của kim loại được thực hiện bằng sự trượt và song tinh . Biến dạng dẻo bắt đầu được thực hiện khi mà trong kim loại trạng thái ứng xuất được xác định . Trong đó ứng xuất tiếp tác dụng lên mâựt trượt đạt đến giá trị giới hạn (th ( phụ thuộc vào vật liệu ) và có khả năng vượt qua nội lực trên các mặt trượt và trên tinh giới hạn của kim loại . b. Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng suất chính sau : Ứng suất đường : (max = (1/ 2 (1) Ứng suất mặt : (max = ((1- (2 ) / 2 (2) Ứng suất khối : (max = ((max - (max ) / 2 (3) Nếu (1 = (2 = (3 thì ( =0 và không có biến dạng , ứng suất chính để kim loại biến dạng déo là biến dạng chảy (ch * Điều kiện biến dạng dẻo : Khi kim loại chịu ứng suất đường : ( (1 ( = (ch tức (max = ( ch/ 2 (4) - Khi kim loại chịu ứng suất mặt : ( (1-(2 ( = (ch (5) - Khi kim loại chịu ứng suất khối : ( (max - (min ( = (ch (6) Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau biến dạng đàn hồi , thế năng của biến dạng đàn hồi : A = A0 + Ah Trong đó : A0 - thế năng để thay đổi thể tích vật thể ( trong biến dạng đàn hồi thể tích vật thể tăng lên , tỉ trọng giảm xuống ) Ah - Thế năng để thay đổi hình dáng vật thể . Trạng thái ứng suất khối , thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Húc . Được xác định: A = ( (1(1 + (2(2 + (3(3 ) / 2 (8) Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Húc : (1 = 1/ E ( (1 - ( ((1 + (3 )( (2 = 1 / E ( (2 - ( ((1 + (3 )( (9) (3 = 1 / E ( (3 - ( ((2 + (1 )(
Theo (8) thế năng toàn bộ của biến dạng được biểu thị :
(10) Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tổng biến dạng trong 3 hướng cùng góc :
(11) Trong đó : ( - hệ số Papacon tính đến vật liệu biến dạng E - mô dun đàn hồi của vật liệu Thế năng để làm thay đổi thể tích bằng :
(12) Thế năng dùng để thay đổi hình dáng vật thể :
(13) Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là :
(14) Từ (13) và (14) Ta có :
(15) Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo Khi các kim loại , biến dạng ngang không đáng kể , nên theo (9) Ta có thể viết :
(16) Khi biến dạng dẻo ( không tính đến đàn hồi ) thể tích của vật không đổi , vậy (v = 0 . Từ (12) Ta có
Từ đó :
,Vậy
(17) Từ (16) và (17) ta có :
(18) Vậy phương trình dẻo có thể viết
(19) Trọng trượt tinh khi (1 = - (3 trên mặt nghiên ứng suất pháp bằng 0 ứng suất tiếp khi ( = 45o (max =

(20) So sánh nó với (19) (Khi
) (max=
(21) Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là : k=0.58
Gọi là hằng số dẻo Ở trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo có thể viết :
(22) Phương trình dẻo (22) rất quan trọng để giải các bài toán trong gia công kim loại bằng áp lực . Tính theo hướng cua các áp suất , phương trình dẻo (22) chính xác nhất là được viết :
(23) c. Biến dạng dẻo kim loại trong trạng thái nguội Thực nghiệm cho thấy với sự gia tăng mức độ biến dạng nguội thì tính dẻo của kim loại sẽ giảm và trở nên giòn khó biến dạng . Hình vẽ dưới đây , trình bày đường cong về mối quan hệ giữa các tính chất cơ học của thép và mức độ biến dạng rất rỏ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mất hết tính dẻo 100 80 Độ bền 40 20 Giản dài O 20 40 60 80% 2.1.2. Lý thuyết cán Trong thực tế có nhiều phương pháp gia công bằng áp lực trong đó cán là phương pháp chủ yếu trong kỷ nghệ gia công áp lực đó . Phần lớn các sản phẩm thép ( Nhôm , Inoc...) được sản xuất ra từ các nhà máy là sản phẩm của quá trình cán dưới dạng : Tấm , hình ống , dạng đặc biệt ... Khác với các phương pháp gia công áp lực khác ( Kéo , ép , lập , rèn ) quá trình biến dạng kim loại khi cán . vì vậy cán là một phương pháp gia công có năng suất cao . Các máy cán hiện đại có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa rất cao . Vận tốc cán có thể 20 - 40 m/ ph Ở các nước công nghiệp phát triển kỹ nghệ gia công áp lực phát triển cao . Trong đó có kỹ nghệ cán. Dây chuyền cán đã được tự động hóa toàn bộ với sự trợ giúp của kỹ thuật điện tử và tin học Công nghệ cán liên tục đã được sử dụng triệt để , chất lượng bề mặt cũng như hình dáng sản phẩm cũng đã được dần dần hoàn thiện Công nghệ cán ngày càng được phát triển ở Việt Nam . Hiện nay cũng đã hình thành các trung tâm luyện cán tại Thái Nguyên , Biên Hòa , Đà Nẵng , Hải Phòng TPHCM. Các trung tâm này dần đưa vào sản xuất và hướng đến cải tiến kỷ thuật , đáp ứng nhu cầu sản phẩm cán hiện nay . a. phân loại sản phẩm cán Sản phẩm cán là những sản phẩm kim loại nhận được bằng phương pháp cán nóng và nguội . Việc phân loại sản phẩm cán phải dựa vào thành phần vật liệu . Công dụng sản phẩm , hình dáng sản phẩm , tổ chức công nghệ . Nhưng đặc trưng nhất của việc phân loại sản phẩm cán là dựa vào hình dáng , tiết diện sản phẩm . Hầu hết các nước đều phân loại theo kiểu này . Ta có thể chia sản phẩm cán thành 4 nhóm sau : * Loại tấm : được chia làm 3 loại - Thép tấm dày : Có chiều dày h >= 25mm chiều rộng b = ( 600 - 4100 ) mm - Thép tấm dày vừa : h = ( 4 - 25 ) mm b = ( 600 - 4100 ) mm - Thép tấm mỏng và cực mỏng : Mỏng : h = ( 0,2 - 4 )mm Cực mỏng : h = ( 0,001 - 0,20) mm * Loại hình : Thép hình có tiết diện đơn giản bao gồm : Thép tròn , thép vuông , thép tam giác ,thép bản , lục lăng , bán nguyệt , ovan... Thép tròn có ( = (8 -200)mm . Đặc biệt có loại lớn hơn ( =300mm và có loại nhỏ ( = (5 - 9 )mm gọi là thép dày sản xuất thành cuộn - Thép vuông cạnh ( a x a ) = [ (5 x 250 ) x ( 5 x 250 ) ] mm2 - Thép bản có chiều dày : h = ( 4 - 6 ) mm chiều rộng : ( 12 - 200 ) mm - Thép tam giác đều cạnh và không đều cạnh * Loại đặc biệt - Bánh xe lửa - Vành bánh xe lửa . b. Áp lực khi cán và lực tác dụng lên trục cán * Quá trình cán kim loại ** Quá trình cán lý thuyết a: Vận tốc kim loại theo mặt cắt ngang vùng biến dạng b: sự thay đổi vận tốc của kim loại Vmx và vận tốc dài của trục cán Vtx trong vùng biến dạng Quá trình cán là quá trình biến dạng dẻo giửa hai trục cán quay ngược chiều nhau nhờ lực ma sát giữa trục cán với phôi kim loại Vùng biến dạng là thể tích của kim loại được tạo bởi cung ôm AB = ( và các mặt phẳng đứng của phôi kim loại vào trục cán và sản phẩm cán khi ra khỏi trục cán ứng với 2 điểm A , B Khi phân tích ứng suất trong vùng biến dạng , có thể sử dụng phương trình dẻo (22),(23) trên cơ sở ly thuyết cọng biến dạng dẻo của Guber - Mytex - Genke : o Trong trường hợp chung : ((y - (x ) + 4(xy2 = 4K2 o Trong trường hợp có ứng suất chính : (1 - (3 = 2K Mo men cần thiết để quay trục cán : Aïp lực đơn vị dN và dT tác dụng trong vùng biến dạng trể và sớm trong qua trình cán thành . Momen cán một trục : M1 =

Giải phương trình trên ta được : M1=P.a.l=P.(.l2 (=a/l Khi ( = 0 thì ( = 0.5, ( = 0.2 -> ( = 0.47 ( = 0.5 -> ( = 0.43 Mômen cán hai trục Mc = 2P(l ** Quá trình cán thực tế Trong thực tế công thức áp lực trung bình

Ở đây :
hệ số xác định sự tồn tại vùng trượt và bán kính Khi cán nóng
và (t=0 nên công thức trên sẽ là
Aïp lực toàn phần P=Ptbl Hệ số tay đòn : (-
Khi
thì :
Trong cán nóng khi
, (t =
và ( =
ta nhận được ( =
* Aïp lực lên trục cán khi cán hình Trong cán nóng xuất hiện các lực ma sát phụ trên lổ hình làm tăng áp lực lên trục cán trong thời gian cán . Song để xác định chúng chính xác chúng rất khó khăn . Cho nên để tính toán chúng người ta sử dụng các hệ thống thực nghiệm phụ thuộc vào hình dáng lổ hình gọi là hệ số hình dáng :
; nk= a
a,b : - hệ số phụ thuộc hình dáng lổ hình htb : - chiều dày quy đổi trung bình của kim loại tại vùng biến dạng l : - chiều dày tiếp xúc của kim loại với trục cán đối với trường hợp l/htb>2 nK = 0,75 + 0,25 l/htb Các thông số về kích thước
Chiều dài tiếp xúc : l =
Aïp xuất toàn phần của kim loại với trục cán . theo hình chiếu ngang Momen cán được xác định Mc = 2 P.a = 2p.(t.l .(t = a/ l - hệ số tay đòn .(t = 0,45 - 0,5 - khi cán hình đơn giản .(t = 0,6- 0,65 // vùng thôi .(t = 0,650- 0,750 // các loại khác * Momen và công suất động cơ định trong khi cán kim loại Công suất động cơ điện để truyền dẩn cho trục dẩn và momen quay . Ndc = Nc + Nms ( Nd = Nt ( Nd Mdc = Mc + M’ms ( Mdc = M’t ( M’d Ở đây Nc , M’c, : công suất cán và momen cán để biến dạng kim loại Nms , M’ms:công suất và mô men lực ma sát xuất hiện trong ổ đỡ trục (Mms1) và trong các cơ cấu truyền động khác (Mms2) Nd,M’d : công suất và momen động để vượt qua độ ì của các cơ cấu. Hai đại lượng đầu Nc + Nms hoặc M’c + M’mc không đổi trong quá trình cán gọi là tải trọng tĩnh của động cơ . Tải trọng của động cơ Nd hoặc M’d sinh ra trong thời điểm phôi bị ôm bởi các trục cán. ** Momen cán của động cơ :
i : Tỷ số tuyến hợp giảm tốc
(dc , (tr - vận tốc góc của động cơ và trục cán (1/5 ) ndc, ntr : - Tốc độ quay động cơ và trục cán ( vòng , phút ) Công suất cán (biến dạng dẻo ) trên tâm trục cán ( công suất trên tâm trục cán )
** Momen ma sát Khi cán trong máy cán 2 trục thì momen ma sát xuất hiện trong 4 ổ đở của 2 trục thì:
P : -Aïp suất toàn phần trên trục cán (0 : -Hệ số ma sát ở trong các ổ trục cán r0 : -Bán kính ổ trục d0 : - đường kính trục tại chổ lắp ổ Khi cán trên máy can 4 trục thì áp lực hầu như từ 2 trục cán truyền nên sự mất mát do ma sát được tính trên các ổ trục truyền :
Dct : - Đường kính trục công tác Dtr : - Đường kính trục truyền Giá trị hệ số ma sát trong các ổ đở trục cán (o : . Ổ lăn còn : 0,004 . Ổ ma sát ướt : 0,003 . Ổ tecx tôlit : 0,01 Sự mất công do ma sát trong các cơ cấu truyền động được tính theo hệ số hữu ích của bộ truyền bao gồm : bộ phân lực ((1 = 0,920- 0.95) hộp giảm tốc (( = 0,95 - 0,97 ) và trục Spin den với khớp nối trục ((3 = 0,99 ) như vậy (o = 0,85- 0,93 ** Momen tỉnh
Công suất động cơ theo tải trọng tỉnh : Ndc = M’t.(dc (KW) Hệ số hữu cơ ích của máy cán gọi là tỷ số momen cán và momen tỉnh:
Thực tế lấy (t = 0,75 - 0,85 Momen động
(Nm)
:Tổng momen quán tính của các kết cấu được truyền từ động cơ m,RI : Khối lượng,bán kính quán tính của mối liên kết ( : Gia tốc góc của các chi tiết quay (1/s2)
(KG.m)
(v/ph)
Tổng momen tỉnh và động trong quá trình cán phải nhỏ thua momen cực đại của động cơ:
Mdm : - Momen định mức của động cơ k : - Hệ số quá tải cho phép của động cơ ( k = 2 - 2,5 ) c. Các phương pháp cán Quá trình cán là quá trình biến dạng dẻo liên tục kim loại giữa các trục can quay tròn để nhận được sản phẩm có hình dáng , kích thước và chất lượng nhất định . Căn cứ vào hình dáng , chuyển động , cách bố trí trục cán và chuyển động của phôi kim loại mà quá trình cán có thể phân ra 3 loại khác nhau . * cán dọc Phôi đi giữa hai trục quay ngược chiều , như vậy hình dạng và kích thước sản phẩm nhận được đã được định sẵn ở các trục cán Trục cán trên Phôi cán Trục cán dưới Sơ đồ cán dọc * Cán ngang Hai trục quay cùng hướng , phôi cán vào giữa máy cán nhờ một dụng cụ gá đặc biệt . Quá trình biến dạng kim loại xảy ra theo chiều trục của phôi nằm song song với trục can . Phôi cán ngang là vật tròn xoay , sản phẩm cũng tròn xoay . 2.1.3. Lý thuyết quá trình uốn a. Khái niệm Uốn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhằm tạo cho phôi hặc một phần của phôi có dạng cong hay gấp khúc , phôi có thể là tấm , dải , thanh định hình và được uốn ở trạng thái nóng hoặc nguội . Trong quá trình uốn phôi bị biến dạng dẻo từng vùng để tạo thành hình dáng cần thiết . Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng dẻo Đàn hồi xảy ra khác nhau . Ở hai mặt của phôi uốn b. Quá trình uốn Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong lập nguội . Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo . Uốn làm thay đổi hướng thớ kim loại , làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước . Trong quá trình uốn , kim loại phía trong góc uốn bị nắn và co ngắn ở hướng dọc , bị kéo ở hướng ngang . Các lớp kim loại ở phía ngoài chịu kéo và gỉan dài ở hướng dọc ,bị neõn ở hướng ngang . Giữa các lớp co ngắn và giản dài là lớp trung hòa . Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giảm chiều dày , chổ uốn sai lệch hình dạng tiết diện ngang , lớp trung hòa bị lệch về phía bán kính nhỏ . Khi uốn tấm dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến mỏng vật liệu nhưng không có sai lệch tiết diện ngang . Vì trở kháng của vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang. Trong trường hợp uốn phôi rộng thì biến dạng của nó có thể được xem như biến dạng trượt. Khi uốn phôi với bán kích góc lượng nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn và ngược lại. * Xác định chiều dài phôi uốn - Xác định vị trí lớp trung hòa , chiều dài lớp trung hòa ở vùng biến dạng . - Chia kết cấu của chi tiết , sản phẩm thành những đoạn thẳng và đoạn cong đơn giản . -cộng chiều dài các đoạn lại : Chiều cá đoạn thẳng theo bản vẽ chi tiết , còn phần cong được tính theo chiều dài lớp trung hòa . Chiều dài phôi được xác địnhk theo công thức :
Trong đó : (0= 180 - ( (l : Tổng chiều dài cá đoạn thẳng
chiều dài các lớp trung hoà - r : Bán kính uốn cong phía trong . - x : Hệ số phụ thuộc vào tỷ số r/s. - s : Chiều dày vật uốn . Khi uốn một góc ( < 900 thì
* Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất rtrong nếu qúa nhỏ sẽ làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn , nếu quá lớn vật uốn sẽ không có khả năng giữ được hình dáng sau khi đưa ra khỏi khuôn ( r trong >= rmin ) . - bán kính uốn lớn nhất : rmax =
rngoài >= r trong + s E = 2,15.105 N/mm2 : modun đàn hồi của vật liệu S: Chiều dày vật uốn (T : giới hạn chảy của vật liệu. Bán kính uốn nhỏ nhất :
-( : Độ giản dài tương đối của vật liệu ( %). Theo thực nghiệm có : r min = k.s k : Hệ số phụ thuộc vào góc uốn (. c. Công thức tính lực uốn Lực uốn bao gồm lực uốn tự do và lực uốn phẳng vật liệu . Trị số lực và lực phẳng thường lớn hơn nhiều so với lực tự do . -Lực uốn tự do được xác định theo công thức
(N)
: hệ số uốn tự do có thể tính theo công thức trên hoặc chọn theo bảng phụ thuộc vào tỉ số l/s B1 : Chiều rộng của dải tấm S : Chiều dày vật uốn . N : Hệ số đặc trưng của ảnh hưởng của biến cứng : n = 1,6 - 1,8 (b : giới hạn bền của vật liệu . l : Khoảng cách giửa các điểm tựa. - Lực uốn góc tinh chỉnh tính theo công thức . P = q.F ( N ) - q : Áp lực tinh chỉnh ( là phẳng ) chọn theo bảng . - F : Diện tích phôi được tinh chỉnh. Tóm lại : trong quá trình uốn không phải toàn bộ phần kim loại ở phần uốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn ở dạng đàn hồi. Vì vậy không còn lực tác dụng thì vật uốn không hoàn toàn như hình dáng cần uốn. 2.2. QÚA TRÌNH TẠO SÓNG TÔN Quá trính cán tôn là quá trình cán hình đặc biệt .Nó không làm thay đổi độ dày của tôn tại mọi vị trí . Tôn phẳng sau khi qua dây chuyền cán nó có biên dạng nhuu yêu cầu . Đặc biệt trong quá trình cán tôn lớp sơn mạ bảo vệ phải được giữ nguyên hoàn toàn không bị phá huỷ tại một vị trí nào. Với đặc điểm của cán tôn như vậy ta có thể xem quá trình cán tôn như là quá trình uốn liên tục tạo ra hiện dạng yêu cầu . Việc tạo thành một sóng tôn nó cũng phải qua nhiều lần cán . Từ 4 đến 5 lần sao cho đảm bảo dược biên dạng và biên dạng trong cán tôn , sóng tôn được định hình giữa hai con lăn cán , trong đó . Một con lăn đóng vai trò là cối và một con lăn đóng vai trò là chày . Giữa chày và cối có chuyển động quay và phôi có chuyển động tiến . Độ sâu của sóng tôn sau một lần cán phụ thuộc vào độ sâu của chày .