Đồ án Thiết kế và thi công mô hình máy uốn đa năng (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và thi công mô hình máy uốn đa năng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY UỐN ÐA NANG GVHD: DƯƠNG ÐANG ÐANH SVTH: PHẠM LAI MSSV:13143175 SVTH: ÐINH HẢI DƯƠNG MSSV: 13143061 SVTH: NGUYỄN MẠNH CƯỜNG MSSV: 13143035 S K L 0 0 4 8 8 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017
2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY UỐN ĐA NĂNG GVHD: ThS. DƢƠNG ĐĂNG DANH SVTH : PHẠM LAI MSSV : 13143175 SVTH : ĐINH HẢI DƢƠNG MSSV : 13143061 SVTH : NGUYỄN MẠNH CƢỜNG MSSV : 13143035 Tp.Hồ Chí Minh,tháng 07 năm 2017
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên : PHẠM LAI MSSV:13143175 Hội đồng:06 Họ và tên sinh viên : ĐINH HẢI DƢƠNG MSSV:13143061 Hội đồng:06 Họ và tên sinh viên :NGUYỄN MẠNH CƢỜNG MSSV:13143035 Hội đồng:06 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY UỐN ĐA NĂNG Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ và tên GV hƣớng dẫn: DƢƠNG ĐĂNG ĐANH Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy) 2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
4. 2.3.Kết quả đạt được: 2.4. Những tồn tại (nếu có): 3. Đánh giá: T Điể Điểm Mục đánh giá T m tối đa đạt được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 ng a ớ đ đủ cả h nh hức n ng của các ục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuậ , 5 h a học h Khả năng hực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh g á 10 Khả năng h ết kế chế tạo m t hệ thống, thành ph n, hoặc quy 15 nh đáp ứng yêu c đưa a ới những ràng bu c thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 4. Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ
5.  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2017 Giảng viên hƣớng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên)
6. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên : PHẠM LAI MSSV:13143175 Hội đồng:06 Họ và tên sinh viên : ĐINH HẢI DƢƠNG MSSV:13143061 Hội đồng:06 Họ và tên sinh viên :NGUYỄN MẠNH CƢỜNG MSSV:13143035 Hội đồng:06 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY UỐN ĐA NĂNG Ngành đào tạo: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) : NGUYỄN HOÀI NAM Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2. Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 3. Kết quả đạt được: 4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
7. 5. Câu hỏi: 6. Đánh giá: T Điể Điểm Mục đánh giá T m tối đa đạt được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 ng a ớ đ đủ cả h nh hức n ng của các ục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuậ , 5 h a học h Khả năng hực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh g á 10 Khả năng h ết kế, chế tạo m t hệ thống, thành ph n, hoặc quy 15 nh đáp ứng yêu c đưa a ới những ràng bu c thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mề ch ên ng nh 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100
8. 7. Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2017 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên)
9. LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới các Thầy Cô giáo trƣờng Đại Học Sƣ phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã chỉ dạy chúng em tận tình trong suốt 4 năm học. Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đã nhắc nhở, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt quá trình học tập và làm đề tài tốt nghiệp. Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Dƣơng Đang Danh đã nhiệt tình chỉ dạy, hƣớng dẫn và giúp đỡ chúng em trong suốt quãng thời gian làm đề tài tốt nghiệp. Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo bộ môn đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét và duyệt đồ án của chúng em. Chúng em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến mọi ngƣời trong gia đình, các anh chị và bạn bè đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt quá trình học tập. Cuối cùng, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Thầy ,Cô trong Hội đồng bảo vệ và uỷ viên Hội đồng đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét và tham gia Hội đồng chấm đồ án này. Hồ Chí Minh,ngày tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực hiện Phạm Lai Đinh Hải Dƣơng Nguyễn Mạnh cƣờng
10. TÓM TẮT Đề tài “ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY UỐN ĐA NĂNG ” xuất phát từ nhu cầu thực tế trong đời sống lao động sản xuất. Nền công nghiệp Việt Nam đang trong quá trình hình thành và phát triển, để đƣa đất nƣớc trở thành một quốc gia có nền công nghiệp hiện đại, chúng ta cần vận dụng khối óc, sự sáng tạo khoa học kỹ thuật vào trong nền công nghiệp hiện nay ở nƣớc ta. Song song với quá trình phát triển đó, đòi hỏi phải có cơ sở hạ tầng đầy đủ để đáp ứng cho nhu cầu phát triển công nghiệp. Nhầm để đáp ứng lại nhu cầu tăng trƣởng khá nóng của ngành xây dựng công nghiệp và dân dụng, đòi hỏi chúng ta phải có phƣơng thức xây dựng, thi công nhanh gọn, chính xác và hiệu quả làm việc cao. Máy uốn thép là những công cụ cần thiết cho cuộc sống ngày nay, nhằm phục vụ cho các công trình, nhà ở các vật dụng trong gia đình hầu hết đều sử dụng những thiết bị này Bên cạnh những thiết bị máy móc dồi dào hiện có để phục vụ sản xuất nhƣng vẫn chƣa đủ để đáp ứng cho những nhu cầu nhỏ lẻ của các công ty, xí nghiệp nhƣ hiện nay. Nhóm đã nghiên cứu và chế tạo máy uốn đa năng nhằm đáp ứng những nhu cầu trên.Trong thời gian thực hiện, nhóm chúng em đã cố gắng hoàn thiện bản vẽ, mô hình mô phỏng trên phần mềm Solidwold, Creo 3.0 và kiểm tra sự hoạt động của máy để đáp ứng nhu cầu của đồ án. Để đáp ứng đƣợc yêu cầu của đồ án, nhóm chúng em đã nghiên cứu các kết cấu cơ khí, hệ thống nâng đỡ, thông qua kiến thức đã đƣợc học trong nhà trƣờng và tìm hiểu thêm trên sách báo, internet, Từ đó giúp chúng em thi công mô hình nhanh và hiệu quả hơn. Sau khi hoàn tất đồ án, chúng em đã có đƣợc cho mình những kiến thức về thiết kế khung, những kỹ năng về gia công chi tiết, hàn khung và chọn các chi tiết cho phù hợp với việc vận hành của máy. Máy có thể uốn đƣợc thép ống có kích thƣớc 10 đến 42 và bề dày 3 mm. Thép hộp có kích thƣớc 40 x 40 mm và bề dày 2.5 mm Tuy nhiên, đề tài vẫn còn một vài hạn chế nhƣ là kết cấu máy chƣa đƣợc gọn nhẹ, năng suất chƣa cao Vì vậy cho nên, chúng em hi vọng đề tài này có thể phát triển tốt hơn trong tƣơng lai gần bằng cách khắc phục các nhƣợc điểm vừa nêu trên.
11. MỤC LỤC PHẦN A - LÝ THUYẾT CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CÁC SẢN PHẨM UỐN VÀ NHU CẦU SẢN XUẤT trang 1.1. Nhu cầu sản xuất. 1 1.1.1. Lịch sử phát triển của ống. 1 1.1.2. Các nƣớc sản xuất sản phẩm thép dạng ống. 2 1.1.3. Lịch sử phát triển của máy cán, uốn ống. 2 1.2. Giới thiệu về các sản phẩm từ phôi ống. 3 1.2.1. Các sản phẩm dùng trong công nghiệp: 3 1.2.2. Sản phẩm ống dùng trong sinh hoạt: 4 1.3. Các thông số phôi thép. 6 1.4. Các khái niệm cơ bản về thông số động học: 8 CHƢƠNG 2. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ UỐN 2.1. Công nghệ uốn: 10 2.1.1. Khái niệm uốn: 10 2.1.2. Quá trình uốn: 10 2.2. Thiết bị uốn: 11 2.2.1. Phƣơng pháp thủ công: 11 2.2.2. Phƣơng pháp dùng máy móc, thiết bị: 12 CHƢƠNG 3 . XÂY DỰNG Ý TƢỞNG VÀ PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY 3.1. Yêu cầu đối với máy cần thiết kế: 16 3.1.1. Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng: 16 3.1.2. Khả năng sử dụng: 16 3.1.3. Độ tin cậy: 16 3.1.4. An toàn trong sử dụng: 16 3.1.5. Tính công nghệ và tính kinh tế: 16 3.2. Xây dựng ý tƣởng các phƣơng án thiết kế máy: 17 3.2.1. Phân tích yêu cầu động học của máy: 16 3.2.2. Phân tích chức năng: 16
12. 3.3. Lựa chọn phƣơng án thiết kế: 20 3.3.1. Phân tích yêu cầu động học của máy: 21 3.3.2. Lựa chọn phƣơng án truyền động: 21 3.3.3. Phƣơng án 1: 21 3.3.4. Phƣơng án 2: 22 3.3.5. Phƣơng án 3: 23 3.3.6. Chọn phƣơng án thiết kế: 25 PHẦN B – THIẾT KẾ MÁY CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY 4.1. Sơ đồ động học của toàn máy. 26 4.2. Tính toán công suất truyền động . 26 4.2.1 Tính toán công suất khi uốn 26 4.3. Tính toán lực uốn 26 4.3.1. Tính lực uốn khi uốn ống thép tròn có đƣờng kính D=42mm,S= 3mm 28 4.3.2. Tính lực uốn khi uốn ống thép vuông có kích thƣớc 40x40mm,S= 2,5mm 34 4.3.3 Tính lực uốn tác dụng lên 2 Puly uốn hai bên: 34 4.3.4 Tính toán tốc độ quay 35 4.4. Xác định công suất dẫn động máy, chọn động cơ. 35 4.4.1. Xác định công xuất dẫn động của máy: 34 4.4.2. Chọn động cơ: 34 CHƢƠNG 5. THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 5.1. Phân phối tỷ số truyền: 37 5.2. Các thông số trên trục: 38 5.2.1. Tốc độ quay trên các trục: 38 5.2.2. Công suất trên các trục: 38 5.2.3. Mômen xoắn trên các trục: 38 5.3. Thiết kế bộ truyền đai: 39 5.4. Thiết kế bộ truyền xích: 42 5.5. Thiết kế bộ truyền bánh răng côn: 42
13. CHƢƠNG 6. THIẾT KẾ KHUNG, THIẾT KẾ TRỤC, THIẾT KẾ GỐI ĐỠ 6.1. Thiết kế khung: 50 6.1.1. Giới thiệu các phƣơng pháp hàn và các loại mối hàn: 50 6.1.2. Trình tự các bƣớc thực hiện khi hàn khung: 52 6.2. Thiết kế trục: 59 6.2.1. Chọn vật liệu: 59 6.2.2. Tính sơ bộ đƣờng kính trục: 59 6.2.3. Khoảng cách giữa các điểm đặt lực và chiều dài các đoạn trục: 61 6.2.4. Tính gần đúng trục: 61 6.2.5. Đối với trục III: 62 6.2.6. Đối với trục IV: 66 6.2.7. Đối với trục V: 70 6.2.8. Đối với trục VI: 70 6.2.9. Đối với trục VII: 70 6.2.10.Tính chính xác trục và kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi .73 6.3.Thiết kế gối đỡ trục 80 CHƢƠNG 7. THIẾT KẾ HỆ THỐNG KÍCH THỦY LỰC NÂNG HẠ CON LĂN 7.1. Kích thủy lực: 94 7.2. Chọn kích thủy lực: 94 7.2.1. nguyên lý hoạt động của kích thủy lực: 92 7.2.2. Chọn kích thủy lực: 92 CHƢƠNG 8. YÊU CẦU VỀ LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƢỠNG 8.1. Yêu cầu về lắp đặt máy: 94 8.2. Yêu cầu về vận hành máy: 94 8.3. Yêu cầu bảo dƣỡng máy: 94 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
14. DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH. Hình 1.1 Một số hình ảnh minh họa cho sản phẩm ống trong công nghiệp 4 Hình 1.2 Một số hình ảnh minh họa cho sản phẩm ống trong sinh hoạt 5 Hình 1.3: Biểu đồ ζ – ε 8 Hình 1.4: Biểu đồ P – Δl 9 Hình 2.1: Biến dạng của phôi trƣớc và sau khi uốn ε 11 Hình 2.2:Phôi sau khi uốn. 11 Hình 2.3: Mô hình uốn kiểu có chày uốn 12 Hình 2.4: Máy uốn ống kiểu dùng chày uốn 13 Hình 2.5 :Mô hình kiểu ép đùn vào ống 13 Hình 2.6 :Máy uốn ép đùn vào ống 14 Hình 2.7 :Mô hình uốn kéo và quay 14 Hình 2.8 :Mô hình uốn kiểu trục lăn 15 Hình 2.9 :Máy uốn bằng các trục lăn 15 Hình 3.1: Hộp chức năng chính dƣới dạng sơ đồ khối 17 Hình 3.2 :Cấu trúc chức năng hệ thống 18 Hình 3.3 :sơ đồ cấu trúc chức năng quy trình 19 Hình 3.4 :Sơ đồ uốn phƣơng án 1 21 Hình 3.5 :Sơ đồ uốn phƣơng án 2 22 Hình 3.6 :Sơ đồ uốn phƣơng án 3 24 Hình 3.7 :Sơ đồ uốn ống 1 con lăn uốn di chuyển và 2 con lăn đỡ cố định 25 Hình 4.1 :Sơ đồ uốn động học. 26 Hình 4.2 Tiết diện tròn 28 Hình 4.3 :Sơ đồ phân tích lực khi uốn vành: 29 Hình 4.4 :Sơ đồ phân tích lực khi uốn góc 30 Hình 4.5 :Tiết diện vuông rỗng. 31 Hình 4.6 :Sơ đồ phân tích lực khi uốn vành 32 Hình 4.7 :Sơ đồ phân tích lực khi uốn góc 33 Hình 4.8 :Sơ đồ tính lực uốn 34 Hình 5.1 :Sơ đồ động học 37
15. Hình 5.2 :Kích thƣớc tiết diện đai 39 Hình 6.1 :Các loại máy hàn 50 Hình 6.2 :Khung I 52 Hình 6.3 :Khung II 55 Hình 6.4 :Khung III 57 Hình 6.5 :Sơ đồ động học. 62 Hình 6.6 :Biểu đồ mômen trục III 63 Hình 6.7 :Biểu đồ mômen trục IV 67 Hình 6.8 :Biểu đồ mômen trục VII 71 Hình 6.9 :Chi tiết ổ lăn 81 Hình 6.10 :Sơ đồ đặt lực III 81 Hình 6.11 :Sơ đồ đặt lực trục IV 84 Hình 6.12 :Sơ đồ đặt lực trục VII 87 Hình 7.1 :Con đội thủy lực tích hợp sẵn bơm dầu 90 Hình 7.2 : con đội thủy lực SSA ( vỏ nhôm, 50 - 100 tấn ) 91 Hình 7.3 : kích thủy lực 2 chiều 91 Hình 7.4 :Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kích thủy lực 92 Hình 7.5: Con đội tải trọng 6 tấn 93
16. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU . Bảng 1.1 Bảng quy chuẩn trọng lƣợng ống tròn (TCVN 3783-83). 6 Bảng 1.2 Bảng quy chuẩn trọng lƣợng ống vuông 7 Bảng 3.1 Xây dựng phƣơng án thiết kế 20 Bảng 5.1 Bảng các thông số trên các trục: 39 Bảng 6.1 Các loại mối hàn 51 Bảng 6.2 Trình tự hàn khung I 54 Bảng 6.3 Trình tự hàn khung II 56 Bảng 6.4 Trình tự hàn khung III 59
17. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: DƢƠNG ĐĂNG DANH Sinh viên thực hiện: PHẠM LAI MSSV: 13143175 ĐINH HẢI DƢƠNG MSSV: 13143061 NGUYỄN MẠNH CƢỜNG MSSV: 13143035 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH MÁY UỐN ĐA NĂNG 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Thiết kế máy uốn thép cỡ nhỏ phục vụ cho các công trình xây dựng dân dụng. 3. Nội dung chính của đồ án: -Tìm hiểu các loại máy uốn, cán, kéo kim loại cỡ nhỏ. -Xây dựng ý tƣởng. - Thiết kế chi tiết. -Thi công mô hình. 4. Các sản phẩm dự kiến -Bản thuyết minh,các bản vẽ. -Mô hình. 5. Ngày giao đồ án: 15/03/2017 6. Ngày nộp đồ án: 20/7/2017 7. Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  ☐ Tiếng Việt ☒ Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh ☐ Tiếng Việt ☒
18. TRƢỞNG KHOA TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)
19. S K L 0 0 2 1 5 4