Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ t¹o ph«i n©ng cao 30
Ch−¬ng 3
Tæng quan vÒ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c¸n
3.1. S¶n phÈm c¸n
S¶n phÈm c¸n ®−îc sö dông rÊt réng r·i trong tÊt c¶ c¸c ngµnh kinh tÕ quèc d©n
nh−: ChÕ t¹o m¸y, cÇu ®−êng, c«ng nghiÖp «t«, m¸y ®iÖn, x©y dùng, quèc phßng v.v...
bao gåm kim lo¹i ®en vµ kim lo¹i mµu. S¶n phÈm c¸n cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i nh−
ph©n lo¹i theo thµnh phÇn ho¸ häc, c«ng dông cña s¶n phÈm, theo m¸c vËt liÖu... Tuy
nhiªn chñ yÕu ng−êi ta dùa vµo h×nh d¸ng, tiÕt diÖn ngang cña s¶n phÈm mµ ph©n lo¹i
vµ chóng ®−îc chia thµnh 4 lo¹i chÝnh sau:
3
.1.1. ThÐp h×nh: lµ lo¹i thÐp ®a h×nh ®−îc sö dông rÊt nhiÒu trong ngµnh chÕ
t¹o m¸y, x©y dùng, cÇu ®−êng ...vµ ®−îc ph©n thµnh 2 nhãm
a/ ThÐp h×nh cã tiÕt diÖn ®¬n gi¶n: bao gåm thÐp cã tiÕt diÖn trßn, vu«ng, chö
nhËt, dÑt, lôc l¨ng, tam gi¸c, thÐp gãc ...
• ThÐp trßn cã ®−êng kÝnh φ = 8 ÷ 200 mm, cã khi ®Õn 350 mm.
• ThÐp d©y cã ®−êng kÝnh φ = 5 ÷ 9 mm vµ ®−îc gäi lµ d©y thÐp, s¶n phÈm ®−îc
cuén thµnh tõng cuén.
• ThÐp vu«ng cã c¹nh a = 5 ÷ 250 mm.
• ThÐp dÑt cã c¹nh cña tiÕt diÖn: h x b = (4 ÷ 60) x (12 ÷ 200) mm2.
• ThÐp tam gi¸c cã 2 lo¹i: c¹nh ®Òu vµ kh«ng ®Òu:
- Lo¹i c¹nh ®Òu: (20 x20 x 20) ÷ (200 x 200 x 200).
- Lo¹i c¹nh kh«ng ®Òu: (30 x 20 x 20) x (200 x 150 x 150)
b/ ThÐp h×nh cã tiÕt diÖn phøc t¹p: ®ã lµ c¸c lo¹i thÐp cã h×nh ch÷ I, U, T,
thÐp ®−êng ray, thÐp h×nh ®Æc biÖt.
3.1.2. ThÐp tÊm: ®−îc øng dông nhiÒu trong c¸c ngµnh chÕ t¹o tµu thuû, « t«,
m¸y kÐo, chÕ t¹o m¸y bay, trong ngµy d©n dông. Chóng ®−îc chia thµnh 3 nhãm:
a/ ThÐp tÊm dµy: S = 4 ÷ 60mm; B = 600 ÷ 5.000mm; L = 4000 ÷ 12.000 mm
b/ ThÐp tÊm máng: S = 0,2 ÷ 4 mm; B = 600 ÷ 2.200 mm.
c/ ThÐp tÊm rÊt máng (thÐp l¸ cuén): S = 0,001 ÷ 0,2mm; B = 200 ÷ 1.500
mm; L = 4000 ÷ 60.000 mm.
3.1.3. ThÐp èng: ®−îc sö dông nhiÒu trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ, thuû
lîi, x©y dùng... Chóng ®−îc chia thµnh 2 nhãm:
Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa - §¹i häc §µ n½ng
Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ t¹o ph«i n©ng cao 31
a/ èng kh«ng hµn: lµ lo¹i èng ®−îc c¸n ra tõ ph«i thái ban ®Çu cã ®−êng kÝnh
φ = 200 ÷ 350 mm; chiÒu dµi L = 2.000 ÷ 4.000 mm.
b/ èng c¸n cã hµn: ®−îc chÕ t¹o b»ng c¸ch cuèn tÊm thµnh èng sau ®ã c¸n ®Ó
hµn gi¸p mèi víi nhau. Lo¹i nµy ®−êng kÝnh ®¹t ®Õn 4.000 ÷ 8.000 mm; chiÒu dµy ®¹t
®Õn 14 mm.
3.1.4. Lo¹i thÐp cã h×nh d¸ng ®Æc biÖt
ThÐp cã h×nh d¸ng ®Æc biÖt ®−îc c¸n theo ph−¬ng ph¸p ®Æc biÖt: c¸n bi, c¸n
b¸nh xe löa, c¸n vá « t« vµ c¸c lo¹i cã tiÕt diÖn thay ®æi theo chu kú.
3.2. M¸y c¸n
3.2.1. C¸c bé phËn chÝnh cña m¸y c¸n
M¸y c¸n gåm 3 bé phËn chÝnh dïng ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh c«ng nghÖ c¸n.
a/ Gi¸ c¸n: lµ n¬i tiÕn hµnh qu¸ tr×nh c¸n bao gåm: c¸c trôc c¸n, gèi, æ ®ì trôc
c¸n, hÖ thèng n©ng h¹ trôc, hÖ thèng c©n b»ng trôc, th©n m¸y, hÖ thèng dÉn ph«i, c¬
cÊu lËt trë ph«i ...
b/ HÖ thèng truyÒn ®éng: lµ n¬i truyÒn m«men cho trôc c¸n, bao gåm hép
gi¶m tèc, khíp nèi, trôc nèi, b¸nh ®µ, hép ph©n lùc.
c/ Nguån n¨ng l−îng: lµ n¬i cung cÊp n¨ng l−îng cho m¸y, th−êng dïng c¸c
lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu vµ xoay chiÒu hoÆc c¸c m¸y ph¸t ®iÖn.
Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa - §¹i häc §µ n½ng
Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ t¹o ph«i n©ng cao 32
3.2.2. Ph©n lo¹i m¸y c¸n
C¸c lo¹i m¸y c¸n ®−îc ph©n lo¹i theo c«ng dông, theo sè l−îng vµ bè trÝ trôc
c¸n, theo vÞ trÝ trôc c¸n.
a/ Ph©n lo¹i theo c«ng dông: cã c¸c lo¹i sau
- M¸y c¸n ph¸: dïng ®Ó c¸n ph¸ tõ thái thÐp ®óc gåm cã m¸y c¸n ph«i thái
Blumin vµ m¸y c¸n ph«i tÊm Slabin.
- M¸y c¸n ph«i: ®Æt sau m¸y c¸n ph¸ vµ cung cÊp ph«i cho m¸y c¸n h×nh vµ
m¸y c¸n kh¸c.
- M¸y c¸n h×nh cì lín: gåm cã m¸y c¸n ray-dÇm vµ m¸y c¸n h×nh cì lín.
- M¸y c¸n h×nh cì trung.
- M¸y c¸n h×nh cì nhá (bao gåm c¶ m¸y c¸n d©y thÐp).
- M¸y c¸n tÊm (c¸n nãng vµ c¸n nguéi).
- M¸y c¸n èng.
- M¸y c¸n ®Æc biÖt.
b/ Ph©n lo¹i theo c¸ch bè trÝ gi¸ c¸n
g
e
c
d
b.
a
a-m¸y c¸n ®¬n, b-m¸y c¸n mét hµng, c-m¸y c¸n hai cÊp, d-m¸y c¸n nhiÒu cÊp,
e-m¸y c¸n b¸n liªn tôc, g-m¸y c¸n liªn tôc.
- M¸y cã mét gi¸ c¸n (m¸y c¸n ®¬n a): lo¹i nµy chñ yÕu lµ m¸y c¸n ph«i thái
Blumin hoÆc m¸y c¸n ph«i 2 hoÆc 3 trôc.
- M¸y c¸n bè trÝ mét hµng (b) ®−îc bè trÝ nhiÒu lç h×nh h¬n.
- M¸y c¸n bè trÝ 2 hay nhiÒu hµng (c, d) cã −u ®iÓm lµ cã thÓ t¨ng dÇn tèc ®é
c¸n ë c¸c gi¸ sau cïng víi sù t¨ng chiÒu dµi cña vËt c¸n.
- M¸y c¸n b¸n liªn tôc (e): nhãm gi¸ c¸n th« ®−îc bè trÝ liªn tôc, nhãm gi¸ c¸n
tinh ®−îc bè trÝ theo hµng. Lo¹i nµy th«ng dông khi c¸n thÐp h×nh cì nhá.
- M¸y c¸n liªn tôc (g): c¸c gi¸ c¸n ®−îc bè trÝ liªn tôc, mçi gi¸ chØ thùc hiÖn
mét lÇn c¸n. §©y lµ lo¹i m¸y cã hiÖu suÊt rÊt cao vµ ngµy cµng ®−îc sö dông réng r·i.
Bé truyÒn ®éng cña m¸y cã thÓ tËp trung, tõng nhãm hay riªng lÎ. Trong m¸y c¸n liªn
tôc ph¶i lu«n lu«n ®¶m b¶o mèi quan hÖ: F1.v1 = F2.v2 = F3.v3 = F4.v4 .... = Fn.vn trong
®ã F, v lµ tiÕt diÖn cña vËt c¸n vµ vËn tèc c¸n cña c¸c gi¸ c¸n t−¬ng øng.
Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa - §¹i häc §µ n½ng
Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ t¹o ph«i n©ng cao 33
c/ Ph©n lo¹i theo sè l−îng vµ sù bè trÝ trôc c¸n
- M¸y c¸n 2 trôc ®¶o chiÒu: lµ lo¹i m¸y c¸n sau mét lÇn c¸n th× chiÒu quay cña
trôc l¹i ®−îc quay ng−îc l¹i. Lo¹i nµy th−êng dïng khi c¸n ph¸, c¸n ph«i, c¸n tÊm
dµy.
- M¸y c¸n 2 trôc kh«ng ®¶o chiÒu: dïng trong c¸n liªn tôc, c¸n tÊm máng.
- M¸y c¸n 3 trôc: cã lo¹i 3 trôc c¸n cã ®−êng kÝnh b»ng nhau vµ lo¹i 3 trôc th× 2
trôc b»ng nhau cßn trôc gi÷a nhá h¬n gäi lµ m¸y c¸n Layma.
- M¸y c¸n 4 trôc: gåm 2 trôc nhá lµm viÖc vµ 2 trôc lín dÉn ®éng ®−îc dïng
nhiÒu khi c¸n tÊm nãng vµ nguéi.
- M¸y c¸n nhiÒu trôc: Dïng ®Ó c¸n ra c¸c lo¹i thÐp tÊm máng vµ cùc máng.
M¸y cã 6 trôc, 12 trôc, 20 trôc v.v... cã nh÷ng m¸y ®−êng kÝnh c«ng t¸c nhá ®Õn 3,5
mm ®Ó c¸n ra thÐp máng ®Õn 0,001 mm.
- M¸y c¸n hµnh tinh: Lo¹i nµy cã nhiÒu trôc nhá tùa vµo 2 trôc to ®Ó lµm biÕn
d¹ng kim lo¹i. M¸y nµy cã c«ng dông lµ c¸n ra thµnh phÈm cã chiÒu dµy rÊt máng tõ
ph«i dµy; Mçi mét cÆp trôc nhá sau mçi lÇn quay lµm chiÒu dµy vËt c¸n máng h¬n mét
tý. VËt c¸n ®i qua nhiÒu cÆp trôc nhá th× chiÒu dµy máng ®i rÊt nhiÒu. Ph«i ban ®Çu cã
kÝch th−íc dµy S = 50 ÷ 125 mm, sau khi qua m¸y c¸n hµnh tinh th× chiÒu dµy s¶n
phÈm cã thÓ ®¹t tíi 1 ÷ 2 mm.
Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa - §¹i häc §µ n½ng
Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ t¹o ph«i n©ng cao 34
- M¸y c¸n v¹n n¨ng: lo¹i nµy trôc c¸n võa bè trÝ th¼ng ®øng võa n»m ngang.
M¸y dïng khi c¸n dÇm ch÷ I, m¸y c¸n ph«i tÊm ...
- M¸y c¸n trôc nghiªng: dïng khi c¸n èng kh«ng hµn vµ m¸y Ðp ®Òu èng.
3.3. Quy tr×nh chung cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c¸n
Quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt c¸n phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè: h×nh d¸ng s¶n
phÈm, m¸c thÐp, ®iÒu kiÖn kü thuËt vµ nh÷ng ®Æc tr−ng riªng cña m¸y c¸n; ngoµi ra
cßn phô thuéc vµo träng l−îng cña thái thÐp ®óc, thiÕt bÞ hiÖn cã cña ph©n x−ëng c¸n
v.v...
Quy tr×nh c«ng nghÖ c¸n thÐp c¸c bon vµ thÐp hîp kim thÊp
Nun
g
nãn
g
thái ®óc
Lµm ®iÒu nhi
Ö
t
C¸n ph¸ hoÆc c¸n ph«i
tÊm
C¸n trªn m¸
y
c¸n liªn
tôc
Lµm n
g
u
é
i s¶n
p
hÈm
KiÓm tra, tinh chØnh
Thµnh
p
hÈm
Lµm n
g
uéi
C¾t ®Çu rãt
lµm s
ch bavia
Nun
g
thái ®óc
C¸n
p
h«i
C¾t, lµm nguéi,
kiÓm tra, lµm s¹ch
Nun
g
p
h«i
C¸n ra s¶n
p
hÈm
Lµm n
g
uéi, tinh chØnh
KiÓm tra
,
lµm s
¹
ch
c
/
b
/
a
/
Thµnh
p
hÈm
Thái ®óc
S¬ ®å c«n
g
n
g
h
Ö
c¸n thÐ
p
c¸c bon vµ h
îp
kim thÊ
p
a/ S¬ ®å c«ng nghÖ h×nh a: dïng cho quy tr×nh c«ng nghÖ c¸n thÐp h×nh cì
lín, c¸n ph«i tÊm vµ ph«i thái. Theo s¬ ®å nµy m¸y c¸n ph¸ vµ m¸y c¸n ph«i tÊm, ph«i
thái ph¶i cã ®−êng kÝnh trôc c¸n D = 1,100 ÷ 1.150 mm; n¨ng suÊt c¸n rÊt lín ®Õn trªn
2,5 triÖu tÊn/n¨m. Thái ®óc cã träng l−îng G = 4,5 ÷ 10 tÊn, cã khi ®¹t tíi 15 ÷ 20 tÊn.
Khi c¸n ph¶i t¨ng nhiÖt 2 ÷ 3 lÇn.
Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa - §¹i häc §µ n½ng