Tính toán và thiết kế máy kéo P3

Chia sẻ: Tai Tieu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

195
lượt xem 78
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'tính toán và thiết kế máy kéo p3', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tính toán và thiết kế máy kéo P3

Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN 3.4. TÍNH TOÁN VÀ NGHIỆM BỀN CÁC THIẾT BỊ PHỤ DÙNG CHO GIÁ CÁN Thiết bị phụ dùng cho giá cán bao gồm các loại: bàn nâng hạ, cơ cấu dẫn hướng, máng vòng, máng dẫn hướng, máy lật thép. 3.4.1. Bàn nâng hạ a/ Sơ đồ nguyên lý và nguyên tắc làm việc Bàn nâng hạ có nhiệm vụ nâng vật cán cho ăn vào trục ở phía trước và hạ vật cán ở phía sau giá cán. Bàn nâng hạ được cơ khí hóa và tự động hóa cao để dể dàng đưa vật cán vào trục chúng được dùng trên các máy cán phôi thỏi và phôi tấm, máy cán hình cỡ vừa và lớn, máy cán phá và máy cán phôi 3 trục. Bàn nâng hạ có 2 loại cơ khí và thủy lực. H.3.43. Sơ đồ động bàn nâng hạ trong máy cán phôi 3 trục 1. Động cơ; 2. Hộp giảm tốc; 3. cơ cấu khuỷu thanh truyền; 4. Trục truyền động; 5. Cần lắc; 6. Đối trọng; 7. cơ cấu bản lề; 8. thanh truyền lực thẳng đứng nâng bàn nâng hạ; 9. Cơ cấu khớp nối bản lề; 10. Bàn nâng hạ; 11. trục cán. Nguyên lý làm việc: Động cơ điện 1 quay truyền chuyển động đến hộp giảm tốc 2, các cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền 3, trục truyền 4 và cần lắc 5 làm việc, nhờ vậy mà 2 thanh truyền đứng chuyển động lên xuống đồng bộ và nhịp nhàng ở 2 vị trí AB và A’B’ ở 2 bên. Tại vị trí A và A’ thanh truyền đứng 8 nâng 2 bàn nâng hạ 10 lên ở vị trí lỗ hình trục giữa và trục trên. Tại vị trí B và B’ bàn nâng hạ 10 được hạ xuống để làm nhiệm vụ của hành trình tiếp theo là đưa vật cán vào lỗ hình của trục dưới và trục giữa. Cứ như vậy chu kỳ được lặp đi lặp lại cán hết thỏi cán này đến thỏi cán khác. Đối trọng G (6) làm giảm lực nâng và công suất của động cơ. Một số thông số kỹ thuật của bàn nâng hạ: - Nâng một lúc được 4 thỏi, mỗi thỏi có kích thước: (305x305)x1.200 mm; - Thời gian nâng: 2 giây; Thời gian hạ: 2 giây; Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 70
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN - Bàn nâng hạ có 19 con lăn, có 7 con lăn đặc và 12 con lăn rỗng. Đường kính con lăn d = 300 mm; - Chiều dài làm việc: L = 2.000 mm; - Công suất động cơ: N = 600 KW, số vòng quay n= 570 v/ph; - Tỷ số truyền của hộp giảm tốc: I = 25; - Đường kính trục cán: D = 680 mm. H.3.44. Sơ đồ bàn nâng hạ của máy cán 3 trục 1. Động cơ điện; 2. Trục khuỷu; 3. Trục truyền lực; 4. Đối trọng; 5. Cần lắc; 6. Thanh truyền lực thẳng; 7. Bàn nâng hạ; 8. Vật cán; 9. Con lăn; 10. Trục cán b/ Tính toán lực nâng và công suất động cơ của bàn nâng hạ Lực nâng P Lực nâng P được tính bằng tổng toàn bộ trọng lượng bàn nâng hạ cộng với trọng lượng của sàn lăn và con lăn cộng trọng lượng phôi cán cộng trọng lượng các chi tiết được lắp đặt trên bàn nâng hạ. Công suất động cơ được tính bằng công thức: M t .n N dc = (kW) 0,975 Mt là mômen tĩnh được quy về trục động cơ: M k + M ms Mt = + Md i Mk là mômen trên trục khuỷu, Mk = P.R (R là cánh tay đòn) Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 71
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN Mms là mômen ma sát ở tất cã các chi tiết quay, Mms = (0,08 ÷ 0,12)Mk. GD 2 dω Md là mômen động, M d = . . 375 d t 3.4.2. Máy dẫn hướng a/ Công dụng Máy dẫn hướng dùng để dịch chuyển vật cán ở trên những con lăn của sàn công tác nhằm đưa vật cán ăn vào đúng lỗ hình của trục cán. Trên máy dẫn hướng người ta thường đặt các thước nắn thẳng làm nhiệm vụ nắn thẳng những vật cán bị cong vênh trong quá trình cán để nâng cao chất lượng sản phẩm và để vật cán dể ăn vào lỗ hình, tránh phế phẩm và cho năng suất cao. Máy dẫn hướng thường đặt trên các máy cán ray-dầm, máy cán phôi thỏi, tấm, máy cán phôi 3 trục và máy cán hình cỡ lớn. Máy dẫn hướng đặt trước và sau giá cán, trên máy người ta còn đặt và bố trí thêm máy lật phôi, máy đẩy.v.v… b/ Sơ đồ động Máy dẫn hướng có nhiệm vụ dịch chuyển vật cán ăn vào đúng lỗ hình của trục cán và giữ vật cán cố định bằng cách ép chặt vào mặt vật cán để vật cán biến dạng tốt trong lỗ hình làm cho vật cán không bị xoay hoặc bị xoắn. Trong các loại máy cán hình mini, máy cán hình cỡ nhỏ và vừa thì cấu tạo của hộp dẫn hướng và các máng dẫn hướng là rất quan trọng, nếu thiếu chúng thì sản phẩm bị cong vênh và xoắn tạo thành phế phẩm. Máy dẫn hướng vừa làm cho phôi cán ăn vào đúng lỗ hình vừa làm cho vật cán biến H.3.45. Sơ đồ động của máy dẫn hướng dạng một cách ổn định trong lỗ 1. Con lăn vận chuyển thép; 2.Thước nắn thép di động và dẫn hướng; 3. Con lăn chịu va đập trước và sau giá cán; 4. hình vừa cho sản phẩm tốt. Khung giá cán; 5. Trục cán; 6. Thước nắn cố định có máy Trong cán tấm việc dẫn lật thép; 7. Trục truyền; 8, 9, 10, 11. Bánh răng dẫn động; hướng cũng rất quan trọng, nó 12. Trục khuỷu; 13,14,15.Động cơ; 16,17. Cần nối thước lật thép di động; 18. con lăn máy lật thép; 19Thanh răng làm cho vật cán ổn định không cần nối thước nắn thép; 20. Bản lề móc lật thép; 21,22,23. bị xê dịch khi biến dạng. Trục khuỷu thanh truyền và cơ cấu vi sai; 24. Phôi; 25 Móc lật thép; 26. Cần di động nối với móc lật thép Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 72
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN c/ Nguyên lý làm việc Động cơ 14 và 15 quay làm cho 2 bánh răng 8 và 9 quay, các thanh răng 16 và 17 sẽ chuyển động qua lại làm cho 2 thước nắn 2 và 6 được gắn trên chúng chuyển động ra vào dể dàng để đưa vật cán vào đúng lỗ hình. Hai thước 2 và 6 khép lại để ép nắn thẳng vật cán khi vật cán bị cong hoặc mở ra quay về vị trí củ khi đã nắn xong. Thước nắn có thể ở dạng khối và thẳng, mỗi thanh nặng từ (15 ÷ 40) tấn, thước đặt ở 2 bên thành sàn thao tác và di chuyển ra vào đồng bộ. Phía bên kia giá cán cũng có đặt máy dẫn hướng và làm nhiệm vụ như ở bên này, cứ như vậy hai sàn thao tác ở 2 bên giá cán làm việc theo một QTCN đã định trước. Một số thông số kỹ thuật của máy nắn trên máy cán 2 trục đảo chiều: - Công suất mỗi động cơ: N = 610 kW; n = 35 v/ph. - Lực nắn lớn nhất Pmax = 140 T; - Tốc độ thước nắn ra vào Vn = 1,4 m/s; Chiều dài của thước L = 9.620 mm; - Hành trình vận hành của thước: 2.750 mm; - Chiều cao thước nắn: 1.000 mm; - Trọng lượng vật cán: G = (10 ÷ 15) tấn; - Tổng trọng lượng máy nắn: 368 tấn. d/ Tính lực nắn của máy Lực nắn của máy được tính theo công thức: bh 2 P = σb (tấn) l Trong đó: σb = (5 ÷ 7) kG/mm2 - giới hạn bền của thép tại nhiệt độ nắn. b, h, l là chiều rộng, chiều cao và chiều dài của vật nắn (mm). 3.4.3. Máy lật thép a/ Công dụng của máy Máy lật thép có nhiệm vụ lật vật cán đi 900 để vảy gỉ ở các mặt cán bong ra, lượng ép trên các mặt được đồng đều, biến dạng cũng đồng đều và nhanh, chất lượng sản phẩm tốt. Việc lật thép được thực hiện hoàn toàn tự động. Máy thường đặt trên sàn thao tác cùng với máy nắn thẳng và được dùng ở các máy cán phá, cán thô, cán phôi 2 trục đảo chiều, cán hình cỡ lớn v.v… Chú ý: - Đối với máy cán phôi liên tục và cán hình liên tục người ta đặt các cơ cấu lật thép trên đường đi của phôi. Khoảng cách giữa 2 giá cán phải đủ rộng để lật phôi được dể dàng và đảm bảo cho vật cán ăn vào trục. Góc lật phôi là 450 hoặc 900. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 73
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN - Ở các máy cán hình mini và máy cán thủ công ở nước ta hiện nay việc lật phôi vẫn dùng kềm và thao tác bằng tay. H.3.46. a/ Máy lật thép kiểu móc; b/ Sơ đồ nắn vật cán 1. Móc lật thép cán; 2. Cơ cấu bản lề; 3. Cần gạt tay đòn; 4. Khung máy; 5. Tay đòn thanh răng; 6. Con lăn; 7. Thước nắn cố định; 8. Thỏi thép lật H.3.47. Máy lật thép kiểu tay đòn 1. Khung máy gắn móc lật; 2. Móc lật tay đòn; 3. Tay đòn; 4. cần gắn thanh răng; 5. Thanh răng; 6, 7, 8. Cơ cấu vi sai; 9. thanh truyền; 10. Trục khuỷu. b/ Nguyên lý làm việc Các móc lật kiểu tay đòn hoặc kiểu móc được đặt ở trong các khoảng trống của máy dẫn hướng và nằm giữa 2 con lăn. Người ta thường đặt 3 – 5 móc lật và các móc được điều khiển và làm việc đồng bộ và lật thép theo QTCN cho trước. Móc lật chuyển động thẳng lên xuống được là nhờ các thanh răng, các bánh răng, các cơ cấu vi sai và trục khuỷu thanh truyền. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 74
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN 3.5. MÁY CẮT PHÔI VÀ CÁC LOẠI MÁY CẮT SẢN PHẨM CÁN 3.5.1. Máy cắt dao song song a/ Công dụng và các thông số cơ bản Máy cắt dao song song dùng để cắt các loại phôi và sản phẩm có tiết diện vuông, chữ nhật, tròn …ở trạng thái nóng từ 850 ÷ 1.1000C. Máy được đặt sau máy cán phôi, cán phá, cán hình cỡ lớn có tiết diện sản phẩm là đơn giản. Ngoài ra máy còn có nhiệm vụ cắt bỏ đầu đuôi vật cán, máy còn dùng để cắt phân đoạn vật cán khi quá dài, máy cắt sản phẩm theo chiều dài quy định. Máy có các lưỡi dao đặt song song, khi làm việc mặt phẳng chuyển động của dao là luôn luôn không đổi. Máy còn dùng để cắt nguội sản phẩm thép hình có tiết diện đơn giản loại nhỏ. H.3.48. Các thông số của máy cắt dao thẳng song song 1. Bàn kẹp; 2. Bàn trượt trên; 3. Cữ cắt; 4. Bàn trượt dưới; 5. Lưỡi dao trên; 6. Lưỡi dao dưới; 7. sản phẩm; 8. Con lăn. Các thông số của máy: H - Chiều cao vận hành dao; L - Chiều dài sản phẩm; S - Chiều cao lưỡi cắt; δ - Chiều dày lưỡi cắt; S/δ = 2,5 ÷ 3,0; h - chiều dày vật cắt; b - Chiều rộng vật cắt; ∆ - Độ trùng dao, ∆ = (10 ÷ 20) mm; l - Chiều dài lưỡi cắt. l = (3 ÷ 4)b cho các máy có P = (60 ÷ 260) tấn. l = (2 ÷ 2,5)b cho các máy có P = (1.000 ÷ 1.600) tấn. Góc cắt: 900, 4 góc đều cắt được; Vật liệu làm bàn trượt: CT61; vật liệu làm dao: 60CrNiMo; 55CrNiW … b/ Phân loại máy cắt song song Theo kết cấu, người ta phân ra: Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 75
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN Máy cắt dao thẳng song song có dao trên di động Khi vật cán vào đúng cữ cắt, bàn kẹp (1) kẹp chặt vật cắt. Dao dưới (3) đứng yên, dao trên (2) gắn vào bàn trượt chuyển động xuống và quá trình cắt được diễn ra. Sau khi cắt xong dao trên lại trở về vị trí ban đầu. Dao trên và bàn trượt chuyển động lên xuống được là nhờ các cơ cấu thủy lực, cơ cấu cam hoặc cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền. Nhược điểm của máy này là sản phẩm có nhiều bavia bị xước cho nên khó khăn khi đi và di động trên các con lăn, kết cấu máy cồng kềnh do có thêm bàn đỡ nâng phôi. H.3.49. Sơ đồ động máy cắt dao thẳng song song có dao trên di động 1. Cữ bàn kẹp; 2. Dao trên di động; 3. Dao dưới cố định; 4. Bàn đỡ sản phẩm; 5. sản phẩm; 6. Đối trọng; 7. Bản lề Máy cắt dao thẳng song song có dao dưới di động Máy cắt dao thẳng song song có dao dưới di động khắc phục được những nhược điểm của loại dao trên vì vậy trong thực tế loại dao này được sử dụng rất rộng rãi. H.3.50. sơ đồ động máy cắt dao thẳng song song có dao dưới di động 1. Cữ; 2. Bàn trượt dao trên cố định; 3. Bàn trượt dao dưới cố định; 4. Lưỡi dao trên; 5. Lưỡi dao dưới; 6. Các con lăn; 7. Sản phẩm được cắt. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 76
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN c/ Phương pháp xác định lực cắt Quá trình cắt được thực hiện qua 3 giai đoạn: giai đoạn cặp, cắt và đứt. Giai đoạn cặp Đây là giai đoạn mà lưỡi dao ăn vào kim loại, lúc này lực cắt của dao từ từ tăng lên (0 → Pmax). Để đặc trưng cho độ nhanh chậm của quá trình này người ta đưa ra thông số tỷ số chiều sâu cắt tương đối ε1: Z1 ε1 = . h Trong đó: Z1 - chiều sâu kim loại được cắt. h - chiều dày vật cắt. H.3.51. Thời kỳ cặp của dao thẳng song song H.3.52. Thời kỳ cắt của dao thẳng song Giai đoạn cắt: Đây là giai đoạn mà lực cắt giảm dần xuống theo tiết diện của vật cắt, P giảm từ Pmax → Pc. Giai đoạn đứt: Đây là giai đoạn kim loại tự đứt. Để đặc trưng cho độ nhanh chậm của quá trình đứt, người ta đưa ra khái niệm độ sâu đứt tương đối ε2 và được đặc trưng bởi tỷ số sau: Z2 ε2 = . h Trong đó: Z2 - chiều sâu kim loại ở cuối hành trình cắt để sang thời kỳ tự đứt. h - chiều dày vật cắt. Người ta nhận thấy rằng lực cắt lớn nhất là ở cuối thời kỳ cặp và ở đầu thời kỳ cắt: Pmax = τmax.F = k1.σb.F Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 77
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN Trong đó: F là diện tích tiết diện mặt cắt, F = F1 = h1.b b là chiều rộng vật cắt; h1 là chiều dài còn lại h1 = h – Z1 = h.(1 - ε1) τ max k1 = = 0,6 ÷ 0,7 (k1 = 0,7 đối σb với thép mềm; k1 = 0,6 đối với thép cứng; Thay các giá trị ta có: Pmax = k1.k2.k3.σb.b.h.(1-ε1) Trong đó: k2 là hệ số kể đến sự tăng lực khi dao bị cùn k2 = (1,1÷1,2) cho cắt nóng và k2 = (1,15÷1,25) cho cắt nguội. k3 là hệ số xét đến ảnh hưởng về khe hở của 2 lưỡi dao: k3 = (1,15÷1,25) cho cắt nóng và k3 = (1,20÷1,30) cho cắt H.3.53. Biểu đồ biểu diễn lực cắt thực nguội. nghiệm (A) và đường theo lý thuyết (B). Chú ý: - Trong trường hợp vật cắt không có tiết diện là vuông và chữ nhật thì đưa về tiết diện tương đương vuông hay chữ nhật. - Khi dao ăn vào kim loại thì phôi có chiều hướng dịch xuống dưới, khi ấy từ các cạnh của dao sinh ra một lực trượt T, lực trượt T do dao dịch xuống dưới sinh ra một mômen có trị số Mt = P.a. Lực T và P có hướng ngược chiều nhau và có tương quan độ lớn: T = (0,15 ÷ 0,25)P - Để giảm lực trượt T và cắt sản phẩm cho chính xác, người ta dùng lực kẹp Q để giữ vật cắt. Khi ấy T = (0,1 ÷ 0,15)P và Q = (0,03 ÷ 0,05)P. Bảng 3.3. Quan hệ giữa vật liệu cắt với ε1 và ε2 Kim loại cắt Trạng thái nóng Trạng thái nguội Thép và kim loại màu ε1 ε2 ε1 ε2 C10 0,32÷0,40 0,75÷0,10 0,30 0,50 C20 0,30÷0,35 0,75÷0,95 0,25 0,35÷0,45 C50 0,25÷0,30 0,70÷0,95 0,20 0,30÷0,40 50Si2 0,23÷0,28 0,65÷0,90 0,20 0,25÷0,30 Cr18Ni9Ti 0,25÷0,30 0,70÷0,80 0,35 0,45 Cu 0,35 0,95 0,30 0,45 Zn 0,30 0,70 0,20 0,40 Đuara 0,25 0,50 0,15 0,25 Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 78
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN d/ Một số máy cắt dao song song Máy cắt kiểu trục lệch tâm; dao trên di động H.3.54. Cấu tạo máy cắt kiểu trục khuỷu-thanh truyền có dao trên di động với P = 1000 T 1. Trục dẫn động; 2. Con trượt; 3, 5. Thanh truyền; 4. Cần gạt; 6. Dao trên; 7. Dao dưới; 8. Bệ lắp trục và bánh lệch tâm dưới; 9. Bàn kẹp thép; 10. Bàn trượt gắn dao trên di động H.3.55. Sơ đồ cắt của máy cắt có trục lệch tâm với dao trên di động G là điểm chết trên, A là điểm chết dưới của trục khuỷu-thanh truyền. B, C, D, E, F là các điểm mà trục khuỷu-thanh truyền quay giữa 2 điểm chết trên và dưới (G, A). Đầu trên thanh truyền nối với trục khuỷu, đầu dưới thanh truyền nối với bàn trượt dao. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 79
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN S là chiều dài hành trình trượt lên xuống của dao. S = 2R (R là bán kính quay của khuỷu hoặc của bánh lệch tâm). G’, A’ là điểm chết trên và dưới của hành trình dao, tương ứng với điểm chết trên G và dưới A của khuỷu quay. l là chiều dài thanh truyền. N là lực tác dụng lên thanh truyền. P là lực cắt Máy cắt dao song song, trục dưới di động dùng cơ cấu kẹp cơ khí và thủy lực Máy dùng để cắt phôi thỏi, phôi tấm và các loại phôi hình cỡ lớn. Lực cắt của máy: 1.000 T; 1.250 T; 1.600 T và 2.000 T. Máy thường đặt sau máy cán phôi Blumin, Slabin, máy cán phá. Cơ cấu kẹp phôi thường dùng cơ khí nhưng chủ yếu dùng thủy lực vừa êm lại dể điều khiển. Máy có trục dưới lệch tâm và là trục dẫn động, có cơ cấu cân bằng thủy lực, có con trượt và cơ cấu kẹp phôi bằng thủy lực. H.3.56. Máy cắt dao song song, trục dưới di động, lực cắt 1000 T, cơ cấu kẹp cơ khí 1. Bàn kẹp lưỡi dao trên; 2. Bánh lệch tâm; 3. Ổ trục nối thanh truyền; 4. Thanh truyền; 5. Khớp bản lề; 6. Khớp nối; 7. Bản lề; 8. Bàn kẹp phôi cắt; 9. Lưỡi cắt trên; 10. Phôi cắt; 11. Con lăn dẫn; 12. Lưỡi cẳt dưới; 13. Sản phẩm cắt; 14. Cữ tỳ; 15. Đối trọng. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 80
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN - Hành trình kẹp (Hình 3.57.b): Lúc này xi lanh 5 của cơ cấu cân bằng bàn trượt 10 dao trên, bệ đỡ dao dưới 1, cơ cấu kẹp phôi 8, xilanh và piston 9 đều chịu một áp lực chất lỏng bằng dầu là 100 at. Tại vị trí này, mặt phẳng dưới của bàn kẹp 8 ngang với mặt phẳng dưới của bàn trượt dao trên 10 và cách mặt phẳng trên của dao dưới một đoạn h’ = 335 mm. Mặt phẳng trên của dao dưới cách mặt đáy dưới của phôi cắt một đoạn ∆’ = 5 mm. khoảng lệch tâm của trục lệch tâm dẫn động 2 hướng lên phía trên và ứng với điểm chết trên của khuỷu. - Hành trình bắt đầu cắt (c): Đây là vị trí của dao và phôi ở giai đoạn chuẩn bị cắt, tiếp đến là giai đoạn cắt và tự đứt. Hành H.3.57. Máy cắt dao song song dùng kẹp thủy lực trình như sau: Động cơ truyền a/ Tay biên; b/ Hành trình kẹp; c/ Hành trình bắt đầu chuyển động quay đến trục khuỷu cắt; d/ Hành trình cắt đứt và bánh lệch tâm, máy cắt bắt đầu 1. Bệ đỡ dao dưới; 2. Trục dẫn động; 3. Thân tay biên; 4. Trục dẫn động trên; 5. Xilanh thủy lực; 6. Tay đòn làm việc. Nhờ các tế bào quang cân bằng; 7. Đòn bẩy; 8. Cơ cấu kẹp phôi; 9. Xilanh điện và các rơle đặt trên đường trượt; 10. Bàn dao trên; 11. Giá đỡ; 12. Con lăn trước; 13. Con lăn sau; 14. Kích thủy lực; 15. Cữ tỳ. cắt mà quá trình cắt xảy ra. Cơ cấu kẹp 8 và bàn trượt 10 của dao trên chuyển động xuống, bàn trượt dưới 1 tựa vào bệ và chuẩn bị di động. Khi tay biên nghiêng về bên trái thì chất lỏng chảy từ xilanh vào cơ cấu cân bằng 5 và bộ phận tích trữ, các xilanh không di động mà được gắn chặt vào giá 11. Khi bàn trượt dao trên 10 và cơ cấu kẹp 8 chuyển động xuống cách mặt trên của phôi một đoạn 30 -50 mm thì dừng lại, khuỷu tiếp tục quay và bàn trượt dao dưới 1 bắt đầu nâng vật cắt lên một đoạn 30 – 50 mm thì sự cắt bắt đầu. Bàn trượt 1 của dao dưới tiếp tục chuyển động đi lên và kim loại bị cắt đứt. Chất lỏng từ các xilanh lại chảy về bộ phận tích trữ. - Hành trình cắt đứt - vị trí kết thúc cắt (d):Lúc này tay đòn của tay biên ở vị trí trên cùng, tại đây có độ trùng dao ∆ = 15 mm, sự cắt kết thúc và bắt đầu một hành trình cắt mới. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 81
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN 3.5.2. Máy cắt dao nghiêng a/ Công dụng và phân loại Máy cắt dao nghiêng chuyên dùng để cắt thép tấm ở trạng thái nóng và nguội, máy chia thành 2 loại: kiểu kín và kiểu hở. Máy cắt tấm kiểu hở H.3.58. Máy cắt dao nghiêng kiểu hở, lực cắt Pmax = 500 T 1. Dao trên; 2. Tấm kim loại cắt; 3. Dao dưới Cấu tạo của máy gồm một trục khuỷu và một bánh lệch tâm có lưỡi dao ngắn, tiết diện của lưỡi dao thường tương ứng với tiết diện kim loại đem cắt. Máy thường cắt ở trạng thái nguội, chủ yếu là cắt thép tấm có chiều rộng nhỏ và thép bản. Dao trên thường nghiêng với dao dưới một góc α = (2 ÷ 5)0. Máy cắt dao nghiêng kiểu kín Máy gồm 2 khuỷu và 2 bánh lệch tâm có 2 giá nối với nhau bởi xà ngang dưới, dùng để cắt thép tấm ở trạng thái nóng và nguội. Máy thường đặt sau máy cán tấm trong các xưởng cơ khí lớn để cắt thép tấm theo một kích thước nhất định. Vật liệu làm dao là các loại thép: 90Cr, 50CrWSi, 55CrNiW, 55CrNiV. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 82
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN H.3.59. Máy cắt dao nghiêng kiểu kín Pmax = 600 T b/ Phương pháp xác định lực Khi cắt bằng dao nghiêng thì lực cắt không nằm trên toàn bộ diện tích của vật cắt mà theo tiết diện ABC. Thực tế thì khi dao làm việc thì diện tích kim loại bị cắt sẽ là hình thang ABDE còn tam giác DEC là phần tự đứt, do đó ở phần đỉnh tam giác dọc theo cạnh DE trở H.3.60. Sơ đồ biểu diễn quá trình cắt bằng về phía AB xuất hiện sự cắt dao nghiêng một phía và các thông số cơ bản kim loại. Lực cắt sẽ nhỏ hơn nhiều so với lực cắt dùng dao thẳng song song. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 83
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN Lực cắt được tính như sau: Z2 = h – DE = h.ε2 ε2 = (1,2 ÷ 1,6)δ = Z/h Trong đó: Z2 là đại lượng đặc trưng cho chiều sâu rãnh cắt. ε2 là tỷ số biểu thị độ sâu tương đối của vật cắt, nó phụ thuộc vào độ dẻo tương đối của kim loại và còn đặc trưng cho quá trình nhanh-chậm của sự cắt của kim loại. δ là hệ số giãn dài tương đối của kim loại. Lực cắt: P = τtb.F τtb là ứng suất tiếp trung bình theo tiết diện hình thang ABDE. AB + ED F là diện tích hình thang ABDE, F = .AD . 2 Ứng suất tiếp lớn nhất của quá trình cắt: τmax = k1.σb. Từ thực nghiệm mối quan hệ giữa τtb và τmax như sau: 3 − ε2 τ tb = τmax 2 ; 2 − ε2 2 − ε2 F= .ε 2 .h 2 ; 2 tgα Lực cắt sẽ là: 3 − ε2 Pmax = k 1k 2 k 3σ b 2 .ε 2 .h 2 . 2tgα Trong đó: ε2 tính theo bảng 3.3 τ max k1 là hệ số phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu, k 1 = 0,70 ÷ 0,75 = ; σb k2 là hệ số ảnh hưởng đến độ mòn dao k2 = 1,2 ÷ 1,3. k3 là hệ số tính đến độ tăng khe hở của dao k3 = 1,4 ÷ 1,6. h và σb là chiều dày và giới hạn bền của vật cắt. c/ Chú ý: - Khi tgα > h/b thì sự cắt sẽ diễn ra trên máy cắt dao nghiêng và tính lực cắt bằng công thức: 3 − ε2 Pmax = k 1k 2 k 3σ b 2 .ε 2 .h 2 2tgα - Khi tgα < h/b thì sự cắt sẽ diễn ra trên máy cắt dao song song và tính lực cắt bằng công thức: Pmax = k1.k2.k3.σb.b.h.(1-ε1). Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 84
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN - Lực cắt P tăng khi .σb và độ sâu tương đối ε2 của vật cắt tăng. - Lực cắt tỷ lệ với bình phương chiều dày vật cắt, lực cắt tăng khi α tăng, nhưng α không được vượt quá 60. - Trong thực tế hay dùng máy cắt dao nghiêng có 2 lưỡi dao trên hoặc dưới di động. khi cắt ở loại máy này vật cắt phải được định vị chắc chắn, lực cắt trong trường hợp này đồng thời tác dụng lên 2 tiết diện ngang của hình thang. Góc cắt tăng lên 2 lần và lực cắt cũng tăng lên 2 lần, lúc này lực P được tính như sau: 3 − ε2 P = 2k 1 k 2 k 3 σ b 2 .ε 2 .h 2 . 2 tgα H.3.61. Sơ đồ biểu diễn quá trình cắt dao nghiêng ở 2 phía d/ Xác định độ vận hành của dao nghiêng Trong đó: - y là chiều cao mở cực đại từ L phia dưới của lưõi dao trên tới mặt P trên của tấm thép đem cắt có chiều α y H dày h. h btgα - b là chiều rộng lớn nhất của ∆ b ∆ tấm thép cắt. - ∆ là độ trùng dao để đảm H.3.62. Xác định chiều dài hành trình cắt (độ cao H) của dao nghiêng 2 lưỡi bảo cắt hết chiều dày tấm thép. - L = b + (50÷150) mm là chiều rộng dao cắt. - Chiều dài hành trình cắt H = y + h + btgα’ +∆ (mm) (α’ làgóc cắt của dao hình chữ V) Chú ý: - Khi dẫn động máy cắt bằng trục khuỷu và bánh lệch tâm thì độ lệch tâm e là: e = R = H/2. - Khe hở biên γ giữa 2 dao là: γ = (0,04 ÷ 0,05)h. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 85
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN H.3.63. Sơ đồ máy cắt thép tấm bằng dao nghiêng dùng bánh lệch tâm, dao dưới chuyển động.(a/ Chuẩn bị cắt; b/ Đang cắt; c/ Cắt xong) 1. Trục lệch tâm; 2. Bàn dao dưới; 3. Bàn trượt dọc; 4. Con lăn dưới; 5. Nắp máy; 6. Bệ đỡ; d/ Sơ đồ hành trình cắt; e/ Trục lệch tâm; f/ Biểu đồ cắt Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 86
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN 3.5.3. Máy cắt đĩa và máy cưa đĩa a/ Máy cắt đĩa Công dụng và phân loại Máy này dùng để cắt viền và cắt mép những băng thép có chiều rộng lớn, cắt những tấm thép có chiều rộng nhất định theo tiêu chuẩn. Để cắt được thẳng và không bị bavia, người ta làm dao có lưỡi hình tròn theo chiều của bán kính. H.3.64. Sơ đồ nguyên lý máy cắt đĩa a/ Loại một cặp đĩa cắt; b/ Loại nhiều cặp đĩa cắt Máy cắt đĩa thường có 2 loại, loại một cặp đĩa và loại nhiều cặp đĩa. Máy có độ trùng dao ∆ = (1÷3) mm, khi chiều dày h tăng thì độ trùng dao giảm. Khi cắt thép tấm có chiều dày h > 10 mm thì khe hở biên γ = (0,05 ÷ 0,08)h. Khi h < 0,2 mm thì γ = 0. H = (0,06 ÷ 0,12)D. (D là đường kính đĩa cắt). Vật liệu làm dao là các loại thép hợp kim: 50CrWSi, 90CrSi, 55CrNiW. Dao có độ cứng HRC = 60 ÷ 64, góc cắt của dao là 900. Phương pháp xác định lực cắt Ta coi hai cung AB và BC như 2 dây cung AB và BC, sự cắt diễn ra trên tam giác ABC, thực chất là diễn ra trên hình thang ABED, G và F là 2 điểm ứng với điểm đặt lực của máy cắt. Tính lực cắt như với dao nghiêng: 3 − ε2 P = k1k 2 k 3σ b 2 .ε 2 .h 2 . 4 tgα Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 87
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN Nhận xét: - Mẫu số của công thức là 4tgα chứ không phải là 2tgα vì máy cắt đĩa có 2 lưỡi cắt, mỗi lưỡi cắt là một lực P. - Nếu thép tấm có cùng chiều dày, được cắt bằng máy cắt đĩa thì lực cắt chỉ bằng một nửa so với cắt bằng dao nghiêng. H.3.65. Sơ đồ động máy cắt đĩa để cắt mép thép băng rộng bản (1.500÷2.500) mm 1. Đĩa cắt; 2. Trục gắn đĩa cắt; 3.Cữ điều chỉnh cắt; 4. Trục truyền đồng bộ; 5. Ống lót; 6. Bánh vít-trục vít; 7. Bánh răng dẫn động; 8. Trục nối; 9. Hộp phân lực; 10. Hộp giảm tốc; 11. Động cơ Xác định khoảng cách tâm trục A của 2 dao đĩa, góc nghiêng α và đường kính D Từ thực nghiệm và tính toán, người ta tính được tâm A: h+∆ A = 2R cos +h (mm) R Góc nghiêng α: α0 ⎛ ∆ ⎞ α= ⎜1 + ⎟ (độ) 2 ⎜ h+∆⎟ ⎝ ⎠ Đường kính dao D xác định: h+∆ 2 D = 2R = ≈ 2 (h + ∆ ) 1 − cos α 0 α 0 Chú ý: H.3.66. Quá trình cắt và các thông số của máy cắt đĩa - Khi cắt những băng thép có chiều dày quá lớn thì ∆ ≈ 0. - Góc ăn giữa kim loại và đĩa cắt thường lấy α0 = (8 ÷ 12)0. - D có thể lấy theo kinh nghiệm D = (50 ÷ 100)h. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 88
Giáo trình: THIẾT BỊ CÁN b/ Máy cưa đĩa Công dụng và phân loại Máy cưa đĩa dùng để cắt các sản phẩm cán dị hình và các loại thép hình có hình dạng phức tạp như các loại thép chữ I, chữ U, ray xe lửa, ray tàu điện v.v…Máy làm việc ở trạng thái nóng và trạng thái nguội. Máy cưa thường đặt sau các máy cán ray dầm và các máy cán dị hình khác. Máy cưa thường có 2 loại: Máy cưa đĩa nóng dùng để cắt sản phẩm ở trạng thái nóng, nhiệt độ cắt từ (750 ÷ 950)0C. Các đĩa cưa đều có răng. Máy cưa nguội dùng để cắt sản phẩm cán ở trạng thái nguội, đĩa cưa không có răng, tốc độ cắt rất lớn. Do tốc độ cắt lớn, ma sát lớn cho nên khi đĩa cưa tiếp xúc với kim loại thỉ chổ kim loại tiếp xúc cục bộ đó bị chảy ra và mối liên kết của kim loại bị phá vỡ. Khi cưa thường dùng bột mài để giảm ma sát và có bộ phận làm nguội đĩa cưa. H.3.67. Máy cưa đĩa có bàn trượt di động dùng để cắt các loại thép hình phức tạp 1. Máy bơm dầu bôi trơnkhi cưa; 2. Thanh trượt dọc gắn đĩa cưa; 3. Động cơ; 4. Bàn trượt ngang; 5. Động cơ dẫn trượt; 6. Đĩa cưa. Quan hệ giữa ứng suất kéo với tốc độ của đĩa cưa v - Xác định σk trên đĩa cưa khi cưa với vận tốc góc ω ứng với tốc độ dài v = Rω. Giả thiết: + Bỏ qua ảnh hưởng của đĩa kẹp và coi đĩa mỏng và đồng đều trên toàn bộ đĩa cưa. + Khi cưa, đĩa cưa có một ly tâm tác dụng đồng đều q: mv 2 q= = mRω 2 . R Trong đó: m - khối lượng của đĩa cưa trên một đơn vị chiều dài (kG/m). ω - vận tốc góc của đĩa cưa; R – bán kính của đĩa cưa. Trường đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng 89