LỜI NÓI ĐẦU Sau 36 năm giành độc lập nước ta chung tay xây dựng nước Xã Hội Chủ Nghĩa giàu mạnh Để thực chuyển đổi kinh tế đưa nước ta từ kinh tế bao cấp, nông nghiệp lạc hậu sang kinh tế thị trường nước công nghiệp tiên tiến nhà nước ta thực chủ trương công nghiệp hóa đại hóa đất nước Để thực điều đó, Chính phủ có chủ trương xây dựng ngành kinh tế trọng điểm, mũi nhọn Ngành thép 10 ngành kinh tế xếp vào ngành kinh tế trọng điểm quan tâm đầu tư phát triển quốc gia Hiện phát triển ngành thép quốc gia tiêu chí để đánh giá phát triển quốc gia Sau nhiều năm quan tâm đầu tư ngành thép nước ta đạt nhiều bước tiến đáng kể khai thác quặng việc chế tạo phôi đặc biệt ngành cán Hàng loạt nhà máy thép đầu tư đại xuất từ Bắc tới Nam Tập đoàn thép Hòa Phát, thép Việt Úc, nhà máy thép Phú Mỹ … Ngành cán thép nước ta sản xuất nhiều chủng loại thép thép gai, thép hình, thép ống, thép tấm, thép góc đặc biệt thép gai cung cấp thép cho công xây dựng đổi đất nước Trong năm tới, nhu cầu thép nói chung thép cho ngành xây dựng nói riêng lớn điều tạo điều kiện cho việc xây dựng thêm nâng cao suất nhà máy cán thép nước ta Đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế xưởng cán hình sản sản xuất sản phẩm thép tròn xây dựng , góc U,I suất khoảng 180000 tấn/năm Tính công nghệ cán thép dây Ф6,5.D12.thép góc N " ví dụ tiêu biểu cho việc thiết kế nhà máy cán thép Để hoàn thành đồ án em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể Thầy, cô môn, bạn lớp đóng góp, trao đổi ý kiến trình làm đồ án Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Phạm Văn Côi tận tâm Thầy để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Sinh viên thực Mai Văn Phương Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội MỤC LỤC SV:Mai Văn Phương Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CÁN THÉP TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ thép khu vực giới Tình hình sản xuất thép khu vực giới năm vừa qua tăng trưởng mạnh mẽ Các tiến khoa học kỹ thuật ngày ứng dụng nhiều làm cho công nghệ sản suất thép dần chuyển sang chế độ tự động hoá hoàn toàn Giảm sức lao động người, nâng cao suất chất lượng thép Trong khu vực nhà máy cán thép nước như: Indonêxia, Malaysia, ThaiLan, Philippin, Singapo có công suất lớn từ 12 triệu phôi thép, gần 15 triệu thép xây dựng, 16 triệu thép loại thép khác Mặc dù nước khu vực Đông Nam Á cần nhu cầu thép lớn, hàng năm nước khu vực phải nhập lượng phôi triệu Bảng 1.1 Tình sản xuất thép số nước khu vực TT Tên nước Nhập (tấn) Xuất (tấn) Indonêxia 1.127.000 1.462.000 Malaysia 4.425.000 1.856.000 ThaiLan 3.925.000 1.238.000 Philippin 1.186.000 17.000 Singapo 2.832.000 1.691.000 13.495.000 6.264.000 Tổng Những năm thập kỷ 70, 80 kỷ truớc, Mỹ, Nhật, Anh, Nga, Đức, Pháp nuớc sản xuất thép có sản luợng chất luợng cao giới Cuối kỷ 20, nuớc Trung Quốc, Hàn Quốc có bước tiến vuợt bậc sản xuất thép Từ năm 1996, sản luợng thép Trung Quốc đạt 101,2 triệu tấn, chất luợng chưa nuớc phát triển, Trung Quốc vuợt lên dẫn đầu giới Sản luợng thép Trung Quốc sau 10 năm đạt tới 349,4 triệu Năm 2010, hiệp hội thép giới (WSA) dự đoán giới tiêu thụ 1,206 tỷ thép, tăng 9,2% so với năm 2009 Trong đó, tiêu thụ Trung Quốc tăng 5%, kinh tế tăng 12%, EU-27 tăng 12% kinh tế phát triển 15%, xem bảng 1.2 SV:Mai Văn Phương Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng 1.2 Bảng tiêu thụ thép giới từ năm 2008 – 2010 Tiêu thụ (triệu tấn) Khu vực 2008 EU (27) 2009 2010 Tăng, giảm năm trước so với năm sau (%) 07/08 08/09 09/10 181,3 122,3 137,4 -8,2 -32,6 12,4 Các nước châu Âu khác 25,3 20,8 23,8 -10,8 -17,8 14,4 Cộng độclập 48,9 33,9 36,6 -13,5 -30,8 8,2 129,0 82,8 96,9 -8,2 -35,8 17,1 44,3 33,5 36,7 6,5 -24,4 9,7 Châu Phi 26,2 26,3 29,3 11,4 0,4 11,4 Trung Đông 43,1 38,8 42,9 6,9 -9,8 10,6 Châu Á & Châu Đại dương 709,0 745,5 801,9 1,8 5,1 7,6 Thế giới 1207 1104 1206 -1,4 -8,6 9,2 BRIC 553,8 625,9 662,7 1,6 13,0 5,9 Thế giới, trừ BRIC 653,2 477,9 542,9 -3,8 -26,8 13,6 Thế giới, trừ Trung Quốc 764,0 577,5 653,0 -3,7 -24,4 13,1 đồng nước NAFTA Trung Nam Mỹ 1.2 Tình hình xây dựng phát triển ngành thép Việt Nam 1.2.1 Giai đoạn từ năm 2000 trở trước Sau năm đầu giải phóng đất nước, nhà máy cán thép Gia SV:Mai Văn Phương Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Sàng (Thái Nguyên) vào hoạt động với công suất vạn tấn/ năm Tiếp đến năm 1978 nhà náy cán thép Lưu Xá ( Thái Nguyên ) hoàn thành vào hoạt động với suất 12 vạn tấn/năm Cho đến năm 1986 sản lượng thép nước khiêm tốn đạt khoảng 20 vạn tấn/năm Bước ban đầu ngành công nghiệp thép Việt Nam chủ yếu giai đoạn từ 1994-1997 Xuất phát từ nội dung chiến lược phát triển ngành để phù hợp với khả sử dụng hiệu vốn đầu tư đồng thời nhanh chóng có sản phẩm đáp ứng nhu cầu xã hội tới 2000 Ngành thép Việt Nam có thay đổi chiến lược đầu tư sản xuất Nhà nuớc xây dựng liên doanh với công ty nuớc xây dựng nhà máy cán thép hình POSCO – VPS, VINAKYOEI, NASTEELVINA, VINAUSTEEL, VINAPIPE, VINAKANSAI, v.v… Tổng công ty thép công ty thép Miền Nam xây dựng thêm nhà máy cán hình liên tục 30 vạn tấn/năm Thái Nguyên, 12 vạn tấn/năm Đằ Nẵng, 50 vạn tấn/năm Vũng Tàu, v.v… Đặc biệt công ty tư nhân xây dựng thêm nhà máy cán thép Nam Đô, Pomi Hoa, Cửu Long, v.v… Đến năm 2010 sản luợng thép nuớc đạt khoảng triệu Tuy nhiên, nuớc sản xuất thép hình dùng xây dựng, loại ống thép hàn chủ yếu, ta chưa có nhà máy cán nóng thép tấm, chưa có nhà máy cán ống không hàn, chưa có nhà máy chế tạo cán thép hợp kim 1.2.2 Chiến lược phát triển ngành thép Việt Nam đến năm 2020 Mặc dù đạt số thành tựu đáng kể, ngành Luyện kim Việt Nam tình trạng sản xuất nhỏ, phân tán, nguyêu liệu nghèo nàn (hầu than mỡ, nguồn quặng sắt chất lượng cao, điều kiện khai thác khó khăn) giá thành sản phẩm cao, chưa có nhà máy công suất lớn, đại khu liên hợp luyện kim làm trụ cột ngành thép ngành phát triển, khả cạnh tranh sản phẩm thấp so với sản phẩm loại số nước khu vực Để làm sở cho ngành công nghiệp thép phát triển, Bộ Công nghiệp xây dựng chiến lược phát triển ngành thép đến năm 2020 với quan điểm phát triển sau: - Phát triển ngành công nghiệp thép trở thành ngành công nghiệp bản, có tiềm lực đủ mạnh để đáp ứng phần lớn nhu cầu loại thép thông dụng ngành kinh tế, góp phần xây dựng nên kinh tế độc lập tự chủ bảo đảm an ninh quốc phòng cho đất nước - Phát triển ngành thép phải đảm bảo kết hợp hài hoà phát huy nội lực sở khai thác hiệu nguồn lực sẵn có nước (tài nguyên SV:Mai Văn Phương Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội khoáng sản, vốn, lao động) huy động nguồn lực từ bên (vốn, công nghệ, kinh nghiệm) - Phát triển ngành thép phải đảm bảo phát triển hợp lý khâu thượng nguồn (sản xuất thép thô), hạ nguồn (thép cán sản phẩm gia công sau cán); đảm bảo tính bền vững khả cạnh tranh tiến trình hội nhập kinh tế phân công lao động quốc tế, nhanh chóng tiếp cận công nghệ mới, hạn chế đến mức thấp ảnh hưởng đến môi trường - Huy động, khuyến khích thành phần kinh tế nước tham gia đầu tư phát triển ngành thép tinh thần đảm bảo lợi ích nhà đầu tư gắn liền với lợi ích nhà nước, lợi ích xã hội; doanh nghiệp Nhà nước, mà nòng cốt Tổng công ty thép Việt Nam giữ vai trò chủ đạo, chịu trách nhiệm đầu tư vào lĩnh vực khả huy động thành phần kinh tế khác * Một số mục tiêu cụ thể Về chất lượng chủng loại sản phẩm: Phấn đấu chất lượng sản phẩm thép Việt Nam đạt tiêu chuẩn quốc tế, đến năm 2010 đáp ứng 60% nhu cầu thép nước 80% nhu cầu phôi thép để cán thép xây dựng Riêng thép đặc biệt cho chế tạo khí, thép đặc chủng cho công nghiệp quốc phòng, tập trung đầu tư sản xuất với quy mô phù hợp, đáp ứng số chủng loại có nhu cầu lớn, thường xuyên, lại nhập Sản phẩm sản xuất nước đủ cạnh tranh chất lượng giá hội nhập Về trình độ sản xuất: Đến năm 2020 trình độ sản xuất toàn ngành đạt mức tiên tiến khu vực, với trang thiết bị đại, công nghệ tiên tiến tự động hoá cao Về đảm bảo nguyên liệu: Sử dụng đến mức cao nguồn nguyên liệu nước Chủ động tìm nguồn nhập thép phế, than cốc, quặng sắt, phôi thép ổn định Về đầu tư phát triển: Tập trung cho việc cấu lại ngành thép quốc doanh, cổ phần hoá đơn vị chuyên kinh doanh thép thuộc Tổng công ty thép Việt nam, nghiên cứu chuyển đổi mô hình quản lý Tổng công ty với đơn vị sản xuất thành viên sang mô hình quản lý mới: Công ty mẹ, công ty Đẩy mạnh công tác chuẩn bị nhằm sớm hình thành Khu liên hiệp luyện kim miền Trung (tỉnh Hà Tĩnh), với công suất – triệu thép/năm Trước năm 2010 cố gắng tìm nguồn vốn đầu tư số công trình chủ yếu, hạt nhân Khu liên hiệp như: đầu tư sở hạ tầng, khai thác quặng sắt, luyện thép, nhà máy cán nóng SV:Mai Văn Phương Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Về thị trường: Từng bước thay thép nhập thép sản xuất nước, làm chủ thị trường loại thép thông dụng (kể lá) có nhu cầu lớn, thường xuyên Chú trọng tìm kiếm thị trường để tiến tới xuất thép Về vốn đầu tư: Huy động vốn nước vốn nước nhiều hình thức như: mua thiết bị trả chậm, phát hành trái phiếu, cổ phần hoá doanh nghiệp để huy động vốn góp cổ phần cho đầu tư phát triển sản xuất thép, nghiên cứu chế đặc biệt khuyến khích nhà đầu tư nước sử dụng nguồn quặng sắt sẵn có nước để phát triển sản xuất khâu thượng nguồn - Về tốc độ tăng trưởng sản xuất thép: Giai đoạn 2011 – 2020: bình quân tăng 8,5 – 9,5% /năm - Về sản lượng thép thành phẩm sản xuất nước: + Đến năm 2010 đạt 6,1 triệu tấn/năm, + Đến năm 2015 đạt 10 triệu tấn/năm, + Đến năm 2020 đạt 14 triệu tấn/năm Bảng 1.3 Bảng dự báo tình tiêu thụ thép Việt Nam từ 2010 – 2020 Sản xuất nước Cơ cấu tiêu thụ Tổng nhu cầu Sản xuất (triệu tấn) Nhập (triệu tấn) 2010 6.100 3.900 61 39 10.000 2015 10.000 6.000 62 38 16.000 2020 14.000 6.000 70 30 20.000 Năm (%) Nhập (%) (triệu tấn) * Các dự án đầu tư tới cho nghành thép Đối với Dự án Khu liên hợp luyện kim khai thác quặng sắt Thạch Khê cần nguồn vốn lớn, khoảng tỷ USD; huy động nguồn vốn nước kết hợp với việc kêu gọi đầu tư nước nhằm thu hút công nghệ kỹ thuật đại giảm bớt khó khăn nguồn vốn, số công ty, tập đoàn luyện kim mạnh từ nước như: POSCO (Hàn Quốc), ARCELOR (Pháp), SUNSTEEL (Đài Loan), ESSAR Ấn Độ quan tâm đến Dự án Đặc biệt khu công liên hợp gang thép vũng công suất đạt 15 triệu tấn/năm tập đoàn công nghiệp nặng Formosa Đài Loan đầu tư với số vốn nên đến 15 tỷ USD giải phóng mặt vào xây dựng Dự án xây dựng Khu liên hợp thép Khu công nghiệp Nhơn Trạch, Đồng SV:Mai Văn Phương Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nai, 100% vốn đầu tư nước ngoài, công suất giai đoạn đầu triệu thép thỏi thỏi/năm, vốn đầu tư 200 triệu USD Công ty SNSTEEL Đài Loan đầu tư Kết luận Ở Việt Nam, thị trường thép lạc hậu chất lượng số lượng; doanh nghiệp nước yếu mong manh Trong bối cảnh vậy, chương trình phát triển đầu tư phủ vào doanh nghiệp nhà nước tương đối đại (ví dụ Tổng công ty thép Việt Nam doanh nghiệp thành viên) đóng vai trò quan trọng Ngành công nghiệp gang thép Việt Nam cần giải lúc nhiều vấn đề Nhiệm vụ tổng hợp đặt nhằm đạt phát triển công nghiệp xu tự hóa hội nhập quốc tế Giai đoạn thời kỳ kiểm chứng lực doanh nghiệp việc dẫn dắt phát triển đến giai đoạn lực phủ thúc đẩy phát triển chuyển đổi sách Kết kiểm chứng định tương lai ngành công nghiệp thép Việt Nam 1.3 Tổng quan sở lý thuyết cán 1.3.1 Quá trình cán Cán trình làm biến dạng kim loại cách liên tục hai vật thể rắn quay tròn gọi trục cán Căn vào đặc trưng biến dạng vật liệu cán việc bố trí dụng cụ biến dạng (trục cán) mà trình cán phân theo dạng sau: - Cán dọc : Khi sản xuất thép hình - Cán ngang : Cán bánh răng, cắn bu lông, cán bánh xe lửa… - Cán nghiêng: Cán ống không hàn Dựa vào trạng thái vật liệu gia công trình cán gọi: cán nguội, cán nóng cán Nếu xét sơ đồ lực tác dụng lên vật cán, trục cán, điều kiện tiếp xúc, trạng thái ứng suất biến dạng, điều kiện tốc độ biến dạng vùng biến dạng người ta gọi trình cán đối xứng hay không đối xứng Quá trình cán đối xứng trình sơ đồ lực cán tác dụng lên vật cán, điều kiện ăn, trạng thái ứng suất biến dạng điều kiện khác lần cán Còn với trình cán không đối xứng ngược lại SV:Mai Văn Phương Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 1.3.2 Vùng biến dạng thông số đặc trưn 1.3.2.1 Khái niệm o R A h n B h D C R n o 1 2 Hình 1.1 Sơ đồ vùng biến dạng kim loại cán 1.Vật cán Trục cán Khi cán trục cán quay ngược chiều cách liên tục Nhờ có ma sát tiếp súc trục cán vật cán nên vật cán biến dạng liên tục qua trục cán Sau lần biến dạng chiều dầy vật cán giảm dần chiều dài vật cán không đáng vật cán tăng lên không đáng kể hình dáng vật cán thay đổi liên tục qua lần cán 1.3.2.2 Thông số đặc trưng cho vùng biến dạng + Các thông số: Người ta gọi góc ăn α góc ăn kim loại vào trục cán tạo cung tiếp xúc AB hay CD bề mặt vật cán trục cán trình cán Với máy cán khác nhau, sản phẩm khác góc ăn α khác Cung AB = CD = r chiều dài cung tiếp xúc hay chiều dài vùng biến dạng Góc α = BOI góc trung hòa vận tốc kim loại vận tốc trục cán (VKL=VT) h1,h2: chiều cao vật cán trước sau biến dạng: SV:Mai Văn Phương Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội l= D 2.(h1 − h2 D α = D l= D ∆h = R.∆h (mm) Ta thấy chiều dài cung tiếp súc tỷ lệ với R (hay D) Lượng giãn rộng ∆ ∆ h b hiệu số chiều rộng vật cán trước sau biến ∆ dạng Lượng giãn rộng biểu thị công thức: b = b1- b2 mm ∆ Tùy thuộc vào loại lỗ hình mà giá trị b khác xác Ta dùng công thức Baxtinor để tính lượng giãn rộng ∆b = 1,15 ∆h  ∆h   R.∆h − 2.h1  f   Trong đó: ∆h: lượng ép tuyệt đối (mm) R: bán kính trục cán (mm) f: hệ số ma sát, f= 1,05 – 0,0005.t t: nhiệt độ cán h1: chiều cao ban đầu vật cán Hệ số dãn dài µ tỷ số chiều dài sau cán l2 chiều dài trước cán l1 µ= l2 l1 (µ lớn 1) + Mối quan hệ µ ε Trong lý thuyết cán ta có định luật thể tích không đổi: B1,b2: chiều rộng vật cán trước sau cán L1,l2 : chiều dài vật cán trước sau biến dạng SV:Mai Văn Phương 10 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Hình 4.5: Sơ đồ tính toán momen lật nhào F = = = 15277 kg/mm M1 = F.a = 15277.1400 = 21,4.106 Kg/mm Trong đó: R – bán kính trục cán a: Khoảng cách từ đế máy cán tới đường cán + Lực cán bu lông nền: Q= = = 24304,34 kg + Lực kéo cho bu lông nền: Qtb = 1,4 = 1,4 = 4340 kg + Đường kính bu lông: d≥ = = 26,3 mm → chọn bu lông có đường kính : d = 70 mm + Kiểm nghệm độ bền bu lông σk = = = 2,13 kg/mm2 → σk < [σk] = kg/mm2 Kết luận: Bu lông đủ bền làm viêc tốt 4.5 Chọn nghiệm bền ổ đỡ 4.5.1 Bạc lót Bạc lót phận trực tiếp đỡ trục cán chịu tác dụng lực đặt lên trục.Nhờ bạc lót mà trục cán có vị trí xác định máy quay trục tâm định Bề mặt bạc lót tiếp xúc với cổ trục cán cho lên ổ làm vật liệu có hệ số ma sát thấp đồng ,bakelit , gỗ nghiến Ta chọn vật liệu bạc lót bàng gỗ nghiến + Kích thước bạc lót: SV:Mai Văn Phương 92 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Chiều dày bạc lót: S = (0,035÷0,05).d + 2,5 =(0,033 ÷0,05).422 + 2,5 = 23 mm Chiều dài bạc lót : L = lct =450mm Đường kính ổ: dn = dt + 2.S = 422 + 2.23 = 468 mm Đường kính ổ : dt = d = 422mm Chiều rộng gờ: b = 1,5.S = 1,5.23 = 34,5 Chiều cao gờ: h = 0,6.S = 0,6.23 =13,8 Đường kính phần gờ: dg= dn + 2.h = 468 + 2.13,8 = 495,6 mm 4.5.2.Gối đỡ trục Gối đỡ trục phận quan trọng đặt bên thân giá để lắp ổ đỡ hai đầu trục cán Gối đỡ thường làm gang xám , có làm thép đúc thông thường Gối đỡ trục có hình hạng hình vẽ ,thường làm nửa ghép lại (gối đỡ gối đỡ ) có gối đỡ đúc liền Trong trình làm việc trục cán giá cán thường cố định , nửa gối đỡ đặt trực tiếp vào thân giá cán Gối đỡ lắp đặt vào thân giá cán nâng lên nhờ cấu đối trọng, cấu thủy lực lò xo nâng trục Hình vẽ tren kiểu gối đỡ trục máy chế tạo gối đỡ thep 45 gang xám 4.6 Chọn tính toán ổ khớp nối trục truyền lực * Tính toán thiết kế trục truyền lực Các trục cán trình làm việc phải thay đổi lượng ép ,do trục cán bị mòn tiện nhỏ đường kính… Nên vị trí đường tâm phải thay đổi phạm vi lớn Mặt khác trục cán phải làm việc điều kiện khắc nghiệt( tải lớn, nhiệt độ dộ ẩm cao nhiều bụi ,,) Muốn dẫn động trục cán (trực tiếp từ động điện qua hộp bánh chữ V) khoảng cách xa phải dùng trục truyền hay trục nối + Xác định chiều dài trục truyền L= Trong đó: L – chiều dài trục truyền h x – độ lệch mức cao đầu trục truyền ( so với đường tâm cố định phía đầu trục truyền), 10mm Hình 4.6: Gối đỡ truc bạc lót SV:Mai Văn Phương 93 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội H : độ cao nâng lớn trục cán ,350mm α : góc lệch trục truyền so với mặt phẳng nằm ngang A: khoảng cách trục hộp bánh A = (Dmax + Dmin)/2 = ( 650 +600)/2 = 625 mm Thay số : L = 2268 mm Chọn chiều dài trục truyền L = 2300mm * Tính toán chọn ống nối trục hình hoa mai Đầu nối trục hoa mai hình trụ tròn phay rãnh dọc trục tạo nên tiết diện ngang hình cánh Để truyền lực mô men nhờ ăn khớp với ống nối có hình hoa mai chình ống nối trục thường gia công rãnh cho phép trục truyền nghiêng lệch chút không va chạm vào ống nối A A A-A Hình khớp Trục hoa mai 4.7: nối Ngiệm bền tính toán: + Khi làm việc ống nối vừa chịu xoắn vừa chịu kéo , nghiệm bền theo ứng suất tương đương σtđ = ≤ [σtđ] σk = = Trong đó: [σtđ]: Là ứng suất tương đương cho phép Với vật liệu thép 45 tương ứng ta có: [σtđ] = [σch]/3 = 120 Mpa k: hệ số tải trọng động với máy cán k = 2÷ Mx = = 4695000/2 = 2347500 kg/mm2 ( Mc –mô men cán) Dn : đường kính ống nối Dn = 420 mm d : đường kính ống nối d = 390mm Pv lực vòng P = = R : khoảng cách từ diểm đặt lực vòng đến tâm tiết diện ống nối R = = = 405mm SV:Mai Văn Phương 94 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội F : diện tích tiết diện ống Trục nối chịu xoắn túy nghiệm bền theo mô men xoắn τx = = 1,56 → σk = = = 0,57 Nmm2 → σtđ = 2,76 Mpa Từ kết tính ta thấy σtđ < [σtđ] ; kết luận mối ghép làm việc tốt * Tính toán thiết kế cốc an toàn: + Để phòng tránh tượng tải thao tác không quy trình kỹ thuật làm hỏng phận chi tiết quan trọng máy cán ( động , khung giá cán, trục cán…) , nên giá cán thường phải lắp dặt cấu an toàn + Cốc an toàn dặt gay vít điều chỉnh tiếp giáp với gối trục cán.Lực cán từ trục truyền qua ổ đỡ đến gối trục qua gốc an toàn đến vít ép khung giá cán + Chọn vật liệu chế tạo cốc an toàn gang , lực cán lớn đúc thép Các kích thước lấy theo số lieeujkinh nghiệm: h = 0,7.d0 = 0,7.100 =70mm d2 = 0,9.d0 = 0,9.100 = 90mm d0 –đường kính trục vít điều chỉnh d1 = 1,2 d0 =1,2.100 = 120mm s = 0,5.d0 = 0,5.100 =50mm d2 s h d1 Hình 4.8: Cốc An Toàn + Nghiệm bền cốc an toàn đáy cốc chịu ứng suất uốn σu = 0,4.= 0,4.79240/502 = 12,69 kg/mm2 Ở chu vi đáy cốc chịu ứng suất cắt: SV:Mai Văn Phương 95 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội τ = = = 0,3 kg/mm2 CHƯƠNG KINH TẾ, TỔ CHỨCVÀ CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN LAO ĐỘNG 5.1.Tính toán kinh tế cấu tổ chức Để tính toán kinh tế phải tính toán tất vốn đầu tư ban đầu, gồm tất loại chi phí như: thiết kế , xây dựng nhà xưởng, lò nung kim loại,mua sắm dây truyền công nghệ, thiết bị sử dụng nhà máy…việc SV:Mai Văn Phương 96 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tính toán cấu tổ chức nhà máy phải phụ thuộc vào mức độ hoạt động kinh doanh nhà máy, mức dộ tự động hóa nhà máy… Việc tính toán thu hồi vốn đầu tư xây dựng mua sắm trang thiết bị , ta phải vào doanh thu nhà máy năm Tính toán doanh thu nhà máy ta phải vào chi phí sản xuất , giá bán sản phẩm ( có cộng thêm chị phí bán hàng thuế…) công ty thị trường sản phẩm Sau tính toán doanh thu nhà máy năm suy định mức khấu hao tài sản năm => số năm cần thiết để khấu hao hết toàn vốn đầu tư ban đầu Khấu hao tài sản năm cần phải tính toán tới lãi suất (% lãi suất thời điểm đầu tư) vốn đầu tư ban đầu Các số liệu tính toán chi phí đầu tư số liệu giả định không hoàn toàn xác ( số liệu tham khảo) Số liệu tính toán chi phí sản xuất có tham khảo vài nhà máy hoạt động + Tổng tài sản cố định: ( 130 + 170 ).109 = 300.109 (VNĐ) Khấu hao tài sản cố định năm( Thời hạn khấu hao năm): 300.109/5 năm = 60.109 (VNĐ Bảng5.1: Các chi phí sản xuất sản phẩm thép tính đến tháng năm 2011 Số TT 10 11 12 13 14 Khoản chi phí Phôi Dầu FO Điện Nước Trục cán Trục nối Vòng bi Lưỡi cắt Dây buộc Dầu mỡ Đá mài Ô xi,gas Đất đèn Phụ kiện khác SV:Mai Văn Phương Đơn vị (VNĐ/1T) 13.500.000 2.100.000 2.500 220 50.000 25.000 300.000 140.000 4000 10.000 40.000 350.000 4.600 6000 Tiêu hao Đơn vị(VNĐ) 1,11 0,05 100 10 0,5 0,6 0,025 0,05 1,3 0,5 0,1 0,2 0,9 97 Giá thành đơn vị(VNĐ) 14.980.000 105.000 250.000 2.200 25.000 15.000 7.500 7.000 5.200 5.000 4000 70.000 4.100 6000 Đơn vị tính Tấn Tấn Kw m3 Kg Kg vòng Chiếc Kg Kg Viên Bình Kg Kg Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp 15 16 17 18 Chi phí sản xuất Lương công nhân Chi phí quản lý Tổng chi phí * Vốn lưu động Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - - 50.000 100.000 7.000 15.646.000 Đồng Đồng Đồng Đồng Là khoản tiền trì sản xuất Để xác định mức giá trị cần thiết vốn lưu động , cho vay vốn cần xét tới phương thức sản xuất kinh doanh nhà máy Khi mua vật liệu để sản xuất ta ký hợp đồng trả trước 50% số tiền cần toán , số tiền lại trả nốt bán Khi sản xuất theo đơn đặt hàng bên đăt hàng trả trước 50% giá trị hợp đồng Như ta cần vốn lưu động để trì sản xuất vòng tháng: + Sản lượng thép lớn đạt vòng tháng là: A1 =A/12 = 150000/12 =12500(tấn/tháng) + Tổng chi phí sản suất vòng tháng là: Tổng chi phí x A1 = 15.646.000x 12500 = 195,6.109 VNĐ + Tổng chi phí sản xuất vòng tháng: 195,6.109.3 = 586,8.109 VNĐ * Lợi nhuận thời gian hoàn vốn: + Tổng chi phí sản xuất năm: 15646000.A = 15646000.150000 = 2346,9.109 VNĐ + Doanh thu = Σsố lượng cán thép/năm x giá thành SP = 150000x19000000 = 2850.109VNĐ + Chi phí sản xuất = Chi phí sản suất trực tiếp SP + Khấu hao tài sản cố định: =( 2346,9 + 60 ).109 = 2406,9.109VNĐ + Lợi nhuận = Doanh thu – chi phí sản xuất = (2850 – 2407).109 = 443.109 VNĐ + Thuế phải trả cho nhà nước 30% tổng lợi nhuận 433.109.30% = 133.109 VNĐ + Số lãi là: (443-133).109 = 310.109VNĐ + Lương công nhân = Tổng quỹ lương/(12 tháng x Tổng công nhân) = (100000x150000)/(12.210) = 6.106 VNĐ Vậy lương công nhân trung bình tháng 6triêu đồng Thời gian hoàn vốn = (Tài sản cố định + vốn lưu động)/lợi nhuận = ( 300 + 586,8 )/443 = (năm) Ngoài thiết bị có sẵn dây truyền công nghệ mua giá cán ,trục cán …( thiết bị hay cần phải thay trình sản xuất) ta phải đầu tư mua thêm đến dự phòng để thay thế, để đảm bảo cho SV:Mai Văn Phương 98 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội thời gian sản xuất nhà máy không bị gián đoạn dài ảnh hưởng đến suất nhà máy Bảng 5.2: Bảng giá trị vốn đầu tư số thiết bị sưởng cán ( thống kê nhà máy cán thép Lưu Xá) Số TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Tên thiết bị Số lượng Giá cán thô Giá cán trung Giá cán tinh Lò liên tục Dây dẫn điện Cầu trục Xe nâng Mấy đóng bó Máy cắt Các phòng điều khiển Các thiết bị phụ trợ Nhà xưởng Khu văn phòng Nhà ăn Khu vệ sinh Giao thông Các chi phí khác Tổng 1 1000 Đơn giá 7250.106 3265.106 3265.106 145.106 2000 700.106 800.106 600.106 800.106 1,5.109 10.109 10.109 5.109 2.109 1.109 3.109 Thành tiền 7,25.109 3,265.109 16,32.109 0,145.109 0,002.109 3,5.109 3,2.109 1,2.109 3,2.109 1,5.109 10.109 10.109 5.109 2.109 1.109 3.109 70582.106 5.2 Cơ cấu tổ chức hành Tổ chức nhà máy nhà máy hay xưởng cán đóng vai trò vô quan trọng định hiệu sản xuất công ty Một nhà máy tổ chức quản lý hợp lý góp phần nâng cao hiệu sản xuất dây truyền , nâng cao suất lao động người công nhân từ giảm chi phí sản xuất đơn vị sản phẩm Quản lý sản xuất quản lý toàn hoạt động sản xuất để tạo sản phẩm : Nghiên cứu công nghệ lập kế hoạch sản xuất , kế hoạch sản suất chủng loại sản phẩm, kế hoạch tiếp thị bán hàng , lượng cho toàn đường cán SV:Mai Văn Phương 99 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Sơ đồ hệ thống quản lý công ty HỘI ĐỒG QUẢN TRỊ GIÁM ĐỐC P GIÁM ĐỐC KỸ THUẬT SẢN XUẤT Lớp CNVL & Cán KL PHÒNG KINH DOANH PHÒNG HÀNH CHIÍNH NHÂN SỰ 100 PHÒNG KẾ TOÁN PHÒNG CHẤT LƯỢNG PHÒNG BẢO TRÌ PHÒNG KỸ THUẬT PHÒNG SẢN XUẤT SV:Mai Văn Phương P GIÁM ĐỐC ĐIỀU HÀNH Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội * Tổ chức sản xuất + Tổ chức sản xuất coi hợp lý khi: Nó gọn nhẹ, linh động đảm bảo doanh nghiệp tồn phát triển + Với nhà máy có tổ chức sản xuất tốt có lợi ích sau: - ổn định nâng cao chất lượng hàng hóa - Kiểm soát chặt chẽ chất lượng loại vật tư, phụ kiện nhà cung cấp - Giảm chi phí sản xuất dẫn đến giá thành sản phẩm cạnh tranh - Quản lý sản xuất trình quản lý từ khâu đầu vào tới lúc sản xuất sản phẩm Nghiên cứu thị trường Xem xét điều kiện công nghệ Lập dự án Đưa sản phẩm thị trường vào sản xuất (theo dõi kiểm tra) Tính thiết kế Đưa Việc đầu tư thiết kế phải phù hợp với quy trình công nghệ nhằm đạt hiệu kinh tế cao Song yếu tố người quan trọng định tồn nhà máy Bảng 5.3 Bảng phân công lao động Hệ thống Số lao động Trình độ lao động Đại học Cao đẳng Trung cấp STT quản lý Giám đốc 1 0 Trợ lý giám đốc 2 0 Phó giám đốc 2 0 Phòng sản xuất 2 SV:Mai Văn Phương 101 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phòng KSC Phòng bảo trì 12 Tổ 2 Tổ điện Phòng nhân Phòng kinh doanh Phòng kế hoạch V.T Vật tư Kho 2 Lái xe 1 Kế hoạch 1 Ca sản xuất 24 14 Tổ lò nung 2 Tổ cán 12 Tổ sản phẩm 2 Tổ cầu trục 2 Tổng ba ca sản xuất 72 27 42 11 Tổng cộng 120 23 49 48 12 % 100 19,2 40,8 40 Tóm lại: Vấn đề hoạch định kinh tế vấn đề quan doanh nghiệp Nó đóng vai trò sống để tồn doanh nghiệp Nó trực tiếp hay gián tiếp liên quan đến nhiều đến vấn đề khác doanh nghiệp nói chung xã hội nói chung Vì phải có phương pháp xác để hoạch định phần tài cho công ty Tuy nhiên, vấn đề quan trọng phải thiết kế phần công nghệ thiết bị cho phù hợp với tình hình mức vốn đầu tư yêu cầu SV:Mai Văn Phương 102 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội kỹ thuật Còn phần hoạch đinh kinh tế bước tính tương đối 5.3 Các biện pháp an toàn lao động Trong nhà máy cán thép, khả sảy tai nạn lớn , tai nạn nhiều nguyên nhân khác Để tránh điều đáng tiếc xảy , người lao động người có trách nhiệm nhà máy cần có ý thức cao,để đảm bảo an toàn cho cho người Sau số nguyên tắc an toàn chung nhà máy + Tất người trước vào công ty thép làm việc , thực tập… Nhất thiết phải huấn luyệ quy trình , quy tắc an toàn , quy trình kỹ thuật vệ sinh công nghiệp + Khi học tập xong phải kiểm tra , làm giấy cam đoan…đạt yêu cầu bố trí công viêc Những người thay đổi công tác sang công tác khác , cần phải học tập kiểm tra cương vị công tác mới, đạt yêu cầu công tác.Nếu chưa đạt phải kiểm tra lại , kiểm tra lần mà không đạt nhiệm vụ không nhận công tác + Nghiêm cấm người sau không vào công ty: Người uống rượu bia say, người bị bệnh tâm thần , bệnh mãn tính kinh niên không thích hợp với môi trường nóng độc + Những người thực tập thăm quan nhà máy cần phải có thủ tục sau: Giấy giới thiêu ,mục đích thực tập, cá nhân , tập thể.Được đồng ý lãnh đạo phòng ban…và cán phòng ban hướng dẫn thăm quan tuân thủ hướng dẫn bảo người hướng dẫn thăm quan.Nghiêm cấm hình thức chuyển giao tài liệu ,bản vẽ cho khách thăm quan chưa đồng ý nhà máy + Trong nhà máy người tuân thủ quy định sau:Quần áo phải gọ gàng,phải đeo giầy đội mũ bảo hiểm, cấm guốc dép lê,cấm lại khu vực mà người hướng dẫn khồn cho phép,cấm mang chất nổ chất dễ cháy vào nhà máy, cấm quay phim chụp ảnh thiết bị chưa phép, + Khi lại nhà máy, phải ý tới xe nâng , xe cẩu cẩu hàng Nếu phương tiên xe ô tô tốc độ tối đa không 5km/h Nghiêm cấm xe đạp , xe may nhà máy +Khi làm việc vào ban đêm, cần người làm công việc để đảm bảo an toàn cho người lao động SV:Mai Văn Phương 103 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội + Cấm vào chạm biến thế, trạm điện ( trừ người phép vào kiểm tra sữa chữa có đủ thủ tục chuyên môn chấp hành quy phạm quóc gia ban hành.) + Các loại thiết bị ,xe loại có cấu an toàn Nếu cấu làm việc không tốt hư hỏng , mát thiết bị phải ngừng hoạt động , người vận hành thiết bị có nhiệm vụ báo lên cho người có trách nhiệm để kịp thời khắc phục + Khi xảy cố phải nhanh chóng khắc phục + Khi thấy người bị điện giật nhanh chóng cắt cầu giao điện sơ cứu người bị nạn + Dụng cụ phòng cháy chữa cháy khu vực khu vực phải chịu trách nhiệm ,và thực đầy đủ điểm sau: đầy đủ số lượng chất lượng, để nơi quy định,biết bảo quản sử dụng tốt,không chỗ khác , thường xuyên kiêm tra bảo đảm sử dụng tốt tình bất thường + Hộp cứu hỏa , van nước cứu hỏa phải thường xuyên kiểm tra đảm bảo sử dụng tốt tình bất thường +Kho , tủ phận nhà máy phải xếp gọn gàng , ngăn nắp + Vệ sinh lao động bảo hộ lao động: Tổ chức khám sức khỏe theo định kỳ để phát ngăn ngừa bệnh nghề nghiệp kịp thời Trang bảo hộ tập thể : Dụng cụ cách điện , bình cứu hỏa chuông , còi báo hiệu… Điều tra khai báo kịp thời tai nạn lao động Tìm nguyên nhân có biện pháp ngăn ngừa kịp thời tai nạn lao động Trang bị bảo hộ cá nhân ,lập kế hoạch điều tra điều kiên làm việc cụ thể công nhân để có kế hoạch trang bị bảo hộ lao động : Gang tay , quần áo dày mũ… SV:Mai Văn Phương 104 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội KẾT LUẬN - Sau khoảng thời gian làm việc tích cực với kiến thức học với giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn Th.s.Phạm Văn Côi, toàn thể thầy cô giáo môn CHVL Cán KL em hoàn thành đồ án tốt nghiệp, với đề tài " Thiết kế xưởng cán hình sản sản xuất sản phẩm thép tròn xây dựng , góc U,I suất khoảng 180000 tấn/năm Tính công nghệ cán thép dây Ф6,5.D12.thép góc N9 " rút vài nhận xét sau: Đây đề tài mang tính thực tế cao đặc biệt phù hợp với mô hình sản xuất Việt Nam - Trên sở nghiên cứu, phân tích đánh giá công nghệ, thiết bị cho sản xuất em lựa chọn quy trình công nghệ hợp lý Em tính toán thông số công nghệ, thông số lượng Các thông số đánh giá kiểm mghiệm Trong đồ án em tính toán chọn công suất động Các tiêu kinh tế, kỹ thuật vấn đề môi trường xưởng cán thép - Do đồ án tốt nghiệp, thời gian có hạn nên tránh khỏi sai sót Em mong nhận đuợc thông cảm, đóng góp ý kiến thầy cô bạn đọc để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SV:Mai Văn Phương 105 Lớp CNVL & Cán KL Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS TS Phan Văn Hạ "phương pháp thiết kế lỗ hình trục cán" Nhà xuất khoa học kỹ thuật - 1998 PGS TS Hà Tiến Hoàng "Thiết bị khí xưởng cán" Nhà xuất khoa học kỹ thuật - 2006 Đỗ Hữu Nhơn, Đỗ Thành Dũng, Phan Văn Hạ " Công nghệ cán kim loại " Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội - 2000 Đỗ Hữu Nhơn "Thiết kế chế tạo máy cán thép thiết bị cán thép nhà máy cán thép" Nhà xuất khoa học kỹ thuật - 2006 PGS.TS Đào Minh Ngừng - GS.TS Nguyễn Trọng Giảng " Lý thuyết cán" Nhà xuất giáo dục - 2007 Trịnh Chất - Lê Văn Uyên " Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí " Nhà xuất giáo dục - 2000 SV:Mai Văn Phương 106 Lớp CNVL & Cán KL