Tính công nghệ cán liên tục thép vằn d20 từ phôi thép CT5, kích thước 150x150x6000 mm và kiểm tra bền một số chi tiết cơ bản giá cán đứng 2 trục d500 mm

Đối với sản phẩm thép vằn trong đề tài được giao thì loại thép này có ứng dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình dân dụng như làm trụ cốt chống đỡ toàn bộ kết cấu ngôi nhà, và trong các loại máy móc thiết bị. Nhận thấy được tầm quan trọng của sản phẩm thép vằn trong cuộc sống nên em sẽ tiến hành thiết kế sản phẩm trên cơ sở các dư liệu của đề tài “ Tính công nghệ cán liên tục thép vằn D20 từ phôi thép CT5 từ kích thước 150x150x6000mm và kiểm tra độ bền của một số chi tiết cơ bản giá cán đứng 2 trục D500mm “ dưới sự hướng dẫn của cô TS.Đặng Thị Hồng Huế. Từ việc tính toán các hệ thống lỗ hình, tính toán thông số công nghệ năng lượng và đa nghiệm bền tất cả các chi tiết, cho nên kết quả đưa ra là rất tin cậy. Nội dung thực hiện: gồm 4 chương và một phần kết luận • Chương 1: Tổng quan về tình hình sản xuất thép ở Việt Nam • Chương 2: Phân tích công nghệ và lựa chọn sơ đồ cán • Chương 3: Tính toán thông số hình học, công nghệ và năng lượng • Chương 4: Lựa chọn và tính toán nghiệm bền của một số chi tiết của giá cán • Kết luận

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT THÉP Ở VIỆT NAM

Công nghệ và thiết bị cán thép hiện nay

1.1.1 Tình hình sản xuất thép trên thế giới

Ngành công nghiệp thép toàn cầu đang đối mặt với những thách thức do đại dịch COVID-19, dẫn đến sự suy giảm nhu cầu thép trong nửa đầu năm 2020 Mặc dù sự sụt giảm này diễn ra chậm hơn so với dự kiến tăng trưởng năm 2019, nhưng tác động đến nhu cầu thép có thể sẽ ít nghiêm trọng hơn so với cuộc khủng hoảng tài chính toàn cầu năm 2008/9 Ngành thép vẫn giữ vai trò quan trọng trong xã hội hiện đại, và các sản phẩm thép sẽ là nền tảng cho quá trình phục hồi kinh tế.

Trong đại dịch, ngành thép đã nhanh chóng và hiệu quả triển khai các biện pháp cần thiết để bảo vệ sức khỏe và sự an toàn của người lao động cũng như khách hàng Đảm bảo an toàn là ưu tiên hàng đầu, ngành công nghiệp thép đã thực hiện các biện pháp bảo vệ con người tại các nhà máy và văn phòng.

Sản lượng thép thô toàn cầu từ 64 quốc gia báo cáo với Hiệp hội Thép thế giới (worldsteel) đạt 137,1 triệu tấn vào tháng 4 năm 2020, giảm 13,0% so với cùng kỳ tháng 4 năm trước.

Năm 2019, do những khó khăn do đại dịch COVID-19 gây ra, nhiều số liệu trong tháng này chỉ là ước tính và có thể được điều chỉnh trong bản cập nhật sản xuất vào tháng tới.

Vào tháng 4 năm 2020, Trung Quốc sản xuất 85,0 triệu tấn thép thô, tăng 0,2% so với cùng kỳ năm 2019 Trong khi đó, Ấn Độ ghi nhận sản lượng chỉ đạt 3,1 triệu tấn, giảm 65,2% so với tháng 4 năm 2019 Nhật Bản cũng trải qua sự sụt giảm với 6,6 triệu tấn thép thô, giảm 23,5% so với năm trước Tại Liên minh Châu Âu, sản lượng thép ước tính đạt 10,7 triệu tấn, giảm 22,9% so với tháng 4 năm 2019 Hoa Kỳ sản xuất 5,0 triệu tấn thép thô, giảm 32,5% so với cùng kỳ năm 2019, trong khi sản xuất tại C.I.S ước tính đạt 6,6 triệu tấn, giảm 22,6% Ukraine sản xuất 1,4 triệu tấn thép thô trong cùng tháng.

Vào tháng 4 năm 2020, sản lượng thép thô của Việt Nam giảm 30,9% so với tháng 4 năm 2019, đạt 1,8 triệu tấn Tương tự, Brazil cũng ghi nhận sản xuất 1,8 triệu tấn thép thô, giảm 39,0% so với cùng kỳ năm trước Trong khi đó, Thổ Nhĩ Kỳ sản xuất 2,2 triệu tấn thép thô, giảm 26,3% so với tháng 4 năm 2019.

1.1.2 Tình hình sản xuất thép trong nước

Hiện nay, Việt Nam có nhiều nhà máy liên doanh với nước ngoài, sử dụng công nghệ và thiết bị hiện đại Tổng công ty Thép Việt Nam (VNSTEEL) được thành lập từ sự hợp nhất của Tổng công ty Kim khí và Tổng công ty Thép, đánh dấu một bước quan trọng trong lịch sử phát triển của ngành thép và công nghiệp luyện kim tại Việt Nam VNSTEEL hiện hoạt động theo mô hình Công ty cổ phần, với hơn 50 đơn vị trực thuộc, công ty con và công ty liên kết, tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển của ngành công nghiệp thép trong nước.

Công ty cổ phần thép Hòa Phát dẫn đầu thị trường thép tại Việt Nam với ba cơ sở sản xuất đặt tại Hưng Yên, Hải Dương và Dung Quất.

Công ty cổ phần thép Hưng Yên đang vận hành hai nhà máy sản xuất phôi thép và cán thép tại Hưng Yên Nhà máy Phôi thép ở KCN Phố Nối A được đầu tư 13 triệu USD với công suất 250.000 tấn/năm và dây chuyền hiện đại Nhà máy cán thép tại KCN Như Quỳnh sử dụng dây chuyền tiên tiến nhất từ Danieli (Italia) với công suất 300.000 tấn/năm Sản phẩm chính của công ty là thép cốt bê tông cán nóng, bao gồm thép cuộn đường kính Ф6mm, Ф8mm, Ф10mm, cuộn D8mm gai và thép thanh vằn với đường kính từ D10mm đến D55mm.

Công ty CP Thép Hòa Phát Dung Quất, được thành lập vào tháng 2/2017 với vốn điều lệ 10.000 tỷ đồng, là chủ đầu tư xây dựng và vận hành Khu liên hợp sản xuất Gang thép Hòa Phát tại Khu kinh tế Dung Quất, tỉnh Quảng Ngãi Dự án này mang tính chiến lược quan trọng, khi hoàn thành sẽ củng cố vị thế của công ty như một nhà sản xuất thép hàng đầu khu vực Đông Nam Á.

10 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61

Tập đoàn Hòa Phát đã đầu tư 52.000 tỷ đồng vào Khu liên hợp sản xuất gang thép Hòa Phát Dung Quất, với công suất thiết kế 4 triệu tấn/năm, chủ yếu sản xuất thép xây dựng, thép cuộn chất lượng cao và thép cuộn cán nóng Công nghệ lò cao khép kín được áp dụng tại đây là mô hình tiên tiến, hiện đại, thân thiện với môi trường, sử dụng công nghệ dập coke khô và tái sử dụng hoàn toàn nhiệt và khí thải Hệ thống cảng biển nước sâu cho phép tàu trên 100.000 tấn cập bến, thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm Dự án đã được Thủ tướng Chính phủ chấp thuận đầu tư vào ngày 25/1/2017 và được tỉnh Quảng Ngãi cấp chứng nhận đầu tư vào 6/2/2017, chia thành 2 giai đoạn Giai đoạn 1, kéo dài 24 tháng từ tháng 2/2017, sẽ sản xuất 2 triệu tấn/năm thép dài, trong khi giai đoạn 2, bắt đầu từ tháng 8/2017, sẽ sản xuất 2 triệu tấn/năm thép dẹt Dự kiến, toàn bộ dự án sẽ hoàn thành và đi vào sản xuất vào cuối năm 2019.

Công ty cổ phần thép Hòa Phát Hải Dương, thành lập tháng 8/2007, là chủ đầu tư dự án khu liên hợp sản xuất gang thép Hòa Phát tại Kinh Môn, Hải Dương, nhằm trở thành nhà sản xuất thép hàng đầu Việt Nam Khu liên hợp sử dụng công nghệ lò cao với công suất thiết kế lên đến 1.700.000 tấn/năm Tính đến nay, cả ba giai đoạn đầu tư của khu liên hợp đã hoàn thành, nâng công suất sản xuất thép xây dựng của Hòa Phát lên 2 triệu tấn/năm từ quý I/2016 Mô hình khu liên hợp được đánh giá là đồng bộ, hiện đại và quy mô lớn nhất Việt Nam hiện nay.

Pomina là thương hiệu sắt thép uy tín tại Việt Nam, nổi bật với việc trở thành nhà máy đầu tiên ở phía Nam đạt chứng chỉ ISO 9001 và ISO 14001 về chất lượng và môi trường Được thành lập với tiêu chí chất lượng sản phẩm là yếu tố sống còn, Pomina đã tạo nên sự khác biệt so với các nhà máy thép khác Công ty áp dụng công nghệ tiên tiến để sản xuất các sản phẩm chất lượng cao như thép cuộn, thép trơn và thép thanh vằn với các mác SD390, SD490, Gr60, được in logo và dấu nổi trên từng sản phẩm Ngoài ra, Pomina còn cung cấp đa dạng sản phẩm như thép góc, thép dẹt, thép chữ U, tất cả đều đạt tiêu chuẩn quốc tế và có doanh thu cao trên thị trường toàn cầu.

Xu hướng phát triển của nhà nước và sự phát triển của ngành thép xây dựng

Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa, với ngành xây dựng phát triển mạnh mẽ để đầu tư cơ sở hạ tầng Sự phát triển này thúc đẩy ngành thép nội địa cạnh tranh với thép nhập khẩu từ Trung Quốc, Ấn Độ và các nước khác Do đó, sản xuất thép vằn trở nên quan trọng và hợp lý trong bối cảnh hiện tại Chính sách của Đảng và Nhà nước cũng đặt ngành thép Việt Nam vào danh sách 10 ngành ưu tiên, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển bền vững của ngành này.

Kết luận

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập kinh tế toàn cầu, ngành thép Việt Nam đang phải đối mặt với nhiều khó khăn và thách thức, đặc biệt là các quy định nghiêm ngặt về chất lượng và giá thành sản phẩm.

Để ngành thép phát triển bền vững và nâng cao tính cạnh tranh, cần xây dựng các nhà máy với dây chuyền công nghệ hiện đại, khả năng tự động hóa cao và đặc biệt là thân thiện với môi trường Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu "Tính công nghệ cán liên".

12 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 tục thép vằn D20 từ phôi thép CT5 từ kích thước 150x150x6000mm” rất phù hợp với nhu cầu thực tiễn hiện nay

PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÁN

Việc tính số lần cán là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của sản phẩm và hiệu quả kinh tế Nếu số lần cán được chọn ngẫu nhiên, sẽ khó khăn trong việc xác định mức độ biến dạng, thiết bị cần thiết trong xưởng, cũng như số lượng công nhân vận hành máy cán Số lần cán quá ít hoặc quá nhiều có thể dẫn đến tổn thất kinh tế và hư hại cho máy móc Do đó, cần tính toán chính xác số lần cán để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Phôi thép là thép CT5 có kích thước 150x150x6000mm để cán sản phẩm thép vằn D20 Thành phần hóa học của mác thép được ghi dưới bảng 2.1:

Mác Thép Tiêu chuẩn sản phẩm

Hàm lượng các nguyên tố

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của mác thép CT5-TCVN1650-85

Số lần cán được tính theo công thức: log log log o n tb

Trông đó: 𝐹 0 , 𝐹 𝑛 là diện tích phôi ban đầu và sản phẩm ở trạng thái nóng à 𝑡𝑏 là hệ số gión dài trung bỡnh trờn cỏc lần cỏn

Từ số liệu đề bài cho ta tính được 𝐹 0 0×1,013×150×1,013#088,8025 (𝑚𝑚 2 )

Với 1,013 là hệ số giãn nở khi nung nóng thép Đối với sản phẩm D20 ta có: 𝑑 20 =1,013× 𝑑 0 =1,013×20 ,26 (mm)

Tiết diện sản phẩm cán: 𝐹 𝑛 =𝑑 20 2 × 𝜋

Chọn à 𝑡𝑏 =1,3 với mỏc thộp CT5 cho sản phẩm thộp vằn

Số lần cán với sản phẩm thép vằn D20 là: log 23088,8025 log 322,38

16, 28 log1,3 n= − vì là dây truyền cán liên tục nên số lần cán sẽ là n

Hệ số giãn dài tổng là 0 23088,8025

  = F =  , kết quả này sẽ dùng làm căn cứ để lựa chọn hệ số giãn dài cho các lần cán

2.1.2 lựa chọn hệ thống lỗ hình

Với hệ số à tb = 1,3 ta lựa chọn hệ thống lỗ hỡnh cho dõy chuyền cỏn như sau:

Cán thô: hệ thống hộp chữ nhật – hộp vuông

Cán trung, tinh: hệ thống oval – tròn

Hệ thống lỗ hình hộp chữ nhật – hộp vuông tại các giá K1 đến K2

Hình 2.1 Hệ thống lỗ hình hộp chữ nhật - hình hộp vuông

Nhiệm vụ chính là giảm nhanh kích thước của phôi thỏi, nhằm đưa phôi về hình dạng gần giống với lỗ hình thành phẩm hoặc phù hợp với các yêu cầu của lỗ hình thành phẩm.

Hệ thống lỗ hình cán thô yêu cầu phải có lượng ép lớn, khả năng khử vẩy rèn tốt và điều chỉnh trục hiệu quả Ngoài ra, việc vận hành trên giá cán 2 trục cần được thực hiện một cách dễ dàng và có khả năng cơ khí hóa tốt.

Việc lựa chọn lỗ hình cán thô được xác định bởi loại máy cán, mức độ biến dạng của phôi kim loại, công dụng và yêu cầu thành phẩm, cũng như tính chất vững vàng của vật cán trong lỗ hình Dựa trên những tiêu chí này, hệ thống lỗ hình cán thô được khuyến nghị là hộp chữ nhật hoặc hộp vuông, mang lại nhiều ưu điểm trong quá trình sản xuất.

− Ít khoét sâu vào trục, độ sâu rãnh nhỏ

− Cho phép cán với lượng ép lớn

− Biến dạng đồng đều và tiêu hao ít năng lượng

− Năng suất cao, dễ dàng tự động, chế tạo nhanh

− Tạo thành lỗi khi quá điền đầy

− Lệch phôi khi di chuyển qua các giá

Khó nhận được phôi chính xác

Hệ thống lỗ hình oval– tròn từ giá K3 – K16

Hình 2.2 Hệ thống lỗ hình oval – tròn Ưu điểm:

− Không có các góc cạnh sắc, đảm bảo nguội đều và chất lượng bề mặt tốt

− Lượng ép phân bố đều nên khắc phục được ứng suất dư trong thép cán

− Ít bị mài mòn so với hệ thống lỗ hình oval – vuông

− Khó đưa phôi vào lỗ hình tròn

− Phôi dễ bị vặn trong quá trình cán

− Hệ số biến dạng không quá lớn

2.1.3 Phân bố nhiệt độ và hệ số giãn dài qua các giá cán

➢ Cơ sở lựa chọn nhiệt độ cán:

Nhiệt độ cán của thép CT5 được xác định dựa trên hàm lượng cacbon có trong thép, kết hợp với giản đồ trạng thái Fe – C Điều này cho phép xác định khoảng nhiệt độ cán, nhiệt độ nung và nhiệt độ kết thúc cán một cách chính xác.

− Theo giản đồ pha từ ta rút ra được nhiệt độ cán là Tcán = 905 ÷ 1150 o C Nhiệt độ nung trong lò Tnung = 1250 o C

− Sau khi từ lò nung ra phôi có nhiệt độ 1250 o C, tới giá cán K1 phôi còn 1150 o C÷ 1145 o C, sau đó chọn nhiệt độ giảm dần qua các giá cán khoảng 10-20 o C/giá

➢ Cơ sở lựa chọn hệ số giãn dài:

Đối với hai giá cán thô K1 và K2, nhiệm vụ chính là đánh vẩy cán và cán định hình, do đó lượng ép ở hai giá này không nên vượt quá mức 1,20 đến 1,35 Nếu lượng ép quá thấp, quá trình cán sẽ không phá vỡ được cấu trúc thép, ảnh hưởng xấu đến các lần cán tiếp theo Ngược lại, nếu lượng ép quá lớn, lớp vảy rèn sẽ bị ép chặt vào phôi, gây ra khuyết tật và làm tăng nguy cơ sự cố trong quá trình cán.

Khi sử dụng giá cán thô từ K3 đến K6, nên chọn hệ số giãn dài từ 1,38 đến 1,43 để giảm nhanh tiết diện của phôi Việc này tận dụng nhiệt độ cao của phôi trong quá trình cán, khi mà quá trình đã ổn định.

Trong quá trình cán trung từ K7 đến K16, hệ số giãn dài được chọn là  = 1,2 ÷ 1,35 Xu hướng này có chiều hướng giảm dần do nhiệt độ của phôi cán giảm, dẫn đến việc tăng trở kháng biến dạng.

− Phân bố hệ số dãn dài phải đảm bảo điều kiện:

− Từ các điều kiện về hệ số giãn dài và nhiệt độ cán, các thông số cho quá trình cán được cho dưới bảng sau:

Bảng 2.2 Phân bố hệ số giãn dài qua các giá cán

Giá cán Hình dạng lỗ hình

Tiết diện F (mm 2 ) Đường kinh trục

Kiểm tra lại hệ số giãn dài, ta có:

𝜇 ∑ = 𝜇 1 × 𝜇 2 × … × 𝜇 16 = 71,32 chênh lệch so với điều kiện không nhiều Nên có thể áp dụng cho quá trình cán sản phẩm thép vằn D20

Hình 2.3 Đồ thị phân bố hệ số giãn dài trong từng lần cán

2.2 Lựa chọn quy trình công nghệ và sơ đồ cán

2.2.1 Quy trình công nghệ cán sản phẩm thép vằn D20

Hình 2.4 Quy trình công nghệ cán sản phẩm thép vằn D20

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 hệ s ố g iãn dà i lần cán

Cắt phân đoạn (10) Đóng bó, nhập kho (14)

Giải thích quy trình công nghệ:

Nguyên liệu đầu vào cho phôi thép được nhập khẩu từ nước ngoài hoặc được sản xuất từ nguyên liệu nội địa Phôi đầu vào là CT5 với kích thước 150×150×6000 mm, có thành phần và chất lượng được kiểm tra kỹ lưỡng và làm sạch trước khi được đưa vào lò nung liên tục.

Quá trình nạp phôi có thể được thực hiện thủ công bởi công nhân hoặc tự động hóa khi quá trình cán ổn định và chất lượng phôi đầu vào được đảm bảo Lúc này, nhiệt độ của phôi tương đương với nhiệt độ môi trường.

Quá trình nung trong lò được thực hiện nghiêm ngặt với việc sử dụng khí CO kết hợp với khí thiên nhiên và dầu phun, tạo thành nhiên liệu kép giúp nâng cao hiệu suất nhiệt và tiết kiệm chi phí Nhiên liệu được phun vào lò qua 14 - 16 mỏ đốt bố trí xung quanh, trong đó lò được chia thành 3 vùng: vùng sấy có nhiệt độ từ 700 đến 900 độ C, và các vùng nung khác.

Lò nung hoạt động ở nhiệt độ từ 1100 đến 1200 độ C, với vùng đồng đều nhiệt đạt 1250 độ C Phôi được di chuyển qua các vùng trong lò nhờ hệ thống đáy bước, xếp thành hàng vuông góc với hướng dịch chuyển Lò có khả năng chứa tối đa 80 phôi Sau khi nung, phôi được đưa ra ngoài thông qua hệ thống cần đẩy kết hợp với dàn còn lăn Cửa lò được trang bị thiết bị cạo xỉ bằng xích, và quá trình ra vào phôi diễn ra tuần tự, mỗi phôi ra sẽ có một phôi khác vào.

Trước khi phôi được đưa vào cụm giá cán thô, nó sẽ trải qua quá trình điều chỉnh và định hình tại máy đẩy tiếp (prinron 0), đồng thời cạo bớt lớp xỉ đúc.

(5) khi xảy ra sự tương tác giữa phôi và máy Sau đó phôi được đưa vào gồm 5 giá cán

Hệ thống lỗ hình và kích thước được thiết kế chung cho tất cả các sản phẩm cán, với các giá đứng nằm xen kẽ Các giá này có kích thước lớn để đảm bảo độ cứng vững, đặc biệt là từ K3 đến K5 do lượng ép lớn Nhiệt độ bắt đầu quá trình cán là 1150°C và kết thúc ở giá K5 khoảng 1090°C.

Sau khi hoàn tất quá trình cán phôi, đầu và đuôi phôi được cắt bằng máy cắt trục khủy số 1 để dễ dàng đưa vào cụm giá cán trung Điều này là cần thiết vì sau khi cán tại giá cán thô, đầu và cuối phôi mất nhiệt nhiều hơn, dẫn đến quá trình biến dạng khác biệt so với phần giữa của phôi.

TÍNH TOÁN THÔNG SỐ HÌNH HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ NĂNG LƯỢNG

LƯỢNG 3.1 Tính toán các thông số hình học

3.1.1 Tính các thông số của hệ thống lỗ hình

𝑑 16 𝑛𝑔𝑜à𝑖 " (mm) Đường kính lỗ hình trung bình: 𝑑 𝑡𝑏16 = 19+22

2 ,5(mm) Đường kính làm việc của trục cán 𝐷 𝐾16 =𝐷 16 -0,8×𝑑 𝑡𝑏16 80-0,8×20,563,6(mm) Khe hở trục: 𝑆 16 =(0,008÷0,012)× 𝐷 𝐾16 = 3 (mm)

Chiều rộng lỗ hình: 𝐵 𝐾16 =1,12×𝑑 𝑡𝑏16 -0,5×𝑆 16 !,46 (mm)

Bán kính góc lượn miệng lỗ hình: 𝑟 16 =(0,08÷0.1)× 𝑑 16 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 =2 mm

Hình 3.1 Lỗ hình tinh tròn giá K16

➢ Lỗ hình oval trước tinh K15

Bán kính góc lượn r 15 =(0,1 0,15) h 15 =1,8 mm

= =  −  − mm Đường kính làm việc: 15 15 2 15 15 2 18 3

Hình 3.2 Lỗ hình trước tinh giá K15

➢ Lỗ hình tròn trước trước tinh K14:

Diện tích lỗ hình trước tinh là: F 14 =   14 F 15 G0, 03(mm 2 )

25 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đường kinh lỗ hình: 14 4 14 4 470,03

  Đường kính làm việc: D k14 = D 14 – 0,8×d 14= 380 – 0,8 × 24,46 = 360,43(mm)

Bán kinh góc lượn miệng lỗ hình: r 14 = (0,08  0,1) ×d 14 = 2(mm)

Chiều rộng lỗ hình: 𝐵 𝑘14 =1,12×𝑑 14 – 0,5×S14= 25,89(mm)

Tiết diện lỗ hình: 𝐹 13 = 𝜇 14 × 𝐹 14 = 568,74 (mm 2 )

26 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đường kính làm việc: 13 13 2 13 13 2 22,014 3

Bán kinh lỗ hình oval:

Diện tích lỗ hình trước tinh là: F 12 =   12 F 13 i3,86(mm 2 ) Đường kinh lỗ hình: 12 4 12 4 693,86

  Đường kính làm việc: D k12 = D 12 – 0,8×d 12= 380 – 0,8 × 29,72 = 356,22(mm)

Bán kinh góc lượn miệng lỗ hình: r 12 = (0,08  0,1) ×d 12 = 2,5(mm)

Chiều rộng lỗ hình: 𝐵 𝑘12 =1,12×𝑑 12 – 0,5×S12= 31,29(mm)

+  + (mm) Đường kính làm việc: 11 11 2 11 11 2 26,75 4

Diện tích lỗ hình trước tinh là: F 10 =   10 F 11 92, 7(mm 2 ) Đường kinh lỗ hình: 10 4 10 4 1092, 7

= =   Đường kính làm việc: D k10 = D 10 – 0,8×d 10= 380 – 0,8 ×37,3 = 350,16(mm)

Chiều rộng lỗ hình: 𝐵 𝑘10 =1,12×𝑑 10 – 0,5×S10=1,12×37,3-0,5×4= 39,78(mm)

  Đường kính làm việc: D k8 = D 8 – 0,8×d 8= 380 – 0,8 ×49,05 = 340,76(mm)

Bán kinh góc lượn miệng lỗ hình: r 8 = (0,08  0,1) ×d 8 = 4(mm)

  Đường kính làm việc: D k6 = D 6 – 0,8×d 6= 500 – 0,8 ×65,97 = 447,22(mm)

Diện tích lỗ hình trước tinh là: F 4 =   4 F 5 f98, 69(mm 2 ) Đường kinh lỗ hình: 4 4 5 4 6698,69

= =   Đường kính làm việc: D k4 = D 4 – 0,8×d 4= 500 – 0,8 ×92,35 = 426,12(mm)

Chiều rộng lỗ hình: 𝐵 𝑘4 =1,12×𝑑 4 – 0,5×S4=1,12×92,35-0,5×5,11= 100,88(mm)

➢ Lỗ hình hộp chữ nhật K1

Có lượng giãn rộng thực tế:  = − =b 1 b 1 C 177,9 150− ',9 (mm)

Chiều rộng đáy lỗ hình chữ nhật: b k 1 =(0,95 1)  =b 1 177,9 (mm)

Chiều rộng miệng lỗ hình chữ nhật: b ' k 1 = +  = b 1 b 1 177, 9 27, 9 + = 205,8(mm)

Khe hở trục: S 1 =(0,15 0,3)  =h 1 25(mm) Đường kính làm việc: 𝐷 𝐾1 = 𝐷 1 − ℎ 1 = 500 − 104,65 = 395,35 (mm)

Bán kính góc lượn đáy: R 1 =(0,12 0, 2) b k 1 %(mm)

Bán kính góc lượn miệng: R 1 ' = (0, 08 0,12)   b k 1 ' = 19 (mm)

37 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Độ lõm: 𝑡 1 = 5 (𝑚𝑚)

Góc nghiêng thành lỗ hình:

Hình 3.15 Lỗ hình hộp chữ nhật K1

Cạnh của lỗ hình: 𝐶 2 = √𝐹 2 = √13792,59 = 117,44 mm

Chiều cao và chiều rộng lỗ hình: b2 = h2 = c2 = 117,44 (mm) Đường kính trục làm việc: Dlv = D2 – h2 = 500 – 117,44 = 382,56 (mm)

Khe hở giữa hai trục cán được tính là 𝑆 2 = (0,15 ÷ 0,30) × ℎ 2 = 0,2 × 117,44 = 23,48 mm Chiều rộng đáy lỗ hình là 𝑏 𝑘2 = (0,95 ÷ 1,00) × 𝑏 2 = 1 × 117,44 = 117,44 mm Chiều rộng miệng lỗ hình được xác định là 𝑏 𝑘2 ′ = 𝑏 2 + 𝛥𝑏 2 = 117,44 + 12,79 = 130,23 mm Bán kính lượn đáy lỗ hình là 𝑅 1 = (0,12 ÷ 0,20) × 𝑏 𝑘2 = 0,15 × 117,44 = 17,62 mm Cuối cùng, bán kính miệng lỗ hình được tính là 𝑅′ 2 = (0,08 ÷ 0,12) × 𝑏 ′ 𝑘2 = 0,1 × 130,23 = 13 mm.

38 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Độ lõm: 𝑡 2 = 5 (𝑚𝑚)

Góc nghiêng thành lỗ hình:

Hình 3.16 Lỗ hình hộp vuông K2

Tính toán tương tự, các thông số hình học của các lỗ hình còn lại được ghi dưới bảng sau :

Bảng 3.1 Các thông số hình học từ giá cán K1-K6

Giá h (mm) 𝑏 𝑘 (mm) 𝑏′ 𝑘 (mm) S (mm) R’

Bảng 3.2 Các thông số hình học từ giá cán K7 – K16

Lượng giãn rộng thực tế btt : Δbtt = bi – bi-1 (2.1)

Lượng giãn rộng lý thuyết: lt tb tb lv

➢ Kiểm tra điều kiện giãn rộng tại lỗ hình chữ nhật K1

Lượng gian rộng thực tế: btt = 177,9 – 150 = 27,9 (mm)

Lượng gian rộng lý thuyết tinh theo công thức (2.2): tb1 1 1 lt1 tb1

2 2 tb b b b = + = + = mm Độ dài cung ăn: R lv  = 197,675 x 0,48 = 94,88 (mm)

So sánh thấy: btb > R lv , lấy n = 2

Thay vào công thức (2.2) ta tính được ∆blt

So sánh: blt < btt nên đủ điều kiện giãn rộng của phôi cán trong lỗ hình

➢ Kiểm tra điều kiện gian rộng tại lỗ hình hộp vuông K2

Lượng gian rộng thực tế ở lỗ K2: Δbtt = b2 – h1 = 117,44– 104,65 = 12,79(mm)

Lượng gian rộng lý thuyết tinh theo công thức (2.2): tb2 2 2 lt2 tb2

2 2 tb h b b = + = + = (mm) Độ dài cung ăn: 𝑅 𝑙𝑣 × 𝛼 = 191,28 × 0,56 = 107,12 (mm)

Thay vào công thức (2.2) ta tinh được ∆blt

So sánh: blt < btt nên đủ điều kiện giãn rộng của phôi cán trong lỗ hình

➢ Kiểm tra giãn rộng lỗ hình tinh K16

Lượng giãn rộng thực tế: ∆𝑏 𝑡𝑡 = d16 – h15 -18=2 (mm)

Lượng giãn rộng lí thuyết tính theo công thức: tb16 16 16 lt16 tb16

+  + +      Trong đó: ktrΔb là hệ số cản trở biến dạng k ∆b tr 16 = 𝑑 16 − ℎ 15

Chiều rộng trung bình vùng biến dạng: btb = 𝑑 16 + ℎ 15

2 = 19 (mm) Đường kính làm việc của lỗ hình: DK1663,6 (mm)

𝐷 𝑙𝑣 = 0,233 (rad) Độ dài cung: Rlv.α= 363,6x 0,5 x 0,233 = 42,38(mm)

43 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đảm bảo điều kiện giãn rộng

➢ Kiểm tra lỗ hình trước tinh K15

Lượng giãn rộng thực tế: ∆𝑏 𝑡𝑡 = b15-d14 = 29,88-24,46 =5,42 (mm)

Lượng giãn rộng lí thuyết tính theo công thức tb15 15 15 lt15 tb15

+  + +      Trong đó: ktrΔb là hệ số cản trở biến dạng k ∆b tr 21 = 𝑑 14 − 𝑏 15

Chiều rộng trung bình vùng biến dạng: btb = 𝑑 14 + ℎ 15

2 = 27,17 (mm) Đường kính làm việc của lỗ hình: Dk1567 (mm)

𝐷 𝑙𝑣 = 0,188 (rad) Độ dài cung: Rlv.α= 367 x 0,5 x 0,188 = 34,44

∆𝑏 𝑡𝑡 =5,42 (mm) > Δblt= 3,7 (mm) Đảm bảo điều kiện giãn rộng

Tính toán tương tự cho các lỗ hình còn lại, ta thu được kết quả kiểm tra độ giãn rộng như trong bảng sau :

Bảng 3.3 Kết quả kiểm tra giãn rộng trên các lần cán

Giá ∆h (mm) R lv (mm) 𝜶 (rad) b tb (mm) ∆b lt (mm) ∆b tt (mm)

3.2 Tính toán các thông số công nghệ

3.2.1 Tốc độ cán trên các giá cán Điều kiện thể tích không đổi:

F V k =F V k = =F V k =C (2.3) Trong đó :F F 1 , 2 , ,F n là diện tích tiết diện trên các giá

V V 1 , 2 , , V n là tốc độ trên các giá k k 1 , 2 , ,k n là các hệ số xét đến lượng vượt trước trong quá trình cán

C là hằng số thiết kế lỗ hình

Hằng số thiết kế lỗ hình : C 1 =C 2 = = C

Tốc độ cán trên giá cán thứ i là :

= (mm/s) (2.4) Trong đó : Dlv là đường kính làm việc của trục cán ở giá cán (mm) n i là số vòng quay của các trục ở các giá (v/p) n i = i 60 i i lvi lvi

Tại giá cán tròn tinh K16

Chọn vận tốc ở giá cán tinh K16 là: V 16 /m s000mm s/

Hằng số cán tại giá cán K16 là:

𝐶 16 = 𝐹 16 × 𝐷 𝑙𝑣16 × 𝑛 16 = 323,71 × 363,6 × 630,32 = 74189267 Áp dụng các công thức trên, ta tính được vận tốc cán tại các giá như bảng sau:

Bảng 3.4 Tốc độ cán ở các giá cán

Lần cán Tốc độ quay n (v/ph) Vận tốc cán V

Chiều dài phôi cán khi đi qua lỗ hình thứ i được tính theo CT sau:

L i = i L i − 1 (mm) (2.6) Trong đó: Li-1 - Chiều dài phôi trước khi cán; mm

Li - Chiều dài sản phẩm sau khi cán; mm

Thời gian cán được tính theo công thức: i c i t L

= V (s) (2.7) Trong đó: Li - Chiều dài vật cán sau lần cán thứ i; (mm)

Vi - Tốc độ của giá cán thứ i; (mm/s) Áp dụng tính toán cho giá cán K1:

Phôi ban đầu có chiều dài 6m = 6000mm

Chiều dài phụi sau mỗi lần cỏn là: L1 = L0ìà1 = 6000x1.24 = 7440 (mm)

Thời gian cán phôi lần thứ nhất: 1 1

Tính toán tương tự cho các lần cán sau, ta thu được thời gian cán ở các giá cán như sau:

Bảng 3.5 Thời gian cán trên mỗi giá cán

Giá cán Hệ số giãn dài

3.2.3 Thời gian phôi chuyển động giữa các giá

Thời gian nghỉ giữa các giá tính theo công thức:

Trong đó: 𝑉 𝑖 - vận tốc của phôi cán ra khỏi giá i (m/s)

𝑋 𝑖,𝑖+1 - là khoảng cách giữa hai giá i và (i+1) (m) Ở hàng giá cán thô ta chọn X = 2.5m

Khoảng cách chuyển tiếp giữa giá cán thô và trung đầu tiên được xác định là 6m do lắp đặt máy cắt Đối với hàng giá cán trung - tinh, khoảng cách được chọn là 4m.

Dựa vào CT (2.8) và các thông số trên ta có bảng giá trị thời gian phôi chuyển động trên các giá cán:

Bảng 3.6 Thời gian nghỉ giữa các giá cán

Cụm giá cán Khoảng cách giữa các giá (mm)

Vận tốc (mm/s) Thời gian nghỉ (s)

3.2.4 Chu kỳ và năng suất cán

Từ số liệu tính toán về thời gian cán, ta lập được sơ đồ chu kỳ cán như sau:

Hình 3.17 Biểu đồ chu kỳ cán sản phẩm thép vằn D20

Chọn thời gian cách phôi là 5s

Nhịp cán được tính theo công thức: T nhipcan =t c 1 + =5 35, 66 5+ @, 66 (s)

Chu kì cán được tính theo: T ck 5,66 49,88 85,54+ = (s)

Năng suất cán trong 1 giờ là:

= T (T/h) (2.9) Trong đó: T chu kỳ cán (s)

Năng suất cán trong 1 giờ là:

Năng suất cán trong 1 năm là:

A = A K t (T/năm) (2.10) Trong đó: K là hệ số hữu ích sử dụng kim loại, K = 0,95 t là thời gian làm việc của máy cán trong 1 năm

 là hệ số sử dụng máy, = 0,9

Thời gian cán trong nhà máy phụ thuộc vào kế hoạch sản xuất và sự ổn định của thiết bị, thường không đạt tối đa Thực tế, các nhà máy cán hoạt động liên tục 3 ca mỗi ngày, với thời gian dừng dây chuyền chỉ khoảng 2-3 ngày mỗi tháng để bảo trì, thay đổi sản phẩm và xử lý sự cố Dựa trên tình hình sản xuất thực tế, thời gian cán được ước tính trong 1 năm là 316 ngày.

Thời gian làm việc trong 1 năm là:

Năng suất nhà máy đạt được trong 1 năm, tính theo CT (2.10)

3.3 Tính toán các thông số năng lượng

Lực cán, hay còn gọi là áp lực toàn phần của kim loại, là lực tác dụng lên trục cán trong quá trình cán Khi kim loại được cán, nó tạo ra một lực phân bố lên trục cán Tổng hợp các lực phân bố này sẽ tạo thành áp lực toàn phần của kim loại tác động lên trục Công thức tính lực cán được sử dụng để xác định giá trị này.

Trong đó Ptb: Áp lực đơn vị hay áp lực trung bình (kG/mm 2 )

Ftx- Diện tích tiếp xúc giữa kim loại và bề mặt trục cán (mm 2 )

2 × √𝑅 × ∆ℎ (mm 2 ) Trong đó: R- bán kính làm việc của trục cán (mm) b1,b2- chiều rộng của vật cán trước và sau khi cán (mm) Δh- lượng ép của lỗ hình (mm)

Đến thời điểm hiện tại, chưa tồn tại công thức lý thuyết hoàn chỉnh nào để tính Ptb, và phần lớn các phép tính đều dựa vào các công thức thực nghiệm Trong bài viết này, chúng ta sẽ áp dụng công thức thực nghiệm do tác giả Bagunop đề xuất để thực hiện tính toán.

Tch- nhiệt độ nóng chảy của thép, Ϭb- giới hạn bền của thép (kg/mm 2 )

𝑓 - hệ số ma sát giữa mặt trục và kim loại h1,h2- chiều dài trước và sau khi cán (mm)

√𝑅 ∆ℎ- chiều dài cung tiếp xúc (mm)

Vì ta sử dụng phôi CT3, CT5 tra giản đồ sắt cacbon ta có Tch30 o C

Trong quy trình cán nóng, hệ số ma sát giữa mặt trục và kim loại dao động từ 0,36 đến 0,47 Đồng thời, giới hạn bền của thép được ghi nhận là ϬbEkG/mm², theo tài liệu trong sách Công nghệ cán kim loại.

Nhiệt độ cán: Tc150 o C áp dụng CT:

Tính tương tự cho các lỗ hình còn lại ta có bảng phân bố áp lực trung bình và áp lực cán:

Bảng 3 7 Phân bố áp lực trung bình và áp lực cán

F (mm²) Áp lực trung bình P tb

(kG/mm²) Áp lực cán

3.3.2 Mô men và công suất của động cơ

Mô men cán do lực cán sinh ra, được tính theo công thức sau:

Trong đó: Pc là lực cán (T) a là cánh tay đòn (mm)

Mô men ma sát khi cán bao gồm 2 thành phần là:

Ma sát sinh ra tại cổ trục cán ( Mms1)

Ma sát sinh ra tại các chi tiết quay khác ( Mms2)

Trong đó: f ' là hệ số ma sát tại cổ trục, chọn f ' =0,004

55 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 d là đường kính cổ trục, d=0,6D (mm)

Mô men tĩnh trên trục động cơ 0

Trong đó:  là hệ số truyền động hữu ích,  =0,9 i là tỷ số truyền của động cơ đến trục cán dc c i n

= n (2.26) n dc là vận tốc quay của động cơ (v/p) n c là vận tốc quay của trục cán (v/p)

Tốc độ cần thiết của động cơ n dc = i n c (2.27)

Công suất của động cơ ( )

Sau khi tính toán chính xác công suất động cơ và tra bảng chọn loại động cơ, cần lưu ý đến hệ số an toàn và quá tải (K) để đảm bảo động cơ không bị cháy hay hư hỏng Hệ số K thường được lấy trong khoảng từ 1.2 đến 1.5 Đối với giá cán đầu tiên, ta có thể tính toán được các số liệu cụ thể.

10, 08 i = Mô men tĩnh trên trục động cơ là

Công suất cần thiết đối với lần cán đầu tiền

Chọn hệ số an toàn K = 1,5 thì công suất đông cơ cần chọn

Mô men và công suất động cơ cho từng giá cán được tính tương tự, số liệu được ghi như bảng sau:

Bảng 3 8 Mô men và công suất động cơ trong dây truyền cán

Trong chương 2, chúng ta đã hoàn tất việc tính toán các thông số cần thiết cho dây chuyền cán liên tục thép vằn D20, bao gồm kích thước lỗ hình, điều kiện giãn rộng, tốc độ cán trên mỗi giá, nhiệt độ và thời gian cán, áp lực cán, mô men cán và công suất động cơ Dựa trên các tính toán này, chúng ta đã chọn được các loại động cơ dẫn động phù hợp, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu và tiết kiệm chi phí đầu tư Năng suất tính toán đạt khoảng 600.000 tấn/năm.

Dựa trên các kết quả về lực cán và các thông số công nghệ, chúng ta sẽ tiến hành thực hiện nghiệm bền trong chương 3 để xác định khả năng hoạt động của các thiết bị trong nhà máy cán.

LỰA CHỌN VÀ TÍNH TOÁN, NGHIỆM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA GIÁ CÁN ĐỨNG D500

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tiến hành kiểm tra độ bền của một số chi tiết cơ bản trong giá cán trục đứng thuộc dãy cán thô Cụ thể, chúng ta sẽ tập trung vào việc kiểm tra bền của trục cán và giá cán của thiết bị D500 Đặc biệt, chúng ta sẽ lựa chọn lỗ hình ở lần cán thứ hai trên trục cán đứng, với đường kính được xác định.

Trục cán 500 mm được chọn để đảm bảo độ bền, vì đây là trục chịu lực lớn nhất trong số các trục đáp ứng yêu cầu đề bài Hơn nữa, nếu trục này hoạt động ổn định, có thể kết luận rằng các giá cán trung khác cũng sẽ hoạt động hiệu quả.

Bảng 4.1 Thông số năng lượng tại giá K2

Lần cán Áp lực cán P c (T)

Mô men tĩnh đông cơ M tđc

4.1 Kích thước cơ bản của trục cán

Sử dụng các công thức tính toán trong TLTK (5), ta có: Đường kính trục cán D = 500 (mm)

Chiều dài bề mặt làm việc của trục cán Llv = (1,6÷2,5)×D = 1000 (mm) Đường kính cổ trục d = (0,55÷0,65)×D = 0,6×500 = 300 (mm)

Chiều dài cổ trục cán l = (1,0÷1,4)×d = 360 (mm)

Bán kính lượn vành trục R = 0,15×D = 0,15×500 = 75(mm)

Bán kính lượn cổ trục r = (0,1÷0,15)×d = 36(mm)

Khoảng cách từ mặt thân trục đến điểm đặt lực c = 𝑑

59 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Đường kính đầu nối của trục cán d1 = (0,6÷0,75)×d = 225 (mm)

Chiều dài khớp nối l2 = d1 = 225 (mm)

Khoảng cách giữa 2 cổ trục a = Llv + l + R = 1000+ 360 + 75 = 1435(mm)

Khi làm việc, trục cán bị lực cán Pmax tác dụng lên trục Khi đó, thân trục cán bị uốn, tạđầu nối trục thì chịu uốn thuần túy

Hình 4.1 Trục cán trung và biểu đồ momen tác dụng lực lên nó

Ta nghiệm bền thân trục theo điều kiện uốn:

60 Mai Trần Quân ̶ CHVL&Cán KL K61 Điều kiện bền 𝜎 𝑢 = 𝑀 𝑢

0.1𝐷 3 ≤ [𝜎 𝑢 ] (3.0) Trong đó: 𝑀 𝑢 là mô men uốn do lực cán gây ra

P là lực cán lớn nhất lên trục cán giá K2

𝑥 là khoảng cách giữa hai điểm đặt lực và ổ trục, chọn 𝑥 = 𝑎

𝑎 là khoảng cách giữa 2 ổ đỡ

Theo các công thức trên, ta tính toán được:

Vậy đồ bền uốn thỏa mã điều kiện

4.2.2Nghiệm bền cổ trục cán

Tại cổ trục cán, chịu cả mô men uốn và mô men xoắn, cần tiến hành nghiệm bền theo ứng suất tương đương Điều kiện ứng suất tương đương này đặc biệt quan trọng đối với trụ gang.

Trong đó: 𝜎 𝑢 là độ bền uốn, 3 3 3 ( 2 )

𝑀 𝑥 là mô men xoắn tác dụng lên cổ trục, 𝑀 𝑥 = 1,4𝑀 𝑐 (T.m) Ứng suất tương đương giới hạn là [𝜎 𝑡𝑑 ] = (35 ÷ 40) (𝑘𝐺/𝑚𝑚 2 ) Ứng suất tương đương trong trường hợp này là:

Vậy cổ trụ cán là đủ bền

4.2.3Nghiệm bền tại đầu nối cổ trục

Tại đầu nối cổ trục, chỉ có mô men xoắn thuần túy tác động, do đó cần kiểm tra độ bền theo tiêu chí độ bền xoắn 𝜏 𝑥 ′ Độ bền xoắn giới hạn được xác định là [𝜏 𝑥 ′ ] = 5 (kG/𝑚𝑚 2).

Vậy tại đầu nối cổ trục đủ bền

4.3 Nghiệm bền thân gián cán D500

4.3.1.Đặc điểm thân giá cán

Giá cán không thân sử dụng bốn cơ cấu trục vít – đai ốc được lắp ghép chính xác, tạo thành bốn trụ đỡ tại bốn góc Loại truyền động này có kết cấu đơn giản, gọn gàng, cho khả năng chịu tải lớn và di chuyển chính xác.

Tuy nhiên cần đảm bảo bôi trơn định kỳ trong khi sử dụng, nhằm tránh hiện tượng hao mòn

4.3.2.Tính toán, thiết kế hệ trục vít – đai ốc

Để giảm chiều dày vật liệu trong quá trình cán, người ta sử dụng hai vít nén lắp đặt trên hai thanh ngang của giá cán Nhiệm vụ chính của các vít nén này là điều chỉnh lượng ép theo thiết kế và công nghệ đã tính toán Việc điều chỉnh vít nén diễn ra dễ dàng, với một đầu tỳ vào gối đỡ trục trên qua cốc an toàn, trong khi đầu còn lại được kết nối với bánh vít dẫn động quay từ động cơ vào máy.

Vít ép gồm ba đoạn: đoạn đầu lắp ráp với bánh vít theo tính toán chi tiết máy, đoạn cuối áp chặt vào cốc an toàn và tỳ vào gối trục Đặc biệt, đoạn giữa có ren và được kết nối với mũ ốc bằng đồng để điều chỉnh lượng ép một cách hiệu quả.

Ren trong vít ép và mũ ốc thường là loại ren hình thang đỡ chặn một phía, giúp chống rơ và lỏng khi hoạt động Vật liệu cho trục vít nên là thép 40CrNi, trong khi đai ốc nên được làm từ đồng thanh BrAl9Fe3, với áp suất cho phép [q] nằm trong khoảng (12 ÷ 13) MPa.

Hình 4.2 Vít nén và cơ cấu điều chỉnh lượng ép

Hình 4.3 Vít nén và và các thông số kích thước

Dựa vào TLTK [3] ta chọn kích thước cho ren răng cưa: d tb =(0,55 0,62) d 6 (mm) Trong đó: dtb là đường kính vòng chia của ren d là đường kính cổ trục cán

Tra theo bảng tiêu chuẩn về ren hình thang theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 209:1966, ta tìm được: Đường kính chân ren d 1 = 171 mm Đường kính đỉnh ren d 0 = 180 mm

Bước ren p = 8mm; Bước vít p h =  =  =z h p 1 8 8mm ( Chọn số mối ren z h =1 để đảm bảo tính tự hãm)

Khi làm việc vít luôn chịu nén nên ta nghiệm bền vít theo độ bền nén

Trong đó: Q là áp lực tác dụng lên vít nén,

Từ đó ta tính được: 2 2 3 2   2

Vậy vít nén đảm bảo điều kiện nén, làm việc đủ tốt, đủ bền b Đai ốc

Đai ốc thường được chế tạo từ đồng thau hoặc đồng thanh nhằm giảm thiểu ma sát Khi vít nén quay trên bề mặt ren của trục, nó sẽ trượt lên bề mặt ren của đai ốc, dẫn đến việc ma sát giữa hai bề mặt ren có thể gây mòn.

Nghiệm bền đai ốc theo điều kiện về độ bền kéo, độ bền cắt và độ bền dập Độ bền kéo: 2 2   2

Trong đó: D 3 là đường kính đai ốc (mm); D 3 =(1,5 1,8 ) d tb )0mm

D là đường kính vít nén (mm)

Trong đó: h là chiều cao đai ốc; h=(0,95 1,1  ) D 300mm

Thay số vào (3.5), ta có: 4 ( 2 )  

Vậy đai ốc đảm bảo đủ các điều kiện, nên làm việc đủ bền, đủ tốt

Trục cán tiếp nhận cả lực tác dụng hướng tâm và cả lực dọc trục cho nên ta cần chọn cả hai loại ổ bi đỡ và ổ bi chặn

Trong đó: V là hệ số kể đến vòng nào quay, ở giá cán đang xét thì vòng trong của ổ quay theo trục, cho nên ta chọn V = 1,5

Lực hướng tâm F r được xác định với điều kiện F r > P c / 2 hoặc F r ≤ 6(kN) Hệ số k t, phản ánh ảnh hưởng của nhiệt độ, được chọn là 1 khi nhiệt độ của vòng bi không vượt quá 100˚C Hệ số k d, liên quan đến đặc tính tải trọng của ổ, được chọn là 2 Sau khi thay số liệu vào công thức (3.7), ta có kết quả cụ thể.

Sau khi thực hiện nghiệm bền, chúng tôi kết luận rằng việc chọn đường kính trục cán ban đầu cho các giá cán thô, trung và tinh hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu về độ bền.

Kết quả nghiệm bền cho thấy giá cán đáp ứng điều kiện bền

Trong đồ án, khi xác định lực cán lớn nhất cho từng loại giá cán đáp ứng điều kiện làm việc, các giá cán khác cũng sẽ đảm bảo các tiêu chí bền vững để hoạt động hiệu quả.

Sau khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ "Tính công nghệ cán liên tục thép vằn D20 từ phôi thép CT5 kích thước 150x150x6000mm", đề tài này mang tính thực tiễn cao và rất cần thiết cho ngành công nghiệp sản xuất thép tại Việt Nam hiện nay.

Đề tài đã thực hiện tính toán toàn bộ các thông số công nghệ, năng lượng và chỉ tiêu kinh tế cho sản phẩm thép D20, loại thép được sử dụng phổ biến trong các công trình xây dựng hiện đại Các thông số công nghệ được xác định chính xác theo yêu cầu thiết kế và đã trải qua quá trình đánh giá, kiểm tra kỹ lưỡng, đảm bảo các thiết bị đạt tiêu chuẩn nghiệm bền Nhờ đó, việc tính toán và lựa chọn công suất thiết bị cơ khí được thực hiện một cách hợp lý.

Năng suất ước tính đạt khoảng 600.000 tấn mỗi năm, phản ánh mức độ hiện đại của dây chuyền thiết kế, phù hợp với nhu cầu tiêu thụ và xuất khẩu thép xây dựng hiện nay.

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	1,73 MB