🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán Ebooks Nhóm Zalo 1 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Ch−¬ng 1 Tæng quan vÒ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c¸n 1.1. 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−: ngµnh chÕ t¹o m¸y, cÇu ®−êng, c«ng nghiÖp «t«, m¸y ®iÖn, x©y dùng, quèc phßng... bao gåm kim lo¹i ®en vµ kim lo¹i mµu. S¶n phÈm c¸n cã thÓ ph©n lo¹i theo thµnh phÇn ho¸ häc, theo c«ng dông cña s¶n phÈm, theo vËt liÖu... Tuy nhiªn, chñ yÕu ng−êi ta ph©n lo¹i dùa vµo h×nh d¸ng, tiÕt diÖn ngang cña s¶n phÈm vµ chóng ®−îc chia thµnh 4 lo¹i chÝnh sau: 1.1.1. 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, ch÷ nhËt, dÑt, lôc l¨ng, tam gi¸c, gãc.. H.1.1. C¸c lo¹i thÐp h×nh ®¬n gi¶n. 🗍 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. H.1.2. C¸c lo¹i thÐp h×nh phøc t¹p Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 2 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 1.1.2. 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 ⎟ 60 mm; B = 600 ⎟ 5.000 mm; 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 ⎟ 0,2 mm; B = 200 ⎟ 1.500 mm; L = 4000 ⎟ 60.000 mm. 1.1.3. ThÐp èng §−îc sö dông nhiÒu trong c¸c ngµng c«ng nghiÖp dÇu khÝ, thuû lîi, x©y dùng... Chóng ®−îc chia thµnh 2 nhãm: 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. 1.1.4. 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. H.1.3. Mét sè lo¹i s¶n phÈm c¸n ®Æc biÖt Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 3 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 1.2. m¸y c¸n 1.2.1. C¸c bé phËn chÝnh cña m¸y c¸n H.1.4. S¬ ®å m¸y c¸n I- nguåin ®éng lùc; II- HÖ thèng truyÒn ®éng; III- Gi¸ c¸n 1: Trôc c¸n; 2: NÒn gi¸ c¸n; 3: Trôc truyÒn; 4: Khíp nèi trôc truyÒn; 5: Th©n gi¸ c¸n; 6: B¸nh r¨ng ch÷ V; 7: Khíp nèi trôc; 8:Gi¸ c¸n; 9: Hép ph©n lùc; 10: Hép gi¶m tèc; 11: Khíp nèi; 12: §éng c¬ ®iÖn 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. 1.2.2. 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 ph−¬ng ph¸p bè trÝ trôc c¸n, theo vÞ trÝ trôc c¸n. a/ Ph©n lo¹i theo c«ng dông: 🗍 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. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 4 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 🗑 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 a b. c e d f H.1.5- Ph©n lo¹i m¸y c¸n theo c¸ch bè trÝ gi¸ c¸n 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, f-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 (f): 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 vµ v lµ tiÕt diÖn cña vËt c¸n vµ vËn tèc c¸n cña c¸c gi¸ c¸n t−¬ng øng. c) Ph©n lo¹i theo sè l−îng vµ sù bè trÝ trôc c¸n 🗍 M¸y c¸n 2 trôc ®¶o chiÒu: 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 Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 5 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n dïng nhiÒu khi c¸n tÊm nãng vµ nguéi. H.1.6. C¸c lo¹i gi¸ c¸n a: Gi¸ c¸n 2 trôc; b: gi¸ c¸n 3 trôc; c: Gi¸ c¸n 3 trôc lauta; d: Gi¸ c¸n 4 trôc 🖵 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. H.1.7. S¬ ®å m¸y c¸n hµnh tinh 1: Lß nung liªn tôc; 2: Trôc c¸n ph¸ (chñ ®éng); 3: M¸y dÉn ph«i (dÉn h−íng); 4: Trôc c¸n hµnh tinh; 5: Trôc tùa; 6: Trôc lµ s¶n phÈm. 🖷 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 Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 6 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 1.3. 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... 1.3.1. Quy tr×nh c«ng nghÖ c¸n thÐp c¸c bon vµ thÐp hîp kim thÊp a/ S¬ ®å c«ng nghÖ h×nh 1.8a: 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. Thái ®óc Nung nãng thái ®óc Lµm ®iÒu nhiÖt C¸n ph¸ hoÆc c¸n ph«i tÊm C¸n trªn m¸y c¸n liªn tôc Lµm nguéi s¶n phÈm KiÓm tra, tinh chØnh Thµnh phÈm a/ b/ C¸n ph«i C¾t, lµm nguéi, kiÓm tra, lµm s¹ch Nung ph«i Lµm nguéi C¾t ®Çu rãt, lµm s¹ch bavia Nung thái ®óc c/ C¸n ra s¶n phÈm Lµm nguéi, tinh chØnh KiÓm tra, lµm s¹ch Thµnh phÈm H.1.8. S¬ ®å c«ng nghÖ c¸n thÐp c¸c bon vµ hîp kim thÊp. b/ S¬ ®å c«ng nghÖ h×nh 1.8b: Dïng cho quy tr×nh c«ng nghÖ c¸n thÐp h×nh trung b×nh. Còng cã thÓ c¸n trªn m¸y c¸n ph¸ hoÆc c¸n ph«i cã ®−êng kÝnh trôc D = 650 ⎟ 900 mm. Thái ®óc träng l−îng nhá. Khi c¸n ph¶i t¨ng nhiÖt 2 ⎟ 3 lÇn. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 7 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n c/ S¬ ®å c«ng nghÖ h×nh 1.6c: Dïng cho quy tr×nh c«ng nghÖ c¸n thÐp h×nh cì nhá. Quy tr×nh nµy chØ cã 1 lÇn nung ph«i, qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ng¾n h¬n. C¸c m¸y c¸n ®−îc bè trÝ hµng. Tuy nhiªn chÊt l−îng s¶n phÈm kh«ng cao. 1.3.2. Quy tr×nh c«ng nghÖ c¸n thÐp hîp kim Trong qu¸ tr×nh c¸n thÐp hîp kim, cã mét sè c«ng ®o¹n ñ trung gian v× sau khi qua mét sè lÇn c¸n bÒ mÆt cña thÐp hîp kim bÞ biÕn cøng lín cÇn ph¶i ñ ®Ó lµm mÒm kim lo¹i l¹i, gi¶m néi lùc, lµm thµnh phÇn ho¸ häc cña c¸c nguyªn tè hîp kim vµ tæ chøc h¹t ®Òu. Thái ®óc Thái ®óc ë tr¹ng th¸i nãng T¨ng nhiÖt trong lß giÕng C¸n ph¸ Ðp rÌn C¾t ph«i, lµm nguéi ñ (nÕu cÇn) Lµm nguéi thái ®óc ñ (nÕu cÇn) KiÓm tra, lµm s¹ch Nung thái ®óc C¸n ph¸ Ðp rÌn C¾t ph«i, lµm nguéi TÈy röa axÝt (tÈm thùc) KiÓm tra, lµm s¹ch Nung ph«i C¸n thµnh s¶n phÈm C¾t, lµm nguéi NhiÖt luyÖn, tÈy röa axÝt KiÓm tra, lµm s¹ch Thµnh phÈm H×nh 1.9. Quy tr×nh c«ng nghÖ c¸n thÐp hîp kim. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 8 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n a/ Quy tr×nh c«ng nghÖ theo s¬ ®å h×nh 1.9a: th−êng ®−îc dïng trong c¸c nhµ m¸y luyÖn kim hiÖn ®¹i cã dïng m¸y c¸n ph¸ Blumin. Thái ®óc ®−îc nung nãng trong lß giÕng råi ®−a ra c¸n hay rÌn trªn m¸y bóa. Quy tr×nh c«ng nghÖ nµy ®ßi hái tay nghÒ cña c«ng nh©n cao, ph−¬ng ph¸p nÊu luyÖn chÝnh x¸c vµ b¶o ®¶m chÊt l−îng. Thái ®óc ph¶i Ýt khuyÕt tËt. Tuy nhiªn nã cã −u ®iÓm lµ kh«ng mÊt thêi gian lµm nguéi, kh«ng cÇn ñ trung gian, qu¸ tr×nh c¸n ng¾n vµ cã n¨ng suÊt cao. b/ Quy tr×nh c«ng nghÖ theo s¬ ®å h×nh 1.9b: Sau khi ph«i ®óc nguéi hoµn toµn, ta tiÕn hµnh kiÓm tra bÒ mÆt vµ khö c¸c khuyÕt tËt (nÕu cã). Qu¸ tr×nh lµm nguéi rÊt quan träng, nÕu nguéi nhanh sÏ ho¸ tr¾ng. Trong qu¸ tr×nh c¸n ph¶i tiÕn hµnh ñ trung gian ®Ó kim lo¹i dÎo h¬n vµ gi¶m trë kh¸ng biÕn d¹ng. 1.4. Ph«i thÐp ®óc Tïy theo tÝnh chÊt cña tõng nhµ m¸y, h×nh d¸ng, kÝch th−íc cña s¶n phÈm mµ ph«i ban ®Çu lµ thái ®óc hoÆc lµ ph«i ®· qua c¸n. Suy cho cïng vËt liÖu ban ®Çu cña s¶n xuÊt c¸n lµ thái ®óc. 1.4.1. H×nh d¹ng vµ khèi l−îng cña thái ®óc H×nh d¹ng vµ khèi l−îng cña thái ®óc phô thuéc vµo tÝnh chÊt s¶n xuÊt cña tõng nhµ m¸y. a/ H×nh d¹ng tiÕt diÖn cña thái ®óc Thái ®óc cã tiÕt diÖn ch÷ nhËt vµ vu«ng ®−îc dïng réng r·i v× Ýt nøt vµ x−íc khi ®óc, vËn chuyÓn thuËn lîi, vËt c¸n dÔ ¨n vµo trôc vµ cøng v÷ng trong lç h×nh. a/b/ H.1.10: a. h×nh d¹ng thái ®óc; b. tiÕt diÖn thái ®óc. b/ Träng l−îng cña thái ®óc Träng l−îng cña thái ®óc cã ¶nh h−ëng lín ®Õn chÊt l−îng kim lo¹i. Thái ®óc cµng lín th× thµnh phÇn ho¸ häc vµ c¸c tÝnh chÊt vËt lý cµng kh«ng ®ång nhÊt; ®Æc biÖt lµ c¸c thái ®óc cã chøa nhiÒu Cr, Ni, W... Dùa vµo l−îng chøa c¸c nguyªn tè hîp kim mµ träng l−îng thái ®óc cã c¸c lo¹i: - ThÐp hîp kim cao cÊp vµ thÐp ®Æc biÖt: 200 ⎟ 500 kg. - Thái thÐp hîp kim cao: 500 ⎟ 3.500 kg. - Thái thÐp hîp kim trung b×nh: 3.500 ⎟ 5.500 kg. - Thái thÐp hîp kim thÊp vµ thÐp c¸c bon: 7 ⎟ 20 tÊn, cã khi ®Õn 100 tÊn. Ngoµi ra, thái thÐp ®óc cßn phô thuéc vµo kÝch th−íc vµ lo¹i m¸y c¸n. HiÖn nay Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 9 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n thái thÐp ®óc thÐp c¸cbon cã khèi l−îng tõ 10 ⎟ 72 tÊn dïng cho m¸y c¸n ph«i thái; m¸y c¸n ph«i tÊm cã thái ®óc nÆng 40 ⎟ 45 tÊn. §èi víi ph«i tÊm dµy th× thái ®óc cã khi ®Õn 60 ⎟ 100 tÊn. a/ b/ H.1.11a. Khu«n ®óc thÐp s«i; b. Khu«n ®óc thÐp l¾ng 1.4.2. C¸c khuyÕt tËt cña thái ®óc KhuyÕt tËt cña thái ®óc ¶nh h−ëng lín ®Õn chÊt l−îng cña s¶n phÈm c¸n, nã lµ nguyªn nh©n g©y nªn phÕ phÈm vµ thø phÈm. Ngoµi ra khuyÕt tËt thái ®óc cßn lµm hao mßn thiÕt bÞ vµ nh÷ng háng hãc trong qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. Mét sè khuyÕt tËt th−êng gÆp lµ: a/ Thiªn tÝch Thiªn tÝch lµ sù kh«ng ®ång nhÊt vÒ thµnh phÇn ho¸ häc trong thái ®óc khi ®«ng ®Æc. Khi nguéi, thái ®óc nguéi tõ ngoµi vµo trong v× vËy mÆt ngoµi vµ ®Êy bao giê tËp chÊt còng Ýt h¬n c¸c n¬i kh¸c sinh ra thiªn tÝch vïng. Thái ®óc lín th× thiªn tÝch nhiÒu, thÐp hîp kim th× dÓ x¶y ra thiªn tÝch h¬n. Thiªn tÝch lµm cho c¸c phÇn cña thái ®óc cã thµnh phÇn kh¸c nhau, tÝnh n¨ng kh«ng gièng nhau, c¬, lý tÝnh gi¶m cã khi thµnh phÕ phÈm. b/ T¹p chÊt - phi kim lo¹i: Trong bÊt kú thái ®óc nµo còng tån t¹i t¹p chÊt phi kim lo¹i do 3 nguyªn nh©n sau: - XØ lÉn lén vµo kim lo¹i. - Do liªn kÕt ho¸ häc trong qu¸ tr×nh nÊu luyÖn. C¸c t¹p chÊt Al2O3, SiO2, MnO v.v...®−îc t¹o ra khi khö «xy trong gµu rãt. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 10 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n - Do c¸c liªn kÕt cña nh÷ng «xyt trªn mµ t¹o ra c¸c chÊt dÓ ch¸y. T¸c h¹i cña t¹p chÊt phi kim lo¹i lµ lµm cho c¬, lý tÝnh cña kim lo¹i gi¶m. c) Bät khÝ: nguyªn nh©n g©y ra bät khÝ lµ do khÝ bÞ lÉn vµo kim lo¹i láng khi rãt vµo khu«n. d/ Rç co: do thái ®óc khi lµm nguéi bªn ngoµi nguéi tr−íc bªn trong nªn khÝ bªn trong tho¸t ra ngoµi t¹o nªn. ®/ C¸c vÕt nøt nÎ: do bÒ mÆt thái ®óc kh«ng ®−îc b»ng ph¼ng; c¸c vÕt nøt ngang lµ do khe hë gi÷a mò gi÷ nhiÖt vµ th©n thái ®óc t¹o ra. C¸c vÕt nøt däc sinh ra khi tèc ®é lµm nguéi qu¸ lín. HiÖn t−îng nµy th−êng x¶y ra ë gê mÐp vµ c¹nh gãc lµ n¬i tËp trung øng suÊt vµ nguéi nhanh. C¸c vÕt nøt lín cã thÓ g©y nªn phÕ phÈm. e) Mµng cøng mÆt ngoµi: khi n−íc kim lo¹i rãt vµo khu«n víi tèc ®é vµ l−u l−îng lín nã sÏ b¾n lªn vµ dÝnh vµo thµnh khu«n vµ nguéi tr−íc t¹o thµnh mét mµng cøng b¸m vµo mÆt cña thái ®óc. CÇn ph¶i lµm s¹ch mµng cøng nµy råi míi tiÕn hµnh c¸n. f) Lâm co mÆt ngoµi: khi rãt kim lo¹i láng vµo khu«n, c¸c bÒ mÆt thái ®óc tiÕp xóc thµnh khu«n nguéi tr−íc, ë gi÷a nguéi sau nªn khi ®«ng ®Æc chóng co rót kÐo kim lo¹i phÝ trong líp vá ngoµi ®· ®«ng ®Æc t¹o nªn nh÷ng lâm co ë gÇn líp vá ngoµi. HiÖn t−îng nµy kh«ng nh÷ng g©y ra phÕ phÈm mµ cßn lµm h− háng bé phËn dÉn h−íng vµ lç h×nh trôc c¸n. 1.4.3. §iÒu kiÖn kü thuËt cña thái ®óc §iÒu kiÖn kü thuËt cña thái ®óc ph¶i ®−îc gi¸m ®èc th«ng qua trªn c¬ së quy ®Þnh chung cña nhµ n−íc. §iÒu kiÖn ®ã bao gåm nh÷ng ®iÓm tæng qu¸t sau: 🗍 B¶o ®¶m thµnh phÇn ho¸ häc, nÊu luyÖn ®óng m¸c thÐp quy ®Þnh. 📋 KÝch th−íc vµ h×nh d¸ng thái ®óc ®óng b¶n vÏ kü thuËt yªu cÇu. 🗑 BÒ mÆt thái ®óc ph¶i s¹ch, kh«ng bÞ khuyÕt tËt nÕu cã khuyÕt tËt bÒ mÆt ph¶i n»m trong ph¹m vi cho phÐp. VÕt nøt ph¶i < 3mm; nÕu >3 mm th× ph¶i khö s¹ch tr−íc khi c¸n. 🗔 Líp bät khÝ cña thÐp s«i kh«ng ®−îc c¸ch bÒ mÆt cña thái ®óc > 10 mm. 🖵 Ph¶i ®ãng m¸c thÐp vµ mÎ nÊu luyÖn thËt râ rµng. 🖶 Ph¶i cã c¸c chøng tõ th«ng kª tõ nÊu luyÖn, ®óc, kiÓm nghiÖm, thÝ nghiÖm, ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc, m¸c thÐp v.v... 🖷 §¸nh gi¸ chÊt l−îng thái ®óc vµ ®−a tíi ®Þa ®iÓm vËn chuyÓn sau khi nÊu luyÖn. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 11 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 1.4.4. Khö bá c¸c khuyÕt tËt cña thái ®óc vµ ph«i tr−íc khi c¸n §©y lµ mét viÖc v« cïng quan träng v× nã quyÕt ®Þnh tíi chÊt l−îng s¶n phÈm c¸n. N¾m v÷ng c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt vµ c¸c khuyÕt tËt, ta tiÕn hµnh khö bá c¸c khuyÕt tËt ®Æc biÖt lµ ë bÒ mÆt bªn ngoµi cña ph«i c¸n. a/ tr¹ng th¸i bÒ mÆt thái ®óc vµ ph«i tr−íc khi c¸n Trong gia c«ng kim lo¹i b»ng ¸p lùc th× viÖc nghiªn cøu sù ph©n bè øng suÊt ®ång ®Òu hay kh«ng cã mét tÇm quan träng to lín, nã quyÕt ®Þnh tíi n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng s¶n phÈm. Trong s¶n xuÊt c¸n còng vËy øng suÊt ph©n bè ®Òu th× s¶n phÈm kh«ng bÞ cong vªnh, nøt nÎ, bÒ mÆt nh½n bãng v.v...øng suÊt ph©n bè kh«ng ®Òu dÉn ®Õn phÕ phÈm. 🗍 Nh÷ng nguyªn nh©n ph©n bè øng suÊt kh«ng ®Òu bao gåm: - Do nhiÖt ®é nung kh«ng ®ång ®Òu. - Tæ chøc kim lo¹i sau kÕt tinh lÉn nhiÒu t¹p chÊt phi kim lo¹i, cã sù thiªn tÝch, cã sù kh¸c nhau vÒ c¬ lý tÝnh trong tõng tinh thÓ. - Do biÕn d¹ng cña kim lo¹i kh«ng ®ång ®Òu. - H×nh d¹ng dông cô gia c«ng, lùc ma s¸t v.v... 📋 C¸c khuyÕt tËt bÒ mÆt g©y ra sù tËp trung øng suÊt: ta biÕt r»ng c¸c khuyÕt tËt bÒ mÆt g©y ra sù tËp trung øng suÊt ë thái ®óc vµ ph«i. Ng−îc l¹i sù ph©n bè øng suÊt kh«ng ®Òu lµ nguyªn nh©n g©y ra c¸c khuyÕt tËt bÒ mÆt. V× vËy khi khö bá khuyÕt tËt bÒ mÆt ta hÕt søc chó ý víi nh÷ng biÖn ph¸p thÝch hîp. NÕu ta kh«ng thùc hiÖn ®óng th× ngay trong qu¸ tr×nh khö bá khuyÕt tËt vµ c¾t bá 2 ®Çu thái ®óc, c¸c gß mÐp v.v...l¹i g©y ra hiÖn t−îng tËp trung øng suÊt. b/ BiÖn ph¸p tæ chøc khö bá khuyÕt tËt Tuú thuéc vµo quy tr×nh c«ng nghÖ c¸n mµ ng−êi ta cã thÓ dïng c¸c biÖn ph¸p tæ chøc khö bá khuyÕt tËt kh¸c nhau. Nh×n chung cã c¸c biÖn ph¸p tæ chøc sau: - Dïng m¸y chuyªn dïng bè trÝ n»m trong trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt ®Ó khö bá c¸c khuyÕt tËt. - Khö bá khuyÕt tËt tr−íc khi ®−a vµo s¶n xuÊt. Qu¸ tr×nh nµy ph¶i tiÕn hµnh ë tr¹ng th¸i nguéi. - Khö khuyÕt tËt ë ph«i mµ ph«i nµy ®−îc c¸n tõ thái ®óc ch−a ®−îc khö khuyÕt tËt. Ngoµi c¸c biÖn ph¸p trªn ng−êi ta cßn ph¶i dùa vµo yªu cÇu cña s¶n phÈm bao gåm kÝch th−íc, chÊt l−îng vµ c¸c yªu cÇu ®Æc biÖt mµ khö khuyÕt tËt cña thái ®óc tr−íc khi c¸n vµ ph«i sa khi c¸n. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 12 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n §èi víi thÐp hîp kim viÖc khö bá khuyÕt tËt l¹i cµng quan träng vµ cÊp thiÕt. C¸c biÖn ph¸p ph¶i thËn träng vµ nhiÒu c«ng ®o¹n h¬n, cô thÓ gåm c¸c biÖn ph¸p sau: ⦸ ñ thái ®óc ®Ó khö c¸c øng suÊt d− vµ lµm mÒm kim lo¹i. 🙱 Gät ®Ïo khuyÕt tËt b»ng bóa h¬i. 🙴 C¾t b»ng khÝ. 🙲 TiÖn bãc hoµn toµn vá ngoµi cña thái ®óc (víi ph«i trßn cho c¸n èng). 🙳 Mµi, phay bÒ mÆt cho ®¹t yªu cÇu kü thuËt. c/ Mét sè ph−¬ng ph¸p khö bá khuyÕt tËt ⦸ ñ s¬ bé Víi môc ®Ých gi¶m vµ khö øng suÊt d− céng víi lµm mÒm kim lo¹i ®Ó gia c«ng c¬ khÝ ®−îc dÓ dµng vµ lµm gi¶m trë kh¸ng biÕn d¹ng cña kim lo¹i khi c¸n. ViÖc ñ kim lo¹i cµng cÇn thiÕt ®èi víi thÐp hîp kim, thÐp c¸cbon cao, thÐp giã, thÐp kh«ng gØ v.v... Qu¸ tr×nh ñ phô thuéc vµo thµnh phÇn ho¸ häc vµ kÝch th−íc cña thái ®óc mµ tiÕn hµnh theo nh÷ng biÓu ®å thêi gian vµ nhiÖt ®é trong c¸c lß nung (lß buång, lß giÕng). Ngoµi ra khi lÊy thái ®óc ra khái khu«n ta nªn lµm nguéi chËm ®Ó trnhs hiÖn t−îng r¹n nøt vµ xuÊt hiÖn c¸c ®ãm tr¾ng. ñ lµm cho thµnh phÇn ho¸ häc cña thái ®óc ®−îc ®ång ®Òu nhÊt lµ ë nhiÖt ®é (1050 ⎟ 11500C) th× thµnh phÇn cña kim lo¹i ph©n bè rÊt ®Òu. NhiÖt ®é ñ nªn lÊy tõ ®−êng AC1 trë lªn hoÆc kho¶ng gi÷a AC1-AC3 hoÆc AC1-ACm trong gi·n ®å tr¹ng th¸i Fe-C. 🙱 TÈm thùc (tÈy b»ng axÝt) TÈm thùc kim lo¹i th−êng dïng ®èi víi ph«i c¸n, ®«i khi còng dïng ®èi víi thái ®óc. Ta biÕt c¸c líp v¶y s¾t b¸m vµo bÒ mÆt ph«i c¸n chñ yÕu lµ Fe2O3 vµ FeO. Theo tµi liÖu nghiªn cøu th× Fe2O3 chiÕm kho¶ng (20 ⎟ 50)%, cßn FeO chiÕm kho¶ng (50 ⎟ 85)% v¶y s¾t. §Ó lµm c¸c líp v¶y s¾t nµy bong ra khái bÒ mÆt kim lo¹i ng−êi ta dïng c¸c axÝt H2SO4, HCL, HNO3 vµ c¸c muèi cña nã cho t¸c dông víi c¸c líp «xýt t¹o nªn v¶y s¾t ®ã. Ta th−êng dïng 2 ph−¬ng ph¸p tÈm thùc: - TÈm thùc b»ng ®iÖn ph©n ë nhiÖt ®é b×nh th−êng. - B»ng axÝt ®−îc nung nãng ë nhiÖt ®é tõ (80 ⎟ 85)0C Ph−¬ng ph¸p 1 ®−îc sö dông trong viÖc chÕ t¹o c¸c lo¹i thÐp tÊm tr¸ng kÏm, tr¸ng thiÕc v.v...tr−íc khi sang nguyªn c«ng m¹. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 13 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Ph−¬ng ph¸p thø 2 ®−îc sö dông réng r·i trong qu¸ tr×nh tÈm thùc víi c¸c ph¶n øng sau: Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O Sau ®ã: H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2↑ KhÝ H2 cµng nhiÒu cµng tèt v× khi nã bay ra sÏ lµm tung c¸c líp v¶y s¾t vµ c¸c «xýt kh¸c ch−a kÞp t¸c dông ho¸ häc r¬i xuèng ®¸y bÓ tÈm thùc. TÈm thùc kim lo¹i mang ý nghÜa c¬ häc lµ ë chç khÝ H2 sinh ra lµm bËt tung c¸c líp v¶y s¾t bäc quanh mÆt kim lo¹i. T−¬ng tù nh− vËy khi dïng khÝ HCl vµ HNO3. Kim lo¹i sau khi ®−îc tÈm thùc ph¶i röa b»ng n−íc l· sau ®ã röa qua n−íc nãng. Sau khi ®· hoµn thµnh ph¶i tiÕn hµnh kiÓm tra bÒ mÆt. NÕu bÒ mÆt ch−a s¹ch ph¶i tiÕn hµnh xö lý b»ng ph−¬ng ph¸p kh¸c. 🙴 Lµm s¹ch b»ng löa Qu¸ tr×nh lµm s¹ch bÒ mÆt thái ®óc vµ ph«i b»ng löa gåm 2 nguyªn c«ng chÝnh: - Nung kim lo¹i (nung côc bé). - Lµm s¹ch khuyÕt tËt. §Çu tiªn ng−êi ta nung chç cã khuyÕt tËt cña thái ®óc ph«i ®¹t tíi nhiÖt ®é kho¶ng (1050 ⎟ 1350)0C b»ng khÝ lß cèc vµ acetylen, sau ®ã ng−êi ta thæi O2 vµo, oxi t¸c dông víi C2H2 to¶ ra nhiÖt l−îng lín nhiÖt nµy lµm cho kim lo¹i t¹i chç cã khuyÕt tËt ch¶y ra: 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O + Q↑ D−íi nhiÖt ®é tõ 2500 ⎟ 30000C vµ ¸p lùc khÝ cña c¸c vßi phun C2H2 víi O2 µm kim lo¹i láng vµ xØ ®−îc t¹o thµnh ®−îc ®Èy ra bÒ mÆt kim lo¹i. - Tèc ®é ®èt kim lo¹i tíi nhiÖt ®é ch¶y cã ¶nh h−ëng tíi n¨ng suÊt lµm s¹ch bÒ mÆt. Víi môc ®Ých t¨ng tèc ®é nãng ch¶y chç khuyÕt tËt bÒ mÆt kim lo¹i ng−êi ta dïng nh÷ng thanh thÐp trßn cacbon thÊp φ = (4 ⎟ 5)mm ®èt ch¶y vµ cho c¸c gät kim lo¹i nãng ch¶y ®ã r¬i vµo chç khuyÕt tËt ®Þnh khö råi lµm s¹ch - lµm nh− vËy n¨ng suÊt t¨ng rÊt nhiÒu. Do viÖc ®èt nãng chØ tiÕn hµnh côc bé ë nh÷ng n¬i cã khuyÕt tËt, nªn sau khi khö xong ph«i nguéi ®i rÊt nhanh vµ truyÒn nhiÖt vµo c¸c vïng l©n cËn. Vµ nh− vËy øng suÊt phô tËp trung ®−îc t¹o thµnh. øng suÊt phô tËp trung lµ øng suÊt do tèc ®é nung kh«ng ®Òu g©y ra nªn hoÆc do khö bá khuyÊt tËt g©y nªn. Nã kh¸c øng suÊt d− (lµ øng suÊt cßn l¹i sau khi gia c«ng). Do øng suÊt phô tËp trung sinh ra mµ mét sè lo¹i thÐp cã hiÖn t−îng nøt sau khi lµm s¹ch b»ng löa. C¸c nhµ kim lo¹i häc nghiªn cøu hiÖn t−îng ®ã vµ cho ta thÊy r»ng: - Nøt sau khi lµm s¹ch b»ng löa lµ cso sù biÕn ®æi cña tæ chøc kim lo¹i khi Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 14 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n lµm nguéi. NÕu tæ chøc «stenic cµng bÒn th× kh¶ n¨ng nøt cµng nhiÒu. L−îng chøa cacbon trong thÐp cµng cao th× sau khi lµm s¹ch tèc ®é nguéi cµng nhanh. - Muèn gi¶m bít c¸c vÕt nøt Êy th× ph¶i nung kim lo¹i ë nhiÖt ®é cao h¬n quy ®Þnh b×nh th−êng nÕu lµ kim lo¹i dÉn nhiÖt kÐm, nghÜa lµ thÐp hîp kim cao ph¶i nung ë nhiÖt ®é cao h¬n thÐp hîp kim thÊp vµ thÐp cacbon th−êng. Khi lµm nguéi nã còng ph¶i ë tèc ®é chËm h¬n ®Ó c¶i thiÖn tæ chøc kim lo¹i vµ øng suÊt phô tËp trung kh«ng thÓ v−ît qu¸ giíi h¹n bÒn cña nã. - Tuú thuéc thµnh phÇn cña kim lo¹i chñ yÕu lµ thµnh phÇn cacbon vµ crom (Cr) mµ ng−êi ta chÞn nhiÖt ®é nung kim lo¹i tr−íc khi lµm s¹ch b»ng löa. Theo thùc nghiÖm th× ph¶i nung s¬ bé ph«i ë nhiÖt ®é tõ (200 ⎟ 450)0C sau ®ã nung ®¹t tíi (1050 ⎟ 1350)0C th× cã thÓ tiÕn hµnh nung bÊt kú ë lß nµo. ThÐp cacbon cã hµm l−îng < 0,5% vµ thÐp hîp kim cã thµnh phÇn nguyªn tè hîp kim <0,25% th× kh«ng cÇn nung s¬ bé ë nhiÖt ®é (200 ⎟450)0C. - Theo tµi liÖu ë mét sè nhµ m¸y c¸n ë Liªn X« cho ta thÊy gi¸ tiÒn lµm s¹ch b»ng löa so víi gi¸ tiÒn lµm s¹ch b»ng bua h¬i chØ b»ng mét nöa ®Æc biÖt nã rÎ h¬n 10 lÇn so víi gi¸ tiÒn lµm s¹ch bÒ mÆt b»n ph−¬ng ph¸p mµi. - Ph−¬ng tiÖn lµm s¹ch b»ng löa cã thÓ tiÕn hµnh b»ng thñ c«ng hoÆc c¬ khÝ. HiÖn nay ng−êi ta ®· chÕ t¹o ra c¸c m¸y lµm s¹ch b»ng löa ®Æt trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt c¸n. M¸y ®−îc bè trÝ ë ®Çu d©y chuyÒn c«ng nghÖ. NhiÖt ®é ®èt nãng cña m¸y ®¹t rÊt cao. M¸y lµm s¹ch ®−îc tÊt c¶ c¸c lo¹i thÐp cã thµnh phÇn kh¸c nhau. Tuy nhiªn cã nh−îc ®iÓm lµ lµm ch¸y nhiÒu kim lo¹i. 🙲 Lµm s¹ch b»ng ®iÖn (hå quang) Lµ mét ph−¬ng ph¸p tiªn tiÕn dùa trªn nguyªn t¾c dïng m¸y hµn cã dßng ®iÖn mét chiÒu víi c«ng suÊt kho¶ng (14,5 ⎟ 17,5 kw), c−êng ®é dßng ®iÖn tõ (300 ⎟ 310) ampe hiÖu ®iÖn thÕ lµ 60V«n. Cùc d−¬ng (+) ®−îc nèi vµo vËt ®−îc khö (thái ®óc hoÆc ph«i). Cùc ©m (-) nèi víi thái than cã tiÕt diÖn (10 ⋅ 10) mm vµ dµi tõ Thái tan Ph«i M¸y hµn +- (100 ⎟ 150) mm. H.1.12. Nguyªn lý lµm s¹ch b»ng ®iÖn D−íi nhiÖt ®é cña hå quang kim lo¹i vµ c¸c t¹p chÊt khuyÕt tËt ch¶y vµ t¸ch khái bÒ mÆt ph«i. §Ó t¹p chÊt kim lo¹i chç khuyÕt tËt ch¶y ra ®−îc dÓ dµng, ph«i ®−îc ®Æt nghiªng ®i mét gãc nhÊt ®Þnh hoÆc cã vßi dÉn kh«ng khÝ cã ¸p suÊt tõ 2⎟3 atm«tphe cßn gäi lµ èng chuyªn dïng 9 ®Ó thæi kim lo¹i láng vµ xØ v¨ng ra ngoµi. Lµm nh− v©y th× n¨ng suÊt cao h¬n so víi c¸ch lµm th«ng th−êng tõ 3 ⎟ 4 lÇn gi¸ thµnh h¹ h¬n so víi viÖc dïng bóa h¬i, ph«i l¹i Ýt bÞ nøt. Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ khã quan s¸t khi muèn kiÓm tra khuyÕt tËt cßn hay kh«ng ph¶i dïng l¹i do ®ã n¨ng suÊt bÞ h¹n chÕ. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 15 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 🙳. Lµm s¹ch b»ng bóa h¬i Dïng bóa h¬i ®Ó lµm s¹ch khuyÕt tËt cña ph«i thái ®óc lµ mét ph−¬n ph¸p hiÖn vÉn ®ang sö dông réng r·i. H×nh d¸ng chç lµm s¹ch vµ tû sè H/b > 1/6 (®· nãi ë phÇn c«ng nghÖ c¸n thÐp hîp kim) - Bóa h¬i ®ôc s©u mçi lÇn tõ 2 ⎟ 3 mm. - Tèc ®é ®ôc kho¶ng 0,3 m/phót. - Khi ®ôc kh«ng ®−îc ®ôc theo vßng trßn cña ph«i vµ thái ®óc, kh«ng ®−îc t¹o ra c¹nh gê vu«ng gãc ®Ó tr¸nh c¸c øng suÊt d− phô g©y ra nøt nÎ vµ c¸c khuyÕt tËt kh¸c. ‽. Lµm s¹ch b»ng m¸y bµo §Ó khö khuyÕt tËt trªn bÒ mÆt thái ®óc ng−êi ta dïngmét lo¹i m¸y cã cÊu t¹o ®Æc biÖt nh− m¸y bµo. Tèc ®é c¾t cña m¸y tõ 3 ⎟ 5 m/phót nã phô thuéc ®é cøng cña thái ®óc vµ tr¹ng th¸i bÒ mÆt. Ph−¬ng ph¸p nµy n¨ng suÊt kh«ng cao mµ gi¸ thµnh l¹i ®¾t. 🙹. Lµm s¹ch b»ng m¸y phay vµ m¸y tiÖn Víi thái trßn cã φ < 300mm vµ träng l−îng tõ (500 ⎟ 550)kg cã thÓ khö khuyÕt tËt trªn m¸y tiÖn. Ph−¬ng ph¸p nµy chØ dïng víi thÐp hîp kim ®Æc biÖt lµ trong s¶n xuÊt èng kh«ng hµn. V× khi c¸n èng tõ thÐp hîp kim bÒ mÆt ph«i èng ph¶i ®−îc lµm s¹ch hÕt søc cÈn thËn vµ khö bá hÕt khuyÕt tËt, cã khi ng−êi ta tiªn bãc ®i h¼n mét líp vá ngoµi. Ng−êi ta còng cã nh÷ng lo¹i m¸y tiÖn chuyªn dïng cho thái ®óc tiÕt diÖn vu«ng hoÆc ch÷ nhËt. Víi nh÷ng thái ®óc kh«ng cÇn thiÕt tiªn hÕt mµ chØ khö khuyÕt tËt tõng vïng th× ng−êi ta dïng m¸y phay ®Ó khö khuyÕt tËt t¹i vïng ®ã. 🙺. Lµm s¹ch b»ng ph−¬ng ph¸p mµi Lµ ph−¬ng ph¸p khö khuyÕt tËt ®¾t tiÒn nhÊt. Mµi chØ sö dông víi nh÷ng thái ®óc qu¸ nhá kh«ng thÓ khö b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p ®ôc, tiÖn, bóa h¬i ...Mµi ®−îc tiÕn hµnh trùc tiÕp b»ng ®¸ mµi víi nguyªn t¾c: - ThÐp mÒm th× dïng ®¸ mµi cøng vµ ng−îc l¹i thÐp cøng th× dïng ®¸ mµi mÒm (®¸ mµi cøng hay mÒm lµ do sù liªn kÕt c¸c h¹t tinh thÓ ®¸ mµi cã ch¾c hay kh«ng). Ta cã thÓ gi¶i thÝch nguyªn t¾c ®ã nh− sau: - ThÐp cøng lµm cho ®¸ mµi chèng mßn. §¸ mµi mÒm th× h¹t dÓ v¨ng ra, h¹t v¨ng ra t¹o thµnh líp míi ®Ó lµm mßn thÐp. Ng−îc l¹i thÐp mÒm dïng ®¸ mµi cøng v× khi mµi h¹t ®¸ bÞ l©u mßn h¹t ®¸ ph¶i liªn kÕt v÷ng ch¾c víi nhau ®Ó mµi l©u míi bÞ v¨ng ra. - KÝch th−íc ®¸ mµi phô thuéc vµo kÝch th−íc cña ph«i vµ sè vßng quay cña trôc ®¸ mµi. §èi víi thÐp cacbon cao vµ thÐp hîp kim cã träng l−îng vµ kÝch th−íc Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 16 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n cña thái ®óc nhá th× ®¸ mµi ®−îc dïng cã φ = (400 ⎟ 500)mm, réng (chiÒu dµy) tõ (60 ⎟ 80)mm. - Tèc ®é quay cña ®¸ mµi phô thuéc vµo ®é liªn kÕt cña vËt liÖu. VÝ dô chÊt liªn kÕt lµ gèm th× tèc ®é ®¹t (25 ⎟ 30)m/s. NÕu liªn kÕt lµ pa-kª-lit th× tèc ®é ®¹t tõ (35 ⎟ 45)m/s. Sù cä x¸t do lùc ma s¸t sinh ra khi mµi rÊt lín dÉn ®Õn ph«i cã nhiÖt ®é lín. Víi nhiÖt ®é cao Êy bÒ mÆt ph«i cã thÓ bÞ ch¸y vµ nøt nÎ. V× vËy ph¶i chän ®¸ mµi cã vËt liÖu phï hîp víi m¸c thÐp, tèc ®é quay, c−êng ®é Ðp ®¸ mµi lªn bÒ mÆt kim lo¹i. Khi mµi sinh ra bôi nhiÒu v× vËy cÇn tr¸nh bôi cho c«ng nh©n khi thao t¸c 1.5. Nung ph«i khi c¸n 1.5.1. Môc ®Ých cña viÖc nung nãng Nung nãng kim lo¹i tr−íc khi c¸n chñ yÕu lµ ®Ó gi¶m lùc chèng biÕn d¹ng, t¨ng tÝnh dÎo cho kim lo¹i ®Ó dÓ gia c«ng. Ngoµi ra, nung ph«i cßn lµm gi¶m lùc c¸n, gi¶m tiªu hao n¨ng l−îng, t¨ng tuæi thä cña trôc c¸n vµ thiÕt bÞ, t¨ng n¨ng suÊt, t¨ng chÊt l−îng s¶n phÈm. 1.5.2. Mét sè vÊn ®Ò x¶y ra khi nung a/ Nøt nÎ: hiÖn t−îng nøt nÎ xuÊt hiÖn bªn ngoµi hoÆc bªn trong kim lo¹i. Nguyªn nh©n: Do øng suÊt nhiÖt sinh ra v× sù nung kh«ng ®Òu, tèc ®é nung kh«ng hîp lý v.v...øng suÊt nhiÖt nµy cïng víi øng suÊt d− s½n cã cña ph«i (c¸n, ®óc) khi v−ît qua giíi h¹n bÒn cña kim lo¹i sÏ g©y ra nøt nÎ. (§èi víi thÐp th−êng x¶y ra nøt nÎ ë t0 < 8000C). b/ HiÖn t−îng «xy ho¸: kim lo¹i khi nung trong lß, do tiÕp xóc víi kh«ng khÝ, khÝ lß nªn bÒ mÆt nã dÔ bÞ «xyho¸ vµ t¹o nªn líp v¶y s¾t. Sù mÊt m¸t kim lo¹i ®Õn 4 ⎟ 6%, cßn lµm hao mßn thiÕt bÞ, gi¶m chÊt l−îng chi tiÕt v.v...Qu¸ tr×nh «xy ho¸ x¶y ra do sù khuyÕt t¸n cña nguyªn tö «xy vµo líp kim lo¹i vµ sù khuyÕt t¸n cña nguyªn tö kim lo¹i qua líp «xyt ë mÆt ngoµi vËt nung ®Ó t¹o thµnh 3 líp v¶y s¾t: FeO-Fe3O4-Fe2O3. NhiÖt ®é nung trªn 5700c, líp v¶y s¾t t¨ng m¹nh vµ trªn 10000c líp v¶y s¾t dµy ®Æc phñ kÝn mÆt ngoµi vËt nung, nhiÖt ®é tiÕp tôc t¨ng líp «xýt nµy bÞ ch¸y, ®ång thêi t¹o nªn líp «xýt míi. ¤xýt ho¸ cã thÓ do «xy ®−a vµo, hoÆc do khÝ CO2, H2O t¸ch ra. c/ HiÖn t−îng mÊt c¸cbon: HiÖn t−îng mÊt c¸cbon cña mÆt ngoµi vËt nung lµm thay ®æi c¬ tÝnh cña chi tiÕt, cã khi t¹o nªn cong vªnh, nøt nÎ khi t«i. KhÝ lµm mÊt C lµ O2, CO2, H2O, H2... Chóng t¸c dông víi c¸cbÝt s¾t Fe3C cña thÐp: 2Fe3C + O2 = 6Fe + 2CO Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 17 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Fe3C + CO2 = 3Fe + 2CO Fe3C + H2O = 3Fe + CO + H2 Fe3C + 2H2 = 3Fe + CH4 T¸c dông m¹nh nhÊt lµ H2O råi ®Õn CO2, O2, H2... Qu¸ tr×nh mÊt C ng−îc víi qu¸ tr×nh «xy ho¸ vµ x¶y ra trªn bÒ mÆt kim lo¹i cïng mét lóc víi «xy ho¸. Tèc ®é cña hai qu¸ tr×nh kh¸c nhau. B¾t ®Çu nung tèc ®é mÊt C nhanh sau ®ã gi¶m dÇn, cßn tèc ®é «xy ho¸ th× ng−îc l¹i. Khi tèc ®é «xy ho¸ lín h¬n tèc ®é mÊt C th× líp mÊt C gi¶m ®i. Hîp lý nhÊt lµ cÇn t¹o nªn líp «xy ho¸ m¹nh h¬n mÊt C . Líp mÊt C b¾t ®Çu ph¸t triÓn khi t0 = 600⎟8000C vµ t¨ng khi nhiÖt ®é t¨ng. L−îng mÊt C t¨ng khi thêi gian t¨ng nh−ng tèc ®é mÊt C gi¶m. §Ó gi¶m sù mÊt C cã thÓ dïng chÊt s¬n phñ lªn bÒ mÆt vËt nung. HiÖn nay hay dïng chÊt s¬n sau ®©y hoµ víi n−íc hoÆc víi cån ªtyl: 60%SiO2+ 15%Al2O3+ 11,2%CaO + 4,4%MgO +5%(K2O+N2O) + 0,8%Fe2O3. d/ HiÖn t−îng qu¸ nhiÖt: NÕu nhiÖt ®é nung qu¸ cao th× h¹t «stenit cµng lín lµm cho tÝnh dÎo cña kim lo¹i gi¶m nhiÒu, cã thÓ t¹o nªn nøt nÎ khi gia c«ng hoÆc gi¶m tÝnh dÎo cña chi tiÕt sau nµy. §èi víi thÐp c¸cbon nhiÖt ®é qu¸ nhiÖt d−íi ®−êng ®Æc kho¶ng 1500 trë lªn (t0qn> to®Æc- 1500C). NÕu thêi gian gi÷ ë nhiÖt ®é qu¸ nhiÖt cµng l©u h¹t «stenit cµng lín th× kim lo¹i cµng kÐm dÎo. HiÖn t−îng nµy ®−îc kh¾c phôc b»ng ph−¬ng ph¸p ñ. VÝ dô: ThÐp c¸cbon ñ ë 750 ⎟ 9000C, nh−ng víi thÐp hîp kim th× rÊt khã kh¨n. ®/ HiÖn t−îng ch¸y: Khi kim lo¹i nung trªn nhiÖt ®é qu¸ nhiÖt (gÇn ®−êng ®Æc) vËt nung bÞ ph¸ huû tinh giíi cña c¸c h¹t do vïng tinh giíi bÞ «xy ho¸ m·nh liÖt. KÕt qu¶ lµm mÊt tÝnh liªn tôc cña kim lo¹i, dÈn ®Õn ph¸ huû hoµn toµn ®é bÒn vµ ®é dÎo cña kim lo¹i. Khi ch¸y kim lo¹i sÏ ph¸t s¸ng vµ cã nhiÒu tia löa b¾n ra. Sau khi bÞ ch¸y th× kim lo¹i bÞ vøt ®i hoÆc chÆt ra tõng khóc ®Ó nÊu l¹i. 1.5.3. ChÕ ®é nung kim lo¹i a/ Chän kho¶ng nhiÖt ®é nung t0C t0C tmax tmax tmin tmin %c O O 0,8 1,7 0,8 2,1a) b) %c H.1.13. Gi¶n ®å chän kho¶ng nhiÖt ®é gia c«ng ®èi víi thÐp c¸c bon a) Gi¶n ®å lý thuyÕt b) Gi¶n ®å thùc tÕ Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 18 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Yªu cÇu: §¶m b¶o kim lo¹i dÎo nhÊt. Kim lo¹i biÕn d¹ng tèt vµ hao phÝ Ýt nhÊt. ChÊt l−îng vËt nung ph¶i ®−îc b¶o ®¶m. §èi víi thÐp c¸cbon dùa trªn gi¶n ®å Fe-C ®Ó chän kho¶ng nhiÖt ®é GCAL. Trong thùc tÕ cã thÓ chän nhiÖt ®é nung khi gia c«ng ¸p lùc theo ph¹m vi nhiÖt ®é nh− h×nh sau. Trong s¶n xuÊt ®Ó x¸c ®Þnh kho¶ng nhiÖt ®é cña c¸c kim lo¹i vµ 00c 1350 1100 Vïng ch¸y Vïng GCAL Vïng qu¸ nhiÖt hîp kim th−êng dïng b¶ng. §èi víi c«ng nh©n trong ®iÒu kiÖn thiÕu dông cô ®o cã thÓ x¸c ®Þnh nhiÖt ®é theo mµu s¾c khi nung. 800 vïng biÕn cøng VÝ dô: ®èi víi thÐp khi nung mµu sÏ s¸ng dÇn tõ mµu ®á xÉm (5000c) ®Õn s¸ng tr¾ng (12500c). b/ Thêi gian nung 0,8 1,1 % cacbon H.1.14. Ph¹m vi nhiÖt ®é gc. ¸p lùc ChÕ ®é nung hîp lý cÇn ®¶m b¶o nung kim lo¹i ®Õn nhiÖt ®é cÇn thiÕt trong mét thêi gian cho phÐp nhá nhÊt. NhiÖt ®é ph¶i ph©n bè ®Òu trªn toµn bé tiÕt diÖn ph«i. Qu¸ tr×nh nung cã 3 h×nh thøc: §èi l−u (khi t0 < 6000c th× ®èi l−u lµ chñ yÕu), bøc x¹ (khi t0 > 6000c th× bøc x¹ lµ chñ yÕu), truyÒn nhiÖt (c¶ qu¸ tr×nh nung). Thêi gian nung tõ nhiÖt ®é b×nh th−êng ®Õn nhiÖt ®é ban ®Çu gia c«ng cã thÓ chia thµnh 2 giai ®o¹n: Giai ®o¹n nhiÖt ®é thÊp: Thêi gian nung giai ®o¹n nµy cÇn dµi, tèc ®é nung chËm, nÕu kh«ng kim lo¹i dÓ nøt nÎ hoÆc biÕn d¹ng. Tèc ®é nung nµy gäi lµ: “tèc ®é nung cho phÐp” vµ cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc: λ σ K = 5 63 , . βΕ r (oc/giê). . K - Tèc ®é nung σ - Giíi h¹n bÒn.. λ - HÖ sè dÉn nhiÖt. E - Modul ®µn håi. β - HÖ sè në dµi. r - B¸n kÝnh ph«i h×nh trô. K chñ yÕu phô thuéc vµo λ cßn c¸c th«ng sè kia kh«ng ®¸ng kÓ. Giai ®o¹n nhiÖt ®é cao: (850oc ®Õn nhiÖt ®é b¾t ®Çu gia c«ng) Khi nhiÖt ®é vËt nung trªn 850oc tÝnh dÎo t¨ng, tèc ®é «xy ho¸ m¹nh. Tèc ®é nung ë giai ®o¹n nµy kh«ng phô thuéc nhiÒu vµo hÖ sè dÉn nhiÖt n÷a, v× thÕ cã thÓ t¨ng nhanh tèc ®é nung nh»m t¨ng n¨ng suÊt nung, gi¶m l−îng oxy ho¸ vµ ch¸y c¸cbon, h¹n chÕ sù lín lªn cña c¸c h¹t kim lo¹i, gi¶m hao phÝ nhiªn liÖu.vv... Tèc ®é nung cña giai ®o¹n nµy gäi lµ “tèc ®é nung kü thuËt”, nã phô thuéc vµo c¸ch xÕp ph«i, ®é dµi ph«i v.v... Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 19 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n B¶ng 1.1. NhiÖt ®é kÕt thóc vµ nhiÖt ®é ch¸y cña mét sè thÐp STT M¸c thÐp vµ thµnh phÇn ho¸ häc NhiÖt ®é kÕt thóc nung (0C) NhiÖt ®é ch¸y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ThÐp c¸c bon cã %C = 1,5 ThÐp c¸c bon cã %C = 1,1 ThÐp c¸c bon cã %C = 0,9 ThÐp c¸c bon cã %C = 0,8 ThÐp c¸c bon cã %C = 0,5 ThÐp c¸c bon cã %C = 0,2 ThÐp c¸c bon cã %C = 0,1 ThÐp lß xo C60, C65 ThÐp hîp kim niken (Ni = 3 %) ThÐp hîp kim Ni - Cr ThÐp hîp kim Cr - Vanadi ThÐp giã 1050 1080 1120 1180 1250 1320 1350 1250 1250 1250 1250 1280 1140 1180 1280 1280 1350 1470 1490 1350 1370 1370 1350 1380 1.5.4. ThiÕt bÞ nung Trong s¶n xuÊt c¸n, c¸c lo¹i lß nung ®−îc sö dông nhiÒu lµ c¸c lß nung vµ hè nung (lß giÕng), cñ thÓ nh− sau: - Nung thái ®óc cho m¸y c¸n ph¸ th× dïng lß giÕng. - Nung ph«i thái cho m¸y c¸n Ray-dÇm th× dïng lß liªn tôc vµ lß buång H.1.13. CÊu t¹o lß nung liªn tôc - Nung ph«i vµ thái ®óc cho m¸y c¸n h×nh vµ c¸n èng th× dïng lß liªn tôc, lß cã ®¸y xoay. - Nung ph«i, thái ®óc thÐp hîp kim th× dïng lß liªn tôc cã buång ®èt s¬ bé Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 20 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n vµ lß buång. - Nung thái ®óc, ph«i cho m¸y c¸n tÊm th× dïng lß buång, lß liªn tôc vµ lß cã ®¸y di ®éng. ViÖc bè trÝ nung thái ®óc vµ ph«i c¸n ë lß nµo cßn phô thuéc vµo m¸y c¸n vµ s¶n phÈm. V× vËy cÇn ph¶i chän lß nung cho hîp lý ®Ó ®¶m b¶o t¨ng n¨ng suÊt nung vµ nhËn ®−îc tèt nhÊt víi gi¸ thµnh h¹. Mét sè nhËn xÐt: - Lß giÕng chØ nung thái ®óc vµ ph«i cã kÝch th−íc lín, nã phï hîp víi c«ng nghÖ c¸n th«, c¸n ph¸ vµ c¸n kh«ng liªn tôc. - Lß liªn tôc thÝch hîp khi nung cho tÊt c¶ c¸c lo¹i ph«i vµ thái ®óc kh¸c nhau, nã phï hîp víi c¸n liªn tôc nh− c¸n thÐp h×nh, thÐp tÊm v.v... - §Ó ®¶m b¶o ®−îc nhiÖt ®é vµ n¨ng suÊt nung chÝnh x¸c vµ cao, cÇn ph¶i trang bÞ c¸c dông cô ®o nhiÖt, m¸y ®Èy ph«i, m¸y lËt ph«i vµ c¸c thiÕt bÞ kh¸c ®Ó tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh nung. H. 1.14. Lß giÕng hoµn nhiÖt 1: buång tÝch nhiÖt nung kh«ng khÝ; 2: buång tÝch nhiÖt nung khÝ; 3:xe chë xØ; 4: khu vùc ®Æt thiÕt bÞ ®o vµ kiÓm tra; 5: vïng chøa m¸y ph¸t ®iÖn; 6: ®−êng ra èng khãi; 7: n¬i l¾p cÆp nhiÖt xung; 8: van ®¶o khÝ -kh«ng khÝ Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 21 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Ch−¬ng 2 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ c¸n thÐp 2.1. Lç h×nh trôc c¸n 2.1.1. Kh¸i niÖm vÒ lç h×nh trôc c¸n TÊt c¶ c¸c lo¹i thÐp h×nh cã tiÕt diÖn ®¬n gi¶n nh− thÐp trßn, vu«ng, ch÷ nhËt v.v...vµ cã biªn d¹ng phøc t¹p nh− thÐp ch÷ I, U, thÐp ®−êng ray v.v... ®Òu ®−îc c¸n trªn c¸c trôc ®· ®−îc t¹o c¸c r·nh cã biªn d¹ng t−¬ng øng. Biªn d¹ng r·nh cña 2 hay 3, 4 trôc t¹o thµnh mét biªn d¹ng “calip” gäi lµ lç h×nh trôc c¸n. a) b) c) H×nh 2.1. R·nh cña trôc c¸n t¹o thµnh lç h×nh. a) 2 trôc; b) 3 trôc; c) 4 trôc Trong c«ng nghÖ c¸n thÐp tÊm th× qu¸ tr×nh c¸n ®−îc tiÕn hµnh trªn trôc kh«ng t¹o r·nh (trôc ph¼ng) song viÖc x¸c ®Þnh chÕ ®é Ðp, ph©n bè l−îng Ðp vµ tÝnh to¸n x¸c ®Þnh biªn d¹ng trôc c¸n ®Ó ®¹t ®−îc s¶n phÈm cã chiÒu dµy ®ång ®Òu còng ®−îc gäi lµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n. Nãi chung trªn mçi lç h×nh chØ c¸n mét lÇn, song còng cã thÓ c¸n nhiÒu lÇn b»ng c¸ch thay ®æi khe hë gi÷a 2 trôc c¸n. 2.1.2. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña mét lç h×nh Th«ng sè c¬ b¶n cña lç h×nh chÝnh lµ c¸c ®¹i l−îng cÇn tÝnh to¸n ®Ó t¹o nªn lç h×nh, nã tuú thuéc vµo h×nh d¹ng c¸c lç h×nh: a) Lç h×nh hép ch÷ nhËt r1 r Ψ h h1t B H×nh 2.2- Lç h×nh hép ch÷ nhËt. h - chiÒu cao lç h×nh b - chiÒu réng ®¸y lç h×nh B - chiÒu réng miÖng lç h×nh Ψ - ®é nghiªng thµnh bªn lç h×nh h1 - chiÒu s©u r·nh lç h×nh r1 - b¸n kÝnh l−în vµnh trôc r - b¸n kÝnh l−în ë ®¸y lç h×nh t - khe hë gi÷a 2 trôc c¸n Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 22 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n §é nghiªng thµnh bªn lç h×nh Ψ cßn gäi lµ l−îng tho¸t ph«i khi c¸n vµ ®−îc biÓu thÞ b»ng tû sè gi÷a hiÖu sè chiÒu réng miÖng vµ ®¸y lç h×nh vµ chiÒu cao r·nh lç h×nh tÝnh theo %. §é nghiªng thµnh bªn lç h×nh Ψ kh«ng nh÷ng t¹o cho ph«i ra vµo lç h×nh dÓ dµng mµ cßn t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó phôc håi l¹i ®óng kÝch th−íc ban ®Çu khi phôc håi l¹i trôc. §é nghiªng thµnh bªn lç h×nh Ψ cã thÓ chän tõ 1 ⎟ 10% hoÆc lín h¬n. B¸n kÝnh gãc l−în r vµ r1 nh»m lo¹i trõ sù tËp trung øng suÊt trong trôc c¸n ®ång thêi tr¸nh gãc nhän cho vËt c¸n do ®ã tr¸nh ®−îc bavia, nøt r¹n do r¸ch gãc khi nhiÖt ®é thÊp vµ gi¶m tÝnh dÎo. Cã thÓ chän: r = (0,1 ⎟ 0,15)h; r1 = t. b) Lç h×nh thoi §èi víi lç h×nh thoi vµ lç h×nh vu«ng th× b¸n kÝnh l−în r1 ë miÖng lç h×nh cã thÓ lÊy lín h¬n mét Ýt ®Ó t¹o ®iÒu kiÖn cho gi·n réng thuËn lîi tr¸nh t¹o bavia. B»ng c¸ch chän b¸n kÝnh l−în cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc chiÒu cao vµ chiÒu réng cña lç h×nh. h - chiÒu cao lç h×nh kh«ng cã b¸n kÝnh l−în. h1 - chiÒu cao lç h×nh cã b¸n kÝnh l−în b - chiÒu réng h×nh thoi b1 - chiÒu réng miÖng lç h×nh r vµ r1 - c¸c b¸n kÝnh l−în t - khe hë gi÷a 2 trôc c¸n c/ Lç h×nh vu«ng Lç h×nh vu«ng cã sù ph©n biÖt víi hép vu«ng ë c¸ch bè trÝ lç h×nh trªn trôc c¸n. Lç h×nh vu«ng bè trÝ r·nh theo h×nh chÐo. Lç h×nh hép vu«ng bè trÝ r·nh theo c¹nh a. h h1 r r t 1 α β h h1 t r r1 b1 b H×nh 2.3- Lç h×nh thoi. d/ Lç h×nh «van b1 b H×nh 2.4- Lç h×nh vu«ng. Lç h×nh « van cã nhiÒu c¸ch cÊu t¹o: «van mét b¸n kÝnh, «van nhiÒu b¸n kÝnh, «van b»ng, «van ®øng. Tuú theo yªu cÇu c«ng nghÖ mµ khi thiÕt kÕ lç h×nh ta chän cho phï hîp: Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 23 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n r r r h R b h b R R1 b h R1 H×nh 2.5- C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña lç h×nh «van a. ¤van mét b¸n kÝnh; b. ¤van hai b¸n kÝnh; c. ¤van b»ng ®/ Lç h×nh trßn d1 Th«ng th−êng lç h×nh trßn cã mét ®−êng kÝnh d, song còng cã mét sè tr−êng hîp khi c¸n d c¸c lo¹i s¶n phÈm lín th× lç h×nh trßn ®−îc thiÕt kÕ theo 2 ®−êng kÝnh: ®−êng kÝnh th¼ng ®øng d vµ ®−êng kÝnh n»m ngang d1. 2.1.3. C¸ch ph©n lo¹i lç h×nh a/ Ph©n lo¹i theo h×nh d¸ng H×nh 2.6- Lç h×nh trßn. • Lç h×nh ®¬n gi¶n: ch÷ nhËt, trßn, vu«ng, «van v.v... • Lç h×nh phøc t¹p: lç h×nh gãc, ch÷ I, ch÷ U, v.v... b/ Ph©n lo¹i theo c«ng dông • Lç h×nh gi·n dµi (c¸n ph¸): nh»m gi¶m nhanh tiÕt diÖn cña ph«i. • Lç h×nh c¸n th«: ®ång thêi víi gi¶m tiÕt diÖn cña ph«i ph¶i t¹o ®−îc dÇn h×nh d¸ng vÒ gÇn víi h×nh d¸ng cña s¶n phÈm. • Lç h×nh tr−íc thµnh phÈm: t¸c dông khèng chÕ ®−îc kÝch th−íc cña thµnh phÈm • Lç h×nh tinh: cho ra kÝch th−íc vµ h×nh d¸ng cña s¶n phÈm ë tr¹ng th¸i nãng vµ ph¶i ®¶m b¶o c¶ dung sai cña s¶n phÈm. c/ Ph©n lo¹i theo c¸ch gia c«ng lç h×nh trªn trôc c¸n • Lç h×nh hë: phÇn lín gÆp ë lç h×nh ®¬n gi¶n, chóng cã ®−êng ph©n chia khe hë gi÷a 2 trôc c¸n x-x n»m trong ph¹m vi r·nh cña trôc c¸n dï cho r·nh ®−îc gia c«ng trªn mét hay 2 trôc. x x x x a) b) c) H×nh 2.6- Lç h×nh hë. • Lç h×nh kÝn: cã ®−êng ph©n chia khe hë gi÷a 2 trôc c¸n x-x n»m ngoµi ph¹m Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 24 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n vi r·nh lç h×nh ®−îc cÊu t¹o bëi mét phÇn låi vµ mét phÇn r·nh cña 2 trôc c¸n. x x H×nh 2.7 Lç h×nh kÝn. • Lç h×nh nöa kÝn ë lo¹i lç h×nh nµy trªn trôc c¸n võa cã phÇn låi võa cã phÇn lâm. Khe hë gi÷a hai trôc c¸n ®−îc cÊu t¹o ë thµnh bªn cña lç h×nh. H×nh 2.8. Lç h×nh nöa kÝn. 2.1.4. §−êng trung b×nh cña trôc, ®−êng c¸n, ®−êng trung tuyÕn cña lç h×nh trôc c¸n a. §−êng trung b×nh cña trôc c¸n §−êng trung b×nh cña trôc c¸n lµ ®−êng n»m ngang chia ®«i kho¶ng c¸ch gi÷a 2 t©m trôc c¸n. b. §−êng c¸n §−êng c¸n lµ ®−êng trªn ®ã ph©n bè lç h×nh trôc c¸n. T©m cña truc c¸n trªn T©m cña truc c¸n trªn ∆y Dtt Dtt/2 Dtt/2 §−êng trung b×nh cña truc c¸n vµ ®−êng c¸n Dtt Dtt/2 Dtt/2 Dtt/2 + ∆y Dtt/2 - ∆y §−êng trung b×nh cña truc c¸n §−êng c¸n T©m cña truc c¸n d−íi T©m cña truc c¸n d−íi a/ b/ c. §−êng trung tuyÕn cña lç h×nh §−êng trung tuyÕn cña lç h×nh lµ mét ®−êng th¼ng ®i qua träng t©m cña lç h×nh ®ång thêi ph¶i ®¶m b¶o tæng hîp lùc cña kim lo¹i t¸c dông lªn mÆt trªn vµ mÆt d−íi cña lç h×nh b»ng nhau. ChiÒu s©u r·nh cña 2 trôc ®Òu b»ng nhau. §−êng trung tuyÕn cã thÓ trïng víi ®−êng trung b×nh vµ ®−êng c¸n trong mét sè tr−êng hîp. NÕu nh− lùc ma s¸t vµ hÖ sè ma s¸t ë c¶ hai trôc nh− nhau th× sù c©n b»ng tèc ®é cã thÓ thay b»ng sù c©n b»ng ®−êng kÝnh trung b×nh 2Rtb cña trôc c¸n. Rtbt = Rtbd 2Rtbt - ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh cña trôc trªn. 2Rtbd - ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh cña trôc d−íi. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 25 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n NÕu kh«ng x¸c ®Þnh ®óng ®−êng trung tuyÕn cña lç h×nh cã thÓ ph¸ vì khíp nèi hoÆc trôc nèi, g©y tæn thÊt n¨ng l−îng, lµm mßn nhanh c¸c thiÕt bÞ dÉn h−íng vµ lç h×nh, g©y øng suÊt trong vËt c¸n. §Ó x¸c ®Þnh ®−îc ®−êng trung tuyÕn cña lç h×nh cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p. • §èi víi c¸c lç h×nh ®¬n gi¶n: Rtbt Rtbd Rtbt Rtbd Rtbt Rtbd H×nh 2.9- §−êng trung tuyÕn cña lç h×nh. • §èi víi trôc c¸n cã lç h×nh phøc t¹p (dÇm ch÷ I, ®−êng ray): lo¹i lç h×nh nµy còng cã trôc ®èi xøng v× vËy ®−êng trung tuyÕn chÝnh lµ trôc ®èi xøng n»m ngang. H×nh 2.10 §−êng trung tuyÕn cña lç h×nh. • §èi víi c¸c lç h×nh kÝn vµ c¸c lç h×nh ®Þnh h×nh kh¸c Nãi chung víi lç h×nh kÝn th× ®−êng trung tuyÕn kh«ng trïng víi trôc ®èi xøng, ®ång thêi víi nh÷ng lç h×nh kh«ng cã tÝnh ®èi xøng th× ®−êng trung tuyÕn sÏ lµ ®−êng ®i qua träng t©m lña lç h×nh. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh träng t©m cña lç h×nh phøc t¹p, trong thùc tÕ dïng ph−¬ng ph¸p chia lç h×nh phøc t¹p thµnh nh÷ng lç h×nh ®¬n gi¶n ®Ó x¸c ®Þnh träng t©m sau ®ã tæng hîp to¹ ®é träng t©m cñac¸c phÇn ®¬n gi¶n thµnh träng t©m cña lç h×nh. B d b y1 q1 y z HN N y2 h q2 q2 §−êng trung tuyÕn cña lç h×nh H×nh 2.11- S¬ ®å x¸c ®Þnh to¹ ®é träng t©m thÐp ch÷ U. q1, q2 - diÖn tÝch tiÕt diÖn tõng phÇn. y1 - to¹ ®é träng t©m cña q1; y2 - to¹ ®é träng t©m cña q2 b − a mm2 q1 = d. B mm2; q2 = .h 2 Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 26 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n §−êng th¼ng N - N lµ ®−êng trung tuyÕn gi¶ thiÕt cña lç h×nh cã to¹ ®é y. y++ = ++ = Ta cã: M 2M 1 2 q q 1 2 q y 2q y 1 1 2 2 q q 1 2 trong ®ã, M1 vµ M2 - m«men tÜnh cña tiÕt diÖn. PhÇn th©n cña thÐp ch÷ U lµ mét h×nh ch÷ nhËt, cã träng t©m ®i qua ®−êng chia ®Òu d. 2d y1 = To¹ ®é träng t©m phÇn ch©n cña ch÷ Π (h×nh thang) cã c¸ch tÝnh nh− sau: ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛++ = a b y2 h 3 2a b ë h×nh 2.11 cã Z = d +y lµ kho¶ng c¸ch tõ c¹nh ngoµi cña lç h×nh ®Õn ®−êng trung tuyÕn N - N. 2.1.5. §−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh (tiÕp xóc) cña trôc c¸n §−êng kÝnh tiÕp xóc Dtx (lµm viÖc) cña trôc c¸n lµ ®−êng kÝnh mµ ®¶n b¶o cho vËn tèc ra cña vËt c¸n khái trôc c¸n kh«ng cã sù v−ît tr−íc (vËn tèc cña vËt c¸n vµ vËn tèc dµi cña trôc c¸n b»ng nhau). Chóng ta biÕt r»ng tèc ®é dµi cña trôc c¸n vµ tèc ®é cña kim lo¹i khi ra khái lç h×nh liªn hÖ víi nhau theo c«ng thøc: Vvc = (1 + S)vtr Vvc - vËn tèc cña vËt c¸n, m/s. Vtr - vËn tèc dµi cña trôc c¸n, m/s. S - l−îng v−ît tr−íc. V v S V = − − = vc tr vc 1 v tr v tr v tr π = .D .n tx 60 Khi c¸n trong lç h×nh th× tèc ®é c¸n tÝnh theo ®−êng bao cña lç h×nh trªn trôc c¸n. §−êng kÝnh lµm viÖc (tiÕp xóc) Dtx cña trôc c¸n kh¸c nhau. Do ®ã, tèc ®é cña vËt c¸n theo chiÒu réng cña lç h×nh còng kh¸c nhau. V× thÕ ph¶i x¸c ®Þnh mét ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh, trªn c¬ së ®ã x¸c ®Þnh tèc ®é ra ph«i vµ c¸c ®¹i l−îng biÕn d¹ng kh¸c. = ∑n D tx D tbn 1 Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh theo c©n b»ng lùc ma s¸t lµ rÊt khã. Cã thÓ x¸c ®Þnh chóng theo 3 ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n h¬n: ■ Theo bÒ mÆt tiÕp xóc cña lç h×nh Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 27 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n ∑= Ta cã biÓu thøc: FD .k D tx tb Trong ®ã: ∑Dtx - tæng c¸c ®−êng kÝnh lµm viÖc t¹i tõng ®iÓm trªn bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a kim lo¹i víi trôc c¸n. D D k − = k - hÖ sè phôc håi l¹i trôc c¸n, max min D 0 D0 - §−êng kÝnh ban ®Çu cña trôc c¸n. D0 thay ®æi tõ Dmax ®Õn Dmin. F - diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a kim lo¹i vµ trôc c¸n. §−êng kÝnh trôc c¸n chän trªn c¬ së c«ng nghÖ: ®iÒu kiÖn ¨n kim lo¹i, ®é bÒn, c«ng suÊt ®éng c¬, tèc ®é c¸n v.v... HÖ sè phôc håi trôc c¸n cña tõng m¸y c¸n cô thÓ nh− sau: • M¸y c¸n ph¸, c¸n ph«i : k = 0,08 ⎟ 0,15 • M¸y c¸n h×nh : k = 0,08 ⎟ 0,15 • M¸y c¸n d©y thÐp : k = 0,05 ⎟ 0,09 • M¸y c¸n tÊm nãng : k = 0,04 ⎟ 0,07 • M¸y c¸n tÊm nguéi : k = 0,03 ⎟ 0,06 Møc ®é gi¶m ®−êng kÝnh khi phôc håi DPH r·nh lç h×nh hay vµnh trôc trong ph¹m vi cho phÐp sau: Lç h×nh tinh: • Khi c¸n s¶n phÈm ®¬n gi¶n: PH D0 61 1 D ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ 〈 ⎟ . 5 • Khi c¸n s¶n phÈm phøc t¹p: PH D0 51 1 D ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ 〈 ⎟ 4 Lç h×nh th« • Khi c¸n s¶n phÈm ®¬n gi¶n: PH D0 51 1 D ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ 〈 ⎟ 4 • Khi c¸n s¶n phÈm phøc t¹p: PH D0 41 1 D ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ 〈 ⎟ 3 🙱 Theo chiÒu cao trung b×nh cña lç h×nh th× ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh cña trôc c¸n ®−îc tÝnh: bF Dtb = Dtt − htb = Dtt − Dtt - kho¶ng c¸ch gi÷a 2 t©m trôc c¸n. htb - chiÒu cao trung b×nh cña lç h×nh F - diÖn tÝch tiÕt diÖn cña ph«i khi ra khái lç h×nh (diÖn tÝch cña lç h×nh) b - chiÒu réng cña ph«i khi ra khái lç h×nh (chiÒu réng lç h×nh) Ph−¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n nh−ng víi c¸c lç h×nh phøc t¹p th× cho kÕt qu¶ Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 28 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n kh«ng chÝnh x¸c, v× kh«ng tÝnh ®Õn ¶nh h−ëng thµnh bªn cña lç h×nh. 🙴 Theo ®−êng bao cña lç h×nh: th−êng dïng khi c¸n trong lç h×nh phøc t¹p, lç h×nh vu«ng hë vµ kÝn. D−íi ®©y giíi thiÖu c¸ch x¸c ®Þnh ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh cña trôc c¸n mét sè lç h×nh th«ng dông: Lç h×nh «van + Theo bÒ mÆt tiÕp xóc cña lç h×nh Dtb = D® + 2Rov(1-cosϕtb) D® - ®−êng kÝnh lµm viÖc ë ®¸y lç h×nh; Rov - b¸n kÝnh «van. ϕtb - gãc x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh. ⎜⎜⎝⎛ ⎟⎟⎠⎞ b 0,25 arcsin ov C arcsin ϕ = + tb 2R 2R ov ov bov - chiÒu réng vËt c¸n khi ra khái lç h×nh C - c¹nh vËt c¸n vu«ng ®−a vµo lç h×nh «van + Theo chiÒu cao trung b×nh cña lç h×nh h m/2 m Dd Rov r Dtt t Kov = Qov/B(h-t) 0,78 0,77 0,76 0,75 0,74 0,73 0,72 0,71 0,70 0,69 m/2 bov B 0,68 0,671 1,4 1,8 2,2 2,6 3 3,4 B/h.t H×nh 2.12-Lç h×nh «van x¸c ®Þnh Dtb. H×nh 2.13. X¸c ®Þnh hÖ sè «van kov F D = D − ; ( ) Fov = bov hov − m + Fbn ; Fbn = kov .bov .m tb tt b ov ov ë ®©y, kov lÊy theo ®å thÞ h×nh 2.13 chän theo tû sè bov/m 2 2 m = 2Rov − 2 Rov − 0,25C §¬n gi¶n h¬n ng−êi ta x¸c ®Þnh ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh cña trôc c¸n 2 Dtb = Dtt − . h×nh thoi nh− sau víi h×nh «van mét b¸n kÝnh uèn: h 3 Lç h×nh trßn d1 + Theo bÒ mÆt tiÕp xóc cña lç h×nh Dtt Dtb = Dtt - 0,785d d d - ®−êng kÝnh thÐp trßn. + Theo chiÒu cao trung b×nh cña lç h×nh 2 d D D h D 0 tb 0 tb 0 = − π = − = − 4d D 0,785d Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Lç h×nh vu«ng + Theo bÒ mÆt tiÕp xóc cña lç h×nh Dtb = Dtt - hv + 0,35.hv = Dtt - 0,65hv. + Theo chiÒu cao trung b×nh cña lç h×nh: r r1 h 29 h1 t F D = D − v tb tt b v Lç h×nh thoi b1 b + Theo bÒ mÆt tiÕp xóc cña lç h×nh b h t = ; α = 1200 1,75 t h h1 r r t 1 α β Dtb = Dtt - ht + 0,2.bt Dtb = Dtt - ht + 0,35ht = Dtt - 0,65ht . + Theo chiÒu cao trung b×nh cña lç h×nh: 0,5b h D = D = − t t tb tt D 0,5h b1 b b Lç h×nh lôc gi¸c tt t t Dd Dtt + Theo chiÒu cao trung b×nh cña lç h×nh: q Dtb = Dtt − b q - diÖn tÝch tiÕt diÖn lç h×nh lôc gi¸c. b - chiÒu réng vËt c¸n khi ra khái lç h×nh + Theo chu vi ®−êng bao lç h×nh: ( ) r1 r h h1 b B Ψ t − + = ; 2h D D t d = tt − − D h b 2D .a D tt d d tb+ b 2a d Lç h×nh phøc t¹p Dah Dhh ∑ D .l + + + = = ∑ D l D l ... D l tx 1 1 2 2 n n D+ + + ah tb l l ... l l 1 2 3 Dd Dtt l1, l2, ..., ln -tõng ph©n tè ®−êng bao. hh D1, D2, ...Dn - ®−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh t−¬ng øng víi c¸c ph©n tè ®−êng bao. H VÝ dô: víi lç h×nh dÇm ch÷ I th×: d' hk - §−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh ë ch©n hë D cho trôc trªn: ( ) + − = 2D D B 2b D+ − Dhk Dak h.k d h k.h 2h B 2b h h bh bk ak H D - §−êng kÝnh lµm viÖc trung b×nh ë ch©n kÝn cho trôc d−íi: ( ) + + − + = 2D .H 2D .h D B 2b 2D .a D+ + − + H h.k k d k a.k k k.k 2H 2h B 2b 2a ( ) k k k Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 30 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn cã thÓ tham kh¶o c¸ch x¸c ®Þnh ®−êng kÝnh lµm viÖc (tiÕp xóc) cña mét sè lç h×nh th−êng gÆp (b¶ng 2.1) Tªn lç h×nh H×nh minh ho¹ §−êng kÝnh lµm viÖc Lç h×nh ph¼ng Lç h×nh hép Lç h×nh vu«ng Lç h×nh trßn Lç h×nh thoi Lç h×nh «van Lç h×nh 6 c¹nh Lç h×nh phøc t¹p Dtt Dtx h Dtx Dtx Dtt h h tt §øng DB»ng Dtx a Dtt Dtx d Dtt Dtx Dtt h Dtx Dtt h m Dtt Dtt h b C Dtx Dtt h b B Dtx Dtt F Dtx F Dtx b Dtt F F Dtx Dtx = Dtt - h Dtx = Dtt - h Dtx = Dtt - 0,76a Dtx = Dtt - 0,8d Dtx = Dtt - 0,55h 2h m Dtx Dtt+ = − 1. 3 b h h Dtx Dtt2 . + 0,2 = − 2. b h Dtx Dtt ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ = − +bC 1 2 F Dtx ≈ Dtt − b Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 31 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 2.1.6. Bè trÝ lç h×nh trªn trôc c¸n a. KÝch th−íc trôc c¸n vµ ®−êng c¸n §Ó bè trÝ ®−îc lç h×nh trªn trôc c¸n ph¶i xuÊt ph¸t tõ c¸c kÝch th−íc c¬ b¶n cña trôc c¸n. §−êng kÝnh trôc c¸n Dtt cña m¸y c¸n lµ kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®−êng t©m cña trôc c¸n trªn vµ d−íi ë vÞ trÝ b×nh th−êng khi c¸n. + = D D D T D 2 tt DTtx DVT ∆DT/4 DT Khi 2 trôc tiÕp xóc nhau hoµn toµn DD kh«ng cã khe hë ta cã ®−êng kÝnh ban DVD ®Çu cña trôc c¸n: DT = DVT + t ; DD = DVD + t h t DDtx Dtt t - khe hë gi÷a 2 vµnh trôc DVT , DVD - ®−êng kÝnh theo vµnh trôc H×nh 2.14- Bè trÝ lç h×nh trªn trôc c¸n. §−êng tiÕp xóc cña 2 ®−êng kÝnh ban ®Çu DT, DD gäi lµ ®−êng c¸n. DTtb, DDtb -®−êng kÝnh trung b×nh cña trôc trªn vµ d−íi. DTtx, DDtx - ®−êng kÝnh lµm viÖc cña trôc trªn vµ d−íi. §èi víi c¸c lç h×nh ®¬n gi¶n nh− hép ch÷ nhËt, vu«ng, thoi, «van, trßn khi bè trÝ lç h×nh trªn trôc c¸n th× trôc ®èi xøng n»m ngang cña lç h×nh (®−êng trung tuyÕn) lu«n trïng víi ®−êng c¸n. Trong thùc tÕ nh»m æn ®Þnh ph«i lóc ra khái lç h×nh ®i theo mét h−íng, ng−êi ta sö dông sö chªnh lÖch ®−êng kÝnh ban ®Çu cña 2 trôc c¸n. NÕu DT > DD: ta gäi lµ cã ¸p lùc trªn (ph«i lu«n cong xuèng d−íi lóc ra khái lç h×nh, nÕu DT < DD ta gäi lµ cã ¸p lùc d−íi. ¸p lùc trªn ∆DT vµ ¸p lùc d−íi ∆DT ®−îc biÓu thÞ: ∆DT = DT - DD ; ∆DD = DD - DT . Khi c¸n c¸c s¶n phÈm cã biªn d¹ng phøc t¹p th× dïng ¸p lùc ®èi víi trôc nµo cã chøa phÇn r·nh lç h×nh kÝn. Khi c¸n h×nh ng−êi ta dïng ¸p lùc trªn. Ap lùc trªn cã trÞ sè 1 ⎟ 3 mm cho m¸y c¸n h×nh cì nhá vµ 10 mm cho m¸y c¸n h×nh cì lín. ¸p lùc d−íi th−êng dïng ë c¸c m¸y c¸n mµ ph«i c¸n cã träng l−îng lín (c¸n tÊm nãng) víi trÞ sè ¸p lùc 10 ⎟ 15 mm. Trong tr−êng hîp bè trÝ lç h×nh cã sö dông ¸p lùc trªn víi mét ®¹i l−îng ∆DT = DT -DD th× ®−êng c¸n ph¶i lµ ®−êng ë vÞ trÝ thÊp h¬n ®−êng tiÕp xóc gi÷a 2 ®−êng kÝnh ban ®Çu cña trôc trªn vµ trôc d−íi mét kho¶ng c¸ch lµ ∆DT /4 bëi v×: DT TTB T D DTB ∆ D = + ∆ = + 4D D 2 ; 4D 2 D 2 D 2 V× DTTB = DDTB cho nªn biÓu thøc trªn cã thÓ viÕt: DT - DD = ∆DT Trong tr−êng hîp sö dông ¸p lùc d−íi th× ®−êng c¸n sÏ n»m ë vÞ trÝ cao h¬n Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 32 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n ®−êng trung b×nh cña trôc c¸n mét ®¹i l−îng ∆DT/4. V× ®−êng trung tuyÕn cña lç h×nh n»m trïng víi ®−êng c¸n nªn kh«ng cÇn ph¶i x©y dùng mét ®−êng phô trung b×nh cña trôc c¸n mµ ta cã thÓ tÝnh ®−êng kÝnh trôc trªn vµ trôc d−íi nh− sau: ∆ = − ∆ = + 2D D D D D T T 2 ; D D D víi D lµ kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®−êng t©m trôc, chÝnh lµ ®−êng kÝnh cña trôc c¸n. b. S¾p xÕp vµ bè trÝ lç h×nh trªn gi¸ c¸n 3 trôc Gi¸ c¸n 3 trôc th−êng gÆp nhiÒu ë m¸y c¸n h×nh bè trÝ hµng, nã lµm nhiÖm vô c¸n ph¸, c¸n th«. HÖ lç h×nh th−êng dïng ë c¸c gi¸ nµy lµ hÖ lç h×nh hép ch÷ nhËt - vu«ng hoÆc thoi - vu«ng tïy theo kÝch th−íc ph«i. Bè trÝ lç h×nh trªn gi¸ 3 trôc cã hai c¸ch: xen kÏ vµ lªn xuèng. * Bè trÝ xen kÏ: Theo c¸ch bè trÝ nµy th× trªn mét chiÒu dµi cña trôc c¸n chØ xÕp ®−îc Ýt lç h×nh. Nh−ng nÕu dïng mét bé trôc c¸n 4 trôc: mét trôc trªn, mét trôc d−íi vµ hai trôc gi÷a ®Ó phèi lç h×nh th× v·n cã thÓ tiÕt kiÖm ®−îc trôc c¸n. Bè trÝ xen kÏ th× thiÕt kÕ lç h×nh sÏ ®¬n gi¶n. 1 * Bè trÝ lªn xuèng: 2 3 4 Trong c¸ch bè trÝ nµy th× trôc gi÷a ®−îc dïng chung cho trôc trªn vµ trôc d−íi, do ®ã bè trÝ ®−îc nhiÒu lç h×nh, qu¸ tr×nh lËt thÐp ®−îc thùc hiÖn ë lç h×nh d−íi. Sö dông c¸ch bè trÝ lªn xuèng th× khi thiÕt kÕ lç h×nh sÏ phøc t¹p h¬n. 2 1 4 3 6 5 8 7 2.1.7. C¸c ®¹i l−îng biÕn d¹ng khi thiÕt kÕ lç h×nh a. HÖ sè biÕn d¹ng Trong lý thuyÕt c¸n ®· tr×nh bµy vÒ c¸c ®¹i l−îng biÕn d¹ng khi thiÕt kÕ lç h×nh: ; hH ; Bb Ll η = β = ∝ = Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 33 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n NÕu hÖ sè gi·n dµi sau mét lÇn c¸n lµ: = = ∝ Ll F f 1 NÕu qu¸ tr×nh c¸n ph¶i qua nhiÒu lÇn (n) c¸n, ®Ó cã ®−îc s¶n phÈm cuèi cïng th× hÖ sè gi·n dµi ∝ gäi lµ tæng l−îng biÕn d¹ng F ∝∑ = qua mçi lÇn biÕn d¹ng, nf diÖn tÝch tiÕt diÖn lÇn l−ît gi¶m dÇn vµ ta lÇn l−ît cã c¸c hÖ sè gi·n dµi t−¬ng øng: ; ...... ; fF F ; fF − ∝ = ∝ = ∝ = 1 n 1 1 f 2 1 n 2 n F . .... ff .... ff. fF ∝ = = = ∝ ∝ ∝ = ∑ 1 n 1 VËy: 1 2 n f n 1 2 n LÊy gi¸ trÞ trung b×nh cho l−îng gi·n dµi ta cã: hoÆc fF nTB ∝∑ = = ∝ ∝ = ∝∑ n TB n TrÞ sè hÖ sè gi·n dµi trung b×nh lµ mét ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho c−êng ®é biÕn d¹ng, møc sö dông phô t¶i cña thiÕt bÞ, sù tiªu hao n¨ng l−îng cña tõng gi¸ c¸n, ®ång thêi nã cã mèi liªn hÖ víi c¸c th«ng sè c«ng nghÖ kh¸c v.v.. C¸c hÖ sè gi·n dµi tõng phÇn (∝1, ∝2, ∝3..) phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè chñ yÕu lµ lùc Ðp, l−îng gi·n réng, nhiÖt ®é, tÝnh chÊt thµnh phÇn hãa häc cña vËt c¸n, tr¹ng th¸i bÒ mÆt trôc c¸n, ma s¸t... Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ lç h×nh th«ng th−êng xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ nh−: vËt liÖu vµ kÝch th−íc cho tr−íc (ph«i vµ s¶n phÈm cÇn cã). V× vËy, chóng ta cã thÓ t×m ®−îc sè lÇn biÕn d¹ng tõng phÇn n: − = ∝ → = F lgF lgf n n f TB n n lg ∝ TB b. Sù liªn hÖ gi÷a c¸c ®¹i l−îng biÕn d¹ng Tõ s¬ ®å c¸n nh− h×nh 2.15 cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc mèi liªn hÖ gi÷a c¸c ®¹i l−îng biÕn d¹ng. lg = R.α; lg = R.∆h víi, α: gãc ¨n kim lo¹i lg: ®é dµi cung tiÕp xóc trªn trôc c¸n R: b¸n kÝnh lµm viÖc cña trôc c¸n Khi gãc ¨n kim lo¹i α nhá, ta cã: α ≈ ∆ R. R. h ∆ h hoÆc α = R Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 34 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Tõ h×nh ta cã: Dh cos 1 ∆ α = − α ∆h/2 H h ∆h/2 lg hoÆc ∆hmax = D(1 - cosα) víi, ∆h: l−îng biÕn d¹ng V× gãc ¨n kim lo¹i cùc ®¹i αmax xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn ma s¸t trªn bÒ mÆt tiÕp xóc: cos α = 1 ∆b/2 B cos 2 max + α 1 tg 1 α = 2 max + 1 f max b ∆b/2 H×nh 2.15- S¬ ®å qu¸ tr×nh c¸n. Suy ra, ⎟⎟⎠⎞ ⎜⎜⎝⎛+ ∆ = − 2 max1 f1 h D 1 §Ó x¸c ®Þnh s¬ bé l−îng Ðp cùc ®¹i cã thÓ dïng c¸c biÓu thøc ®¬n gi¶n h¬n ∆hmax = α2max.R = R.f2 Gi¸ trÞ gãc ¨n kim lo¹i tuú theo m¸y c¸n cã thÓ tham kh¶o theo b¶ng 2.2 B¶ng 2.2 Gãc ¨n cña kim lo¹i khi c¸n thÐp §iÒu kiÖn c¸n vµ vËt liÖu trôc c¸n Gãc ¨n kim lo¹i α (®é) ∆h/DK C¸n nguéi thÐp vµ thÐp hîp kim kh«ng nÐn trôc sau khi ¨n kim lo¹i: Cã dung dÞch b«i tr¬n Kh«ng cã dung dÞch b«i tr¬n C¸n nãng: ThÐp tÊm ThÐp h×nh ThÐp h×nh trªn trôc cã hµn vÕt C¸n nãng kim lo¹i mµu: Nh«m 3500C §ång thau 8000C Niken 11000C §ång ®á 9000C 3 ⎟ 4 6 ⎟ 8 18 ⎟ 22 22 ⎟ 24 27 ⎟ 34 20 ⎟ 22 21 ⎟ 24 22 27 1/700 ⎟ 1/400 1/250 ⎟ 1/100 1/20 ⎟ 1/15 1/15 ⎟ 1/12 1/9 ⎟ 1/6 1/16 ⎟ 1/15 1/15 1/9 Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 35 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 2.1.8. Nh÷ng nguyªn t¾c c¬ b¶n khi thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n phô thuéc vµo s¶n phÈm c¸n, kiÓu m¸y, ®Æc ®iÓm kü thuËt cña m¸y, c«ng suÊt ®éng c¬, chÊt l−îng kim lo¹i vµ c¸c yÕu tè kh¸c. ♍ X¸c ®Þnh sè lÇn c¸n (chÕ ®é Ðp) ph¶i xuÊt ph¸t tõ kh¶ n¨ng trôc c¸n ¨n ®−îc vµo kim lo¹i (gãc ¨n α). Trong tr−êng hîp ®é bÒn trôc, c«ng suÊt ®éng c¬ kh«ng ®¶m b¶o ph¶i t¨ng sè lÇn c¸n. §«i khi sè lÇn c¸n cßn phô thuéc vµo c¸ch bè trÝ gi¸ c¸n... ♎ X¸c ®Þnh l−îng Ðp ∝ ë nh÷ng lÇn c¸n ®Çu tiªn theo gãc ¨n α cho phÐp, c¸c lÇn c¸n sau ph¶i xem xÐt theo ®é bÒn trôc, c«ng suÊt ®éng c¬, chÊt l−îng s¶n phÈm. ♏ X¸c ®Þnh l−îng Ðp ë lç h×nh tinh vµ tr−íc tinh theo ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng trong lç h×nh ®Ó ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c cña s¶n phÈm vµ ®iÒu kiÖn mµi mßn lç h×nh. Cô thÓ nh− sau: - Víi lç h×nh tinh: ∝ = 1,1 ⎟ 1,2 - Víi lç h×nh tr−íc tinh: ∝ = 1,25 ⎟ 1,35 ♐ X¸c ®Þnh kÝch th−íc ph«i ban ®Çu trªn c¬ së dung sai ©m ∆ cho phÐp vµ x¸c ®Þnh nh− sau: - KÝch th−íc ph«i ë tr¹ng th¸i nguéi ang: ang = a - ∆/2 - KÝch th−íc ph«i ë tr¹ng th¸i nãng an: an = (a - ∆/2).(1,012 ⎟ 1,015) (mm) ♑ ThiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n ph¶i xuÊt ph¸t tõ kÝch th−íc s¶n phÈm. KÝch th−íc lç h×nh sÏ lµ kÝch th−íc s¶n phÈm theo tiªu chuÈn cã xÐt ®Õn hÖ sè në nãng cña thÐp. VÝ dô víi thÐp trßn cã ®−êng kÝnh d±, phô thuéc vµo dung sai kÝch th−íc ®Ó tÝnh kÝch th−íc s¶n phÈm dn ë tr¹ng th¸i nãng. ♒ TÝnh to¸n l−îng gi·n réng ∆b trong lç h×nh ph¶i chÝnh x¸c. Kho¶ng trèng cña lç h×nh dµng cho gi·n réng bao giê còng ph¶i lín h¬n l−îng gi·n réng tÝnh to¸n bKL = (0,95 ⎟ 1)bLH trong ®ã, bKL: chiÒu réng kim lo¹i sau c¸n; bLH: chiÒu réng cña lç h×nh ♓ §èi víi c¸c s¶n phÈm cã biªn d¹ng phøc t¹p (thÐp ch÷ ⊂, thÐp ch÷ I, thÐp ®−êng ray) ph¶i chia lç h×nh thµnh c¸c ph©n tè riªng biÖt vµ tÝnh hÖ sè biÕn d¹ng cho tõng ph©n tè ®ã. Do ®ã cÇn gi¶m bít sè lç h×nh phøc t¹p. Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ lç h×nh b¾t buéc theo h−íng ng−îc víi h−íng c¸n. 🙰 Víi m¸y c¸n bè trÝ gi¸ c¸n theo hµng ph¶i chó ý ph©n bè sè lÇn c¸n ë c¸c gi¸ c¸n hîp lý ®Ó ®¶m b¶o n¨ng suÊt cao vµ phô t¶i ®Òu trªn c¸c gi¸. Víi m¸y c¸n liªn tôc ph¶i b¶o ®¶m tèc ®é c¸n lín. 🙵 TÝnh ®Õn t¶i träng ®éng c¬. YÕu tè nµy gióp tiÕt kiÖm n¨ng l−îng, gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm. ● TÝnh ®Õn tuæi bÒn cña trôc. YÕu tè nµy dÉn ®Õn tr¸nh ph¶i thay trôc nhiÒu lÇn, gi¶m n¨ng suÊt cña x−ëng. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 36 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 2.1.9- Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm c¸c hÖ thèng lç h×nh gi·n dµi C¸c lç h×nh c¸n th« (t¹o sù gi·n dµi) rÊt ®a d¹ng, chóng ®−îc dïng ®Ó gi¶m nhanh tiÕt diÖn vËt c¸n. Tïy thuéc vµo tiÕt diÖn, hÖ sè gi·n dµi, ®−êng kÝnh trôc c¸n... mµ dïng lç h×nh gi·n dµi cã h×nh d¸ng kh¸c nhau theo mét thø tù nèi tiÕp nhau nhÊt ®Þnh. TËp hîp mét lo¹t c¸c lç h×nh t¹o sù gi·n dµi cïng mét kiÓu theo mét thø tù gäi lµ hÖ thèng lç h×nh. C¸c hÖ thèng lç h×nh t¹o sù gi·n dµi th−êng dïng lµ: - HÖ thèng lç h×nh hép ch÷ nhËt - vu«ng. - HÖ thèng lç h×nh hép - trôc ph¼ng. - HÖ thèng lç h×nh «van - vu«ng. - HÖ thèng lç h×nh thoi - vu«ng. - HÖ thèng lç h×nh «van b»ng - «van ®øng. - HÖ thèng lç h×nh «van - trßn. - HÖ thèng lç h×nh thoi - thoi. - HÖ thèng lç h×nh vu«ng - vu«ng. - HÖ thèng lç h×nh v¹n n¨ng - HÖ thèng lç h×nh hçn hîp. a) HÖ thèng lç h×nh hép ch÷ nhËt - vu«ng HÖ thèng nµy tËp hîp mét lo¹t c¸c lç h×nh ch÷ nhËt vµ lç h×nh vu«ng. Trong qu¸ tr×nh c¸n cã thÓ cã lËt ph«i hoÆc kh«ng lËt ph«i. HÖ thèng nµy ®−îc dïng ë m¸y c¸n ph¸, c¸n ph«i liªn tôc, ë c¸c gi¸ c¸n th« cña m¸y c¸n h×nh, dïng s¶n xuÊt ph«i cho m¸y c¸n thÐp dÇm. H×nh 2.16- HÖ thèng lç h×nh hép ch÷ nhËt - vu«ng. 🗍 §Æc ®iÓm - ¦u ®iÓm: §é s©u r·nh nhá, cho l−îng Ðp lín vµ ®ång ®Òu, tiªu hao n¨ng l−îng Ýt, thuËn tiÖn cho viÖc c¬ giíi ho¸ khi ®−a vËt c¸n tõ lç h×nh nä sang lç h×nh kia. Trong mét lç h×nh cã thÓ c¸n ®−îc nhiÒu lÇn b»ng c¸ch thay ®æi kho¶ng c¸ch t©m trôc c¸n, cã gãc ¨n lín (α = 200 ⎟ 300). - Nh−îc ®iÓm: DÔ t¹o ra bÒ mÆt låi nÕu qu¸ ®iÒn ®Çy, dÔ bÞ lÖch ph«i khi ®i vµo lç h×nh, khã nhËn ®−îc ph«i vu«ng chÝnh x¸c. 📋 X¸c ®Þnh kÝch th−íc vµ c¸c th«ng sè cña hÖ thèng - ChiÒu réng cña ®¸y lç h×nh bK cã thÓ chän theo chiÒu réng ph«i vµo lç h×nh. bK ≈ (0,95 ⎟ 1)BI - ChiÒu réng miÖng cña lç h×nh BK: BK = BI + ∆b Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n BF 37 víi, ∆b lµ l−îng gi·n réng trong lç h×nh, ∆b = 5 ⎟ 10mm NÕu c¸n nhiÒu lÇn trong lç rr1 S 15% hK h×nh th× ph©n tÝch tæng l−îng gi·n réng Σ∆b cña c¸c lÇn c¸n ®Ó x¸c ®Þnh ®−îc chiÒu réng miÖng lç h×nh BK: 20⎟25% bK BK BK = bK + Σ∆b ë ®¸y lç h×nh cã ®é låi 10 ⎟ 15%, ®é nghiªng thµnh bªn cña lç h×nh chän trong ph¹m vi 20 ⎟ 25%, hÖ sè h¹n H×nh 2.17- KÝch th−íc lç h×nh hép. chÕ gi·n réng k∆b cã gi¸ trÞ: k∆b =0,6 ⎟ 0,8 - L−îng gi·n réng ∆b cã thÓ x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: 2b . h.k b (2.1) ∆ ∆ = ∆n TB b ( )( ) ⎥⎥⎦⎤ ⎢⎢⎣⎡⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛α b H h 1 1 TB + + + α R. hoÆc: ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ ∆ ∆ − ∆ ∆ = 2fh R. h h b 1,15. (2.2) 2H trong ®ã, H, h: chiÒu cao vËt c¸n tr−íc vµ sau khi c¸n. bTB: chiÒu réng trung b×nh vïng biÕn d¹ng. α: gãc ¨n kim lo¹i, rad. R.α: ®é dµi cung ¨n. n = 1 khi bTB < R.α; n = 2 khi bTB > R.α ∆h: l−îng Ðp, ∆h = H - h t: nhiÖt ®é c¸n. f: hÖ sè ma s¸t khi c¸n, f = n1.n2.n3(1,05 - 0,0005.t) (2.3) n1: hÖ sè xÐt ®Õn tr¹ng th¸i bÒ mÆt vµ vËt liÖu chÕ t¹o trôc c¸n; n1 = 1 ®èi víi trôc thÐp, n1 = 0,8 ®èi víi trôc gang. n2: hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña tèc ®é c¸n (h×nh 2.18). n3: hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña thµnh phÇn ho¸ häc cña vËt liÖu c¸n (b¶ng 2.3). HÖ sè ma s¸t f cßn cã thÓ tÝnh theo biÓu thøc Ghel©y: + C¸n trªn trôc thÐp: f = 1,05 - 0,0005t - 0,056V + C¸n trªn trôc gang: f = 0,92 - 0,0005t - 0,056V víi V: tèc ®é c¸n (V < 5m/s); t: nhiÖt ®é c¸n (t > 7000C). Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 38 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n B¶ng 2.3 HÖ sè n3 phô thuéc vµo vËt liÖu VËt liÖu HÖ sè n3 ThÐp Cacbon (CT1) ThÐp P18 (ledeburit) ThÐp Peclit - mactenxit ThÐp ostenit (X13H4Γ9) ThÐp ferit (1X17ЮA) ThÐp ostenit + c¸cbit (X15H60) 1 1,1 1,24 ⎟ 1,3 1,4 1,55 1,6 n2 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0 4 8 12 16 18 20 H×nh 2.18- X¸c ®Þnh n2 theo tèc ®é c¸n. Víi hÖ thèng lç h×nh hép nh− h×nh 2.16, c¨n cø vµo kÝch th−íc ph«i vµ s¶n phÈm, ®iÒu kiÖn ph©n bè hÖ sè gi·n dµi ®Ó x¸c ®Þnh c¸c kÝch th−íc lç h×nh vu«ng trung gian, sau ®ã míi tÝnh c¸c kÝch th−íc lç h×nh ch÷ nhËt. Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch cho tr−íc mét l−îng gi·n réng ∆b, dùa vµo biÓu thøc ®· cho x¸c ®Þnh c¸c kÝch th−íc bK, BK, hK... Trªn c¬ së c¸c biÓu thøc nµy, tÝnh c¸c ®¹i l−îng gi·n réng ∆b theo c¸c biÓu thøc 🗍 vµ 📋, nÕu gi¸ trÞ l−îng gi·n réng ∆b tÝnh ®−îc cã gi¸ trÞ t−¬ng ®−¬ng víi l−îng gi·n réng ∆b ®· chän th× kh«ng tÝnh to¸n l¹i. Song, nÕu kh«ng phï hîp th× ph¶i c¨n cø vµo l−îng gi·n réng ∆b tÝnh to¸n ®Ó x¸c ®Þnh l¹i c¸c kÝch th−íc cña lç h×nh hép ch÷ nhËt. §Ó x¸c ®Þnh s¬ bé c¸c kÝch th−íc cña lç h×nh hép ch÷ nhËt trung gian dïng c¸c biÓu thøc: h2 = C3 - k3(b2 - C3) b2 = C1 - k2(C1 - h2) Nh− vËy, cã chiÒu cao cña lç h×nh hép ch÷ nhËt trung gian lµ: ( ) ( ) 1 k C k k k C h − + − + = 3 3 3 2 3 1 2 1 k k 2 3 trong ®ã, k2, k3: c¸c hÖ sè h¹n chÕ gi·n réng trong lç h×nh, víi lç h×nh c¸n th« k2, k3 thay ®æi trong ph¹m vi 0,25 ⎟ 0,3. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 39 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n NÕu chän k2 = k3 = 0,3 th× ta cã: 1,3C 0,39C h 3 1 − = 0,91 2 Tõ h2 ta tÝnh l¹i b2. NÕu x¸c ®Þnh kÝch th−íc cña lç h×nh hép ch÷ nhËt theo gãc ¨n α, tÝnh l−îng Ðp ∆h theo gãc ¨n α. VÝ dô: víi α = 260 cã ∆h = Dk(1 - cosα). VËy, ∆h = 0,1Dk, suy ra: C1 - h2 = 0,1(D - h) (D: ®−êng kÝnh ban ®Çu cña trôc c¸n) C 0,1D h 1 − = 0,9 2 C1 C1 h2 b2 C3 C3 H×nh 2.19- S¬ ®å x¸c ®Þnh tiÕt diÖn lç h×nh hép trung gian. T×m ®−îc kÝch th−íc h2 x¸c ®Þnh ∆b2 vµ b2 cïng víi c¸c th«ng sè kh¸c cña lç h×nh theo cÊu t¹o cña nã. Cã thÓ chØnh l¹i kÝch th−íc sao cho phï hîp víi ®iÒu kiÖn ¨n, gi·n réng trong lç h×nh vu«ng thø ba. b) HÖ thèng lç h×nh hép - trôc ph¼ng (kh«ng r·nh) HÖ thèng nµy ®−îc dïng ë nhãm gi¸ c¸n th« cña m¸y c¸n liªn tôc, ë c¸c m¸y c¸n bè trÝ theo bµn cê vµ ch÷ Z. HÖ thèng nµy v¹n n¨ng h¬n v× cã thÓ thay ®æi l−îng Ðp ∆h b»ng c¸ch thay ®æi kho¶ng c¸ch 2 trôc c¸n, dÔ khö bá v¶y rÌn khi c¸n trªn trôc ph¼ng. I II III IV H×nh 2.20-HÖ thèng lç h×nh hép - trôc ph¼ng. VÒ hÖ sè gi·n dµi th× hÖ thèng nµy kÐm h¬n hÖ thèng tr−íc. Song víi 2 −u ®iÓm trªn, ng−êi ta vÉn sö dông. Ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n víi hÖ thèng nµy còng t−¬ng tù nh− hÖ thèng tr−íc, tuy nhiªn c¸c lÇn c¸n trªn trôc ph¼ng cã hÖ sè gi·n réng tù do vµ gãc ¨n α cho phÐp nhá h¬n. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 40 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n c) HÖ thèng lç h×nh «van - vu«ng 🗍 §Æc ®iÓm: H×nh 2.21-HÖ thèng lç h×nh «van - vu«ng. §Æc ®iÓm cña hÖ thèng «van - vu«ng lµ gi¶m rÊt nhanh tiÕt diÖn vËt c¸n vµ ®−îc øng dông nhiÒu ë c¸c m¸y c¸n h×nh cì nhá, m¸y c¸n d©y. - ¦u ®iÓm: cã hÖ sè gi·n dµi lín, khi c¸n trong lç «van ∝«v = 1,3 ⎟ 2; c¸n 6 1 2 3 4 5 trong lç vu«ng ∝v = 1,2 ⎟ 1,6. Trong qu¸ tr×nh c¸n, ph«i ®−îc lËt ë nhiÒu gãc ®é nªn c¬ tÝnh cña s¶n phÈm ®−îc c¶i thiÖn. Ph«i tiÕt diÖn vu«ng dÔ ®−a vµo lç h×nh «van, dÔ dïng c¬ cÊu dÉn h−íng víi lç h×nh «van, Ýt khoÐt s©u vµo trôc, khi c¸n ph«i vu«ng th× c¸c c¹nh vu«ng H×nh 2.22- LËt thÐp khi c¸n trong hÖ thèng lç h×nh «van - vu«ng. chuyÓn ra phÝa ngoµi «van, dÔ lo¹i bá khuyÕt tËt bÒ mÆt. - Nh−îc ®iÓm: Ph«i «van c¸n trong lç h×nh vu«ng khã æn ®Þnh. §Ó dÉn h−íng ph¶i kÑp chÆt, khã ®Æt m¸ng vßng ®Ó ®−a ph«i tõ lç h×nh «van sang lç h×nh vu«ng, cã biÕn d¹ng kh«ng ®ång ®Òu theo chiÒu réng cña lç h×nh nªn lµm gi¶m chÊt l−îng thÐp s¶n phÈm. η = b«v H h η = bv H h H×nh 2.23- BiÕn d¹ng kh«ng ®Òu trong lç h×nh «van vµ vu«ng. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 41 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Lç h×nh vu«ng cã ®é khoÐt s©u vµo trôc lín, cã hiÖn t−îng biÕn d¹ng kh«ng ®Òu ph«i «van trong lç h×nh vu«ng. §Ó kh¾c phôc nh−îc ®iÓm nµy ng−êi ta thay lç h×nh «van b»ng lç h×nh s¸u c¹nh. H×nh 2.24- HÖ thèng lç h×nh s¸u c¹nh - vu«ng. Ngoµi biÕn d¹ng ®ång ®Òu, hÖ s¸u c¹nh - vu«ng æn ®Þnh trong lç h×nh vu«ng vµ dÔ ¨n vµo trôc, hÖ s¸u c¹nh - vu«ng ®−îc sö dông ë gi¸ c¸n ph¸ cña c¸c m¸y c¸n h×nh lo¹i nhá, m¸y c¸n d©y. Tõ d¹ng cña mét lç h×nh s¸u c¹nh, khi sö dông b¸n kÝnh ®¸y lç h×nh r cã thÓ chuyÓn lç h×nh s¸u c¹nh thµnh lç h×nh «van b»ng vµ «van cã c¹nh ph¼ng. r hov bov r hov bov a) b) H×nh 2.25- HÖ lç h×nh «van b»ng (a) vµ «van cã c¹nh ph¼ng (b). HÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh «van phô thuéc vµo tû sè gi÷a chiÒu réng vµ b vµ møc ®é h¹n chÕ gi·n réng trong lç h×nh k∆b. chiÒu cao cña «van trªn trôc h ov ov 📋 TÝnh to¸n, thiÕt kÕ lç h×nh «van - vu«ng Gi¶ thiÕt hÖ cã 3 lç h×nh nh− h×nh sau: C1 h«v b«v 1,41C H×nh 2.26- HÖ lç h×nh «van - vu«ng. C2 1,41C Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 42 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n L−îng Ðp trung b×nh trong lç h×nh «van cã thÓ x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: ∆hTB = C1 - 0,74hov Trªn c¬ së møc ®é gi·n réng trong lç h×nh «van ta cã thÓ cã mét chiÒu réng cña lç h×nh bov: b C b = + ∆ ov 1 ov ov ( ) = + − C k C 0,74h ∆ 1 b 1 ov ( ) ov ov ov b 1 k C 0,74k h = + − ∆ ∆ ov b 1 b X¸c ®Þnh tû sè gi÷a chiÒu réng vµ chiÒu cao cña lç h×nh «van: ( ) a ovb ov ov = + − = ∆ ∆ b 1 k C 0,74h k 1 ov b h ov h ov Suy ra, ( )ovb1 ovb 1 k C h + = ∆ ova 0,74k + ∆ Ta x¸c ®Þnh l¹i bov: ( )ovb1 ovb a 1 k C b a.h + = = ∆ ov ova 0,74k + ∆ BiÓu thøc nµy kh«ng chøa l−îng Ðp ∆hTB, trªn c¬ së kÝch th−íc vÒ chiÒu cao vµ chiÒu réng cña lç h×nh «van, x¸c ®Þnh ®−îc diÖn tÝch Fov cña lç h×nh «van: ( ) ovb 21 0,74 1 k .a.C F 0,74b h + = = ∆ ov ov ov ( )2 ovb a 0,74k + ∆ DiÖn tÝch ph«i vu«ng c¸n trong lç h×nh «van: Fv = 0,98.C12 Trªn c¬ së diÖn tÝch tiÕt diÖn, tÝnh hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh «van: F v 0,98.C 21 ( ) ∝ = = ov F 2 ovb 0,74 1 k .a.C 21 ov + ∆ ( )2 ovb a 0,74k + ∆ Sau khi biÕn ®æi vµ rót gän, ta cã: 2 ⎜⎜⎝⎛+ ⎟⎟⎠⎞ b 1,33 h ov ov 0,74k ovb ∆ ∝ = (2.4) ( )2 ovb ov 1 k b ov h ov + ∆ Tõ biÓu thøc nµy, ta nhËn thÊy hÖ sè biÕn d¹ng trong lç h×nh «van phô thuéc b vµ vµo ov vµo mét biÕn sè trong tû sè gi÷a chiÒu réng vµ chiÒu cao cña lç h×nh h ov møc ®é h¹n chÕ gi·n réng trong lç h×nh ov k∆b . Theo lý thuyÕt vÒ gi·n réng th× hai Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 43 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n biÕn sè nµy còng phô thuéc lÉn nhau. Tõ biÓu thøc (2.4) ta cã thÓ h×nh thµnh mèi quan hÖ gi÷a ∝ov, c¹nh vu«ng a vµ ov k∆b nh− b¶ng sau: B¶ng 2.4- HÖ sè gi·n dµi ∝ov theo a vµ ov k∆b b ov a = h ov TrÞ sè ∝ov theo ov k∆b 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 1,38 1,66 1,95 2,24 2,53 1,31 1,55 1,80 2,10 2,30 1,25 1,46 1,68 1,90 2,10 1,20 1,38 1,57 1,77 1,96 1,15 1,31 1,48 1,65 1,83 1,11 1,25 1,40 1,55 1,71 Trªn c¬ së biÓu thøc (2.4) ta cã thÓ tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÊu t¹o lç h×nh «van mét c¸ch tèi −u: 2 ov ( ) 1,33 a 0,74k + i b ∝ = ov ∆ ( )2 ov a 1 k + i b ∆ Tõ kinh nghiÖm thùc tiÔn, ng−êi ta nhËn thÊy r»ng: + C1 = (50 ⎟ 100) mm khi ov k∆b = 0,5 ⎟ 0,6; a = 2 th× ∝ov = 1,55 ⎟ 1,65. + C1 = (20 ⎟ 50) mm khi ov k∆b = 0,6 ⎟ 0,8; a = 2 ⎟ 3 th× ∝ov = 1,44 ⎟ 2. + C1 = (7 ⎟ 20) mm khi ov k∆b = 0,8 ⎟ 1; a = 2,5 ⎟ 3 th× ∝ov = 1,4 ⎟ 1,7. (tr−êng hîp nµy ov k∆b kh¸ lín gÇn nh− cã gi·n réng tù do). §èi víi lç h×nh vu«ng cña hÖ «van - vu«ng th× trªn thùc tÕ hÖ sè gi·n dµi ∝ov còng phô thuéc vµo diÖn tÝch tiÕt diÖn «van c¸n trong lç h×nh vu«ng, cã nghÜa lµ phô b ov = vµ hÖ sè h¹n chÕ gi·n réng trong lç h×nh vu«ng vb hb k∆∆ thuéc vµo tû sè a ∆ = , h ta cã: ov v TB ( ) ovTB h b k b h = − − ov v b ∆ vTB v ( ) 1,29.C k 0,74.b 0,76.C = − − 2 b ∆ ov 2 ( ) ov v v h 1,29 0,76.k C 0,74.k .b = + − ov b ∆ ∆ 2 b (trÞ sè bv = 1,29C2 v× ta ®· xÐt ®Õn b¸n kÝnh l−în ë vµnh trôc r = 0,15C2). b ov b ov Víi, ( ) ov a h = = ovb v ov 1,29 0,76.k C 0,74.k .b + ∆ − ∆ 2 b Tõ 2 biÓu thøc trªn cã thÓ tÝnh l¹i c¸c kÝch th−íc cña tiÕt diÖn lç h×nh «van: Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 44 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n ( )vb2 vb 1,29 0,76.k .a.C b + = ; ∆ ov1 0,74.a.k + ∆ ( )vb2 b h v 1,29 0,76.k C + = = ∆ ov b ov1 0,74.a.k a + ∆ ChiÒu cao trung b×nh cña lç h×nh vu«ng: 22 F h = = = (cã b¸n kÝnh l−în ë ®¸y) v v 0,98.C 2 TB 0,76.C b v 1,29.C 2 DiÖn tÝch tiÕt diÖn ph«i «van c¸n trong lç h×nh vu«ng: 2 vb ( ) 22 0,74 1,29 0,76.k .a.C F 0,74.b .h + = = ov ov ov ∆ 2 vb ( ) 1 0,74.a.k F 0,98.C = + 2 ∆ v 2 HÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh vu«ng ∝v: 2 vv ( ) F ov 0,755.a. 1,29 0,76.k + ∆ ∝ = = (2.5) v F ( )2 vv 1 0,74.a.k v + ∆ Tõ biÓu thøc nµy, ta cã nhËn xÐt: hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh vu«ng phô thuéc vµo tû sè cña diÖn tÝch «van cña hai trôc c¸n trong lç h×nh vµ chØ sè h¹n chÕ gi·n réng cña lç h×nh vu«ng. TrÞ sè ∝v theo a vµ v k∆b cho trong b¶ng 2.5. B¶ng 2.5- HÖ sè gi·n dµi ∝v theo a vµ v k∆b b ov a = h ov TrÞ sè ∝v theo v k∆b 0,4 0,5 0,6 0,7 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 1,38 1,52 1,58 1,61 1,62 1,31 1,39 1,42 1,42 1,40 1,24 1,29 1,29 1,27 1,23 1,19 1,21 1,19 1,15 1,11 Trªn c¬ së b¶ng 2.4 vµ 2.5 ta thÊy hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh vu«ng nhá h¬n nhiÒu so víi trong lç «van. Do ®ã cã thÓ ®−a ra c¸c kÕt luËn: - Tïy theo trÞ sè ov k∆b vµ v k∆b mµ hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh «van vµ vu«ng cã mèi quan hÖ: ∝ov = 1 + (1,2 ⎟ 1,8)(∝v -1) (2.6) Th«ng th−êng, hay dïng: ∝ov = 1 + 1,5(∝v -1) b ov = ⎟ viÖc chän hÖ sè - Theo tû sè gi÷a chiÒu réng vµ chiÒu cao 2,2 2,7 h ov gi·n dµi ph¶i ®¶m b¶o ®−îc ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña ph«i khi c¸n Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 45 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 🗑 C¸c b−íc thiÕt kÕ lç h×nh «van - vu«ng - Tõ gãc ¨n cho phÐp, t×m hÖ sè gi·n dµi ∝v trong lç h×nh vu«ng (h×nh 2.27 ) 32 30 α (®é) ∝ = 1,6∝ = 1,5 28 Gãc ¨n 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 ∝ = 1,4 ∝ = 1,3 ∝ = 1,2 a) 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 C¹nh vu«ng a(mm) 34 32 α (®é) ∝ = 1,6 ∝ = 1,5 Gãc ¨n 28 24 20 16 12 10 ∝ = 1,4 ∝ = 1,3 ∝ = 1,2 b) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 C¹nh vu«ng a(mm) 32 α (®é) ∝ = 1,5 30 ∝ = 1,4 ∝ = 1,3 Gãc ¨n 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 ∝ = 1,45 ∝ = 1,35 ∝ = 1,25 ∝ = 1,2 c) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 8 C¹nh vu«ng a(mm) Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 46 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 34 32 α (®é) ∝ = 1,5∝ = 1,45∝ = 1,4 30 Gãc ¨n 28 26 24 22 20 18 16 14 ∝ = 1,25 ∝ = 1,2 ∝ = 1,35 ∝ = 1,3 d) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 12 C¹nh vu«ng a(mm) 100 H×nh 2.27- C¸c ®å thÞ x¸c ®Þnh ∝v theo α vµ c¹nh vu«ng a theo hÖ thèng lç h×nh «van - vu«ng cho c¸c ®−êng kÝnh trôc c¸n. a) D = 800mm; b) D = 500mm; c) D = 250mm; d) D = 350mm - Trªn c¬ së biÓu thøc (2.5) vµ (2.6), x¸c ®Þnh hÖ sè gi·n dµi ∝ov ë lç h×nh «van lín (nÕu tÝnh ng−îc h−íng c¸n). - Trªn c¬ së ∝v vµ ∝ov, x¸c ®Þnh ®−îc hÖ sè gi·n dµi tõ lç h×nh vu«ng tr−íc ®Õn lç h×nh vu«ng sau: ∝ = ∝v. ∝ov. Sau ®ã cã thÓ ®iÒu chØnh l¹i kÝch th−íc cña lç h×nh «van trung gian. ChiÒu cao cña lç h×nh «van cã thÓ t×m theo ®å thÞ hoÆc tÝnh to¸n theo l−îng gi·n réng ∆b trong lç h×nh vu«ng vµ lç h×nh «van. Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ph¶i ®¶m b¶o sù ®iÒn ®Çy b×nh th−êng, tr¸nh bavia. KÝch th−íc cña lç h×nh «van sau khi x¸c ®Þnh l−îng gi·n réng ∆b ph¶i chØnh l¹i. - TÝnh diÖn tÝch cña lç h×nh «van vµ lç h×nh vu«ng. S h«v Rov m/2 S' m/2 b'ov + §èi víi lç h×nh «van: π = b ( ) h S b S Fov ov ov − + ov 4 Gäi a0 lµ tû sè gi÷a chiÒu réng bov vµ chiÒu cao hov khi khe hë S = 0: b ov ( ) h S bov a 0 − = ov H×nh 2.28- CÊu t¹o lç h×nh «van. khi ®ã, diÖn tÝch lç h×nh lµ: q' = a0.bov(hov - S) NÕu nh− lç h×nh kh«ng ®−îc ®iÒn ®Çy th× diÖn tÝch q' cã d¹ng: q' = a0.b'ov(hov - S') b' a ov 0 − = víi, ( ) h S' ov Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 47 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Theo h×nh 2.28, ta cã: m = hov - S' vµ 2ov 2 ov ov m = 2R − 2 R − 0,25b 2ov 2ov B¸n kÝnh «van: b h' R + = , trong ®ã: h'ov = hov - S' 0,785 ov 4h' ov S a0 = q’/bov(hov-s) 0,76 0,74 hov Rov bov 0,72 0,70 0,68 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 3,8 4,2 b ov H×nh 2.29- X¸c ®Þnh diÖn tÝch «van. ( ) h S − ov + §èi víi lç h×nh vu«ng: S h'v r C hv = 1,141C bv = hv = 1,41C KÝch th−íc thùc tÕ cã b¸n kÝnh l−în: b'v = hv = 1,141C - S h'v = 1,141C - 0,828r víi r ≈ 0,15C th×: b'v = 1,141C - S bv = 1,41C H×nh 2.30- X¸c ®Þnh kÝch th−íc lç h×nh vu«ng. d) HÖ thèng lç h×nh thoi - vu«ng F'v = Fv - 0,858.r2 ≈ 0,98C2 HÖ thèng nµy ®−îc dïng nhiÒu ë c¸c m¸y c¸n h×nh cì trung b×nh vµ nhá trªn m¸y c¸n ph«i liªn tôc. I II III IV α H×nh 2.31- HÖ thèng lç h×nh thoi - vu«ng. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 48 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 🗍 §Æc ®iÓm: HÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh thoi vµ vu«ng gÇn gièng nhau vµ cã trÞ sè: ∝v ≈ ∝t = 1,15 ⎟ 1,4 víi, ∝v: hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh vu«ng. ∝t: hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh thoi. Gãc ¨n α = 110 ⎟ 1150. - ¦u ®iÓm: + Cho s¶n phÈm vu«ng chÝnh x¸c, s¾c c¹nh. + §−îc Ðp tõ mäi phÝa cña lç h×nh. + Khö tèt v¶y rÌn. - Nh−îc ®iÓm: + R·nh cña lç h×nh khoÐt s©u vµo trôc. + DÔ h×nh thµnh bavia khi qu¸ ®iÒn ®Çy lç h×nh. 📋 TÝnh to¸n hÖ sè gi·n dµi vµ kÝch th−íc cña lç h×nh thoi - vu«ng: Gi¶ thiÕt cã 3 lç h×nh vµ c¸c kÝch th−íc ®−îc ghi nh− h×nh 2.32. C1 h1 b1 bt htC2 b2 h2 H×nh 2.32- X¸c ®Þnh kÝch th−íc hÖ thèng lç h×nh thoi - vu«ng. - KÝch th−íc cña lç h×nh thoi kh«ng cã b¸n kÝnh l−în: t ( ) b 1,41C k h ...... = + − t 1 b k 1,41C ∆ tb ∆ tTB ( ) 1,41C h = + − ⎜⎜⎝⎛ 1 tb 2 − ⎟⎟⎠⎞ 1 t tb k b 1 k .h .1,41C t t = + ∆ ∆ 2 1 2 trong ®ã, t k∆b : hÖ sè gi·n réng trong lç h×nh thoi. b ⎥⎥⎦⎤ ⎢⎢⎣⎡ − ⎟⎟⎠⎞ ⎜⎜⎝⎛+ k 1 tb tb k .h .1,41C ∆ ∆ t Ta cã: h t t h t a = = 2 1 2 (2.7) Suy ra: ( )tb1 tb 1 0,5.k .1,41C h + = (2.8) ∆ ta 0,5.k + ∆ Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 49 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Tõ hai biÓu thøc (2.7) vµ (2.8) ta t×m ®−îc bt: ( )tb1 tb a. 1 0,5.k .1,41C b a.h + = = ∆ t ta 0,5.k + ∆ DiÖn tÝch lç h×nh thoi: 2 t ( ) 21 h .b F + = = a 1 0,5.k C ∆ t t b t 2 ( )2 tb a 0,5.k + ∆ HÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh thoi: 2 tb ( ) F v C 21 a 0,5.k + ∆ ∝ = = = t F F ( )2 tb a 1 0,5.k t t + ∆ Tõ biÓu thøc nµy, ta cã thÓ viÕt d−íi d¹ng: 2 t ( ) a 0,5.k + ∆ ∝ = ti i bi ( )2 t a 1 0,5.k + ∆ i bi Trong b¶ng 2.6 cho trÞ sè cña ∝ti theo ai vµ t k∆bi : B¶ng 2.6- HÖ sè gi·n dµi ∝ti theo t k∆bi α(®é) b t a = h t TrÞ sè ∝ti theo t k∆bi 0 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 100 105 110 115 120 125 130 1,19 1,30 1,43 1,57 1,73 1,92 2,15 1,19 1,30 1,43 1,57 1,73 1.92 2.15 1,13 1,20 1,29 1,39 1,50 1,63 1,79 1,12 1,18 1,26 1,35 1,45 1,57 1,72 1,10 1,16 1,24 1,32 1,41 1,52 1,65 1,10 1,15 1,22 1,29 1,37 1,47 1,59 1,09 1,14 1,20 1,25 1,34 1,43 1,55 Tõ b¶ng ta thÊy khi a t¨ng th× ∝ti t¨ng, ®ång thêi khi t k∆bi t¨ng th× ∝ti gi¶m. Tõ thùc tiÔn, ta nhËn thÊy r»ng: + Khi C1 = 10 ⎟ 50mm; α = 1100 ⎟ 1200 víi t k∆bi = 0,5 ⎟ 0,8 th× ∝ti = 1,2 ⎟ 1,45 + Khi C1 = 50 ⎟ 100mm; α = 1050 ⎟ 1150 víi t k∆bi = 0,4 ⎟ 0,6 th× ∝ti = 1,15 ⎟ 1,4 - KÝch th−íc lç h×nh vu«ng cña hÖ thèng thoi - vu«ng: Theo h×nh 2.32 ta cã: ht = 1,41.C2 - 0,5. v k∆b (bt - 1,41C2) = 1,41C2(1 + 0,5 v k∆b ) - 0,5. v k∆b .bt b t b t víi, ( ) t = = h a v vb 1,41C 1 0,5k 0,5k b + ∆ − ∆ t 2 b Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 50 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Suy ra: ( ) vb a 1 0,5.k .1,41.C bvb2 t + = ∆ 1 0,5.k .a + ∆ TÝnh l¹i: ( ) v b hvb2 + = = (2.9) 1 0,5.k .1,41.C t b t a ∆ 1 0,5.k .a + ∆ Tõ hai biÓu thøc trªn, tÝnh diÖn tÝch h×nh thoi: 2 v ( ) 22 h .b F + = = a 1 0,5.k .C ∆ t t b t 2 ( )2 vb 1 0,5.a.k + ∆ TÝnh hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh vu«ng tiÕp theo: 2 vb ( ) F t F t a 1 0,5.k + ∆ ∝ = = = v F C 22 ( )2 vb 1 0,5.a.k v + 2 v ∆ hoÆc t−¬ng tù: ( ) a 1 0,5.k + ∆ ∝ = vi i bi ( )2 v 1 0,5.a .k + ∆ i bi Tõ biÓu thøc (2.9) vµ b¶ng 2.7 cho ta mét sè gi¸ trÞ theo ai vµ v k∆bi : B¶ng 2.7- HÖ sè gi·n dµi ∝vi theo v k∆bi α(®é) b ti a = h ti TrÞ sè ∝vi theo v k∆bi 0 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 100 105 110 115 120 125 130 1,19 1,30 1,43 1,57 1,73 1,92 2,15 1,19 1,30 1,43 1,57 1,73 1.92 2.15 1,13 1,21 1,28 1,36 1,44 1,53 1,62 1,11 1,18 1,25 1,31 1,37 1,44 1,52 1,10 1,16 1,21 1,27 1,32 1,37 1,42 1,09 1,14 1,19 1,23 1,27 1,31 1,34 1,08 1,12 1,16 1,19 1,22 1,25 1,27 Tõ thùc tiÔn nhËn thÊy r»ng: + Khi C2 = 5 ⎟ 30mm; v k∆b = 0,4 ⎟ 0,65 th× ∝v = 1,19 ⎟ 1,37. + Khi C2 = 40 ⎟ 120mm; v k∆b = 0,3 ⎟ 0,4b th× ∝v = 1,18 ⎟ 1,44. Nãi chung khi tÝnh ∝ theo hÖ thèng lç h×nh thoi - vu«ng nh− ®· nªu ë trªn ta cã thÓ chän ∝t ≈ ∝v. Thø tù c¸c b−íc tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ hÖ thèng lç h×nh thoi - vu«ng còng t−¬ng tù nh− víi hÖ thèng «van - vu«ng. - §èi víi nh÷ng lç h×nh thoi cã gãc l−în th× diÖn tÝch h×nh thoi: F't = 0,98.b't.h't = 0,49.bt.ht Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n víi: rt = 0,15.ht; r = (0,15 ⎟ 0,2)Ct; 51 b C t t h t α = α = 2.sin 2 2.cos 2 Tïy theo gãc ¨n α ë ®Ønh lç h×nh thoi, cã thÓ tham kh¶o kÝch th−íc lç h×nh khi cã b¸n kÝnh l−în ë ®Ønh ë b¶ng 2.8. B¶ng 2.8- KÝch th−íc lç h×nh thoi khi cã b¸n kÝnh l−în α (®é) 2 tg hbtt α = h't b't F't 100 105 110 115 120 125 130 1,19 1,30 1,43 1,57 1,73 1,92 2,15 ht - 0,61r ht - 0,52r ht - 0,44r ht - 0,37r ht - 0,31r ht - 0,28r ht - 0,21r bt - 1,19S bt - 1,30S bt - 1,43S bt - 1,57S bt - 1,73S bt - 1,92S bt - 2,15S Ft - 0,29r2 - 0,59S2 Ft - 0,23r2 - 0,65S2 Ft - 0,18r2 - 0,72S2 Ft - 0,14r2 - 0,79S2 Ft - 0,112r2 - 0,87S2 Ft - 0,085r2 - 0,96S2 Ft - 0,052r2 - 1,08S2 e) HÖ thèng lç h×nh «van b»ng - «van ®øng HÖ thèng nµy dïng chñ yÕu ë c¸c m¸y c¸n h×nh cì nhá liªn tôc cã trôc b»ng vµ trôc ®øng xen kÏ. 🗍 §Æc ®iÓm: I II III IV H×nh 2.33- HÖ thèng lç h×nh «van b»ng - «van ®øng. HÖ thèng lç h×nh «van b»ng - «van ®øng cã −u ®iÓm lµ kh«ng cÇn lËt h = ⎟ , ph«i, cã tû sè 1,2 1,3 b b¶o ®¶m æn ®Þnh ph«i trong lç h×nh, chÊt l−îng bÒ mÆt s¶n phÈm tèt. 📋 TÝnh to¸n hÖ sè gi·n dµi, kÝch th−íc trong hÖ thèng «van b»ng - ®øng: I hI II hov III hIII Gi¶ thiÕt cã 3 lç h×nh víi c¸c ký hiÖu nh− h×nh 2.34. Víi tû sè chiÒu réng h I = ; ta vµ chiÒu cao 1,2 bI bov bIII b I cã: = + ∆ h h b H×nh 2.34- S¬ ®å cÊu t¹o lç h×nh «van b»ng - «van ®øng. ov I ov ( ) ovTB ov ITB = + − h k b b ∆ I b Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n ov 52 ( ) ITB = + − 1,2b k b b ∆ I b ovTB ov ( ) = + − 1,2b k 0,75b 0,74b I b ∆ I ov ( ) ov ov ov Møc ®é gi·n réng: h 1,2 0,75k b 0,74k b = + − ov b ∆ ∆ I b ovb hb k∆∆ ∆ = TB a = , ta cã: ( ) ovb ov h ov a+ ∆ − ∆ = 1,2 0,75k b 0,74k b §Æt: ov II b II b I b ov ov Tõ 2 biÓu thøc trªn, ta suy ra: ( )ov + = ; ( )ov ovb 1,2 0,75k b b ov a 1,2 0,75k b h ∆ I + = ∆ ova 0,74k + II b I ova 0,74k ∆ + ∆ II b DiÖn tÝch lç h×nh «van b»ng II: II b ( ) ov 2I 0,74.a 1,2 0,75k b F 0,74.b .h + ∆ ≈ = ov ov ov II b ( )2 ov a 0,74k + ∆ II b DiÖn tÝch lç h×nh «van ®øng I: π 2 F ≈ ≈ I I I I I bI b .h 0,75.1,2.b .h 0,9. 4 ≈ T×m hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh «van b»ng II: ⎜⎜⎝⎛+ ⎟⎟⎠⎞ 2 F I h 1,215 b ov ov 0,74.k ovb ∆ ( )2 ovb ∝ = = ov 1,2 0,74k F ov h ov b ov + ∆ Ta nhËn thÊy, hÖ sè gi·n dµi ∝ov phô thuéc vµo aII vµ ov k∆b , cã thÓ viÕt d−íi d¹ng: 2 ov ( ) 1,215 a 0,74.k + ∆ ∝ = ov II i b i ( )2 ov a 1,2 0,74k + ∆ II i b i B¶ng 2.8 cho ta trÞ sè cña ∝ov theo aII i vµ ov k∆b i . B¶ng 2.8- HÖ sè gi·n dµi ∝ov i theo ov k∆b i vµ aII i b ti a = h ti TrÞ sè ∝ov i theo ov k∆b i 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,5 2,0 2,5 3,0 1,16 1,43 1,69 1,95 1,14 1,37 1,61 1,86 1,13 1,33 1,55 1,77 1,11 1,29 1,49 1,68 1,10 1,27 1,45 1,63 1,09 1,23 1,39 1,55 1,07 1,20 1,35 1,49 1,07 1,18 1,31 1,44 Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n h 53 ov = ⎟ vµ t−¬ng øng cã hÖ sè gi·n Trong thùc tÕ, ng−êi ta th−êng chän 2 2,5 b ov dµi ∝ov = 1,61 ⎟ 1,18. §èi víi lç h×nh «van ®øng III ta cã: IIIov III ( ) ovTB b b k h h = − − ∆ 2 b IIITB III ( ) = − − b k 0,74.h 0,9.b III b ∆ ov III IIIov ( ) ov IIIb III b 1 0,9.k b 0,74.k .h = + − ∆ ∆ III b h ov víi ( ) ov a+ ∆ − ∆ = I1 0,9k b 0,74.k .h IIIb BiÕn ®æi vµ rót ra ®−îc: III III b ( )III + = ; ( )III IIIb 1 0,9k a .b h IIIb 1 0,9k b b ∆ I II + = ∆ III ov1 0,74.a .k + ∆ ov1 0,74.a .k + ∆ I b DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña lç h×nh «van b»ng II: I b 2 IIIb ( ) 2 0,74 1 0,9.k .a .b F 0,74.b .h ≈ = + ∆ I III ov ov ov ( )2 III 1 0,74.a .k + ∆ I b B»ng c¸ch tÝnh to¸n nh− trªn ta rót ra ®−îc hÖ sè gi·n dµi ∝2 trong lç h×nh «van ®øng III: 2 III ( ) F ov 0,822.a 1 0,9.k + ∆ ∝ = ≈ I b 2 F ( )2 III 1 0,74.a .k 2 + ∆ I b 2 III hoÆc: ( ) 0,822.a 1 0,9.k + ∆ ∝ = 2 I i b i ( )2 III 1 0,74.a .k + ∆ I b i B¶ng 2.10 cho mét vµi trÞ sè ∝2 ®−îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc trªn. B¶ng 2.10- HÖ sè gi·n dµi ∝2 theo ai vµ III k∆b i h ov a = i b ov TrÞ sè ∝2 theo III k∆b i 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 1,5 2,0 2,5 3,0 1,17 1,37 1,53 1,65 1,12 1,27 1,37 1,43 1,09 1,21 1,26 1,27 1,07 1,14 1,16 1,17 1,04 1,09 1,10 1,08 Trªn thùc tÕ, ng−êi ta th−êng sö dông aI = 2 ⎟ 2,5 vµ III k∆b =0,3 ⎟ 0,5 vµ cho hÖ sè ∝2 = 1,37 ⎟ 1,14. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 54 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n NÕu cho tr−íc mét hÖ sè gi·n dµi ∝2 cã thÓ x¸c ®Þnh hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh «van b»ng theo biÓu thøc: ∝ov ≈ 1 + (1,2 ⎟ 1,3)(∝2 - 1) (2.10) 🗑 C¸c b−íc tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ theo hÖ thèng «van b»ng - «van ®øng: - T×m mét hÖ sè gi·n dµi tæng qu¸t tõ lç h×nh «van ®øng nµy sang «van ®øng kia: ∝Σ = ∝ov.∝2 = 1,4 ⎟ 1,9. ë ®©y gi¸ trÞ ∝ nhá øng víi bI = 5 ⎟ 15 mm, gi¸ trÞ lín øng víi bI = 30 ⎟ 40 mm. - X¸c ®Þnh mäi kÝch th−íc cña lç h×nh «van ®øng (theo nhiÖm vô thiÕt kÕ). - X¸c ®Þnh diÖn tÝch tiÕt diÖn vµ c¸c kÝch th−íc cña lç h×nh «van b»ng trung gian (trªn c¬ së ∝Σ vµ biÓu thøc *). §ång thêi ph¶i x¸c ®Þnh l−îng gi·n réng ∆b trong lç h×nh «van ®øng vµ «van b»ng theo c¸c biÓu thøc tÝnh l−îng gi·n réng. f) HÖ thèng lç h×nh «van - trßn HÖ thèng nµy th−êng sö dông ®Ó c¸n thÐp trßn ë c¸c m¸y c¸n h×nh cì trung, cì nhá, c¸n d©y thÐp, sö dông ë c¸c hÖ blèc ®Ó c¸n d©y. 🗍 §Æc ®iÓm: - ¦u ®iÓm: kh«ng cã gãc nhän, ph«i nguéi ®ång ®Òu, ®¶m b¶o chÊt l−îng bÒ mÆt s¶n phÈm c¸n, l−îng Ðp ®ång ®Òu nªn h¹n chÕ ®−îc øng suÊt d− trong s¶n phÈm. Ýt mµi mßn lç h×nh h¬n so víi hÖ thèng «van - vu«ng. - Nh−îc ®iÓm: ph«i «van vµo lç h×nh trßn khã, hay vÆn vËt c¸n trong lç h×nh, ph¶i dïng dÉn h−íng nghiªm ngÆt (cøng), hÖ sè gi·n dµi kh«ng lín (∝2 = 1,2 ⎟ 1,4). 📋 TÝnh to¸n hÖ sè gi·n dµi cña hÖ thèng: Gi¶ thiÕt cã 3 lç h×nh nh− h×nh sau: I hov d0 bov II III d0 H×nh 2.35- HÖ thèng lç h×nh «van - trßn. T−¬ng tù nh− hÖ «van - vu«ng ta cã: b d b = + ∆ ov 0 ov ⎜⎜⎝⎛ = + − F d k ov 0 0 b 0,74.h ⎟⎟⎠⎞ ∆ d ov 0 ov ( ) = + − d k 0,8.d 0,74.h 0 b ∆ 0 ov ( ) ov ov ov b 1 0,8.k d 0,74.k .h = + − ov b ∆ ∆ 0 b Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 55 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n b ov = §Æt a h ov Ta cã: ( ) a ovb = + ∆ − ∆ 1 0,8.k d 0,74.h .k ov 0 ov b h ov Suy ra: ( )ovb0 + = ; ( )ovb0 ovb 1 0,8.k d h ovb a. 1 0,8.k d b ∆ + = ∆ ova 0,74k + ∆ ova 0,74k + ∆ DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña lç h×nh «van: 2 ovb ( ) 20 0,74.a. 1 0,8.k .d F 0,74.b .h ≈ = + ∆ ov ov ov ( )2 ovb a 0,74k + ∆ DiÖn tÝch tiÕt diÖn ph«i trßn vµo lç h×nh «van: 20 .d F = π 20 O 0,785.d ≈ 4 HÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh «van: 2 ovb ( ) F O ∝ = = 1,06 a 0,74k + ∆ ov F ( )2 ovb a. 1 0,8.k ov + ∆ ë ®©y hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh «van còng phô thuéc vµo tû sè a vµ hÖ sè h¹n chÕ gi·n réng ov k∆b , v× vËy: 2 ov ( ) 1,06 a 0,74k + ∆ i b i ∝ = ov ( )2 ov a . 1 0,8.k + ∆ i b i X¸c ®Þnh hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh trßn, ta cã: ( ) I ovTB h d k b h = + − ∆ ov I b ITB I ( ) = + − d k 0,74.b 0,8.d ∆ I b ov I ( ) I I h 1 0,8.k d 0,74.b .k = + − ∆ ∆ ov b I ov b b ov = cã thÓ biÕn ®æi t−¬ng tù nh− trªn vµ t×m ®−îc c¸c gi¸ trÞ Víi tû sè a h cña bov vµ hov: ov ( )IbI + = ; ( )IbI Ib 1 0,8.k .d h Ib a. 1 0,8.k d b ∆ + = ∆ ov1 0,74.a.k + ∆ ov1 0,74.a.k + ∆ DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña ph«i «van: 2 Ib ( ) 2I 0,74.a. 1 0,8.k .d F 0,74.b .h ≈ = + ∆ ov ov ov ( )2 Ib 1 0,74.a.k + ∆ Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 56 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n DiÖn tÝch lç tiÕt diÖn ph«i trßn: 2I .d F = π 2I I 0,785.d ≈ 4 HÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh trßn: 2 Ib ( ) F ov ∝ = = 0,94.a. 1 0,8k + ∆ I F ( )2 Ib 1 0,74.a.k + I ViÕt d−íi d¹ng tæng qu¸t: ∆ 2 I ( ) 0,94.a . 1 0,8k + ∆ ∝ = I i i b i ( )2 I 1 0,74.a .k + g) HÖ thèng lç h×nh thoi - thoi ∆ i b i HÖ thèng nµy th−êng sö dông nhiÒu ë c¸c m¸y c¸n h×nh cì lín vµ trung b×nh khi c¸n thÐp chÊt l−îng, thÐp hîp kim. I α1 h1 II III α2 C2α3 C1 b1 b2 h2 C3 b3 h3 H×nh 2.36- HÖ thèng lç h×nh thoi - thoi. 🗍 §Æc ®iÓm: - ¦u ®iÓm: s¾c c¹nh, dÔ nhËn ®−îc tiÕt diÖn vu«ng chÝnh x¸c, l−îng gi·n réng trong lç h×nh nhá. - Nh−îc ®iÓm: vËt c¸n dÔ bÞ lËt trong lç h×nh, dÔ h×nh thµnh bavia, hÖ sè gi·n dµi nhá (∝ = 1,1 ⎟ 1,3). 📋 Quan hÖ kÝch th−íc vµ sù h×nh thµnh hÖ sè gi·n dµi biÕn d¹ng: α = ; 2 b h .tg 1 Theo h×nh ta cã: 2 1 1 HÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh II: α = b h .tg 2 2 2 α 2 1 h .tg F 1 0,5.b .h 1 1 1 2 ∝ = = = 2 α F 2 0,5.b .h 2 2 2 2 h .tg NÕu nh− ∆b2 = 0 th× h1 = b2. VËy: 2 α α 1 2 2 2 .tg 2 tg b2 .tg 2 h .tg 1 h .b 1 2 1 1 b 1 α α = ∝ = = = (2.11) 2 h .b 2 2 h 2 2 Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 57 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n NÕu nh− khi c¸n cã gi·n réng ∆b th× hÖ sè gi·n dµi sÏ gi¶m ®i cïng víi sù t¨ng cña t k∆b vµ mäi sù tÝnh to¸n sÏ t−¬ng tù nh− hÖ thèng thoi - vu«ng. Nh− ë b¶ng 2.6, khi k 0 t∆b = th× hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh thoi b»ng hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh vu«ng. 2 tg hb11 ∝ = ∝ = = t v α Víi hÖ thèng thoi - thoi, nÕu hai gãc cña h×nh thoi liÒn kÒ nh− nhau α1 = α2 th× tõ biÓu thøc (2.11) ta cã: h 21 b 21 C 21 . 22 ∝ = = = 2C h 22 b 22 V× vËy, 1 2 2 b = b . ∝ ; 1 2 2 h = h . ∝ cã nghÜa lµ khi biÕt ®−îc ∝2 ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc kÝch th−íc cña lç h×nh tr−íc ®ã (tøc lç h×nh I). NÕu víi mét l−îng gi·n réng ∆b = 0 (h1 = b2) th×: b 1 b 1 = = ∝ 2 h b 2 1 ⎜⎜⎝⎛ 2 α = ⎟⎟⎠⎞ 2 tg hb suy ra ∝ = 2 1 1 2 1 Khi mét lç h×nh thoi cã gãc ë ®Ønh α1 = 1000 th× hÖ sè gi·n dµi ∝2 trong lç h×nh thoi II: 2 = = = α 100 tg 2 tg2 1 2 2 ( ) 1,19 1,416 ∝ = 2 Ta cã nhËn xÐt r»ng, víi hÖ thèng thoi - vu«ng, khi k∆b = 0, ta cã: ∝v = ∝t = 1,19 (b¶ng 2.6 vµ 2.7) Khi thiÕt kÕ theo hÖ thèng thoi - thoi ph¶i xÐt ®Õn kho¶ng trèng cho gi·n réng vµ l−îng gi·n réng cã thÓ tÝnh theo biÓu thøc: b h b 0,35 0,4 b h R . = − − ∆ = ⎟ − 1 2 ( )( ) 2 1 1 2 k2 b h b 1 Khi dïng hÖ thèng thoi - thoi nh− h×nh 2.37 th× Rk2 lµ b¸n kÝnh lµm viÖc ë ®¸y lç h×nh t−¬ng øng cã gãc α = 24 ⎟ 260; r ≈ 0,2C; a = C/3; R1 = C. Cr α B H R H×nh 2.37- CÊu t¹o lç h×nh thoi cã b¸n kÝnh më réng. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 58 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n h) HÖ thèng lç h×nh v¹n n¨ng HÖ thèng nµy lµ tËp hîp lç h×nh c¸c lo¹i nh−: vu«ng, trôc ph¼ng, «van ®øng, «van b»ng, trßn. HÖ thèng nµy ®−îc sö dông nhiÒu ®Ó c¸n c¸c lo¹i thÐp trßn tõ thÐp cã chÊt l−îng, thÐp hîp kim trªn c¸c m¸y c¸n cì lín, trung b×nh. H×nh 2.38- HÖ thèng lç h×nh v¹n n¨ng. 🗍 §Æc ®iÓm: - ¦u ®iÓm: b»ng c¸ch thay ®æi khe hë cña trôc c¸n, trong lç h×nh cã thÓ c¸n ®−îc nhiÒu kÝch th−íc thÐp trßn. ë mét sè lç h×nh cã gi·n réng tù do nªn lo¹i trõ ®−îc khuyÕt tËt, dÔ lµm s¹ch v¶y rÌn, ®¶m b¶o chÊt l−îng bÒ mÆt s¶n phÈm. - Nh−îc ®iÓm: hÖ sè gi·n dµi trong lç h×nh «van nhá (∝ov = 1,2 ⎟ 1,25). 📋 KÕt cÊu cña c¸c lç h×nh «van ®øng vµ «van b»ng cña hÖ thèng lç h×nh v¹n n¨ng: C' C r S ψ C R h S B H h H B a) b) c) H×nh 2.39- KÕt cÊu kÝch th−íc lç h×nh «van. - ¤van ®øng kiÓu hép vu«ng (h×nh 2.39a): S = 3 ⎟ 10mm; ψ = 20 ⎟ 25%; r = 0,2C; gãc ¨n cho phÐp α = 21 ⎟ 220 víi ∝ = 1,3 ⎟ 1,35. Khi c¸n trªn trôc ph¼ng th× ph«i vu«ng ®−îc Ðp theo chiÒu cao víi hÖ sè gi·n dµi ∝ = 1,1 ⎟ 1,2; hÖ sè h¹n chÕ gi·n réng trong lç h×nh vu«ng k∆b = 0,7. - ¤van ®øng kiÓu trßn (h×nh 2.39b): Lç h×nh nµy cho phÐp c¸n thÐp trßn víi 4 ⎟ 5 lo¹i kÝch th−íc. T©m b¸n kÝnh R thÊp h¬n ®−êng n»m ngang khi khe hë S nhá nhÊt. VÝ dô, ®Ó c¸n thÐp trßn φ20 ⎟ 33 mm th× «van ®øng kiÓu trßn cã kÝch th−íc B Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 59 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n = 36 mm, h = 15 mm, R = 18,3 mm. Víi φ = 27 mm th× S = 3 mm, H = 33 mm. Víi φ = 33 mm th× S t¨ng lªn S = 6 mm. - ¤van b»ng (h×nh 2.39c): Lç h×nh nµy cã khe hë rÊt lín, thuËn lîi cho viÖc khö v¶y rÌn. Chän c¸c kÝch th−íc nh− sau: chiÒu réng B = 1,15d + 5 mm (d b»ng ®−êng kÝnh ngoµi thÐp trßn lín nhÊt trong nhãm s¶n phÈm ®−îc c¸n ra), h = 25 ⎟ 7 mm, phô thuéc vµo ®−êng kÝnh ngoµi cña thÐp trßn. ë lç h×nh nµy ∝ = 1,18 ⎟ 1,24. KÝch th−íc ph«i vu«ng (h×nh 2.39a): C0 = 1,3d. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 60 Ch−¬ng 3 C¸c ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho sù biÕn d¹ng cña kim lo¹i khi c¸n 3.1- C¸c th«ng sè h×nh häc cña vïng biÕn d¹ng Quan s¸t m« h×nh c¸n víi hai trôc c¸n cã t©m O1 vµ O2 quay ng−îc chiÒu nhau víi c¸c tèc ®é V1 vµ V2. B¸n kÝnh trôc c¸n lµ R1 vµ R2, c¸c ®iÓm tiÕp xóc gi÷a ph«i c¸n víi trôc lµ A1B1B2A2, gãc ë t©m ch¾n c¸c cung A1B1 vµ B2A2 lµ α1 vµ α2. V1 A1 α1 E O1 K R1 ∆h1 Víi c¸c ký hiÖu nh− trªn, ta cã c¸c kh¸i niÖm vÒ th«ng sè h×nh häc cña vïng biÕn d¹ng khi c¸n nh− sau: - A1B1B2A2: vïng biÕn d¹ng h×nh häc B1 h H m n α2 B2 ∆h2 - A1B1nB2A2m: vïng biÕn d¹ng thùc tÕ. - m, n: biÕn d¹ng ngoµi vïng biÕn A2 O2 V2 R2 d¹ng h×nh häc. - α1, α2: c¸c gãc ¨n. - A1B1, A2B2: c¸c cung tiÕp xóc. ∆b/2 lx - lx: h×nh chiÕu cung tiÕp xóc lªn ph−¬ng n»m ngang. - H, h: chiÒu cao vËt c¸n tr−íc vµ B b ∆b/2 H×nh 3.1- S¬ ®å c¸n gi÷a hai trôc. sau khi c¸n. - B, b: chiÒu réng vËt c¸n tr−íc vµ sau khi c¸n. - L, l: chiÒu dµi vËt c¸n tr−íc vµ sau khi c¸n. 3.2- Mèi quan hÖ gi÷a c¸c ®¹i l−îng h×nh häc H - h = ∆h: l−îng Ðp tuyÖt ®èi. H h ∆ = − = − : l−îng Ðp tû ®èi. Hh H h 1 H b - B = ∆b: d·n réng tuyÖt ®èi. b B ∆ = − = − : d·n réng tû ®èi. b Bb 1 B 3.3. L−îng Ðp B Khi c¸n, tiÕt diÖn ngang cña vËt c¸n ®Òu gi¶m xuèng khi qua c¸c lç h×nh trôc c¸n. Sù gi¶m tiÕt diÖn ngang chÝnh lµ sù gi¶m chiÒu cao cña vËt c¸n sau mçi lÇn c¸n qua c¸c lç h×nh ta gäi lµ l−îng Ðp. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 61 L−îng Ðp trong mçi lÇn c¸n ph¶i dùa vµo c¸c yÕu tè sau ®©y mµ ph©n chia hîp lý cho tõng lç h×nh: • Thµnh phÇn hãa häc, c¬ lý tÝnh cña kim lo¹i c¸n • HÖ thèng lç h×nh, tõng lo¹i lç h×nh cñ thÓ. • Lùc c¸n cho phÐp cña trôc, c«ng suÊt ®éng c¬, m«men c¸n v.v.. • ThiÕt bÞ phô kh¸c cña m¸y c¸n cho phÐp tiÕn hµnh quy tr×nh c«ng nghÖ. Ngoµi c¸c yÕu tè trªn cßn ph¶i l−u ý tíi n¨ng lùc cña thiÕt bÞ trong khi c¸n mµ ®iÒu chØnh cho phï hîp ®ång thêi kh«ng ngõng c¶i tiÕn vµ t×m ra quy tr×nh c«ng nghÖ míi hîp lý h¬n ®Ó ®¹t ®−îc l−îng Ðp lín nhÊt. L−îng Ðp lín nhÊt (l−îng Ðp cùc ®¹i) ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau: MAX . 2D ∆h = α (mm) (3.1) L 2 trong ®ã: DL - ®−êng kÝnh lµm viÖc cña trôc c¸n. α - gãc ¨n cña vËt c¸n Trong qu¸ tr×nh c¸n, trôc c¸n lu«n lu«n bÞ mµi mßn v× vËy bÒ mÆt lµm viÖc cña trôc dÇn kh«ng ®¹t ®−îc yªu cÇu kü thuËt. §Ó Ðp kim lo¹i ®−îc tèt vµ ®¶m b¶o chÊt l−îng bÒ mÆt cña s¶n phÈm chóng ta ph¶i tiÕn hµnh mµi, tiÖn l¹i trôc c¸n. HÖ sè mµi l¹i trôc c¸n ®−îc tÝnh nh− sau: DL DH h D D K − = (3.2) MAX MIN D H trong ®ã: K - hÖ sè mµi l¹i DMAX - ®−êng kÝnh trôc c¸n míi chÕ t¹o DMIN - ®−êng kÝnh trôc c¸n ®−îc mµi l¹i lÇn cuèi cïng. DH - ®−êng kÝnh trôc c¸n danh nghÜa Trong thùc tÕ K = 0,08 ⎟ 0,12 ®èi víi trôc c¸n ph«i; K = 0,1 ®èi víi trôc c¸n h×nh Ngoµi ra ∆hMAX dïng cho m¸y c¸n ph¸ 2 trôc ®¶o chiÒu ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau: ∆ = − MAX L 2 1 f1 h D 1 (mm) (3.3) ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛+ trong ®ã: f - hÖ sè ma s¸t gi÷a vËt c¸n vµ trôc c¸n (®−îc tÝnh theo Lý thuyÕt c¸n). Trong tr−êng hîp ®ang c¸n mµ tÝnh dÎo cña kim lo¹i bÞ gi¶m buéc ta ph¶i ®iÒu chØnh l¹i l−îng Ðp th× ph¶i kiÓm tra l¹i m«men uèn cña trôc vµ lùc c¸n theo c«ng thøc sau: ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ = − 8b a Mu P (3.4) 4 Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 3 0,8.D . P u σ = (3.5) trong ®ã: ( ) 2a b − Thay (3.5) vµo (3.4) ta ®−îc: 3 u M = 0,1.D .σ (3.6) u trong ®ã: D - ®−êng kÝnh trôc c¸n a = L + l: tæng chiÒu dµi th©n trôc vµ cæ trôc c¸n b - chiÒu réng vËt c¸n σu - øng suÊt uèn cho phÐp cña vËt liÖu lµm trôc 62 b l L a Chó ý: Khi x¸c ®Þnh lùc c¸n theo (3.5) vµ m«men uèn theo (3.6) th× ta bá qua m«men xo¾n cña trôc c¸n. Lùc c¸n sau mçi lÇn c¸n ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: P = Ptb.F = Ptb.B.ltx Trong ®ã: Ptb: ¸p lùc trung b×nh cña kim lo¹i lªn trôc c¸n B: chiÒu réng trung b×nh cña kim lo¹i c¸n ltx: chiÒu dµi vïng biÕn d¹ng, nh− vËy ta suy ra l−îng Ðp sau mçi lÇn c¸n: 2 ⎜⎜⎝⎛ ∆ = (3.7) P R. h ∆ = ⇒ 1 h ⎟⎟⎠⎞ P P .B R tb 3.4. L−îng Ðp trung b×nh vµ tæng l−îng Ðp Ptb .R Khi thùc hiÖn chÕ ®é Ðp cÇn thiÕt ph¶i biÕt ®−îc kÝch th−íc cña thái thÐp ®óc hay kÝch th−íc cña ph«i c¸n ban ®Çu, kÝch th−íc cña s¶n phÈm c¸n vµ tæng l−îng Ðp. VÝ dô: cÇn ph¶i c¸n ra mét s¶n phÈm cã tiÕt diÖn h×nh vu«ng tõ ph«i thÐp tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt (H.3.1). Tæng l−îng Ðp ®−îc A tÝnh theo c«ng thøc: ∑∆h = m.[ ] ( ) A − a + (B − a) (3.8) trong ®ã: m - hÖ sè biÕn d¹ng ngang cña vËt c¸n, ®èi víi trôc c¸n ph¼ng m = 1,15. B 1 2 5 6 3 4 7 a a L−îng Ðp trung b×nh sau mçi lÇn c¸n: H.3.1. S¬ ®å c¸n thÐp vu«ng nh htb∑∆ ∆ = (3.9) trong ®ã: n - sè lÇn c¸n, ∆htb = (0,8⎟0,9)∆hMAX. tõ ph«i thÐp ch÷ nhËt §èi víi trôc c¸n ph¼ng sè lÇn c¸n ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: [( ) ( )] n∆− + − = (3.10) 1,15 A a B a htb §èi víi trôc c¸n h×nh, v× tiÕt diÖn mÆt c¾t ngang cña thÐp h×nh phøc t¹p nªn khã ph©n tÝnh to¸n ®Ó ph©n phèi l−îng Ðp, cho nªn ng−êi ta dùa vµo sù ph©n phèi hÖ Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 63 sè gi·n dµi cho tõng lÇn c¸n vµ tÝnh diÖn tÝch mÆt c¾t ®Ó tiÕn hµnh quy tr×nh c«ng nghÖ. Tæng biÕn d¹ng cã thÓ ®−îc biÓu hiÖn qua tæng hÖ sè gi·n dµi: F ∑∝ = = = = = ∝ ∝ ∝ ∝ = ∝ − (3.10) 0 . . ... n. FF ... FF F 0 F 1 2 n 1 1 2 3 n tb F n F 1 F 2 3 n trong ®ã F0, Fn - diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña ph«i vµ s¶n phÈm c¸n. Sè lÇn c¸n cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: lgF lgF lg n∝− = ∝∑∝ = (3.11) 0 n lg tb lg tb Nh− vËy, biÕt ®−îc diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña ph«i vµ s¶n phÈm c¸n, biÕt ®−îc hÖ sè gi·n dµi trung b×nh, ta cã thÓ tÝnh ®−îc sè lÇn c¸n theo (3.11). Mèi quan hÖ gi÷a ∝tb víi lç h×nh vµ kim lo¹i ®−îc c¸n, còng nh− viÖc ph©n bè hÖ sè ∝tb hoµn toµn gièng nh− ph©n bè l−îng Ðp theo nguyªn t¾c: - Dïng hÕt kh¶ n¨ng Ðp vµ gi·n dµi cña lç h×nh - N¨ng suÊt ®¹t cao nhÊt mµ sè lÇn c¸n lµ Ýt nhÊt - ë lÇn c¸n ®Çu tiªn vµ cuèi cïng th× hÖ sè gi·n dµi nhá h¬n c¸c lÇn c¸n trung gian. Trong c¸n nguéi còng nh− c¸n nãng, l−îng Ðp kh«ng cè ®Þnh mµ thay ®æi theo c¸c lÇn c¸n. Theo nguyªn lý th× l−îng Ðp gi¶m dÇn tõ l−ît c¸n ®Çu ®Õn cuèi v× l−îng biÕn cøng ngµy cµng t¨ng (®å thÞ 3.1). Tuy nhiªn ë nh÷ng l−ît c¸n ®Çu do phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn c¸n nªn l−îng Ðp kh«ng lín l¾m sau ®ã do tiÕt diÖn cña vËt c¸n nhá nªn kh«ng cßn phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn c¸n mµ vµo ®iÒu kiÖn bÒn cña gi¸ c¸n vµ c«ng suÊt ®éng c¬ nªn l−îng Ðp t¨ng lªn, tiÕp ®Õn v× kh¶ n¨ng mßn cña trôc c¸n nªn l−îng Ðp gi¶m xuèng theo ®å thÞ (3.2) : H − h h .100% 90 80 70 60 ∝ 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 §å thÞ 3.1.Thø tù khu«n c¸n 1234 n §å thÞ 3.2. Sè thø tù c¸c lÇn c¸n. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 64 Trong thùc tÕ ∝tb ®−îc ph©n phèi cho mét sè lo¹i lç h×nh vµ s¶n phÈm hay dïng theo b¶ng (3.1): B¶ng (3.1): ph©n phèi hÖ sè ∝tb cho mét sè s¶n phÈm c¸n vµ c¸c lo¹i lç h×nh t−ng øng. Lo¹i s¶n phÈm c¸n Lo¹i lç h×nh ∝tb 1. Lo¹i s¶n phÈm cã mÆt c¾t ®¬n gi¶n (vu«ng, trßn, ch÷ nhËt, dÑt, tam gi¸c, ...) 2. Lo¹i cã mÆt c¾t ngang phøc t¹p ( ®−êng ray, ch÷ I, U, T, ...) Lç h×nh c¸n tinh Lç h×nh ch÷ nhËt - vu«ng Lç h×nh thoi - vu«ng Lç h×nh bµu dôc Lç h×nh vu«ng Lç h×nh tinh Lç h×nh th« 1,13⎟1,15 1,10⎟1,30 1,25⎟1,60 1,20⎟1,80 1,20⎟1,80 1,12⎟1,20 1,30⎟1,40 3.5. L−îng gi·n réng VËt c¸n qua mçi lÇn Ðp trong c¸c lç h×nh ®Òu cã sù gi·n réng. Trong lý thuyÕt c¸n ta cã l−îng gi·n réng tuyÖt ®èi ∆b ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: ∆b = b - B L−îng d·n réng ∆b ph¸t sinh mét c¸ch tù nhiªn theo quy luËt biÕn d¹ng trong kh«ng gian ba chiÒu, thÕ nh−ng trªn thùc tÕ, trong qu¸ tr×nh c¸n nã lµ mét ®¹i l−îng biÕn d¹ng kh«ng mong muèn v× ∆b lµ mét th«ng sè biÕn d¹ng chÞu ¶nh h−ëng cña nhiÒu th«ng sè c«ng nghÖ c¸n, ∆b còng chÝnh lµ nguyªn nh©n g©y ra phÕ phÈm ë nhiÒu tr−êng hîp. V× vËy, mµ viÖc nghiªn cøu ®¹i l−îng biÕn d¹ng ngang vµ l−îng d·n réng ∆b khi c¸n lµ rÊt cÇn thiÕt nh»m môc ®Ých khèng chÕ hoÆc c−ìng bøc khi cÇn thiÕt. Song, vÊn ®Ò l¹i rÊt khã lý gi¶i trong lý thuyÕt c¸n bëi v× mäi sù diÔn biÕn c¸c th«ng sè c«ng nghÖ ®Òu x¶y ra trong vïng biÕn d¹ng. §· cã nhiÒu t¸c gi¶ vµ còng ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh ®−îc c«ng bè, mäi nghiªn cøu ®Òu tËp trung vµo c¸c yÕu tè lµm ¶nh h−ëng ®Õn l−îng d·n réng ∆b. Ta biÕt r»ng khi mét ph©n tè kim lo¹i bÞ nÐn theo mät chiÒu th× sÏ ch¶y dÎo theo hai chiÒu cßn l¹i, trªn c¬ së ®ã ta thÊy ®¹i l−îng ∆h lµ yÕu tè c«ng nghÖ ®Çu tiªn ¶nh h−ëng ®Õn l−îng biÕn d¹ng ngang b. Mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu kh¸c ®em l¹i c¸c biÓu thøc tÝnh ∆b. Trong tÝnh to¸n th−êng sö dông c«ng thøc cña B.P. Bactinov: ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ ∆ ∆ − ∆ ∆ = 2fh R. h h b 1,15. (3.12) 2H trong ®ã, H: chiÒu cao ban ®Çu cña ph«i c¸n; f: hÖ sè ma s¸t trªn bÒ mÆt tiÕp xóc. R: b¸n kÝnh trôc c¸n; ∆h: l−îng Ðp tuyÖt ®èi. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 65 Víi biÓu thøc cña Petrov, t¸c gi¶ ®· ®Ò cËp ®Õn nhiÒu yÕu tè c«ng nghÖ ¶nh h−ëng ®Õn ∆b nh− lµ tr¹ng th¸i øng suÊt trung b×nh σ2, hÖ sè ma s¸t, yÕu tè h×nh d¸ng vïng biÕn d¹ng, l−îng Ðp ∆h...: Hh h b 1 ∆⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ ∆ ⎟ ∆ − ⎠⎞ ⎜⎝⎛ ∆ ∆ = + (3.13) H h .f. R. h 2f Qua c¸c biÓu thøc trªn ta nhËn xÐt: L−îng d·n réng ∆b phô thuéc vµo c¸c yÕu tè c«ng nghÖ: chiÒu réng ban ®Çu vËt c¸n B, chiÒu cao vËt c¸n H, l−îng Ðp tuyÖt ®èi ∆h, ®−êng kÝnh trôc c¸n D, hÖ sè ma s¸t f, øng suÊt ph¸p σ, øng suÊt tiÕp τ... Trong b¶ng 3.2 sau ®©y cho ta biÕt l−îng gi·n réng thùc tÕ cña m¸y c¸n ph«i thái Blumin víi chÕ ®é Ðp, gãc ¨n, sè lÇn c¸n tõ thái ®óc nÆng tõ 6,7⎟71 tÊn vµ tiÕt diÖn (680 x 685)mm xuèng ph«i cã tiÕt diÖn (250 x 250) mm. B¶ng 3.2: chÕ ®é Ðp khi c¸n ph«i thái (250 x 250) tõ thái ®óc (680 x 685) mm LÇn c¸n KÝch th−íc sau c¸n L−îng Ðp (mm) D·n réng (mm) Gãc ¨n α (®é) Dµy (mm) Réng (mm) 1 2 x 3 4 x 5 6 x 7 8 x 9 10 x 11 12 x 13 14 x 15 680 600 615 540 470 400 540 460 380 300 370 290 280 240 250 685 690 605 610 615 620 410 420 435 450 315 330 300 310 250 80 75 75 75 70 70 80 80 80 80 80 80 50 40 60 5 5 5 5 5 5 10 10 15 15 15 15 10 10 10 23035 23035 22055 22055 22005 22055 23050 23050 23050 23050 23020 23020 17040 16030 20030 Chó thÝch: cã dÊu x lµ cã lËt trë ph«i t−¬ng øng víi hµnh tr×nh. 3.6. Cung tiÕp xóc vµ gãc ¨n khi c¸n Cung t¹o bëi trôc c¸n vµ kim lo¹i khi ¨n vµo trôc gäi lµ cung tiÕp xóc. Trong lý thuyÕt can ta ®· chøng minh cung tiÕp xóc phô thuéc vµo b¸n kÝnh trôc c¸n vµ gãc ¨n cña vËt c¸n vµo trôc: ∆h = D(1 - cosα) víi D: ®−êng kÝnh lµm viÖc cña trôc c¸n. Khi gãc α bÐ (α ≈ 10 - 150) th×: 1 - cosα = 2sin2(α/2) = 2(α/2)2 = α2/2 Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 66 2 ⎞ ⎜⎝⎛ α ∆ = − α = 2 α ⎟ = Do ®ã, ( ) 2 h D 1 cos D.2.sin Suy ra, R∆h D. 2 ⎠ α = (rad) (3.14) HoÆc: Rh 57,5. R 180 h ∆ = ∆ α = (®é) π 3.7. Sù v−ît tr−íc vµ sù trÔ Trªn mét ®é dµi cung tiÕp xóc trong vïng biÕn d¹ng, sù chªnh lÖch tèc ®é t¹o nªn 2 vïng ph©n c¸ch bëi mét tiÕt diÖn mµ t¹i ®ã VBcosα = VH = Vh, ta gäi lµ tiÕt diÖn trung hoµ. Vïng (1) tèc ®é cña ph«i nhá h¬n tèc ®é cña trôc c¸n (VBcosα), ta gäi lµ vïng trÔ. Vïng (2) tèc ®é cña ph«i lín h¬n tèc ®é cña trôc c¸n (VBcosα), ta gäi lµ vïng v−ît tr−íc. Ký hiÖu γ lµ gãc ë t©m ch¾n bëi phÇn cung tiÕp xóc thuéc vïng v−ît tr−íc vµ ®−îc gäi lµ gãc trung hoµ. Gãc ë t©m ch¾n bëi cung thuéc vïng trÔ sÏ lµ (α - γ). NhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu ng−êi ta nhËn thÊy r»ng, nÕu nh− ®é dµi cung tiÕp xóc lx kh¸ lín th× kh«ng ph¶i chØ cã tiÕt diÖn trung hoµ mµ cã c¶ mét vïng trung hoµ. Vïng nµy ng−êi ta gäi lµ vïng dÝnh. Cã nghÜa r»ng, trªn vïng nµy kh«ng tån t¹i sù tr−ît trªn bÒ mÆt tiÕp xóc, lùc ma s¸t cã gi¸ trÞ rÊt bÐ τ → 0 vµ ®æi dÊu. §å thÞ tèc ®é trong tr−êng hîp nµy nh− h×nh 2.9. Tõ nh÷ng kh¸i niÖm ®· t×nh bµy trªn ®©y ta nhËn thÊy r»ng, hiÖn t−îng trÔ vµ v−ît tr−íc lµ mét qu¸ tr×nh ®éng x¶y ra mét c¸ch tù nhiªn trong vïng biÕn d¹ng. §é lín cña tõng vïng cã thÓ VBcosα γ1 1 γ2 2 Vïng VB Vh thay ®æi tïy theo c¸c th«ng sè c«ng nghÖ x¶y ra trong vïng biÕn d¹ng, kÓ c¶ c¸c th«ng sè h×nh häc cña vïng biÕn d¹ng. V× vËy, viÖc x¸c ®Þnh ®é lín cña VH Vïng trÔ Vïng dÝnh lx v−ît tr−íc tõng vïng, nhÊt lµ trÞ sè v−ît tr−íc cã ý nghÜa thùc tÕ trong c«ng nghÖ c¸n. H×nh 3.2- S¬ ®å tèc ®é trôc vµ vËt c¸n khi tån t¹i vïng dÝnh Khi xÐt mèi liªn hÖ gi÷a c¸c th«ng sè h×nh häc ta cã: ∆hmax = D(1 - cosα). Víi biÓu thøc nµy, nÕu nh− ta tÝnh l−îng Ðp t¹i tiÕt diÖn trung hoµ th× ta cã thÓ viÕt: ∆hγ = hγ - h = D(1 - cosγ) (3.15) Suy ra, hγ = D(1 - cosγ) + h Theo Phike th× l−îng v−ît tr−íc ®−îc tÝnh theo biÓu thøc: [ ] ( ) 1 D 1 cos h cos S h% − − γ + γ = (3.16) h Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 67 Trong (3.16) ®Ó t×m ®−îc Sh% cÇn ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc cosγ lµ chñ yÕu. Tõ cos 1∆ γ γ = − (3.17) (3.15) ta t×m ®−îc: Dh HoÆc theo biÓu thøc §rez®en: R S = γ (3.18) % 2 h h Còng nh− v−ît tr−íc, ®¹i l−îng trÔ cã thÓ tÝnh tõ ®iÒu kiÖn thÓ tÝch kh«ng ®æi khi ph«i di chuyÓn trong vïng biÕn d¹ng trong mét ®¬n vÞ thêi gian: VHF = Vhf. ë ®©y ta ký hiÖu: F/f = λ, do ®ã: VH = Vh/ λ (3.19) Ký hiÖu SH lµ ®¹i l−îng trÔ, ta cã: V cos V S V 1 α − = V cos B H H H (3.20) α = − α V cos B B Víi α lµ mét gãc biÕn ®æi theo tiÕt diÖn quan s¸t. §−a (3.19) vµo (3.20) ta cã V S 1 H λ α = − V cos H (3.21) B 3.8. ¸p lùc cña kim lo¹i lªn trôc c¸n ¸p lùc cña kim lo¹i lªn trôc c¸n lµ nguyªn nh©n chÝnh t¹o ra tr¹ng th¸i øng suÊt trong vïng biÕn d¹ng, ®Æc ®iÓm biÕn d¹ng cña trôc c¸n. ¸p lùc tõ phÝa trôc c¸n lªn kim lo¹i cã sù t−¬ng t¸c víi v−ît tr−íc, sù d·n réng, ®iÒu kiÖn ¨n kim lo¹i. Tõ ®iÒu kiÖn vµ c¸c th«ng sè c«ng nghÖ ta cã thÓ tÝnh ®−îc ¸p lùc cña kim lo¹i lªn trôc c¸n vµ qua ®ã x¸c ®Þnh ®−îc m«men c¸n, c«ng suÊt c¸n, c«ng suÊt ®éng c¬ vµ tiªu hao n¨ng l−îng trong qu¸ tr×nh c¸n. TrÞ sè vµ sù ph©n bè ¸p lùc trªn cung tiÕp xóc cña vïng biÕn d¹ng cã ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn møc ®é mßn trôc c¸n vµ do ®ã ¶nh h−ëng ®Õn thêi gian lµm viÖc cña trôc. TrÞ sè m«men vµ c«ng suÊt c¸n lµ c¸c th«ng sè cÇn thiÕt ®Ó tÝnh c¸c kÝch th−íc gi¸ c¸n vµ c¸c chi tiÕt m¸y c¸n. TrÞ sè m«men kh«ng chØ phô thuéc vµo ¸p lùc mµ cßn phô thuéc vµo ®iÓm ®Æt lùc tæng hîp trªn cung tiÕp xóc. X¸c ®Þnh ®−îc ¸p lùc trung b×nh chóng ta cã thÓ tÝnh ®−îc lùc c¸n P: P = Ptb.F (3.22) trong ®ã, F: diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc B b F b .l TB x ∆ + = = R h 2 trong ®ã, B: chiÒu réng ph«i c¸n; b: chiÒu réng vËt c¸n; lx: chiÒu dµi cung tiÕp xóc R: b¸n kÝnh trôc c¸n; ∆h: l−îng Ðp tuyÖt ®èi; Trong thùc tÕ, khi tÝnh ¸p lùc c¸n ng−êi ta th−êng dïng mét sè biÓu thøc thùc nghiÖm. Thùc chÊt c¸c biÓu thøc nµy cña mét sè t¸c gi¶ khi nghiªn cøu chØ xÐt Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 68 mét sè c¸c yÕu tè chñ yÕu ¶nh h−ëng ®Õn ¸p lùc c¸n, kÕt qu¶ nhËn ®−îc tho¶ m·n ®Ó tÝnh to¸n c«ng nghÖ. ♍ TÝnh ¸p lùc c¸n theo c«ng thøc £kelun - cho kÕt qu¶ tho¶ m·n ®iÒu kiÖn c¸n h×nh ë tr¹ng th¸i nãng khi t > 8000C, víi thÐp Cacbon vµ thÐp Cr«m. P = (K + ηω)(1 + m) (3.23) trong ®ã, K: trë kh¸ng cña vËt liÖu (giíi h¹n ch¶y ë nhiÖt ®é c¸n), KG/mm2 η: ®é nhít (sÖt) cña vËt liÖu c¸n, KG/s/mm2 ω: tèc ®é biÕn d¹ng trung b×nh, 1/s m: hÖ sè tÝnh ®Õn sù t¨ng trë kh¸ng biÕn d¹ng do ma s¸t tiÕp xóc. - Trªn c¬ së ph©n tÝch c¸c sè liÖu thùc nghiÖm, £kelun ®−a ra biÓu thøc tÝnh trÞ sè K: K = (14 - 0,01T)(1,4 + C + Mn + 0,3Cr) (3.24) trong ®ã, T: nhiÖt ®é c¸n, 0C C: Hµm l−îng c¸cbon trong vËt liÖu c¸n, (%) Mn: Hµm l−îng Mangan trong vËt liÖu c¸n, (%) Cr: Hµm l−îng Cr«m trong vËt liÖu c¸n, (%) - §é nhít (sÖt) η cña vËt liÖu c¸n ®−îc tÝnh theo biÓu thøc: η = 0,01(14 - 0,01t)Cv (3.25) víi, Cv lµ mét ®¹i l−îng phô thuéc vµo tèc ®é quay cña trôc c¸n, x¸c ®Þnh theo sè liÖu ë b¶ng 3.3. B¶ng 3.3 V (m/s) < 6 6 ⎟ 10 10 ⎟ 15 15 ⎟ 20 Cv 1 0,8 0,65 0,6 - HÖ sè m (¶nh h−ëng cña ma s¸t) tÝnh theo biÓu thøc: ∆ − ∆ = (3.26) 1,6.f hR 1,2 h H h m+ víi, f lµ hÖ sè ma s¸t ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: Trôc thÐp: f = 1,05 - 0,0005t Trôc gang: f = 0,8(1,05 - 0,0005t) - Tèc ®é biÕn d¹ng trung b×nh ω tÝnh theo biÓu thøc: ∆ h R ω = (1/s) (3.27) H h 2V+ ♎ TÝnh ¸p lùc c¸n theo c«ng thøc Shunberge Trªn c¬ së cña biÓu thøc £kelun, b»ng c¸ch ph©n tÝch to¸n häc c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ë mét sè m¸y c¸n c«ng nghiÖp, Shunberge ®−a ra biÓu thøc sau: ⎢⎢⎣⎡⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ ∝ + + ∝ ( ) ⎥⎥⎦⎤ ⎜⎜⎝⎛ = − +2 ⎟⎟⎠⎞ n.l P 0,011 T T a 0,001. (3.28) x TB ch c hl 1 0,315. h.l 0,315 h TB Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 69 trong ®ã, Tch: nhiÖt ®é ch¶y cña vËt liÖu nh©n víi hÖ sè 0,95. Tc: nhiÖt ®é c¸n; n: sè vßng quay cña trôc c¸n, vg/ph a: hÖ sè xÐt ®Õn thµnh phÇn ho¸ häc cña vËt c¸n (a = K), KG/mm2 ∝: hÖ sè biÕn d¹ng; lx = R∆h ; hTB = (H + h)/2 Nh−îc ®iÓm cña biÓu thøc (3.28) lµ thø nguyªn cña c¸c sè h¹ng kh«ng phï hîp víi thø nguyªn cña c¸c kÕt qña, cã nghÜa lµ biÓu thøc thùc nghiÖm kh«ng cã ý nghÜa vÒ mÆt vËt lý. ♏ TÝnh ¸p lùc c¸n theo c«ng thøc Gheley Theo Gheley cã thÓ tÝnh ¸p lùc trung b×nh khi c¸n nguéi vµ nãng víi trôc c¸n ph¼ng theo c«ng thøc: ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ ∝ = + 4 TB f Vc h.l P K 1 C (3.29) trong ®ã, Kf: trë kh¸ng biÕn d¹ng trung b×nh, Kf = 1,15σS Vc: tèc ®é c¸n, m/s C: hÖ sè thùc nghiÖm phô thuéc vµo tû sè lx/hTB x¸c ®Þnh theo h×nh 3.3 18 C 16 14 12 H×nh 3.3- Sù phô thuéc cña hÖ sè C (hÖ sè thùc nghiÖm cña Gheley C = 10 8 ϕ( l )) vµo tû sè x l .x 6 h h TB TB 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 lx/hTB 3.9. C«ng, c«ng suÊt vµ m«men khi c¸n 3.9.1. C«ng lµm kim lo¹i biÕn d¹ng Theo Pavlov th× c«ng thøc tÝnh to¸n c«ng lµm kim lo¹i biÕn d¹ng t−¬ng ®èi chÝnh x¸c lµ: ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ = hH A Ptb .V.ln (3.30) trong ®ã, Ptb: ¸p lùc trung b×nh (®¬n vÞ) cña kim lo¹i lªn trôc c¸n; V: thÓ tÝch cña kim lo¹i; H, h: chiÒu cao kim lo¹i tr−íc vµ sau khi c¸n; 3.9.2. C«ng suÊt vµ m«men khi c¸n C«ng suÊt khi c¸n ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: tA W = (3.31) Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 70 trong ®ã, t: thêi gian lµm kim lo¹i biÕn d¹ng (s) C«ng suÊt ®éng c¬ cña thiÕt bÞ c¸n ®−îc tÝnh to¸n trªn c¬ së lý thuyÕt hoÆc theo sè liÖu thùc tÕ cña sù tiªu hao n¨ng l−îng ®¬n vÞ theo s¶n phÈm c¸n. Trªn c¬ së tÝnh to¸n, ng−êi ta th−êng dïng c¸ch x¸c ®Þnh c«ng suÊt theo m«men c¸n: rV N M . = c (3.32) trong ®ã, V: tèc ®é quay cña trôc c¸n r: b¸n kÝnh trôc c¸n Mc = Mms + Mbd (3.33) Mms: m«men ma s¸t gåm m«men ma s¸t do lùc c¸n sinh trªn cæ trôc c¸n (Mms1) vµ m«men ma s¸t t¹i c¸c chi tiÕt quay (Mms2). M«men ma s¸t ®−îc tÝnh: Mms = Mms1 + Mms2 Trong ®ã: Mms1 = f.P.d (3.34) víi, f: hÖ sè ma s¸t trªn cæ trôc c¸n P: lùc c¸n (N, KG) D: ®−êng kÝnh cæ trôc (mm) HÖ sè ma s¸t æ ®ì (f) Lo¹i æ ®ì trôc c¸n HÖ sè ma s¸t f æ ®ì ma s¸t láng æ ®ì ma s¸t n÷a láng æ bi æ tr−ît b»ng thÐp æ tr−ît b»ng sø 0,003 ⎟ 0,0005 0,006 ⎟ 0,01 0,003 ⎟ 0,008 0,04 ⎟ 0,1 0,005 ⎟ 0,01 Mms2 = (0,08 ⎟ 0,12)(M0 + Mms1) M«men kh«ng t¶i M0 sinh ra ®Ó th¾ng träng l−îng cña c¸c chi tiÕt quay khi m¸y ch¹y kh«ng t¶i. M«men kh«ng t¶i th−êng b»ng 3 ⎟ 6% m«men c¸n: M0 = (3 ⎟ 6)% Mc M«men ®éng Md = 0 khi c¸n kh«ng cã sù t¨ng gi¶m tèc ®é. M«men c¸n ®−îc x¸c ®Þnh kh¸c nhau theo nh÷ng tr−êng hîp c¸n kh¸c nhau: 🗍 §èi víi tr−êng hîp c¸n ®¬n gi¶n, trôc c¸n cã cïng ®−êng kÝnh vµ quay víi cïng mét tèc ®é: Mbd = 2.P.a (3.35) víi, a: tay ®ßn, cã thÓ lùa chän a trong ph¹m vi: a = (0,3 ⎟ 0,55)lx Cã thÓ tham kh¶o theo sè liÖu: Khi c¸n nãng: a = (0,45 ⎟ 0,5)lx Khi c¸n nguéi: a = (0,35 ⎟ 0,45)lx Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 71 lx = R∆h 📋 Trong tr−êng hîp c¸n cã lùc kÐo tr−íc vµ sau vËt c¸n th× m«men biÕn d¹ng cã thÓ tÝnh theo biÓu thøc: Mbd = 2.P.a + (Qn - Qh).r (3.36) víi Qn, Qh lµ trÞ sè lùc kÐo tr−íc vµ sau vËt c¸n. M1 P a1 β M1 P β1 H h1 ltx P H h1 β2 P M2 a2 M2 a2 H×nh 3.4- H−íng ¸p lùc c¸n trong qu¸ tr×nh c¸n ®¬n gi¶n H×nh 3.5- H−íng ¸p lùc c¸n trong qu¸ tr×nh c¸n trôc d−íi dÉn ®éng 🗑 Trong tr−êng hîp c¸n trªn m¸y c¸n chØ mét trôc ®−îc dÉn ®éng, lóc ®ã m«men ë trôc trªn b»ng kh«ng, m«men chØ ®−îc truyÒn qua trôc d−íi: Mbd = P.a2 (3.37) Trong ®ã: a = (0,35⎟0,45)ltx. 🗔 Khi c¸n trong 2 trôc c¸n kh¸c nhau vÒ ®−¬ng kÝnh, lóc ®ã m«men c¸n ph©n bè kh«ng ®Òu gi÷a 2 trôc c¸n lóc ®ã: M1 = P.a1; M2 = P.a2 Trong thùc tÕ sù chªnh lÖch ®−êng kÝnh cña 2 trôc c¸n kh«ng lín (5⎟6%), do ®ã cã thÓ cho a1 ≈ a2 lóc ®ã: Mbd = 2P.a (3.38) r.sinαr αr r M1 P a1 r αR R hβ h β R R.sinαR M2 P a2 H×nh 3.6- S¬ ®å h−íng lùc c¸n khi ®−êng kÝnh trôc kh¸c nhau Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 72 §Ó cã thÓ tÝnh ®−îc c«ng suÊt trªn trôc ®éng c¬ cña m¸y c¸n, chóng ta cÇn ph¶i x¸c ®Þnh c«ng suÊt tiªu hao trªn hÖ thèng truyÒn lùc tõ trôc ®éng c¬ ®Õn m¸y c¸n (trôc c¸n). Th«ng th−êng ta x¸c ®Þnh c«ng suÊt tæn hao nµy theo mét hÖ sè h÷u Ých η. VËy, c«ng suÊt c¸n ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: η+ = bd ms N N N (3.38) c Khi tÝnh to¸n c«ng thøc truyÒn ®éng chÝnh cña m¸y c¸n th× ngoµi c«ng suÊt c¸n vµ c«ng suÊt tæn hao trªn hÖ thèng truyÒn lùc cßn ph¶i tÝnh ®Õn c«ng suÊt kh«ng t¶i cña ®éng c¬. NÕu nh− trong qu¸ tr×nh c¸n cã ®iÒu chØnh tèc ®é hoÆc kh«ng th× còng ph¶i tÝnh ®Õn m«men ®éng. M®c = Mt ± M® (3.39) trong ®ã, Mt: m«men ®éng c¬ khi phô t¶i kh«ng ®æi (Mbd + Mms + M0) M0: m«men kh«ng t¶i cña ®éng c¬ M®: m«men ®éng DÊu (-) khi gi¶m tèc ®é vµ dÊu (+) khi t¨ng tèc ®é TÝnh to¸n c«ng suÊt ®éng c¬ C«ng suÊt ®éng c¬ khi c¸n ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: N®c = Mt®c.ω®c (kw) Trong ®ã: Mt®c - M«men tÜnh trªn trôc ®éng c¬: + = (3.40) M M M c ms1 .i tdcη Mc - m«men c¸n; η= η1 . η2 . η3 - hÖ sè truyÒn ®éng h÷u Ých cña m¸y th−êng lÊy b»ng 0,85 ⎟ 0,93. η1 = 0,93 ⎟ 0,95 - hÖ sè truyÒn ®éng h÷u Ých cña hép gi¶m tèc η2 = 0,92 ⎟ 0,95 - hÖ sè truyÒn ®éng h÷u Ých cña hép b¸nh r¨ng ch÷ V. η3 = 0,99 - hÖ sè truyÒn ®éng h÷u Ých cña trôc khíp nèi. i - TØ sè truyÒn tõ ®éng c¬ ®Õn trôc c¸n: n iωω = = dc dc n t t ndc, nt - tèc ®é quay cña ®éng c¬ vµ trôc c¸n (vg/ph) ωdc, ωt - vËn tèc gãc cña ®éng c¬ vµ trôc c¸n (1/s) sau khi tÝnh ®−îc N®c th× tra b¶ng vµ chän ®éng c¬ cÇn thiÕt cho m¸y c¸n theo ®iÒu kiÖn: N®c ≤ [N] (kw) [N] c«ng suÊt cho phÐp thùc tÕ cña ®éng c¬, kw. Sau khi tÝnh to¸n m«men cho mét lÇn c¸n, ®iÒu tr−íc tiªn lµ chän ®éng c¬, x©y dùng ®å thÞ m«men tÜnh cho phÐp ta tÝnh ®−îc c«ng suÊt ®éng c¬ khi ®· kiÓm Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 73 tra ®Çy ®ñ vÒ qu¸ t¶i vµ ®èt nãng ®éng c¬. Khi kiÓm tra vÒ sù qu¸ t¶i cho phÐp cña ®éng c¬ th× m«men ®Þnh møc cña ®éng c¬ ®−îc tÝnh nh− sau: M M max dm ≥ (5.67) k trong ®ã, Mmax: m«men cùc ®¹i tÝnh theo ®å thÞ m«men tÜnh k: hÖ sè qu¸ t¶i cña ®éng c¬ Víi ®éng c¬ kh«ng ®¶o chiÒu: k = 2 Víi ®éng c¬ ®¶o chiÒu: k = 2,5 ⎟ 3 Bªn c¹nh viÖc tÝnh to¸n vÒ m«men, ng−êi ta còng th−êng dïng chØ tiªu tiªu hao n¨ng l−îng trªn mét ®¬n vÞ s¶n phÈm c¸n ®Ó x¸c ®Þnh c«ng suÊt c¸n: 3600 N = − − ( ) e n 1 n G e e T trong ®ã, Ne: c«ng suÊt tiªu hao cho biÕn d¹ng kim lo¹i khi c¸n (tÝnh c¶ c«ng suÊt kh«ng t¶i), KW en-1, en: tiªu hao n¨ng l−îng trªn mét tÊn thÐp c¸n, kw/giê G: träng l−îng vËt c¸n, tÊn T: thêi gian c¸n (kh«ng tÝnh thêi gian nghØ gi÷a c¸c lÇn c¸n), gi©y Tiªu hao n¨ng l−îng trªn mét tÊn thÐp c¸n ®−îc tÝnh: AN e e = víi, A: n¨ng suÊt c¸n TrÞ sè e thay ®æi theo lo¹i m¸y c¸n, møc ®é hiÖn ®¹i cña m¸y c¸n. Trªn c¬ së c¸c sè liÖu s¶n xuÊt, thùc tÕ ta cã thÓ tham kh¶o trÞ sè cña e theo l−îng biÕn d¹ng tæng ∝x cho mét chiÒu dµy thµnh phÈm nh− h×nh 3.7 45 e (KWh/tÊn) 40 35 30 25 20 15 10 5 6 5 4 3 2 1 H×nh 3.7- Sù tiªu hao n¨ng l−îng khi c¸n 1. Bliumin; 2. Slabin; 3. C¸n ph«i liªn tôc 4. C¸n ray, dÇm 5. C¸n h×nh 6. C¸n d©y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 ∝x Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 74 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Ch−¬ng 4 VËn hµnh, kiÓm tra kü thuËt, lµm nguéi vµ tinh chØnh s¶n phÈm sau c¸n 4.1. C«ng t¸c vËn hµnh vµ kiÓm tra kü thuËt V× ®Ó ®¶m b¶o chÊt l−îng vµ quy c¸ch cña s¶n phÈm cho nªn viÖc vËn hµnh m¸y ®óng kü thuËt vµ kiÓm tra qu¸ tr×nh thao t¸c kü thuËt lµ mét kh©u v« cïng quan träng trong c«ng nghÖ c¸n. §©y kh«ng ph¶i chØ lµm s¶n phÈm cã chÊt l−îng tèt, tiªu hao kim lo¹i Ýt, m¸y mãc Ýt hao mßn vµ háng hãc mµ cßn chñ ®éng ng¨n ngõa vµ ph¸t hiÖn kÞp thêi c¸c biÕn cè x¶y ra trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c¸n nh− phÕ phÈm, khuyÕt tËt, c¸c sù cè m¸y mãc v.v... ®Ó chñ ®éng s¶n xuÊt vµ n©ng cao n¨ng suÊt, t¨ng s¶n l−îng. C«ng t¸c kiÓm tra c¸c quy tr×nh s¶n xuÊt vµ kü thuËt cña s¶n xuÊt c¸n cã thÓ chia ra c¸c giai ®o¹n sau: 4.1.1. KiÓm tra mÎ nÊu vµ ®ãng nh·n hiÖu §Ó tæ chøc qu¸ tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt c¸n ®−îc tèt vµ liªn tôc th× c«ng viÖc kiÓm tra mÎ nÊu vµ ®ãng nh·n hiÖu lµ rÊt quan träng. Hµng ngµy trong mét x−ëng luyÖn thÐp hiÖn ®¹i cã thÓ s¶n xuÊt ra 7.000⎟10.000 tÊn thÐp vµ cao h¬n n÷a, sè l−îng m¸c thÐp ®−îc s¶n xuÊt còng ®Õn vµi chôc lo¹i. §Æc biÖt ®èi víi thÐp hîp kim th× mçi m¸c thÐp ®−îc dïng theo c«ng dông trùc tiÕp cña nã. V× vËy viÖc kiÓm tra mÎ nÊu lµ rÊt quan träng, ®ãng m¸c thÐp vµ c¸c ký hiÖu kh¸c ph¶i thËt chÝnh x¸c. NÕu ®ãng sai nh·n hiÖu sÏ dÉn ®Õn nh÷ng t¸c h¹i v« cïng lín, kh«ng chØ sö dông sai lo¹i thÐp mµ cßn lµm h− háng m¸y mãc trong qu¸ tr×nh c¸n. Mét m¸c thÐp kh«ng phï hîp víi ®¬n ®Æt hµng hoÆc kh«ng theo tiªu chuÈn quèc gia (TCVN) th× cã thÓ dÉn ®Õn phÕ phÈm toµn bé nhãm s¶n phÈm cña thÐp ®ã. ViÖc nhÇm lÉn sè mÎ nÊu vµ nhÇm lÉn m¸c thÐp lµ ®iÒu kh«ng thÓ cho phÐp, ®Æc biÖt ®èi víi c«ng nghÖ c¸n thÐp h×nh mµ s¶n phÈm ®ã ph¶i qua nhiÖt luyÖn v× quy tr×nh nhiÖt luyÖn phô thuéc rÊt nhiÒu vµo thµnh phÇn hãa häc cña thÐp. 4.1.2. KiÓm tra thái nung TiÕn hµnh kiÓm tra thái nung qua c¸c c«ng viÖc sau ®©y: - X¸c ®Þnh chÊt l−îng thái nung. - C¨n cø vµo chÊt l−îng thái nung vµ x¸c ®Þnh chÝnh x¸c chÕ ®é c¸n, l−îng Ðp vµ sè lÇn c¸n cho phï hîp víi tÝnh to¸n thiÕt kÕ. - C¨n cø vµo ®Æc tÝnh ®Æc biÖt cña lß nung mµ cã thÓ cã chÕ ®é c«ng nghÖ ®Æc biÖt ®Ó ®¶m b¶o chÊt l−îng s¶n phÈm. §èi víi s¶n phÈm lµ thÐp th«ng th−êng th× mçi lß ta chØ lÊy 1⎟2 thái nung ®Ó kiÓm tra lµ ®−îc. §èi víi c¸c lo¹i thÐp ®Æc biÖt ta ph¶i tiÕn hµnh kiÓm tra tõng thái nung mét. C«ng viÖc kiÓm tra th−êng ®−îc tiÕn hµnh ph©n tÝch c¸c chØ tiªu vÒ c¬ lý tÝnh, thµnh phÇn hãa häc, nhiÖt ®é nung v.v... Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 75 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 4.1.3. KiÓm tra tõng c«ng ®o¹n theo thø tù trong quy tr×nh s¶n xuÊt c¸n Môc ®Ých viÖc kiÖm tra nµy lµ ®Ó biÕt chÊt l−îng cña vËt c¸n qua tõng c«ng ®o¹n s¶n xuÊt, nh»m ®¶m b¶o chÝnh x¸c kÝch th−íc cña tiÕt diÖn ngang cña vËt c¸n sau tõng lÇn c¸n, ®¶m b¶o c¸c tÝnh n¨ng vµ yªu cÇu kü thuËt ®ång thêi t×m ra c¸c thiÕu sãt ®Ó kh¾c phôc. C«ng t¸c kiÓm tra nµy sÏ kÞp thêi ph¸t hiÖn nh÷ng thiÕu sãt vµ nh÷ng kh©u bÊt hîp lý trong qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ®Ó kh¾c phôc vµ c¶i tiÕn cho tèt h¬n nh»m kh«ng ngõng n©ng cao chÊt l−îng s¶n phÈm vµ t¨ng n¨ng suÊt. 4.1.4. KiÓm tra lÇn cuèi cïng LÇn kiÓm tra cuèi cïng nh»m x¸c ®Þnh chÝnh x¸c chÊt l−îng vµ kÝch th−íc cña s¶n phÈm c¸n. Ph−¬ng ph¸p kiÓm tra nµy ph¶i dùa vµo c¸c tiªu chuÈn vµ quy c¸ch cña nhµ n−íc ®· ban hµnh hoÆc theo ®¬n ®Æt hµng cña c¬ quan ban, ng−êi tiªu dïng yªu cÇu kiÓm tra, kiÓm tra lÇn cuèi cïng cã mét ý nghÜa quan träng tíi chÊt l−îng vµ n¨ng suÊt cña mét nhµ m¸y s¶n xuÊt thÐp c¸n. 4.2. Lµm nguéi vµ tinh chØnh sau c¸n 4.2.1. Lµm nguéi §©y lµ mét kh©u quan träng cña giai ®o¹n cuèi cña quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt c¸n. Kh©u nµy lµm tèt th× kh«ng nh÷ng chÊt l−îng s¶n phÈm tèt, n¨ng suÊt cao mµ c«ng viÖc kiÓm tra s¶n phÈm còng tiÕn hµnh thuËn tiÖn. Lµm nguéi s¶n phÈm sau c¸n cã ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn tæ chøc h¹t cña thÐp vµ c¸c tÝnh n¨ng kü thuËt kh¸c cña thÐp. Thùc tÕ cho thÊy r»ng lµm nguéi s¶n phÈm sau c¸n thùc chÊt lµ nhiÖt luyÖn s¶n phÈm ®Ó ®¹t ®−îc c¸c tiªu chuÈn kü thuËt. Ta biÕt r»ng nhiÖt ®é kÕt thóc c¸n th−êng lµ trªn ®−êng Ar1 (T0 = 7230c) trong gi¶n ®å tr¹ng th¸i Fe-C. C¸c thÐp kh¸c nhau cã nhiÖt ®é kÕt thóc c¸n kh¸c nhau. Trong s¶n xuÊt c¸n ng−êi ta ®· lîi dông nhiÖt ®é kÕt thóc c¸n kh¸c nhau kÕt hîp víi tèc ®é lµm nguéi kh¸c nhau cña tõng lo¹i thÐp mµ tiÕn hµnh c¸c biÖn ph¸p c«ng nghÖ ®Ó ®¹t ®−îc tæ chøc h¹t theo yªu cÇu vµ s¶n phÈm cã tÝnh n¨ng kü thuËt cã chÊt l−îng tèt nhÊt. HiÖn nay tÊt c¶ c¸c nhµ m¸y luyÖn c¸n thÐp ®Òu lµm nguéi s¶n phÈm theo mét trong 3 c¸ch sau ®©y tuú thuéc theo lo¹i thÐp. a/ Lµm nguéi s¶n phÈm b»ng n−íc Dïng n−íc lµm nguéi s¶n phÈm c¸n trong c¸c tr−êng hîp sau ®©y: 🗍 ThÐp tr−íc cïng tÝch Muèn cho s¶n phÈm c¸n lµ thÐp tr−íc cïng tÝch cã h¹t nhá, mÞn vµ tæ chøc h¹t ®ång ®Òu ta ph¶i lµm nguéi b»ng n−íc víi tèc ®é nhanh, lµm nguéi nh− vËy s¶n phÈm l¹i cã c¬ lý tÝnh vµ c¸c tÝnh n¨ng kü thuËt kh¸c còng tèt h¬n. VÝ dô: thÐp tÊm chÕ t¹o tõ thÐp c¸cbon thÊp cã nhiÖt ®é kÕt thóc c¸n cao h¬n ®−êng A3 th× ®−îc ®−a vµo lµm nguéi nhanh b»ng n−íc ®Ó ®¹t ®−îc môc ®Ých nh− ®· nãi trªn. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 76 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 📋 ThÐp sau cïng tÝch §©y chñ yÕu lµ thÐp c¸cbon cao vµ thÐp c¸c bon dông cô, ng−êi ta còng lµm nguéi b»ng n−íc víi tèc ®é nhanh ®Ó lo¹i bá sù h×nh thµnh cña c¸c m¹ng l−íi c¸c bÝt trong thÐp. Tuy nhiªn lµm nguéi nhanh b»ng n−íc ®èi víi s¶n phÈm lo¹i thÐp nµy hay x¶y ra hiÖn t−îng nøt nÎ. V× vËy sau khi lµm nguéi nhanh b»ng n−íc ®Õn nhiÖt ®é chuyÓn biÕn pha th× chóng ta ph¶i lµm nguéi chËm s¶n phÈm trong c¸c hè nhiÖt ®Ó gi¶m bít c¸c øng lùc bªn trong, nh− vËy sÏ tr¸nh ®−îc hiÖn t−îng nøt nÎ. 🗑 §èi víi c¸c lo¹i thÐp mµ s¶n phÈm ®ßi hái bÒ mÆt cã ®é s¹ch cao Gåm c¸c lo¹i ph«i thÐp b¶n máng, ph«i thÐp tÊm máng, cùc máng, sau khi c¸n nãng cho vµo n−íc lµm nguéi lu«n. NhiÒu khi ng−êi ta dïng vßi n−íc phun trùc tiÕp vµo bÒ mÆt s¶n phÈm. Nh− vËy c¸c líp v¶y s¾t bung ra hoµn toµn. Tuy nhiªn ph−¬ng ph¸p nµy chØ øng dông ®èi víi c¸c lo¹i thÐp kh«ng x¶y ra khuyÕt tËt khi lµm nguéi b»ng ph−¬ng ph¸p nµy. b/ Lµm nguéi s¶n phÈm b»ng kh«ng khÝ §¹i ®a sè c¸c s¶n phÈm c¸n ®−îc lµm nguéi b»ng kh«ng khÝ. Cã thÓ lµm nguéi ë ®iÒu kiÖn b×nh th−êng ë nh÷ng n¬i kh« r¸o, cã thÓ dïng c¸c qu¹t giã víi l−u l−îng kh¸c nhau ®Ó lµm nguéi s¶n phÈm. S¶n phÈm lµ ph«i c¸n th−êng ®−îc lµm nguéi b»ng kh«ng khÝ. Môc ®Ých chñ yÕu lµ lµm gi¶m c¸c øng lùc bªn trong ph«i ®é cøng thÊp ®Ó dÓ dµng tiÕp tôc thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p xö lý bÒ mÆt cña ph«i cho s¹ch sÏ vµ hÕt c¸c khuyÕt tËt. c/ Lµm nguéi trong lß §©y lµ ph−¬ng ph¸p lµm nguéi ®¼ng nhiÖt. Ph−¬ng ph¸p lµm nguéi nµy chñ yÕu dïng cho c¸c lo¹i s¶n phÈm lµ thÐp hîp kim cao vµ thÐp c¸cbon cao. NÕu ta lµm nguéi trong m«i tr−êng kh«ng khÝ b×nh th−êng th× s¶n phÈm sÏ bÞ nøt nÎ vµ xuÊt hiÖn ®èm tr¾ng. V× vËy ta ph¶i tiÕn hµnh lµm nguéi chËm trong c¸c lß hoÆc hè nhiÖt. Thùc chÊt cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ ñ. Tãm l¹i ph¶i c¨n cø vµo c«ng dông, tæ chøc h¹t vµ tÝnh n¨ng kü thuËt cña s¶n phÈm c¸n mµ chóng ta tiÕn hµnh c¸c ph−¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn nh− t«i, th−êng ho¸, ñ v.v... 4.2.2. Tinh chØnh s¶n phÈm sau c¸n §Ó s¶n phÈm c¸n cã kÝch th−íc chÝnh x¸c, h×nh d¸ng ®óng víi yªu cÇu kü thuËt ta tiÕn hµnh c«ng t¸c tinh chØnh s¶n phÈm víi c¸c nguyªn c«ng sau: a/ Nguyªn c«ng c¾t S¶n phÈm c¸n (sau khi c¸n lÇn cuèi cïng) ®¹t ®−îc c¸c tiªu chuÈn kü thuËt, ta tiÕn hµnh c¾t ®Çu, c¾t ®u«i, c¾t c¸c gê mÐp vµ c¾t ra tõng ®o¹n theo kÝch th−íc ®· quy ®Þnh cña nhµ n−íc (TCVN). C¸c m¸y c¾t ®−îc dïng ®Ó tiÕn hµnh c¾t s¶n phÈm ®−îc dïng réng r·i trong c¸c nhµ m¸y luyÖn c¸n thÐp: Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 77 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 🗍 M¸y c¾t l−ìi dao ph¼ng H.4.1. S¬ ®å dao c¾t d−íi lªn cña m¸y c¾t thuû lùc 📋 M¸y c¾t dao nghiªng: L−ìi dao d−íi n»m ngang, γ α l−ìi dao trªn nghiªng mét gãc α = 2⎟60. Gãc c¾t δ = 75⎟850; gãc sau γ = 2⎟30. §Ó ®¬n gi¶n δ S + + + + khi mµi dao cho phÐp δ = 900; gãc sau γ = 0. ZH. 4.2. M¸y c¾t dao nghiªng Lùc c¾t kh«ng lín, c¾t ®−îc c¸c tÊm dµy; C¾t ®−îc c¸c ®−êng cong; §−êng c¾t kh«ng th¼ng vµ nh½n 🗑 M¸y c¾t chÊn ®éng M¸y cã 2 l−ìi dao nghiªng t¹o thµnh mét gãc α = 24⎟300; gãc tr−íc β = 6⎟70, khi c¾t l−ìi c¾t trªn lªn xuèng rÊt nhanh (2000⎟3000 lÇn/phót) vµ víi hµnh tr×nh ng¾n 2⎟3 mm. C¾t ®−îc tÊm cã S ≤ 10 mm. 🗔 M¸y c¾t dao ®Üa mét cÆp dao D ϕ S D α β H. 4.3. M¸y c¾t chÊn ®éng D h h B S B B Z a/ Dao ®Üa cã t©m trôc song song b/ M¸y c¾t dao d−íi nghiªng H. 4.4. M¸y c¾t mét cÆp dao ®Üa c/ Hai dao nghiªng Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n 🖵 M¸y c¾t nhiÒu dao ®Üa. • L−ìi c¾t lµ 2 ®Üa trßn quay ng−îc chiÒu nhau; m¸y cã thÓ cã hai hoÆc nhiÒu cÆp ®Üa c¾t. • Gãc c¾t 900; Z = (0,1 ⎟ 0,2)S • §−êng kÝnh dao ®Üa: D =(40 ⎟ 125)S (mm). • ChiÒu dµy dao: B = 15 ⎟ 30 (mm) 78 B D Z • VËn tèc c¾t: v = 1 ⎟ 5 m/s • VËt liÖu lµm dao: 50CrWSi H. 4.5. M¸y c¾t nhiÒu cÆp dao ®Üa M¸y nµy dïng ®Ó c¾t c¸c ®−êng th¼ng vµ ®−êng cong chiÒu dµi tuú ý. C¸c tÊm c¾t máng < 10 mm. b/ Nguyªn c«ng n¾n th¼ng S¶n phÈm c¸n chÕ t¹o ra cã nh÷ng phÇn bÞ cong côc bé chóng ta ph¶i tiÕn hµnh n¾n th¼ng, lµ bÒ mÆt s¶n phÈm cho b»ng ph¼ng. N¾n th¼ng hoÆc lµ ph¼ng lµ qu¸ tr×nh biÕn d¹ng dÎo kim lo¹i t¹i chç bÞ cong cña s¶n phÈm. C¾t vµ n¾n th¼ng s¶n phÈm c¸n ®Òu cã thÓ tiÕn hµnh ë tr¹ng th¸i nãng hoÆc nguéi. Ngoµi ra ®Ó bÒ mÆt cña s¶n phÈm khái bÞ çy ho¸ vµ ®Ñp ng−êi ta cßn tiÕn hµnh tÈm thùc, tr¸ng thiÕc vµ lµm c¸c nguyªn c«ng tu söa bÒ mÆt kh¸c. a/ b/ H.4.6. S¬ ®å m¸y n¾n th¼ng con l¨n th¼ng (a) vµ con l¨n nghiªng (b) S¶n phÈm sau khi ®−îc tinh chØnh nÕu lµ d©y thÐp th× cÇn ®ãng gãi; ThÐp tÊm, thÐp h×nh cë lín ®−îc ®−a vµo kho b¶o qu¶n, ®ãng m¸c thÐp vµ ký hiÖu riªng biÖt. 4.2.3. B¶o qu¶n s¶n phÈm §©y lµ mét kh©u kh«ng kÐm phÇn quan träng trong c«ng t¸c b¶o vÖ chÊt l−îng s¶n phÈm ®Ó tiÕn hµnh gia c«ng c¸n tiÕp theo hoÆc ®Ó xuÊt x−ëng. C«ng t¸c nay bao gåm b¶o qu¶n c¸c kho chøa, b·i chøa thái ®óc, ph«i tõ nhiªn liÖu ban ®Çu cho ®Õn c¸c kho thµnh phÈm. §èi víi kho chøa vËt liÖu ban ®Çu, chóng ta chó ý ®Õn c¸ch bè trÝ kho, ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn, ®Ó ®¶m b¶o an toµn lao ®éng vµ thiÕt bÞ vËn chuyÓn. Thùc tÕ s¶n xuÊt cho ta thÊy r»ng khèi l−îng dù tr÷ kim lo¹i trong kho cña x−ëng c¸n th−êng b»ng 8⎟10 lÇn n¨ng suÊt cña nã. Tr−êng hîp x−ëng c¸n chØ s¶n xuÊt 1, 2 mÆt hµng th× sè l−îng cã thÓ Ýt h¬n. xuÊt ph¸t tõ khèi l−îng dù tr÷ ph«i mµ ta s¾p xÕp nã thµnh tõng chång, ®èng theo quy ®Þnh vµ quy c¸ch ®Ó dÓ dµng vËn chuyÓn Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 79 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n vµ cã sù b¶o qu¶n riªng biÖt theo yªu cÇu cô thÓ cña thÐp ®ã vµ thùc tÕ s¶n xuÊt cña x−ëng. S¾p xÕp ph«i c¸n cã khoa häc kh«ng nh÷ng t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho c¸c cÇn trôc lµm viÖc dÓ dµng mµ c«ng t¸c kiÓm kª còng dÓ dµng chÝnh x¸c. §èi víi kho chøa thµnh phÈm: viÖc s¾p xÕp, ph©n lo¹i s¶n phÈm l¹i cµng ph¶i khoa häc ®Ó thuËn tiÖn bèc dì hµng, thuËn tiÖn vËn chuyÓn. Ngoµi ra cßn ph¶i bao gãi, bã buéc s¶n phÈm theo l«, theo hµng v.v... §èi víi mét sè lo¹i s¶n phÈm ®Æc biÖt cÇn tiÕn hµnh c¸c biÖn ph¸p chèng gØ b»ng c¸ch b«i dÇu (thÐp tÊm máng vµ cùc máng). Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005 80 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ c¸n vµ thiÕt kÕ lç h×nh trôc c¸n Ch−¬ng 5 Nh÷ng ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ c¬ b¶n cña mét sè thÐp khi c¸n 5.1. Nh÷ng ®Æc ®iÓm cña mét sè thÐp th«ng dông trong c«ng nghÖ c¸n Qua nghiªn cøu lý thuyÕt vµ tõ thùc tÕ s¶n xuÊt, ng−êi ta ®· ®óc kÕt ®−îc nh÷ng kinh nghiÖm vµ nh÷ng ®Æc ®iÓm chung khi tiÕn hµnh c«ng nghÖ s¶n xuÊt c¸n cho c¸c lo¹i thÐp mµ trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp, x©y dùng còng nh− c¸c ngµnh kh¸c cña nÒn kinh tÕ quèc d©n th−êng sö dông. 5.1.1. ThÐp c¸c bon kÕt cÊu ThÐp c¸cbon kÕt cÊu bao gåm c¸c lo¹i thÐp c¸cbon thÊp vµ trung b×nh. Kho¶ng nhiÖt ®é nung vµ c¸n cña nh÷ng lo¹i thÐp nµy réng r·i h¬n. NhiÖt ®é b¾t ®Çu c¸n th−êng tõ 1170⎟12200C. NhiÖt ®é kÕt thóc c¸n tõ 900⎟9500C. Trong ph¹m vi nhiÖt ®é c¸n ë trªn thÐp cã trë kh¸ng biÕn d¹ng nhá, tÝnh dÎo tèt vµ dÓ biÕn d¹ng khi c¸n. Tuy nhiªn chóng ta còng ph¶i chó ý tíi kÝch th−íc, h×nh d¸ng vµ bÒ mÆt s¶n phÈm cïng víi chÊt l−îng s¶n phÈm mµ kÕt thóc c¸n víi nhiÖt ®é thËt thÝch hîp, lµm nguéi víi tèc ®é thÝch hîp ®Ó ®¹t ®−îc chÊt l−îng c¬ lý tÝnh tèt, tÝnh n¨ng kü thuËt cao. 5.1.2. ThÐp c¸cbon dông cô §Æc ®iÓm cña lo¹i thÐp nµy lµ tÝnh dÎo kÐm, hµm l−îng c¸cbon ë trong thÐp cµng cao th× tÝnh dÎo l¹i cµng kÐm. NhiÖt ®é c¸n cµng h¹ thÊp tÝnh dÎo cµng kÐm. Thêi gian nung ph«i dµi, nhiÖt ®é nung cao th× l−îng tho¸t c¸cbon cµng nhiÒu. NhiÖt ®é b¾t ®Çu c¸n th−êng tõ 1050⎟11000C. NhiÖt ®é kÕt thóc c¸n tõ 800⎟8500C. 5.1.3. ThÐp hîp kim kÕt cÊu §¹i bé phËn thÐp hîp kim kÕt cÊu cã tÝnh dÎo rÊt cao. NhiÒu thÐp hîp kim thÊp ë nhiÖt ®é cao cã trá kh¸ng biÕn d¹ng gÇn nh− thÐp c¸cbon kÕt cÊu. V× vËy c«ng nghÖ c¸n thÐp nµy gÇn gièng nh− c«ng nghÖ c¸n thÐp c¸cbon kÕt cÊu. NhiÖt ®é b¾t ®Çu c¸n th−êng tõ 1170⎟12200C. NhiÖt ®é kÕt thóc c¸n tõ 900⎟9500C. §iÒu ®¸ng chó ý lµ líp v¶y s¾t trªn bÒ mÆt cña thÐp nµy khã bÞ bong ra khi c¸n vµ líp nµy cã rÊt nhiÒu ë bÒ mÆt vËt c¸n. cho nªn trong qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ph¶i chó ý ®Ó kh¾c phôc. 5.1.4. thÐp hîp kim dông cô Lµ lo¹i thÐp cã chøa hµm l−îng c¸cbon cao vµ hµm l−îng c¸c nguyªn tè hîp kim trong thÐp còng rÊt cao. Trë kh¸ng biÕn d¹ng cña thÐp nµy rÊt lín nªn khi c¸n Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa §µ n½ng - 2005