Luận văn: Nghiên cứu máy và công nghệ chế tạo máng cào SKAT-82 hầm lò

Luận văn về máy và công nghệ chế tạo tấm thành máng cào SKAT 82. Phân tích, tính toán công nghệ và thiết kế máy uốn phục vụ khai thác hầm lò.

• Tác giả: Đào Trung Hiểu
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Máy Và Công Nghệ Chế Tạo Tấm Thành Máng Cào SKAT-82
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sỹ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về máng cào SKAT 82 và ứng dụng trong khai thác than

Máng cào SKAT-82 là thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp khai thác than hầm lò. Với sự phát triển của ngành mỏ Việt Nam, nhu cầu về các thiết bị vận chuyển than ngày càng tăng cao. Máng cào SKAT-82 được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của môi trường khai thác hầm lò sâu. Tâm thành máng cào được chế tạo từ phôi tâm kim loại thông qua công nghệ uốn lộc, một quy trình phức tạp yêu cầu độ chính xác cao. Thiết bị này có vai trò then chốt trong việc vận chuyển than từ các lò khai thác lên bề mặt, giúp tăng hiệu suất sản xuất và đảm bảo an toàn lao động trong các mỏ than lớn của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam.

1.1. Vai trò của máng cào trong khai thác than

Máng cào SKAT-82 đóng vai trò then chốt trong hệ thống vận tải than hầm lò. Thiết bị này được sử dụng để vận chuyển than từ các lò khai thác sâu tới các trạm xử lý. Hiệu suất hoạt động của máng cào ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng khai thác toàn bộ mỏ than, vì vậy việc cải thiện công nghệ chế tạo tâm thành máng cào là ưu tiên hàng đầu.

1.2. Tầm quan trọng của công nghệ chế tạo hiện đại

Công nghệ uốn lộc được áp dụng trong sản xuất máng cào SKAT-82 là một tiến bộ kỹ thuật đáng kể. Phôi tâm kim loại được biến dạng thông qua các con lăn chuyên biệt, tạo ra hình dáng máng cào với độ chính xác cao. Quá trình này yêu cầu tính toán kỹ lưỡng các thông số lực, mô men xoắn, và điều kiện nén để đạt được chất lượng sản phẩm tối ưu.

II. Các phương pháp công nghệ uốn lộc profil từ tâm kim loại

Uốn lộc profil là quy trình chế biến tâm kim loại thành các hình dạng phức tạp thông qua tác động lực từ các con lăn. Có nhiều phương pháp uốn lộc khác nhau được áp dụng trong sản xuất máng cào SKAT-82, mỗi phương pháp có những ưu và nhược điểm riêng. Công nghệ uốn lộc liên tục là phương pháp hiện đại, cho phép sản xuất liên tục với chi phí thấp và hiệu suất cao. Phương pháp uốn ngang trên máy 3 trục hoặc 4 trục cung cấp độ linh hoạt cao hơn và có thể sản xuất các profil phức tạp. Mỗi phương pháp đều cần xác định chính xác các thông số công nghệ uốn lộc như kích thước phôi, điều kiện nén, và lực uốn để đạt hiệu quả tối đa.

2.1. Công nghệ uốn liên tục

Công nghệ uốn liên tục là phương pháp tiên tiến cho phép phôi tâm kim loại đi qua một chuỗi các con lăn liên tiếp. Mỗi con lăn thực hiện một bước biến dạng nhỏ, dần dần tạo ra hình dáng máng cào SKAT-82 mong muốn. Phương pháp này có ưu điểm là tốc độ sản xuất cao, chi phí thấp, và có thể sản xuất với độ chính xác cao.

2.2. Công nghệ uốn ngang trên máy đa trục

Máy uốn 3 trục hoặc 4 trục cung cấp khả năng uốn theo nhiều hướng khác nhau. Phương pháp này thích hợp cho các profil phức tạp yêu cầu uốn không đều. Các thông số lực uốn và mô men xoắn phải được tính toán cẩn thận để đảm bảo phôi tâm kim loại biến dạng đúng theo thiết kế.

III. Tính toán các thông số công nghệ chế tạo tâm thành máng cào SKAT 82

Quá trình tính toán các thông số công nghệ chế tạo tâm thành máng cào SKAT-82 là bước quan trọng đầu tiên trong thiết kế máy uốn. Cần xác định chính xác số cặp con lăn của máy, kích thước hình học của tâm thành máng cào, và các điều kiện nén áp phôi. Xác định lực ép và mô men xoắn trên mỗi cặp con lăn là công việc phức tạp, đòi hỏi sử dụng các phương pháp mô phỏng hiện đại. Mô phỏng quá trình biến dạng tâm thành máng cào bằng các phần mềm tính toán phần tử hữu hạn giúp dự đoán chính xác hành vi của vật liệu. Từ đó, các kỹ sư có thể tối ưu hóa công nghệ chế tạo để đạt được sản phẩm chất lượng cao với chi phí kinh tế.

3.1. Xác định thông số hình học của máng cào

Thông số hình học bao gồm chiều rộng, chiều sâu, bán kính cong, và các kích thước chi tiết khác của máng cào SKAT-82. Các thông số này quyết định khả năng vận chuyển và độ bền của thiết bị. Phôi tâm kim loại phải có kích thước phù hợp để có thể uốn thành hình dáng máng cào mà không gây tổn thương quá mức cho vật liệu.

3.2. Tính toán lực ép và mô men xoắn

Lực ép và mô men xoắn trên các cặp con lăn phải được tính toán sao cho phôi tâm kim loại biến dạng từng bước một. Nếu lực quá nhỏ, phôi sẽ không biến dạng; nếu lực quá lớn, vật liệu có thể bị tổn thương. Sử dụng mô phỏng FEM giúp xác định các giá trị tối ưu cho quá trình uốn lộc.

IV. Thiết kế máy uốn tâm thành máng cào SKAT 82

Thiết kế máy uốn tâm thành máng cào SKAT-82 bao gồm nhiều hệ thống phức tạp hoạt động liên kết với nhau. Hệ thống dẫn động cung cấp lực để quay các con lăn, thường sử dụng động cơ điện kết hợp với hệ thống truyền động bằng xích, belt, hoặc trục vít. Khung giá máy phải đủ cứng để chịu các lực tác động lớn trong quá trình uốn mà không bị biến dạng. Sơ đồ động của máy cần được thiết kế sao cho các con lăn quay đồng bộ với tốc độ và lực chính xác. Hệ thống điều chỉnh khe hở giữa các con lăn cho phép điều khiển độ biến dạng của phôi tâm kim loại. Mô phỏng 3D và phân tích kỹ thuật giúp kiểm ngắm hiệu suất và độ an toàn của thiết kế máy trước khi sản xuất.

4.1. Hệ thống dẫn động và truyền động

Hệ thống dẫn động của máy uốn SKAT-82 thường gồm động cơ điện, hộp giảm tốc, và các trục truyền động. Truyền động bằng xích hoặc trục vít bánh vít được sử dụng để truyền lực từ động cơ tới các con lăn uốn. Hệ thống này phải đảm bảo quay đồng bộ của các con lăn với tốc độ chính xác theo yêu cầu công nghệ.

4.2. Thiết kế khung giá và hệ thống điều chỉnh

Khung giá máy phải có độ cứng cao để chịu được lực uốn lớn mà không biến dạng. Cơ cầu điều chỉnh khe hở cho phép thay đổi khoảng cách giữa các con lăn, từ đó điều khiển độ biến dạng của phôi tâm kim loại. Các chi tiết cơ khí phải được gia công với độ chính xác cao để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu của máy uốn SKAT-82.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU TỎNG QUAN VẺ CÔNG NGHỆ LÓC PROFIL TU TAM KIM LOAT 1. LINH VUC UNG DUNG CUA THEP HINH DUOC CHE TAO BANG CÔNG NGHỆ UỐN LÓC NGUỘI TỪ PHOI TAM 1.1 Trong xây dựng, kiến trúe Thép hình được chế tao bằng công nghệ uốn lốc đã có và được ứng dụng từ khoảng thé ky 18. Ở nước Nga, thép hình uốn lốc mỏng thành đâu tiên được sử dụng vào năm 1838 trong công trình sửa chữa cải tạo Cung điện Mùa Đông sau trận cháy lớn Còn nước Mỹ năm 1855 để xây dựng tòa nhà công vụ ở New York đã sử dụng thép hình uốn chit U voi chiéu day từ 1.6 mm liên kết bu lông.v Ngày nay ứng dụng của thép hình được chế tạo bằng công nghệ uốn lốc nguội tử phỏi tắm trong xây dựng kiến trúc, các loại kết câu xây dựng công nghiệp vả xây dựng dân dụng, phố biến như tấm lợp kim loại, các thanh xả gỗ chữ C, U. Sự thay đổi hình dạng của phôi qua các lần uấn phần giữa của chỉ tiết.

Sự thay đất hình dạng của nhât khủ uấn hai cảnh của chỉ tiết 49 Hình 3. Lỗ hình trên trục HỒN. se nneeirarserrrseue ST Tình 3. Quá trình tối ưa hóa công nghệ nhỏ mô phòng.

Mô hình hình học được sử dụng đỗ mỗ phông 54 Tình 3.13, Mô phông quả trình uốn tâm thành máng cào SKAT82. Hình ảnh ứng suất của tâm kim loại thi di qua cdc con lăn tạo bình. Hình ảnh biến dạng tương đương của tâm kim loại khi Äi qua các con lăn tạo hình 56 Hinh 3. Hình ảnh chiễu dây phối qua quá trình tạo hành.

Kết quả tính toán lực ép trên trục nằm trong quá trình uẫn; Tà (i=1,12) tương ng là đề thị lực trong lần uẫn thÉ Ì;. Kẩt quả tính toán lực đọc trân trục đứng trong quá trình uồn;E, (f=6,13) tương ứng là đồ th lực trong lần tấn thứ ¡; 61 Tình 3.19, Kết quả tính toán lực mô men trên trục adm trong quả trình uốn; Tí (ï=1,12) lương ứng là mô men trong lần uốn thú b.1 Sơ đồ mày nắn chuyển động cơ khi. Truyền động bằng XÍcH. Hệ thẳng truyền đông bằng trục vít bánh ví.4, So dé may won thành máng cào S§KAT-82.

Trục chỉnh máy uốn thành mảng cào SK/1182. Khung giá - - - 73 Hình 4. Cơ cầu diều chính khe hỡ EM. Ưành định vị T4 Hinh 4.

Giá tên 1 T75 Hình 4.1Tình chiều bằng máy nẫn tâm thành máng cào SK.Máy tuần tâm thành máng cào SKAT82. coi, TẾ DANH MỤC CÁC KÝ HIEU, CÁC CHỮ VIẾT TAT KE HEU Ý NGIĨA DON VI L Chiều rộng phôi ban đầu mm § Chiều đây phôi ban đầu Mm Was Mô men trở lực uôn đèo mm 1 Khoảng cách giữa hai điểm tựa nên mm p Bản kính phôi uên tại tiết điện đang xét Mm on Giới hạn đản hội Mpa D; Mô đun biến cứng, Mpa ue Góc tên tổng ở lẫn trên thứì Q x l1ệ số lớp trung hòa uốn b, Chiếu rộng phân thẳng, của hình tồn, mm. Tọ Các bản kinh mặt uốn trong phôi tương ứng với mm các vùng của hình uốn, t, % Mức độ biên đạng cửa lop kim loại mặt ngoài phôi Mẹ Mô men lĩnh trên trục động cơ Ninm Th Hệ số truyền hữu ích cửa động cơ n„,n | Tắc độ gumy của động cơ, và lốc độ quay của vỏng/phút tru uấn tạ, t0 Vận lắc góc cửa động cơ và trục nôn tats Hình 1. Ứng dụng thép hình uốn trong kết cầu nhà xưởng 1.

Trong giao thông, vận tải Thép hình được chế tạo bằng công nghệ uốn lốc được sử dụng rộng rãi trong, ngành giao thông nói chung và ngành công nghiệp đóng toa xe lửa nói riêng. Các khung vành xe được tạo hình từ công nghệ uốn lốc. Bên cạnh đó thép hình được che tạo bằng công nghệ uốn lóc còn được sử dụng làm tám chăn đường ôtô ( dai phan cách.2) DANH MỤC CÁC BẰNG Bang1.1 Bang kích thước chế tạo của các loại vì chẳng.1 Các hệ số của phương trình Krupkowsky đối với thép.2 Giả trị lực ép và mô men xodn lớn nhất tác đụng lên Trực nằm Hình 1. Ứng dụng thép hình uốn trong kết cầu nhà xưởng 1.

Trong giao thông, vận tải Thép hình được chế tạo bằng công nghệ uốn lốc được sử dụng rộng rãi trong, ngành giao thông nói chung và ngành công nghiệp đóng toa xe lửa nói riêng. Các khung vành xe được tạo hình từ công nghệ uốn lốc. Bên cạnh đó thép hình được che tạo bằng công nghệ uốn lóc còn được sử dụng làm tám chăn đường ôtô ( dai phan cách.2) DANH MỤC CÁC KÝ HIEU, CÁC CHỮ VIẾT TAT KE HEU Ý NGIĨA DON VI L Chiều rộng phôi ban đầu mm § Chiều đây phôi ban đầu Mm Was Mô men trở lực uôn đèo mm 1 Khoảng cách giữa hai điểm tựa nên mm p Bản kính phôi uên tại tiết điện đang xét Mm on Giới hạn đản hội Mpa D; Mô đun biến cứng, Mpa ue Góc tên tổng ở lẫn trên thứì Q x l1ệ số lớp trung hòa uốn b, Chiếu rộng phân thẳng, của hình tồn, mm. Tọ Các bản kinh mặt uốn trong phôi tương ứng với mm các vùng của hình uốn, t, % Mức độ biên đạng cửa lop kim loại mặt ngoài phôi Mẹ Mô men lĩnh trên trục động cơ Ninm Th Hệ số truyền hữu ích cửa động cơ n„,n | Tắc độ gumy của động cơ, và lốc độ quay của vỏng/phút tru uấn tạ, t0 Vận lắc góc cửa động cơ và trục nôn tats Hình 1.

Ứng dụng thép hình uốn trong kết cầu nhà xưởng 1. Trong giao thông, vận tải Thép hình được chế tạo bằng công nghệ uốn lốc được sử dụng rộng rãi trong, ngành giao thông nói chung và ngành công nghiệp đóng toa xe lửa nói riêng. Các khung vành xe được tạo hình từ công nghệ uốn lốc. Bên cạnh đó thép hình được che tạo bằng công nghệ uốn lóc còn được sử dụng làm tám chăn đường ôtô ( dai phan cách.

Hệ thắng dẫn động Máy uốn thành máng cào SKATE2 Error! Bookmark not defined. LOI KOI DAU Cũng với sự phát triển chưng của đất nước, ngành công nghiệp mỏ nói chưng, ngành công nghiệp khai thác than nói riêng đang ngảy cảng phải triển rnạnh mẽ Sản lượng khai thác ngảy cảng tắng, trong đó tỉ trọng khai thie than ham lò tầng nhanh, dẫn đến như cầu về các thiết bị phục vụ khai thác ngày cảng cao. Trong Tập đoàn Công nghiệp than — Khoáng sản Việt Nam có hàng chục các mỏ than hảm là lớn nhỏ. Sân lượng khai thác hầm lò ngày càng (ang din dén nhu cầu khai thác và mở rông lò chợ tắng, chính vì vậy việc vận chuyên than khai thác trong các rô than hàm lò lắng mạnh, trong đỏ cỏ vận tài than bằng máng cáo.

Hiện nay tại các công ty cơ khí của Tập đoàn Công nghiệp than Khoảng sản Việt Nam đã làm chủ được chế tạo mang cảo than, tuy nhiên một số bộ phận vẫn phải nhập từ nước ngoải như Thành máng cảo với giá thành cao và không chủ động được nguẫn hàng Chính vi vay luận văn “Nghiên cứu máy và công nghệ chế tạo tắm thành máng cào SKAT-82 phục vụ khai thác hằm là” phân rẻo giúp làm chủ được công nghệ chế tạo tắm thánh mảng cào cting nur chủ động được nguồn hàng, Qua đó giúp nâng cao tính đảng bộ trong sẵn xuất mang cao SKAT-82 góp phần lắng nắng suất vận tâi than phục vụ trong khai thác các mỏ than ham lỏ hiện nay. Việc nghiên cửu máy và công nghệ chế tạo tấm thành máng céo SKAT-82 phục vụ khai thác mỏ hàm lò. Với nhiều ưu điểm vuợt trội rửuy giúp làm chủ được công nghệ tiết kiệm thời gian vận chuyển, dâm bảo tính đồng bộ hóa, giúp trảnh lang phí và nàng cao hiệu quả sử dụng của máng cào SKATS2. Qua đó nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế cho các đoanh nghiệp.

Trong quá trình thực hiện đẻ tải lôi xim chân thành câm em các Thầy cô trong Viện Cơ Khí đại học Bách Khoa Hà Nội và đặc biệt là PGS.TS Phạm Văn Nghe đã nhiệt tình giúp đã va chỉ bảo để tôi có thể hoàn thành luận văn nảy. Ứng dụng thép hình uốn trong kết cầu nhà xưởng 1. Trong giao thông, vận tải Thép hình được chế tạo bằng công nghệ uốn lốc được sử dụng rộng rãi trong, ngành giao thông nói chung và ngành công nghiệp đóng toa xe lửa nói riêng. Các khung vành xe được tạo hình từ công nghệ uốn lốc.

Bên cạnh đó thép hình được che tạo bằng công nghệ uốn lóc còn được sử dụng làm tám chăn đường ôtô ( dai phan cách.2) DANH MỤC CÁC KÝ HIEU, CÁC CHỮ VIẾT TAT KE HEU Ý NGIĨA DON VI L Chiều rộng phôi ban đầu mm § Chiều đây phôi ban đầu Mm Was Mô men trở lực uôn đèo mm 1 Khoảng cách giữa hai điểm tựa nên mm p Bản kính phôi uên tại tiết điện đang xét Mm on Giới hạn đản hội Mpa D; Mô đun biến cứng, Mpa ue Góc tên tổng ở lẫn trên thứì Q x l1ệ số lớp trung hòa uốn b, Chiếu rộng phân thẳng, của hình tồn, mm. Tọ Các bản kinh mặt uốn trong phôi tương ứng với mm các vùng của hình uốn, t, % Mức độ biên đạng cửa lop kim loại mặt ngoài phôi Mẹ Mô men lĩnh trên trục động cơ Ninm Th Hệ số truyền hữu ích cửa động cơ n„,n | Tắc độ gumy của động cơ, và lốc độ quay của vỏng/phút tru uấn tạ, t0 Vận lắc góc cửa động cơ và trục nôn tats Hình 3. Sự thay đổi hình dạng của phôi qua các lần uấn phần giữa của chỉ tiết. Sự thay đất hình dạng của nhât khủ uấn hai cảnh của chỉ tiết 49 Hình 3.

Lỗ hình trên trục HỒN. se nneeirarserrrseue ST Tình 3. Quá trình tối ưa hóa công nghệ nhỏ mô phòng. Mô hình hình học được sử dụng đỗ mỗ phông 54 Tình 3.13, Mô phông quả trình uốn tâm thành máng cào SKAT82.

Hình ảnh ứng suất của tâm kim loại thi di qua cdc con lăn tạo bình. Hình ảnh biến dạng tương đương của tâm kim loại khi Äi qua các con lăn tạo hình 56 Hinh 3. Hình ảnh chiễu dây phối qua quá trình tạo hành. Kết quả tính toán lực ép trên trục nằm trong quá trình uẫn; Tà (i=1,12) tương ng là đề thị lực trong lần uẫn thÉ Ì;.

Kẩt quả tính toán lực đọc trân trục đứng trong quá trình uồn;E, (f=6,13) tương ứng là đồ th lực trong lần tấn thứ ¡; 61 Tình 3.19, Kết quả tính toán lực mô men trên trục adm trong quả trình uốn; Tí (ï=1,12) lương ứng là mô men trong lần uốn thú b.1 Sơ đồ mày nắn chuyển động cơ khi. Truyền động bằng XÍcH. Hệ thẳng truyền đông bằng trục vít bánh ví.4, So dé may won thành máng cào S§KAT-82.