I. Giới thiệu
Đề tài 'Thiết kế máy cuốn thép 3 trục tại HCMUTE' được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong ngành công nghiệp chế tạo máy. Máy cuốn thép là thiết bị quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm từ thép, như ống thép và thùng chứa. Tính cấp thiết của đề tài nằm ở việc giảm thiểu sự phụ thuộc vào hàng nhập khẩu, đồng thời nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Đề tài không chỉ mang tính khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao, góp phần vào sự phát triển của nền kinh tế. Mục tiêu nghiên cứu bao gồm tính toán, thiết kế và mô hình hóa máy cuốn thép 3 trục với khả năng cuốn các loại thép có bề dày khác nhau.
II. Tổng quan nghiên cứu đề tài
Thép là hợp kim chủ yếu từ sắt và cacbon, với tỷ lệ cacbon từ 0,02% đến 2,14%. Việc kiểm soát tỷ lệ các nguyên tố trong thép giúp đạt được các mục tiêu chất lượng như độ cứng và sức bền kéo đứt. Ngành công nghiệp thép đã phát triển mạnh mẽ từ những phương pháp sản xuất kém hiệu quả đến quy trình Bessemer, giúp sản xuất thép hàng loạt với chi phí thấp. Đồ án này tập trung vào việc thiết kế máy cuốn thép tấm thành các sản phẩm ống thép bán thành phẩm, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất trong ngành công nghiệp chế tạo máy.
III. Một số máy cuốn thép trên thị trường hiện nay
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy cuốn thép, trong đó nổi bật là máy lốc tôn thủy lực W11S-20×3500 và máy lốc tôn 3 trục đối xứng ZDW11. Máy lốc tôn thủy lực W11S-20×3500 sử dụng ba động cơ riêng biệt, giúp tăng mô men xoắn và hiệu suất làm việc. Nguyên lý hoạt động của máy này dựa trên việc điều chỉnh khoảng cách giữa các trục cuốn để đưa tấm thép vào. Trong khi đó, máy lốc tôn 3 trục ZDW11 chỉ sử dụng một động cơ điện, đơn giản hóa thiết kế và giảm chi phí sản xuất. Việc so sánh các loại máy cuốn hiện có giúp xác định ưu điểm và nhược điểm của từng loại, từ đó đưa ra giải pháp tối ưu cho thiết kế máy cuốn mới.
IV. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của máy cuốn thép 3 trục dựa trên việc sử dụng ba con lăn để biến dạng tấm kim loại thành hình dạng mong muốn. Quá trình cuốn được thực hiện thông qua bốn chuyển động chính: điều chỉnh khoảng cách giữa các trục, ép tấm thép, quay các trục cuốn để định hình và tạo khe hở để lấy sản phẩm. Mô hình thiết kế có thể áp dụng hai phương án khác nhau, mỗi phương án có những ưu điểm riêng. Phương án 1 sử dụng trục trên làm trục điều chỉnh, trong khi phương án 2 sử dụng một trục bên dưới làm trục điều chỉnh. Việc lựa chọn phương án thiết kế phù hợp sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và độ chính xác của máy.
V. Khái quát về uốn và tính toán kích thước
Quá trình uốn tấm thép tạo ra ứng suất và biến dạng, ảnh hưởng đến hình dạng và kích thước của sản phẩm cuối cùng. Lực tác dụng lên tấm thép sẽ tạo ra mô men uốn, làm thay đổi hình dạng của phôi. Sự phân bố ứng suất và biến dạng trong quá trình uốn rất quan trọng, vì nó quyết định đến chất lượng sản phẩm. Việc tính toán kích thước và lực uốn cần thiết để đạt được hình dạng mong muốn là một phần quan trọng trong thiết kế máy cuốn thép. Các công thức và phương pháp tính toán sẽ được áp dụng để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả và an toàn.
