BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ MANG ĐẦU CẮT PLASMA CẮT ỐNG THÉP KHÔNG GỈ GVHD: ThS. TRẦN VĂN TRỌN SVTH: TRẦN VĂN HUY MSSV: 11144046 SKL 0 0 4 2 7 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “ Nghiên cứu, thiết kế thiết bị mang đầu cắt plasma cắt ống thép không gỉ ” Giảng viên hƣớng dẫn: THS.
TRẦN VĂN TRỌN Sinh viên thực hiện: TRẦN VĂN HUY MSSV: 11144046 Lớp: 111441A Khoá: 2011 - 2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2016 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực hiện:TRẦN VĂN HUY MSSV: 11144046 Lớp: 111441A Khoá: 2011 – 2015 Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật cơ khí Hệ: Đại học chính quy 1. Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế thiết bị mang đầu cắt plasma cắt ống thép không gỉ 2.
Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Đầu cắt plasma, máy cắt plasma sẵn có; - Thép không gỉ là loại SS201, SS304 có đƣờng kính từ 4 – 6 inch - Thiết bị dễ dàng gá lắp và dễ vận hành 3. Nội dung chính của đồ án: - Tìm hiểu về các loại đầu cắt plasma hiện có trên thị trƣờng, thiết bị plasma sẵn có tại phòng thí nghiệm cùng các loại thiết bị mang đầu cắt plasma; - Phân tích, đánh giá ƣu nhƣợc điểm của các loại thiết bị mang đầu cắt plasma sẵn có; - Đề xuất nguyên lý của thiết bị mang đầu cắt plasma; - Đề xuất phƣơng án thiết kế cho thiết bị mang đầu cắt plasma; - Tính toán, thiết kế hoàn chỉnh cụm thiết bị mang đầu cắt plasma; - Nếu điều kiện cho phép tiến hành chế tạo thiết bị; - Tập bản vẽ thiết kế các chi tiết, bản vẽ lắp; - Tập thuyết minh. Ngày nộp đồ án: 10/01/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: “ Nghiên cứu, thiết kế thiết bị mang đầu cắt plasma cắt ống thép không gỉ ’’ - GVHD: THS. TRẦN VĂN TRỌN - Họ tên sinh viên: TRẦN VĂN HUY - MSSV: 11144046 Lớp: 111441A - Địa chỉ sinh viên: Đức Thuận – Tánh Linh – Bình Thuận - Số điện thoại liên lạc: 0976.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “ Em xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính em nghiên cứu và thực hiện.
Em không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2016 Ký tên Trần Văn Huy ii do an LỜI CẢM ƠN Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Trong thời gian thực hiện đề tài“ Nghiên cứu, thiết kế thiết bị mang đầu cắt plasma cắt ống thép không gỉ”, em đã nhận đƣợc rất nhiều sựgiúp đỡ của quý thầy, cô giáo, các chuyên gia, bạn bè và gia đình.
Qua quá trình thực hiện đồ án, em đã ho ̣c đƣợc rất nhiều kiến thức chuyên môn bổ ić h , nhìn nhận ra những thiếu sót và kinh nghiệm thực tế mà em chƣa có, góp phần tạo nên sự tự tin trong công việc sau khi ra trƣờng. Xin kính gửi lời cảm ơn đếnQuý Thầy, Cô giáo Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. HCM, Khoa Cơ khí Ch ế tạo máy đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng, chuyên môn cho chúng em trong suốt thời gian chúng em học tập và nghiên cứu tại trƣờng. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy PGS.
Đặng Thiện Ngôn, thầy ThS. Trần Văn Trọn đã dành nhiều thời gian quan tâm, hƣớng dẫn, định hƣớng, truyền đạt cho em những kiến thức khoa học quý báu và động viên em trong quá trình thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đình Sen, giảng viên bộ môn Thực hành nghề HànTrƣờng Cao Đẳng Nghề Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu đã quan tâm giúp đỡ em trong quá trình làm thực hành, thí nghiệm. Xin cảm ơn Gia đình đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để em yên tâm học tập trong suốt thời gian vừa qua.HCM, ngày 10 tháng 01 năm 2016 Sinh viên thực hiện Trần Văn Huy iii do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ MANG ĐẦU CẮT PLASMA CẮT ỐNG THÉP KHÔNG GỈ Bài thuyết minh đồ án bao gồm các phần sau: - Tìm hiểu thép không gỉ dạng ống và phƣơng pháp cắt bằng hồ quang plasma; - Phân tích, đánh giá ƣu nhƣợc điểm của các loại thiết bị mang đầu cắt plasma sẵn có; - Đề xuất nguyên lý và phƣơng án thiết kế của thiết bị mang đầu cắt plasma; - Tính toán thiết kế hoàn chỉnh cụm thiết bị mang đầu cắt plasma; Sau khi nghiên cứu và thực hiện, em đã hoàn thành mô hình thiết kế cụm thiết bị mang đầu cắt plasma, đã mô phỏng đƣợc chuyển động cắt ống thép trên phần mềm Creo Parametric 3.0, tuy nhiên mô hìnhthiết kế trên phần mềm còn nhiều hạn chế nhƣ tính thẩm mỹ chƣa đạt đƣợc tốt nhất, thiết kế cơ khí chƣa đƣợc tối ƣu…Vì thế, để nâng cao tính hoàn thiện, tạo ra mô hình hóa sản phẩm đạt chất lƣợng cao cần nghiên cứu và phát triển đồ án hơn nữa.
ABSTRACT RESEARCH AND DESIGN PLASMA CUTTING EQUIPMENT TO BRING FIRST STAINLESS STEEL PIPE CUTTING The report projects include the following: - Research tubular stainless steel and method for plasma arc cutting - Analyze and evaluate the advantages and disadvantages of various types of equipment available to bring plasma cutting; - Proposal for principles and design options of equipment bearing plasma cutting; - Calculation of complete design instrument cluster carries plasma cutting; After studying and performing, I have completed the design model cluster brings plasma cutting equipment, has simulated moving cutting steel tube on Creo Parametric 3.0 software, however the pattern design on software longer limitations as aesthetic yet to reach the best mechanical design is not optimal. Therefore, to improve the completeness, modeling creates high-quality product research and development to map further projects. Sinh viên thực hiện Trần Văn Huy iv do an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. i LỜI CAM KẾT.
iv LỜI CẢM ƠN. iv MỤC LỤC. v DANH MỤC HÌNH ẢNH. viii DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ.
iix CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU .1 Tính cấp thiết của đề tài.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.1 Ý nghĩa khoa học.2 Ý nghĩa thực tiễn.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.1 Đối tƣợng nghiên cứu.2 Phạm vi nghiên cứu.5 Phƣơng pháp nghiên cứu.1 Cơ sở phƣơng pháp luận.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể.1 Phƣơng pháp lý thuyết .2 Phƣơng pháp thực nghiệm .6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp. 5 CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN. Phân loại ống thép theo công nghệ. Ống thép hàn.
Phân loại ống thép theo vật liệu.1 Ống thép tròn đen.2 Ống thép mạ kẽm.3 Ống thép không gỉ. Sơ lƣợccác loại ống thép không gỉ thông dụng nhất.1 Ống thép không gỉ loại SS 201.2 Ống thép không gỉ loại SS 304.Công nghệ cắt ống thép không gỉ bằng hồ quang plasma (cắt plasma).1 Khái niệm về plasma.2 Nguyên lý của phƣơng pháp cắt plasma.3 Đặc điểm của phƣơng pháp cắt plasma.4 Ứng dụng của phƣơng pháp cắt plasma.5 Ƣu, nhƣợc điểm phƣơng pháp cắt plasma.7 Nguyên lý hoạt động của máy cắt plasma.8 Chọn khí sử dụng trong cắt plasma.9 An toàn lao động khi sử dụng máy cắt plasma.Nguyên lý hoạt động của mỏ cắt plasma. 22 CHƢƠNG 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Các loại đầu cắt plasma trên thị trƣờng.Các loại thiết bị mang đầu cắt plasma.
Quá trình khảo sát và thực nghiệm cắt thép ống ở Trƣờng Cao Đẳng Nghề Bà Rịa Vũng Tàu.1 Chuẩn bị quá trình cắt.2 Quá trình cắt.3 Kết quả thu đƣợc.4 Đánh giá kết luận. 31 CHƢƠNG 4: ĐỀ XUẤT NGUYÊN LÝ VÀ PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ. Phân tích đối tƣợng theo yêu cầu đề tài. Đề xuất các phƣơng án thiết kế cụm thiết bị mang đầu cắt plasma.
Phƣơng án thiết kế cơ cấu mang đầu cắt di chuyển dọc ống. Phƣơng án thiết kế cơ cấu mang đầu cắt di chuyển vuông góc ống. Phƣơng án thiết kế cơ cấu điều chỉnh góc cắt vát. Phƣơng án thiết kế cơ cấu mang đầu cắt chuyển động quay tròn quanh ống.
39 vi do an 4.1 Phƣơng án không sử dụng đối trọng.2 Phƣơng án sử dụng đối trọng. 40 CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾTHIẾT BỊ MANG ĐẦU CẮT PLASMA. Kết cấu tổng thể của cụm thiết bị mang đầu cắt plasma. Tính toán thiết kế.
42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 49 vii do an DANH MỤCHÌNH ẢNH Hình 2. Quy trình công nghệ thép hàn.
Ống thép tròn đen. Ống thép mạ kẽm. Ống thép không gỉ. Ngọn lửa plasma.
Sự hình thành plasma trong tự nhiên. Nguyên lý của phƣơng pháp cắt plasma. Máy cắt plasma CNC. Mỏ cắt và vật cắt.
Điện cực duy trì tia plasma. Dòng khí phun ra. Khí thổi bị ion hóa. Sự hình thành hồ quang mồi.
Hồ quang plasma làm nóng chảy kim loại. Một số loại đầu cắt plasma. Thiết bị cắt plasma cầm tay. Đầu cắt plasma đƣợc gắn trên robot.
Đầu cắt plasma đƣợc gắn trên máy đột dập. Đầu cắt plasma trên các máy CNC. Phôi ống thép không gỉ. Máy cắt Plasma Elettro 74 tại xƣởng bộ môn Hàn Trƣờng Cao Đẳng Nghề BRVT.
Động cơ điểu khiển tốc độ quay ống trên hệ thống dẫn hƣớng bởi con lăn. Thực hành cắt ống thép không gỉ bằng máy cắt plasma Elettro 74. Phoi sau khi cắt .Bề mặt mép ống sau khi cắt lần 1. Bề mặt mép ống sau khi cắt lần 2.
Hình ảnh phân tích đối tƣợng cần thiết kế. Bộ truyền trục vít me đai ốc bi. Kết cấu cụm mang đầu cắt plasma chuyển động dọc ống. Kết cấu cụm mang đầu cắt plasma chuyển động vuông góc ống.
Sơ đồ động của mâm chia tròn đơn giản. Kết cấu cụm mang đầu cắt plasma chuyển động xoay điều chỉnh góc cắt .