Thiết kế Vỏ ngưng tụ , áp suất làm việc 3at

13a

13b

 

13c

 

Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên
Giá: 400.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_H000013
Tải đồ án

LỜI NÓI ĐẦU
Trong các ngành kĩ thuật cơ khí hiện nay, ngành hàn giữ một vai trò rất quan trọng, nhất là trong công cuộc công nghiệp hoá- hiện đại hoá ở nước ta hiện nay.Ngành hàn đã và đang đươc ứng dung rông rãi trong tất cả các ngành kĩ thuật như: làm kết cấu nhà xưởng, xây dựng công trình, lắp ghép các chi tiết, đắp tạo các trục, phục hồi các chi tiết máy sau một thời gian làm việc, với nhiều tính năng ưu việt, năng xuất chất lượng cao… trong thời đại ngày nay, với trình độ khoa học ngày càng phát tiển mạnh mẽ,thì ngành hàn đã được cung cấp, nâng cấp các trang thiết bị hiện đại để đáp ứng được tốt các yêu cầu kĩ thuật.Ở trong các trường dạy nghề lớn, nhất là trường ĐHSPKT Hưng Yên đã áp dụng được phương châm, học đi đôi với thực hành và sản xuất, với nhiều máy hàn hiện đại nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và tay nghề cho người thợ hàn.. Để tổng tổng kết lại những kiến thức về lý thuyết cũng như  quá trình thực tập sản xuất trên xưởng, em đã được các thầy cô trong khoa giao cho đề tài đồ án thiết kế “ Vỏ ngưng tụ , áp suất làm viêc là 3at ”. Qua thời gian tìm tòi, nghiên cứu, học hỏi và với vốn kiến thức chút ít của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong khoa, đặc biệt là thầy Bùi Văn Khoản đã trực tiếp hướng dẫn em, đến nay đồ án của em đã hoàn thành. Đây là lần đầu em làm đồ án, nhưng vối lượng kiến thức còn yếu kém về nhiều mặt, em không thể tránh khỏi những vướng mắc và thiếu sót kính mong thầy và các thầy trong tổ bộ môn  chỉ bảo và cho em các ý kiến đóng góp để em hoàn thành tốt đồ án của mình và cho em thêm chút kinh nghiệm về nhiều mặt. Em xin trân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện : 1.Nguyễn Khánh Toàn
2.Nguyễn Quý Toàn

I.PHÂN TÍCH KẾT CẤU:
Vỏ  ngưng tụ làm việc với áp suất là 3at gồm có 7 chi tiết, ta thấy các chi tiết được liên kết với nhau bằng các mối hàn. Vì làm việc ở điều kiện này do đó các chi tiết phải đảm bảo được các yêu cầu sau:
ỉ    Các mối hàn phải đảm bảo về hình dáng và kích thước.
ỉ    Phải đảm bảo độ bền chắc trong khi làm việc.
ỉ    Đảm bảo mối hàn không bị nứt nóng, nứt nguội trong khi làm việc ở mọi nhiệt độ.
ỉ    Phải đảm bảo mối hàn không bị ăn mòn, hoen rỉ khi làm việc.
Chi tiết 1: Ống Trụ     Với các kích thước như hình vẽ:

ỉ    Chi tiết này đc lắp với chi tiết số 2 bằng mối Hàn khép kín chu vi
ỉ    Làm việc ở điều kiện chịu áp suất nhẹ, ống dẫn
ỉ    Số lượng 1 cái
Chi tiết 2: Vỏ thùng:  Kích thước và hình dạng như bên dưới:

ỉ    Làm việc trong áp suất 3at
ỉ    Liên kết với các chi tiết 1,3,6,7 bằng các liên kết hàn khép kín chu vi
ỉ    Một mối hàn dọc đường sinh của thân
ỉ    Số lượng chi tiết 1
Chi tiết số 3: Thân lõi
Kích thước và hình dáng như hình dưới

ỉ    Chi tiết làm việc với áp suất 3at
ỉ    Được hàn khép kín chu vi với đáy lõi 6,với cổ lõi 4 và thân vỏ ngưng tụ 2
ỉ    Chế tạo  số lượng có 1
Chi tiết số 4:Cổ lõi :
Kích thước như hình vẽ

ỉ    Chi tiết làm việc chịu áp suất
ỉ    Được hàn với các chi tiết số 3 và 5 theo chu vi khép kín
ỉ    Số lượng chế tạo là 1
Chi tiết số 5 :Miệng thùng
Kích thước hình dạng chi tiết như hình bên dưới

ỉ    Chi tiết làm việc chịu áp suất
ỉ    Được hàn lại với chi tiết 4 theo chu vi khép kín.
ỉ    Chi tiết được chế tạo với số lượng là 1
Chi tiết số 6: Đáy lõi.
Kích thước va hình dáng như hình vẽ

ỉ    Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu áp suất
ỉ    Liên kết với chi tiết số 3 bằng mối hàn khép kín chu vi
ỉ    Số lượng chế tạo 1

Chi tiết số 7: Đế vỏ ngưng tụ
Hình dạng và kích thước như hình vẽ:

ỉ    Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu áp suất
ỉ    Được liên kết với chi tiết số 2 bàng mối hàn khép kin chu vi
ỉ    Số lượng chi tiết có 1
II.CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO KẾT CẤU:

ỉ    Vỏ ngưng tụ  gồm 7 chi tiết, mỗi chi tiết có chức năng, điều kiện làm việc khác nhau. Do đó phải căn cứ vào yêu cầu kĩ thuật của kết cấu, điều kiện làm việc của từng chi tiết, đẻ chọn vật liệu cơ bản hợp lý, đảm bảo về các yêu cầu về chất lượng tốt, dễ chế tạo và có năng suất cao.Tức là phải đảm bảo  hai chỉ tiêu quan trọng đó là giá thành và chất lượng sản phẩm
Dựa vào yêu cầu của bài toán đó là: Kết cấu của chúng ta là một v ỏ ngưng tụ, phải làm việc ở áp suất cao nhất là 3at. Được liên kết bởi 7 chi tiết với nhau. Với điều kiện làm việc của các chi tiết là gần như nhau:
ã    Ta có thể chọn vật liệu chung cho tất cả các chi tiết của kết cấu (để đảm bảo độ đồng đều kim loại, đảm bảo cho liên kết hàn  cũng như đảm bảo yêu cầu làm việc của kết cấu).
ã    Vật liệu chọn phải có tính hàn tốt tức là không phải sử dụng một số phương pháp hàn đặc biệt nào mà vẫn đảm bảo mối hàn có chất lượng cao như: Không bị nứt, bị rỗ xỉ, rỗ khí, chịu được áp suất tối thiểu 5at.
ã    Vật liệu chon phải đảm bảo tính dập được, gia công lốc, đảm bảo độ dai va đập, dễ gia công.
ã    Vật liệu chọn phải có tính phổ biến, dễ kiếm trên thị trường, giá thành thấp…
ã    Căn cứ vào điều kiện làm việc của thùng chứa khí chịu áp suất tối đa là 3at, ta tính ra ứng suất lớn nhất của từng chi tiết rồi so sánh với giới hạn bền của thép sao cho ứng suất lớn nhất của từng chi tiết không vượt quá giới hạn bền của thép. Từ đó ta tìm được vật liệu phù hợp.
Xét phần thân vỏ ngưng tụ (ta coi chi tiế số 6 cũng chịu ứng suất như ở phần thân)

Thân vỏ ngưng tụ
Ta có: ủK = ∞, ủV = a. Theo phương trình Laplace ta có:
+  =
ð    úV =            (1)
Trong đó:     – úK: Là ứng suất kinh tuyến.
– úV: Là ứng suất vĩ tuyến.
– ủK: Là bán kính kinh tuyến.
– ủK : Là bán kính vĩ tuyến.
– 2a : Là đường kính thành ống (a = 390mm).
– ọ: Là chiều dày vật liệu (ọ = 5mm).
– p: Là áp suất trong thùng.
p = 3atm = 3.9,81.104 N/m2 = 3.9,81.10-2 N/mm2
Thay số vào công thức (1) ta được:
úV =  =  = 23 N/mm2
Phương trình cân bằng với một phần vỏ mỏng:
Pða2 = úK.2ðaọ
ð    úK =  =  = 11,477 N/mm2
Như vậy:
–    Phần thân thùng chứa chịu các ứng suất là: úK = 11,477 N/mm2.
úV = 23 N/mm2..
Ta thấy ứng suất lớn nhất của chi tiết là: 23 (N/mm2). Để kết cấu làm việc an toàn ta nhân thêm hệ số an toàn:
úmax = 1,5.23 = 34,5 N/mm2.
ỉ    Căn cứ vào yêu cầu liên kết bằng phương pháp hàn, làm việc ở nhiệt độ cao và đảm bảo về cơ tính, thành phần hoá học của thép và tính phổ biến ta thấy Thép CT20 theo tiêu chuẩn Việt Nam.Đây là loại thép Cácbon không có thành phần hợp kim và chứa 20% cácbon. Thành phần hoá học của thép CT20

Có  = 420N/mm > 34,5 N/mm nên đạt yêu cầu về độ bền.
III.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI  TIẾT:
CHI TIẾT SỐ 1:

ỉ    Dạng ống trụ dài 100mm,
ỉ    Đường kính ngoài 310mm ,
ỉ    Lỗ đường kính 300mm.
ỉ    Có thể chọn trên thị trường các dạng ống thép chịu lực bán sẵn có kích thước phù hợp rồi gia công lại để đạt kích thước như yêu cầu.
ỉ    Dùng thước lá,thước kẹp,vạch dấu để giới hạn kích thước.Gá đặt chặt.Dùng máy cắt lưỡi đá quay để cắt đứt từng đoạn ống.
ỉ    Dùng máy mài tay để làm sạch ba-via và vát mép
CHI TIẾT SỐ 2:
ỉ    Phôi cần là tấm tôn 5
ỉ    Do sau khi thành phôi có kích thước đường kính ngoài 785mm và đường kính trong 775mm.Nên tấm tôn phải có kích thước( với A là kt đk ngoài của tấm)

KẾT QUẢ dựa trên số liệu của phần mềm Khai triển hình gò Logitrace_V12

ỉ    Trên tấm tôn hình chữ nhật dùng mỏ hàn khí cắt 1 lỗ đk 310.Cách một mép đoạn là 250.Với các thông số về mỏ cắt khí
ỉ    Trước  hết ta phải chuẩn bị vật liệu là thép tấm có chiều dày là 5mm và ta tiến hành cắt để tạo chi tiết bằng phương pháp cắt bằng ngọn lửa khí.
Khoảng cách cắt hợp lý nhất giữa đầu mỏ cắt và bề mặt chi tiết được tra theo bảng trang 200 sách “Cẩm nang hàn”
Khoảng cách cắt(mm)        2 – 3
Chiều dày tấm cắt(mm)        3 – 10
Chế độ cắt được tra theo bảng 57g sách “cẩm nang hàn”trang 202.
Chiều dày tấm cắt(mm)    6
áp suất o xy(kg/cm)    3
Cỡ đầu ngoài    1
Cỡ đầu trong    1
Chiều rộng cắt    3
Tốc độ cắt( mm/p)    540 -550
Vì chiều rộng cắt là 3 nên trước khi cắt phải vạch dấu bằng compa
1 vòng tròn có đk là 308.Lưu ý trước khi cắt nên dùng mỏ hàn khí đục 1 lỗ ở vùng bị cắt bỏ hoặc dùng khoan tạo 1 lỗ để cho dễ cắt. Cắt xong chi tiết còn lượng dư khoảng ta tiến hành gia công cơ ,mài,giũa để hoàn thiện chi tiết.
ỉ    Sau khi cắt xong đưa lên máy lốc tôn 3 trục uốn và sau khi lốc xong ta tiến hành hàn đính, các mối hàn đính phải đảm bảo độ bền, chắc.do có sự co ngót trong quá trình hàn nên khoảng cách các mối hàn đính không quá 300mm. Khi hàn đính xong ta tiến hành hàn toàn bộ đường hàn dọc theo đường sinh của ống, theo sách “ Cẩm nang hàn” ta có 2 cách:
– Hàn từ giữa ra 2 đầu.
–  Hàn ngắt bậc.
Vì đường hàn không dài lắm(L=1000mm) nên ta chọn phương pháp hàn từ giữa ra vì nó làm cho chi tiết chịu áp lực tốt hơn so với hàn ngắt bậc và không phải mất công mài nhiều.Sau khi gia công xong ta được chi tiết có hình dạng như                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                hìnhvẽ:

CHI TIẾT SỐ 3:
ỉ    Với hình dáng tương đối phức tạp chi tiết này ta sử dụng pp Đúc để chế tạo chi tiết.
ỉ    Do yêu cầu vè bề mặt chi tiết cần khá min nên ta không dùng pp đúc khuôn cát mà sử dụng pp đúc áp lực bởi ưu điểm:
ỹ    Cho chất lượng vật đúc và bề mặt tốt
ỹ    Vật liệu không cần có tính đúc tót vẫn cho chất lượng đạt  yêu cầu.
ỹ    Độ chính xác cao
ỹ    Năng suất cao, cơ khí tự động hóa  dễ

KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC CHẾ TẠO CHI TIẾT
ỉ    Yêu cầu phải tuân thủ chặt chẽ quy trình đúc,cần tạo góc lượn trong khuôn mẫu để đạt kích thước yêu cầu:

CHI TIẾT SỐ 4:
ỉ    Chi tiết có hình trụ rỗng,kích thước đk trong là 725& đk ngoài là 735,chi tiết cao 385 ở đáy có gia công một  lỗ tròn 560,góc lượn là 50.

ỉ    Để gia công chi tiết này ta chọn phương pháp dập vuốt là tốt nhất.Sử  dụng khuôn phối hợp  để  cắt phôi -dập vuốt-đột lỗ.

Category:

CÔNG NGHỆ HÀN

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*