Đồ án THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN
Lời nói đầu
Đất nước ta đã và đang phát triển trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Hàng năm đòi hỏi hàng ngàn cán bộ kỹ thuật, công nhân viên lành nghề, đặc biệt ngành Hàn cũng là ngành được phát triển rộng rãi ở Việt Nam. Các sản phẩm Hàn ngày càng được ứng dụng nhiều thay cho các vật đúc, nó đã góp phần làm tăng giá trị kinh tế và chất lượng ngày càng được nâng cao, có những sản phẩm mà những ngành cơ khí khác không làm được. Để đáp ứng yêu cầu trên đòi hỏi đội ngũ cán bộ công nhân viên lành nghề, phải có đủ khả năng, nắm vững lí thuyết vào thực tế để giải quyết các bài toán công nghệ nhằm góp phần nâng cao chất lượng, giảm giá thành sản phẩm, đảm bảo hài hòa về kỹ và mỹ thuật.
Là một sinh viên học chuyên ngành Công nghệ hàn, em được giao đồ án Kết cấu hàn với những kiến thức đã học như: Vật liệu hàn, lý thuyết hàn, kết cấu hàn, thiết bị hàn…. với sự cố gắng của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của cô Bùi Thị Tuyết Nhung đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Xong vì trình độ còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
........................................................
MỤC LỤC
PHẦN I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CẦU TRỤC.. 4
1.1. Số liệu đầu vào của dầm cầu trục. 4
1.2. Điều kiện làm việc của kết cấu. 4
1.2.1. Chọn tiết diện dầm.. 5
1.2.2. Sơ đồ hoá kết cấu của dầm. 6
1.3. Chọn sơ bộ tiết diện lần 1. 7
1.3.1. Đối với tiết diện giữa dầm: 7
1.3.2. Đối với tiết diện đầu dầm: 10
1.4. Chọn sơ bộ tiết diện lần 2. 11
1.4.1. Đối với tiết diện giữa dầm: 11
1.4.2. Đối với tiết diện đầu dầm: 12
1.5. Thiết kế đường hàn liên kết giữa thành đứng và 2 tấm biên. 12
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM DỌC NHỊP Q.. 14
2.1. Phân tích điều kiện làm việc. 14
2.1.1. Sơ đồ hoá kết cấu khi dầm cầu trục nằm ở giữa dầm dọc. 14
2.1.2. Lựa chọn tiết diện dầm. 14
2.2. Thiết kế đường hàn liên kết giữa thành đứng và 2 tấm biên. 18
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN ĐƯỢC GIAO
Nhóm chúng em được giao đồ án thiết kế một số bộ phận trong kết cấu nhà công nghiệp.
Nội dung cần hoàn thành:
- Tính toán kích thước tiết diện và các mối hàn dầm cầu trục với tải trọng P.
- Tính toán kích thước tiết diện và các mối hàn dầm dọc với nhịp Q.
Thông số đầu vào:
- Vật liệu: Thép S420
- Hệ số an toàn: 1,5
- Tính toán theo trạng thái ứng suất cho phép.
- P= 18 tấn; B= 500mm; L=15000mm; Q= 10000mm
- Các dầm đều có tiết diện chữ I, dầm cầu trục hình hộp.
- Dầm cầu trục ở vị trí 1/2 dầm dọc.
Nội dung tính toán thiết kế trong đồ án theo trình tự sau:
- Tính toán kích thước tiết diện và các mối hàn dầm cầu trục với tải trọng P.
- Tính toán kích thước tiết diện và các mối hàn dầm dọc với nhịp Q.
- Kết luận.
- Tài liệu tham khảo.
PHẦN I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CẦU TRỤC
o1.1. Số liệu đầu vào của dầm cầu trục.
- Vật liệu S420 có:
§ - Hệ số an toàn n = 1,5 ứng suất cho phép là:
- P = 18 tấn
- L = 15000(mm)
- q : Tải trọng phân bố do tự trọng dầm gây ra.
o1.2. Điều kiện làm việc của kết cấu
- Hai đầu dầm cầu trục có phản lực liên kết do liên kết với dầm dọc và chịu tải trọng phân bố q của bản thân kết cấu.
- Dầm chịu uốn và chịu cắt là chủ yếu. Dầm chịu uốn lớn nhất khi tải trọng P tại giữa dầm và chịu cắt lớn nhất khi P di chuyển về 2 phía đầu dầm.
- Khi tính toán dầm ta bỏ qua tải trọng động và xét dầm chịu tải trọng tĩnh.
§1.2.1. Chọn tiết diện dầm
Dầm chịu uốn và chịu cắt là chủ yếu nên ta chọn dầm tổ hợp có tiết diện hình hộp (gồm 2 dầm hộp nối vói nhau).
1.2.2. Sơ đồ hoá kết cấu của dầm.
- Biểu đồ nội lực khi đặt tải trọng P ở giữa dầm:
- Biểu đồ nội lực khi di chuyển tải trọng P về đầu dầm:
o1.3. Chọn sơ bộ tiết diện lần 1
§1.3.1. Đối với tiết diện giữa dầm:
Theo sách Tính toán máy trục – NXB Khoa học và Kỹ Thuật ta có:
- Chiều cao của dầm chính ở tiết diện giữa: với
→ Chọn
- Chiều cao của dầm ở tiết diện gối tựa:
- Chiều dài đoạn nghiêng: Chọn
- Định vị điểm bắt đầu thay đổi tiết diện cách gối tựa 1 đoạn
- Chiều rộng của thanh biên trên và dưới:
→ chọn
- Để đảm bảo độ cứng của dầm khi xoắn, tính tối ưu hoá về hình dáng hình học, và tính toán bền trong kết cấu ta thường tính toán bề rộng B giữa các thành đứng theo công thức kinh nghiệm sau:
→ chọn B = 20 (cm)
- Chọn chiều dày thanh biên trên: (vì thanh biên trên có đặt đường ray)
- Chọn chiều dày thanh biên dưới:
- Chọn chiều dày thành đứng:
Từ các kích thước trên ta có thể xác định các đặc tính cơ bản của tiết diện giữa dầm:
Diện tích tiết diện: - Thanh biên trên:
- Thanh biên dưới:
- Thành đứng :
Tổng diện tích:
Mômen tĩnh của tiết diện đối với trục x1-x1
Thanh biên trên:
Thanh biên dưới:
Thành đứng:
Tổng mômen tĩnh:
Toạ độ trọng tâm của tiết diện đối với trục x1-x1:
Mômen quán tính của tiết diện đối với trục x-x:
Thanh biên trên:
Thanh biên dưới:
Thành Đứng:
Mômen chống uốn của tiết diện đối với trục x-x:
- Đối với lớp kim loại ngoài cùng của thanh biên trên:
- Đối với lớp kim loại ngoài cùng của thanh biên dưới:
Mômen uốn tổng:
→ ứng suất uốn lớn nhất do tác dụng của tải trọng chính:
Nhận xét: →Dầm đã chọn không đảm bảo bền.
·2.1.2.2. Chọn sơ bộ tiết diện lần 2
Với cách làm tương tự như trên ta chọn được các thông số sau:
- Các kích thước chọn sơ bộ:
|
H (cm) |
B (cm) |
(cm) |
(cm) |
(cm) |
|
52 |
22 |
1,4 |
1,2 |
1,2 |
- Các đặc tính hình học:
|
F (cm2) |
S (cm3) |
y0 (cm) |
Jx (cm4) |
Wx (cm3) |
q (KN/cm) |
Mumax (KN.cm) |
|
116,48 |
3131,19 |
26,9 |
48720,46 |
1811,2 |
9,14/1000 |
48742,5 |
→ Ứng suất uốn lớn nhất do tác dụng của tải trọng chính:
→ Ứng suất cắt lớn nhất tại đầu dầm:
Trong đó: Sx là momen tĩnh của nửa tiết diện.
→
Nhận xét: và nhỏ hơn và có giá trị gần bằng với và→Dầm đảm bảo bền.
Két luận: Qua quá trình tính toán các kích thước và đặc tính hình học đã chọn là hợp lý.
o2.2. Thiết kế đường hàn liên kết giữa thành đứng và 2 tấm biên.
- Để đảm bảo liên kết giữa thành đứng và 2 tấm biên ta phải dùng 4 đường hàn.
- Các đường hàn được hàn liên tục và hàn hết chiều dài dầm.
- Các đường hàn có thể tính toán thiết kế như nhau (với cạnh mối hàn là a).
- Theo tiêu chuẩn DIN-18800-1 đối với két cấu ta có:
Trong đó:
`
→ → Chọn a =6 (mm)
- Theo ứng suất lớn nhất:
Nội lực
Thuộc tính tiết diện chịu lực:
→
Vậy
Kết luận: Với a = 6(mm) mối hàn đảm bảo bền.
...........................................................................................................................
oKết luận
Qua thời gian làm đồ án chuyên môn, em thấy đồ án chuyên môn là một ví dụ hay và có thể là một tỡnh huống nghề nghiệp mà em sẽ gặp phải sau khi ra trường làm việc. Thời gian làm đồ án chuyên môn đó giỳp em tỡm hiểu sâu hơn về các kiến thức chuyên môn, cũng như hiểu biết thêm về thực tế sản suất.
Trong thời gian làm đồ án em đó nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn, bạn bè đồng nghiệp và nhất là sự hướng dẫn tận tình của cô ...... Nay đồ án đó hoàn thành em xin cảm ơn tất cả các thày cô cùng các bạn.
Tuy đồ án chuyên môn đó hoàn thành, nhưng do bản thân em kiến thức cũn hạn hẹp và nhất là không đủ kinh nghiệm thực tế nờn khụng thể trỏnh khỏi những thiếu sút. Vỡ thế em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô, và ý kiến đóng góp của các bạn.
Em xin trận trọng cảm ơn !
Nam định, ngày 09 tháng 01 năm 201...
Tài liệu tham khảo
- Giáo trình “Kết cấu hàn”- TS.Hà Xuân Hùng- Trường ĐHSPKTNĐ-2010
- Giáo trình “Kết cấu hàn”- Phùng Đình Thám- Trường ĐHSPKTNĐ
- Giáo trình “Vật liệu hàn”- Trường ĐHSPKTNĐ
- Giáo trình “Công nghệ hàn nóng chảy”-TS.Nguyễn Ngọc Hùng, Ths.Nguyễn Trọng Điền- Trường ĐHSPKTNĐ
- Sổ tay hàn (Công nghệ, thiết bị và định mức năng lượng, vật liệu hàn)- Hoàng Tùng-NXB KHKT 2007
- Kết cấu thép, cấu kiện cơ bản- Nguyễn Bá An- NXB KHKT
- Sổ tay thợ hàn- Nguyễn Bá An- NXB Xây dựng
- Công nghệ hàn điện nóng chảy- Hoàng Tùng-NXB KHKT
- Vật liệu học cơ sở- Nghiêm Hùng- NXB KHKT 2002
- Sức bền vật liệu- Lê Ngọc Hồng-NXB KHKT
- Tính toán máy trục- NXB KHKT
TÀI LIỆU THAM KHẢO Đồ án THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN
1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK
