TÓM TẮT LUẬN VĂN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG CHO MÁY TÔI CAO TẦN ĐH Bách Khoa

Dựa trên sự tìm hiểu những hệ thống tôi cao tần hiện tại, em đã tìm hiểu và thiết kế
máy tôi cao tần sử dụng cho việc tôi những trục tròn với năng suất và yêu cầu đặt ra.
Nội dung đề tài gồm 6 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống tôi cao tần
Chương 2: Xây dựng và lựa chọn phương án thiết kế
Chương 3: Tính toán và thiết kế cơ khí
Chương 4: Thiết kế phần điều khiển điện
Chương 5: Hướng dẫn thao tác trên máy và bảo trì : hướng dẫn người sử dụng qua
các bước cụ thể và bảo trì máy.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển cho đề tài

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................i
TÓM TẮT LUẬN VĂN.......................................................................................................ii
MỤC LỤC...........................................................................................................................iii
DANH SÁCH HÌNH VẼ......................................................................................................v
DANH SÁCH BẢNG........................................................................................................vii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................................1
1.1 Tổng quan về quá trình nhiệt luyện.......................................................................1
1.2 Đặt vấn đề..............................................................................................................2
1.3 Phạm vi đề tài........................................................................................................2
1.4 Tìm hiểu về quá trình tôi cao tần...........................................................................3
1.4.1 Chiều dày lớp tôi cứng.............................................................................4
1.4.2 Các phương pháp tôi cao tần....................................................................5
1.4.3 Tổ chức và tính chất của thép sau khi tôi cao tần....................................6
1.4.4 Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp tôi cao tần...........................7
1.5 Một số máy tôi cao tần trên thị trường...................................................................8
1.6 Một số ứng dụng của tôi cao tần..........................................................................10
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ..................................12
2.1 Xây dựng phương án thiết kế...............................................................................12
2.1.1 Thông số thiết kế......................................................................................12
2.1.2 Sơ đồ khối................................................................................................12
2.2 Phân tích và chọn phương án thiết kế..................................................................13
2.2.1 Cơ cấu đỡ phôi.........................................................................................13
2.2.2 Cơ cấu đẩy................................................................................................16
2.2.3 Cơ cấu cấp phôi........................................................................................23
2.2.4 Cơ cấu làm nguội.....................................................................................24
2.3 Chọn cơ cấu chính cho máy.................................................................................25
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ........................................................28
3.1 Cụm tôi cao tần....................................................................................................28
3.2 Cụm vít me...........................................................................................................34
3.3 Cụm con lăn.........................................................................................................38
3.4 Cụm làm nguội.....................................................................................................43
3.5 Tính toán chọn ổ lăn............................................................................................48
3.6 Mô phỏng sức bền khung bằng phần mềm solidworks........................................49
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN.....................................................54
4.1 Tìm hiểu tổng quan về PLC.................................................................................54

4.2 Thiết kế phần điều khiển điện..............................................................................58
CHƯƠNG 5: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG........62
5.1 Yêu cầu về lắp ghép.............................................................................................62
5.2 Hướng dẫn vận hành máy....................................................................................67
5.3 Bảo trì..................................................................................................................67
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI.....................................69
6.1 Đánh giá kết quả thiết kế.....................................................................................69
6.2 Hướng phát triển đề tài........................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................70

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Giản đồ Fe-C....................................................................................................1
Hình 1.2 Tôi cao tần trục.................................................................................................3
Hình 1.3 Nguyên lý tôi cao tần........................................................................................4
Hình 1.4 Đồ thị quan hệ ρ và μ.......................................................................................5
Hình 1.5 Tôi cao tần bánh răng.......................................................................................7
Hình 1.6 Máy Magnet Electro.........................................................................................8
Hình 1.7 Lò tôi cao tần IRIS...........................................................................................9
Hình 1.8 Ứng dụng lò tôi cao tần trong luyện nấu kim loại..........................................11
Hình 2.1 Phôi tròn.........................................................................................................12
Hình 2.2 Sơ đồ khối.......................................................................................................13
Hình 2.3 Con lăn............................................................................................................14
Hình 2.4 Phương án con lăn điều chỉnh góc α..............................................................15
Hình 2.5 Phương án con lăn & cụm đẩy.......................................................................15
Hình 2.6 Xích tải...........................................................................................................16
Hình 2.7 Cơ cấu vít me..................................................................................................19
Hình 2.8 Xylanh khí nén...............................................................................................20
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý hoạt động xylanh khí nén....................................................21
Hình 2.10 Vòng phun nước...........................................................................................23
Hình 2.11 Cụm cấp phôi................................................................................................25
Hình 2.12 Cụm vít me...................................................................................................25
Hình 2.13 Cụm con lăn..................................................................................................26
Hình 2.14 Cụm bơm và tôi cao tần................................................................................26
Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý chính của máy....................................................................27

Hình 3.1 Cụm vít me.....................................................................................................34
Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý con lăn.................................................................................38
Hình 3.3 Momen quán tính con lăn...............................................................................39
Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm nguội..............................................................43
Hình 3.5 Sơ đồ bơm.......................................................................................................45
Hình 3.6 Mô phỏng bền của khung...............................................................................50
Hình 3.7 Kết quả mô phỏng ứng suất của khung..........................................................51
Hình 3.8 Kết quả mô phỏng chuyển vị của khung........................................................52
Hình 3.9 Kết quả mô phỏng biến dạng của khung........................................................52
Hình 4.1 PLC FX2N-32MT hang Mitsubishi................................................................56
Hình 4.2 PLC S7-200 của hãng Siemens......................................................................56
Hình 4.3 Khởi động từ...................................................................................................57
Hình 4.4 Relay công nghiệp..........................................................................................57
Hình 4.5 Sơ đồ khối điều khiển.....................................................................................59
Hình 4.6 Sơ đồ giải thuật điều khiển.............................................................................60
Hình 5.1 Cụm khung máy.............................................................................................62
Hình 5.2 Lắp ghép cụm con lăn.....................................................................................63
Hình 5.3 Lắp cụm vít me...............................................................................................63
Hình 5.4 Lắp cụm cấp phôi...........................................................................................64
Hình 5.5 Lắp cụm lấy phôi............................................................................................65
Hình 5.6 Lắp cụm tôi cao tần........................................................................................65
Hình 5.7 Lắp cụm làm nguội.........................................................................................66
Hình 5.8 Lắp vỏ máy.....................................................................................................66

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÔI CAO TẦN
1.1 Tổng quan về quá trình nhiệt luyện
Nhiệt luyện là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay
đổi vi cấu trúc chất rắn, đôi khi tác động làm thay đổi thành phần hóa học, đặc tính của
vật liệu. Chủ yếu của ứng dụng nhiệt luyện là thuộc về ngành luyện kim. Nhiệt luyện
cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như ngành sản xuất thủy
tinh. Quá trình nhiệt luyện bao gồm sự nung nóng hoặc làm nguội với mức độ chênh
lệch đáng kể, hoặc xử lý nhiệt theo một thời gian biểu nhằm mục đích làm mềm hay
làm cứng vật liệu, cũng như tạo ra sự cứng hay mềm khác nhau trên cùng một vật liệu,
ví dụ như tôi bề mặt, vật liệu chỉ cứng ở bề mặt (chống mài mòn) nhưng lại dẻo dai ở
phần bên trong (chịu va đập cũng như chịu uốn rất tốt).
Hình 1.1 Giản đồ Fe-C
Một số quá trình nhiệt luyện:
a. Ủ
Là phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định (từ 200 - 10000C), giữ
nhiệt lâu rồi làm nguội chậm cùng với lò để đạt được tổ chức ổn định.

b.Thường hóa
Là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn
Austenit (A3 +(30 – 50 ºC) hay Acm + (30 – 50 ºC)) giữ nhiệt rồi làm nguội tiếp theo
trong không khí tĩnh để Austenit phân hóa thành peclit phân tán thành xocbit với độ
cứng tương đối thấp. Ưu điểm của phương pháp này là giải phóng lò ngay sau khi
nung.
c. Tôi thép
Tôi thép là phương pháp nung nóng thép lên cao quá nhiệt độ tới hạn để làm xuất
hiện tổ chức Austenit giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh thích hợp để austenit chuyển
thành mactenxit hay các tổ chức không ổn định khác với độ cứng cao.
1.2 Đặt vấn đề
- Việt Nam là 1 quốc gia đang phát triển với tài nguyên thiên nhiên khoáng sản
với trữ lượng dồi dào là điều kiện thuận lợi để ngành cơ khí phát triển.
- Nhưng chúng ta vẫn chưa tận dụng hết nguồn lực quý giá ấy. Ngành công
nghiệp cơ khí của chúng ta vẫn còn khá khiêm tốn với 1 quốc gia đã và đang phát
triển.Chỉ có chú trọng vào ngành công nghiệp này mới là đầu tàu kéo kinh tế quốc gia
đi lên.
- Nhiệt luyện là một quá trình hết sức quan trọng trong ngành cơ khí. Và chỉ có
làm nhiệt luyện thành công thì mới vực dậy nền cơ khí Việt Nam. Xuất phát từ nhu
cầu thực tế và mong muốn đóng góp cho xã hội, em chọn nghiên cứu đề tài máy tôi
can tần dùng trong công nghiệp.
1.3. Phạm vi đề tài
Đề tài : Thiết kế hệ thống cấp tự động cho máy tôi cao tần
 Phạm vi:
- Tìm hiều cơ sở lý thuyết về hệ thống cấp phôi cho máy tôi cao tần
- Lựa chọn phương án truyền động
- Tính toán thiết kế hệ thống cấp phôi
- Tính toán chọn máy tôi cao tần
- Thiết kế hệ thống điện

Sử dụng phần mểm tính toán,mô phỏng chuyển động,tính toán sức bền máy
- Bảo trì, bảo dưỡng máy
 Yêu cầu :
- Máy vận hành trơn tru đạt được yêu cầu đề ra
- Kết cấu thuận lợi cho thao tác điều khiển
- Diện tích máy tối ưu không gian làm việc
- Dễ bảo trì bảo dưỡng
- Dễ cải tiến và tự động hóa
1.4. Tìm hiểu về quá trình tôi cao tần
Tôi cao tần cũng là một trong các phương pháp nhiệt luyện làm thay đổi tổ chức,
từ đó biến đổi cơ tính và các tính chất khác theo nhu cầu sử dụng của con người.
Nguyên lý nung nhiệt của tôi cao tần là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ,
dùng sức nóng của dòng điện tạo ra trên bề mặt chi tiết, khi chi tiết đặt trong một từ
trường biến thiên. Và chiều sâu lớp bề mặt có dòng điện chay qua tỷ lệ thuận với tấn
số f.
Hình 1.2:

1.4.1. Chiều dày lớp tôi cứng.
Đối với tôi thể tích thì chiều sâu của lớp tôi cứng là gần như toàn bộ thể tích chi
tiết từ ngoài vào trong.
Còn đối với tôi cao tần thì tần số của dòng điện quyết định đến chiều dày lớp
nung nóng cho nên quyết định đến chiều sâu lớp tôi cứng. Và thông thường với
phương pháp tôi cao tần người ta sẽ áp dụng cho các chi tiết chỉ cần bề mặt cứng để
chịu mài mòn tốt, và bên trong vẫn đảm bảo deo dai, vậy nên thường chiều sâu lớp tôi
cứng bằng 20% diện tích.

n: Số vòng cảm ứng
d : Đường kính vòng (cm)
h : Chiều cao kim loại trong lò (cm)