Nghiên Cứu Máy Gmc 2400 W Sử Dụng Cắt Vật Liệu Thép Xây Dựng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN VĂN KIỀU

NGHIÊN CỨU MÁY GMC.2400W SỬ DỤNG

CẮT VẬT LIỆU THÉP XÂY DỰNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN VĂN KIỀU

NGHIÊN CỨU MÁY GMC2400W SỬ DỤNG

CẮT VẬT LIỆU THÉP XÂY DỰNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp

Mã số: 60 52 14

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Hoàng Việt

Hà Nội - 2010

i

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các cơ quan đã nhiệt tình

giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn khoa học này.

Trước hết xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Hoàng Việt với những

ý kiến đóng góp quan trọng và chỉ dẫn khoa học quý giá trong quá trình thực

hiện công trình nghiên cứu.

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Sau đại

học, khoa Cơ điện và công trình, Bộ môn máy và thiết bị Khoa chế biến lâm

sản, đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và

nghiên cứu.

Xin chân thành cảm ơn: Các nhà khoa học đã giúp đỡ và đóng góp các

ý kiến quý báu trong quá trình tôi thực hiện và hoàn chỉnh luận văn.

Chân thành cảm ơn lãnh đạo và công nhân Trung tâm Công nghiệp

rừng trường Đại học Lâm nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận

lợi cho chúng tôi tiến hành thí nghiệm, khảo nghiệm máy và ứng dụng kết quả

nghiên cứu vào sản xuất.

Tôi xin cam đoan bản luận văn này là công trình nghiên cứu của chính tôi

và xin chịu trách nhiệm về toàn bộ những kết quả nghiên cứu trình bày ở đây.

Hà Nội, ngày 02 tháng 10 năm 2010

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Văn Kiều

ii

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn .......................................................................................................... i

Mục lục…………………………………………………………………….….ii

Danh mục các ký hiệu và từ viết tắt………………………………………….. v

Danh mục các bảng…………………………………………………………..vii

Danh mục các hình………………………………………………………… . vii

MỞ ĐẦU....................................................................................................................1

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................................3

1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu về cắt gọt vật liệu thép............................. 3

1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ............................................................. 3

1.1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước .......................................................... 7

1.2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................. 9

1.3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài...................................................... 9

1.4. Nội dung/ nhiệm vụ nghiên cứu...................................................................... 10

1.5. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 10

1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu.............................. 11

Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CẮT THÉP BẰNG ĐĨA CẮT13

2.1. Vật liệu thép xây dựng - đối tượng nghiên cứu gia công.......................... 13

2.1.1. Phân loại thép xây dựng............................................................................ 13

2.1.2. Cấu trúc và thành phần hóa học của thép ............................................ 14

2.1.3. Số hiệu của thép xây dựng ........................................................................ 15

2.1.4. Quy cách thép dùng trong xây dựng....................................................... 16

2.2. Đĩa mài và tổng quan về phương pháp sản xuất ......................................... 17

2.2.1. Chất kết dính gốm ....................................................................................... 17

2.2.2. Thuỷ tinh hàn the......................................................................................... 19

2.2.3.Thuỷ tinh nước............................................................................................... 20

iii

2.2.4. Công nghệ sản xuất..................................................................................... 21

2.3. Đặc điểm quá trình cắt....................................................................................... 25

2.3.1. Bản chất quá trình cắt bằng đĩa cắt là quá trình mài........................ 25

2.3.2. Quá trình cắt vật liệu bằng đĩa cắt ......................................................... 27

2.3.3. Độ cứng và độ hạt của hạt mài trên đĩa cắt ......................................... 28

2.4. Phân tích quá trình cắt vật liệu thép bằng đĩa.............................................. 30

2.4.1. Lực cắt............................................................................................................ 30

2.4.2. Nhiệt cắt......................................................................................................... 34

2.4.3. Dao động khi cắt ........................................................................................ 36

Chương 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ

THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG...................................................................................39

3.1. Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm ............................................... 39

3.2. Thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động của thiết bị............................. 39

3.3. Phương pháp xác định chi phí năng lượng riêng ........................................ 41

3.4. Xác định thông số tối ưu của hệ thống……………………………………43

3.4.1. Chọn phương pháp nghiên cứu................................................................ 43

3.4.2. Chọn hàm mục tiêu nghiên cứu ............................................................... 43

3.4.3. Chọn tham số ảnh hưởng đến hàm mục tiêu ........................................ 44

3.5. Thiết bị thí nghiệm ............................................................................................. 45

3.5.1. Máy cắt sắt.................................................................................................... 45

3.5. 2. Lưỡi cắt thí nghiệm....................................................................................... 45

3.5.3. Dụng cụ đo.................................................................................................... 46

3.6. Phương pháp xác định kết quả thực nghiệm................................................ 50

3.7. Tổ chức và tiến hành thực nghiệm ................................................................. 50

3.8. Kết quả thực nghiệm.......................................................................................... 51

3.8.1. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của đường kính đĩa cắt tới chi phí

năng lượng riêng..................................................................................................... 51

iv

3.8.2. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của tốc độ đĩa cắt tới chi phí năng

lượng riêng ............................................................................................................... 54

3.8.3. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của vận tốc dẩy tới chi phí năng

lượng riêng ............................................................................................................... 56

Chương 4. LỰA CHỌN BỘ BIẾN TẦN THAY ĐỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ.....59

4.1. Chọn phương pháp điều khiển tốc độ động cơ............................................ 59

4.2. Tổng quan về biến tần ứng dụng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ...... 60

4.2.1. Biến tần điều khiển trực tiếp..................................................................... 61

4.2.2. Biến tần điều khiển gián tiếp.................................................................... 61

4.2.3. Cấu trúc cơ bản của một bộ biến tần ..................................................... 62

4.3. Lựa chọn biến tần điều khiển động cơ của máy.......................................... 64

Chương 5. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ...................................................................67

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Ký hiệu Nội Dung

ρ

ax

γx

a

ud

n

Pc

Py

Pz

N



Pz.Vda

Qcht

Qda

Qphoi

Qphs



c



c

m

W

G2

G1

Nr

Bán kính cong của đỉnh hạt mài.

Độ dày lớp cắt tại điểm x

Góc trước tại điểm x

Độ dày lớp vật liệu bị cắt khi mài.

Vận tốc đẩy khi cắt

Tốc độ quay

Lực cắt toàn phần;

Lực cắt hướng kính

Lực cắt tiếp tuyến

Lực cắt vuông góc với mặt cắt tức thời của từng hạt mài

Hệ số ma sát theo mặt trượt m-n

Nhiệt do công suất chuyển hoá thành

Nhiệt truyền vào chi tiết

Nhiệt truyền vào đá

Nhiệt truyền vào phoi và các phế thải khi mài

Nhiệt phát sáng

Hệ số dẫn nhiệt

dung lượng riêng của nhiệt

mật độ khối

độ cứng riêng của hệ

trọng lượng của hệ

Hàm lượng nước làm việc trong đất sét

Trọng lượng mẫu ở trạng thái làm việc trong đất sét

Trọng lượng mẫu sấy khô ở nhiệt độ 1100oC

Chi phí năng lượng riêng ( w/ m3

)

vi

Nc

V

I1

I0

X

S

Α

p = 1- α = β

nct

s

t

Nr1

D

Nr2

f

p

s



CBN

Tiêu hao công suất cho quá trình cắt ( w)

Thể tích phần vật liệu được cắt

Dòng điện đo được lúc máy có tải (A)

Dòng điện đo được lúc máy chạy không tải (A)

Số trung bình mẫu của tổng thể

Tiêu chuẩn mẫu.

Chọn α = 0,05

Độ tin cậy của ước lượng

Dung lượng mẫu

Chiều dài quảng đường cắt (m).

Thời gian cắt (s).

Hàm hồi quy khi nghiên cứu ảnh hưởng của đường kính

lưỡi cắt đến chi phí năng lượng riêng

Đường kính lưỡi cắt

Hàm hồi quy khi nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ lưỡi

cắt đến chi phí

tần số dòng điện trên stato (Hz)

số đôi cực của động cơ

hệ số trượt

Tốc độ góc định mức

Cubic boron nitride