Bài tiểu luận cơ khí đại cương: Tìm hiểu sản phẩm mặt bích
Chương 1: Giới thiệu chung về sản phẩm bao gồm: Các đặc điểm cơ bản và ứng dụng của sản phẩm trong thực tế.
1. Mặt bích:
Mặt bích là một sản phẩm cơ khí, là khối hình tròn hoặc vuông được chế tạo phổ biến từ phôi thép carbon hoặc phôi thép không rỉ (ngày nay mặt bích còn được chế tạo từ vật liệu đồng và vật liệu nhựa). Mặt bích là phụ kiện kết nối ống, máy bơm, van, và các phụ kiện đường ống khác với nhau thông qua mối liên kết bu lông trên thân để tạo thành một hệ thống đường ống dẫn công nghiệp.
2. Cấu tạo, bản vẽ mặt bích:
Dưới đây chỉ là bản vẽ mặt bích minh họa cho mặt bích BS
3. Công dụng
Tùy theo chức năng sử dụng, vị trí sử dụng của mặt bích chúng ta có một số loại mặt bích như sau:
– Mặt bích rỗng ( Dùng để lắp trên đường ống, kết nối đường ống với các chi tiết)
– Mặt bích đặc ( Dùng để hàn bịt kín đường ống, ngăn lưu chất đi qua vị trí của mặt bích)
– Mặt bích hàn cổ: Welding Neck flange là loại mặt bích có cổ và cổ được hàn với đầu ống hoặc phụ kiện fitting bằng phương pháp hàn vát mép (butt weld – hàn chữ V).
– Mặt bích bọc đúc: là loại mặt bích gắn kết với đường ống bằng duy nhất một mối ghép hàn ở một phía, thường được sử dụng cho đường ống có kích thước nhỏ áp lực cao.
– Mặt bích hàn trượt:Slip-on flange là loại mặt bích gắn kết với đường ống bằng cách hàn cả mặt ngoài và mặt trong mặt bích.
– Mặt bích ren:Threaded flange là loại mặt bích gắn kết với đường ống bằng mối ghép ren: mặt
bích là ren trong còn ống là ren ngoài.
Chương 2: Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm và trình bày các đặc tính cơ bản của vật liệu bao gồm: Thành phần hóa học, cơ tính, lý tính, hóa tính, …
Tùy theo môi trường sử dụng, áp lực trên đường ống mà chúng ta có các loại mặt bích khác nhau theo vật liệu chế tạo ra nó. Cụ thể có những mặt bích sau: Tùy theo môi trường sử dụng, áp lực trên đường ống mà chúng ta có các loại mặt bích khác nhau theo vật liệu chế tạo ra nó. Cụ thể có những mặt bích sau:
– Mặt bích inox: Đây là chất liệu inox201, inox304, inox304. Dùng cho môi trường nhiệt độ
cao, áp lực lớn, ăn mòn như axit, hóa chất, nước biển.
– Mặt bích thép: Mặt bích thép có độ bền cao, chịu được áp lực lớn, giá thành rẻ hơn so với
inox ( ngoài ra có thể mạ kẽm – mạ crom).
– Mặt bích nhựa: Mặt bích nhựa chuyên dùng cho nước sạch, nước sinh hoạt, và hóa chất. Có
trọng lượng rất nhẹ và giá thành rẻ.
– Mặt bích đồng: Được sử dụng rất đa năng nhiều môi trường nước thải, nước sinh hoạt.vvv
– Mặt bích gang: Mặt bích gang có giá thành rẻ và dùng cho các môi trường nước thải.
– Mặt bích nhôm: thường được kết nối với hệ thống đường ống dẫn nước
– Còn đối với mặt bích Ansi ta dung vật liệu: Thép carbon A105, ASTM A182 F304, F316, alloy steel
Chương 3: Lựa chọn phương pháp chế tạo sản phẩm và mô tả trình tự gia công với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính toán thồng số cắt gọt chính cho một số nguyên công cơ bản
Công đoạn chi tiết gia công mặt bích
1. Công đoạn và điều kiện làm việc.
Mặt bích gia công 2 mặt , có số lỗ 4 cho đến 12 lỗ khi gia công độ chính xác cao dùng để lắp ghép với với đường ống.
Có sẽ rãnh dọc để tạo độ đàn hồi khi lắp ghép sẽ xiết chặt tránh dò gỉ thẩm thấu thoát nguyên liệu ra bên ngoài.
2. Công đoạn kết cấu hình dáng chi tiết.
Mặt bích thuộc chi tiết hình dạng đĩa vì có đường kính ngoài ,đường kính trong .Hai mặt đầu, có 2 sẻ rãnh tạo lực ma sát khi xiết bulong , trên 2 mặt có lổ đinh vị từ 4-12 lỗ tùy thuộc kích thước
3. Công đoạn vật liệu chế tạo chi tiết.
Ưu điểm : mặt bích được chế tạo bằng thép carbon nên có độ bền cao,rất bền trong điều kiện
làm việc tải trọng tĩnh.
Nhược điểm:kém bền trong điều kiện làm việc tải trọng động,khả năng chịu va đập giới hạn .
Công đoạn chuẩn bị và phương pháp chế tạo phôi
Gợi ý cách tạo phôi
1. Chọn phôi đúc
– Với vật liệu chế tạo mặt bích có ưu điểm và nhược điểm về tính chất như tăng độ chịu mòn ,chống rung động tốt,giảm độ co ngót ,độ bền ,dẻo dai kém, chi tiết thuộc dạng sản xuất hàng lọat vừa có kết cấu hình dáng tương đối phức tạp rất phù hợp cho phương pháp gia công chi tiết . nên ta chọn phôi đúc là phù hợp tiết kiệm chi phí , thời gian .
2. Chọn phương pháp chế tạo phôi
– Phôi đúc có hình dáng kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác không đạt được. Cơ tính và độ chính xác của phôi phụ thuộc vào phương pháp chế tạo .Với sản lượng hàng năm là 500÷ 5000 chiếc/năm thuộc dạng sản xuất hàng lọat vừa . Do đo rất phù hợp cho phương pháp đúc chi tiết đạt được cấp chính xác .Vì vậy để chế tạo chi tiết mặt bích ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát ,với mẫu kim lọai ,làm khuôn bằng máy là thích hợp.
– Trong bài này ta dùng phương pháp chọn phôi cắt gọt phôi bằng phương pháp cắt gió đá từ thép tấm sau đó gia công chi tiết.
– Mặt phân phôi được chọn là mặt phẳng khi ta chọn mặt phẳng C là mặt phân khuôn thì mặt phẳng A nằm ở hòm khuôn dưới.
3. Sơ đồ chi tiết.
-Lượng dư mặt A : với kích thước chỗ lớn nhất khi cắt phôi có lượng dư gia công là 3 mm.
-Lượng dư mặt C : để thuận tiện cho việc làm khuôn và vì vị trí khi đúc thuộc mặt trn do đó lượng dư gia công là 4 mm.
-Lượng dư của lỗ 45: Với vị trí gia công thuộc mặt bích ta chọn lượng dư gia công là 3 mm.
-Xác định kích thước tổng cộng và dung sai của từng mặt khi gia công.
Quy trình gia công cơ tạo mặt bích
1. Chuẩn bị phôi cho mặt bích
a. Làm sạch phôi :Mài các phần thừa của phôi do quá trình cắt để lại như bazem , răng cưa tạo ra trong quá trình căt ,phần dư của mặt để lại trên phôi .Ta dùng máy mài , tiện xử lý bề mặt bỏ đi các phần thừa.
-Làm sạch cát dính ,bám trên bề mặt phôi có thể làm sạch bằng tay hoặc bằng thùng quay để làm sạch.
b.Kiểm tra kích thước phôi :Vì phôi cắt chưa qua gia công nên ta dùng thước kẹp 1/20 để kiểm tra là thích hợp.
-Kiểm tra và loại bỏ những loại phôi không đủ kích thước hoặc bị ,cong vênh,oxi hóa.
Thiết kế đồ gá
Thiết kế đồ gá nguyên công V: đồ gá khoét
1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công mặt bích.
– Lỗ khi được gia công để lắp ghép với chi tiết khác để truyền chuyển động nên được gia công chính xác Ra=2,5, đạt kích thước Ø45+0,039, do đó ta phải khoét chính xác.
2. Phân tích lại phương án định vị và chọn phương án kẹp chặt.
– Vì mặt A được gia công tinh nên ta chọn mặt A định vị 3 bậc(tinh tiến theo oz, quay quanh ox) và khối V cố định khử 2 bậc tự do(tịnh tiến theo ox, tịnh tiến theo oy), ta dng khối V di động khử bậc chống xoay( quay theo oz).
3. Chọn chi tiết định vị và tính sai số chuẩn.
– Chọn chi tiết định vị: Ta dùng chốt đỡ đầu phẵng định vị mặt A khống chế 3 bậc tự do, khối V cố định khống chế 2 bậc tự do, khối V di động khống chế 1 bậc tự do.
4. Hướng dẫn sử dụng, tháo lắp đồ gá khi gia công.
– Sau khi đồ gá được láp ráp hoàn chỉnh và được định vị trên bàn máy 5 bậc tự do( mặt đế khử ba bậc tự do, 2 then dẫn hướng chữ T được lắp vào bàn máy khử 2 bậc tự do) sau đó ta lắp cố định đồ gá trên bàn máy bằng 2 bulông M12 ở hai phía thân gá.
5.Thợ lắp chi tiết gia công.
-Ta xoay tấm dẫn hướng bản lề đi lên 1 góc 140 ̊ sau đó ta đặt chi tiết từ trên xuống sao cho lỗ Ø45 lọt vào 2 khối V và mặt A chạm vào chốt đỡ, sau đó ta tiến hành kẹp chặt chi tiết gia công bằng khối V di động thông qua đai ốc M10. Sau khi gia công xong ta nới lỏng đai ốc ra sau đó ta xoay tấm dẫn hướng:
+ Do tính chất bề mặt gia công của chi tiết cần đạt độ nhám Rz=40Mm KT:2±0,25 .Độ không đối xứng giữa 2 bề mặt bên của rnh so với tâm lỗ Þ45 ≤0,05 ,do đó ở nguyên công này ta phay cắt đứt có bề rộng đạt KT: 2- 0,25,Rz=40 M
+ Chi tiết định vị và chọn cơ cấu kẹp: Cơ cấu gồm có thân gá được đúc bằng gang ,có các phần đúc lồi lên để lắp các chi tiết khác ,có 2 hệ lỗ dùng để lắp chốt vai và chốt trong,chốt vai có gia công lỗ bên trong ,để thuận tiện cho việc kẹp chặt ta chọn cơ cấu kẹp truc cứng.
6. Tính sai số chuẩn mặt bích.
– Xét kích thước bề rộng rnh 2mm, kích thước này có sai số chuẩn phụ thuộc vào dao nên bỏ qua.
– Xét kích thước 14±0.18 có chuẩn định vị là mặt A và chuẩn kích thước là mặt F, ta thấy 2 chuẩn không trùng nhau nên kích thước 14±0.18 các sai số chuẩn.
Chương 4: Lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt cho sản phẩm đã chọn
– Khi rò rỉ diễn ra tại vị trí ghép nối mặt bích có nguyên nhân vòng gioăng bị hư hỏng. Hoặc bề mặt rãnh lắp gioăng của mặt bích bị ăn mòn cục bộ. Đơn vị vận hành nên kiểm tra kỹ càng để xác định chính xác nguyên nhân. Từ đó có biện pháp xử lý phù hợp. Nếu rãnh lắp gioăng của mặt bích có khuyết tật thì thường áp dụng biện pháp hàn đắp tại khuyết tật. Sau đó cắt gọt, mài nhẵn bề mặt vật liệu hàn đắp tạo độ phẳng và độ nhẵn yêu cầu.
– Đối với những mặt bích của thiết bị trao đổi nhiệt có bề dày gần với bề dày tối thiểu yêu cầu theo công thức tính ASME. Thì cần phải hàn đắp thêm trước khi gia công cắt gọt làm lại mặt phẳng trên mặt bích.
– Với những mặt bích đã được thiết kế theo Phụ lục G (Appendix G) của tiêu chuẩn thiết kế. Chúng thường có bề dày dư thừa cho việc dự phòng sửa chữa. Thì có thể được cắt gọt đến chiều dày tối thiểu cho phép mà không phải hàn đắp. Tuy nhiên, việc cắt gọt tạo rãnh sâu hơn làm cho bề dày mặt bích tại rãnh lắp gioăng nhỏ hơn bề dày tối thiểu của mặt bích quy định theo Appendix G sẽ mang đến rủi ro rò rỉ. Vì vậy quá trình xử lý khuyết tật nói chung phải được thực hiện một cách cẩn thận. Đảm bảo sửa được khuyết tật mà vẫn thỏa mãn độ bền chịu áp của mặt bích theo tiêu chuẩn yêu cầu.
– Cũng cần lưu ý rằng độ nhám rãnh lắp gioăng của mặt bích phải phù hợp với loại vật liệu làm gioăng. Hay nói một cách khác, loại vật liệu chế tạo gioăng sẽ quyết định độ nhám trên bề mặt của rãnh lắp. Cho nên biện pháp gia công xử lý khuyết tật của rãnh phải được xem xét kỹ lưỡng. Các phương pháp gia công tạo bề mặt nhẵn cho rãnh gồm có phay, doa, bào, mài, đánh bóng. Quy trình hàn đắp, cắt gọt tạo nhẵn mặt rãnh phải được áp dụng và thực hiện bởi đơn vị có chuyên môn, có kinh nghiệm để không làm hỏng mặt bích và dẫn đến những hậu quả ngưng trệ quá trình sản xuất của nhà máy.
Chương 5: Kết luận
Với việc phân tích, phân loại như trên ta có thể thấy công dụng to lớn của mặt bích trong cuộc sống hiện đại ngày nay.Vì vậy mặt bích luôn được sử dụng rộng rãi trên thế giới bởi những ưu điểm vượt trội của nó.
Mặt bích là một bước tiến đột phá trong ngành thiết kế đường ống:
• Dễ dàng trong việc lắp đặt, kiểm tra và sửa chữa.
• Đơn giản trong việc bảo trì và vận hành.
• Hiệu quả trong việc kiểm tra và điều chỉnh
Những lĩnh vực thường sử dụng mặt bích: Công nghiệp dầu khí, công nghiệp đóng tàu, ngành hàng hải – tàu biển, cấp thoát nước, công trình công nghiệp… Có thể nói, ở đâu có đường ống là ở đó có sử dụng mặt bích.
Mọi người có thể tải file Pdf: Tại Đây
