Đồ án thiết kế máy ép đùn mặt lốp ôtô

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí

Tên để tài : Thiết kế mái ép đùn mặt lốp ơtơ Số liệu ban đầu: Năng suất làm việc của máy :1600 kg/h

Số vịng quay trục vít : 26 v/ph

TỈ số giữa chiều dài và đường kính :L /D = 5

NOI DUNG THUYET MINH

Lởi nơi đầu Trang

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU LỐP Ơ TƠ VÀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 1.1 1.2 1.3 1.4 SẲẢN XUẤT LỐP Ơ TƠ

Nhu cầu về lốp ơ tơ Cấu tạo lốp ơ tơ

Vật liệu chế tạo lốp ơ tơ

Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất lốp ơ tơ

CHƯƠNG II : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT MẶT LỐP Ơ TƠ 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.4

Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất mặt lốp ơ tơ

Phương pháp chế tạo mặt lốp ơ tơ

Phương pháp tạo hình nhiệt Phương pháp ép liên tục Phương pháp ép trực tiếp Dây chuyển sẵn xuất lốp ơ tơ Máy ép đùn mặt lốp ơ tơ CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ÉP ĐÙN VẬT LIỆU 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 3.3.7 Phương pháp tạo mặt lốp ơ tơ (phương pháp ép) Ep đùn mặt lốp ơtơ Tách pha lỏng Ép định hình Cơ sở lý thuyết về ép đùn vật liệu Hệ số lèn chặt Hệ số rong Ap suat ép Hé sé ma sat Lực chiều trục

Năng suất lý thuyết của máy ép đùn

Cơng suất yêu cầu

Trang 2

1-4.2.1 Phương pháp ép bằng máy ép loại cần đẩy 4.2.2 _ Phương pháp ép bằng thủy lực

4.2.3 Phương pháp ép bằng máy ép bánh răng cơn

4.2.4 Phương pháp ép bằng máy ép dùng cơ cấu tay quay con trượt

4.2.5 Phương pháp ép bằng máy ép trục khuỷu 4.2.6 Phương pháp ép bằng trục vít đùn

4.2.7 Phương pháp ép bằng vít xoắn 4.2.8 Phương pháp ép bằng máy ép cán

4.3 Phân tích và chọn phương án

CHƯƠNG V: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY ÉP ĐÙN

5.1 Số liệu ban đầu

5.2 Tính chọn cơng suất động cơ 5.3 Xác định các kích thước yêu cầu

5.4 Xác định các tải trọnh tác dụng lên trục vít đùn

5.5, Tính sức bền của trục vít đùn

5.6 Tính sức bền của vịng xoắn vít ép

5.7, Tính tốn năng lượng tiêu thụ trong quá trình ép 5.8 Tính tốn cân bằng nhiệt cho khoang ép

5,9, Xác định các kích thước của buồng xoắn

5.10 Tính tốn khuơn ép

CHUONGVI: THIET KE CAC BO TRUYEN

CHUONG VII: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG TRUC VIT DUN

CHƯƠNG VIII: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY KÉT LUẬN

Tài liệu tham khảo

Trang 3

LỞI NĨI ĐẦU

Hiện nay nước ta đang đẩy mạnh cơng nghiệp hĩa, hiện đại hĩa để đưa đất nước ta sánh vai với các nước trong khu vực và trên thế giới Muốn vậy thì các ngành cơng nghiệp phải khơng ngừng đẩy mạnh sản xuất, mở rộng nhà máy, xí nghiệp, cải tiến trang thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm, nhờ chính sách đĩ, đã đưa đất nước ta phát triển nhanh chĩng trong đĩ cĩ một phần đáng kể đến là ngành sản xuất sản phẩm cao su

Ở nước ta cũng như tất cả các nước trên thế giới, nhu cầu vận chuyển, giao thơng đường bộ ngày càng phát triển mạnh Vì vậy sử dụng phương tiện xe đạp, xe máy, ơtơ là

thực trạng đáng quan tâm

Để đáp ứng nhu cầu thực tế của người tiêu dùng và nền kinh tế, ngành cao su, thiết bị cơ khí cho ra đời sản phẩm cao su khơng những về số lượng mà cịn về chất lượng tốt Đặt biệt là sản xuất lốp ơtơ các loại

Với yêu cầu thực tế hàng năm là 2 triệu chiếc ( theo ước tính của nhà máy cao su Đà Nẵng ), để tạo được sản phẩm lốp ơtơ nhất thiết phải cĩ thiết bị, máy mĩc chuyên dùng, đảm bảo yêu câu sản xuất, yêu cầu cơng nghệ và mơi trường, đĩ chính là nhiệm vụ của ngành cơ khí

Để đĩng gĩp một phần vào nhiệm vụ đĩ, được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo ĐINH MINH DIỆM và các anh, chị cán bộ kỹ thuật ở cơng ty cao su Đà

Nẵng Tơi đã nhận nhiệm vụ thiết kế máy ép đùn mặt lốp ơtơ Đây là một trong những loại máy rất cần thiết cho ngành cao su và đặt biệt là ngành sản xuất lốp

Máy này ngồi nhiệm vụ sản xuất mặt lốp ơtơ, cịn dùng để sản xuất một số bán thành phẩm như: mặt lốp ơtơ, xăm lốp xe đạp, xe máy, mặt lốp xe máy

Qua thời gian 3 tháng thực hiện nhiệm vụ, nay tơi đã hồn thành nhưng do khả năng và thời gian hạn chế, đồ án của tơi khơng tránh khỏi những sai sĩt, rất mong sự gĩp ý của thầy cơ bạn bè và các anh chị

Trang 4

3-CHUONG I

GIGI THIEU VE LOP OTO

1.1 Nhu cầu vẻ lốp ơtơ

Theo thống kê về thị trường ở cơng ty cao su Đà Nẵng và luận chứng YOKOHAMA

cho biết :

Số xe ơtơ ở Việt Nam đăng ký ở cục đường bộ vào đầu năm 2000 là 449733 chiếc Theo thống kê của nhà máy cao su DRC thì năm 2000 ở Việt Nam cĩ khoảng

557000 chiếc

Theo luận chứng của YOKOHAMA thì số xe ơtơ trong năm 2000 là 45100 chiếc và cứ trung bình trong 1 năm thì mỗi xe thay 2,25 lốp

Theo dự đốn về nhu câu thị trường Việt Nam: Lượng xe con và xe tải nặng tăng trưởng bình quân tử 10 + 20% Ở đây giả sử ta chọn lượng xe tăng trưởng là 17%

Với nhu cầu như vậy ta thấy đến năm 2005 thì số lượng xe dự kiến sẽ là:

55700 HST 55700 = 1030450 (chiéc),

Va dự kiến số lượng lốp cần là:

1030450 x 2,25 = 2318512,5 (lốp)

Với nhu cầu số lượng lốp như vậy địi hỏi nhà máy xí nghiệp phải mở rộng sản xuất và cải tiến thiết bị, để nâng cao chất lượng và số lượng sản phẩm

Để hiểu rỏ thêm về nhu cầu lốp ta lập bảng như sau :

Số xe đăng ký cục | Số xe theo luận Loại Số liệu ước tính của nhà máy DRC

Trang 7

1.2 Cau tạo lốp ơ tơ

Lốp ơ tơ được cấu tạo bởi 4 lớp chủ yếu :

- Lớp ngồi cùng được cấu tạo bằng cao su sao khi đã qua các cơng đoạn nhiệt

luyện, thành hình, lưu hĩa Lớp này chịu nén và chịu mài mon rat tốt, nĩ cịn cĩ tác dụng bảo vệ các lĩp bên trong

- Lớp thứ nhì là lĩp bố nilơng nĩ được cầu tạo bởi dây bố và hợp chất pơlime lợp này cĩ tác dụng tạo thành hình lốp ơ tơ nĩ cĩ tính chịu kéo rất tốt

- Lớp cao su mỏmg bên trong, đây là lớp cĩ tác dụng bảo vệ lớp bố

- Thép được bố trí trên vành lốp nhằm mục đích chống sự co nén và sự giản ra của vành

1.3 Vật liệu chế tạo lốp ơ tơ

1.3.1 Tanh (Triên )

- Tanh được làm bằng thép dùng để làm triên lốp ( gọi là tanh ) thép này cĩ

dường kính nhỏ tùy theo loại lốp mà ta chọn đường kính cấu vịng thép đối với loại lốp

cổ 660 thì kích thước đường kính của lõi thép là 2mm các dây thép này được quấn thành từng vịng , sau đĩ dùng vải bọc tanh (dùng bố cĩ tráng cao su ), bọc 4 + 6 vịng thép lại với nhau ,đường kính của mỗi vịng thép chính bằng dường kính của vành xe Mỗi lốp sử dụng khoảng 8 + 10 vịng tanh

1.3.2 Dây bố:

Đây là thành phần quan trọng của chiếc lốp vì nĩ chịu lực kéo ,lực nén do áp suất bên trong lốp tác dụng Vì vậy dịi hỏi bố phải tốt , chịu kéo tốt và cĩ độ bền mỏi cao , địi hỏi tấm vải bố ( được dệt bằng dây bố ) phải đều nếu khơng sẽ dễ xảy ra ứng suất khơng đều khi bơm căn lốp , chính vì vậy để đảm bảo độ bển của lốp ta cần phải quan tâm đến các thành phần của lốp

1.3.3 Cao su:

- Đây là một trng những thành phần quan trọng nhất, vì nĩ giúp cho các thành phần của lốp liên kết với nhau chặt chẻ hơn

- Sau khi nhiệt luyện tính dẻo của cao su được tăng lên, chính nhờ tính dẻo này làm cho các thành phần bên trong của lốp liên kết chặt chế hơn và giúp cho việc tạo hình

lốp được để dàng hơn

- Khi lưu hố dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao su chảy ra và điền đầy các khoảng trống bên trong các lớp làm cho lốp chắc chắn hơn

- Ngồi ra lốp sau khi lưu hố sẽ được để nguội một thời gian để cho cao su

chết và dơng cứng giúp cho bề mặt lốp cĩ khả năng chịu mài mịn tốt

Trang 9

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí CHƯƠNGII QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT MẶT LỐP ƠTƠ

2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất mặt lốp ơtơ Hĩa chất Cao su Máy luyện kín Máy luyện hở luyện hổ 1(luyện thơ) Máy luyện hở luyện hở 2(luyện tinh) Máy ép đùn 1 Hệ , , ; thống Máy luyện hở luyện hở 3 ( luyện thơ) băng tải Máy ép đùn 2 Máy luyện hở luyện hỏ 4 (luyện thơ) KCS

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất mặt lốp ơ tơ

SVTH - Tơn thất kim thanh GVHD - Đinh Minh Diệm

Trang 10

9-2.2 Phương pháp chế tạo mặt lốp ơ tơ

Cĩ nhiều phương pháp chế tạo mặt lốp ơtơ Như phương pháp tạo hình

nhiệt, phương pháp ép đùn, phương pháp dập, phương pháp phun ép Nhưng phương

pháp sử dụng chủ yếu nhất hiện nay là phương pháp tạo hình nhiệt và phương phap dun

2.2.1 Phương pháp tạo hình nhiệt

Quá trình gia cơng được thực hiện với nguyên liệu dẻo ở dạng tắm hay dạng ống gồm các cơng đoạn sau:

e Cắt định hình sơ bộ s«_ Đốt nĩng

e Tạo hình và làm nguội e_ Lấy sản phẩm và làm nguội

* Trong phương pháp này vật liệu chỉ được nung nĩng đến trạng thái đẻo va qua trình tạo hình là quá trình gây biến dạng tấm vật liệu để đạt đến hình dạng cuối cùng, nên lực tác dụng nhỏ hơn các phương pháp khác

* Phương pháp này cĩ ưu điểm như: + Thiết bị đơn giản

+ Phù hợp với sản xuất sản lượng ít, kích thước sản phẩm lớn, hình dạng đơn giản

* Tuy nhiên đo vật liệu biến dạng ở trạng thái dẻo nên chất lượng sản phẩm phụ

thuộc vào chế độ gia cơng và phương pháp gia cơng Trong đĩ đáng chú ý là: do ứng suất

bên trong lĩn nên chất lượng sản phẩm khơng ổn định và độ bền khơng cao, sản phẩm cĩ chiều dày khơng đồng đều

* Phương pháp này cĩ các kiểu gia cơng sau: + Phương pháp dập: Cĩ 2 cách dập: e Dap kéo e Dap trén đệm đàn hồi + Phương pháp ép thổi: e Thổi tự do e Thổi trong khuơn 2.2.2 Phương pháp ép đùn liên tục : Đây là phương pháp sử dụng phổ biến vì nĩ cĩ những ưu điểm sau: + Cho sản phẩm liên tục

+ Phù hợp với việc sản xuất hàng loạt + Năng suất cao

+ Thiết bị đơn giản

Tuy nhiên sản phẩm của phương pháp này phụ thuộc vào tay nghề của người cơng nhân điều chỉnh khuơn và phụ thuộc vào quá trình kiểm tra để hiệu chỉnh

Trang 11

2.2.3 Phương pháp ép trực tiếp

Phương pháp này ít dùng vì khơng kinh tế bằng phương pháp ép đùn liên tục Trong phương pháp này, đối với cao su do vùng tạo hình được hình thành dân trong quá trình ép nên kích thước sẩn phẩm khơng chính xác, mặt khác sau khi hình thành, sản

phẩm phải được làm nguội trong khuơn đến nhiệt độ thấp để cao su hết nhão khi đĩ lấy ra

mới khơng bị biến dạng Do đĩ chu kì ép nĩng cao su trong khuơn cĩ năng suất thấp

*Việc hình thành sản phẩm trong quá trình gia cơng được chia làm hai giai đoạn: - Giai doan thanh hinh:

Dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất nguyên liệu trong khuơn sẽ chuyển đần tử trạng thái cứng sang trạng thái nhão liên tục và lắp đầy vùng tạo hình của khuơn

- Giai đoạn định hình:

Để cĩ thể lấy sản phẩm ra khỏi mà khơng bị biến dạng, nguyên liệu trong vùng tạo hình phải được chuyển sang dạng trạng thái cứng đặc

2.3 Dây chuyển sản xuất mặt lốp ơ tơ

Cao su bán thành phẩm được đưa vào hai máy luyện hở cĩ các thơng số kỹ thuật như sau: (Theo số liệu ở nhà máy cao su Đà Nẵng) + Cơng suất N = 132 (KW) + Số vịng quay n = 985 (v/ph) + TỈ số truyền hộp giảm tốc i= 10,375 + Đường kính chiều dài làm việc của 2 trục ø660x1500 mm, + Độ cứng bề mặt làm việc 42 + 55 HRC Nước làm mát 2 trục p = 1+ 3 kg/cm

* Để cĩ thể điều khiển chính xác trục ta dùng cơ cấu điều chỉnh dạng bu lơng đai ốc

Để máy luyện hoạt động bình thường và an tồn ta dùng một hệ thống phanh điện

để cĩ thể phanh động cơ lại, đồng thời trên máy cịn trang bị hai cần an tồn nếu gặp sự

cé ta chỉ việc giật cần này thì tồn bộ hệ thống dừng lại ngay lập tức

Từ máy luyện ta đưa sản phẩm đến hai máy đùn ép nhờ hai băng tải Sau khi qua máy ép đùn, nhờ trục vít đùn làm việc trong xilanh vừa quay vừa đẩy sản phẩm tạo ra lực

ép làm trộn đều cao su và hố chất giúp cho sản được đồng đều hơn dưới tác dụng của áo suất ép các vật liệu trong xilanh được nén chặt lại, ngồi ra tronh quá trình làm việc do

ma sát giữa vật liệu với vật liệu, vật liệu với thành xilanh, vật liệu với trục vít, tạo ra một lượng nhiệt lớn làm cho cao su nhão ra Chính nhờ tính nhão này đã giúp việc hồ tan các chất được dễ đàng hơn Sau một thời gian trộn và ép trong xilanh máy sẽ cho ra sản phẩm và được đưa ra ngồi qua hệ thống băng tải Trên hệ thống băng tải ta bố trí một con lăn để ép sản phẩm và máy cắt để cắt sản phẩm theo kích cổ đặt ra trước, sau đĩ đưa đến bộ

phận KCS, bộ phận này cĩ nhiệm vụ kiểm tra chất lượng và khối lượng sẵn phẩm, sau khi

kiểm tra xong ta chuyển sang máy thành hình

Trang 12

11-Dây chuyền đĩ được mơ tả như sau Cao su Cao su

Máy luyện kín 1 Máy luyện hở 1

Máy luyện kín 2 Máy luyện hỏ 2

Trang 13

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí 2.4 Máy ép đùn mặt lốp Ơtơ

*' Máy ép đùn cĩ nhiệm vụ đùn ra mặt chạy của lốp cĩ hình dạng và kích thước theo yêu cầu và cơng nghệ

+ Các thơng số chính của máy ép đùn: (Theo số liệu thực tế của nhà máy cao su Đà

Nẵng)

+ Đường kính trục vít ¿200 mm

+ Chiều dài phân ren của trục vít là L=1000 mm Với D là đường kính

Năng suất của máy Q = 1600 kg/h

Cơng suất động cơ NĐ = 75 (KW)

Số vong quay n = 980 (v/ph)

Khối lượng tất cả của máy là 7500 kg

Khối lượng bộ phận tháo rời lớn nhất là 1000 (kg)

* Sơ đồ động học cảu máy ép đùn mặt lốp ơ tơ

Hình 2.3 : Sơ đồ động máy ép đùn

Trang 14

13-l1 ,Động cơ 2 Khĩp nối 3 Bánh đai nhỏ 4 Dây đai 5 Banh dai Idn 6 Hộp giảm tốc 7 Phểu cấp liệu 8 Xilanh 9, Trục vít 10 Cánh vít 11 Thước mặt lốp * Nguyên lý hoặt động :

Động cơ điện quay truyền qua bộ truyền đai đến nối trục sau đĩ đi qua

hộp giảm tốc cĩ hai cấp rồi truyền qua trục vít đùn (Trục vít đùn làm việc theo dạng xoắn vít) Dưới tác dụng của lực ép vật liệu sẽ được đùn qua khuơn đã định sẵn gọi

là thước mặt lốp Ngồi các thành phần cơ bản trên máy được bố trí thêm hệ thống gia

nhiệt và hệ thống làm mát với mục đích ổ định nhiệt độ để sản phẩm đạt chất lượng theo

Trang 15

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ÉP ĐÙN VẬT LIỆU

3.1 Phương pháp tạo mặt lốp ơtơ (Phương pháp ép đùn)

Ép đùn vật liệu là một trong những phương pháp sử dụng rất phổ biến ở các nhà máy xí nghiệp, nhất là ở các nhà máy sản xuất gạch (ví dụ nhà máy sản xuất gạch Đại Hiệp ở Quảng Nam - Đà Nẵng, nhà máy sản xuất thức ăn cho tơm, nhà máy sản xuất phấn viết , nha may cao su ) thi may din ép đĩng một vai trị rất quan trọng

Mỗi nhà máy, xí nghiệp sản xuất mỗi sản phẩm và máy đùn cũng đùn ép các loại vật liệu khác nhau tùy theo sản phẩm của nhà máy Ở đây với giới hạn của để tài ta chỉ xét máy đùn ép vật liệu cao su (đùn ép mặt lốp)

* phương pháp tạo mặt lốp ơtơ

Cao su là vật liệu vừa dẻo vừa cĩ tính đơng đặc tốt, nên muốn tạo được mặt lốp cĩ

bề rộng, bề dày và đường gở nhất định thì cần tạo bằng khuơn ép Muốn qua khuơn ép dễ đàng, cao su cần cĩ độ dão nhất định và phải cĩ lực ép và cơ cấu ép để đưa cao su qua khuơn ép

Ep đùn cĩ 3 nhiệm vụ chính sau: + Tách pha lỏng

+ Làm cho bán thành phẩm cĩ hình dạng xác định

+ Làm chặt sản phẩm nhằm cải tiến điều kiện vận chuyển

Với điều kiện giới hạn đề tài ta chỉ xét hai trường hợp:

3.2.1 Tách pha lỏng

+ Chất lỏng ở trong sản phẩm ép cĩ thể chia làm chất lỏng tự do và chất lỏng liên - Chất lỏng tự do dễ dàng tách khỏi bả thơ

- Chất lỏng liên kết (dạng phân tử) muốn tách thì phải cung cấp cho nĩ một năng lượng để khắt phục lực bám đính nhằm làm biến dạng cấu trúc và khắt phục lực cản do khi địch chuyển chất lỏng, hơn nữa trở lực đĩ lại tăng lên cùng với sự tăng lực nén

+ Lượng chất lỏng nhỏ nhất cĩ thể chứa trong bả sau một thời gian ép đẳng nhiệt ở áp suất khơng đổi sẽ được gọi theo quy ước độ ẩm cân bằng, và hơng ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất như nhau chất lỏng này cĩ thể hấp thụ một chất nào đĩ tốt hơn chất kia

Chính nhở đĩ mà ta dùng phương pháp ép để tách pha lỏng một cách dể dàng 3.2.2 Ép định hình:

+ Để tăng độ bên cho vật thể rời ta dùng phương pháp ép (nén chặt) trong khơng gian kín, dưới tác dụng của áp suất bên ngồi cho đến khi thu được một khối cĩ độ chặt

và nĩ khơng thể tự tách rời nhau được

Trang 16

15-+ Khi ép cần cĩ kèm theo sự nghiền nát và sự di chuyển tương đối giữa các chất và

cĩ sự trộn lần nhau do đĩ xãy ra sự biến dạng dếo và biến dạng đàn hỏi Những yếu tố quyết định quá trình ép sản phẩm phân tán cĩ thể chia thành hai nhĩm

* yếu tố đặt trưng cho tính cơ lý:

1 Mơ đun ép: Đặt trưng cho khả năng của sản phẩm khi bị nén chặt dudi tac dung của áp suất (bỏ qua tổn thất do ma sát), yếu tố này khơng đổi và phụ thuộc vào loại sản phẩm, cấu trúc và kích thước của các hạt thành phần

2 Hệ số áp suất bên: Là tỈ số giữa áp suất mặt bên của vật liệu ép với áp suất tác

dụng thẳng đứng

3 Độ ẩm, nhiệt độ, thành phần và kích cở hạt của sản phẩm

* Các yếu tố đặt trưng cho điều kiện ép

1 Ấp suất riêng

2 Ma sát giữa sẵn phẩm và dụng cụ ép, đại lượng này phụ thuộc vào thành phần, tính chất của sản phẩm và trạng thái bề mặt của dụng cụ ép

3 Hình dáng bánh ép, dụng cụ ép và tương quan kích thước của nĩ

4 Chế độ ép cĩ thể là ép chu kỳ hoặc ép liên tục

5 Hệ số bể mặt của vật liệu ép trực tiếp chịu áp suất ép, phụ thuộc vào số bề mặt trực

tiếp mà quá trình ép cĩ thể tiến hành được, hệ số đĩ cụ thể như sau:

a) Một mặt: Áp suất nén chặt tác dụng vào một bề mặt của vật liệu ép

b) Hai mặt: Ấp suất nén chặt tác dụng lên hai bề mặt đối diện của vật liệu ép

c) Nhiều mặt: Áp suất nén chặt tác dụng lên 3 đến 6 mặt của vật liệu ép Hệ số nén chặt đối với tiết diện ép là khơng đổi được xác định theo cơng thức:

B=Y/Y, @-1)

Với Y: Là khối lượng tồn thể tích vat ép (kg) Y,: Khối lượng thể tích cốt vật chất (kg)

Đặt trưng cơ bản của quá trình đơng và liên kết của vật liệu là sự phụ thuộc giữa sự tăng áp suất và hệ số nén chặt của vật chất

Nĩi chung ép hai phía sẽ giảm được áp suất ép tử 10 đến 20% so với ép một phía

Ép hai phía sẽ thu được sản phẩm theo chiều cao đồng đều hơn, cải tiến được nhiều về chất lượng sản phẩm

3.3 Cơ sở lý thuyết về ép đùn vật liệu

Ep dun vat liệu là một quá trình rất phức tạp, gồm rất nhiều yếu tố Mỗi yếu tố tác

động đến quá trình ép khác nhau và mang đặc trưng khác nhau Ở đây ta chỉ xét các yếu

tĩ chính trong quá trình épđĩ là: Hệ số lèn chặt / được xác định ở mục 3.2.2, hệ số rỗng ¿, áp suất ép P(KG/cm?), hệ số ma sát f, chiều cao bánh ép h(cm), năng suất lý thuyết của máy ép Q,(kg/h), cơng suất yêu cầu của máy N(Œw)

Trang 17

Hệ số lèn chặt thể hiện khả năng nén chặt vật liệu của máy vơi một lượng vật liệu và áp suất nhất định

3.3.2 Hệ số rỗng

Hệ số rỗng là tỈ số giữa thể tích chất lỏng và phần khí với thể tích khơ, z được xác định theo cơng thức sau: Veni é=V,,+ Lg V, Trong do: Vie: Thé tich chất lỏng Vins ThE tich chat khi Vị: Thể tích chất khơ Ngồi ra hệ số làm chặt quan hệ với hệ số rỗng bằng tương quan: #£=/Ø-—I 3.3.3 Ấp suất ép P(KG/cm?)

Ấp suất ép phụ thuơc rất nhiều vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, hệ số ma sát, chiều cao

bánh ép đặt biệt chiều đài của bánh ép Nĩ được thể hiện trên đỏ thi sau: CHEN HINH Và quan hệ đĩ được thể hiện theo cơng thức: E720 P=Pe F Với &:Hé@ sé ap bén f: Hệ số ma sát S; Chu vi vùng ép (mm) E: Diện tích vùng ép

P„ :Ấp suất riêng trên đáy buồng ép

Đối với má ép bằng trục vít đùn thì sự phụ thuộc của áp suất vào chiều dài trục vít xoắn

được thể hiện như sau: CHEN HiNH 3.3.4 Hệ số ma sát f Hệ số ma sát phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: Vật liệu, nhiệt độ , điều kiện làm VIỆC Trong quá trình đùn ép hệ số ma sát phụ thuộc vào áp suất được thẻ hiện như sau; CHEN HiNH 3.3.5 Lực chiều trục:

Guén xoắn đẩy trong quá trình ép tạo nên áp suất của khối vật liệu tác dụng hướng về khuơn và phản lực hướng về phía nạp liệu, áp suất quyết định độ của cơng suất và lực

chiều trục trên guồng xoắng

Trang 18

17-Nghiên cứu quá trình vận chuyển vật liệu trong guỗng xoắn ta được biểu thứcphản lực đối với chiều trục như sau: p, = 59?" p (KG) (XV-43) [I] ir Với P, là luc chiéu truc.(KG) P, là áp suất ép (KG/cm?) Và quan hệ đĩ được thể hiện trên đồ thị (hình 3.3) CHÈN HÌNH

3.3.6 Năng suất lý thuyết của máy ép guổng xoắn: Q„ (kg/n)

Q„ được tính theo cơng thức sau:

1 b,—b

—=———m(R - Rˆ\(S—->—+}œ (ke/h

hay — @,=0⁄25m(R—R?(S~ ” 2y (gh) (XV-9) [| 2cosa

Trong do :

m : Số đầu mối ren của guéng xoắn

R;vàR; : Bán kính ngồi và trong của guồng xoắn.(cm)

b„và b,: chiều rộng của cánh vít ở mặt cắt pháp tuyến theo bán kính ngồi và trong của guơng xoắn (cm)

S:Bước cánh vít củaguơng xoắn (cm)

ø : Gĩc nâng đường vít xoắn của cánh vít theo đường kính trung bình của guồng xoắn (Ðộ) n : Số vịng quay của guồng xoắn trong một phút (v/ph)

ø : Vận tốc gĩc của guéng xoắn (rad/s)

3.3.7 Cơng suất yêu cầu.N (kw)

Cơng suất yêu cầu trên trục động cơ trong máy ép xác định như sau:

¬

1000.2

N= Win _ Wyn

1000.60.102.7 6120007

Với ø là vận tốc gĩc của trục đẩy (v/ph)

7¡: hiệu suất truyền động tử trục động cơ đến trục đẩy dẫn động của guỗng xoắn của

Hay (KW) (Xv-36) [I]

guồng xoắn

n: Số vịng quay của trục đẩy (v/ph)

W¿: Cơng lực động được xác định như sau: W, =Q.d,, (KG.cm)

Vai Q là lực động (KØ)

Trang 20

19-CHƯƠNG IV

PHAN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

4.1 Yêu cầu chế tạo mặt lốp ơ tơ

Mặt lốp ơ tơ là bán thành phẩm của sản phẩm lốp ơtơ, nên yêu cầu kỷ thuật khơng khắt khe lắm, nhưng phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:

- _ Do vật liệu dẻo cĩ tính đàn hồi tốt nên yêu cầu khuơn phải tạo được mặt lốp cĩ bề rộng và bể dày, đường gờ đúng yêu câu đặt ra

- _ Tùy theo kích thước, cổ lốp mà ta đùn bể rộng và đường gờ khác nhau Vì vậy cần phải thay đổi khuơn theo kích thước yêu cầu

- _ Phải cĩ lực ép, cơ cấu ép để đưa cao su ra khỏi khuơn ép - - Phải đạt năng suất cao - _ Sản lượng thành phẩm nhiều - - Đảm bảo cơng nghệ thích hợp - _ Phải đấm bảo đủ nhiệt độ để cao su khơng bị đặc cứng - _ Sản phẩm liên tục và ổn định - _ Vật liệu cấp liên tục 4.2.Các phương pháp ép đùn (Các phương án)

Trong thực tế cĩ nhiều phương pháp ép đùn khác nhau thỏa mãn những vấn đề yêu cầu chế tạo mặt lốp Ta cĩ thể đùn bằng phương pháp cơ khí liên tục Ép bằng cơ khí gián đoạn, ép dùng cơ cấu dẫn động là thủy lực, khí nén hoặc cĩ thể dùng kết hợp cơ thủy

lực, cơ khí nén

Tuy nhiên mỗi phương pháp cĩ ưu và nhược điểm khác nhau vì vậy ta cần chọn phương pháp phủ hợp với yêu cầu của sản phẩm vật liệu, và việc cấp liệu

Ta cĩ các phương án sau:

4.2.1 Phương pháp ép bằng máy ép loại cần đẩy

Trang 21

20-Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí

Pítơng

Thước mặt lốp

Chay

- Ưu điểm của phương pháp này

+ Kết cấu đơn giản, dễ thay thế, dễ chế tạo

Trang 22

21-1) Bể đầu 8) Piston - Xilanh

2) Bộ lọc 9) Khuơn ép trên

3) Bơm 10) Khuơn ép dưới

4) Van một chiều 11) Trụ dẩn hướng 5) Đồng hồ đo áp suất

6) Van trên

7) Van đão chiều

Nguyên lý hạot động:

Bơm dàu (3) cho động cơ hoạt động làm quay hút dầu từ bể (1) qua bộ lọc (2) nén dầu đến một áp suất P, khi ép van đảo chiều (70 đưa dầu vào xi lanh theo đowngf

tử trên xuống để ép Dâu ép (9) đi xuốn kết thúc quá trìng ép Muốn đi lên tiếp tục

ép tiếp thì điều khiển van đão chiều (7) làm cho dầu chạy từ đưới lên Đẩy piston (8) đi lên, dầu theo đường trên đi ra và trở về bể dầu Đồng hồ đo áp suấ (5) đo áp

suất dầu khi bơm Van (6) cĩ tác dụng điều tiết dầu cho phù hợp

- Ưu điểm:

+ Tính tốn và thiết kế các cơ cấu đơn giản + Chuyển động êm, ít gây én

+ Truyền động vơ cấp

+ Cĩ lực ép lớn và cơng suát với các cơ cấu nhỏ

+ Dể điều khiển tự động, đão chiều chuyển động chống quá tải - Nhược điểm:

+ Giá thành tương đối cao

+ Yêu câu kỹ thuật cao

- Phạm vi sử dụng: Máy ép thuỷ lực được dùng rộng rải trong ngành tự động hố,

cần độ chính xác cao, trong sản xuất cao su chưa cần dùng loại máy này

4.2.3.Máy ép bánh răng cơn

1) Động cơ 7) Phanh

2) Bánh đai nhỏ 8) Trục vít

3) Bộ truyền đai 9) Cần ép

4) Bánh đai lĩn 10) Khuơn ép dưới

5) Bánh răng cơn 11) Trục dẩn hướng

Trang 24

23-Nguyên lý hoạt động

Khi hoạt động, động cơ (1) truyền động cho bánh đai (2) qua dây đai (3) và qua

bánh đai (4) đến bánh răng cơn (5) làm cho bánh răng cơn (6) chuyển động quay và truyền động cho trục vít (8) làm cho cần ép (9) đi xuống ép khuơn (10) sau đĩ dùng phanh (7) phanh lại và di chuyển bánh răng cơn sang trái làm cho càn ép đi lên kết thúc

quá trình ép

- Ưu điểm:

+ Điều khiển được vận tốc khi ép

Trang 25

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí LLLLLLLLL VN Ĩi ll +>

Hinh 4.4 Sơ đồ máy ép bằng tay quay con trượt

I Động cơ 6) Con trượt

Trang 26

25-2 Hộp tốc độ 7) Thanh trượt 3 Khớp nối 8) Cần ép trên 4 Cặp bánh răng thẳng 9) Khuơn ép 5 Thanh truyền Nguyên lý hoạt động:

Dựa trên nguyên lý biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến nhờ thanh

truyền (5) Khi bánh răng (4) đượcc truyền động bởi động cơ (1) và hộp giảm tốc (2)

làm cho thanh (5) đi lên xuống, thanh (6) chuyển động lên xuống làm cho cần ép (8)

cũng lên xuống thực hiện quá trình ép và đầy - Uu điểm:

+ Kết cầu đơn giản

+ Cĩ thể ép được nhiều tấm trong một lần ép (bằng nhiều trục ép )

Trang 27

1) Dong co 7) Truc trung gian

2) Bộ truyền đai 8) Truc khuyu

3) Bamh daio léng khéng 9) Tay bién

4) Khĩp nối 10) Bộ giảm chấn

5) Trục chính 11) Cơ cấu điều chỉnh

6) Cơ cấu phanh 12) Đầu trượt

Nguyên lý hoạt động:

Động cơ (1) truyền động qua bộ truyền đai (2) làm quay bánh đai (3) lắp lồng khơng trên trục (5) Khi đĩng ly hợp (4), trục (5) quay truyền động qua trục trung gian (7)

tới trục khuỷu (8), thơng qua tay biên (9) làm cho đầu trược (12) chuyển động lên

xuống Đêr điều chỉnh hành trình và sự cân bằng của đầu trượt người ta dùng bộ điể chỉnh (11) Bộ xi lanh khí (10) dùng để giữ cho đầu trươtj chuyển động êm và giảm chấn động khi ép Ưu điểm: + Kết cấu đơn giản, dể vận hành + Lực ép lớn - Nhược điểm: + Truyền động của máy là truyền động cứng, để gây quá tải + Điều chỉnh hành trình phức tạp và phạm vi điều chỉnh bé + Tốc độ ép thay đổi theo gĩc quay của trục khuỷu

4.2.6 EP BANG TRUC ViT DUN ; 1 2 4 Hình 4.6 - So dé co cau ép bằng trục vít đùn

1 Phéu nap liéu 2 Truc vit dun 3 xilanh

4 Thước mặt lốp

- UU DIEM :

+ Vật liệu và sản phẩm vào ra liên trục

Trang 28

27-+ Phù hợpcho cao su đưa vào máy là nĩng hoặc nguội đều

+ Gia nhiệt hoặc giảm nhiệt trong quá trình ép được thể hiện dể dàng nhờ kín trong

xI lanh

Trang 29

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí Hai trục cán Trục cĩ ranh , Thùng quay cĩ bề mặt ngồi dạng thước mặt lốp Võ máy cố định ca ®h Bị Ðh

Truc bang tai

- ƯU ĐIỂM : Đơn giản dễ sử dụng - NHƯỢC ĐIỂM, + Năng suất và chất lượng khơng cao + Độ cứng vững thấp + Lực ép nhỏ 4.3 PHAN TÍCH CHỌN PHƯƠNG PHÁP ÁN BANG 4.1 Bang so sánh các phương án ép

PHƯƠNG PHÁP ÉP ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM

* Phương pháp | -Máy làm việc với áp suất -Khĩ chế tạo trục vít

ép bằng vít ép lớn § + 10KG/ cm? -Độ bên thấp ,dễ gảy cánh vít xoang - Cho năng suất cao

-Gia nhiệt và giảm nhiệt

dễ dàng

* Phương pháp | - Kết cấu đơn giản, dễ thay - Khĩ đảm bảo vật liệu vào và bán ép bằng máy ép thế dễ chế tạo thành phẩmra liên tục

loại càn đẩy - Thích hợp cho cao su đã - Lực ép cĩ giới hạn luyện nĩng trước khi đưa - Năng suất thấp vào máy - Gia nhiệy hu\oặc giảm nhiệt dễ dàng vì vật liệu được ép trong xi lanh

* Phương pháp - Vật liệu và sản phẩm vào | - Khĩ khăn trong việc chế tạo trục

Trang 30

ép bằng trục vít ra liên tục vít đùn

đùn - Phù hợp cho cao su đưa

vào máy nĩng hoặc nguội đều

- Gia nhiệt hoặc giảm nhiệt

trong quá ép được thực

hiện dễ dàng nhờ ống xi

lanh kín

- Cĩ thể thay thước mặt lốp

khác theo kích cỡ yêu cầu - Cho năng suất cao phù hợp

với sản phẩm hàng loạt

* Phương pháp | -Đơn giản dễ vận hành, dễ chế | -N ăng suất thấp chất lượng khơng

ép bằng máy ép | tạo Cao

cán

PHƯƠNG PHÁP ÉP ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM

* Phương pháp

ép cơ cấu tay

quay con trượt

- Kết cấu đơn giản

- Cho năng suất cao -Đảm bảo được độ cứng vững - Làm việc gián đoạn - Vận tơc chậm * Phương pháp épbằng cơ cấu thuỷ lực

- Tính tốn và thiết kế đơn các

cơ cấu đơn giản

- Chuyển động êm ít gây Ổn - Truyền động vơ cấp -Cĩ lực ép lớn - Dễ điều khiển tự động, đảo chiều chuyển động chống qua tai

-Giá thành tương đối cao

- Yêu cầu kỷ thuật cao * Phương pháp ép bằng máy ép bánh răng -Điêu khiến được vận tốc khi cA sn A x : ép

- Kết cấu đơn giản, giá thành

Trang 31

Đồ án tốt nghiệp Khoa cơ khí cơn re

* Phương pháp | - Kết cấu đơn giản davan hanh_ | - Truyền động của máy là truyền ép bằng máy ép | và sửa chữa đợng cứng, dễ gây quá tải trục khuỷu - Điều chỉnh hành trình phức tạp và phạm vi điều chỉnh bé - Tốc độ ép thay đổi và phụ thuộc vào gĩc quay của trục khuyu

+TY phân tích trên kết hợp với yêu cầu chế tạo mặt lốp ơ tơ ta chọn phương pháp ép đùn

nặt lốp ơ tơ làm phương án cho máy thiết kế Vì phương án này thỏa mản những yêu cầu chế tạo mặt lốp ơ tơ và phù hợp với vật liệu là cao su, máy này cĩ kết cấu nhỏ gọn, tạo

được lực ép lớn, trộn được cao su đều trước khi đưa qua thước mắt lốp ,cho sản phẩm ổn định, cho năng suất cao,phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt, phù hợp vơi điều kiện cơng

nghiệp hĩa hiện đại hĩa của thời đại

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	4,45 MB