TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY ÉP LƯƠNG KHÔ. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG THÂN VAN ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC VÀ HỘP GIẢM TỐC HÀNH TINH VI SAI

1.1. Giới thiệu chung về bánh lương khô. 1.1.1. Khái niệm. Bánh lương khô là loại bánh ép được chế tạo từ các nguyên vật liệu chính như: bột mì, đương kính, sữa bột, trứng, dầu, và một số phụ gia khác như: tinh bột, vinalin, chất chống hỏng, chất chống oxi hóa, chất nhũ hóa, … Bánh lương khô cung cấp một lượng chất dinh dưỡng và năng lượng cho cơ thể cao. Cứ 200 gr bánh có thể cung cấp cho cơ thể năng lượng từ 800 – 1000 Kcal. Hình I.1. 1.Bánh lương khô. 1.1.2. Vai trò và ý nghĩa. Tại Việt Nam bánh lương khô đã có mặt từ những năm của thập kỷ 60 nhưng phần lớn cung cấp chủ yếu cho kháng chiến. Lúc ấy, lương khô ở nước ta chủ yếu nhập từ nước ngoài. Bánh lương khô có thể cung cấp cho con người một lượng dinh dưỡng khá cao. Ngày nay, lương khô không những được coi là thực phẩm cho chiến sỹ mà còn là một loại bánh được nhiều người ưa thích. Vì những yếu tố trên ta nhận thấy bánh lương khô có ý nghĩa quan trọng và là một loại mặt hàng khong thể thiếu trên thị trường thực phẩm và trong cuộc sống con người. 1.1.3. Phạm vi quy mô sản xuất và tiêu dùng. a) Phạm vi quy mô sản xuất. Thực tế hiện nay, tại nước ta việc sản xuất bánh lương khô với một khối lượng nhỏ chưa đáp ứng được đến mọi nơi trên đất nước nhất là ở vùng cao, vùng sau vùng xa. Hạn chế này một phần do công nghệ sản xuất chưa hoàn thiện, một mặt do trang thiết bị còn thô sơ chưa được tự động hóa. Toàn bộ bánh lương khô hiện nay sản xuất trên thị trường chỉ do một số ít doanh nghiệp. Việc sản xuất còn nằm trong phạm vi mang tính chất nhỏ lẻ, đậm nét thủ công, chưa có dây chuyền tiên tiến. b) Tình hình tiêu thụ. Cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu về ăn mặc, sắm sửa cũng tăng lên và người tiêu dùng cũng chi tiêu nhiều hơn, kỹ tính hơn. Vì vậy trong lĩnh vực sản xuất bánh kẹo đòi hỏi phải nâng cao hơn về chất lượng, mẫu mã sản phẩm. Ngoài ra các vùng cao và trung du cũng có nhu cầu lớn vì tại đây điều kiện kinh tế còn hạn chế lên người tiêu dùng chưa có điều kiện dùng các mặt hàng ngoại nhập hoặc mặt hàng có mẫu mà đẹp. Đây là một yếu tố quan trọng trong tiêu dùng. Nói chung khả năng tiêu thụ của bánh lương khô ở nước ta khá cao so với lượng cung cấp hiện tại, nên bánh lương khô cần cung cấp thị trường nhiều hơn nữa với chất lượng ngày càng cao hơn, hy vọng sẽ tiếp tục đứng vững trên thị trường. c) Đặc điểm của bánh lương khô. Hiện nay trên thị trường tồn toại nhiều loại bánh lương khô, tuy nhiên chủ yếu là loại bánh tổng hợp với các thành phần: bột mì, đường, sữa, trứng, chất béo… Đặc điểm của các loại bánh này là có độ cứng vừa phải, bột mịn và tơi xốp, bề mặt láng, có hương vị thơm ngon:  Hình dạng bánh: Hình hộp chữ nhật 40x80x10 (mm3).  Khối lượng: 50g. 1.2. Nhận xét. Nhận thấy vấn đề nhu cầu thị trường về mặt hàng bánh lương khô khá cao, mặt khác với cơ sở sản xuất hiện nay với máy móc chưa hiện đại, làm việc thủ công chiếm khối lượng lớn, chất lương bánh chưa tốt do máy chưa đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật. Vì vậy để nghiên cứu cải tiến máy ép lương khô đang là vấn đề được quan tâm. 1.3. Công nghệ sản xuất bánh lương khô. 1.3.1. Trình tự công nghệ sản xuất. Quá trình sản xuất bánh lưng khô trải qua nhiều công đoạn, mỗi công đoạn có một đặc điểm và vai trò khác nhau không thể thiếu trong quá trình sản xuất. Quá trình sản xuất được chia làm ba công đoạn chính:  Phần chuẩn bị.  Quá trình sản xuất.  Bảo quản sản phẩm. a) Phần chuẩn bị. Đây là một khâu quan trọng trong quá trình sản xuất, nó ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sản phẩm. Ở giai đoạn này gồm các công việc:  Chuẩn bị nguyên liệu sản xuất.  Sàng, lọc và tách các tạp chất: giai đoạn này thường được làm trước ở một bộ phận riêng biệt. Sản phẩm sau khi sàng và làm sạch được chuyển vào kho lưu trữ.  Định lượng: là khâu xác định hàm lượng của từng loại nguyên liệu cho một lượt trộn. b) Quá trình sản xuất bánh lương khô. Trong quá trình này công việc cần phải làm theo thứ tự: trộn bột rời, định lượng hỗn hợp bánh, ép bánh, làm nguội, phân loại và đóng gói.  Trộn bột rời: Đây là công đoạn trộn các nguyên liệu làm bánh lại với nhau để tạo hỗn hợp bánh. Công đoạn này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến độ xốp mịn của bánh. Máy trộn có tác dụng tạo được hỗn hợp có tính đồng nhất cao, để nâng cao chất lượng trong sản xuất. Hiệu quả của việc trộn bột rời dược đặc trưng băng mức độ khuyech tán của các nguyên liệu trong hỗn hợp.  Định lượng hỗ hợp bánh: do đặc điểm bánh lương khô là một dạng bánh ép nên việc định lượng hỗn hợp trước khi đưa vào khuôn ép là rất quan trọng. việc định lượng không chính xác có thể dãn đến việc bánh quá cứng nếu địnhn lượng thừa, quá mềm nêu định lượng thiếu.  Ép bánh: Sau khi định lượng xong hỗn hợp được đưa vào khuôn ép thì quá trình ép được tiến hành.  Phân loại và đóng gói: Bánh sau khi lấy ra khỏi khay, sau đó được chọn lọc, phân loại chọn bánh tốt để đóng gói và cho xuất xưởng. c) Bảo quản sản phẩm. Sau khi đã được bánh thành phẩm thì khâu bảo quản để tiêu thụ rất quan trọng. Việc bảo quản được tính toán và lắp đặt phù hợp với yêu cầu bảo quản bánh.

TRƯỜNG CƠ KHÍ

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY ÉP LƯƠNG KHÔ THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG THÂN VAN ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC VÀ HỘP GIẢM

TỐC HÀNH TINH VI SAI

Giảng viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Huy Ninh

Giảng viên phản biện TS Nguyễn Thành Nhân

Thông tin sinh viên

LỜI NÓI ĐẦU

Thực tế hiện nay tại nước ta việc sản xuất bánh lương khô với một khối lượng nhỏ chấtlượng chưa cao, chưa đáp ứng đến mọi nơi trên đất nước, nhất là các vùng cao, vùng sâu.Hạn chế này một mặt là do công nghệ sản xuất chưa hoàn thiện, một mặt là do các trangthiết bị sản xuất còn thô sơ chưa tự động hóa

Toàn bộ bánh lương khô hiện nay sản xuất trên thị trường chỉ do một số ít các doanhnghiệp Việc sản xuất còn nằm trong phạm vi mang tính nhỏ lẻ, đậm nét thủ công, chưa cómột dây chuyền tiên tiến nào

Nói chung quy mô sản xuất bánh lương khô ở nước ta còn chưa phát triển mạnh nên cầnphải trang bị và cải tiến nhiều hơn nữa để phục vụ đủ nhu cầu của xã hội

Được sự nhất trí của viện, chúng em được thầy giáo hướng dẫn giao cho đề tài tốtnghiệp: “Tính toán thiết kế cơ cấu khuấy bột máy ép lương khô, thiết kế quy trình côngnghệ gia công một số chi tiết điển hình”

Được sự chỉ dẫn của các thầy cô trong viện Cơ khí, thầy giáo hướng dẫn PGS TSNguyễn Huy Ninh và thầy phản biện TS Nguyễn Thành Nhân đến nay em đã hoàn thành

cơ bản nhiệm vụ được giao

Vì đây là lần đầu tiên nhóm em thiết kế tổng thể về một máy hoàn chỉnh nên còn nhiều

bỡ ngỡ, trình độ kiến thức và tài liệu của chúng em còn nhiều hạn chế, với thời gian tiếpxúc thực tế không lâu nên trong quá trình tính toán và thiết kế không tránh khỏi những saisót Nhóm em kính mong sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy, cô đồng thời góp ý chonhững thiếu sót của nhóm

Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy NguyễnHuy Ninh và sự giúp đỡ của các thầy, cô trong viện Cơ khí đã giúp chúng em hoàn thành

đồ án này

Hà Nội, tháng năm 2022 Sinh viên thực hiện

Diêm Công Đạt Dương Văn Hòa Trần Văn Việt

Mục lục

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

PHẦN I THIẾT KẾ MÁY ÉP LƯƠNG KHÔ.

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÁNH LƯƠNG KHÔ.

1.1 Giới thiệu chung về bánh lương khô.

1.1.1 Khái niệm.

Bánh lương khô là loại bánh ép được chế tạo từ các nguyên vật liệu chính như: bột mì,đương kính, sữa bột, trứng, dầu, và một số phụ gia khác như: tinh bột, vinalin, chất chốnghỏng, chất chống oxi hóa, chất nhũ hóa, …

Bánh lương khô cung cấp một lượng chất dinh dưỡng và năng lượng cho cơ thể cao Cứ

200 gr bánh có thể cung cấp cho cơ thể năng lượng từ 800 – 1000 Kcal

Bánh lương khô có thể cung cấp cho con người một lượng dinh dưỡng khá cao Ngàynay, lương khô không những được coi là thực phẩm cho chiến sỹ mà còn là một loại bánhđược nhiều người ưa thích

Vì những yếu tố trên ta nhận thấy bánh lương khô có ý nghĩa quan trọng và là một loạimặt hàng khong thể thiếu trên thị trường thực phẩm và trong cuộc sống con người

1.1.3 Phạm vi quy mô sản xuất và tiêu dùng.

a) Phạm vi quy mô sản xuất

Thực tế hiện nay, tại nước ta việc sản xuất bánh lương khô với một khối lượng nhỏ chưađáp ứng được đến mọi nơi trên đất nước nhất là ở vùng cao, vùng sau vùng xa Hạn chế

này một phần do công nghệ sản xuất chưa hoàn thiện, một mặt do trang thiết bị còn thô sơchưa được tự động hóa.

Toàn bộ bánh lương khô hiện nay sản xuất trên thị trường chỉ do một số ít doanh nghiệp.Việc sản xuất còn nằm trong phạm vi mang tính chất nhỏ lẻ, đậm nét thủ công, chưa códây chuyền tiên tiến

b) Tình hình tiêu thụ

Cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu về ăn mặc, sắm sửa cũng tăng lên vàngười tiêu dùng cũng chi tiêu nhiều hơn, kỹ tính hơn Vì vậy trong lĩnh vực sản xuất bánhkẹo đòi hỏi phải nâng cao hơn về chất lượng, mẫu mã sản phẩm

Ngoài ra các vùng cao và trung du cũng có nhu cầu lớn vì tại đây điều kiện kinh tế cònhạn chế lên người tiêu dùng chưa có điều kiện dùng các mặt hàng ngoại nhập hoặc mặthàng có mẫu mà đẹp Đây là một yếu tố quan trọng trong tiêu dùng

Nói chung khả năng tiêu thụ của bánh lương khô ở nước ta khá cao so với lượng cungcấp hiện tại, nên bánh lương khô cần cung cấp thị trường nhiều hơn nữa với chất lượngngày càng cao hơn, hy vọng sẽ tiếp tục đứng vững trên thị trường

c) Đặc điểm của bánh lương khô

Hiện nay trên thị trường tồn toại nhiều loại bánh lương khô, tuy nhiên chủ yếu là loạibánh tổng hợp với các thành phần: bột mì, đường, sữa, trứng, chất béo…

Đặc điểm của các loại bánh này là có độ cứng vừa phải, bột mịn và tơi xốp, bề mặt láng,

có hương vị thơm ngon:

+ Hình dạng bánh: Hình hộp chữ nhật 40x80x10 (mm3)

+ Khối lượng: 50g

1.2 Nhận xét.

Nhận thấy vấn đề nhu cầu thị trường về mặt hàng bánh lương khô khá cao, mặt khác với

cơ sở sản xuất hiện nay với máy móc chưa hiện đại, làm việc thủ công chiếm khối lượnglớn, chất lương bánh chưa tốt do máy chưa đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật Vì vậy đểnghiên cứu cải tiến máy ép lương khô đang là vấn đề được quan tâm

1.3 Công nghệ sản xuất bánh lương khô.

1.3.1 Trình tự công nghệ sản xuất.

Quá trình sản xuất bánh lưng khô trải qua nhiều công đoạn, mỗi công đoạn có một đặcđiểm và vai trò khác nhau không thể thiếu trong quá trình sản xuất Quá trình sản xuấtđược chia làm ba công đoạn chính:

+ Phần chuẩn bị

+ Quá trình sản xuất

+ Bảo quản sản phẩm

a) Phần chuẩn bị.

Đây là một khâu quan trọng trong quá trình sản xuất, nó ảnh hưởng rất nhiều đến chấtlượng sản phẩm Ở giai đoạn này gồm các công việc:

+ Chuẩn bị nguyên liệu sản xuất

+ Sàng, lọc và tách các tạp chất: giai đoạn này thường được làm trước ở một bộphận riêng biệt Sản phẩm sau khi sàng và làm sạch được chuyển vào kho lưu trữ

+ Định lượng: là khâu xác định hàm lượng của từng loại nguyên liệu cho một lượttrộn

b) Quá trình sản xuất bánh lương khô

Trong quá trình này công việc cần phải làm theo thứ tự: trộn bột rời, định lượng hỗnhợp bánh, ép bánh, làm nguội, phân loại và đóng gói

− Trộn bột rời: Đây là công đoạn trộn các nguyên liệu làm bánh lại với nhau để

tạo hỗn hợp bánh Công đoạn này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến độ xốp

mịn của bánh Máy trộn có tác dụng tạo được hỗn hợp có tính đồng nhất cao, để nâng caochất lượng trong sản xuất Hiệu quả của việc trộn bột rời dược đặc trưng

băng mức độ khuyech tán của các nguyên liệu trong hỗn hợp

− Định lượng hỗ hợp bánh: do đặc điểm bánh lương khô là một dạng bánh ép

nên việc định lượng hỗn hợp trước khi đưa vào khuôn ép là rất quan trọng việc định lượngkhông chính xác có thể dãn đến việc bánh quá cứng nếu địnhn lượng thừa, quá mềm nêuđịnh lượng thiếu

− Ép bánh: Sau khi định lượng xong hỗn hợp được đưa vào khuôn ép thì quá trình ép đượctiến hành

− Phân loại và đóng gói: Bánh sau khi lấy ra khỏi khay, sau đó được chọn lọc, phân loạichọn bánh tốt để đóng gói và cho xuất xưởng

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LÝ VÀ CHI TIẾT MÁY.

2.1 Một số thông số cần thiết để tính toán.

− Áp suất ép: Pmax = 180 – 250 bar

2.2 Nguyên lý làm việc của máy.

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý toàn máy.

Hình I.2.1 Sơ đồ nguyên lý máy.

Trong đó: 1 Động cơ servo; 2 Bánh răng cố định; 3 Bánh răng trung gian; 4 Mâm quay;

5 Xilanh thủy lực; 6 Hệ thống chiết bột; 7 Động cơ khuấy bột; 8 Cam mặt đầu; 9.Khuôn ép; 10 Hệ thống khuấy bột; 11 Động cơ chiết bột; 12 Tấm kê

2.2.2 Nguyên lý làm việc của máy.

Đây là một dạng máy làm việc bán tự động, nó kết hợp với các cơ cấu thành một khối

có hoạt động nhịp nhàng giữa các khâu

Trên hình 1.3 ta nhận thấy: động cơ servo(1) làm bánh răng(2) quay, thông qua bánhrăng trung gian(3) khiến cho mâm quay(4) quay với tỉ số truyền 4/1 tức là cứ động cơ(1)quay được 4 vòng thì mâm quay (4) quay được 1 vòng

Phối liệu được đổ vào hệ thống khuấy bột (10) nhờ trọng lượng bản thân mà phối liệuđược điền đầy vào các lòng khuôn(9) Theo tỉ số truyền i = 4/1 cho trước mâm quay sẽ đưakhuôn (9) quay đến vị trí thứ nhất để cấp liệu Lúc này hệ thống chiết bột(6) sẽ điều chỉnhlượng bột cần thiết đổ vào mỗi lòng khuôn

Sau khi quá trình cấp liệu kết thúc mâm quay quay đến vị trí thứ 2 để ép, lúc này xi lanh(5) bắt đầu hoạt động Nó đẩy khối khuôn dưới đi lên ép chặt bột vào khối kê(12) Nhờ hệthống điều khiển mà xi lanh(5) cũng như mâm quay(4) được giữ một thời gian trễ Δt.

Quá trình ép diễn ra trong mâm quay sẽ quay đến vị trí thứ 3, đó là vị trí lấy bánh.Trong suốt quá trình mâm 4 quay thì khối khuôn(9) trượt trên cam mặt đầu(8), cam này sẽđiều chỉnh độ cao của khuôn(9) Tại vị trí lấy bánh khỏi khuôn dưới sẽ ở vị trí cao nhấttrên cam mặt đầu Lúc này bánh sẽ trôi hẳn lên trên mâm quay

Mâm quay tiếp tục quay đến vị trí cuối cùng vị trí thứ 4, đây là vị trí chuẩn bị cho quátrình cấp liệu Quá trình hoạt động của máy cứ lặp đi lặp lại như vậy tạo nên chu trình làmviệc liên tục

2.3 Tính hành trình cần thiết và số khuôn trên máy.

Với hàm lượng chất khô G = 50 g

Khối lượng bột trộn (độ ẩm 15 %) cần thiết để ép một bánh:

Gb = 50 + 50.15% = 57,5 g

Thể tích của lượng bột ép một bánh:

Trong đó: Gb = 57,5 g

: Khối lượng riêng của bộ trộn, (g/cm3)

Dung tích cần thiết cho mỗi khuôn cối để ép bánh:

Trong đó: φ – hệ số điền đầy bột; φ = 0,8.[1]

Chiều dày cần thiết của đĩa bàn quay:

nbq – Số vòng quay của bánh ép trong một phút (V/ph)

Với năng suất của dây chuyền là Qsx = 2 tấn/ca

Nếu chọn thời gian làm việc hữu ích trong một ca t = 450 ph thì số bánh làm ra trongmột phút:

Trong đó: Gb – Khối lượng của một bánh; Gb = 57,5.10-3 kg

Như vậy:

Khi vận tốc của bàn quay theo yêu cầu: nbq = 5 vg/ph

=> (bánh/ph)

Nếu mỗi khuôn làm được 4 bánh trên 1 lần ép thì:

Số khuôn trên mâm quay:

2.4 Tính chọn kích thước của các cơ cấu.

β – Hệ số khoảng cách giữa hai tâm lỗ khuôn; Chọn β = 6

2.4.2 Tính vận tốc làm việc của các cơ cấu.

a) Vận tốc dài của bàn quay

Vận tốc dài của bàn quay:

(m/s)

b) Vận tốc băng tải lấy bánh

Khí tính toán vận tốc băng tải, yêu cầu quan trọng nhất là tránh tình trạng bánh nằmchồng lên nhau trên băng tải Để tránh tình trạng này thì vận tốc băng tải phải được đảmbảo:

Trong đó: t1 – Thời gian mâm quay được 1 góc π/2; ;

t2 – Thời gian băng tải đưa bánh đi hết chiều dài lớn nhất của nó ();

Do đó:

=>

Trong đó: Vcg – Vận tốc dài của cánh quạt;

Để đảm bảo yêu cầu:

Vbt = k.0,119 = 1,2.0,119 = 0,14 m/s

Với: k – hệ số an toàn; k = 1,2

2.5 Năng suất làm việc của máy ép.

Năng suất làm việc của toàn máy được tính theo năng suất của máy ép

Năng suất làm việc được tính theo công thức:

Q = 60.Qb.nbq.ii (kg/h) = 60.57,5.10-3.5.16 = 56 kg/h

Trong đó: Q – năng suất làm việc của máy (kg/h)

Gb – Khối lượng một bánh (kg)

nbq – Số vòng quay của bàn quay trong một phút (vg/ph)

ii – Số lỗ khuôn trên bàn quay

2.6 Chọn phương pháp ép bánh.

Thông thường có hai dạng ép:

− Phương pháp 1: Ép một phía

Hình I.2 2.Sơ đồ ép một phía.

− Phương pháp 2: Ép hai phía

Hình I.2 3.Sơ đồ phương pháp ép hai phía.

Đối với phương án 1, việc tính toán thiết kế máy đơn giản, nhưng khi ép một phía do

ma sát của sản phẩm với thành khuôn dẫn đến mật độ của bánh ép phân bố không đều theochiều cao của nó

Khi ép hai phía, bánh có sự phân bố chiều cao đồng đều hơn, cải tiến được chất lượngnhiều, đồng thời khí ép hai phía áp suất nén sẽ giảm 10 – 20 % so với ép một phía Nhưngkhi ép hai phía kết cấu máy sẽ phức tạp hơn, hành trình ép và về không của chày trên lớn

Do chiều dày bánh không lớn và để thiết kế máy đơn giản ta chọn phương án ép thứnhất

2.7 Sơ đồ hành trình làm việc của máy.

Mỗi vòng quay của bàn ép máy sẽ cho ra 16 bánh vì vậy việc phân bố hành trình rấtphức tạp, đòi hỏi phải phù hợp với các yêu cầu về kết cấu, kích thước, phân bố tải trọng vàphối hợp cơ cấu…Vì vậy, để thỏa mãn các yêu cầu trên và dựa vào sơ đồ nguyên lý tachọn cách phân bố hành trình làm việc theo trình tự của từng vị trí

Vị trí 1: Cấp liệu

Vị trí 2: Chuẩn bị ép, hành trình ép

Dựa vào sơ đồ ép ta xác định được biên dạng cam.

Để phân tích động học của cam ta phải dửa vào biên dạng cam ở trên để lập các đồ thịchuyển vị, đồ thị vận tốc và đồ thị gia tốc Tuy nhiên ở đây biên dạng cam khá đơn giản,việc chế tạo dễ dàng chỉ phụ thuộc vào một số kích thước cần thiết nên ta có thể bỏ quaphần phân tích động học

Quá trình hoạt động của cam ứng với một vòng quay của bàn ép gồm 4 giai đoạn: cấpliệu (ứng với φ1 = 0 – 900), vào ép (φe = 90 – 180 0), lấy bánh (φb = 180 – 2700), chuẩn bị(φc = 270 – 3600),…

Chọn kích thước cam:

− Chiều cao của các hành trình chày:

Để tránh đế khuôn chạm vào máy khi quay thì H2 > H3; H3 = 5 mm

2.9 Tính và chọn kích thước trục chính máy.

Hai trục chính của máy chủ yếu chịu ứng suất kéo và nén, ở trạng thái chưa vào ép thìtrục chính chịu ứng suất nén, khi máy đàn ép thì trục chính chịu ứng suất kéo Nhận thấylực ép xilanh lớn hơn rất nhiều so với lực nén do trọng lực bản thân các cơ cấu máy tácdụng lên trục Do đó ta chỉ xét trường hợp làm việc khi xilanh đang ép

Thông số yêu cầu:

Lực ép xilanh: F = 785 KN

Áp suất dầu: Pmax = 180 – 250 bar

Vậy:

Lực tác dụng lên mỗi trục: F1 = F/2 = 785/2 = 392,5 KN

Trọng lực của dầm trên và hệ thống khuấy bột: F2 = 3 KN

Trọng lực của hệ thống mâm quay và mâm cố định: F3 = 5 KN

Diện tích các tiết diện:

S1 = πd2/4 (m2)

S2 = π(d+0,02)2/4 (m2)

S3 = π(d+0,04)2/4 (m2)

Từ đó ta được biểu đồ nội lực và ứng xuất như hình dưới:

Hình I.2 5 Biểu đồ nội lực và ứng suất.

Ta tính và chọn kích thước mặt cắt ngang theo quan điểm ứng suất cho phép:

σmax ≤ [σ] = σ0 / n

Trong đó: σ0 - Ứng suất nguy hiểm

n – Hệ số an toàn

Tính toán thiết kế mặt cắt ngang sao cho đảm bảo điều kiện bền:

− Trên đoạn AB:

Sơ đồ đặt lực và biểu đồ mô men:

Hình I.2 6 Biểu đồ mô men.

Chọn vật liệu dầm: Để đảm bảo tính thống nhất hóa vật liệu trong sản xuất ta chọn vậtliệu chế tạo dầm là thép 45 được tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 191 – 240, có giới hạn bền

σch = 360 Mpa và ứng suất xoắn cho phép [τ] = 20 Mpa

Độ bền của dầm chịu là ứng suất pháp lớn nhất trong thanh không vượt quá ứng suấtcho phép:

- Số lỗ khuôn trên bàn quay: 4

 Tốc độ quay của bàn quay: nbq = 8 vg/ph

- Pmax = 180 – 250 bar; Chọn Pép = 200 bar

Vận tốc xylanh khi vào ép:

Lưu lượng dầu khi xylanh vào ép:

Vận tốc xylanh khi ra ép:

Lưu lượng dầu khi xylanh ra ép:

Thực tế cho thấy đường ống phụ thuộc vào vận tốc và áp suất Thông thường nên chọnđường ống theo vận tốc sau:

Bảng I.2 1: Bảng vận tốc của các loại đường ống dẫn dầu.

Đường kính của đường ống được tính theo công thức sau:

Trong đó: Q - lưu lượng chuyển qua đường ống Lưu lượng ở đây chính là lưu lượng bơmcung cấp cho hệ thống Mỗi bơm nguồn cung cấp lưu lượng cho xylanh hoạt động tuần tựnên lưu lượng yêu cầu của bơm là lưu lượng cung cấp cho xylanh có lưu lượng lớn nhấtthêm vào khoảng 10% để bù cho những tổn thất lưu lượng

Vậy lưu lượng mà bơm yêu cầu là:

Trên cơ sở tính toán sơ bộ đường ống như trên và dựa vào catalog ta chọn được cácđường ống theo tiêu chuẩn như sau:

Đường ống hút: dh = 38 mm

Đường ống đẩy: dđ =19 mm

Đường ống xả: dx = 25 mm

2.11.3 Tính toán chọn bơm nguồn.

a) Tính áp suất và lưu lượng bơm.

Theo tính toán ở trên lưu lượng của bơm: 66 l/ph

Áp suất của bơm bằng áp suất lớn nhất của xylanh cộng với tổn thất áp suất qua mạch,trong bài toán này ta tính toán cho xylanh tầng bởi áp suất làm việc lớn nhất

Trong đó: P1 - Tổn thất áp suất tại van một chiều Chọn P1 = 5 bar

P2 - Tổn thất áp suất tại van phân phối Chọn P2 = 3 bar

P3 - Tổn thất áp suất tại van tiết lưu Chọn P3 = 5 bar

P4 - Tổn thất áp suất qua bộ lọc Chọn P4 = 3 bar

P5 - Tổn thất áp suất qua đường ống gồm tổn thất cục bộ và tổn thất dọc đường.Với chiều dài ống không quá lớn chọn P5 = 0

Áp suất bơm: P = 221 bar = 22,1 MPa.

Công suất bơm thủy lực: N = P.Q = 1,1.10-3.22,1.106 = 24310 W

2.11.4 Tính, chọn van phân phối.

Van phân phối là van thủy lực loại 5/3 điều khiển 2 đầu bằng điện

Áp suất và lưu lượng làm việc của van: Pmax = 200 bar; Q = 66 l/ph

Do đó ta chọn van 5/3 theo cataloge của hãng Youli với loại:

MB2/1S/DG4/16-1Sl/G3/M1

Hình I.2 7.Mô hình van điều khiển.

CHƯƠNG 3: BẢN VẼ CHUNG TOÀN MÁY

3.1 Mô hình toàn máy.

Hình I.3 1.Mô hình chung toàn máy.

3.2 Các cụm, chi tiết chính.

3.2.1 Cụm cấp bột và khuấy bột.

Hình I.3 2.Cụm khuấy bột và cấp liệu.

Cụm cấp bột và khuấy bột giúp bột điền đầy lòng khuôn nhờ tác dụng của trọng lực Hệthống làm bột được trộn đều và có độ tơi xốp nhất định

3.2.2 Cụm chiết bột.

Cụm chiết bột gồm một động cơ và một hộp giảm tốc, giúp tấm đỡ có khả năng tịnh tiếnlên xuống nhờ cơ cấu vít me đai ốc Do đó ta có thể điều chỉnh lượng bột cần thiết đổ vào lòng khuôn

Hình I.3 3.Cum điều chỉnh kích thước lòng khuôn.

3.2.3 Hệ thống thủy lực.

Hệ thống thủy lực bao gồm: động cơ, bơm dầu, van thủy lực và xy lanh

Kết hợp hệ thống điều khiển mà xylanh có hành trình khứ hồi cùng thời gian trễ hợp lý

và lực ép rất lớn lên đến 60 tấn

Hình I.3 4.Hệ thống thủy lực.

3.2.4 Mâm quay.

Mâm quay là một bánh răng có đường kính lớn, có 4 lỗ hình chữ nhật để đặt khuôn ép

Hình I.3 5.Mâm quay.

3.2.5 Khuôn.

Cơ cấu khuôn gồm khuôn trên và khuôn dưới ép kín khít với nhau tạo ra bánh lươngkhô trong nòng khuôn.

Mâm cố dịnh lắp trên trục chính máy, là cơ cấu để đặt cam mặt đầu, hệ thống chiết bột

Hình I.3 8.Mâm cố định

PHẦN II. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG THÂN VAN.

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG.

1.1 Chức năng làm việc của chi tiết gia công.

Chi tiết thân van có nhiệm vụ chia nguồn dầu thủy lực theo các đường dẫn đến cáccổng Thân van có 5 cổng: 2 cổng nối với xylanh làm việc (A, B); 1 cổng vào P; 1 cổng raT; 1 cổng tuần hoàn

Thân van có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có một số

bề mặt không phải gia công Bề mặt trụ trong Ø20 là bề mặt quan trọng đảm bảo sự làmviệc chính xác và ổn định của van thủy lực

Vật liệu được chọn làm thân van sao cho đảm bảo về kinh tế, khả năng gia công và đặcbiệt là khả năng có thể nhiệt luyện để đạt được độ cứng theo yêu cầu đối với chi tiết

Hình II.1 1.Bản vẽ chi tiết thân van.

Với chi tiết thân van như hình vẽ, các thông số về hình dáng và vị trí tương quan cầnquan tâm:

− Độ trụ của lỗ Ø20

− Độ vuông góc giữa tâm lỗ và 2 mặt đầu

1.2 Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Do chi tiết có hình dáng khá phức tạp, trong quá trình làm việc chịu áp suất lớn nênchọn phôi theo phương án là đúc trong khuôn kín với mẫu chảy

Kết cấu của chi tiết có độ cứng vững cao và các dụng cụ gia công có thể dễ dàng tiếpcận bề mặt cần gia công

Xuất phát từ chức năng làm việc lên bề mặt lỗ Ø20 có độ nhám Ra = 0,32 µm phải đượckhoét, doa, mài khôn để đảm bảo độ bóng

Các bề mặt yêu cầu độ nhám cấp 5 (Ra = 2,5 µm) được gia công trên máy phay

Các kích thước không yêu cầu dung sai lấy dung sai tự do IT 14 và Rz = 120 µm Do đósau khi đúc phôi đã đạt yêu cầu

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ.

2.1 Xác định dạng sản xuất.

2.1.1 Ý nghĩa việc xác định dạng xản xuất.

Việc xác định dạng sản xuất có ỹ nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế quy trình côngnghệ gia công chi tiết Dạng sản xuất quyết định vốn đầu tư, phương hướng đầu tư trangthiết bị sản xuất Xác định dạng sản xuất sẽ thiết kế đúng quy trình công nghệ tạo ra hiệuquả kinh tế cao Dạng sản xuất được xác định dựa vào sản lượng cơ khí và khối lượng chitiết gia công

Tùy theo sản lượng hàng năm vầ độ ổn định sản xuất, người ta có thể chia ra ba dạngsản xuất sau đây:

+ Sản xuất đơn chiếc: Là dạng sản xuất mà vật phẩm được chế tạo theo từng chiếc với sảnlượng của mặt hàng ít, không theo một chu kỳ nào cả Quy trình công nghệ được viết đướidạng phiếu tiến trình công nghệ

+ Sản xuất hàng loạt: Là sản xuất mà vật phẩm có sản lượng tương đối lớn, sản phẩmtuơng đối ổn định, được sản xuất lặp lại sau một thời gian nhất định, công việc tại mỗi chỗlàm việc thay đổi có tính chu kỳ

+ Sản xuất hàng khối: là sản xuất mà chủng loại sản phẩm it, số lượng sản phẩm nhiều, sảnphẩm rất ổn định, tại mỗi chỗ làm việc chỉ thực hiện một nguyên công nhất định lặp đi lặplại hoặc phân thành từng loại thay đổi có tính chu kỳ

2.1.2.Tính sản lượng cơ khí.

Sản lượng cơ khí chính là số lượng phôi cẩn phải cung cấp cho phân xưởng cơ khí: (Chiếc/năm)

Trong đó: Ni - Sản lượng cơ khí của chi tiết cần chế tạo

N - Số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch N = 5000 chitiết / năm

mi - Số chi tiết cùng tên trong sản phẩm mi=1

α - Hệ số % dự phòng hư hỏng do chế tạo phôi, α = 3÷6 %

β – Hệ số sản phẩm dự trù do hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công

cơ, β = 5 ÷ 7 %

Vậy sản lượng cơ khí hàng năm là:

(sản phẩm / năm)

2.1.3.Khối lượng chi tiết gia công.

Khối lượng chi tiết :

Q = V.γ (kg).

Trong đó: V - thể tích chi tiết (cm3)

Hình II.2 1 Tính thể tích chi tiết trên phần mềm NX.

− Nhược điểm: độ chính xác không cao, có nhiều khuyết tật nên khi đúc phải để lượng

dư lớn cho gia công cơ.Thích hợp dạng sản xuất đơn chiếc

b) Đúc trong khuôn kim loại:

− Ưu điểm:

+ Chất lượng vật đúc với độ chính xác về kích thước và hình dạng tương đốicao

+ Khuôn sử dụng được nhiều lần

+ Tự động hóa được quá trình tháo lắp khuôn, kép khuôn,…

+ Phù hợp dạng sản xuất hàng loạt lớn,hàng khối,…

− Nhược điểm: chỉ đúc được chi tiết đơn giản

+ Không cần lõi khi đúc trụ tròn xoay rỗng

+ Điền đầy kim loại tốt

+ Hạn chế khuyết tật

− Nhược điểm: Chỉ đúc chi tiết tròn xoay

e) Đúc trong khuôn mẫu nóng chảy

2.3 Thiết kế sơ bộ tiến trình công nghệ gia công chi tiết.

2.3.1 Phân tích chuẩn định vị khi gia công.

Chọn chuẩn gia công chi tiết như hình vẽ ta có 3 phương án:

Hình II.2 2.Bản vẽ chi tiết.

- Phương án 1: Dùng mặt F làm chuẩn thô cho nguyên công gia công mặt E

Với phương án này cho phép đạt độ song song giữa mặt F và mặt E dễ dàng Mặt saugia công được dùng làm chuẩn để gia công các mặt còn lại

Do đó mặt E vừa là chuẩn đo vừa là chuẩn định vị nên việc đạt kích thước 69 ±0,1 mm

là dễ dàng

Tuy nhiên bề mặt F là bề mặt không quan trọng nên có thể sai số hình dạng khi đúc Do

đó không nên chọn mặt F làm chuẩn thô

- Phương án 2: Dùng mặt lỗ Ø20 của phôi làm chuẩn thô để gia công mặt 1

Với phương án này cần định vị thêm bậc tự do quay của chi tiết Phương án này chophép đạt kích thước 69 ± 0,1 mm cũng khá dễ dàng và độ dày và lượng dư của lỗ sẽ đềuhơn.Tuy nhiên việc định vị theo phương pháp này khá phức tạp, gá đặt lâu.

2.3.2 Xác định quy trình công nghệ gia công từng bề mặt chi tiết.

2.3.2.1 Nguyên công 1: Phay mặt đáy F.

a Định vị và kẹp chặt

Dùng chốt côn cứng và chốt côn tùy động định vị bề mặt lỗ Ø20 hạn chế 5 bậc tự do

Dùng chốt trám côn định vị bề mặt lỗ trên mặt B để khống chế bậc tự do xoay quanhđường tâm lỗ Ø20

Kẹp chặt: Kẹp bằng đòn kẹp liên động vào thành hộp

b Sơ đồ định vị

Hình II.2 3.Sơ đồ định vị nguyên công 1.

c Chọn máy và chọn dao.

Máy phay đứng vạn năng: 6H12

Công suất động cơ chính: 7 kW

Số cấp tốc độ trục chính: 18

Phạm vi tốc độ: 30 – 150 vg/ ph

Dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8

2.3.2.2 Nguyên công 2, 3: Phay mặt trên E.

Công suất động cơ chính: 7 kW.

Số cấp tốc độ trục chính: 18

Phạm vi tốc độ: 30 – 150 vg/ ph

Dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK6

2.3.2.3 Nguyên công 4, 5: Phay mặt B.

a Định vị và kẹp chặt

Dùng chốt côn cứng và chốt côn tùy động định vị bề mặt lỗ Ø20 hạn chế 5 bậc tự do

Dùng chốt trám côn định vị bề mặt lỗ trên mặt B để khống chế bậc tự do xoay quanhđường tâm lỗ Ø20

Kẹp chặt: Kẹp bằng đòn kẹp liên động vào thành hộp

b Sơ đồ định vị

Hình II.2 5.Sơ đồ đồ gá nguyên công 4, 5.

c Chọn máy và chọn dao

Máy phay đứng vạn năng: 6H82

Công suất động cơ chính: 7 kW

Số cấp tốc độ trục chính: 18.

Phạm vi tốc độ: 30 – 150 vg/ ph

Dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK6

2.3.2.4 Nguyên công 6, 7: Phay mặt D.

a Định vị và kẹp chặt

Dùng chốt côn cứng và chốt côn tùy động định vị bề mặt lỗ Ø20 hạn chế 5 bậc tự do

Dùng chốt trám côn định vị bề mặt lỗ trên mặt B để khống chế bậc tự do xoay quanhđường tâm lỗ Ø20

Kẹp chặt: Kẹp bằng đòn kẹp liên động vào thành hộp

b Sơ đồ đồ gá

Hình II.2 6.Sơ đồ định vị nguyên công 6, 7.

c Chọn máy và chọn dao

Máy phay đứng vạn năng: 6H12

Công suất động cơ chính: 7 kW

Số cấp tốc độ trục chính: 18

Phạm vi tốc độ: 30 – 1500 vg/ ph.

Dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK6

2.3.2.5 Nguyên công 8, 9: Phay mặt A.

Máy phay đứng vạn năng: 6H82

Công suất động cơ chính: 7 kW

Số cấp tốc độ trục chính: 18

Phạm vi tốc độ: 30 – 1500 vg/ ph.

Dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK6

2.3.2.6 Nguyên công 10, 11: Phay mặt C.

Máy phay đứng vạn năng: 6H82

Công suất động cơ chính: 7 kW

Số cấp tốc độ trục chính: 18

Phạm vi tốc độ: 30 – 1500 vg/ ph.

Dao: Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK6

2.3.2.7 Nguyên công 12 : Khoan 2 lỗ Ø10,5H12; Doa 2 lỗ bậc Ø11H6.

Dao: Dao khoét, dao doa thép gió P18

2.3.2.8 Nguyên công 13 : Khoét lỗ Ø16H11; Khoét bậc; Doa lỗ Ø20H7; Taro ren

M24x1,5.

a Định vị và kẹp chặt

Dùng phiến tỳ định vị trên mặt F khống chế 3 bậc tự do

Dao: Dao khoét, dao doa, dao taro thép gió P18.

2.3.2.9 Nguyên công 14: Khoét; Doa lỗ Ø20H8.