Thiết kế bánh xe chủ động cơ cấu di chuyển xe con

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế bánh xe chủ động cơ cấu di chuyển xe con

Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO 1.Phân tích chức làm việc cấu: Bánh xe di chuyển dùng để di chuyển tất loại máy nâng vận chuyển, di chuyển xe loại máy trục, dùng bàn trượt xe nâng dùng cấu quay máy trục Bánh xe di chuyển xe công trục chi tiết chịu tải trọng lớn hao mòn nhanh nên thời hạn sử dụng từ đến tháng Bánh xe làm việc điều kiện khắc nghiệt, hệ thống bánh xe chịu toàn tải trọng xe con, trọng lượng vật nâng thiết bị mang hàng Quá trình xe chuyển động ray tải trọng tác động thay đổi liên tục vành bánh xe chịu tác động momen xoắn phức tạp thay đổi liên tục Bề mặt tiếp xúc ray bánh xe xuất ma sát lớn, nhiệt cao, gây mái mòn bánh nhanh làm giảm tuổi bền bánh xe Bánh xe di chuyển xe loại gờ, bề mặt làm việc hình trụ Số bánh xe chủ động chiếm 1/2 tổng số bánh xe Bánh xe chủ động có chức nhận chuyển động từ cấu di chuyển nhờ lực bám bề mặt lăn bánh xe ray mà xe di chuyển dầm cổng trục Bề mặt lăn bánh xe gia công khí với độ xác cao nhiệt luyện đến độ cứng HB= 300400, song độ cứng mặt lăn bánh xe phải nhỏ độ cứng bề mặt làm việc ray, thực tế việc ta sửa chữa thay hệ thống bánh xe dễ dàng, đơn giản đỡ tốn nhiều so với thay hệ thống ray Thành phần hoá học thép 45: C Si Mn S P Ni Cr 0,40,5 0,170,3 0,50,8 0,045 0,045 0,30 0,30 2.Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết: Bánh chi tiết khác, kết cấu chúng ảnh hưởng trực tiếp đến suất chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bền làm việc Vì vậy, thiết kế cần ý đến bề mặt Bánh xe chi tiết dạng bánh răng, ta chọn loại bánh xe loại hình trụ có hai gờ, có lỗ trụ đơn giản, có rãnh then lắp với trục băng ổ bi, bạc… Vật liệu chế tạo loại thép 45 Ứùng suất bền kéo nhỏ nhất:  bk 540 N / mm Ứùng suất bền chảy vật liệu:  ch 270 N / mm Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn Độ rắn HB=170220 Theo chức làm việc chi tiết, dựa vào vật liệu gia công theo kết cấu kích thước vẽ, để bánh xe có độ cứng độ bền cần thiết, không bị nứt, chảy, biến dạng trình làm việc cần phải nhiệt luyện phương pháp thể tích Phương pháp có ưu điểm dễ điều chỉnh độ sâu lớp thấm tôi, biến dạng bé, độ bóng bề mặt không giảm nhiều, thích hợp sản xuất hàng loạt 3.Xác định dạng sản xuất: Đặc điểm sản lượng hàng năm ít, thường từ đến vài chục chiếc, sản phẩm ổn định chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo không xác định Do sản xuất thường sử dụng trang thiết bị, dụng cụ công nghệ vạn Máy móc bố trí theo loại máy thành phận sản xuất khác Yêu cầu trình độ thợ phải cao Dạng sản xuất đơn phù hợp với nhu cầu thay thế, sản xuất chi tiết máy trục cảng Nhu cầu ổn định không thường xuyên Ngoài ra, theo dạng hàng loạt nhỏ Lúc sản phẩm tương đối ổn định chế tạo theo chu kỳ xác định Dạng sản xuất gầnvà giống với sản xuất đơn 4.Chọn phôi: Việc chế tạo phôi đúc sử dụng rộng rãi phôi đúc có kết cấu phức tạp đạt kích thước từ nhỏ đến lớn mà phương pháp khác rèn, dập khó đạt Ngoài ra, phôi đúc giảm nguyên công , tiết kiệm vật liệu, tăng độ xác cho chi tiết Với hình dáng tương tự dạng bánh răng, bánh xe có hai gờ với dạng sản xuất, vật liệu chọn trên, ta định chọn phương pháp chế tạo phôi phôi đúc Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn 5.Thiết kế nguyên công: 5.11 Nguyên công 1: Bước 1: Tiện sơ mặt bên bánh xe Bước 2: Tiện tinh mặt bên bánh xe Hình 1: Tiện bề mặt bên bánh xe Tiện đầu xong quay đầu tiện nửa lại Kẹp chặt: mâm cập chấu Định vị hạn chế bậc tự Tiện thô: Dao tiện: T15k6 t=3 mm S=1,35 mm/vòng n=38 v/ph V=92 m/ph Tgc=14,5 ph Máy tiện: 1295 Đường kính gia công lớn nhất: 640mm Chiều dài ci tiết gia công: 350mm Số trục chính: Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn Giới hạn số vòng quay/phút: 19269 Cấp số tốc độ: 24 Công suất động cơ: < 55 KW Tieän tinh: Dao tieän: T15K6 t=0,5 mm S=0,2 mm/vòng n=110 v/ph V=265 m/ph Tgc=27,86 ph Máy tiện: 1295 5.2Nguyên công 2: Tiện sơ vành, gờ bề mặt tiếp xúc gồm bước: Bước 1: Tiện sơ bề mặt Tiện thô vành bánh xevà bo tròn gờ với dường kính r= 8mm Hình – Tiện sơ bề mặt Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn Bước 2: Tiện tinh vành bánh xe Tiện tinh bề mặt tiép xúc Hình – Tiện tinh vành bề mặt bánh xe Các thông số gia công nguyên công Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn 5.3Nguyên công 3: Tiện lỗ trục bánh xe Hình – Tiện lỗ trục bánh xe  Dao tiện lỗ tiêu chuẩn gán mãnh hợp kim cứng BK6  : Góc nghiêng trước dao (=900)  Chiều sâu cắt Bước thô t=2 mm Bước tinh t=0,3 mm  Số vòng quay: nthô= 75,22 v/ph ntinh=210,6 v/ph  Lượng tiến dao: Sthô=0,2 mm/v Stinh=0,05 mm/v  Vận tốc cắt : vthô=167,8 m/ph Vtinh=449,8 m/ph  Thời gian gia công: Tthô= 14,25 ph Ttinh=20,8 ph Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn 5.4 Nguyên công 4: Xọc để gia công rãnh then Hình – Xọc rãnh then Kẹp chặt mâm cặp chấu để gia công rãnh then Định vị: Mặt đáy bậc tự do, mặt bên hai bậc tự Các thông số gia công: Dao xọc: P18 t=1,6 mm s= 0,12 mm/htk n= 61,1 htk/ph V=22 mm/ph tgc=1.96 ph Máy xọc: 5107 Đường kính gia công: 1000 Số hành trình kép/ph: 400,700,1200,2000 Chạy dao vòng/htk : 0,01250,56 Đường kính dao : 30 Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn 6.Tính tra chế độ cắt: Tính cho nguyên công tiện bao gồm: tiện sơ tiện tinh Công việc thực máy 1295,công suất động N=50Kw * Tiện bề mặt: * Tiện thô:  Chiều sâu cắt: t=28 mm (t  lượng dư gia công Zb) Chọn t=3 mm  Lượng chạy dao: S(mm/vòng) S=1,11,5 mm/vòng Chọn S=1,35 mm/vòng  Tốc độ cắt: v(m/ph) Xác định theo công thức: Trong đó: T=30 60 phút: Trị số trung bình tuổi bền, lấy T=45 ph Cv=292 : Hệ số điều chỉnh xv=0,15 yv=0,3 m= 0,18 k mv  750   C m   b  nV  750  1    540  1 0,72 knv=1(Do vỏ cứng ) kuv= (Thép đúc )  kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 v Cv 292 k v  0,18 0,15 0,72 85,28( m / ph) xV yV T t S 45 1,350,3 m  Số vòng quay trục chính: 1000.Vt 1000.85,28 nt   54,3(v / ph)  D 3,14.500 nm=(19269) v/ph(laáy nm=54 v/ph) v  D.n m 85(m / ph) 1000  Lực cắt P(N): chia thành phần theo tọa độ máy Lực cắt theo hướng tiếp tuyến: PZ  Lực cắt theo hướng kính: PY  Lực cắt theo hướng trục: PX  Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.kp=PZ=Cp.tXpz.SYpz.vnz.kpz=300.31.1.350,75.84-0,15 =515,7 (KG)  Công suất cắt: Nc(Kw) P v 515,7.85 Nc  z  7,16( Kw) 102.60 102.60 N c N m  50.0,8 40 Vậy thoả công suất * Tiện tinh:  Chiều sau cắt: t = 0,5 mm (t lượng dư gia công Zb)  Lượng chạy dao: S(mm/vòng) Chọn S=0,2 mm/vòng  Tốc độ cắt: v(m/ph) Xác định theo công thức: v  CV kV T m t Xv S Yv Trong đó: T=3060 phút: trị số trung bình tuổi bền, lấy T=45 ph Cv=292 : Hệ số điều chỉnh xV=0,15 ; yV=0,3 ; m=0,18 k mv  750   C m   b  nV ,Hệ số phụ thuộc vật liệu gia coâng b= 540 N/mm2 kn=1 ; nV=-1 k mv  750   C m   b  nV  750  1.   540  1 0,72 knv=1 ; Do vỏ cứng kuv=-1; (Thép ñuùc )  kv=kmv.knv.kuv=0,72.1.1=0,72 v  CV 292 kV  0,18 0,72 265,6(m / phut ) Xv Yv T t S 45 (0,5) 0,15 (0,2) 0,3 m Số vòng quay phút: 1000.Vt 1000.265,6 nt   187,9(v / ph)  D 3,14.450 nm=(19269) v/ph (laáy nm=190 v/ph) v  Dnm 268( m / ph) 1000  Lực cắt P (N): Chia ba thành phần theo tọa độ máy: Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.Kp=Pz Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn Tra bảng11-1[6] ta có thông số: Cpz,Xpz,Ypz,Kpz,npz Pz= Cp.tXpz.SYpz.vnz.Kpz=300.(0,5)1.(0,2)0,75.110-0,15=22,16(KG)  Công suất cắt: Nc (Kw) P v 22,16.268 NC  Z  0,97( Kw) 102.60 102.60 N C N m  50.0,8 40 Vậy thoả công suất * Tiện lỗ: Máy tiện Định vị kẹp chặt không thay đổi Dao tiện lỗ tiêu chuẩn gắn mảnh hợp kim cứng Thông số dao Mảnh hợp kim cứng BK6, =900  Tiện thô: Tính vận tốc cắt Chọn chiều sâu cắt 324.0,72 V=(CV.KV/Tm.tx.Sy)= 500,2.2 0,2.0,2 0,4 167,8(m / ph) Các thông số tra bảng: CV=324 KV=K1.K2.K3.K4.K5.K6=0,72 T=3060 m=0,2 t =2 x = 0,2 y = 0,4 s = 0,2 Số vòng quay: n= (167,8.1000)/(3,14.710)=75,22(v/ph)  Tiện tinh: Tính vận tốc cắt t= 0,3 mm V CV KV 324.0,72  0, 449,8(m / ph) m x y T t S 50 0.30 ,2.0,050 ,4 Các thông số tra bảng tương tự Số vòng quay n 449,8.1000 286,49(v / ph) 3,14.500 * Xọc rãnh then: Kích thùc then; Bài tập lớn Công nghệ chế tạo 10 Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn Bề rộng rãnh then b = 24 Chiều dài rãnh then l = 140 Chiều sâu rãnh then k = 12  Chiều sâu cắt: t = 1,6 mm  Lượng chạy dao: S(mm/ hành trình kép) S = 0,10,3 mm/htk Chọn S= 0,12 mm/htk  Tốc độ cắt: v(mm/ph) V=22 (mm/ph) Trạng thái bề mặt gia công: vỏ cứng, phôi đúc  Số vòng quay trục chính: 1000.Vt 1000.74,92 nt   47,72(v / ph)  D 3,14.500 nm=(19269) v/ph v (laáy nm=50 v/ph)  D.nm 78,5(v / ph) 1000  Lực cắt P(N): chia thành phần theo tọa độ máy Pxyz=Cp.tx.Sy.vn.Kp=Pz Tra bảng ta có thông số: Cpz=408 ; Xpz = 0,72 ; Ypz=0,8 ; nz=0 Kp=1,1 ; K=1 ; Kp=1 ; Krpz=1  Kpz=1,1 Pz=Cp.tXpzSYpz.Vnz.Kpz=408.(1,6)0,72.(0,12)0,8.220.1,1=115,442 (KG)  Công suất cắt: Nc (Kw) P v 115,44.22 NC  Z  0,4(Kw) 102.60 102.60 So với công suất máy danh định đảm bảo làm việc an toàn  Số hành trình phuùt: 1000.v 1000.22 n  78,57(htk / ph) 2.L 2.140 7.Lượng dư gia công: Chất lượng bề mặt phôi: Phôi đúc: cấp xác 7-9; RZ=250 m ; Ti=350 m Các thông số đạt sau gia công bề mặt: Gia công thô: cấp xác 3-4 ; RZ=50 m ; Ti=50 m Gia công tinh: cấp xác 4-5 ; RZ=20 Sai lệch vị trí không gian: Bài tập lớn Công nghệ chế tạo m ; Ti=30 m 11 Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn 2   C  cm  K 0,7 mm : đường cong giới hạn 1mm chiều dài (phôi đúc) c=k=0,7 mm 2 2      400   400  284( m )  cm   b    b            2  2   700  284 755,4( m ) Sai lệch không gian sau tiện thô: 1=.0,05=37,77 m Sai số kẹp chaët:  gd   c2   k  60  160 170,88( m) k=160 m; c=60 m sai số kẹp chặt lại nguyên công tinh: gd2=0,05.gd=0,05.170,88=8,54 m Lượng dư nhỏ tiện thoâ: Z 2( RZ  Ti     gd ) 2(250  350  nhỏ tiện tinh:   755,4   170,88  2.1374,4 m Lượng dư  Z 2 50  (37,7)  (8,54) 2.88,6 m Lượng dư lớn nhất: 2Z max 2Z TD 21374  (170  50) 2868m TD: Hieäu dung sai bước sát trước bước hoàn thành 8.Thời gian gia công: 8.1 Nguyên công 1và 2: 8.1.1 Tiện tinh: aa Bề mặt bên: T0  L  L1  L S.n L1  t 0,5  0,5   0,5 1(mm) tg tg45 L (1 3)mm 2mm T0  L  L1  L2 500    13,23( ph) S n 0,2.190 ba Bề mặt làm việc: L1  t 0,5  0,5   0,5 1(mm) tg tg45 L (1 3)mm 2mm T0  L  L1  L2 140    3,8( ph) S n 0,2.190 8.1.2 Tiện thô: Bài tập lớn Công nghệ chế tạo 12 Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng a Bề mặt bên: T0  L1  Svth : Nguyễn Ngọc Sơn L  L1  L2 S n t  0,5   4(mm) tg tg45 L (1 3)mm 2mm L  L1  L2 500    6,95( ph) S n 1,35.54 T0  bb Beà mặt làm việc: L1  t  0,5   4( mm) tg tg 45 L 2mm T0  8.2 L  L1  L2 140    2,0( ph) S n 1,35.54 Nguyeân công 3: 8.2.1 Tiện thô: T0  L  L1  L2 140   9,44( ph) S n 0,2.75,22 L=140 mm ; L1t/tg=0 ; L2=25 8.2.2 Tieän tinh: T0  8.3 L  L1  L2 140   2,5( ph) S n 0,2.286,4 Nguyên công 4: Gia công xọc: .l+.2=50 mm S=0,12 mm/htk h=13,4 mm T0  h 13,4   1,96( ph) s.n 0,12.61,1.10   Thời gian gia công tổng cộng: T tc T0  Tp  Tpv  Ttn T0: Thời gian Tp: Thời gian phụ ; Tp=10%.T0 Tpv: Thời gian phụ việc ; Tpv= 3%.T0 Ttn: Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên công nhân ; Ttn= 5%.T0 Nguyên công1: To= 13,23 + 6,95 = 20,18ph Ttc= T0  18 % T0 = 23,81ph Nguyên công2: To= 3,8 + =5,8 ph Ttc= 5,8 + 1,044 = 6,844 ph Nguyên công3: Bài tập lớn Công nghệ chế tạo 13 Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn T0= 9,44 + 2,5 =11,94 ph Ttc=11,94 + 2,149 = 14,1ph Nguyên công4: T0=1,96 ph Ttc=1,96+0,98+0,05+0,19=2,3 ph Bài tập lớn Công nghệ chế tạo 14 Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn TÀI LIỆU THAM KHẢO  Giáo trình công nghệ chế tạo máy  Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1,2  Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Bài tập lớn Công nghệ chế tạo 15 ... Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn 5 .Thiết kế nguyên công: 5.11 Nguyên công 1: Bước 1: Tiện sơ mặt bên bánh xe Bước 2: Tiện tinh mặt bên bánh xe Hình 1: Tiện bề mặt bên bánh xe Tiện đầu xong quay đầu tiện... mặt bánh xe Các thông số gia công nguyên công Bài tập lớn Công nghệ chế tạo Gvhd: Ths Nguyễn Văn Hùng Svth : Nguyễn Ngọc Sơn 5.3Nguyên công 3: Tiện lỗ trục bánh xe Hình – Tiện lỗ trục bánh xe. .. HB=170220 Theo chức làm việc chi tiết, dựa vào vật liệu gia công theo kết cấu kích thước vẽ, để bánh xe có độ cứng độ bền cần thiết, không bị nứt, chảy, biến dạng trình làm việc cần phải nhiệt luyện