(Đồ án hcmute) thiết kế máy mài cầm tay sử dụng giấy nhám đai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ MÁY MÀI CẦM TAY SỬ DỤNG GIẤY NHÁM ÐAI GVHD: ThS NGUYỄN HOÀI NAM NGUYỄN CÔNG QUÂN THẠCH QUÂN THỤY S KL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2016 an MSSV: 12143159 MSSV: 12143210 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “ THIẾT KẾ MÁY MÀI CẦM TAY SỬ DỤNG GIẤY NHÁM ĐAI” Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TH.S NGUYỄN HOÀI NAM NGUYỄN CƠNG QN MSSV: 12143159 Khố: THẠCH QN THỤY 2012 - 2016 MSSV: 1214321 Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2016 i an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “ THIẾT KẾ MÁY MÀI CẦM TAY SỬ DỤNG GIẤY NHÁM ĐAI” Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Khố: TH.S NGUYỄN HỒI NAM NGUYỄN CÔNG QUÂN MSSV: 12143159 THẠCH QUÂN THỤY MSSV: 1214321 2012 - 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2016 i an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn cong nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TH.S NGUYỄN HỒI NAM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CƠNG QUÂN MSSV: 12143159 THẠCH QUÂN THỤY MSSV: 12143210 Tên đề tài: THIẾT KẾ MÁY MÀI CẦM TAY SỬ DỤNG GIẤY NHÁM ĐAI Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nguồn động lực có sẵn từ máy mài cầm tay có Thiết bị dùng gia cơng inox Nội dung đồ án: Tổng quan thiết bị mài cầm tay Thiết kế nguyên lý Tính toán thiết kế truyền Chế tạo lắp ráp thiết bị Thử nghiệm Các sản phẩm dự kiến Tài liệu thiết kế + mơ hình Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) ii an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế máy mài cầm tay sử dụng giấy nhám đai GVHD: Th.s Nguyễn Hoài Nam Họ tên sinh viên: Nguyễn Công Quân MSSV: 12143159 Lớp: 121433A Địa sinh viên: 24 đƣờng khu phố quận Thủ Đức Hồ Chí Minh Số điện thoại liên lạc: 01675800058 Email: 12143159@student.hcmute.edu.vn Họ tên sinh viên: Thạch Quân Thụy MSSV: 12143210 Lớp: 121433B Địa sinh viên: 4A Đƣờng Hồ Hòa Kp1 P Tân Phong Biên Hòa Số điện thoại liên lạc: 0962958354 Email: 12143210@student.hcmute.edu.vn Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình chínhchúng tơi nghiên cứu thực Chúng không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào,chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng năm 2016 Ký tên iii an LỜI CẢM ƠN Đƣợc phân cơng kha khí chế tạo máy trƣờng đại học sƣ phạm kĩ thuật thành phố Hồ Chí Minh, đồng ý thầy hƣớng dẫn thạc sĩ Nguyễn Hồi Nam tơi thực đề tài :” Thiết kế máy mài cầm tay sử dụng giấy nhám đai” Xin chân thành cảm ơn thầy hƣớng dẫn thạc sĩ Nguyễn Hồi Nam tận tình, chu đáo hƣớng dẫn thực đề tài suốt thời gian qua Mặc dù cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh Song buổi đầu làm quen với công tác nguyên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế sản xuất nhƣ hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên không thề tránh khỏi sai sót mà than chƣa thấy đƣợc Chúng tơi mong đƣợc góp ý q thầy, giáo để rút điều cịn thiếu sót thân Qn, ngày 8/06/2016 iv an TÓM TẮT ĐỒ ÁN TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MÁY MÀI CẦM TAY SỬ DỤNG GIẤY NHÁM ĐAI Inox hợp kim thép, tổng hợp kim loại màu, có khả chịu mài mịn, chống oxy hóa, khơng nhiễm từ, mềm dẻo, dễ uốn dễ gia cơng Hơn nữa, Inox cịn đảm bảo đƣợc tính mỹ thuật sang trọng tinh tế Chính inox đƣợc sử dụng rộng rãi nghành dân dụng công nghiệp Inox thay dần vật liệu thép đen ngày đƣợc sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực dân dụng, là: thiết bị vật tƣ y tế, vật liệu trang trí nội thất, làm đồ gia dụng Trong cơng nghiệp đóng tàu, dầu khí ( đƣờng khí dẫn dầu khí ga cơng nghiệp), cơng trình thủy điện, nhà máy hóa chất Các ngành hóa thực phẩm nhƣ: nhà máy đồ hộp, nhà máy bia, nhà máy hóa chất ,nhà máy chế biến thủy sản đơng lạnh Mục đích nhóm em mở rộng phạm vi công nghệ thiết bị mài cầm tay nâng cao chất lƣợng sản phẩm dân dụng làm đồng thời làm giảm thời gian gia công Mang đến hiệu kinh tế cao sản xuất vừa nhỏ Cụ thể mở rộng phạm vi sử dụng máy mài góc Đây máy đƣợc sử dụng phổ biến xƣởng khí nhỏ, lẻ dùng để gia công sản phẩm dân dụng sắt thép, inox v an MỤC LỤC Trang phụ bìa i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CAM KẾT iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN v MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ x CHƢƠNG TỔNG QUAN THIẾT BỊ CẦM TAY 1.1.Tình hình sử dụng thiết bị cầm tay 1.2.Đặc điểm thiết bị cầm tay cắt, mài, đánh bóng dân dụng 1.3.Thƣơng hiệu thiết bị cầm tay lớn Việt Nam 1.4 Mài đá mài đai 1.4.1 Đai nhám .3 1.4.2.Cấu tạo đai nhám gồm phần: 1.4.3.Đĩa mài .4 1.4.4.Cấu tạo đá mài CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.Ổ trục 2.1.1.Ổ lăn 2.1.2.Ổ trƣợt 2.2.Bộ truyền đai 2.2.1.Khái niệm chung 2.2.1.1.Nguyên lý 2.2.1.2.Ƣu, nhƣợc điểm phạm vi sử dụng 10 2.2.2.Các phƣơng pháp căng đai .10 2.2.3.Bộ truyền đai dẹt 10 vi an 2.2.4 Cơ sở lý thuyết tính tốn truyền đai 10 2.3.Lò xo 12 2.4.Thanh chịu uốn 13 CHƢƠNG THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ 15 3.1.Sơ đồ nguyên lý chung máy mài .15 3.2 Các phƣơng án thiết kế 15 3.3.Phân tích 17 CHƢƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN 21 4.1 Sơ đồ 21 4.2 Tính tốn thiết kế 21 4.2.1 Bộ truyền đai 21 4.2.2.Tính lị xo dùng để thay đổi khoảng cách trục 24 4.2.3.Tính tốn lị xo dùng để chỉnh xoay 27 4.2.4.Chọn ổ bi 29 4.2.5.Tính trục để lắp ổ bi 30 4.2.6.Phần vỏ chi tiết khác 34 4.2.6.1.Chọn vật liệu .34 4.2.6.2 Chi tiết 1: Cánh tay làm việc .34 4.2.6.2.Chi tiết 2: Gối đỡ .36 4.2.6.3 Chi tiết 3: Thanh trƣợt 37 4.2.7.Chọn bulong, vít .38 CHƢƠNG HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG 40 5.1.Máy mài phẳng 40 5.1.1.Cách Thay đai 40 5.1.2.Cách điều chỉnh bánh đai bị dẫn 40 5.1.3.Cách sử dụng máy 40 5.1.4.Cách tháo lắp máy 41 5.2.Máy mài góc 42 5.2.1Điều chỉnh góc độ máy mài 42 vii an 5.2.2Gắn tay cầm phụ trợ 42 5.2.3.Chỉnh dây đai 42 5.2.4.Mở tắt máy 43 5.2.5Thay tay mài 43 CHƢƠNG THỬ NGHIỆM 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 viii an Tính kiểm nghiệm độ bền trụ độ bền mỏi Theo công thức 10.19 tài liệu [1] trang 195.Hệ số an tồn đƣợc tính theo cơng thức: = [S] √ Hệ số an toàn cho phép [s] = 1,5 2,5 hệ số an toàn xét ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện j Theo công thức 10.20 tài liệu [1] trang 195 Theo công thức 10.21 tài liệu [1] trang 195 = = Đối với thép cacbon Giới hạn mỏi uốn = 0,436 Giới hạn mỏi xoắn = 0,58 = 0,436.600 = 261,6 Mpa = 261,6.0,58 = 151,72Mpa biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện j + Theo công thức 10.22 tài liệu [1] trang 196, trục chịu ứng suất không đối xứng = = Theo bang 10.6 tài liệu [1] trang 196 Trục = Momen cản uốn Momen cản xoắn = + momen cản uốn cản xoắn tiết diện nguy hiểm Đƣờng kính Mj T Wj Woj 230 588 34 69 Mj =√ 32 an + Theo công thức 10.23 tài liệu [1] trang 196, trục chịu ứng suất không đối xứng = + , = hệ số kể đến ảnh hƣởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi Theo bảng 10.7 tài liệu [1] trang 197 = 0,05 =0 + , hệ số xác định theo công thức Theo công thức 10.25 tài liệu [1] trang 197 ( ) Theo công thức 10.26 tài liệu [1] trang 197 ( ) chọn theo bảng 10.12 tài liệu [1] trang 199 trục có rãnh then Vì trục trơn nên + Các trục đƣợc gia công máy tiện tiết diện nguy hiểm Ra = 2,5 0,63 , = 600 MPa theo bảng 10.8 tài liệu [1] trang 197 hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Kx = 1,06 + Không tăng bền nên Ky = + hệ số kích thƣớc kể đến ảnh hƣởng kích thƣớc tiết diện trục đến giới hạn mỏi theo bảng 10.10 tài liệ [1] trang 198 Vì thép cacbon nên Đƣờng kính Uốn Xoắn 0,95 0,92 + Tỷ số ⁄ ⁄ bề mặt trục có lắp độ dôi = 600 Mpa, kiểu lắp k6 Đƣờng kính trục < 30 50 ⁄ 2,06 ⁄ 1,64 33 an + Hệ số an toàn tiết diện trục: ⁄ ⁄ Đƣờng kính Tính tốn 1,05 Lắp Tính Lắp căng tốn căng 2,06 1,08 1,64 S 2,12 1,96 17,8 18,1 12 Qua kiểm tra ta thấy hệ só an tồn thỏa điều kiện Chọn lại d = mm tính S = thỏa điều kiện 4.2.6.Phần vỏ chi tiết khác 4.2.6.1.Chọn vật liệu Chọn vật liệu nhơm có độ bền = 260 Mpa Theo công thức – tài liệu [4] trang 37, hệ số an tồn đƣợc tính theo cơng thức s = s1.s2.s3 Trong Hệ số xét đén độ xác việc xác định tải trọng ứng suất s1 Hệ số xét đến đồng tính vật liệu s2 Hệ số xét đến yêu cầu an toàn s3 Để giàm khối lƣợng máy t chọn hệ số s = Suy = 130 Mpa 4.2.6.2 Chi tiết 1: Cánh tay làm việc 34 an Chức năng: gắn bánh đai bị động, phần phận chỉnh độ song song hai trục bánh đai song song với Để dễ tính tốn coi cánh tay cơng tác nhƣ dài co tiết diện hình vng cạnh a Sơ đồ lực tác dụng vào cánh tay Khoảng cách từ điểm chịu lực đến gối đỡ 70mm ta lấy lên 80mm Sơ đồ tác dụng lực lên cánh tay Cánh tay chịu lực uốn làm cong cánh tay làm việc Theo nguyên tắc sử dụng thiết bị cầm tay mài khơng đƣợc tì đè máy, Để an tồn ta coi máy không hoạt động chịu lực tì ngƣời từ xuống 10kG Phƣơng trình cân lực ∑ Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết Lực tác dụng vào cánh tay P = 10 KG = 100N Công thức theo điều kiện bền vật bị uốn theo sách giáo trình sức bền vật liệu [ ] Moment quán tính mặt cắt ngang có điểm tính ứng suất 35 an Mmax = 8000Nmm Moment quán tính mặt cắt ngang có điểm tính ứng suất Jx = a4/12 Khoảng cách từ điểm tính ứng suất đến trục trung hịa ymax = a/2 Giới hạn kéo nén vật liệu nhôm [ ] = 110 N/mm2 Tƣơng đƣơng suy a > mm ⁄ Suy diện tích nhỏ mặt cắt ngang cánh taylà 49 mm2 4.2.6.2.Chi tiết 2: Gối đỡ Hình dạng sơ chi tiết Chức :bộ phận lò xo, nút vặn kết nối cánh tay với máy Chi tiết có tiết diện nhƣ chữ U nằm ngang Khi máy mài hoạt động phần cánh tay có tƣợng bị lệnh tác dụng lực lên thành chi tiết lực có giá trị phản lực đai tiếp xúc với chi tiết mài Lấy F = 10 kG Khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực làm trịn lên 80 mm Phƣơng trình cân lực ∑ Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết 36 an Lực tác dụng vào vật P = 10 KG = 100N Công thức theo điều kiện bền vật bị uốn theo sách giáo trình sức bền vật liệu [ ] Moment quán tính mặt cắt ngang có điểm tính ứng suất Mmax = 8000Nmm Moment qn tính mặt cắt ngang có điểm tính ứng suất Jx = 323,33a4 Khoảng cách từ điểm tính ứng suất đến trục trung hòa ymax = 4,5a Giới hạn kéo nén vật liệu nhôm [ ] = 110 N/mm2 Tƣơng đƣơng suy a mm Suy a lớn mm Tiết diện chi tiết 80mm2, khoảng khơng gian rỗng phía 40 mm2 4.2.6.3 Chi tiết 3: Thanh trƣợt Chứ năng: làm trụ lò xo, định hƣớng di chuyển lò xo, bề mặt lắp ghép đối đỡ chi tiết phía trƣớc máy Để tăng độ an toàn máy, chi tiết ta xem nhƣ bị chịu lực uốn phản lực tác dụng lên bánh đai bị dẫn tiếp xúc với bề mặt chi tiết mài 37 an Phƣơng trình cân lực ∑ Sơ đồ lực tác dụng vào chi tiết Lực tác dụng vào vật P = 10 KG = 100N Theo điều kiện bền [ ] Moment qn tính mặt cắt ngang có điểm tính ứng suất Mmax = 8000Nmm Moment quán tính mặt cắt ngang có điểm tính ứng suất Jx = 1,2a4 Khoảng cách từ điểm tính ứng suất đến trục trung hòa ymax = 3,5a Giới hạn kéo nén vật liệu nhôm [ ] = 110 N/mm2 Tƣơng đƣơng suy a 2mm Suy bề dày chi tiết lớn mm Đƣờng kính chi tiết 14 mm, chi tiết có bề dày 2mm, khoảng khơng gian rỗng phía có đƣờng kính 10mm 4.2.7.Chọn bulong, vít 1.Vít kẹp chặt máy truyền đai 38 an Sơ đồ lực Phƣơng trình cân lực suy F = 115 N = 12 kG ∑ Bulong đƣợc làm theo thép C45 có ứng suất kéo [ ] = – 10kG/mm2 Công thức chọn đƣờng kính bulong d = 1,6.√[ ] = 1,6 √ = mm Chọn bulong đƣờng kính d = mm Kẹp chặt kim loại bảo vệ Vít M3 Kẹp chặt trƣợt Vít M6 Kẹp chặt vào chi tiết bulong – đai ốc M5 Bulong dùng để điều chỉnh độ song song hai bánh đai M6 Hình 4.1 Mơ hình máy mài đai nhám phẳng 39 an CHƢƠNG HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG 5.1.Máy mài phẳng 5.1.1.Cách Thay đai H5.1 Hình minh họa cách thay đai Dùng lực ấn cấu theo chiều mũi tên để làm giảm khoảng cách trục xuống thay đai, thi đai xong thả tay để cấu di chuyển trở khoảng cách ban đầu Chính khoảng đai căng 5.1.2.Cách điều chỉnh bánh đai bị dẫn H5.2 Hình minh họa điều chỉnh bánh đai Vặn núm tròn để điều chỉnh bánh đai bị dẫn xoay ngang 5.1.3.Cách sử dụng máy Khi sử dụng máy mài để mài, luôn di chuyển máy từ vào Tránh sử dụng máy phần diện tích gồ ghề, có nhiều va đập 40 an 5.1.4.Cách tháo lắp máy H.5.3Sơ đồ lắp bánh đai H5.4 Sơ đồ lắp vỏ bảo vệ H5.5Sơ đồ tháo lắp cấu căng đai H5.6Sơ đồ lắp cấu điều chỉnh đai 41 an 5.2.Máy mài góc 5.2.1Điều chỉnh góc độ máy mài - Trƣớc điều chỉnh góc độ cụm máy hồn tồn, vặn để tháo lục giác bên cạnh - Xoay góc độ đầu máy phù hợp với điều kiện làm việc vị trí làm việc (xoay đƣợc 90 độ) - Sau vặn chặt vít lục giác H5.7 Hỉnh minh họa điều chỉnh góc độ máy mài 5.2.2Gắn tay cầm phụ trợ - Vận hành máy với tay cầm phụ trợ - Vặn tay cầm phụ trợ bên phải hay bên trái máy đầu tùy thuộc vào phƣơng pháp làm việc 5.2.3.Chỉnh dây đai - Điều chỉnh dây đai chạy cách vặn bulong phía trƣớc cánh tay chà nhám, điều chỉnh để vành đai chạy trung tâm puly H5.7 Hỉnh minh họa điều chỉnh góc độ máy mài 42 an 5.2.4.Mở tắt máy  Khởi động ngắn gọn - Đẩy nút nhấn lên trƣớc giữ vị trí - Để tắt máy, thả nút  Hoạt động máy liên tục - Đẩy nút nhấn lên trƣớc nhấn xuống - Để tắt máy, kéo nút nhấn trở 5.2.5Thay tay mài - Để thay tay mài, tháo bulong lục giác - Gỡ tay mài xuống - Gắn tay mài vào vặn bulong lại H5.8 hình minh họa thay cánh tay 43 an CHƢƠNG THỬ NGHIỆM Trƣớc mài Sau mài 44 an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ tập một, nhà xuất giáo dục Việt Nam [2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ tập hai, nhà xuất giáo dục Việt Nam [3] Nguyễn Hữu Lộc, CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY, nhà xuất đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [4] Phan Minh Thanh – Hồ Viết Bình, CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY, nhà xuất đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 45 an S an K L 0 ... tài: THIẾT KẾ MÁY MÀI CẦM TAY SỬ DỤNG GIẤY NHÁM ĐAI Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nguồn động lực có sẵn từ máy mài cầm tay có Thiết bị dùng gia cơng inox Nội dung đồ án: Tổng quan thiết bị mài cầm. .. BỊ CẦM TAY 1.1.Tình hình sử dụng thiết bị cầm tay 1.2.Đặc điểm thiết bị cầm tay cắt, mài, đánh bóng dân dụng 1.3.Thƣơng hiệu thiết bị cầm tay lớn Việt Nam 1.4 Mài đá mài. .. minh họa thay cánh tay 43 x an CHƢƠNG TỔNG QUAN THIẾT BỊ CẦM TAY 1.1.Tình hình sử dụng thiết bị cầm tay Bảng 1.1 Bảng khảo sát nhu cầu sử dụng thiết bị cầm tay cắt, mài, đánh bóng xƣởng