Hcmute nghiên cứu phương pháp cán ren vít dài vô tận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CÁN REN VÍT DÀI VƠ TẬN S K C 0 9 MÃ SỐ: T2013 - 121 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH & CN CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP CÁN REN VÍT DÀI VƠ TẬN MÃ SỐ: T2013 - 121 Chủ nhiệm đề tài: GV Hồ Viết Bình TP HCM, Tháng 11 Năm 2013 Luan van TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH Khoa Cơ khí Chế tạo máy Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp HCM, Ngày 20 tháng 11 năm 2013 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1.Thông tin chung: -Tên đề tài: NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP CÁN REN VÍT DÀI VƠ TẬN - Mã số: T2013 – 121 - Chủ nhiệm: Hồ Viết Bình - Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM - Thời gian thực hiện: tháng 3/2013 đến tháng 12/2013 2.Mục tiêu: Nghiên cứu thực nghiệm công nghệ cán ren vít đặc biệt vít dài để bổ sung lý thuyết tạo hình vào chƣơng trình cơng nghệ chế tạo chi tiết máy, giúp ngƣời học có tầm nhìn rộng nguyên lý tạo hình từ ứng dụng vào thực tế sản xuất 3.Tính sáng tạo: Cán ren vô tận lăn hớt vòng cho phép cán đƣợc chi tiết có đƣờng kính khác với bƣớc ren 4.Kết nghiên cứu: - Nghiên cứu tổng kết lý thuyết cán ren hƣớng kính cán ren vơ tận, có đủ thơng số để thiết kế máy - Thực nghiệm mơ hình đơn giản cho kết cán ren vô tận đƣợc lăn hớt vịng nhƣ phân tích lý thuyết - Thiết kế đƣợc máy cán ren (cán đƣợc ren hƣớng kính ren vơ tận) 5.Sản phẩm: Tập thuyết minh kèm đĩa CD chứa kết nghiên cứu Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Áp dụng vào chƣơng trình đào tạo môn học Công nghệ chế tạo máy - Tƣ vấn thiết kế máy cán ren đa cho cơng ty có nhu cầu Trƣởng đơn vị (ký, họ tên) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Luan van INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: - Project title: Research on Thread Thru-Rolling Methods - Code number: T2013 – 121 - Coordinator: Ho Viet Binh - Implementing institution: University of Technical Education HCMC - Duration: March 2013 to December 2013 Objective(s) - The implementation of the machinery manufacturing theory - Helps learner to have pratical experiences in shaped principle Creativeness and innovativeness: - Using the Thread Thru-Rolling Methods to roll through different diameter parts with same step thread Research results: - Research summarized radial thread rolling and thru-rolling theory, to design the machinery - Experimented on simple rolled models and can be able to thru-rolled with lace cut rollers as theoretical analysis - Design the rolling mills (both radial and through thread) Products: - Description notes and a CD of contents and research results Effects, transfer alternatives of research results and applicability: - Apply on Machinery Technology training courses - Consulting on design the versatile lace mills for firms Luan van Chƣơng 1- TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1-1 Đặt vấn đề Ren vít dạng bề mặt tiêu chuẩn dùng lắp ghép truyền động Trong máy móc thiết bị cơng nghiệp chi tiết máy có bề mặt ren chiếm nhiều, bulong, vít cấy, trục vít me Những chi tiết có ren thƣờng ren ngắn nhƣng có chi tiết ren dài, việc chế tạo ren dài có nhiều phƣơng pháp khác nhƣng việc cán ren có nhiều ƣu điểm nhƣ suất cao, chất lƣợng bề mặt ren tốt, bền gia công cắt gọt Việc chế tạo ren phƣơng pháp cán không nhƣng tài liệu viết cụ thể nên sinh viên khó tiếp cận Nghiên cứu viết thật cụ thể cán ren giúp sinh viên thiết kế chế tạo đƣợc máy cán ren cơng việc địi hỏi nhiều thời gian công sức Điều đặt cho giáo viên giảng dạy môn công nghệ chế tạo máy công việc phải viết chuyên đề bổ sung vào lý thuyết công nghệ chế tạo máy 1-2 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu thực nghiệm cơng nghệ cán ren vít đặc biệt vít dài để bổ sung lý thuyết tạo hình vào chƣơng trình cơng nghệ chế tạo chi tiết máy, giúp ngƣời học có tầm nhìn rộng ngun lý tạo hình từ ứng dụng vào thực tế sản xuất 1-3 Tình hình nghiên cứu & ngồi nƣớc Cán ren vít vơ tận cơng nghệ có từ lâu nhƣng chƣa đƣợc ứng dụng nhiều gia công kim loại có số lý kỹ thuật, việc chế tạo thiết bị trở ngại Hiện việc nghiên cứu cơng nghệ chế tạo máy cán ren vô tận thành công đƣợc ứng dụng nhiều khí chế tạo để thay việc tiện ren, nhƣ giá thành gia công rẻ 1-4 Phƣơng pháp trình tự nghiên cứu 1- Ngun lý tính tốn 2- Thiết kế thiết bị Luan van 3- Chế tạo mơ hình thử nghiệm 4- Kết luận 1-5 Các phƣơng pháp gia công ren: a/ Phƣơng pháp tiện: phƣơng pháp sử dụng máy tiện xích truyền động để tạo ren Phƣơng pháp cho suất thấp, chất lƣợng ren không cao b/ Phƣơng pháp phay: Dùng bƣớc ren lớn c/ Phƣơng pháp cắt ren bàn ren: Năng suất thấp, dùng sản xuất nhỏ d/ Phƣơng pháp cán: Phƣơng pháp có khả tạo ren ngắn, dài cho suất cao, tính tốt Phƣơng pháp dùng sản xuất lớn 1-6 Tính cấp thiết hƣớng thiết kế Cán ren công việc phổ biến nhƣng thơng số để tính tốn thiếu tài liệu, đặc biệt cán ren dài cần gấp rút bổ sung vào lý thuyết công nghệ chê 1tạo máy để giảng dạy cho sinh viên Chƣơng 2- NGUYÊN LÝ CÁN REN Luan van 2.1 Nguyên lý cán ren bàn cán Hình 2.1: Nguyên lý cán ren bàn cán Nguyên lý: Ren cán đƣợc hồn thành sau hành trình kép bàn cán động.Hƣớng ren hai bàn cán chiều với ngƣợc chiều với chiều ren thành phẩm Ren bàn cán đƣợc đánh lệch với ren bàn cán phần kể từ bề mặt định vị 0,5S (S bƣớc ren) với sai lệch cho phép ±0,2 mm Để tránh phức tạp trình gá đặt nhà sản xuất thiết kế chiều dài bàn cán cố định bàn cán di động lệch nửa bƣớc ren cần cán Khả công nghệ: Dùng bàn lăn ép ren máy bàn lăn ép ren phẳng (máy tự động) máy bào ngang,có gá để lăn ép ren đƣợc sử dụng rộng rãi để chế tạo ren xiết chặt cấp xác cấp 2-4 kim loại màu,thép cacbon thép hợp kim quy chuẩn Đƣờng kính lớn ren gia cơng 27 mm đƣờng kính nhỏ mm ; Chiều dài ren từ 60-80 mm.Trong trƣờng hợp đặc biệt đƣờng kính ren 6-15 mm chiều dài tăng đến 100 mm Thơng số bàn cán: Bộ dụng cụ để lăn ép ren máy bàn cán ép ren phẳng gồm có hai bàn cán – chuyển động cố định Khi thiếu qui chuẩn bàn cán tính theo cơng thức sau l  (1  2). dtb ; Lcd  (5  8). d tb ; Ld  Lcd  (1,5  3).d0 B  lH  mm ; a  1, 2t ; l1  (2  3). d tb H  (4  7).d0 d0  12 mm H  (2  3).d0 d0  14  25 mm l B A-A 850 850 L cd Luan van A A-A H  L d B C A 850 ° 850 ° Hình 2.3: Bàn cán di động A Trong : d0 : đƣờng kính ngồi ren gia cơng Luan van d tb : đƣờng kính trung bình ren gia công t : chiều cao ren bàn cán lH : chiều dài ren lăn ép Ld: chiều dài bàn cán động S: bƣớc ren B: bề rộng bàn cán ren ( cho cố định di động ) H: chiều cao bàn cán α: góc profin ren α = 60ᵒ  : góc nâng ren bàn cán ( góc nâng ren sản phẩm cán ) 2.2 Nguyên lý cán ren lăn hƣớng kính Hình 2.4: Nguyên lý lăn ép ren hai lăn hƣớng kính Lăn ép ren có đƣờng kính từ 0,3 đến 100-120 mm vật liệu đặc thành mỏng kim loại màu, thép qua thƣờng hóa Các lăn quay chiều chuyển động, bƣớc tiến hƣớng kính đƣợc thực dịch chuyển lăn Đƣờng tâm lăn song song với Luan van đƣờng tâm phôi, phôi quay tự dịch chuyển theo hƣớng kính hai lăn Đƣờng xoắn lăn có chiều nghiêng ngƣợc với chiều ren lăn ép nghĩa để lăn ép ren phải lăn có ren trái ngƣợc lại Cấu tạo lăn : Các lăn thƣờng chế tạo thép Cr12Mo, Cr6WV, Cr12V1 sản phẩm có độ cứng HB 160 – 200 thép 6X6B3M  C sản phẩm có độ cứng HB 370 - 400 Hình 2.5: Cấu tạo lăn cán ren Trong : Dn: Đƣờng kính ngồi lăn Dtb: Đƣờng kính trung bình lăn Dt: Đƣờng kính ren lăn H: bề rộng lăn S: bƣớc ren lăn α: góc prơphin lăn Đặc điểm lăn cán có tƣơng ứng góc nâng ren lăn cán sản phẩm cán có nghĩa : Dtb I S   k d tb i s d tb I  Dtbi Dtb  d tb k Dtb , I , S : Đƣờng kính trung bình, số đầu mối ren, bƣớc ren lăn cán d tb , i, s : Đƣờng kính trung bình, số đầu mối ren, bƣớc ren sản phẩm k: số nguyên Luan van Chọn tiết diện đai: Dựa vào số vòng quay bánh nhỏ công suất truyền, xem bảng 4.1 trang 59 [7] chọn đai thang thƣờng tiết diện đai có kí hiệu A Xác định đƣờng kính đai: Theo bảng 4.13 trang 59 [7] ta chọn đƣờng kính bánh đai nhỏ d1 = 180 (mm) Suy vận tốc đai nhỏ vận tốc cho phép đai thang thƣờng Đƣờng kính bánh đai lớn: Cơng thức 4.2 [7] Trong đó: ε = 0,01 – 0,02 - hệ số trƣợt Theo bảng 4.21 trang 63 [7] ta chọn đƣờng kính tiêu chuẩn d2 = 315 (mm) Tỷ số truyền thực tế → Độ sai lệch tỷ số truyền nằm phạm vi cho phép không 3~4% Xác định chiều dài đai khoảng cách trục: Dựa vào bảng 4.14 trang 60 [7] chọn sơ khoảng cách trục +Chiều dài dây đai xác định theo công thức 4.4 [7]: Theo bảng 4.13 trang 59 [7] chọn chiều dài tiêu chuẩn l = 1600 (mm) +Tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn: Công thức 4.6 [7]  1600   (180  315)  822,85 315 - 180 = 67,5 (Thỏa đk 0,55(d1+d2) + h ≤ a ≤ 2.(d1+d2)) +Tính góc ơm α1: Cơng thức 4.7 [7] 22 Luan van thỏa điều kiện đai không bị trƣợt Xác định số đai z: Theo công thức 4.16 [7] Kđ = 1,25 tra theo bảng 4.7 [7] với tải va đập nhẹ α1= 1610→ Cα =0,95 tra bảng 4.15, trang 61, [7] Với l 1600 = = 0,94 1700 lo Cu = 1,12 tra bảng 4.17 [7] với u = 1,75 [P0] = 2,47 kW (theo bảng 4.19 trang 62,[7]) chiều dài đai thử nghiệm l0 = 1700 mm với v = 9,52 m/s , d1 = 180 mm 3.993 P  1,616 => Chọn Cz = 0,95 ( Bảng 4.18, trang 61, [7]) Z’ = = P 2,47 Suy : z = 2,39 Lấy z = đai Các thơng số hình học bánh đai: +Chiều rộng bánh đai: (Công thức 4.17 [7]) B = (z–1).t + 2e = 50 mm + Đƣờng kính ngồi bánh đai : (Cơng thức 4.18 [7]) da = d1 + 2.h0 = 186,6 mm Trong t = 15, e = 10 , h0 = 3,3 tra bảng 4.21 trang 63 [7] Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục : +Theo công thức 4.19 [7] lực căng ban đầu : Trong Fv = qm.v2 = 10,06 N, qm =0,105(kg/m) tra bảng 4.22 trang 64 [7] +Theo công thức 4.22 [7] lực tác dụng lên trục : Fr = 2.F0.z.sin(α1/2) = 885,29 (N) Kết truyền đai: Ký hiệu đai Đƣờng kính bánh đai nhỏ Đƣờng kính bánh đai lớn Chiều dài đai Bề rộng đai Số đai Khoảng cách trục A d1 = 180 (mm) d2 = 315 (mm) l = 1600 (mm) B = 50 (mm) z=3 a = 406 (mm) 23 Luan van Lực căng đai Lực tác dụng lên trục F0 = 149,6 (N) Fr = 885,29 (N) 7- Tính tốn, thiết kế truyền trục vít bánh vít Tính vận tốc sơ Vs = 4,5.10-5 n 3 T4 = 4,5.10-5 594 1281436,364 = 2,903 (m/s) Vs< 5(m/s) (Công thức 7.1, trang 147,[7]) Chọn vật liệu làm bánh vít đồng khơng thiếc đồng thau Chọn vật liệu làm trục vít thép 45, bề mặt đạt độ rắn HRC 45 Tính ứng suất cho phép Theo bảng 7.1[7] trang 146 với bánh vít làm vật liệu nhƣ đúc khn cát có b =400(MPa), ch = 200 (MPa) Tính ứng suất tiếp xúc cho phép [H] =160 (MPa) (tra bảng 7.2, trang 148,[7]) Tính ứng suất uốn cho phép [Fo] = 0,25.b + 0,08.ch =0,25.400 + 0,08.200= 116 (MPa) N FE = 60. (T4i /T4max ) n 4i t 4i = 7168143,22 (chu kỳ) KFL – hệ số tuổi thọ K FL  106 / N FE  0,803 [F] = [Fo] KFL= 116 0,803 = 93,2 (MPa) Ứng suất tải với bánh vít đồng không thiếc [H]max = 2.ch = 4.200 = 400 (MPa); [F]max = 0,8.ch= 0,8.200 = 160 (MPa); Tính thiết kế - Xác định a: Chọn sơ KH = 1,2 Với u = 16 chọn z3= z4= z3 u = 16 = 32 Mô men xoắn trục T4 = 1281436,364 (Nmm) Tính theo cơng thức thực nghiệm q=0,3.z4= 9,6 Chọn hệ số đƣờng kính trục vít q = 10 (theo bảng 7.3, trang 150,[7]) Tính khoảng cách trục sơ Vì tải trọng thay đổi khơng đáng kể chọn hệ số tập trung tải trọng KH = KF = Chọn hệ số tải trọng động KHv = KFv = 1,2  170  T4 K Hβ K Hv a = (z +q)   q  z [σ H ]  24 Luan van  170  1281436,364 1.1,2 = 232,45 (mm) a = (32+10)   10  32.160  Mô đun m = 2.a/(z4 + q) = 2.132/42 = 11,06 (mm) Lấy theo tiêu chuẩn chọn mô đun m = 12,5 (mm) a = m 12,5.42 (z +q)= = 262,5 (mm) 2 Hệ số điều chỉnh x  (aw / m)  0,5.(q  z4 )  Vận tốc trƣợt vt = m.n 12,5.594 z 32 +q = +102 = 1,90 (m/s) 19100 19100 Tính góc vít  tg  = z3/(q+2.x) = 2/10 = 0,2 => = 11018’ dw3= (q+2.x).m = 125 (mm) Hệ số ma sát f= 0,035 góc ma sát  = 20(tra bảng 7.4, trang 152,[7]) Hiệu suất truyền tg(γ -  ) = 0,78  = 0,95 tgγ Kiểm nghiệm truyền trục vít bánh vít Kiểm nghiệm ứng suất uốn Tính số tƣơng đƣơng ztđ = z4/cos3() = 32/ cos3(11018’) = 38 (tra bảng 7.8 [7])ta có hệ số dạng YF = 1,6 Đƣờng kính vịng chia bánh vít : d4 = m.z2 = 12,5.32 = 400 (mm) Đƣờng kính vịng chia trục vít : d3= m.q = 12,5 10 = 125 (mm) Đƣờng kính vịng đỉnh trục vít : da3= d3+ 2.m = 125 + 2.12,5 = 150 (mm) Chiều rộng b4 bánh vít : b4= 0,75.da3= 0,75.150 = 112,5 ( mm ) Ứng suất uốn bánh vít F = 1,4.T4 YF K Fβ K Fv b d m n =6,24 (MPa) < [F] mn  m.cos   12,5.cos11o18'  12, 26 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc KH = + (z4/)3(1 – Kt) Chọn theo bảng 7.5 [7] trang 153 ta có :  = 190  KH = + (32/190)3.(1-0,8125) = 1,01 ta có KHv = 1,2 ứng suất tiếp xúc H = (170/z ) [(z +q)/a ω ]3T4K Hv /q = 133,32 (MPa) < [H]max 25 Luan van Các thông số truyềntrục vít bánh vít Khoảng cách trục: a = 262,5 (mm) Mô đun : m = 12,5 (mm) Hệ số đƣờng kính : q = 10 Tỷ số truyền : u = 16 Số ren trục vít số bánh vít : z3 = 2; z4 = 32 Hệ số dịch chỉnh bánh vít : x2 = Góc vít :  = 11018’ Chiều dài phần cắt ren trục vít: b3=(11+0,07.z4).m= 165,5 (mm) Chiều rộng bánh vít : b4= 75 (mm) Đƣờng kính vịng đỉnh bánh vít : da4 = m(z4 +2+2.x) = 425 (mm) Đƣờng kính ngồi bánh vít : daM4 = da4+1,5.m = 443,75 (mm); Đƣờng kính chia : d3= 125 (mm); d4 = 400 (mm) Đƣờng kính đỉnh : da3 = 150 (mm); da4 = 425 (mm) Đƣờng kính đáy : df3 = d3 - 2,4.m = 95 (mm); df4 = 395 (mm) Tính nhiệt truyền động trục vít Diện tích nhiệt cần thiết hộp giảm tốc 1000(1   ) P3 A [0,7 Kt (1   )  0,3Ktq]. (td  t0 )  = t ck /( Pi ti / t ck )  8/(5 + 0,5.3) = 1,23 Chọn Kt = W/(m20C ) ;  = 0,25 ; to = 250 td = 90o;Ktq= 29; A = 1,16 (m ) Tính lực tác dụng lên truyền trục vít Ft3 = Fa4 = 2.T3/d3 = 2.202896,571/125 = 3246,35 (N) Ft4 = Fa3 = 2.T4/d4 = 2.1281436,364/400 = 6407,18 (N) Fr3 = Fr4 = Ft4.tg/cos = 6407,18.tg(20)/cos(11018’) = 2377,13 (N) 8- Tính tốn thiết kế trục Chọn vật liệu chế tạo trục Vì trục cần chế tạo phận chi tiết máy quan trọng chịu tải lớn nên ta chọn vật liệu chế tạo trục thép C45 thƣờng hóa tơi cải thiện.Ngồi thép C45 ta chọn thép 40Cr, 20Cr… Phân tích lực tác dụng lên truyền trục vít bánh vít - Lực tiếp tuyến Ft3 tác dụng lên trục vít, lực Ft4 tác dụng lên bánh vít - Giá trị Ft3 Ft4: Ft3 = 2T3/d3; Ft4 = 2T4/D4 - Quan hệ Ft3 Ft4 đƣợc xác định: Ft3 =Ft4.tg(γ+ϕ) - Mô men xoắn trục dẫn T3, trục bị dẫn T4; Nmm 26 Luan van - Lực hƣớng tâm Fr3 tác dụng lên trục 3, vng góc với trục hƣớng phía tâm trục Lực hƣớng tâm Fr4 vng góc với trục hƣớng phía tâm trục Giá trị: Fr3 = Fr4 = Ft4.tgα/cosγ - ( góc áp lực vịng chia,  = 200) Lực dọc trục Fa3 tác dụng lên trục 3, song song với trục Lực dọc trục Fa4 song song với trục Chiều lực Fa3, Fa4 phụ thuộc vào chiều quay chiều nghiêng đƣờng ren Giá trị lực dọc trục: Fa3 = Ft4 = 2.T4/d4 Fa4 = Ft3 = 2.T3/d3 Hình 3.4: Phân tích lực 2T3 2.202896,571   3246,35 N d3 125 2T 2.1281436,364 Ft    6407,18 N d4 400 Ft  Tính tốn : Ft tan  13429,69.tan 20   1204,43 N cos cos1118' Vì ta có góc ma sát   2  3 nên ta tính gần Fa  Ft  6407,18 N Fa  Ft  3246,35 N Fr  Fr  Tính sơ trục - Đƣờng kính trục đƣợc xác định moment xoắn theo công thức d3 T (mm) 0,2.[ ] Trong : - T – moment xoắn , Nmm 27 Luan van - [ ] ứng xuất xoắn cho phép MPa, với vật liệu trục thép 45, 40Cr [ ] = 15 – 30 MPa - Đƣờng kính trục d3  T3 202896,571 3  32,33 (mm)  chọn d3 = 35 0,2[ ] 0,2.30 mm - Đƣờng kính trục d4  T4 1281436,364 3  59,77 (mm) 0,2[ ] 0,2.30 chọn  d  60 (mm) - Đƣờng kính trục d5  T5 1231081,818 3  58,98(mm)  chọn 0,2[ ] 0,2.30 d5  60 (mm) Từ đƣờng kính trục ta xác định gần chiều rộng ổ lăn b theo bảng 10.2 trang 189 [7] với d3  35mm  b  21mm với d4  d5  60 mm  b  31 mm Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực - Dựa vào bảng 10.4 trang 191 tài liệu [7] Hình 3.5: Xác định khoảng cách trục l11  d aM  443,75 mm l l13  11  221,875 mm l12  lc12  0,5(lm12  b0 )  k3  hn  0,5(42  21)  10  15  56,5mm 28 Luan van Trong : d aM Đƣờng kính ngồi bánh vít hn chiều cao nắp ổ đầu bulông chọn hn =15 theo bảng 10.3 trang 189 tài liệu [7] Tính tốn kích thƣớc truyền theo hình 10.11 trang194 tài liệu [7] l22  0,5(72  31)    64,5mm l21  2l22  129 mm l23  l21  lc 23  129  0,5(b0  lm 23 )  k3  hn  129  0,5(31  72)  10  15  205,5 mm k3 Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay tới nắp ổ chọn k3 =10 Tính tốn lực mơmen tác động lên trục Xét mặt phẳng oyz ta có : Fa 3d  Fr 3.221,875   Fy 33  1287,52 ( N ) m   Fr (56,5  443,75)  Fy 33.443,75  F   Fr  Fy33  Fr  Fy34   Fy34  3377,24 ( N ) D y Xét mặt phẳng oxz ta có : mD   Fx33.443,75  Ft 3.221,875   Fx33  1623,175 ( N )  Fx34 Tính xác trục - Tại A ta có M xA   M yA , M tdA  0,75.202896,5712  175713,58 ( Nmm) Theo bảng 10.5 trang 195 với thép C45 cải thiện ứng suất cho phép trục [ ]  67(MPa) ta có: dA  - M tdA 175713,58 3  29,7mm 0.1[ ] 0,1.67 Tại B ta có M yB  0, M xB  50018,89 Nmm  M jB  50018,89 Nmm M tdB  M 2jB  0,75.T32  50018,892  0,75.202896,5712  182694,15 Nmm dB  - M tdB 182694,15 3  30,09mm 0.1[ ] 0,1.67 Tại C ta có M yC  360141,95, M xC  749325 Nmm  M jC  831378, 48 Nmm M tdB  M 2jC  0,75.T32  831378,482  0,75.202896,5712  849744,34 Nmm dC  M tdC 849744,34 3  50,24mm 0.1[ ] 0,1.67  Sau tính ta đƣợc đƣờng kính trục gối đỡ dựa vơ kích thƣớc truyền trục vít ta thiết kế trục nhƣ sau: dA = 50mm = dD dB = 70 mm dC = 80 mm Trên trục gồm then bằng, đƣờng kính ngõng trục ϕ 35mm ϕ 40mm Một đầu lắp với bánh đai, đầu lắp với khớp nối đàn hồi hình sao.Trục truyền trục vít 29 Luan van thứ có then đầu lắp với truyền đai.Trục truyền trục vít thứ hai khơng có rãnh then Hình 3.6: Cấu tạo trục vít Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi Mặt cắt có tiết diện nguy hiểm C Điều kiện bền: thép 45 có бb = 600 MPa, б-1 = 0,436.бb = 261.6 MPa τ-1 =0,58.б-1 = 0.58.261,6 = 151,73 MPa, S S S S  S Với S   S   1 K d  a    m , S   1 Kd  a    m Trong  a , a , m , m biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp Theo công thức 10.26 Kd=(K/+Kx-1)/Ky Kd=(K/+Kx-1)/Ky Kx hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, Tra bảng 10.8 [7] Kx=1,06, với Ra=2,5÷0,63 m Ky hệ số tăng bề mặt tiếp xúc Theo bảng 10.9, Ky =1,6   hệ số kích thƣớc ảnh hƣởng đến kích thƣớc tiết diện trục Tra bảng 10.10 , =0,88; =0,81 K K hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn Tra bảng 10.11, K=1,76; K=1,54 30 Luan van Tra bảng: K  2,06 , K  1,64    Kd=(K/+Kx-1)/Ky=(2,06+1,06-1)/1,6=1,325  Kd=(K/+Kx-1)/Ky=(1,9+1,06-1)/1,6=1,225 Ta có : a=m·x= M/W , m=a=T/(2W0) Với M= 642529,7 Nmm T = 202896,571 Nmm Tra bảng 9.1 ta đƣợc b= 20 t1= 7,5  d b.t1 (d  t1 )  703 20.7,5(70  7,5)2 W     25286,33 mm 32 d 32 70 3  d b.t1 (d  t1 )  70 20.7,5(70  7,5)2 W0      58943,2 mm 16 d 16 70 a=831378,48/25286,33 = 32,89 Mpa a =202896,571/2.58943,2 = 1,72 Mpa Đối với trục quay thay đổi theo chu kỳ m=0 Theo bảng 10.7 ta có Hệ số ảnh hƣởng ứng suất trung bình   = 0,05 ,   = Vậy ta có 261,6 s  6 1,325.32,89 151,7  72 1,225.1,72 6.72  5,98 >[s]=1,52,5 s   722 s  Thỏa mãn điều kiện bền 31 Luan van Chƣơng 4- THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống thủy lực Nguyên lý hoạt động Khi khởi động động điện, bơm hoạt động hút dầu từ bể dầu qua lọc Khi áp suất lớn giá trị quy định, van an tồn đƣợc kích hoạt đảm bảo áp suất hoạt động bên hệ thống Van phân phối 4-3 trạng tĩnh, dầu đƣợc đƣa ngƣợc lại bể chƣa dầu Khi cuộn solenoid A van đƣợc kích hoạt, xylanh thủy lực thực hành trình đẩy bàn ép có lăn tiến đến vị trí cán phơi với tốc độ lớn khơng thơng qua van lƣu lƣợng Trong trình thực hành trình, để giữ tuổi thọ đảm bảo hoạt động cho máy, lăn tiến vị trí điều chỉnh đƣợc giảm đến vận tốc an toàn thiết lập, đƣợc kích hoạt cơng tắc hình trình LS2, LS2 kích hoạt cuộn solenoid C van 2, ép dầu phải lƣu thông qua van lƣu lƣợng Khi lăn tiến đến vị trí làm việc, cơng tắc hành trình LS3 đƣợc kích hoạt, cuộn solenoid A bị tắt kích hoạt đồng thời khởi động timer định thời quy định thời gian cán 32 Luan van Sau đó, timer định thời kích hoạt cuộn solenoid B van phân phối 4-3, xylanh thủy lực thực hành trình với tốc độ khơng phụ thuộc vào van lƣu lƣợng Khi hành trình tiến đến vị trí LS1, solenoid B bị tắt kích hoạt Xylanh thủy lực tiếp tục thực trính nhƣ Chọn áp suất làm việc xy lanh nhƣ toàn hệ thống p =75bar Một số thông số kĩ thuật yêu cầu xy lanh nhƣ sau : - Lực ép đầu cần piston : F Lực ép cần thiết Fc = 3500.9,81 = 34335 N Lực ma sát với rãnh T làm việc Fms = (bàn ép + xylanh).9,81.k Với bàn ép = 180kg, xylanh 30kg, hệ số ma sát k = 0,6 Ta có Fms = 1237 N Lực ép đầu cần piston : F = 35572 N - Thời gian thực hành trình tiến (ứng với trình ép) : t1 = (s) - Thời gian thực hành trình xilanh lùi về: t2 = (s) - Hành trình : s = 0,15 (m) = 150 (mm) Hình 4.2: Bản vẽ lắp máy cán ren đa 33 Luan van KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết nghiên cứu: - Nghiên cứu tổng kết lý thuyết cán ren hƣớng kính cán ren vơ tận, có đủ thơng số để thiết kế máy - Thực nghiệm mơ hình đơn giản cho kết cán ren vô tận đƣợc lăn hớt vịng nhƣ phân tích lý thuyết - Thiết kế đƣợc máy cán ren (cán đƣợc ren hƣớng kính ren vơ tận) Đề nghị: Đƣa phần lý thuyết vào giảng dạy học phần công nghệ chế tạo máy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Ánh, Nguyễn Văn Tính Sổ Tay Cơng Nghệ Chế Tạo Máy Tập VI , 1985 [2] Nguyễn Văn Huyền, Cẩm Nang Kỹ Thuật Cơ Khí, nhà xuất xây dựng [3] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập I, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2007 [4] Nghiêm Hùng Sách Tra Cứu Thép Gang Thông Dụng, Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội, 1997 [5] Ninh Đức Tốn Dung Sai Lắp Ghép, nhà xuất giáo dục [6] Reed – Rico Precision Tool Group, Thread rolling dies [7] Trịnh chất – Lê Văn Uyển Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí, Nhà xuất giáo dục, 2008 [8] Nguyễn Hữu Lộc Cơ sở thiết kế máy 34 Luan van MỤC LỤC Chƣơng 1-Tổng quan đề tài 1-1 Đặt vấn đề 1-2 Mục tiêu đề tài 1-3 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 1-4 Phƣơng pháp trình tự nghiên cứu 1-5 Các phƣơng pháp gia công ren 1-6 Tính cấp thiết hƣớng thiết kế Chƣơng 2- Nguyên lý cán ren hƣớng kính 2-1 Nguyên lý cán ren bàn cán 2-2 Nguyên lý cán hƣớng kính 2-3 Nguyên lý cán dọc vô tận Chƣơng 3- Thiết kế máy cán ren 13 3-1 Thiết kế động học 13 3-2 Thiết kế hệ thống truyền động 14 Chƣơng – Thiết kế hệ thống thủy lực 30 Kết luận đề nghị 32 Tài liệu tham khảo 32 35 Luan van S K L 0 Luan van ... 3.Tính sáng tạo: Cán ren vơ tận lăn hớt vịng cho phép cán đƣợc chi tiết có đƣờng kính khác với bƣớc ren 4.Kết nghiên cứu: - Nghiên cứu tổng kết lý thuyết cán ren hƣớng kính cán ren vơ tận, có đủ thơng... 2- NGUYÊN LÝ CÁN REN Luan van 2.1 Nguyên lý cán ren bàn cán Hình 2.1: Nguyên lý cán ren bàn cán Nguyên lý: Ren cán đƣợc hoàn thành sau hành trình kép bàn cán động.Hƣớng ren hai bàn cán chiều với... lý cán ren lăn dọc trục (ren vô tận) 1-Nguyên lý a) b) d) c) e) Hình 2.6: Các sơ đồ cán ren Hình 2.6a) cán ren hƣớng kính dùng lăn có ren nhiều đầu mối Hình 2.6b) cán ren dọc trục dùng lăn có ren