Hcmute nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân quả bàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ & CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ BÓC NHÂN QUẢ BÀNG MÃ SỐ: T2013 - 99 Chủ nhiệm đề tài: KS: HOÀNG VĂN HƯỚNG S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/ 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH —  — BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ & CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ BÓC NHÂN QUẢ BÀNG MÃ SỐ: T2013 - 99 Chủ nhiệm đề tài: Luan van KS: HOÀNG VĂN HƯỚNG TP HỒ CHÍ MINH Tháng 11 năm 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY —  — BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ & CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ BĨC NHÂN QUẢ BÀNG MÃ SỐ: T2013 - 99 Chủ nhiệm đề tài: Luan van KS: HỒNG VĂN HƯỚNG TP HỒ CHÍ MINH Tháng 11 năm 2013 Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng MỤC LỤC CHƢƠNG MỞ ĐẦU TỔNG QUAN I TÍNH CấP THIếT CủA Đề TÀI II MụC TIÊU NGHIÊN CứU CủA Đề TÀI III ĐốI TƢợNG NGHIÊN CứU .5 IV P HƢƠNG PHÁP NGHIÊN CứU .5 V NộI DUNG NGHIÊN CứU & KếT CấU Đề TÀI CHƢƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT I CÔNG NGHệ BÓC TÁCH Vỏ CủA NƢớC TA HIệN NAY II GIớI THIệU CHUNG Về CÂY BÀNG Tên gọi Phạm vi sử dụng 12 CHƢƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ .15 P HƢƠNG ÁN THIếT Kế 15 Cơ sở để thiết kế 15 Cơ sở chọn phương án thiết kế 17 Các phương án thiết kế 19 Chọn phương án 20 II THIếT Kế Kỹ THUậT CủA MÁY .21 Chọn suất cho máy 21 Tính tốn chọn động thiết kế hộp giảm tốc 21 Chọn khớp nối trục: 24 Tính hộp giảm tốc .27 Tính trục 41 Tính ổ lăn 51 Tính tốn lực lị xo chọn lò xo .52 Chi tiết máng 59 I CHƢƠNG IV: VẬN HÀNH VÀ B ẢO DƢỠNG THIẾT BỊ 63 VậN HÀNH MÁY .63 Yêu cầu lắp ráp: 63 Qui trình khởi động ban đầu: .64 II GIÁM SÁT CHế Độ: 64 Thiết bị: 64 Mài mòn thiết bị: .64 III Kế HOạCH BảO DƢỡNG: .64 Công việc vận hành: 64 Bảo dưỡng theo chu kỳ: 65 I Hoàng Văn Hƣớng Trang Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng Bảo dưỡng năm: 65 Một số qui tắc chung kỹ thuật bảo dưỡng máy dập: 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 I KếT LUậN .66 II KIếN NGHị .66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Hoàng Văn Hƣớng Trang Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế & chế tạo mơ hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân bàng” - Mã số: T2013 – 99 - Chủ nhiệm: Hồng Văn Hƣớng - Cơ quan chủ trì: Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: từ 01/2013 – 12/2013 Mục tiêu: - Nghiên cứu, thiết kế & chế tạo mơ hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân bàng Tính sáng tạo: - Thiết kế & chế tạo đƣợc mơ hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân bàng đáp ứng đƣợc nhu cầu thực tế Kết nghiên cứu: - Thiết kế & chế tạo đƣợc mơ hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân bàng Sản phẩm: - Tập thuyết minh - Bản vẽ thiết kế & mơ hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân bàng Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Đã thiết kế & chế tạo đƣợc mô hình thiết bị bóc nhân bàng, chế tạo hồn thiện thiết bị chạy thửa, sau chuyển giao cho xí nghiệp bóc nhân bàng Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) Hồng Văn Hƣớng Hoàng Văn Hƣớng Trang Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: “Research, design & manufacture a testing model for cutting and peeling ovoids to take the core of ovoids” Code number: T2013 – 99 Coordinator: Huong Hoang Van Implementing institution: University of Technical Education Ho Chi Minh City Duration: from 01/2013 to 12/2013 Objective(s): - Research, design & manufacture a testing model for cutting and peeling ovoids to take the core of ovoids Creativeness and innovativeness: - Design & manufacture a testing model for cutting and peeling ovoids to take the core of ovoids Because it is very difficult to cut and peel the core of them And those cores are speciality of Con Dao island The research will meet demand of raising roductivity to peel ovoids Research results: - The Design and Calculation of testing model for cutting and peeling ovoids to take the core of ovoids Products: - The report of research (process of design, calculation of model, results of trial process) - Drawings of designed model & testing, real model for cutting and peeling ovoids to take the core of ovoids Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: - Designed & fabricated model of device, result of the research can be manufactured completely and can operated as real device, which can be transfered to factories, which need this device to cut and peel ovoids Hoàng Văn Hƣớng Trang Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng CHƢƠNG MỞ ĐẦU TỔNG QUAN Việc kết hợp tự động hóa vào nơng nghiệp mạnh địi hỏi vơ cấp bách Có đƣợc phục vụ máy móc góp phần làm tăng suất lao động, giảm bớt chi phí sức lực cho ngƣời dân, từ hạ giá thành & tăng chất lƣợng sản phẩm Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế & chế tạo mơ hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân bàng” tạo thiết bị bóc nhân bàng đảm bảo yêu cầu, thao tác thuận tiện, an tịan cho ngƣời làm việc, địi hỏi việc nghiên cứu, thiết kế phải có phƣơng pháp tối ƣu I Tính cấp thiết đề tài Với phát triển mạnh mẽ công nghiệp sản xuất, sản phẩm khí ngày đa dạng chủng loại, kích cỡ, vật liệu, độ phức tạp, phƣơng pháp bóc tách sản phẩm hạt ngày trọng Việc nghiên cứu, thiết kế & chế tạo thiết bị bóc nhân bàng ngồi thị trƣờng cần thiết II Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế & chế tạo mơ hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân bàng” nhằm dễ dàng việc chế biến, bóc tách đƣợc dễ dàng tốn thời gian chi phí hơn: - Nghiên cứu bàng - Thiết kế thiết bị bóc nhân bàng hồn chỉnh đáp ứng yêu cầu thị trƣờng III Đối tƣợng nghiên cứu - Thiết kế thiết bị bóc nhân bàng - Chế tạo mơ hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân bàng IV Phƣơng pháp nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu, thiết kế thiết bị bóc nhân bàng, việc sử dụng phƣơng pháp tham khảo tài liệu để tính tốn, thiết kế cịn tham quan số thiết bị bóc hạt khác xí nghiệp V Nội dung nghiên cứu & kết cấu đề tài Chƣơng 1: Mở đầu Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Chƣơng 3: Tính tốn & thiết kế thiết bị Hoàng Văn Hƣớng Trang Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng Chƣơng 4: Vận hành & bảo dƣỡng thiết bị Kết luận & kiến nghị Hoàng Văn Hƣớng Trang Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng môi trƣờng muối :96 giờ) dây inox (ví dụ: AISI 302,chịu đƣợc mơi trƣờng muối 200 giờ.)  Từ tính :từ tính inox thấp so với thép  Tính tuyến tính lực lị xo: Đối với loại lị xo nén hình trụ với bƣớc xoắn khơng đổi,độ cứng lực lị xo N/mm tuy61n tính từ 15% tới 85% độ biến dạng.Độ biến dạng = chiều dài tự nhiên – chiều dài bị nén tối đa  Quá tải lò xo: cần tránh cho lò xo có vịng xoắn nối ghép làm việcở cƣờng độ q cao có nguy lị xo bị dần đặc tính học.Ví dụ:mất chiều dài tự nhiên  Độ uốn lò xo: độ uốn lò xo chiều dài tự nhiên lớn gấp lần đƣờng kính ngồi lị xo gây cân nén dẫn đến việc vòng xoắn bị đẩy sang bên  Tính lực đàn hồi lị xo Hình 3.24: Phƣơng chiều tác dụng lực nén lực đàn hồi Khi lò xo bị biến dạng (nén hay giãn) sinh lực đàn hồi Quan sát hình ta thấy lực đàn hồi (đƣợc biểu diễn mũi tên nhỏ màu đỏ) xuất hai đầu lị xo có: - Phƣơng trùng với trục lò xo - Chiều: Ngƣợc chiều với biến dạng lò xo - Độ lớn: Tỉ lệ thuận với độ biến dạng (độ biến dạng nhiều lực đàn hồi lớn) Giá trị cụ thể lực đàn hồi đƣợc tình theo định luật Hooke: Hoàng Văn Hƣớng Trang 55 Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lị xo F=-k.x Trong đó: - k: Độ cứng lò xo (N/m) - x: Độ biến dạng lò xo (m) - Dấu “-“ lực đàn hồi ngƣợc hƣớng với biến dạng  Chọn vật liệu cho lò xo Do yêu cầu khối lƣợng kích thƣớc lị xo nhỏ gọn nên vật liệu chế tạo lị xo phải có độ bền cao.Đồng thời vật liệu làm lị xo phải có tính đàn hồi cao thời gian dài Vật liệu làm lò xo phải có hệ số ma sát thấp,vật liệu đàn hồi có hệ số tổn thất cao,vật liệu gốm có hệ số tổn thất thấp nhƣng gốm không dùng chế tạo lị xo chúng giịn,dễ gãy vỡ.Thép có thành phần cacbon cao có hệ số tổn thất cao vật liệu ceramic chút nên thích hợp để chế tạo lò xo Trong thực tế số loại vật liệu có độ bền cao hệ số tổn thất thấp nhƣ: thép thành phần cacbon cao,thé p không gỉ cán nguội,hóa cứng,một vài hợp kim,sợi cacbon Chọn lị xo thép nhiều cacbon:theo bảng 15.1 tr.535 [1] có δ b=1500 MPa,τl=400MPa, τb=1400MPa, τch =900MPa,với tải thay đổi : [τ]=0,3 δb=450MPa Hình 3.25: Chiều cao lị xo với tải trọng tác dụng khác a)Tải trọng F=0; b) Ban đầu Fmin; c) Làm việc F; d) vịng sít Chuyển vị dọc trục lị xo đƣợc tính theo phƣơng pháp Castigliano có momen xoắn tác dụng,vì cam máy chế tạo cam đồng truc quay với trục máy nên độ lệch tam nhỏ So với sai số thiết kế độ lệch tâm dao động Hoàng Văn Hƣớng Trang 56 Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng từ 5-10 mm,chọn e=10mm(để tính chuyển vị lớn mà lị xo tạo Do đó: chuyển vị làm việc lị xo : x= 2.e=2.10=20mm Tính số c lò xo,khi c thay đổi khoảng 3-12 Kd (hệ số xét đến ảnh hƣởng lực cắt F) có giá trị 1,00417-1,1667.Việc tính tốn c Kd áp dụng cho lò xo chịu tác dụng dƣới tải trọng tĩnh C= D =6 d Khi đó: K 4c  0, 615 4.6  0, 615     1, 2525 4c  c 4.6  -Đƣờng kính dây lị xo đƣợc xác định theo cơng thức : d  1, K Fmax c 1, 2525.1500.6  1,  6,0074mm [ ] 450 -Chọn d=6 mm nhƣ d c có phù hợp.Đƣờng kính trung bình D = 6.6= 26.mm o Số vịng làm việc lị xo đƣợc tính theo cơng thức (15.27): 4.x.G 20.8.104 n   18,5 vòng 8.c ( Fmax  Fmin ) 8.63.(1500  1300) o Chọn n = 19 vòng -Bƣớc vòng lò xo chƣa chịu tải tính theo (15.27): pd -Trong : max  (1,1 1, 2) 1, 2.13, 68 max    6,864mm n 19 8.c3 8.63 n.( Fmax  Fmin )  19.200  13, 68 G.d 8.104.6 - Chọn dạng đầu dây lò xo theo dạng 4: Hình 3.26: Các dạng đầu lị xo nén a)Dạng 1; b) dạng 2; c) dạng 3; Hoàng Văn Hƣớng d) dạng Trang 57 Luan van Đề tài KH & CN cấp Trƣờng -Khi thơng số lị xo đƣợc xác định theo bảng : Thông số Dạng Số vịng dây n1 Số vịng tồn bộ,no n+2=21 vòng Chiều cao ban đầu H0 p.n +2.d =6,864.19 +2.6 =142,416mm Chiều cao sít H1 d.n0 = 6.19=114 mm Lò xo dạng lò xo dạng 3( lị xo đ ầu vng ) đƣợc mài phẳng mặt đầu.Mặt đầu lị xo đƣợc mài phẳng vng góc với trục lị xo đảm bảo tải trọng chình tâm lị xo Vì lị xo tƣơng đối dài nên ta cần phải kiểm tra độ ổn định Sơ đồ trạng thái ổn định lị xo Hình 3.27: Các điều kiện ổn định tới hạn đầu dây song song khơng song song lị xo nén Biến dạng tới hạn mà tƣợng ổn định bắt đầu xuất xác định hình này.Để tránh ổn định theo phƣơng dọc trục chiều cao H0 cần phải thỏa mãn điều kiện H0/D