đồ án thiết kế máy Đại Học BKHN thuộc đồ án bộ môn khoa Cơ Khí động lực. Được giao đề tài bởi PGS Khổng Vũ Quảng. Trong đây mình sẽ hướng dẫn cách thiết kế tính toán và kiểm thử các chi thiết trong hệ thống bơm dâu. Sau đấy tính toán dung sai và in bản vẽ .
Lời nói đầu Đ án Thiết kế máy môn học quan trọng sinh viên ngành Cơ khí Mơn học giúp sinh viên tổng hợp, xâu chuỗi, vận dụng kiến thức học môn học trước như: Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Dung sai kĩ thuật đo, Đồ hoạ kĩ thuật, Động đốt để hoàn thành đồ án Sự phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin, phần mềm ngày đại, giúp cho trình tính tốn thiết kế trở lên nhanh chóng xác Hơn nữa, mơn học giúp sinh viên có nhìn thực tế q trình tính tốn thiết kế sản phẩm máy Trong q trình hồn thành đồ án, môn học giúp sinh viên rèn luyện kĩ việc sử dụng phần mềm thiết kế khí AutoCad, SolidWorks, NX, Do thiết kế kĩ thuật đầu tiên, với hiểu biết hạn chế nên dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng song làm khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em kính mong hướng dẫn bảo tận tình thầy cô đểgiúp sinh viên ngày tiến Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS Khổng Vũ Quảng hưỡng dẫn bảo em từ ngày đầu thực môn học q thầy khác đóng góp, nhận xét để em có đồ án chi tiết, đầy đủ tiêu chuẩn Sinh viên thực hiên Liên hệ lấy vẽ Mục lục Lời nói đầu Chương I Tổng quan hệ thống bôi trơn động đốt 1.1 Nhiệm vụ hệ thống bôi trơn 1.2 Thông số dầu bôi trơn 1.3 Các loại hệ thống bôi trơn 1.4 Kết cấu số phận .8 CHƯƠNG II Tính tốn xác định cơng suất bơm dầu tỷ số truyền dẫn động bơm dầu .14 2.1 Tính tốn công suất, khoảnh cách trục, momen xoắn trục 14 2.2 Thông số thiết kế .15 Chương III Tính tốn thiết kế truyền dẫn bơm dầu động 15 3.1 Tính tốn thiết kế truyền dẫn bơm dầu động 15 3.2 Tính tốn thiết kế trục chủ động bơm dầu 22 3.3 Tính tốn mối ghép then 31 Chương IV Tính tốn thiết kế ổ, chi tiết phụ dung sai lắp ghép truyền dẫn bơm dầu .32 4.1 Tính tốn thiết kế ổ 32 4.2 Chọn vật liệu lót ổ .33 4.3 Chọn thông số kết cấu 33 4.4 Tính kiểm nghiệm ổ 34 4.5 dung sai lắp ghép 36 4.5 Dung sai chi tiết 38 KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Chương I Tổng quan hệ thống bôi trơn động đốt 1.1 Nhiệm vụ hệ thống bôi trơn Làm giảm ma sát chi tiết máy vận hành Làm bề mặt chi tiết Làm mát Chống oxy hóa (kết gỉ) Giảm thời gian chạy rà 1.2 Thông số dầu bôi trơn 1.2.1 Chỉ số SAE Đây số phân loại dầu theo độ nhớt hiệp hội kỹ sư ô tô Hoa Kỳ (Society of Automobile Engineers) ban hành tháng – 1989 Chỉ số độ nhớt SAE chia làm hai loại độ nhớt đơn cấp (SAE – 40; SAE – 50; SAE – 10W; SAE – 15W) độ nhớt đa cấp (SAE – 15W/40; SAE – 10W/40) Chỉ số lớn nghĩa độ nhớt cao Loại đơn cấp loại có số độ nhớt Ví dụ: SAE – 40; SAE – 10W… Độ nhớt thường giảm nhanh theo nhiệt độ dầu Cấp độ nhớt có chữ W (Winer) dựa sở độ nhớt nhiệt độ thấp tối đa (nhiệt độ khởi động từ -30 đến -5oC) cịn cấp độ nhớt khơng có chữ W dựa sở độ nhớt nhiệt độ cao Loại đa cấp loại có hai số độ nhớt (SAE – 20W/50; SAE – 10W/40…) Ví dụ: SAE – 20W/50 nhiệt độ thấp có cấp độ nhớt giống loại đơn cấp SAE – 20W nhiệt độ cao cấp độ nhớt giống loại đơn cấp SAE – 50 Dầu có số độ nhớt đa cấp cáo pham vi nhiệt đô môi trường sử dụng rộng loại đơn cấp 1.2.2 Chỉ số API API số đánh giá chất lượng dầu nhớt Viện hóa dầu Hoa Kỳ (American Petroleum Institute) Chỉ số API cho biết cấp chất lượng dầu nhớt khác theo chủng loại động Người ta phân thành hai loại Dầu chuyên dụng loại dầu dùng cho hai loại động có xăng hay diesel Vi dụ, hai loại dầu API - SH API - CE chữ số thứ sau dấu “-” loại động có sử dụng dầu: S cho động có xâng cịn C cho động có diesel; chữ số thứ hai chi cấp chất lượng tăng đàn theo thứ tự chữ (al- phabet) Dầu đa dụng loại dầu bôi tron dùng cho động có xăng dicsel Vi dụ, dầu có chi số API- SG/CD có nghĩa dùng cho động co xăng với cấp chất lượng G cịn dùng cho động có diesel với cấp chất lượng D Chỉ số cho động (S hay C) viết trước dấu “/” có nghĩa ưu tiên dùng cho động Dối với ví dụ này, dầu ưu tiên dùng cho động có xăng 1.3 Các loại hệ thống bôi trơn 1.3.1 Bôi trơn bằng vung té Khi động làm việc chi tiết chuyển động trục khuỷu, truyền vung té dầu cacte lên bề mặt chi tiết cần bôi trơn Ngoài phần dầu vung té dạng sương mù rơi vào hay đọng bám vào kết cấu hứng dầu Ở số động truyền chế tạo thêm chi tiết gáo múc dầu để vung té nhiều dầu Đây phương pháp bơi trơn đơn giản nhiên khơng đảm bảo Hình 1.1 Hệ thống bôi trơn vung té bôi trơn an tồn cho động khó đảm bảo đủ lưu lượng dầu bôi trơn cho bề mặt chi tiết Đồng thời bơi trơn chi tiết tiếp xúc trực tiếp.Bôi trơn vung té với khoang cacte Vì mà kiểu bơi trơn vung té kiểu bôi trơn phụ hệ thống bôi động đốt 1.3.2 Bôi trơn dầu pha nhiên liệu Hệ thống bôi trơn ứng dụng phương pháp thiết kế cho động xăng kỳ có cửa nạp – xả – thổi xilanh các-te chứa hịa khí Hình 1.1 Theo đó, hỗn hợp dầu bôi trơn nhiên liệu theo tỷ lệ 1/20 – 1/25 pha theo cách sau: Cách 1: Dầu phun trực tiếp vào vị trí bướm ga ống khuếch tán Cách 2: Chứa dầu nhiên liệu bình riêng biệt, hoạt động hòa trộn song song, theo định lượng quy định Cách 3: Hòa trộn dầu nhiên liệu theo tỷ lệ quy định trước cho vào hệ thống bôi trơn Nguyên lý hoạt động phương pháp bôi trơn đơn giản lại đánh giá an toàn khó kiểm sốt lượng dầu cần thiết Muội than bị đốt cháy trình hoạt động bám lên pittơng, làm giảm khả nhiệt, gây nên tượng bugi đoản mạch động nóng Ngồi ra, lượng dầu nhiên liệu pha làm giảm khả bôi trơn, dẫn đến pittông bị kẹt xilanh 1.3.3 Bôi trơn cưỡng Hầu hết động đốt ngày sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng Dầu hệ thống bôi trơn bơm đẩy đến bề mặt ma sát với áp suất định hồn tồn đủ lưu lượng để đảm bảo bôi trơn, làm mát rửa Hệ thống bôi trơn cưỡng phân thành hai loại bôi trơn cacte ướt bôi trơn cacte khô 1.3.3.1 Hệ thống bôi trơn cácte ướt Sơ đồ hệ thống thể hình 1.2 Gọi hệ thống bơi trơn cácte ướt tồn lượng dầu bơi trơn chứa cácte động Hình 1.2 Hệ thống bôi trơn cácte ướt 1: Cácte dầu, 2: Phao hút dầu 3: Bơm, 4: Van an toàn bơm dầu, 5: Bầu lọc thơ, 6: Van an tồn lọc dầu, 7: Đồng hồ báo áp suất dầu, 8: Đường dầu chính, 9: Đường dầu bơi trơn trục khuỷu, 10: Đường dầu bôi trơn trục cam, 11: Bầu lọc tinh, 12: Két làm mát dầu, 13: Van khống chế lưu lượng dầu qua két làm mát, 14: Đồng hồ báo nhiệt độ dầu, 15: Nắp rót dầu, 16: Que (thước) thăm dầu Nguyên lý làm việc: Bơm dầu dẫn động từ trục cam trục khuỷu Dầu cácte hút vào bơm qua phao hút dầu Phao có lưới chắn để lọc sơ tạp chất có kích thước lớn Ngồi phao có khớp tùy động nên ln mặt thống để hút dầu, kể động nghiêng Sau bơm, dầu có áp suất cao (sấp sỉ 10 kG/cm2) chia thành hai nhánh Một nhánh đến két 12 để làm mát cácte Nhánh lại qua bầu lọc thơ đến đường dầu Từ đường dầu chính, dầu theo đường nhánh bơi trơn trục khuỷu sau đến bơi trơn đầu to truyền, chốt piston theo đường dầu 10 bơi trơn trục cam … Cũng từ đường dầu lượng dầu khỗng 15 20% lưu lượng dầu đến bầu lọc tinh 11 phần tử tạp chất nhỏ giữ lại nên dầu lọc Sau khỏi lọc tinh áp suất nhỏ dầu chảy cácte Van an toàn có tác dụng trả dầu phiá trước bơm động làm việc tốc độ cao Bảo đảm áp suất dầu hệ thống không đổi tốc độ làm việc động Khi bầu lọc thơ bị tắc, van an tồn bầu lọc thô mở, dầu bôi trơn lên đường ống Bảo đảm cung cấp lượng dầu đầy đủ để bôi trơn bề mặt ma sát Khi nhiệt độ cao (khoảng 80C) nhiệt nhớt giảm, van khống chế lưu lượng 13 đóng hoàn toàn để dầu qua két làm mát trở cácte Hệ thống bơi trơn cácte ướt có điểm hạn chế dầu bôi trơn chứa hết cácte, nên cácte sâu làm tăng chiều cao động Dầu bơi trơn tiếp xúc với khí cháy nên gỉam tuổi thọ dầu 1.3.3.2 Hệ thống bôi trơn cácte khô Sơ đồ hệ thống bôi trơn cácte khô thể hình 1.3 Hệ thống khác với hệ thống bơi trơn cácte ướt chỗ, có hai bơm làm nhiệm vụ chuyển dầu sau bơi trơn rơi xuống cácte, từ cácte qua két làm mát 13 thùng chứa bên cácte động Từ dầu bơm vận chuyển bôi trơn giống hệ thống cácte ướt Hình 1.3 Hệ thống bôi trơn cácte khô 1: cácte, 2: bơm chuyền, 3: thùng dầu, 4: lưới sơ bộ, 5: bầu dầu bôi trơn, 6: bầu lọc dầu, 7: đồng hồ đo áp suất dầu, 8: đường dầu chính, 9: đường dầu bôi trơn trục khuỷu, 10: đường dầu bôi trơn trục cam, 11: bầu lọc tinh, 12: đồng hồ báo nhiệt độ dầu, 13: két làm mát dầu Hệ thống khắc phục nhược điểm hệ thống bơi trơn cácte ướt Do thùng dầu đặt bên ngồi nên cácte khơng sâu, làm giảm chiều cao động tuổi thọ dầu bôi trơn cao Tuy nhiên hệ thống phức tạp có thêm bơm chuyển phận để dẫn động chúng 1.4 Kết cấu số phận 1.4.1 Bơm dầu Để tạo áp suất cao với lưu lượng nhỏ dầu bôi trơn, người ta thường dùng bơm bánh răng, bơm trục vít, bơm phiến gạt, bơm piston… a Bơm bánh ăn khớp Bánh chủ động dẫn động từ trục khủyu hay trục Hình 1.4 Bơm dầu bánh ăn khớp cam Khi cặp bánh quay, dầu bôi 1: trơn từ đường dầu áp suất thấp lùa sang đường dầu áp suất cao theo chiều mũi tên Để tránh tượng chèn dầu vào khớp, mặt dầu nắp bơm có phay rãnh gỉam áp Van an tồn gồm lị xo 10 bi cầu 11 Khi áp suất đường vượt giá trị thân bơm, 2: bánh bị động, 3: rãnh cho phép, áp lực dầu thắng sức căng lò giảm áp, 4: bánh chủ động, 5: đường xo mở bi cầu 11 để tạo dòng dầu chảy dầu ra, 6: đường dầu vào, 7: đệm làm kín, ngược đường dầu áp suất thấp 8: nắp van điều chỉnh, 9: đệm điều chỉnh, 10: lị xó, 11: van bi b Bơm bánh ăn khớp Thường dùng cho động ô tô du lịch yêu cầu kết cấu gọn nhẹ Loại bơm làm việc tương tự bơm bánh ăn khớp theo nguyên lý lùa dầu Sơ đồ nguyên lý thể hình 1.5 Hình 1.5 Bơm bánh ăn khớp 1: thân bơm, 2: bánh bị động, 3: đường dẫn dầu vào, 4,7: rãnh dẫn dầu, 5: trục dẫn động, 6: bánh chủ động, 8:, đường dẫn dầu c Bơm phiến trượt Sơ đồ kết cấu hình 1.6 Rơto lắp lệch tâm với thân bơm 1, thân rơto có rãnh lắp phiến trượt Khi rôto quay, lực ly tâm lực ép lò xo 7, phiến trượt tỳ sát vào bề mặt vỏ bơm tạo thành khơng gian kín lùa dầu từ đường dầu có áp suất thấp sang đường dầu có áp suất cao Hình 1.6 Bơm cánh gạt Bơm phiến trượt có ưu điểm: Đơn giản, 1: thân bơm, 2: đường dầu vào, 3: cánh nhỏ gọn có nhược điểm mài gạt, 4: đường dầu ra, 5: roto, 6: trục dẫn mòn bề mặt tiếp xúc phiến trượt động, 7: lò xo thân bơm nhanh 1.4.2 Lọc dầu Theo chất lượng lọc có hai loại: Bầu lọc thơ bầu lọc tinh Bầu lọc thô: Thường lắp trực tiếp đường dầu bôi trơn nên lưu lượng dầu phải qua lọc lớn Lọc thô lọc cặn bẩn có kích thước lớn 0,03 mm Bầu lọc tinh: Có thể lọc tạp chất có đường kính nhỏ (đến 0,1 m) Do sức cản lọc tinh lớn nên phải lắp theo mạch rẽ lượng dầu phân nhánh qua lọc tinh khơng q 20% lượng dầu tồn mạch Dầu sau qua lọc tinh thường trở cácte Theo kết cấu chia ra: Bầu lọc khí, bầu lọc ly tâm, bầu lọc từ tính 1.4.2.1 Bầu lọc khí Bầu lọc thấm (thường dùng cho bầu lọc thô) Nguyên lý làm việc: Bầu lọc thấm sử dụng rộng rãi cho động đốt Dầu có áp suất cao thấm qua khe hở nhỏ phần tử lọc Các tạp chất có kích thước lớn kích thước khe hở giữ lại Vì vậy, dầu lọc Bầu lọc thấm có nhiều dạng kết cấu phần tử lọc khác a Bầu lọc thấm dùng lưới lọc đồng: (hình 1.7) thường dùng động tàu thủy động tĩnh Lõi lọc gồm khung lọc bọc lưới đồng ép sát trục bầu lọc Lưới đồng dệt dày lọc tạp chất có kích thước nhỏ 0,2mm Hình 1.7 Bầu lọc thấm dùng lưới lọc 1: thân bầu lọc, 2: đường dầu vào, 3: nắm bầu lọc, 4: đường dầu ra, 5: phần tử lọc, 6: lưới phần tử lọc 10 ... .15 Chương III Tính tốn thiết kế truyền dẫn bơm dầu động 15 3.1 Tính tốn thiết kế truyền dẫn bơm dầu động 15 3.2 Tính tốn thiết kế trục chủ động bơm dầu 22 3.3 Tính tốn... xoắn trục bơm dầu: T 2=2054,4( N mm) 15 Chương III Tính tốn thiết kế truyền dẫn bơm dầu động 3.1 Tính tốn thiết kế truyền dẫn bơm dầu động 3.1.1 Tính tốn thiết kế cặp bánh dẫn động Chọn vật... khoang cacte Vì mà kiểu bơi trơn vung té kiểu bôi trơn phụ hệ thống bôi động đốt 1.3.2 Bôi trơn dầu pha nhiên liệu Hệ thống bôi trơn ứng dụng phương pháp thiết kế cho động xăng kỳ có cửa nạp –