Thiết kế và chế tạo máy đo lực kéo vật liệu phi kim loại với lực kéo F = 2KN

Trang 1

LUAN AN TOT NGHIEP DAI HOC

CHUYEN NGANH CO TIN KY THUAT

LUAN AN TOT NGHIEP >

Đề Tài :

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐO LỰC KẫO VẬT

LIỆU PHI KIM LOẠI VỚI LỰC KẫO E = 2 KN

Trang 2

BO GIAO DUC VA DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

Trường ĐHDL Kỹ Thuật Cụng Nghệ Độc Lập - Tự Do — Hạnh Phỳc

Khoa Cơ Khớ Tự Động — Robot eo dod # dodc€ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TấN : DƯƠNG CHÍ CễNG MSSV : 00ĐCT146 TRẦN THỊ THU THẢO MSSV : 00ĐCT101 PHUNG DUY VU MSSV : 00ĐCT137 NGÀNH :CƠ TIN KỸ THUẬT LỚP :00ĐéCT01 1 - Đầu đề đồ ỏn : Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim loại với lực kộo F = 2KN 2 - Nhiệm vụ : Thiết kế và chế tạo cơ khớ của mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim loại với lực kộo F = 2KN; hành trỡnh I = 200 mm

Thiết kế và thi cụng card điều khiển Viết phần mềm điều khiển bằng Delphi

3 - Ngày giao nhiệm vụ Đụ ỏn : 05/04/2005 4 - Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 18/07/2005

5 - Họ tờn người hướng dẫn : Z Phan hướng Bn

1) Ts Trinh Xuan Giao se ki bec wef thee

Trang 3

BO GIAO DUC & DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

Trường ĐHDL Kỹ Thuật Cụng Nghệ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phỳc

Khoa Cơ Khớ Tự Động — Robot ki Ki

oo0oo Tp HCM Ngày Thỏng Năm 2005 PHIẾU NHẬN XẫT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1— Họ và Tờn Sinh Viờn : Đương Chớ Cụng MSSV : 00DCT 146

Tran Thi Thu Thao MSSV : 00ĐCT 101

Phựng Duy Vũ MSSV : 00DCT 137

Ngành : Cơ Tin Kỹ Thuật Lớp :00ĐCT0I

2 - Đề tài : Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu

phi kim loại với lực kộo F' = 2KN

3 - Tổng quỏt về bản thuyết minh :

Sốtrang +: 133 Chương: 2ễ Số bảng số liệu : 21 Số hỡnh vẽ : 75

Số tài liệu tham khảo : ?4 ẽA4#đ Phần mểmtớnhtoỏn: 4

Hiện vật ( sản phẩm ) : 2 Thuyết minh bằng mỏy tớnh : 4 4— Tổng quỏt về cỏc bản vẽ :

Tổng số bản vẽ: 9 BảnA0: Ở BỏnAl: BảnA2: Khổ khỏc: Số bản vẽ tay : Số bản vẽ trờn mỏy tớnh : 12

5 _ Nội dung và những vu sien chinh của Đụ Ấn Tốt Nghiệp : / _ „ Na dung ggsn.4, WC :.Bẹ sựi .MM tru, X4 kụ de.ằ Pheu IT 3 Thales â - wth; ihe aed dic Lise Pha’ mi wt ĐH hệ, ly XIN” Sa lạ se az 4,

6— Những thiếu sút chớnh của ape n Tốt Nghiệp : =

Bo AEE pan tds iB A Yh Reg Aaa

Trang 4

PHIẾU NHAN XET CUA CAN BO PHAN BIEN

de Adi " "Gobi ea hd A ah A hi " Rivas al A linn B KM MA AE Aes AEE đi

„nh S8u, Lhỳc Ác Sưiu Adu, dỳi, Ai, deRhi, -Aghi- “Mó suất Ads

-VAI Mam 4ệAanu, 4thi gứ, Abit dod AQ (fila Ault ts Ah hee Ahan ,

Ndk <ÂA dhi dE wht „at Ain i _iõ he

„BA ay Oi tlt AME AA

eying phd Abe Atihig Ah gi, " Ng

AG “yi fl whic dE Hy Sea tai ue AM

Ail abl Adhd cpltu, AM Alt da sald os ar

vd i bdt Vat

we RNA pigdibhr “tH

_Mhdvw Anke Atti eb, hia ys Ê0 6h Ah ơ “ell dn

ded Advan nhi ehh -hk dhu Gil ) đặc cạo dụ

.8f |I Àấ -duậi uất _ +„lấIMW li nh đế

Mi AM alt Ab aa 8iN4 ÙG hei tui thin, Ai “lờ AB Pinal a ding Abuing Ak At "hi “dệ, bờ ta Aha’ bth

: „Khi -04 MỒ Bild ‘i gal pia AL “nh „bụ yi dig

NUE gedBib oct elon ee „SẤm du -04u, alll Abt

_ Dh Atul “he! bing _Abuabh ddl babe, qian „lý _A Đ đõu,

git ) Adan A0e dhe Wea AG upd Aik 0 uti .4i Á,

Me hath el fay AEY MB Aad ra wg

a ' dtuiw cede din “Ate “had vs 440 —— „nhủ in aig Aad THỂ -đnaob,

- vo Mb itv ng AY AAD ‘ed Abap uk AM da

Ae se, dtl “fi _Avhul lia _ơ „đú Me wtdd AA Thurs tip bbe

fil dap -ÁR0, „4 hf? bấy ely DR hung õu “HH dd Aa dat Amtpdli oe At Ae fo sử _ hỏnh 4uuah, khớ baa vờ b huny _Shitnhe dill MĂNG „Xzm, ii "hi Add Ab AM:

)aủ Gl Chung te dak i “đỗ

whut ABA MEL AM Re “hag fi gs

va Aue wAnkt, -iw Paty, gi Lig ae

oe a eT “ie AC Mg bin ta _ nh dau than

Trang 5

“ưõy tig Ai 46: be ella Ai thing AX diiee quan Adm

Aa xu dy hủ the naib

2) Ngam ep King to" dinky An dam thu dy eh duý ộn clo

Ay keh, Tận Li Aik qua ấp Aa anh, Aung Aa Aao ? a) Ve hing eb “Hats Ah xem nb ith may AR thud Abs 5

de nạh ` dat gia thy amity , heat, ding Ahut be awit Att Fig ba Cho - wie bid qua đưu Âvh Tham inh

AX tute kưẩu oh po Adủ ra Ado dể hit mut db Chink vỏc sua tý “thụng ao bE Hhue Ae

kq2ự 22 Abang 4 naar 2005"

Trang 6

LOI CAM ON

Với đề tài Thiết kế và chế tạo mỏy thử kộo vat liệu phi kim loqi vội luc kộo F

=2 KN, đõy là đề tài tốt nghiệp ngành Cơ khớ tự động hoỏ - Rụ bốt, khoa Cơ Tỡn Kỹ

Thuật thuộc trường Đại Học Kỹ Thuật Cụng Nghệ TP Hồ Chớ Minh, với sự hướng dẫn cỳa Ts Trịnh Xuõn Giao và Ts Lờ Đỡnh Phương

Trong quỏ trỡnh thực hiện để tài chỳng em cũn cú nhiều sai súi nhưng đó nhận

được sự hướng dẫn rất tận tỡnh của Ts Trịnh Xuõn Giao và Ts Lờ Đỡnh Phương và học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm của cỏc thầy để hoàn thành tốt để tài tốt nghiệp

Trang 7

TOM TAT DE TAI

Nhiộm vu

Nhiệm vụ của việc thiết kế và chế tạo mỏy thử kộo vật liệu phi kim loại bao

gồm cỏc cụng đọan :

+ Thiết kế và gia cụng chế tạo mỏy đo lực kộo +ằ Xõy dựng và thi cụng card điểu khiển

+* Viết chương trỡnh điểu khiển chung cho toàn mỏy

Yờu cầu

* Độ chớnh xỏc cao, sai số thấp $* Vận hành mỏy theo chế độ tự động

“> Chi phớ đầu tư thấp, hiệu quả kinh tế lớn Cỏc thụng số yờu cầu của dộ tài

s* Lực kộo : 2 KN

s* Hành trỡnh kộo : 200mm

Trang 8

MUC LUC

Phần I Tớnh toỏn thiết kế cơ khớ

Chương 1 Mục đớch và ý nghĩa của đề tài

In ha

nh

Chương 2 Giới thiệu tổng quan về mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim loại 4

2.1 Tổng quan về mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim loại

2.2 Giới thiệu về một số loại mỏy đo -s<xsrsrtreirrrerrriee

2.2.1 Mỏy đo lực kộo — nộn loại TTèD <c+ceeerrerrrrrre 5 2.2.2 Mỏy đo lực kộo — nộn loại TTŠ . -cceeseeereeiserrree 5

2.2.3 Mỏy đo lực kộo — nộn — xoắn loại TTST - 6

2.2.4 Mỏy đo lực kộo — nộn loại TCA rerrrrre 6 2.2.5 Mỏy đo lực kộo — nộn loại D - cà erirrrrrrrrrrrr 8

2.2.6 Mỏy đo lực kộo - nộn loại TO15 -cscennhhrrrerrrrrrre 8

2.2.7 Mỏy đo lực kộo — nộn loại CR -. ceeerrerrtrrrrre 9

2.2.8 Mỏy đo lực kộo bằng cần kộo tõy cecenerererrrrrrrre 9

2.2.9 Mỏy đo lực kộo cú trang bị động cƠ - -ôsereererrrrrrerr 10

2.2.10 Mỏy đo lực kộo loại xỏch tay ôeherierrrrrrrrrrrrrrrr 10

2.2.11 Đồng hổ đo lực . c-cccreetsrrtrhrrrreriirrrrririe 11 2.2.12 Mỏy đo lực bằng tay ccrerrrrerrretrrrirrreririrrrree 12

2.2.13 Mỏy đo loại đứỨng -cccssenhHHHhưthderrhrtrrererre 13

Trang 9

3.2.2 Nguyờn lý hoạt động . -. -cccshhthtetrtrrrdreerererrrree 18

3.3 Một số chỉ tiết trong cấu tạo mấy . -+tseseerheetrrrrrrrrrio 18

3.3.1 Trục dẫn hướng ¿5+ scc2re>trrhtrhhHeH Hee 18 3.3.2 Bạc dẫn hướng thiet ri 19 3.3.3 Đế cố định ngầm dưới -+sereerrrrerrrrrrrrerrreh 19 k6; 0n 19 3.3.5 Tấm tTƯỢTI - c5 S3 3 922 221212 1.2 ch 0141.1110 20 kh nan 21 cv c8 21

3.3.8 Ngàm kẹp mẫu thử trờn - -+teseneirrrirrerrritrrrrrre 21 3.3.9 Ngam kẹp mẫu thử dưới -:-s++rseettetrrerrrrerrerrrrirrrre 22 Chương 4 Chọn động cơ điện và phõn phối tỉ số truyễn 23

4.1 Chọn loại và kiểu động cơ điện 23

4.2 Chọn cụng suất động cơ điện -cseeiienhhee 24 4.3 Phõn phối tỉ số truyễn -ccsrstertererrierrre 24

Chương 5 Tớnh toỏn và thiết kế truyển động vit - đai ốc 26

5.1 Chọn vật liệu vớt — đai Ốc -ccesrerrrerrerrrreirerdrrrirrre 26 5,2 Tớnh đường kớnh trung bỡnh của vớt -rreeerrrrrrrerree 26

5.3 Tớnh sơ bộ đường kớnh trong dị của ren theo độ bển keo 27

5.4 Chọn cỏc thụng số của bộ truyền ccccseeseerreeierrrrriee 27

5.5 Kiểm nghiệm vớt về độ bển ccnnnnhneirrrrriererrrrririire 29 5.6 Kiểm nghiệm điều kiện Ổn định -srteereerrerirrrrerere 29 5.7 Xỏc định kớch thước đai ỐC - cceenhhehhdrrrrrrrrrrrrrrii 30 Chương 6 Tớnh toỏn và thiết kế truyền động xớch -+s-s 32

6.1 Chọn loại xớch .- sen 1212k

6.2 Định số răng đĩa xớch

6.3 Định bước xớch p - s22 tt th t2 tre

6.4 Định khoảng cỏch trục và số mắc xớch -c+reeerrrrerrre 36

6.5 Kiểm nghiệm xớch o8

Trang 10

Chương 8 Tớnh toỏn sai số mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim loại 45 8.1 Nguyờn nhõn gõy sai số dón dài và sai số lực kộo 45 Đ.2, Tớnh sai số độ dón đài .-.- .cc tt S22 2H 44181101181 1x re 8.3, 7189 1

Phần II Thiết kế và thi cụng Card điều khiển

Chương 9 Giới thiệu Carđ điều khiển . 5à 5à cnetetrrrrerrerrree

9,1 Chức năng và vai trũ của Card điều khiển -¿-5-5czcô2 48 9.1.1 Chức năng của Card - - << SH HH TH Hư 48 L AV/ ni 9 48

9,2 Yờu cầu của Card điểu khiỂn ¿52- +S++tSzESrrrrrrrrrrrieee 48

Chương 10 Giới thiệu họ vi điều khiển MSC ~ 51 - c2 49

10.1 Cấu tạo vi điều khiển họ MSC — 51 7-7-c-Sceseeire 49 10.1.1 Cấu trỳc phần cứng MSC ~ 51 ( 8951) c.-ce 49 10.2 Khảo sỏt sơ đồ chõn 8951 và chức năng từng chõn 49 I0 r8 i08 49 10.2.2 Chức năng cỏc chõn của 8951 ca 50 I0 00n9 i0 1 30

10.2.2.2 Cỏc ngừ tớn hiệu điều khiỂn . - ¿5c 51 10.3 Cấu trỳc bờn trong vi điểu khiỂn ¿c6 scc cv 52 II Su 10187 52 10.4 Cỏc thanh ghi cú chức năng đặc biỆt - 2+5 <<sxsseres 55 10.5 Túm tắt tập lệnh của 8951 tt re 60 10.5.1 Cỏc mode định VỊ - << LH ng ket 60 10.5.2 Sự định vị thanh gh1 - - - 11H ng Hết 60

10.5.3 Sự định vị địa chỉ trực tiế -+- + tt rrye tre ke 61 10.5.4 Sự định vị địa chỉ giỏn tiẾP -. cà nhe 62

Trang 11

10.6.1.4 Cỏc lệnh dịch chuyộn dif H@U cccccccscsssessesceseessescenseesee 70

10.6.1.5 Cỏc lệnh luõn lớ .- ¿+ 2< 22 23 SE St EkEskkikrsksikersee> 71

10.6.1.6 cỏc lệnh xen VAO cc ceccccscscecssccesceusssusscssssccseecenesesneesenneers 72

Chương 11 Giới thiệu IC 24C04A - - LvQ nn HT H HH HH re re 73 11.1 1C EE— PROM - 24CO4A úc c tnnnnn nh nH HH cưy 73

11.2 Thụng số Max của IC 24CO4A ¿2+ Stc22x2x v2rerrvertxrx 74

11.2.1 Mụ tả chức năng của IC 24CO4A o-cccn cckeserree 74

11.2.2 Đặc điểm của Bus ca 75

Chương 12 Giới thiệu bàn phớm Hex và màn hỡnh tỉnh thể lỏng ( LCD ) 76 12.1 Ban phim c6 OL.(A.-HHHA 76

12.2 Màn hỡnh tinh thể lỏng ( LCT ) ỏc Sn n n4 HH ca 76 12.2.1 Đặc tớnh kỹ thuật của man hỡnh LCD TC 2004A -— 01 78 12.2.2 So dộ chan cia man hinh LCD TC 2004A — 01 78 12.2.3 Gión đổ khối của màn hỡnh LCD TC 2004A — 01 80

Chương 13 Giới thiệu IC Max 485 - Sàn HH re, 81

In Con nh ố 81

13.2 Ứng dung ctla Max 485 ocecscsceeccescsssssessssssecseecsececsscressssesuesseessetene 81

Chuong 14 Giao tiếp nối tiếp qua cổng RS 232 seceeeesseeseesteees 83 14.1 Vai nột co ban vộ cộng nGi ti€p eeeeceececcccccsssscseecsesccseereseeeseeeeeeees 83

14.2 Sự trao đổi của đường tin hi6U oo ccc cccesesescsecseestesreeteeereseeseseeens 85 14.2.1 Thanh ghi điều khiển modem 2-5-5252 +x+zE+E+ezsze+x 85

14.2.2 Thanh ghi trạng thỏi modem ¿+ c+csxs2Exkcrsecexces 86

Chương 15 Chương trỡnh điều khiển của Card 0 cccccccecccsessessceseceeeeneens 87

Phần II Giới thiệu vộ Biộn tan — Encoder — Loadcell - Bộ chỉ thị —

Phần mềm Delphi 2 S2 n2 xe, 100

Chương 16 Giới thiệu Biến tần 2 -SS s22 1121851211101 xe 101 16.1 Cấu trỳc bộ biến tẫn tt 21T EEEEEEESE 1111111115121 cxey 101

16.2 Biến tần SE S1 HH HH H1 H11 1111111111711 11tr 102

16.2.1 Thụng số kỹ thuật - 26 Sàn 2T 21121 g cxrryy 102

16.2.2 Lắp đặt cơ Khớ -.- + sse tt TT 11011111 11T ckprry 103

16.2.3 Kết nối biến tần SE với động cơ . -ccscccccerrerxee 104

16.2.4 Man hinh va cỏc phớm nhấn ¿2< St cczc+ztsxccreex 104 16.2.4.1 Cỏc phớm chương trỡnh - 7+ 2x Ss<x2ksessvSsrrrrrree 105

16.2.4.2 Cỏc phớm điều khiển . . +5: Sccx Sex Se tr rrvee 105

Trang 12

16.3.1 Màn hỡnh và cỏc phớm nhấn .-. - + c+c+csrsrereeerrer 106 16.3.2 Cỏc phớm chương trỡnh . ô+ ô+ SH xe 106 16.3.3 Cỏc phớm điều khiển 6 sọ 106

16.3.4 Lựa chọn và thay đổi thụng sỐ sccorieeiieree 106

16.4 Truyền thụng EIA23⁄2 ~ EIA485 -2¿-525cct2cxverrrtrrrreee 107 In {02v 7 = 107 IV {02 an ố 108

Chương 17 Giới thiệu Encoder - 2à nhỡn 109 17.1 Đĩa mó hoỏ quang hỌc ¿cà nh tr 109 17.1.1 Đĩa mó hoỏ gia lượng - ôchinh 109

17.1.2 Bộ giải mó tuyệt đối cv nành 113

17.2 Độ địch chuyển / xung c t t S22 sscrrretrrrrtrrreerrrerie 116

17.2.1 Phõn tớch tương quan giữa độ dịch chỉnh / số xung 116

17.2.2 Tớnh độ dịch chỉnh / xung ôcac khe 116

Chương 18 Giới thiệu Load celè - - - - HH HH H2 1c 117

18.1 Khỏi niệm chung về cảm biến biến dạng -c sce, 117

18.2 Nghuyờn lớ của cảm biến biến dạng -c+c-ccrseereirree 117 18.3 Giới thiệu về Load cell -. -:sc-ctctstretkhhhgge 118

II 80,20 i00 8n 119

18.3.1.1 Load cell cú tải trọng nhỎ -ô cac sseiteerrtre 119

18.3.1.1.1 Load cell loại VA3 cc ninrrenheeHhưeHurưy 119 18.3.1.1.2 Load cell loại VB3 - - Sàn nhe, 120 18.3.1.1.3 Load cell loại WH càng he 120 18.3.1.1.4 Load cell loại WC c sen HH n nen, 121

18.3.1.1.5 Load cell loại PB -.- che 121 18.3.1.1.6 Load cell loại P - -ẶĂ sen nhrirrrerrrree 122

18.3.1.2 Load cell cú tải trọng lớn - - ++-csexererrereesrre 122

18.3.1.2.1 Load cell model SSC -. Ặ cài 122 18.3.1.2.2 Load cell model HPC - ¿Sexy 123 18.3.1.2.3 Load cell model BCCU c-ceeerrree 123 18.3.1.2.4 Load cell model BCH - s3 csess<ss+ 124

18.4 Load cell sử dụng trong để tài ôsen eg 124

18.4.1 Thụng số kỹ thuật của Load celè - teeters cence 125

18.4.1.1 Đặc tớnh kỹ thuật 2-+cc2c2222tvEtvrrrerrrrrrrrrrrrve 125 18.4.1.2 Hệ thống dõy c2ccc++rtttEEEEEEEEEEvvrrrtrirtrrrrrrrke 125

Trang 13

19.1 Giới thiệu Bộ chỉ thị K3NV -S-ằànhHhrHieriire 126

19.1.1 Mặt trước của Bộ chỉ thị K3NV -.-ẮĂcehrHeree 127

19.1.1.1 Chức năng của cỏc phớm trờn Bộ chỉ thị K3NV 127 19.1.1.2 Cỏc thủ tục cài đặt -. chia 128 19.1.2 Mặt sau của Bộ chỉ thị K3NV .esộceeirrrrrrrre 130

| 19.2 KEt nOi AAU VaO sssssossessscsssesssseceestersessesssesesseesenunassnnesenectnnnnnenset 131

19.3 Kết nối với Load cell .- - cv hư re 131 19.4, Kớch thước Bộ chỉ thị K3NV Hee 132

| Chương 20 Phần mềm Delphi 55- 2S cnsetrererrrrerrrrrrirrrierrie 133

20.1 Giới thiệu ngụn ngữ lập trỡnh Delphi -cetereee 133

20.2 Sơ đỗ kết nối của mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim loại 134

20.3 Mụ tả chức năng cỏc Khối -ctcssctsrernttrihrerreeriie 134

20.4 Sơ đụ hoạt động của mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim loại 135 20.5 Giao diện trờn mỏy tớnh của mỏy đo lực kộo

vật liệu phi kim loại -cc‡hheherritrerre 136

ĂC18 8P .ố 138

(p0 0 0 8n 139

Trang 14

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phi kựn

loại với lực kộo F =2KN

MỞ ĐẦU

Trong quỏ trỡnh chế tạo, sản xuất sản phẩm, mỗi sản phẩm trước khi được đưa

ra thị trường đến tay người tiờu dựng thỡ sản phẩm đú phải đảm bảo được những yờu

cầu về chất lượng kỹ thuật cơ bản

Để đảm bảo được cỏc yờu cầu đú thỡ cỏc sản phẩm phải được kiểm tra theo một tiờu chuẩn do nhà nước quy định Đú là Tiờu Chuẩn Việt Nam ( TCVN ) Cỏc sản phẩm phải đầm bảo đựơc những tiờu chuẩn này thỡ mới được đưa ra thị trường

tiờu thụ Để thực hiện được điều này thỡ cỏc sản phẩm được kiểm tra, thử nghiệm

trờn cỏc mỏy chuyờn dựng cú độ chớnh xỏc cao

Hiện nay trờn thế giới cú rất nhiều loại mỏy đo với độ chớnh xỏc cao, mẫu mó

đa dạng và giỏ thành cũng tương đối cao Yờu cầu đặt ra là cần nghiờn cứu và chế

tạo được cỏc loại mỏy đo cú cựng chức năng và độ chớnh xỏc cao như cỏc loại mỏy

của nược ngoài nhưng cú giỏ thành rẻ hơn

Được sự đồng ý của Khoa Cơ Tin Kỹ Thuật thuộc trường Đại Học Kỹ Thuật

Cụng Nghệ TP Hộ Chi Minh và Chỉ Cục Tiờu Chuan - Do Lường - Chất Lượng

TP Hồ Chớ Minh, chỳng em thực hiện để tài : Tiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo

vật liệu phớ kim loại với lực kộo F = 2 KN

SVTH : Dương Chớ Cụng - Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 15

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim

loại với lực kộo P =2KN'

PHANI

TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ KHÍ

a SVTH : Dương Chớ Cụng - Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 16

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vat ligu phi kim

Chương 1

MỤC ĐÍCH VÀ í NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Mục đớch

Dộ tài Thiết Kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phi kửm loại với lực kộo 2KN là một để tài cụ thể và thực tế Để tài yờu cầu sinh viờn phải nắm bắt được cỏc cụng việc cần thiết mà một kỹ sư thiết kế phải thực hiện, nắm vững được cỏc bước, cỏc cụng đoạn khi thiết kế và chế tạo mỏy.Yờu cầu sinh viờn thực hiện phải cú kiến thức tổng quỏt về điện, điện tử, cơ khớ và ngụn ngữ lập trỡnh Sau khi đó thiết kế và

tớnh toỏn, sinh viờn tiến hành gia cụng cơ khớ theo bản thiết kế và viết chương trỡnh

điều khiển Qua việc chế tạo thực tế sinh viờn sẽ nắm bắt được những điều bổ ớch và rỳt kinh nghiệm trước những sai sút khi thiết kế và từ đú sẽ hoàn thiện kỹ năng hơn

1.2 í nghĩa

Để tài nhằm mở ra một hướng đi trong việc chế tạo cỏc mỏy đo lường theo hướng tự động hoỏ Đồng thời đỏp ứng cỏc yờu cầu kỹ thuật, cũng như tớnh kinh tế

Trang 17

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vột liệu phi kim

loại với lực kộo P =2KN

Chương 2

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐO LỰC KẫO VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI

2.1 Tổng quan về mỏy đo lực kộo vật liệu phi kim loại

Theo trang web [1]

liệu du

Hỡnh 2.I

Mỏy đo lực kộo cũng như cỏc loại mỏy đo lường khỏc cú nhiệm vụ rất quan

trọng trong việc kiểm định sản phẩm trước khi đưa ra thị trường Để đảm bảo được

điều này yờu cầu cỏc mỏy đo phải cú độ chớnh xỏc cao, sai số thấp nhất cho phộp theo Tiờu Chuẩn Việt Nam Cú rất nhiễu loại mỏy đo và cỏc tớnh năng của mỏy rất

đa dạng

Hầu hết cỏc mỏy này đều được điều khiển bằng mỏy vi tớnh nờn cú độ chớnh sỏc rất cao nhưng giỏ thành trương đối đắt

SVTH : Dương Chớ Cụng — Trần Thị Thu Thảo — Phựng Duy Vũ

Trang 18

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phủ kựm

_-r-.-.-.-rỶrỶr-r-r-r.rcr-.-cr.-r ->a-esa-Ỷễ-r-.-reammmE

2.2 Giới thiệu về một số loại mỏy đo

2.2.1 Mỏy đo lực kộo - nộn loai TTD

Hỡnh 2.2 Mỏy đo lực kộo ơ nộn loại TTD

Loại TTD là loại mỏy với hai trục vớt bỉ — đai ốc dài để thử lực kộo và nộn với lực cú thể túi 65 KN / 14000lb Thụng số về lực sẽ được hiển thị bằng lb, kg hoặc

N nhờ được thiết kế mạch vi xử lý

2.2.2 Mỏy đo lực kộo — nộn loại TTS

Hỡnh 2.3 Mỏy đo lực kộo - nờn loại TTS

TTS là loại mỏy thử kộo / nộn được điều khiển bằng mỏy tớnh gồm 5 kớch cỡ với tải trọng từ 5 KN (1100 Ib) tới 65 KN (14000Ib) Cỏc loại mỏy này được thiết kế

với đặc điểm là cú hai trục vớt bi — đai ốc cú tỏc dụng lỏi kộo con trựơt di chuyển

thắng lờn giữa đai ốc bi Sử dụng cỏc loại mỏy này rất dễ dàng với phần mềm kiểm

nghiệm lực kộo / nộn Model TC - 100 kốm theo cỏc loại may TTS dude sử dụng

rộng rói trong điều khiển, trong nghiờn cứu và phỏt triển cỏc sản phẩm và cỏc bộ

=—. —————

SVTH : Dương Chớ Cụng —- Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 19

_——Ắằ eee

phận Phần mềm kết hợp cú khả năng kiểm tra chu kỡ mỏi tốc độ thấp Thờm nữa, với việc cải tiến phần mềm và cỏc mỏy múc tiờu chuẩn được thiết kế cho những ứng dụng đặc biệt

Loại mỏy TTS cũng cú thể dựng trong phiờn bản TTST với những ứng dụng đồi hỏi khả năng kiểm nghiệm về lực kộo / nộn hoặc lực xoắn Cỏc đặc điểm cơ học Kiểm nghiệm vận tốc và phạm vi Tốc độ thấp nhất của khớp li hợp : 0.05 — 75 mm/min TTS — 65 KN : 0.05 — 50 mm/min Tốc độ cao nhất của khớp li hdp : 0.50 — 500 mm/min TTS — 65 KN : 0.50- 305 mm/min 2.2.3 May do hie kộo - nộn - xoan loai TTST

Hỡnh 2.4 Mỏy đo lực kộo - nờn - xoắn loại TTST

Loại mỏy TTS là loại mỏy được thiết kế với hai trục vớt bi —dai 6 ốc điều khiển bằng mỏy tớnh để kiểm nghiệm lực kộo, nộn và xoắn với lực lờn tới 65 KN / 14000 Ib về lực kộo theo trục thẳng đứng và 132 Nm / 1200 lb luc xoắn Cải tiến đặc biệt của cỏc loại mỏy này giỳp nú cú khả năng điều chỉnh để thớch ứng với những yờu

cầu khỏc nhau,

2.2.4 Mỏy đo lực kộo - nộn loại TCA

Loại mỏy TCA được sử dụng cho việc kiểm nghiệm với lực kộo thấp, được thiết kế cho những ứng dụng yờu cầu về khả năng kộo hoặc nộn nhưng vẫn đồi hỏi độ chớnh xỏc thường thấy ở những mỏy cú giỏ cả cao hơn Mỏy nay cú đặc điểm là giới hạn lực kộo cơ khớ thực tế cho những ứng dụng khụng yờu cầu khả năng kộo dài

=ễ.——

Trang 20

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phớ kưn

loại với lực kộo F =2KN và lớn so với cỏc loại mỏy TTD và TTS Loại mỏy TCA cú những mẫu và khả năng của nú như : TCA -10 KN (10 KN / 2200 Ib) TCA -5 KN (5 KN/ 1100 Ib) TCA -2 KN (2 KN /500 Ib)

Hỡnh 2.5 May do luc kộo — nộn logi TCA

Loại mỏy TCA cú đặc điểm về lực kộo thực tế nhỏ và cú khả năng điều chớnh

con trượt thẳng đứng trờn hai tấm thộp crom hỡnh trụ đặt song song Tải trọng thực tế

được điều khiển bằng một động cơ DC Chuyển động của nú được điều khiển bằng

một panel cú gắn cỏc nỳt nhấn Lờn / Xuống, Ngừng / Khởi động Vận tốc kiểm nghiệm được thiết đặc từ 0 — 100 % của vận tốc cực đại , sử dụng một tấm panel ở

mặt trước cú gắn một đụng hổ đo điện thế Vận tốc khụng đỏng kể từ 0 — 100 mm /

min

Cỏc ứng dụng về tải trọng, ngàm kẹp thấp hơn được sử dụng với hệ thống đặt trờn tải trọng thực tế Ngàm kẹp trờn được gắn vào tế bào đo lực của mỏy (load

cell), đú là một thiết bị điện tử dựng để xỏc định lực tỏc động khi thực hiện test trờn

hệ thống Tế bào tải được gắn tới mặt dưới của con trượt Tế bào tải sử dụng cho cỏc

loại mỏy TCA cú độ chớnh xỏc cao cựng loại với tế bào tải cầu Wheatstone, dựng

=——— SVTH : Duong Chớ Cụng — Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 21

loại với lực kộo P =2KN cho cỏc loại mỏy cú giỏ cao của hóng mỏy ATM Con trượt cú thể điểu chỉnh thẳng đứng dọc theo trục bằng cỏch nới lỏng đỉnh ốc 2.2.5 Mỏy đo lực kộo — nộn loại D

Hỡnh 2.6 Mỏy đo lực kộo — nờn loại D

Loại mỏy thuộc seri D được thiết kế cú hai trục vớt bi - đai ốc Mỏy được điều

khiển bằng mỏy vi tớnh cú thể kiểm nghiệm lực kộo và nộn lờn tới 500 KN /115000Ib Cũng như loại mỏy thuộc seri DT nú cũng cú khả năng đo lực xoắn

2.2.6 Mỏy đo lực kộo — nộn - xoắn loại T015

Hỡnh 2.7 Mỏy óo lực kộo - nộn - xoắn loại T 015

SVTH : Duong Chi Cụng — Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 22

Loai T015 cú khả năng thấp về mỏy vi tớnh để điểu khiển việc thử nghiệm

kộo, nộn và xoắn, được dựng khi tải trọng 1KN /200 lb tải trọng kộo và 1700 Nm

/15Ib tải trọng xoắn

2.2.7 Mỏy đo lực kộo - nộn loại CR

Hỡnh 2.8 Mỏy đo lực kộo — nộn loại CR

Loại mỏy này được điều khiển bằng mỏy vi tớnh, ứng dụng cho việc test chỉ

yờu cầu loại lực kộo ngắn như test lực kộo của kim loại Mỏy này cú khả năng đạt 5

tải trọng khỏc nhau lờn đến 900 KN / 200000 Ib và giỏ thành thỡ rẻ hơn loại mỏy cú

khả năng tương đương loại D

2.2.8 Mỏy đo lực kộo bằng cần kộo tay ( Manual Lever Pull Testers )

Hỡnh 2.9 Mỏy đo loại đứng — Hỡnh 2.10 Mỏy do PT-PDS Hỡnh 2.11 Mỏy do nằm ngang

Cỏc loại mỏy trờn đều cú lực kộo lớn nhất là 220 Ips (pound)

SVTH : Dương Chớ Cụng — Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 23

Luận văn tốt nghiệp Thiột kộ va chộ tao may do luc kộo vat ligu phi kim

loai vội luc kộo F =2KN

Hỡnh 2.12 Mỏy đo loại đứng bằng tay

Giỏ thành từ 400 USD tới 1500 USD, cú cả đồng hồ đo lực Cú chức năng thử

ngiệm sản phẩm, khi đo bằng tay chỉ hiện thị dự liệu là lực loại này cú độ chớnh

xỏc cao, cú thể xỏch tay đi được

2.2.9 Mỏy đo lực kộo cú trang bị động cơ ( Motorized Pull Testers )

Hỡnh 2.13 Mỏy đo lực kộo sợi Hỡnh 2.14 Mỏy đo cú trang bị động cơ

Mỏy ở hỡnh 2.12 cú lực kộo tối đa là 220 Ibs, cũn mỏy ở hỡnh 2.13 cú lực kộo

tội da 14 110 Ibs

2.2.10 May đo lực kộo loại xỏch tay

Hỡnh 2.15 Mỏy ỏo lực loại xỏch tay

Giỏ thành từ 7500 USD tới 9900 USD, phạm vỡ đo lớn, độ chớnh xỏc khỏ cao,

tớnh lưu động cao , cú thể mang đi dễ dàng

=ễ——— -

SVTH : Duong Chớ Cụng - Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 24

oợi với lực kộo F =2KN

2.2.11 Đụng hồ đo lực

Hỡnh 2.16 Đụng hộ do lực

Là thiết bị đo lực rất phổ biến trong đo lường Nú cú cỏc dạng đồng hồ cơ khớ

, đồng hồ hiển thị số, đổng hồ điện tử và kỹ thuật số Nú rất thớch hợp cho đo lực lớn nhất, lực nhỏ nhất và lực trung bỡnh, Bảng 2.1 Đặc tớnh của đồng hồ đo lực Price Typically $500 to $2,000 Portability Excellent | Up to 44.5 kN Max Force Rating (10,000 Ibf} (for use in test stands) OK; Typically Accuracy 0.15% to 1.0% of capaci Repeatability Low None for the mechanical Computer Interface gauges; RS232, analog, and Mitutoyo outputs are available on a a IIS

SVTH : Dương Chớ Cụng — Trõn Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 25

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vột liệu phi kim sorne digital gauges Measures force Other only; does not measure displacement

2.2.12 May do lic bing tay

Hỡnh 2.17 Mỏy đo lực thao tỏc bằng tay

Loại mỏy này được dựng phổ biến để kiểm nghiệm chất lượng của cỏc loại

vật liệu ứng dụng, thay thế hoặc hoàn chỉnh cỏc sản phẩm Loại mỏy này được sử dụng rộng rói nhờ cú những đặc tớnh linh hoạt, độ chớnh xỏc cao, cú khả năng lập lại

nhiều lần trờn cựng một vị trớ thử nghiệm Hầu hết cỏc mỏy này đều điều khiển

bằng mỏy vi tớnh và cú thờm nhiều chức năng kiểm tra lực kộo, lực nộn, lực uốn, lực xộ rỏch, lực xoắn

NGGGiohttto<xGSGGSisssasazazaaơơasrsaaaơơmœ-sẳễszrơơơớẳớmơớaarasauơơmn

SVTH : Duong Chớ Cụng — Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 26

loại tới luc kộo F =2KN

Bảng 2.2 Đặc tớnh của mỏy đo lực thao tỏc tay Typically Price $9,800 and up Portability Not Applicable 445 Nto600 Max Force Rating EN (100 to 135,000 Ibf) Excellent, Typically 0.5% of Accuracy reading with 100:1 to 500:1 range ona single load cell Repeatability Excellent PC interface Compater Interface for full control, Full integration of force and displacement Long travel Other

2.2.13 Mỏy đo loại đứng

Trong xu hướng phỏt triển của cỏc loại mỏy múc, mỏy kiểm nghiệm bằng tay (lực đặt trờn vị trớ thử nghiệm bằng tay),loại mỏy kiểm nghiệm bằng động cơ cũng

được sử dụng phổ biến Loại mỏy này cũng mang đến những ứng dụng tương tự của

tải trọng và tụn tại dưới dạng chỉ cung cấp tải trọng cơ bản ( lực đặt trờn cơ cấu động cơ) và ở một số phiờn bản thỡ cú một số thay đổi ở đầu ra

_————— _ CC 7

SVTH : Dương Chớ Cụng — Trần Thị Thu Thảo — Phựng Duy Vũ

Trang 27

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phớ kim

Ă VỚI kộo F =2KN —

Hỡnh 2.17 Mỏy đo loại đứng

Bảng 2.3 Đặc tớnh của mỏy đo loại đứng Typically $2,000 to $5,500 plus the Force Price Gauge (Typically $1,000 - $2,500 complete) Portability Low Typically up to 890N Max Force Rating ỏn Tof), ome up to 4.5 kN (1,000 Ibf) OK, Typically Accuracy 0.15% to 1.0% of capacity a nd

SVTH : Dương Chớ Cụng — Trõn Thị Thu Thảo ~ Phựng Duy Vũ

Trang 28

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vột liộu phi kim

loại với lực kộo F =2KN Repeatability manual test Computer Interface only Others displacement gauges Other available, but often not integrated Typically provides longer travel than manual test stands, “mm —=— _ _— _- ——_ TS” ”

SVTH : Dương Chớ Cụng - Trõn Thị Thu Thảo — Phựng Duy Vũ

Trang 29

Chương 3

CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY ĐO LỰC

KEO VAT LIEU PHI KIM LOAI

3.1 Lựa chọn phương ỏn thiết kế

Qua một số mỏy đó giới thiệu chỳng ta đưa ra một số phương ỏn để từ đú lựa

chọn một phương ỏn tối ưu nhất tiến hành thiết kế và chế tạo mỏy cú cựng chức

năng nhưng kết cấu đơn giản và giỏ thành rẻ hơn nhưng vẫn đảm bảo được cỏc yờu

cầu kĩ thuật của mỏy Sau đõy là một số phương ỏn : 3.1.1 Phương ỏn 1

Mỏy được thiết kế với hai trục vớt nằm đối xứng hai bờn cựng với hai trục dẫn

hướng, truyền động bằng bỏnh răng Mỏy được điều khiễn bằng mỏy vi tớnh

Ưu điểm : Phương ỏn này nhờ kết cấu hai trục vớt mà chuyển động rất ờm, dễ

đàng và đảm bảo độ chớnh xỏc, sai số đo thấp

Nhược điểm : giỏ thành mỏy đắt do sử dụng hai trục vớt, chế tạo bỏnh răng

khú khăn và tốn kộm

3.1.2 Phương ỏn 2

Kết cấu mỏy với hai trục dẫn hướng hai bờn cựng với một trục vớt lệch về một phớa, truyền động bằng xớch , mỏy được điều khiển bằng mỏy vi tớnh

Ưu điểm : Phương ỏn này kết cấu đơn giản, ớt tốn kộm do chỉ sử dụng một trục vớt và hai trục dẫn hướng

Nhược điểm : Khụng lợi về lực vỡ trục vớt nằm lệch về một phớa, khi mỏy hoạt

động lõu ngày sẽ sinh ra sai số lớn

3.1.3 Phương ỏn 3

Mỏy được thiết kế với bốn trục dẫn hướng, một trục vớt được đặt ở trọng tõm, truyền động bằng xớch, mỏy được điều khiển bằng mỏy vi tớnh

Ưu điểm : Kết cấu này đơn giản nhưng chắc chắn, trục vớt đặt ở giữa trọng tõm nờn

rất lợi về lực Lỳc này trục vớt sẽ chuyển động tịnh tiến lờn xuống cũn đai ốc sẽ

quay Giỏ thành rẻ

Nhược điểm : Truyễển động bằng xớch nờn Ổn

SVTH : Duong Chớ Cụng — Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 30

loại với lực kộo F' =2KN

3.1.4 Kết luận :

Từ những phương ỏn trờn chỳng ta chọn phương ỏn 3 để thiết kế và chế tạo vỡ phương ỏn này cú kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giỏ thành rẻ hơn do chỉ sử dụng một

trục vớt nhưng vẫn đảm bảo được độ chớnh xỏc và yờu cầu kĩ thuật

3.2 Sơ đồ nguyờn lý cấu tạo

3.2.1 Sơ đồ cấu tạo

Hỡnh 3.1 Sơ đồ nghuyờn lý cấu tạo mỏy kộo vật ligu phi kim loai

1 Loadcell 10 Động cơ giảm tốc 2 Ngàm kẹp trờn 11 Xớch 3 Ngàm kẹp dưới 12 Đĩa xớch 4 Bạc dẫn hướng 13 Vỏ mỏy 5 Tấm trượt 14 Vit bi 6 Đĩa xớch 15 Đế cố định ngàm kẹp dưới 7 Tấm đế dưới 16 Trục dẫn hướng 8 Đai ốc 17 Tấm đế trờn 9 Chõn mỏy “5 _ 555

Trang 31

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phi kừn

loại với lực kộo F=2KN 3.2.2 Nguyờn lý hoạt động

Mu thử được đưa vào ngàm kẹp 2 và 3, và được kẹp lại bởi vit kẹp cú tay quay Sau khi mẫu thử đó kẹp xong thỡ động cơ 10 hoạt động, truyền chuyển động

cho vit bi 14 bằng xớch 11, khi đú vớt bi 14 lại nõng tấm trựơi 5 lờn xuống, tấm trượt 5 cú gắn 4 bạc dẫn hướng 4 trượt trờn 4 trục dẫn hướng 16, nhờ vậy mà tấm trựơt lờn xuống dễ dàng Ở cơ cấu này thỡ vớt bi 14 tịnh tiến cũn đai ốc 8 sẽ quay, đai ốc 8 được cố định trong đĩa xớch 6, đĩa xớch 6 lại được đặt trong ổ lăn nờn nú quay rất dễ dàng 3.3 Một số chỉ tiết trong cấu tạo mỏy 3.3.1 Trục dẫn hướng Hỡnh 3.2 Trục dẩn hướng

Mỏy gồm 4 trục dẫn hướng đường kớnh ¿30, hai đõu trục khoan lỗ và tarụ ren M14 Trục dẫn hướng lắp với bạc dẫn hướng và cố định với cỏc tấm đế trờn và dưới

nhờ bulon M14

eee ee

Trang 32

3.3.2 Bạc dẫn hướng

Hỡnh 3.3 Bạc dẫn hướng

Bốn bạc dẫn hướng được đỳc bằng gang, lắp với 4 trục dẫn hướng Bạc dẫn hướng liờn kết với tấm trượt bằng bulon M8 3.3.3 Đế cố định ngàm dưới Hỡnh 3.4 Để cố dịnh ngàm kẹp dưới Đế cố định ngàm dưới bằng một chốt ¿6, đế được cố định trờn tấm trượt bằng 4 bulon M6 3.3.4 DE chi U

Đế được liờn kết với tấm đế dưới bằng bulon Mú, trờn đế (chữ u) sẽ cố định chộn bi trờn và chộn bi đưới, đai ốc của trục vớt được cố định trong nhụng( đĩa xớch)

Trang 33

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phỡ kim loại với lực kộo F =2KN Hỡnh 3.5 Đế chữ U 3.3.5 Tấm trượt Hỡnh 3.6 Tấm trượt Tấm trượt kớch thước 370mmx380mm x10 mm, tấm trược liờn kết với 4 bạc dẫn hướng a

Trang 34

loại với lực kộo F =2KN 3.3.6 Tấm đế trờn Hỡnh 3.7 Tấm đế trờn Kớch thước tấm đế trờn 380mm x 330mm x 10mm, liờn kết với 4 trục dẫn hướng bằng bulon M14 3.3.7 Tấm đế dưới Hỡnh 3.8 Tấm đế dưới Kớch thước tấm đế dưới 380mm x 330mm x 10mm, liờn kết với 4 trục dẫn hướng bằng bulon M14 3.3.8 Ngàm kẹp mẫu thử trờn

Nguyờn lý hoạt động của ngàm kẹp : mẫu thử được đưa vào giữa mà kẹp cố định và mỏ kẹp di động, xiết chặt nhờ vớt kẹp cú tay quay, khi xiết chặt hai mỏ kẹp sẽ ộp hai lũ xo trờn hai ty dẫn hướng Khi nới ra , đồng thời lũ xo cũng gión ra và nới

Trang 35

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy do lực kộo vật liệu phỡ kim

Hỡnh 3.9 Ngàm kẹp trờn

Nguyờn lý hoạt động của ngàm kẹp : mẫu thử được đưa vào giữa mà kẹp cố định vàmỏ kẹp di động, xiết chặt nhờ vớt kẹp cú tay quay, khi xiết chặt hai mỏ kẹp

sẽ ộp hai lũ xo trờn hai ty dẫn hướng Khi nới ra , đồng thời lũ xo cũng gión ra và nới mỏ kẹp di động ra theo 3.3.9 Ngàm kẹp mẫu thử dưới Hỡnh 3.10 Ngàm kẹp dưới Nguyờn lý hoạt động của ngàm kẹp dưới tương tự nguyờn lý hoạt d0ộng của ngàm kẹp trờn aaa

Trang 36

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy do lực kộo vật liệu phi kim

Chương 4

CHỌN DONG CO BIEN VA PHAN PHỐI

Ti SO TRUYEN

Chọn động cơ điện bao gồm những việc chớnh là chọn loại, kiểu động cơ ;

chọn cụng suất điện ỏp và số vũng quay của động cơ

Chọn kiểu, loại động cơ đỳng thỡ động cơ sẽ cú tớnh năng làm việc phự hợp

với yờu cầu truyền động của mỏy, phự hợp với mụi trường làm việc bờn ngoài, vận hành được an toàn và ổn định

Chọn đỳng cụng suất động cơ cú một ý nghĩa kinh tế và kĩ thuật lớn Nếu

chọn cụng suất động cơ bộ hơn cụng suất phụ tải yờu cầu thỡ động cơ sẽ luụn làm

việc quỏ tải, nhiệt độ tăng quỏ nhiệt độ phỏt núng cho phộp Động cơ chúng hỏng

Nhưng nếu chọn cụng suất động cơ lớn quỏ thỡ sẽ làm tăng vốn đầu tư, khuụn khổ

cụng kểnh, động cơ luụn luụn làm việc non tải, hiệu suất động cơ sẽ thấp, nếu là động cơ điện khụng đồng bộ thỡ hệ số cộng suất cosọ của động cơ sẽ thấp

Chọn điện ỏp khụng thớch hợp sẽ ảnh hưởng tới vốn đầu tư, phớ tổn vận hành

và bảo quản mạng điện cung cấp của xớ nghiệp

Cần chỳ ý tới việc chọn hợp lớ số vũng quay của động cơ điện Động cơ cú số vũng quay lớn thỡ kớch thước khuụn khổ, trọng lượng, giỏ thành của động cơ giảm

Về mặt này nờn chọn động cơ điện cú số vũng quay lớn ; tuy nhiờn, nếu số vũng quay càng lớn thỡ tỉ số truyền động chung càng lớn và kết quả làm tăng khuụn khổ

trọng lượng vàgiỏ thành của cỏc bộ truyền và của cả thiết bị Với lớ do này nờn chọn

số vũng quay của động cơ bộ Vỡ vậy muốn chọn hợp lớ cần phải tớnh toỏn vài ba phương ỏn khỏc nhau 4.1 Chọn loại và kiểu động cơđiện — ~ Hỡnh 4.1 Động cơ giảm tốc ˆ es

SVTH : Dương Chớ Cụng ~ Tran Thi Thu Thộo — Phiing Duy Vit

Trang 37

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phi kừm

Vỡ mỏy cú nhiệm vụ đo lường về lực và độ dài của cỏc vật liệu theo tiờu

chuẩn đo lường chất lượng nờn yờu cầu phải cú độ chớnh xỏc cao, sai số đo lường

thấp nhất nờn chỳng ta chọn loại động điện xoay chiều ba pha, giảm tốc vỡ giỏ rẻ,

cấu tạo vận hành đơn giản nhất, mắc trực tiếp với mạng điện xoay chiểu khụng cần biến đổi dũng điện

4.2 Chọn cụng suất động cơ điện

Động cơ điện cần chọn sao cho cú thể lợi dụng được toàn bộ cụng suất động cơ Khi làm việc nú phải thỏa món ba điểu kiện : - động cơ khụng phỏt núng quỏ

nhiệt độ cho phộp, - cú khả năng quỏ tải trong thời gian ngắn, - cú mụmen mở mỏy đủ lớn để thắng mụmen cẩn ban đầu của phụ tải khi mới khởi động Thường chọn động cơ theo điều kiện nhiệt độ rồi kiểm tra theo điều kiện quỏ tải và mụmen mở may Theo cụng thức 2.1, trang 27, tài liệu [2]: Nam = Nw 7 Trong đú :

Nam — cụng suất định mức của động cơ (KW) ; Nụ, — cụng suất làm việc (KW) ;= 235 w

rị - hiệu suất truyễn động ;

TỊ = TỡĂ.T)z.r\s.T\¿ tớch số hiệu suất của cỏc bộ truyển và của cỏc cặp ổ trong

thiết bị, cú thể chọn theo bảng 2.1, trang 27, tài liệu [2]

Nam =295 /0,85.0,95.0,99 367 'W

Chọn động cơ điện ba pha lổng súc cú số vũng quay 1450 vũng/phỳt, giẩm tốc

cũn 40 vũng/phỳt; cụng suất 1/2HP 4.3 Phõn phối tỉ số truyền

Theo cụng thức trang 30, tài liệu [2] :

Trong đú :

1 ~ tỉ số truyền động chung

ng, — Số vũng quay của động cơ điện (vũng/phỳU; nạ; — số vũng quay của trục cụng tỏc (vũng/phỳé);

Trang 38

Chọn trục vớt theo tiờu chuẩn cú số mối ren là 1, bước ren là 5mm, hành trỡnh

200mm/phỳt nờn số vũng quay của trục vớt n„ = 200/5 = 40 vũng /phỳt

Như vậy nạ, = n„ = 40 vũng/phỳt nờn tỉ số truyền i = 1

_=——-Ÿ-n-Ỷ-n= SVTH : Dương Chớ Cụng — Trần Thị Thu Thảo - Phựng Duy Vũ

Trang 39

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy đo lực kộo vật liệu phi kừn

Chương 5

TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG

VÍT - ĐAIễC

Truyền động trục vit — đai ốc dựng biến chuyển động quay thành chuyển

động tịnh tiến nhờ cơ cấu vớt trượt hoặc cơ cấu vớt lăn Truyền động vớt - đai ốc

được sử dụng rộng rói trong cỏc lĩnh vực kĩ thuật khỏc nhau : cỏc dụng cụ chớnh xỏc ,

cỏc thiết bị tải năng của cơ cấu ộp, cần trục nhờ kết cấu đơn giản, gọn, khả năng tải lớn, đi chuyển chớnh xỏc, tuy nhiờn tổn thất về ma sỏt trong ren lớn, hiệu suất

thấp, nguy hiểm về mũn tăng

Truyền động vớt đai ốc với ma sỏt lăn được đựng trong cỏc cơ cấu di chuyển chớnh xỏc, cơ cấu định lượng và điều chỉnh Thường dựng nhất là truyền động vớt — đai ốc bi, ở đú cỏc viờn bi nằm trong cỏc rónh xoắn của vớt và đai ốc Vận tốc di

chuyển của cỏc viờn bi này khỏc với vận tốc của vớt và đai ốc , vỡ vay để đảm bảo sự

tuần hoàn Hờn tục của cỏc viờn bi, hai đầu của đoạn ren làm việc được nối với rónh

hổi bi hoặc cỏc ống dẫn bi

5.1 Chọn vật liệu vớt —đai ốc

Với tải trọng như trờn và để giảm masỏt chọn vật liệu vớt là thộp 45 Vật liệu

dai ốc là đồng thanh thiếc chỡ Bp0đẽ[[ 6 — 6 — 3 Dựng ren hỡnh thang 1 đầu mối

Hướng ren : phải ( ren khụng tiờu chuẩn )

5.2 Tớnh đường kớnh trung bỡnh của vớt

Theo cụng thức 8.1, trang 163, tài liệu [3]:

JAx.-

( Ănu lg )

Trong đú :

F, - lực dọc trục (N);

tựu = H/d; — hệ số chiểu cao đai ốc với H - chiều cao đai ốc , thường chọn

trong khoảng wy = 1,2 2,5 đối với đai ốc nguyờn, tụ = 2,5 3,5 đối với dai Ốc

ghộp ;

Wa = H/p — hộ sộ chiộu cao ren, vội h — chiộu cao lam viộc cla ren, p — bude ren; tạ = 0,5 đối với ren hỡnh thang và ren vuụng; tụ = 0,75 đối với ren răng cưa;

[q ]— ỏp suất cho phộp , chọn như sau , phụ thuộc vào vật liệu vớt và đai ốc :

= —_—S—

Trang 40

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và chế tạo mỏy do luc kộo vật liệu phi kim

Đối với thộp - gang [q]=5 6 Mpa ;

Đối với thộp - đồng thanh [q]=8 10 Mpa ; Đối với thộp tụi - đồng thanh [q ]= 10 12 Mpa ;

Chọn hệ số chiểu cao đai ốc tựu = 2 ( đai ốc nguyờn ); hệ số chiều cao ren

hỡnh thang ty = 0,5 ; ỏp suất cho phộp [q ] = 9 MPa

Khi đú :

dos F, _ [ 2000 =84 mm

(2Ơ,Ơ,,la) 3,14.0,5.2.9

Lay d; = 12 mm

5.3 Tớnh sơ bộ đường kớnh trong đ; của ren theo độ bền kộo

Theo cụng thức 8.19, trang 168, tài liệu [3] : 4.13, đị > — (z[ơ, ) Trong đú :

[ơ,l=[ỉ„]= đe /3 với đạ, - giới hạn chảy của vật liệu vớt

Theo bảng 6.7, trang 96, tài liệu [1]: giới hạn chảy của vật liệu bp0đ[[ 6 - 6 — 3 là

80 — 100 MPa Chon og, = 90 MPa [z,]=[Z„]= ứ„/3= 90/3 = 30 MPa dị = 4.13.2000 _ 10,5 mm 3,14.30 Lấy dị = 10 mm Vậy 5.4 Chọn cỏc thụng số của bộ truyền Đường kớnh bi d, =( 0,08 0,15)d,; mm = 0,15.10,5 = 1,575 mm Chọn đường kớnh bi d, = 3 mm Bước vớt p= dẹ +(I 5)mm = 3+ 2=5 mm Bỏn kớnh ranh lan r, = 0,51 .0,53 mm Chon r, = 0,52 mm Khoảng cỏch từ tõm rẵnh lăn đến tõm bi : c=(rn- ) cosp