TỔNG QUAN VỀ HÀNH TÍM VÀ MÁY THÁI HÀNH TÍM 1 1.1 Tổng quan
Nhu cầu xã hội
Hành tím là một loại thực phẩm phổ biến ở nhiều quốc gia, bao gồm cả Việt Nam, cung cấp nguồn dinh dưỡng cao và nhiều dược liệu quan trọng Loại cây này cho thu hoạch hàng tháng, với thời gian thu hoạch khác nhau tùy thuộc vào từng loại, từ lá, thân đến củ đều có thể được tiêu thụ Để tạo ra các sản phẩm từ hành tím, cần trải qua các công đoạn sơ chế như cắt khúc và thái lát để tạo ra kích thước phù hợp và hấp dẫn.
Hiện nay, quá trình sơ chế hành tím chủ yếu vẫn được thực hiện thủ công, dẫn đến năng suất thấp Một số cơ sở sản xuất sử dụng máy móc có giá thành cao, không phù hợp với khả năng đầu tư Do đó, nghiên cứu và thiết kế máy thái lát mini với kết cấu đơn giản và giá thành hợp lý cho việc sơ chế hành tím Việt Nam là một đề tài có tính ứng dụng và thực tiễn lớn.
Từ những vấn đề trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Thiết kế, chế tạo máy thái hành tím năng suất 100kg/h.”
Giá trị của hành tím
Hành tím, được coi là "vua của các loại rau củ có tác dụng phòng trị bệnh", mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như kháng khuẩn, chống viêm, lợi tiểu, hỗ trợ điều trị tiêu chảy, hạ đường huyết, hạ huyết áp và giảm cholesterol.
Hành tím, còn được gọi là hành bóng hay hành Hà Lan, đã được cả Đông và Tây y công nhận về giá trị dinh dưỡng và sức khỏe từ hàng ngàn năm nay Với lịch sử hơn 5.000 năm, hành tím được xem là "vua của các loại rau" và hiện nay được trồng rộng rãi trên toàn cầu.
Hành tím, theo y học cổ đại Trung Quốc, có vị ngọt, cay nhẹ, và hơi chát, có tác dụng nhuận trường, lưu thông khí huyết, tốt cho lá lách, trừ cảm lạnh, dễ tiêu hóa và giải độc Y học hiện đại đã chứng minh hành tím có tính kháng khuẩn, chống viêm, lợi tiểu, giúp trị tiêu chảy, giảm đường huyết, hạ huyết áp và cholesterol Ngoài ra, chất prostaglandin trong củ hành còn giúp bảo vệ tuyến tiền liệt.
Hành tím, mặc dù có vị cay và mùi hăng, nhưng mang lại nhiều lợi ích sức khỏe đáng kể Nghiên cứu cho thấy các sulfua trong hành có khả năng chống đông máu, ngăn chặn sự tập trung không cần thiết của tiểu cầu Ngoài ra, hành tím còn giúp giảm nồng độ cholesterol và triglyceride, đồng thời cải thiện chức năng của màng hồng cầu Với hàm lượng flavonoids cao, việc tiêu thụ hành thường xuyên có thể giúp ngăn ngừa đau tim hiệu quả.
Ăn hành hàng ngày có thể giúp tăng mật độ xương và giảm nguy cơ loãng xương ở phụ nữ sau mãn kinh, đồng thời làm giảm nguy cơ gãy xương hông Hành cũng chứa nhiều hợp chất lưu huỳnh, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các mô liên kết trong cơ thể.
Thông tin dinh dưỡng cơ bản
Calo 40 Vitamin A 0 ug ~ Canxi 23 mg 2%
Nước 89 Vitamin C 7.4 mg 8% Sắt 0.21 mg 3%
Protein 1.1 g Vitamin D 0 ug ~ Magie 10 mg 3%
Carbonhydrate 9.3 g Vitamin E 0.02 mg 0% Phốt pho 29 mg 4% Đường 4.2 g Vitamin K 0.4 ug 0% Kali 146 mg 3%
Chất sơ 1.7 g Vitamin B1 0.05 mg 4% Natri 4 mg 0%
Chất béo 0.1 g Vitamin B2 0.03 mg 2% Kẽm 0.17 mg 2%
Bão hòa 0.04 gc Vitamin B3 0.12 mg 1% Đồng 0.04 mg 4%
Bão hòa đơn 0.01 g Vitamin B5 0.12 mg 2% Mangan 0.13 mg 6%
Bão hòa đa 0.02 g Vitamin B6 0.12 mg 9% selen 0.5 ug 1%
Bảng 1 1: Thông tin dinh dưỡng cơ bản h
Hình 1 2: Các món ăn từ hành tím
Các loại hành tím
Có 2 loại hành tím: Hành tím củ dài và hành tím củ tròn
Hành tím củ dài, tên tiếng anh là Long Red Florence Onion, là một giống hành có xuất xứ từ nước Ý
Là một giống hành củ nhỏ, hình dài và có màu đỏ có mùi rất thơm và ngọt hơn hành củ tròn
Năng suất cao hơn giống hành củ tròn truyền thống nên được trồng nhiều ở các vùng chuyên về hành ở miền Trung, miền Bắc
Cây hành có chiều cao khoảng 20 cm và hoa nở màu trắng, với hệ thống rễ chum Loại cây này thích hợp trồng quanh năm, đặc biệt ưa ẩm ướt, phù hợp với thời tiết Việt Nam vào mùa xuân và mùa thu.
Hình 1 3: Hành tím củ dài
Hành tím tròn, to thường chỉ có 1 tép, màu đỏ nhạt ít thơm hơn hành tím củ dài, vỏ mỏng
Hình 1 4: Hành tím củ tròn
Tình hình sản xuất, tiêu thụ hành tím trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ hành tím trên thế giới
Hành tím là một mặt hàng thiết yếu tại Ấn Độ, được trồng quanh năm ở 25/29 bang, với Maharashtra, Gujarat và Delhi là những bang có diện tích gieo trồng lớn nhất, chiếm 50-60% tổng sản lượng cả nước Vụ hành diễn ra từ tháng 7 năm trước đến tháng 6 năm sau, và Ấn Độ tiêu thụ khoảng 14-15 triệu tấn hành tím mỗi năm, đứng đầu thế giới về mức tiêu thụ Hành tím là mặt hàng nhạy cảm, có thể ảnh hưởng đến hệ thống chính trị; sự biến động giá hành có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, khiến một số nhà lãnh đạo và đảng phái chính trị phải từ chức hoặc bị thay thế.
Giá thành thực phẩm tại Ấn Độ có sự chênh lệch giữa các vùng miền, nhưng nhìn chung khá phải chăng, dao động từ 12 Rupi (khoảng 4 nghìn đồng) đến 44 Rupi (khoảng 14 nghìn đồng)/kg Thời điểm giá thấp nhất thường rơi vào khoảng từ tháng 2 đến tháng 6, trong khi giá có xu hướng tăng cao từ tháng 9 đến tháng 12.
11 Mức giá bán lẻ hiện nay khoảng 20 Rupi (6.5 nghìn đồng)/kg
Diện tích Sản lượng Diện tích Sản lượng Diện tích Sản lượng
Bảng 1 2: Diện tích gieo trồng và sản lượng hành ở Ấn Độ
(Đơn vị tính: Diện tích: nghìn ha; Sản lượng: nghìn tấn)
1.2.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ hành tím ở Việt Nam
Hành tím là cây trồng truyền thống tại thị xã Vĩnh Châu, nơi có đông đồng bào dân tộc Khmer, đã đóng góp quan trọng trong việc xóa đói giảm nghèo cho người dân địa phương.
Trong những năm gần đây, giá hành tím đã có sự biến động mạnh, cùng với ảnh hưởng của thời tiết, sâu bệnh hại và khó khăn trong khâu tiêu thụ Do đó, việc chế biến sản phẩm từ hành tím trở thành một giải pháp thiết yếu trong bối cảnh hiện nay.
Vào năm 2017-2018, thị xã Vĩnh Châu đã gieo trồng gần 5.000 ha hành tím Tuy nhiên, trong mùa thu hoạch rộ tháng 3/2018, giá hành đã giảm mạnh, chỉ còn từ 7.000 – 8.000 đồng/kg, và có thời điểm thương lái thu mua tại ruộng chỉ với giá 5.000 – 6.000 đồng/kg.
Hiện nay, hành tím có thể được chế biến thành 7 loại sản phẩm khác nhau dựa trên công nghệ chế biến, tiêu chí sản phẩm và thời gian tồn trữ Các sản phẩm này bao gồm hành tím tươi lột sẵn, hành tím sấy, hành phi, bột hành tím, mứt hành tím, hành tím muối chua và nước uống hành tím, có thể kết hợp với chanh dây, trà xanh hoặc táo.
Trên thị trường hiện có 3 dạng sản phẩm chế biến từ hành tím là hành phi, hành tím muối chua, hành tươi lột sẵn
Sản lượng các mặt hàng trong chuỗi cung ứng vẫn còn thấp, với chất lượng sản phẩm (màu sắc, mùi vị) chưa đạt yêu cầu Hầu hết các sản phẩm trên thị trường thiếu nhãn hiệu và thông tin cần thiết, thời gian bảo quản ngắn, và chưa được chứng nhận vệ sinh an toàn thực phẩm.
Theo khảo sát nhu cầu thị trường, Phó giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Minh Thủy cho biết hơn 50% người tiêu dùng chấp nhận sản phẩm hành phi và hành tím muối chua, dựa trên mẫu khảo sát 25 người.
Nước uống hành tím được 56% người tiêu dùng chấp nhận sử dụng vì tính mới, lạ
Tuy nhiên, người tiêu dùng còn e ngại với sản phẩm này do sợ khó uống vì đặc trưng mùi cay và vị nồng của hành tím h
Mứt hành tím là một sản phẩm độc đáo, mang đến hương vị mới lạ cho các món ăn, dự kiến sẽ kết hợp tuyệt vời với bánh mì sandwich hoặc cá chiên, nhưng vẫn khiến người tiêu dùng cảm thấy do dự.
Từ tập quán ăn uống, tỷ lệ người tiêu dùng chấp nhận mứt hành tím và bột hành tím khá thấp
Người tiêu dùng thường ưa chuộng các sản phẩm nhờ vào những yếu tố như tính tiện lợi, khả năng giữ nguyên đặc tính của hành tươi, thông tin rõ ràng về quy trình sản xuất, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và sự mới lạ của sản phẩm.
Việc hiện thực hóa sản phẩm từ hành tím đang được chính quyền và người dân địa phương kỳ vọng sẽ giải quyết tình trạng ứ đọng hành sau thu hoạch và giá cả bấp bênh Mục tiêu là nâng cao giá trị sản phẩm, đảm bảo khả năng tiêu thụ, và xây dựng thương hiệu địa phương cạnh tranh với các sản phẩm trong nước và quốc tế Hướng tới cung ứng sản phẩm hành tím đạt tiêu chuẩn chất lượng là điều cần thiết để phát triển bền vững.
Các loại máy thái củ quả hiện có trên thế giới và ở Việt Nam
1.3.1 Các loại máy thái củ quả hiện có trên thế giới
❖ Máy thái củ quả TITANIUM+DF2,5-DTV-DT09
Hình 1 5: Máy thái củ quả TITANIUM+DF2,5-DTV-DT09
Máy thái rau củ quả TITANIUM+DF2,5-DTV-DT09 là thiết bị đa năng lý tưởng cho nhà hàng, khách sạn và nhà ăn công nghiệp Với khả năng cắt đa dạng, máy có thể chế biến rau, củ, quả thành các hình dạng như lát, sợi, hạt lựu và hộp vuông, đáp ứng nhu cầu chế biến thực phẩm hiệu quả.
Thông số kỹ thuật của máy: Điện áp: 230V
❖ cắt củ quả Skymsen PA-14-N
Hình 1 6: Máy cắt củ quả Skymsen PA-14-N
Thông số kỹ thuật của máy: Điện áp: 120 - 220 (V)
1.3.2 Các loại máy thái củ quả hiện có ở Việt Nam
❖ Máy thái củ quả PKP – 2.0
Hình 1 7: Máy thái củ quả PKP - 2,0 h
1 – Thùng đựng củ quả; 2 – Đĩa lắp dao; 3 – Dao thái;
Máy thái kiểu đĩa này được thiết kế thẳng đứng, có thể hoạt động bằng tay hoặc động cơ Nó bao gồm thùng đựng củ quả hình nón cụt (1) được lắp đặt vào một bên trục máy, với cửa cấp liệu nằm gần vùng quay của dao Khi củ quả được cho vào thùng, trọng lượng của chúng sẽ ép sát vào mặt đĩa lắp dao Đĩa dao (2) bằng gang có đường kính 600mm, được trang bị 4 dao lưỡi thẳng tại 4 khe thoát lát thái Dao thái có 2 lưỡi: lưỡi thẳng dùng để thái lát rộng và lưỡi răng lược dùng để thái lát hẹp (bề rộng lát thái từ 15-20mm) Các dao thái được lắp nghiêng 30 độ so với mặt đĩa Máng thoát sản phẩm thái (4) được đặt phía dưới đĩa dao và gắn liền với vỏ bao đĩa Trục quay (5) có 2 gối đỡ bi, và tay quay (6) được lắp với bánh đai.
Để điều chỉnh độ dày lát thái, dao có lỗ dài vặn bu lông giúp dịch chuyển vị trí dao so với mặt đĩa Khi sử dụng, máy có thể hoạt động bằng tay; người dùng cần đổ đầy củ quả vào thùng chứa Củ quả sẽ được ép vào mặt đĩa và được các dao nạo thành lát, sau đó các lát thái sẽ thoát ra ngoài qua máng thoát Để thái lát hẹp, cần tháo lắp dao cho các dao răng lược hoạt động, lưu ý rằng cứ 2 dao răng lược mới cắt hết một lớp vật thái, do đó cần lắp số dao chẵn Máy thái PKP – 2.0 có khả năng thái tốt nhiều loại củ quả, nhưng khi thái lát hẹp có thể gặp tình trạng gãy vụn.
❖ Máy thái lát củ quả 3A
Hình 1 8: Máy thái lát củ quả 3A
Máy thái lát gừng, củ quả 3A h là sản phẩm lý tưởng để thái lát các loại củ, quả như gừng, nghệ, cà rốt và củ cải, phục vụ cho việc chế biến món ăn tại gia đình, quán ăn và nhà hàng Ngoài ra, máy còn được ứng dụng trong các nhà máy chế biến bánh kẹo và cơ sở sản xuất thuốc đông y, mang lại hiệu quả cao trong công việc chế biến thực phẩm.
Máy thái lát gừng 3A được thiết kế đơn giản và dễ sử dụng, với cấu tạo bao gồm động cơ điện, phễu nạp nguyên liệu, cửa xả và đế chân bằng nhựa Sản phẩm hoạt động với nguồn điện 220V và động cơ 1,5kW, đạt tốc độ trục chính 1400 vòng/phút, giúp năng suất làm việc đạt từ 80 đến 100 kg/h, đồng thời dễ dàng vệ sinh sau khi sử dụng.
Máy thái lát củ quả 3A mang đến sự nhanh chóng và an toàn trong việc thái cắt các loại củ quả Sản phẩm sau khi thái sẽ có độ dày mỏng khác nhau, từ 1 đến 5mm, tùy thuộc vào khoảng cách giữa các lưỡi dao, đảm bảo mặt cắt sản phẩm nhẵn và đều.
Thông số kỹ thuật chính của Máy thái lát gừng, củ quả 3A: Điện áp: 220 (V)
Công suất động cơ: 1,5 (kW)
Tốc độ quay: 1400 (vòng/phút) Độ dày dao thái được: 1 – 5 (mm)
Hình 2 1: Lực tác dụng cắt thái của lưỡi dao
PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG
Lý thuyết tính toán quá trình cắt thái
2.1.1 Cơ sở lý thuyết của quá tình cắt thái bằng lưỡi dao
Máy cắt thái rau cỏ hoạt động dựa trên nguyên lý cắt bằng lưỡi dao sắc Quá trình cắt được thực hiện khi cạnh sắc của lưỡi dao di chuyển theo hướng pháp tuyến hoặc theo hai hướng vuông góc, bao gồm hướng cắt pháp tuyến và hướng cắt tiếp tuyến, tạo ra sự cắt chéo tổng hợp.
Quá trình cắt thái có trượt diễn ra khi lưỡi dao cưa đứt vật thái, mặc dù lưỡi dao được mài sắc, nhưng khi nhìn qua kính hiển vi, vẫn tồn tại độ nhấp nhô giống như răng cưa.
Khi lưỡi dao cắt theo hướng pháp tuyến (chặt bổ), quá trình cắt thái diễn ra bằng cách sử dụng nêm, và lực cắt thái cần phải vượt qua ứng suất kéo Các vật liệu như rau củ, đặc biệt là những loại có sợi và tính đàn hồi, thường có ứng suất kéo nhỏ hơn ứng suất nén, dẫn đến tổng hợp lực cắt thái giảm Cụ thể, ứng suất nén của củ quả đạt khoảng 86.104 N/cm², trong khi ứng suất kéo chỉ khoảng 45-85 N/cm².
Khi cắt thái, việc trượt bề rộng lát thái giúp giảm độ khó của quá trình này Cụ thể, khi đoạn lưỡi thái S trượt theo phương P với diện tích F (cm²), bề rộng lát thái bp sẽ nhỏ hơn bề rộng bn khi đoạn thái không trượt theo phương N, mặc dù cả hai đều có cùng diện tích F.
Hình 2 2: Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái
Tính chất đàn hồi của vật thái góp phần giảm lực cắt trong nông nghiệp Các vật thái thường có tính đàn hồi và nhiều thớ, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho lưỡi dao thực hiện quá trình cắt bằng cách nén và trượt Ngược lại, nếu vật thái cứng rắn, không đàn hồi và ít thớ, việc cắt trượt bằng lưỡi dao sẽ không hiệu quả.
2.1.2 Áp suất cắt thái riêng Áp suất cắt thái riêng q là yếu tố chủ yếu trực tiếp đảm bảo quá trình cắt đứt vật liệu và liên quan đến các yếu tố khác thuộc phạm vi dao thái và vật liệu thái Nếu gọi lực cắt thái cần thiết là Q(N) và độ dài đoạn lưỡi dao là S (cm) thì: q Q
Khi cắt thái các vật đàn hồi, quá trình diễn ra qua hai giai đoạn: đầu tiên, lưỡi dao nén ép vào vật thái, sau đó cắt đứt vật Trong quá trình này, lưỡi dao phải vượt qua lực ma sát T1 từ áp lực cản của vật thái tác động vào mặt bên của dao, cùng với lực T2 do vật thái dịch chuyển bị nén ép tác động vào mặt vát của cạnh sắc lưỡi dao.
Nếu gọi Pt là lực cản cắt thái thì:
Với : góc mài dao của lưỡi dao h
Hình 2 3: Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao a) Lưỡi dao nén ép và cắt đứt b) Lưỡi dao có góc mài (ở 1 phía)
2.1.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt thái
2.1.3.1 Độ sắc của lưỡi dao Độ sắc của lưỡi dao chính là bề dày s (mm) của cạnh sắc lưỡi dao Đối với các máy cắt thái s không vượt quá 100μ, nếu s quá 100μ lưỡi dao coi như bắt đầu cùn và thái kém Rõ ràng là độ sắc s càng lớn thì áp suất riêng q càng tăng Nếu gọi ứng suất cắt của vật liệu là c thì q =s. c
Góc cắt thái α là góc hợp bởi góc đặt dao β và góc mài dao σ Trị số góc cắt thái được xác định như sau: = + (2-4)
Góc đặt dao β cần được thiết kế cẩn thận để lớp rau củ sau khi thái xong không tiếp xúc với mặt dao, nhằm tránh ma sát không cần thiết Việc tính toán góc này phụ thuộc vào vận tốc quay của dao, tốc độ cuốn rau vào bộ phận thái, và hình dạng cạnh sắc của lưỡi dao.
2.1.3.3 Độ bền của vật liệu làm dao
Dao có độ bền cao giúp giữ độ sắc lâu hơn và giảm thiểu sức lực cần thiết khi cắt Khi lưỡi dao cắt vào vật liệu, công nén sẽ ít hơn và lực cản cũng giảm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thái Các yếu tố này có thể được biểu diễn qua đồ thị, cho thấy mối quan hệ giữa độ thái sâu λ của lưỡi dao và lực cũng như công cần thiết trong quá trình cắt.
Hình 2 6: Đồ thị phụ thuộc giữa áp suất cắt thái riêng và vận tốc dao thái.
Hình 2 5: Đồ thị phụ thuộc của lực cắt với độ thái sâu
2.1.3.4 Vận tốc của dao thái
Vận tốc dao thái đóng vai trò quan trọng trong quá trình cắt thái, được thể hiện rõ qua đồ thị thực nghiệm mô tả sự biến đổi của áp suất riêng q, lực cắt thái pt và công cắt thái.
Act) với vận tốc của dao thái vt
2.1.3.5 Điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật liệu
Khi chiều dài đường trượt của lưỡi dao trên vật thái tăng lên, lực cản cắt sẽ giảm Để minh họa hiện tượng trượt của lưỡi dao trên lớp vật thái, chúng ta cần vẽ và phân tích vận tốc v của một điểm M nằm trên cạnh sắc của lưỡi dao cong.
AB khi tác động vào lớp vật thái h
Hình 2 8: Đồ thị phụ thuộc của δ và N
Vận tốc v có thể phân tích làm 2 thành phần: thành phần vận tốc pháp tuyến vn
Vận tốc pháp tuyến vn là vận tốc của dao khi gập sâu vào vật thái, tạo ra tác động cắt thái Đồng thời, vận tốc tiếp tuyến vt gây ra chuyển động trượt tương đối của lưỡi dao trên vật thái.
2.1.3.6 Quan hệ giữa lưỡi dao và tấm kê thái
Khe hở giữa cạnh sắc của lưỡi dao và cạnh sắc của tấm kê
Nghiên cứu cho thấy có sự phụ thuộc giữa công suất cắt N và khe hở δ Để đảm bảo công suất N ở mức tương đối nhỏ, cần xác định một giới hạn thích hợp cho giá trị δ.
Độ mảnh của vật thái ảnh hưởng đến kích thước khe hở δ; nếu khe hở quá nhỏ, lưỡi dao có thể bẻ gập vật thái và làm giảm chất lượng cắt Tuy nhiên, khe hở cũng không nên quá lớn, vì đĩa lắp dao và gối đỡ có độ dịch chuyển dọc trục, nếu vượt quá giới hạn cho phép, lưỡi dao có thể va vào tấm kê và gây hư hỏng máy.
Hình 2 7: Vận tốc của điểm M trên cạnh sắc lưỡi dao h
Lựa chọn nguyên lý cho mẫu máy thái lát hành tím
2.2.1 Nguyên lý cắt thái chung
Máy thái củ quả hoạt động theo nguyên lý của “dao bào gỗ”, trong đó lưỡi dao được lắp đặt ở khe thủng của thân đĩa hoặc trống lắp dao Khi vật liệu được đặt lên mặt thân đĩa hoặc trống, lưỡi dao sẽ cắt nạo thành những lát thái với độ dày mỏng tùy thuộc vào vị trí của lưỡi dao Các lát thái sau đó sẽ trượt trên mặt dao và thoát ra qua khe thủng ở phía bên kia của thân đĩa hoặc trống.
Thành thùng đựng quả được thiết kế với độ nghiêng nhất định, giúp củ tự động cung cấp vào bộ phận thái nhờ trọng lượng của chính nó Khu vực tiếp giáp giữa thành thùng và đĩa hoặc trống có khoảng hở, cho phép củ quả tiếp xúc với mặt đĩa và được lưỡi dao nạo thành lát Ưu điểm của thiết kế này bao gồm tính bền vững, năng suất cao, cấu tạo đơn giản dễ sử dụng và khả năng điều chỉnh độ dày lát thái một cách thuận tiện.
Nhược điểm của việc sử dụng lưỡi dao thái thái là tình trạng củ quả bị vụn do quá trình xoay trượt, khiến cho độ tự ép của lớp củ quả không đủ giữ chặt, dẫn đến việc củ quả dễ bị trượt Đặc biệt, với lưỡi dao răng lược, số lượng mảnh vụn tạo ra nhiều hơn, làm giảm năng suất so với việc thái bằng lưỡi dao thẳng liền.
Hình 2 10: Sơ đồ cấu tạo bộ phận thái củ quả a) Bộ phận thái kiểu đĩa; b) Bộ phận thái kiểu trống
1 - Dao thái; 2 - Đĩa lắp dao; 3 - Thùng đựng củ; 4 - Trống lắp dao
2.2.2 Máy thái củ quả kiểu ly tâm
Củ quả xoay theo mâm 1, nhờ lực ly tâm, sẽ văng sát vào thành thùng chứa củ quả 3 Khi gặp lưỡi dao 2 lắp ở khe thủng của thành thùng, củ quả sẽ được nạo thành lát và lọt ra ngoài Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là lát thái không đều và mức tiêu thụ năng lượng cao.
Hình 2 11: Sơ đồ bộ phận thái củ quả kiểu ly tâm
(1) Mâm xoay; (2) Dao thái; (3) Thùng đựng củ h
2.2.3 Lựa chọn nguyên lý cho mẫu máy thái lát hành tím
Chúng tôi đã nghiên cứu các nguyên lý hoạt động của máy cắt thái hiện có và lựa chọn nguyên lý làm việc cho mẫu máy thái hành tím theo kiểu dao bào gỗ Lưỡi dao được lắp đặt tại khe thủng của thân đĩa hoặc trống lắp dao, giúp cắt nạo vật thái đang tựa vào mặt của thân đĩa hoặc trống thành những lát thái mỏng.
Dưới đây là sơ đồ cấu tạo của máy cắt thái hành tím:
Hình 2 12: Sơ đồ cấu tạo máy thái hành tím
Động cơ là nguồn năng lượng chính, kết hợp với puly dẫn động để truyền động đến khung máy Dây đai giữ vai trò quan trọng trong việc kết nối các bộ phận, bao gồm trục làm việc và puly bị dẫn Hộp bảo vệ đảm bảo an toàn cho các linh kiện bên trong, trong khi ổ lăn giúp giảm ma sát Xylanh điện điều khiển các hoạt động của máy, và phễu cấp liệu cung cấp nguyên liệu cho quá trình sản xuất Bộ phận tháo liệu hỗ trợ trong việc lấy sản phẩm ra, trong khi đĩa dao và lưỡi dao thực hiện chức năng cắt, tạo ra sản phẩm cuối cùng.
Nguyên lý làm việc của máy được thể hiện qua sơ đồ 2.12:
Khi máy hoạt động, dao quay (12) nhận chuyển động từ động cơ (1) qua bộ truyền đai (2) (4) (7) đến trục làm việc (5) Khi nguyên liệu được cho vào phễu cấp liệu (10), khối lượng và độ nghiêng của phễu cùng với xilanh điện sẽ giúp quá trình cấp liệu diễn ra hiệu quả.
Hành tím sẽ được cắt thành lát mỏng khi rơi xuống tiếp xúc với lưỡi dao, nhờ lực nén từ xylanh Sau khi được thái, sản phẩm sẽ rơi qua khe hở và thoát ra ngoài qua cửa tháo liệu ở phía dưới.
Hình 2 13: Sơ đồ nguyên lý máy thái hành tím
(1) Động cơ, (2) Puly dẫn động, (3) Dây đai, (4) Puly bị dẫn, (5) Ổ đỡ,
(6) Trục làm việc, (7) Phễu cấp liệu, (8)Ccửa tháo liệu, (9) Đĩa cắt h
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY THÁI HÀNH TÍM
Tính toán các thông số hình học của máy
3.1.1 Dao thái Đây là bộ phận quan trọng của máy Độ dày của lát hành tím sau khi thái vào khoảng 1mm Ba lưỡi dao liên tiếp nhau được bố trí xen kẽ nhau sao cho phần có cạnh sắc của dao này trùng với phần không có cạnh sắc của dao kia Như vậy sau một vòng quay của đĩa, cứ một dao cắt được một lớp vật thái thì trong một vòng quay của đĩa sẽ thái được 3 lát hành tím Như vậy làm cho lát thái mỏng, tăng khả năng thái của máy, đồng thời giảm thời gian thái Điều chỉnh độ nhô của dao phù hợp để có độ dày lát thái như yêu cầu Sản phẩm là lát hành tím nên chọn dao thái có dạng lưỡi thẳng liền Để phục vụ cho quá trình sản xuất, độ dày của lát hành tím là 1mm Để đạt được điều đó dao phải có khe hở nhỏ Mặt khác, nên gắn nhiều dao trên đĩa để tăng khả năng cắt thái của máy Đĩa dao làm bằng gang, có đường kính 300mm
Từ những phân tích trên ta thiết kế máy có 3 dao lắp trên đĩa, khe hở của dao và đĩa là 1mm
Hình 3 1: Mô phỏng đĩa và dao thái
− Các kích thước cơ bản của dao:
+ Độ dày lưỡi dao (độ sắc s): 1 mm
+ Đường kính ở đầu ngoài của dao (R): 280 mm
+ Đường kính ở đầu trong của dao (r): 80 mm
+ Độ dài đoạn lưỡi dao (l): 80 mm
+ Độ dày của đĩa dao: 4 mm
+ Đường kính đĩa dao: 300 mm h
3.1.2 Tính và chọn số vòng quay của đĩa cắt
Năng suất lý thuyết của máy đạt 100 kg/giờ, tương đương với 27,8 g/s Tuy nhiên, khối lượng trung bình mỗi lát củ cắt ra chỉ khoảng 1,5g Với đĩa được gắn 3 lưỡi dao, mỗi vòng quay máy có thể cắt được 4,5g.
Ta có số vòng quay của đĩa trong một giây là: n = 27,8
4,5 = 6,2 (vòng/giây); chọn n = 7 (vòng/giây) = 420 (vòng/phút)
Tính lực cản riêng của dao
Lực cản riêng khi cắt rau củ quả là lực của củ, quả, tác dụng lên lưỡi cắt dao trên một đơn vị diện tích
- Lực cản riêng phụ thuộc vào các yếu tố sau:
+ Độ ẩm của củ quả
+ Độ cứng của củ quả
+ Lực ma sát của củ quả tác dụng lên lưỡi dao
Công thức tính lực cản riêng [8]: K= 𝑛
+ n: số vòng quay của đĩa (vòng/phút)
+ v: vận tốc của đĩa quay (m/s)
+ a: là hệ số phụ thuộc vào đặc tính của củ, quả
6,6 0,04 = 2,5 (kg/cm) Trong đó: n = 420 vòng/phút a là hệ số phụ thuộc (a = 0.04)
3.1.3 Lực tác dụng lên lưỡi dao cắt
Lực tác dụng lên lưỡi dao cắt là lực cản P Lực P được tính theo công thức [8]:
P = K.l = 2,5.8 = 20 (kg) = 200 (N) (3-3) Trong đó: l là chiều dài của lưỡi dao; (cm)
K là lực cản riêng; (kg/cm 2 ) h
Xác định công suất động cơ và chọn động cơ điện
Chọn công suất động cơ phù hợp rất quan trọng về kinh tế và kỹ thuật Nếu công suất động cơ nhỏ hơn yêu cầu, nó sẽ hoạt động quá tải, dẫn đến nhiệt độ tăng cao và nhanh chóng hỏng hóc Ngược lại, nếu chọn công suất quá lớn, sẽ làm tăng chi phí đầu tư và kích thước thiết bị cồng kềnh.
Công suất yêu cầu của động cơ được xác định theo công thức (2-8) [2]:
Công suất làm việc của đĩa cắt (Nlv) được tính bằng kilowatt (kW) và hiệu suất của các bộ truyền cùng các cặp ổ lăn trong hệ thống được ký hiệu là ηt Để xác định công suất làm việc của máy, ta sử dụng công thức cụ thể.
Trong đó: Ptt là lực cắt tác dụng nên dao cắt Ptt = 200 N
𝑣 là vận tốc dài của đĩa quay v = 6,6 (m/s)
Vậy công suất làm việc của máy là:
1000 = 1,32 (kW) Hiệu suất truyền động: ηt = ηd.ηol
Hiệu suất của bộ truyền động đai (chọn ηd=0,96)
Hiệu suất một cặp ổ lăn.(chọn ηol=0,99)
Vậy hiệu suất hệ thống: ηt = ηd.ηol = 0,96.0,99 = 0,95
Kiểu động cơ Công suất
Vận tốc quay (vòng/ phút)
Bảng 3 1: Thông số động cơ
3.2.1 Xác định tỷ số truyền của hệ thống h
Tỷ số truyền của hệ thống máy được xác định thông qua tỷ số truyền của bộ truyền động đai Công thức tính tỷ số truyền của bộ truyền động đai là it = id =.
3.2.2 Tính công suất, số vòng quay trên các trục của hệ dẫn động
Pct = 1,32 (kW); nlv = 420 (vòng/phút)
0,96.0,99= 1,38 (KW); nI = nlv = 420 (vòng/phút)
Ta thấy PI < Pdc nên động cơ làm việc không bị quá tải
3.2.3 Momen trên các trục của hệ dẫn động [2]
Từ các thông số tính toán ta lập được bảng kết quả tính toán sau:
Trục động cơ Trục cần thiết
Bảng 3 2: Thông số động cơ
Thiết kế hệ truyền động đai
Trong quá trính thiết kế chúng tôi đã chọn bộ truyền động bằng đai vì các đặc tính ưu việt của bộ truyền động bằng đai như sau:
- Làm việc êm ái, an toàn
- Phổ biến với nhiều kích thước
- Chọn loại đai hình thang
- Công suất làm việc trục đĩa cắt: 𝑁 2 = 1,32 (kW)
- Hiệu suất bộ truyền đai: ŋđ = 0,96 h
- Hiệu suất chung của bộ truyền đai: ŋtđ = ŋđ ŋol = 0,96 0,99 = 0,95 (với một cặp ổ lăn)
=> Công suất tính toán cho bộ truyền đai đĩa cắt:
Ta có tốc độ làm việc: 420 (vòng/phút) và công suất bộ truyền đai đĩa cắt N d 0 1,389 (kW)
Tra theo Bảng (4.3) [2], chọn đai thang loại B
Bảng 3.3 Bảng tra chọn đai
Các thông số cơ bản của đai thang loại B theo bảng (4-13) [2]:
Loại đai Kí hiệu Kích thước tiết diện
Chiều dài giới hạn l, mm bo mm b mm h mm yo mm
Bảng 3 3: Thông số đai hình thang tiết diện loại B a Xác định đường kính bánh đai nhỏ y o b o b h h
Chọn đường kính bánh đai nhỏ D1 theo bảng (4-13) [2] Chọn D1 = 80 (mm)
+ Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện bền: v = 𝜋.𝐷 1 𝑛 đ𝑐
Trong đó: D1 là đường kính bánh dẫn D1 = 80 (mm) nđc số vòng quay của động cơ nđc = 1450 (vòng/phút) v = 3,14.80.1450
60.1000 = 6,1 (m/s) < (30 ÷ 35) (m/s) (thỏa mãn điều kiện) b Xác định đường kính bánh đai lớn
Trong đó: Ud là tỷ số truyền của truyền động Ud = 3,45 ξ là hệ số trượt ξ = 0,02
1−0,02= 279,63 (mm) Để đảm bảo thay thế sửa chữa ta chọn bánh đai lớn D2 theo tiêu chuẩn
Chọn D2 theo tiêu chuẩn là 280 (mm)
(Đường kính D1, D2 xác định trên đường kính vòng tròn lớn trung hòa của đai vòng qua bánh) Cũng là đường kính danh nghĩa của bánh đai trong tính toán
Sau khi chọn D1, D2 theo tiêu chuẩn ta phải kiểm nghiệm tỷ số truyền và vận tốc quay của trục bị dẫn
Ta có công thức kiểm nghiệm sau:
Tính lại số vòng quay thực tế của bánh bị dẫn
Vậy điều kiện này thỏa mãn c Chọn sơ bộ khoảng cách trục a
Khoảng cách trục nên dùng có thể chọn theo bảng 4.5 [2] vào tỉ số truyền i và đường kính bánh đai d2 h
Bảng 3 4: Tra khoảng cách trục theo tỉ số truyền i
Ta có tỉ số truyền i = 3,45 nên a = 1.d2 = 1.280 = 280 mm
Trị số a tính được phải thỏa mãn điều kiện sau:
0,55.(80+280) +13,5 ≤ 𝑎 ≤ 2 (80 + 280) h là chiều cao của dây đai tra bảng (4.13) [2]
Chọn sơ bộ a = 400 (mm) d Tính chiều dài sơ bộ L của đai theo khoảng cách a Được xác định theo khoảng cách trục đã chọn a theo công thức [2]:
Chọn chiều dài L của đai theo tiêu chuẩn (bảng 4.13 [2]) nên ta chọn
Vậy chọn dây đai theo tiêu chuẩn, ta chọn dây đai B55 e Kiểm nghiệm số lần uốn đai trong 1 giây
Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ bằng công thức (4.15) [2]:
990 = 6,2 (s −1 ) ≤ u max = 10 (𝑠 −1 ) (3-12) Thỏa mãn điều kiện kiểm nghiệm ta chọn L = 1400 (mm) f Xác định khoảng cách trục theo chiều dài đã quy chuẩn
Suy ra a = 429 (mm) g Xác định góc ôm α 1 α1 trên bánh đai nhỏ được xác định theo công thức với điều kiện α1 ≥ 120˚
429 57° = 153,4 ≥ 120° (3-14) h Xác định lực vòng lên bánh đai P đ
Mô men tác động lên bánh đai được xác định theo công thức:
420= 34107 (𝑁𝑚𝑚) (3-15) Trong đó : Nđc – công suất động cơ no – số vòng quay trục dao, no = 420 (vòng/phút) Lực vòng tác dụng lên bánh đai:
Số đai z được xác định theo công thức (4.16) [2]:
𝑃 2 = 1,5𝑘𝑊: công suất trên trục bánh đai chủ động
[𝑃 0 ] = 2,73𝑘𝑊: công suất cho phép, tra theo bảng (4.19) [2]
𝐶 𝛼 = 0,92: hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 𝛼 1 , tra theo bảng (4.15) [2]
𝐶 𝑙 : hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai 𝑙
𝐶 𝑢 = 1,14: hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền, tra theo bảng (4.17) [2]
𝐶 𝑧 : hệ số kể đến sự ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai Dựa vào bảng (4.18) [2] ta chọn được 𝐶 𝑧 = 1
𝐾 đ = 1: hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng, tra theo (4.7) [2]
Thay số vào công thức trên, ta được: 𝑧 = 1,5.1
2,73.0,92.0,86.1,14.1 = 0,6 Chọn số đai z = 1 j Xác định kích thước chủ yếu của bánh đai
Từ số đai z có thể xác định chiều rộng bánh đai B theo công thức (4.17) [2]
Tra bảng (4.21) [2] với dây đai loại B ta có: h 0 = 4,2 (mm) t = 19 (mm) h e = 12,5 (mm)
Đường kính ngoài của bánh đai được tính theo công thức B = (1-1).19 + 2.12,5 = 25 mm Công thức xác định đường kính ngoài của bánh đai là d a = d + 2h 0 Đối với bánh đai nhỏ, đường kính ngoài là d a1 = d 1 + 2h 0 = 80 + 2.4,2 = 84,4 mm Trong khi đó, đường kính ngoài của bánh đai lớn được tính là d a2 = d 2 + 2h 0 = 280 + 2.4,2 = 284,4 mm Cuối cùng, lực tác dụng lên trục được tính theo công thức (4.21).
Xác định lực vòng theo công thức: 𝐹 𝑣 = 𝑞 𝑚 𝑣 2 (3-20)
Khối lượng 1 mét chiều dài đai, tra bảng (4.22) [2] ta có: 𝑞 𝑚 = 0,3 (kg/m)
Xác định lực căng ban đầu theo công thức (4.19) [2]:
Trị số của hệ số tải trọng động 𝐾 đ , tra bảng (4.7) [2] ta có 𝐾 đ = 1
Trị số của hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 𝐶 𝛼 , tra bảng (4.10) [2] ta có 𝐶 𝛼 0,91
6,6.0,91.1 + 13 = 184,4 (N) Lực tác dụng lên trục theo công thức (4.21) [2]:
2 ) = 358,9 (N) (4-26) Sau khi tính toán đai ta thu được bảng 4.6:
STT Ký hiệu Ý nghĩa vật lý Đơn vị Giá trị
1 T Mô men xoắn trên trục dẫn Nmm 9,8
2 d1 Đường kính bánh đai dẫn mm 80
3 d2 Đường kính bánh đai bị dẫn mm 280
STT Ký hiệu Ý nghĩa vật lý Đơn vị Giá trị
8 Mx Mô men tác động lên bánh đai Nmm 34107
9 Pđ Lực vòng tác dụng lên bánh đai N 243,62
11 B Bề rộng bánh đai mm 34
12 F Lực tác dụng lên trục N 358,9
13 P Lực tác dụng lên dao N 200
Bảng 3 5: Thông số của bộ truyền đai thang
Các thông số của máy thái hành tím năng suất 100 kg/h được tính toán ở phần trên Kết quả tính toán được tổng hợp tại bảng sau:
STT Ký hiệu Ý nghĩa vật lý Đơn vị Giá trị
1 Qn Năng suất của máy kg/h 100
2 qo Lực cắt thái riêng N/cm
4 V Vận tốc cắt thái của dao m/s 6,6
5 Ro Bán kính vòng tròn cơ sở của dao mm 80
6 L Chiều dày đoạn thái mm 1-2
7 Rmax Bán kính cực đại của dao mm 140
8 Rmin Bán kính cực tiểu của dao mm 40
9 H Độ cao đặt họng thái mm 100
10 B Bề rộng họng thái mm 60
11 C Khoảng cách từ tâm quay đến tâm họng thái mm 75
12 Nđc Công suất động cơ kW 1,5
Bảng 3 6: Các thông số hình học của máy
Tính sơ bộ đường kính trục
Đường kính sơ bộ trục được tính theo công thức: dsb = 3 0,2.
Mômen xoắn T (N/mm 2 ) Ứng suất cho phép [ ] = 15…35 N/mm 2 vì vật liệu trục là thép 45
3.4.1 Tính gần đúng trục a Chọn sơ bộ trục
Với đường kính dsb = 17,1 (mm) Ta chọn ổ lăn có ký hiệu là 204, tra bảng P2.7 [2] ta có các thông số sau: d (mm) D (mm) B (mm) C (KN ) C O (KN) r (mm)
Bảng 3 7: Thông số ổ lăn b Chọn khoảng cách trục
Chọn các kính thước chiều dài trục
L1 (mm) L2 (mm) L3 (mm) L4 (mm) L5 (mm) L6 (mm) L7 (mm) L8 (mm)
Bảng 3 8: Thông số chiều dài của trục
Vậy tổng chiều dài trục: L= L1+L2+ L3 +L4 + L5 + L6 + L7 + L8
C = ( L6 + L8 )/2 + L6 = (38 + 25)/2 + 17 = 48,5 (mm) c Xét phản lực tại các gối đỡ
- Giả sử chiều phản lực tại 2 gối đỡ như trên hình vẽ Viết phương trình cân bằng tĩnh học momen lấy với điểm D, ta có:
- Viết phương trình cân bằng tĩnh học các lực theo phương Y, ta có:
Xét đoạn AB, chúng ta sử dụng mặt cắt (1-1) cắt trục trên đoạn AB tại điểm A với khoảng cách z Tiếp theo, phân tích phần bên trái của mặt cắt, ta gọi các nội lực tại mặt cắt lần lượt là 𝑄 𝑦1 và 𝑀 𝑥1.
Xét đoạn BC, ta sử dụng mặt cắt (2-2) cắt trục tại điểm A với khoảng cách z Sau đó, phân tích phần bên trái của mặt cắt, gọi nội lực tại mặt cắt lần lượt là 𝑄 𝑦2 và 𝑀 𝑥2.
Xét đoạn CD, ta sử dụng mặt cắt (3-3) cắt trục trên đoạn AB tại điểm cách B một khoảng z Tại mặt cắt này, phần bên phải được phân tích với các nội lực lần lượt là 𝑄 𝑦3 và 𝑀 𝑥3.
➢ Xác định phản lực tại các gối đỡ:
- Giả sử chiều phản lực tại 2 gối đỡ như trên hình vẽ Viết phương trình cân bằng tĩnh học momen lấy với điểm D, ta có:
- Viết phương trình cân bằng tĩnh học các lực theo phương X, ta có:
Như vậy, ở mặt phẳng này không có nội lực
➢ Xác định đường kính trục
Vì tại 2 vị trí này lắp bánh đai và ổ đỡ, nên ta chọn đường kính trục tại hai tiết diện này là 20 mm h
3.4.2 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
Khi xác định đường kính trục theo công thức (10.17) [2], cần lưu ý rằng công thức này chưa tính đến các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của trục, bao gồm sự thay đổi của chu trình ứng suất, sự tập trung ứng suất, yếu tố kích thước và chất lượng bề mặt Do đó, sau khi xác định đường kính trục, việc kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục với những yếu tố này là rất cần thiết.
Kết cấu của trục được thiết kế đảm bảo độ bền mỏi, với hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm phải thỏa mãn điều kiện theo công thức (10.19) [2].
Hệ số an toàn cho phép, ký hiệu là [s], có giá trị từ 1,5 đến 2,5, trong đó thường lấy [s] = 2,0 Hệ số an toàn sj chỉ xét riêng ứng suất pháp, trong khi hệ số an toàn sj chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại mặt cắt j Theo công thức (10.20) và (10.21) [2], ta có thể tính toán các giá trị này.
Với 𝜎 −1 , 𝜏 −1 giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng, với thép 45 có 𝜎 𝑏 600 Mpa;
, - hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình tới độ bền mỏi, theo bảng (10.7) [2], với b = 600 (MPa), ta có:
= 0,05; = 0 Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng theo công thức (10.22) [2]: σ 𝑚𝑗 = 0; 𝜎 𝑎𝑗 = 𝜎 𝑚𝑎𝑥𝑗 = 𝑀 𝑗
Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và tiếp tại mặt cắt được ký hiệu lần lượt là 𝜎 𝑎𝑗 , 𝜏 𝑎𝑗 , 𝜎 𝑚𝑗 , 𝜏 𝑚𝑗 Khi trục quay một chiều, ứng suất xoắn sẽ thay đổi theo chu kỳ mạch động, được mô tả bởi công thức (10.23) [2].
Với Wj , Woj , mô men cản uốn và mô men cản xoắn tại mặt cắt đang xét
Ta kiểm nghiệm cho mặt cắt tại điểm có lắp ổ lăn (O2) và (O3)
Hệ số 𝐾 𝜎𝑑𝑗 , 𝐾 𝜏𝑑𝑗 được xác định theo các công thức (10.25) và (10.26) [2];
𝐾 𝑥 - hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bóng bề mặt Theo bảng (10.8) [2] ta có :
𝐾 𝑦 - hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng (10.9) [2], ta không dùng phương pháp gia công tăng bền bề mặt , ta có: 𝐾 𝑦 = 1,6
𝜀 𝜎, 𝜀 𝜏 - hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, đối với trục làm bằng vật liệu thép Cacbon có đường kính d = 24 (mm).theo bảng (10.10) [2], ta có:
𝐾 𝜎 , 𝐾 𝜏 - trị số của hệ số tập trung ứng suất thực tế trên bề mặt trục, đối với trục có rãnh then và gia công bằng dao phay ngón h
Theo bảng (10.12) [2], ta có với 𝜎 𝑏 = 600 MPa => 𝐾 𝜎 = 1,55 ; 𝐾 𝜏 = 1,54
Thay các giá trị trên vào công thức ta được:
Theo công thức (10.15) [2], ta có:
2.2712,96= 7,2 Thay các kết quả trên vào công thức (10.20) và (10.21) [2], ta tính được:
1,3.5,4+0.7,43= 21,6136 (3-42) Theo công thức (10.19) [2], ta tính được:
Vậy trục đảm bảo độ bền mỏi.
Tính toán chọn ổ lăn
Ổ trục RB RA là thiết bị quan trọng dùng để đỡ và giữ cho trục ở vị trí xác định trong không gian, đồng thời tiếp nhận tải trọng và truyền dẫn đến bệ máy Có hai loại ổ trục chính là ổ trượt và ổ lăn, khác nhau về cấu tạo, cách lắp ghép, phạm vi sử dụng và phương pháp tính toán thiết kế.
Ổ lăn ngày càng phổ biến nhờ vào nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm momen ma sát và momen mở máy thấp, khả năng hoạt động ít sinh nhiệt, dễ dàng trong việc chăm sóc và bôi trơn, cũng như thuận tiện cho sửa chữa và thay thế.
Khi thiết kế máy móc, việc lựa chọn ổ lăn tiêu chuẩn là rất quan trọng, dựa trên hai tiêu chí cơ bản: khả năng tải trọng động C và khả năng tải trọng tĩnh C0.
Tra bảng P2.7 [2] , ứng d = 20 mm chọn ổ bi có ký hiệu 204 cở nhẹ hẹp có các thông số sau:
Kí hiệu d(mm) D(mm) B(mm) r(mm) C(KN) 𝑪 𝒐 (𝑲𝑵)
Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ lăn
Khả năng tải động của ổ được xác định theo công thức (11.1) [2]:
QE là tải trọng động tương đương , (kN) m – Bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, với ổ lăn m = 3
L là tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay
Gọi 𝐿 ℎ là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ theo công thức 11.2 [2]:
𝐿 ℎ là tuổi thọ làm việc của ổ: 𝐿 ℎ = 20000 (giờ) n là số vòng quay trục; n= 420 (vòng/phút)
10 6 = 504 (triệu vòng) Tính tải trọng động quy ước theo công thức (11.3) [2]:
Kt - hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ Kt = 1 (nhiệt độ : t < 100 o C)
K đ - hệ số kể đến đặc tính tải trọng , tra bảng (11-3) [2] có: 𝐾 đ = 1,1 Đối với ổ lăn đỡ chỉ chịu lực hướng tâm: X = 1, V = 1
F - phản lực gối tựa: RBY = 265,6 (N), RAY = 424,5 (N)
Kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn hơn nên chọn F = RAY = 424,5 (N)
𝑄 𝐸 = 1.1.424,5.1.1,1 = 466,95 N = 0,46695 (kN) Thay vào công thức 𝐶 đ ta được:
𝐶 đ = 0,46695 √504 3 = 3,72 kN < C = 17,6 (kN) Vậy ổ lăn đã chọn đủ khả năng tải động.
Chọn then cho đĩa cắt lắp với trục động cơ
Ta có sơ đồ then:
Trong đó: d: đường kính trục h: chiều dài của then b: bề rộng then t 1 : chiều sâu rãnh then trên trục t 2 : chiều sâu rãnh then trên lỗ
3.6.1 Xác định chiều dài mayơ trên trục tại các tiết diện lắp bánh đai
➢ Theo công thức (10.10) [2], ta có:
Chiều dài mayơ trên trục động cơ:
3.6.2 Chọn then cho bánh đai nối với trục động cơ
Với đường kính trục động cơ (d = 24mm) và chiều dài mayơ đã được xác định, dựa vào bảng (9.1a) [2] ta chọn kích thước then bằng như sau:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3D CỦA MÁY
Bộ phận cấp và tháo liệu
Bộ phận cấp liệu là một phễu nghiêng giúp củ quả tự động rơi vào bộ phận thái nhờ trọng lượng bản thân và xylanh điện nén liệu vào ống dẫn đến dao cắt Việc nén nguyên liệu vào ống không chỉ tạo sự ổn định trong quá trình cắt thái mà còn nâng cao tính thẩm mỹ cho thành phẩm Khu vực tiếp giáp với đĩa có diện tích hở cho phép củ tiếp xúc với mặt đĩa, từ đó lưỡi dao có thể nạo thành lát.
Bộ phận cấp liệu được gắn vào khung máy với góc nghiêng 45 độ, giúp hành tím rơi tự động xuống đĩa dao một cách dễ dàng.
Bộ phận cấp liệu là dạng phễu chứa có ống dẫn trụ tròn được gắn vào mặt sau của nắp dao
Xylanh điện kết hợp mạc điều khiển sự dụng Tim delay thiết kế nằm dọc theo ống dẫn liệu nhằm đẩy liệu vào ống một cách liên tục
Hình 4 1: Bộ phận cấp liệu sau khi thiết kế
− Kích thước bộ phận cấp liệu:
+ Chiều cao phần trụ tròn + trụ nón (h): 330(mm)
− Tính thể tích bộ phận chứa liệu: h
Phần này chỉ tính kết quả gần đúng vì đường tròn phần tiếp xúc với khung máy bị cắt bớt
− Xylanh điện kết hợp mạch điều khiển sử dụng time delay:
+ 2 đầu có công tắc hành trình giới hạn chuyển động
Bộ phận tháo liệu được gắn chặt với khung máy, giúp che kín dao trong quá trình làm việc Khi cần thay dao hoặc vệ sinh máy, khung có thể được tháo ra dễ dàng Cửa tháo liệu nằm ở phía dưới, cho phép các lát hành tím sau khi thái rơi xuống và được đưa ra ngoài Thiết kế kết hợp giữa vỏ máy bảo vệ dao và bộ phận tháo liệu với góc nghiêng và khe hở hợp lý, đảm bảo hành tím sau khi thái không bị văng ra ngoài.
Kích thước đầy đủ của bộ phận tháo liệu được thể hiện ở bản vẽ chi tiết của phần phụ lục
Hình 4 2: Bộ phận cấp liệu sau khi thiết kế h
Trục là bộ phận truyền động trực tiếp từ động cơ thông qua hệ puly đai đến dao thái để thực hiện chức năng cắt thái
Thiết kế bộ phận cắt thái
Các kích thước cơ bản của đĩa dao và dao:
+ Độ dày lưỡi dao (độ sắc s): 1 (mm)
+ Đường kính ở đầu ngoài của dao (R): 280 (mm)
+ Đường kính ở đầu trong của dao (r): 80 (mm)
+ Độ dài đoạn lưỡi dao (l): 80 (mm)
+ Độ dày của đĩa dao: 4 (mm)
+ Đường kính đĩa dao: 300 (mm)
Hình 4 4: Đĩa và dao cắt
Nắp bảo vệ hệ truyền động
Nắp bảo vệ hệ truyền động đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an toàn cho người vận hành máy Nó giúp ngăn chặn các vật lạ gây cản trở chuyển động, từ đó bảo vệ hệ truyền động và tránh hư hỏng máy móc.
Kích thước cụ thể được thể hiện ở bản vẽ chi tiết trong phần phụ lục
Hình 4 5: Nắp bảo vệ hệ truyền động
Thiết kế khung máy
Khung máy là phần chịu lực chính, đóng vai trò quan trọng trong việc đỡ và lắp đặt các cụm chi tiết của máy Trên khung được khoan các lỗ để lắp các chi tiết của bộ phận làm việc và bộ phận truyền động Kích thước khung máy được chế tạo dựa trên các thông số tính toán và đảm bảo điều kiện lắp ghép hợp lý Bản vẽ chi tiết khung máy có thể được tham khảo trong phụ lục.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH TRONG MÁY
Lập QTCN gia công chi tiết trục bị động cơ cấu di chuyển cầu
Trục là một thành phần thiết yếu trong ngành chế tạo máy, chủ yếu được sử dụng để truyền chuyển động Bề mặt cơ bản của trục bao gồm các bề mặt trụ tròn xoay ngoài và bề mặt ren, trong đó các bề mặt tròn xoay thường đóng vai trò là mặt lắp ghép Do đó, các bề mặt này thường được gia công với độ chính xác khác nhau, và cũng có nhiều bề mặt không cần gia công.
- Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục
- Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thường
- Đường kính các cổ trục giảm dần về hai phía
- Kết cấu của trục không đối xứng vì vậy không thể gia công trên máy chép hình thuỷ lực
- Kết cấu của chi tiết gia công 5 mặt trụ, 2 mặt đầu và 2 lỗ tâm
- Khi gia công trục chúng ta phải gia công hai lỗ tâm hai đầu làm chuẩn định vị
Trục bậc không thể thay thế bằng trục trơn do vai trò quan trọng của nó trong việc lắp đặt ổ lăn và kết nối với các bộ phận khác của máy.
Các chi tiết dạng trục là thành phần phổ biến trong ngành chế tạo máy, với bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài Mặt này thường được sử dụng làm mặt lắp ghép.
- Những bề mặt làm việc của chi tiết:
+ Đoạn trục cú đường kớnh ỉ24 −0,02 +0,02 , dựng lắp ổ lăn
+ Đoạn trục cú đường kớnh ỉ20 −0,05 0,05 , cú then dựng để lắp bỏnh h
Hình 5 1: Chi tiết trục chính
- Những điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết
+ Hai đoạn trục ỉ24 −0.02 +0.02 yờu cầu gia cụng đạt độ chớnh xỏc cấp 7, nhỏm bề mặt
+ Đoạn trục ỉ20 dựng để lắp bỏnh , yờu cầu gia cụng đạt chớnh xỏc cấp 7, nhỏm bề mặt R a = 2,5
+ Các rãnh then yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 9, nhám bề mặt Rz = 20
+ Độ khụng đồng tõm giữa cỏc bậc trục, ỉ20, ỉ24, ỉ30 < 0,01mm
+ Nhiệt luyện đạt độ cứng 240 ÷ 260 HB Vật liệu thép C45
5.1.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi Đối với các chi tiết dạng trục ta dùng vật liệu bao gồm thép các bon như thép 35,
40, 45; thép hợp kim như thép crôm, crôm-niken; 40X; 40; 50…
Trong bài này ta chọn vật liệu để gia công chi tiết trục là thép C45
Khi chọn phôi để chế tạo trục, cần xem xét hình dáng, kết cấu và sản lượng của trục Đối với trục trơn, phôi thanh là lựa chọn tốt nhất Trong khi đó, với trục bậc có đường kính chênh lệch không lớn, phôi cán nóng sẽ là sự lựa chọn phù hợp.
Trong sản xuất các trục nhỏ và đơn chiếc, phôi thường được chế tạo bằng rèn tự do hoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản, và đôi khi sử dụng phôi cán nóng Đối với các trục lớn, phôi được sản xuất bằng cách rèn tự do hoặc hàn ghép từng phần.
Trong sản xuất hàng loạt lớn, phôi trục thường được chế tạo bằng dập nóng hoặc ép trên máy ép, trong khi trục bậc có thể được rèn trên máy rèn ngang hoặc chế tạo bằng phương pháp đúc Tuy nhiên, không nên chọn phôi đúc cho chi tiết trục do chất lượng bề mặt kém và cơ tính không cao Thay vào đó, phôi thanh với độ chính xác chấp nhận được là lựa chọn tốt, mặc dù tốn nhiều vật liệu.
Chọn phôi dập nóng là lựa chọn tối ưu vì loại phôi này đáp ứng các tiêu chuẩn quan trọng như hình dáng gần gũi với chi tiết gia công, lượng dư hợp lý và khả năng sản xuất hàng loạt.
5.1.3 Các yêu cầu lập quy trình công nghệ
Quy trình công nghệ gia công cần được tối ưu hóa để giảm thiểu thời gian phục vụ và gia công, từ đó nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế Sắp xếp hợp lý các nguyên công cũng giúp tránh tình trạng gia công phế phẩm từ các nguyên công trước, đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Khi lập thứ tự các nguyên công cần căn cứ vào:
- Căn cứ vào độ chính xác yêu cầu, độ nhám bề mặt để chọn phương pháp gia công lần cuối cho hợp lý
- Cần chú ý tới các nguyên công khó gia công, dễ gây phế phẩm và nên đưa các nguyên công này lên dầu quy trình công nghệ
- Sau những nguyên công đó nên bố trí các nguyên công kiểm tra trung gian để loại trừ phế phẩm
- Cần chú ý tới các nguyên công dễ gây biến dạng nhiều (nguyên công nhiệt luyện…) để từ đó có biện pháp làm giảm biến dạng.
Thiết kế các nguyên công cụ thể
Để gia công sản phẩm với năng suất và độ chính xác cao, cần có một lộ trình công nghệ hợp lý Việc phân chia các nguyên công (bước công nghệ) là rất quan trọng, xác định thứ tự thực hiện để chọn chuẩn thống nhất cho các bề mặt, từ đó tạo điều kiện cho việc gia công các bề mặt sau có độ chính xác tốt hơn Do đó, quá trình gia công chi tiết được chia thành các nguyên công cụ thể.
Nguyên công 1: Khỏa 2 mặt đầu kết hợp khoan 2 lỗ tâm
Nguyờn cụng 2: Tiện thụ, tiện tinh nửa đoạn trục ỉ20, ỉ24, vỏt mộp
Nguyờn cụng 3: Tiện thụ, tiện tinh nửa đoạn trục cũn lại ỉ20, ỉ24, ỉ30, vỏt mộp Nguyên công 4: Phay 2 rãnh then 6x6
- Khỏa 2 mặt đầu kết hợp khoan 2 lỗ tâm a Sơ đồ gá đặt: c
Chi tiết gia công được định vị trên hai khối V ngắn, cho phép phay hoàn thiện cả hai mặt đầu của trục bằng hai dao Sau khi phay, chi tiết được di chuyển đến vị trí khoan, trong đó được khống chế 4 bậc tự do: quay quanh trục Oy, tịnh tiến theo trục Oy, quay quanh trục Oz, và tịnh tiến theo trục Ox.
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng khối V kẹp chặt b Chọn máy:
- Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm LC - 700HS với các thông số sau:
Tốc độ trục chính: 200-900 vòng/phút
Tốc độ khoan: 100-1200 vòng/phút Đường kính lỗ trục chính: 90mm
Hành trình chiều dài cắt trục X: 130x400mm
Chiều cao tâm trục Z: 102mm
Cỡ bàn làm việc: 300x350mm
Tốc độ cắt: 1-6000 mm/phút Động cơ truc chính: 2HPx4 =1,5KWx4
Kích thước bàn máy: 1760x1260x1760 mm h
Khối lượng của máy: 1760mm
Hình 5 3: Máy phay và khoan tâm LC-700HS c Các bước công nghệ:
+ Chọn dụng cụ cắt: Kích thước cần đạt được là 395 ± 0,1mm, chọn dao cắt: dao phay mặt đầu T15K6 có các thông số D = 80 mm, Z = 5 răng (Tra theo bảng 4 - 94 trang 376
Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1)
Chế độ cắt cho gia công mặt đầu được xác định với chiều sâu cắt t = 2 mm và bước tiến dao Sz = 0,13 mm/răng Lượng chạy dao vòng được tính là So Sz Z = 0,13 5 = 0,65 mm/vòng Để đạt hiệu suất tối ưu, tốc độ cắt Vb được chọn là 300 m/phút, dựa trên thông số từ Sổ tay CNCTM tập 2.
Chọn dụng cụ cắt phù hợp là rất quan trọng, trong đó mũi tâm khoan đuôi trụ (theo Bảng 4-40, Trang 319 Sổ tay CNCTM tập 1) làm bằng thép gió P18 là lựa chọn lý tưởng Mũi khoan này có các kích thước đa dạng, đáp ứng nhu cầu cắt chính xác trong quá trình gia công.
+ Chế độ cắt: Chiều sâu cắt t = 4 mm Theo bảng 5-86 Sổ tay CNCTM 2 ta chọn S 0,09 mm/răng Theo bảng 5-126 Sổ tay CNCTM 2, ta chọn VB = 32 m/phút d L l
Bước Máy Dao t(mm) S(mm/v) V(m/ph) N(v/ph)
Bảng 5 2: Bảng chế độ cắt nguyên công 1
- Tiện thụ, tiện tinh nửa đoạn trục ỉ20, ỉ24, vỏt mộp a Sơ đồ gá đặt:
Chi tiết được định vị bằng hai mũi tâm: một đầu sử dụng mũi tâm di động với 2 bậc tự do, trong khi đầu còn lại được gắn với mũi tâm cố định, hạn chế 3 bậc tự do.
- Kẹp chặt: Chi tiết quay nhờ tốc kẹp (đòng thời tốc cũng chống xoay cho chi tiết) b Chọn máy:
- Chọn máy tiện 1K62 (Bảng 9.4 Trang 185 Sổ tay CNCTM tập 3) với các thông số kỹ thuật sau: Đường kính gia công lớn nhất Dmax= 400
Khoảng cách giữa hai mũi tâm 1400 mm
Số cấp tốc độ trục chính 23
Giới hạn vòng quay trục chính 125 – 2000 v/ph
Công suất động cơ 10 Kw
Chiều cao tâm 200 mm h c Các bước công nghệ:
- Bước 1 Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ20
+ Điều kiện cần đạt được ∅20±0,5
+ Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao tiện thân cong có góc nghiêng 90 o , vật liệu T15 Theo bảng 4-6 Sổ tay CNCTM 1, ta chọn kích thước của dao như sau:
+ Chế độ cắt: Khi gia công thô ∅20, t = 1 mm Bảng 5-60 sổ tay CNCTM 2 , ta chọn S
= 0,4 mm/vòng Bảng 5-63 sổ tay CNCTM 2, ta chọn VB = 65 mm/phút, tốc độ trục chính 425 v/ph
- Bước 2: Gia cụng thụ phần trục ỉ24 làm theo bước 1
Khi chọn dụng cụ cắt cho quá trình tiện, cần sử dụng dao tiện ngoài thân thẳng với các mảnh thép gió có thông số kỹ thuật như sau: chiều cao H = 16 mm, chiều rộng B = 10 mm, chiều dài L = 100 mm, chiều dài phần l = 10 mm, đường kính φ E o và bán kính r = 0,5 mm Đối với chế độ cắt, nên áp dụng tiện thụ ỉ20 với tốc độ cắt S = 0,4 mm/vg và số vòng quay n = 425 vg/ph.
- Bước 4: Gia cụng tinh phần trục ỉ20
+ Kớch thước cần đạt được là : ỉ20±0,1 mm
Khi chọn dụng cụ cắt, dao tiện ngoài với phần cắt làm từ hợp kim cứng T15K6 là lựa chọn tối ưu Theo bảng 4-6 trong Sổ tay CNCTM 1, kích thước dao được xác định như sau: H = 20, B = 12, L = 120, φ` o, l = 16 và r = 1.
Trong chế độ cắt, khi gia công tinh với đường kính 20mm, chiều sâu cắt được chọn là 0,3mm Dựa theo bảng 5-60 trong Sổ tay CNCTM 2, độ nhám bề mặt đạt được sau khi tiện tinh là Ra 2,5 Bước tiến dao được xác định trong khoảng S = (0,11÷0,15) mm/vg, và ta chọn S = 0,15 mm/vg Theo bảng 5-63 trong Sổ tay CNCTM 2, tốc độ cắt được lựa chọn là V = 100 m/ph.
- Bước 5: Gia cụng tinh phần trục ỉ24 làm theo bước 4 ta được bảng sau:
Bước Máy Dao t(mm) S(mm/v) V(m/ph) n(v/ph)
Bảng 5 3: Bảng chế độ cắt nguyên công 2
- Tiện thụ, tiện tinh nửa đoạn trục cũn lại ỉ20, ỉ24 a Sơ đồ gá đặt : giống nguyên công 2
Hình 5 5: Nguyên công 3 b Chọn máy : Giống nguyên công 2
- Chọn máy tiện 1K62 (Bảng 9.4 Trang 185 Sổ tay CNCTM tập 3) với các thông số kỹ thuật sau: c Các bước công nghệ :
- Bước 1 tiện thô đoạn trục ∅20 (mm) Đường kính gia công lớn nhất Dmax= 400
Khoảng cách giữa hai mũi tâm 1400 mm
Số cấp tốc độ trục chính 23
Giới hạn vòng quay trục chính 125 – 2000 v/ph
Công suất động cơ 10 Kw
- Bước 2 tiện thô đoạn trục ∅24 (mm)
- Bước 3 tiện thô đoạn trục ∅30 (mm)
- Bước 4 tiện tinh đoạn trục ∅20 (mm)
- Bước 5 tiện tinh đoạn trục ∅24 (mm)
Do đường kính hai đầu trục giảm dần về hai phía và các đoạn trục có đường kính bằng nhau đã được tính toán, chế độ cắt được áp dụng giống như khi tiện đoạn trục đầu tiên.
Ta có bảng thông số sau :
Bước Máy Dao t(mm) S(mm/v) V(m/ph) n(v/ph)
Bảng 5 4: Bảng chế độ cắt nguyên công 3
- Phay rãnh then a Sơ đồ gá đặt : h
- Chi tiết gia công được định vị trên hai khối V ngắn định vị 4 bậc tự do, một khối
V tựa vào vai trục để chống sự dịch chuyển theo chiều dọc trục và định vị bậc tự do thứ năm
Để nâng cao độ cứng vững của hệ thống, chúng ta sử dụng chốt tỳ phụ chống vào đầu trục Chốt tỳ này không tham gia vào việc kiểm soát số bậc tự do, mà chỉ có tác dụng gia tăng độ cứng vững cho toàn bộ hệ thống.
Ta chọn máy gia công là máy phay kí hiệu 6H10 (Bảng 9-38 Trang 74 Sổ tay CNCTM tập 3), có các thông số sau :
Khoảng cách từ trục hoặc mặt đầu dao tới bàn máy (mm)
Kích thước bàn máy 200x800 mm
Giới hạn chạy dao dọc 25 – 1120
Giới hạn chạy dao ngang 18 – 800
Giới hạn chạy sao đứng 9 – 400
Giới hạn vòng quay (vòng/phút) 50 – 2240
Kích thước máy (mm) 1720x1750 c Các bước công nghệ :
+ Chọn dụng cụ cắt: Theo bảng 4-65 Sổ tay CNCTM tập 1 ta chọn dao phay ngón chuôi trụ có kích thước như sau: D = 6 (mm), L= 72 (mm), l = 32 (mm), z = 6 (răng)
Khi gia công rãnh then, chiều sâu cắt được chọn là t = 4 mm Dựa vào bảng 5-153 trong Sổ tay CNCTM tập 2, bước tiến dao được xác định là Sz = 0,04 mm/răng, trong khi lượng chạy dao vòng SO là 0,16 mm/răng Theo bảng 5-154 cùng tài liệu, tốc độ cắt được chọn là V = 26 m/ph, với số vòng quay của trục chính là 700 v/ph.
Ta có bảng chế độ cắt:
Bước Máy Dao t(mm) S(mm/ph) V(m/ph) n(v/ph)
- Mài thô, tinh các cổ trục a Sơ đồ gá đặt:
Gia công chi tiết được thực hiện trên hai mũi tâm, với mũi tâm khống chế 5 bậc tự do, mũi chống tâm cố định 3 bậc tự do, và mũi chống tâm di động 2 bậc tự do Để ngăn chặn sự xoay, hệ thống còn được trang bị thêm một tốc mài Việc chọn máy cũng rất quan trọng trong quá trình gia công.
Ta chọn máy gia công là máy mài tròn ngoài, ký hiệu 3A110 (Bảng 9 - 50 Trang 94 Sổ tay CNCTM tập 3), có các thông số: Đường kính gia công lớn nhất 140 (mm)
Chiều dài gia công lớn nhất 200 (mm)
Côn móc ụ trước 4;3 Đường kính đá mài 250 (mm)
Tốc độ của bàn máy 0,03-4 (mm/phút)
Di chuyển ngang lớn nhất của ụ mài 60
Chạy dao ngang sau hành trình kép của bàn máy
Số cấp tốc độ của đầu mài Vô cấp
Giới hạn số vòng quay 78 - 780 (vòng/phút)
Góc quay của bàn máy ±5 O
Công suất động cơ(Kw) 2,2
Khối lượng 2000 c Các bước tiến hành công nghệ:
Kớch thước cần đạt ỉ24 −0,02 +0,02 Độ bóng đạt được Ra = 1,25
+ Chọn đá mài: Ta chọn đá mài là đá Enbô có ký hiệu là 1A1-1, có kích thước như sau: Chất kết dính K: Độ hạt 20-M5; Độ cứng CM2-CT2
Khi thực hiện quá trình mài, chế độ cắt được thiết lập với chiều sâu cắt t = 0,15 mm Lượng chạy dao ngang được chọn là Sct = 2,16 mm/phút, trong khi số vòng quay của chi tiết là nct = 140 vòng/phút Theo thông số của máy, ta xác định được Sm = 1,75 mm/phút.
- Kiểm tra a Dụng cụ kiểm tra Đồng hồ so
Hình 5 8: Nguyên Công b Sơ đồ gá đặt :
Hình 5 9: Sơ đồ gá đặt h
Chi tiết được gá trên 2 mũi chống tâm khống chế 5 bậc tự do c Thao tác kiểm tra :
- Cho mũi đồng hồ so tiếp xúc với mặt đầu của chi tiết, xoay mặt đồng hồ để cho kim đồng hồ trở về vị trí 0
Để đảm bảo chất lượng, cần kiểm tra độ đảo không vượt quá 0,012 mm theo yêu cầu kỹ thuật Để theo dõi sự biến động của kim đồng hồ, chúng ta có thể tính toán độ đảo của hướng trục bằng công thức cụ thể.
Trong đó: X là số vạch dao động của kim đồng hồ a là giá trị của một vạch (a = 0,01)
R là bán kính của chi tiết cần đo kiểm
Hay ta cũng có thể đánh giá trực tiếp thông qua quan sát số vạch dao động tính cho 100 mm bán kính
Dùng các dụng cụ đo kiểm khác:
- Dùng Panme đo các đường kính trục theo dung sai ứng với cấp chính xác 6
Cuối cùng, chúng tôi tổng hợp các kết quả đo để đánh giá chất lượng sản phẩm Nếu các chỉ số vượt quá giới hạn cho phép, chi tiết đó sẽ bị loại bỏ như phế phẩm.
BIỆN PHÁP AN TOÀN, BẢO QUẢN VÀ SỬ DỤNG
An toàn và hướng dẫn sử dụng
Che chắn các bộ phận truyền động: Bộ phận truyền động đai
Người thực hiện vận hành máy phải mang áo quần gọn gàng, mang khẩu trang và đồ bảo hộ
Trong quá trình làm việc không được cho các vật cứng vào bộ phận cấp liệu, tránh làm hư hỏng bộ phận cắt
Những điều cần lưu ý trước khi khởi động máy:
- Chọn vị trí đặt máy cho phù hợp với mặt bằng tránh gập ghềnh
Trước khi sử dụng máy, cần kiểm tra dầu bôi trơn ở các ổ lăn, hệ thống điện và các cơ cấu chấp hành khác Đặc biệt, cần xác nhận chiều quay của động cơ có đúng như đã tính toán hay không.
Kiểm tra các mối liên kết và độ căng của dây đai là bước quan trọng Sau khi khởi động máy, hãy cho hành tím vào phễu để thực hiện quá trình cắt liên tục.
Sau khi hoàn thành công việc, cần lau chùi máy móc sạch sẽ để tránh bụi bẩn và mảnh vụn hành tím bám vào, gây rỉ sét cho các bộ phận Cần kiểm tra định kỳ các ổ lăn trước mỗi mùa vụ thu hoạch, đảm bảo tra mỡ bôi trơn đầy đủ và thay thế các ổ bị rơ nếu cần Ngoài ra, việc kiểm tra các bộ phận làm việc chính cũng rất quan trọng để kịp thời thay thế hoặc sửa chữa do quá trình hoạt động có thể gây mài mòn hoặc cong vênh.