Nghiên cứu,tính toán, thiết kế máy giặt công nghiệp lồng ngang

Chính vì thế máy giặt được sử dụng rộng rãi và pháttriểnChính vì thế nhóm em được giao nhiệm vụ: “Nghiên cứu ,tính toán ,thiết kế máygiặt công nghiệp lồng ngang ” mục đích nhằm cho sinh

TỔNG QUAN VỀ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP

Lịch sử hình thành và phát triển của những chiếc máy giặt

Từ năm 1911 chiếc máy giặt chạy điện đầu tiên được ra đời tại Mỹ Năm 1922 lại xuất hiện máy giặt kiểu trộn, cũng ở thời điểm này ở nước Anh đã suất hiện máy giặt kiểu phun dòng Năm 1937 nhiều máy giặt kiểu ống nhào quay xuất hiện đầu tiên ở Châu Âu Năm 1947 nhiều máy giặt kiểu ống nhào quay, đưa quần áo từ phía trên xuống Năm 1953 Nhật Bản trên cơ sở máy giặt kiểu phun dòng chế tạo thành công máy giặt kiểu mâm giặt ( xoáy nước cuộn) và nhanh chóng được lưu hành ở Nhật Bản. Đến năm 1960 loại máy giặt có hai hộc giặt kiểu mâm giặt có tác động vát nước ly tâm vào thị trường Năm 1965 máy giặt bánh xe chuyển động sóng hoàn toàn tự động bắt đầu được sản xuất Ở Trung Quốc, máy giặt bắt đầu được nghiên cứu từ năm 1957 nhưng do những điều kiện chưa cho phéo sản xuất hàng loạt Mãi đến năm 1978 Trung Quốc mới thực sự phát triển loại sản phẩm này Tuy khởi động hơi chậm nhưng tốc độ đưa mặt hàng này vào cuộc sống lại nhanh, mới qua 10 năm đã hoàn thành lộ trình 30 năm như của các nước công nghiệp phát triển, sản lượng hàng năm từ năm 1978, 400 máy mà đến năm 1988 đã đạt 10.460.000 chiếc, trở thành một trong những nước nhiều máy giặt Năm 1999, sản lượng máy giặt của Trung Quốc đạt 13.421.700 chiếc, chính là nhờ Trung Quốc đã thực hiện phương châm cải cách mở cửa Từ năm 1983 bắt đầu giai đoạn đai qui mô tiên tiến vào giai đoạn hưng thịnh về kỹ thuật thiết bị, tăng tốc tiến trình cải tạo kỹ thuật sản xuất máy giặt là vì có đến hơn 40 hãng tiên tiến về công nghệ và thiết bị thuộc các nước Anh, Pháp, Mỹ, Ý, Nhật Bản, Hàn Quốc Ở Việt Nam Những chiếc máy giặt “made in Việt Nam ” ra đời vào năm 2001 Ông Lự cho ra đời chiếc máy giặt đầu tiên Nhìn thô và cục mịch nhưng nó đã vận hành được các thao tác cơ bản như: lấy nước quay quần áo, xả … Cứ 20 – 25 phút máy đảo chiều 10 lần quần áo Đầu năm 2006, ông Lự đã chính thức được nhận “ giấy khai sinh ” cho đứa con đẻ của mình và ông đã được cục sở hữu trí tuệ nhà nước cấp bằng độc quyền sáng chế.

Ngày nay,chiếc máy giặt đã trở nên thông dụng không chỉ trong các gia đình hiện đại mà máy giặt đã trở thành một trong những vật dụng thiết yếu của nhiều gia đình Việt Nam Thị trường máy giặt cũng vì thế mà phong phú hơn nhiều.Với sự hội nhập nền kinh tế toàn cầu, đặc biệt từ khi Việt Nam chính thức trở thành thành viên của tổ chức thương mại thế giới (WTO), các mặt hàng có mặt trên thị trường ồ ạt mang tính cạnh tranh về cả tính công nghệ cũng như kiểu dáng mẫu mã (tính thẩm mỹ) Người ta cũng có thể dễ dàng kể tên 5-7 thậm chí 10 loại máy đang có trên thị trường.

Một số hãng máy giặt có mặt trên thị trường Việt Nam:

TOSHIBA | SAMSUNG | PANASONIC | LG | SANYO | ELECTROLUX | DAEWOO | HITACHI | GENERAL ELECTRIC | ARISTON

1.1.1 Giới thiệu máy giặt qui mô giặt gia đình

Hình 1.1 Một số máy giặt trên thị trường Thị trường máy giặt đang thu hút sự quan tâm của nhiều người tiêu dùng bởi các nhà sản xuất liên tục tung ra nhiều dòng máy mới với kiểu dáng đẹp và tích hợp nhiều tính năng hiện đại, đa dụng, Thêm nhiều tính năng mới

Thị trường máy giặt hiện nay có 2 loại cơ bản sau:

Hình 1.2 Máy giặt lồng đứng Hình1.3 Máy giặt lồng ngang

- Máy giặt lồng đứng phù hợp với gia đình có vị trí đặt máy chật hẹp Ưu điểm của loại máy giặt này là có nắp mở rộng, thuận tiện cho thao tác người sử dụng, giá thành máy không cao Máy giặt lồng đứng có nhược điểm là tiêu thụ nước và điện nhiều, tiếng ồn lớn Sử dụng máy giặt lồng đứng phải hoà xà phòng với nước cho tan hết rồi đổ trực tiếp lên quần áo, còn nếu không hoà nước mà đổ xà phòng luôn thì đôi khi giặt xong xà phòng bị đọng lại trên quần áo cũng nhiều.

- Cấu tạo của máy giặt lồng ngang phù hợp với những gia đình có vị trí đặt máy rộng, thuận tiện cho cánh cửa mở/đóng Máy giặt lồng ngang thường có dung tích lớn, tiết kiệm nước, giảm thiểu tiếng ồn Máy giặt lồng ngang có hệ thống cân bằng và tự vận hành tiếp tục khi đột ngột mất điện Đối với may giặt lồng ngang, cửa máy được đóng chặt khi giặt, tuyệt đối an toàn cho trẻ em nhưng bạn vẫn có thể cho thêm đồ nếu muốn Khách hàng cũng có thể tự do nhìn ngắm các công đoạn giặt giũ qua cánh cửa máy giặt Cùng một trọng lượng và công suất giặt, nhưng máy giặt lồng ngang có thể đắt gấp đôi Bù lại, hàng loạt tính năng mang tính cách mạng đã được ứng dụng rộng rãi cho hiệu quả giặt tẩy hơn cả sự mong đợi

1.1.2 Giới thiệu máy giặt qui mô giặt công nghiệp

Máy giặt công nghiệp có thể tích và khối lượng tương đương 4 lần máy giặt bình thường Cứ 1 tiếng máy sẽ giặt xong một mẻ (trên dưới 40 kg quần, áo), cần 50 lít nước và 1 kg bột giặt đặc chủng Như vậy, chiếc máy giặt này giặt gần 200 kg quần, áo/ 1ngày Sau 1 hay 2 cối, máy được ngừng hoạt động để làm mát máy vừa để vệ sinh thùng máy Vì chỉ thực hiện khâu giặt nước nên dù có to lớn hơn các máy gia dụng nhưng cơ cấu của máy giặt công nghiệp không phức tạp hơn là mấy

Máy giặt công nghiệp có độ rung khá lớn, tiếng ồn nhiều ở Việt Nam, máy công nghiệp có 2 loại hình thức khác nhau: một cái hình khối vuông và một cái hình khối tròn Nhưng đấy chỉ là sự khác nhau về hình thức bên ngoài còn cấu tạo thùng máy bên trong và cơ chế hoạt động là tương tự nhau.

Hình1.4 Máy giặt công nghiệp trên thị trường

Nguyên lý cơ bản của máy giặt

1.2.1 Nguyên lý giặt đồ của máy giặt:

1 Phân loại các vết bẩn trên quần áo (Đồ giặt) :

Vết bẩn trên quần áo ( đồ giặt) là do các chất bài tiết từ cơ thể của con người và những bụi bẩn từ môi trường Nói chung có thể chia thành 3 loại sau: a) Các chất bẩn hòa tan trong nước

Các chất bẩn này là do sự bài tiết của cơ thể người hoặc từ thức ăn, như mồ hôi, đường, bột v.v… Đặc điểm của nó là: dễ hòa tan trong nước, dùng nước có thể giặt sạch. b) Các chất bẩn có tính dầu

Các chất bẩn này từ thực phẩm hay môi trường làm việc, như các loại dầu mỡ động thực vật, các loại dầu mỡ khoáng vật v.v… đặc điểm của nó là không tan trong nước nhưng lại có thể hòa tan trong dung môi hóa chất Đối với các vết bẩn này, có thể căn cứ vào thành phần của chúng, chọn loại dung môi thích hợp để tẩy sạch. c) Các chất bẩn rắn:

Các loại chất bẩn này tới môi trường chung quanh, như bụi, xi măng, đất v.v… Các chất bẩn này không tan trong nước và các dung môi hóa chất nhưng hạt nhỏ, trôi nổi trong nước, sau đó loại bỏ; cũng có thể dùng phương pháp rũ đập để loại bỏ.

Cả 3 loại trên không tồn tại riêng lẻ mà thường xuất hiện ở trạng thái hỗn hợp, chẳng hạn những vết bẩn ở tay áo, ống quần là hỗn hợp của chất bẩn rắn và dầu thì thường là khó loại bỏ Ngoài ra, có khi còn có các chất bẩn dây vào là những hóa chất như thuốc nhuộm chẳng hạn cần phải căn cứ vào thành phần thuốc nhuộm sử dụng chất tẩy rửa thích hợp mới có thể tẩy được.

2 Độ bám của chất bẩn trên quần áo: a) Bám cơ giới:

Chất bẩn rơi trên bề mặt quần áo( đồ giặt), qua chèn ép hoặc ma sát thấm vòa những sợi hoặc lỗ lớn trong sợi, dùng phương pháp cơ giới như nhào trộn, vò xát, va đập có thể làm sạch vết bẩn rắn Nếu hạt chất bẩn rắn nhỏ hơn 0.1 m thì dùng phương pháp cơ giới làm sạch. b) Hút bám tĩnh điện :

Chất bẩn có mang theo điện tích sợi vải cũng mang điện tích, nếu điện tích của hai thứ ngựoc nhau thì sẽ hút chất bẩn vào trong sợi quần áo, nói chung có thể dùng chất tẩy rửa tổng hợp là có thể tẩy sạch. c) Hết hợp hóa học:

Khi chất bẩn cùng với sợi vải trong quần áo( đồ giặt) sinh ra kết hợp hóa học thì sẽ hình thành đốm màu, chỉ có thể dùng phương pháp hóa học đặc biệt mới làm sạch.

3 Phương pháp máy giặt làm sạch vết bẩn:

Phương pháp máy giặt làm sạch vết bẩn tức là không ngừng phá bỏ sức bám của chất bẩn trên quần áo, khiến chất bẩn bong ra khỏi quần áo( đồ giặt), chủ yếu dựa vào lực tác dụng tổng hợp của ba thứ: nước, chất tẩy rửa, và lực cơ giới để hoàn thành.a) Nước: nước có lợi cho khắc phục lực cơ giới và tĩnh điện, còn có thể làm sạch chất bẩn có tính hòa tan trong nước và một phần chất bẩn rắn. b) chất tẩy rửa: Chất tẩy rửa hòa tan trong nước, phân tử hoạt tính của nó có thể giảm sức căng bề mặt của nước, làm cho quần áo thấm ươt nhanh Phân tử chất hoạt tính sau khi tán thành nước có tính thấm dầu, lấy chất bẩn dầu trên quần áo( đồ giặt) đi. Chất tẩy rửa có tác dụng làm nổi, phân tán chất bẩn và cách ly ra Bọt chất tẩy rửa là hiện tượng chất khí phân tán trong nước có tác dụng hấp thu chất bẩn đi. c) Lực cơ giới: Khe hở giữa các sợi vải quần áo( đồ giặt) đều là vật thể nhiều lỗ không có lợi cho sự lưu động của chất tẩy rửa, cho nên mmặc dù đã dùng chất tẩy rửa mạnh để ngâm quần áo( đồ giặt), nhưng nếu không dùng lực bên ngoài thì quần áo( đồ giặt) vẫn chưa có thể giặ sạch Tác dụng của máy giặt là sinh ra lực cơ giới đủ mạnh sinh ra va đập ma sát gữa quần áo( đồ giặt) với nước, quần áo ( đồ giặt) với thùng giặt, làm cho quần áo ( đồ giặt) xoắn, vặn lật, trở trong thùng giặt, từ đó sinh ra biến dạng cắt, biến dạng sợi rõ rệt, khiến cho chất bẩn bám trên quần áo( đồ giặt) cũng biến dạng theo, cùng với sự tẩy rửa của chất tẩy rửa, làm cho chất bẩn dễ dàng tróc ra, quần áo (đồ giặt) mới được giặt sạch.

1.2.2 Nguyên lý làm việc cơ bản của máy giặt

Máy giặt là một khí cụ dùng phương thức giặt nước dùng để giặt các loại quần áo bằng vải bông, gai, nhung, sợi hóa học, đay, len, lông cừu…cùng các quần áo dệt kim Kết cấu máy gồm có:Vỏ máy, trang bị nước, hệ thống truyền động và hệ thống điều khiển điện …

Nguyên lý làm việc khử bẩn, nói một cách đơn giản là nhờ vào tác dụng lực cơ giới để thay sức người, mô phỏng các phương thức giặt quần áo bằng tay nhờ vào tác dụng khử bẩn của dung dịch giặt tẩy rồi bồi thêm những động tác xung kích của dòng nước tiến hành nhào, xung kích, lăn lộn để khử bẩn.Tóm lại ba yếu tố tham gia vào quá trình giặt đó là lực cơ giới, chất tẩy giặt và nước.

Lực cơ giới của máy tạo ra những tác động giống như vò tay đó là nhào chải,đập, đánh v.v… rồi lợi dụng quá trình giặt tẩy phát huy tác dụng khử bẩn trong nước để rồi phá bỏ liên kết giữa cặn bẩn và vải vóc làm cho các chất dơ bẩn thoát khỏi bề mặt quần áo(đồ giặt) rồi nổi trôi,đạt được mục đích là khử bỏ cặn bã, giặt sạch quần áo(đồ giặt). a) Giặt

Nguyên lý hoạt động của máy giặt trong quá trình giặt là: Môtơ kéo bộ phận chuyển động khiến quần áo (đồ giặt) trong máy giặt bị tác dụng bởi lực cơ giới Từ đó, sinh ra ma sát, lăn trở, khiến các sợi vải quần áo (đồ giặt) bị chèn ép, kéo giãn, biến dạng cong, làm thay đổi khe hở giữa sợi vải, phát huy đầy đủ lực tác dụng của chất tẩy rửa, làm sạch chất bẩn trên quần áo(đồ giặt).

1.2.3 Nguyên lý cơ bản về tẩy bẩn của một số máy giặt

Hình1.5: Quá trình của tác dụng giặt khử được chỉ rõ như hình vẽ

Quy trình lưu chuyển của nước và chất tẩy rửa trong máy giặt

1 Nước nóng và nước lạnh đi tới khay đựng chất tẩy rửa qua các ống dẫn.

2 Nước hoà với chất tẩy rửa và cuốn vào thùng trong máy.

3 Thông qua các lỗ nhỏ ở thành của thùng máy, nước đi xuống đáy của máy.

4 Bộ phận đun sôi nước.

5 Động cơ sẽ khởi động khi nước đạt nhiệt độ cần thiết và làm quay thùng trong máy.

6 Thùng trong máy quay về phía trước và sau hoà trộn nước xà phòng với quần áo.

7 Máy bơm đưa nước bẩn ra ngoài.

Những chiếc máy giặt tiên tiến nhất hiện nay được thiết kế theo tiêu chí thân thiện với môi trường, nghĩa là sử dụng càng ít nước và năng lượng càng tốt Trước khi thực hiện một lần giặt, máy thường tính toán trọng lượng của mẻ quần áo và lượng nước cần thiết đủ để làm sạch khối lượng quần áo đó Càng tiết kiệm được nhiều nước nghĩa là càng giảm thiểu được điện năng dùng đun sôi nước Mặt khác thùng máy nhẹ sẽ cần năng lượng ít hơn để nó hoạt động.

1 Nguyên lý tẩy bẩn của máy giặt mâm giặt

Hình 1.6: Tác dụng hút và thải tuần hoàn. a) Tác dụng hút và thải một cách tuần hoàn Khi mâm giặt quay sẽ thành dòng xoáy (hình 1.7) Dưới tác dụng hút của dòng xoáy đồ vật giặt không ngừng bị nén lại và tải ra làm tăng tác dụng tẩy bẩn của dung dịch giặt lên vật giặt đồng thời dung dịch giặt không ngừng thấm vào trong vải và đẩy chất bẩn ra. a – Tác dụng vò b – Tác dụng đập c – Tác dụng ép

Phân loại và kết cấu máy giặt công nghiệp

Thông thường ở máy giặt công nghiệp người ta hay phân loại theo mức tự động hóa hoặc kết cấu:

- Theo mức tự động hóa chia làm hai loại:

+ Loại bán tự động: chỉ thực hiện tự động hóa quá trình giặt và vả nước vào

+ Loại hoàn toàn tự động: Có thể căn cứ vào chương trình chọn sẵn, hoàn thành tất cả chức năng từ định lượng bột giặt đến xả và xả đáy

- Theo kết cấu: kết cấu lồng giặt, cửa lồng

1.3.1 Máy giặt công nghiệp lồng ngang cửa mở trước hoàn toàn tự động

+ Quá trình giặt hoàn toàn toàn tự động do đó giải nhiều phóng sức lao động

+ Thiết kế kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi độ chính xác quá trình tính toán thiết kế cao + Tốn nhiều điện, nước, bột giặt do đó chi phí giặt cao

+ Sửa chữa và bảo dưỡng phức tạp

Hình 1.8 Máy giặc lồng ngang trên thị trường

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật Ứ

1.3.2 Máy giặt công nghiệp lồng ngang bán tự động cửa mở trên

+ Kết cấu bên trong máy đơn giản

+ Thiết kế được với công suất lớn, có thể thiết kế hoàn toàn tự động hoặc bán tự động. lấy ra

+ Có thể sử dụng một số vật liệu thông thường để chế tạo

+ Tự động hóa quá trình giặt và xả được

+ Lồng thiết kế rộng, đồ giặt được đảo đều,cửa mở dễ dàng đưa đồ giặt vào và

+ Giặt sạch tiếp kiệm điện nước do đó chi phí thấp

+ Sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng.

Nhược điểm: + Kết cấu máy cồng cềnh

Ví dụ: Máy giặt công nghiệp loại công suất 30kg/lần giặt.

Model ZHG-20 ZHG-30 ZHG-50 ZHG-100 ZHG-120 ZHG-150

(dry loading) 20 kg 30 kg 50 kg 100 kg 120 kg 150 kg

Kích thước lồng trong mm

Số vòng quay 35 rpm 35 rpm 32 rpm 29 rpm 29 rpm 28 rpm Công suất động cơ 15 kw 23.4 kw 39 kw ng suất Mpa 0.4 - 0.6 0.4 - 0.6 0.4 - 0.6 0.4 - 0.6 0.4 - 0.6 0.4 - 0.6 ăng suất giặt 20 kg/h 30 kg/h 50 kg/h 80 kg/h 100 kg/h 120 kg/h Đường kính ống nước vào 25 mm 25 mm 32 mm 40 mm 40 mm 40 mm

Hình 1.9 Máy giặt công nghiệp loại công suất 30kg/lần giặt

Một số máy giặt kiểu lồng ngang cửa trên ( một cửa)

Hình 1.10 Một số máy giặt kiểu lồng ngang cửa trên

Hình 1.11 Một số máy giặt kiểu lồng ngang 2 cửa trên Ưu và nhược điểm :

Máy giặt lồng ngang cửa mở trước hoàn toàn tự động có nhiều nhược điểm hơn máy giặt lồng ngang cửa mở trên: Ở máy giặt lồng ngang cửa mở trước có những phức tap sau:

+ Hệ thống cửa trước khó làm kín nước

+ Thiết kế tính toán bền cho trục khó khăn

+ Lựa chọn ổ bi khó khăn

+ Vật liệu chế tạo toàn làm bằng Inox

Như vậy khi tính toán thiết kế máy giặt công nghiệp ta nên chon loại máy giặt lồng ngang cửa mở trên

Chỉ tiêu chất lượng

(1) Yêu cầu về linh kiện.Các linh kiện gắn kết và các linh kiện khác phải phù hợp với qui định của tiêu chuẩn, còn các linh kiện hao mòn phải thật thuận tiện khi thay thế.

(2) Yêu cầu về độ bóng Các bề mặt thành trong của lồng chứa quần áo và các bề mặt có tiếp xúc với quần áo phải bóng bẩy, khi sử dụng không bị kẹp và làm hư quần áo.

(3) Không được tràn nước Đậy nắp máy giặt lại trong quá trình giặt, không được tràn nước ra ngoài máy.

(4) Đánh dấu mức nước: Trong máy khống chế mức nước hoặc là trong lồng giặt có đánh dấu mức nước giới hạn trên và giới hạn dưới.

(5) Yêu cầu về nhiệt độ nước Nếu máy giặt sử dụng nước nóng 55 o để giặt thì phải đảm bảo làm việc bình thường trong toàn bộ trình tự vận hành.

(6) Các chi tiết bằng thép (không kể các chi tiết bằng thép không rỉ) phải được sử lý chống rỉ ăn mục nát, thí dụ áp dụng các cánh bảo vệ như mạ, sơn, phủ lớp sứ v.v…

(7) Các linh kiện mạ: Bề mặt phải bóng bẩy, mịn màng, màu sắc đều đặn, không được có vết tróc, vết đen, châm kim, nổi bọt, vết hằn rõ ràng và vết rạch sát thương v.v…

(8) Các linh kiện kết cấu nói chung Ở các mép và gờ ngoài lớp mạ hơn 2mm, không được có điểm rỉ.

(9) Linh kiện sơn hoặc bọc nhựa Lớp sơn phải có lực phủ chắc chắn, không được có bọt, vết xước, vết sứt, lộ lớp sơn phía trong, vết hằn, vết rạch v.v…

(10) Linh kiện sơn hoặc bọc nhựa Sau khi thử nghiệm tính chịu ăn mòn thì độ rộng của điểm ăn mòn không được quá 1mm.

(11) Các chi tiết nhựa: Bề mặt phải bóng, bằng phẳng, màu sắc đều đặn , chịu được lão hóa, không được có vết hằn, rạch, bọt khí, lỗ co rút, v.v…

(12) Lồng giặt phải chống đựoc ăn mòn, chịu axit, chịu được ma sát và chịu được lực xung kích, ngoại hình phải bóng hoàn chỉnh, lớp sử lý bề mặt phải không được lộ đáy hoặc bị có lớp “nổ nguội”.

(1) Điều kiện hoàn cảnh Máy giặt phải sử dụng được ở nhiệt độ 0- 40 o C, độ ẩm tương đối  95 %( ở nhiệt độ 25 o C).

(2) Tỷ số nước giặt, tỷ số giữa nước giặt định mức và dung lượng giặt định mức.

Tỷ số này nhỏ tức là dùng nước ít và ngược lại là dùng nước nhiều và không được lớn hơn các trị số dưới đây:

Tức là nếu như máy giặt có mâm giặt mà muốn giặt 1kg quần áo thì chỉ được tiêu hao dưới 20 lít nước v.v…

(3) Tính năng giặt mạnh: Qua thực nghiệm tỷ số sạch không được nhỏ hơn giá trị sau đây:

Bảng 1.5: Tính năng giặt loại máy giặt Tỷ số giặt sạch

Kiểu mâm giặt Dùng nước xoáy 0,80

Kiểu lồng nhào Có gia nhiệt 0,70

(4) Mức độ hao tổn quần áo Theo qui định qua thực nghiệm suất hao tổn quần áo do ma sát phải nhỏ hơn các trị số sau đây:

Bảng 1.6: Mức hao tổn quần áo loại máy giặt Tỷ số giặt sạch

Kiểu mâm giặt Dùng nước xoáy 0,18

(5)Tính năng tẩy trắng Theo qui định của phương pháp thực nghiệm thì chất lỏng tẩy trắng còn lưu lại trên quần áo giặt so với độ axít của nước dùng để thực nghiệm không được lớn hơn 0,07x10 -3 mol/l.

(6) Thời gian thải nước Dung lượng giặt định mức của máy giặt 2,5 kg thì thời gian thải không được lớn hơn 2 phút Tức là thời gian(phút) thải nước phải nhỏ hơn khối lượng giặt.

(7) Tính năng của ống dẫn nước vào và ra Căn cứ theo qui định, sau khi thử ngiệm tuổi thọ bằng cách uốn cong ống nước phải đảm bảokhông bị nứt hoặc rò nước.

(8) Tính năng chống chấn động Khi máy làm việc biên độ chấn động về trước, sau, bên phải, bên trái so với tâm máy phải phù hợp với qui định sau đây:

Bảng 1.7: Biên độ chấn động

Bộ phận Dung lượng định mức đồ giặt(kg)

Bốn xung quanh vỏ ≤ 5 < 0,8 máy > 5 < 1,0

1.4.3 Thống kê nhiệt độ giặt và các chất giặt thích hợp với các loại sợi dệt như sau: Bảng 1.8: Nhiệt độ giặt

Chất tẩy giặt và tính axít

Sản phẩm bằng sợi bông < 100 Xà phòng, chất giặt có tính axít nhẹ Sản phẩm bằng sợi gai < 80 Xà phòng, chất giặt có tính axít nhẹ Sản phẩm bằng sợi tơ < 40 Chất tẩy giặt chuyên dùng hoặc trung tính Sản phẩm bằng sợi lông < 35 Chất tẩy giặt chuyên dùng hoặc trung tính Sản phẩm bằng sợi tơ nhân tạo < 40 Trung tính, tính axít yếu

Sản phẩm bằng sợi hóa học < 40 Trung tính axetôxêloda

Sản phẩm sợi tơrilen < 50 Trung tính, tính axít nhẹ

Sản phẩm sợi ny long < 40 Loại phổ thông

Sản phẩm sợi vi ny long < 40 Loại phổ thông

Sản phẩm sợi hóa học hữu cơ < 40 Loại phổ thông

Sản phẩm sợi polypropylene < 40 Loại trung tính

Sản phẩm sợi polyvinyl chloride Nước ở Loại phổ thông nhiệt độ Loại phổ thông thường

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Phân loại

Từ những phân tích ở trên ta có thể phân loại máy giặt theo hai loại sau:

1 Máy giặt khuấy lồng đứng:

+ Máy giặt lồng ngang mở cửa trước + Máy giặt lồng ngang mở cửa trên Tuy nhiên, với việc thiết kế kỹ thuật cho máy giặt qui mô công nghiệp thì chúng ta chỉ có thể dựa trên nguyên lý của máy giặt lồng ngang mới phù hợp cho việc giặt với khối lượng đồ giặt lớn trên một lần giặt.

Như vậy máy giặt công nghiệp được thiết kế kỹ thuật dưới đây chỉ có thể là một trong các phương án sau:

2.1.1 Phương án 1: Máy giặt công nghiệp kiểu lồng ngang cửa trước.

Hình 2 1: Kết cấu của máy giặt công nghiệp kiểu lồng ngang cửa mở trước 1- Động cơ ; 6 - Cơ cấu ổ đỡ 10- Miếng cân bằng

2- Puly nhỏ 7- Lò xo kéo đỡ lồng 11- Bảng điện điều khiển

3- Ống xả nước 8 - Van nước vào 12- Chất giặt tẩy

4- Dây cua roa 9- Vòi đưa nước vào 13- Gioăng kín

5- Puly lớn 14-Lỗ quan sát 15- Cửa mở trước

2.1.2 Phương án 2: Máy giặt công nghiệp kiểu lồng ngang cửa mở trên:

Hình 2 2: Sơ đồ kết cấu máy giặt lồng ngang cửa trên.

1- Vô lăng ; 7- Cửa trượt ngoài

2- Hộp điện điều khiển 8- Ống thủy quan sát mức nước

3- Khóa cửa lưới 9- Rôto lồng

4- Chốt đỡ cửa lưới 10- Động cơ

5- Bản lề cửa 11- Bộ truyền động

2.1.3 Phương án 3: Máy giặt công nghiệp kiểu lồng ngang 2 cửa mở trên:.

Hình 2.3: Sơ đồ kết cấu máy giặt lồng ngang cửa trên.

2- Cửa lồng giặt 6- Bộ truyền động

3- Hộp van xả 7- Ống cấp nước vào

Nguyên lý hoạt động của cả ba phương án máy giặt kể trên đều dựa trên nguyên lý máy giặt thùng quay ngang đó là đồ giặt được đảo nhờ động cơ truyền động cho bộ truyền động đai làm dẫn động quay lồng giặt Quá trình quay lồng giặt là việc gắn thiết bị điện tử có bộ đếm thời gian trên bảng điện tử được lập trình sẵn.

Việc lựa chọn phương án thiết kế ở đây tôi đi phân tích kết cấu máy xem loại nào có ưu điểm hơn hẳn.

Lựa chọn phương án thiết kế

Từ những phân tích ưu nhược điểm ở chương 1 ta rút ra như sau:

Máy giặt có kết cấu nhỏ gọn Tuy nhiên thiết kế kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao như ổ bi chịu tải trọng lớn, khó làm cân bằng trục, vật liệu dùng toàn Inox do đó giá thành chế tạo cao

Máy có kết cấu đơn giản, sử dụng bộ truyền động đai 2 cấp được thiết kế một bên làm cho máy nhỏ gọn hơn, giúp người vận hành ít bị tai nan lao động

Với việc thiết kế một cửa phù hợp với năng suất 50kg/lần giặt, giảm được chi phí vật liệu

Kết cấu cồng kềnh, với việc sử dụng đai hai cấp hai bên sẽ dẫn tới những khuyết điểm sau: + Kết cấu máy cồng kếnh, việc bố trí các thiết bị phụ khác khó, độ an toàn không cao

+ Với bộ truyền động đai hai bên sẽ làm cho tốn kém cho quá trình thay dây đai phải đồng bộ Vì nếu như một bên dây đai bị nhão sẽ kéo theo bên kia bị không đảm bảo ổn định khi truyền động, hay xảy ra hiện tượng trượt đai dẫn đến quá trình đảo chiều quay của lồng không được đảm bảo.

Kết luận : Từ những phân tích trên ta lựa chọn phương án 2 để thiết kế kỹ thuật là hợp lý nhất.

THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP

Chọn mô hình thiết kế

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của máy giặt công nghiệp (mặt trước)

Hình:3.2: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của máy giặt công nghiệp (mặt sau)

Hình:3.1: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của máy giặt công nghiệp (mặt trước)

1- Hộp điện điều khiển 2- Chốt đỡ cửa lưới 3- Khóa cửa lưới

4- cửa lưới 5- Cửa trượt 6-Ống quan sát

Hình:3.2: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của máy giặt công nghiệp (mặt sau)

1- Đường ống hơi nước quá nhiệt 2- Van điện từ

3- Van hơi  27 4- Ống nước vào  60 5- Van nước  60 6- Van xả

3.2.1.Nguyên lý làm việc của máy giặt công nghiệp được thiết kế Để giặt đạt năng suất, sạch thì cần phải có bảng điều khiển, cài đặt chu trình giặt trong một giới hạn nào đó như:

 Các quá trình giặt, xả

 Bộ điều khiển tốc độ động cơ.

 Việc thay đổi thời gian trong quá trình đảo chiều quay của động cơ

 Quan tâm tới tuổi bền của thiết bị, vật liệu chống được acid và kiềm.

 Thiết bị phải thoả mãn yêu cầu giặt sạch toàn bộ các vết bẩn bám ở các vị trí của đồ giặt

Vấn đề đặt ra là đi tính toán các thông số của máy như: năng suất, tốc độ quay, chọn vật liệu chế tạo và thời gian của các công đoạn, giặt, xả Từ việc thiết kế máy và thực nghiệm sẽ phải đưa ra một thông số về thời gian, giặt, xả phù hợp để đồ giặt không bị hao mòn

3.2.2.Nguyên lý hoạt động của máy giặt công nghiệp

Hoạt động của máy giặt công nghiệp dựa trên nguyên lý làm việc cơ bản của máy giặt gia đình kiểu lồng ngang nói ở chương I Tuy nhiên ở máy giặt công nghiệp chỉ thực hiện quá trình giặt xả, không thực hiên quá trình vắt do đó ở máy giặt công nghiệp không thực hiện quá trình ly tâm, kết cấu đơn giản hơn ở máy giặt dùng trong gia đình

Với máy giặt công nghiệp 50 kg/ lần giặt thì động cơ hoạt động dựa trên nguyên lý cài đặt chương trình giặt với bộ đếm thời gian cho quá trình giặt xả cũng như quá trình đảo chiều quay của động cơ Bộ đếm thời gian được cài đặt sẵn cho phép động cơ đảo chiều quay trong khoảng 3  5 giây, trong khoảng thời gian này nguồn điện động cơ lúc này bị ngắt cơ cấu phanh gắn trên động cơ được đóng lại hệ thống truyền động dừng hẳn trục quay rồi mới đổi chiều Chính vì vậy mà quá trình đảo chiều quay không gây ảnh hưởng đến sự tương tác các lực bánh đai, trục cũng như toàn bộ cơ cấu truyền động.

Một số yêu cầu cho thiết bị

3.3.1 Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị Đây là thiết bị làm việc trong môi trường các chất tẩy rửa Hiệu suất cao, tiết kiệm điện, nước, bột giặt Máy cần phải đạt được những yêu cầu chính về kinh tế kỹ thuật và kết cấu hợp lý.

3.3.2 Yêu cầu về vật liệu a) Yêu cầu về vật liệu cho một số bộ phận của máy.

Thép không gỉ được dùng phổ biến trong kết cấu máy giặt, dùng phổ biến nhất là Inox có các thành phần sau: 6X18H9(0.06%C)

1X18H9T(0.12%C + 0.450.8%Ti) Thép này có tổ chức Ostenit vì trong thành phần của nó có Ni là nguyên tố mở rộng mạnh khu  nhưng do còn các bon nên vẫn còn một số hạt các bit crôm tiết ra khi làm nguội chậm.

Thép không gỉ crôm- Niken để đạt tính ăn mòn cao, cần nung nóng đến 1500 o C để cácbít Crôm hoà tan tiếp vào austenit rồi làm nguội trong nước để tổ chức hoàn toàn austenit Tổ chức này đảm bảo cho thép có độ dẻo cao, rất dễ tán nguội thành tấm, ống, dễ dập uốn thành các thiết bị theo yêu cầu, loại thép này có tính hàn tốt.

Vấn đề lựa chọn vật liệu làm lồng giặt phải bảo đảm các yêu cầu về: Tính chịu nhiệt, độ bền ăn mòn, độ bền cơ học Ngoài ra còn phải đảm bảo vấn đề hiệu quả kinh tế như giá thành chế tạo, mua nguyên vật liệu …

Vì vậy tôi chọn thép austenit hợp kim cao( hay thép 18-8), vì nó có nhiều tính chất quý như trên nhưng giá thành lại đắt.

Tôi chọn mác thép 1X18H9T, thành phần hóa học như sau:

Vật liệu dùng chế tạo trục cần có độ bền cao, với tập trung ứng suất, có thể nhiệt luyện được để gia công Thép các bon và thép hợp kim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục Những trục không chịu ứng suất lớn lắm được chế tạo bằng thép CT5 không nhiệt luyện Nếu yêu cầu trục chịu tải tương đối cao thì dùng thép C35, 45, 50… nhiệt luyện, trong đó thép C45 được dùng nhiều nhất Trường hợp chịu ứng suất lớn, làm việc trong các máy quan trọng trục được chế tạo bằng thép 40X, 40XH … nhiệt luyện hoặc tôi bằng dòng cao tần.

Với máy giặt được thiết kế ở đây thì có hai trục đều truyền mô men xoắn và chịu ứng suất tương đối lớn do đó ta chọn vật liệu là thép cácbon C45 Đây là loại thép thông dụng và dễ kiếm trên thị trường b) Ước lượng cho quá trình giặt

Với những máy sản suất các sản phẩm nghành công nghiệp thì việc định lượng các nguyên liệu đầu vào và đầu ra cũng như các chất phụ liệu thường được tiêu chuẩn, từ đó ta có phương pháp tính toán lựa động cơ, thùng liệu tương ứng hợp lý Nhưng ở máy giặt công nghiệp được thiết kế ở đây thì việc định lượng cho nguyên liệu đầu vào, đầu ra là rất khó khăn Bằng những thử nghiệm thực tế người ta chỉ đưa ra được một cách ước lượng cho quá trình giặt như sau:

 Bảng 3.1: Bảng ước lượng đồ vật giặt

Tên đồ vật giặt Loại vải Ước tính trọng lượng đơn chiếc, kg

Quần áo trẻ con Các loại 0,1 – 0,3

Quần áo lót Sợi bông 0,15

Quần áo người lớn Sợi tổng hợp pha bông 0,2 Áo khoác người lớn Sợi tổng hợp 0,4

Quần áo lao động Vải lao động 0,5

Quần dài người lớn Vải bò 0,5

Quần soóc người lớn Sợi tổng hợp 0,3

Khăn trải giường đơn Vải bông 0,3

Khăn trải giường đôi Vải bông 0,6

Chăn dạ mỏng Vải bông 0,6

Vỏ chăn 100% bông 1.0 kg Áo bông, quần bông Vải bông 0,4 ÷ 0,6 Áo sơ mi nam nữ Các loại 0,2 ÷ 0,3

Hình 3 3: Chọn mức nước Lượng nước giặt được qui định theo bản thuyết minh máy Lượng nước quá nhiều sẽ bị bắn ra xung quanh, ít quá thì đồ vật giặt quay không linh hoạt, dễ vón lại thành cục Với máy giặt mâm giặt, lượng nước giặt quãng 15 – 20 lần trọng lượng đồ vật giặt thì hiệu quả giặt tốt nhất.Đối với máy giặt thùng quay ngang thì lượng nước bằng 10 lần trọng lượng lượng đồ vật giặt, lúc đó nước cho vào quãng 1 bán kính

2 thùng giặt là được, khi dũ thì mức nước có thể đến độ cao bằng thùng giặt.[2, Trang 99]

Từ những phân tích ở trên ta rút ra như sau:

Lượng nước = 10 lần trọng lượng của đồ giặt = 10 x 50 = 500 (kg) Mức nước = ẵ bỏn kớnh lồng giặt.

Suy ra khối lượng nước cần đầy lồng giặt là: 500.4 = 2000 kg = 2 m 2

+ Quá trình xả (dũ ): Chiều cao của nước giăt có thể cao bằng đến độ cao của đường kính của lồng giặt.( Mức nước = bán kính lồng giặt)

 Bảng ước lượng hàm lượng nước trong quá trình giặt

Bảng 3 2: Ước lượng hàm lượng nước

Phương thức vắt nước Hàm lượng nước %

Máy giặt hoàn toàn tự động có < 122

Tính toán thiết kế kết cấu cho máy

phương pháp ly tâm mâm giặt và máy giặt kiểu khuấy Máy giặt với lồng nhào < 122 Máy giặt có mâm giặt loại phổ thông và loại bán tự động

Bộ cài đặt thời gian của máy và bộ điều khiển theo chương trình giặt phải theo chương trình tác động một cách đáng tin cậy Trong phạm vi thời gian của chương trình (cài đặt hết chương trình) quá trình thực hiện có sai số về thời gian không vượt quá những điều qui định dưới đây:

Bảng 3.3: Sai số thời gian giặt

Loại Sai số về thời gian thực tế của máy so với cài đặt

Cài đặt thời gian vắt nước 5 phút  1,5 phút

Cài đặt thời gian giặt 15 phút  2,5 phút Điều khiển theo chương trình cơ giới  3,0 phút

3.4 Thiết kế kết cấu cho máy

3.4.1.Thiết kế khung chính của máy giặt.

Hình 3.4: Khung chính máy giặt

Khung chính được thiết kế như hình vẽ Tùy theo từng cụm chi tiết mà người ta chọn vật liệu và phương pháp hàn tương ứng với những vật liệu đó, nhưng phải đảm bảo kết cấu cần thiết như: độ cứng vững cần thiết, độ ngấu và độ bền của mối hàn.

+ Với các bộ phận có tác dụng dỡ, trụ vững thì được dùng bằng vật liệu thép V50 hàn bằng phương pháp

+ Các chi tiết khác dùng vật liệu là Inox bề dày 3mm hàn bằng phương pháp hàn gấp mí với que hàn inox với đường kính que hàn 2,5 mm

+ Với kết cấu của các bộ phận khác như: nửa trên, nửa dưới, mặt hông trên , mặt hông dưới, cửa lồng giặt … được chế tạo từ Inox dạng tấm cắt bằng máy hàn Plasma, hàn bằng phương pháp hàn điện với que hàn Inox với đường kính 2,5 mm và sẽ được trình bầy ở bản vẽ cad

3.4.2 Thiết kế kết cấu hộp van xả ( hình vẽ 3-4)

Hộp được làm bằng Inox, do đặc điểm của máy giặt là quá trình xả có nhiều chất bẩn bụi nhiều khi cả dầu mỡ không xả hoàn toàn ra ngoài mà chúng sẽ còn bám lại trong hộp xả do đó mà hệ thống xả thường xuyên phải làm vệ sinh sau mỗi lần giặt Từ những đặc tính trên mà việc thiết kế cho hệ thống hộp xả phải được đặt ở ngoài lồng giặt cho tiện việc làm vệ sinh cũng như bảo dưỡng để cho việc xả được nhanh, đảm bảo được thời gian giặt xả tương ứng

Kết cấu hệ thống van xả gồm:hộp van xả, nắp van, hộp xả đáy Ngoài ra còn có một số chi tiết khác như lò xo, roăng bằng cao su để làm kín nước …

Hình 3 5: kết cấu bên trong hộp van xả

3.4.3 Thiết kế kết cấu lồng giặt

Hình 3.6: Kết cấu bên trong lồng giặt

Vì mỗi lần giặt lồng giặt làm việc với khối lượng là 50kg đồ giặt do đó kết cấu rôto phải được tính toán cho phù hợp cả khi ngâm đảo, khi li tâm Còn kết cấu stato thì phải chứa đủ lượng dung dịch theo tỷ lệ quy trình đã cho.

- Thể tích của nguyên liệu chứa trong thùng:

Theo bảng chọn mực nước trong lồng ở trên ta có thể tích của quá trình xả có thể chiếm tới ẵ thể tớch lồng giặt

Như vậy, khi giặt 50 Kg đồ giặt thì cần một lông giặt có thể tích là 1(m 3 ) gồm cả thể tích nước và thể tích đồ giặt

Theo bảng (3- 2) ở trên thì thể tích nước lúc đó là

Vậy 50 kg đồ giặt chiếm thể tích là: 1- 0,7 = 0,3 (m 3 )

Từ tỷ lệ nước và đồ giặt ta suy ra tỷ lệ ngâm đảo trong quá trình giặt là 1W/10V, do đó kích thước stato phải đảm bảo tối thiểu tỷ lệ này.

Thiết bị thiết kế dưới dạng rôto lồng quay (có trục ngang và hàn các mặt bích gắn với lồng quay để truyền mô men xoắn làm quay lồng), vậy hình dáng của stato theo dạng trụ: Thể tích stato phải đạt được ít nhất là 500dm 3 = 0.5(m 3 ).

Gọi D1 là đường kính stato

Gọi L1 là chiều dài stato

4 Theo yêu cầu của thiết bị là khi rôto quay đồ giặt sẽ rơi xuống vậy ta chỉ cần cho mức dung dịch ở dưới 1/2 của stato nên: L1=1,686(m); D1= 0.4(m)

Kích thước của lồng quay( kích thước của roto)

(Vì khi ly tâm thì Vlồng quay phải lớn hơn từ 2  3 lần Vđg trở nên thì mới đảm bảo yêu cầu sạch đồ giặt)  Vlồng = Vrôto = 2x Vgiặt = 2x 0.5 = 1 m 3

Gọi D1 là đường kính lồng quay ( đường kính roto)

Gọi L1 là chiều dài lồng quay ( chiều dài roto)

4 + Khái niệm về Chọn lựa cánh khuấy và số cánh Đặc trưng của quá trình khuấy trộn thường được dựa vào các yếu tố sau đây:

 Số vòng quay của cánh khuấy

 Độ lớn bề mặt truyền nhiệt

Dựa vào các yếu tố phân tích ở trên ta áp dụng cho thực tế với máy giặt công nghiệp cần thiết kế thì ngoài lượng nhớt của chất lỏng khi hòa tan xà phòng với nước tạo ra thì còn có yếu tố là quá trình khuấy khi giặt có đồ giặt là vật liệu không thể gán được với loại vật liệu cụ thể nào đã được tiêu chuẩn Do đó mà ta chỉ có thể dựa trên thực tế, chọn cơ cấu khuấy quay chậm là hợp lý nhất

Từ yêu cầu của thiết bị, hệ thống cánh phải có diện tích và bố trí hợp lý trong lồng giặt để khi khuấy các dung dịch giặt tan đều, ngấm đều vào đồ giặt, quá trình khuấy không bị hư hỏng đồ giặt

 3,14( 0,46 2 – r 2 ) x 1,04 = 0,3  r 2 = 0,12 r = 0,34 (m) Độ cao của lớp đồ giặt: b = R – r

= 120 mm Vậy chọn chiều cao cánh như hình vẽ sau: H = 120 mm

(Cánh được chế tạo rời sau đó hàn vào rôto)

Thử lại kết quả vừa tính dựa vào công thức tính thể tích khối trụ:

Trong đó: Vgiăt là phần thể tích chiếm chỗ trong lồng khi giặt

R – Là bán kính của lồng

H – là tổng chiều cao của đồ giặt và nước trong lồng

Thay các giá trị trên vào ta được:

= 1Vlồng ( thỏa mãn điều kiện cho quá trình giặt )

3.4.4 Tính bề dày của lồng giặt:

Hình 3.9: Bề dầy lồng giặt Theo tài liệu [13, tr 165], bề dày tối thiểu của thành đáy phụ thuộc vào ứng suất cho phép [ ], vào áp suất P và hệ số  h , vật liệu làm lồng là thép 1X18H9T k = 550 N/mm 2

Trong đó : p : Áp suất tính toán trong thiết bị, P =1 N/mm 2

 : Ứng suất cho phép khi kéo của vật liệu làm lồng giặt, N/mm 2 ta có : 

: Hệ số bền của mối hàn, lấyh= 0,95 Vậy:   = 550 0,95 = 522,5 >25

Do đó: Bề dầy của lồng được xác định theo công thức sau:

S : Bề dày của lồng, mm

D : Đường kính của lồng, mm D = 920 , mm

Thay các thông số ở trên vào (3.38) ta được :

Bề dày thực của đáy xác định theo công thức [13, trang131] :

Trong đó: C: Hệ số bổ xung, C =Ca +Cb +Cc +C0

Với : Ca : Hệ số bổ xung cho ăn mòn hóa học của môi trường, Chọn Ca = 0 mm

Cb: Hệ số bổ xung do bào mòn cơ học của môi trường, Chọn Cb = 0 mm

Cc: Hệ số bổ xung sai lệch khi chế tạo lắp ráp, Chọn Cc=0 mm

C0: Hệ số bổ xung để quy tròn kích thước, Chọn C0 = 1,08 mm

  = 0,7 +1,08 =1,78 mm, Vậy Chọn bề dày của thùng là : = 1,5 mm

Kiểm tra lại điều kiện [13, trang 166]

D = 1,5  0 920 = 0,0016  đ = 0,5- 0,75

V – thể tích lồng lúc giặt

Quá trình làm việc của máy có sự đảo chiều quay nên nó có sự gián đoạn nên ta áp dụng công thức:

Do đó thời gian giặt được phân bố các bước như sau:

+ Thời gian giặt với đảo đồ với dung dịch giặt để đánh bật vết bẩn, t = 9 phút

+ 3 lần xả ( dũ sạch) , t ’ = 3 x 5 phút

+ Còn lại 4 phút là thời gian phụ lực:

D – đường kính ngoài ở cánh, m ; D = 0,36 m ( đường kính rôto)

4 n – số vòng quay của cánh đảo trong lồng trong một phút

Khi lồng quay thì đồ giặt trong lồng quay theo và nó chịu một tác dụng của hai

 30  Đồ giặt trong lồng được đảo nghĩa là cánh đưa đồ giặt tới vị trí cao nhất rồi đồ giặt rơi xuống lồng và cứ thế nâng lên rồi lại hạ xuống, do đó tốc độ làm việc của lồng phải lấy bé hơn tốc độ tới hạn ( Tốc độ tới hạn khi G = C) n = 15  25 Vòng/phút

Số vòng quay thực tế của lồng như sau: n = = 35,4 Vòng/phút

So sánh kết quả với các hãnh sản suất máy giặt công nghiệp ta chọn số vòng quay của lồng giặt là n = 35 vòng/phút

2 Xác định công suất cần thiết của máy

Vì đây là dạng thiết bị thùng quay (Có lỗ ở rôto, cánh) Trong dung dịch khi tính toán phải có tính đến các hệ số liên quan như khi tính dưới dạng khuấy hạt rời thì phải có hệ số ảnh hưởng của chất lỏng (sức cản của nước).

Công suất cần thiết là: N = K (N1 + N2)

N1 – Công suất khắc phục ma sát trong ổ lăn.

N2 – Công suất cần thiết đối với cánh đảo đồ giặt

K – Hệ số ảnh hưởng, lực cản của chất lỏng lên thùng (cánh)

Vì tải nhỏ nên việc ma sát trong ổ lăn không đáng kể coi N1 = 0

E – hợp lực của các lực tác dụng lên cánh nhúng chìm trong đồ giặt

V1 – Tốc độ vòng của cánh (m/s)

Khi cánh chuyển động thì đối với nó phải khắc phục trọng lực và ma sát trong của sản phẩm đại lượng hợp lực của các lực cản E được xác định:

2 Trong đó: f – diện tích của cánh nhúng chìm trong đồ giặt m 2 (cm 2 )

 - trọng lực (trọng lượng thể tích) của đồ giặt (N/m 2 )

- góc ma sát của đồ giặt htb- chiều sâu nhúng chìm độ trung bình của cánh đã biết trong đồ giặt Lần lượt ta có: f = 0,12 x 1,04 = 0,1248 (m 2 ) (Vì l = 1,04m chiều dài cánh)

0,5 = 1000 (N/m 2 ) Hợp lực của lực cản E đặt ở trọng tâm của cánh được nhúng chìm trong đồ giặt., nhưng vì chiều rộng bản thân cánh không lớn nên có thể lấy chiều sâu nhúng chìm trung bình của cánh (trọng tâm của nó) htb bằng chiều sâu nhúng chìm lớn nhất của cánh đó.

Htb = h = 120 mm Vậy lần lượt sẽ có E1, E2, E3.

Vì có 4 cánh  hợp lực E = 4 x 44,928

= 179,712( N) Tốc độ vòng của cánh (không đổi với các cánh)

Với: : tốc độ góc (rad/s) n: số vòng quay của cánh (v/phút)

R: bán kính quay của cánh (m)

Xét hệ số ảnh hưởng K

Khi lồng giặt quay thì chất lỏng sẽ gây nên lực cản tác dụng vào thùng ( hệ thống cánh, cánh quay thì sẽ làm chuyển động một thể tích chất lỏng nào đó bởi vì cánh có những phần khác nhau nằm cách trục quay những khoảng không giống nhau Có tốc độ vòng khác nhau do đó tổn thất năng lượng để làm cho

Tách trên cánh 1 diện tích phân tố vô cùng bé dx nằm cách trục một đoạn là X, độ lớn diện tích đó df = dx.h.

Khi cánh quay thì diện tích phân tố df chuyển động trong 1s được phân tố chất lỏng bằng d v  ..df m 3 /s (3 -5 )

: tốc độ vòng của diện tích phân tố

: Hệ số tăng diện tích của dòng chất lỏng theo tỷ lệ đối với các lớp diện tích phân tố cánh  = 1.

Các phân tố trong 1s tiêu thụ để làm cho diện tích phân tố chất lỏng dv chuyển động, có thể tính như động năng. d  2 dv.  2 dN n  m 

Trong đó: Tốc độ vòng của diện tích phân tố

 trọng lượng riêng của chất lỏng,

 1000kg / m 3 n - số vòng quay của lồng giặt trong 1s n  35

X thay đổi giới hạn dt đến dn

Ta lấy tích phân hai vế (3- 6) ta được: dn 1    3 3 3 1   3  3  4 4 

Nn = 2 Kw hay hệ số ảnh hưởng của chất lỏng K = 2

3.Công suất yêu cầu từ động cơ

N yc : Là công suất yêu cầu của động cơ, kw

N : Là công suất cần thiết để trộn sản phẩm, kw

: Hiệu suất chung của hệ chuyển động.

1 :Hiệu suất của bộ truyền động đai, 1  0,95.

2 : Hiệu suất của cặp ổ lăn,

Thay các thông số vào công thức (3.11) ta có :

0,87 Khi sử dụng để động cơ hoạt động an toàn ta phải nhân thêm hệ số an toàn, a =1,5 khi đó công suất của động cơ là N = 1,79.1,2 = 2,685

Vậy chọn công suất động cơ là 3.0 kw

Theo [3, bảng 3, trang 29 ] ta chọn được loại động cơ có các thông số sau: Kiểu Động Cơ Công suất Vận tốc quay

3.5.2.Tính toán thiết kế bộ truyền động đai:

+ Tỷ số truyền của hệ thống: i  n dc n th  940

Trong đó : i : Tỷ số truyền của hệ thống. n đc : Vận tốc quay của động cơ, v/ph;

+ Phân phối tỷ số truyền: i = i1.i2 n đc = 940 (v/ph).

Trong đó: i1 : Tỷ số truyền của bộ truyền bánh đai 1 i2 : Tỷ số truyền của bộ truyền bánh đai 2. chọn i2 = 5,2 i1 = 5,16

+ Xác định tốc độ quay trên các trục tương ứng: n1 = nđc = 940 vòng/phút n  n 1  940  182,17 vòng/phút

2 i 1 5,16 Chọn: n2 = 182 vòng/phút n3 = 35 vòng/phút

Vậy số vòng quay của lồng giặt là: 35 vòng/phút

+ Xác định công suất trên các trục tương ứng :

N3 =2-3xN2 = 0,99 0,95.1,68 = 1,58 kw + Tính mômen truyền đến trục

N : Công suất yêu cầu của động cơ, kw N = 1,79 kw n đc : Số vòng quay của động cơ, v/ph ,

Thay các thông số vào công thức (3- 8) ta có :

Thông số Trục động cơ Trục trung gian Trục lồng giặt i 5,16 5,2 n( Vg/ph) 940 182 35

Thiết kế bộ truyền động đai

+ Truyền động đai được dùng để truyền dẫn giữa các trục tương đối xa nhau và yêu cầu làm việc êm Bộ truyền có kết cấu khá giản và có thể giữ an toàn cho các tiết máy khác khi bị quá tải đột ngột Tuy nhiên, vì có trượt giữa đai và bánh đai nên tỷ số truyền không ổn định.

+ Tùy theo hình dạng tiết diện, có ba loại đai: đai dẹt, đai hình thang và đai hình tròn Trên thực tế ta thường chỉ gặp bộ truyền đai dẹt và đai hình thang

+ Bộ truyền đai có thể làm việc với công suất đến 1500 kw, nhưng thường dùng khoảng 0,3 ÷ 350kW Tỷ số truyền của truyền động đai dẹt thông thường không quá 5, đối với bộ truyền có bánh căng i  10, đối với đai hình thang i  10.

+ Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta thấy loại đai được chọn ở đây chỉ có thể là đai hình thang

Mặt cắt ngang của của đai thang Cấu tạo rãnh then trên bánh đai thang Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai

D1 và D2 – Đường kính bánh dẫn và bánh bị dẫn ;

 1và  2– góc ôm của đai trên bánh nhỏ và bánh lớn ;

 và b – chiều dài và chiều rộng của tiết diện đai dẹt ;

B – chiều rộng bánh đai ; i – Tỉ số truyền bộ đai; ζ – Hệ số trượt ; (đai hình thang ζ ≈ 0,02) Đai hình thang được chia ra làm 7 loại, theo kích thước tiết diện từ nhỏ đến lớn: O, A, δ, г, д, E kích thước tiết diện đai và chiều dài đai đã được tiêu chuẩn hóa

Chọn đai theo [3, bảng 17 trang 44], Kích thước tiết diện các loại đai hình thang:

Sơ đồ tiết diện đai

Ký hiệu Kích thước tiết diện các loại đai hình thang

Vì công suất truyền của các trục nằm trong khoảng 2  4 nên chỉ có thể chọn tiết diện đai cho các cấp đai lần lượt là: (A, Б); (0, A, Б); (0,A).

2) Thiết kế bộ truyền động đai cấp 1 a) Bánh đai nhỏ: (Puly môtơ) b) Bánh đai lớn: (Puly2 trên trục trung gian)

+ Chọn loại đai và tiết diện đai

Do tốc độ quay của bánh đai nhỏ là 940 vg/ph và công suất truyền nhỏ nên ta chọn loại đai hình thang (A),Theo[3, bảng 17 – trang 44], đường kính bánh đai nhỏ nhất loại đai (A) D1 = 90 mm để truyền chuyển động Theo [3, bảng 20 – 46] ta có:

F: Diện tích tiết diện đai, F = 81 (mm 2 ) Chiều dài trong giới hạn của đai:

Lo = 500 ÷ 1600 (mm) Chiều dài qua lớp trung hòa đai:

+ Chọn đường kính bánh đai: a Chọn đường kính bánh đai nhỏ

Kiểm nghiệm vận tốc đai: theo [3, công thức 3-16 trang 44] : ta có

D 1 : Đường kính bánh đai nhỏ, mm n 1 : Số vòng quay của động cơ, v/ph

60.1000 = 4,43 (m/s), Thỏa mãn điều kiện: V1 Vmax = 30  35 m/s b Chọn đường kính bánh đai lớn :

Tính chọn đường kính bánh đai lớn theo [3, công thức 3-3 trang 38] :

D 2 = i1 D 1 (1-) (3 -10 ) Trong đó : i1 : Tỷ số truyền của trục trung gian.

D 1 : Đường kính bánh đai nhỏ, mm

D 1 = 90 mm Vì đai hình thang nên chọn = 0,02

Chọn D 2 trong dãy tiêu chuẩn theo [3, trang 45] ;

Kiểm tra lại tỷ số truyền theo công thức: i  i ' i 1  (3  4)%

Vậy sai lệch nằm trong phạm vi cho phép, nên chấp nhận được. c Chọn khoảng cách trục A sb theo [5, công thức 5-19, bảng5-16 trang 94] ta có :5,16  5

Trong đó: h – chiều cao của tiết diện đai , theo[3, bảng 17 – trang 44], h = 8 mm Thay

Vào công thức(3 -11 ) ta có: 0,55.(90 +450) +8  A sb  2.(90  450)

297  A sb  1080 Theo [3,Bảng 19- trang 45 ], ta có: A1 = 0,9.D2= 0,9.450 = 405

Vậy Asb = 405 mm thỏa mãn điều kiện d Xác định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A :

+ Tính chiều dài đai sơ bộ:

Vào công thức ta có :

Theo dãy tiêu chuẩn của chiều dài đai theo [3, bảng 20, trang 46] ta chọn chiều dài đai là : L1 = 1700 mm

+ Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai theo công thức:

1700 + Tính chính xác lại khoảng cách trục A1 theo công thức:

A1: Khoảng cách giữa 2 trục, mm

D 1 : Đường kính bánh đai nhỏ, mm

D 2 : Đường kính bánh đai lớn, mm

4 e Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai :

Theo[3, công thức 3- 20, trang 47] điều kiện :

Vào công thức ta có :

3 Xác định các thông số về đai a Xác định số đai :

Số đai Z được xác định theo [3,công thức 3-21, trang 47] :

N : Công suất trên trục chủ động; N = 1,79 kw

F : Diện tích tiết diện đai (mm 2 )

   : Trị số ứng suất có ích cho phép , N/ mm 2

C v : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc

C t : Hệ số chế độ tải trọng

C  : Hệ số ảnh hưởng đến góc ôm

Theo [3, bảng 17, trang 44] : F = 81, N/ mm 2 Thay các thông số vào công thức (3- 14) ta có :

Z = 4,43.1,51.81.1.1,04.11000.1,79 = 3,19, Chọn số đai Z = 3.b.Bề rộng bánh đai

Chiều rộng bánh đai được xác định theo [3, công thức 3-22, trang 47] :

B1: bề rộng bánh đai lắp ở Puly trục động cơ

B2: bề rộng bánh đai lắp ở Puly trục Trung gian

Theo [3, bảng 17, trang 44] : t1 = t2 = 20 mm, S1 = S2= 12,5 mm h01 = h02 = 5 (mm), e1= e2 mm

Do đó: B = B1 = B2 = (3 -1).20 + 2.12,5 = 65(mm). c Xác định kích thước bánh đai : Đường kính ngoài bánh đai được xác định : theo [3, công thức 3- 23, trang 47] :

Dn2= D 22 + 2 h0 = 440 + 2.5 = 450 (mm). Đường kính trong của đai, theo [3, công thức 3- 23, trang 47] :

Dt2 = Dn2 – 2.e2 = 450 – 2.16 = 418 mm d Xác định lực tác dụng lên trục được xác định : theo [3, công thức 3- 23, trang

Lực tác dụng lên trục: R1 = 3.S0.Z1.sin  1

F : Diện tích tiết diện đai , F = 81 (N/ mm 2 ).

1 : Góc ôm của đai , 1= 126,54 0 Thay các thông số vào (3- 17) ta có : R1

4) Thiết kế bộ truyền động đai cấp 2

2 a) bánh đai nhỏ (Puly 3 nắp trên trục trung gian) b) Bánh đai lớn nắp trên trục lồng giặt

+ Chọn loại đai và tiết diện đai

Do tốc độ quay của bánh đai nhỏ là 182 vòng/phút và công suất truyền nhỏ nên ta chọn loại đai hình thang (A)

Theo[3, bảng 17 – trang 44], chọn loại đai A để truyền chuyển động.

Theo [3, bảng 20- Trang 46], F: Diện tích tiết diện đai, F = 81 (mm 2 )

Chiều dài trong giới hạn của đai:

Lo = 500 ÷ 1600 (mm) Chiều dài qua lớp trung hòa đai:

L = 1700 ÷ 2500 (mm) + Chọn đường kính bánh đai: a Chọn đường kính bánh đai nhỏ

Kiểm nghiệm vận tốc đai: theo [3, công thức 3-16 trang 44] : ta có

D 3 : Đường kính bánh đai nhỏ, mm n 2 : Số vòng quay của động cơ, v/ph

60.1000 = 1,048 (m/s), Thỏa mãn điều kiện: V2 Vmax = 30  35 m/s b Chọn đường kính bánh đai lớn :

Tính chọn đường kính bánh đai lớn theo [3, công thức 3-3 trang 38] :

I2 : Tỷ số truyền của trục trung gian.

D 3 : Đường kính bánh đai nhỏ, mm

D 3 = 110 mm Vì đai hình thang nên chọn = 0,02

D 4 = 5,2.110.(1-0,02) = 560,56 (mm) trong dãy tiêu chuẩn theo [3, trang 45] ;

Kiểm tra lại tỷ số truyền theo công thức: i  i ' i 1  (3  4)%

Vậy sai lệch nằm trong phạm vi cho phép, nên chấp nhận được. c Chọn khoảng cách trục A sb theo [5, công thức 5-19, bảng5-16 trang 94] ta có : 0,55.( D

3 + D 4 ) + h  A sb  2.(D 3  D 4 ) (3 - 20 ) Trong đó: h – chiều cao của tiết diện đai , theo[3, bảng 17 – trang 44], h = 8 mm

Vào công thức(3 -11 ) ta có: 0,55.(110 +550) + 8  A sb  2.(110  550)

371  A sb  1320 Theo [3,Bảng 19- trang 45 ], ta có: A2 = 0,9.D2 = 0,9.550 = 495

Vậy Asb = 495 mm thỏa mãn điều kiện d Xác định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A :

+ Tính chiều dài đai sơ bộ:

Vào công thức ta có :

Theo dãy tiêu chuẩn của chiều dài đai theo [3, bảng 20, trang 46] ta chọn chiều dài đai là : L2 = 2120 mm

+ Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai theo công thức:

+ Tính chính xác lại khoảng cách trục A1 theo công thức:

A2: Khoảng cách giữa 2 trục, mm

D 3 : Đường kính bánh đai nhỏ, mm

D 4 : Đường kính bánh đai lớn, mm

4 e Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai :

Theo[3, công thức 3- 20, trang 47] điều kiện :

Vào công thức ta có :

5 Xác định các thông số về đai a Xác định số đai :

Số đai Z được xác định theo [3,công thức 3-21, trang 47] :

N2 : Công suất trên trục chủ động; N = 1,68 kw

F : Diện tích tiết diện đai (mm 2 )

   : Trị số ứng suất có ích cho phép , N/ mm 2

C v : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc

C t : Hệ số chế độ tải trọng

C  : Hệ số ảnh hưởng đến góc ôm

Thay các thông số vào công thức (3- 14) ta có :

Z = 1,048.1,61.81.1.1,04.11000.1,68 > 4, Chọn số đai Z = 4 b.Bề rộng bánh đai

Chiều rộng bánh đai được xác định theo [3, công thức 3-22, trang 47] :

B1: bề rộng bánh đai lắp ở Puly trục động cơ

B2: bề rộng bánh đai lắp ở Puly trục Trung gian

Theo [3, bảng 17, trang 44] : t1 = t2 = 20 mm, S1 = S2= 12,5 mm, h01 = h02 = 5 (mm), e1= e2

Do đó: B = B1 = B2 = (3 -1).20 + 2.12,5 = 65(mm). c Xác định kích thước bánh đai : Đường kính ngoài bánh đai được xác định : theo [3, công thức 3- 23, trang 47] :

44 + 2 h0 = 540 + 2.5 = 550 (mm). Đường kính trong của đai theo [3, công thức 3- 23, trang 47] :

Dt2 = Dn2 – 2.e2 = 550 – 2.16 = 512 mm d Xác định lực tác dụng lên trục được xác định : theo [3, công thức 3- 23, trang 47]

S0 = 1,4.81 = 113,4 N Lực tác dụng lên trục

F : Diện tích tiết diện đai , F = 81 (N/ mm 2 ).

1 : Góc ôm của đai , 1= 129,2 0 Thay các thông số vào (3-26) ta có :

Tính toán thiết kế trục

3.6.1 Tính toán thiết kế trục trung gian Để đảm bảo tính kinh tế cũng như các yêu cầu về mặt công nghệ của hệ thống, như đã phân tích ở trên ta chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45, có  b

= 600 (N/mm 2 ) a Xác định sơ bộ đường kính trục Đường kính sơ bộ trục được tính Theo [3, công thức 7-1, trang 86] ta có : d sb 

Mx2: Momen xoắn truyền đến trục trung gian, N.mm

 : Ứng suất xoắn cho phép, N/ mm 2

Trục được chế tạo từ thép C45 , theo [5, trang 115] ta có : = 10 N/ mm 2

Thay các thông số trên vào (3- 27) ta có : Đường kính sơ bộ trục là : d sb  = 35,16 (mm) b Tính toán gần đúng trục.

Xây dựng sơ đồ tính toán momen uốn và xoắn như hình vẽ:

Ta có: a = 156 (mm) ; Mx2= 87000 (N.mm) b = 96 (mm) R1 = 911,5 (N) c = 250 (mm) R2 29,2 (N)

- Lấy tổng momen các lực tác dụng lên trục đối với điểm A theo phương y, x như sau:

Dấu (-) chứng tỏ chiều của RBX ngược lại với chiều đã chọn

Tương tự ta có: RAY = 889 (N); RAX = 348 N

- Thử lại ta chiếu các lực thành phần theo phương y, x:

Từ biểu đồ momen, ta đi tìm tiết tiện nguy hiểm nhất

+ Xét mặt cắt đoạn AB: Tại A:Muy = 0 N.mm

Tại B:Muy = 222250 N.mm + Xét mặt cắt đoạn BC:Tại B: Muy= 222250 N.mm

Tại C: Muy = 195210,8 N.mm + Xét mặt cắt đoạn CD: Tại C: Muy= 195210,8 N.mm

Tại D: Muy = -4,6 N.mm Tính toán gần đúng đường kính chỗ lắp then d 

Mtđ: Momen tương đương ở tiết diện nguy hiểm

: Ứng suất cho phép của thép, = 50 N/mm 2

Vậy ta chọn đường kính trục nơi có sử dụng then ở đai lần lượt là:

D2= 40 mm; D30mm c Tính chính xác trục Để cố định bánh đai lên trục ta chọn then bằng lắp ghép.

Với đường kính trục: D2@ mm; D3 0mm tra bảng 7-23 [5, trang 143], ta có thông số kích thước then như sau: Đường kính trục b t t1 h k

Ta kiểm nghiệm trục tại tiết diện nguy hiểm theo hệ số an toàn :

+ Hệ số an toàn được kiểm nghiệm theo điều kiện : n = n 

Trong đó : n : Hệ số an toàn tính toán n  : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp n = 

. m n : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp n  K 

 n : Hệ số an toàn cho phép, theo [3, trang 154],  n =1,5  2,5

+ Tính hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp n  được tính: n =  1

1: Giới hạn mỏi uốn, N/ mm2 Được tính gần đúng theo [5, trang 120] 1=(0,4  0,5) b b 1 a

Theo [5, bảng 7-2, trang 119] = 600 (N/ mm2 )  =0,5.60000 (N/ mm2 ).

K  : Hệ số tập trung ứng suất thực tế tại rãnh then.

: Giá trị hệ số kích thước theo [5, bảng 7-4, trang 123] =0,85

: Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi.

: Biên độ ứng suất pháp sinh ra trong tiết diện trục (N/ mm 2 ).

Theo [5, trang 121], ta có : = M u (N/ mm 2 ) (3- 31)

Vì ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng (Trục quay 2 chiều) thì:

Tra bảng 7-3a [5, trang 122], ta có : Momen cản uốn: Wu U10 (mm 3 )

Thay các thông số vào công thức (3- 30) ta có : n  = 300

Tính hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp n  được tính:Theo [5, trang 120] n =  1

 : Giới hạn mỏi xoắn , N/ mm2 Được tính gần đúng theo [5, trang 120]: 1=(0,2  0,3) b

K  : Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi xoắn theo [5, bảng 7-8, trang

: Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối trục đến sức bền mỏi. Theo [5, trang 121] =0,73

: Biên độ ứng suất tiếp sinh ra trong tiết diện trục (N/ mm 2 ).

Theo [3, trang 95] ta có : = M x N/ mm 2

Vì ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng (Trục quay 2 chiều) thì:

Tra bảng 7-3a [5, trang 122], ta có Momen cản xoắn: W0 = 11790 mm 3

Ta thấy n > [n], vậy trục đủ bền d Kích thước danh nghĩa của then chỗ lắp bánh đà : Đường kính trục lắp then là 30, 40 thì lấy chiều dài làm việc của then khi lắp bánh đai lên trục lần lượt là: l1 = 70, l2 = 60, ( theo dãy tiêu chuẩn theo [5, trang 142] ) Then được kiểm nghiệm theo sức bền dập và sức bền cắt :

 Điều kiện bền dập : theo bảng 7-20, [5, trang 142], ta có :

: Ứng suất dập của then, N/ mm 2

M x : Momen xoắn cần truyền, d : Đường kính trục, mm

M x = 87000 N.mm. d d x t : Chiều cao then lắp trong rãnh của trục, mm l : Chiều dài then, mm

: Ứng suất dập cho phép của then, N/ mm 2

Thay các thông số vào (3.33) ta có :

30.4,5.70 = 18,4 N/ mm 2  Thỏa mãn điều kiện  d1 <  d 

40.4,5.60 = 16,11 N/ mm 2  Thỏa mãn điều kiện  d 2 <  d 

 Điều kiện cắt của then : Theo [3, trang 92] ta có:

Thay các thông số vào công thức (3- 3 )ta được :

Tóm lại trong quá trình làm việc của then luôn thỏa mãn điều kiện bền dập và bền cắt.

3.6.2 Tính toán thiết kế trục lồng giặt. Để đảm bảo tính kinh tế cũng như các yêu cầu về mặt công nghệ của hệ thống, ta chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45, theo [5, trang 115]

1= 260 (N/mm 2 ) a Xác định sơ bộ đường kính trục Đường kính sơ bộ trục được tính Theo [5, công thức 7-1, trang 114] ta có :

Mx2: Momen xoắn truyền đến trục trung gian, N.mm

 : Ứng suất xoắn cho phép, = 50 N/ mm 2

Thay các thông số trên vào (3 - 33) ta có : Đường kính sơ bộ trục là :

3 d sb  b Tính toán gần đúng trục.

Sơ đồ tính toán như hình vẽ dưới, ta có:

  a = 116 mm ; Mx3 = 425000 (Nmm) b = 190 mm Rđ = R2 29,2 (N) c = 1040 mm Q = q.c d = 190 mm Trong đó Q được tính như sau:

Vì trọng lực phân bố đều ở đây ta tính cho trạng thái tĩnh, nên lượng nước ngấm trên đồ giặt bằng 1/2 lượng đồ giặt

Mặt khác xét quá trình ly tâm thì quá trình quay của lồng giặt chịu lực ly tâm

 30   30  đồng thời đồ vật chịu tác dụng của lực trọng trường G = m.g = 50.10 = 500 N khi đó lực tác dụng vào lồng đặt phân bố đều sẽ là: Q = 811,4 + 500 = 1311,4 N

So sánh hai kết quả trên ta thấy việc tính toán ra Q = 1320N như ở trên là hợp lý

Nhìn trên sơ đồ lực phân bố hình vẽ Lấy tổng mô men tại hai vị trí A và D như sau:

Véc tơ lực như sau:  R y = R d + R 

+ R  AY + Q  = 0 Chiếu lên sơ đồ lực ta được : Rđ – RDY – Q + RAY = 0

Từ biểu đồ momen, ta thấy tiết diện nguy hiểm cần phải tính toán đó là tiết diện trên đoạn BC.

Vậy đường kính trục được tính theo các tiết diện nguy hiểm này theo công thức: d 

: Ứng suất cho phép của thép, = 50

Dùng mặt cắt như hình vẽ trên và phương pháp tính momen uốn, xoắn như ở trục trung gian ta tính được kết quả như sau:

Vậy điểm có tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí có giá trị: Mux = 368180 N.mm

Tính momen tương đương: Mtđ

Vậy: Ta chọn đường kính nơi có sử dụng then là: d = 55 mm

 c Tính chính xác trục Để cố định bánh đai lên trục ta chọn then bằng lắp ghép.

Với đường kính trục d = 60 (mm), Theo [5, bảng 7-23 -trang 143], ta có thông số kích thước then như sau: b = 18 (mm) ; t = 5,5 (mm) ; k = 6,8 t1 = 5,6 (mm) ; h = 11 (mm)

Ta kiểm nghiệm trục tại tiết diện nguy hiểm theo hệ số an toàn :

Hệ số an toàn được kiểm nghiệm theo điều kiện : n = n 

Trong đó : n : Hệ số an toàn tính toán n  : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp n = 

 m n  : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp n  K 

 n : Hệ số an toàn cho phép, theo [3, trang 154],  n =1,5 

2,5 Theo [5, bảng 7-3a - trang 122], ta có :

Momen cản uốn: W R0600,87 (mm 3 ) Momen cản xoắn:W0 = 40000 (mm 3 ) Suy ra: = M u = 520600,87 = 27,8 (N/mm 2 )

Ta thấy n > [n] = 1,5  2,5, vậy trục đủ bền d Kích thước danh nghĩa của then chỗ lắp bánh đà : Đường kính trục lắp then là 60, lấy chiều dài làm việc của then khi lắp bánh đai lên trục lần lượt là: l1 = 109, (Chọn theo dãy tiêu chuẩn theo [5, trang 142] ) Then được kiểm nghiệm theo sức bền dập và sức bền cắt :

Theo [5, công thức 7 – 11, trang 139], ta có :

 : Ứng suất dập của then, N/ mm 2

M x : Momen xoắn cần truyền, N.mm d : Đường kính trục, mm t : Chiều cao then lắp trong rãnh của trục, mm l : Chiều dài then, mm

 : Ứng suất dập cho phép của then, N/ mm 2

Momen xoắn trên trục, M x = 42500 (N.mm)

Chọn theo dãy tiêu chuẩn theo [5, bảng 7 – 23, trang 143] ta có:

Theo [5, bảng 7 - 20, trang 142] ta có 0 N/ mm 2 (do va chạm nhẹ)

Thay các thông số vào (3- 36) ta có :

60.5,5.109 = 23,6 (N/ mm 2 )  Thỏa mãn điều kiện  < 

 Điều kiện cắt của then :

Theo [5, công thức 7 – 11, trang 139], ta có :

M x : Momen xoắn cần truyền, d : Đường kính trục, mm l : Chiều dài then, mm b : Chiều rộng then, mm

 c : Ứng suất cắt của then, N/ mm 2 c c

 : Ứng suất cắt cho phép của then, N/ mm 2 b mm , (Chọn theo dãy tiêu chuẩn theo [5, bảng 7 – 23 trang 143] ).

Theo [5, bảng 7-20, trang 142], ta có : = 87 N/ mm 2

Thay các thông số vào công thức (3- 37), ta được :

Tóm lại trong quá trình làm việc của then luôn thỏa mãn điều kiện bền dập và bền cắt.

Tính toán thiết kế gối đỡ trục

Chọn ổ lăn cần phải thỏa mãn điều kiện kinh tế đó là rẻ tiền, lắp ráp và bảo quản đơn giản.

3.7.1 Đặc điểm của một số loại ổ bi a) ổ bi đỡ một dãy: là loại ổ chịu lực hướng tâm, nhưng có thể chịu được lực dọc trục bằng 70% khả năng lực hướng tâm

Cấu tạo đơn giản có thể tải được tải trọng tương đối lớn, hệ số ma sát nhỏ

(f = 0,002  0,004) nhưng chịu va đập kém

Có thể làm việc bình thường khi trục nghiêng 1 góc không quá 15 ’  20 ’ ổ thích hợp với các trục ngắn 2 ổ b) Ổ bi đũa trụ đỡ ngắn.

Loại này chủ yếu chịu lực hướng tâm, có thể tháo rời dễ dàng, có thể dịch chuyển vòng ổ theo yêu cầu cao về độ đồng tâm. Ổ đũa trụ ngắn một dãy có khả năng chịu tải lớn, chịu va đập khá tốt Loại này có yêu cầu cao về độ đồng tâm. c)Ổ đũa côn đỡ chặn. Ổ có thể chịu cả lực hướng tâm và cả lực dọc trục một chiều lớn Ổ có khả năng chịu tải lớn hơn so với ổ bi chặn Giá thành của ổ không lớn hơn nhiều so với ổ bi đỡ, nhưng có độ cứng vững cao Dùng ổ đũa chặn có thể giảm độ võng và độ nghiên của trục, rất thuận tiện khi tháo lắp. d) Ổ bi đỡ chặn.

Loại này chịu cả lực hướng tâm và lực dọc trục hoặc chỉ chịu lực dọc trục khả năng chịu lực hướng tâm của loại này lớn hơn ổ bi đỡ một dãy khoảng 30  40%. Thông thường để tăng khả năng chịu tải hay có thể chịu lực dọc trục thay đổ hai chiều người ta thường lắp hai ổ bi đối nhau trên một gối. e) Ổ bi đỡ chặn.

Loại này chịu cả lực hướng tâm và lực dọc trục hoặc chỉ chịu lực dọc trục khả năng chịu lực hướng tâm của loại này lớn hơn ổ bi đỡ một dãy khoảng 30- 40% Thông thường để tăng khả năng chịu tải hay có thể chịu lực dọc trục thay đổ hai chiều người ta thường lắp hai ổ bi đối nhau trên một gối. f) Ổ bi chặn.

Chịu lực dọc trục làm việc với vận tốc thấp và trung bình( n< 1000  1500v/ph) ổ không cho phép các vòng ổ bi bị lệch Do lắp ghép khó nên trục đặt ổ nằm ngang làm việc xấu hơn là thẳng đứng Ổ bi chặn được dùng nhiều trong các gối đỡ móc cầu trục bộ ly hợp và trục vít… Ổ bi chặn thường dùng khi có lực dọc trục lớn và lắp cùng với ổ đỡ Nếu lực đổi chiều thì nên dùng hai ổ hoặc một ổ hai dãy. g) Ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy Ổ chủ yếu dùng chịu lực hướng tâm nhưng có khả năng chịu được lực dọc trục bằng 20% khả năng hướng tâm không dùng đến. Ổ không tháo được, đảm bảo cố định trục theo hai chiều và có thể làm việc bình thường khi trục nghiêng 2-3 0 hệ số ma sát = 0.0015. Ổ làm việc thích hợp với các trục truyền chung có nhiều ổ trục đồng tâm.

Dựa vào kết cấu của máy được thiết ở trên ta thấy có hai trục cùng tham gia vào quá trình truyền động Do đó việc đảm bảo độ vuông góc, độ trụ đặc biệt là độ song song của hai trục là rất khó Từ đặc điểm của một số loại ổ lăn trên ta nên chọn ổ lăn mà loại loại ổ bi lồng cầu hai dãy vì ổ này cho phép trục có thể làm việc bình thường khi nghiêng 2  3 0 và đáp ứng được các yêu cầu về lực.

Tuy nhiên trên thực tế sản suất dựa vào các chỉ tiêu kinh tế và yêu cầu kỹ thuật của máy như chịu lực hướng tâm, xoay đổi chiếu quay … và thị trường cung cấpta có ta thấy nên chọn loại ổ bi UCP hợp lý nhất vì đáp ứng được các yêu cầu về lực

Chọn ổ bi UCP để lắp cho trục được thiết kế ở trên, với các thông số tương ứng như sau:

Cấu tạo của ổ bi UCP:

Ký hiệu d mm h a e b S2 S1 g w Bi n m Bulông

 Đặc điểm của ổ bi UCP:

- Có chốt hãm do đó nó có tính tự lựa cao

- Có thể quay hai chiều xuôi và ngược

- Làm việc bình thường khi hai trục xoay một góc 2  5 0

Tính toán mối ghép giữa trục và lồng

Mối ghép là ghép bằng nhóm bu lông gồm 8 bu lông phân bố đều trên mặt bích. Các bu lông chịu lực ngang do mô men xoắn gây lên Vị trí các bulông được thể hiện như trên hình vẽ:

 Chọn bu lông lắp có khe hở:

Với bu lông lắp có khe hở ta cần phải xiết đai ốc để tạo lên lực V ép 2 tấm ghép sinh ra lực ma sát Fms giữ 2 tấm ghép không trượt khi chịu mô men xoắn gọi F là lực tác dụng lên mối ghép lực xiết V phải thỏa mãn điều kiện Fms = i.f.V > F

Hoặc V kF [theo 6, công thức (17 -19), trang 583] if f = 0,15  0,20 hệ số ma sát đối với tấm thép hặc gang k = 1,3  1,5 hệ số an toàn. i - số bề mặt tiếp xúc giữa tấm ghép, i = 1.

 Bu lông được tính toán theo điều kiện bền

Ta tìm được đường kính d1 của bu lông d1

Thông thường người ta dùng cách tính gần đúng, xem hợp lực ma sát do mỗi bu lông được xiết chặt gây lên, đi qua tâm của mỗi bu lông Để chống xoay mối ghép thì mô men các lực ma sát đối với trọng tâm mối ghép phải lớn hơn mô men ngoại lực M

Sử dụng lắp ghép bu lông có khe hở lực xiết bu lông V có thể xác định theo điều kiện bề mặt ghép không bị xoay theo công thức

 r i  kM từ đó suy ra V kM f

Tính đường kính bu lông theo công thức d1

Trong đó M mô men xoắn trục : M = 425000 N.mm ri = D   r  8 D  4D

Thay số vào công thức ta tính được V

= 7,086 mm; chọn bu lông có d1 = 10

Kết luận : chọn mối ghép 8 bu lông 10 bố trí đều trên mặt bích, bu lông ghép có khe hở

Bộ phận làm kín trục

3.9.1 Một số yêu cầu với bộ phận làm kín trục

- Đảm bảo độ kín không cho nước thoát ra ngoài

- Đảm bảo trục có thể chuyển động tương đối tự do:

+ Để cho công ma sát nhỏ nhất dẫn tới ít tổn hao công suất.

+ Trục ít bị mài mòn (do công suất ma sát lớn dẫn tới nóng trục, trục sẽ bị mài mòn).

- Bộ phận kín nước phải gọn, nhẹ, kết cấu đơn giản.

- Bảo đảm dễ thay thế các chi tiết của cơ cấu bịt kín khi bị hư hỏng.

- Đảm bảo tính kinh tế

3.9.3 Thiết bộ phận làm kín trục của máy giặt

Dựa vào kết cấu của máy giặt, tính kinh tế tôi chọn phương pháp làm kín nước ở đây được bố trí như sau:

Bộ phận làm kín trục gồm: vòng phớt chắn nước đặt trong lòng một mặt bích

Chương 4: LẬP QUI TRÌNH GIA CÔNG TRỤC

Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất:

- Sản xuất hàng loạt (Hàng khối lớn, hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ)

Mỗi dạng sản xuất có những đặc trưng riêng, phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau, tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán.

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải xác định sản lượng hàng năm của chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được xác định theo [5, công thức 2, trang 12] :

N : số chi tiết được sản xuất trong 1 năm (chiếc)

N1 : số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong năm, N1 = 4 chiếc m : số chi tiết trong một sản phẩm, m = 1

= 4% số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá quá trình chế tạo α = 10% số phần trăm chi tiết máy trên dành làm phụ tùng

Thay các số liệu vào (4.1) ta được :

Tính toán trọng lượng chi tiết.

Trọng lượng của chi tiết được tính theo [5, trang 12] :

Q là trọng lượng của chi tiết, kg

V : thể tích của chi tiết, dm 3 : V = .R 2 h

+ R: Bán kính trung bình của trục, R  40 mm  0,4 dm + h : chiều dài trục, h = 589,8 mm = 5,898 dm

: trọng lượng riêng của chi tiết  thep = 7,852 (kg/dm 3 )

Thể tích của chi tiết được tính theo công thức :

Vậy ta có khối lượng của chi tiết là : Q = 2,96.7,852 = 23(kg)

4.2.Đặc điểm và điều kiện làm việc của trục trung gian

Theo điều kiện làm việc ở hai tiết diện 50 là tiết diện lắp ổ trục ta chọn hình thức lắp ghép theo tiêu chuẩn cho ổ bi H7/k6[4, tr 183, GT Hướng dẫn TKĐA môn học CTM, NXB Nông Nghiệp], như vậy sai lệch giới hạn của trục là 50k6

Bề mặt trục lắp với bánh đai yêu cầu cấp chính xác 8 với miền dung sai h8.

Hình 4-1: Bản vẽ chế tạo trục

Hình 4.2: Sơ đồ lắp ghép Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục, là loại chi tiết được dùng rất phổ biến trong tất cả máy móc, thiết bị của mọi ngành công nghiệp khác nhau.

Chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài, mặt này thường là mặt lắp ghép.

Trục có nhiệm vụ truyền chuyển động quay, momen xoắn cho nên chịu biến dạng phức tạp xoắn, uốn, kéo, nén. Để cố định các chi tiết máy trên trục theo chiều trục dùng vai trục có mặt định vị và góc lượn để tiết máy có thể tỳ sát vào bề mặt định vị và để tránh tập trung ứng suất tại chỗ chuyển tiếp các đoạn trục

Trục không yêu cầu cao về dung sai khoảng cách trục, vì vậy không đòi hỏi máy gia công có độ chính xác cao

Khi chế tạo trục bậc cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Tôi bằng dòng điện cao tần cần đạt HRC45…50, h = 0.5 – 0.7mm

- Độ vuông góc của các bậc trụ không chỉ định không vượt quá 0.025

- Sai lệch kích thước không chỉ dẫn h12, H12

-Độ đảo các cổ trục lắp ghép không vượt quá 0.01  0.03 (mm)

-Độ không song song của các rãnh then đối với tâm trục không vượt quá

-Độ nhám của các cổ trục lắp ghép đạt Ra = 1.25  1.16, của các mặt đầu Rz = 40  20 và bề mặt không lắp ghép Rz = 80  40.

4.4.Tính công nghệ trong kết cấu.

- Chi tiết phải đủ độ cứng vững để khi gia công chi tiết không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao đạt năng suất cao

- Các bề mặt làm chuẩn phải có diện tích đủ lớn để định vị được chính xác, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn định vị nhằm tránh sai số chuẩn khi thay đổi chuẩn, cho phép quá trình gá đặt nhanh.

- Các bề mặt gia công có khả năng gia công được bằng các dao thông thường.

4.5 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi

- Dựa vào kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất và chức năng làm việc của chi tiết, ta chọn dạng phôi.

- Ngoài ra khi chọn dạng phôi, ta còn dựa vào các công nghệ và phương pháp chế tạo phôi.

- Có thể chọn phôi một trong các dạng sau: Phôi đúc, phôi rèn dập, phôi hàn, phôi thanh

Dựa vào đặc điểm của từng loại và kết cấu của trục cần gia công cũng như tận dụng điều kiên nhà xưởng của xí nghiệp, giá thành sản phẩm Ta thấy chọn phôi thanh để gia công trục trung gian của máy giặt là hợp lý nhất, với vật liệu là thép C45

4.6 Thiết kế quy trình gia công trục trung gian

Việc chuẩn bị công nghệ có vai trò quan trọng trong quá trình sản suất Mục đích của việc chuẩn bị công nghệ chế tạo chi tiết là đảm bảo quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí ổn định, ứng với từng qui mô và điều kiện sản suất nhất định, dẩm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật Ứng với mỗi phần của quá trình công nghệ cần xác định các yêu cầu cụ thể về chất lượng, sản lượng thời gian và chi phí thực hiện, nhằm đảm bảo tính chặt chẽ của quá trình công nghệ.

Hình vẽ đánh số bề mặt gia công

Hình 4 4: Bản vẽ đánh số

 Giới thiệu một số phương án gia công bề mặt của trục.

STT Tên nguyên công Bề mặt gia công Bề mặt định vị Dạng máy

2 Tiện thô và bán tinh

Tiện tinh, tiện rãnh, vát mép

4 Phay rãnh then 7, 11 9, 18 Máy phay

6 Tổng kiểm tra Tất cả các bề mặt

4.7 Thiết kế nguyên công công nghệ Ở trên ta đã chọn được tiến trình gia công hợp lý, trong đó chúng ta xác định được phương pháp công nghệ, mặt chuẩn công nghệ và dạng máy Vì vậy, việc thiết kế nguyên công là làm sáng tỏ các vấn đề kỹ thuật đặt ra cho từng bước nguyên công như: Các bước công nghệ mà nguyên công đó phải tiến hành, định vị, đồ gá, máy công nghệ, dụng cụ cắt gọt, dụng cụ kiểm tra, dung dịch trơn nguội Ở đây ta chỉ thiết kế các bước công nghệ cho từng nguyên công cơ còn các nguyên công khác như: Chế tạo phôi, kiểm tra, nhiệt luyện… không phải thiết kế.

4.7.1 Nguyên công 1: khoan lỗ tâm

 Máy công nghệ: máy tiện.

Chọn máy tiện T616với các thông số cơ bản như sau:

- Số vòng quay trục chính:

- Lượng chạy dao dọc mm/vòng: 0,06- 0,07- 0,09 – 0,1 – 0,12 – 0,13- 0,15- 0,18- 0,19- 0,21- 0,23- 0,24 – 0,30 – 0,33 – 0,36- 0,37- 0,42- 0,46 – 0,47 – 0,56 – 0,56 – 0,65 – 0,71- 0,74 – 0,83 – 0,93 – 1,07 – 1,12 – 1,3 – 1,49- 1,61 – 1,86 – 1,24 – 2,6 – 3,24

- Công suất động cơ 4,5kw

- khoảng cách lớn nhất của hai mũi tâm là 750 mm

 Chuẩn công nghệ và Phương pháp gá đặt: Dụng cụ cắt+ Mũi khoan tâm:

Tên mũi khoan Đường kính d Chiều dài L Chiều dài làm việc l

Sơ đồ gá đặt: Định vị: +Mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị 4 bậc tự do

 Máy công nghệ: Máy T616, thông số kĩ thuật

Chọn máy tiện T616với các thông số cơ bản như sau:

- Số vòng quay trục chính:

- Lượng chạy dao dọc mm/vòng: 0,06- 0,07- 0,09 – 0,1 – 0,12 – 0,13- 0,15- 0,18- 0,19- 0,21- 0,23- 0,24 – 0,30 – 0,33 – 0,36- 0,37- 0,42- 0,46 – 0,47 – 0,56 – 0,56 – 0,65 – 0,71- 0,74 – 0,83 – 0,93 – 1,07 – 1,12 – 1,3 – 1,49- 1,61 – 1,86 – 1,24 – 2,6 – 3,24

- Công suất động cơ 4,5kw

- khoảng cách lớn nhất của hai mũi tâm là 750 mm

 Chuẩn công nghệ và Phương pháp gá đặt: Dụng cụ cắt

Dao vai có gắn mảnh hợp kim Hình 4.6: Một số loại dao cụ dùng trong nguyên công tiện Dao vai có gắn mảnh hợp kim cứng theo [7, trang 297, bảng 4-6]

Bảng thông số dao vai có gắn mảnh hợp kim cứng

Sơ đồ gá đặt: Định vi : mũi chống tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do, mũi chống tâm di động hạn chế 2 bậc tự do

+ Bề mặt định vị: 2 lỗ tâm 1, 21

+ Chọn dụng cụ cắt: Dao tiện ren.

 Máy công nghệ: Máy T616, thông số kĩ thuật

Chọn máy tiện T616với các thông số cơ bản như sau:

- Số vòng quay trục chính:

- Lượng chạy dao dọc mm/vòng: 0,06- 0,07- 0,09 – 0,1 – 0,12 – 0,13- 0,15- 0,18- 0,19- 0,21- 0,23- 0,24 – 0,30 – 0,33 – 0,36- 0,37- 0,42- 0,46 – 0,47 – 0,56 – 0,56 – 0,65 – 0,71- 0,74 – 0,83 – 0,93 – 1,07 – 1,12 – 1,3 – 1,49- 1,61 – 1,86 – 1,24 – 2,6 – 3,24

- Công suất động cơ 4,5kw

- khoảng cách lớn nhất của hai mũi tâm là 750 mm

 Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt

Dụng cụ cắt: Dao tiện ren

Ký hiệu Tiết diện L S m B1 h Thép gắn dao

Hình 4.7: Các thông số dao tiện ren

Sơ đồ gá đặt: Định vị : :mũi chấm tâm cố định khống chế 3 bậc tự do , mũi chống tâm di động khống chế 2 bậc tự do

4.7.4 Nguyên công 4: Phay ranh then: 7, 11

 Máy công nghệ: Máy phay đứng 6H13

Kiểu máy Máy phay đứng 6H13

Số vòng quay trục chính( Vòng/phút

300, 375, 600, 753, 1180, 1500 Bước tiến của bàn máy

Lực cho phép lớn nhất 2000

 Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt

 Dụng cụ cắt:[ Theo 17, trang 360, bảng 4- 71 ]

Hình 4.8: Các thông số dao phay rãnh then

Sơ đồ gá đặt: Định vị : 2 khối v ngắn định vị 4 bậc tự do , 1 chốt trụ ngắn định vị 5 bậc tự do

 Máy công nghệ máy mài 3B161A Với các thông số sau: Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công, mm: 280.

- Phạm vi đường kính gia công được, mm: tới 250.

- Chiều dài lớn nhất gia công được, mm: 1800

- Độ côn đầu tâm ụ trước: moóc N 0 5.

- Đường kính lớn nhất đá mài, mm: 750

- Tốc độ đá mài , vg/ph: 864; 1065.

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy, mm: 1820.

- Góc quay của bàn, (độ).

+ Theo chiều kim đồng hồ: +2 + Ngược chiều kim đồng hồ: -6

- Số cấp tốc độ mâm cặp ụ trước: vô cấp.

- Dịch chuyển ngang của ụ đá sau 1 độ chia của đĩa chia, mm: 0.005; 0.02.

- Bước tiến ngang của ụ đá, mm/ hành trình bàn máy.

- Phạm vi tốc độ mâm cặp ụ trước vg/ph: 43  400.

- Khối lượng của máy, kg: 8500.

- Kích thước phủ bì của máy, mm: + Dài : 2950

 Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt: (hình vẽ).

Hình 4.9: Các thông số đá mài prophin phẳng ПП

Với các thông số sau: [ trang 459 bảng 4- 170] (hình vẽ)

Loại đá d H D Vật liệu Độ hạt ПП 40 20 125 2A; 4A; 9A 40- 10

Sơ đồ gá đặt Định vị : mũi chấm tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do, mũi chống tâm di động hạn chế 2 bậc tự do

4.7.6 Nguyên công 6: Tổng kiểm tra.

Sau khi gia công xong các bề mặt ta tiến hành kiểm tra lại tất cả các bề mặt sau đó làm thủ tục chuyển phân xưởng để lắp ráp đồ gá mài thành thành phẩm.

4.8 Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian

Lượng dư gia công cơ khí là lớp kim loại được cắt gọt thành phoi trong quá trình gia công cơ khí Ta phải xác định lượng dư gia công hợp lý vì những lý do sau:

+ Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, gia công nhiều tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt, thời gian gia cong nhiều dẫn đến giá thành sản phẩm tăng

+ Ngược lại lượng dư quá nhỏ thì sẽ không đủ hớt đi các sai lệch của phôi, để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh

+ Ta có hệ số in dập K

Trong đó : D cht - Sai lệch chi tiết

Như vậy, sai lệch phôi sẽ giảm đi mỗi nguyên công cắt gọt, vì vậy mà trong một quá trình công nghệ ta phải chia ra làm nhiều nguyên công nhiều bước nguyên công để có thể hớt dần lớp kim loại mang nhiều sai số trong quá trình chế tạo phôi do nguyên công trước để lại Lượng dư phải đủ để thực hiện các nguyên công cần thiết đó

+ Mặt khác lượng dư quá bé thì khi gia công sẽ xẩy ra hiện tượng trượt dao và chi tiết, dao sẽ nhanh mòn, chi tiết không bóng

4.8.1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích a Xác định lượng dư trung gian cho bề mặt 50k6 mm.

Phôi thanh có cấp chính xác 12  14, theo [ 17, trang 233, bảng 3-60] Phôi được chọn là phôi thanh nên ta có: Rzo 0 m; T0 = 250 m;

- Bước 1: Tiện thô cấp chính xác h15, độ nhám RZ1 0 m, chiều sâu lớp biến cứng T1 = 350 m.

- Bước 2 : Tiện bán tinh cấp chính xác h12, độ nhám RZ2 = 40 m, chiều sâu lớp biến cứng T2 = 50 m.

- Bước 3 : Tiện tinh cấp chính xác đạt được h9, độ nhám RZ3 ,5 m, chiều sâu lớp biến cứng T3 = 10 m.

- Bước 4: Mài thô cấp chính xác đạt được h7, độ nhám RZ4 = 12,5m, chiều sâu lớp biến cứng T4 = 50 m.

- Bước 5: Mài tinh cấp chính xác đạt được 6, độ nhám RZ5 = 3,2 m, chiều sâu lớp biến cứng T5 = 15 m.

Sai lệch không gian tổng cộng khi gia công các thanh tròn trên mũi tâm”

D k L – Sai lệch không gian tổng cộng( L = 600 mm)

D k = 1 - Độ cong giới hạn của phôi trên 1 mm chiều dài

= 0.25 - Độ lệch tâm do khoan lỗ

T = 1,4 – Dung sai đường kính phôi, theo [17T1, trang 219, bảng 3- 53]

Thay các số liệu vào các công thức ta được:

Vậy sai số không gian của phôi là:

0 u4,52 m Sau bước tiện thô, sai lệch không gian còn lại là:

Sau bước tiện bán tinh, sai lệch không gian còn lại là:

Sau bước tiện tinh, sai lệch không gian còn lại là:

Sau bước mài bán tinh, sai lệch không gian còn lại là:

Sau bước mài tinh, sai lệch không gian còn lại là:

Sau khi xác định được hết các thông số cần thiết, ta tính được lượng dư trung gian bé nhất cho các bước công nghệ như sau:

+ Lượng dư cho bước gia công tiện thô:

+ Lượng dư cho bước gia công tiện bán tinh:

+ Lượng dư cho bước gia công tiện tinh:

+ Lượng dư cho bước gia công mài bán tinh:

+ Lượng dư cho bước gia công mài thô:

Kích thước trung gian được xác định như sau:

- kích thước bé nhất của chi tiết:

- Kích thước trung gian bé nhất của phôi trước khi mài tinh:

- Kích thước trung gian bé nhất của phôi trước khi mài bán tinh:

- Kích thước trung gian bé nhất của phôi trước khi tiện tinh:

- Kích thước trung gian phôi trước khi tiện bán tinh:

- Kích thước trung gian phôi trước khi tiện thô:

Ta quy tròn đường kính bé nhất của phôi và chọn đúng với loại phôi thanh có đường kính nhỏ nhất Dmin0 lớn hơn hoặc bằng Dmin0 và ta chọn phôi có đường kính danh nghĩa là 60, khi đó tổng lượng dư thực là:

2Zmin0 = Dmin0 – Dcht min = 58,99 – 50,002 = 8,988 mm Dung sai kích thước trung gian được tra như sau:

+ Dung sai kích thước sau bước tiện thô: 1= 1,2 mm (h15)

+ Dung sai kích thước sau bước tiện bán tinh:  2= 0,3 mm (h12)

+ Dung sai kích thước sau bước tiện tinh:

+ Dung sai kích thước sau bước mài thô:

+ Dung sai kích thước sau bước mài tinh: 5= 0,019 mm (h6)

Ta quy tròn các kích thước tính toán trên và kích thước lớn nhất

 Lượng dư trung gian lớn nhất và bé nhất của các bước:

 Lượng dư trung gian lớn nhất và bé nhất :

Thử lại kết quả Ta có:

Vậy: kết quả tính toán là đúng

- Lượng dư trung gian danh nghĩa cho bước tiện thô là :

- Lượng dư tổng cộng danh nghĩa:

- Kích thước danh nghĩa của phôi:

- Vậy kích thước bản vẽ lần lượt là:

Sau bước tiện thô: D = 51,54-1,2 mm Sau bước tiện bán tinh: D = 50,55-0,3 mm Sau bước tiện tinh: D = 50,295-0,074 mm Sau bước tiện mài thô: D = 50,19-0,03 mm Sau bước tiện mài tinh: D = 50,02-0,019 mm b) Bảng 4.1: kết quả lượng dư cho bề mặt 50k6

Trình tự gia công mặt lỗ

Các yếu tố tạo thành lượng dư ( m)

Lượng dư tính toán 2Z min

Kích thước tính tóan (mm)

Lượng dư giới hạn (mm)

4.8.2 Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng a) Xác định lượng dư trung gian cho 2 mặt đầu + Phay rãnh then:

LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO TRỤC

Đặc điểm và điều kiện làm việc của trục trung gian

Theo điều kiện làm việc ở hai tiết diện 50 là tiết diện lắp ổ trục ta chọn hình thức lắp ghép theo tiêu chuẩn cho ổ bi H7/k6[4, tr 183, GT Hướng dẫn TKĐA môn học CTM, NXB Nông Nghiệp], như vậy sai lệch giới hạn của trục là 50k6

Bề mặt trục lắp với bánh đai yêu cầu cấp chính xác 8 với miền dung sai h8.

Hình 4-1: Bản vẽ chế tạo trục

Hình 4.2: Sơ đồ lắp ghép Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục, là loại chi tiết được dùng rất phổ biến trong tất cả máy móc, thiết bị của mọi ngành công nghiệp khác nhau.

Chúng có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài, mặt này thường là mặt lắp ghép.

Trục có nhiệm vụ truyền chuyển động quay, momen xoắn cho nên chịu biến dạng phức tạp xoắn, uốn, kéo, nén. Để cố định các chi tiết máy trên trục theo chiều trục dùng vai trục có mặt định vị và góc lượn để tiết máy có thể tỳ sát vào bề mặt định vị và để tránh tập trung ứng suất tại chỗ chuyển tiếp các đoạn trục

Trục không yêu cầu cao về dung sai khoảng cách trục, vì vậy không đòi hỏi máy gia công có độ chính xác cao

Yêu cầu kỹ thuật

Khi chế tạo trục bậc cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Tôi bằng dòng điện cao tần cần đạt HRC45…50, h = 0.5 – 0.7mm

- Độ vuông góc của các bậc trụ không chỉ định không vượt quá 0.025

- Sai lệch kích thước không chỉ dẫn h12, H12

-Độ đảo các cổ trục lắp ghép không vượt quá 0.01  0.03 (mm)

-Độ không song song của các rãnh then đối với tâm trục không vượt quá

-Độ nhám của các cổ trục lắp ghép đạt Ra = 1.25  1.16, của các mặt đầu Rz = 40  20 và bề mặt không lắp ghép Rz = 80  40.

Tính công nghệ trong kết cấu

- Chi tiết phải đủ độ cứng vững để khi gia công chi tiết không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao đạt năng suất cao

- Các bề mặt làm chuẩn phải có diện tích đủ lớn để định vị được chính xác, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn định vị nhằm tránh sai số chuẩn khi thay đổi chuẩn, cho phép quá trình gá đặt nhanh.

- Các bề mặt gia công có khả năng gia công được bằng các dao thông thường.

Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi

- Dựa vào kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất và chức năng làm việc của chi tiết, ta chọn dạng phôi.

- Ngoài ra khi chọn dạng phôi, ta còn dựa vào các công nghệ và phương pháp chế tạo phôi.

- Có thể chọn phôi một trong các dạng sau: Phôi đúc, phôi rèn dập, phôi hàn, phôi thanh

Dựa vào đặc điểm của từng loại và kết cấu của trục cần gia công cũng như tận dụng điều kiên nhà xưởng của xí nghiệp, giá thành sản phẩm Ta thấy chọn phôi thanh để gia công trục trung gian của máy giặt là hợp lý nhất, với vật liệu là thép C45

Thiết kế quy trình gia công trục trung gian

Việc chuẩn bị công nghệ có vai trò quan trọng trong quá trình sản suất Mục đích của việc chuẩn bị công nghệ chế tạo chi tiết là đảm bảo quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí ổn định, ứng với từng qui mô và điều kiện sản suất nhất định, dẩm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật Ứng với mỗi phần của quá trình công nghệ cần xác định các yêu cầu cụ thể về chất lượng, sản lượng thời gian và chi phí thực hiện, nhằm đảm bảo tính chặt chẽ của quá trình công nghệ.

Hình vẽ đánh số bề mặt gia công

Hình 4 4: Bản vẽ đánh số

 Giới thiệu một số phương án gia công bề mặt của trục.

STT Tên nguyên công Bề mặt gia công Bề mặt định vị Dạng máy

2 Tiện thô và bán tinh

Tiện tinh, tiện rãnh, vát mép

4 Phay rãnh then 7, 11 9, 18 Máy phay

6 Tổng kiểm tra Tất cả các bề mặt

Thiết kế nguyên công công nghệ

Ở trên ta đã chọn được tiến trình gia công hợp lý, trong đó chúng ta xác định được phương pháp công nghệ, mặt chuẩn công nghệ và dạng máy Vì vậy, việc thiết kế nguyên công là làm sáng tỏ các vấn đề kỹ thuật đặt ra cho từng bước nguyên công như: Các bước công nghệ mà nguyên công đó phải tiến hành, định vị, đồ gá, máy công nghệ, dụng cụ cắt gọt, dụng cụ kiểm tra, dung dịch trơn nguội Ở đây ta chỉ thiết kế các bước công nghệ cho từng nguyên công cơ còn các nguyên công khác như: Chế tạo phôi, kiểm tra, nhiệt luyện… không phải thiết kế.

4.7.1 Nguyên công 1: khoan lỗ tâm

 Máy công nghệ: máy tiện.

Chọn máy tiện T616với các thông số cơ bản như sau:

- Số vòng quay trục chính:

- Lượng chạy dao dọc mm/vòng: 0,06- 0,07- 0,09 – 0,1 – 0,12 – 0,13- 0,15- 0,18- 0,19- 0,21- 0,23- 0,24 – 0,30 – 0,33 – 0,36- 0,37- 0,42- 0,46 – 0,47 – 0,56 – 0,56 – 0,65 – 0,71- 0,74 – 0,83 – 0,93 – 1,07 – 1,12 – 1,3 – 1,49- 1,61 – 1,86 – 1,24 – 2,6 – 3,24

- Công suất động cơ 4,5kw

- khoảng cách lớn nhất của hai mũi tâm là 750 mm

 Chuẩn công nghệ và Phương pháp gá đặt: Dụng cụ cắt+ Mũi khoan tâm:

Tên mũi khoan Đường kính d Chiều dài L Chiều dài làm việc l

Sơ đồ gá đặt: Định vị: +Mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị 4 bậc tự do

 Máy công nghệ: Máy T616, thông số kĩ thuật

Chọn máy tiện T616với các thông số cơ bản như sau:

- Số vòng quay trục chính:

- Lượng chạy dao dọc mm/vòng: 0,06- 0,07- 0,09 – 0,1 – 0,12 – 0,13- 0,15- 0,18- 0,19- 0,21- 0,23- 0,24 – 0,30 – 0,33 – 0,36- 0,37- 0,42- 0,46 – 0,47 – 0,56 – 0,56 – 0,65 – 0,71- 0,74 – 0,83 – 0,93 – 1,07 – 1,12 – 1,3 – 1,49- 1,61 – 1,86 – 1,24 – 2,6 – 3,24

- Công suất động cơ 4,5kw

- khoảng cách lớn nhất của hai mũi tâm là 750 mm

 Chuẩn công nghệ và Phương pháp gá đặt: Dụng cụ cắt

Dao vai có gắn mảnh hợp kim Hình 4.6: Một số loại dao cụ dùng trong nguyên công tiện Dao vai có gắn mảnh hợp kim cứng theo [7, trang 297, bảng 4-6]

Bảng thông số dao vai có gắn mảnh hợp kim cứng

Sơ đồ gá đặt: Định vi : mũi chống tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do, mũi chống tâm di động hạn chế 2 bậc tự do

+ Bề mặt định vị: 2 lỗ tâm 1, 21

+ Chọn dụng cụ cắt: Dao tiện ren.

 Máy công nghệ: Máy T616, thông số kĩ thuật

Chọn máy tiện T616với các thông số cơ bản như sau:

- Số vòng quay trục chính:

- Lượng chạy dao dọc mm/vòng: 0,06- 0,07- 0,09 – 0,1 – 0,12 – 0,13- 0,15- 0,18- 0,19- 0,21- 0,23- 0,24 – 0,30 – 0,33 – 0,36- 0,37- 0,42- 0,46 – 0,47 – 0,56 – 0,56 – 0,65 – 0,71- 0,74 – 0,83 – 0,93 – 1,07 – 1,12 – 1,3 – 1,49- 1,61 – 1,86 – 1,24 – 2,6 – 3,24

- Công suất động cơ 4,5kw

- khoảng cách lớn nhất của hai mũi tâm là 750 mm

 Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt

Dụng cụ cắt: Dao tiện ren

Ký hiệu Tiết diện L S m B1 h Thép gắn dao

Hình 4.7: Các thông số dao tiện ren

Sơ đồ gá đặt: Định vị : :mũi chấm tâm cố định khống chế 3 bậc tự do , mũi chống tâm di động khống chế 2 bậc tự do

4.7.4 Nguyên công 4: Phay ranh then: 7, 11

 Máy công nghệ: Máy phay đứng 6H13

Kiểu máy Máy phay đứng 6H13

Số vòng quay trục chính( Vòng/phút

300, 375, 600, 753, 1180, 1500 Bước tiến của bàn máy

Lực cho phép lớn nhất 2000

 Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt

 Dụng cụ cắt:[ Theo 17, trang 360, bảng 4- 71 ]

Hình 4.8: Các thông số dao phay rãnh then

Sơ đồ gá đặt: Định vị : 2 khối v ngắn định vị 4 bậc tự do , 1 chốt trụ ngắn định vị 5 bậc tự do

 Máy công nghệ máy mài 3B161A Với các thông số sau: Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công, mm: 280.

- Phạm vi đường kính gia công được, mm: tới 250.

- Chiều dài lớn nhất gia công được, mm: 1800

- Độ côn đầu tâm ụ trước: moóc N 0 5.

- Đường kính lớn nhất đá mài, mm: 750

- Tốc độ đá mài , vg/ph: 864; 1065.

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy, mm: 1820.

- Góc quay của bàn, (độ).

+ Theo chiều kim đồng hồ: +2 + Ngược chiều kim đồng hồ: -6

- Số cấp tốc độ mâm cặp ụ trước: vô cấp.

- Dịch chuyển ngang của ụ đá sau 1 độ chia của đĩa chia, mm: 0.005; 0.02.

- Bước tiến ngang của ụ đá, mm/ hành trình bàn máy.

- Phạm vi tốc độ mâm cặp ụ trước vg/ph: 43  400.

- Khối lượng của máy, kg: 8500.

- Kích thước phủ bì của máy, mm: + Dài : 2950

 Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt: (hình vẽ).

Hình 4.9: Các thông số đá mài prophin phẳng ПП

Với các thông số sau: [ trang 459 bảng 4- 170] (hình vẽ)

Loại đá d H D Vật liệu Độ hạt ПП 40 20 125 2A; 4A; 9A 40- 10

Sơ đồ gá đặt Định vị : mũi chấm tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do, mũi chống tâm di động hạn chế 2 bậc tự do

4.7.6 Nguyên công 6: Tổng kiểm tra.

Sau khi gia công xong các bề mặt ta tiến hành kiểm tra lại tất cả các bề mặt sau đó làm thủ tục chuyển phân xưởng để lắp ráp đồ gá mài thành thành phẩm.

Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian

Lượng dư gia công cơ khí là lớp kim loại được cắt gọt thành phoi trong quá trình gia công cơ khí Ta phải xác định lượng dư gia công hợp lý vì những lý do sau:

+ Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, gia công nhiều tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt, thời gian gia cong nhiều dẫn đến giá thành sản phẩm tăng

+ Ngược lại lượng dư quá nhỏ thì sẽ không đủ hớt đi các sai lệch của phôi, để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh

+ Ta có hệ số in dập K

Trong đó : D cht - Sai lệch chi tiết

Như vậy, sai lệch phôi sẽ giảm đi mỗi nguyên công cắt gọt, vì vậy mà trong một quá trình công nghệ ta phải chia ra làm nhiều nguyên công nhiều bước nguyên công để có thể hớt dần lớp kim loại mang nhiều sai số trong quá trình chế tạo phôi do nguyên công trước để lại Lượng dư phải đủ để thực hiện các nguyên công cần thiết đó

+ Mặt khác lượng dư quá bé thì khi gia công sẽ xẩy ra hiện tượng trượt dao và chi tiết, dao sẽ nhanh mòn, chi tiết không bóng

4.8.1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích a Xác định lượng dư trung gian cho bề mặt 50k6 mm.

Phôi thanh có cấp chính xác 12  14, theo [ 17, trang 233, bảng 3-60] Phôi được chọn là phôi thanh nên ta có: Rzo 0 m; T0 = 250 m;

- Bước 1: Tiện thô cấp chính xác h15, độ nhám RZ1 0 m, chiều sâu lớp biến cứng T1 = 350 m.

- Bước 2 : Tiện bán tinh cấp chính xác h12, độ nhám RZ2 = 40 m, chiều sâu lớp biến cứng T2 = 50 m.

- Bước 3 : Tiện tinh cấp chính xác đạt được h9, độ nhám RZ3 ,5 m, chiều sâu lớp biến cứng T3 = 10 m.

- Bước 4: Mài thô cấp chính xác đạt được h7, độ nhám RZ4 = 12,5m, chiều sâu lớp biến cứng T4 = 50 m.

- Bước 5: Mài tinh cấp chính xác đạt được 6, độ nhám RZ5 = 3,2 m, chiều sâu lớp biến cứng T5 = 15 m.

Sai lệch không gian tổng cộng khi gia công các thanh tròn trên mũi tâm”

D k L – Sai lệch không gian tổng cộng( L = 600 mm)

D k = 1 - Độ cong giới hạn của phôi trên 1 mm chiều dài

= 0.25 - Độ lệch tâm do khoan lỗ

T = 1,4 – Dung sai đường kính phôi, theo [17T1, trang 219, bảng 3- 53]

Thay các số liệu vào các công thức ta được:

Vậy sai số không gian của phôi là:

0 u4,52 m Sau bước tiện thô, sai lệch không gian còn lại là:

Sau bước tiện bán tinh, sai lệch không gian còn lại là:

Sau bước tiện tinh, sai lệch không gian còn lại là:

Sau bước mài bán tinh, sai lệch không gian còn lại là:

Sau bước mài tinh, sai lệch không gian còn lại là:

Sau khi xác định được hết các thông số cần thiết, ta tính được lượng dư trung gian bé nhất cho các bước công nghệ như sau:

+ Lượng dư cho bước gia công tiện thô:

+ Lượng dư cho bước gia công tiện bán tinh:

+ Lượng dư cho bước gia công tiện tinh:

+ Lượng dư cho bước gia công mài bán tinh:

+ Lượng dư cho bước gia công mài thô:

Kích thước trung gian được xác định như sau:

- kích thước bé nhất của chi tiết:

- Kích thước trung gian bé nhất của phôi trước khi mài tinh:

- Kích thước trung gian bé nhất của phôi trước khi mài bán tinh:

- Kích thước trung gian bé nhất của phôi trước khi tiện tinh:

- Kích thước trung gian phôi trước khi tiện bán tinh:

- Kích thước trung gian phôi trước khi tiện thô:

Ta quy tròn đường kính bé nhất của phôi và chọn đúng với loại phôi thanh có đường kính nhỏ nhất Dmin0 lớn hơn hoặc bằng Dmin0 và ta chọn phôi có đường kính danh nghĩa là 60, khi đó tổng lượng dư thực là:

2Zmin0 = Dmin0 – Dcht min = 58,99 – 50,002 = 8,988 mm Dung sai kích thước trung gian được tra như sau:

+ Dung sai kích thước sau bước tiện thô: 1= 1,2 mm (h15)

+ Dung sai kích thước sau bước tiện bán tinh:  2= 0,3 mm (h12)

+ Dung sai kích thước sau bước tiện tinh:

+ Dung sai kích thước sau bước mài thô:

+ Dung sai kích thước sau bước mài tinh: 5= 0,019 mm (h6)

Ta quy tròn các kích thước tính toán trên và kích thước lớn nhất

 Lượng dư trung gian lớn nhất và bé nhất của các bước:

 Lượng dư trung gian lớn nhất và bé nhất :

Thử lại kết quả Ta có:

Vậy: kết quả tính toán là đúng

- Lượng dư trung gian danh nghĩa cho bước tiện thô là :

- Lượng dư tổng cộng danh nghĩa:

- Kích thước danh nghĩa của phôi:

- Vậy kích thước bản vẽ lần lượt là:

Sau bước tiện thô: D = 51,54-1,2 mm Sau bước tiện bán tinh: D = 50,55-0,3 mm Sau bước tiện tinh: D = 50,295-0,074 mm Sau bước tiện mài thô: D = 50,19-0,03 mm Sau bước tiện mài tinh: D = 50,02-0,019 mm b) Bảng 4.1: kết quả lượng dư cho bề mặt 50k6

Trình tự gia công mặt lỗ

Các yếu tố tạo thành lượng dư ( m)

Lượng dư tính toán 2Z min

Kích thước tính tóan (mm)

Lượng dư giới hạn (mm)

4.8.2 Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng a) Xác định lượng dư trung gian cho 2 mặt đầu + Phay rãnh then:

+ Tiện hai mặt đầu:Chi tiết trục có chiều dài 506 mm Theo [17, trang 269, bảng 3-125], ta có lượng dư một phía cho mặt đầu của trục là: Z = a =1,2(mm) và dung sai cho chiều dài của phôi trục là:(  0 ), mm.

 Kích thước ghi trên bản vẽ: Lph = 622,4  0 (mm).

-Ta thấy, tổng lượng dư để gia công rãnh then (8) trên cổ trục  30h7 chính là chiều sâu rãnh then trên trục: Z = t = 4 (mm)

- Tổng lượng dư để gia công rãnh then (13) trên cổ trục  40h chính là chiều sâu rãnh then trên trục: Z = t = 4,5 (mm). b) Xác định lượng dư trung gian cho bề măt40h7 :

- Kích thước lớn nhất của phôi là:

Dmax0 = 60,3 mm Quá trình công nghệ gồm các bước sau:

- Tiện thô, độ chính xác đạt được h15, dung sai bằng là: 1 = 1,0 mm

- Tiện bán tinh, độ chính xác đạt được h11, dung sai bằng: 2 = 0,19 mm

- Tiện tinh, độ chính xác đạt được h7, dung sai bằng: 3= 0,025 mm

- Theo [17T1, trang265, bảng 3- 120] ta có lượng dư trung gian cho bước tiện tinh là : 2Z3 =1,3 mm

- Lượng dư còn lại cho bước tiện thô và bán tinh là:

Zmax0 – Z3 = 20,3 - 1,3 ,1 mm (lượng dư tổng cộng lớn nhất bằng: Zmax0 = 60,3 – 40 = 20,3 mm)

- Ta chia lượng dư thành 2 phần:

+Tiện bán tinh: Z2 = 5,6 mm +Tiện thô:Z1 = 19- 5,6 = 13,4 mm

- Kích thước trung gian lần lượt được xác định như sau:

+ Đường kính phôi lớn nhất: Dmax0 = 60,3 mm

+ Đường kính phôi sau bước tiện thô:

Dmax1=Dmax0 – Z1 = 60,3 –13,4 = 46,9 mm Trên bản vẽ sẽ ghi là: D = 46,9-1,0

+ Đường kính phôi sau khi tiện bán tinh là:

Dmax2=Dmax1-Z2 = 46,9-5,6 = 41,3 mm Trên bản vẽ sẽ ghi là: D = 41,3-0,19 mm

+ Đường kính sau khi tiện tinh là: Dmax3 = Dmax2 – Z3 = 41,3 - 1,3 = 40 mm Trên bản vẽ ghi là D = 40-0,025 mm

Bảng 4.2: kết quả lượng dư cho bề mặt 40h7

Cấp chính xác Dung sai mm

Kích thước trung gian, mm (ghi trên bản vẽ)

Cộng Zmax = 20, 3 c)Xác định lượng dư trung gian cho bề măt30h7 :

- Kích thước lớn nhất của phôi là:

Dmax0 = 60,3 mm Quá trình công nghệ gồm các bước sau:

- Tiện thô, độ chính xác đạt được h15, dung sai bằng: 1= 0,84 mm

- Tiện bán tinh, độ chính xác đạt được h11, dung sai bằng: 2 = 0,13 mm

- Tiện tinh, độ chính xác đạt được h7, dung sai bằng: 3= 0,021 mm

- Theo [17T1, trang265, bảng 3- 120] ta có lượng dư trung gian cho bước tiện tinh là : 2Z3 =1,3 mm

- Lượng dư còn lại cho bước tiện thô và bán tinh là:

2Zmax0 – 2Z3 = 30,3- 1,3 = 29 mm (lượng dư tổng cộng lớn nhất bằng: Zmax0 = 60,3 – 30 = 30,3 mm)

- Ta chia lượng dư thành 2 phần:

+Tiện bán tinh: Z2 = 9,6 mm +Tiện thô: Z1 = 19- 5,6 = 19,4 mm

- Kích thước trung gian lần lượt được xác định như sau:

+ Đường kính phôi lớn nhất: Dmax0 = 60,3 mm

+ Đường kính phôi sau bước tiện thô:

Dmax1=Dmax0 – Z1 = 60,3 –19,4 = 40,9 mm Trên bản vẽ sẽ ghi là: D = 40,9-0,84

+ Đường kính phôi sau khi tiện bán tinh là:

Dmax2=Dmax1-Z2 = 40,9-9,6 = 31,3 mm Trên bản vẽ sẽ ghi là: D = 31,3-0,13 mm

+ Đường kính sau khi tiện tinh là: Dmax3 = Dmax2 – Z3 = 31,3 - 1,3 = 30mm Trên bản vẽ ghi là D = 30-0,021 mm

Cấp chính xác Dung sai mm

Kích thước trung gian, mm (ghi trên bản vẽ)

Bảng 4 - 4: kết quả lượng dư cho bề mặt 30d 9

Xác định chế độ cắt

4.9.1 Chế độ cắt cho bước khoan 2 lỗ tâm ( phương pháp tra bảng)

 Xác định chiều sâu cắt : t = 7 mm

 Xác định lượng chạy dao :

+ Lượng chạy dao vòng thô: Sv = 0.08 mm/vòng

+ Lượng chạy dao vòng tinh: Sv = 0.14 mm/vòng

 Xác định tốc độ cắt :

+ Theo [15, bảng 8-3, trang 91]; ta có tốc độ cắt thô : Vb = 50 m/ph

+ Tốc độ cắt thực tế: V = Vb.kv = 50.1= 25,5 m/ph

 Xác định số vòng quay của trục chính:

Số vòng quay trục chính khi khoan thô: n = 1000.V

Theo tiêu chuẩn, chọn số vòng quay của máy: n = 350 vòng/phút

 Xác định công suất cắt khi khoan: N = 1,3 (Kw)

Theo [15, bảng 17-3, trang 94] , Kn =1: Hệ số điều chỉnh công suất cắt

So với công suất của máy thì máy làm việc đảm bảo an toàn

 Xác định thời gian gia công cơ bản:

L - là chiều dài bậc gia công , L = 7 mm

D – Đường kính chi tiết gia công, D = 58 mm

S – Lượng chạy dao, mm/vòng

4.9.2 Chế độ cắt cho bước nguyên công tiện thô bề mặt ( phương pháp tra bảng)

 Xác định chiều sâu cắt : t

= Z max = 11,2 = 2,8 mm i 4 i = 4: Số lần chuyển dao

 Xác định lượng chạy dao :

+ Theo [15, bảng 25-1, trang 29] : Sb = 0,5 mm/vòng;

Ks = 0,75: Hệ số điều chỉnh lượng ăn dao

+ Lượng chạy dao thực tế: S = Sb.ks = 0,5.0,75 = 0,375 mm/vòng

 Xác định tốc độ cắt :

+ Theo [15, bảng 31-1, trang 34], tốc độ cắt tra bảng, ta có: Vb = 44 m/ph + Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt: kv =1; ( Theo [15, bảng 8-3, trang 92] )

+ Tốc độ cắt thực tế: V = Vb.kv = 44.1= 44 m/ph

 Xác định số vòng quay của trục chính:

Số vòng quay trục chính khi tiện thô: n= 1000.V

Chọn số vòng quay của máy: n = 240 vòng/phút

+ Với đường kính D = 52,68 mm thì n = 266 vòng/phút

Chọn số vòng quay của máy: n = 350 vòng/phút

+ Với đường kính D = 53,3 mm thì n = 262,90 vòng/phút

Chọn số vòng quay của máy: n = 350 vòng/phút

+ Với đường kính D = 36,5 mm thì n = 383,9 vòng/phút

Chọn số vòng quay của máy: n = 350 vòng/phút

 Công suất tiêu thụ của động cơ: N = 2,0 Kw; Theo [15, bảng 8-3, trang 91]

 Công suất có ích của động cơ: Ne = 4,5.0,85 = 3,9 Kw

Vậy N