Nguyên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ

Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: điểm tối đa là 4đ Các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án đã được hoản thành: 1 tập thuyết minh 70 trang trình bày tương đố

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Huỳnh Lê Nhật Tiến Msv: 1911504110235

Nguyễn Võ Hoàng Viên Msv: 1911504110248

2 Lớp: 19C2

3 Tên đề tài: Nguyên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ

4 Người hướng dẫn: Nguyễn Xuân Bảo Học hàm/ học vị: Tiến sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

Đề tài nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo máy chuốt gỗ phục vụ xưởng gỗ

nhỏ

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là

4đ)

Các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án đã được hoản thành: 1 tập thuyết

minh 70 trang trình bày tương đối rõ ràng; 1 bản vẽ 3D, 1 bản vẽ tổng thể A0, 1 bản

vẽ lắp A0, 1 bản vẽ A0 qui trình công nghệ; 1 máy chuốt gỗ làm việc ổn định, thể

hiện đầy đủ các nguyên lý hoạt động của máy

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)

Hình thức đạt yêu cầu, cấu trúc logic, văn phong phù hợp với nội dung đồ án

Tuy nhiên còn vài chổ chưa đúng định dạng

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là

1đ)

Đồ án có thể được tham khảo trong việc chế tạo, vận hành, máy chuốt gỗ phục

vục trong các xưởng gỗ Ứng dụng phần mềm để thiết kế mô phỏng

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

Cần nâng cao kĩ năng thiết kế, bản vẽ còn sai sót, thuyết minh còn vài chổ chưa

đúng định dạng

III Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 2đ)

Sinh viên có tinh thần cầu thị, thái độ học tập nghiêm túc, ham học hỏi, thông đồ

án đúng hẹn, tuy nhiên kiến thức còn hạn chế cần học tập thêm

IV Đánh giá:

1 Điểm đánh giá: 9/10 cho mỗi sinh viên

2 Đề nghị: ☒ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo

vệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người phản biện)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Huỳnh Lê Nhật Tiến Mã SV: 1911504110235

Nguyễn Võ Hoàng Viên Mã SV: 1011504110248

2 Lớp: 19C2

3 Tên đề tài: Nghiên cứu , tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ

4 Người hướng dẫn: Nguyễn Xuân Bảo Học hàm/ học vị: Tiến Sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

1 Điểm đánh giá: …… /10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

2 Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

TÓM TẮT

Tên đề tài: “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ”

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Lê Nhật Tiến Mã SV: 1911504110235

Nguyễn Võ Hoàng Viên Mã SV: 1911504110248

Lớp: 19C2

Đồ án này sẽ tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán, chế tạo máy chuốt gỗ nhằm mục đích

chuốt các sản phẩm gỗ vuông thành gỗ tròn, dùng cho các xưởng, nhà máy sản xuất

các đồ dùng vật dụng làm bằng gỗ Nhằm tăng năng suất chất lượng và giảm giá thành sản phẩm

Tìm hiểu và nghiên cứu các phương án để phục vụ đề tài tốt nghiệp

Sử dụng các kiến thức chuyên ngành để thực hiện đề tài

Từ đó hoàn thiện và tiến hành chế tạo máy một cách tối ưu nhất và đúng với thực tế của đề tài Cùng với đó, sẽ đánh giá tính khả thi mà các giải pháp đề ra sau khi hoàn

thành đồ án

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Xuân Bảo

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Lê Nhật Tiến Mã SV: 1911504110235

Nguyễn Võ Hoàng Viên Mã SV: 1911504110248

1 Tên đề tài: “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ”

2 Các thông số, tài liệu ban đầu.

- Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng, Sức bền vật liệu tập 1, 2, Nhà Xuất Bản Giáo dục, 1997

_ Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất bản Giáo dục, 1998 ,……

3 Nội dung chính của đồ án:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ

ĐỒ ĐỘNG HỌC

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY

CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO VÀ CÁCH VẬN HÀNH MÁY

CHƯƠNG5 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

Trưởng bộ môn Người hướng dẫn

TS NGUYỄN XUÂN BẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Trước tiên, nhóm chúng em muốn gửi lời cảm ơn sâu chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng nói chung và các thầy cô trong khoa Cơ khí nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho nhóm chúng

em những kiến thức, kinh nghiệm, quý báu trong suốt thời gian bốn năm học tập, rèn luyện tại trường Những kiến thức mà chúng em nhận được trên giảng đường đại học

sẽ là hành trang giúp chúng em vững bước trong tương lai

Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Xuân Bảo, thầy đã

tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn nhóm chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, chúng em học được một tinh thần làm việc hiệu quả, nghiêm túc và luôn đúng giờ, đây là những điều rất cần thiết cho chúng em sau này

Do kiến thức còn hạn hẹp nên không tránh khỏi những thiếu sót trong cách hiểu, lỗi trình bày Nhóm chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy, cô

để đề tài đạt được kết quả tốt hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 06 năm 2023 Sinh viên thực hiện

CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan đây là quá trình “nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ máychuốt gỗ của chúng em”, có sự hỗ trợ của giảng viên hướng dẫn thầy TS.Nguyễn XuânBảo Những nội dung, kết quả trong đều là sự nỗ lực của cả nhóm và hoàn toàn trung thực Chúng em xin chịu hoàn trách nhiệm nếu không có sự trung thực trong quá trình thực hiện đề tài này

Sinh viên thực hiện {Chữ ký, họ và tên sinh viên}

Huỳnh Lê Nhật Tiến Nguyễn Võ Hoàng VIên

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Gỗ

Hình 1 2 Máy chuốt gỗ tròn BS

Y

Hình 2 1: Bố trí dao cắt

Hình 2 2: Cấp phôi bằng băng tải.

Hình 2 3: Cơ cấu cấp phôi bằng cụm con lăn.

Hình 2 4: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay cùng chiều

Hình 2 5: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay ngược chiều

Hình 2 6: Truyền động đai nửa chéo

Hình 2 7: Bộ truyền xích

Hình 2 8: Sơ đồ động máy chuốt gỗ

Hình 2 9: Trục dao

Hình 2 10: Sơ đồ lực tác dụng vào gỗ khi

Hình 3 1Tiết điện thang đai

Hình 3 2: Biểu đồ lực trục

Hình 3 3 Bản vẽ chi tiết trục chính

Hình 4 1 Cụm kết cấu con lăn và cụm trục chính

Hình 4 2 Kết cấu máy mặt bên

Hình 4 3 Kết cấu máy mặt sau

Hình 4 4 Máy sau khi hoàn thiện

Hình 4 5 Sản phẩm sau khi chuốt

Hình 4 6: Sơ đồ nguyên lý

Hình 4 7: Sơ đồ điện

Hình 5 1 Trục chính

Hình 5 2 Sơ đồ định vị nguyên công 1.

Hình 5 3 Sơ đồ định vị nguyên công 2.

Hình 5 4 Sơ đồ định vị nguyên công 3.

Hình 5 5 Sơ đồ định vị kiểm tra độ sai lệch.

MỞ ĐẦU

Máy chuốt gỗ là một thiết bị nhỏ gọn và tiện lợi được sử dụng trong quá trình xử lý

gỗ Với kích thước nhỏ và khả năng di chuyển linh hoạt, máy chuốt gỗ mini là lựachọn phổ biến cho các xưởng làm đồ gỗ nhỏ, các nghệ nhân tự do, và các hoạt động gỗthủ công

Với sự tiến bộ trong công nghệ và nguồn cung cấp điện năng, máy chuốt gỗ mini đãtrở thành một công cụ quan trọng giúp tăng năng suất và chất lượng trong việc chuốt

và mài gỗ Bằng cách sử dụng các dao cắt sắc bén và các hệ thống điều khiển thôngminh, máy chuốt gỗ mini có khả năng loại bỏ vết nứt, vết mục và lớp vỏ ngoài gỗ mộtcách nhanh chóng và hiệu quả

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức đã được học tại trường là một sinhviên ngành cơ điện tử, thông qua việc thiết kế đồ án giúp chúng em bước đầu có những

kinh nghiệm về thiết kế máy, nhóm chúng em đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu, tính

toán, thiết kế máy chuốt gỗ tròn.

Như vậy, ý tưởng của nhóm đã được khoa, trường duyệt là đảm bảo được một đềtàitốt nghiệp của sinh viên đại học Nội dung của đồ án gồm 5 chương:

Chương 1: Tổng quan các vấn đề của đề tài

Chương 2: Tính toán ,lựa chọn phương án thiết kế và sơ đồ động học của máy

Chương 3: Tính toán thiết kế máy

Chương 4: Chế tạo và cách vận hành máy

Chương 5: Thiết kế quy trình gia công cho chi tiết điển hình

Đồ án đã được thực hiện và hoàn thành song do còn nhiều hạn chế về kiến thứcchuyên ngành và thời gian nên không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được đónggóp ý kiến của các thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp để đồ án được hoàn thiện hơn Chúng

em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu chung về gỗ

Hình 1 1 Gỗ

Gỗ là một tài nguyên tự nhiên quý giá và có vai trò quan trọng trong đời sống vàkinh tế của con người Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xây dựng,nội thất, đồ gỗ, vận chuyển, năng lượng, và nhiều ngành công nghiệp khác

Gỗ là một vật liệu có nguồn gốc từ cây trồng và cây rừng Nó có tính chất đặc biệtvới độ cứng, độ bền và khả năng chống mục nát tùy thuộc vào loại cây và cấu trúc gỗ

Gỗ có thể được chế biến thành nhiều dạng khác nhau như thanh, tấm, ván ép, gỗ côngnghiệp, và gỗ tự nhiên

Mỗi loại gỗ có những đặc điểm riêng về màu sắc, mẫu mã, độ bền, và khả năng chịulực Ví dụ, gỗ cứng như gỗ sồi, gỗ gụ và gỗ dầu thường được sử dụng để làm nội thất

và đồ gỗ cao cấp Trong khi đó, gỗ thông, gỗ bạch dương và gỗ thông đỏ thường được

sử dụng trong xây dựng và công nghiệp nặng

Sự đa dạng của gỗ không chỉ nằm ở loại cây mà còn trong màu sắc và vẻ đẹp tựnhiên của nó Mỗi loại gỗ có sắc thái riêng, từ màu trắng, vàng nhạt, nâu đến màu đỏ

sậm, đen và thậm chí xanh Nhờ tính chất này, gỗ là một vật liệu được sử dụng rộngrãi trong trang trí nội thất và tạo ra các sản phẩm có giá trị thẩm mỹ cao.

Gỗ cũng có khả năng chống cháy tự nhiên, đồng thời là một chất liệu cách nhiệt vàcách âm tốt Điều này làm cho gỗ trở thành một lựa chọn phổ biến trong việc xây dựng

và thiết kế các công trình như nhà ở, tòa nhà, sàn nhà, và các cấu trúc khác

Tuy nhiên, để sử dụng gỗ một cách bền vững và bảo vệ môi trường, việc quản lýrừng và khai thác gỗ phải được thực hiện cẩn thận Sự tái tạo rừng và chứng nhận gỗbền vững là những nỗ lực nhằm đảm bảo rằng việc sử dụng gỗ không gây tổn hại đến

hệ sinh thái rừng và giữ cho nguồn tài nguyên này tồn tại lâu dài

Tóm lại, gỗ là một vật liệu tự nhiên quan trọng và đa dạng, với nhiều ứng dụng trongxây dựng, nội thất, và công nghiệp Sự đẹp tự nhiên và tính chất đặc biệt của gỗ đã làmcho nó trở thành một lựa chọn phổ biến và ưa thích trong việc tạo ra những sản phẩmđẹp và chất lượng

1.2 Tính chất vật lý của gỗ

1.2.1 Độ ẩm của gỗ

Độ ẩm của gỗ ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt Ví dụ ở độ ẩm W=5%, gỗ thông cóứng suất nén 9.103 N/cm2 Khi tăng độ ẩm tới 30%, ứng suất nén của nó chỉ còn 2.103N/cm2, tức giảm 80% Theo Uyn-sơn, mối quan hệ giữa độ cứng và độ ẩm của gỗđược biểu thị theo công thức sao:

AW = 10a-bW+1 (1.1)Trong đó: AW: độ cứng của gỗ (N/mm2)

W: độ ẩm của gỗ (%)a,b:các hệ số

1.2.2 Khối lượng riêng của gỗ

Khối lượng riêng tuyệt của bất kỳ loại gõ nào cũng bằng nhau 1,54g/cm3 Khốilượng riêng từng loại gõ khác nhau , khối lượng riêng càng cao càng khó giia công vàngược lại

1.2.3 Nhiệt độ của gỗ

Dưới tác dụng của nhiệt đô, gỗ sẽ thay đổi tính chất cơ lý Do đó trong nhiếu khâucắt gọt cần lưu ý đến vấn đề này

1.2.4 Độ cứng và đàn hồi của gỗ

Nói đến tính cơ học của gỗ là nói đến khả năng chống lại tác dụng của ngoai lực,Trong đó đáng chú ý là độ cứng độ bền vững theo kéo, uốn, nén, tách… Do tính khôngđồng nhất, nên hiện tượng biến dạng không giống nhau theo cac chiều của thớ gỗ, đặctrưng là tỉ số:

ε=∆L/L L/L (1.2)Trong đó: ∆L/L L- lượng biến dạng (mm)

L :kích thước ban đầu

ε : biến dạng tương đối

1.2.5 Ứng suất nén

_ Hiện tượng nén gỗ ta xét hai trường hợp sau:

_ Nén hở: là quá trình được tiến hành theo haimặt đối diện của vật, còn các chiềukkhác hoàn toàn tự do

_ Nén kín: là quá trình nén mà cac phía khác nhau của vật thể điều bị giới hạn

1.2.6 Hiện tượng trượt của gỗ

Dưới tác dụng của ngoại lực, các lớp gỗ thường bị xê dịch lẫn nhau Đặc trưng củahiện tuọng trược là ứng suất τ (N/cm2) Ứng suất trược của gỗ biểu thị khả năng chốnglại sự xê dịch hoặc trược giữa các lớp gỗ dưới tác dụng của ngoại lực theo một tiếtdiện nào đó cùng nằm trêm phương tác dụng lực

1.2.7 Sự phá huỷ của các thớ gỗ

Qúa trình cắt gọt là quá trình phân chia phôi theo từng lớp phôi để tạo sản phẩm, nóicách khác nó được tiến hành bằn cách phá hủy mối liên kết giữa các thớ gỗ dưới tácdụng của ngoại lực Sự biến dạng này xảy ra khi cắt gọt ở điều kiện khác nhau với điềukiện thử tính chất vật

1.2.8 Phân loại nhóm gỗ

Dựa vào tính chất tự nhiên của gỗ nguyên liệu và các yếu tố ảnh hưởng của nó màngười ta chia thành 8 nhóm Việc phân nhóm gỗ là cơ sở để sử dụng hợp lý hóa toàn

bộ quá trình sản xuất, đảm bảo chất lượng sẩn phẩm

1.3 Tổng quan về máy chuốt gỗ

_ Máy chuốt gỗ tròn, còn được gọi là máy cắt gỗ tròn hoặc máy chia gỗ tròn, là mộtthiết bị được sử dụng trong quá trình gia công gỗ để chia nhỏ các khúc gỗ tròn thànhcác thanh gỗ nhỏ hơn hoặc để tạo các mặt phẳng trên bề mặt gỗ tròn.

_ Công dụng chính của máy chuốt gỗ tròn là tạo ra các thanh gỗ tròn có đường kínhnhỏ hơn hoặc để chuốt bề mặt gỗ tròn để tạo ra các mặt phẳng trơn tru và đẹp hơn

_ Quá trình này thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp gỗ, như sản xuất

đồ nội thất, xây dựng và các ứng dụng gỗ khác

_ Máy chuốt gỗ tròn thường có cấu trúc bao gồm một thanh trục xoay và một bàn làmviệc Khúc gỗ tròn được đặt lên bàn làm việc và sau đó máy sẽ tiến hành chuốt quakhúc gỗ, cắt thành các thanh gỗ nhỏ hơn hoặc làm phẳng bề mặt gỗ tròn Có nhiềukiểu máy chuốt gỗ tròn khác nhau, từ máy cầm tay nhỏ gọn cho đến các máy côngnghiệp lớn được sử dụng trong quy mô sản xuất hàng loạt

_ Máy chuốt gỗ tròn thường được điều khiển bằng tay hoặc bằng máy tính để đảmbảo độ chính xác và hiệu suất cao trong quá trình gia công gỗ Ngoài ra, các máy hiệnđại có thể điều chỉnh được tốc độ chuốt, độ sâu chuốt và các thông số khác để đáp ứngcác yêu cầu cụ thể của quá trình sản xuất

_ Tóm lại, máy chuốt gỗ tròn là một thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp gỗ,giúp gia công gỗ tròn thành các thanh gỗ nhỏ hơn và làm phẳng bề mặt gỗ tròn Việc

sử dụng máy chuốt gỗ tròn mang lại sự chính xác và hiệu suất cao trong quá trình giacông gỗ, giúp tăng năng suất và chất lượng sản phẩm gỗ

Hình 1 2 Máy chuốt gỗ tròn BS

1.3.1 Ưu nhược điểm của máy chuốt gỗ tròn mini

Ưu điểm:

_ Máy chuốt gỗ tròn mini

_ Năng suất cao, thích hợp với phân xưởng sản xuất lớn

_ Gia công nhiều loại gỗ khác nhau

_ Có thể gia công được các thanh gỗ dài, đường kính nhỏ

_ Hệ suất truyền động của bộ truyền ma sát cao, máy làm việc êm

_ Giá thành rẻ

Nhược điểm:

_ Kết cấu máy phức tạp

_ Hạn chế gia công đường lớn

1.4 Tính cấp thiết của đề tài

Máy chuốt gỗ tròn là một thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất gỗ Nó giúptiết kiệm thời gian và sức lực của con người, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.Việc nghiên cứu và phát triển máy chuốt gỗ tròn có tính cấp thiết để cải thiện hiệu quảsản xuất, giảm chi phí và tăng tính cạnh tranh của các doanh nghiệp trong ngành côngnghiệp gỗ Ngoài ra, việc sử dụng máy móc cũng giảm thiểu tác động của quá trình sảnxuất đến môi trường và đảm bảo an toàn cho người lao động Do đó việc thiết kế vàchế tạo các loại máy gia công ,chế biến gỗ sẽ giúp cho ngành chế biến gỗ và sản xuấtphụ trợ hạn chế phụ thuộc vào nguồn nhân công lao động và tiết giảm tối đa chi phí.Hiện nay có nhiều trường đại học và trung tâm đang nghiên cứu và chế tạo các loạimáy chế biến gỗ có thể dễ dàng sử dụng, năng suất cao nhưng tiêu tốn ít nhiên liệu vàđặc biệt có thể cạnh tranh với các sản phẩm có xuất xứ từ nước ngoài mà đặc biệt làTrung Quốc đang xuất hiện ngày càng nhiều tại Việt Nam Từ đó có những thay đổitheo hướng tích cực, đáp ứng yêu cầu của thời kỳ mới, nâng cao sức cạnh tranh

Vì vậy, cần thiết phải có những thiết kế mới về máy móc ứng dụng trong sản xuất,chế biến gỗ mà đề tài “ Máy chuốt gỗ tròn” là một trong số đó

_ Kết luận chương 1:

Chương 1 đã nêu lên một số nội dung như sau: Trình bày chung về gỗ , tính chất

của gỗ, giới thiệu về về máy chuốt gỗ tròn và nêu lý do chọn đề tài

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY

2.1 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

2.1.1 Số liệu ban đầu

Yêu cầu của đề tài:

- Yêu cầu của việc làm máy thay làm tay

- Phân tích các loại nguyên lý cắt gọt gỗ và chọn loại máy tối ưu - Tính toán và

thiết kế máy đã chọn

- Tính toán và thiết kế dao

- Tính toán và thiết kế phần cấp phôi tự động

- Chế tạo mô hình máy chuốt gỗ tròn

Thông số thiết kế:

- Năng suất: 90-110 m/h

- Đường kính phôi : Ø08 ÷ Ø16 mm

2.1.2 Lựa chọn phương án

Do thanh gỗ là thanh dài có tiết diện vuông qua quá trình chuốt thay đổi có tiết

diện hình tròn nên việc chuốt gỗ muốn thực hiện được phải thiết kế được dao cắt ôm được hết đường kính chi tiết sau gia công theo mong muốn Đảm bảo năng suất, chất lượng bề mặt gia công và dễ dàng trong vận hành Để đáp ứng các yêu cầu đặt ra,

chúng ta có phương án như sau :

a) Phương án bố trí dao cắt.

Bố trí một dao (dạng lưỡi gọt bút chì)

• Ưu điểm:

- Dễ dàng tháo lắp, điều chỉnh

- Kết cấu đơn giản

- Chuốt được phôi dài

- Dễ dàng trong việc đưa phôi vào máy

• Nhược điểm:

- Đòi hỏi tốc độ trục chính cao.

Hình 2 1: Bố trí dao cắt

b) Chọn phương án điều chỉnh dao.

Phương án: Cơ cấu điều chỉnh bằng cữ so dao.

c) Lựa chọn cơ cấu cấp phôi.

Phương án 1: Cấp phôi bằng băng tải.

Hình 2 2: Cấp phôi bằng băng tải

1: Đĩa xích

2: Băng tải

Ưu điểm:

- Năng suất cao

- Làm việc êm, ít tiếng ồn

Nhược điểm:

- Có kết cáu tương đối phức tạp

- Giá thành sản xuất cao

- Chỉ phù hợp với gia công hàng loạt ở những phân xưởng lớn

- Không định tâm được phôi trong quá trình đẩy vào

Phương án 2: Cấp phôi bằng cụm con lăn cấp phôi

Hình 2 3: Cơ cấu cấp phôi bằng cụm con lăn

• Ưu điểm:

- Năng suất cao

- Có thể điều chỉnh khoảng cách con lăn theo kích thước phôi

- Chi phí thấp hơn

- Làm việt êm ít gây tiếng ồn

- Đảm bảo định tâm, độ cứng cững trong quá trình cấp phôi gia

công

• Nhược điểm:

- Tương đối khó chế tạo

- Yêu cầu độ chính xác cao

Kết luận: Nhận xét cho thấy phương án 2, phù hợp với nhu cầu thực tế và đảm bảo

các yêu cầu kỹ thuật thiết kế máy => Chọn phương án 2

d) Lựa chọn phương án bộ truyền trục chính ( trục dao ).

Phương án 1: Bộ truyền đai

Bộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động giữa 2 trục song song quay cùng chiều (hình 2.6), trong 1 số trường hợp có thể truyền chuyển động giữa 2 trục song

song quay ngược chiều (hình 2.7) (truyền động đai chéo) hoặc truyền động giữa 2 trục chéo nhau (hình 2.8) (truyền động đai nửa chéo)

Hình 2 4: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay cùng chiều

Hình 2 5: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay ngược chiều

Hình 2 6: Truyền động đai nửa chéo

Bộ truyền đai hoạt động theo nguyên lý ma sát: công suất từ bánh chủ động truyền cho bánh bị động nhờ vào ma sát sinh ra giữa dây đai và bánh đai Ma sát sinh ra giữa hai bề mặt xác định theo công thức: Fms= f N

Như vậy, để có lực ma sát thì cần thiết phải có áp lực pháp tuyến Trong bộ truyền đai, để tạo lực pháp tuyến thì phải tạo lực căng đai ban đầu

Ưu điểm :

- Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục xa nhau

- Làm việc êm, không gây tiếng ồn

- Đảm bảo an toàn cho chi tiết máy và động cơ khi quá tải nhờ hiện tượng

trượt đai

- Có thể truyền chuyển động cho nhiều trục

- Kết cấu đơn giản, bảo quản dễ dàng, giá thành rẻ

- Dễ dàng thay thế khi hỏng hóc

• Nhược điểm:

- Khuôn khổ, kích thước khá lớn

- Lực tác dụng lên ổ trục khá lớn

- Hiệu suất không cao do có hiện tượng trượt đai

- Tuổi thọ làm việc tương đối thấp

- Truyền trực tiếp chuyển động từ động cơ vào lô dẫn, tối ưu hóa công suất động cơ

- Truyền mmomen xoắn lớn

- Không cần thông qua bộ truyền trung gian

- Đảm bảo độ đồng tâm giữa các trục khá cao

• Nhược điểm :

- Giá thành tương đối cao

- Không thay đổi được tốc độ từ động cơ vào lô dẫn

- Khó khăn và tốn thời gian cho việc thay thế khi hỏng hóc

- Không đòi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn

- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng công suất

- Góc ôm không có ý nghĩa như bộ truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích

bị dẫn

• Nhược điểm:

- Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, ồn

- Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi

- Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bánh điều chỉnh xích

- Mau bị mòn trong môi trường có nhiều bụi hoặc bôi trơn không tốt

• Phạm vi sử dụng:

- Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều

trục đồng thời trong trường hợp n < 500v/p

- Công suất truyền thông thường < 100 kW

- Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95-0,97

Kết luận: Lựa chọn bộ truyền đai thang do có nhiều ưu điểm phù hợp với máy

mong muốn như: tránh quá tải, truyền động tốc độ cao, vận hành ổn định, ít ồn

2.2 Sơ đồ động học toàn máy

Máy chuốt để gia công chi tiết có dạng hình viên trụ

Dụng cụ cắt của máy chuốt là các lưỡi dao lắp trên đầu trục dao, các cạnh cắt của

dao hướng về phía tâm của đầu trục dao Phôi gia công được di chuyển dọc theo tâm của trục dao

Qua sự phân tích, so sánh ưu nhược điểm của từng loại máy, tôi thấy máy chuốt gỗ tròn bố trí dao dạng gọt bút chì dùng cụm con lăn cấp phôi phù hợp với sự phát triển của công nghệ chế biến gỗ ở nước ta hiện nay Nhóm chúng em chọn phương án thiết

kế này bởi những lý do sau đây:

- Sản phẩm gỗ hiện nay rất được ưa chuộng và tiêu thụ rất lớn trên thị trường Do đó cần có những máy có năng suất cao để đáp ứng được

- Sản phẩm làm ra trên máy có chất lượng và độ chính xác cao mà những máy khác không thể đáp ứng được

- Máy có độ cứng vững và tính ổn định cao Ít gây tiếng ồn

- Máy dùng cơ cấu cấp phôi bằng con lăn rất nhanh và tiện lợi, đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí nhân công, nâng cao năng suất

Hình 2 8: Sơ đồ động máy chuốt gỗ

1 Con lăn thoát chi tiết

2 Bộ truyền đai thang

3 Ổ lăn trục dao chuốt

2.3 Xác định các thông số cơ bản

Từ các yêu cầu thực tế của sản phẩm, ta sẽ quy các yêu cầu này thành các thống số

kỹ thuật của sản phẩm Các thông số này sẽ cho phép người thiết kế có được yếu tố ban đầu đặt ra để tiến hành thiết kế để đáp ứng được các yêu cầu đó

2.3.1 Tốc độ của trục chính ( trục dao)

Hình 2 9: Trục dao

Từ kích thước ban đầu cũng như các tính chất của vật liệu gỗ như: kích thước, độbóng, ứng suất, độ ẩm, Từ đó ta có thể xác định được công suất cắt, tốc độ cắt củadao

Để chọn đường kính và các thông số của dao thông thường được dựa vào 3 chỉ tiêu

để đánh giá:

Chất lượng gia công tốt Lực cắt nhỏ

Không xảy ra hiện tượng gãy quá lớn (do hao mòn đột biến)

Góc cắt được tạo thành giữa mặt trước của dao cắt và mặt cắt Để tránh hiện tượngxước thớ gỗ góc cắt phải nhỏ

Trên đài dao lắp lưỡi dao Với các điều kiện trên ta chọn kích thước của dao như sau:Đường kính của dao D = 15 mm Kích thước 33,6 x 30 x 3 mm Với số lượng dao cắt

là 1 dao

 Vật liệu của dao BK8 (hợp kim cứng)

 Vòng quay của dao 1500 v/p

2.3.2 Tính toán lực cắt gọt

Phân tích lực do dao cắt

Do lưỡi dao quay tròn còn chi tiết tịnh tiến qua lại nên ta coi chuốt như phay Tachọn đó là phay nghịch

Theo công thức bảng II-3 trang 51 (Thiết kế máy công cụ - Nguyễn Ngọc Cẩn)

- : góc nghiêng của răng dao

- Z : số răng của dao

- SZ : lượng chạy dao (mm/răng)

- D : Đường kính của dao (mm)

Phân tích lực tác dụng khi con lăn cuốn phôi

Muốn đưa được gỗ vào máy thì lực F kéo phải thắng lực kẹp của lò xo và lực ma sát Fms1, Fms2 giữa gỗ với bề mặt của con lăn cuốn

Hình 2 10: Sơ đồ lực tác dụng vào gỗ khi cấp phôi

2.3.3 Xác định tốc độ cắt và tốc độ đẩy gỗ

Xác định tốc độ cắt

Chuyển động của lưỡi dao cắt vào gỗ tạo ra phoi gọi là chuyển động cắt, còn tốc độcủa chuyển động đó được gọi là tốc độ cắt đơn vị là m/s kí hiệu v Đoạn đường màlưỡi dao cắt vào gỗ để lấy một lớp phoi gọi là quỹ đạo cắt Khi lưỡi dao chuyển độngquay tròn, tốc độ cắt xác định theo công thức:

V = πDnDn

60.1000(m/s) (2.6)

- L – quãng đường đi của lưỡi dao khi cắt phoi tính bằng m.

- t – thời gian lưỡi dao đi hết quãng đường tính bằng s

Trong máy chuốt, chuyển động tạo ra tốc độ cắt chính là chuyển động quay tròn củatrục dao mang dao chuốt

Trục máy chuốt có cấu tạo như sau: trục chính truyền chuyển động cho gá dao gắncứng trên trục nhờ vít kẹp Lưỡi dao được cố định trên gá dao nhờ bulông Các daonày được bắt chặt bằng bulông, khi trục dao quay thì điểm cuối đầu mũi dao sẽ nằmtrên đường tròn

- Tốc độ cắt máy chuốt thường lấy từ : v = 0,5 - 10 m/s

Tốc độ cắt luôn luôn lớn hơn đốc độ đẩy Chuyển động đẩy trong hầu hết các trườnghợp của máy đều diễn ra đồng thời với chuyển động cắt

Tốc độ đẩy phôi sau 1 vòng quay của trục dao u0 trong khoảng từ 1-1,5 mm/vòngquay( đối với gỗ cứng thì lấy trị số nhỏ, gỗ mềm thì lấy lớn hơn, phôi có kích thướclớn lấy tốc độ lớn hơn phôi có kích thước nhỏ) Tốc độ đẩy u (m/ph) được xác địnhtheo công thức:

u= u0× n

1000 m/ph (2.8)

• Trong đó :

- u - Tốc độ đẩy (m/ph).

- u0 - Lượng ăn dao sau 1 vòng quay của dụng cụ.

- n - Số vòng quay của dụng cụ trong 1 phút.

- Z – Số lượng răng cưa, số lưỡi phay hoặc số dao lắp trên trục

- n – Số vòng quay của dụng cụ tron 1 phút

u z=1,95 ×1000

1 ×1500 =1,3 mm

_ Kết luận chương 2 : Chương 2 đã đưa ra được sơ đồ động học cho máy chuốt gỗ,lựa chọn được cơ cấu cấp phôi tự động, tìm ra đc phương án tối ưu tring bố trí, điềuchỉnh dao

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY

3.1 Xác định các thông số cơ bản của máy

3.1.1 Xác định tốc độ cắt

Chuyển động của trục dao

Trong máy chuốt, chuyển động tạo ra tốc độ cắt chính là chuyển động quay tròn củatrục dao mang dao chuốt

Trục máy chuốt có cấu tạo như sau: trục chính truyền chuyển động cho gá dao gắncứng trên trục nhờ đai ốc hãm Nòng dao được cố định trên gá dao nhờ các rãnh then

và các bulông Trên nòng dao có gắn hai lưỡi dao chuốt có thể thay đổi khoản cách sovới tâm trục nhờ các rãnh Các dao này được bắt chặt bằng bulông, khi trục dao quaythì hai đầu mũi dao sẽ nằm trên đường tròn

Xác định tốc độ cắt

Tốc độ cắt máy chuốt thường lấy từ v = 0,5 ÷ 10 m/s

Máy chuốt gia công đường kính ∅ = 8 mm

Số vòng quay cùa trục dao:

nmin = 60.1000.0,53,14.8 ≈ 1194 v/phChọn số vòng quay: n = 1500 v/ph

Tốc độ cắt của máy thiết kế:

vmin = 3,14.1500.860.1000 ≈ 0,628 m/s3.1.2 Xác định tốc độ đẩy gỗ

Tốc độ gỗ lớn nhất được xác định theo năng suất của máy

Q=1200 m/h là năng suất lớn nhất của máy

T= 60 ph

K1 = 0,95 là hệ số sử dụng thời gian làm việc

K2 = 0.9 là hệ số sử dụng thời gian máy

→ umax = T K 1 K 2 Q = 60.0,95.0,91200 ≈ 23 m/ph (3.2)Tốc độ đẩy gỗ nhỏ nhất được lấy theo kinh nghiệm