Đề tài thiết kế và chế tạo bộ bánh răng mang điện cực hàn theo quỹ đạo (kín)

Trong n°ớc Hiểu mát ccch đ¡n giản thì đây lc công nghá cắt áng và hàn áng kim loci mà trong đó thiët bị s¿ di chuyển theo qu礃̀ đco tròn xoay quanh chi tiët cần gia công để thāc hián viác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ BÁNH RĂNG MANG

ĐIỆN CỰC HÀN THEO QUỸ ĐẠO (KÍN)

QU þ Đ¾O (KÍN)

Thuác nhóm ngành khoa học: K礃̀ thu⌀t

SV thāc hián: Nguyßn Trung H⌀u Nam, Nÿ: Nam

Bà GIÁO DþC VÀ ĐÀO T¾O

TR¯àNG ĐH S¯ PH¾M Kþ THUÀT TPHCM

THÔNG TIN K ¾T QUÀ NGHIÊN CĂU CĀA ĐÀ TÀI

1 Thông tin chung:

THEO QUĀ Đ¾O (KÍN)

- Lớp: 16143CL2 Khoa: Đco tco chĀt l°£ng cao Nm thā: 4 Sá nm đco tco: 4

- Ng°ời h°ớng dẫn:ThS Hồ Ngọc Bán

2 M ÿc tiêu đÁ tài: Xây dāng đ°£c há tháng bcnh rng xoay tā đáng để nghiên cāu và phát

triển các thiët bị hàn orbital kín

3 Tính m ßi và sáng t¿o: Kët h£p các āng dÿng cÿa c¡ cĀu c¡ khí vc mô phßng bằng

phần mềm, tco ra mát mô hình bcnh rng tā đáng quay theo qu礃̀ đco

4 K ¿t quÁ nghiên cău: Tính toán thiët kë và thử nghiám mô hình bá bcnh rng quay tā

đáng, làm tiền đề cho nghiên cāu và phát triển đầu hàn orbital kín cÿa công nghá hàn

orbital

5 Đóng góp vÁ mặt giáo dÿc và đào t¿o, kinh t¿ - xã hßi, an ninh, quốc phòng và khÁ nng áp dÿng cāa đÁ tài: Āng dÿng trong công nghá hàn áng tā đáng, giảm thiểu sai sót

khi hàn do kinh nghiám cÿa th£ trong quá trình hàn

6 Công bố khoa hác cāa SV từ k¿t quÁ nghiên cău cāa đÁ tài (ghi rõ tên tạp chí nếu có)

hoặc nh⌀n xét, đcnh gic cÿa c¡ sở đã cp dÿng các kët quả nghiên cāu (nếu có):

MþC LþC

Phần I: Mở đầu 1

1 Tऀng quan tình hình nghiên cāu thuác l椃̀nh vāc đề tci 1

1.1 Trong n°ớc 1

1.2 Ngoci n°ớc 1

2 L{ do chọn đề tci 2

3 Mÿc tiêu đề tci 2

4 Ph°¡ng phcp nghiên cāu 2

5 Đái t°£ng vc phcm vi nghiên cāu 3

Phần II Nái dung bco cco 4

Ch°¡ng I Tऀng Quan 4

1.1Công nghá hàn Orbital 4

1.2Hàn áng qu礃̀ đco có đá tinh khiët cao 11

Ch°¡ng II C¡ sở lý thuyët 17

2.1 Lý thuyët về cĀu tco, hoct đáng cÿa bá truyền bcnh rng 17

2.2 C¡ sở thiët kë bá truyền bcnh rng 20

Ch°¡ng III Tính tocn thiët kë bá truyền bcnh rng 30

3.1 Thiët kë bcnh rng: 30

3.2 Thiët kë bằng phần mềm: 41

3.3 Mô hình 3D: 44

Ch°¡ng IV Lắp ráp thử nghiám bá truyền bcnh rng 48

4.1 Quy trình chë tco bcnh rng: 48

4.1.1 Quy trình chë tco bcnh rng trÿ rng thẳng: 48

4.1.2 Quy trình chë tco bcnh rng côn : 55

4.2 Lắp ráp thử nghiám : 60

Ch°¡ng V Kët lu⌀n, kiën nghị về đề tài 61

5.1 Kët lu⌀n: 61

5.2 Kiën nghị : 62

Công nghá hàn Orbital dāa trên công nghá hàn TIG (Tungsten Inert Gas) và khí Argon cùng ph°¡ng phcp hcn xoay quanh chi tiët hàn cho mái hcn scng, đẹp và quan trọng h¡n hët lc đá khít cao vc đồng nhĀt

Công nghá ncy đ°£c dùng trong trong các ngành công nghá cao, thāc phẩm và y të vì nhÿng ngcnh ncy đòi hßi rĀt cao về đá tinh khiët cÿa v⌀t chĀt đ°£c truyền di trong các đ°ờng áng, yêu cầu không nhißm tcp chĀt, nhißm khuẩn vc đá kín hoàn hảo

Công nghá cắt áng Orbital là công nghá cắt nguái nên không sinh nhiều nhiát, không làm ôxy hóa v⌀t liáu, không gây rỉ sét v⌀t liáu Vët cắt đ°£c vát mát cách hoàn hảo cho bề mặt phẳng và scch, đây lc điều kián cần thiët cho quá trình hàn Orbital

Công nghá hàn Orbital sử dÿng công nghá hàn TIG và khí Argon cháng quá trình ôxy hóa v⌀t liáu Ph°¡ng phcp hcn với đầu hàn tā chuyển đáng tròn quanh chi tiët hàn, cùng với há tháng giải nhiát kín làm giảm nhiát đá cÿa v⌀t liáu, cho phép hàn mà không làm biën đऀi tính chĀt cÿa v⌀t liáu Quá trình xử lý bằng công nghá cắt Orbital nên khe hở giÿa 2 chi tiët cāc nhß giúp cho quc trình hcn Orbital đct kët quả tái °u về cả thẩm m礃̀ và

đá khít cÿa mái hàn

1.2 Ngoci n°ớc

Sinh D°£c : Viác hàn bằng qu礃̀ đco đã đ°£c sử dÿng cho há tháng đ°ờng áng khử ion

DI (deionized) và WFI (n°ớc pha tiêm) trong ngcnh d°£c phẩm kể từ nhÿng nm 1970

Ví dÿ, há tháng WFI tci c¡ sở Thú y Pfizer ở Missouri Hián tci, hàn bằng qu礃̀ đco đã đ°£c sử dÿng cho mát sá c¡ sở d°£c phẩm ở Châu M礃̀ Latinh

2

Ngành sản xuĀt bia: Ccc nhc mcy bia đã nh⌀n ra ngay từ đầu nhu cầu kiểm soát sā phát triển cÿa vi khuẩn trong đ°ờng áng xử lí cÿa họ Công ty Busch Brewery Anheuser ở Van Nuys, California đã hcn qu礃̀ đco đ°ờng áng dài 18 km với áng 4 và 6 inch Viác hàn bằng qu礃̀ đco đặc biát quan trọng đái với viác lọc bia lcnh vc bia t°¡i không đ°£c tiát trùng nh° Miller Genuine Draft vc Rainier Hầu hët các nhà máy bia lớn ở M礃̀ và mát sá n°ớc châu M礃̀ Latinh bao gồm Mexico, Nicaragua, Argentina vc Brazil đều đã thāc hián thành công các thiët bị hàn bằng qu礃̀ đco Nhà máy bia Kaiser ở Sao Paulo gần đây đã thay thë 3.000 mái hàn bằng tay bằng mái hàn qu礃̀ đco

Công nghiáp thāc phẩm: Mát sá nhà cung cĀp ngành công nghiáp thāc phẩm lớn đã bắt đầu sử dÿng hàn qu礃̀ đco Kraft Foods đã mua ccc há tháng hàn qu礃̀ đco cho mát sá nhà máy bao gồm Springfield, Missouri, Allentown, Pennsylvania và New Ulm, Minnesota

Họ nh⌀n thĀy thāc sā cần phải có máy hàn qu礃̀ đco tci chß (on-site) cho công viác bảo trì

vc cho ccc c¡ sở nhß mà họ có thể tā làm mà không phải thuê mát nhà thầu

2 L礃Ā do chán đÁ tài

Với các công nghá hàn hián có, phÿ thuác rĀt nhiều vco trình đá tay nghề cÿa ng°ời th£ Tay nghề càng cao thì mái hàn càng tát vc ng°£c lci, các mái hcn không đ°£c đảm bảo giáng nhau và chĀt l°£ng cũng khcc nhau Vì v⌀y, nhằm mÿc đích phct triển công nghá hàn tā đáng giúp quá trình hàn bớt phÿ thuác vco ng°ời th£ vc đảm bảo chĀt l°£ng mái hàn Bá truyền bcnh rng lc mát bá ph⌀n quan trọng cÿa thiët bị hàn orbital kín, góp phần phát triển công nghá hàn này Giúp cho công nhân sử dÿng thu⌀n tián, giảm sā chênh lách kinh nghiám tay nghề cÿa ng°ời th£

3

5 Đối t°ơꄣng và ph¿m vi nghiên cău

Đái t°£ng nghiên cāu:

Nguyên lí hoct đáng cÿa bá truyền bcnh rng

Tính toán thiët kë bá truyền bcnh rng

Phcm vi nghiên cāu:

Mô hình bá bcnh rng mang đián cāc hàn

[ kiën thu th⌀p để cải tiën vc phct triển h¡n

Hình 1: Máy hàn orbital trong thử nghiám

Bá nguồn : Nguồn đián/ há tháng điều khiển cung cĀp và kiểm soát tham sá hàn theo ch°¡ng trình hcn cÿ thể đ°£c tco hoặc đ°£c gọi lên từ thẻ nhớ Bá nguồn này cung cĀp tham sá điều khiển, dòng đián hồ quang hàn, nguồn đián dẫn đáng mô t¡ trong đầu hàn và

bá ngắt mcch khí bảo vá on/off khi cần thiët

5

Hình 2: Mặt cắt bên trong áng inox đ°£c hàn theo qu礃̀ đco orbital

Hình 3: Máy hàn orbital trong nhà máy

Đầu hàn: Đầu hàn orbital th°ờng là loci đầu kín và cung cĀp buồng khí tr¡ bảo vá

bao quanh mái hcn Đầu hàn orbital tiêu chuẩn thích h£p với size áng hàn từ 1.6 mm đën

152 mm với đá dcy đën 3.9 mm Đ°ờng kính vc đá dày lớn h¡n có thể phù h£p với đầu hàn

hở

6

Hiểu mát ccch đ¡n giản thì đây lc công nghá cắt ông và hàn áng kim loci mà trong

đó thiët bị s¿ di chuyển theo qu礃̀ đco tròn xoay quanh chi tiët cần gia công để thāc hián viác gia công Với công nghá cắt Orbital thì l°ỡi cắt s¿ cắt từ từ vào v⌀t liáu, xoay quanh chi tiët cắt và làm phẳng bề mặt vët cắt, không để lci ba vớ Công nghá hàn Orbital dāa trên công nghá hcn TIG vc khí Argon cùng ph°¡ng phcp hcn xoay quanh chi tiët hàn cho mái hcn scng, đẹp và quan trọng h¡n hët lc đá khít cao vc đồng nhĀt

Hình 4: Āng dÿng máy hàn orbital vào quá trình sản xuĀt Công nghá ncy đ°£c dùng trong trong các ngành công nghá cao, thāc phẩm và y të

vì nhÿng ngcnh ncy đòi hßi rĀt cao về đá tinh khiët cÿa v⌀t chĀt đ°£c truyền di trong các đ°ờng áng, yêu cầu không nhißm tcp chĀt, nhißm khuẩn vc đá kín hoàn hảo.Nhờ khả nng nh⌀n ra kët quả có đá tinh khiët cao, hàn qu礃̀ đco đã tìm thĀy vị trí cÿa mình trong viác sản xuĀt các linh kián phòng scch cho ngành công nghiáp bán dẫn

Hình 5: Hàn áng y sinh bằng máy hàn orbital

7

Āng dÿng cÿa nó hián đã mở ráng sang viác xây dāng há tháng đ°ờng áng và thiët

bị cho các ngành công nghiáp khcc nhau nh° chë biën thāc phẩm, d°£c phẩm, k礃̀ thu⌀t hóa học, k礃̀ thu⌀t ô tô, công nghá sinh học, đóng tcu vc hcng không vũ trÿ Hàn TIG qu礃̀ đco tā đáng cũng đ°£c sử dÿng trong viác xây dāng ccc nhc mcy đián, (nhà máy nhiát đián)

Các v⌀t liáu xây dāng đ°£c sử dÿng phải có khả nng chịu đ°£c tải trọng c¡ học khऀng lồ đ°£c tco ra bởi áp suĀt và nhiát đá cao đ°£c tco ra bởi môi tr°ờng mang trong các áng Phải tránh các vët khía, lß chân lông vc ccc vùi trong đ°ờng nái hàn bằng mọi giá, vì chúng tco ra ccc điểm yëu có thể dẫn đën sā hình thành các vët nāt tiëp theo Lần l°£t

nhÿng điều này có thể có h⌀u quả nghiêm trọng về sā thĀt bci thành phần

Hình 6: Mcy hcn orbital đ°£c sử dÿng ở M礃̀

Điều ncy có ngh椃̀a lc ccc áng th°ờng đ°£c làm từ v⌀t liáu gác niken với thành dày tới 200mm Mát nhà sản xuĀt đã phct triển mát há tháng hàn khe hẹp qu礃̀ đco với nguồn cĀp dây nóng dành riêng cho mÿc đích ncy, sử dÿng thiët bị chcy di chuyển trên vòng dẫn h°ớng cá định quanh áng Biën thể mới ncy đã tco ra rĀt nhiều sā quan tâm trong l椃̀nh vāc này, với sā bùng nऀ trên toàn thë giới

8

Hình 7: Mcy hcn đ°£c áp dÿng ở ccc x°ởng gia công TQ

về xây dāng nhc mcy đián thúc đẩy viác tìm kiëm không ngừng cho các ph°¡ng phcp sản xuĀt ngày càng hiáu quả bằng cách sử dÿng các loci thép nhiát đá cao mới

Hình 8: Ccc đ°ờng áng inox scch đ°£c làm từ máy hàn orbital

9

Công nghá cắt áng Orbital là công nghá cắt nguái nên không sinh nhiều nhiát, không làm oxy hóa v⌀t liáu, không gây rỉ sét v⌀t liáu Vët cắt đ°£c vát mát cách hoàn hảo cho bề mặt phẳng và scch, đây lc điều kián cần thiët cho quá trình hàn Orbital

Hình 9: Nhÿng áng dẫn trong nhc mcy đ°£c hàn bởi máy hàn orbital

Công nghá hàn Orbital sử dÿng công nghá hàn TIG và khí Argon cháng quá trình oxy hóa

v⌀t liáu, ph°¡ng phcp hcn với đầu hàn tā chuyển đáng tròn quanh chi tiët hàn, cùng với há tháng giải nhiát kín làm giảm nhiát đá cÿa v⌀t liáu cho phép hàn mà không làm biën đऀi tính chĀt cÿa v⌀t liáu Quá trình xử lý bằng công nghá cắt Orbital nên khe hở giÿa 2 chi tiët

cāc nhß giúp cho quc trình hcn Orbital đct kët quả tái °u về cả thẩm m礃̀ vc đá khít cÿa mái hàn

Nghiên cāu hàn qu礃̀ đco orbital welding với đ°ờng kính nhß

Đco tco v⌀n hành hai ngày cần đ°£c thāc hián bởi nhà cung cĀp để ng°ời sử dÿng có thể duy trì mái hàn qu礃̀ đco có chĀt l°£ng cao vc đồng nhĀt Ng°ời v⌀n hành phải có khả nng xcc định mái hàn có thể chĀp nh⌀n đ°£c đái với āng dÿng cÿa mình vc điều chỉnh các thông

sá hoặc quy trình hcn trong tr°ờng h£p các mái hcn không đ°£c chĀp nh⌀n

10

Hình 10: Đ°ờng hàn vảy cá tuyát đẹp nhờ công nghá hàn orbital

Hầu hët các āng dÿng đá tinh khiët cao chỉ định thép không gỉ 316L, nh°ng hcn bằng qu礃̀ đco với các v⌀t liáu khác, bao gồm áng thép không gỉ duplex cho các āng dÿng ngoci kh¡i, áng titan cho các āng dÿng hàng không và AL-6XN vc Hastelloy cho môi tr°ờng n mòn, cũng đều đã đ°£c hàn orbital thành công

Hình 11: Sử dÿng máy hàn orbital ở nhà máy Malaysia

11

1.2Hàn ống quÿ đ¿o có đß tinh khi¿t cao

Sā phát triển cÿa ngành bán dẫn trong th⌀p kÿ qua đã chāng kiën viác xây dāng nhiều nhà máy chë tco để sản xuĀt các thiët bị bán dẫn Hcng km đ°ờng dẫn khí bằng thép không

gỉ, chÿ yëu là áng 316L đã đcnh bóng đián hóa, đã đ°£c lắp đặt bằng ph°¡ng phcp hcn qu礃̀ đco - orbital welding Trong khoảng thời gian này, Bề ráng đ°ờng áng dẫn cÿa thiët bị đã chuyển từ micron sang submicron đën mát phần m°ời micron Khi bề ráng cÿa đ°ờng áng giảm, mái quan tâm về tcp chĀt siêu nhß ( të vi) đã tng lên, vì ccc phần tử nhß h¡n vc nhß h¡n nÿa có tiềm nng lcm giảm hiáu suĀt cÿa thiët bị đën māc không thể chĀp nh⌀n

Hình 12: àng y sinh đ°£c làm nhờ công nghá hàn qu礃̀ đco orbital

Đá hoàn thián bề mặt bên trong áng là rĀt quan trọng trong viác kiểm soát nhißm bẩn, và mái hcn cũng phải đ°£c tr¡n tru để tránh thành hang ऀ các phần tử l°u lci Đá tinh khiët khí cÿa quc trình đ°£c cải thián từ cĀp đá phần triáu cÿa tcp chĀt (ppm) đën cĀp đá phần

tÿ và phải có khả nng xuyên suát toàn bá dây chuyền dẫn khí đën điểm sử dÿng cuái cùng

mà không cần tcch đá ẩm, oxy, các phần tử hay hct, vv&

12

Hình 13: àng y sinh đ°£c làm theo tiêu chuẩn cÿa Đāc

Hình 14: V⌀n hành bá điều khiển máy hàn orbital trong sản xuĀt

Đá hoàn thián bề mặt rĀt m°£t bên trong áng giÿ đá hĀp thÿ n°ớc đën māc tái thiểu và giảm thời gian để "khô" ccc đ°ờng áng dẫn tr°ớc khi chúng đ°£c cho vào hoct đáng Bên trong áng đầu tiên đ°£c đcnh bóng bằng c¡ tr°ớc khi đ°£c đcnh bóng bằng đián hóa đct

Hình 15: Gá đặt chi tiët chuẩn bị hàn orbital Test các mẫu cũng đ°£c đá trình theo khoảng thời gian quy định trong suát thời gian làm viác, thông th°ờng s¿ bao gồm lúc bắt đầu cÿa mßi ca làm viác và nhÿng thay đऀi trong qui trình, ví dÿ nh° thay đऀi sá chuẩn nhiát có thể đ°£c chĀp nh⌀n cÿa áng cần hcn ( đ°£c đcnh

sá theo bảng quy chuẩn) hoặc thay đऀi đián cāc hàn vonfram Trong khi các mái hcn th°ờng

có thể đ°£c kiểm tra bên trong áng ID với mát máy nái soi, còn các mái hàn trên các há tháng đ°ờng áng khác có thể không thể tiëp c⌀n Khả nng lặp lci cÿa quá trình hàn qu礃̀ đco làm cho nó có thể đ°£c tin c⌀y nëu mái hàn mẫu là tát, các mái hàn tiëp theo trên cùng mát chĀt liáu s¿ cũng tiëp tÿc đct yêu cầu

14

Hình 16: Mcy hcn orbital đ°£c sử dÿng tci Viát Nam Mát sá nhà chë tco trong phòng scch sử dÿng mcy so scnh để kiểm tra sā đồng tâm các

mái hàn qu礃̀ đco cÿa chúng Thiët bị này chiëu mát hình ảnh cÿa các mái hàn trên màn hình

và sā đồng tâm thẳng hàng có thể đ°£c xcc định trong mát māc đá sai sá và sai sá này đ°£c giÿ trong dung sai rĀt nghiêm ngặt

Hình 17: Đầu hàn orbital với các kích cỡ khác nhau

15

Hàn qu礃̀ đco đã đ°£c chāng minh là mát ph°¡ng phcp rĀt hiáu quả để hàn nái áng thép không rỉ ( inox) cho các há tháng mà ở đó ccc sản phẩm, dung dịch chảy qua há tháng đ°ờng áng này phải đ°£c duy trì trong điều kián scch hoặc vô trùng Khả nng tco mái hàn đẹp, đá ngĀu tát, không bị nāt , duy trì đá đồng nhĀt và tính nhĀt quán cÿa hàng ngàn mái nái đã lcm cho công nghá hàn qu礃̀ đco Orbital trở thành công nghá hcn đ°£c chĀp nh⌀n cho các ngành công nghiáp bán dẫn vc d°£c phẩm sinh học ở Hoa Kỳ Mái hàn không có vët nāt hay khe hở là cần thiët để kiểm soát sā phát triển cÿa vi sinh v⌀t trong há tháng đ°ờng áng vi sinh

Hình 18: Đầu hàn orbital với các kích cỡ khác nhau

Các nhóm tiêu chuẩn đ°£c biên socn phải xcc định tiêu chuẩn chĀp nh⌀n mái hàn và các vĀn đề liên quan bao gồm cả các cân nhắc về luyán kim, chẳng hcn nh° hcm l°£ng l°u huỳnh tái °u cÿa thép không rỉ 316L, và māc đá biën dcng mái nái sau hàn và vùng nhiát

bị ảnh h°ởng xung quanh nó Các vĀn đề này s¿ đ°£c kiểm tra cũng nh° ccc quy trình v⌀n hành tiêu chuẩn hàn qu礃̀ đco (SOPs) đã đ°£c chāng minh là mang lci hiáu suĀt cao và chĀt l°£ng mái hàn tuyát vời

16

Hình 19: Đầu hàn orbital kín cÿa hãng orbitec

Công nghá hàn cắt Orbital ván đ°£c āng dÿng ở nhiều n¡i trên thë giới đặc biát trong các l椃̀nh vāc y të, thāc phẩm, sinh học và công nghá cao Tuy nhiên, ở Viát Nam thì đây lc mát công nghá khá mới và chỉ sá mát sá nhà có ván đầu t° n°ớc ngoài áp dÿng

Hình 20: Dàn thiët bị hcn orbital đầy đÿ cÿa hãng Orbitalum

17

Ch°¡ng II C¡ sở lý thuy¿t

2.1 Lý thuy ¿t vÁ cấu t¿o, ho¿t đßng cāa bß truyÁn bánh rng

2.1.1 C ấu t¿o, thông số hình hác:

_Vòng tròn, trên đó b°ớc rng P vc góc n khớp aw bằng b°ớc rng vc góc biên dcng thanh rng sinh, gọi là vòng chia Hình trÿ d trong chuyển đáng t°¡ng đái cÿa thanh rng với bcnh rng gọi là hình trÿ chia Giá trị d gọi lc đ°ờng kính vòng chia

_Để ccc bcnh rng n khớp với nhau thì hai bcnh rng phải có cùng modun m, trong đó p

lc b°ớc rng trên mặt trÿ chia

Hình 21: tính tocn 2 bcnh rng n khớp với nhau Trong hình, giả sử góc trÿc là Σ , các con sá t°¡ng āng cÿa rng z i ( i = 1, 2), tác đá góc

ω i , và góc sân nón (hoặc góc đ¡n giản pitch) ɣ 0i , sau đó xem xét tác đá quay cÿa mát

điểm trên đ°ờng tiëp xúc chung cÿa các hình nón ở khoảng cách K từ đỉnh:

Bcnh rng côn đ°£c chia thcnh bcnh rng côn thẳng vc bcnh rng côn xoắn ác dāa trên các đ°ờng rng cÿa chúng tci hình nón Bcnh rng hình nón vc bcnh rng mặt cũng có thể đ°£c coi là thuác nhóm bcnh rng côn xoắn ác Tuy nhiên, vì chúng không dāa trên hình nón và dāa vco ph°¡ng phcp cắt rng chuyên dÿng, nên chúng đ°£c thảo lu⌀n tách biát với bánh rng côn xoắn ác

Hiáu quả cÿa bcnh rng côn

Bởi vì hầu hët ccc bcnh rng côn đều giao nhau với bcnh rng trÿc, l°ới cÿa chúng hầu nh° luôn luôn tiëp xúc với nhau, do đó hiáu suĀt chung cÿa chúng cao, th°ờng là 98-99% Bcnh rng côn thẳng

Hình 22: Bcnh rng côn rng thẳng Bcnh rng côn lc bcnh rng hình nón truyền chuyển đáng giÿa hai trÿc giao nhau Bánh rng vct thẳng lc đ¡n giản nhĀt trong sá ccc bcnh rng côn ncy với rng thẳng vc h°ớng về

19

đỉnh cÿa hình nón Chúng dß dcng h¡n ccc bcnh rng côn xoắn ác để chë tco và không tco

ra lāc đẩy vco trong (theo h°ớng trừ), đ¡n giản hóa viác xây dāng ऀ trÿc Mặt khác, chúng

có nh°£c điểm là không thể nghiën rng sau khi xử lý nhiát

Hình 23: Bcnh rng côn rng thẳng Bcnh rng côn thẳng đ°£c chia thành hai nhóm: loci thay đऀi cĀu hình và loci không thay đऀi cĀu hình đ°£c gọi là loci tiêu chuẩn hoặc loci Klingelnberg Trên tĀt cả, há tháng Glory hián đ°£c sử dÿng ráng rãi nhĀt Ngoài ra, viác áp dÿng ph°¡ng phcp bọc rng cÿa Công

ty Glory gọi lc bcnh rng Coniflex tco ra ccc bcnh rng chịu đ°£c các lßi lắp ráp nhẹ hoặc dịch chuyển do tải trọng vc tng đá an toàn bằng cách loci bß sā t⌀p trung cng thẳng trên các ccnh cÿa rng

Bcnh rng côn thẳng th°ờng đ°£c sử dÿng trong các āng dÿng tác đá t°¡ng đái ch⌀m (tác

đá chu vi d°ới 2m / s) Chúng th°ờng không đ°£c sử dÿng khi cần thiët để truyền lāc lớn Nói chung, chúng đ°£c sử dÿng trong các thiët bị máy công cÿ, máy in và vi sai

2.1.2 Nguyên lý ho ¿t đßng:

Bá truyền bcnh rng lcm viác theo nguyên l{ n khớp,thāc hián truyền chuyển đáng và công suĀt nhờ vào s£ n khớp cÿa ccc rng trên bcnh rng Bá truyền bcnh rng có thể truyền chuyển đáng quay giÿa hai trÿc song song, giao nhau, chéo nhau hay biën đऀi chuyển đáng quay thành chuyển đáng tịnh tiën hoặc ng°£c lci

20

2 1.3 ¯u, nh°ơꄣc điểm và ph¿m vi sử dÿng:

_¯u điểm:

+ Kích th°ớc nhß, khả nng tải lớn

+ Tÿ sá truyền không thay đऀi do không có hián t°£ng tr¡n tr°£t

+ Hiáu suĀt cao có thể đct 0,97:0,99

+ Làm viác với v⌀n tác lớn (đën 150m/s), công suĀt đën hàng chÿc ngàn kW, tÿ sá

truyền mát cĀp 2-7, bô truyền nhiều cĀp đën vci trm hoặc vài ngàn

+ Tuऀi thọ cao, làm viác với đá tin c⌀y cao (Lh=30000 giờ)

_Nh°£c điểm:

+ Chë tco t°¡ng đái phāc tcp

+ Đòi hßi đá chính xác cao

+ Có nhiều tiëng ồn khi v⌀n tác lớn

_Phcm vi sử dÿng: Do có ccc °u điểm liát kê ở trên cho nên bá truyền bcnh rng đ°£c sử dÿng ráng rãi trong ngành chë tco mcy Trong đó bá truyền bcnh rng trÿ rng thẳng đ°£c

sử dÿng ráng rãi nhĀt, các bá truyền còn lci sử dÿng tùy theo kët cĀu máy

Bánh nhß : thép 45 tôi cải thián đct đá rắn HB241&285 có σb1 = 850MPa vc σch1 =

Bánh lớn : thép 45 tôi cải thián đct đá rắn HB192&.240 có σb2 = 750MPa vc σch2 =

2.2.2 Xác đßnh ăng suất cho phép

Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thián đct đá rắn HB180&.350, 0 2 70

1 lim ý HB

Trong đó : Ti, ni,ti lần l°£t là momen xoắn, sá vòng quay và tऀng sá giờ làm viác ở chë đá

I ở bcnh rng đang xét

NHE: sá chu kỳ thay đऀi āng suĀt t°¡ng đ°¡ng

õ õ

1

2

Với c,n t lần l°£t là sá lần n khớp trong 1 vòng quay, sá vòng quay trong 1 phút và tऀng

sá giờ làm viác cÿa bcnh rng đang xét

Nh° v⌀y theo công thāc 6.1a s¡ bá xcc định đ°£c

 

H

HL H

Với NFO: sá chu kỳ thay đऀi āng suĀt c¡ sở khi thử về uán và NFO = 4.106

NFE: sá chu kỳ thay đऀi āng suĀt t°¡ng đ°¡ng

F

S

K

K .

1 1

.1

ba n H

H n

a

W

u

K T u

_Kiểm nghiám rng về đá bền tiëp xúc

23

Theo công thāc (6.33) āng suĀt tiëp xúc trên bề mặt rng lcm viác

2 1

1

.

1

2

.

W m W

m H H

M H

d u b

u K T Z

a

Z

2 sin

Ăā1 =Ă2ÿā

þ+ 1= Theo công thāc (6.40)

H

 : há sá kể đën ảnh h°ởng cÿa các sai sá n khớp, tra bảng 6.15 ta đ°£c H=

Xcc định chính xác āng xuĀt tiëp cho phép

Theo công thāc (6.1) với V=1,68 m/s <5 m/s, ZV = 1; với cĀp chính xcc đáng học là ,chọn cĀp chính xác về māc tiëp xúc lc 8, khi đó cần gia công đct đá nhám Ra =2,5& 1,25μm,

Y Y Y K T

w w

F F

F

2

1

1 1

Theo công thāc (6.46)

�㔾�㔹ý = 1 + �㔈�㔹 ă�㕤.ą�㕤1

2�㕇 1 �㔾�㔹Ā.�㔾 �㔹ÿ =

25

Do đó �㔾�㔹 = �㔾�㔹Ā �㔾�㔹ÿ �㔾�㔹Ā =

Với ñ ý1,643 , ý�㔀 =�㔀1

ÿ = Với β = 13,80 , ýĀ =

Thay vào công thāc 6.43 ta đ°£c

�㔎�㔹1 = MPa <  F1 ý 252 MPa

�㔎�㔹2 =�㔎�㔹1 Ā�㔹2

Ā�㔹1 = MPa <  F2 ý 236 Mpa _Kiểm nghiám rng về quá tải

2 2

.1

ba c H

H c

a W

u

K T u

K a





ò

ý

_Kiểm nghiám rng về đá bền tiëp xúc

27

Theo công thāc (6.33) āng suĀt tiëp xúc trên bề mặt rng lcm viác

ø ù

2 2

2

1

2

W m W

m H H

M H

d u b

u K T Z Z

a

Z

2sin

Ăā1 = 2Ă�㕤2

ÿ�㕚+1= Theo công thāc (6.40)

H

 : há sá kể đën ảnh h°ởng cÿa các sai sá n khớp, tra bảng 6.15 ta đ°£c H

Xcc định chính xác āng xuĀt tiëp cho phép

Theo công thāc (6.1) với V= m/s <5 m/s, ZV = 1; với cĀp chính xcc đáng học là 9, chọn cĀp chính xác về māc tiëp xúc lc 9, khi đó cần gia công đct đá nhám Ra =10& 40μm, do

Y Y Y K T

w w

F F

F

.

2

1

1 1