ĐỀ TÀI:TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CẮT ỐNG LĂN MA SÁT

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN ĐỀ TÀI. 1.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu. Trong lĩnh vực cơ khí nói chung và các nghành khác nói riêng ống sắt tròn được dùng phổ biến để thiết kế chế tạo ra các sản phẩn cơ khí máy móc cũng như xây dựng nhà cửa công trình hạ tần giao thông. Trên thị trường hiện nay ống sắt tròn có rất nhiều loại với nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Do đó khi khác hàng mua về cần cắt chia nhỏ phôi ra để phù hợp với mục đích nhu cầu của mình. Hiện nay có rất nhiều phương pháp cắt, chia nhỏ phôi ra như mài, cưa, cắt… Nhưng trong thực tế dựa vào hiệu quả kinh tế và tạo ra năng suất cao thì người ta lựa chọn phương pháp phù hợp nhất. Để cắt ống sắt tròn người ta thường sử dụng phương pháp cắt, cưa, mài…Nhưng cắt là phổ biến nhất vì thông dụng, phù hợp với kinh tế và tạo ra năng suất cao nhất. Hiện nay có phương pháp cắt bằng máy cầm tay và máy cắt bàn. Cắt bằng máy cắt cầm tay: thủ công tốn nhiều thời gian sản phẩm không đạt yêu cầu do khi cắt xin ra bavia phải gia công lại, hiệu quả kinh tết không cao. Cắt bằng máy cắt bàn: cắt nhanh, tiết kiệm thời gian và nhân công nhược điểm sản phẩm sinh ra ba vớ và làm biến đổi hình dạng bề mặt của vật liệu phải gia công lại. Việc nghiên cứu chế tạo thiết bị có khả năng cắt ống sắt tròn đặt đúng yêu cầu kỹ thuật chính xác, không cần gia công lại đặt biệt giá thành đáp ứng được nhu cầu sản xuất đơn chiết, hàng loạt nhỏ là cần thiết và cấp bách hiện nay. Nôi dung của đề tài là: “ Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy cắt ống lăn ma sát ” . mục tiêu phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng gia công, khả năng công nghệ và năng suất của máy… Tối ưu hóa hoạt động của máy từ đó tạo ra năng suất cao.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI:TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CẮT ỐNG LĂN MA SÁT

Giảng viên hướng dẫn : TH.S NGUYỄN HỮU PHƯỚC

Sinh viên thực hiện : MSV: LỚP: NGUYỄN MINH LỰC 19434141 DHCT15B NGUYỄN HỮU ĐỨC 19445891 DHCT15B NGUYỄN QUANG HUY 19524981 DHCT15B NGUYỄN QUANG DƯƠNG 19527871 DHCT15B

T.P Hồ Chí Minh, tháng năm 2024

BẢNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHÓM

Danh sách thành viên:

tham gia họp – làm việc nhóm

Mức độ đóng góp

vào hoạt động nhóm

Chất lượng đóng góp công việc của nhóm

Đánh giá chung

Chữ ký

nhiệm vụ

Hoàn thành tốt nhiệm vụ

Hoàn thành tốt nhiệm vụ

thành tốt nhiệm vụ

Hoàn thành tốt nhiệm vụ

Hoàn thành tốt nhiệm vụ

nhiệm vụ

Hoàn thành tốt nhiệm vụ

Hoàn thành tốt nhiệm vụ

DƯƠNG

thành tốt nhiệm vụ

Hoàn thành tốt nhiệm vụ

Hoàn thành tốt nhiệm vụ

Ngành Công nghệ chế tạo máy nói riêng và cơ khí nói chung hiện và đang là một trong những ngành trong điểm của nước ta đóng vai trò quan trong công cuộc từng bước hiện đại hóa công nghiệp hóa của đất nước

Công nghiêp cơ khí từng ngày phát triển vững mạnh và thành công tạo ra nhiều thành tựu mới cho khoa học công nghệ và nhiều sản phẩm máy móc thiết bị phục vụ nhu cầu đời sống vật chất tinh thần của con người Như các sản phẩm phục vụ nhu cầu đi lại như xe máy, xe hơi, Phục vụ nhu cầu giải trí như máy tính, điện thoại, và các máy thay thế sức lao động của con người

Sắt là nguyên liệu chính và phổ biến để sản xuất và chế tạo các sản phẩm cơ khí Trên thị trường có nhiều loại sắt với hình dạng và kích thước khác nhau điển hình như sắt ống, sắt tấm, Để chia nhỏ sắt thành kích thước phù hợp người ta thường dùng máy cắt sắt nhưng nhược điểm độ chính xác không cao Để tạo ra máy cắt sắt ống với độ chính xát cao, tự đông, giá thành hợp lý phục vụ cho những xưởng cơ khí vừa và nhỏ, nắm bắt được nhu cầu và tính cấp thiết của đề tài nhóm chúng em nghiên cứu thiết kế chế tạo cho

ra đời máy: “ Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy cắt ống lăn ma sát ”

Đồ án tốt nghiệp đây là môn học cuối cùng trong chường trình học của nhóm chúng em Cũng là môn vận dụng tất cả kiến thức trong qua trình học tập tại trường vào bài đồ án của chúng em Thời gian vừa qua nhóm đã được thầy cô chỉ dạy tận tình giúp nhóm, chúng em được học hỏi tích lũy được nhiều kiến thức tạo nền tảng cho những hành trình sau này của nhóm

Nhóm chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí và những thầy ở phòng thực hành phay, tiện đã tận tình chỉ dạy và tạo điều kiện cho nhóm hoàn thành đề tài

Nhóm chúng em đặt biệt gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắt đến thầy Nguyễn Hữu Phước đã theo xác, hỗ trợ nhóm, góp ý kiến và đưa ra định hướng trong suốt qua trình nhóm thực hiện đề tài giúp chúng em hoàn thành tốt đề tài của nhóm

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và cũng là sản phầm đầu tay của nhóm thực hiện nên kiến thức, kinh nghiệm còn hạn chế Nhưng điều này đã tạo ra những khó khăn nhất định cho nhóm Với nhưng thiếu soát không tránh được, chúng em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô để bài được dần hoàn thiện hơn và rút được những kinh nghiệm cho bản thân

Nhóm chúng em xin chúc quy thầy cô luôn nhiều sứ khỏe, thành công trong cuộc sống và công việc giảng dạy

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu 1

1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu 1

1.3 Tính cấp thiết của đề tài 9

1.4 Nội dung của đề tài 9

1.5 Phương pháp nghiên cứu 10

1.6 Kết quả đạt được 10

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN ĐÔNG CƠ 11

2.1 Đặt vấn đề 11

2.2 Tính công suất cần thiết và chọn động cơ 12

2.3 Tính toán lực đẩy của xilanh 17

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BỘ CHUYỀN XÍCH, TRỤC VÀ THEN 24

3.7 Tính tiết diện lắp dao 37

3.8 Kiểm nghiệm then 38

3.9 Tính toán chọn ổ lăn 39

CHƯƠNG 4: KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN CÁC CHI TIẾT CỦA MÁY 43

4.1 Chi tiết vỏ máy 43

4.2 Chi tiết cánh tay đoàn 44

4.3 Chi tiết cần gạt 46

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 47

5.1 Phân tích chức năng chi tiết gia công và xát định dạng sản xuất 47

5.1.1 Phân tích điều kiên làm việc của chi tiết 47

5.1.2 Điều kiên làm việc của chi tiết 48

5.1.3 Chức năng làm việc và ý nghĩa các thông số kỹ thuật của chi tiết 48

5.1.4 Các thông số kỹ thuật chi tiết 50

5.1.5 Xát định dạng sản xuất 51

5.2 Xác định các phương pháp gia công ra các bề mặt từ các thiết bị có ở xưởng trường 54

5.3 Phương pháp chế tạo phôi 58

5.4 Thiết kế nguyên công định vị kẹp chặt 60

5.5 Tính toán chế độ cắt và thời gian gia công 74

CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ ,GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN 92

6.1 Thiết kế máy 92

6.2 Gia công chi tiết 94

6.3 Thiết kế sơ đồ mạch điện 107

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112

DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ

Hình 1.1: Máy cắt Makita LW1401 (2200 W) (*) 2

Hình 1.2: Máy cắt ống thép LT – 325 (*) 3

Hình 1.3: Máy cắt ống thủy lực QG 8C-A (*) 4

Hình 1.4: Máy cắt ống kim loại và nhựa EHC - 60RU (*) 5

Hình 1.5: Máy cắt ống kim loại TCNV – EPC325 (*) 7

Hình 3 3 :Sơ đồ biểu diễn lực 30

Hình 3 4: Sơ đồ biểu diễn lực Mômen 32

Hình 3 5: Sơ đồ biểu diễn lực 40

Hình 4 1: Kiểm nghiệm độ bền của vỏ máy trên phần mềm NX12 43

Hình 4 2: Sơ đồ lực của vỏ máy 44

Hình 4 3: Kiểm nghiệm độ bền của cánh tay đoàn trên phần mềm NX12 45

Hình 4 4: Sơ đồ lực của vỏ máy 45

Hình 4 5: Kiểm nghiệm độ bền của cần gạt trên phần mềm NX12 46

Hình 5 1: Bản vẽ chi tiết 47

Hình 5 2: Bản vẽ đánh dấu mặt 48

Hình 5 3: Trong lương chi tiết trục trên phần mềm NX12 52

Hình 5 4: Hình máy tiện BEMATO MA-2160 54

Hình 5 5: Hình máy phay BEMATO BMT-2500 55

Hình 6 4: Bản vẽ chi tiết vỏ máy 96

Hình 6 5: Chi tiết vỏ máy 97

Hình 6 6: Bản vẽ chi tiết cánh tay đoàn 98

Hình 6 7: Chi tiết cánh tay đoàn 99

Hình 6 8: Bản vẽ chi tiết ổ đỡ 100

Hình 6 9: chi tiết ổ đỡ 101

Hình 6 10: Bản vẽ chi tiết tấm đỡ ổ lăn 102

Hình 6 11: Chi tiết tấm đỡ ổ lăn 103

Hình 6 12: Bản vẽ chi tiết thanh truyền 104

Hình 6 13: Chi tiết thanh truyền 105

Hình 6 14: Bảng vẽ chi tiết thanh trượt 105

Hình 6 15: Chi tiết thanh trượt 106

Hình 6 16: Sợ đồ nguyên lý hoạt động của máy 107

Hình 6 17: Đông cơ bước 108

Hình 6 18: Sơ đồ mạch điện động cơ 109

Hình 6 19: Sơ đồ mạch điện thực tế 110

Hình 6 20: Sơ đồ mạch điện khí nén 111

Hình 7 1: Chạy thử nghiêm trên ống sắt 113

Hình 7 2: Chạy thử nghiêm trên ống inox 113

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu.

Trong lĩnh vực cơ khí nói chung và các nghành khác nói riêng ống sắt tròn được dùng phổ biến để thiết kế chế tạo ra các sản phẩn cơ khí máy móc cũng như xây dựng nhà cửa công trình hạ tần giao thông Trên thị trường hiện nay ống sắt tròn có rất nhiều loại với nhiều tiêu chuẩn khác nhau Do đó khi khác hàng mua về cần cắt chia nhỏ phôi ra để phù hợp với mục đích nhu cầu của mình

Hiện nay có rất nhiều phương pháp cắt, chia nhỏ phôi ra như mài, cưa, cắt… Nhưng trong thực tế dựa vào hiệu quả kinh tế và tạo ra năng suất cao thì người ta lựa chọn phương pháp phù hợp nhất

Để cắt ống sắt tròn người ta thường sử dụng phương pháp cắt, cưa, mài…Nhưng cắt là phổ biến nhất vì thông dụng, phù hợp với kinh tế và tạo ra năng suất cao nhất Hiện nay có phương pháp cắt bằng máy cầm tay và máy cắt bàn

Cắt bằng máy cắt cầm tay: thủ công tốn nhiều thời gian sản phẩm không đạt yêu cầu do khi cắt xin ra bavia phải gia công lại, hiệu quả kinh tết không cao

Cắt bằng máy cắt bàn: cắt nhanh, tiết kiệm thời gian và nhân công nhược điểm sản phẩm sinh ra ba vớ và làm biến đổi hình dạng bề mặt của vật liệu phải gia công lại

Việc nghiên cứu chế tạo thiết bị có khả năng cắt ống sắt tròn đặt đúng yêu cầu kỹ thuật chính xác, không cần gia công lại đặt biệt giá thành đáp ứng được nhu cầu sản xuất đơn chiết, hàng loạt nhỏ là cần thiết và cấp bách hiện nay

Nôi dung của đề tài là: “ Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy cắt ống lăn ma sát ” mục

tiêu phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng gia công, khả năng công nghệ và năng suất của máy… Tối ưu hóa hoạt động của máy từ đó tạo ra năng suất cao

1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu

Hình 1.1: Máy cắt Makita LW1401 (2200 W) (*)

(*) https://www.ketnoitieudung.vn/may-cat-sat-makita-lw1401-2200w_26191.html ( Truy cập 22/1/2024 )

Hình 1.3: Máy cắt ống thủy lực QG 8C-A (*)

Hình 1.4: Máy cắt ống kim loại và nhựa EHC - 60RU (*)

(*) https://www.lukas.vn/san-pham/may-cat-ong-kim-loai-va-nhua-16-60-5mm/ ( Truy cập 22/1/2024 )

Tên máy Máy cắt ống kim loại và nhựa EHC - 60RU

Đường kính ống cắt Ống inox, sắt:16 – 60,5mm Ống đồng: 16 – 54mm Độ dày cạnh ống tối đa Ống inox, sắt: 1,5mm

Ống đồng: 1,4mm

Hình 1.5: Máy cắt ống kim loại TCNV – EPC325 (*)

(*) https://sieuthihaiminh.vn/may-cat-ong-kim-loai-hm-epc325.html? (Truy cập 22/1/2024)

Tên máy Máy cắt ống kim loại TCNV – EPC325

Độ dày cạnh ống tối đa 8mm

Đường kính lưỡi dao 198mm

Đánh giá các máy đã được bán trên thị trường

Sắt ống được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực cơ khí nói riêng và trong nhiều lĩnh vực khác để chia nhỏ sắt người ta thường dùng máy cắt sắt Máy cắt sắt là một trong những thiết bị quan trọng không thể thiếu của các công ty và các xưởng cơ khí tuy nhiên để có một máy cắt sắt với độ chính xác cao và không cần gia công lại thì giá thành rất là cao nên thường các công ty và xưởng sản xuất thường nhập những máy cũ từ các nước Trung Quốc, Nhật Bản,… về sử dụng

- Máy móc linh hoạt trong công việc gia công , có thể điều chỉnh kích thước và đối tượng gia công

- Máy móc được sản xuất từ các linh kiện mới nên đảm bảo độ bền

- Đảm bảo được kích thước và độ chính xát của sản phẩm

- Khả năng điền kiên tốc độ tùy thuộc và khích thước dao và vật liệu cắt

- Giá thành cao không phù hợp với công ty và xưởng sản xuất nhỏ

- Vì chi tiết máy có độ chính xác cao nên khó kiểm tra và sửa chữa

- Đa số máy là cấp phôi thủ công năng suất không cao

Với mục đích tạo ra một chiếc máy đáp ứng được nhu cầu của công ty và xưởng sản xuất nhỏ nhóm chúng em đã lên kế hoạch phân tích các máy có trên thị trường từ đó nghiên

cứu thiết kế chế tạo ra máy “ Máy cắt ống dạng lăn ” phù hợp với các tiêu chí sau :

- Thiết kế máy cắt ống dạng lăn cấp phôi tự động - Phân tích và lựa chọn cơ cấu máy

- Đảm bao độ chính xác của sản phẩm - Tạo ra một sản phẩm gọn nhẹ, chính xác

- Giá thành phù hợp đáp ứng nhu câu của xưởng sản xuất nhỏ

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay trên thi trường Việt Nam thông dụng và phổ biến nhất là hai dòng máy cắt là máy cắt cầm tay và máy cắt bàn điểm chung của hai dòng máy này là thông dụng, phổ biến, thuận tiện dể sử dụng và cắt được nhiều ống sắt khác nhau tuy nhiên bên canh đó cũng có nhược điểm là thủ công năng suất không cao và trong quá trình cắt làm ảnh hưởng đến hình dạng bề mặt vật liệu và có bavia phải gia công lại từ đó sinh ra tốn thời gian và chi phí không tạo ra hiệu quả kinh tế cao

Từ những nguyên nhân trên nhóm chúng em chọn đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế và chế

tạo máy cắt ống dạng lăn ” Sản phẩm này đáp ứng được những vấn đề trên là cắt ống

sắt dạng lăn nên không có bavia hay biến dạng bề mặt vật liệu, có cấp phoi tự động nên độ chính xát cao, nhanh và đúng kích thước

1.4 Nội dung của đề tài

Dựa trên cơ sở tính toán và thiết kế nhóm em xây dựng đề tài gồm những nôi dung sau - Tìm kiếm thông tin liên quan đến đề tài từ tất cả các nguồn

- Xây dựng cơ sở lý thuyết, cơ cấu và nguyên lý hoạt động của máy

- Tính toán tốc độ cắt của dao, lực đẩy của xilanh và các chi tiết liên quan đến máy

- Chế tạo lên phương án gia công các chi tiết cơ cấu của máy - Lắp ráp vận hành sử dụng thử máy

- Vận hành thử, đánh giá kết quả - Tổng hợp kết quả và lập báo cáo

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Nhóm chúng em dựa trên hai phương pháp nghiên cứu chính là: phương pháp nghiên cứu bằng lý thuyết và phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm

Phương pháp nghiên cứu bằng lý thuyết:

- Tìm hiểu thông tin về máy cắt, yêu cầu kỹ thuật, nhu cầu của người tiêu dùng thông qua internet, sách, báo nghiên cứu chế tạo ra máy cắt ống dạng lăn đạt được tiêu chuẩn đề ra

- Tính toán các chi tiết, chọn đông cơ dựa vào cách phương pháp đã được học ở trường và có trong sách như sách thiết kế đồ án công nghệ chết tạo máy, số tay công nghệ chế tạo máy 1,2…….và một số phần mền tính toán từ đó tính toán ra kết quả

Phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm:

- Thiết kế và xây dưng mô hình máy cắt ống dạng lăn - Chế tạo các chi tiết và cụm chi tiết thử nghiệm - Tạo ra mô hình và chạy thử nhiệm

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN ĐÔNG CƠ.

2.1 Đặt vấn đề

Đối tượng cắt:

- Đường kính ống : từ 30 - 70 mm - Vật liệu ống : là ống thép và inox 304 - Độ dầy thành ống: từ 1 - 4 mm

- Độ cứng lớn nhất là σb ≤ 750MPa

Dao cắt:

- Kích thước dao: 145mm - Độ dày dao: 3mm

- Vật liệu dao SKD11

Hình 2 1: Hình dao cắt.

2.2 Tính công suất cần thiết và chọn động cơ Tính toán và chọn động cơ 1

Hiệu suất của hệ thống:

Ta có: =x 𝑜𝑙𝑛 ( Theo công thức 2,9 trang 19, [1] ) : hiệu suất

x : hiệu suất bộ truyền xích ol : hiệu suất ổ lăn

n: số cặp ổ lăn

=x 𝑜𝑙𝑛

x = 0,9 ( Theo bảng 2.3 trang 19, [1] ) ol. = 0,99 ( Theo bảng 2.3 trang 19, [1] ) =0,9.0,991 = 0.89

Dựa vào các máy phổ biến trên thị trường trong và ngoài nước, nhóm chọn vận tốc N=41 (v/p)

Tốc độ quay của dao: N= 60.𝑉

Pct = 𝑃𝑡𝑡

 Ptt = 𝐹.𝑉

1000= 981.0,311

1000 = 0,305 kW Pct = 0,305

0,89 = 0,343 kW = 343 W → Chọn động cơ : Step 12V 500W

Hình 2 2: Hình động cơ Step 12V 500W Tính mômen trục công tác

T1 = 9,55 106.P1

n1 = 9,55 106.0,343

41 = 79893,9 (N mm) Chọn vật liệu chế tạo là thép C45 có:

- Giới hạn bền 𝜎𝑏 = 600 𝑀𝑃𝑎 ( Theo bảng 10.1 trang 353, [3] ) - Giới hạn chảy 𝜎𝑐ℎ = 260 𝑀𝑃𝑎 ( Theo bảng 10.1 trang 353, [3] ) - Ứng suất uốn cho phép 𝜏 = (15 ÷ 30) (𝑀𝑃𝑎)

- Độ rắn 𝐻𝑃 = 170 ÷ 217

- [𝜎] = 50 (𝑀𝑃𝑎) ( Theo bảng 10.1 trang 353, [3] )

Tính toán và chọn đông cơ 2

Điều kiện cho trước: Bánh lăn: D=80 (mm) N=100v/p N= 60.𝑉

𝜋.𝐷 = 60.𝑉

𝜋.0,08 = 100 v/p => V= 0,42 m/s Fms= μ.m.g

V2- V02 = 2aS

 0,422 - 0 = 2.a.2π.0,04 => a = 0,35 ( m/s2 )

- Fms1 + F = ma

 - 0,07.39.9,81+ F = 39.0,35 => F = 40,43 (N)

Để đẩy được ống đi thì : Fđ μ > Fms

 Fđ 0,9 > 40,43 + 0,07 (381 + Fđ )  Fđ (0,9 – 0,07) > 67,1  Fđ > 80,8 N Chọn Fđ = 100 N

Tính toán và chọn động cơ cấp phôi: Công suất cần thiết:

Ta có: Pct = 𝑃𝑡𝑡

 ( Theo công thức 2,8 trang 19, [1] ) Pct : công suất cần thiết

Ptt : công suất thực tế : hiệu suất

Pct = 𝑃𝑡𝑡

 Ptt = 𝐹.𝑉

1000= 100.0,42

1000 = 0,042 kW Pct = 0,042

1 = 0,042 kW = 42 W => Chọn động cơ : DC 12V 50W

+ Piston

+ Nắp bít đầu trên + Nắp bít đầu dưới + Thanh nối

Hình 2 5 : Cấu tạo xilanh

Thông số làm việc của xilanh:

Xilanh tiêu chuẩn dòng SC Hành trình: L (mm)

Đường kính xilanh : D (mm) Độ dài Piston : d (mm)

Áp xuất làm việc của xilanh: P ( bar) Lực đẩy xilanh: F (N)

Chon đường kính piston xilanh: D=50, d=20 Hành trình của xilanh L=75mm

Ta có công thức: F = .P.A (N) (Theo công thức trang 42 [6] )

Lực đẩy sinh ra

F = .P.A Trong đó: F: lực đẩy (N)

D: đường kinh xilanh D=50 (mm)

d: đường kính cần của piston d=20 (mm)

P: áp suất nguồn khí nén cần cho xilanh (N/𝑚2) A: diên tích đỉnh của piston, A = ( 𝜋.𝐷2

4 10−6 ) (𝑚2) ( Theo công thức trang 42 [6] ) : hiệu xuất làm việc của xilanh (%) (0,8÷0.9)

F = .P.A

F = 0.85 7.105.( 𝜋.502

4 10−6 ) F= 1168 (N)

Lực kéo sinh ra

F = .P.A’ (Theo công thức trang 42 [6] ) Trong đó:

F: lực đẩy (N)

D: đường kinh xilanh (mm)

d: đường kính cần của piston (mm)

P: áp suất nguồn khí nén cần cho xilanh (N/𝑚2) A’: diện tích đỉnh của piston, A’ = (𝜋.(𝐷2−𝑑2)

4 10−6) (𝑚2) : hiệu xuất làm việc của xilanh (%) (0,8÷0.9)

F = .P.A’

F = 0.85 7.105 ( 𝜋.(502−202)

4 10−6) F = 981 (N)

Chọn xilanh SC50*75

Hình 2 7: Hình xilanh SC 50*75

Tính toán và chọn xilanh 2:

Điều kiện cho trước:

Áp suất đầu vào 8 (bar), nhưng đây là áp suất tuyệt đối nên tính cả áp suất khí quyển là 1atm xấp xỉ 1bar nên khi áp dụng công thức ta trừ đi áp suất khí quyển do đó p = 8 -1 = 7 bar

Trong đó: F: lực đẩy (N)

D: đường kinh xilanh D = 20 (mm) d: đường kính cần của piston d = 8 (mm)

P: áp suất nguồn khí nén cần cho xilanh (N/𝑚2) A: diên tích đỉnh của piston, A = ( 𝜋.𝐷2

4 10−6 ) (𝑚2) ( Theo công thức trang 42 [6] ) : hiệu xuất làm việc của xilanh (%) (0,8÷0.9)

F = .P.A

F = 0.85 7.105.( 𝜋.202

4 10−6 )

F = 187 (N) > F = 100 (N) thỏa điều kiện

Lực kéo sinh ra

F = .P.A’ (Theo công thức trang 42 [6] ) Trong đó:

F: lực kéo (N)

D: đường kính xilanh (mm)

d: đường kính cần của piston (mm)

P: áp suất nguồn khí nén cần cho xilanh (N/𝑚2) A’: diện tích đỉnh của piston, A’ = (𝜋.(𝐷2−𝑑2)

4 10−6) (𝑚2) : hiệu xuất làm việc của xilanh (%) (0,8÷0.9)

F = .P.A’

F = 0.85 7.105 ( 𝜋.(202−82)

4 10−6)

F = 157 (N)

=> F = 157 (N) > F = 100 (N) thỏa điều kiện => chọn xilanh SC 20*100

Hình 2 8: Xilanh SC 20*50

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BỘ CHUYỀN XÍCH, TRỤC VÀ THEN

- Xác định các hệ số theo điều kiện:

𝐾 = 𝐾𝑟𝐾𝑎𝐾𝑜𝐾𝑑𝑐𝐾𝑏𝐾𝑙𝑣 = 1.1,25.1.1.1.1,12 = 1,4 ( Theo công thức 5,22 trang 180 [3] ) - Trong đó:

𝐾𝑟 - hệ số tải trọng động: nếu dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác động lên bộ truyền tương đối êm thì 𝐾𝑟 = 1

𝐾𝑎 - hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục 𝑎 =< 25𝑝𝑐 thì 𝐾𝑎 = 1,25

𝐾𝑜 - hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền, khi đường nối hai tâm đĩa xích hợp với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 60° thì 𝐾𝑜 = 1

𝐾𝑑𝑐 – hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích: nếu trục điều chỉnh được thì 𝐾𝑑𝑐=1

𝐾𝑏 – hệ số xét đến điều kiện bôi trơn: bôi trơn nhỏ giọt 𝐾𝑏 = 1 𝐾𝑙𝑣 – hệ số xét đến chế độ làm việc: làm việc hai ca bằng 1,12 Hệ số 𝐾𝑛 =𝑛01

Chọn xích một dãy, cho nên 𝐾𝑥 = 1

Tính công suất tính toán : 𝑃𝑡 =𝐾𝐾𝑧𝐾𝑛𝑃1

𝐾𝑥 =1,4.1,25.1,21.0,5

1 = 1,058 (kW) ( Theo công thức 5,25 trang 181 [3] ) Theo bảng 5.4 trang 181 [3] theo cột 𝑛01 = 50 𝑣/𝑝ℎ chọn bước xích 𝑝𝑐 = 19,05 mm Theo bảng 5.2 trang 176 [3] số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích 19,05 mm là 𝑛𝑡ℎ = 900 𝑣/𝑝ℎ nên điều kiện n < 𝑛𝑡ℎ

- Xác định vận tốc trung bình 𝑣 của xích: 𝑣 = 𝜋𝑑𝑛

Đường kính đĩa xích: 𝑑1 = 𝑑2 𝑑1 ≈ 𝑝𝑐.𝑧

𝜋 =19,05.20

𝜋 = 121,27 mm

𝑑01 = 𝑑1+ 0,7𝑝𝑐 = 121,27 + 0,7.19,05 = 134,6 mm Chọn khoảng cách trục sơ bộ:

𝑎𝑚𝑖𝑛 =𝑑𝑎1 +𝑑𝑎2

2 + (30 ÷ 50)𝑝𝑐 =134,6 + 134,6

Số mắt xích X:

𝑎 = 0,25.19,05 [40 −20+20

2 + √(40 −20+20

2 )2− 8 (20−20

2𝜋 )2 ] = 190,5 mm ( Theo công thức 5,9 trang 173, [3] )

Ta chọn a= 190,11 mm (giảm khoảng cách trục (0.002÷0.004)a) - Số lần va đập xích trong 1 giây:

Lực căng cho lực ly tâm:

𝐹𝑣 = 𝑞𝑚𝑣2 = 1,6 0,262 = 0,11 N ( theo công thức 5,16 trang 175 [3] ) Lực căng ban đầu của xích 𝐹𝑜:

𝐹𝑜 = 𝐾𝑓 𝑎 𝑞𝑚 𝑔 = 3.0,19011.1,6.0,98 = 0,89 N ( theo công thức 5,17 trang 175 [3] ) Chọn 𝐾𝑓=3 xích nghiên nhỏ hơn 40̊

3.2 Chọn vật liêu làm trục

- Chọn vật liệu trục I là thép C45 có:

+ Giới hạn bền 𝜎𝑏 ≥ 600 𝑀𝑝𝑎 ( Theo bảng 10.1 trang 353, [3] )

+ Trị số ứng suất uốn cho phép : [σ ] = 63 Mpa ( Theo bảng 10.1 trang 353, [3] ) + Ứng suất xoắn cho phép: [𝜏1] = 0,5 [𝜎] =0,5.63 = 31,5 𝑀𝑃𝑎 ( Trang 352, [3] )e

3.3 Xát định chiều dài trục

- Theo ông thức: d ≥√𝑇/(0,2 [𝐽])3

( Theo công thức 10,9 trang 188, [1] ) Trục :

d ≥ √𝑇/(0,2 [𝐽])3

= √79893,9 /0,2.303

= 23,7 (mm) Chọn lại đường kính trục : d = 25 (mm)

Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

d = 25 (mm) => b = 17 (mm) ( Tra bảng 10.2 trang 189, [1] )

Trục :

Hình 3 2: Trục 𝑙𝑚12 = (1,2 ÷ 1,5).d1= (30 ÷ 37,5) mm chọn lm1 =30 mm 𝑙𝑚13 = 𝑏𝑑𝑎𝑜 + 𝑏ố𝑐 +𝑏𝑣ò𝑛𝑔 đệ𝑚 = 2 + 5 + 11 = 18 mm k3 = 10 mm; 𝑘1 = 10 mm; 𝑘2 = 5

l12 =0,5.( lm1 + b0 )+ k3 =0,5.(30+17)+10 = 33,5 mm

l13 = 0,5.( 𝑏𝑑𝑎𝑜 + b0 )+ k2 + k1+ 𝑏ố𝑐 +𝑏𝑣ò𝑛𝑔 đệ𝑚=0,5.(2+17)+5+10+11+5 = 40,5 mm