đề tài tính toán thiết kế chế tạo máy cắt khoai sợi vuông

Tên đề tài: Tính toán, thiết kế chế tạo máy cắt khoai sợi vuông 3.. Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: điểm tối đa là 1đ Nhằm mục đích nâng cao năng suất, giúp giảm sứ

TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY TƯƠNG TỰ

Máy cắt sợi cà rốt, khoai lang tay

Loại máy: 3A370 (tự động), xuất xứ Việt Nam

+ Máy có năng xuất cao từ 300-500 kg/h và phù hợp cho sản xuất cho các đại lý và nhà phân phối

+ Máy hoạt động tự động và liên tục

+ Kích thước máy nhỏ gọn phù hợp cho diện tích nhỏ

+ Tiết kiệm được rất nhiều thời gian khâu sơ chế

+ Có 3 khung cắt phù hợp với thị trường dễ mua và thay thế

+ Chỉ cắt được khoai lang khi có chiều dài tối đa 5cm

Máy thái lát khoai và rau củ

Loại máy: 3A1, có công suất 1kW, xuất sứ Việt Nam

+ Năng suất cao từ 400-700 kg/h

+ Kích thước đầu vào lớn từ 20- 200 mm

+ Phù hợp với sản xuất công nghiệp

+ Tiết kiệm được nhiều thời gian sơ chế

+ Kích thước sản phẩm đầu ra sợi vuông chỉ có 8

2 + Trọng lượng nặng khó di chuyển

Máy cắt khoai lang của đề tài

Những năm gần đây sản phẩm nông nghiệp làm ra thường phải mắt vào đầu ra sản phẩm được mùa thì mất giá, được giá thì mất mùa Tuy một số sản phẩm nông nghiệp có thể sơ chế và chế biến khô lại được thị trường ưa chuộng và giúp giá thành luôn ổn định chính vì thế tại địa phương em hằng năm sản lượng khoai cao nên để tránh tình trạng về giá cả nên nhóm tụi em chọn hướng đề tài này nghiên cứu chung tay cùng người dân

Vì muốn sơ chế khô khoai thì trải qua nhiều công đoạn và giai đoạn nên tốn rất nhiều nhân công và tốn nhiều chi phí, để tối ưu được một phần chi phí về khâu cắt và thái sợi nên nhóm em nghiên cứu đề tài này

Từ những ưu điểm và nhược điểm của hai sản phẩm trên chưa có sản phẩm nào phù hợp với quy mô hộ gia đình với năng suất 150 kg/h và giá thành phù hợp với gia đình ở nông thôn và tiết kiệm được thời gian và công sức trong sơ chế sản phẩm nên nhóm em đã quyết định chề tài này để nguyên cứu thiết kế chế tạo máy cắt khoai lang sợi vuông.

ĐỀ XUẤT Ý TƯỞNG THIẾT KẾ MÁY THÁI KHOAI SỢI VUÔNG THÔNG QUA SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG KỸ THUẬT

Sơ đồ thiết kế máy thái sợi vuông

Có 3 sơ đồ thiết kế máy thái sợi vuông khoai:

Sơ đồ 1: Ta sử dụng truyền động đai và truyền động culit để tạo lực đẩy

Sơ đồ 2: Ta sử dụng truyền động đai và truyền động bánh răng thanh răng để tạo lực đẩy

Sơ đồ 3: Ta sử dụng truyền động khí nén, dùng khí nén để tạo lực đẩy.

Chọn sơ đồ truyền động kỹ thuật

Từ 3 sơ đồ trên ta kết luận về ý tưởng thiết kế máy thái sợi vuông khoai lang: ta chọn sơ đồ 1vì 1 số lý do sau đây:

Bảng 2.1:Bảng so sánh sơ đồ truyền động kỹ thuật

STT SPA PA1 PA2 PA3

1 Tính kết cấu Nhỏ gọn Phức tạp Đơn giản

2 Tính bảo trì, bảo dưỡng Đơn giản Đơn giản Đơn giản

4 Hiệu suất Cao Thấp Vừa

6 Tính an toàn Cao Thấp Cao

Vậy dựa theo kết quả so sánh trong bảng 2 1, nhóm đã chọn phương án thiết kế số 1 với những ưu điểm đã được đưa ra trong bảng 1.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN

Tính toán chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

3.1.1 Tính toán chọn động cơ:

Hình 3-1: Đồ thị lực cắt Đồ thị phụ thuộc ứng lực cắt với góc cắt, đồ thị được suy ra bằng phương pháp hồi quy tức là từ những giá trị thực nghiệm và góc cắt dựng nên đồ thị đó

Dựa vào đồ thị trên ta thấy cà tím là lực cắt riêng cao nhất về ứng lực riêng qct00(N/m)

Ta chọn ứng lực riêng cho khoai lang là: qkl=2qct=2.1600200(N/m)

Tiết diện khoai ta cắt to nhất là L (mm)=0,015 (m)

Từ ứng lực riêng để cắt khoai lang ta suy ra lực cắt 1 cạnh của khoai là

Từ lực cắt 1 cạnh suy ra F một khối cắt (khối cắt chúng ta có tiết diện hình vuông) F1khoianh.42(N)

Từ lực cắt 1 khối ta suy ra lực cắt của 1 lưỡi cắt, lưỡi cắt có 50 ô tiết diện vuông tương ứng với 50 khối sẽ được cắt

Yêu cầu năng xuất máy là 150 kg/h

Thể tích lớn nhất của 1 khối cắt có tiết diện là 15mm2, còn chiều dài là 12mm V= 15.15.12,5(10mm3 = 2,81cm3

Chọn khối lượng riêng của khoai:

Khối lượng của một lát cắt m=V.D=2,81.1,1=3.09 g/cm3

Khối lượng của một lần cắt toàn bộ của bộ lưỡi mtb=m.50=3.09.504.5 g/cm3 Tổng số lát cắt trong 1h để đạt năng suất 150kg/h là

3.09 H543,68 (miếng/h) Tổng số lát cắt là 48543,68 (miếng/h) , một lần đùn cắt bằng 50 miếng

50 = 970,87(vòng) Vận tốc duy chuyển trong một hành trình và trong một giờ duy chuyển với quảng đường S`0mm là

Tính toán công suất cần thiết cho động cơ điện:

(Chọn  𝑏𝑟 ,  𝑐𝑎𝑝𝑜 ,  đ𝑎𝑖 theo bảng 2.3 trang 19 sách TTTT hệ dẫn động cơ khí tập 1)

Suy ra công suất cần thiết:

Vậy chọn động cơ có công suất lớn hơn 𝑁 𝑑𝑐 ≥ 𝑁 𝑐𝑡 ≥ 0.32 (kw)

Chọn động cơ điện không đồng bộ 1 pha kiểu ngắn mạch, điện áp 220 Kiểu bảo vệ và đặt nằm

Công suất trên đầu vào các trục:

3.1.2 Phân phối tỷ số truyền

Số vòng quay đầu ra 1 phút là nlv= 𝐻 ℎ𝑡

Tra bảng 2.4 trang 21 sách TTTT hệ dẫn động cơ khí tập 1 ta chọn hệ chuyển động cơ khí có bộ truyền đai thang và tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh vít trục vít Id=2,25; ibr@ n 𝑠𝑏 = n 𝑙𝑣 i 𝑐 = n 𝑙𝑣 i 𝑏𝑟 i đ𝑎𝑖 ,11.40.2,25≈1450 (vòng/phút)

Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n đ𝑏 = 1500 (vòng/phút) Điều kiện : n đ𝑏 ≈ n 𝑠𝑏

Kiểu động cơ Công suất

Vận tốc quay (vg/ph)

tính toán bộ truyền đai

Thông số ban đầu để tính toán bộ truyền đai thang

2 Số vòng quay: 𝑛 𝑑𝑐 50(vg/ph)

4 Số ca làm việc: 1 ca

3.2.1 Thiết kế bộ truyền ngoài a) Chọn loại đai

(Tra theo bảng 5-13 trang 93 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep- NguyenVanLam chọn kiểu tiết diện)

(Tra theo bảng 5-11 trang 92 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep- NguyenVanLam chọn kích thước và diện tích)

Xác định đường kính bánh đai nhỏ D1 và D2

(Định đường kính bánh đai nhỏ theo bảng 5-14[1]/93 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep-NguyenVanLam) lấy:

Kiểm nghiệm vận tốc của đai:

Tính đường kính 𝐷 2 của bánh lớn:

Kích thước tiết diện đai a×h (mm)

Số vòng quay thực 𝑛 I ′ của trục bị dẫn:

𝑛 IV ′ sai lệch rất ít so với yêu cầu

𝑛 𝐼𝑉 ′ 2,29 b) Chọn sơ bộ khoảng cách trục A Điều kiện:

(Tra theo bảng 5-16 trang 94 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep- NguyenVanLam)

A=1,2𝐷 2 (mm) 216 c) Tính chiều dài theo L sơ bộ

4.216 ≈ 875 (mm) (Lấy L theo tiêu chuẩn bảng 5-12 trang 92 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep-NguyenVanLam)

Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây

Xác định chính xác A theo L

Khoảng cách A thỏa mãn điều kiện:

(Trong đó h là chiều cao của tiết diện đai (bảng 5-11 trang 92 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep-NguyenVanLam)

Khoảng cách nhỏ nhất, cần thiết để mắc đai:

Khoảng cách lớn nhất, cần thiết để tạo lực căng:

𝐴 𝑚𝑎𝑥 = 𝐴 + 0,03𝐿1+(0,03.900) 8(mm) d) Tính góc ôm 𝛼 1 và xác định số đai Z

Góc ôm thỏa mãn điều kiện 𝛼 1 ≥ 120°

Xác định số đai z cần thiết

Chọn ứng suất căng ban đầu 𝜎 0 = 1,2𝑁/𝑚𝑚 2

(Theo trị số 𝐷 1 tra bảng 5-17 trang 95 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep -NguyenVanLam) tìm được ứng suất có ích cho phép [𝜎 𝑝 ] 0 N/m𝑚 2

𝐶 𝑡 : hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng, tra bảng 5-6 trang 89

𝐶 𝛼 : hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, tra bảng 5-18 trang 95

𝐶 𝑣 : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, tra bảng 5-19 trang 95

(Sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep-NguyenVanLam)

Lấy số đai Z 1 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai

Chiều rộng bánh đai:

Bánh bị dẫn: 𝐷 nIV = 𝐷 2 + 2ℎ 0 0+2.2,55(mm)

(Các kích thước t, S, ℎ 0 tra bảng 10-3 trang 257 sách thiết kế chi tiết máy- NguyenTrongHiep-NguyenVanLam.) t

1.5Tính lực căng ban đầu 𝑆 0 và lực tác dụng lên trục R

Chọn ứng suất căng ban đầu 𝜎 0 = 1,2𝑁/𝑚𝑚 2

Tra theo bảng 5-13 trang 93 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep- NguyenVanLam chọn kiểu tiết diện FG (mm2)

Lực tác dụng lên trục R

Chọn phương án dùng bộ truyền đai loại 0

Thiết kế trục và tính then

 noitruc : hiệu suất khớp nối = 0,99

 𝑏𝑟 : hiệu suất bộ truyền bánh răng = 0,97

 𝑐𝑎𝑝𝑜 : hiệu suất của một cặp ổ lăn = 0,99

 đ𝑎𝑖 : hiệu suất bộ truyền đai = 0,95

Số vòng quay các trục:

Trục I (trục vào): nI=nđc50 v/p

Trục II (trục ra): nII = nI/iđai 50/2,25d4,4 v/p

Công suất trên các đầu trục:

Momen xoắn trên các trục:

3.1.1 Thiết kế bộ truyền bánh vít trục vít a) Tính sơ bộ vận tốc trượt theo công thức (7.1) vsb = 4,5.10-5 n1 3 √𝑇2 = 4,5.10-5.1365 3 √2098,9 = 0,78 m/s

Với vsb < 5m/s dùng đồng thanh không thiếc như 9-4; 10-4-4 để chế tạo bánh vít, chọn vật liệu trục vít là thép 45, tôi bề mặt đạt độ rắn HRC 45 b) Theo bảng 7.1, với bánh vít bằng 9-4 đúc trong khuôn cát 𝝈 𝒃 = 400𝑀𝑃𝑎, 𝝈 𝒄𝒉 200𝑀𝑃𝑎 Theo bảng 7.2 với vật liệu 9-4 và thép tôi, (𝝈 𝑯 ) = 160Mpa

Trong đó: 𝝈 𝒃 là giới hạn bền kéo, 𝝈 𝒄𝒉 là giới hạn chảy Ứng suất uốn cho phép [𝝈 𝑭 ]: Theo công thức 7.6

[𝝈 𝑭 ] = [𝝈 𝑭𝑶 ]KFL Đối với bánh vít làm bằng đồng thanh thiếc kẽm khi bộ truyền làm việc 1 chiều [𝝈 𝑭𝑶 ] = 0,25𝝈 𝒃 + 0,08𝝈 𝒄𝒉 = 116 Mpa

9 : hệ số tuổi thọ, theo công thức 7.9

14 Ứng suất cho phép khi quá tải:

Xác định tính chính xác khoảng cách trục aw: Chọn sơ bộ KH = 1,2

Chọn số mối ren trục vít Z1 = 2 => Z2 = u.Z1 = 40.2 = 80

Tính sơ bộ q- hệ số đường kính trục theo công thức thực nghiệm q=0,3 Z2 = 24 theo bảng 7.3 chọn q= 25

Theo bảng 7.3 chọn môđun tiêu chuẩn m=2

Tính chính xác khoảng cách trục aw aw = m (Z2 + q)/2 = 2 (80 + 25)/2 = 105 mm

Tính hệ số dịch chỉnh theo 7.18 x=(aw/m)-0,5(q+z2) = (105/2)-0,5 (25+80) = 0 => |𝑥| ≤ 0,7 thỏa mãn

25 +2.0) = 4,60 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

KHB là hệ số tập trung tải trọng trên chiều rộng vành răng: Tải trọng không đổi (các bộ truyền 1 cấp) => KHB=1

KH: hệ số tải trọng: KH= KHB kHv = 1.1,2 = 1,2

Trong đó: z1=2, q%, theo bảng 7.5 Đường kính vòng lăn của trục vít dw1 = (q+2.x).m = (25+2.0).2 = 50 mm theo bảng 7.21 dw2 = 2 aw – dw1 = 2 105 – 50 = 160 mm

Góc vít lăn: yw= arctg (z1/ (q+2.x)) = arctg (2/ (25+2.0) ) = 4,60

Với vs = 3,5 m/s theo bảng 7.6 chọn cấp chính xác 8, với cấp chính xác 8 và vt

= 3,9 m/s theo bảng 7.7 tra được kHv = 1,2

Kiểm nghiệm độ bền uốn:

[𝝈 𝑭 ] - Ứng suất uốn cho phép bánh răng vít: [𝝈 𝑭 ] = 38,4 𝑀𝑝𝑎

Chiều rộng bánh vít (bảng 7.9): b2 =< 0,75da1, da1 = m(q+2) = 2 (25+2) = 54 mm => b2 >= 0,75.54 = 40,5 mm chọn b2 40mm

YF – Hệ số dạng răng; phụ thuộc vào số răng bánh vít Zv zv = z2/cos^3y = 80/cos3(4,6) = 80,77 => YF = 1,34 tra bảng 7.8

KF – hệ số tải trọng khi tính về uốn: KF = KH =1,2 mn - mô đun pháp của bánh răng vít: mn = m.cos yw = 2 cos 4,6 = 1,99mm d2 = m.Z2 = 2.80 = 160 mm

40.160.1,99 = 2,32 Mpa ≤ [𝝈 𝑭 ] = 38,4 𝑀𝑝𝑎 Điều kiện độ bền uốn thỏa mãn c) Tính nhiệt truyền động vít:

Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc (Khi Aq≈ 0,3 𝐴)

P-Công suất trên trục vít: P2 = 0,20 kW

Kt-Hệ số tỏa nhiệt: Kt= 10 W/m (m2 o C) t0-Nhiệt độ môi trường xung quanh: t 0 = 25 o td – Nhiệt độ cho phép cao nhất của dầu: Trục vít đặt trên => td= 70 o C

Ktq – Hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt tra bảng trang 157 (1) với số vòng quay của quạt nq = 1000 => Ktq = 21

 - Hệ số kể đến sự thoát nhiệt xuống đáy hộp:  = 0,25 β – Hệ số giảm nhiệt do làm việc ngắt quãng: β = 1

Khi thiết kế hộp giảm tốc trục vít, thường chọn nhiệt độn làm việc bằng nhiệt độ cao nhất cho phép của dầu và suy ra diện tích tỏa nhiệt cần thiết A của vỏ hộp cần được thiết kế Suy ra:

[0,7.10(1+0,25) +0,3.21].1.(70−25) = 0,03 m2 Đường kính vòng chia: d1 = q.m = 25.2 = 40mm d2 = m.Z2 = 2.80 = 160 mm Đường kính vòng đỉnh: da1 = d1+2m = 40+2.2 = 44mm da2 = m (z2+2+2.x) = 2 (80+2+2.0) = 164 mm Đường kính vòng đáy:

• Các thông số cơ bản của bộ truyền:

Khoảng cách trục aw = 105 mm

Số ren trục vít và số răng bánh vít z1= 2; z2 = 80

Hệ số dịch chỉnh bánh vít x = 0

Chiều rộng bánh răng vít b2 = 40mm Đường kính chia d1 = 40mm; d2 = 160 mm Đường kính đỉnh da1 = 44mm; da2 = 164 mm Đường kính đáy Df1 = 35,2 mm; Df2 = 155,2 mm

3.1.2 Tính toán thiết kế trục: a) Tính sơ bộ

Dùng thép 45 có tôi cải thiện, ứng suất bền 𝝈 𝒃 = 600 Mpa, ứng suất xoắn cho phép [𝝉] = 15…30Mpa b) Xác định đường kính trục:

Theo công thức 10.9/188 tập1 ta có: d1 ≥ √ 𝑇1

Trong đó: [𝝉]: ứng suất xoắn cho phép Trục I[𝝉] = 15Mpa

Chọn sơ bộ: d1 = 8 mm; d2 = 10mm c) Lực tác dụng lên trục:

Lực do bộ truyền vít tác dụng lên:

Fa1; Fa2: lần lượt là lực dọc trục trên trục vít và bánh vít

Ft1; Ft2: lần lượt là lực vòng trên trục vít và bánh vít

Fr1; Fr2: lần lượt là lực hướng tâm trên trục vít và bánh vít d2: đường kính vòng chia bánh vít, d2 = 160mm

T2: Momen xoắn trên trục bánh vít, T2 = 2098,9 Nmm

𝛼: là góc profin trong mặt cắt dọc của trục vít, 𝛼 = 20o

18 Dấu + do trục vít là chủ động

160 = 26,24 N Ft1 = Fa2 = Fa1.tg (𝛾 + 𝜑) = 26,23 tg (4,6 + 2) = 3,03N

𝑐𝑜𝑠(2+ 4,6) tg20.cos4,6 = 9,6 N Lực tác dụng lên bộ truyền:

Lực vòng trên khớp nối: Ft = 2𝑇𝑡

45 = 65,23 N Lực khớp nối tác dụng lên: Fk = (0,1-0,3) Ft = (6,5-19,5) Chọn Frkn = 15 d) Xác định hoảng cách giữa các gối đỡ và trục:

Chiều rộng ổ lăn bo theo bảng 10,2 ta có: d1 = 8 mm; d2 = 10mm => bo1 = b02 = 15mm

Chiều dài mayo bánh đai theo 10.11: lm12 = (1,2÷1,5) d1 = (1,2÷1,5).8 = (9,6÷12) lấy lm12 = 12 mm

Chiều rộng mayo bánh vít:

Chiều rộng mayo nửa khớp nối của vòng đàn hồi:

Theo bảng 10.3 ta có:

Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến thành trong của hộp k1 = 15

Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp: k2 = 15

Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp: k3 = 20

Chiều cao lắp ổ và đầu bu lông: hn = 15

L12 = lc12 = (0,5(lm12+bo1) + k3 + hn) = (0,5 (12+15) + 20 + 15) = 48,5 mm

Ta có: daM2 ≤ da2 +1,5.m = 164 + 1,5.2 = 167 mm (Khi số mối ren vít z1=2) Tra bảng 7.9

Chọn daM2 = 164 mm (daM2 là đường kính ngoài bánh vít)

• Xét trục II l22 = 0,5 (lm22 + bo2) + k1 + k2 = 0,5 (18+15) + 15 + 15 = 46,5mm l21 = 2 l22 = 2.40 = 93mm

Lc23 = 0,5(lm23+bo2) + k3 + hn = 0,5(25+15) + 20 + 15 = 55mm l23 = l21 + lc23 = 93 + 55 = 148mm

Sơ đồ khoảng cách:

3.1.3 Tính chọn đường kính các đoạn trục

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:

20 Phương trình cân bằng:

Tính momen uốn tổng và momen tương đương trục 1:

Từ công thức 10.17 ta có:

Vật liệu là thép 45 có 𝜎b = 600 Mpa, đường kính trục sơ bộ là d1 = 10 mm theo bảng 10.5 có [𝜎] = 67 Mpa

Từ yêu cầu về công nghệ, lắp ghép và độ bền, ta chọn đường kính các đoạn trục 1 như sau: d12 = 12 mm; d10 = d11= 15mm; d13 = 20mm

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:

Phương trình cân bằng:

24 Tính momen uốn tổng và momen tương đương trục 2:

Từ công thức 10.17 ta có:

Vật liệu là thép 45 có 𝜎b = 600 Mpa, đường kính trục sơ bộ là d1 = 12 mm theo bảng 10.5 có [𝜎] = 67 Mpa

Từ yêu cầu về công nghệ, lắp ghép và độ bền, ta chọn đường kính các đoạn trục 2 như sau:

Tra bảng 9 2[1] Trịnh Chất ta có thông số then của các trục

Lắp với đầu nối trục: d mm b = 4mm; h = 4mm; t1 = 2.5mm; t2 = 1.8mm chiều dài then l =0,8lm= 0,8.12=9,6mm

Kiểm nghiệm sức bền dập cho then, theo công thức 9,1[1] ta có:

Theo bảng 9.5: vật liệu làm bằng thép, mối ghép cố định, đặc tính làm việc tải trọng tĩnh thì [𝜎 𝑑 ] = 150 Mpa

Vậy điều kiện bền dập của then thõa mãn điều kiện Điều kiện bền cắt:

8.9,7.4 = 12,62 Mpa ≤ [𝜏 𝑐 ] = 60 Mpa Vậy điều kiện bền cắt của then thõa mãn điều kiện

=> b = 5 mm ; h= 5mm ; t1= 3mm ; t2= 2,3 mm chiều dài then l =0,8lm=0,8.15 = 12 mm

12.15,7.(5−3) = 17,79 Mpa Theo bảng 9.5: vật liệu làm bằng thép, mối ghép cố định, đặc tính làm việc tải trọng tĩnh thì [𝜎 𝑑 ] = 150 Mpa

Vậy điều kiện bền dập của then thõa mãn điều kiện

12.15,7.5 = 5,54Mpa ≤ [𝜏 𝑐 ] = 60 Mpa Vậy điều kiện bền cắt của then thõa mãn điều kiện

=> b = 8 mm ; h= 7mm ; t1= 4mm ; t2= 2,8 mm chiều dài then l =0,8lm=0,8.40 = 32 mm

25.15,7.(7−4) = 3,55 Mpa Theo bảng 9.5: vật liệu làm bằng thép, mối ghép cố định, đặc tính làm việc tải trọng tĩnh thì [𝜎 𝑑 ] = 150 Mpa

26 Vậy điều kiện bền dập của then thõa mãn điều kiện

25.15,7.8 = 1,33Mpa ≤ [𝜏 𝑐 ] = 60 Mpa Vậy điều kiện bền cắt của then thõa mãn điều kiện.

Chọn ổ lăn

Trục I: Đường kính trục d11 = d10 = 15mm

Trục I và trục II có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn

3.1.1 Sơ đồ chọn ổ cho trục I:

Dự kiến chọn trước góc 𝛽 = 12° (kiểu 36000)

Hệ số khả năng làm việc: C=Q(n h) 0,3 ≤ 𝐶 𝑏ả𝑛𝑔

H = 10000 giờ, bằng thời gian phục vụ của máy

Hệ số m=1,5 tra bảng 8-2 [1] /161

𝐾 𝑡 = 1(tải trọng tĩnh) tra bảng 8-3 [1]/162

Như vậy lực 𝐴 𝑡 hướng về gối trục bên phải Như vậy ta tính với gối trục bên phải (ở đấy lực Q lớn hơn) và chọn ổ lăn cho gối trục này, còn gối trục kia lấy ổ cùng loại

𝑄 𝐴 = (𝐾 𝑣 𝐹 𝑟0 + 𝑚𝐴 𝑡 ) 𝐾 𝑛 𝐾 𝑡 = (1 28,23 + 2 25,54) 1 1 = 79,31 N = 0,079 kN Khả năng tải động của ổ

Tra link http://www.thietkemay.vn/uploads/userfiles/file/14_%20%20%E1%BB%94%20bi%2 0%C4%91%E1%BB%A1%20ch%E1%BA%B7n%20(TCVN%201496%20%E2%80

%93%2085).pdf ổ bi đỡ chặn ứng với d mm lấy loại ổ ký hiệu 36202, 𝐶 0 = 4170, đường kính ngoài ổ D5mm, chiều rộng B 1 mm

3.1.2 Sơ đồ chọn ổ cho trục II Đường kính trục d0 = d3 = 20mm

Lực 𝐴 𝑡 hướng về bên trái, do đó lực Q ở ổ C lớn hơn:

Tra link http://www.thietkemay.vn/uploads/userfiles/file/14_%20%20%E1%BB%94%20bi%2 0%C4%91%E1%BB%A1%20ch%E1%BA%B7n%20(TCVN%201496%20%E2%80

%93%2085).pdf ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ ứng với dmm lấy loại ổ ký hiệu 36203, 𝐶 𝑏 6380, đường kính ngoài ổ D@mm, chiều rộng B 2 mm

Bảng 3.1: Các ổ đã chọn

Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết khác

3.2.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho các bộ phận và các chi tiết

Kết cấu hộp giảm tốc a) Chọn kết cấu

Chọn kết cấu đúc cho vỏ hộp Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ

Vật liệu đúc là gang xám GX 15-32 b) Xác định kích thước cơ bản của vỏ hộp

- Thân hộp: 𝛿 = 0,03a + 3 = 0,03 105 + 3 = 6,15 > 6mm Chọn 𝛿 = 7mm

- Nắp hộp: 𝛿 1 = 0,9 𝛿 = 0,9 7 = 6,3mm Chọn 𝛿 1 = 7mm

- Chiều dày: e = 0,9 𝛿 = 0,9 7 = 6,3mm Chọn 𝛿 1 = 6,5mm

- Bu lông cạnh ổ: d2 = (0,7-0,8) d1 = (11,2-12,8) Chọn d2 = 12mm => M12

- Bu lông ghép bích nắp và thân: d3 = (0,8-0,9) d2 = (9,6-10,8) Chọn d3 = 10mm

- Vít ghép nắp của thăm: d5 = (0,5-0,6) d2 = (6-7,2) Chọn d5 = 7mm => M6 Mặt bích ghép nắp và thân

- Chiều dày bích thân hộp: S3 = (1,4-1,8) d3 = (14-18) Chọn S3 = 15mm

- Chiều dày bích nắp hộp: S4 = (0,9-1) S3 = (13,5-15) Chọn S4 = 14mm

- Bề bích nắp và thân: K3 = K2 -4

Kích thước gối trục Đường kính ngoài và tâm lỗ vít

- Tại gối trục ổ bi đỡ - chặn 1 dãy (D = 35mm)

- Tại gối trục ổ bi đỡ - chặn 1 dãy (D = 40mm)

- Lỗ bu lông cạnh ổ E2

- Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ

- Bề bích nắp và thân: K3 = K2 -4 = 31-4 = 27

Chiều dày: S = (1,3-1,5) d1= (20,8-24) mm lấy S = 22mm

Bề rộng: K1 = 3d1 = 3 16 = 48mm q ≥ K1 + 2𝛿 = 48 + 2 7 = 62 Chọn q = 65mm

• Khe hở giữa các chi tiết

Giữa bánh vít với thành trong hộp

Giữa trục vít và đáy hộp

Số lượng bu lông nền

3.2.2 Kết cấu các bộ phận, chi tiết khác

Vòng móc trên nắp hộp có kích thước như sau:

S = (2-3)𝛿 = (14-21) mm Chọn S = 15mm Đường kính: d = (3-4) 𝛿 = (21-28) mm Chọn d%mm

Sử dụng chốt hình trụ: Tra bảng 18 4a d = 4mm; c = 0,6mm; l = 50mm

Nút thông hơi lắp trên cửa thăm có thông số, tra bảng 18,6:

Dùng mắt chỉ dầu kính phẳng tiêu chuẩn

Kích thước mắt kính, mm D D1 l h

- Ngâm bánh vít trong dầu, ngâm dầu ngập ren bánh vít nhưng không vượt quá đường ngang tâm con lăn dưới cùng

- Ổ lăn trên trục bánh vít được bôi trơn do dầu bắn lên

- Ổ lăn trên trục vít được bôi bằng mỡ, thay mỡ định kỳ d) Chọn kiểu lắp:

- Khi lắp ghép ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn kiểu H7

- Lắp thân bánh vít lên trục chọn H7/k6

Tính chọn kích thước của các vị trí trong hình vẽ

3.3.1 Tính chọn kích thước của đĩa truyền lực vị trí số 1 trong hình vẽ:

Lựa chọn kích thước của đĩa truyền lực dựa vào hai yếu tố: ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn

Tính đường kính đĩa truyền lực: v= 𝜋.𝐷.𝑛

2 (mm) Chọn D thực tế là 240 mm

Ta chọn góc nghiêng của cánh tay đồn khi ở vị trí giữa khoảng giữa của hành trình di chuyển của dao là 15 độ

Từ đó suy ra cánh tay đồn là a a/sin1567(mm) c) Tính độ bền uốn: việc tính toán dựa trên 1 thanh truyền lực, bằng cách coi đĩa truyền là 1 thanh truyền lực có tiết diện vuông, cạnh là a Vậy ứng suất uốn lớn nhất tác dụng lên thanh truyền khi làm việc tính theo công thức sau đây (tham khảo sách sức bền vật liệu):

𝑊𝑥 ≤ [𝜎 𝑢 ] = 0.5 ∙ [𝜎 𝑐ℎ ] (1) Vật liệu được dùng làm đĩa truyền lực được chọn là thép CT3 với các thông số cơ tính như bảng dưới đây:

Bảng 1: Cơ tính của thép CT3 (tham khảo: https://xaydungso.vn/vat-lieu-xay- dung/tra-cuu-bang-tra-gioi-han-chay-cua-thep-chuan-nhat-vi-cb.html)

Giới hạn bền Giới hạn chảy Độ cứng Ghi chú

Trong công thức (1), Mx là mô men uốn tác dụng lên thanh do lực tác dụng F31,2N (đã tính trên)

Tìm được mô men chống uốn Wx của thanh truyền (1) là:

6 (2) Ứng suất uốn cho phép [𝜎 𝑢 ] = 0.5 ∙ 𝜎 𝑐ℎ = 0.5 ∙ 210 = 105𝑀𝑝𝑎

Từ công thức (1) suy ra:

Vậy đĩa truyền được làm bằng thép CT3, có đường kính 240mm, độ dày là a mm, độ dài mayo Lm = (1.2d…1.5d)=(24…30)mm

Kiểm tra độ bền tiếp xúc tại vị trí lỗ số 2 trên hình vẽ

3.3.2 Tính trục vị trí số 3

Tính toán kích thước cho trục

Chọn vật liệu và tính trục sơ bộ

Với hộp giảm tốc chịu tải trung bình ta dùng thép C45 thường hóa để chế tạo trục có giới hạn bền là 𝜎 𝑏𝑘 = 600 N/𝑚𝑚 2 , giới hạn chảy 𝜎 𝑐ℎ 00 N/𝑚𝑚 2 , độ rắn HB 0

[𝜏] …35([Mpa].) ứng suất cho phép của thép C45 e) Tính trục gần đúng

Momen tác dụng lên trục là

Lực F= 1331,2(N); chiều dài trục AB là 40(mm)

[𝜏]c N/mm2 là ứng xuất xoắn cho phép

Vậy ta chọn trục d (mm)

3.3.3 Tính vị trí thanh truyền vị trí số 4

Lựa chọn kích thước của thanh truyền lực dựa vào hai yếu tố: ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn

34 Tính độ bền uốn: việc tính toán dựa trên 1 thanh truyền lực, thanh truyền lực có tiết diện vuông, cạnh là a Vậy ứng suất uốn lớn nhất tác dụng lên thanh truyền khi làm việc tính theo công thức sau đây (tham khảo sách sức bền vật liệu):

𝑊𝑥 ≤ [𝜎 𝑢 ] = 0.5 ∙ [𝜎 𝑐ℎ ] (1) Vật liệu được dùng làm đĩa truyền lực được chọn là thép CT3 với các thông số cơ tính như bảng dưới đây:

Bảng 1: Cơ tính của thép CT3 (tham khảo: https://xaydungso.vn/vat-lieu-xay- dung/tra-cuu-bang-tra-gioi-han-chay-cua-thep-chuan-nhat-vi-cb.html)

Giới hạn bền Giới hạn chảy Độ cứng Ghi chú

Trong công thức (1), Mx là mô men uốn tác dụng lên thanh do lực tác dụng F83.94 N (đã tính trên)

Tìm được mô men chống uốn Wx của thanh truyền (1) là:

6 (2) Ứng suất uốn cho phép [𝜎 𝑢 ] = 0,5 ∙ 𝜎 𝑐ℎ = 0,5 ∙ 210 = 105𝑀𝑝𝑎

Từ công thức (1) suy ra:

3.3.4 Thiết kế trục vị trí số 5

Với hộp giảm tốc chịu tải trung bình ta dùng thép C45 thường hóa để chế tạo trục có giới hạn bền là 𝜎 𝑏𝑘 = 600 N/𝑚𝑚 2 , giới hạn chảy 𝜎 𝑐ℎ 00 N/𝑚𝑚 2 , độ rắn HB 0 a) Tính thiết kế trục về độ bền:

Tính sơ bộ đường kính trục:

240 8,6(N) Lực hướng tâm:Fr=Ft.tan 𝛼8,6.tan20°41,62 d≥ √ 𝑇

Trong đó: T là momen xoắn [Nmm] d là đường kính trục [mm]

[𝜏] 𝑥 là ứng suất xoắn cho phép [Mpa]

Lấy trị số nhỏ đối với trục ra (trục IV) lấy [𝜏] 𝑥 % [Mpa] Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng, lấy trị số d 4 = 30mm để chọn loại ổ bi cỡ trung bình, tra bảng 14P trang 339 thiết kế chi tiết máy-NguyenTrongHiep- NguyenVanLam Ta có được chiều rộng của ổ Bmm; Drmm b) Tính đường kính trục gần đúng:

Tính phản lực ở các gối trục

∑M A = 0 =>F.LAC-Fr LAC -RBY.LAB=0 (chiều dương theo chiều kim đồng hồ)

Momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm A : Ở tiết diện A

M ux = Fr L AC − F L AC 41,62.30-1331,2.30=-29687,4(N.mm)

[𝜎]PN/𝑚𝑚 2 (theo bảng 7-2) trang 119 sách thiết kế chi tiết máy NguyenTrongHiep-NguyenVanLam d≥ √ 3 0,1.[𝜎] M tđ =√ 105776,52

Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục

Ta sử dụng khớp nối theo điều kiện:

[𝝉] = 15 Mpa dt – đường kính trục cần nối: dsb = √ 𝑇1

3 = 7,88mm Chọn dt = dsb = 7,88mm

Tt – momen xoắn tính toán: Tt = k.T, với:

K – hệ số chế độ làm việc (bảng 16.1) lấy k = 1,4

T – momen xoắn danh nghĩa trên trục: T = Tđc = 2588,64 Nmm

38 Tra bảng 16.10a với điều kiện: Tt = 3624,096 Nmm ≤ 𝑇 𝑘𝑛 𝑐𝑓 ; dt = 7,88 mm ≤ 𝑑 𝑘𝑛 𝑐𝑓

Ta được kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi, mm: d D dm L l d1 D0 Z nmax B B1 l1 D3 l2

10 67 20 51 24 22 45 3 8800 3 20 16 17 12 Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi 16.10b

6,3 8 M6 12 28 14 8 10 1 Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:

3.45.8.10 = 0,9 Mpa < (𝝈 𝒅 ) = 2𝑀𝑝𝑎 Điều kiện sức bền uốn của chốt:

XÂY DỰNG MÔ HÌNH

Bản vẽ 3D của máy cắt

Hình 4-1: Bản vẽ 3D của máy cắt trên phần mềm Solidwords

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu của sản phẩm

5.1.1 Công dụng của chi tiết:

Hình 5-1: Bản vẽ của chi tiết 3D

- Dung sai đụ̣ đồng tõm giữa bề mặt trục ỉ14 và mặt trục ỉ17, ỉ25 ≤ 0,02

- Dung sai đụ̣ đảo hướng kớnh của mặt trục ỉ14 ≤ 0,03

- Đụ̣ búng bề mặt ỉ14 và ỉ25 là Ra=2,5 𝜇𝑚, ỉ17 là Ra = 3,2 𝜇𝑚

- Độ nhám bề mặt chi tiết là Rz = 40 𝜇𝑚

- Vật liệu làm bằng thép C45

Định dạng sản xuất

Mục đích của chương này xác định hình thức tổ chức (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt lớn, hàng khối ) để từ đó thể hiện được tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn chi tiết để gia công hợp lý Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy théo công thức sau:

- N: số chi tiết được sản xuất trong một năm

- N1: số sản phẩm được sản xuất trong một năm

- m: số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)

- 𝛼: số phần trăm chi tiết phế phẩm trong qua trình chế tạo a = (3-6) %

- 𝛽: số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy trên, dùng làm phụ tùng thay thế b = (5- 7) %

- Sử dụng vật liệu Thép C45 kết hợp phần mềm thiết kế 3D Solidwork ta dễ dàng tìm ra khối lượng thực tế của chi tiết:

Hình 5-2: Sử dụng phần mềm Solidworks để tính khối lượng chi tiết

Bảng 5.1Kết quả tính khối lượng chi tiết

Khối lượng chi tiết 0,051040 Kg

Bảng 5.2Bảng tra định dạng sản xuất

Kết luận dạng sản xuất là: Đơn chiếc

Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi

5.3.1 Cơ sở của việc lựa chọn phôi: Để chế tạo một chi tiết đạt yêu cầu kinh tế, kỹ thuật người thiết kế phải xác định kích thước phôi sao cho thích hợp, việc lựa chọn phôi phải dựa trên những cơ sở sau:

- Vật liệu chế tạo phôi, cơ tính vật liệu

- Hình dáng kích thước của chi tiết

- Khả năng đạt độ chính xác của phương pháp chế tạo phôi

- Khả năng làm việc của máy

Với chi tiết gia công ở đây là chi tiết trục, vật liệu chế tạo trục là thép C45 có cơ tính tốt, độ bền cao…

Dạng sản xuất loạt lớn, phôi đòi hỏi có độ chính xác Do đó ta chọn phôi được gia công bằng phương pháp cán nóng

- Phôi cán đạt cấp chính xác là: II

- Cấp chính xác kích thước: IT15-IT18

- Đụ̣ nhỏm bề mặt: 𝑅𝑧@àm

5.3.2 Tra lượng dư gai công cho các bề mặt phôi:

Theo bảng 3-47, trang 214 [1] ta chọn lượng dư bề mặt là:

- Lượng dư phía trên: 2.5mm

- Lượng dư phía dưới và mặt bên: 2.5mm

- Bán kính góc lượn: 2.5mm

Hình 5-3: Bản vẽ lồng phôi

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

5.4.1 Chọn phương pháp gia công:

- Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi

- Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt

- Chọn trình tự gia công các bề mặt chi tiết

5.4.1.1 Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi:

- Sử dụng các thiết bị như: Máy phay, khoan, khoét, doa, tiện…

5.4.1.2 Phương pháp khi chọn chuẩn tinh:

Phương án: ta chọn chuẩn tinh là trục ∅14 Khống chế 5 bậc tự do

Sơ đồ định vị chi tiết theo phương án:

Ta kết luận về chọn chuẩn tinh: Chọn chuẩn tinh là trục ∅14, đây là chuẩn tinh thống nhất

- Chuẩn thô thường được dùng ở nguyên công đầu tiên của quá trình gia công cơ chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quá trình công nghệ

- Phân phối đủ lượng dư cho quá trình gia công, đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt sắp gia công và bề mặt không bị gia công

- Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô vì như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất

- Trong các bề mặt phải gia công chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ nhất làm chuẩn thô

- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng không có mép rèn rập hoặc quá gồ ghề

- Chuẩn thô nên dùng một lần trong cả quá trình gia công

5.4.2 Tính lượng dư gia công

Ta tớnh lượng dư cho mụ̣t bề mặt ỉ14 −0,02 +0,02 và tra lượng dư cho cỏc mặt cũn lại Phôi:

Khối lượng phôi: 0,051040 kg

Các bước công nghệ: tiên thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh Tiện và mài đều được chống tâm hai đầu

Lập bảng ghi kích thước các bước nguyên công: tiện thô, tiện tinh, mài thô, mài tinh Do chống tâm 2 đầu nên sai số gá đặt 𝜀 𝑏 = 0

Tính sai lệch không gian 𝜌 𝑝ℎô𝑖 của phôi:

𝜌 𝑐𝑣 : độ cong vênh của phôi

𝜌 𝑐𝑣 = Δ 𝑐 𝐿 = 1 173 = 173(𝜇𝑚) Δ 𝑐 là độ cong đơn vị Δ 𝑐 = 1𝜇𝑚

46 L: là chiều dài từ mặt đầu của phôi tới tâm đoạn cần gia công

𝜌 𝑙𝑡 : sai lệch do lấy tâm làm chuẩn

Khi dùng cơ cấu kẹp tự định tâm khi khoan lỗ thì 𝜌 = 0.25 mm

Tính sai lệch còn lại sau các nguyên công:

Tra bảng 10 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 2 ta được:

Tra bảng 12 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 2 ta được:

Tra bảng 22 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 2 ta được sai số kẹp chặt là

Bảng 5.3: Bảng tra lượng dư

5.4.3 Tính toán chế độ cắt:

Tớnh toỏn chế đụ̣ nguyờn cụng ỉ14 −0,02 +0,02 :

Cú D= ỉ14 −0,02 +0,02 , L = 63mm, Df phụi = ỉ18 −0,02 +0,02 , gúc nghiờng chớnh φ0 = 90, góc nghiêng phụ φ0 = 0, tiết diện cán dao q@x46= B x H, quá trình cắt không tưới nước, tuổi trung bình của dao T= 45p

2 = 2 chọn một lần cắt đạt kích thước, vậy t=2mm

Tính theo sức bền cán dao:

Bảng 5-63 (STCNCTM2) ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph), Ϭu KG/mm2

(11-1 chế độ cắt ) Cpz00, Xpz=1, Ypz = 0.75, nz = - 0.15

Các yếu tố tạo thành lượng dư (àm)

Giá trị tính toán Dun g sai

Kích thước giới hạn (mm)

Lượng dư giới hạn (àm)

48 Tính theo sức bền cơ cấu chạy dao:

(15 -1) K φpx= 1 , Kɣ px= 1, Kλpx = 1, Kpx=2

Theo bảng: chế độ cắt) Cv= 292, Xv= 0,15, Yv = 0,3 m= 0,18

Số vòng quay trong 1 phút: nt= 1000𝑉

𝜋.20 = 2244 v/p Máy tiện T620: nmin,5 , nmax = 2000, số cấp độ m$ φm-1 = φ23= 𝑛 𝑚𝑎𝑥

12,5 = 160 theo bảng 4.7 sách hướng dẫn đồ án ứng với φ23= 14,24 gần 160 nhất, gióng lên ta được φ=1,12 mặt khác φx= 𝑛 𝑡

12,5 = 179,5, theo bảng 4.7 ứng φ= 1,12 ta thấy giá trị φx64 gần bằng 179,52

Vận tốc cắt thực tế: V= 𝜋𝐷𝑛 𝑚

Lực tiếp tuyến: Pz = Cpz 𝑡 Xpz S2ypz Vnz K

Lực hướng kính: Py = Cpy txpy Sypy Vny Kypy

Theo bảng (11-1) Cpy = 243, Xpy = 0,9 , Ypy = 0,6 , ny =- 0,3

Lực tiếp tuyến: Px = Cpx txpx Sypx Vny Kpx

Công suất tiêu thụ khi cắt:

5.4.4 Nguyên công 1: Phay mặt phẳng

Phay thô mặt 1 đạt Rz@ μm Phay tinh mặt 1 đạt Ra=1.25

Kích thước cần đạt được là 168mm

Ta chọn dao phay mặt đầu bằng hợp kim T15K6 có các thông số sau:

D(mm), Z=5(ren), (Tra theo bảng 4 - 94 trang 376 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1)

Khi gia công mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

50 (Theo bảng 5-125 Trang 113 Sổ tay CNCTM tập 2), ta chọn bước tiến dao Sz=0.13(mm/răng)

Lượng chạy dao vòng S0=0,13.5=0.65(mm/vòng)

Bảng 5-126 Trang 114 Sổ tay CNCTM tập 2, ta chọn tốc độ cắt Vb 00(m/ph) Các hệ số hiệu chỉnh:

- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3 [2])

- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.9 (theo bảng 5.5, [2])

- Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7, [2])

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x300 $3(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

3,14.80 = 967 (v/ph) Theo máy ta chọn được nm0(v/ph)

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Lượng chạy dao Sp=0,65.2000(mm/vòng)

Theo máy ta chọn Sp0(mm/vòng)

L = 63 mm: chiều dài bề mặt gia công

𝐿 1 = √𝑡(𝐷 − 𝑡) + 3.5 = √2(80 − 2) + 3.5 = 16 𝑚𝑚 L2 chiều dài thanh dao L2 = (2 - 5) mm chọn L2 = 4 mm

Chọn mũi khoan là mũi khoan tâm đuôi trụ làm bằng vật liệu T15K6, có các kích thước như sau: d=4mm; L2mm; lmm (Bảng 4-40 Trang 319 Sổ tay CNCTM tập 1)

Chọn chiều sâu cắt t=2.5mm

Bảng 5-86 [2], ta chọn bước tiến dao S=0.09(mm/v)

Bảng 5-126 [2], ta chọn tốc độ cắt Vb 2(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh:

- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3 [2])

- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.9 (theo bảng 5.5 [2])

- Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7 [2])

Như vậy tốc độ tính toán là Vt =Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x32 %.92(m/phút)

3,14.5 = 1651 (v/ph) Theo máy ta chọn được nm00(v/ph) Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

1700 0,09 = 0,03 𝑝ℎú𝑡 Thời gian tổng cộng: T = T1 + T2 = 0,4 + 0,03 = 0,43 (phút)

5.4.5 Nguyên công 2: Tiện thô và tiện tinh nữa trục

5.4.5.1 Sơ đồ gá đặt: Định vị: Chi tiết được định vị bằng hai mũi tâm Một đầu được định vị bằng mũi tâm di động hạn chế 2 bậc tự do, còn đầu kia thì là mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt: Chi tiết quay nhờ tốc kẹp (đồng thời tốc cũng chống xoay cho chi tiết)

Bước 1: Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ14 Đường kớnh cần đạt được là ỉ15,6 +0,02

Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 90o, vật liệu T15K6

Theo bảng 4-6 STCNCTM I, ta chọn kích thước của dao như sau: b; b; L0; n=4; l; r=0.5

Khi gia cụng thụ ỉ15,6 +0,02 ta chọn chiều sõu cắt t=2mm

Bảng 5-60 [2], ta chọn bước tiến dao s=0.35;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph)

- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)

- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.9 (theo bảng 5.5)

- Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là 𝑉𝑡=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x62 P.22(m/phút)

Theo máy ta chọn được nm0(v/ph)

1000 = 35,8(m/ph) Theo máy ta chọn Sm=0.36mm

Bước 2: Gia cụng tinh phần trục cú đường kớnh ỉ14 Đường kớnh cần đạt được là ỉ14,6 +0,02

Chọn dao tiện ngoài thân thẳng, vật liệu T15K6

Theo bảng 4-6 STCNCTM I, ta chọn kích thước của dao như sau: h; b; L0; l; n=4; r=0,5

Khi gia cụng thụ ỉ14.6 ta chọn chiều sõu cắt t=0.5mm

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao s=0.11mm/vòng;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb 0(m/ph)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x100 (m/phút)

12.3,14 = 2150(v/ph) Theo máy ta chọn được nm00(v/ph)

1000 V,52(m/ph) Theo máy ta chọn Sm=0.12mm

Chọn chế đụ̣ cắt giống phần tiện tinh trục ỉ14

5.4.6 Nguyên công 3: Tiện thô và tiện tinh nửa trục

Bước 1: Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ17 Đường kớnh cần đạt được là ỉ18,6+0,02

- Chọn dụng cụ cắt: giống ỉ14 +0,02

Khi gia cụng thụ ỉ17+0,02 ta chọn chiều sõu cắt t=2mm

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao s=0.35 ; Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph)

Như vậy tốc độ tính toán là 𝑉𝑡=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x62 = 50.22 (m/phút)

15x3,14 66(v/ph) Theo máy ta chọn được nm0(v/ph)

Bước 2: Gia cụng tinh phần trục cú đường kớnh ỉ17 Đường kớnh cần đạt được là ỉ17,6+0,02

Theo bảng 4-6 STCNCTM I, ta chọn kích thước của dao như sau: h; b; L0; l, n=4; r=0,5

Khi gia cụng tinh ỉ17.6 ta chọn chiều sõu cắt t=0.5mm

12.3,14!50(v/ph) Theo máy ta chọn được nm00(v/ph)

56 Theo máy ta chọn Sm=0.12mm

5.4.7 Nguyên công 4: Tiện thô và tiện tinh nửa trục còn lại

Bước 1: Gia cụng thụ phần trục cú đường kớnh ỉ17 Đường kớnh cần đạt được là ỉ18,6+0,02

- Chọn dụng cụ cắt: giống ỉ14 +0,02

Khi gia cụng thụ ỉ18,6+0,02 ta chọn chiều sõu cắt t=2mm

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao s=0.35 ; Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph)

Như vậy tốc độ tính toán là 𝑉𝑡=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x62 = 50.22 (m/phút)

15x3,14 66(v/ph) Theo máy ta chọn được nm0(v/ph)

Bước 2: Gia cụng tinh phần trục cú đường kớnh ỉ17 Đường kớnh cần đạt được là ỉ17,6+0,02

Theo bảng 4-6 STCNCTM I, ta chọn kích thước của dao như sau: h; b; L0; l, n=4; r=0,5

Khi gia cụng tinh ỉ17.6 +0,02 ta chọn chiều sõu cắt t=0.5mm

12.3,14!50(v/ph) Theo máy ta chọn được nm00(v/ph)

1000 V,52(m/ph) Theo máy ta chọn Sm=0.12mm

Chọn chế đụ̣ cắt giống phần tiện tinh trục ỉ14

5.4.8 Nguyên công 5: Tiện thô và tiện tinh nửa trục còn lại

Bước 1: Tiện thô ∅25 +0,021 Đường kính cần đạt được là ∅26,6 +0,021

Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 90o, vật liệu T15K6

Theo bảng 4-6 STCNCTM I, ta chọn kích thước của dao như sau:

Khi gia công thô ∅26,6 +0,021 ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

Bảng 5-60, ta chọn bước tiến dao s=0.35;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb b(m/ph)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x62 P.22(m/phút)

Theo máy ta chọn được nmX0(v/ph)

Theo máy ta chọn Sm=0.36mm

Bước 2: Gia cụng tinh phần trục cú đường kớnh ỉ25 Đường kớnh cần đạt được là ỉ25,6 +0,02

Theo bảng 4-6 STCNCTM I, ta chọn kích thước của dao như sau: h; b; L0; l; n=4; r=0,5

Khi gia cụng tinh ỉ25.6 ta chọn chiều sõu cắt t=0.5mm

20.3,1490 (v/ph) Theo máy ta chọn được nm0(v/ph)

1000 =Y,66 (m/ph) Theo máy ta chọn Sm=0.12mm

5.4.9 Nguyên công 6: Phay rãnh then

Chi tiết gia công được định vị trên hai khối V ngắn định vị 4 bậc tự do, ngoài ra để chống sự dịch chuyển theo chiêù dọc trục ta tựa bề mặt chi tiết vào khối V để định vị bậc tự do thêm 1 bậc tự do

Bước 1: Phay rónh then tại trục ỉ14

Kích thước cần đạt được 5x12x3(mm)

Ta chọn dao phay ngón chuôi trụ (Bảng 4-65, sách STCNCTM1) có kích thước như sau: d=5(mm), LG(mm), l(mm), z=4(ren)

Khi gia công rãnh then ta chọn chiều sâu cắt t=3mm

Bảng 5-153, ta chọn bước tiến dao Sz=0.02(mm/ren)

Bảng 5-154 ta chọn tốc độ cắt Vb @(m/ph)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x40 = 32.4 (m/phút)

Bước 2: Phay rónh then tại trục ỉ25

Kích thước cần đạt được 8x32x4(mm)

Ta chọn dao phay ngón chuôi trụ (Bảng 4-65, sách STCNCTM1) có kích thước như sau: d=8(mm), LG(mm), l(mm), z=4(ren)

Khi gia công rãnh then ta chọn chiều sâu cắt t=3mm

Bảng 5-153, ta chọn bước tiến dao Sz=0.02(mm/ren)

Bảng 5-154 ta chọn tốc độ cắt Vb @(m/ph)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.9x1x40 = 32.4 (m/phút)

5.4.10.1 Sơ đồ gá kiểm tra

Thước kẹp cơ khí, đồng hồ lò xo, Thước Panme

Từ phôi thanh thép ban đầu để tăng độ cứng Tính chịu mài mòn và để phù hợp với điều kiện làm việc của chi tiết dạng trục ta tiến hành nhiệt luyện chi tiết

Quy trình nhiệt luyện: Tôi => ram nhẹ chi tiết

Thành phần ban đầu của thép C45:

❖ Bước 1: Kiểm tra sơ bộ chi tiết trước khi tôi: bề mặt chi tiết phải nhẵn, sáng, không có vết nứt Làm sạch bề mặt chi tiết, tránh tạp chất bề mặt

❖ Bước 2: Xếp chi tiết vào gá, dùng palang đưa toàn bộ gá vào lò nung

❖ Bước 3: Đóng cửa lò, bật lò, nâng nhiệt nhanh

❖ Bước 4: Xác định nhiệt độ nung: Tnung = Ac3 + (30 ÷ 50) 0 C

Khi nhiệt độ lò đạt 867.5 o C thì bắt đầu tính thời gian giữ nhiệt, duy trì nhiệt độ lò 867.5±5 o C

❖ Bước 5: Tính thời gian nung:

Với tiết diện của chi tiết và thể tích của chi tiết lần lượt là:

S = 100000 ( mm 2 ) và V = 51000 (m 3 ) và sử dụng thiết bị nung chi tiết phù hợp đạt được tốc độ nung chi tiết 800°C/h

Ta xác định được thời gian nung chi tiết: Tn = 837,5

Thời gian giữ nhiệt: Tgn = ( 1

❖ Bước 6: Khi đủ thời gian giữ nhiệt( khoảng 3,2 giờ) , lấy nhanh chi tiết ra khỏi lò, đưa vào bể làm nguội vời vòi phun nước mãnh liệt trong khoảng 5 (s) Sau đó làm nguội chậm trong môi trường không khí

❖ Bước 7: Sau khi tôi, ta ram chi tiết ở nhiệt độ 250 o C Thời gian ram 0,7 tiếng để ổn định tổ chức tế vi chi tiết Chọn thời gian giữ nhiệt là 0,4 (h), thời gian gia tăng nhiệt đến 250 o C là 0.7 (h) Sau đó làm nguội bằng nước.

Tính toán thời gian cho các nguyên công

Thời gian phay mặt đầu :

Thời gian cơ bản khi tiện thụ đạt kớch thước ỉ15,6

Thời gian cơ bản khi tiện tinh đạt kớch thước ỉ14.6

L mm S=0.12(mm/vòng) n00(vòng/phút)

Thời gian cơ bản khi tiện vát mép

L mm S=0.12(mm/vòng) n00 (vòng/phút)

Thời gian cơ bản khi tiện tinh đạt kích thước ∅30.6

S=0.12(mm/vòng) nu0(vòng/phút)

Thời gian cơ bản khi gia công rãnh then tại trục ∅14

Thời gian cơ bản khi gia công rãnh then tại trục ∅25

- Xác định nhiệt độ nung:

Khi nhiệt độ lò đạt 867.5 o C thì bắt đầu tính thời gian giữ nhiệt, duy trì nhiệt độ lò 867.5±5oC

Với tiết diện của chi tiết và thể tích của chi tiết lần lượt là:

S = 100000 ( mm 2 ) và V = 5,1.10 4 (mm 3 ) và sử dụng thiết bị nung chi tiết phù hợp đạt được tốc độ nung chi tiết 325°C/h ta xác định được thời gian nung chi tiết: Tn = 837.5

Thời gian giữ nhiệt: Tgn = ( 1

- Khi đủ thời gian giữ nhiệt( khoảng 0.5 giờ) , lấy nhanh chi tiết ra khỏi lò, đưa vào bể làm nguội vời vòi phun nước mãnh liệt trong khoảng 5 (s) Sau đó làm nguội chậm trong môi trường không khí

- Sau khi tôi, ta ram chi tiết ở nhiệt độ 250oC Thời gian ram 0,7 tiếng để ổn định tổ chức tế vi chi tiết Chọn thời gian giữ nhiệt là 0,4 (h), thời gian gia tăng nhiệt đến 250oC là 0.7 (h) Sau đó làm nguội ngoài không khí

CHẾ TẠO MÔ HÌNH THỰC TẾ

Bản vẽ nối dây điện động cơ với máy

Hình 6-1: Sơ đồ nối dây điện với động cơ

Đánh giá về máy

- Máy hoạt động theo đúng nguyên lý tính toán và thiết kế trước đó

- Máy hoạt động ổn định

- Bộ khung máy khá phức tạp

- Chưa có hệ thống tự động: tự động lột vỏ, tự động thả khoai vào vị trí cắt

❖ Những cải tiến trong tương lai:

- Tính toán, thiết kế bộ khung nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo độ chắc chắn

- Hệ thống tự động lột, rửa củ khoai

- Hệ thống tự động thả khoai vào vị trí cắt

AN TOÀN LAO ĐỘNG

An toàn lao động trong lắp máy

- Xác định rủi ro: Xác định các mối nguy hiểm có thể xảy ra trong quá trình lắp máy và bảo dưỡng

- Đánh giá rủi ro: Đánh giá mức độ nghiêm trọng và khả năng xảy ra của các rủi ro đã xác định

7.1.2 Trang bị bảo hộ cá nhân:

- Mũ bảo hộ: Bảo vệ đầu khỏi các vật rơi hoặc va đập

- Găng tay bảo hộ: Bảo vệ tay khỏi các vết cắt, bỏng hoặc hóa chất

- Kính bảo hộ: Bảo vệ mắt khỏi bụi, mảnh vụn hoặc hóa chất

- Quần áo bảo hộ: Bảo vệ cơ thể khỏi nhiệt độ cao, hóa chất hoặc các yếu tố nguy hiểm khác

- Giày bảo hộ: Bảo vệ chân khỏi các vật nặng hoặc bề mặt trơn trượt

7.1.3 Sử dụng thiết bị và công cụ đúng cách:

- Kiểm tra thiết bị: Kiểm tra các công cụ và thiết bị trước khi sử dụng để đảm bảo chúng hoạt động tốt

- Sử dụng đúng cách: Sử dụng các công cụ và thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất

7.1.4 Biện pháp an toàn khi làm việc:

- Tắt nguồn điện: Đảm bảo rằng tất cả các nguồn điện đã được tắt trước khi bắt đầu bảo dưỡng

- Sử dụng biển báo: Sử dụng biển báo cảnh báo tại các khu vực nguy hiểm hoặc đang làm việc

- Thông gió: Đảm bảo khu vực làm việc được thông gió tốt, đặc biệt khi làm việc với các hóa chất hoặc khí độc

7.1.5 Kiểm tra và bão dưỡng định kỳ:

- Kiểm tra định kỳ: Thực hiện kiểm tra định kỳ các thiết bị và hệ thống bảo hộ để đảm bảo chúng luôn trong tình trạng hoạt động tốt

- Bảo dưỡng thường xuyên: Bảo dưỡng định kỳ các máy móc và thiết bị để ngăn ngừa hỏng hóc và sự cố

- Kế hoạch khẩn cấp: Có kế hoạch xử lý khẩn cấp trong trường hợp xảy ra tai nạn

- Sơ cứu: Cung cấp thiết bị sơ cứu và đào tạo nhân viên về cách sử dụng chúng.

An toàn trong vận hành máy

7.2.1 Trang bị bảo hộ cá nhân:

- Mũ bảo hộ: Bảo vệ đầu khỏi các vật rơi hoặc va đập

- Găng tay bảo hộ: Bảo vệ tay khỏi các vết cắt, bỏng hoặc hóa chất

- Kính bảo hộ: Bảo vệ mắt khỏi bụi, mảnh vụn hoặc hóa chất

- Quần áo bảo hộ: Bảo vệ cơ thể khỏi nhiệt độ cao, hóa chất hoặc các yếu tố nguy hiểm khác

- Giày bảo hộ: Bảo vệ chân khỏi các vật nặng hoặc bề mặt trơn trượt

7.2.2 Sử dụng thiết bị đúng cách:

- Theo hướng dẫn của nhà sản xuất: Luôn tuân thủ hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất để đảm bảo an toàn và hiệu quả

- Không vượt quá công suất: Tránh vận hành máy móc vượt quá công suất thiết kế

7.2.3 Biện pháp an toàn khi làm việc:

- Tắt nguồn điện khi cần thiết: Đảm bảo tắt nguồn điện hoặc ngừng cấp năng lượng khi có sự cố xảy ra

- Sử dụng các thiết bị bảo vệ: Sử dụng các thiết bị bảo vệ như rào chắn, màn che, và hệ thống an toàn tự động

7.2.4 Kiểm tra và bão dưỡng định kỳ:

- Kiểm tra định kỳ: Thực hiện kiểm tra định kỳ các thiết bị và hệ thống bảo vệ để đảm bảo chúng luôn trong tình trạng hoạt động tốt

- Bảo dưỡng thường xuyên: Bảo dưỡng định kỳ các máy móc và thiết bị để ngăn ngừa hỏng hóc và sự cố

1/ Tính toán thiết kế dẫn động cơ khí tập I,II – Trịnh Chất

2/ Hướng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy – Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm

3/ Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập I,II – Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn

4/ Dung sai - kỹ thuật đo – Trần Quốc Hùng

5/ Giáo trình sức bền vật – Trường đại học sư phạm kỹ thuật Đà Nẵng

Tiêu đề	Tính toán, thiết kế chế tạo máy cắt khoai sợi vuông
Tác giả	Nguyễn Tài Bằng, Nguyễn Đắc Kỳ Viên
Người hướng dẫn	ThS. Đào Thanh Hùng
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật cơ khí
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	86
Dung lượng	1,38 MB