Đồ Án 2 thiết kế hệ thống cơ Điện tử thiết kế hệ thống Điều khiển cho bàn máy cnc

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ- KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BÀN MÁY CNC Giảng viên hướng dẫn: Th.s Ngu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ- KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BÀN MÁY CNC

Giảng viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Thuỳ Dung

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hà

Hà Nội,ngày…tháng…năm 2024

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG

NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ -

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đức Hà

TÊN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN (ĐỀ SỐ 3)

Chuyên ngành :Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử

ĐỒ ÁN 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BÀN MÁY CNC

Giảng viên hướng dẫn:

Th.S Nguyễn Thuỳ Dung

Hà Nội – Năm 2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ

THUẬT CÔNG NGHIỆP

Mẫu 1.a

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Thời gian thực hiện: 10 tuần; đề số : 03

Ngày giao nhiệm vụ: …/…/20…; Ngày hoàn thành: …/…/20…

Họ & tên: Nguyễn Đức Hà

MSSV: 21104900253

Mã lớp: DHCD15A5HN

Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế hệ thống điều khiển cho bàn máy CNC

Số liệu cho trước:

1 Ray dẫn hướng trụcZ

2 Cột đứng máy phay

3 Gối đỡ vít me bi kèm gá động cơ trục

1 Loại máy CNC: Phay

2 Chế độ cắt thử nghiệm tối đa SVT: Phay mặt đầu, 6 lưỡi cắt,

D=80mm, JIS, S45C, Grade4040, v=100m/ph, t=1,2mm,F=900mm/ph

3 Khối lượng lớn nhất của chi tiết M (700 / 500 / 700 kg): 700 kg

4 Vận tốc chạy lớn nhất khi không gia công V1 (18 / 20 / 25 m/ph):18 m/ph

5 Vận tốc chạy lớn nhất khi gia công có lực V2 (10 / 12 / 15 m/ph):12 m/ph

6 Gia tốc hoạt động lớn nhất của hệ thống a (0,4g / 0,50g m/s2): 0,5 g m / s2

7 Thời gian hoạt động: 05 đến 07 năm

8 Cho trước các kết cấu của cụm bàn máy X và Y để gắn vít me bi

và ray dẫn hướng có thể tham khảo từ trang web:

http://www.mediafire.com/?bwfr2l5xel69kj5

9 Cho trước tài liệu của hãng sản xuất vit me bi và ray dẫn hướng

10 Cho trước tài liệu của hãng sản xuất động cơ

I Nội dung thực hiện

1 Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật hệ thống điều khiển

- Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển

- Xác định các thành phần cơ bản và thông số/yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điều khiển

2 Thiết kế hệ thống điều khiển

- Xây dựng mô hình toán học cho 1 trục dẫn động

- Xây dựng sơ đồ khối và xác định hàm truyền

- Khảo sát tính ổn định của hệ thống

- Lựa chọn các thiết bị điều khiển: cảm biến, động cơ,…

- Xây dựng bản vẽ mạch điều khiển, giao diện AD/DA

3 Mô phỏng hệ thống điều khiển

- Mô phỏng bằng MATLAB-SIMULINK (vị trí, tốc độ, gia tốc của trục)

- Phân tích, đánh giá các chỉ tiêu chất lượng

4 Lập trình điều khiển

- Chọn ngôn ngữ lập trình điều khiển

- Lập trình điều khiển cho trục chuyển động

BẢNG SỐ LIỆU CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

KCK02-4

Phay mặt đầu, 6 lưỡi cắt, D=80mm, JIS, S45C,Grade 4040,v=100m/ph, t=1,2mm,F=900mm/ph

Lời nói đầu

Một hệ thống sản xuất tự động giúp sản phẩm có chất lượng cao, sản phẩm đồngđều , cho phép thay đổi kiểu dáng sản xuất một cách linh hoạt phù hợp với nhu cầu củacon người là điều tất yếu của cuộc sống, nhưng vẫn đảm bảo về mặt tinh tế và thờigian chuyển đổi mẫu mã linh hoạt là một điều cấp thiết với nền sản xuất công nghiệphiện đại

Tính toán thiết kế hệ thống Cơ điện tử là nội dung không thể thiếu trong chươngtrình đào tạo kỹ sư Cơ điện tử Đồ án môn học này giúp cho em có thể hệ thống hóa lạicác kiến thức của môn học như: Chi tiết máy, Vẽ kĩ thuật, Cơ học kĩ thuật, Nguyên lỹmáy, Sức bền vật liệu,…Đồng thời cũng giúp chúng em học thêm một số phần mềmcần thiết cho việc thiết kế ,mô phỏng cần thiết như solidwork, ngoài ra giúp chúng emlàm quen với công việc thiết kế và làm đồ án tốt nghiệp sau này

Máy CNC (computer numerical controlled) là những công cụ gia công kim loạitinh tế có thể tạo ra những chi tiết phức tạp theo yêu cầu của công nghệ hiện đại Pháttriển nhanh chóng với những tiến bộ trong máy tính, ta có thể bắt gặp CNC dưới dạngmáy tiện, máy phay, máy cắt laze, máy cắt tia nước có hạt mài, máy đột rập và nhiềucông cụ công nghiệp khác Thuật ngữ CNC liên quan đến một nhóm máy móc lớn sửdụng logic máy tính để điều khiển các chuyển động và thực hiện quá trình gia côngkim loại

Bài viết này sẽ thảo luận một trong hai loại máy phổ biến nhất trên thị trườnghiện nay là máy phay Đồ án này trình bày về quá trình tính toán thiết kế hệ thống dẫnhướng cho gia công dưới sự di chuyển của 3 trục chính

Nhiệm vụ chính: Tính chọn: Vít me bi, cụm ổ đỡ, động cơ, ray dẫn hướng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN ĐỘNG BÀN MÁY

1 Tổng quan về bàn máy X và Y trong máy CNC

1.1 Cấu tạo của bàn máy CNC

1.1.1 : Khái niệm

CNC (computer numerical control) là một dạng máy NC điều khiển tự động có sự trợ giúp của máy tính, mà trong đó các bộ phận tự động được lập tình để hoạt động theo các sự kiện tiếp nối nhau với tốc độ được xác định trước để có thể tạo ra được mẫu vật với hình dạng và kích thuốc yêu cầu

1.1.2 : Lịch sử phát triển:

Trước khi máy CNC đầu tiên ra đời, một số máy có thể được hướng dẫn

để chế tạo các công cụ khác Điều này được gọi là Điều khiển số Numerical Control) Bạn sẽ nhận thấy sự vắng mặt của vi tính (C-Computerized) Parsons sau này đã phát triển máy CNC đầu tiên Với sự pháttriển này, đã có một sự cách mạng hóa Dưới đây là những mốc thời gian về

(NC-sự phát triển xảy ra trong lịch sử gia công CNC

+) 1952 – 1958: Khi Chiến tranh Lạnh trở nên căng thẳng, cần phải nâng cao

hiệu quả và năng suất trong việc chế tạo nhiều máy móc và vũ khí Do đó,vào năm 1952, Richard Kegg cùng với MIT đã chế tạo chiếc máy phay CNCđầu tiên có tên là Cincinnati Milacron Hydrotel Richard Kegg sau đó đ ã nộpđơn xin cấp bằng sáng chế cho công cụ Máy định vị được điều khiển bằngđộng cơ vào năm 1958

+) 1967 – 1972: Gia công CNC ngày càng được công nhận trên toàn thế giới.

Điều này là do sự phát triển của Computer-Aided Design (CAD) vàComputer-Aided Machining (CAM) vào năm 1972 Việc đưa CAD và CAMvào gia công CNC đã dẫn đến những phát triển lớn trong gia công CNC Tuynhiên, cả hai không được coi là một phần tiêu chuẩn của quy trình sản xuất

+) 1976 -1989:

Năm 1976, 3D CAD/CAM đã được đưa vào gia công CNC Năm 1989,máy điều khiển bằng phần mềm CAD và CAM đã trở thành tiêu chuẩn côngnghiệp cho máy CNC

1.1.3 : Phương hướng phát triển của máy CNC

- Nghiên cứu chế tạo các trung tâm đồng bộ với độ chính xác cao nhất

- Gia công với tốc độ cắt gọt cao, khoan với độ chính xác cao nhất

- Giảm khối lượng lập trình cho từng nhiệm vụ gia công (lập trình macro)

- Hệ thống lập trình đơn giản, dễ thao tác, giao diện đồ họa, hiệu quả cao

- Phân tích lỗi với sự giúp đỡ của đồ họa trên máy cnc và hệ thống sản xuất nói chung

Hình 1.1 Máy đục lỗ băng giấy

- Thông tin về hành trình gia công và chức năng máy cần thiết được ghi trên băng giấy đục lỗ với mã hóa chương trình là các chữ số ,chữ cái và kí tự đặc biệt

- Máy tính trung tâm điều khiển việc xử lí các thông tin về hành trình và các chức năngmáy

- Các trục chuyển động chạy dao x,y,z (máy phay ) và x,z ( máy tiện ), trục chính đượcdẫn động bởi các động cơ riêng biệt

- Hệ thống đo và kiểm tra luôn phản hồi vị trí của dụng cụ về hệ điều khiển

 Bán máy

Là bộ phận chính của máy CNC, là nơi chi tiết gia công được cố định chặt vào để thựchiện các chuyển động cắt gọt Bàn máy gia công được làm bằng gang để giảm biếndạng nhiệt Bề mặt bàn được gia công chính xác, được mài phẳng và tạo rãnh để chitiết gia công kẹp chặt vào

Do vậy đối với khung máy cần phải thỏa mãn hai yêu cầu chính sau nhằm đảm bảo

độ chính xác gia công của máy:

Phải đảm bảo đủ độ cứng vững Phải có khả năng chống và hấp thụ rung động

Vì thế khung máy phay CNC 3 trục thường được chế tạo bằng gang đúc Có hìnhkhối rỗng, nhiều gân chịu lực và có kết cấu vững chắc

Hình 1.3 Khung máy

1.2 Nguyên Lí Hoạt Động

• Máy CNC được hoạt động đơn giản, di chuyển trên 3 trục X, Y, Z theo tọa độ

• Khi máy CNC được khởi động và thực hiện các lệnh cắt, trục Z sẽ di chuyển lênxuống theo khoảng cách được cài đặt Đầu cắt ( trục Z) sẽ nhận nguồn năng lượng từ

bộ nguồn để xuyên thủng vật liệu

• Lúc này bàn máy sẽ giữ chặt sản phẩm để máy di chuyển trên các thanh ray theo trục

X và Y để tạo ra các đường cắt trên vật liệu

1.3 Hệ thống dẫn hướng trong máy CNC

Đường dẫn hướng ma sát bôi trơn ướt và đường dẫn hướng ma sát lăn

+ Ma sát bôi trơn ướt :

- Hệ số ma sát nhỏ , tổn hao thấp ,độ ổn định cao

- Độ cứng vững cao ,giảm giao động ,tăng tuổi thọ Đáp ứng được yêu cầu của

chuyển động chạy dao

Đảm bảo được các dịch chuyển nhỏ tới 0.001mm

Sử dụng cho máy công nghiệp , cỡ lớn

- Nhược điểm : khả năng chịu quá tải thấp do diện tích tiếp xúc bé

1.3.2: Cụm vít me – đai ốc

bi Vai trò và phân loại:

+ Chuyển động chạy dao tịnh tiến thường được dẫn động bởi các động cơ servo quaythông qua cơ cấu biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến là: trục vitme– đai ốc bi

+ Trục trục vitme

– Đai ốc bi đảm bảo truyền lực và chuyển động không có khe hở, độ nhạy cao

+ Mỗi trục chuyển động có hệ thống đo, khi đo gián tiếp thì đầu đo lắp ngay trên trụcvitme

– Dùng trong các cơ cấu đòi hỏi khử khe hở và truyền động êm, nhẹ

+ Sai số về bước của đai ốc, trục vit có thể được tự cân đối điều chỉnh trong quá trìnhvận hành máy, nhờ có điều khiển cnc đã lưu trữ các giá trị đo kiểm tra của trục vít vàđai ốc khi cài đặt ban đầu

Hình 1.5 Vít me đai ốc

Hình 1.6: chi tiết vít me đai ốc

*Cụm vitme – đai ốc bi

Hình 1.7 Vít me – đai ốc-Vai trò và phân loại:

+ Chuyển động chạy dao tịnh tiến thường được dẫn động bởi các động cơ servo quaythông qua cơ cấu biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến là : trụcvitme – đai ốc bi

+ Trục trục vitme – đai ốc bi đảm bảo truyền lực và chuyển động không có khe hở, độnhạy cao

CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ DẪN ĐỘNG HỆ BÀN

MÁY CNC

Các thiết bị dẫn động có một vai trò quan trọng trong máy CNC, là nhân tố chínhđảm bảo sự vận hành và gia công chính xác của máy Vì vậy, để thuận tiện cho công việc lựa chọn thiết bị dẫn động, trong chương này chúng ta đi xây dựng công thức tínhtoán và chương trình tính chọn các thiết bị dẫn động

*) Các ưu điểm:

-Khắc phục độ rơ khớp ren, chịu lực kéo với kết cấu

-Đảm bảo độ cứngvững chiều trục cao

-Tổn thất do ma sát bé, hiệu suất bộ truyền đạt tới 0,9 so với

vít me đai ốc trượt là 0,2 ÷ 0,4

- Gần như độc lập hoàn toàn với lực ma sát (biến đổi theo tốc

độ), ma sáttĩnh rất bé nên chuyển động êm

Hình 2.2 Kết cấu sơ bộ của vít me đai ốc bi

*) Kết cấu bộ truyền vít me:

- Đai ốc bi hình trên bao gồm trục vít me, đai ốc,dòng bi chuyển động trong vít me

- Đai ốc và ống hồi bi đảm bảo dòng bi tuần hoàn liên tục

2.1.2: Tính chọn vitme bi

Chọn kiểu trục vít me chính xác (Precision Ballscrew)

*) Các thông số đầu vào

- Loại máy CNC: phay

- Chế độ cắt thử nghiệm tối đa SVT:

 Phay mặt đầu

 Dao có 6 lưỡi(z=6), đường kính D=80mm

 Tiêu chuẩn quốc gia: JIS

 Vật liệu S45C

 Grade 4040

 Vận tốc: v=100 m/ph

 Chiều sâu cắt: t= 1,2 mm

 Lượng chạy dao phút: F=900 mm/ph

- Khối lượng lớn nhất của chi tiết: M =700 Kg

- Khối lượng bàn máy X: M1=140kg

- Khối lượng bàn máy Y: M2=220kg

- Vận tốc chạy lớn nhất khi không gia công: 𝑉1 = 18 𝑚/𝑝ℎ

- Vận tốc chạy lớn nhất khi gia công có lực: 𝑉2 = 15 m/ph

- nmax: Tốc độ quay lớn nhất của động cơ dẫn động vít me

- Vmax: Tốc độ dịch chuyển lớn nhất của bàn máy

- amax: Gia tốc lớn của bàn máy: amax = 0.4 g m/𝑠2

- Lt: Tuổi thọ của vít me: 05 đến 07 năm

+) Phương pháp 1: 2 đầu lắp chặt : fixed-fixed

- Ưu điểm : hệ thống cứng vững , chịu được tải lớn

- Nhược điểm : do cố định 2 đầu nên dễ bị cong vênh khi thay đổi các điều kiện nhiệt độ…

Hình 2.3: Sơ đồ 1 lắp đặt ổ đỡ+) Phương pháp 2: 1 đầu lắp chặt -1 đầu tùy chỉnh : fixed- supported

- Ưu điểm :

 Tránh được cong vênh khi thay đổi điều kiện bên ngoài

 Chịu được tải lớn

Hình 2.4: Sơ đồ 2 lắp ổ đỡ+) Phương pháp 3: 1 đầu lắp chặt – 1 đầu để tự do : fixed – free

- Ưu điểm : Không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện bên ngoài

- Nhược điểm : Chịu tải kém , dễ cong vênh

18000

= 2000= 9 (𝑚𝑚)

*) Tính toán chế độ cắt khi phay:

- Tốc độ quay của động cơ quay dao:

2, 3 6

= 0,383 (mm/răng)( Theo công thức trong cuốn Sổ tay CN-CTM tập 2- trang 26)

- Chiều dài tham gia làm việc (ae) và chiều dài bắt đầu tham gia làm việc

(aei) Chọn ae và aei sao cho : ae + aei = 80mm

Ta chọn: ae= 80mm , aei= 0

Góc cắt chính ( K γ ) thường chọn K γ =60˚

Sau khi tính toán, kết hợp số liệu đề bài cho, điền vào bảng ta được kết

quả như trong hình:

*) 1 đầu lắp chặt -1 đầu tùy chỉnh : fixed- supported

- Ưu điểm : + Tránh được cong vênh khi thay đổi điều kiện bên ngoài.

+ Chịu được tải lớn

Hình 2.6:Sơ đồ lắp ổ đỡ 1 đầu lắp chặt- 1 đầu cố định

2.2 :Tính toán lựa chọn trục vít, ổ lăn cho bàn mát di chuyển theo trục Y

2.2.1 :Điều kiện làm việc của các thông sô được tính chọn

- Điều kiện làm

việc: Lực chống

trượt:

F𝑎 = (𝑊 + 𝑊1 + 𝑊2) =0,1.(700.10 + 140.10 +220.10) = 1060N=106(kgf)

2.2.2 : Chọn trục vít ổ bi

*) Tính toán lực dọc trục

+) Trường hợp hệ bàn máy – vít me nằm theo phương ngang

Hình 2.7:Sơ đồ tính lực dọc trục Momen xoắn cắt :Mc =83 Nm

Lực cắt chính của máy: Fm= Fm = 2Mc/Dc = 2.83/0,08 =2075N = 207,5 kgf

Ta có các công thức tính lực dọc trục:

- Tăng tốc (về phía sau): 𝐹𝑎1 = 𝜇𝑚𝑔 + 𝑚𝑎 + 𝑓 =0,1.1060.10 + 1060.5 +1179 = 7539N

- Chạy đều (về phía sau): 𝐹𝑎2 = 𝜇𝑚𝑔 + 𝑓 = 0,1.1060.10 + 1179 = 2239 N

- Gia công(về phía sau): 𝐹𝑎3 = 𝐹𝑚 + 𝜇(𝑚𝑔 + 𝐹𝑚𝑧 ) + 𝑓 =2075+0,1(1060.10)+1179= 4314N

- Giảm tốc (về phía sau): 𝐹𝑎3 = 𝜇𝑚𝑔 − 𝑚𝑎 + 𝑓 =0,1.1060.10–1060.5+1179 = -3061N-Tăng tốc (về phía trước): 𝐹𝑎4 = −𝜇𝑚𝑔 − 𝑚𝑎 − 𝑓 = −0,1.1060.10 −

1060.5 − 1179 =-7539N

- Chạy đều (về phía trước): 𝐹𝑎5 = −𝜇𝑚𝑔 − 𝑓 = −0,1.1060.10 − 1179 =-2239 N

- Gia công ( về phía trước): 𝐹𝑎5 = −𝐹𝑚 − (𝜇𝑚𝑔 + 𝐹𝑚𝑧 ) − 𝑓 =

m: Khối lượng tổng cộng m=M+M1+M2 = 700+140+220 = 1060

kg a: Gia tốc, a = 0,5g m/ s2 = 5 m/ s2

f: Lực chống không tải = 𝑓𝑏𝑚 = 1179 N

2,8Giá trị

Lực dọc trục lớn nhất khi không gia công : F1max = 7539N = 753 ,9 kgf

Lực dọc trục lớn nhất khi gia công : F2max = 4314 N = 431 ,4 kgf

𝑁1max, 𝑁2max: Tốc độ quay lớn nhất của trục khi không gia công và gia công

2.2.3.Tính toán tải trọng tĩnh (C0), tải trọng động (Ca)

100 100 100

𝐿𝑡 : Tuổi thọ yêu cầu của vít me (≈ 25000 giờ )

Vì L < 3000mm nên giới hạn trên để chọn đường kính trục vít là 50mm

Kiểu ổ bi là 1 đầu lắp chặt – 1 đầu tùy chỉnh → 𝑓= 15,1

- Chọn tốc độ quay cho động cơ khoảng 80% so với tốc độ quay

10−7 =27,1

Hình 2.8 Trục vít me được tra trong bảng catalog

Kết hợp với các yếu tố kinh tế …… Ta chọn series

Tốc độ quay cho phép: n = f dr/L2 107 = 15,1 40/16002 107 = 2360(vòng/ph)

Tốc độ này lớn hơn nhiều so với tốc độ quay lớn nhất được thiết kế Do vậy, lựa chọn như trên là thỏa mãn.

Hình 2.10: Trục vít theo tiêu chuẩn

2.3 : Tính toán lựa chọn trục vít, ổ lăn cho bàn mát di chuyển theo trục X

- Điều kiện làm việc và các thông số được tính chọn

Hình 2.11: Sơ đồ lực dọc trục

*) Ta có các công thức tính lực dọc trục:

- Tăng tốc (về bên phải): 𝐹𝑎1 = 𝜇𝑚𝑔 + 𝑚𝑎 + 𝑓 = 0,1.840.10 + 840.5 + 1179 = 6219 N

- Chạy đều (về bên phải): 𝐹𝑎2 = 𝜇𝑚𝑔 + 𝑓 = 0,1.840.10 + 1179 = 2019 N

- Gia công (về bên phải): 𝐹𝑎3 = 𝐹𝑚 + 𝜇(𝑚𝑔 + 𝐹𝑚𝑧 ) + 𝑓 = 2075 +0,1(840.10+0) + 1179= 4094N

- Giảm tốc (về bên phải): 𝐹𝑎3 = 𝜇𝑚𝑔 − 𝑚𝑎 + 𝑓 = 0,1.840.10 – 840.5 +1179 = -2181 N

- Tăng tốc (về bên trái): 𝐹𝑎4 = −𝜇𝑚𝑔 − 𝑚𝑎 − 𝑓 = −0,1.840.10 − 840.5 −

1179 =- 6219 N

- Chạy đều (về bên trái): 𝐹𝑎5 = −𝜇𝑚𝑔 − 𝑓 = −0,1.840.10 − 1179=-2019N

- Gia công (về bên trái): 𝐹𝑎5 = −𝐹𝑚 − (𝜇𝑚𝑔 + 𝐹𝑚𝑧 ) − 𝑓 = −2075 − (0,1.840.10)

× 𝑇

+ 𝐹2𝑚𝑎𝑥+ 𝑁

3 2𝑚𝑎𝑥

1800.0,3 + 1200.0,7

= 514,1 (𝑘𝑔𝑓) = 5141(𝑁)

𝑁1𝑚 𝑎𝑥 , 𝑁2𝑚 𝑎𝑥 : Tốc độ quay lớn nhất của trục khi không gia công và gia công

n : Tốc độ quay (n=454,8)

100 100

10 0

𝐿𝑡 : Tuổi thọ yêu cầu của vít me (≈ 25000 giờ )

𝐹𝑎𝑚 : Lực dọc trục trung bình tác dụng lên vít me

𝑓𝑤 : Hệ số tải trọng được cho theo bảng 2.3, lấy 𝑓𝑤 =1,2

2.3.3 : Chọn kiểu bi

- Nếu độ cứng cần được ưu tiên nhiều nhất, độ hao phí chuyển động không quá

quan trọng , theo đó các thông số kích thước sẽ được chọn là :

𝑡

+ Ổ bi loại lưu chuyển : bi bên ngoài+ Kiểu : FDWC

+ Số dòng lưu chuyển : B× 2

Vì L < 3000mm nên giới hạn trên để chọn đường kính trục vít là 50mm

Kiểu ổ bi là 1 đầu lắp chặt – 1 đầu tùy chỉnh → 𝑓= 15,1

- Chọn tốc độ quay cho động cơ khoảng 80% so với tốc độ quay

Hình 2.12 Trục vít me được tra trong catalog

Kết hợp với các yếu tố kinh tế …… Ta chọn series

40-10B2-FDWC

Hình 2.15 Sơ đồ đặt lực bàn Y

- Khối lượng phôi và bàn X: m1 = 700+140=840 kg

Trong tính toán này ta để đơn giản hóa ta chọn phôi đặt chính giữa bàn máy,do đó:

Vận tốc max khi không gia công V1=18m/ph = 0.3m/s

Hành trình dịch chuyển ( Chiều dài làm việc) Smax = 1300 (mm)Thời gian và quãng đường dịch chuyển các giai đoạn s 1 = s 3 = 0.009 (m)

= 9 (mm) 2

𝑠 = 1282 (𝑚𝑚 )

= 1.282 (m)

t 1 = t 3 = 0.06 (s)

t 2 = 4,3 s

Khoảng cách giữa 2 con chạy cùng ray L1 = 650mm

Khoảng cách giữa 2 con chạy khác ray L2 = 500mm

Khoảng cách từ tâm phôi đến tâm bàn máy theo phương Y L3= 0mm

Khoảng cách từ tâm phôi đến tâm bàn máy theo phương X L4 = 0mm

Khoảng cách từ tâm trục vít me đến bề mặt bàn máy

L5 = 175mm

Khoảng cách từ tâm trục vít me đến bề mặt phôi

L6 = 400

2.4.2 Tính toán các lực

2.4.2.1 Chuyển động đều, lực hướng kính Pn

𝑃 = 𝑚1 𝑔 − 𝑚1 𝑔𝑙3 + 𝑚1 𝑔𝑙4 + 𝑚2 𝑔 = 840×10 − 840×10×0 + 840×10×0 + 220×10 = 2650N

𝑃 = 𝑚1 𝑔 + 𝑚1 𝑔𝑙3 + 𝑚1 𝑔𝑙4 + 𝑚2 𝑔 = 840×10 + 840×10×0 + 840×10×0 + 220×10 = 2650N

1 2𝑙2

4 2×6502×500 4

𝑃 = 𝑚1 𝑔 − 𝑚1 𝑔𝑙3 − 𝑚1 𝑔𝑙4 + 𝑚2 𝑔 = 840×10 − 840×10×0 − 840×10×0 + 220×10 = 2650N

= − 𝑚1 𝑎3 𝑙4

= − 840×5×0 = 0

2 2 3 2𝑙1 2×650

𝑃 𝑡𝑙𝑎

= − 𝑚1 𝑎3 𝑙4

= − 840×5×0 = 0

3 3 3 2𝑙1 2×650

𝑃 𝑡𝑙𝑎