chương 11: Định kích thước thiết kế sau tính toán Quá trình tính sức bền khung máy xác định được diện tích tiết diện qua các mặt cắt ngang của các thanh là: F 1 = a 1 .b 1 = F 2 = a 2 .b 2 11,8 .14,16 = 167,008 (mm 2 ). F 3 = a 3 .b 3 2,9 (mm 2 ). F 4 = a 4 .b 4 11,15 (mm 2 ). S ự lựa chọn kích thước của tiết diện các mặt cắt dựa trên cơ sở các kết quả đã xác định được. Tuy nhiên, nó còn phị thuộc vào các y ếu tố như: - Sự tương quan hình học giữa các chi tiết, bộ phận máy với nhau. - Đảm bảo hơn nữa sự cứng vững cho kết cấu và độ tin cậy cho thiết bị. Vì vật liệu chế tạo giá đỡ ổ trục là gang xám (còn gọi là gang đúc), là loại vật liệu đúc rẻ tiền, có cơ tính khá. Nguyên tắc thiết kế chung đố i với các chi tiết đúc bằng gang xám là: - Chi ều dày thành vật đúc: Thành vật đúc dày đều thì tốt vì gang xám nh ạy cảm với tốc nguội. Trong cùng một vật đúc, sự chênh l ệch nhiều về tốc độ nguội có thể tạo nên những tổ chức gang khác nhau, ảnh hưởng tới khả năng làm việc của thiết bị. - Gang chịu nén và chịu uốn tốt hơn chịu kéo do đó nên chọn kết cấu sao cho thành mỏng chịu nén, thành dày chị kéo. - Hình dạng của tiết diện có ảnh hưởng nhiều tới độ bền uốn của gang, thường chọn tiết diện hộp. Nếu gang có độ bền thấp, kém đồng đều về tổ chức th ì ảnh hưởng của hình dạng tiết diện càng rõ r ệt. Vì các lý do trên, có thể lựa chọn kích thước chế tạo khung máy của các tiết diện mặt cắt ngang có giá trị tương đương nhau và lớn hơn nhiều lần giá trị xác định được. Được sự đồng ý của Thầy hướng dẫn, tôi quyết định chọn các kích thước đó v à thể hiện bằng bảng (2 – 6) sau: Diện tích mặt cắt ngang (mm 2 ) F 1 F 2 F 3 F 4 a 1 = 60 a 2 = 60 a 3 = 50 a 4 = 35Kích thước thành phần (mm) b 1 = 50 b 2 = 50 b 3 = 50 b 4 = 50 Kích thước bu lông mối ghép ren giữa giá đỡ chữ A và thép ch ữ U được lựa chọn theo sự lựa chọn các kích thước của các tiết diện trên. Để đảm bảo mối ghép làm việc tốt, tăng sự cứng vững cho thân máy, chọn bu lông M20 x 80 theo TCVN 1892 – 76 [10 – tr146]. Trong đó: Đường kính danh nghĩa của ren: d b = 20 (mm). Chi ều dài bu lông: l = 80 (mm). Với các kích thước đã xác định được trong quá trình đo kiểm và tính toán, hoàn toàn thi ết lập được bản vẽ lắp thiết bị đo ma sát Trục chân vịt - Bạc lót trục chân vịt. THIẾT KẾ CHẾ TẠO GIÁ ĐỠ Ổ TRỤC Được sự đồng ý của Thầy hướng dẫn, tôi chọn thiết kế chế tạo giá đỡ chữ A của thiết bị đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt. Các bước thực hiện gồm có: - Đúc giá đỡ ổ trục. - Gia công cơ sau đúc. - Hướng dẫn lắp ráp, cân chỉnh và vận hành thiết bị. 3.1. ĐÚC. 3.1.1. ĐẶC ĐIỂM, CÔNG DỤNG VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA ĐÚC. Đúc là một phương pháp dùng để chế tạo phôi hoặc chi tiết bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có dạng, kích thước theo yêu cầu. Sau khi kim loại lỏng đông đặc, tiến hành dỡ khuôn, phá lõi được sản phẩm đúc. Sản phẩm đúc có thể đem ra dùng ngay (g ọi là chi tiết đúc), có thể phải sang gia công cơ khí (gọi là phôi đúc). 1.Đặc điểm của đúc: + Đúc là phương pháp gia công ở trạng thái lỏng. + Bằng phương pháp này có thể đúc được tất cả các kim loại và h ợp kim. + Có thể gia công những chi tiết rất nhỏ, khối lượng từ vài gam đến vài tấn. + Có thể chế tạo những chi tiết từ đơn giản đến phức tạp. + Có thể đạt độ bóng, độ chính xác kha cao bằng phương pháp đúc đặc biệt. + Đú c là dạng sản xuất linh động, phù hợp với công nghệ địa phương. + Dễ cơ khí hoá và tự động hóa. + Giá thành rẻ, vốn đầu tư không cao. Tuy nhiên, sản xuất đúc còn tồn tại các nhược điểm sau: + Hao tốn nhiều kim loại. + Là phương pháp gia công không chính xác, năng suất thấp nhất là đúc bằng khuôn cát. + Kiểm tra khuyết tật trong sản phẩm đúc khó khăn. + Chi tiết đúc có độ bền thấp, không thể làm việc dưới tải trọng cao, đặc biệt l à tải trọng phức tạp. 2.Phạm vi ứng dụng: Do có nhiều ưu điểm như vậy, nên đúc là ngành chế tạo phôi rất cơ bản của các ngành công nghiệp, đặc biệt là trong chế tạo máy. Ngoài ra, đúc còn được dùng để chế tạo các vật dụng sinh hoạt như nồi, chảo… 3. Phương pháp đúc. Đúc trong khuôn cát. Khuôn cát có th ể đúc được phôi có hình dạng bất kỳ, từ đơn giản đến phức tạp, từ vật nhỏ đến vật rất lớn, từ vật dầy đến vật rất mỏng, thích hợp cho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. Nhược điểm của đúc trong khuôn cát là: Độ chính xác không cao, độ dư gia công nhiều, năng suất thấp, không đáp ứng được nhu cầu kỹ thuật ngày càng phát triển do đó ngày nay đúc đặc biệt ra đời. Đúc đặc biệt. Bao gồm các dạng sau: - Đúc trong khuôn kim loại. - Đúc li tâm. - Đúc trong khuôn mẫu chảy. - Đúc liên tục. - Đúc dưới áp lực. - Đúc trong khuôn vỏ mỏng. Ưu điểm của đúc đặc biệt là: Độ bóng, độ chính xác cao, dùng được nhiều lần, năng suất cao, tiết kiệm được hỗn hợp làm khuôn, làm ru ột. Tuy nhiên, phương pháp đúc này chỉ dùng trong sản suất hàng loạt vì: Giá thành cao, đòi hỏi khuôn phải có độ bền cao, khó đúc được các vật có h ình dáng bên trong quá phức tạp. 4.Các khâu công nghệ trong quá trình chế tạo phôi đúc. Muốn chế tạo phôi đúc nói chung cũng như phôi đúc bằng gang xám nói riêng đều phải qua các khâu công nghệ chính sau: Thiết kế công nghệ đúc. Chế tạo bộ mẫu để làm khuôn và ruột. Chế tạo khuôn và ruột. Nấu và rót kim loại vạo khuôn đúc. Phá dỡ khuôn và làm sạch vật đúc. 5.Thiết kế công nghệ đúc. Để sản xuất ra phôi đúc phải qua nhiều công đoạn. Thiết kế công nghệ đúc là bước khởi đầu. Nhiệm vụ của nó là vạch ra qui trình công nghệ hợp lý nhất để sản xuất ra sản phẩm có chất lượng tốt nhất, giá rẻ nhất. Thiết kế công nghệ đúc có tác dụng quyết định đến sản lượng, nhất l à chất lượng của sản phẩm đúc. Việc đầu tiên của thiết kế công nghệ đúc là nghiên cứu kỹ bản vẽ chi tiết để: Kết cấu chi tiết đúc cho hợp lý, chọn mặt phân khuôn, chọn phương pháp làm khuôn, xác định kích thước mẫu, kích thước ruột (l õi), xác định vị trí đặt hệ thống rót, đậu ngót và tính kích thước của chúng, vị trí của khuôn lúc rót kim loại… Căn cứ vào bản vẽ kỹ thuật của chi tiết máy cần đúc cùng với điều kiện chịu lực khi l àm việc, đối chiếu với các đặc điểm của công nghệ đúc, công nghệ gia công cơ và đặc điểm của vật liệu đúc từ đó người cán bộ kỹ thuật hoặc công nhân đúc có thể thay đổi một vài chi tiết để dễ đúc nhất mà vẫn đảm bảo các yêu cầu đặt ra đồng thời làm tăng năng suất sản phẩm đúc. Căn cứ vào số lượng sản phẩm đúc để xác định hình thức của khuôn cần sử dụng: Khuôn tươi (không sấy), khuôn khô, khuôn kim loại… Xác định mặt phân khuôn (mặt ráp các phần khuôn đúc), dựa trên cơ sở đó để c huẩn bị cỡ và số hòm khuôn, cách làm mẫu và l ấy mẫu ra khỏi khuôn, xác định vị trí của ruột, kích thước của hộp ruột… Căn cứ vào kích thước và dung sai củ chi tiết máy, dựa vào độ co và hình dạng vật đúc, người thiết kế công nghệ tính ra lượng dư để sau khi đúc đưa gia công cắt gọt th ành chi tiết mà không bị thiếu hụt hoặc tránh tình trạng phải cắt gọt quá nhiều do lượng dư quá lớn. Căn cứ vào hình dạng vật đúc, khối lượng và tính chất của vật liệu đúc để tính toán hệ thống rót, ngót. Qui định nơi đặt hệ thống rót, đậu ngót… Hướng dẫn cách lắp ráp khuôn đúc, lắp ruột và rót kim loại. Sản xuất mẫu, hộp ruột… Sản xuất hỗn hợp làm khuôn, làm ru ột. Nấu kim loại Chế tạo khuôn Sấy khuôn Lắp khuôn Rót khuôn Dỡ vật đúc khỏi khuôn đúc Làm sạch và tẩy bavia Nhiệt luyện Kiểm tra Phá ruột trong vật đúc Tu sửa tật đúc Chế tạo và sấy khô ru ột Hình (3 – 1): Sơ đồ quá trình công nghệ chế tạo vật đúc. Nhập kho . chọn thiết kế chế tạo giá đỡ chữ A của thiết bị đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt. Các bước thực hiện gồm có: - Đúc giá đỡ ổ trục. - Gia công cơ sau đúc. - Hướng dẫn lắp ráp, cân chỉnh và vận hành thiết. định được trong quá trình đo kiểm và tính toán, hoàn toàn thi ết lập được bản vẽ lắp thiết bị đo ma sát Trục chân vịt - Bạc lót trục chân vịt. THIẾT KẾ CHẾ TẠO GIÁ ĐỠ Ổ TRỤC Được sự đồng ý của. quan hình học giữa các chi tiết, bộ phận máy với nhau. - Đảm bảo hơn nữa sự cứng vững cho kết cấu và độ tin cậy cho thiết bị. Vì vật liệu chế tạo giá đỡ ổ trục là gang xám (còn gọi là gang đúc),