Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung T620 phần 3

Tài liệu tham khảo Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung T620

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CÁC HỆ THỐNG TRONG MÁY

I.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP TỐC ĐỘ:

A Chức năng yêu cầu chọn loại hệ thống điều khiển :

1 Chức năng hệ thống điều khiển:

Hệ thống điều khiển là hệ thống các cơ cấu truyền chuyển động điều khiển từ tay công nhân thao tác đến các hệ thống chấp hành như:

+ Đóng mở động cơ điện + Đóng ngắt truyền động chính+ Đóng ngắt chạy dao

+ Biến đổi tốc độ truyền động chính và độ lớn chạy dao, đảo chiều chuyển động

2 Các yêu cầu đối với hệ thống điều khiển:

Độ an toàn của cơ cấu điền khiển: Nên bố trí tay gạt tập trung vào một khu vực điều khiển thuận tiện thao tác cùa công nhân, tránh các bộ phận điều khiển như vô lăng, tay gạt trong thời gian máy công tác Để phòng ngừa các sự cố do kết cấu của hệ thống điều khiển hoặc do thiếu sót của công nhân ta dùng phương pháp sau :

- Định vị cơ cấu điều khiểu ở mỗi vị trí của nó Khoá liên động các cơ cấu điều khiển để không đồng thời đóng hai chuyển động khác nhau cùng một lúc

- Hạn chế hành trình chuyển động gá đặt Đặt các bộ phận đèn tín hiệu

- Điều khiển phải nhanh, các cơ cấu điều khiển bằng tay phải nhẹ nhàng thuận tiện với điều kiện Việt Nam nên chọn lực gá các tay gạt vô lăng nhỏ …

- Dễ nhớ khi điều khiển: phương chuyển động của các tay gạt nên chọn trùng phương với chuyển động của bộ phận máy được điều khiển

3 Phân tích chọn hệ thống điều khiển:

Hệ thống điều khiển có thể bằng tay hay tự động, riêng lẽ hay tập trung.Hệ thống điều khiển riêng lẽ thường làm cho việc điều khiển phức tạp, kết cấu cồng kênh có nhiền tay gạt làm khó nhớ gây nhầm lẫn cho công nhân vì vậy hệ thống điều khiển tập trung có nhiều ưu điểm khắc phục được những khó khăn trên

Hệ thống điều khiển có thể bằng cơ khí, điện khí nén … Ta chọn hệ thống điều khiển bằng cơ khí vì nhửng ưu điểm sau:

Kết cấu đơn giản, phụ tùng thiết bị ít, có khả năng điều chỉnh với khoảng điều chỉnh rộng, chế tạo và thay thế dể dàng, an toàn cao, giá thành kinh tế hạ.

Mỗi bộ phận máy được điều khiển nhờ 1 hoặc 2 bộ phận điều khiển bằng tay thông thường là tay gạt Ta có thể chia các hệ thống điều khiển 1 tay gạt ra làm 2 nhóm cơ bản sau:

Hệ thống điều khiển 1 tay gạt có liên kết không đổi giữa các cơ cấu điều khiển và chi tiết điều khiển trong hệ thống này người ta dùng rộng rãi cam thùng cam đĩa

Hệ thống điều khiển trong đó chỉ có 1 cơ cấu điều khiển mà người ta có thể điều khiển liên kết được 1 số mạch điều khiển khác Cơ cấu điều khiển lá đòn bẫy hoặc vô lăng chúng có thể thay đổi vị trí dọc theo trục của nó hoặc có thể là tay gạt tròn có tâm quay cố định

Việc chọn hệ thống điều khiển phải căn cứ vào yêu cầu cụ thể của từng loại máy và vị trí của nó trong dây chuyền gia công

B Thiết kế hệ thống điều khiển hộp tốc độ:

1 Lý luận chung:

Dựa theo kết quả tính toán ở phần động học hộp tốc độ của máy ta có sơ đồ lưới đồ thị kết cấu hộp tốc độ sau:

Theo sơ đồ của máy ta có 5 nhóm truyền thứ tự là :a,b,c,d,e.

1.1 Nhóm truyền thứ nhất (a)

Gồm hai bánh răng di trượt như vậy ta có hai vị trí ăn khớp

1.2 Nhóm truyền thứ hai (b)

Gồm ba bánh răng di trược như vậy ta có ba vị rí ăn khớp

i4 = 4729 i5 = 5521 i3 = 3838

1.3 Nhóm truyền thứ ba.(c)

Gồm hai bánh răng di trược như vậy ta có hai vị trí ăn khớp

1.4 Nhóm truyền thứ tư (d)

Gồm hai bánh răng di trượt như vật ta có hai vị trí ăn khớp

i9 = 8822 0 i8 = 4545

1.5 Nhóm truyền thứ năm (e).

Gồm hai bánh răng di trượt như vậy ta có hai vị trí ăn khớp

Hệ thống điều khiển thứ nhất để điều khiển hai bộ bánh răng di trượt a,b.Hệ thống điều khiển thứ hai để điều khiển ba bộ bánh răng di trượt 3 bậc c,d,e

Liên hệ giữa hai hệ thống này ta bố trí hệ thống đĩa báo các cặp tốc độ tương ứng

2.Thiết kế hệ thống điều khiển bộ bánh răng 2 bậc và bộ bánh răng 3 bậc:

Để bố trí được khoảng cách hành trình gạt của bánh răng di trượt ta tính chiều rộng của của các bánh răng tong hộp tốc đo.ä

Tính mô đun của các bánh răng trong hộp tốc độ ta tính mô đun của cặp bánh răng

n2 = 800.3456= 1320(vong/phut)Khoảng cách trục A được tính:

KN i

3 , 9 5 , 1 ).

56

34 960

10500 (

).

56

34 (

).

] [

105000 (

A m

Z Z

23 , 2 56 34

100 2 2

=

⇒ +

Chọn mô đuyn theo tiêu chuẩn: m = 2,25

Tính chiều rộng của các bánh răng: chiều rộng của các bánh răng trong hộp tốc độ ta chọn b = (0,15÷ 0 , 2 )A= 6 ÷ 10mm

Đối với bánh răng di trượt ta chọn chiều rộng b2 = 6m =6.2,25=13,5mm

Đối với bánh răng cố định ta chọn chiều rộng

b1 = 7m=7.2,25=15,75≈ 16mm

Dựa vào sơ đồ bố trí bánh răng ta tính được khoảng cách hánh trình gạt cần thiết:

Trong đó b1: chiều rộng bánh răng cố định

f1 = 3mm: khe hở an toàn

f2 = 4mm: khe hở thoát dao

a = 8+3+13,5+7= 31,5

a =

2 2

2 2 1

b f

b

+ + +

2 2

2 2 1

b f

b

+ + +hình vẽ

a Chọn cơ cấu điều khiển.

Đối với hệ bánh răng răng hai bậc ta dùng cơ cấu cam đĩa điều khiển như vậy biến dạng cam sẽ đơn giản

Đối với hệ thống bánh răng ba bậc ta dùng bánh răng có chốt điều khiển Bánh răng và cam cùng mắc trên 1 trục dùng hệ thống tay gạt điều khiển sơ đồ bố trí hệ thống điều khiển được minh hoạ bằng hình vẽ

b Nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển:

Khi quay tay quay đi một góc α nào đó làm cho bánh răng gắn liền với trục

tay quay, truyền chuyển động cho bánh răng 2 khớo với bánh răng 1 khớp Bánh răng 2 mang chốt 1 lệch tâm, đầu chột mắc với con trượt, con trượt trong rảnh của càng điều khiển bọ bánh răng 3 bậc Cam điều khiển bộ 2 bậc cũng mắc cùng trục với bánh răng 2 bậc Như vậy ứng với biến dạng cam có 1 rảnh tròn không đổi chốt con trượt sẽ làm cho bộ bánh răng 3 bậc dịch chuyển ở 3 vị trí ăn khớp là trái – giữa –phải

Khi cam quay tới hành trình làm việc đổi từ biên dạng tròn xa nhất tới gần nhất hoặc ngược lại Ở cung tròn thứ 2 cam sẽ làm cho bộ bánh răng 2 bậc ăn khớp

ở vị trí mới.ở hành trình ứng biên dạng này của cam bộ bánh răng 3 bậc do chốt trên bánh răng 2 điều khiển di chuyển được ba vị trí ăn khớp là trái – giữa – phải

Như vậy ứng với 1 vị trí của bánh răng 2 bậc có ba vị trí tương ứng của bánh răng 3 bậc

c Xác định bán kính tới chốt điều khiển và biên dạng cam :

là đoạn HI, đoạn HI phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng khoảng hở giữa hai bánh răng có lắp miếng gạt để cho bánh răng Z55 không va vào bánh răng Z38 trên trục III Chọn khoảng hở giữa 2 bánh răng có lắp miếng gạt f= 12mm chọn khoảng cách dịch chuyển đó HI = 10mm từ đó ta suy ra được bán kính của đến tâm

OI = L +HI = 32+10 = 42 mmTính góc giới hạn hành trình cam: xét ∆OIE ta có:

G: vị trí ra khớp

Dựa vào máy chuẩn 1K62 ta có kích thước càng gạt như sau:

Hình vẽ

Yêu cầu hệ thống này điều khiển gạt được các vị trí:

P( )

45

45

P( ) 45

45

P( ) 54 27

T( )

88

22

P ( ) 45

45

P( ) 54 27

T( )

88

22

T0( ) 88

22

P( ) 54 27

42 66

Ta có sơ đồ các vị trí ăn khớp như sau:

Việc tìm biên dạng các con trượt 14,15 cũng như việc xác định góc quay của tay biên và vị trí của chốt được minh hoạ lần lượt ở các hình sau :

o artg 8 100

14 =

= αhình vẽ

Vị trí tay gạt bên trái để thực hiện đường truyền chậm ta có:

27 45

45 88 22

Góc quay của tay biên kể từ vị trí thứ 2 là:

o arctg 16 100

28 =

= βGóc quay kể từ vị trí giữa là: 16o – 8o = 8o

Ở vị trí này ta xác định được biên dạng của con trượt 14,15, yêu cầu con trượt

14 ,có phần biên dạng tiếp tuyến vớ phần cung tròn r =100 tại vị trí bán kính nghiêng trái 1 góc

β = 16o Con trượt 15 có phần biên dạng tiếp tuyến với đường conh r = 100 tại vị trí bán kính nghiêng phải 1 góc 36o - β = 36o − 16 = 20o

Vị trí tay gạt cực trái để thực hiện đường truyền chậm ta có:

Vị trí tay gạt bên trái để thực hiện đường truyền chậm ta có:

i = 882288225427Góc quay hành trình gạt của tay biên kể từ vị trí thứ 3 là:

γ =arctg ) ( 36 ) 21o 36o 16o 41o

88

8 , 35

Góc quay cảu tay biên kể từ vị trí giữa là: 21o

Khi thực hiện đường truyền nhanh tay gạt ở vị trí giữa Bộ bánh răng (c) ra khớp đồng thời để thực hiện hành trình gạt của khối bánh răng (e) chuyển từ vị trí ăn khớp trái sang vị trí ăn khớp phải 4266 Ta kéo tay gạt về phía trước đầu càng gạt có một chốt ngắn ăn khớp với rãnh của bạc trục , bạc trục quay làm gạt bộ bánh răng 2 bậc sang vị trí ăn khớp trái lúc này góc quay của bạc là : arctg 35o

Đóng mở các li hợp tạo ra các đường truyền trực tiếp và gián tiếp của

cơ cấu nooctông

Dựa vào yêu cầu của hệ thống điều khiển nói chung trong máy thiết kế, dựa vào kết cấu hộp tốc độ ta thiết kế hai hệ thống điều khiển:

Hệ thống điều khiển hộp bộ tạo ra ics,igb

Hình vẽ

Hệ thống điều khiển đóng mở các li hợp

Hình 1-1: sơ đồ động hộp chạy dao

2 Thiết kế hệ thống điều khiển nhóm truyền cơ sở và nhóm truyền gấp bội :

Trong hộp chạy dao cần thiết kế ra hệ thống điều khiển cặp bánh răng tạo

ra tỉ số truyền ics

ics .282536

Ta phải thiết kế sao cho bộ bánh răng Zo lần lượt ăn khớp đúng với 7 vị trí ứng với 7 bánh răng của nooctông tạo ra 7 tỉ số truyền cơ sở Ứng với 1 vị trí của nhóm truyền của nhóm cơ sở ta phải thiết kế điều khiển 2 bộ bánh răng 2 bậc trong nhóm tạo ra tỷ số truyền gấp bội để có được 4 tỷ số truyền như mong muốn là :

1

1 2

1 4

1 8 1

Thiết kế hệ thống điều khiển 2 bộ bánh răng 2 bậc của nhóm gấp bội để tạo

ra 4 tỷ số truyền Theo kết quả đã tính ở phần động học hộp chạy dao ta có đồ thị lưới kết cấu:

Ở bộ bánh răng hai bậc (b ) có hai vị trí gạt là :

28

35

15 48

Sơ đồ bố trí và kích thước các bánh răng trên trục:

Vì yêu cầu kích thước hộp chạy dao nhỏ gọn hơn so với hộp tốc độ và do số vòng quay hộp chạy dao nhỏ hơn hộp tốc độ nên ít bị rung động hơn hộp tốc độ vì vậy ta có thể chế tạo cặp bánh răng nhỏ hơn so với hộp tốc độ nhằm làm cho kết cấu nhỏ gọn

Theo kinh nghiệm thiết kế máy cắt kim loại, theo kết cấu hộp chạy dao của máy chuẩn 1K62 ta chọn mô đuyn chủ yếu trong hộp chạy dao là m = 2mm

Chọn chiều rộng các bánh răng cố định là B = 7m

B = 7.2 =14mmChọn chiều rộng của bánh răng di trượt là B = 5m

B = 5.2 =10mm

Ta có sơ đồ bố trí các bánh răng sau:

Hình vẽ

Lập bảng sơ đồ điều khiển:

Theo bảng điều khiển và sơ đồ bố trí các bánh răng ta nhận thấy: ứng với một vị trí của bánh răng khối a có hai vị trí ăn khớp của khối b

Như vậy nếu ta chọn cơ cấu điều khiển ta gạt là chốt lệch tâm thì khi bánh răng có mang bánh lệch tâm điều khiển khối a quay được 1 vòng (gạt 2 vị trí) thì bánh răng mang chốt lệch tâm điều khiển khối b quay được hai vòng Nhưng vấn đề là phải thiết kế làm sao mà khi khối a đứng yên 1 vị trí hệ thống điều khiển vẫn tiếp tục có thể quay được để gạt khối b sang vị trí ăn khớp mới Có nghĩa là tương ứng với 1 vị trí ăn khớp khối a có 2 vị trí ăn hkớp khối b

Thiết kế hệ thống truyền động:

Trên trục điều khiển ta lắp một bánh răng Z1 = 50, lắp bánh răng Z2 = 30 ăn khớp với bánh răng Z1 đề điều khiển bộ bánh răng a

Lắp 1 bánh răng Z3 = 15 ăn hkớp với bánh răng Z1 để điều khiển bộ bánh răng b để bố trí không gian cần điều khiển bộ b ta lắp Z3 thông qua Z’

3 có nghĩa là:

4

1 3

' 3 ' 3

Z

Z Z

Z Z Z

Như vậy ứng Z2 quay 1 vòng thì Z3 quay 2 vòng trên chốt lệch tâm của hệ thống điều khiển khối a phải thiết kế sao cho chốta quay công tác1/4 vòng thì chốt lệch tâm của khối b quay ½ vòng công tác Tiếp theo chốt a quay chạy không ¼ vòng thì chốt b vẫn quay ½ vòng công tác Nghĩa là hành trình làm việc của khối a

bị gián đoạn:

¼ vòng công tác + ¼ vòng chạy không +1/4 vòng công tác +1/4 vòng chạy không

Tương ứng ta có hành trình của chốt điều khiển khối b:

½ vòng công tác +1/2 vòng công tác +1/2 vòng công tác +1/2 vòng chạy không

Theo nhận xét trên ta thiết kế được chốt lệch tâm a

Bán kính Ra = 25mm.Rãnh trượt biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến có chiều rộng rãnh b = 25+3=28mm (bán kính con lăn = 3mm)

Đối với bánh chốt lệch tâm điều khiển khối b vì không có hành trình chạy không nên ta thiết kế rãnh trượt đúng bằng chiều rộng của con trượt chọn chiều rộng của con trượt là 10mm.Bán kính tay đòn chốt sẽ là 12,5 mm.

Hình vẽ

Với kết cấu của chốt lệch tâm điễu khiển nhóm bánh răng dimtrượt a,b,ta có nguyên lý làm việc sau :

Hình vẽGiả sử lúc đầu khối bánh răng a ăn khới ở vị trí cực trái, chốt a ở vị trí 1à.Khối bánh răng b ở vị trí cực phải 1b, để điều khiển khối bánh răng b ăn hkớp ở vị trí cực trái tay tiếp tục quay 1 góc α tương ứng chốt a quay được 1 cung

chạy không từ 1a – 2a Lúc đó chốt b quay được 1 cung 1b-2b đưa khối bánh răng b sang an khớp ở vị trí cực trái.Như vậy lúc đầu ta có cặp bánh răng ăn khớp:

48

15 45

18

Chuyển sang .2835

45 18

Chốt a tiếp tục quay từ vị trí 2 tới vị trí 3 ứng với ¼ đường tròn.Đưa khối a từ

vị trí cực trái sang vị trí cực phải (từ )

28

35 45

18

lúc đó chốt b lại quay được một cung tương ứng ½ đường tròn đưa vị trí ăn khớp cực trái sang cực phải ( 1548) lúc đó tỷ số tuyền ă khớp là:

??????????????????

Ta lại điều chỉnh tay quay quay tiếp 1 góc α ứng với chốt a chạy từ 3-4

(chạy không) chốt b quay ½ đường tròn mang khối b từ cực phải trở về cực trái (

II HỆ THỐNG ĐIỆN.

1 GIỚI THIỆU CHUNG:

Máy được thiết kế làm việc với sự cung cấp nguồn điện công nghiệp xoay chiều 3 pha 380 V,50 HZ.

Điện áp cung cấp cho mạch động lực: 380V

Điện áp cung cấp cho mạch chiếu sáng cục bộ 24V

Điện áp cung cấp cho đèn tín hiệu:24V

Trang bị điện cả máy gồm có:

Từ lưới điện qua mạch rẽ dẫn vào cầu dao 3 pha CĐ1 để cung cấp cho máy sau đó rẽ làm hai mạch

Mạch thứ nhấtqua bộ tiếp điểm điều khiển TĐĐk sau đó rẽ làm hai đường truyền

Ở đường tryền chính 2 pha được mắc nối tiếp 2 rơ le nhiệt,pha còn lại mắc 1 ampe kế đo cường độ dòng điện làm quay động cơ chính

Ở đường truyền thứ 2 sau đó các nút rẽ A1,B1,C1,trên 3 pha mắc 3 cầu chìbảo vệ,CC2 sau đó rẽ làm 2 mạch phụ để điều khiển động cơ bơm nước tưới dung dịch làm mát và động cơ dùng cho truyền động thuỷ lực dẫn vào động cơ bơm dung dịch trơn nguội ,mạch điện được nối tiếp bằng cầu dao 2 (CD2) và rơ le nhiệt 2RLN2,dẫn vào động cơ thuỷ lực mạch được mắc thêm rơle nhiệtRLN3 và dừng lại

ở phích cắm NC

Mạch thứ 2 gồ hai nhánh:

Nhánh thứ nhất qua bộ tiếp điểmCDN làm quay động cơ dao nhanh Nhánh thứ hai gồm hai pha biến áp tới mạch điện chiếu sáng và mạch điện điều khiển

Mạch thắp sáng có điện áp 24V gồm có cầu chì CC3 cầu doa 1 phaCD3 và bóng đèn nối với đất

Mạch điều khiển gồm có các tiếp điểm thường đóng của rơlenhiệtRLN1, RLN2, RLN3 Cầu chì bảo vễCC,nút dừng ND,nút khởi động NKĐ,tiếp điểm thường mởTĐKD,cuộn dây cảm ứngCDKĐ,nút chạy dao nhanh,cuộn cảm dùng điều khiển mạch chạy dao nhanh CDCDN.Công tắc rơle thời gian rơle thời gian tiếp điểm thời gian thường đóng Điện áp đặt vào mạch điều khiển là 127V

3 NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH.

Đối với mạch chiếu sáng: Khi cần nguồn điện chiếu sáng chỉ cần đóng cầu dao CD3 ở dạng công tắc

Đối mạch điện điều khiển điện thế đặt váo là 127V Bìmh thường khi chưa khởi d065ng nút khởi động ở trạng thái mở mạch 3,5,6,7,9,8,4 qua cầu chì bảo vệ

CC4 mở Khi khởi động ta ấn nút khởi động xuống, mạch khởi động được nối kín cuộn dây CDKH có điện làm cho tiếp điểm khởi động đóng lại duy trì dòng điện trong mạch ngay lập tức, các tiếp điểm khởi động TĐKĐ bên trong động cơ đóng lại,động cơ chính được nối với nguồn điện chính sẽ làm cho động cơ chính quay , đồng thời công tắc điều khiển rơle thời gian vẫn mở làm cho tiếp điểm thời gian đóng lại Khi cầnkhởi động cơ bơm dung dịch trơn nguội để làm mát chi tiết gia công ta chỉ cần đóng cầu dao 2CD2.

Khi muốn tắt động cơ ta ấn nút dừng máy ND lập tức mạch điện bị ngắt, cuộn dây khởi động mất điện các tiếp điểm khởi động bị mở ra động cơ chính bị ngắt điện dừng lại

Khi động cơ 1,2,4 chạy quá tải các rơle nhiệt RLN1,RLN2,RLN3 nóng lên điều khiển các tiếp điểm thường đóng TĐRLN1,TĐRLN2,TĐRLN3 mở ra mạch hở cuộn dây khởi động cũng mất điện làm cho các tiếp điểm khởi động cũng mở ra động cơ chính bị ngắt điện

Khi cần chạy dao nhanh ta ấn nút chạy dao nhanh CDN mạch chay dao nhanh được đóng kính cuộn cảm CDCDN có điện sẽ làm cho tiếp điểm chạy dao nhanh đóng lại động cơ chạy dao nhanh được đóng vào mạch điện

Trường hợp ly hợp ma sát ở vị trí dừng lúc đó trục chính không quay nhưng động cơ vẫn quay, công tắt điều khiển rơle thời gian đóng tiếp điểm thời gian Trên trục điều khiển ly hợp ma sát có gắn cam điều khiển rơle thời gian,ở vị trí này cam làm việc làm cho rơle làm việc sau 1 khoảng thời gian ấn định trước rơle thời gian điều khiển tiếp điểm thuờng đóng của rơle thời gian TĐTG mở mạch hở cuộn cảm khởi động mất điện,các tiếp điểm khởi động mở động cơ bị mất điện mạch điện trở lại tranh thái khởi động

III HỆ THỐNG BÔI TRƠN.

Vấn đề bôi trơn của hộp tốc độ chính (??) thực hiện tấp trung, do một bơm pít tông đẩy dầu nhờn qua tấm lọc đến thuyết hứng, từ đó chảy đến các bộ phận (hoặc

vị trí) cần bôi trơn.Ngoài ra ổ bi trước của trục chính thì bôi trơn do từ tấm lọc, còn ổ

bi sau thì có bấc bôi tơn Để làm sạch tấm lọc thì nhấc nắp thông hơi và qua lõ của nắp hộp vặn xoay cái núm vuông 2-3 lần