Thiết kế máy ép đùn mặt lốp ôtô

số liệu ban đầu: năng suất làm việc của máy :1600 kg/h. số vòng quay trục vít : 26 v/ph. tỉ số giữa chiều dài và đường kính :l / d = 5

Trang 1

Tên đề tài : Thiết kế máy ép đùn mặt lốp ôtôSố liệu ban đầu: Năng suất làm việc của máy :1600 kg/h

Số vòng quay trục vít : 26 v/ph

Tỉ số giữa chiều dài và đường kính :L / D = 5

NỘI DUNG THUYẾT MINH

C HƯƠNG I : G IỚI THIỆU LỐP Ô TÔ VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT LỐP Ô TÔ

1.1. Nhu cầu về lốp ô tô

1.2 Cấu tạo lốp ô tô

1.3 Vật liệu chế tạo lốp ô tô

1.4 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất lốp ô tô

C HƯƠNG II : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MẶT LỐP Ô TÔ

2.1Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mặt lốp ô tô

2.2 Phương pháp chế tạo mặt lốp ô tô

2.2.1 Phương pháp tạo hình nhiệt.

2.2.2 Phương pháp ép liên tục

2.2.3 Phương pháp ép trực tiếp.

2.3 Dây chuyền sản xuất lốp ô tô

2.4 Máy ép đùn mặt lốp ô tô

C HƯƠNG III: C Ơ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ÉP ĐÙN VẬT LIỆU

3.1Phương pháp tạo mặt lốp ô tô (phương pháp ép).

3.1.1 Tách pha lỏng

3.2.6 Năng suất lý thuyết của máy ép đùn

3.2.7 Công suất yêu cầu

C HƯƠNG IV : PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN

4.1 Yêu cầu chế tạo mặt lốp ô tô

4.2 Các phương pháp ép đùn (các phương án).

4.2.1 Phương pháp ép bằng máy ép loại cần đẩy.

4.2.2 Phương pháp ép bằng thủy lực.

4.2.3 Phương pháp ép bằng máy ép bánh răng côn.

4.2.4 Phương pháp ép bằng máy ép dùng cơ cấu tay quay con trượt

Thiết kế máy đùn ép mặt lốp ôtô SVTH: Tôn

thất kim Thạnh

-Trang

Trang 2

1-4.2.5 Phương pháp ép bằng máy ép trục khuỷu.

4.2.6 Phương pháp ép bằng trục vít đùn.

4.2.7 Phương pháp ép bằng vít xoắn.

4.2.8 Phương pháp ép bằng máy ép cán.

4.3 Phân tích và chọn phương án.

CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP ĐÙN

5.1 Số liệu ban đầu

5.2 Tính chọn công suất động cơ

5.3 Xác định các kích thước yêu cầu

5.4 Xác định các tải trọnh tác dụng lên trục vít đùn

5.5 Tính sức bền của trục vít đùn

5.6 Tính sức bền của vòng xoắn vít ép

5.7 Tính toán năng lượng tiêu thụ trong quá trình ép

5.8 Tính toán cân bằng nhiệt cho khoang ép

5.9 Xác định các kích thước của buồng xoắn

5.10 Tính toán khuôn ép

CHƯƠNGVI: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC VÍT ĐÙN

CHƯƠNG VIII : VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY.

KẾT LUẬN CHUNG

Tài liệu tham khảo.

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay nước ta đang đẩíy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa để đưa đất nước ta sánh vai với các nước trong khu vực và trên thế giới Muốn vậy thì các ngành công nghiệp phải không ngừng đẩy mạnh sản xuất, mở rộng nhà máy, xí nghiệp, cải tiến trang thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm, nhờ chính sách đó, đã đưa đất nước ta phát triển nhanh chóng trong đó có một phần đáng kể đến là ngành sản xuất sản phảm cao su

-Trang

Trang 3

2-Ở nước ta cũng như tất cả các nước trên thế giới, nhu cầu vận chuyển, giao thông đường bộ ngày càng phát triển mạnh Vì vậy sử dụng phương tiện xe đạp, xe máy, ôtô là thực trạng đáng quan tâm.Để đáp ứng nhu cầu thực tế của người tiêu dùng và nền kinh tế, ngành cao su, thiết bị cơ khí cho ra đời sản phẩm cao su không những về số lượng mà còn về chất lượng tốt Đặt biệt là sản xuất lốp ôtô các loại.

Với yêu cầu thực tế hàng năm là 2 triệu chiếc (theo ước tính của nhà máy cao su Đà Nẵng), để tạo được sản phẩm lốp ôtô nhất thiết phải có thiết bị, máy móc chuyên dùng, đảm bảo yêu cầu sản xuất, yêu cầu công nghệ và môi trường, đó chính là nhiệm vụ của ngành cơ khí.Để đóng góp một phần vào nhiệm vụ đó, được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo ĐINH MINH DIỆM và các anh, chị cán bộ kỹ thuật ở công ty cao su Đà Nẵng Tôi đã nhận nhiệm vụ thiết kế máy ép đùn mặt lốp ôtô Đây là một trong những loại máy rất cần thiết cho ngành cao su và đặt biệt là ngành sản xuất lốp

Máy này ngoài nhiệm vụ sản xuất mặt lốp ôtô, còn dùng để sản xuất một số bán thành phẩm như: mặt lốp ôtô, xăm lốp xe đạp, xe máy, mặt lốp xe máy

Qua thời gian 3 tháng thực hiện nhiệm vụ, nay tôi đã hoàn thành nhưng do khả năng và thời gian hạn chế, đồ án của tôi không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý của thầy cô bạn bè và các anh chị.Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị ở phòng kỹ thuật

ở công ty cao su Đà Nẵng, bạn bè và các thầy cô đã giúp tôi hoàn thành đề tài này

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2002

Người thực hiện.Tôn Thất Kim Thạnh

-Trang

Trang 4

3-CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU VỀ LỐP ÔTÔ 1.1 Nhu cầu về lốp ôtô

Theo thống kê về thị trường ở công ty cao su Đà Nẵng và luận

chứng YOKOHAMA cho biết:

Số xe ôtô ở Việt Nam đăng ký ở cục đường bộ vào đầu năm 2000

là 449733 chiếc

Theo thống kê của nhà máy cao su DRC thì năm 2000 ở Việt Nam có

khoảng 557000 chiếc

Theo luận chứng của YOKOHAMA thì số xe ôtô trong năm 2000 là

45100 chiếc Và cứ trung bình trong 1 năm thì mỗi xe thay 2,25 lốp

Theo dự đoán về nhu cầu thị trường Việt Nam: Lượng xe con và xe tải nặng tăng trưởng bình quân từ 10 ÷ 20% Ở đây giả sử ta chọn lượng

xe tăng trưởng là 17%

Với nhu cầu như vậy ta thấy đến năm 2005 thì số lượng xe dự

kiến sẽ là:

Số lốp thay thế

Số lốp cần trong năm 2000 (cái)

Số lốp cần trong năm 2001 (cái)

Ôtôcon 142904 Ôto con 170000

-Trang

Trang 5

4-Thiết kế máy đùn ép mặt lốp ôtô SVTH: Tôn

-Trang

Trang 6

5-BẢNG DỤ KIẾN NHU CÂQÙ LỐP XE Ô TÔ( CHÈN SAU)

-Trang

Trang 7

6-1.2 Cấu tạo lốp ôtô.

Lốp ôtô được cấu tạo bởi 4 lớp chủ yếu:

- Lớp ngoài cùng được cấu tạo bằng cao su sau khi đã qua các công đoạn nhiệt luyện, thành hình, lưu hóa Lớp này chịu nén và chịu mài mòn rất tốt, nó còn có tác dụng bảo vệ các lớp bên trong

- Lớp thứ nhì là lớp bố nilông nó được cấu tạo bởi dây bố và hợp chất pôlime lớp này có tác dụng tạo thành hình lốp ôtô Nó có tính chịu kéo rất tốt

- Lớp cao su mỏng bên trong, đây là lớp có tác dụng bảo vệ lớp bố

- Thép được bố trí trên vành lốp nhằm mục đích chống sự co nén và sự giản ra của vành

1.3 Vật liệu chế tạo lốp ô tô

1.3.1 Tanh (Triên).

- Tanh được làm bằng thép dùng để làm triên lốp (gọi là tanh) Thép này có đường kính nhỏ tùy theo loại lốp mà ta chọn đường kính của vòng thép đối với loại lốp cở 660 thì kích thước đường kính của lõi thép là 2mm các dây thép này được quấn thành từng vòng, sau đó dùng vải bọc tanh (dùng bố có tráng cao su), bọc 4 ÷ 6 vòng thép lại với nhau, đường kính của mỗi vòng thép chính bằng dường kính của vành xe Mỗi lốp sử dụng khoảng 8 ÷ 10 vòng tanh

1.3.2 Dây bố:

Đây là thành phần quan trọng của chiếc lốp vì nó chịu lực kéo, lực nén do áp suất bên trong lốp tác dụng Vì vậy dòi hỏi bố phải tốt, chịu kéo tốt và có độ bền mỏi cao, đòi hỏi tấm vải bố (được dệt bằng dây bố) phải đều nếu không sẽ dễ xảy ra ứng suất không đều khi bơm căng lốp, chính vì vậy để đảm bảo độ bền của lốp ta cần phải quan tâm đến các thành phần của lốp

- Khi lưu hoá dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất, cao su chảy ra và điền đầy các khoảng trống bên trong các lớp làm cho lốp chắc chắn hơn

- Ngoài ra lốp sau khi lưu hoá sẽ được để nguội một thời gian để cho cao su chết và đông cứng giúp cho bề mặt lốp có khả năng chịu mài mòn tốt

Ngoài các thành phần chủ yếu trên còn có các thành phần khác như phụ gia chất độn và các chất hóa học khác

3.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất lốp ôtô

-Trang

Hỗn luyện

Sơ luyên

Luyện với S

Định

lương

Cán tráng

Dáng ống lốpCắt vải

Trang 8

-Trang

Trang 9

8-CHƯƠNG II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MẶT LỐP ÔTÔ

2.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MẶT LỐP ÔTÔ

Máy ép đùn 2

Hệ thống băng tải

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mặt lốp ô tô

Trang 10

2.2.1 PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH NHIỆT

Quá trình gia công được thực hiện với nguyên liệu dẻo ở dạng tấm hay dạng ống gồm các công đoạn sau:

• Cắt định hình sơ bộ

• Đốt nóng

• Tạo hình và làm nguội

• Lấy sản phẩm và làm nguội

* Trong phương pháp này vật liệu chỉ được nung nóng đến trạng thái dẻo và quá trình tạo hình là quá trình gây biến dạng tấm vật liệu để đạt đến hình dạng cuối cùng, nên lực tác dụng nhỏ hơn các

phương pháp khác

* Phương pháp này có ưu điểm như:

+ Thiết bị đơn giản

+ Phù hợp với sản xuất sản lượng ít, kích thước sản phẩm lớn, hình dạng đơn giản

* Tuy nhiên do vật liệu biến dạng ở trạng thái dẻo nên chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào chế độ gia công và phương pháp gia công Trong đó đáng chú ý là: do ứng suất bên trong lớn nên chất lượng sản phẩm không ổn định và độ bền không cao, sản phẩm có chiều dày không đồng đều

* Phương pháp này có các kiểu gia công sau:

+ Phương pháp dập: Có 2 cách dập:

• Dập kéo

• Dập trên đệm đàn hồi

+ Phương pháp ép thổi:

• Thổi tự do

• Thổi trong khuôn

2.2.2 PHƯƠNG PHÁP ÉP ĐÙN LIÊN TỤC :

Đây là phương pháp sử dụng phổ biến vì nó có những ưu điểm sau:

+ Cho sản phẩm liên tục

+ Phù hợp với việc sản xuất hàng loạt

+ Năng suất cao

+ Thiết bị đơn giản

Tuy nhiên sản phẩm của phương pháp này phụ thuộc vào tay nghề của người công nhân điều chỉnh khuôn và phụ thuộc vào quá trình kiểm tra để hiệu chỉnh

Phương pháp này đòi hỏi vật liệu phải được nung nóng đến một giới hạn nào đó

-Trang

Trang 11

10-2.2.3 PHƯƠNG PHÁP ÉP TRỰC TIẾP

Phương pháp này ít dùng vì không kinh tế bằng phương pháp ép đùn liên tục

Trong phương pháp này, đối với cao su do vùng tạo hình được hình thành dần trong quá trình ép nên kích thước sẩn phẩm không chính xác, mặt khác sau khi hình thành, sản phẩm phải được làm nguội trong khuôn đến nhiệt độ thấp để cao su hết nhão khi đó lấy ra mới không bị biến dạng Do đó chu kì ép nóng cao su trong khuôn có năng suất thấp

*Việc hình thành sản phẩm trong quá trình gia công được chia làm hai giai đoạn:

- Giai đoạn thành hình:

Dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất nguyên liệu trong khuôn sẽ chuyển dần từ trạng thái cứng sang trạng thái nhão liên tục và lắp đầy vùng tạo hình của khuôn

- Giai đoạn định hình:

Để có thể lấy sản phẩm ra khỏi mà không bị biến dạng, nguyên liệu trong vùng tạo hình phải được chuyển sang dạng trạng thái cứng đặc

2.3 DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT MẶT LỐP Ô TÔ

Cao su bán thành phẩm được đưa vào hai máy luyện hở có các thông số kỹ thuật như sau: (Theo số liệu ở nhà máy cao su Đà Nẵng).+ Công suất N = 132 (KW)

+ Số vòng quay n = 985 (v/ph)

+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc i= 10,375

+ Đường kính chiều dài làm việc của 2 trục φ660x1500 mm.

+ Độ cứng bề mặt làm việc 42 ÷ 55 HRC

Nước làm mát 2 trục p = 1÷ 3 kg/cm

* Để có thể điều khiển chính xác trục ta dùng cơ cấu điều chỉnh dạng bu lông đai ốc

Để máy luyện hoạt động bình thường và an toàn ta dùng một hệ thống phanh điện để có thể phanh động cơ lại, đồng thời trên máy còn trang bị hai cần an toàn nếu gặp sự cố ta chỉ việc giật cần này thì toàn bộ hệ thống dừng lại ngay lập tức

Từ máy luyện ta đưa sản phẩm đến hai máy đùn ép nhờ hai băng tải Sau khi qua máy ép đùn, nhờ trục vít đùn làm việc trong xilanh vừa quay vừa đẩy sản phẩm tạo ra lực ép làm trộn đều cao su và hoá chất giúp cho sản được đồng đều hơn dưới tác dụng của áo suất ép các vật liệu trong xilanh được nén chặt lại, ngoài ra tronh quá trình làm việc do ma sát giữa vật liệu với vật liệu, vật liệu với thành xilanh, vật liệu với trục vít, tạo ra một lượng nhiệt lớn làm cho cao su nhão ra Chính nhờ tính nhão này đã giúp việc hoà tan các chất được dễ dàng hơn Sau một thời gian trộn và ép trong xilanh máy sẽ cho ra sản phẩm và được đưa ra ngoài qua hệ thống băng tải Trên hệ thống băng tải ta bố trí một con lăn để ép sản phẩm và máy cắt để cắt sản phẩm theo

-Trang

Trang 12

11-kích cở đặt ra trước, sau đó đưa đến bộ phận KCS, bộ phận này có nhiệm vụ kiểm tra chất lượng và khối lượng sản phẩm, sau khi kiểm tra xong ta chuyển sang máy thành hình

Dây chuyền đó được mô tả như sau

-Trang

Máy luyện hở 1Máy luyện kín 1

Máy luyện hở 2Máy luyện kín 2

KCSMáy cắt tự động

Băng tải

Băng tải + con lăn

Hình 2.2 Dây chuyền sản xuất mặt lốp ô tô

Trang 13

2.4 MÁY ÉP ĐÙN MẶT LỐP ÔTÔ.

* Máy ép đùn có nhiệm vụ đùn ra mặt chạy của lốp có hình dạng và kích thước theo yêu cầu và công nghệ

+ Các thông số chính của máy ép đùn: (Theo số liệu thực tế của nhà máy cao su Đà Nẵng)

+ Đường kính trục vít φ200 mm

+ Chiều dài phần ren của trục vít là L=1000 mm

Với D là đường kính

Năng suất của máy Q = 1600 kg/h

Công suất động cơ N = 75 (KW)

Số vòng quay n = 980 (v/ph)

Khối lượng tất cả của máy là 7500 kg

Khối lượng bộ phận tháo rời lớn nhất là 1000 (kg)

* Sơ đồ động học cảu máy ép đùn mặt lốp ô tô

-Trang

13-1 2

4 5

Trang 14

* Nguyên lý hoặt động :

Động cơ điện quay truyền qua bộ truyền đai đến nối trục sau đó đi qua

hộp giảm tốc có hai cấp rồi truyền qua trục vít đùn (Trục vít đùn làm việc theo dạng xoắn vít) Dưới tác dụng của lực ép vật liệu sẽ được đùn qua khuôn đã định sẵn gọi là thước mặt lốp Ngoài các

thành phần cơ bản trên máy được bố trí thêm hệ thống gia nhiệt và hệ thống làm mát với mục đích ổ định nhiệt độ để sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu

-Trang

Trang 15

14-CHƯƠNG III

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ÉP ĐÙN VẬT LIỆU

3 1 Phương pháp tạo mặt lốp ôtô (Phương pháp ép đùn).

Ép đùn vật liệu là một trong những phương pháp sử dụng rất phổ biến ở các nhà máy xí nghiệp, nhất là ở các nhà máy sản xuất gạch (ví dụ nhà máy sản xuất gạch Đại Hiệp ở Quảng Nam - Đà Nẵng, nhà máy sản xuất thức ăn cho tôm, nhà máy sản xuất phấn viết , nhà máy cao su .) thì máy đùn ép đóng một vai trò rất quan trọng

Mỗi nhà máy, xí nghiệp sản xuất mỗi sản phẩm và máy đùn cũng đùn ép các loại vật liệu khác nhau tùy theo sản phẩm của nhà máy Ở đây với giới hạn của đề tài ta chỉ xét máy đùn ép vật liệu cao su (đùn ép mặt lốp)

* phương pháp tạo mặt lốp ôtô

Cao su là vật liệu vừa dẻo vừa có tính đông đặc tốt, nên muốn tạo được mặt lốp có bề rộng, bề dày và đường gờ nhất định thì cần tạo bằng khuôn ép Muốn qua khuôn ép dễ dàng, cao su cần có độ dão nhất định và phải có lực ép và cơ cấu ép để đưa cao su qua khuôn ép

Ép đùn có 3 nhiệm vụ chính sau:

+ Tách pha lỏng

+ Làm cho bán thành phẩm có hình dạng xác định

+ Làm chặt sản phẩm nhằm cải tiến điều kiện vận chuyển

Với điều kiện giới hạn đề tài ta chỉ xét hai trường hợp:

3.1.1 Tách pha lỏng.

+ Chất lỏng ở trong sản phẩm ép có thể chia làm chất lỏng tự do và chất lỏng liên kết

- Chất lỏng tự do dễ dàng tách khỏi bả thô

- Chất lỏng liên kết (dạng phân tử) muốn tách thì phải cung cấp cho nó một năng lượng để khắt phục lực bám dính nhằm làm biến dạng cấu trúc và khắt phục lực cản do khi dịch chuyển chất lỏng, hơn nữa trở lực đó lại tăng lên cùng với sự tăng lực nén

+ Lượng chất lỏng nhỏ nhất có thể chứa trong bả sau một thời gian ép đẳng nhiệt ở áp suất không đổi sẽ được gọi theo quy ước độ ẩm cân bằng, và hông ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất như nhau chất lỏng này có thể hấp thụ một chất nào đó tốt hơn chất kia Chính nhờ đó mà ta dùng phương pháp ép để tách pha lỏng một cách dể

dàng

3.1.2 E ïp định hình:

+ Để tăng độ bền cho vật thể rời ta dùng phương pháp ép (nén chặt) trong không gian kín, dưới tác dụng của áp suất bên ngoài cho đến khi thu được một khối có độ chặt và nó không thể tự tách rời nhau được

+ Khi ép cần có kèm theo sự nghiền nát và sự di chuyển tương đối giữa các chất và có sự trộn lẩn nhau do đó xãy ra sự biến dạng

-Trang