Thiết kế máy cuốn tôn

LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất thầy cô môn Cơ Sở Thiết Kế Máy thuộc khoa Cơ Khí, Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh tất bạn bè , người giúp đỡ em hoàn thành đề tài Đặc biệt thầy Lại Khắc Liễm tận tình hướng dẫn em suốt trình thực Mặc dù cố gắng, đề tài lớn , khối lượng công việc tương đối nhiều nên tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp thầy cô bạn bè nhằm đem lại cho đề tài tính khả thi cao Tp.HCM 31/12 / 2004 Sinh viên thực Vũ Trung i MỤC LỤC Mục Lục Trang CHƯƠNG : CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG CHO MÁY 1.1 CÁC PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG , NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ ƯU NHƯC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN 1.1.1 PHƯƠNG ÁN 1 1.1.2 PHƯƠNG ÁN 2 1.1.3 PHƯƠNG ÁN 3 1.1.4 PHƯƠNG ÁN 1.2 CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG CHO MÁY CHƯƠNG : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 2.1 QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO KIM LOẠI 7 2.1.1 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG 2.1.2 CÁC LOẠI ỨNG SUẤT CHÍNH 2.1.3 ĐIỀU KIỆN ĐỂ CÓ BIẾN DẠNG DẺO 10 2.2 QUÁ TRÌNH UỐN KIM LOẠI DẠNG TẤM 10 2.2.1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ UỐN 11 2.2.2 TÍNH ĐÀN HỒI KHI UỐN 12 2.2.3 TÍNH LỰC CUỐN CẦN THIẾT 13 2.2.4 TÍNH SỐ LẦN CUỐN 14 2.3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 16 2.3.1 PHÂN TÍCH LỰC TRONG QUÁ TRÌNH CUỐN 16 2.3.2 CÔNG SUẤT TRỤC CUỐN VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ CHÍNH 18 2.3.3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 21 2.3.4 CHỌN ĐỘNG CƠ NÂNG HẠ TRỤC BỊ ĐỘNG VÀ TÍNH ĐỘNG HỌC 24 2.3.5 ĐỘNG HỌC XÍCH TRUYỀN XOAY LỆCH TÂM TRUC BỊ ĐỘNG 26 CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 3.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN HỘP GIẢM TỐC 3.1.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH ii 28 28 28 37 3.1.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 3.2 THIẾT KẾ TRỤC 45 3.3 CHỌN Ổ CHO CÁC TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC 58 CHƯƠNG : TÍNH BỀN CHO MÁY CUỐN TÔN 64 4.1 THIẾT KẾ CẶP BÁNH RĂNG TRỤ DẪN ĐỘNG TRỤC CUỐN 64 4.2 THIẾT KẾ TRỤC CUỐN 72 4.3 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN NÂNG HẠ TRỤC BỊ ĐỘNG 74 4.3.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 74 4.3.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – BÁNH VÍT 77 4.3.3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – ĐAI ỐC 80 4.3.4 THIẾT KẾ TRỤC LẮP BÁNH ĐAI 83 CHƯƠNG : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 86 5.1 KÍ HIỆU CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 86 5.2 SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 86 5.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỆN 89 5.3.1 NUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 89 CHIỀU QUAY TRỤC CUỐN 5.3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 90 NÂNG HẠ TRỤC BỊ ĐỘNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 iii MỞ ĐẦU - Hiện ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng đòi hỏi phát triển đồng bộ, có tính cạnh tranh cao phù hợp với nhu cầu thò trường phù hợp với kinh kế động - nước ta ngành khí chế tạo ngành phát triển chậm phụ thuộc nhiều vào công nghệ Liên Xô cũ Các xưởng sản xuất khí chủ yếu sản xuất với số lượng nhỏ, sản xuất đơn phù hợp với việc sửa chữa dẫn đến độ xác không cao, giá thành cao Vì nhu cầu hạ giá thành tăng độ xác trọng xưởng khí Muốn làm điều xưởng khí phải tự trang bò cho máy móc đại Thông thường máy móc xưởng khí bao gồm: máy tiện, pháy phay, máy bào, máy mày, máy hàn, máy khoan v.v Bên cạnh xưởng khí có nhu cầu sản xuất bồn, thiết bò lạnh, ống v.v cần phải trang bò thêm máy: máy tôn, máy cắt tôn, máy chắn v.v để tăng sản lượng, nâng cao độ xác - Trong thực tế giá thành máy nói cao xưởng sản xuất không dám đầu tư vào Vì nhu cầu cấp bách thiết kế chế tạo máy với giá thành thấp phù hợp với túi tiền với sở sản xuất nhỏ vừa.Xuất phát từ yêu cầu trên, đề tài “Thiết kế máy tôn” em chọn thực  Về công dụng máy: dùng để tôn có chiều dày từ 1÷8 mm thành ống tròn tôn có hình dạng cong tròn lại thành Tùy mục đích sử dụng mà ta lựa chọn vận tốc uốn, khoảng cách trục thời gian  Nhiệm vụ thực thiết kế: gồm chương  Chương 1: ta lựa chọn sơ đồ động cho máy, ta đưa từ đến phương án truyền động Nói rõ nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm phương án, sau rút phương án tối ưu để làm sơ đồ động cho máy (phải dựa vào tính công nghệ máy, giá thành khả dễ chế tạo, sửa chữa, bảo trì)  Chương 2: trình tôn hình thành dựa vào biến dạng dẻo kim loại Từ ta tìm lực P cần thiết để tạo biến dạng dẻo Sau ta tính công suất chọn động tính toán động học cho máy  Chương 3: thiết kế hộp giảm tốc  Chương 4: phần quan trọng thiết kế, tính bền thiết kế cho tất phận công tác Các truyền động bao gồm trục vít, bánh vít, bánh thẳng, bánh côn, ổ lăn, ổ trượt, trục v.v  Chương 5: ta trình bày sơ đồ mạch điện, cong tắc tơ, để điều khiển chuyển động cho máy Chương : Chọn sơ đồ động cho máy CHƯƠNG CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG CHO MÁY 1.1 CÁC PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG,NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ ƯU NHƯC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN Để thực việc tôn có nhiều phương án khác nhau, máy cần có chuyển động chuyển động quay tròn trục chuyển động tònh tiến trục bò động nhằm tạo lực để điều chỉnh khe hở trục trục bò động cho phù hợp bề dày tôn.Chính vậy, máy gồm có ba trục : hai trục bố trí trục bò động Để dẩn động cho trục ta có nhiều phương án khác nhau.Sau số phương án ta áp dụng: 1.1.1 PHƯƠNG ÁN : Sơ đồ động phương án hình 1.1 HGT 25 26 ĐC 27 28 29 Hình 1.1 : Sơ đồ động phương án 1.1.1.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: Máy kết hợp truyền khí thuỷ lực để điều khiển chuyển động máy Trục (1) dẩn động động (ĐC1) thông qua hộp giảm tốc (4) cặp bánh trụ thẳng (3) Trục bò động(2) tònh tiến lên Chương : Chọn sơ đồ động cho máy xuống rãnh dẫn hướng nhờ hai xy lanh thuỷ lực (25,26) nối với bơm thuỷ lực (28) qua hệ thống van thuỷ lực thích hợp (27) Dầu dùng cho hệ thống thuỷ lực chứa bể dầu (29) 1.1.1.2 ƯU NHƯC ĐIỂM PHƯƠNG ÁN 1: * Ưu điểm : - Năng suất cao, công suất lớn dẫn động động - Nâng hạ trục bò động êm dùng hệ thống thuỷ lực - Có thể tôn có bề dày thay đổi đến 8mm * Nhược điểm : - Máy khó chế tạo - Khó bảo trì sửa chữa - Không tạo bán kính cong ban đầu cho tôn 1.1.2 PHƯƠNG ÁN 2: Sơ đồ động phương án hình 1.2 HGT ĐC1 15 ĐC2 20 18 Hình 1.2 : Sơ đồ động phương án thứ 2 19 17 Chương : Chọn sơ đồ động cho máy 1.1.2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: Cũng tương tự phương án 1, ta thay xylanh thuỷ lực bánh vít-trục vít (17, 18) dẫn động động (ĐC2) thông qua truyền đai (15) Như ta sử dụng động (ĐC2) động hai chiều để nâng hạ trục bò động 1.1.2.2 ƯU NHƯC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG ÁN 2:  Ưu điểm: + Nâng suất cao, công suất lớn + Có thể tôn có bề dày thay đổi (1 ÷8 mm), trục bò động linh hoạt, thay đổi khe hở trục bò động trục chủ động nhanh + Kết cấu nhỏ gọn, phù hợp với xưởng sản xuất với diện tích nhỏ  Nhược điểm: + Nhược điểm lớn không tạo bán kính cong ban đầu, gia công loại tôn dày (7÷8 mm) khó gia công 1.1.3 PHƯƠNG ÁN : Sơ đồ động phương án hình 1.3 10 14 12 15 11 13 HGT ĐC1 22 21 16 ĐC2 20 18 Hình 1.3 : Sơ đồ động phương án thứ 3 19 17 Chương : Chọn sơ đồ động cho máy 1.1.3.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: Máy gồm có trục cuốn, trục bò động (14) hai trục chủ động (13) Hai trục chủ động đặt trục bò động Hai trục chủ động nối vói động thứ (ĐC1) thông qua hộp giảm tốc (15) Máy có chuyển động sau: - Chuyển động trục (13) : thực động thứ (ĐC1) truyền chuyển động qua hộp giảm tốc (15), trục hộp giảm tốc nối với trục (13) thông qua truyền bánh trụ thẳng (12) - Chuyển động nâng hạ trục bò động (14) : thực động thứ hai (ĐC2), động truyền chuyển động đến hai truyền bánh vít trục vít (17,18) thông qua truyền đai (16),sau trục vít quay làm quay hai bánh vít hai đầu trục vít.Hai bánh vít đóng vai trò hai đai ốc (19,20) bánh vít quay không tònh tiến làm cho hai trục vít thẳng đứng (21,22) tònh tiến lên xuống làm cho hai đầu trục bò động (14) nâng lên hoăïc hạ xuống tuỳ theo chiều quay động Trục bò động dẫn hướng rãnh dẩn hướng - Chuyển động xoay lệch tâm trục bò động (14) thưcï tay quay (1) truyền chuyển động đến truyền trục vít-bánh vít (3) thông qua truyền xích (2).Trục vít xoay làm bánh vít bánh côn (4) gắn hai đầu trục vít xoay bánh côn (4) quay làm quay trục vít đầu then hoa (5,6), thông qua nối trục then hoa (7,8) nên bánh vít có lỗ lệch tâm (10) xoay Đồng thời đầu bánh vít (3) làm xoay trục vít thẳng đứng có lắp bánh côn (9) tryền chuyển động cho cặp bánh trụ thẳng (11) Bánh có lổ lệch tâm Vậy ta xoay tay quay điều chỉnh trục bò động bò xô lệch tâm , tạo nên bán kính cong ban đầu cho tôn 1.1.3.2 ƯU NHƯC ĐIỂM PHƯƠNG ÁN 3: * Ưu điểm : - Máy có suất cao - Hiệu suất máy cao - Có công suất lớn nên tôn có kích thướt lớn - Điều khiển máy dể dàng Chương : Chọn sơ đồ động cho máy - Ưu điểm lớn tạo bán kính cong ban đầu cho tôn * Nhược điểm : - Kết cấu máy tương đối phức tạp - Kích thướt máy lớn - Khó bảo trì , sửa chữa 1.1.4 PHƯƠNG ÁN : Sơ đồ động phương án hình 1.4 10 14 12 15 11 13 HGT ĐC1 22 21 1.1.4.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: Tương tự phương án 3, khác phần nâng hạ trục bò động: trục bò động chuyển động lên xuống nhờ xy lanh thuỷ lực, hệ thống điều khiển xy lanh thuỷ lực 1.1.4.2 ƯU NHƯC ĐIỂM PHƯƠNG ÁN 4: * Ưu điểm : - Công suất lớn - Năng suất cao - Thời gian nhanh Chương : Tính bền cho máy tôn * Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục : F o  780 Theo 4.19 [TL3,trang 63] : K d P1  Fv v C  z Trong : Fv = qm v2 = 0,178 112 = 21,54 N Suy F o  780 1, 25 ,  21 , 54  210 N 11 , 88 Theo 4.21 [TL3,trang 64] tính lực tác dụng lên trục : F r  F o z Sin ( 1 )  210 Sin ( 135 )  1552 N 4.3.2 BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – BÁNH VÍT : * Tính sơ vận tốc trượt: Theo7.1 [TL3,trang147] : v sb  8,8 10 5.n1 P2 u n1  8,8 10 5.3 2,8 25 15  2, m / s Dựa vào vận tốc trượt sơ ta chọn vật liệu sau : - Bánh vít : Đồng không thiếc БpAЖH 10 -4-4 -Trục vít : thép 45 bề mặt đạt HRC = 45 Theo bảng 7.2 [TL3,trang 148] ta có σ b = 600 Mpa, σ ch= 200Mpa Bộ truyền làm việc hai chiều : [σFo] = 0,16.σb = 0,16.600 = 96 Mpa Hệ số tuổi thọ : K Với FL  10 N FE N FE  60 n t   60 15 48000  43 ,2 10 Theo7.6 [TL3,trang148] :  F    Fo  K FL  96 10 43 , 10 Theo 7.14 [TL3,trang 149] : [σH ]max = 4σch =4.200 = 800 Mpa 75  63 , Mpa Chương : Tính bền cho máy tôn [σF}max =0,8σch = 0,8.200 = 160 Mpa * Tính thiết kế : - Khoảng cách trục sơ xác đònh theo 7.16 [TL3,trang 150] : aw  z  q  - Chọn sơ :  170   Z [  H  T K  ]  q H + KH =1,2 + Z1 = 25 Suy Z2 = Z1.u = 2.25 = 50 - Tính sơ q theo công thức thực nhgiệm : q = 0,25.Z2 = 12,5 - Mo men xoắn trục bánh vít : T2 = 1795400 Nmm  170  1795400.1,2  a w  50  12,5   198,17 mm  12,5  50.250  Chọn aw = 200 mm - Mô đun : m = 2.aw /(q+z) = 2.200/(12,5 + 50) = 6,4 Chọn mô đun theo tiêu chuẩn : m = - Xác đinh xác khoảng cách trục : aw =0,5.m.(q+z) = 0,5.7(12,5+50)=220mm - Hệ số dòch chỉnh : x  aw q  z  0 m * Kiểm nhiệm độ bền tiếp xúc : Theo 7.19 [TL3,trang 151] :  H 170  Z2  Z  q  T K   q  aw  H   76 H  Chương : Tính bền cho máy tôn -Vận tốc trượt : v s    d w n 60000 cos  w Z  Z    arctg      , 09 Với  w  arctg   q  2x   q   d w  q  x m  12 ,  8  88 mm  vs   88 375 60000 cos 9 , 09   m   , 75    s  -Với vs = 1,75 m/s tra bảng 7.6 [TL3,trang 153] cấp xác , tiếp tục tra bảng 7.7 [TL3,trang 153] ta : KHv = 1,3 - KH = KHβ.KHv Với K H T Z       1  m     T2 max     T2m = T2max Suy KH = 1.1,3 = 1,3 Ứng suất tiếp xúc :  H 170  50  50  12 ,  1795400 ,  222 , 46 Mpa   220 12 ,   Ta thấy σH < [σH] = 250 Mpa nên đảm bảo độ bền tiếp xúc * Kiểm nghiệm độ bến uốn : Theo 7.26 [Tl3,trang 154] :  F  , T Y F K b2d 2m n F   F  -Theo bảng 7.9 [TL3,trang 155] ta chọn bề rộng bánh vít : b2 > 0,75 da1 Với da1 = d1 + 2.m = m (q + 2) = 47(12,5 + 2) = 102 mm Suy bề rộng bánh vít : b2 =0,75.102 = 77, ta chọn bề rộng bánh vít 77mm -Số tương đương : Z v  Z2 50   51 ,93 Cos  cos , 09 Tra bảng 7.8 [TL3,trang 154] ta : YF = 1,3 77 Chương : Tính bền cho máy tôn - KF = KH = KHβ.KHv = 1,3 -Mô đun pháp : mn = m.cosγ = 4.cos (9,09) =6,91 - d2 = m Z2 = 50 = 350 mm Bảng 4.2 : Các thông số truyền trục vít- bánh vít: Khoảng cách trục (mm) aw = 220 Hệ số dòch chỉnh (mm) x=0 Đường kính vòng chia (mm) d1 = 88 d2 = 350 Đường kính đỉnh (mm) da1 = 102 da2 = 364 Đường kính vòng chân (mm) df1 = 70,7 df2 = 333,2 Đường kính bánh vít daM = 375 (mm) Bề rộng bánh vít (mm) b2 = 77 mm Góc ôm (o) δ = 51,4 Chiều dài phần cắt ren trục vít l = 112 Suy :  F  1, 1795400 1, 45 1,  25 , 44 Mpa 77 350 cos , 09 Ta thấy σF < [σF]max nên đảm bảo điều kiện uốn Do truyền làm việc không liên tục thời gian nghỉ lâu nên không cần kiểm tra nhiệt Các thông số truyền trục vít - bánh vít cho bảng 4.2 4.3.3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT ĐAI ỐC : * Chọn vật liệu : - Trục vít : thép 45 78 Chương : Tính bền cho máy tôn - Đai ốc : Đồng thiếc chì: БpOII – 6- - - Dùng ren vuông, đầu mối, hướng phải * Tính đường kính trung bình trục vít : Theo công thức 8.1 [TL3,trang 163] : d  Fa  H  h q  Với : -Fa = 17800 N - ψH = : hệ số chiều cao đai ốc - ψh = 0,5 : hệ số chiều cao ren hình vuông - [q] = Mpa : p suất cho phép Suy : d  17800  25 mm  ,5 Chọn d2 = 25 mm theo tiêu chuẩn Các thông số trục vít cho bảng 4.3 * Kiểm tra điều kiện tự hãm :  f    cos     arctg  Với : - f = 0,1 : hệ số ma sát , - δ = : ren vuông suy : γ < arctg(0,1) = 5,71 o nên điều kiện tự hãm thoã mãn Bảng 4.3: Các thông số trục vít Chiều cao profin ren (mm) h = 0,1.d2 = 2,5 Đường kính (mm) d = d2 + h = 28 Đường kính (mm) d1 = d2 - h = 22,5 Bước ren (mm) p = 2h = Bước vít (mm) ph = Zh p = 1.5 = Góc vít (o) γ = 3,65 79 Chương : Tính bền cho máy tôn * Kiểm nghiệm vít độ bền : Kích thước đai ốc : - Chiều cao đai ốc : H = ψH d2 = 50 mm -Số vòng ren : z = H/P = 50/5 = 10 vòng ren -Đường kính đai ốc : D = 30 mm Theo 8.7 [TL3,trang 164] trục vít có tiết diện nguy hiểm mặt đai ốc xác đònh sau : 2  T   4Fa       H    3     3 3 , d  d 1`    2 - T = f (Tr Tg ) : momen xoắn lớn Tr T g - Tr  F a tg    .d  , 17800 tg 9 , 36  25   36675 Nmm - T g  0, 25 f i F a D o  d o   0, 25 ,03 17800 52  30   10947 Nmm Ta thấy Tr > T g nên chọn Tr để tính toán Ứng suất tiếp xúc tương đương : 2 2  36675   T   4.17800   Fa            3   3    22,5   0,222,53   52,74Mpa , d  d        Với thép C45 có σch = 200 Mpa suy [σH] = 0,5 σch = 100 Mpa Ta thấy σtđ < [σH ] nên đảm bảo điều kiện bền * Kiểm nghiệm vít độ ổn đònh : Độ mềm trục vít :   - i l i 4J d 12 d   22 ,5   27 ,5    ,   ,  ,    14258 Với J  , 64  d  ,64  22 ,5   d 14  80 Chương : Tính bền cho máy tôn ,  ,12  60 14258  22 , 2 Suy :   Vâïy không cần kiểm tra trục vít ổn đònh 4.3.4 THIẾT KẾ TRỤC LẮP BÁNH ĐAI : Sơ đồ lực tác dụng hình vẽ 4.3 * Chọn vật liệu : Ta chọn vật liệu chế tạo trục : thép C45 có σb = 600 Mpa [τ ] = 15-50 Mpa * Lực tác dụng lên trục : - Ft1 = F’ t1 = 2T/d = 2.181323/100 = 3626,5 N ' - F r  F r  F a tg     - F r  F o  sin 2 T u tg  211373 25 tg 20   9167 N d bv 400    z 2 Trong : Fo  780 P K C  z v d  Fv Fv = 0,178 112 = 21,54 N  Fo  780 , 1,1  21 ,54  210 N ,89 11 135    Fr  212  sin   1552 N   81 Chương : Tính bền cho máy tôn Fr1 n Fa1 Ft1 F 'r1 F 'a1 Fr FBx FAy FAx 10 140 F 't1 FBy 140 13200 10 13200 36265 230400 36265 Mx (Nmm) 181323 Mz (Nmm) Hình 4.3 : Sơ đồ lực tác dụng lên trục lắp bánh đai * Phản lực gối tựa : M - Ay   Fr 10  F By 280  F r'1 290  F By  1320 N - F - M y   F Ay 1320 N Ax   Ft 10  Fr 140  F Bx 280  Ft 1' 290   F Bx  2850 , N -  F x   F Ax  2850 , N * Xác đònh đường kính trục tiết diện nguy hiểm : - Tại tiết diện lắp bánh đai : M u  M x  M y 82 Chương : Tính bền cho máy tôn  M td  M u2  0,75.M z2  M x2  M y2  0,75 M z2  d  M td  ,1  144905 2  13200 2  , 75 181323 2 ,1 50  34 ,98 mm Ta chọn đường kính trục tiết diện làm việc d = 40 mm -Tai tiết diện lắp ổ bi : M u  M x  M y  M td  M u2  0,75.M z2  M x2  M y2  0,75 M z2 d3 M td 3 0,1  13200 2  36265 2  0,75 181323 2 0,1 50 Ta chọn d = 35 mm 83  31,86 mm Chương : Thiết kế mạch điện điều khiển động CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ * TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY : Điện áp nguồn điện xoay chiều có hiệu điện U = 380 V Mạch điều khiển dùng dòng điện xoay chiều có hiệu điện U = 220 V nhờ biến áp Tất thiết bò điều khiển lắp tủ điện, công tắc nút ấn lắp panel điều khiển Động điều khiển chiều quay trục động không đồng ba pha có công suất 11 KW, số vòng quay 730 v/p Động điều khiển việc nâng hạ trục bò động động không đồng ba pha có công suất 7,5 KW , Số vòng quay 1500 v/p 5.1 KÝ HIỆU CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN : - Cd : Cầu dao - T, N, N’,H : Khởi động từ - D : Nút dừng - ST ,SN , SN’ ,S H : Công tắc hành trình - Đ , Đ : Động điện 5.2 SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN : Do máy tôn theo hai chiều nên để điều khiển chiều trục điều khiển chiều quay động Do mạch điện điều khiển động Đ mạch đảo chiều Sơ đồ mạch điện cho hình 5.1 Trong trình , trục bò động phải hạ xuống từ từ trục bò động nâng hạ cách”nhấn – thả” nút điều khiển Ở phải sử dụng mạch đảo chiều để điều khiển chiều quay động Sơ đồ mạch điện điều khiển cho hình 5.2 84 T A T B Đ1 T C N Cd N N =11 KW n = 730 v/p N 85 T Hình 5.1 D KN KT N KT KN Sơ đồ mạch điện điều khiển trục SN ST T N Chương : Thiết kế mạch điện điều khiển động N' N' N' C Đ2 B A H Cd H N =7,5KW n = 1500 v/ph H Hình 5.2 D KH KN' KN' KH SH SN' H N' Sơ đồ mạch điện điều khiển nâng hạ trục bò động Chương : Thiết kế mạch điện điều khiển động 86 Chương : Thiết kế mạch điện điều khiển động 5.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỆN : 5.3.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CHIỀU QUAY TRỤC CUỐN : (Hình 5.1) Do máy tôn theo hai chiều ngược nên mạch điện máy mạch đảo chiều động Mạch đảo chiều sử dụng hai công tắc tơ: công tắc tơ hành trình thuận T công tắc tơ hành trình ngược N Nếu hai công tắc tơ T N khởi động lúc tiếp điểm thường mở chúng mạch động lực gây ngắn mạch pha A C Để tránh tình trạng , nút khởi động thuận KT nút khởi động ngược KN phải khoá lẫn tiếp điểm thường đóng lắp mạch tương ứng Khi nhấn nút quay thuận KT, mạch cuộn dây công tắc tơ T đóng, đồng thời ngắt mạch công tắc tơ N , tiếp điểm thường mở T mạch động lực đóng, sato động điện đïc nối với mạng điện , động quay theo chiều thuận.Để dừng động ta nhấn nút dừng D Khi nhấn nút quay ngược KN , mạch cuộn dây công tắc tơ N đóng đồng thời ngắt mạch công tắc tơ T , tiếp điểm thường mở N mạch động lực đóng, sato động điện nối với mạng điện , động quay theo chiều ngược.Để dừng động ta nhấn nút dừng D Nếu lúc nhấn hai nút K T K N , tiếp điểm thường đóng chúng lúc ngắt mạch cuộn dây công tắc tơ T N,cả hai không tác động Do chế độ tôn chế độ làm việc dài hạn , nên để nhấn công tắc KT KN lần thả mà máy chạy ta phải dùng tiếp điểm thường mở công tắc tơ T N để thực việc tự trì điện áp cho mạch tương ứng Để đảm bảo an toàn trình làm việc cho máy cho người vận hành mạch phải thiết kế theo nguyên tắc khoá lẫn Ở ta sử dụng khoá lẫn kiểu khí Ngoài mạch có công tắc để ngắt toàn điện vào cách đột ngột nhằm bảo đảm an toàn có cố 87 Chương : Thiết kế mạch điện điều khiển động 5.3.2 MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN NÂNG HẠ TRỤC BỊ ĐỘNG: (Hình 5.2) Mạch sử dụng hai công tắc tơ N’ H để điều khiển việc nâng hạ trục bò động Do việc nâng hạ trục thực thời gian ngắn nên mạch điện không cần chế độ tự trì Máy nâng hạ trục tức phải sử dụng mạch đảo chiều Khi nâng trục bò động, ta nhấn nút KN’ dòng điện chạy qua cuộn dây N’ làm đóng tiếp điểm thương mở N’ mạch động lực làm động quay theo chiều thuận làm nâng trục ta nhấn nút công tắc trở vò trí đóng, động bò ngắn mạch nên dừng lại làm trục bò động dừng lại Ngược lại hạ trục xuống ta nhấn nút K H làm dòng điện chạy qua cuộn dây công tắc tơ H làm đóng tiếp điểm H mạch động lực làm động quay ngược lại làm hạ trục xuống Nếu nhấn mạch động lực động bò ngắn mạch nên động không quay làm trục dừng lại Để đảm bảo an toàn trình làm việc cho máy cho người vận hành mạch phải thiết kế theo nguyên tắc khoá lẫn Ở ta sử dụng khoá lẫn kiểu khí phải có công tắc dừng khẩn cấp 88 Chương : Thiết kế mạch điện điều khiển động TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Nhương, Kỹ thuật dập nguội , NXB Công Nhân Kỹ Thuật [2] Đỗ Hữu Nhơn , Phương pháp cán kim loại thông dụng , NXBKH&KT,1998 [3] Trònh Chất ,Lê Văn Uyển,Thiết kế hệ thống dẫn động khí ,Tập 1,2, NXB GD , 2000 [4] Nguyễn Hưũ Lộc, Cơ sở thiết kế máy , Trường ĐHBK T.p HCM,2001 [5] Lê Hoàng Tuấn, Bùi Công Thành, Sức bền vật liệu, tập 1,2, Trường ĐHBK T.p HCM,1992 [6] Nguyễn Trọng Hiệp,Nguyễn Văn Lẫm ,Hướng dẫn thiết kế chi tiết máy , NXB Giáo Dục 2001 [7] Nguyễn Ngọc Cẩn,Trang bò điện ,Trường ĐHBK T.p HCM 2001 [8] Trần Hữu Quế ,Vẽ kỹ thuật khí, Tập 1,2, NXB Giáo Dục, 2000 [9] Trần Văn Bảo,Bùi Công Diễn, Sổ tay thiết kế khí,Tập 1, NXB Khoa Học Kỹ Thuật,1977 [10] Nghiêm Hùng, Kim loai học nhiệt luyện, NXB Giáo Dục,1993 89 [...]... trục cuốn Chính vì vậy trục cuốn muốn cuốn được tôn thì phải cần một mô men lớn hơn mô men ma sát do lực ma sát gây ra.Nói cách khác trục cuốn phải có một lực vòng Fv lớn hơn lực masát Fms Fv = k.Fms Trong đó k = (1,2÷1,5) : gọi là hệ số dự trữ quá tải Suy ra : Fv = 1,4(26093) = 36530 (N) Từ đây ta tính được công suất cần thiết trên trục cuốn như sau: - Công suất làm việc ( cần thiết để có thể cuốn tôn) ... L1= 3 thì số lần cuốn là : Với L1 = 4 thì số lần cuốn là : n  3 ,14 124 180 4 10 3  14 ,8  19 , 7 (90  0,5.8) 2.3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC : 2.3.1 PHÂN TÍCH LỰC TRONG QUÁ TRÌNH CUỐN : Trong quá trình cuốn trên mỗi trục cuốn chòu tác dụng của lực ma sát Fms và phản lực N tại các điểm tiếp xúc giữa trục cuốn và tấm tôn như ( hình vẽ 2.6)  Trục bò động s  N1 A N2  Fms1 o1 Fms2 o2 Trục cuốn  Hình 2.6... đồ các lực tác dụng trong quá trình cuốn tôn 16 Chương 2 : Chọn động cơ và tính động học Dưới tác dụng thẳng góc từ trên xuống , tại các điểm tiếp xúc A và B xuất hiện các phản lực N1 và N2 Ngoài ra , trong quá trình cuốn còn có lực ma sát giữa trục cuốn và phôi cản trở chuyển động cuốn - Phản lực N có:  Phương đi qua tâm trục cuốn  Chiều hướng ra xa tâm trục cuốn  Độ lớn : N1  N 2  N  P Cos... 0,37(90/8) – 0,58 ≈ 4o Vậy góc đàn hồi tính được là : αdh = 4o 2.2.3 TÍNH LỰC CUỐN CẦN THIẾT : Quá trình cuốn tôn là quá trình uốn tự do nên lực uốn có thể xác đònh theo công thức [TL1, trang 87] P = (B.S2/L).σb.n Trong đó : - B = 2 m : bề rộng của tấm tôn - S = 8 mm :bề dày tấm tôn - L = 260 mm : khoảng cách tâm hai trục cuốn ( hình 2.5) 13 Chương 2 : Chọn động cơ và tính động học - σb = 480 N/mm2... 1000  6 , 2 10  3 K W Vậy công suất tay quay: P= 0,0062 Kw 27 Chương 3 : Thiết kế hộp giảm tốc CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 3.1 THẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC : Hộp giảm tốc dùng loại khai triển có hai cấp : cấp nhanh và cấp chậm Cấp nhanh dùng cặp bánh răng trụ răng nghiêng , cấp chậm dùng cặp bánh răng trụ răng thẳng 3.1.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH :(TL3) * Các thôngsố : - Số vòng quay bánh nhỏ (chủ...Chương 1 : Chọn sơ đồ động cho máy - Nâng hạ trục bò động êm và nhanh do dùng hệ thống thuỷ lực * Nhược điểm : - Máy rât phức tạp nên rất khó chế tạo - Khó bảo trì, sữa chữa - Giá thành rất cao 1.2 CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG CHO MÁY: Qua việc phân tích các phương án ta thấy rằng : để thực hiện các chuyển động cần thiết để cuốn tôn ta có nhiều phương án khác nhau Mỗi phương án có những... σb = 480 N/mm2 : giới hạn bền vật liệu - n= 1,7 : hệ số đặc trưng ảnh hưởng của biến cứng Ta tính được lực cuốn cần thiết : 2000 ( 8 ) 2 P  480 1, 7  401723 N 260   Hình 2.5 :Vò trí trục cuốn 2.2.4 TÍNH SỐ LẦN CUỐN : Từ các số liệu đã tính được ở trên ta có thể tính được số lần cuốn cần thiết như sau : - Vật liệu thép CT3 : - Dày s = 8 mm , rộng B = 2 m - Chiều dài L1= 3 m , L2 = 4 m - Góc uốn... [TL3,Trang20] P lv  F v v 1000 Trong đó : - F v = 36530 (N) -v = 6 Suy ra : (m/p ) : vận tốc của tấm tôn Plv  Fv v 36530 6   3 , 6 ( Kw ) 1000 1000 60 Do hai trục cuốn được dẫn động cùng lúc nên công suất cần thiết trên hai trục là : Pt = 2.Plv = 2 3,6 = 7,2 (Kw) Nhưng do chế độ làm việc của máy cuốn tôn là ngắn hạn và lặp lại Chu kì làm việc gồm có : Làm việc – Nghỉ – Làm việc Đường phụ tải thể hiện... cần thiết trên trục cuốn Nếu ta chọn công suất quá lớn sẽ làm cho động cơ hoạt động non tải Ngược lại , nếu chọn động cơ có công suất quá nhỏ thì động cơ phải làm việc ở chế độ quá tải Do đó cần phải tính chọn động cơ cho phù hợp Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ được tính như sau : P dc  P [CT 2-8, TL3,trang 19]  Trong đó : - P : công suất cần thiết trên trục cuốn - P đc : công suất cần thiết. .. trình làm việc Ở đây máy cuốn tôn làm việc dựa trên quá trình biến dạng dẻo của kim loại nên trước hết ta tìm hiểu về các đặc điểm quan trọng của quá trình biến dạng dẻo của kim loại 2.1 QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI : Cuốn tôn là phương pháp gia công không cần gia nhiệt mà chỉ dựa trên sự biến dạng kim loại dưới tác dụng của áp lực Để có cơ sở tính toán cho quá trình cuốn ta tìm hiểu sơ lược ... MÁY CUỐN TÔN 64 4.1 THIẾT KẾ CẶP BÁNH RĂNG TRỤ DẪN ĐỘNG TRỤC CUỐN 64 4.2 THIẾT KẾ TRỤC CUỐN 72 4.3 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN NÂNG HẠ TRỤC BỊ ĐỘNG 74 4.3.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 74 4.3.2 THIẾT KẾ... BỊ ĐỘNG 26 CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 3.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN HỘP GIẢM TỐC 3.1.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH ii 28 28 28 37 3.1.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 3.2 THIẾT KẾ TRỤC 45 3.3 CHỌN... thêm máy: máy tôn, máy cắt tôn, máy chắn v.v để tăng sản lượng, nâng cao độ xác - Trong thực tế giá thành máy nói cao xưởng sản xuất không dám đầu tư vào Vì nhu cầu cấp bách thiết kế chế tạo máy