ĐỒ ÁN TỔNG HỢP CƠ KHÍ

Nước ta là nước nhiệt đới gió mùa nên vào mùa hè thời tiếp nóng bức có khi nhiệt độ lên tới 3738°C. Cái nóng thiêu đốt khiến cho cơ thể dễ bị mất nước mức độ khát tăng lên nhiều lần, cơ thể sinh ra mệt mỏi và uể oải. Chính vì vậy những thức uống mát bổ như nước dừa được mọi người yêu thích và lựa chọn. Tuy nhiên vỏ quả dừa sau khi lấy nước xong lại bị vứt bỏ. Loại rác này để lâu ngày sinh ra nhiều ruồi muỗi gây ô nhiễm môi trường. Mặt khác, nhiều gia đình ở thành phố không có phân bón trồng cây, rau xanh sạch. Nắm bắt những yêu cầu đề ra là vừa giải quyết được rác do vỏ dừa gây ra và vừa có phân bón cho nhiều gia đình, những nhà chế tạo máy đã phát minh ra máy xay vỏ dừa nhằm giảm ô nhiểm môi trường vừa có phân bón hữu cơ. Trong đề tài “ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP”, chúng em chọn đề tài “Thiết kế mô hình máy xay vỏ dừa với công suất 300 kgh, giúp chúng em hiểu sâu hơn về loại máy vừa giảm ô nhiễm môi trường vừa giúp ích cho nhiều hộ gia đình này và có được một số kiến thức căn bản làm hành trang cho chúng em trước khi ra trường ,để phục vụ cho xã hội ,góp phần xây dựng và phát triển đất nước . Trong suốt thời gian tìm tòi và nghiên cứu chúng em luôn nhận được sự quan tâm hướng dẫn của thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy Huỳnh Văn Sanh. Chúng em xin chân thành cảm ơn sự tận tình chỉ dạy của thầy cô vì đó là những kinh nghiệm quý báu sẽ giúp chúng em vững bước trên con đường khoa học kỹ thuật .Trong quá trình học tập và thực hiện không thể tránh được những thiếu sót, mong thầy cô tận tình góp ý để chúng em có thể khắc phục những thiếu sót của mình.

Mục Lục

Lời nói đầu

Chương 1 : Giới thiệu chung

1.1 Khái niệm chung và phân loại máy xay

1.1.1 Khái niệm

a Theo kết cấu

b Theo đặc điểm công nghệ

c Theo chế độ làm việc

2.1 Chọn máy : chọn máy xay bằng trục để thiết kế mô hình a Ưu điểm :

b Khuyết điểm :

Phần 1 : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

2.1 Máy xay vỏ dừa bằng trục :

a Sơ đồ máy

b Nguyên lý làm việc :

Phần 2 : Tính toán

2.1 Thiết kế và chọn động cơ

2.2 Thiết kế bộ truyền đai

2.3 Thiết kế trục và tính then

2.3.1 Thiết kế trục

2.3.2 Chọn vật liệu chế tạo là thép 45 tôi cải thiện có b σ =600 MPa , ứng suất xoắn cho phép [τ ]=12÷20 MPa , Chọn [τ ]=16

2.3.3 Xác định sơ bộ đường kính trục

a/ Xác định chiều dài trục

b/ Xác định mômen tại các điểm………

c/ Tính chọn then và kiểm tra độ bền ………

2.4 Tính ổ lăn ………

2.4.1.Chọn loại ổ lăn cho trục I………

2.5 Xác định các thông số hình học của máy………

2.5.1 Khoảng cách từ trục đến động cơ hút……….

2.5.2 Lưới lọc………

2.5.3 Lá đánh………

2.5.4 Miệng vào nguyên liệu………

a/ Xác định các thông số bộ phận phễu nạp………

Phần 3 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC 3.1 Các nguyên công gia công trục………

3.1.1 Chọn phương pháp chế tạo phôi………

3.1.2 Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết …………

3.1.2.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỷ thuật bề mặt cần

gia công………

3.2 Trình tự các nguyên công , phương pháp gia công :chọn máy dao thiết bị công nghệ cho mỗi nguyên công………

a/ Trình tự các nguyên công ………

a.1 Gia công chuẩn bị ………

a.2 Gia công trước nhiệt luyện………

a.3 Nhiệt luyện ………

a.4 Nắn thẳng sau khi nhiệt luyện để khắc phục biến dạng… a.5 Gia công tin sau khi nhiệt luyện………

b/ Chọn phương pháp gia công ………

3.3 Sơ đồ định vị và kẹp chặt………

NGUYÊN CÔNG 1: TIỆN HAI MẶT ĐẦU VÀ KHOAN HAI LỖ TÂM………

NGUYÊN CÔNG 2 :TIỆN MẶT TRỤ BÊN PHẢI Φ16,Φ2O VÀ Φ28………

NGUYÊN CÔNG 3 : TIỆN MẶT TRỤ BÊN TRÁI Φ16 ,Φ19,Φ2O VÀ TIỆN REN M16x2………

NGUYÊN CÔNG 4 : PHAY RÃNH THEN Φ16 ,Φ19

NGUYÊN CÔNG 5 : MÀI CÁC CỔ TRỤC………

NGUYÊN CÔNG 6 : KIỂM TRA………

TÀI LIỆU THAM KHẢO………

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta là nước nhiệt đới gió mùa nên vào mùa hè thời tiếp nóng bức có khi nhiệt độ lên tới 37-38°C Cái nóng thiêu đốt khiến cho cơ thể dễ bị mất nước mức độ khát tăng lên nhiều lần, cơ thể sinh ra mệt mỏi và uể oải Chính vì vậy những thức uống mát bổ như nước dừa được mọi người yêu thích và lựa chọn Tuy nhiên vỏ quả dừa sau khi lấy nước xong lại bị vứt bỏ Loại rác này để lâu ngày sinh ra nhiều ruồi muỗi gây ô nhiễm môi trường Mặt khác, nhiều gia đình

ở thành phố không có phân bón trồng cây, rau xanh sạch Nắm bắt những yêu cầu đề ra là vừa giải quyết được rác do vỏ dừa gây ra và vừa có phân bón cho nhiều gia đình, những nhà chế tạo máy đã phát minh ra máy xay vỏ dừa nhằm giảm ô nhiểm môi trường vừa có phân bón hữu cơ

Trong đề tài “ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP”, chúng em chọn đề tài “Thiết kế mô hình máy xay vỏ dừa với công suất 300 kg/h, giúp chúng em hiểu sâu hơn về loại máy vừa giảm ô nhiễm môi trường vừa giúp ích cho nhiều hộ gia đình này và có được một số kiến thức căn bản làm hành trang cho chúng em trước khi ra trường ,để phục vụ cho xã hội ,góp phần xây dựng và phát triển đất nước

Trong suốt thời gian tìm tòi và nghiên cứu chúng em luôn nhận được sự quan tâm hướng dẫn của thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy Huỳnh Văn Sanh.Chúng em xin chân thành cảm ơn sự tận tình chỉ dạy của thầy cô vì đó là những kinh nghiệm quý báu sẽ giúp chúng em vững bước trên con đường khoa học kỹ thuật Trong quá trình học tập và thực hiện không thể tránh được những thiếu sót, mong thầy cô tận tình góp ý để chúng em có thể khắc phục những thiếu sót của mình

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG

1.1Khái niệm chung và phân loại máy xay:

1.1.1 Khái niệm :

Trong dây chuyền sản xuất của các ngành chế biến nông sản cần có

nguyên liệu ở dạng bột để cung cấp cho các công đoạn chế biến Máy nghiền là máy đảm nhận nhiệm vụ nghiền nhỏ nguyên liệu để phục vụ nhu cầu của người dân như xay thức ăn gia súc gia cầm và các phế phẩm nông nghiệp để làm phân bón,…

- Loại máy xay vỏ dừa tươi

- Loại máy xay vỏ dừa khô

- Loại máy xay hỗn hợp

c Theo chế độ làm việc :

-Loại máy làm việc nguyên liệu nạp và lấy ra liên tục

-Loại máy làm việc theo chu kỳ nguyên liệu được đổ vào máy (tùy theo kích thước máy ) và nghiền khoảng 2-10 phút kết thúc một chu kì làm việc

d Theo sản phẩm nghiền

- Nghiền thô : đường kính sản phẩm d > 30 mm

- Nghiền vừa : đường kính sản phẩm d từ 10 đến 15 mm

- Nghiền mịn : đường kính sản phẩm d từ 1 đến 5 mm

CHƯƠNG 2 : CHỌN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY

2.1 Chọn máy :Chọn máy nghiền bột khô bằng lá đánh, cho sản phẩm hạt

nghiền mịn

a Ưu điểm :

- Máy làm việc nguyên liệu nạp và lấy ra liên tục

- Kết cấu đơn giãn dễ chế tạo nhưng có năng suất cao và tiêu hao năng lượng ít

- Chi phí lắp đặt thấp, bảo dưỡng và sữa chữa dễ dàng, nhanh chóng

- Có thể nghiền đạt độ mịn 1mm

- Nguyên liệu nghiền được đa dạng như : vỏ dừa, bã mía …

b Khuyết điểm

- Không thể nghiền được những vật liêu ẩm, dẻo, hoặc bám dính

- Cần phải điều chỉnh lá cân bằng và đúng vị trí nên yêu cầu độ chính xác cao

2/ Động cơ 5/ Lưỡi gà 8/ Tấm nghiền

3/ Lá đánh 6/ Thành châu 9/ Dây đai

c Nguyên lý làm viêc:

- Nguyên liệu được đưa vào qua phễu Máy làm việc liên tục với chậu đứng yên và trục quay nhờ động cơ làm cho xơ dừa va đập và tiếp xúc nhiều lần với dao nên bị nghiền mụn

- Do lực quán tính sinh ra khi trục quay nên cho phép máy quay với vận tốc lớn nên năng suất của máy lớn , nguyên liệu nghiền xong sẽ được hút hướng ra ngoài, khi nguyên liệu chưa đạt được kích thước yêu cầu thì sẽ bị giữ lại và tiếp tục nghiền để đạt kích thước

Phần 2: TÍNH TOÁN 2.1 Thiết kế và chọn động cơ :

* Máy làm việc với năng suất Q= 300 (kg/h) và nghiền xơ mịn (đường kính

sản phẩm d từ 1 đến 5 mm) nên cần có vận tốc v đạt 100 m/s

Ta có công suất của máy:

Plv =180

Với η= 0,855 hiệu suất truyền động (Theo bảng 2.1 Tr 27 sách TKCTM)

*Chọn động cơ :tra bảng P1.3 kí hiệu 4AX90L4Y3 (Sách TTTKHDĐCK)

⇒nct == 710 (v/p)Chọn nct =750 (v/p)

Trong đó:

nđc : Số vòng quay của động cơ (v/p)

=1500

5 , 5 10 55 ,

=750

4 , 4 10 55 ,

=19100 (N.mm)Trong đó :

Tđc : mômen xoắn của đông cơ

Tct : momen xoắn cần thiết

2.2 Thiết kế bộ truyền đai:

Trục

• Chọn loại đai thang loại A

• Chọn loại đường kính bánh đai d1 =200 (mm)

Vận tốc đai:

V=

1000 60

.D1n1

π

(CT 4.5 Trang 8 CTM)

=

1000 60

1500 250

• Chiều dài dây đai :

l = 2a + π

2

) 2 1 (d +d

+

a

d d

4

) 1 2 ( − 2 (4.4) [Ι]Trang 8 CTM)

=2∗800+3,14

2

) 140 250 ( +

+

800 4

) 250 140

=172,9°≥120°

Góc ôm α1 đủ điều kiện

• Xác định số dây đai cần thiết :

k p

[p0]- Công suất cho phép : [p0]=5,75 (kw)

Trong đó : t= 25,5 ; e=17 tra bảng 2.21[2]

• Đường kính ngoài bánh đai :

d0= d1+2∗h (4.18)[Ι]

d0=250+2∗5,7 = 261,4 (mm)

• Xách định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục :

a/Lực căng ban đầu :

2.3.2 Chọn vật liệu chế tạo là thép 45 tôi cải thiện có σb=600 MPa ,ứng

suất xoắn cho phép [τ ] = 12÷16 MPa ,Chọn [τ ] =16.

d= 3

16 2 , 0

33 , 56663

•Chiều dài của trục

Hình 2,2 :Sơ đồ khoảng cách trục

F1 =

1 1

(

l

l l F l l

201 2 , 138 ( 8

11

l

M l l

=

201

) 5 , 100 201 ( 9 ,

1584 ∗ −

=792,45(N)

∑Fy = −Fay+ Fr1−Fby =0

⇒ Fby = Fr1−Fay = 1584,9 − 792,45(N)

75 ,

0 tdAσ

M

=3

50 1 , 0

43 , 51045

] [ 1 ,

0 tdBσ

M

=3

50 1 , 0

45 , 124323

- Để bảo đảm tính công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau:

dA=40 mm dB=45 mm dC=35 mm

c/ Tính chọn then, kiểm tra độ bền.

• Chọn then cho bánh đai gắn với trục động cơ đường kính φ19

l d

b

d-t d+t1

Hình 2.3.1:sơ đồ kích thước then

• Chọn then cho lá đánh gắn với trục động cơ đường kính φ16

Tra bảng (7.23)[II] Trang 146 TKCTM

Chọn then bằng :

• Tính kiểm nghiệm độ bền của then về độ bền dập và độ bền cắt:

d

σ =

)]

( [

2

1

t h l d

33 , 56663 2

Với lt =0,9 ∗lm2=0,9∗120 =108 (mm)

) 5 9 ( 108 45

33 , 56663 2

33 , 56663 2

L12

159282,45

450856.56 56663,33

Hình 2.4 Sơ đồ đặt lực vào biểu đồ mômen

2.4 Tính ổ lăn :

2.4.1 Chọn loại ổ lăn có trục I :

d/ Tính khả năng tải trọng ổ lăn:

Với sơ đồ bố trí lực như trên khi A<0 chỉ có ổ I chịu lực dọc trục

e/ Tải trọng tương đương với ổ bi đỡ một dãy:

Q =(Kw∗F + m∗A)Kn∗Kt

Trong đó : F – Tải trọng hướng tâm (Tổng phản lực ở gối đỡ)

F = Fro + Fr1 (daN)n- Tải trọng dọc trục (daN)m- Hệ số tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm tra bảng 8.2 [II] : m= 1,5

Kt – Hệ số tải trọng động bảng 8.3 (a): Kt =1

Kn – Hệ số nhiệt độ (bảng 8.4)

Kv – Hệ số xét đến vòng của ổ lăn quay (bảng 8.5) Kv=1

Q1=(Kw∗Fro + m∗A)Kn∗Kt =(1∗1136,6−1,5∗149,57)1,1 =912,245 (daN)

Q2=(Kw∗Fro + m∗A)Kn∗Kt =(1∗1273,72 + 1,5∗0)∗1∗1 =1273,72 (daN)

Vì tải trọng Q1<Q2 nên ta chọn ổ cho gối đỡ II còn ổ của gối đỡ I lấy cùng kích thước với ổ của gối đỡ II để tiện cho việc chế tạo và lắp ghép

C = Q∗(n−h)0,3

Với h= 20000 giờ

n= 727

Vậy : C= 1273,72∗(727∗20000)0,3 = 17940,86 N=17,94086 kN

D d2 D2 d

r1

Hình 2.4.2 Sơ đồ các kích thước của ổ

Các kích thước chính của ổ đường kính lắp ổ

- Trên trục lắp lá đánh chọn đường kính trục ổ lắp d= 40 ,ổ đỡ cỡ trung 308

D= 90 (mm)D2= 74,5 (mm)d2= 56,3 (mm)B= 23 (mm)r= 2,5 (mm)r1= 1,2 (mm)Đường kính bi φ =15,8 (mm)

2.5.Xác định các thông số hình học của máy :

2.5.1 Khoảng cách từ trục đến lá đánh :

Lực đập tối đa của các lá đánh gắn trên trục

3 , 566653

2.5.3 Lá đánh :

2 3

1 , 0 21 , 2 3600

4

3.1 Các nguyên công gia công trục :

3.1.1 Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Phương pháp chế tạo phôi thường được xác định theo kết cấu của chi tiết ,vật liệu ,điều kiện ,dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy hay xí nghiệp

Tùy theo hình dạng và mức độ phức tạp của chi tiết mà ta lựa chọn phôi để đảm bảo thơi gian gia công , đảm bảo chi tiết sản xuất

Đây là chi tiết thuộc dạng sản xuất nhỏ , mà chi tiết được chê tạo từ vật liệu thép 45 nên ta có thể lựa chọn phôi từ thép thanh

Phôi thép thanh thường được dùng để chế tạo các chi tiết như con lăn , các loại trục ,bánh răng có đường kính nhỏ

Chọn kích thước phôi thép thanh như sau :

Trục :

Hình 3.1

3.1.2 Thiết quy trình công nghệ chế táo chi tiết :

1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỷ thuật bề mặt cần gia công

Các bề mặt làm việc của trục đòi hỏi độ chính xác và yêu cầu kỷ thuật cao bề mặt lắp ghép φ45 ;φ40 cần phải gia công đạt cấp chính xác 6 và phải gia công đạt độ bóng Ra=0,63 ,phải nhiệt luyện đạt độ cứng 35-40 HRC ,vì bề mặt trong quá trình làm việc bề mặt này lắp ghép với chi tiết khác khi làm việc phải tiếp xúc do đó bị mài mòn nên cần phải có khả năng chống mài mòn trong quá trình làm việc Bề mặt lắp ghép φ35 gia công đạt độ chính xác cấp 7 và phải gia công đạt độ bóng R =1,25

Đối với dạng sản xuất đơn chiếc nên chọn phương án gia công , một dao và gia công tuần tự

Với dạng sản xuất nhỏ muốn chuyên môn hóa cao để đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công ).Ở đây ta dùng máy chuyên dùng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng khác để chế tạo

2 Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công : chọn máy dao ,thiết

bị công nghệ cho mỗi nguyên công

a.1 Gia công chuẩn bị

-Cắt đứt phôi theo kích thước chiều dài 410 các máy cắt đứt chuyên dùng ,máy cưa hoặc cắt đứt trên máy tiện

- Khỏa hai mặt đầu và khoan hai lỗ tâm

a.2 Gia công trước nhiệt luyện

-Tiện thô và bán tinh các bề mặt trụ trên máy

- Tiện tinh các bề mặt trụ …

- Mài sơ một số cổ trục để đở chi tiết khi phay

- Gia công các bề mặt định hình : Rãnh then ;chốt trên trục

- Gia công các lỗ vuông góc, hoặc làm với đường tâm trục một góc nào đó ,gia công các bề mặt có ren hoặc các bề mặt không quan trọng

a.3 Nhiệt luyện

a.4 Gia công tinh sau khi nhiệt luyện

- Mài thô và tinh các cổ trục

- Mài thô và tinh các bề mặt định hình

- Đánh bóng

- Tổng kiểm tra

b Chọn phương pháp gia công:

Khi chọn phương pháp gia công phải phù hợp với yêu cầu về độ bóng và độ chính xác về hình dáng hình học, vị trí tương quan kích thước đã cho Đồng thời phải phù hợp với dạng sản xuất

Tra bảng 2.35, 2.36, 2.37 (VIII).Ta chọn phương pháp gia công sau :

+Tất cả các bề mặt trụ của chi tiết ta đều phải gia công qua hai bước tiện thô và tiện tinh, đối với bề mặt φ40 ta cần phải qua mài thô và mài tinh

+Rãnh then ta dùng phương pháp phay trên máy phay đứng bằng dao phay ngón vạn năng

+Trong sản xuất đơn chiếc, việc gia công lỗ tâm được thực hiện trên máy vạn năng Trên máy này chi tiết được gá đặt trên khối V tự định tâm và

có thể gia công hai lỗ tâm đồng thời

• Các nguyên công :

+Nguyên công 1: Tiện hai mặt đầu và khoan hai lỗ tâm.

+Nguyên công 2: Tiện mặt trụ bên phải φ16, tiện mặt trụ φ20,φ28

+Nguyên công 3: Tiện mặt trụ bên trái φ16; φ19,φ20 và tiện ren M16x2

+Nguyên công 4: Phay rãnh then φ16; φ19

+Nguyên công 5: Mài các cổ trục +Nguyên công 6: Kiểm tra

3 Sơ đồ định vị kẹp chặt áp dụng cho các nguyên công:

* Nguyên công 1: Tiện hai mặt đầu và khoan hai lỗ tâm

Để gia công hai lỗ tâm ta gá đặt chi tiết trên mâm cập 3 chấu định vị tâm hạn chế ,4 bậc tự do

Kv Cv

.

. (m/ph)Theo bảng (X-3) [3] ta có S= 0,8 mm , t=0,5 mm ; D=55mm

Theo bảng (X-9) [3] ta có :

Cv=273 ; Xv=0,15 ; Yv=0,2 ; m=0,2 T= 60

Theo bảng (X-36),(X-15),(X-16),(X-37)[3] ta có :

ph mm n

(X-38)[III]

+Số vòng quay trục chính 2,5÷2000 vòng/phút (Chọn số vòng quay 960 vòng/phút)

+Khối lượng máy: 3000 Kg

+ Chọn dao mặt đầu mũi bằng hợp kim cứng

+ Phải đạt kích thước L=60 mm

Dùng mâm cặp 3 chấu để định vị 4 bậc tự do:

+ Sơ đồ định vị và kẹp chặt như hình vẽ:

Hình 3.2

*Nguyên công 2: Tiện mặt trụ bên phải φ16, tiện mặt trụ φ20,φ28

Để gia công bề mặt φ35,φ40,φ55 ta gá đặt chi tiết bằng cách chống tâm 2 đầu

để định vị 5 bậc tự do và dùng tốc kẹp chặt để làm quay chi tiết

+Chọn máy tiện 16E20

+Công suất máy: 7,5÷10 Kw

+Hiệu suất: η = 0 , 8

+Vận tốc cắt: V= m Xv Yv

S t T

Kv Cv

.

. (m/ph)Theo bảng (X-3) [3] ta có S=0,8mm ;t=0,5mm ;D=55mm

1000

ph mm n

(X-38)[III]

+Số vòng quay trục chính 12,5÷2000 vòng/phút (Chọn số vòng quay 960 vòng/phút)

+Khối lượng máy: 3000 Kg

+ Chọn dao mặt đầu mũi bằng hợp kim cứng

+Phải đạt đạt kích thước φ40

+Sơ đồ định vị và kẹp chặt như sau:

n

Hình 3.3

∗Nguyên công 3: Tiện mặt trụ bên trái φ16; φ19,φ20 và tiện ren M16x2

Để gia công bề mặt φ45 ta gá đặt chi tiết bằng cách chống tâm 2 đầu để định vị

5 bậc tự do

+Chọn máy tiện 16E20

+Công suất máy : 7,5÷10 Kw

+ Hiệu suất η = 0 , 8

+ Vận tốc cắt : V = m Xv Yv

S t T

Kv Cv

.

. (m/ph)Theo bảng (X-3)[3] ta có S= 0,8 mm , t=0,5 mm ; D=55mm

ph mm n

(X-38)[III]

+Số vòng quay trục chính 12,5÷2000 vòng/phút (Chọn số vòng quay 960 vòng/phút)

+Khối lượng máy : 3000 Kg

+ Chọn dao mặt đầu mũi bằng hợp kim cứng

+Phải đạt kích thước φ40