THIẾT KẾ MÁY ÉP TRỤC KHUỶU 100 TẤN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: Công nghệ chế tạo máy CHUYÊN NGÀNH: Công nghệ chế tạo máy ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY ÉP TRỤC KHUỶU 100 TẤN Người hướng dẫn: ThS LƯU ĐỨC HÒA Sinh viên thực hiện: TRẦN VIẾT TÌNH Số thẻ sinh viên: 101120205 Lớp: 12C1B Đà Nẵng, 5/2017 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế máy ép trục khuỷu 100 Tấn Sinh viên thực hiện: Trần Viết Tình Số thẻ SV: 101120205 Lớp: 12C1B Nội dung tóm tắt: Qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu đồ án, em nghiên cứu nội dung sau: - Sơ lược gia công áp lực Các trình, tượng, định luật xảy gia công áp lực Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo kim loại ảnh hưởng biến dạng dẻo đến tính chất, tổ chức kim loại Khái quát phương pháp - - gia công áp lực Xây dựng sơ đồ động học máy thông qua phân tích yêu cầu kỹ thuật chọn lựa thành phần máy cấu chấp hành, cấu truyền động, thân máy, trục khuỷu,… Tính toán động học tĩnh học của cấu tay biên-trục khuỷu Xác định lượng của máy Tính toán thiết kế kết cấu của máy : Biên, ly hợp, phanh, cấu bảo hiểm, thân máy, bánh đà, trục khuỷu… Cách lắp đặt, kiểm tra máy Các trường hợp hư hỏng biện pháp khắc phục Bảo quản máy Từ nghiên cứu trên, em hoàn thành thiết kế Máy ép trục khuỷu 100 Tấn Phần báo cáo gồm thuyết minh vẽ A0, A1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: TRẦN VIẾT TÌNH Số thẻ sinh viên: 101120205 Lớp: 12C1B Khoa: CƠ KHÍ Ngành: Cơ khí chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế máy ép trục khuỷu 100 Tấn Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Lực ép danh nghĩa 100 Nội dung phần thuyết minh tính toán: - Cơ sở lý thuyết gia công áp lực - Xây dựng sơ đồ động tính toán động học tĩnh học cấu tay biên - Tính toán thiết kế kết cấu máy ( Biên, ly hợp, phanh, đầu trượt phận dẫn hướng, cấu bảo hiểm, thân máy, hệ thống truyền động, bánh đà, trục khuỷu) - An toàn vận hành máy Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): - Bản vẽ cấu chấp hành 1A0 - Bản vẽ sơ đồ động máy thiết kế 1A0 - Bản vẽ cấu truyền động 1A0 - Bản vẽ cấu ly hợp phanh 2A1 - Bản vẽ biên đầu trượt 1A0 - Bản vẽ lắp chung máy 2A0 Họ tên người hướng dẫn: Lưu Đức Hòa Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Phần/ Nội dung: Toàn phần …15… /…2…./2017… …15… /…5…./2017… Đà Nẵng, ngày 15 tháng năm 2017 Trưởng Bộ môn……………………… Người hướng dẫn Thiết kế máy ép trục khuỷu 100T LỜI NÓI ĐẦU Trong bối cảnh giới, ngành khí chế tạo máy đường phát triển không ngừng Xu hướng chung tự động hoá trình sản xuất để tạo sản phẩm có chất lượng suất cao Tuy nhiên bên cạnh đó, máy cắt kim loại truyền động khí sử dụng rộng rãi phù hợp với sản xuất có qui mô trung bình nhỏ lẻ Sau thời gian học tập, thực tập nhận đề tài tốt nghiệp THIẾT KẾ MÁY ÉP TRỤC KHUỶU 100T Đây máy cắt kim loại điển hình có tính công nghệ tương đối cao, gia công nhiều loại sản phẩm sử dụng tương đối rộng rãi, nhà máy có qui mô vừa chí nhà máy lớn Qua trình tìm hiểu phân tích thiết kế dựa nhiều tài liệu khác nhau, em hoàn thành nhiệm vụ giao hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Lưu Đức Hòa, thầy cô khoa khí bạn bè góp ý để có thành công hôm Tuy nhiên trình thiết kế tính toán thiếu kinh nghiệm nên tránh sai sót, nhầm lẫn, kính mong thầy cô góp ý để đề tài em giao hoàn chỉnh phần kết cấu lẫn tính toán Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2017 Sinh viên thiết kế Trần Viết Tình Sinh viên: Trần Viết Tình Hướng dẫn : ThS Lưu Đức Hòa Trang: i Thiết kế máy ép trục khuỷu 100T CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu của riêng hướng dẫn của Ths Lưu Đức Hòa Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, phần thuyết minh sử dụng số nhận xét, đánh số liệu của tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án của Trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây trình thực (nếu có) Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2017 Sinh viên thực Trần Viết Tình Sinh viên: Trần Viết Tình Hướng dẫn : ThS Lưu Đức Hòa Trang: ii Thiết kế máy ép trục khuỷu 100T MỤC LỤC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIA CÔNG ÁP LỰC 1.1 Thực chất, đặc điểm của gia công áp lực .2 1.1.1 Thực chất .2 1.1.2 Đặc điểm 1.2 Khái niệm biến dạng dẻo kim loại 1.2.1 Khái niệm .2 1.2.2 Biến dạng dẻo kim loại .3 1.2.3 Trạng thái ứng suất phương trình dẻo: 1.2.4 Các định luật gia công: .6 1.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo biến dạng kim loại 1.2.6 Ảnh hưởng biến dạng dẻo đến tính chất tổ chức kim loại 1.3 Các phương pháp gia công kim loại áp lực 1.3.1 Cán kim loại 1.3.2 Kéo kim loại 12 1.3.3 Ép kim loại 13 1.3.4 Rèn tự 15 1.3.5 Dập thể tích .17 1.3.6 Công nghệ dập 19 1.4 Giới thiệu loại máy ép .20 1.4.1 Định nghĩa ứng dụng máy ép 20 1.4.2 Các loại máy ép thường dùng 21 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, TĨNH HỌC CƠ CẤU TAY BIÊN TRỤC KHUỶU 2.1 Xây dựng sơ đồ động học máy ép trục khuỷu 25 2.1.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật 25 2.1.2 Lựa chọn cấu chấp hành 25 2.1.3 Lựa chọn thân máy 25 2.1.4 Lựa chọn truyền: 27 2.1.5 Lựa chọn loại trục khuỷu 27 2.2 Tính toán tĩnh học động học cấu tay biên – trục khuỷu .30 2.2.1 Các số liệu ban đầu .30 2.2.2 Tính toán động học cấu tay biên trục khuỷu 30 2.3 Tính toán tĩnh học cấu tay biên - trục khuỷu 35 Sinh viên: Trần Viết Tình Hướng dẫn : ThS Lưu Đức Hòa Trang: iii Thiết kế máy ép trục khuỷu 100T 2.3.1 Trường hợp lý tưởng .35 2.3.2 Trường hợp thực tế (có tính đến ma sát) 37 2.4 Xác định lượng của máy công suất động 40 2.4.1 Xác định lượng máy 40 2.4.2 Sự tiêu tốn lượng hành trình công tác AP 42 2.4.3 Sự tiêu tốn lượng hành trình không tái Akt 42 2.4.4 Khái quát xác định công suất động Momen quán tính bánh đà 44 2.4.5 Xác định công suất động 45 2.4.6 Xác định mômen quán tính bánh đà .46 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU MÁY CHÍNH 3.1 Thiết kế truyền .48 3.1.1 Phân phối tỉ số truyền 48 3.1.2 Thiết kế truyền đai 48 3.1.3 Thiết kế truyền bánh 53 3.2 Thiết kế trục khuỷu 59 3.2.1 Điều kiện làm việc trục khuỷu .59 3.2.2 Lựa chọn kết cấu trục khuỷu 59 3.2.3 Các số liệu có 60 3.2.4 Tính gần trục khuỷu 61 3.2.5 Tính xác trục 66 3.2.6 Thiết kế phận gối đỡ trục khuỷu .68 3.3 Thiết kế trục trung gian 71 3.3.1 Chọn vật liệu 71 3.3.2 Tính sơ đường kính trụ .72 3.3.3 Tính toán trục 72 3.3.4 Tính then trục I 77 3.3.5 Thiết kế phận gối đỡ trục 79 3.4 Thiết kế biên ( truyền ) 80 3.4.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo 80 3.4.2 Kết cấu truyền 80 3.4.3 Xác định sơ đường kính vít me đầu nhỏ đường kính khớp cầu đầu nhỏ truyền 81 3.4.4 Tính sức bền tay biên 83 3.5 Tính toán bạc lót đầu to truyền trục khuỷu 87 3.5.1 Vật liệu làm bạc lót 87 3.5.2 Kết cấu bạc lót .88 Sinh viên: Trần Viết Tình Hướng dẫn : ThS Lưu Đức Hòa Trang: iv Thiết kế máy ép trục khuỷu 100T 3.5.3 Tính toán kiểm nghiệm bạc lót .88 3.6 Thiết kế ly hợp 89 3.6.1 Chọn phương án thiết kế ly hợp 89 3.6.2 Kết cấu li hợp nguyên tắc làm việc 90 3.6.3 Tính then quay .91 3.7 Thiết kế hệ thống phanh .92 3.7.1 Tác dụng phanh .92 3.7.2 Kết cấu phanh 92 3.7.3 Nguyên tắc hoạt động 92 3.7.4 Tính gần lực phanh .93 3.8 Tính toán thiết kế đầu trượt phận dẫn hướng 94 3.8.1 Cấu tạo vật liệu yêu cầu đầu trượt 94 3.8.2 Tính toán phận dẫn hướng đầu trượt .95 3.9 Thiết kế cấu bảo hiểm 98 3.9.1 Kết cấu 98 3.9.2 Tính chiều dày chỗ bị cắt đĩa 98 3.10 Tính toán bánh đà 99 3.10.1 Kết cấu công dụng bánh đà 99 3.10.2 Tính bánh đà 99 3.10.3 Tính sức bền bánh đà 101 3.11 Thiết kế thân máy 101 3.11.1 Phân loại thân máy lựa chọn kết cấu thân máy 101 3.11.2 Tính toán kết cấu thân máy 102 3.12 Thiết kế hệ thống điều khiển .103 3.13 Thiết kế hệ thống điện 105 3.13.1 Sơ đồ mạch điện .105 3.13.2 Nguyên lý làm việc 105 CHƯƠNG 4: LẮP ĐẶT -VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 4.1 Hướng dẫn lắp đặt sử dụng máy 106 4.1.1 Lắp đặt máy 106 4.1.2 Sử dụng máy .106 4.2 Kiểm tra độ xác của máy 107 4.3 Một số trường hợp hư hỏng biện pháp khắc phục .107 4.4 Hướng dẫn bảo quản máy 109 4.5 An toàn cho máy .109 4.5.1 Trước làm việc .109 Sinh viên: Trần Viết Tình Hướng dẫn : ThS Lưu Đức Hòa Trang: v Thiết kế máy ép trục khuỷu 100T PM 5,4 P    1,8   M  n  n  Vậy việc thiết kế đầu trượt phận dẫn hướng thoả mãn yêu cầu cho phép 3.9 Thiết kế cấu bảo hiểm Các máy ép trục khuỷu đơn động thường áp dụng phương pháp bảo vệ tải lực ép phát sinh đầu trượt 3.9.1 Kết cấu A Ø140 Ø200 A 12 10 34 Ø100 Hình 3.27 Cơ cấu bảo hiểm máy tải Có nhiều cấu bảo hiểm máy tải : + Bảo hiểm thuỷ lực có đĩa vỡ + Bộ an toàn đĩa vỡ ma sát + Bộ an toàn lò xo + Cơ cấu bảo hiểm không tự hoàn nguyên Ở ta sử dụng đĩa vỡ an toàn có kết cấu hình vẽ lắp phần khớp cầu đầu trượt Đĩa tính với giá trị lớn cho phép của máy (P = 100 tấn), lực ép vượt giới hạn cho đĩa an toàn tự vỡ Khi đầu trượt không làm việc được, phận của chi tiết máy bảo vệ 3.9.2 Tính chiều dày chỗ bị cắt đĩa Đĩa an toàn thường chế tạo thép C45, phương pháp nhiệt luyện thường hoá đạt b = 600 MN/mm2 Theo công thức trang 92 (1) thì: S = 0,5 Sinh viên: Trần Viết Tình P  b Dcp Hướng dẫn : ThS Lưu Đức Hòa Trang: 98 Thiết kế máy ép trục khuỷu 100T Trong : P = PH = MN b = 600 N /mm2 Dcp = 0,5 (D +d ) = 0,5(140 +100) = 140 mm Do : S = 0,5 1,3.10  10mm 600.140 Vậy với chiều dày đĩa an toàn tiết diện A -A 10 mm, P > 100(tấn) đĩa an toàn tự vỡ cắt tiêt diện đó, bảo vệ chi tiết máy không bị phá hỏng 3.10 Tính toán bánh đà 3.10.1 Kết cấu công dụng bánh đà Vì bánh làm việc với vận tốc nhỏ (v