Thiết kế máy cắt sợi bánh canh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ 0o0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CẮT SỢI BÁNH CANH Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG Sinh viên thực : TRẦN HỮU PHÚC Mã số sinh viên : 56130145 Khánh Hòa, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY 0o0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CẮT SỢI BÁNH CANH GVHD : PGS.TS ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG SVTH : TRẦN HỮU PHÚC MSSV : 56130145 Khánh Hòa,7 - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu đề tài trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đỡ cho việc thực đề tài cảm ơn thông tin số liệu sử dụng phân tích tính tốn đồ án rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố theo quy định Nha Trang, ngày 07 tháng 07 năm 2018 Sinh viên thực Trần Hữu Phúc LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất thầy cô nhà trường tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập nghiên cứu đề tài Trước hết xin gửi tới thầy cô giáo trường Đại học Nha Trang nói chung, thầy Khoa Cơ Khí nói riêng lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Với quan tâm bảo tận tình chu đáo thầy cô, dạy dỗ cho kiến thức môn đại cương môn chun nghành, giúp tơi có sở thuyết vững vàng, tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo – PGS.TS Đặng Xuân Phương quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn tơi hồn thành tốt đề tài thời gian qua Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên tơi q trình học tập hoàn thành đề tài tốt nghiệp Nha Trang, ngày 07 tháng 07 năm 2018 Sinh viên thực Trần Hữu Phúc MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa Quyết định giao ĐA/KLTN Phiếu theo dõi tiến độ đánh giá ĐA/KLTN GVHD Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh sách hìnhvẽ Danh sách bảng biểu LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT SỢI BÁNH CANH 1.1 Nguyên liệu 1.2 Tình hình thực tế 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Phạm vi sử dụng CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Chọn phương án thiết kế 2.1.1 Cơ sở chọn phương án thiết kế 2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật chung máy thiết kế 2.2 Các phương án cắt 2.2.1 Phương pháp cắt dao tịnh tiến lên xuống mặt băng tải 2.2.2 Phương pháp cắt dao tịnh tiến lên xuống không chạm trực tiếp lên băng tải 2.2.3 Phương pháp cắt dao tịnh tiến lên xuống, cấu vít me đai ốc cho băng tải 10 2.2.4 Phương pháp cắt dao tròn chuyển động quay 12 2.2.5 Chọn phương án cắt 13 2.3 Chọn phương án truyền động 13 2.3.1 Phương án truyền động động 13 2.3.2 Chọn động 14 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CỦA MÁY 16 3.1.Chọn suất cho máy 16 3.2.Tính chọn thiết kế dao cắt 16 3.2.1 Chọn loại dao 16 3.2.2 Tính chọn số vòng quay dao cắt 17 3.2.3 Tính lực cản riêng dao 17 3.2.4 Lực tác dụng lên lưỡi dao cắt 18 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC CHO MÁY 20 4.1 Tính chọn động 20 4.1.1 Công Suất 20 4.1.2 Chọn động cơ: 21 4.2 Xác định tỷ số truyền hệ thống 22 4.3 Tính chọn động băng tải 22 4.4 Tính thông số trục 30 4.4.1 Xác định công suất trục: 30 4.4.2 Xác định số vòng quay 30 4.4.3 Xác định mômen xoắn trục 30 4.5 Bảng kết tính 31 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 32 5.1 Chọn Bộ Truyền Động Cho Máy 32 5.1.1 Nguyên lý làm việc 32 5.1.2 Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng 33 5.1.3 Vật liệu kết cấu đai 33 5.2 Tính Bộ Truyền Đai 33 5.2.1 Chọn đai 33 5.2.2 Xác định đường kính bánh dẫn 34 5.2.3 Xác định khoảng cách trục 35 5.2.4 Kiểm nghiệm góc ơm bánh đai α1 36 5.2.5 Xác định số đai cần thiết 37 5.2.6 Xác định kích thước bánh đai 37 5.2.7 Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng nên trục 38 5.3 Thiết Kế Trục 39 5.3.1 Thông số biết 39 5.3.2 Chọn vật liệu chế tạo 39 5.3.3 Tính sơ đường kính trục 39 5.3.4 Tính gần trục 40 5.3.5 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 43 5.4 Tính then 46 5.5 Tính ổ lăn 47 5.5.1 dạng hỏng chủ yếu 47 5.5.2 Tính tốn ổ lăn 47 5.5.3 Tính ứng suất ổ lăn 49 5.6 Một số hình vẽ thiết kế 50 CHƯƠNG 6: LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT TRỤC CON LĂN 53 6.1 Yêu cầu kỹ thuật chế tạo trục lăn 53 6.2 Lập tiến trình cơng nghệ 53 6.3 Thiết kế nguyên công 54 6.3.1 Nguyên công I: Khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm 54 6.3.2 Nguyên công II: Tiện thô tiện tinh bậc trục bên phải 56 6.3.3 Nguyên công III: Tiện thô tiện tinh bậc trục bên trái 57 6.3.4 Nguyên công IV: Phay thô phay tinh rãnh then 58 6.3.5 Nguyên công V: Mài thô mài tinh bậc trục 59 6.3.6 Nguyên công VI: Kiểm tra độ đồng tâm song song mặt trụ 60 6.4 Yêu cầu kĩ thuật 61 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 7.1 Kết luận 62 7.1 Kiến nghị 62 Tài liệu tham khảo 63 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Nguyên liệu gạo Hình 1.2 Bánh canh Hình 1.3 Món bánh canh cá Hình 1.4a Máy cắt sợi bánh canh rulo Hình 1.4b Máy cắt sợi bánh canh rulo(mini) Hình 1.5 Máy cắt sợi bánh canh( tay) .5 Hình 2.1a Motor máy 14 Hình 2.1b Motor máy 15 Hình 2.2 Biến tần 15 Hình 3.1 Lưỡi dao cắt 17 Hình 3.2 Dao cắt 17 Hình 3.3 Cụm dao cắt 19 Hình 4.1 Động dao cắt 21 Hình 4.2 Động băng tải 23 Hình 4.3 Nhông băng tải 24 Hình 4.4 Xích băng tải 24 Hình 4.5 Nhơng cụm truyền động phụ 25 Hình 4.6 Bộ truyền động phụ 26 Hình 4.7 Cụm động máy 27 Hình 4.8a Trục lăn 27 Hình 4.8b Trục lăn 28 Hình 4.9 Băng tải 29 Hình 4.10a Băng tải 30 Hình 4.10b Băng tải 30 Hình 5.1 đai thang 34 Hình 5.2 khoảng cách 41 Hình 5.3 phản lực nút trục 42 Hình 5.4 biểu đồ momen 43 Hình 5.5 ổ bi 49 Hình 5.6 Ứng suất ổ lăn 50 Hình 5.7a Mơ hình 3D tổng quan máy 52 Hình 5.7b Mơ hình 3D tổng quan máy 53 Hình 5.7c Mơ hình 3D tổng quan máy .53 Hình 5.5 Ổ bi Với tải trọng nhỏ có lực hướng tâm nên P2.7 trang 255 tài liệu [6] ứng d = 25 mm chọn ổ bi đỡ cỡ nhẹ ký hiệu205 có thơng số sau Bảng 5.7 Thông số ổ bi Ký hiệu 305 d, mm D, mm B, mm r, mm 25 52 15 1,5 5.5.3 Tính ứng suất ổ lăn Trang 49 Đường kính bi, mm 7,94 C, kN Co, kN 11 7,09 Hình 5.6 Ứng suất ổ lăn 5.6 Một số hình vẽ thiết kế Trang 50 Hình 5.7a Mơ hình 3D tổng quan máy Trang 51 Hình 5.7b Mơ hình 3D tổng quan máy Hình 5.7c Mơ hình 3D tổng quan máy Trang 52 CHƯƠNG LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT TRỤC CON LĂN 6.1 Yêu cầu kỹ thuật chế tạo trục lăn Độ xác kích thước đường kính cổ trục để lắp ghép đạt  8, tới cấp sai số hình dạng hình học độ cơn, độ ô van nằm giới hạn dung sai đường kính Độ xác kính thước chiều dài bậc trục khoảng 0,05  2mm Độ xác vị trí tương quan độ đảo cổ trục, độ khơng thẳng góc đường tâm mặt đầu vai trục sai lệch giới hạn khoảng 0,01  0,05mm Độ nhám bề mặt cổ trục lắp ghép Ra = 1,25  0,16 tuỳ theo yêu cầu 6.2 Lập tiến trình cơng nghệ Với kết cấu chi tiết tính tốn u cầu kỹ thuật chi tiết ta có phương án thiết kế sơ nguyên công sau: Nguyên công I : Khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm Nguyên công II: Tiên thô tiện tinh bậc trục bên trái ∅24, ∅20, ∅18 Ngun cơng III: Tiện ren, tiện rãnh dao M20x2,5 Tiện thô,tiện tinh bậc trục bên phải ∅24, ∅20, ∅18 Nguyên công IV: Phay rãnh then Trang 53 Nguyên công V: Mài thô mài tinh bậc trục Nguyên công VI: Kiểm tra 6.3 Thiết kế nguyên công 6.3.1 Nguyên công I: Khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm a Chọn máy - Thực hiên máy tiện vạn ký hiêu máy: 1K62 Các thông số kỹ thuật máy Đặc tính máy 1K625 Thơng số Đường kính gia công 400 mm Khoảng cách mũi tâm 1400 mm Phạm vi tốc độ trục 2,5 – 2000 (Vòng/ phút) Độ trục No5 Kích thước máy 1265x2785 (mm x mm) Công suất động truyền động trục Độ phức tạp sữa chữa 10Kw 19 b Chọn dao Dùng dao tiện đầu cong khoả mặt đầu có gắn hợp kim cứng T15K6 Dùng mũi khoan tâm mũi khoan tâm đuôi trụ làm vật liệu T15K6 c Sơ đồ gá đặt Chi tiết gá mâm cặp ba chấu, hạn chế bậc tự Trang 54 n S1 S2 d Các bước gia công lương dư gia công Bước 1: Tiên khoả mặt đầu luơng dư Z = 1,4 mm Bước 2:Khoan lỗ tâm mặt đầu vừa tiện Bước 3: Đổi đầu chi tiết tiện khoả mặt đầu lại, lượng dư Z = 1,4 mm Bước 4: Khoan lỗ tâm đầu lại e Chế độ cắt Tiện mặt đầu: Chiều sâu cắt: t = 1,4 Lương chạy dao: s =2,15 mm/vg bảng 5.64[5] Vận tốc cắt: v = 88 m/ph bảng 5.64[5] Số vòng quay trục chính: n  1000.V 1000.88 = = 700,64 (vg/ph) 3,14.40  D chọn số vòng quay cho máy nm = 700 (vg/ph) Vận tốc cắt thực tế: 𝑣 = 𝜋.𝑛𝑚 𝐷 1000 = Thời gian gia công bản: T0  3,14.700.40 1000 = 87,92 (m/ph) 17+2 1,4 L z = = 0,01 (phút) 2,15.700 1,4 SM t Khoan lỗ tâm: Chiều sâu cắt: t = 2,5 Trang 55 Lương chạy dao: s =0,88 mm/vg bảng 5.86 [5] Vận tốc cắt: v = m/ph bảng 5.86 [5] Số vòng quay trục chính: n  1000.V 1000.6 =  318,47 (vg/ph) 3,14.6  D chọn số vòng quay cho máy nm = 300 (vg/ph) Thời gian gia công bản: T0  L  L1 2,5  2,5  0,018 (phút) i = S n 0,88.300 6.3.2 Nguyên công II: Tiện thô tiện tinh bậc trục bên phải a Chọn máy Chọn máy gia công máy tiện T616 b Chọn dao Dùng dao tiện đơn đầu có gắn hợp kim cứng T15K6 c Sơ đồ gá đặt Chi tiết gá hai đầu chống tâm 76 n S1 d Các bước gia công lượng dư gia công Bước 1: Tiện mặt trụ ∅24lượng dư gia công Z= mm Bước 2: Tiện mặt trụ ∅20lượng dư gia công Z = mm Bước 3: Tiện mặt trụ ∅18lượng dư gia công Z = mm e Chế độ cắt Chiều sâu cắt: t = Lương chạy dao: s =0,16 mm/vg bảng 5.61[5] Vận tốc cắt: v = 89 m/ph bảng 5.63[5] Số vòng quay trục chính: n  1000.V 1000.89 = = 1180,9 (vg/ph) 3,14.24  D Trang 56 S2 chọn số vòng quay cho máy nm = 1100 (vg/ph) Thời gian gia công tiện mặt trụ ∅24 T0  104+94+2 L z = = 1,14 (phút) 0,16.1100 SM t Thời gian gia công gia công tiện mặt trụ ∅20 T0  60+30+2 L z == = 0,58 (phút) 0,16.1100 SM t 6.3.3 Nguyên công III: Tiện thô tiện tinh bậc trục bên trái a Chọn máy Chọn máy gia công máy tiện T616 b Chọn dao Dùng dao tiện đơn đầu có gắn hợp kim cứng T15K6 c Sơ đồ gá đặt Chi tiết gá hai đầu chống tâm n S1 d Các bước gia công lượng dư gia công Bước 1: Tiện mặt trụ ∅24 lượng dư gia công Z= mm Bước 2: Tiện mặt trụ ∅20 lượng dư gia công Z = mm Bước 3: Tiện mặt trụ ∅18 lượng dư gia công Z = mm e Chế độ cắt Chiều sâu cắt: t = Lương chạy dao: s =0,26vg/ph bảng 5.62[5] Vận tốc cắt: v = 52 m/ph bảng 5.63[5] Số vòng quay trục chính: n  1000.V 1000.52 = = 690 (vg/ph) 3,14.24  D Trang 57 Chọn số vòng quay cho máy nm = 700 (vg/ph) Thời gian gia công ban tiện mặt trụ ∅24 T0  104+94+2 L z = = 1,1 (phút) 0,26.700 SM t Thời gian gia công gia công tiện mặt trụ ∅20 T0  60+30+2 L z = = 0,51 (phút) 0,26.700 SM t 6.3.4 Nguyên công IV: Phay thô phay tinh rãnh then a Chọn máy Chọn máy gia cơng máy phay 6H10 có thơng số sau: Đặc tính máy 6H11 Thông số Khoảng cách từ đầu trục mặt đầu Dao tới bàn máy(mm) 50-350 mm Số cấp chạy dao 12 50 – 2240 (Vòng/ phút) Giới hạn vòng quay (vg/ph) Số cấp tốc độ 12 Kích thước máy(mmxmm) 200x800 (mm x mm) Công suất động (KW) 3Kw Kích thước máy (mm) 1720x1750 mm Giới hạn chạy dao(mm/ph) Chạy dao dọc 25-1120 Chạy dao ngang 18-800 Chạy dao đứng 9-400 b Chọn dao Chọn dao phay ngón chuyên dụng trụ có kính thước sau: D=8(mm),L=63(mm),l=19(mm),z=5(răng) Trang 58 c Sơ đồ gá đặt Chi tiết gia công định vị hai khối V ngắn hạn chế bậc tự do, để chống dịch chuyển dọc trục ta để sát khối V ngắn vào trục Vậy chi tiết hạn chế đủ bậc tự s Phay hai rãnh then có kích thước sau Thông số b h t t1 k l Trục I 4,0 3,1 3,5 20 Chiều sâu cắt t = mm Lương chạy dao: Sz =0,02 mm/răng bảng 5.153[5] Lượng chạy dao vòng Sn = 0,02.5 = 0,1 (mm/vòng) Vận tốc cắt: vb =35 m/ph bảng 5.154[5] Số vòng quay trục chính: n  1000.V 1000.35 =  1393,3 (vg/ph)  D 3,14.8 Chọn số vòng quay cho máy nm = 1400 (vg/ph) Lượng chạy dao Sp = 0,1.1400 = 140 (mm/phút) Thời gian gia công gia công rãnh then T0 = h 1 L  D  28   = =0,64 (phút)  Sn Sp 0,1 140 Thời gian để gia công rãnh then là: T0 =1,28 (phút) 6.3.5 Nguyên công V: Mài thô mài tinh bậc trục a Chọn máy Chọn máy gia công máy mài 3A110 c Sơ đồ gá đặt Trang 59 Chi tiết gá mâm cặp ba chấu tự định tâm đầu chống tâm n® n d Các bước gia công lượng dư gia công Bước 1: Mài bán tinh mặt trụ e Chế độ cắt - Khi mài thô Chiều sâu cắt t = 0,6 Lương chạy dao: s =2,68 vg/ph bảng 5.71[5] Vận tốc cắt: v = 31 m/ph bảng 5.71[5] Số vòng quay trục chính: n  1000.V 1000.31 = = 493,6 (vg/ph) 3,14.20  D Chọn số vòng quay cho máy nm = 500 (vg/ph) Thời gian gia công mài thô : T0  45+2 L  L1 = 0,07 (phút) i = 2,68.500 S n - Khi mài tinh Chiều sâu cắt t = 0,25 Lương chạy dao: s =2,38 vg/ph bảng 5.71[5] Vận tốc cắt: v =27 m/ph bảng 5.71[5] Số vòng quay trục chính: n  1000.V 1000.27 = = 430 (vg/ph) 3,14.20  D Chọn số vòng quay cho máy nm = 450 (vg/ph) Thời gian gia công mài tinh : T0  45+2 L  L1 = 0,09(phút) i = 2,38.450 S n 6.3.6 Nguyên công VI: Kiểm tra độ đồng tâm song song mặt trụ - Kiểm tra độ đồng tâm trục Trang 60 - Kiểm tra độ song song mặt trụ 6.4 Yêu cầu kĩ thuật - Làm ba via chỗ rãnh then Trang 61 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận Qua thời gian tìm hiểu đưa nhiều phương án tính tốn tơi hồn thành đề tài thiết kế máy cắt sợi bánh canh cá Thiết kế mang lại hiệu cao giúp cho hộ kinh doanh tăng thêm thu nhập, cải thiện kinh tế Giải vấn đề lâu hộ kinh doanh phải sử dụng phương pháp thủ công để cắt sợi bột có đặc tính dẻo, dính dẫn đến an toàn tương đối thấp, suất giảm Tuy giải vấn đề cấp thiết khách hàng yêu cầu sản phẩm thiết kế chưa tối ưu hóa cơng đoạn cán bột cắt bột thành khổ Nhưng thiết kế đem lại hiệu cao cho khách hàng khách hàng chọn lựa 7.1 Kiến nghị Trong trình làm đồ án thiết kế thời gian hạn chế khó khăn q trình tìm tài liệu, kiến thức nên đề tài chưa nghiên cứu kĩ chắn nhiều thiếu sót thiết kế thêm như: Thiết kế thêm phần cán bột cắt bột thành khổ thích hợp trước đưa đến phận dao cắt, chế tạo công đoạn thành dây chuyền Phần dao cắt cắt sợi Sử dụng điều khiển tự động, ngừng hoạt động gặp cố, kiểm tra máy trước hoạt động Trang 62 Tài liệu tham khảo 1/ Công nghệ sở chế tạo máy – Nguyễn Văn Tường, Ph.D 2/ Cơ sở thiết kế máy đồ án − ThS Trần Ngọc Nhuần 3/ Hướng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy − Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lâm 4/ Nguyên lý máy – ThS Trần Ngọc Nhuần 5/ Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập I, II – Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn 6/ Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập I,II – PGS.TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển Trang 63 ... (