đồ án truyền động một chiều máy bào giường

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Thiết kế hệ truyền động cho máy bào giường ĐỒ ÁN Tên đề tài: Thiết kế hệ truyền động chiều cho máy bào giường Số liệu ban đầu: Tốc độ hành trình thuận: Vth = 25 (m/ph) Tốc độ hành trình ngược: Vng = 60 (m/ph) Bán kính lực cắt quy đổi lực cắt trục động điện: ρ= = 0,004 (m) Hiệu suất định mưc động cơ: η = 0,81 Hệ số ms sát trượt bàn gờ trượt: µ=0,081 Chiều dài hành trình bàn: L b = (m) Khối lượng bàn: mb = 600 (kg) Lực cắt: Fz = 30 (kN) Khối lượng chi tiết: mct = 500 (kg) Tóm tắt nội dung đồ án Đề tài “ Thiết kế hệ truyền động chiều cho máy bào giường” đề tài mang tính thực tiễn cao, thực máy công nghiệp sử dụng phổ biến Đồng thời đề tài áp dụng nhiều nội dung kiến thức giảng dạy trường Với đề tài “ Thiết kế hệ truyền động chiều cho máy bào giường”, em thực phân tích hoạt động bàn máy máy bào giường, từ đưa yêu cầu cơng nghệ truyền động Từ thực vấn đề sau: Nêu yêu cầu công nghệ truyền động Tính chọn cơng suất động phân tích nguyên lý hoạt động mạch lực Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển tổng hợp tham số điều chỉnh • Mơ hoạt động hệ truyền động sử dụng phần mềm Matlab/Simulink • • • Sinh viên thực MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG TỔNG QUAN VÀ TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ MÁY BÀO GIƯỜNG 1.1 Giới thiệu chung máy bào giường Máy bào giường gia cơng chi tiết lớn, chiều dài bàn từ 1,5m đến 12m Về bản, hoạt động cho chuyển động tịnh tiến lưỡi dao cắt vào đối tượng gia công, việc điều khiển vị trí tương đối đối tượng mà gia cơng hình dáng theo ý muốn 1.1.1 Khái niệm chung máy cắt kim loại Máy cắt kim loại dùng để gia công chi tiết kim loại cách cắt bớt lớp kim loại thừa để sau gia cơng chi tiết có hình dáng gần yêu cầu, thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thước độ bóng cần thiết bề mặt gia cơng Tùy thuộc vào q trình cơng nghệ đặc trưng phương pháp gia cơng, dạng dao, đặc tính chuyển động… Các náy cắt kim loại chia thành loại như: Máy Tiện, May Phay, Máy Bào, Máy Khoan, Máy Doa, Máy Mài… 1.1.2 Khái quát chung máy bào giường Máy bào giường gia cơng chi tiết lớn, chiều dài bàn từ 1,5m đến 12m Tùy theo chiều dài bàn máy lực kéo phân máy bào giường thành loại: + Máy cỡ nhỏ: Chiều dài bàn Lb < 3m, lực kéo Fk = 30 ÷ 50 kN + Máy cỡ trung: Chiều dài bàn L b = ÷ 5m, lực kéo Fk = 50 ÷ 70 kN + Máy cỡ lớn: Chiều dài bàn Lb > 5m, lực kéo Fk > 70 kN Hình 1 Hình ảnh máy bào giường Chi tiết gia cơng kẹp chặt bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại Dao cắt kẹp bàn dao đứng 4, bàn dao được kẹp chặt xà ngang cố định gia công, xà ngang giử cố định khung máy Trong trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo chu kỳ lặp lặp lại, chu kỳ gồm hai hành trình thuận ngược Ở hành trình thuận thực gia cơng chi tiết nên gọi hành trình cắt gọt Ở hành trình ngược bàn máy chạy vị trí ban đầu mà khơng cắt gọt, nên gọi hành trình khơng tải Cứ sau kết thúc hành trình ngược bàn dao lại di chuyển theo chiều ngang khoảng gọi lượng ăn dao s (mm/hành trình kép) Chuyển động tịnh tiến qua lại bàn máy gọi chuyển động Dịch chuyển bàn dao sau hành trình kép gọi chuyển động ăn dao Chuyển động phụ di chuyển nhanh xà, bàn dao, nâng đầu dao hành trình khơng tải 1.2 Các chuyển động máy bào giường 1.2.1 Truyền động Là chuyển động tịnh tiến qua lại bàn máy Đặc điểm chuyển động máy bào giường đảo chiều với tần số lớn Phạm vi điều chỉnh tốc độ di chuyển bàn máy nằm trog dãi rộng ổn định suốt q trình gia cơng chi tiết Quá trình độ chiểm tỉ lệ đáng kể chu kỳ làm việc, chiều dài bàn máy lớn trình độ lớn Hình Đồ thị tốc độ máy bào giường Trên hình 1.2 đồ thị tốc độ thường gặp nhất, thực tế cịn có nhiều dạng đơn giản hay phức tạp - Giả thiết bàn máy đầu hành trình thuận tăng tốc đến tốc độ v0= ÷15m/ph (gọi tốc độ vào dao) khoảng thời gian t1 - Sau chạy ổn định với tốc độ v khoảng thời gian t2 dao cắt bắt đầu vào chi tiết Dao cắt vào chi tiết tốc độ thấp nhằm mục đích tránh sứt mẻ dao chi tiết - t3 dao cắt vào chi tiết cắt với tốc độ v0 hết thời gian t3 - t4 khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ v đến tốc độ vth gọi tốc độ cắt gọt - t5 khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt vth khơng đổi - t6 gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ giảm tốc độ từ tốc độ cắt gọt tốc độ v0 khoảng thời gian t6 - t7 thời gian tiếp tục gia công tốc độ v0 - t8 khoảng thời gian dao đưa khỏi chi tiết bàn máy chạy với tốc độ v0 - t thời gian bàn máy giảm tốc để đảo chiều sang hành trình ngược - t10 thời gian bàn máy tăng tốc nhanh sau đảo chiều sang hành trình ngược đến tốc độ vng gọi tốc độ không tải - t11 khoảng thời gian bàn máy chạy ngược tốc độ vng không đổi - t 12 gần hết hành trình ngược, bàn máy giảm tốc tốc độ v khoảng thời gian t10 - t 13 khoảng thời gian bàn máy chạy ngược với tốc độ v bắt đầu giảm tốc để đảo chiều - t14 thời gian vận tốc giảm đảo chiều để kết thúc chu kỳ làm việcvà chuẩn bị cho chu kỳ làm việc Tốc độ hành trình thuận v th xác định tương ứng chế độ cắt, thường tốc độ hành trình thuận nằm khoảng từ đến 120 m/ph, tốc độ gia cơng đạt 75 ÷ 120 m/ph Do hành trình ngược hành trình chạy không tải nên để tăng hiệu suất máy người ta thường chọn tốc độ hành trình ngược lớn tốc độ hàn trình thuận Tức : vng = k.vth ( thường k = 2÷3) Năng suất máy phụ thuộc vào số hành trình kép đơn vị thời gian: n= = (1.1.) Trong đó: + Tck: Là thời gian chu kỳ làm việc bàn máy, [s] + tth :Là thời gian bàn máy chuyển động hành trình thuận, [s] + tng :Là thời gian bàn máy chuyển động hành trình ngược, [s] Giảsử tốc độ bàn máy lúc tăng giảm tốc độ khơng đổi thì: + tth (1.2) + tng (1.3) Trong đó: + L th, Lng: Là chiều dài hành trình bàn máy ứng với tốc độ ổn định vth, vng hành trình thuận ngược + L g.th, Lh.th: Là chiều dài hành trình bàn trình tăng tốc (g: gia tốc) trình giảm tốc (h: hãm) hành trình thuận + L g.ng, Lh.ng: Là chiều dài hành trình bàn trình tăng tốc trình giảm tốc hành trình ngược + v th, vng: Là tốc độ hành trình thuận hành trình ngược bàn máy Thay giá trị tth tng (1.2) (1.3) vào (1.1) ta được: n= = (1.4) Trong đó: + L = Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.ng + Lh.ng: Là chiều dài hành trình bàn máy + k = : Là tỉ số tốc độ hành trình ngược hành trình thuận + tdc Là thời gian đảo chiều máy Từ 1.4 ta thấy chọn tốc độ cắt tới hạn v th suất máy phụ thuộc vào hệ số k thời gian đảo chiều máy t dc Khi tăng k suất máy tăng k > suất máy tăng khơng đáng kể lúc thời gian đảo chiều tăng Nếu chiều dài bàn L b > 3m tdc ảnh hưởng đến suất mà chủ yếu k Khi Lb bé tốc độ thuận lớn v th = 75 ÷120 m/ph tdc ảnh hưởng nhiều đế suất Vì thiết kế máy bào giường phải giảm thời gian trình độ Một biện pháp hiệu xác định tỉ số truyền tổi ưu cấu truyền động động đến trục làm việc, Đảm bảo máy khởi động với gia tốc cao Công thức xác định tỉ số truyền tổi ưu: itư = Trong đó: + M: Mơmen động lúc khởi động (Nm) + Mc : Mômen cản trục làm việc (Nm) + Jm ,Jđ : Mômen quán tính máy động cơ(kg.m) Nếu coi Mc = thì: iư = Việc lựa chọn tỉ số truyền tối ưu máy bào giường quan trọng Thời gian độ phụ thuộc vào mômen quán tính máy Mơmen qn tính máy tỉ lệ với chiều dài máy Tuy nhiên thời gian trình q trình q độ khơng thể giảm nhỏ q bị hạn chế bởi: -Lực động phát sinh hệ thống -Thời gian trình độ phải đủ lớn để di chyển đầu dao.+Phạm vi điều chỉnh tốc độ: D= Trong : + vngmax: tốc độ lớn bàn máy hành trình ngược, thường vngmax = 75120 (m/ph) + v thmin: tốc độ nhỏ bàn máy hành trình thuận, thường vthmin = 4÷6 (m/ph) Như phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm khoảng D = (12,5÷30)/1 1.2.2 Truyền động ăn dao Là dịch chuyển bàn dao sau hành trình kép chuyển động Cứ sau kết thúc hành trình ngược bàn dao lại dịch chuyển théo chiều ngang khoảng gọi lượng ăn dao Chuyển động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ, hành trình kép làm việc lần, từ thời điểm đảo chiều từ hành trình ngược sang hành trình thuận, kết thúc trước dao cắt chi tiết Cơ cấu ăn dao làm việc với tần số lớn (có thể đạt 1000 lần/h) Hệ thống di chuyển đầu dao vận hành theo hai chiều di chuyển làm việc di chuyển nhanh Chuyển động ăn dao thục nhiều hệ thống: khí, điện khí, thủy lực, khí nén… Nhưng đồng thời sử dụng hệ thống điện (động điện hệ thống trục vít-ecu bánh răng, răng) 1.2.3 Các truyền động phụ Ngồi truyền động truyền động ăn dao,máy bào giường nhiều truyềnđộng khác như: Truyền động nâng hạ xà: Máy bào giường có giá đỡ xà ngang có cơng dụng dùng để đỡ giá dao vững Xà ngang dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy nhằm điều chỉnh khoảng cách dao chi tiết gia công Truyềnđộng kẹp nhả xà: Là truyền động định vị để kẹp chặt xà hai trục máy để gia công chi tiết, nới lỏng xà để nâng giá dao, hạ dao Truyền động thực nhờ động xoay chiều qua hệ thống khí Tác dụng lực nêm chặt tùy ý ta điều chỉnh chuyển động với việc nâng hạ xà Bơm dầu: Khi cấp điện cho hệ truyền động làm việc bơm dầu phải làm việc, lượng dầu máy đảm bảo rơle áp lực hoạt động kích hoạt làm kín mạch cho chuyển động bàn Áp lực cần thiết 2,5 atm, hệ thống bơm dầu thực từ động xoay chiều Quạt gió: Động quạt gió động xoay chiều đảm bảo cho hoạt động máy làm việc với nhiệt độ cho phép 1.3 Phụ tải truyền động Phụ tải truyền động xác định lực kéo tổng Nó tổng hai thành phần lực cắt lực masat: Fk = Fz + Fms Trong đó: Fk: Lực kéo tổng (N) Fz: Lực cắt (N) Fms: Lực masat (N) 1.3.1 Ở chế độ làm việc Đây chế độ làm việc hành trình thuận, lực masat xác định: 10 ... vít-ecu bánh răng, răng) 1.2.3 Các truyền động phụ Ngoài truyền động truyền động ăn dao ,máy bào giường cịn nhiều truyền? ?ộng khác như: Truyền động nâng hạ xà: Máy bào giường có giá đỡ xà ngang có cơng... chủng loại động Đổi chiều hết chu kỳ làm việc đặc điểm làm việc máy bào giường, yêu cầu hệ truyền động cho máy bào giường khả tải lớn, momen khởi động lớn Do máy bào giường ta chọn động chiều với... Thiết kế hệ truyền động chiều cho máy bào giường? ??, em thực phân tích hoạt động bàn máy máy bào giường, từ đưa yêu cầu công nghệ truyền động Từ thực vấn đề sau: Nêu yêu cầu công nghệ truyền động Tính