Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY TRỘN HỖN HỢP LÀM KHUÔN Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS HỒNG MINH CƠNG NGUYỄN TRỌNG TIẾN Đà Nẵng, 2018 LỜI NÓI ĐẦU Sản xuất đúc ngành đóng vai trị quan trọng việc cung cấp phôi cho ngành chế tạo máy nhiều ngành khác.Chất lượng phôi đúc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khí mà cịn ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm.Để đáp ứng nhu cầu ngày cao ngành chế tạo máy chất lượng phôi, ngành sản xuất đúc phải nâng cao chất lượng vật liệu đúc, cải tiến công nghệ, mà cần có đầu tư trang thiết bị Hiện nay, phôi đúc sản phẩm từ đúc chế tạo khuôn cát – đất sét chiếm tỉ trọng lớn, việc chế biến hỗn hợp phương pháp thủ công làm suất thấp, chất lượng sản phẩm không đảm bảo, phụ thuộc vào tay nghề công nhân, điều kiện lao động nặng nhọc Vì cần phải khí hóa khâu chế biến hỗn hợp làm khn, đặc biệt khâu trộn hỗn hợp phân xưởng đúc Vì đề tài“Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn” đáp ứng nhu cầu cấp thiết cho việc nghiên cứu chế tạo thiết bị, góp phần khí hóa khâu trộn hỗn hợp nhằm nâng C C R L T cao suất, chất lượng khuôn đúc, chất lượng sản phẩm cải thiện điều kiện lao động Thiết bị máy trộn dung ngành đúc mà cịn sử dụng số ngành cơng nghiệp khác như: sản xuất vật liệu xây dựng, sản xuất thức ăn bột, vật liệu chịu lửa, vật liệu silicát, … DU Đây đề tài tập trung xây dựng sở thiết kế máy, tìm hiểu nguồn tài liệu, chọn phương án thiết kế hợp lý Với cố gắng thân, giúp đỡ bạn bè, thầy giáo khoa khí đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn Hồng Minh Cơng giúp em hồn thành đồ án hạn theo quy định Đề tài nhằm giúp cho sinh viên làm quen khả tìm kiếm nhiều nguồn tài liệu, phân tích thiết kế,… Vì lần em tìm hiểu thiết kế đề tài thực tế, trình độ chun mơn có hạn, thời gian hồn thành đồ án có hạn, nên khơng thể tránh khỏi sai sót, mong giúp đỡ góp ý từ q thầy, cơ, bạn để em hoàn thành đồ án tốt hơn, bổ sung sai sót học hỏi thêm kinh nghiệm quý báu sau Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Hoàng Minh Cơng tận tình hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án Đà Nẵng, ngày 22 tháng năm 2018 Sinh viên thiết kế Nguyễn Trọng Tiến i MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHU CẦU SẢN SUẤT VÀ CÔNG NGHỆ CHUẨN BỊ HỖN HỢP LÀM KHUÔN 1.1.Hỗn hợp vấn đề trộn hỗn hợp công nghiệp 1.2.Công nghệ chế biến hỗn hợp làm khuôn làm lõi: 1.2.1.Hỗn hợp làm khuôn, làm lõi yêu câu chung: 1.2.2 Vật liệu thành phần hỗn hợp làm khuôn, lõi 1.3.Công nghệ chế biến hỗn hợp làm khuôn làm lõi: CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ TRỘN HỖN HỢP LÀM KHUÔN 2.1 Phân loại máy trộn C C R L T 2.2 Các dạng máy trộn hỗn hợp làm khuôn, làm lõi bản: 2.2.1 Máy trộn kiểu cánh xoắn: 2.2.2 Máy trộn lăn: 2.3 Phương án thiết kế 12 PHẦN II: 13 THIẾT KẾMÁY 13 DU CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY 13 3.1 Sơ đồ động học máy: 13 3.2 Xác định kích thước, kết cấu thùng trộn: 14 3.2.1 Đường kính thùng trộn: 14 3.2.2 Chiều cao thùng trộn: 14 3.3 Xác định kích thước, kết cấu lăn: 15 3.3.1 Đường kính lăn: 15 3.3.2 Bề rộng lăn: 15 3.3.3 Định kết cấu tính khối lượng lăn: 15 3.4 Tính tốn tốc độ quay, cơng suất máy, chọn động điện: 17 3.4.1 Tốc độ quay trục chính: 17 3.4.2 Công suất dẫn động trục chính: 17 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 20 4.1 Phân phối tỉ số truyền: 20 4.1.1 Phân phối tỉ số truyền: 20 4.1.2 Công suất trục: 20 ii 4.1.3 Số vòng quay trục: 21 4.1.4 Momen xoắn tác dụng lên trục: 21 4.2 Thiết kế truyền hộp giảm tốc: 22 4.2.1 Thiết kế truyền bánh cấp nhanh: 22 4.2.2 Thiết kế truyền bánh cấp chậm: 27 4.3 Thiết kế truyền bánh nón: 30 4.3.1 Chọn vật liệu: 30 4.3.2 Định ứng suất cho phép: 30 4.3.3 Chọn sơ hệ số tải trọng, 31 4.3.4.Chọn hệ số chiều rộng răng: 31 4.3.5 Xác định chiều dài nón L: 31 4.3.6 Tính vận tốc vịng bánh chọn cấp xác chế tạo bánh răng: 31 4.3.7 Định xác hệ số tải trọng K chiều dài nón: 31 4.3.8 Xác định mođun, số răng, chiều rộng bánh răng: 31 4.3.10 Các thông số hình học truyền: 32 4.3.11 Tính lực tác dụng: 33 C C R L T 4.4 Tính tốn thiết kế trục then: 33 4.4.1 Tính đường kính sơ trục: 33 4.4.2 Tính gần trục: 34 DU 4.4.3 Tính xác trục : 44 4.4.4 Tính mối ghép then: 48 4.5 Thiết kế gối đỡ trục: 50 4.5.1 Thiết kế gối đỡ trục I: 50 4.5.2.Thiết kế gối đỡ trục II: 51 4.5.3.Thiết kế gối đỡ trục III hộp giảm tốc: 51 4.5.4.Thiết kế gối đỡ trục III bánh nón: 52 4.5.2.Thiết kế gối đỡ trục IV: 53 4.6 Thiết kế bôi trơn hộp giảm tốc: 53 4.6.1 Bôi trơn ổ lăn: 53 4.6.2 Bôi trơn hộp giảm tốc: 53 CHƯƠNG V: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 55 5.1 Lắp đặt máy: 55 5.2 Vận hành chạy thử máy: 55 5.3 Bảo dưỡng máy: 55 5.3.1 Bôi trơn hộp giảm tốc truyền 55 5.3.2 Bảo dưỡng máy: 56 iii 5.3.3 Quy định an toàn sử dụng: 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 C C R L T DU iv DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH 1.1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ trộn hỗn hợp HÌNH 2.1 Máy trộn cánh xoắn trục nằm ngang HÌNH 2.2 Máy trộn cánh xoắn hai trục nằm ngang HÌNH 2.3 Máy trộn trục cánh xoắn thẳng đứng HÌNH 2.4 Máy trộn kiểu cánh quạt HÌNH 2.5 Máy trộn lăn nằm ngang HÌNH 2.6 Máy trộn hỗn hợp lăn thẳng đứng HÌNH 3.1.Sơ đồ động học máy: HÌNH 3.2.Kết cấu thùng trộn kích thước thùng trộn C C HÌNH 3.3: Kết cấu kích thước lăn R L T HÌNH 3.4.Kết Cấu Các Tấm Đảo HÌNH 4.1.Sơ đồ truyền động máy trộn DU HÌNH 4.2.Sơ đồ hộp giảm tốc HÌNH 4.3.Sơ đồ phân tích lực HÌNH 4.4.Sơ đồ tính tốn trục I HÌNH 4.5.Sơ đồ tính tốn trục II HÌNH 4.6.Sơ đồ tính tốn trục III hộp giảm tốc HÌNH 4.7 Sơ đồ tính tốn trục III bánh nón HÌNH 4.8.Sơ đồ tính tốn trục IV HÌNH 4.9.Sơ đồ chọn ổ trục I HÌNH 4.10.Sơ đồ chọn ổ trục II HÌNH 4.11.Sơ đồ chọn ổ trục III HÌNH 4.12.Sơ đồ chọn ổ trục III bánh nón HÌNH 4.13.Sơ đồ chọn ổ trục IV v DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU - d, Φ: Đường kính - [σ]tx : Ứng suất tiếp xúc chp phép A: Khoảng cách trục - N : Công suất dẫn động - i: Tỷ số truyền - Mx: Momen xoắn - Po: Lực trục ρ : khối lượng riêng hỗn hợp, vật liệu n : số vòng quay - γ: Hệ số dạng Z : Số C C R L T DU vi Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn PHẦN I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHU CẦU SẢN SUẤT VÀ CÔNG NGHỆ CHUẨN BỊ HỖN HỢP LÀM KHUÔN 1.1.Hỗn hợp vấn đề trộn hỗn hợp công nghiệp Trong nhiều ngành sản xuất công nghiệp luyện kim, sản xuất vật liệu xây dựng, sản xuất phân bón, chế biến thức ăn gia súc, cơng nghệ hóa học… Vật liệu sản xuất dạng hỗn hợp dùng phổ biến Ví dụ sản xuất đúc dùng hỗn hợp làm khn, làm lõi ( gồm cát, đất sét, chất dính đặc biệt, chất phụ gia ) Trong xây dựng dùng vữa xây ( hỗn hợp cát, xi măng ), vữa bê tông ( hỗn hợp cát, xi măng, sỏi C C đá dăm….) Hỗn hợp hiểu theo nghĩa khối dòng thành phần, chế biến từ hai hay nhiều nguyên liệu khác ( gọi thành phần ) theo tỉ lệ đó, R L T DU nhằm đạt yêu cầu sử dụng hay yêu cầu công nghệ định Hỗn hợp chế tạo từ vật liệu rời dạng hạt ( Hỗn hợp khô ) từ liệu rời dạng hạt với chất lỏng ( dung dịch ) Trong hỗn hợp vật liệu thành phần pha trộn với mà khơng có động tác xảy với chúng (hỗn hợp học) có tác động qua lại với (như q trình hịa tan, phản ứng hóa học …) tạo nên tính chất Tùy thuộc yêu cầu công nghệ, trạng thái hỗn hợp,công nghệ chế biến hỗn hợp khác Tuy nhiên, chế biến hỗn hợp phải đạt yêu cầu chung sau đây: - Đảm bảo thành phần theo yêu cầu - Đạt đồng thành phần tồn thể tích hỗn hợp Ngồi ra, nhiều trường hợp yêu cầu đạt phân bố hợp lý thành phần hỗn hợp.Ví dụ chế biến hỗn hợp cát – đất sét làm khuôn, làm lõi phải tạo màng bao đất sét đồng quanh hạt cát Để đạt yêu cầu trên, sau chuẩn bị, vật liệu ban đầu định lượng trộn với theo quy trình định Khâu trộn hỗn hợp ảnh hưởng lớn đến chất lượng hỗn hợp mà ảnh hưởng đến tiêu kinh tế, kỹ thuật khác q trình gia cơng vật liệu sản xuất sản phẩm như: - Năng suất thiết bị dây chuyền Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn - Tiêu hao vật liệu chi phí sản xuất - Điều kiện lao động Trộn hỗn hợp tiến hành tay máy trộn Trộn thủ công suất thấp, chất lượng hỗn hợp không đảm bảo, điều kiện làm việc nặng nhọc, thường dùng phân xưởng nhỏ Hầu hết phân xưởng nhà máy lớn sử dụng máy trộn để trộn hỗn hợp Trong sản xuất đúc, phương pháp đúc khuôn cát phương pháp đúc chủ yếu, lượng vật đúc trong khuôn cát chiếm 80% tổng lượng vật đúc sản xuất hang năm Để sản xuất vật đúc dùng tới 1,2-1,4 m3 hỗn hợp làm khn, làm lõi, khí hóa khâu chế biến hỗn hợp nói chung, trộn hỗn hợp nói riêng có ý nghĩa 1.2.Công nghệ chế biến hỗn hợp làm khuôn làm lõi: 1.2.1.Hỗn hợp làm khuôn, làm lõi yêu cầu chung: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi dùng để chế tạo khuôn lõi đúc khuôn cát – đất sét Khuôn lõi chịu tác động trực tiếp kim loại trình kim loại đơng đặc Tính chất hỗn hợp khơng ảnh hưởng tới chất lượng C C R L T khn đúc, chất lượng vật đúc mà cịn ảnh hưởng công nghệ làm khuôn, làm lõi Bởi vậy, hỗn hợp làm lõi phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: - Độ bền : Là khả chịu tác dụng ngoại lực mà không bị phá hủy Hỗn DU hợp phải đủ bền để khuôn không bị vỡ vận chuyển, lắp ráp rót kim loại Độ bền hỗn hợp tăng hàm lượng đất sét giới hạn hợp lý, hạt nhỏ, sắc cạnh không hạt Thay phần đất sét chất dính đặc biệt nước thủy tinh, dầu thực vật ột biệt pháp tăng độ bền hiệu Độ đầm chặt hỗn hợp tăng làm cho độ bền tăng đáng kể - Tính dẻo: Là khả biến dạng giữ hình dạng nhận sau thơi lực tác dụng Tính dẻo hỗn hợp tốt cho phép nhận lịng khn in rõ nét.Tính dẻo hỗn hợp chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng đất sét nước hỗn hợp Độ dẻo tăng hàm lượng đất sét nước hợp lý Dùng hạt cát nhỏ làm tăng tính dẻo hỗn hợp - Tính thơng khí: Là khả khí qua khối hỗn hợp Khn, lõi cần thơng khí cao để tránh gây rỗ khí vật đúc Tính thơng khí hỗn hợp tăng dùng cát hạt to đều, lượng đất sét lượng nước Độ dầm chặt hỗn hợp tăng độ thơng khí hỗn hợp giảm - Tính bền nhiệt: Là khả chịu nhiệt độ cao mà không bị biến mềm hay chảy lỏng Hỗn hợp cần bền nhiệt để giữ hình dạng lịng khn bị Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khn kim loại lỏng nung nóng Tính bền nhiệt hỗn hợp cao dùng cát có hàm lượng khống thạch anh (SiO2) cao, tạp chất, cát hạt to hạt - Tính lún: Là khả co giãn thể tích hỗn hợp chịu nén.Tính lún làm giảm cản trở khuôn lõi vật đúc co đơng đặc nguội Tính lún hỗn hợp tăng dùng cát hạt to,đều hạt tăng lượng chất phụ hỗn hợp - Độ ẩm: độ ẩm hỗn hợp lượng nước chứa hỗn hợp tính (%) Độ ẩm tăng đến 8% có tác dụng tăng độ bền, độ dẻo hỗn hợp giới hạn ảnh hưởng xấu đến tính chất hỗn hợp, đặc biệt khả sinh khí kim loại lỏng bị nung nóng 1.2.2 Vật liệu thành phần hỗn hợp làm khuôn, lõi Vật liệu chế biến hỗn hợp làm khuôn, làm lõi gồm cát, đất sét, chất dính đặc biệt chất phụ gia Thành phần hỗn hợp chọn theo hợp kim đúc, khối lượng mức độ phức tạp kết cấu vật đúc, công nghệ làm khuôn trạng thái khuôn trước lúc rót ( khn khơ hay khn tươi ) a Cát: Là thành phần hỗn hợp làm khuôn Thơng thường sử dụng cát thạch anh, thành phần khống thạch anh, C C R L T cơng thức hóa học SiO2, ngồi cịn chứa số tạp chất oxit sắt, oxit kim loại kiềm Cát thạch anh có độ chịu nóng cao ( có nhiệt độ nóng chảy 1713 0C), trữ lượng lớn, khai thác dễ Để pha trộn hỗn hợp, cát phân theo hàm lượng thạch anh DU cát, phân loại theo độ hạt, hình dạng hạt b Đất sét: chất dính tạo độ bền độ dẻo cần thiết hỗn hợp Đất sét có thành phần khống chất mAl2O3.nSiO2.qH2O, ngồi cịn số tạp chất CaCO3, Na2CO3, Fe2O3 Hai loại đất sét thường sử dụng đất sét cao lanh (khống chất Al2O3.2SiO2.H2O ) đất sét ben-tơ-nit ( khống chất Al2O3.4SiO2.qH2O) Đất sét cao lanh có độ chịu nóng cao, độ bền độ dẻo thấp đất sét ben-tô-nit.Trong đúc sử dụng chủ yếu đất sét cao lanh có nhiều thiên nhiên cịn đất sét ben-tơ-nit sử dụng khan Khi pha với nước thích hợp đất sét dẻo dính, sấy khơ độ bền tăng giịn dễ vỡ Đất sét pha vào hỗn hợp dạng bột khơ mịn c Chất dính đặc biệt:Là chất dính khác có tỉ bền cao đất sét, dùng để thay phần hay toàn đất sét hỗn hợp làm khuôn, làm lõi, nhằm tăng độ bền hỗn hợp tăng số tính chất khác Các chất dính đặc biệt thường dùng dầu thực vật ( dầu lanh, dầu sơn, dầu trẩu ), chất dính hóa cứng ( nhựa thơng, bã hắt ín), nước thủy tinh (dung dịch silicát kim loại kiềm: Na2O.nSiO2.mH2O K2O.nSiO2.mH2O), nước rỉ đường, nước bả giấy Các chất dính đặc biệt pha vào hỗn hợp dạng dung dịch Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hoàng Minh Công Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn  = Mu W ; m = + Ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động: a =m = Mx 2W0 d2 W0 = 16 d2 ;W= 32 4.4.3.1: Trục I: Với vật liệu thép C45 ta có :  b = 600 (N/mm2) -1 =0,45 b = 0,45 600 = 270 (N/mm2) C C -1 =0,25 b = 0,25 600 = 150 (N/mm2) R L T Tra bảng 7-4 trang 123 [2] : = 0.88;  = 0.77 Tra bảng 7-8 trang 127 [2] : k = 1.63; k = 1.5 Theo trang 313[ 2] :  = 0.1;  = 0.05 DU Tra bảng 7-3b trang 122 [2]: W = 1855 (mm3); W0 = 4010 (mm3) Kiểm tra bền trục m-m: 59539 = 31.6 ( N / mm ) 1855 M 38854 a =m = x = = 4.8 2W0  4010 a = 270 = 4.6 1.63  31.6 0.88 150 nr = = 15.64 1.5  4.8 + 0.05  4.8 0.77 n = n= 4.6 15.64 4.62 + 15.642 = 4.4  [n] = 1.5  → trục bền 4.4.3.2: Trục II: Với vật liệu thép C45 ta có : -1 = 270 (N/mm2); -1 = 150 (N/mm2) Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hoàng Minh Công 45 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn  = 0.85;  = 0.73 k = 1.63; k = 1.5 W = 4660 (mm3); W0 = 10040 (mm3) Kiểm tra bền trục i-i: 162833 = 34.9 ( N / mm ) 4660 M 160946 a =m = x = = 8.01 ( N / mm ) 2W0 10040 a = 270 = 4.03 1.63  34.9 0.85 150 nr = = 8.9 1.5  8.01 + 0.05  8.01 0.73 n = n= 4.03  8.9 4.032 + 8.92 C C R L T = 3.67  [n] → trục bền 4.4.3.3: Trục III hộp giảm tốc: Với vật liệu thép C45 ta có : DU -1 = 270 (N/mm2); -1 = 150 (N/mm2)  = 0.78;  = 0.67 k = 1.63; k = 1.5 W = 10650 (mm3); W0 = 22900 (mm3) Kiểm tra bền trục k-k: 137175 = 12.88 ( N / mm ) 10650 M 545433 a = m = x = = 11.9 ( N / mm ) 2W0  22900 a = 270 = 10.03 1.63 12.88 0.78 150 nr = = 5.99 1.5 11.9 + 0.05 11.9 0.78 n = n= 10.03  5.99 10.032 + 5.992 = 5.14  [n] → trục bền Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 46 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khn 4.4.3.4: Trục III bánh nón:  = 0.78 ;  = 0.65 W = 14510 (mm3); W0 = 30800 (mm3) Kiểm tra bền trục l-l: 910228 = 62.7 ( N / mm2 ) 14510 M 545433 a =m = x = = 8.85( N / mm2 ) 2W0  30800 a = 270 = 2.1 1.63  47.9 0.78 150 nr = = 7.4 1.5  8.85 + 0.05  8.85 0.65 n = n= 2.1 7.4 2.12 + 7.42 C C = 2.1  [n] → trục bền R L T 4.4.3.5: Trục IV: DU Với vật liệu thép C45 ta có: -1 = 270 (N/mm2); -1 = 150 (N/mm2)  = 0.72;  = 0.6 k = 1.63; k = 1.5 W = 44700 (mm3); W0 = 95000 (mm3) Kiểm tra bền trục p-p: 1195905 = 26.7 ( N / mm ) 44700 M 1762561 a =m = x = = 9.3 ( N / mm ) 2W0  95000 a = 270 = 4.5 1.63  26.7 0.72 150 nr = = 6.3 1.5  9.3 + 0.05  9.3 0.6 n = n= 4.5  6.3 4.52 + 6.32 = 3.7  [n] → trục bền Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 47 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khn 4.4.4 Tính mối ghép then: 4.4.4.1 Tính mối ghép then trục I: Tại vị trí lắp bánh đường kính trục I lắp then 28 mm, tra bảng 7-23 trang 143 [2] ta có: b = (mm); h = 7(mm); t = 4.0 (mm); t1 = 3.1 (mm);k = 4.2 (mm) Kiểm tra điều kiện bền dập điều kiện bền cắt theo công thức 7-11 7-12 trang 139 [2]: 2M x  [ ]d ( N / mm ) dkl 2M x c =  [ ]c ( N / mm ) bl d = Trong đó: Mx _ mơmen xoắn cần truyền d _ đường kính trục C C b _ chiều rộng then [σ]d _ ứng suất dập cho phép, tra bảng 7-20 trang 142 [2], [ R L T σ]d = 150 N/mm2 [τ]c _ ứng suất cắt cho phép, tra bảng 7-21 [2], [τ]c = 120 N/mm2 DU l _ chiều dài then, l = 0.8  lm, với lm = (1.2 ÷ 1.5)d = 1.5  28 = 42 mm, suy lm = 0.8  42 = 33.6 (mm) Vậy:  d = c =  44152 = 22.35  [ ]d = 150 ( N / mm ) 28  4.2  33.6  44152 = 11.73  [ ]c = 120 ( N / mm ) 28   336 4.4.4.2 Tính mối ghép then trục II: Tại vị trí lắp then bánh cấp nhanh cấp chậm có đường kính trục 38 mm, tra bảng 7-23 [2] ta có :b = 12 (mm); h = (mm); t = 4.5 (mm); t1 = 3.6 (mm); k = 6.2 (mm); lm = (1.2 ÷ 1.5)38 = 57 suy ra: l = 0.8  57= 45.6 (mm) + Điều kiện bền dập: d =  182574 = 34  [ ]d = 150 ( N / mm ) ,thỏa mãn 38  6.2  45.6 + Điều kiện bền cắt: c =  182574 = 17.56  [ ]c = 120 ( N / mm ) , thỏa mãn 38  12  45.6 Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 48 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khn 4.4.4.3 Tính mối ghép then trục III hộp giảm tốc: Tại vị trí lắp then có đường kính trục 55 mm, tra bảng 7-23 [2]: b = 16 (mm); h = 10 (mm); t = 5.0 (mm); t1 = 5.1 (mm); k = 6.2 (mm); lm = ( 1.2 ÷ 1.5)55 = 77 suy ra: l= 0.8.77=61.6 (mm) + Điều kiện bền dập: d =  615335 = 58.6  [ ]d = 150 ( N / mm ) , thỏa mãn 55  6.2  61.6 + Điều kiện bền cắt: c =  615335 = 22.7  [ ]c = 120 ( N / mm ) , thỏa mãn 55  16  61.6 4.4.4.4 Tính mối ghép then trục III bánh nón: Tại vị trí lắp then có đường kính trục 60 mm, tra bảng 7-23 [2]: b = 18 (mm); h = C C 11 (mm); t = 5.5 (mm); t1 = 5.6 (mm); K = 682 (mm); lm = ( 1.2 ÷ 1.5)60 = 90 suy ra: R L T l = 0.8  90 = 72 (mm) + Điều kiện bền dập: + Điều kiện bền cắt: c = DU  615335 = 41.89  [ ]d = 150 ( N / mm ) , thỏa mãn 60  6.8  72 d =  615335 = 15.83  [ ]c = 120 ( N / mm ) , thỏa mãn 60  18  72 4.4.4.5 Tính mối ghép then trục IV: Tại vị trí lắp then có đường kính trục 85 mm, tra bảng 7-23 [2]: b = 24 (mm); h = 14 (mm); t = 7.0 (mm); t1 = 7.2 (mm); k = 8.7 (mm); lm = ( 1.2 ÷ 1.5)85 = 119 suy ra: l = 0.8  119 = 95.2 (mm) + Điều kiện bền dập: d =  2000474 = 56.83  [ ]d = 150 ( N / mm ) , thỏa mãn 85  8.7  95.2 + Điều kiện bền cắt: c =  2000474 = 20.6  [ ]c = 120 ( N / mm ) , thỏa mãn 85  24  95.2 Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hoàng Minh Công 49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn 4.5 Thiết kế gối đỡ trục: 4.5.1 Thiết kế gối đỡ trục I: Trên trục I có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn A B Pa1 SB RA RB SA Hình 4.9.Sơ đồ chọn ổ trục I Dự kiến chọn chọn kiểu 46000 góc β=260 bảng 17P trang346[2] Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức 8-1 trang 158[2] C = Q.(n h)0.3 C bảng Trong : n = 1460( vịng/phút) h = 12000 (giờ) Q _ tải trọng tương đương (daN ), theo công thức 8-2 trang 159[2] Q = ( K v  R + m  At )  Kn  Kt C C R L T DU Kt _ hệ số tải trọng động, bảng 8-3 trang 162[2], Kt = Kn _ hệ số nhiệt độ, theo bảng 8-4 trang162[2], Kn = Kv _ hệ số xét đến vòng ổ vòng quay, bảng 8-5 [2], Kv=1 Suy ra: RA = 2 RAx + RAy = 10182 + 3392 = 1073 ( N ) RB = 2 RBx + RBy = 397 + 1852 = 438 ( N ) Theo công thức 8-5 trang 159[2] SA = 1.3RA.tgβ = 1.3  1073  tg260 = 680 (N) SB = 1.3RB tgβ = 1.3  438  tg260 = 278(N) At _ tổng đại số lực dọc trục, theo sơ đồ: At = SA + Pa1 - SB = 680 +261 -278 = 663(N), At> có ổ B chịu lực dọc trục Vậy:QB = (1  478 + 1.5  816)   = 1432.5=143 (daN) C = QB(n  h)0.3 = 170(1460  12000)0.3 Trị số (n h)0.3 tra theo bảng 8-7 trang 164[2] 155 Vậy: C = 170  155 = 26350 Tra bảng 17P trang 347 [2], ứng với d=25mm chọn ổ có ký hiệu 46305 có: D = 62 mm, B = 17mm Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hoàng Minh Công 50 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn 4.5.2.Thiết kế gối đỡ trục II: Trên trục I có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn C D Pa2 SD RC RD SC Hình 4.10.Sơ đồ chọn ổ trục II RC = 2 RCx + RCy = 21742 + 2602 = 2189 ( N ) RD = 2 RDx + RDy = 25812 + 8832 = 2728 ( N ) C C SC = 1.3 RC tgβ = 1.3  2189  tg260 = 1388 (N) SD = 1.3 RD tgβ = 1.3  2728  tg260 = 1720 (N) Theo sơ đồ gối đỡ trục II : R L T DU At = SC - Pa2- SD = 1388 - 406 -1730 = -748 (N), At< có ổ C chịu lực dọc trục Vậy :QC = (1  2189 + 1.5  748)   = 3311 (N) =331 (daN) C = QB(n  h)0.3 = 331(340  12000)0.3 Tra bảng 8-7 [2] trị số (n  h)0.3=95.5 C = 331  95.5 = 31610.5 Tra bảng 17P, ứng với d= 35 mm lấy ổ ký hiệu 46307 có :D = 80 mm, B=21 mm 4.5.3.Thiết kế gối đỡ trục III hộp giảm tốc: Trục không chịu lực dọc trục, chọn ổ bi đỡ RF RE F E Hình 4.11.Sơ đồ chọn ổ trục III Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 51 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn RE = 2 REx + REy = 11032 + 4022 = 1174 ( N ) RF = 2 RFx + RFy = 21572 + 7852 = 2295 ( N ) RF> RE tính gối đỡ cho ổ F C = QF(n  h)0.3 = 229.5(97  12000)0.3 Tra bảng 8-7 trị số (n h)0.3 = 67.6 C = 229.5  67.6 = 15514.2 Tra bảng 17P trang 337 [2], ứng với d = 50 mm lấy ổ ký hiệu 210 có: D=90 mm,B=20 mm 4.5.4.Thiết kế gối đỡ trục III bánh nón: Trục III chịu lực dọc trục lực lắp bánh nón nên ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn để nâng cao độ cứng vững H G SH C C R L T RH Pa5 DU RG SG Hình 4.12.Sơ đồ chọn ổ trục III bánh nón Chọn sơ góc β =130 RG = 2 RGx + RGy = 46932 + 12502 = 4857 ( N ) RH = 2 RHx + RHy = 122432 + 38922 = 12847 ( N ) SG = 1.3RG tgβ = 1.3  4857  tg130 = 1458 (N) SH = 1.3RH tgβ = 1.3  12847  tg130 = 3856 (N) Theo sơ đồ : At = SG - Pa5- SH = 1458-757 -3856 = -3155 (N), At< có ổ G chịu lực dọc trục Vậy :QG = (1  48579 + 1.5  3155)   = 9589.5 (N) =959 (daN) C = QG(n h)0.3 = 959  67.6 = 64828 Tra bảng 18P trang 348 [2], ứng với d=70 mm, chọn ổ ký hiệu 7214 có : D= 120 mm, B=26 mm Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 52 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn 4.5.2.Thiết kế gối đỡ trục IV: Trục IV chịu lực dọc trục lắp bánh nên chọn ổ đũa đỡ chặn I K Pa6 SK RI RK SI Hình 4.13.Sơ đồ chọn ổ trục IV Với d = 90 mm, chọn sơ β=140 2 RK = RKx + RKy = 40902 + 32012 = 5194 ( N ) RI = RIx2 + RIy2 = 116402 + 24442 = 11894 ( N ) C C SI = 1.3RI tgβ = 1.3  5194  tg140 = 1684 (N) SK = 1.3RK tgβ = 1.3  11894  tg140 = 3855 (N) Theo sơ đồ gối đỡ trục IV: R L T At = SI - Pa6- SK = 1684 - 2642 - 3855 = -4813 (N), At< có ổ I chịu lực dọc trục Vậy: QI = (1  5194 + 1.5  4813)   = 12413.5= 1241.35 (daN) C = QI(n h)0.3 = 1241.35(28.5  12000)0.3 DU Tra bảng 8-7[2] trị số (n h).,3=48 C = 1241.35  48=59585 Vì trục IV trục đứng chịu thêm lực dọc trục giá đỡ nên tra bảng 18P trang 348[2]với d= 90 mm, chọn ổ lăn có giá trị để ổ an tồn,ổ có ký hiệu 7518 có: D=160 mm, B=40 mm 4.6 Thiết kế bôi trơn hộp giảm tốc: 4.6.1 Bôi trơn ổ lăn: Bộ phận ổ bơi trơn mỡ, vận tốc truyền bánh thấp, khơng thể dung phương pháp bắn tóe để hắt dầu hộp giảm tốc vào bôi trơn phận ổ Có thể dùng mỡ loại M ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 ÷ 1000C vận tốc 1500 vg/ph 4.6.2 Bôi trơn hộp giảm tốc: Do vận tốc nhỏ nên chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu bánh hộp giảm tốc Sự chênh lệch bán kính bánh thứ hai bánh thứ tư 68.5 mm, vận tốc vòng V = 4.41 m/s Nên ta chọn mức dầu = 1/6 bán kính bánh Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 53 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn thứ tư mức dầu max ngập chiều cao bánh thứ hai Theo bảng 10-17 trang 284 [2]: chọn độ nhớt dầu bôi trơn 500C 57 centistốc độ Engle theo bảng 10-20 trang 285 [2]: chọn loại dầu công nghiệp 50 4.6.3 Cấu tạo vỏ hộp giảm tốc: Chọn vỏ hộp đúc, vật liệu GX 15-32 Các kích thước hộp theo bang 10-9 trang 268 [2]: - Chiều dày thành thân: δ = 0.25A + = 0.25 252 + = 9.3 (mm) - Chiều dày thành nắp: δ1 = 0.02A + = 0.02 252 + = (mm) - Chiều dày mặt bích thân: b = 1.5δ = 1.5  9.3 = 14 (mm) - Chiều dày mặt bích nắp: b1 = 1.5δ1 = 1.5  = 12 (mm) - Chiều dày đế hộp khơng có phần lồi: p = 2.35δ = 2.35  9.3 = 22 (mm) - Chiều dày gân thân hộp: m = (0.85 ÷ 1)δ1 = (mm) - Đường kính bulơng nền: C C R L T DU dn = 0.036A + 12 = 0.036  252 + 12 = 21.072 (mm), lấy dn = 22 mm - Đường kính bulơng khác: + Ở cạnh ổ: d1 = 0.7dn = 0.7  22 = 16 (mm) + Ghép mặt bích nắp thân: d2 = (0.5 ÷ 0.6)  dn = 11 ÷ 13.2 (mm), lấy d2 = 12 mm + Ghép nắp ổ: d3 = (0.4 ÷ 0.5)  dn = 8.8 ÷ 11 (mm), lấy d3 = 10 mm + Ghép nắp cửa thăm: d4 = (0.3 ÷ 0.4)  dn = 6.6 ÷ 8.8 (mm), lấy d4 = mm - Kích thước chỗ lắp ghép bulơng: C1 = 24 mm, C2 = 22 mm - Chiều rộng mặt bích: K = C1 + C2 = 24 + 22 = 46 mm - Chiều rộng mặt bích chỗ lắp ổ: l1 = K + = 46 + = 48 mm Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 54 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn CHƯƠNG V: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 5.1 Lắp đặt máy: Lắp đặt máy khâu quan trọng đảm bảo tính làm việc máy tuổi thọ máy Để làm việc ổn định tránh rung động trình làm việc, hệ thống dẫn động thùng trộn bắt chặt móng bê tang Việc lắp đặt cân chỉnh máy tiến hành theo bước sau: - Lắp thùng trộn móng máy, cân chỉnh mặt đáy thùng trộn nằm ngang - Lắp phận trục đứng máy trộn, yêu cầu trục đứng phải thẳng góc với đáy thùng trộn - Lắp phận trục đứng lăn lên trục đứng - Lắp cụm trục khuỷu lăn, dùng cẩu đưa vào thùng trộn lắp với xà đỡ, điều chỉnh khe hở lăn đáy thùng trộn khoảng 25mm - Lắp cánh gạt, ý đảm bảo khe hở mặt cánh gạt với đáy thùng trộn không 5mm C C R L T - Lắp cụm trục bánh nón, điều chỉnh ăn khớp hai bánh DU - Lắp hộp giảm tốc động Yêu cầu đảm bảo đồng trục cần thiết trục động với trục vào hộp giảm tốc, trục hộp giảm tốc với trục bánh nón nhỏ - Trong q trình lắp đặt cần kiểm tra điều kiện đảm bảo an toàn lắp phận nón nhỏ -Trong q trình lắp đặt cần kiểm tra điều kiện đảm bảo an toàn lắp phận nặng phải dùng cẩu để vận chuyển 5.2 Vận hành chạy thử máy: Sau lắp đặt xong cần tiến hành chạy thử không tải từ 1-2 để kiểm tra ổn định phận quay, nhiệt đọ làm việc gối đỡ, độ rung động máy sau tiến hành trộn hỗn hợp với dung tích mẻ trộn theo yêu cầu Căn vào đảo trộn để hỗn hợp xới đảo dồn xuống lăn đặn, không tập trung ma sát thành trộn dồn vào tâm thùng Sau máy làm việc 4-6 ca, tiến hành kiểm tra phận lắp ghép, xiết chặt bulong đưa vào sử dụng 5.3 Bảo dưỡng máy: 5.3.1 Bôi trơn hộp giảm tốc truyền Bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc phương pháp ngâm dầu Dầu bôi trơn chọn dầu công nghiệp nhãn hiệu 50, khối lượng riêng 0,8860,926 g/cm3 nhiệt độ 200C Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 55 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn Bôi trơn ổ đỡ trục hộp giảm tốc sử dụng mỡ tốc độ vịng bánh 6m/s Lượng mỡ bôi trơn ổ không vượt q 1/2 thể tích rỗng phận ổ Lót kín phận ổ nhằm bảo vệ ổ, tránh bụi bặm, chất bẩn từ thâm nhập vào ổ chặn khơng cho dầu mỡ chảy ngồi vòng phớt Đối với truyền bánh hở, bôi trơn định kỳ mỡ 5.3.2 Bảo dưỡng máy: Trước ca làm việc kiểm tra mức dầu bôi trơn hộp giảm tốc Sauk hi ngừng trộn, cần xả hết hỗn hợp thùng trộn làm thùng trộn, đặc biệt trộn hỗn hợp dùng chất kết dính có khả ăn mịn cao hỗn hợp pha nước thủy tinh Định kỳ tháng lần kiểm tra bổ sung ổ lăn đỡ lăn, đỡ trục gối đỡ 5.3.3 Quy định an toàn sử dụng: Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng máy, công nhân vận hành phải chấp hành quy định sau: - Trong trình làm việc phải sử dụng quần áo, giày, gang tay bảo hộ C C R L T - Vận hành không tải 3-5 phút sau nạp nhiên liệu - Trong q trình máy trộn tuyệt đối không mở nắp thùng trộn - Kiểm tra không để lẫn vật cứng rơi vào thùng trộn nạp liệu DU - Trong trình vệ sinh thùng trộn, kiểm tra máy… Cần cắt cầu dao điện Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 56 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn KẾT LUẬN Trộn hỗn hợp khâu quan trọng q trình chế biến hỗn hợp làm khn làm lõi Cơ khí hóa khâu trộn khơng nâng cao chất lượng hỗn hợp mà cịn góp phần nâng cao suất cải thiện điều kiện lao động Xuất phát từ yêu cầu trên, đề tài tập trung nghiên cứu đặc trưng hỗn hợp, quy trình chế biến hỗn hợp, yêu cầu khâu trộn phương án thiết kế máy trộn Trên sở nghiên cứu lý thuyết đề tài tập trung giải vấn đề xây dựng sở tinh toán thiết kế ứng dụng thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khn với dung tích mẻ trộn 0.25 m3/mẻ Tồn nội dung gồm có phần: Phần I: Lý thuyết: gồm có nội dung - Giới thiệu chung nhu cầu sản xuất - Công nghệ thiết bị trộn hỗn hợp làm khuôn - Phương án thiết kế C C R L T Phần II: Thiết kế máy: gồm có nội dung: - Tính tốn thơng số kỹ thuật máy - Thiết kế truyền - Hướng dẫn lắp đặt, vận hành bảo dưỡng máy DU Với cố gắng than hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn thầy khoa, em hoàn thành đồ án thời hạn quy định Tuy nhiên thời gian có hạn, đề tài địi hỏi tham khảo nhiều tài liệu, chắn khơng tránh khỏi nhiều sai sót, rát mong góp ý thầy, bạn đồng nghiệp để đề tài ngày hoàn thiẹn Cuối em xin chân thành cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn thầy cô khoa bạn giúp em hoàn thành đồ án Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 57 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khuôn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Lê Văn Minh, Thiết bị đúc, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2006 [2] Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiét máy, NXB giáo dục [3] PGS.TS Ngô Văn Quyết, Đồ án môn học chi tiết máy, NXB Hải Phòng – 2007 [4] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 1, NXB giáo dục [5] Trần Hữu Quế - Đặng Văn Cừ - Nguyễn Văn Tuấn, Vẽ kỹ thuạt khí, NXB giáo dục [6] PGS.TS Ninh Đức Tốn – GVC Trần Thị Xuân Bảy, Dung sai lắp ghép kỹ thuật đo lường, NXB giáo dục [7] Th.s Hồng Minh Cơng, cơng nghệ chế tạo phơi, Khoa khí – ĐHBK – ĐN 1998 [8] P.H ACENOB Abarudavanhie licheinux xeckhop Lzdachelxtvo ‘Mashinoxtroenhie” Maxkova-1976 C C R L T DU Sinh viên: Nguyễn Trọng Tiến Hướng dẫn : ThS Hồng Minh Cơng 58 C C DU R L T ... Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy trộn hỗn hợp làm khn CHƯƠNG II:CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ TRỘN HỖN HỢP LÀM KHUÔN 2.1 Phân loại máy trộn Máy trộn hỗn hợp đa dạng kết cấu nguyên tắc làm việc, dựa vào... 1.2.Cơng nghệ chế biến hỗn hợp làm khuôn làm lõi: 1.2.1 .Hỗn hợp làm khuôn, làm lõi yêu cầu chung: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi dùng để chế tạo khuôn lõi đúc khuôn cát – đất sét Khuôn lõi chịu tác động... 1.1 .Hỗn hợp vấn đề trộn hỗn hợp công nghiệp 1.2.Công nghệ chế biến hỗn hợp làm khuôn làm lõi: 1.2.1 .Hỗn hợp làm khuôn, làm lõi yêu câu chung: 1.2.2 Vật liệu thành phần hỗn hợp làm