Tính toán, thiết kế cơ cấu cắt gọt của thiết bị rút lõi gỗ dừa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - PHẠM QUANG TUẤN TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU CẮT GỌT CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỒNG NAI, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - PHẠM QUANG TUẤN TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU CẮT GỌT CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ GỖ GIẤY MÃ SỐ: 60.52.24 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HOÀNG HỮU NGUYÊN ĐỒNG NAI, 2012 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Phạm Quang Tuấn ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Hồng Hữu Ngun tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn đến thầy, cô giáo, nhà khoa học thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp nhiệt tình giúp đỡ tơi phương pháp nghiên cứu, tài liệu chuyên môn liên quan đến luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo, tập thể giáo viên, công nhân viên Cơ sở Trường Đại học Lâm nghiệp hết lòng giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Qua đây, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè động viên tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành tốt q trình học tập hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành lời chúc sức khỏe Tác giả luận văn iii M Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Các ký hiệu dung đề tài Danh mục bảng biểu Danh mục hình Mở đầu Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu sơ nguyên lý khoan rút lõi 1.1.1 Nguyên lý khoan vật liệu gỗ 1.1.2 Nguyên lý khoan rút lõi 1.2 Đối tượng gia công 1.2.1 Thông tin chung dừa 1.2.2 Cấu tạo tính chất dừa 1.2.2.1 Cấu tạo thô đại 1.2.2.2 Cấu tạo hiển vi 1.2.3 Tính chất vật lý gỗ dừa 1.2.3.1 Khối lượng thể tích 1.2.3.2 Tính hút nước 1.2.3.3 Tính co rút iv 1.2.3.4 Tính dãn nở 1.2.3.5 So sánh tính chất vật lý thân dừa gỗ cao su, xà cừ 1.2.3.6 Độ ẩm nguyên liệu 1.2.4 Tính chất học 1.2.4.1 Giới hạn bền nén dọc thân dừa 1.2.4.2 Giới hạn bền nén ngang tiếp tuyến thân dừa 1.2.4.3 Giới hạn bền nén ngang xuyên tâm gỗ dừa 1.2.4.4 Giới hạn bền kéo dọc gỗ dừa 1.2.4.5 Giới hạn bền uốn tĩnh gỗ dừa 1.2.4.6 Modul đàn hồi uốn tĩnh gỗ dừa 1.2.4.7 So sánh vài t cao su , xà cừ 1.3 Bản chất trình khoan rút lõi dừa 1.4 Các sở lý thuyết tính bền áp dụng cho dao cắt kết cấu máy khoan rút lõi 1.5 Nguồn lực dẫn động dao máy khoan rút lõi, sở phương pháp chọn Chương 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2.1 sở lý thuyết 2.1.1 lựa chọn suất làm việc hệ thống 2.1.2 Lựa chọn phương thức làm việc hệ thống 2.1.3 Định hướng thiết kế 2.2 Nghiên cứu thông qua thực nghiệm cắt 2.3 Thiết kế tính tốn chi tiết máy khoan rút lõi dừa 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý chung từ ý tưởng thiết kế 2.3.2 Thiết kế tính tốn dao cắt v 2.3.3.1 Các phương án bố trí lựa chọn hình dạng dao rút lõi 2.3.3.2 Thiết kế lựa chọn kết cấu lỗ phun áp lực để phoi 2.3.3.3 Thiết kế lựa chọn bích dẫn khí nén xuống vùng gia công 2.3.3.4 Thiết kế lựa chọn ổ chứa dao 2.3.3.5 Thiết kế, lựa chọn pistong đẩy lõi khỏi thân dao, lấy lõi xong 2.3.3.6 Hồn thiện kết cấu mặt bích ổ dao 2.3.3.7 Thiết kế , lựa chọn góc độ dao cắt 2.3.3.8 Tính tốn lực cắt tác dụng lên lưỡi dao thân dao 2.3.3.9 Kiểm tra bền cho kết cấu dao cắt 2.3.3.10 Bản vẽ hoàn chỉnh kết cấu dao cắt 2.3.3.11 Mô lắp ráp kết cấu dao cắt trình rút lõi Chương 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 kết luận 3.2 Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Bản vẽ chế tạo chi tiết dao rút lõi Kiểm tra sức bền dao vi CÁC KÍ HIỆU DÙNG TRONG ĐỀ TÀI TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 vii 25 26 Số hiệu 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 104 105 106 107 108 109 PHỤ LỤC Kiểm tra sức bền dao Để đảm bảo dao làm việc lâu bền ổn định vật liệu phơi dừa có kích thước hình dáng biến thiên khoảng đó, ta tiến hành kiểm tra sức bền dao Với phơi liệu dừa có mặt cắt ngang khác nhau, yếu tố khách quan cắt phôi dừa đưa vào máy Với ngun tắc kiểm tra sức bền tính tốn thủ công tốn thời gian không mang lại hiệu kinh tế, ta dùng phần mềm chuyên dụng để thực công việc Ở tác giả sử dụng phần mềm Ansys để phân tích  Trường hợp 1: Mặt cắt phơi dừa vng góc với đường tâm dao - Các lực tác dụng: momen xoắn,phản lực nén thân dừa tác dụng lên dao - Mơ hình tác dụng lực mơ men: 110 111 - Kết quả: + Biến dạng dao: + Ứng suất dao: 112 - Giải thích kết quả: chịu tác dụng lực nén tâm momen xoắn nên dao bi biến dạng xoắn nén ( chuyển vị theo phương z) ,không xuất chuyển vị theo phương x,y  Trường hợp 2: Mặt cắt phơi dừa khơng vng góc với đường tâm dao, trường hợp phôi dừa đưa vào có mặt cắt bị nghiêng - Các lực tác dụng: momen xoắn lực nén lệch tâm mặt cắt phơi dừa nghiêng - Mơ hình tác dụng lực mô men: 113 114 - Kết quả: + Biến dạng dao: + Ứng suất dao: 115 - Giải thích kết quả: tiếp xúc với mặt cắt phôi dừa lực tác dụng lên mũi dao khơng ngồi biến dạng theo phương trục dao bị biến dạng theo phương ngang - Kết luận: Như hai trường hợp, với mặt cắt ngang phôi dừa phẳng nghiêng chuyển vị lớn dao 0.028mm ứng suất lớn 7.8Mpa, chuyển vị nhỏ so với sai số cho phép cắt xong sản phẩm đồng thời với ứng suất cho phép vật liệu làm thân dao 331Mpa hệ số độ bền an toàn 42 lần Trong số trường hợp độ ẩm phôi dừa khác nhau, gặp trường hợp phơi dừa cứng tính tốn, để khơng tính tổng quát ta kiểm tra với lực cắt mô men tăng lên gấp lần so với tính tốn ban đầu  Trường hợp mặt cắt ngang phôi dừa phẳng: + Chuyển vị sinh ra: 116 + Ứng suất sinh ra:  Trường hợp mặt cắt ngang dừa bị nghiêng: + Chuyển vị sinh ra: 117 + Ứng suất sinh ra: - Kết luận: Với lực mô men tăng lên gấp đôi, kết cấu dao đảm bảo độ cứng độ bền  Kiểm tra độ bền riêng cho dao, ổ chứa dao: 118 + Biến dạng: + Ứng suất: ... vỏ lõi dừa mang ý nghĩa quan trọng công nghệ tìm nguồn nguyên liệu thay gỗ sản xuất loại ván ép từ thân dừa tác giả định chọn đề tài “TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU CẮT GỌT CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA”... LÂM NGHIỆP - PHẠM QUANG TUẤN TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU CẮT GỌT CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ GỖ GIẤY MÃ SỐ: 60.52.24 LUẬN VĂN THẠC SĨ... hướng thiết kế 2.2 Nghiên cứu thông qua thực nghiệm cắt 2.3 Thiết kế tính tốn chi tiết máy khoan rút lõi dừa 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý chung từ ý tưởng thiết kế 2.3.2 Thiết kế tính tốn dao cắt v