Tính toán, thiết kế cơ cấu truyền động và kết cấu của thiết bị rút lõi gỗ dừa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - LÊ VĂN THANH TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - LÊ VĂN THANH TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG VÀ KẾT CẤU 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 Hà Nội, 2012 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Lê Văn Thanh ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hồn thành luận văn thạc sỹ, tơi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo: 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 Cơ sở Trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa khí, Trường cao đẳng cơng nghệ Thủ Đức hết lịng giúp đỡ tơi hoàn thành luận văn Qua đây, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình tơi Trong q trình tơi học tập hồn thành luận văn động viên tạo cho điều kiện tốt để tơi hồn thành tốt u cầu khoa học đề Xin gửi lời cảm ơn chân thành lời chúc sức khỏe Tác giả luận văn iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Các ký hiệu dung đề tài v Danh mục bảng biểu vi Danh mục hình vii Mở đầu Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.2.1 Nghiên cứu sơ sơ đồ nguyên lý máy khoan rút lõi mũi khoan rút lõi 1.2.2 Đối tượng gia công 1.2.3 Đối tượng nghiên cứu 1.2.3.1 Đối tượng nghiên cứu chủ yếu 1.2.3.2 Sự phát triển hệ thống khoan lõi 1.2.3.3 Một số kết cấu máy gia công nguyên liệu dừa 1.2.3.4 Bản chất trình cắt gọt rút lõi dừa 7 15 22 1.2.3.5 Các sở lý thuyết tính bền áp dụng cho dao cắt kết cấu thiết bị rút lõi gỗ dừa 34 1.2.3.6 Nguồn lực dẫn động dao máy tách lõi, sở phương pháp chọn 36 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2.2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 43 43 44 iv 2.4.1 Phương pháp tiếp cận hệ thống 2.4.2 Phương pháp giải tích tốn học 2.4.3 Phương pháp tối ưu hố 2.4.4 Phương pháp xác định thông số nghiên cứu máy 2.4.5 Phương pháp tiếp cận công nghệ 44 45 45 45 46 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 NGUYÊN LIỆU CÂY DỪA 3.1.1.Thông tin chung dừa 3.1.2 Cấu tạo tính chất dừa 3.1.2.1 Cấu tạo thô đại 3.1.2.2 Cấu tạo hiển vi 3.1.3 Tính chất vật lý gỗ dừa 3.1.3.1 Tính chất vật lý thân dừa 3.1.3.2 Khối lượng thể tích (TCVN 362 – 70 ) 3.1.3.3 Tính hút nước : (TCVN360 – 70) 3.1.3.4 Tính co rút : (TCVN361 – 70) 3.1.3.5 Tính dãn nở 3.1.3.6 So sánh tính chất vật lý thân dừa loại gỗ cao su , xà cừ 3.1.4 Độ ẩm nguyên liệu 3.1.5 Tính chất học 3.1.5.1.Giới hạn bền nén dọc thân dừa : (TCVN363 – 70) 3.1.5.2.Giới hạn bền nén ngang tiếp tuyến thân dừa 3.1.5.3 Giới hạn bền nén ngang xuyên tâm gỗ dừa 3.1.5.4.Giới hạn bền kéo dọc gỗ dừa : (TCVN364 – 70) 3.1.5.5 Giới hạn bền uốn tĩnh gỗ dừa : (TCVN365 – 70) 3.1.5.6 Modul đàn hồi uốn tĩnh gỗ dừa (Mpa) : (TCVN370 – 70) 47 47 47 47 49 51 51 52 52 53 54 55 56 56 57 58 59 59 60 62 3.1.5.7 So sánh vài tính chất học thân dừa với gỗ cao su , xà cừ theo TCVN 3.2 LỰA CHỌN NĂNG SUẤT LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 62 64 v 3.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 3.4 ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ 3.5 THIẾT KẾ TÍNH TỐN CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY CẮT RÚT LÕI 65 66 66 3.5.1 Tính tốn chọn cơng suất động quay dao phân phối tỉ số truyền theo nguyên lý ban đầu 3.5.2 Tính tốn truyền đai 3.5.3 Tính tốn truyền bánh nón 66 67 74 3.5.4 Thiết kế tính tốn bền cho trục chứa bánh đai lớn bánh nón nhỏ ( Trục 1) 3.5.5 Thiết kế tính tốn bền cho trục chứa bánh côn lớn (trục 2) 3.5.6 Lắp ráp kết cấu truyền động dao cắt 3.5.7 Thiết kế kết cấu khung cho máy 3.5.8 Thiết kế,Tính tốn truyền trục vít me 3.5.9 Thiết kế, tính tốn phận kẹp phôi dừa 3.5.10 Bản vẽ kết cấu máy rút lõi xem phụ lục 3.5.11 Bản mô lắp ráp hoạt động máy rút lõi 77 82 86 89 96 100 103 103 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN 4.2 KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1: Bản vẽ kết cấu máy rút lõi PHỤ LỤC 2: Tính lực visme 104 104 106 114 145 vi CÁC KÍ HIỆU DÙNG TRONG ĐỀ TÀI TT Ký hiệu Ý nghĩa dm Đường kính trung bình visme (m) dmc Đường kính ngồi visme θ Góc xoắn ren F Lực quay visme (N) l n.p: Chiều dài đoạn ren (m) n Số đầu mối p Bước ren (m) rci Bán kính (m) rco Bán kính ngồi (m) 10 rm Bán kính trung bình 11 rmc ( rci + rco ) / Bán kính đai ốc (m) 12 TR Moment nâng vật (Nm) 13 TL Moment đặt tải trọng (Nm) 14 η Hệ số công suất visme 15 μc Hệ số ma sát visme đai ốc 16 μs Hệ số ma sát bề mặt ren 17 α tan-1 l/(π.dm ).Góc xoắn 18 W Lực dọc trục gây visme (m) (radians) (m) (radians) (N) vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng 3.1 Kết đếm bó mạch Tên bảng Trang 48 3.2 Sự giảm dần mật độ bó mạch từ vỏ vào tâm 48 3.3 Mật độ bó mạch thân dừa 25 - 30 tuổi 50 3.4 Đường kính bó mạch thân dừa 25 – 30 tuổi 51 3.5 Khối lượng thể tích khơ kiệt gỗ dừa, g/cm3 52 3.6 Tổng hợp độ hút nước gỗ dừa, % 52 3.7 Tổng hợp kết tỷ lệ co rút gỗ dừa % 53 3.8 Tổng hợp kết tỷ lệ dãn nở gỗ dừa % 54 3.9 Một vài tính chất vật lý thân dừa, gỗ cao su, gỗ xà cừ 55 3.10 Độ ẩm trung bình thân dừa 56 3.11 Giới hạn bền nén dọc thân dừa 57 3.12 Giới hạn bền nén ngang tiếp tuyến thân dừa 58 3.13 Giới hạn bền nén ngang xuyên tâm gỗ dừa 59 3.14 Giới hạn bền kéo dọc gỗ dừa 60 3.15 Giới hạn bền uốn tĩnh gỗ dừa 60 3.16 Modul đàn hồi uốn tĩnh gỗ dừa, Mpa 62 3.17 Một vài tính chất thân dừa , gỗ cao su xà cừ [5];[6] 62 3.18 So sánh tính chất gỗ dừa với TCVN (TCVN.1072-71) 63 3.19 Kết tính tốn truyền đai phần mềm inventor 12 72 3.20 Kết tính tốn truyền đai phần mềm inventor 12 73 3.21 Thơng số đầu vào bánh nón phần mềm inventor 12 75 3.22 Kết tính tốn kiểm nghiệm truyền bánh nón 76 inventor12 3.23 Bảng kết tải trọng tác dụng lên bánh 77 3.24 Biểu đồ ứng suất uốn 79 3.25 Biểu đồ ứng suất uốn tổng hợp 80 viii 3.26 Biều đồ ứng suất xoắn 80 3.27 Biểu đồ ứng suất xoắn 80 3.28 Tiết diện lý tưởng trục 80 3.29 Kết tính tốn kiểm nghiệm ổ lăn trục 81 3.30 Biểu đồ mô men uốn trục 83 3.31 Biểu đồ ứng suất kéo trục 84 3.32 Biểu đồ mô ứng suất xoắn trục 84 3.33 Đường kính lý tưởng trục 84 3.34 Tính tốn kiểm nghiệm ổ lăn cho trụ 85 3.35 Kết cấu thông số kỹ thuật sống lăn 95 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 Phụ lục 2: Tính lực visme OD = Ff = μs Fn OB = Fn cos θ n Hình vẽ bên minh họa tác động lực theo phương đứng ngang, mặt phẳng vng góc với đường trịn bán kính rm Áp dụng điều kiện cân bằng, hợp lực theo phương ngang theo phương đứng khơng Theo phương ngang ta có: Fn cos θncos α = W + Ff sin α 139 Với hệ số ma sát bề mặt vật liệu μs: Ff = μs.Fn , ta có: Fn = W/( cosθncos α - μs.sin α ) Hợp lực tác dụng quanh đường tâm ta moment TR , moment để nâng vật có khối lượng W T R = F.r m = r m.(F f cos α + F n cos θnsin α ) = r m.(μs.F n cos α + F n cos θnsin α ) = r m.(μ s.F n cos α + F n cos θnsin α ) + rmc.μc Phương pháp xác định hệ số ma sát cao su thân dừa mặt phẳng nghiêng: ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - LÊ VĂN THANH TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT... nghiệp từ nguyên liệu thân dừa sản phẩm làm phôi liệu cho ván nhân tạo Theo định hướng thực đề tài: “TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG VÀ KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA” 3 Chương TỔNG QUAN... cho tồn kết cấu máy rút lõi công suất, tốc độ động quay dao động chuyển động, độ bền kết cấu truyền động máy rút lõi Với việc tách lõi thân dừa cách bán tự động, kích thước độ đồng thân dừa một