Một phương án thiết kế, chế tạo mô hình thực nghiệm nhiệt ổ trục chính máy phay đứng quay cao tốc 319759

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Một phương án thiết kế, chế tạo mơ hình thực nghiệm nhiệt ổ trục máy phay đứng quay cao tốc LÊ TIẾN THÀNH Thanh.LTCB180007@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật khí Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Lê Giang Nam Chữ ký GVHD Viện: Cơ khí HÀ NỘI, 05/2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: LÊ TIẾN THÀNH Đề tài luận văn: Một phương án thiết kế, chế tạo mơ hình thực nghiệm nhiệt ổ trục máy phay đứng quay cao tốc Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Mã số SV: CB180007 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 29/06/2020 với nội dung sau: 1, Các bảng biểu, hình ảnh có chữ tiếng anh chuyển tiếng Việt, đồng thời bảng biểu dài rút gọn lại 2, Rà soát chỉnh sửa lại hết lỗi tả xuất luận văn 3, Bố cục lại mục 1.3 4, Thống lại cách dùng ngôn ngữ tên đối tượng nghiên cứu sử dụng luận văn “cụm trục máy phay đứng” 5, Chú thích đường biểu đồ mục 3.3 chương Ngày 28 tháng 07 năm 2020 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Một phương án thiết kế, chế tạo mơ hình thực nghiệm nhiệt ổ trục máy phay đứng quay cao tốc Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực đề tài này, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q thầy cơ, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý thầy cô Bộ môn Cơ điện tử, Bộ môn Máy Ma sát học – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Và đặc biệt hết quan tâm tận tình PGS.TS Lê Giang Nam ThS Nguyễn Vĩnh Hải, người trực tiếp hướng dẫn bảo cho em thời gian qua làm luận văn Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy có lẽ luận văn khó hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bên cạnh đó, khơng thể khơng nhắc đến trợ giúp người bạn, người đồng đội VIMESLAB đồng hành quãng thời gian nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn! TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Trong luận văn này, việc thiết kế hệ thống thực nghiệm bơi trơn ổ trục quay cao tốc viết thành chương bao gồm: Chương 1: Tổng quan chế độ làm việc bôi trơn ổ trục máy phay đứng Ttrong chương này, luận văn thể tình hình thực tiễn máy gia cơng phay CNC, trục với vấn đề gặp phải gia công bao gồm tăng nhiệt độ, biến dạng nhiệt ảnh hưởng tới trình gia công cắt gọt Để giảm thiểu ảnh hưởng việc kiểm sốt nhiệt độ tăng lên bơi trơn trục cần thiết, vấn đề đặt bôi trơn nào, kiểm sốt trục tích hợp máy cơng cụ mà việc thử nghiệm máy công cụ vô khó khăn từ đề ý tưởng thiết kế hệ thống thực nghiệm nhiệt ổ trục máy phay đứng để nghiên cứu cách độc lập Chương 2: Tính tốn thiết kế hệ thống thực nghiệm nhiệt ổ trục máy phay đứng Trong chương này, chủ yếu tập trung xây dựng phương pháp thiết kế tích hợp hệ thống thực nghiệm bơi trơn ổ trục quay cao tốc kết luận văn Chương gồm nội dung sau - Phân tích chế sinh nhiệt truyền nhiệt cụm trục Nhằm đưa nhìn tồn diện sinh nhiệt truyền nhiệt trục làm sở để bố trí thiết bị đo nhiệt thiết bị bôi trơn - Thiết kế hệ thống bôi trơn làm mát cho hệ thống thực nghiệm - Thiết kế hệ thống đo lường điều khiển - Thiết kế kết cấu khí hệ thống Chương 3: Chế tạo thử nghiệm - Kết thiết kế liệu thực nghiệm Một mơ hình thực nghiệm thiết kế lắp ráp hoàn thiện, thực lấy số liệu tốc độ 8400 vòng/phút Chương 4: Kết luận Học viên Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC TỔNG QUAN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ BÔI TRƠN Ổ TRỤC CHÍNH MÁY PHAY ĐỨNG Tính cấp thiết đề tài Tổng quan chế độ làm việc bôi trơn ổ trục máy phay đứng 1.2.1 Công dụng tầm quan trọng cụm trục 1.2.2 Kết cấu cụm trục máy phay CNC đứng 1.2.3 Chế độ làm việc cụm trục máy phay đứng CNC 1.2.4 Chế độ bơi trơn ổ trục máy phay đứng Tình hình nghiên cứu nước 1.3.1 Các mơ hình trục máy cơng cụ nghiên cứu 1.3.2 Phương pháp nghiên cứu nhiệt ổ trục máy phay đứng 11 Tổng kết chương 12 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM NHIỆT Ổ TRỤC CHÍNH MÁY PHAY ĐỨNG 13 Phân tích chế sinh nhiệt truyền nhiệt cụm trục 13 2.1.1 Tính tốn nhiệt sinh trục 13 2.1.2 Truyền nhiệt ổ bi cụm trục 17 2.1.3 Mô truyền nhiệt cụm trục bơi trơn khí dầu tốc độ 8400 vịng/ phút 18 Thiết kế hệ thống bôi trơn làm mát 21 2.2.1 Thiết kế kênh dẫn khí dầu 21 2.2.2 Quy trình lựa chọn thiết bị bôi trơn 23 2.2.3 Tính tốn, lựa chọn phần tử hệ thống bôi trơn 24 Thiết kế hệ thống đo lường điều khiển 35 2.3.1 Quy trình lựa chọn thiết bị đo lường điều khiển 35 2.3.2 Bố trí chọn cảm biến đo nhiệt độ 36 2.3.3 Ứng dụng arduino xử lý tín hiệu 40 2.3.4 Màn hình LCD 41 2.3.5 Sơ đồ điện tủ điều khiển 44 2.3.6 Giao diện thu thập liệu cảm biến Visual Studio 2010 44 Thiết kế kết cấu khí hệ thống 44 2.4.1 Khảo sát chế độ cắt 44 2.4.2 Tính chọn trục nguồn động lực 46 2.4.3 Sơ đồ động kết cấu khí 48 2.4.4 Quy trình lựa chọn phần tử kết cấu khí hệ thống 49 2.4.5 Tính chọn phần tử khí hệ thống 50 2.4.6 Bản vẽ lắp toàn hệ thống 55 Tổng kết chương 56 CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM 57 Lắp ráp hệ thống 57 3.1.1 Lắp ráp kết cấu khí .57 3.1.2 Lắp ráp hệ thống cấp khí dầu 58 3.1.3 Lắp ráp hệ thống điện điều khiển 58 Quy trình vận hành hệ thống bơi trơn cao tốc ổ trục máy phay đứng 59 Thực nghiệm 62 Tổng kết chương 62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 66 Hình 3.4 Tủ điện sau lắp ráp Quy trình vận hành hệ thống bơi trơn cao tốc ổ trục máy phay đứng Do hệ thống có trục hoạt động với tốc độ quay lớn hệ thống có sử dụng nguồn điện ba pha Nên trình vận hành phải tuân thủ theo nguyên tắc sau: - Kiểm tra ốc phần vỏ chắn hệ thống trước vận hành - Kiểm tra hệ thống dây điện trước vận hành - Trong trình vận hành khơng tiến q gần thị tay vào khu vực trục hoạt động - Yều cầu ăn mặc quần áo gọn gang sử dụng găng tay bảo vệ Bộ timer tủ điện có chức hẹn tắt bật bơm dầu Bơm dầu cài đặt 40(s) tắt bơm 90(s) theo chu kì Biến tần tủ điện dùng để cài đặt tần số cho động cấp nguồn cho động 59 Aptomat tổng tủ điện Aptomat cho biến tần Aptomat cho điều khiển bơm dầu Bộ timer Biến tần Vận hành biến tần: ấn nút “mode” đến thấy hình hiển thị tần số nhấp nháy ấn nút mũi tên lên (hoặc xuống) để chỉnh tần số đến tần số mong muốn, ấn nút “set” để cài đặt tần số giá trị tần số nhấp nháy hình Hình 3.5 Cấu tạo bên tủ điện Cơng thức tính tốc độ động cơ: n = 120𝑓 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡) PT 3.1 Hình 3.6 Bảng điều khiển biến tần 60 Hình 3.7 Quy trình vận hành hệ thơng bơi trơn cao tốc ổ trục máy phay đứng Hình 3.7 thể quy trình vận hành hệ thống thực nghiệm, quy trình chia thành bước sau: Bước 1: Bật máy nén khí, bước quan trọng cho hệ thống khơng có khí làm mát khơng thể thực q trình thí nghiệm Bước 2: Cấp nguồn cho tủ điện, bật aptomat tổng tủ điện, nhằm mở khóa cho điện đầu vào, bật aptomat cấp điện cho timer, động biến tần Bước 3: Thiết đặt timer Bước 4: Thiết đặt tần số cho biến tần Bước 5: Kết nối hệ thống đo nhiệt độ với máy tính khởi động phần mềm thu thập liệu máy tính kết nối Bước 6: Khởi động động nút bấm thân tủ điều khiển Bước 7: Ghi lại liệu cách bấm vào nút “record” giao diện phần mềm Bước 8: Ngồi chờ đợi quan sát đồ thị, đồng thời ý theo dõi mơ hình tới đồ thị chạy ngang chứng tỏ nhiệt độ không tăng lên Bước 9: Lưu lại kết tắt phần mềm sau tắt động công tắc thân tủ điện Bước 10: Ngắt tồn nguồn điện, khí sau thực hành làm thí nghiệm 61 Thực nghiệm Hệ thống thực nghiệm bơi trơn ổ trục máy phay đứng vận hành thử tốc độ 8400 vòng/phút Các thao tác thực theo bước trình bày trên, riêng có phần cài đặt tần số tính sau: n = 8400/120 = 70Hz => thiết đặt cho biến tần hoạt động 70Hz Hình 3.8 kết đo nhiệt độ trục 8400 vịng/phút đồ thị hóa, thể đặc tính nhiệt điểm ca ngồi ổ bi cụm trục Hình 3.8 Đồ thị thể nhiệt độ ca ổ bi 8400 vịng/phút Giải thích đồ thị: Các đường T1, T2, T3, T4 đường nhiệt độ vị trí ca ngồi ổ bi theo thứ tự 1, 2, 3, trình bày chương Từ kết ta thấy tốc độ quay 8400 vịng/phút đường đặc tính nhiệt ổ bi tương tự tương đồng với mô Các đường đặc tính nhiệt ca ngồi ổ bi tăng mãnh liệt khoảng thời gian từ 0-1000 giây đầu sau độ dốc đường đặc tính bắt đầu giảm dần, chứng tỏ độ tăng nhiệt độ bắt đầu giảm Từ sau 4000s, đường đặc tính giảm nhiều chứng tỏ độ tăng nhiệt độ giảm dần, cụm trục tiến vào trạng thái chuyển tiếp tăng mãnh liệt cân sau tiến vào trạng thái cân nhiệt nhiệt độ không tăng mạnh kết thúc q trình thí nghiệm Tổng kết chương Qua bước thiết kế trình bày từ chương tới chương 3, kết thu mơ hình thực nghiệm nhiệt ổ trục máy phay đứng quay cao tốc đáp ứng tốc độ 8400 vòng/phút điều khiển biến tần sử dụng ổ bi đỡ chặn 7010A, Hệ thống cung cấp chế độ bôi trơn dầu ngắt quãng với lượng dầu 120–180 mm3/giờ lượng khí 1000 - 1500 l/giờ Mơ hình có hệ thống đo lường dử dụng đầu đo nhiệt độ DS18B20, nhiệt độ thu thập xử lý tín hiệu qua vi mạnh Arduino sau hiển thị hình máy tính phần mềm viết VIMESLAB 62 KẾT LUẬN Kết luận Một mơ hình thực nghiệm nhiệt ổ trục máy phay đứng quay cao tốc nhằm phục vụ mục đích nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt sinh bên trục thiết kế, chế tạo lắp ráp hoàn thiện nhờ phương pháp thiết kế tích hợp đáp ứng yêu cầu đưa ban đầu Mơ hình thực nghiệm nhiệt ổ trục máy phay đứng quay cao tốc có thông số kỹ thuật sau: - Nguồn điện 220V pha - Công suất động 1,1 kW - Dải tốc độ hoạt động trục 0-32000 vịng/phút đạt tốc độ 8400 vòng/phút đề ban đầu - Lượng dầu cấp cho q trình bơi trơn: 120-180 mm3/s - Lượng khí nén làm mát: 25 lít/phút áp suất 5atm - Đầu dao BT30 Hướng phát triển đề tài - Điều khiển hệ thống thu thập liệu PLC - Thực thu thập nhiệt tốc độ cao - Đánh giá hiệu suất hệ thống việc thay đổi loại dầu áp suất đầu phun - Thực thu thập nhiệt độ ca ổ bi 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Địch, Công nghệ chế tạo máy, NXB KHKTHN, 2016 [2] J Bryan, "International Status of Thermal Error Research," CIRP Annals Manufacturing Technology, pp 645-656, 1990 [3] Harris, Rolling Bearing Analysis Harris, 1991 [4] Bossmanns, Bernd; Jay, F Tu;, "A thermal model for high speed motorized spindles," "International Journal of Machine Tools & Manufacture", pp 1345-1366, 1999 [5] J Holman, Heat Transfer, Mc Graw Hill, 2010 [6] Yanfang Dong, Zude Zhou and M Liu, "A general thermal model of machine tool spindle," Advances in Mechanical Engineering, vol 9, pp 1-10, 2017 [7] "Catalog hãng SKF; OLAx-1 Oil+Air Lubrication Unit" [8] Cheng-Hsien Wu and Yu-Tai Kung, "A parametric study on oil/air lubrication of a high speed spindle," Precision Engineering, pp 162-167,, 2005 [9] "Catalog hãng SKF; Gear pump units Product series MKx" [10] Phạm Đắp, Nguyễn Đức Lộc, Phạm Thế Trường and Nguyễn Tiến Lưỡng, Tính tốn thiết kế máy cắt kim loại, Hà Nội, 1971 Coromant,;," [Online] Available: [11] "Sanvik http://www.coroguide.com/CuttingDataModule/CDMMilling.asp [12] Alpha Series AC Spindle Motor, I GE Fanuc Automation North American, 1998 [Online] Available: [13] "Misumi," ec.com/tbtp/FA_WEB/pulley_us/index.php https://jp.misumi- [14] Xuejun Nie, "Spindle Thermal Analysis of CNC Milling Machine," Trans Tech Publications, pp 88-91, 2013 [15] Xu Min, Jiang Shuyun and Cai Ying, "An improved thermal model for machine tool bearings," International Journal of Machine Tools & Manufacture 47, pp 53-62, 2006 [16] M N K Tedric A Harris, Rolling Bearing Analysis, New York: John Wiley & Sons, 1991 [17] W Design Office, "Intelligent Transportation Systems - Design Manual," 2014 64 [18] "Sơ Đồ Động - Kí Hiệu Quy ước theo TCVN 15," 2008 [19] T Trịnh Chất and Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, 2006 65 PHỤ LỤC Sơ đồ tích hợp hệ thống bơi trơn khí dầu ổ trục máy phay đứng Sơ đồ động hệ thống Sơ đồ thủy lực – khí nén hệ thống Sơ đồ điện Sơ đồ lắp đặt tủ điều khiển Bản vẽ quy trình lắp ráp hệ thống Bản vẽ lắp hệ thống 66 Chức năng: - tạo chuyển động quay cho trục căng đai Chức năng: - Đo kiểm sốt lực gia tải cho hệ thống Thơng số kỹ thuật: - Ổ bi đỡ chặn dãy - Đường kính mm - Đường kính ngồi mm Thơng số kỹ thuật: - Dải lực đo từ 0-500N - Có lễ ren để lắp ghép lên hệ thống cách dễ dàng Chức - Tách lọc nước tạp chất khỏi khí nén, giúp cho khí nén không lẫn nước trước vào van hòa trộn Chức - Điểu chỉnh áp suất để lấy giá trị mong muốn - Giữ áp suất điều chỉnh không đổi Chức - Cung cấp khí nén cho hệ thống - Duy trì áp suất khí nén Chức - Điều khiển vô cấp tốc độ động dựa thay đổi tần số Chức - Truyền dẫn, đóng ngắt kịp thời đến phụ tải - Bảo vệ trường hợp tải, ngắn mạch Chức - Biến đổi điện thành - Cung cấp tốc độ hoạt dộng cho trục Chức - Điều khiển chu kỳ tắt, mở bơm dầu Chức - Truyền dẫn, đống ngắt kịp thời đến phụ tải - Bảo vệ trường hợp tải, ngắn mạch Chức - Biến đổi điện thành - Cung cấp dầu với áp suất cần thiết Yêu cầu kỹ thuật - Tách phần chất bẩn nước khỏi dịng khí nén - Tổn hao áp suất lọc bé Yêu cầu kỹ thuật - Áp suất chịu lớn 6bar Yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo đủ yêu cầu áo suất lưu lượng dùng hệ thống Yêu cầu kỹ thuật -Biến tần pha – 220V pha - Công suất 11kW - Tốc độ điểu khiển vô cấp Yêu cầu kỹ thuật - Sử dụng atomat pha dòng 30A - Sử dụng dây nguồn , dây nhánh phù hợp Yêu cầu kỹ thuật - Động pha không đồng 220V - Công suất tối đa 3.7 kW Yêu cầu kỹ thuật - Nguồn kích 12V, rơle điều khiển điện áp 220V/10A Yêu cầu kỹ thuật - Sử dụng atomat pha dòng 2A - Sử dụng dây nguồn , dây nhánh phù hợp Yêu cầu kỹ thuật -Nguồn tiêu thụ 220VAC/50Hz - Công suất bơm 60W Đồng hồ đo áp suất Van an toàn Bộ lọc dầu Van điều áp Biến tần điều khiển động Máy nén khí Thiết đóng đóngbịngắt ngắt dây vàdẫn dây dẫn điện Động điện Bộ điều khiển chu kỳ bơm Thiết bị đóng ngắt dây dẫn điện Bơm dầu Nguồn sơ cấp thứ cấp Nhiệm vụ Họ tên Học viên Lê Tiến Thành Chữ ký Mạch xử lý hiển thị lên LCD Ngày Cảm biến dây tín hiệu Tủ điện thiết bị phụ trợ Yêu cầu kỹ thuật - Chọn tủ đảm bảo đủ không gian cho tất thiết bị bên - Đèn báo nguồn, nút dừng khẩn cấp quạt tản nhiệt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo yêu cầu động trục - Đảm bảo yêu cầu đo nhiệt độ, lực gia tải tốc độ động - Đảm bảo vị trí đặt tủ điều khiển hợp lý - sử dụng tiêu chuẩn kết nối nguồn điện tín hiệu Yêu cầu kỹ thuật -Bố trí thiết bị , socket hợp lý, đảm bảo thông gió dây dễ dàng - Lắp đặt, sửa chữa, thay bảo dưỡng thuận tiện Module cảm biến Yêu cầu kỹ thuật Chức - Đáp ứng thông số kỹ thuật - Đo đạc nhiệt độ ổ bi yêu cầu hệ thống lực gia tải đầu trục - Phù hợp với bo mạch Arduino sử dụng Module điều khiển Bơm dầu Chức - Tủ có chức lắp đặt, che bụi, đảm bảo an toàn vận hành - Đền báo nguồn báo hiệu nguồn điện - Nút dừng khẩn cấp xảy cố - Quạt tản nhiệt đảm bảo nhiệt độ không cao Thiết bị Yêu cầu kỹ thuật -Sử dụng nguồn thứ cấp 9VDC/2A, 12VDC/2A để nuôi board Arduino, cảm biến công tắc điện - Sử dụng cảm biến nhiệt, cảm biến lực - Sử dụng Board Arduino hiển thị lên hình LCD Đầu phun Yêu cầu kỹ thuật - Sử dụng điện áp pha 220V/50Hz nguồn thứ cấp - Dịng điện tối đa 1A, cơng suất tối đa - Sử dụng thiết bị đóng ngắt, chống tải ngắn mạch Hệ thống khí nén Yêu cầu kỹ thuật - Sử dụng điện áp pha 220V - Dịng điện tối đa 25A, cơng suất tối đa 3.7 kW - Sử dụng thiết bị đóng ngắt, chống tải ngắn mạch Chức năng: - Phun hỗn hợp khí dầu để điểm cần bơi trơn - Giúp xé nhỏ dòng dầu trước khỏi đầu phun - Lắp đặt vịi phun đến điểm bơi trơn dễ dàng u cầu kỹ thuật - Kích thước vịi phun phải hợp lí việc lắp rắp với trục - Hướng vòi phun vào ổ bi phải bố trí hợp lí, hướng phun vào ổ Bộ lọc khí Chức năng: - Cung cấp dịng khí nén cho van hịa trộn - Làm mát cho trục u cầu kỹ thuật - Đảm bảo thông số yêu cầu kĩ thuật cho dịng khí áp suất (4-6 bar), lưu lượng (1000-1500 l/giờ) - u cầu dịng khí cấp cách liên tục - u cầu dịng khí phải sách, khơng chứa nước Chức năng: - Hịa trộn hai dịng khí dầu để tạo hỗn hợp khí dầu - Phân chia dịng hỗn hợp cho đầu phun để phun vào điểm cần bôi trơn Yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo đủ áp suất lưu lượng dịng khí dịng dầuu tước vào van hịa trộn - u cầu dịng khí dầu cấp cho van hịa trộn phải sạch, khơng lẫn cặn bẩn, nước Chức năng: - Cung cấp dịng dầu cho van hịa trộn - Bơi trơn cho ổ bi trục Yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo yêu cầu kĩ thuật cho dòng dầu áp suất (20-30 bar), lưu lượng (180mm3/giờ) - Yêu cầu dòng dầu cấp cách gián đoạn đảm bảo đủ thời gian cấp dầu - Yêu cầu dòng dầu phải sách, khơng chứa cặn bẩn Van hịa trộn Chức - Đo đạc hiển thị nhiệt độ ổ bi, lực gia tải lên LCD Chức - Làm dầu trước đưa vào bể - Đảm bảo dầu bể khơng có cặn trước bơm vào van hòa trộn Yêu cầu kỹ thuật - Lọc chất bẩn có kích thước đến 0,01 mm - Thường xuyên làm lọc Bể dầu Hệ thống thủy lực Module điều khiển động Yêu cầu kỹ thuật - Sử dụng Arduino để đo đạc LCD để hiển thị - Sử dụng nguồn thứ cấp 9VDC Chức - Bảo vệ hệ thống đường ống vá thiết bị khác phía sau khỏi tăng áp vượt giá trị cho phép - Phòng tránh tượng áp gây nổ, hư hại hệ thống Yêu cầu kỹ thuật - Yêu cầu van phải hoạt động - Áp suất đặt van an toàn phải lớn áp suất làm việc - Có thể điều chỉnh áp suất cần Bơm dầu Yêu cầu tích hợp trục HT CUNG CẤP & BƠI TRƠN KHÍ DẦU HT ĐIỀU KHIỂN & CẢM BIẾN - Chức năng: + Bôi trơn ổ bi làm mát trục - Thơng số u cầu kĩ thuật + Đối với dòng dầu: áp suất từ 20 – 30 bar, lưu lượng 180 mm3/giờ + Đối với dịng khí: áp suất từ – bar, lưu lượng từ 1000 – 1500 l/giờ + u cầu dịng khí cấp vào phải làm làm Chức - Cung cấp điện hoạt động cho hệ thống đo lường, điều khiên bơm quạt tản nhiệt Chức - Hiển thị áp suất hệ thống Yêu cầu kỹ thuật - Dải áp suất đo phải phù hợp với áp suất bơm Bạc ổ bi Yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo độ vng góc với tấm- Cân tĩnh cân động - trục quay êm - Bôi trơn đầy đủ đế Yêu cầu kỹ thuật - Truyền lực siết chặt giảm độ dơ lắp cụm trục - Chặn ổ bi di chuyển dọc trục - có khe để lắp đặt đầu phun dầu TRỤC CHÍNH - Kiểm nghiệm ảnh hưởng nhiệt độ tới TC - Kiểm nghiệm ảnh hưởng ngoại lực nội lực TC - Bố trí lắp đặt ổ bi để khử hết khe hở - Bố trí đầu phun để làm mát trục hiệu - Bố trí đầu đo nhiệt để lấy nhiệt dễ dàng phù hợp Yêu cầu kỹ thuật -Biến đổi nguồn sơ cấp 220VAC thành nguồn thứ cấp (9, 12VDC) Chức - Là nơi chứa dầu bôi trơn cho hệ thống - Dữ trữ dầu cho bơm dầu - Bảo quản cho dầu khơng bị dính bụi bẩn, nước Thiết bị đo lực Yêu cầu tích hợp kết cấu gia tải Yêu cầu kỹ thuật - Chứa đủ lượng dầu bôi trơn cần thiết hệ thống + Bể dầu phải sạch, khơng bị rị rỉ Ổ bi Bạc ổ bi Chức - Bơm dầu từ bể lên cấu chấp hành - Tạo áp suất cho dòng dầu hệ thống Cơ cấu khóa vị trí u cầu kỹ thuật - Truyền lực siết chặt giảm độ dơ lắp cụm trục - Có lỗ để lắp đặt đầu phun khí dầu Ổ bi Vỏ trục Yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo đủ yêu cầu áo suất lưu lượng dùng hệ thống Bộ truyền vitme-đai ốc thường Yêu cầu kỹ thuật - Có lỗ để lắp đặt đầu nối ống khí làm mát - Có lỗ để lắp đặt cảm biến nhiệt - Có lỗ để lắp đặt đầu phun khí dầu Yêu cầu tích hợp kết cấu khí Yêu cầu kỹ thuật - khử hết khe hở - Đáp ứng điều kiện bôi trơn loại ổ hãng cung cấp KẾT CẤU CƠ KHÍ Chức năng: - Gá đặt trục chính, động servo, linh kiện điện, điều khiển - Kiểm soát cấu gia tải - Kiểm soát lực gia tải Thơng số kỹ thuật: - Kích thước: 900x450x600 mm -Hệ thống lắp ráp mối ghép bu lông - Đảm bảo hệ thống cứng vững kết cấu gia tải - Đảm bảo độ vng góc đường tâm vitme với đường tâm trục - Kết cấu ghép nối bu lông, địn vị chốt Chức năng: - Cố định vị trí kết cấu gia tải - Đảm bảo độ cứng vững kết cấu gia tải Thông số kỹ thuật: - Vật liệu: Thép CT3 - Cố đinh bu lông - đai ốc Trục căng đai Chức năng: - Dẫn hướng cho kết cấu gia tải - Biến chuyển động quay thành tinh tiến - Tạo lực hãm cho cấu gia tải - Kết nối với cấu tay quay tạo chuyển động quay - Đảm bảo hệ thống cứng vững trục gia cơng cao tốc - Đảm bảo độ vng góc đường tâm trục so với đế đạt 0,05/100mm - Đảm bào độ vng góc kết cấu gia tải so với trục Kết cấu gia tải Thơng số kỹ thuật: - Vít me: + Đường kính Ø16 + Bước vít: t = 4mm + Góc nâng bước ren: 60 + Hành trình làm việc: 350mm - Đai ốc : + Vật liệu: Đồng Chức năng: - Tạo lực căng từ pulley đai tới trục Bộ truyền đai Yêu cầu tích hợp kết cấu khung máy Thông số kỹ thuật: - Thép C45 nhiệt luyện đạt 40-50HRC - Ngõng trục ghép nối ổ bi đạt cấp xác cấp Chúc năng: - Gá đặt cảm biến lực loacell, trục, truyền - Kiểm soát lực gia tải trục Thơng số kỹ thuật: - Lắp ghép bu lông - Định vị chốt Chức năng: - Gá đặt trục chính, động cơ, encoder, trục truyền Thông số kỹ thuật: - Lắp ghép thép độ dày theo TCVN - Các định vị chốt, lắp ghép bu lông Kết cấu khung máy - Đảm bảo hệ thống cứng vững trục gia cơng cao tốc - Đảm bảo độ song song trục trung gian với đường tâm trục - Đảm bào độ đồng trục ngõng trục đạt 0,02/100mm - Kết cấu lắp ghép mối ghép bu lông, định vị chốt Chức năng: - Phân phối tỷ số truyền từ động qua trục trung gian tới trục - Truyền momen xoắn từ động qua trục trung gian tới trục Trục trung gian Thơng số kỹ thuật: - Pulley: + Vật liệu: Nhơm + Đường kính tương ứng: Ø64, Ø80, Ø200 - Dây đai răng: + Loại H: 12,7mm - Bề rộng đai 25mm Chức năng: - Phân phối tỷ số truyền từ động tới trục - Kết nối với encoder Thành bên Thông số kỹ thuật: - Thép C45 nhiệt luyện đạt 40-50HRC - Ngõng trục ghép nối với ổ bi đạt cấp xác cấp - Đầu trục phay vng góc để thuận tiện ghép nối encoder Chức năng: - Gá đặt trục - Đảm bảo độ vuống góc trục với đế - đảm bảo độ cứng vững cho hệ thống trục quay với tốc độ cao Tấm gá ổ bi Thông số kỹ thuật: - Thép CT3 - Độ xác mặt lắp ghép với đáy trục đạt cấp - Độ dày 30mm để đảm bảo độ cứng vững - Độ vuống góc mặt ghép trục đáy dạt 0,05 Chức năng: - Gá ổ bi - Tạo cho khung máy dạng hộp - Tạo song song đồng trục cho ổ Chức năng: - Gá thành bên - Lắp đặt cụm gia tải - Là phần đỡ cho hệ thống Tấm đế Thông số kỹ thuật: - Thép CT3 - Độ xác mặt lắp ghép với thành bên đạt cấp - Làm bavia - Làm cùn cạnh sắc - Độ dày đủ lớn để lắp ổ bi Vng góc với thành bên Thông số kỹ thuật: - Thép CT3 - Độ xác mặt lắp ghép với thành bên đạt cấp - Độ dày 20mm để đảm bảo độ cứng vững, bề mặt đủ rộng để giúp hệ thống cứng vững sàn - Làm bavia - Làm cùn cạnh sắc MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM BƠI TRƠN CAO TỐC SƠ ĐỒ TÍCH HỢP HỆ THỐNG BƠI TRƠN KHÍ DẦU Ổ TRỤC CHÍNH MÁY PHAY ĐỨNG - Hệ thống mang trục máy phay kiểu đứng - Tốc độ điều chỉnh vô cấp, dải tốc độ: 3750-20000 vòng/ phút - Lực gia tải: 0-100N - Điện áp hoạt động pha 220VAC – 50Hz - Giám sát lực gia tải - Hiển thị nhiệt độ tức thời ổ bi tốc độ quay thời trục - Lượng dầu bơi trơn tối thiểu 10mm3/chu kỳ bơi trơn - Lượng khí làm mát tối thiểu 1000-1500 lít/h Chức năng: - Điều khiển động trục - Điều khiển chu trình bơm - Đo & hiển thị nhiệt độ ổ bi - Đo & giám sát lực gia tải Thông số yêu cầu kỹ thuật: - Đảm bảo tốc độ yêu trục - Yêu cầu lực gia tải - Yêu cầu đo nhiệt ổ bi - Sử dụng nguồn pha 220V nguồn pha 220V/50Hz - Sử dụng biến tần pha điều khiển động đạt tốc độ yêu cầu - Sử dụng biến đổi nguồn sơ cấp thành thứ cấp (220VAC thành 9VDC, 12VDC) - Bố trí cảm biết nhiệt độ, cảm biến lực đảm bảo vị trí trả tín hiệu vầ tủ điều khiển - Tích hợp vào chung tủ điều khiển Module tủ điều khiển Yêu cầu tích hợp hệ thống LUẬN VĂN THẠC SĨ MỘT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH NHIỆT Ổ TRỤC CHÍNH MÁY PHAY ĐỨNG Số lượng: 01 TỔNG QUAN BÔI TRƠN VÀ LÀM MÁT Tờ số: 01 CỤM TRỤC CHÍNH MÁY PHAY CNC Tỷ lệ: Số tờ: 07 Học viên Học viên 66 65 14 67 15 16 17 18 19 43 42 41 44 46 45 47 40 48 13 39 49 20 12 64 38 68 50 11 37 21 51 69 63 36 10 22 52 35 62 23 70 34 53 24 33 61 31 32 56 30 54 55 71 25 60 59 58 57 72 26 40 Gia tải Ổ bi đỡ chặn 38 Gia tải Tấm gá trượt Nắp ổ bi CT3 Gia tải Tấm đệm CT3 Gia tải Mặt bích sau CT3 CT3 39 27 37 36 35 Điều khiển Dây nối encoder 76 Điều khiển Cảm biến nhiệt Inox 201 Nhựa Nhựa 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 78 74 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 77 76 75 33 78 77 73 34 28 29 45 44 43 42 41 Điều khiển Điều khiển Điều khiển Điều khiển Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Bôi trơn Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải Gia tải STT Cụm chi tiết Encoder Dây nối cảm biến Máng dây điện Tủ điều khiển Tấm gá ống Van hòa trộn Đầu nối thủy lực M6 Đầu phun Ø6 Đầu nối khí nén M8 Tấm gá Ống đồng Ø6 Máy nén khí 0,5 HP Đường ống khí nén Ø6 Nắp van điều áp Đầu nối khí nén M14 Đồng hồ hiển thị áp suất Van điều áp lọc nước Bu lơng lục giác chìm M6x30 Đầu nối khí nén chữ L M14 Bể dầu Vít me thường T16 Gối đỡ nút đồng Nút đồng Tay quay Ổ bi đỡ Bu lơng lục giác chìm M5x20 Đệm vênh Con trượt vuông Tấm gá loadcell Mắt trâu M8 Loadcell Bu lơng lục giác chìm M6x20 Bu lơng lục giác chìm M8x20 Pulley 20 Trục căng đai Nắp ổ bi Tên gọi 1 Thép C45 Đồng Nhựa 10 1 Inox 304 CT3 Đồng 1 CT3 CT3 Inox 304 Thép C45 CT3 CT3 Inox 304 Nhôm 20 1 SL 29 169-000-101 Puma PX0260 231-900-028.U1 PC04-M14 MKU2-12BC11000+428 T screw Gia tải Ổ bi đỡ chặn Gia tải Đai ốc M10 Gia tải TRH15VL Gia tải Ray trượt vng Khung máy Bu lơng móc cẩu M12x25 Trục nối Cụm trục Mặt bích trước Gia tải Khung máy Pulley 14 Khung máy CT3 CT3 Thép C45 Thép C45 Thép C45 Nhôm CT3 24 Khung máy Bu lơng lục giác chìm M12x40 Inox 304 22 Khung máy Tấm ngăn CT3 Tấm bên phải 25 23 21 20 19 18 Khung máy Tấm chặn trục Khung máy Tấm ngăn Khung máy Khung máy 17 Khung máy 15 Khung máy 16 14 13 12 11 10 Pulley 20 Động servo Dây đai 46 Khung máy Dây đai 69 Pulley 50 Khung máy Tấm gá trục trung gian Khung máy Ổ bi đỡ Khung máy Tấm gá trục trung gian Khung máy Nắp ổ bi Khung máy Trục trung gian Khung máy Ổ bi đỡ chặn Khung máy Pulley 20 Tấm gá encoder Khung máy CT3 CT3 Cao su Nhôm CT3 1 1 1 CT3 CT3 CT3 CT3 Nhôm 20 Inox 304 Khung máy Chốt định vị Ø6x40 20 SUJ2 Khung máy Bu lơng lục giác chìm M12x30 18 Tấm bên trái Khung máy Bu lơng lục giác chìm M10x30 Khung máy Tấm đế STT Cụm chi tiết Tên gọi LUẬN VĂN THẠC SĨ MTPLA50H100-F-25 6205BEP 7205BEP MTPLA20H100-F-24 CT3 20 Inox 304 CT3 SL MTPLA20H100-F-28 Cao su Bu lông lục giác chìm M8x30 Khung máy MTPLA14H100-F-10 CT3 Nhơm TRH15FL SUJ1 1 7200 Thép C45 Chốt định vị Ø13x40 Khung máy 6200 Bu lông lục giác M10x100 Gia tải Inox 304 Inox 304 Vật liệu Ghi MỘT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM NHIỆT Ổ TRỤC CHÍNH MÁY PHAY ĐỨNG QUAY CAO TỐC Thép C45 CT3 Vật liệu Tấm gá ổ bi Khung máy 26 CT3 30 27 PC04-M14 31 28 MV204-100-AAAA0000 Thép C45 DS18B20 Tôn E6H-CWZ6C 32 Gia tải 7204BEP Ghi Học viên Hướng dẫn Họ tên Lê Tiến Thành PGS.TS Lê Giang Nam Chữ ký Ngày QUY TRÌNH LẮP RÁP TỒN HỆ THỐNG Số lượng: 01 Tỷ lệ: 1:4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MƠN MÁY VÀ MA SÁT HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ MỘT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM NHIỆT Ổ TRỤC CHÍNH MÁY PHAY ĐỨNG QUAY CAO TỐC Học viên Hướng dẫn Số lượng: 01 Lê Ti ến Thành PGS.TS Lê Giang Nam Tờ số: 07 Tỷ lệ: 1:4 Số tờ: 07 ... cho ổ bi Để kiểm chứng điều này, tác giả đề xuất thiết kế mơ hình thực nghiệm nhiệt cho ổ trục máy phay đứng quay cao tốc dựa thành nghiên cứu nhiệt ổ trục máy mài, máy phay ngang máy phay đứng. .. TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM NHIỆT Ổ TRỤC CHÍNH MÁY PHAY ĐỨNG Hệ thống bơi trơn cao tốc ổ trục máy phay đứng quay cao tốc nghiên cứu q trình nhiệt lan truyền tồn trục hoạt động tốc độ cao. .. TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM NHIỆT Ổ TRỤC CHÍNH MÁY PHAY ĐỨNG 13 Phân tích chế sinh nhiệt truyền nhiệt cụm trục 13 2.1.1 Tính tốn nhiệt sinh trục 13 2.1.2 Truyền nhiệt ổ bi