Tính toán hệ thống rửa phôi.
Hình 4.10: Hệ thống rửa phôi của máy cuốn ống gen.
Ta có bề rộng của phôi là B = 36mm, chiều rộng của con lan B1 cần phải lớn hơn chiều rộng của phôi. Chọn B1 = 60mm. Chọn đường kính quả lô của hệ thống là D = 30 (mm)
Bỏ qua sự trượt nên vận tốc di chuyển phôi đều bằng nhau từ đó có Vđph = . ta tính được tốc độ quay của trục của hệ thống rửa phôi
= đ = . ,
, . , = 200 (vòng /phút)
= = . , = 20,93 ( 1/s)
Ngoại lực tác dụng lên trục chỉ có mô men xoắn và trọng lượng con lăn Mô men cần thiết để quay trục bằng mô men ma sát giữa phôi và con lăn ( coi trong lượng con lăn là P = 2 kG)
Mms = Pf.D/2 Trong đó:
f = 0,17 hệ số ma sát thép - thép trong môi trường dung dịch trơn nguội M = 20. 0,17. 30/2 = 51 (Nmm) B 1 10 A A A A 45°
Công suất cần thiết để quay con lăn là N = 0,051. 20,93 = 1,07 (W) Công suất cho cả hệ thống rửa phôi là: N4 = 4. 1,07 = 4,28 (W)
Tính trục con lăn
Ta đi tính toán trục cho con lăn ở dưới vì nó chịu lực lớn nhất
Hình 4.11: Sơ đồ lực tác dụng lên con lăn 2
Con lăn 2 chịu áp lực F1 do lực kéo F gây ra và mô men xoắn Mms
F1 = Fcos450
F = (N + N3 ) /v = (1,07 + 4,27)/ 0,314 = 17 (N) F1 = Fcos450 = 12 (N)
Hình 4.12: Sơ đồ lực tác dụng lên trục con lăn
Từ sơ đồ trên ta thấy mô men uốn trên trục là Mu = (F1 / 2)40 = 6.40 = 240 (Nmm)
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 với các thông số sau: Giới hạn bền: = 850 (N/mm2)
Giới hạn mỏi: = 250 (N/mm2 Giới hạn chảy: = 580 (N/mm2)
Theo công thức (3.1.3) tài liệu [6], định đường kính sơ bộ của trục theo công thức sau:
d ≥ .
. ( )[ ]
45°
Trong đó: Mu – mô men uốn.; Mu = 0 (Nmm)
- đường kính trong của trục rỗng, = 0 vì trục không khoét lỗ.
[ ]ứng suất cho phép. [ ] = 63N/mm2, với vật liệu của trục là thép 45 tôi cải thiện.
T = 51 (Nmm)
Từ đó có d ≥ √ . .
. . = 3,4 (mm)
Ta chọn trục có đường kính d = 10 mm +) Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn:
Hệ số an toàn được tính theo tài liệu [4] n = ≥ [n]
hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp
=
. + ᴪ .
Trong đó: và giới hạn mỏi xoắn và uốn với chu kì đối xứng Lấy gần đúng: = 250 (N/mm2)
≈ (0.2 : 0.3) = 153(N/mm2) +) Do trục quay một chiều nên:
Ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng. khi đó:
= = − =
= 0
Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì đối xứng
= = =
Với W và W0 là momen cản uốn và cản xoắn của tiết diện trục. Momen càn uốn cho trục trơn được tính théo công thức:
W =
=
, = 2,44 (N/mm2)
Theo tài liệu [6] ta có tỉ số / cho phép có đường kính trục 10mm, giới hạn bền 600MPa bằng 2.75 β –hệ số chất lượng bề mặt, β = 0.78 = . = 250. 0.78 2.75 . 2,44= 29,1 Vậy n = > [n] =2