7. THIẾT KẾ SẢN PHẨM
7.3. Tính tốn hệ thống
7.3.3. Tính tốn trục, tính chọn và kiểm nghiệm ổ lăn
7.3.3.1. Tính tốn trục
Trục bánh dẫn quay được nhờ vào sự truyền momen từ động cơ giảm tốc, do đó, bánh dẫn được gắn trực tiếp lên trục đầu ra của động cơ giảm tốc. Vì vậy, chỉ tính cho trục của bánh bị dẫn.
Chọn vật liệu chế tạo trục.
Vật liệu chế tạo trục là thép C45, tơi cải thiện, có ứng suất xoắn cho phép
[ τ ]=15 ÷ 30( MPa), có ứng suất bền σ b=800 MPa.
Chọn [ τ ]=15 (MPa).
Xác định đường kính sơ bộ.
Momen trên các trục bánh bị dẫn là:
Đường kính trục xác định theo cơng thức 10.9/188[1]:
d ≥ √3 T
0,2. τ
Đường kính trục bánh bị dẫn:
dd ≥ √3 4278,4
0,2.15 =11,3(mm)⇒chọndd =15(mm)
BTL MÁY NHÀO KẸO – NHÓM 05 - QUÁ TRINH THIẾT KẾ 42
Xác định điểm đặt lực, biểu đồ Momen và tính chính xác đường kính trục tại các đoạn trục.
Trên trục bánh bị dẫn:
Trục bánh bị dẫn chuyển động quay nhờ bánh dẫn truyền momen qua chốt dẫn, nhờ đó bánh bị dẫn xoay dẫn đến bàn xoay quay. Từ đó, ta có biểu đồ momen như sau:
Hình 7.21. Biểu đồ Momen trục bánh bị dẫn.
7.3.3.2. Tính tốn, chọn và kiểm nghiệm ổ lăn
Từ biểu đồ Momen, momen tương đương M tđ được xác định theo công thức 10.15 – 10.16/194[1] như sau: Mtđ =√M 2 x+ M 2 y +0,75 T 2 Đối với trục bánh bị dẫn: Mtđd =√0+0+ 0,75. 4278,42=3705,2 ( Nmm)
Từ đó, đường kính trục chính xác được xác định theo cơng thức 10.17/194[1]:
Trong đó: [ σ ]=63(Mpa) - ứng suất uốn cho phép đối với vật liệu là thép C45.
dd ≥ √
Ta chọn: dd =25(mm).
Tính tốn, chọn và kiểm nghiệm ổ lăn.
Vì trong hệ thống chỉ có 1 cặp ổ lăn, nên ta chỉ tính trên trục bị dẫn. Số vịng quay trục bánh bị dẫn: nc=2,5(v / p), đường kính trục dc=25 (mm)
Theo công thức 11.1/213 [1], khả năng tải động được xác định:
Cd=Q m√ L
trong đó:Q – tải trọng động quy ước, kN,
L – tuổi thọ tính bằng triệu vịng quay,
m=3 – bậc đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, đối với ổ bi.
Chọn thời gian làm việc của ổ là 4 năm thay 1 lần, 1 ngày làm việc 2 ca, 4 giờ /ca, làm việc 360 ngày / năm, nên ta có thời gian làm việc là:
Lh=4.360 .4 .2=11520( giờ ) Từ đó, theo cơng thức 11.2/213[1], ta có: L= 60 n Lh =60.2,5 .11520 =1,728(triệu vịngquay ) 106 106
Vì ổ lăn chỉ chịu lực dọc trục do trọng lượng của bàn quay và khối kẹo, do đó sử dụng ổ chặn, tải trọng động được xác định theo công thức 11.5/214[1]:
Q=Fa kt kđ
Với: Fa=Pt =1245,87( N ) - tải trọng dọc trục,
k t=1 - hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, t° <100o C,
kđ =1,5 – hệ số kể đến đặc tính tải trọng.
⇒Q=1245,87.1.1,8=2242,6(N )
Từ đó, ta có:
Cd=2242,6.√3 1,728=2691,1( N )
Ta chọn ổ phải thỏa điều kiện:
{ C ≥ Cd =2691,1( N )
d=dngõng trục=25(mm)
Dựa theo catalog ổ lăn của hãng SKF, ta chọn ổ lăn chặn 1 hướng có kí hiệu 51105, có các thơng số kỹ thuật như sau:
Hình 7.22. Kích thước hình học của ổ chặn một hướng.
Hình 7.23. Các thơng số kỹ thuật của ổ chặn 51105.
7.4. Thiết kế hệ thống điều khiển hệ thống xylanh khí nén và bàn xoay bằng relay relay
7.4.1. Sơ đồ mạch điều khiển
Hình 7.24. Sơ đồ mạch điều khiển của hệ thống
7.4.2. Mạch động lực khởi động động cơ điện
Hình 7.25. Sơ đồ mạch động lực khởi động động cơ điện.
1 – Động cơ điện 2 – Relay nhiệt bảo vệ quá tải 3 – Khởi động từ 4 – Cầu chì.
7.5. Thiết kế các chi tiết khác7.5.1 Các đầu ép kẹp 7.5.1 Các đầu ép kẹp
Chày ép nằm ngang.
Hình 7.26. Chày ép kẹo nằm ngang (bên trái).
L
(mm)
Bảng 7.3. Bảng kích thước chày ép kẹo nằm ngang (bên trái).
Hình 7.27. Chày ép kẹo nằm ngang (bên phải).
L
(mm)
BẢNG 7.4. BẢNG KÍCH THƯỚC CHÀY ÉP KẸO NẰM NGANG (BÊN PHẢI).
Chày ép từ trên xuống.
Hình 7.28. Chày ép kẹo từ trên xuống.
L
(mm)
Bảng 7.5. Kích thước chày ép kẹo từ trên.
7.5.2. Khung máy
Khung đỡ xy lanh.
Khung đỡ xy lanh được làm bằng vật liệu: thép hộp 30 x 30 x 2 (mm). Có các kích thước như hình 4.4 như sau:
7.29. Kích thước khung đỡ xy lanh.
Khung bao máy.
Vật liệu làm khung máy là thép hộp 30 x 30 x 2 (mm). Kích thước khung máy được thể hiện như hình 4.5.
Hình 7.30 Kích thước khung máy.
7.5.3. Các chi tiết khác
Bạc lót.
Hình 7.31. Kích thước bạc lót.
Cụm đỡ ổ lăn.
Hình 7.32. Kích thước cụm đỡ ổ lăn.
Nắp che cụm đỡ ổ lăn.
Hình 7.33. Kích thước nắp che.
8. MÔ PHỎNG SẢN PHẨM 8.1. Sơ đồ hệ thống 8.2. Các bản vẽ cụm chi tiết 8.2.1. Các bản vẽ cụm chi tiết 2D 8.2.2. Các bản vẽ cụm chi tiết 3D 8.3. Mô tả hệ thống 8.3.1. Mô tả lắp ráp
Cách thức lắp ráp Máy nhào kẹo từ các thành phần được mô tả trong file
8.3.2. Mô tả hoạt động
Cách thức hoạt động của máy được mô tả trong file
9. ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM
Khả năng làm việc
- Máy có khả năng hoạt động tốt, độ ổn định cao.
- Năng suất đảm bảo.
- Dễ vận hành.
- Đảm bảo các yếu tố và qui định an tồn nghiêm ngặt.
- Có tính thẩm mĩ.
Khả năng chế tạo
- Thiết bị chế tạo không quá phức tạp, các chi tiết lắp ráp đã được tiêu chuẩn hóa, có thể tìm thấy trên thị trường, vì vậy việc chế tạo là khả thi.
Khả năng lắp ráp và bảo trì
- Kết cấu đơn giản.
- Quá trình hoạt động khơng cần bảo trì q thường xun.
- Các chi tiết có thể dễ dàng thay thế.
Khả năng bảo vệ môi trường, đảm bảo ATVSTP
- Máy sử dụng hệ thống truyền động bằng khí nén, thân thiệt mơi trường, khơng phát thải khí độc hại, an tồn với người vận hành, đảm bảo ATVSTP.
Gía thành
- Hiện nay trên thị trường giá bán của các bộ phận cấu thành nên thiết bị không cao nên thiết bị sau khi chế tạo hồn chỉnh sẽ có giá cả phù hợp với khả năng của người tiêu dùng.