CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT HỆ THỐNG CẤP PHÔI
3.4 Thiết kế hệ thống dịch chuyển phôi
Ta thiết kế bộ truyền đai với các thông số kỹ thuật sau : Tỷ số truyền: uđt = 4
Công suất: P = 0.75 (Kw).
Số vòng quay trục công tác: n = 1370 (vòng/phút) a) Bộ truyền đai thang.
- Chọn đai vải cao su.
- Chọn tiết diện đai : với P = 0.75 (Kw) , n = 1370 (vòng/phút)
✓ Đai hình thang:
✓ Loại tiết diện : loại B
✓ Chiều dài giới hạn : 1800 – 10600 (mm)
✓ Khối lượng 1m đai : 0.3 (kg)
✓ bo = 19, b = 22, h = 13.5, yo = 4.8 - Xác định các thông số của bộ truyền :
❖ Đường kính bánh đai nhỏ
Chọn d1 theo tiêu chuẩn d1 = 80 (mm) + Nghiệm điều kiện vận tốc :
V = 60000 . .d1n1
= 3,14.80.1370
60000 = 5,74 (m/s) < Vmax = 25 (m/s) (Thỏa mãn)
+ Đường kính bánh đai lớn:
d2 = U.d1/(1-)
d2 = 4.80/(1-0,01) = 348,3 (mm)
Lấy d2 theo tiêu chuẩn. d2 = 315 (mm) (trang 59 chi tiết máy ) + Nghiệm lại TST:
ut = d2(1-)/d1 = 315(1-0,01)/80 = 3,898
u = .100 u
u
t
t−u % = (4-3,898)/3,898.100% = 1,06% < 4%
Thỏa mãn
+ Khoảng cách trục a thỏa mãn điều kiện : 0.55(d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2(d1 + d2) a ≈ 600
+ Chiều dài đai l:
DUT.LRCC
SVTH: Nguyễn Viết Thắng - Lớp 15C1C GVHD: ThS. Lưu Đức Hòa 56
( ) ( )
a d d d
d a
l . 4.
. 2 2
2 1 2 2 1
+ − + +
=
= 2.600+ 3.14/2.(315+80)+(315-80)2/4.600 = 1843 (mm) + Tính góc ôm 1
1= 180o- (315-80).570/ 600=157.70 > 1200 (Thỏa mãn) + Xác định tiết diện và chiều rộng bánh đai.
Định tiết diện đai : Ta có:
Ft =
V P .
1000 = (1000.0,864)/5.09 = 170 (N) Theo bảng 4.8 với = 1.7 ta chọn loại đai B-800 có lớp lót.
+ Ứng suất có ích cho phép.
F = F o.C.CV.Co
F o = k1-
1 2. d k
là ứng suất có ích cho phép xác định bằng thực nghiệm.
Bộ truyền đặt nằm ngang,điều chỉnh định kỳ lực căng nên chọn o=1,8 (MPa).
Theo bảng (4.9) sách Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tác giả Trịnh Chất - Lê Văn Uyển. ta chon : k1 = 2,5 ; k2 = 10
F o = 2,5 – (10-5.09)/ 600 = 2,49 (MPa) Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm C
Với α = 164,660 ta có Cα = 1- 0,003(1800 - α) = 1- 0,003(1800– 1510) = 0,91 Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc CV
Cv = 1- kv(0,01v2-1) = 1-0,04(0,01.5.092-1) =1,03 (kv = 0,04) Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền Co = 1
F = 2,49 . 0,91 . 1,02 . 1 = 2,3 (MPa) A = b . = F t Fkđ
. b =F. tkFđ .
Trị số của hệ số tải trọng động : kđ = 1,3 (số ca làm việc : n = 3)
b = (170.1,3)/(9.2,49) = 9.8 (mm) Lấy b theo tiêu chuẩn b = 9.8 (mm)
+ Chiều rộng bánh đai B:
B = (x -1)t + 2S
DUT.LRCC
SVTH: Nguyễn Viết Thắng - Lớp 15C1C GVHD: ThS. Lưu Đức Hòa 57 Chọn số đai: x = 1
Theo bảng 3.2 (chi tiết máy)chọn tiết diện đai loại B có S=17 Nên B= 34
+ Tính lực căng ban đầu.
Fo = o.b . = 1,8 . 9.8. 5 = 88.2 (N) + Lực tác dụng lên trục.
Fr = 2 . Fo . sin ( 2
1
) = 2 .54 . sin (151/2) = 170 (N) Dựa vào các kết quả tính toán ta có bảng sau
Thông số Kích thước
Loại đai Đai thang thường loại B
Đường kính bánh đai nhỏ d1 (mm) 80 Đường kính bánh đai lớn d2 (mm) 315 Chiều rộng bánh đai B (mm) 34 Chiều dài đai l (mm) 1843 Khoảng cách trục a (mm) 600
Góc ôm α1, độ 157.70
Lực tác dụng Fr (N) 170 b) Tính toán xilanh.
❖ Cấu trúc của hệ thống khí nén.
Hệ thống khí nén thường bao gồm các khối thiết bi:
- Trạm nguồn gồm: Máy nén khí, bình tích áp, các thiết bị an toàn, các thiết bị xử lý khí nén( lọc bụi, lọc hơi nước, sấy khô…),…
- Khối điều khiển gồm: các phần tử xử lý tín hiệu điều khiển và các phần tử điều khiển đảo chiều cơ cấu chấp hành.
- Khối các thiết bị chấp hành: xi lanh khí nén, động cơ khí nén, giác hút…
Dựa vào dạng năng lượng của tín hiệu điều khiển, người ta chia ra hai dạng hệ thống khí nén: Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén, trong đó tín hiệu điều khiển bằng khí nén và do đó kéo theo các phần tử xử lý và điều khiển sẽ tác động bởi khí nén
❖ Đơn vị đo áp suất.
Diện tích 1 m2 với lực tác dụng vuông góc lên bề mặt đó là 1N.
Trong thực tế còn dùng đơn vị bội số của Pascal là Mpa (Mêga pascal) = 106 (Pa).
Đơn vị bar: 1 (bar) = 105 (Pa) và coi 1 (bar) ~ 1 (at).
Ngoài ra, người ta còn dùng psi, 1 (psi) = 0,6895 (bar) và 1 (bar) = 14,5 (psi).
DUT.LRCC
SVTH: Nguyễn Viết Thắng - Lớp 15C1C GVHD: ThS. Lưu Đức Hòa 58
❖ Các định nghĩa về áp suất không khí.
- Pamb là áp suất môi trường xung quanh (Ambient Pressure) hay áp suất khí quyển (Atmospheric Pressure), nó thường dao động theo địa hình hoặc thời tiết, 1 Pamb ≈ 1 bar so với chân không.
- Đơn vị thường dùng là Pascal (Pa). 1 Pascal là áp suất phân bố đều trên bề mặt có ông tuyệt đối (Vacuum).
- Áp suất tuyệt đối là giá trị áp suất so với chân không tuyệt đối.
Như vậy, tại chân không thì: Pabs = 0.
- Áp suất tương đối hay áp suất dư (Pe): Pe = Pabs- Pamb.
Pe > 0 khi tại điểm đo, áp suất tuyệt đối cao hơn áp suất khí quyển và ngược lại.
Chú ý: Trong hệ thống khí nén, các thông số kỹ thuật của thiết bị về áp suất đều được biểu diễn ở dạng áp suất dư Pe và ký hiệu ngắn gọn là P.
Giả sử ta cần chọn thiết bị khí nén, xy lanh khí nén trong khi biết có các thông số Hành trình xy lanh: Lxl = 50 (mm)
- Thời gian dẫn động: T = 0.5 (s) - Tải trọng đáp ứng F= 𝑀.𝐿
𝑟 = 384,5.15
7 = 35 (N) Trong đó:
M: Momen xoắn .
L: Chiều dài mũi taro làm việc.
r: Bán kính mũi dao.
❖ Chọn xy lanh.
Áp suất khí nén của các máy nén khí thông dụng là: p = 6 (bar) = 6,1183 (kg/cm2 )
Tải trọng đáp ứng là: F = 35 N = 0.35 (kg) Đường kính xi lanh: D = √𝐹.4
𝑝𝜋
2 = √ 0.35.4
6,1183.3.14 = 0.26 (cm) Chọn đường kính: Dxl = 40 (mm)
Hành trình xy lanh: Lxl = 50 (mm)
❖ Lực của xy lanh.
Hình 3.17: Lực của Piston.
DUT.LRCC
SVTH: Nguyễn Viết Thắng - Lớp 15C1C GVHD: ThS. Lưu Đức Hòa 59 Lực đẩy hay kéo của Piston gây bởi tác dụng của khí nén có áp suất P được tính theo công thức:
F = P.A [N]
Trong đó:
P: Áp suất khí nén (Pa).
A = 0.05 (m2): Diện tích bề mặt Piston.
F = 35 (N): Lực tác dụng vuông góc với bề mặt Piston.
Trong hình vẽ, các diện tích A1 , A2 khác nhau ( A2 = A1 –A3), A3 là diện tích tiết diện của cần piston, nên các lực tác dụng cũng khác nhau tại cùng một nguồn khí nén có áp suất P.
𝑃 =𝐹
𝐴=0.35
0.05 = 7 (at)
❖ Tốc độ truyền động của xy lanh.
Khi tải trọng của truyền động không đổi trong trường hợp dung tích hành trình của cơ cấu chấp hành và tải trọng không đổi, tốc độ truyền động tỷ lệ với lưu lượng Q.
Trong kỹ thuật khí nén, người ta dùng các van tiết lưu (điều tiết lưu lượng) để khống chế tốc độ của các cơ cấu chấp hành.
Kết luận chọn xilanh khí nén SMC sản suất của nhật Mã hàng SCA2.
DUT.LRCC