4.3.1 Chọn vật liệu
Do số vịng quay lớn ta chọn ổ trượt
Theo đặc điểm làm việc của bơm bánh răng ta biết đường kính ngồi của bạc là: 𝑑𝑛 = 𝑑𝑑ỉ𝑛ℎ𝑟𝑎𝑛𝑔+ 𝛿
Với 𝛿 là khe hở giữa đỉnh răng và lịng trong của bơm, chọn 𝛿= 6𝜇𝑚 để đảm bảo yêu cầu cơng nghệ , khả năng làm việc tốt, khơng rị chảy vì cĩ màng dầu.
Suy ra: 𝑑𝑛 = 𝑑𝑑ỉ𝑛ℎ𝑟𝑎𝑛𝑔+ 𝛿 = 32 + 0.006 = 32.006 (mm)
Chọn vật liệu làm ổ phụ thuộc vào trị số và đặc tính của tải, vận tốc vịng của ngõng trục.
Vận tốc vịng của ổ trượt: 𝜔 = 30 .n = 3,14.1470 30 = 153.86 (rad/s) Suy ra: v = 2 . . 60 n R = 153,86. 20 2 . 10 -3 = 1,54 (m/s)
Đặc tính tải: làm việc êm trong mơi trường dầu khơng va đập, với lực hướng tâm là:
Fr = 21 2 1 x y F F = 2 2 518.67 1425 = 1516 (N)
Với các điệu kiện trên ta chọn vật liệu làm ổ trượt là đồng thanh BPA𝜕K9-4 𝜎𝑝𝑐=1031,5 cps các điều kiện làm việc : [P] = 15 N/mm2 ; [v] = 8 (m/s) ; [PV] = 30 Mpa.m/s
4.3.2 Chọn thơng số của ổ trượt
Bơm thủy lực đã chọn cĩ lưu lượng trung bình, áp suất lớn, khả năng tải trung bình, do đĩ ta chọn tỉ số l/d = 1
l = 1.d = 1. 20 = 20 (mm)
Với tỉ số này thì cơng nghệ chế tạo địi hỏi khơng cao lắm, phù hợp với các máy mĩc hiện nay nước ta đang sở hữu.
Theo cơng thức kinh nghiệm, chọn sơ bộ: 𝜓 = 0.002 – khe hở tương đối Độ hở tương đối s = 𝜓. 𝑑 = 0.002. 20 = 0.04 (mm) = 40 (𝜇𝑚)
Chọn loại dầu:
Chọn dầu CN 45; 𝑇𝑡𝑏0 = 60 ℃ ; Vì vậy: 𝜇 = 23 cp = 0,023 Ns/s2
4.3.3 Tính kiểm nghiệm ổ trượt
a. Tính kiểm nghiệm ổ về độ bền mịn và khả năng chống dính
Tính theo áp suất trung bình P và tỉ số của áp suất trung bình và vận tốc. Kiểm tra áp suất cho phép:
P = . F d l = 1516 20.20= 3.79 ≤ 15 = [P] thoả mãn P.V = 3.79.1.54 = 5.836 (Mpa.m/s) < [PV] Tính chiều dày màng bơi trơn nhỏ nhất trong ổ:
ℎ𝑚𝑖𝑛 = 2 .(1- 𝜒) = 𝜓. 2 d .(1- 𝜒) =0.002.20 2 .(1-0.63) = 7.4.10 -3= 7.4 𝜇𝑚
Giả thiết ngõng trục được gia cơng đạt độ nhẵn ∇7 và lĩt ổ đạt độ bĩng ∇8 thì ta cĩ 𝑅𝑧1 : chiều cao mấp mơ bề mặt ngõng trục, 𝑅𝑧1 = 1.5 𝜇𝑚
𝑅𝑧2 chiều cao mấp mơ bề mặt lĩt ổ, 𝑅𝑧2= 2.5 𝜇𝑚
với hệ số k = 2, k.( 𝑅𝑧1+𝑅𝑧2) = 2. (1,5+2,5) = 8 𝜇𝑚 < 7.4 𝜇𝑚 = ℎ𝑚𝑖𝑛
Từ đây ta kết luận với điều kiện làm việc trên thì ổ luơn làm việc trong chế độ ma sát ướt
b. Tính kiểm nghiệm về nhiệt
Mục đích của việc tính kiểm nghiệm về nhiệt nhằm kiểm tra độ nhớt của dầu bơi trơn. Từ điều kiện cân bằng nhiệt ta tìm được :
t = 𝑡𝑟 − 𝑡𝑣 = ) . . . . . ( . 1000 . . l d K Q C f v F T r Trong đĩ:
𝑡𝑣 , 𝑡𝑟 : nhiệt độ vào và ra của ổ. 𝐹𝑟 : lực hướng tâm, 𝐹𝑟 = 1516 (N)
V: vận tốc vịng , V = 1.54 m/s
f: hệ số ma sát , f = 10−3
C: nhiệt dung riêng của dầu C = 2 kJ/(kg℃) 𝛾 : khối lượng riêng của dầu, 𝛾 = 900 𝑘𝑔/𝑚3
Q: lưu lượng dầu chảy qua ổ trong 1 giây
Theo đồ thị 8.44 tài liệu “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí” (TTTKHDĐCK) ta tra được f/ 𝜓 = 2 với 𝜒=0.63 và l/d =1, từ đĩ suy ra: f = 2 𝜓 = 2. 0,002 = 0,004
Theo đồ thì 12.2 (TTTKHDĐCK) ta cĩ:
Q/(𝜔. 𝜓. 𝑙. 𝑑2) = 0,07
Q = 0,07.( 𝜔𝜓𝑙𝑑2) = 0,07.154. 0.004.0,02.0,022= 3.45. 10−7(𝑚3/s) 𝐾𝑇 :hệ số tỏa nhiệt qua thân ổ và trục . 𝐾𝑇 = 0,05 (kw/m2℃)
t = . . 1000.( . . . ) F v f C QK d l t = 7 3 3 3, 45. 1516.1, 54.0, 004 1000.(2.900. 10 0, 05.3,14.20.10 .20. 10 = 13,66 Nhiệt độ trung bình của dầu : t = 𝑡𝑣 +
2
t
= 40 + 13, 66
2 = 46.83 ≈ 47 ℃ Nhiệt độ này nhỏ hơn nhiệt độ giả thiết của dầu ta chọn t = 47 ℃ < 𝑡𝑇𝐵 = 60 ℃
4.4 THIẾT KẾ VỎ BƠM 4.4.1 Chọn vật liệu làm vỏ bơm
Chọn vật liệu làm vỏ bơm là gang xám GX15-32 cĩ ứng suất bền cho phép: [𝜎] = 600 KG/cm2
4.4.2 Tính bề dày
Chiều dày vỏ bơm phụ thuộc vào kích thước bánh răng, chiều dày sơ bộ: 𝛿 = (15÷ 35) mm
Ở đây ta chọn chiều dày vỏ bơm là 20 (mm)
4.4.3 Kiểm bền
Ứng suất nén lên vỏ bơm được xác định theo cơng thức:
2 2 2 2 . v e b v e D D p D D Trong đĩ:
Dv – đường kính ngồi của vỏ bơm
De – đường kính vịng đỉnh răng, De = 32 mm Dv = De + 2 𝛿 = 32 + 2. 20 = 72
Pb – áp suất đẩy, Pb = 175 Kg/cm2
Thay số vào ta được:
2 2 2 2 2 2 2 2 2 72 32 . 175. 261.15 72 32 Kg/cm v e b v e D D p D D < 600 Kg/cm2
Vậy vỏ bơm đảm bảo điều kiện bền
4.5 NẮP BƠM
Nắp bơm được thiết theo kiểu bơm AZPF-11-011RAB01MB đã chọn ở phần tính
chọn bơm và động cơ.
4.6 ĐỆM CAO SU, PHỚT CỔ TRỤC
Đệm cao su nằm giữa bạc và nắp bơm, cĩ tác dụng làm kín và chống tổn thất áp suất cũng như rị rỉ lưu lượng. Đệm làm bằng cao su tổng hợp cĩ độ cứng và độ bền đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thời gian sử dụng. Ta chọn đệm ORAR00140 với đường kính
ngồi d1 = 58,42 mm; d2 = 2,62 mm. Đệm cĩ kích thước, hình dáng thể hiện như Hình 3.31a
Phớt làm kín buồng cao áp và thấp áp được chọn với kích thước như Hình 3.31b
Phớt cổ trục nằm trong lỗ nắp bơm cho trục đi qua tạo khe hở rất nhỏ so với trục nhằm ngăn bụi bẩn từ ngồi vào, dầu từ trong ra. Phớt cổ trục cũng làm bằng hợp chất cao su
địi hỏi độ chính xác cao và cĩ thể thay thế được. Với kích thước thiết kế nắp bơm, ta chọn phớt cĩ kí hiệu TRA100180 với đường kính d1 = 18 mm, d2 = 28 mm, b = 7 mm. Kích thước, hình dáng phớt được thể hiện trên hình 3.31c:
a) b)
c)
Hình 4.5: Phớt làm kín
4.7 BULONG NẮP VÀ THÂN
Bulong liên kết giữa nắp và thân bơm được sử dụng là loại M6, với số lượng 6 chiếc, phân bố như trên bản vẽ lắp bơm.
4.8 TÍNH CHỌN THEN
Chọn các thơng số của then:
Theo tiêu chuẩn với then bằng, ta chọn được then với các kích thước như sau:
d = 18 (mm) => b = 6 (mm); h = 5.5 (mm) t1 = 3.5 (mm); t2 = 2 (mm) rmin= 0,16 (mm); rmax= 0,25 (mm)
4.9 VÀNH CHẶN
Cĩ 2 vành chăn cần được chọn là vành chặn trên nắp bơm và vành chặn trên trục bơm. Với kích thước nắp bơm như bản vẽ lắp, ta tra catalogue của hãng Misumi, chọn được vành chặn kiểu RTWN – 28 với các kích thước như sau:
58 .4 2 Ø2 .6 2 R1.0 R3.0 R1.0
Hình 4.6: Vành chặn RTWN – 28
Bảng 4.2: Kích thước vành chặn RTWN – 28
Kiểu d3 t b a d0 d4 d1 d2 m n (min)
RTWN–28 30,1 1,2 3 4,6 2 18 28 29,4 1,35 1,5
Vành chặn trên trục được chọn với đường kính trục d1 = 18 mm, trục được tiện để mang vành chặn và vành chặn được chọn sẽ cĩ số liệu như dưới đây:
Hình 4.7: Vành chặn STWN – 18 Bảng 4.3: Kích thước vành chặn STWN – 18
Kiểu d3 t b a d0 d4 d1 d2 m n(min)
CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC BƠM CHỦ ĐỘNG
5.1 CÁC YÊU CẦU KĨ THUẬT
Các chi tiết chính trong bơm bánh răng là trục chủ động và bị động, được chế tạo liền trục (do khoảng cách từ chân răng tới đỉnh then trên bánh răng < 2,5m) được chế tạo bằng 40X
Cơng nghệ chế tạo trục bơm bánh răng phải tuân theo một số tiêu chuẩn kỹ thuật sau:
Các kích thước khơng đề dung sai phải gia cơng theo cấp chính xác 7 Độ nhẵn bề mặt các ngõng trục tối thiểu phảo đạt ∇7
Khơng cho phép bất cứ một khuyết tật nào trên bề mặt trục Vật liệu dùng để chế tạo xy lanh thường là thép 35, 45…. Với bánh răng, cần đáp ứng các yêu cầu sau:
- Độ khơng đồng tâm của các đường kính đỉnh ≤ 0,02 - Độ đảo của profil răng với mặt đầu ≤ 0,05
- Độ khơng song song của các mặt đầu ≤ 0,01
- Độ khơng vuơng gĩc của các mặt đầu với trục ≤ 0,01 - Độ cơn và ơ van của các bánh răng ≤ 0,01
- Độ bĩng của các bề mặt gia cơng ∇7÷ ∇8
Đặc điểm của trục chủ động là trục liền bánh răng và cĩ gia cơng để lắp ghép then bằng ở đầu trục