- Nâng hạ quá trình nên xuống của bàn máy khi khoan trên thanh răng. - Giữ cho bàn máy đứng yên không bị di trượt dưới tải trọng tác dụng và rung động khi khoan.
4.1.2 Vai trò:
- Cơ cấu trục vít bánh vít với tỷ số truyền lớn, làm việc êm, không ồn; có khả năng tự hãm, có độ chính xác động học cao nên trong quá trình làm việc khi khoan các chi tiết,nhờ vào các ưu điểm đó ta thể nâng hạ bàn máy được dễ dàng và nhờ có khả năng tự hãm cao nên trong quá trình gia công bàn máy không bị di chuyển xuống dưới, tránh được các rủi ro khi gia công.
4.2 TÌM HIỀU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỤM TRỤC VÍT BÁNH VÍT
Xét 1 chi tiết A đang nằm trên một phẳng nghiêng đang chịu tác dụng của một lực Q. Lực Q được chia thành 2 thành phần: một thành phần song song với mặt phẳng nghiêng có tác dụng kéo vật di chuyển lên phía trên và một thành
phản lực N sẽ gây ra lực ma sát F=f.N theo hướng ngược lại. Với f là hệ số ma sát phụ thuộc vào vật liệu,điều kiện bề mặt, thới gian tiếp xúc và không phụ thuộc vào diện tích bề mặt hoặc phản lực N (bỏ qua trọng lực)
Xét lực ma sát F: Ta thấy sự tương quan giữa phản lực N và lực ma sát F tạo thành một nón ma sát có đỉnh là điểm tiếp xúc và góc đỉnh của nón là 2 αvới
tg(α) = f
Xét 2 trường hợp:
- Trường hợp 1: Lực Q nằm ngoài nón ma sát thành phần song song mặt phẳng của Q lớn hơn F ma sát --> vật di chuyển được
- Trường hợp 2; Q nằm trong nón ma sát: Lực kéo < lực ma sát, vật không di chuyển được, dù Q lớn đến đâu.
Xét trường hợp phương của Q không thay đổi, nếu nâng dần góc nghiêng của mặt phẳng, sẽ đến một thời điểm nào đó lực Q sẽ lọt hẳn vào trong nón ma sát và khi đó dù bạn có cố gắng bao nhiêu thì cũng không thể kéo vật lên mặt phẳng nghiêng được
Quay trở lại vấn đề trục vít: Lực Q của bánh vít tác dụng lên trục vít có
phương song song với trục tâm của trục vít. Nếu nâng dần góc nâng của trục vít sẽ đến một giá trị nhất định lực Q nằm hẳn vào trong nón ma sát. Khi đó dù lực tác dụng lên bánh vít có lớn lên bao nhiêu cũng không thể làm quay trục vít được. Một nguyên do khác, tốc độ quay của trục vít lớn hơn nhiều lần tốc độ quay của bánh vít ( bánh vít càng lớn càng quay chậm ) nên khi trục vít ngừng quay sẽ tạo mômen hãm rất lớn lên toàn hệ thống.
Và đó là hiện tượng tự hãm của bộ trục vít - bánh vít. Hiện tượng này được áp dụng trong khá nhiều thiết bị cơ khí.
4.3 KIỂM TRA TÍNH TỰ HÃM CỦA CƠ CẤU
Thông qua quá trình đo đạc và kiểm nghiệm thực tế của cơ cấu , tiến hành
kiểm nghiệm khả năng tự hãm của cơ cấu:
- Với số mối ren trục vít Z1 =2.
- Ta có da1−df1=4, 4⇔ =5 4, 4m
⇒ chọn m=1,6 ( theo dãy tiêu chuẩn bảng 8.2 [4] ).
- Mặt khác ta có df1 =d1 −2, 4m ⇒ Đường kính vòng chia :d1 =17,5 3,84 21,3+ = mm. - Bước dọc trục vít : P =1, 6.π=5, 03mm - Bước xoắn ốc : Pz1 =2.5, 03 10, 06= mm 1 10,06.21,34 1 9,08o z P tg d π γ γ π ⇒ = = ⇒ =
Theo bảng 8.2 [4] chọn q=12,5 và qua thực nghiệm ta đo được số vòng quay trục vít n1=30 (vòng/phút).
Theo công thức 7.7 [4] ta có vận tốc trượt là: 1 . 2 2 1 19500 m n s v = z +q 1,6.30 2 12,52 2 0,03 19500 v v s s ⇒ = + ⇔ = mm/s Do cặp vật liệu trục vít bánh vít làm bằng thép-đồng thanh ta có: Hệ số ma sát thay thế: f ' 0,048/= vs0,36=0,167
Suy ra góc ma sát thay thế :ρ'=arctgf '⇒ =ρ' 9,48o
Với bánh vít chủ động , hiệu suất tính theo công thức 8.12 [4]: ( ') (9, 08 9, 48) 0,95. 0,95. 0 9,08 tg tg tg tg γ ρ η λ − − = = 〈
Với γ ρ< ' và η< 0 Vậy cơ cấu có khả năng tự hãm.
CHƯƠNG 4 – KHAI THÁC SỬ DỤNG PHẦN MỀM CÔNG NGHIỆP INVENTOR VERSION 2012 ĐỂ THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN LẠI TRỤC CHÍNH
4.1 THIẾT KẾ TRỤC
Sau khi tính toán sơ bộ được ta có được các thông số cơ bản như sau :
o 1 ( ) 0 155 2 sin 2.777, 2.sin 1517,6 2 2 r F = F α = = N ÷ ÷ o 1 0,7 10. . q. .y 10.68.16 .0,3 .1 4684 ( ) Z p p P = C D S k = = N o 6 6 0,898 9,55.10 . 9,55.10 . 37286,52 ( . ) 230 c P T N mm n = = = o Sơ đồ hóa trục chính Fr T Pz Fr T Pz 4.1 .1KIỂM NGHIỆM TRỤC
Bước 1 : Xây dựng mô hình 3D chi tiết.Có nhiều cách xât dựng mô hình 3D chi tiết trục.
o
Cách 1 : Vẽ trong môi trường thiết kế Standard.ipt
o
(mô hình 3D chi tiết trục chính )
Kiểm nghiệm bền sử dụng module standard.iam/enviroments/stress analysis.
o
Lựa chọn kiểu phân tích :
Với Inventor có 2 môi trường phân tích bền đó là Stress analysis dùng để tính bền cho các chi tiết dạng khối còn Frame analysis dùng để tính toán bền cho các chi tiết dạng khung dây (dầm chịu lực ).Trong trường hợp này ta chọn kiểu phân tích Stress
analysis.Chọn creat simulation
o Chọn các bước tiền sử lý
- Thiết lập ràng buộc với fix constrain
- Gán tải trọng lực hướng kính
- Tải trọng tác dụng lên trục
- Thiết lập các bề mặt tiếp xúc chọn chế độ tự động
Automatic contacts
- Biểu đồ chỉ thị thang mầu ứng suất tổng hợp
- Biểu đồ chỉ thị thang mầu chuyển vị
- Bảng tổng hợp kết quả tính toán
• Results
• Reaction Force and Moment on Constraints
Constraint NameReaction Force Reaction Moment
Magnitude Component (X,Y,Z) Magnitude Component (X,Y,Z)
Fixed Constraint:1 4866.09 N 0 N 478.335 N m 476.903 N m 1698.28 N 0 N m 4560.12 N -36.9844 N m • Result Summary
Name Minimum Maximum
Volume 42830.6 mm^3
Displacement 0 mm 17.2022 mm
Safety Factor 0.0725231 ul 15 ul
Stress XX -845.361 MPa 1144.99 MPa
Stress XY -527.815 MPa 717.575 MPa
Stress XZ -1060.83 MPa 945.04 MPa
Stress YY -1206.83 MPa 1066.52 MPa
Stress YZ -956.272 MPa 1073.71 MPa
Stress ZZ -2376.33 MPa 2483.93 MPa
X Displacement -0.314743 mm 0.198117 mm Y Displacement -17.2019 mm 0.0021731 mm Z Displacement -0.692822 mm 0.70032 mm Equivalent Strain 0.0000104167 ul 0.0119416 ul 1st Principal Strain 0.00000427292 ul 0.0128081 ul 3rd Principal Strain -0.0117698 ul 0.00000450321 ul Strain XX -0.00412451 ul 0.004502 ul Strain XY -0.00326743 ul 0.00444213 ul Strain XZ -0.00656702 ul 0.00585025 ul Strain YY -0.00380618 ul 0.00286266 ul Strain YZ -0.00591978 ul 0.00664677 ul Strain ZZ -0.010194 ul 0.0102569 ul
CHƯƠNG 5 – ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN MÁY KHOAN BÀN ĐÀI LOAN
5.1 NỘI DUNG THIẾT KẾ CẢI TIẾN
5.1.1 Đặt vấn đề
Máy khoan là một máy cộng cụ phổ biến để gia công các lỗ với độ chính xác vừa phải. Khả năng công nghệ của máy khoan phục thuộc vào đường kính lớn nhất của mũi khoan lắp trên trục chính và khoảng cách từ tâm trục của máy tới tâm cột đỡ của máy (xem hình 1). Vậy với các máy khoan bàn khoảng cách đó là cố định, trên thực tế các cơ sở sản xuất phải gia công nhưng chi tiết vượt quá tầm với của máy. Vì lý do đó việc cải tiến máy khoan bàn để nâng cao công nghệ của máy là rất cần thiết.
5.1.2.Phương án cải tiến
Với mục đích cải tiến để nâng cao khả năng công nghệ của máy khoan bàn sao cho vừa đạt được yêu cầu kỹ thuật lại vừa dễ chế tạo. áp dụng cho máy khoan bàn mang nhãn hiệu ZQ14-13 tại Doanh nghiệp Thái Hà. Máy có thông số kỹ thuật cơ bản như sau:
Đường kính lỗ khoan tối đa: Dmax= 13mm
Khoảng cách từ trục chính đến cột máy: l = 180mm Đường kính cột máy: dc= 70mm
Với thông số cơ bản trên phương án cải tiến như sau “bỏ ụ chính của máy chế tao một ụ chính khác với chiều dài lớn hơn sao cho khoảng cách từ tâm trục chính đến tâm trục đỡ là 700mm”
1 2 3 4
Nội dung chính:
Trình bầy cấu tạo, nguyên lý làm việc, của máy và các bộ phận chính của máy.
Tính bền cho cột máy và ụ chính.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]- Phương pháp và tiến trình thiết kế- Nguyễn Văn Dự, Lê Văn Nhất- Trường ĐH Công Nghiệp Thái Nguyên.
[3]- Cutting Tool Technology, industrial handbook- Graham T.Smith- Spinger [4]- Bài Giảng Chi Tiết Máy- Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Dự, Nguyễn Thị Quốc Dung, Nguyễn Thị Hồng Cẩm-Trường ĐH Công Nghiệp Thái Nguyên.
[5]- Giáo Trình Sức Bền Vật Liệu – Hoàng Thắng Lợi- Trường ĐH Công Nghiệp Thái Nguyên.
[6] Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 1,2,3 – Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn ,Trần Xuân Việt- Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật. [7] Thiết Kế Máy Cắt Kim Loại- Trần Quốc Hùng- Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM.