ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG LỜI NÓI ĐẦU Hiện ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư khí cán kỹ thuật khí đào tạo phải có kiến thức tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thường gặp sản xuất, sửa chữa sử dụng Cơ khí chế tạo máy ngành then chốt, đóng vai trò định nghiệp công nghiệp hoá đại hoá đất nước Nhiệm vụ Cơ khí chế tạo máy chế tạo sản phẩm khí cho lĩnh vực nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy mối quan tâm đặc biệt Đảng nhà nước ta Phát triển ngành Cơ khí chế tạo máy phải tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực đầu tư trang bị đại Việc phát triển nguồn nhân lực nhiệm vụ trọng tâm trường đại học Được đồng ý Khoa Cơ khí thầy hướng dẫn, em nhận đề tài tốt nghiệp “Thiết kế máy cán ren bu lông”, sản phẩm ren tiêu chuẩn với độ bền cao Sau thời gian tìm hiểu với hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo Hoàng Minh Công đến em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Trong trình thiết kế tính toán tất nhiên có sai sót thiếu thực tế kinh nghiệm thiết kế, em mong bảo thầy cô giáo khoa khí đóng góp ý kiến bạn để em hoàn thiện Qua em xin chân thành cảm ơn tất thầy giáo Khoa Cơ khí truyền đạt kinh nghiêm, kiến thức quý báu cho em trình em học tập trường Đó tảng giúp em làm việc sau Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2016 Sinh viên thực Trần Công Lộc SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG PHẦN I: LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHU CẦU SẢN XUẤT Trong phát triển lĩnh vực khí như: Chế tạo máy, chế tạo ô tô, điện lực, xây dựng, đóng tàu, điện tử , nhu cầu sử dụng bu lông để lắp ghép ngày tăng; nhằm liên kết chi tiết khác thành khối Do đòi hỏi phải tìm biện pháp gia công ren bu lông suất cao, chất lượng ren tốt, nhằm tạo thành phẩm phục vụ cho nhu cầu lắp ráp chi tiết lại với Nhu cầu bu lông đa dạng: -Trong ngành chế tạo máy : Bu lông sử dụng mối ghép thân máy với đế máy cắt kim loại, vỏ máy ghép với thân máy,liên kết cụm máy với , -Trong ngành khí ô tô: Việc sử dụng bu lông thiếu được, bu lông dùng lắp ghép chi tiết ghế ngồi với sàn xe, ga với trục, -Trong ngành điện : Lắp ghép thép lại với nhau, lắp ghép cột điên cao với chân trụ đất, cột đèn điện, … -Trong xây dựng: Bu lông sử dụng lắp ghép cụm máy cắt thép, máy trộn bê tông, cầu, giàn mái nhà xưởng… -Trong ngành đường sắt: Được ứng dụng để lắp ghép đường ray, đầu máy, toa xe lửa Hình 1.1-Mối ghép dùng bu lông SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG - Với nhu cầu sử dụng bu lông, cần thiết phải có máy móc, thiết bị để gia công loại bu lông phục vụ ngành công nghiệp, đặc biệt lĩnh vực khí Bảng 1.1- Đường kính danh nghĩa bước ren hệ mét Đường kính (mm) 1.6 2.5 10 12 Bước ren (mm) 0.35 0.4 0.45 0.7 0.8 1.25 1.5 1.75 M18x2.5 Đường kính (mm) 16 20 24 30 36 42 48 56 64 M20x2.5 Bước ren (mm) 2.5 3.5 4.5 5.5 M22x2.5 Hình 1.2-Sản phẩm bu lông CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÁN REN BU LÔNG 2.1 Công nghệ cán ren: SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG Cán ren (lăn ép ren) phương pháp gia công ren phoi Phôi đặt dụng cụ lăn ép (bàn lăn lăn) tác dụng áp lực bề mặt chi tiết gia công hình thành vết lăn ép dụng cụ Theo kết cấu dụng cụ để lăn ép ren phân hai loại bàn lăn lăn Lăn ép ren gia công ren ren trong, ren đầu mối ren nhiều đầu mối Lăn ép ren phương pháp chế tạp ren suất cao kinh tế nên sử dụng rộng rãi dạng sản xuất hàng loạt hàng khối Lăn ép ren dựa vào trình biến dạng dẻo vật liệu để hình thành ren nên nâng cao độ bền độ nhẵn bề mặt ren Ngoài so với cắt ren, lăn ép ren có ưu điểm giá thành hạ, hao mòn dụng cụ ít, tiết kiệm vật liệu Tuy nhiên, yếu tố hạn chế cán ren hạn chế phạm vi sử dụng phương pháp lăn ép ren độ cứng vật liệu, hình dạng kích thước chi tiết Khuyết điểm hình thành độ elip đường trung bình ren, gây sai khác so với thiết kế 2.2 Phân loại máy cán ren: 2.2.1.Cán ren bàn phẳng: Dùng máy cán ren thường máy cán ren tự động Bàn cán ren làm việc theo bộ, có hai chiếc: Một bàn không chuyển động, bàn chuyển động tình tiến qua lại Hướng góc nâng ren bàn cán ngược lại với hướng ren cán Bàn cán ren phẳng tạo ren có độ xác cấp Bộ phần định trình tạo hình ren cán phần tạo hình bàn cán Hình 2.1- Bàn cán ren phẳng 2.2.2 Cán ren lăn: SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG Cán ren tiến hành máy trục cán gồm trục cán Đường tâm trục cán song song với đường tâm phôi không song song, phôi quay tự Số đầu mối ren dao động từ 2-52, số đầu mối ren lớn phụ thuộc vào đường kính ren nhỏ bước ren nhỏ Người ta thường chế tạo trục cán ren thao cấp xác xác thường xác cao Trục cán cấp xác cao đảm bảo tạo ren có dung sai không thấp 4h Trục cán cấp xác thường tạo ren có dung sai không thấp 6h Bảng 2.1-Miền dung sai ren Ren Dung sai bu lông Dung sai đai ốc Chính xác 4h 4H;5H Trung bình 6h;6g*;6e;6d 5H;6H;6H*;6G Thô 8h;8g* 7H*;7G Hình 2.2-Con lăn cán 2.2.3 Cán ren bàn cán hình vòng cung: Được sử dụng máy tiện ren vít thông thường, máy khoan, máy tiện tự đông Hình 2.3-Bàn cán hình vòng cung SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG Được sử dụng phổ biến loại đầu cán ren hướng trục tự mở đến cán ren có góc ren nhọn, sắc cán ren hình thang Các đầu mối cán ren có đầu mối khác để cán ren hay nhiều đầu mối, ren phải ren trái trục rỗng đặc Trên đầu cán có bước ren giống bước ren cần cán đường kính ren phạm vi định Đường kính phôi gia công lấy gần với đường kính trung bình ren CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 3.1 Lựa chọn loại đầu cán: 3.1.1 Phương pháp cán ren bàn ren: -Nguyên lý làm việc: Là tạo ren chi tiết hình trụ nhờ chuyển động tịnh tiến áp lực bàn ren tác dụng lên chi tiết để tạo ren -Ưu điểm: Khả tự động hóa cao, thời gian hình thành ren nhanh -Nhược điểm: Đối tượng sản phẩm không nhiều thường dùng cho chi tiết ren ngắn, máy cồng kềnh, làm việc ồn, dễ gây kẹt,hỏng hóc 3.1.2 Phương án cán ren bàn cán hình vòng cung : -Nguyên lý làm việc: Phương án bàn cán ren quay quanh trục, có khoảng cách với cánh mảnh dài hình quạt không đổi Chi tiết lăn hình thành ren đầu cán bàn cán hình vòng cung nhờ chuyển động quay đầu cán Trục quay trục máy tiện ren vít vạn năng, máy khoan -Ưu điểm: Dễ dàng lắp với máy công cụ thông thường Chi tiết tạo ren hình thành nhanh chóng -Nhược điểm: Phạm vi kích thước chi tiết hạn chế Ren kẹp chặt đường kính tối đa 10mm Dễ hỏng góc, kẹt gây nguy hiểm cho người sử dụng 3.1.3 Phương án cán ren lăn: -Nguyên lý làm việc: Chi tiết lăn lăn quay chiều, chi tiết lăn có tâm song song chéo Một lăn chuyển động theo chiều hướng kính để tạo hình bề mặt SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG Hình 3.1-Cán ren lăn -Ưu điểm: Có thể gia công ren chi tiết lớn (tùy thuộc công suất máy vật liệu làm lăn cán) Ren có chiều dài lớn, làm việc ổn định, an toàn -Nhược điểm: Máy sử dụng chế độ bán tự động, giá thành cao để chế tạo máy, lăn cán Dễ gây sai số hình học ren 3.1.4 Cán ren lăn cán: Hình 3.2-Cán ren lăn -Nguyên lý làm việc: Gồm lăn cán quay với nhau, bố trí sơ đồ Khi máy làm việc chi tiết đặt lăn, lăn quay tịnh tiến tâm máy để tạo áp lực lên chi tiết, gây biến dạng để tạo nên ren -Ưu điểm: Gia công cho độ xác cao Áp lực phân bố chi tiết nên gây sai số hình học -Nhược: Yêu cầu chuyển động cao, giá thành lớn, máy phức tạp Dựa vào ựu nhược điểm em chọn phương án cán ren lăn cho phương án thiết kế máy SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG 3.2 Lựa chọn sơ đồ động máy: Để chọn hệ thống truyền động phù hợp phải dựa vào công nghệ máy đó, từ đưa phương án đáp ứng nhu cầu công nghệ Để chọn phương án tốt cần xét mặt kinh tế kỹ thuật Như suất, độ tin cậy, sử dụng dễ, an toàn bảo dưỡng, kích thước nhỏ gọn… 3.2.1 Phương án 1: Hình 3.3-Phương án 1-Động cơ; 2-Bộ truyền đai; 3-Hộp giảm tốc; 4-Bộ bánh phân lực; 5-Piston xylanh thủy lực; 6-Con lăn cán; 7-Tấm nâng phôi -Nguyên lý hoạt động: Máy truyền từ động sang truyền đai đến hộp giảm tốc, sau đường truyền đến lăn cán thứ nhất, đường truyền lại qua bánh phân lực đến lăn cán thứ Hai lăn quay chiều, lăn thứ di chuyển tịnh tiến vào để tiến hành cán ren nhờ hệ thống piston xylanh Sau đạt kích thước cán piston xylanh lùi mang lăn cán thứ lùi theo -Ưu điểm: +Kết cấu đơn giản, dễ lắp ráp, chế tạo SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG +Năng suất máy cao +Chuyển động chạy dao êm +Dễ đảo chiều tải -Nhược điểm: +Do hành trình tiến lăn để cán nhỏ, dùng hệ thống thủy lực chi phí đầu tư cao 3.2.2 Phương án 2: Hình 3.5-Phương án 1-Động cơ; 2-Bộ truyền đai; 3-Hộp giảm tốc; 4-Bộ bánh phân lực; 5- Piston xylanh; 6-Con lăn cán; 7- Tấm nâng phôi, 8- Trục đăng -Nguyên lý hoạt động: Máy truyền động từ động đến truyền đai sau đố qua hộp giảm tốc Từ truyền đến hộp phân lực, chia đường truyền động cho lăn cán nhờ trục cac đăng Con lăn cán gắn với cấu piston xylanh nên piston xylanh duỗi tiến hành cán Sau cán đủ chiều sâu lùi Phôi đưa vào chỗ nâng phôi -Ưu điểm: +Chạy dao êm, dễ đảo chiều tải +Lực ép lớn, gây tiếng ồn SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [σ ]u = THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG (1, ÷ 1, 6).σ −1.K N" 1,5.249, 4.1 = = 138,5 N / mm n.Kσ 1,5.1,8 +Ứng suất uốn cho phép bánh lớn: [σ ]u = (1, ÷ 1, 6).σ −1.K N" 1,5.206, 4.1 = = 115 N / mm n.Kσ 1,5.1,8 c/ Chọn sơ hệ số tải trọng K= 1,3 d/ Chọn sơ hệ số chiều rộng bánh ψ A = 0, e/ Tính khoảng cách trục A:  1, 05.106  1,3.0, 02 1, 05.106 K N A ≥ (i + 1) ( ) = (1, 55 + 1)  = 39mm ÷ [σ ]tx i ψ A n4  416.1,55  0, 2.62, 68 Lấy A= 148mm f/ Tính vận tốc vòng chọn cấp xác chế tạo bánh răng: v= 2π A.n3 2.3,14.148.97 = = 0, 6m / s 60.1000.(i + 1) 60.1000.(1,55 + 1) Với vận tốc theo bảng 3-11 [1] chọn cấp xác chế tạo bánh cấp g/ Định xác hệ số tải trọng K: Vì tải trọng thay đổi độ rắn bề mặt bánh nhỏ 350HB nên bảng 3-11(TKCTM) K d = 1,1 Do K= K tt = , tra K tt K d = 1.1,1 = 1,1 Vì hệ số K khác nhiều so với chọn nên ta tính lại khoảng cách trục A A = 148 1,1 = 140 mm 1, h/ Xác định mô đun, số răng, chiều rộng bánh răng: + Mô đun tính theo công thức: m = (0, 01 ÷ 0, 02) A = (0, 01 ÷ 0, 02).140 = 1, ÷ 2,8 mm Ta chọn theo bảng 3-1 [1] lấy m= mm SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG +Số bánh nhỏ: Z3 = A 2.140 = = 54,9 m.(i + 1) 2.(1, 55 + 1) Lấy Z1 = 55 +Số bánh lớn: Z = i.Z1 = 1,55.55 = 85 +Chiều rộng bánh : B = ψ A A = 0, 2.140 = 28mm i/ Kiểm nghiệm sức bền uốn chân răng: Tra bảng 3-18 [1] với Z = 55 hệ số dạng y3 = 0, 49 , với Z = 85 y4 = 0,514 +Ứng suất uốn chân bánh nhỏ: σ u3 = 19,1.10 6.K N y3 m2 Z3 n3 B = 19,1.106.1,1.0, 02 = 1, N / mm 2 0, 49.2 55.97.28 +Ứng suất uốn chân bánh lớn: σ u = σ u3 Ta có σ u < [σ ]u y3 0, 49 = 1, = 1,37 y4 0,514 N / mm σ u < [σ ]u k/ Các thông số chủ yếu truyền: +Mô đun: m= mm Z = 55 Z = 85 +Số răng: , +Góc ăn khớp: α = 200 +Bề rộng bánh B= 28 mm +Khoảng cách trục A= 140 mm +Đường kính vòng chia (lăn): d3 = m.Z = 2.55 = 110 mm SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG d = m.Z = 2.85 = 170 mm +Đường kính vòng đỉnh răng: De3 = d3 + 2m = 114 De = d + 2m = 174 mm mm +Đường kính vòng chân răng: Di = d3 − 2,5.m = 105 mm Di = d − 2,5.m = 165 mm 6.3.3 Tính lực tác dụng lên trục: +Lực vòng: P= 2M x 2.9,55.106.0, 02 = = 36 N d1 110.97 +Lực hướng tâm : Pr = P.tgα = 36.tg 200 = 13 N 6.4 Thiết kế trục gối đỡ cho trục vít: 6.4.1 Thiết kế trục gắn trục vít: a/ Tính đường kính sơ trục theo công thức (7-2) [1] d ≥ C N1 n1 120 = 0, 015 = 15mm 21, Trong đó: N1 Công suất trục vít: N1 = 0,015kW C Hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép,C= 120 n1 Số vòng quay trục vít, SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A n1 =21,6 vòng/phút TRANG 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG Để chuẩn bị cho bước tính ta chọn sơ loại ổ đũa côn đỡ chặn cỡ nhẹ theo bảng 18P [1] bề rộng ổ đũa B=11mm b/ Tính gần trục: Để tính kích thước chiều dài ta tham khảo hình 7-5 [1] Có được: h1 = h2 = l = l1 + L 0,8.De 0,8.222 = = = 110 mm 2 Bol Bbr 11 30 + = 10 + + = 30,5mm 2 2 RAy Pr4 P4 l P1 RAx Pa1 Pr1 h1 RBy RBx h2 9944 N.mm Muy 793 N.mm 16588 N.mm 21340 N.mm 2196 N.mm Mux 6632N.mm Mx Hình 6.3 Biểu đồ mô men trục vít -Tính phản lực gối đỡ: ∑m Ay = RBy L − Pr l − Pr1.h1 − Pa1 SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A d1 =0 TRANG 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP RBy = THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG Pr l + Pr1.h1 + Pa1 L d1 = 26.30,5 + 536.110 + 1474.18 = 392 N 220 RAy = RBy + Pr − Pr1 = 392 + 26 − 536 = −118 N Do RAy = 118 N ∑m RBx = Ax vẽ chiều ngược lại so với giả thiết = P4 l + P1.h1 − RBx L = P4 l + P1.h1 72.30,5 + 368.110 = = 194 N L 220 RAx = P4 + RBx − P1 = 72 + 194 − 368 = −102 N Do RAx = 102 N ,vẽ chiều ngược lại so với giả thiết -Tính mô men uốn tiết diện nguy hiểm e-e: M u,e−e = M uy2 + M ux2 Trong đó: M uy = Pr l = 26.30,5 = 793 N mm M ux = P4 l = 72.30,5 = 2196 N mm M u ,e−e = 7932 + 2196 = 2335 N mm -Tính mô men uốn tiết diện nguy hiểm: i-i M u,i −i = M uy2 + M ux2 Trong đó: M uy = RBy h1 − Pa1 d1 = 392.110 − 1474.18 = 16588 N mm SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG M ux = RBx h1 = 194.110 = 21340 N mm M u ,i −i = 165882 + 21340 = 27029 N mm -Tính đường kính trục tiết diện e-e theo công thức 7-3 [1] d≥ M td , mm 0,1.[ σ ] Ở đây: M td = M u2 + 0, 75.M x2 Mx = 9,55.106.N 9,55.106.0, 015 = = 6632 N mm n 21,6 M td = 23352 + 6632 = 7031N mm [ σ ] = 30 N / mm2 d≥ tra bảng 7-2 [1] 7031 = 13,5mm 0,1.30 -Tính đường kính trục tiết diện i-i theo công thức 7-3 [1] d≥ M td , mm 0,1.[ σ ] Ở đây: M td = M u2 + 0, 75.M x2 9,55.106.N 9,55.106.0, 015 Mx = = = 6632 N mm n 21,6 M td = 270292 + 66322 = 27830 N mm SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG [ σ ] = 30 N / mm2 d≥ tra bảng 7-2 [1] 27830 = 21mm 0,1.30 Đường kính trục đoạn có ren trục vít, nên lấy đường kính trục d= 21,1 mm với đường kính chân ren trục vít Còn đường kính ngõng trục lắp ổ ta lấy 25mm c/ Tính xác trục: Tính xác trục tiến hành cho tiết diện chịu tải lớn, ứng suất tập trung Ở ta tính cho tiết diện nguy hiểm i-i Tính xác trục theo công thức (7-5) [1] n= nσ nτ nσ + nτ 2 ≥ [ n] , [ n] = 1,5 ÷ 2,5 Vì trục quay nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kì đối xứng: σ a = σ max = σ = nσ = Mu ;σ m = W σ −1 kσ σ ε σ β a Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động: τa =τm = nτ = τ max M x = 2Wo τ −1 kτ τ +ψ τ τ m ετ β a Giới hạn mỏi uốn mỏi xoắn trục làm thép C45 SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG σ −1 = 0, 45σ b = 0, 45.600 = 270 N / mm τ −1 = 0, 25σ b = 0, 25.600 = 150 N / mm W= π d 3,14.31, 23 = = 2980 mm3 32 32 π d 3,14.31, 23 W0 = = = 5960mm3 16 16 σa = M u 27029 = = N / mm W 2980 τa =τm = Chọn hệ số số tăng bền 6632 = 0,56 N / mm 2.5960 ψ σ ,ψ τ β =1 theo vật liệu thép bon trung bình , chọn hệ số: kσ , kτ , ε σ , ετ ψ σ = 0,1;ψ τ = 0, 05 ,hệ , Theo bảng 7-4 [1] lấy ε σ = 0,92; ετ = 0,83 Theo bảng 7-6 [1] tập trung ứng suất góc lượn nên kσ = 1, 27; kτ = 1, 08 Được trị số ta thay vào công thức để tìm hệ số an toàn: nσ = nτ = n= σ −1 270 = = 21 kσ 1, 27 σ ε σ β a 0,92.1 τ −1 kτ τ +ψ τ τ m ετ β a 21.198 212 + 1982 = 150 1, 08 0,56 + 0, 05.0,56 0,83.1 = 198 = 20,8 SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ta thấy n > [ n ] = 1,5 ÷ 2,5 THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG nên thỏa mãn yêu cầu 6.4.2/ Thiết kế gối đỡ trục: Dự kiến chọn loại ổ đũa côn đỡ chặn loại cỡ nhẹ có β = 16o Sơ đồ chọn ổ đũa Pa1 β R1 R2 S1 S2 Hình 6.4-Sơ đồ chọn ổ trục vít Hệ số khả làm việc tính theo công thức (4-1) [1] C = Q.(n.h)0,3 ≤ Cbang Ở h= 1000 n= 21,6 vòng phút Tải trọng tương đương tình theo công thức (8-6) [1] Q = (0, 6.K v R + mA) K n K t Hệ số m= 1,5 bảng (8-2) [1] Kt = 1,1 Kn = Kv = bảng (8-3) [1] bảng (8-4) [1] bảng (8-5) [1] Tổng lực chiều trục A = Pa1 + S1 − S R1 = = 147,4 + 5,8 – 16,3 = 137 daN 2 RAx + RAy = 1022 + 1182 = 156 N SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 86 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG 2 R2 = RBx + RBy = 1942 + 3922 = 437 N S1 = 1,3.R1.tg β = 1,3.156.tg16o ' = 58 N = 5,8 daN S2 = 1,3.R2 tg β = 1,3.437.tg16o ' = 163 N Ta thấy lực R2 > R1 = 16,3 daN nên ta tính cho ổ B, ổ A lấy loại: Q = (0, 6.1.437 + 1,5.137).1.1,1 = 514, 47 daN C = 514, 47.(21, 6.1000)0,3 = 10273 Tra bảng 18P ta chọn ổ đũa côn đỡ chặn có kí hiệu 7205,có d=25mm, D= 52mm, B= 16,5 mm, C= 35000 6.5/ Thiết kế ly hợp: D1 Dtb a d D L h Hình 6.5-Ly hợp vấu Ly hợp : Có nhiệm vụ nối tách rời trục chi thiết máy quay khác lúc Ở chọn loại ly hợp vấu, ly hợp vấu gồm có ly hợp có vấu mặt bên, đóng ly hợp vấu gài vào truyền động quay mô men xoắn từ trục sang trục khác Hình dạng tiết diện vấu tam giác vận tốc trục nhỏ, tải trọng nhỏ Vật liệu làm ly hợp vấu thép CT51 +Định kích thước ly hợp: SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG D = (1,8 ÷ 2,5).d = (1,8 ÷ 2,5).20 = 36 ÷ 50 mm Đường kính ly hợp: lấy D = 40mm Chiều dài toàn ly hợp : L= 3,5d= 3,5.20= 70mm D1 = D − 2a = 40 − 2.7 = 26mm Đường kính ly hợp : D + D1 40 + 26 = = 33mm 2 Dtb = Đường kính trung bình ly hợp: Chiều rộng vấu a, chiều cao vấu, số Z tra bảng 9-12 [1] A=7mm, h=4, Z=7, đóng ly hợp tay Góc nghiêng bề mặt làm việc vấu: α = 50 +Kiểm nghiệm ứng suất dập bề mặt làm việc vấu theo điều kiện: σd = Trong đó: [σ ]d K M ≤ [σ ]d ψ Z Dtb a.h ψ = 0, _ Hệ số xét đến phân bố không tải trọng vấu _Ứng suất dập cho phép, [σ ]d = 25 N / mm , K: Hệ số tải trọng động, máy cán K=2 2.2.9,55.106.0, 02 = N / mm 21, 6.0, 6.7.33.7.4 σd = σd < [σ ]d đảm bảo bền +Kiểm nghiệm sức bền uốn vấu: σu = K M x h ≤ [σ ]u ψ Z Dtb W Trong đó: W= ab 7.7 = = 57 mm3 6 _mô men cản uốn b = a = 7mm, chiều dày chân vấu SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 88 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [σ ]u ứng suất uốn cho phép, [σ ]u σ ch = 0,25 σ ch =70 N / mm giới hạn chảy thép CT5, σu = Do THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG σ ch =280 N / mm 2.8842.4 = N / mm 0, 6.7.33.57 σu < [σ ]u đảm bảo bền +Tính lực cần thiết để đóng ly hợp: Q= K M Dtb  D   f ' tb + tg (α + ρ )  d   Trong đó: f' α hệ số ma sát ly hợp với trục, thường lấy f' =0,2, ρ = arctgf ' = 11,3o góc nghiêng bề mặt làm việc vấu Lực cần thiết để đóng ly hợp: Q= 2.2.8842  33  0, + tg (50 + 11,3o )  = 667 N 33 20   CHƯƠNG 7: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT,VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 7.1 Hướng dẫn lắp đặt máy: Chuẩn bị chỗ để lắp máy: Yêu cầu không gần chỗ có lực tác dụng từ bên rung đường ray xe lửa Nếu có chỗ lắp đặt máy phải đào hào xung quanh để cách rung động Đúc bê tông đủ dày cắm bu lông nên theo kích thước lỗ bu lông chân đế máy Tạo mặt để lắp thân máy cố định bê tông Khi lắp ráp ý điều sau: SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG + Khi lắp ráp truyền trục vít bánh vít cần kiểm tra độ ăn khớp trục vít với bánh vít Kiểm tra độ vuông góc trục trục vít trục lắp bánh vít +Khi lắp truyền bánh trụ nghiêng, cần kiểm tra độ ăn khớp độ song song trục +Cơ cấu cam đảm bảo đường thẳng qua tâm cam trục đội phải đảm bảo vuông góc để đội đẩy ụ động chạy theo đường thẳng song trượt phía 7.2 Vận hành máy: Khi lắp đặt máy xong chi tiết lau chùi ngăn bụi bám vào Bôi trơn phận làm việc, bôi trơn ổ, truyền Các phận quay phải có thùng để che đậy đảm bảo bụi bẩn vào đảm bảo an toàn cho người sử dụng Khi kết thúc bôi trơn ta tiến hành chạy thử máy với chế độ không tải để xem máy có bị lỗi không, có dừng máy để kiểm tra 7.3 Bảo dưỡng máy: Để máy làm việc với độ an toàn, tin cậy cao cần bảo dưỡng chi tiết theo kế hoạch sau: 7.3.1.Bảo dưỡng hàng ngày: +Trước khởi động cho máy làm việc cần kiểm tra lượng dầu hộp có đủ hay không, bôi trơn cho bánh hở, bôi trơn song trượt ụ động +Lau mảnh vụn dụng cụ bàn máy sau làm việc xong khăn khô, bôi dầu chống rỉ lên chi tiết không sơn máy 7.3.2 Bảo dưỡng hàng tháng: +Kiểm tra bu lông có bị lỏng hay không, siết chặt lại +Kiểm tra dầu có hộp để thêm vào cho đủ lượng yêu cầu 7.3.3 Bảo dưỡng năm lần: +Lấy hết dầu thùng chứa ra, lau bề mặt khăn khô +Bôi trơn phận ổ mỡ dầu +Kiểm tra hệ thống điện +Lọc dầu máy đổ vào thùng 7.3.4 Bảo dưỡng năm lần: + Thay dầu máy hoàn toàn, bảo trì tất phận máy để kiểm tra độ mòn để thay lại chi tiết +Kiểm tra hệ thống điện SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 90 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp-Thiết kế chi tiết máy-Nhà xuất Giáo dục [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển- Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập I-Nhà xuất Giáo dục-Năm 2003 [3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển- Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập II-Nhà xuất Giáo dục-Năm 2003 [4] Nguyễn Ngọc Anh-Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập VI-Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật-Năm 1985 [5] Nguyễn Đắc Lộc -Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I-Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [6] Nguyễn Độ-Vẽ kỹ thuật khí SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 91 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG [7] Ninh Đức Tốn-Dung sai lắp ghép-Nhà xuất Giáo dục-Hà Nội 2004 SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 92 [...]... theo phương án 3 là hợp lý cho các yêu cầu đó PHẦN II: THIẾT KẾ MÁY CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY 4.1 Sơ đồ động học của máy: Hình 4.1-Sơ đồ động học của máy 4.2 Xác định kích thước, kết cấu con lăn cán: 4.2.1 Kích thước cơ bản của bu lông: SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG Hình 4.2-Kết cấu mối ghép ren -Kích thước của ren: H = 0,86603.p... giới hạn chảy của kim loại (Mpa) : đường kính trong của ren được cán (mm) a : chiều rộng rãnh ren (mm) SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP d ph α THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG : đường kính phôi (mm) 0 : góc profin của ren ( ) E : modun đàn hồi ( N / mm 2 ) K : số đỉnh ren cán Xét khi lực cán lớn nhất, đối với trường hợp cán bu lông M22x2,5: σ ch + d1 + = 290 N / mm 2 = 19,3 (mm) a =... 4.4.1 Tốc độ cán : + Vận tốc cán: ÷ ÷ Vì vật liệu làm bu lông là thép CT31 CT51 có giới hạn bền kéo từ 310 510( N / mm 2 ) ÷ do đó vận tốc cán từ 40 60 (m/ph) Để đảm bảo đầu ra ( lô cán ) quay cùng một tốc độ quay khi cán 3 loại bu lông thì ta chọn vận tốc cán sao cho tốc độ quay trục cán n là không đổi + Chọn vận tốc cán khi cán bu lông M22x2,5 : ⇒ Số vòng quay trục cán n3 = Lấy ⇒ V3 = 50( m / ph)... 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG a/ Momem cán hữu ích : Mc = PT Png 2 = 4532.164, 4 = 372530( N mm) 2 Trong đó: PT lực tiếp tuyến (N) Png đường kính ngoài lô cán (mm) b/ Momem ma sát trên cổ trục cán : M ms1 = 2.( RA rA f1 + RB rB f1 ) Trong đó : RA , RB rA , rB phản lực tại gối đỡ A,B (N) bán kính cổ trục cán tại A,B hệ số ma sát ở ổ đỡ trục cán * Sơ đồ phân bố lực : Hình 4.3 Sơ đồ. .. Vận tốc cán khi cán bu lông M18x2,5 : V1 = n1.π Dng 1 1000 = 97.3,14.132, 4 = 40( m / ph) 1000 Vận tốc cán khi cán bu lông M20x2,5: V2 = n2 π Dng 2 1000 = 97.3,14.148, 4 = 45(m / ph) 1000 4.4.2 Lượng chạy dao hướng kính : s = 0,15 (mm/vòng) 4.5 Xác định công suất dẫn động máy, chọn động cơ điện: Tính cho trường hợp lực cán lớn nhất khi cán bu lông M22x2,5 4.5.1 Xác định công suất dẫn động máy: SVTH:... Hình 4.3 Sơ đồ lực tác dụng lên trục cán +Tính sơ bộ l1 l1 , l2 : theo tài liệu [1] : Khoảng cách giữa gối đỡ trục và điểm đặt lực cán l1 = B ' " Bot +l +l + 2 2 Trong đó : SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG B Bề rộng của lô cán, B = 64(mm) l' l' Khoảng cách từ nắp ổ đến cạnh của lô cán, =20(mm) l" Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông, Bot bề rộng ổ trượt, lấy sơ... men ma sát sinh ra do lực ma sát giữa phôi và con lăn cán : Lấy M ms 2 = 0, 03.M c = 0, 03.372530 = 11176( N mm) SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP e/ Công suất trên trục cán THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG N = N1 + N 2 *Công suất khi cán: (tính ở cụm cán) N1 = ( M c + M ms1 + M 0 + M ms 2 ) ωt 106 Trong đó ωt là vận tốc góc trục cán ωt = π n 3,14.97 = = 10,15( rad / s ) 30 30 N1 = (372530... bu long có 3 loại nên ta có các kích thước bu lông cán như sau: *Loại bu lông M18x2,5: Đường d2 = d − kính trung bình : 6.H = d − 1, 6238 = 18 − 1, 6238 = 16, 38( mm) 8 Đường kính chân ren : d1 = d − 2.h = d − 2,7063 = 18 − 2, 7063 = 15,3( mm) d ph = Đường kính phôi : SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A d + d1 − 0, 07 = d − 1,3601 = 16, 64( mm) 2 TRANG 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG *Loại bu. .. Lấy d = 45 (mm) b/ Đối với sản phẩm bu lông M20x2,5: SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG - Đường kính trung bình lô cán : Dtb = i.d 2 = 8.18, 38 = 147(mm) Dng = Dtb + - Đường kính ngoài lô cán : Dcr = Dtb − - Đường kính chân ren : 2.H 2.2,1651 = 147 + = 148, 4( mm) 3 3 6.H 6.2,1651 = 147 − = 145, 4( mm) 8 8 - Chiều dài lô cán : B = 64(mm) - Đường kính lỗ mayơ... dài ren được cán (mm) p : bước ren (mm) + E = 2,1.105 (Mpa ) 2903.164, 4 20, 64 + 19,3 ⇒ PR = 3,5 .19,3.(1,88 + ).24 = 56646( N ) 5 2,1.10 (164, 4 + 19,3) cos 300 b/ Lực tiếp tuyến : SVTH: TRẦN CÔNG LỘC-11C1A TRANG 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PT = 0, 08.PR THIẾT KẾ MÁY CÁN REN BU LÔNG (N) ⇒ PT = 0, 08.PR = 0, 08.56646 = 4532( N ) 4.4 Xác định tốc độ quay trục cán, lượng chạy dao hướng kính : 4.4.1 Tốc độ cán