Đang tải... (xem toàn văn)
MÁY CẮT KIM LOẠIPHẦN 1 XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY xác định sai số thực tế so với tiêu chuẩn chọn động cơ xác định các đặc tính kỹ thuật của máy PHẦN 2 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY xác định phương án thiết kế
thuyết minh đồ án máy cắt kim loại Đồ áN MáY CắT KIM LOạI PHầN I : XáC ĐịNH CáC ĐặC TíNH Kỹ THUậT CủA MáY 1,41 Theo giả thuyết : Z=9 N c max =3,5(kw) Căn vào số liệu ban đầu ta xác quay trục chính.Chuỗi số vòng quay theo quy luật cấp số nhân víi c«ng béi : n z = n1 z Công thức tính Thay giá trị vào công thức tính,cho vòng quay thực tế trục chính: n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 nmin 63 (v/ph) định chuỗi số vòng trục tuân z=2,3, ,24.ta cã sè n9 n10 n11 n12 12,5 15,7 19,8 25 31.5 39,7 50,0 63,0 79,4 100, 06 126, 07 158,8 n 13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n 20 n 21 n 22 n 23 n 24 200, 252, 317, 400, 504, 635, 800, 1009 ,1 1271 ,5 1602 ,1 2018 ,6 2543, Tra bảng(sách thiết kế máy cắt)xác định giá tri số vòng quay tiêu chuẩn máy: n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 12,5 n13 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 126 160 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n 20 n 21 n 22 n 23 n 24 200 250 315 400 500 630 800 100 125 1600 2000 2500 Xác định sai số thực tế so với tiêu chuẩn: n n tt 2500 2543,5 n tc 100% = 100% =-1,74% n tc 2500 Sai sè cho phÐp: n 10( 1)% =10(1,26-1)=2,6% Nh vËy n n ,chuỗi số vòng quay thực tế thoả mÃn điều kiện thiết kế Phạm vi điều chØnh sè vßng quay: n 2543,5 R n max 203 n 12,5 Chọn công suất động cơ: Đối với hộp tốc độ máy cắt kim loại, thông thờng hiệu suất đạt 70%-80%.Do ta tính sơ công suất động nh sau: N N dc c max 5 (kw) 0.8 gvhd: t¹ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại Từ công suất động tính đợc loại động thờng đợc sử dụng phổ biến ta chọn loại động kiểu:4A112M4Y3 có thông số sau: (%) N dc (kw ) V(v/ph Cos Tmax Tk ) Tdn Tdn 5,5 1425 0,85 85,5 2,2 2,0 Xác định đặc tính kĩ thuật máy: Tra bảng 9-4 sổ tay CNCTM tập 3(tr17-18) ta xác định đợc đặc tính kĩ thuật máy tiện van 1K62 nh sau: Thông số đờng kính chi tiết lớn khoảng cách hai đầu tâm đờng kính chi tiết lớn gia công bàn dao chiều dài lớn tiện đợc hai đầu tâm số cấp tốc độ trục số dao lắp đài dao kích thớc dao dịch chuyển lớn bàn dao dọc dịch chuyển lớn bàn dao ngang góc quay lớn bàn dao dịch chuyển lớn bàn dao phạm vi bớc tiến däc ph¹m vi bíc tiÕn ngang ph¹m vi bíc ren hệ mét phạm vi bớc ren hệ anh Giá trị 400 đơn vị mm 710-1000-1400 mm 220 mm 640-930-1330 mm 24 cÊp 20*25 640-930-1330 dao mm mm 250 mm 90 độ 140 mm 0.07-4.16 0.035-2.08 1-192 24-2 phạm vi bớc ren hệ môđun đờng kính tốc kẹp đờng kính định tâm mâm cặp công suất động 0.5-48 mm/vòng mm/vòng mm số vòng ren/l môđun 240 240 m mm 5.5-10 kw gvhd: tạ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại phần thiết kế động học máy 1.Xác định phơng án thiết kế Căn vào chuỗi số vòng quay trục chính(đà xác định phần 1),tham khảo máy tiện van 1K62 ta lựa chọn phơng án thiết kế nh sau: -Phơng án thứ tự: Z1 ®êng truyÒn Z 2 3 2 2 1 ®êng truyÒn Z du Z1 Z 6 24 30 đờng truyền đủ Do yêu câu đề chi thiết kế 24 cấp tốc độ ,măt khác để đảm bảo kết hợp cắt đợc loại renkhác nhau,yêu cầu điều chỉnh máy dễ dàng,nên ta làm trùng cấp tốc độ đờng truyền 2.Nh đờng truyền đủ hộp tốc độ là: Z du Z1 Z 6 18 24 S¬ ®å khai triĨn cđa hép tèc ®é ®ỵc bè trÝ nh hình vẽ với kí hiệu nh sau: kÝ hiƯu trơc: I, II, III, IV, V, VI Zi kí hiệu bánh :chủ động ' bị động Zi cụm bánh di trợt thứ i: Bi i=1,2,3,4,5 M1 li hợp bánh thay a,b Cụm bánh thay a,b, li hợp kết hợp dùng để ®ỉi chiỊu chun ®éng kÝ hiƯu nhãm trun: PI :trun c/® tõ trơcI-II PI =2 PII :trun c/® tõ trơcII-III PII =3 PIII :trun c/® tõ trơcIII-VI PIII =1 PIV :trun c/® tõ trơcIII-IV PIV =2 PV :trun c/® tõ trơcIV-V PV =2 PVI :trun c/® tõ trơcV-VI PVI =1 Chọn phơng án động học: gvhd: tạ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại Căn vào sơ đồ kết cấu hộp tốc độ đà lựa chọn (hình vẽ),ta lựa chọn phơng án động hoc hộp tốc độ nh sau: I II III 3 1 ®êng trun 1: I II III IV V 3 2 2 1 ®êng truyền 2: Tính lợng mở :ta chọn nhóm I làm nhóm sở nên ta lợng mở nhóm truyền nh sau: X1 1 X 2 X 0 §êng truyÒn 1: X1 1 X 2 X 6 X 12 §êng trun 2: X 0 Tuy nhiên đờng truyền đợc làm trùng cấp tốc độ nên thu hẹp lợng mở nhóm truyềnIV X Ta có phơng án thiết kế hép tèc ®é nh sau: I II III 3 1 §êng trun1: (1) (2) (0) I II III IV V 3 2 2 1 §êng trun 2: (1) (2) (6) (6) (0) 2.Vẽ lới kết cấu đồ thị số vòng quay: Đặt tỉ số truyền nh sau: ii Zi Zi ' víi i=1,2,3 , ,11 Căn vào phơng án thiết kế ta vẽ đợc lới kết cấu (hình2),đồ thị vòng quay(hình3) 3.Tính tỉ số truyền hộp tốc độ Căn vào đồ thị số vòng quay ta tính đơc tỉ số truyền c¸c nhãm nh sau: i 1 Chän suy i1 i 1.26 i 1 i i 0.63 i i 1.59 i i 0.25 i 1 i10 i 0.25 n15 315 i11 0.315 n i i i i 1000 i gvhd: tạ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại n 24 i6 1.26 n i1 i Nh vËy tỷ số truyền đà chọn thoả mÃn điều kiện ,®èi víi hép tèc ®é 0.25 i v 2 tỷ số truyền đà chọn hợp lí 4.Tính số cho bánh nhóm truyền Dựa vào tỷ số truyền đà tính cho nhóm truyền phần ta xác định số cho bánh nhóm truyền nh sau: Do thiết kế hộp tốc độ nên cha biết khoảng cách trục Thông thờng máy cắt kim loại môđun bánh nhóm truyền nhau,do ta chọn môđun bánh kí hiệu i1 , i , , i x , , i p lµ tØ sè trun nhãm trun a w lµ khoảng cách trục nhóm truyền 1 ' ' ' a w m( Z1 Z1 ) m( Z Z ) m( Z x Z x ) Ta có: 2 Đặt Z Z x Z x ' ®ã a w m Z Z f i x x' x Mặt khác có: Zx g x Trong f x , g x , số nguyên không chứa thừa số chung Ta có hệ phơng trình ' Z x Z x Z Zx f x ' Zx g x Gi¶i hƯ phơng trình ta đợc: fx Z fx gx f ' Z x x Z fx gx Do Z x , Z x , lµ số nguyên nên Z phải chia cho ( f x g x ) Z E1 (f1 g1 ) E x (f x g x ) E i (i=1,2, ,n) lµ số nguyên, Z phải chia cho béi sè chung nhá nhÊt cđa c¸c ( f x g x ) Gäi k lµ béi sè chung nhá nhÊt cđa c¸c( f i g i ) ta cã: f Z x x k E Z k E ®ã fx gx Zx gvhd: tạ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại f ' Z x x k E fx gx §iỊu kiện đẻ đảm bảo không xảy tợng cắt chân bánh thi số phải phải thoả mÃn điều kiện: ' Z x , Z x Z 17 E E Do ®ã E ph¶i tho¶ m·n ®k f Z (f g x ) Z x x KE Z E chu x Suy fx gx f x k gx Z (f g x ) ' Zx kE Z E bi x fx gx g x k Z n»m tia ngoµi cïng cđa nhóm truyền,tia có độ nghiêng nhiều Tia tăng tốc dùng công thức E bi Tia giảm tốc dùng công thức E chu Ta áp dụng phơng pháp để tính số cho bánh nhóm truyền a.Tính số cho bánh nhãm I: f1 5; g1 4 Ta cã i1 1.26 f 1; g 1 i 1 f1 g1 5 9 k=18 f g tia nghiêng nhiều tia tăng tốc i1 tính E bi = Z (f1 g1 ) 17 3 g1 k Do ®ã ta chän E=3 suy Z kE 18 3 54 Z1 54 30 Z i1 1' Z1 ' Z1 54 24 Z2 ' Z Z 54 27 Z2 b.Tính số cho bánh nhóm II i2 ' gvhd: tạ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại i i 1.59 suy 5 i 0.63 k=26 Tia i , i 4, nghiªng nh ,ta tÝnh theo tia i 17 (f g ) E bi 1.7 2 ta chon E=2 g k i4 i5 f g 8 13 f g 5 13 Z kE 52 ®ã i3 f g 1 2 Z3 Z3 ' Z 52 32; Z 52 20 13 13 ' Z4 ' Z4 suy Z 20; Z ' 32 ' Z Z 52 26 Z5 ' Z5 c.Tính số cho bánh nhãmIII f g 5 9 k=9 i 1.26 17(f g ) E bi 4.25 5 chän E=5 g k 45 Z6 25 suy Z kE 45 45 ' Z6 20 d Tính số cho bánh nhómIV i f g 1 2 k=10 f g 1 5 i 0.25 Tia i nghiêng xuống dới tia giảm tốc, 17(f g ) E chu 8.5 9 f k ta chän E =9 Z kE 90 gvhd: tạ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim lo¹i ' Z Z 90 45 Z8 90 18 ' Z8 90 72 e Tính số cho bánh nhóm V ' Z Z 45 i 1 Z10 Z8 18 T¬ng tù nhãm IV ta cã: i10 0.25 ' ' Z10 Z8 72 f Tính số cho bánh nhóm VI f11 g11 7 22 29 k=29 i11 0.315 22 17(f11 g11 ) 2.4 3 Tia i11 nghiªng xuèng nªn tÝnh E chu f11 k Z11 87 21 29 ta chän E=3 Z kE 29 3 87 22 ' Z11 87 66 29 phÇn tính toán động lực học hộp tốc độ Căn vào tính toán phần 1,2 số liệu ban đầu, ta phân tích tính toán động lực học hộp tốc độ nh sau: 1.Xác định xích tính toán: n tt n 4 R n 47.5 (v/ph) theo c«ng thøc: n tt 50( v / ph ) ,do Ta chọn xích tính toán là: n n i i i i i11 Xích đợc tô đậm đồ thị số vòng quay -Xác định tốc độ trục xích tính to¸n: n n I 1000( v / ph ) chọn gvhd: tạ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại n II n i 1000( v / ph ) n III n II i 630 n IV n III i 160 n V n IV i 160 n VI n 50 -TÝnh c«ng st cđa tõng trục: Hiệu suất ổ lăn bánh chọn ®ỵc nh sau: ol 0.99 br 0.96 N VI N c max 4(kw ) NV N VI 4.2 ol br N IV N III N II NV 4.4 ol br N IV 4.6 ol br N III 4.8 ol br N II 5.1 ol br -TÝnh toán mômen xoắn tác dụng lên trục: 9550 N I TI 48.7( Nm) nI NI TII 9550 N II n II 45.8 9550 N III 69.7 n III 9550N IV TIV 266 n IV TIII TV 9550N V 254 nV 9550N VI 764( Nm) n VI 2.Xác định sơ khoảng cách trục: Theo công thức 6.15a sách thiết kế HTDDCK tập1(tr96) ta có: TVI gvhd: tạ đăng doanh hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim lo¹i a w k a (u 1) 3 T1 k H H u ba Trong k a hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng,tra bảng 6.5(tr96) k a 49.5 T1 :mômen xoắn trục bánh chủ động,xét cho nhomV TIV 254( Nm) H :øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp H 2.8 ch 2.8 340 952(Mpa ) u: tû sè trun gi÷a trơc: u=0.315 b ba w : tra b¶ng 6.6(tr97) ba 0.3 aw k H :hệ số tải trọng phân bố không đều,tra bảng 6.7(tr97) k H 1.05 Thay giá trị vào công thức ta có 254000 1.05 125(mm) 9.52 0.315 0.3 3.Chọn môđun cho bánh răng: Từ kết tính đợc ta thấy trục V,VI có mổmen lớn cặp bánh truyền mômen hai trục chụi lực lớn Vậy ta tính môđun cho cặp banh đồng thời dùng cho hộp tốc độ; mZ Ta có a w t víi Z t lµ tỉng sè bánh ăn khớp ' Z t Z11 Z11 21 66 87 2a 125 m w 2.87 Zt 87 Môđun bánh đà đợc tiêu chuẩn hoá nên ta chọn m=3 4.Tính khoảng cách thực tế trục hộp tèc ®é mZ (30 24) a wI t 81(mm) Nhãm I 2 mZ ( 20 32) a wII t 78 Nhãm II 32 a w 49.5(0.315 1) 3 Nhãm IV Nhãm V mZ t (18 72) 135 2 mZ (18 72) a wV t 135 2 a wIV gvhd: tạ đăng doanh 10 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại a.Kiểm nghiệm trục ®é bÒn mái s s s s HƯ sè an toµn mái: s2 s2 s k d a m Trong ®ã s k d m 0.43 b 327 (Mpa ) 0.58 189(Mpa ) Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng nên: M m : a max w M M xo M yo4 298274( Nmm) Víi d 8942( mm ) 32 M a 33.4(Mpa ) W thay vào công thức ta có: T 8T a m max 7.5(Mpa ) 2 Wo d ; :tra bảng 10.7(sách HTDDCK) ta có: 0.1; 0.05 k / kx k / kx k d k d ky ky W k x :tra b¶ng 10.8 cã: k x =1.06 k y :tra b¶ng 10.9 cã: k y =1.6 tra b¶ng 10.11cã: k / 2.44 k d 1.56 k / 1.86 k d 1.2 Thay kết tính đợc vào công thức tính s ; s ta đợc: s 6.3; s 20 s s s 6 s2 s2 s hƯ sè an toµn mỏi cho phép ,thông thờng s =1.5-2.5 Khi cần tăng cứng lấy đến 2.5-3.Do s=6 s nên không cần kiểm tra trục độ cứng vững b.Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh td 3 gvhd: t¹ đăng doanh 19 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại M T 14.5(Mpa ) ®ã max3 32( Mpa ) 0.1d 0.2d thay vào công thức có: td 35.8( Mpa ) øng suÊt cho phÐp 0.8 ch 0.8 450 360(Mpa ) Nh vËy td trôc thoả mÃn điều bền tĩnh 12.Tính toán chọn ổ lăn cho trục a.Chon ổ lăn cho trục IV -Chọn loai ổ lăn: Do truc đợc lắp bánh trụ thẳng nên trục không chịu lực dọc trục,do ổ lăn lắp trrục ta chọn loại ổ đỡ.Loai ổ có đặc điểm khả chịu tải trung bình,khả quay nhanh đảm bảo,giá thành rẻ,có khả chịu lực dọc trục nhỏ -Chọn cấp xác ổ lăn:Theo tiêu chuẩn GOST520-71 hộp tốc độ máy cắt kim loại thờng dùng loại ổ lăn có cấp xác cao cấp 5:độ đảo hớng tâm m ,giá thành vừa phải -Chọn kích thớc ổ lăn:Căn vào đờng kính ngõng trục d=40mm ,tra bảngp2.7 ta chọn ổ bi đỡ dÃy loại nhẹcó thông sè sau: kÝ d(mm) d(mm) B(mm r(mm) ®kÝn C(KN) C (KN hiÖu ) hbi ) 208 40 80 18 12.7 25.6 18.1 -Tính kiểm nghiệm khả tải ổ lăn Nh đà lực tác dụng lên æ chØ cã lùc híng kÝnh: Fo1 F xo1 F yo1 1189 ( N) Fo F xo2 F yo2 2386 ( N) Do đầu trục dùng loại ổ lăn mà tai đầu O ổ chịu lực lớn cần kiểm nghiệm cho ổ truc O +Kiểm nghiểm khả tải động: C d Q m L Trong đó: Q: tải trọng động quy íc L: ti thä tÝnh b»ng triƯu vßng quay m=3 ®èi víi ỉ bi L 60n L h víi L h (10 25)10 10 15 10 60 160 L 142 (triƯu vßng) 10 Q (XVFr YFa )k t k d lùc däc trôc Fa =0 X:hệ số tải trọng hớng tâm X=1 V:hệ số kể đến vòng quay Y=1 gvhd: tạ đăng doanh 20 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại k t :hệ số ảnh hởng cđa nhiƯt ®é:t 50 : k t =1 k d :hệ số kể đến ảnh hởng tải trọng,tra bảng 11.3 có : k d =1-1.2 Thay kết vào công thức tính ta có:Q=2863(N) C d Q3 L 28633 142 14930( N) C d C ®ã ổ lăn thoả mÃn điều kiện tải động b.Chọn ổ cho trục khác Căn vào đờng kính ngõng trục đà tính sơ phần trớc khả tải trục ta chọn loai ổ kÝch thíc ỉ nh sau: d I 18 -Trơc I ta chọn d=20mm Chọn ổ bi đỡ 1dÃy loại nhẹ cho đầu trục:2 ổ kí d(mm) d(mm) B(mm r(mm) ®kÝn C(KN) C (KN hiÖu ) hbi ) 204 20 47 14 1.5 7.94 10 6.3 d II 20 ta chọn d=20mm -Trục II Ta chọn ổ lăn nh trôc I d III 22 ta chän d=25mm -Trôc III Chän ỉ bi ®ì d·y loai nhĐ cho ®Çu trơc: kÝ d(mm) d(mm) B(mm r(mm) ®kÝn C(KN) C (KN hiÖu ) hbi ) 205 25 52 15 1.5 7.94 11 7.09 -Trơc IV nh ®· chän ë phần trên(12a) d V 30 ta chọn d=30mm -Trục V Chọn ổ bi đỡ dÃy loại nhẹ cho ®Çu trơc: kÝ d(mm) d(mm) B(mm r(mm) ®kÝn C(KN) C (KN hiÖu ) hbi ) 206 30 62 16 1.5 9.52 15.3 10.2 d VI 42 ta chän d=45mm -Trục VI Do trục chịu lực cắt nên có lực dọc trục Fa Ta phải chọn ổ đũa côn cho đầu trục(2 ổ lắp đối nhau)và đầu trục chọn ổ bi đỡ: +Hai ổ đũa côn: kh d D D1 B C1 T r 720 45 85 70 19 16 20.7 Hai ỉ bi ®ì: kÝ d(mm) d(mm) B(mm r(mm) hiƯu ) gvhd: tạ đăng doanh 21 r1 C C0 15.3 42 33 ®kÝn hbi C(KN) d1 64 C (KN ) hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại 209 45 85 19 12.0 12.7 25.7 18.1 13.TÝnh chän then lắp ghép Căn vào chi tiết lắp trục bánh cố định ,các bánh di trợt,li hợp phanh ta chọn loại then kích thớc hợp lí đẻ lắp ghép: a.Tính kiểm nghiệm then lắp trục VI truc chịu mômen xoắn lớn -Chọn then đẻ lắp bánh cố định với trục: d(mm b(mm) t (mm) t (mm) h(mm) rmin rmax ) 50 16 4.3 10 0.25 0.4 2T d 140(Mpa ) -KiÓm nghiƯm bỊn l t d (h t1 ) d :øng suÊt dËp cho phÐp,tra b¶ng9.5 cã d =150(Mpa) Nh vËy d d then thoả mÃn điều kiện bền dập 2T c 70(Mpa ) dl t b c :øng suÊt c¾t cho phÐp, c =60-90 (Mpa) c c nªn then thoả mÃn điều kiện bền cắt Nh -họn then hoa để lắp bánh di trợt với trục: kthíc danh nghÜa d tb (m h(m b(m mèi ghÐp m) m) m) Z d D 46 50 48 1.2 b.Chọn loại then cho truc khác Đối với trục I,II,III,IV,V mômen xoắn tác dụng lên trục nhỏ nhiều so với trục nên ta chọn loại then đẻ lắp bánh cố định với trục,then hoa để lắp bánh di trợt -Trục I: Các bánh Z1 ; Z lắp lồng không với trục nên không dùng then Khớp M1 l¾p víi trơc b»ng mèi ghÐp then hoa,kÝch thíc nh sau: -Trơc II then hoa: kthíc danh nghÜa d tb (m mèi ghÐp m) Z d D 23 26 24.5 Cụm bánh di trợt B1 lắp gvhd: tạ đăng doanh 22 h(m m) b(m m) 0.9 với trục mối ghép hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại kthớc danh mối ghép Z d D 26 30 nghÜa d tb (m m) 28 h(m m) b(m m) 1.4 C¸c b¸nh Z ; Z ; Z lắp víi trơc b»ng mèi ghhÐp then b»ng: d(mm b(mm) t (mm) t (mm) h(mm) rmin rmax ) 30 2.8 0.16 0.25 -Trơc III Cơm b¸nh di trợt B lắp với trục mối ghÐp then hoa: kthíc danh nghÜa d tb (m h(m b(m mèi ghÐp m) m) m) Z d D 28 32 30 1.4 Các bánh Z ; Z8 ; Z ,phanh l¾p víi trơc b»ng then b»ng: d(mm b(mm) t (mm) t (mm) h(mm) rmin rmax ) 32 10 3.3 0.25 0.4 -TrucIV Hai cụm bánh di trợt lắp với trơc b»ng mèi ghÐp then hoa: kthíc danh nghÜa d tb (m h(m mèi ghÐp m) m) Z d D 42 46 44 1.2 ' ' -Trôc V : Ba bánh Z11 ; Z9 ; Z10 lắp với trôc then b»ng: d(mm b(mm) t (mm) t (mm) h(mm) ) 35 10 3.3 phÇn b(m m) b»ng mèi ghÐp rmin rmax 0.25 0.4 thiết kế cấu điều khiển Thiết kế cấu ®iỊu khiĨn cho hép tèc ®é lµ nhiƯm vơ rÊt quan trọng,cơ cấu điều khiển hộp tốc độ có chức đóng ngắt truyền động chính, thực đóng mở bánh di trợt để thay đổi tỉ sè trun dÉn ®Õn thay ®ỉi tèc ®é trơc chÝnh,®ãng mở li hợp để đảo chiều chuyển gvhd: tạ đăng doanh 23 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại động,đóng mở phận bôi trơn ,làm lạnh yêu cầu làm việc cấu điều khiển phải đảm bảo:độ an toàn cao, ®iỊu khiĨn ph¶i nhanh, ®iỊu khiĨn b»ng tay ph¶i nhĐ nhàng thuận tiện,dễ nhớ điều khiển,tính xác ,tin cậy hệ thống điều khiển cao.Từ nhiệm vụ yêu cầu ta phân tích kết cấu hộp tốc độ máy cắt 1K62 để thiết kế hệ thống điều khiển Hộp tốc độ máy cắt 1K62 yêu cầu 24 cấp tốc độ, có cụm bánh di trợt ,1 li hợp,do ta dùng hệ thống điều khiển tay gạt,trong có cấu điều khiển đẻ điều khiển liên kết mạch điều khiển khác 1.Xác định hành trình gạt Căn vào kết cấu hộp tốc độ,sơ đồ động(trên hình vẽ) kích thớc chi tiết đà xác định phần ta xác định hành trình gạt cho cụm bánh di trợt a.Cụm bánh di trợt B1 :có bậc,2 vị trí gạt: Gạt qua trái : L1t =2B+f=40+5=45 (mm) Gạt qua phải: L1p =2B+f=40+5=45 (mm) B: chiều rộng vành B=20(mm) f: khoảng cách cần thiết bánh để tránh va ®Ëp f=5(mm) Nh vËy L1t = L1p b Cụm bánh di trợt B :có bậc,3 vị trí gạt:trái-giữaphải L t =2B+f=40+5=45 (mm) Gạt qua trái: Gạt qua phải: L p =2B+f=40+5=45 (mm) c Cụm bánh di trợt B3 :có bậc ,2 vị trí gạt.tơng tự nh ta có: L 3t L 3p =45 (mm) d Cụm bánh di tr ợt B :có bậc ,2 vị trí gạt,tơng tù ta cã: L t L p =45 (mm) e Cụm bánh di trợt B5 :có bậc ,2 vị trí gạt,tuy nhiên hành trình gạt lớn bánh bố trí trụ kh¸c nhau: L t L 5p 2B 2K1 Bo3 B o5 f o Trong ®ã K1 :khoảng cách từ cạnh bánh đến mặt æ: K1 =15(mm) Bo :chiÒu réng æ: Bo3 15( mm); B o5 16(mm) f o :khoảng cách tối thiểu ổ : f o =5(mm) gvhd: tạ đăng doanh 24 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại thay vào công thức ta có: L t L 5p 40 30 15 16 106(mm) f.Hành trình gạt li hợp M1 : Căn sơ đồ động kết cấu chhi tiết ta tính L M1 =40 (mm) hành trình gạt li hợp là: 2.Lập chu kì gạt vẽ đờng khai triển cam Căn vào đồ thị số vòng quay, sơ đồ kết cấu ta xác định xích truyền động nh sau: n1 n i i i i10 i11 n13 n i i i i i11 n n o i1.i i i10 i11 n14 n i1.i i i i11 n n o i i i i10 i11 n15 n i i i i i11 n n o i1.i i i10 i11 n16 n i1.i i i i11 n n o i i i i10 i11 n17 n i i i i i11 n n o i1.i i i10 i11 n18 n i1.i i i i11 n n o i i i i i11 n19 n i i i n n o i1.i i i i11 n 20 n i1.i i n n o i i i i i11 n 21 n i i i n10 n o i1.i i i i11 n 22 n i1.i i n11 n o i i i i i11 n 23 n i i i n12 n o i1.i i i i11 n 24 n i1.i i Đối chiếu hệ phơng trình với sơ đồ ®éng ta cã: øng víi tØ sè trun i1 cơm bánh B1 gạt sang vị trí bên trái (T) ứng với tỉ số truyền i cụm bánh B1 gạt sang vị trí bên phải (P) ứng với tỉ số truyền i cụm bánh B gạt sang vị trí bên trái (T) ứng với tỉ số truyền i cụm bánh B giữ nguyên (G) ứng với tỉ số truyền i cụm bánh B gạt sang vị trí bên phải (P) ứng với tỉ số truyền i cụm bánh B5 gạt sang vị trí bên trái (T) øng víi tØ sè trun i cơm b¸nh B3 gạt sang vị trí bên trái (T) gvhd: tạ đăng doanh 25 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại ứng với tỉ số truyền i cụm bánh B3 gạt sang vị trí bên phải (P) ứng với tỉ số truyền i cụm bánh B gạt sang vị trí bên trái (T) ứng với tỉ số truyền i10 cụm bánh B gạt sang vị trí bên phải (P) ứng với tỉ số truyền i11 cụm bánh B5 gạt sang vị trí bên phải (P) Ta viết lại xích truyền động nh sau: n1 n i (B1 P).i (B G ).i (B3 P).i10 (B P).i11 (B5 P) n n i1 (B1 T).i ( B G ).i ( B3 P).i10 (B P).i11 ( B5 P) n n i (B1 P).i (B P).i (B3 P).i10 (B P).i11 (B5 P) n n i1 (B1 T).i ( B P).i ( B3 P).i10 ( B P).i11 (B5 P) n n i (B1 P).i (B T ).i (B3 P).i10 (B P).i11 ( B5 P) n n i1 ( B1 T ).i (B T).i (B3 P).i10 (B P).i11 (B5 P) TÝnh toán tơng tự cho xích truyền động khác ta lập đợc bảng kết sau: gvhd: tạ đăng doanh 26 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại ni n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n 20 n 21 n 22 n 23 n 24 B1 P T B2 G G B3 P P B B5 P P P P P T P T P T P T P T P T P T P T P T P T P T P P T T G G P P T T G G T T T T G G P P T T P P P P P P P P P P T T T T T T O O O O O O P P P P T T T T T T T T T T T T O O O O O O gvhd: tạ đăng doanh P P P P P P P P P P P P P P P P T T T T T T 27 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại 3.Tính toán cam gạt a.Thiết kế gạt: Căn vào kết cấu cụm bánh di trợt,kích thớc hộp tốc độ,ta thiết kế kích thớc kết cấu gạt điều khiển cụm bánh di trợt nh sau: cách tính nh sau: L R sin() L:hành trình gạt R:bán kính gạt :góc quay gạt Ta chọn góc quay gạt = 30 Đối với cụm bánh di trợt B1;B3;B4 có bậc ,2 vị trí gạt,có L 45 90(mm) hành trình gạt nên ta có: R sin() sin 30 Đối với cụm bánh di trợt B2 có bậc ,3 vị trí gạt T-G-P (trên L 45 90(mm) hình vẽ)nên bán kính gạt là: R sin() sin 30 Đối với cụm bánh di trợt B5 có bậc, vị trí gạt nhng có L 106 212(mm) hành trình gạt lớn ®ã ta cã R sin( ) sin 30 b.Thiết kế cam gạt Ta xác định kết cấu kÝch thíc cam g¹t nh sau: Ta thiÕt kÕ cam đĩa điêu khiển cụm bánh di trợt cam đĩa có độ cứng vững tốt hơn,chiều dày cam mỏng,có thể đặt rÃnh điều khiển mặt đĩa,do kết cấu gọn gvhd: tạ đăng doanh 28 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại Xác định độ nâng cam: x R R L L L1 Trong L1:bán kính gạt L2:chiề dài cánh tay đòn,chọn L2=90(mm) Đối với cam điều khiển cum bánh di trợt B1;B3;B4 độ nâng cam là: L 45 x R R L = 90 45(mm) L1 90 Đối với cam điều khiển cụm bánh B có bậ 3vị trí gạt th×: L 45 x R R L = 90 45(mm) L1 90 Đối với cụm bánh di trợt B5 có: L x R R L = 90 106 45( mm) L1 212 b.Vẽ biên dạng cam Căn vào biên dạng khai triển cam tính toán ta vẽ đơc biên dạng cam nh sau: gvhd: tạ đăng doanh 29 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại phần thiết kế vỏ hộp-bôi trơn điều chỉnh 1.Thiết kế thân hộp tốc độ Công dụng: Để gá chặt hầu hết chi tiết hộp tốc độ, định vị trí tơng đối chi tiết phận máy, trực tiếp tiếp nhận tải trọng chi tiết truyền đến, chứa dầu bôi trơn truyền hộp giảm tốc, bảo vệ chi tiết máy - Chỉ tiêu đặt chế tạo hộp giảm tốc khối lợng nhỏ độ cứng cao giá thành hạ - Vật liệu chế tạo hộp giảm tốc: gang xám GX 15 32 - Phơng pháp chế tạo: Chọn phơng pháp đúc - Thành phần hộp tốc độ : thành hộp, gân chịu lực, mặt bích, gối đỡ, loại vít bulông lắp ghép - Kích thớc phần tử cấu tạo nên hộp tốc độ bảng sau: Tên gọi Biểu thức tính toán 16 mm Chiều dày: - Thân hộp, =0,03.415 + 14 mm - N¾p hép, 1=0,9 = gvhd: tạ đăng doanh 30 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại Gân tăng cứng: - Chiều dày, e =(0,9 ) = 14 mm e Đờng kính: - Bulông nền, d1 d1 >0,04.415+10 27 mm - Bulông cạnh d2 = (0,7 0,8)27 20 mm ổ, d2 - Bulông ghép mặt bích d3=(0,8 0,9).18 16 mm thân, d3 - Vít ghép lắp ổ, d4 12 mm d4 = (0,6 0,7).14 Mặt bích ghép nắp 21 mm thân s3 = (1,4 1,8).16 - Chiều dày bích thân hộp, s3 - Chiều dày bích nắp hộp, s4 = (0,9 1).21 21 mm 58 mm s4 k3 =2,9.20= - BÒ réng bích nắp thân, k3 -Từ đờng kính bulông tra theo TCVN 1889 – 76 ta cã kÝch thíc c¸c bulông 2.Dung sai, lắp ghép Theo yêu cầu phận ta chọn loại mối ghép sau: 1./ Lắp ghép trục với ổ lăn: Lắp theo hệ thống lỗ: H7/k6 2./ Lắp ghép ổ lăn với vỏ hộp: H7/js6 3./ Lắp ghép nắp ổ thân hộp: H7/h6 4./ Lắp ghép bánh cố định với trục: H7/s6 (Lắp có đô dôi) 5./ Lắp ghép li hợp với trục: H9/h9 6./ Mối ghép then: Then cố định trục theo kiểu lắp có độ dôi 7./ Mối ghép then hoa : Do cần di chuyển dọc trục đảm bảo khoảng cách trục xác ta chọn kiểu lắp định tâm theo đờng kÝnh d H7 - Dung sai l¾p ghÐp theo d : ( Độ hở đồng tâm cao, g6 di trợt êm ) H8 - Dung sai lắp ghép theo b : ( Để dịch chuyển h7 dịch chỉnh ) H12 - MiỊn dung sai cđa c¸c u tè không định tâm : a11 H7 8./ Lắp bạc trợt vành : p6 gvhd: tạ đăng doanh 31 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại H7 9./ Lắp vòng chặn, cốc lót : h6 10./ Lắp ghép bánh lồng không bánh công xôn : H7/r6 Bôi trơn điều chỉnh a Bôi trơn Để giảm tổn hao ma sát, tăng độ bền mòn bề mặt công tác, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thờng cho phép ta phải tiến hành bôi trơn cho hộp chạy dao để bảo vệ lâu dài độ xác ban đầu máy toàn thời gian sử dụng Căn vào điều kiện làm vệc hộp tốc độ ta sử dụng bôi trơn dầu Dầu từ thùng dầu đợc bơm tia lên màng phía hộp bơm píttông, sau dầu nhỏ dọt đến vị trí ăn khớp Khi thay dầu ta tháo dầu qua nút tháo dầu dầu vào Mức dầu thùng đợc quan sát qua mắt thăm dầu Lợng chất lỏng bôi trơn chảy qua, lít/phút : Q k.N.(1 ) , lít/phút Trong : k = hƯ sè phơ thc vµo sù hÊp thơ nhiƯt cđa dầu N Công suất cặp ma sát, KW - Hiệu suất tất cặp ma sát đợc bôi trơn Thay số ta có : Q = 2.3,5( 1- 0,98 ) = 0,3 l/ph ThÓ tÝch cđa thïng chøa dÇu : 6.Q = 0,3.6 = 1,8 lít b Điều chỉnh Trong chế tạo không gây sai số lắp ghép thờng có sai lệch Nhất truyền bánh răng, truyền bánh trụ, thờng xẩy không ăn khớp Vì lắp truyền phải kiểm tra ăn khớp Để kiểm tra ăn khớp ngới ta bôi lớp sơn bề mặt làm việc bánh răng, sau quay bánh quan sát vết sơn phần ăn khớp, ăn khớp vết tiếp xúc rải theo mặt phẳng làm việc Để đảm bảo độ xác ăn khớp ta dùng phơng pháp dịch chuyển trục đà gá bánh ổ Ngoài ra, trình làm việc bề mặt bánh thờng bị mòn tạo nên khe hở dọc trục khe hở hớng tâm làm cho trục bị đảo dao động, bánh ăn khớp kÐm, bé trun lµm viƯc kÐm cã tiÕng ån, cần phải thực hiệu gvhd: tạ đăng doanh 32 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại chỉnh Để điều chỉnh khe hở cần phải tạo độ dôi ban đầu cách thiết kế đệm điều chỉnh Đánh giá tiêu kinh tế Từ nhiệm vụ yêu cầu làm việc hộp tốc độ máy tiện trình tính toán thiết đà trọng tới tính kinh tế theo quan điểm đảm bảo hệ thống làm việc yêu cầu nhiêm vụ đặt với chi tiết phần nhiều đà đợc tiêu chuẩn hoá chi tiết đảm bảo chế tạo đợc điều kiện thực kinh tế công nghiệp nớc nay, vật liệu chế tạo chi tiết có sẵn tính phù hợp, giá thành rẻ, có bán rộng rÃi thị trờng mà đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Yêu cầu ngời sử dụng đơn giản, phù hợp với tay nghề công nhân bậc thấp Tóm lại, tiêu kinh tế tiêu kỹ thuật hệ thống đảm bảo đợc Một số yêu cầu sử dụng - Trớc vận hành máy phải kiểm tra phận bôi trơn hộp chạy dao, chế độ bôi trơn ổ - Kiểm tra chắn mối ghép nh bắt chặc bulông - Kiểm tra phận liên quan đến hộp, dẫn động đến hộp - Theo định kỳ phải tiến hành bảo dỡng gvhd: tạ đăng doanh 33 hvth: đỗ tiến cần ... cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại 3.Tính toán cam gạt a .Thiết kế gạt: Căn vào kết cấu cụm bánh di trợt,kích thớc hộp tốc độ,ta thiết kế kích thớc kết cấu gạt điều khiển cụm bánh di trợt nh... bánh trụcIII Bánh Z ' 20 tơng tự bánh Z Bánh Z ' 32 tơng tự bánh Z Bánh Z ' 26 tơng tự bánh Z gvhd: tạ đăng doanh 11 hvth: đỗ tiến cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại d1 mZ 45 135( mm) Bánh... cần thuyết minh đồ án máy cắt kim loại phần thiết kế động học máy 1.Xác định phơng án thiết kế Căn vào chuỗi số vòng quay trục chính(đà xác định phần 1),tham khảo máy tiện van 1K62 ta lựa chọn