Nghiên cứu thiết kế máy cán tôn định hình

h thÓ. Tr­íc khi x¶y ra hiÖn t­îng song tinh Sau khi x¶y ra hiÖn t­îng song tinh Mét c¬ chÕ kh¸c g©y biÕn d¹ng dÎo lµ song tinh. Song tinh lµ sù dÞch chuyÓn t­¬ng ®èi cña mét lo¹t mÆt ph¼ng c¸c nguyªn tö nµy so víi mét lo¹t c¸c nguyªn tö kh¸c, c¸c nguyªn tö ®èi xøng nhau qua mÆt ph¼ng song tinh (AA). Kho¶ng dÞch chuyÓn c¸c nguyªn tö kh«ng ph¶i lµ sè nguyªn lÇn kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c nguyªn tö (h»ng sè m¹ng). HiÖn t­îng song tinh x¶y ra rÊt nhanh vµ cµng m¹nh khi biÕn d¹ng ®ét ngét vµ tèc ®é biÕn d¹ng lín. Song tinh cã ¶nh h­ëng ®Õn tr­ît: T¹o ®iÒu kiÖn cho mÆt tr­ît ë vµo vÞ trÝ thuËn lîi nhÊt gióp biÕn d¹ng dÔ dµng (v× song tinh g©y biÕn d¹ng Ýt vµ sù tr­ît chØ x¶y ra theo ph­¬ng vµ trong c¸c mÆt tr­ît nhÊt ®Þnh). Trong qu¸ tr×nh tr­ît nÕu cã xuÊt hiÖn song tinh th× ®Æc ®iÓm næi bËt nhÊt lµ øng suÊt tiÕp tíi h¹n gi¶m xuèng. BiÕn d¹ng dÎo trong ®a tinh thÓ. §a tinh thÓ lµ tËp hîp cña nhiÒu h¹t cã ph­¬ng m¹ng ®Þnh h­íng mét c¸ch ngÉu nhiªn. Vïng ranh giíi gi÷a c¸c h¹t cã cÊu t¹o, tÝnh chÊt kh¸c víi vïng trung t©m vµ ®­îc gäi lµ biªn giíi h¹t (tinh giíi h¹t). §©y lµ yÕu tè cÇn ph¶i xÐt ®Õn khi nghiªn cøu biÕn d¹ng dÎo cña ®a tinh thÓ. D­íi ®©y lµ mét sè ®Æc ®iÓm cña biÕn d¹ng dÎo ®a tinh thÓ: C¸c h¹t trong ®a tinh thÓ ®Þnh h­íng kh¸c nhau. Khi t¸c dông lªn mÉu ®a tinh thÓ mét t¶i träng, nh÷ng h¹t nµo cã ®Þnh h­íng thuËn lîi chóng biÕn d¹ng dÎo víi øng suÊt s t­¬ng ®èi nhá, cßn nh÷ng h¹t cã ®Þnh h­íng bÊt lîi h¬n chóng biÕn d¹ng dÎo víi øng suÊt lín h¬n. §èi víi m¹ng s¸u ph­¬ng xÕp chÆt thËm chÝ cã thÓ cã nh÷ng h¹t cã ®Þnh h­íng hoµn toµn bÊt lîi, biÕn d¹ng dÎo kh«ng x¶y ra. Quan hÖ gi÷a øng suÊt kÐo chung cho toµn mÉu vµ øng suÊt tiÕp thùc tÕ trong mçi h¹t cã d¹ng: m: gäi lµ chØ sè ®Þnh h­íng . Chóng ta nghiªn cøu øng suÊt tíi h¹n ®Ó tr­ît trong ®¬n tinh thÓ, c¸c quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ ®é biÕn d¹ng. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ trªn c¬ së cña nh÷ng quy luËt ®ã t×m ra quy luËt biÕn d¹ng cña da tinh thÓ. Gi¶ sö c¸c h¹t trong ®a tinh thÓ cã ®­êng cong biÕn d¹ng nh­ nhau vµ sù biÕn d¹ng cña c¸c h¹t nµy kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn sù biÕn d¹ng c¶u c¸c h¹t kh¸c. Trªn c¬ së ®ã cã thÓ tÝnh ®­îc chØ sè ®Þnh h­íng trung b×nh m cña c¸c h¹t vµ t×m quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ ®é biÕn d¹ng ®¬n tinh thÓ. Ký hiÖu N(m) lµ hµm ph©n bè nãi lªn sè l­îng h¹t trong ®a tinh thÓ cã chØ sè ®Þnh h­íng m bÊt kú nµo ®ã. Lóc ®ã sè l­îng h¹t cã chØ sè ®Þnh h­íng n»m trong kho¶ng mi vµ mi + Dm sÏ lµ N(mi).Dm vµ chØ sè ®Þnh h­íng trung b×nh cña tÊt c¶ c¸c h¹t cã thÓ tÝnh theo biÓu thøc: §èi víi m¹ng lËp ph­¬ng t©m diÖn, tÝnh to¸n cña Sachs theo nguyªn lý ®ã cho thÊy kÕt qu¶ m = 2,238 – trong lóc th× m = 1 tøc øng suÊt t¸c dông s ®Ó g©y ra biÕn d¹ng dÎo trong ®a tinh thÓ h¬n hai lÇn so víi ®¬n tinh thÓ víi ®Þnh h­íng thuËn lîi nhÊt ®Þnh. Tuy nhiªn, ®Êy míi chØ lµ sù gÇn ®óng ban ®Çu v× nã dùa trªn gi¶ thiÕt cho r»ng kh¶ n¨ng biÕn d¹ng cña c¸c h¹t lµ ®éc lËp nhau vµ chØ phô thuéc vµo sù ®Þnh h­íng c¸c h¹t ®ã. Gi¶ thiÕt ®ã hoµn toµn kh«ng phï hîp víi thùc tÕ vµ c¸c h¹t g¾n víi nhau trong ®a tinh thÓ thµnh mét khèi liªn tôc, sù thay ®æi h×nh d¸ng vµ kÝch th­íc cña c¸c h¹t nµy cong phô thuéc vµo sù biÕn d¹ng cña c¸c h¹t chung quanh, nÕu kh«ng liªn kÕt gi÷a c¸c h¹t trªn miÒn ranh giíi sÏ bÞ ph· vì. Nh÷ng nghiªn cøu cña Miss cho thÊy r»ng ®Ó ®¶m b¶o tÝnh liªn tôc cña toµn ®a tinh thÓ, tr­ît x¶y ra Ýt nhÊt lµ theo 5 hÖ tr­ît, tøc lµ theo 5 mÆt vµ h­íng tr­ît kh¸c nhau. Trong sè ®ã cã nh÷ng hÖ tr­ît cã ®Þnh h­íng bÊt lîi víi chØ sè m lín v× thÕ chØ sè ®Þnh h­íng trung b×nh tÝnh cho ®a tinh thÓ cao h¬n so víi trÞ sè = 2,238. NÕu chó ý ®Õn quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ ®é biÕn d¹ng cña ®a tinh thÓ: vµ th× Sù so s¸nh kh¶ n¨ng biÕn d¹ng cña ®¬n tinh thÓ vµ ®a tinh thÓ ë ®ay chØ lµ t­¬ng ®èi v× ®èi víi ®¬n tinh thÓ nã phô thuéc rÊt m¹nh vµo gãc ®Þnh h­íng tr­ît cña mÆt tr­ît. Gãc ®Þnh h­íng lµ bÊt lîi th× ®¬n tinh thÓ cßn khã biÕn d¹ng h¬n ®a tinh thÓ. Ngoµi yªu cÇu vµ tÝnh liªn tôc cña vËt liÖu khi biÕn d¹ng cßn ph¶i yªu cÇu tÝnh liªn tôc cña øng suÊt: øng suÊt sinh ra trong h¹t nµy kh«ng thÓ kh«ng phô thuéc vµo øng suÊt ë nh÷ng h¹t xung quanh, tõ ®ã cho thÊy r»ng tr­êng øng suÊt trong mçi h¹t lµ kh«ng ®ång nhÊt, øng suÊt ph¶i ph©n bè thÕ nµo ®Ó c¸c lùc t¸c dông lªn tinh giíi tõ c¸c phÝa ph¶i ®­îc c©n b¨ng víi nhau. Yªu cÇu nµy Taylo kh«ng ®Ò cËp ®Õn trong tÝnh to¸n cña m×nh, tuy nhiªn theo sù ph©n tÝch cña mét sè nhµ nghiªn cøu th× nã kh«ng ¶nh h­ëng mÊy ®Õn kÕt qu¶ ®· ®¹t ®­îc, tøc lµ hÇu nh­ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn kh¶ n¨ng hãa bÒn. Ranh giíi gi÷a c¸c h¹t lµ vïng cã s¾p xÕp nguyªn tö kh«ng theo trËt tù nhÊt ®Þnh nh­ c¸c vïng phÝa trong. Nh×n chung cã thÓ xem nh­ c¸c nguyªn tö s¾p xÕp kh«ng cã trËt tù. Thªm vµo ®ã vïng tinh giíi l¹i lµ n¬i chøa nhiÒu nguyªn tö t¹p chÊt nªn t¸c dông c¶n trë tr­ît cang m¹nh thªm. Tinh giíi lµ vËt ch­íng ng¹i chèng l¹i chuyÓn ®éng cña lÖch. Qu¸ tr×nh tr­ît cã thÓ chuyÓn tõ h¹t nµy sang h¹t kia chØ khi nµo øng suÊt t¸c dông ®ñ lín, ®Ó ®­êng øng suÊt cña tËp hîp lÖch cã kh¶ n¨ng lµm cho nguån ph¸t sinh lÖch phÝa bªn kia tinh giíi b¾t ®Çu ho¹t ®éng. Vai trß hãa bÒn cña ranh giíi h¹t cã thÓ thÊy râ trong thÝ nghiÖm kÐo sîi kim lo¹i ë nh÷ng vïng tinh giíi thay ®æi Ýt so víi c¸c vïng kh¸c. Sîi kim lo¹i cã h×nh d¹ng th©n c©y tre. H×nh 2.13. Sîi kim lo¹i h¹t lín sau khi kÐo Quan hÖ gi÷a ®é bÒn vµ kÝch th­íc h¹t th­êng ®­îc biÓu diÔn b»ng c«ng thøc Hall-Petch: Trong ®ã: schd – giíi h¹n ch¶y d­íi cña ®a tinh thÓ d – kÝch th­íc trung b×nh cña h¹t s0 – h»ng sè nãi lªn kh¶ n¨ng chèng tr­ît cña tr¹ng th¸i tæ chøc vµ cÊu tróc ban ®Çu cña tinh thÓ k – h»ng sè phôc thuéc vµo kh¶ n¨ng h·m lÖch cña tinh giíi C«ng thøc Hall-Petch ®Çu tiªn ®­îc ®­a ra trªn c¬ së thùc nghiÖm: kÝch th­íc h¹t cµng gi¶m th× giíi h¹n ch¶y cµng t¨ng vµ nÕu vÏ ®­êng biÓu diÔn quan hÖ gi÷a schd vµ th× ®ã lµ quan hÖ ®­êng th¼ng. Quan hÖ ®ã ®Õn nay vÉn ch­a cã c¬ së lý thuyÕt hoµn chØnh. §èi víi kim lo¹i cã tæ chøc siªu h¹t râ nÐt th× ®¹i l­îng d trong c«ng thøc Hall-Petch cã thÓ xem nh­ kÝch th­íc trung b×nh cña siªu h¹t. H×nh 2.14. Sù phô thuéc øng suÊt tr­ît vµo gãc biÕn d¹ng cña kim lo¹i cã cÊu tróc lËp ph­¬ng t©m mÆt a – §¬n tinh thÓ b – §a tinh thÓ I – Vïng tr­ît dÔ dµng II – Vïng hãa bÒn T¸c dông h·m lÖch cña tinh giíi h¹t kh«ng nh÷ng chØ thÓ hiÖn ë giai ®o¹n ®Çu cña qu¸ tr×nh biÕn d¹ng. V× thÕ t¹i thêi ®iÓm bÊt kú qu¸ tr×nh biÕn d¹ng dÎo còng cã thÓ viÕt: s = s’k + k’.d-1/2 s vµ d lµ øng suÊt biÕn d¹ng vµ kÝch th­íc h¹t t¹i thêi ®iÓm ®· cho. Tãm l¹i, biÕn d¹ng dÎo trong ®a tinh thÓ bao gåm hai qu¸ tr×nh chñ yÕu: biÕn d¹ng trong néi bé tõng ®¬n tinh thÓ bao gåm qu¸ tr×nh tr­ît vµ song tinh x¶y ra t­¬ng tù nh­ ®¬n tinh thÓ, ngoµi ra cßn cã sù biÕn d¹ng gi÷a c¸c h¹t tù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a c¸c h¹t, sù xoay cña c¸c h¹t, lµm vì h¹t… C¸c h¹t kh«ng cïng biÕn d¹ng mét lóc mµ b¾t ®Çu ë nh÷ng h¹t cã mÆt tr­ît t¹o víi lùc t¸c dông mét gãc gÇn 450 nhÊt lµ sau ®ã ®Õn c¸c h¹t l©n cËn kh¸c vµ cø thÕ c¸c h¹t ®­îc biÕn d¹ng dÇn. Sù biÕn d¹ng cña ®a tinh thÓ kÐm h¬n biÕn d¹ng cña ®¬n tinh thÓ rÊt nhiÒu, nghÜa lµ ®Ó ®¹t ®­îc cïng møc ®é biÕn d¹ng, ë ®a tinh thÓ cÇn øng suÊt lín h¬n rÊt nhiÒu (h×nh 2.14). biÕn d¹ng dÎo trong c¸n kim lo¹i Lý thuyÕt c¸n Kh¸i niÖm: C¸n lµ qu¸ tr×nh lµm biÕn d¹ng kim lo¹i b»ng c¸ch cho kim lo¹i chuyÓn ®éng gi÷a hai trôc c¸n ng­îc chiÒu nhau, d­íi ¸p lùc cña hai trôc, kim lo¹i tù biÕn d¹ng lµm gi¶m chiÒu cao, t¨ng chiÒu dµi, chiÒu ngang t¨ng kh«ng ®¸ng kÓ. Sau khi c¸n kim lo¹i cã chiÒu cao b»ng khe hë gi÷a hai trôc c¸n, c¬ tÝnh cña kim lo¹i ®­îc c¶i thiÖn râ rÖt. Vïng biÕn d¹ng vµ c¸c th«ng sè ®Æc tr­ng cña vïng biÕn d¹ng: Khi c¸n, hai trôc c¸n quay liªn tôc ng­îc chiÒu nhau. Nhê ma s¸t tiÕp xóc vËt c¸n ®­îc ¨n liªn tôc vµo trôc c¸n vµ cïng biÕn d¹ng. Sau biÕn d¹ng chiÒu dµy vËt c¸n gi¶m dÇn, chiÒu dµi t¨ng lªn, chiÒu réng còng t¨ng lªn chót Ýt vµ h×nh d¸ng cña vËt c¸n thay ®æi. Vïng biÕn d¹ng lµ vïng kim lo¹i biÕn d¹ng dÎo n»m trong ph¹m vi t¸c dông cña trôc c¸n. Ng­êi ta gäi a lµ gãc ¨n kim lo¹i hay gãc t¹o bëi cung tiÕp xóc AB hoÆc CD, gi÷a bÒ mÆt trôc c¸n vµ kim lo¹i (h×nh 2.15a). Mçi lo¹i m¸y c¸n kh¸c nhau cho ra mét lo¹i s¶n phÈm kh¸c nhau th× sÏ cã gãc ¨n kim lo¹i a kh¸c nhau, gãc a cßn phô thuéc chñ yÕu vµo lo¹i vËt liÖu c¸n (gãc ma s¸t). Cung AB = CS = 1 lµ chiÒu dµi cung tiÕp xóc hay chiÒu dµi vïng biÕn d¹ng. Gãc g = I¤B lµ gãc trung hßa, t¹i ®ã vËn tèc c¸n kim lo¹i b»ng vËn tèc trôc c¸n, h1 vµ h2 chiÒu cao cña vËt c¸n tr­íc vµ sau khi c¸n. b1 vµ b2 chiÒu réng vËt c¸n tr­íc vµ sau khi biÕn d¹ng. L­îng Ðp cña kim lo¹i: l­îng Ðp t­¬ng ®èi Dh lµ hiÖu sè chiÒu cao cña vËt c¸n tr­íc vµ sau khi biÕn d¹ng. L­îng Ðp t­¬ng ®èi ®­îc biÓu thÞ b»ng: Dh = h1 – h2 (mm) H×nh 2.15. S¬ ®å vïng biÕn d¹ng khi c¸n kim lo¹i. L­îng Ðp tuyÖt ®èi e lµ tû sè gi÷a l­îng Ðp tuyÖt ®èi vµ chiÒu dµy ban ®Çu cña vËt c¸n tÝnh theo %. L­îng Ðp tuyÖt ®èi ®­îc biÓu thÞ b»ng: Mèi quan hÖ gi÷a Dh, a vµ l: Mµ BE = OD – OE = R – Rcosa = R(1 – cosa) = 2Rsin2(a/2) V× a qu¸ nhá nªn sin(a/2) » a/2 » BE =2R.a2/4 Þ (rad) Ta l¹i cã: AB = R.a = l = a.D/2. Thay a vµo c«ng thøc trªn ta cã: (mm) L­îng gi·n réng lµ hiÖu sè chiÒu réng vËt c¸n sau khi c¸n vµ tr­íc khi c¸n ®­îc tÝnh b»ng c«ng thøc (h×nh 2.15b): D = b2 – b1 (mm) §iÒu kiÖn vËt c¸n ¨n vµo trôc c¸n: Khi dïng mét ngo¹i lùc ®­a vËt c¸n vµo trôc c¸n ®ang quay ng­îc chiÒu nhau t¹i thêi ®iÓm vËt c¸n tiÕp xóc víi hai trôc c¸n, thµnh phÇn lùc ma s¸t n»m ngang tiÕp xóc ph¶i lín h¬n thµnh phÇn ¸p lùc lùc ph¸p tuyÕn n»m ngang Nx míi ®¶m b¶o cho vËt c¸n ¨n vµo ®­îc. NÕu lùc tiÕp xóc Tx < Nx th× vËt c¸n kh«ng ¨n vµo trôc ®­îc vµ qu¸ tr×nh c¸n kh«ng x¶y ra. NÕu 2Tx > 2Nx, nghÜa lµ lùc Tx > Nx th× vËt c¸n ¨n vµo trôc c¸n, ta cã Nx = N.sina Tx = T.cosa T = N.f (f lµ hÖ sè ma s¸t gi÷a trôc c¸n vµ ph«i) Nh­ vËy: N.f.cosa > N.sina Þ f > tga V× a qu¸ nhá nªn ta cã thÓ coi: tga » a Þ f > a trong ®ã KÕt hîp l¹i ta cã: VËy ®Ó vËt c¸n ¨n ®­îc vµo trôc ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn l­îng Ðp tuyÖt ®èi nhá h¬n b¸n kÝnh c¸n nh©n víi b×nh ph­¬ng hÖ sè ma s¸t: Dh < Rf2 Ch­¬ng III TÝnh to¸n thiÕt kÕ m¸y s¬ ®å ®éng m¸y thiÕt kÕ Trªn c¬ së nghiªn cøu lý thuyÕt cña ch­¬ng II vµ d¹ng s¶n phÈm ®· nªu trong phÇn Tæng quan, ta h×nh thµnh ®­îc s¬ ®å ®éng cho m¸y thiÕt kÕ nh­ h×nh vÏ 3.1. H×nh 3.1. S¬ ®å ®éng cña m¸y 1. §éng c¬ 2. Bé truyÒn ®ai 3. Hép gi¶m tèc 4.Khíp nèi 5. Bé truyÒn xÝch truyÒn ®éng chÝnh 6. Bé truyÒn xÝch truyÒn ®éng gi÷a c¸c trôc c¸n 7. C¸c trôc c¸n M¸y c¸n gåm cã 8 cÆp trôc: 01 cÆp trôc dÉn ph«i ( cÆp sè 1) 06 cÆp trôc t¹o h×nh (tõ sè 2 ®Õn sè 7) 01 cÆp trôc söa ®óng (cÆp sè 8) TÝnh s¬ bé n¨ng suÊt m¸y: N¨ng suÊt m¸y trong mét n¨m theo s¶n phÈm ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: [s¶n phÈm/n¨m] trong ®ã: t – thêi gian lµm viÖc trong mét n¨m, t = 300 ngµy m – sè ca lµm viÖc trong ngµy, m = 2 ca h – sè giê lµm viÖc trong mét ca, h = 8 giê v – vËn tèc ra s¶n phÈm trong mét phót cña m¸y Theo tham kh¶o c¸c m¸y thùc tÕ th­êng cã vËn tèc vµo kho¶ng 8 ¸ 14 m/ph. Chän s¬ bé v = 12 m/ph. Ksd – hÖ sè sö dông m¸y, Ksd = 0,75 l – chiÒu dµi s¶n phÈm, trung b×nh lÊy l = 4 m Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc: (s¶n phÈm/n¨m) VËy n¨ng suÊt m¸y trong mét phót tÝnh theo s¶n phÈm lµ: (s¶n phÈm/ph) TÝnh to¸n ph«i c¸n Ph«i liÖu Ph«i liÖu dïng ®Ó c¸n tÊm ch¾n x« ®­îc c¾t tõ t«n tÊm (CT3) thµnh b¨ng. ThÐp CT3 cã tÝnh dÎo tèt, dÔ c¸n, chÞu ®­îc sè lÇn l¨n qua trôc t¹o h×nh nhiÒu nh­ng Ýt bÞ r¹n nøt, s½n cã thÞ tr­êng trong n­íc. S¶n phÈm tÊm ch¾n x« vµ yªu cÇu kü thuËt CÊu t¹o profin s¶n phÈm tÊm ch¾n x« trªn h×nh 3.2. H×nh 3.2. S¶n phÈm thiÕt kÕ Yªu cÇu kü thuËt: S¶n phÈm cã sai lÖch h×nh d¸ng vµ kÝch th­íc ®¹t tiªu chuÈn cho phÐp: Kh«ng cã vÕt lâm, vÕt khuyÕt trªn bÒ mÆt s¶n phÈm MÐp s¶n phÈm kh«ng bÞ gîn sãng Kh«ng bÞ nøt còng nh­ d·n máng t¹i vïng uèn Kh«ng t¹o vÕt x­íc t¹i vïng b¸n kÝnh l­în cña cèi ChiÒu dµi vµ chiÒu dµy s¶n phÈm kh«ng thay ®æi so víi chiÒu dµi, chiÒu dµy cña ph«i. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh biÕn d¹ng dÎo X¸c ®Þnh b¸n kÝnh trung hßa r: B¸n kÝnh trung hßa lµ mÆt cong qui ­íc ch¹y qua c¸c líp ph«i kh¸c nhau. Theo s¸ch Sæ tay dËp nguéi, trang 130, ta cã c«ng thøc x¸c ®Þnh: Trong ®ã: R – b¸n kÝnh ngoµi cña tiÕt diÖn r – b¸n kÝnh uèn trong cña tiÕt diÖn a – hÖ sè biÕn máng b – hÖ sè në réng Ta sö dông c«ng thøc gÇn ®óng ®Ó x¸c ®Þnh nh­ sau: r = r + x.S Trong ®ã: r – b¸n kÝnh trong, r = 10 mm S – chiÒu dµy ph«i c¸n, S = 3 mm x – hÖ sè x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch líp trunghßa ®Õn b¸n kÝnh uèn phÝa trong. Tra b¶ng 32 trang 133 s¸ch Sæ tay dËp nguéi víi tû sè Þ x = 0,47 Tõ ®ã ta ®­îc: r = 10 + 0,47x3 = 11,41 (mm) X¸c ®Þnh chiÒu réng ph«i ph¶i c¾t: B Theo b¶ng 38 trang 150 s¸ch Sæ tay dËp nguéi, ta cã b¸n kÝnh uèn nhá nhÊt khi c¸n ®Þnh h×nh: rmin = 10 (mm) Do tÊm ch¾n x« cã gãc l­în nªn ®é dµi cña ph«i (B) b»ng tæng ®é dµi cña c¸c ®o¹n th¼ng vµ ®é dµi cña líp trung hßa ë ®o¹n uèn cong. §é dµi líp trung hßa ë ®o¹n uèn cong, theo trang 151 ®­îc x¸c ®Þnh b»ng: Trong ®ã: j lµ gãc cña ®o¹n uèn cong ®­îc x¸c ®Þnh: j = 1800 - a Víi a lµ gãc uèn bªn trong Tõ ®ã, ta tÝnh ®­îc chiÒu réng cña ph«i ph¶i c¾t: Cã 8 gãc uèn víi hai gi¸ trÞ: j1 = j8 = 1800 – 1300 = 500 j2 = j3 = j4 = j5 = j6 = j7 = 1800 – 1400 = 400 r = 10 mm xj = x = 0,47 S = 3 mm l1 = l9 = 30 (mm) l2 = l4 = l6 = l8 = 70 (mm) l3 = l7 = 5 (mm) l5 = 50 (mm) Þ VËy, B = 470 (mm) B¸n kÝnh c¸n lín nhÊt vµ nhá nhÊt: §Ó gi÷ ®­îc h×nh d¸ng cña s¶n phÈm sau khi c¸n vµ s¶n phÈm kh«ng r¹n nøt t¹i tiÕt diÖn uèn, ta ph¶i uèn vËt víi mét b¸n kÝnh phï hîp. B¸n kÝnh uèn lín nhÊt cho phÐp t¹o ®Ó khi t¹o h×nh s¶n phÈm ®¹t yªu cÇu (gi÷ ®­îc h×nh d¸ng) lµ: Trong ®ã: E – m«®un ®µn håi khi kÐo, E = 2,1.105 N/mm2. sb – øng suÊt bÒn giíi h¹n cña vËt liÖu c¸n, sb = 450 N/mm2. S – chiÒu dµy vËt c¸n, S = 3 mm Þ Ngoµi kh¶ n¨ng bÞ uèn víi b¸n kÝnh lín kim lo¹i cßn cã kh¶ n¨ng bÞ uèn víi b¸n kÝnh nhá nhÊt mµ kh«ng bÞ r¹n nøt theo c«ng thøc: Rmin = K.S Víi K lµ hÖ sè biÕn d¹ng víi b¸n kÝnh nhá mµ kim lo¹i kh«ng bÞ r¹n nøt. Tra b¶ng 34 trang 80 s¸ch Sæ tay dËp nguéi cã K = 1,0 Þ Rmin = 1.3 = 3 (mm) Do ¶nh h­ëng cña tr¹ng th¸i biÕn d¹ng mÆt c¾t cña vËt liÖu ®em c¸n, khi c¾t ph«i ®Ó c¸n nÕu trªn bÒ mÆt nhiÒu ba via hoÆc vÕt nøt th× khi uèn t¹o thµnh øng lùc tÊp trung. Nh­ vËy sÏ t¹o ra mét sè vïng dÔ bÞ r¹n nøt. Do ®ã ph¶i t¨ng b¸n kÝnh uèn nhá nhÊt lªn 1,7 lÇn, cho phÐp ta s¶n xuÊt ra s¶n phÈm ®¶m b¶o yªu cÇu. Nªn sö dông Rmin vµo b¸n kÝnh chuyÓn l­îng vËt c¸n cña trôc c¸n. Þ Rmin = 5 mm VËy b¸n kÝnh l­în lµm chuyÓn h­íng vËt c¸n cña trôc c¸n trªn lµ: Rt = 5 ¸ 7 (mm) B¸n kÝnh l­în lµm chuyÓn h­íng vËt c¸n cña trôc c¸n d­íi lµ: Rd = Rt + S = 8 ¸ 10 (mm) X¸c ®Þnh gãc ®µn håi khi c¸n: Trong qu¸ tr×nh c¸n t¹o h×nh toµn bé phÇn kim lo¹i ë cung uèn trong tiÕt diÖn s¶n phÈm kh«ng nh÷ng chÞu biÕn d¹ng dÎo mµ cßn chÞu biÕn d¹ng ®µn håi. V× vËy khi kh«ng cßn lùc t¸c dông cña trôc c¸n th× h×nh d¹ng cña vËt c¸n kh«ng hoµn toµn nh­ lóc ban ®Çu cã lùc t¸c dông. HiÖn t­îng ®ã gäi lµ hiÖn t­îng phôc håi cña biÕn d¹ng ®µn håi sau khi uèn. §Ó cã ®­îc gãc uèn cña chi tiÕt lµ a0, ph¶i uèn víi gãc lµ a1. Gãc ®µn håi ®­îc tÝnh bëi c«ng thøc: Gãc ®µn håi b ®­îc x¸c ®Þnh khi t¹o h×nh thÐp d¹ng sè 3 lÊy theo c«ng thøc khi t¹o h×nh thÐp ch÷ V, ta cã: Trong ®ã: E – m«®un ®µn håi cña thÐp, E = 2,1.105 N/mm2 b – gãc phôc håi do biÕn d¹ng ®µn håi ë mét phÝa L – kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm tùa, L = 120 mm K – hÖ sè x¸c ®Þnh vÞ trÝ líp trung hßa K = L – x = 120 – 0,47 = 119,53 (mm) Þ Þ b = 0,0310 LÊy b = 10 TÝnh gãc uèn ChÕ ®é t¹o h×nh cña thÐp ch¾n x« profin ®Þnh h×nh qua 8 cÆp trôc ®Æt nèi tiÕp nhau, lµm thay ®æi ph«i tõ tÊm ph¼ng trë thµnh thÐp h×nh, sö dông nguyªn lý biÕn d¹ng dÎo cña thÐp ®Ó uèn. Trong 8 trôc c¸n th× trôc 1 chØ lµm chøc n¨ng dÉn ph«i vµo, trôc 8 lµ trôc söa ®óng, c¸c trôc trùc tiÕp lµm thay ®æi gãc ph«i lµ c¸c trôc tõ 2 ®Õn 7. C¸c trôc c¸n kh«ng cã profin theo d¹ng s¶n phÈm mµ c¸n theo tõng ®o¹n mét. H×nh 3.3. S¬ ®å qu¸ tr×nh biÕn d¹ng t¹o h×nh s¶n phÈm. Do ®ã, ta cã thÓ chia ®Òu gãc uèn t¹i mçi cÆp trôc nh»m ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n vµ dÔ dµng chÕ t¹o. Gãc uèn chän ë ®©y lµ hîp lý v× kh¸ nhá, ®¶m b¶o tháa m·n b¸n kÝnh uèn lín nhÊt vµ nhá nhÊt. Ta cã b¶ng gãc uèn t¹o h×nh nh­ sau: B¶ng 3.1. Gãc uèn t¹o h×nh t¹i mçi trôc Thø tù cña cÆp trôc Gãc uèn t¹o h×nh ë trôc c¸n d­íi Trôc 1 DÉn ph«i vµo Trôc 2 ®Õn trôc 5 10o x 4 trôc – c¸n sãng hai bªn Trôc 6 ®Õn trôc 7 C¸n hai ®Çu s¶n phÈm Trôc 8 Söa ®óng TÝnh to¸n thiÕt kÕ m¸y c¸n TÝnh lùc uèn Lùc uèn ®Ó t¹o thµnh s¶n phÈm tõ d¶i b¨ng thÐp theo c«ng thøc trang 87 s¸ch Sæ tay dËp nguéi, tÝnh theo d¹ng thÐp ch÷ V: P = 2,5.B.S.sb.K Trong ®ã: B – chiÒu réng phÇn c¸n cña trôc c¸n trªn, B = 304 mm S – chiÒu dµy cña vËt c¸n, S = 3 mm sb – øng suÊt bÒn giíi h¹n, sb = 450 N/mm2. K – hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña trë kh¸ng khi c¸n. Chän K = 0,03 Þ P = 2,5. 304. 3. 450. 0,03 = 30780 (N) = 30,78 (KN) VËt c¸n lµ mét b¨ng thÐp ph¼ng ®­îc c¸n lÇn l­ît qua c¸c cÆp trôc t¹o thµnh s¶n phÈm. Mçi cÆp trôc c¸n uèn vËt c¸n mét gãc ®Ó ®¶m b¶o cho s¶n phÈm kh«ng bÞ nøt nÎ do biÕn d¹ng qu¸ nhanh, do vËy lùc c¸n ®­îc ph©n ®Òu lªn 6 cÆp trôc. CÆp trôc ®Çu tiªn (sè 1) chØ cã t¸c dông dÉn ph«i vµo, cã thÓ coi nh­ lùc t¸c dông ë cÆp trôc nµy b»ng 0. CÆp trôc sè 9 cã t¸c dông söa l¹i cho s¶n phÈm ®¹t yªu cÇu kh«ng bÞ cong vªnh nªn lùc t¸c dông t¹i ®©y chØ lµ lùc ma s¸t. Khi s¶n phÈm qua 6 cÆp trôc bÞ vÆn vá ®ç hoÆc bÞ cong th× lùc t¹i cÆp trôc söa ®óng 9 sÏ rÊt lín. Cã thÓ lÊy lùc t¹i cÆp trôc 9 b»ng 50% trôc t¹o h×nh. Khi ®ã, lùc t¹i c¸c trôc cña m¸y lµ: P1 = 0 (KN) P2 = P3 = P4 = P5 = P6 = P7 = » 5130 (N) = 5,13 (KN) P8 = = 2565 (N) = 2,565 (KN) TÝnh m«men TÝnh m« men uèn t¹o h×nh: M« men uèn do lùc c¸n P sinh ra. Theo c«ng thøc 32 trang 75 s¸ch Ph­¬ng ph¸p c¸n kim lo¹i th«ng dông, ta cã: M = P.2.a Trong ®ã: P – lùc c¸n cña trôc. P = 30780 N a – c¸nh tay ®ßn, a = 130 mm = 0,13 m M« men uèn t¹i trôc c¸n 2 lµ: M2 = 2P2.a = 2.5130.0,13 = 1340 (Nm) T­¬ng tù ta cã m« men uèn t¹i c¸c trôc c¸n 3, 4, 5, 6, 7 lµ: M3 = M4 = M5 = M6 = M7 = 2.7080.0,13 = 1340 (Nm) TÝnh m« men ma s¸t: Mms = Mms1 + Mms2. Mms1: m« men ma s¸t do lùc c¸n sinh ra t¹i cæ trôc c¸n Mms1 = P.f.d Trong ®ã: P – lùc c¸n. P = 30780 N d – ®­êng kÝnh t¹i cæ trôc c¸n, s¬ bé chän d = 260 mm = 0,26 m f – hÖ sè ma s¸t. Tra b¶ng 5 trang 76 s¸ch Ph­¬ng ph¸p c¸n kim lo¹i th«ng dông, ta ®­îc f = 0,04 Þ Mms1 = 30780.0,04.0,26 = 320 (Nm) Mms2 – m« men ma s¸t do c¸c chi tiÕt quay g©y ra Theo s¸ch Ph­¬ng ph¸p c¸n kim lo¹i th«ng dông, trang 76, ta cã c«ng thøc: Mms2 = (0,08 ¸ 0,12)(M + Mms1) Þ Mms2 = 0,1.(1340*6 + 320) = 836 (Nm) VËy, Mms = 320 + 836 = 1156 (Nm) M« men kh«ng t¶i: M0 = 0,05M = 0,05.1340.6 = 402 (Nm) Chän ®éng c¬ §éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é dµi h¹n víi phô t¶i kh«ng ®æi. §éng c¬ ®iÖn ®­îc chän ph¶i cã c«ng suÊt ®Þnh møc lín h¬n hay b»ng c«ng suÊt phô t¶i ®Æt trªn trôc ®éng c¬. Theo c«ng thøc 2.1 trang 27 s¸ch thiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: Trong ®ã: N®m – c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ Nlv – c«ng suÊt lµm viÖc cña toµn bé m¸y. C«ng suÊt nµy lµ tæng c«ng suÊt trªn c¸c trôc uèn. Ta cã: v – vËn tèc c¸n. §Ó ®¶m b¶o n¨ng suÊt vµ kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng r¹n nøt t¹i vïng biÕn d¹ng cña s¶n phÈm cã v = 12 m/ph = 0,2 m/s. Þ h – hiÖu suÊt truyÒn ®éng Theo b¶ng 2-1 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, ta chän hiÖu suÊt s¬ bé cho c¸c bé truyÒn nh­ sau: Hép gi¶m tèc hhgt = 0,85 Bé truyÒn ®ai h® = 0,95 Bé truyÒn xÝch hx = 0,9 (trùc tiÕp tõ ®éng c¬ vµ gi¸n tiÕp) Þ h = hhgt.h®.hx.hx = 0,85.0,95.0,9.0,9 = 0,654 Tõ ®ã, ta cã c«ng suÊt ®Þnh møc: Tra b¶ng 4P s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, chän ®éng c¬ AOC2-61-4 víi c¸c th«ng sè: C«ng suÊt N®c = 11 KW Sè vßng quay n®c = 1350 v/p Ph©n phèi tû sè truyÒn Theo s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y trang 30, tû sè truyÒn chung ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: n®c – sè vßng quay ®éng c¬, n®c = 1350 v/p ntc – sè vßng quay trôc c¸n víi D – ®­êng kÝnh cæ trôc c¸n, D = 260 mm Þ Þ Tû sè truyÒn cña c¸c bé truyÒn cña m¸y: i = i®.igt.ix1.ix2.ic Trong ®ã: i® – tû sè truyÒn bé truyÒn ®ai, chän i® = 2 igt – tû sè truyÒn hép gi¶m tèc, chän igt = 24,68 ix1 vµ ix2 – tû sè truyÒn bé truyÒn xÝch, tõ ®éng c¬ ®iÖn ®Õn trôc trung gian vµ gi÷a c¸c trôc c¸n quay ®ång tèc. Chän ix1 = ix2 = 1 B¶ng 3.2. Thèng kª sè liÖu tÝnh to¸n Trôc Th«ng sè §éng c¬ (1) Bé truyÒn ®ai (2) Hép gi¶m tèc (3) Bé truyÒn xÝch (4) Trôc c¸n dÉn ®éng Trôc c¸n cuèi i 2 24,67 1 1 1,86 n (v/p) 1350 675 27,3 27,3 27,3 14,7 N (KW) 9,48 9 7,65 6,9 6,2 4,96 Mx (Nm) 67 127 2676 2414 2169 3222 TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé truyÒn ®ai Chän lo¹i ®ai Gi¶ thiÕt vËn tèc cña ®ai v® > 5 m/s, theo b¶ng 5-11 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, ta chän lo¹i ®ai h×nh thang víi c¸c th«ng sè: TiÕt diÖn ®ai lo¹i A KÝch th­íc tiÕt diÖn a x h (mm) 13 x 8 DiÖn tÝch tiÕt diÖn F (mm2) 81 §Þnh ®­êng kÝnh b¸nh ®ai nhá Theo b¶ng 5-14 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y lÊy D1 = 200 mm KiÓm nghiÖm vËn tèc cña ®ai: Ta thÊy v < vmax = (30 ¸ 35) m/s (tháa m·n) TÝnh ®­êng kÝnh D2 b¸nh ®ai lín Theo c«ng thøc 5-4 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: D2 = iD1(1 – x) Víi x – hÖ sè tr­ît, ®èi víi ®ai h×nh thang cã x = 0,02 Þ D2 = 2.200(1 – 0,02) = 392 (mm) Chän ®­êng kÝnh b¸nh ®ai lín theo tiªu chuÈn, b¶ng 5-15 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: D2 = 400 mm Chän s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc A Chän s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc theo b¶ng 5-16 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: Víi tØ sè truyÒn i = 2, chän A = 1,2D2 = 1,2.400 = 480 (mm) TÝnh chiÒu dµi ®ai L theo kho¶ng c¸ch trôc A Theo c«ng thøc 5-1 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: Þ LÊy chiÒu dµi ®ai theo tiªu chuÈn, b¶ng 5-12: L = 2000 mm KiÓm nghiÖm sè vßng ch¹y cña ®ai trong 1 gi©y: Ta thÊy u < umax = 10 (tháa m·n) X¸c ®Þnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch trôc A X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch trôc A theo chiÒu dµi ®· lÊy theo tiªu chuÈn, c«ng thøc 5-2 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: A = 680 (mm) KiÓm nghiÖm kho¶ng c¸ch trôc A tháa m·n ®iÒu kiÖn 5-19 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: 0,55.(D1 + D2) + h £ A £ 2.(D1 + D2) trong ®ã: h – chiÒu cao cña tiÕt diÖn ®ai. Theo b¶ng 5-11 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, víi ®ai lo¹i A cã h = 8 mm Þ 0,55.(400 + 200) + 8 £ 680 £ 2.(400 + 200) Þ 338 £ 680 £ 1200 (mm) VËy kho¶ng c¸ch trôc A ®· chän lµ phï hîp. Kho¶ng c¸ch nhá nhÊt, cÇn thiÕt ®Ó m¾c ®ai Amin = A – 0,015.L = 680 – 0,015.2000 = 650 (mm) Kho¶ng c¸ch lín nhÊt, cÇn thiÕt ®Ó t¹o lùc c¨ng Amax = A + 0,03.L = 680 + 0,03.2000 = 740 (mm) TÝnh gãc «m a1 C«ng thøc 5-3, s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y Gãc «m tháa m·n ®iÒu kiÖn: a1 ³ 1200. X¸c ®Þnh sè ®ai z cÇn thiÕt Chän øng suÊt c¨ng ban ®Çu s0 = 1,2 N/mm2 vµ theo trÞ sè D1, tra b¶ng 5-17 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y t×m ®­îc øng suÊt cã Ých cho phÐp: [sP]0 = 1,7 N/mm2. Sè ®ai z cÇn thiÕt: trong ®ã: N – c«ng suÊt bé truyÒn, N = 9,48 KW F – diÖn tÝch tiÕt diÖn ®ai, F = 81 mm2 v – vËn tèc ®ai, v = 14,1 m/s Ct – hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña chÕ ®é t¶i träng. Tra b¶ng 5-6 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y ®­îc Ct = 0,9. Ca – hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña gãc «m. Tra b¶ng 5-18 víi gãc a = 163,240 ta ®­îc Ca = 0,98. Cv – hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña vËn tèc. Tra b¶ng 5-19 víi v = 14,1 ta ®­îc Cv = 0,95. Þ LÊy sè ®ai z = 6. §Þnh c¸c kÝch th­íc chñ yÕu cña b¸nh ®ai ChiÒu réng b¸nh ®ai, c«ng thøc 5-23 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: B = (z – 1)t + 2S Víi S, t lµ c¸c kÝch th­íc lÊy theo b¶ng 10-3 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y t = 16 mm S = 10 mm Þ B = (6 – 1).16 + 2.10 = 100 (mm) §­êng kÝnh ngoµi, c«ng thøc 5-24: Dn1 = D1 + 2h0 Dn2 = D2 + 2h0 Theo b¶ng 10-3 lÊy h0 = 3,5 mm Þ Dn1 = 200 + 2.3,5 = 207 (mm) Dn2 = 400 + 2.3,5 = 407 (mm) TÝnh chän hép gi¶m tèc Chän hép gi¶m tèc theo c«ng suÊt vµ tØ sè truyÒn. C«ng suÊt truyÒn ®Õn hép gi¶m tèc lµ N = 7,65 KW TØ sè truyÒn cÇn thiÕt i = 24,67 Tra b¶ng 13 s¸ch TËp b¶n vÏ m¸y n©ng chän hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng trô hai cÊp cã ký hiÖu PM-400 víi c¸c th«ng sè: C«ng suÊt truyÒn Ngt = 7,9 kW TØ sè truyÒn igt = 31,5 ChÕ ®é lµm viÖc TB (40%) Sè vßng quay v = 1500 v/ph TÝnh to¸n bé truyÒn xÝch dÉn ®éng tõ hép gi¶m tèc ®Õn trôc trung gian Chän lo¹i xÝch: Do kh«ng yªu cÇu bé truyÒn ph¶i lµm viÖc ªm, kh«ng ån, ®ång thêi ®Ó tháa m·n yªu cÇu kinh tÕ, chän lo¹i xÝch èng con l¨n. §Þnh sè r¨ng ®Üa xÝch: Do vËn tèc vµ t¶i träng ®Òu nhá, víi tØ sè truyÒn i = 1, chän sè r¨ng ®Üa dÉn Z1 = 14 Sè r¨ng ®Üa bÞ dÉn Z2 = i.Z1 = 1.14 = 14 §Þnh b­íc xÝch: B­íc xÝch t ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn h¹n chÕ ¸p suÊt sinh ra trong b¶n lÒ vµ sè vßng quay trong 1 phót cña ®Üa xÝch ph¶i nhá h¬n sè sè vßng quay giíi h¹n. X¸c ®Þnh hÖ sè ®iÒu kiÖn sö dông: k = k®.kA.k0.k®c.kb.kc trong ®ã: k® – hÖ sè xÐt ®Õn tÝnh chÊt cña t¶i träng ngoµi. T¶i träng ªm: k® = 1 kA – hÖ sè xÐt ®Õn chiÒu dµi xÝch. Chän kA = 1 k0 – hÖ sè xÐt ®Õn c¸ch bè trÝ bé truyÒn. Chän k0 = 1 – ®­êng nèi t©m ®Üa xÝch lµm víi ®­êng n»m ngang mét gãc nhá h¬n 600 k®c – hÖ sè xÐt ®Õn kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh lùc c¨ng xÝch. Chän k®c = 1 – trôc kh«ng ®iÒu chØnh ®­îc kb – hÖ sè xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn b«i tr¬n B«i tr¬n ®Þnh kú kb = 1,5 kc – hÖ sè xÐt ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña bé truyÒn. Lµm viÖc 1 ca kc = 1 Þ k = 1.1.1.1.1,2.1 = 1,5 X¸c ®Þnh c«ng suÊt tÝnh to¸n cña bé truyÒn xÝch – c«ng thøc 6-7 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: Nt = k.kZ.kn.N trong ®ã: N – c«ng suÊt danh nghÜa, do trôc l¾p ®Üa chñ ®éng ë ®©y l¾p hai ®Üa xÝch nh­ nhau nªn c«ng suÊt dÉn ®éng ë ®©y chia ®Òu cho hai ®Üa: N = = 3,45 (kW) – hÖ sè r¨ng ®Üa dÉn – hÖ sè vßng quay ®Üa dÉn Zol vµ nol – sè r¨ng vµ sè vßng quay ®Üa dÉn cña bé truyÒn c¬ së. Þ Nt = 1,5.1,78.1,8.3,45 = 15,2 kW Theo b¶ng 6-4 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, víi Zol = 25; nol = 50 chän ®­îc xÝch èng con l¨n mét d·y cã: B­íc xÝch t = 44,45 mm DiÖn tÝch b¶n lÒ F = 473 mm2 C«ng suÊt cho phÐp [N] = 15,3 kW Víi lo¹i xÝch nµy, tra b¶ng 6-1 t×m ®­îc kÝch th­íc chñ yÕu cña xÝch t¶i, t¶i träng ph¸ háng Q = 130 (KN), khèi l­îng mét mÐt xÝch q = 7,5 kg. KiÓm nghiÖm sè vßng quay cña ®Üa xÝch theo ®iÒu kiÖn: nt £ ngh trong ®ã: ngh – sè vßng quay giíi h¹n. Theo b¶ng 6-5, víi t = 44,45 mm vµ sè r¨ng ®Üa dÉn Z1 = 14, ta ®­îc ngh = 410 (v/ph). Nh­ vËy ®iÒu kiÖn trªn ®­îc tháa m·n (n1 = 44 v/p). §Þnh kho¶ng c¸ch trôc vµ sè m¾t xÝch Chän kho¶ng c¸ch trôc s¬ bé: A = 10t TÝnh sè m¾t xÝch theo c«ng thøc 6-4 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: LÊy sè m¾t xÝch X = 34 KiÓm nghiÖm sè lÇn va ®Ëp trong 1 gi©y, c«ng thøc 6-16 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: trong ®ã: Z vµ n – sè r¨ng vµ sè vßng quay trong 1 phót cña ®Üa xÝch [u] – sè lÇn va ®Ëp cho phÐp, theo b¶ng 6-7 cã [u] = 15 Þ £ [u] tháa m·n TÝnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch trôc A theo sè m¾t xÝch ®· chän, theo c«ng thøc 6-3: §Ó ®¶m b¶o ®é vâng b×nh th­êng, tr¸nh cho xÝch khái bÞ c¨ng qu¸, gi¶m kho¶ng c¸ch trôc A mét ®o¹n DA = 0,003A = 1,04 (mm) VËy, lÊy A = 446 mm TÝnh ®­êng kÝnh vßng chia cña ®Üa xÝch §­êng kÝnh vßng chia ®Üa dÉn vµ ®Üa bÞ dÉn nh­ nhau: TÝnh lùc t¸c dông lªn trôc Lùc R t¸c dông lªn trôc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: trong ®ã hÖ sè kt = 1,05 – bé truyÒn nghiªng mét gãc lín h¬n 400 so víi ®­êng n»m ngang. TÝnh to¸n bé truyÒn xÝch dÉn ®éng c¸c trôc c¸n ®ång tèc Chän lo¹i xÝch: Do kh«ng yªu cÇu bé truyÒn ph¶i lµm viÖc ªm, kh«ng ån, ®ång thêi ®Ó tháa m·n yªu cÇu kinh tÕ, chän lo¹i xÝch èng con l¨n. §Þnh sè r¨ng ®Üa xÝch: Do vËn tèc vµ t¶i träng ®Òu nhá vµ tØ sè truyÒn i = 1, chän sè r¨ng ®Üa dÉn Z1 = 14 Sè r¨ng ®Üa bÞ dÉn Z2 = i.Z1 = 1.14 = 14 §Þnh b­íc xÝch: B­íc xÝch t ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn h¹n chÕ ¸p suÊt sinh ra trong b¶n lÒ vµ sè vßng quay trong 1 phót cña ®Üa xÝch ph¶i nhá h¬n sè sè vßng quay giíi h¹n. X¸c ®Þnh hÖ sè ®iÒu kiÖn sö dông: k = k®.kA.k0.k®c.kb.kc trong ®ã: k® – hÖ sè xÐt ®Õn tÝnh chÊt cña t¶i träng ngoµi. T¶i träng ªm: k® = 1 kA – hÖ sè xÐt ®Õn chiÒu dµi xÝch. Chän kA = 1 k0 – hÖ sè xÐt ®Õn c¸ch bè trÝ bé truyÒn. Chän k0 = 1 – ®­êng nèi t©m ®Üa xÝch lµm víi ®­êng n»m ngang mét gãc nhá h¬n 600 k®c – hÖ sè xÐt ®Õn kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh lùc c¨ng xÝch. Chän k®c = 1 – trôc kh«ng ®iÒu chØnh ®­îc kb – hÖ sè xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn b«i tr¬n B«i tr¬n ®Þnh kú kb = 1,2 kc – hÖ sè xÐt ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña bé truyÒn. Lµm viÖc 1 ca kc = 1 Þ k = 1.1.1.1.1,2.1 = 1,2 X¸c ®Þnh c«ng suÊt tÝnh to¸n cña bé truyÒn xÝch – c«ng thøc 6-7 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: Nt = k.kZ.kn.N trong ®ã: N – c«ng suÊt danh nghÜa, do trôc l¾p ®Üa chñ ®éng ë ®©y l¾p hai ®Üa xÝch nh­ nhau nªn c«ng suÊt dÉn ®éng ë ®©y chia ®Òu cho hai ®Üa: N = = 3,1 (kW) – hÖ sè r¨ng ®Üa dÉn – hÖ sè vßng quay ®Üa dÉn Zol vµ nol – sè r¨ng vµ sè vßng quay ®Üa dÉn cña bé truyÒn c¬ së. Þ Nt = 1,2.0,89.1,8.6,2 = 12 kW Theo b¶ng 6-4 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, víi Zol = 25; nol = 50 chän ®­îc xÝch èng con l¨n mét d·y cã: B­íc xÝch t = 44,45 mm DiÖn tÝch b¶n lÒ F = 473 mm2 C«ng suÊt cho phÐp [N] = 15,3 kW Víi lo¹i xÝch nµy, tra b¶ng 6-1 t×m ®­îc kÝch th­íc chñ yÕu cña xÝch t¶i, t¶i träng ph¸ háng Q = 130 (KN), khèi l­îng mét mÐt xÝch q = 7,5 kg. KiÓm nghiÖm sè vßng quay cña ®Üa xÝch theo ®iÒu kiÖn: nt £ ngh trong ®ã: ngh – sè vßng quay giíi h¹n. Theo b¶ng 6-5, víi t = 44,45 mm vµ sè r¨ng ®Üa dÉn Z1 = 14, ta ®­îc ngh = 410 (v/ph). Nh­ vËy ®iÒu kiÖn trªn ®­îc tháa m·n (n1 = 44 v/p). §Þnh kho¶ng c¸ch trôc vµ sè m¾t xÝch Chän kho¶ng c¸ch trôc s¬ bé: A = 9t TÝnh sè m¾t xÝch theo c«ng thøc 6-4 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: LÊy sè m¾t xÝch X = 32 KiÓm nghiÖm sè lÇn va ®Ëp trong 1 gi©y, c«ng thøc 6-16 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: trong ®ã: Z vµ n – sè r¨ng vµ sè vßng quay trong 1 phót cña ®Üa xÝch [u] – sè lÇn va ®Ëp cho phÐp, theo b¶ng 6-7 cã [u] = 15 Þ £ [u] tháa m·n TÝnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch trôc A theo sè m¾t xÝch ®· chän, theo c«ng thøc 6-3: VËy, lÊy A = 400 mm TÝnh ®­êng kÝnh vßng chia cña ®Üa xÝch §­êng kÝnh vßng chia ®Üa dÉn vµ ®Üa bÞ dÉn nh­ nhau: TÝnh lùc t¸c dông lªn trôc Lùc R t¸c dông lªn trôc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: trong ®ã hÖ sè kt = 1,15 – bé truyÒn n»m ngang. TÝnh to¸n thiÕt kÕ qu¶ c¸n C¸c qu¶ c¸n ®­îc l¾p vµo trôc b»ng then theo tõng cÆp vµ vËn hµnh c¸n theo nguyªn t¾c sö dông ma s¸t. Chän vËt liÖu chÕ t¹o c¸c qu¶ c¸n lµ thÐp 12XH3A, thÊm cacbon cã ®é r¾n HRC = 60, m«®un ®µn håi E = 2,1.105 N/mm2, giíi h¹n bÒn sb = 900 N/mm2, giíi h¹n ch¶y sch = 700 N/mm2. H×nh 3.4. S¬ ®å lµm viÖc cña qu¶ c¸n Ta cã vËn tèc ra cña s¶n phÈm lµ v = 12 m/p = 0,2 m/s Bá qua tr­ît, ta cã: (m/s) Þ D1.n1 = D2.n2 = 3820 trong ®ã: n1 vµ n2 – sè vßng quay trong 1 phót cña b¸nh dÉn vµ b¸nh bÞ dÉn. n1 = 27,3 v/ph. Chän tû sè truyÒn u = 1,86 ta ®­îc n2 = n1/u = 14,7 v/ph VËy ta tÝnh ®­îc ®­êng kÝnh c¸c qu¶ c¸n dÉn vµ bÞ dÉn: D1 = 140 mm D2 = 260 mm Do ®­êng kÝnh c¸c qu¶ c¸n lµ biÕn ®æi (profin) biÕn ®æi theo biÕn d¹ng cña s¶n phÈm nªn ®­êng kÝnh tÝnh ë trªn chØ lµ ®­êng kÝnh trung b×nh ®Ó tÝnh to¸n. TÝnh øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp: [sH] = 15.HRC = 15.60 = 900 (MPa) = 900 (N/mm2) KiÓm tra ®iÒu kiÖn ®é bÒn tiÕp xóc, theo c«ng thøc 9-13 s¸ch Chi tiÕt m¸y, øng suÊt bÒn tiÕp xóc: trong ®ã: K – hÖ sè an toµn, K = 1,3 N – c«ng suÊt trªn trôc vµo, N = 6,2 kW f – hÖ sè ma s¸t, f = 0,1 b – chiÒu dµi tiÕp xóc, lÊy b = yD.D1 = 0,5.140 = 70 mm Þ Tháa m·n sH £ [sH] = 900 (N/mm2) Kho¶ng c¸ch trôc: a = 0,5.(D1 + D2) + S víi S – chiÒu dµy ph«i, S = 3 mm Þ a = 0,5.(260+140) + 3 = 203 (mm) Profin cña c¸c qu¶ c¸n ®­îc chän theo yªu cÇu c¸n cña s¶n phÈm qua mçi trôc, kÕt qu¶ cho nh­ trong b¶ng 3.2. B¶ng 3.2. Profin c¸c cÆp qu¶ c¸n Trôc D¹ng Profin D¹ng ph«i Ghi chó 1 DÉn s¶n phÈm vµo 2 C¸n t¹o h×nh sãng gi÷a víi gãc c¸n 100 3 TiÕp tôc c¸n sãng gi÷a (+100) 4 TiÕp tôc c¸n sãng gi÷a (+100) 5 Hoµn thiÖn c¸n sãng gi÷a 6 B¾t ®Çu c¸n hai mÐp (gËp) 7 Hoµn thiÖn c¸n hai mÐp 8 Söa ®óng TÝnh c¸c lùc t¸c dông: Lùc vßng truyÒn ®i: Lùc ph¸p tuyÕn cÇn thiÕt chÝnh lµ lùc t¸c dông lªn trôc c¸n, ®­îc tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm: trong ®ã: D – ®­êng kÝnh trôc c¸n, D = 70 mm [s]u – giíi h¹n bÒn uèn cho phÐp, [s]u = 120 N/mm2. a – kho¶ng c¸ch gi÷a hai cæ trôc, a = 680 mm b – chiÒu réng tÊm kim lo¹i, b = 470 mm Þ 9250 (N) TÝnh to¸n trôc Chän vËt liÖu Chän vËt liÖu lµm trôc lµ thÐp 45 t«i c¶i thiÖn. Theo b¶ng 3-8 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cã: Giíi h¹n bÒn kÐo: sbk = 850 N/mm2. Giíi h¹n ch¶y: sch = 450 N/mm2. §é r¾n: HB = 220 TÝnh s¬ bé trôc Sö dông c«ng thøc tÝnh 7-1 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, chØ xÐt ®Õn t¸c dông cña m« men xo¾n trªn trôc, ®­êng kÝnh trôc ®­îc tÝnh s¬ bé: , mm trong ®ã: N – c«ng suÊt truyÒn n – sè vßng quay, n = 27,3 v/p C – hÖ sè tÝnh to¸n, C = 120 Trôc truyÒn ®éng chÝnh (trôc 3): N = 7,65 kW Þ LÊy d3 = 80 mm Trôc c¸n trªn (trôc 4): N = 6,9 kW Þ LÊy d4 = 75 mm Trôc c¸n d­íi (trôc 5): Ta kh«ng tÝnh trôc 5 mµ lÊy lu«n d5 = d4. S¬ bé d5 = d4 = 75 (mm). TÝnh gÇn ®óng trôc Theo b¶ng 7-1 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y Chän s¬ bé mét sè kÝch th­íc cÇn thiÕt: ChiÒu réng cña æ l¨n: B = 22 mm Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c chi tiÕt quay 20 mm ChiÒu réng ®Üa xÝch 61,3 mm ChiÒu réng lßng khung c¸n 640 mm Tõ ®ã ta vÏ ®­îc s¬ ®å trôc nh­ h×nh 3.5. H×nh 3.5. S¬ ®å trôc c¸n ChiÒu dµi cÇn thiÕt cña trôc lµ: L = 61,3 + 101,3 + 20 + 61,3 + 20 + 22 + 640 + 22 = 947,9 mm L » 948 mm Tïy tõng trôc c¸n cã thÓ chØ cã ®Üa xÝch 1 hoÆc 2 hoÆc cã c¶ hai ®Üa xÝch, chiÒu dµi qu¶ c¸n cã thÓ thay ®æi nh­ng chiÒu dµi trôc lµ nh­ nhau. TÝnh gÇn ®óng trôc truyÒn ®éng chÝnh §©y lµ trôc cña ®Üa xÝch chñ ®éng nèi víi hép gi¶m tèc, xuyªn ngang qua bÒ réng cña gi¸ m¸y, cã hai ®Üa xÝch. Lùc t¸c dông lªn ®Üa xÝch 1: R = 12800 N Lùc t¸c dông lªn ®Üa xÝch 2: R = 12800 N Theo h×nh 3.5, ta x¸c ®Þnh ®­îc: a = 61,3 + 20 = 81,3 mm b = 61,3/2 + 20 + 11 = 61,65 mm c = 11 + 640 + 11 = 662 mm X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i hai gèi tùa A vµ B: Trong mÆt ph¼ng xOz, ta thÊy Rax = Rbx = 0 N Trong mÆt ph¼ng yOz: SmA = R.(a + b) + R.b – Rby.c = 0 Þ SY = R + R – Ray + Rby = 0 Þ Ray = R + R + Rby Ray = 12800 + 12800 + 3956 = 29556 (N) VÏ biÓu ®å m« men uèn vµ m« men xo¾n (h×nh 3.6) H×nh 3.6. S¬ ®å tÝnh trôc truyÒn ®éng chÝnh M« men uèn tæng ë tiÕt diÖn 1-1: Mu(1-1) = Mu(1-1) = 2631500 (Nmm) M« men uèn tæng ë tiÕt diÖn 2-2: Mu(2-2) = 2862760 (Nmm) TÝnh ®­êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm theo c«ng thøc 7-3 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: trong ®ã: Mt® – m« men t­¬ng ®­¬ng b – ®­êng kÝnh trong cña trôc rçng, b = 0 v× trôc kh«ng khoÐt lç. [s] – øng suÊt cho phÐp, b¶ng 7-2 cho [s] = 55 N/m2, víi vËt liÖu cña trôc b»ng thÐp 45 t«i, cã giíi h¹n bÒn sb = 850 N/mm2. TÝnh m« men t­¬ng ®­¬ng: T¹i tiÕt diÖn 1-1: = 3506500 (Nmm) T¹i tiÕt diÖn 2-2: = Mu(2-2) = 2862760 (Nmm) Ta thÊy nªn chän ®iÒu kiÖn theo Þ mm LÊy d = 75 mm TÝnh gÇn ®óng trôc mang qu¶ c¸n Lùc t¸c dông lªn ®Üa xÝch 2: R = 12600 N Lùc t¸c dông lªn qu¶ c¸n: Lùc vßng Ft = 8590 N Lùc Ðp Fr = Fn = 9250 N M« men xo¾n Mx = 2169000 Nmm §­êng kÝnh trung b×nh qu¶ c¸n trªn D = 200 mm Theo h×nh 3.5, ta x¸c ®Þnh ®­îc: a = 61,3 + 20 = 81,3 mm b = 61,3/2 + 20 + 11 = 61,65 mm c = 331 mm d = 331 mm X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i hai gèi tùa C vµ D: Trong mÆt ph¼ng xOz: SmC = Ft.c – Rdx.(c + d) = 0 Þ SX = Ft – Rcx – Rdx = 0 Þ Rcx = Ft – Rdx = 8590 – 4295 = 4295 (N) H×nh 3.7. S¬ ®å tÝnh trôc c¸n chÝnh Trong mÆt ph¼ng yOz: SmC = R.b + Fn.c – Rdy.(c + d) = 0 Þ SY = Fn – R – Rdy + Rcy = 0 Þ Rcy = Fn – R – Rdy Rcy = 12600 + 4740 – 9250 = 8090 (N) VÏ biÓu ®å m« men uèn vµ m« men xo¾n (h×nh 3.7) M« men uèn tæng ë tiÕt diÖn 3-3: Mu(3-3) = Mu(3-3) = = 2117000 (Nmm) TÝnh ®­êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm theo c«ng thøc 7-3 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: trong ®ã: Mt® – m« men t­¬ng ®­¬ng Mt® = Mt® = = 2830000 (Nmm) b – ®­êng kÝnh trong cña trôc rçng, b = 0 v× trôc kh«ng khoÐt lç. [s] – øng suÊt cho phÐp, b¶ng 7-2 cho [s] = 55 N/m2, víi vËt liÖu cña trôc b»ng thÐp 45 t«i, cã giíi h¹n bÒn sb = 850 N/mm2. Þ mm V× trôc cã c¸c qu¶ c¸n víi ®­êng kÝnh thay ®æi däc theo chiÒu dµi trôc nªn ta cã thÓ lÊy ®­êng kÝnh trôc nhá h¬n víi yªu cÇu tháa m·n bÒn: LÊy d = 80 mm TÝnh gÇn ®óng trôc c¸n mang qu¶ d­íi §Ó ®¶m b¶o tÝnh dÔ chÕ t¹o vµ l¾p lÉn, ta cã thÓ chän lu«n trôc c¸n d­íi cã cÊu t¹o nh­ trôc c¸n trªn. d = 80 mm KiÓm nghiÖm trôc theo hÖ sè an toµn HÖ sè an toµn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc -5 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: ns – hÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p nt – hÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt tiÕp KiÓm nghiÖm trôc truyÒn ®éng chÝnh theo hÖ sè an toµn: Trong c¸c c«ng thøc trªn: s-1 vµ t-1 – giíi h¹n mái uèn vµ xo¾n víi chu kú ®èi xøng LÊy gÇn ®óng: s-1 » (0,4 ¸ 0,5)sb = 0,45.850 = 380 (N/mm2) t-1 » (0,2 ¸ 0,3)sb = 0,25.850 = 210 (N/mm2) sa vµ ta – biªn ®é øng suÊt ph¸p vµ tiÕp sinh ra trong tiÕt diÖn cña trôc sm vµ tm – trÞ sè trung b×nh cña øng suÊt ph¸p vµ tiÕp, lµ thµnh phÇn kh«ng ®æi trong chu kú øng suÊt. Do trôc quay ®Òu theo mét chiÒu nªn: øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng, khi ®ã: sa = smax = –smin = sm = 0 øng suÊt xo¾n thay ®æi theo chu kú m¹ch ®éng, khi ®ã: ta = tm = víi W vµ W0 lµ m« men c¶n uèn vµ c¶n xo¾n cña tiÕt diÖn trôc. Trôc cã tiÕt diÖn trßn cã 1 r·nh then, tra theo b¶ng 7-3b s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y víi ®­êng kÝnh d = 75 mm, ta cã: W = 37600 mm3 W0 = 79000 mm3. VËy es vµ et – hÖ sè kÝch th­íc, xÐt ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc tiÕt diÖn trôc ®Õn giíi h¹n mái. Tra b¶ng 7-4 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, víi ®­êng kÝnh trôc d = 75 mm, ta cã: es = 0,74 et = 0,62 b – hÖ sè t¨ng bÒn bÒ mÆt, lÊy b = 1 ys vµ yt – hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña øng suÊt trung b×nh víi søc bÒn mái, phô thuéc vµo vËt liÖu chÕ t¹o trôc. Víi trôc lµm b»ng thÐp cacbon trung b×nh cã: ys = 0,1 yt = 0,05 [n] – hÖ sè an toµn cho phÐp, chän [n] =2 ks vµ kt – hÖ sè tËp trung øng suÊt thùc tÕ khi uèn vµ khi xo¾n: TËp trung øng suÊt t¹i r·nh then. Tra b¶ng 7-8 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cã: ks = 1,84 kt = 1,7 Tû sè TËp trung øng suÊt do l¾p c¨ng, chän kiÓu l¾p trung gian cÊp 3, ta cã ¸p suÊt trªn bÒ mÆt p = 21,5 (b¶ng 7-11). Tra b¶ng 7-10 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: = 4,0.x = 4,0.0,94 =3,76 (víi x – hÖ sè ®iÒu chØnh khi ¸p suÊt bÒ mÆt p < 30 N/mm2) Thay thÕ c¸c trÞ sè t×m ®­îc vµo c«ng thøc tÝnh hÖ sè an toµn riªng: Tõ ®ã tÝnh ®­îc hÖ sè an toµn: > [n] = 2 KiÓm nghiÖm trôc c¸n theo hÖ sè an toµn: TÝnh c¸c trÞ sè trong c¸c c«ng thøc tÝnh hÖ sè an toµn trªn: s-1 vµ t-1 – giíi h¹n mái uèn vµ xo¾n víi chu kú ®èi xøng LÊy gÇn ®óng: s-1 » (0,4 ¸ 0,5)sb = 0,49.850 = 420 (N/mm2) t-1 » (0,2 ¸ 0,3)sb = 0,25.850 = 210 (N/mm2) sa vµ ta – biªn ®é øng suÊt ph¸p vµ tiÕp sinh ra trong tiÕt diÖn cña trôc sm vµ tm – trÞ sè trung b×nh cña øng suÊt ph¸p vµ tiÕp, lµ thµnh phÇn kh«ng ®æi trong chu kú øng suÊt. Do trôc quay ®Òu theo mét chiÒu nªn: øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng, khi ®ã: sa = smax = –smin = sm = 0 øng suÊt xo¾n thay ®æi theo chu kú m¹ch ®éng, khi ®ã: ta = tm = víi W vµ W0 lµ m« men c¶n uèn vµ c¶n xo¾n cña tiÕt diÖn trôc. Trôc cã tiÕt diÖn trßn cã 1 r·nh then, tra theo b¶ng 7-3b s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y víi ®­êng kÝnh d = 80 mm, ta cã: W = 44700 mm3 W0 = 95000 mm3. VËy es vµ et – hÖ sè kÝch th­íc, xÐt ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc tiÕt diÖn trôc ®Õn giíi h¹n mái. Tra b¶ng 7-4 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, víi ®­êng kÝnh trôc d = 80 mm, ta cã: es = 0,72 et = 0,6 b – hÖ sè t¨ng bÒn bÒ mÆt, lÊy b = 1 ys vµ yt – hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña øng suÊt trung b×nh víi søc bÒn mái, phô thuéc vµo vËt liÖu chÕ t¹o trôc. Víi trôc lµm b»ng thÐp cacbon trung b×nh cã: ys = 0,1 yt = 0,05 [n] – hÖ sè an toµn cho phÐp, chän [n] =2 ks vµ kt – hÖ sè tËp trung øng suÊt thùc tÕ khi uèn vµ khi xo¾n: TËp trung øng suÊt t¹i r·nh then. Tra b¶ng 7-8 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cã: ks = 1,84 kt = 1,7 Tû sè TËp trung øng suÊt do l¾p c¨ng, chän kiÓu l¾p trung gian cÊp 3, ta cã ¸p suÊt trªn bÒ mÆt p = 18 (b¶ng 7-11). Tra b¶ng 7-10 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: = 4,2.x = 4,2.0,94 =3,95 (víi x – hÖ sè ®iÒu chØnh khi ¸p suÊt bÒ mÆt p < 30 N/mm2) Thay thÕ c¸c trÞ sè t×m ®­îc vµo c«ng thøc tÝnh hÖ sè an toµn riªng: Tõ ®ã tÝnh ®­îc hÖ sè an toµn: ³ [n] = 2 KiÓm nghiÖm trôc c¸n theo ®iÒu kiÖn bÒn: Mét sè th«ng sè trôc c¸n: ChiÒu dµi phÇn c¸n L = 470 mm §­êng kÝnh trôc c¸n D = 95 mm Cæ trôc c¸n cã d = 0,84.D = 80 (mm) ChiÒu dµi cæ trôc l = d = 80 mm B¸n kÝnh gãc l­în lµ r = 0,1.d = 8 mm Lùc t¸c dông lªn trôc c¸n, c«ng thøc ®· nªu ë phÇn (3.3.9) lµ: trong ®ã: [s]u – giíi h¹n bÒn uèn cho phÐp, [s]u = 120 N/mm2. a – kho¶ng c¸ch gi÷a hai cæ trôc, a = 680 mm b – chiÒu réng b¨ng kim lo¹i, b = 470 mm Þ = 92500 (N) Lùc t¸c dông lªn cæ trôc c¸n: trong ®ã: C – kho¶ng c¸ch tõ cæ trôc ®Õn mÆt lµm viÖc cña trôc c¸n C = 20 mm Þ NghiÖm bÒn t¹i th©n trôc c¸n theo c«ng thøc 4e s¸ch Ph­¬ng ph¸p c¸n kÐo th«ng dông: víi P – lùc c¸n cña trôc, P = 30780 N Þ (N/mm2) < [s]u = 120 N/mm2 VËy, tháa m·n bÒn. TÝnh to¸n then §Ó truyÒn m« men xo¾n tõ trôc ®Õn c¸c ®Üa xÝch, qu¶ c¸n hoÆc ng­îc l¹i ta sö dông then. Chän then cho trôc truyÒn lùc chñ ®éng (trôc 3): Tra b¶ng 7-23 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, víi ®­êng kÝnh trôc d = 70 mm, chän then lµ then b»ng ®Ó l¾p c¸c ®Üa xÝch vµo trôc cã c¸c kÝch th­íc: b = 20 mm h = 12 mm t = 6,0 mm t1 = 6,1 mm KiÓm nghiÖm søc bÒn dËp: §iÒu kiÖn bÒn dËp trªn mÆt c¹nh lµm viÖc cña then tÝnh theo c«ng thøc 7- 11 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: , N/mm2 trong ®ã: Mx – m« men xo¾n cÇn truyÒn, Mx = 2676000 N/mm2 d – ®­êng kÝnh trôc, d = 75 mm l – chiÒu dµi then, l = 61,3 + 20 + 0,85.61,3 = 134 mm [s]d – øng suÊt dËp cho phÐp. Tra b¶ng 7-20 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho [s]d = 150 N/mm2 Þ N/mm2 Tháa m·n søc bÒn dËp sd < [s]d = 150 N/mm2 KiÓm nghiÖm søc bÒn c¾t: §iÒu kiÖn bÒn dËp trªn mÆt c¹nh lµm viÖc cña then tÝnh theo c«ng thøc 7- 11 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: , N/mm2 trong ®ã: d – ®­êng kÝnh trôc, d = 75 mm b – chiÒu réng then, b = 20 mm [t]c – øng suÊt c¾t cho phÐp. Tra b¶ng 7-21 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho [t]c = 120 N/mm2 Þ N/mm2 Tháa m·n søc bÒn c¾t tc < [t]c = 120 N/mm2 Chän then cho trôc c¸n: Trôc c¸n do yªu cÇu ph¶i l¾p ®Üa xÝch víi ®­êng kÝnh d = 70 mm, ®ång thêi l¾p qu¶ c¸n víi d = 80 mm. Do ®ã ta cÇn chän hai then cho trôc nµy. Chän then ®Ó l¾p ®Üa xÝch: Víi ®­êng kÝnh trôc d = 70 mm, kÕt qu¶ chän gièng nh­ phÇn trªn, ta chän then l¾p ghÐp lµ then b»ng cã c¸c kÝch th­íc: b = 20 mm h = 12 mm t = 6,0 mm t1 = 6,1 mm Do cã cïng ®­êng kÝnh vµ chiÒu dµi then víi trôc ®· tÝnh ë phÇn trªn trong khi m« men xo¾n trªn trôc nhá h¬n (Mx = 2169000 Nmm) nªn c¸c yªu cÇu vÒ søc bÒn dËp vµ søc bÒn c¾t ®Òu tháa m·n. Chän then ®Ó l¾p ®Üa qu¶ c¸n: Tra b¶ng 7-23 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, víi ®­êng kÝnh trôc d = 80 mm, chän then l¾p ghÐp lµ then b»ng cã c¸c kÝch th­íc: b = 24 mm h = 14 mm t = 7 mm t1 = 7,2 mm KiÓm nghiÖm søc bÒn dËp: §iÒu kiÖn bÒn dËp trªn mÆt c¹nh lµm viÖc cña then tÝnh theo c«ng thøc 7- 11 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: , N/mm2 trong ®ã: Mx – m« men xo¾n cÇn truyÒn, Mx = 2169000 N/mm2 d – ®­êng kÝnh trôc, d = 80 mm l – chiÒu dµi then, l = 0,85.363 = 308 mm [s]d – øng suÊt dËp cho phÐp. Tra b¶ng 7-20 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho [s]d = 150 N/mm2 Þ N/mm2 Tháa m·n søc bÒn dËp sd < [s]d = 150 N/mm2 KiÓm nghiÖm søc bÒn c¾t: §iÒu kiÖn bÒn dËp trªn mÆt c¹nh lµm viÖc cña then tÝnh theo c«ng thøc 7- 11 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y: , N/mm2 trong ®ã: d – ®­êng kÝnh trôc, d = 80 mm b – chiÒu réng then, b = 24 mm [t]c – øng suÊt c¾t cho phÐp. Tra b¶ng 7-21 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho [t]c = 120 N/mm2 Þ N/mm2 Tháa m·n søc bÒn c¾t td < [t]d = 120 N/mm2 TÝnh chän æ ®ì cho trôc truyÒn lùc: Trôc lµm viÖc kh«ng cã lùc däc trôc, do ®ã chän æ l¨n lµ lo¹i æ ®òa ®ì. S¬ ®å tÝnh to¸n chän æ: H×nh 3.8 Ph¶n lùc t¹i c¸c gèi tùa: RA = 29556 (N) RB = 3956 (N) Theo c«ng thøc 8-1 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y, hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc cña æ ®­îc tÝnh b»ng: C = Q.(nh)0,3 Trong ®ã: Q – t¶i träng t­¬ng ®­¬ng n – sè vßng quay cña æ, n = 27,3 v/ph h – thêi gian phôc vô, h = 1600 giê TÝnh t¶i träng t­¬ng ®­¬ng: Víi æ ®ì cã Q x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q = R.Kv.Kn.Kt trong ®ã: R – t¶i träng h­íng t©m T¹i A cã R = Ray = 29556 (N) » 2956 (daN) Kt – hÖ sè t¶i träng ®éng, b¶ng 8-3 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho Kt = 1,2 Kn – hÖ sè nhiÖt ®é, b¶ng 8-4 s¸ch ThiÕt kÕ CTM cho Kn = 1 Kv – hÖ sè xÐt ®Õn vßng nµo cña æ lµ vßng quay B¶ng 8-5 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho Kv = 1 Þ Q = 2956.1.1.1,2 = 3550 (daN) Tõ ®ã tÝnh ®­îc hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc: C = 3550.(1600.27,3)0,3 = 87560 Tra b¶ng 18P s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y (tiªu chuÈn GOCG 333–59), víi ®­êng kÝnh trôc d = 75 mm, chän lo¹i æ cì nhÑ víi c¸c th«ng sè: Ký hiÖu 7215 §­êng kÝnh ngoµi D = 130 mm ChiÒu réng æ B = 26 mm HÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C = 158000 T¶i träng cho phÐp Qt = 9500 daN TÝnh chän æ ®ì cho trôc c¸n C¸c trôc lµm viÖc kh«ng cã lùc däc trôc, do ®ã chän æ l¨n lµ lo¹i æ ®òa ®ì. Chän c¸c trôc c¸n chung mét lo¹i æ nh»m dÔ dµng thay thÕ, l¾p lÉn cho nhau, gi¶m khèi l­îng tÝnh to¸n. S¬ ®å tÝnh to¸n chän æ: H×nh 3.9 Ph¶n lùc t¹i c¸c gèi tùa: RC = (N) RC = =9160 (N) RD = (N) RD = =6400 (N) HÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc cña æ: C = Q.(nh)0,3 Trong ®ã: Q – t¶i träng t­¬ng ®­¬ng n – sè vßng quay cña æ, n = 27,3 v/ph h – thêi gian phôc vô, h = 1600 giê TÝnh t¶i träng t­¬ng ®­¬ng: Víi æ ®ì cã Q x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q = R.Kv.Kn.Kt trong ®ã: R – t¶i träng h­íng t©m T¹i C cã R = RC = 6190 (N) = 619 (daN) Kt – hÖ sè t¶i träng ®éng, b¶ng 8-3 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho Kt = 1,9 Kn – hÖ sè nhiÖt ®é B¶ng 8-4 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho Kn = 1 Kv – hÖ sè xÐt ®Õn vßng nµo cña æ lµ vßng quay B¶ng 8-5 s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y cho Kv = 1 Þ Q = 619.1.1.1,9 = 1176 (daN) Tõ ®ã tÝnh ®­îc hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc: C = 1176.(1600.27,3)0,3 = 29400 Tra b¶ng 18P s¸ch ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y (tiªu chuÈn GOCG 333–59), víi ®­êng kÝnh trôc d = 75 mm, chän lo¹i æ cì nhÑ víi c¸c th«ng sè: Ký hiÖu 7215 §­êng kÝnh ngoµi D = 130 mm ChiÒu réng æ B = 26 mm HÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C = 158000 T¶i träng cho phÐp Qt = 9500 daN ThiÕt kÕ khung c¸n chÝnh Khung c¸n chÝnh ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp tÊm vµ thÐp h×nh. Trong ®ã: Hai ch©n lµ hai thÐp h×nh ch÷ I ch¹y däc theo chiÒu dµi cña m¸y C¸c æ ®ì ®­îc cho vµo c¸c hép vu«ng vµ ®­îc g¸ vµo khung m¸y C¸c tÊm thÐp ®­îc hµn víi nhau vµ hµn víi hai ch©n (thÐp h×nh I). Khung c¸n ë ®©y ®­îc thÓ hiÖn trªn b¶n vÏ A1. Do kh«ng ®­îc giao nhiÖm vô thiÕt kÕ phÇn nµy nªn t«i lÊy theo kinh nghiÖm cña mét sè m¸y c¸n ®· cã mÆt trªn thÞ tr­êng. ThuyÕt minh b¶n vÏ chÕ t¹o Trôc c¸n ®ì qu¶ c¸n ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é cøng 220HB. C¸c trôc nµy ®­îc gia c«ng b»ng m¸y tiÖn T616. Do c¸c trôc gièng nhau nªn gia c«ng c¸c trôc còng nh­ nhau. ë ®©y minh häa gia c«ng trôc chñ ®éng mang qu¶ c¸n söa ®óng trªn m¸y T616, b¶n vÏ thuyÕt minh ®­îc tr×nh bµy trªn khæ giÊy A1. Nguyªn c«ng I: ChuÈn bÞ ph«i Ph«i ®Ó gia c«ng lµ ph«i rÌn cã ®­êng kÝnh f104, lín h¬n so víi ®­êng kÝnh lín nhÊt cña trôc lµ 14mm Trong nguyªn c«ng nµy gåm cã c¸c b­íc tiÕn hµnh: G¸ ph«i trªn hai khèi V ng¾n Phay hai mÆt ®Çu trôc b»ng dao phay ®Üa 3 mÆt trªn m¸y phay chuyªn dïng Khoan hai lç t©m b»ng mòi khoan t©m chuyªn dïng Gia c«ng lç ren M8. Nguyªn c«ng II: Gia c«ng tiÖn trªn m¸y T616 ë nguyªn c«ng nµy gåm cã hai g¸: G¸ 1: dïng tèc gi÷ mét ®Çu cña ph«i, b¾t ®Çu gia c«ng lÇn l­ît c¸c bÒ mÆt trôc theo thø tù tõ lín ®Õn nhá. Gåm cã c¸c b­íc: B­íc 1: Gia c«ng th« c¸c bÒ mÆt trôc f90, f85, f80, f75. B­íc 2: Gia c«ng tinh c¸c bÒ mÆt trôc trªn vµ c¾t r·nh G¸ 2: ChuyÓn tèc sang ®Çu kia cña trôc, gia c«ng c¸c bÒ mÆt cßn l¹i. B­íc 3: Gia c«ng th« c¸c bÒ mÆt trôc f85, f80, f75, f70. B­íc 4: Gia c«ng tinh c¸c bÒ mÆt trôc trªn. Nguyªn c«ng III: Gia c«ng r·nh then Gia c«ng r·nh then trªn trôc cã f70: G¸ ph«i trªn hai khèi V ng¾n Khoan måi b»ng mòi khoan f20 Gia c«ng r·nh then b»ng dao phay ngãn f20 Gia c«ng r·nh then trªn trôc cã f85: G¸ ph«i trªn hai khèi V ng¾n Khoan måi b»ng mòi khoan f24 Gia c«ng r·nh then b»ng dao phay ngãn f24 Th«ng sè kü thuËt cña m¸y STT §Æc tÝnh §¬n vÞ Th«ng sè Ghi chó 1 S¶n phÈm ChiÒu dµy s¶n phÈm mm 3 ChiÒu réng s¶n phÈm mm 310 ChiÒu dµi s¶n phÈm mm 4000 Tiªu chuÈn s¶n phÈm AASHTO VËt liÖu CT3 2 Th«ng sè m¸y c¸n Sè trôc c¸n cÆp trôc 8 VËn tèc c¸n m/ph 12 ChiÒu réng ph«i c¸n mm 470 N¨ng suÊt sp/ph 3 Träng l­îng kg 4000 C«ng suÊt ®éng c¬ KW 11 Sè vßng quay ®éng c¬ v/ph 1350 KÝch th­íc biªn mm 4300x1700x900 3 Bé truyÒn ®ai Kho¶ng c¸ch trôc mm 680 Tû sè truyÒn 2 Sè ®ai 6 4 Hép gi¶m tèc PM-400 Kho¶ng c¸ch trôc mm 400 Tû sè truyÒn mm 24,68 5 Bé truyÒn xÝch cÊp nhanh Kho¶ng c¸ch trôc mm 530 Tû sè truyÒn 1 Sè r¨ng c¸c ®Üa xÝch 14 Sè m¾t xÝch X 38 B­íc xÝch mm 44,45 6 Bé truyÒn xÝch gi÷a c¸c trôc c¸n Kho¶ng c¸ch trôc mm 400 Tû sè truyÒn 1 Sè r¨ng c¸c ®Üa xÝch 14 Sè m¾t xÝch X 32 B­íc xÝch mm 44,45 KÕt luËn §Ò tµi tèt nghiÖp “Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¸y c¸n t«n ®Þnh h×nh” vÒ c¬ b¶n ®· ®­îc hoµn thµnh nh÷ng nhiÖm vô ®­îc giao. Qua ®ã rót ra ®­îc mét sè kÕt qu¶ sau: D¹ng s¶n phÈm ®­îc chän cã profin míi, phï hîp víi tiªu chuÈn quèc tÕ AASHTO. M¸y c¸n t«n ®Þnh h×nh sö dông bé truyÒn xÝch dÉn ®éng c¸c cÆp trôc c¸n. §a sè c¸c bé phËn cña m¸y gåm ®ai, hép gi¶m tèc, khíp nèi, trôc, gi¸ c¸n, qu¶ c¸n… ®Òu cã thÓ chÕ t¹o vµ mua s¾m trong n­íc. Do ®ã tõ viÖc chÕ t¹o ®Õn b¶o d­ìng, söa ch÷a vµ thay thÕ lµ kh¸ dÔ dµng. N¨ng suÊt vµ chÊt l­îng s¶n phÈm cña m¸y ®­îc tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ ®¶m b¶o yªu cÇu ®Æt ra. Tµi liÖu tham kh¶o NguyÔn Träng HiÖp. Chi tiÕt m¸y, tËp I vµ II. Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc, 2000. NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm. ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y. Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc. Ph¹m §×nh Sïng, Bïi Lª G«n, TrÞnh Duy CÊp. C«ng nghÖ gia c«ng kim lo¹i. Nhµ xuÊt b¶n X©y Dùng, 1998. §ç H÷u Nh¬n. Ph­¬ng ph¸p c¸n kim lo¹i th«ng dông. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt. V.P. R«man«vxki. Sæ tay dËp nguéi. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt, 1972. §ç Xu©n §inh, Bïi Lª G«n, Ph¹m §×nh Sïng. C¬ së kü thuËt c¬ khÝ. Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng, 2001. §ç H÷u Nh¬n, NguyÔn Ngäc Giao, NguyÔn MËu §»ng. Hái ®¸p vÒ c¸n kÐo rÌn dËp. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt. NguyÔn Träng Gi¶ng. S¶n xuÊt thÐp tÊm vµ thÐp b¨ng. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ kü thuËt. §ç H÷u Nh¬n. TÝnh to¸n thiÕt kÕ chÕ t¹o m¸y c¸n thÐp vµ c¸c thiÕt bÞ trong nhµ m¸y c¸n thÐp. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt, 2001. Phan V¨n H¹, NguyÔn Ngäc Giao. Lý thuyÕt c¸n. §¹i häc B¸ch khoa, 1999. Môc lôc 83 KÕt luËn 85 Tµi liÖu tham kh¶o 86