Thiết kế kỹ thuật máy trộn nguyên liệu làm khuôn cát cho nhà máy cơ khí Nakyco

oắn và loại đặc biệt. Máy khuấy cánh, những máy khuấy này là thiết bị trộn cơ khí có tiết diện chữ nhật vuông góc hay nghiêng đối với trục quay. Loại máy này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm do nó đơn giản và rẻ tiền. Theo cấu tạo máy khuấy cánh lại được chia ra máy khuấy có thùng chứa nằm ngang và thẳng đứng loại tấm, hình lược mỏ neo, khung liên hợp. Máy khuấy cò thùng chứa nằm ngang dọc tâm thùng là trục có lắp vài dãy cánh hướng tâm. Máy khuấy có thùng chứa thẳng đứng là có trục thẳng đứng lắp cánh khuấy. Hình vẽ: Hình 1.10 .Sơ đồ máy khuấy có thùng nằm ngang và thẳng đứng. Máy khuấy hình lược hình (1. 11) –là phối hợp của cánh thẳng đứng và nằm ngang. Theo cấu tạo có máy khuấy hình lược kép và đơn. Dùng để trộn thực phẩm dạng lỏng khi ngăn ngừa chuyển động vòng tròn của chất lỏng trong thùng chứa. Máy khuấy khung là sự phối hợp của dãy cánh thẳng đứng và nằm ngang ghép chặt cới nhau trên trục thẳng đứng. Ưu điểm có là độ bền cơ học lớn. Hình 1.11. Sơ đồ máy khuấy có cánh hình lược. Máy khuấy mỏ neo (hình 1. 12) cánh mỏ neo hình dạng phức tạp có thể dùng khuấy trộn sản phẩm có hệ số nhớt cao . Hình 1.12. Máy khuấy mỏ neo; a.Sơ đồ máy khuấy mỏ neo; 1. Thùng chứa ;2. cánh; 3. Trục thắng đứng; 4. Bộ dẫn động; 5.Vỏ bọc.:b.Các dạng cánh. Máy khuấy tua bin- bánh làm việc của tua bin nước có cánh khuấy trên trục thẳng đứng. Trong công nghiệp thực phẩm dùng máy khuấy tua bin để khuấy trộn mãnh liệt khi chuẩn bị huyền phù dung dịch, thủy phân chất béo. Máy khuấy tua bin có một cánh hay một vài cánh làm việc dao động từ 4 đến 16 cánh hình dạng được xác định bằng tính chất của chất lỏng được khuấy trộn và mục đích khuấy trộn. Chọn đường kính tua bin phù hợp với đường kính thùng chứa. Thông thường đường kính thùng chứa D<1500mm. khi chọn số vòng quay của tua bin phải nhỏ hơn 9m/s. Tốc độ quay trung bình giới hạn từ 100 đến 200vg/ph. Theo cấu tạo của bánh làm việc cánh khuấy người ta lại chia ra loại hở loại kín. cánh tua bin thường là thẳng, nghiêng và cong. Máy khuấy đặc biệt – để trộn sản phẩm lỏng có thể dùng máy khuấy cơ khí dạng đặc biệt: máy khuấy đĩa (hình 1. 13a) máy khuấy rung động (hình 1.13b) Hình 1.13: Máy khuấy đĩa (trái ) và máy khuấy rung độn đĩa phẳng (phải) Ngoài ra còn một số loại máy trộn nhỏ hay loại cầm tay được sử dụng trong đời sống hàng ngày.Thường được sử dụng trong công việc nội trợ hay phòng thí nhiệm thường dùng trộn hóa ,dựợc phẩm.  CHƯƠNG 2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ I . ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT: 2.1. THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU CẦN TRỘN: 2.1. 1. Tìm hiểu về chế tạo phôi đúc: a.Thực chất: Đúc là phương pháp dùng để chế tạo phôi hoặc chi tiết bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có dạng kích thước yêu cầu. Sau khi kim loại lỏng được đông đặc lại cho ra chi tiết. Sản phẩm có thể dung ngay (chi tiết đúc ), có thể phải sang gia công cơ khí (phôi đúc ). b. đặc điểm: + Là phương pháp gia công ở trạng thái lỏng. + Có thể đúc được tất cả kim loại và hợp kim. + Có thể chế tạo những chi tiết từ đơn giản đến phức tạp. Từ rất nhỏ đến rất lớn. + Dễ cơ khí hóa và tự động hóa. + Hao tổn kim loại nhiều . + Kiểm tra khuyết tật trong vật đúc khó khăn. c. Phân loại: Có nhiều phương pháp đúc khác nhau, có thể phân loại như sau: - Theo loại khuôn: đúc khuôn một lần (khuôn cát, khuôn vỏ mỏng…), khuôn bán vĩnh cửu (khuôn đất sét), khuôn vĩnh cửu (khuôn kim loại). - Theo vật liệu làm khuôn: khuôn cát, khuôn đát sét, khuôn kim loại… - Theo phương pháp điền đầy kim loại: Đúc áp lực, đúc ly tâm… 2.1.2. Thành phần vật liệu làm khuôn: a. Cát: Thành phần hóa học chủ yếu của cát là : là thành phần chủ yếu của vật liệu làm khuôn. Phân loại cát: + Theo địa điểm lấy cát: cát sông, cát núi. + Theo kích thước hạt: Cát thô, cát rất to cát to, cát vừa, cát nhỏ, cát rất nhỏ, cát mịn, và cát bột. + Ngoài ra người ta còn phân loại theo lượng đất sét và thành phần thạch anh chứa trong cát. Ký hiệu cát : Cát được kí hiệu theo thành phần thạch anh và độ hạt. VD: cát 2K063A 2K là loại thạch anh số 2. 063 là đường kính trung bình của cát. A là cát ở rây trung bình của bộ dây 3 nhiều hơn 50%. b. Đất sét: Thành phần chủ yếu của đất sét là cao lanh ngoài ra còn một số tạp chất khác như . Đặc điểm của đất sét là dẻo dính. Khi sấy khô thì độ bền tăng, không bị chấy khi kim loại nóng rót vào khuôn. BENTÔNIT: thành phần chủ yếu là . Nó là loại đất sét trắng, dẻo dính do núi lửa phun ra lâu ngày biến thành. Bentônit ở trong nước thì nở mạnh, tăng khả năng kết dính. c. Chất kết dính: Là những chất đưa vào hỗn hợp làm khuôn để làm tăng độ bền và tính dẻo cảu hỗn hợp . d. Chất phụ: Là các chất đưa vào hỗn hợp làm khuôn để khuôn nâng cao tính nún tính thông khí, làm nhãn bề mặt của khuôn, nâng cao tính chịu nhiệt. các chất pha trộn như mùn cưa, bột than, tro… 2.1.3: Yêu cầu đối với hỗn hợp làm khuôn: a. Tính dẻo: Tính dẻo của hỗn hợp làm khuôn là khả năng biến dạng vĩnh cửu của nó sau khi bỏ lực tác dụng của ngoại lực. Tính dẻo cần có để tạo được khuôn rõ nét theo hình dạng và kích thước của mẫu và hộp nõi. Tính dẻo phụ thuộc vào độ hạt của cát làm khuôn. Hạt to thì tính dẻo thấp, ngoài ra tính dẻo còn phụ thuộc vào lượng đất sét, lượng nước, chất kết dính phù hợp. b. Độ bền: Là khả năng chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá vỡ khi di chuyển, lắp rắp và dưới áp lực của dòng kim loại lỏng chảy vào khuôn không bị phá vỡ. Độ bền phụ vào tính chất của hạt cát lượng và chất kết dính. Cát hạt nhỏ và đồng đều thì độ bền cao. c. Tính lún: Là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp làm khuôn khi có tác dụng của ngoại lực, đảm bảo khuôn không bị phá vỡ khi kim loại đông đặc và nguội. Tính lún phụ thuộc vào độ hạt cát, lượng nước chất kết dính và các chất phụ khác. d. Tính thông khí : Là khả năng cho phép không khí lọt qua những khe hở nhỏ giữa các hạt cát của hỗn hợp. Tính thông khí cần cho vật đúc không bị rỗ khí. Tính thông khí của hỗn hợp tăng khi hạt cát to đều, lượng đát sét và chất kết dính ít. Chất phụ nhiều và độ ẩm thấp (<4%). e. Tính bền nhiệt: Là khả năng của hỗn hợp không bị chảy, cháy và mền ra ở nhiệt độ cao. Nếu tính bền nhiệt kém thì khó rót kim loại lỏng vào khuôn, ngoài ra tính bền nhiệt còn cần để hỗn hợp không bị biến dạng khi rót kim loại lỏng vào khuôn, nhờ đó mà hình dạng vật đúc giống như lòng khuôn . Tính bền nhiệt phụ thuộc vào lượng thạch anh trong hỗn hợp. f. Độ ẩm: Độ ẩm của hỗn hợp là lượng nước chứa trong nó tính theo phần trăm, được xác định bằng công thức. Trong đó : g: Khối lượng hỗn hợp tươi. g: Khối lượng hỗn hợp khô. Độ ẩm tăng khi lượng nước tăng. Độ ẩm tăng làm tính dẻo và độ bền của hỗn hợp tăng, nhưng không được vượt quá 6-8% . Quá giới hạn này thì độ bền và tính thông khí của hỗn hợp giảm, hỗn hợp không dẻo nữa mà dính vào nhau khi làm khuôn. g. Độ bền lâu: Độ bền lâu là khả năng làm việc được lâu, nhiều lần của hỗn hợp. 2.1.4. Tạo hỗn hợp làm khuôn: a. Hỗn hợp cát áo: Dùng để phủ sát mẫu khi làm khuôn, nên phải có độ bền, độ dẻo cao và bền nhiệt vì lớp cát này tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng. Cát áo thường chiếm khoảng 10-15% lượng cát làm khuôn. Cát áo phải co độ hạt nhỏ, mịn để tăng độ bóng bề mặt vật đúc. Thành phần được xác định như sau (theo %V) (tài liệu tham khảo phòng kỹ thuật công nghệ Nakyco) : + Cát mới V6: 10%. + Cát cũ qua sàng 0315: 80%. + Bentonit: 5%. + Bột than: 5%. + Độ ẩm: 5%( tính cho tòan bộ V hỗn hợp trộn). b. Hỗn hợp cát đệm: Dùng để đệm cho phần phần khuôn còn lại nhằm tăng độ bền của khuôn. Cát đệm không có yêu cầu cao như cát áo nhưng phải có độ thông khí cao. Tỉ lệ các vật liệu trong hỗn hợp được xác định như sau: + Cát mới V: 5% . + Cát cũ: 95%. + Độ ẩm: 5%. (Tính cho toàn bộ V). c. Hỗn hợp cát làm lõi: So với hỗn hợp làm khuôn thì hỗn hợp làm lõi có yêu cầu cao hơn do lõi làm việc trong điều kiện khó khăn hơn, nhất là yêu cầu tính lún của hỗn hợp. Thông thường người ta tăng hàm lượng thạch anh, giảm tỷ lệ đất sét, chất kết dính chất phụ và chất sấy lõi. Tỷ lệ các thành phần vật liệu như sau: + Cát mới V6: 25%. + Cát cũ qua sàng 0315 : 52, 5%. + Bentonit: 7, 5%. + Mùn cưa: 15%. + Nước : 6%. (toàn bộ V). d.Quá trình đúc trong khuôn cát. Dưới dây là sơ đồ quá trình đúc trong khuôn cát. Hỗn hợp làm khuôn Sấy khuôn Khuôn Chế tạo bộ mẫu Hỗn hợp làm lõi Nấu kim loại Làm lõi Lắp khuôn và rót kim loại Sấy lõi Phá khuôn Làm sạch Sản phẩm đúc Bộ phận kỹ thuật Kiểm tra II . LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 2.2.1. Yêu cầu kỹ thuật: Loại máy trộn này dùng để trộn hỗn hợp vật liệu làm khuôn đúc cát. Máy trộn làm việc liên tục. (theo ca). Hỗn hợp này gồm từ 2-5 thành phần. Sau khi trộn tạo ra nguyên liệu đồng nhất và có độ ẩm nhất định. Thiết bị phải đáp ứng được các yêu cầu sau: + Hỗn hợp sau khi trộn phải có độ đồng đều cao. + Làm việc êm và ổn định (7-8 năm) + Bảo trì dễ ràng . + Tháo &nạp liệu dễ. + Chi phí giá thành thấp. + Sử dụng 1 công nhân vận hành. 2.2.2. CÁC PHƯƠNG ÁN CHỌN THIẾT KẾ: a. Máy trộn khiểu thùng quay: Kiểu thùng quay loại “Say rượu”. Trong loại máy trộn này, trục thùng quay với đường chéo của thùng. Cứ mỗi vòng quay của thùng, sản phẩm được hai lần đổ đi đổ lại trong mật phẳng thẳng đứng, đồng thời khi đó vật liệu được trộn theo hướng trục. Vì thế mà bảo đảm trộn được nhanh chóng. Nhưng nhược điểm dẽ tạo thành những lớp sản phẩm. Không đồng đều, do hỗn hợp có tỉ lệ độ ẩm nhất định. Dính vào thành thùng quay. Đặc biệt khi có thành phần mùn cưa cần trộn. Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo máy trộn thùng quay loại say rượu. Chú thích: 1: Thùng quay. 2: Bộ dẫn động. 3: giá máy. b. Máy trộn kiểu vít tải làm việc gián đoạn: Cấu tạo gồm có: 1. Thùng chứa. 2. Ống trên. 3. Trục vít thẳng đứng. 4. Ống dưới. 5. Van tháo. 6. Cánh quạt xuống . 7. Bộ dẫn động. Hình 2.2: Cấu tạo kiểu vít tải. Nguyên lý: Máy trộn kiểu vít tải có trục vít thẳng đứng. Sản phẩm được trộn theo từng công đoạn riêng biệt, sự chuyển động của sản phẩm trong máy trộn theo chiều mũi tên. Nhược điểm: + Chỉ trộn được nhưng vật liệu có khối lương riêng nhỏ(không đảm bảo ở đây) + Thường được sử dụng trộn thô ( giai đoận đầu). + Kích thước vật liệu trộn yêu cầu lớn. c. Máy trộn dung cánh đảo cơ khí. Dạng máy ở công ty NAKYCO, sử dụng trộn thô (bước đầu), phải qua một công đoạn trộn thủ công nữa mới dùng để làm khuôn. Nhựợc điểm chính của máy hiện tại ở công ty là: Sử dụng dạng trộn đứng do vậy phải sử dụng 2 bánh dẫn lắp trên trục quay, nên 1 phẩn sản phẩm trộn đặc biệt phần chung quanh trục quay là trộn không hoàn chỉnh và do ảnh hưởng của 2 bánh dẫn là khá lớn. Đồng thời chiều cao của toàn bộ máy là khá lớn 1850mm nên việc nạp liệu là khá khó khăn. (qua một bậc thềm ngoài). Thường sử dụng 2 nhân công khi làm việc. Ở kiểu máy của công ty cơ khí Ứng Minh (Văn Điển HÀ Nội). Chuyên đúc các sản phẩm quả nghiền sử dụng trong nha máy Xi măng và Phân lân, đế các cột đèn chiếu sáng…Là dạng có trục nằm ngang sử dụng đồng thời cả cánh khuấy hướng tâm và nằm ngang là khá hoàn thiện, được hoàn chỉnh từ máy trộn đất sét trong sản suất gốm. Dạng thiết kế kỹ thuật chọn tương tự như loại máy trộn này. Máy trộn ở đây là khá lớn công suất 30 KW. Yêu cầu máy có thể trộn sản phẩm khô với chất nước. Để đạt đúng yêu cầu kỹ thuật. Các cánh trộn quay xung quanh trục nằm ngang. Máy có cánh hướng tâm và nằm ngang một số cánh làm nhiệm vụ trộn sản phẩm, một số cánh đẩy sản phẩm dọc theo trục trộn. Sơ đồ nguyên lý hình vẽ: Hình2.3: Sơ đồ nguyên lý máy. 1: Thân thùng trộn cố định, được gá trên giá đỡ. 2: Cánh khuấy nằm ngang. 3: Cánh khuấy hướng tâm. Ưu điểm: + Có cấu tạo đơn giản. Dễ sử dụng, cần một công nhân khi vận hành. + Có thể Sử dụng các góc nghiêng của cánh để tăng khả năng trộn đồng đều của sản phẩm cần trộn. + Dễ kiểm soát chu kỳ trộn. Vậy phương án chọn thiết kế là: máy trộn sử dụng cánh đảo cơ khí. Máy có các đặc tính kỹ thuật sau: + Có V thùng chứa: V= + Có của nạp, của xả. sử dụng nắp mở. + Chu kỳ trộn liên tục cho mỗi mẻ là: 15- 30 phút. + Khẩu độ: Từ 900 -1200mm. + Thân thùng cố định, sử dụng cánh khuấy cơ khí. + Sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp. . + Bộ truyền động đai thang. Sử dụng động cơ điện 3 pha. CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CHO MÁY Sơ đồ bố trí nguyên lý máy: Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý máy I. Xác định năng suất: Trong loại máy trộn dùng cánh đảo sản phẩm rời bằng các cáng quay xung quanh trục nằm ngang là tính máy trộn dung cánh đảo làm việc liên tục. Sơ đồ máy hình vẽ: Với 6 cánh hướng tâm và 8 cánh nằm ngang. mẻ. Năng suất máy trộn được xác định theo công thức trong hệ SI: ω. ρ. φ, kg/s. 3. 1 Hay kg/h. 3. 2 Trong đó: D - Đường kính ngoài của cánh hướng tâm: 0, 58m. S - Bước của cánh hướng tâm. S=0. 3m. N - Số vòng quay của cánh trong 1 phút. 30vòng/phút. ω - Tốc độ góc của cánh, rad/s ρ - Khối lượng thể tích của hỗn hợp sản phẩm rời kg/ . φ -Hệ số cấp liệu. φ=0, 5. Thay vào 3. 2 ta có: 3, 4224 t ấn/h. II. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CẦN THIẾT: Công suất cần thiết đối với máy trộn dùng cánh đảo làm việc liên tục. Sơ đồ hình vẽ: gồm có công suất đối với cánh nằm ngangvà cánh hướng tâm (thẳng đứng) . Công suất chung đối với máy trộn bằng: N=+. 2. 1 TÍNH CHO CÁNH NẰM NGANG: Công suất cần thiết đối với máy nằm ngang được xác định theo công thức. Trong hệ SI: 3. 3 Hay: 3. 4 Trong đó: E – Hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh nằm ngang nhúng chìm trong sản phẩm, N (kg). - Số cánh nằm ngang đồng thời nhúng chìm trong sản phẩm. (4 cánh). - Tốc độ vòng quay của cánh nằm ngang, m/s. Khi cánh nằm ngang chuyển động trong sản phẩm thì đối với nó phải khắc phục trọng lực và lực ma sát trong sản phẩm. Đại lượng hợp lực của các lực cản E được xác định theo công thức: 3. 5 Trong đó: f- Diện tích của cánh đã biết nhúng chim trong sản phẩm,( ) f=0. 1*1. 2=0. 12 m. γ- Trọng lực (trọng lượng thể tích) của sản phẩm, N/. γ =4800 N. ρ- Góc ma sát trong của sản phẩm. độ ρ=30-40. h- Chiều sâu nhúng chìm trung bình của cánh đã biết trong sản phẩm, m . h=0. 395m. Hợp lực của các lực cản E đặt ở trọng tâm của cáng nằm ngang được nhúng chìm trong sản phẩm nhưng vì chiều rộng của bản thân cánh đó không lớn, nên có thể lấy chiều sâu nhúng chìm trung bình của cánh nằm ngang (trọng tâm của nó) h bằng chiều sâu nhúng chìm lớn nhất của cánh đó. Tốc độ vòng quay của cánh nằm ngang là không đổi với tất cả các cánh và bằng: = ω. R = =1, 2403 m/s. Trong đó: ω- Là tốc độ góc, rad/s. n - Số vòng quay của cánh trong một phút. R - Bán kính quay của cánh nằm ngang, m. R=0, 395m. Vậy thay số vào công thức (3. 5) ta có: E= 4800. 0. 395. 0. 12. =1046, 6 N. N. Vậy: KW. 2. 3 TÍNH CHO CÁNH HƯỚNG TÂM: Các cánh hướng tâm (thẳng đứng) của máy trộn nghiêng dưới một góc α so với đường tâm của trục quay, do kết quả tác dụng của những cánh ấy, sẩm phẩm được dịch chuyển hướng tâm và hướng trục. Vì vậy công suất cần thiết đối với cánh hướng tâm được tính trong hệ SI: KW. 3. 6 Hay: , KW. 3. 7. Trong đó: - Là thành phần hướng tâm hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh hướng tâm nhúng chìm trong sản phẩm. N (kg). ; - Thành phần chiều trục hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh hướng tâm nhúng chìm trong sản phẩm, N. - Tốc độ hướng tâm những điểm đặt hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh thẳng đứng nhúng chìm trong sản phẩm, m/s. - Tốc độ chiều trục của điểm ấy, m/s; - Số cánh thẳng đứng đồng thời nhúng chìm trong sản phẩm : =3 cánh. Khi cánh hướng tâm chuyển động trong sản phẩm rời, nó phải khắc phục trở lực gây nên vừa do trọng lực và ma sát trong sản phẩm, vừa do ma sát của sản phẩm với cánh. Thành phần hướng tâm và chiều trục của những lực cản và ấy có thể xác định theo sơ đồ hình vẽ: Hình 3.2: Sơ đồ tính toán để xác định trở lực lên cánh hướng tâm Song ta lại có : Trong đó: - Lực ma sát của sản phẩm đối với cánh: N α - Góc nghiêng của cánh đối với đường tâm trục quay, độ. μ - Hệ số ma sát sản phẩm voéi cánh; Vậy: Đối với cánh hướng tâm, chiều sâu nhúng chìm trung bình của nó bằng ½ chiều sâu nhúng chìm lớn nhất của cánh h: =0, 5h=0, 145m. . Để xác định tốc độ hướng tâm của điểm đặt hợp lực hướng tâm các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh hướng tâm, ta nghiên cứu mặt cắt của máy trộn dùng cánh đảo theo mặt phẳng vuông góc với đường trục quay. Hình vẽ. Như ta thấy trên hình vẽ: Trên cánh hướng tâm tác dụng những lực cản ấy tăng theo định luật đường thẳng, phụ thuộc độ nhúng chìm của các đoạn cánh vào trong sản phẩm. Vì dạng biểu đồ của lực rất nhỏ tác dụng lên sản phẩm là hình tam giác cho nên điểm đặt hợp lực ấy ở trên khoảng cách 1/3a kể từ đầu mút cánh, nếu ta gọi a là chiều dài nhúng chìm phần cánh vào trong sản phẩm. Đại lượng a này là một biến số phụ thuộc vào mức nhúng chìm của cánh hướng tâm vào sản phẩm, có nghĩa phụ thuộc vào góc quay của cánh θ. Tốc độ hướng tâm trùng với hướng lực . Đại lượng tốc độ được xác định bằng ω. r. Trong đó bán kính r là khoảng cách từ đường trục quay đến trọng tâm của cánh nhúng chìm trong sản phẩm. Đại lượng r biến đổi phụ thuọc vào đại lượng a, nghĩa là r=f(a). Trên hình ta thấy rằng: Hình 3.3: Sơ đồ tính toán để xác định tốc độ chuyển động của sản phẩm dưới tác dụng của lực hướng tâm . =( 3. 10 Trong đó: l- Chiều dài cánh, m. θ- Góc quay của cánh, độ. θ =60 . b- Khoảng cách từ đường trục quay đến múc sản phẩm, m;b=0 ω- Tốc độ góc quay của cành, rad/s. ω =3, 14 Thay vào ta đựợc: =0, 06 m/s. Vận tốc hướng trục sẽ bằng: ==0, 06*0, 5*0, 8660=0, 026 m/s. Thay vào các công thức: 3. 8 ;3. 9 ta có: =4800*0, 145*0, 029* =85, 05N =4800*0, 145*0, 029*=76, 76N. Thay vào công thức 3. 6 ta được: KW. Vậy: N=+=5, 2+0, 02=5, 22KW. Đối với trục có lắp cánh khuấy theo thực nghiệm người ta thường chọn: D=(1, 2-1, 6)d Với : D: đường kính của trục có lắp cánh khuấy. d: Đường kính của trục trực tiếp tryuền momen cho trục có cánh khuấy cánh khuấy: III. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN1. Xác định công suất động cơ: Công suất làm việctại trục quay làm việc với : =5, 22 KW. 2. Công suất yêu cầu từ động cơ điện. . : Là hiệu suất chung của hệ truyền động. Với: Gồm : Bộ tryuền bánh răng trụ có hiệu suất là: 0, 96 Bộ truyền động đai có hiệu suất là: 0, 96 Một cặp ổ lăn có hiệu suất là: 0, 99. Khớp nối hiệu suất 0, 96. Vậy : =0, 96*0, 96*0, 99*0, 96=0, 8758. KW. Vậy chọn động cơ DK62-6 với các thông số kỹ thuật sau. : Kiểu ĐC Công suất(KW) Vận tốc quay(v/ph) Cosφ Trọng lượng(kg) DK62-6 7, 0 960 0, 81 1, 4 2, 2 170 3. Phân phối tỉ số truyền động: Tỷ số truyền động chung của hệ thống được xác định theo công thức: . Việc phân phối tỷ số truyền động cho từng bộ truyền là việc làm rất quan trọng góp phàn nâng cao độ tin cậy và tính kinh tế của hệ thống máy. =6*5. , 3: Với: của bộ truyền đai: của bộ bánh răng trụ. 4. Lập bảng thông số kỹ thuật của hệ thống: Công suất trên các trục: =7, 0KW. =7, 0*=7, 0*0, 96=6, 72KW. =*=6, 72*0, 96=6, 45KW. Số vòng quay trên các trục: =960 v/ph. v/phút. v/ph. Mômen xoắn trên các trục: N. mm . N. mm. N. mm. Bảng số liệu: TRỤC I II III IV i =6 =5, 3 i=1 i=1 n(v/ph) 960 160 30 30 69635, 4 401099, 9 2040796, 3 IV: TÍNH TOÁN HỆ TRUYỀN ĐỘNG: .4.1: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG: 1: Chọn sơ đồ động: Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ, vì chúng được sử dụng rộng rãi hơn cả nhờ các ưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao, kết cấu đơn giản, có thể sử dụng trong một phạm vi rộng của vận tốc và tải trọng. Ở đây chúng ta chọn hộp giản tốc bánh răng trụ một cấp. Được sử dụng với tỷ số truyền i7-8. Sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng nhờ khả năng chịu tải lớn hơn và vận tốc làm việc cao hơn bánh răng thẳng. Hình 3.4: Sơ đồ động hình vẽ: Hệ truyền động gồm: 1: Động cơ điện 3 pha. 2: Bộ truyền động đai. 3: Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp. 4: Khớp nối. 2. Thiết kế truyền động đai: Truyền động đai được dụng để thiết kế truyền động giữa các trục tương đối xa nhau. Bộ truyền có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc êm, có khả năng bảo vệ cho các chiết tiết máy khác và động cơ khi bị quá tải đột ngột. Tuy nhiên chúng lại có khích thước lớn(khi có cùng một điều kiện làm việc thì đường kính của bánh đai đã lớn hơn đường kính bánh răng 5 lần), tỷ số truyền không ổn định là có lực trượt đàn hồi của bánh đai trên bánh tuổi thọ làm việc thấp khi làm việc ở vận tốc lớn. Truyền động đai có thể làm việc với công suất đến 150 kw, tuy nhiên thông dụng nhất làm việc với công suất trong khoảng 0,3-50 kw. Bộ truyền động đai thường được bố trí ở cấp tốc độ nhanh. Chỉ tiêu về khả năng làm việc của truyền động đai là khả năng kéo và tuổi thọ của đai. Thiết kế truyền động đai gồm các bước sau: + Chọn loại đai. + Xác định kích thước và thông số bộ truyền. + Xác định các thông số của đai theo chi tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ. + Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục. Ở đây chúng ta chọn loại đai hình thang: A: Chọn loại đai và tiết diện dai: Loại đai này có tiết diện hình thang, mặt làm việc là hai mặt bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng kéo cũng tốt hơn. Có 3 loại đai hình thang: đai thang thường, đai thang hẹp và đai thang rộng: Ở đai thang thường, tỷ số giũa chiều rộng tính toán đo theo lớp trung hòa và chiều cao h của tiết diện đai thang /h 1, 4, ở đai thang hẹp /h =1, 051, 1 và đai thang rộng /h =24, 5. Đai thang rộng thường được dùng trong các biiến tốc đai. Loại đai thang thường được sủ dụng rộng rãi. Vậy chọn loại đai thường: Bộ truyền động đai được đặc trưng bởi các thông số hìng học chủ yếu sau: D1, D2: Đường kính bánh đai dẫn và bị dẫn. (mm). b b y0 h c Hình 3.5: Mặt cắt đai A : Khoảng cách trục bánh dẫn và bị dẫn(mm). L : Chiều dài đai L(mm)0, 01 : Góc ôm của đai trên bánh dẫn và bị dẫn. , b : Chiiều dày và chiều rộng của đai (mm). B : Chiều rộng bánh đai (mm). : tỷ số truyền bộ truyền đai. : Hệ số trượt. Đối với đai vải hoặc cao su 0, 01 Đai da 0, 015. thông số hình học của đai . Đai thang 0, 02. Dựa vào bảng 17( bảng hướng dẫn chọn loại đai hình thang ). trang 44, giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án môn học chi tiết máy. Giả thuyết vận tốc trượt của đai thang là v=5m/s. ta chọn đai thang với các thông số sau: Loại tiết diện Kích thước tiết diện (mm) Diện tích tiết diện () Chiều dài dai L (mm) Đường kính bánh đai b h 17 14 8 2, 8 138 800-6300 125 B: Xác định đường kính bánh đai: Chọn đường kính bánh đai nhỏ theo bảnh 18 trang 45 SDD Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện: V= , m/s. (*) V= . Vậy thỏa mãn điều kiện (*). Đường kính bánh đai bị dẫn: . Vậy chọn: mm. Tính lại số vòng quay thực tế của bánh bị dẫn v/ph. Sai số: Vậy thỏa mãn. C: Chọn khoảng cánh trục A: Theo bảng 19 S đ d) A=0, 85*=0, 85*800=680 (mm)D: Xác định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A: Tính chiều dài đai sơ bộ: L=2*A+2*680+2995, 9( mm). Theo bảng 20, chọn L=3000( mm). Kiểm tra số vòng chạy của đai theo điều kiện: u =<10. vậy thỏa mãn Tính khoảng cách trục A theo L tiêu chuẩn: A=682,25 (mm) F : Kiểm tra góc ôm trên bánh đai: Theo điều kiện: >120. Vậy thoả mãn . G : Xác định số đai cần thiết (z): Số đai Z được xác định theo khả năng kéo của bộ truyền. Z(**) Trong đó: F diện tích tiết diện đai(mm) =1, 51 (N/ mm)Trị số ứng suất có ích cho phép của đai hình thang: Hệ só chế độ tải trọng: Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm. = 1, 0 Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc. Các hệ số này tra ở bảng 17;21;12;22;23 . (S đ d). Thay số vào (**) ta có: Z0, 88. Vậy chọn số đai Z=1. H: Xác định kích thước bánh đai: Chiều rộng bánh đai : B= Đường kính ngoài của bánh đai: . Với Y xác định theo bảng 17;t, S được xác định theo bảng (87) sdd. I: Xác định lực tác dụng lên trục: R . Lực R được coi gần đúng có phương nằm trên đương nối tâm 2 bánh, chiều từ bánh này hướng tới bánh kia. 3 - THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG: Truyền động bánh răng được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, vì chúng có những ưu điểm nổi bật sau: Khả năng chịu tải lớn, kích thước nhỏ gọn hiệu suất cao, tỉ số truyền cố định, làm việc tin cậy và tuổi thọ cao. Dạng răng chủ yếu được dùng trong các bộ truyền bánh răng hiện nay là dạng răng thân khai do Ơle đề nghị (1735). Trong các bộ truyền bánh răng chịu tải lớn hiện có dùng bộ truyền bánh răng cung tròn do DoNôViCốp đề nghị (1954). Ở đây ta dùng bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng. Bộ truyên có các thông số sau: -Z, Z : Số răng trên bánh dẫn và bị dẫn. , (tỉ số truyền động.) t : Bước răng đo trên vòng chứa. t=t*cos bước răng đo trên vòng cơ sở. : Góc prôfin răng. , đối với bánh răng nghiêng góc prôfin sinh được do trong mặt phẳng phápvà kí hiệu là . m= Modun ăn khớp, đây là thông số cơ bản của bộ truyền, giá trị của mođun ăn khớp m đã được tiêu chuẩn hóa và nằm trong khoảng m= 0, 05100 mm . b- Chiều rộng bánh răng. β - góc nghiêng của răng. hệ số dịch dao trên bánh dẫn và bị dẫn. A khoảng cách trục. b : chiều cao răng. D Đường kính vònh đỉnh răng. D Đường kính vòng chân răng. α Góc ăn khớp, đối với cặp bánh răng nghiêng tiêu chuẩn hoặc dịch đều góc ăn khớp được đo trong mặt phẳng pháp . Hình 3.6: Thông số hình học bộ truyền bánh răng trụ 3.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng tiêu chuẩn: 3.1.1: Chọn vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện bánh răng : Chọn vật liệu chế tạo bánh răng nhỏ : Thép C45: phương pháp nhiệt luyện là thường hóa: . Bánh răng lớn vật liệu là C35 thường hóa . 3.1.2 Xác định ứng suất cho phép : a. Ứng suất tiếp xúc cho phép: . Trong đó : ứng suất tiếp xúc cho phép bánh răng làm việc lâu dài, , giá trị được xác định theo ( bảng 30 trang 62, sdd). Hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc. . Trong đó: NSố chu kì cơ sở của đường cong mỏi tếp xúc, xác định thei bảng (30), sdd. số chu kì ứng suất tương. Bánh răng chịu tải trongj tĩnh . =N=60*u*n*t. Trong đó: u – Số lần ăn khớp của bánh răng trong 1 vòng quay. n - số vòng quay trong một phút của bánh răng. t- Tổng số giờ làm việc của bánh răng. t = 4*2*250*8=16000 h. =60*3*30*16000=8, 64. > vậy =1. Ứng suất cho phép: Bánh nhỏ: Bánh lớn: . b. Ứng suất uốn cho phép: Khi bánh răng quay một chiều, ứng suất trong răng sẽ thay đổi mạch động. : Trong đó :Giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng. Đối với thép n- Hệ số bền dự trữ. Bánh răng chế tạo từ thép tôi n Bánh răng chế tạo từ thép rèn, thép cán thường hóa hoặc tôi cải thiện n=1, 5. : hệ số tập chung ứng suất ở chân răng. Nếu bánh răng chế tạo từ thép được thường hóa hoặc tôi cải thiện =1, 8. +Tôi thể tích =2. +Tôi bề mặt =1, 2. Trong đó: Với m bậc đường cong mỏi uốn. m=6. số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi. Bánh răng chế tạo bằng thép hoặc gang =5. 10 Số chu kỳ ứng suất tương đương. Khi chịu tải tĩnh được tính theo =N=60*u*n*t. =8, 64. . ==0, 6256. Thay vào công thức 3. 11: Ta được. Ứng suất uốn cho phép trên bánh nhỏ là : MPa. Ứng suất uốn cho phép trên bánh lớn: MPa. c>. Ứng suất quá tải cho phép: Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép trên bánh nhỏ: MPa. Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép trên bánh lớn. MPa. Ứng suất uốn quá tải cho phép. ỨNG suất uốn quá tải cho phép trên bánh nhỏ. MPa ỨNG suất uốn quá tải cho phép trên bánh lớn. MPa. 3.13: Chọn sơ bộ hệ số tải trọng động Có thể chọn . Khi chọn giá trị chú ý khả năng chạy mòn của vâth liệu chế tao bánh răng, vận tốc truyền và cách bố trú ổ so với bánh răng (đối xứng nay công xôn…). Vậy ta chọn : =1, 4. 3.1.4. Chọn hệ số chiều rông bánh răng. +Bộ tryuền bánh răng trụ: ta chọn như sau. Chịu tải trung bình ta chọn: lấy bằng 0, 3. 3.1.5. Tính khoảng cách trục. - Bộ truyền bánh răng nghiêng được tính. . Chọn: A=186mm. 3.1.6. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng: Vận tốc vòng được tính: m/s. Theo giá trị vận tốc vòng đã tính, chọn cấp chính xác theo bảng 31 trang 63(S đ d). Vậy chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là 9. 3.1.7. Xác định chính xác khoảng cách trục A : Hệ số tải trọng K được xác định chính xác theo công thức: Trong đó : hệ số tập chung tải trọng. Bộ truyền được chế tạo từ thép có khả năng chạy mòn (HB<350 và15 m/s). Khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh =1. : Hệ số tải trọng động, xác định theo bảng (33) và (34) chính xác chế tạo giá trị vận tốc và độ rắn bề mặt răng. Vì các bánh răng có độ rắn HB<350 và làm việc với tải trọng không đổi. tra bảng ta có =1, 45. Vậy hệ số tải trọng: K=1*1, 45=1, 45. Ta kiểm tra sai số giữa K và nếu quá 5 % thì ta phải tính lại %<5%. Vậy ta chọn A như tính toán sơ bộ. 3. 1. 8: Xác định mô đun, số răng, chiều rộng và góc nghiêng răng của của răng: -Trị số mô đun đối với bánh răng nghiêng được xác định theo tiêu chuẩn theo bảng 35 (s đ d) dựa trên giới hạn sau: Đối với bánh răng trụ: m ==1, 86-3, 72. Vậy chọn: mm. -Số răng bánh dẫn: chọn sơ bộ góc nghiêng β=20: 28, 01 Chọn: răng. -Số răng bánh bị dẫn: Chọn số răng bánh bị dẫn là: 148 răng. Góc nghiêng β chính xác được xác định: . Vậy: β=18, 88 Chiều rộng bánh răng lớn: . Chiều rộng bánh răng nhỏ ta lấy lớn hơn 5mm so với bánh răng lớn. b=60, 8mm. 3. 1. 9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng: Sức bền uốn của răng được kiểm tra theo công thức: . Trong đó: hệ số phản ánh sự gia tăng khả năng chịu tải khi tính theo độ bền uốn của bánh răng nghiêng so với bánh răng thẳng. giá trị được chọn trong khoảng 1, 4-1, 6. ta chọn bằng =1, 5. y-Hệ số dạng răng, được xác định theo bảnh 36 (sdd) –dựa vào số răng tương đương của bánh: Đối với bánh nhỏ: Vậy y=0, 455. Đối với bánh lớn: . VẬy y=0, 55. Vậy: thỏa mãn . thỏa mãn điều kiện. 3. 1. 10 Kiểm nghiệm bánh răng theo quá tải đột ngột: Để bộ truyền có khả năng chịu tải trong thời gian ngắn cần kiểm tra bộ truyền quá tải theo điều kiện: . *. 10 . **. 10 Trong đó: K hệ số quá tải của hệ thống: Với là giá trị ứng suất uốn và tiếp xúc của bộ truyền tính theo tải trọng danh nghĩa. giá trị đã được xác định như trên. Giá trị ứng suất tiếp xúc đựợc xác định theo công thức: . Đối với bánh nhỏ: Vậy: thỏa mãn điều kiện kiểm tra( *. 10) thỏa mãn điều kiện kiểm tra (**. 10) Đối với bánh lớn: . Vậy ta có: Thỏa mãn điều kiện kiểm tra (*. 10). 68, 78. 2, 2=151, 184MPa thỏa mãn điều kiện kiểm tra 3.1.11: Các thông số hình học của bộ truyền: Tên thông số Đơn vị Kí hiệu Công thức tính Mô đun pháp tuyến Bước pháp tuyến theo vòng chia Số răng của bánh chủ động(bánh nhỏ) Số răng của bánh bị động(bánh lớn) Góc nghiêng trên hình trụ chia Đường kính vòng chi Đường kính vòng lăn Đường kính đỉnh Đường kính đáy Chiều cao răng Chiều cao đầu răng Chiều cao đầu răng Chiều dày răng theo cung vòng chia ở tiết diện pháp tuyến Khoảng cách trục Mô đun mặt đầu Bước xoắn Chiều dày răng theo cung vòng chia ở tiết diện mặt đầu. Ban kính vòng tròn cơ sở. Bước cơ sở Chiều rộng vành răng mm mm mm Độ Mm Mm Mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Z Z Β d d De h h S A m Chọn theo tiêu chuẩn t=mπ=6, 2832: π=3, 1416 Z=28 Z=148 β =18, 8797 d= h =2, 25. m=4, 5 =m=2 h=1, 25. m=2, 5 A=186 m= = =3, 32 3.1.12: Tính lực tác dụng: Lực tác dụng trong bộ truyền bánh răng được xác định theo 3 thành phần: +Lực vòng , . +lực hướng tâm . +Lực dọc trục . Trị số được xác định như sau: Lực vòng: N Lực hướng tâm: Lực dọc trục: 4 – THIẾT KẾ TRỤC . Trục là chi tiết máy dùng để đỡ các chi tiết máy quay hoặc truyền mômen xoắn từ các chi tiết máy lắp trên đó đến các chi tiết khác hoặc làm cả hai nhiệm vụ trên. Trục truyền luôn luôn quay, có thể tiếp nhạn cả momen xoăn và momen uốn. Các trục trong hộp giản tốc là nhưng trục truyền. 4.3.1: CHỌN VẬT LIỆU: Dựa vào điều kiện làm việc của hộp giảm tốc và chế độ làm việc cảu máy trộn. Ta dùng thép C45 thừong hóa để chế tạo trục. 4.3.2: TÍNH SƠ BỘ TRỤC: Do chưa rõ các kích thước của trục (độ dài các đoạn trục và đường kính trục), ta chỉ biết momen xoắn cần truyền lên trục. Ta xác định đường kính trục sơ bộ theo momen xoắn. Đường kính trục sơ bộ được xác định theo công thức: (mm). Trong đó: N: công suất truyền (KW). C: Hệ số tính toán. chọn C=120. n: Số vòng quay của trục. (v/phút). Trục lắp bánh răng chủ động (bánh nhỏ) . Vậy chọn Trục lắp bánh răng bị dẫn (bánh lớn). . vậy chọn 4.3.2: TÍNH GẦN ĐÚNG: Ta xét đến tác dụng đồng thời của cả momen uốn và xoắn đến sức bền của trục: Chọn sơ bộ ổ: Ta sử dụng ổ bi đỡ-chặn. * Với trục 1: Dựa vào chọn sơ bộ ổ bi đỡ chặn như sau: d=. có B=16mm *Với trục 2: Dựa vào chọn sơ bộ ổ bi đỡ chặn như sau: d=. có B=20. mm b. Phác thảo hộpgiảm tốc: Hình 3.7: Cấu tạo của hộp giảm tốc. Trong đó : +a là khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp. a=10mm +B là chiều rộng của ổ lăn. +b chiều rộng bánh răng. b=60, 5mm + khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp. =10mm. +chiều cao của lắp và bulông. =20mm. +khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp. =10mm. + chiều dài hần mayo lắp với trục. =1, 5. d. c. Xây dựng sơ đồ tính toán trục: Trục I: Ta có : Giả sử chiều của các phản lực tại các gối đỡ như hình vẽ: 441N. Thay vào (*) ta được: . Thay vào (**): ta được: Vậy ta có biểu đồ các mô mem như sau: Hình 3.8: Biểu đồ phân bố các mô men lực trục 1. Qua biểu đồ các Mômen ta xét tiết diện nguy hiểm tại B và C: Tại B: Ta có: . . chọn d=24mm. Tại C: Ta có : Chọn d=48mm. Do d chính xác gần bằng đường kính đáy của bánh răng yêu cầu. Vậy ta sử dụng trục răng ở trục 1. *TRỤC II: Ta có : Thay vào (***): Ray=-3046N Vậy nó có chiều ngược lại so với giả thiết: TA có sơ đồ biểu đồ các mômen: Dựa vào biểu đồ các mômen ta kiêm tra tiết diện nguy hiểm tại B . Tại B: Ta có : Chộn d=88mm. Hình 3.9: Biểu đồ phân bố các mômem lục trục 2. 4.3.3. TÍNH KIỂM NGHIỆM TRỤC: a. Định kết cấu trục: Ở đây ta sử dụng then bằng: Then được kiểm nghiệm theo sức bền đập và sức bền cắt: Trục 2: l= 0, 9. 1, 5d=118, 8mm b =24mm t=7mm. Điều kiện bền dập: thỏa mãn. Điều kiện bền cắt : b. Kiểm nghiệm theo hệ số an toàn: Điều kiện : (1) Trong đó Với hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp. - Vì trục quay một chiều : - Với (bảng 56) - Ứng suất xoẵn thay đổi theo chu kỳ mạch động(quay 1 chiều) Với (bảng 56 sd d) - Giới hạn momen xoắn và xoẵn : s-1=(0, 4¸0, 5) sb ta choïn s-1=0, 45sb=0, 45600=270(N/mm2) t-1=(0, 2¸0, 3) sb ta choïn t-1=0, 25sb=0, 25600=150(N/mm2) - hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi: ys=0. 1 và yc=0. 05 và b=1. - K0, Kt hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoẵn, giá trị của chúng được xác định trong các bảng, và e0, et. Tra bảng 57 (s d d) ta có=0, 72, et=0. 75. Tra bảng 59 (s d d) ta có ; - Áp suất trên mặt lắp ghép <30(N/mm2) - - - VẬy ta có: c: Kiểm nghiệm về trục quá tải Điều kiện bền quá tải của trục: Kqt = 2, 3 Mu = 650598, 3(N/mm) Wu = Mà ÞVậy thỏa mãn d) Kiểm nghiện về độ cứng vì n=4, 7 >2. 5 nên ta không cần làm bước này. 4. 3.4. Thiết kế gối đỡ trục : Gối đỡ trục kà cụm chi tiết dùng để đỡ các chi tiết quay, chịu tác dụng của lực truyền trên trục, đồng thời giúp trục có vị trí xác định và quay quanh một đường tâm xác định trong két cấu. Kết cấu gối đỡ trục bao gồm than gối đỡ ổ trục và một số chi tiết phụ khác, trong đó ổ trục là chi tiết quan trọng nhất. . Ở đây ta sử dụng gối đỡ ổ đỡ chặn. Ta sử dụng, ổ bi đỡ chặn; ổ được dùng chịu cả lực hướng tâm và lực dọc trục, chúng có khả năng hạn chế sự dịch chuyển của chiều trục về một phiá . Xác định tải trọng tác dụng lên ổ: a/Trục I: Hình 3.10: Biểu đồ phân bố lực tác dụng lên ổ. Ta có: Tải của ổ đựợc tính toán theo khả năng làm việc của C, giá trị hệ số C được xác định theo công thức : C=Q (nh)0, 3. Trong đó : - n: số vòng quay của ổ trong 1 phút (n=160) - h: Tuổi thọ của ổ, h=16000(h). - Q tải trọng tương của ổ (daN). Đối với ổ đỡ chặn: Do ở ổ đỡ chặn dưới tác dụng của lực hướng tâm, trên ổ sẽ xuất hiện lực dọc trục Với β là góc ngiêng tính toán của con lăn, được tra theo bảng tiêu chuẩn của ổ. : hệ số vòng quay của ổ tra ở bảng 67(s đ d) . m- hệ số chuyển đổi tải trọng dọc trục về hương tâm . m=1, 5(bảng 68) : hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tra bảng 69, : hệ số tải trọng động tra bảng 70(s đ d), . =1, 5, Q=603, 4 ÞCt= C=Q (nh)0, 3=50100 Dựa vào bảng 74(s đ d)ta chọn đựoc ổ có các thông số sau: Kí hiệu d D B d2 D2 Đường kính bi C Q (cho phép) N giới hạn 36209 45 85 19 19 57,4 72,6 52000 2600 8000 b)Trục II: Hình 3.11: Biểu đồ lực phân bố tác dụng lên ổ. Ta có: - n: số vòng quay của ổ trong 1 phút (n=30) - h: Tuổi thọ của ổ, h=16000(h) - Q tải trọng lượng của ổ (daN) Đối với ổ đỡ chặn: Do ở ổ đỡ chặn dưới tác dụng của lực hướng tâm, trên ổ sẽ xuất hiện lực dọc trục Với β là góc ngiêng tính toán của con lăn, được tra theo bảng tiêu chuẩn của ổ. : hệ số vòng quay của ổ tra ở bảng 67(s đ d) . m- hệ số chuyển đổi tải trọng dọc trục về hương tâm. m=1,5(bảng 68) : hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tra bảng 69, : hệ số tải trọng động tra bảng 70(s đ d). =1, 5 Q=1976, 3 ÞCt= C=Q (nh)0, 3=100000 Dựa vào bảng 74(s đ d) ta chọn được ổ có các thông số sau: Kí hiệu d D B d2 D2 Đường kính bi C Q (cho phép) n giới hạn 36217 85 150 28 106 129 19.84 12000 7300 4000 4.3.5. THIẾT KẾ TRỤC LẮP CÁNH KHUẤY: a: Tính trục Trong thực nghiệm người ta thường chọn đường kính trục lắp cánh khuấy có: D=(1, 2-1, 6)d. Với D là đường kính trục lắp cánh khuấy: d - là đường kính trục trục tiếp truyền mômen xoắn cho trục lắp cánh khuấy: Vậy ta chọn: D=1, 5d=1, 3. 88=114, 4mm. chọn D=114mm Ta chọn ổ bi đỡ chặn để lắp: chọn loại ổ 36220 Dựa vào bảng 74(s đ d)ta chọn được ổ có các thông số sau: Kí hiệu d D B d2 D2 Đường kính bi C Q (cho phép) n giới hạn 36220 100 180 34 124,8 155,2 25,4 16500 11000 3200 b. LẮP CÁNH KHUẤY: Sử dụng thép tấm không rỉ cho cánh khuấy hướng tâm và cánh nằm ngang: b=100mm: . s=22mm.Được lắp trên 3 giá đỡ.Được hàn ,sử dụng mối hàn chồng.Giá đỡ cũng được hàn trự c tiếp trên trục. *Cánh hướng tâm được hàn trực tiếp trên trục: Theo đường xoẵn vít ngiêng 1 góc α=30 độ so với đường tâm trục quay. Gồm có 6 cánh: Ta sử dụng mối hàn giáp mối: Ở đây mối hàn chịu chịu lực kéo (nén) và mô men đồng thời. Ta có điều kiện bền: . Vậy thỏa mãn. 4. 3. 6. Thiết kế khớp nối: Khớp nối dùng để nối các trục hoặc chi tiết máy quay ở đây dùng để nối trục để cố định các trục quay cùng trên 1 đưòng tâm để truyền Mômen xoắn. a) Chọn kiểu nối trục: Ở đây ta chọn kiểu nối trục chặt b)Xác địng mômen tính toán: Mômen xoắn tính của nối trục được xác định: Mxt = K. Mx = Trong đó: Mx – mômem xoắn danh nghĩa: N- công suất cần truyền (Kw) N = 6, 45(Kw) n- tốc độ quay của trục(v/ph ) n = 30 (v/ph) K – hệ số tải trọng động, tra theo 78 (s đ d) chọn K = 1, 2 Vậy. c) Chọn và kiểm tra trục nối tiêu chuẩn: Phải đảm bảo: [Mx] ≥ Mxt [Mx]=2500 ≥ Mxt =2460N. m Tra bảng 80 (s đ d)ta có các thông số của khớp nối trục đĩa như bảng sau: Mxmax d D2 L D0 l Bulông Số lượng 2500 80-95 220 270 220 130 M16 6 4. 3. 7 THIẾT KẾ MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC: Thùng được làm từ thép không rỉ: có s=16mm. dạng (hình vẽ) đã định hình. Lắp thùng làm từ tôn kỹ thuật 1 nửa đựợc hàn gắn cố định vào thùng, một nửa có thể mở để nạp liệu nhờ 2 chốt bản lề. Có s=4mm. Hình .12: Tiết diện thùng. CHƯƠNG 4 CHẾ TẠO CHI TIẾT ĐIỂM HÌNH (BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGIÊNG) I. Tìm hiểu tính công nghệ của chi tiết: Truyền động bánh răng trụ được dùng để truyền mômen giữa các trục song song với nhau. Bánh răng nghiêng có hai loại: nghiêng trái và nghiêng phải và trong một cặp ăn khớp các hương nghiêng của chúng ngược nhau. Răng nghiêng cho phép năng cao độ êm dịu khi làm việc và tăng lực truyền tải. Góc β giữa tiếp tuyến với đường xoắn cắt mặt bên của răng với hình trụ chia và đường tâm bánh răng được gọi là góc nghiêng của răng trên hình trụ chia. Các thông số của bánh răng nghiêng trên hình vẽ. Hình 4.1: Các thông số của bánh răng trụ, răng nghiêng. Bánh răng làm việc ở tải trọng trung bình. Độ chính xác của bánh răng được đặc trưng bởi các chỉ tiêu sau: + Độ chính xác động học. + Độ ổn định khi làm việc. + Độ chính xác tiếp xúc. + Khe hở mặt bên. Ở đây bánh răng trụ có độ cấp chính xác là 9. Khi chế tạo được kiểm tra bằng dụng cụ đo chuyên dùng. Dạng sản xuất đơn chiếc ,nhỏ. II- QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BÁNH RĂNG ; 2.1 Chọn phôi: Phôi là phôi đúc trong khuôn nóng chảy có dọ chính xác cấp III với lượng dư gia công (tra bảng 3.1 sách công nghệ chế tạo bánh răng của Pgs. Ts . Trần Văn Địch trang 43) là 2,5mm. 2.2. Quy trình công nghệ: cho bánh răng lớn xoắn phải. + NC1: Tiện 1 mặt đầu và tiện lỗ : Tiện thô và tinh.Và vát mét Chế độ tiện khi tiện thô: t =3-5 mm. s =0, 3-1, 5 mm/vg. V=120m/ph. Chế độ khi tiện tinh: Chế độ cắt: s =0, 1mm/vg. t=0, 5mm. v=160m/ph. Sử dụng dao tiện lỗ hợp kim cứng T15K6. Dao tiện ngoài đầu gắn thép gió. Tiện mặt đầu và lỗ Sơ đồ gá đặt trên mâm cặp 3 chấu. Máy tiện rơvonve thường. Hình 4.2:Sơ đồ gá đặt NC1. NC2:Tiện thô và tinh mặt đầu còn lại.Vát mét. Chế độ tiện khi tiện thô: t =3-5 mm. s =0, 3-1, 5 mm/vg. V=120m/ph. Chế độ khi tiện tinh: Chế độ cắt: s =0, 1mm/vg. t=0, 5mm. v=160m/ph. . Dao tiện ngoài đầu gắn thép gió. Tiện mặt đầu Sơ đồ gá đặt trên mâm cặp 3 chấu. Máy tiện rơvonve thường. Hình 4.3: Sơ đồ gá đặt gia công mặt đầu còn lại. NC3:Tiện thô và tinh bề mặt bề mặt trụ ngoài. Chế độ tiện khi tiện thô: t =3-5 mm. s =1, 5 mm/vg. V=180m/ph. Chế độ khi tiện tinh: Chế độ cắt: s =0, 1mm/vg. t=0, 5mm. v=200m/ph. . Dao tiện ngoài đầu gắn thép gió. Hình 4.4 :Sơ đồ gá đặt NC3. NC4: Chuốt lỗ có rãnh then: Chế độ cắt: V=2-12m/ph a =0, 02mm. trên máy truốt đứng: Sơ đồ gá đặt: Hình 4.5 :Sơ đồ gá đặt NC4. NC5: Cắt răng. Dùng phương pháp ,phay lăn răng bằng dao phay trục vít. Sử dụng máy phay lăn răng . Có sử dụng đầu phân độ vạn năng: Sơ đồ gá dao phay khi phay răng trụ răng nghiêng: Hình 5.5:Sơ đồ gá dao phay khi phay răng ngiêng. là góc xoắn của răng dao phay. φ góc của trục dao phay được gá ngiêng và với dao phay phải. Hướng chạy dao từ trên xuống (phay nghịch). Phân độ: Sử dụng phân độ đơn giản: đặc tính đầu phân độ này là N=40 Áp dụng công thức: Với: n: số vòng cần quay . Z là số răng của bánh răng cần chia. N=40. Vậy ta tiến hành điều chỉnh đầu phân độ như sau: Ta quay chốt đi 10 trên vong tròn có 37 lỗ của mặt thứ nhất: Tra bảng 5. 6 chế độ cắt bánh răng (sách công nghệ chế tạo bánh răng của Pgs. Ts Trần Văn Địch) ta có chế độ cắt khi phay thô và bán tinh: Sơ đồ gá đặt phôi: Hình 4.6 :Sơ đồ gá đặt khi phay răng Sau đó được gá lên đầu chia độ vạn năng của máy phay nhờ 2 mũi chống tâm. NC6: Vê đầu răng: Vát mét một phía, sử dụng dao phay ngón hình côn : gá như NC5 NC7: Nhiệt luyện: Đối với bánh lớn đạt HB=250, bánh nhỏ HB=280. Bằng tôi cao tần.Làm nguội bằng Emuxi.Làm sạch bánh răng sau nhiệt luyện. NC8: Gia công tinh lỗ trục. Mài lại lỗ . NC9: Cà răng: sử dụng máy cà răng 5B702 của nga. Sử dụng trục gá đuợc gá trên bàn máy cà răng nhờ 2 mũi chống tâm. Sử dụng phương pháp cà song song. Hình 4.7:Sơ đồ chạy dao của phương pháp cà răng song song. Chế độ cắt khi cà răng (tra bảng 6. 3 ;6. 4 .Sách công nghệ chế tạo bánh răng của Pgs. ts Trần văn Địch ). S=0, 4mm/vòng của bánh răng. (lượng chạy dao dọc ) S=0, 04mm/hành trình kép. (lượng chạy dao hướng kính). V=80mm/ph. NC10: Kiểm tra: Bằng dụng cụ đo chuyên dùng. CHƯƠNG V NHẬN XÉT VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN I. TRÌNH TỰ TRỘN. Đổ lần lượt các thành phần trộn đã theo định lượng trước.Lần lượt:Lần 1(không cho hết một thứ cho đến hết mà lần lượt 1 thầnh phần 1 lượng nhỏ): Cát cũ -Bentonit-Cát mới – Mùn cưa, lần 2…Cứ thế lặp lại cho đến hết hỗn hợp cần trộn .Bật máy trộn ,rồi cho nước vào hỗn hợp (vừa trộn vừa cho nước) để sao cho đạt độ ẩm đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. II. HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG A. Hướng dẫn vận hành. 1. Kiểm tra trước khi vận hành. - Kiểm tra nguồn điện 3 pha từ tủ điện đến động cơ có đủ 3 pha không. - Kiểm tra thiết bị đóng cắt, bảo vệ động cơ làm việc đảm bảo độ tin cậy. - Kiểm tra hệ thống cơ (khớp nối, puly) bulông, bệ máy) được bắt chắc chắn. - Động cơ lắp đặt đảm bảo đồng tâm với thiết bị kéo tải, rôto quay dễ dàng không bị kẹt. - kiểm tra các cánh khuấy. có bị nứt mối hàn hay không… 2. Đối với động cơ sau một thời gian nghỉ không làm việc khi đưa vào sử dụng phải kiểm tra lại điện trở cách điện của cuộn dây với vỏ, giữa các cuộn dây với nhau. Mằng megôm kế 500V đối với động cơ hạ áp, megôm kế 1000V, 2500V đối với động cơ cao áp. Trị số đo được không nhỏ hơn 0, 5 Megôm (MW). Nếu trị số nhỏ hơn 0, 5MW thì động cơ cần phải sấy khô và kiểm tra lại sau khi sấy. 3. Khi động cơ làm việc trị số dòng điện không được vượt quá dòng điện ghi trên nhãn. 4. Điện áp lưới điện cấp cho động cơ khi kéo tải cho phép sai số 5% so với điện áp ghi trên nhãn. Khi điện áp lưới thấp hơn phạm vi cho phép, yêu cầu phải giảm tải để dòng điện không vượt dòng định mức. 5. Động cơ chạy bị rung, có tiếng kêu phải kiểm tra lại độ đồng tâm lắp đặt giữa động cơ và máy công tác. 6. Động cơ chạy bị phát nóng nhanh, quá nhiệt độ cho phép cần phải kiểm tra lại tải có lớn không, điện áp cấp cho động cơ quá thấp hay quá cao hoặc bị mất 1 pha nào đó cấp cho động cơ. 7. Trong quá trình vận hành phải luôn luôn theo dõi các thông số dòng điện, điện áp. Đồng thời phải theo dõi dao động của máy. theo dõi nhiệt độ của ổ bi không lớn hơn 900C. 8. Chạy không tải 5 phút khi trộn mẻ đầu tiên. B. Bảo dưỡng và bảo quản 1. Đối với động cơ điện sử dụng vòng bi không có vòng chặn mỡ thì sau 4000 giờ làm việc. Phải bảo dưỡng rửa sạch vòng bi bằng dầu công nghiệp và thay bằng loại mỡ cùng loại hoặc tương đương, lượng mỡ từ 1/2 đến 1/3 khoang trống vòng bi. 2. Đối với động cơ sử dụng vòng bi có vòng chặn mỡ thì không cần thay mỡ hay bổ xung mỡ trong suốt thời gian sử dụng. 3. Động cơ có điện trở cách điện nhỏ hơn 0, 5MW. Khi đưa vào sử dụng cần phải làm sạch, sấy khô (Phương pháp sấy khô đơn giản là dùng bóng đèn điện). 4. Động cơ để lâu cần phải có thùng, túi đựng kín cách ly với môi trường ẩm. Đầu trục bôi mỡ bảo quản chống rỉ. 5. thường xuyên kiêm tra dầu bôi trơn, làm mát ở hộp giảm tốc và các gối đỡ. III. NHẬN XÉT: Trong quá trình thực hiện luận văn em đã đựơc tiếp xúc thực tế và tìm hiểu không nhưng trong nội dung đề tài mà rất nhiều loại máy chế biến thực phẩm rất phù hợp với ngành thủy sản và chế biến thức ăn gia súc, đó là điều kiện rất thuận lợi khi ở trường mình rất mạnh về lĩnh vực thủy sản . Nó phục vụ sinh viên khi ra trường ,làm ở các nhà máy chế biến thủy sản hoặc các nhà máy chế tạo máy và sản suất thiết bị phục vụ cho ngành chế biến. Các dạng đề tài năm nay đi sâu vào thực tế ngoài đời sống ,vì vậy nó rất giúp ích cho sinh viên chúng em quen dần việc giải quyết những vấn đề nảy sinh trong quá trình làm việc sau này. IV. ĐỀ XUẤT: Khi làm về máy thực phẩm mà trong nước có nhu cầu đặc biệt về lĩnh vực thủy sản có thể chế tạo thử nghiệm mô hình khi làm đề tài. Chuyên sâu vào mảng đề tài thực tế, đặc biệt trường ta mạnh về lĩnh vực chế biến thủy sản. . IA.XOKOLOV: Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm. Người dịch : NGUYỄN TRỌNG THỂ. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 1976. ĐOÀN DỤ- BÙI ĐỨC LỢI. Công nghệ và các máy chế biến lương thực. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 1983. 3. PGS.TS. PHẠM HÙNG THẮNG. Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Chi Tiết Máy. NXB Nông Nghiệp- TP.HCM 1995. PGS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH. Công nghệ chế tạo Bánh Răng. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 2003. 5. NGUYỄN TRỌNG HIỆP. Chi tiết máy (2 tập). NXB Giáo dục. 6. NGUYỄN TRỌNG BÌNH , NGUYỄN THẾ ĐẠT, TRẦN VĂN ĐỊCH. Công nghệ chế tạo máy. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 2001. TS.TRẦN VĂN YẾN. Thiết lặp các bản vẽ trong đồ án chi tiết máy. NXB Giao thông vận tải. TH.S.NGUYỄN VĂN TƯỜNG. Bài giảng chế tạo máy 1-2. Đai học Nha Trang 2003. TH.S. TRẦN DOÃN HÙNG. Bài giảng máy công nghiệp. Đại học Nha Trang 2002. ĐẶNG VĂN NGHÌN, PHẠM NGỌC TUẤN, LÊ TRUNG THỰC NGUYỄN VĂN GIÁP, THÁI THỊ THU HÀ. Các phương pháp gia công kim loại. NXB Đại học quốc gia TP.HCM. 11.NGUYỄN NGỌC CẨN . Máy cắt kim loại. NXB Đại học quốc gia TP.HCM. 12.TRẦN VĂN ĐỊCH. Đồ gá gia công cơ khí. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 2003. 13.TH.S.NGUYỄN VĂN TƯỜNG. Bài giảng giáo trình chế tạo phôi. Đại học Nha Trang. 14.NHIỀU TÁC GIẢ. Tập bản vẽ chi tiết máy. NXB Giáo dục. 15. HỒ VIẾT BÌNH ,LÊ ĐĂNG DOANH. Đồ gá gia công cơ khí. NXB Đà Nẵng 2000. 16.HÀ VĂN VUI, NGUYỄN VĂN LONG. Đồ gá trên máy cắt kim loại (2 tập). NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 1987. 17.PGS.TS.TRẦN VĂN ĐỊCH. Sổ tay và Atlas đồ gá. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 2003. 18.NGUYỄN ĐẮC LỘC, LINH ĐỨC TỐN. Sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 1,2). 19.PGS.TS. NGUYÊN VĂN BA. Sức bền vật liệu (2 tập). NXB Nông Nghiệp- TP.HCM 1995.