Đồ án Nghiên cứu và chế tạo máy mài dây băng đá nhám

ng rãi và không thể thiếu trong các xưởng cơ khí. Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật nói chung và của ngành chế tạo máy nói riêng, trong ngành chế tạo máy hiện đại, mài chiếm một tỷ lệ rất lớn, máy mài chiếm 30% tổng số máy cắt kim loại. Đặc biệt là trong công nghệ chỉnh sửa dao tiện, ngành chế tạo ổ bi, nguyên công mài chiếm khoảng 60% toàn bộ quy trình công nghệ. Một số hình ảnh về máy mài trên thị trường : Hình 1.1: Máy mài 2 đá ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 11 Hình 1.2: Máy mài cầm tay Hình 1.3: Máy mài nhám vòng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 12 1.2. Tổng quan về máy mài dây băng đá nhám 1.2.1. Nhu cầu của xã hội Trong ngành chế tạo máy, những chi tiết máy yêu cầu có độ cứng, độ chính xác và độ bóng bề mặt cao thường phải qua các nguyên công gia công bán tinh và gia công tinh là nguyên công mài trên máy mài sau khi đã qua các nguyên công gia công thô hoặc nhiệt luyện. Máy mài là máy gia công tinh được dùng rộng rãi trên mọi lĩnh vực của ngành chế tạo máy. Số lượng của nó nhiều nơi vượt quá 30% tổng số máy cắt kim loại trong phân xưởng cơ khí. Với yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác của các chi tiết máy, máy mài dây băng đá nhám được ra đời với vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng của các sản phẩm cơ khí chế tạo máy. Máy mài dây băng đá nhám này cho năng suất khá cao, đáp ứng các yêu cầu chính xác của việc mài các góc để lắp ghép chữ T với nhau và có khả năng đánh bóng ống đạt cấp độ nhám rất cao, kết cấu đơn giản dễ chế tạo có thể gia công được thép, inox, nhôm, gỗ mỹ nghệ, đá quý... có thể sử dụng trong môi trường ướt và khô. Hạt mài mạnh, bén, cắt tốt, đặt biệt là tự sinh ra góc bén khi 1 tinh thể hạt mài cũ mòn đi. Các hạt mài đồng kích cỡ nên sản phẩm cơ khí sau khi mài rất phẳng, đạt tiêu chuẩn khi kiểm tra dưới ánh đèn hoặc thiết bị đo độ bóng vì nhu cầu thực tế của đời sống sản xuất nói chung và trong công nghiệp hiện đại nói riêng thì rất cần thiết. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 13 1.2.2. Giới thiệu về thép ống và các phương pháp mài Hình 1.4: Ống thép Ống thép được sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng và công nghiệp: ống dùng dẫn nước, dẫn dầu, dẫn khí, ống làm nồi hơi, ống dùng sản xuất các kết cấu xây dựng như giàn không gian, ống thử siêu âm trong cột bê tông, ống dùng sản xuất các kết cấu cơ khí, sản xuất khung xe đạp, xe máy, cầu thang. Với tầm quan trọng của việc sản xuất ống thép như vậy nên các máy móc và thiết bị đươc chế tạo ra để chế tạo ra các ống thép phù hợp cho từng lĩnh vực được sử dụng. Để năng xuất ngày càng cao giá thành đầu tư giảm nên các nhà đầu tư đã chế tạo ra các máy chuyên dùng trong lĩnh vực sản xuất ống thép để cho năng suất cao đã được ứng dụng vào trong sản xuất. Trong lĩnh vực gia công các loại máy móc tiên tiến đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công lao động giảm, dẫn tới giá thành giảm, tăng tính cạnh tranh của hàng hoá nước ta trong quá trình hội nhập. Sau khi ống thép đươc sản xuất ra thì sẽ được gia công lại cho phù hợp với từng lĩnh vực được sử dụng, công việc này ở nước ta chủ yếu là mài bỏ lượng dư và đánh bóng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 14 Hiện nay phương pháp gia công ống thép chủ yếu là mài, những chi tiết yêu cầu có độ cứng, độ chính xác cao và độ bóng bề mặt cao thường phải qua các nguyên công gia công bán tinh và gia công tinh là nguyên công mài trên máy mài sau khi qua các nguyên công gia công thô và nhiệt luyện. Máy mài là máy gia công được dùng rộng rải trên mọi lĩnh vực của ngành chế tạo máy, số lượng máy nhiều nơi có thể vượt quá 30% trong tổng số máy cắt kim loại. Máy mài bằng để cắt bỏ lượng dư không cần thiết và đánh bóng chi tiết. 1.2.3. Các phương pháp mài a. Mài tròn ngoài: Có hai phương pháp mài tròn ngoài: mài có tâm và mài không tâm  Mài tròn ngoài có tâm: + Có tính vạn năng cao + Có thể gá dùng + Nên tiến đá dọc trục + Khi chi tiết ngắn, đường kính lớn, độ cứng vững cao → có thể tiến đá hướng kính  Mài tròn ngoài không tâm: + Chuẩn định vị là mặt đang gia công → không mài được chi tiết có rãnh trên bề mặt + Hai phương pháp mài tròn ngoài không tâm  Ưu nhược điểm của mài tròn ngoài không tâm: + Ưu điểm: ✓ Dễ tự động hóa quá trình mài → năng suất cao ✓ Độ cứng vững của hệ thống công nghệ cao hơn mài có tâm ✓ Có thể mài các trục dài mà mài có tâm không thực hiện được + Nhược điểm: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 15 ✓ Không mài được trục bậc, chỉ có thể mài trục trơn ✓ Không mài được các bề mặt gián đoạn b. Mài định hình: - Có thể gia công được các bề mặt định hình có đường sinh thẳng, các bề mặt định  Mài tròn trong (mài lỗ): +Có khả năng gia công lỗ trụ, lỗ côn, lỗ định hình.  Có 2 phương pháp mài tròn trong: mài có tâm và mài không tâm:  Mài lỗ có tâm: +Thực hiện trên các máy mài tròn lỗ chuyên dùng, máy mài vạn năng có đầu mài lỗ hoặc trên máy tiện vạn năng có trang bị đồ gá mài lỗ.  Mài lỗ không tâm: +Là phương pháp gia công tinh lỗ có năng suất, độ chính xác và độ đồng tâm cao +Chuẩn gia công là mặt ngoài → mặt ngoài của chi tiết phải được gia công tinh hoặc bán tinh trước khi mài lỗ  Ưu nhược điểm của mài lỗ không tâm: + Ưu điểm: ✓ Có thể mài được lỗ của chi tiết phức tạp ✓ Mài được lỗ không tiêu chuẩn ✓ Sữa được sai lệch về vị trí tương quan so với các bề mặt khác do nguyên công trước để lại ✓ Có khả năng đạt độ chính xác cao ✓ Mài được các rãnh định hình sau nhiệt luyện ✓ Dễ cơ khí hoá và tự động hoá → năng suất cao + Nhược điểm ✓ Khó cung cấp dung dịch trơn nguội vào vùng cắt, điều kiện thoát phoi và thoát nhiệt khó khăn → đá mòn nhanh ✓ Khi đường kính lỗ nhỏ, đá mài nhỏ → độ cứng vững kém, ảnh hưởng đến độ chính xác và năng suất gia công ✓ Để đảm bảo vận tốc cắt khi mài, lỗ càng nhỏ → tốc độ đá càng lớn, dẫn đến khó khăn cho việc chế tạo máy mài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 16 1.3. Yêu cầu của máy mài dây băng đá nhám 1.3.1. Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng - Máy thiết kế phải có năng suất và hiệu quả tương đối cao, tiết kiệm điện năng, kích thước tương đối nhỏ gọn, chi phí đầu tư thấp và vận hành tương đối dễ dàng... - Để làm được đều này người thiết kế máy cần hoàn thiện về sơ đồ kết cấu của máy đồng thời chọn các thông số thiết kế và các quan hệ về kết cấu hợp lý. 1.3.2. Khả năng làm việc - Máy có thể hoàn thành các chức năng đã định mà vẫn giữ được độ bền, không thay đổi kích thước cũng như hình dạng của máy, ngoài ra vẫn giữ được sự ổn định, có tính bền mòn, chịu được nhiệt và chấn động. - Để máy có đủ khả năng làm việc cần xác định hợp lý hình dạng, kích thước chi tiết máy, chọn vật liệu thích hợp để chế tạo chúng và sử dụng các biện pháp tăng bền như nhiệt luyện. 1.3.3. Độ tin cậy Độ tin cậy là tính chất của máy vừa thực hiện được các chức năng đã đề ra đồng thời vẫn giữ được các chỉ tiêu về sử dụng (như năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ năng lượng, độ ổn định, ...) trong suốt quá trình làm việc hoặc trong quá trình công việc đã quy định. Phụ thuộc vào quá trình làm việc không hỏng hóc trong một thời gian quy định hoặc trong quá trình làm việc. 1.3.4. An toàn trong sử dụng Một kết cấu làm viêc an toàn có nghĩa là trong đều kiện sử dụng bình thường thì kết cấu đó không gây tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không hư hại cho thiết bị xung quanh. 1.3.5. Tính công nghệ và kinh tế Đây là yếu tố cơ bản đối với máy để thỏa mãn yêu cầu về tính công nghệ và tính kinh tế thì máy thiết kế có hình dạng và kết cấu, vật liệu chế tạo phù hợp với đều ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 17 kiện sản suất cụ thể. Đảm bảo khối lượng và kích thước hợp lý nhất, chi phí chế tạo thấp nhất quyết định giá thành sản phẩm. Máy nên thiết kế tối giản các chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo nhưng vẫn đảm bảo được đều kiện và quy mô sản xuất thực tế. 1.3.6. Yêu cầu của máy +Yêu cầu -Mài được sử dụng để lắp ghép ăn khớp chính xác với nhau -Có thể mài gốc 150, 300, 450, 600 -Có thể đánh bóng đạt IT 5 +Ưu điểm -Chuyên dụng cho thép nguội. -Chuyên dụng cho Inox. -Chuyên ứng dụng Nhôm, Đồng. -Chuyên dụng cho hợp kim cứng chứa nhiều Niken và Crome: Tay Chơi Golf, trục máy, dụng cụ gia công kim loại. -Có thể sử dụng trong môi trường ướt hoặc khô. -Các hạt mài đồng kích cỡ nên sản phẩm cơ khí sau khi mài rất phẳng, đạt tiêu chuẩn khi kiểm tra dưới ánh đèn hoặc thiết bị đo bộ bóng. -Hạt mài mảnh, bén cắt tốt, đặt biệt là tự sinh ra góc bén khi 1 tinh thể hạt mài cũ mòn đi. -Độ hạt Thô - Mịn đa dạng: 24, 36, 60, 80, 120, 180, 240, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, +Nhược điểm -Khi hoạt động phát ra tiếng ồn -Tuổi bền dây đai thấp khoảng 100 sản phẩm/sợi -Kết cấu lớn, chưa cứng vững ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 18 -Mất nhiều thời gian để thay thế đai  Cấu tạo của 1 đai nhám gồm 3 phần: a. Hạt mài (Grain): Các hạt phổ biến là: Ceramic, Silicon Carbide, Green Silicon Carbide, Aluminum Oxide, White Alumium Oxide, Garnet, Open Coat b. Keo dính (Bonding): Các chất hóa học để kết dính hạt mài lên nền vải nhám là các hợp chất sau: Resin Bond, Resin Over Glue Bond, Glue Bond, Zinc Stearate c. Nền vải nhám (Backing): Thông thường sử dụng Giấy Tổng Hợp hoặc Vải Jeans hoặc Vải Twill ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 19 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY 2.1. Phát thảo ý tưởng 2.1.1. Phát thảo trên giấy Hình 2.1: Bản vẻ phát thảo 2.1.2. Thiết kế trên phần mềm SolidWorks Hình 2.2: Trục ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 20 Hình 2.3: Trục tang 1 Hình 2.4: Trục tang 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 21 Hình 2.5: Puly lớn Hình 2.6: Đỡ trục ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 22 Hình 2.7: Puly nhỏ Hình 2.8: Ổ bi đỡ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 23 Hình 2.9: Chân máy Hình 2.9.1: Bệ máy ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 24 Hình 2.9.2: Máy hoàn thiện 2.1.3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động: a. Sơ đồ cấu tạo: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 25 Hình 2.9.3: Sơ đồ cấu tạo 1. Puly Nhỏ 6. Ổ bi đỡ 2. Dây đai 7. Trục tang 1 3. Đá mài 8. Trục tang 2 4. Puly lớn 9. Ổ bi đỡ 5. Dây băng nhám 10. Động cơ b. Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động: Khi động cơ quay → puly lớn quay → trục tang 2 quay → dây băng nhám quay → trục tang 1 quay. 2.2. Tính toán các cụm chi tiết 2.2.1. Chọn động cơ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 26 Vì bộ truyền tương đối phức tạp nên chọn phương án: Sử dụng một biến tần điều chỉnh động cơ 3 pha công suất 1HP để tìm số vòng quay thích hợp. Từ kết quả sử dụng biến tần ta tìm được số vòng quay thích hợp, qua thực nghiệm sử dụng biến tần ta có được số vòng quay mong muốn là 180 vòng/phút. Vậy chọn ndẫn = 180 vòng phút Sử dụng lực kế để xác định lực mài, qua thực nghiệm ta tìm được lực F = 200N Theo công thức ta được: V= n×π×D 60×1000 = 180×π×150 60000 =1.41 m/s Trong đó: n : số vòng quay D : đường kính puly V : vận tốc quay Theo công thức 2.11/trang 21 [3] ta được: PV = F×v 1000 = 200×1.41 1000 = 0.28 (Kw) Trong đó: F = 200N V = 1.41 m/s η = η đai . η ol 2 - Trong đó, tra bảng 2.3[1] tr19 ta được: - Hiệu suất bộ truyền đai: η đai = 0,95 - Hiệu suất ổ lăn: η ol = 0,99 η = 0,95. (0,99)2 = 0,93 Công suất cần thiết: PCT = PV ɳht = 0.28 0.93 = 0.3 (Kw) Mômen xoắn của trục: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 27 Tt = 9,55 . 10 6. Pđc n = 9,55. 106. 0.3 180 = 15916.66 (N. mm) Từ những thông số trên ta chọn được động cơ: Bảng 2.1: Thông số động cơ Ký hiệu Xuất xứ Công suất kw Mã lực HP Đường kính trục Số vòng quay (vòng/ph) Dòng định mức Rãnh cavet Tổng chiều cao thân Tổng chiều dài thân HP China 0.75Kw 1 HP 19 1400 2.05 6 220 295 2.2.2. Thiết kế trục chính Trục chính cũng là trục nói chung, là chi tiết quan trọng trong hệ thống truyền động, dùng để truyền những dạng chuyển động và mômen khác nhau đến dao cắt hoặc chi tiết gia công. Những ứng suất xuất hiện trên trục chính chủ yếu là ứng suất uốn, xoắn; có loại trục chính còn chịu ứng suất kéo hoặc nén. Tính chất của các ứng suất này phụ thuộc vào kết cấu và điều kiện làm việc của trục. Trục chính là trục quan trọng nhất trong các loại trục, cho nên các yêu cầu, các phương pháp tính toán trục chính đều có thể dùng để tính toán trục thường. Tất nhiên, yêu cầu của trục thường không cao bằng trục chính. 2.2.3. Yêu cầu của trục chính  Trục chính của máy chẳng những phải đảm bào độ bền, mà còn phải thõa mãn các yêu cầu chính sau đây : a. Đảm bảo độ cứng vững: Đặc trưng quan trọng nhất của độ cứng vững trục chính là độ võng của trục ở phía trước đầu trục, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác gia công. Ngoài ra, độ võng của trục cũng tạo nên sự ăn khớp không đều của bánh răng, phân bố lực không đều ở hai đầu ổ trục và gây ra nhiều tiếng ồn. Độ cứng vững đầy đủ, trước tiên sẽ đảm bảo độ chính xác của trục chính. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 28 Để tăng cường độ cứng vững của trục thường dung các biên pháp sau đây: - Tăng đường kính trục với việc rút ngắn chiều dài giữa hai gối trục. - Dùng các gối trục trung gian (cũng là cách rút ngắn khoảng cách giữa hai gối trục). - Đừng để mômen uốn trực tiếp tác dụng lên trục chính bằng cách lắp puly trên trục ống cài then với trục chính. - Đặt các chi tiết truyền động trên trục chính gần các gối đỡ và số lượng các chi tiết này càng ít càng tốt. b. Độ chịu mài mòn cao: Yêu cầu này chủ yếu với các phần trục có lắp bộ phân trượt, ở các ổ trục, ở các bề mặt di động theo hướng trục (như trục chính máy khoan, máy xọc răng). c. Độ rung động thấp: Trục chính của máy cần phải chuyển động êm, không bị rung. Độ rung động sẽ làm giảm tuổi thọ cơ cấu máy, ảnh hưởng trực tiếp lên bề mặt của chi tiết gia công. d. Vật liệu trục chính: Đối với trục chính lắp trên ổ lăn, cổ trục không cần phải có độ cứng đặc biệt. Trong trường hợp này ta có thể dùng thép 45 tôi độ cứng HB = 230  260. 2.2.4. Kết cấu trục chính  Kết cấu trục chính phụ thuộc vào các yếu tố sau đây: - Vị trí và số chi tiết lắp trên trục. - Dung sai lắp ghép cần thiết cho những chi tiết lắp trên trục. - Các phương pháp lắp chi tiết và các phương pháp di động các chi tiết trượt. - Các phương pháp điều chỉnh theo hướng trục và hướng tâm của trục. - Kích thước và các loại ổ trục. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 29 - Phương pháp lắp ráp, chế tạo nhiệt luyện cũng như cách cố định dụng cụ hoặc chi tiết gia công trên trục.  Những nguyên nhân tổng quát khi xác định kết cấu trục chính là: - Nếu trên trục lắp nhiều chi tiết có chế độ lắp ghép khác nhau, thì hình dáng của trục phải đảm bảo việc tháo lắp chi tiết dễ dàng. Do đó trục chính thường nhỏ dần về phía hai đầu. - Đoạn trục lắp các chi tiết trung gian cần phải có gờ. - Nếu trên trục có đường kính danh nghĩa, nhưng bề mặt có nhiều dung sai khác nhau, thì giữa bề mặt ấy phải có rãnh ngăn cách để thoát dao. - Các đường kính trục lấy theo tiêu chuẩn. - Trên trục thường có những đoạn côn. Ở những đoạn côn lắp bánh răng thì có độ côn là 1:15. - Để giảm ứng suất và tránh rạn nứt khi nhiệt luyện, ở những chỗ thay đổi đường kính thì phải có góc lượn lớn. - Đối với trục chính cần cho phôi, dao, các cơ cấu kẹp, ống dẫn dầu.. đi qua thì trục cần làm rỗng. - Hình dáng và kích thước của đầu trục chính dung để lắp dao, lắp mâm cặp đều được lấy theo tiêu chuẩn. 2.2.5. Tính toán trục chính Tính toán trục chính nói chung và trục nói riêng trên cơ sở đảm bảo độ bền và độ cứng vững cần thiết. Nhiều khi yêu cầu về độ cứng vững có tính quyết định còn sức bền chỉ mang tính kiểm tra. Kinh nghiệm cho thấy nếu độ cứng vững đạt yêu cầu, thì thông thường độ bền trục cũng đảm bảo. 2.2.6. Tính sơ bộ trục Trường hợp này trục có cả mô men uốn và xoắn tác dụng. (mm). 9,11 445 34.0 .3  Cd sb ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 30 (N.mm) Lực vòng : (N). Lực hướng tâm: (N). 2.2.7. Tính gần đúng trục  Xác định phản lực giữa hai gối tự A và B. Do lực vòng P tác dụng: .  RBx = 306,6 (N). (N). Do lực hướng tâm Pr tác dụng: .  RBy = 111,6 (N). (N) Vẽ biểu đồ mô men uốn và mô men xoắn. Tính mô men uốn tại các tiết diện nguy hiểm n_n: . Với: Mux = RAx.a = Rax .50 = 45985 (N.mm). Muy = RAy.a = RAy .50 = 16735 (N.mm). (N.mm). 6,7296 445 34,0 .10.55,9 6 xM 3,1226 9,11 6,7296.2.2  d M P x 3,44620.3,122620.. 0  tgtgPtgPPr  0).(.  baRaPm BxA )15050( 50.3,1226 )( .     ba aP RBx NRPR BxAx 7,9196,3063,1226  0).(.  baRaPm ByrA )15050( 50.3,446 )( .     ba aP R rBy NRPR ByrAy 7,3346,1113,446  uyuxnun MMM 22 _  5,489351673545985 22_  nunM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 31  Mtđ = 49341,8 (N.mm). Tại tiết diện m_m: . Với: Mux = RAx.c = RAx.65 = 59780,5 (N.mm). Muy = RAy.c = RAy.65 = 21755,5 (N.mm). (N.mm).  Mtđ = 63929,2 (N.mm). Tính đường kính trục ở các tiết diện nguy hiểm. Đường kính trục ở các tiết diện nguy hiểm được tính theo công thức: . Vì trục chính đặc nên ta chọn tỉ số . Vật liệu làm trục chính là thép 45 có b = 750 (N/mm2), tra bảng 7.2 thiết kế chi tiết máy ta có ứng suất cho phép    = 50 (N.mm2 ). Đường kính trục d1 tại tiết diện n_n: (mm). Đường kính trục d2 tại tiết diện m_m: (mm). Chọn theo tiêu chuẩn d1 =24 (mm), d2 =30 (mm). 2222 6,7296.75,05,4893575,0  xutâ MMM uy 2 ux 2 m_um MMM  1,636165,217555,59780 2222_  uyuxmum MMM 2222 6,7296.75,01,6361675,0  xutâ MMM 3 4 tâ ]).[1(1,0 M d   5,0 d d0  9,21 50).5,01(1,0 2,63929 ]).[1(1,0 3 4 3 41       tâMd 9,26 50).5,01(1,0 2,63929 ]).[1(1,0 3 4 3 42       tâMd ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 32 Hình 2.9.4: Biểu đồ mômen và lực tác dụng lên trục. 2.2.8. Tính chính xác trục Trong bước tính gần đúng, ta chưa xét hoặc chưa đánh giá đúng ảnh hưởng của một số nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền mỏi của trục như tính chất chu kì ứng suất, sự tập trung, nhân tố kích thước, trạng thái bề mặt Vì vậy sau khi đã có đầy đủ kích thước trục cần kiểm nghiệm sức bền mỏi của trục theo phương pháp chính xác. Kiểm nghiệm hệ số an toàn trục. Ta tiến hành tính chính xác trục cho nhiều tiết diện chịu tải lớn và có ứng suất tập trung. Kiểm nghiệm trục theo công thức: Trong đó: n - hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp. . - hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp.  n nn nn n    22 .   ma k n        .. . 1    n ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 33 . Trong đó: -1, - giới hạn mỏi uốn và xoắn đối với chu kỳ đối xứng. m, - trị số trung bình của ứng suất pháp và tiếp sinh ra. Nó là thành phần không đổi trong chu kỳ ứng suất. k, k - hệ số kích thước, xét ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi.  - hệ số tang bền bề mặt trục.  = 1 ,  hệ số kích thước, xét ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi. Do ứng suất uốn và xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng (trục có thể quay được hai chiều) nên: a = max = - min = . m = 0. . . Trong đó: W – mô men cản uốn của tiết diện trục. W0 – mô men cản xoắn của tiết diện trục. Vì tiết diện trục có hình tròn có rãnh then nên: . . Từ đó ta có công thức tính hệ số an toàn như sau: ma k n        .. . 1    1 m W M u 0 max W M x a   0m   d tdtbd W .2 .. 32 . 23      d tdtbd W . .. 16 . 23 0    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 34 Trong đó: - hệ số ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi. Nó được chọn theo vật liệu thép cacbon trung bình:  Tại mặt cắt n - n: Giới hạn mỏi uốn: -1 = ( 0,4  0,5 ).b Lấy: -1 = 0,45.b = 0,45.750 = 337,5 (N/mm2). Giới hạn mỏi xoắn: -1 = ( 0,2  0,3 ).b Lấy: -1 = 0,25.b = 0,25.750 = 187,5 (N/mm2). Mô men cản uốn: (mm2).  (N/mm2).  (N/mm2). Theo bảng 10.3 cơ sở thiết kế máy ta có:  = 0,91;  = 0,89.  = 1. Theo bảng 10.8 cơ sở thiết kế máy ta có: k = 1,9; k = 1,7. . a k n       . . 1 a k n       . . 1   , 1,0 05,0     8,1302 24.2 1124.11.18 32 24.14,3 .2 .. 32 . 3 23      d tdtbd W  5,37 8,1302 5,48935 minmax  W M u a  6,5 8,1302 6,7296 max  W M x a  3,4 5,37. 1.91,0 9,1 5,337 . . 1   a k n       ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 35 . Vậy:  Tại mặt cắt m - m: Giới hạn mỏi uốn: -1 = ( 0,4  0,5 ).b Lấy: -1 = 0,45.b = 0,45.750 = 337,5 (N/mm 2). Giới hạn mỏi xoắn: -1 = ( 0,2  0,3 ).b Lấy: -1 = 0,25.b = 0,25.750 = 187,5 (N/mm2). Mô men cản uốn: (mm2).  (N/mm2).  (N/mm2). Theo bảng 10.4 cơ sở thiết kế máy ta có:  = 0,91;  = 0,89.  = 1. Theo bảng 10.8 cơ sở thiết kế máy ta có: k = 1,9; k = 1,7. . . Vậy: 5,17 6,5. 1.89,0 7,1 5,187 . . 1   a k n        n nn nn n      1,4 5,173,4 5,17.3,4. 2222       6,2586 30.2 1130.11.18 32 30.14,3 .2 .. 32 . 3 23      d tdtbd W  6,24 6,2586 1,63616 minmax  W M u a  82,2 6,2586 6,7296 max  W M x a  57,6 6,24. 1.91,0 9,1 5,337 . . 1   a k n       8,34 82,2. 1.89,0 7,1 5,187 . . 1   a k n        n nn nn n      4,6 8,3457,6 8,34.57,6. 2222   ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 36 2.2.9. Tính chọn ổ lăn Chọn ổ bi đỡ 1 dãy (theo bảng 2.7 [1]) vì không có lực dọc trục với đường kính vòng trong d = 20mm. Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B: 𝐹𝑟𝐵 = √𝑅𝐵𝑦 2 + 𝑅𝐵𝑥 2 =√111,62 + 306,62 =326,2 N Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A : 𝐹𝑟𝐴 = √𝑅𝐴𝑦 2 + 𝑅𝐴𝑥 2 =√334,62 + 919,72 =978,6 N Vì 𝐹𝑟𝐵 = 326,2N < 𝐹𝑟𝐴 = 978,6N cho nên ta tính toán để chọn ổ A. - Các hệ số 𝐾𝜎, 𝐾𝑡, và V ta chọn bằng 1. - Do không có lực dọc trục nên hệ số X = 1 và Y = 0. - Tải trọng quy ước: Q = (1. 𝐹𝑟𝐴+0.0).1.1 = 𝐹𝑟𝐴 = 978,6N - Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay: L = 60.𝐿ℎ.𝑛 106 = 60.6335.445 106 = 174,9 triệu vòng - Khả năng tải động tính toán 𝐶𝑡1 = 𝑄. √𝐿 𝑚 = 978,6. √174,9 3 = 5472,7 N Theo phụ lục 9.1 [44] ta chọn ổ cỡ là cỡ nhẹ có ký hiệu 204 Với C = 10.000 N và 𝐶0 = 6.300 N. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 37 2.3. Chọn đường kính đá mài Đá mài nhóm chọn là loại đá mài Hải Dương Hình 2.9.5: Đá mài hình trụ - V1 Thông số cụ thể như sau: D (mm) H (mm) d (mm) Cỡ hạt Hạt mài Tốc độ (m/s) Độ cứng 350 25 50 320 A 40 Q ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ThS. NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LÊ MẠNH HÙNG – TRƯƠNG MINH PHÚC Trang 38 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 3.1. Công tắc tơ đảo chiều: Công tắc tơ là loại khí tụ điện dùng để thường xuyên đóng cắt từ xa các mạch điện động lực bằng tay hay tự động. Công tắc tơ xoay chiều dùng để đổi nối các mạch điện xoay chiều, nam châm điện của nó là nam châm điện xoay chiều. Nhưng cũ