Thiết kế máy cắt uốn liên hợp

Qua thời gian dài học tập, nghiên cứu lý thuyết và thực tế cùng với sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Hoàng Minh Công cũng như các thầy cô giáo trong ngành chế tạo máy thuộ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY CẮT UỐN LIÊN HỢP

Người hướng dẫn: ThS HOÀNG CÔNG MINH

Sinh viên thực hiện: LÊ CÔNG TÌNH

\

Đà Nẵng, 2017

Tên đề tài: THIẾT KẾ MÁY CẮT UỐN LIÊN HỢP

Sinh viên thực hiện: LÊ CÔNG TÌNH

Số thẻ sinh viên: 101120146 Lớp: 12C1A

Đồ án này hệ thống lại cơ sở lý thuyết nguyên lý máy, sức bền đối với kết cấu trục, các bộ truyền,tính toán cơ học và kết cấu máy và sự phối hợp giữa các cơ cấu với nhau

Về phần nội dung của đồ án mang tên tính toán, thiết kế máy cắt uốn liên hợp Tiến hành tính toán và thiết kế để cho ra sản phẩm cuối cùng hoàn thành tốt nhiệm vụ ban đầu được giao, kết quả đạt được cuối cùng là các bản vẽ tổng thể toàn máy, bản vẽ chi tiết, bản vẽ cụm máy

Bao gồm các chương:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về máy uốn và cắt thép

Chương 2: Công nghệ uốn và cắt thép

Chương 3: Phương án thiết kế máy

Chương 4: Tính toán các thông số kỹ thuật chính của máy

Chương 5: Tính toán thiết kế các bộ truyền

Chương 6: Thiết kế, kiểm nghiệm một số chi tiết theo yêu cầu

Chương 7: Yêu cầu về lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng máy

Nền công nghiệp trên thế giới hiện nay đang trên đà phát triển không ngừng Trong khi đó, nước ta mới chỉ ở trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa Để tồn tại và kịp theo sự phát triển của thế giới, chúng ta cần phải đổi mới và tạo ra những bước tiến cho nền công nghiệp trong nước Trong đó, ngành Chế tạo máy là một ngành then chốt đi đầu trong công cuộc cơ khí hóa của nước nhà

Qua thời gian dài học tập, nghiên cứu lý thuyết và thực tế cùng với sự hướng

dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Hoàng Minh Công cũng như các thầy cô giáo

trong ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí, em đã được nhận và thực hiện thiết kế “

Máy cắt, uốn liên hợp” là đề tài tốt nghiệp của mình

Sau 14 tuần thực hiện được sự hướng dẫn của thầy Hoàng Minh Công đến nay

đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành Tuy nhiên, trong quá trình thiết kế và chế tạo máy không thể tránh được nhiều mặt thiếu sót và hạn chế Kính mong nhận được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến từ quý thầy để chúng em có thể thực hiện tốt hơn ý tưởng của mình

Cuối cùng nhóm xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Hoàng Minh Công đã hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian làm đồ án, các thầy trong khoa cơ khí đã góp ý để cho em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 24 tháng 5 năm 2017

Sinh viên

Lê Công Tình

Tên đề tài: THIẾT KẾ MÁY CẮT UỐN LIÊN HỢP

Giáo viên hướng dẫn: TS Hoàng Minh Công

Sinh viên thực hiện: Lê Công Tình

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực hiện

Lê Công Tình

LỜI NÓI ĐẦU i

MỤC LỤC iii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ MÁY UỐN & CẮT THÉP VÀ NHU CẦU SẢN XUẤT 2

1.1 Phạm vi sử dụng và mục đích 2

1.2 Thực trạng máy uốn và cắt thép ở nước ta 3

1.3 Giới thiệu thép kết cấu xây dựng 5

1.3.1 Thành phần thép kết cấu 5

1.3.2 Thép xây dựng 6

Chương 2: CÔNG NGHỆ UỐN VÀ CẮT THÉP 7

2.1 Công nghệ uốn 7

2.1.1 Khái niệm uốn 7

2.1.2 Lớp trung hòa 7

2.1.3 Hiện tượng đàn hồi sau khi uốn 8

2.1.4 Các phương pháp uốn 8

2.2 Công nghệ cắt kim loại 10

2.2.1 Biến dạng dẻo kim loại 10

2.2.2 Sự thay đổi tính chất của thép trong quá trình cắt 11

2.2.3 Các phương pháp cắt 12

Chương 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY 14

3.1 Phân tích yêu cầu động học của máy 14

3.2 Lựa chọn phương án truyền động 14

3.2.1 Phương án 1 14

3.2.2 Phương án 2 16

3.2.3 Phương án 3 17

3.3 Kết luận 18

Chương 4: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

CHÍNH CỦA MÁY 19

4.1 Sơ đồ động học toàn máy 19

4.2 Thiết kế cơ cấu cắt uốn 20

4.2.2 Thiết kế cơ cấu uốn 20

4.3 Tính toán lực cắt và công suất cắt 21

4.3.1 Tính toán lực cắt 21

4.3.2 Tính công suất cắt cần thiết 21

4.4 Tính toán lực uốn và công suất uốn 22

4.4.1 Bán kính uốn nhỏ nhất 22

4.4.2 Tính toán lực uốn 23

4.4.3 Tính công suất uốn cần thiết 25

4.4 Chọn động cơ điện 25

Chương 5: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 27

5.1 Phân phối tỉ số truyền 27

5.1.1 Tỷ số truyền động chung của hệ thống 27

5.1.2 Nguyên tắc phân phối tỷ số truyền 27

5.1.3 Phân phối tỷ số truyền 27

5.2 Thiết kế bộ truyền đai thang 28

5.2.1 Chọn loại đai 28

5.2.3 Kiểm nghiệm vận tốc đai 29

5.2.4 Khoảng cách trục A và chiều dài đai L 29

5.2.5 Góc ôm đai α1 30

5.2.6 Số dây đai 30

5.2.7 Kích thước bánh đai 31

5.2.8 Tính lực căng và lực tác dụng lên trục 31

5.3 Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp đồng trục 31

5.3.1.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm 31

5.3.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh 37

5.3.3 Bôi trơn hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu 41

5.3.4 Tính toán, thiết kế trục và tính then 41

5.3.5 Thiết kế gối đỡ trục 52

5.3.6 Thiết kế cấu tạo vỏ hộp giảm tốc 58

5.4 Thiết kế bộ truyền bánh răng ngoài hộp 58

5.4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón 58

5.4.2.Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 64

5.4.4.Tính then 80

5.5 Thiết kế mộ số bộ phận khác 84

5.5.1 Chọn và kiểm nghiệm khớp nối 84

Chương 6: YÊU CẦU VỀ LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 86 6.1 LẮP ĐẶT VÀ ĐIỀU CHỈNH MÁY 86

6.1.1 Lắp ráp máy 86

6.1.2 Chạy thử máy 86

6.1.3 Hướng dẫn sử dụng máy 87

6.2 BẢO DƯỠNG MÁY TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG 87

6.2.1 Bão dưỡng và sữa chữa từng ngày 87

6.2.2 Kiểm tra định kỳ 87

6.2.3 Sữa chữa định kỳ theo kế hoạch 87

KẾT LUẬN 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

Bảng 1 1: Tính chất cơ lý của sản phẩm thép CT38 5

Bảng 1 2: Các loại mác thép theo tiêu chuẩn Nga và Việt Nam 6

Bảng 1 3: Bảng hàm lượng các nguyên tố của một số thép trên thị trường 6

Bảng 5 1: Hệ thống số liệu HGT tính được 31

Hình 1 1 Các kết cầu thép dùng trong nhà cao tầng 2

Hình 1 2 Đai thép 3

Hình 1 3 Máy uốn đai tự động Trung Quốc sản xuất 4

Hình 1 4 Máy uốn sắt GW40 Trung Quốc sản xuất 4

Hình 1 5: Công nhân cắt và uốn đai thép 4

Hình 1 6: Máy bẻ đai thép TD08 5

Hình 2 1: Biểu hiện của lớp trung tính 7

Hình 2 2: sơ đồ phân bố lực tại tiết diện bị uốn 7

Hình 2 3: Các biến dạng 8

Hình 2 4: Mô hình kiểu ép đùn vào ống 8

Hình 2 5: Máy uốn ép đùn 8

Hình 2 6: Mô hình uốn kéo và quay 9

Hình 2 7: Mâm uốn 9

Hình 2 8: Máy bẻ đai dùng xi lanh thủy lực 9

Hình 2 9: Biểu đồ biến dạng dẻo kim loại 10

Hình 2 10: Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể kim loại 11

Hình 2 11: Cắt bằng dao đĩa 13

Hình 2 12: Cắt dao thẳng song song 13

Hình 3 1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1 15

Hình 3 2:Sơ đồ nguyên lý hộp giảm tốc bánh răng hành tinh 15

Hình 3 3: Sơ đồ cắt bằng cơ cấu bánh lệch tâm 16

Hình 3 4: Sơ đồ nguyên lý phương án 2 16

Hình 3 5: Sơ đồ cắt bằng cơ cấu hình sin 17

Hình 4 1: Sơ đồ động học toàn máy 19

Hình 4 2: : Sơ đồ cơ cấu bánh lệch tâm truyền động cắt 20

Hình 4 3: Kết cấu bánh lệch tâm 20

Hình 4 5: Sơ đồ tính lực khi bắt đầu chạm uốn 24

Hình 5 1: Tiết diện đai thang 29

Hình 5 2: Sơ đồ bố trí ngâm dầu hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục 41

Hình 5 3: Vẽ phác họa sơ đồ hộp giảm tốc 42

Hình 5 4: Sơ đồ lực và biểu đồ momen trục I 43

Hình 5 5: Sơ đồ lực và biểu đồ momen trục II 46

Hình 5 6: Sơ đồ lực và biểu đồ momen trục III 47

Hình 5 7 Sơ đồ bố trí ổ lăn trên trục I 52

Hình 5 8 Sơ đồ bố trí ổ lăn trên trục II 53

Hình 5 9: Sơ đồ bố trí ổ lăn trên trục III 54

Hình 5 10 : Sơ đồ bố trí của bộ truyền bánh răng nón- trụ 71

Hình 5 11: Sơ đồ lực và biểu đồ momen trục IV 71

Hình 5 12: Sơ đồ lực và biểu đồ momen trục V 74

Hình 5 13: Sơ đồ lực và biểu đồ momen trục VI 75

Hình 5 14 Sơ đồ bố trí ổ lăn trên trục IV 81

Hình 5 15 Sơ đồ bố trí ổ lăn trên trục V 82

Hình 5 16 Sơ đồ bố trí ổ lăn trên trục VI 83

Hình 5 17 Nối trục vòng đàn hồi 84

Trong suốt những năm học tập tại trường, em đã được truyền đạt những kiến thức

cơ bản, làm cơ sở, hành trang cho công việc sau này Để tổng kết những gì đã được học trong suốt những năm vừa qua, được sự phân công của nhà trường, em đã nhận đồ

án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế máy cắt uốn liên hợp” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Hoàng Minh Công

Trong ngành xây dựng hiện nay, máy cắt uốn liên hợp là thiết bị rất quan trọng, phục vụ cho việc cắt uốn các loại thép làm các dầm thép, đai thép sử dụng trong xây dựng Máy cắt uốn liên hợp cho chất lượng và độ chính xác của dầm thép cao, nâng cao năng suất lao động của công nhân, được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MÁY UỐN & CẮT THÉP VÀ NHU CẦU

SẢN XUẤT

1.1 Phạm vi sử dụng và mục đích

Trong bối cảnh hiện nay, thị trường bất động sản, đặc biệt là các công trình xây

dựng đang phát triển rất mạnh mẽ Những tòa nhà cao chọc trời, những công trình phúc lợi hay những dự án lớn của quốc gia đang được triển khai thi công từng ngày trên khắp đất nước Những công trình xây dựng thể hiện sự giàu mạnh của đất nước,

sự khang trang của mỗi thành phố…Tuy nhiên, khí hậu ngày càng biến đổi khác nhiệt, các thiên tai như bão lũ, động đất, sóng thần, lốc xoáy thường xuyên xả ra và ảnh hưởng đến các công trình xây dựng Vì vậy, để đảm bảo được nhưng công trình xây dựng đạt kết cấu vững chắc và trường tồn với thời gian, chống chọi với thiên nhiên thì kết cấu thép đóng vai trò vô cùng quan trọng Các thép dầm , giàn, sàn liên kết với

nhau tạo thành một kết cấu vững chắc trong ruột các công trình xây dựng

Hình 1 1 Các kết cầu thép dùng trong nhà cao tầng

Bởi lẽ đó, nhu cầu sử dụng thép và các sản phẩm làm ra từ thép là rất lớn Sự cần thiết của đai thép xây dựng là không thể chối cãi Để có được những công trình xây dựng, những tòa nhà cao lớn như vậy cần sử dụng một lượng đai thép rất nhiều Những dầm ngang, dọc hay nhưng cột đứng đều cần sử dụng đến đai thép Để một công trình xây dựng đảm bảo độ bền thì kết cấu của dầm, trụ là quan trọng nhất Với mỗi dầm trụ đều được tính toàn số lượng đai cần dùng và kích cỡ đai phù hợp với dầm đó

Như chúng ta đã biết, công việc cắt và uốn đai thép là một công việc lặp đi lặp lại nên không thể tránh được sự nhàm chán trong công việc Ngoài ra, công việc cắt và uốn đai thép theo kích thước trong các công trình còn là một công việc mất khá nhiều thời gian và dễ gây sự nhầm lẫn Đây là vấn đề hết sức bất cập mà lâu nay chúng ta chưa giải quyết được Và theo xu hướng phát triển của khoa học, để nâng cao năng suất lao động, nâng cao chất lượng và ổn định chất lượng sản phẩm, chúng ta cần tiến tới đưa vào các thiết bị trong công trình xây dựng với hệ thống điều khiển tự động từng phần hoặc toàn bộ quá trình sản xuất Ngày nay việc tự động hoá phục vụ các hoạt động xây dựng và sản xuất ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn Sau đây là một số hình ảnh cho thấy ứng dụng quan trọng của đai thép xây dựng, thép đoạn ngắn

và công việc uốn cắt một cách thủ công:

1.2 Thực trạng máy uốn và cắt thép ở nước ta

Hiện nay trên thế giới, thép được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng Nhận thấy được tầm quan trọng của sắt thép chính vì vậy việc chế tạo máy cắt, uốn phù hợp, tăng nâng suất với nhu cầu rất cần thiết Trên thế giới hiện nay máy cắt, uốn rất đa dạng nhỏ ngọn từ bằng tay, đến các máy lớn sử dụng động cơ, thủy lực, rồi đến NC hay CNC có thể duỗi, cắt, uốn với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao

thời gian sẻ ảnh hưởng tới tiến độ thi công các công trình

Hình 1 5: Công nhân cắt và uốn đai thép

Hiện nay nước ta cũng có một số công ty cũng sản xuất máy uốn như Cơ Sở Chế

Tạo Thiết Bị Máy Công Nghiệp Thùy Dương tại Thuận An Bình Dương Đã nghiên cứu và chế tạo thành công máy bẻ đai thép tự đông TD08 Được thiết kế bằng các vi mạch kết hợp cùng hệ thống thủy lực nên máy bẻ đai thép TD08 hoàn toàn chạy tự động, các thao tác sử dụng đơn giản cho người vận hành Từ quá trình thép cuộn qua dàn lô nắn thẳng tự động tới bộ phận bẻ và cắt đai đã được lập trình sẵn cho nên giúp cho các nhà thầu giảm thiểu tối đa được mức nhân công và tiến độ cũng như hiệu quả của công việc cho công trình

Đặc điểm chung của máy: Máy bẻ đai thép TD08 được thiết kế chuyên dụng cho bẻ đai thép thuộc nghành kết cấu thép xây dựng có đường kính từ ¢4mm tới ¢8mm bẻ được đai vuông và đai chữ nhật, kích thước đai từ 100mm x 100mm đến 800mm x 800mm dễ dàng sử dụng phù hợp với trình độ người thợ tại các công trường

Nguyên liệu để chế tạo kim loại đen là quặng sắt, mangan, crôm, mà các khoáng đại diện cho chúng là nhóm các oxit: macnetit (Fe3O4), quặng sắt đỏ (Fe2O3), piroluzit (MnO2), crômit (FeCr2O4) Để sản xuất kim loại màu người ta sử dụng boxit chứa các hidroxit: hidracgilit (Al(OH)3, diasno (HAlO2); các loại quặng sunfua

và cacbonat đồng, niken, chì v.v với các khoáng đại diện là chancopirit (CuFeS2), sfalêit (ZnS), xeruxit (PbCO3), magiezit ( MgCO3) v.v

Bảng 1 1: Tính chất cơ lý của sản phẩm thép CT38

1.3.2 Thép xây dựng

- Theo phạm vi sử dụng thép các bon có hai loại: thép các bon thường và thép

các bon chất lượng tốt Thép các bon thường ở dạng đã qua cán mỏng (tấm, cây,thanh, thép hình ) chủ yếu để dùng trong xây dựng

- Theo TCVN 1765: 1975 thép các bon thường lại được chia thành 3 loại A, B,C

- Thép các bon thường loại A là loại thép chỉ quy định về cơ tính Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1765: 1975) quy định mác thép loại này ký hiệu là CT, con số đi kèm chỉ

độ bền giới hạn Ví dụ: Thép CT31 là thép có giới hạn bền tối thiểu là310N/mm2

- Thép các bon thường loại A có các loại mác theo bảng 1.2

Bảng 1 2: Các loại mác thép theo tiêu chuẩn Nga và Việt Nam

- Thép các bon thường loại B là thép chỉ quy định về thành phần hóa học

Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN1765: 1975) quy định mác thép loại này ký hiệu là BCT, con số kèm theo vẫn chỉ độ bền giới hạn như thép các bon thường loại A, còn thành phần hóa học quy định như bảng 1.3

Bảng 1 3: Bảng hàm lượng các nguyên tố của một số thép trên thị trường

- Thép các bon thường loại C là thép quy định cả về cơ tính và thành phần hóa học Loại thép này có cơ tính như thép các bon thường loại A và có thành phần hóa học như thép các bon thường loại B Tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN1765: 1975) quy định mác thép loại này ký hiệu là CTC con số đi kèm chỉ độ giới hạn quy định như bảng 1.2 và có thành phần hóa học quy định như bảng 1.3

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ UỐN VÀ CẮT THÉP

2.1.1 Khái niệm uốn

Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong dập nguội Uốn tức

là biến phôi phẳng (tấm) dây hay ống thành những chi tiết có hình cong đều hay gấp khúc Khối lượng vật uốn trong ngành chế tạo máy và dụng cụ không ngừng tăng lên Phụ thược vào kích thước và hình dáng vật uốn, dạng phôi ban đầu, đặc tính quá trình uốn trong khuôn Uốn có thể tiến hành trến máy ép trục khuỷu lệch tâm, ma sát hay thủy lực Đôi khi có thể tiến hàn trên các dụng cụ uốn bằng tay hoặc trên máy uốn chuyên dùng

Đặc điểm của quá trình uốn là dưới tác dụng ép của chày và cối, phôi bị biến dạng dẻo từng vùng để tạo thành hình dáng cần thiết Quá trình biến dạng cũng bao gồm quá trình biến dạng đàn hồi và quá trình biến dạng dẻo

2.1.2 Lớp trung hòa

Thành của phôi trước khi uốn ta kẻ những ô vuông Sau khi uốn ta thấy những ô ở phần thẳng không thay đổi, còn những ô ở phần cong thì bị biết thành hình thang (xem hình 2.1) Các vách ngang tính từ tâm uốn ra, các vách ở phía ngoài dài ra, còn các vạch ở phía trong n gắn lại Chỉ có đường OO là chiều dài không thay đổi, đó là lớp trung hòa Phần ngoài lớp trung hòa chịu kéo, còn phần trong chịu nén Lớp trung hòa không chịu kéo hay nén, nên giữ được độ dài ban đầu Đó là căn cứ tốt nhất để xác đinh phôi uốn Sơ đồ bố trí lực tại tại tiết diện bị uốn được trình bày :

Hình 2 1: Biểu hiện của lớp trung tính

Hình 2 2: sơ đồ phân bố lực tại tiết diện bị uốn

Quan sát tiết diện cắt ra trên cung uốn, ta thấy có dạng hình quạt Phần dưới lớp trung hòa thì co lại, phần trên phình ra Lớp trung hòa giữa nguyên được bề rộng ban đầu của phôi Hiện tượng này cảng rõ rệt khi bề rộng vật uốn càng hẹp bà bán kính uốn càng nhỏ

Người ta đã chứng minh rằng lớp trung hòa đi qua trọng tâm của mặt phẳng tiết diện Trong quá trình uốn, bán kính uốn càng nhỏ dần thì hình dáng tiết diện cũng thay đổi dần Do đó trọng tâm của tiết diện cũng di chuyển dần về trọng tâm của vật uốn

2.1.3 Hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

Uốn là một quá trình biến dạng dẻo có kèm theo biến dạng đàn hồi do tính chất đàn hồi của vật liệu, sau khi uốn biến dạng đàn hồi mất đi kích thước và hình dạng sản phẩm thay đổi so với kích thước và hình dạng của khuôn, hiện tượng đó gọi là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

Hiện tượng đàn hồi gây ra sự sai lệch về góc uốn và bán kính uốn vì vậy muốn cho chi tiết có góc và bán kính uốn đã cho thì bán kính uốn và góc uốn phải thay đổi một lượng đúng bằng trị số đàn hồi

Hình 2.3 a: Biến dạng

đàn hồi

Hình 2.3 b: Biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi

Hình 2.3 c: Biến dạng dẻo

Hình 2 3: Các biến dạng

Bằng thực nghiệm người ta xác định được rằng trị số đàn hồi phụ thuộc chủ yếu vào loại vật liệu và chiều dày vật liệu, hình dáng chi tiết uốn, bán kính uốn tương đối r/s, lực uốn và phương pháp uốn

Khi giới hạn chảy của vật liệu càng cao tỉ số r/s càng lớn và chiều dày vật liệu càng nhỏ thì hiện tượng đàn hồi càng lớn, trị số đàn hồi có thể xác định bằng phương pháp thực nghiệm hoặc giải tích

Phôi thép được kẹp chặt tại hai điểm cố định Bộ phận uốn chuyển động về giữa trục thanh và tiến hành bé cong thanh

b) Uốn kiểu kéo và quay

Kiểu uốn này được sử dụng khá phổ biển và được dùng khi đảm bảo đường kính của thanh là không đổi trong quá trình uốn

Hình 2 6: Mô hình uốn kéo và quay

Phôi thép thanh được léo qua một má uốn đúng yên và cố định, bán kính uốn đã được xác định sẵn từ trước

Hình 2 7: Mâm uốn

c) Uốn bằng xi lanh thủy lực

Hình 2 8: Máy bẻ đai dùng xi lanh thủy lực

2.2 Công nghệ cắt kim loại

Sản phẩm cắt hết sức đa dạng, song hầu hết sản phẩm sau khi cắt mới chỉ là bán thành phẩm phục vụ cho một quá trình công nghệ Để thuận lợi cho các công đoạn sản xuất tiếp theo cũng như đảm bảo chất lượng của thiết bị khi hoàn thành, thép cắt ra phải đảm bảo một số yêu cầu sau:

+ Mép cắt phải trơn, thẳng

+ Sự biến dạng nằm trong giới hạn cho phép

+ Đảm bảo đúng yêu cầu về kích thước

2.2.1 Biến dạng dẻo kim loại

Dưới tác dụng của ngoại lực kim loại biến dạng theo các giai đoạn : biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ Tuỳ theo cấu trúc tinh thể của mỗi kim loại, các giai đoạn trên có thể xảy ra ở các mức độ khác nhau dưới tác dụng của ngoại lực và tải trọng

Hình 2 9: Biểu đồ biến dạng dẻo kim loại

- Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn Pđh thì biến dạng kim loại tăng theo đường bậc nhất, đây là giai đoạn biến dạng đàn hồi : biến dạng mất đi sau khi khử bỏ tải trọng

- Khi tải trọng từ Pdh → Pd thì độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh, đây là giai đoạn biến dạng dẻo, kim loại bị biến đổi kích thước, hình dạng sau bỏ tải trọng tác dụng lên

nó

- Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất thì trong kim loại bắt đầu xuất hiện vết nứt, tại

đó ứng suất tăng nhanh và kích thướt vết nứt tăng lên, cuối cùng kim loại bị phá huỷ

Đó là giai đoạn phá huỷ : tinh thể kim loại bị đứt rời

Trong kim loại đơn tinh thể các nguyên tử kim loại sắp xếp theo một trật tự xác định, mỗi nguyên tử luôn dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó (Hình 2.9-a)

Hình 2 10: Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể kim loại

Dưới tác dụng của ngoại lực hay cắt kim loại bằng áp lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi lực tác dụng nhỏ, ứng suất sinh ra trong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không quá một thông số mạng , nếu thôi tác dụng lực thì mạng tinh thể lại trở về trạng thái ban đầu (Hình 2.9-b)

Khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi thì kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh

Theo hình thức trượt, một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trượt

Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trượt, vừa quay đến một vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỷ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh

Các lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra biến dạng dẻo trong kim loại khi lực tác dụng lên nó sinh ra ứng suất lớn hơn giới hạn đàn hồi nhưng chưa vượt ứng suất phá huỷ hay ứng suất giới hạn bền của vật liệu Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình cắt kim loại, giai đoạn này xảy ra trước quá trình kim loại bị phá huỷ hay quá trình kim loại bị cắt đứt

Trong quá trình biến dạng dẻo kim loại vì ảnh hưởng của các nhân tố như : nhiệt độ không đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố không đều, ma sát ngoài vv đều làm cho kim loại sinh ra ứng suất dư , bên trong bất cứ kim loại biến dạng dẻo nào cũng đều sinh ra ứng suất dư, sau khi thôi tác dụng ứng suất dư vẫn còn tồn tại

2.2.2 Sự thay đổi tính chất của thép trong quá trình cắt

Khi cắt tính chất của thép bị thay đổi Sở dĩ như vậy là trong quá trình cắt biến dạng dẻo nguội làm cấu trúc tinh thể thay đổi: mật độ khuyết tật tăng lên mạnh mẽ dẫn tới độ bền kim loại tăng lên, kích thước và hình dạng các hạt kim lọai cũng như hướng

của trục tinh thể thay đổi làm phát sinh ứng suất dư và xuất hiện những mặt trượt kích thích quá trình hóa già của kim loại

1/ Sự hóa già do biến dạng

Hệ quả của sự hóa già kim loại là giảm tính dẻo (độ giãn dài tỷ đối giảm) và nâng cao tính bền của kim lọai (trở lực biến dạng, giới hạn chảy và độ cứng tăng).Sự hóa già biến dạng xảy ra không đồng đều, trước tiên nó làm tăng độ cứng của kim loại tại các vùng có mật độ các nguyên tử nitơ và các bon cao, chủ yếu là ở mặt trượt, tại đây đặc biệt có nhiều lệch

Đối với thép các bon thấp, sự hóa già do biến dạng xảy ra mãnh liệt hơn sau khi biến dạng dẻo nguội; cường độ của nó tỷ lệ thuận với mức độ biến dạng, nhiệt độ môi trường xung quanh và thời gian

2/ Mặt trượt

Mặt trượt là những dấu vết vật lý do biến dạng dẻo cục bộ gây ra Mặt trượt xuất hiện tại vùng gần mép cắt, làm giảm độ nhẵn bóng bề mặt Sự xuất hiện các mặt trượt

có liên quan đến tính chất cơ học không đồng đều của phôi Sự không đồng đều này là

do sự hóa già trong quá trình biến dạng gây ra Trên vùng bề mặt này sau khi cắt có

thể quan sát thấy những phần lồi lõm tương ứng với các mặt trượt

3/ Sự phát sinh hiện tượng ăn mòn

Trong quá trình xảy ra biến dạng dẻo nguội kim loại xảy ra sự hóa bền Sự hóa bền cùng với một số hiện tượng khác làm cho khả năng chống ăn mòn của kim loại giảm

đi Tuy vậy, do những điều kiện không giống nhau, sự thay đổi hình dạng của các phôi

kề nhau sau khi cắt sẽ phát sinh những ứng suất dư tế vi Những ứng suất dư này khi

có sự ăn mòn sâu và các tinh thể sẽ làm suy yếu liên kết ở biên giới giữa các hạt và có thể gây ra những mầm giòn tự phát của các sản phẩm kim loại hoặc bán thành phẩm Quá trình cắt kim loại được chia thành hai giai đoạn:

* Giai đoạn ép vào kim loại: Hai lưỡi dao tỳ vào bề mặt kim loại làm xô lệch các thớ

kim loại nhưng chưa làm đứt chúng

* Giái đoạn cắt: Hai lưỡi dao tiếp tục ép sát vào nhau làm các thớ kim loại bị trượt và

tách khỏi nhau

2.2.3 Các phương pháp cắt

a) Cắt bằng lưỡi dao đĩa

Quá trình cắt kim loại tấm dày trên máy cắt dao đĩa được thực hiện bằng những

đĩa dao quay tròn, đĩa dao trên và đĩa dao dưới được quay ngược chiều nhau cùng một tốc độ góc (ω), vật liệu cắt được chuyển dịch nhờ lực ma sát giữa kim loại và dao đĩa

Vị trí và kích thước đĩa dao được xác định phụ thuộc vào chiều dày vật liệu cắt Công

việc cắt được thực hiện lấy dấu bằng tay hay đồ gá chuyên dùng Người ta thường đặt lệch trục đĩa dao trên so với dao dưới một đoạn e không lớn lắm

Hình 2 11: Cắt bằng dao đĩa

b) Cắt bằng dao thẳng song song

Dùng để cắt các loại phôi và sản phẩm có tiết diện vuông, chữ nhật, tròn máy thường đặt sau máy cán phôi, cán phá, cán hình cỡ lớn có tiết diện sản phẩm là đơn giản Máy có nhiệm vụ cắt bỏ phần đầu, phần đuôi vật cán và dùng để cắt phân đoạn vật cắt theo kích thước qui định Khi làm việc mặt phẳng chuyển động của dao không đổi

Hình 2 12: Cắt dao thẳng song song

1.Bàn kẹp 2 Bàn trượt trên 3.Cữ cắt 4.Bàn trượt dưới

5.Con lăn dẫn động 6.Phôi thép 7.Lưỡi dao trên 8.Lưỡi dao dưới

Góc cắt 90°, bốn góc đều cắt được

Vật liệu làm bàn trượt: Thép CT6

Vật liệu làm dao : Thép 6XHM,5X2BC, 55XHB, 55XH2

Theo kết cấu của máy, người ta phân ra làm hai loại: Loại có dao trên di động và

loại có dao dưới di động

c) Cắt bằng thủ công

Cắt thép bằng các phương pháp thủ công có nhiều cách, chẳng hạn như cưa bằng tay, kìm cắt cộng lực, phương pháp chặt bằng ve, tốn nhiều thời gian, các vết cắt không được thẳng và sản phẩm tạo ra không đảm bảo yêu cầu về độ chính xác Phương pháp này chỉ áp dụng cho những phân xưởng thủ công, cắt các thép tấm có chiều dày bé và tiết diện nhỏ

Kéo cắt thép thủ công: gồm hai lưỡi cắt và một cơ cấu cánh tay đòn và đòn bẩy

để tạo lực cho lưỡi cắt Kéo này cũng chỉ áp dụng cắt những tấm thép có chiều dày và diện tích bé, chủ yếu dùng trong các xưởng sản xuất vừa và nhỏ

Chương 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

Từ những phân tích trên và theo yêu cầu của đề tài là máy vừa uốn và vừa cắt nên

ta chọn phương án thiết kế máy uốn bằng phương pháp kéo và quay, cụ thể là uốn bằng mâm uốn, cắt bằng cặp lưỡi dao song song chuyển động tịnh tiến, hơn cả vì nó dùng được cho nhiều trường hợp, có thể điều chỉnh được đường kính của sản phẩm cần uốn, nó cũng có thể dùng để uốn góc, và cắt được những đoạn thép có chiều dài tùy ý…

3.1 Phân tích yêu cầu động học của máy

- Thực hiện quá trình cắt

- Thực hiện quá trình kẹp và giữ phôi

- Thực hiện quá trình uốn

- Lực uốn và lực cắt danh nghĩa của máy phải lớn hơn lực uốn và lực cắt cần thiết

Để thực hiện quá trình cắt và uốn thép, ta có thể bố trí các dạng bộ truyền như: bộ truyền đai, các bộ truyền bánh răng để truyền động từ động cơ đến mâm uốn và cơ cấu cắt

Tuy nhiên để chọn phương án truyền động hợp lý phải thỏa mãn một số yêu cầu sau:

- Máy thiết kế có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ chế tạo và lắp ráp

- Vật liệu chế tạo chi tiết máy được chọn hợp lý, đảm bảo các yêu cầu liên quan đến công dụng và điều kiện sử dụng máy

- Có thể sử dụng các phương pháp công nghệ phù hợp để đơn giản hoá quá trình chế tạo từ khâu chuẩn bị phôi đến gia công chế tạo, kiểm tra, lắp ráp và nghiệm thu sản phẩm

- Máy phải có khối lượng và kích thước nhỏ gọn

- Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất, phù hợp với điều kiện hiện có

Hình 3 1: Sơ đồ nguyên lý phương án 1

1-Động cơ; 2-Bộ truyền đai; 3-HGT bánh răng hành tinh; 4-Khớp nối;

5-Bộ truyền nón- trụ; 6-Mâm uốn; 7-Lò xo; 8-Cơ cấu bánh lệch tâm; 9-Gía cắt

b) Phân tích đặc điểm của hộp giảm tốc và cơ cấu bánh lệch tâm

 HGT bánh răng hành tinh:

Hình 3 2:Sơ đồ nguyên lý hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

1,3-Hai bánh trung tâm; 0-Cần; 2-Bánh vệ tinh

 Ưu điểm:

- Có tỉ số truyền rất lớn nhưng hình dạng, kích thước nhỏ gọn Phù hợp với những vị trí hẹp, nhỏ mà cần công suất lớn Hộp giảm tốc loại này ngoài được kết nối với động cơ điện còn sử dụng được với các động cơ thủy lực

- Ứng dụng phần lớn hệ truyền động cho trạm trộn bê tông, hệ thống khuấy men trong nhà máy gạch và khuấy nước thải trong hệ thống xử lý nước thải,…

 Nhược điểm:

- Giải nhiệt kém do không gian bên trong hẹp

- Nâng cao độ chính xác chế tạo và lắp ghép

- Không có nhiều sự lựa chọn đi kèm ngoài kiểu lắp chân đế và mặt bích

 Cơ cấu bánh lệch tâm:

Hình 3 3: Sơ đồ cắt bằng cơ cấu bánh lệch tâm

1-Dao tĩnh; 2-Phôi thép; 3-Dao động; 4-Bánh lệch tâm

Bánh lệch tâm (4) đƣợc dẫn động quay tròn, truyền chuyển động cho thanh

truyền chính là cán dao mang dao (3) chuyển động tịnh tiến dọc theo rãnh trƣợt để thực hiện chuyển động cắt

a) Sơ đồ nguyên lý chung

Hình 3 4: Sơ đồ nguyên lý phương án 2

1-Động cơ; 2-Bộ truyền đai; 3-HGT bánh răng trụ một cấp; 4-Khớp nối;

5-Bộ truyền nón- trụ; 6-Mâm uốn;7-Cơ cấu hình sin; 8-Gía cắt

- Nếu dùng tỉ số truyền lớn hơn, kích thước và khối lượng hộp giảm tốc một cấp

sẽ lớn hơn hộp giảm tốc hai cấp

Hình 3 5: Sơ đồ cắt bằng cơ cấu hình sin

1-Dao tĩnh; 2-Phôi thép; 3-Dao động; 4-Đĩa quay; 5-Con trượt

Khi đĩa quay (4) quay tròn làm cho con trượt (5) tịnh tiến lên xuống trong ống, làm cho cần mang dao (3) tịnh tiến qua lại Dao chuyển động tịnh tiến dọc rảnh trượt

để thực hiện chuyển động cắt

 Ưu điểm: Cơ cấu này có hành trình chuyển động tịnh tiến lớn

 Nhược điểm: Kết cấu cồng kềnh, đòi hỏi không gian làm việc của cơ cấu lớn, tạo lực không lớn, cơ cấu kém vững do đó hiệu suất của nó kém

3.2.3 Phương án 3

Sử dụng hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục, truyền động dao cắt bằng cơ cấu bánh

lệch tâm

a) Sơ đồ nguyên lý chung

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý phương án 3

1-Động cơ; 2-Bộ truyền đai; 3-HGT hai cấp đồng trục; 4-Khớp nối;

5-Bộ truyền nón- trụ; 6-Mâm uốn;7-Cơ cấu hình sin; 8-Gía cắt

b) Phân tích đặc điểm của hộp giảm tốc và cơ cấu bánh lệch tâm

 HGT 2 cấp đồng trục:

 Ưu điểm:

- Giảm kích thước chiều dài, giúp cho việc bố trí gọn cơ cấu

- Trọng lượng của hộp giảm tốc bé hơn so với các loại khác

- Tỉ số truyền lớn

 Nhược điểm:

- Phải bố trí các ổ của các trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc, làm phức tạp kết

cấu gối đỡ và khó bôi trơn các ổ này

- Khả năng tải của cấp nhanh chưa dùng hết

 Cơ cấu bánh lệch tâm: Đã được trình bày ở phương án 1

3.3 Kết luận

Từ yêu cầu đặt ra là thiết kế máy uốn và cắt thép tròn Dmax=36(mm), qua thực tế và phân tích kết cấu cũng như tính năng của các loại máy uốn và cắt hiện đang được sử dụng và nghiên cứu, cũng như những phân tích ưu nhược điểm của các phương án ở

trên, ta quyết định chọn phương án 3 làm phương án thiết kế máy

Chương 4: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

CHÍNH CỦA MÁY

4.1 Sơ đồ động học toàn máy

Hình 4 1: Sơ đồ động học toàn máy

1-Động cơ; 2-Bộ truyền đai; 3-HGT 2 cấp đồng trục; 4-Khớp nối;

5-Bộ truyền nón- trụ; 6-Mâm uốn; 7- Lò xo nén; 8- Cơ cấu bánh lệch tâm;

9-Gía cắt; 10- Điểm tựa uốn; 11-Phôi uốn; 12-Chày uốn; 13- Lô uốn;

14-Dao tĩnh; 15- Phôi cắt; 16-Dao động; 17-Bánh lệch tâm

4.2 Thiết kế cơ cấu cắt uốn

4.2.1 Thiết kế cơ cấu truyền động cắt

Hình 4 2: : Sơ đồ cơ cấu bánh lệch tâm truyền động cắt

Gọi S là quãng dịch chuyển của dao để có thê cắt đứt một thanh thép

Với yêu cầu đề bài là thép có đường kính tối đa là Ø36

4.2.2 Thiết kế cơ cấu uốn

Mâm uốn được đúc bằng vật liệu thép C

Hình 4 4: Kết cấu mâm uốn

- k 1 : Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của cơ tính vật liệu làm dao

- k 2 : Hệ số xét đến sự ảnh hưởng khi dao bị cùn

- k 3 : Hệ số xét sự ảnh hưởng của khe hở lưỡi dao

Thông thường người ta lấy : k=1,1 † 1,3

4.3.2 Tính công suất cắt cần thiết

Công suất động cơ dẫn động cơ cấu cắt (xác định theo công thức trung bình) tính theo

công thức trang 63 [4]:

kt tr.d lh dc

 Công tiêu hao trong một hành trình công tác: Ap Ag Af Adh Adhf

- Công biến dạng kim loại:

max h

- Công tiêu hao do ma sát: Af 0,9.Ag 0,9.10439,89395,81(J)

- Công tiêu hao do biến dạng đàn hồi của máy: 1

2

dh max max

A  P l 

 Công tiêu hao không tải: Akt 0,3.Ag 0,3.10439,83131,94(J)

 Công tiêu hao đóng mở lý hợp, ở đây: Alh=0

 K: Hệ số an toàn , phụ thuộc vào hệ số trƣợt danh nghĩa của động cơ (s), chọn k=1,2

 tr.d: Hiệu suất truyền động từ động cơ đến trục quay

6 3 tr.d d. ol. brt. brn

kính uốn nhỏ nhất min nếu r < rmin sẽ gây ra nứt ở tiết diện uốn Bán kính uốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Cơ tính của vật liệu và trạng thái nhiệt luyện Nếu vật liệu có tính dẻo tốt hoặc đã qua

ủ mềm thì rmin nhỏ hơn so với khi đã qua biến dạng- bị biến cứng Có thể thấy cụ thể trong bảng 52 trang 110 [2]

- Ảnh hưởng của góc uốn Cùng với một bán kính uốn r như nhau, nếu góc uốn càng nhỏ thì khu vực biến dạng càng lớn

- Góc làm bởi đường uốn và hướng cán (thớ kim loại) Vì kim loại chịu kéo và nén theo phương của thớ kim loại thì tốt hơn nhiều so với khi kéo và nén theo hướng vuông góc với thớ kim loại Cho nên khi đường uốn vuông góc với hướng cán thì rmincho phép nhỏ hơn so với khi đường uốn dọc theo hướng cán từ 1,5 ÷ 2 lần

- Ảnh hưởng của tình trạng mặt cắt vật liệu Khi cắt phôi uốn, trên mặt cắt có nhiều bavia hoặc nhiều vết đứt thì khi uốn dễ sinh ra tập trung và tại những nơi đó dễ sinh ra vết nứt Bởi vậy cần phải tăng trị số rmin lên 1,5 ÷ 2 lần

Trên thực tế, bán kính uốn nhỏ nhất cho phép đươc xác định theo công thức kinh nghiệm đơn giản: rmin= K.S

Trong đó: K: Hệ số cho trong bảng 52 [2]

S: Chiều dày vật uốn, S=36(mm)

Đối với thép CT38 ở trạng thái vật liệu cứng khi uốn vuông góc với hướng cán và góc uốn α=90Ģ thì: rmin=0,5S = 0,5.36 = 18(mm)

Khi uốn α= 60Ģ thì rmin= 1,2.0,5S = 0,6S = 0,6.36 = 21,6(mm)

Khi uốn α= 120Ģ thì rmin= 0,8.0,5S = 0,4S = 0,4.36 = 14,4(mm)

Đối với thép CT51 ở trạng thái vật liệu cứng khi uốn vuông góc với hướng cán và góc uốn α=90Ģ thì: rmin=0,8S = 0,8.36 = 28,8(mm)

Khi uốn α= 60Ģ thì rmin= 1,2.0,8S = 0,96S = 0,9.36 = 34,5(mm)

Khi uốn α= 120Ģ thì rmin= 0,8.0,8S = 0,64S = 0,64.36 = 23(mm)

S – Chiều dày vật uốn (mm)

Trường hợp của ta là uốn tự do, không có là phẳng nên lực uốn sẽ được tính theo công thức:

Hình 4 5: Sơ đồ tính lực khi bắt đầu chạm uốn

Cho trước L1=200(mm) : Khoảng cách từ tâm mâm uốn đến điểm tì uốn

Tính L2= ?

Ta có: L2=√ ( ) ( )

=>> L = L1 + L2 = 200 + 58,68 = 258,68(mm)

Ta quy đổi tiết diện tròn về tiết diện thỏi chữ nhật B x S như sau:

Ta có momen chống uốn của thép tròn đặc Ø36 là:

3 u1

= > 2

B.S = 4578,12.6 = 27468,72 (mm3)

Chọn k = 1,33 = >

( )

4.4.3 Tính công suất uốn cần thiết

Công suất uốn được tính theo công thức kinh nghiệm dựa theo giáo trình N.E

Drozdov, M.I.Zuravlev Mekhanitrekxkoe abarudavnhie zavodov xbornovo zelezobetona Izdachelxtvo “Xtroiizdat” – 1975 ( Trang bị cơ khí nhà máy bê tông lắp

k- Hệ số hình dạng phôi uốn, phôi tiết diện tròn k=0,7

k1- Hệ số phụ thuộc vật liệu k1= 0,62 † 0,7 lấy k1=0,7

r – Bán kính uốn, trường hợp này lấy r = 35(mm)=0,035(m)

d- Đường kính chày uốn, d=36(mm)=0,036(m)

W- Momen kháng uốn của thanh thép, W=4578,12(mm 3 )=4578,12.10 -9 (m 3 )

 - Tốc độ góc của mâm uốn, n 3,14.4

Công suất của động cơ Nđc lấy theo dãy số tiêu chuẩn quy định cho từng loại động cơ

Nguyên tắc: Động cơ điện cần chọn sao cho có thể lợi dụng được toàn bộ công

suất động cơ Khi làm việc nó phải thỏa mãn ba điều kiện:

- Động cơ không phát nóng quá nhiệt độ cho phép

- Có khả năng quá tải trong thời gian ngắn

Gọi: Nđc là công suất định mức hay công suất danh nghĩa của động cơ điện

Tra bảng trang 320-336 sách [3], chọn động cơ điện có công suất định mức Nđc

lớn hơn hay bằng công suất cần thiết Nct nên trong bảng 2P trang 322 sách [3] ta chọn

động cơ điện che kín có quạt gió loại AO2(A0Л2) với:

Công suất động cơ Nđc= 4 kW

Chương 5: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

5.1 Phân phối tỉ số truyền

5.1.1 Tỷ số truyền động chung của hệ thống

Trong đó: n đc Số vòng quay của động cơ

n lv Số vòng quay mâm uốn

Mà: nlv  4( vg ph / )

Vậy: 1450 362, 5( / )

4

đc chung

Với i ngoài : Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài HGT (i ngoài = i đai )

ihộp : Tỷ số truyền của các bộ truyền

Ta lại có: ihộp = iđt int

Với iđt : Tỷ số truyền của hộp giảm tốc đồng trục

int : Tỷ số truyền bộ truyền bánh răng nón và bánh răng trụ

5.1.2 Nguyên tắc phân phối tỷ số truyền

Việc phân phối i chung cho các bộ truyền trong HGT dựa trên các nguyên tắc sau:

- Bảo đảm khuôn khổ và trọng lượng của HGT là nhỏ nhất

- Bảo đảm điều kiện bôi trơn là tốt nhất

5.1.3 Phân phối tỷ số truyền

Theo bảng 2.2 trang 32 [3]

Ta chọn trước : ingoài = iđai = 3

362,5

120,83 3

chung hop

ngoài

i i

Trục 2 : ( )

Trục 3 :

( ) Trục 4 : ( )

Trục 5 :

( ) Trục 6 :

( )

 Tính công suất cho các trục:

4,3

= 7878750 (N.mm) 5.2 Thiết kế bộ truyền đai thang

5.2.1 Chọn loại đai

Ta chọn loại đai thang

Đai hình thang được chia làm 7 loại theo kích thước tiết diện từ nhỏ đến lớn.Dựa vào bảng 5.13 tài liệu <4> ta chọn đai hình thang tiết diện loại B

Các kích thước của đai như sau:

Hình 5 1: Tiết diện đai thang

Tra bảng 5.11 tài liệu [4] ta có các kích thước của đai:

( )

Ta thấy: v < vmax = (30 ÷ 35) m/s (Thỏa mãn điều kiện)

5.2.4 Khoảng cách trục A và chiều dài đai L

Tra bảng 5-11 trang 92 [5] ta có: h = 6mm

Ta có: 0,55 540 + 6 ≤ A ≤ 540.2

Theo bản 5.16 [4] ta chọn khoảng cách trục A=400mm

b Chiều dài đai L:

8 ) (

2 ) (

) 140 400 ( 8 ) 140 400 ( 1800 2 ) 140 400 ( 1800

- Tính lực căng ban đầu theo công thức 5-25 trang 96 [3]: S0 = F

Trong đó: là ứng suất ban đầu = 1,2 N/mm;F = 138mm2

5.3.1.Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm

1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Bánh nhỏ: - thép 40X, tôi cải thiện

- σbk3 = 1000 (N/mm2)

- σch3 = 700 (N/mm2)

- HB = 280

- Phôi rèn, giả sử đường kính < 100(mm)