THIẾT kế máy lốc ỐNG 4 TRỤC

Hiện nay nhu cầu về việc sử dụng các loại đường ống lớn ngày càng phổ biến đối với các ngành công nghiệp như: Dầu khí, thuỷ điện, vận chuyển hoá chất, chất đốt… là những ngành có tầm qua

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO

Đà Nẵng, tháng 6/2022

TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế máy lốc ống 4 trục

Sinh viên thực hiện: Trần Đình Huy Hoàng

Mã SV: 1811504110153 Lớp: 18C1

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nền công nghiệp đã có bước phát triển mạnh mẽ Ở nước ta các ngành công nghiệp nặng như cơ khí, xây dựng, đường sắt, đóng tàu, công nghiệp ôtô, công nghiệp quốc phòng,… đang trên đà phát triển và lan rộng khắp đất nước Các sản phẩm uốn ống được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề và lĩnh vực, bao gồm trong công nghiệp khai thác dầu khí, vận chuyển chất lỏng – nhiên liệu, trong xây dựng, Nhận thấy rõ nhu cầu, lợi thế, tầm quan trọng cũng như giá trị kinh tế mà nó mang lại, nên việc đẩy mạnh phát triển các máy lốc ống là rất cần

thiết Do đó, đề tài “thiết kế máy lốc ống 4 trục” được em lựa chọn nhằm trình bày, giải

thích và đưa ra phương án thiết kế máy tối ưu cho việc chế tạo máy lốc ống đáp ứng những nhu cầu cần thiết nêu trên

Dựa theo các kiến thức tích lũy khi học ở trường học Đã đưa ra việc tính toán, thiết

kế mô hình máy 3D được thực hiện dựa trên nghiên cứu lý thuyết Sử dụng phần mềm Inventor để vẽ mô hình tổng thể của máy bằng 3D và xuất file 2D để đưa ra được bản

vẽ thiết kế chi tiết máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Hoàng Trọng Hiếu

Sinh viên thực hiện: Trần Đình Huy Hoàng Mã SV: 1811504110153

1 Tên đề tài: Thiết kế máy lốc ống 4 trục

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

Chiều dài phôi: L = 7500(mm)

Chiều rộng phôi: B = 3000(mm)

Chiều dày phôi: S = 50(mm)

Bán kính lốc: ∅𝑚𝑎𝑥 = 2400(mm)

3 Nội dung chính của đồ án:

Nội dung chính của đồ án gồm có 5 chương:

- Chương 1: Tổng quan về máy lốc ống

- Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy lốc ống 4 trục

- Chương 3: Tính toán động học và thiết kế máy lốc ống

- Chương 4: Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết điển hình

- Chương 5: Quy trình lắp đặt ,vận hành và bảo dưỡng máy

4 Các sản phẩm dự kiến

- Bản vẽ Sơ đồ động học toàn máy:1A0 - Bản vẽ Quy trình tạo sản phẩm: 1A0

- Bản vẽ Hộp giảm tốc: 1A0 - Bản vẽ Chi tiết: 1A3

LỜI NÓI ĐẦU

Trong tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp nước ta nói chung và ngành cơ khí chế tạo nói riêng đã có nhiều bước phát triển vượt bậc, xứng đáng với vai trò mũi nhọn và then chốt trong nền kinh tế của đất nước Để bắt nhịp cùng sự phát triển bậc của ngành công nghiệp cơ khí trên thế giới, ngành cơ khí nước ta không ngừng đào tạo nguồn nhân lực biết vận dụng và nắm bắt công nghệ tiên tiến và hiện đại, đồng thời từng bước cải tiến sáng tạo ra công nghệ mới, cải tiến cách thức sản xuất phù hợp với nền công nghiệp đất nước

Hiện nay nhu cầu về việc sử dụng các loại đường ống lớn ngày càng phổ biến đối với các ngành công nghiệp như: Dầu khí, thuỷ điện, vận chuyển hoá chất, chất đốt… là những ngành có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân

Để chế tạo ra các loại đường ống không chỉ có phương pháp uốn hàn mà còn có những phương pháp khác nhau như: Cán, ép, kéo… Tuy nhiên các phương pháp này chỉ thích hợp với việc sản xuất các đường ống cỡ nhỏ, còn đối với ống có đường kính lớn phương pháp uốn hàn tỏ ra có nhiều tính năng vượt trội hơn so với các phương pháp khác và nó đáp ứng được nhu cầu về việc sản xuất các đường ống cỡ lớn

Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Đà

Nẵng, em được giao đề tài: “Thiết kế máy lốc ống 4 trục” làm đồ án tốt nghiệp

Bằng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Hoàng

Trọng Hiếu em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao Tuy nhiên, do thời gian có hạn đồng

thời vốn kiến thức còn nhiều hạn chế nên việc tính toán thiết kế máy không tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong được các thầy cô góp ý và sửa chữa để em ngày một hoàn thiện hơn trong quá trình thiết kế sau này

Em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Trọng Hiếu đã tận tình giúp đỡ em hoàn

thành đồ án này

CAM ĐOAN

Em xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp của mình không vi phạm quy định về liêm chính học thuật của trường Đảm bảo sử dụng đúng các tài liệu có liên quan, ghi đầy đủ thông tin về tài liệu tham khảo và bản quyền tác giả

Sinh viên thực hiện

Trần Đình Huy Hoàng

MỤC LỤC

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY LỐC ỐNG 2

1.1 Kỹ thuật lốc 2

1.2 Khái quát về ứng dụng của sản phẩm lốc ống 3

1.3 Ứng dụng của các sản phẩm 4

1.3.1 Ứng dụng trong nông nghiệp 4

1.3.2 Ứng dụng trong ngành công nghiệp 5

1.4 Các loại máy lốc hiện có 8

1.4.1 Máy lốc 3 trục 8

1.4.2 Máy lốc 4 trục 9

1.4.3 Phân loại máy lốc: 11

1.5 Kết luận 12

Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY LỐC ỐNG 4 TRỤC 13

2.1 Yêu cầu đối với thiết kế máy lốc ống 4 trục 13

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động cho phôi 14

2.3 Lựa chọn phương án truyền động quay cho trục I (Trục chính) 14

2.4 Lựa chọn phương án di chuyển cho hai trục uốn 16

2.5 Lựa chọn phương án truyền động nâng hai trục uốn (III, IV) 18

2.6 Lựa chọn phương án truyền động trục ép dưới (trục II) 20

2.7 Lựa chọn phương án tháo sản phẩm 22

2.8 Lựa chọn cách bố trí bánh răng cho trục chính 22

2.9 Xây dựng sơ đồ động học của máy 23

Chương 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ THIẾT KẾ MÁY LỐC 24

3.1 Thiết kế động học toàn máy 24

3.1.1 Thông số phôi 24

3.1.2 Phân tích lực 24

3.2 Tính chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền 26

3.2.1 Tính chọn công suất động cơ 26

3.2.2 Phân phối tỷ số truyền 27

3.3 Tính toán thiết kế các bộ truyền 29

3.3.1 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh 29

3.3.2 Thiết kế bộ truyền cấp chậm 1 34

3.3.3 Thiết kế bộ truyền cấp chậm 2 38

3.3.4 Thiết kế bộ truyền bánh răng ngoài 42

3.4 Thiết kế trục, gối đỡ và tính then 46

3.4.1 Thiết kế trục 46

3.4.2 Thiết kế gối đỡ trục 57

3.4.3 Cấu tạo vỏ hộp 59

3.5 Thiết kế cơ cấu nâng bộ phận ép hai trục bên 60

3.5.1 Đặc tính cho bộ truyền 60

3.5.2 Chọn công suất động cơ 61

3.5.3 Thiết kế bộ truyền trục vít bánh vít 61

3.5.4 Thiết kế bộ truyền vít me - đai ốc. 63

3.6 Thiết kế trục uốn 65

3.6.1 Thiết kế trục uốn chủ động 1 65

3.6.2 Thiết kế trục uốn 3,4 66

3.6.3 Thiết kế gối đỡ trục 68

Chương 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 69

4.1 Quy trình công nghệ gia công chi tiết 69

4.2 Phương pháp chế tạo phôi 70

Chương 5: QUY TRÌNH LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 79

5.1 Cách lắp đặt 79

5.2 Vận hành 79

5.3 Bảo dưỡng 80

5.4 Sự cố máy 80

5.5 Khắc phục sự cố 80

KẾT LUẬN 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Hình 1 1 - Biến dạng của phôi thép trước và sau khi uốn 2

Hình 1 2 - Ống dẫn nước 4

Hình 1 3 - Hệ thống ống dẫn dầu 5

Hình 1 4 - Xe bồn chở xăng 5

Hình 1 5 - Hệ thống bồn chứa gas 6

Hình 1 6 - Bình gas 6

Hình 1 7 - Tàu ngầm của hải quân Việt Nam 7

Hình 1 8 - Quá trình thi công 7

Hình 1 9 - Máy lốc 3 trục 8

Hình 1 10 - Máy lốc 4 trục 10

Hình 1 11 - Sơ đồ tổng quát máy lốc 12

Hình 2 1 - Sơ đồ bố trí thủy lực 14

Hình 2 2 - Sơ đồ sử dụng động cơ điện 15

Hình 2 3 - Sơ đồ bố trí trục cho phương án 1 16

Hình 2 4 - Sơ đồ bố trí trục cho phương án 2 17

Hình 2 5 - Sơ đồ dùng nguyên lý thủy lực nâng 2 trục uốn 18

Hình 2 6 - Sơ đồ dùng bộ truyền trục vít - bánh vít và cơ cấu vít me - đai ốc 19

Hình 2 7 - Sơ đồ nguyên lý dùng thủy lực nâng trục dưới (trục II) 20

Hình 2 8 - Cơ cấu tháo sản phẩm 22

Hình 2 9 - Sơ đồ động học toàn máy 23

Hình 3 1 - Sơ đồ hệ thống truyền động trục chính 26

Hình 3 2 - Sơ đồ hộp giảm tốc 47

Hình 3 3 - Biểu đồ mô men trục I 50

Hình 3 4 - Biểu đồ mômen trục II 52

Hình 3 5 - Biểu đồ mômen trục III 54

Hình 3 6 - Biểu đồ mômen trục IV 56

Hình 3 7 - Sơ đồ động cơ cấu nâng bộ phận ép 60

Hình 3 8 - Thông số hình học của trục uốn 65

Hình 3 9 - Biểu đồ moomen trục uốn 1 66

Hình 3 10 - Biểu đồ mômen trục III - IV 67

Hình 4 1 - Bản vẽ chi tiết bánh răng 69

MỞ ĐẦU

Hiện nay nhu cầu về việc sử dụng các loại đường ống lớn ngày càng phổ biến đối với các ngành công nghiệp như: Dầu khí, thuỷ điện, vận chuyển hoá chất, chất đốt… là những ngành có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân

Để chế tạo ra các loại đường ống không chỉ có phương pháp uốn hàn mà còn có những phương pháp khác nhau như: Cán, ép, kéo… Tuy nhiên các phương pháp này chỉ thích hợp với việc sản xuất các đường ống cỡ nhỏ, còn đối với ống có đường kính lớn phương pháp uốn hàn tỏ ra có nhiều tính năng vượt trội hơn so với các phương pháp khác và nó đáp ứng được nhu cầu về việc sản xuất các đường ống cỡ lớn

Để tổng kết lại kiến thức đã học trong thời gian 4 năm đại học, cũng như để làm quen với công việc thiết kế chế tạo máy của một người cán bộ kỹ thuật trong ngành cơ

khí sau này Em đã nãy sinh ý tưởng: “Thiết kế máy lốc ống 4 trục”, với mục đích máy thiết kế phải có năng suất và hiệu suất cao, ít tốn năng lượng, kích thước máy cố gắng thật nhỏ gọn, chi phí đầu tư thấp, vận hành dễ dàng… Như vậy, ý tưởng của nhóm đã được khoa, trường duyệt là đảm bảo được một đề tài tốt nghiệp của sinh viên đại học Nội dung của đồ án gồm 5 chương:

- Chương 1: Tổng quan về máy lốc ống

- Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy lốc ống 4 trục

- Chương 3: Tính toán động học và thiết kế máy lốc ống

- Chương 4: Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết điển hình

- Chương 5: Quy trình lắp đặt ,vận hành và bảo dưỡng máy

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY LỐC ỐNG

1.1 Kỹ thuật lốc

- Lốc: là quá trình uốn liên tục để biến phôi tấm thành sản phẩm có dạng hình ống theo kích thước xác định

- Đặc điểm: Lốc là sự kết hợp giữa phương pháp uốn và phương pháp cán Ở lốc

4 trục, dưới một lực ép đủ lớn thì lốc có thể thay đổi bề dày của tấm thép Ở lốc 3 trục thì không thể thay đổi bè dày được vì điểm đặt lực không nằm trên một mặt cắt ngang của chi tiết Uốn là một phần của lốc

+ Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dạng dẻo Uốn làm thay

đổi hướng thớ kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước theo hướng kính

+ Trong quá trình uốn, kim loại phía trong, phía góc uốn bị nén lại và co ngắn ở

hướng dọc, đồng thời bị kéo ở hướng ngang Phần kim loại phía ngoài góc uốn

bị giãn ra bởi lực kéo, giữa các lớp co ngắn và dãn dài là lớp kim loại không bị ảnh hưởng bởi lực kéo và nén khi uốn và tại đây vẫn giữ được trạng thái ban đầu của kim loại và đây gọi là lớp trung hòa Sử dụng lớp trung hòa này để tính sức bền của vật liệu khi uốn

+ Khi uốn những dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến dạng mỏng vật liệu nhưng

không có sai lệch tiết diện ngang, vì trở kháng của vật liệu có cùng chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang

+ Khi uốn phôi với bán kính có khối lượng nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn và

1.2 Khái quát về ứng dụng của sản phẩm lốc ống

Các sản phẩm về ống được ứng dụng rỗng rãi và gần như được sử dụng trong hầu hết các ngành sản xuất, các lĩnh vực của cuộc sống, chúng ta dễ bắt gặp như các đường ống dẫn nước của các nhà máy cung cấp nước sử dụng trong đời sống hằng ngày,những mái vòm của các sân vận động được lắp ráp bằng các kết cấu thép dạng ống, những bồn chứa xăng khí đốt của các công ty xăng dầu với kích thước rất lớn Cụ thể ta có thể xem xét

sơ lược về một vài ứng dụng của của chúng trong một số lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng,hàng không vũ trụ, như trong công nghiệp có các đường ống dẫn nước và nhiên liệu cung cấp cho hoạt động nhà máy, các đường ống dẫn dầu dẫn khí đốt

từ các vùng khai thác ngoài khơi vào tận bờ với khoảng cách rất lớn có thể tới hàng trăm

km, các loại bồn chứa của xe chở xăng dầu khí đốt, trong các nhà máy sản xuất bê tông hầu như đều có các bồn chứa xi măng, các ống để trộn hỗn hợp nguyên liệu,các loại bình chứa ga với áp suất rất lớn và độ an toàn cao, trong các loại máy móc xe cộ ống được dùng làm kết cấu trong đó, trong nông nghiệp ta có thể dễ dàng thấy đường ống

cỡ lớn dẫn nước từ thượng nguồn để phục vụ cho tưới tiêu, trong xây dựng các sản phẩm

từ ống thép được dùng ta có thể bắt gặp như các công trình được lắp ráp từ các kết cấu dạng ống, các lan can cầu thang,các loại dàn giáo để công nhân thi công, trong lĩnh vực hàng không vũ trụ chúng ta có thể biết tới những con tàu vũ trụ, các thân tàu con thoi, thân tên lửa vv

Vì vai trò rất lớn của thép ống như vậy nên nhu cầu sản xuất ống thép để đáp ứng nhu cầu là rất lớn.Hiện nay có rất nhiều phương pháp để chế tạo ống như cán ép kéo tuy nhiên chúng chỉ thích hợp với việc chế tạo các ống cỡ nhỏ, với các ống có kích thước lớn thì cuốn là phương pháp được dùng để đáp ứng nhu cầu sản xuất các đường ống cỡ lớn đem lại năng suất chất lượng cao Hiện nay có rất nhiều loại máy cuốn, nếu xét về cơ cấu tạo lực uốn, chúng ta có thể chia thành máy cuốn ống cơ và máy cuốn ống thủy lực Xét về cấu tạo chúng ta có thể chia thành máy lốc 2 trục, 3 trục, 4 trục Hoặc xét về chức năng ta có thể chia thành máy cuốn tôn có chức năng bẻ mép, không

có chức năng bẻ mép, máy uốn có chức năng lốc nón…

1.3 Ứng dụng của các sản phẩm

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nền công nghiệp đã có bước phát triển mạnh mẽ Ở nước ta các ngành công nghiệp nặng như cơ khí, xây dựng, đường sắt, đóng tàu, công nghiệp ô tô, công nghiệp quốc phòng… Đang trên đà phát triển và lan rộng khắp đất nước Để góp phần cho sự phát triển lớn mạnh của ngành công nghiệp này phải kể đến vai trò của ngành công nghiệp gia công cơ khí Gia công cơ khí có vai trò quan trọng để chi tiết có thể làm việc được và hoàn thiện hơn

Gia công các chi tiết có dạng ống được ứng dụng rất nhiều trong đời sống và sản xuất Các loại ống, bình bồn có kích thước, hình dạng, tính năng làm việc khác nhau tùy thuộc cho các ngành, các thiết bị hay phương tiện trong thực tế

1.3.1 Ứng dụng trong nông nghiệp

Trong các công trình thuỷ lợi, sản phẩm ống được lắp đặt để cung cấp nước phục vụ cho nông nghiệp trong mùa khô hoặc là những thời điểm các hệ thống mương máng không thể cung cấp đủ nước hoặc là do địa hình xa bị chia cắt phức tạp nên phải sử dụng các hệ thống đường ống để dẫn nước nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất

Hình 1 2 - Ống dẫn nước

1.3.2 Ứng dụng trong ngành công nghiệp

Ống đóng vai trò chủ chốt trong mọi hoạt động sản xuất:

Trong lĩnh vực dầu khí các sản phẩm của cuốn được ứng dụng đó là các đường ống dẫn xăng dầu, khí đốt, với các đường ống có kích thước rất lớn và hệ thống đường ống phức tạp với rất nhiều các đường ống

Hình 1 3 - Hệ thống ống dẫn dầu

Ở các xí nghiệp các sản phẩm dạng ống được dùng để dẫn khí (O2, CO2, C2H2…) các bồn bể để chứa các chất khí lỏng, xăng dầu; tại các công ty, doanh nghiệp xăng dầu sản phẩm dạng ống được sử dụng rất nhiều như dùng làm bồn chứa dầu, hệ thống phòng cháy chữa cháy, các loại xe bồn vận chuyển nhiên liệu, tại các công ty có các trạm trộn

bê tông sử dụng những rulo lớn để chứa xi măng, các hệ thống trộn nhiên liệu sử dụng những đường ống có đường kính lớn

Hình 1 4 - Xe bồn chở xăng

Các hệ thống ống, các bình bồn dùng để chứa khí gas chịu được áp suất cao

Các loại bồn dùng để sàng lọc, xử lý hóa chất tại các nhà máy hóa chất, loại này yêu cầu chất lượng và vật liệu tốt, đảm bảo vận hành tốt trong môi trường làm việc khó khăn phức tạp, chịu được áp suất, nhiệt độ làm việc

Hình 1 5 - Hệ thống bồn chứa gas

Hình 1 6 - Bình gas

Trong lĩnh vực đóng tàu thân các con tàu thủy có kích thước lớn có thể lên tới hàng trăm tấn, các con tàu ngầm hoạt động sâu dưới đáy biển ở 1 áp suất rất cao

Hình 1 7 - Tàu ngầm của hải quân Việt Nam

Công trình nổi tiếng nhất về ứng dụng của sản phẩm lốc ống là công trình

“ Cầu Rồng” tại Đà Nẵng Đây là một trong những công trình có kiến trúc độc đáo nhất thế giới, thể hiện được tài năng và trí tuệ con người Việt Nam

Hình 1 8 - Quá trình thi công

1.4 Các loại máy lốc hiện có

Cùng vói nhu cầu về các thiết bị đường ống ngày càng cao và đòi hỏi kích thước ngày càng lớn, bên cạnh đó kích thước của ống thay đổi trong một phạm vi rộng Trong khi đó các phương pháp cán ống chưa thể đáp ứng được

Để đáp ứng được việc sản xuất chế tạo các đường ống có kích thước lớn cần phải được thực hiện trên các máy lốc thép

1.4.1 Máy lốc 3 trục

 Nguyên lý hoạt động

Sau khi chuẩn bị vật liệu ta tiến hành cuốn Phôi được đưa vào khe hở giữa hai trục dưới và trên và bắt đầu khởi động máy để cuốn Khởi động động cơ để ép hai trục dưới lên tạo độ cong cho phôi và trục trên chuyển động quay tròn để cuốn phôi Trục cuốn có thể quay hai chiều để cuốn phôi chạy tới chạy lui cho đến khi sản phẩm ống được hình thành thì kết thúc một quá trình cuốn

Hình 1 9 - Máy lốc 3 trục

 Ưu điểm:

- Hai trục ép đặt phía dưới được sử dụng để uốn những vật liệu dày có hình dạng phức tạp

- Kết cấu máy đơn giản, làm việc có năng suất cao

- Dụng cụ chi tiết dễ chế tạo, dễ mua

- Đảm bảo tính kinh tế cao, dễ sửa chữa

 Nhược điểm: Khó bẻ mép, không làm biến dạng đều được bề mặt phôi tốt năng

suất thấp so với máy 4 trục

1.4.2 Máy lốc 4 trục

 Khái niệm về máy lốc 4 trục

Máy lốc tôn là một thiết bị gồm các cặp lô có profin giống profin của sản phẩm, được dẫn động bởi động cơ thủy lực hoặc động cơ điện, nhờ sự chuyển động của các cặp lô tạo hình này mà vật liệu (thép tấm) sau khi di chuyển qua các cặp lô sản phẩm sẽ có được hình dáng như đã thiết kế Máy lốc thực chất là một dạng máy gia công nguội dưới dạng gia công bằng áp lực (phương pháp gia công không phoi) Quá trình tạo hình profin sản phẩm là quá trình gây biến dạng dẻo dưới tác động của ngoại lực (nhờ vào các lô cuốn)

Sản phẩm của máy lốc tôn đa dạng và phong phú (đặc trưng của nó là mặt cắt ngang (profin) của sản phẩm không thay đổi theo chiều dài), và được ứng dụng rộng rãi trong thực tế

Hiện nay có rất nhiều máy lốc tôn, ở nước ta cũng có một số cơ sở sản xuất máy lốc, tuy nhiên với điều kiện sản xuất đơn chiếc, giá thành đắt nên chỉ sản xuất những dạng máy lốc gia công những sản phẩm có prôfin đơn giản như: U, C, tròn, dạng sóng (tấm lợp)

 Đặc điểm của máy lốc 4 trục

Máy lốc 4 trục là sản phẩm được kết hợp từ các công nghệ tiên tiến trên thế giới cùng những đặc tính tiêu thụ năng lượng thấp và dễ vận hành

Dòng máy lốc 4 trục đặc biệt phù hợp với việc lốc những khố lớn, đường kính nhỏ

và tấm dày Tất cả con lăn dưới và con lăn phụ đều có sự điều khiển và liên kết với nhau thông qua động cơ giảm tốc và tấm kim loại xoắn

Cả hai con lăn trên và lăn dưới đều được trang bị hệ thống hỗ trợ cho việc giảm mômen của các con lăn Các con lăn dưới sẽ di chuyển theo chiều dọc cái tấm tôn, kim loại để kẹp chặt các tấm tôn, kim loại đó

Dòng máy lốc 4 trục có một lợi thế so với các dòng máy lốc khác đó chính là nó có thể gấp mép trước khi kết thúc quá trình uốn cong ở hai bên mà không cần bất kì sự tác động hỗ trợ nào

 Tuy nhiên, máy lốc 4 trục cũng còn nhiều hạn chế như:

- Hệ thống điều khiển phức tạp, cơ cấu không gọn khó khăn trong việc sửa chữa

- Giá thành chế tạo cao

- Chiếm nhiều không gian trong nhà xưởng

 Mặc dù vậy, máy cũng có những ưu điểm vượt trội:

- Có thể cuốn được những ống có đường kính lớn và chiều dày khác nhau

- Không cần rút tôn ra xoay đầu rồi lại đưa vào

- Tôn được đưa vào theo phương ngang, nó sẽ được ke vuông bằng cách chống lên thanh uốn cạnh bên Điều này sẽ làm giảm khả năng của việc tôn bị xê dịch và trượt khỏi vị trí, làm biến dạng đồng đều bề mặt phôi và đảm bảo độ chính xác cao

- Máy lốc 4 trục cho tốc độ nhanh hơn từ 50% đến 80% và hiệu suất cao hơn nhiều lần so với các dòng máy lốc tôn khác

Hình 1 10 - Máy lốc 4 trục

1.4.3 Phân loại máy lốc:

Máy lốc có nhiều loại, mỗi loại lại có một đặc tính riêng biệt, khi thiết kế phải tìm hiểu và chọn được kiểu máy phù hợp với nhiệm vụ thiết kế Để có được sơ đồ động tối

ưu, dưới đây ta đưa ra một số dạng máy lốc thường dùng:

a Máy lốc được điều khiển bằng chương trình số:

Lý thuyết điều khiển ngày càng được sử dụng rộng rãi vào trong thực tiễn, đặc biệt trong lĩnh vực gia công kim loại Với yêu cầu năng suất, sản phẩm được tạo ra phải có

sự chính xác, chất lượng cao, nhiều nhà máy đã đưa những bộ điều khiển vào xử lý quá trình gia công trên máy lốc Nhờ bộ điều khiển này máy được tự động hoá hoàn toàn từ khâu cấp phôi, hàn phôi, tháo sản phẩm

Bộ điều khiển có thể là bộ điều khiển số (NC) hoặc bộ điều khiển tương tự, nó tự động điều khiển vòng quay của động cơ, đóng ngắt mạch điều khiển hệ thuỷ lực của máy hay hệ thống tháo sản phẩm

Hiện đại hoá (đó là xu hướng hiện nay), người ta có thể điều khiển quá trình gia công của máy bằng máy tính điện tử, chương trình gia công đã được lập trình từ trước Ưu điểm của nó là thuận tiện trong quá trình gia công, thời gian gia công nhanh (tức là những bước công nghệ nếu có thay đổi thì nó đã có sẵn những modun tổng bộ nhớ của máy tính điện tử và chỉ việc thay đổi câu lệnh trong modun đó) Nhờ có màn hình điều khiển mà người đứng máy (hay người lập trình) có thể xem trước quá trình gia công trên máy nhờ công thức mô phỏng, vì vậy có thể tránh sai sót trong quá trình gia công

b Máy lốc điều khiển bằng thuỷ lực:

Ở một số máy lốc lớn, kích thước của trục lớn người ta sử dụng hệ thống thuỷ lực để điều chỉnh, căn chỉnh trục Hệ thống thuỷ lực có giá thành thấp hơn và dễ tìm mua trên thị trường, cho nên nhiều máy do việt nam sản xuất chủ yếu dùng hệ thống bằng thuỷ lực

c Một số máy lốc khác:

Những sản phẩn có profin đơn giản, yêu cầu độ chính xác không cao, kích thước nhỏ , người ta thiết kế những loại máy lốc đơn giản nó chỉ gồm một giá cán mang từ 4 đến 6 cặp lô cán tạo hình và được dẫn động cơ điện Mọi thao tác đều phải có sự tham gia của các công nhân

 Sơ đồ tổng quát máy lốc 4 trục

Hình 1 11 - Sơ đồ tổng quát máy lốc

1.5 Kết luận

Việc nghiên cứu máy lốc 4 trục là cần thiết trong hoàn cảnh hiện tại, phù hợp chung với xu hướng phát triển ngành cơ khí Việt Nam, đồng thời thúc đẩy công tác nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ làm chủ về công nghệ lốc 4 trục, nâng cao năng lực chế tạo cơ khí trong nước, tạo công ăn việc làm cho người lao động, tiết kiệm ngoại tệ nhập khầu thiết bị

Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

LỐC ỐNG 4 TRỤC

2.1 Yêu cầu đối với thiết kế máy lốc ống 4 trục

 Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng

- Máy thiết kế phải có năng suất và hiệu suất tương đối cao, ít tốn năng lượng, kích thước máy cố gắng thật nhỏ gọn, chi phí đầu tư thấp, vận hành tương đối dễ dàng…

- Để làm được điều này người thiết kế 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

 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 cảu may, 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 chế tao chúng và sủ dụng các biện pháp tăng bền như nhiệt luyện,…

 Độ tin cậy

- Độ tin cậy là tính chất của máy vừa thực hiện chức năng đã định đồng thời vẫn giữ được các chỉ tiêu về sử dụng như: năng suất, công suất, mức độ tiêu thụ năng lượng, độ chính xác,…trong suất quá trình làm việc howcj trong quá trình thực hiện công việ đã quy định

- Độ tin cậy được đặc trưng bởi xác suất làm việc không hỏng hóc trong một thời gian quy định hoặc quá trình thực hiện công việc

 An toàn trong sử dụng

- Một kết cấu làm việc an toàn có nghĩa là trong điều kiện sử dụng bình thường thì kết cấu đó không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như không gây hư hại cho thiết bị, nhà của và các đối tượng xung quanh

 Tính công nghệ và tính kinh tế

- Đây là một trong những yêu cầu cơ bản đối với máy để thỏa mãn yêu cầu về tính công nghệ và tính kinh tế thì máy được thiết kế có hình dạng, kết cấu, vật liệu chế tạo phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể, đảm bảo khối lượng và kích thước nhỏ nhất, ít tốn vật liệu nhất, chi phí về chế tạo thấp nhất kết quả cuối cùng là giá thành thấp nhất

- Máy nên thiết kế với số lượng ít các chi tiết, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp, chọn cấp chính xác chế tạo cho phù hợp nhưng vẫn đảm bảo được điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động cho phôi

Quá trình uốn diễn ra khi phôi thép tấm chuyển động tịnh tiến đi qua các trục uốn Các trục uốn chuyển đông tịnh tiến lên xuống để tạo ra biên dạng uốn

Có nhiều phương pháp tạo chuyển động cho phôi thép nhưng cần lựa chọn một phương pháp đảm bảo các điều kiện 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

- 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

Từ những yêu cầu trên và với phương án thiết kế đã lựa chọn trên ta chọn phương pháp dẫn động phôi bằng cách truyền chuyển động quay cho trục I Trục I quay, nhờ ma sát giữa trục I và phôi thép kéo phôi thép di chuyển tịnh tiến theo

2.3 Lựa chọn phương án truyền động quay cho trục I (Trục chính)

 Phương án 1: Sử dụng động cơ thủy lực:

Có nhiều loại động cơ thủy lực như: động cơ bánh răng, động cơ cánh gạt, động cơ piston …tương ứng với các loại bơm dầu là các loại động cơ dầu

Sơ đồ mạch thủy lực được bố trì như sau:

Hình 2 1 - Sơ đồ bố trí thủy lực

- Nguyên lý hoạt động:

Khi đóng điện cho động cơ điện quay làm cho bơm dầu hoạt động, bơm dầu lên cho

hệ thống Khi van đảo chiều ở vị trí giữa thì lượng dầu bơm lên sẽ thông qua van tràn chảy về bể Khi van đảo chiều ở hai vị trí trái hoặc phải thì dầu được cung cấp cho động

cơ dầu, nhờ chuyển động của dầu làm cho roto của động cơ quay và làm trục động cơ quay truyền chuyển động quay cho các bộ phận chấp hành như hộp giảm tốc

- Ưu điểm:

+ Momen khởi động và chống quá tải tốt

+ Điều chỉnh tốc độ dễ dàng

+ Kết cấu động cơ nhỏ gọn hơn

+ Làm việc ở môi trường khắc nghiệt như ngập nước, dễ cháy nổ…

- Nhược điểm:

+ Để động cơ hoạt động được thì cần phải có nhiều thiết bị khác đi kèm vì thế hệ

thống khá phức tạp, khó sửa chữa và thay thế và giá thành cao

 Phương án 2: Sử dụng động cơ điện:

Động cơ điện là loại động cơ được sử dụng nhiều trong công nghiệp cũng như gia dụng Có rất nhiều loại động cơ điện như động cơ một chiều, động cơ 3 pha đồng bộ,

động cơ 3 pha không đồng bộ…

Sơ đồ bố trí động cơ như sau:

Hình 2 2 - Sơ đồ sử dụng động cơ điện

- Nguyên lý hoạt động:

Khi đóng điện cho động cơ hoạt động thì trên các cuộn dây của stato và roto

động cơ sinh ra hiên tượng cảm ứng điện từ làm cho roto quay Trục động cơ quay truyền chuyển động quay cho cơ cấu chấp hành như hộp giảm tốc, các bộ truyền

ngoài tới trục I của máy

- Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản, không cần các thiết bị đi kèm phức tạp

+ Dễ lắp đặt sửa chữa và thay thế

+ Vận hành tin cậy

+ Giá thành rẻ, thông dụng

- Nhược điểm:

+ Khó khăn trong việc khởi động dòng khởi động lớn ( từ 4 đến 7 lần định mức)

làm sụt áp lưới điện và làm nóng động cơ

+ Momen khởi động nhỏ

+ Kích thước lớn hơn so với các loại động cơ khác có cùng công suất

=> Kết luận: Với những ưu nhược điểm và kết cấu như trên và với yêu cầu của máy

ta lựa chọn phương án dùng động cơ điện tạo chuyển động quay cho trục I để tạo chuyển động cho phôi thép

2.4 Lựa chọn phương án di chuyển cho hai trục uốn

 Phương án 1: Hai trục bên di chuyển thẳng đứng:

Hình 2 3 - Sơ đồ bố trí trục cho phương án 1

- Ưu điểm: Chế tạo rãnh trượt đơn giản

- Nhược điểm: Khó khăn khi uốn các ống có đường kính nhỏ

 Phương án 2: Hai trục bên di chuyển xiên và hợp với nhau một góc 60 º

Hình 2 4 - Sơ đồ bố trí trục cho phương án 2

- Ưu điểm: Uốn được những ống có đường kính lớn và những đường ống nhỏ Đồng

thời do trục bên ép theo phương xiên góc nên ép kim loại nhanh biến dạng hơn cho nên năng suất cao hơn

- Nhược điểm: Chế tạo rãnh trượt khó khăn hơn

=> Kết luận: Với những ưu nhược điểm trên ta lựa chọn phương án 2 cho 2 trục uốn

di chuyển xiên góc 600 để nâng cao năng suất, đảm bảo tính công nghệ cho máy và độ chính xác của sản phẩm

2.5 Lựa chọn phương án truyền động nâng hai trục uốn (III, IV)

 Phương án 1: Dùng thuỷ lực

Sơ đồ nguyên lý như sau:

Hình 2 5 - Sơ đồ dùng nguyên lý thủy lực nâng 2 trục uốn

- Ưu điểm: Truyền động dễ dàng, kết cấu đơn giản

- Nhược điểm: Do tính nén được của dầu nên có thể làm piston không ổn định và

làm sai số bán kính cung uốn

 Phương án 2: Dùng bộ truyền trục vít - bánh vít và cơ cấu vít me - đai ốc

Sơ đồ nguyên lý như sau:

Hình 2 6 - Sơ đồ dùng bộ truyền trục vít - bánh vít và cơ cấu vít me - đai ốc

- Nguyên lý hoạt động:

Khi ta muốn các trục chuyển động thì ta nhấn nút cho động cơ 1 dẫn động hoạt động Động cơ quay làm cho trục vít 4 nối với trục động cơ quay, trục vít tạo chuyển động cho bánh vít quay Bánh vít lắp trên trục vít me 5 quay thông qua rãnh then hoa truyền chuyển động cho trục vít me quay Vì đai ốc được lắp cố định trên thân máy nên khi trục vít me quay đai ốc đứng yên thì trục vít me phải tịnh tiến lên xuống và tạo chuyển động cho các trục ép

Đặc tính cho bộ truyền này làm cho cơ cấu vít me đai ốc quay chậm lại, vít me đai

ốc chịu được lực ép (lực dọc trục) rất lớn, vận tốc trượt chuyển động thấp

Cấu tạo của trục vít me có 3 đoạn Đoạn đầu để lắp ráp với bánh vít, đoạn cuối áp chặt vào cốc an toàn và tì vào gối trục, đoạn giữa có ren và được lắp với đai ốc bằng đồng để điều chỉnh lượng ép

Ren được dùng trong vít me đai ốc là loại ren hình thang đỡ chặn một phía để chống

rơ và lỏng khi làm việc

- Ưu điểm: ổn định, không có sai lệch khi bị nén như dầu thủy lực

- Nhược điểm: Khó khăn trong việc chế tạo trục vít_bánh vít…

=> Kết luận: Với những phân tích như trên ta lựa chọn phương án 2 sử dụng cơ cấu

vitme - đai ốc truyền chuyển động tịnh tiến cho hai trục uốn Tạo ra độ chính xác cao cho sản phẩm

2.6 Lựa chọn phương án truyền động trục ép dưới (trục II)

Trục II với nhiệm vụ tăng lực pháp tuyến để đảm bảo phôi quay không bị trượt trong quá trình gia công và rút ngắn khoảng cách giữa các trục để gia công được đoạn đầu phôi một cách dễ dàng

Trục này chỉ có chuyển động tịnh tiến lên xuống để ép phôi và nhận chuyển động quay của trục I Ta có các phương án truyền động sau:

 Phương án 1: Sử dụng cơ cấu trục vít - bánh vít và cơ cấu vít me - đai ốc

Cơ cấu này tương tự cơ cấu nâng hạ hai trục uốn đã nêu ở trên tuy nhiên do không

có khả năng nén khi tải trọng thay đổi nên phôi thép sẽ khó di chuyển khi tải trọng lớn

vì vậy quá trình uốn sẽ không ổn định

 Phương án 2: Sử dụng xilanh thủy lực

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2 7 - Sơ đồ nguyên lý dùng thủy lực nâng trục dưới (trục II)

- Nguyên lý hoạt động:

Ban đầu khi mới đưa phôi thép tấm vào máy thì trục II ở vị trí dưới cùng Ta bấm nút điều khiển cho động cơ điện hoạt động làm cho bơm hoạt động Bơm dầu lên 2 piston nâng trục II đi lên nhờ lực ép của dầu lên hai 2 xilanh Khi trục II đã lên ép được vào phôi thép thì ấn nút dừng van đảo chiều hoạt động trục II sẽ đứng tại vị trí mong muốn

Sau khi gia công xong ta bấm nút điều khiển cho van đảo chiều hoạt động đảo chiều cho dầu chảy về bể nhờ trong lượng của trục tạo ra lực ép dầu chảy về bể dầu cho đến khi xilanh xuống tới điểm chết dưới

Ngoài ra cần bố trí thêm cơ cấu thanh truyền giữa hai piston để đảm bảo tính di chuyển đồng thời của hai piston và cân bằng lực giữa hai đầu trục uốn II

- Ưu điểm: Nhờ tính nén được của dầu nên, trong quá trình lốc thì trục II có thể dịch

chuyển lên xuống được khi tải trọng của quá trình biến dạng phức tạp thay đổi, làm cho quá trình lốc được tốt hơn Đồng thời dễ chế tạo hơn so với dùng cơ cấu trục vít - bánh vít

- Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, khó bảo trì sửa chữa, giá thành cao

=> Kết luận: Ta lựa chọn phương án 2 sử dụng xilanh tủy lực để tạo chuyển động cho

trục ép vì khả năng nén của dầu thích hợp khi tải trọng thay đổi đảm bảo quá trình uốn

ổn định đảm bảo tính chính xác của sảm phẩm

2.7 Lựa chọn phương án tháo sản phẩm

Để tháo sản phẩm khi đã gia công xong, ta dùng cơ cấu piston xilanh thủy lực để tháo sản phẩm Nhằm đảm bảo tính ổn định, làm việc êm và chính xác, dễ chế tạo

Quá trình tháo sản phẩm xong ta bấm nút điều khiển cho van đảo chiều hoạt động, đảo chiều cho dầu chảy về điều khiển xi lanh 2 đi lên đẩy trục chính hạ xuống Sau đó cấp điện cho van đảo chiều điều khiển xilanh 1 kéo cơ cấu đỡ trục chính lên để lắp đỡ trục chính

2.8 Lựa chọn cách bố trí bánh răng cho trục chính

Chọn cặp bánh răng ăn khớp trong, phương pháp này có ưu điểm là có thể nâng trục lốc lên thông qua hệ thống xi lanh nên có thể điều chỉnh khe hở giữa hai trục lốc do đó

có thể uốn ống với chiều dày khác nhau Với việc bố trí cắp bánh răng ăn khớp trong làm cho khoảng cách trục nhỏ lại nên kết cấu máy gọn nhẹ hơn, tiết kiệm diện tích nhà xưởng

2.9 Xây dựng sơ đồ động học của máy

Với những phân tích và lựa chọn trên ta có sơ đồ động toàn máy sau:

Hình 2 9 - Sơ đồ động học toàn máy

Chương 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ THIẾT KẾ MÁY LỐC

3.1 Thiết kế động học toàn máy

3.1.1 Thông số phôi

- Chiều dài của phôi thép: 7540(mm)

- Chiều dày của phôi: 50 (mm)

- Chiều rộng của phôi: 3000 (mm)

- Uốn ống với đường kính ∅ = 2400 (mm)

- Vật liệu: Thép SS400

Trong đó: Q: Trọng luợng chi tiết (Kg)

V: Thể tích của chi tiết (dm3)

γ : Trọng lượng riêng của vật liệu (Kg/dm3)

Để phôi xoay được thì mômen M phải lớn hơn các mômen cản và lực uốn kim loại gây ra

Sơ bộ chọn bán kính trục chính: R =270 (mm)

Ta có lực kéo: 𝐹 = 𝑀/𝑅

Với điều kiện: 𝐹 > 𝐹𝑚𝑠1+ 𝐹𝑚𝑠2+ 𝐹𝑚𝑠3+ 𝐹𝑚𝑠4

- Lực tác dụng biến dạng kim loại:

𝐹1 =𝐵𝑆

2𝜎𝑏𝑛

𝑙 = 𝐾1𝐵𝑆𝜎𝑏Trong đó: B: Chiều rộng phôi tấm (mm)

S: Chiều dày phôi (mm)

𝜎𝑏: Giới hạn bền của vật liệu (N/mm2)

K1: hệ số uốn tự do phụ thuộc vào vật liệu và tỷ số l/S

K1 = 0,05 ÷ 0,7 Chọn K1 = 0,05 Vậy : F1 = 0,05 3000 50 400 = 3000000 (N)

Mặt khác ta có : 2F3 Cos 30o = F1 = 3000000 (N)

=> 𝐹3 = 𝐹4 = 𝐹1

√3= 1732050 (𝑁) Lực F1 , F3 , F4 >> Q và F2 nên có thể bỏ qua Q và F2

3.2 Tính chọn công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền

Hình 3 1 - Sơ đồ hệ thống truyền động trục chính 3.2.1 Tính chọn công suất động cơ

Để chọn công suất động cơ ta tính công suất cần thiết

𝑁𝑐𝑡 =𝑁

𝜂 Trong đó: 𝜂: Hiệu suất truyền động

𝑁𝑐𝑡: Công suất cần thiết (kW)

𝑁: Công suất làm việc (kW)

𝑁 = 𝐹𝑣

1000 =

650000 5,5

1000 60 = 59,58(𝑘𝑊) ( chọn V = 5,5 m/ph )

𝜂 = 𝜂1 𝜂2 𝜂3Với 𝜂1 = 0,97 _ Hiệu suất bộ truyền bánh răng

𝜂2 = 0,99 _ Hiệu suất của ở lăn

𝜂3 = 1 _ Hiệu suất khớp nối

=> 𝜂 = 0,995 0,974 1 = 0,842

𝑉ậ𝑦 𝑁𝑐𝑡 =59,58

0,842 = 70,76 (𝑘𝑊) Tra bảng 2P “Thiết kế Chi tiết máy” chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha kiểu A02-92-6 có: công suất N = 75 (kW); vận tốc vòng quay V = 980 (v/ph)

3.2.2 Phân phối tỷ số truyền

Tỉ số truyền được phân phối theo nguyên tắc:

- Đảm bảo khuôn khổ, trọng lượng hộp giảm tốc là nhỏ nhất

- Đảm bảo điều kiện bôi trơn là tốt nhất

Vận tốc vòng quay trục uốn với: V = 5,5 (m/ph)

=> 𝑖ℎộ𝑝 =𝑖𝑐ℎ𝑢𝑛𝑔

𝑖𝑏𝑟 = 60,4 Lấy 𝑖ℎộ𝑝 = 60

Vì tỷ số truyền lớn (i = 60) nằm trong khoảng i = 50 đến 400, nên ta chọn hộp giảm tốc 3 cấp khai triển Đối với hộp giảm tốc 3 cấp khai triển , để tạo điều kiện bôi trơn cấp nhanh và cấp chậm bằng phương pháp ngâm dầu như nhau

𝑖𝑛 = (1,2 − 1,4)𝑖𝑐Trong đó: in, ic _ tỷ số truyền cấp nhanh và cấp chậm

Công suất trên các trục:

𝑖2 =

196

4 = 49 (𝑣𝑔/𝑝ℎ) + Trục IV: n4 =n3

𝑖3 =

49

3 = 16,3 (𝑣𝑔/𝑝ℎ) + Trục cán I: nT1 = n4

Từ kết quả tính toán ở trên ta có bảng thông số sau:

3.3 Tính toán thiết kế các bộ truyền

3.3.1 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh

Do bộ truyền cấp nhanh làm việc với số vòng quay tương đối lớn , và để giảm thiểu rung động và va đập giữa các bánh răng ta chọn bộ truyền bánh răng nghiêng

Bộ truyền bánh răng nghiêng có hệ số trùng khớp cao nên ăn khớp êm hơn

a) Chọn vật liệu

Theo bảng 3-8/40 “Thiết kế Chi tiết máy” chọn:

- Bánh nhỏ: Thép C55 thường hóa đạt độ rắn HB = 220, có giới hạn bền

𝜎𝑏1 = 640 (N/mm2), giới hạn chảy 𝜎𝑐ℎ1 = 320 (N/mm2)

- Bánh lớn: Thép C45 thường hóa đạt độ rắn HB = 200, có giới hạn bền

𝜎𝑏2 = 580 (N/mm2), giới hạn chảy 𝜎𝑐ℎ2 = 290 (N/mm2)

b) Xác định ứng suất cho phép

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép

[σ]tx = [σ]Notx K′N (CT 3.1/38 "Thiết kế chi tiết máy") Trong đó: [σ]tx: Ứng suất tiếp xúc cho phép( N/mm2 )

K′N: Hệ số cghu kỳ ứng suất tiếp

K′N = √No

Ntđ6 (CT3.2/42)