NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY MÀI ĐAI NHÁMTài liệu

Với yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác của các chi tiết máy, máy mài bằng dây đai nhám vòng được ra đời với vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng của các sản phẩm cơ khí c

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 MÁY

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 MÁY

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÀI ĐAI NHÁM

Người hướng dẫn: TS NGUYỄN THÁI DƯƠNG Sinh viên thực hiện:

NGUYỄN ĐÌNH THỊNH Msv: 1811504110139 Lớp: 18C1

Đà Nẵng, 06/2020

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đình Thịnh Msv:1811504110139

2 Lớp: 18C1

3 Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế máy mài đai nhám

4 Người hướng dẫn: Nguyễn Thái Dương Học hàm/ học vị: Thạc Sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

1 Điểm đánh giá: …… /10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

2 Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “Nghiên Cứu Thiết Kế Máy Mài Đai Nhám ” là công trình

nghiên cứu của chúng tôi Những phần sử dụng tài liệu tham khảo trong đồ án đã được nêu rõ

trong phần tài liệu tham khảo Các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án là hoàn toàn trung thực,

nếu sai chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu mọi kỷ luật của Bộ môn, Khoa và Nhà

trường đề ra

Sinh viên thực hiện (Chữ ký, họ và tên sinh viên)

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay, khoa học kỹ thuật đóng một vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống của con người Việc sử dụng máy móc trong sản xuất không chỉ giải phóng sức lao động của con người mà còn góp phần tăng năng suất, thúc đẩy nền kinh tế phát triển Do vậy, công việc thiết kế chế tạo và cải tiến các loại máy móc phục vụ cho nhu cầu sản xuất là điều vô cùng cần thiết, đòi hỏi người kỹ sư phải có kiến thức sâu rộng về cơ khí, điện tử, tự động hóa,

Ngày nay, việc mài và đánh bóng kim loại thông dụng như thép, inox, nhôm,…với số lượng lớn, đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống của con người, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực bởi những giá trị và tính năng mà nó đem lại Nhu cầu mài và đánh bóng để đạt tính, yêu cầu công nghệ, thẩm mỹ, tăng chất lượng bề mặt, tăng tuổi bền làm việc ngày càng được đề cao

Từ thực thế đó, em thấy rằng nghiên cứu, thiết kế máy mài và đánh bóng kim loại là điều vô cùng cần thiết hiện nay, đồng thời cũng là cơ hội để em vận dụng và củng cố những kiến thức đã học trong nhà Trường trong suốt thời gian qua

Được sự nhất trí của Khoa Cơ khí, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, em lựa

chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy mài đai nhám ” làm đồ án tốt nghiệp

Tuy nhiên, do khả năng và kiến thức còn hạn chế, khối lượng công việc lớn, đòi hỏi sự tổng hợp của tất cả các kiến thức trong suốt quá trình học nên trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những sai sót Do vậy em rất mong nhận được sự tham gia đóng góp

ý kiến của các Thầy, Cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo, giúp đỡ của các Thầy, Cô giáo trong Khoa Cơ khí, sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy Nguyễn Thái Dương đã giúp em hoàn thành tốt đồ

án này

Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2022

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

PHẦN A: THIẾT KẾ MÁY MÀI ĐAI NHÁM 1

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÁY VÀ XU THẾ CÔNG NGHỆ 1

1.1 NHU CẦU XÃ HỘI 1

1.2 TỔNG QUAN VỀ MÀI 1

- Mài gia công 2

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP MÀI 3

1.3.1 MÀI TRÒN NGOÀI 3

1.3.2 MÀI ĐỊNH HÌNH 4

1.3.3 MÀI BỀ MẶT 5

1.3.4 MÀI XAY HÌNH TRỤ 6

1.4 TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH BÓNG KIM LOẠI 7

1.4.1 NHU CẦU VÀ VAI TRÒ CỦA ĐÁNH BÓNG TRONG CÔNG NHIỆP 7

1.4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH BÓNG ĐƯỢC SỬ DỤNG HIỆN NAY 7

1.4.3 VẬT LIỆU MÀI VÀ ĐÁNH BÓNG INOX: 8

1.4.4 KHẢO SÁT CÁC LOẠI MÁY ĐÁNH BÓNG TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG TRONG, NGOÀI NƯỚC 10

1.4.5 MỤC TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 15

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ MÁY VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY ĐIỂN HÌNH 19 2.1 PHÂN TÍCH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY MÀI ĐAI NHÁM 19

2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA MÁY 20

2.3 MỘT SỐ CƠ CẤU CHÍNH CỦA MÁY MÀI ĐAI NHÁM 20

2.4 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ VÀ CHỌN MỘT SỐ CHI TIẾT CHÍNH TRONG MÁY 21

2.4.1 BỘ TRUYỀN ĐỘNG TỪ ĐỘNG CƠ VÀO LÔ DẪN ĐỘNG 21

2.4.2 CƠ CẤU CĂNG ĐAI 24

2.4.3 SỐ LƯỢNG LÔ BỊ DẪN VÀ CÁCH BỐ TRÍ 25

2.4.4 KẾT CẤU LẮP GHÉP GỮA CÁC CHI TIẾT 25

2.4.5 MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC 27

2.4.6 VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY 27

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY MÀI ĐAI NHÁM 28

3.1 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 28

3.1.1 SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 28

3.1.2 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO 28

3.1.3 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 32

3.1.4 CHỌN ĐỘNG CƠ 32

3.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI TỪ ĐỘNG CƠ 33

3.3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI NHÁM 36

3.4 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI 38

3.5 TÍNH CHỌN THEN 44

3.6 TÍNH CHỌN Ổ LĂN 45

3.7 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC 47

PHẦN B: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 48

ĐIỂN HÌNH 48

CHƯƠNG 4: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CHI TIẾT 11 48 4.1 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 48

4.2 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT 49

4.3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 50

4.4 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 50

4.4.1 MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO PHÔI 51

4.4.2 CHỌN LỰA PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ CÁCH CHẾ TẠO PHÔI : 52

4.5 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG 52

4.5.1 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ 52

4.5.2 LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ 52

4.6 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO CÁC BỀ MẶT 53

4.7 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 54

4.7.1 NGUYÊN CÔNG I: DẬP PHÔI 54

54

4.7.2 NGUYÊN CÔNG II: Ủ VA LAM SẠCH 55

55

4.7.3 NGUYÊN CÔNG III: KHỎA MẶT ĐẦU VÀ KHOAN TÂM 55

4.7.4 NGUYEN CONG IV: TIỆN THÔ TINH 16, 20,25 VAT MEP 1X45 0 59

4.7.5 NGUYÊN CÔNG V: TIỆN THÔ TINH 16, 20, VÁT MÉP 1X45 0 63

4.7.7. NGUYÊN CÔNG VII: NHIỆT LUYỆN 70

4.7.8 NGUYÊN CÔNG VIII: MÀI CỔ TRỤC 20 73

4.7.9 NGUYÊN CÔNG IX: KIỂM TRA 76

4.8 THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY RÃNH THEN 76

4.8.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MÁY 76

4.8.2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ KẸP CHẶT 76

CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LẮP RÁP MÁY 83

5.1 LẮP RÁP CỤM KHUNG 83

5.1.1 LẮP RÁP KHUNG DƯỚI 83

5.1.2 LẮP RÁP THANH CHỈNH ĐAI 85

5.2 LẮP RÁP CỤM ĐỘNG CƠ 86

5.3 KIỂM TRA LẮP GHÉP MÁY 86

CHƯƠNG 6: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 89

6.1 CHUẨN BỊ 89

6.2 THỰC HIỆN GIA CÔNG 89

6.3 KẾT THÚC GIA CÔNG 89

6.4 AN TOÀN SỬ DỤNG MÁY 89

6.5 BẢO DƯỠNG MÁY 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

PHẦN A: THIẾT KẾ MÁY MÀI ĐAI NHÁM

NGHỆ

1.1.Nhu cầu 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 dược 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 bằng dây đai (nhám vòng) 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 bằng đai 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 dễ chế tạo có thể gia công đươc thép, inox, nhôm 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 bộ 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 nên chúng em đã quyết định chọn máy mài bằng đai nhám

làm đề tài tốt nghiệp cho mình

 Máy mài dùng đai nhám

 Máy cầm tay như máy mài góc và máy xay

 Các loại máy mài công cụ công nghiệp (máy nghiền) lớn và đắt tiền

 Máy mài cố định thường được sử dụng trong các gara hay xưởng

Hình 1.1: Máy mài cố định

- Mài gia công

 Công việc mài gia công là một lĩnh vực khá lớn và có yêu cầu đa dạng về việc sản

xuất và công cụ thực hiện Việc gia công mài có thể thực hiện công việc hoàn thiện sản phẩm rất tốt với kích thước rất chính xác Tuy nhiên trong bối cảnh sản xuất hàng loạt, việc mài cũng có thể loại bỏ một lượng kim loại khá lớn Mài thường thích hợp cho việc gia công các vật liệu cứng hơn là gia công thường xuyên (nghĩa

là cắt các mẩu thừa lớn bằng các dụng cụ cắt như các dụng cụ hoặc máy xay xát) và cho đến những thập kỷ gần đây nó chỉ được áp dụng trong việc chế tạo máy với nguyên liệu làm từ thép cứng So với việc gia công thường xuyên, nó thường phù hợp hơn cho việc cắt giảm cạn, chẳng hạn như giảm một đường kính của trục bằng nửa phần nghìn của một inch hoặc 12,7 μm

 Mài là một phần của cắt, vì mài cũng là một quá trình cắt kim loại thực sự Mỗi hạt

tiêu cực cao) Tuy nhiên, đối với mọi người làm việc trong lĩnh vực gia công, thì công đoạn mài nghiền thường được phân loại như là một quá trình “riêng biệt” Đây là lý do tại sao các thuật ngữ thường được sử dụng riêng biệt trong thực tiễn gia công

 Mài trơn và chà nhám là các khía cạnh khác của mài gia công

1.3.Các phương pháp mài

1.3.1 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

✓ Không mài được trục bậc, chỉ có thể mài trục trơn

✓ Không mài được các bề mặt gián đoạn

1.3.2 Mài định hình

- Có thể gia công được các bề mặt định hình có đường sinh thẳng, các bề mặt định

hình tròn xoay ngoài và trong

* 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

× 10-4 inch cho một bề mặt song song (trong các đơn vị met: 5 μm đối với vật liệu phẳng

và 8 μm đối với mặt phẳng song song )

Mài thường được sử dụng trên sắt đúc và các loại thép Các vật liệu này cho phép mài bởi

vì chúng có thể được giữ bằng dụng cụ được sử dụng trên máy mài, và chúng không bám vào trong bánh mài, làm tắc nghẽn và ngăn bánh mài hoạt động

Các vật liệu ít phổ biến nhất là nhôm, thép không gỉ, đồng thau và nhựa Tất cả chúng đều có xu hướng làm tắc nghẽn bánh mài nhiều hơn thép và gang, nhưng với các

kỹ thuật đặc biệt thì vẫn có thể mài chúng

1.3.4 Mài xay hình trụ

Mài xử lý hình trụ (còn gọi là mài trung tâm) được sử dụng để xay, mài các bề mặt hình trụ và vai của phôi Các phôi được gắn trên trung tâm và xoay bằng một thiết bị được gọi là một con thoi ổ đĩa hoặc trình điều khiển trung tâm Các bánh xe mài mòn và các phôi được xoay bằng động cơ riêng biệt với tốc độ khác nhau Các thông số yêu cầu đối với sản phẩm được điều khiển bằng bảng điều khiển tự động Đầu bánh xe có thể xoay Năm loại mài hình trụ là: mài ngoài đường kính (OD), mài đường kính bên trong (ID), nghiền mài, nghiền kiểu creep, và mài trung tâm

Hình 1.3: Mài xay hình trụ

Máy mài trụ có bánh xe mài nghiền (mài mòn), hai trung tâm giữ phôi, và một con lăn, mài thoi, hoặc các cơ chế khác để điều khiển công việc Hầu hết các máy xay hình trụ bao gồm một vòng xoay để cho phép hình thành các mảnh mài giảm dần Bánh xe và phôi di chuyển song song với nhau theo cả hướng xuyên tâm và hướng theo chiều dọc Bánh xe mài có thể có nhiều hình dạng Các bánh răng dạng đĩa chuẩn có thể được sử dụng để tạo ra một hình tịnh tiến thẳng hoặc giảm dần trong khi các bánh xe được sử dụng để tạo ra hình dạng cho phôi Quá trình sử dụng một bánh xe tạo ra rung động ít hơn so với sử dụng một bánh xe hình đĩa

1.4.Tổng quan về đánh bóng kim loại

Đánh bóng kim loại là công đoạn không thể thiếu trước khi hoàn thiện và đưa bất

kỳ một sản phẩm kim loại nào vào sử dụng Đây là một trong những ngành công nghiệp phụ trợ đang được tập trung ưu tiên đầu tư phát triển Đánh bóng kim loại thường được

sử dụng để làm tăng độ sáng, mịn của bề mặt kim loại, giúp loại bỏ quá trình oxy hóa hoặc loại bỏ những khiếm khuyết nhỏ của sản phẩm trong quá trình gia công, sản xuất, chế tác sản phẩm

1.4.1 Nhu cầu và vai trò của đánh bóng trong công nhiệp

Vật liệu được đánh bóng sử dụng rất phổ biến ngày nay trong xây dựng, trang trí, đồ nội thất do các tính năng ưu việt và việc sản xuất hàng loạt lớn cùng với việc tiêu chuẩn hóa Việc giữ cho vật liệu có bề mặt sáng đẹp để đảm bảo tính thẩm mỹ là một điều quan trọng đòi hỏi phải có phải có phương pháp đánh bóng hiệu quả và đạt năng suất cao

Hình 1.4: Kim loại sau khi đánh bóng

1.4.2 Các phương pháp đánh bóng được sử dụng hiện nay

+ Đánh bóng cơ học: sử dụng các hạt mài và máy mài với vận tốc quay phù hợp để đánh

bóng, các hạt mài được sử dụng phổ biến như Al2O3, SiO2, Cacbua silicat…

Quá trình đánh bóng cơ học được thực hiện từ các hạt mài với kích thước lớn đến các hạt mài kích thước nhỏ hơn, để tạo ra được bề mặt bóng mịn Bước cuối cùng trong đánh bóng cơ học là sử dụng các hạt siêu mịn kết hợp với các loại bánh vải, bánh nỉ để tạo nên

Thông thường, đánh bóng cơ học chỉ tạo ra được độ bóng tam giác 7 -8, với độ bóng này chưa đạt yêu cầu về bề mặt của một số sản phẩm chuyên dụng

+ Đánh bóng hóa học: là phương pháp sử dụng hóa chất để lấy đi các đỉnh của bề mặt

kim loại Phương pháp này chỉ thực hiện sau quá trình đánh bóng cơ, song hiệu quả kinh

tế không cao, gây ô nhiễm môi trường nên thường ít được áp dụng

+ Đánh bóng điện hóa: Là quá trình sử dụng kết hợp cả dòng điện lẫn hóa chất Chi tiết

đánh bóng được treo vào bể đánh bóng và được tiếp điện Về bản chất thì đánh bóng điện hóa cũng giống đánh bóng cơ học nhưng đây là quá trình chuỗi phản ứng hóa học phức tạp có điện phân để tăng cường độ bóng cũng như thời gian đánh bóng Đây là phương pháp đánh bóng tinh trước khi đưa vào quá trình xi mạ

Với sự phát triển của khoa học trên thị trường Việt Nam đang có các phương pháp đánh bóng mới như: đánh bóng rung (rung bóng), đánh bóng siêu âm… các phương pháp này rất hiệu quả và kinh tế, song với các vật kích thước nhỏ thì có thể đạt được giá trị kinh tế, còn đối với các sản phẩm cơ khí có kích thước lớn thì rất khó khăn

1.4.3 Vật liệu mài và đánh bóng inox:

Hạt mài là những nguyên liệu được sử dụng trong các hoạt động như mài, đánh bóng, mài nghiền, mài giũa, phun áp lực hoặc các quá trình tương tự khác Các hạt mài có kích thước khác nhau tùy thuộc vào lượng vật chất cần phải được loại bỏ.Vật liệu được sử dụng để mài mòn thường được đặc trưng bởi độ cứng cao, trung bình đến độ dẻo cao

+ Nguyên lý hoạt động của hạt mài:

Mỗi hạt mài mòn cứng hoạt động như một điểm cắt duy nhất Với hàng trăm hay hàng ngàn hạt mài có sẵn trong một diện tích nhỏ, hiệu quả mài nó mang lại rất đáng kể

Hạt mài thô được sử dụng khối lượng của vật liệu cần phải được loại bỏ nhiều, chẳng hạn như đánh bóng thô, loại bỏ vết trầy lớn hoặc các hoạt động đòi hỏi thay đổi hình dạng hay kích thước vật liệu Hạt mài mịn thường được sử dụng sau quá trình mài thô

+ Một số vật liệu được sử dụng làm hạt mài bao gồm:

- Silicon carbide thường được sử dụng cho kim loại màu

- Nhôm oxit và nhôm là loại hạt mài được sử dụng rộng rãi nhất, thường được sử dụng cho các hợp kim loại màu, vật liệu thép cường độ cao và gỗ

- Kim cương, được dùng thường xuyên nhất trong mài gốm hay đánh bóng công đoạn cuối do độ cứng cao và chi phí hợp lý

- Cubic boron nitride (CBN)

- Garnet, thường được sử dụng cho gia công gỗ

- Zirconia / hợp kim nhôm, phù hợp với thép carbon và thép không gỉ và mài mối hàn

+ Các loại vật liệu mài, đánh bóng:

- Vật liệu mài dạng hạt mài dạng kết khối

Hạt mài được trộn với chất kết dính và tạo hình thành nhiều hình dạng khác nhau bằng cách nén áp lực Sau đó nó được nung ở nhiệt độ cao để tạo ra liên kết các vật liệu tạo thành một khối mài dạng chất nền thủy tinh, do đó nó được đặt tên là đá mài dạng kết khối Hình dạng thông thường của loại này bao gồm dạng bánh, dạng hình trụ, dạng khối

và dạng hình nón

- Hạt mài dạng phủ (giấy nhám)

Hạt mài dạng phủ được tạo thành nhờ việc phủ hạt mà trên các loại vật liệu nền như giấy, vải, sợi hay màng Liên kết được hình thành nhờ chất dẻo hay chất keo, hoặc kết hợp của cả hai Ví dụ như dây đai mài, giấy nhám, đĩa nhám xếp

Hình 1.5: Vải nhám, đai mài

- Hạt mài được kết hợp với sợi tổng hợp

Mạng sợi ba chiều kết hợp theo dạng ngẫu nhiên của vật liệu nylon dệt với cấu trúc

mở được phủ với hạt mài Ứng dụng rất đa dạng với nhiều hình dạng khác nhau như miếng đệm, đá nhám trụ và đá chải

Hình 1.6 Bánh chải nhám

- Hạt mài kết khối kim loại

Một số loại hạt mài, đáng chú ý nhất là kim cương được kết hợp với nhau trong một chất nền kim loại để hình thành dụng cụ mài chính xác Nó có thể có dạng đá cắt, dụng

cụ cắt lỗ để cắt gạch, thủy tinh hay gốm sứ

- Bột hay lơ đánh bóng đôi khi được gọi là bột vỗ hoặc bột đánh bóng Thông thường, một loại vật liệu cỡ hạt rất mịn được sử dụng để đánh bóng tinh và các bước đánh bóng hoàn thiện Nó có thể được cung cấp ở dạng bột khô hoặc dạng vữa

1.4.4 Khảo sát các loại máy đánh bóng trên thị trường và tình hình sử dụng trong, ngoài nước

a) Các loại máy đánh bóng kim loại

- Máy đánh bóng cầm tay

Được thiết kế để sử dụng thủ công trong sản xuất nhỏ

+ Nhược điểm: tính đa dạng không cao, chất lượng bề mặt không đều, năng suất thấp

- Máy đánh bóng ống tròn vô tâm

Hình 1.9: Máy đánh bóng vô tâm

Hình 1.10: Máy đánh bóng đai hành tinh

+ Ưu điểm:

Chất lượng bề mặt ống tốt và đồng đều , có thể đánh bóng được những ống thẳng, cong

và có hình dạng tròn, elip, ôvan, có tiết diện thay đổi

+ Nhược điểm:

Kết cấu phức tạp, năng suất trung bình, giá thành cao, thích hợp trong sản xuất vừa và nhỏ

b Tình hình trong và ngoài nước

+ Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài:

- Do nền sản xuất cơ khí được tập trung với quy mô lớn nên việc áp dụng khoa học công nghệ vào sản xuất ở các nước có nền công nghiệp phát triển đã trở nên phổ biến Chính vì thế việc áp dụng máy móc vào lĩnh vực cơ khí là một điều tất yếu

- Việc nâng cao chất lượng bề mặt các chi tiết dạng ống bằng việc sử dụng hệ thống máy móc đánh bóng bề mặt đã được nghiên cứu và ứng dụng từ lâu

- Các loại máy đánh bóng bề mặt kim loại đã được đưa vào sử dụng rộng rãi Tuy nhiên các loại máy này có giá thành cao, chưa phù hợp với điều kiện cụ thể ở nước ta

+ Tình hình nghiên cứu ở trong nước:

- Cho đến nay, phần lớn các máy đánh bóng ở nước ta đều phải nhập khẩu từ nước ngoài

- Một số máy đánh bóng cầm tay đã được sử dụng phổ biến tuy nhiên năng suất thấp và đòi hỏi người công nhân phải có kĩ thuật cao

- Dạng sản xuất trong nước chủ yếu là vừa và nhỏ cho nên chưa có sự đầu tư nghiên cứu phát triển

1.4.5 Mục tiêu kinh tế kỹ thuật

a.Yêu cầu

- Mài biên dạng của các tấm, mảnh kim loại

- Mài đánh bóng phụ tùng bánh xe ôtô, xe máy, biển số xe

- Các chi tiết máy

- Có thể mài các chi tiết theo góc tùy chỉnh

b Ưu điểm

1 Đa dạng ứng dụng trong ngành kim loại:

- Chuyên dụng cho thép nguội

- Chuyên dụng cho Inox

- Chuyên ứng dụng Nhôm, Đồng

- Dụng cụ gia công kim loại…

2 Có thể sử dụng trong môi trường ướt hoặc khô

3 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

4 Hạt mài mạnh, bén cắt tốt, đặt biệt là tự sinh ra góc bén khi 1 tinh thể hạt mài cũ mòn

đi

5 Độ hạt Thô - Mịn đa dạng: 24, 36, 60, 80, 120, 180, 240, 320, 400, 600, 800, 1000,

1200, 1400,…

+ Mục tiêu kỹ thuật:

- Máy làm việc ổn định, rung động ít

- Kích thước nhỏ gọn, dễ dàng sử dụng, thuận tiện thao tác, vận hành, thay thế, sửa chữa

- Tiết kiệm điện năng

- Máy phải có giá thành rẻ hơn các máy có trên thị trường

- Phù hợp với hình thức sản xuất trong nước

- Năng suất cao, đem lại hiệu quả kinh tế cao

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

Chú ý: Để sử dụng đai nhám tốt cho inox và những hợp kim có chứa Niken và Crome cao Thì Tốc Độ Dài của đai mài thích hợp là L = 15-30 m/s

- Khi hoạt động phát ra tiếng ồn

- Tuổi bền dây đai thấp khoảng 100 sản phẩm/sợi

- Kết cấu lớn, chưa cứng vững

Sau đây là một số hình ảnh về máy mài ngày nay :

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ MÁY VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY

ĐIỂN HÌNH

2.1.Phân tích ưu, nhược điểm của máy mài đai nhám

 Ưu điểm:

1 Đa dạng ứng dụng trong ngành kim loại:

- 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 Gold, Trục máy, Dụng cụ gia công kim loại…

2 Có thể sử dụng trong môi trường ướt hoặc khô

3 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

4 Hạt mài mạnh, bén cắt tốt, đặt biệt là tự sinh ra góc bén khi 1 tinh thể hạt mài cũ mòn đi

5 Máy nhỏ, gọn phù hợp cho các xưởng sản xuất tư nhân, dễ dàng vận chuyển

6 Dễ dàng thay dây đai khi bị hỏng, có thể gia công đạt các cấp độ nhám khác nhau từ 5-0.63 𝜇𝑚

7 Hệ thống căng đai tự động làm cho đai luôn căng, hạn chế trượt đai, tuột đai, đảm bảo gia công ổn định, chính xác

 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

- Mất nhiều thời gian để thay thế đai

2.2.Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy

Lắp đai lên bánh dẫn và các con lăn bị dẫn, đai được căng tự động nhờ hệ thống căng đai tự động (lò xo) Chi tiết (ống sắt, ống inox, mối hàn, dụng cụ cắt ) cần gia công mài được người thợ đặt lên giá đỡ, điều chỉnh góc mài đai cho phù hợp nhờ thước chia độ được gắn trên máy

Cấp điện cho động cơ, thông qua bộ truyền đai thang động cơ truyền chuyển động đến bánh dẫn đai dẫn động đai và các con lăn chuyển động kết hợp với lực đẩy phôi từ người thợ sẽ tạo ra chuyển động cắt gọt Qua đó lấy đi 1 phần vật liệu của phôi để tạo nên chi tiết cần thiết

2.3.Một số cơ cấu chính của máy mài đai nhám

 Hệ thống căng đai tự động (lò xo)

 Thước điều chỉnh góc nghiêng đai

 Bàn đỡ chi tiết gia công

2.4.Phân tích, thiết kế và chọn một số chi tiết chính trong máy

2.4.1 Bộ truyền động từ động cơ vào lô dẫn động

a Khớp nối (nối trực tiếp động cơ vào lô dẫn)

Khớp nối trục là một bộ phận cơ khí để nối và truyền momen xoắn giữa hai thành phần chuyển động, thông thường là nối giữa 2 trục Có rất nhiều ứng dụng của khớp nối, ví dụ:Khớp nối các đăng nối truyền từ động cơ tới cầu trục phía sau oto, trục động cơ điện với trục bơm Ngoài ra, khớp nối còn có tác dụng như điều chỉnh tốc độ, ngăn ngừa quá tải hay đóng mở các cơ cấu cơ khí, v.v…

Khớp nối được phân thành 2 loại chính: Khớp nối cứng và khớp nối đàn hồi

có khả năng biến dạng đàn hồi lớn, gọi là khâu đàn hồi Năng lượng va đập, rung động được tích luỹ vào khâu đàn hồi, sau đó giải phóng dần ra Do đó hạn chế được các chấn động được truyền từ trục này sang trục kia Một số loại khớp nối đàn hồi như sau:

- Khớp nối đĩa (Disc coupling): đây là loại sử dụng phổ biến nhất cho các

thiết bị quay của nhà máy công nghiệp như bơm, quạt, máy nén, tuabin, máy phát,v.v Kết cấu cũng khá đơn giản gồm các đĩa kim loại, nhờ các đĩa này có

mà có thể bù một phần cho lượng mất đồng tâm trục và khoảng di trục của hai máy:

- Khớp nối răng (Gear Tooth Coupling): làm ở điều kiện tải lớn, đường

 Truyền mmomen xoắn lớn

 Không cần thông qua bộ truyền trung gian

 Đảm bảo độ đồng tâm giữa các trục khá cao

o Nhược điểm;

 Giá thành tương đối cao

 Không thay đổi được tốc độ từ động cơ vào lô dẫn

 Khó khăn và tốn thời gian cho việc thay thế khi hỏn hóc

b Bộ truyền đai

o Ưu điểm:

 Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục xa nhau

 Làm việc êm, không gây tiếng ồn

 Đảm bảo an toàn cho chi tiết máy và động cơ khi quá tải nhờ hiện tượng trượt đai

 Có thể truyền chuyển động cho nhiều trục

 Kết cấu đơn giản, bảo quản dễ dàng, giá thành rẻ

 Dễ dàng thay thế khi hỏng hóc

o Nhược điểm:

 Khuân khổ, kích thước khá lớn

 Hiệu suất không cao do có hiện tượng trượt đai

 Tuổi thọ làm việc tương đối thấp

 Truyền chuyển động giữa các trục có khoảng cách tương đối lớn

 Khuôn khổ kích thước nhỏ hơn bộ truyền đai

 Có thể cùng lúc truyền chuyển động cho nhiều trục

 Vận tốc và tỷ số truyền tức thời không ổn định

 Nhanh hỏng khi làm việc môi trường bụi bẩn và bôi trơn kém

 Kích thước nhỏ gọn, khả năng tải động lớn

 Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy

 Hiệu suất truyền cao, có thể đạt 0,97-0,99

 Tỷ số truyền không thây đổi

 Khả năng truyền momen xoắn lớn

o Nhược điểm:

 Sử dụng trong các cơ cấu, hệ thống đòi hỏi độ chính xác cao

 Phạm vi sử dụng lớn về công suất, tốc độ và tỷ số truyền

 Vậy qua những phân tích ưu nhược điểm của các bộ truyền và thực tế ứng dụng các bộ truyền vào máy mài đai nhám này Ta chọn bộ truyền đai (đai thang) làm

bộ truyền từ động cơ vào lô dẫn vì một số đạc điểm chính như sau:

 Giá thành đai rẻ giúp làm giảm giá thành chế tạo máy

 Khả năng thay thế của đai khi hỏng hóc rất thuận tiện

 Nhờ hiện tượng trượt đai có thể tránh đc sự phá hủy khi quá tải

 Có thể thay đổi tốc độ nhờ kết hợp với puly bậc

2.4.2 Cơ cấu căng đai

Các máy mài đai trên thị trường sử dụng nhiều phương pháp căng đai khác nhau như:

 Căng đai thủ công (bằng tay)

 Căng đai nhờ cơ cấu khí nén, thủy lực (pít tông)

 Căng đai tự động nhờ lò xo

Đối với máy mài đai ở đây ta chọn sử dụng cơ cấu căng đai tự động (dùng lò xo) vì nó có một số ưu điểm vượt trội như sau

Hình 2.1: Lò xo

o Ưu điểm của căng đai tự động bằng lò xo:

 Là phương pháp căng đai tự động, người thợ không cần tốn công sức, thời gian để điều chỉnh đai, do đó giúp làm tăng năng suất gia công

 Giá thành rẻ hơn so với các phương pháp căng đai tự động khác, chỉ cần chi phí cho lò xo (lò xo có bán sẵn trên thì trường rất nhiều)

 Giúp đồng bộ hóa, tiêu chuẩn hóa chi tiết, rất thuận tiện cho việc tháo lăp khi sửa chữa, thay thế

 Cơ cấu đơn giản dễ thao tác và sử dụng

2.4.3 Số lượng lô bị dẫn và cách bố trí

Chọn số lượng lô bị dẫn là 3 vì một số lý do như sau:

 Dây đai tương đối dài, 4 lô (tính cả lô dẫn) sẽ làm khoảng cách giữa các lô liên tiếp không quá xa nhau, đảm bảo cho dây đai không bị trùng khi tác dụng lực mài lớn

 Tăng ma sát gữa dây đai với các lô làm giảm hiện tượng trượt của đai

 1 lô bị dẫn kết hợp với lò xo giúp căng đai tự động

 2 lô bị dẫn tạo ra mặt phẳng mài làm tăng diện tích sử dụng mài so với dùng 1

lô

 Kết hợp với thước chia độ điều chỉnh được để tạo ra các góc mài khác nhau có thể mài góc đến 120°, tạo điều kiện gia công mài các chi tiết khác nhau

2.4.4 Kết cấu lắp ghép gữa các chi tiết

-Lắp ghép giữa các chi tiết cần chuyển động quay (trục, lô) ta sử dụng ổ lăn

-Còn lại các chi tiết khác có 2 phương pháp chính:

+, Hàn

+, Ghép bằng bulong-đai ốc và vít (ghép ren)

 Hàn

 Hàn là quá trình công nghệ được ứng dụng rộng rãi để chế tạo và phục hồi các chi tiết đã bị hư tổn

 Qúa trình hàn sẽ tiêu tốn ít kim loại, giảm chi phí lao động một cách đáng kể

 Rút ngắn được thời gian sản xuất

o Nhược điểm của hàn:

 Trong quá trình hàn sẽ xảy ra sự bay hơi và õi hóa một số nguyên tố,

sự hấp thụ và hòa tan chất khí vào bê kim loại cũng như sự thay đổi vùng ảnh hưởng nhiệt

 Hàn sẽ làm găn cứng các chi tiết, không thể tháo rời, khó khăn cho sửa chữa, thay thế

 Các biến dạng kết cấu hàn có thể gây sai lệch kích thước và hình dáng của nó gây ảnh hưởng độ bền của mối ghép

 Ghép bằng bulong-đai ốc

o Ưu điểm:

 Cấu tạo đơn giản

 Có thể tạo lực dọc trục đơn giản

 Có thể cố dịnh các chi tiết ở bất cứ vị trí nào nhờ khả năng tự hãm

 Dễ dàng tháo, lắp, sửa chữa khi cần thiếp

 Mối ghép đơn giản

 Giá thành rẻ

 Khả năng tiêu chuẩn hóa cao, dễ dàng thay thế khi hỏng hóc

 Giúp khả năng vận chuyển máy dễ dàng hơn, có thể tháo rời

2.4.5 Một số chi tiết khác

 Thanh trượt;

o Tiết diện vuông tạo điều kiện lắp các chi tiết khác lên

o Có rãnh ở mặt bên giúp cố định thanh trượt tại những vị trí bất kì nhờ vít kẹp

 Khung đỡ:

o Sử dụng sắt thanh rỗng giúp làm giảm trọng lượng máy

o Kết cấu khung chữ nhật giúp cần bằng, giảm rung

o Bàn mài có diện tích đủ lớn để gia công

2.4.6 Vật liệu chế tạo máy

Gồm 2 vật liệu chính là sắt và nhôm Sau đây là vật liệu cụ thể của 1 số chi tiết chính:

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY MÀI ĐAI NHÁM

3.1.Thiết kế động học của máy

3.1.1 Sơ đồ động học của máy

3.1.2 Tính toán các thông số đầu vào

+ Các yếu tố ảnh hưởng quá trình mài đai nhám:

- Vận tốc dây đai nhám

- Lực tác dụng của dây đai nhám lên chi tiết

- Vật liệu, độ nhám của dây đai

- Vật liệu chi tiết

+ Tính toán các thông số cần thiết của máy:

a Vật liệu :

Các loại thép thông dụng, gang, inox…

b Vận tốc dây đai nhám:

Vận tốc đối với từng loại vật liệu đã được thực nghiệm và đề nghị trong bảng sau:

Bảng 3.1 Vận tốc đai nhám đối với các loại vật liệu

Trong đó: sfpm là đơn vị feet/phút, 1feet=0,3 m

Tốc độ dây nhám đối với vật liệu thông thường là:

Cấu tạo của 1 đai nhám gồm 3 phần:

+ Hạt mài (Grain): các hạt phổ biến là: Ceramic, Silicon Carbide, Green

Silicon Carbide, Aluminum Oxide, White Alumium Oxide, Garnet, Open

Coat…

+ 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

+ Nền vải nhám (Backing): Thông thường sử dụng Giấy Tổng Hợp hoặc Vải

Jeans hoặc Vải Twill

Chất lượng của bề mặt đánh bóng phụ thuộc vào độ hạt của đai nhám Mật độ

hạt càng lớn và kích thước hạt càng nhỏ thì độ bóng càng cao

Hình 3.1 Mối liên hệ giữa kích thước hạt mài và độ nhám bề mặt gia công

- Độ hạt của giấy đai nhám được chia thành các cấp:

24,36,60,80,120,180,240,320,400,600,800,1000,1200,1400,…

d Lực tác dụng của đai nhám lên chi tiết

Lực tác dụng ảnh hưởng đến ma sát trên bề mặt ống nên ảnh hưởng chiều sâu cắt khi mài

Fz : Lực cắt tiếp tuyến

Công suất khi mài với một nhánh đai là:

Theo thực nghiệm chiều sâu cắt thực tế chỉ bằng 0,2 ÷0,4 kích thước hạt

Hình 3.2 Chiều sâu cắt của hạt mài

3.1.3 Phân phối tỷ số truyền

Đường kính con lăn kéo dây nhám: D=100 mm

- Tốc độ vòng quay của con lăn:

Công suất đai nhám đã tính là 0,5 kW

Công suất tại các quả lô dẫn : ql

ql

N P

ql

Công suất tại động cơ :