BÀI TẬP LỚN TRANG BỊ ĐIỆN TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN TRANG BỊ ĐIỆN TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI GVHD Ths Trần Văn Phúc Ân Sinh viên thực hiện Trần Duy Toàn MSV 13103701 Nguyễn Ng.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ

BÀI TẬP LỚN

TRANG BỊ ĐIỆN TRONG MÁY

CẮT KIM LOẠI

GVHD: Ths Trần Văn Phúc Ân

Sinh viên thực hiện Trần Duy Toàn MSV: 13103701

Nguyễn Ngọc Trạng MSV: 13102381

Trần Quốc Đạt MSV: 13102271 Nguyễn Chí Cường MSV: 13101881

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2015

LỜI NÓI ĐẦU Máy tiện là máy cắt lim loại được dùng rộng rãi nhất trong ngành cơ khí cắt

gọt.Thường nó chiếm khoảng 50-60% trong các nhà máy cơ khí.công việc chủ yếu được thực hiện trên máy tiện vạn năng là : gia công các mặt tròn xoay ngoài và

trong,mặt đầu,taro và cắt ren,gia công các mặt không tròn xoay với các đồ gá

phụ.Chính vì những tính năng ưu việc ,quan trọng của máy tiện như thế đối với người công nhân cơ khí nghiên cứu và tìm hiểu máy tiện là sự cần thiết

Trong rất nhiều máy tiện vạn năng hiện nay tôi xin giới thiệu sơ lược về máy tiện vạn năng 1K62

1.Máy tiện ren vít vạn năng 1K62

1.1 Giới thiệu máy tiện :

1.2.Các tính năng kỹ thuật chủ yếu của máy

Đường kính lớn nhất của phôi gia công ∅ 400

Số cấp tốc độ trục chính : Z = 23

Giới hạn vòng quay của trục chính : nTc = 12,5 ÷ 2000 (v/ph)

Cắt được các loại ren

Quốc tế : tp = 1 ÷ 192 mm

Anh : 24 ÷ 2v/inch

Môđun : 0.5 ÷ 48 π

Pitch : 96 ÷ 1

Lượng chạy dao dọc : S d = 0,07 ÷ 4,16 (mm/vòng)

Lượng chạy dao ngang : S ng = 0,035 ÷ 2,08 (mm/vòng)

Động cơ chính : N1 = 10kw ; nđc1 = 1450 (v/ph)

Động cơ chạy nhanh : N2 = 1kw ; nđc2 = 1410 (v/ph)

Trọng lượng máy : 22000KG

2 PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC MÁY

Máy có 2 xích động

Xích tốc độ : từ động cơ đến phôi

Xích chạy dao : cắt ren và tiện trơn

Từ trục chính đến vít me hoặc trục trơn

SƠ ĐỒ ĐỘNG MÁY TIỆN 1K62

1 1 Các xích truyền động của máy tiện 1K62 :

1.1.1 Xích tốc độ quay của trục chính :

Xích tốc độ 1K62 được nối từ động cơ điện có công suất N = 10 (kw),số vòngquay n=1450 (vòng/phút), qua bộ truyền đai thang vào hộp tốc độ (cũng là hộp trục chính) làm quay trục chính VII Lượng di động tính toán ở hai đầu xích là: nđ/c (vòng/phút) của động cơ ntc (vòng/phút) của trục chính

Từ sơ đồ động ta vẽ được lược đồ các con đường truyền động qua các trục trung gian

tới trục chính như sau:

Phương trình xích tốc độ

Xích tốc độ có hai đường truyền là đường truyền quay thuận và đường truyền quay nghịch Mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm hai đường truyền tốc

độ thấp và tốc độ cao(đường vòng vàđường tắt)

Đường vòng truyền qua các trục:I – II – III – IV - V – VI - VII

Từ các phương trình xích động trên ta thấy:

-Đường tốc độ thấp (đường vòng) quay thuận có 24 cấp tốc độ

Zthấp= 2x3x2x2x1= 24 tốc độ -Đường tốc độ cao (đường tắt) cho ta 6 cấp tốc độ

Zcao =2x3x1= 6 tốc độ

Tuy nhiên, thực tế đường truyền tốc độ thấp(đường vòng) quay thuận chỉ có 18 tốc độ,vì giữa trục IV và trục VI có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng cho ta 4 tỷ

số truyền

16

1 88

22

88

4

1 45

45

88

4

1 45

45

88

45 1

45 45

Vậy đường truyền tốc ộ thấp có 18 cấp tốc độ

ZVòng =2 x 3 x 3 = 18

Vậy đường truyền thuận có 18+6=24 tốc độ

Bao gồm: Tốc độ thấp từ n1n18

Tốc độ cao từ n19n24

Đối với máy 1K62 thực tế tốc độ lớn nhất của đường truyền tốc độ thấp(đường vòng)và tốc độ nhỏ nhất của đường truyền tốc độ cao(đường tắt)gần bằng nhau (coi như trùng nhau) nên trên thực tế máy 1K62 chỉ có 23 tốc độ

Sự trùng tốc độ do hai tỷ số truyền (từ trục IV – V) không thể tránh được vì người

ta lợi dụng con đường đóđể cắt ren khuếch đại khi nghịch đảo các tỷ số truyền đó lên Máy 1K62 còn có đường truyền nghịch được điều khiển bởi ly hợp ma sát đặt trên trục

II

Ly hợp này có tác dụng làm thay đổi chiều quay của trục chính mà không cần thay đổi chiều quay của động cơ

Đường truyền này chỉ có 12 cấp tốc độ

2.2.Xích chạy dao để cắt ren:

2.2.1 Tiện ren

Xuất phát từ trục chính V →VII,VIII,BR tt →hộp CD →vít me

1 vòng trục chính → bước ren tp (mm)

BR tt VIII & IX có 2 khả năng : itt = 64/97 hoặc 42/50

Cơ cấu nơtron có 2 đuờng chủ động và bị động

NT cđ : IX →C2→XI(notron quay)→X→C4→XII→XIII→XIV→C5→vít me

NT bđ : IX→35/35→X→28/25→(NT)XI→35/35→XII→XIII→XIV→C5→vít

me

Cắt các bước ren khác nhau của cùng loại ren : 28 bước ren (7x4)

7 bước ren : 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,75; 2

Dùng 7 BR của NT : 26, 28, 32, 36, 40, 44, 48 gọi là icơ sở

4 tỷ số truyền : 2 khối BR di trượt 2 bậc giữa XII, XIII, XIV : igấp bội

Cắt ren trái

Chiều quay trục chính không đổi dao chạy ra,xích CD đảo chiều

VII→ BR đệm 28 : iđảo chiều = 35/28x28/35→VIII (và 2 tỷ số thuận)

Xích chạy dao nối từ trục chính VII qua bánh răng thay thế vào hộp chạy dao truyền tới trục vítme

Để cắt được 4 loại ren khác nhau, máy tiện 1K62 có 4 khả năng điều trỉnh (bánh thay thế giữa trục IX và X có hai khả năng, cùng với hai đường truyền của cơ cấu nooctông)

Bộ bánh răng noóctông chủ động chuyển động từ trục IX qua li hợp M2 tới trục X làm quay khối bánh răng hình tháp xuống trục XI qua M3 tới trục XII đến trục XIV tới trục vít me

+ Noóctông bịđộng chuyển động từ trục X thông qua M2 màđi từ cặp bánh răng

tới trục XI và 28-25-36 bánh răng hình tháp XII qua bánh răng 35 (không truyền qua trục XV) xuống dưới 18-28-35-XIII tiếp tục truyền qua XIV-XV tới vít me

+ Để cắt được nhiều ren khác nhau trong cùng một loại ren trong hộp chạy dao của máy dùng khối bánh răng hình tháp 7 bậc và 2 khối báng răng di trượt

36

28

khi cắt ren trái trục chính giữ nguyên chiều quay cũ cần đổi chiều chạy dao ngược lại trong xích có cơ cấu đổi chiều nối giữa trục VIII và IX tới bánh răng đệm 28

Lược đồ cấu trúc động học hộp chạy dao

Từ cấu trúc động học xích chạy dao trên ta có phương trình tổng quát cắt ren như sau:

1vòng trục chính x icốđịnh x ithay thế x icơ sở x igấp bội x tv = tp

+ Khi cắt ren Quốc tế (dùng cho các mối ghép)

Lượng di động tính toán : 1vòng trục chính tP (mm)

Sử dụng bánh răng thay thế

50

42

,

Bộ bánh răng noóctông chủđộng

+ Khi cắt ren Anh

Lượng di động tính toán : 1vòng trục chính

n

4 25

(mm)

Trong đó n: Số vòng quay trên 1 tấc anh

Sử dụng bánh răng thay thế

50

42 ,

Bộ bánh nooctông bịđộng

+ Khi cắt ren môđuyn: (Dùng cho truyền động)

Lượng di động tính toán : m = tP/π - iTT

Sử dụng Bánh răng thay thế

97 64

Bộ nooctông chủ động

+Khi cắt ren Pitch:

Lượng di động tính toán : 1vòng tc = 25,4.π/Dp (mm)

Sử dụng Bánh răng thay thế

97 64

Bộ nooctông bịđộng

+ Phương trình xích động:

1VTC.iđc.itt.icơ sở.(hoặc 1/icơ sở).igấp bội.tX =tP

+Phưong trình cắt ren quốc tế(dùng bánh răng thay thế

50

42 )

1VTC(VII)

60

60

(VIII)

42

42

(IX)

50

42

(X).M2

28

25 36

Zn

(XI).M3(XIII) igh(XV) tX=tP

+Phương trình cắt ren modul(dùng cặp bánh răng thay thế

97

64 )

1VTC(VII)

60

60

(VIII)

42

42

(IX)

97

64

(X).M2

28

25 36

Zn

(XI).M3(XIII) igh(XV) tX=.m

+ Phương trình cắt ren Anh (dùng cặp bánh răng thay thế

50

42

)

1VTC(VII)

60

60

(VIII)

42

42

(IX)

50

42

(X)

25

28

36 35

37 37

35

Zn

(XI)

35

28 28

35

(XIII) igh(XV)

tX=

K

4

,

25

(K là số vòng ren trên 1inch)

+Phưong trình cắt ren pitch(dùng cặp bánh răng thay thế

97

64 )

1VTC(VII)

60

60 (VIII)

42

42(IX)

97

64 (X)

25

28

36 35

37 37

35

Zn

(XI)

35

28 28

35 (XIII) igh(XV)

tX=



4

25

DP là số modul trong 1 inch)

+ Phương trình cắt ren khuếch đại (dùng bộ khuếch đại có 4 tỷ số truyền) (

1

32 , 1

8 , 1

2 , 1 1

)

Ta có phương trình xích động như sau:

1VTC(VII)

27

54

(VI)

22

88 45

45

(V)

22

88 45

45

(IV)

45

45

(VIII).iđc.itt.ics.igb.tX=tpKD

+Tiện ren chính xác: Sơ đồ xích cắt ren

Đường truyền : Từ trục chính → VI – VII →VII →itt →IX(C2 đóng) →XI(C5 đóng)→ vítme

Muốn tiện ren chính xác yêu cầu đường truyền phải ngắn nhất do đó phải tính lại itt

+ Cắt ren mặt đầu:Gia công đường xoắn acimet trên mâm cặp 3 vấu

Đường truyền xích động:

Từ trục chính →XIV→28/56(không qua ly hợp ma sát)→XV(trục trơn)→vào hộp xe dao→ trục ví tme ngang tX =5

2.2.2 Xích tiện trơn:

Như cắt ren đến XIV(C5 đóng)→LHMS-28/56→XVII(trục

trơn)→27/20.20/28→TV-BV 4/20→trái →chạy dao dọc

Phải → chạy dao ngang

Chạy dao dọc : Từ trục bánh vít 28 (trục XVII ) qua cặp bánh răng 14/60 (bánh

răng 60 lồng không) đóng ly hợp bánh răng thanh răng t=10 (m=3) xe dao chạy dọc hướng vào mâm cặp (chạy thuận) khi chạy dao lùi đường truyền từ bánh răng 60 trục XVII truyền qua bánh răng đệm 38 tới bánh răng 60 trên trục XVIII,đóng li hợp,chuyển động quay truyền qua cặp bánh răng 14/60 làm bánh xe dao chạy lùi

Chạy dao ngang : Đường truyền giống như chạy dao dọc truyền theo nửa bên

phải hộp chạy dao tới vít me ngang tX=5 (mm)

Chạy dao nhanh : Máy cóđộng cơđiện chạy dao nhanh N=1 (kw), n =1410

(vg/ph) trực tiếp làm quay nhanh trục trơn XVI

III.Một số cơ cấu :

3.1.cụm ly hợp ma sát

3.1.1.công dụng : Đảo chiều quay trục chính

Bánh răng 2 quay thuận(khối bánh răng 56-51) và bánh răng quay ngược 6 (bánh răng 50).có khoét lõm vào tạo thành moay ơ và bên trong cos đặt đĩa ma sát 3.vòng ngoài của đĩa ma sát lọt vào các rãnh moay ơ.Đĩa 12 có lổ then hoa ăn khớp với then hoa trên trục 1.các đĩa ma sát hoạt động theo nguyên tắc sau : Nếu ép chặt 3 vào đĩa

12 chúng sữ liên kết nhau bằng lực ma sát.chuyển động quay từ trục 1 qua đĩa ma sát truyền cho khối bánh răng 46-51 hoặc 50

3.1.2.Điều chỉnh cụm ly hợp ma sát

Muốn điều chỉnh cụm ly hợp ma sát ta chỉ cần tháo 2 chốt của đai ốc điều chỉnh và dùng cale móc chuyên dùng vặn đai ốc điều chỉnh sao cho các ly hợp ma sát có 1 khoảng tiêu chuẩn Điều chỉnh đến khoảng cách thích hợp ta lại đóng 2 chốt của đai

ốc điều chỉnh lại

3.2 cụm phanh

3.2.1.công dụng

Phanh hãm trục chính cho trục chính ngừng lại ngay tức thời

Trên trục ba của hộp tốc độ có lắp bánh hãm và dây phanh (trường hợp khớp ly

hợp ma sát ở vị trí trung tâm ) vấu của thanh răng sẽ tác động vào làm cánh tay đòn

của dây phanh kéo căng ra và hãm trục chính lại

3.2.2.cách hiệu chỉnh

Khi cụm phanh mòn ta hiệu chỉnh cụm phanh như sau

Tháo chốt của đai ốc hiệu chỉnh ,vặn đai ốc điều chỉnh đẩy vấu của thanh răng tịnh

tiến vào 1 khoảng sao cho cánh tay đòn của dây phanh đến khi khe hở của dây phanh

và bánh đai đạt thông số tiêu chuẩn.Khi khe hở phù hợp lại đóng chốt của đai ốc điều

chỉnh lại

Nếu điều chỉnh đúng khi trục chính quay tới tốc độ 2000v/phút (không lắp mâm cặp

và phôi) có thể phanh cho trục chính đứng lại trong 1,5 giây

3.3.Cụm trục chính

Cách khử khe hở cụm trục chính

Đầu trục chính có lổ côn với độ côn moóc số 12 đẻ lắp mũi tâm và các dụng cụ

khác để kẹp phôi.Ở phía ngoài đầu trục chính có mối lắp côn để lắp mâm cặp của

máy.Trục chính được gá trên 2 gối đỡ lăn.ổ bi được điều chỉnh băng đai ốc hãm 12 ép

chặt vào vòng trong của ổ bi.Vòng trong của ổ bi xê dịch đến phần côn của trục chính

và được nới ra làm giảm độ hở giữa bi và vòng của ổ bi

4 Các cơ cấu đặt biệt của máy tiện

4.1.Cơ cấu norton

cấu norton bao gồm một số bánh răng lắp kế tiếp nhau theo dạng hình tháp trên

trục 1.Truyền động được đưa tới trục 2 qua bánh đệm z36.Bánh răng trung gian Z25

ăn khớp với bánh răng di trượt Z28 được lắp trên trục 1.Khung này có thể dujch

chuyển quanh trục và dọc trục 2

Khi cho bánh răng Z36 ăn khớp với 1 bánh răng nào đó của khối norton thì xoay

khung I 1 góc,dịch chuyển dọc trục đến 1 vị trí cần thiết và đưa bánh răng Z36 vào ăn

khớp với bánh răng trên khối norton.Trục 1 có thể là trục chủ động hoặc bị động.Khối

bánh răng hình tháp trên máy 1K62 lắp 7 bánh răng (Z1= 26 , Z2= 28 , Z3=32 , Z4= 36

, Z5=40 , Z6=44 , Z7=48 )

Kích thước của cơ cấu norton nhỏ gọn,tuy thực hiện nhiều tỷ số truyền nhưng độ cứng

vững không cao (hình vẽ)

4.2 Cơ cấu đai ố bổ đôi

Để đảm bảo độ chính xác khi cắt ren xích truyền động không đi qua trục trơn mà

dùng trục vít me có bước ren chính xác.Khi tiện trơn phải cắt mối liên hệ của trục

chính với bàn dao qua bộ truyền đọng vít me đai ốc người ta dùng cơ cấu bổ đôi đai

ốc như hình vẽ

Khi dao chạy bằng vít me phần 1 và phần 2 của đai ốc bổ đôi được ăn khớp chặt vào vít me nhờ tay quay 3 và xoay đĩa 4 đưa 2 chốt 5 mang 2 nửa đai ốc di động trong

2 rãnh định hình 6 tiến gần nhau.Khi tay quay 3 quay theo chiều ngược lại đai ốc mở

ra giải phóng hộp xe dao khỏi trục vít me

Ren của vít me và đai ốc là ren hình thang và luôn có cơ cấu khử ren của ren

4.3.Ly hợp siêu việt

Ở máy tiện 1K62 chuyển động chạy dao nhanh được thực hiện bằng động cơ riêng.Để trục trơn có thể chạy dao nhanh đồng thời với chuyển động chạy dao dọc và chạy dao ngang mà không bị gãy trục do có tốc độ khác nhau,trên má có dùng ly hợp siêu việt lắp trên trục trơn XV

Cơ cấu ly hợp siêu việt bao gồm : võ 1 được chế tạo liền với bánh răng Z56 để nhận

truyền động từ hộp chạy dao Lõi 2 quay bên trong lõi 1 có xẻ 4 rảnh và trong từng

rảnh có đặt con lăn hình trụ 3.Mỗi con lăn đều có lò xo 4 và chốt 5 đẩy nó tiếp xúc với

vỏ 1 và lõi 2.lõi 2 được lắp trên trục XV bằng then

Khi chay dao khối bánh răng có tỷ số truyền 28

56 làm vỏ 1 quay theo chiều ngược kim đồng hồ.Do ma sát và lực lò xo 4 con lăn sẽ bị kẹt ở chổ hiệp giữa vỏ 1 và lõi 2.Do đó

lõi 2 sẽ nhận chuyển động chạy dao truyền cho trục trơn XV trục quay này sẽ quay

cùng chiều và cùng vận tốc với vỏ 1.Khi vỏ 1 chuyển động theo chiều kim đồng hồ

con lăn 3 sẽ chạy đến chổ rộng giữa vỏ 1 và lõi 2.Lõi 2 qua then cùng với trục trơn

XV đứng yên xích chạy dao bị ngắt.Muốn cho trục trơn chuyển điịng theo chiều này

phải có khối bánh răng Z28-Z28 trên trục XVI vào khớp bánh răng Z56 lắp cố định trên

trục trơn XV ngoài ly hợp siêu việt.Truyền động này còn cắt ren mặt đầu

Khi chạy dao nhanh, trục trơn XV nhận chuyển động từ động cơ ĐC2 (N= 1kw) làm

lõi 2 quay nhanh theo chiều ngược kim đồng hồ.lúc này 1 cũng nhận chuyển động

chạy dao theo chiều ngược kim đồng hồ nhưng vận tốc chậm hơn lõi 2.Do đó con lăn

3 đều chạy đến vị trí rộng giữa vỏ 1 và lõi 2 Xích chạy dao bị cắt đứt và trục trơn

được chuyển động với tốc độ nhanh

4.4 Cơ cấu an toàn bàn xe dao

Khi tiện trơn để đảm bảo an toàn cho máy có lắp cơ cấu an toàn trong bàn xe dao.Cơ

cấu này đặt trong xích chạy dao tiện trơn , nó sẽ tự động ngắt xích truyền động khi

máy làm việc bị quá tải hoặc gặp sự cố kỹ thuật

Cơ cấu phòng quá tải trình bày như hình 8 Khi máy quá tải làm cho lò xo bị nén lại

ly hợp M1 bị tách ra và ngắt đường xích chạy dao

4.5.Chạc điều chỉnh

Để điều chỉnh lượng chạy dao thích hợp máy tiện 1K62 dùng chạc điều chỉnh 1 để

lắp bánh răng thay thế a,b,c,d nhằm thay đổi tỷ số truyền itt.Chạc 1 lắp lồng không và

có thể thay thế 1 góc nhất định trên trục IX theo rãnh dẫn hướng trên chạc (hình 9).Để

đảm bảo ăn khớp của bánh răng c và d trục quay của bánh răng c và b có khả băng di

chuyển dọc theo rãnh dẫn hướng xuyên tâm của trục IX.Ăn khớp của bánh răng a và b

được đảm bảo nhờ chạn điều chỉnh có thể quay xung quanh trục IX