đề án thiết kế máy cắt giấy

máy cắt giấy có thể cắt được các tập giấy dày và có kích thước lớn mà các dụng cụ cắt giấy khó thực hiện (khoảng 34 cm)Nó còn giúp nâng cao năng suất lao động cho người in ấn, đóng sách... người thợ chỉ cần lực nhỏ từ tay và khối lượng cơ thể đã có thể cắt được tập giấy vài cm

Lời nói đầu

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển mang lại những lợi ích cho con người về tất cả những lĩnh vực của đời sống xã hội Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới nhằm tiến tới công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước

Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất

Nhằm thực hiện mục tiêu đó, sinh viên trường ĐHKT Công Nghiệp -Thái Nguyên nói riêng và những sinh viên của các trường kỹ thuật nói chung trong cả nước luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đã được học và tìm hiểu trong quá tình học tập để có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của mình vào công cuộc đổi mới của đất nước trong thế

kỷ mới

Để làn quen với công việc thiết kế, em đã đươc giao “Đề án thiết kế Máy Cắt Giấy ” Qua đề án này, em có thể tổng kết lại những kiến thức lý thuyết đã được học, củng cố và mở rộng thêm kiến thức, hiểu rõ hơn công việc của một kỹ

sư tương lai Tuy nhiên với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đề án của em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn Cơ sở thiết kế máy và các thầy cô giáo trong khoa cơ khí để đề án của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn Cơ sở thiết kế máy và khoa cơ khí Đặc biệt là sự hướng dẫn tận

PHẦN I: GIỚI THIỆU MÁY CẮT GIẤY

I Phân loại

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại máy cắt giấy tuy nhiên ta có thể phân thành 2 loại chính như sau

Loại 1: Máy cắt giấy thủ công

Loại này sử dụng sức người tác dụng lực vào đòn bẩy của máy làm dao đi xuống cắt giấy

Loại 2: Máy cắt giấy tự động

Loại này thay vì sử dụng sức người như máy thủ công ta sử dụng 2 cây cylinder khí nén

II Tìm hiểu về Máy cắt giấy thủ công trong Thư viện Trường ĐHKT

Công nghiệp

1 Nguyên lý hoạt động của máy

Hình 1.Bộ phận truyền lực lên dao

Lực truyền từ tay người sử dụng vào đòn bẩy 1, sau đó truyền qua thanh dẫn 2 lên thanh vít điều chỉnh khoảng cách 3 rồi đến bộ phận gá dao 4 để nâng

hạ lưỡi dao 5, tạo lực cắt

Hình 2 Bộ phận đẩy giấy

Khi cắt giấy thì bước đầu tiên là ta để tập giấy vào bàn dao, sau đó ta sử dụng bộ phận đẩy giấy làm cho các cạnh của tờ giấy bằng nhau trước khi cắt

Bộ phận đẩy giấy này hoạt động nhờ cơ cấu vít thông qua tay quay như hình dưới

Sau khi ta đẩy giấy đến đúng vị trí cần cắt ta tiến hành kẹp định vị lại tập giấy nhờ bộ phận kẹp giấy thông qua tay quay và bộ phận vít

Hình 4 Bộ phận kẹp giấy.

Sau khi làm xong các bước trên ta tiến hành cắt, trước khi cắt cần tháo chốt an toàn Ta tác động lực vào đòn bẩy từ từ hạ cơ cấu mang dao xuống tập giấy nhờ trọng lượng của bộ phận gá dao và lực của người làm đứt tập giấy

Cuối cùng việc cắt hoàn thành thì ta nâng dao lên đồng thời đóng lại chốt

an toàn rồi thực hiện việc tháo kẹp tập giấy

Hình 5 Cơ cấu cắt

2 Công Dụng của máy cắt giấy

- Máy có thể cắt được các tập giấy dày và có kích thước lớn mà các dụng cụ cắt giấy khó thực hiện

- Nầng cao năng suất lao động

PHẦN II: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA MÁY CẮT GIẤY VÀ TRÌNH TỰ

THÁO LẮP

1 Bộ phận đẩy giấy.

Bộ phận này gồm tay quay gắn với trục vít, thộng qua bộ phận truyền lên

má đẩy giấy

Hình 6 Má đẩy giấy

- Trục vít có chiều dài ren 440mm, có cộng dụng truyền momen xoắn lên

má đẩy giấy thông qua thanh truyền

- Tay quay có đường kính 160mm, nhận lực từ tay người sử dụng truyền vào trục vít

được đặt năm ngang và bắt vít vào thanh truyền nhận momen xoắn từ trục vít

- Để tháo bộ phận này trước tiên ta tháo mà đẩy giấy rồi đến tay quay, sau đó rút trục vít ra rồi lấy 2 thanh đẩy

2 Bộ phận kẹp giấy

Bộ phận kẹp giấy gồm các chi tiết sau

- Tay quay có đường kính 300mm có công dụng nhận lực từ tay người sử dụng truyền xuống trục vít

Hình 7 Tay quay

- Trục vít có chiều dài ren là 250mm với đường kính 30mm được taro đoạn không có ren 150mm với đường kính 20mm có công dụng nhận lực từ tay quay và tạo momen xoắn để nâng hạ thanh kẹp

- Thanh kẹp có kích thước biên dạng hình thang với đáy lớn 180mm và đáy nhỏ 120mm Má lớn được gắn với thanh kẹp giấy bằng 3 đai ốc

- Thanh kẹp giấy có chiều dài 480mm chiều rộng thanh kẹp là 50mm, dày 10mm

- Để tháo bộ phận này ta tháo bộ phận mang thanh kẹp ra sau đó tháo tay quay rồi rút trục vít ra

Hình 8 Bộ phận mang thanh kẹp

3 Bộ phận cắt giấy

- Đòn bẩy có chiều dài đoạn thẳng 1060mm được làm từ thép ống có đường kính 32mm Đòn bẩy có công dụng là điểm đặt lực và truyền lực đến thanh truyền khi người tác dụng lực

- Thanh truyền lực.

Hình 10.Thanh truyền lực Thanh truyền lực được nối khớp với đòn bẩy để nhân lực khi tác động lực Thanh có chiều dài 650mm và đường kính 40mm được định vị bằng 2 khớp xoay vào chân giá máy, thanh truyền lực lên thanh ốc nhờ 2 tai được gắn ở thanh

- Ống vặn được làm từ thép ống có đương kính 20mm được nối với nhau bởi

1 ống có ren 2 đầu ống có chiều dài 300mm với đường kính 30mm Bộ phận này nhận lực từ thanh truyền để truyền lên bộ phận gá dao, hơn nữa bộ phận còn có tác dụng điều chỉnh góc nghiêng của đòn bẩy để thuận tiện cho người sử dụng

Hình 11 ống vặn

- Thanh gá dao được làm từ 3 thanh với chiều dài là 720mm rộng 120mm, 2 đầu của gá được giữ vào thanh đứng nhờ 2 tai có chốt

Trên gá được tạo 3 lỗ ren để định vị lưỡi dao lên gá

- Lưỡi dao có chiều dài 700mm, cao 120mm, dày 10mm Lưỡi dao được làm từ thép CD70 là loại thép cứng phù hợp để làm lưỡi dao cắt Lưỡi dao có độ cứng phù hợp có thể cắt được tối đa tập giấy có chiều dày 70mm

Hình 12 Lưỡi dao

- Để tháo bộ phận này trước tiên ta vặn ốc gắn đòn bẩy với thanh truyền sau đó tháo chốt giữa tai gắn thanh truyền với ống vặn, tiếp tục ta tháo chốt gắn ống vặn với tay gá dao rồi tháo chốt giữa tay gá dao với bộ phận gá dao Cuối cùng

ta vặn ốc gắn thanh gá dao với dao

PHẦN III: TÍNH TOÁN CHI TIẾT

1 Lược đồ động học cơ cấu cắt giấy

O1

p

2 1

3 5 6

M

F

q

4

1- Đòn bẩy

2- Thanh truyền

3- Thanh ốc

4- Thanh dẫn hướng 1

5- Thanh dẫn hướng 2

6- Lưỡi dao

7- Gá dao

Dưới tác động của lực từ tay người sử dụng, cán dao sẽ chuyển động quay tròn quanh điểm đầu gắn vào thanh truyền Thanh truyền được giữ vào giá nhờ một ổ lăn và một ổ trượt, thanh truyền nhận lực từ đòn bẩy sẽ chuyển động xoay tròn tạo mô men xoắn Trên thanh truyền gắn thêm một thanh dẫn nằm song song với đòn và nối với thanh ốc nhờ một khớp xoay, đầu còn lại của thanh ốc gắn với tay dẫn hướng 1 bằng khớp xoay Tay dẫn hướng 1 quay tròn quanh giá của nó nên thanh ốc sẽ chuyển động song phẳng.Thanh dẫn hướng 2 cũng

2 Kiểm tra bền cho dao cắt

- Từ việc đo đạc thực tế trên máy chúng em thu được kết quả sau: Chiều dầy lớn nhất mà máy có thể cắt được đối với loại giấy khổ A4 là 25mm với lực cắt là 650N => Lực cắt lớn nhất là 650N

- Chọn vật liệu làm dao là thép CD70 với ứng suất cho phép là

[σ] = 500MPA

- ∑M(O1)=P.1060+380.F = 0 => |F| = 1830(N)

- Tách các khâu và đặt phản lực liên kết lên ta được lên các khớp ta được:

a

M

p

1 Rn12 R12

Rt12

10 60

O 1

∑M(O1) = P.1060 - 105 = 0

 = =6562( N)

+) Tổng hợp lực đối với phương thẳng đứng là:

∑F = - = 0 => = = 920 (N)

=> R12 = == 6626(N)

• Xét khâu 2:

2

R n 21

R21

R t 21

23

60 0

Rt23

O2

+) Ta có cùng phương ngược chiều và cùng độ lớn

+) Xét tổng lực tác dụng theo phương dọc trục:

 cùng độ lớn và có phương chiều như hình vẽ

3

Rn34

R34

R t 34

Rt32

Rn32

210 310

O 3

+) Lấy momen với tâm quay O3

∑M(O3) = = 0

⇔ = =11007(N)

+)Xét tổng lực theo phương dọc trục ta được:

∑F= = 0 => = 920 (N)

 R34 = = = 11045(N)

q

5

R n 45

R t 45

R 45

R n 54

R t 54

R 54

R t 43

R 43

R n 43

700

O4

+) Ta có cùng phương ngược chiều và cùng độ lớn

+) Với F = 1830(N) đã tính được ở trên ta tìm được giá trị q trên dàn lực phân bố trên dao như sau : F=q.700 => q = =

+) Tổng hợp lực tác dụng lên dao theo phương thẳng đứng ta được

∑F = = 0 ⇔ =

+) Sơ đồ hóa dao vẽ biểu đồ momen cho dao ta được:

117900

2.62

11045

12876

O 4

Mx

+) Từ biểu đồ ta thấy điểm nguy hiểm nhất trên dao là điểm O4 , với momen

= 4627400 (N.mm)

+) Modul chống uốn của dao là:

= = 16666.7()

=> Ứng suất uốn tại mặt cắt nguy hiểm là:

= = 277.64 () < 500() =[σ]

 Vậy dao thỏa mãn điều kiện bền

PHẦN IV: KẾT LUÂN

Trong quá trình làm đề án này chúng em đã thu thập và tìm hiểu được thêm rất nhiều kiến thức về cơ khí, đặc biệt là sau quá trình làm đề án thiết kế này chúng em đã sử dụng thành thạo hơn 2 phần mềm đó là autocad và inventor

Đây là một đề tài rất hay vì trong quá trình làm chúng em phải áp dụng cả thực tiễn và lí thuyết cùng với việc sử dụng phần mềm thiết kế để xây dựng lại một máy hoàn chỉnh từ đó nhìn thấy được các các quá trình chế tạo, ưu nhược điểm của máy, từ đó đưa ra được các giải pháp tốt nhất để vận hành máy