Thiết kế qui trình công nghệ máy ép dầu trẩu động cơ 7,5 kw, số vòng quay trục chính 3035 vgph theo mẫu của nhật bản

Máy ép dầu thực vật là loại máy rất phổ biến ở nớc ta bởi với tính năng nhỏ gọn, có thể trang bị cho các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, dễ điều khiển và sửa chữa, giá thành không cao bởi các

Mục lục

Lời nói đầu 2

Phần1 2

Nguyên lý làm việc của máy ép dầu thực vật 2

Phần 2 3

Tính toán và thiết kế bộ truyền máy ép dầu thực vật 3

I Phân phối tỷ số truyền: 3

II Thiết kế bộ truyền đai: 4

III Thiết kế bộ truyền trục vít - bánh vít: 8

IV Kiểm nghiệm sức bền trục vít: 12

V Chọn then và kiểm nghiệm sức bền then: 15

VI Chọn ổ cho trục vít: 16

Phần 3 20

Thiết kế qui trình công nghệ gia công vỏ hộp giảm tốc 20

I Phân tích chức năng điều kiện làm việc: 20

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu: 20

III Xác định dạng sản xuất: 21

IV Phơng pháp chế tạo phôi: 22

V Tính lợng d gia công: 22

VI Lập qui trình công nghệ gia công vỏ hộp: 26

VII Thiết kế nguyên công gia công vỏ hộp: 27

Phần 4 63

Tính và thiết kế đồ gá gia công 63

I Đồ gá khoan lỗ bu lông lắp ổ trục bánh vít Φ8,5 63

II Đồ gá phay mặt đầu lỗ thăm dầu: 68

Phụ Lục 74

Tài liệu tham khảo 74

Lời nói đầu

Đất nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá, trong đó ngành công nghiệp cơ khí chế tạo máy đóng một vai trò hết sức quan trọng Ngành công nghiệp cơ khí chế tạo máy đã sản xuất nhiều loại máy móc phục vụ các ngành kinh tế khác, đặc biệt là ngành nông nghiệp và công nghiệp nhẹ Máy ép dầu thực vật là loại máy rất phổ biến ở nớc ta bởi với tính năng nhỏ gọn, có thể trang bị cho các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, dễ điều khiển và sửa chữa, giá thành không cao bởi các chi tiết của máy đều đợc sản xuất trong nớc Máy còn có thể điều chỉnh để sản xuất nhiều loại nguyên liệu khác nhau:

ép dầu trẩu, dầu lạc Do vậy việc tái sản xuất và cải tiến máy ép dầu thực vật là công việc cần đợc chú ý, phát triển.

Muốn chế tạo đợc một máy ép dầu thực vật đảm bảo chất lợng, kích thớc phù hợp với qui mô sản xuất, nâng cao năng suất lao động, giảm thiểu sức lao

động của ngời công nhân, đặc biệt là phải giảm giá thành của máy Ngời cán

bộ kỹ thuật phải đi sát với thực tế sản xuất, tìm ra những u nhợc điểm của máy

đã có để đa ra một phơng án công nghệ phù hợp và tiên tiến nhất.

Thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đợc giao đề tài "Thiết kế qui trình

công nghệ máy ép dầu trẩu động cơ 7,5 Kw, số vòng quay trục chính 30ữ35 vg/ph theo mẫu của Nhật Bản".

Trong thời gian làm đồ án em luôn đợc sự quan tâm chỉ bảo của thầy Đinh

Đắc Hiến cùng tập thể thầy cô trờng Đại học Bách khoa và qua thực tế sản xuất

em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy.

Tuy vậy, trong quá trình làm đồ án em vẫn còn những sai sót và bất hợp lí trong thuyết minh cũng nh trong sơ đồ nguyên công do còn thiếu kinh nghiệm

và trình độ thiết kế còn hạn chế.

Em kính mong đợc sự chỉ bảo, giúp đỡ và hớng dẫn của thầy Đinh Đắc Hiến cùng các thầy cô trong hội đồng thi để em đợc hoàn thành đồ án tốt nghiệp, khắc phục đợc những sai sót của ngời kỹ thuật viên sau khi ra trờng.

Máy ép dầu thực vật hoạt động dựa vào nguyên lý ăn khớp của vít me - đai ốc: Khi vít me quay thì đai ốc chuyển động tịnh tiến

Nguyên liệu là những hạt trẩu hoặc hạt lạc (đã đuợc bóc vỏ) đuợc đa vàomáy qua phễu chứa liệu.Vít me chuyển động quay nhờ động cơ dẫn động 7,5KW-1450 Vg/ph qua bộ truyền trục vít bánh vít Nguyên liệu đựoc đa vào

buồng ép , nguyên liệu lấp đầy các đờng xoắn vít nên nó đóng vai trò nh một

đai ốc Khi nguyên liệu đợc đa vào buồng ép do trục vít me có độ côn và trongbuồng ép có những thanh dao chém làm cho nguyên liệu bị nghiền nát, cuốicùng cho ta nguyên liệu dới hai dạng:

* Dạng lỏng: Tinh dầu đợc ép ra và chảy xuống máng hứng dầu, qua bộ lọcthô, lọc tinh ta đợc tinh dầu

* Dạng bã: Đợc đẩy ra ngoài qua khe hở của bạc côn

Máy ép dầu thực vật có kết cấu tơng đối đơn giản, độ cứng vững cao, bộ nguồnlàm việc êm, cho năng suất cao

Ngoài ra máy có hệ thống tay quay nối với trục chính của máy (phòng khi quátrình hoạt động bị trục trặc ta quay vô lăng theo chiều ngợc lại để lấy liệu)

Phần 2 Tính toán và thiết kế bộ truyền máy ép dầu thực vật.

=

c t

c d U

n n

U = Uh Uđ

+ Uh: Tỷ số truyền của hộp giảm tốc

+ Uđ: Tỷ số truyền của bộ truyền đai

Để đảm bảo kích thớc hộp giảm tốc nhỏ gọn, theo kinh nghiệm ta thiết kế với tỷ

số truyền của hộp : Uh = 20

≈

II Thiết kế bộ truyền đai:

Để đảm bảo truyền động chính xác , tăng khả năng kéo ta dùng đai thang.+ Các số liệu ban đầu:

Nđc = 7,5 KW ; nđc = n1 = 1450 Vg/ph (trục dẫn)

620958

,61934

,2

14501450

Ud

+ Bộ truyền làm việc một ca:

1 Chọn loại đai: Giả thiết vận tốc đai V > 5 m/s ta chọn loại đai Б có

60

140 1450 100

.

60

V < Vmax = 3035 (m/s) ⇒ Đảm bảo yêu cầu

3 Tính đờng kính D 2 của bánh đai lớn:

D2 = D1 Uđ (1- ) = D1 2,34 (1- 0,02 ) = 321 (mm)

Trong đó: D1 = 140 (mm)

 = 0,02 - hệ số trợt giữa đai và bánh đai

Lấy theo tiêu chuẩn: D2 = 315 (mm)

+ Số vòng quay thực của trục bị dẫn:

4 2

2

a

a+ D +D + D −D

( ) 1378,28( )

320 4

140 315 ) 315 140 ( 2

14 , 3 320

62 , 10

L0 : Chiều dài đai trong - Chiều dài danh nghĩa

Lđ : Chiều dài đai qua lớp trung hoà - Chiều dài tính toán

6 Xác định khoảng cách trục a theo chiều dài L tiêu chuẩn:

4

8 2

2 − ∆ +

a

λ = L0 − 0 , 5 π (d1 +d2)

(140 315) 685 , 65

14 , 3 5 , 0

K P Z

.

,

2

25 , 1 5 ,

780

.

1

Z C V

K P

25 , 1 5 , 7 780

* Lùc t¸c dông lªn trôc:

( ) 1440 96

, 0 5 150 2 2

+ ChiÒu dµi ®ai tÝnh to¸n: 1378 (mm).

+ ChiÒu dµi ®ai tiªu chuÈn: 1400 (mm)

+ Sè vßng ch¹y cña ®ai: i = 7,64

III Thiết kế bộ truyền trục vít - bánh vít:

* Các số liệu ban đầu:

* Công suất trên trục vít:

N1 = Nđc ηđ =7,5.0,95 = 7,125 (KW)

Bộ truyền làm việc 5 năm, mỗi năm 300 ngày, 1ca

Sai số vận tốc vòng của trục chính không quá ± 3%

1) Chọn vật liệu:

Giả sử vận tốc trợt Vt khoảng (2 ữ 5) m/s

+ Ta chọn vật liệu bánh vít là đồng thanh - nhôm - sắt:

БpАЖ 9-4 đúc trong khuôn cát

+ Vật liệu trục vít là thép 45, tôi bề mặt có độ cứng 45 ữ 50 HRC

2) Định ứng suất cho phép của răng bánh vít:

Theo bảng 4-4(CTM 1-Nguyễn trọng Hiệp)

[ ]

./

250

2

2

mm N

mm N

bu

btx

=

=σ

1010

.9,010.232,2

1010

N K

w w

Do đó:

[ ]

)

/(2259

,0.250

2

2

mm N

mm N

δ

3) Chọn số mối ren trục vít:

+ Số mối ren trục vít: Z1 = 2

10.45,1

10.45,1

2 6 2

2 2

q m

tx

δ

.58,14.3 q ≥

.2102

.1000.20

620.7

1000

53,12

96,0

98,096,

+

=

′+

ữ

tg

tg tg

tg

ϕλ

λ

( Góc ϕ′= arctg f = 2,18°)

η = 0,81 ⇒ đạt yêu cầu

( / ) (3 / ).45

,01000.60

31.40.7.14,31000.60

1000.60

+ Vì V2 < 2 (m/s) nên có thể chế tạo bộ truyền với cấp chính xác 8

7) Kiểm nghiệm ứng suất uốn của bánh vít:

Số răng tơng đơng của bánh vít:

"

44'3112

40

3 3

Cos Cos

Z

λ

Hệ số dạng răng: y = 0,476

[ ]

10

15

2 2

3

2 6

u u

n q y Z m

N K

7

7,5.1,1.10

3

6

mm N

2

dc

M Pa

n

N M

)

(3136620

.70

125,7.10.55,9

.280

20.81,0.125,7.10.55,9.2 ,2

2

1 2

2 1

dc

i M dc

M Pa

* Lùc híng t©m trªn trôc vÝt b»ng lùc híng t©m trªn b¸nh vÝt:

Pr1 =Pr2 =P2.tgα.=12699.tg20o =4622(N).

10) KÕt cÊu trôc vÝt - b¸nh vÝt:(H2).

H2: KÕt cÊu trôc vÝt - b¸nh vÝt

(Lùc t¸c dông lªn bé truyÒn trôc vÝt – b¸nh vÝt)

IV KiÓm nghiÖm søc bÒn trôc vÝt:

+ Mô men xoắn trên trục: T = 49396(Nmm).

(T - Mô men xoắn do động cơ tạo ra)

3) Tính phản lực tại các gối đỡ ổ - vẽ biểu đồ mô men:

* Dùng toạ độ XYOZ ta lần lợt xét các mặt phẳng khác nhau:

+ Trong mặt phẳng đứng YOZ: Lấy mô men đối với điểm B, mô men này phải bằng 0

05,119.2.5

,119.5,109

,109.1440239

5,119.5,109

N Fr

5,119.2.5,119

∑m A x P R BX (3)

Từ (3) ta rút ra R BX :

( ).15682

31362

5,119.2

.5,119

N P

P

( ).15681568

R P

4) Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục vít:

* Tại tiết diện nguy hiểm: Chụi tải trọng lớn và tập trung ứng suất

+ Tiết diện I-I: Là tiết diện nguy hiểm nhất

Hệ số an toàn (S) tính theo công thức:

S S

S S

+

=

2 2

.τ σ

τ σ

(4)

+S là hệ số an toàn chỉ xét ứng suất uốn σ

m a

K

S

σψσεβ

σ

σ σ

δ

σ

K

S

τψτεβ

τ

τ τ

τ

τ

.45,0

mm N

σσ

+σa và τa : Biên độ ứng suất uốn và xoắn trong tiết diện trục

+ σm và τm : ứng suát uốn và xoắn trung bình

+ ứng suất uốn đợc coi nh thay đổi theo chu trình đối xứng (bỏ qua ứng suất kéo, nén do lực dọc trục gây ra)

70.14,332

792292

MPa W

M

⇒σ

ứng suất xoắn coi nh thay đổi theo chu kỳ mạch độmg

(Trục quay 1 chiều)

5,05

,

0 max

o a

70.14,316

Nmm d

,0.05,037,0.76

=+

=

τ

S

.88,

10371

89

,

10

371.89

V Chän then vµ kiÓm nghiÖm søc bÒn then:

+ Theo tiªu chuÈn viÖt nam: TCVN 2261 - 77

Chän then cã kÝch thíc:

b = 8 (mm)

49396

49396

⇒ Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn

VI Chän æ cho trôc vÝt:

Bộ truyền trục vít - bánh vít làm việc 1 chiều, nhng phòng khi máy bị kẹt phải quay theo chiều ngợc để thu liệu và sửa chữa do đó ta chọn ổ đũa côn chặn - đỡ cho cả 2 gối tựa ta tính toán cho ổ B chịu lực lớn hơn.

1 Chọn sơ bộ ổ ký hiệu 7607 có các thông số:

d = 35 (mm); D = 80 (mm); B = 33 (mm)

α = 11,17°; C = 71,6 (KN); Co = 61,5 (KN)

2 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Theo bảng 11-4 (Chi tiết máy1 - Nguyễn Trọng Hiệp)

Với ổ đũa côn : e = 1,5 tgα = 1,5 tg11,17° = 0,296

* Theo 11-7 lực dọc trục do lực hớng tâm sinh ra trên ổ là:

)

(3891582

.296,0.83,0

1568(F r =R B = R BX2 + R BY2 = 2 + 2 = N

F a > s ⇒ a = a =

∑

* Tải trọng tơng đơng:

t d a

.8

K : Hệ số qui đổi tải trọng về chế độ điển hình

Tra bảng 10-9 (Chi tiết máy 1 – Nguyễn Trong Hiệp):

.125

.10

C = (KN)

+ Với ổ đũa côn: q = 10/3 do đó:

)

(6,71)

(33,2858,5.915

.1,11582

R B

365670(Nmm)

P a

R Ax

Phần 3 Thiết kế qui trình công nghệ gia công vỏ hộp

giảm tốc.

I Phân tích chức năng điều kiện làm việc:

Hộp giảm tốc là bộ phận truyền động trung gian dẫn động từ động cơ đến trục chính máy(trục vít ép của máy)

Hộp gồm 2 nửa riêng biệt đợc lắp với nhau 1 cách chính xác tạo thành khối cứng, các bộ phận trong hộp làm việc nhịp nhàng

3 Để trục vít ăn khớp với bánh vít, đờng tâm lỗ lắp ổ trục bánh vít và trục vít

phải vuông góc với nhau Độ không vuông góc ≤ 0,02 (mm)

Mặt khác kích thớc khoảng cách tâm a phải đảm bảo:

a=171,5±0 , 04(mm).

4 Độ vuông góc giữa các đờng tâm lỗ với bề mặt lắp ghép cũng cần đợc đảm

bảo Độ không vuông góc ≤ 0,02 (mm)

5 Bề mặt (A) định vị hộp trên thân máy do đó để đảm bảo truyền động chính

xác, phải đảm bảo độ vuông góc giữa bề mặt (A) và mặt phẳng lắp ghép (B)

6 Hai lỗ ren M24 dùng để bắt thanh giằng thân máy tăng độ cứng vững Để

lắp ghép đợc, đờng tâm 2 lỗ M24 phải vuông góc với mặt (B), sai lệch ≤ 0,2 mm

7 Hai lỗ φ 15 dùng để bắt với các chi tiết khác phải đảm bảo kích thớc

khoảng cách tâm 280±0 , 2(mm).

8 Bộ truyền đơc bôi trơn bằng dầu, mức dầu trong hộp phải luôn đảm bảo

ngập chiều cao ren trục vít

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu:

* Kết cấu công nghệ cũng nh yêu cầu kỹ thuật hoàn toàn hợp lý, vật liệu là gang xám phù hợp với tính kinh tế và công nghệ.(Phù hợp với dạng sản xuất loạt vừa)

* Kết cấu bề mặt cho phép thoát dao dễ dàng khi gia công.

* Các lỗ phần lớn là lỗ thông, rất tiện lợi khi gia công lỗ

* Trên hộp có duy nhất một mặt phẳng nghiêng (so với đáy) có thể gia công

dễ dàng trên máy phay đứng (quay trục chính đi 1 góc α trong mặt phẳng

đứng song song phơng chạy dao), và trên máy khoan cần (quay bàn máy đi 1 góc α )

III Xác định dạng sản xuất:

1 Sản lợng hàng năm của chi tiết đợc xác định theo công thức:

.1001

+ m : Số chi tiết trong 1 sản phẩm (m = 1)

(Ta coi 2 nửa hộp là 2 chi tiết đợc sản xuất riêng biệt)

+ β : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (β = 5%)

.1001

31.100

511

IV Phơng pháp chế tạo phôi:

* Đây là chi tiết dạng hộp, bề mặt phức tạp nên ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát với 3 mặt phân khuôn, cách bố trí chi tiết trong khuôn (xem hình vẽ H5)

* Vật liệu: СЧ 15 – 32

V Tính lợng d gia công:

* Tính lợng d gia công khi gia công lỗ φ80+0 , 05

+ Phôi đúc, gang xám cấp chính xác 3

+ Chi tiết đợc định vị bằng mặt phẳng chuẩn cùng với 1 chốt trụ ngắn và 1 chốt trám

+ Qui trình công nghệ gồm 2 bớc: Tiện thô và tiện tinh

1 Lợng d gia công đợc tính theo công thức:

1 1

1 min 2

ε : Sai số gá đặt ở bớc đang gia công.

Zmin: Lợng d nhỏ nhất của bớc đang tính

200 2

500 2

2

2 2

2 2

m IT

I , : Dung sai kích thớc theo 2 phơng của lỗ

* Vậy sai lệch không gian tổng cộng:

)

(436269

k c

ρ : Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt, ρmin =13(àm)=0,013(mm)

3 Góc xoay lớn nhất của chi tiết đợc xác định:

0

=

⇒

=+

05,0

[ 2 2]

1 1

1 min 2

2Z = R Zi− +T i− + ρi− +εi

+ Khi tiÖn th«:

.2

* Dung sai c¸c nguyªn c«ng tra theo b¶ng:

+ Dung sai tiÖn tinh: δ =50 m(µ )

+ Dung sai tiÖn th«: δ =170 m(µ )

+ Dung sai ph«i: δ =400 m(µ )

* KÝch thíc tÝnh to¸n:

+ Sau tiÖn tinh: dmax =80,05(mm)

)

(8005,005,80

)

(43,764,083,76

,069,7900,802

)

(19019

,086,7905,802

max

min

m Z

m Z

,343,7669,792

)

(303003

,383,7686,792

max

min

m Z

m Z

3102

)

(32203030

1902

max

min

m Z

m Z

=

=+

=

§©y lµ lîng d tèi u

B¶ng tÝnh lîng d gia c«ng tiÖn

vµ kÝch thíc giíi h¹n cña lç Φ80 +0,05.

Th« 50 45 153 3,026 79,86 170 79,69 80,03 3030 3260 Tinh 20 8 0,192 80,05 50 80 80,10 190 310

H4: L ợng d gia công các bề mặt.

1-1, 2-2, 3-3 là 3 mặt phân khuôn(1-1 là mặt dới, (A) là mặt đáy)

VI Lập qui trình công nghệ gia công vỏ hộp:

+ Kiểm tra độ không vuông góc của lỗ φ312, φ140 so với mặt chuẩn (A).

VII Thiết kế nguyên công gia công vỏ hộp:

1- Nguyên công 1: Tiện mặt chuẩn (A), tiện lỗ lắp ghép φ312

* Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu.(định vị đợc 5 bậc tự do)

* Máy: T630

• Dao: BK8 loại: 20ì30 và 40ì40 Sd

+ Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền cửa dao (T = 90' ): K1 = 0,92.

+ Hệ số phụ thuộc vào nhãn hiệu hợp kim cứng(BK8): K2 = 0,83

+ Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính (ϕ =45°): K3 = 1

+ Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi (không vỏ cứng): K4 = 1

(Tra bảng 2-80 ữ 2-88 [4]).

Do đó vận tốc tính toán:

)

/(87,1321.1.83,0.92,0.174

ph m V

K K K K V K V

V

t

b b

.14,3

87,132.1000

.1000

ph v D

V

π

+ Chọn theo máy:

/(100

)

/(59,

ph v S

396 1001000

ph m D

4,189.1000

.1000

ph V D

0 mm v

S m =

)

/(

396 1601000

ph m D

.1.83,0.92,0.314

240.1000

.1000

ph V D

396 2001000

ph m D

n

.1000

135.1000

.1000

1000

312 1251000

V t = b =225.0,92.0,83.1.1=172 /

.1000

1000

312 1601000

0,590,470,16

100160

100125

160 1,25 7

1-3 Xác định thời gian nguyên công:

Trong sản xuất hàng loạt, thời gian nguyên công đợc xác định theo côngthức sau :

Thời gian từng chiếc (Thời gian nguyên công) :

Ttc= To +Tp +Tpv +Ttn

To- Thời gian cơ bản

Tp- Thời gian phụ = 10%To

Tpv- Thời gian phục vụ chỗ làm việc = 11%T0

Ttn- Thời gian nghỉ ngơi của công nhân = 5%To

Thời gian cơ bản đợc xác định theo công thức sau:

)hp (

L L L T

v

0

Trong đó:

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L - Chiều dài ăn dao (mm)

Sv- Lîng ch¹y dao vßng (mm/vg)n- Sè vßng quay trong 1 phót (vg/ph)i- Sè lÇn gia c«ng

* TÝnh thêi gian cho nguyªn c«ng 1:

a) XÐn mÆt ®Çu:

( )mm d

D

2

312396

2− = − =

( )mm L

L1 = 2 =1

t t bt bt th

th

S

L L L

T

1

1

1

2 1

200.16,0

1160

.47,0

1100

.59,0

1

1142

t tg

42,015125

.43,0

48,015100

.07,1

45,1

./248

ph m K

V

V

ph m V

37,189.1000

ph vg

,

0

ph vg n

vg mm S

m

/178

./315

,2391

.1.83,0.92,0.314

./314

ph m K

V

V

ph m V

77,239.1000

ph vg

./400

./16

,

0

ph m V

ph vg n

vg mm S

,1061.1.83,0.92,0.140

./140

ph m K

V

V

ph m V

9,106.1000

ph vg

π

+ Chän theo m¸y:

( )

( / ).110

./250

./87

,

0

ph m V

ph vg n

vg mm S

tt

m

/110

./250

,1711.1.83,0.92,0.225

./225

ph m K

V

V

ph m V

81,171.1000

ph vg

,138

./315

./1

,

0

ph m V

ph vg n

vg mm S

178315

250250

315 1,25 8

2-3 Xác định thời gian cho nguyên công 2:

( )mm d

D

2

140180

2− = − =

( )mm L

L1 = 2 =1

t t bt bt th

th

S

L L L

T

1

1

1

2 1

T = + +  + + 0,16.400 =0,67 ′

1315

.59,0

1178

.59,0

1

1120

t tg

42,045250

.59,0

48,045250

.87,0

45,1

=