Tính toán thiết kế máy đùn nem tự động - ĐATN

Máy đùn trục vít 1 - Sơ lược lý thuyết của qúa trình nén Sản phẩm rời được chặt lại do sự chuyển dịch tương đối của các cấu tử thànhphần, cũng như do kết quả của sự biến dạng dư không th

Trang 1

VIỆN CƠ KHÍ

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐAI HỌC

NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

TÊN ĐỀ TÀI

Thiết kế, chế tạo máy đùn nem chua tự động và thiết kế

quy trình gia công một số chi tiết trong máy

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thế Cường 20146101 CNCTM K59

Lê Hồng Quân 20133138 KTCK 05 K58 Giáo viên hướng dẫn: TS Tào Ngọc Linh

Giáo viên phản biện: TS Trần Vũ Minh

Trang 2

VIỆN CƠ KHÍ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY)

1.Thông tin về sinh viên:

Họ và tên sinh viên:………

Điện thoại liên lạc:……… Email:………

Lớp:……… Hệ đào tạo:………

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện tại:

Thời gian làm ĐATN: Từ ngày / / đến / /

 Điều kiện sản xuất:

 Các sổ tay tra cứu:

4.Nội dung thuyết minh và tính toán:

 Lập quy trình công nghệ gia công

 Tính và thiết kế đồ gá một số nguyên công

5.Các bản vẽ

 Bản vẽ chi tiết lồng phôi : 1 bản A0

 Bản vẽ sơ đồ nguyên công: 5 bản A0

 Bản vẽ đồ gá: 2 bản A0

Hà Nội, ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn

Trang 3

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Khóa…… Lớp:……… Chuyên ngành: ………

Tên đề tài tốt nghiệp:………

………

NỘI DUNG NHẬN XÉT I Khối lượng đồ án: 1 Phần thuyết minh:………trang 2 Phần bản vẽ: bản A0 II Ưu điểm của đồ án ………

………

III Nhược điểm của đồ án ………

………

IV Kết luận ………

………

Hà Nội, ngày tháng năm

Giáo viên hướng dẫn

Trang 4

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Khóa…… Lớp:……… Chuyên ngành: ………

Tên đề tài tốt nghiệp:………

………

NỘI DUNG NHẬN XÉT V Khối lượng đồ án: 3 Phần thuyết minh:………trang 4 Phần bản vẽ: bản A0 VI Ưu điểm của đồ án ………

………

VII Nhược điểm của đồ án ………

………

VIII Kết luận ………

………

Hà Nội, ngày tháng năm

Giáo viên phản biện

Trang 5

MỤC LỤ

DANH MỤC HÌNH VẼ 12

DANH MỤC BẢNG 13

LỜI NÓI ĐẦU 15

Phần I 16

Vài nét về sản phẩm nem chua Thanh Hóa và máy đùn trục vít 16

I.Nem chua Thanh Hóa 16

II Máy đùn trục vít 17

1- Sơ lược lý thuyết của qúa trình nén 17

2-Sơ đồ cấu tạo và phạm vi sử dụng của các loại máy đùn trục vít: 19

3- Phương án thiết kế 23

4- Một số hình ảnh của máy 23

Phần II 26

Tính toán thiết kế máy đùn trục vít 26

I - Tính chọn các thông số kỹ thuật của máy 26

II - Công suất động cơ và bộ truyền đai 27

1 - Công suất động cơ điện 27

2 - Tính bộ truyền đai hình răng 29

2.1 - Xác định thông số của bộ truyền 29

2.1.1 - Đường kính bánh đai nhỏ 29

2.1.2 - Khoảng cách trục 30

2.1.3 - Chiều dài đai và góc ôm 30

2.2 - Xác định số đai 31

2.3 - Các thông số đai hình răng 31

III - Tính số vòng quay của dao cắt 32

IV - Tính toán vít đẩy của máy ép 32

V - Tính toán sức bền trục vít ép 38

VI - Tính toán sức bền của vòng xoắn vít ép 40

VII - Tính chọn ổ lăn cho trục vít 44

1.Kiểm tra khả năng tải ổ 44

1.1 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ 44

1.2 Kiểm nghiêm khả năng tải tĩnh của ổ 45

VIII – Mạch điều khiển Adruno Uno R3 46

1.Giới thiệu 46

2.Thông số kĩ thuật: 47

3.Ứng dụng Arduino Uno R3 trong điều khiển động cơ bước (Module A4988) 48

Trang 6

c) Module điều khiển động cơ bước A4988: 49

4 Điều khiển động cơ bước với module A4988 và Arduino Uno 51

Phần III 53

Thiết kế quy trình gia công một số chi tiết trong máy 53

1.CHI TIẾT GỐI ĐỠ 53

1.1: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 53

1.2: PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU 53

1.3: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 53

1.4: CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 54

1.5: LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG 54

1) Qui trình công nghệ chế tạo: 54

2)Chọn chuẩn 55

3)Thực hiện các nguyên công chính 55

a)Nguyên công 1: (Phay mặt phẳng đáy A làm chuẩn tinh chính) 55

b)Nguyên công 2: (Phay 2 mặt bích đế B) 57

1.6: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO MỘT BỀ MẶT 62

1) Bước gia công thô 62

2) Bước gia công tinh 63

3) Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại 64

1.7: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT NGUYÊN CÔNG (CÁC NGUYÊN CÔNG KHÁC TRA BẢNG) 65

1)Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan 3lỗ 5 ta rô M6 65

a)Khoan: 65

b)Ta rô 3 lỗ M6: 66

2)Tra bảng chế độ cắt cho các nguyên công còn lại 66

a)Nguyên công 1: (Phay mặt phẳng đáy A làm chuẩn tinh chính) 66

b)Nguyên công 2: (Phay 2 mặt bích đế B) 68

c)Nguyên công 3: (Khoan_Khoét_Doa hai lỗ 13 làm chuẩn tinh chính) 70

*Khoét lỗ 13 mm 71

*Doa lỗ 13 mm: 71

d)Nguyên công 4: Phay mặt đầu 72

e) Nguyên công 5: (Tiện mặt đầu, lỗ 54, lỗ 44, và tiện định hình) 74

*Khoả mặt đầu D: 74

*Tiện lỗ 44: 75

*Tiện thô lỗ 54 76

f) Nguyên công 6:Tiện tinh 44: 77

g)Nguyên công 7: (Kiểm tra độ song song của tâm lỗ 54 với mặt đáy) 78

h)Nguyên công 8: ( khoan lỗ 5 để Tarô ren M6) 78

Trang 7

1)Nguyên công 1:(phay mặt phẳng đế bằng dao phay mặt đầu  90 0 ) 80

2)Nguyên công 2: (Phay mặt phẳng bích đế) 80

3)Nguyên công 3:(Khoan , Khoét , Doa hai lỗ 13) 81

4)Nguyên công 4: (Phay mặt đầu C) 81

5)Nguyên công 5: (Tiện mặt đầu – lỗ - định hình) 81

*Tiện lỗ 48 ( lỗ thông suốt): 81

*Tiện mặt đầu đến bậc( từ lỗ 48 đến lỗ 58): 82

6)Nguyên công 6:(khoan lỗ 5 sâu 15 mm) 82

7)Thời gian cơ bản để gia công chi tiết: 82

1.9: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 83

1 Phân tích sơ đồ định vị cho nguyên công 1: 83

2 Chọn và tính toán các thông số công nghệ : 83

3 Xây dựng sơ đồ tác dụng của các ngoại lực: 84

4 Lập sơ đồ cân bằng lực và tính toán lưc kẹp cần thiết: 85

5 Tính và chọn các cơ cấu kẹp chặt: 86

6 Chọn các cơ cấu định vị chi tiết và các cơ cấu khác 86

7 Tính độ chính xác của đồ gá 87

2 CHI TIẾT KE GÓC NHÔM ĐỊNH HÌNH 89

2.1: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC 89

2.2: PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT 89

2.3: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 89

2.4: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 89

2.5: LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG 90

2.6: TÍNH TOÁN CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CỤ THỂ 90

1)Nguyên công 1: Phay mặt đáy 90

2)Nguyên công 2: Phay mặt 2 (mặt vuông góc với mặt đáy) 92

3)Nguyên công 3: Khoan lỗ định vị 93

4)Nguyên công 4 :Khoan 2 lỗ đường kính 8,5 còn lại 94

5)Nguyên công 5: Phay mặt trong ( mặt song song với mặt đáy) 95

6)Nguyên công 6: Tổng kiểm tra: 96

2.7: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 97

1 Phân tích sơ đồ định vị cho nguyên công 2: 97

2 Chọn và tính toán các thông số công nghệ : 97

3 Xây dựng sơ đồ tác dụng của các ngoại lực: 98

4 Lập sơ đồ cân bằng lực và tính toán lưc kẹp cần thiết: 99

5 Chọn các cơ cấu định vị chi tiết và các cơ cấu khác 100

Trang 8

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 Sơ đồ cầu tạo máy trục vít 14

Hình 2 Các dạng trục vít 15

Hình 3 Đầu cuối của trục vít 15

Hình 4 Các dạng lưới ở đầu ép 16

Hình 5 Cầu tạo xi lanh 17

Hình 6 Các kiểu đầu ép của máy trục vít 17

Hình 7 Sơ đồ tính toán về sự thay đổi áp suất pháp tuyến theo chiều dài trục vít và áp suất này chấp nhận thay đổi theo định luật tuyến tính theo toàn bộ

chiều dài vít ép 28

Hình 8 Tích phân bề mặt cánh vít 29

Hình 9 Biểu đổ xác định tải trọng ngang liên tục trong mặt phẳng Oxy 31

Hình 10 Sơ đồ chịu tải của vít ép : Các momen xoắn và tải trọng dọc trục cũng như biểu đồ momen xoắn và lực dọc trục 33

Hình 11 Sơ đồ vòng xoắn vít 35

Hình 12 Arduino Uno R3 41

Hình 13 Arduino Nano 42

Hình 14 Động cơ bước 44

Hình 15 Module A4988 45

Hình 16 Sơ đồ mạch điều khiển sử dụng module A4988 45

Hình 17 Lắp ráp Arduino, module với động cơ bước 46

Hình 18 Bản vẽ lồng phôi chi tiết gối đỡ 49

Hình 19 Sơ đồ định vị nguyên công phay mặt đáy A 51

Hình 20 Sơ đồ định vị gia công mặt bích B52 Hình 21 Sơ đồ định vị chi tiết khi khoan_khoét_doa 2 lỗ 13 làm chuẩn tinh

chính 54

Hình 22 Sơ đồ định vị và kẹp chặt khi gia công mặt C 54

Hình 23 Sơ đồ định vị gia công trên máy tiện T620 55

Hình 24 Sơ đồ định vị kẹp chặt chi tiết khi khoan lỗ 5 để Tarô ren M657 Hình 25 Sơ đồ kiển tra độ không song song của tâm lỗ với mặt đáy58 Hình 26 Sơ đồ nguyên công tiện thô lỗ 54-0.017 59

Hình 27 Sơ đồ định vị nguyên công phay mặt đáy A 63

Hình 28 Sơ đồ định vị gia công mặt bích B 65

Hình 29 Sơ đồ định vị chi tiết khi khoan_khoét_doa 2 lỗ 13 làm chuẩn tinh chính 66

Hình 30 Sơ đồ định vị và kẹp chặt khi gia công mặt C 68

Trang 9

Hình 35 Sơ đồ cân bằng lực và tính toán lực kẹp cần thiết 80

Hình 36 Chốt tỳ 82

Hình 37 Đệm tháo nhanh 82

Hình 38 Sơ đồ định vị nguyên công phay mặt đáy 86

Hình 39 Sơ đồ định vị nguyên công phay mặt 2 87

Hình 40 Sơ đồ định vị nguyên công khoan lỗ 89

Hình 41 Sơ đồ định vị nguyên công khoan lỗ  8,5 còn lại 90

Hình 42 Sơ đồ định vị nguyên công phay mặt trong 91

Hình 43 Nguyên công kiểm tra 91

Hình 44 Chốt tì 95

DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thông số bộ truyền đai răng 24

Bảng 2:Thông số về dung sai và lượng dư gia công chi tiết 60

Bảng 3: Chế độ cắt cho nguyên công khoan lỗ 5 ta rô M6 61

Bảng 4: Kết quả tính chế độ cắt phay tinh và thô mặt đáy A 64

Bảng 5: Kết quả tính chế độ cắt phay tinh và thô mặt đáy B 66

Bảng 6: Chế độ cắt nguyên công khoan và doa lỗ 13 mm 67

Bảng 7: Kích thước dao cắt nguyên công phay thô mặt C gối đỡ 69

Bảng 8: Chế độ cắt nguyên công phay mặt C chi tiết gối đỡ 70

Bảng 9: Chế độ cắt nguyên công tiện lỗ 54 và 44 chi tiết gối đỡ 71

Bảng 10: Chế độ cắt nguyên công taro M6 chi tiết gối đỡ 75

Trang 10

Nhắc tới ẩm thực Thanh Hóa, người ta sẽ nghĩ ngay tới nem chua Mặc dù món ăn này khá phổ biến ở Việt Nam như Hà Nội, Quảng Ninh, Khánh Hòa, Huế, Đồng Tháp…, nhưng nổi tiếng nhất có lẽ vẫn là nem chua của xứ Thanh Chính vì vậy mà mỗi người con ở Thanh Hóa nói riêng và tất cả những ai đã từng đi qua mảnh đất này thường chọn nem chua làm quà tặng cho những người thân yêu nhất của mình như một tình cảm chân thành và sâu sắc nhất.

Nem chua Thanh Hóa là đặc sản nổi tiếng bởi vị chua thanh, giòn, ngọt, cay đậm đà Để có được nem chua mà mọi người thưởng thức, người làm ra sản phẩm

đã phải kì công qua nhiều công đoạn Từ khâu chọn nguyên liệu cho tới khi tiến hành đóng gói sản phẩm

Nguyên liệu chủ đạo của nem chua Thanh Hóa là thịt, phải là loại thịt nóng, nghĩa là khi lợn vừa mới xẻ thịt thì người thợ làm nem phải chọn những miếng thịt tươi ngon nhất để chuẩn bị chế biến và không được để lâu Bởi nếu thịt nguội khi xay thịt nem sẽ không có độ bóng cũng như sự kết dính trong quá trình lên men Ngày trước khi chưa có máy xay người thợ phải giã thịt bằng tay

Một trong những yếu tố cũng rất quan trọng để tạo nên hương vị của đặc sản này nằm ở khâu sản xuất Ở đây muốn nhắc tới quá trình sản xuất ra những chiếc nem bằng máy đùn Máy được thiết kế chuẩn sẽ cho ra những thành phẩm đẹp mắt,

và giữ trọn hương vị tự nhiên của chiếc nem

Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi sự biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới,thầy giáo TS Tào Ngọc Linh thầy đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, chu đáo, tạo mọiđiều kiện thuận lợi cho Em trong suốt quá trình thực hiện đồ án Và em cũng xin chân thành cám ơn các thầy trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy thuộc Viện Cơ khí cùng bạn bè trong và ngoài lớp đã góp ý, giúp em hoàn thành đồ án

Hà nội, ngày tháng năm Sinh viên thực hiện

Trang 11

Phần I Vài nét về sản phẩm nem chua Thanh Hóa và máy đùn trục vít

I.Nem chua Thanh Hóa

Nhắc đến Thanh Hoá, mọi người nhớ ngay đến nem chua, một đặc sản nổi tiếng xứ Thanh

1 Địa điểm làm nem

Nghề làm nem chua ở thành phố Thanh Hoá tập trung chủ yếu các phố

Trường Thi, Cầu Sàng, Lò Chum, Tân Bình, Cầu Bố, Ðông Hương

2 Cách làm nem

Nguyên liệu chủ yếu để làm nem bao gồm thịt nạc xay nhuyễn; bì lợn (da heo) luộc chín, cạo thật sạch, lạng mỏng bỏ vào máy cán thành sợi, ngắn chừng 3cm, lá đinh lăng và thính làm từ ngô (bắp)

Bắt đầu làm nem, người ta đem thịt đã xay nhuyễn ướp kĩ với nước mắm ngon, hạt tiêu, thính ngô Chính loại thính này mới là chỗ quyết định nem ngon hay

dở, nhà nọ khác nhà kia như thế nào Ngoài ra gia giảm còn có tiêu bắc, muối tinh

Nem chua Thanh Hoá vừa ngon, vừa dễ ăn, có thể làm đồ nhắm, cũng có khi

ăn với cơm Tiện hơn cả là ở đâu ta cũng có thể nhấm nháp hương vị hấp dẫn của

nó Khi ăn có thể chấm với nước mắm hay tương ớt, tùy khẩu vị người dùng

Nem chua Thanh Hoá ăn vào thời điểm nào trong năm cũng ngon Nhưng thú

vị nhất là vào dịp cuối thu, sang đông và đầu xuân Lúc này, tiết trời se lạnh, nhâm nhi vị chua, ngọt và cay nào của nem sẽ cảm thấy thật ấm lòng

Ngày lễ Tết hoặc cưới xin, nem chua là món ngon không thể thiếu với người Thanh Hóa dùng đãi khách đến chơi nhà, dự tiệc Và khi đi xa, họ đều không quên mang theo vài chục nem làm quà cho bạn bè nơi mình đến Người phương xa đến Thanh Hoá cũng thường chọn nem mang về quê làm quà cho người thân

Trang 12

3 Nem thương hiệu

Ở Thanh Hoá, thương hiệu nem nổi tiếng nhất là nem chua Hạc Thành

Muốn mua đúng hàng hiệu thì đến đầu phố Trường Thi, hay phố Lê Hoàn Nếu muanem bán dạo ở các nhà ga, bến xe thường thì không đảm bảo chất lượng

II Máy đùn trục vít

1 - Sơ lược lý thuyết của qúa trình nén

Sản phẩm rời được chặt lại do sự chuyển dịch tương đối của các cấu tử thànhphần, cũng như do kết quả của sự biến dạng dư (không thuận nghịch) và biến dạngđàn hồi (thuận nghịch) Trong quá trình nén chặt tính chất cơ cấu của vật thể bị nénluôn luôn thay đổi

Quá trình nén chặt của vật thể rời được chia làm ba giai đoạn: Ở giai đoạnthứ nhất, các phân tử ép lại gần nhau, các phần tử này chèn các phân tử kia và biếndạng Từ những khu vực có áp suất cao, các phân tử dịch chuyển đến các khu vực

có áp suất thấp hơn Sự nén chặt xảy ra chủ yếu do kết quả của sự thay đổi độ hổngcủa các phân tử không biến dạng nhiều ở giai đoạn này áp suất tăng không nhiềulắm cũng đã làm cho sản phẩm nén chặt lại rồi

Ở giai đoạn thứ hai của quá trình nén chặt xảy ra sự biến dạng không thuậnnghịch, biến dạng dòn và biến dạng dẻo Biến dạng dòn gây ra sự phá huỷ các phân

tử, làm cho các phân tử được sắp xếp lại chặt hơn còn biến dạng dẻo thì không gây

ra sự phá hoại phân tử

Ở giai đoạn thứ ba của quá trình nén chặt xảy ra sự biến dạng đàn hồi, ở giaiđoạn này áp suất lớn đã làm cho độ chặt của sản phẩm tăng lên rất cao Tất nhiênkhông thể có giới hạn rõ rệt giữa các giai đoạn của quá trình nén chặt

Sự gắn chặt với nhau của các phân tử nén được giải thích theo nhiều thuyết ( mao quản, keo, phân tử ) Phổ biến hơn cả là thuyết phân tử, thuyết giải thích sự gắn chặt các phân tử với nhau là do xuất hiện lực liên kết giữa các phân tử Trong quá trình nén các phân tử nằm xít gần nhau có sức căng giữa các phân tử rất lớn, do

đó gắn chặt lại với nhau Thuyết mao quản giải thích rằng sự gắn chặt của các phân

tử là do tác dụng của lực mao quản ở các mặt lồi lõm, muốn thế vật thể phải có đủ

độ ẩm cần thiết để chất đầy vào các mao quản giữa bề mặt các phân tử

Ta thấy rằng nén sản phẩm đến độ dày h nào đấy thì không cần lực ép lớn(giai đoạn 1 của quá trình nén) Sau đó áp suất tăng lên và chiều dày của lớp sảnphẩm giảm xuống, quá trình nén tiến hành với vận tốc giảm dần (giai đoạn hai).Cuối cùng, nén các sản phẩm trong mặc dù là áp suất ép khá lớn, nhưng chiều dàycủa lớp sản phẩm giảm xuống không đáng kể Chiều dày của lớp sản phẩm tăng từ

h1 đến h2 khi không tiếp tục nén, đó là do sự xuất hiện của biến dạng đàn hồi, và sự

nở của không khí bị nén trong sản phẩm

Sinh viên thực hiện:Hoàng Thế Cường MSSV: 20146101 Khóa: 59 Lớp:CNCTM

Trang 13

Chỉ số độ chặt của sản phẩm ép được biểu diễn bằng hệ số nén, V4 là thể tíchsản phẩm trước khi nén, V2 là thể tích sản phẩm sau khi nén.

Ngoài ra, quá trình ép còn được đặc trưng bằng trị số nở tương đối của sảnphẩm

V2 là thể tích sản phẩm sau khi nén, V0 là thể tích nhỏ nhất của sản phẩm khi

có : thành phần hoá học của sản phẩm, độ phân tán của sản phẩm, hệ số ma sát nội

và ma sát ngoại, tính hút nước của sản phẩm số lượng và tính chất của chất kếtdính

Áp suất nén càng tăng chỉ số độ chặt và độ cứng của sản phẩm ép càng tăng,thời gian nén dài sẽ gây ra sự trễ của lực căng trong sản phẩm, do đó hệ số nở củasản phẩm giảm xuống

Nhiệt độ của sản phẩm là yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình nén, vìnhiệt độ ảnh hưởng đến trạng thái của nước và độ bền vững của liên kết giữa nướcvới sản phẩm Tăng nhiệt độ sẽ tạo khả năng dịch chuyển ẩm, làm cho sản phẩm trởnên dẻo, giảm hệ số nở Tăng độ ẩm thì sự liên kết giữa các phân tử tăng lên, nhưngthừa nước thì tác dụng sẽ ngược lại

Ngoài độ cứng của sản phẩm, năng suất của máy nén và chi phí về nănglượng của những đặc điểm cơ bản của quá trình nén

2-Sơ đồ cấu tạo và phạm vi sử dụng của các loại máy đùn trục vít:

Trang 14

Máy đùn chất dẻo loại trục vít hay còn gọi là máy đùn trục vít dùng để gia công cácvật liệu dẻo như cao su, chất dẻo, đất sét, than vv Máy đùn trục vít có thể cho rasản phẩm ở dạng tấm, thỏi, sợi, ống, thổi màng mỏng, bọc dây…

(Các hình vẽ trong tài liệu [1])

Hình 1 Sơ đồ cấu tạo máy trục vít

Trên hình 1 mô tả sơ đồ cấu tạo máy trục vít

Máy đùn có thể có một hoặc hai trục vít

Trục vít có thể là cánh vít liền, cánh vít đứt; cánh vít lệch tâm hoặc cánh vít tam giác

Trên hình 2 trình bày các dạng trục vít

Hình 30-1 so d? c?u t?o máy tr?c vít 1-d?u ép; 2 xilanh; 3 b? d?t; 4-tr?c vít; 5- ph?u ti?p li?u; 6 thân máy;

7-b? d?n d?ng ; 8-? d? ch?n ; 9- lu?i l?c

Trang 15

Hình 2 Các dạng trục vít

a- trục vít liền; b- trục vít đứt; c- trục vít lệch tâm ; d-trục vít tam giác

Chiều dài trục vít có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm , người ta thường chọn chiều dài lớn gấp 10-20 lần đường kính trục vít

Bước vít ở trên trục vừa làm chức năng vận chuyển vật liệu vừa nén ép vật liệu

và đảm bảo vật liệu được đùn đi một cách liên tục thì góc nâng của vít phải nhỏ hơngóc ma sát của vật liệu với trục vít, người ta thường lấy bước vít S=(0,8-1,0)D Để nén ép vật liệu có thể chế tạo bước vít giảm dần từ cửa tiếp liệu đến đầu ép hoặc chếtạo bước vít không đổi nhưng thay đổi chiều sâu của rãnh nhỏ dần từ cửa nạp liệu đến đầu ép

Đầu cuối của trục vít có thể chế tạo ở dạng phẳng, dạng côn hoặc dạng cầu như trên hình 3

Hình 3 Đầu cuối của trục vít

Đối với máy lớn và có gia nhiệt cho sản phẩm thì trục vít được chế tạo rỗng

và được dẫn nước làm nguội trục và tăng tuổi thọ cho trục

Tiết diện của cánh vít được chế tạo nhiều dạng khác nhau

Trang 16

Chọn các kích thước của trục vít như sau:

Bước vít S=(0,8-1,0) D ;Chiều sâu rãnh vít : h=( 0,2-0,3) DChiều dày cánh vít e=( 0,2-0,3)DKhe hở giữa xilanh và đầu mút cánh vít:

ọ=(0,002-0,005)D

D là đường kính trục vít Đối với loại trục lớn rỗng để dẫn nước làm nguội vào thì chọn như sau:

Chiều sâu rãnh vít: h=(0,1-0,2)DĐường kính lỗ rỗng d1 = (0,3-0,4)DTrục vít được chế tạo từ thép tốt chịu nhiệt và chịu mài mòn

Tấm lưới đặt ở cuối trục vít ( nhưng đặt sát với đầu ép) nhằm mục đích để cho vật liệu lưu đều trên toàn tiết diện của đầu ép và để lọc phần sản phẩm chưa chảy hoặc sạn lẫn trong sản phẩm Lưới được chế tạo như một đĩa tròn có dùi lỗ tròn hoặc khe dài ( xem hình 4)

Hình 4 Các dạng lưới ở đầu ép:

a) tấm lưới dạng khe ; b) tấm lưới dạng lỗ

Trang 17

Xilanh là một bộ phận quan trọng của máy, nó có nhiệm vụ chứa vật liệu, cung cấp nhiệt cho vật liệu Trên xilanh có khoét lỗ đặt cửa tiếp liệu, chiều dài cửa

tiếp liệu lấy bằng (2-3) lần đường kính trục vít Xi lanh được chế tạo bằng phương pháp đúc Bên trong xilanh được lồng vào một ống thép chịu mòn để tăng tuổi thọ của xilanh Đối với những máy có gia nhiệt bằng hơi nước thì xilanh đúc rỗng hai lớp để dẫn hơi nước vào và nước ngưng ra ( hình 5)

Hình 5 Cấu tạo xilanh:

a) xilanh thường ; b) xilanh 2 lớp 1- vỏ xilanh; 2-ống lót

Trên hình 6 mô tả đầu của máy ép trục vít tuỳ thuộc vào dạng sản phẩm tạo thành

Hình 6 Các kiểu đầu ép của máy trục vít:

a) đầu ép tạo sợi ; b) đầu ép tạo tạo hạt có dao tịnh tiến ;

c) đầu ép tạo hạt có dao quay

Trong máy trục vít có đốt nóng thì có thể sử dụng bộ đốt bằng dây điện trở hoặc bằng hơi nước Để dễ điều chỉnh nhiệt độ đốt người ta chia bộ đốt làm nhiều phần

Dao Dao

Trang 18

Chuyển động quay của trục vít được thực hiện nhờ động cơ điện vào hộp giảm tốc đặt ở sau máy Bố trí bộ truyền đai phải gọn.

5) Tính chọn hình dáng máy, cách vận hành và lắp ráp máy

3- Phương án thiết kế

Lựa chọn thiết kế máy đùn trục vít có cấu tạo có nhiều điểm tương đồng với các máy xay thịt thông thường với phễu nạp liệu có kích thước tương đối lớn Máy được trang bị thêm cảm biến tiệm cận và bộ phận dao cắt nhằm tự động hóa quá trình thu sản phẩm

4- Một số hình ảnh của máy

Trang 20

Phần II

Trang 21

Tính toán thiết kế máy đùn trục vít

I - Tính chọn các thông số kỹ thuật của máy

Khi trục vít làm việc do độ nghiêng của vành nên nó có khả năng đẩy vật liệudọc trục, tạo ra áp suất trên vật liệu, và áp suất tạo ra sau mỗi bước vít thì được xácđịnh bằng công thức sau:

Pkz = Pđ.k1.k2 .ki kz (I-1)Trong đó:

+ Pđ : là áp suất đầu vào của bước vít thứ nhất, kể từ cửa nạp liệu Thường

+ Pki : là áp suất ra sau bước vít thứ i

+ Pđi : là áp suất vào của bước vít thứ i

Năng suất thể tích được xác định bởi công thức :

V =

n

Trong đó:

+ n : số vòng quay của trục trên 1 vòng năng suất

+  : khối lượng riêng của hỗn hợp

Mặt khác ta có thể tích ở mỗi bước vít được xác định bởi công thức:

Vi = Rv Si (I-4)Trong đó:

+ Rv = Rn - Rt : diện tích vành khuyên mang liệu của bước vít thứ i

Rn : bán kính ngoài vành vít

Rt : bán kính trong trục vít

Rv = cm2

Trang 22

II - Công suất động cơ và bộ truyền đai

1 Công suất động cơ điện

Ta chọn động cơ bước size 57 57HS11230A4 SUMTOR có momen xoắn T =3Nm, có dòng điện định mức I = 3A và sử dụng dòng U =24V

Vì vậy, công suất của động cơ là:

P = UI = 72(W) = 72.103

(kW)Lại có:

.9,55.10

T n

(kW)Với: T: Momen xoắn của động cơ (Nmm)

n: Số vòng quay của động cơ (v/p)

Trang 23

Mặt khác, năng suất ép của máy được xác định bởi công thức

 - khối lượng riêng của vật liệu kg/m3

 - hệ số cung cấp của máy

Trang 24

2.1 - Xác định thông số của bộ truyền

2.1.1- Đường kính bánh đai nhỏ

Ta chọn bộ truyền đai răng với pully 3M20 và 3M65 (pitch = 3,0mm)

Thông số bộ truyền được cho như bảng:

Mẫu Chiều

rộng răng

E d khoan Đường

kính ngoàixươngsườn D

BướcrađườngkínhngoàiD1

Răngđườngkínhngoàid1

Tổngchiềudài L

Đường kính bánh đai nhỏ được chọn d1 = 22 mm

Từ đường kính bánh đai, xác định vận tốc đai

Trang 25

+ u : tỷ số truyền của đai u = 3

Khoảng cách trục nên dùng được tra theo bảng 4.14 (Tài liệu [2]), dựa vào tỉ

số truyền u vào đường kính bánh đai d2

với u = 3 và a/ d2 = 1 (II-8)

Vậy khoảng cách trục a = 66 (mm)

2.1.3- Chiều dài đai và góc ôm

Dựa vào khoảng các trục và các đường kính bánh đại, chiều dài đai xác địnhtheo công thức sau :

Tính khoảng cách trục a theo chiều dài l = 275 mm

Trang 26

Trị số [P0] tra theo bảng đối với đai thường, [P0] = 2,47+ Kđ : hệ số tải trọng động, tra bảng 4.7 ta có Kđ = 1,25

+ C : hệ số ảnh hưởng đến góc ôm, tra bảng 4.15, ta có : C = 0,94

+ C1 : hệ số ảnh hưởng đến chiều dài đai, trị số C1 tra theo bảng 4.16 phụthuộc vào tỉ số l/l0 (l0 là chiều dài đai thí nghiêm), ta có : C1 = 1,04

+ Cu : hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền, trị số Cu tra bảng 4.17, ta có :

+ z : số đai

+ t : bước rãnh bánh đai

+ e : khoảng các từ mép với giữa rãnh bánh đai

Theo bảng , có các thông số như sau :

Trang 27

t = 12 e = 8

=>B = 12 + 2.8 = 28 (mm)

III - Tính số vòng quay của dao cắt

Ta có vận tốc dài của thịt khi ra khỏi khuôn ép được xác định bởi công thức sau

+ v : vận tốc dài của thịt khỏi khuôn ép (m/s)

+ lh : chiều dài nem (mm)

IV- Tính toán vít đẩy của máy ép

Các kí hiệu ban đầu

- Pmax là áp suất pháp tuyến lớn nhất tác dụng trên bề mặt vít

- PN là áp suất pháp tuyến thay đổi theo chiều dài guồng xoắn

- Px là áp suất chiều trục

- Pr là áp suất vuông góc với bán kính , ngược với chiều quay

- Py là áp suất thành phần theo trục y

- Pz là áp suất thành phần theo trục z

- q là cường độ tải trọng liên tục

-  góc nâng của đường vít

- mx cường độ của momen xoắn liên tục

- my cường độ của momen xoắn liên tục y

Trang 28

- mx cường độ của momen xoắn liên tục z

- m là số đường xoắn của vít

Hình 7 Sơ đồ tính toán về sự thay đổi áp suất pháp tuyến theo chiều dài trục vít và áp suất này chấp nhận thay đổi theo định luật tuyến tính theo toàn bộ

Trang 30

áp lực chiều trục px không những sinh ra lực nén dọc trục mà còn tạo ramomen uốn liên tục với trục y và z.

Momen uốn đối với trục z trong khoảng giới hạn góc d vô cùng nhỏ xácđịnh theo phương trình sau:

dMz = ∫R2

R1

P x .dF y

(IV-11)Thay vào phương trình này giá trị pX, dF và giá trị cánh tay đòn của momen

y = sin vào phương trình (I-13) ta có:

(IV-14)

Khảo sát áp suất pr và tìm tải trọng của nó trên trục vít ép

Trên hình vẽ thấy rõ lực pxdF tạo ra momen xoắn trong giới hạn của góc d thì đạilượng đó bằng:



=18,895 (kG/cm)

Trang 31

Cường độ của tải trọng ngang liên tục trong mặt phẳng yx có thể xác địnhnhư sau:

Trang 33

Hình 9 Biểu đổ xác định tải trọng ngang liên tục trong mặt phẳng Oxy

- Tải trọng chiều trục liên tục có cường độ

Trang 34

2 Π

s )

V - Tính toán sức bền trục vít ép

Tính sức bền trục vít một cách tỷ mỉ và thật chính xác là một vấn đề kháphức tạp Do vậy, khi tính thiết kế chỉ cần tính gần đúng cũng đủ đảm bảo yêu cầu

kỹ thuật

Để tính bền trục vít ta cần biết tải trọng tác dụng lên trục vít :

+ tải trọng liên tục dọc trục tăng từ cửa nạp liệu đến đầu ra sản phẩm

Trang 36



= 9940,2 (kG/cm)Theo thuyết ứng suất tiếp lớn nhất thì ứng suất tương đương được xác địnhtheo công thức sau:

(V-4)

trong đó

S : là diện tích tiết diện của vít ép

Wc : là momen chống uốn độc cực của tiết diện vít ép

Thay các giá trị số của ứng suất ta được:

td= √ (F S)2+4(Wc Mx)2

Khi thiết kế vít ép thì momen xoắn và lực chiều trục chưa biết chỉ biết Pmax

có thể lập công thức tính toán để xác định ứng suất khi tỷ lệ R1/R2 đã xác định.Trong các máy ép thì tỷ số các bán kính vít ép dao động trong giới hạn từ 1,7 dến2,25 theo đó thì ta lấy tỷ số lớn để tăng năng suất

Thay giá trị MX ở công thức trên và công thức dưới ta có:

vậy tđ < [] thỏa mãn điều kiện bền

VI - Tính toán sức bền của vòng xoắn vít ép.

Để tính sức bền vòng vít ta khảo sát ở điều kiện áp suất lớn nhất hướng thẳnggóc đối với profin của bề mặt xoắn ốc Như vậy thì vòng vít chọn để tính bền chính

Trang 37

là vòng cuối cùng về phía đầu ép Với sai số không lớn lắm chúng ta có thể xemmột vòng vít như bản hình vành khuyên hàn chặt vào bán kính trong của thân vít.

Trang 39

2 275.3 0,7516.6

Định dạng
Số trang	101
Dung lượng	3,79 MB