(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế và chế tạo máy mài đai nhám

Máy mài bằng đai này cho năng suất khá cao, đáp ứng các yêu cầu chính xác của việc mài 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

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: TS TÀO QUANG BẢNG

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN CÔNG CHÍNH

TRẦN VĂN HẠNG

Đà Nẵng, 2019

Trang 2

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy mài đai nhám

Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Công Chính Số thẻ SV: 101140011

Trần Văn Hạng 101140023

Lớp: 14C1A Khoa: Cơ khí Ngành: Công nghệ chế tạo máy

Hiện nay, các quá trình gia công kim loại được thực hiện chủ yếu trên các máy cắt gọt kim loại Ngày càng có nhiều công nghệ mới được áp dụng vào ngành gia công cơ khí do đó các loại máy móc ngày càng được nâng cấp, cải tiến nhằm thực hiện được nhiều nhiệm vụ trong hàng loạt những thao tác cắt gọt vật liệu Để đáp ứng yêu cầu đó nhóm đã nghiên cứu thiết kế chế tạo máy mài đai

Mài là một trong những hình thức gia công kim loại cơ bản Để mài chi tiết, người

ta thường sử dụng đai nhám Mài đai sẽ lấy đi một lớp kim loại siêu mỏng trên bề mặt chi tiết, làm nhẵn mịn chi tiết và thông thường sau gia công mài, sản phẩm sẽ có độ bóng trên bề mặt rất cao

Máy mài đai chúng em thiết kế có thể mài phẳng, mài biên dạng, mài mặt ngoài chi tiết

DUT.LRCC

Trang 3

KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành

1 Nguyễn Công Chính 101140011 14C1A Cơ khí chế tạo máy

2 Trần Văn Hạng 101140023 14C1A Cơ khí chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án: Thiết kế và chế tạo máy mài đai nhám

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- CHƯƠNG 1: Tổng quan về ngành công nghiệp mài

- CHƯƠNG 2: Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế và phương án truyền động.

- CHƯƠNG 3: Tính toán thiết kế máy mài đai nhám

- CHƯƠNG 4: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết

- CHƯƠNG 5: Chế tạo máy, vấn đề an toàn và hướng dẫn sử dụng máy

5 Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):

- 01 bản vẽ phương án thiết kế (A0)

- 01 bản vẽ sơ đồ động máy (A0)

- 01 bản vẽ toàn máy (A0)

- 02 bản vẽ cụm chi tiết (A0)

- 01 bản vẽ mạch điện (A0)

6 Họ tên người hướng dẫn: TS Tào Quang Bảng

Đà Nẵng, ngày 30 tháng 04 năm 2019

DUT.LRCC

Trang 4

SVTH: Nguyễn Công Chính – 14C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 1 Trần Văn Hạng – 14C1A

LỜI NÓI ĐẦU VÀ LỜI CẢM ƠN

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, chúng 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 chúng 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 Bách Khoa Đà Nẵng, chúng em

lựa chọn đề tài “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 chúng em rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến của các Thầy để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo, giúp đỡ của các Thầy trong Khoa Cơ

khí, sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy Tào Quang Bảng đã giúp chúng em hoàn thành

tốt đồ án này

Đà Nẵng, ngày 30 tháng 04 năm 2019

Sinh viên thực hiện Nguyễn Công Chính Trần Văn Hạng

DUT.LRCC

Trang 5

LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT

Trong muôn vàn các phát minh sáng chế khoa học về các loại máy trong công nghiệp, tuy nhiên mỗi người sáng chế lại có một cách thực hiện hay cải tiến để không bị trùng lặp các ý tưởng trước đó

Trên tinh thần đó, nhóm chúng em gồm Nguyễn Công Chính và Trần Văn Hạng

thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo máy mài đai nhám” trên cơ sở có sẵn, tuy nhiên

bọn em đã cải tiến cũng như kết cấu thay đổi so với các đề tài có sẵn trên mạng

Trong đề tài tốt nghiệp của bọn em, bọn em cam đoan tự làm 100% dưới sợ góp ý

giúp đỡ trực tiêp từ thầy Tào Quang Bảng khoa cơ khí, không có sự copy hay nhặt

nhanh từ đề tài cũ

Với đề tài “Thiết kế và chế tạo máy mài đai nhám” chúng em cam đoan tự thiết

kế, tự làm, nếu có sự tranh chấp bọn em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Trang 6

SVTH: Nguyễn Công Chính – 14C1A GVHD: TS Tào Quang Bảng Trang 3

Trần Văn Hạng – 14C1A

MỤC LỤC TÓM TẮT i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii

LỜI NÓI ĐẦU VÀ LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT 2

MỤC LỤC 3

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÀI 7

1.1 Tổng quan 7

1.1.1 Nhu cầu xã hội 7

1.1.2 Tổng quan về mài 7

1.1.3 Một số loại máy mài trên thị trường 8

1.1.4 Các loại vật liệu mài 10

1.1.5 Các phương pháp mài 15

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18

VÀ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG 18

A PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18

2.1 Phương án 1: máy mài đai 3 lô 18

2.2 Phương án 2: mài đai 4 lô 19

2.3 Phương án 3: mài phẳng kết hợp mài biên dạng 20

2.4 Phương án 4: mài phẳng, mài biên dạng và lật đai 90 độ 21

B PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG 22

2.5 Bộ truyền động từ động cơ vào lô dẫn động 22

2.5.1 Khớp nối 22

2.5.2 Bộ truyền đai 25

2.5.3 Bộ truyền xích 27

2.5.4 Bộ truyền bánh răng 28

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY MÀI ĐAI NHÁM 31

3.1 Thiết kế động học của máy 31

3.1.1 Sơ đồ động học của máy 31

3.1.2 Tính toán các thông số đầu vào 32

DUT.LRCC

Trang 7

CHƯƠNG 4: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 40

4.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kĩ thuật các bề mặt cần gia công 40

4.2 Phương pháp chế tạo phôi 40

4.2.1 Phôi thép thanh 41

4.2.2 Phôi dập 41

4.2.3 Phôi rèn tự do 41

4.2.4 Phôi đúc 41

4.3 Xác định trình tự các nguyên công 42

4.4 Phân tích và lựa chọn máy, dao và đồ gá cho từng nguyên công và bước công nghệ……… 42

4.4.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, tiện mặt trụ Ø50, vát mép 1x45, tiện lỗ Ø28 42

4.4.2 Nguyên công 2: Tiện bề mặt lỗ Ø32, vát mép 1x45 44

4.4.3 Nguyên công 3: Tiện khỏa mặt đầu, tiện bê mặt lỗ Ø32 và vát mép 1x45 45

4.5 Tra lượng dư cho từng bước công nghệ 46

4.6 Tra chế độ cắt và tính thời gian gia công cho từng bước công nghệ 46

4.6.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, tiện mặt trụ Ø50, vát mép 1x45, tiện lỗ Ø28 46

4.6.2 Nguyên công 2: Tiện bề mặt lỗ Ø32, vát mép 1x45 51

4.6.3 Nguyên công 3: Tiện khỏa mặt đầu, tiện lỗ Ø32 và vát mép 1x45 53

CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO MÁY, VẤN ĐỀ AN TOÀN VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY 57

A CHẾ TẠO MÁY 57

5.1 Chế tạo máy thiết kế 57

5.1.1 Thiết kế máy 57

5.1.2 Cách vận hành máy 64

B VẤN ĐỀ AN TOÀN VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 64

5.2 Hướng dẫn sử dụng và bảo quản máy 64

5.3 Vấn đề an toàn 65

5.4 Các biện pháp an toàn 66

KẾT LUẬN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

DUT.LRCC

Trang 8

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ  Danh sách các hình vẽ: Hình 1 1: Quá trình mài 5

Hình 1 2: Máy mài cố định 8

Hình 1 3: Máy mài cầm tay 8

Hình 1 4: Máy mài vô tâm 9

Hình 1 5: Máy mài phẳng 9

Hình 1 6: Máy mài tròn trong 9

Hình 1 7: Các loại đá mài 10

Hình 1 8: Đai nhám, đĩa nhám 13

Hình 1 9: Bánh nỉ 14

Hình 1 10: Đá cắt, mài gạch 14

Hình 1 11: Mài tròn ngoài 15

Hình 1 12: Mài tròn trong 16

Hình 1 13: Mài phẳng 16

Hình 1 14: Mài siêu tinh xác 17

Hình 2 1: Sơ đồ máy phương án 1 18

Hình 2 5: Khớp nối cứng 22

Hình 2 6: Khớp nối mềm 23

Hình 2 7: Khớp nối đĩa thép đàn hồi 23

Hình 2 8: Khớp nối đĩa 24

Hình 2 9: Khớp nối cứng 24

Hình 2 10: Khớp nối lưới 24

Hình 2 11: Khớp nối cardan 25

Hình 2 12: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay cùng chiều 26

Hình 2 13: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay ngược chiều 26

Hình 2 14: Truyền động đai nửa chéo 26

Hình 2 15: Bộ truyền xích 27

Hình 2 16: Truyền động bánh răng 28

Hình 2 17: Truyền động bánh răng – thanh răng 29

Hình 3 1: Sơ đồ động của máy 31

Hình 3 2: Sơ đồ động tổng quan máy 31

DUT.LRCC

Trang 9

Hình 3 3: Sơ đồ bộ biến tần 34

Hình 3 4: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển máy mài 35

Hình 3 5: Biến tần Fuji FRN0007C2S-4A 1.5kW 3 Pha 380-480V 35

Hình 4 1: Bản vẽ chi tiết 40

Hình 4 2: Bản vẽ lồng phôi 42

Hình 4 3: Sơ đồ định vị, kẹp chặt cho nguyên công 1 43

Hình 5 1: Đế máy 57

Hình 5 2: Thân đỡ máy (2 tấm) 57

Hình 5 3: Giá đỡ motor 58

Hình 5 4: Giá đỡ cần gạt 58

Hình 5 5: Thép tấm 59

Hình 5 6: Đế mài 59

Hình 5 7: Cần gạt 59

Hình 5 8: Tấm lật 90 60

Hình 5 9: Tấm xoay 60

Hình 5 10: Thanh đỡ tấm xoay 61

Hình 5 11: Thanh trượt 61

Hình 5 12: Bàn mài 61

 Danh sách các bảng: Bảng 1.1: Độ cứng tăng theo chiều tăng của chỉ số cấp độ cứng……….12

Bảng 3.1: thông số kĩ thuật của bộ biến tần……….36

DUT.LRCC

Trang 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÀI

1.1 Tổng quan

1.1.1 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 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

1.1.2 Tổng quan về mài

a Khái niệm: Mài là một quá trình gia công mài mòn, sử dụng một bánh mài

nghiền như là công cụ để cắt vật liệu

Hình 1 1: Quá trình mài

DUT.LRCC

Trang 11

Mài có đặc điểm sau:

 Khi cắt tinh mài đạt 8÷ 12 (Ra=0.63÷0.04), IT4÷IT6, độ chính xác đạt (0,002÷0,003) mm

 Tốc độ cắt lớn 20÷35 m/s nên nhiệt độ cao

 Tiết diện phôi cắt bé

 Đá mài là dụng cụ cắt nhiều lưỡi, hạt mài có hình dạng và vị trí khác nhau đồng thời các góc cắt khi mài không đồng nhất, ta coi mài là quá trình cào xước bề mặt liên tục

 Trong quá trình mài đá mài có khả năng tự mài sắc

1.1.3 Một số loại máy mài trên thị trường

Hình 1 3: Máy mài cầm tay

Hình 1 2: Máy mài cố định

DUT.LRCC

Trang 12

Trang 13

1.1.4 Các loại vật liệu mài

a 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

- CacbitSilic có độ cứng 29.460 N/mm2, là hợp chất giữa Silic và cacbon (ở nhiệt

độ 2200 – 23000C) Có hai loại: cacbuasilic xanh chứa 98 – 99% Silic và cacbuasilic đen chứa 97 – 98 % Silic Cacbuasilic xanh dùng để mài sắc dao hợp kim cứng, dao sứ, cacbuasilic đen dùng để gia công vật liệu có giới hạn bền thấp và các kim loại dẻo, gang xám, nhôm, đồng, vật liệu phi kim loại

- Corundum có độ cứng 20.200 N/mm2, được hình thành từ Oxit nhôm Al2O3 luyện

từ bocxit có ba loại:

DUT.LRCC

Trang 14

+ Corundum thường được dùng phổ biến nhất thường có các màu thay đổi nâu sẫm đến hồng, dùng làm đá mài để mài thô, mài bán tinh và mài tinh các vật liệu thép, gang dẻo hay dụng cụ bằng thép dụng cụ

+ Corundum trắng có chất lượng tốt hơn corumdum thường vì có chứa tỷ lệ Oxit nhôm cao hơn (khoảng 97 – 98,5%), dùng cho nguyên công mài bán tinh và tinh các thép cứng cũng như mài sắc dao cắt bằng thép dụng cụ

+ Corundum đơn tinh thể có độ bền và có tính cắt cao Thành phần Oxit nhôm

97 – 99%, dùng để mài tinh, bóng, sắc các loại dao, cũng như các vật liệu có độ cứng cao

 Kích cỡ hạt mài:

Cỡ hạt còn gọi là độ hạt được biều thị bằng kích thước thực tế của hạt mài Tính năng cắt của đá phụ thuộc vào kích thước của hạt

Khi mài thô, dùng hạt mài có kích thước lớn

Khi mài tinh dùng cỡ hạt nhỏ

Khi gia công vật liệu mềm và dẻo, để giảm hiện tượng nhét phoi và lỗ của bề mặt

Kích thước thực các cỡ hạt của hạt mài và bột mài được nhân với 0,01mm

Kích thước thực các cỡ hạt của bột mài mịn và bột mài cực mịn được nhân với 0,001mm

Trang 15

có thể đến 80m/s ở nhiệt độ trên 1800, chất dính kết Bakelit mất tính bền của nó Vì vậy đá mài kiểu này không chịu được nhiệt độ cao, đồng thời không chịu được tác dụng của kiềm

Chất kết dính Vunkahit (V) gồm 70% cao su và 30% lưu huỳnh Đá mài có chất kết dính vunkahit có độ bền và tính đàn hồi cao hơn cả đá Bakelit, ngoài ra nó còn giữ được tốt profile của đá, vì vậy chất kết dính Vunkahit được dùng để chế tạo đá mài định hình

và các loại đá cắt đứt có chiều dày mỏng 0.3 - 0.5mm (với đường kính 150 - 200mm) Nhược điểm của đá mài này là độ xốp kém, mặt đá bị lì nhanh, chịu nhiệt kém (ở nhiệt

độ >200 độ C Vunkahit bị cháy) nên khi sử dụng nhất thiết phải dùng dung dịch nguội lạnh Ở nhiệt độ 150 độ C Vunkahit bị mềm ra, hạt mài dễ ấn sâu vào chất kết dính, áp lực của hạt mài lên bề mặt gia công giảm, nên được sử dụng trong các nguyên công mài bóng, mài tinh

Đá mài có chất kết dính Keramic và Bakelit được chế tạo với tất cả các cấp độ cứng

Đá mài có chất dính kết Vunkahit chỉ chế tạo với một số độ cứng nhất định

Bảng 1.1: Độ cứng tăng theo chiều tăng của chỉ số cấp độ cứng

Thường đánh giá chất lượng đá mài là tuổi bền của đá hoặc lượng tiêu hao khi cắt

đi được 1cm3 vật liệu gia công Khi mài vật liệu càng cứng, hạt mài mòn càng nhanh cần chọn đá mài mềm, (để hạt mài dễ tróc ra tạo khả năng tự mài sắc một phần) và ngược lại vật liệu gia công càng mềm, cần chọn đá mài có độ cứng cao hơn, khi mài vật liệu dẻo (nhôm, đồng ) ngoài hiện tượng mòn các hạt mài, mặt đá mài còn bị lì đi (do phôi

DUT.LRCC

Trang 16

Đá có cấu trúc xốp, khoảng hở giữa các hạt mài lớn mặt đá mài khó bị lì (mạt mài khó bị kẹt vào khoảng hở giữa các hạt mài) Mặt khác khi đá quay với tốc độ cao dễ tạo nên dòng khí lưu thông giữa các khe hở đó, cũng như dung dịch làm nguội cũng dễ thẩm thấu qua các khe hở của hạt mài để làm nguội trực tiếp bề mặt gia công ở vùng mài Tuy vậy đá mài có cấu trúc xốp cũng có nhiều nhựơc điểm là sức bền kém, không giữ được lâu profile của mặt đá

b 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 8: Đai nhám, đĩa nhám

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 Aluminum 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

DUT.LRCC

Trang 17

c 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 9: Bánh nỉ

d 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

Hình 1 10: Đá cắt, mài gạch

DUT.LRCC

Trang 18

1.1.5 Các phương pháp mài

a 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

+ 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

Nhưng:

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

+ Không mài được các bề mặt gián đoạn

Hình 1 11: Mài tròn ngoài

DUT.LRCC

Trang 19

b Mài tròn trong

Đá mài và chi tiết có chuyển động quay ngược nhau

Đá mài có chuyển động chạy dao ngang để cắt hết lượng dư mài Đá mài hoặc chi tiết có nhiệm vụ chạy dao dọc để cắt hết chiều dài chi tiết

Trang 20

d Mài siêu tinh xác

Mài siêu tinh được dùng để gia công chính xác bề mặt trụ ngoài

Khi mài siêu tinh chi tiết có chuyển động quay tròn, thanh mài dưới áp lực bé (1,5÷2,5)kG/cm2 di chuyển dọc trục với lượng chạy dao nhỏ (=0,003m/s) đồng thời dao động với tần số (25÷50) htk/s và biên độ khoảng (3÷5)mm Chiều cao nhấp nhô bề mặt sau khi mài siêu tinh Ra=0,1µm

Hình 1 18: Mài siêu tinh xác

DUT.LRCC

Trang 21

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

VÀ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG

2.1 Phương án 1: Máy mài đai 3 lô

1- Động cơ, 2- lô chủ động, 3- lô dẫn hướng, 4- bộ phận căng đai, 5- dây đai, 6- lô

bị động

 Ưu điểm:

- Thiết kế, chế tạo đơn giản

- Năng suất cao

- Có thể mài bo tròn, mài biên dạng

 Nhược điểm

- Không thể mài phẳng

Hình 2 1: Sơ đồ máy phương án 1

DUT.LRCC

Trang 22

2.2 Phương án 2: mài đai 4 lô

1- Động cơ, 2- lô chủ động, 3- lô dẫn hướng, 4- bộ phận căng đai, 5- dây đai, 6- 2

lô bị động

 Ưu điểm:

- Thiết kế, chế tạo đơn giản

- Năng suất cao

- Có thể mài phẳng

- Không thể mài bo tròn, mài biên dạng

Hình 2 2: Sơ đồ máy phương án 2 DUT.LRCC

Trang 23

2.3 Phương án 3: mài phẳng kết hợp mài biên dạng

lô bị động, 7- tấm xoay, 8- lô phụ,

 Ưu điểm:

- Năng suất khá cao

- Có thể mài phẳng, mài tròn, mài biên dạng

Trang 24

2.4 Phương án 4: mài phẳng, mài biên dạng và lật đai 90 độ

lô bị động, 7- tấm xoay, 8- lô phụ

 Ưu điểm:

- Năng suất cao do bộ truyền có thể lật được 90 độ

- Có thể mài phẳng, mài tròn, mài biên dạng

- Thiết kế chế tạo khá phức tạp

- Trọng lượng máy khá lớn

- Giá thành chế tạo đắt

 Tóm lại: Ta chọn phương án thiết kế số 4 Mặc dù có vài nhược điểm nhưng

năng suất làm việc khá cao, có thể mài được các loại vật liệu với các hình dạng và góc

độ khác nhau

Hình 2 4: Sơ đồ máy phương án 4

DUT.LRCC

Trang 25

a Khớp nối cứng (Khớp nối trục chặt - Rigid coupling): Là khớp nối liên kết cố

định 2 chi tiết lại với nhau, không có sai lệch vị trí tương quan Khác với các loại khớp nối trục khác, khớp nối trục chặt không những truyền mômen xoắn mà còn có thể tuyền

momen uốn và lực dọc trục

Gồm 2 loại: Khớp nối ống, có kết cấu đơn giản, lắp ráp hơi khó, rẻ tiền, chỉ dùng cho trục có đường kính nhỏ hơn 70mm và khớp nối bích, đơn giản là nối trực tiếp hai mặt bích của hai trục máy bằng bulong

Hình 2 5: Khớp nối cứng

b Khớp nối đàn hồi hay khớp nối bù (Flexible or Compensating Couplings): Dùng

để nối các trục có sai lệch tâm do biến dạng đàn hồi của các trục do sai số chế tạo và lắp đặt hoặc do trục bị biến dạng đàn hồi Các sai lệch này sẽ được bù lại nhờ khả năng

nối răng, khớp nối xích, khớp nối lưới, khớp nối cardan

Khớp nối mềm (Khớp nối cao su giảm chấn): Là khớp nối có sử dụng vòng, đệm đàn hồi (vật liệu bằng cao su) Vòng có khả năng lựa theo sai lệch vị trí của các trục để truyền chuyển động Đệm đàn hồi có tác dụng bù sai lệch của trục

DUT.LRCC

Trang 26

Khớp nối đĩa thép đàn hồi (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 thép không gỉ, nhờ các đĩa này có mà

có thể bù sai lệch trục của hai máy

Khớp nối răng (Gear Tooth Coupling), Khớp nối xích (Chain Couplings), khớp nối

lưới (Grid couplings): được sử dụng nhiều ở điều kiện tải trọng lớn, đường kính trục lớn

Hình 2 6: Khớp nối mềm

Hình 2 7: Khớp nối đĩa thép đàn hồi

DUT.LRCC

Trang 27

Trang 28

Khớp nối cardan: Có chức năng truyền mô-men, lực giữa các cụm đặt cách xa nhau hoặc giữa các cụm của hệ thống truyền lực mà trong quá trình hoạt động luôn có vị trí, khoảng cách thay đổi

 Ưu, nhược điểm của khớp nối

Ưu điểm:

- Truyền trực tiếp chuyển động từ động cơ vào lô dẫn, tối ưu hóa công suất của động cơ

- Truyền mmomen xoắn lớn

- Không cần thông qua bộ truyền trung gian

- Đảm bảo độ đồng tâm giữa các trục khá cao

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

2.5.2 Bộ truyền đai

Bộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động giữa 2 trục song song quay cùng chiều (hình 2.12), trong 1 số trường hợp có thể truyền chuyển động giữa 2 trục song song quay ngược chiều (hình 2.13) (truyền động đai chéo) hoặc truyền động giữa 2 trục

chéo nhau (hình 2.14) (truyền động đai nửa chéo)

Hình 2 12: Khớp nối cardan

DUT.LRCC

Trang 29

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

Hình 2 13: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay cùng chiều

Hình 2 14: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay ngược chiều

Hình 2 15: Truyền động đai nửa chéo

DUT.LRCC

Trang 30

- 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

Nhược điểm:

- Khuôn khổ, kích thước khá lớn

- Lực tác dụng lên ổ trục khá lớn

- Hiệu suất không cao do có hiện tượng trượt đai

- Tuổi thọ làm việc tương đối thấp

b Phạm vi sử dụng:

- Do thích hợp với tốc độ cao nên thường lắp ở đầu vào của các hệ thống máy

- Thường dùng khi khoảng cách trục lớn, vần tốc khoảng 4000-5000m/s

- Không đòi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn

- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng công suất

- Góc ôm không có ý nghĩa như bộ truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích bị dẫn

Hình 2 16: Bộ truyền xích

DUT.LRCC

Trang 31

Nhược điểm:

- Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, ồn

- Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi

- Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bánh điều chỉnh xích

- Mau bị mòn trong môi trường có nhiều bụi hoặc bôi trơn không tốt

b Phạm vi sử dụng

- Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500v/p

- Công suất truyền thông thường < 100 kW

- Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95-0,97

Tùy theo vị trí tương đối giữa các trục có các loại sau:

Hai trục song song: truyền động bánh răng trụ (răng thẳng răng nghiêng răng chữ V) hình 2.16 a, b, c

Hai trục cắt nhau (thường là vuông góc với nhau) truyền chuyển động răng nón (răng thẳng răng nghiêng răng cong) hình 2.16d

Hình 2 17: Truyền động bánh răng

DUT.LRCC

Trang 32

- 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

- 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

Hình 2 18: Truyền động bánh răng – thanh răng

DUT.LRCC

Trang 33

Kết luận: Bánh đai được nối trực tiếp với trục động cơ, khi trục động cơ quay,

bánh đai tại trục động truyền động quay đến các con lăn có vị trí khác thông qua vòng đai Để giảm trọng lượng máy, các con lăn được chế tạo bằng vật liệu nhôm với thông

số đường kính lần lượt là D100, D100, 2*D50mm Ngoài ra các bộ phận khác của máy như khung sườn, bộ phận căng đai, giá đỡ mài, đế máy được chế tạo bằng thép vuông

và nhôm

DUT.LRCC

Trang 34

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

Hình 3 1: Sơ đồ động của máy

Hình 3 2: Sơ đồ động tổng quan máy

DUT.LRCC

Trang 35

3.1.2 Tính toán các thông số đầu vào

Nhám đai, đai nhám hay người ta còn gọi nó là băng giáp, nhám dây Đây là vật liệu mài rất tốt mang lại hiệu quả cao

Đai nhám có cấu tạo gồm 3 phần là hạt mài, keo dính và nền vải nhám Các hạt mài

sẽ được lớp keo dính kết dính vào nền vải nhám tạo ra một sản phẩm nhám đai Nhám đai có thể được cuộn tròn lại và có kích thước khác nhau, có đai rộng, đai hẹp và

có nhiều màu sắc

Thông số kỹ thuật của nhám đai là 2400*50, 3350*50 hoặc theo yêu cầu khách hàng

Cỡ hạt, cơ tính từ 60 đến 600 và theo yêu cầu khách hàng

Do kích thước của nhám đai dài ở dạng dây nên nó có độ mềm, dẻo cao, các hạt nhám, hạt mài cũng đa dạng hơn được kết dính trên bề mặt nền đều đặn, phẳng đảm bảo cho đai nhám bền hơn và hiệu quả hơn khi mài Do đó, nhám đai được sử dụng cho đa dạng các sản phẩm làm từ các chất liệu khác nhau Nhám đai được ứng dụng trong ngành công nghiệp gỗ và xử lý về mặt kim loại như: đồng, nhôm, thép, inox Mỗi kim loại có một dòng đai nhám riêng cho phù hợp

a Tính chọn động cơ

Máy mài được thiết kế để mài các vật liệu: gỗ, thép, gang, sắt Tra tốc độ mài [1] ta

được số vòng quay đầu ra n = 5000 vòng/phút

Công suất làm việc trên trục công tác:

Theo công thức 17.15 tài liệu [2]

Trong đó: + 𝐶𝑝 là hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công và các yếu tố khác

𝐶𝑝 = 2,2 khi mài thép đã nhiệt luyện

𝐶𝑝 = 2,1 khi mài thép chưa nhiệt luyện

𝐶𝑝 = 2,0 khi mài gang

+ v, s, t tra bảng 3.9 tài liệu [3]

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	3,35 MB