Thiết kế cải tiến hệ thống đẩy gỗ trong máy bào thẩm hai mặt tại trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng trường đại học lâm nghiệp việt nam

Máy bào là một máy thuộc trong dây chuyền sản xuất chế biến gỗ ván ghép thanh, máy bào được sử dụng để gia công các bề mặt phẳng của các thanh, tấm gỗ.. Để giảm các khâu trong sản xuất v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN CÔNG TRÌNH

NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ

MÃ SỐ : 106

Hà Nội, 2012

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1 Đặc điểm, tình hình tài nguyên rừng nước ta 2

1.2 Nhu cầu sử dụng gỗ 3

1.3 Tổng quan về ván ghép thanh 4

1.3.1.Sự ra đời và phát triển công nghệ sản xuất ván ghép thanh 4

1.3.2 Quy trình sản xuất ván ghép thanh 6

1.4 Cơ cấu, tổ chức Trung tâm Công nghiệp rừng Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam 6

1.5 Tổng quan về máy bào gỗ 7

1.5.1 Phân loại 7

1.5.2.Thực trạng máy bào gỗ tại trung tâm 9

1.6 Mục tiêu của đề tài 10

1.7 Nội dung đề tài 11

1.8 Phương pháp nghiên cứu và phạm vi của đề tài 11

Chương 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 12

2.1 Phương án 1: Dẫn động với bộ truyền đai và hộp giảm tốc bánh răng trụ: 12

2.2 Phương án 2: Dẫn động với bộ truyền đai và hộp giảm tốc trục vít – bánh vít: 13

2.3 Lựa chọn phương thiết kế 13

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 14

3.1 Chọn dao 14

3.2 Xác định lực đẩy, tốc độ đẩy và công suất đẩy gỗ 15

3.2 1.Tính lực đẩy và công suất đẩy gỗ 15

3.2.2 Tốc độ đẩy gỗ của băng tải 17

3.3 Tính các thông số động học hệ dẫn động cho băng tải đẩy gỗ 18

3.3.1 Tính chọn động cơ 18

3.3.2 Phân cấp tỉ số truyền 19

3.3.3 Tính toán các thông số động học 19

3.4.Tính toán bộ truyền đai 21

3.4.1 Số liệu thiết kế: 21

3.4.2.Trình tự tiến hành 21

3.5 Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít 26

3.5.1.Các số liệu thiết kế: 26

3.5.2.Trình tự tiến hành 26

3.6 Tính toán thiết kế trục 31

3.6.1 Các thông số thiết kế 31

3.6.2 Tính toán thiết kế trục II, III 31

3.7 Tính toán chọn ổ choc các trục 45

3.7.1 Tính chọn ổ cho trục vít 45

3.8 Tính toán chọn khớp nối 52

3.9 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 53

Chương 4 ĐÁNH GIÁ NĂNG SUẤT VÀ SƠ BỘ TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH 56

4.1 Tính năng suất của máy bào 56

4.2 Sơ bộ hạch toán giá thành 1 ca máy : 56

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự phát triển của đất nước, rừng được coi là một tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá, rừng cung cấp nhiều loại gỗ quý như: Đinh, lim, sến, táu cẩm lai, lát hoa…và nhiều loại lâm sản có giá trị kinh tế cao Rừng góp phần không nhỏ vào việc đảm bảo cuộc sống con người Không những thế, rừng còn có một vai trò vô cùng quan trọng đó là cân bằng môi trường sinh thái, điều hòa khí hậu, là lá phổi xanh của trái đất

Do đất nước ta phải trải qua nhiều cuộc chiến tranh tàn khốc và ác liệt, cùng với nạn du canh du cư, đốt rừng làm rẫy, nạn khai thác rừng bừa bãi dẫn đến tài nguyên rừng bị cạn kiệt, vốn rừng bị lạm dụng, diện tích rừng tự nhiên suy giảm nhanh Để đảm bảo và phát huy hiệu quả nguồn tài nguyên rừng, Chính phủ đã có nhiều chính sách hợp lý kiểm soát chặt chẽ việc khai thác rừng kết hợp với công tác bảo vệ, chăm sóc và trồng rừng Tuy nhiên, sản lượng gỗ được khai thác và sử dụng chủ yếu là gỗ rừng trồng, cho nên sản lượng vẫn ở mức thấp, vì thế trong việc chế biến các sản phẩm gỗ luôn đòi hỏi phải tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt, bề mặt đẹp, giá thành sản phẩm hạ, và tiết kiệm và tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu sẵn có từ gỗ Vì vậy viêc tạo ra những máy và công cụ giới hóa để phục vụ cho sản xuất chế biến gỗ là rất cần thiết

Máy bào là một máy thuộc trong dây chuyền sản xuất chế biến gỗ ván ghép thanh, máy bào được sử dụng để gia công các bề mặt phẳng của các thanh, tấm gỗ Để giảm các khâu trong sản xuất và tăng năng suất lao động và chất lượng sản phẩm, đồng thời đảm bảo an toàn cho người lao động, tôi tiến hành thực hiện khóa luận với đề tài:

“ Tính toán thiết kế, cải tiến hệ thống đẩy gỗ trong máy bào thẩm hai mặt tại

Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam ”

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm, tình hình tài nguyên rừng nước ta

Việt Nam có khoảng 19,3 triệu ha rừng, chiếm 5% diện tích cả nước Từ trước tới nay rừng và nghề rừng đã có nhiều đóng góp nhiều cho sự nghiệp xây dựng bảo vệ tổ quốc Tài nguyên rừng nước ta rất phong phú và đa dạng bao gồm các loại gỗ và các loại lâm sản có giá trị kinh tế cao

Theo thống kê, diện tích rừng nước ta năm 1943 là 14,3 triệu ha, độ che kín của rừng là 43% Tuy nhiên đến năm 1995 diện tích rừng tự nhiên và rừng trồng chỉ còn khoảng 9,3 triệu ha, độ che kín còn khoảng 28% Đến năm 2005, tổng diện tích rừng đạt 12,6 triệu ha, độ che phủ đạt 37%, trong đó trong đó rừng tự nhiên chiếm 10,28 triệu ha và rừng trồng khoảng 2,3 triệu ha Sự tăng trưởng về diện tích rừng trong khoảng thời gian trên là do có sự quan tâm đặc biệt của chính phủ trong việc điều chỉnh các chính sách về rừng, trong đó có Luật đất đai, Luật bảo vệ phát triển rừng… Qua đó nâng cao ý thức của từng người dân trong việc bảo vệ và phát triển rừng

Bảng 1: Diễn biến rừng của nước ta qua các thời kỳ Năm Rừng tự nhiên

- Rừng sản xuất: Với diện tích rừng được quy hoạch là 9,6 triệu ha

- Rừng đặc dụng: Với 95 khu rừng đặc dụng sẽ được xây dựng với diện tích khoảng 2,3 triệu ha Trong đó có 12 vườn quốc gia, 18 khu bảo tồn sinh thái cảnh quan, 65 khu bảo tồn thiên nhiên

- Rừng phòng hộ : Với diện tích quy hoạch 6 triệu ha, trong đó diện tích rừng phòng hộ đầu nguồn la 5,8 triệu ha, còn lại là diện tích rừng phòng hộ chắn song chắn cát…

Với kế hoạch xây dựng diện tích rừng trồng là khoảng 3 triệu ha, trong đó

có 2 triệu ha là rừng nguyên liệu gắn với công nghiệp chế biên bao gồm: Nguyên liệu gỗ nhỏ với chu kỳ 10 năm, gỗ cho đồ mộc gia dụng với chu kỳ 30-

40 năm, còn 1 triệu ha là cây công nghiệp lâu năm

Qua nghiên cứu trên ta thấy: Lượng gỗ cung cấp cho nghành công nghiệp chế biến gỗ, cho các nhu cầu xã hội chủ yếu là gỗ rừng trồng và nguyên liệu gỗ

ở các dạng ván hộp… Tuy nhiên, do nước ta nằm trong khu vực bị ảnh hưởng của bão lũ nên gỗ rừng trồng đến tuổi khai thác có chất lượng không cao Vì vậy, việc tạo ra các thiết bị cơ giới hóa trong khâu chế biến gỗ là một việc cần thiết nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm

1.2 Nhu cầu sử dụng gỗ

Hiện nay nhu cầu tiêu thụ sản phẩm gỗ trên thế giới tăng không đáng kể, mức tăng tối thiểu khoảng 8%/năm Do nhu cầu tiêu thụ không có nhiều thay đổi nên chất lượng của các sản phẩm gỗ đã được chú trọng nâng cao để đáp ứng với yêu cầu của người tiêu dùng, Ngành công nghệ chế biến gỗ Việt Nam đang phát triển rất nhanh trong những năm gần đây, vươn lên là 1 trong 7 mặt hàng đem lại kim ngạch xuất khẩu lớn nhất ở khu vực Đông Nam Á, góp phần không nhỏ trong việc phát truênr kinh tế của khu vực Theo số liệu thống kê về sản xuất và tiêu thụ sản phẩm gỗ trên thế giới: Về mặt hàng sản xuất, sản lượng gỗ xẻ trên toàn thế giới là 604256000m3, một số nnước sản xuất chủ yếu là: Malayxia (1%), Indonexia (2%), Nhật Bản (6%), Nga (20%), Mỹ (21%) Mức tiêu thụ các sản phẩm gỗ phân bố ở các khu vực như ở bảng 2

Bảng 2: Mức tiêu thụ gỗ ở khu vực Châu Á – Thái Bình Dương

Các

khu

vực

Gỗ tròn (m 3 )

Gỗ xẻ (m 3 )

Ván nhân tạo (m 3 )

Bột sợi (MT)

Giấy (MT)

1.3 Tổng quan về ván ghép thanh

1.3.1.Sự ra đời và phát triển công nghệ sản xuất ván ghép thanh

a) Trên thế giới

Ván ghép thanh là loại hình sản xuất ván nhân tạo, nó xuất hiện từ năm

1950 của thế kỉ 20 Năm 1950 ván ghép thanh có tên là Laminated borad xuất hiện đầu tiên tại Mỹ nhưng nó chỉ được phát triển manh sau những năm 1970 Với những ưu điểm vượt trội của mình, nó đãn nhanh chóng phát triển mạnh trên toàn thế giới Hiện nay Châu Âu là nơi có tốc độ phát triển mạnh nhất về cả chất lượng cũng như số lượng Người Châu Âu cũng luôn đi đầu về công nghệ sản xuất, tiếp đến là Mỹ, tai Châu Á đi đầu là Nhật Bản, đây là nước sản xuất ván ghép thanh nhiều nhất, sau đó phát triển rộng sang các nước khác

b) Ở Việt Nam

Ở Việt Nam , sau 1985 ván ghép thanh được sản xuất đầu tiên tại công ty Satimex Thành phố Hồ Chí Minh Dần dần các tỉnh phía nam cũng đã và đang phát triển manh mẽ do các doanh nghiệp đã mạnh dạn đầu tư công nghệ mới vào sản xuất, chính vì vậy chất lượng sản phẩm càng ngày càng tốt, mẫu mã đa dạng , không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn phục vụ xuất khẩu ra nước ngoài Các tỉnh có nghành sản xuất ván phát triển mạnh như: Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Đồng Nai, Bình Định… Các doanh nghiệp phía Nam chủ yếu sản xuất ván ghép thanh từ nguồn nguyên liệu là gỗ thông và gỗ cao su

Còn ở miền Bắc, đi đầu trong việc ứng dụng công nghệ sản xuất ván ghép thanh là công ty Lâm sản Yên Bái (sản xuất chủ yếu ở dạng Laminated và dạng Diect Joint) Tuy các tỉnh miền Bắc ứng dụng công nghệ sau nhưng có tốc độ phát triển mạnh mẽ Một số doanh nghiệp đã và đang được xây dựng đều kinh doanh có hiệu quả như: Công ty cổ phần Lâm sản Nam Định, Công ty cổ phần Lâm sản Quảng Ninh, Nhà máy gỗ Vinafor Hà Nội… sản phẩm của họ ngày càng được khẳng định trên thị trường trong nước cũng như quốc tế Nguồn nguyên liệu chủ yếu mà các doanh nghiệp phía Bắc sử dụng trong sản xuất là gỗ keo và gỗ thông Trong quá trình phát triển của ngành, các doanh nghiệp đã có nhiều cải tiến về công nghệ cũng như thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời hạ giá thành sản phẩm

1.3.2 Quy trình sản xuất ván ghép thanh

Để tạo ra sản phẩm ván ghép thanh phải trải qua quá trình gồm nhiều khâu công nghệ như: xẻ, phay, bào, sấy…

Sơ đồ của quá trình sản xuất ván ghép thanh như hình 1.1

Hình 1.1: Quy trình sản xuất ván ghép thanh

Trong quá trình sản xuất, quy trình bào nếu tạo được chất lượng bề mặt đảm bảo sẽ tiết kiệm được vật liệu, hạ giá thành sản phẩm tạo điều kiện thích hợp cho các khâu tiếp theo Gỗ tròn sau khi trải qua các khâu sẽ cho sản phẩm hoàn thiện Nhưng đối với mỗi công ty, doanh nghiệp, vùng miền khác nhau thì các khâu của quá trình có sự sắp xếp khác nhau để cho phù hợp với điều kiện của công ty doanh nghiệp… Song kết quả cuối cùng đều muốn tạo ra sản phẩm

có chất lượng cao, hạ giá thành sản phẩm và nâng cao khả năng canh tranh trên thị trường trong và ngoài nước

1.4 Cơ cấu, tổ chức Trung tâm Công nghiệp rừng Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam

Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng được thành lập theo Quyết định số 2857/NN – TCCB/QĐ, ngày 06/11/1997 của Bộ trưởng bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn, trực thuộc trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam

Trung tâm có chức năng nhiệm vụ chính là phục vụ cán bộ giảng viên, sinh viên Đại học và sau đại học thực hành, thực tập và nghiên cứu đề tài khoa học nhằm giúp sinh viên tiếp cận được với môi trường làm việc thực tiễn, đồng thời kết hợp với việc chuyển giao công nghệ phục vụ cho cơ sở sản xuất

Hiện nay Giám đốc trung tâm là Th.s Lê Văn Tung, hệ thống của trung tâm được hoạt động theo sơ đồ sau:

Hình 1.2: Cơ cấu tổ chức trung tâm

Với chức năng và nhiệm vụ trên, hàng năm Trung tâm hướng dẫn cho rất nhiều sinh viên các khóa trong trường vào thực hành, thực tập kỹ thuật, giúp các sinh viên thực tập chuyên đề, khóa luận và các đề tài cao học, tiến sĩ của các cán

bộ giảng viên trong và ngoài trường

1.5 Tổng quan về máy bào gỗ

và kích thước từ một, hai hoặc 4 phía

Tùy theo mục đích sử dụng , tính năng, cấu tạo mà máy bào được phân lọai như sau:

 Máy bào thẩm

Hình 1.3: Máy bào thẩm RK-712

 Máy bào cuốn gỗ 1 mặt

Hình 1.4: Máy bào cuốn gỗ 1 mặt

 Máy bào cuốn gỗ 2 mặt

Hình 1.5: Máy bào cuốn gỗ 2 mặt

 Máy bào cuốn gỗ 4 mặt

Hình 1.6: Máy bào cuốn gỗ 4 mặt siêu tốc 1.5.2.Thực trạng máy bào gỗ tại trung tâm

14 13 12

11 10 09 08

07 06

05 04 03 02 01

22

23

Hình 1.7: Sơ đồ động máy bào gỗ hai mặt tại trung tâm

1- Động cơ nâng hạ bàn; 2- Bộ truyền trục vít bánh vít; 3- Thân máy; 4- Bộ truyền vít đai ốc; 5- Tay quay điều chỉnh; 6- Trục lăn đỡ; 7- Bàn máy trước; 8,

16, 18, 20, 22- Trục trơn đẩy gỗ; 9- Bàn máy trên; 10- Băng tải đẩy gỗ; 11, 12- Đĩa xích ; 13- Bộ truyền xích ; 14- Bộ truyền đai; 15- Gối đỡ trượt; 17, 21- Dao trên và Dao dưới; 19- Bàn máy sau; 23, 24, 25- Xích, bộ phận căng xích và bánh

xích

b) Nguyên lý hoạt động:

Trong quá trình gia công phôi được đưa vào máy nhờ băng tải 10 Phôi được ép xuống mặt bàn nhờ các ru lô 8, 16, 20, 22, làm cho phôi ổn định và di chuyển được nhẹ nhàng trong khi gia công Máy bào có bàn máy trước 7 di động lên xuống được nhờ tay quay 5, bàn máy sau 19 được cố định vào thân bàn máy Tuỳ theo kích thước của phôi đưa vào, ta điều chỉnh thân máy trên cao thấp thông qua động cơ nâng hạ 1 và các cơ cấu dẫn động khác

Các lưỡi dao hoạt động nhờ các động cơ riêng biệt, thông qua các bộ truyền đai

Hệ thống truyền động đẩy gỗ bao gồm: Động cơ điện qua hộp giảm tốc thông qua hệ thống xích đến băng tải 10, trục cuốn 18 và các ru lô Thay đổi tốc

độ đẩy gỗ bằng cách thay đổi cấp tốc độ động cơ

 Nhược điểm:

Hệ thống truyền dẫn cho băng tải đẩy gỗ sử dụng truyền động là bộ truyền xích, khi làm việc gây ra tiếng ồn và kết cấu cồng kềnh Chính vì vậy ta cần cải tiến hệ thống truyền dẫn này sao cho có kết cấu gọn nhẹ hơn và hoạt động cho năng suất cao

Trong dây chuyền sản xuất các mặt hàng sản phẩm tại Trung tâm, máy bào là một trong những máy sản xuất trung gian phục vụ cho quy trình chế biến sản phẩm Để giúp cho khâu sản xuất ngày càng đạt hiệu quả và năng suất cao hơn, đồng thời giảm bớt thời lượng công việc gia công sản xuất thì quá trình đấy

gỗ trong khi bào là rất quan trọng Vì vậy tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thiết

kế, cải tiến hệ thống đẩy gỗ trong máy bào thẩm hai mặt tại Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam”

1.6 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là tính toán thiết kế cải tiến hệ thống đẩy gỗ trong máy bào 2 mặt tại Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam nhằm tăng nâng suất lao động, tạo ra sản phẩm có chất lượng cao và hạ giá thành sản phẩm

1.7 Nội dung đề tài

Đề tài gồm các nội dung chính sau:

Đặt vấn đề Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế Chương 3: Tính toán thiết kế

Chương 4: Sơ bộ hạch toán giá thành và đánh giá năng suất sử dụng máy

Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo

1.8 Phương pháp nghiên cứu và phạm vi của đề tài

- Phươngg pháp điều tra khảo sát từ thực tế kêt hợp với phương pháp kế thừa, để làm cơ sở tính toán thiết kế

- Phương pháp lý thuyết, dựa trên tai kiến thức đã học của các môn học cơ

sở, chuyên nghành như: Cơ lý thuyết, Nguyên lý máy, Sức bền vật liệu, Cơ sở tính toán thiết kế máy, Máy chế biến gỗ… để vận dụng vào việc tính toán thiết

kế sao cho phù hợp với điều kiện sử dụng

- Phạm vi của đề tài: Cải tiến hệ thống dẫn động cho băng chuyền đẩy gỗ còn các hệ thống khác của máy giữ nguyên

Chương 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Theo thực trạng của máy bào gỗ tại Trung tâm, ở mục 1.5.2 và sơ đồ cấu tạo hình 1.7 ta thấy:

Hệ thống dẫn động cho băng tải đẩy gỗ quá cồng kềnh Vì vậy ta cần thiết

kế cải tiến cho hệ thống này Ta có các phương án như sau:

2.1 Phương án 1: Dẫn động với bộ truyền đai và hộp giảm tốc bánh răng trụ:

a) Sơ đồ nguyên lý hoạt động

Hình 2.1: Sơ đồ thiết kế phương án 1 b) Nguyên lý hoạt động

Động cơ hoạt động, mômen quay qua bộ truyền đai tới hộp giảm tốc bánh răng trụ và được truyền tới đĩa xích chủ động của băng tải làm băng tải chuyển động

2.2 Phương án 2: Dẫn động với bộ truyền đai và hộp giảm tốc trục vít – bánh

vít:

a) Sơ đồ nguyên lý hoạt động

Hình 2.2: Sơ đồ thiết kế phương án 2 b) Nguyên lý hoạt động

Động cơ hoạt đông, mômen qua bộ truyền đai tới HGT trục vít bánh và được truyền tới đĩa xích chủ động của băng tải làm băng tải chuyển động

c) Ưu và nhược điểm

+ Ưu điểm: - Truyền động được 2 trục chéo nhau, nên kết cấu gọn nhẹ;

- Khả năng giảm tốc lớn ( u = 10 ÷ 40 );

+ Nhược điểm: - Khó chế tạo; giá thành cao, vật liệu chế tạo đắt;

2.3 Lựa chọn phương thiết kế

Qua việc so sánh ưu nhược điểm của từng phương án, tôi thấy phương án 2

có kết cấu gọn nhẹ phù hợp với không gian dây chuyền sản xuất nên đã chọn phương án này để thiết kế cải tiến

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3.1 Chọn dao

Máy bào cuốn gỗ hai mặt có hai trục dao: Trục dao trên và trục dao dưới

Do máy gia công vật liệu là gỗ có hai mặt tương đối giống nhau, nên để thuận tiện việc tính toán thiết kế ta chọn dao bào dưới và dao bào trên là như nhau về cấu tạo của dao, do đó việc tính công suất động cơ truyền cho dao, tốc độ cắt, kích thước và đường kính của các dao là như nhau

Chọn dao phụ thuộc nhiều yếu tố: kích thước sản phẩm, tính chất của vật liệu gỗ như: độ bóng, ứng suất, độ ẩm… Dao trong máy bào gỗ thường dùng có nhiều loại,Ta có thể chọn dao như hình 3.1

1 2

3 4

5 6 7

Hình 3.1: Cấu tạo của dao và trục dao bào

1 - Ổ đỡ; 2 - Bánh đai bị động; ; 3 - Vít điều chỉnh dao; 4 - Lưỡi dao; 6- Bu lông; 5- Thân dao

Chọn đường kính và các thông số của dao thông thường được dựa vào 3 chỉ tiêu để đánh giá:

 Chất lượng gia công tốt

 Lực cắt nhỏ

 Không xảy ra hiện tượng gãy quá lớn (do hao mòn đột biến)

Để thực hiện chuyển động bào nhẵn mặt phẳng, thì dao quay tròn và đứng yên, gỗ chuyển động tịnh tiến

Góc cắt  được tạo thành giữa mặt trước của dao cắt và mặt cắt Để tránh hiện tượng xước thớ gỗ góc cắt phải nhỏ 0 0

55

45 





Trên trục dao có thể lắp từ 2 đến 6 lưỡi dao Để cân đối dễ điều chỉnh và tháo lắp ta chọn số lượng là 4 dao

Với các điều kiện trên ta chọn kích thước của dao như sau:

 Số vòng quay của dao 4000 v/p (chọn theo máy chuẩn DSP)

Trục dao được lắp 4 lưỡi dao, để giữ chặt trục dao trên trục dao ta dùng các

bu lông và ốp

3.2 Xác định lực đẩy, tốc độ đẩy và công suất đẩy gỗ

3.2 1.Tính lực đẩy và công suất đẩy gỗ

Muốn đưa được gỗ vào máy thì lực đẩy Fđẩy phải thắng lực đẩy lùi của dao PS và lực ma sát Fms1, Fms2 giữa gỗ với mặt bàn và giữa gỗ với guốc đè như hình 3.3

Fđây= Fms2  Ps + Fms1 (3.1)

Fđây= Fms2: lực cuốn gỗ vào máy

Fms1: lực ma sát lăn giữa bàn máy và gỗ

Fm2: lực ma sát trượt giữa guốc đè và gỗ

Ps: lực đẩy lùi gỗ do dao gây ra

 : Khối lƣợng riêng của gỗ  = 0,400,75 g/cm3

Vậy P = 3

0, 75 400 20 2000 10       9,81= 11772 N Thay vào (3.2) và (3.3) ta có :

Fms1= k1.N = 0,02.11772 = 235,44 N

Fms2= k2.N = 0,3511772= 4120 N

Để đảm bảo cho gỗ khi đưa vào máy an toàn ta nhân cho hệ số an toàn

Fđây = 1,24120 = 4944 N

3.2.2 Tốc độ đẩy gỗ của băng tải

Trong quá trình thực hiện chuyển động cắt gọt, ngoài chuyển động cắt còn

có chuyển động làm thay đổi vị trí tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi để có

những lớp phoi mới Chuyển động đó được gọi là chuyển động đẩy Còn tốc độ

đẩy được kí hiệu: u, đơn vị m/ph

Với lực đẩy gỗ Fđây= 4944 N, đồng thời đây là máy bào cuốn 2 mặt nên

tốc độ đẩy U = (4÷24 m/p) theo [1] Để xác định U, ta chọn lượng đẩy gỗ uz =

(0,5 ÷ 1,2) [1], với máy bào do chiều dày phoi nhỏ nên ta có thể chọn uz lớn,

3.2.3 Xác định công suất đẩy gỗ

Công suất đẩy gỗ được tính :

η2 :Hiệu suất khớp nối ; η2 =1

η3 : Hiệu suất bộ truyền trục vít – bánh vít; η3 = 0,7

η4 : Hiệu suất bộ truyền xích ; η4 =0,92

3.3.1.1 Tính công suất cần thiết trên trục động cơ

Nhƣ đã tính ở trên ta có công suất động cơ cần thiêt để dẫn động cho băng tải đẩy gỗ là Pđ = 2,3(kW) Ta chọn động cơ có công suất là: Pđc = 3 (kW)

Với : u– Tỉ số truyền của hệ thống: u = u1.u2 u3

u1 = (2 ÷ 5 ) - Tỉ số truyền của bộ truyền đai

u2 = (10 ÷ 40 ) – Tỉ số truyền của bộ truyền trục vít bánh vít

u3 = 1 – Tỉ số truyền của bộ truyền xích tải

Do đó phải thỏa mãn điều kiện sau:

2.10 < u < 5.40

20 < u < 200

20 nt < u nt < 200 nt

264 < ndc < 2460

264 < ndc sơ bộ < 2640

Với : P = 3 (kW) và ndc phải thỏa mãn điều kiện trên :

Ta chọn động cơ 4A112MA6Y3 với các thông số kỹ thuật nhƣ bảng 3.1:

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật động cơ đƣợc chọn Kiểu động

cơ

Công suất

u3 = 1

Kết luận : Động cơ đã chọn thỏa mãn và tối ƣu nhất

3.3.3 Tính toán các thông số động học

3.3.3.1 Tính công suất trên các trục

Công suất trên các trục gồm công suất danh nghĩa (Pdn ) và công suất cần thiết ( Pct )

Trục I: PI

dn = Pdc= 3 (kW)

PI

ct = 2,89 kw Trục II: PII

dn= PII

dn ηd .ηtv-bv ηol² =2,805.0,94.0,75.0,995² = 1,96 (kW)

PIII

ct = PII

ct ηd ηtv-bv ηol² = 2,703.0,94.0,75.0,995² = 1,89 (kW) Trục IV : PIV

n u

  = 237,5 (vòng/phút)

n 237,5

18

II III II

n u

  = 13,2 (vòng/phút)

nI V = 13, 2

1

III III

n

u  = 13,2 (vòng/phút)

3.3.3.3 Mômen xoắn trên các trục

Mô men xoắn trên các trục có thể tính theo danh nghĩa (Tdn) hoặc cần thiết

(Tct) khi công suất là danh nghĩa/cần thiết Công thức tính mômen:

Ti =

6 9,55.10

i

Pi

n (3.11) Trục I: T

Bảng 3.2: Bảng thông số động học hệ dẫn động băng tải đẩy gỗ

1) Chọn loại tiết diện đai

Ta chọn đai hình thang để tăng khả năng tải cho bộ truyền Căn cứ công suất và số vòng quay trên bánh đai dẫn, ta chọn tiết diện đai Б (hình 3.4) Các thông số của đai như bảng 3.3:

Bảng 3.3: Thông số của đai hình thang được chọn Loại đai Kí hiệu Kích thước tiết diện Diện tích tiết

Kết cấu dây đai nhƣ hình 3.5

13 11

.d1 n1



= 3,14.160.95060.1000 = 7,9 (m/s) (3.12)

+

a

d d

4

) ( 2  1 2



= 2534 (mm) Theo bảng (4.13)_ 3 : Lấy l = 2500 (mm)

+Khoảng cách trục a chính xác đƣợc tính theo công thức (4.6)_ 3 :

1 2 2 ) 2 1 2

(

- Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ theo chiều dài:

Độ bền của đai đƣợc xác định theo công thức:

- Tính góc ôm 1 trên bánh đai nhỏ:

Góc ôm 1 đƣợc tính theo công thức (4.7)_ 3 :

1 = 180 - 2 1 0

57



= 144,2 0 > 1200 Vậy 1 thỏa mãn điều kiện tải với đai vải cao su

K P

.

Trong đó:

P1 – công suất trên bánh đai chủ động, P1 = 3 (kW)

 P0 - Công suất cho phép (kW), được xác định bằng thực nghiệm Theo bảng

(4.19)_  3 , ta xác định công suất cho phép  P0 = 2,34 (kW) và chiều dài đai l0 =

C z - Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều của tải trọng cho

các dây đai Theo bảng (4.18)_ 3 , ta có: C z = 0,977

Thay các giá trị trên vào công thức (3.16) ta có:

Z = 3.1, 2

2,34.0,872.1, 02.1,148.0,977 = 1,542 Chọn số đai z = 2

- Xác định chiều rộng bánh đai và tiết diện đai:

Chiều rộng B được xác định theo công thức:

B = (z – 1).t + 2.e (3.17) Với: t – khoảng cách từ mép ngoài bánh đai đến tâm dây đai

E – khoảng cách tâm 2 dây đai

Theo bảng 4.21 [ 3], ta có: t = 15 (mm); e = 10 (mm)

Thay các giá trị vào (3.17) ta có:

B = (2 - 1).15 + 2.10 = 35 (mm)

- Xác định đường kính ngoài của bánh đai

+ Đường kính ngoài của bánh đai được xác định theo công thức:

- Lực căng trên một dây đai

Lực căng trên một dây đai đƣợc xác định theo công thức (4.19)_ 3 :

F0 =

z C v

k

P đ

.

780

1

1



+ FV (3.18) Trong đó:

FV – Lực căng do lực li tâm sinh ra (N) FV = qm 2



) = 2.210,3 2 sin (144, 2

2 ) = 799,3 (N)

5) Kết cấu dây đai và bánh đai:

Hình 3.6: Kết cấu dây đai và bánh đai

3.5 Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít

3.5.1.Các số liệu thiết kế:

P =2,805(kW);

n =237,5(v/ph);

u =18; bộ truyền quay một chiều, tải trọng tĩnh;

Thời gian làm việc lh =10000h;

Với vsb ≤ 5 (m/s) Ta chọn vật liệu bánh vít là gang xám kí hiệu Cч 18 -

36 có b = 180(Mpa); ch = 360(Mpa); còn vật liệu trục vít là thép 45 thường hóa

10

1,1240.10

2

2

2 3

170[ ]

170 1418030, 5.1, 2

36.224, 5 10

H w

x= a w

m - 0,5(q+Z2) =220/10 - 0,5(10+36)= 0 Nhƣ vậy x thoả mãn điều kiện dịch chỉnh: -0,7 < x < 0,7

4).Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

][q

k.Ta

qZ

H w



= 12 (m/s) Nhƣ vậy vật liệu đã chọn cho bánh vít phù hợp với điều kiện làm việc và có [H]= 224MPa

Theo bảng 7.4[1] ’= 1,1070

Góc vít trên trục chia:  = arctg(Z1

q ) = arctg(14,30) Hiệu suất bộ truyền:

 = 0,95tgtg( ’)

T Z

k

2 2

3 21

Trong đó: Z2 = 36;  = 70