Từ những phân tích trên và theo yêu cầu của đề tài là máy vừa uốn và vừa cắt nên ta chọn phương án thiết kế máy uốn bằng phương pháp kéo và quay, cụ thể là uốn bằng mâm uốn, cắt bằng cặp lưỡi dao song song chuyển động tịnh tiến, hơn cả vì nó dùng được cho nhiều trường hợp, có thể điều chỉnh được đường kính của sản phẩm cần uốn, nó cũng có thể dùng để uốn góc, và cắt được những đoạn thép có chiều dài tùy ý…
3.1. Phân tích yêu cầu động học của máy.
+ Thực hiện quá trình cắt.
+ Thực hiện quá trình kẹp và giữ phôi.
+ Thực hiện quá trình uốn.
+ Lực uốn và lực cắt danh nghĩa của máy phải lớn hơn lực uốn và lực cắt cần thiết.
3.2. Lựa chọn phương án truyền động.
- Máy thực hiện 2 công tác đó là uốn và cắt.
+ Đối với công tác uốn ta chọn uốn kiểu có mâm uốn. Vì theo phương pháp này thao tác dễ dàng, cho năng suất cao hơn so với các phương pháp khác. Chỉ có phương pháp uốn bằng xilanh cho năng suất cao hơn nhưng phương pháp này thích hợp với uốn cắt tự động.
+ Đối với công tác cắt ta chọn cắt với 2 lưỡi dao song song. Vì phương pháp này thao tác nhanh, dễ dàng. Ít nguy hiểm đối với người sử dụng. Cho năng suất cao so với các phương pháp khác như cắt bằng máy cắt hay dao đĩa.
- Để thực hiện quá trình cắt và uốn thép, ta có thể bố trí các dạng bộ truyền như:
bộ truyền đai, các bộ truyền bánh răng để truyền động từ động cơ đến mâm uốn và cơ cấu cắt. Tuy nhiên để chọn phương án truyền động hợp lý phải thỏa mãn một số yêu cầu sau:
+ Máy thiết kế có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ chế tạo và lắp ráp .
+ Vật liệu chế tạo chi tiết máy được chọn hợp lý, đảm bảo các yêu cầu liên quan đến công dụng và điều kiện sử dụng máy .
+ Có thể sử dụng các phương pháp công nghệ phù hợp để đơn giản hoá quá trình chế tạo từ khâu chuẩn bị phôi đến gia công chế tạo, kiểm tra, lắp ráp và nghiệm thu sản phẩm.
DUT.LRCC
+ Máy phải có khối lượng và kích thước nhỏ gọn .
+ Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất, phù hợp với điều kiện hiện có.
Ta có các lựa chọn sau về hộp giảm tốc, và cơ cấu truyền động cắt, từ đó chọn ra phương án thích hợp.
3.2.1. Phương án thiết kế hộp giảm tốc.
Vì yêu cầu công suất, momen truyền động nên ta chọn hộp giảm tốc 2 cấp.
3.2.1.1. Phương án 1- Hộp giảm tốc 2 cấp khai triển.
Hình 3. 1 Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khai triển.
- Phạm vi tỉ số truyền i=830.
- Nhược điểm chủ yếu của hộp giảm tốc khai triển là bánh răng phân bố không đối xứng đối với gối tựa. Vì thế tải trọng phân bố không đồng đều trên các ổ trục.
3.2.1.2. Phương án 2 – Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh.
Hình 3. 2 Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp phân đôi cấp nhanh.
N
C
N
C
DUT.LRCC
- Ưu điểm:
+ Tải trọng phân bố đều trên các ổ trục.
+ Sử dụng hết khả năng của vật liệu chế tạo các bánh răng cấp chậm và cấp nhanh.
+ Bánh răng phân bố đối xứng với ổ, sự tập trung tải trọng theo chiều dài răng ít hơn so với sơ đồ khai triển thông thường.
- Nhược điểm:
+ Kích thước hộp giảm tốc lớn.
+ Cấu tạo bộ phận ổ phức tạp hơn.
+ Số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng.
3.2.1.3. Phương án 3 – Hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục.
Hình 3. 3 Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp đồng trục.
- Ưu điểm:
+ Cho phép giảm kích thước và trọng lượng hộp giảm tốc.
- Nhược điểm:
+ Khả năng chịu tải trọng của cấp nhanh chưa dùng hết vì lực sinh ra trong quá trình ăn khớp của các bánh răng cấp chậm lớn hơn nhiều so với cấp nhanh, trong khi đó khoảng cách trục của 2 cấp lại bằng nhau.
+ Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí kết cấu chung của thiết bị dẫn động vì chỉ có một đầu trục vào và một đầu trục ra.
N
C
DUT.LRCC
+ Khó bôi trơn bộ phận ổ trục ở giữa hộp.
+ Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn, do đó muốn bảo đảm trục đủ bền và cứng cần phải tăng đường kính trục.
3.2.1.4. Kết luận.
Từ các phân tích trên ta chọn hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh làm hộp giảm tốc của máy.
3.2.2. Phương án thiết kế cơ cấu truyền động cắt.
Ta phân tích chọn giữa 2 phương án bánh lệch tâm và trục khuỷu thanh truyền.
3.2.2.1. Phương án 1 – Truyền động bằng bánh lệch tâm.
Hình 3. 4 Sơ đồ truyền động cắt bằng bánh lệch tâm.
Truyền động bằng bánh lệch tâm có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, truyền được lực cắt lớn. Nhược điểm của cơ cấu là phải tính toán để cơ cấu không bị tự hãm.
3.2.2.2. Phương án 2 – Truyền động bằng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.
Hình 3. 5 Sơ đồ truyền động cắt bằng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.
Ưu điểm của cơ cấu là truyền động hiệu quả cho năng suất cao, tuy nhiên nhược điểm chính của cơ cấu là cấu tạo phức tạp hơn, và khó chế tạo.
3.2.2.3. Kết luận.
Từ phân tích về 2 phương án trên ta chọn cơ cấu bánh lệch tâm để truyền động cho cơ cấu cắt.
3.2.3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy.
Ta đã chọn được hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh và cơ cấu bánh lệch
S
S
DUT.LRCC
Hình 3. 6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của toàn máy.
S
ÐC
DUT.LRCC