Đồ Án Tốt Nghiệp THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN ĐH Phạm Văn Đồng
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN ĐH Phạm Văn Đồng, thuyết minh THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN, động học THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN, kết cấu máy THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN, nguyên lý máy THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN
MỤC LỤC
PHẦN I- THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY.. 1
Chương I: PHÂN TÍCH CÁC CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH.. 1
1.1 Khả năng công nghệ của máy khoan: 1
1.2 Các sơ đồ gia công trên máy khoan: 1
1.3 Các chuyển động tạo hình khi khoan: 3
1.4 Các sơ đồ kết cấu động học của máy khoan: 4
Chương II: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY 6
2.1/ xác định vận tốc cắt và lượng chạy dao giới hạn của máy: 6
2.2/ Xác định số vòng quay giới hạn: 8
2.3/ Phạm vi điều chỉnh số vòng quay: 9
2.4/ Xác định cấp vận tốc Z và hệ số công bội 
: 9
2.5/ xác định chế độ cắt giới hạn s, t: 10
2.6/ Xác định lực cắt tác dụng và công suất động cơ. 10
2.6.1/ Xác định lực cắt tác dụng: 10
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY.. 13
3.1.Thiết kế xích tốc độ: 13
3.1.1. Các yêu cầu khi thiết kế hộp tốc độ: 14
3.1.2. Tính số nhóm truyền tối thiểu: 14
3.1.3. Thiết kế phương án thứ tự. 16
3.1.4. Trình tự xây dựng đồ thị vòng quay. 18
3.1.5/ Tính số răng của trục bánh răng: 20
Kiểm tra sai số: 23
3.2. Hộp chạy dao: 25
3.2.1 Giới hạn lượng chạy dao: 25
3.2.2. Phương án không gian: 26
3.2.3 Phương án thứ tự: 26
3.2.4. Đồ thị vòng quay: 27
3.2.5/ Tính toán số răng của các bánh răng: 28
3.2.6/Các thiết kế truyền khác của hộp chạy dao: 30
3.2.7.Tính sai số vòng quay trục cuối của hộp chạy dao: 31
PHẦN II: THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY.. 33
Chương I: TÍNH CÔNG SUẤT VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ.. 33
I. Xác định công suất: 33
1. Xác định công suất cắt: 33
2. Xác định công suất động cơ: 34
II. LẬP BẢNG TÍNH SƠ BỘ: 35
1. Tính toán lập bảng: 35
1./Trục I: 35
2./ Trục II 35
3./ Trục III: 36
III. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG CỦA XÍCH CHẠY DAO: 36
1. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho thép. 37
2.Chọn sơ bộ hệ số tải trọng : 38
3.Chọn sơ bộ hệ số chiều rộng bánh răng: 38
4.Khoảng cách trục A: 38
5.Vận tốc vòng và và cấp chính xác chế tạo. 38
7. Xác định lại chiều rộng bánh răng, số răng và môđun. 39
8. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng. 39
9. Tính lực tác dụng trên bộ truyền. 40
IV. THIẾT KẾ TRỤC CỦA XÍCH CHẠY DAO VÀ CHỌN Ổ.. 40
4.1. Tính sơ bộ trục: 41
4.2/ Tính gần đúng trục: 41
VI. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP CHẠY DAO: 44
VII.HỆ THỐNG BÔI TRƠN: 45
PHẦN I- THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
I. PHÂN TÍCH CÁC CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH ĐỂ THIẾT LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC MÁY.
1.1 Khả năng công nghệ của máy khoan:
Máy khoan cần dùng để khoan, doa, khoét, cắt ren… trên những chi tiết lớn, trong dạng sản xuất hàng loạt, trong phân xưởng dụng cụ và sữa chữa.
- Gia công lỗ thông hoặc không thông,lỗ trụ, lỗ côn...
- Mở rộng lỗ bằng dao khoét.
- Đôi khi dùng máy khoan để doa lỗ trong trường hợp không có máy doa.
- Gia công ren bằng bàn ren hoặc tarô máy.
- Gia công lỗ không tròn xoay (dùng đồ gá đặc biệt).
1.2Các sơ đồ gia công trên máy khoan:
a. Gia công lỗ thông hoặc không thông, lỗ trụ, lỗ côn..(Hình 1)
- Nguyên tắc tạo hình:
+ Chuyển động quay tròn Q2 của trục chính tạo ra tốc độ cắt v.
+ Chuyển động tịnh tiến T2 của trục chính tạo ra lượng chạy dao S
Hình 1
- Mở rộng lỗ bằng dao khoét (hình 2)
- Nguyên tắc tạo hình:
+ Chuyển động quay tròn Q2 của trục chính tạo ra tốc độ cắt v.
+ Chuyển động tịnh tiến T2 của trục chính tạo ra lượng chạy dao SHình 2
- Doa lỗ (hình 3)
-Nguyên tắc tạo hình:
+ Chuyển động quay tròn Q2 của trục chính tạo ra tốc độ cắt v.
+ Chuyển động tịnh tiến T2 của trục chính tạo ra lượng chạy dao S
Hình 3
- Gia công ren bằng bàn ren hoặc tarô máy (hình 4)
-Nguyên tắc tạo hình:
+ Chuyển động quay tròn Q2 của trục chính tạo ra tốc độ cắt v.
+ Chuyển động tịnh tiến T2 của trục chính tạo ra lượng chạy dao S
Hình 4
- Gia công lỗ không tròn xoay (dùng đồ gá đặc biệt,hình 5 ).
- Nguyên tắc tạo hình:
+ Chuyển động quay tròn Q2 của trục chính tạo ra tốc độ cắt v.
+ Chuyển động tịnh tiến T2 của trục chính tạo ra lượng chạy dao S
Hình 5
1.3 Các chuyển động tạo hình khi khoan:
+ Chuyển động quay tròn của trục chính tạo ra tốc độ cắt v.
+ Chuyển động tịnh tiến của trục chính tạo ra lượng chạy dao s.
Ngoài ra, còn có chuyển động tịnh tiến lên xuống và chuyển động xoay của bàn máy để điều chỉnh vị trí chính xác khi khoan.1.4 Các sơ đồ kết cấu động học của máy khoan:
- Phương trình xích động:
+ Phương trình xích tốc độ:
Cả 2 hình 6 và hình 7 đều có phương trình :
n đc × i12 × iv × i34 = n tc
công thức điều chỉnh tốc độ:
Hình 8: n đc1 × i12 × iv × i34 = ntc
công thức điều chỉnh tốc độ:
+Phương trình xích chạy dao:
Phương án 1:
Hình 6: s1 = ntc × i45 × is × i67 × × m × z
Phương trình điều chỉnh:
Phương án 2:
Hình 7: s2 = n đc × i15 × is × i67 ×× m × z
Phương trình điều chỉnh:
Phương án 3:
Hình 8: s3 = n đc2 × i56 × is × i78 × × m × z
Phương trình điều chỉnh:
Trong 3 phương án trên. Ta thấy phương án 1 sơ đồ ở hình 6 là tối ưu nhất, vì: Có các phương trình xích động điều khiển dễ dàng và chính xác hơn do chỉ dùng 1 động cơ.
Như vậy, ta chọn hình 6 làm sơ đồ kết cấu động học cho máy khoan cần thiết kế.
II. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỎ BẢN CỦA MÁY.
2.1. xác định vận tốc cắt và lượng chạy dao giới hạn của máy:
Khả năng công nghệ của máy khoan cần là dùng để khoan, khoan rộng, khoét, doa và tarô.
+ Các phạm vi điều chỉnh:
Gia công những chi tiết có kích thước, vật liệu khác nhau, yêu cầu kỹ thuật khác nhau, điều kiện chế tạo khác nhau dẫn đến đưa lý thuyết cắt gọt, lý thuyết năng suất máy điều đó phải đảm bảo các trị số biến đổi kích thước trong phạm vi trên. Những kích thước này qui thành số vòng quay trục chính.
Phạm vi điều chỉnh tốc độ Rn:
+ Vận tốc cắt.
Tốc độ cắt khi khoan : .
Tốc độ cắt khi khoan rộng, khoét,doa : .
. Hệ số . và các hệ số mủ q,m,y dùng cho chế độ khi khoan tra ở bảng (.) sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 .
. Hệ số . và các hệ số mủ q,m,y,x dùng cho chế độ khi khoan tra ở bảng (.) trang 23- sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.
- Hệ số điều chỉnh cho tốc độ cắt: .
+ Khi khoan, khoét vật liệu là thép:
..: tra bảng . sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2
.: tra bảng . sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2
.: tra bảng .. sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2
. tra bảng 7-1 sách chế độ gia công cơ
Suy ra: .
+ Khi khoan, khoét vật liệu là gang, đồng, nhôm:
. tra bảng 5-1 sách chế độ gia công cơ
. tra bảng 8-3 sách chế độ gia công cơ
. tra bảng 6-3 sách chế độ gia công cơ
. tra bảng 7-1 sách chế độ gia công cơ
Suy ra: .
. Lượng chạy dao S khi khoan tra bảng .sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.
. Lượng chạy dao S khi doa tra bảng .sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.
. Lượng chạy dao S khi khoét tra bảng .sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.
. Tuổi bền T tra bảng 5-30 trang 22-sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.
* Vận tốc cắt khi khoan thép:
+ Đường kính khoan Dmin = 10 mm
|
S(mm/vòng) |
T(phút) |
.. |
q |
y |
m |
|
0.13 |
25 |
7 |
0.4 |
0.7 |
0.2 |
Suy ra: .
+ Đường kính khoan Dmax = 50 mm
|
S(mm/vòng) |
T(phút) |
.. |
q |
y |
m |
|
0.75 |
90 |
3.5 |
0.5 |
0.45 |
0.12 |
Suy ra: ..(m/p)
* Vận tốc cắt khi khoan gang,hợp kim nhôm, hợp kim đồng:
+ Đường kính khoan Dmin = 10 mm
|
S(mm/vòng) |
T(phút) |
... |
q |
y |
m |
|
0.3 |
25 |
28.1 |
0.25 |
0.55 |
0.125 |
Suy ra: .. (m/p)
+ Đường kính khoan Dmax = 50 mm
|
S(mm/vòng) |
T(phút) |
... |
q |
y |
m |
|
0.75 |
140 |
14.7 |
0.35 |
0.55 |
0.125 |
Suy ra: .. ( m/p)
* Vận tốc cắt khi khoét thép:
+ Đường kính khoét Dmin = 10 mm
|
S(mm/v) |
T(mm) |
.. |
q |
x |
y |
m |
|
0.5 |
25 |
16.3 |
0.3 |
0.2 |
0.5 |
0.3 |
Chọn t = 0.5 mm
Suy ra: .. 23.1(m/p)
+ Đường kính khoét Dmax = 50 mm
|
S(mm/v) |
T(mm) |
.. |
q |
x |
y |
m |
|
1.6 |
60 |
16.3 |
0.3 |
0.2 |
0.5 |
0.3 |
Chọn t = 1 mm
Suy ra: .. (m/p)
* Vận tốc cắt khi khoét gang,hợp kim nhôm, hợp kim đồng:
+ Đường kính khoét Dmin = 10 mm
|
S(mm/v) |
T(mm) |
. |
q |
x |
y |
m |
|
0.8 |
25 |
18.8 |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
0.125 |
Chọn t = 1 mm
Suy ra: . ( m/p)
+ Đường kính khoét Dmax = 50 mm
|
S(mm/v) |
T(mm) |
. |
q |
x |
y |
m |
|
1.6 |
60 |
27.9 |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
0.125 |
Chọn t = 2 mm
Suy ra: . ( m/p)
Như vậy: giới hạn chế độ cắt:
Vmax = 58.3 m/p Vmin = 6.3 m/p
2.2. Xác định số vòng quay giới hạn:
S.....
2.3. Phạm vi điều chỉnh số vòng quay:
....
2.4. Xác định cấp vận tốc Z và hệ số công bội .:
Máy khoan sản phẩm không đa dạng, mức độ chuyên môn hoá thấp, chỉ dùng để sản xuất đơn chiếc.
Ta có: .
nên ta chọn công bội φ = 1,41.
Số cấp tốc độ của máy:
..
Chọn Z = 12.
2.5. Xác định số vòng quay tiêu chuẩn.
Ta chọn ..
| . |
40(m/p) |
|
56(m/p) |
|
|
80(m/p) |
|
|
113(m/p) |
|
|
160(m/p) |
|
|
225(m/p) |
|
|
320(m/p) |
|
|
450(m/p) |
|
|
640(m/p) |
|
|
900(m/p) |
|
|
1270(m/p) |
|
|
1790(mm/) |
+Số cấp chạy dao của máy:
.(mm/vòng)
.(mm/vòng)
Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao:
...
Chọn js = 1,26
Þ ..
Chọn Z = 12
Các gí trị lượng tiến dao:
Chọn S1 = Smin = 0,13 (mm/vòng)
S2 = S1 .j = 0,13.1,26=0.16 (mm/vòng)
S3 = S2 .j = 0,16.1,26=0,2 (mm/vòng)
S4 = S3 .j = 0,2.1,26=0,25 mm/vòng)
S5 = S4 .j = 0,25.1,26=0,32 (mm/vòng)
S6 = S5 .j = 0,32.1,26=0,4 mm/vòng)
S7 = S6 .j = 0,4.1,26=0,5 mm/vòng)
S8 = S7 .j = 0,5.1,26=0,63 mm/vòng)
S9 = S8 .j = 0,63.1,26=0,8 mm/vòng)
S10 = S9 .j = 0,8.1,26=1 (mm/vòng)
S11 = S10 .j =1.1,26=1.26 (mm/vòng)
S12 = S11 .j = 1,26. 1,26=1,58 mm/vòng)
2.6. xác định chế độ cắt giới hạn s, t:
Bằng công thức thực nghiệm ta có:
. công thức II-25 trang 30 sách thiết kế máy cắt kim loại của Nguyễn Ngọc Cẩn.
Đối với thép: C= 0.7
.........................
2.7. Xác định lực cắt tác dụng và công suất động cơ.
2.7.1. Xác định lực cắt tác dụng:
Ta chỉ tính lực cắt tác dụng và mô men xoắn khi khoan vì lực cắt tác dụng và mô men xoắn khi là lớn nhất.
- Tính momen xoắn và lực dọc trục:
a. Lực tác dụng dọc trục chính:
Ps = CpDzp.Styp
Cp = 850, zp = 1, yp = 0,7 (tra trong sách TKMCKL)
S = 0.35 mm/v tra bảng (5-25) sổ tay công nghệ chế tạo máy II
PSmax = 850.501.0,350,7 = 20381.5 (N)
Đối với thép chịu nhiệt lực cắt lớn hơn 22.5 lần so với khi gia công thép cacbon. Ta chọn: 2
Như vậy: PSmax =20381.5 2 =40763 N
+ Momen xoắn: Mxmax = Cm.Dzm.Stym
Cm = 350, zm = 1,9, ym = 0,8 (tra trong sách TKMCKL)
D = 50 mm, S = 0,65 (tra trong sách STCNCTM tập II bảng 5_25)
Đối với thép chịu nhiệt lực cắt lớn hơn 22.5 lần so với khi gia công thép cacbon. Ta chọn: 2
Mxmax = 3501,9 0,350,8 2= 510970 (Nmm)
b. Xác định lực cắt chạy dao:
==43828.82N
Với: trang bảng II-6 sách thiết kế máy cắt kim loại
2.7.2 Tính chọn công suất động cơ:
( kW)
Trong máy khoan công suất động cơ truyền dẫn chính gồm có 3 phần.
Nđcv = Nc + N0 + Np
Nc: Công suất cắt.
N0: Công suất chạy không.
Np: Công suất tiêu hao phụ do hiệu suất và nguyên nhân ngẫu nhiên ảnh hưởng đến sự làm việc của máy.
Thường Nc = 0.70,8Ndc cho nên ta có thể tính gần đúng, công suất động cơ dẫn chính theo công sâut cắt như sau:
= 0,8 hiệu suất tổng của t
Công suất chạy dao được tính theo tỷ lệ phần trăm công suất truyền dẫn chính.
Ndcs = k.Nđcv
Máy khoan: k= 0,04
Ndcs = 0.04 -- 5.25 = 0.21
Trong máy khoan dùng một động cơ cho truyền dẫn chính lẫn truyền dẫn chạy dao nên:
Ndc = Ndcv + Nđcs = 5.25 + 0.21 = 5.46(kw)
Chọn loại động cơ che kín có quạt gió N = 5,5(kw),
tốc độ quay ndc = 1450(v/p)
Ta có một số máy tham khảo như sau:
|
Thông số kỷ thuật |
2H55 |
2III55 |
2B56 |
|
Đường kính khoan max(mm) |
50 |
50 |
50 |
|
Số cấp tốc độ |
21 |
21 |
12 |
|
Phạm vi tốc độ trục chính (v/p) |
20--2000 |
10--1000 |
55--1140 |
|
Lượng chạy dao (mm/vòng) |
0.006--1.22 |
0.1--1.12 |
0.15--1.2 |
|
Công suất động cơ chính (kw) |
4 |
4 |
5.5 |
|
Công suất động cơ nâng cần (kw) |
2.2 |
2.5 |
1.3 |
|
Lượng dịch chuyển thẳng đứng (mm) |
350 |
400 |
350 |
|
Lượng dịch chuyển thẳng ngang của cần (mm) |
120 |
- |
940 |
Dựa vào bảng trên ta thấy: công suất máy mà ta tính được tương đương với máy 2B56. Nên ta chọn máy 2B56 là máy chuẩn để tính toán và thiết kế sau này.
III. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY
3.1.Thiết kế xích tốc độ:
Các số liệu ban đầu:
nmin-nmax = 40-1790 (vòng/phút)
Zv = 12
φ = 1,41
Zs = 12
S = 0,13-1,6 (mm/vòng)
Máy khoan cần 2B56 có những đặc tính sau:
+ Chuyển động chính:
Trục chính thực hiện 12 cấp vòng quay từ động cơ có N=5,5kW qua trục II với tỉ số truyền. Từ trục II qua trục III nhờ khối bánh răng ba bậc có tỷ số truyền: Từ trục III qua trục IV nhờ cặp bánh răng thay thế có thể thay đổi làm cho số cấp vòng quay trục chính tăng gấp đôi. Từ trục IV qua trục V có hai tỷ số truyền: và giữa trục V và VI cũng có hai tỉ số truyền: . Trục ống VI truyền chuyển động cho trục chính X nhờ then hoa.
Tóm lại, xích chuyển động chính được thực hiện như sau:
+ Chuyển động chạy dao:
Chuyển động chạy dao được thực hiện từ trục chính qua cặp bánh răng để đến hộp chạy dao. Hộp chạy dao thực hiện 9 lượng chạy dao nhờ 2 khối bánh răng di trượt 3 cấp: khối thứ nhất cho 3 tỉ số truyền,. Khối thứ hai cho 3 tỉ số truyền từ trục VII đến trục VIII là Từ trục VIII, nhờ cặp bánh răng , truyền động được đưa đến cơ cấu trục vít-bánh vít và truyền đến bánh răng-thanh răng 13ax3, làm cho trục chính di động theo chiều trục.
Xích chạy dao được thực hiện như sau:
- Ngoài ra còn có các chuyển động phụ: chuyển động tịnh tiến lên xuống của xà ngang do động cơ N=1,3kW thực hiện qua cặp bánh răng và trục vitme đứng . Khóa chặt ống đỡ vào trụ rỗng do động cơ điện N=0,5kW thực hiện với vitme vi sai siết chặt vòng kẹp.
3.1.1. Các yêu cầu khi thiết kế hộp tốc độ:
Hộp tốc độ là bộ phận quan trọng trong máy cắt kim loại nói chung và trong máy khoan nói riêng, nó dùng để thực hiện nhiệm vụ sau:
- Truyền công suất từ động cơ lớn trục chính.
- Đảm bảo phạm vi điều chỉnh cần thiết cho trục chính hay trục cuối cùng của hộp tốc độ với cùng công lớn và số cấp tốc độ đạt yêu cầu.
Từ các thông số cơ bản Rn, φ, Zv ta có thể thực hiện nhiều về kết cấu của hộp tốc độ với cách bố trí các vòng quay, số trục hệ thống bôi trơn, điều khiển rất khác nhau, do đó ta cần phải lựa chọn phương án thích hợp nhất dựa vào các yêu vầu sau:
- Các giá trị số vòng quay từ n1 tới n12 và hệ số cấp vòng quay φ phải phù hợp với trị số tiêu chuẩn.
- Các chi tiết máy tham gia vào việc truyền động phải đảm bảo độ cứng vững, độ bền để đảm bảo truyền động chính xác nhất là trục chính.
- Kết hợp hộp tốc độ phải đơn giản, xích truyền động phải hợp lý đạt hiệu suất cao, cơ cấu phải dể dàng tháo lắp điều chỉnh, sửa chữa.
- Điều kiện nhẹ nhàng và an toàn.
3.1.2. Tính số nhóm truyền tối thi
Với điều kiện: ta chọn: i=0.4 vì đây là hộp giảm tốc
Suy ra:
Chọn
Vậy số nhóm truyền tối thiểu là x = 4
+ Số trục:
Với số cấp tốc độ của máy là 12, ta có phương án không gan là: 3×2×21; 3×2×12; 3×1×22; 1×3×22; 2×3×2×1; 2×3×1×2; 2×1×3×2; 1×2×3×2; 2×2×3×1 2×2×1×3 2×1×2×3 1×2×2×3
Vậy ta có 12 phương án không gian vì các nhóm truyền dùng chung bánh răng di trượt… nên ta chọn phương án nào là tối ưu nhất.
Ta so sánh các phương án không gian để xem
- Phương án nào mà trong hộp có tổng số bánh răng là nhỏ nhất
- So sánh tổng số trục của phương án không gian
Str = x + 1 (x : số nhóm truyền )
- Tổng các phương án điều bằng nhau và bằng:
Str = x + 1 = 4 + 1 = 5 (trục)
- Tính số bánh răng của hộp trong các phương án điều bằng nhau và bằng:
Sr = 2= 2(3+2+2+1) = 16 (bánh răng)
i: số nhóm truyền.
p: số tỷ số truyền.
Bảng so sánh phương án không gian:
|
Yếu tố so sánh PAKG
|
Tổng số bánh răng |
Tổng số trục |
Số bánh răng Trục ra |
|
3×2×2..1 |
16 |
5 |
1 |
|
3×2×1..2 |
16 |
5 |
2 |
|
3×1×2.2 |
16 |
5 |
2 |
|
1×3×2..2 |
16 |
5 |
2 |
|
2×3×2×1 |
16 |
5 |
1 |
|
2×3×1×2 |
16 |
5 |
2 |
|
2×1×3×2 |
16 |
5 |
2 |
|
1×2×3×2 |
16 |
5 |
2 |
|
2×2×3×1 |
16 |
5 |
1 |
|
2×2×1×3 |
16 |
5 |
3 |
|
2×1×2×3 |
16 |
5 |
3 |
|
1×2×2×3 |
16 |
5 |
3 |
Từ bảng ta chọn phương án không gian là : 3×1×2×2 với phương án này thiết kế được hộp tốc độ nhỏ gọn, số bánh răng được phân bố đều trên các trục, phù hợp với tính công nghệ và không lạc hậu so với máy chuẩn hiện có.
Vậy ta chọn phương án 3×1×2×2
là tốt nhất.
3.1.3. Thiết kế phương án thứ tự.
Với phương án ở trên ta có nhiều phương án thay đổi thứ tự khác nhau
Số phương án thứ tự đó được tính theo công thức:
Bn = K ! = 4! = 24
(K: Số nhóm bánh răng truyền dẫn trong hộp tốc độ)
Ta có các phương án thứ tự sau:
|
|
PATT |
Lượng mở |
Lượng mở max |
|
|
3×1×2 2 |
I II III IV |
1 0 3 6 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
I III II IV |
1 3 0 6 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
I IV II III |
1 6 0 3 |
6 |
1 |
|
3×1×2 2 |
I IV III II |
1 6 3 0 |
6 |
1 |
|
3×1×2 2 |
I II IV III |
1 0 6 3 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
I III IV II |
1 3 6 0 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
II I III IV |
0 1 3 6 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
II III I IV |
0 2 1 6 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
II IV III I |
0 4 2 1 |
4 |
1 |
|
3×1×2 2 |
II IV I III |
0 2 6 1 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
II III IV I |
0 4 1 2 |
4 |
1 |
|
3×1×2 2 |
II I IV III |
0 1 6 3 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
III I II IV |
2 1 0 6 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
III I IV II |
2 1 6 0 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
III II IV I |
4 0 1 2 |
4 |
15.6 |
|
3×1×2 2 |
III II I IV |
2 0 1 6 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
III IV I II |
4 1 2 0 |
4 |
15.6 |
|
3×1×2 2 |
III IV II I |
4 1 0 2 |
4 |
15.6 |
|
3×1×2 2 |
IV I II III |
2 6 0 1 |
6 |
1 |
|
3×1×2 2 |
IV I III II |
2 6 1 0 |
6 |
1 |
|
3×1×2 2 |
IV II I III |
2 0 6 1 |
6 |
7.8 |
|
3×1×2 2 |
IV II III I |
4 0 2 1 |
4 |
15.6 |
|
3×1×2 2 |
IV III I II |
4 2 1 0 |
4 |
15.6 |
|
3×1×2 2 |
IV III II I |
4 2 0 1 |
4 |
15.6 |
Từ bảng so sánh phương án thứ tự trên ta thấy phương án thứ tự: I II III IV là phù hợp để thiết kế hộp tốc độ. Vì lưới kết cấu có hình rẽ quạt nên hộp giảm tốc gọn nhẹ, nhưng vẩn đảm khả năng công nghệ gia công của máy. Nên ta chọn phương án thứ tự: I II III IV là tối ưu nhất.
+ Lưới kết cấu:
3.1.4. Trình tự xây dựng đồ thị vòng quay.
Dựa vào cơ sở lưới kết cấu ta vẽ đồ thị vòng quay các đường nằm ngang biểu diễn các trục các điểm biểu diễn số vòng quay, các tia biểu diễn tỷ số truyền, ở đây không phân bố đối xứng mà phân bố thích ứng với giá trị tỷ số truyền của nó với quy ước như sau:
- Các tia nghiêng sang phải biểu diễn tỉ số truyền i > 1.
- Các tia nghiêng sang trái biểu diễn tỉ số truyền i < 1.
- Các tia thẳng đứng biểu diễn tỷ số truyền i = 1.
- Các tia song song có giá trị như nhau
Hộp tốc độ có 4 nhóm truyền:
+ nhóm thứ nhất có 3 nhóm truyền từ trục I sang trục II:với
+ nhóm thứ 2 có 1 nhóm truyền từ trục II sang trục III:
+ nhóm thứ 3 có 2 nhóm truyền từ trục III sang trục IV:
+ nhóm thứ 4 có 2 nhóm truyền từ trục IV sang trục V:
Ta có chuổi số vòng quay trục chính như sau:
Vì chuổi cấp tốc độ của trục chính tuân theo quy luật cấp số nhân nên ta có:
Dựa vào hệ thống 12 phương trình số vồng quay ở trên ta tính các tỷ số truyền trong từng nhóm. Với công bội tiêu chuẩn:
+nhóm thứ nhất: mà
Suy ra: ta chọn:
+nhóm thứ 2: ta chọn:
+nhóm thứ 3:
Suy ra: ta chọn: ,
+nhóm thứ 4: mà
Suy ra: ta chọn:
Các giá trị trên đều thỏa mản điều kiện tỷ số truyền:
Tương ứng với phạm vi điều chỉnh tỷ số truyền giới hạn trong từng nhóm
..............................................
VI. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HỘP CHẠY DAO:
- Chức năng và yêu cầu của cơ cấu điều khiển:
- Cơ cấu điều khiển của máy công cụ có ảnh hưởng rất lớn đến đặc điểm sử dụng, năng suất và điều kiện làm việc an toàn của máy. Tuỳ thuộc vào đặc điểm công việc thực hiện trên máy và kết cấu của máy, cơ cấu điều khiển có những chức năng sau:
+ Đóng và mở động cơ điện của máy.
+ Đóng và mở các bộ ly hợp, các khối bánh răng để thực hiện chuyển động chính, chuyển động chạy dao và chuyển động điều chỉnh của máy.
+ kẹp phôi, lấy phôi cũng như tháo lắp các đồ gá dụng cụ.
+ Khoá chặt hoặc tháo mở các chi tiết của máy như: trục máy, ụ động, đầu khoan, đầu phân độ...
+ Đóng mở các hệ thống bôi trơn và làm nguội
+ Điều khiển quá trình làm việc của các hệ thống phụ khác như cấp phôi tự động, cơ cấu phân độ làm việc theo chu kỳ, cơ cấu điều chỉnh đá mài...
- Cơ cấu điều khiển có thể thực hiện bằng cơ khí, điện dầu ép, khí nén... hoặc tổng hợp các loại.
- Để đảm bảo tính năng sử dụng của máy được tốt nhất là để đảm bảo an toàn lao động và cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân, cơ cấu điều khiển của máy cần phải đạt những yêu cầu sau:
1. Điều khiển được nhanh:
2. Điều khiển được nhẹ nhàng
3. Bố trí cơ cấu điều khiển phù hợp theo cảm giác.
4. Điều khiển an toàn
5. Điều khiển chính xác
- Kết cấu của cơ cấu điều khiển:
- Cơ cấu điều khiển của máy thường có những bộ phận chính yếu sau:
+ Bộ phận điều khiển
+ Bộ phận truyền động
+ Bộ phận chấp hành
- Tính toán thiết kế:
Trong máy khoan ta thiêt kế, ta dùng cơ cấu quạt răng - thanh răng để điều khiển tốc độ chạy dao chi tiết cần dịch chuyển ở đây là con cóc được lắp đều đầu mút của thanh năng, thanh năng đặt trong rãnh giữa trục của cơ cấu then kéo.
+ Chiều dài hành trình gạt L:
Vì đây là khối bánh răng 4 bậc nên:
L = 2B + 2f = 50
+ Bán kính của quạt năng
L = R. sina
Chọn góc quay để dịch chuyển được một bánh răng là 300
Þ R = L/sina = 50/sin30 = 100 [mm]
VII.HỆ THỐNG BÔI TRƠN:
- Mục đích bôi trơn.
- Giảm ma sát trong bbề mặt làm việc, do đó giảm tổn thất công suất tiêu thụ do ma sát.
- Giảm tiếng ồn và làm tắt dao động do hiện tượng thay đổi hệ số ma sát
- Tăng tốc độ bào mòn của cặp bề mặt làm việc.
- Giữ cho máy làm việc ở nhiệt độ cho phép.
- Các yêu cầu đối với bộ bôi trơn:
- Các bộ phận của hệ thống bôi trơn cần phải làm việc tin cậy.
- Lượng dầu dùng để bôi trơn cần đảm bảo khả năng điều chỉnh vì việc thừa hay thiếu lượng dầu bôi trơn cần thiết dẫn đến những điều kiện làm việc không bình thường.
- Cần tự động hoá mức cao nhất hệ thống bôi trơn máy công cụ
- Đảm bảo khả năng báo hiệu và kiểm tra sự hoạt động của hệ thống bôi trơn.
- Chọn phương pháp bôi trơn.
Hộp tốc độ của máy khoan có các trục bố trí theo phương pháp thẳng đúng với trục chính nên ta không thể bôi trơn bằng ngâm dầu được nên ta chọn phương pháp bôi trơn bằng hệ thống bơm dầu. Hệ thống bơm dầu này chỉ tập trung bôi trơn hộp tốc độ của máy còn các bộ phận khác thì bôi trơn bằng tay.
Chọn dầu bôi trơn.
Nguyên tắc chung khi chọn dầu bôi trơn là nếu tải trọng càng nhỏ vận tốc tương đối của các bề mặt ma sát càng lớn cà nhiệt độ càng thấp thì phải dùng loại dầu có độ nhớt càng nhỏ.
- Tính toán lượng dầu bôi trơn:
Tính lượng nhiệt sinh ra công thức:
N: công suất truyền dẫn.
: hiệu suất của cơ cấu 0,95.0,973.0,994 = 0,83.
Lưu lượng dầu cần thiết:
P: khối lượng của dầu.p = 900(kg/m3)
C: tỉ nhiệt của dầu c = 0,45(kcal.kg1)
: lượng tăng nhiệt độ(0C). Giả sử
Bơm dầu cần có lưu lượng lớn:Vb = k.V0 = (1,4---1,6)V0 = 17,25
Dựa vào bảng IX_I sách thiết kế máy cắt kim loại của Nguyễn Ngọc Cẩn trang 264 ta chọn loại dầu bôi trơn cho máy thiết kế: dầu công nghiệp 20 có độ nhớt
THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN ĐH Phạm Văn Đồng, thuyết minh THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN, động học THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN, kết cấu máy THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN, nguyên lý máy THIẾT KẾ MÁY KHOAN CẦN.
