Đề tài Tính toán và thiết kế cổng trục gầu ngoạm trọng tải 7 tấn, khẩu độ 40 m

55P, ®é cøng HB = 350 ¸ 450, b¸nh xe trô cã øng suÊt tiÕp xóc [stx] = 75000 (N/cm) stx £ [stx] 3.1.3.2 Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña xe l¨n di chuyÓn. Xe l¨n di chuyÓn ph¶i th¾ng c¸c lùc c¶n do ma s¸t, do ®é dèc cña ®­êng ray vµ do søc c¶n cña giã. Wt = W1 + W2 + W3 (N) Lùc c¶n do ma s¸t. (N) Trong ®ã : Q0 - Träng t¶i toµn bé xe l¨n vµ bé phËn mang t¶i khi cã t¶i Q0 = 160000 N d - §­êng kÝnh ngâng trôc d = 70 mm f - HÖ sè ma s¸t t¹i æ l¨n cña b¸nh xe f = 0,02 m - HÖ sè ma s¸t l¨n cña b¸nh xe víi ®­êng ray m = 0,1 Dbx - §­êng kÝnh b¸nh xe Dbx = 300 mm N Khi kÓ ®Õn ma s¸t cña hai gê b¸nh xe víi mÐp ®­êng ray W1 = k. Wms k - HÖ sè ma s¸t gê b¸nh xe víi mÐp ®­êng ray k =2 W1 = 2. 853 = 1706 N Lùc c¶n do ®é dèc cña ®­êng ray W2 §é dèc ®­êng ray cho phÐp l¾p ®Æt a = 0,2 % W2 = Q0 . a = 160000. 0,002 = 320 N Do ®Æc thï cña cæng trôc lµ lµm viÖc ngoµi bÕn c¶ng ¸p lùc cña dã lín. ¸p lùc giã b»ng hÖ sè c¶n giã nh©n víi khèi l­îng c¶n giã. W3 = 100N/tÊn = 100. 16 = 1600 N Tæng c¶n : Wt = W1 +W2 + W3 = 1706 + 320 +1600 = 3626 N 3.1.3.3 Lùa chän ®éng c¬ cho c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n. C«ng suÊt ®éng c¬ di chuyÓn xe l¨n. (KW) Trong ®ã : W - Tæng lùc c¶n W = 3620 N vx - Tèc ®é di chuyÓn xe l¨n vx = 90m/ph h0 - HiÖu suÊt bé truyÒn ®éng h0 = 0,85 KW TÇn sè quay cña b¸nh xe dÉn xe l¨n. (v/ph) Trong ®ã : vx - Tèc ®é di chuyÓn cña xe l¨n vx = 90 m/ph Dbx - §­êng kÝnh cña b¸nh xe Dbx = 0,3 m v/ph C¨n cø vµ c«ng suÊt tÝnh to¸n lùa chän ®éng c¬ ®iÖn cã c¸c th«ng sè kü thuËt : §éng c¬ kiÓu M T - 31 - 6 C«ng suÊt danh nghÜa N = 8,8 KW Sè vßng quay n = 962 v/ph M« men cùc ®¹i Mmzx = 31 Nm M« men ®µ (GiDi2)roto = 10,5 Nm Träng l­îng m = 2180 N Tû sè bé truyÒn ®éng. 3.1.3.4 KiÓm tra ®éng c¬ theo m« men më m¸y. Trong thêi kú më m¸y ®éng c¬ ph¶i kh¾c phôc Mt do ma s¸t, ngoµi ra ph¶i kh¾c phôc qu¸n tÝnh c¸c khèi l­îng chuyÓn ®éng th¼ng M®’ vµ qu¸n tÝnh khèi l­îng chuyÓn ®éng quay M’®. M« men më m¸y c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n. Mm = Mt + M’® + M’’® , Nm M« men c¶n tÜnh ®Ó kh¾c phôc søc c¶n cña xe l¨n Mt. Trong ®ã : W1 - Lùc c¶n do ma s¸t W1 = 1706 N Dbx - §­êng kÝnh cña b¸nh xe Dbx = 0,3 m i0 - Tû sè bé truyÒn ®éng i0 = 10,07 h0 - HiÖu suÊt bé truyÒn h0 = 0,85 Nm M« men c¶n ®éng cña khèi l­îng qu¸n tÝnh c¸c bé phËn tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn (khèi l­îng vËt n©ng, khèi l­îng c¬ cÊu di chuyÓn) M’® Trong ®ã : tm - Thêi gian më m¸y cña ®éng c¬ th­êng tm = 1¸2 s Q1-Träng l­îng cña xe hµng khi kh«ng cã hµng Q1=90000 N Nm M« men c¶n ®éng do khèi l­îng qu¸n tÝnh tham gia chuyÓn ®éng quay g©y ra vµ ®­îc ho¸n vÞ vÒ trôc ®éng c¬ M’’®. Trong ®ã : n®c - Sè vßng quay cña ®éng c¬. b = 1,2 (GiD2i)1 = (GiD2i)roto + (GiD2i)kn (GiD2i)roto - M« men ®µ do ro to cña ®éng c¬ (GiD2i)roto = 10,5 Nm2 (GiD2i)kn - M« men ®µ do khíp nèi cña ®éng c¬ (GiD2i)kn = 5,78 Nm2 (GiD2i)1 = 10,5 + 5,78 = 16,28 Nm2 Nm M« men më m¸y : Mm = Mt + M’® + M’’® = 29,89 + 241 +50 = 320,89 Nm M« men danh nghÜa cña ®éng c¬. Nm M« men më m¸y cña ®éng c¬. Nm Nm Nm Mm®cmax > Mm®cmin > Mm®cdn 3.1.3.5 Phanh c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n. Trong c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n phanh th­êng ®­îc ®Æt ë trôc thø nhÊt (trôc ®éng c¬). khi t¾t ®éng c¬ lùc qu¸n tÝnh tiÕp tôc lµm xe l¨n di chuyÓn, cßn lùc c¶n do ma s¸t sÏ c¶n trë chuyÓn ®éng cña nã tøc lµ gióp phanh lµm viÖc. Do ®ã m« men phanh sÏ ®­îc tÝnh. Mp = -Mt + M’® + M’’® TÝnh to¸n kiÓm tra c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n lµ x¸c ®Þnh m« men phanh trong tr­êng hîp xe kh«ng mang t¶i. X¸c ®Þnh thêi gian phanh khi kh«ng mang t¶i vµ khi cã t¶i sau ®ã tiÕn hµnh kiÓm tra qu·ng ®­êng phanh. Cã thÓ lùa chän thêi gian phanh khi xe kh«ng mang t¶i phô thuéc vµo tû sè b¸nh xe ®­îc trang bÞ phanh trªn tæng sè b¸nh xe trªn c¬ cÊu l¨n vµ hÖ sè dÝnh b¸m gi÷a ray víi b¸nh xe dÉn, th× gia tèc phanh a0p = 0,75 m/s2. Sè b¸nh xe cã trang bÞ phanh chiÕm 50% vµ hÖ sè dÝnh b¸m j = 0,2 th× thêi gian phanh khi kh«ng cã t¶i s Trªn xe l¨n cã trang bÞ phanh trªn 2 b¸nh xe dÉn cña trôc thø nhÊt chiÕm 50% tæng sè b¸nh xe cña xe l¨n. M« men phanh Mp = - Mt + M’® + M’’® Tøc lµ : Q1 - Träng l­îng xe l¨n khi kh«ng cã hµng Q1 = 90000 N N M« men phanh : Nm Chän phanh cã [Mp] = 300 Nm > [Mp tt] = 104 Nm KiÓu phanh ®iÖn thñy lùc TKG - 200 M« men phanh 300 mm §­êng kÝnh b¸nh phanh 200 mm Khèi l­îng phanh 34,2 kg KiÓm tra thêi gian phanh khi xe l¨n mang träng t¶i vËt n©ng. Nm s Gia tèc phanh xe l¨n khi mang t¶i vËt n©ng. m/s2 KiÓm tra qu·ng ®­êng phanh khi biÕt tèc ®é xe l¨n vµ thêi gian phanh khi cã hµng. Qu·ng ®­êng phanh Sp khi phanh mét nöa sè b¸nh xe. m mµ vx - Tèc ®é di chuyÓn xe l¨n m/s, vx = 1,5 m/s tp - Thêi gian phanh khi xe cã t¶i, tp = 3 s m Chän khíp nèi : H×nh 3-5. Khíp nèi trôc KiÓu : Khíp nèi trôc ®µn håi ;M« men xo¾n 8700 Ncm. Mx®h > Mm®c max > Mp max Û 8700 Nm > 157 Nm > 104 Nm 3.1.3.6 C¸c th«ng sè kü thuËt cña c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n. (B¶ng 3-1) Tèc ®é di chuyÓn xe l¨n m/ph 90 m/ph §­êng kÝnh b¸nh xe mm 300 mm §éng c¬ C«ng suÊt Tèc ®é KiÓu MT-31-6 Kw v/ph 8,8 kw 962 v/ph Hép gi¶m tèc KiÓu Tû sè truyÒn B¸nh r¨ng trô 10,07 Phanh M« men phanh §­êng kÝnh b¸nh phanh TKG-200 300 Nm 200 mm 3.2 C¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n. H×nh 3-6. S¬ ®å c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n 7 tÊn C¬ cÊu di chuyÓn cæng trôc gåm 4 côm ch©n b¸nh xe, trong ®ã cã hai côm chñ ®éng vµ hai côm bÞ ®éng. C¸c côm di chuyÓn liªn kÕt víi ch©n cæng trôc th«ng qua c¸c khíp b¶n lÒ nh»m t¹o cho b¸nh xe lu«n tiÕp xóc víi ®­êng ray. Trªn 4 côm b¸nh xe ch©n cæng trôc ®­îc l¾p 02 bé kÑp ray ®Ó gi÷ cæng trôc khái bÞ tr«i do giã giËt vµ 02 thiÕt bÞ neo gi÷ cÈu khi cã giã b·o. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n. CÊu t¹o (côm chñ ®éng) §éng c¬ ®iÖn Phanh Khíp nèi. Hép gi¶m tèc. CÆp b¸nh r¨ng hë §­êng ray. B¸nh xe di chuyÓn H×nh 3-7. S¬ ®å c¬ cÊu dÉn ®éng cÇu l¨n Nguyªn lý lµm viÖc. §ãng ®iÖn cho c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n ho¹t ®éng, phanh thñy lùc më ra ®éng c¬ quay, th«ng qua bé khíp nèi chuyÓn ®éng quay ®­îc truyÒn sang hép gi¶m tèc, trôc ra cña hép gi¶m tèc quay kÐo theo b¸nh r¨ng vµ vµnh r¨ng quay. Cæng trôc sÏ di chuyÓn sang ph¶i vµ sang tr¸i tïy ng­êi ®iÒu khiÓn. TÝnh to¸n c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n. Søc n©ng Q = 7 tÊn = 70000 N Träng l­îng xe l¨n khi kh«ng mang t¶i Q1 = 9 tÊn = 90000N Träng l­îng cæng trôc khi di chuyÓn Q2 = 126 tÊn = 1260000 N Tèc ®é di chuyÓn cña cæng trôc vc = 20 m/ph KhÈu ®é ray L = 40 m ChÕ ®é lµm viÖc C§ = 40 % 3.2.2.1 B¸nh xe vµ ray cÇu l¨n. B¸nh xe. Chän b¸nh xe h×nh trô cã ha gê, vËt liÖu lµm b¸nh xe lµ thÐp ®· ®­îc nhiÖt luyÖn ®¹t ®é cøng bÒ mÆt HRC = 35 ¸ 40 Ray. Ray dïng cho c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n lµ ray vu«ng chuyªn dïng Cæng trôc søc n©ng 7 tÊn, tèc ®é di chuyÓn vc =20 m/ph, C§ = 40%, lùa chän b¸nh xe cã 2 gê víi c¸c th«ng sè : H×nh 3-5. Bé b¸nh xe di chuyÓn cÇu l¨n. §­êng kÝnh b¸nh xe D = 500mm. §­êng kÝnh gê b¸nh xe D1 = 550 mm BÒ réng b¸nh xe Br = 60 mm §­êng kÝnh ngâng trôc d = 100 mm KiÓm tra øng suÊt tiÕp xóc gi÷u b¸nh xe víi mÆt ®­êng ray. §èi víi b¸nh xe h×nh trô, ray ph¼ng. B¸nh xe ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp. Trong ®ã : Kmax - T¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn b¸nh xe, N C1 - HÖ sè ¶nh h­ëng ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu. ChÕ ®é lµm viÖc nÆng C1 =1,4 C2 - HÖ sè phô thuéc vµo tèc ®é di chuyÓn C2 = 1 + 0,02 vc vc vËn tèc di chuyÓn cña cÇu l¨n, m/s C2 = 1+ 0,02.0,33 = 1,006 R - B¸n kÝnh b¸nh xe, cm b0 - BÒ réng sö dông cña ®­êng ray, cm [stx] - øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp T¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn 01 b¸nh xe. N øng suÊt tiÕp xóc gi÷u b¸nh xe víi mÆt ®­êng ray. N/cm2 Víi øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp cña b¸nh xe, thÐp ®óc 55P, ®é cøng HB = 350 ¸ 450, [stx] = 75000 N/cm2 stx £ [stx] 3.2.2.2 Søc c¶n chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n. §Æc tÝnh cña cæng trôc lµ lµm viÖc ë bÕn c¶ng, do ®ã suÊt hiÖn nh÷ng søc c¶n chñ yÕu. Søc c¶n tÜnh suÊt hiÖn trong suèt thêi kú chuyÓn ®éng bao gåm : Thµnh phÇn søc c¶n do ma s¸t W1, thµnh phÇn søc c¶n do ®é dèc cña ®­êng ray W2, søc c¶n do giã W3. Tæng c¶n tÜnh. Wt= W1 + W2 + W3 Thµnh phÇn søc c¶n do ma s¸t W1. N Trong ®ã : Q2- Träng l­îng toµn bé cæng trôc khi di chuyÓn. N m - HÖ sè ma s¸t l¨n m = 0,1 f – HÖ sè ma s¸t l¨n t¹i b¸nh xe f = 0,02 Dbx - §­êng kÝnh b¸nh xe. mm d - §­êng kÝnh ngâng trôc. mm N W1 = k Wms k – HÖ sè tÝnh ®Õn ma s¸t t¹i vµnh xe vµ ray k = 3,2 W1 = 3,2. 5544 = 17741 N Thµnh phÇn søc c¶n do ®é dèc cña ray W2. W2= a. Q2 Víi a = 0,3 % W2= 0,003. 1260000 = 3780 N Thµnh phÇn søc c¶n do giã. W3 = 100N/tÊn = 100. 126 = 12600 N Tæng c¶n tÜnh. Wt = W1+ W2 + W3 = 17741 + 3780 + 12600 = 34121 N 3.2.2.3 Lùc chän ®éng c¬. C«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn cho c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n. KW Trong ®ã : Wt – Tæng søc c¶n tÜnh. N vc – Tèc ®é di chuyÓn cÇu l¨n. m/ph h - HiÖu suÊt bé truyÒn ®éng. C«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬. KW Víi chÕ ®é lµm viÖc nÆng vµ c«ng suÊt tÝnh to¸n, lùa chän ®éng c¬ ®iÖn cho cÇu l¨n víi c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt. C«ng suÊt danh nghÜa cña ®éng c¬ N®c = 17,5 KW Tèc ®é ®éng c¬ n = 728 v/ph M« men ®µ (GiDi2)roto = 44 Nm2 Khèi l­îng cña ®éng c¬. m = 435 kg Do c¬ cÊu di chuyÓn cæng trôc c¬ 4 côm ch©n (2 côm chñ ®éng, 2 côm bÞ ®éng) víi c«ng suÊt danh nghÜa 17,5 KW, chän 2 ®éng c¬ cho c¬ cÊu di chuyÓn cæng trôc, mçi ®éng c¬ cã c«ng suÊt 8,8 KW. 3.2.2.4 Tû sè bé truyÒn ®éng. TÇn sè quay b¸nh xe dÉn cÇu l¨n. v/ph Tû sè bé truyÒn ®éng cña c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n. Tû sè truyÒn cña hép gi¶m tèc iHGT = 48,57 Tû sè cña bé truyÒn hë. 3.2.2.5 KiÓm tra ®éng c¬ ®iÖn theo m« men më m¸y. M« men më m¸y cña cÇu l¨n. Mm = Mt + M ‘® + M’’® Nm M« men c¶n tÜnh kh¾c phôc søc c¶n cÇu l¨n. Nm Trong ®ã : Wms – Lùc c¶n do ma s¸t Wms = 5544 N Dbx - §­êng kÝnh b¸nh xe Dbx = 0,5 m i0 – Tû sè bé truyÒn ®éng i0 = 57 h0 – HiÖu suÊt bé truyÒn ®éng h0 = 0,85 Nm M« men c¶n ®éng cña khèi l­îng qu¸n tÝnh c¸c bé truyÒn tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn. Nm Thêi gian më m¸y tm th­êng lÊy tm = 1 ¸ 5 s Nm Gia tèc thêi kú më m¸y cÇu l¨n. m/s2 M« men c¶n ®éng do khèi l­îng qu¸n tÝnh tham gia chuyÓn ®éng quay g©y ra vµ ®­îc ho¸n vÞ vÒ trôc ®éng c¬. (GiD2i)1 = (GiD2i)kn + (GiD2i)roto (GiD2i)roto – M« men ®µ do r« to cña ®éng c¬ (GiD2i)roto = 44 Nm2 (GiD2i)kn – M« men ®µ do khíp nèi cña ®éng c¬ (GiD2i)kn = 5,78 Nm2 (GiD2i)1 = 5,78 + 44 = 49,78 Nm2 b = 1,2 Nm M« men më m¸y . Mm = Mt + M’® + M’’® =57,2 + 211 + 116 = 394 Nm M« men danh nghÜa cña ®éng c¬. Nm M« men më m¸y cña ®éng c¬. Nm Nm 3.2.2.6 Phanh c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n. Trong c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n sè b¸nh xe dÉn ®éng chiÕm 50% tæng sè b¸nh xe cÇu l¨n, víi hÖ sè b¸m dÝnh gi÷a b¸nh xe dÉn víi mÆt ®­êng ray = 0,2, gia tèc phanh a0p = 0,75 m/s Thêi gian phanh cña c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n. s Phanh ®­îc l¾p trong trôc ®éng c¬ vµ m« men phanh ®­îc tÝnh cho tr­êng hîp cÇu l¨n kh«ng mang. N N M« men phanh. Nm Mp =459 Nm Chän phanh ®iÖn thuû lùc cho mçi ®éng c¬ di chuyÓn cÇu l¨n. kiÓu phanh TKG – 200 M« men phanh 300 Nm §­êng kÝnh b¸nh phanh 200 mm Khèi l­îng phanh 34 kg KiÓm tra thêi gian phanh c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n khi cã t¶i. Nm Thêi gian phanh khi cã t¶i s tp =0,56 s Gia tèc phanh khi cã t¶i. m/s2 KiÓm tra qu·ng ®­êng phanh cÇu l¨n khi phanh 50 % sè b¸nh xe di chuyÓn. m mµ vc – Tèc ®é di chuyÓn cÇu l¨n m/s vc = 0,33 m/s m Chän khíp nèi. KiÓu khíp nèi trôc ®µn håi M« men xo¾n max 8700 N/cm 3.2.2.7 TÝnh cÆp b¸nh r¨ng hë. C«ng suÊt ®éng c¬ N®c = 8,8 Kw Tèc ®é vßng quay n®c = 728 v/ph Tû sè truyÒn cña HGT iHGT = 48,17 Tû sè bé truyÒn hë ih = 1,17 HiÖu suÊt HGT h0 = 0,85 Thêi gian lµm viÖc tèi ®a T = 6500 (h) Tèc ®é trôc nhanh (cÆp b¸nh r¨ng hë) (v/ph) Tèc ®é trôc chËm (cÆp b¸nh r¨ng hë) (v/ph) a. Chän vËt liÖu B¸nh nhá (trôc nhanh) ThÐp 40X t«i c¶i thiÖn HB = 260 ¸ 280 ; sb = 950 Mpa; sch = 700 MPa B¸nh lín (trôc chËm) ThÐp 40X t«i c¶i thiÖn HB = 230 ¸ 260 ; sb = 850 Mpa; sch = 550 MPa b. X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp B¶ng (6 - 2) [2] víi thÐp 40X, t«i c¶i thiÖn ®é r¾n trong kho¶ng HB = 180 ¸ 350 th× s0Hlim = 2.HB + 70 MPa ; SH = 1,1; SF = 1,75; s0Flim = 1,8.HB; Chän b¸ng r¨ng nhá HB1 = 260; b¸nh r¨ng lín HB2 = 250 Mpa + øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp [sH] NHO = 30.HB2,4 ; [sH] = B¸nh nhá : [sH]1 = = 2.HB1 + 70 = 2.260 + 70 = 590 MPa NHO1 = 30.= 30.2602,4 = 1,8.107 Do NHO1 < NHE1 nªn KHL1 = 1 [sH]1 = Mpa B¸nh lín : [sH]2 = = 2.HB2 + 70 = 2.250 + 70 = 570 MPa NHO2 = 30.= 30.2502,4 = 1,7.107 Do NHO2 < NHE2 nªn KHL2 = 1 [sH]2 = Mpa Víi cÊp chËm r¨ng th¼ng [sH] = [sH]2 = 518,2 Mpa + øng suÊt uèn cho phÐp [sF] = NFO < NFE nªn KHL1 = 1; KHL2 = 1 Bé truyÒn quay mét chiÒu ® KFC = 1; = 1,8.HB B¸nh nhá : = 1,8.HB1 = 1,8.260 = 468 MPa [sF]1 = Mpa B¸nh lín : = 1,8.HB2 = 1,8.250 = 450 MPa [sF]2 = Mpa + øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp [sHmax] = 2,8.sch2 = 2,8.550 = 1540 MPa [sF1max] = 0,8.sch1 = 0,8.700 = 560 MPa [sF2max] = 0,8.sch2 = 0,8.550 = 440 Mpa c. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp + M«®un ¨n khíp Do bé truyÒn b¸nh r¨ng ®Ó hë nªn m ®­îc x¸c ®Þnh (mm) Trong ®ã T1: M«men xo¾n T1 = Nmm Chän jba = 0,2 ; jbd = 0,5.jba .(u+1) = 0,5.0,2.(1,17+1) = 0,217 Tra b¶ng (6 - 7) ® KFb = 1,180 Chän z1 = 40; z2 = u.z1 = 1,17.40 = 47; zv = zv1 = tra b¶ng (6-18) ® YF1 = 3,7 zv2 = tra b¶ng (6-18) ® YF2 = 3,65 Chän [sF] = [sF1] = 267,4 MPa YF = YF1 = 3,7 (mm) Tiªu chuÈn hãa chän m = 3 +X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch trôc aw = mm Chän aw = 135 mm ® cÇn dÞch chØnh ®Ó t¨ng kho¶ng c¸ch trôc aw = 130,5 ®Õn 135 mm HÖ sè dÞch chØnh t©m y = y = Ky = Tra b¶ng (6-10a) ®­îc Kx = 1,97 HÖ sè dÞch chØnh Dy = Tæng dÞch chØnh xt = y + Dy = 1,5 + 0,17 = 1,67 HÖ sè dÞch chØnh b¸nh 1 x1 = 0,5.[xt - = 0,77 HÖ sè dÞch chØnh b¸nh 2 x2 = xt – x1 = 1,67 – 0,77 = 0,9 Gãc ¨n khíp cosatw = a = 200 ; cosatw = ; nªn atw = 24,70 §­êng kÝnh vßng l¨n b¸nh nhá dw = (mm) ChiÒu réng cña r¨ng bw = aw2.jbd = 135.0,217 = 29,3 mm d. KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc sH = zM.zH.ze. [sH] Tra b¶ng (6-5) b¸nh r¨ng lµm b»ng thÐp zM = 274 Mpa1/3 ZH = = 1,62 Ze = ea = [1,88 – 3,2.(1/z1 + 1/z2) ].cosb = [[1,88-3,2(1/40 + 1/47)] = 1,73 Ze = KH = KHb.KHV.KHa KHb = 1,08 KHV = 1+ vH = SH.g0.v. v = v = 4,7 m/s ; cÊp chÝnh x¸c 8 B¸nh r¨ng th¼ng KHa = 1; Tra b¶ng (6-15); (6-16) SH = 0,004 ; SF = 0,011 ; g = 56 vH = 0,004.56.4,7. KHV = 1+ KH = KHb.KHV.KHa = 1,08.1,16.1 = 1,25 sH = 274.1,62.0,689. <[sH] = 518,2 MPa e. KiÓm nghiÖm vÒ ®é bÒn uèn sF1 = KF = KFb.KFa.KFV B¶ng (6-7) KFb = 1,18; b¸nh r¨ng th¼ng KFa = 1; KFV = 1 + vF = dF.g0.v. B¶ng (6-15) dF = 0,011 vF = 0,011.56.4,7. KFV = 1 + KF = KFb.KFa.KFV = 1,18.1,41.1 = 1,66 Víi r¨ng th¼ng b = 0; Yb = 1; Ye = YF1 = 3,7 sF1 = Mpa £ [sF1] sF2 = Mpa £ [sF2] f. KiÓm nghiÖm vÒ r¨ng qu¸ t¶i §Ó tr¸nh biÕn d¹ng d­ hoÆc gÉy dßn líp bÒ mÆt th× sHmax = sH. [sHmax] Kqt = sFmax = 419. = 546 £ [sHmax] = 1540 Mpa §ång thêi ®Ó phßng biÕn d¹ng d­ hoÆc ph¸ háng tÜnh mÆt l­în ch©n r¨ng th× sFmax = sF.Kqt = [sFmax] sF1max = sF1.Kqt = 79,95.1,8 = 143,9 £ [sF1max] = 560 MPa sF2max = sF2.Kqt = 73,9.1,8 = 133 £ [sF2max] = 440 Mpa KÕt luËn : Bé truyÒn ®ñ bÒn C¸c th«ng sè kÝch th­íc cña bé truyÒn Kho¶ng c¸ch trôc aw = 135 mm M«®un m = 3 mm ChiÒu réng vµnh r¨ng bw = 29,3 mm Tû sè truyÒn ih = 1,17 Sè r¨ng z1 = 40 ; z2 = 47. 3.2.2.8 C¸c th«ng sè kÜ thuËt cña c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n (B¶ng 3-2) Tèc ®é di chuyÓn cña cÇu trôc 20 m/ph §­êng kÝnh b¸nh xe 500 mm §éng c¬ ®iÖn C«ng suÊt (kw) Tèc ®é (v/ph) 8,8 kw x 2 c¸i 728 v/ph Hép gi¶m tèc KiÓu Tû sè truyÒn PM – 350 48,57 Bé truyÒn hë Tû sè truyÒn Sè r¨ng M«®un ChiÒu réng vµnh r¨ng 1,17 z1 =40 ; z2 = 47 3 mm 29,3 mm Phanh §iÖn thñy lùc M«men phanh §­êng kÝnh b¸nh phanh TKG – 200 300 Nm 200 mm KÕt luËn. Víi c¸c sè liÖu tÝnh to¸n trªn ®¶m b¶o cho c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n vµ xe l¨n vËn hµnh tin cËy. Trong tr­êng hîp mÆt ®­êng ray Èm ­ít vµ ®iÒu kiÖn m«i tr­êng xÊu th× xe l¨n vµ cÇu l¨n vÉn cã thÓ lµm viÖc b×nh th­êng. Nh÷ng vÊn ®Ò tÝnh to¸n ®· t­êng minh. Ch­¬ng 4 KÕt cÊu kim lo¹i cæng trôc M« t¶ kÕt cÊu kim lo¹i cæng trôc gÇu ngo¹m 7 tÊn vµ c¸c kÝch th­íc h×nh häc. 4.1.1 M« t¶ kÕt cÊu kim lo¹i cña cæng trôc gÇu ngo¹m 7 tÊn. H×nh 4-1. S¬ ®å kÕt cÊu mét dµn ph¼ng tÜnh ®Þnh I cña dµn ngang chÝnh MÆt chiÕu ®øng; b. MÆt c¾t qua dµn ngang chÝnh KÕt cÊu kim lo¹i cæng trôc chiÕm mét tû lÖ träng l­îng lín so víi c¸c bé phËn kh¸c khi l¾p r¸p cÊu thµnh m¸y n©ng. §Ó cã ®­îc khèi l­îng m¸y n©ng hîp lý so víi t¶i träng h÷u Ých vËt n©ng, cÇn ph¶i tÝnh to¸n thiÕt kÕ lùa chän kÕt cÊu kim lo¹i hîp lý vµ tÝnh ®óng phÇn träng l­îng theo kh¶ n¨ng chÞu lùc. KÕt cÊu kim lo¹i ®¶m b¶o ®é bÒn l©u cho qu¸ tr×nh lµm viÖc, dÔ dµng gia c«ng chÕ t¹o, diÖn tÝch ch¾n giã nhá, mÆt ngoµi kÕt cÊu ph¼ng ®¶m b¶o an toµn, dÔ dµng söa ch÷a, dÔ b¶o qu¶n vµ gi¸ thµnh cã thÓ chÊp nhËn. Cæng trôc gÇu ngo¹m cã søc n©ng 7 tÊn khÈu ®é L = 40m, c«ng s«n hai ®Çu 11m vµ 9m, chän kÕt cÊu kim lo¹i cÇu trôc 2 dÇm kiÓu dµn víi c¸c ­u ®iÓm: kh¶ n¨ng chÞu t¶i tèt, träng l­îng ph©n bè hîp lý theo t¶i träng, dÔ chÕ t¹o, khèi l­îng kim lo¹i sÏ nhá so víi d¹ng hép. V× ®Æc thï cña cæng trôc lµ lµm viÖc ngoµi trêi ë bÕn c¶ng nªn cæng trôc chÞu m­a n¾ng, ®é Èm cao, nhiÖt ®é thay ®æi ®ét biÕn do ®ã chän kÕt cÊu kim lo¹i kiÓu dµn rÊt phï hîp. NÕu phñ ngoµi kÕt cÊu kim lo¹i dµn b»ng c¸c tÊm thÐp máng che khuÊt c¸c lç hæng cña dµn th× ch©n ®Õ kÕt cÊu ph¶i réng th× cæng trôc lµm viÖc míi æn ®Þnh, khö ®­îc rung vµ chèng lËt. KÕt cÊu kim lo¹i kiÓu dµn cho cÇu trôc hai dÇm lµ mét hÖ thèng kh«ng gian phøc t¹p. Hai dµn kh«ng gian bao gåm: Hai dµn ®øng chÝnh I , Hai dµn ®øng phô II, hai tÊm phñ ngang III, Hai tÊm phñ ngang d­íi IV vµ mÆt ph¼ng dµn nghiªng kh«ng gian V vµ VI 4.1.2 C¸c kÝch th­íc h×nh häc cña cÇn trôc 7 tÊn Cæng trôc søc n©ng 7 tÊn, khÈu ®é L = 40m C«ng s«n 1 = 9 m ; c«ng s«n 2 = 11 m ChiÒu cao n©ng hµng H = 12,5 m ChiÒu dµi phÇn v¸t nghiªng dµn C C = (0,1¸0,2).L = 0,1.40 = 4 m ChiÒu cao cña dµn ®øng chÝnh H = 1,6 m ChiÒu cao cuèi ®o¹n v¸t cña dµn ®øng chÝnh H×nh 4-2. KÕt cÊu tæng thÓ cæng trôc gÇu ngo¹m 7 tÊn a. ChiÕu ®øng qua khÈu ®é 40 m; b. ChiÕu c¹nh, ch©n ®Õ më réng B = 14m H1 = (0,4¸0,5).H = 0,5.1,6 = 0,8 m ChiÒu dµi mçi ®èt cña thanh biªn : a = H = 1,6 m Sè ®èt cña thanh biªn gi÷a nhÞp = 25 ®èt BÒ réng cña dµn ngang trªn vµ dµn ngang d­íi = 0,8m 4.2 TÝnh to¸n kÕt cÊu kim lo¹i dµn ®øng chÝnh. 4.2.1 Ph©n tÝch lùc t¸c dông lªn dµn. T¶i träng t¸c ®éng lªn dµn cã hai lo¹i Tù träng : Träng l­îng b¶n th©n dµn T¶i träng di ®éng : ¸p lùc cña vËt n©ng, träng l­îng trang thiÕt bÞ trªn xe l¨n di ®éng xuèng hai dµn kh«ng gian cã mét dµn ph¼ng cè ®Þnh §Ó tÝnh to¸n dµn ®­îc ®¬n gi¶n ta thõa nhËn c¸c gi¶ thiÕt : - M¾t cña dµn lµ giao ®iÓm cña c¸c thanh gi»ng vµ ®­îc xem lµ khíp lý t­ëng - T¶i träng chØ t¸c dông t¹i c¸c m¾t cña dµn - T¶i träng t¸c dông lªn dµn lµ lín ®¸ng kÓ so víi träng l­îng b¶n th©n c¸c thanh gi»ng qu¸ nhá bÐ. Tõ c¸c gi¶ thiÕt ta cã kÕt luËn : “C¸c thanh trong dµn chØ chÞu kÐo hoÆc nÐn, nghÜa lµ trong dµn chØ tån t¹i lùc däc N mµ kh«ng cã m«men uèn M vµ lùc c¾t khi chØ cã tù träng” Träng l­îng cña hai dµn ®øng chÝnh G0 = 42,5 tÊn Träng l­îng cña mét dµn ®øng chÝnh G = G0/2 = 21,25 tÊn Träng l­îng cña mét dµn ph¼ng tÜnh ®Þnh G1 = 8,9 tÊn Träng l­îng cña mét dµn ph¼ng tÜnh ®Þnh ph©n bè suèt chiÒu dµi cña dµn G’1 = Trong ®ã : a - ChiÒu dµi mçi ®èt a = 1,6 m L0- ChiÒu dµi toµn bé dµn L0 = 60 m G’1 = tÊn = 1,2 kN Ph¶n lùc t¹i c¸c gèi tùa YA = YB = tÊn = 44,5 KN Lùc t¸c dông lªn dµn: H×nh 4-3. KÝch th­íc h×nh häc cña dµn Sè ®èt trong nhÞp = 25 ®èt Sè ®èt c«ng s«n 1 = 6 ®èt Sè ®èt c«ng s«n 2 = 7 ®èt 4.2.2 X¸c ®Þnh néi lùc trong c¸c thanh d»ng. a. Ph­¬ng ph¸p ®å thÞ VÏ gi¶n ®å néi lùc cho mét nöa dµn, nöa cßn l¹i lÊy ®èi xøng + Ph¶n lùc tùa YA = YB = 44,5 kN H×nh 4-4. KÕt cÊu ®èt m¾t cña dµn ph¼ng tÜnh ®Þnh ngang ®øng chÝnh I vµ t¶i träng ph©n bè + Chia vµ ký hiÖu c¸c miÒn ngoµi chu vi dµn b»ng c¸c ch÷ c¸i a, a1, b, b1, c, c1, d, d1.. u, u1 theo chiÒu kim ®ång hå. Mçi miÒn ®­îc giíi h¹n trong ph¹m vi hai ngo¹i lùc (kÓ c¶ ph¶n lùc) + VÏ ®a gi¸c lùc cho c¸c ngo¹i lùc vµ ph¶n lùc theo tû lÖ xÝch (trªn h×nh) vµ ghi hai chØ sè t­¬ng øng biÓu thÞ lùc. ChØ sè ®Çu biÓu thÞ gèc, chØ sè thø 2 biÓu thÞ ngän cña vect¬ lùc t­¬ng øng. Lùc YA ®­îc biÓu thÞ b»ng ®o¹n aa1 trªn ®a gi¸c, v× lùc YA h­íng lªn nªn ®iÓm gèc n»m d­íi a, ®iÓm ngän a1. §a gi¸c lùc cña ngo¹i lùc vµ ph¶n lùc víi dµn lµ mét ®­êng khÐp kÝn + §¸nh sè c¸c miÒn trong dµn b»ng c¸c con sè theo sè thø tù 1,2,3… lóc nµy néi lùc trong mçi thanh ®­îc ®äc b»ng hai con sè biÓu thÞ hai miÒn ë hai bªn thanh + Khi c¾t mét thanh nµo ®ã ta ph¶i thay thÕ t¸c dông cña nã b»ng hai lùc ng­îc chiÒu cã gi¸ trÞ b»ng nhau ®Æt t¹i hai m¾t mµ thanh ®ã nèi. + LÇn l­ît vÏ ®a gi¸c lùc theo tõng m¾t theo thø tù sao cho t¹i mçi m¾t chØ cã hai thanh ch­a biÕt néi lùc. XÐt m¾t ®Çu tiªn tõ tr¸i sang ph¶i ®o¹n a1b biÓu thÞ lùc G’1 ®· biÕt tõ a1 vµ b lÇn l­ît vÏ c¸c ®­êng th¼ng song song víi c¸c lùc ch­a biÕt 1-a1 vµ b-1. Giao ®iÓm cña hai ®­êng nµy x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm 1. §o¹n 1-a2 vµ b-1 trªn ®a gi¸c lùc biÓu thÞ gi¸ trÞ cña lùc 1-a1 vµ b-1, tiÕp tôc víi c¸c m¾t tiÕp theo, tõ b vµ 1 vÏ c¸c ®­êng th¼ng song song víi ®o¹n a1-2 vµ 2-1 giao ®iÓm cña hai ®­êng nµy x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ cña ®iÓm 2. C¸c ®o¹n a1-2 vµ 2-1 trªn h×nh biÓu thÞ gi¸ trÞ cña c¸c lùc a1-2 vµ 2-1. LÇn l­ît xÐt c¸c m¾t tiÕp theo cho ®Õn khi x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ cña ®iÓm 57 sÏ ®­îc gi¶n ®å néi lùc nh­ h×nh vÏ. Ta thÊy mçi m¾t cña dµn t­¬ng øng mét ®a gi¸c lùc khÐp kÝn, mçi miÒn cña dµn t­¬ng øng víi mét ®iÓm cña gi¶n ®å néi lùc. 4.2.4 §­êng ¶nh h­ëng cña ph¶n lùc tùa §­êng ¶nh h­ëng cña c¸c ph¶n lùc tùa YA, YB trong dÇm A, B lµ ®å thÞ biÓu diÔn sù biÕn thiªn cña ph¶n lùc A, B khi t¶i träng di ®éng P trªn dÇm. Lùc P h­íng tõ trªn xuèng vµ di ®éng vu«ng gãc víi dÇm - gi¶ thiÕt t¶i träng P ®Æt t¹i m¾t nµo ®ã c¸ch A mét ®o¹n x - X¸c ®Þnh ®¹i l­îng nghiªn cøu ®­êng ¶nh h­ëng t­¬ng øng víi vÞ trÝ cña lùc P cã täa ®é x sÏ ®­îc biÓu thøc S(x) - Cho täa ®é x biÕn thiªn tøc P di ®éng trªn dÇm, c¨n cø vµo biÓu thøc S(x) tøc lµ ph­¬ng tr×nh cña ®­êng ¶nh h­áng S vÏ ®å thÞ hµm S(x) nghÜa lµ vÏ ®­îc ®­êng ¶nh h­ëng S. + X¸c ®Þnh ph¶n lùc tùa A víi P = 160 kN, trong ®ã P lµ tæng träng l­îng cña xe hµng ( cã hµng) di ®éng trªn dÇm. ViÕt ph­¬ng tr×nh c©n b»ng tÜnh häc cña dÇm d­íi t¸c dông cña P, tæng m«men ®èi víi ®iÓm B : åMB = 0 YA.l - P.(l-x) = 0 YA = Ph¶n lùc tùa YA lµ mét hµm bËc nhÊt cña biÕn x , khi x thay ®æi th× ®­êng ¶nh h­ëng A ®­îc x¸c ®Þnh bëi hai täa ®é x = 0; YA = P = 160 kN x = l; YA = 0; §­êng ¶nh h­ëng B ta xÐt ®iÒu kiÖn c©n b»ng tÜnh häc d­íi d¹ng tæng m«men ®èi víi ®iÓm A : åMA = 0 YB.l - P.x = 0 YB = Khi x = 0; YB = 0 Khi x = l; YB = P = 160 kN; §­êng ¶nh h­ëng cña m«men uèn vµ lùc c¾t t¹i tiÕt diÖn + Khi tiÕt diÖn a ®Æt trong nhÞp T¶i träng di ®éng cã thÓ ®Æt bªn tr¸i tiÕt diÖn a hoÆc bªn ph¶i tiÕt diÖn a øng víi mçi vÞ trÝ ®ã ®­êng ¶nh h­ëng sÏ kh¸c nhau. Khi P di ®éng sang tr¸i tiÕt diÖn a Kh¶o s¸t sù c©n b»ng cña phÇn bªn tr¸i Ma = YB.(l-x0) = Qa = - YB = Ta sÏ ®­îc ®­êng th¼ng biÓu thÞ hai ph­¬ng tr×nh trªn øng víi vÞ trÝ P = 160 kN ë bªn tr¸i tiÕt diÖn gäi lµ ®­êng tr¸i, mçi ®­êng th¼ng ®ã biÓu thÞ b»ng 2 ®iÓm Khi x = 0 ; Ma = 0 ; Qa = 0; Khi x = l ; Ma = P.(l-x0) ; Qa = -P = 160 kN; - Khi P di ®éng sang phÇn bªn ph¶i tiÕt diÖn a M«men uèn vµ lùc c¾t t¹i tiÕt diÖn a nh­ sau : Ma = YA.x0 = Qa = YA = Khi x = 0 ; Ma = P.x0 ; Qa = P = 160 kN; Khi x = l ; Ma = 0 ; Qa = 0 + Khi tiÕt diÖn b ®Æt ë ®Çu c«ng s«n. - Khi t¶i träng di ®éng P di chuyÓn sang tr¸i tiÕt diÖn b XÐt sù c©n b»ng cña phÇn dÇm cã Ýt lùc : Mb = -P.x Qb = -P khi x = 0 ; Mb = 0 ; Qb = -P = 160 kN khi x = x1 ; Mb = -P.x1 ; Qb = -P = 160 kN Mb = -160.6,4 = -1024 kN Qb = -160 kN - Khi P di chuyÓn sang ph¶i tiÕt diÖn b. Ta vÉn xÐt sù c©n b»ng phÇn ®Çu thõa Mb = 0 Qb = 0 Nh­ vËy ®­êng ¶nh h­ëng cña Mb, Qb bªn ph¶i hoµn toµn trïng víi ®­êng chuÈn. + TiÕt diÖn c ®Æt ë ®Çu c«ng s«n. Khi t¶i träng di ®éng ®Æt ë bªn tr¸i tiÕt diÖn c : kh¶o s¸t sù c©n b»ng cña phÇn dÇm chÞu Ýt lùc Mc = 0 Qc = 0 Khi t¶i träng di ®éng ®Æt ë bªn ph¶i tiÕt diÖn c: kh¶o s¸t sù c©n b»ng Mc = -P.x Qc = P Khi x = 0 ; Mc = 0 ; Qc = P = 160 kN; Khi x = x2 ; Mc = - P.x2 ; Qc = P = 160 kN; Mc = -160.8 = -1280 kN Qc = 160 kN KÕt luËn Néi lùc trong c¸c thanh d»ng biªn trªn lu«n chÞu nÐn. Néi lùc trong c¸c thanh d»ng biªn d­íi lu«n chÞu kÐo. Néi lùc trong c¸c thanh d»ng ®øng lu«n chÞu nÐn. Néi lùc trong c¸c thanh d»ng xiªn ph¶i lu«n chÞu kÐo. Néi lùc trong c¸c thanh d»ng xiªn tr¸i lu«n chÞu kÐo. D­íi t¸c dông cña t¶i träng di ®éng c¸c thanh biªn d­íi, thanh xiªn cßn chÞu thªm øng suÊt uèn vµ øng suÊt c¾t. Ch­¬ng 5 TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ trôc tang cuèn c¸p 5.1 ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt trôc tang. 5.1.1 Chøc n¨ng vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chi tiÕt . Trôc tang ®­îc l¾p trong c¬ cÊu n©ng cña cæng trôc 7 tÊn. Trôc tang cã chøc n¨ng truyÒn chuyÓn ®éng quay cña ®éng c¬ sang tang cuèn c¸p, khi tang quay d©y c¸p sÏ chuyÓn ®éng lªn (xuèng) kÐo theo gÇu ngo¹m sÏ ®­îc n©ng (h¹) §iÒu kiÖn lµm viÖc : C­êng ®é lµm viÖc 40% vµ søc n©ng tèi ®a 7 tÊn v× vËy trong qu¸ tr×nh lµm viÖc trôc tang chÞu chÕ ®é t¶i träng uèn vµ xo¾n lín. Víi c­êng ®é lµm viÖc vµ chÕ ®é t¶i träng trªn cã thÓ chÕ t¹o trôc tang cuèn c¸p b»ng ph­¬ng ph¸p ®óc. 5.1.2 TÝnh c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña chi tiÕt KÕt cÊu cña trôc cã thÓ cho phÐp gia c«ng b»ng dao tiÖn th­êng. Trôc tang cã kÕt cÊu trôc bËc ®­êng kÝnh gi¶m dÇn tõ trong ra ngoµi nªn t¹o ®iÒu kiÖn gia c«ng dÔ dµng, trôc cã ®ñ ®é cøng cao v× ®­êng kÝnh trôc lín. Trôc tang kh«ng yªu cÇu ®é cøng bÒ mÆt cao do ®ã kh«ng ph¶i nhiÖt luyÖn. C¸c bÒ mÆt cña trôc cã sai lÖch chÕ t¹o vµ ®é nh¸m phï hîp víi c¸c thiÕt bÞ m¸y vµ trang bÞ c«ng nghÖ, cã thÓ ®¹t ®­îc dÔ dµng. 5.1.3 X¸c ®Þnh d¹ng h×nh s¶n xuÊt Sè m¸y cña c¬ së s¶n xuÊt cÇn cã lµ 3 chiÕc v× vËy sè trôc ph¶i chÕ t¹o lµ 6 chiÕc. Ngoµi ra cÇn ph¶i cã trôc dù phßng ®Ó ®¶m b¶o s¶n xuÊt liªn tôc lµ 6 v× vËy sè trôc ph¶i chÕ t¹o lµ 12 chiÕc. Träng l­îng cña chi tiÕt ®­îc x¸c ®Þnh : Q1 = V.g Trong ®ã : Q1 : Träng l­îng cña chi tiÕt V : ThÓ tÝch cña chi tiÕt ; V = 10,8 dm3 g : Träng l­îng riªng cña vËt liÖu, víi chi tiÕt ®óc b»ng thÐp g = 7,852 Kg/dm3 Q1 = V.g = 10,8.7,852 = 85 kg Víi träng l­îng 85 kg, sè chi tiÕt s¶n xuÊt 1 n¨m lµ 12 chiÕc tra (b¶ng 2) tµi liÖu “H­íng dÉn thiÕt kÕ c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y” ta x¸c ®Þnh ®­îc d¹ng s¶n suÊt lµ ®¬n chiÕc. 5.1.4 ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ. Nh×n chung chi tiÕt víi d¹ng h×nh s¶n xuÊt ®¬n chiÕc, cã thÓ ph©n ra c¸c nguyªn c«ng vµ b­íc chÕ t¹o sau : TÊt c¶ c¸c bÒ mÆt cña trôc cã thÓ gia c«ng b»ng hai nguyªn c«ng tiÖn vµ 1 nguyªn c«ng mµi. §Ó thùc hiÖn c¸c nguyªn c«ng nµy ta lÊy 2 lç t©m lµm chuÈn h¹n chÕ 4 bËc tù do, bÒ mÆt ®Çu trôc lµm chuÈn h¹n chÕ 1 bËc tù do. Nh­ vËy ®Ó gia c«ng tÊt c¶ c¸c bÒ mÆt trô cña trôc ta cÇn h¹n chÕ 5 bËc tù do. Nguyªn c«ng mµi bÒ mÆt trô f 95 ®­îc g¸ ®Æt nh­ nguyªn c«ng tiÖn. Nguyªn c«ng phay r·nh cã chiÒu réng b = 16 mm ®èi xøng qua bÒ mÆt chøa trôc, chi tiÕt ®­îc ®Þnh vÞ trªn khèi V dµi h¹n chÕ 4 bËc tù do, bÒ mÆt ®Çu ®­îc tú lªn phiÕn tú h¹n chÕ 1 bËc tù do. Th­ tù c¸c nguyªn c«ng vµ b­íc cña quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng ®­îc ®­îc tr×nh bÇy ë b¶ng trang 92 vµ 93. 5.1.5 Chän m¸y gia c«ng chi tiÕt a. M¸y tiÖn 1K62 ChiÒu cao t©m 200 mm Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 t©m ®Õn 1400 mm C«ng suÊt ®éng c¬ N = 10 KW HiÖu suÊt m¸y h = 0,75 §­êng kÝnh lç suèt trôc chÝnh 45 mm - c«n mãc sè 5 Sè vßng quay cña trôc chÝnh (v/ph) : 12,5 ; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000. L­îng tiÕn däc (mm/v) : 0,07; 0,014; 0,084; 0,097; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17; 0,195; 0,21; 0,23; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,61; 0,7; 0,78; 0,87; 0,95; 1,04; 1,14; 1,21; 1,4; 1,56; 1,74; 1,9; 2,08; 2,28; 2,42; 2,8; 3,12; 3,48; 3,8; 4,16; L­îng tiÕn dao ngang (mm/v) : 0,035; 0,037; 0,042; 0,048; 0,055; 0,06; 0,065; 0,07; 0,074; 0,084; 0,097; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,17; 0,195; 0,21; 0,23; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,6; 0,7; 0,78; 0,87; 0,95; 1,04; 1,14; 1,21; 1,4; 1,56; 1,74; 1,9; 2,08; Lùc cho phÐp cña c¬ cÊu ch¹y dao Px = 360 kg b. M¸y mµi trßn ngoµi 3164A §­êng kÝnh vµ chiÒu dµi lín nhÊt cã thÓ gia c«ng 400x2000 mm C«n mãc ô tr­íc N6 §­êng kÝnh ®¸ mµi 500, 700 mm Sè vßng quay cña trôc chÝnh (v/ph) : 920 ; 1240 Tèc ®é bµn m¸y (mm/ph) : 0,1¸5 Ch¹y dao ngang sau hµnh tr×nh kÐp cña bµn m¸y : 0,01 ¸ 0,03 Giíi h¹n sè vßng quay : 30 ¸ 180 (v/ph) C«ng suÊt cña ®éng c¬ : 13 KW KÝch th­íc m¸y : 1550x6040 c. M¸y phay 6H13 BÒ mÆt lµm viÖc cña bµn m¸y ; 400x1600 (mm2) C«ng suÊt ®éng c¬ : 10 KW HiÖu suÊt m¸y : h = 0,75 Sè vßng quay trôc chÝnh (v/ph) : 30-37; 5-4; 75-60-75-95-118-150-190-235-300-375-475-600-753-950-1180-1500 B­íc tiÕn cña bµn (mm/ph) : 23-30-37-47-60-75-95-120-150-190-240-300-370-470-600-750-1200 Lùc lín nhÊt cho phÐp theo c¬ cÊu tiÕn cña m¸y : 2000 kg 5.1.6. Chän dao. Dao tiÖn mÆt ®Çu, g¾n m¶nh thÐp hîp kim dông cô. j = 450; j1 = 450; g = -100; a = 1200; l = 00 Dao tiÖn ngoµi. h B L n l R 25 16 140 6 20 1,0 j = 900; j1 = 300; g = 100; a = 1200; c. §¸ mµi bÒ mÆt trßn ngoµi f D = 150 mm; d = 20 mm; H = 20 mm e. Dao phay c¾t r·nh. D = 100 mm; B = 16 mm; d = 32; sè r¨ng = 16 g = 200; a = 140 5.1.7. TÝnh to¸n l­îng d­ gia c«ng bÒ mÆt f Ph«i ®óc ®é chÝnh x¸c cÊp III, khèi l­îng 85 kg, vËt liÖu lµ thÐp 45. C¸c b­íc c«ng nghÖ: TiÖn th«, tiÖn tinh, mµi th«, mµi tinh Sai lÖch vÞ trÝ kh«ng gian cña ph«i khi gia c«ng trôc bËc g¸ trªn 2 mòi t©m. Trong ®ã : rcv : sai lÖch cong vªnh rlt : Sai sè do ®é kh«ng ®ång t©m gi÷a c¸c bËc cña trôc. rcv = DK.L DK: ®é cong giíi h¹n cña ph«i trªn mét mm chiÒu dµi, tra (b¶ng 15) [CN] DK = 1,2 L: chiÒu dµi chi tiÕt ®óc L = 1330 mm rcv = 1,2.1330 = 1,596 mm rlt = 0,25 Dung sai cña ph«i ®óc víi ®­êng kÝnh lín nhÊt f110, chiÒu dµi lín nhÊt 1330mm, d = 2 mm rlt = 0,25 mm = 1,69 mm = 1690 mm Sai lÖch kh«ng gian cßn l¹i : Sau tiÖn th«. rt th« = 0,06.1690 = 101,4 mm Sau tiÖn tinh. rt tinh = 0,04.1690 = 67,6 mm Sau mµi th«. rm th« = 0,02.1690 =33,8 mm L­îng d­ nhá nhÊt ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : 2.zmin = 2.( Rz i-1 + Ti-1 + ri-1 ) Ta cã : Ph«i ®óc :dung sai dP = 2 mm ; Rz = 250 mm ; Ti = 350 mm TiÖn th« : dung sai dt th« = 0,46 mm ; Rz = 50 mm ; Ti = 50 mm TiÖn tinh : dung sai dt tinh = 0,14 mm ; Rz = 20 mm ; Ti = 30 mm Mµi th« : dung sai dm th« = 0,07 mm ; Rz = 10 mm ; Ti = 20 mm Mµi tinh : dung sai dm tinh = 0,035 mm ; Rz = 5 mm ; Ti = 15 mm - TiÖn th« : 2.zmin = 2.(250 +350 +1690) = 2.2290 mm = 4,580 mm - TiÖn tinh : 2.zmin = 2.(50 +50 +101,4) = 2.201,4 mm = 0,4028 mm - Mµi th« : 2.zmin = 2.(20 +30 + 67,6) = 2.117,6 mm = 0,235 mm - Mµi tinh : 2.zmin = 2.(10 +20 +33,8) = 2.63,8 mm = 0,127 mm Cét “ kÝch th­íc tÝnh to¸n” ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : LÊy kÝch th­íc chi tiÕt lÇn l­ît céng víi l­îng d­ nhá nhÊt Mµi th« : d3 = 95,003 + 0,127 = 95,13 mm TiÖn tinh : d2 = 95,13 + 0,235 = 95,365 mm TiÖn th« : d1 = 95,365+ 0,4028 = 95,767 mm Ph«i : dP = 95,767 + 4,58 = 100,347 mm Cét “ kÝch th­íc giíi h¹n “ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : Lµm trßn sè kÝch th­íc tÝnh to¸n tíi gi¸ trÞ cã nghÜa cña dung sai ta ®­îc kÝch th­íc giíi h¹n nhá nhÊt, sau ®ã lÊy kÝch th­íc giíi h¹n céng víi dung sai ta ®­îc kÝch th­íc giíi h¹n lín nhÊt : Mµi tinh : dmax4 = 95,003 + 0,035 = 95,038 mm Mµi th« : dmax3 = 95,13 + 0,07 = 95,2 mm TiÖn tinh : dmax2 = 95,365 + 0,14 = 95,505 mm TiÖn th« : dmax1 = 95,767 + 0,46 = 96,227 mm Ph«i : dmaxP = 100,347 + 2 = 102,347 mm Cét l­îng d­ giíi h¹n ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : zmax lµ kÝch th­íc giíi h¹n lín nhÊt cßn zmin lµ kÝch th­íc giíi h¹n nhá nhÊt : Mµi tinh : 2.zmax 4 = 95,2 - 95,038 = 0,162 mm = 162 mm 2.zmin 4 = 95,13 - 95,003 = 0,127 mm = 127 mm Mµi th« : 2.zmax 3 = 95,505 - 95,2 = 0,305 mm = 305 mm 2.zmin 3 = 95,365 - 95,13 = 0,235 mm = 235 mm TiÖn tinh : 2.zmax 2 = 96,227 - 95,505 = 0,722 mm = 722 mm 2.zmin 2 = 95,767 - 95,365 = 0,402 mm = 402 mm TiÖn th« : 2.zmax 1 = 102,347 – 96,227 = 6,12 mm = 6120 mm 2.zmin 1 = 100,347 – 95,767 = 4,58 mm = 4580 mm KiÓm tra : 2.z0max - 2.z0 min = dph«i - dchi tiÕt 2.z0 max = 162 + 305 + 722 + 6120 = 7309 mm 2.z0 min = 127 + 235 + 402 + 4580 = 5344 mm 2.z0max - 2.z0 min = dph«i - dchi tiÕt 7309 – 5344 = 2000 - 35 1965 = 1965 LËp b¶ng (B¶ng 5-1) B­íc Rz T r 2zmin tÝnh d tÝnh d dmin dmax 2zmin 2zmax Ph«i 250 350 1690 100,347 2000 100,35 102,347 TiÖn th« 50 50 101,4 2.2290 95,767 460 95,77 96,227 4580 6120 TiÖn tinh 20 30 67,6 2.201,4 95,365 140 95,37 95,505 402 722 Mµi th« 10 20 33,8 2.117,6 95,13 70 95,13 95,2 235 305 Mµi tinh 5 15 2.63,8 90,003 35 95,003 95,038 127 162 5.1.8 X¸c ®Þnh l­îng d­ c¸c bÒ mÆt cßn l¹i L­îng d­ gia c«ng c¸c bÒ mÆt cßn l¹i tra b¶ng (sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o) ®­îc x¸c ®Þnh : kÝch th­íc bÒ mÆt + l­îng d­ + dung sai BÒ mÆt f 110 = f110 + 7 ± 1 = f 117 ± 1 BÒ mÆt f 105 = f105 + 7 ± 1 = f 112 ± 1 BÒ mÆt f 100 = f100 + 7 ± 1 = f 107 ± 1 BÒ mÆt f 91,5 = f91,5 + 7 ± 1 = f 98,5 ± 1 BÒ mÆt f 70 = f70 + 7 ± 0,8 = f 77 ± 0,8 BÒ mÆt 1330 = 1330 + 11 ± 6 = 1341 ± 6 BÒ mÆt 1180 = 1180 + 10 ± 5 = 1190 ± 5 BÒ mÆt 120 = 120 + 7 ± 1 = 127 ± 1 BÒ mÆt 110 = 110 + 7 ± 1 = 117 ± 1 BÒ mÆt 50 = 50 + 7 ± 0,6 = 57 ± 0,6 BÒ mÆt 42 = 42 + 7 ± 0,5 = 49 ± 0,5 BÒ mÆt 80 = 80 + 7 ± 1 = 87 ± 1 BÒ mÆt 65 = 65 +7 ± 1 = 72 ± 1 5.1.9 TÝnh chÕ ®é c¾t khi tiÖn bÒ mÆt f + ChÕ ®é c¾t khi gia c«ng bÒ mÆt f b­íc tiÖn th«. a. ChiÒu s©u c¾t t = = 3,5 mm TiÖn th« t = 3 mm TiÖn tinh t = 0,5 mm b. L­îng ch¹y dao + Theo søc bÒn c¸n dao : S1 = mm/v Dùa vµo søc bÒn vËt liÖu lµm dao, vËt liÖu gia c«ng chän vËn tèc s¬ bé vsb =190 m/ph B x H = 16 x 25; [su] = 20 kG/mm2 ; l = 140 mm Theo b¶ng (11-1) tµi liÖu [CN] : CPz = 300; Xpz = 1; YPz = 0,75; Rz = 0,75; B¶ng (12-1) : Kmp = . Víi j = 900 b¶ng (15-1) : KjPz = 0,89; KgPz = 1,1; KlPz = 1; vËy KPz = 0,979 Thay vµo c«ng thøc : S1 = = 0,499 mm/vßng + TÝnh theo søc bÒn c¬ cÊu ch¹y dao : S2 = Theo m¸y Pm = 350 kG Theo b¶ng (11-1) : CPx = 339 ; YPx = 0,5; XPx = 1; nx = 0,4 Theo b¶ng (12-1) : Kmp = 1 Theo b¶ng (15-1) : KjPx = 1,17; KgPx = 1,4; KlPx = 1; vËy KPx =1,64 Thay vµo c«ng thøc : S2 = = 1,4 mm/vßng + Theo ®é chÝnh x¸c gia c«ng S3 = K = 48; E = 2,1.104 ; J = 0,05.954; f = 0,01; S3 = = 4,2 mm/vßng Chän S = Smin vµ theo m¸y ®· chän S = 0,52 mm/v c. vËn tèc c¾t v = m/ph Theo b¶ng (1-1) : Cv = 292; xv = 0,15; Yv =0,3; m = 0,18; T = 45; Theo b¶ng (2-1) : Kmv = 1,0 Theo b¶ng (7-1) : Knv = 1,0 Theo b¶ng (8-1) : Kuv = 1,0 Theo b¶ng (9-1) : Kjv = 0,7; Kj1v = 1,0; Kyv = 1,0; Theo b¶ng (10-1) : Kov = 1 VËy KV = 0,7. v = = 107 m/ph Sè vßng quay trong 1 phót n = = 359 v/ph Theo thuyÕt minh chän m¸y n = 400 v/ph VËn tèc thùc khi c¾t v = = 119 m/ph d. TÝnh lùc c¾t Lùc tiÕp tuyÕn Pz = CPz.txpz.Sypz.vnz.KPz = 300.31,0.0,520,75.0,979.119-0,15 = 262 kG Lùc h­íng kÝnh Py = CPy.txpy.Sypy.vny.Kpy Theo b¶ng (11-1) : Cpy = 243; Xpy = 0,9; Ypy =0,6; ny = - 0,3 Theo b¶ng (12-1) : Kmp = 1 Theo b¶ng (15-1) : Kjpy = 0,5; Kgpy = 1,4; Klpy = 1; VËy KPy = 0,7 Py = 243.30,9.0,520,6.119-0,3.0,7 = 73 kG Lùc däc trôc Px = CPx.txPx.SyPx.vnx.KPx = 339.31,0.0,520,5.119-0,4.1,64 = 168 kG e. C«ng suÊt tiªu thô N = = 5,1 KW C«ng suÊt m¸y ®· chän Nm = 10 KW Ta cã N < Nm.h (h = 0,75) M¸y ®¶m b¶o an toµn. Thêi gian khi tiÖn T = 1,72 phót + TÝnh chÕ ®é c¾t khi gia c«ng bÒ mÆt f b­íc tiÖn tinh a. L­îng ch¹y dao vµ chiÒu s©u c¾t ChiÒu s©u c¾t khi tiÖn tinh t = 0,5 mm L­îng chay dao khi tiÖn tinh Rz = 20 mm = 0,02 mm; r = 2,0 mm ; L­îng ch¹y dao S = = 0,066 (mm/vßng) Chän theo m¸y S = 0,07 (mm/vßng) vËn tèc c¾t v = = = 254 v/ph Sè vßng quay trong 1 phót n = = 851 v/ph theo m¸y ®· chän ta lÊy n = 1000 v/ph VËn tèc c¾t thùc v = = 298 v/ph c. tÝnh lùc c¾t Lùc ph¸p tuyÕn Pz = Cpz.txpz.Sypz.vnz.Kpz = 300.0,51,0.0,070,75.298-0,15.0,979 = 8,5 kG Lùc h­íng kÝnh Py = Cpy.txpy.Sypy.vny.Kpy = 243.0,50,9.0,070,6.298-0,3.0,7 = 3,3 kG Lùc däc trôc Px = Cpx.txpx.Sypx.vnx.Kpx =339.0,51,0.0,070,5.298-0,4.1,64 = 7,2 kG d. C«ng suÊt ®éng c¬ N = = 0,4 KW Thêi gian gia c«ng T = 1 phót 5.1.10 TÝnh chÕ ®é c¾t khi mµi bÒ mÆt VËn tèc ®¸ mµi v = 50 m/s VËn tèc ph«i : Mµi th« vph«i = 25 m/ph Mµi tinh vph«i = 55 m/ph ChiÒu s©u c¾t: Mµi th« : t = 0,025 mm Mµi tinh : t = 0,005 mm L­îng ch¹y dao : Mµi th« : S = (0,3¸0,7).B (mm/vßng) Mµi tinh : S = (0,2¸0,4).B (mm/vßng) Víi B = 20 mm (chiÒu dµy cña ®¸) Mµi th« : S = 0,3.20 = 6 mm/vßng Mµi tinh : S = 0,2.20 = 4 mm/vßng B¶ng (5-56) theo tµi liÖu [sæ tay c«ng nghÖ] CN = 2,2 ; r = 0,5; x = 0,5; y = 0,55 C«ng suÊt cã Ých dïng mÆt chu vi ®¸ mµi víi b­íc tiÕn dao däc. N = CN . vrct. tx. Sy. dq KW mµi th«. vCT = 25 m/ph ; S = 6 mm/vßng; t = 0,025 mm N = 2,2. 250,5. 0,0250,5. 60,55 = 4,7 KW Theo m¸y ®· chän N = 13 KW, hÖ sè sö dông m¸y h = = 36 % Thêi gian gia c«ng T = 0,7 phót Mµi tinh. vCT = 55 m/ph ; S = 4 mm/vßng; t = 0,005 mm N = 2,2. 550,5. 0,0050,5. 40,55 = 2,4 KW HÖ sè sö dông m¸y h = = 19 % Thêi gian gia c«ng khi mµi tinh : T = 0,5 phót 5.1.11 X¸c ®Þnh chÕ ®é c¾t c¸c bÒ mÆt c×n l¹i. Tra chÕ ®é c¾t cho bÒ mÆt f100 b­íc tiÖn th« t = 3,5 mm; tra b¶ng (5-60) [sæ tay c«ng nghÖ]; S = 0,8 mm/vßng; Theo m¸y chän S = 0,87 mm/vßng b¶ng (5-64) [sæ tay c«ng nghÖ] v = 144 m/ph; Sè vßng quay n = = 459 v/ph Chän theo m¸y n = 500 v/ph VËn tèc c¾t thùc : = 157 v/ph Tra b¶ng (5-68) [sæ tay c«ng nghÖ] C«ng suÊt N = 8,3 KW < Nm¸y.h Thêi gian gia c«ng T = 16 phót BÒ mÆt , + B­íc tiÖn th« t = 3 mm; tra b¶ng (5-60) [STCN] S = 0,8 mm/vßng chän theo m¸y S = 0,87 mm/vßng; b¶ng (5-64) v = 144 m/ph Sè vßng quay n = = 416 (v/ph) Chän theo m¸y n = 500 (v/ph) VËn tèc c¾t thùc v = = 173 (m/ph) B¶ng (5-68) c«ng suÊt N = 7,3 KW <Nm¸y Thêi gian gia c«ng T = 2,2 phót +B­íc tiÖn tinh t = 0,5 mm ; b¶ng (5-62) [STCN] S = 0,4 mm/vßng ; chän theo m¸y S = 0,43 mm/vßng B¶ng (5-64) vËn tèc c¾t v = 330 m/ph Sè vßng quay n = = 955 v/ph chän theo m¸y n = 1000 v/ph VËn tèc c¾t thùc v = = 345 (m/ph) B¶ng (5-68) c«ng suÊt ®éng c¬ N = 5,8 KW Thêi gian gia c«ng T = 1,3 phót TiÖn bÒ mÆt f 70. + B­íc tiÖn th« t = 3,5 mm; b¶ng (5-60) S = 0,7 mm/vßng chän theo m¸y S = 0,7mm/vßng B¶ng (5-64) v = 144 m/ph Sè vßng quay n = = 655 v/ph Chän theo m¸y n = 630 v/ph VËn tèc thùc v = = 138 m/ph b¶ng (5-68) c«ng suÊt ®éng c¬ N = 4,9 KW Thêi gian gia c«ng T = 0,4 phót d. TÖn r·nh 3,5 mm t = 1,75 mm; b¶ng (5-72) [STCN] S = 0,2 mm/vßng chän theo m¸y S = 0,21mm/vßng B¶ng (5-74) tèc ®é c¾t khi tiÖn r·nh v = 75 m/ph Sè vßng quay n = = 251 v/ph Chän theo m¸y n = 250 v/ph VËn tèc c¾t thùc v = = 75 m/ph Thêi gian tiÖn T = 0,5 phót e. TiÖn r·nh R8 t = 8 mm; b¶ng (5-72) [STCN] S = 0,25 mm/vßng chän theo m¸y S = 0,26mm/vßng Tèc ®é c¾t v = 67 m/ph Sè vßng quay n = = 194 v/ph Chän theo m¸y n = 200 v/ph VËn tèc c¾t thùc : = 69 m/ph Thêi gian gia c«ng T = 0,7 phót f. Phay c¾t r·nh 16 B¶ng (5-177) [STCN] Sz = 0,1 mm/r¨ng Tèc ®é c¾t b¶ng (5-179) v = 46 m/ph Sè vßng quay cña dao n = = 209 v/ph Chän theo m¸y n = 235 v/ph; t = 12 mm VËn tèc c¾t thùc : = 52 m/ph L­îng ch¹y dao phót : S ph = Sz. Z. n L­îng ch¹y dao vßng S = Sz. Z Trong ®ã : Sz – L­îng ch¹y dao r¨ng, Sz = 0,1 mm/r¨ng Z – Sè r¨ng dao phay Z = 16 n – Sè vßng quay cña dao phay n = 235v/ph Sph = 0,1. 16. 235 = 376 v/ph Sz = 0,1.16 = 1.6 mm/vßng C«ng suÊt ®éng c¬ N = 5,4 KW < Nm¸y Thêi gian gia c«ng T = 0,3 phót 5.2 TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ ®å g¸ 5.2.1 Ph©n tÝch ph­¬ng ¸n ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt. Ph­¬ng ¸n ®Þnh vÞ : Yªu cÇu kÝch th­íc ®Ó gia c«ng r·nh cã chiÒu réng 16 mm, chiÒu s©u 12 mm, r·nh nµy n»m trong mÆt ph¼ng ®èi xøng cña trôc v× vËy khi gia c«ng cÇn ph¶i h¹n chÕ 5 bËc tù do, nh­ vËy ta cã ph­¬ng ¸n ®Þnh vÞ nh­ sau: + chän mÆt f95 lµm chuÈn ®Þnh vÞ h¹n chÕ 4 bËc tù do + MÆt ph¼ng ®Çu h¹n chÕ 1 bËc tù do (xem b¶n vÏ) Ph­¬ng ¸n kÑp chÆt. Ta dïng bÒ mÆt f105 lµm bÒ mÆt kÑp chÆt. C¬ cÊu ®Þnh vÞ : Nh»m x¸c ®Þnh vÞ trÝ t­¬ng ®èi cña chi tiÕt so víi m¸y phay, c¬ cÊu nµy bao gåm phiÕn tú vµ 2 khèi V. d. C¬ cÊu kÑp chÆt C¬ cÊu kÑp chÆt gi÷ cho chi tiÕt kh«ng bÞ xª dÞch khi gia c«ng, Chi tiÕt nµy ®­îc kÑp chÆt b»ng 2 khèi V, nh­ vËy 2 kh«i V nµy võa ®ãng vai trß ®Þnh vÞ võa ®ãng vai trß kÑp chÆt (®©y lµ c¬ cÊu tù ®Þnh t©m) e. C¬ cÊu so dao Dïng ®Ó ®iÒu chØnh dông cô c¾t cã vÞ trÝ t­¬ng ®èi so víi bÒ mÆt gia c«ng, c¬ cÊu so dao ®­îc dïng ®Ó gia c«ng r·nh nh­ h×nh vÏ. f. Yªu cÇu víi ®å g¸ phay. Khi phay, lùc c¾t lín, c¾t gi¸n ®o¹n nªn rung ®éng lín, v× thÕ ®å g¸ phay ph¶i ®ñ cøng v÷ng. C¬ cÊu kÑp chÆt ph¶i ®¶m b¶o ®ñ lùc kÑp vµ ®ñ ®é cøng v÷ng. KÕt cÊu ®å g¸ phay gåm : C¬ cÊu ®Þnh vÞ, c¬ cÊu kÑp chÆt, c¬ cÊu so dao, c¬ cÊu chÐp h×nh, c¬ cÊu ®Æt ®å g¸ víi bµn m¸y. TÝnh to¸n lùc kÑp chÆt. lùc c¾t cña dao phay Trong ®ã : Z – sè r¨ng cña dao phay ®Üa Z = 16 (B¶ng 5-39) [ST] Cp = 261; x = 0,1; y = 0,8; r = 1,1; q = 1,1; w = 0,1 (B¶ng 5-1) vµ (B¶ng 5-4) KMV = 1 N Víi s¬ ®å kÑp chÆt nh­ h×nh vÏ ta cã : 2P1 = Pc D­íi t¸c dông cña lùc c¾t th× bÒ mÆt 2 khèi V sÏ cã c¸c ph¶n lùc P1 chèng l¹i lùc c¾t Pc, P1 nµy do lùc kÑp chÆt P g©y ra 2 P1 = Pc ® N MÆt kh¸c lùc kÑp chÆt P = P2 = N 5.2.3 S¬ ®å g¸ ®Æt. Chi tiÕt gia c«ng 4 cã c¸c ®­êng kÝnh ë c¸ mÆt kh¸c nhau. Do ®ã ta ph¶i dïng 2 khèi V 3 vµ 5 cã kÝch th­íc kh¸c nhau ho¹t ®éng ®éc lËp víi nhau. Nh­ vËy chi tiÕt 4 ®­îc ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt b»ng 2 kh«i V 3 vµ 5, c÷ so dao 6 ®­îc ®Þnh vÞ trªn th©n ®å g¸ b»ng chèt ®Þnh vÞ 7. C¸c khèi V dÞch chuyÓn trong m¸ng tr­ît (do 2 chi tiÕt 8 vµ 9 t¹o thµnh) khi ta quay vÝt 13, vÝt 13 ®­îc l¾p víi b¹c ren 12 vµ ®­îc chÆn mÆt ®Çu b»ng b¹c 11, chi tiÕt 14 lµ gèi ®ì ®Çu trôc vÝt 13 , chi tiÕt 15 lµ c¨n chØnh dao Víi ®å g¸ nµy cã thÓ gia c«ng c¸c r·nh ®Çu trôc mét c¸ch dÔ dµng. S¬ ®å g¸ ®Æt xem trang 114. KÕt luËn §­îc giao ®Ò tµi “TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ cæng trôc gÇu ngo¹m träng t¶i 7 tÊn, khÈu ®é 40 m” ®ang ®­îc l¾p ®Æt vµ thö nghiÖm t¹i C«ng ty tuyÓn than Cöa ¤ng. NhËn thøc ®­îc tÇm quan träng cña nhiÖm vô vµ yªu cÇu thiÕt kÕ, t«i ®· tiÕn hµnh t×m hiÓu thùc tÕ s¶n xuÊt ®Ó tÝnh to¸n c¸c hÖ thèng cña m¸y t­êng minh trªn c¬ cÊu n©ng, c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n, cÇu l¨n lµ phï hîp víi thùc tÕ ®ang l¾p ®Æt. §­îc s­ gióp ®ì tËn t×nh cña thÇy PGS.TS Vâ Quang Phiªn vµ c¸c thÇy c« trong Bé m«n M¸y vµ ThiÕt bÞ má, Bé m«n Kü thuËt c¬ khÝ cïng víi sù nç lùc cña b¶n th©n. Bªn c¹nh ®ã t«i cßn nhËn ®­îc sù gióp ®ì nhiÖt t×nh cña c¸c c« chó phßng kü thuËt C«ng ty CKTT CÈm Ph¶, C«ng ty tuyÓn than Cöa ¤ng, cïng víi sù ®éng viªn khÝch lÖ vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn thuËn lîi cña gia ®×nh vµ b¹n bÌ, ®å ¸n cña t«i ®· ®­îc hoµn thµnh ®óng thêi h¹n. Do tr×nh ®é cßn h¹n chÕ vÒ lý thuyÕt vµ thùc tiÔn nªn sÏ cßn nh÷ng thiÕu sãt. KÝnh mong thÇy c« chØ b¶o vµ c¸c b¹n gãp ý ®Ó ®å ¸n cña t«i thªm hoµn chØnh. Em xin bÇy tá lêi c¶m ¬n ch©n thµnh, s©u s¾c ®Õn c¸c thÇy c« gi¸o ®· d×u d¾t, dËy dç em trong 4 n¨m häc tËp t¹i tr­êng. §Æc biÖt xin ®­îc bÇy tá lßng biÕt ¬n ®èi víi c¸c thÇy c« ®· gióp ®ì, h­íng dÉn em thùc hiÖn thµnh c«ng ®å ¸n tèt nghiÖp nµy. Em høa khi ra tr­êng sÏ cè g¾ng ®­a nh÷ng hiÓu biÕt ®· ®­îc häc ®Ó tõng b­íc gãp phÇn øng dông vµo s¶n xuÊt cã hiÖu qu¶. Mét lÇn n÷a em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Hµ Néi, ngµy 17 th¸nh 01 n¨m 2003 Sinh viªn Nguyªn Ch©n Ph­¬ng. Tµi liÖu tham kh¶o. Vâ Quang Phiªn, Gi¸o tr×nh M¸y n©ng Nhµ xuÊt b¶n giao th«ng vËn t¶i, Hµ Néi 2001. Vâ Quang Phiªn vµ nhiÒu t¸c gi¶, n¨m 2002 Atl¸t M¸y n©ng chuyÓn. B¶n vÏ thiÕt kÕ cæng trôc Tæng c«ng ty than ViÖt Nam, n¨m 2002 MP. AlÕch - xaH – drèp Gi¸o tr×nh M¸y n©ng. M2000 Vâ Quang Phiªn vµ nhiÒu t¸c gi¶ kh¸c. M¸y n©ng chuyÓn (tËp I vµ II) Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt, n¨m 1986 TrÞnh ChÊt, Lª V¨n UyÓn TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ (tËp I vµ II) Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc, Hµ Néi 2000 LiÒu §×nh Thä, C¬ häc kÕt cÊu (tËp I vµ II) Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, Hµ Néi 1999 TrÇn V¨n §Þch H­íng dÉn thiÕt kÕ ®å ¸n c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y. NguyÔn §¾c Léc, Lª V¨n TiÕn, Ninh §øc Tèn, TrÇn Xu©n ViÖt. Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y. Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, Hµ Néi 1999 TrÇn V¨n §Þch. Sæ tay vµ Atl¸t ®å g¸ Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, Hµ néi 2000 Môc lôc Trang Lêi nãi ®Çu ………………………………………………………….. 1 Ch­¬ng 1. NhiÖm vô ho¹t ®éng s¶n xuÊt vµ kinh doanh cña C«ng ty tuyÓn than Cöa ¤ng. Vai trß quan träng cña ngµnh than cung cÊp nguyªn nhiªn liÖu thÞ tr­êng trong n­íc vµ quèc tÕ. Tr×nh ®é c¬ giíi hãa qu¸ tr×nh sµng tuyÓn vµ suÊt khÈu ……………………. 1.1. NhiÖm vô ho¹t ®éng s¶n xuÊt vµ kinh doanh cña C«ng ty tuyÓn than Cña ¤ng…………………………………………………………. 2 1.1.1 VÞ trÝ ®Þa lý…………………………………………………. 2 1.1.2 D©n c­ ………………………………………………………. 2 1.1.3 KhÝ hËu ……………………………………………………… 2 1.1.4 S¬ l­îc vÒ qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña C«ng ty tuyÓn than Cöa ¤ng…………….………………………………….. 3 1.1.5 N¨ng lùc thiÕt bÞ hiÖn cã cña C«ng ty tuyÓn than Cöa ¤ng………………………………………………………………… 5 1.1.6 NhiÖm vô ho¹t ®éng s¶n xuÊt vµ kinh doang cña C«ng ty tuyÓn than Cöa ¤ng………………………………………………... 7 1.2 Vai trß trong kinh tÕ thÞ tr­êng, ngµnh than cung cÊp nguyªn nhiªn liÖu trong n­íc vµ quèc tÕ……………………………………… 8 1.2.1 ThÞ tr­êng trong n­íc ……………………………………….. 8 1.2.2 ThÞ tr­êng quèc tÕ……………………………………………. 8 1.3 Tr×nh ®é c¬ giíi hãa qu¸ tr×nh s¶n xuÊt sµng tuyÓn vµ suÊt khÈu cña C«ng ty tuyÓn than Cöa ¤ng……………………………………... 8 1.3.1 Tr×nh ®é c¬ giíi hãa qu¸ tr×nh s¶n xuÊt sµng tuyÓn………….. 9 1.3.2 Tr×nh ®é c¬ giíi hãa qu¸ tr×nh suÊt khÈu…………………….. 12 Ch­¬ng 2. TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ c¬ cÊu n©ng cæng trôc…………... 2.1 M« t¶ cÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc vµ tÝnh to¸n gÇu ngo¹m……… 14 2.1.1 CÊu t¹o gÇu ngo¹m…………………………………………… 14 2.1.2 Nguyªn lý lµm viÖc cña gÇu ngo¹m………………………….. 15 2.1.3 S¬ ®å ®éng häc gÇu ngo¹m…………………………………... 15 2.1.4 KÕt cÊu gÇu ngo¹m…………………………………………... 15 2.2 CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc vµ tÝnh to¸n c¬ cÊu n©ng cæng trôc 7 tÊn ……………………………………………………………………. 22 2.2.1 S¬ ®å ®éng häc c¬ cÊu n©ng cæng trôc 7 tÊn…………………. 23 2.2.2 KÕt cÊu c¬ cÊu n©ng vµ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè kü thuËt…….. 24 2.2.2.1 Béi suÊt pa l¨ng c¬ cÊu, chÕ ®é lµm viÖc c¬ cÊu n©ng…... 24 2.2.2.2 TÝnh chän c¸p…………………………………………… 25 2.2.2.3 TÝnh to¸n tang cuèn c¸p…………………………………. 27 2.2.2.4 TÝnh to¸n vµ lùa chän ®éng c¬ ®iÖn cho c¬ cÊu n©ng…… 31 2.2.2.5 KiÓm tra m« men phanh c¬ cÊu n©ng…………………… 33 2.2.2.6 Bé truyÒn ®éng…………………………………………... 37 2.2.2.7 KiÓm tra m« men khëi ®éng c¬ cÊu n©ng……………… 38 2.2.2.8 HÖ thèng ®iÒu khiÓn…………………………………….. 41 2.2.2.9 C¸c th«ng sè kü thuËt cña c¬ cÊu n©ng…………………. 44 Ch­¬ng 3. C¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n vµ cÇu l¨n…………………….. 3.1 C¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n………………………………………….. 45 3.1.1 CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n… 45 3.1.2 S¬ ®å ®éng häc c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n……………………... 45 3.1.3 TÝnh to¸n c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n…………………………… 46 3.1.3.1 B¸nh xe vµ ray xe l¨n……………………………………. 46 3.1.3.2 Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña xe l¨n di chuyÓn…………… 48 3.1.3.3 Lùa chän ®éng c¬ ®iÖn………………………………….. 49 3.1.3.4 KiÓm tra ®éng c¬ theo m« men më m¸y………………… 51 3.1.3.5 Phanh c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n…………………………... 52 3.1.3.6 C¸c th«ng sè kü thuËt cña c¬ cÊu di chuyÓn xe l¨n…… 55 3.2 C¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n…………………………………………. 56 3.2.1 CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n.. 56 3.2.2 TÝnh to¸n c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n………………………….. 57 3.2.2.1 B¸nh xe vµ ray cÇu l¨n…………………………………... 57 3.2.2.2 Søc c¶n chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n…….. 59 3.2.2.3 Lùa chän ®éng c¬……………………………………….. 60 3.2.2.4 Tû sè bé truyÒn ®éng……………………………………. 61 3.2.2.5 KiÓm tra ®éng c¬ ®iÖn theo m« men më m¸y…………… 61 3.2.2.6 Phanh c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n…………………………. 63 3.2.2.7 TÝnh cÆp b¸nh r¨ng hë………………………………… 65 3.2.2.8 C¸c th«ng sè kü thuËt cña c¬ cÊu di chuyÓn cÇu l¨n……. 73 Ch­¬ng 4. KÕt cÊu kim lo¹i cæng trôc …………………………….. 4.1 M« t¶ kÕt cÊu kim lo¹i cæng trôc 7 tÊn vµ c¸c kÝch th­íc h×nh häc. 74 4.1.1 M« t¶ kÕt cÊu kim lo¹i cña cæng trôc gÇu ngo¹m 7 tÊn……… 74 4.1.2 C¸c kÝnh th­íc h×nh häc…………………………………….. 75 4.2 Tinh to¸n kÕt cÊu kim lo¹i dµn ®øng chÝnh………………………. 76 4.2.1 Ph©n tÝch lùc t¸c dông lªn dµn……………………………….. 76 4.2.2 X¸c ®Þnh néi lùc trong c¸c thanh d»ng………………………. 78 4.2.3 §­êng ¶nh h­ëng cña ph¶n lùc tùa………………………….. 84 Ch­¬ng 5. TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ trôc tang cuèn c¸p……………. 5.1 ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt trôc tang…………. 89 5.1.1 Chøc n¨ng vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chi tiÕt………………… 89 5.1.2 TÝnh c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña chi tiÕt……………………. 89 5.1.3 X¸c ®Þnh dang h×nh s¶n xuÊt…………………………………. 89 5.1.4 ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ………………………………… 91 5.1.5 Chän m¸y gia c«ng chi tiÕt…………………………………... 94 5.1.6 Chän dao……………………………………………………... 95 5.1.7 TÝnh to¸n l­îng d­ gia c«ng bÒ mÆt ……………….. 97 5.1.8 X¸c ®Þnh l­îng d­ c¸c bÒ mÆt cßn l¹i………………………... 100 5.1.9 TÝnh chÕ ®é c¾t khi tiÖn …………………………… 103 5.1.10 TÝnh chÕ ®é c¾t khi mµi bÒ mÆt ………………….. 107 5.1.11 X¸c ®Þnh chÕ ®é c¾t c¸c bÒ mÆt cßn l¹i…………………….. 108 5.2 TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ ®å g¸……………………………………….. 111 5.2.1 Ph©n tÝch ph­¬ng ¸n ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt…………………….. 111 5.2.2 TÝnh to¸n lùc kÑp chÆt……………………………………….. 112 5.2.3 S¬ ®å g¸ ®Æt………………………………………………….. 113 KÕt luËn ……………………………………………………………… 115 Tµi liÖu tham kh¶o…………………………………………………. 116 Môc lôc…………………………………………………………….. .. 117