Thiết kế dây chuyền sản xuất ống săm xe đạp

=50 mm chọn ổ bi có kí hiệu 46310. d = 50 (mm). D2 = 91,4 (mm). B = 27 (mm). d2 = 68,7 (mm). r = 3 (mm). r1 = 1,5 (mm). D = 110 (mm). Tlớn = 27. * Trên trục II : * Sơ đồ chọn ổ cho trục II: Si = 1,3.Ri.tgb: lực dọc trục thành phần SC = 1,3.RC.tgb = 1,3.17693.tg26o = 11218 [N] SD = 1,3.RD.tgb = 1,3.26039.tg26o = 16510 [N] At: Tổng lực dọc trục. At = SC + Pa2 - Pa3 - SD = 11218 + 1666 – 10134 - 16510 = - 13760 [N] Như vậy lực At hướng về gối trục bên trái, lực hướng tâm ở hai gối trục gần bằng nhau nên ta chỉ tính đối với trục bên trái và chọn ổ cho trục này, còn trục bên phải lấy cùng loại ổ. QC =(1.26039 + 0,7.13760).1.1= 35671 [N] = 3567 [daN] Þ C = 3567.(84,2.24000)0,3 = 277946 Tra bảng 17P, ứng với d = 80 mm chọn ổ bi có kí hiệu 46316 d = 80 (mm). D2 = 108 (mm). B = 41 (mm). d2 = 81,5 (mm). r = 3,5 (mm). r1 = 2 (mm). D = 170 (mm). Tlớn = 39. * Trên trục III : * Sơ đồ chọn ổ cho trục III: Si = 1,3.Ri.tgb: lực dọc trục thành phần SE = 1,3.RE.tgb = 1,3.12715.tg26o = 8062 [N] SF = 1,3.RF.tgb = 1,3.28803.tg26o = 18262 [N] At: Tổng lực dọc trục. At = SE + Pa4 – SF = 8062 + 10134 - 18262 = - 66 [N] Như vậy lực At hướng về gối trục bên trái, lực hướng tâm ở hai gối trục gần bằng nhau nên ta chỉ tính đối với trục bên trái và chọn ổ cho trục này, còn trục bên phải lấy cùng loại ổ. QE =(1.12715 + 0,7.66).1.1= 12761 [N] = 1276 [daN] Þ C = 1276.(19.24000)0,3 = 63612 Tra bảng 17P, ứng với d = 100 mm chọn ổ bi có kí hiệu 46320 d = 100 (mm). D2 = 159 (mm). B = 47 (mm). d2 = 121 (mm). r = 4 (mm). r1 = 2 (mm). D = 215 (mm). Tlớn = 47. 3.7. Tính toán động lực học toàn máy: 3.7.1. Định các kích thước yêu cầu. Kích thước buồng xoắn. Ta có các ký hiệu sau : D : Đường kính buồng xoắn (m). S : Bước của vòng vít (m). V : Thể tích của buồng hình trụ trên chiều dài của 1 vòng vít. VV : Thể tích buồng do vít chiếm chỗ (m3). Vsp : Thể tích sản phẩm trong buồng (m3). Ta có : (m3). (VIII- 1) [1]. VV = (1 - ).V. Đặt: = . Thể tích sản phẩm trong buồng được tính theo công thức (VIII-2) [1]. Vsp = .V = . = .0,1785.D2.S (m3). Khi vít đẩy quay thì sản phẩm có thể quay theo và tốc độ quay của nó sp có thể dao động trong giới hạn : 0 L1 L2 L4 L3 D L Så âäö tênh toaïn vêt taíi Với : tốc độ của vít đẩy. - Nếu sp= 0 thì năng suất thực tế của vít đẩy bằng năng suất lý thuyết Qlt có thể xác định theo : Qlt = .0,785..S. (m3/s). (VIII – 3) [1]. Với = D2 - d2. d: đường kính trong của trục vít đùn (mm). n: vận tốc của vít đùn n = 19 (v/ph). = . Với F = 0,785.D2 : Diện tích mặt cắt ngang buồng xoắn (mm2). D: Đường kính ngoài của vít được xác định theo công thức sau: (1- 65) [3]. = ( 0,8 ¸ 1 ).D . S: Bước của vít xoắn (mm). n: Số vòng quay của vít đùn (v/ph). : Hệ số chứa đầy tiết diện = 0,4. : Hệ số ảnh hưởng đến góc nghiền đặt máy Cb = 1. : Khối lượng riêng của vật liệu. (g/cm3). Suy ra : (m) = 88 (cm). Với dãy tiêu chuẩn đường kính vít tải D = 100, 125, 150, 200, 250, 300, 500, 600 (mm) Ta chọn D > Dtt. Vậy chọn D = 125 (mm). + Xác định chiều dài vít tải: + Ta có => L = 6.D = 125.5 = 750 (mm). + Xác định bước xoắn của vít tải: S = (0,8 ¸ 1).D. S = D = 125 (mm). Với S : là bước xoắn của vít S(mm). + Xác định góc nâng của vít xoắn : Tgb = . Với R1: bán kính ngoài của vít ép. R2: bán kính trong của vít ép. R1 = (mm). Chọn sơ bộ R2 = 35 (mm), 200. b1 = 10 (mm): bề rộng phía ngoài của cánh vít. : góc profin cánh vít. Tgb = => b = 22,20. + Bề rộng cánh vít phía trong : b2 = b1 + 2 (mm). Fcv = 2911,28 (mm). F1 = 0,785.( 1252 - 702) = 841913 (mm2). Fsf = F1 - Fcv = 841913 – 2911,28 = 5507,85 (mm2) . + Kiểm tra việc chọn <1. Ta có : . Với F: diện tích mặt cắt ngang buồng xoắn. (mm2). F = 0,785.D2 = 0,785.1252 =12265,6 (mm2). Vậy việc chọn là hợp lý b2 b1 pD D g a Sơ đồ mặt cắt ngang của cánh vít (D - d)/ 2 3.7.2. Xác định các tải trọng tác dụng lên trục vít: - Bằng thực nghiệm A.I KALUGUIN tiến hành đã xác định được rằng định luật phân bố áp suất theo chiều dài trục vít rất khác so với định luật tuyến tính. - Áp suất phân phối đồng đều theo bán kính quồng xoắn, và được mô tả như hình vẻ: Sự biến đổi áp suất theo chiều dài. Buồng ép P (KG/cm) 0 t t 2t 3t 10 20 30 40 50 60 70 80 0 - Trong khi tính toán sức bền của vít và khuôn, áp suất P có thể coi như phân bố đều lên toàn bề mặt, và xem như sự phân bố áp suất là tuyến tính theo chiều dài. - Giả sử sự phân phối áp suất theo chiều dài vít ép có thể coi như biến đổi theo quy luật tăng đều từ 0 đến áp suất làm việc. - Vít ép có chiều dài từ (4 - 7).S , với S là bước của đường xoắn ốc. Ta có các ký hiệu sau : Pmax: áp suất lớn nhất Pmax = 267.105 (N/m2). Pn: áp suất pháp tuyến thay đổi theo chiều dài buồng xoắn (N/m2). Px: áp suất chiều trục (N/m2). Pr: áp suất vuông góc với bán kính (ngược chiều quay) (N/m2). Px,y,z: áp suất thành phần theo trục x,y,z (N/m2). q: Cường độ tải trọng liên tục (KG/cm). b: góc nâng của đường vít. R1, R2 : bán kính trong và ngoài của vít ép (mm). S: bước vít ép (mm). Mx: mômen xoắn (Nmm) hoặc (KGcm). mx: cường độ mômen xoắn (Nmm) hoặc KGcm). Mu: mômen uốn (Nmm) hoặc (KGcm). l: chiều dài vít ép (mm). Nx: lực chiều trục (KG). Qy: lực ngang tác dụng trong mặt phẳng x,y (KG). Qz : lực ngang tác dụng trong mặt phẳng z,x (KG). 0 y x Pmax A B x L a Z Sơ đồ tính toán sự biến đổi áp suất pháp tuyến theo chiều dài của vít đùn m: số đường xoắn của vít. Ta có: . - Áp suất pháp Pn tác dụng vuông góc với bề mặt vít ép, ta phân tích ra thành hai thành phần Px và Pr . Px = Pn.cosb. (XVI – 52) [XI]. Pr = Pn.sinb. (XVI – 53) [XI]. - Trên bề mặt của vít ép, ta tách ra một phân tố diện tích vô cùng nhỏ dF. Px PN Pr Pr Pz Py dr dF daF Sơ đồ tải trọng tác dụng lên vít ép dF = r.d.dr. ( VI- 54) [1]. - Trong giới hạn của góc d, lực chiều trục: . - Áp suất theo bán kính có thể coi như không đổi do đó : . - Trong trường hợp sự chuyển động của các điểm theo đường vít thì sự chuyển dịch một góc 2 tương ứng với sự dịch chuyển theo trục bằng bước S, còn sự dịch chuyển 1 góc tương ứng với sự dịch theo trục là x. do đó : (XVI – 55) [1] - Cường độ của tải trọng chiều trục liên tục: . + Khi x = 0 => P = 0. + Khi x = L => P = Pmax = 267.105 (N/mm2) = 267 (KG/cm2) Vậy: qmax = 267.. - Môment ứng với một đơn vị chiều dài vít ép hay cường độ của momen uốn liên tục đối với trục z. (XVI 59 trang 358 ). Tương tự . - Để tính toán tất cả các lực tải trong tác dụng lên vít của máy ta có các công thức sau: + Tải trọng tác dụng chiều trục liên tục có cường độ : (KG/cm) + Momen xoắn liên tục có cường độ: . + Tải trọng ngang liên tục tác dụng trong mặt phẳng yx ứng với một đơn vị chiều dài của vít ép: qy = - pN.tgb.. ( XVI - 86) [1]. . Xét qymax => x = L = 750 (mm) = 7,5 (cm). qy = - 267.tg22,20. qy = - 4360 (KG/cm). - Tải trọng ngang liên tục tác dụng trong mặt phẳng zx có cường độ : (XVI – 65) [1]. qz = 267. tg22,20 (KG/cm) - Môment uốn liên tục đối với trục z có cường độ : ( KG/cm ) mzmax = 5500,9 (KG/cm) . - Môment uốn liên tục tác dụng đối với trục y có cường độ : - Từ các số liệu trên với giả thiết ta xem tải trọng tácdụng lên trục vít biến đổi theo quy luật tăng đều từ 0 đến áp suất làm việc: Ta có: + x = 0 thì các giá trị trên đều có PN = 0 + x = L thì PN = Pmax Vậy ta có biểu đồ tải trọng: 3.7.3. Tính sức bền của trục vít đùn. Khi tính toán sức bền của trục vít đùn ta cần chú ý những điểm sau: - Tải trọng chiều trục liên tục tăng đều từ điểm tựa bên trái(ở lỗ nạp liệu) sang bên phải. - Lực dọc tập trung là phản lực điểm tựa môment xoắn tăng đều liên tục, môment xoắn tập trung trên điểm tựa bằng tổng các mômen xoắn. Ta có sơ đồ chịu tải trọng dọc trục và mômen xoắn như sau : Biểu đồ lực dọc, moment xoắn. - Thành phần uốn ngang dọc khá phức tạp mà trong phạm vi đồ án ta không xác định kỷ khi uốn ngang dọc, sự cân bằng đàn hồi được đặc trưng bằng phương trình có dạng : Trong đó: V: Độ võng của dầm (mm) . M: Mômen uốn ở tiết diện sinh ra do lực dọc M1: Mômen uốn ở tiết diện sinh ra do lực ngang J: Mômen quán tính của tiết diện vít đùn . E: Mômen đàn hồi của vật liệu . - Từ biểu đồ môment xoắn ta thấy tiết diện nguy hiểm của vít đùn là tại ổ chặn. Tại đó có : (XVI – 77) [1]. Với Mx: môment xoắn (KG.cm) - Từ biểu đồ lực ta có lực ổ chẳn chịu tải là : - Ứng suất tiếp lớn nhất được xác định theo công thức sau: Trong đó: s: ứng suất pháp, có giá trị s = (KG/cm2). :là ứng suất tiếp, có giá trị = (KG/cm2). Với F = p(R22 - R32): tiết diện trục vít đùn. (cm2). R3: bán kính lổ làm nguội theo thực tế ở nhà máy cao su Đà Nẵng ta có R3 = 15 (mm) = 1,5 (cm). Suy ra: F = (3,52 - 1,52 ) = 31,4 (cm2) WC:Môment chống xoắn của tiết diện hình vành khăn của trục . . (cm2 ). (Kg/cm2) Suy ra: Vậy giá trị 287033 KG/cm2 là ứng suất mà trục vít đùn chịu được. 3.7.4. Tính sức bền vòng xoắn vít ép: Ta tính sức bền của vít ép ở trong những điều kiện áp suất lớn nhất Pmax hướng thẳng góc với Profin của bề mặt xoắn ốc. Vít ép là một vòng xoắn trong buồng ép, với sự sai khác không lớn có thể coi một vòng vít như là bản tròn gắn chặt theo đường kính trong vào trục ép . 2R1 2R2 Pmax N h r Sơ đồ áp suất tác dụng lên vòng xoắn vít ép + Lực N là lực về phía vòng xoắn: N = Pmax..(R21-R22). N = 267.3,14(6,252 – 3,52)= 22479 (KG) (XVI - 84) [1]. + Tính môment ở viền trong, viền ngoài: (XVI - 93) [1] Với: m = 0,3:Hệ số pootxong của vật liệu . - Khi r = R1 => Mr ở viền ngoài: - Khi r = R2 Mr ở viền trong: + Ứng suất xác định theo công thức: sr = Với = b2 = 3 (cm): Bề dày lớn nhất của cánh vít. . Suy ra : , + Môment uốn trên đường biên của cánh vít được xác định như sau : Mr1 = 0 Mt1 = - 235 (KGcm). + Tiết diện nguy hiểm của cánh vít là tại chân cánh vít r = R2 stđ = s1 - ms3 = sr - m.0 = 2110 (KG/cm2) . (s1 = sr; s3 = 0) . 3.7.5. Tính toán năng lượng tiêu thụ trong quá trình ép : - Cơ cấu buồng xoắn đẩy trong quá trình ép cao su có thể coi là một cặp vòng vít có ren hình thang, với vít đùn là vật thể rắn, còn khối cao su xem như “đai ốc dẻo”. - Trong quá trình làm việc do ma sát giữa vật liệu với vật liệu, vật liệu với vít xoắn, vật liệu với thành ống nên xãy ra quá trình biến đổi thành nhiệt. Với cao su do khả năng dễ cháy và tự lưu hoá cao nên khi nhiệt độ cao sẽ gây trở ngại cho việc tạo ra sản phẩm và chất lượng của sản phẩm. - Để nhiệt độ đảm bảo cao su ra khỏi thước mặt lốp đạt yêu cầu thì nhiệt độ trong máy phải khoảng 70 ¸ 900C. Sau khi ra khỏi khuôn sẽ có hệ thống làm lạnh. - Để xác định công suất ép yêu cầu người ta lợi dụng sự phụ thuộc đối với những cơ cấu vít giữa áp suất toàn phần và lực động Q. (XV - 25 ) [1] = 22,20: góc nâng đường vít của cánh vít tại đường kính trung bình .(độ) : góc ma sát giữa bề mặt cánh và khối bột nhào tg= f f: là hệ số ma sát. Chọn f = 0,9. P: áp suất toàn phần phân bố như tổng tải trọng do áp suất ép trên diện tích mặt cắt ngang của buồng xoắn . (N) (XV – 26) [1] Với Pe: áp suất ép (KG/cm2). D: đường kính của buồng xoắn. Khi ta tính lấy giá trị Pe = Pmax = 267 (KG/cm2). Suy ra: P = .12,52. (KG) = 327492 (N) (N) (N) Nhân hai vế chodtb Ta có công của lực Q sau một vòng quay của vít đùn là: W = Q.p.dtb = PS1 + f(P1 + Qtgg)pdtb (KG.cm) . Hay W0 = W1 + W2 Trong đó: dtb: đường kính trung bình của cánh vít . S1: đại lượng chuyển chỗ thực tế của khối vật liệu theo buồng vít xoắn sau một vòng quay của trục vít đùn. . Fb: diện tích mặt cắt ngang buồng xoắn. Qtt = 225 (KG/h): năng suất thực tế . g2 = 1,2 (g/cm3): khối lượng riêng của cao su. n = 19 (Vg/ph): số vòng quay của trục vít đùn. Vậy: P1: tổng tải trọng do áp suất ép trên tiết diện ngang của “đai ốc dẻo”. P1 = . 267 = 22479 (Kg) Đặt W1 = P.S1: công suất dùng cho việc nhận cao su. W2 = f.(P1 + Qtgb).p.dtb: công của lực ma sát trên những vòng vít của buồng xoắn. W1 = 327492.0,0195 = 6386,1 (N.m). W2 = 0,9.(22479 + 1070978,9.tg200).3,14.(. = 5978,5 (N.m). W3: công của lực ma sát giữa các vật liệu với bề mặt bên trong buồng xoắn . W3 = P3.f.S1 = p.D.Pe..f.S1 (XV - 29) [1] Với: P3 = p.D.Pe.: áp suất tổng hay tổng tải trọng trên bề mặt bên trong của buồng ép . Suy ra : W3 = 3,14.12,5.267.37,5.0,9.1,95 = 689700 (KG.cm) = 68970 (N.m) Từ đó ta có : W0 = W1 + W2 + W3 . = 6386,1 + 5978,5 + 68970 = 81334,6 (N.m). 3.7.6. Tính toán cân bằng nhiệt cho khoang ép : Tính toán cân bằng nhiệt cho khoang ép cuối cùng là ta đi tìm ra được lượng nước cần thiết để cung cấp cho khoang ép trong suốt quá trình ép. Lượng nhiệt thoát ra ở bên trong quá trình ép đùn được xác định bằng biều thức : Qbd = N..(1 - ) - Nbđ (KJ). (XV – 38) [1] Với : =w1/w0 = = 0,079 N: công suất trên trục động cơ xác định theo công thức : W0 = 81334,6 (N.m): công tác động tổng . n = 19 (Vg/ph): số vòng quay trục vít đùn. = 0,6: hiệu suất truyền từ động cơ đến trục vít đùn Nbđ = N.K: công suất tiêu thụ cho việc biến đổi hình dạng cao su . Trong đó : K: hệ số chỉ ra phần của lực tác động tiêu thụ như thế nào trên công thay đổi hình dạng cao su . K = 0,33.W0= 0,33.81334,6 = 26840,42 Suy ra: Nbđ = 0,42.26840,42 =11272,98 (kJ) Vậy : Qbd = 0,42.0,6.(1 - 0,079)-11272,98 = - 11272,75 (kJ) . Trong quá trình ép đùn su qua miệng mẫu, sinh nhiệt do trở lực ma sát tại đó và nó được xem như tổn thất năng lượng : Qk = N.. = 0,42.0,079.0,6 = 0,02 (kJ) Tổn thất nhiệt để đun nóng cao su và nước làm nguội xác định theo : Qcs = Qtt.Ccs(tC - tđ) (kJ) Qtt: năng suất của máy Qtt = 225 (Kg/h) . Ccs: tỷ nhiệt của cao su Ccs= 1,88. tC . Nhiệt độ cao su khi vào máy ép đùn = 1000C td . Nhiệt độ cao su khi ra khỏi miệng mẫu td = 800C . Þ Qcs = 225.1,88(100 - 80) = 8460 (kJ) . Tổn thất nhiệt để làm nguội khoang ép là : Qn = q.C.(t2 - t1) (kJ) Trong đó: q: lượng nước cần để làm nguội buồng ép C: tỷ nhiệt của nước C = 0,2962 (kJ/Kg0C) t2: nhiệt độ trong vỏ máy đi ra t2 = 600C . t1: nhiệt độ từ ngoài vào khoang làm nguội t1 = 250C. Tổn thất nhiệt về truyền nhiệt, bức xạ nhiệt và đối lưu không tính đến vì chúng không đáng kể. Phương trình cân bằng nhiệt trong quá trình ép có dạng : Q = Qtt.Ccs.(tc-td)+ q.C.(t2-t!) Trong đó Qbd + Qk = Q Với Qbd: nhiệt lượng thoát ra ở bên trong buồng xoắn trong quá trình ép. Qk: nhiệt lượng sinh ra do khôi phục ma sát trợ lực của các lổ tạo hình. Q: lượng nước cần thiết để làm nguội buồng xoắn (kg) Từ những công thức trên suy ra: Qbd + Qk = Qcs+ Qn Suy ra : 11272,75 + 0,02 = 8460 + q.0,2962.(60-25) Vậy lượng nước cần thiết để làm nguội là q = 271,32 (Kg/h) . 3.7.7. Xác định đường kính làm việc của buồng xuắn : Buồng vít được chia ra các vùng làm việc như sau: L1: chiều dài phần hở thông với phểu cấp liệu để nạp liệu vào. (mm) L2: vùng tăng áp suất. (mm) L3: vùng ép bán thành phẩm giảm thể tích (mm) và tăng áp suất (mm) L4: vùng tạo hình bán thành phẩm. (mm) 4,0 3,0 2,0 1,0 0 300 200 400 500 600 700 800 Z(mm) P( KG/cm2) Sơ đồ biểu diễn sự thay đổi áp suất theo chiều dài Áp suất của buồng xoắn phụ thuộc rất nhiều vào chiều dài vít đẩy. Chúng được thể hiện như sau: * Chọn vật liệu và tính chiều dày của thành xi lanh (buồng ép): Như ta đã biết để nâng cao năng suất của máy thì ta phải khống chế sao cho chỉ cho vật liệu chuyển động thẳng nghĩa là tiến theo chiều ép của trục vít, không cho quay theo trục vít. Muốn vậy thì phải chọn vật liệu làm ống xi lanh (buồng ép có ma sát tốt, hơn nữa do ma sát giữa vật liệu và vật liệu, vật liệu với vít xoắn và vật liệu với buồng xoắn nên càng đùn thì càng thì càng sinh ra nhiệt càng cao chính vì vậy ta cần chọn vật liệu làm xilanh vừa có ma sát tốt vừa có tính chịu nhiệt, chịu mài mòn và tính dẫn nhiệt tốt để dể làm lạnh). Ở đây ta chọn thép làm buồng xoắn là thép grafit hoá chịu mòn và có mác là $V293 và có [s] = 3500 (KG/cm2). a.Tính chọn ống trong : Do máy làm việc nóng ta cần gia nhiệt và giảm nhiệt, chính vì vậy nên ta bố trí xilanh làm 2 ống và giữa hai ống ta bố trí rổng để cho nước vào để làm mát do đó buồng ép chịu hai áp suất P1 và P2. Trong đó P1 chính là áp suất ép lớn nhất trong buồng ép . P1 = P = 267 (KG/cm2) P2 = P2max = 7 (KG/cm2) . Tại một phân tố diện tích của thành ống ta có các ứng suất sinh ra như sau : st: ứng suất tiếp (KG/cm2) sr: ứng suất pháp (KG/cm2) Bây giờ ta đi xác định bán kính ngoài của thành ống theo điều kiện bền . Đường kính trong của xilanh phụ thuộc vào yêu cầu khe hở giữa trục vít và xilanh.Trong gia công chất dẻo độ hở đó là = (0,05 0,08).Dt.vít = (1 1,6) (mm) Suy ra đường kính trong của xilanh là : Theo lý thuyết ống chịu áp suất phân bố đều phía trong và ngoài ta có các giá trị ứng suất lớn nhất và bé nhất được xác định theo : sr max = - P2 + Xác định R theo thuyết bền MO thuyết thứ V: std = s1 - m.s3 Ống trong Rn r p Lổ nước gia nhiệt Ống ngoài Sơ đồ cấu tạo mặt cắt ngang của xilanh Trong đó: m: hệ số poatxông của vật liệu, đối với thép m = 0,3. s1 = st max . s3 = sr max . Chọn R = 7,5 (cm) giá trị càng gần với giới hạn càng dể gia công nhiệt hay làm giảm nhiệt cho vật liệu trong buồng làm việc. b.Tính chọn ống ngoài : Ống ngoài chịu áp suất trong phân bố đều P2, để có được thể tích làm nguội hay gia thêm nhiệt ta chọn trước đường kính trong của ống ngoài là d2 = 165 (mm) . Chọn vật liệu là thép C40 có giới hạn chảy sch = 270(N/mm2) . Và hệ số an toàn n = 1,4. b a P2 Sơ đồ cấu tạo ống ngoài của xilanh Ta xác định sức bền cho phép theo công thức sau : Theo lý thuyết ống chịu áp suất phân bố đều bên trong ta có : a: bán kính trong của ống (cm). b: bán kính ngoài của ống (cm). P2: áp suất tác dụng lên thành trong của ống (KG/cm2). r1: bán kính mà ta đang xét tại một điểm trên tiết diện của ống ( a< r < b) sr = - P2 (KG/cm2). Ta có: Chọn b theo thuyết bền biến dạng lớn nhất. Thuyết bền MO : std = s1 - ms3 Với : s1 = st s3 = sr Suy ra: + Khi r = a thì Hay: Chọn b = 9 (cm). 3.7.8. Tính toán khuôn ép : a. Đặc điểm của khuôn : + Khuôn này có kết cấu đơn giản, dể gia công, độ bền khá cao. + Sử dụng thích hợp với những máy áp suất đùn cao. b. Tính bền cho chi tiết và tính h (mm): Việc tính bền dựa theo phương pháp gần đúng và công thức kinh nghiệm. Vì lực và phân bố lực rất phức tạp. Vì vậy công thức tính gần đúng rút ra từ việc tính toán tấm tròn đặc và đưa thêm vào hệ số làm yếu . Với được tính theo công thức kinh nghiệm : Với F1: diện tích mặt cắt ngang của lỗ có đường kính D. F2: diện tích mặt cắt ngang của khe hở để đùn ra sản phẩm. Ta có: =12661 (mm2) Với D: đường kính trong của xi lanh (mm). = 254,34 – 200,96 = 53,38 (mm2). Þ = 0,99. Chọn kiểu khuôn là kẹp chặt theo đường viền và chịu áp suất phân bố điều trên toàn bộ diện tích: Ta có : Với: P: áp suất tác dụng lên khuôn. r: bán kính bất kỳ mà ta xét (0 £ r £ R). R: Bán kính trong của buồng ép. : Hệ số Poatxong: = 0,3. Từ biểu thức ta thấy : khi r = 0 khi r = 0 Nghĩa là tại tâm đĩa chịu tải trọng lớn nhất. Lúc đó : Mô men cản đối với tấm đặc: (XVI – 49) [1] h: độ dày của khuôn Đối với tấm có rỗng giữa có thêm hệ số làm yếu tiết diện ngang Vậy: (XVI – 51) [1] Ứng suất: Ta có : vậy Do đó : Với: : ứng suất chính lớn nhất (N/mm2) : ứng suất trung gian (N/mm2) : ứng suất chính lớn nhất của mặt bên (N/mm2) : hệ số đặc trưng cho sự làm việc không giống nhau của vật liệu. : Ứng suất pháp (N/mm2) Yêu cầu : Hay: Với P: áp suất lớn nhất tác dụng lên khuôn chính là Pmax trong tính toán trục vít đùn. Pmax= 267.105 N/m2 = 26,7 (N/mm2) Chọn vật liệu làm khuôn là thép 50 thường hóa. 600 (N/mm2) = 9,6 (mm). Chọn h = 10 (mm). CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHUN PHẤN 4.1. Tìm hiểu chung về bột chống dính: Bột chống dính là dạng bột màu trắng được tạo thành từ hổn hợp: CaO, CaCO3…và một số hợp chất hữu cơ khác. Bột này có tác dụng cách ly chống dính tốt với các loại cao su và các vật liệu khác. 4.2. Quá trình và nguyên tắc chống dính: Xuất phát từ yêu cầu chống dính cho cao su đặc biệt là loại cao su nóng ở nhiệt độ cao có dộ dẻo lớn, kết dính lại với nhau. Để cáh ly chúng đòi hỏi phải tìm ra loại tạp chất chống dính. Theo nguyên tắc máy ép đùn được trình bày ở các phần trước(chương 3) đã trình bày nguyên lí hoạt động của máy ép đùn tạo ra sản phẩm săm. Su được luyện và cho qua máy ép đùn nhờ tác dụng của vòng xoắn vít đẩy su ra tại đầu đùn và tại đây người ta thiết kế hệ thống phun phấn chống dính, su được đùn ra bao nhiêu thì bột chống dính được thổi vào bấy nhiêu qua máy chống dính, bột này được thổi lồng vào trong ruột săm làm cho săm không thể dính lại với nhau và săm được đẩy lồng qua ống nhôm và cho vào lưu hoá. Máy phun phấn và bột chống dính đóng vai trò rất quan trọng trong dây chuyền sản xuất ống săm xe đạp. Nó luôn tạo ra sản phẩm ổn định và đạt chất lượng cao. Để đi vào nguyên cứu tìm hiểu nghiêng cứu tìm hiểu ta phân tích và chọn phương án để thiết kế máy phun phấn. 4.3. Phân tích và chọn phương án thiết kế: Máy chống dính hay gọi la máy phun phấn có vai trò rất quan trọng trong dây chuyền sản xuất ống săm xe đạp, để tìm ra phương án tốt nhất để đưa vào sản xuất cùng với máy ép đùn là một khâu rất quan trọng. 4.3.1. Phương án thổi trực tiếp: Đây là phương án được hình thành trên cơ sở sử dụng khí nén thổi trực tiếp bột ở trong thùng bột vào ống săm. Bột ở đây được khí nén đưa vào ngay trong lòng săm xe đạp và cũng chính nhờ bột này mà ống săm được đùn ra từ máy ép đùn không bị dính lại với nhau. Sau đó ống săm tiếp tục được đưa qua băng tải làm nguội sau đó đưa vào máy lưu hoá. 1: Thùng chứa bột chống dính. 2: Bột ra. 3: Áp kế. 4: Bình chứa khí nén. 5: Van điều khiển. 4.3.2. Phương án hai bình trích: Nguyên lí hoạt động: Bột chống dính từ bình chứa 1 được cho rơi tự do xuống ống 7 nhờ vào sự chuyển động của cam 2. 1: Thùng chứa bột chống dính. 2: Đường dẫn bột. 3: Áp kế. 4: Bình trích chứa khí nén. 5: Van điều khiển. 6: Đường dẫn bột ra. Ưu và nhược điểm của phương pháp này: + Lượng bột được đưa vào trong lòng ruột săm là rất lớn và liên tục, do đó khả năng chống dính cao. + Mặt khác, về phương diện kinh tế thì không tối ưu, tốn vật liệu chế tạo và khả nănghình thành dòng xoáy là rất lớn. 4.3.3 Phương án hổn hợp: 1: Đường bột ra. 2: Đường khí nén vào. 3: Áp kế. 4: Bình chứa bột. 5: Van điều khiển. Nguyên lí hoạt động: Hổn hợp chống dính và khí nén được chứa chung trong một thùng. Khí nén được đưa liên tục vào thùng hổn hợp và chính nhờ sự chuyển động liên tục này mà lượng bột được đưa vào ống săm dể dàng hơn. Ưu và nhược điểm của phương pháp này: + Tíêt kiệm được thiết bị và lợi về kinh tế. + Khó đảm bảo được độ đồng đều của lượng bột khi nó được đưa vào ống săm xe đạp. 4.3.4. Phương án đĩa quay: 1: Đường khí nén vào. 2: Áp kế. 3: Van điều khiển. 4: Bình chứa khí nén. 5: Đường khí ra. 6: Đường bột chống dính ra. 7: Đĩa quay. 8: Cùm quay. 9: Thùng chứa bột chống dính. Nguyên lí hoạt động: Bột chống dính được đưa vào đầu đùn thông qua chuyển động của cùm quay(được điều khiển bằng một động cơ nhỏ) làm cho bột xoáy và rơi tự do xuống đĩa quay(trên đĩa có các lổ nhỏ) và khí từ bình trích được thổi trực tiếp vào khoang và thổi ngay vào trong lòng ống săm xe đạp. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp này: + Đây là phương án tối ưu nhất, bột chông dính được thổi trực tiếp vao trong lòng ống săm nhờ cùm quay liên tục. Lượng bột được đưa vào đều hơn. + Kết cấu đơn giản, khả nănghế tạo dể dàng. + Nhưng phức tạp về nguyên lí. 4.4. Đánh giá và chọn phương án thiết kế: Phương pháp Ưu điểm Nhựơc điểm 1. Phương pháp thổi trực tiếp. - Máy làm việc với áp suất rất lớn. - Bột được đưa nhanh vào săm. - Lưu lượng bột thổi vào máy đùn không đều. 2. Phương pháp hai bình trích. - Lượng bột đưa vào ống săm rất cao. - Khả năng bột thổi vào là liên tục. - Không tối ưu về kinh tế và cách bố trí máy. 3. Phương pháp hổn hợp. - Tiết kiệm thiết bị. - Khó đảm bảo được độ đồng đều của bột chống dính. 4. Phương pháp đĩa quay. - Là phương án tốt nhất đã qua thực nghiệm, cho khả nâgn bột chống dính đưa vào là liên tục và đồng đều. - Phức tạp về nguyên lí hoạt động. Từ bảng phân tích trên kết hợp với yêu cầu cao và chính xác về kĩ thuật ta chọn phương án đĩa quay để thiết kế. Vì phương án này thoả mãn những yêu cầu về chế tạo và khả năng đồng đều của bột chống dính, phù hợp với việc nâng cấp lên tự động. 4.5. Phân tích và tính toán động lực học máy: 4.5.1 Phân tích chung: Xét chuyển động của chất khí từ bình chứa ra: ở đây ta xét trường hợp cụ thể chuyển động một chiều của chất khí từ bình chứa ra, đồng thời đây cũng là một ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật. Khảo sát bình khí có dạng như hình vẻ: Áp dụng phương trình Becnuly cho chất khí lí tưởng và quá trình đoạn nhiệt đối với hai mặt cắt 0 – 0 và 1 – 1 (7 - 4) [21] Lấy mặt chuẩn qua trục Z0 = Z = 0 và coi tiết diện 0 – 0 lớn hơn tiế diện 1 – 1 khi đó phương trình còn lại: Đối với quá trình đoạn nhiệt: Hay Phương trình trạng thái: Tính lưu lượng trọng lượng: (7 – 45) [21] Hay viết dưới dạng: Ta được: 4.5.2. Tính toán chung: Các số liệu ban đầu: + Chất khí nén dưới áp suất 50at chuyển động vào môi trường máy ép đùn nén có áp suất 30at. + Nhiệt độ ban đầu của chất khí là T1 = 3000K + Hằng số chất khí R = 30m/độ, k= 1,4 + Đường kính lổ chất khí chảy qua D = 3mm. Xét tỉ số: Chất khí giản nở hoàn toàn, nghĩa là ứng với trường hợp chuyển động thứ nhất lấy P = 30at còn V xác định theo công thức: = Và 4.5.3. Thiết kế và tính toán bánh vít: Bánh vít thường làm riêng vành và thân rồi sau đó ghép lại với nhau. Vành bánh vít làm bằng vật liệu giảm ma sát như hợp kim đồng: đòng thanh thiếc, thân bnhs vít làm bằng gang xám 15 – 32. Đường kính của bánh vít Dn = 400 (mm). dn = (1,6 1,8)d a = b = 2.m m: môđun và a = b >10 (mm). 4.5.4. Thiết kế trục vít: Các số liệu ban đầu: + N = 19 (Kw): công suất của trục vít. + ni = 1450 (vg/ph): số vòng quay của trục vít và chính là bằng số vòng quay cua trục động cơ. Moment xoắn trên trục vít: * Tính sơ bộ: Đường kính trục vít: * Tính gần đúng: Sơ bộ chọn theo bảng (7 – 1) và (7 – 2) [4] ta có: a = 90, b + c = 174, P4 = 7670N, Pr4 = 2800N + Tính phản lực ở các gối: = - (- 954 + 2800) = -1846 (N) = = 7670 – 2615 = 5055 (N) * Tính moment tại tiết diện chịu tải lớn nhất: = 483000 (Nmm). * Tính đuờng kính trục tại tiết diện chịu tải lớn nhất: Trong đó: = = 495009 (Nmm). . Vậy = 47 (mm) Chọn d = 50 (mm). CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ BĂNG TẢI LÀM MÁT VÀ VẬN CHUYỂN ỐNG SĂM XE ĐẠP 5.1. Tìm hiểu chung về băng tải: Băng tải hay băng chuyền là loại thiết bị máy vận chuyển liên tục, vân chuyển vật liệu vụn , rời hoặc thể khối thành một dòng liên tục trên các tuyến đường xác định từ nơi chất tải đến nơi đở tải. 5.2. Đặc tính kĩ thuật: + Năng suất thể tích V (m3/h). + Năng suất trọng lượng Q (Tấn/h). + Năng suất theo cái Z (cái/h). Quan hệ giữa V và Q biểu diễn qua: Q = Trong đó: : trọng lượng một đơn vị thể tích chứa vật liệu (T/m3) được xác định từ tính chất cơ lí, độ ẩm và kích thước hạt vật liệu. Năng suất máy liên tục khi vân chuyển vật liệu rời thành dòng: V = 3600A.V (m3/g). G = 3600.A.V. (T/g). [22]. Với A: diện tích tiết diện dòng vật liệu (m2). V: vận tốc di chuyển của vật liệu (m/s). : góc xoải tự nhiên giữa mặt xoải và mặt phẳng ngang khi vậtliệu đổ tự nhiên lên mặt phẳng đứng yên. + Năng suất máy khi vận chuyển vật liệu theo đơn vị chiếc: Z = 3600.v/t + Khối lượng chiếc vật liệu: (kg) và khối lượng phân bố đều q = + Năng suất trọng lượng: Q = 3600. (T/g). Q = 5.1.2. Mô hình chung về băng tải hoặc băng chuyền: Cấu tạo băng chuyền(băng tải) gồm bộ phận kéo là vòng băng(1) vòng qua hai tang ở hai đầu: 1 tang dẫn động (2) được cơ cấu dẫn động (4) truyền chuyển động và 1 tang kéo căng (3) để tạo lực căng ban đầu cho vòng băng nhờ vào cơ cấu kéo căng (5). Tấm băng được đở bởi các con lăn (6) và (7), tang đổi hướng (8). Chất giữ tải bởi bộ phận tiếp liệu (9) và giữ liệu (10). Ngoài ra có cơ cấu làm sạch băng tải (11), các bộ phận này được gắn trên kết cấu kim loại băng chuyền (12). 5.1.3. Phân loại băng tải: + Băng vải cao su. + Băng cao su bọc thép. + Băng thép. Trong các loại băng tải trên thì băng vải cao su được sử dụng nhiều nhất nó bao gồm phần lõi và phần cao su phủ bọc bên ngoài. Băng vải cao su gồm nhiều tấm vải dệt từ sợi tơ nhân tạo với chiều dày mỗi tấm từ 1,15 2mm, đảm bảo đọ bền kéo, chống tải trọng va đập và phần cao su phủ bọc bên ngoài nhằm bảo vệ cho phần lõi khỏi hư hỏng do tác dụng cơ học và môi trường bên ngoài, tuỳ loại băng và dạng vậtliệu chiều dày phần cao su từ 1 3,5mm (đối với mặt không làm việc) và 1 10mm (đối với mặt làm việc). a. Tấm băng cao su. b. băng lõi cáp Theo [22] chiều rộng băng chọn từ 100 3000mm và số lớp vải trong phần lõi từ 1 8 lớp. Trong quá trình làm việc băng kéo và uốn, do đó để đơn giản tính toán tấm băng tải ta chỉ tiến hành tính toán băng theo lực kéo tối thiểucủa băng: Với B: chiều rộng băng Z: số lớp vải trong phần lõi. [K] = , Kmp: lực kéo đứt tối thiểu cảu một tấm vải N/mmchiều rộng. n: hệ số an toàn. * Băng có lõi thép ở giữa nhằm tăng thêm độ bền, độ uốn dọc và ngang, đọ giãn dài nh, có thể truyền lực kéo với tốc đọ cao và thời gian phục vụ băng tải đạt đến 7- 8 năm. Đường kính sợi cáp thép thay đỏi từ 2,1 11,5mm. Khi cần vận chuyển vật liệu sắc cạnh ỏ nhiệt độ cao >1200C hoặc các vật liệu hoá học, có thể dùng băng thép với bề dày 0,6 1,2mm và chiều rộng băng 350 1000mm. 5.3. Thiết kế băng tải: * Số liệu ban đầu: + Năng suất: 6 cái săm/phút + Vận tốc v = 1m/s. + Khối lượng 1 cái săm là 2,5g. + Đường kính săm là 35mm. + Chiều dài 1 cái săm là 2,5m. * Thiết kế băng tải: Băng tải thiết kế là băng vải cao su. Theo [22] chiều rộng băng tải 100 3000mm và dựa vào đường kính săm là 35mm từ đó ta thiết kế: 5.3.1. Tính chiều rộng băng vải cao su: Trên cơ sở đảm bảo năng suất yêu cầu: Q = 3600.A.V. Trong đó: A: diện tích tiết diện dòng vật liệu (m/s). V: vận tốc di chuyển vật liệu (m/s). : trọng lượng một đơn cị thể tích chứa vật liệu. Với : hệ số ảnh hưởng của độ nghiêng đặt máy (ở đây không có đọ nghiêng chọn ) Ta có: Q = 6.2,5 = 15 (g/ph) = = 900 (g/s). Mặt khác Q = 3600.A.V (16 – 2) [22] . Ta có (7 – 1) [22]. : góc chảy trong quá trình vận chuyển = 1,50. Vì b = 196 (mm) nằm trong khoảng 100 3000mm nên thoả mãn. 5.3.2. Tính độ bền băng tải (số lớp lõi Z): Ta có: Trong đó: Smax: lực kéo căng lớn nhất. n: hệ số an toàn (hệ số dự trữ bền). : sức bền kéo đứt của 1mm chiều rộng của một lớp lõi (N/mm). Với chiều rộng băng tải 196 (mm) và băng tải vận chuyển là băng vải cao su nên tra bảng (16 – 1) [22] Ta có: = 20 (hêN/mm). n = 0,8: hệ số an toàn (bảng 15 – 1) [22]. + Lực cản chuyển động trên các đoạn băng thẳng có tải: W = C: hệ số cản (C = 0,02: loại vật liệu nhẹ (bảng 16 – 7) [22]) (băng thẳng). Trong đó: qcl = 0: không tính trong băng tải. L = 5mm: (bảng 7 – 1) [22]. q = 2,5g trọnh lượng 1 cái săm. q0: trọng lượng phân bố của tấm lăn trên con lăn. . Wct = (2,5 + 2500).0,02.5 = 250,25 (N). Vậy độ bền băng tải hay số lớp lõi Z (với Smax = 250,25 (N)). (lớp). 5.3.3. Tính chọn động cơ: Ta có: Nt = : hiệu suất của trục dẫn động băng tải (= 0,05). Suy ra: Nt = (Kw) Vậy Ndc = = 5 (Kw). 5.4. Tính chọn tang: 5.4.1. Cơ sở lí thuyết: Trong băng chuyền sử dụng các loại tang dẫn động, tang kéo căng và tang đổi hướng. Với đường kính tang lớn sẽ giảm ứng suất uốn băng và tăng tuổi thọ băng nên đối với băng vải cao su đường kính tang nên chọn theo: DT = K1.K2.Z Với Z: số lớp vải trong băng. K1: hệ số phụ thuộc tính chất lớp vải làm băng, phụ thuộc Knp(Knp: lực kéo đứt tối thiểu của một tám vải N/mmchiều rộng). Ta có bảng sau: Knp 100 150 200 300 400 K1 141…160 161…170 171…180 181…190 191…200 K2: hệ số phụ thuộc vào công dụng của từng loại tang. Ta có bảng sau: Tang Góc ôm của băng lên tang(độ) Hệ số K2 phụ thuộc vào tỉ số giữa lực căng cáp trên tang với lực căng cho phép %. 76…100 51…75 25…50 >75 Tang dẫn động 180…240 1,0 0,80 0,63 - Tang kéo căng 180…200 1,0 0,80 0,63 0,50 Tang quay 70…10 - 0,63 0,50 0,4 Tang đổi hướng 20…30 - - 0,4 0,32 5.4.2. Chọn và tính toán: Tiến hành kiểm tra áp suất băng trên bề mặt tang. (16 – 8) [22]. Với ST: hợp lực hướng tâm tác dụng lên tang. : góc ôm băng lên tang. D: đường kính tang. B: chiều rộng băng. [p]: áp suất cho phép. + Đối với băng vải: [p] = 0,2…0,3 N/mm2. + Đối với băng lõi cáp: [p] = 0,35….0,55 N/mm2. Chiều dài tang chọn theo: L = B + (150…2000)mm Theo bảng trên ta có; * Đối với tang dẫn động: DTDĐ = K1.K2.Z = 160.1,0.5,1 = 816 (mm). * Đối với tang kéo căng: DTKC = K1.K2.Z = 170.1,0.5,1 = 850 (mm). Con lăn đỡ đựơc sử dụng với mục đích tránh độ võng của băng dưới tác dụng của trọng lượng và vật liệu. Đường kính con lăn được chọn phù hợp với chiều rộng băng, vận tốc di chuyển băng, loại vật liệu. Chọn các kích thứơc: dc1 = 89, 108, 133, 194 (mm). Sơ đồ băng tải như sau: CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ GIÀN LÀM NGUỘI 6.1. Vị trí của giàn làm nguội trong dây chuyền sản xuất ống săm xe đạp: Giàn làm nguội đặt kế tiếp sau băng tải làm mát, sau khi qua máy ép đùn ống săm tiếp tục cho qua hệ thống băng tải làm mat và vận chuyển ống săm tới giàn lam nguội. Giàn làm nguội có vai trò rất qun trọng trong dây chuyền sản xuất ống săm xe đạp. Nó có tác dụng làm nguội hoàn toàn ống săm nhờ hệ thống quạt gió và khoảng đường di chuyển lớn tạo điều kiện cho ống săm được nguội nhanh. 6.2. Tính chọn động cơ điện: * Các số liệu ban đầu: V = 0,2 (m/s): vận tốc của giàn làm nguội. W0 = 12600 (N): lực kéo căng của xích tải giàn làm nguội. = 0,7: hiệu suất của giàn làm nguội. * Tính chọn động cơ: Ta có công suất cần thiết Nct: = 2,53 (Kw). (Kw). Vì vậy ta chọn động cơ điện phải có công suất lớn hơn công suất cần thiết. Tra bảng 2P [4] ta chọn động cơ điện có kí hiệu: AO2 – 42 – 6. Với các thông số: Ndc = 4(Kw). ndc = 980 (vg/ph). = 85%. 6.3. Thiết kế hộp giảm tốc: Ở đây yêu cầu tỉ số truyền lớn và làm việc êm, có khả năng tự hảm tốt nên người ta dùng hộp giảm tốc trục vít. 6.3.1. Chọn vật liệu: Giả thiết vận tốc trượt Vt > 5m/s, chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh thiếc và đúc bằng khuôn cát. Vật liệu làm trục vít là thép 45 – tôi bề mặt đạt HRC = 4550. 6.3.2. Định ứng suất cho phép của răng bánh vít: Theo bảng (4 – 4) [4] ta có: = 160 (N/mm2) 50 (N/mm2). Số chu kì làm việc của bánh vít: N = 60. Trong đó: +T: thời gian làm việc của hộp giảm tốc = 300.8.5 = 12000 (h). + n: số vòng quay của trục vít = 10 (vg/ph) [số liệu ở nhà máy]. (thoả). Và: (4 – 5) [4]. (4 – 8) [4]. Suy ra: = 0,93.160 = 148,8 (N/mm2). = 0,8.50 = 40 (N/mm2). 6.3.3. Tính tỉ số truyền I và chọn số mối ren trục vít và số răng bánh vít: Ta có i = + Chọn số mối ren trục vít Z1 = 2 Suy ra số răng bánh vít Z2 = i.Z1 = 2.98 = 196 (răng). 6.3.4. Sơ bộ chọn trị số hiệu suất và hệ số tải trọng K: Với Z1 = 2 chọn sơ bộ = 0,82. Công suất trên bánh vít: Nbv = Với công suất của trục vít: Nt = Ndc. = 4.0,9952 = 3,96 (Kw). (Kw). Định sơ bộ K = 1,1 (giả thiết v < 3m/s). 6.3.5. Đinh m và q: Theo công thức (4 – 9) [4] ta có: = = 9,14. Tra bảng 4 – 6 [4] ta có: m = 4, q = 11 có = 8,9. 6.3.6. Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng: + Vận tốc trượt: có phương theo đường tiếp tuyến của ren trục vít. = 5,3 (m/s). Phù hợp với dự đoán khi chọn vật liệu làm trục vít. Để tính hiệu suất, theo bảng 4 – 8 [4] lấy hệ số ma sát f = 0,023 do đó =1026’. Với Z1 = 2 và q = 11 theo bảng 4 – 7 [4] tìm được gócvít: = 10018’. Hiệu suất: = 0,96.= 0,84. Vận tốc vòng của bánh vít: = (m/s). Vì tải trọng không thay đổi và như giả thiết ở trên V2 < 3 m/s do đó: K = Ktt.Kd = 1.1,1 = 1,1 phù hợp. Vì V < 2 m/s cấp chính xác chế tạo bộ truyền là cấp 9. 6.3.7. Kiểm nghiệm ứng suất uốn của răng bánh vít: Số răng tương đương của bánh vít: = 205,79. Hệ số dạng răng y = 0,517 (bảng 3 – 18) = 6.3.8. Định các thông số hình học: m = 4 mm Z1 = 2, Z2 = 196 (răng). q = 11 : góc ăn khớp. : góc vít. A = 0,5.m(q + Z2) = 0,5.4.(11 + 196) = 414 (mm). dc1 = d1 = m.q = 4.11 = 44 (mm). De1 = dc1 + 2f0.m = 44 + 2.1.4 = 52 (mm). Di1 = dc1 – 2f0.m = 44 – 2.1.4 = 36 (mm). Chiều dài phần có ren của trục vít: = 91,04 (mm). Vì trục vít được mài nên tăng chiều dài trục vít L: L = 91,04 + 33 = 124 (mm). Để tránh mất cân bằng cho trục vít, chọn chiều dài L bằng một số nguyên làn bước dọc: = 9,87. Lấy X = 10 Suy ra L = 10.3,14.4 = 126 (mm). Đường kính vòng chia của bánh vít: dc2 = d2 = Z2.m = 196.4 = 784 (mm). De2 = dc2 + 2f0.m = 784 + 2.1.4 = 792 (mm). Đường kính ngoài Dn = De2 + 1,5.m = 792 +1,5.4 = 798 (mm). Chiều rộng của bánh vít: B = 0,75.De1 = 0,75.52 = 39 (mm). 6.3.9. Tính lực tác dụng: Lực vòng P1 trên trục vít bằng lực dọc trục Pa2 trên bánh vít: P1 = Pa2 = = 1754 (N). Lực vòng P2 trên bánh vít bằng lực vòng Pa1 trên trục vít: P2 = Pa1 = = 7918 (N). Lực Pr1 trên trục vít bằng Pr2 trên bánh vít: Pr1 = Pr2 = P2.tg= 7918.tg200 = 2882 (N). CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ MÁY VUỐT SĂM 7.1. Tìm hiểu chung về công đoạn vuốt săm: - Vuốt săm là công đoạn trong dây chuyền sản xuất săm xe đạp là công đoạn hết sức quan trọng. - Sau khi qua công đoạn ép đùn và qua giàn làm mát, ống săm tiếp tục được đưa qua máy vuốt săm để sau đó đến công đoạn lưu hoá, tháo săm. - Máy vuốt săm có tác dụng hút hết khí bên trong ống săm ra ngoài. 7.2. Nguyên lí hoạt động: - Khởi động đông cơ, thông qua bộ truyền đai thang, đến bộ li hợp điện từ, người công nhân điều khiển máy vuốt săm bằng bàn đạp điện. Thông qua bộ truyền xích làm cho băng tải xích hoạt động. Để điều chỉnh bộ truyền xich nay căng hay chùng người ta điều chỉnh cơ cấu căng xích. - Trong quá trình vuốt săm ở bộ phận miệng vuốt có một lổ nhỏ để cho nước xà phòng vào để bôi trơn, đồng thời khi vuốt xong thì dùng dây cột hai đầu của ống săm lại không cho khí vào lại trong ống săm. 7.3. Tính chọn động cơ điện: * Số liệu ban đầu: + Vận tốc V = 1 m/s. + Lực kéo của xích tải: W0 = 3220 (N). Công suất của xích tải: N = = 3,22 (Kw). Công suất cần thiết: Nct = Với : hiệu suất của máy vuốt săm chọn = 0,8. Suy ra: Nct = = 3,79 (Kw). Vì vậy ta chọn động cơ có công suất phải lớn hơn công suất cần thiết. Tra bảng 2P [4] ta chọn động cơ kí hiệu AO2 – 41 – 4 Các thông số của động cơ: Ndm = 4Kw. ndc = 1450 (vg/ph). 7.4. Thiết kế các bộ truyền: 7.4.1. Thiết kế bộ truyền đai: a. Chọn loại đai: Ta dùng đai thang loại A với các thông số: a0 = 11, a = 13, F = 81 mm2 h = 8, h0 = 2,8 b. Định đường kính bánh đai nhỏ: Theo bảng 5 – 14 [4] chọn D1 = 100 mm. Vận tốc vòng: = 7,59 (m/s)< Vmax = (30 35) m/s. c. Định đường kính D2 của bánh lớn và khoảng cách trục A: Chọn D2 = 2D1 = 200 (mm). Khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện: Chọn A = 400 (mm). d. Định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A: Theo công thức: =1277,25 (mm). Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1s: (thoả). f. Kiểm nghiệm góc ôm: Điều kiện: với = = 165,75 >1200 (thoả mãn). g. Xác định số dây đai cần thiết: Chọn ứng suất căng ban đầu = 1,2 (N/mm2) Tra bảng 5 – 17 [4] ta có: D1 = 100mm = 1,51 (N/mm2). Ct = 0,9 theo bảng (5-6) [4] = 0,89 theo bảng (5-8) [4] CV = 1 theo bảng (5-19) [4] Vậy ta có: Z = dây. Chọn Z = 3 dây đai. Số dây đai không lớn hơn 8 dây vì càng quá nhiều đai thì tải trọng phân bố cho mỗi đai không đều do đó dễ gây ra trượt tại một số đai. Như vậy số dây đai tính ở trên là hợp lí. h. Xác định các kích thước chủ yếu của bánh đai: Do V < 25m/s nên ta chọn vật liệu làm bánh đai là gang xám GX 12-28 và phương pháp đúc. - Các kích thước chủ yếu tra theo bảng (10-3) [4]. h0 = 3,5(mm), t = 16(mm), s = 10(mm). - Các thông số khác tính theo công thức: + Chiều rộng bánh đai: B = (Z-1).t + 2S (mm) = (3-1).16 + 2.10 = 52 (mm). + Đường kính ngoài của bánh đai: Dn = D + 2h0 (mm) Dn1 = 100 + 2.3,5 =107 (mm). Dn2 = 200 + 2.3,5 = 207(mm). k. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: - Lực căng ban đầu đối với mỗi đai: S0 = .F = 1,2.81 = 97,2 (N) (5 – 25) [4] Trong đó: : ứng suất căng ban đầu. (N/mm2) F: diện tích 1 đai. (mm2) - Lực tác dụng lên trục: R = 3.S0.Z.sin (5 – 26) [4] = 3.97,2.3.sin = 868 (N). 7.4.2. Thiết kế bộ truyền xích: a. Chọn loại xích: Chọn xích ống con lăn vì rẻ hơn xích răng và yêu cầu bộ truyền làm việc êm , không ồn. b. Định số răng của đĩa xích: - Chọn số răng của đĩa dẫn: Z1 = 20 (răng). - Chọn số răng đĩa bị dẫn: Z2 = 40 (răng). (i = 2) c. Định bước xích: Bước xích t được chọn theo điều kiện hạn chế áp suất sinh ra trong bản lề và số vòng quay trong 1 phút của đĩa xích phải nhỏ hơn số vòng quay giới hạn. Tra bảng 6 – 4 [4] ta được: t = 15,875 (mm). Tra bảng 6 – 1: F = 51,3 (mm2) b = 14,73 (mm) l1 = 20,1 (mm) d. Định khoảng cách trục A và số mắt xích X: Ta có: A = (3050)t = Chọn A = 500 (mm). Số mắt xích X theo công thức; = 93,3 Chọn X = 93 mắt xích. - Kiểm nghiệm số lần va đạp trong 1s (6 – 16) [4] (6 – 7) [4] f. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích: + Đĩa dẫn: dc1 = = 15,875 (mm) + Đĩa bị dẫn: dc2 = = 202 (mm). g. Tính lực tác dụng lên trục: = 1100 (N) (kt = 1,15) 7.5. Các cơ cấu và bộ phận trong máy vuốt săm: 7.5.1. Cơ cấu căng xích: Vật liệu: thép C45. Công dụng: cơ cấu căng xích dùng để điều chỉnh xích khi xích bị căng hoặc chùng. Trên cơ cấu căn xích có găn một đĩa xích với các thông số: Z = 15, t =15,875, dc = 76 mm 7.5.2. Miệng vuốt: Vật liệu: thép C45. Miệng vuốt đóng vai trò hết sức quan trọng trong dây chuyền sản xuất săm xe đạp nó có tác dụng hút hết khí còn lại trong ống săm ra ngoài. Kết cấu miệng vuốt có một lổ nhỏ để cho nước xà phòng vào bôi trơn. Sau khi vuốt xong dùng dây cột hai đầu của ống săm lại để không cho khí lọt vào lại. CHƯƠNG 8 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ LẮP RÁP VÀ BẢO DƯỠNG AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH 8.1. Lắp ráp: 8.1.1. Lắp hộp tốc độ: - Lắp bánh răng vào trục. - Lắp tất cả các vòng chặn dầu, bạc, ổ vào trục. - Lắp trục vào nữa thân dưới hộp tốc độ. - Lắp nửa thân trên của hộp tốc độ vào. - Lắp nắp hộp và các bộ phận khác vào. - Lắp toàn bộ hộp tốc độ lên đế đở. 8.1.2. Lắp hệ thống máy: - Lắp bánh đai lên trục vào của hộp tốc độ. - Lắp động cơ. - Lắp bánh đai nhỏ vào trục động cơ. - Lắp trục vào xilanh. - Lắp trục và xilanh vào đế đở. - Lắp ống dẫn nước vào trục vít đùn. - Lắp nối trục để nối trục vít đùn với hộp tốc độ. - Lắp hệ thông dẫn nước làm mát vào xilanh. - Lắp đầu đùn vào xilanh. - Lắp hệ thống phun phấn vào máy và đầu đùn. - Lắp ráp dàn băng tải dẫn động, cắt cao su bán thành phẩm và hệ thống làm mát săm. 8.2. Bảo dưỡng máy: - Kiểm tra các cơ cấu an toàn sau mỗi ca. - Châm dầu thêm vào hộp tốc độ hằng tháng. - Kiểm tra cà thay dầu hộp tốc độ hằng năm. - Kiểm tra bảo dưỡng, vệ sinh các đường ống nhiệt, nước làm mát 3 thang 1 lần. - Kiểm tra hệ thống điện, động cơ điện 6 tháng 1 lần. 8.3. Bôi trơn: 8.3.1. Bôi trơn hộp giảm tốc: Để giảm mất mát công suất vì ma sát, giảm mài mòn răng, đảm bảo thoát nhiệt tốt và đè phòng các chi tiết máy bị hoen gỉ cần phải bôi trơn hộp giảm tốc. Do vận tốc nhỏ nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm bánh răng trong dầu. Bảng 10 – 7 [4] chọn độ nhớt của dầu bôi trơn bánh răng ở 500C là 116 centistôc hoặc 16 độ Engle theo bảng 10 – 20 [4], chọn loại dầu AK20. 8.3.2. Bôi trơn bộ phận ổ: Bôi trơn bộ phận ổ nhằm mục đích giảm mất mát ma sát giữa cac chi tiết lăn chống mòn tạo điều kiện thoát nhiệt tốt, bảo vệ bề mặt các chi tiết không bị hoen gỉ, giảm tiếng ồn và bảo vệ ổ không bị bụi bặm. Việc chọn hợp lí loại dầu và cách bôi trơn sẽ làm tăng tuổi thọ của bộ phận ổ. Chọn phương pháp bôi trơn ổ bằng mỡ là một phương pháp đơn giản nhất vì không cần những thiết bị đặc biệt, chỉ cần nhét mỡ vào bộ phận ổ với một lượng đủ để bôi trơn suốt thời kì làm việc. Bảng 8 – 28 [4], chọn mỡ để dùng bôi trơn ổ lăn là mỡ . 8.4. An toàn và vận hành: 8.4.1. An toàn về điện: + Các tủ điện phải đặt nơi an toàn, cầu dao, ổ cắm phải được bao che cẩn thận. + Nắm vững qui trình vận hành máy móc nhằm tránh hiện tượng quá tải, chập cháy do điện. + Dây điện qua các khu vực nguy hiểm: hoá chất vùng dể cháy nổ…phải có ống bảo vệ. + Khi sửa chửa cần phải ngắt điện, thường xuyên kiểm tra thiết bị điện, dây dẫn, chống sét, thu lôi… 8.4.2. An toàn phòng cháy chữa cháy: - Tại phân xưởng phải được bố trí đầy đủ các phương tiện chữa cháy gồm: + Bình CO2: dùng chữa cháy điện, các động cơ điện. + Bình bột: dùng chữa cháy xăng dầu, chất rắn. + Cát khô: dùng chữa cháy xăng dầu, các cầu dao điện. + Các loại xô, xẻng, gàu…để vận chuyển cát, nước. + Máy bơm cứu hoả. - Tất cả các dụng cụ, phương tiện chữa cháy đều đặt tại nơi thuận lợi. - Những điều kiện cần lưu ý trong phân xưởng: + Chấp hành nghiêm chỉnh nội qui phòng cháy chữa cháy, tuyệt đối không mang lửa vào khu vực sản xuất. + Bố trí các biển báo, tiêu lệnh phòng cháy chữa cháy ở khắp nơi. + Thường xuyên kiểm tra các thiết bị áp lực, hệ thống điện. 8.4.3. An toàn vận hành máy: - Trang bị bảo hộ lao động đầy đủ và gọn gàng. - Xem sổ vận hành để biết tình trạng máy. - Kiểm tra toàn bộ máy. - Kiểm tra toàn bộ phạm vi hoạt động của máy trên băng tải. - Kiểm tra dầu mỡ bôi trơn. - Đóng cầu dao điện. - Khởi động bơm nước, van nước vào hệ thống điện. - Mở van nhiệt vào đầu đùn. - Mở van khí nén. - Đóng aptomat trong bản điều khiển. - Khởi động nhiệt dao cắt, nhiệt độ cắt khoảng 1800C. - Khởi động băng tải, các bộ biến tần phù hợp với yêu cầu. - Khởi động các cơ cấu phun bột, sấy khô. - Điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp. - Mở van nước làm nguội trên suốt chiều dài băng tải. - Đặt chiều dài săm theo từng qui cách. - Nếu có sự cố phải dừng máy ngay và báo cho người có trách nhiệm xử lí. - Khi dừng máy thì vặn chiết áp suất điều chỉnh tốc độ về 0, đùng cho máy, cắt aptomat, tắt bơm nước, khoá khí nén. KẾT LUẬN CHUNG Sau thời gian 3 tháng làm đề tài, với sự nỗ lực của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Lưu Đức Hoà. Đến nay về cơ bản đồ án đã hoàn thành. Nội dung gồm: Phần thuyết minh. Các bản vẽ. Mục đích của đề tài là nghiên cứu và hoàn thiện dây chuyền sản xuất ống săm xe đạp hiện có của nhà máy không nằm ngoài mục đích tạo ra sản phẩm với chất lượng cao nhất với thời gian nhanh nhất đồng thời đề tài cũng là cơ sở để hoàn thiện hàng loạt dây chuyền của nhà máy. Thành công của đồ án là cả một quá trình nghiên cứu làm việc không mệt mỏi của bản thân trong suốt thời gian thực tập tại nhà máy và thời gian làm đề tài tốt nghiệp. Và trên hết là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Lưu Đức Hoà đã hướng dẫn em trong suốt quá trình làm việc. Em xin chân thành cảm ơn. Em cũng xin chân thành cảm ơn các cán bộ kĩ thuật của công ty cổ phần cao su Đà Nẵng đã giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Mặt dù đã rất cố gắng song do kinh nghiệm và khả năng còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những sai xót. Kính mong thầy cô chỉ bảo thêm. Em xin chân thành cảm ơn. Đà Nẵng, ngày 22 tháng 5 năm 2006 Tào Quang Bảng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. A.IA.XOKOLOP – Cơ sở thiết kế máy thực phẩm – Nhà xuất bản khoa hcọ kỹ thuật Hà Nội 1976. [2]. Đinh Gia Tường, Nguyễn Xuân Lộc, Trần Doãn Tiến – Nguyên lý máy – Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp 1970. [3]. Đào Trọng Trường và các tác giả khác – Máy nâng chuyển – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. [4]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm - Thiết kế chi tiết máy – Nhà xuất bản giáo dục 1998. [5]. Nguyễn Hữu Lộc và các tác giả khác – Cơ sở thiết kế máy - Trường đại học kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh 1997. [6]. Phòng kỹ thuật công nghệ - Công nghệ sản xuất các sản phẩm cao su – Công ty cổ phần cao su Đà Nẵng. [7]. Khoa công nghệ chế tạo máy và máy chính xác – Công nghệ chế tạo máy – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1998. [8]. Bộ môn công nghệ chế tạo máy - Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy - Trường đại học bách khoa Hà Nội 1970. [9]. Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt - Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2000. [10]. Trần Văn Dịch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt - Đồ gá xơ khí hoá và tự động hoá – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1999. [11]. Đặng Vũ Giao – Tính và thiết kế đồ gá - Trường đại học bách khoa Hà Nội 1968. [12]. Ninh Đức Tốn – Dung sai lắp ghép – Nhà xuất bản giáo dục 2000. [13]. Nguyễn Ngọc Phương - Hệ thống điều khiển bằng khí nén – Nhà xuất bản giáo dục 2001. [14]. Trần Doãn Đỉnh và các tác giả khác - Truyền dẫn thuỷ lực trong chế tạo máy – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2002. [15]. Trần Văn Dịch - Sổ tay và Atlas đồ gá – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2000. [16]. Trần Văn Địch - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1999. [17]. Ya.L.GUREVITS và các tác giả khác – Sách tra cứu chế độ cắt vạt liệu khó gia công. [18]. Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng - Sức bền vậtliệu tập II – Nhà xuất bản giáo dục 1997. [19]. Nghiêm Hùng – Giáo trình vật liệu học – Khoa luyên kim, bộ môn vậtliệu học và nhiệt luyện. [20]. Đoàn Thị Minh Trinh, Nguyễn Ngọc Tâm – Công nghệ lập trình gia công điều khiển số - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2002. [21]. Trần Sĩ Phiệt, Vũ Duy Quang - Thuỷ khí động lực học kỹ thuật – Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp 1978. [22]. Phạm Phú Lý, Trần Thế Vinh – Sách thiết bị nâng chuyển – Nhà xuất bản Đà Nẵng 1991.