Đề tài Thiết kế kỹ thuật máy trộn nguyên liệu làm khuôn cát cho nhà máy cơ khí nakyco

LỜI CÁM ƠN Từ một người sinh viên cơ khí, để trở thành một kỹ sư chế tạo máy là một bước đường phân đấu và học tập khá dài của chính người sinh viên. Và thực hiện làm luận văn tốt nghiệp chính là đánh dấu sự trưởng thành đĩ. Để là một người sinh viên như hiện nay, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy cơ, đặc biệt là các thầy cơ trong khoa cơ khí nĩi chung và các thầy trong bộ mơn cơng nghệ chế tạo máy nĩi riêng. Qua đây em giử lời cám ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hữu Thật là người trực tiếp hướng dẫn luận văn tơt nghiệp cho em. Một lần nữa em xin kính chúc các thầy và gia đình mạnh khỏe và an khang. Nha Trang tháng 11 năm 2007 Sinh viên Nguyễn Tuấn Anh LỜI NĨI ĐẦU Đẩy mạnh cơng nghiệp hĩa, hiện đại hĩa. Để phấn đấu thực hiện đến năm 2020, đưa nước ta cơ bản trở thành một nước cơng nghiệp. Đĩ là nhiệm vụ của tồn đảng và tồn dân tộc ta trong giai đoạn hiện nay. Trong đĩ việc phát triển kinh tế là nhiệm vụ trọng tâm. Ngành cơng nghệ chế tạo máy đĩng vai trị quan trọng trong việc sản xuất ra thiết bị, ơng cụ, máy mĩc cho mọi ngành kinh tế và tạo điều kiện cần thiết để thúc đẩy các ngành kinh tế này phát triển. Cơng nghệ đúc là một lĩnh vực cĩ vai trị rất quan trọng trong ngành cơng nghệ chế tạo máy. Việc chế tạo sản phẩm, bằng phương pháp đúc được sử dụng rất rộng rãi hiên nay. Vì sản phẩm đúc cĩ kết cấu và hình dạng phức tạp và cĩ thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp chế tạo khác khơng thể đạt được. Ở Việt Nam, phương pháp đúc trong khuơn cát cịn được sử dụng khá rộng rãi ở các nhà máy cơ khí. Việc nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế và giảm nhẹ sức lao động của phương pháp đúc trong khuơn cát, phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khác nhau như: + Tay nghề cơng nhân. + Tính cơng nghệ của chi tiết cần đúc. + Chất lượng của hỗn hợp làm khuơn. Việc cơ khí hĩa quá trình tạo hỗn hợp làm khuơn cát, bằng máy trộn là nhằm mục đích trên.Trong quá trình thực tập tổng hợp ở cơng ty NAKYCO và tìm hiểu ở một số cơng ty khác. Vì vậy trước khi kết thúc khĩa học, em được bộ mơn giao cho đề tài tốt nghiệp: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY TRỘN NGUYÊN LIỆU LÀM KHUƠN CÁT CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ NAKYCO. Nội dung đề tài thực hiện gồm 5 chương: + Chương 1: Tổng quan về các loại máy trộn. + Chương 2: Đặc tính kỹ thuật và phương án thiết kế. + Chương 3: Thiết kế kỹ thuật cho máy . + Chương 4: Lập quy trình chế tạo chi tiết điển hình. + Chương 5: Nhận xét và đề xuất ý kiến. Qua quá trình thực hiện đề tài luận văn, tồn bộ nội dung được thể hiện qua cuốn luận văn này. Do thời gian và trình độ cĩ hạn, vì vậy nội dụng đề tài chắc chắn cịn những thiết xĩt. Em mong được sự gĩp ý của các thầy và các bạn để cuốn luận văn này hồn chỉnh hơn. Em xin gửi lời cám ơn chân thành và chúc sức khỏe đến các quý thấy cơ và các bạn! Nha Trang tháng 11 năm 2007. Sinh viên Nguyễn Tuấn Anh CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY TRỘN I. CƠNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI. Máy trộn là một thiết bị dùng để trộn hỗn hợp nhiều loại nguyên nhiên, vật liệu thành một hợp chất đồng nhất. Trong đĩ độ đồng đều của sản phẩm sau khi trộn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng và hiệu quả của máy trộn đĩ. 1.1. CƠNG DỤNG: Trong dây chuyền sản suất bột hỗn hợp, trộn hĩa chất, dược phẩm hay xây dựng. Đặc biệt là trong các xí nghiệp chế biến thức ăn tổng hợp cơng nghiệp thường dùng nhiều máy trộn để thu được sản phẩm hỗn hợp nhiều thành phần cĩ tỷ lệ nhất định được trộn lẫn với nhau và phân bố đều. Các thành phần này được định lượng chính xác ngay từ ban đầu nhưng nếu khơng được đưa qua các máy trộn làm việc cĩ hiệu quả thì chưa chắc đã thu được sản phẩm sau khi trộn chia thành lượng nhỏ lại chứa đủ các tỷ lệ thành phần như yêu cầu. Quá trình trộn chỉ kết thúc và cĩ hiệu quả khi mỗi mẫu kiểm tra đều cĩ tỷ lệ các thành phần đưa vào pha trộn theo cơng thức định trước. Nhưng thực tế đối với nhiều loại sản phẩm thì hiệu quả trộn phụ thuộc vào độ lớn hạt bột khối lượng riêng, độ ẩm và một số cơ tính khác của vật liệu trộn. Do đĩ quá trình trộn khơng thể đạt được mức đồng đều tuyệt đối. 1.2. PHÂN LOẠI MẤY KHUẤY TRỘN Máy khuấy trộn cĩ nhiều loại nhiều kiểu, và được phân loại theo nhiều phương pháp khác nhau. 1.2.1. Theo nguyên lý trộn: a. Máy trộn ngang: Là loại máy trộn cĩ cĩ cánh một trục nằm ngang và hai trục nằm ngang làm việc liên tục hoặc chu kỳ. Các loại máy trộn này cĩ thể trộn tạo nên vật liệu hỗn hợp từ nhiều thành phần, cũng như tạo ra nguyên liệu đồng nhất ở thể khơ và thể dẻo. Việc tạo ẩm cĩ thể tiến hành bằng nước hoặc hơi nước cĩ áp lực thấp. Cĩ thể nâng cao chất lượng sản phẩm khi dùng hơi nước cĩ áp lực thấp và khi được ngưng tụ sẽ làm ẩm nĩ. Năng suất được coi là thơng số chính của máy. Các loại máy trộn cĩ trục nằm ngang của (Liên xơ cũ) cĩ nâng suất: 3, 5, 7, 18, và 35 mvới đường kính tương ứng của cánh trộn là 350, 600, 750 mm. Ở hình 1.1 thể hiện cấu tạo loại máy trộn cánh cĩ hai trục nằm ngang làm việc liện tục. Máy bao gồm: 1: Nắp thùng trộn. 2: Thùng trộn hình máng. 3: Trục trộn. 4: Ống dẫn nước. 5: Cánh trộn 6: Cửa nạp 7: Cặp bánh răng truyền động 8: Hộp giảm tốc. 9: Kớp nối ma sát. 10: Động cơ điện. 11: Băng tâm chắn cách nhiệt 12: Ngăn phân phối . 13: Đường ống . 14: Khe hở dạng vảy xếp. 15: Cửa xả. Hình 1. 2: Máy trộn cĩ trục trộn nằm ngang. b. Máy trộn đứng: Thường là loại máy trộn hành tinh hay máy trộn cánh quạt: Đối với máy trộn hành tinh (hình 1.2) được đặt trong bể trịn hay bể vuơng. Nguyên liệu được nhào trộn bởi khung lược, đẫn động bởi các trục đặt ở các ổ của giá treo. Trên trục cĩ mang khung lược, lắp cố định các bánh răng 2 trục này được dẫn động từ động cơ. Hình 1.2: Máy trộn hành tinh dùng trong ngành dược phẩm Với máy trộn cánh quạt cũng cĩ trục thẳng đứng trộn hiệu quả hơn và tốc độ cao hơn máy trộn hành tinh. Việc nhào trộn các phối liệu được thực hiện bởi các cánh trộn quay nhanh – cánh quạt, được lắp ở trục đứng, trục này được đẫn động từ động cơ, qua hộp giảm tốc, máy trộn cánh quạt cĩ đường kính bao của quạt tới 300mm thường được chế tạo cĩ vỏ hộp giảm tốc đặt trong vỏ của động cơ. Hình 1.3 sơ đồ cấu tạo máy trộn cánh quạt cĩ trục đẫn động thẳng đứng. 1.2.2. Theo chu trình làm việc: a. Máy làm việc liên tục: Trong máy trộn làm việc liên tục, quá trình nạp phối liệu và xả hỗn hợp thành phẩm được tiến hành liên tục. Các loại máy trộn này cĩ năng suất tương đối cao. lượng chất lỏng khơng lớn. Mỗi quá trình ấy cĩ những đặc điểm riêng biệt và địi hỏi trang bị máy mĩc thiết bị tương ứng. b. Máy trộn làm việc gián đoạn. Hay cịn gọi là máy trộn làm việc cĩ chu kỳ cĩ các cơng đoạn phân tách rõ ràng trong một chu kỳ làm việc: nạp phối liệu, nhào trộn hỗn hợp, và xả hỗn hợp thành phẩm. Thơng số chính của máy trộn này là dung tích sau một mẻ trộn. Ở Liên Xơ (cũ) chế tạo loại máy trộn này cĩ dung tích (đối với hỗn hợp bêtơng ) là: 65, 165, 330, 880, 1600 và 3000 lít. 1.2.3: Theo đối tượng hỗn hợp cần khuất trộn: a. Máy khuất trộn sản phẩm rời. Khi trộn sản phẩm rời cĩ thể chỉ trộn vật liệu khơ và vật liệu khơ với một lượng chất lỏng khơng lớn. Mỗi quá trình ấy cĩ những đặc điểm riêng biệt và địi hỏi trang bị máy mĩc thiết bị tương ứng Những loại máy trộn sản phẩm rời, theo cấu tạo chia làm hai loại: loại thùng quay và loại vận chuyển. Các máy trộn thùng quay là những máy trộn cĩ kiểu thùng quay khác nhau về hình dạng: hình cơn, hình lục giác, dạng nồi quay, dạng chữ V… Máy trộn kiểu thùng quay hình 1.4 là cấu tạo máy trộn kiểu thùng quay cĩ thùng hình trụ hai đầu cơn máy làm việc gián đoạn nạp và tháo sản phẩm được kết hợp một ống nối – của nắp. Chú thích: +1: Thùng quay hình trụ- hai đầu cơn. +2: Vành đai. +3: Con lăn đỡ. +4: Hơp giảm tốc. +5: Bánh răng. +6: Động cơ điện. Rất hiệu quả là máy trộn cĩ hình dạng chữ V với gĩc ở đỉnh bằng 90 độ (hình 1.5) Trong các máy trộn đĩ sản phẩm được đổ đi đổ lại, đồng thời lại được phân riêng làm hai thành phần. Được sử dụng nhiều trong ngành dược phẩm, hĩa học. Hình 1.5: Máy trộn cĩ thùng trộn dạng chữ V Phổ biến rộng rãi là loại máy trộn kiểu thùng quay, loại thùng “say rượu”, trong những máy trộn ấy, trục quay trùng với đường chéo của thùng, sản phẩm được đổ đi đổ lại hai lần trong mặt phẳng thẳng đứng, đồng thời nĩ được trộn theo hướng trục, và chính vì thế mà đảm bảo trộn được nhanh chĩng . Máy trộn vận chuyển: máy trộn băng xoắn, máy trộn cánh đảo cĩ cánh hướng tâm, máy trộn kiểu vít tải. Máy trộn kiểu vít tải (cĩ thể làm việc gián đoạn hay liên tục). Hình1.6 Hình 1.6 Máy trộng kiểu vít tải. Là sơ đồ máy trộn làm việc gián đoạn cĩ vít tải nằm ngang. Khi đĩng van lưới 7 thì thùng chứa 5 qua gầu gạt 1 được đổ đầy các loại sản phẩm rời khác nhau theo thành phần hỗn hợp cho trước. Sau khi kết thúc nạp liệu thì van được mở ra và sản phẩm được chuyển rời nhiều lần trong máy trộn bằng cách dùng vít tải dưới 2 sau nĩ nạp vào gầu tải 3, từ đĩ sản phẩm đi vào vít tải phân phối trên 4 vít tải này đưa nĩ vào thúng chứa 5 từ đây sản phẩm tự chảy lại rơi xuống vít tải 2 phía dưới. Sau khi kết thúc quá trình trộn thì hỗn hợp thành phẩm được tháo qua ống tháo 8. b. Máy khuấy trộn thực phẩm dạng dẻo: 1. Đặc điểm của quá trình trộn sản phẩm dạng dẻo: Ta cĩ thể trộn được sản phẩm dạng dẻo bằng cách: Trộn cơ khí chất lỏng với chất rắn: Trước tiên thì các hạt chất rắn nằm ở đáy thùng. Khi cánh khuấy bắt đầu quay thì chúng bắt đầu được phân bố vào chất lỏng. Sau đĩ mỗi hạt rắn được phân bố vào trong chất lỏng. Vì dưới ảnh hưởng của lực ly tâm chúng được chuyển động theo hướng xoắn ốc và phân tán vào cả thể tích thùng, đồng thời chất rắn được chất lỏng thấm ướt. Khi trộn chất lỏng với chất rắn do kết quả của quá trình vật lý trong phản ứng hĩa học. Ví dụ việc nhào trộn bột nhão làm bánh mì; đây khơng phải là quá trình khuấy trộn khơng khí đơn giản giữa bột và nước mà trong quá trình này cĩ kèm theo các quá trình keo và sinh hĩa khi trộn. - Khi trộn những cấu tử lỏng do kết quả của quá trình vật lý hay phản ứng hĩa học. 2. Một số loại máy trộn sản phẩm dẻo: Theo hình dạng thùng chứa để trộn cĩ 3 loại: - Máy trộn cĩ thùng chứa thẳng đứng: Thường dùng cánh khuấy nằm ngang và thẳng đứng ở trong mơi trường nhớt sự chuyển động theo hướng thắng đứng kém: cánh khuấy thường cĩ hình dạng phù hợp với thùng chứa (4 loại): + Máy trộn cố định cĩ thùng đứng yên và cánh quay. + Máy trộn cố định cĩ thùng chứa thay được . Gồm các máy khuấy cĩ bộ dẫn động và thùng trộn là thùng quay được, thẳng đứng cố định. + Máy trộn cĩ thùng chứa quay và cánh cố định. + Máy trộn cĩ thùng chứa quay và cánh chuyển động. Hình 1.8 sơ đồ cấu tạo máy trộn cĩ bộ phận làm việc thẳng đứng: Đựợc sử dụng trong cơng nghiệp bánh kẹo để trộn bột nhào và chuẩn bị khối bánh kẹo, (trứng, kem…). Các bộ phận làm việc của máy thực hiện chuyển động hành tinh. Máy cĩ cơ cấu nâng đặc biệt để nâng thùng, cánh là bộ phận làm việc trong máy cĩ thể thay đổi được cho phù hợp với từng loại sản phẩm cần trộn. (hình dưới một số dạng cánh trộn của máy này). Hình 1.7:Một số dạng cánh khuấy của máy trộn thẳng đứng. Hình 1.8:Sơ đồ máy trộn cĩ bộ phận làm việc thẳng đứng. Chú thích: +1: Giá máy. +2: Cơ cấu giá nâng. +3: Cánh thay được. +4: Thùng lăn. +5: Trục của bộ phận làm việc. +6: Trục trung tâm. +7: Bộ điều tốc. +8: Cơ cấu dẫn động. - Máy trộn cĩ thùng chứa nằm ngang. + Máy trộn ro to: được sử dụng nhiều trong cơng nghiệp thực phẩm để trộn sản phẩm bột nhão. Bộ phận làm việc của máy trộn Roto –đĩ là cánh quay xung quanh trục nằm ngang trong thùng chứa nằm ngang (máng). + Máy trộn cánh, guồng xoắn và máy trộn vít làm việc liên tục. Trong những máy trộn làm việc liên tục, sản phẩm dẻo khơng những được trộn dọc máy, trong đĩ việc nạp những nguyên liệu đem trộn và tháo thành phẩm được tiến hành liên tục. Máy trộn cánh làm việc liên tục là máy trộn cĩ trục nằm ngang, trên đĩ cánh hướng tâm được lắp theo đường vít . Máy trộn guồng xoắn và máy trộn vít làm việc liên tục dùng để trộn sản phẩm bột nhão cĩ độ đặc quánh cao và khối lượng lớn. Bộ phận làm việc là những guồng xoắn văng hay vít đẩy quay trên những trục nằm ngang. Trục vít của máy trộn vít làm việc liên tục, cĩ thể làm ren trái hoặc ren phải, cơ cấu cam lệch tâm và cam 3 mặt . Các máy trộn trục cán. những máy trộn trục cán dùng trong cơng nghiệp thực phẩm kết hợp với quy trình đập nghiền trong suốt quá trình trộn sản phẩm dẻo. Thường sản phẩm sau khi đã trộn thơ sơ ở trong một máy trộn nào đấy rồi mới gia cơng trên máy trục cán và chỉ ở đây đạt đến độ phân tán đều. Đơn giản nhất là máy trộn một trục cán. Phổ biến nhất là máy 3 trục cán vật liệu gia cơng được rơi vào khoảng khơng gian giữa trục cán 1và trục cán 2 quay ngược chiều nhau, các trục cán này cặp lấy sản phẩm và ép nĩ qua khe hở. Trục cán thứ 2 quay nhanh hơn trục cán thứ nhất, chuyển vật liệu bán trên bề mặt nĩ vào khe hở giữa trục cán thứ 2 và thứ 3. tốc độ quay trục 3 lớn hơn trục 2 và khe hở giữa hai trục này nhỏ hơn khe hở giữa trục 1 và trục 2. c. Máy khuấy trộn sản phẩm lỏng: 1. Phương pháp chủ yếu để khuấy trộn và thiết bị khuấy trộn: Sản phẩm lỏng được khuấy trộn bằng những máy khuấy cơ khí cũng như bằng nhiều phương pháp khác, ví dụ như trong các ống dẫn bằng đầu tuần hồn hoặc bằng khơng khí nén. Hình 1.9: Các sơ đồ khuấy trộn sản phẩm lỏng khơng dùng cánh khuấy cơ khí. a- Sơ đồ khuấy trộn bằng vịi phun cĩ đệm xoắn ốc; 1- Miệng phun ; 2- Ống dẫn; 3- Đệm xoắn ốc. b- Sơ đồ khuấy trộn tuần hồn nhờ bơm; 1.Ống hút; 2. Bình đựng; 3.Bơm; 4.Ống đẩy; 5. Đầu phun. c- Sơ đồ khuấy trộn tuần hồn nhờ miệng phun; 1.Bình đựng; 2.Vịi phun; 3.Bơm; 4. Ống hút; 5. Ống đẩy; 6. Tấm chắn. d- Sơ đồ máy khuấy bằng khơng khí cĩ cánh nằm ngang; 1. Cánh rỗng nằm ngang; 2. Trục rỗng thẳng đứng. Khi khuấy trộn trong những ống dẫn, đơn giản nhất là nối 2 ống dạng chư V trong mỗi ống đều cĩ chất lỏng chảy. Sự khuấy trộn tốt hơn khi đặt trong các ống dẵn những tấm đệm đặc biệt làm tăng tính chảy rối của dịng chất lỏng. Dùng khơng khí nén (khuấy trộn bằng khí nén) là hiệu quả nhất để trộn chất lỏng trong những bình đựng lớn khi sự thơng khí hay oxy hĩa là cần thiết hay cĩ thể là một giai đoạn trong tồn bộ quá trình cơng nghệ (ví dụ sự lên men). Được tiến hành nhờ những máy trộn bằng khơng khí; Nĩ là những ống cĩ lỗ (máy làm sủi bọt) phân phối theo trục bình đựng hay là mạng lưới đặt ở vị trí thẳng đứng hay nằm ngang để đảm bảo đoạn đường chuyển động của bọt khơng khí trong chất lỏng là dài nhất. Khuyết điểm của phương pháp khuấy trộn bằng khí nén là khả năng của nĩ chỉ dùng để khuấy trộn chất lỏng cĩ độ nhớt động lực nhỏ. Do vậy việc tăng nhanh hiệu quả khuấy trộn người ta phối hợp trộn bằng khí nén và cơ khí. 2. Thiết bị khuấy trộn (chủ yếu là kiểu cơ khí): Máy khuấy cĩ thể phân loại theo tốc độ quay, đặc trưng bởi dịng chất lỏng tạo nên chúng, theo cấu tạo …Theo đặc điểm tốc độ máy, máy khuấy cơ khí lại được chia ra loại quay chậm (loại cánh) và quay nhanh (tua bin và chân vịt). Theo đặc điểm tạo thành chất dịng lỏng: Chảy tiếp tuyến, chảy hướng tâm, hướng trục và hỗn hợp . Phụ thuộc vào cấu tạo cơ khí, các máy khuấy trộn sản phẩm (chủ yếu là thực phẩm lỏng) được chia ra loại cánh, chân vịt, tua bin, guồng xoắn và loại đặc biệt. Máy khuấy cánh, những máy khuấy này là thiết bị trộn cơ khí cĩ tiết diện chữ nhật vuơng gĩc hay nghiêng đối với trục quay. Loại máy này được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp thực phẩm do nĩ đơn giản và rẻ tiền. Theo cấu tạo máy khuấy cánh lại được chia ra máy khuấy cĩ thùng chứa nằm ngang và thẳng đứng loại tấm, hình lược mỏ neo, khung liên hợp. Máy khuấy cị thùng chứa nằm ngang dọc tâm thùng là trục cĩ lắp vài dãy cánh hướng tâm. Máy khuấy cĩ thùng chứa thẳng đứng là cĩ trục thẳng đứng lắp cánh khuấy. Hình vẽ: Hình 1.10 .Sơ đồ máy khuấy cĩ thùng nằm ngang và thẳng đứng. Máy khuấy hình lược hình (1. 11) –là phối hợp của cánh thẳng đứng và nằm ngang. Theo cấu tạo cĩ máy khuấy hình lược kép và đơn. Dùng để trộn thực phẩm dạng lỏng khi ngăn ngừa chuyển động vịng trịn của chất lỏng trong thùng chứa. Máy khuấy khung là sự phối hợp của dãy cánh thẳng đứng và nằm ngang ghép chặt cới nhau trên trục thẳng đứng. Ưu điểm cĩ là độ bền cơ học lớn. Hình 1.11. Sơ đồ máy khuấy cĩ cánh hình lược. Máy khuấy mỏ neo (hình 1. 12) cánh mỏ neo hình dạng phức tạp cĩ thể dùng khuấy trộn sản phẩm cĩ hệ số nhớt cao . Hình 1.12. Máy khuấy mỏ neo; a.Sơ đồ máy khuấy mỏ neo; 1. Thùng chứa ;2. cánh; 3. Trục thắng đứng; 4. Bộ dẫn động; 5.Vỏ bọc.:b.Các dạng cánh. Máy khuấy tua bin- bánh làm việc của tua bin nước cĩ cánh khuấy trên trục thẳng đứng. Trong cơng nghiệp thực phẩm dùng máy khuấy tua bin để khuấy trộn mãnh liệt khi chuẩn bị huyền phù dung dịch, thủy phân chất béo. Máy khuấy tua bin cĩ một cánh hay một vài cánh làm việc dao động từ 4 đến 16 cánh hình dạng được xác định bằng tính chất của chất lỏng được khuấy trộn và mục đích khuấy trộn. Chọn đường kính tua bin phù hợp với đường kính thùng chứa. Thơng thường đường kính thùng chứa D<1500mm. khi chọn số vịng quay của tua bin phải nhỏ hơn 9m/s. Tốc độ quay trung bình giới hạn từ 100 đến 200vg/ph. Theo cấu tạo của bánh làm việc cánh khuấy người ta lại chia ra loại hở loại kín. cánh tua bin thường là thẳng, nghiêng và cong. Máy khuấy đặc biệt – để trộn sản phẩm lỏng cĩ thể dùng máy khuấy cơ khí dạng đặc biệt: máy khuấy đĩa (hình 1. 13a) máy khuấy rung động (hình 1.13b) Hình 1.13: Máy khuấy đĩa (trái ) và máy khuấy rung độn đĩa phẳng (phải) Ngồi ra cịn một số loại máy trộn nhỏ hay loại cầm tay được sử dụng trong đời sống hàng ngày.Thường được sử dụng trong cơng việc nội trợ hay phịng thí nhiệm thường dùng trộn hĩa ,dựợc phẩm.  CHƯƠNG 2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ I . ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT: 2.1. THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU CẦN TRỘN: 2.1. 1. Tìm hiểu về chế tạo phơi đúc: a.Thực chất: Đúc là phương pháp dùng để chế tạo phơi hoặc chi tiết bằng cách rĩt kim loại lỏng vào khuơn cĩ dạng kích thước yêu cầu. Sau khi kim loại lỏng được đơng đặc lại cho ra chi tiết. Sản phẩm cĩ thể dung ngay (chi tiết đúc ), cĩ thể phải sang gia cơng cơ khí (phơi đúc ). b. đặc điểm: + Là phương pháp gia cơng ở trạng thái lỏng. + Cĩ thể đúc được tất cả kim loại và hợp kim. + Cĩ thể chế tạo những chi tiết từ đơn giản đến phức tạp. Từ rất nhỏ đến rất lớn. + Dễ cơ khí hĩa và tự động hĩa. + Hao tổn kim loại nhiều . + Kiểm tra khuyết tật trong vật đúc khĩ khăn. c. Phân loại: Cĩ nhiều phương pháp đúc khác nhau, cĩ thể phân loại như sau: - Theo loại khuơn: đúc khuơn một lần (khuơn cát, khuơn vỏ mỏng…), khuơn bán vĩnh cửu (khuơn đất sét), khuơn vĩnh cửu (khuơn kim loại). - Theo vật liệu làm khuơn: khuơn cát, khuơn đát sét, khuơn kim loại… - Theo phương pháp điền đầy kim loại: Đúc áp lực, đúc ly tâm… 2.1.2. Thành phần vật liệu làm khuơn: a. Cát: Thành phần hĩa học chủ yếu của cát là : là thành phần chủ yếu của vật liệu làm khuơn. Phân loại cát: + Theo địa điểm lấy cát: cát sơng, cát núi. + Theo kích thước hạt: Cát thơ, cát rất to cát to, cát vừa, cát nhỏ, cát rất nhỏ, cát mịn, và cát bột. + Ngồi ra người ta cịn phân loại theo lượng đất sét và thành phần thạch anh chứa trong cát. Ký hiệu cát : Cát được kí hiệu theo thành phần thạch anh và độ hạt. VD: cát 2K063A 2K là loại thạch anh số 2. 063 là đường kính trung bình của cát. A là cát ở rây trung bình của bộ dây 3 nhiều hơn 50%. b. Đất sét: Thành phần chủ yếu của đất sét là cao lanh ngồi ra cịn một số tạp chất khác như . Đặc điểm của đất sét là dẻo dính. Khi sấy khơ thì độ bền tăng, khơng bị chấy khi kim loại nĩng rĩt vào khuơn. BENTƠNIT: thành phần chủ yếu là . Nĩ là loại đất sét trắng, dẻo dính do núi lửa phun ra lâu ngày biến thành. Bentơnit ở trong nước thì nở mạnh, tăng khả năng kết dính. c. Chất kết dính: Là những chất đưa vào hỗn hợp làm khuơn để làm tăng độ bền và tính dẻo cảu hỗn hợp . d. Chất phụ: Là các chất đưa vào hỗn hợp làm khuơn để khuơn nâng cao tính nún tính thơng khí, làm nhãn bề mặt của khuơn, nâng cao tính chịu nhiệt. các chất pha trộn như mùn cưa, bột than, tro… 2.1.3: Yêu cầu đối với hỗn hợp làm khuơn: a. Tính dẻo: Tính dẻo của hỗn hợp làm khuơn là khả năng biến dạng vĩnh cửu của nĩ sau khi bỏ lực tác dụng của ngoại lực. Tính dẻo cần cĩ để tạo được khuơn rõ nét theo hình dạng và kích thước của mẫu và hộp nõi. Tính dẻo phụ thuộc vào độ hạt của cát làm khuơn. Hạt to thì tính dẻo thấp, ngồi ra tính dẻo cịn phụ thuộc vào lượng đất sét, lượng nước, chất kết dính phù hợp. b. Độ bền: Là khả năng chịu tác dụng của ngoại lực mà khơng bị phá vỡ khi di chuyển, lắp rắp và dưới áp lực của dịng kim loại lỏng chảy vào khuơn khơng bị phá vỡ. Độ bền phụ vào tính chất của hạt cát lượng và chất kết dính. Cát hạt nhỏ và đồng đều thì độ bền cao. c. Tính lún: Là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp làm khuơn khi cĩ tác dụng của ngoại lực, đảm bảo khuơn khơng bị phá vỡ khi kim loại đơng đặc và nguội. Tính lún phụ thuộc vào độ hạt cát, lượng nước chất kết dính và các chất phụ khác. d. Tính thơng khí : Là khả năng cho phép khơng khí lọt qua những khe hở nhỏ giữa các hạt cát của hỗn hợp. Tính thơng khí cần cho vật đúc khơng bị rỗ khí. Tính thơng khí của hỗn hợp tăng khi hạt cát to đều, lượng đát sét và chất kết dính ít. Chất phụ nhiều và độ ẩm thấp (<4%). e. Tính bền nhiệt: Là khả năng của hỗn hợp khơng bị chảy, cháy và mền ra ở nhiệt độ cao. Nếu tính bền nhiệt kém thì khĩ rĩt kim loại lỏng vào khuơn, ngồi ra tính bền nhiệt cịn cần để hỗn hợp khơng bị biến dạng khi rĩt kim loại lỏng vào khuơn, nhờ đĩ mà hình dạng vật đúc giống như lịng khuơn . Tính bền nhiệt phụ thuộc vào lượng thạch anh trong hỗn hợp. f. Độ ẩm: Độ ẩm của hỗn hợp là lượng nước chứa trong nĩ tính theo phần trăm, được xác định bằng cơng thức. Trong đĩ : g: Khối lượng hỗn hợp tươi. g: Khối lượng hỗn hợp khơ. Độ ẩm tăng khi lượng nước tăng. Độ ẩm tăng làm tính dẻo và độ bền của hỗn hợp tăng, nhưng khơng được vượt quá 6-8% . Quá giới hạn này thì độ bền và tính thơng khí của hỗn hợp giảm, hỗn hợp khơng dẻo nữa mà dính vào nhau khi làm khuơn. g. Độ bền lâu: Độ bền lâu là khả năng làm việc được lâu, nhiều lần của hỗn hợp. 2.1.4. Tạo hỗn hợp làm khuơn: a. Hỗn hợp cát áo: Dùng để phủ sát mẫu khi làm khuơn, nên phải cĩ độ bền, độ dẻo cao và bền nhiệt vì lớp cát này tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng. Cát áo thường chiếm khoảng 10-15% lượng cát làm khuơn. Cát áo phải co độ hạt nhỏ, mịn để tăng độ bĩng bề mặt vật đúc. Thành phần được xác định như sau (theo %V) (tài liệu tham khảo phịng kỹ thuật cơng nghệ Nakyco) : + Cát mới V6: 10%. + Cát cũ qua sàng 0315: 80%. + Bentonit: 5%. + Bột than: 5%. + Độ ẩm: 5%( tính cho tịan bộ V hỗn hợp trộn). b. Hỗn hợp cát đệm: Dùng để đệm cho phần phần khuơn cịn lại nhằm tăng độ bền của khuơn. Cát đệm khơng cĩ yêu cầu cao như cát áo nhưng phải cĩ độ thơng khí cao. Tỉ lệ các vật liệu trong hỗn hợp được xác định như sau: + Cát mới V: 5% . + Cát cũ: 95%. + Độ ẩm: 5%. (Tính cho tồn bộ V). c. Hỗn hợp cát làm lõi: So với hỗn hợp làm khuơn thì hỗn hợp làm lõi cĩ yêu cầu cao hơn do lõi làm việc trong điều kiện khĩ khăn hơn, nhất là yêu cầu tính lún của hỗn hợp. Thơng thường người ta tăng hàm lượng thạch anh, giảm tỷ lệ đất sét, chất kết dính chất phụ và chất sấy lõi. Tỷ lệ các thành phần vật liệu như sau: + Cát mới V6: 25%. + Cát cũ qua sàng 0315 : 52, 5%. + Bentonit: 7, 5%. + Mùn cưa: 15%. + Nước : 6%. (tồn bộ V). d.Quá trình đúc trong khuơn cát. Dưới dây là sơ đồ quá trình đúc trong khuơn cát. Hỗn hợp làm khuơn Sấy khuơn Khuơn Chế tạo bộ mẫu Hỗn hợp làm lõi Nấu kim loại Làm lõi Lắp khuơn và rĩt kim loại Sấy lõi Phá khuơn Làm sạch Sản phẩm đúc Bộ phận kỹ thuật Kiểm tra II . LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 2.2.1. Yêu cầu kỹ thuật: Loại máy trộn này dùng để trộn hỗn hợp vật liệu làm khuơn đúc cát. Máy trộn làm việc liên tục. (theo ca). Hỗn hợp này gồm từ 2-5 thành phần. Sau khi trộn tạo ra nguyên liệu đồng nhất và cĩ độ ẩm nhất định. Thiết bị phải đáp ứng được các yêu cầu sau: + Hỗn hợp sau khi trộn phải cĩ độ đồng đều cao. + Làm việc êm và ổn định (7-8 năm) + Bảo trì dễ ràng . + Tháo &nạp liệu dễ. + Chi phí giá thành thấp. + Sử dụng 1 cơng nhân vận hành. 2.2.2. CÁC PHƯƠNG ÁN CHỌN THIẾT KẾ: a. Máy trộn khiểu thùng quay: Kiểu thùng quay loại “Say rượu”. Trong loại máy trộn này, trục thùng quay với đường chéo của thùng. Cứ mỗi vịng quay của thùng, sản phẩm được hai lần đổ đi đổ lại trong mật phẳng thẳng đứng, đồng thời khi đĩ vật liệu được trộn theo hướng trục. Vì thế mà bảo đảm trộn được nhanh chĩng. Nhưng nhược điểm dẽ tạo thành những lớp sản phẩm. Khơng đồng đều, do hỗn hợp cĩ tỉ lệ độ ẩm nhất định. Dính vào thành thùng quay. Đặc biệt khi cĩ thành phần mùn cưa cần trộn. Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo máy trộn thùng quay loại say rượu. Chú thích: 1: Thùng quay. 2: Bộ dẫn động. 3: giá máy. b. Máy trộn kiểu vít tải làm việc gián đoạn: Cấu tạo gồm cĩ: 1. Thùng chứa. 2. Ống trên. 3. Trục vít thẳng đứng. 4. Ống dưới. 5. Van tháo. 6. Cánh quạt xuống . 7. Bộ dẫn động. Hình 2.2: Cấu tạo kiểu vít tải. Nguyên lý: Máy trộn kiểu vít tải cĩ trục vít thẳng đứng. Sản phẩm được trộn theo từng cơng đoạn riêng biệt, sự chuyển động của sản phẩm trong máy trộn theo chiều mũi tên. Nhược điểm: + Chỉ trộn được nhưng vật liệu cĩ khối lương riêng nhỏ(khơng đảm bảo ở đây) + Thường được sử dụng trộn thơ ( giai đoận đầu). + Kích thước vật liệu trộn yêu cầu lớn. c. Máy trộn dung cánh đảo cơ khí. Dạng máy ở cơng ty NAKYCO, sử dụng trộn thơ (bước đầu), phải qua một cơng đoạn trộn thủ cơng nữa mới dùng để làm khuơn. Nhựợc điểm chính của máy hiện tại ở cơng ty là: Sử dụng dạng trộn đứng do vậy phải sử dụng 2 bánh dẫn lắp trên trục quay, nên 1 phẩn sản phẩm trộn đặc biệt phần chung quanh trục quay là trộn khơng hồn chỉnh và do ảnh hưởng của 2 bánh dẫn là khá lớn. Đồng thời chiều cao của tồn bộ máy là khá lớn 1850mm nên việc nạp liệu là khá khĩ khăn. (qua một bậc thềm ngồi). Thường sử dụng 2 nhân cơng khi làm việc. Ở kiểu máy của cơng ty cơ khí Ứng Minh (Văn Điển HÀ Nội). Chuyên đúc các sản phẩm quả nghiền sử dụng trong nha máy Xi măng và Phân lân, đế các cột đèn chiếu sáng…Là dạng cĩ trục nằm ngang sử dụng đồng thời cả cánh khuấy hướng tâm và nằm ngang là khá hồn thiện, được hồn chỉnh từ máy trộn đất sét trong sản suất gốm. Dạng thiết kế kỹ thuật chọn tương tự như loại máy trộn này. Máy trộn ở đây là khá lớn cơng suất 30 KW. Yêu cầu máy cĩ thể trộn sản phẩm khơ với chất nước. Để đạt đúng yêu cầu kỹ thuật. Các cánh trộn quay xung quanh trục nằm ngang. Máy cĩ cánh hướng tâm và nằm ngang một số cánh làm nhiệm vụ trộn sản phẩm, một số cánh đẩy sản phẩm dọc theo trục trộn. Sơ đồ nguyên lý hình vẽ: Hình2.3: Sơ đồ nguyên lý máy. 1: Thân thùng trộn cố định, được gá trên giá đỡ. 2: Cánh khuấy nằm ngang. 3: Cánh khuấy hướng tâm. Ưu điểm: + Cĩ cấu tạo đơn giản. Dễ sử dụng, cần một cơng nhân khi vận hành. + Cĩ thể Sử dụng các gĩc nghiêng của cánh để tăng khả năng trộn đồng đều của sản phẩm cần trộn. + Dễ kiểm sốt chu kỳ trộn. Vậy phương án chọn thiết kế là: máy trộn sử dụng cánh đảo cơ khí. Máy cĩ các đặc tính kỹ thuật sau: + Cĩ V thùng chứa: V= + Cĩ của nạp, của xả. sử dụng nắp mở. + Chu kỳ trộn liên tục cho mỗi mẻ là: 15- 30 phút. + Khẩu độ: Từ 900 -1200mm. + Thân thùng cố định, sử dụng cánh khuấy cơ khí. + Sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp. . + Bộ truyền động đai thang. Sử dụng động cơ điện 3 pha. CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN KỸ THUẬT CHO MÁY Sơ đồ bố trí nguyên lý máy: Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý máy I. Xác định năng suất: Trong loại máy trộn dùng cánh đảo sản phẩm rời bằng các cáng quay xung quanh trục nằm ngang là tính máy trộn dung cánh đảo làm việc liên tục. Sơ đồ máy hình vẽ: Với 6 cánh hướng tâm và 8 cánh nằm ngang. mẻ. Năng suất máy trộn được xác định theo cơng thức trong hệ SI: ω. ρ. φ, kg/s. 3. 1 Hay kg/h. 3. 2 Trong đĩ: D - Đường kính ngồi của cánh hướng tâm: 0, 58m. S - Bước của cánh hướng tâm. S=0. 3m. N - Số vịng quay của cánh trong 1 phút. 30vịng/phút. ω - Tốc độ gĩc của cánh, rad/s ρ - Khối lượng thể tích của hỗn hợp sản phẩm rời kg/ . φ -Hệ số cấp liệu. φ=0, 5. Thay vào 3. 2 ta cĩ: 3, 4224 t ấn/h. II. XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT CẦN THIẾT: Cơng suất cần thiết đối với máy trộn dùng cánh đảo làm việc liên tục. Sơ đồ hình vẽ: gồm cĩ cơng suất đối với cánh nằm ngangvà cánh hướng tâm (thẳng đứng) . Cơng suất chung đối với máy trộn bằng: N=+. 2. 1 TÍNH CHO CÁNH NẰM NGANG: Cơng suất cần thiết đối với máy nằm ngang được xác định theo cơng thức. Trong hệ SI: 3. 3 Hay: 3. 4 Trong đĩ: E – Hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh nằm ngang nhúng chìm trong sản phẩm, N (kg). - Số cánh nằm ngang đồng thời nhúng chìm trong sản phẩm. (4 cánh). - Tốc độ vịng quay của cánh nằm ngang, m/s. Khi cánh nằm ngang chuyển động trong sản phẩm thì đối với nĩ phải khắc phục trọng lực và lực ma sát trong sản phẩm. Đại lượng hợp lực của các lực cản E được xác định theo cơng thức: 3. 5 Trong đĩ: f- Diện tích của cánh đã biết nhúng chim trong sản phẩm,( ) f=0. 1*1. 2=0. 12 m. γ- Trọng lực (trọng lượng thể tích) của sản phẩm, N/. γ =4800 N. ρ- Gĩc ma sát trong của sản phẩm. độ ρ=30-40. h- Chiều sâu nhúng chìm trung bình của cánh đã biết trong sản phẩm, m . h=0. 395m. Hợp lực của các lực cản E đặt ở trọng tâm của cáng nằm ngang được nhúng chìm trong sản phẩm nhưng vì chiều rộng của bản thân cánh đĩ khơng lớn, nên cĩ thể lấy chiều sâu nhúng chìm trung bình của cánh nằm ngang (trọng tâm của nĩ) h bằng chiều sâu nhúng chìm lớn nhất của cánh đĩ. Tốc độ vịng quay của cánh nằm ngang là khơng đổi với tất cả các cánh và bằng: = ω. R = =1, 2403 m/s. Trong đĩ: ω- Là tốc độ gĩc, rad/s. n - Số vịng quay của cánh trong một phút. R - Bán kính quay của cánh nằm ngang, m. R=0, 395m. Vậy thay số vào cơng thức (3. 5) ta cĩ: E= 4800. 0. 395. 0. 12. =1046, 6 N. N. Vậy: KW. 2. 3 TÍNH CHO CÁNH HƯỚNG TÂM: Các cánh hướng tâm (thẳng đứng) của máy trộn nghiêng dưới một gĩc α so với đường tâm của trục quay, do kết quả tác dụng của những cánh ấy, sẩm phẩm được dịch chuyển hướng tâm và hướng trục. Vì vậy cơng suất cần thiết đối với cánh hướng tâm được tính trong hệ SI: KW. 3. 6 Hay: , KW. 3. 7. Trong đĩ: - Là thành phần hướng tâm hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh hướng tâm nhúng chìm trong sản phẩm. N (kg). ; - Thành phần chiều trục hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh hướng tâm nhúng chìm trong sản phẩm, N. - Tốc độ hướng tâm những điểm đặt hợp lực các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh thẳng đứng nhúng chìm trong sản phẩm, m/s. - Tốc độ chiều trục của điểm ấy, m/s; - Số cánh thẳng đứng đồng thời nhúng chìm trong sản phẩm : =3 cánh. Khi cánh hướng tâm chuyển động trong sản phẩm rời, nĩ phải khắc phục trở lực gây nên vừa do trọng lực và ma sát trong sản phẩm, vừa do ma sát của sản phẩm với cánh. Thành phần hướng tâm và chiều trục của những lực cản và ấy cĩ thể xác định theo sơ đồ hình vẽ: Hình 3.2: Sơ đồ tính tốn để xác định trở lực lên cánh hướng tâm Song ta lại cĩ : Trong đĩ: - Lực ma sát của sản phẩm đối với cánh: N α - Gĩc nghiêng của cánh đối với đường tâm trục quay, độ. μ - Hệ số ma sát sản phẩm voéi cánh; Vậy: Đối với cánh hướng tâm, chiều sâu nhúng chìm trung bình của nĩ bằng ½ chiều sâu nhúng chìm lớn nhất của cánh h: =0, 5h=0, 145m. . Để xác định tốc độ hướng tâm của điểm đặt hợp lực hướng tâm các lực cản của sản phẩm tác dụng lên cánh hướng tâm, ta nghiên cứu mặt cắt của máy trộn dùng cánh đảo theo mặt phẳng vuơng gĩc với đường trục quay. Hình vẽ. Như ta thấy trên hình vẽ: Trên cánh hướng tâm tác dụng những lực cản ấy tăng theo định luật đường thẳng, phụ thuộc độ nhúng chìm của các đoạn cánh vào trong sản phẩm. Vì dạng biểu đồ của lực rất nhỏ tác dụng lên sản phẩm là hình tam giác cho nên điểm đặt hợp lực ấy ở trên khoảng cách 1/3a kể từ đầu mút cánh, nếu ta gọi a là chiều dài nhúng chìm phần cánh vào trong sản phẩm. Đại lượng a này là một biến số phụ thuộc vào mức nhúng chìm của cánh hướng tâm vào sản phẩm, cĩ nghĩa phụ thuộc vào gĩc quay của cánh θ. Tốc độ hướng tâm trùng với hướng lực . Đại lượng tốc độ được xác định bằng ω. r. Trong đĩ bán kính r là khoảng cách từ đường trục quay đến trọng tâm của cánh nhúng chìm trong sản phẩm. Đại lượng r biến đổi phụ thuọc vào đại lượng a, nghĩa là r=f(a). Trên hình ta thấy rằng: Hình 3.3: Sơ đồ tính tốn để xác định tốc độ chuyển động của sản phẩm dưới tác dụng của lực hướng tâm . =( 3. 10 Trong đĩ: l- Chiều dài cánh, m. θ- Gĩc quay của cánh, độ. θ =60 . b- Khoảng cách từ đường trục quay đến múc sản phẩm, m;b=0 ω- Tốc độ gĩc quay của cành, rad/s. ω =3, 14 Thay vào ta đựợc: =0, 06 m/s. Vận tốc hướng trục sẽ bằng: ==0, 06*0, 5*0, 8660=0, 026 m/s. Thay vào các cơng thức: 3. 8 ;3. 9 ta cĩ: =4800*0, 145*0, 029* =85, 05N =4800*0, 145*0, 029*=76, 76N. Thay vào cơng thức 3. 6 ta được: KW. Vậy: N=+=5, 2+0, 02=5, 22KW. Đối với trục cĩ lắp cánh khuấy theo thực nghiệm người ta thường chọn: D=(1, 2-1, 6)d Với : D: đường kính của trục cĩ lắp cánh khuấy. d: Đường kính của trục trực tiếp tryuền momen cho trục cĩ cánh khuấy cánh khuấy: III. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN1. Xác định cơng suất động cơ: Cơng suất làm việctại trục quay làm việc với : =5, 22 KW. 2. Cơng suất yêu cầu từ động cơ điện. . : Là hiệu suất chung của hệ truyền động. Với: Gồm : Bộ tryuền bánh răng trụ cĩ hiệu suất là: 0, 96 Bộ truyền động đai cĩ hiệu suất là: 0, 96 Một cặp ổ lăn cĩ hiệu suất là: 0, 99. Khớp nối hiệu suất 0, 96. Vậy : =0, 96*0, 96*0, 99*0, 96=0, 8758. KW. Vậy chọn động cơ DK62-6 với các thơng số kỹ thuật sau. : Kiểu ĐC Cơng suất(KW) Vận tốc quay(v/ph) Cosφ Trọng lượng(kg) DK62-6 7, 0 960 0, 81 1, 4 2, 2 170 3. Phân phối tỉ số truyền động: Tỷ số truyền động chung của hệ thống được xác định theo cơng thức: . Việc phân phối tỷ số truyền động cho từng bộ truyền là việc làm rất quan trọng gĩp phàn nâng cao độ tin cậy và tính kinh tế của hệ thống máy. =6*5. , 3: Với: của bộ truyền đai: của bộ bánh răng trụ. 4. Lập bảng thơng số kỹ thuật của hệ thống: Cơng suất trên các trục: =7, 0KW. =7, 0*=7, 0*0, 96=6, 72KW. =*=6, 72*0, 96=6, 45KW. Số vịng quay trên các trục: =960 v/ph. v/phút. v/ph. Mơmen xoắn trên các trục: N. mm . N. mm. N. mm. Bảng số liệu: TRỤC I II III IV i =6 =5, 3 i=1 i=1 n(v/ph) 960 160 30 30 69635, 4 401099, 9 2040796, 3 IV: TÍNH TỐN HỆ TRUYỀN ĐỘNG: .4.1: TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG: 1: Chọn sơ đồ động: Chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ, vì chúng được sử dụng rộng rãi hơn cả nhờ các ưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất cao, kết cấu đơn giản, cĩ thể sử dụng trong một phạm vi rộng của vận tốc và tải trọng. Ở đây chúng ta chọn hộp giản tốc bánh răng trụ một cấp. Được sử dụng với tỷ số truyền i7-8. Sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng nhờ khả năng chịu tải lớn hơn và vận tốc làm việc cao hơn bánh răng thẳng. Hình 3.4: Sơ đồ động hình vẽ: Hệ truyền động gồm: 1: Động cơ điện 3 pha. 2: Bộ truyền động đai. 3: Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp. 4: Khớp nối. 2. Thiết kế truyền động đai: Truyền động đai được dụng để thiết kế truyền động giữa các trục tương đối xa nhau. Bộ truyền cĩ ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc êm, cĩ khả năng bảo vệ cho các chiết tiết máy khác và động cơ khi bị quá tải đột ngột. Tuy nhiên chúng lại cĩ khích thước lớn(khi cĩ cùng một điều kiện làm việc thì đường kính của bánh đai đã lớn hơn đường kính bánh răng 5 lần), tỷ số truyền khơng ổn định là cĩ lực trượt đàn hồi của bánh đai trên bánh tuổi thọ làm việc thấp khi làm việc ở vận tốc lớn. Truyền động đai cĩ thể làm việc với cơng suất đến 150 kw, tuy nhiên thơng dụng nhất làm việc với cơng suất trong khoảng 0,3-50 kw. Bộ truyền động đai thường được bố trí ở cấp tốc độ nhanh. Chỉ tiêu về khả năng làm việc của truyền động đai là khả năng kéo và tuổi thọ của đai. Thiết kế truyền động đai gồm các bước sau: + Chọn loại đai. + Xác định kích thước và thơng số bộ truyền. + Xác định các thơng số của đai theo chi tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ. + Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục. Ở đây chúng ta chọn loại đai hình thang: A: Chọn loại đai và tiết diện dai: Loại đai này cĩ tiết diện hình thang, mặt làm việc là hai mặt bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đĩ hệ số ma sát giữa đai và bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đĩ khả năng kéo cũng tốt hơn. Cĩ 3 loại đai hình thang: đai thang thường, đai thang hẹp và đai thang rộng: Ở đai thang thường, tỷ số giũa chiều rộng tính tốn đo theo lớp trung hịa và chiều cao h của tiết diện đai thang /h 1, 4, ở đai thang hẹp /h =1, 051, 1 và đai thang rộng /h =24, 5. Đai thang rộng thường được dùng trong các biiến tốc đai. Loại đai thang thường được sủ dụng rộng rãi. Vậy chọn loại đai thường: Bộ truyền động đai được đặc trưng bởi các thơng số hìng học chủ yếu sau: D1, D2: Đường kính bánh đai dẫn và bị dẫn. (mm). b b y0 h c Hình 3.5: Mặt cắt đai A : Khoảng cách trục bánh dẫn và bị dẫn(mm). L : Chiều dài đai L(mm)0, 01 : Gĩc ơm của đai trên bánh dẫn và bị dẫn. , b : Chiiều dày và chiều rộng của đai (mm). B : Chiều rộng bánh đai (mm). : tỷ số truyền bộ truyền đai. : Hệ số trượt. Đối với đai vải hoặc cao su 0, 01 Đai da 0, 015. thơng số hình học của đai . Đai thang 0, 02. Dựa vào bảng 17( bảng hướng dẫn chọn loại đai hình thang ). trang 44, giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án mơn học chi tiết máy. Giả thuyết vận tốc trượt của đai thang là v=5m/s. ta chọn đai thang với các thơng số sau: Loại tiết diện Kích thước tiết diện (mm) Diện tích tiết diện () Chiều dài dai L (mm) Đường kính bánh đai b h 17 14 8 2, 8 138 800-6300 125 B: Xác định đường kính bánh đai: Chọn đường kính bánh đai nhỏ theo bảnh 18 trang 45 SDD Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện: V= , m/s. (*) V= . Vậy thỏa mãn điều kiện (*). Đường kính bánh đai bị dẫn: . Vậy chọn: mm. Tính lại số vịng quay thực tế của bánh bị dẫn v/ph. Sai số: Vậy thỏa mãn. C: Chọn khoảng cánh trục A: Theo bảng 19 S đ d) A=0, 85*=0, 85*800=680 (mm)D: Xác định chính xác chiều dài đai L và khoảng cách trục A: Tính chiều dài đai sơ bộ: L=2*A+2*680+2995, 9( mm). Theo bảng 20, chọn L=3000( mm). Kiểm tra số vịng chạy của đai theo điều kiện: u =<10. vậy thỏa mãn Tính khoảng cách trục A theo L tiêu chuẩn: A=682,25 (mm) F : Kiểm tra gĩc ơm trên bánh đai: Theo điều kiện: >120. Vậy thoả mãn . G : Xác định số đai cần thiết (z): Số đai Z được xác định theo khả năng kéo của bộ truyền. Z(**) Trong đĩ: F diện tích tiết diện đai(mm) =1, 51 (N/ mm)Trị số ứng suất cĩ ích cho phép của đai hình thang: Hệ sĩ chế độ tải trọng: Hệ số xét đến ảnh hưởng của gĩc ơm. = 1, 0 Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc. Các hệ số này tra ở bảng 17;21;12;22;23 . (S đ d). Thay số vào (**) ta cĩ: Z0, 88. Vậy chọn số đai Z=1. H: Xác định kích thước bánh đai: Chiều rộng bánh đai : B= Đường kính ngồi của bánh đai: . Với Y xác định theo bảng 17;t, S được xác định theo bảng (87) sdd. I: Xác định lực tác dụng lên trục: R . Lực R được coi gần đúng cĩ phương nằm trên đương nối tâm 2 bánh, chiều từ bánh này hướng tới bánh kia. 3 - THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG: Truyền động bánh răng được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, vì chúng cĩ những ưu điểm nổi bật sau: Khả năng chịu tải lớn, kích thước nhỏ gọn hiệu suất cao, tỉ số truyền cố định, làm việc tin cậy và tuổi thọ cao. Dạng răng chủ yếu được dùng trong các bộ truyền bánh răng hiện nay là dạng răng thân khai do Ơle đề nghị (1735). Trong các bộ truyền bánh răng chịu tải lớn hiện cĩ dùng bộ truyền bánh răng cung trịn do DoNơViCốp đề nghị (1954). Ở đây ta dùng bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng. Bộ truyên cĩ các thơng số sau: -Z, Z : Số răng trên bánh dẫn và bị dẫn. , (tỉ số truyền động.) t : Bước răng đo trên vịng chứa. t=t*cos bước răng đo trên vịng cơ sở. : Gĩc prơfin răng. , đối với bánh răng nghiêng gĩc prơfin sinh được do trong mặt phẳng phápvà kí hiệu là . m= Modun ăn khớp, đây là thơng số cơ bản của bộ truyền, giá trị của mođun ăn khớp m đã được tiêu chuẩn hĩa và nằm trong khoảng m= 0, 05100 mm . b- Chiều rộng bánh răng. β - gĩc nghiêng của răng. hệ số dịch dao trên bánh dẫn và bị dẫn. A khoảng cách trục. b : chiều cao răng. D Đường kính vịnh đỉnh răng. D Đường kính vịng chân răng. α Gĩc ăn khớp, đối với cặp bánh răng nghiêng tiêu chuẩn hoặc dịch đều gĩc ăn khớp được đo trong mặt phẳng pháp . Hình 3.6: Thơng số hình học bộ truyền bánh răng trụ 3.1. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng tiêu chuẩn: 3.1.1: Chọn vật liệu chế tạo và phương pháp nhiệt luyện bánh răng : Chọn vật liệu chế tạo bánh răng nhỏ : Thép C45: phương pháp nhiệt luyện là thường hĩa: . Bánh răng lớn vật liệu là C35 thường hĩa . 3.1.2 Xác định ứng suất cho phép : a. Ứng suất tiếp xúc cho phép: . Trong đĩ : ứng suất tiếp xúc cho phép bánh răng làm việc lâu dài, , giá trị được xác định theo ( bảng 30 trang 62, sdd). Hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc. . Trong đĩ: NSố chu kì cơ sở của đường cong mỏi tếp xúc, xác định thei bảng (30), sdd. số chu kì ứng suất tương. Bánh răng chịu tải trongj tĩnh . =N=60*u*n*t. Trong đĩ: u – Số lần ăn khớp của bánh răng trong 1 vịng quay. n - số vịng quay trong một phút của bánh răng. t- Tổng số giờ làm việc của bánh răng. t = 4*2*250*8=16000 h. =60*3*30*16000=8, 64. > vậy =1. Ứng suất cho phép: Bánh nhỏ: Bánh lớn: . b. Ứng suất uốn cho phép: Khi bánh răng quay một chiều, ứng suất trong răng sẽ thay đổi mạch động. : Trong đĩ :Giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng. Đối với thép n- Hệ số bền dự trữ. Bánh răng chế tạo từ thép tơi n Bánh răng chế tạo từ thép rèn, thép cán thường hĩa hoặc tơi cải thiện n=1, 5. : hệ số tập chung ứng suất ở chân răng. Nếu bánh răng chế tạo từ thép được thường hĩa hoặc tơi cải thiện =1, 8. +Tơi thể tích =2. +Tơi bề mặt =1, 2. Trong đĩ: Với m bậc đường cong mỏi uốn. m=6. số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi. Bánh răng chế tạo bằng thép hoặc gang =5. 10 Số chu kỳ ứng suất tương đương. Khi chịu tải tĩnh được tính theo =N=60*u*n*t. =8, 64. . ==0, 6256. Thay vào cơng thức 3. 11: Ta được. Ứng suất uốn cho phép trên bánh nhỏ là : MPa. Ứng suất uốn cho phép trên bánh lớn: MPa. c>. Ứng suất quá tải cho phép: Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép trên bánh nhỏ: MPa. Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép trên bánh lớn. MPa. Ứng suất uốn quá tải cho phép. ỨNG suất uốn quá tải cho phép trên bánh nhỏ. MPa ỨNG suất uốn quá tải cho phép trên bánh lớn. MPa. 3.13: Chọn sơ bộ hệ số tải trọng động Cĩ thể chọn . Khi chọn giá trị chú ý khả năng chạy mịn của vâth liệu chế tao bánh răng, vận tốc truyền và cách bố trú ổ so với bánh răng (đối xứng nay cơng xơn…). Vậy ta chọn : =1, 4. 3.1.4. Chọn hệ số chiều rơng bánh răng. +Bộ tryuền bánh răng trụ: ta chọn như sau. Chịu tải trung bình ta chọn: lấy bằng 0, 3. 3.1.5. Tính khoảng cách trục. - Bộ truyền bánh răng nghiêng được tính. . Chọn: A=186mm. 3.1.6. Tính vận tốc vịng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng: Vận tốc vịng được tính: m/s. Theo giá trị vận tốc vịng đã tính, chọn cấp chính xác theo bảng 31 trang 63(S đ d). Vậy chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là 9. 3.1.7. Xác định chính xác khoảng cách trục A : Hệ số tải trọng K được xác định chính xác theo cơng thức: Trong đĩ : hệ số tập chung tải trọng. Bộ truyền được chế tạo từ thép cĩ khả năng chạy mịn (HB<350 và15 m/s). Khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh =1. : Hệ số tải trọng động, xác định theo bảng (33) và (34) chính xác chế tạo giá trị vận tốc và độ rắn bề mặt răng. Vì các bánh răng cĩ độ rắn HB<350 và làm việc với tải trọng khơng đổi. tra bảng ta cĩ =1, 45. Vậy hệ số tải trọng: K=1*1, 45=1, 45. Ta kiểm tra sai số giữa K và nếu quá 5 % thì ta phải tính lại %<5%. Vậy ta chọn A như tính tốn sơ bộ. 3. 1. 8: Xác định mơ đun, số răng, chiều rộng và gĩc nghiêng răng của của răng: -Trị số mơ đun đối với bánh răng nghiêng được xác định theo tiêu chuẩn theo bảng 35 (s đ d) dựa trên giới hạn sau: Đối với bánh răng trụ: m ==1, 86-3, 72. Vậy chọn: mm. -Số răng bánh dẫn: chọn sơ bộ gĩc nghiêng β=20: 28, 01 Chọn: răng. -Số răng bánh bị dẫn: Chọn số răng bánh bị dẫn là: 148 răng. Gĩc nghiêng β chính xác được xác định: . Vậy: β=18, 88 Chiều rộng bánh răng lớn: . Chiều rộng bánh răng nhỏ ta lấy lớn hơn 5mm so với bánh răng lớn. b=60, 8mm. 3. 1. 9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng: Sức bền uốn của răng được kiểm tra theo cơng thức: . Trong đĩ: hệ số phản ánh sự gia tăng khả năng chịu tải khi tính theo độ bền uốn của bánh răng nghiêng so với bánh răng thẳng. giá trị được chọn trong khoảng 1, 4-1, 6. ta chọn bằng =1, 5. y-Hệ số dạng răng, được xác định theo bảnh 36 (sdd) –dựa vào số răng tương đương của bánh: Đối với bánh nhỏ: Vậy y=0, 455. Đối với bánh lớn: . VẬy y=0, 55. Vậy: thỏa mãn . thỏa mãn điều kiện. 3. 1. 10 Kiểm nghiệm bánh răng theo quá tải đột ngột: Để bộ truyền cĩ khả năng chịu tải trong thời gian ngắn cần kiểm tra bộ truyền quá tải theo điều kiện: . *. 10 . **. 10 Trong đĩ: K hệ số quá tải của hệ thống: Với là giá trị ứng suất uốn và tiếp xúc của bộ truyền tính theo tải trọng danh nghĩa. giá trị đã được xác định như trên. Giá trị ứng suất tiếp xúc đựợc xác định theo cơng thức: . Đối với bánh nhỏ: Vậy: thỏa mãn điều kiện kiểm tra( *. 10) thỏa mãn điều kiện kiểm tra (**. 10) Đối với bánh lớn: . Vậy ta cĩ: Thỏa mãn điều kiện kiểm tra (*. 10). 68, 78. 2, 2=151, 184MPa thỏa mãn điều kiện kiểm tra 3.1.11: Các thơng số hình học của bộ truyền: Tên thơng số Đơn vị Kí hiệu Cơng thức tính Mơ đun pháp tuyến Bước pháp tuyến theo vịng chia Số răng của bánh chủ động(bánh nhỏ) Số răng của bánh bị động(bánh lớn) Gĩc nghiêng trên hình trụ chia Đường kính vịng chi Đường kính vịng lăn Đường kính đỉnh Đường kính đáy Chiều cao răng Chiều cao đầu răng Chiều cao đầu răng Chiều dày răng theo cung vịng chia ở tiết diện pháp tuyến Khoảng cách trục Mơ đun mặt đầu Bước xoắn Chiều dày răng theo cung vịng chia ở tiết diện mặt đầu. Ban kính vịng trịn cơ sở. Bước cơ sở Chiều rộng vành răng mm mm mm Độ Mm Mm Mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Z Z Β d d De h h S A m Chọn theo tiêu chuẩn t=mπ=6, 2832: π=3, 1416 Z=28 Z=148 β =18, 8797 d= h =2, 25. m=4, 5 =m=2 h=1, 25. m=2, 5 A=186 m= = =3, 32 3.1.12: Tính lực tác dụng: Lực tác dụng trong bộ truyền bánh răng được xác định theo 3 thành phần: +Lực vịng , . +lực hướng tâm . +Lực dọc trục . Trị số được xác định như sau: Lực vịng: N Lực hướng tâm: Lực dọc trục: 4 – THIẾT KẾ TRỤC . Trục là chi tiết máy dùng để đỡ các chi tiết máy quay hoặc truyền mơmen xoắn từ các chi tiết máy lắp trên đĩ đến các chi tiết khác hoặc làm cả hai nhiệm vụ trên. Trục truyền luơn luơn quay, cĩ thể tiếp nhạn cả momen xoăn và momen uốn. Các trục trong hộp giản tốc là nhưng trục truyền. 4.3.1: CHỌN VẬT LIỆU: Dựa vào điều kiện làm việc của hộp giảm tốc và chế độ làm việc cảu máy trộn. Ta dùng thép C45 thừong hĩa để chế tạo trục. 4.3.2: TÍNH SƠ BỘ TRỤC: Do chưa rõ các kích thước của trục (độ dài các đoạn trục và đường kính trục), ta chỉ biết momen xoắn cần truyền lên trục. Ta xác định đường kính trục sơ bộ theo momen xoắn. Đường kính trục sơ bộ được xác định theo cơng thức: (mm). Trong đĩ: N: cơng suất truyền (KW). C: Hệ số tính tốn. chọn C=120. n: Số vịng quay của trục. (v/phút). Trục lắp bánh răng chủ động (bánh nhỏ) . Vậy chọn Trục lắp bánh răng bị dẫn (bánh lớn). . vậy chọn 4.3.2: TÍNH GẦN ĐÚNG: Ta xét đến tác dụng đồng thời của cả momen uốn và xoắn đến sức bền của trục: Chọn sơ bộ ổ: Ta sử dụng ổ bi đỡ-chặn. * Với trục 1: Dựa vào chọn sơ bộ ổ bi đỡ chặn như sau: d=. cĩ B=16mm *Với trục 2: Dựa vào chọn sơ bộ ổ bi đỡ chặn như sau: d=. cĩ B=20. mm b. Phác thảo hộpgiảm tốc: Hình 3.7: Cấu tạo của hộp giảm tốc. Trong đĩ : +a là khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp. a=10mm +B là chiều rộng của ổ lăn. +b chiều rộng bánh răng. b=60, 5mm + khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp. =10mm. +chiều cao của lắp và bulơng. =20mm. +khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngồi hộp. =10mm. + chiều dài hần mayo lắp với trục. =1, 5. d. c. Xây dựng sơ đồ tính tốn trục: Trục I: Ta cĩ : Giả sử chiều của các phản lực tại các gối đỡ như hình vẽ: 441N. Thay vào (*) ta được: . Thay vào (**): ta được: Vậy ta cĩ biểu đồ các mơ mem như sau: Hình 3.8: Biểu đồ phân bố các mơ men lực trục 1. Qua biểu đồ các Mơmen ta xét tiết diện nguy hiểm tại B và C: Tại B: Ta cĩ: . . chọn d=24mm. Tại C: Ta cĩ : Chọn d=48mm. Do d chính xác gần bằng đường kính đáy của bánh răng yêu cầu. Vậy ta sử dụng trục răng ở trục 1. *TRỤC II: Ta cĩ : Thay vào (***): Ray=-3046N Vậy nĩ cĩ chiều ngược lại so với giả thiết: TA cĩ sơ đồ biểu đồ các mơmen: Dựa vào biểu đồ các mơmen ta kiêm tra tiết diện nguy hiểm tại B . Tại B: Ta cĩ : Chộn d=88mm. Hình 3.9: Biểu đồ phân bố các mơmem lục trục 2. 4.3.3. TÍNH KIỂM NGHIỆM TRỤC: a. Định kết cấu trục: Ở đây ta sử dụng then bằng: Then được kiểm nghiệm theo sức bền đập và sức bền cắt: Trục 2: l= 0, 9. 1, 5d=118, 8mm b =24mm t=7mm. Điều kiện bền dập: thỏa mãn. Điều kiện bền cắt : b. Kiểm nghiệm theo hệ số an tồn: Điều kiện : (1) Trong đĩ Với hệ số an tồn chỉ xét riêng ứng suất pháp. - Vì trục quay một chiều : - Với (bảng 56) - Ứng suất xoẵn thay đổi theo chu kỳ mạch động(quay 1 chiều) Với (bảng 56 sd d) - Giới hạn momen xoắn và xoẵn : s-1=(0, 4¸0, 5) sb ta chọn s-1=0, 45sb=0, 45600=270(N/mm2) t-1=(0, 2¸0, 3) sb ta chọn t-1=0, 25sb=0, 25600=150(N/mm2) - hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi: ys=0. 1 và yc=0. 05 và b=1. - K0, Kt hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoẵn, giá trị của chúng được xác định trong các bảng, và e0, et. Tra bảng 57 (s d d) ta cĩ=0, 72, et=0. 75. Tra bảng 59 (s d d) ta cĩ ; - Áp suất trên mặt lắp ghép <30(N/mm2) - - - VẬy ta cĩ: c: Kiểm nghiệm về trục quá tải Điều kiện bền quá tải của trục: Kqt = 2, 3 Mu = 650598, 3(N/mm) Wu = Mà ÞVậy thỏa mãn d) Kiểm nghiện về độ cứng vì n=4, 7 >2. 5 nên ta khơng cần làm bước này. 4. 3.4. Thiết kế gối đỡ trục : Gối đỡ trục kà cụm chi tiết dùng để đỡ các chi tiết quay, chịu tác dụng của lực truyền trên trục, đồng thời giúp trục cĩ vị trí xác định và quay quanh một đường tâm xác định trong két cấu. Kết cấu gối đỡ trục bao gồm than gối đỡ ổ trục và một số chi tiết phụ khác, trong đĩ ổ trục là chi tiết quan trọng nhất. . Ở đây ta sử dụng gối đỡ ổ đỡ chặn. Ta sử dụng, ổ bi đỡ chặn; ổ được dùng chịu cả lực hướng tâm và lực dọc trục, chúng cĩ khả năng hạn chế sự dịch chuyển của chiều trục về một phiá . Xác định tải trọng tác dụng lên ổ: a/Trục I: Hình 3.10: Biểu đồ phân bố lực tác dụng lên ổ. Ta cĩ: Tải của ổ đựợc tính tốn theo khả năng làm việc của C, giá trị hệ số C được xác định theo cơng thức : C=Q (nh)0, 3. Trong đĩ : - n: số vịng quay của ổ trong 1 phút (n=160) - h: Tuổi thọ của ổ, h=16000(h). - Q tải trọng tương của ổ (daN). Đối với ổ đỡ chặn: Do ở ổ đỡ chặn dưới tác dụng của lực hướng tâm, trên ổ sẽ xuất hiện lực dọc trục Với β là gĩc ngiêng tính tốn của con lăn, được tra theo bảng tiêu chuẩn của ổ. : hệ số vịng quay của ổ tra ở bảng 67(s đ d) . m- hệ số chuyển đổi tải trọng dọc trục về hương tâm . m=1, 5(bảng 68) : hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tra bảng 69, : hệ số tải trọng động tra bảng 70(s đ d), . =1, 5, Q=603, 4 ÞCt= C=Q (nh)0, 3=50100 Dựa vào bảng 74(s đ d)ta chọn đựoc ổ cĩ các thơng số sau: Kí hiệu d D B d2 D2 Đường kính bi C Q (cho phép) N giới hạn 36209 45 85 19 19 57,4 72,6 52000 2600 8000 b)Trục II: Hình 3.11: Biểu đồ lực phân bố tác dụng lên ổ. Ta cĩ: - n: số vịng quay của ổ trong 1 phút (n=30) - h: Tuổi thọ của ổ, h=16000(h) - Q tải trọng lượng của ổ (daN) Đối với ổ đỡ chặn: Do ở ổ đỡ chặn dưới tác dụng của lực hướng tâm, trên ổ sẽ xuất hiện lực dọc trục Với β là gĩc ngiêng tính tốn của con lăn, được tra theo bảng tiêu chuẩn của ổ. : hệ số vịng quay của ổ tra ở bảng 67(s đ d) . m- hệ số chuyển đổi tải trọng dọc trục về hương tâm. m=1,5(bảng 68) : hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tra bảng 69, : hệ số tải trọng động tra bảng 70(s đ d). =1, 5 Q=1976, 3 ÞCt= C=Q (nh)0, 3=100000 Dựa vào bảng 74(s đ d) ta chọn được ổ cĩ các thơng số sau: Kí hiệu d D B d2 D2 Đường kính bi C Q (cho phép) n giới hạn 36217 85 150 28 106 129 19.84 12000 7300 4000 4.3.5. THIẾT KẾ TRỤC LẮP CÁNH KHUẤY: a: Tính trục Trong thực nghiệm người ta thường chọn đường kính trục lắp cánh khuấy cĩ: D=(1, 2-1, 6)d. Với D là đường kính trục lắp cánh khuấy: d - là đường kính trục trục tiếp truyền mơmen xoắn cho trục lắp cánh khuấy: Vậy ta chọn: D=1, 5d=1, 3. 88=114, 4mm. chọn D=114mm Ta chọn ổ bi đỡ chặn để lắp: chọn loại ổ 36220 Dựa vào bảng 74(s đ d)ta chọn được ổ cĩ các thơng số sau: Kí hiệu d D B d2 D2 Đường kính bi C Q (cho phép) n giới hạn 36220 100 180 34 124,8 155,2 25,4 16500 11000 3200 b. LẮP CÁNH KHUẤY: Sử dụng thép tấm khơng rỉ cho cánh khuấy hướng tâm và cánh nằm ngang: b=100mm: . s=22mm.Được lắp trên 3 giá đỡ.Được hàn ,sử dụng mối hàn chồng.Giá đỡ cũng được hàn trự c tiếp trên trục. *Cánh hướng tâm được hàn trực tiếp trên trục: Theo đường xoẵn vít ngiêng 1 gĩc α=30 độ so với đường tâm trục quay. Gồm cĩ 6 cánh: Ta sử dụng mối hàn giáp mối: Ở đây mối hàn chịu chịu lực kéo (nén) và mơ men đồng thời. Ta cĩ điều kiện bền: . Vậy thỏa mãn. 4. 3. 6. Thiết kế khớp nối: Khớp nối dùng để nối các trục hoặc chi tiết máy quay ở đây dùng để nối trục để cố định các trục quay cùng trên 1 đưịng tâm để truyền Mơmen xoắn. a) Chọn kiểu nối trục: Ở đây ta chọn kiểu nối trục chặt b)Xác địng mơmen tính tốn: Mơmen xoắn tính của nối trục được xác định: Mxt = K. Mx = Trong đĩ: Mx – mơmem xoắn danh nghĩa: N- cơng suất cần truyền (Kw) N = 6, 45(Kw) n- tốc độ quay của trục(v/ph ) n = 30 (v/ph) K – hệ số tải trọng động, tra theo 78 (s đ d) chọn K = 1, 2 Vậy. c) Chọn và kiểm tra trục nối tiêu chuẩn: Phải đảm bảo: [Mx] ≥ Mxt [Mx]=2500 ≥ Mxt =2460N. m Tra bảng 80 (s đ d)ta cĩ các thơng số của khớp nối trục đĩa như bảng sau: Mxmax d D2 L D0 l Bulơng Số lượng 2500 80-95 220 270 220 130 M16 6 4. 3. 7 THIẾT KẾ MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC: Thùng được làm từ thép khơng rỉ: cĩ s=16mm. dạng (hình vẽ) đã định hình. Lắp thùng làm từ tơn kỹ thuật 1 nửa đựợc hàn gắn cố định vào thùng, một nửa cĩ thể mở để nạp liệu nhờ 2 chốt bản lề. Cĩ s=4mm. Hình .12: Tiết diện thùng. CHƯƠNG 4 CHẾ TẠO CHI TIẾT ĐIỂM HÌNH (BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGIÊNG) I. Tìm hiểu tính cơng nghệ của chi tiết: Truyền động bánh răng trụ được dùng để truyền mơmen giữa các trục song song với nhau. Bánh răng nghiêng cĩ hai loại: nghiêng trái và nghiêng phải và trong một cặp ăn khớp các hương nghiêng của chúng ngược nhau. Răng nghiêng cho phép năng cao độ êm dịu khi làm việc và tăng lực truyền tải. Gĩc β giữa tiếp tuyến với đường xoắn cắt mặt bên của răng với hình trụ chia và đường tâm bánh răng được gọi là gĩc nghiêng của răng trên hình trụ chia. Các thơng số của bánh răng nghiêng trên hình vẽ. Hình 4.1: Các thơng số của bánh răng trụ, răng nghiêng. Bánh răng làm việc ở tải trọng trung bình. Độ chính xác của bánh răng được đặc trưng bởi các chỉ tiêu sau: + Độ chính xác động học. + Độ ổn định khi làm việc. + Độ chính xác tiếp xúc. + Khe hở mặt bên. Ở đây bánh răng trụ cĩ độ cấp chính xác là 9. Khi chế tạo được kiểm tra bằng dụng cụ đo chuyên dùng. Dạng sản xuất đơn chiếc ,nhỏ. II- QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG BÁNH RĂNG ; 2.1 Chọn phơi: Phơi là phơi đúc trong khuơn nĩng chảy cĩ dọ chính xác cấp III với lượng dư gia cơng (tra bảng 3.1 sách cơng nghệ chế tạo bánh răng của Pgs. Ts . Trần Văn Địch trang 43) là 2,5mm. 2.2. Quy trình cơng nghệ: cho bánh răng lớn xoắn phải. + NC1: Tiện 1 mặt đầu và tiện lỗ : Tiện thơ và tinh.Và vát mét Chế độ tiện khi tiện thơ: t =3-5 mm. s =0, 3-1, 5 mm/vg. V=120m/ph. Chế độ khi tiện tinh: Chế độ cắt: s =0, 1mm/vg. t=0, 5mm. v=160m/ph. Sử dụng dao tiện lỗ hợp kim cứng T15K6. Dao tiện ngồi đầu gắn thép giĩ. Tiện mặt đầu và lỗ Sơ đồ gá đặt trên mâm cặp 3 chấu. Máy tiện rơvonve thường. Hình 4.2:Sơ đồ gá đặt NC1. NC2:Tiện thơ và tinh mặt đầu cịn lại.Vát mét. Chế độ tiện khi tiện thơ: t =3-5 mm. s =0, 3-1, 5 mm/vg. V=120m/ph. Chế độ khi tiện tinh: Chế độ cắt: s =0, 1mm/vg. t=0, 5mm. v=160m/ph. . Dao tiện ngồi đầu gắn thép giĩ. Tiện mặt đầu Sơ đồ gá đặt trên mâm cặp 3 chấu. Máy tiện rơvonve thường. Hình 4.3: Sơ đồ gá đặt gia cơng mặt đầu cịn lại. NC3:Tiện thơ và tinh bề mặt bề mặt trụ ngồi. Chế độ tiện khi tiện thơ: t =3-5 mm. s =1, 5 mm/vg. V=180m/ph. Chế độ khi tiện tinh: Chế độ cắt: s =0, 1mm/vg. t=0, 5mm. v=200m/ph. . Dao tiện ngồi đầu gắn thép giĩ. Hình 4.4 :Sơ đồ gá đặt NC3. NC4: Chuốt lỗ cĩ rãnh then: Chế độ cắt: V=2-12m/ph a =0, 02mm. trên máy truốt đứng: Sơ đồ gá đặt: Hình 4.5 :Sơ đồ gá đặt NC4. NC5: Cắt răng. Dùng phương pháp ,phay lăn răng bằng dao phay trục vít. Sử dụng máy phay lăn răng . Cĩ sử dụng đầu phân độ vạn năng: Sơ đồ gá dao phay khi phay răng trụ răng nghiêng: Hình 5.5:Sơ đồ gá dao phay khi phay răng ngiêng. là gĩc xoắn của răng dao phay. φ gĩc của trục dao phay được gá ngiêng và với dao phay phải. Hướng chạy dao từ trên xuống (phay nghịch). Phân độ: Sử dụng phân độ đơn giản: đặc tính đầu phân độ này là N=40 Áp dụng cơng thức: Với: n: số vịng cần quay . Z là số răng của bánh răng cần chia. N=40. Vậy ta tiến hành điều chỉnh đầu phân độ như sau: Ta quay chốt đi 10 trên vong trịn cĩ 37 lỗ của mặt thứ nhất: Tra bảng 5. 6 chế độ cắt bánh răng (sách cơng nghệ chế tạo bánh răng của Pgs. Ts Trần Văn Địch) ta cĩ chế độ cắt khi phay thơ và bán tinh: Sơ đồ gá đặt phơi: Hình 4.6 :Sơ đồ gá đặt khi phay răng Sau đĩ được gá lên đầu chia độ vạn năng của máy phay nhờ 2 mũi chống tâm. NC6: Vê đầu răng: Vát mét một phía, sử dụng dao phay ngĩn hình cơn : gá như NC5 NC7: Nhiệt luyện: Đối với bánh lớn đạt HB=250, bánh nhỏ HB=280. Bằng tơi cao tần.Làm nguội bằng Emuxi.Làm sạch bánh răng sau nhiệt luyện. NC8: Gia cơng tinh lỗ trục. Mài lại lỗ . NC9: Cà răng: sử dụng máy cà răng 5B702 của nga. Sử dụng trục gá đuợc gá trên bàn máy cà răng nhờ 2 mũi chống tâm. Sử dụng phương pháp cà song song. Hình 4.7:Sơ đồ chạy dao của phương pháp cà răng song song. Chế độ cắt khi cà răng (tra bảng 6. 3 ;6. 4 .Sách cơng nghệ chế tạo bánh răng của Pgs. ts Trần văn Địch ). S=0, 4mm/vịng của bánh răng. (lượng chạy dao dọc ) S=0, 04mm/hành trình kép. (lượng chạy dao hướng kính). V=80mm/ph. NC10: Kiểm tra: Bằng dụng cụ đo chuyên dùng. CHƯƠNG V NHẬN XÉT VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN I. TRÌNH TỰ TRỘN. Đổ lần lượt các thành phần trộn đã theo định lượng trước.Lần lượt:Lần 1(khơng cho hết một thứ cho đến hết mà lần lượt 1 thầnh phần 1 lượng nhỏ): Cát cũ -Bentonit-Cát mới – Mùn cưa, lần 2…Cứ thế lặp lại cho đến hết hỗn hợp cần trộn .Bật máy trộn ,rồi cho nước vào hỗn hợp (vừa trộn vừa cho nước) để sao cho đạt độ ẩm đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. II. HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG A. Hướng dẫn vận hành. 1. Kiểm tra trước khi vận hành. - Kiểm tra nguồn điện 3 pha từ tủ điện đến động cơ cĩ đủ 3 pha khơng. - Kiểm tra thiết bị đĩng cắt, bảo vệ động cơ làm việc đảm bảo độ tin cậy. - Kiểm tra hệ thống cơ (khớp nối, puly) bulơng, bệ máy) được bắt chắc chắn. - Động cơ lắp đặt đảm bảo đồng tâm với thiết bị kéo tải, rơto quay dễ dàng khơng bị kẹt. - kiểm tra các cánh khuấy. cĩ bị nứt mối hàn hay khơng… 2. Đối với động cơ sau một thời gian nghỉ khơng làm việc khi đưa vào sử dụng phải kiểm tra lại điện trở cách điện của cuộn dây với vỏ, giữa các cuộn dây với nhau. Mằng megơm kế 500V đối với động cơ hạ áp, megơm kế 1000V, 2500V đối với động cơ cao áp. Trị số đo được khơng nhỏ hơn 0, 5 Megơm (MW). Nếu trị số nhỏ hơn 0, 5MW thì động cơ cần phải sấy khơ và kiểm tra lại sau khi sấy. 3. Khi động cơ làm việc trị số dịng điện khơng được vượt quá dịng điện ghi trên nhãn. 4. Điện áp lưới điện cấp cho động cơ khi kéo tải cho phép sai số 5% so với điện áp ghi trên nhãn. Khi điện áp lưới thấp hơn phạm vi cho phép, yêu cầu phải giảm tải để dịng điện khơng vượt dịng định mức. 5. Động cơ chạy bị rung, cĩ tiếng kêu phải kiểm tra lại độ đồng tâm lắp đặt giữa động cơ và máy cơng tác. 6. Động cơ chạy bị phát nĩng nhanh, quá nhiệt độ cho phép cần phải kiểm tra lại tải cĩ lớn khơng, điện áp cấp cho động cơ quá thấp hay quá cao hoặc bị mất 1 pha nào đĩ cấp cho động cơ. 7. Trong quá trình vận hành phải luơn luơn theo dõi các thơng số dịng điện, điện áp. Đồng thời phải theo dõi dao động của máy. theo dõi nhiệt độ của ổ bi khơng lớn hơn 900C. 8. Chạy khơng tải 5 phút khi trộn mẻ đầu tiên. B. Bảo dưỡng và bảo quản 1. Đối với động cơ điện sử dụng vịng bi khơng cĩ vịng chặn mỡ thì sau 4000 giờ làm việc. Phải bảo dưỡng rửa sạch vịng bi bằng dầu cơng nghiệp và thay bằng loại mỡ cùng loại hoặc tương đương, lượng mỡ từ 1/2 đến 1/3 khoang trống vịng bi. 2. Đối với động cơ sử dụng vịng bi cĩ vịng chặn mỡ thì khơng cần thay mỡ hay bổ xung mỡ trong suốt thời gian sử dụng. 3. Động cơ cĩ điện trở cách điện nhỏ hơn 0, 5MW. Khi đưa vào sử dụng cần phải làm sạch, sấy khơ (Phương pháp sấy khơ đơn giản là dùng bĩng đèn điện). 4. Động cơ để lâu cần phải cĩ thùng, túi đựng kín cách ly với mơi trường ẩm. Đầu trục bơi mỡ bảo quản chống rỉ. 5. thường xuyên kiêm tra dầu bơi trơn, làm mát ở hộp giảm tốc và các gối đỡ. III. NHẬN XÉT: Trong quá trình thực hiện luận văn em đã đựơc tiếp xúc thực tế và tìm hiểu khơng nhưng trong nội dung đề tài mà rất nhiều loại máy chế biến thực phẩm rất phù hợp với ngành thủy sản và chế biến thức ăn gia súc, đĩ là điều kiện rất thuận lợi khi ở trường mình rất mạnh về lĩnh vực thủy sản . Nĩ phục vụ sinh viên khi ra trường ,làm ở các nhà máy chế biến thủy sản hoặc các nhà máy chế tạo máy và sản suất thiết bị phục vụ cho ngành chế biến. Các dạng đề tài năm nay đi sâu vào thực tế ngồi đời sống ,vì vậy nĩ rất giúp ích cho sinh viên chúng em quen dần việc giải quyết những vấn đề nảy sinh trong quá trình làm việc sau này. IV. ĐỀ XUẤT: Khi làm về máy thực phẩm mà trong nước cĩ nhu cầu đặc biệt về lĩnh vực thủy sản cĩ thể chế tạo thử nghiệm mơ hình khi làm đề tài. Chuyên sâu vào mảng đề tài thực tế, đặc biệt trường ta mạnh về lĩnh vực chế biến thủy sản. . IA.XOKOLOV: Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm. Người dịch : NGUYỄN TRỌNG THỂ. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 1976. ĐỒN DỤ- BÙI ĐỨC LỢI. Cơng nghệ và các máy chế biến lương thực. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 1983. 3. PGS.TS. PHẠM HÙNG THẮNG. Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án mơn học Chi Tiết Máy. NXB Nơng Nghiệp- TP.HCM 1995. PGS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH. Cơng nghệ chế tạo Bánh Răng. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 2003. 5. NGUYỄN TRỌNG HIỆP. Chi tiết máy (2 tập). NXB Giáo dục. 6. NGUYỄN TRỌNG BÌNH , NGUYỄN THẾ ĐẠT, TRẦN VĂN ĐỊCH. Cơng nghệ chế tạo máy. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 2001. TS.TRẦN VĂN YẾN. Thiết lặp các bản vẽ trong đồ án chi tiết máy. NXB Giao thơng vận tải. TH.S.NGUYỄN VĂN TƯỜNG. Bài giảng chế tạo máy 1-2. Đai học Nha Trang 2003. TH.S. TRẦN DỖN HÙNG. Bài giảng máy cơng nghiệp. Đại học Nha Trang 2002. ĐẶNG VĂN NGHÌN, PHẠM NGỌC TUẤN, LÊ TRUNG THỰC NGUYỄN VĂN GIÁP, THÁI THỊ THU HÀ. Các phương pháp gia cơng kim loại. NXB Đại học quốc gia TP.HCM. 11.NGUYỄN NGỌC CẨN . Máy cắt kim loại. NXB Đại học quốc gia TP.HCM. 12.TRẦN VĂN ĐỊCH. Đồ gá gia cơng cơ khí. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 2003. 13.TH.S.NGUYỄN VĂN TƯỜNG. Bài giảng giáo trình chế tạo phơi. Đại học Nha Trang. 14.NHIỀU TÁC GIẢ. Tập bản vẽ chi tiết máy. NXB Giáo dục. 15. HỒ VIẾT BÌNH ,LÊ ĐĂNG DOANH. Đồ gá gia cơng cơ khí. NXB Đà Nẵng 2000. 16.HÀ VĂN VUI, NGUYỄN VĂN LONG. Đồ gá trên máy cắt kim loại (2 tập). NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 1987. 17.PGS.TS.TRẦN VĂN ĐỊCH. Sổ tay và Atlas đồ gá. NXB Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội 2003. 18.NGUYỄN ĐẮC LỘC, LINH ĐỨC TỐN. Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy (tập 1,2). 19.PGS.TS. NGUYÊN VĂN BA. Sức bền vật liệu (2 tập). NXB Nơng Nghiệp- TP.HCM 1995.