Thuyết minh đồ án chi tiết máy NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy MỤC LỤC \ Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Lời nói đầu Hiện khoa học kỹ thuật phát triển mang lại lợi ích cho người tất lĩnh vực đời sống xã hội Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào phát triển chung nước khu vực giới Đảng Nhà nước ta đề mục tiêu năm tới nhằm tiến tới công nghiệp hoá đại hoá đất nước Muốn thực điều ngành cần quan tâm phát triển ngành khí chế tạo máy ngành khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng việc sản xuất thiết bị công cụ cho ngành kinh tế quốc dân Để thực việc phát triển ngành khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng yêu cầu công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền sản xuất Nhằm thực mục tiêu đó, sinh viên trường ĐHKT Công Nghiệp - Thái Nguyên nói riêng sinh viên trường kỹ thuật nói chung nước cố gắng phấn đấu học tập rèn luyện, trau dồi kiến thức học tìm hiểu tình học tập để đóng góp phần trí tuệ sức lực vào công đổi đất nước kỷ Làm quen với công việc thiết kế, chúng em giao “ Thiết kế trạm dẫn động dùng cho băng tải” Qua đồ án này, chúng em tổng kết lại kiến thức lý thuyết học, củng cố mở rộng thêm kiến thức, hiểu rõ công việc kỹ sư tương lai Tuy nhiên với hiểu biết hạn chế với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án chúng em không tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong bảo thầy cô giáo môn Thiết kế khí thầy cô giáo khoa khí để đồ án em hoàn thiện Sinh viên thực : 1- Nguyễn Văn Nhậm 2- Đinh Văn Đạt Giảng viên hướng dẫn : Ngô Quốc Huy Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí – Tập PGS TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển Nhà xuất Giáo Dục – 2007 [2] – Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí – Tập PGS TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển Nhà xuất Giáo Dục – 2007 [3] – Hướng dẫn đồ án Chi Tiết Máy 2013Vũ Ngọc Pi – Nguyễn Văn Dự [4] – Tập vẽ Chi tiết máy Nguyễn Bá Dương – Nguyễn Văn Lẫm – Hoàng Văn Ngọc – Lê Đắc Phong Nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp-Hà Nội-năm 1978 [5] – Dung sai lắp ghép – PGS.TS Ninh Đức Tốn Nhà xuất giáo dục Phần I : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Chọn động điện 1.1 Chọn kiểu, loại động Với thị trường việc chọn động điều không khó khăn, để chọn động phù hợp với điều kiện sản xuất, điều kiện kinh tế, cho hiệu cao nhất, cần phải rõ số loại động phổ biến Sau vài loại động có mặt thị trường: + Động điện chiều: loại động có ưu điểm thay đổi trị số mômen vận tốc góc phạm vi rộng, đảm bảo khởi động êm, hãm đảo chiều dễ dàng chúng lại có nhược điểm giá thành đắt, khó kiếm phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt thiết bị chỉnh lưu, dùng thiết bị vận chuyển điện, thang máy, máy trục, thiết bị thí nghiệm + Động điện xoay chiều: bao gồm loại: pha ba pha Động pha: có công suất nhỏ phù hợp cho dụng cụ gia đình Trong công nghiệp sử dụng rộng rãi động ba pha: đồng không đồng So với động ba pha không đồng bộ, động ba pha đồng có ưu điểm hiệu suất hệ số cosφ cao, hệ số tải lớn có nhược điểm: thiết bị tương đối phức tạp, giá thành cao phải có thiết bị phụ để khởi động động cơ, chúng dùng cho trường hợp cần công suất lớn (100kw), cần đảm bảo chặt chẽ trị số không đổi vận tốc góc Động ba pha không đồng gồm hai kiểu: rôto dây rôto ngắn mạch: - Động ba pha không đồng rôto dây cho phép điều chỉnh vận tốc phạm vi nhỏ ( khoảng 5%), có dòng điện mở máy thấp hệ số cosφ thấp, giá thành đắt, vận hành phức tạp dùng thích hợp phạm vi hẹp để tìm vận tốc thích hợp dây chuyền công nghệ lắp đặt - Động ba pha không đồng rôto ngắn mạch có ưu điểm kết cấu đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo quản, trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy dòng điện song hiệu suất hệ số công suất thấp so với động ba pha đồng bộ, không điều chỉnh vận tốc Từ ưu, nhược điểm với điều kiện hộp giảm tốc, ta chọn Động ba pha không đồng rôto ngắn mạch 1.2 Chọn công suất động Công suất động chọn theo điều kiện nhiệt độ - đảm bảo cho động làm việc nhiệt độ sinh không mức cho phép Muốn vậy, điều kiện sau phải thoả mãn: Pdmdc ≥ Pdtdc (kW) Trong đó: - Pdmdc Pdtdc theo công thức 2.19[1] : Công suất định mức động : Công suất đẳng trị trục động Xác định công suất đẳng trị trục động cơ: Động làm việc với chế độ tải không đổi nên : Plvct P = η∑ Pdtdc = Plvdc dc lv Với: - Trong : - Plvct η∑ (kW): Công suất làm việc danh nghĩa trục động : Công suất làm việc danh nghĩa trục công tác : Hiệu suất chung toàn hệ thống Ta có : Plvct = Ft v 103 (kW) Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Với : -Ft : Lực vòng trục công tác (N); -v : Vận tốc vòng băng tải (m/s) ⇒ Plvct = Ft v 7500.1,2 = = 9(k W ) 103 103 η∑ = η mbr η n ol η l kn η k x theo công thức 2.9[1] (m số cặp bánh trụ, n số cặp ổ lăn, l số khớp nối, k số truyền xích ) Tra bảng 2.3[1] Trị số hiệu suất loại truyền ổ: Với : - ηbr = 0,96 : Hiệu suất truyền bánh trụ (2 cặp) η x = 0,96 : Hiệu suất truyền xích - ηol = 0,99 ηkn = 1,0 : Hiệu suất cặp ổ lăn (4 cặp ổ lăn) : Hiệu suất khớp nối (2 khớp nối) ⇒ η∑ = 0,962.0,994.1,0.0,96 = 0,85 Pdtdc = Plvdc = Vậy ta xác định : Thay vào 1.1 ta có Plvct = = 10,59(k W ) η ∑ 0,85 Pdmdc ≥ 10,59(k W ) 1.3 Chọn tốc độ đồng động Động có số vòng quay lớn kích thước, trọng lượng, giá thành động giảm Về mặt nên chọn động có số vòng quay lớn Tuy nhiên số Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy vòng quay lớn tỷ số truyền động chung lớn kết làm tăng khuôn khổ, kích thước, giá thành truyền, trục, ổ, với lý nên chọn động có số vòng quay nhỏ Vì cần phải chọn số vòng quay động hợp lý Số vòng quay đồng động (còn gọi tốc độ từ trường quay), theo tiêu chuẩn có số vòng quay: 3000, 1500, 1000, 750,… (v/ph) Số vòng quay đồng động (còn gọi tốc độ từ trường quay) xác định theo công thức: ndb = 60 f p f f : Tần số động xoay chiều (Hz) ( p p : Số đôi cực từ ( = 1; 2; 3; … ) - = 50Hz ) Trên thực tế, số vòng quay đồng động có giá trị 3000, 1500, 1000, 750, (v/ph) Khi số vòng quay đồng động tăng khuôn khổ, khối lượng giá thành động giảm ( số đôi cực p giảm ), hiệu suất hệ số công suất ( cosφ ) tăng Vì người ta mong muốn sử dụng động có số vòng quay cao Tuy nhiên dùng động với số vòng quay cao lại yêu cầu giảm tốc độ nhiều hơn, tức phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỷ số truyền lớn hơn, kết kích thước giá thành truyền tăng lên Vì kết hợp hai yếu tố cần chọn số vòng quay thích hợp cho động cơ: Chọn p f = 2; = 50Hz Ta có số vòng quay đồng động cơ: Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên  Thuyết minh đồ án chi tiết máy ⇒ ndb = 60.50 = 1500(v / ph) Số vòng quay trục công tác xác định theo công thức: - Với hệ dẫn động băng tải 60.103.v nct = (v / ph) πD - D: Đường kính tang dẫn băng tải (mm) - v: Vận tốc vòng băng tải (m/s) ⇒ nct = 60.103.v 60.103.1, = = 41,67(v / ph) πD π 550 • Tỷ số truyền nên dùng Với: - unhd = ÷ 40 undx = 1,5 ÷ h u∑ nd = und undx : Tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ cấp : Tỷ số truyền nên dùng truyền xích (Tra bảng 2.4[1]) h x ⇒ u∑ nd = und und = (8 ÷ 40).(1,5 ÷ 5) = (12 ÷ 200) Vậy ta xác định số vòng quay nên dùng động cơ: dc nnd = u∑ nd nct = (12 ÷ 200).41,67 = (500,04 ÷ 8334)(v / ph) ⇒ Từ công thức (1.6) ta có: dc ndb ∈ nnd 1.4 Chọn động sử dụng thực tế Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Căn vào công suất làm việc danh nghĩa trục động Plvdc ta tiến hành tra bảng P1.3[1] chọn động có công suất định mức thỏa mãn điều kiện có số vòng quay đồng động Kiểu động 4A160S4Y Công suất (KW) 15,0 ndb , thành lập bảng sau : ϕ η% Vận tốc cos quay (v/ph) 1460 0,88 89 Tmax Tdn Tk Tdn 2,2 1,4 1.5 Kiểm tra điều kiện mở máy, tải cho động 1.5.1 Kiểm tra điều kiện mở máy cho động Khi khởi động, động cần sinh công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ì hệ thống Kiểm tra điều kiện mở máy cho động theo công thức: dc Pmm ≥ Pbddc (kW) Trong đó: dc Pmm - Pbddc - : Công suất mở máy động : Công suất cản ban đầu Xác định công suất mở máy động cơ: dc Pmm = Tk dc Pdm = 1,4.15,0 = 21(k W ) Tdn Xác định công suất cản ban đầu: Pbddc = K bd Plvdc = 1,25.10,59 = 13,24(k W ) ( K bd : Hệ số cản ban đầu theo sơ đồ tải trọng ) 10 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy 1.1 Chiều dày vỏ hộp - Thân hộp : δ = 0,03.a + = 0,03.aw2 +3 = 0,03.190 + = 8,7(mm) > 6(mm) Chọn δ = 9(mm) - Nắp hộp : δ1 = 0,9.δ = 0,9.9 = 8,1(mm) Chọn δ1 = 8(mm) 1.2 Gân tăng cứng - Chiều dày: e = (0,8 ÷ 1).δ = (0,8 ÷ 1).9 = (7,2÷ 9)(mm) Chọn e = 8(mm) - Chiều cao: h < 58 (mm) - Độ dốc: khoảng 2o 1.3 Đường kính bulông, vít Bulông nền, d1: d1 > 0,04.a + 10 = 0,04.190 + 10 = 17,6(mm) > 12(mm) Chọn d1 = 18(mm) Bu lông M18 - Bulông cạnh ổ, d2: d2 = (0,7 ÷ 0,8).d1 = (0,7 ÷0,8 ).18 = (12,6 ÷ 14,4)(mm) Chọn d2 = 14(mm) Bu lông M14 - Bulông ghép bích lắp thân, d3 : d3 = (0,8 ÷ 0,9).d2 = (0,8 ÷ 0,9).14 = (11,2 ÷ 12,6)(mm) Chọn d3 = 12(mm) Bu lông M12 - Vít ghép nắp ổ, d4: d4 = (0,6 ÷ 0,7).d2 = (0,6 ÷ 0,7).14 = (8,4 ÷ 9,8)(mm) Chọn d4 = 10(mm) Vít M10 - Vít nắp cửa thăm, d5: d5 = (0,5 ÷ 0,6).d2 = (0,5 ÷ 0,6).14 = (7 ÷ 8,4)(mm) Chọn d5 = 8(mm) Vít M8 - 1.4 Mặt bích ghép nắp thân Nắp thân hộp ghép bulông Chiều dày mặt bích S S1 chọn theo điều kiện đảm bảo độ cứng Bề rộng mặt bích K3 phải đủ để xiết chặt xoay chìa vặn góc ≥ 600 Bề mặt ghép nắp thân mài cạo để 134 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy lắp sít Khi lắp, hai bề mặt không cần dùng đệm lót (để đảm bảo kiểu lắp ổ vào vỏ trục) Hình 4.2 Bề mặt nắp thân Chiều dày mặt bích thân hộp,S3: S3 = (1,4 ÷ 1,8).d3 = (1,4 ÷ 1,8).12 = (16,8 ÷ 21,6)(mm) Chọn S3 = 20(mm) - Chiều dày bích nắp hộp, S4: S4 = (0,9 ÷ 1).S3 = (0,9 ÷ 1).20 = (18 ÷ 20)(mm) Chọn S4 = 18(mm) - Bề rộng bích nắp thân, K3 : K3 ≈ K − ( ÷ ) (mm) - ÷ Với K2 = E2 + R2 +(3 5) (mm) (K2 bề rộng mặt ghép cạnh bulông cạnh ổ) E2 ≈ 1, 6.d = 1, 6.14 = 22, 4(mm) R2 ≈ 1,3.d = 1, 3.14 = 18, 2( mm) ⇒ K = 22, + 18, + (3 ÷ 5) = (43, ÷ 45, 6)( mm) Chọn K2 = 44(mm) K ≈ 44 − (3 ÷ 5) = (39 ÷ 41)( mm) 135 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Chọn K3 = 40(mm) 1.5 Mặt đế hộp - Chiều dày phần lồi: S1 ≈ (1,3 ÷ 1,5).d1 = (1, ÷ 1,5).18 = (23, ÷ 27) ( mm ) Chọn S1 = 25(mm) - Bề rộng măt đế hộp: K1 ≈ 3.d1 = 3.18 = 54 ( mm ) q ≥ K1 + 2.δ = 54+ 2.9 = 72(mm) Chọn q = 72(mm) 1.6 Khe hở chi tiết - Giữa bánh với thành hộp: ∆ ≥ (1 ÷ 1, 2).δ = ( ÷ 1, ) = ( ÷ 10,8 ) ( mm ) Chọn Δ = 10(mm) - Giữa đỉnh bánh đáy hộp: ∆1 ≥ ( ÷ ) δ = ( ÷ ) = ( 27 ÷ 45 ) ( mm ) Chọn Δ1 = 30(mm) - Giữa mặt bên bánh với nhau: Δ2 ≥ δ = 9(mm) Chọn Δ2 = 10(mm) 1.7 Số lượng bulông Z= L+B ( 200 ÷ 300 ) Chiều dài HGT: d + da L ≥ aw1 + aw + a1 + 2∆ + 2.δ + K 54,61 + 293,27 = 166 + 190 + + 2.10 + 2.19 + 2.40 = 647,94( mm) - ⇒ Lấy tròn L = 648(mm) - Chiều rộng HGT: 136 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy - B = l21 +10.2 = 222 + 10.2 = 242(mm) Số lượng bu lông nền: L+B L+B 648 + 242 648 + 242 ≤Z ≤ ⇔ ≤Z≤ 300 200 300 200 ⇔ 2,97 ≤ Z ≤ 4, 45 ⇒ Chọn Z = 1.8 Kích thước gối trục Gối trục cần phải đủ độ cứng để không ảnh hưởng đến làm việc ổ Đường kính gối trục (D3) chọn theo đường kính nắp ổ Dựa vào kích thước trục tính toán phần thiết kế trục bảng 18-2 [2] ta tra kích thước gối trục: Hình 4.3 Gối trục Trục I II III Bảng 4.1 Thông số kích thước gối trục D(mm) D2(mm) D3(mm) D4(mm) h(mm) d4(mm) 62 75 90 52 M6 120 140 170 115 14 M10 130 150 180 115 14 M10 Z 6 137 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy D: Đường kính lỗ lắp ổ lăn - Tâm lỗ bu lông cạnh ổ: E2 ≈ 1, 6.d = 1, 6.14 = 22, 4(mm) R2 ≈ 1, 3.d = 1, 3.14 = 18, 2( mm) C= Với D3 CI = ta có: 90 170 = 45( mm) CII = = 85(mm) 2 ; ; CIII = 180 = 90( mm) II Chọn chi tiết phụ 2.1 Cửa thăm Để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp lắp ghép để đổ dầu vào hộp, đỉnh hộp có cửa thăm Cửa thăm đậy nắp Trên có nút thông hơi, tra theo bảng 18.5[2]: 138 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Hình 4.4 Cửa thăm Bảng 4.2 Thông số kích thước nắp quan sát C1 K 87 2.2 Nút thông Khi làm việc, nhiệt độ hộp tăng lên Để giảm áp suất điều hòa không khí bên bên hộp, ta dùng nút thông Nút thông thường nắp cửa thăm vị trí cao hộp giảm tốc, tra theo bảng 18.6[2]: 139 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Hình 4.5 Nút thông A B C Bảng4.3 Thông số nút thông D E G H I K M N L O P M27x 5 6 2 Q R S 2.3 Nút tháo dầu Sau thời gian làm việc, dầu bơi trơn chứa hộp bị bẩn ( bụi bặm, hạt mài) bị biến chất, cần phải tháo để thay dầu Để tháo dầu cũ cần có lỗ tháo dầu lỗ tháo dầu lúc làm việc nút kín nút tháo dầu Kích thước nút tháo dầu trụ tra theo bảng 18.7[2]: 140 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Hình4.6 Nút tháo dầu trụ d M22x2 b 15 Bảng4.4 Thông số nút tháo dầu trụ m f L c q D 10 28 2,5 19,8 32 S 22 D0 25, 2.4 Kiểm tra mức dầu v ≤ 12 m / s Khi vận tốc bánh bánh ngâm dầu Chiều cao mức dầu hộp kiểm tra qua que thăm dầu.Có kích thước tiêu chuẩn hóa cho hình vẽ.Chiều cao mức dầu hộp kiểm tra thiết bị dầu Dùng que thăm dầu để kiểm tra 141 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy L 30 12 Ø6 M12 Ø5 Ø12 Ø18 R2 1X45° 0,5X45° 1X45° Hình 4.7 Mức dầu que thăm dầu 2.5 Bulông vòng Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc (khi gia công, lắp ghép), nắp thân thường lắp thêm bulông vòng Kích thước bulong vòng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc, tra theo bảng 18.3b[2] , chọn trọng lượng hộp giảm tốc m = 180 KG, tra theo bảng 18.3a[2], chọn kết cấu kích thước bulong vòng: 142 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy d1 120° h2 c x f l h h1 d5 d Hình 4.8 Bulong vòng Bảng 4.5 Thông số kích thước bulong vòng(mm) d M10 d1 d2 d3 d4 d5 5 5 h 2 h h h3 l ≥ f 2 b c r r r 1, 5 Trọng lượng nâng a b c 20 25 12 2.6 Chốt định vị Để đảm bảo vị trí tương đối nắp thân trước sau gia công, lắp ráp ta dùng chốt định vị Ta chọn chốt hình côn, hình dáng kích thước chốt tra theo bảng 18.4b[2]: 143 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Thuyết minh đồ án chi tiết máy Hình 4.9 Chốt định vị hình côn Bảng 4.5 Thông số hình dáng kích thước chốt đinh vị hình côn d (mm) c (mm) l (mm) 1,2 45 2.7 Chọn dầu bôi trơn cho hộp giảm tốc Để giảm mát công suất ma sát, giảm mài mòn răng, đảm bảo thoát nhiệt tốt đề phòng chi tiết máy bị hỏng, cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc + Phương pháp bôi trơn: vận tốc vòng v