Đang tải... (xem toàn văn)
Hoàn chỉnh kết cấu và công nghệ chế tạo bộ phận cắt máy bạt gốc mía HUA BGM 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------- ---------- NGUYỄN NGỌC BẢO HOÀN CHỈNH KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẮT MÁY BẠT GỐC MÍA HUA.BGM-1 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN XUÂN THIẾT HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Nguyễn Ngọc Bảo Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn Xuân Thiết, người ñã trực tiếp hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong quá trình làm ñề tài và hoàn thành Luận văn cùng tập thể các thầy cô trong Bộ môn Cơ học kỹ thuật – Khoa Cơ ðiện - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện ñề tài. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo trong khoa Cơ ðiện ñã trực tiếp giảng dạy tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Cảm ơn Trường Cao ñẳng Công nghiệp Nam ðịnh và bạn bè ñồng nghiệp ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi và giúp ñỡ tôi hoàn thành Luận văn này. Tác giả luận văn Nguyễn Ngọc Bảo Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ðẦU 1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÁY BẠT GỐC MÍA 4 1.1 Một số nét khái quát về mía lưu gốc và ñiều kiện làm việc của máy bạt gốc mía. 4 1.2 Tình hình nghiên cứu cơ khí hoá khâu ñốn gốc mía trên thế giới 7 1.3 Tình hình nghiên cứu cơ khí hóa khâu ñốn gốc mía ở trong nước 9 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÁY BẠT GỐC MÍA HUA.BGM-1 14 2.1 Các kết quả nghiên cứu ñộng học và ñộng lực học của máy 14 2.1.1 Kết cấu máy ñốn gốc mía 14 2.1.2 Các thông số chính của máy 17 2.2 Những tồn tại cần ñược khắc phục của mẫu máy: 18 CHƯƠNG III HOÀN THIỆN KẾT CẤU BỘ PHẬN CẮT MÁY BẠT GỐC MÍA HUA.BGM-1 20 3.1 ðộng lực học bộ phận làm việc của máy – Bài toán dao ñộng 20 3.1.1 Lựa chọn mô hình tính 20 3.1.2 Phương trình vi phân dao ñộng 26 3.1.3 Một số kết quả tính toán 28 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . iv 3.2 Tính toán ñộ bền trục cắt – Bài toán ñộ bền mỏi 42 3.3 Kết cấu của bộ phận cắt 50 CHƯƠNG IV CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẮT 53 4.1 Công nghệ chế tạo trục bộ phận cắt 53 4.2 Công nghệ chế tạo dao 66 KẾT LUẬN CHUNG 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT F c - Lực cắt T - Chu kì của lực kích thích ρ - khối lượng riêng của thép m t - khối lượng của trục J t - mô men quán tính khối lượng của trục I p - mô men quán tính ñộc cực R d - bán kính ñĩa lắp dao M d - khối lượng của ñĩa J d - mô men quán tính khối lượng ñĩa J o - mô men quán tính khối lượng qui ñổi ϕ - góc xoắn của trục T - ñộng năng Π - thế năng ω 0 - Tần số dao ñộng riêng Ω - Tần số dao ñộng cưỡng bức ϕ 1 - Nghiệm tổng quát ϕ * - Nghiệm riêng α - Góc cắt trượt n m - Hệ số an toàn mỏi n ch - Hệ số an toàn chảy σ - Ứng suất pháp τ - Ứng suất tiếp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1 Biên ñộ và góc xoắn cực trị của ñĩa khi thay ñổi r 1 (r d1 = 0,22m; r d2 = 0; l = 0,6m; m = 12kg; r 2 = 0) 32 3.2 Biên ñộ và các cực trị của góc xoắn tương ứng với sự thay ñổi của r 2 (R d = 0,22m; l = 0,6m; m = 12kg; r 1 = 0,03m) 35 3.4 Biên ñộ và các giá trị cực trị của góc xoắn khi khối lượng ñĩa cắt M thay ñổi (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02m; R d = 0,22m l = 0,6m). 39 3.5 Hệ số an toàn tĩnh n ch và hệ số an toàn mỏi n m 49 4.1 Thành phần hoá học của thép cacbon kết cấu 45 54 4.2 Bảng cơ tính và ứng suất cho phép của thép cacbon kết cấu C45 56 4.3 Thành phần hoá học của thép nhíp 50CrMnA 66 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . vii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Mô phỏng về sự phân bố gốc mía 6 1.2 Máy ñốn gốc mía Pakistan 7 1.3 Máy ñốn gốc mía của Ấn ðộ 8 1.4 Sơ ñồ nguyên lý máy ñốn gốc mía có lưỡi dao ñộng 10 1.5 Sơ ñồ nguyên lý máy ñốn gốc mía có dao lắp lỏng trên roto nằm ngang 10 1.6 Máy Bạt gốc mía HUA.BGM-1. 11 1.7 Mô hình hệ thống truyền ñộng 11 1.8 Kết cấu máy bạt gốc mía 12 2.1 Kết cấu máy ñốn gốc mía 14 2.2 Kết cấu khung máy 15 2.3 Kết cấu bộ phận cắt 16 2.4 Kết cấu cụm bánh xe 17 2.5 Mô hình máy ñốn gốc mía 18 2.6 Chất lượng cắt gốc mía 18 3.1 Mô hình tính bài toán dao ñộng của ñĩa cắt . 21 3.2 Biến thiên lực cản cắt F C 22 3.3 Biểu diễn gần ñúng lực cản cắt F C 22 3.4 Sơ ñồ lực kích thích tác dụng lên trục 23 3.5 Mô hình dao ñộng xoắn hệ một bậc tự do có ngàm 25 3.6 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn φ và lực kích thích M C theo thời gian t (r 1 = 0,015m; r 2 = 0; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m) 29 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . viii 3.7 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn φ và lực kích thích M C theo thời gian t (r 1 = 0.02m; r 2 = 0; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m). 29 3.8 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn φ và lực kích thích M theo thời gian t (r 1 = 0,025m; r 2 = 0; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m). 30 3.9 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn, lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m). 30 3.10 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,04m; r 2 = 0; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m). 31 3.11 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn, lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,005; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m). 33 3.12 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r2 = 0,01m; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m). 33 3.13 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,015m; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m). 34 3.14 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02m; l = 0,6m; m = 12kg; R d = 0,22m). 34 3.15 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02; m = 12kg; R d = 0,22m; l = 0,35m). 36 3.16 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02; R d = 0,22m; m = 12kg; l = 0,4m). 36 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . ix 3.17 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02; R d = 0,22m; m = 12kg; l = 0,45m). 37 3.18 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02;R d = 0,22m; l = 0,5m). 37 3.19 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn và lực kích thích theo thời gian (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02; R d = 0,22m; l = 0,6m). 38 3.20 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn φ và lực kích thích M theo thời gian t trong trường hợp r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02m; R d = 0,22m; l = 0,6m; 40 3.21 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn φ và lực kích thích M theo thời gian t (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02m; R d = 0,22m; l = 0,6m; m = 20kg) 40 3.22 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn φ và lực kích thích M theo thời gian t (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02m; R d = 0,22m; l = 0,6m; m = 25kg) 41 3.23 ðồ thị biểu diễn quan hệ giữa góc xoắn φ và lực kích thích M theo thời gian t (r 1 = 0,03m; r 2 = 0,02m; R d = 0,22m; l = 0,6m; m = 30kg) 41 3.25 Tiết diện mặt cắt ngang của trục 44 3.26 Biểu ñồ biến thiên của lực cản cắt 45 3.27 Biểu ñồ biến thiên ứng suất pháp của ñiểm ngoài cùng trên tiết diện nguy hiểm 45 3.28 Biểu ñồ biến thiên ứng suất tiếp của ñiểm ngoài cùng trên tiết diện nguy hiểm 46 3.29 Kết cấu bộ phận cắt 50 3.30 Kết cấu trục bộ phận cắt 51 . 1. 8 Kết cấu máy bạt gốc mía 12 2 .1 Kết cấu máy ñốn gốc mía 14 2.2 Kết cấu khung máy 15 2.3 Kết cấu bộ phận cắt 16 2.4 Kết cấu cụm bánh xe 17 2.5 Mô hình máy. trục cắt – Bài toán ñộ bền mỏi 42 3.3 Kết cấu của bộ phận cắt 50 CHƯƠNG IV CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẮT 53 4 .1 Công nghệ chế tạo trục bộ phận cắt 53 4.2 Công