THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI THIẾT KẾ MÁY KHOAN ĐỨNG, thuyết minh THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI THIẾT KẾ MÁY KHOAN ĐỨNG, động học THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI THIẾT KẾ MÁY KHOAN ĐỨNG, kết cấu THIẾT KẾ MÁY CẮT KIM LOẠI THIẾT KẾ MÁY KHOAN ĐỨNG

MỤC LỤC

                                                                                                                                        

          LỜI NÓI ĐẦU                                                                                    1

            PHẦN 1:    Chọn và phân tích máy chuẩn                                      2

          PHẦN 2:    Thiết kế động học toàn máy                                      4

1. Hộp tốc độ                                                                       4
2. Hộp chạy dao                                                                 20

          PHẦN 3:    Thiết kế động lực học toàn máy                               31

1. Công suất máy- Động cơ điện                                         31
2. Lập bảng tính sơ bộ                                                        32

          PHẦN 4:    Thiết kế hệ thống điều kiển hộp chạy dao                        43

1. Chức năng và yêu cầu đối với cơ cấu điều khiển             43
2. Kết cấu cơ cấu điều khiển                                               44
3. Tính toán thiết kế                                                            44

Vậy ta có 3 phương án bố trí không gian vì các nhóm truyền dùng chung bánh răng di trượt... nên ta chọn phương án nào là tối ưu nhất.

Ta so sánh các phương án không gian để xem

     + Phương án nào mà trong hộp có tổng số bánh răng là nhỏ nhất

     + So sánh tổng số trục của phương án không gian

 S_tr = x + 1            ( x= số nhóm truyền)

     + Tính chiều dài hộp:

l = åb + åf với

b = (6 ¸ 10)m ; m = (0,75 ¸ 0,3)A

m: Môđun

A: Khoảng cách trục

f: Các loại khe hở

    + Chú ý lượng bánh răng chịu mômen xoắn ở trục cuối cùng

    + Chú ý các cơ cấu đặc biệt dùng trong ly hộp ma sát, phanh sau khi tính toán xong tất cả những yếu tố trên ta lập bảng so sánh sau.

4. Lập bảng so sánh phương án không gian:

PAKG	3 x 2 x 2	2 x 3 x 2	2 x 2 x 3
Tổng số bánh răng	14	14	14
Tổng số trục	4	4	4
Chịu mômen xoắn	2	2	2

Từ bảng ta có thể chọn phương án không gian là 3 x 2 x 2 hay 2 x 3 x 2

Vì phương án không gian 3 x 2 x 2 có ba bánh răng chịu tốc độ cao dẫn đến mau mòn nhanh, không kinh tế.

Vậy ta chọn phương án 2 x 3 x 2 là tốt nhất.

5. Thiết kế phương án thứ tự:

Với phương án không gian ở trên ta có nhiều phương án thay đổi thứ tự khác nhau

Số phương án thứ tự đó được tính theo công thức:

B_n = K l = 3 ! = 6

 (K: Số nhóm bánh răng truyền dẫn trong hộp tốc độ)

 Ta có các phương án thứ tự sau:

1) Z =      2 x 3 x 2	2) Z =     2 x 3 x 2	3) Z =      2 x 3 x 2
PATT  I    II   III	PATT  I    III   II	PATT   II   I    III
1    2    6	1     4    2	3   1     6
4) Z =      2 x 3 x 2	5) Z =      2 x 3 x 2	6) Z =      2 x 3 x 2
PATT   II   III   I	PATT    III   I     II	PATT    III  II     I
2    4      2	6    1    3	6    2    1

Vì số vòng quay trục chính là cấp số nhân nên các tỷ số truyền trong từng nhóm cũng là cấp lượng cấp số nhân có công bội 4^xi

+ x_i gọi là đặc tính hay lượng mở của nhóm truyền động nó là một số nguyên, lượng mở xi phụ thuộc vào thứ tự hoán vị các nhóm truyền.

+ Tỉ số truyền và lượng mở phải nằm trong giới hạn cho phép

j^x_max £ 8

j^x_max = 4^x(p-1)

Trong đó:

x: Lượng mở

p: Số tỷ số truyền trong nhóm

LẬP BẢNG SO SÁNH PHƯƠNG ÁN THỨ TỰ

PAKG	2 x 3 x 2	2 x 3 x 2	X 3 x 2	2 x 3 x 2	2 x 3 x 2	2 x 3 x 2
PATT	I   II   III	I   III   II	II   I  III	II   III  I	III  I   II	III   II   I
Lượng mở	1  2   6	1  4   2	3   1  6	2   4   1	6   1  3	6    2   1
Lượng mở max	6	8	6	8	6	6
4xmax £ 8	7,85	15,6	7,86	15,6	7,86	7,86

 

Từ bảng so sánh ta có bốn phương án thích hợp có lượng mở là nhỏ nhất ta vẽ lưới kết cấu của chúng như sau:

 

 

 

 

 

 

.................................................

LỜI NÓI ĐẦU

            Hầu hết các chương thuộc chuyên ngành kỷ thuật thì sau khi học xong các môn về lý thuyết thì chúng ta bắt tay vào công việc áp dụng những lý thuyết ấy để thiết kế một cơ cấu trong thực tế và ở đây em được thầy ........... giao cho công việc thiết kế máy công cụ, máy khoan đứng K135.

            Thiết kế máy cắt kim loại là một giai đoạn mà từ đó áp dụng vào thực tế từ những lý thuyết mà chúng ta đã được các Thầy chỉ dạy hay các thời gian học tập vừa qua. Để từ đó chúng ta hiểu biết thêm và nắm vững lý thuyết hơn, tạo cho chúng ta cơ sở để đi vào nghề của mình sau này. Thiết kế máy công cụ nói chung và may khoan nói riêng còn đóng một vai trò rất quan trọng giúp chúng ta nắm được phần nào để đáp ứng nhu cầu nghề nghiệp mai sau.

            Trong thời gian vừa qua, dưới sự hướng dẫn của thầy       đã giúp em thực hiện đề tài này và hôm nay em có thêm một khái niệm mới về nghề của mình để áp dụng vào thực tiễn trong tương lai. Hơn nữa, việc thiết kế máy còn giúp em có thể sử dụng được các máy khoan và nắm vững được nguyên lý hoạt động của chúng, để thực hiên công việc gia công, cắt gọt, chế tạo một chi tiết theo yêu cầu đặt ra,.Vấn đề không kém góp phần quan trọng là thiết kế máy còn đóng vai trò giúp em hoàn thành tốt công việc sau này.

            Tuy vậy, công việc thiết kế máy của em có nhiều sai sót, mong các Thầy và các bạn góp ý kiến để em sửa chửa nhằm hoàn thiện tốt hơn. Sau đây, em chân thành cảm ơn Thầy .............và các bạn đã chỉ dẫn giúp em hoàn thành công việc này. Tuy vậy, vẫn còn nhiều điều mà em chưa nắm bắt hết, em hy vọng sau này sẽ cố gắng thêm.

 

PHẦN I:

CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MÁY CHUẨN

1. Máy khoan đứng K135

 

Các thông số kỷ thuật:

      + Đường kính lớn nhất khoan được           f = 35 (mm)

      +Phạm vi tốc độ trục chính                          42-2000 (vòng/giây)

      +Số cấp tốc độ của trục chính                      Z= 12

      +Pmax của cơ cấu chạy dao                        1600 (KG)

      +Mô men xoắn                                               4000 (KN/cm²)

      +Công suất của động cơ chính                     6 Kw

      +Phạm vi bước tiến                                       0,1 ¸ 1,4 (mm²)

1. Máy khoan:

- Máy khoan đứng mà ta cần thiết kế dựa trên cơ sở của máy khoan K135, máy khoan này là loại máy do Việt Nam chế tạo. Nhưng dựa vào cơ sở của các máy do Liên Xô chế tạo và một số máy K125, 2A125, 2A135, 2A150

      + Máy 2A135: có dùng cấp số, cấp tốc độ với máy K135 và phạm vi tôc độ của trục chính.

      + Máy K135 có số cấp bước tiến nhiều và phạm vi bước tiến như nhau. Điều này dẫn đến bước tiến của máy kín, điều này làm cho máy dễ điều khiển khi khoan.

................................................................................................................

+ Máy 2A135 có cùng số cấp tốc độ với máy K135 nhưng số bước tiến ít hơn, tuy nhiên hộp tốc độ máy 2A135 nhỏ hơn, dễ điều chỉnh hơn. Máy 2A135 lớn hơn máy K135 nhiều.

+ Đối K125 có tính năng kỷ thuật nhỏ hơn K135. Tuy vậy, máy khoan K135 là loại máy có nhiều ưu điểm được sử dụng rộng rãi.

• Trên cơ sở đó, ta dựa vào để thiết kế máy khoan K135. Kết cấu máy chuẩn như sau:

+Hộp chạy dao:

Đường truyền trục I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X. Trục V là trục truyền qua thanh răng tạo chuyển động chạy dao của trục chính.

+Hộp tốc độ:

                        Đường truyền trục I, II, III, IV, V với trục I từ động cơ qua bánh đai, trục V là trục chính.

     Ta có sơ đồ vòng quay máy chuẩn như sau:

 

......................................................................................

......

II. Hộp chạy dao:

 

1. Giới hạn lượng chạy dao:

 

S_min = 0,115 (mm/vòng)

S_max = 1,6 (mm/vòng)

Z_s = 12

Chọn j = 1,26

2. Yêu cầu:

 

Hộp chạy dao trong máy khoan đảm bảo cho máy khoan có một tốc độ cần thiết trong quá trình cắt, lượng di động không đòi hỏi chính xác lắm.

- Để giảm chiều cao theo chiều trục người ta dùng cơ cấu then kéo.

 

• Cơ cấu này có những ưu điểm sau:

- Kích thước chiều trục gọn vì các bánh răng lắp sát nhau

- Có thể dùng bánh răng nghiêng

• Nhược điểm:

- Các bánh răng luôn ăn khớp nhau cả khi không truyền mô men xoắn dẫn đến bánh răng chóng mòn và hiệu suất thấp

- Do phải phay rãnh then dẫn đến sức bền của trục giảm.

 

3- Phương án không gian:

 

Ta có Z	= 12 x 3 x 4           = 4 x 3            = 3 x 2 x 2           = 2 x 3 x 2
	I	II	III	IV
	=    2 x 2 x 3	=     2 x 6	=      6 x 2
	V	VI	VII

Ta lập bảng so sánh các phương án không gian

.....................................................................

Phần II:

Thiết kế động học toàn máy

I - Hộp tốc độ:

Các số liệu ban đầu:

n_min ¸ n_max = 42 ¸ 2000 (vòng/giây)

Z_v = 12

j = 1,42

Z_s = 12

S = 0,1 ¸ 1,4 (mm/vòng)

Lực chạy cho > 1500 kg

Mômen xoắn: 4000 (KG/cm²)

Công suất: P = 6 KW

Kích thước dài: 1245 (mm)

Kích thước rộng: 815 (mm)

Kích thước máy cao: 2690 (mm)

Trọng lượng máy: 1530 (KG)

Đường kính mũi khoan lớn nhất: 35 (mm)

Kích thước bề mặt làm việc của máy: 450 x 500

Hành trình trục chính: 250(mm)

Lượng dịch chuyển lớn nhất của bàn khoan: 300(mm)

Lượng dịch chuyển lớn nhất của dao: 170(mm)

Khoảng cách từ đầu trục chính tới nền: 750 ¸ 1170

Tất cả những số liệu trên được tra trong sổ tay kỹ thuật .

1. Các yêu cầu khi thiết kế hộp tốc độ

Hộp tốc độ là bộ phận quan trọng trong máy cắt kim loại nói chung và trong máy khoan nói riêng, nó dùng để thực hiện các nhiệm vụ sau:

 + Truyền công suất từ động cơ lớn trục chính.

+ Đảm bảo phạm vi điều chỉnh cần thiết cho trục chính hay trục cuối cùng của hộp tốc độ với cùng công lớn và số cấp tốc độ đạt yêu cầu.

 Từ các thông số cơ bản Rn, j, Z ta có thể thực hiện nhiều về kết cấu của hộp tốc độ với cách bố trí số vòng quay, số trục hệ thống bôi trơn, điều khiển rất khác nhau, do đó ta cần phải lựa chọn phương án thích hợp nhất dựa vào các yêu cầu sau:

+ Các giá trị số vòng quay từ n₁ tới n₁₂ và hệ số cấp vòng quay j phải phù hợp với trị số tiêu chuẩn.

+ Các chi tiết máy tham gia vào việc truyền động phải đảm bảo độ cứng vững, độ bền để đảm bảo truyền động chính xác nhất là trục chính.

+ Kết hợp cấu hộp tốc độ phải đơn giản, xích truyền động phải hợp lý đạt hiệu suất cao, cơ cấu phải dễ dàng tháo lắp điều chỉnh, sửa chữa.

+ Điều khiển nhẹ nhàng và an toàN.....................

..................................