Thiết kế máy khóet ống bao trục chân vịt tàu thủy
“ Đồ án tốt nghiệp “ : Nhằm giúp cho sinh viên một lần nữa tự cũng cố lại kiến thức đã được học,bên cạnh đó “nó“ tạo điều kiện cho sinh viên tập làm quen dần với công việc thiết kế của người kỹ sư và cũng như việc sinh viên tự tích lũy cho riêng mình về mặt kiến thức và tài liệu chuyên môn nhằm phục vụ cho sau này.
Máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt quan trọngtrong ngành chế tạo máy để sản suất ra các chi tiết của máy khác nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản suất để cơ khí hóa và tiến tới hiện đại hoa nền kinh tế quốc dân.
Nói chung,một máy được thiết kế ra bao giờ cũng được xuất phát từ điều kiện thực tế và cũng qua thực tế để tiến tới hoàn thiện máy.Ngày nay,hầu như thế hệ máy cắt gọt kim loại truyền thống đã đạt đến mức tối ưu và các thế hệ máy mới đang được tiếp tục phát triển.
Ở nước ta hiện nay,hầu hết máy móc nói chung và máy cắt gọt kim loại nỏi riêng vẫn còn lạc hậu.Trang thiết bị ở các cơ sở sản xuất cơ khí phần lớn là những máy móc cũ được nhập về từ các nước phát triển như:Nga,Nhật,Mỹ,Đức,Thụy Điển..
Không phải vì ta không thể tiếp nhận được khoa học tiên tiến mà vì chúng ta không đủ điều kiện về cơ sở vật chất.Chính vì vậy mà trong một số cơ sở sản xuất cơ khí ở ta xuất hiện khá nhiều những máy mà tự cơ sở đó chế tạo ra để phục vụ cho một nhu cầu cụ thể nào đó.Chắc chắn một điều là những máy đó không thể hoàn thiện được so với các máy cùng chức năng được bán trên thị trường nhưng việc làm đó lại thõa mãn được điều kiện kinh tế hiện tại mà vẫn có thể đảm bảo được yêu cầu gia công của chi tiết.Trong điều kiện kinh tế thiếu thốn thì đó thực sự là một phương án hay.
“Máy khoét ống bao trục chân vịt tàu thủy” ở xí nghiệp cơ khí thuộc Công ty Sông Thu là một máy được tạo ra trong điều kiện như thế.Với nhu cầu điều chỉnh đường tâm trục của ống bao tàu thủy,việc mua một máy để phục vụ cho nhu cầu đó là khá tốn kém và không cần thiết.Trước tình trạng đó,tập thể cán bộ,công nhân của xí nghiệp đã phải ra sức nghiên cứu,chế tạo.Và cho đến nay,xí nghiệp vẫn gia công ống bao bằng máy đó.Tuy không hoàn thiện nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật của ống bao.
Trong quá trình thực tập tốt nghiệp tại Công ty Sông Thu,em có tìm hiểu về máy và từ đó đã có ý định lấy “nó” đề làm tài tốt nghiệp cho mình.Dựa trên nguyên lý của “nó” cộng với khắc phục các nhược điểm mà máy mắc phải,em đã có một đề tài cho mình là:”Thiết kế máy khóet ống bao trục chân vịt tàu thủy” và cũng đã được thầy hướng dẫn đồng ý.
Bằng tất cả các kiến thức được tích lũy trong những năm học qua và dưới sự hướng dẫn,giúp đỡ tận tình của các thầy,cô giáo bộ môn,đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Trần Hữu Huế,em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình đúng thời hạn được giao.Tuy vẫn còn rất nhiều sai sót nhưng em thật sự rất lấy làm vui mừng bởi đây là bước khởi đầu cho những công việc sau này của người kỹ sư thiết kế.Và em cũng mong rằng với tính chất tập sự của đồ án này,các thầy,cô sẽ châm chước và bỏ qua những sai sót đó.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn,giúp đỡ tận tình của thầy giáo Trần Hữu Huế,cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các thầy,cô giáo bộ môn và cuối cùng là sự giúp đỡ về những kiến thức,những kinh nghiệm thực tế của tập thể cán bộ, công nhân trong xí nghiệp cơ khí thuộc Công ty Sông Thu.
Cuối cùng em xin kính chúc các thầy,cô giáo sức khỏe và gia đình hạnh phúc.
Đà nẵng,ngày 30 tháng 05 năm 2002
Sinh viên thực hiện,
Trần Quang Huy.
Chương I
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT
I-1.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CẦN THIẾT KẾ VỀ MÁY TIỆN :
+ Theo yêu cầu của đề tài cần thiết kế là:Thiết kế máy tiện ren vít hạng trung ,với các thông số kỹ thuật yêu cầu là.
– Chiều cao tâm máy H = 200 mm.
– Chiều dài băng máy L = 710 mm .
– Điều kiện chế tạo Việt nam.
* Các kích thước có thể gia công trên máy
+ Theo các thông số ở trên ta đi xác định đường kính kích thước mà máy cần thiết kế có thể gia công được
-= 2H = 400 mm
– = 6 mm (Vì là máy hạng trung ,chọn theo sách “Thiết kê máy cắt kim loại “)
I-2. CÁC LOẠI VẬT LIỆU GIA CÔNG ĐƯỢC .
-Thép
– Gang
– Hợp kim màu.
Ngoài ra còn có thể gia công được một số loại vật liệu phi kim loại.
I-3.DỤNG CỤ VÀ VẬT LIỆU DỤNG CỤ .
+ Dao tiện : Thường sử dụng là thép gió và hợp kim cứng …
+ Dao khoan : Các loại mũi khoan ruột gà, mũi gắn mảnh hợp kim …
+ Các loại dao doa, dao khoét định hình bằng thép gió và hợp kim cứng .
I – 4. CHỌN CHẾ ĐỘ CẮT GỌT THỬ MÁY .
Dựa trên các thông số của máy chuẩn 16K20 ta chọn chế độ cắt gọt cơ bản V, S, t cho máy cần thiết kế .
Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên băng máy là :
= 400 mm.
Vậy thì chiều cao tâm máy đến băng máy là H = 215 mm.
Từ đó ta có thể xác định đường kính lớn nhất và nhỏ nhất của chi tiết thường được gia công trên máy theo công thức kinh ngiệm sau : (phần phụ lục “Một số công thức chuẩn đê xác định kích thước gia công “sách “Tính toán thiết kế máy cắt kim loại “)
1,4 x H = 1,4 x 215 = 310 mm
0,14 x H = 0,14 x 215 = 30,1 mm
Từ đó ta xác định được các thông số như sau :
I- 4-1. Chế độ cắt gọt cực đại, cực tiểu:
+ Chiều sâu cắt lớn nhất và nhỏ nhất : t
Đối với thép C =0,7
4,69 (mm)
(mm) (chọn )
+ Lượng chạy dao lớn nhất và nhỏ nhất.
(mm/vg)
Chọn (mm/vg)
+ Tốc độ cắt gọt lớn nhất và nhỏ nhất
Trong đó khi gia công với ta có:
165,51 (m/ph)
Tương tự khi gia công với ta có:
14,24 (m/ph)
Sơ bộ ta thấy n = (v/ph)
I-5.XÁC ĐỊNH SỐ VÒNG QUAY .
Ta có công thức xác định số vòng quay là :
= 1751,17 ( vg/ph)
15,06 ( vg/ph)
Sơ bộ ta thấy n = (v/ph) .Tuy nhiên để xác định được phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính thích hợp nhất trong điều kiện sử dụng thực tế, ta có thể tham khảo phạm vi điều chỉnh tốc độ của máy 16K20 có n = (v/ph)
Phạm vi này bao hàm cả khoảng tốc độ ta đã tính ở trên và cũng không sai lệch bao nhiêu ,nên ta có thể chọn tốc độ cho máy thiết kế là :
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY
II-1. THIẾT KẾ HỘP TỐC ĐÔ.
II-1-1. Một số nhận xét.
Đối với máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung, ta cần phải lựa chọn tri số công bội và số cấp tốc độ Z như thế nào để vừa có thể bảo đảm giảm tổn thất vận tốc vừa có thể đảm bảo kết cấu máy không quá phức tạp cồng kềnh .
Do đó trị số công bội ta chọn là 1,26 (sách “Thiết kế máy cắt kim loại “)
Số cấp vận tốc Z ta cần nên lấy bằng bội số của 2 và 3vì sự truyền động trong hộp tốc độ thường do những khối bánh răng có 2, 3hoặc 4 = 2 x 2 bánh răng thực hiện do đó trong thực tế số cấp tốc độ thường dùng là :
Z = 3, 4, 6, 8, 12, 18, 24, 36.
Vậy ta chọn Z cần thiết kế là Z = 24 cấp tốc độ .
II-1-2. Thiết kế phương án không gian :
– Theo như đã chọn số cấp tốc độ: Z = 24 ;
=12,5 vòng/phút ; =2000 vòng/phút
– Xác định phạm vi điều chỉnh vòng quay Rn:
Số cấp tốc độ trong hộp tốc độ phân bố theo quy luật cấp số nhân do vậy ta đi xác định công bội .
Chọn
Như vậy các cấp tốc độ của hộp tốc độ lần lượt chọn là: 12,5 ; 16 ; 20 ; 25; 31,5 ; 40 ; 50 ; 63 ; 80 ; 100 ; 126 ; 200 ; 252 ; 317,8 ; 504,5 ; 635 ; 800 ; 1000 ; 1250 ; 1600 ; 2000.
a. Xác định các nhóm truyền và tỷ số truyền .
Để đạt được số vòng quay của trục chính phân bố theo qui luật cấp số nhân, ta phải tìm qui luật phân bố các tỷ số truyền trong các nhóm truyền động của hộp tốc độ Z = 24 ta có cách bố trí các phương án không gian như sau :
Z = 24 x 2 x 3 x 2 = 2 x 2 x 2 x 3 = 3 x 2 x 2 x 2
= 4 x 3 x 2 = 3 x 4 x 2 = 3 x 2 x 4 = 8 x 3 = 3 x 8
* Ta tiến hành so sánh để lựa chọn phương án bố trí không gian hợp lý nhất.
– Tính tổng số bánh răng của hộp theo công thức :
Với tỷ số tuyền trong mỗi nhóm truyền; thường lấy bằng 2, 3 và 4 nên ta loại ngay phương án Z = 8 x 3 = 3 x 8
+ Phương án không gian 2 x 2 x 2 x 3 có : = 2(2+ 2+ 2+ 3) = 18
+ Phương án không gian 4 x 3 x 2 có : = 2(4+ 3+ 2) =18
– Tính tổng số trục cuả phương án không gian theo công thức := (i +1)
Với I: số nhóm truyền động
+ Phương án không gian 2 x 2 x 2 x 3 có: = 4 + 1=5 trục
+ Phương án không gian 4 x 3 x 2 có: = 3 + 1 = 4 trục
– Tính chiều dài sơ bộ của hộp giảm tốc.
Theo công thức
Với b: Chiều rộng bánh răng.
F: Khoảng hở để lắp miếng gạt hoặc rãnh thoát dao xọc để bảo vệ
Như vậy ta sẽ bố trí phương án không gian tương tự như vậy.
+ Lập bảng so sánh :
Phương án/yếu tố so sánh 4 x 3 x 2 2 x 3 x 4 2 x 3 x 2x 2 2 x 2 x 2 x 3
1:Tổng số bánh răng S.
2:Tổng số trục S.
3:Chiều dài L.
4:Số bánh răng chịu M
5:Cơ cấu đặc biệt. 18
4
19b+18f
2
– 18
4
19b+18f
4
– 18
5
19b+18f
2
– 18
5
19b+18f
3
–
Qua bảng trên ta chọn phương án không gian : Z = 24 = 2 x 3 x 2 x 2.
II-1-3.Chọn phương án tương tự và lưới đồ thi vòng quay :
Một phương án không gian có n phương án tương tự Z = 2 x 3 x 2 x 2 có n! = 1.2.3.4 =24 phương án tương tự khác nhau có những phương án giống nhau vì có Pbằng nhau
– Lập bảng để chọn lưới kết cấu :
Với =1,26 ta phải chọn .
P.a.k.gian 2 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2
P.a t.tự I II III IV II I III IV III IV II I
Số đặctính nhóm
Lưới kết
cấu nhóm
Lượng mở cực
đại
12
12
16
Kết quả >8 không đạt >8 không đạt >>8 không đạt
Như vậy ta loại ngay phương án có = 16 >>8. Trong 2 phương án còn lại
Để = 8 thì ta vẽ lại lưới kết cấu và chọn phương án nào có sự biến đổi các khoảng cách máy nhịp nhàng cân đối .
+ Hình 2 – 1: Lưới đồ thị vòng quay của phương án tương tự :I-II-III-IV.
Hình 2-1: Lưới kết cấu của PATT : I II III IV
* Kết luận :Ta chọn phương án tương tự :I-II-III-IV.
Với phương án không gian 2 x 3 x 2 x 2
+Chọn tỷ số truyền : Chọn tỷ số truyền sao cho kết cấu hộp chặt chẻ, thay đổi tốc độ đơn giản tính bánh răng dễ dàng và đảm bảo (m/s)
Giới hạn tỷ số truyền trong hộp tốc độ : .
Với = 1,26 như vậy để tỷ số truyền đảm bảo điều kiện trên thì :
Vậy khi ngiêng trái khoảng lg phải nhỏ hơn 6
Tương tự khi ngiêng phải:
+ Chọn : = 800 v/ph
Với động cơ có số vòng quay 1450 vòng /phút :
+Vẽ lưới kết cấu :Với ta sẽ vẽ lưới kết cấu trong lưới kết cấu có và có 2 đường truyền như hình vẽ :
Hình 2-2:Lưới đồ thị vòng quay:
Tính răng của cặp bánh răng : (khi chưa biết khoảng cách trục A)
+ Tính :
Bội số chung nhỏ nhất của các là :K = 13x 9 =117.
Tính Eta tính cho
Chọn =1
Ta tính được số răng theo công thức :
(1)
