Quy trình gia công chi tiết thân đỡ

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết thân đỡ

Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên bao gồm tất cả các file 3D, xuất bản vẽ ra PDF, CAD, video mô phỏng cấu tạo + nguyên lý hoạt động+ THuyết minh

Giá: 400.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_CTM0000062
Tải đồ án

Thuyết minh đồ án

Phần I : Phân tích điều kiện kỹ thuật

Dựa vào bản vẽ chi tiết của “ Thân đỡ ”, ta thấy chi tiết có dạng hộp. Chi tiết thân đỡ có đặc điểm là làm nhiệm vụ đỡ 2 đầu trục của máy, chi tiết gồm có 2 gối, 1 bên gối được lắp ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ hẹp có số hiệu 36205 với đường kính trong – ngoài tương ứng là 25 – 52., bên gối còn lại lắp ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ hẹp có số hiệu 36206 với đường kính trong – ngoài tương ứng là 30 – 62.

Do thân đỡ là chi tiết dạng hộp nên trên chi tiết có những bề mặt các lỗ chính phải gia công với độ chính xác cùng độ bóng theo yêu cầu nhằm đảm bảo điều kiện kỹ thuật khi làm việc. Từ bản vẽ chi tiết ta có thể thấy được bề mặt làm việc chủ yếu của chi tiết “ Thân đỡ ” là 2 mặt trụ trong có đường kính  52  và  62 để lắp ổ bi của 2 gối đỡ.

Vì vậy để gia công được chính xác với những yêu cầu kỹ thuật đề ra đối với chi tiết có dạng hộp này, ta cần chọn và gia công mặt phẳng A ( mặt phẳng đáy ) và 2 lỗ  12 với độ chính xác cấp 6  8 để làm chuẩn tinh (trong đó mặt đáy được chọn làm chuẩn tinh chính, 2 lỗ  12 được chọn làm chuẩn tinh phụ) khi gia công các bề mặt còn lại của chi tiết.

Ngoài ra chi tiết phải làm việc trong điều kiện rung động, lực và mômen thay đổi vì vậy ta chọn vật liệu chế tạo “ Thân đỡ ” bằng gang xám GX 15-32 có thành phần hoá học chủ yếu là :

C = 3 – 3,7           Si = 1,2 – 2,5          Mn = 0,25 – 1,00

S < 0,12                P =0,05 – 1,00

–    Với độ bền kéo : bk = 150 Mpa

–    Với độ bền uốn : bu = 320 MPa

Phần II : Xác định dạng sản xuất

Muốn xác định được dạng sản xuất trước hết ta phải biết được sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm được tính theo công thức :

N = N1.m ( 1 + )

ở đây : N – Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm

(1.500 chi tiết / năm )

m – Số chi tiết trong một sản phẩm ( một máy )

– Số chi tiết được chế tạo thêm để dự phòng (  = 5  7 %)

– Số chi tiết phế phẩm  ( chủ yếu là trong phân xưởng rèn và

đúc )   = 3  6 %

Như vậy N được tính như sau :

N = N1.m ( 1 + )     N = 1500.1 ( 1 + ) = 1650

Vậy ta có N = 1650 ( chi tiết / năm )

Khối lượng của chi tiết được xác định theo công thức :

Q = V.

Trong đó :

Q – Trọng lượng của chi tiết ( Kg)  .

– Khối lượng riêng của vật liệu , vật liệu là gang xám

7 Kg/dm3

V – Thể tích của chi tiết ( dm3) .Theo hình vẽ dưới đây, ta có:

V = V1+V2 +V3 +V4 -V5-V6-V7-V8-8.V9-2.V10

Trong đó, ta tính thể tích cho từng phần như sau :

V1 =  82.100.10 = 82000( mm3)

V2=  +  = 294180,32( mm3)

V3=   = 52152( mm3)

V4=  = 42120( mm3)

V5=   = 63368,34( mm3)

V6=   = 39790,08( mm3)

V7=   = 8478( mm3)

V8=   = 44575,44( mm3)

V9=   = 602,88 ( mm3)

V10=   = 1356,48 ( mm3)

Như vậy, ta có:

V = V1+V2 +V3 +V4 -V5-V6-V7-V8-8.V9-2.V10

= 82000 + 294180,32 + 52152 + 42120 – 63368,34 – 39790,08 – 8478 – 44575,44 –  8. 602,88- 2. 1356,48 = 306704,46 ( mm3) 0,3067  ( dm3)

ị    Q = V = 7. 0,3067( mm3)  2,15  ( mm3)

Dựa vào bảng 2 trong TKĐA công nghệ với sản lượng 1650 chi tiết / năm và khối lượng chi tiết là 2,15 Kg ta xác định được dạng sản xuất loạt lớn.

Phần III : Xác định phôi và phương pháp chế tạo phôi

Trong sản xuất có rất nhiều phương pháp chế tạo phôi khác nhau, tuỳ từng điều kiện cụ thể của từng dạng sản xuất và điều kiện sản xuất của từng nhà máy mà ta có phương pháp tạo phôi khác nhau. Điều cần chú ý khi chọn phôi là phôi phải có hình dáng gần giống như chi tiết cần gia công, như vậy sẽ giảm được các bước công nghệ, nguyên công cần thiết và lượng dư gia công không cần thiết . Từ đó sẽ giảm được chi phí ban đầu giảm giá thành sản phẩm sau này.  Có rất nhiều cách chế tạo phôi khác nhau như phôi thép thanh, phôi thép cán, phôi dập , phôi rèn tự do, phôi đúc

Dựa vào bản vẽ ta thấy chi tiết thân đỡ có cấu tạo tương đối đơn giản. Vật liệu là gang xám nên có tính đúc tương đối tốt ( tính chảy loãng tốt ) chính vì lý do như vậy ta chọn phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp đúc. Do sản lượng sản xuất gối đỡ lớn “ Sản xuất loạt lớn ” vì vậy ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại với cấp chính xác cấp I.

1.    Công nghệ đúc gang xám rất tốt vì  :

–    Tính đúc của gang xám tương đối tốt, tính chảy loãng cao .

–    Khối lượng riêng của gang xám cao  = 7 Kg/dm3 , tính chảy loãng tốt nên ít bị rỗ khí và lẫn tạp chất sau khi đúc .

–    Độ co ngót của gang nhỏ nên hạn chế được hiện tượng lõm co sau khi đúc .

2.    Phương  pháp đúc trong khuôn kim loại có rất nhiều đặc điểm nổi trội hơn trong khuôn cát :

–    Đúc trong khuôn kim loại cho ta sản phẩm đúc có độ chính xác về kích thước và độ bóng cao hơn nhiều trong khuôn cát ( Có thể đúc với độ chính xác cao với công nghệ cao ) .

–    Có khối lượng riêng cao nên tổ chức vật đúc tốt chất lượng bề mặt cao, tính lún hầu như không có.

–    Dễ cơ khí hoá, tự động hoá, linh động trong sản xuất cho năng xuất tương đối cao.

Tuy nhiên đúc trong khuôn kim loại cũng bộc lộ những nhược điểm như gặp nhiều khó khăn đối với vật đúc có hình dạng phức tạp, thành vật đúc mỏng, gây ứng suất dư dễ bị biến cứng lớp bề mặt, hay bị rỗ khí, nứt … chế tạo khuôn đúc phức tạp, giá thành chế tạo cao.

Chính với những nhược điểm đối với vật đúc như vậy mà trước khi gia công cần đưa vật vào ủ để khử ứng suất dư cho vật đúc. Sau khi dỡ vật đúc cần có thêm  nguyên công làm sạch bề mặt và cắt ba via cho vật đúc .

Phần IV : Thiết kế quy trình công nghệ gia công

1. Xác định đường lối công nghệ :

Trong quá trình thực hiện sản xuất thì đường lối công nghệ có ý nghĩa quyết định đến sự đảm bảo về độ chính xác, khả năng làm việc, độ bóng bề mặt giá thành và chất lượng của sản phẩm. Vì vậy tuỳ từng điều kiện sản xuất mà ta có rất nhiều cách thực hiện biên pháp công nghệ khác nhau nhằm đảm bảo năng xuất và độ chính xác theo yêu cầu. Ta có thể thực hiện các bước công nghệ bằng cách tập trung nguyên công , phần tán nguyên công. Do chi tiết được sản xuất theo kiểu hàng loạt lớn với độ chính xác và độ bóng tương đối cao ngoài ra còn để phù hợp với điều kiện sản xuất chủ yếu là gia công chi tiết trên máy vạn năng với đồ gá chuyên dùng nên ta chọn phương pháp phân tán nguyên công.

Để phù hợp với điều kiện sản xuất hàng loạt lớn tuỳ từng điều kiện của cơ sở sản xuất, vật liệu, phôi mà ta có thể sử dụng các máy vạn năng, chuyên dùng, tự động, bán tự động … cùng các đồ gá chuyên dùng để thực hiện quá trình công nghệ gia công sản phẩm.

Từ bản vẽ chi tiết ta có thể thấy rằng :

–    Thân đỡ có kết cấu tương đối đơn giản , các bề mặt cần gia công cho phép thoát dao tương đối dễ dàng . Các lỗ trụ 62 , 52 lắp ổ bi,  30 có thể cùng gia công đồng thời trên máy tiện .

–    Các lỗ trụ lớn có thể dùng dao tiện gia công một cách dễ dàng .

–    Vật liệu gia công chi tiết thân đỡ được làm bằng gang xám  nên rất thuận lợi cho ta khi chế tạo phôi bằng phương pháp đúc tiên tiến, với dạng sản xuất đơn chiếc hoặc sản xuất hàng loạt nhỏ ta có thể chọn phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát, nếu là sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối ta có thể chọn phương pháp chế tạo phôi trong khuôn kim loại nhằm nâng cao năng suất và độ chính xác khi chế tạo phôi.

–    Hình dạng của chi tiết tương đối đơn giản, chỉ gồm các lỗ tròn và mặt phẳng  là chủ yếu nên tạo điều kiện cho việc gia công và kiểm tra các kích thước một cách dễ dàng và nhanh chóng.

–    Bề mặt làm chuẩn A ( mặt đáy ) có diện tích nhất định nên cho phép ta có thể thực hiện được nhiều nguyên công khi thực hiện chọn mặt đó làm chuẩn định vị.

–    Cần gia công mặt phẳng đáy với độ bóng cần thiết Rz20 để làm chuẩn tinh chính và 2 lỗ  12 có đường tâm song song với nhau và vuông góc với mặt phẳng đáy đạt 0,02 mm/ 100 mm,  với độ bóng Rz10 để làm chuẩn tinh phụ cho các nguyên công sau.

–    Trên chi tiết được gia công 8 lỗ bulông M8 tại 2 mặt đầu dùng để vít chặt nắp chặn ổ.

2. Lập sơ bộ thứ tự các nguyên công :

Để có thể gia công được sản phẩm đảm bảo được năng xuất cũng như độ chính xác ta phải có đường lối công nghệ đúng đắn. Phân chia ra các nguyên công ( Các bước công nghệ ) sao cho phù hợp, như nguyên công nào được thực hiện trước, nguyên công nào sau sao cho việc chọn chuẩn thống nhất được các bề mặt trước từ đó làm cơ sở để gia công các bề mặt sau có độ chính xác cao hơn. Chính vì lý do này ta chia quá trình gia công chi tiết ra các nguyên công như sau :

–     Nguyên công 1 : Nguyên công phay mặt phẳng A bằng máy phay đứng , với dao phay mặt đầu ( đạt độ nhám Rz = 20 – độ bóng cấp 7 ) nhằm làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau .

–    Nguyên công 2 : Nguyên công phay mặt phẳng đáy B với độ chính xác lớn hơn 2 lần so với mặt A .

–    Nguyên công 3 : Khoan, khoét và doa 2 lỗ  12 thứ 1.

–    Nguyên công 4 : Tiện mặt đầu và gia công lỗ có đường kính  62.

–    Nguyên công 5 : Tiện mặt đầu và gia công lỗ có đường kính  52 và  30 .

–    Nguyên công6: Khoan và Tarô 4 lỗ ren M8 trên mặt đầu 1 của chi tiết.

–    Nguyên công7: Khoan và Tarô 4 lỗ ren M8 trên mặt đầu 2 của chi tiết.

Quy trình gia công chi tiết thân đỡ

QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG RÃNH TRƯỢT

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG RÃNH TRƯỢT

Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên bao gồm tất cả các file 3D, xuất bản vẽ ra PDF, CAD, video mô phỏng cấu tạo + nguyên lý hoạt động+ THuyết minh

Giá: 400.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_CTM0000060
Tải đồ án

 

CHƯƠNG I:PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT

I-1: Phân tích công dụng và chức năng của chi tiết càng rãnh trượt

Chi tiết càng rãnh trượt là một chi tiết dạng càng, nó có nhiệm vụ dịch chuyển các chi tiết khác như bánh răng, ly hợp…trong các cơ cấu máy và hộp số.

Chi tiết “càng gạt rãnh trượt” xét về hình dáng hình học cơ bản là một chi tiết dạng càng có 1 mặt chuẩn chính và 1 lỗ cơ bản. Theo bản vẽ đề tài, chi tiết có 1 lỗ cơ bản vuông góc với mặt chuẩn chính. Bề mặt làm việc chủ yếu của chi tiết là mặt đầu, 2 rãnh 38×18 bo cung R9 và mặt trong của lỗ , độ chính xác hình học và độ nhám bề mặt của chúng sẽ quyết định đến độ chính xác khi gia công, do đó các bề mặt này phải được gia công với độ chính xác và độ nhẵn bóng theo yêu cầu kỹ thuật.

 

I-2 : Phân tích vật liệu chế tạo của chi tiết

     Chi tiết “càng gạt rãnh trượt” là một chi tiết chịu tải tương đối nhỏ, làm việc trong điều kiện có va đập nhẹ, yêu cầu về vật liệu ở mức độ trung bình, do đó, ta chọn vật liệu làm chi tiết là gang xám với mác GX21-40.

Gang xám GX21-40có cơ tính trung bình, thích hợp để làm các chi tiết chịu tải trung bình và ít chịu mài mòn, thành phần hóa học :

Độ cứng	C	Si	Mn	S	P
163	2,8-3 %	1,5-3 %	0,5-10 %	<0,14 %	0,1-0,2 %

 

• Cơ tính của gang xám GX 15-32

Vật liệu	Giới hạn Bền ko(N\mm2)	Giới hạn Bền uốn (N\mm2)	Giới hạn Bền nn(N\mm2)	Độ giản d (%)	Độ cứng HB	Dạng grafit
GX21-40	210	400 µm	850	0,5	163÷299	Tấm

 

Gang xám có cơ tính trung bình nhưng có tính đúc tốt nên được sử dụng để chế tạo những chi tiết chịu tải trung bình và ít chịu mài mòn. Yếu tố ảnh hưởng gang xám:

+ Cấu trúc mạng tinh thể graphit dạng tấm, graphit càng dài => cơ tính càng giảm

+ Nền kim loại của gang: peclit có độ bền cao hơn ferit-peclit nền

ferit-peclit có độ bền cao hơn ferit .

• Biện pháp nâng cao cơ tính :

+ Giảm lượng cacbon nằm trong khoản 2,2-2,5 %

+ Làm cho graphit nhỏ mịn , phân bố đều

+ Đưa thêm hợp kim vào => chống mài mòn , ăn mòn , rung động

+ nhiệt luyện : tôi và ram biến cứng bề mặt ở những nơi quang trọng của chi tiết.

I-3: Phân tích độ chính xác gia công :

Để đảm bảo cho quá trình làm việc của chi tiết, khi chế tạo cần đảm bảo những điều kiện kỹ thuật sau :

1. a) Phaân tích ñoä chính xaùc veà kích thöôùc.

+ Caùc kích thöôùc coù chæ daãn

– Kích thöôùc Þ36±0.015

Ta coù :ø IT = 15 m. Theo baûng 1-TCVN 2244-77 coù CCX 6. Theo baûng 1.14-TCVN 2245-77 coù sai leäch cô baûn laø H,mieàn dung sai H7.Do ño Þ36H7

– Kích thöôùc 63±0.06

Ta coù :ø IT = 60 m. Theo baûng 1-TCVN 2244-77 coù CCX 7. Theo baûng 7-TCVN 2245-77 coù sai leäch cô baûn laø H, coù mieàn dung sai H8. Do ño 63H7.

– Kích thöôùc 184±0.23

Ta coù :ø IT =230 m. Theo baûng 1-TCVN 2244-77 coù CCX 8. Theo baûng 7-TCVN 2245-77 coù sai leäch cô baûn laø H, coù mieàn dung sai H8. Do ñoù 184H8.

– Kích thöôùc 22±0.02

Ta coù : IT = 50 m. Theo baûng 1-TCVN 2244-77 coù CCX 7. Theo baûng 6-TCVN 2245-77 coù sai leäch cô baûn laø H, coù mieàn dung sai H8. Do ñoù 22H7.

– Kích thöôùc 20±0.105

Ta coù : IT = 150 m. Theo baûng 1-TCVN 2244-77 coù CCX 8. Theo baûng 7-TCVN 2245-77 coù sai leäch cô baûn laø H, coù mieàn dung sai H8. Do ñoù 20H8.

– Kích thöôùc 54±0.06

Ta coù : IT = 60 m. Theo baûng 1-TCVN 2244-77 CCX 7. Theo baûng 7-TCVN 2245-77 coù sai leäch cô baûn laø H, coù mieàn dung sai H7. Do ñoù 80^+0,3 = 80H12.

+ Caùc kích thöôùc khoâng chæ daãn

– Kích thöôùc 60±0.25 laø kích thöôùc khoaûng caùch xaùc ñònh giöõa hai beà maët ñaõ qua gia coâng neân coù caáp chính xaùc 12. Tra baûng 6 ta ñöôïc : es = 0,25 ; ei=–0,25 => IT = es – ei = 0,25– (–0,25) = 0,5mm =500 m.

– Kích thöôùc 90±0.25 laø kích thöôùc khoaûng caùch xaùc ñònh giöõa hai beà maët ñaõ qua gia coâng neân coù caáp chính xaùc 12. Tra baûng 6 ta ñöôïc : ES = 0,25 ; EI =0=> IT = ES – EI = 025 – (-0.25) = 0,5mm =500 m.

– Kích thöôùc 18±0,3 laø kích thöôùc khoaûng caùch xaùc ñònh giöõa hai beà maët ñaõ qua gia coâng neân coù caáp chính xaùc 12. Tra baûng 6 ta ñöôïc : es = 0,3 ; ei=–0,3 => IT = es – ei = 0,3 – (–0,3) = 0,6mm =600 m.

– Kích thöôùc 14±0,2 laø kích thöôùc khoaûng caùch xaùc ñònh giöõa hai beà maët ñaõ qua gia coâng neân coù caáp chính xaùc 12. Tra baûng 6 ta ñöôïc : ES = 0,2 ; EI =0.2 => IT = ES – EI = 0,2 –(-0.2) = 0,4mm =400 m.

1. b) phaân tích ñoä chính xaùc veà hình daùng hình hoïc

– Ñoä khoâng troøn vaø truï cuûa loã 36±0.015 ≤ 0,02.

– Ñoä khoâng troøn vaø truï cuûa loã 9 ≤ 0,05.

1. c) Phaân tích ñoä chính xaùc veà vò trí töông quan coù chæ daãn.

Dung sai ñoä vuông góc giữa mặt đáy và đường tâm 36±0.015 ≤0,05.

Dung sai ñoä song song giữa 2 đường tâm của 2 rãnh R9 ≤0,05.

Dung sai ñoä song song giữa 2 mặt đầu của 72 0,05.

1. d) Ñoä chính xaùc veà tính chaát cô lí.

Maët A lỗ 36±0.015 coù ñoä nhaùm beà maët Ra 1.25 m. Tra baûng IV-3 trang 45 taøi lieäu dung sai laép gheùp ta ñöôïc caáp ñoä nhaùm beà maët laø caáp 6.

Maët,A,B,C coù ñoä nhaùm beà maët Ra 2.5 m. Tra baûng IV-3 trang 45 taøi lieäu dung sai laép gheùp ta ñöôïc caáp ñoä nhaùm beà maët laø caáp 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG II:XÁC ĐỊNH PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

II.1.Chọn dạng phôi :

Giới thiệu một số dạng phôi:

• Phôi đúc:

Khả năng tạo hình và độ chính xác của phương pháp đúcphụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thể đúc được chi tiết co hình dạng từ đơn giản đếnphức tạp (chi tiết của ta có hình dạng của chi tiết dạng hộp). Phương pháp đúcvới cách làm khuôn theo mẫu gỗ hoặc dưỡng đơn giản cho độ chính xác của phôi đúc thấp. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho độ chính xác vật đúc cao. Phương pháp đúc trong khuôn cát,làm khuôn thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạnchế bởi kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp,tuy nhiên năng suất không cao. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn do bị hạn chế về kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo khuôn cao và giá thành chế tạo phôi cao,tuy nhiên phương pháp này lại có năng suất cao thích hợp cho sản suất hàngloạt vừa.

• Phôi rèn:

Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được áp dụng trong ngành chế tạo máy. Phôi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồi tốt. Ơ phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi là vạn năng, kết cấu đơn giản,nhưng phương pháp này chỉ tạo được các chi tiết có hình dạng đơn giản ,năng suất thấp. Rèn khuôn có độ chính xác cao hơn,năng suất cao nhưng phụ thuộc vào độ chính xác của khuôn .Mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng loại chi tiết do đó phí tổn tạo khuôn và chế tạo phôi cao.

 

• Phôi cán:

Có prôfin đơn giản, thông thường là tròn, vuông, lụcgiác, lăng trụ và các thanh hình khác nhau, dùng để chế tạocác trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ốngvạt, tay gạt, trục then, mặt bít. Phôi cán định hình phổ biến thường là các loại thép góc, thép hình I, U, V… được dùng nhiều trong các kết cấu lắp. Phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, được dùng để chế tạo các loại toa tàu, các máy kéo, máy nâng chuyển… Phôi cán ống dùng chế tạo các chi tiết ống, bạc ống, then hoa, tang trống, các trụ rỗng… Cơ tính của phôi cán thường cao, sai số kích thước của phôi cán thường thấp, độ chính xác phôi cán có thể đạt từ 9÷12. Phôi

cán được dùng hợp lý trong trường hợp sau khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó đặc biệt quan trọng khi chế tạo các chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền

chọn phôi :

Theo yêu cầu của đề tài là chi tiết “càng gạt rãnh trượt” với vật liệu là gang xám GX15-32 có kết cấu không phức tạp, dựa vào dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa thì loại phôi cho chi tiết này là phôi đúc vì :

+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ.

+ Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản, cho nên chi phí đầu tư thấp.

+ Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa.

+ Độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể.

chấp nhận để có thể tiếp tục gia công tiếp theo.

 

II-2. Phương pháp tạo phôi.

Trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi liệu chiếm từ 30¸60% tổng chi phí chế tạo. Phôi được xác lập hợp lý sẽ đưa lại hiệu quả kinh tế cao và khi chế tạo phải đảm bảo lượng dư gia công.

• Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu tiêu hao lao động để gia công nhiều, tốn năng lượng, dụng cụ cắt vận chuyển nặng dẫn tới giá thành tăng.


• Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn thiện, làm ảnh hưởng tới các bước nguyên công và các bước gia công.

Như vậy việc xác định phương pháp tạo phôi dựa trên các cơ sở sau đây :

• Kết cấu hình dáng, kích thước của chi tiết .


• Vật liệu và đặc tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi.


• Sản lượng của chi tiết hoặc dạng sản xuất.


• Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp.


• Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kĩ thuật của phương pháp tạo phôi.

Vì vậy chọn phương án tạo phôi hợp lý sẽ nâng cao tính sử dụng của chi tiết. Để xây dựng phương án tạo phôi hợp lý ta so sánh các phương án tạo phôi sau:

II.2.1. Đúc trong khuôn cát –mẫu gỗ :

Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.

Loại phôi này có cấp chính xác IT16,IT17.

Độ nhám bề mặt: Rz=160µm.

II.2.2. Đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại:

Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ,vì giá tạo khuôn cao.

Cấp chính xác của phôi: IT15, IT16.

Độ nhám bề mặt: Rz=80 µm

 

II.2.3.Đúc áp lực.

Đúc được các vật liệu đúc phức tạp có thành mỏng, đúc được các lỗ nhỏ có kích thước khác nhau, có độ bóng và chính xác cao, cơ tính của vật liệu tốt, năng suất cao.

Nhưng khuôn chóng bị mòn do kim loại nóng bào mòn khi được dẫn dưới áp lực cao.

 

II.2.4. Đúc ly tâm :

Đúc được các vật tròn rỗng mà không cần dùng lõi do đó tiết kiệm được vật liệu và công làm lõi.

Không cần dùng hệ thống rót lên tiết kiệm được kim loại, có thể đúc được các vật thể mỏng. Vật đúc có tỏ chức kim loại mịn chặt không tồn tại dạng xỉ khi co ngót, khuôn đúc cần có độ bền cao do làm việc ở nhiệt độ cao, lực ép của kim loại lỏng lớn.

Khó đạt được đường kính lỗ vật đúc chính xác, do khó định lượng kim loại chính xác trước khi rót.

Chất lượng bề mặt trong của vật đúc kém do chứa nhiều tạp chất.

II.2.5. Đúc trong khuôn kim loại.

Đúc trong khuôn kim loại về cơ bản giống như đúc trong khuôn cát, đúc được các vật đúc phức tạp nhưng khác với đúc trong khuôn cát là vật đúc trong khuôn kim loại có , hình dáng gần giống với hình dáng cuả chi tiết ,phôi đúc chất lượng tốt , tuổi bền cao, độ chính xác và độ bóng bề mặt cao, tổ chức kim loại nhỏ mịn.

Tiết kiệm vật liệu làm khuôn, nâng cao năng suất, hạ giá thành sản phẩm.

Phương pháp này phù hợp với sản xuất hàng loạt.

II.2.6. Đúc trong khuôn mẫu chảy:

Vật đúc có độ chính xác và độ bóng rất cao, có thể đúc được các vật phức tạp và có thể đúc được các hợp kim nóng chảy ở nhiệt độ cao, năng suất không cao. Dùng để đúc kim loại quý hiếm, cần tiết kiệm vật liệu .

II.2.7.Đúc liên tục:

Thích hợp với vật đúc dài, tiết diện không đổi và có chiều dài không hạn chế, đúc các tấm kim loại thay cho cán , vật đúc không có rỗ co, rỗ khí, rỗ xỉ, ít bị thiên tích. Cơ tính vật đúc cao, năng xuất cao, giá thành giảm. Vật đúc dễ bị nứt, không đúc được các vật phức tạp .

II.2.8.Đúc khuôn vò mỏng:

Đạt được độ bóng và chính xác cao,vật đúc ít rỗ và ít bị khuyết tật. Giảm chi phí kim loại , quá trình đúc dễ cơ khí hoá tự động hoá. Chu trình làm khuôn dài, giá thành khuôn cao.

Căn cứ vào yêu cầu chế tạo và các phương pháp đã chọn trong quá trình chế tạo phôi trên đều áp dụngvào việc chế tạo phôi cho chi tiết được.Xem xét điều kiện trang bị trong nước cùng với trình độ tay nghề của công nhân hiện có cũng như chất lượng và loại sản xuất của chi tiết “càng gạt rãnh trượt “ ta chọn phương pháp “ĐÚC TRONG KHUÔN KIM LOẠI “ là hợp lý.

Với phương pháp chế tạo phôi này nó đảm bảo được các yêu cầu kĩ thuật, yêu cầu chính xác về kích thước và hình dáng của phôi , đảm bảo lượng dư gia công đều, nhằn tiết kiệm nguyên vật liệu, quy trình công nghệ đơn giản,giảm được thời gian gia công cơ bản trong quá trình chế tạo chi tiết, tăng năng suất lao động nhưngvẫn đảm bảo số lượng và chất lượng sản phẩm đồng thời không bị phế phẩm dẫn đến giá thành hạ.

II.3. Tra lượng dư khi gia công:

phôi đúc trong khuôn kim loại có thể đạt cấp chính xác IT13÷IT15

và độ nhám bề mặt Rz80. Lượng dư của các bề mặt được tra dựa vào bảng 3.14 – SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – tập 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG III:XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

 

Việc xác định quy mô và tổ chức sản xuất cho chi tiết là quan trọng cho các bước làm việc tiếp theo. Nếu xác định không đúng nó sẽ ảnh hưởng đến việc lập quy trình công nghệ theo nguyên tắc nào và đảm bảo cho sản lượng hàng năm của chi tiết hay không.

Để đảm bảo sản lượng hàng năm của đề tài giao phải xác định dạng sản xuất, từ đó làm cơ sở để ta thiết kế quy trình công nghệ và đồ gá cùng các trang thiết bị khác phù hợp nhằm giảm giá thành mà vẫn đảm bảo chất lượng và sản lượng sản phẩm. Muốn xác định quy mô và hình thức tổ chức sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết.

 

Sản lượng của chi tiết gia công .

+ Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công được tính theo công thức :

N   =   N₁ . m . (1+a/100) .(1+b/100)

Trong đó :

N : Số chi tiết sản xuất trong năm.

N₁ : Số sản phẩm sản xuất trong một năm (theo kế hoạch của đề tài ).

N₁ = 10000 chiếc /1 năm.

m : số chi tiết trong sản phẩm. m = 1.

a : số % chi tiết phế phẩm; thường a = 3 ¸6% lấy a = 5%.

b : số % chi tiết chế tạo dự trữ . thường b =5¸7%. Chọn b = 6%.

Thay vào công thức ta có:

N = 15000 . 1. (1 + 5/100).(1+6/100)

N = 16695 (chi tiết / 1 năm).

Tính trọng lượng chi tiết.

1. Tính troïng löôïng chi tieát.

Ta tieán haønh chia chi tieát ra nhieàu phaàn nhoû ñeå tính toaùn, sau ñoù toång caùc theå tích ñoù laïi, ta ñöôïc troïng löôïng cuûa chi tieát.

Goïi laø toång theå tích cuûa caùc theå tích nhoû ñöôïc chia treân chi tieát. Sau ñaây laø theå tích töøng phaàn :

V₁ = V_hcn1 = = 90x60x22 = 118800mm³ .

V₂ = V_hcn2 + V 18   = 18x20x22 + 3.14×9²x22=13515,48mm³ .

V₃ = V_{hình thang} = 14x164x(72+54):2 = 144648 mm³

V₄ =S_tgxh =(42x128x18):2= 48384 mm³

V₅ = V 72 = = 3.14×36²x63= 256374,72 mm³

V₆ = V 36 = = 3.14×18²x63 = 64093,68 mm³

Vaäy:

= V₁ – 2V₂ + V₃ – V₄ + V₅ +V₆ – . V₅

= 118800 – 2.13515,48+144648-48384+256374,72+64093,68 – . 256374,72

= 451529,28mm³ = 0,45152928 dm³

=> troïng löôïng chi tieát :

G = = 7,3 0,45152928 = 3,296 kg

Trong ñoù laø troïng löôïng rieâng cuûa gang xaùm.

V laø theå tích cuûa chi tieát.

G laø troïng löôïng chi tieát.

Trong ngành chế tạo máy người ta phân biệt các sản xuất như sau :

 

+ Sản xuất đơn chiếc.

+ Sản xuất hàng loạt.

+ Sản xuất hàng khối.

 

Ta có bảng II :

BẢNG ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:

 

Dạng sản xuất	Q1 trọng lượng
	> 200 Kg		(4 – 200) Kg	< 4 Kg
	Sản lượng hàng năm trong chi tiết .
Đơn chiếc	< 5	< 10		< 100
Hàng loạt nhỏ	55 -100	10 -200		100- 500
Hàng loạt vừa	100- 300	200 – 500		500 -5000
Hàng loạt lớn	300 -1000	500 -5000		5000 – 50000
Hàng khối	> 100	> 5000		>50000

 

Dựa theo bảng xác định dạng sản xuất trên để xác định dạng sản xuất cho chi tiết “càng rãnh trượt ”.

Chi tiết của đề tài có trọng lượng Q = 3,296 kg, sản lượng hàng năm 16695 chi tiết, theo bảng trên ta xác định dạng sản xuất là loạt lớn .

 

 

CHƯƠNG IV:THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

1. 1.Đường lối công nghệ:

Do dạng sản xuất là loạt lớn do đó việc lập quy trình công nghệ cho chi tiết “càng rãnh trượt” hợp lý có ý nghĩa quan trọng . Nó ảnh hưởng tới năng suất lao động và chất lượng sản phẩm.

Thực tế quy trình công nghệ được xây dựng trên nguyên công hay một số nguyên công trong trường hợp có nhiều dao hoặc trên máy có phạm vi rộng tức là quy trình công nghệ được phân ra thành nhiều nguyên công đơn giản, ít bước công nghệ. Trong một số nguyên công dùng máy vạn năng kết hợp với một số thiết bị chuyên dùng hoặc máy chuyên dùng đơn giản để chế tạo.

Nguyên tắc khi thiết kế nguyên công là phải đảm bảo năng suất lao động và độ chính xác yêu cầu. Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, các bước gia công, thứ tự các bước công nghệ. Vì vậy ta phải dựa vào dạng sản xuất, đường lối công nghệ để chọn sơ đồ nguyên công cho phù hợp. đối với dạng sản xuất đơn chiếc thì gia công tập trung cho một vị trí hay một vài vị trí sử dụng đồ gá vạn năngkết hợp các nguyên công còn lại. Với dạng sản xuất hàng loạt vừa ta phải dựa trên nguyên tắc phân tán nguyên công có thể gia công trên nhiều vị trí và dùng đồ gá chuyên dùng và một số nguyên công nào đó có thể gia công làm nhiều bước.

Với dạng sản xuất loạt lớn và hàng khối các nguyên công được tách ra và gia công cơ ở nhiều vị trí khác nhau và có thể gia công bằng nhiều dao hoặc tổ hợp dao. Chi phí cho các dụng cụ là tương đối cao.

Vậy với yêu cầu của đề tài được giao, dạng sản xuất là loạt lớn do đó đường lối gia công công nghệ cho chi tiết “càng rãnh trượt” là phân tán nguyên công, đồ gá sử dụng ở đây là đồ gá chuyên dùng.

2. 2.Gia công chuẩn bị phôi.

Do dạng sản xuất là sản xuất loạt lớn lên việc gia công chuẩn bị phôi là việc đầu tiên của quá trình gia công cơ, cần chuẩn bị phôi vì :

Phôi được chế tạo ra có chât lượng bề mặt xấu so với yêu cầu như xù xì, rỗ nứt. Tình trạng đó làm cho dụng cụ cắt nhanh bị mòn, nhanh hỏng, chế độ cắt khi gia công bị hạn chế nhiều, đồng thời dễ sinh ra va đập, rung động làm giảm nhanh độ chính xác của các thiết bị, máy móc. Sai lệch hình dáng hình học của phôi lớn do tính in dập khi gia công để đạt yêu cầu của chi tiết cần phải cắt bằng nhiều lần và bằng nhiều dao làm cho thời gian gia công kéo dài , chi phí lớn.

Do đó để khắc phục khi đó ta phải dùng bề mặt thô của chi tiết cần phải gia công chuẩn lại phôi,

Gia công chuẩn bị phôi thường là : làm sạch phôi , nắn thẳng phôi, gia công bóc vỏ.

Tuỳ thuộc vào dạng phôi yêu cầu cần đạt của chi tiết gia công mà dùng nguyên công gia công chuẩn bị phôi thích hợp nhất, không nhất thiết phải qua các công việc nói trên.

Căn cứ vào yêu cầu nói trên kết hợp với việc xem xét điều kiển trang bị , hình thức tổ chức sản xuất cho chi tiết, phương pháp tạo phôi dạng sản xuất cho chi tiết ta chọn phương án gia công chuẩn bi phôi sau:

– Làm sạch bề mặt bằng chổi sắt.

– Làm sạch ba via bằng dũa.

– Đối với mặt được ta chọn làm chuẩn thô ta có thể mài sơ bộ lớp vỏ trên.

– Các mặt bên của chi tiết không được gia công được mài nhẵn bằng máy mài tay hoặc máy mài hai đáhoặc cũng có thể dùng dũa để dũa sạch.

Hình 4.1.1 Bản vẽ chi tiết và chỉ dẫn các bề mặt gia công

 

3. 3. Trình tự các nguyên công

Phương án 1:

– Nguyên công I : Phay mặt C

– Nguyên công II : Phay mặt A, B

– Nguyên công III : Khoét, doa và vát mép lỗ

– Nguyên công IV: Phay 2 rãnh 38×18 cung bo R9

– Nguyên công V: Vát mép lỗ

 

Phương án 2 :

– Nguyên công I : Phay mặt C

– Nguyên công II : Phay mặt A, B

– Nguyên công III : Khoét, doa và vát mép lỗ

– Nguyên công IV : Khoan 4 lỗ

– Nguyên công V: Phay 2 rãnh 38×18 cung bo R9

– Nguyên công VI: Vát mép lỗ

QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG RÃNH TRƯỢT

Thiết kế dây chuyền sản xuất ống Inox, gia công chi tiết trục

Thiết kế dây chuyền sản xuất ống Inox, lập quy trình gia công chi tiết trục

Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên bao gồm tất cả các file 3D, xuất bản vẽ ra PDF, CAD, video mô phỏng cấu tạo + nguyên lý hoạt động+ THuyết minh

Giá: 450.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_CTM0000059
Tải đồ án

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước, đối với ngành công nghiệp của chúng ta hiện nay thì ngành công nghiệp chế tạo đã có vị trí quan trọng trong xã hội góp phần vào chủ trương công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nhiệm vụ hàng đầu là phải xây dựng cơ sở hạ tầng sản xuất, trong đó có các nhà máy cán cuốn ống , để có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng trang trí nội ngoại thất trong xây dựng và thay thế dần việc sử dụng hàng gỗ mộc, nhằm hạn chế nạn phá rừng gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái

Sau thời gian tìm hiểu và làm quen dây chuyền sản xuất ống Inox tại công ty ôtô và thiết bị điện Đà Nẵng.

Được sự  hướng dẫn tận tình của thầy giáo Lưu Đức Hòa, và các thầy cô trong khoa và cáầnh chị kỹ sư đi trước đã tạo điều kiện thuận lợi giúp em trong quá trình hoàn thành đề tài tốt nghiệp  “Thiết kế dây chuyền sản xuất ống Inox “ một cách tốt nhất

Tuy nhiên do khả năng và kinh nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi sai sót, kính mong sự góp ý và sự chỉ dẫn của các thầy cô giáo, các anh chị kỹ sư  cùng các bạn sinh viên.

Cuối cùng em xin thành thật cảm ơn thầy Lưu Đức Hòa đã dành nhiều thời gian giúp đỡ, các thầy cô giao trong nhà trường đã dạy em năm năm qua, các anh chị kỹ sư đi trước cùng các bạn sinh viên trong khoa đã có nhiều ý kiến đóng góp để em hoàn thành đề tài này.

Đà nẵng, ngày …..tháng…..năm

Sinh viên thực hiện

Trần Đình Thông

CHƯƠNG 1:                                                                                                                      CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BIẾN DẠNG KIM LOẠI –  GIA CÔNG ÁP LỰC .

1.1     Khái niệm về biến dạng của kim loại :

Dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại sẽ biến dạng theo ba giai đoạn nối tiếp nhau  biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, biến dạng phá huỷ .

1.1.1    Biến dạng đàn hồi :

Là biến dạng khi thôi tác dụng lực vật trở về hình dạng ban đầu. Khi tăng tải trọng (tải trọng tác dụng nhỏ hơn Pp)thì biến dạng kim loại l  tăng theo tỷ lệ bật nhất với ứng suất, là quan hệ tuyến tính theo định luật Hook. Trên đồ thị là đoạn OP.

1.1.2    Biến dạng dẻo :

Là biến dạng sau khi thôi tác dụng lực biến dạng vẫn tồn tại, nó tương ứng với giai đoạn chảy của kim loại. Biến dạng dẻo xảy ra khi ứng suất của lực tác dụng lớn hơn giới hạn đàn hồi khi tải trọng từ Pp – Pb  thì độ biến dạng dẻo kèm theo biến dạng đàn hồi trên đồ thị đoạn Pb.

1.1.3    Biến dạng phá huỷ :

Khi ứng suất của tác dụng đạt đến giá trị lớn nhất Pb (lớn hơn độ bền của kim loại ) thì trong kim loại bắt đầu suất hiện vết nứt tại đó ứng suất tăng nhanh gây nên ứng suất tập trung, kích thước vết nứt tăng lên cuối cùng là phá huỷ kim loại (điểm C trên đồ thị ).

1.2    Biến dạng đàn hồi :

Khi chịu tải trọng vật liệu sinh ra một lực cân bằng với ngoại lực. Ứng suất là phản lực tính đến 1 Đơn vị diện tích. Ứng suất vuông góc với mặt chịu  lực. Gọi là ứng suất pháp  gây ra biến dạng  , ứng suất tiếp  gây ra  xê dịch. Trong mặt kim loại chịu lực áp suất pháp (áp lực) làm biến đổi thể tích .

Biến dạng đàn hồi có thể do ứng suất pháp hoặc ứng suất  tiếp gây ra theo như sơ đồ sau :

a.    Trước khi biến dạng

b.    Biến dạng đàn hồi do ứng suất tiếp .

c.    Sau biến dạng .

Đối với nhiều vật liệu, quan hệ giữa ứng suất và biến dạng đàn hồi được mô tả bằng định luật hooke theo phương trình cơ sở lý thuyết đàn hồi :

= E .  (cho kéo nén )

= G .  (cho xê dịch)

Trong đó :

E là mô đun đàn hồi

G là độ xe dịch

Và   P =k.  cho phép 3 chiều

R =

– Đối với đa số vật liệu thì ta có  = 0,3

– Như vậy biến dạng đàn hồi của kim loại có thể hiểu là các nguyên nhân trong mạng tinh thể tác động qua lại bằng lực hút và lực đẩy. Bình thường nếu khoảng cách giữa các nguyên tử bằng bán kính của nguyên tử r0  thì các nguyên tử hút nhau. Còn khi có ngoại lực tác dụng thì các nguyên tử hút với nhau. Còn khi có ngoại lực tác dụng thì mạng tinh thể lại dịch làm cho khoảng cách của các nguyên tử khác r0   thì lúc này xuất hiện các lực tương hỗ giữa các nguyên tử về vị trí cân bằng .

1.3 Biến dạng dẻo :

1.3.1 Biến dạng dẻo của đơn tinh thể :

Trong đơn tinh thể kim loại các nguyên tử xắp sếp theo 1 trật tự xác định , mỗi nguyên tử luôn dao động quanh 1 vị trí cân bằng của nó. Khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giá trị đàn hồi, kim loại lại biến dạng dẻo nguyên nhân là do sự trược song tinh .

a/ Sự trượt:

–    Một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo 1 mặt phăng nhất định , mặt phẳng này gọi là mặt phẳng trượt .

–    Khi trượt, trên mặt trượt mối liên kết giữa các nguyên tử ở về 2 phía mặt trượt bị đứt, nhưng lại tạo với nguyên tử đối diện ở vị trí mới mối liên kết mới. Các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau đúng bằng số nguyên lần thông số mạng .

–    Rõ ràng mặt và phương xảy ra sự trượt phải có liên kết giưa các mặt trượt vơí nhau phải yếu hơn. Các mặt phương thoã mãn ĐK này là các mặt phương có mật độ nguyên tử lớn nhất, là các mặt phương cơ bản.

–    Nếu như trong mạng tinh thể luôn có lệch thì chúng luôn luôn  là nơi xuất phát của các quá trình trượt, sự trượt tác động đến các nguyên tử ở trên mặt trượt một cách nối tiếp cho nên ở mỗi thời điểm có một số lượng hạn chế các nguyên tử tham gia quá trình trượt .

b/Song tinh:

–    Một phần tinh thể vừa  trượt vừa quay đến một vị trí mơi, đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh. Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển 1 khoảng tỷ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh .

–    Trong những điều kiện thường của biến dạng dẻo, song tinh không không có vai trò đáng kể nhưng sẽ tăng lên khi giảm nhiệt độ hoặc tăng tốc độ biến dạng .

–    Ví dụ: đơn tinh thể Cd có ứng suát trượt thực tế là  0,3 –  0,7 N/mm2  còn gây ra song tinh  phải tới 4,22 –  3,34 N/mm2  .

–    Nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệp cho thấy. Biến dạng dẻo songtinh gây ra rất bé, nhưng khi có song tinh trượt sẽ xảy ra nhanh hơn .

1.32.Biến dạng dẻo của đa tinh thể :

Kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể ). Cấu trúc của chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể . Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có hai dạng : biến dạng trong nội bộ hạt và biến dạng vùng tinh giới hạt

Biến dạng ở vùng tinh giới hạt có các đặc điểm sau :

+ Do các định hướng khác nhau nên khi tác dụng tải trọng đa tinh thể , các hạt sẽ biến dạng khác nhau . Hạt nào có mạng định hướng thuận lợi cho trượt sẽ bị biến dạng dẻo trước với ứng suất tương đối nhỏ , ngược lại hạt có phương mạng không thuận lợi cho trượt và biến dạng sau với ứng suất lớn hoặc không biến dạng .Theo các nghiên cứu cho thấy : Những hạt  các  mặt trượt tạo với các hướng của ứng suất chính là một góc xấp xỉ 450 , sẽ xảy ra biến dạng một cách thuận lợi nhất ứng với ứng suất bé nhất . Giữa các hạt có độ biến dạng không đều .

Các hạt trong đa tinh thể không độc lập mà gắn bó với nhau do đo sự biến dạng dẻo của mỗi hạt luôn luôn có ảnh hưởng dén hạt  bên cạnh và chúng bị cản trở do vậy các hạt trong đa tinh thể có thể bị trượt ngay trong nhiều hệ trượt khác nhau .và xảy ra đồng thời sự quang của các mặt và các phương trượt .

Vùng biên giới các hạt có sự xắp xếp không trật tự , do đó sự trượt khó phát triển ở đây , vì không hình thành mặt trượt và phương trượt .Trong kim loại đa tinh thể , khó có thể tuộc liên tục từ hạt này sang hạt khác .

Từ những đặc điểm trên ta rút ra kết luận : lám nhỏ hạt kim loại không những tăng độ bền mà cả độ dẻo của kim loại và hợp kim .

Quá trình biến đạng ở da tinh thể chủ yếu do các hạt xảy ra trượt và quay tương đối với nhau .Do trượt và quay của hạt , trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới giúp biến dạng trong kim loại tiếp tục phát hiện .

1.4 Phá huỷ :

Quá trình biến dạng tăng dần với một mức độ nào đó trong kim loại sẽ phá huỷ .Đây là một dạng hỏng nghiêm trọng mà không thể khắc phục được cơ chế của quá trình phá huỷ : Đầu tiên hình thành và phát triển vết nứt từ kích thước siêu vi mô , vi mô đến vĩ mô .

1.4.1Phá huỷ trong điều kiện tải trọng tĩnh:

Phá huỷ có thể kèm theo biến dạng dẻo ở mức độ tương đối gọi là phá huỷ dẻo .phá huỷ dẻo xảy ra với tốc độ nhỏ cần nhiều lực nên ít nguy hiểm .

Điêu kiện để phá huỷ dẻo xảy ra là biến dạng dẻo và trạng thái ứng suất kéo 3 chiều trong vùng có thắt cục bộ.

Phá huỷ hầu như không có biến dạng dẻo vĩ mô kéo theo xảy ra tức thời nên khá nguy hiểm .Bề  mặt  ngoài đứt khi phá huỷ thường vuông góc với ứng suất pháp lớn nhất như mặt vi mô thì có thể là theo mặt phẳng tinh thể xác định với mặt dòn, ở bên trongmọi hoạt hạt .

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phá huỷ là nhiệt độ, tốc đô, biến dạng và tập trung ứng suất .

Ưng suất cần thiết để phát triển vết mứt :

Trong đó :

E : môdun đàn hồi .

C: kích thích đặc trưng vết nứt ban đầu .

sức căng bề mặt .

1.4.2 Phá huỷ trong điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ :

Cơ chế phá huỷ cũng xảy ra bằng cách tạo thành và phát triển vết nứt .

Sự  phá huỷ mỏi phụ thuộc vào các yếu tố : ứng suất tác dụng số chu kỳ tác dụng của tải trọng , yếu tố tập trung ứng suất .

1.4.3 phá huỷ ở nhiệt độ cao :

Sự tạo nên vết nứt dẻo có thể theo cơ chế sau : các hạt trượt lên nhau theo biên giới có tập trung ứng suất tạo nên vết nứt .

1.5 Các ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tính chất của kim loại , hợp kim :

1.5.1 sau biến dạng dẻo trong kim loại tồn tại có ứng suất dư có hai loại :

– ứng suất dư tế vi (loại II,III)

– ứng suất dư thô đại  (loại I).

a/ ứng suất dư tế vi : Là loại ứng suất tồn tại trong kim loại sau khi bỏ tải trọng biến dạng và được cân bằng trong phạm vi từng phần nhỏ của hạt hay trong từng hạt. Người ta đánh giá ứng suất tố vi qua độ  xê dịch trung bình của thông số mạng  hoặc khoảng cách giữa các mặt  . Giá trị của úng suất dư tố vi bằng tích số của độ xê dịch trung bình với môđun đàn hồi.

Nguyên nhân sự tồn tại ứng suất tế vi : Do biến dạng dẻo xảy ra không đồng đều giữa các hạt , do hình thành các mặt trượt , tạo nên biến dạng càng lớn ,ứng suất tế vi càng lớn . Ứng suất dư tế vi gắn liền với xô lệch mạng có tác dụng cản trở chuyển động của lệch do làm độ tăng bền

b/Ứng suất dư thô đại : là loại ứng suất tồn tại trong cả thể tích kim loại hay ở giữa các phần, sinh ra do biến dạng không đồng đều trên toàn tiết diện. Nói chung ứng suất thô đại là không có lợi, nó có thể là một trong những nguyên nhân gây ra phá huỷ kim loại . Tuy nhiên trong một số trường hợp, người ta cố tình tạo raứng suất  dư thô dại theo một quy luật nào đó để tăng khả năng làm việc của chi tiết kim loại , như tạo ra bề mặt ứng suất nén dư bằng cách lăn ép , phun bi…… để làm rang khả giới hạn mõi

1.5.2. Biến dạng dẻo làm biến đổi cơ tính kim loại :

Biến dạng dẻo lằm biến đổi cơ tính kim loại theo hướng tăng bền hay còn gọi là hoá bền ( biến cứng) , làm tăng giới hạn bền , giới hạn chảy , giới hạn đàn hồi , độ cứng , nhưng làm giảm độ dẻo , độ dai .

Nguyên nhân : Là do biến dạng dẻo có thể làm tăng độ cứng và giới hạn bền khoảng 1,5÷ 3 lần . Sự bền hoá ( hoá cứng ) là phương pháp tốt , có phần đơn giản để làm tăng độ bền , độ cứng của kim loại . Tuy nhiên , sự bền cứng ảnh hưởng xấu đến công nghệ : tính gia công cắt và biến dạng dẻo

1.5.3. Biến dạng dẻo làm biến đổi lý tính , hoá tính của kim loại

Biến dạng dẻo làm tăng xô lệch mạng, làm nhỏ hạt. Các yếu tố này làm giảm tính dẫn điện ( tăng điện trở) , giảm tính dẫn nhiệt , độ thấm từ , cảm ứng từ dư.

Khối lượng riêng kim loại sau biến dạng dẻo có thể tăng lên do bẹp các lỗ khí, rỗ co.

Kim loại đã qua biến dạng dẻo có hoạt tính hoá học cao hơn trong các phản ứng hoá học , dễ bị ăn mòn .

1.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng dẻo của kim loại :

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ . Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt nhân tố khác nhau như : Trạng thái ứng suất , ứng suất dư , thành phần hoá học và tổ chức kim loại , t0 …

1.6.1.Anh hưởng của trạng thái ứng suất :

Trạng thái ứng suất chính củng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại . Qua thực nghiệm cho thấy kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo

1.6.2 Anh hưởng của ứng suất dư :

Khi kim loại bị biến dạng nhiều , tồn tại ứng suất dư lớn bên trong vật thể sẽ làm tính dẻo của kim loại giảm mạnh ( biến cứng ) và giảm độ bền , độ dai . Nếu ứng suất dư lớn có thể làm vật biến dạng hoặc phá huỷ

Khi nung nóng kim loại đạt nhiệt độ từ 0,25÷ 0,3 Tr (nhiệt độ nóng chảy ) ứng suất dư và xô lệch mạng giảm làm tính dẻo của kim loại phục hồi trở lại .

1.6.3 Anh hưởng của thành phần hoá học và tổ chức kim loại :

Thành phần hoá học có ảnh hưởng đến tính dư và biến dạng của kim loại. Nó quyết định bởi nguyên tố cơ bản, nguyên tố hợp kim và tạp chất .

Đối với nguyên tố cơ bản. Tạo nên tổ chức cơ sở  để quyết định tính dư và biến dạng dẻo của kim loại và hợp kim. Nguyên tố hợp kim tạp với kim loại cơ sở những liên kết kim loại có tổ chức phưc tạp làm cho kim loại rất cứng và giòn, đồng thời nó làm xê lệch  mạng, làm cản trở quá trình trượt dẫn đến kim loại cũng làm ảnh hưởng lớn đến tính dẻo của nó .

1.6.4 Anh hưởng của nhiệt độ :

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ. Khi kim loại ở nhiệt độ cao thì các phần tử bị dao nhiệt làm suy giảm lực liên kết giữa các phần tử, do đó làm tăng tính dẻo cuảc kim loại. Đồng thời dao đông nhiệt có khả năng đưa các phần tử từ trạng thái mất cân bằng về trạng thái cân bằng, do đó làm giảm sự xê dịch khử biến cứng và tăng tính dẻo

1.6.5 Anh hưởng của tốc độ biến dạng :

Tăng tốc độ biến dạng thì làm giảm tính dư của kim loại. Nếu tốc độ của quá trình biến cứng khi biến dạng lớn hơn tốc độ của quá trình khử  biến cứng.

Ngoài ra tốc độc của biến dạng tăng còn làm sinh nhiều nhiệt, hiệu ứng nhiệt làm ch kim loại đạt tới nhiệt độ mà tại đó tính dẻo thấp, còn làm tăng cứng  lớn hơn tốc độ biến cứng. Do hiệu ứng nhiệt mà nhiệt độ của kim loại tăng dần lên làm cho kim loại chuyển từ vùng dòn sang vùng dẻo

1.6.6 Anh hưởng của ma sát ngoài:

Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức lực do đó làm thay đổi trạng thái ứng suất chính của vật thể. Ngoài ra ma sát ngoài còn cản trở biến dạng tự do của vật thể, làm cho vật thển biến dạng không đồng đều làm tăng lực và công biến dạng. Cản trở sự di  chuyển của kim loại trong khuôn rèn và dập thể tích do đó vật có khả năng làm giảm việc điền đày khuôn.

1.7. Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo :

Giả sử trong vật thể hòan tòan không có ứng suất tiếp thì vật thể có ba dạng ứng suất chính sau :

– Ứng suất đường :

– Ứng suất mặt :

– Ứng suất khối :

a.    Ứng suất đơn .

b.    Ứng suất phẳng

c.    Ứng suất khối.

Trong gia công áp lực thì thường gặp các trạng thái : Ứng suất khối.

– Khi chịu ứng suất khối :

– Khi chịu ứng suất mặt :

– Khi kim loại chịu ứng suất đường: max=

Nếu 1 = 2 = 3 thì  = 0 và không có biến dạng

Điều kiện biến dạng dẻo : max giớihạn.

– Khi kim loại chịu ứng suất đường thì trạng thái biến dạng dẻo là :

max=

–    Khi chịu ứng suất mặt thì trạng thái biến dạng dẻo là : =

–    Khi chịu ứng suất khối thì trạng thái biến dạng dẻo là :

.

Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo.

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau biến dạng đàn hồi. Thế năng của biến dạng đàn hồi ở đây

A = A0 + Ah (1.1)

Trong đó :

A0  – thế năng để thay đổi thể tích vật thể.

Ah  – thế năng để thay đổi hình dáng  vật thể.

Trong trạng thái ứng suất khối , thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật HOOK xác định

A= (11+22+33)/3. (1.2)

Như vậy, biến dạng tương đối theo định luật Húc :

1=

2=        (1.3)

3=

Theo (1) thế năng toàn bộ của biến dạng được biểu thị :

A=         (1.4)

Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tổng biến dạng trong ba hướng vuông góc.

(4)

Ở đây  : hệ số Pyacon tính đến vật liệu biến dạng.

E : Mođun đàn hồi của vật liệu.

Thế năng làm thay đổi thể tích bằng :

A0= (5)

Thế năng đế thay đổi hình dạng vật thể :

Ah=A-A0=(1.7)

Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là :

Ah= (1.8)

suy ra :  (1.9)

Đây gọi là phương trình dẻo.

Khi cán kim loại tấm kim loai biến dạng ngang không đáng kể :

Theo (3) ta có : 2 = (1.10).

Khi biến dạng dẻo không tính đến đàn hồi , thể tích vật thể không đổi : vậy v =0

Theo (1.6) ta có :

= 0 .

= 0 thì   ,5     (1.11)

Theo (1.10) và (1.11) ta có :

Ta có thể viết phương trình dẻo như sau :

= 1,15     (1.13).

Trong trượt tinh , khi  , trên mặt phẳng nghiêng , ứng suất pháp bằng không ứng suất tiếp khi  = 45 độ .

(1.14).

So sánh với  (1.13)  khi  .

= k  = 0,58 ch

gọi là hằng số dẻo ở trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo có thể viết

= 1,15 (1.16).

-Phương trình dẻo (1.16) rất quan trọng để giải các bài toán gia công biến dạng .  Tính đến hướng của các ứng suất , phương trình dẻo : (1.16) được viết lại :

(1.17).

1.8 Khái quát các dạng cơ bản của gia công kim loại bằng áp lực :

1.8.1 Khái niêm :

-Gia công KL bằng áp lực là phương pháp cơ bản chế tạo  các chi tiết máy và sản phẩm là kim loại thay thế phương pháp đúc và cắt gọt kim loại .

– gia công kim loại bằng áp lực thực hiện bằng cách dùng ngoại lực. Tác dung  lên kim loại , ở trạng thái nóng hoặc nguội làm cho kim loại đạt đến quá giới hạn đàn hồi , kết quả sẽ thay đổi hình dáng của vật thể kim loại và không phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng .

Đặc điểm của phương pháp gia công bằng áp lực là : Kim loại gia công ở thể rắn , sau khi gia công xong không những thay đổi về hình dáng mà còn thay đổi về cơ lý hôa tính của kim loại như : Kim loại mịn  hơn , hoạt động đều thay đổi tổ chức thớ , khử được các khuyết tật rổ khí do đúc gây nên , nâng cao cơ tính và tuổi bền của chi tiết .

1.8.2 Một số định luật áp dụng trong gia công biến dạng :

a/ Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại trong gia công biến dạng :

Khi biến dạng dẻo kim loại, đồng thời với biến dạng dẻo có xảy ra biến dạng đàn

hồi. Quan hệ giữa lực và biến dạng khi biến dạng đàn hồi tuân theo qui luật Huc khi biến dạng kích thước của kim loại so với kích thước sau khi biến dạng  khác nhau . nê n kích thước chi tiết sau khi gia công xong  khác vớilỗ hình trong khuôn .

b/.Định luật ứng suất dư:

Trong quá trình biến dạng dẻo kim loại vì ảnh hưởng của các nhân tố như nhiệt độ không đều , tổ chức kim loại không đều , lực biến dạng phân bố không đều , ma sát ngoài .. đều làm cho kim loại sinh ứng suất dư , Trong bất cứ một kim loại biến dạng nào cũng được sinh ra một ứng suất dư cân bằng nhau”

c/.Định luật thể tích không đổi:

Thê tích của vật thể trước và sau khi cán không biến dạng

H.B.L  = h.b.l

Từ đây: ln+ ln+ ln=0

Suy ra:1+2+3=0

Từ các công thức trên kết luận :

Khi tồn tại bằng ứng biến chính thì dấu của ứng biến phải trái dấu với hai ứng biến kia và có trị số bằng tổng hai ứng biến kia, và trị số bằng tổng hai ứng suất kia

Khi có  một ứng biến chính bằng 0 , hai ứng biến chính còn lại phải ngược dấu và giá trị truệt đối của chúng phải bằng nhau .

d/.Định luật trở lực bé nhất:

Trong quá trình biến dạng các chất điểm của vật thể sẽ di chuyển theo phương nào có trở lực bé nhất. Khi có ma sát ngoài trên các hướng của mặt tiếp xúc đều nhau thì một điểm nào đó trong vật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hướng có pháp tuyên nhỏ nhất .Khi lượng biến dạng càng lớn thì tiết diện sẽ chuyển dần sang hình tròn làm cho chu vi của vật nhỏ nhất.

1.8.3 Cán kim loại :

* Đặc điểm :

Cán là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại được biến dạng qua khe hở giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau . Hình dáng kích thước khe hở giữa hai trục cán quyết định hình dáng kích thước tiết diện ngang của sản phẩm . Qua qúa trình chuyển động của kim loại qua khe hở giữa trục cán là  nhờ ma sát sinh ra giữa hai trục cán và kim loại cần gia công .

Khi cán chiều dài , chiều rộng của sản phẩm tăng lên , chiều cao giảm . Để đánh gia mức độ người ta dùng hệ số kéo dài .

Trong đó     F0  .L0   Diện tích và tiết diện và chiều dài phôi trước khi cán

F1  .L1   Diện tích và tiết diện và chiều dài phôi sau  khi cán .

Tỷ số này thường gặp :

= 12

Sơ đồ cán:

1,2. Trục cán .

3. Sản phẩm .

Lượng ép tương đối :

Lượng ép tương  đối (h)

h = (h1-h2 ) = D(1- cos )(mm).

h1 , h2 chiều cao trước và sau khi cán

D đường kính trục .

góc cán .

–    sản phẩm chia làm 4 loại (loại tấm , loại hình , ống , đặc biệt ).

–    Loại tấm gồm các tấm mỏng , chiều dày từ 0,2 –  3,75 mm .loại tấm dày : 4 –  60 mm , loại cuộn dày từ (0,2 –  2 ) mm.

–    Loại hình : bao gồm các loại có tiết diện đơn giản : vuông , tròn , chữ nhật , lục giác . .

–    Loại ống : bao gồm các mối hàn và các loại ống không có mối hàn .

–    Loại dặc biệt : loại này được dùng trong ngành đặc biệt như chế tạo ôtô , tàu thuỷ , máy bay

CHƯƠNG II

GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN ỐNG INOX

2.1 Giới thiệu về Inox :

2.1.1 Giới thiệu về sản phẩm inox :

– Với sự phát triển của nền kinh tế trong nước . Nhu cầu sử dụng của người dân càng ngày càng đòi hỏi các mặt hàng không những đảm bảo chất lượng độ bền , chịu nhiệt độ tin cậy mà còn phải mang tính thẩm mỹ cao . Ống inox là sản phẩm có thể đáp ứng yêu cầu đó .

– Hiện nay ống Inox có nhu cầu cao trong việc xây dựng phát triển cơ sở hạ tâng , ngoài ra ống I nox còn được sử dụng trong xản xuất phát triển các mặt hàng như : ghế , đồ dùng gia đình , đồ gia dụng sử dụng trong các cơ quan .Góp phần hạn chế gỗ mộc , hạn chế nạn phá rừng .

2.1.2 Giới thiệu các loại ống inox đang sử dụng trên thị trường :

Chiều dày ống  S = 0,2 –  2 mm .

Hầu hết các dây chuyền sản xuất ống Inox đều có thể xản xuất đươc hai loại tiết diệ ống tròn và ống vuông , chữ nhật .

Đối với mỗi loại ống đều có những yêu cầu khác nhau về profin , trục cán độ bền của các trục , cơ cấu máy , công suất động cơ … Nếu thiết kế một dây chuyền sản xuất cho tất cả các loại ống thì sẽ gây lãng phí công suất của dây chuyền , lãng phí năng lượng khi vận hành máy ,giá thành sản xuất lắp đặt cao , không phù hợp với xu hướng của chuyên môn hoá sản phẩm hiện nay

Trên thực tế , người ta chia chủng loại ống ra làm 3 loại : vừa , nhỏ , lớn . Ứng với mỗi loại ống , kích thước ống chế tạo một dây chuyền sản xuất tương ứng dễ khắc phục những nhược điểm trên

a/ Nhóm  gồm sản phẩm có kích thước nhỏ :

Ống tròn : 10 , 12 , 16 , 19 .

Ống vuông 12,712,7

b/ Nhóm  gồm sản phẩm có kích thước vừa :

Ống tròn : 25 , 33 , 38 , 47, 50 .

Ống vuông 1313 ,2020 ,2525 ,2653

c/ Nhóm  gồm sản phẩm có kích thước lớn  :

Ống tròn : 63 , 76 .

Ống vuông 3366 .

2.1.3 Giới thiệu các loại Inox thường gặp :

Inox là tên thường gọi  của các loại thép không gỉ , là các loại thép có tính chống ăn mòn cao trong khí quyển và môi trường ăn mòn khác . Trong thực tế mỗi loại thép không gỉ chỉ có tính chống ăn mòn cao trong một số môi trường nhất định và ngay trong môi trường đó vẫn bị ăn mòn nhưng với tốc độ nhỏ và xem là không gỉ .

a/ Sự ăn mòn kim loại

-Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ bề mặt kim loại do tác dụng của các môi trường xung quanh có hai loại ăn mòn : ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá

+ Ăn mòn hoá học : là sự phá huỷ bề mặt kim loại do tác dụng hoá học trực tiếp giữa kim loại và môi trường xung quanh , không phát sinh ra dòng điện .Loại ăn mòn náy chỉ xảy ra trong môi trường không điện môi , ít gặp trong thực tế .

+ Ăn mòn Điện hoá  : xảy ra với đặc điểm có phát sinh dòng điện kim loại bị gỉ , hỏng trong các môi trường không khí Axic , bazơ , dung dịch muối .Thép bị ăn mòn điện hoá có tổ chức nhiều pha và các pha này có điện thế cực khac nhau tạo thành dòng điện .pha có điện cực thấp sẽ bị hoà tan vào trong nước .

–    Vậy thép không gỉ là những loại thép phải thoả mãn các điều kiện sau :

+ Thép tổ chức một pha thành nhiều thành phần đồng nhất .

+ Thép có các nguên tố hợp kim theo định lượng nhất định làm cho điện thế của 2 điện cực của 2 pha ferit và xementic chênh lệch nhau ít .

bảng 2.1

Số hiệu                                          Thành phần các nguyên tố %    Ủ

C    Cr    Ni    Ti    Mn    Si    P    S    b

Không quá     N/mm2    %

12Cr18Ni9    0,12    17-19    8-10    –    2    0,8    0,035    0,02    275    50

17Cr18Ni9    0,13- 0,21    17-19    8-10    –    2    0,8    0,035    0,02    250    55

12Cr18Ni9Ti    0,12    17-19    8-9,5    0,8    2    0,8    0,035    0,02    260    40

04Cr18Ni10    0,04    17-19    9-11    –    2    0,8    0,035    0,02    290    45

08Cr18Ni10    0,08    17-19    9-11    –    2    0,8    0,035    0,02    285    40

08Cr18Ni10Ti    0,08    17-19    9-11    0,7    2    0,8    0,035    0,02    285    40

12Cr18Ni10Ti    0,12    17-19    9-11    0,8    2    0,8    0,035    0,02    275    50

Các thép không gỉ hai pha :

Bảng 2.2

Số hiệu    Loại    Thànhphầnnguyêntố

%    Cơ tính trạng thái

Ủ

Tôi  và Ram    Tôi và ram thép

C    Cr    bN/mm2     %

bN/mm2     %    bN/mm2     %

12Cr13    Failmactenxic    0,09- 0,15    12-14    400    20    600    20    –    –

20Cr13        0,16 -0,25    12-14    500    20    660    16    –    –

30Cr13        0,26 -0,35    12-14    500    15    700    12    1600    3

40Cr13    Mactenxic    0,36 – 0,45    12-14    500    15    800    9    1680    3

2.2 Các phương pháp hàn ống Inox :

Dây chuyền sản xuất ống Inox cho sản lượng cao , chất lượng sản phẩm đồng đều nên các phương pháp hàn được sử dụng phải đảm bảo được mức độ bán tự động , tự động nhất định .

2.2.1 Hàn hồ quang tự động và bán tự động :

a/ Khái niệm : là phương pháp han nóng chảy mà nguồn nhiệt khi nào là hàn hồ quang điện cháy giữa hai điện cực .

–    Sự cháy và duy trì ổn định của hồ quang trong quá trình hàn là do sự điều khiển tự động .

–    Quá trình hàn bao gồm các bước:

+ Gây hồ quang

+ Dịch que hàn xuống vùng hàn tương ứng với mức độ chảy của que hàn nhằm duy trì sự ổn định của hồ quang

+ Dịch chuyển que hàn dể dảm bảo hàn hết chiều dài hàn . Có thẻ hiêu quá trình này như sau : que hàn đứng yên nhưng chi tiết dịch chuyển .

+ Bảo vệ hồ quang và vũng hàn khỏi bị tác dụng của môi trường không khí xung quanh .

b/ Đặc điểm :

Năng suất cao vì tốc độ ban đầu cao nên cho phép dòng điện lớn đẻ hàn .

Bảo đảm được cơ tính của mối hàn , vì hàn tự động đều thực hiện trong sự bảo vệ hồ quang .

Hệ số đắp cao tiết diện kim loại dây hàn

Tiết kiệm được năng lượng điện hệ số hữu dụng của nguồn nhiệt hồ quang cấp .

Điều kiện lao động của người công nhân thuận lợi là dễ co khí hóa và tự động hoá toàn bộ quá trình .

c/Phân loại :

Hàn hồ quang hở : trong quá trình hàn hồ quang và mối hàn có thể nhìn thấy được vì hồ quang cháy trong môi trường khí bảo vệ .

Hàn hồ quang kín : trong quá trình hàn hồ quang và mối hàn không  thể nhìn thấy được vì hồ quang cháy vì mối hàn được bảo vệ bởi một lớp thuốc .

d/ Thiết bị hàn hồ quang tự động :

–    Toàn bộ xe hàn có thể chạy dọc theo mối hàn là nhờ động cơ điện 1 chiều thông qua hộp giảm tốc làm quay 2 bánh xe chủ động phía sau xe hàn.

–    Nguyên lý : động cơ điện xoay chiều ba pha D1 làm quay máy phát Mp fát ra dòng điện 1 chiều , hai cuộn kích từ 1,2 luôn tạo ra từ thông 1,2 có ngược chiều nhau , nhờ vậy mà chiều và tốc độ quay của động cơ điện D2 có thể điều chỉnh tự động đưa đây hàn xuống vùng hàn .

–    Khi chưa có tải 1 kích thích Mp sinh ra dòng điện 1 chiều để cho động cơ D2 quay theo chiều đẩy dây hàn đi xuống .

–    Lúc gây hồ quang : ứng với thời điểm dây hàn tiếp xúc với vật hàn thì giảm 1 xuống gần bằng không , đồng thời 2 tác dụng kích thích Mp sinh dòng điện 1 chiều D2 quay theo chiều ngược lại , kéo dây hàn đi lên , nhờ nguồn hàn Mh mà hồ quang sinh

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy dơn giản hàn tự động dưới lớp thuốc

D1 : ĐỘng cơ điện xoay chiều 3 pha .

Mp : Máy phát .

D2 : Động cơ điện .

Mh  Nguồn hàn .

-Điện thế hồ quang tăng dần đồng thời 1 tăng dần , đến mức nào đó 1> 2 và hiệu 1- 2  đủ để cho Mp có dòng điện làm cho động cơ D2 quay  đẩy xe hàn đi xuống và đặt tốc độ bằng tốc độ dòng chảy của que hàn .

– Nếu vì một lý do nào đó làm cho chiều đài hồ quang thay đổi thì 1,2  cũng thay đổi theo dẫn đến thay dổi tốc độ D2 đảm baỏ cho hồ quang ổn định .

HÌnh 2.2 Sơ đồ hàn tự động trongmôi trường khí bảo vệ Agron

1.Máy hàn phát               6. Chỉnh lưu

2.biến trở                         7. van giảm áp

3. Vôn kế                          8.Bình Agron

4. Vật hàn                 9.Con lăn

5. Mỏ hàn                10. Dây hàn .

– Khí Agron từ bình chứa 8 sang van giảm áp 7 , bộ phận chỉnh lưu 6, mỏ hàn 5 , luôn luôn dẫn khí vào máy phát hàn 1 nối với vật hàn 4 và dây hàn 10 , việc thay đổi dòng điện hàn được thực hiện được bằng cách thay đổi biến trở 2 , đồng hồ 3 chỉ điện áp , chuyển dịch dây hàn được thực hiện  bằng con lăn 9 .

– Hàn  tự động trong môi trường khí agron thường dùng để hàn kim loại có chiều dày S< 5 mm , với cường độ dòng điện hàn (30 – 400) A tiêu hao khí Agron từ

(300-  900)l/h.

– Hàn bằng khí agron bảo vệ  có thể dùng điện cực nóng chảy hoặc không nóng chảy nên dùng Vônfram .

2.2.2 Hàn điện tiếp xúc đường :

a/ khái niệm :

– Hàn   điện tiếp xúc là cho  dòng điện có cường độ lớn chạy qua tiết diện hàn , chỗ tiếp xúc có điện trở lớn sẽ bị nung nóng tới trạng thái hàn và nhờ tác dụng của cơ học ép chúng liên kết với nhau .

– Hàn điện tiếp xúc là 1 dạng hàn điện tiếp xúc trong đó mối hàn là tổng hợp các điểm điểm hàn liên tục  .

b/ Phân loại :

 

4.1.2 Các  bộ phận chính trong dây chuyền sản xuất ống trục

a) Nguồn truyền động : Dùng động cơ điện không đồng bộ có hệ số trượt cao, được che kín quạt gió.

b) Hộp giảm tốc : Là bộ phận cần thiết trong máy cán , tất cả các máy cán  dùng động cơ điện xoay chiều đều dùng hộp giảm tốc, có thể dùng một hoặc hai hộp ghép lại hoặc thêm một bộ phận chuyền đai vào các đầu ra của động cơ đầu trục vào.

– Hộp giảm tốc có nhiều kiểu và nhiều cấp khác nhau trong máy cán thép phần lớn  là dùng kiểu hai cấp khai triển , cấp nhanh phân phối

c) Hộp phân cực : Dùng để phân phối moment xoắn và truyền chuyển động cho các trục cán của máy cán từ hệ thống truyền động trong bộ phận truyền lực của máy cán ta dùng Vít, bánh vit để truyền động quay cho hai trục cán

So với bánh răng côn thì trục vít , bánh vít có ưu điểm sau: Tỷ số truyền lớn , làm việc êm có khả năng tự hãm.

d) Trục nối và khớp nối

-Trong máy cán ta dùng các loại trục , khớp sau:

·    Trục chính : Truyền dộng từ động cơ qua HG tối đến các hộp phân lực

·    Trục truyền: chuyển động từ hộp  phân lực đến các trục cán

·    Khớp nối trục : Yêu cầu phải gọn , chế tạo đơn giản

e) Giá cán : bao gồm

·    Thân trục cán

·    Trục cán, trục đỡ trục cán

·    Gối đỡ ổ đỡ trục cán

– Thân giá cán là chi tiết lớn đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ giá cán mọi chi tiết của giá cán như: Trục cán , gối đỡ , cơ cấu điều chỉnh lượng ép và cơ cấu dẫn đồng đều được lắp đặt trên nó . Thân chia làm hai kiểu: Kiểu kín và kiểu hở

+ Kiểu kín: Là dạng hình khung ở giữa có sữa chữa để đặt giá đở trục cán, phía dưới có vấu có sẵn lỗ hỏng để lắp bulông kẹp thân máy với nền

+ Vít nén và cơ cấu điều chỉnh lương ép: Điều chỉnh vị trí trục cán ở mỗi lưới ta dùng vít nén vít điều chỉnh lên xuống được tuỳ vào gối đỡ trên của trục cán . Hai vít nén và một số thiết bị dẫn động của nó tạo nên cơ cấu điều chỉnh lượng ép.

f) Cụm máy hàn, mài

g) Cụm máy của đĩa cắt đứt : Quá trình cắt đứt được thực hiện cùng lúc với quá trình cán cụm máy của đĩa được di chuyển với tốc độ bằng vận tốc của phôi

4.1.3 Số vòng quay trục cán

Tốc độ trục cán được t ính theo công thức

V =  ( m/s)

Trong đó      D: đường kính trục cán [m]

n: Số vòng quay của trục cán trong một phút [vòng/phút]

– Theo yêu cầu thiết kế , năng suất sản phẩm của dây chuyền là: 2m/ph

V = 2[m/s]= 1/30 [m/s]

– Trong quá trình cán, khi qua các lưới cán khác nhau , phôi có kích thước tiết diện khác nhau , điều này chứng tỏ có sự trượt của các trục cán trên bề mặt phôi, bề mặt phôi sẽ bị sướt do các trục cán được chế tạo có độ cứng cao

Sản phẩm ống Inox có yêu cầu cao về chất lượng thẫm mỹ để khắc phục sự trượt của trục cán ta thiết kế các trục cán dưới có tác dụng như một cối luôn có đường kính trục bằng nhau

-Ở đây ta xét cán trục cán ngang có tác dụng chính trong việc hình thành hình dáng sản phẩm.

– Ta chọn sơ bộ đường kính tại điểm tiếp xúc phôi thấp nhất của trục cán là :

D= 105mm

–    Trục cán ngang được lắp vào trục gá (Trục đỡ) nhận moment chuyển động nhờ then. Các trục gá này được lắp trên thân giá cán ( thân cụm lô cán ngang) có ổ lự ở hai đầu trục.

–    Ta có sơ bộ đường kính trục giá d = 50mm

–    Vận tốc của trục cán ngang trục dưới

n=  = . = 6,063  (vg/ph)

4.1.4 Chọn số vòng quay động cơ điện

– Chọn động cơ điện không đồng bộ ba pha lồng sóc,vận hành đơn giản ,giá thành rẻ.

– Khi chọn số vòng quay lớn thì  kich thướt khuôn khổ nhỏ ,trọng lượng giá thành cũng như tỷ số đường truyền động chung lớn làm khuôn khổ trọng lượng và giá thành các bộ truyền và cả thiết bị

– Dựa vào kinh nghiệm ta chọn số vòng quay của động cơ rồi kiểm tra lại cho phù hợp với chi  phí đầu tư  yêu cầu kích thước trọng lượng của dây chuyền

– Ta chọn số vòng quay của động cơ

nđc = 970 vg/ph

–    Tỷ số truyền động chung

i = = = 159,986

– Lấy i= 160

– Phân phối tỷ số truyền cho các cụm kết cấu máy

i = iI .iII

– Trong đó

ii : Tỷ số truyền động của hộp giảm tốc

iii : Tỷ số truyền của hộp phân cực

– Như đã nói ở phần 4.1.2 .Hộp giảm tốc sử dụng cơ cấu trục vit ,bánh vít, hộp tốc độ sử dụng chung hộp giảm tốc bánh răng phân đôi

Chọn iII =8

iI ===20

–    Kiểm nghiệm số vòng quay

–    Số vòng quay trục ra hộp giảm tốc

n=   = 48,5 vg/ph

– Số vòng quay trục cán

n== 6,0625 vg/ph

–    Sai số vòng quay trục cán

n  = 6.063-6,0625 = 0,0005 v/ph.

[n  ] = 0,1 v/ph.

Vậy n    [n  ]

Vậy tỷ số truyền như trên là hợp lý .

4.2 Thiết kế động lực học máy :

4.2.1 Tính lực  tác dụng lên các trục uốn .

– Lực uốn trong khuôn là lực tự do và lực là phẳng vật liệu .Trị số lực uốn tự do bé hơn nhiều so với lực là phẳng vật liệu .

–     Lực uốn :

P = P1 +  P2.

P1  là lực tự do

P2    lực là phẳng vật liệu .

-Lực uốn  góc tự do :

P1 =  = k1 . B . S.b  .

n= 1,6 –  1,8.

k1  hệ số uốn tự do có thể tính theo công thức hoặc chọn theo bảng phụ thuộc vào tỷ số l/s , tra bảng 39(10).

S : chiều dày vật liệu uốn .

B : chiều rộng của dãi tấm .

b  : Giới hạn bền của vật liệu .b   = 700 (N/mm2).

l : khoảng cách giữa hai ụ đỡ .

– Lực là phẳng vật liệu :

P2 =  q.F.

q: áp lực tinh chỉnh chọn theo bảng .

F : diện tích phôi được là phẳng .đối với mỗi bước của qúa trình uốn , lực uốn tác dụng lên trục là khác nhau .Giá trị lực uốn chịu ảnh hưởng bởi các tỷ số r/s , l/s, l/r. và kiểu khuôn uốn .

– Tính lực uốn tác dụng lên các bước uốn . Ở đây ta chỉ tính cho các bước uốn trong giai đoạn định hình , vì lực uốn trong giai doạn tạo hình , nắn thẳng rất bé so với giai đoạn định hình .

a/ Lực uốn bước 1 :

–    Lực uốn tự do :

P1 = 2.0,09 .= 10545(N).

P2 = q.F = 2.40. = 16738(N).

P = 27283 (N).

b/ Lực uốn bước 2 :

P1 = 2.0,09 .= 5770(N).

P2 = q.F = 2.40. = 9159(N).

P = 14929(N).

c/ Lực uốn bước 3 :

P1 = 2.0,09 .= 8690(N).

P2 = q.F = 2.40. = 13795(N).

P =22485 (N).

d/ Lực uốn bước 4 :

P1 = 2.0,09 .= 5541(N).

P2 = q.F = 2.40. = 8796(N).

P =14337 (N).

e/ Lực uốn bước 5 :

P1 = 2.0,09 .=9852(N).

P2 = q.F = 2.40. = 15638(N).

P =25490 (N).

f/ Lực uốn bước 6 :

P1 = 2.0,09 .=9211(N).

P2 = q.F = 2.40. = 14629(N).

P =23840 (N).

k/ Lực uốn bước 7 :

P1 = 2.0,09 .=4923(N).

P2 = q.F = 2.40. = 7819(N).

P =12742 (N).

l/ Lực uốn bước 8 :

P1 = 2.0,09 .=1720(N).

P2 = q.F = 2.40 = 2728(N).

P =4520 (N).

m/ Lực uốn bước 9 :

P1 = 2.0,09 .=1363(N).

P2 = q.F = 2.40 = 2164(N).

P =3527 (N).

n/ Lực uốn bước 10 :

P1 = 2.0,09 .=10(N).

P2 = q.F = 2.40 = 23283(N).

P =23293 (N).

i/ Lực uốn bước 11 :

P1 = 2.0,09 . ~ 0(N).

P2 = q.F = 2.40 = 761 (N).

P =761 (N).

j/ Bước 12 ,13 , 14 . .  lực vật bé .

4.2.2 Tính môment cán và công suất động cơ :

a/Tính môment cán và các môment khác :

·    Mômen cán :  Do lực cán sinh ra và  được tính :

Mc = 2.p.a (N.mm).

P: Lực cán .

a: Cánh tay đòn .

·    Mômen ma sát :gồm các mômen ma sát do lực cán sinh ra tại các cổ trục cán (Mms1)và mômen ma sát tại các chi tiết quay .Mms2.

Ta có : Mms = Mms1 +Mms2

+ Mms1  = p. f1 .d/2

P lực cán ,  d đường kính cổ trục  gá trục cán .

f1  hệ số ma sát của ổ đỡ trục cán .

+ Mms2  = p. f2 .D/2

f2  hệ số ma sát của bề mặt trục cán và bề mặt phôi .

·    Môment không tải  Mo

–    môment không tải sinh ra để thắng toàn bộ chi tiết quay của máy cán khi khi máy cán chạy không tải.

–    Môment không tải thường lấy bằng :  Mo   = (3-6) % (Mc +Mms  ).

·    Môment động : Mđ .

–    Trong trường hợp thiết kế cán không có sự tăng trưởng tốc Mđ  = 0 .

–    Trong trường hợp có sự tăng giảm tốc :

Mđ  =

Lấy dấu dương khi có sự tăng tốc  và ngược lại .

dn/dt  gia tốc của trục cán .

GD2 gia tốc của tất cả các chi tiết dẫn động của máy cán sinh ra .

b/ Tính moment cho các bước cán :

–    Vì lực cán bé nên ta chỉ cần tính moment cho lưới cán lớn nhất rồi dùng chung cho cái còn lại .

–    Tính môment cho bước cán 1 :

·    Mômen cán :  Do lực cán sinh ra và  được tính :

Mc = 2.p.a (N.mm).= 0,  Vì lực cán đi qua tâm trục cán .

P: Lực cán .

a: Cánh tay đòn .

·    Mômen ma sát :

Ta có : Mms = Mms1 +Mms2

+ Mms1  = p. f1 .d/2

P = 27283

d= 30 mm.

f1  =0,005 (bảng 54/95 tài liệu 7.)

Mms1  = 27383.0,005 . 30 /2 = 2046,225 (N.mm).

+ Mms2  = p. f2 .D/2

P =2728,3

D= 105 mm.

f2  =0,1 (bảng 51/82 tài liệu 7.)

Mms1  = 2728,3.0,1 . 105/2 = 143235,75 (N.mm).

Vậy  Mms = Mms1 +Mms2  = 145282 (N.mm).

·    Môment không tải  Mo

Mo   = (3) % (Mc +Mms  ) =4358,46 (N.mm).

·    Môment tĩnh qui về trục chính  : Mđ .

Mtc =

Hệ số truyền động hữu ích của máy .

= 1.2.3 = 0,9 .

i : tỉ số truyền từ trục cán đến trục chính .

i = 160.

Mtc =.

c/ Tính chọn công suất động cơ :

Nđc = Ntc.m

m số cặp trục cán sử dụng trong dây chuyền m = 12 .

Ntc = Mtc ./0,975.

Hoặc :    Ntc = Mtc. U = Mtc. = 1039,16 .659,78(w).

vậy Ntc = 659,78.12 = 7910,16 (Kw).

–    chọn hệ hệ số an toàn : k = 1,5.

Nđc = Nđc.k = 1,5 . 7910,16 = 11, 8 (Kw).

Chọn kiểu động cơ như sau : A02 – 61 -6 (theo tài liệu 6 ).

N = 13 Kw .

n = 970 v/ph .

hiệu suất = 88%

nm /nđm=1,2.

nmax /nđm=1,8.       ;  nmin /nđm=0,8.                         m = 155 Kg .

CHƯƠNG V

THIẾT KẾ CÁC CỤM  KẾT CẤU  MÁY

1.    Động cơ .

2.    hộp giảm tốc .

3.    Bộ hợp phân lực .

4.    lô chủ động trên .

5.    lô chủ động dưới .

5.1. Thiết kế hộp giảm tốc :

Các thông số chính  :

Số vòng quay của trục động cơ : nđc  = 970 v/ph

Số vòng quay của trục ra của động cơ   n  = 48,5 v/ph

Tỉ số truyền động cơ : i = 20

Công  suất của động cơ : N = 12  kw.

5.1.1 Lựa chọn sơ đồ – phân phối tỷ số truyền.

–    Sơ đồ động : sử dụng hộp giảm tốc hai cấp , cấp nhanh phân đôi ,sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh .

–    Chọn và vẽ phát hoạ hộp giảm tốc :

Ta chọn sơ đồ động của hộp giảm tốc như hình vẽ :

Hình : 5.2  Sơ đồ động hộp giảm tốc

Tỉ số truyền động chung :

i =

n    Số vòng quay của trục ra hộp giảm tốc     .

i  = 20

Mặc khác      i=i1.i2.

i1 : Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh

i2 : Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm .

Thường chọn   i1 =  (1,2-  1,3)i2.

Chọn i2= 4, i1 = 5 .

N1=N1..= 0,995. 13 = 12,94 (Kw )

N2=N1. 1. 2.=0,995. 0,97. 12,94 = 12,49  (Kw )

N3=N1. 2. 3.=  0,995. 0,97. 12,49 = 12,05  (Kw )

1 : Hiệu suất truyền động của một cặp ổ lăn.

2 : Hiệu suất truyền động của một cặp bánh răng trụ và răng nghiêng

2 : Hiệu suất truyền động của một cặp bánh răng trụ và răng thẳng .

số vòng quay cho mỗi trục :

n1=  nđc  = 970  v/ph .

n 2 =   nđc/ i1  = 194 v/ph .

n3=  nđc/ i12  = 970/20 = 48,5  v/ph .

Tính mômen soắn cho mỗi trục:

Bảng 5.1  hệ thống các số liệu được tính :

Bảng 5.1

Trục

Thông số    Trục động cơ    Trục I    Trục II    Trục III

i    1    i1    i2

n(v/ph)    970    970    194    48,5

N(KW)    13    12,94    12,49    12,05

M(N.mm)    12789,8    127398,9    318497,4    2372731,9

5.1.2 Thiết kế các bộ truyền bánh răng

. Thiết kế bộ truyền cấp nhanh răng trụ và răng nghiêng

Bộ truyền bánh răng cấp nhanh răng trụ và răng nghiêng

–     Do cấp phân đôi nên ta khi tính công suất phải chia đôi cho bộ truyền cấp nhanh .

–    Bánh  răng ở cấp nhanh chịu  tải nhỏ  hơn bánh răng cấp chậm . Do vậy khi chọn hệ số chiều rộng bánh răng sao cho yêu cầu thoã mãn bch = 2. bnh  .

–    Bánh răng cấp chậm là bánh răng trục răng thẳng ăn khớp không tốt , có va đập ,vì vậy khi thiết kế ta tính toán theo cặp bánh răng dịch chỉnh .

Chọn vật liệu : giả thiết bánh răng là phôi rèn ,đường kính phôi từ 100 -300mm

đối với bánh răng lớn vì số chu kì làm việc của bánh răng nhỏ gấp I lần so với bánh  răng lớn do vậy nên cho nên bánh răng nhỏ được chế tạo với vật liệu tốt hơn .

Bánh răng nhỏ :

Chọn thép 45 thường hoá ,theo bảng (3.8 ) tài liệu 6

b=580 N/mm2.

ch=290 N/mm2.

HB=200.

Bánh răng lớn :

Chọn thép 35 thường hoá

b=480 N/mm2.

ch=240 N/mm2.

HB=170.

Định ứng suất  tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép :

–    Số chu kỳ làm việc của bánh lớn :công thức (3.3) theo tài liệu 6 .

N2=60.u.n.T.

Trong đó :

u =1  Số lần ăn khớp của một bánh răng  khi bánh răng lớn quay một vòng.

n2 =194 v/ph  Số vòng quay trong một phút của bánh răng lớn.

T : Tổng số giờ làm việc.

Yêu cầu làm việc của hộp giảm tốc : làm việc trong 5 năm, mổi năm làm việc 300 ngày, mổi ngày 2 ca ,mỗi ca thì 8giờ.

T = 5 .300. 2. 18 = 24000 giờ .

ð    N2=60.1.194.24000 = 27936.104

ð    N2=27936.104.

Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ :

N1=i.N2=5.27936.104.

N1=139,68.107.

Vì N1, N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc(bảng 3.9,tài liệu 6 ) và đường cong mỏi uốn N0=107 nên khi tính ứng suất của bánh nhỏ và bánh lớn ta lấy :         KN=KN=1.

Ưng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng xác định :

[]tx= []N0tx.Kn = []N0tx.Kn  = 2,6 HB .

Ưng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ :

[]tx1=2,6.HB=2,6.200.

[]tx1=520N/mm2.

Ưng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn :

[]tx2=2,6.HB=2,6.170

[]tx2=442 N/mm2.

Ứng suất uốn cho phép:

Răng làm việc 1 chiều

[]u==  (bảng 3.5,tài liệu 6 ).

Hệ số an toàn n=1.

KN=1

= 1,8 .Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng .

Giới hạn mỏi của thép 45 thường hoá  là :

-1=(0,4-0,45).580=249,4 N/mm2.

Giới hạn mỏi của thép 35 là :

-1=0,43.480=206,4 N/mm2.

Vì bánh răng quay một chiều nên :

[]u=.

Đối với bánh nhỏ :

[]u1=.

[]u1=138,56 N/mm2.

Đối với bánh lớn :

[]u1=.

[]u1=114,6 N/mm2.

Sơ bộ chọn hệ số tải trọng dùng cho các bộ truyền chế tạo bằng vật liệu có khả năng chạy mòn , vận tốc thấp . Ksơ bộ =1,3.

Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :bánh răng trụ nên hệ số xác định theo công thúc :

A =  = 0,3 .

Tính khoản cách trục A, lấy =1,25.

A1.

i1= 5

k = 1,3

N1= 12,94 (Kw )

A  = 0,3

= 1,15 – 1,35

A1 mm.

Chọn A=230 mm.

Tính vận tốc vòng va cấp chính xác chế tạo bánh răng :

Vận tốc vòng :

V=.

ð    V=3,893 m/s.

Với vậnghiền tốc vòng này của bánh răng tra theo bảng 3-11 [6]  thể chọn cấp chính xác 9.

Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A :

Hệ số tải trọng k được tính theo công thức (3.19)[6].

K=ktt.kđ.

Đối với bộ truyền bánh răng này HB<350 và V = 3,893 m/s. ta có thể lấy hệ số tải trong tập trung ktt=1.

Tra theo bảng 3-14 sách [1] ta tìm được hệ số tải trọng động : kđ=1,3.

ð    k=1,02.1,3=1,326.

Sai số K =0,026

Hệ số tải trọng k sai lệch so với hệ số dự đoán nhỏ  nên ta lấy khoảng cách trục A

ð    A1=230 mm.

Xác định môđun, số răng và góc nghiêng,chiều rộng  của răng :

Môđun được chọn theo khoảng cách trục (3.22)[6].

Mn=(0,010,02).A=(0,010,02)230 = 2,3 –  4,6.

Chọn mn=3Tra bảng (3.26)[6].

Lấy sơ bộ góc nghiêng  : =150.

số răng của bánh dẫn  : (3.26)[6].

Z1==.

ð    Z1=25.

Số răng bánh lớn : (3.22)[6].

Z2=i. Z1  = 25.5 = 125 (răng ).

Tính chính xác góc nghiêng   :

Cos =.

ð    cos=0,978.

ð    =11,58o.

Chiều rộng bánh răng :

b=A.A=0,3.230=69  mm.

Chiều rộng bánh răng thoả mãn điều kiện :

b=69>

b=70.

Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng (3.34)[6].

k = 1,326 hệ số tải trọng .

Hệ số dạng răng : tra bảng 3-18[6] ta có :

Bánh nhỏ : y1=0,451.

Bánh lớn : y2=0,517.

Tính số răng tương đương của bánh nhỏ :

Z1tđ=.

Z2tđ=.

m = 3 .

b  = 70 mm.

Hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải khi tính theo sức bền uốn của bánh răng nghiêng và răng thẳng .

=1,5.

Kiểm nghiệm ứng suất uốn ứng với bánh răng :

– Đối với bánh răng nhỏ :

.

N/mm2.

u1=31,7 N/mm2<[]u1=138,56 N/mm2.

 

Thiết kế dây chuyền sản xuất ống Inox, gia công chi tiết trục

QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN ĐỒ GÁ

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN ĐỒ GÁ

Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên bao gồm tất cả các file 3D, xuất bản vẽ ra PDF, CAD, video mô phỏng cấu tạo + nguyên lý hoạt động+ THuyết minh

Giá: 400.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_CTM0000058
Tải đồ án

 

QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN ĐỒ GÁ

Thiết kế máy đóng nắp chai bia, gia công bánh răng côn

Thiết kế máy đóng nắp chai bia, lập quy trình công nghệ gia công chi tiết bánh răng côn

https://www.youtube.com/watch?v=pDGYQm8mxtA

 

Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên bao gồm tất cả các file 3D, xuất bản vẽ ra PDF, CAD, video mô phỏng cấu tạo + nguyên lý hoạt động+ THuyết minh

Giá: 550.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_CTM0000056
Tải đồ án

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO    CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐHKT    Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

====    —–o0o—–

KHOA     : CƠ KHÍ

BỘ MÔN     : CÔNG NGHỆ KIM LOẠI

NHIỆM VỤ

THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên học sinh     :  BÙI MINH HIỂN

Lớp : 98C1C            Khóa : 24

Ngành            : CHẾ TẠO MÁY

1. TÊN ĐỀ TÀI :

THIẾT KẾ MÁY ĐÓNG NẮP CHAI BIA.

2. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU :

Theo tài liệu thực tế tại nhà máy Bia Quảng Ngãi

Năng suất : 5400 chai/giờ

3. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN :

Giới thiệu khái quát về quy trình công nghệ sản xuất bia

Giới thiệu về dây chuyền thiết bị sản xuất bia

Lựa chọn phương án và kết cấu máy hợp lý

Thiết kế hệ thống cấp nắp chai tự động

Thiết kế hệ thống cấp chai tự động

Thiết kế máy đóng nắp chai bia

Vận hành và bảo dưỡng máy

4. CÁC BẢN VẼ VÀ ĐỒ THỊ : 7 bản vẽ

Bản vẽ quy trình sản xuất bia                    1A0

Bản vẽ sơ đồ động hệ thống đóng nắp chai bia            1A0

Bản vẽ cơ cấu cấp nắp chai bia tự động                1A0

Bản vẽ hệ thống truyền động máy đóng nắp chai              1A0

Bản vẽ hệ thống tải và định vị chai bia                1A0

Bản vẽ đầu đóng nắp chai bia                                   1A0

Bản vẽ kết cấu bàn đóng nắp chai bia                                  1A0

5. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :      LƯU ĐỨC HÒA

6. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

7. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :

Thông qua bộ môn

Ngày       tháng        năm 2003

TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN    CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký tên đóng dấu)    (Ký và ghi rõ họ tên)

LƯU ĐỨC HÒA

Kết quả điểm đánh giá    Học sinh đã hoàn thành và nộp

toàn bộ bản báo cáo cho bộ môn

Ngày          tháng        năm 2003

Ngày          tháng        năm 2003    BÙI MINH HIỂN

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành cơ khí chế tạo máy là ngành kỹ thuật đóng vai trò quan trọng trong thời kỳ đổi mới và đi lên của đất nước. Đất nước đang trong giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa các ngành sản xuất, ngành công nghiệp cơ khí được xác định là ngành công nghiệp mũi nhọn có nhiệm vụ giải quyết những vấn đề khoa học kỹ thuật nhằm tăng năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm, cải thiện điều kiện làm việc của người lao động đồng thời đáp ứng kịp sự phát triển của các ngành công nghiệp khác.

Ở nước ta, ngành công nghiệp thực phẩm đồ uống đang có xu hướng phát triển mạnh nhưng các thiết bị máy móc phục vụ cho sản xuất chế biến đều phải nhập ngoại. Do đó, qua tìm hiểu thực tế dây chuyền thiết bị sản xuất bia chai của nhà máy bia Quảng Ngãi em đã chọn đề tài tốt nghiệp là “THIẾT KẾ MÁY ĐÓNG NẮP CHAI BIA”

Đề tài gồm 7 chương và được thể hiện qua 7 bản vẽ A0 :

Chương 1 : Giới thiệu khái quát về quy trình công nghệ sản xuất bia

Chương 2 : Giới thiệu dây chuyền thiết bị sản xuất bia

Chương 3 : Lựa chọn phương án và kết cấu máy hợp lý

Chương 4 : Thiết kế hệ thống cấp nắp chai tự động

Chương 5 : Thiết kế hệ thống cấp chai tự động

Chương 6 : Thiết kế hệ thống đóng nắp

Chương 7 : Vận hành và bảo dưỡng máy

Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo LƯU ĐỨC HÒA cùng sự tham gia góp ý của các anh chị Phòng kỹ thuật nhà máy bia Quảng Ngãi em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp.

Tuy nhiên do thời gian hạn chế cũng như lần đầu giải quyết một số công việc khá lớn về mặt kỹ thuật, do đó đề tài cũng không tránh khỏi những sai sót, kính mong sự góp ý của quí thầy cô giáo .

Đà Nẵng, Ngày         tháng       năm 2003

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ QUY TRÌNH

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

Ngành công nghệ thực phẩm là ngành khoa học kỹ thuật đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và nó đã giải quyết được những nhu cầu cần thiết trong đời sống hàng ngày của con người.

Ở nước ta ngành công nghiệp thực phẩm đang có xu hướng phát triển mạnh. Đi đôi với việc làm giàu nguồn thực phẩm cho xã hội, nó còn làm giàu nguồn nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp khác. Trong đó ngành công nghiệp sản xuất bia đang phát triển mạnh và tạo ra sự canh tranh lớn trong xã hội.

Bia là một loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng, được sản xuất từ nguyên liệu chính là Malt đại mạch và các hạt giàu tinh bột, prôtein như : gạo, ngô … chưa qua công đoạn ươm mầm cùng với hoa huplông và nước, với một quy trình công nghệ khá đặc biệt cho nên bia có tính chất hấp dẫn đối với con người.

Hương vị của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên liệu và các sản phẩm lên men khác. Đặc biệt CO2 bão hòa có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống.

Trên thế giới, các nước đã nghiên cứu nhiều quy trình sản xuất bia tiên tiến đạt hệu quả kinh tế với kỹ thuật cao. Điển hình là phương pháp sử dụng Enzym, sử dụng men cố định … Tuy nhiên quy trình công nghệ sản xuất và dây chuyền thiết bị lên men ở mỗi nước có những điểm khác nhau, mang tính chất truyền thống và bí quyết vì vậy chất lượng và hương vị của mỗi loại bia cũng khác nhau.

Ở nước ta quy trình công nghệ sản xuất và dây chuyền thiết bị sản xuất bia từ trước đến nay vẫn đang sử dụng phổ biến phương pháp cổ điển. Gần đây một số nhà máy bia mới xây dựng đã áp dụng quy trình công nghệ sản xuất bia hiện đại trên thế giới rất được người tiêu dùng ưa chuộng.

I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA :

1.1. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA :

1.2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ :

1.2.1. Malt :

Malt đại mạch là hạt đại mạch được nẩy mầm trong những điều kiện nhân tạo (điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định). Qua quá trình nẩy mầm, một lượng lớn các Enzym xuất hiện và tích tụ trong hạt đại mạch, trong đó chủ yếu là nhóm Enzym Amylaza, ngoài ra còn có Enzym prôteaza và các Enzym khác. Các Enzym trong malt đại mạch là những nhân tố thực hiện việc chuyển các chất trong thành phần hạt đại mạch (bột, đạm …) thành nguyên liệu nấm men có thể sử dụng được để tạo thành bia (các loại đường, các axit amin tự do, các vitamin …).

1.2.2. Làm sạch nguyên liệu :

Malt và nguyên liệu thay thế dùng để sản xuất bia phải sạch, nếu không sạch sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của bia. Do đó malt trước khi đưa vào sản xuất cần phải kiểm tra độ sạch, nếu không đảm bảo độ sạch cần cho qua máy làm sạch để loại bỏ tạp chất.

1.2.3. Nghiền nguyên liệu :

Mục đích của việc nghiền là nhằm phá vỡ cấu trúc của tế bào, tạo điều kiện thuận lợi và thúc đẩy quá trình sinh, lý, hóa xảy ra trong nguyên liệu khi nấu nhằm thu được một dịch đường có nồng độ các chất cao nhất từ nguyên liệu ban đầu. Khi nghiền cần đảm bảo những yêu cầu sau :

Do hạt malt có 2 phần : vỏ celluloza và nội nhủ có tính chất lý hóa học khác nhau, do đó khi nghiền nát malt điều quan trọng cần chú ý là phải giữ vỏ celluloza càng nguyên vẹn càng tốt.

Phần nội nhủ thì ngược lại càng nghiền nhỏ càng tốt nhưng bột nội nhủ được nghiền nhỏ phải ở trong vỏ celluloza, càng ít bật ra khỏi vỏ bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu. Nếu làm tốt khâu nghiền thì việc lọc dung dịch trích ly rất dễ dàng.

1.2.4. Nước để sản xuất bia :

Trong sản xuất bia nước là một trong các nguyên liệu chính (nước chiếm 80-90% trọng lượng bia thành phẩm). Thành phần hóa học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình kỹ thuật sản xuất và đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến đặc điểm, tính chất, chất lượng bia thành phẩm. Vì thế chất lượng nước dùng để sản xuất bia đòi hỏi cao hơn chất lượng nước dùng để uống. Những chỉ tiêu quan trọng của nước là độ cứng pH, hàm lượng chất khí.

Độ cứng nước là hàm lượng muối can xi và magiê hòa tan trong đó xử lý nước cứng để sản xuất bia là một biện pháp loại hai ion này ra khỏi nước. Nước dùng cho sản xuất phải là nước mềm, thích hợp nhất là loại nước có độ cứng tạm thời khoảng 0,7mg đương lượng/lít và độ cứng vĩnh cửu khoảng 0,4 0,7 mg đương lượng/lít. Độ pH tốt nhất của nước dùng trong sản xuất bia là khoảng 6,8 7,3.

1.2.5. Nấu đường hóa liệu :

Bản chất quá trình nấu bia là chuyển các chất của malt và gạo từ trạng thái không hòa tan sang trạng thái hòa tan nhờ tác động của hệ Enzym thủy phân.

Sau khi nghiền, nguyên liệu phải đem đi nấu ngay vì để lâu bột sẽ hút ẩm làm tăng độ acid của bột nên không tốt. Nấu bia được tiến hành trong các nồi nấu chuyên dùng, thiết bị bằng thép không rỉ có dạng hình trụ, đáy và nắp hình chỏm cầu, giữa hai lớp vỏ của thiết bị có ống dẫn hơi và áo hơi, bên trong nồi có cánh khuấy nằm gần sát đáy có tốc độ quay khoảng 20-30vòng/phút.

a. Nồi gạo :

Đầu tiên cho nước ấm 35oC vào nồi nấu với lượng 5lít/1kg gạo. Cho lượng bột malt khoảng 10% nguyên liệu thay thế vào lót nồi rồi cho bột gạo vào, cùng lúc có cánh khuấy hoạt động. Dùng acid lactic để hạ pH của dịch bột xuống khoảng 5,5  5,3. Nâng nhiệt độ lên 72oC trong vòng 40 phút, ngừng cánh khuấy để yên trong vòng 30 phút để dịch hóa sơ bộ đồng thời enzym – amylaza thủy phân tinh bột thành các dextrin và một ít đường maltoza. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu từ từ đến sôi và giữ  trong vòng 30 phút để hồ hóa tinh bột.

b. Nồi malt :

Hòa lượng malt còn lại với một lượng nước ấm theo tỷ lệ và nhiệt độ như ở nồi gạo.

Dùng acid lactic để đưa pH xuống 5,5. Nâng nhiệt độ khối nấu lên 52oC và giữ yên trong vòng 30phút để enzym prôteaza thủy phân prôtein tạo ra một lượng đạm cho dịch đường sau này.

Sau đó bơm nồi gạo sang nồi malt, quá trình kéo dài trong khoảng 10 phút, lúc này nhiệt độ chung của khối dịch là 65oC.  Quá trình này gọi là quá trình hội cháo. Giữ nhiệt độ khối nấu ở nhiệt độ này trong vòng 30 phút để enzym – amilaza hoạt động. Sau đó nâng nhiệt độ khối nấu lên 72oC trong vòng 10 phút và giữ nhiệt độ này trong vòng 30 phút để đường hóa hoàn toàn. Trong quá trình nấu nâng nhiệt độ phải khống chế tốc độ nâng nhiệt 1oC/phút và quá trình hội cháo phải tiến hành chậm để enzym khỏi bị vô hoạt. Tổng thời gian quá trình nấu một mẻ là 3,5 giờ.

1.2.6. Lọc dịch đường :

Dịch đường hóa bao gồm chất hòa tan và chất không hòa tan nên cần phải tiến hành lọc. Lọc dịch đường bao gồm hai giai đoạn : ép dịch và rửa bã.

Ép dịch nhằm mục đích tách pha lỏng ra khỏi dung dịch còn rửa bã nhằm mục đích thu hồi hết chất còn sót lại trong bã.

Để quá trình rửa bã đạt kết quả tốt thì lớp bã cần phải khuấy trộn xốp và dùng nước nóng 75oC để rửa, không nên dùng nước nóng quá 78oC vì nó làm vô hoạt các enzym amylaza và các tinh bột còn sót lại được hồ hóa nhưng không đường hóa, kết quả làm cho dịch lên men bị đục và bia thành phẩm cũng đục theo.

Yêu cầu dịch lọc và rửa bã phải trong hoàn toàn, quá trình rửa bã kết thúc thì nồng độ chất khô trong nước rửa còn khoảng 0,5% khối lượng.

Quá trình lọc dịch đường có thể sử dụng nhiều loại thiết bị khác nhau.

1.2.7. Huplông hoá :

Tất cả các dịch đường được bơm vào nồi nấu hoa huplông. Nồi nấu này về cơ bản được chế tạo tương tự như nồi malt và nồi gạo. Chỉ khác là khả năng cấp nhiệt cao hơn. Ở khâu này dịch đường cần nâng nhiệt độ nhanh và sôi mạnh, tốc độ bốc hơi có thể đạt 10-12% mỗi giờ.

Mục đích của khâu đun sôi hoa huplông là ổn định thành phần dịch đường và làm cho dịch đường có mùi thơm của hương chiết từ hoa huplông. Đun sôi hoa chín và trích ly các chất thơm và các chất đắng từ hoa. Đun sôi hoa còn làm mất hoạt lực của enzym, làm đông tụ prôtein, thanh trùng dịch đường và cô đặc dịch đường đến nồng độ thích hợp đối với từng loại bia. Để tăng mùi thơm cho bia cần giữ lại một phần hoa huplông để cho vào dịch đường ngay khi kết thúc giai đoạn đun hoa. Quá trình đun sôi hoa huplông làm cho màu sắc dịch đường chuyển từ nhạt sang đậm vì hiện tượng caramen hóa đường, sự hình thành các chất Melanoit và vì các chất có màu của hoa huplông chuyển từ hoa vào dịch. Lượng hoa huplông dùng trong sản xuất bia nhiều hay ít tùy thuộc vào loại bia và thị hiếu của người tiêu dùng. Thời gian đun sôi hoa huplông trung bình khoảng 2 giờ.

Chỉ tiêu quan trọng để kết thúc đun hoa là nồng độ chất hòa tan trong dịch đường.

Chỉ tiêu thứ hai là sự tồn tại của những kết tủa dạng bông do prôtein đông tụ tạo thành. Sau khi đun sôi hoa huplông ta tháo ngay dịch đường vào bộ phận lọc để loại bỏ bã hoa và một kết tủa prôtein. Sau đó bơm ngay dịch sang thùng làm lạnh và lắng trong.

1.2.8. Làm lạnh và lắng trong :

Trong dịch đường nóng không có Oxy hòa tan mà chỉ có cặn bẩn sinh ra trong quá trình đun sôi hoa. Các cặn bẩn này sẽ ảnh hưởng xấu đến toàn bộ công nghệ tiếp theo là lên men chính, lên men phụ, lọc và bảo quản bia. Khi ta làm lạnh dịch đường, các loại cặn bẩn kể cả prôtein đông tụ sẽ lắng xuống và Oxy xuất hiện dần dần trong dịch đường tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển. Như vậy mục đích của quá trình làm lạnh và lắng trong là làm giảm nhiệt độ dịch đường xuống, đưa oxy từ  không khí vào dịch thể và kít lắng chất bẩn.

Thông thường làm lạnh và lắng trong nước nha tiến hành qua hai bước :

Bước thứ nhất : làm giảm nhiệt độ xuống còn 60-70oC và giữ nhiệt độ này khoảng 2 giờ để chất cặn bã lắng xuống hết sau đó bơm phần trong của dịch đường (loại bỏ phần cặn ở đáy) sang thiết bị làm lạnh nhanh.

Bước thứ hai : làm giảm nhanh nhiệt độ xuống tương ứng với nhiệt độ lên men (khoảng 6-7oC đối với men chìm hoặc 14-16oC đối với men nổi). Phải đảm bảo làm lạnh nhanh để tránh sự phát triển của nhóm vi sinh vật có hại cho quá trình lên men bia.

Sau khi dịch đường được làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết và đã được tách cặn nóng và cặn lạnh, ta bơm vào thùng lên men để chuẩn bị cấy giống nấm men. Sau đó thổi không khí đã vô trùng vào thùng lên men để kích thích sự phát triển của các vi khuẩn lên men.

1.2.9. Kỹ thuật lên men bia :

Để quá trình lên men bia hay nói cách khác là quá trình sinh học, hóa sinh, lý hoá, hai nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình lên men là chủng giống nấm men và nhiệt độ lên men. Dịch đường được hạ xuống nhiệt độ 6-7oC tại bộ phận làm lạnh nhanh rồi mới chuyển sang thùng lên men. Sau đó cấy giống men phân bố toàn bộ trong khối dịch. Nấm men giống cấy vào phải là nấm men thuần khiết, không lẩn tế bào lạ, đạt chất men giống và đủ số lượng. Quá trình lên men được tóm tắt thành bốn giai đoạn chính :

Giai đoạn đầu : tạo bọt trắng và mịn ở xung quanh bề mặt dịch lên men, nấm men nẩy chồi và phát triển, giai đoạn này kéo dài từ 1-5 ngày.

Giai đoạn hai : Giai đoạn bọt thấp có rất nhiều bọt đặc trắng, chật bồng lên một lớp trên bề mặt dịch trong thời gian 2-3 ngày.

Giai đoạn 3 : giai đoạn bọt cao, quá trình lên men diễn ra mạnh mẽ nhất, bọt xốp và bồng lên rất cao, bề mặt bọt từ trắng chuyển sang màu nâu. Giai đoạn này kéo dài 3-4 ngày.

Giai đoạn cuối : Bọt bẹp xuống, bề mặt bọt lên men phủ lớp màu nâu. Tế bào nấm men tạo thành lớp bông và lắng xuống đáy thùng. Sản phẩm thu được là bia non. Sản phẩm bia non được tiến hành tiếp quá trình ủ bia từ 6-10 ngày để nồng độ CO2, hàm lượng cồn diaxetin, độ axit …. đạt chỉ tiêu yêu cầu.

1.2.10. Làm trong bia :

Để đạt được độ trong cần thiết phải tiến hành làm trong bia. Để làm trong bia người ta phải tiến hành lọc.

Để lọc bia có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau và nhiều chất trợ lọc khác nhau. Lọc làm cho bia có độ trong sáng đúng yêu cầu chất lượng (tách triệt để các phần tử rắn lắng, khuếch tán trong bia) làm ổn định và gia tăng độ bền vững sinh học, hóa học cho bia (lọc loại bỏ hầu hết các vi sinh vật, kể cả nấm men, nên bia sau khi lọc tinh có thể để một tháng không cần thành trùng)

1.2.11. Bão hòa CO2 :

Bia sau khi lọc là một chất lỏng bão hòa CO2. Khi chuyển bia từ thùng lên men phụ đi lọc và cho vào thùng chứa thì khả năng giữ CO2 của bia bị giảm nên ta phải bão hòa CO2 để đạt yêu cầu. Để bão hòa CO2 lại thì sau khi lọc giữ một thời gian nhất định dưới áp suất của CO2. Do đó bia sau khi lọc được đưa vào thùng ổn định và giữ ở nhiệt độ 0,5 -1oC, dưới áp suất của CO2 trong thời gian 4-12 giờ khí CO2 sử dụng phải lọc để khử mùi. Áp suất làm việc 2-3kgf/cm2.

1.2.12. Chiết bia vào chai :

Bia được chiết vào chai để vận chuyển đến người tiêu dùng và dễ bảo quản. Chai dùng để chiết rót có màu nâu để tránh tác dụng của tia nắng mặt trời làm xảy ra các phản ứng quang hóa, khi đó một số hợp chất của lưu huỳnh từ chỗ không có mùi sẽ khử thành mecaptan hoặc những chất tương tự gây mùi khó chịu cho bia. Trước khi rót, chai phải được rửa sát trùng kỹ bằng nước nóng và dung dịch NaOH 2%.

Bia được rót trong điều kiện đẳng áp, nếu không sẽ tạo nhiều bọt làm bia mất CO2 và khó rót đều theo yêu cầu.

1.2.13. Thanh trùng bia :

Bia sau khí chiết rót vào chai được đóng nắp và đưa đi thanh trùng với mục đích tiêu diệt các vi sinh vật có trong bia, đồng thời ức chế vi sinh vật chịu nhiệt để ổn định thành phần sinh học của bia và tăng thời gian bảo quản.

1.2.14. Kiểm tra – dán nhãn :

Bia sau khi ra khỏi máy thanh trùng phải được kiểm tra để loại bỏ những chai không đạt yêu cầu như : Chai bẩn, bia đục hoặc không đủ dung lượng … bia sau khi ra khỏi máy thanh trùng được làm nguội tự nhiên sau đó qua máy dán nhãn, cuối cùng bia được cho vào két và chuyển kho thành phẩm.

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU VỀ DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ

SẢN XUẤT BIA CHAI

Công nghệ sản xuất bia cơ bản dựa theo các quy trình nhất định tùy theo tính chất, quy mô sản xuất mà sẽ có những thay đổi về tính tự động hóa, hiện đại hóa. Ở đây chỉ giới thiệu các thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất bia của Nhà máy bia Quảng Ngãi.

2.1. SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ SẢN XUẤT BIA :

Hình 2.1. Sơ đồ dây chuyền thiết bị sản xuất bia

1. Máy nghiền malt        7. Thùng lắng xoáy tâm    13. Máy chiết bia

2. Gàu tải            8. Thiết bị làm lạnh nhanh    14. Máy thanh trùng

3. Vít tải            9. Thiết bị lên men        15. Bơm

4. Nồi nấu malt, thế liệu    10. Máy bổ sung O2        16. Máy dán nhãn

5. Thùng lọc bả malt        11. Thiết bị lọc bia        17. Băng tải vận chuyển bia

6. Thùng đun sôi với hoa    12. Thùng tàn trữ bia

Giải thích dây chuyền thiết bị :

Malt được đưa vào máy nghiền nguyên liệu theo yêu cầu kỹ thuật, sản phẩm nghiền được gàu tải đưa lên cao và nhờ vít vận tải chuyển đến nồi nấu, tại nồi nấu malt được cho nước ở nhiệt độ thích hợp và dùng hơi nấu chín, biến tinh bột thành đường. Sau đó toàn bộ bã malt và dịch đường qua thiết bị lọc tách bã ra còn dịch đường đưa vào thiết bị đun sôi với hoa, rồi đưa sang thiết bị lạnh nhanh phù hợp với quy trình lên men. Sau đó lại bơm vào thiết bị lên men và bổ sung thêm O2 và cho ra sản phẩm bia. Sau đó cho qua thiết bị lọc bia rồi đưa sang thùng tàn trữ và đưa sang thiết bị chiết, rồi qua thiết bị thanh trùng và thiết bị dán nhãn.

2.2. THIẾT BỊ NGHIỀN MALT :

2.2.1. Công dụng :

Để nghiền nhỏ malt (theo từng mức độ kỹ thuật khác nhau) để khi đường hóa thu được nhiều nhất chất hòa tan (chất chiết) có lợi cho sản xuất và chất lượng sản phẩm. Góp phần hạn chế các chất không có lợi tan vào dịch đường và sử dụng tốt nhất các thành phần của malt (chất hòa tan, vỏ, …)

2.2.2. Sơ đồ cấu tạo :

Hình 2.2. Thiết bị nghiền malt

1. Bộ phận điều chỉnh trường nghiền                                 4. Trục nghiền

2. Phểu nạp nguyên liệu                                                   5. Cửa ra sản phẩm

3. Bộ phận điều chỉnh lượng nguyên liệu

Đường kính trục nghiền từ 250 300(mm)

Chiều dài trục nghiền từ 350  1250(mm)

 

CHƯƠNG 3

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

VÀ KẾT CẤU MÁY HỢP LÝ

3.1. MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHUNG CỦA MÁY :

Ưu điểm :

– Phối hợp chuyển động giữa các bộ phận dễ dàng

– Kết cấu máy gọn đơn giản

– Chỉ dùng một động cơ mà không tiêu tốn nhiều công suất

Nhược điểm :

Việc chế tạo khó khăn do phải sử dụng các cặp bánh răng nón để dẫn động các trục của bộ phận cấp phôi và xích tải.

3.1.2. Phương án bố trí truyền động riêng biệt :

Theo phương án này thì bộ phận cấp phôi tự động, bộ phận đóng nắp và bộ phận cấp chai (xích tải) được bố trí riêng, mỗi bộ phận do một động cơ dẫn động.

Phương án này có những ưu điểm

– Từng bộ phận có kết cấu đơn giản

– Xích truyền động ngắn

– Sự làm việc của từng bộ phận đáng tin cậy

3.1.3. Phương án bố trí truyền động theo nhóm :

Theo phương án này thì bộ phận cấp nắp được chia thành nhóm có một động cơ dẫn động riêng. Còn bộ phận cấp chai và đóng nắp thành một nhóm và có một động cơ dẫn động riêng.

Với phương án này ưu điểm của nó là tổng hợp được ưu điểm của cả hai phương án trên đồng thời khắc phục được một số nhược điểm của các phương án đó.

Từ sự phân tích ưu nhược điểm của ba phương án trên tôi chọn phương án truyền động cho thiết bị máy đóng nắp chai là :

Riêng bộ phận cấp nắp chai sẽ dùng một động cơ và hộp giảm tốc riêng.

Còn bộ phận đóng nắp và cấp chai sẽ dùng một động cơ và hộp giảm tốc riêng.

3.2. MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CẤP NẮP CHAI TỰ ĐỘNG.

3.2.1. Phểu cấp phôi có phiến trượt chuyển động lên xuống :

a. Cấu tạo :

Hình 3.1. Phểu cấp phôi có phiến trượt chuyển động lên xuống

1.Máng dẫn phôi            3. Con quay

2. Phểu chứa phôi            4. Phiến trượt

b. Nguyên lý hoạt động :

Phểu (2) dạng hình hộp chữ nhật, đáy nghiêng. Máng dẫn phôi (1), được kẹp chặt, ép sát với thành phểu. Phần làm việc của máng bố trí nghiêng, đảm bảo cho sự dịch chuyển của phôi dưới tác dụng của trọng lực. Song song với máng người ta bố trí phiến trượt (4). Phiến trượt này vào lúc lấy phôi thì đi xuống vị trí dưới cùng. Phiến trượt chuyển dịch xuyên qua lớp phôi đổ trong phểu.

Những phôi rơi trên mặt đầu của phiến trượt được nâng lên phía trên nhờ có mặt nghiêng ở đầu phiến trượt mà các phôi đó rơi vào máng dẫn phôi. Phiến trượt đi xuống dưới, còn các phôi ở trong máng sẽ trượt theo mặt nghiêng của máng.

Trong quá trình dịch chuyển những phôi đã được định hướng (trong lòng máng) sẽ đi qua cửa sổ, tạo nên bởi máng dẫn và con quay. Những phôi không được định hướng (không nằm trong lòng máng) khi đến cửa sổ sẽ bị con quay có răng (3) hất ngược trở lại vào trong phểu. Con quay hất những phôi không nằm trong cùng một hàng như vậy, loại trừ được khả năng chèn phôi khi đi qua cửa sổ. Hoặc khi trên máng dẫn phôi đã được xếp đầy hàng thì con quay phóng phôi sẽ loại trừ khả năng chèn phôi.

Mức cao nhất của phôi trong phểu cần thấp hơn máng dẫn phôi một ít. Đối với cơ cấu cấp phôi hình phểu này sử dụng thích hợp đối với những phôi hình trụ dài, không thích hợp với những chi tiết dạng nắp có l/d <1

2.2.2. Cơ cấu cấp phôi rời kiểu đĩa ma sát :

a. Cấu tạo :

1. Đĩa quay

2. Con quay có răng

3. Máng dẫn phôi

4. Thanh gạt

Hình 3.2. Cơ cấu cấp phôi rời kiểu đĩa ma sát

b. Nguyên lý làm việc :

Nếu được đưa lên đĩa (1) quay đều, nhờ ma sát trên mặt đĩa, nắp quay theo và do lực ly tâm các nắp đó dạt ra vành ngoài đĩa, khi đi ngang qua máy dẫn sẽ được con quay (2) có răng hất vào máng dẫn. Thanh gạt (4) làm nhiệm vụ khi các nắp bị dạt ra sát thành và đi ngang qua thành gạt (4) sẽ chỉ còn một lớp tránh hiện tượng các lớp chồng lên nhau sẽ không đi vào máng dẫn được. Loại này thích hợp cho phôi dẹt (l/d <1) có chiều dày lớn hơn 1mm rất thích hợp cho loại phôi cắp bia. Vậy ta chọn loại cấp phôi đĩa ma sát này cho cơ cấu cấo nắp tự động.

3.3. SƠ ĐỒ CỦA MÁY ĐÓNG NẮP :

Từ phương án đã chọn ta thiết lập được sơ đồ động của máy

3.3.1. Yêu cầu chuyển động :

Máy có các chuyển động chính sau :

Chuyển động của cơ cấu cấp chai vào máy đóng nắp gồm :

+ Chuyển động của xích tải đưa chai vào và ra

+ Chuyển động của trục vít, của bánh gạt chai để xác định vị trí làm việc của chai trước khi vào vị trí đóng nắp.

Chuyển động của cơ cấu đóng nắp

Chuyển động của cơ cấu cấp nắp

3.3.2. Yêu cầu thiết kế :

Sơ đồ động thiết lập phải thỏa mãn các yêu cầu sau :

– Đường truyền động ngắn bảo đảm hợp lý

– Kết cấu đơn giản, gọn, phân bố đều

– Truyền động chính xác

Phối hợp các chuyển động phải nhịp nhàng, đồng bộ, làm việc tin cậy

– Dễ bố trí bôi trơn cho các chi tiết máy

– Dễ gia công chế tạo

– Dễ tháo lắp sửa chữa

– Máy không quá cồng kềnh

– Đảm bảo truyền lực, momen, chịu lực ứng suất trong khi làm việc

– Hiệu suất cao

3.3.3. Từ các yêu cầu trên ta thiết lập được sơ đồ động của máy :

a. Cấu tạo :

Hình 3.3. Sơ đồ động máy đóng nắp chai

1. Bánh răng bị động xích tải              12. Đầu dập nắp

2. Xích tải chai                             13. Sao gạt ra

3. Cặp bánh răng côn                         14. Bánh côn trục chủ động xích tải              4. Vít tải chai                          15. Xích ống con lăn

5. Sao chai vào                                         16. Đĩa xích bị động

6. Con quay có răng                      17. Động cơ nâng hạ đầu đóng nắp

7. Đĩa cấp phôi                      18. Bộ truyền vít me đai ốc

8. Hộp giảm tốc cơ cấu cấp phôi              19. Động cơ chính

9. Động cơ                          20. Bộ truyền đai

10. Máng dẫn phôi                                   21. Bộ truyền trục vít bánh vít

11. Cơ cấu cam                                       22. Bộ truyền đai răng

b. Nguyên lý làm việc :

Chai sau khi đã được rót đầy được chuyển từ máy chiết rót sang để tiến hành đóng nắp. Truyền động được truyền từ động cơ sang bộ truyền đai, hộp giảm tốc trục vít bánh vít và truyền lên bánh răng chủ động Z3, đĩa xích chủ động Z2. Thông qua bộ truyền đai răng Z2-Z2 và bộ truyền bánh răng Z3 -Z4, Z4 – Z5 và Z5-Z6 làm cho trục vít định vị và hai bánh gạt quay để gạt chưa vào và ra khỏi máy và làm cho cơ cấu đóng nắp quay. Truyền động được tiếp tục truyền qua bộ truyền xích Z7 – Z7 và cặp bánh răng nón Z10 – Z11 để dẫn động xích tải đưa chai vào và ra khỏi máy đóng nắp.

Cơ cấu cấp nắp quay được nhờ môtơ riêng truyền qua bộ giảm tốc trục vít bánh vít làm cho đĩa quay và thông qua cặp bánh răng nón Z12 – Z13 làm cho con quay quay được và cấp nắp liên tục cho đầu đóng nắp.

Chai sau khi được băng tải, trục vít tải và bánh gạt chai đưa vào đúng vị trí đầu đóng của cơ cấu đóng nắp để chuẩn bị tiến hành đóng nắp. Trong quá trình quay của cơ cấu đóng nắp, hệ xi lanh nắp sẽ dẫn động các đầu đóng quay theo cùng với bàn đóng nắp và luôn luôn tiếp xúc trên bề mặt cam được cố định nhờ con lăn và khe dẫn làm cho các đầu đóng chuyển động lên xuống để tiến hành đóng nắp. Sau khi đóng nắp xong chai được bánh gạt ra và đưa vào băng tải đưa chai ra khỏi máy.

Để cấp nắp vào đầu đóng theo đúng chu kỳ người ta gắn một đĩa có xẻ rãnh ngang với miệng của đầu đóng (ở vị trí lấy) và đầu ra của máng dẫn nắp. Trong quá trình làm việc nếu vị trí của đầu đóng chưa tới vị trí đầu ra của máng thì nắp nằm ở vị trí đầu ra sẽ không rớt ra ngoài mà một phần nhỏ sẽ tiếp xúc với rãnh của đĩa. Khi đầu đóng tới đúng vị trí của đầu ra máng dẫn nắp thì nắp sẽ được khí nén thổi đi qua miệng đầu đóng vào ổ chứa và nhờ nam châm trên chày dập định vị nắp (hệ số thống khí nén đóng và mở thông qua van mở, khi cối dập đến thì trên cối dập có cam để mở van thổi nắp vào).

3.4. CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA MÁY :

– Năng suất của máy thiết kế : 5400chai/h

Chọn số đầu đóng nắp của cơ cấu đóng là ba đầu đóng

Suy ra số vòng quay trục chính của cơ cấu đóng trong một phút :

= 30(vòng/phút)

Chọn bán kính của vòng tròn đi qua tâm của xi lanh đầu đóng nắp là :

R = 144(mm)

Qui cách chai :

Chai được sử dụng ở đây là loại chai có thông số được quy chuẩn hóa sau :

+ Thể tích chai        : Vo = 550(ml)

+ Thể tích định dạng    : V = 500(ml)

+ Chiều cao chai        : h = 230 (mm)

CHƯƠNG 4

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NẮP CHAI TỰ ĐỘNG

Ở chương 3 chọn phương án kết cấu máy hợp lý ta đã chọn kiểu cấp nắp là bằng đĩa ma sát.

4.1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG :

4.1.1. Cấu tạo :

Hình 4.1. Cấu tạo hệ thống cấp nắp

1. Bộ truyền bánh răng nón                7. Cảm biến quang

2. Rãnh nút thoát ra máng dẫn            8. Thanh gạt nắp

3. Thành đĩa quay mâm nắp            9. Động cơ

4. Thành phiểu nắp                                   10. Hộp giảm tốc

5. Núm định vị trục phiểu nắp             11. Khớp nối

6. Tấm gạt kiểm tra nắp

4.1.2. Nguyên lý làm việc :

Khi động cơ (9) quay truyền động qua hộp giảm tốc (10) làm cho đĩa nắp quay theo (đĩa nắp quay ngược chiều kim đồng hồ)

Khi nút được đổ vào phiểu nắp (4), dưới tác dụng của lực ly tâm (do đĩa nắp tạo ra) làm cho phần lớn nút bị dạt ra biên của đĩa nắp. Các nắp ở ngoài biên nhất sẽ vào rãnh giữa nắp thành.

Khi nắp trong rãnh đến đúng vị trí thoát nắp (2) nhờ khí nén và bánh răng chận nắp (bánh răng chận nắp quay cùng chiều đĩa nắp có tác dụng chận nắp không cho tiếp tục đi trong rãnh đĩa mà đi vào thanh dẫn hướng), đưa nắp vào đường dẫn hướng đến bộ đảo chiều và đi vào cối dập nắp.

Khi đĩa nắp quay mang theo nhiều nắp nhưng dưới tác dụng của thanh gạt phần lớn nắp bị gạt ra giữa đĩa nắp chỉ còn lại một lớp nắp sát mặt đĩa thì được quay theo đĩa nắp và dưới tác dụng của lực ly tâm nó dễ dàng đi vào rãnh đĩa để thoát ra máng dẫn nắp qua rãnh thoát.

Trên đường máng dẫn nắp có gắn các van khí nén thổi để nắp được chuyển động dễ dàng và có hai cảm biến từ phát hiện nắp. Khi nắp được cảm biến từ 1 phát hiện có nghĩa là lúc đó nắp đủ theo yêu cầu thiết kế, lúc đó van khí nén đóng lại không cho nút vào rãnh máng dẫn làm kẹt tại vị trí đảo chiều. Khi cảm biến từ 1 phát hiện không có nắp lúc đó tín hiệu được bộ xử lý thông báo để mở van khí nén và nắp được đi vào rãnh để tới cối dập. Cứ như vậy nút luôn được đáp ứng đầy đủ để dập vào chai sản phẩm.

Cảm biến từ 2 có nhiệm vụ phát hiện nắp tại vị trí nguy hiểm (thiếu nắp). Nếu phát hiện không thấy nắp thì cảm biến từ này có tác dụng báo để cắt mạch động cơ chính máy dừng chuyển động. Khi đó người vận hành phải xử lý cấp nắp đầy đủ và khởi động động cơ chính tiếp tục hoạt động.

4.2. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ :

4.2.1. Năng suất :

Năng suất của đĩa được xác định bằng công thức : [7]

(4.1)

Trong đó :

m : khoảng cách giữa hai nắp. Do đĩa không có túi nên khoảng cách hai nắp chính là đường kính của nắp dnắp = 32(mm). Vậy m = 32(mm)

K : hệ số khả năng mang phôi (K = 0,4-0,6)

V : tốc độ vòng của đĩa. Ta chọn n = 70vòng/phút (tham khảo số liệu của máy)

D : Đường kính ngoài của đĩa

Ta chọn D = 530(mm)

V = 70.3,14.530 = 116494 (mm/phút)

Vậy năng suất : .0,4 = 1456 (chai/phút)

4.2.2. Tính máng dẫn nắp :

Nắp đóng chai bia là một chi tiết được tiêu chuẩn hóa các kích thước tiêu chuẩn như sau :

Hình 4.2.2.a : Nắp chai

– Chiều cao nắp        H0 = 6(mm)

– Đường kính đáy nhỏ    dn = 27(mm)

– Đường kính lớn        d1 = 32(mm)

Để nắp lưu thông trong mắng được dễ dàng, tránh bị kẹt nắp ta có chiều cao máng :

H = H0 +(0,1 – 0,2).H0     (4-2)

H0 : chiều cao nắp H0 = 6(mm)

H = 6+0,1.6 = 6,6 (mm)     (4-3)

Ta chọn H = 8 (mm)

Chiều rộng của máng :

L = D + 0,2H0         (4-4)                Hình 4.2.2.b : Máng dẫn

L = 32 + 0,2.6 = 33,2 (mm)

Chọn L = 34(mm)

CHƯƠNG 6

THIẾT KẾ MÁY ĐÓNG NẮP CHAI

Nhiệm vụ của cơ cấu này là nhận nắp từ hệ thống cấp nắp để tiến hành đóng nắp khép kín lên miệng chai đã được rót đầy bia theo định lượng.

6.1. THIẾT KẾ ĐẦU ĐÓNG :

6.1.1. Nghiên cứu kết cấu chai và đóng nắp :

a. Miệng chai :

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại chai bia thể tích khác nhau như chai 330ml; 450ml; 500ml; 650ml … Nhưng các loại chai này đều có miệng chai đúng kích thước quy định đã được tiêu chuẩn hóa.

* Kết cấu miệng cổ chai :

b. Nắp :

Hình 6.1.a. Kết cấu miệng chai

Nắp đậy miệng chai cũng được tiêu chuẩn hóa tươg ứng với cổ miệng chai. Nắp được dập thành hình dạng sơ bộ gần đúng để định dạng chính xác trong đầu đóng và miệng chai. Nắp có dạng đĩa nống, trong lòng được dán một lớp cao su làm kít khít miệng chai. Nắp được chế tạo bằng thép các bon thấp, dày 0,3mm và có tráng một lớp kẽm bên ngoài.

Nhiệm vụ của giai đoạn đóng nắp là định vị nắp vào đúng cổ chai ở vị trí ép roan vào miệng cổ chai và làm biến dạng nắp. Hình dạng và kích thước của nắp trước và sau khi đóng nắp như sau :

Trước khi đóng nắp :

Hình 6.1.b

Kích thước sau khi đóng nắp :

Hình 6.1.c

6.1.2. Kết cấu đầu đóng nắp chai :

Do miệng chai và nắp chai có kết cấu và kích thước được tiêu chuẩn hóa nên phần lớn các máy đóng nắp chai đều có kết cấu tương tự nhau. Do đó ta chỉ đưa ra một loạt kết cấu của đầu đóng cơ bản đặc trưng nhất và dùng nó để thiết kế.

Kết cấu của đầu đóng nắp :

1. Miệng đầu đóng                                      15. Vú mỡ bôi trơn ổ bi treo

2. Khuôn đóng nắp                                      16. Ổ bi kim

3. Chày giữ nắp                                             17. Trục ổ bi kim

4. Bạc hãm và dẫn hướng chày                         18. Ổ đũa trụ dài

5. Bulông lục giác                                             19. Lỗ định vị trục

6. Bạc dẫn hướng ống đẩy                                20. Trục ổ bi

7. Bulông chống xoay ống đẩy                         21.Thân piston đóng nắp

8. Đệm chặn lò xo                                     22.Bulông hãm

9. Lò xo đẩy chày ép nắp                                 23.Lỗ lắp chốt định vị đầu đóng

10. Ống đẩy

11. Lò xo đóng nắp

12. Bulông

13. Chén chặn lò xo

14. Vú mỡ bôi trơn ổ bi đóng

Hình 6.1.2. Đầu đóng nắp

b. Nguyên lý làm việc của máy đóng nắp :

Khi chai đã đi vào đúng vị trí của đầu đóng nắp chai (chai và đầu đóng nắp quay quanh trục chính và cùng một tốc độ còn cam dẫn hướng thì đứng yên) theo hành trình làm việc của cam, ổ bi (16) tiếp xúc với mặt dưới của cam đưa toàn bộ cụm đầu đóng đi xuống (lúc này nắp đã được thổi vào miệng của khuôn đóng nắp và được giữ lại ở mặt dưới của chày đóng nhờ lực hút nam châm của chày)

Khi nắp bia đã tiếp xúc với miệng chai thì cụm đầu đóng vẫn tiếp tục đi xuống theo hành trình làm việc của cam dẫn hướng, khi đó lò xo (9) bị chày (3) nén lại (do phản lực ở miệng chai tác dụng lên chày đóng lớn hơn lực bung của lò xo(9)) làm cho nắp ở trên miệng chai tiếp xúc trực tiếp vào khuôn đóng (1). Cụm đầu đóng (hay còn gọi là piston) tiếp tục đi xuống nhưng khuôn đóng (1) bị nắp và miệng chai giữ lại thông qua chi tiết (7) làm cho lò xo (11) hơi bị nén lại. Khi lực nén của lò xo (11) thắng được lực chống biến dạng của vành nắp thì khuôn (1) sẽ không bị đẩy lên nữa mà sẽ đi xuống cùng cụm piston làm bóp chặt nắp vào miệng chai theo hình dạng của khuôn đóng. Đây cũng là lúc kết thúc hành trình đi xuống của cụm piston đóng nắp.

Khi kết thúc hành trình đi xuống của cụm piston (nắp chai đã được đóng kín theo yêu cầu kỹ thuật), cụm piston đóng nắp bắt đầu đi lên theo hành trình của cam dẫn, ổ bi (16) tiếp xúc mặt trên của cam và nâng cụm piston đóng nắp đi lên, lò xo (11) bung ra đẩy cốt trong và khuôn đóng (7) về vị trí cũ, lúc đó lò xo (9) bung ra tạo một lực lên chày (3) để đẩy nắp (đã được đóng kín vào chai) ra khỏi khuôn đóng (1) và được sao gạt đưa ra xích tải.

Lò xo (9) có tác dụng giảm chấn giữa miệng chai và nắp đồng thời làm nhiệm vụ đẩy chai ra khỏi khuôn đóng khi cụm piston đi xuống đóng nắp không làm bể miệng chai và tạo lực ép lên côn đóng (1) để làm biến dạng vành nắp.

6.1.3. Tính lực đóng nắp :

a. Nhiệm vụ của giai đoạn đóng :

Đóng nắp là ép vuốt phần đã gấp nếp vào cổ chai ở vị trí ép kín roan lên miệng chai.

Như vậy lực đóng nắp là lực cần thiết tác dụng lên gờ nếp của nắp để nắp biến dạng dẻo và ôm sát vào cổ chai nhằm tạo được độ kín cần thiết.

b. Sơ đồ lực lên nắp như sau :

Hình 6.1.3.a Sơ đồ lực

Trong đó :

Q : lực ép để giữ nắp cố định và phẳng trong quá trình đóng nắp đồng thời ép kín roan cao su

fi : lực cần thiết để tạo ra lực áp tuyến

Ni : lực pháp tuyến cần thiết để tác động lên gờ nắp ép vào miệng chai

Fms : lực ma sát sinh     ra giữa nắp và đầu đóng

: góc nghiêng của vành nắp so với phương thẳng đứng

Ta có :

Và     Fms = Ni.f (f : hệ số ma sát f = 0,15)

Hay    Ni = fi.sin

Fms = fi.f.sin

Suy ra lực đóng nắp (fđ) phải thắng được lực fI và lực ma sát

Tức là :

fđ = fi + Fms.cos

Hay :   fđ=  + Ni.f.cos = Ni

Thực tế lực đóng nắp tác dụng lên toàn bộ vàn nắp có điểm gờ lên (có 21 sống gờ). Khai triển vành nắp theo chu vi ta có sơ đồ tính tương đương như sau :

Hình 6.1.3.b

Với :    l : chiều dài nắp (rìa nắp)        l = 6,5(mm)

s : độ dày nắp            s = 0,3 (mm)

b : chu vi nắp                b =.d

Ta xem quá trình biến dạng của nắp là quá trình uốn ngang phẳng một dầm công xôn bị ngăn bởi một đầu (do lực Q tác động) với chiều dài công xôn l =6,5(mm) và chiều rộng tấm phẳng b = .d

Để nắp ôm sát vào gờ miệng chai thì nắp phải biến dạng dẻo dưới tác dụng của lực đóng fđ nghĩa là ứng suất sinh ra phải vượt quá giới hạn chảy [ch] của vật liệu làm nắp.

Đối với thép CT3 làm nắp ta có [ch] = 240 N/mm2

Theo bảng (5-8) sách thiết kế chi tiết máy ta có ứng suất sinh ra khi biến dạng :

W : mômen chống uốn của tiết diện

(6-1)

w = b.                (6-2)

Từ công thức (6-1)

Hay :     N  []ch                 (*)

Thay số []ch = 240N/mm2; d = 26,5(mm); S = 0,3(mm)

l = 6,5(mm) vào phương trình (8) ta được N  46 lấy N = 50(N)

c. Xác định góc nghiêng  :

Lấy theo điều kiện góc nghiêng ta có :

sin =  = 0,1923

Để bù trên dạng dư của nắp ta lấy  = 10o

Thay các giá trị : N = 50(N);  = 10o; f = 0,15 vào công thức fđ

Ta có :  = 296 (N)

Tính lực ép Q :

Lực Q chủ yếu để giữ nắp phẳng trong quá trình đóng nắp và ép roăn cho kín miệng chai.

Sơ đồ chịu lực như sau :

Hình 6.1.3.c

Ta xem lực Q phân bố đều trên nắp, để nắp không bị biến dạng dưới tác dụng của các lực phân bố NI, thì momen do Q sinh ra tại các gối (miệng chai) phải cân bằng với momen do N sinh ra.

Xét phân bố diện tích của bề mặt ta có :

ds = r.dr.d            (6-3)

Lực phân bố tác dụng

dQ = q.ds = q.r.dr.ds        (6 -4)

Trong đó :

q : cường độ lực phân bố :     (6-5)

Vì vậy mômen do dQ sinh ra tại gốc (tức miệng chai) là :

dM = dQ(R-r) = qr(R – r) dr.d

Nên momen do Q sinh ra :

(R-r)dr = 2q    (6-6)

Thay

Vào phương trình (6-6) ta được :

M = Q.

Ngoài ra momen do N sinh ra là :

M’ = N.1                            (6-7)

Điều kiện để nắp được ép phẳng lên miệng chai là :

M  M’  Q.  N.l                    (6-8)

Q

Thay số : N = 50(N); l = 6,5(mm); R =  = 13,25(mm)

Ta được :  Q  73,6N, lấy Q = 75N

Vậy lực cần thiết để đóng nắp là :

P = Pđ + Q = 296 + 75 = 371 (N)

6.1.4. Tính các chi tiết của cụm piston đầu đóng :

Ở đây ta tính toán thiết kế các chi tiết chủ yếu của cụm piston đóng nắp là :

– Lò xo đẩy chày (ép nắp)

– Lò xo đóng nắp

– Khuôn côn nắp

a.Tính lò xo đẩy chày ép nắp :

Lực lò xo sinh ra phải thắng được các lực sau :

– Lực ép nắp khép kín :        Q = 75(N)

– Lực ma sát                Fms = 0,15.75 = 11,25(N)

– Lực lò xo cực đại            Pmax > Q + Fms = 86,25 (N)

Lực lò xo cực tiểu PminFms(=11,25N), do đó ta chọn Pmin=15 N

Hành trình làm việc của lò xo : chọn X = 17(mm)

Chọn vật liệu chế tạo là thép lò xo cấp I

Sơ bộ chọn đường kính dây lò xo d = (3-4)mm

Có bk = 1900N.mm2 (bảng 19-3 sách chi tiết máy)

Theo bảng (19-4) sách chi tiết máy có :

[]x = 0,3.bk = 570N/mm2

Có     r =  = 0,173

Theo bảng (19-7) với số chu kỳ N  10

Có : .r = 0,40 + 0,05 – .17 = 0,476

Vì vậy ứng suất cho phép thực tế là :

[]xt = []x.r = 570.0,476 = 271 [N/mm2]

Theo bảng (19-2) với cách chọn c =  = 8

Ta có được hệ số k để đến độ cong của lò xo là : K = 1,17

Thay vào công thức (19-6) sách chi tiết máy ta có :

d   1,6            (6-9)

Ta được d  2(mm)

Chọn d = 3(mm) phù hợp với điều kiện đã chọn

Đường kính của lò xo : D = cd = 8.3 = 24(mm)

(6-10)

Số vòng làm việc của lò xo :

Công thức (19-7) sách chi tiết máy

Với    Pmax = 87(N)            d = 3(mm)

Pmin = 15(N)            c = 8

X = 17(mm)

Đối với lò xo chịu nén ta lấy số vòng toàn bộ của lò xo là :

n =  = 13,8 (vòng)

n0 = n + (1,5.2)

(6-11) trong sách chi tiết máy phần tính số vòng của lò xo

n0 = 13 + (1,5.2) = 16(vòng)

Chuyển vị lớn nhất của lò xo. Theo công thức (19-3), TLTK [3]

=  = 20,5 (mm)

Bước của lò xo khi chưa chịu tải : [3]

t = d + +              (6-12)

Với  = 0,1.d = 0,3(mm) là khe hở giữa các vòng khi chịu lực Pmax

Vì vậy :

Chiều dài lò xo khi các vòng khít nhau :

t = 3 +  + 0,3 = 4,8 (mm)

Hv = (n0 -0,5)d = (16-0,5).3 = 46,5(mm)        (6-13)

Chiều dài của lò xo khi chưa chịu tải

H0 = Hv + n(t-d)                    (6-14)

= 46,5 +13,8(4,8 -3) = 72(mm)

Tỉ số :      = 3

Vậy có thể không dùng lỏi sắt để ổn định lò xo

b. Tính lò xo đóng nắp :

Lực lò xo sinh ra phải khắc phục được các lực sau:

– Lực đóng nắp    Pk = 371(N)

– Lực ma sát giữa bạc dẫn hướng và cốt trong của piston đóng nắp.

Fms1 = f.Pk = 371.0,15 = 56(N)

– Lực ma sát của cụm piston đóng và xi lanh dẫn hướng

Fms2 = f.Pk = 371.0,15 = 56(N)

– Lực lò xo cực đại :

Pmax  Pk + Fms1 + Fms2

Pmax  483 (N)

 

CHƯƠNG I

CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.

 

1.1. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA CHI TIẾT

Chi tiết bánh răng nón ( Z =14, m =10 ) là một bánh răng nhỏ của cơ cấu dung sai trong ụ phân độ vi sai vạn năng. Bánh răng luôn ăn khớp với cặp bánh răng hành tinh.

Bánh răng nón nhận chuyển động từ cặp bánh răng hành tinh, lúc có số vòng quay n = 2 khi chia bánh răng không nguyên tố. Lúc thì có số vòng quay n ≠ 2 khi chia vi sai. Vì vậy bánh răng nón nhận chuyển động của cặp bánh răng hành tinh có số vòng quay không ổn định. Bánh răng nón được nối với trục một đầu lắp với nó đầu kia lắp bánh răng khác để truyền chuyển động tới trục vít bánh vít và ra đến phôi. Vì vậy bánh răng nón đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu vi sai của ụ phân độ.

• Bề mặt lỗ Æ45 được gia công cấp chính xác 5 và Rz = 20, bề mặt này lắp với trục và quay cùng với trục nhờ có then.


• Các thông số kỹ thuật của bánh răng có ảnh hưởng cao nhất tới tính năng và chất lượng vận hành của máy. Phần này sẽ trực tiếp ăn khớp và tiếp nhận chuyển động quay từ cặp bánh răng hành tinh rồi chuyển đến cặp bánh răng phụ thông qua trục. Do đó các yêu cầu kỹ thuật của bánh răng cần được đảm bảo và gia công chính xác.


• Vật liệu của bánh răng được làm từ thép 45.

Theo HDTKĐACNCTM, trang 16:

 

Bảng 1.1: Thành phần hoá học của thép 45, %( theo khối lượng )

C	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
			Không lớn hơn
0,4	0,2	0,6	0,04	0,04	0,3	0,3

 

 

Bảng 1.2: Tính chất cơ học của thép 45

 

sT MPa	sbp1 MPa	s3, %	y,%	C,T/cm3	HB ( không lớn hơn )
Không nhỏ hơn					Sau cán nóng	Sau ủ
360	610	16	40	50	241	191

 

1.2. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

Phôi là phôi được dập nóng chế tạo trên thép 45 đảm bảo yêu cầu để gia công bánh răng.

• Đối với lỗ Æ45 lắp ổ bi ta chỉ cần khoét là đạt yêu cầu kỹ thuật.


• Bánh răng có mayơ nằm về một phía nên nếu gia công hàng loạt hoặc hàng khối thì ta có thể gá nhiều chi tiết cùng một lúc để gia công hay có thể dùng nhiều dao để gia công một lúc.
  
  • Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất lớn đến quá trình thiết kế, quá trình công nghệ, nó góp phần quan trọng trong việc tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cụ thể : nếu như dạng sản xuất là đơn chiếc thì ta có thể tập trung nguyên công, dùng đồ gá vạn năng thay cho đồ gá chuyên dùng, như vậy sẽ giảm được chi phí gia công. Còn nếu dạng sản xuất là hàng loạt, hàng khối thì ta phải phân tán nguyên công, sử dụng các loại đồ gá chuyên dùng. Làm như vậy sẽ tăng được năng suất gia công, giảm được giá thành sản phẩm.
  
  
  • Xác định dạng sản xuất.
  
  

1.3. CHỌN VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.

Tính sản lượng của chi tiết :

• Sản lượng của chi tiết được tính bằng công thức :

Trong đó :

N₁ : Số sản phẩm được sản xuất ra trong một năm. N₁ = 7500

m : Số chi tiết trong một sản phẩm. m = 1

a : Lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi chế tạo phôi

b : Số chi tiết được chế tạo thêm

Theo HDTKĐACNCTM, trang 31 có : a = 3% ¸ 6%; b = 5% ¸ 7%

Chọn a = 4%; b = 6%

Þ   ( chiếc )

• Trọng lượng của chi tiết :

(kg)

Trong đó :

Q : Trọng lượng chi tiết

V : Thể tích của chi tiết

g : Khối lượng riêng của vật liệu

Bánh răng được chế tạo bằng thép có g = 7.852 kg/dm³

Tính V ( gồm có V₁, V₂,V₃, V₄, V₅, V₆ )

Þ

 

 

 

 

Theo bảng cách xây dựng dạng sản xuất

 

Dạng sản xuất	Khối lượng chi tiết ( kg )
	< 4	4 ¸ 200	> 200
	Sản lượng hàng năm ( chiếc )
Đơn chiếc	< 100	< 10	< 5
Loạt nhỏ	100 ¸ 500	10 ¸ 200	55 ¸ 10
Loạt vừa	500 ¸ 5000	200 ¸ 500	100 ¸ 300
Loạt lớn	5000 ¸ 50000	500 ¸ 1000	300 ¸ 1000
Hàng khối	> 50000	> 5000	> 1000

 

Với trọng lượng Q = 0.2 kg, sản lượng hàng năm N = 3300 chiếc. Căn cứ vào bảng ta xác định được đây là sản xuất theo dạng hàng loạt vừa.

 

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI

 

2.1. CHỌN PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

2.1.1. Chọn phôi

Dựa vào cấu tạo, tính năng làm việc, các yêu cầu kỹ thuật, dạng sản xuất cũng như tính công nghệ nên ta chọn vật liệu chế tạo phôi là thép 45.

 

2.1.2. Xác định phương pháp chế tạo phôi

Ta có thể áp dụng ba phương pháp để hình thành phôi bánh răng như sau:

• Phôi rèn và phôi dập

Đặc tính và lĩnh vực sử dụng của một số loại phôi rèn và phôi dập

Phương pháp tạo phôi	Kích thước hoặc khối lượng	Độ chính xác của phôi	Độ nhám bề mặt Rz, mm
Dập trên máy búa, máy ép	Tới 200 kg, thành mỏng tối đa 2.5 mm	-	320 ¸ 160
Dập thô sau đó dập tinh nguội	Khối lượng tới 100 kg, thành mỏng tối đa 2.5 mm	0.05 ¸ 0.1 mm	40 ¸ 10
Dập và vuốt trên máy rèn ngang	Khối lượng từ 0.1 đến 100 kg, đường kính phôi tới 315 mm	-	320 ¸ 160
Dập ép	Đường kính tới 200          mm	0.2 ¸ 0.5 mm	320 ¸ 80

 

• Phôi cán

Các loại phôi cán và lĩnh vực sử dụng chúng

Dạng phôi cán hoặc prôphin	Lĩnh vực sử dụng
Phôi cán thường: Cán nóng, tiết diện tròn, độ chính xác thường và cao. Tiết diện tròn, độ chính xác cao. Tiết diện vuông, sáu cạnh. Phôi cán nóng dạng tấm, độ chính xác thông thường. Phôi cán tinh, tiết diện vuông, sáu cạnh.	Chế tạo các trục bậc có độ chênh đường kính không lớn, các chi tiết dạng ốc có đường kính ngoài tới 25 mm. Các chi tiết kẹp chặt, các thanh đòn, tấm gá và thanh chêm.
Phôi cán tấm: Phôi cán nóng có chiều dày lớn. Phôi tấm cán nóng và nguội có chiều dày nhỏ.	Bích, vòng chặn, chi tiết phẳng bạc rỗng hình trụ.
Phôi ống các loại, cán nóng và nguội, không có mối ghép hàn.	Xi lanh, bạc, ống đỡ trục chính, cốc đỡ, con lăn, trục rỗng.
Prôphin có tiết diện dọc thay đổi theo chu kỳ.	Trục bậc trong sản xuất loạt lớn và hàng khối.
Phôi cán trên máy cán trục vít nằm ngang	Trục, bạc và các chi tiết khác trong sản xuất hàng khôi và loạt lớn.

 

 

• Phôi đúc:

Phôi đúc có nhiều loại và nhiều phương pháp đúc, kiểu khuôn đúc và điều kiện tạo phôi khác. Phôi đúc được đúc theo ba phương pháp khác nhau cho độ chính xác và lượng dư khác nhau.

Þ Qua các phương pháp trên ta nhận thấy phương pháp rèn dập là phù hợp với hơn cả, khi mà phương pháp đó đảm bảo được chất lượng bề mặt, độ chính xác của phôi ban đầu và số lượng phôi lớn. Mà lại sử dụng máy không phức tạp, kinh tế, nên chọn phương pháp rèn dập là hợp lý hơn cả.

 

2.1.3. Xác định giá thành phôi rèn dập.

Giá thành phôi được xác định theo công thức sau :

Trong đó :

+ S_ch : Giá thành của một tấn phôi từ loại vật liệu tương ứng.

+ K_cx : Hệ số phụ thuộc độ chính xác của phôi.

+ K_pt : Hệ số phụ thuộc vào mức độ phức tạp của phôi.

+ K_kl : Hệ số phụ thuộc vào khối lượng của phôi.

+ K_vl : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của phôi.

+ K_sl : Hệ số phụ thuộc vào quy mô sản xuất.

+ S_ph : Giá thành một kg phôi (đồng).

+ Q : Khối lượng ban đầu của phôi (kg).

+ q : Khôi lượng của chi tiết sau khi gia công (kg).

triệu /tấn

Bảng 2_28, tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : K_cx = 1

Bảng 2_29 : tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : K_pt = 1

Bảng 2_30 : tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : K_kl = 1.33

Bảng 2_31 : tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : K_vl = 1

Bảng 2_32 : tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM : K_sl = 1

Þ (đồng)

 

2.2. TÍNH LƯỢNG DƯ VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI

2.2.1. Xác định lượng dư của bề mặt Æ60

2.2.1.1. Các bước công nghệ:

– Rèn dập

– Tiện thô

– Tiện tinh

– Nhiệt luyện

– Mài :

+ Thô

+ Tinh

2.2.1.2. Xác định các giá trị R_za, T_a, r_a, e_b, Z_bmin

• Tính sai lệch không gian của phôi

r_k : Độ lệch khuôn dập

r_c : Độ cong của phôi thô

Bảng 3_ 77, STCNCTM trang 239 : r_k = 0.5 mm/mm

 

Thiết kế máy đóng nắp chai bia, gia công bánh răng côn