Thiết kế dây chuyền sản xuất ống Inox
Mô tả đồ án: Gồm các file như ảnh trên bao gồm tất cả các file CAD, Thuyết minh
Giá: 450.000vnđ – Mã số: doantotnghiep.me_TKM000024
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 :
5.2.2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN :
a / Thiết kế bộ truyền trục vít :
Chọn vật liệu, cách nhiệt luyện và nhiệt luyện:
Trục vít: chế tạo bằng thép 45, thương hóa , HB = 270 .
Bánh vít : giả thiết vận tốc trượt vt <0,25(m/s). Chọn vật liệu bánh vít là gang xám GX-12-38, đúc bằng khuôn cát.
Tra bảng 4 – 5 (TKCTM – NXBGD – 1999), tìm được các giá trị
ch = 220(N/mm2)
bk = 42(N/mm2)
Chọn số mối ren Z1 của trục vít và tính số răng Z2 của bánh vít:
Chọn số mối ren của trục vít : Z1 = 3
Số răng của bánh vít : Z2 = i. Z1 = 8 3 = 24
Chọn sơ bộ trị số hiệu suất, hệ số tải trọng và tính công suất trên bánh vít:
Số mối ren trục vít Z1 = 3, trục vít dẫn động nên chọn sơ bộ hiệu suất = 0,83
Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: K = 1,1.
Định mođun m và hệ số đường kính q theo điều kiện bền tiếp xúc:
Tính theo công thức (4.9 ).6.
Tra bảng 4 – 6 (TKCTM – NXBGD – 1999) chọn các giá trị : m =10; q = 8
Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng :
a. Vận tốc trượt:
Vận tốc trượt trong bộ truyền trục vít – bánh vít có phương theo đường tiếp tuyến với đường ren trục vít.
Như vậy, vận tốc trượt tính được phù hợp với dự đoán khi chọn vật liêụ bánh vít.
b. Hiệu suất của bộ truyền trục vít trong trường hợp trục vít dẫn động:
Với : góc vít của trục vít
Tra bảng 4 – 7 (TKCTM – NXBGD – 1999), với Z1 = 3, q = 10
chọn = 26,340.
Tra bảng 4 – 8 (TKCTM – NXBGD – 1999), với vt = 0,25 (m/s), chọn f = 0,065, = 3,43.
Trị số hiệu suất không chênh lệch nhiều so với dự đoán nên không cần tính lại công suất trên bánh vít.
c. Hệ số tải trọng K:
Hệ số tải trọng tính theo công thức: K = Ktt Kđ
Ktt : hệ số tập trung tải trọng
Kđ : hệ số tải trọng động
Do tải trọng không thay đổi nên chọn Ktt =1
Vận tốc vòng v2 của bánh vít :
Với v2 = 0,07 < 3 nên lấy Kđ = 1,1, suy ra K = Ktt Kđ = 1 1,1 = 1,1, phù hợp với dự đoán.
Vận tốc v2 = 0,07 (m/s) < 2 nên chọn cấp chính xác của bộ truyền trục vít là: 9.
Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng bánh vít
Kiểm nghiệm ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh vít theo công thức:
với y : hệ số dạng răng tra theo số răng tương đương của bánh vít
Tra bảng 3 – 18 (TKCTM – NXBGD – 1999), chọn hệ số dạng răng y = 0,472
Như vậy, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh vít thoả mản điều kiện bền uốn
u [ ]u = 42(N/mm2).
Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền trục vít :
Số mối ren của trục vít Z1 = 3
Số răng của bánh vít Z2 = 24
Mođun dọc trục vít bằng mođun ngang của bánh vít : m = 10
Bước ren của trục vít : t = m = 3,14 10 = 31,4.
Góc profin ren của trục vít : = 200
Góc vít của ren trục vít : = 16034.
Khoảng cách trục: A = 0,5 m (q + Z2 + 2) = 160(mm).
Hệ số đường kính: q = 8.
Bước xoắn ốc của ren trục vít : S = t Z1 = 3,14 3 = 94,2(mm).
Đường kính vòng chia trục vít : dc1 = q m = 80(mm).
Đường kính vòng đỉnh trục vít : De1 = dc1 2f0m = 100 (mm).
Đường kính vòng chân ren trục vít : Di1 = dc1 – 2f0m – 2c0m = 56 (mm).
Đường kính vòng chia bánh vít : dc2 = Z2 m = 24 8 = 240(mm).
Đường kính vòng đỉnh răng bánh vít : De2 = (Z2 + 2f0)m
= (24 + 2 1)8 = 260(mm).
Chiều dài phần có ren của trục vít (Z1 = 3):
L (12,5 + 0,09 Z2)m = 153,8(mm)
Chọn L bằng số nguyên lần bước dọc :
X = = 4.9 .lấy x = 5 .
-> L = x. = 5. 3,14 .10 = 157 mm .
Chiều rộng bánh vít (Z1 = 3): B 0,75De1 = 0,75 100= 75(mm).
Chọn B = 70(mm).
Tính lực tác dụng:
Lực tác dụng lên bộ truyền trục vít gồm: lực vòng, lực hướng tâm, lực dọc trục.
– Lực vòng P1 trên trục vít có trị số bằng lực dọc trục Pa2 trên bánh vít ; Mx1 : momen xoắn trên trục vít.
– Lực vòng P2 trên bánh vít bằng lực dọc trục trên bánh vít
; Mx2 : momen xoắn trên bánh vít.
Mx2 = M1 iV = 20548,97 8 0,9 = 147952,58(N.mm)
.
– Lực hướng tâm Pr1trên trục vít bằng lực hướng tâm Pr2 trên bánh vít
Pr1 = Pr2 = P2 tg = 8368 tg200 = 3045,7(N).
Kiểm nghiệm sức bền và độ cứng uốn của thân trục vít
Để bộ truyền làm việc bình thường, thân trục vít phải có đủ sức bền và độ cứng. Chọn trục vít một đầu lắp trên 2 ổ côn đỡ chặn, còn đầu kia lắp trên ổ lăn đỡ, nên độ võng của trục vít phải thỏa mản điều kiện:
trong đó:
f : độ võng lớn nhất của trục
[f] : độ võng cho phép của trục vít, lấy [f] = (0,005 0,01)m
E : mođun đàn hồi của trục vít. E = 2,1 105(N/mm2)
P1,P2,Pr: lực vòng trên trục vít, lực vòng trên bánh vít, lực hướng tâm.
dc1 : đường kính vòng chia trục vít
l : khoảng cách giữa 2 gối đỡ trục vít
J : momen quán tính tương đương của tiết diện thân trục vít
De1, Di1 : đường kính vòng chân ren và đường kính vòng đỉnh của trục vít.
Với N2 < 8(kw) l = 0,8De2 = 0,8 234 = 187,2(mm)
suy ra
Mặt khác: [f] = 0,01m = 0,01 10 = 0,1(mm)
Þ f < [f]. thỏa mản điều kiện.
b/. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng :
Chọn vật liệu Chọn thép 55 thường hoá ,theo bảng (3.8 ) tài liệu 6
b=660 N/mm2.
ch=330 N/mm2.
HB=230.
Định ứng suất uốn cho phép và Định ứng suất tiếp xúc :
KN=KN=1.
Ưng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng xác định :
[]tx= 2,6 . 230 = 598 HB .
[]u== (bang 3.5,tài liệu 6 ).
Hệ số an toàn n =1,5.
= 1,8 .Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng .
-1 = 0,43. b giới hạn mỏi của thép.
b = 660 giới hạn bền kéo .
[]u== = 157,8 (N/mm2).
Chọn hệ số tải trọng . k = 1,3 .
Hệ số chiều rộng bánh răng :
A=b/A = 0,3 .
Tính khoảng cách trục A:
A.
A1 mm.
Chọn A=200 mm.
Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng :
Vận tốc vòng :
V= .
ð V0,06 m/s.
Với vận tốc vòng này của bánh răng, tra theo bảng 3-11 tra theo bảng TKCTM có thể chọn cấp chính xác 9.
Định chính xác hệ số tải trọng k và khoảng cách trục A :
Hế số tải trọng k được tính theo công thức :
k=ktt.kđ.
Tra bảng 3.12 ta có ktbảng = 1,16.
ktt = (ktbảng+1)/2 = (1,16+1)/2 = 1,08.
Theo bảng 3-14 [6] ta tìm được hệ số tải trọng động :
Kđ=1,2=> k=1,08.1,2=1,296.
Hệ số tải trọng k sai lêch so với hệ số dự đoán k=1,3 không nhiều nên ta không cần điều chỉnh lại trị số khoảng cách trụ A
ð A1=200 mm.
Xác định môđun, số răng và của răng :
Môđun :chọn theo khoảng cách trục
m=(0,010,02).A=(24).
Chọn mn=2.
Số răng của bánh nhỏ (bánh dẫn ) theo 3.26 [6].
Thiết kế dây chuyền sản xuất ống Inox
No comments:
Post a Comment