CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH MÁY TƯƠNG TỰ 1. Tính năng kỹ thuật của máy cùng cỡ. Máy tiện là máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ trong nhà máy, phân xưởng cơ khí Trong thiết kế chế tạo máy mới ta thường tham khảo các máy tương tự để tận dụng các ưu điểm máy đã có cho nên giảm thời gian tính toán thiết kế.
Ta tham khảo một số máy tương tự như sau: Bảng 1.1: Tính năng kĩ thuật của các máy đã có Đặc tính kỹ thuật Kiểu máy 1K62 T616 1A62 1A616 Máy mới Số cấp tốc độ trục chính 23 12 21 21 23 Khoảng cách 2 mũi tâm 710 710 1000 710 Đường kính lớn nhất gia 400 320 400 320 công trên máy Đường kính lỗ trục chính 47 36 36 35 Số vòng quay nhỏ nhất 12,5 44 11,5 11,2 12,5 nmin (vòng/phút) Số vòng quay lớn nhất 2000 1980 1200 2240 2000 nmax (vòng/phút) Ren hệ Mét 1÷192 0,5÷24 1÷192 0,5÷24 1 ÷14 Ren hệ Anh 24 – 2 56 – 1 24 – 2 56 – 1 30÷4 Ren modun 0,5÷48 0,25÷22 0,5÷48 0,25÷22 0,5÷7 Ren pit 96 – 1 Nhận xét: Nhận thấy đề tài thiết kế với các loại máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng 1K62 có đặc tính tương tự và có tài liệu tham khảo đầy đủ nên ta có máy 1K62 để tham khảo thiết kế máy mới Lớp CTM 7 2. Phân tích máy tiện 1K62 Hình 1.1 Sơ đồ động học máy tiện 1K62 Lớp CTM 8 2.1 Đồ thị vòng quay thực tế của máy 1K62 nmin : 12,5 vòng/phút nmax : 2000 vòng/phút Z = 23 tốc độ. Ta có công bội. Lấy tròn - Xích tốc độ nối từ động cơ điện có công suất n = 10 kW, số vòng quay n = 1450 (v/p) qua bộ truyền đai với tốc độ( hộp trục chính) làm quay trục chính.
- Lượng di động tính toán ở 2 đầu xích là: Nđc (số vòng quay của động cơ)→ ntc( số vòng quay của trục chính) - Từ sơ đồ động ta có thể xác định được đường truyền qua các trục trung gian tới trục chính - Xích tốc độ có đường truyền quay thuận và có đường truyền quay nghịch, mỗi đường truyền khi tới trục chính bị tách ra làm 2 đường truyền: ✓ Đường truyền trực tiếp tới máy → tốc độ cao ✓ Đường truyền tốc độ thấp đi từ trục III →IV→V→VI Ta có sơ đồ động của máy tiện 1K62 như hình 1.1 Ta có phương trình xích biểu thị khả năng biến đổi tốc độ của máy 1K62 Hình 1.2 Phương trình xích động Đường truyền tốc độ thấp : Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(IV)→(V)→(VI)→Trục chính Đường truyền tốc độ cao: Lớp CTM 9 Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(VI)→Trục chính - Xác định số vòng quay thực của máy và so sánh số vòng quay chuẩn với số vòng quay thực tế. - Để tính được sai số của các tốc độ trục chính ta lập bảng so sánh, với sai số cho phép [n] = 10. Ta có bảng như sau: - Phương n trình xích tốc độ ntính ntiêu chuẩn n% n1 1450× 142 × 51 × 21 × 22 × 22 × 27 12,648 12,5 -1,184 254 39 55 88 88 54 n2 1450× 142 × 56 × 21 × 22 × 22 × 27 15,931 16 0,431 254 34 55 88 88 54 142 51 29 22 22 27 n3 1450× × × × × × 20,44 20 -2,2 254 39 47 88 88 54 n4 1450× 142 × 56 × 29 × 22 × 22 × 27 25,744 25 -2,976 254 34 47 88 88 54 142 51 38 22 22 27 n5 1450× × × × × × 33,127 31,5 -5,165 254 39 38 88 88 54 n6 1450× 142 × 56 × 38 × 22 × 22 × 27 41,724 40 -4,31 254 34 38 88 88 54 n7 1450× 142 × 51 × 21 × 45 × 22 × 27 50,864 50 -1,728 254 39 55 45 88 54 n8 1450× 142 × 56 × 21 × 45 × 22 × 27 63,723 63 -1,148 254 34 55 45 88 54 n9 1450× 142 × 51 × 29 × 45 × 22 × 27 81,759 80 -2,199 254 39 47 45 88 54 142 56 29 45 22 27 n10 1450× × × × × × 102,977 100 -2,977 254 34 47 45 88 54 n11 1450× 142 × 51 × 38 × 45 × 22 × 27 132,507 125 -6,006 254 39 38 45 88 54 142 56 38 45 22 27 n12 1450× × × × × × 166,895 160 -4,309 254 34 38 45 88 54 n13 1450× 142 × 51 × 21 × 45 × 45 × 27 202,374 200 -1,187 254 39 55 45 45 54 142 56 21 45 45 27 n14 1450× × × × × × 254,893 250 -1,957 254 34 55 45 45 54 n15 1450× 142 × 51 × 29 × 45 × 45 × 27 327,038 315 -3,822 254 39 47 45 45 54 n16 1450× 142 × 56 × 29 × 45 × 45 × 27 411,910 400 -2,978 254 34 47 45 45 54 n17 1450× 142 × 51 × 38 × 45 × 45 × 27 530,027 500 -6,005 254 39 38 45 45 54 Lớp CTM 10 142 56 38 45 45 27 n18 1450× 254 × 34 × 38 × 45 × 45 × 54 667,577 630 -6,263 142 56 21 65 n19 1450× 254 × 34 × 55 × 43 770,608 800 3,674 142 51 29 65 n20 1450× 254 × 39 × 47 × 43 988,72 1000 1,128 142 56 29 65 n21 1450× 254 × 34 × 47 × 43 1245,306 1250 0,376 142 51 38 65 n22 1450× 254 × 39 × 38 × 43 1602,406 1600 -0,15 142 56 38 65 n23 1450× 254 × 34 × 38 × 43 2018,26 2000 -0,913 no(%) 5 3,674 2,6 1,128 0,431 0,376 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 n19 n20 n21 n7 n22 n23 -0,15 n( vg/p ) -1,184 -1,148 -1,187 -0,913 -1,728 -1,957 -2,6 -2,2 -2,199 -2,976 -2,977 -2,978 -3,822 -4,31 -4,309 -5 -5,165 -6,006 -6,005 -6,263 Hình 1.3 Đồ thị sai số vòng quay 1.2 Lưới kết cấu Sơ đồ động của máy biểu thị các nhóm tỷ số truyền như sau: - Nhóm 1 từ trục II: Tia i1 lệch sang phải 1 khoảng là 1,19.logφ Tia i2 lệch sang phải 1 khoảng là 2,17.logφ Lượng mở giữa 2 tia [x] : Lớp CTM 11 - Nhóm 2 từ trục III – IV Tia i3 lệch sang trái 1 khoảng là 4,19.logφ Tia i1 lệch sang trái 1 khoảng là 2,07.logφ Tia i5 thẳng đứng Lượng mở [x] = [2] ứng với nhóm truyền khuếch đại - Nhóm 3 từ trục IV – V Tia i6 lệch sang trái 1 khoảng là 6.logφ Tia i7 thẳng đứng - Nhóm 4 từ trục V – VII Tia i8 lệch sang trái 1 khoảng là 6.logφ Tia i9 thẳng đứng - Nhóm gián tiếp từ trục VI – VII Tia i10 lệch sang trái 1 khoảng là 3.logφ Lớp CTM 12 - Nhóm truyền trực tiếp từ trục IV – VII Tia i11 lệch sang phải 1 khoảng là 1,754.logφ - Số vòng quay của động cơ nđc = 1450 v/p - Tỷ số truyền của bộ truyền đai - Hiệu suất của bộ truyền đai Trị số vòng quay của trục đầu tiên của hộp tốc độ trên trục I Nhóm truyền Tỷ số truyền Bánh răng x (Chủ động/ bị động) 1.Trục II – III i3 21/55 0,38 -4,19 i4 29/47 0,62 -2,07 i5 38/38 1 0 3.Trục III – IV i6 22/88 0,25 -6 i7 45/45 1 0 4.Trục III – VI i11 65/43 1,5 1,754 ( nhóm trực tiếp) Qua đó, đồ thị vòng quay của máy 1K62 có dạng: Lớp CTM 13 1450(v/p) truc dc id=142 254 I 51 i2=56 34 i1=39 II 21 i3=55 i5=38 i4=29 47 38 III 22 i6=88 i7=45 45 IV 22 i8=88 i9=45 45 V i10=27 54 i11=65 43 VI 12,5 20 31,5 50 80 125 200 315 500 800 1250 2000 16 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 Hình 1.4 Đồ thị vòng quay Lớp CTM 14 I I 2[1] 2[1] II II 3[2] 3[2] III III 2[6] IV 1[0] 2[6] V n1 n3 n5 n7 n9 n11 n13 n15 n17 n19 n21 n23 n2 n4 n6 n8 n10 n12 n14 n16 n18 n20 n22 n24 Hình 1.5 Lưới kết cấu 1. Phương án không gian và phương án thứ tự Z1 = 2x3x2x2 Z2 = 2x3x1 Z2: là đường truyền tốc độ cao Số tốc độ đủ: Z = Z2 + Z1 = 6 + 24 =30 Nhưng trên thực tế máy tham khảo 1K62 chỉ có 23 tốc độ, như vậy sẽ có 7 tốc độ trùng Tách ra 2 nhóm với các phương án như sau: Vậy phương án không gian của Z1 là 2x3x2x2 Phương án thứ tự của Z1 là I II III IV [1] [2] [6] [6] Vậy phương án không gian của Z2 là 2x3x1 Phương án thứ tự của Z2 I II III [1] [2] [0] - Nhận xét về số tốc độ: Lớp CTM 15 Từ phương trình xích tốc độ và đồ thị vòng quay ta thấy rằng trên thực tế máy tham khảo 1K62 có 23 tốc độ vì: Trên đường truyền tốc độ thấp tại 2 trục IV và V có 2 khối bánh răng di trượt 2 bậc tạo ra 4 tỷ số truyền nhưng chỉ có 3 tỷ số truyền vì có 2 tỷ số truyền giống nhau cụ thể như sau: 1, 2, 3, 4, Như vậy trên đường truyền tốc độ thấp chỉ tạo ra 18 tốc độ n 1 ÷ n18 Trên đường truyền tốc độ cao tạo ra 6 tốc độ n19 ÷ n24 Số tốc độ trên trục chính theo đường truyền thuận là 18 + 6 = 24 Nhưng trên thực tế tồn tại 2 tốc độ n18 và n19 có trị số tương đương nhau Vậy số tốc độ trên trục chính theo đường truyền thuận là 23 tốc độ - Đánh giá về phương án không gian: Về mặt lý thuyết dùng phương án không gian 3x2x2x2 là tốt nhất nhưng trên thực tế máy lại sử dụng phương án không gian 2x3x2x2.
Sở dĩ sử dụng phương án như thế là do: Vì ngoài chuyển động quay thuận của máy phục vụ công việc gia công, máy còn phải có chuyển động quay ngược( đảo chiều) để phục vụ cho việc lùi dao vậy nên trên trục I người ta sử dụng một cơ cấu đảo chiều Trên máy 1K62 sử dụng ly hợp ma sát để đảo chiều chuyển động quay. Dùng ly hợp mà sát là do máy tiện là loại máy thương xuyên đảo chiều và sử dụng với dải tốc độ rộng có trị số vòng quay lớn. Ly hợp ma sát khắc phục được sựva đập gây ồn và ảnh hưởng đến sức bền của toàn cơ cấu khi đảo chiều. Như vậy trên trục I đã sử dụng 1 ly hợp ma sát để đổi chiều chuyển động quay nên không dùng 3 bánh răng lắp trên đó nữa mà thay Lớp CTM 16 bằng 2 bánh răng.