Chương 1 đã nêu lên một số nội dung như sau: Trình bày chung về gỗ , tính chất của gỗ, giới thiệu về về máy chuốt gỗ tròn và nêu lý do chọn đề tài. SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 6 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 2.1 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 2.1 Số liệu ban đầu Yêu cầu của đề tài: - Yêu cầu của việc làm máy thay làm tay. - Phân tích các loại nguyên lý cắt gọt gỗ và chọn loại máy tối ưu.
- Tính toán và thiết kế máy đã chọn. - Tính toán và thiết kế dao. - Tính toán và thiết kế phần cấp phôi tự động. - Chế tạo mô hình máy chuốt gỗ tròn.
Thông số thiết kế: - Năng suất: 90-110 m/h - Đường kính phôi : Ø08 ÷ Ø16 mm 2.2 Lựa chọn phương án Do thanh gỗ là thanh dài có tiết diện vuông qua quá trình chuốt thay đổi có tiết diện hình tròn nên việc chuốt gỗ muốn thực hiện được phải thiết kế được dao cắt ôm được hết đường kính chi tiết sau gia công theo mong muốn. Đảm bảo năng suất, chất lượng bề mặt gia công và dễ dàng trong vận hành. Để đáp ứng các yêu cầu đặt ra, chúng ta có phương án như sau : a) Phương án bố trí dao cắt. Bố trí một dao (dạng lưỡi gọt bút chì).
• Ưu điểm: - Dễ dàng tháo lắp, điều chỉnh. - Kết cấu đơn giản. - Chuốt được phôi dài. - Dễ dàng trong việc đưa phôi vào máy.
• Nhược điểm: - Đòi hỏi tốc độ trục chính cao. SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 7 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ Hình 2. 1: Bố trí dao cắt b) Chọn phương án điều chỉnh dao. Phương án: Cơ cấu điều chỉnh bằng cữ so dao.
•Ưu điểm: - Chi phí thấp. - Dễ dàng chế tạo và lắp đặt. •Nhược điểm: - Khó điều chỉnh c) Lựa chọn cơ cấu cấp phôi. Phương án 1: Cấp phôi bằng băng tải.
2: Cấp phôi bằng băng tải. Ưu điểm: SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 8 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ - Năng suất cao - Làm việc êm, ít tiếng ồn Nhược điểm: - Có kết cáu tương đối phức tạp. - Giá thành sản xuất cao. - Chỉ phù hợp với gia công hàng loạt ở những phân xưởng lớn - Không định tâm được phôi trong quá trình đẩy vào.
Phương án 2: Cấp phôi bằng cụm con lăn cấp phôi. 3: Cơ cấu cấp phôi bằng cụm con lăn. • Ưu điểm: - Năng suất cao. - Có thể điều chỉnh khoảng cách con lăn theo kích thước phôi.
- Chi phí thấp hơn. - Làm việt êm ít gây tiếng ồn. - Đảm bảo định tâm, độ cứng cững trong quá trình cấp phôi gia công. • Nhược điểm: - Tương đối khó chế tạo.
- Yêu cầu độ chính xác cao. Kết luận: Nhận xét cho thấy phương án 2, phù hợp với nhu cầu thực tế và đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật thiết kế máy => Chọn phương án 2. d) Lựa chọn phương án bộ truyền trục chính ( trục dao ). Phương án 1: Bộ truyền đai SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 9 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ Bộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động giữa 2 trục song song quay cùng chiều (hình 2.6), trong 1 số trường hợp có thể truyền chuyển động giữa 2 trục song song quay ngược chiều (hình 2.7) (truyền động đai chéo) hoặc truyền động giữa 2 trục chéo nhau (hình 2.
4: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay cùng chiều Hình 2. 5: Bộ truyền đai giữa 2 trục song song quay ngược chiều Hình 2. 6: Truyền động đai nửa chéo Bộ truyền đai hoạt động theo nguyên lý ma sát: công suất từ bánh chủ động truyền cho bánh bị động nhờ vào ma sát sinh ra giữa dây đai và bánh đai. Ma sát sinh ra giữa hai bề mặt xác định theo công thức: Fms= f N Như vậy, để có lực ma sát thì cần thiết phải có áp lực pháp tuyến.
Trong bộ truyền đai, để tạo lực pháp tuyến thì phải tạo lực căng đai ban đầu SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 10 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ Ưu điểm : - Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục xa nhau. - Làm việc êm, không gây tiếng ồn. - Đảm bảo an toàn cho chi tiết máy và động cơ khi quá tải nhờ hiện tượng trượt đai. - Có thể truyền chuyển động cho nhiều trục - Kết cấu đơn giản, bảo quản dễ dàng, giá thành rẻ.
- Dễ dàng thay thế khi hỏng hóc. • Nhược điểm: - Khuôn khổ, kích thước khá lớn. - Lực tác dụng lên ổ trục khá lớn - Hiệu suất không cao do có hiện tượng trượt đai - Tuổi thọ làm việc tương đối thấp • Phạm vi sử dụng: - Do thích hợp với tốc độ cao nên thường lắp ở đầu vào của các hệ thống máy. - Thường dùng khi khoảng cách trục lớn, vần tốc khoảng 4000-5000m Phương án 2: Sử dụng khớp nối • Ưu điểm : - Truyền trực tiếp chuyển động từ động cơ vào lô dẫn, tối ưu hóa công suất động cơ - Truyền mmomen xoắn lớn.
- Không cần thông qua bộ truyền trung gian - Đảm bảo độ đồng tâm giữa các trục khá cao • Nhược điểm : - Giá thành tương đối cao - Không thay đổi được tốc độ từ động cơ vào lô dẫn - Khó khăn và tốn thời gian cho việc thay thế khi hỏng hóc. SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 11 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ Phương án 3: Bộ truyền xích Hình 2. 7: Bộ truyền xích Bộ truyền xích thực hiện truyền động từ bánh xích chủ động sang bánh xích bị động nhờ vào sự ăn khớp giữa răng trên đĩa xích và các mắc xích. • Ưu điểm: - Không có hiện tượng trượt như bộ truyền đai, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột, hiệu suất cao.
- Không đòi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn - Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng công suất - Góc ôm không có ý nghĩa như bộ truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích bị dẫn • Nhược điểm: - Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, ồn. - Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi. - Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bánh điều chỉnh xích. - Mau bị mòn trong môi trường có nhiều bụi hoặc bôi trơn không tốt.
• Phạm vi sử dụng: - Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500v/p - Công suất truyền thông thường < 100 kW - Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95-0,97 Kết luận: Lựa chọn bộ truyền đai thang do có nhiều ưu điểm phù hợp với máy mong muốn như: tránh quá tải, truyền động tốc độ cao, vận hành ổn định, ít ồn.2 Sơ đồ động học toàn máy Máy chuốt để gia công chi tiết có dạng hình viên trụ. SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 12 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ Dụng cụ cắt của máy chuốt là các lưỡi dao lắp trên đầu trục dao, các cạnh cắt của dao hướng về phía tâm của đầu trục dao. Phôi gia công được di chuyển dọc theo tâm của trục dao Qua sự phân tích, so sánh ưu nhược điểm của từng loại máy, tôi thấy máy chuốt gỗ tròn bố trí dao dạng gọt bút chì dùng cụm con lăn cấp phôi phù hợp với sự phát triển của công nghệ chế biến gỗ ở nước ta hiện nay. Nhóm chúng em chọn phương án thiết kế này bởi những lý do sau đây: - Sản phẩm gỗ hiện nay rất được ưa chuộng và tiêu thụ rất lớn trên thị trường.
Do đó cần có những máy có năng suất cao để đáp ứng được. - Sản phẩm làm ra trên máy có chất lượng và độ chính xác cao mà những máy khác không thể đáp ứng được. - Máy có độ cứng vững và tính ổn định cao. Ít gây tiếng ồn.
- Máy dùng cơ cấu cấp phôi bằng con lăn rất nhanh và tiện lợi, đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí nhân công, nâng cao năng suất Hình 2. 8: Sơ đồ động máy chuốt gỗ 1. Con lăn thoát chi tiết. Bộ truyền đai thang.
Ổ lăn trục dao chuốt. Con lăn cấp phôi. Máng dẫn hướng. Động cơ cấp phôi SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 13 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ 2.3 Xác định các thông số cơ bản Từ các yêu cầu thực tế của sản phẩm, ta sẽ quy các yêu cầu này thành các thống số kỹ thuật của sản phẩm.
Các thông số này sẽ cho phép người thiết kế có được yếu tố ban đầu đặt ra để tiến hành thiết kế để đáp ứng được các yêu cầu đó.1 Tốc độ của trục chính ( trục dao) Hình 2. 9: Trục dao Từ kích thước ban đầu cũng như các tính chất của vật liệu gỗ như: kích thước, độ bóng, ứng suất, độ ẩm, .Từ đó ta có thể xác định được công suất cắt, tốc độ cắt của dao. Để chọn đường kính và các thông số của dao thông thường được dựa vào 3 chỉ tiêu để đánh giá: Chất lượng gia công tốt Lực cắt nhỏ Không xảy ra hiện tượng gãy quá lớn (do hao mòn đột biến) Góc cắt được tạo thành giữa mặt trước của dao cắt và mặt cắt. Để tránh hiện tượng xước thớ gỗ góc cắt phải nhỏ.
Trên đài dao lắp lưỡi dao. Với các điều kiện trên ta chọn kích thước của dao như sau: Đường kính của dao D = 15 mm Kích thước 33,6 x 30 x 3 mm Với số lượng dao cắt là 1 dao • Vật liệu của dao BK8 (hợp kim cứng) • Vòng quay của dao 1500 v/p 2.2 Tính toán lực cắt gọt Phân tích lực do dao cắt Do lưỡi dao quay tròn còn chi tiết tịnh tiến qua lại nên ta coi chuốt như phay. Ta chọn đó là phay nghịch. Theo công thức bảng II-3 trang 51 (Thiết kế máy công cụ - Nguyễn Ngọc Cẩn) SVTH: Nhật Tiến-Hoàng Viên GVHD: TS.Nguyễn Xuân Bảo 14 Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy chuốt gỗ Lực hướng kính : 𝑡 𝑃0 = 𝐶.1) 𝐷 Lực tiếp tuyến : 𝑃0 = (0,5 ÷ 0,5)𝑃0 (2.2) Lực chạy dao (lực ngang) : 𝑃𝑠 = (1 ÷ 1,2)𝑃0 (2.3) Lực thẳng đứng : 𝑃𝑛 = ±0,2.4) Lực hướng trục 𝑃𝑥 = 0,3.