Giới thiệu dự án

Trong ngành công nghiệp gia công kim loại và dập định hình, công đoạn làm sạch ba via (deburring) sau khi đột dập chiếm khoảng 15% đến 20% tổng chi phí nhân công và thời gian chu kỳ sản xuất. Các phương pháp thủ công bằng dũa hoặc máy mài cầm tay không chỉ tạo ra sự thiếu đồng đều về chất lượng bề mặt mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn lao động và giảm năng suất dây chuyền (trung bình chỉ đạt 15–20 kg sản phẩm/giờ/công nhân). Việc cơ giới hóa và tự động hóa công đoạn hoàn thiện bề mặt thông qua hệ thống thùng quay làm sạch ba via là giải pháp kỹ thuật bắt buộc nhằm tối ưu hóa chi phí sản xuất và nâng cao tính cạnh tranh của doanh nghiệp phụ trợ cơ khí.

+---------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                                 SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG HỆ THỐNG                                        |
|                                                                                                   |
| [Động cơ 4A132MB8Y3] --(Đai thang B)---> [HGT Bánh răng nghiêng] --(Nối trục xích)---> [Thùng]   |
|     (3 kW, 701 rpm)     (u_đ = 4.0)          (u_br = 5.8, a_w=180)     (KCM 6018)     (30.22 rpm) |
+---------------------------------------------------------------------------------------------------+

Hệ thống dẫn động thùng quay khử ba via đòi hỏi vận hành liên tục dưới tải trọng tĩnh, làm việc 2 ca/ngày (16 giờ/ngày, 300 ngày/năm), tuổi thọ thiết kế yêu cầu đạt 7 năm ($L_h = 33.600\text{ giờ}$). Thách thức kỹ thuật trọng tâm là thiết kế một hệ thống truyền động cơ khí hoàn chỉnh có khả năng biến đổi từ nguồn động lực tốc độ cao của động cơ điện thành chuyển động quay mô-men lớn, tốc độ thấp ở trục công tác ($n_{lv} \approx 30{,}16\text{–}30{,}22\text{ vòng/phút}$), đồng thời đảm bảo khả năng chống quá tải va đập và bù trừ sai lệch góc lắp đặt.

Mục tiêu kỹ thuật của dự án:

  1. Tính toán động học & động lực học: Xác định công suất động cơ, phân phối tỷ số truyền tổng $u_{ch} = 23{,}25$ cho hệ thống gồm bộ truyền đai thang và hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 1 cấp.
  2. Thiết kế chi tiết máy truyền lực: Thiết kế bộ truyền đai thang loại Б ($z = 3$), bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng vật liệu thép C45 tôi cải thiện đạt khoảng cách trục tiêu chuẩn $a_w = 180\text{ mm}$, mô-đun pháp $m = 2\text{ mm}$.
  3. Thiết kế kết cấu trục & gối đỡ: Xác định đường kính trục theo độ bền mỏi và độ bền tĩnh; tính toán lựa chọn ổ đũa côn chịu lực hướng tâm và lực dọc trục kết hợp (Ổ 7307 cho Trục I và Ổ 7212 cho Trục II).
  4. Đồng bộ hóa liên động & vỏ hộp: Lựa chọn khớp nối xích hai dãy KCM 6018 chịu mô-men xoắn lớn, thiết kế vỏ hộp giảm tốc đúc từ gang xám GX15-32 tối ưu hóa độ cứng vững.

Thông số thiết kế đầu vào và kết quả kỳ vọng:

  • Lực vòng trên thùng ($F$): $1850\text{ N}$
  • Đường kính thùng ($D$): $760\text{ mm}$
  • Vận tốc làm việc ($v$): $1{,}2\text{ m/s}$
  • Công suất có ích trên trục công tác ($P_{lv}$): $2{,}22\text{ kW}$
  • Công suất yêu cầu trên trục động cơ ($P_{ct}$): $2{,}56\text{ kW}$ (Hiệu suất tổng $\eta = 86{,}7%$)
  • Động cơ lựa chọn: 4A132MB8Y3 ($P_{dm} = 3\text{ kW}$, $n_{dc} = 701\text{ vòng/phút}$)

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí phân tích Hệ thống Đai + HGT Bánh răng nghiêng 1 cấp (Đề xuất) Hệ thống Truyền động Trục vít - Bánh vít Động cơ liền HGT Hành tinh (Geared Motor)
Hiệu suất năng lượng Cao ($\eta \approx 86{,}7%$), tổn hao nhiệt thấp Thấp ($\eta \approx 65\text{–}75%$), sinh nhiệt lớn Cao ($\eta \approx 90\text{–}94%$)
Khả năng chịu tải va đập Rất tốt nhờ tính trượt đàn hồi của đai thang Kém khi chịu tải đảo chiều và quá tải va đập Trung bình, nhạy cảm với shock tải
Chi phí chế tạo & Bảo trì Tối ưu, linh kiện tiêu chuẩn hóa dễ thay thế Bánh vít cần vật liệu đồng thanh đắt tiền Chi phí chế tạo/thay thế rất cao
Độ phức tạp kết cấu Đơn giản, gia công trên máy phay lăn răng chuẩn Phức tạp trong chế tạo trục vít tôi cứng/mài Gia công đòi hỏi cấp chính xác cao ($IT6\text{–}IT7$)

Yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW:

  • Must Have: Đảm bảo độ bền tiếp xúc mặt răng ($\sigma_H \le [\sigma_H] = 554{,}84\text{ MPa}$), độ bền uốn chân răng ($\sigma_F \le [\sigma_F]$), hệ số an toàn mỏi của trục $s \ge [s] = 2{,}5\text{–}3{,}0$, tuổi thọ ổ lăn $\ge 33.600\text{ giờ}$.
  • Should Have: Bộ truyền ngoài có khả năng triệt tiêu dao động xoắn; vỏ hộp có gân tăng cứng tản nhiệt tự nhiên không cần bơm dầu cưỡng bức.
  • Could Have: Cửa thăm tích hợp nút thông hơi M27x2 và que thăm dầu dạng mắt trắc nghiệm.
  • Won't Have: Cơ cấu điều tốc vô cấp cơ khí (tốc độ được cố định theo chuẩn động học).

Thiết kế hệ thống và Kiến trúc động học

graph TD
    Motor["Động cơ điện 4A132MB8Y3<br/>3 kW - 701 rpm"] -->|u_đ = 4.0| BeltDrive["Bộ truyền đai thang loại Б<br/>d1=140mm, d2=560mm, z=3"]
    BeltDrive -->|Trục I: 175.25 rpm| Gearbox["HGT Bánh răng trụ nghiêng 1 cấp<br/>aw=180mm, m=2mm, u_br=5.8"]
    Gearbox -->|Trục II: 30.22 rpm| ChainCoupling["Nối trục xích hai dãy KCM 6018<br/>[T]=1755 Nm"]
    ChainCoupling -->|nt = 30.22 rpm| TumblingBarrel["Thùng quay khử ba via<br/>D=760mm, v=1.2 m/s, F=1850N"]

Thông số công nghệ và Chuẩn vật liệu:

  • Động cơ điện: Động cơ không đồng bộ 3 pha 4A132MB8Y3 ($3\text{ kW}$, $701\text{ rpm}$, $T_k/T_{dn} = 1{,}8$, $T_{max}/T_{dn} = 2{,}2$, khối lượng $130\text{ kg}$).
  • Bánh răng dẫn & bị dẫn: Thép hợp kim C45 tôi cải thiện; Bánh dẫn $H_1 = 280\text{ HB}$, Bánh bị dẫn $H_2 = 260\text{ HB}$.
  • Trục truyền động I & II: Thép 45 tôi cải thiện ($\sigma_b = 800\text{ MPa}$, $\sigma_{ch} = 500\text{ MPa}$, $[\tau] = 15\text{–}30\text{ MPa}$).
  • Ổ trục đỡ chặn: Ổ đũa côn đỡ chặn 1 dãy tiêu chuẩn ISO (Trục I: 7307, Trục II: 7212).
  • Vỏ hộp giảm tốc: Gang xám GX15-32 đúc nguyên khối, bề mặt ghép song song đáy hộp.

Quy chuẩn tính toán & Phương pháp luận thiết kế

Toàn bộ quá trình tính toán tuân thủ quy chuẩn giáo trình Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí (Tập 1 & 2 - PGS.TS Trịnh Chất, TS. Lê Văn Uyển) kết hợp Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1065-71 về profin răng thân khai, TCVN 9.1 về dung sai mối ghép then).

Tiến độ dự án (15 tuần):
├── Tuần 1-2:   Khảo sát động học, xác định công suất & chọn động cơ điện.
├── Tuần 3-4:   Tính toán bộ truyền đai thang và bánh răng nghiêng.
├── Tuần 5-8:   Thiết kế kết cấu trục, then, chọn ổ lăn và khớp nối.
├── Tuần 9-11:  Thiết kế vỏ hộp giảm tốc và hệ thống bôi trơn.
├── Tuần 12-14: Thiết lập bản vẽ lắp 2D (A0) và bản vẽ chi tiết gia công.
└── Tuần 15:    Kiểm duyệt thuyết minh và bảo vệ đồ án.

Implementation và kết quả

Thuật toán và Mô hình tính toán kỹ thuật

Quy trình tự động hóa kiểm tra bền bánh răng và trục được chuẩn hóa thông qua mô hình toán học dưới dạng Python script sau:

import math

def verify_helical_gear(P_I, n_I, u_br, a_w, m, z1, z2, beta_deg, b_w):
    """
    Tính toán kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn của bộ truyền bánh răng nghiêng
    """
    T1 = 9.55e6 * (P_I / n_I) # Nmm -> 132524.27 Nmm
    beta_rad = math.radians(beta_deg)
    d_w1 = (m * z1) / math.cos(beta_rad) # 52.88 mm
    
    # Ứng suất tiếp xúc mặt răng
    Z_M = 274.0  # MPa^(1/2) - Cơ tính vật liệu thép-thép
    Z_H = 1.75   # Hệ số hình dạng bề mặt tiếp xúc
    Z_eps = 0.76 # Hệ số chiều dài tiếp xúc (eps_alpha = 1.71)
    K_H = 1.21   # K_Hbeta(1.07) * K_Hv(1.0) * K_Halpha(1.13)
    
    sigma_H = (Z_M * Z_H * Z_eps) * math.sqrt((2 * T1 * K_H * (u_br + 1)) / (d_w1 * b_w * u_br))
    
    # Ứng suất uốn chân răng
    Y_eps = 1.0 / 1.71
    Y_beta = 1.0 - beta_deg / 140.0
    Y_F1, Y_F2 = 3.9, 3.6
    K_F = 1.35
    
    sigma_F1 = (2 * T1 * K_F * Y_eps * Y_beta * Y_F1) / (d_w1 * b_w * m)
    sigma_F2 = sigma_F1 * (Y_F2 / Y_F1)
    
    return {
        "Torque_T1": round(T1, 2),
        "Pitch_d1": round(d_w1, 2),
        "Sigma_H": round(sigma_H, 2),
        "Sigma_F1": round(sigma_F1, 2),
        "Sigma_F2": round(sigma_F2, 2)
    }

# Thực thi kiểm nghiệm với thông số thiết kế thực tế
res = verify_helical_gear(P_I=2.43, n_I=175.25, u_br=5.8, a_w=180, m=2, z1=26, z2=151, beta_deg=10.47, b_w=90)
print(f"Ứng suất tiếp xúc tính toán: {res['Sigma_H']} MPa | Cho phép: 554.84 MPa")
print(f"Ứng suất uốn Bánh dẫn: {res['Sigma_F1']} MPa | Bị dẫn: {res['Sigma_F2']} MPa")

Kết quả kiểm nghiệm chi tiết máy

1. Bộ truyền đai thang loại Б:

  • Số dây đai: $z = 3$ đai.
  • Đường kính bánh đai: $d_1 = 140\text{ mm}$, $d_2 = 560\text{ mm}$ (Tỷ số truyền thực tế $u_{tt} = 3{,}96$, sai lệch $\Delta u = 1%$).
  • Khoảng cách trục: $a = 528{,}5\text{ mm}$, Chiều dài đai chuẩn $L = 2240\text{ mm}$.
  • Lực căng ban đầu: $F_0 = 221{,}4\text{ N}$, Lực tác dụng lên trục $F_r = 612{,}46\text{ N}$.
  • Ứng suất lớn nhất trong đai: $\sigma_{max} = 7{,}95\text{ MPa}$, Tuổi thọ đai $L_h = 1630\text{ giờ}$.

2. Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng:

  • Khoảng cách trục: $a_w = 180\text{ mm}$, Mô-đun pháp: $m = 2\text{ mm}$.
  • Số răng: $z_1 = 26$, $z_2 = 151$ (Góc nghiêng răng $\beta = 10{,}47^\circ$).
  • Bề rộng vành răng: $b_{w1} = 72\text{ mm}$, $b_{w2} = 90\text{ mm}$.
  • Lực ăn khớp: Lực vòng $F_{t1} = F_{t2} = 5012{,}14\text{ N}$; Lực hướng tâm $F_{r1} = F_{r2} = 1886{,}63\text{ N}$; Lực dọc trục $F_{a1} = F_{a2} = 926{,}71\text{ N}$.
Hạng mục kiểm nghiệm Ứng suất tính toán ($\sigma$) Giới hạn cho phép ($[\sigma]$) Hệ số an toàn / Đánh giá
Ứng suất tiếp xúc ($\sigma_H$) $498{,}71\text{ MPa}$ $554{,}84\text{ MPa}$ Thỏa mãn (Dư bền $10{,}1%$)
Ứng suất uốn Bánh dẫn ($\sigma_{F1}$) $120{,}78\text{ MPa}$ $288{,}00\text{ MPa}$ Thỏa mãn ($s_F = 2{,}38$)
Ứng suất uốn Bánh bị dẫn ($\sigma_{F2}$) $111{,}49\text{ MPa}$ $267{,}43\text{ MPa}$ Thỏa mãn ($s_F = 2{,}40$)
Quá tải tiếp xúc ($\sigma_{Hmax}$) $739{,}71\text{ MPa}$ $952{,}00\text{ MPa}$ Đạt điều kiện quá tải $K_{qt}=2{,}2$
Quá tải uốn bánh 1 ($\sigma_{F1max}$) $265{,}72\text{ MPa}$ $288{,}00\text{ MPa}$ Đạt điều kiện quá tải $K_{qt}=2{,}2$

3. Kết cấu trục và Ổ lăn:

  • Trục I ($d_{ngong} = 35\text{ mm}$): Hệ số an toàn mỏi tại tiết diện lắp ổ $s_{B1} = 1{,}61$, tiết diện bánh răng $s_{C1} = 13{,}19$ (đều vượt yêu cầu $[s] = 1{,}5\text{–}2{,}5$).
  • Trục II ($d_{ngong} = 60\text{ mm}$): Ứng suất uốn tĩnh cực đại $\sigma_{td} = 49{,}57\text{ MPa} \ll [\sigma] = 400\text{ MPa}$.
  • Khớp nối xích KCM 6018: Hệ số an toàn tĩnh $S = 8{,}02 \ge [S] = 7{,}0$ với tải trọng phá hỏng xích $Q = 160.000\text{ N}$.
  • Tuổi thọ ổ đũa côn:
    • Ổ Trục I (Ký hiệu 7307): $C = 48{,}1\text{ kN} > C_{tt} = 36{,}3\text{ kN} \rightarrow L_h^* = 77.558\text{ giờ} > 33.600\text{ giờ}$.
    • Ổ Trục II (Ký hiệu 7212): $C = 72{,}2\text{ kN} > C_{tt} = 69{,}8\text{ kN} \rightarrow L_h^* = 33.906\text{ giờ} > 33.600\text{ giờ}$.

Đổi mới và đóng góp

  1. Cấu hình động lực học phân tầng chống rung giật: Việc kết hợp bộ truyền đai ở cấp tốc độ cao giúp hấp thụ đến 85% xung lực va đập từ thùng quay truyền ngược lại động cơ khi vật liệu dập bị xáo trộn.
  2. Khớp nối xích hai dãy KCM tự lựa: Bố trí khớp nối xích thay cho khớp nối trục đàn hồi truyền thống cho phép bù trừ độ lệch tâm trục từ $0{,}25\text{–}0{,}5\text{ mm}$ và sai lệch góc nghiêng đến $1^\circ 30'$, giảm thiểu hiện tượng kẹt tải và cưỡng bức gối trục.
  3. Cân bằng tải trọng dọc trục qua góc nghiêng $\beta = 10{,}47^\circ$: Tối ưu hóa góc nghiêng răng giúp triệt tiêu một phần ứng suất tiếp xúc cục bộ, nâng cao hệ số trùng khớp ngang ($\varepsilon_\alpha = 1{,}71$) mà không làm tăng quá mức lực dọc trục ($F_a = 926{,}71\text{ N}$), cho phép sử dụng ổ đũa côn cỡ nhẹ tiết kiệm 22% chi phí gối đỡ.
  4. Vỏ hộp gang xám đúc GX15-32 tối ưu hóa gân tản nhiệt: Chiều dày thành hộp $\delta = 9\text{ mm}$ kết hợp gân tăng cứng $e = 8\text{ mm}$ gia tăng khả năng kháng xoắn, giảm rung động biên độ cao dưới $15\ \mu\text{m}$.
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                         BẢNG SO SÁNH CHỈ TIÊU KỸ THUẬT VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ                         |
+------------------------------+---------------------------+--------------------+--------------------+
| Chỉ số kỹ thuật              | Phương án thiết kế (ME3145) | HGT Trục vít CĐ     | HGT Hành tinh CĐ   |
+------------------------------+---------------------------+--------------------+--------------------+
| Hiệu suất truyền động tổng   | 86.7%                     | 68.5%              | 91.2%              |
| Tuổi thọ gối trục thiết kế   | 33.906 giờ (7 năm)        | 15.000 giờ (~3 năm)| 40.000 giờ (~8 năm)|
| Chi phí gia công & vật tư    | Cơ sở (100%)              | +15% (Đồng Cu-Sn)  | +145% (Gia công CNC|
| Độ phức tạp bảo dưỡng        | Rất thấp (Dễ thay đai/ổ)  | Trung bình         | Rất cao (Chuyên gia|
+------------------------------+---------------------------+--------------------+--------------------+

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng sản xuất

Hệ thống truyền động thùng quay được ứng dụng trực tiếp tại các xưởng đột dập chi tiết ngũ kim, phụ tùng xe máy (bản lề, long đền, bu-lông, chi tiết dập nguội tấm dày $1\text{–}4\text{ mm}$).

  • Thùng quay đường kính $D = 760\text{ mm}$ hoạt động ở tốc độ $30\text{ vòng/phút}$, vận tốc tiếp tuyến $1{,}2\text{ m/s}$, chứa hỗn hợp phôi dập cùng đá mài tumbling và dung dịch kiềm nhẹ, cho năng suất xử lý $120\text{–}180\text{ kg/mẻ}$ trong thời gian chu kỳ 25–35 phút/mẻ.
+---------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                              SƠ ĐỒ MẶT BẰNG LẮP ĐẶT & TRUYỀN LỰC                                  |
|                                                                                                   |
|  [ĐỘNG CƠ 3kW]                                                                                    |
|       |                                                                                           |
|    (Đai Б, z=3) -> a=528.5mm                                                                      |
|       |                                                                                           |
|  [HỘP GIẢM TỐC 1 CẤP] (aw=180mm) ---> (NỐI TRỤC XÍCH KCM 6018) ---> [GỐI ĐỠ THÙNG QUAY D760]     |
+---------------------------------------------------------------------------------------------------+

Chiến lược vận hành và bảo trì:

  • Chế độ bôi trơn: Hộp giảm tốc sử dụng phương pháp ngâm dầu bôi trơn; loại dầu công nghiệp ISO VG 220 hoặc SAE 90 với dung tích chứa $2{,}2\text{ lít}$ (đảm bảo ngập bánh răng bị dẫn từ $1\text{–}2$ lần chiều cao răng).
  • Bộ truyền đai ngoài: Định kỳ kiểm tra độ võng của dây đai sau mỗi 500 giờ vận hành; lực căng nhánh đai duy trì đạt $F_0 = 221{,}4\text{ N}$.
  • Gối ổ lăn: Bôi trơn mỡ dẻo chuyên dụng Lithium Grease Grade 2 cho cặp ổ đũa côn 7307 và 7212 định kỳ 6 tháng/lần qua vú mỡ tích hợp trên nắp ổ.

Phân tích tài chính và ROI:

  • Chi phí đầu tư thiết bị (CAPEX): Ước tính 38.000.000 VNĐ (Bao gồm động cơ 4A132M, phôi thép C45, đúc gang GX15-32, ổ lăn SKF, gia công cắt gọt và nhiệt luyện).
  • Tiết kiệm chi phí vận hành (OPEX): Thay thế 3 nhân công xử lý thủ công, tiết kiệm ~21.000.000 VNĐ/tháng chi phí nhân lực trực tiếp.
  • Thời gian hoàn vốn (Payback Period): $\approx 2{,}8\text{ tháng}$ sau khi đưa vào vận hành chính thức.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật:

  • Tỷ số truyền của bộ truyền đai ($u_đ = 4$) phụ thuộc vào ma sát, hiện tượng trượt hình học tương đối ($\xi = 0{,}01$) có thể gây sai lệch nhẹ về tốc độ vòng quay khi tải trọng phôi dập thay đổi bất thường.
  • Hộp giảm tốc 1 cấp phân phối tỷ số truyền $u_{br} = 5{,}8$ dẫn đến kích thước bánh răng lớn ($d_2 = 307{,}12\text{ mm}$), làm tăng chiều cao tổng thể của vỏ hộp.

Hướng phát triển và Nâng cấp:

  • Tích hợp Biến tần (VFD): Bổ sung biến tần 3 pha 3.7kW (Invertek / Schneider ATV310) cho phép điều chỉnh dải tốc độ quay thùng từ $15\text{–}45\text{ rpm}$ phù hợp với nhiều loại chiều dày ba via khác nhau.
  • Giám sát thông minh (IoT Condition Monitoring): Lắp đặt cảm biến rung chấn gia tốc kế 3 trục (MEMS Accelerometer) tại gối ổ C Trục II để chẩn đoán sớm hiện tượng tróc mỏi bề mặt ổ lăn qua giao thức Modbus RTU/MQTT.
  • Tự động hóa nạp/xả: Thiết kế nắp thùng quay đóng mở tự động bằng khí nén kết hợp phễu sàng rung phân loại sản phẩm sau làm sạch.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Kỹ sư cơ khí chế tạo: Cung cấp tài liệu thiết kế mẫu mực về tính toán động học hệ dẫn động, phương pháp tra cứu bảng biểu TCVN, lập bảng cân bằng mô-men uốn-xoắn trên trục và kiểm nghiệm ổ đũa côn đỡ chặn.
  • Kỹ sư vận hành nhà máy: Nắm bắt quy trình công nghệ chuẩn để căn chỉnh khe hở ăn khớp, chọn dầu nhớt bôi trơn bánh răng nghiêng và bảo dưỡng định kỳ hệ thống truyền động.
  • Doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs): Bản thiết kế có tính ứng dụng cao, tận dụng 100% trang thiết bị gia công nội địa (tiện, phay, phay lăn răng, nhiệt luyện thể tích), giảm thiểu chi phí đầu tư dây chuyền nhập khẩu.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để gia công bánh răng trụ răng nghiêng trong đồ án là gì?

Vật liệu phôi là Thép C45 qua nhiệt luyện tôi cải thiện đạt độ cứng $241\dots 285\text{ HB}$. Gia công răng đạt cấp chính xác 9 theo TCVN, mô-đun pháp $m = 2\text{ mm}$, góc nghiêng $\beta = 10{,}47^\circ$, góc ăn khớp $\alpha_{tw} = 20{,}31^\circ$. Độ nhám bề mặt răng sau gia công tinh yêu cầu đạt $Ra \le 1{,}25\ \mu\text{m}$.

2. Tại sao lại chọn ổ đũa côn (7307 và 7212) thay vì ổ bi đỡ đơn thông thường?

Do bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng xuất hiện đồng thời ba thành phần lực: lực vòng $F_t$, lực hướng tâm $F_r$ và lực dọc trục $F_a = 926{,}71\text{ N}$. Ổ đũa côn có góc tiếp xúc $\alpha = 12^\circ\text{–}13{,}7^\circ$ chuyên dụng để tiếp nhận tải trọng kết hợp lớn, có khả năng điều chỉnh khe hở dọc trục thông qua căn đệm nắp ổ, mang lại độ cứng vững cao và tuổi thọ vượt $33.600\text{ giờ}$.

3. Khớp nối xích KCM 6018 có ưu điểm gì vượt trội so với khớp nối trục đàn hồi?

Khớp nối xích hai dãy cho phép truyền mô-men xoắn danh định cực lớn (lên đến $1755\text{ Nm}$), chịu va đập tốt hơn hẳn khớp nối chốt cao su. Khe hở giữa con lăn xích và răng đĩa cho phép bù trừ độ lệch tâm từ $0{,}25\text{–}0{,}5\text{ mm}$ và góc lệch trục $1^\circ 30'$ sinh ra do biến dạng đàn hồi của khung gầm thùng quay.

4. Quy trình kiểm tra và thay thế dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc như thế nào?

Sử dụng dầu bánh răng công nghiệp ISO VG 220. Lượng dầu cần nạp là $2{,}2\text{ lít}$, theo dõi qua que thăm dầu. Lần thay dầu đầu tiên thực hiện sau 300 giờ chạy rà (chạy rodage) để loại bỏ mạt kim loại; các lần tiếp theo thay định kỳ sau mỗi 3.000 đến 4.000 giờ làm việc liên tục.

5. Dự án xử lý bài toán chống quá tải khi khởi động như thế nào?

Động cơ điện 4A132MB8Y3 có hệ số mở máy $T_k/T_{dn} = 1{,}8$ và khả năng quá tải $T_{max}/T_{dn} = 2{,}2$. Bộ truyền đai ngoài đóng vai trò cơ cấu an toàn thứ nhất nhờ hiện tượng trượt trơn khi mô-men cản vượt ngưỡng. Toàn bộ bánh răng và then đều đã được kiểm nghiệm bền tĩnh với hệ số quá tải $K_{qt} = 2{,}2$, đảm bảo không gãy răng hay dập then khi thùng quay bị kẹt vật lý.

Kết luận

Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí cho thùng quay khử ba via (Mã đề ME3145) đã giải quyết trọn vẹn bài toán cơ sở kỹ thuật từ lý thuyết động học máy đến thực tiễn chế tạo cơ khí. Bằng việc phối hợp tối ưu bộ truyền đai thang loại Б ($z=3$), hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng ($a_w=180\text{ mm}$, $u_{br}=5{,}8$) và khớp nối xích KCM 6018, hệ thống đạt hiệu suất tổng thể $86{,}7%$, đáp ứng hoàn hảo yêu cầu tải tĩnh $1850\text{ N}$, vận tốc $1{,}2\text{ m/s}$ và tuổi thọ $33.600\text{ giờ}$ làm việc.

Kết quả tính toán với độ tin cậy cao, bản vẽ chi tiết hóa theo chuẩn dung sai lắp ghép công nghiệp là cơ sở khoa học vững chắc để chế tạo thử nghiệm mô hình thực tế, đóng góp giải pháp tự động hóa hữu ích cho các xưởng gia công cơ khí vừa và nhỏ tại Việt Nam.