CHƯƠNG I: Nghiên cứu nhóm máy có kỹ thuật tương đương đã có.1 Thông số kĩ thuật của máy cần thiết kế. Tốc độ trục chính : nmin= 13,2 (vg/ph) Cắt các loại ren: + Ren hệ mét: tp = 1,5. 4 + Ren mô-đun: m = 0,75. 8 + Ren Pitch: Dp = Lượng chạy dao : Sdọcmin = 2 Sngangmin = 0,08 (mm/vg) Số cấp tốc độ : ZTC = 23 Công suất động cơ : + Động cơ chính: Nc= 10 (Kw); n= 1440 (vg/ph) Máy tiện là máy công cụ phổ thông, chiếm 40 – 50% số lượng máy công cụ trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí.
Dùng để tiện các mặt tròn xoay ngoài và trong (mặt trụ, mặt côn, mặt định hình, mặt ren) xén mặt đầu, cắt đứt. Có thể khoan, khoét, doa trên máy tiện. Trong thực tế, chúng ta có các loại máy tiện vạn năng, máy tiện tự động, bán tự động, chuyên môn hoá và chuyên dùng, máy tiện revolve, máy tiện CNC. Tuy nhiên do thực tế yêu cầu thiết kế máy tiện vạn năng hạng trung, vì vậy ta chỉ xem xét, khảo sát nhóm máy tiện ren vít vạn năng hạng trung (đặc biệt là máy 1K62).2 Tham khảo thông số kỹ thuật của một số máy tiện khác Máy 1K62 1A62 T616 cần Chỉ tiêu so sánh thiết kế Công suất động cơ (Kw) 10 7 4,5 10 Chiều cao tâm máy (mm) 200 200 160 Khoảng cách lớn nhất giữa hai mũi 1400 1500 750 tâm (mm) Số cấp tốc độ 23 21 12 23 Số vòng quay nhỏ nhất nmin (v/p) 12,5 11,5 44 13,2 Số vòng quay lớn nhất nMax (v/p) 2000 1200 1980 Lượng chạy dao dọc nhỏ nhất 0,07 0,082 0,06 0,08 Sdmin (mm/v) Lượng chạy dao dọc lớn nhất SdMax 4,16 1,59 1,07 (mm/v) Lượng chạy dao ngang nhỏ nhất Snmin 0,035 0.04 (mm/v) Lượng chạy dao ngang lớn nhất S nMax 2,08 0,52 0,78 (mm/v) Các loại ren tiện được Ren quốc tế, ren Anh, ren mô đun, ren pitch Bảng 1: Bảng so sánh máy tương tự và máy cần thiết kế Nhận xét: Trên đây chưa phải là tất cả các loại máy trong nước ta có nhưng do hạn chế về tài liệu và kinh nghiệm nên ta mới chỉ phân tích được 4 loại máy trên.
Nhận thấy đề tài thiết kế với các loại máy trên ta thấy máy tiện ren vít vạn năng1K62 có đặc tính tướng tự và có tài liệu tham khảo đầy đủ nhất 🡪 ta lấy máy 1K62 để khảo sát cho việc thiết kế máy mới. Phân tích máy tiện ren vít vạn năng 1K62. Đặc tính kĩ thuật của máy tiện ren vít vạn năng 1K62. ● Đường kính lớn nhất của phôi gia công: 400(mm) trên băng máy, 200(mm) trên bàn máy.
● Số cấp tốc độ trục chính: Z = 23 (cấp) ● Giới hạn vòng quay trục chính: ntc = 12,5 ÷ 2000(vg/ph) ● Tiện trơn: + Lượng chạy dao dọc Sd : 0,07 ÷ 4,16(mm/vg) + Lượng chạy dao ngang Sng: 0,035 ÷ 2,08 (mm/vg) ● Tiện ren: + Ren Hệ mét: tp = 1 ÷ 192(mm) + Ren Anh: n=25,4/ tp = 24 ÷ 2 t p = 25,4/ n(mm) + Ren Module: m=tp / = 0,5÷ 48 t p = π.m(mm) + Ren Pitch hướng kính: Dp=25,4π/ tp = 96 ÷1 t p = 25,4.π/ Dp(mm) ● Động cơ điện: + Công suất động cơ chính : Nđc1 = 10(kW) + Số vòng quay động cơ chính: nđc1 = 1450(vg/ph) + Công suất động cơ chạy nhanh : Nđc2 = 1(kW) + Số vòng quay động cơ chạy nhanh: nđc2 = 1410(vg/ph) Hình1: Sơ đồ động máy 1k62 Hình 2: Sơ đồ cấu trúc động học 1. Thông số hộp tốc độ: Số cấp tốc độ trục chính: Z = 23 (cấp) Giới hạn vòng quay trục chính: ntc = 12,5 ÷ 2000(vg/ph) Công suất động cơ chính: Nđc1 = 10(kW) Số vòng quay động cơ chính: nđc1 = 1450(vg/ph) 1. Tính trị số công bội φ Từ các thông số của máy. Suy ra công bội ϕ là: ϕ = √ Z−1 nMax nmin = √ 23−1 2000 12 ,5 = 1,259 =1,26 1.
Phương trình xích tốc độ: 1. Xích tốc độ: +Phân tích: Đường truyền tốc độ thấp : Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(IV)→(V)→(VI)→Trục chính + Đường tốc độ thấp có 24 cấp tốc độ: 2x3x2x2 Ta thấy từ trục (IV) tới trục (V) có khối bánh răng di trượt hai bậc có khả năng tạo ra 4 tỷ số truyền nhưng thực tế chỉ có 3 tỷ số truyền 1, 1/4, 1/16. ⇒ Số cấp tốc độ thấp: Z1 = 2x3x(2x2-1) = 18(cấp) từ n1÷n18 = 12,5÷ 630 (vg/ph) Đường truyền tốc độ cao: Từ động cơ 1→ bộ truyền đai →(I)→(II)→(III)→(VI)→Trục chính + Đường tốc độ cao có 6 cấp tốc độ: Z 2 = 2x3 từ n19÷n24 = 630÷ 2000(vg/ph). 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.( nlý thuyết - ntính ) / nlý thuyết + Các thông số: nmin = 12,5 (vg/ph), nmax = 2000 (vg/ph) và Z = 23(cấp) + Trị số công bội ϕ = 1,26: + Tỉ số bộ truyền đai: iđ = 142/254 0,56 + Hiệu suất bộ truyền đai η = 0,985 S vòng quay ca trc I: n 0 = nđc1 .19 n0×39 ×55 ×45 ×45 ×54 56 21 45 45 27 n14 251,55 250 -0,62 n0×34 ×55 ×45 ×45 ×54 51 29 45 45 27 n15 323,51 315 -2,70 n0×39 ×47 ×45 ×45 ×54 56 29 45 45 27 n16 406,51 400 -1,63 n0×34 ×47 ×45 ×45 ×54 51 38 45 45 27 n17 523,07 500 -4,61 n0×39 ×38 ×45 ×45 ×54 56 38 45 45 27 n18 658,82 630 -4,57 n0×34 ×38 ×45 ×45 ×54 56 21 65 n19 760,50 800 4,94 n0×34 ×55 ×43 51 29 65 n20 975,75 1000 2,43 n0×39 ×47 ×43 56 29 65 n21 1228,98 1250 1,68 n0×34 ×47 ×43 51 38 65 n22 1581,39 1600 1,16 n0×39 ×38 ×43 56 38 65 N23 1991,79 2000 0,41 n0×34 ×38 ×43 Bảng 2: Bảng so sánh số vòng quay chuẩn và số vòng quay thực tế.57 -6 Hình 3: Đồ thị sai số vòng quay Kết luận: Từ đồ thị vòng quay ta nhận thấy tại máy cơ sở có các cấp tốc độ có sai số vòng quay vượt quá ± 2,6% ( Sai số cho phép ) như: +Δn5 = -3.94% Với các giá trị sai số vượt quá giá trị cho phép này sẽ ảnh hưởng đến khả năng làm việc, độ chính xác, hiệu xuất của máy khi gia công. Nhưng vẫn dùng bới vì khả năng ảnh hưởng của nó là nhỏ nhất. Đồ thị vòng quay thực tế của máy 1K62 Ta có đồ thị vòng quay của máy 1K62 như hình vẽ dưới: Hình 4: Đồ thị vòng quay Ta suy ra phương pháp tính: Tính lượng mở [X]: ● Nhóm 1 từ trục I – II: X1 i1 = 51/ 39 1,31 = x 1 1,17 ¿ Tia i 1 lệch sang phải 1 khoảng: 1,17. lgϕ X2 i2 = 56/ 34 1,65 = x 2¿ 2,17 Tia i 2 lệch sang phải 1 khoảng : 2,17.
lgϕ [X] = 1 Lượng mở giữa hai tia của nhóm 1: ● Nhóm 2 từ trục II – III: X3 i3 = 21/ 55 0,38 = x 3 - 4,19 ¿ Tia i 3 lệch sang trái 1 khoảng: 4,19.lgϕ X4 i4 = 29/ 47 0,62 = x 4¿ - 2,07 Tia i 4 lệch sang trái 1 khoảng: 2,07.lgϕ X5 i5 = 38/ 38 1 = x 5¿ 0 Tia i 5 thẳng đứng [X] = 2 Lượng mở giữa hai tia của nhóm 2: ● Nhóm 3 từ trục III – IV: X6 i6 = 22/ 88 0,25 = x 6 -6 ¿ Tia i 6 lệch sang trái 1 khoảng : 6.lgϕ X7 i7 = 45/ 45 1 = x 7¿ 0 Tia i 7 thẳng đứng [X] = 6 Lượng mở giữa hai tia của nhóm 3: ● Nhóm 4 từ trục IV – V: X8 i8 = 22/ 88 0,25 = x 8 -6 ¿ Tia i 8 lệch sang trái 1 khoảng : 6.lgϕ X9 i9 = 45/ 45 1 = x 9¿ 0 Tia i 9 thẳng đứng. [X] = 6 Lượng mở giữa hai tia của nhóm 4: ● Nhóm 5 từ trục V – VI: X10 i10 = 27/ 54 0,5 = x 10 -3 ¿ Tia i 10 lệch sang trái 1 khoảng : 3.lgϕ Lượng mở tia của nhóm 5: [X] = 3 ● Nhóm 6 từ trục: III– VI: X11 i11 = 65/43 1,51 = x 11 1,87 ¿ Tia i 11 lệch sang phải 1 khoảng: 1,87.lgϕ Lượng mở tia của nhóm 6: [X] = 2 Ta có bảng tổng hợp sau: Nhóm truyền Tỷ số Bánh răng ϕx [X] truyền (chủ động/bị động) i1 51/39 1,31 1,17 1.Trục II-III i4 29/47 0,62 - 2,07 i5 38/38 1 0 i6 22/88 0,25 -6 3.Trục III-IV i7 45/45 1 0 i8 22/88 0,25 -6 4.Trục III-VI i11 65/43 1,51 1,87 Bảng 3 : Bảng tổng hợp lượng mở của các nhóm truyền. Phương án không gian và phương án thứ tự : Từ trên ta xác định được công thức kết cấu của máy là: Z = (2 x 3 x 2 x 2x1) + (2 x 3 x 1) = 30 Đường truyền thấp Đường truyền cao Ta nhận thấy máy tổ chức hai đường truyền: đường truyền gián tiếp (tốc độ thấp) và đường truyền trực tiếp (tốc độ cao), như vậy là tốt, vì đường truyền tốc độ cao cần số TST ít dẫn đến sẽ giảm được ồn, rung, giảm ma sát, tăng hiệu suất… khi máy làm việc. Theo lí thuyết tính toán để TST giảm từ từ đồng đều, đảm bảo được mô men xoắn yêu cầu thì số bánh răng các trục đầu phải nhiều hơn.
Do đó, đáng ra PAKG là 3 x 2 x 2 x 2 x 1 là tốt nhất. Tuy nhiên, phương án 2 x 3 x 2 x 2 x 1 là hợp lí nhất vì: Do yêu cầu thực tiễn, máy có truyền động quay thuận thì phải có truyền động quay nghịch để phục vụ quá trình gia công và đổi chiều (giả sử đối với bàn xe dao chẳng hạn, nếu chỉ có một truyền động thì không thể đưa bàn dao tịnh tiến ngược lại trên băng máy mà chỉ tịnh tiến được một chiều, khi cắt ren thì trục chính phải có chuyển động quay nghịch để chạy dao ra…). Muốn vậy trên trục vào (I) phải dùng li hợp ma sát (gồm 2 nửa: chạy thuận và chạy nghịch) để thực hiện nhiệm vụ đó. Sở dĩ dùng li hợp ma sát mà không dùng các cơ cấu khác cùng tác dụng là vì ở máy tiện cho đảo chiều thường xuyên, do đó cần phải êm, không gây va đập mạnh…mà li hợp ma sát lại khắc phục được những nhược điểm đó, đồng thời dùng ly hợp ma sát cũng có tác dụng đề phòng quá tải.