Báo cáo Tính toán, thiết kế máy băm dăm gỗ từ gốc, nhánh cây; năng suất 1 tấn/giờ (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Tính toán, thiết kế máy băm dăm gỗ từ gốc, nhánh cây; năng suất 1 tấn/giờ (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁYS K C 0 0 3 9 5 9 BĂM DĂM GỖ TỪ GỐC, NHÁNH CÂY; NĂNG SUẤT 1 TẤN/GIỜ MÃ SỐ: T2015-09 S KC 0 0 5 5 8 0 Tp. Hồ Chí Minh, 2015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BĂM DĂM GỖ TỪ GỐC, NHÁNH CÂY; NĂNG SUẤT 1 TẤN/GIỜ Mã số: T2015 – 09 Chủ nhiệm đề tài: GV. KS. NGUYỄN MINH CHÍNH TP. HCM, 11/2015
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BĂM DĂM GỖ TỪ GỐC, NHÁNH CÂY; NĂNG SUẤT 1 TẤN/GIỜ Mã số: T2015 – 09 Chủ nhiệm đề tài: GV. KS. NGUYỄN MINH CHÍNH TP. HCM, 11/2015
4. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước: 1 2. Tính cấp thiết : 3 3. Mục tiêu: 4 4. Cách tiếp cận: 4 5. Phương pháp nghiên cứu 4 6. Đối tượng nghiên cứu: 4 7. Phạm vi nghiên cứu: 4 8. Nội dung nghiên cứu : 4 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỘNG HỌC 5 1.1.Cơ sở lý thuyết 5 1.2. Cấu tạo tổng thể và nguyên lý hoạt động 6 CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP 9 2.1. Một số phương án 9 2.2. Lựa chọn phương án 11 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ GIẢI PHÁP LỰA CHỌN 12 3.1. Các thông số ban đầu 12 3.2. Các thông số tiếp theo 12 3.3. Hệ thống điện động cơ hộp giảm tốc 34 3.4. Hệ thống điện động cơ cắt 34 3.5 Bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết điển hình 35 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48
5. THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Tính toán, thiết kế máy băm dăm gỗ từ gốc, nhánh cây; năng suất 1 tấn/giờ - Mã số: T2015 - 09 - Chủ nhiệm: GV. KS. NGUYỄN MINH CHÍNH - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 12 tháng 2. Mục tiêu: - Thiết kế máy băm dăm gỗ từ gốc, nhánh cây cao su, tràm; năng suất 2 tấn/giờ 3. Tính mới và sáng tạo: - Vận dụng kiến thức tổng hợp để thiết kế phục vụ nhu cầu thực tế 4. Kết quả nghiên cứu: - Bản thiết kế máy băm dăm gỗ từ gốc, nhánh cây cao su, tràm; năng suất 2 tấn/giờ 5. Sản phẩm: - Bản thuyết minh & CD - 01 bài báo đăng trên WEB/nội san khoa 6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: - Nâng cao năng suất, đáp ứng nhu cầu thực tế - Phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu khoa học ở cấp Đại học, Sau đại học - Chuyển giao trực tiếp kết quả nghiên cứu Bộ môn, các Công ty và Trường Đại học liên quan Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên, đóng dấu) (ký, họ và tên) GV. KS. NGUYỄN MINH CHÍNH
6. MỞ ĐẦU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước: Trong ngành chế biến gỗ, lĩnh vực làm ván nhân tạo, củi mùn cưa, giữ vị trí quan trọng. Ở các lĩnh vực này việc sản xuất ván dăm chiếm tỷ lệ 50%. Nói đến sản xuất ván dăm, chúng ta liên tưởng đến một nhà máy lớn đồ sộ. Điều này rất đúng, vì các nhà máy ván dăm như Việt Trì ở phía Bắc hay các nhà máy ở các tỉnh phía Nam, khối lượng gỗ tròn mà nó tiêu thụ hàng vạn mét khối hàng năm. Trong cơ chế kinh tế thị trường, kế hoạch trồng 5 triệu ha rừng làtiền đề thúc đẩy các cơ sở sản xuất nhỏ phát triển. Đó là các cở sở chế biến hoặc các trang trại mang tính nông lâm kết hợp. Quy mô sản xuất tuỳ nguyên liệu, tuỳ nhu cầu tiêu thụ, đặc biệt tuỳ khả năng tài chính của từng địa phương. Hướng cơ khí nhỏ là đúng đắn, phù hợp với xu thế chung. Trong dây chuyền sản xuất ván dăm, máy tạo dăm là quan trọng nhất. [1] Linddana A/S • Ølholm Bygade 70 • DK-7160 Tørring, User Manual & Spare parts catalogue for the TP 160 wood chipper in the park series [2] Kansas State University, Chipper/Shredder Safety, For the Landscaping and Horticultural Services Industry [3] SPLIT-FIRE SALES INC, Wood Chipper Self-Propelled [4] J.P. Carlton Company, The Carlton 1260 Wood chipper [5] GEARMORE, INC., The Model 420 Chipper [6] Vandaele, TV14-22 Wood Chipper [7] Junkkari Oy, HJ500C-08EN Wood Chipper [8] Jinma Tractors, WC-8, Wood Chipper, www.jinmatractors.co.za [9] Vecoplan, P.O. Box 7224 • High Point, NC 27264, VTH Series Drum Chipper [10] Xuất khẩu dăm gỗ đã có lối thoát, Báo điện tử Nông nghệp Việt Nam, 01/11/2012, 11:50 (GMT+7) Đọc thêm tại: loi-thoat-post102571.html | NongNghiep.vn [11] Công ty TNHH TBCN Vạn Phú, Dây chuyền băm dăm gỗ [12] PHUONG TAM GROUP, Máy Băm Dăm Gỗ Di Động, Công Suất 5 Tấn/h (405) [13] Công Ty Cổ Phần Sản Xuất Và Thương Mại Chế Tạo Việt, Máy băm dăm gỗ [14] Công Ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Nhất Phú Thái, Máy băm dăm gỗ công suất 3 tấn/h [15] Công ty TNHH Cơ khí Đại Hào, Dây chuyền băm dăm gỗ Trang 1
7. Máy băm dăm là máy sử dụng cơ cấu cắt( dùng các dao gá trên đĩa quay tròn) để băm nhỏ gỗ thô đầu vào cho ra sản phẩm là các dăm gỗ có kích thước nhất định như: 10x10x20; 20x20x50; Dùng các cơ cấu dẫn phôi, hoặc dùng khí để đưa dăm gỗ đến các hệ thống các máy sản xuất hạt gỗ và máy nghiền dăm. Máy băm dăm gỗ được dùng ở các khu khai thác gỗ, khu có nguồn tài nguyên gỗ tạp lớn, Để sử lý gỗ tạp không làm lãng phí tài nguyên môi trường. Một số loại máy băm dăm và nghiền gỗ hiện nay có mặt trên thị trường: Hình 1. Máy băm dăm Hình 2. Máy băm nghiền Trang 2
8. Hình 3.Máy băm cuốn cơ động Ngày nay thì hệ thống máy cán được áp dụng rất nhiều trong các nhà máy để sản xuất ra các loai vật liệu phục vụ các ngành như chế biến gỗ công nghiệp, nhiệt điện và hệ thống không ngừng phát triển tạo ra các vật liệu chất lượng ngày càng cao. Máy băm dăm gỗ hiện nay là loại máy kỹ thuật tiên tiến nhất, sử dụng ổn định.Hạn chế độ mài mòn tự nhiên ,Phôi chất liệu gia công máy nhập khẩu đạt tiêu chuẩn quốc tế - Máy có thể băm dăm gỗ làm nguyên liệu giấy và băm dăm mảnh để sản xuất ván dăm, ván sợi với các loại gỗ như: Bồ đề, bạch đàn, keo, mỡ, thông, đồng thời có thể băm tre cây và nhiều loại nguyên liệu khác - Máy băm dăm tuân thủ hai tiêu chuẩn ngành là:  04TCN 55- 2002 Yêu cầu kỹ thuật chung  04TCN 56- 2002 Yêu cầu an toàn - Nơi có thể áp dụng:  Các cơ sở khai thác nguyên liệu giấy, trụ mỏ, tận dụng gỗ cành ngọn và gỗ không đủ qui cách nguyên liệu giấy để sản xuất dăm mảnh.  Xưởng sản xuất bột giấy từ gỗ hoặc tre  Băm dăm xuất khẩu hoặc để làm ván dăm 2. Tính cấp thiết : Theo thống kê của Tổng cục Hải quan, xuất khẩu dăm gỗ tăng đều qua các năm. Cụ thể năm 2010, số lượng xuất khẩu dăm gỗ đạt 4,13 triệu tấn, thu về 459,5 triệu đô la Mỹ. Năm 2011 xuất khẩu dăm gỗ đạt 5,4 triệu tấn, trị giá 703,3 triệu đô la Mỹ. Năm 2012, số lượng xuất khẩu dăm gỗ đạt 6,1 triệu tấn, giá trị 827,6 triệu đô la Mỹ. Trong quí 1-2013, số lượng xuất khẩu dăm gỗ đạt 1,6 triệu tấn, thu về 220,1 triệu đô la Mỹ. Cùng với sự phát triển đó, đòi hỏi ngành chế tạo máy phải phất triển để đáp ứng được nhu cầu không ngừng tăng lên hiện nay. Trong đó phải kể đến sự phát triển của lĩnh vực máy móc và thiết bị vận chuyển. Máy và các thiết bị vận chuyển đóng vai trò quan trong trong quy trình công nghệ sản xuất liên tục hoặc gián đoạn. Muốn tạo ra được sản phẩm có chất lượng thì đòi hỏi phải áp dụng công nghệ kỹ thuật trong sản xuất. Máy băm dăm gỗ là một yếu tố hết sức cần thiết nhất là với dạng sản phẩm dạng hạt, ngoài việc đảm bảo năng suất còn đảm bảo chất lượng của dăm. Yêu cầu đặt ra là áp dụng các cơ cấu gia công và cắt gọt trong sản xuất dăm. Trang 3
9. Quy trình băm dăm gỗ gồm các khâu: Dăm gỗ là loại phôi thô được tạo thành từ việc băm các cành, thân, của cây để để cho ra phôi liệu phục vụ các ngành công nghiệp khác nhau như: ép viên, chế biến giấy, nhiệt điện, và đồng thời là nguyên liệu dùng để làm phôi liệu cho nén hạt gỗ, sản xuất ván dăm 3. Mục tiêu: - Thiết kế máy băm dăm gỗ từ gốc, nhánh cây cao su, tràm; năng suất 2 tấn/giờ 4. Cách tiếp cận: - Tìm hiểu nhu cầu thực tế và tính khả thi của đề tài. 5. Phương pháp nghiên cứu - Khảo sát thực tế - Nghiên cứu tài liệu. - Thực nghiệm. 6. Đối tượng nghiên cứu: - Gỗ cao su, gỗ tràm, - Cơ cấm băm dăm gỗ 7. Phạm vi nghiên cứu: - Băm dăm gỗ từ gốc, nhánh cây cao su, tràm, ; năng suất 2 tấn/giờ 8. Nội dung nghiên cứu : - Dăm gỗ, công dụng và máy băm dăm gỗ - Tính toán thiết kế máy băm dăm gỗ từ gốc, nhánh cây cao su, tràm; năng suất 2 tấn/giờ Trang 4
10. CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỘNG HỌC 1.1. Cơ sở lý thuyết Hình 1.1. Cơ sở lý thuyết động học Điều kiện cuốn cắt phôi: 2Tx > 2Nx Tx > Nx Trong đó: Nx = N.sinα Tx = T.cosα => T.cosα> N.sinα với T = N.f ( f là hệ số ma sát của gỗ và trục cán) => N.f.cosα > N.sinα => f >tanα ( vì α nhỏ nên α gần bằng tanα) Ta có: f=0.6, nhưng để tăng góc cuốn phôi và giảm đường kính trục cán có thể tăng độ nhám trục cán bằng cách khía nhám, hàn gân, dùng lực đẩy phôi vào. Khi khía nhám lên trục cán: f=0,8. Ngoài ra, độ bền của gỗ tạp lớn nhất để làm dăm gỗ là 125 kg/cm2 Ta có f = 0.8 =>α Rcosα = R - H/2 R => R( 1- cosα) = H/2 => D = H / ( 1 - cosα ) = 141.65mm Trang 5
11. Chọn D = 145mm Thông qua đo đạc và thử cán trên thực tế ta chọn: H1 =30mm, H2= 30mm, H3= 20mm Và độ bền của gỗ giảm do bị nứt sau lần cán đầu tiên: và hệ số ứng suất j=0,8 1.2. Cấu tạo tổng thể và nguyên lý hoạt động 1.2.1. Cấu tạo tổng thể. Hình 1.2. Cấu tạo tổng thể của máy cán nói chung Trong đó: 8. Thanh giằng khung giá cán I. Nguồn năng lượng động cơ 1. Trục cán 9. Hộp phân phối điện 2. Bệ giá cán 10. Hộp giảm tốc II. Bộ phận truyền động: hộp 3. Trục các đăng 11. Khớp nối đĩa giảm tốc, hộp phân phối, trục 4. Đầu nối các đăng 12. Động cơ điện khớp nối, 5. Bệ trên giá cán 13. Bánh đà III. Giá cán, khung giá, trục 6. Bánh răng chữ V 14. Bánh răng chữ V trong hộp cán, bê máy, gối đỡ, bạc lót. 7. Khớp nối đĩa giảm tốc 1.2.2. Nguyên lý hoạt động Khi động cơ hoạt động sẽ truyền chuyển động tới hộp giảm tốc, hộp giảm tốc sẽ giảm tốc độ, tăng mô men xoắn và truyền chuyển động quay qua bộ khớp nối tới hộp Trang 6
12. phân phối. Hộp phân phối sẽ nhận chuyển động quay đồng thời vừa truyền chuyển động quay vừa điều khiển các trục cán quay ngược chiều thông qua các trục các đăng. 1.2.3. Một số bộ phận chính của hệ thống máy. a. Trục cán Là bộ phận quan trọng của máy cán. Nó thực hiện chức năng ép vật liệu. Do nó làm việc với áp lực lớn lên nó nhanh hỏng hơn .Giá thành của nó cao. Bởi vậy việc lựa chọn vật liệu của trục cán cho tứng cặp trục là hết sức cẩn thận và có ý nghĩa thực tế về kỹ thuật và kinh tế. Trục cán cấu tạo gồm 3 phần: phần thân, phần cổ lắp ổ lăn và phần cổ trục lắp then hoa. Phần thân đảm bảo độ bền uốn, xoắn mặt khác để tạo điệu kiện cho phôi ăn 1 cách dễ dàng thì trên thân trục phải khía rãnh hoặc lăn nhám. Phần cổ trục lắp các đăng do chịu mô men xoắn lớn lên ta phải bắt then hoa. Hình 1.3. Trục cán Áp lực tại cổ trục lắm ổ bi lớn vì thế ta chọn ổ đũa lắp ghép để giảm hệ số C, và ễ dàng trong việc chọn ổ lăn. b. Bộ phận dẫn động Bộ phận dẫn động gồm có các trục các đăng, cơ cấu khớp nối, hộp giảm tốc, hộp phân phối và động cơ. Bộ phận dẫn động là bộ phận quan trọng trong kết cấu máy cán. Tuỳ theo năng suất yêu cầu, vị trí lắp đặt và môi trường làm việc khác nhau mà nó có kết cấu khác nhau. Có kết cấu người ta dung xích để thay thế trục các đăng và hộp phân phối. Đối với các máy có công suất lớn do xích tải không chịu được và cách bố trí máy cán người ta dùng trục nối các đăng. Hình 1.4. Trục các đăng Muốn tăng lực cán thông thường người ta nâng cao tỷ số truyền trong hộp giảm tốc. Để đảm bảo cho công suất cán và lực cán ta lại chọn động cơ có công suất phù Trang 7
13. hợp với mục đích đề ra. Ngoài ra trên thị trường hiện nay có rất nhiều động cơ liền hộp giảm tốc mà vẫn đảm bảo tốc độ và công suất đầu ra . Hình 1.5. Động cơ liền hộp giảm tốc Để đảm bảo cho các trục cán quay ngược chiều và phân phối đủ chuyển động cho các trục cán người ta dung hộp phân phối. c. Hệ thống bánh răng Hệ thống bánh răng bao gồm các bánh răng đầu trục cán và các bánh răng trong hộp phân phối. Nhằm đảm bảo 2 trục cán quay ngược chiều nhau ta sử dụng 2 bánh răng ăn khớp ngoài vừa đảm bảo công suất và giảm kích thước của máy ( trường hợp khác ta dúng các trục các đăng đầu trục). Hộp truyền lực bao gồm các bánh răng ăn khớp ngoài để đảm bảo truyền động cho máy cán có mô men xoắn lớn thay vì dùng các bộ truyền khác như đai, xích không đáp ứng được mô men xoắn. Hình 1.6. Bánh răng trên trục cán d. Cắt phôi Trong hệ thống cắt ta sử dụng các con dao đĩa 1 răng được xếp theo thứ tự để vừa cắt vừa tách nhỏ dăm và cách tính toán hoàn toàn như tính trên phay đĩa và phay trụ. Hình 1.7. Dao cắt đĩa Trang 8
14. CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP 2.1. Một số phương án 2.1.1. Máy băm Đây là loại thiết bị thông dụng nhất trong nước ta hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi tại các cơ sở chế biến dăm gỗ, cho ra các dăm gỗ có kích thước rất nhỏ. Để tạo dăm người công nhân phải dùng tay nhét phôi gỗ trực tiếp vào miệng máy. Hình 2.1. Máy băm *Ưu diểm: - Sản phẩm đầu ra cho hạt nhỏ - Máy nhỏ gọn, chế tạo đơn giản. *Nhược điểm: - Năng suất không cao. - Thường xuyên bị kẹt hoặc dính dao do gỗ ướt. - Công nhân làm việc liên tục và dùng nhiều sức. - Không giảm được độ ẩm của dăm. 2.1.2. Máy cuốn băm Đây là loại thiết bị còn rất mới mẻ ở Việt Nam. Máy có thể ăn được nhiều loại phôi có kích thước khác nhau. Về cấu tạo: Gồm chủ yếu 2 trục dao. Trên 2 trục dao có gắn các con dao có dạng hình cam và ngược nhau. Khi băm chúng quay ngược chiều và tự hút phôi vào. Trang 9
15. Hình 2.2. Máy cuốn băm * Ưu điểm - Có thể cán, băm được mọi vật liệu. - Làm việc cho năng suất cao. - Có tính cơ động cao. * Nhược điểm - Không thể giảm độ ẩm của dăm. - Dính dao, kích thước dăm gỗ không đều. - Khó chế tạo và sửa chữa. 2.1.3. Các loại máy khác Ngoài ra trên thị trường còn 1 số máy băm có kết cấu rất lớn có tính di động cao dùng cơ cấu thủy lực để ép, cán phôi, Hình 2.3. Máy băm dăm gỗ di động Trang 10
16. * Ưu điểm - Tính cơ động rất cao. - Năng suất cao. * Nhược điểm - Giá thành lớn 2.2. Lựa chọn phương án Theo yêu cầu về kĩ thuật và kinh tế ta chọn thiết kế máy dùng phương pháp cán mỏng gỗ vừa làm giảm độ ướt của gỗ vừa cho năng suất cao và hạn chế về mặt dính. Hình 2 .4. Máy băm dăm gỗ Trang 11
17. CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ GIẢI PHÁP LỰA CHỌN 3.1. Các thông số ban đầu: Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi chú Năng suất đóng hạt gỗ Q 2 t/h Cho trước Kích thước dăm gỗ LxBxh 20x10x20 mm cho trước Khối lượng riêng của hạt gỗ  0,5 kg/dm3 cho trước Độ cứng của gỗ 73 HB Cho trước 3.2. Các thông số tiếp theo: [4] Giá trị ΔH₁ (mm ) 30 ΔH₂ (mm ) 30 ΔH₃ (mm ) 20 Hệ số ma sát (tan α) 0,8 Góc ma sát( arctan α) 38,68 Chọn góc ăn phôi α ( độ) 38 Đường kính trục cán: D = ΔH / ( 1 - cosα ) (mm) 141,65 Chọn lại đường kính trục cán: D(mm) 145 Năng suất: Q ( tấn/h) 2 Khối lượng riêng: ɣ ( Kg/dm3) 0,5 Đường kính phôi: d (mm) 100 Diện tích mặt cắt ngang: S=(πd²)/4 ( dm2) 0,785 Hệ số cấp phôi liên quan đến năng suất: i 1,1 Vận tốc: v=i.Q.2000/(ɣ.S.3600) ( dm/s) 1,56 Vận tốc: v ( m/s) 0,156 Góc ăn phôi: α1=arccos(R - ΔH₁/2)/R (rad) 0,65 Góc ăn phôi: α2=arccos(R - ΔH₂/2)/R (rad) 0,65 Góc ăn phôi: α3=arccos(R - ΔH₃/2)/R (rad) 0,53 Cánh tay đòn của lực tác dụng lên trục: a1=0,5√(ΔH₁.D/2) (mm) 23 Cánh tay đòn của lực tác dụng lên trục: a2=0,5√(ΔH₂.D/2) (mm) 23 Cánh tay đòn của lực tác dụng lên trục: a3=0,5√(ΔH₃.D/2) (mm) 19 Hiệu suất các bộ truyền: Hiệu suất bánh răng Ƞbr : 0,95 Trang 12
18. Hiệu suất xích Ƞx: 0,93 Hiệu suất hộp giảm tốc Ƞgt : 1 Hiệu suất 1 cặp khớp nối: Ƞkn 1 Mô men trên các trục chủ động: Mômen trục 1 : M1=P1.a1 (N.mm) 807056 Mômen trục 2 : M2=P2.a2 (N.mm) 1775522 Mômen trục 3 : M3=P3.a3 (N.mm) 2245926 Tính sơ bộ đường kính cổ trục cán: Đường kính cổ trục D1=0,7.D (mm) 101,5 Đường kính cổ trục D2=0,7.D (mm) 101,5 Đường kính cổ trục D3=0,7.D (mm) 101,5 Chọn lại đường kính cổ trục cán: Chọn lại sơ bộ D1 (mm) 100 Chọn lại sơ bộ D2 (mm) 100 Chọn lại sơ bộ D3 (mm) 100 Mômen cản của ổ bi lần lượt của các trục: Mob1=P1.D1.0,004 (N.mm) 13844 Mob2=P2.D2.0,004 (N.mm) 30457 Mob3=P3.D3.0,004 (N.mm) 47185 Mômen sinh ra của các chi tiết quay: Mq1=0,1(M1+Mob1) (N.mm) 82090 Mq2=0,1(M2+Mob2) (N.mm) 180598 Mq3=0,1(M3+Mob3) (N.mm) 229311 Mômen không tải: Mk1=0,04.M1 (N.mm) 32282 Mk2=0,04.M2 (N.mm) 71021 Mk3=0,04 M3 (N.mm) 89837 Mô men tổng tác dụng lên từng trục: Mt1=M1+Mob1+Mq1+Mk1 935272 Mt2=M2+Mob2+Mq2+Mk2 2057598 Mt3=M3+Mob3+Mq3+Mk3 2612259 Mt1'=Mt1/0,95 984497 Trang 13
19. Mt2'=Mt2/0,95 2165893 Mt3'=Mt3/0,95 2749746 Chiều dài cung tiếp xúc trên các trục: Chiều dài cung tiếp xúc trục 1: L1=(D.α1)/2 (mm) 47 Chiều dài cung tiếp xúc trục 2: L2=(D.α2)/2 (mm) 47 Chiều dài cung tiếp xúc trục 3: L3=(D.α3)/2 (mm) 38,53 Diện tích tiếp xúc giữa trục cán và phôi: Phần tc tx với gỗ theo dọc trục A1=S/(d-ΔH₁).10000(mm) 112 S1=A1.L1/200 (cm2) 26,62 Phần tc tx với gỗ theo dọc trục A2=A1.(d-ΔH₁)/(d-ΔH₂-ΔH₁) (mm) 196 S2=(A2+A1).L2/200 (cm2) 73,21 Phần tc tx với gỗ theo dọc trục A3=A2.(d-ΔH₁-ΔH₂)/(d-ΔH₁-ΔH₂-ΔH₃)(mm) 392,5 S3=(A2+A3).L3/200 (cm2) 113,42 tính toán lại các ứng suất của gỗ: Hệ số ứng suất: j 0,8 Ứng suất σ1 (kg/cm2) 130 Ứng suất σ2 (kg/cm2) 104 Ứng suất σ3 (kg/cm2) 104 Lực cán: Lực cán P1=10.S1.σ1 ( N) 34610 Lực cán P2=10.S2.σ2 ( N) 76142 Lực cán P3=10.S3.σ3 ( N) 117962 Số vòng quay của trục cán: n=60000.v/(3,14.D) ( vg/ph) 21 Công suất cán: Công suất cần thiết trục 1: P1=2.3,14.n.Mt1/60000 ( kW) 2,01 Công suất cần thiết trục 1': P1'=P1/Ƞbr ( kW) 2,11 Công suất cần thiết trục 2: P2=2.3,14.n.Mt2/60000 ( kW) 4,42 Công suất cần thiết trục 2': P2'=P2/Ƞbr ( kW) 4,65 Công suất cần thiết trục 3: P2=2.3,14.n.Mt2/60000 ( kW) 5,61 Công suất cần thiết trục 3': P3'=P3/Ƞbr ( kW) 5,91 Công suất công tác: Pct=(P1+P1')/Ƞbr+(P2+P2')+(P3+P3')/Ƞbr (kW) 25,53 Công suất động cơ: Pđc=Pct/Ƞkn (kW) 25,53 Trang 14
20. Chọn động cơ 30kW, n = 21 (v/p), trang 385 sách Watt Drive [5] 30 Hộp giảm tốc trục vít bánh vít Khoảng cách trục: a1 (mm) 216 a2 (mm) 184 a3 (mm) 164,5 Tính toán phản lực tác dụng lên trục để kiểm nghiệm độ bền: [1] Lực vòng của bánh răng: Ft1 = M1/( d/2) 8659,9 Lực hướng tâm của bánh răng: Fr1 = Ft1. tan (20) 3151 Lực vòng của bánh răng: Ft2 = M2/( d/2) 22365,2 Lực hướng tâm của bánh răng: Fr2 = Ft2. tan (20) 8136,1 Lực vòng của bánh răng: Ft3 = M3/( d/2) 31760,0 Lực hướng tâm của bánh răng: Fr3 = Ft3. tan (20) 11553,7 Độ dài a (mm) 100 Độ dài b (mm) 520 Độ dài c (mm) 100 Trục I: Xét mặt phẳng oxz: Theo X: Ft1 - Fx1 + Fx2 = 0 => Fx1 = Ft1 + Fx2 Mo: Ft.a = Fx2.b => Fx2 = (N) 1665,4 Fx1 = Fx2 + Ft1= (N) 10325,3 Xét mặt phẳng oxy: Theo Y: Fr1 + Fy1 + Fy2 = P => Fy1 =P1- Fr1 + Fy2 Mo: Fr1.a + P1.b/2 - Fy2.b => Fy2= (N) 17911,1 Fy1 = P1 - Fy2 - Fr1= (N) 13547,8 Mô men xoắn phân bố đều: m1= ( N.mm/mm) 1772 Trang 15
21. Trục II: Xét mặt phẳng oxz: Theo X: Ft2 - Fx1 + Fx2 = 0 => Fx1 = Ft2 + Fx2 Mo: Ft.a = Fx2.b => Fx2 = (N) 4301,0 Fx1 = Fx2 + Ft1= (N) 26666,2 Xét mặt phẳng oxy: Theo Y: Fr1 + Fy1 + Fy2 = P2 => Fy1 =P2- Fr1 + Fy2 Mo: Fr2.a + P2.b/2 - Fy2.b => Fy2= (N) 39635,8 Fy1 = P2 - Fy2 - Fr2= (N) 28370,5 Mô xen xoắn phân bố đều: m2= (N.mm/mm) 3898,35 Trục III: Xét mặt phẳng oxz: Theo X: Ft3 - Fx1 + Fx2 = 0 => Fx1 = Ft3 + Fx2 Mo: Ft3.a = Fx2.b => Fx2 = (N) 6107,7 Fx1 = Fx2 + Ft3= (N) 37867,7 Xét mặt phẳng oxy: Theo Y: Fr3 + Fy1 + Fy2 = P => Fy1 =P3- Fr3 + Fy2 Mo: Fr3.a + P3.b/2 - Fy2.b => Fy2= (N) 61202,8 Fy1 = P3 - Fy2 - Fr3= (N) 45205,3 Mô men phân bố đều: m3= (N.mm/mm) 4932,83 Trang 16
22. S K L 0 0 2 1 5 4