Chương I: TỔNG QUAN VỀ MÁY BÀO GIƯỜNG

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản không thiếu của tài liệu tại đây ( 738.16 KB, 79 trang )

Hình 1.1. Hình dáng bên ngoài của máy bào giường hai trụ

*Đế máy (thân máy)

Được làm bằng gang đúc để đỡ bàn và trụ máy để có khối thế tạo vững chắc cho máy.

Đế được xẻ rãnh hình chữ nhật và chữ V để cho bàn máy chuyển động dọc theo đế máy.

*Bàn máy

Được làm bằng gang đúc dùng để mang chi tiết gia công. Trên bàn máy có 5 rãnh chữ

T để gá lắp chi tiết cần gia công. Bàn máy được kéo tịnh tiến trên đế máy nhờ lực kéo của

động cơ truyền động.

*Giá chữ U

Được cấu tạo từ hai trụ thép vững chắc và có một dầm ngang trên cùng. Trong dầm

đặt một động cơ để di chuyển xà ngang lên xuống, dọc theo trục có xẻ rãnh, có trục vít

nâng hạ và dao động để di chuyển xà

*Xà ngang

Chuyển động lên xuống theo hai trụ, xà được kẹp chặt khi gia công

*Các bàn dao máy

Gồm hai bàn dao đứng và hai bàn dao hông, trục bàn có giá đỡ dao. Giá máy có thể

dịch chuyển một góc nào đó để gia công chi tiết, khoảng dịch chuyển lớn nhất của các

con trượt là 300 mm, góc quay giá đỡ là ±600.

*Bộ phận truyền động

Gồm các máy điện xoay chiều, một chiều chuyển động quay và qua các hộp truyền

động truyền chuyển động cho các bộ phận của máy

Tóm lại: Máy bào giường được cấu tạo hoàn chỉnh sẽ có kết cấu chắc chắn, gọn, đảm bảo

tính kỹ thuật, kinh tế, thẩm mỹ.

II.CÁC TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY BÀO GIƯỜNG

1. Truyền động chính của bàn máy

Truyền động của bàn là truyền động chính của máy là chuyển động tịnh tiến và có tính

chất chu kỳ lặp lại, mỗi chu kỳ có hai hành trình là hành trình thuận và hành trình ngược.

1.1 Hành trình thuận

Là hành trình gia công chi tiết nên còn gọi là hành trình cắt gọt. Ở hành trình này có

nhiều giai đoạn khác nhau như khởi động, ăn dao, vào chi tiết, cắt gọt ổn định, dao ra

khỏi chi tiết. Ứng với mỗi giai đoạn là một tốc độ yêu cầu khác nhau phụ thuộc vào các

yếu tố của chế độ cắt gọt.

1.2 Hành trình ngược

Sau khi kết thúc hành trình thuận, bàn máy được đảo chiều và bắt đầu hành trình

ngược. Hành trình này bàn máy chạy không tải trở về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho chu

kỳ làm việc tiếp theo. Tốc độ của bàn máy ở hành trình ngược thường lớn hơn ở hành

÷

trình thuận (khoảng 2 3 lần) để nâng cao năng suất làm việc của máy.

Truyền động của bàn được thực hiện bằng một động cơ điện qua hộp giảm tốc truyền

động tới trục vít thanh răng biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh

tiến của bàn. Tốc độ bàn máy được biểu diễn theo thời gian trong một chu kỳ gia công

như hình 1.2.

V

Vth

V0

V0

t

V0

Vng

t1 t21 t22 t3

t4

t5 t61t62 t7

t8

t9

t10

t11

t12

TCK

Hình 1.2 Đồ thị tốc độ bàn máy theo thời gian trong một chu kỳ bào

Do đặc điểm chuyển động của bàn máy là đảo chiều với tần số làm việc lớn nên quá

trình quá độ chiếm thời gian khá lớn trong một chu kỳ làm việc. Chiều dài hành trình

(hay chiều dài bàn) càng lớn thì quá trình quá độ chiếm tỷ lệ càng nhỏ. Năng suất của

máy được xác định là số hành trình kép trên một đơn vị thời gian, vậy muốn đảm bảo

năng suất của máy ta cần tìm hiểu về tốc độ yêu cầu của máy theo thời gian làm việc

trong một chu kỳ:

• Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận, bàn máy được tăng tốc đến vận tốc

÷

V0 trong thời gian t1. Thường thì vận tốc V0 = 5 15(m/phút) gọi là tốc độ vào dao.

• Sau khi chạy ổn định với tốc độ V 0 trong khoảng thời gian t21 thì dao cắt bắt đầu vào

chi tiết. Dao cắt vào chi tiết ở tốc độ thấp nhằm mục đích tránh sứt mẻ dao hoặc

chi tiết.

22

• t dao cắt vào chi tiết và cắt với tốc độ V0 cho đến hết thời gian t22.

• t3 là khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ V 0 đến tốc độ Vth gọi là tốc độ cắt

gọt.

• t4 là khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt Vth không đổi.

5

• t Gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ bộ giảm tốc độ từ tốc độ cắt gọt về tốc độ

V0 trong khoảng thời gian t5.

• t61 là thời gian tiếp tục gia công nhưng ở tốc độ V0

• t62 là khoảng thời gian dao được đưa ra khỏi chi tiết nhưng bàn máy vẫn chạy với tốc

độ V0.

• t7 là thời gian bàn máy được giảm tốc về 0 để đảo chiều sang hành trình ngược.

• t8 là thời gian bàn máy tăng tốc nhanh sau khi đảo chiều sang hành trình ngược đến

tốc độ Vng gọi là tốc độ không tải.

• t9 là khoảng thời gian bàn máy chạy ngược ở tốc độ Vng không đổi.

• t10Gần hết hành trình ngược, bàn máy được giảm tốc về tốc độ V 0 trong khoảng thời

gian t10.

• t11 là khoảng thời gian bàn máy vẫn chạy ngược với tốc độ V0 và bắt đầu giảm tốc về

0 để đảo chiều.

12

• t là thời gian vận tốc giảm về 0 và đảo chiều để kết thúc một chu kỳ làm việc

và chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo.

Bàn dao được di chuyển bắt đầu từ thời điểm bàn máy đảo chiều từ hành trình thuận

sang hành trình ngược và kết thúc di chuyển trước khi dao cắt vào chi tiết. Tổng thời gian

từ khi bắt đầu hành trình thuận cho đến hết hành trình ngược gọi là chu kỳ làm việc của

máy bào giường TCK.

Tốc độ hành trình thuận được xác định tương ứng với chế độ cắt gọt, thường thì V th = 5

÷

÷

120 m/ph. Tốc độ bàn máy lớn nhất có thể đạt V max = 75 120 m/ph. Để tăng năng suất

máy, tốc độ hành trình ngược chọn lớn hơn tốc độ hành trình thuận V ng = k.Vth và thường

thì k = 2

÷

3

Năng suất của máy phụ thuộc vào số hành trình kép trong một đơn vị thời gian:

n=

1

1

=

TCK t th + t ng

(1-1)

TCK – thời gian một chu kỳ làm việc của bàn máy (s)

tth thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình thuận (s)

tng thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình ngược (s)

Giả sử gia tốc bàn máy lúc tăng hay giảm tốc độ là không đổi thì ta có:

t th =

L th Lg.th + Lh.th

+

Vth

Vth / 2

t ng =

L ng Lg.ng + L h.ng

+

Vng

Vng / 2

;

(1-2)

*Trong đó:

Lth, Lng : là chiều dài hành trình của bàn máy tương ứng với tốc độ ổn định V th, Vng

của hành trình thuận và hành trình ngược.

Lg.th, Lh.th : là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc (gia tốc) và quá

trình giảm tốc (hãm) ở hành trình thuận.

Lg.ng, Lh.ng : là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc (gia tốc) và quá

trình giảm tốc (hãm) ở hành trình ngược.

Thay (1-2) vào (1-1) ta có:

n=

1

1

=

L

L

(k +1).L

+

+ t dc

+ t dc

Vth Vng

Vng

(1-3)

*Trong đó:

L = Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.ng + Lh.ng là chiều dài hành trình máy.

Vng

Vth

k=

tđc là thời gian đảo chiều của bàn máy.

là tỷ số giữa tốc độ hành trình ngược và hành trình thuận.

Từ công thức (1-3) ta thấy rằng khi đã chọn tốc độ cắt gọt ở hành trình thuận là V th thì

năng suất của máy phụ thuộc vào hệ số k và thời gian đảo chiều t đc. Khi k tăng thì Vng

tăng nên năng suất của máy tăng, tuy nhiên khi k > 3 thì năng suất của máy tăng không

đáng kể vì lúc đó thời gian đảo chiều t đc lại tăng. Nếu chiều dài bàn máy L b > 3 m thì thời

gian tđc ít ảnh hưởng đến năng suất mà chủ yếu là hệ số k. Khi chiều dài bàn L b bé và nhất

÷

là khi tốc độ V = Vmax = 75 120 (m/ph) thì tđc ảnh hưởng nhiều đến năng suất của máy.

Vì vậy một trong các điều kiện cần chú ý khi thiết kế truyền động

cho bàn máy của máy bào giường là cần giảm thời gian quá trình quá độ càng nhỏ càng

tốt.

Một trong những biện pháp giảm thời gian quá trình quá độ là xác định tỷ số truyền

tối ưu của cơ cấu truyền động từ động cơ đến trục làm việc, đảm bảo máy làm việc với

gia tốc cao nhất.

*Kết luận:Từ những phân tích ở trên ta rút ra các yêu cầu về truyền động chính của máy

bào giường như sau:

*Phạm vi điều chỉnh tốc độ:

D=

Vmax Vngmax

=

Vmin Vthmin

(1-4)

Trong đó :

÷

Vngmax : là tốc độ lớn nhất của bàn máy ở hành trình ngược, thường V ngmax= 75 120

(m/ph)

÷

Vthmin : là tốc độ nhỏ nhất của bàn máy ở hành trình thuận, thường V thmin = 4 6

(m/ph).

÷

Như vậy phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm trong khoảng D = (12,5 30)/1

* Đặc tính phụ tải của truyền động chính:

Thông thường, để đảm bảo cho công suất đặt là nhỏ nhất cho động cơ truyền động

(thường là động cơ một chiều) thì hệ truyền động thường được điều khiển theo hai vùng

điều chỉnh, ta có đặc tính của đồ thị phụ tải như sau:

P,M

MC

PC

I

Vmin

II

Vgh

Vmax

V

Hình 1.3 Đặc tính của phụ tải máy bào giường

÷

*Vùng I: là vùng thay đổi điện áp phần ứng trong dải điều chỉnh D = (5 6)/1 với mô

÷

men trên trục động cơ không đổi ứng với tốc độ bàn máy thay đổi từ V min = (4 6) m/ph

÷

đến Vgh = (20 25) m/ph. Khi đó lực kéo bàn máy là không đổi và công suất kéo P c tăng

dần lên.

*Vùng II: là vùng điều chỉnh bằng cách giảm từ thông động cơ trong phạm vi D = (4

÷

÷

5)/1 khi thay đổi tốc độ từ Vgh đến Vmax = (75 120) m/ph. Khi đó công suất kéo PC gần

như không đổi còn lực kéo thì giảm dần.

Tuy nhiên, việc thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi từ thông sẽ làm giảm năng suất của

máy vì thời gian quá trình quá độ tăng do hằng số thời gian mạch kích từ lớn (tức do

quán tính của cuộn kích từ lớn). Vì vậy thực tế người ta mở rộng phạm vi điều chỉnh điện

áp và giảm phạm vi điều chỉnh từ thông, hoặc điều chỉnh tốc độ động cơ trong cả dải

bằng cách thay đổi điện áp phần ứng, trong trường hợp này thì công suất động cơ phải

tăng Vmax/Vgh.

Độ ổn định tĩnh: Ở chế độ làm việc xác lập, độ ổn định tốc độ không được vượt quá

5% (s

5%) khi phụ tải thay đổi từ 0 đến giá trị định mức.

Ở quá trình quá độ hay quá trình khởi động và hãm yêu cầu xảy ra êm, tránh va đập

trong bộ truyền động với độ tác động cực đại.

÷

÷

Đối với những máy bào giường cỡ nhỏ (L b< 3m; FK = 30 50KN) thì D = (3 4)/1 với hệ thống truyền động chính thường là động cơ không đồng bộ – khớp ly hợp điện từ; động cơ không đồng bộ roto dây quấn hoặc động cơ điện một chiều kích từ độc lập và ÷ ÷ hộp tốc độ. Những máy cỡ trung bình (Lb = 3 5 m; FK = 50 70 KN) thì ÷ D = (6 8)/1 với hệ thống truyền động là hệ F – Đ (máy phát điện một chiều cấp điện cho ÷ động cơ một chiều). Đối với máy cỡ nặng (L b>5 m; FK>70 KN) thì D = (8 25)/1, hệ

truyền động là F-Đ có bộ khuếch đại trung gian hoặc hệ truyền động T-Đ là hệ chỉnh lưu

cấp điện cho động cơ một chiều và điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh góc mở của

thyristor.

2.Truyền động ăn dao

Truyền động ăn dao cũng làm việc có tính chất chu kỳ, trong mỗi hành trình kép làm

việc một lần. thời gian truyền động ăn dao được thực hiện từ thời điểm đảo chiều

từ hành trình thuận sang hành trình ngược và kết thúc trước khi dao cắt bắt đầu vào chi

tiết.

÷

Phạm vi điều chỉnh lượng ăn dao là D = (100 200)/1 với lượng ăn dao cực đại có thể

÷

đạt tới (80 100) mm/1 hành trình kép.

Cơ cấu ăn dao yêu cầu làm việc với tần số lớn, có thể đạt 1000 lần/giờ. Hệ thống di

chuyển đầu dao cần phải đảm bảo theo hai chiều ở cả chế độ di chuyển làm việc và di

chuyển nhanh. Truyền động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống như: cơ khí,

điện khí, thủy lực, khí nén…, thông thường sử dụng rộng rãi hệ thống điện cơ, đó là động

cơ điện và hệ thống truyền động trục vít – êcu hoặc bánh

răng – thanh răng.

Lượng ăn dao trong một hành trình kép khi truyền động bằng hệ trục vít – êcu được

tính như sau: s =

ωtv

.t. T

Và đối với hệ bánh răng – thanh răng là: s =

*Trong đó :

ωtv ωtv

;

ωtv .Z

.t. T

là vận tốc góc của trục vít; bánh răng (rad/s);

Z là số bánh răng;

t là bước răng của trục vít hoặc thanh răng (mm);

T là thời gian làm việc của trục vít hoặc thanh răng (s)

Từ hai biểu thức trên, ta có thể điều chỉnh lượng ăn dao s bằng cách thay đổi thời gian

sử dụng nguyên tắc hành trình (sử dụng công tắc hành trình) hoặc nguyên

tắc thời gian (sử dụng rơle thời gian). Các nguyên tắc này đơn giản nhưng năng suất máy

thường bị hạn chế, lý do là lượng ăn dao lớn thì thời gian làm việc phải dài, nghĩa là thời

gian đảo chiều từ hành trình thuận sang hành trình ngược phải dài và trong nhiều trường

hợp thì điều này không cho phép. Để thay đổi tốc độ trục làm việc, ta có thể dùng nguyên

tắc tốc độ, điều chỉnh tốc độ bản thân động cơ hoặc dùng hộp tốc độ nhiều cấp. Nguyên

tắc này phức tạp hơn nguyên tắc trên nhưng có thể giữ được thời gian làm việc của truyền

động như nhau với các lượng ăn dao khác nhau.

3. Truyền động nâng hạ xà

Máy bào giường có giá đỡ gọi là xà ngang để đỡ giá dao vững chắc. Xà ngang được

dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy để điều chỉnh khoảng cách giữa đầu dao và

chi tiết gia công.

4. Truyền động kẹp nhả xà

Là truyền động được định vị để kẹp chặt xà trên hai trục của máy để gia công chi tiết

hoặc nới lỏng xà để nâng hạ dao, giá dao. Truyền động được thực hiện nhờ động cơ xoay

chiều qua hệ thống cơ khí. Tác dụng của lực nêm chặt bao nhiêu tùy ý do ta điều chỉnh

chuyển động với việc nâng hạ xà như trên.

5. Bơm dầu

Khi cấp điện cho hệ truyền động làm việc thì bơm dầu cũng phải được làm việc, lượng

dầu trong máy đảm bảo thì rơle áp lực mới hoạt động kích hoạt làm kín mạch cho chuyển

động của bàn. Áp lực cần thiết là 2,5 at, hệ thống bơm dầu được thực hiện từ động cơ

xoay chiều.

6. Quạt gió

Động cơ quạt gió là động cơ xoay chiều đảm bảo cho hoạt động của máy làm việc với

nhiệt độ cho phép.

Nói chung, máy bào giường có công nghệ phức tạp, truyền động chính yêu cầu phải có

độ chính xác khá cao và có nhiều truyền động phụ. Các truyền động bàn và truyền động

ăn dao có thể được điều khiển ở chế độ hiệu chỉnh hoặc tự động với trang thiết bị hợp lý,

hiện đại. Nếu điều khiển chính xác, đáp ứng được các yêu cầu về truyền động thì máy

bào giường có thể gia công ở chế độ tinh với độ chính xác cao

CHƯƠNG II

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY BÀO GIƯỜNG

1.1 Cơ sở lý thuyết tính chọn công suất cho động cơ truyền động chính máy bào

giường.

a. Phụ tải truyền động chính:

Phụ tải của truyền động chính được xác định bằng biểu thức lực kéo tổng của hai

thành phần là lực cắt Fz và lực ma sát Fms ở gờ trượt với bàn máy.

Ta có : Fk=Fz+Fms

– Ở hành trình thuận :

+ Lực ma sát : Fms=μ(Fy+g(Gb+Gct))

Trong đó :

µ

=0,05÷0,08 là hệ số ma sát giữa bàn máy và gờ trượt.

Fy

=0,4Fz là thành phần thẳng đứng của lực cắt.

Gct là trọng lượng của chi tiết

Gb là khối lượng bàn máy.

+ Lực cắt :

Fz = 9,81 .C F .t X F .S YF .V n

Ở hành trình ngược :Fz=0 ; Fms= μ(Gb+Gct)

.nên lực kéo tổng là :

µ (Gb + Gct )

Fz=Fms=

Quá trình bào chi tiết ở máy bào giường được tiến hành với công suất gần như

không đổi P=const .Nghĩa là lực cắt lớn ứng với tốc độ nhỏ và ngược lại .Tuy

nhiên,ở những máy hạng nặng thì đồ thị phụ tải có dạng như sau :

Pz

Fz

Pz

0

Vgh

V

Hình 2.1 : Đồ thị phụ tải của động cơ hạng nặng

b. Cơ sở lý thuyết tính chọn công suất động cơ cho truyền động chính máy bào giường.

Việc chọn đúng công suất cho động cơ truyền đọng chính máy bào giường là hết

sức quan trọng kể cả về chỉ tiêu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế.

Nếu chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất yêu cầu thì động cơ phải làm

việc với chế độ non tải làm cho hiệu suất và hệ số công suất thấp,vốn đầu tư lớn nên có

hiệu quả kinh tế thấp.Nếu chọn động cơ có công suất nhỏ hơn yêu cầu thì động cơ luôn

làm việc ở chế đô quá tải làm giảm tuổi thọ động cơ không đảm bảo năng suất cần

thiết,chi phí cho việc bảo dưỡng và thay thế tăng nên hiệu quả mang lại cũng thấp. Vì

5/5 - (1 vote)
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments