Luận văn:Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển máy ép nhựa bằng vít tải và chế tạo mô hình

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

464
lượt xem 112
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mô hình được làm dựa trên cơ sở nguyên lý cấu tạo của máy gia công ép nhựa thuỷ lực. Mạch điện bao gồm - Khối nguồn - Khối điều khiển đóng mở động cơ công tắc đóng, mở động cơ, contactor,… Động cơ mô phỏng bằng đèn báo - Khối cảm biến nhiệt độ - Khối gia nhiệt

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển máy ép nhựa bằng vít tải và chế tạo mô hình

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. ĐINH MINH DI M NGÔ LÂM VĨ Ph n bi n 1: PGS. TS. Nguy n Văn Y n NGHIÊN C U THI T K H TH NG ĐI U KHI N MÁY ÉP NH A B NG VÍT T I Ph n bi n 2: PGS. TS. Lê Vi t Ngưu VÀ CH T O MÔ HÌNH Lu n văn s ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p Chuyên ngành : Công ngh ch t o máy th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào Mã s : 60.52.04 ngày…..tháng….năm 2011 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin- H c li u, Đ i h c Đà N ng. Đà N ng – Năm 2011 - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.
3 4 M Đ U 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U: - Đ tài nghiên c u lý thuy t v các lo i máy ép vít t i. 1. LÝ DO CH N Đ TÀI : - Tham quan th c t s n xu t. Hi n nay ñ t nư c ta ñang trong th i kì ñ i m i, th i kỳ công - Nghiên c u ñi u khi n t ñ ng và k t n i máy tính l p trình nghi p hóa hi n ñ i hóa cùng v i s phát tri n c a nghành ch t o ñi u khi n b ng máy tính. máy, nghành k thu t ñi n t là s phát tri n c a k thu t ñi u khi n - Thi t k và ch t o mô hình ñ ki m ch ng. và t ñ ng hóa. H th ng ñi u khi n là m t b ph n không th thi u 5. NH NG ĐÓNG GÓP M I V KHOA H C : ñư c trong m i quá trình t ñ ng hóa. - Đ tài góp ph n vào s phát tri n trong lĩnh v c máy ép b ng Nhu c u v v t li u m i: ngày nay ch t d o, hay còn g i là nh a, vít t i và quá trình ñi u khi n t ñ ng . là các h p ch t cao phân t , ñư c dùng làm v t li u ñ s n xu t nhi u - Thúc ñ y vi c nghiên c u các thi t b t ñ ng trong nhà trư ng. lo i v t d ng trong ñ i s ng h ng ngày cho ñ n nh ng s n ph m - Bư c ñ u t o ra nh ng mô hình t ñ ng, dùng cho h c sinh th c hành và nghiên c u khoa h c. công nghi p, g n v i ñ i s ng hi n ñ i c a con ngư i. - T o kh năng ng d ng, k t n i gi a modun cơ khí và modun Nhu c u v ñi u khi n t ñ ng các máy ép vít t i tăng. ñi u khi n. Đ ñáp ng vi c ñào t o k sư, k thu t viên có ñ trình ñ hi u 6. K T QU Đ T ĐƯ C VÀ KH NĂNG NG D NG bi t, kh năng thi t k v n hành và s a ch a các máy ñúc, d p, ép - Làm mô hình h c t p cho sinh viên nh m kích thích và phát trong công nghi p. tri n kh năng xây d ng các mô hình t ñ ng hóa khác. Đ tài: - Thi t k và ch t o mô hình thi t b máy ép t ñ ng b ng vít t i “ NGHIÊN C U THI T K H TH NG ĐI U KHI N - Có th ñi u khi n máy ép thông qua máy vi tính . MÁY ÉP NH A B NG VÍT T I VÀ CH T O MÔ HÌNH ” - Thi t k ch t o mô hình . 2. M C ĐÍCH C A NGHIÊN C U : 7. C U TRÚC C A LU N VĂN - Nghiên c u các lo i máy ép b ng vít t i. Ngoài ph n m ñ u và k t lu n, lu n văn bao g m 3 chương: - Nghiên c u v t ñ ng hóa các thi t b cơ khí. CHƯƠNG 1. T NG QUAN V CÔNG NGH , V T LI U VÀ - Thi t k , ch t o mô hình h th ng ñi u khi n máy ép nh a MÁY ÉP NH A b ng vít t i dùng trong nghiên c u, gi ng d y, h c t p và s n CHƯƠNG 2. CƠ S LÝ THUY T ĐI U KHI N T Đ NG xu t th c t . CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THI T K VÀ CH T O CÁC B 3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U : PH N C A MÁY ÉP B NG VÍT T I - Nghiên c u v t li u nh a. - Nghiên c u v công ngh khuôn ép, các s n ph m t nh a. - Nghiên c u các lo i máy ép b ng vít t i. + Ph m vi nghiên c u: - Nghiên c u v t li u nh a. - Nghiên c u máy ép b ng vít t i.
5 6 CHƯƠNG 1. T NG QUAN V CÔNG NGH , V T LI U VÀ 1.5. Nhu c u th c t c a máy ép nh a b ng vít t i MÁY ÉP NH A V i các tính ch t như: ñ d o dai, nh , có th tái ch , không có 1.1. Công ngh ép nh a nh ng ph n ng hóa h c v i không khí trong ñi u ki n bình 1.1.1 . L ch s hình thành và phát tri n thư ng….v t li u nhưa ñã thay th các lo i v t li u khác như: s t, Nh a nhân t o ñ u tiên ñư c phát minh t i Anh vào năm 1861 nhôm, gang, ñ ng thau…ñang ngày càng c n ki t trong t nhiên. Do b i Alexander Parkes. Ông công khai th hi n t i Tri n lãm qu c t ñó ta có th nói r ng nhu c u s d ng v t li u nh a trong tương lai s 1862 t i London, kêu g i các v t li u s n xu t "Parkesine." Có ngu n còn r t l n. Đi u này ñưa d n m t h qu là giá thành khuôn s g c t cellulose, Parkesine có th ñư c ñun nóng, ñúc và gi l i hình không ñư c cho là quá ñ c b i l i nhu n mà nó mang l i là r t l n, vì d ng c a nó khi ñư c làm l nh. m t khuôn ép mà ta có th cho ra hàng ch c th m chí hàng trăm ngàn 1.1.2. Công ngh ép nh a s n ph m nh máy ép nh a. M t cách ñơn gi n nh t, công ngh ép nh a là quá trình phun 1.6. Kh năng công ngh và hi u qu kinh t nh a nóng ch y ñi n ñ y ch t l ng vào khuôn. M t khi nh a ñư c - T o ra nh ng s n ph m có hình d ng ph c t p tùy ý. làm ngu i và ñông c ng l i trong lòng khuôn thì khuôn ñư c m ra - Kh năng t ñ ng hóa và chi ti t có tính t l p l i cao. và s n ph m ñư c ñ y ra kh i khuôn nh h th ng ñ y. - S n ph m sau khi ép phun có màu s c r t phong phú và ñ 1.2. Phân lo i v t li u nh a nh n bóng b m t r t cao nên không c n gia công l i. 1.2.1. Phân lo i - Phù h p cho s n xu t hàng kh i và ñơn chi c. Trong s n xu t v t li u nh a ñư c phân thành hai lo i: Nh a 1.7. Máy ép nh a và các thông s gia công nhi t d o và nh a ph n ng nhi t. 1.7.1. C u t o chung c a máy ép nh a Theo tr ng thái pha chúng ta có th chia nh a nhi t d o thành hai Máy ép nh a g m các h th ng cơ b n như hình v sau : lo i: Nh a có c u trúc vô ñ nh hình và nh a có c u trúc tinh th . Ngoài ra theo ph m vi s d ng chúng ta có th chia nh a nhi t d o thành: nh a gia d ng và nh a k thu t. 1.2.2. M t s lo i nh a thông d ng 1.Các lo i nh a gia d ng: PA (poly amide): còn g i là nylon, có c u trúc tinh th . Nh a PA dùng ñ ch t o các lo i bánh răng, lăn, trư t, ñai c… 2.Các lo i nh a k thu t: ABS (Acrylonytrile – Butadiene - Styrene): Đư c t o ra t 3 ñơn phân t : Acrylonytrile, Butadiene, Styrene. Nh a ABS dùng ñ ch t o các chi ti t trong xe hơi, n p c a ngăn ch a, v bánh xe…) t l nh, các thi t b trong gia ñình. Hình 1.5. Máy ép nh a 1.3. Các y u t cơ b n và quy trình công ngh thi t k khuôn ép 1.4. Các lo i máy t o hình và máy ép s n ph m
7 8 1.7.2. H th ng h tr ép Ưu như c ñi m c a c m kìm dùng cơ c u khu u và xylanh th y l c: Là h th ng giúp v n hành máy ép. H th ng này g m 4 h th ng con: Lo i kìm Ưu ñi m Như c ñi m a) Thân máy - L p ñ t khuôn nhanh - C n lư ng l n d u th y b) H th ng th y l c - Bi t rõ áp su t kìm l c c) H th ng ñi n - D b o dư ng - T n nhi u năng lư ng d) H th ng làm ngu i Kìm dùng th y - Ít làm võng t m khuôn -Ch u nh hư ng l n 1.7.3. H th ng phun l c - L c kìm t p trung vào ñ n h s nén c a d u H th ng phun làm nhi m v ñưa nh a vào khuôn thông qua các gi a t m khuôn quá trình c p nh a, nén, kh khí, làm ch y d o nh a, phun nh a l ng và ñ nh hình s n ph m. - Giá thành th p. - C n b o dư ng thư ng 1.7.4. H th ng khuôn xuyên 1.7.4.1. H th ng k p Kìm dùng cơ - Di chuy n cơ c u kìm nhanh. - L c khuôn H th ng k p có ch c năng ñóng, m khuôn, t o l c k p gi c u khu u - Khó’ ñi u ch nh, kìm khuôn trong quá trình làm ngu i và ñ y s n ph m thoát kh i khuôn - T • hãm ñ gi m va ñ p. không t p trung vào gi khi k t thúc m t chu kỳ ép phun t m 1.7.4.2. H th ng ñi u khi n H th ng ñi u khi n giúp ngư i v n hành máy theo dõi và ñi u ch nh các thông s gia công như: nhi t ñ , áp su t, t c ñ phun, v n t c và v trí c a tr c vít, v trí c a các b ph n trong h th ng th y l c. H th ng ñi u khi n giao ti p v i ngư i v n hành máy qua b ng nút ñi u khi n và màn hình máy tính. 1.8. Chu kỳ ép phun Chu kỳ ép phun g m có 4 giai ño n: 1. Giai ño n kép ( Clamping phase ) : khuôn ñư c ñóng l i 2. Giai ño n phun ( Injection phase ) : nh a ñi n ñ y vào khuôn 3. Giai ño n làm ngu i ( Cooling phase ) : nh a ñư c làm ñ c l i trong khuôn a) b) 4. Giai ño n ñ y ( Ejector phase ) : ñ y s n ph m nh a ra kh i Hình 1.12. a) C m kìm dùng cơ c u khu u khuôn b) C m kìm dùng cơ c u Xylanh
9 10 1.9. Đo và ñi u khi n nhi t ñ trong quá trình ép CHƯƠNG 2: CƠ S LÝ THUY T ĐI U KHI N T Đ NG Nhi t ñ c a khuôn (gia nhi t cho khuôn ho c làm ngu i 2.1. H th ng ñi u khi n khuôn) r t quan tr ng trong quá trình ép phun. Nhi t ñ khuôn có 2.1.1. Sơ ñ kh i c a m ch ñi u khi n nh hư ng ñ n : + Chu kỳ ép phun. KH I VI ĐI U + Hình d ng và ch t lư ng s n ph m . MÁY TÍNH KHI N REMOTE + Tình th m m c u s n ph m . PC + Đ co rút, ñ b n và các khuy t t t trên s n ph m. Do ñó, nhi t ñ c a khuôn c n ph i ñư c ño ñ t và ñi u ch nh h p lý. ĐI U KHI N MÁY ÉP Hình 2.1. Sơ ñ kh i c a m ch ñi u khi n 2.1.2. Các thành ph n chính c a m ch - Chíp vi ñi u khi n x lý trung tâm. - B ñi u khi n ñóng ng t các thi t b . - IC MAX232 k t n i c ng COM. - REMOTE ñi u khi n. - Máy vi tính 2.1.3. C u trúc h 8051: Con vi ñi u khi n Đ c ñi m và ch c năng ho t ñ ng c a các IC h MSC–51 hoàn toàn tương t nhau. IC AT89C51 (m t IC thu c h MSC–51 do hãng Hình 1.23. Đ ng h và m t s lo i c m bi n ño nhi t cao. ATMEL s n xu t) 1.10. K t lu n chương: IC 89C51 có các ñ c trưng sau: - 4kb ROM Trong chương này ñã trình bày m t cách t ng quan v v t li u - 128 byte RAM nh a trong công nghi p, công ngh ép nh a, các y u t cơ b n, quá - 4 port xu t nh p, m i port 8 bit trình công ngh thi t k khuôn ép, m t s l i thư ng g p trong quá trình ép.
11 12 A/ Sơ ñ m ch ñi u khi n c m ñi u khi n máy ép nh a 2.2. Sơ ñ kh i AT 89C51 2.3. Sơ ñ chân AT89C51: 40 1 V C P1.0 C 2 39 3 P1.1 P0.0/AD0 38 4 P1.2 P0.1/AD1 37 5 P1.3 P0.2/AD2 36 6 P1.4 P0.3/AD3 35 7 P1.5 P0.4/AD4 34 8 P1.6 P0.5/AD5 33 P1.7 P0.6/AD6 32 AT89C51 P0.7/AD7 9 RST 31 EA/VPP 10 30 11 P3.0/RXD ALE/PROG 12 P3.1/TXD 29 13 P3.2/INT0 PSEN 14 P3.3/INT1 15 P3.4/T0 16 P3.5/T1 28 17 P3.6/WR P2.7/A15 27 P3.7/RD P2.6/A14 26 P2.5/A13 25 18 P2.4/A12 24 XTAL2 P2.3/A11 23 P2.2/A10 22 19 P2.1/A9 21 XTAL1 P2.0/A8 G D N Hình 2.2. Kh i ñi u khi n trung tâm máy ép nh a 20 Q21 D24 TIP42 ~ J16 2 + R24 U5 VCC Hình 2.7. Sơ ñ chân AT89C51 1 - 1 3 GND IN OUT 2.20 INT 18V C16 R23 *Mô t các chân c a AT89C51: 2 DIODE ~ BRIDGE_1423 LM7805C/TO220 C18 1K C14 C15 470UF 0.33UF 50V 104 2200UF 64V -AT89C51 có t t c 40 chân, trong s ñó có 32 chân có ch c năng D23 LED xu t/ nh p. 24 trong 32 chân này là các chân có c ng d ng kép t c ~ D22 m i m t ñư ng có th ho t ñ ng xu t/nh p ho c ho t ñ ng như m t J15 2 1 - + 1 U6 3 12V ñư ng ñi u khi n ho c ho t ñ ng như m t ñư ng ñ a ch /d li u c a GND IN OUT INT 18V C13 C17 C19 bus ñ a ch /d li u ña h p 2 DIODE ~ BRIDGE_1423 LM7812C/TO220 C20 R25 2200UF 64V 0.33UF 50V 104 470UF 10k 2.4. K t n i máy tính D25 2.4.1. Truy n thông qua c ng RS-232: LED KHOI NGUON CUNG CAP 0V RS-232 là m t chu n truy n thông n i ti p cho phép truy n d li u dư i d ng các bít n i ti p gi a hai thi t b . Qua c ng RS-232 d li u ñư c truy n và nh n theo”dòng bít” n i ti p t m t ñi m t i m t Hình 2.3. M ch ngu n cung c p ñi m khác. Chu n RS-232 thích h p v i vi c truy n d li u trên
13 14 kho ng cách 25m, tuy v y mu n truy n trên kho ng cách xa hơn ph i dùng cáp n i ñ c bi t, ñư c b c kim và có t n hao ñ c bi t Hình 2.8. Sơ ñ nguyên lý m ch k t n i máy tính 2.4.2. Truy n thông n i ti p v i 89C51 2.4.3. Gi i thi u kh i ñi u khi n ñ ng l c Hình 2.16. B ng ñi u khi n. Kh i ñ ng l c ñư c s d ng các linh ki n có tính ch t cách ly 2.9. K t lu n chương: v i vi ñi u khi n nh m trách s tác ñ ng các m c ñi n áp l n các - Trình bày ñư c cơ s và lý thuy t t ñ ng. ñ ng cơ khi ñ ng cơ ho t ñ ng.Tránh s nhi u trong quá trình ho t - Gi i thi u ñư c các kh i ñi u khi n. ñ ng - Thi t k ñư c các vi m ch ñi u khi n ho t ñ ng c a máy ép. 2.4.4. Truy n thông n i ti p t máy tính v i Visual Basic 2.5 L p trình cho PIC dùng C COMPILER 2.5.1. Gi i Thi u PIC C Compiler: PIC C compiler là ngôn ng l p trình c p cao cho PIC ñư c vi t trên n n C. chương trình vi t trên PIC C tuân th theo c u trúc c a ngôn ng l p trình C. Trình biên d ch c a PIC C compiler s chuy n chương trình theo chu n c a C thành d ng chương trình theo mã Hexa (file.hex) ñ n p vào b nh c a PIC.
15 16 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THI T K VÀ CH T O CÁC B PH N C A MÁY ÉP B NG VÍT T I 3.1. Tính toán thi t k vít t i 3.1.1. Phân lo i và công d ng Ngư i ta thư ng phân lo i vít t i theo công d ng và tính ch t công vi c; theo d ng vít, theo phương chuy n ñ ng, theo s quay nhanh ho c ch m c a tr c vít… 3.1.2. C u t o vít t i Hình 3.4. S phân b v t li u khi tr c vít t i quay Giá tr gi i h n c a góc nâng c a tr c vít α ñư c xác ñ nh t quan h sau: sin ϕ D tg ( α + ϕ 1) = (3-1) f 2 cos ϕ + tgβ S a) C Trong ñó ϕ 1 là góc ma sát c a v t li u v i cánh vít ϕ 1 = arctgf1 (3-2) Bư c c a tr c vít (hay kho ng cách gi a các cánh vít) s là : b) S = π .Dtg α t (3-4) Hình 3.3. C u t o tr c vít: a) Xác ñ nh năng su t c a máy theo công th c sau: a-tr c vít cánh li n m t m i; b- c u t o ch n i tr c; Q = 3600F.v. ρ ,[kg/h] (3- 5) Tr c vít là b ph n ch y u ñ v n chuy n v t li u, nó g m có m t tr c quay ñ c ho c r ng, trên tr c ñư c l p các cánh vít v n chuy n. Trong ñó F là di n tích ti t ñi n ngang do v t li u chi m trong G i ñ tr c. Trong các vít t i, ngư i ta thư ng dùng các g i ñ tr c thành máy, b ng là trư t. G i ñ hai ñ u tr c có c u t o và kích th ơc theo tiêu π .D 2 chu n c a trư t . F= µ K , [m2 ] (3–6) 4 Quan h các kích thư c c a g i ñ trung gian (b ng 3.1) 3.1.3. Tính toán vít t i - ñ i v i v t li u d ng h t thì µ = 0,4. 3.1.3.1. Đ i v i vít t i quay ch m - ñ i v i v t li u d ng b t thì µ = 0,35. Vít t i quay ch m dùng ñ v n chuy n v t li u theo phương n m ngang ho c theo phương nghiêng v i góc nghiêng nh , thư ng là K là h s ch s gi m ti t di n do góc nghiêng ñ t vít t i, ch n gía tr ≤ 20o. K theo b ng sau ñây:
17 18 f2 là h s ma sát c a v t li u v i thành máy Góc nghiêng ñ t vít t i, ñ 0 5 10 15 20 gR sin(α + f 2 ) A= (3-11) Giá tr h s K 1 0,9 0,8 0,7 0,65 f 2 .v12 V là v n t c v n chuy n v t li u d c theo tr c vít D trong ñó R là bán kính ngoài c a cánh vít ( R = ), m; 2 S .n v= , [ m/s] (3–7) V n t c tuy t ñ i c a v t li u b ng : 60 Thay các giá tr c a F và v vào công th c tính năng su t, cu i cùng v1 va = , (3-12) có: cos θ Q = 47D2Sn ρ µ .K, [kg/h] (3-8) Còn v n t c quay c a v t li u b ng : vq = v1. tg θ (3-13) b) Xác ñ nh công su t tiêu hao cho vít t i Công su t tiêu hao ch y u dùng ñ nâng v t li u, ñ th ng ma sát S vòng quay t i thi u c a tr c vít ñư c xác ñ nh như sau: c a v t li u v i thành máy và v i cánh vít, và ñ th ng ma sát các sin(α + f 2 ) g i ñ tr c vít. Xác ñ nh nó theo công th c sau: n0 = 13.5 g , [vg/ph] (3-14) D. f 2 Q N= (LC + H ) , [kW] (3-9) và năng su t c a máy s là : 367 Trong ñó Q là năng su t c a máy, t n/h; π (D 2 − d 2 ) Q = 3600 v1. µ.ρ , [kg/h] (3-15) L là chi u dài v n chuy n theo phương ngang, m; 4 Pc là l c ly tâm ép v t li u vào thành máy, N. H là chi u cao v n chuy n v t li u, m; C là h s tr l c c a máy, ch n C = 1,8 ÷ 2,5 π ( D 2 − d 2 ) Hω q .D.µ .ρ Pc = , [N] (3-18) 3.1.3.2 Đ i v i vít t i quay nhanh 8 Khi tr c vít quay thì v t li u ch u tác d ng c a l c ly tâm và phân b ω q là t c ñ góc c a v t li u , 1/s. ñ u ra thành máy và nó ñư c nâng lên theo m t ñư ng xo n c có v q 2.v q góc xo n là θ và ñư c xác ñ nh như sau : ωq= = (3-19) D D tg (α + ϕ 2 ) tg (α + ϕ 2 ) 2 A 2 tg θ = + ( ) + (3-10) 2 2 cos(α + ϕ 2 ) Xác ñ nh công su t N2 như sau : trong ñó ϕ 2 = arctg f2 ;
19 20 P0, R0 (ω − ω q ) P0, R(ω − ω q ) N2 = + , [kW] (3-20) 1000 1000 trong ñó R là bán kính ngoài c a cánh vít, m ; R0 là bán kính trung bình c a cánh vít, m ; ω là t c ñ góc c a tr c vít, 1/s 3.2. Tính toán các thông s cơ b n c a máy Ch n các kích thư c c a tr c vít như sau : 3.2.2. Áp su t ép Bư c vít S = ( 0,8 ÷ 1,0 )D; Chi u sâu rãnh vít ; h = ( 0,2 ÷ 0,3 )D; Áp su t ép ph i ñ m b o cho ñ ñi n ñ y khuôn, ñ m b o ñư c Chi u dày cánh vít e = ( 0,2 ÷ 0,3 )D; th i gian phun và t c ñ phun thích h p. V t li u có ñ nh t càng cao thì áp su t ép càng l n. Khe h gi a xylanh và ñ u mút cánh vít : Quan h gi a th tích ép và áp su t ép cho b ng dư i ñây : δ = (0,002 ÷ 0,005)D; D là ñư ng kính tr c vít . Đ i v i lo i tr c l n, r ng ñ d n nư c làm ngu i vào thì g n như sau : Chi u sâu rãnh vít h= ( 0,1 ÷ 0,2 )D; Đư ng kính l r ng d1 = ( 0,3 ÷ 0,4 )D; 3.2.3. Năng su t máy Tr c vít ñư c ch t o t thép t t ch u nhi t và ch u mài mòn . 3.2.1. T c ñ phun và th i gian phun Đ ñ y v t li u t xylanh nung ch y vào khuôn ñúc thì ph i th c hi n quá trình phun nh s chuy n ñ ng c a tr c vít trong xylanh. Quan h gi a t c ñ phun, th i gian phun v i th tích ñúc c a máy ñư c nêu b ng dư i ñây Hình 3.12. Vít t i Q = 47D Sn ρϕ , (kg/h) 2 (3-21)
21 22 Q = 47. 6,52.6,5.100.1,25.10-3.0,1925= 310,6 (kg/h) πd 4 3,14.1,75 4 K= = = 8,2.10-3 [mm3](3-26 ) Trong ñó : D= 65.10-3 là ñư ng tr c vít , m; 128(l + 4d ) 128(21 + 4.1,75) -3 S= 65.10 là bư c vít ( kho ng cách gi a 2 cánh vít ) , m; T cñ 10 20 50 100 400 1000 n là s vòng quay c a tr c vít , vòng/phút ; trư t,1/s Đ nh t µ Ch t 0.06 0.04 0.02 0.015 0.005 0.002 ρ = 1,25 ÷ 1,46 (g/cm3) là kh i lư ng riêng c a v t li u , kg/m3 ; d o ,N.s/m2 ϕ = K.η = 0,385 . 0,5 = 0,1925 (3-22) Cao su 50 40 20 9 4 1.5 3.2.4. Công su t Trong ñó : K là h s hình h c c a tr c vít Tính công su t theo công th c sau ñây : d 2 e K = [1 - ( ) ] (1 - ) (3-23) 1,1 V .P π 3 .D 3 n 2 µ .l 0 π 2 .D 2 n 2 eµ .l 0 D S N= [ + + ]=40,08 [kW] 1000.η cos 2 α 3600h 3600.δ .tgα 49 2 7 K=[1- ( ) ](1- ) = 0,385 Trong ñó: V= 250 cm3/s là năng su t th tích c a máy , m3/s ; 65 65 P = 10000 N/cm2 là áp su t l n nh t trong máy, N/m2 ; η là h s cung c p th tích , nó k t i các dòng ch y ngư c c a v t α =100 là góc nghiêng c a cánh vít , ñ ; li u, k t i s quay c a v t li u theo vít , thư ng l y η =0,5 ÷ 0.9 . D = 65 mm là ñư ng kính tr c vít , m; Áp su t c a v t li u t i ñ u ép ph thu c vào c u t o c a khuôn δ = 0,002D là khe h gi a cánh vít và xylanh , m ; ép, ñư c tính như sau : L c d c tác d ng lên tr c vít ñư c xác ñ nh như sau : V πDn (1- γ , )/ γ , P= .C( ) [ N/m2] (3-25) 19000.N .η 19000.40,08.0,7 K h P0= = = 309,8.103,[N](3-31) Dtb .n.tg (α + θ ) 60.10 −3.100.tg (10 + 6) 250.103 3,14.65.100 (1-1,81)/1,81 P= −3 . 18,25 . ( ) = 20,03.106 [N/m2] 3.2.5. Tính b n tr c vít 8,2.10 0,2.65 Trong ñó : V là năng su t th tích c a máy , m3/s; C là h s th c nghi m , l y C = 18,25; γ , là h s th c nghi m , l y γ , = 1,81 ÷ 5,32; K là h s tr l c hình h c c a khuôn ép , m3 ; - Đ i v i khuôn ép có l hình tr thì : Hình 3.13. Sơ ñ tính toán l c tác d ng lên tr c vít
23 24 + Mômen xo n tác d ng lên tr c vít xác ñ nh theo : 6,5 i= 1+ 0,32 = 1,696 [cm] N 40,08 4 Mx = 973,6 . = 973,6 . = 390,21 , [N.cm] (3-32) n 100 + L c chi u tr c P xác ñ nh như sau : P = p . F = 4400 . 30,18 = 132,797. 103 [N] (3-33) trong ñó F- di n tích ti t di n ngang c a tr c vít, cm 2 π 3,14 2 F= D2(1 - α 2) = 6,5 (1 - 0,32) =30,18 (cm2) (3-34) 4 4 d 0,3D α = = = 0,3 D D p - áp su t riêng c a v t li u ñ u ép, N/cm2 , khi gia công có th ch n p như sau : Đư ng kính tr c vít, mm 60 125 200 250 Đ i lư ng p , N/cm2 4400 4200 3400 1500 Hình 3.14. B n v phát th o mô hình. i là bán kính quán tính c a ti t di n , xác ñ nh như sau J 3.3. K t lu n chương: i= , [cm] (3-36) Trong chương này ñã tính toán và thi t k ñư c các b truy n, F trong ñó J là momen quán tính c a ti t di n ngang A-A, cm4 ; tính ñư c các thông s cơ b n c a máy ép. π .D 4 3,14.6,5 4 J= (1-α )= 4 ( 1 - 0,34) = 86,87 (cm4)(3-37) 64 64 F là di n tích ti t di n ngang c a tr c vít (A-A), cm2 π .D 2 3,14.6,5 2 F= ( 1 - α 2) = ( 1 - 0,32) = 30,18 (cm2)(3-38) 4 4 Thay giá tr c a J và F vào , có D D i= 1+α 2 = 1 + α 2 , [cm] (3-39) 4 4
25 26 K T LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI 2. Hư ng phát tri n c a ñ tài - Làm mô hình h c t p cho sinh viên nh m kích thích và phát tri n 1. K t lu n kh năng xây d ng các mô hình t ñ ng hóa khác. Sau th i gian th c hi n, lu n văn ñã th c hi n ñư c các công - Ti p t c nghiên c u, m r ng ph m vi ñi u khi n t ñ ng cho các vi c sau ñây : lo i máy trong ngành cơ khí nói chung và lĩnh l c ép nh a nói riêng. - Trình bày ñư c m t cách t ng quan v máy ép nh a và quy trình - Thi t k và ch t o hoàn ch nh các lo i máy ép nh a t ñ ng ñi u công ngh ép nh a. khi n ñ nâng cao năng su t, h giá thành và nâng cao ch t lư ng s n - Các lo i v t li u nh a và các s n ph m t nh a. ph m. - Tính toán và thi t k b ph n truy n ñ ng c a máy ép nh a. - Trình bày ñư c t ng quan v ñi u khi n t ñ ng. - Thi t k ñư c h th ng ñi u khi n t ñ ng máy ép nh a qua vi ñi u khi n. - Vi t ñư c chương trình ñi u khi n ho t ñ ng c a mô hình qua ph n m m Visual basic. - Ch t o ñư c mô hình ñ mô ph ng ho t ñ ng c a máy. - K t n i ñư c ho t ñ ng c a mô hình v i máy tính. K t qu ñ t ñư c