Đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các phụ tùng xe ôtô tải HD

0 BỘ CÔNG THƯƠNG TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN- KHOÁNG SẢN VIỆT NAM VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV * * * * * BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC PHỤ TÙNG XE ÔTÔ TẢI HD Mà SỐ: 09NN-07 ThS. TrÞnh TiÕn KhoÎ 6782 12/4/2008 Hà Nội, 2007 2 BỘ CÔNG THƯƠNG TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC PHỤ TÙNG XE ÔTÔ TẢI HD: CỤM VAN LIÊN HỢP BEN LÁI, GIẢM CHẤN (KHỚP NỐI GIẢM GIẬT ĐỘNG CƠ), BƠM LIÊN HỢP BEN LÁI B186A Mà SỐ: 09NN-07 THUYẾT MINH BÁO CÁO Cơ quản chủ quản: Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -TKV CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Trịnh Tiến Khoẻ DUYỆT VIỆN 3 Hà Nội, 2007 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN TT Họ và tên Nghề nghiệp Cơ quan công tác 1 Trịnh Tiến khoẻ Thạc sỹ Máy và Dụng cụ Công nghiệp Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV 2 Đỗ Trung Hiếu Thạc sỹ Máy và Dụng cụ Công nghiệp Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV 3 Dương Đình Hùng Kỹ sư Luyện kim Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV 4 Đỗ Thế Ngần Kĩ sư Chế tạo máy mỏ Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV 5 Phạm Hà Trung Kĩ sư Công nghệ chế tạo máy Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV 6 Trần Ngọc Hưng Kĩ sư Cơ khí Công ty Cổ phần Than Cọc Sáu - TKV 4 Môc lôc Trang Ch−¬ng 1. TỔNG QUAN................................................................... 5 1.1. Khảo sát nhu cầu phụ tùng ôtô tải............................................. 5 1.2. Ph©n tÝch cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc c¸c s¶n phÈm ............ 8 Ch−¬ng 2. THIẾT KẾ SẢN PHẨM ................................................. 17 2.1. TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm b¬m vµ van liªn hîp ben l¸i ............... 17 2.2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm khíp nèi gi¶m chÊn............................ 29 2.3. LËp bé b¶n vÏ thiÕt kÕ s¶n phÈm............................................. 34 Ch−¬ng 3. CHẾ TẠO vµ thö nghiÖm s¶n phÈm................. 35 3.1. ChÕ t¹o s¶n phÈm .................................................................... 35 3.2. Thö nghiÖm s¶n phÈm ............................................................. 35 Ch−¬ng 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................... 42 4.1. Kết luận ................................................................................... 42 4.2. Kiến nghị ................................................................................. 42 5 Ch−¬ng 1. TỔNG QUAN 1.1. Khảo sát nhu cầu phụ tùng ôtô tải Là một nước đang phát triển với dân số trên 83 triệu người, có mạng lưới giao thông đường bộ trải dài trên khắp đất nước, vì vậy nhu cầu vận tải bằng ôtô của Việt Nam hiện nay là rất lớn. Số liệu về lượng xe vận tải đường bộ của Việt Nam tính đến hết tháng 6 năm 2006 thể hiện trong Bảng 1-1. Nhìn vào bảng 1-1 ta thấy chỉ riêng số lượng xe tải đã là 239.470 chiếc, chiếm 37,9% trong tổng số xe các loại. Trong đó xe tải trọng đến 2 tấn chiếm 42,9%; xe tải trọng 2 ÷ 7 tấn chiếm 34,8% còn lại là xe có tải trọng trên 7 tấn. Nếu tính theo thời gian đưa vào sử dụng thì lượng ôtô sử dụng dưới 10 năm chiếm 51,2%; lượng xe sử dụng trên 15 năm chiếm 28,9%. Như vậy đội xe tải của chúng ta đã được đưa vào sử dụng với thời gian khá dài, chính vì vậy hiện nay nhu cầu về phụ tùng phục vụ cho công tác thay thế sửa chữa là rất lớn. Trong Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam, xe tải được sử dụng nhiều để vận tải đất đá thải, vận tải than... Số lượng huy động xe tải của toàn ngành trong năm 2005 là 3491 xe các loại (xem Bảng 1 -2). Theo thống kê trong tài liệu khảo sát, đánh giá thực trạng và đề ra chiến lược sử dụng ôtô vận tải mỏ của Than Việt Nam do Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ thực hiện năm 2005 thì: Tổng số xe HD sử dụng trong TKV là 88 xe (trong đó Cọc Sáu có 66 xe; Cao Sơn có 8 xe; Hà Tu có 14 xe). Số lượng xe lớn và luôn phải hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường mỏ nên yêu cầu sửa chữa, thay thế phụ tùng thiết bị rất lớn. Dự báo nhu cầu sửa chữa lớn và phụ tùng ôtô vận tải mỏ của Than Việt Nam được thể hiện trong Bảng 1 – 4. Bảng 1 - 1: Lượng xe ôtô vận tải của Việt Nam (tính đến hết 6/2006) TT Chỉ tiêu Tổng số xe các loại Xe con Xe khách Xe tải Xe chuyên dùng Xe khác 1 Số lượng (Chiếc) 631.580 220.712 82.728 239.470 58.458 30.212 2 Tỷ lệ (%) 100 34.9 13.1 37.9 9.3 4.8 Nguồn: Hiệp hội vận tải ôtô Việt Nam 6 Bảng 1 - 2: Kế hoạch huy động xe ôtô tải của Than Việt Nam năm 2005 Kế hoạch huy động D.Kiến thanh lý Nhu cầu bổ sung Tên thiết bị Xe có đến 31.12.04 SX P.Vụ Toàn Tập đoàn 3491 2604 927 248 417 Công ty Than Cao Sơn 228 208 34 10 24 Công tyThan Cọc Sáu 259 199 52 20 16 Công ty Than Đèo Nai 200 146 58 16 20 Công ty Than Hà Tu 205 144 64 12 15 Công tyThan Núi Béo 108 79 46 0 23 Công ty Than Dương Huy 105 81 26 8 12 Công ty Than Khe Chàm 31 19 12 - - Công ty Than Nội Địa 277 199 70 23 24 Công ty Than Uông Bí 196 113 72 17 4 Công ty Than Mạo Khê 65 48 22 4 9 Công ty Than Vàng Danh 106 - - - - Công ty Than Quang Hanh 68 51 27 7 18 Công ty Than Hạ Long 99 84 34 6 25 Công ty Than Hòn Gai 118 76 57 5 20 Công ty Than Hà Lầm 73 46 25 10 8 Công ty Than Thống Nhất 63 45 15 3 - Công ty Than Mông Dương 43 38 5 - - Công ty Xây dựng Mỏ 77 57 32 1 13 Công ty Địa chất Mỏ 53 16 37 9 8 Công ty CP ĐTTM & DV 52 28 23 5 4 Công ty Cảng và KD Than 14 - 14 - - Công ty Tuyển Than Cửa Ông 56 19 26 11 10 Công ty Tuyển Than Hòn Gai 19 7 10 2 3 Công ty VL nổ Công nghiệp 79 61 18 - - Công ty Đo lường TVN 13 - 15 1 - Công ty TBĐ Cẩm Phả 8 4 4 - - Công ty CTM Than Việt Nam 40 16 20 4 - Công ty CK Đóng tàu TVN 9 - 9 - - Công ty CN Ôtô TVN 10 - 11 - 1 Trung tâm Cấp cứu Mỏ 20 16 8 1 5 Công ty C phần TM Đá Mài 33 29 8 - 4 Công ty Đông Bắc 490 551 7 34 102 Công ty CP Vận tải & ĐTTM 116 110 8 18 20 Công ty Vật tư VT & XD 90 64 38 11 18 Trường đào tạo NM Hồng Cẩm 60 48 13 10 10 Trường đào tạo NM Hữu Nghị 8 2 7 - 1 Nguồn: Khảo sát, đánh giá thực trạng và đề ra chiến lược sử dụng ôtô vận tải mỏ của TVN 0 Bảng 1 – 4: Nhu cầu sửa chữa lớn và phụ tùng ôtô vận tải mỏ của Than Việt Nam giai đoạn 2005 ÷ 2020 (Tấn) TT Tên gọi 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 A Sửa chữa lớn 12.517 12.661 12.852 12.985 13.104 13.167 12.883 12.482 1 Vùng Cẩm Phả 8.569 8.631 8.760 8.865 8.951 8.984 8.668 8.356 2 Vùng Hòn Gai 2.223 2.250 2.265 2.267 2.274 2.281 2.231 2.093 3 Vùng Uông Bí 851 874 901 922 944 964 1.002 0.017 4 Vùng Nội Địa 876 906 926 931 935 938 982 1.016 B Phụ Tùng 1.751 1.771 1.799 1.819 1.835 1.845 1.803 1.748 1 Vùng Cẩm Phả 1.199 1.208 1.226 1.241 1.253 1.258 1.213 1.170 2 Vùng Hòn Gai 311 314 317 318 319 320 312 293 3 Vùng Uông Bí 119 122 126 129 132 135 140 142 4 Vùng Nội Địa 122 127 130 131 131 132 138 143 Nguồn: Chiến lược và quy hoạch phát triển Cơ khí Ngành Than giai đoạn 2005 – 2010 có xét triển vọng đến 2020 8 Mặt khác, hiện nay Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam là đơn vị được Nhà nước cho phép tiến hành lắp ráp, sản xuất xe tải nặng. Để đáp ứng được yêu cầu nội địa hoá theo đúng lộ trình mà nhà nước đề ra thì đòi hỏi các nhà chế tạo trong và ngoài ngành cần phải đẩy mạnh nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các phụ tùng phục vụ nội địa hoá. Tóm lại: Nhu cầu về thiết kế, chế tạo thiết bị, phụ tùng phục vụ thay thế, sửa chữa, nội địa hoá ôtô tải là rất lớn. Việc Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ - TKV, đề xuất đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phụ tùng xe ôtô tải HD”, và đã được Bộ Công Thương cho thực hiện là một bước đi đúng. Kết quả thành công của đề tài mang cả ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa học. 1.2. Ph©n tÝch cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc c¸c s¶n phÈm 1.2.1. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña côm van vµ b¬m liªn hîp ben l¸i 1.2.1.1. CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc B¬m B186A * CÊu t¹o b¬m liªn hîp ben l¸i B186A (H×nh 1-1) gåm c¸c chi tiÕt sau: 1 – Th©n b¬m 2 – N¾p sau 3 – B¹c ®Þnh t©m 4 – B¹c lÖch t©m 5 – Phít lÖch t©m 6 – Gio¨ng lµm kÝn 7 – Vßng bi SKF 69/28 8 – Trôc r¨ng chñ ®éng 9 – B¹c sau 10 – Trôc r¨ng bÞ ®éng 11 – B¹c tr−íc 12 – N¾p tr−íc 13 – Phít cæ trôc 14 – Vßng phanh 15 – Bu l«ng M12 * Nguyªn lý lµm viÖc cña B¬m B186A nh− sau: Trôc chñ ®éng nhËn c«ng suÊt tõ ®éng c¬. C¸c b¸nh r¨ng chñ ®éng g¾n trªn trôc chñ ®éng quay truyÒn chuyÓn ®éng cho c¸c b¸nh r¨ng ¨n khíp víi nã quay theo. Theo nguyªn t¸c cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp víi nhau, ë n¬i ra khíp, chÊt láng sÏ ®−îc hót vµ ®iÒn ®Çy c¸c vïng ch©n r¨ng råi ®−îc mang theo trong qu¸ tr×nh quay cña b¸nh r¨ng, ®Õn n¬i vµo khíp chÊt láng bÞ chÌn Ðp ®Èy ra khái vïng ch©n r¨ng do ®ã chÊt láng ®−îc t¨ng ¸p vµ ra èng ®Èy. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc dÇu ®−îc ®iÒn ®Çy vµo khoang hót qua cöa vµo cña b¬m, dÇu b«i tr¬n c¸c æ bi th«ng qua lç A ®i vµo hèc n¾p B1 vµ B2. 9 Khi b¬m lµm viÖc cã t¶i ¸p suÊt cña cöa ra cao h¬n cöa tr−íc, ¸p suÊt cña khoang ®Èy b¹c sau th«ng qua ®−êng P, ®Ó ®Èy cÆp b¹c sau tiÕn s¸t vµo b¸nh r¨ng lµm khe hë gi÷a mÆt bªn cña b¸nh r¨ng vµ cÆp b¹c tr−íc nhá ®i. 10 p H×nh 1 – 1: CÊu t¹o cña B¬m liªn hîp ben l¸i B186A C C 11 1.2.1.2. CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc côm van liªn hîp ben l¸i * CÊu t¹o côm van liªn hîp ben l¸i (H×nh 1 -2) gåm c¸c chi tiÕt vµ côm chi tiÕt sau: H×nh 1 – 2: CÊu t¹o cña Van liªn hîp ben l¸i 1. Côm van tiÕt l−u 10. Gio¨ng lµm kÝn 19. §ai èc M8 x 10 28. Gio¨ng vÆn kÝn 2. Côm ®iÒu chØnh 11. Trôc lµm kÝn 20. BÝch lµm kÝn 29. Gio¨ng vÆn kÝn 3. Th©n van 12. Gio¨ng lµm kÝn 21. Vá lµm kÝn 30. Gio¨ng vÆn kÝn 4 . Trôc van 13. BÝch lµm kÝn 22. Then b»ng 31. §ai èc lµm kÝn 5. §ai èc M30 x 25 14. Bu l«ng M6x20 23. Bu l«ng M4x25 32. §ai èc lµm kÝn 6. Gi¨ng lµm kÝn 15. §Öm nghiªng 6 24. CÇn g¹t 33. Lß xo 7. Gi¨ng lµm kÝn 16. Gi¨ng lµm kÝn 25. MiÕng chÆn 34. Ty lµm kÝn 8. Trôc lµm kÝn 17. Gi¨ng lµm kÝn 26. Bu l«ng 9. Gio¨ng lµm kÝn 18. Gi¨ng lµm kÝn 27. Gio¨ng vÆn kÝn 12 * Nguyªn lý lµm viÖc cña côm Van liªn hîp ben l¸i nh− sau: B¬m liªn hîp ben l¸i B186A vµ côm van liªn hîp ben l¸i lµ 02 phÇn tö thuû lùc ®i liÒn trong hÖ thèng thuû lùc cña xe t¶i HD. Nã thùc hiÖn 02 chøc n¨ng chÝnh lµ: N©ng ben vµ ®iÒu khiÓn l¸i. Khi ®éng c¬ chÝnh lµm viÖc, B¬m B186A lµm viÖc vµ cung cÊp dÇu cho côm van qua c¸c èng dÉn chÝnh. Khi ®iÒu khiÓn van, tuú theo vÞ trÝ tay g¹t mµ dÇu ®−îc ®−a vµo xilanh ben ®Ó n©ng h¹ hoÆc chuyÓn h−íng l¸i (steering). Muèn ®iÒu khiÓn van ta g¹t tay g¹t ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c vÞ trÝ yªu cÇu. Khi tay g¹t ë vÞ trÝ thø nhÊt (vÞ trÝ n©ng ben) dÇu tõ b¬m B186A ®i qua hÖ thèng èng dÉn ®Õn van, nhê kÕt cÊu cña van mµ dÇu ®−îc dÉn qua hÖ thèng èng dÉn ®Õn cung cÊp vµo khoang n©ng cña lßng xilanh ben tõ ®ã ben ®−îc n©ng lªn. Khi g¹t tay g¹t ®iÒu khiÓn van sang vÞ trÝ thø hai, dÇu l¹i ®−îc b¬m ®−a qua hÖ thèng èng dÉn, qua van vµ còng nhê kÕt cÊu cña van mµ dÇu ®−îc dÉn ®Õn khoang h¹ cña lßng xilanh ben tõ ®ã ben ®−îc h¹ xuèng. Khi cÇn gi÷ t¶i cho ben ta g¹t cÇn g¹t ®iÒu khiÓn van sang vÞ trÝ thø 3 lµ vÞ trÝ gi÷ t¶i. Khi xe vËn hµnh th× ta g¹t cÇn g¹t ®iÒu khiÓn van sang vÞ trÝ thø 4 lµ vÞ trÝ mµ hÖ thèng n©ng ben ngõng ho¹t ®éng, lóc nµy dÇu tõ b¬m B186A, ®i qua van vµ ®Õn hÖ thèng l¸i, lóc nµy chøc n¨ng cña côm van lµ cung cÊp dÇu ®Õn xi lanh chuyÓn h−íng l¸i. TÊt c¶ l−îng dÇu tuÇn hoµn ®Òu ®−îc qua van vµ ®−a vÒ bÓ dÇu. H×nh 1 - 3 m« t¶ sù liªn hîp gi÷a 02 chøc n¨ng lµ chøc chuyÓn h−íng l¸i vµ chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ben. 1.2.1.3. CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc cña côm khíp nèi gi¶m chÊn ®éng c¬ * CÊu t¹o cña côm khíp nèi gi¶m giËt ®éng c¬ (H×nh 1 – 4) bao gåm: 1. Ch÷ thËp: Cã h×nh d¹ng ch÷ thËp n»m ë trong thít gi÷a, ngoµi cã 02 mÆt bÝch, gi÷a thít gi÷a vµ ch÷ thËp cã 08 miÕng cao su ®−êng kÝnh φ80 dÇy s = 60mm. Ch÷ thËp ®−îc l¾p víi trôc 2 ë d¹ng then hoa, khi lµm viÖc bèn c¸nh sÏ Ðp lªn c¸c miÕng cao su. 2. Thít gi÷a: Cã h×nh d¹ng trßn bao quanh ch÷ thËp cã 04 c¸nh quay vµo trong ng−îc víi ch÷ thËp, trªn th©n cã khoan lç φ11 ®Ó l¾p 02 mÆt bÝch trong vµ ngoµi, gi÷a 4 c¸nh cã 08 miÕng cao su, c¸c gê cña thít gi÷a khoan 13 c¸c lç ®Ó b¾t chÆt víi ®u«i ®éng c¬. Khi lµm viÖc c¶ chi tiÕt sÏ quay víi ®u«i ®éng c¬ vµ trôc then hoa, bèn c¸nh quay vµo trong sÏ Ðp lªn c¸c miÕng cao su. 3. MÆt bÝch trong vµ ngoµi: C¸c chi tiÕt nµy ®−îc l¾p cè ®Þnh vµo thít gi÷a b»ng c¸c bu l«ng M10, khi lµm viÖc sÏ bÞ ch÷ thËp Ðp vµ nÐn vµo c¸c mÆt trong cña nh÷ng mÆt bÝch nµy. 4. Cao su: C¸c miÕng cao su cã kÝch th−íc φ80, s = 60 cã t¸c dông lµm gi¶m va ®Ëp gi÷a c¸c c¸nh cña thít gi÷a vµ ch÷ thËp. 5. Vung gi¶m chÊn: §−îc l¾p vµo ®u«i ®éng c¬ cã t¸c dông chèng bôi, b¶o vÖ c¸c chi tiÕt phÝa trong. PhÝa ®Çu cña vung gi¶m chÊn cã l¾p vßng bi 6213 víi trôc then hoa vµ trªn ®ã cã c¸c gê l¾p c¸c phít chèng bôi. 6. Vßng bi, bu l«ng vµ ªcu: Vßng bi bao gåm 02 vßng 6208 vµ 6213. Bu l«ng vµ ªcu gåm 02 lo¹i M10 vµ M12. * Nguyªn lý lµm viÖc: Theo ph©n tÝch ®éng häc vµ nguyªn lý m¸y ®èi víi côm gi¶m chÊn cã nguyªn lý nh− lùa chän tæng hîp cña khíp nèi trôc bï, khíp nèi trôc r¨ng vµ khíp nèi trôc ®µn håi. - Khíp nèi trôc bï: gi¶i quyÕt yªu cÇu ®é chÝnh x¸c vÞ trÝ t−¬ng ®èi gi÷a c¸c trôc. - Khíp nèi trôc r¨ng: §¶m nhiÖm viÖc truyÒn m«men xo¾n tõ ®éng c¬ ®Õn hÖ thèng truyÒn lùc - Khíp nèi trôc ®µn håi: Hai nöa nèi trôc ë gi÷a cã bé phËn ®µn håi Tõ ph©n tÝch trªn, khi côm gi¶m chÊn lµm viÖc do cÊu t¹o c¸c bé phËn ®µn håi vµ chøc n¨ng truyÒn t¶i m«men xo¾n cña ®éng c¬ ®Õn c¸c bé phËn kh¸c cña hÖ thèng truyÒn lùc. Nã cã t¸c dông: - Gi¶m va ®Ëp vµ chÊn ®éng v× bé phËn ®µn håi cã t¸c dông tÝch luü vµ tiªu thô c¬ n¨ng do va ®Ëp, chÊn ®éng sinh ra. - §Ò phßng céng h−ëng do dao ®éng, truyÒn ®éng xo¾n g©y nªn. - Bï l¹i ®é lÖch trôc. KÕt qu¶ m«men xo¾n tõ trôc ra ®éng c¬ ®−îc truyÒn ®Õn c¸c bé phËn tiÕp theo ªm dÞu, gi¶m chÊn ®éng. VÞ trÝ cña côm khíp nèi gi¶m chÊn ®éng c¬ ®−îc tr×nh bµy trªn H×nh 1 - 5. 17 Ch−¬ng 2. THIẾT KẾ SẢN PHẨM 2.1. TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm b¬m vµ van liªn hîp ben l¸i §èi víi hÖ thèng b¬m + van liªn hîp ben l¸i th× c¸c yªu cÇu tÝnh to¸n vÒ ¸p lùc còng nh− l−u l−îng ®Ó ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh lµm viÖc cña hÖ thèng liªn hîp phô thuéc chÝnh vµo viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ b¬m liªn hîp ben l¸i B186A. Do vËy nhãm ®Ò tµi ®· ®i s©u t×m hiÓu vÒ lý thuyÕt b¬m b¸nh r¨ng vµ tõ ®ã tÝnh to¸n thiÕt kÕ b¬m ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu lµm viÖc. §èi víi van liªn hîp ben l¸i ®−îc ®iÒu khiÓn b»ng c¬ khÝ, kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt ®èi víi viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ, do vËy nhãm ®Ò tµi chØ ®i s©u vµo thiÕt chÕ t¹o theo mÉu ®· cã s½n. KÕt qu¶ ®Ò tµi ®· thiÕt kÕ hoµn chØnh c¸c bé b¶n vÏ c¸c s¶n phÈm. 2.1.1. L−u l−îng lý thuyÕt trung b×nh cña b¬m b¸nh r¨ng B186A. Còng nh− b¬m b¸nh r¨ng kh¸c ta cã c«ng thøc tÝnh l−u l−îng lý thuyÕt cña b¬m b¸nh r¨ng nh− sau: Qlt = 2.z.a.n (2-1) Trong ®ã: a: thÓ tÝch cña mçi r¨ng n: sè vßng quay cña b¬m. z: sè r¨ng cña b¸nh r¨ng Qlt: l−u l−îng lý thuyÕt. Víi a = 2 t .h.b, víi t = π d z . lµ b−íc r¨ng: D- ®−êng kÝnh vßng l¨n: b- chiÒu dµy b¸nh r¨ng; h- chiÒu cao ¨n khíp; m- m« ®un cña b¸nh r¨ng: m = D z Nh− vËy: NÕu sè r¨ng cña hai b¸nh r¨ng kh«ng nh− nhau, th× sÏ lÊy sè r¨ng cña b¸nh chñ ®éng ®Ó tÝnh. L−u ý c¸c c«ng thøc tÝnh t, h trªn ®èi víi b¸nh r¨ng kh«ng dÞch chØnh. Thùc tÕ th× khi tÝnh l−u l−îng ta cßn ph¶i tÝnh ®Õn tæn thÊt vµ do vËy cßn ph¶i nh©n víi ®¹i l−îng ηQ gäi lµ hiÖu suÊt cña b¬m 18 Q =ηQ.2π.D.m.b.n = Qtt ( Qtt :l−u l−îng thùc tÕ) Hay Q =ηQ.2π.m2.z.b.n (2-2) 2.1.2. TÝnh to¸n cÆp b¸nh r¨ng cña b¬m B186A Ta cã : A = 60 ( Kho¶ng c¸ch t©m hai trôc) m = 5,5 ; Z = Z1 = Z2 = 10 ; B = 39 (ChiÒu réng vµnh r¨ng) TÝnh to¸n b¸nh r¨ng: Ta tÝnh hÖ sè dÞch chØnh t©m [2] y = A/m - 0,5(Z1 + Z2) = 0,91 (2-3) Kho¶ng c¸ch trôc chia: a = 0,5.(d2+d1) = 0,5m(z2+z1)/cosβ (2-4) = 0,5.5,5.(10+10)/cos00 = 55 mm TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch hai trôc: [2] aw= a + ym = 55 + 0,91x5,5 = 60 mm Gãc pr«fin r¨ng: αt = arctg(tgα/cosβ) = arctg(tg200/cos00) = 200. (2-5) Gãc ¨n khíp: αtw= arccos(acosαt/aw)= arccos(55.cos200/60)=30032’. (2-6) Tæng hÖ sè dÞch chØnh [2]: xt= [(z1+z2)(invαtw- invαt)]/(2.tgα) (2-7) = [(10+10).(inv30032’- inv200)]/(2.tg200) xt = 20.(0,056720-0,014904)/0,728 = 1,15 mm §−êng kÝnh chia d: d1 = mz1cosβ = 5,5.10.cos00 = 55 mm d2 = mz2cosβ=5,5.10.cos00 = 55 mm §−êng kÝnh l¨n dw: 19 H×nh 2-1: S¬ ®å nguyªn lý ¨n khíp cÆp b¸nh r¨ng th©n khai dw1= d1+[2y/(z2 + z1)]d1 = 55 + [ 2.0,91/20].55 = 60 mm dw2= d2+[2y/(z2 + z1)d2 = 60 mm §−êng kÝnh ®Ønh r¨ng da: da1 = d1+2(1+x1- ∆y)m = 55 + 2(1 + 0,575 - 0,0295).5,5 = 72 mm Víi hÖ sè gi¶m ®Ønh r¨ng[2] ∆y = 0,0295 V× nh÷ng b¸nh r¨ng cña b¬m dÇu b»ng nhau nªn hÖ sè dÞch chØnh còng b»ng nhau: x2 = x1 nªn ta cã: xt = x2 + x1 ta cã x1 = 1,15/2 = 0,575 da2 =d2+2(1+x2-∆y)m = 72 víi[2] ∆y = 0,0295 §−êng kÝnh ®¸y r¨ng df: df1 =df2 = d1- (2,5 - 2x1)m = 55 - (2,5 - 2.1,15).5,5 = 47,5 ψbd=bw/dw1 = 39/60=0,65 §−êng kÝnh vßng chia d∂ = Zm = 5.5x10 =55 20 ChiÒu cao ®Çu r¨ng h® = 5.5 ChiÒu cao ch©n r¨ng h = 11.92 Tõ nh÷ng tÝnh to¸n trªn ta cã b¶ng th«ng sè cÇn thiÕt cña b¸nh r¨ng b¬m B186A. B¶ng 2-1 Th«ng sè b¸nh r¨ng b¬m B186A C Ê p c h Ýn h x ¸ c K h o ¶ n g d Þc h d a o C h iÒ u c a o ® Ç u r¨ n g C h iÒ u c a o r¨ n g C h iÒ u d µ i p h ¸ p tu y Õ n c h u n g G ã c ¨ n k h í p P ro fin g è c M « ® u n S è r¨ n g G ã c ¸ p lù c 5 ,5 1 1 ,9 2 2 7 ,2 1 l o c t 3 0 1 8 - 5 4 h L ξm h ® α 5 ,5 2 0 ° m α ο Z 1 0 6 3 ,1 6 3 3 0 °3 2 ' 2.1.3. L−u l−îng vµ ¸p suÊt lý thuyÕt cña b¬m b¸nh r¨ng B186A L−u l−îng tÝnh to¸n t¹i buång cña b¬m Tõ c«ng thøc (3.2) ta cã: L−u l−îng cña b¬m b¸nh r¨ng cã b = 39 mm vµ vËn tèc tèi thiÓu ®Ó vËn hµnh lµ n = 1300 ®Õn 1500 v/ph: Q =ηQ.2π.m2.z.b.n (2-8) Q = 2.π.0,89.(5,5)2.10.39.1300 = 86(l/ph) VËy l−u l−îng tÝnh to¸n cña b¬m lµ Q = 86 lÝt/ phót hay Q = 0,066 l/v 2.1.4. C«ng suÊt trªn trôc b¬m Ta cã c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt trªn trôc b¬m: N = M.ω = p.Q (2-9) Trong ®ã: N: c«ng suÊt trªn trôc; P: ¸p suÊt cña b¬m; Q: l−u l−îng cña b¬m; ω : vËn tèc gãc trªn trôc. 21 Víi ¸p suÊt ®Çu ra cña b¬m lµ P = 20 MPa. P = 20000kPa = 20.106 Pa (N/m2). C«ng suÊt b¬m cÇn cã: N=p.Q = 20.106.86.10-3/60 = 28,7.103 (W) =28,7 kW. 2.1.5. Lùc ®Èy h−íng kÝnh vµ m« men quay cña b¬m b¸nh r¨ng Theo chiÒu quay cña b¬m b¸nh r¨ng, ¸p suÊt trong c¸c r·nh r¨ng cña b¸nh r¨ng t¨ng dÇn tõ khoang hót ®Õn khoang ®Èy. ¸p suÊt ®−îc ph©n bè tuyÕn tÝnh tõ khoang hót A ®Õn khoang ®Èy B, t−¬ng ®−¬ng víi hîp lùc F t¸c dông lªn c¸c æ ®ì theo ph−¬ng h−íng kÝnh. Chóng ta sÏ xÐt c¸c biÖn ph¸p gi¶m lùc h−íng kÝnh nµy trong môc sau. Còng ¸p suÊt chªnh lÖch nµy t¸c dông theo ph−¬ng vßng sÏ g©y nªn m« men c¶n ( hay m« men quay), mµ tÝch sè M.ω chÝnh lµ c«ng suÊt trªn trôc b¬m (ω lµ vËn tèc gãc cña trôc b¬m). M« men c¶n t¸c dông lªn trôc cña b¸nh r¨ng 1 lµ: M1 = p.b(R2-x). 2 22 2 1 . . .( ) 2 2 R x p b R x+ = − (2-10) Trong ®ã: p-®é chªnh ¸p suÊt gi÷a khoang hót vµ khoang ®Èy: b- chiÒu réng vµnh r¨ng: R2- b¸n kÝnh vßng ®Ønh r¨ng. M« men t¸c dông lªn b¸nh r¨ng 2 lµ: M2= 2 2 2 1 . . .( ) 2 p b R y− (2-11) NÕu kh«ng kÓ tíi ¶nh h−ëng cña lùc ma s¸t gi÷a hai mÆt r¨ng, th× m« men (hay m« men quay) t¸c ®éng lªn trôc cña b¸nh r¨ng chñ ®éng sÏ lµ: M = M1+M2 = ( )2 2 221 . . 22 p b R x y⎡ ⎤− +⎣ ⎦ (2-12) To¹ ®é cña ®iÓm ¨n khíp A(x,y) ®−îc x¸c ®Þnh x2= c2 + (R-k)2 y2= c2 + (R+k)2 hay x2 + y2 = 2R2 + 2(k2+c2) ë ®©y, k2+c2 = l2 22 H×nh 2-2: S¬ ®å tÝnh m« men tøc thêi cña b¸nh r¨ng l - kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ¨n khíp A ®Õn t©m ¨n khíp p, H×nh 2-2 R- b¸n kÝnh vßng l¨n; Ro- b¸n kÝnh vßng c¬ së. Do ®ã: x2 + y2 = 2(R 2+l2) (2-13) thay (2.13 vµo (2.12) ta cã: M = p.b( 2 2 2 2R R l− − ) (2-14) §èi víi b¸nh r¨ng kh«ng dÞch chØnh,R2= R +m, v× vËy: M = p.b(2R.m + m2-l2). (2-15) C«ng thøc (2-15) cho t