Thiết kế cần trục chân đế mâm quay KPM 32,5 Tấn - Chương 7

100
CHƯƠNG VII
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
7.1.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CƠ CẤU:

Bánh xe di chuyển dùng để di chuyển tất cả các loại máy nâng vận chuyển, di chuyển
xe con các loại máy trục, dùng trong bàn trượt xe nâng và dùng trong các cơ cấu quay
của máy trục. Bánh xe di chuyển của xe con công trục là chi tiết chòu tải trọng khá lớn và
hao mòn nhanh nên thời hạn sử dụng từ 4 đến 6 tháng. Bánh xe làm việc trong điều kiện
khắc nghiệt, hệ thống bánh xe chòu toàn bộ tải trọng của xe con, trọng lượng vật nâng và
thiết bò mang hàng.
Quá trình xe con chuyển động trên ray tải trọng tác động thay đổi liên tục vành bánh xe
sẽ chòu tác động momen xoắn phức tạp thay đổi liên tục. Bề mặt tiếp xúc giữa ray và
bánh xe xuất hiện ma sát rất lớn, nhiệt cao, gây mái mòn bánh nhanh và làm giảm tuổi
bền của bánh xe.
Bánh xe di chuyển của xe con là loại 2 gờ, bề mặt làm việc hình trụ. Số bánh xe chủ
động chiếm 1/2 tổng số bánh xe. Bánh xe chủ động có chức năng nhận chuyển động từ cơ
cấu di chuyển và nhờ lực bám giữa bề mặt lăn của bánh xe và ray mà xe con có thể di
chuyển được trên dầm của cổng trục. Bề mặt lăn của bánh xe được gia công cơ khí với
độ chính xác cao và nhiệt luyện đến độ cứng HB= 300400, song độ cứng của mặt lăn
của bánh xe phải nhỏ hơn độ cứng bề mặt làm việc của ray, vì trên thực tế việc ta sửa
chữa cũng như thay thế hệ thống bánh xe sẽ dễ dàng, đơn giản và đỡ tốn kém hơn nhiều
so với thay thế hệ thống ray.
Thành phần hoá học của thép 45:
C Si Mn S P Ni Cr
0,40,5 0,170,37 0,50,8
0,045 0,045 0,30 0,30

7.2.PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT:

Bánh răng cũng như mọi chi tiết khác, kết cấu của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến năng
suất và chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bền khi làm việc. Vì vậy, ngay khi thiết
kế cần chú ý đến bề mặt của nó.
Bánh xe là chi tiết dạng bánh răng, vì vậy ta chọn loại bánh xe là loại hình trụ có hai gờ,
có lỗ trụ đơn giản, có rãnh then và được lắp với trục băng các ổ bi, bạc…
Vật liệu chế tạo là loại thép 45
Ứùng suất bền kéo nhỏ nhất:
2
/540 mmN
bk



Ứùng suất bền chảy của vật liệu:
2
/270 mmN
ch



Độ rắn HB=170220
Theo chức năng làm việc của chi tiết, dựa vào vật liệu gia công cũng như theo kết cấu và
kích thước trên bản vẽ, để bánh xe có độ cứng và độ bền cần thiết, không bò nứt, chảy,
biến dạng trong quá trình làm việc thì cần phải nhiệt luyện bằng phương pháp tôi thể tích.
Phương pháp này có ưu điểm là dễ điều chỉnh độ sâu lớp thấm tôi, biến dạng bé, độ bóng
bề mặt không giảm nhiều, thích hợp trong sản xuất hàng loạt.



101

7.3.XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:

Đặc điểm là sản lượng hàng năm ít, thường từ một đến vài chục chiếc, sản phẩm ít ổn
đònh do chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo không được xác đònh. Do vậy trong sản xuất
này thường chỉ sử dụng các trang thiết bò, dụng cụ công nghệ vạn năng. Máy móc được
bố trí theo loại máy thành từng bộ phận sản xuất khác nhau. Yêu cầu trình độ thợ phải
cao. Dạng sản xuất đơn chiếc này phù hợp với nhu cầu thay thế, sản xuất mới các chi
tiết máy trục ở cảng. Nhu cầu này ít ổn đònh và không thường xuyên. Ngoài ra, cũng có
thể theo dạng hàng loạt nhỏ. Lúc đó sản phẩm tương đối ổn đònh và được chế tạo theo
chu kỳ xác đònh. Dạng sản xuất này rất gầnvà giống với sản xuất đơn chiếc.
7.4.CHỌN PHÔI:

Việc chế tạo bằng phôi đúc hiện nay được sử dụng rất rộng rãi vì phôi đúc có kết cấu
phức tạp và đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp khác như rèn, dập
khó đạt được. Ngoài ra, phôi đúc sẽ giảm các nguyên công , tiết kiệm vật liệu, tăng độ
chính xác cho chi tiết.
Với hình dáng tương tự dạng bánh răng, bánh xe có hai gờ và với dạng sản xuất, vật liệu
như đã chọn ở trên, ta quyết đònh chọn phương pháp chế tạo phôi là phôi đúc.
7.5.THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG:

7.5.1Nguyên công 1:
Bước 1: Tiện sơ bộ mặt bên của bánh xe.
Bước 2: Tiện tinh mặt bên của bánh xe.

Hình 1: Tiện bề mặt bên của bánh xe
Tiện một đầu này xong quay đầu và tiện nửa còn lại.
Kẹp chặt: mâm cập 3 chấu. Đònh vò hạn chế 5 bậc tự do
Tiện thô:
Dao tiện: T15k6
t=3 mm
S=1,35 mm/vòng
n=38 v/ph
V=92 m/ph
T
gc
=14,5 ph
Máy tiện: 1295
Đường kính gia công lớn nhất: 640mm
Chiều dài ci tiết gia công: 350mm


102
Số trục chính: 6
Giới hạn số vòng quay/phút: 19269
Cấp số tốc độ: 24
Công suất động cơ: < 55 KW
Tiện tinh:
Dao tiện: T15K6
t=0,5 mm
S=0,2 mm/vòng
n=110 v/ph
V=265 m/ph
T
gc

=27,86 ph
Máy tiện: 1295
7.5.2.Nguyên công 2:
Tiện sơ bộ vành, gờ và các bề mặt tiếp xúc gồm các bước:
Bước 1: Tiện sơ bộ bề mặt.
Tiện thô vành bánh xevà bo tròn gờ với dường kính r= 8mm








Hình 2 – Tiện sơ bộ bề mặt
Bước 2: Tiện tinh vành bánh xe.
Tiện tinh bề mặt tiép xúc.
Các thông số gia công như nguyên công 1

7.5.3.Nguyên công 3: Tiện lỗ trục bánh xe









Hình 3 – Tiện lỗ trục bánh xe

 Dao tiện lỗ tiêu chuẩn gán mãnh hợp kim cứng BK6
 : Góc nghiêng trước của dao (=90
0
)
 Chiều sâu cắt Bước thô t=2 mm


103
Bước tinh t=0,3 mm
 Số vòng quay: n
thô
= 75,22 v/ph
n
tinh
=210,6 v/ph
 Lượng tiến dao: S
thô
=0,2 mm/v
S
tinh
=0,05 mm/v
 Vận tốc cắt : v
thô
=167,8 m/ph
V
tinh
=449,8 m/ph
 Thời gian gia công: T
thô
=

14,25 ph
T
tinh
=20,8 ph
7.5.4.Nguyên công 4:
Khoan lỗ.









Hình 4 – khoan lỗ
Kẹp chặt trên mâm cặp 4 chấu để gia công.
Đònh vò: Mặt đáy 3 bậc tự do, mặt bên hai bậc tự do
Các thông số gia công:
Dao: P18
t=1,6 mm
s= 0,12 mm/htk
n= 61,1 htk/ph
V=22 mm/ph
t
gc
=1.96 ph
Máy tiện: 1A616
7.6.TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT:

Tính cho các nguyên công tiện bao gồm: tiện sơ bộ và tiện tinh.
Công việc được thực hiện trên máy 1295,công suất động cơ N=50Kw
* Tiện bề mặt:
*
Tiện thô
:
 Chiều sâu cắt: t=28 mm (t  lượng dư gia công Z
b
)
Chọn t=3 mm
 Lượng chạy dao: S(mm/vòng)
S=1,11,5 mm/vòng
Chọn S=1,35 mm/vòng
 Tốc độ cắt: v(m/ph)


104
Xác đònh theo công thức:
Trong đó:
T=30 60 phút: Trò số trung bình của tuổi bền, lấy T=45 ph
C
v
=292 : Hệ số điều chỉnh
x
v
=0,15
y
v
=0,3

m= 0,18
720
540
750
1
750
1
,
















V
n
b
mmv
Ck


k
nv
=1(Do không có vỏ cứng )
k
uv
= (Thép đúc )
 k
v
=k
mv
.k
nv
.k
uv
=0,72.1.1=0,72
)/(28,8572,0
35,1.3.45
292
..
3,015,018,0
phmk
StT
C
v
v
yVxVm
v


 Số vòng quay trục chính:
)/(3,54
500.14,3
28,85.1000
.
.1000
phv
D
V
n
t
t



n
m
=(19269) v/ph (lấy n
m
=54 v/ph)

)/(85
1000
..
phm
nD
v
m



 Lực cắt P(N): chia 3 thành phần theo tọa độ của máy
 Lực cắt theo hướng tiếp tuyến: P
Z

 Lực cắt theo hướng kính: P
Y

 Lực cắt theo hướng trục: P
X


P
xyz
=C
p
.t
x
.S
y
.v
n
.k
p
=P
Z
=C
p
.t
Xpz

.S
Ypz
.v
nz
.k
pz
=300.3
1
.1.35
0,75
.84
-0,15
=515,7 (KG)
 Công suất cắt: N
c
(Kw)
)(16,7
60.102
85.7,515
60.102
.
Kw
vP
N
z
c


408050  ,..NN
mc


.
Vậy thoả về công suất.
*
Tiện tinh
:
 Chiều sau cắt: t = 0,5 mm (t lượng dư gia công Z
b
)
 Lượng chạy dao: S(mm/vòng)
Chọn S=0,2 mm/vòng
 Tốc độ cắt: v(m/ph)
Xác đònh theo công thức:
V
YvXvm
V
k
StT
C
v .
..

Trong đó:
T=3060 phút: trò số trung bình của tuổi bền, lấy T=45 ph
C
v
=292 : Hệ số điều chỉnh