cap phoi rung

TÖÏ ÑOÄNG HOÙA SAÛN XUAÁT GV: Th.S Voõ Anh Huy

Trang 1

CHƯƠNG 2:

CAÙC HEÄ THOÁNG CAÁP PHOÂI TÖÏ ÑOÄNG 2.1 Vai trò và vị trí của hệ thống cấp phôi trong hệ thống sản xuất tự động - Cơ khí hóa là thay thế sức người bằng máy móc để thực hiện nhanh chóng những công việc nặng nhọc, góp phần tăng năng suất , giảm cường độ và thời gian lao động của công nhân. - Trọng tâm của cơ khí hóa là sử dụng các loại hệ thống cấp phôi để lắp thêm vào máy công cụ vạn năng làm cho công nhân đứng trên một máy tiến đến có thể vận hành hai rồi ba máy… - Khi muốn tự động hóa một quá trình sản xuất thì có lẽ hệ thống cấp phôi tự động phải được quan tâm và tính toán rất kỹ. Không nhất thiết phải dùng đến những cơ cấu phức tạp hoặc công nghệ cao(cảm biến và vi sử lý..),đôi khi một kết cấu cơ khí rất đơn giản cũng có thể giải quyết được vấn đề. Cơ bản là chúng ta có khả năng phân tính dây chuyền sản xuất như thế nào, và đặc tính của sản phẩm( hình dạng, khối lượng, màu sắc, vật liêu....) để có thể đưa ra một phương pháp hợp lý giải quyêt việc cấp phôi mà không cần bàn tay con người. - Ví dụ về một mô hình cấp phôi trong hệ thống sản xuất tự động: Chi tiết hình khối trụ được xắp xếp chồng lên nhau trong ống chứa và được đẩy ra từ phía dưới ống chứa đặt trên đường băng. Hệ thống tay quay vị trí điều khiển bằng khí nén sẽ nhặt chi tiết đặt lên vị trí thoi đẩy trên vòng băng chuyền.


Trang 2

Mô hình cấp phôi của một nhà máy sản xuất .

2.2 Những yêu cầu đối với thiết bị cấp phôi: + Bảo đảm năng suất lớn nhất và dễ dàng sửa chữa khi cơ cấu làm việc + Kết cấu phải đơn giản, dung tích chứa lúc ít nhất máy vẫn làm việc được một thời gian ngắn nữa + Thuận lợi khi sử dụng , giá thành hạ + Dễ dàng lắp dặt trên máy và khi di chuyển Một số thiết bị cấp phôi hay được sử dụng: cấp phôi rung, cấp phôi theo máng trượt………..


Trang 3


Trang 4

2.3 Tự động hóa cấp phôi và định hướng phôi

• Tự động hóa cấp phôi và định hướng phôi là cần thiết trong quá trình sản xuất tự động , trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

• Nhờ đó mà tăng năng suất rất cao và hạ giá thành sản phẩm • Việc tự động hóa này dự vào qui mô sản xuất , hình dáng , kích thước vá khối lượng của

phôi tiếp Đối với các loại phôi hình trụ thì mô hình và dây chuyền kiểu băng tải lá thích hợp


Trang 5


Trang 6

Đối với những hình dạng đặc biệt ví dụ như viên thuốc , bu loâng, đai ốc…. thì thường sử dụng hệ thống dây chuyền định hướng rung hoặc theo máng


Trang 7

2.4 Định hướng phôi

- Đối với cơ cấu cấp phôi điều quan trọng nhất là định hướng. Cách định hướng phôi phụ thuộc vào hình dáng ,kích cỡ, trọng lương. Độ nhám bề mặt, trọng lượng phân bố đối xứng hay không,…. Của phôi. Đặc biệt đối với kích thước,hình dáng trong chi tiết có các lỗ khác nhau, chi tiết có đầu hay rãnh,… thì lại càng cần chú ý nhiều hơn, vì nó sẽ đóng vai trò gần như quyết định phương án định hướng phôi.

- Chi tiết trụ đối xứng thì không đòi hỏi định hướng - Chi tiết có một trục hoặc một mặt đối xứng thẳng góc với trục quay của nó thì dung định

hướng đơn giản - Chi tiết có một trục đối xứng và một trục quay thì dùng định hướng phức tạp - Định hướng đơn giản thường chỉ có một đường dẫn hướng vào và một đường dẫn hướng

ra hay phôi nằm trong ổ hoặc phểu qua cơ cấu trung gian đã đua ra là được. - Định hướng phức tạp thường chia ra làm giai đoạn:

+ định hướng sơ bộ + định hướng trung gian + định hướng hoàn chỉnh - Hai giai định hướng trung gian và định hướng hoàn chỉnh có thể lặp đi lặp lại và có thể bố trí bên trong cơ cấu cấp phôi hay bên ngoài hoặc trên đường đi đến máy gia công.

- Đưa phôi từ máng dẫn hay chứa phôi vào vị trí gia công thường có ba cách: + dùng cơ cấu cơ khí

+ dùng pittông thủy lực + dịch chuyển liên tục (mài vô tâm)


Trang 8

Hình 4.1 Cơ cấu định hướng phôi dạng phễu

Hình 4.2 Các hình dạng của phễu có khả năng định hướng phôi


Trang 9

Hình 4.3: Các phương pháp phá vỡ chỗ vòm khuôn


Trang 10

Hình 4.3: Định hướng phôi bằng cách lồng phôi vào móc vào chốt

Cơ cấu định hướng phôi móc một bước


Trang 11

Các cơ cấu định hướng phôi hai bước


Trang 12

Định hướng phôi bằng ống xẻ và ống rung động


Trang 13

Định hướng phôi bằng rãnh

Định hướng phôi bằng túi định hình


Trang 14

a) định hướng bằng ống quay b) định hướng bằng ống chuyển động tịnh tiến


Trang 15


Trang 16

CHÖÔNG 5 : CAÁP PHOÂI RUNG

- Cô caáu caáp phoâi rung ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå vaän chuyeån vaø ñònh höôùng caùc loaïi chi tieát khaùc nhau laøm töø caùc vaät khaùc nhau. Cô caáu caáp phoâi rung ñöôïc duøng trong nhieàu ngaønh kó thuaät khaùc nhau:

+ Trong ngaønh khai thaùc : ñeå vaän chuyeån vaät lieäu. + Trong ngaønh cheá bieán löông thöïc, thöïc phaåm : ñeå vaän chuyeån saûn phaåm, baùn thaønh

phaåm töø nôi naøy ñeán nôi kia. + Trong ngaønh döôïc phaåm : ñeå vaän chuyeån vaø ñònh höôùng thuoác men ôû daïng vieân tröôùc

khi ñöa vaøo bao goùi ñoùng væ. + Trong ngaønh cheá taïo maùy : ñeå vaän chuyeån caùc loaïi chi tieát rôøi raïc vaø ñònh höôùcg

chuùng ñeå caáp phoâi cho caùc maùy gia coâng


Trang 17


Trang 18


Trang 19


Trang 20


Trang 21

- Cô caáu caáp phoâi rung laø thieát bò caáp phoâi daïng pheãu linh hoaït nhaát cho chi tieát nhoû. Trong hình 3.1, chi tieát di chuyeån treân raõnh xoaén doïc theo vaùch trong cuûa pheãu truï

- Pheãu rung thöôøng ñöôïc ñaët treân 3 hoaëc 4 loø xo laù nghieâng ñöôïc coá ñònh treân neàn cöùng. Quaù trình rung ñöôïc truyeàn caøo pheãu töø moät nam chaâm ñieän ñaët treân neàn. Ngoaøi ra, seõ coù moät heä thoáng choáng ñôõ raøng buoäc söï chuyeån ñoäng cuûa pheãu. Vì theá, noù coù moät ngaãu löïc xoaén rungtheo phöông thaúng ñöùng, cuøng vôùi söï rung theo phöông thaúng ñöùng. Chuyeån ñoäng cuûa chi tieát treân raõnh nghieâng ôû moät ñoaïn nhoû ñöôïc coi laø


Trang 22

chuyeån ñoäng thaúng vôùi goùc nghieâng lôùn hôn goùc nghieâng raõnh. Khi chi tieát döôïc ñaët trong pheãu, chuyeån ñoäng rung seõ laøm cho chuùng di chuyeån leân cöûa treân cuûa pheãu 3.1 Ñoäng hoïc chuyeån ñoäng rung

CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT TÍNH TOAÙN MAÙNG RUNG

Cô caáu caáp phoâi rung ñoäng ñöôïc söï duïng roäng raõi ñeå vaän chuyeån vaø ñònh höôùng caùc loaïi chi tieát khaùc nhau laøm töø caùc vaät khaùc nhau. Cô caáu caáp phoâi rung ñöôïc duøng trong nhieàu ngaønh kó thuaät khaùc nhau : -Trong ngaønh khai thaùc : ñeå vaän chuyeån vaät lieäu. -Trong ngaønh cheá bieán löông thöïc, thöïc phaåm : duøng ñeå vaän chuyeån saûn phaåm, baùn thaønh phaåm töø nôi naøy sang nôi kia . -Trong ngaønh döôïc phaåm : duøng ñeå vaän chuyeån vaø ñònh höôùng thuoác men ôû daïng vieân tröôùc khi cho vaøo bao goùi ñoùng væ . -Trong ngaønh cheá taïo maùy : duøng ñeå vaän chuyeån caùc loaïi chi tieát rôøi raïc vaø ñònh höôùng chuùng ñeå caáp phoâi cho caùc maùy gia coâng. I.CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT CUÛA QUAÙ TRÌNH VAÄN CHUYEÅN Tröôøng hôïp toång quaùt : Khi maùng vaän chuyeån ñöôïc ñaët nghieâng moät goùc β : Phöông trình dao ñoäng cuûa maùng coù daïng : S = A(1 - cosωt) (1) Phöông trình bieåu dieãn vaän toác dao ñoäng : V = S’ = Aωsinωt . (2) Phöông trình bieåu dieãn gia toác dao ñoäng : j = V’ = S’’ = Aω2cosωt (3) Trong ñoù : S : li ñoä . (m) V : vaän toác . (m/s) J : gia toác cuûa chi tieát . (m/s2) A: Bieân ñoä dao ñoäng . (m) ω : Taàn soá goùc . (rad/s) Trong quaù trình rung ñoäng cuûa maùng, chi tieát chòu taùc duïng cuûa caùc löïc sau: • Löïc troïng tröôøng P = mg . • Löïc kích F = mj (coù phöông ngöôïc chieàu vôùi phöông chuyeån ñoäng cuûa maùng) • Löïc ma saùt giöõa maùng vaø chi tieát Fms = f.N ( coù phöông ngöôïc chieàu vôùi phöông chuyeån

ñoäng cuûa chi tieát ). Do maùng ñöôïc ñaët nghieâng vôùi moät goùc β neân chuyeån ñoäng ñi leân töùc laø chuyeån ñoäng töø traùi sang phaûi vaø chuyeån ñoäng ñi xuoáng töùc laø di chuyeån töø phaûi sang traùi thì khaùc nhau. Cho neân ta chi laøm hai tröôøng hôïp :


Trang 23

1.Tröôøng hôïp 1 : Chi tieát dòch chuyeån töø traùi sang phaûi :

Hình 5.1 Chi tieát dòch chuyeån töø traùi sang phaûi

• Troïng löïc P taùc duïng leân phöông x laø : Px = mg sinβ (4) • Troïng löïc P taùc duïng leân phöông y laø : Py = mg cosβ (5) • Löïc quaùn tính F taùc duïng leân phöông x laø : Fx = mj cos(α - β) (6) • Löïc quaùn tính F taùc duïng leân phöông y laø : Fx = mj sin(α - β) (7) • Phaûn löïc N laø :N = Py – Fy = mg cosβ - mj sin(α - β) (8) • Löïc ma saùt laø Fms = μN = μ [mg cosβ - mj sin(α - β) ]

Ñeå chi tieát dòch chuyeån töø traùi sang phaûi thì : Fms + Px ≤ Fx

[ ]

(11) ) - sin(+ ) - cos(

) sincos ( g j

]sincos [ mg )] - (sin + ) - mj[cos(sin mgcos mg ) - sin( mj ) - mjcos(

) - mjcos(sin mg) - sin( mj - cos mg ) - mjcos( sin mg) - sin( mj - cos mg

βαμβαββμ

ββμβαμβαββμβαμβαβαββαμβμβαββαβμ

+≥⇔

+≥⇔+≥+⇔

≤+⇔≤+⇔

Goïi gia toác tôùi haïn trong tröôøng hôïp naøy laø :

Nhö vaäy coù nghóa laø khi maùng rung ñaït ñeán gia toác J+1 thì baét ñaàu xaûy ra ñieàu kieän chi tieát tröôït treân maùng Ñeå thuaän tieän cho vieäc kieåm nghieäm ñieàu kieän chuyeån ñoäng cuûa maùng rung . Ta bieåu hieän J+1 thoâng qua bieân ñoä dao ñoäng theo phöông nghieâng X-X .

(12) ) - sin(+ ) - cos(

) sincos ( g J 1 βαμβαββμ +

≥+

Fy Fx

F

Fms

PyP

Px

X

Y

(α−β)

α

β

β


Trang 24

X =A(1-cosωt).cos(α - β) Xmax =A(1-cosωt) (13) j = ω2Acosωt ⇒ Jmax = Aω2

⇒ 2maxJA ω

= (14)

⇒ )cos(21

max βαω

−= +JX (15)

⇒ )16( )cos(21

1 βαω

−= ++

JX

Thay giaù trò vaøo coâng thöùc ta ñöôïc :

[ ]

[ ] (17) ) - tg( + 1)cos + g(sin X

) - sin( + )cos() - cos( . )cos + g(sin X

2 1+

21+

βαμωβμβ

βαμβαωβαβμβ

=

−=

Vaäy X+1 laø bieân ñoä tôùi haïn theo phöông X-X ñeå chi tieát baét ñaàu tröôït veà phía tröôùc khi maùng dòch chuyeån töø traùi sang phaûi. Trong ñoù : β : Goùc naâng cuûa maùng so vôùi maët phaúng naèm ngang . α : Goùc nghieâng cuûa loø xo so vôùi phöông thaúng ñöùng . μ : Heä soá ma saùt giöõa chi tieát vôùi maët maùng . Tröôøng hôïp β = 0 , ta ñöôïc :

)tg + 1(

X 21+ αμωμg

=

b. Tröôøng hôïp 2 : chi tieát dòch chuyeån töø phaûi sang traùi

Hình 5.2 Chi tieát dòch chuyeån töø phaûi sang traùi

FyFx

F

Fms

PyP

Px

Y

α

ββ

α−β


Trang 25

Töông töï nhö tröôøng hôïp 1 : ñeå chi tieát dòch chuyeån töø phaûi sang traùi : Fms + Px ≥ Fx

Maët khaùc : Px = mg sinβ Py = mg cosβ Fx = mj cos(α - β) Fx = mj sin(α - β) Phaûn löïc N laø :N = Py + Fy = mg cosβ + mj sin(α - β) (20) Löïc ma saùt laø : Fms = μN = μ [mg cosβ + mj sin(α - β) ] (21)

[ ]

(22) ) - sin(- ) - cos(

) sincos ( g j

]sin cos [ )] - sin( ) - [cos( mjsin mgcos mg) - sin( mj - - mjcos(

) - sin( mj cos mgsin mg) - mjcos(

βαμβαββμ

ββμβαμβαββμβαμβαβαβμββα

−≥⇔

−≥−⇔−≥⇔

+≥+⇔

mg

Do : α < 450 vaø β < 150 ⇒ α - β < 450

⇒ cos(α -β) > sin(α - β) > μsin(α - β) ( μ < 1)

⇒ sin(α - β) - μsin(α - β) > 0

Goïi gia toác tôùi haïn trong tröôøng hôïp naøy laø J-1 : Bieân ñoä tôùi haïn :

[ ]

[ ] (24) ) - tg( - 1)cos - g(sin X

) - sin( - )cos() - cos( . )cos - g(sin X

) cos(JX

2 1-

21-

21-

1-

βαμωβμβ

βαμβαωβαβμβ

ωβα

=

−=

−=

Tröôøng hôïp β = 0 , ta ñöôïc :

)tg - 1(

X 21- αμωμg

= (25)

Khi chi tieát dòch chuyeån töø traùi sang phaûi, löïc quaùn tính taùc duïng leân chi tieát coù chieàu höôùng sang phaûi leân treân . Ta nhaän thaáy raèng khi J ñaït ñeán giaù trò naøo ñoù, thaønh phaàn löïc quaùn tính theo phöông Y-Y : Fy = mj sin(α - β) vaø thaønh phaàn löïc troïng tröôøng Py = mg cos β seõ caân baèng nhau . Py = Fy

⇔ mj sin(α - β) = mg cosβ .

⇔ )sin(

cosβαβ−

=gj (26)

Gia toác tôùi haïn trong tröôøng hôïp naøy ta ñaët laø J0

(23) ) - sin(- ) - cos(

) sincos ( g J 1 βαμβαββμ −

≥−


Trang 26

)sin(

cos0 βα

β−

=gJ

Vaø bieân ñoä tôùi haïn :

)(cos

20 βαωβ−

=tggX (27)

Tröôøng hôïp β = 0, ta coù :

αω tggX 20 = (28)

Goïi to laø thôøi ñieåm maø taïi ñaáy gia toác cuûa maùng coù giaù trò laø Jo : Ta seõ coù :

A tg

ω ωβ

α β2

0coscos

sin( )=

−

Daãn ñeán ta ruùt ra ñöôïc goùc pha cuûa dao ñoäng khi chi tieát baét ñaàu bay

cos.cos

.sin( )ω

βω α β

tg

Ao = −2 (29)

Goùc pha wto ñaëc tröng cho cheá ñoä bay cuûa chi tieát treân maët maùng, noù chæ roõ gia toác quaùn tính theo phöông vuoâng goùc vôùi maët maùng . Muoán cho chi tieát bay ñöôïc giaù trò naøy phaûi lôùn hôn thaønh phaàn cuûa gia toác troïng tröôøng bao nhieâu laàn. Ñeå daøng ñaùnh giaù cheá ñoä laøm vieäc cuûa maùng rung , ta duøng heä soá cheá ñoä laøm vieäc R0

cos.

)sin(cos

1 2

ββαω

ω gA

tR

oo

−== (30)

Vôùi : - Ro ≤ 1 : Cheá ñoä tröôït . - 1≤ Ro ≤ù 1,16 : Cheá ñoä tröôït coù bay raát nheï. - 1,16 < Ro < 1,7 : Cheá ñoä tröôït coù bay nheï . - 1,7 < Ro : Cheá ñoä tröôït vaø bay maïnh .

- Ro = 3,3 : Cheá ñoä chi tieát bay lieân tuïc, töùc laø chi tieát naåy leân vaø rôi xuoáng sau moät chu kyø dao ñoäng cuûa maùng ñuùng vaøo thôøi ñieåm xaûy ra ñieàu kieän bay . Tuøy theo tính chaát cuûa vaät lieäu vaø naêng suaát caàn thieát maø ta choïn cheá ñoä laøm vieäc Ro cho phuø hôïp :

+ Ñoái vôùi vaät lieäu gioøn nhö saønh söù, thuûy tinh ta choïn Ro ≤ 1. + Ñoái vôùi vaät lieäu saét theùp, ta choïn : 1,16 ≤ Ro ≤ 1,7 . + Ñoái vôùi vaät lieäu nheï, meàm nhö luùa gaïo, nguõ coác ta choïn Ro >1,7 .

II. TRÌNH TÖÏ TÍNH TOAÙN MAÙNG RUNG Vieäc tính toaùn cô caáu caáp phoâi rung ñoäng bao goàm vieäc giaûi quyeát caùc vaán ñeà coù lieân quan ñeå xaùc ñònh keát caáu caùc phaàn töû taïo rung ñoäng xuaát phaùt töø naêng suaát yeâu caàu Qyc . 1. Tính löu löôïng maùng .

Qm = Qyc x Ko (31) Vôùi : Ko : Heä soá döï tröõ cuûa maùng . Qyc : naêng xuaát yeâu caàu .


Trang 27

2. Tính vaän toác trung bình cuûa chi tieát a. Ñoái vôùi phoâi chuyeån ñoäng theo moät vuøng coù ñònh höôùng :

(32) ...

32

1

KKKlQ

V mtb =

Trong ñoù : + Q : Naêng xuaát yeâu caàu cuûa maùy coâng taùc + l : Ñoä daøi cuûa chi tieát tính theo chieàu chuyeån ñoäng (m) . + K1 : Heä soá taêng vaän toác ñeå ñaûm baûo maùy laøm vieäc lieân tuïc. K1 = 1,3 ÷ 1,5 . + K2 : Heä soá keå ñeán ñoä nhaët cuûa chi tieát treân ñöôøng vaän chuyeån .

tbSl

lK+

=2 (33)

- Stb : khe hôû trung bình giöõa caùc chi tieát. Thoâng thöôøng Stb = 0,2d + K3 : Heä soá chi tieát ñöôïc ñònh höôùng chi tieát , phuï thuoäc vaøo soá traïng thaùi chi tieát chieám

khi ñònh löôïng

nmK =3 (34)

- m : Soá traïng thaùi ñöôïc chaáp thuaät laø ñònh höôùng ñöôïc. - n : Taát caû traïng thaùi cuûa chi tieát coù treân maùng .

Vaän toác trung bình cuûa chi tieát treân maùng coù theå tính : Vct = Vmax .cos(α - β).kv (35) Trong ñoù : Vmax : Vaän toác lôùn nhaát cuûa maùng Vmax = Aωcosωt Khi cosωt = 1

⇒ Vmax = Aω = 2πνcb.A νcb : taàn soá dao ñoäng cöôõng böùc.

Neáu duøng nam chaâm ñieän coù taàn soá f = 50 (Hz) _ Khi khoâng naén doøng νcb = 100 (Hz) _ Khi naén doøng νcb = 50 (Hz) Kv : laø heä soá vaän toác, phuï thuoäc keát caáu vaø cheá ñoä laøm vieäc

Khi R0 ≤ 1 thì Kv = (0,18…0,2).R0(1-f

tgβ ) (36)

Khi 1 ≤ R0 ≤ 1,16 thì Kv = (0,18…0,2).R0(1 -f

tgβ )[ 1 + (1 - ])1 2

0R (37)

Khi 1,16 ≤ R0 ≤1,7 thì Kv = Kc.(1-0

21

R).(1 - 0

2Rf

tgβ ) (38)

Kc = 1 - 2

BK (39)

KB : Heä soá phuïc hoài , laø tæ soá cuûa hình chieáu vaän toác chi tieát leân truïc y sau vaø tröôùc khi va ñaäp vaø phuï thuoäc vaøo vaät lieäu caùc chi tieát va ñaäp .

Neáu khoâng coù va ñaäp : KB = 0 , Kc = 1 ⇒ Kv = 0,333


Trang 28

Neáu coù va ñaäp : KB = 1 , Kc = 0,5 ⇒ Kv = 0,163 Thöôøng Kc naèm trong khoaûng 0,5….1 Khi R0 ≤ 1 thì vaän toác chi tieát coù theå ñaït 20…50 mm/s Khi R0 >1 vaän toác chi tieát coù theå ñaït 250….300 mm/s Khi coù theå taïo quyõ ñaïo rung laø elip , Vct co1 theå ñaït 1000….1500 mm/s

b. Ñoái vôùi phoâi chuyeån ñoäng khoâng ñònh höôùng : Ta coù : Qm = Vtb . F . ψ. γ (40)

Suy ra :

(41) .. γψF

QV mtb =

Trong ñoù : + ψ : Heä soá laáp ñaày . + γ : Troïng löôïng rieâng cuûa vaät lieäu .

+ F : Tieát dieän maùng . F = s .a Vôùi : s : Chieàu roäng maùng . a : Chieàu cao phoâi khi di chuyeån .

3. Tính goùc nghieâng cuûa loø xo : Theo coâng thöùc (30) ta coù :

β

βαωcos.

)sin(.2

gARo

−=

Maët khaùc ta coù coâng thöùc tính vaän toác trung bình cuûa phoâi (35). Vtb = Vmax.cos(α - β) . Kv = A. ω.cos(α - β) . Kv

)cos(..

.. βα

ω−

=⇒vK

VA tb

Thay vaøo phöông trình treân ta ñöôïc :

(43) .

cos...R = )- tg(

(42) .cos..

)(..

)cos(.cos..)sin(..

o

ωβ

βα

ββαω

βαββαω

tb

v

v

tbo

v

tbo

VgK

gKtgV

R

gKV

R

⇔

−=⇔

−−

=

Tuøy theo naêng suaát vaø keát caáu cuûa maùng ta choïn goùc nghieâng β sao cho phoâi khoâng töï tröôït khi chöa coù rung ñoäng . Ñeå coù ñöôïc ñieàu naøy thì : β < arctg fms (44)

(45) .

.cos.. βωβα +=⇒

tb

vo

VKgRarctg


Trang 29

4. Tính bieân ñoä dao ñoäng cuûa caû heä theo phöông X-X Tính bieân ñoä dao ñoäng theo coâng thöùc :

(46) ).K-.cos.(

V=Av

tb

βαω

Giaù trò cuûa bieân ñoä dao ñoäng A seõ ñöôïc duøng ñeå kieåm tra ñoä beàn uoán cuûa nhíp vaø löïc kích rung . • Kieåm nghieäm ñieàu kieän chuyeån ñoäng

Döïa vaøo coâng thöùc (17) 5. Tính kích thöôùc hình hoïc cuûa ñeá : Tính kích thöôùc hình hoïc cuûa ñeá xuaát phaùt töø ñieàn kieän :

30,15....0, =d

t

mm (48)

⇒ md = 3,0....15,0

tm (49)

mt : khoái löôïng treân loø xo. md : khoái löôïng döôùi loø xo.

Töø coâng thöùc (49) ta coù theå xaùc ñònh theå tích cuûa ñeá :

Vñ = ρ

dm (50)

ρ : Khoái löôïng rieâng cuûa vaät lieäu laøm ñeá. Vôùi theùp hoaëc gang ρ = 7,8.10-6 kg/mm3. Khi ñeá coù daïng hình khoái :

⇒ Vñ = Hñ.Wñ.Lñ (51) Khi ñeá coù daïng hình truï :

⇒ Vñ = dd HD

4

2π (52)

- Hñ : chieàu cao ñeá . - Wñ : chieàu roäng ñeá. - Lñ : chieàu daøi ñeá. - Dñ : ñöôøng kính ñeá.

6. Xaùc ñònh caùc thoâng soá cuûa nhíp ñaøn hoài : Taàn soá rieâng cuûa heä nhíp :

qñr m

cπ

ν21

= (53)

Trong ñoù :

(47) ).K-.cos.(

V=Av

tb

βαω⇒


Trang 30

- mqñ : Khoái löôïng quy ñoåi cuûa cô heä, xaùc ñònh baèng coâng thöùc :

d

t

tqd

mm

mm+

=1

(54)

- c : ñoä cöùng cuûa heä nhíp ñaøn hoài ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc :

c = n xLJE τ3

0..12 (55)

Trong ñoù : n : Soá nhíp coù trong heä . E : Modun ñaøn hoài cuûa nhíp. Vôùi theùp nhíp coù theå laáy E = 2.105 N/mm2. J0 : Momen quaùn tính cuûa tieát dieän nhíp. τx : Heä soá aûnh höôûng xoaén. Coù theå cho heä soá naøy baèng 1 vì aûnh höôûng xoaén trong tröôøng hôïp pheåu rung laø töông ñoái nhoû. L : chieàu daøi nhíp.

• Neáu loø xo laù laø loaïi phaúng, coù tieát dieän h X b vaø chieàu daøi l :

⇒ J0 = 12

2bh (56)

• Neáu loø xo truï tieát dieän troøn , ñöôøng kính d :

⇒ J0 = 64

4dπ (57)

Ñeå tieát kieäm naêng löôïng thì taàn soá dao ñoäng rieâng cuûa cô heä gaàn baèng vôùi taàn soá dao ñoäng cöôõng böùc, töùc laø pheãu laøm vieäc ôû cheá ñoä coäng höôûng.

νr = (1,1…..1,05).νcb (58) töø caùc ñieàu kieän treân, ta coù theå tìm ñöôïc beà daøy h khi ñaû bieát l vaø b

h = 4

322

)(

4

x

qdr

hbnE

ml

τ

νπ (59)

Sau khi tính, kieåm nghieäm ñoä beàn moûi (uoán) cuûa loø xo theo coâng thöùc : • Neáu laø nhíp deïp :

σu = 1,5 2lAEh (60)

• Neáu laø nhíp truï :

σu = 1,5 2lAEd (61)

Giaù trò σu tính ñöôïc phaûi nhoû hôn ñoä beà moûi uoán cho pheùp [σu] töùc laø : σu < [σu]

Ñoái vôùi phaàn lôùn caùc vaät lieäu, ñoä beàn moûi uoán cho pheùp coù theå laáy baèng [σu] = (0,4…..0,5) σb.

Trong ñoù : σb : ñoä beàn keùo ñöùt cuûa vaät lieäu. Laáy theùp nhíp laøm loø xo, ñöôïc gia coâng toâi vaø maøi nhaün ñeán caáp 7 , 8 thì


Trang 31

[σu] = 700 N/mm2. 7. Xaùc ñònh löïc kích rung : Löïc kích rung cuûa cô heä phuï thuoäc vaøo ñoä cöùng C, bieân ñoä dao ñoäng A vaø heä soá ñoäng löïc λ . Löïc kích rung ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :

.λACP = (62)

C : Ñoä cöùng heä nhíp, ñaõ ñöôïc xaùc ñònh khi tính kích thöôùc cuûa heä nhíp. A : Bieân ñoä dao ñoäng. λ : Heä soá ñoäng löïc.

Vì thaønh phaàn :

Neân ta coù theå boû qua suy ra :

8. Tính löïc cuûa nam chaâm dieän : Löïc P ôû treân maø ta tính ñöôïc laø löïc coù ích, caàn thieát ñeå laøm cho nhíp rung ñoäng vôùi bieân ñoä rung A. Löïc naøy coù phöông vuoâng goùc vôùi phöông cuûa nhíp. Trong thöïc teá coù nhieàu phöông aùn kích rung maø löïc kích khoâng vuoâng goùc vôùi phöông cuûa nhíp. Do ñoù, ta tính löïc nam chaâm sao cho hình chieáu cuûa noù leân phöông goùc vôùi phöông cuûa nhíp thì chính laø löïc P . a) Tính tieát dieän loõi theùp nam chaâm ñieän : Ta coù coâng thöùc löïc ñieän töø cuûa nam chaâm ñieän nhö sau :

F = 4.105 .si . B2 Trong ñoù : + si : Tieát dieän höõu ích cuûa loõi theùp (m2) . + B = 0,8÷1,2 T : Caûm öùng töø do doøng ñieän trong cuoän daây gaây ra + F = p : Löïc ñieän töø . Ta suy ra tieát dieän höõu ích laø :

2510.4 BFsi ×

= (65)

Sau khi tính tieát dieän höõu ích ta tính tieát dieän thaät :

pss i

t = (66)

Vôùi p = 0,8 : heä soá ñieàn kín loõi . Ñeå ñaûm baûo tuoåi thoï cuûa nam chaâm ñieän ta choïn giaù trò lôùn hôn giaù trò tính toaùn.

(63)

..07,011

1

32

2

2cbKK νπ

λ

νν

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

=

0 ..

0,0732 ≈

cbrK νπ

(64)

K1-1

1=

2 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

ν

λ


Trang 32

a. Xaùc ñònh caùc thoâng soá cuûa cuoän daây : Ta coù töø thoâng gôûi qua loõi theùp cho bôûi coâng thöùc : ∅ = B . S (67) Giaû thieát boû qua ñieän aùp rôi treân ñieän trôû daây quaán vaø ñieän khaùng taûn, coi E ≈ U. Ta coù soá voøng daây n ñöôïc tính bôûi coâng thöùc :

φ××

=f

En44,4

(68)

Ta coù tieát dieän ñoàng duøng ñeå quaán .

n

KdhSñ××

= (69)

Vôùi K = 0.5 heä soá chaät kích khi quaán daây. c. Tính cöôøng ñoä doøng ñieän qua cuoän daây vaø caùch ñieàu chænh löïc kích rung . Ta coù : Coâng cuûa löïc ñieän töø cho bôûi coâng thöùc :

A = F . b. 10-3 = 12

B S n I. . . (70)

Trong ñoù : + F : Löïc ñieän töø . + n : Soá voøng daây. + b : Khe hôû giöõa phaàn caûm vaø phaàn öùng baèng khoaûng dòch chuyeån cuûa phaàn öùng (mm) . + B = 0,8T : Caûm öùng töø do doøng ñieän gaây ra . + S : Tieát dieän loõi theùp . + I : Cöôøng ñoä doøng ñieän chaïy qua cuoän daây .

nSBbFI××××

=⇒−3102 (71)

Töø (71) ta nhaän thaáy, cöôøng ñoä doøng ñieän I, löïc kích rung P vaø khe hôû b coù moái quan heä tæ leä vôùi moät giaù trò b nhaát ñònh, ta coù theå ñieàu chænh löïc kích rung P theo cöôøng ñoä doøng ñieän I .

Hình 5.3 Loõi theùp cuûa nam chaâm ñieän

cd

aL

c hb

cuoän daây


Trang 33

9. Tính giaûm chaán : Ñeå giaûm chaán laøm vieäc coù hieäu quaû thì taàn soá dao ñoäng cuûa giaûm chaán phaûi thaáp hôn taàn soá dao ñoäng coäng höôûng ñoàng thôøi dao ñoäng cöôõng böùc vaø dao ñoäng giaûm chaán ngöôïc pha nhau. Theo lyù thuyeát veà dao ñoäng rieâng cuûa giaûm chaán ωgc coù quan heä vôùi taàn soá cöôõng böùc nhö sau :

νgc = 2cbν (72)

Töø ñaây ta coù theå tính ñöôïc kích thöôùc giaûm chaán qua coâng thöùc :

ωgc = m

cgc

∑=

dt

gc

mmC+

(73)

Neáu giaûm chaán baèng cao su :

C = Z.C’ = Z.h

EF (74)

Trong ñoù : Z : soá giaûm chaán E : modun ñaøn hoài cao su. E = 8.106

(N/m2)

F : tieát dieän giaûm chaán. F = 4

)( 22 dD −π

Neáu giaûm chaán baèng loø xo xoaén oác :

C = Z.C’= Z.nD

dG..8

.3

4

(75)

Trong ñoù : Z : soá loø xo giaûm chaán G : modun bieán daïng leäch.

G = )1.(2 μ+

E (76)

μ : heä soá poison. Ñoái vôùi theùp loø xo : μ = 0,25 … 0,33 Ñoái vôùi cao su : μ = 0,47 D0 : ñöôøng kính trung bình cuûa voøng loø xo. d : ñöôøng kính daây loø xo. n : soá voøng laøm vieäc cuûa loø xo.


Trang 34

Taøi lieäu tham khaûo 1. Assembly Automation and Product Design, Geoffrey Boothroyd, Taylor & Francis

Group, 2005 2. www.mpimagnet.com 3. www.arbo.com

cap phoi rung

Documents