Thiết kế và chế tạo máy khoan ống lọc giếng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.09 MB, 62 trang )

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY KHOAN ỐNG
LỌC GIẾNG

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH
NGUYỄN MINH HOÀNG
NGUYỄN ĐỨC QUANG

Đà Nẵng, 2019

TÓM TẮT

– Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy khoan ống lọc giếng
– Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Hoàng
Lớp:14C1B

– MSSV: 101140089

– Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Quang
Lớp:14C1B

– MSSV: 101140108

– Nội dung tóm tắt :
Nội dung chính của đồ án là tính tốn, thiết kế và mơ hình máy khoan lỗ
trên ống nhựa gồm nhiều cụm chi tiết liên quan đai, xích, bánh răng, những
phần cơ cấu chuyển động. Gồm 5 chương
 Chương 1: Giới thiệu

C
C

 Chương 2: Thiết kế máy khoan lỗ trên ống nhựa tự động

R
L
T.

 Chương 3: Chọn động cơ phân phối tỷ số truyền và tính tốn bộ truyền
 Chương 4: Tính tốn thiết kế chi tiết máy

DU

 Chương 5: Bài toán kỹ thuật và giải pháp công nghệ

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019
Kí tên

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn Minh Hoàng
Họ tên sinh viên: Nguyễn Đức Quang
Lớp:14C1B
Khoa: Cơ khí

Số thẻ sinh viên: 101140089
Số thẻ sinh viên: 101140108
Ngành: Chuyên ngành công nghệ chế tạo

máy
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế và chế tạo máy khoan ống lọc giếng
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Yêu cầu kỹ thuật:
 Mỗi lần khoan 5 lỗ đồng thời, số lỗ trên 1 hàng là 5.
 Chiều dài ống 1000 mm.

C
C

R
L
T.

 Đường kính phơi Ø60, bề dày 1.8

DU

 Lỗ khoan Ø4.
 Khoảng cách giữa mỗi lỗ bằng 10 mm.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
Giới thiệu tổng quan, thiết kế nguyên lý máy khoan lỗ trên ống nhựa tự động, chọn
động cơ, phân phối tỉ số truyền và tính tốn bộ truyền, tính tốn thiết kế chi tiết máy.
5. Các bản vẽ:

–

Bản vẽ sơ đồ động (1)
Bản vẽ lắp (2)
Bản vẽ chi tiết (3) (4)
Bản vẽ cụm chi tiết (5)

Bản vẽ sản phẩm (6)
6. Họ tên người hướng dẫn: Lưu Đức Bình
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
……../……./201…..
8. Ngày hồn thành đồ án:
……../……./201…..
Đà Nẵng, ngày

Trƣởng Bộ mơn ……………………..

tháng

Ngƣời hƣớng dẫn

năm 201

LỜI NĨI ĐẦU
Trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa và hiện đại đất nước, các ngành kinh tế nói
chung và ngành cơ khí nói riêng địi hỏi các kỹ sư và các cán bộ kỹ thuật có kiến
thức tương đối rộng và phải biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học để giải
quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế.
Đồ án tốt nghiệp đóng vài trị hết sức quan trọng trong quá trình đào tạo trở
thành người kỹ sư. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp cho sinh viên hiểu rõ hơn về
những kiến thức đã được tiếp thu trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả
năng vận dụng sáng tạo những kiến thức này để làm đồ án cũng như công tác sau
này
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp chúng em được giao nhiệm vụ: “

C
C

Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng”. Được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo

R
L
T.

hướng dẫn Lưu Đức Bình, chúng em đã hồn thành được đồ án này.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS Lưu Đức Bình

DU

là giáo viên trực tiếp hướng dẫn đề tài này đã tận tình, chu đáo hỗ trợ chúng em
thực hiện đề tài này. Ngoài ra chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo
thuộc xưởng Cơ khí, khoa Cơ khí, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng cũng như
một số bộ phận, cá nhân khác đã tận tình hỗ trợ chúng em trong quá trình hồn
thiện đề tài.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất,
song do hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm, thời gian,… nên khơng thể tránh khỏi
những thiếu sót nhất định mà chúng em chưa tìm ra được, rất mong được sự góp ý
của q thầy cơ để đề tài được hồn chỉnh hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Đà nẵng, ngày tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đức Quang
Nguyễn Minh Hoàng

i

CAM ĐOAN
Kính gửi:

Hội đồng đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ Khí
Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng

Nhóm em là: NGUYỄN MINH HOÀNG VÀ NGUYỄN ĐỨC QUANG

Hiện là sinh viên lớp 14C1B, Khoa Cơ Khí, trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học
Đà Nẵngs
Lời cam đoan:” Chúng tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là cơng trình do chính
chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất cứ bài viết nào đã được
công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kì một sự vi phạm nào chúng tơi xin
chịu hồn tồn trách nhiệm”.

C
C

Sinh viên thực hiện

R
L
T.

DU

ii

MỤC LỤC

Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn

i

Lời cam đoan liêm chính học thuật

ii

Mục lục

iii

Danh sách các hình vẽ

v

MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………………………………. 1
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU …………………………………………………………………………..2
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ………………………………………………………………………2

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu …………………………………………………………………………..3

1.3.

Đối tượng nghiên cứu …………………………………………………………………………3

1.4.

Ý tưởng sơ bộ ……………………………………………………………………………………3

1.5.

Yêu cầu cơ bản đối với máy ………………………………………………………………..3

C
C

R
L
T.

DU

1.6 Đặc tính ống nhựa ………………………………………………………………………………..3
1.7. Những ứng dụng của ống nhựa trong thực tế ………………………………………….4
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY KHOAN LỖ TRÊN ỐNG NHỰA
TỰ ĐỘNG ………………………………………………………………………………………………….6
2.1 Đặt vấn đề …………………………………………………………………………………………..6
2.2 Sản phẩm – Dạng sản xuất và phương án thiết kế …………………………………….6
2.3 Các phương án khoan lỗ trên ống nhựa tự động và đặc điểm. ……………………6
2.3.1 Máy khoan có hệ thống nằm ngang ………………………………………………..6
2.3.2 Máy khoan có hệ thống nằm đứng …………………………………………………7
2.4 Phương án thiết kế máy khoan lỗ ống với bàn khoan đứng ………………….8
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY …………………………………………………………………..11
3.1 Chọn động cơ điện ……………………………………………………………………………….11
3.1.1 Động cơ I ……………………………………………………………………………………….13
3.1.2 Động cơ II ……………………………………………………………………………………..13
3.1.3 Tính tốn thời gian hồnthành …………………………………………………………..15
3.1.4 Tính tốn chọn dụng cụ cắt ………………………………………………………………16
3.2 Thiết kế bộ truyền đai …………………………………………………………………………..16
3.2.1 Cơ sở và chọn sơ bộ pulley và dây đai ………………………………………………16

iii

3.2.2 Vật liệu và cơ tính ………………………………………………………………………….16
3.2.3 Xác định các thơng số đai:……………………………………………………………….17
3.3 Tính tốn và thiết kế bộ truyền xích ……………………………………………………….21
3.3.1 Chọn kiểu xích……………………………………………………………………………….21
3.3.2 Định số răng đĩa xích………………………………………………………………………21
3.3.3 Định bước xích ………………………………………………………………………………22
3.3.4 Định khoảng cách trục và số mắt xích ………………………………………………23
3.3.5.Lực tác dụng lên trục ………………………………………………………………………24
3.4 Chọn bộ truyền thanh răng bánh răng:…………………………………………………….24
3.4.1 Chọn loại bộ truyền bánh răng – thanh răng ……………………………………24
3.4.2 Tính chọn bộ truyền bánh răng thanh răng ……………………………………..24
3.5 Bộ truyền vitme – đai ốc ……………………………………………………………………….25

C
C

3.6 Tính tốn cơ cấu 4 khâu bản lề ………………………………………………………………26

R
L
T.

3.7 Bộ truyền bánh cóc – con cóc ………………………………………………………………..28
3.8 Dầm chính …………………………………………………………………………………………..29

DU

3.8.1 Cơ sở ………………………………………………………………………………………….29
3.8.2 Kích thước và kết cấu …………………………………………………………………..30
3.8.3 Kiểm nghiệm độ bền …………………………………………………………………….31
3.9 Dầm mang khoan ………………………………………………………………………………..33
3.10 Tính toán trục ……………………………………………………………………………………35
3.11 Thiết kế gối đỡ trục ……………………………………………………………………………39
3.11.1 Chọn ổ lăn ………………………………………………………………………………….39
3.11.2 Tính kiểm nghiệm bền ổ lăn …………………………………………………………40
CHƢƠNG 4: Quy trình chế tạo …………………………………………………………………..42
4.1 Lập bản vẽ, chế tạo chi tiết và cụm chi tiết máy ………………………………………42
4.1.1 Dàn mang khoan …………………………………………………………………………..42
4.1.2 Khung đỡ máy ……………………………………………………………………………..44
4.1.3 Thiết kế và chế tạo trục ………………………………………………………………….46
4.1.4 Lắp đặt các bộ truyền …………………………………………………………………….49
4.2 Vận hành và chạy thử máy ……………………………………………………………………53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………………………….54

iv

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mơ hình trồng rau thủy canh trong nhà kính…………………………………4
Hình 1.2 Trồng rau thủy cảnh bằng ống nhựa…………………………….…..……..…4
Hình 1.3 Ống nhựa đã được khoan lỗ……………………………….…….……………5
Hình 2.1 Sơ đồ động máy khoan nằm ngang……………………………….……….…7
Hình 2.2 Sơ đồ động máy khoan nằm đứng…………………………….…….….….…8
Hình 3.1 Động cơ điện I …………………………………..……………………….…14
Hình 3.2 Động cơ điện II…………………………….….……………………….……16
Hình 3.3 Dụng cụ cắt……………………………………………………….…………17
Hình 3.4 Dàn khoan……………………………………………………………………19

C
C

Hình 3.5 Bộ truyền xích………………………………………….……………………21
Hình 3.6 Đĩa xích………………………………………………………………..……22

R
L
T.

Hình 3.7 Bộ truyền thanh răng – bánh răng…..………………………………………24
Hình 3.8 Mơ phỏng bánh răng thanh răng 3D…………..……………………..………25

DU

Hình 3.9 Mơ phỏng trục vit me 3D………………………………..…………..………26
Hình 3.10 Sơ đồ cơ cấu 4 khâu bản lề……………………………..…………….……27
Hình 3.11 Sơ đồ tính……………………………………………………………..……27
Hình 3.12 Bộ truyền bánh cóc con cóc…………………………………………..……29
Hình 3.13 Thép hộp………………………………………………………………..….29
Hình 3.14 Dầm chính……………………………………………………..………..…31
Hình 3.15 Phân tích ứng suất trên dầm…………………………………..….…..……32
Hình 3.16 Thép hộp……………………………………………………………………33
Hình 3.17 Thép U………………………………………………………………………34
Hình 3.18 Ổ bi trong khn khổ đồ án…………………….……………………….…40
Hình 4.1 Trục mang đầu khoan…………………….……………………….…………42
Hình 4.2 Trục mang mũi khoan thực tế………………….……………………………42
Hình 4.3 Hệ thống 5 mũi khoan……………………………………………………….43
Hình 4.4 Hệ thống 5 mũi khoan thực tế………………….……………………………44

Hình 4.5 Khung dưới…………………….……………………………………………45
Hình 4.6 Khung trên…………………….………………………………………….…45
v

Hình 4.7 Tấm U…………………….……………………………………………….…46
Hình 4.8 Trục 1…………………….……………………………………………….…46
Hình 4.9 Trục 2…………………….……………………………………………….…47
Hình 4.10 Trục 3…………………….…………………………………………………48
Hình 4.11 Trục 4…………………….……………………………………..……….…48
Hình 4.12 Kết cấu máy thực tế…………………….…………………………….….…49
Hình 4.13 Bộ cóc thực tế…………………….……………………………………..…49
Hình 4.14 Trục vít me thực tế…………………….………………………………..…50
Hình 4.15 Bộ truyền xích thực tế…………………….…………………………….…50
Hình 4.16 Bộ truyền bánh răng thanh răng thực tế……….………………………..…51
Hình 4.17 Con lăn……………….………………………………………………….…51

C
C

Hình 4.18 Cơ cấu tăng lực xiết…………………….…………………………………51
Hình 4.19 Bạc nối trục…………………….……………………………………….…52

R
L
T.

Hình 4.20 Đĩa quay…………………….…………………………………………..…52
Hình 4.21 Máy thực tế…………………….……………………………………….…53

DU

vi

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

MỞ ĐẦU
Thời đại 4.0 nổ ra kéo theo nhiều ngành công nghiệp, phụ trợ phát triển. Kéo
theo đó, cơng nghệ chế tạo máy là một trong những sản phẩm không thể thiếu của
cuộc cách mạng 4.0. Trong những năm qua ngành Cơ khí chế tạo máy đã có sự tăng
trưởng đáng kể, đóng ghóp một phần khơng nhỏ vào nền kinh tế chung của đất nước
Thiết kế và chế tạo máy là một ngành then chốt đóng vai trị quyết định trong sự
nghiệp cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.Nhiêm vụ của cơng nghệ chế tạo máy là
chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc gia.
Trong thực tế việc ống nhựa đang được sử dung rộng rãi vơi rất nhiều tác dụng khác
nhau mang đến sự tiện lợi trong nhiều lĩnh vực từ nông nghiệp, xây dựng, …

C
C

Nội dung chính của đồ án là tính tốn, thiết kế và làm mơ hình máy khoan lỗ

R
L
T.

trên ống nhựa gồm nhiều cụm chi tiết liên quan đai, xích, bánh răng, những phần cơ
cấu chyển động.

DU

Máy sử dụng động cơ 1 chiều được điều khiển bởi hệ thống hộp điều khiển.
Động cơ quay thuận để tạo chuyển động xoay cho mũi khoan và động cơ thứ 2 dùng
để tịnh tiến bàn máy và xoay ống nhựa cần khoan lỗ nhờ trục vitme và bánh răng một
chiều.

SVTH: Nguyễn Minh Hoàng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
1

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU

1.1.

Tính cấp thiết của đề tài

-Trong những năm gần đây nền kinh tế nước ta có nhiều chuyển biến quan trọng,
nền nơng nghiệp và xây dựng đã có những bước tăng trưởng khá nhanh, nhu cầu về
hình thức làm nơng nghiệp có nhiều thay đổi và cơ sở hạ tầng ngày càng được phát
triển. Khi đó, việc đưa những loại vật liệu mới vào phục vụ nền kinh tế là một lựa
chọn đúng và cần thiết để giải quyết nhiều vấn đề, đặc biệt là vấn đề môi trường,
nhựa PVC là một trong những vật liệu mới được đề cập đến.
-Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, ngành công nghiệp Nhựa dù cịn non trẻ so với
các ngành cơng nghiệp lâu đời khác như cơ khí, điện – điện tử, hố chất, dệt may

C
C

v.v… nhưng đã có sự phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Ngành Nhựa

R
L
T.

giai đoạn 2010 – 2015, là một trong những ngành cơng nghiệp có tăng trưởng cao
nhất Việt Nam với mức tăng hàng năm từ 16% – 18%/năm (chỉ sau ngành viễn

DU

thông và dệt may), có những mặt hàng tốc độ tăng trưởng đạt gần 100%. Với tốc độ
phát triển nhanh, ngành Nhựa đang được coi là một ngành năng động trong nền
kinh tế Việt Nam. Một trong số những ứng dụng đơn giản mà hiệu quả được sử
dụng phổ biến có thể kể ra là ống nhựa PVC được sử dụng nhiều trong các nhà kính
trồng rau sạch hay dùng để đóng ống các giếng nước khoan phục vụ cho việc cung
cấp nước cho xây dựng, sinh hoạt và trồng trọt với số lượng lớn thì rất tốn kém nếu
sử dụng nhân cơng thực hiện.
-Bởi vậy, nhóm sinh viên chúng em quyết định thực hiện đề tài “Thiết kế và chế tạo
máy khoan ống lọc giếng ” nhằm đưa ra một giải pháp mới đáp ứng nhu ngày càng
cần thiết hiện nay.
1.2.

Mục tiêu nghiên cứu

Phân tích phương pháp khoan đồng thời nhiều lỗ trên ống nhựa PVC đảm bảo khả

năng làm việc của máy cũng như năng suất, chất lượng của sản phẩm và hịa hợp về
tính kinh tế.

SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
2

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

1.3.

Đối tƣợng nghiên cứu

Ống nhựa PVC
1.4.

Ý tƣởng sơ bộ

Máy khoan lỗ trên ống nhựa sử dụng toàn bộ các cơ cấu bằng cơ khí. Sử dụng
chuyển động của cơ cấu vitme-đai ốc đồng thời kết hợp chuyển động cơ cấu 4 khâu
bản lề trên nền tảng các cơ cấu truyền động như là bộ truyền đai thang, bộ truyền
bánh răng thanh răng, bộ truyền xích, bộ truyền động bánh cóc-con cóc,…
1.5.

Yêu cầu cơ bản đối với máy

Đối với sản phẩm là máy thuần cơ khí, khi thiết kế, chế tạo và sử dụng chúng, ngoài

những yêu cầu chung như độ cứng vững máy, sức bền của các chi tiết máy, sức bền
khi chạy không tải, non tải và quá tải còn phải đáp ứng một số yêu cầu khác như là:

C
C

 Hiệu qủa kinh tế cao

R
L
T.

 Chi phí làm ra máy hợp với giá cả thị trường

 Máy có kết cấu đơn giản, vật liệu chế tạo ra nó rẻ tiền, dễ kiếm, chi

DU

tiết tiêu chuẩn hóa.

 Sửa chữa, bảo dưỡng dễ dàng, thuận lợi
 Làm việc ổn định, tin cậy, đảm bảo môi trường làm việc an toàn
 Tuổi thọ làm việc cao.
 Vốn đầu tư và chế tạo khơng lớn
 Vận hành đơn giản
 Ít tiêu hao năng lượng.
1.6 Đặc tính ống nhựa
-Trong thị trường ngày nay có rất nhiều loại ống nhựa khác nhau như ống nhựa
uPVC, HDPE, PPR…… Tuy mỗi loại có cơ tính khác nhau nhưng nhìn chung
chúng đều có chung đặc điểm nhẹ và độ bền cao và chịu tải va đập cao.

SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
3

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

1.7. Những ứng dụng của ống nhựa trong thực tế
-Trong thực tế ống nhựa được sử dụng rất rộng rãi và với rất nhiều lĩnh vực: Trong
nông nghiệp có mơ hình nhà lưới hình thức trồng rau thủy canh.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.1 Mơ hình trồng rau thủy canh trong nhà kính

Hình 1.2 Trồng rau thủy cảnh bằng ống nhựa
SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình

4

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

-Ngồi ra cịn sử dụng trong xây dựng, tưới tiêu và trong việc đóng ống giếng
khoan.

C
C

R
L
T.

Hình 1.3 Ống nhựa đã được khoan lỗ

DU

SVTH: Nguyễn Minh Hoàng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
5

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY KHOAN LỖ TRÊN ỐNG NHỰA
TỰ ĐỘNG

2.1 Đặt vấn đề
-Hiện nay, việc khai thác nguồn nước sạch từ các mạch nước ngầm trong lòng
đất trở nên rất phổ biết để phục vụ nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng tăng,
từ đó rất nhiều cơng nghệ và cải tiến ra đời để việc khoan và lắp đặt máy bơm
trở nên dễ dàng và đạt hiệu quả hơn. Một trong những yêu cầu hàng đầu của đa
số các phương pháp là phải có hệ thống ống dẫn nước từ mạch nước lên mặt
đất.
-Kết cấu lắp đặt ống dẫn theo thứ tự dưới lên sẽ là ống lọc, ống chống và ống

C
C

vách.

R
L
T.

-Ống lọc là một trong những loại ống được thiết kế với các đường lưới lỗ ở suốt
đường ống và nhiệm vụ của loại ống này đó chính là giúp thu lấy phần nước

DU

sạch và loại bỏ bớt được các loại đá, sỏi cát xuất hiện do nước ngầm tạo ra.
Điều này giúp hạn chế được tình trạng nước hút lên mang tạp chất đất đá.
-Đồ án này sẽ tập trung giải quyết vấn đề sản xuất ống lọc giếng bằng cơ khí.
2.2 Sản phẩm-Dạng sản xuất và phƣơng án thiết kế
-Sản phẩm dự kiến sẽ bao gồm những thông số như sau:
 Vật liệu: ống nhựa PVC.

 Đường kính ống: Ø60.
 Bề dày ống: Hiện nay trên thị trường với đường kính ống Ø60 có rất
nhiều bề dày để lựa chọn, trong phạm vi đồ án này chọn ống nhựa PVC
Ø60 bề dày 1.8 mm.
 Chiều dài ống 1000 mm, chiều dài dự tính khoan 900 mm.
 Số lỗ trên một hàng ống: 5 lỗ.
 Số lỗ tổng cộng: 2550 lỗ.
-Dạng sản xuất: Dự tính máy sẽ phục vụ cho các hộ gia đình, các trang trai
chăn ni và doanh nghiệp nhỏ với dạng sản xuất hàng loạt vừa.

SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
6

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

-Phương án thiết kế: Có 2 dạng phương án thiết kế chủ yếu là dạng thiết kế với
bàn mang mũi khoan nằm ngang và phương án với bàn mang mũi khoan nằm đứng.
2.3 Các phƣơng án khoan lỗ trên ống nhựa tự động và đặc điểm
2.3.1 Máy khoan có hệ thống khoan nằm ngang (phƣơng án bàn mang mũi
khoan nằm ngang)
-Loại này được các công ty cơ khí sản xuất khá nhiều.
-Phương án này hạ thấp bàn mang khoan và cho phép gia công ống nhựa
theo phương song song với mặt đất.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2.1: Sơ đồ động máy khoan nằm ngang
 Ưu điểm:

Máy có kết cấu nằm thấp, khá đơn giản, năng suất cao, sử dụng cho các
doanh nghiệp sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối
 Nhược điểm:

Tốn khá nhiều diện tích để đặt máy, chi phí chế tạo máy và giá thành khá
cao.

SVTH: Nguyễn Minh Hoàng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
7

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

2.3.2 Máy có hệ thống khoan đứng (phƣơng án bàn mang khoan nằm đứng)
-Phương án cho phép bàn mang khoan chuyển động theo phương vng góc với mặt
đất.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2.1: Sơ đồ động máy khoan đứng
 Ưu điểm:

Có cấu tạo đơn giản, kết cấu nhỏ hơn so với máy khoan ngang, tiết kiệm
được không gian làm việc, chi phí chế tạo và giá thành khơng cao.
 Nhược điểm:

Kết cấu máy cao khó vận chuyển, năng suất thấp hơn máy đặt ngang.
Kết cấu máy phức tạp
Kết luận: Vậy chúng em lựa chọn thiết kế và chế tạo máy khoan ống lọc giếng loại
đứng vì :
– Chi phí chế tạo máy thấp
– Kết cấu nhỏ gọn
SVTH: Nguyễn Minh Hoàng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
8

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

2.4 Phƣơng án thiết kế máy khoan lỗ ống với bàn khoan đứng.
Nguyên lý hoạt động của máy khoan:
Máy khoan có hai động cơ hoạt động riêng biệt: một động cơ dùng để truyền động
cho các mũi khoan, một động cơ dùng để biến chuyển động quay thành chuyển
động tịnh tiến, giúp bàng máy di chuyển và quay ống quanh trục.
 Động cơ 1 (Động cơ mang dàn khoan 5 mũi): Động cơ được nối trực tiếp với trục
mang mũi khoan ở giữa dàn thông qua nối trục. Khi động cơ hoạt động, động cơ sẽ
truyền chuyển động quay trực tiếp cho trục mang pulley ở giữa thông qua nối trục,
khi này trục quay thông qua bộ truyền đai làm cho các pulley trên dàn khoan quay
động thời, lúc này 5 mũi khoan cũng quay đồng thời, trục được cố định trên dàn
bằng các ổ bi có gối đỡ, dàn được gá trên dầm mang khoan bằng các con lăn trượt

C
C

để dàn có thể tịnh tiến lên xuống (dàn và các con lăn trượt sẽ được trình bày cụ thể

R
L
T.

trong phần các chi tiết máy và cụm chi tiết điển hình).


Động cơ 2 (Động cơ chính): Khi động cơ này làm việc, chuyển động quay của trục

DU

động cơ sẽ phân thành 2 chuyển động để phục vụ máy làm việc. Động cơ truyền

động qua một bộ cơ cấu 4 khâu bản lề (tay lắc-thanh truyền), ở đầu ra thanh lắc
truyền chuyển động cho trục I, trên trục I này có lien kết với trục lục giác qua bạc
nối trục (ống lục giác được lắp lỏng với trục lục giác rỗng), một tay lắc nữa sẽ
được lắp trên trục lục giác rỗng, trục lục giác rỗng được gá cố định trên dầm mang
khoan thông qua các ổ bi có gối đỡ, khi này tay lắc này sẽ quay theo tay lắc đầu ra
ở trục I, thông qua một cơ cấu 4 khâu bản lề nữa làm cho trục II quay, trên trục
này có lắp 2 bánh răng, ở phía sthau dàn khoan được hàn 2 thanh răng ăn khớp với
bánh răng trên trục II, thông qua bộ truyền bánh răng thanh răng kéo dàn khoan
tịnh tiến lên xuống. Ở phía đối diện với thanh lắc trên trục I được liên kết với một
thanh lắc khác, thanh này dẫn động cho con cóc theo 2 chiều (cùng chiều kim
đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ), con cóc được lắp trên trục III, trên trục III
được lắp thêm một đĩa xích, hợp với đĩa xích trên trục IV tạo thành bộ truyền xích,
khi con cóc bị bánh cóc lật đi răng tương ứng với đĩa xích quay, thơng qua bộ
truyền xích làm trục IV quay, trên trục 4 có lắp bộ phận đỡ ống, lúc này ống sẽ
quay theo trục IV. Ở đầu trục III, trục vitme được cố định bằng bạc nối trục, đai ốc
SVTH: Nguyễn Minh Hoàng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
9

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

được hàn dưới chân dẩm mang khoan ăn khớp với trục vitme tao chuyển động tịnh
tiến cho dầm mang khoan. Các chi tiết máy, cơ cấu, cụm cơ cấu được đề cập trong
nguyên lý trên sẽ được trình bày cụ thể trong mục các chi tiết và cum chi tiết điển
hình.

C

C

R
L
T.

DU

SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
10

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY

3.1 Chọn động cơ điện
3.1.1 Động cơ I (Động cơ mang dàn khoan 5 mũi)
 Số liệu ban đầu:
–

Khoan lỗ Ø4 mm

–

Khoảng cách các lỗ là 10 mm

–

Ống nhựa Ø60 mm, dài 1000 mm

Từ số liệu ban đầu tính tốn chế độ khoan như sau
a. Chiều sâu cắt t, mm
Khi khoan chiều sâu cắt t được tính t = 0,5D (trang 20-tài liệu I)
Với yêu cầu lỗ

C
C

, từ đó có được chiều sâu cắt t = 0.5 x 4 = 2 mm

R
L
.
T
DU

b. Lượng chạy dao S, mm/vịng

Khi khoan lỗ thơng thường ta chọn lượng dao chạy lớn nhất cho phép theo
độ bền của mũi khoan (bảng 5-25, trang 21-tài liệu I) với đường kính D từ
2-4 mm độ cứng HB < 160 chọn lượng chạy dao S= 0.13 mm/vòng.
c. Tốc độ cắt V, m/ph

Tốc độ cắt khi khoan được tính theo cơng thức:

Vcắt=

(trang 20-tài liệu I)

Các hệ số được lấy như sau (hệ số Cv và các số mũ lấy theo bảng 5-28, trang 23-tài
liệu I, chu kỳ bền T lấy theo bảng 5-30, trang 24-tài liệu I)
–

Cv= 36.3

–

q= 0.25

–

m= 0.125

–

y= 0.55

–

T= 8 ph

Hệ số điều chỉnh cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế : Kv=KMV
x Kuv x Klv
Trong đó:
–

KMV = 1.0 : hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia cơng (bảng 5-4,trang 7-tài

SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
11

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

liệu I)
–

Kuv= 1.0 : hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt (bảng 5-6, trang 8-tài liệu
I)

–

Klv= 1.0 : hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (bảng 5-31, trang 24tài liệu I)

Như vậy hệ số Kv=1.0 x 1.0 x 0.6 =1.2
Do đó tốc độ cắt có giá trị theo tính tốn như sau:
Vcắt=

x 1.0=121.58 m/ph

d. Momen xoắn Mx và lực chiều trục P0
được tính theo cơng thức sau:

Momen xoắn Mx

C
C

Mx = 10 x CM x Dq x tx x Sy x kp

R
L
.
T
DU

Trị số CM, và các số mũ tra theo bảng 5-32, trang 25-tài liệu I) như sau:

– CM = 0.005
– q= 2.0
– x= 0.8
– y= 0,8

– kp = 1: Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế. Trong trường hợp
này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định bằng
kp=kMP,
kMP= 1 lấy theo bảng 5-10, trang 9-tài liệu I.
Như vậy giá trị momen xoắn theo tính tốn là
Mx= 10 x 0.005 x 42 x 0.130.8 x 1= 0.156 N.m
Lực chiều trục Po được xác định theo công thức:
Po = 10 x Cp x Dq x Sy x kp
Trị số Cp và các số mũ được lấy theo bảng 5-32, trang 25-tài liệu I.

– Cp = 9.8, x = 1.0, q = 1.0, y = 0.7
–

kp= 1.0 là hệ số tính đến các yếu tố gia cơng thực tế, trong trường

hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia cơng và được xác định bằng kp=kMP=1.0

SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

(bảng 5-10, trang 9-tài liệu I).
GVHD: Lưu Đức Bình
12

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

Như vậy lực chiều trục theo tính tốn có giá trị:
P0= 10 x 9.8 x 41.0 x 0.130.7 x 1.0= 50.96 N.
e. Công suất cắt Ne
Được xác định theo cơng thức:
Ncắt=
Với n là số vịng quay của dụng cụ cắt:

=

n=

= 9676 vịng/phút

Như vậy cơng suất cắt theo tính tốn có được là:
Ncắt=

= 0.155 kW

C
C

Cơng suất cần thiết trên trục chính là 0.155 kW

R
L
.
T
DU

-Cơng suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức:
Pct=

(công thức 2.8, trang 19-tài liệu II) trong đó:

 Pct là cơng suất cần thiết trên trục động cơ
 η là hiệu suất truyền động:
ηbộ-truyền-đai=0.96 (để hở)
ηcặp-ổ-lăn= 0.99

Hiệu suất truyền độnh theo tính toán là: η= 0.96 x 0.995= 0.913
Các giá trị hiếu suất lấy theo bảng 2-3,trang 19-tài liệu II.
Như vậy công suất trên trục động cơ theo tính tốn có giá trị là:
Pct=

= 0.17 kW

-Cơ sở chọn động cơ điện: dựa vào cơng suất cần thiết và số vịng quay sơ bộ của
động cơ kết hợp với các yêu cầu về momen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ
chọn động cơ có cơng suất 0.35 kW và số vịng quay 2750 vịng/phút.

SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
13

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

Hình 3.1 Động cơ điện

C
C

R
L
.
T
DU

3.1.2 Động cơ II (Động cơ chính)

-Trong trường hợp này động cơ làm việc với tải trọng khơng thay đổi, cơng suất tính

tốn là công suất làm việc trên trục máy công tác, khi đó cơng suất được tính như sau:
Pt= Plv, Plv=

(cơng thức 2.10, 2.11, trang 20-tài liệu II), trong đó :

 Plv công suất trên trục động cơ
 F lực kéo hoặc lực tác động
 v vận tốc băng tải hoặc xích tải
-Động cơ II làm việc chủ yếu bằng cách kéo dàn khoan 5 mũi thẳng hàng, truyền các
chuyển động tính tiến và chuyển động quay.
-Lực tác dụng bao gồm trọng lực của dầm mang dàn khoan, khi đó
F= P= m x g= 40 x 9.8= 392 N
-Xác đinh sơ bộ số vịng quay của động cơ: với đặc tính chuyển động chậm, êm có thể
sử dụng động cơ giảm tốc số vòng quay từ 50 đến 70 vòng/phút (động cơ giảm tốc
bằng trục vít-bánh vít).
-Hiệu suất của cụm truyền động (bộ truyền xích, bộ truyền bánh cóc-con cóc, bạc nối
trục, bộ truyền vít me-đai ốc) lấy gần bằng 75% (0.75)
-Khi đó: Plv=

= 0.196 kW, Plv-thực= 0.196 x 0.75= 0.15 kW

SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
14

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

Plv=

= 0.275 kW, Plv-thực= 0.275 x 0.75= 0.21 kW

-Cơ sở chọn động cơ điện: dựa vào cơng suất cần thiết và số vịng quay sơ bộ của động
cơ kết hợp với các yêu cầu về momen mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ chọn
động cơ có cơng suất 0.4 kW và số vịng quay 1410 vịng/phút, tỷ số truyền hộp giảm
tốc trục vít-bánh vít là 1:25.

C
C

R
L
.
T
DU
Hình 3.2 Động cơ điện
3.1.3 Tính thời gian hồn thành

-Công thức khi khoan lỗ bằng mũi khoan rãnh xoắn như sau:
T0 =

(công thức 11.5, trang 131-tài liệu III) trong đó:

 L hành trình tổng của mũi khoan, L= l + la + lu
 la lương ăn tới, khi khoan lỗ đặc thì la= 1 +

=1+

= 2.155

= 700-1000 N/mm2 có giá trị góc 2υ= 1200, tra

(mũi khoan làm bằng thép

theo bảng 11.1, trang 134-tài liệu III)
 lu lượng vượt quá, lu= 2mm (khoan suốt)
 l bề dày khoan, l=2mm
Như vậy L= 2 + 2 + 2.155= 6.155
-Thời gian hoàn thành một lỗ khoan sẽ là:
SVTH: Nguyễn Minh Hoàng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
15

Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động

T0 =

= 0.29 s

-Với đường kính ống là Ø60, khoảng cách giữa các lỗ khoan là 10mm, như vậy
trên một đường tròn chu vi lỗ khoan phải khoan số lỗ là

=

= 19 lỗ

-Thời gian để hoàn thành lúc này là 19 x 0.29= 5.51 s
-Với chiều dài ống mà 1000 mm, nếu chỉ sử dụng 1 mũi khoan đểthực hiện tồn bộ
việc khoan lỗ thì thời gian phải mất là 5.51 x 100= 9.2 phút.
-Như vậy để đảm bảo năng suất đề ra cần bố trí thêm số mũi khoan để rút ngắn thời
gian hoàn thiện từ đó nếu tăng số mũi khoan lên là 5 thì thời gian hồn thiện là
9.2/5 = 1.84 (ph). Nếu tính thời gian cấp phơi và dịch chuyển mũi khoan thì thời
gian hoàn thành khoảng 5 phút như vậy 1 ngày có thể đạt năng suất 50 ống/ngày
(ngày làm việc 8h).

C
C

R
L
.
T
DU

3.1.4 Chọn dụng cụ cắt

-Với những đặc tính của ống nhựa nên chọn mũi khoan thép gió

Hình 3.3 Dụng cụ cắt
-Các thông số của dụng cụ cắt như sau: D= 4mm, L1= 75mm, L2= 43mm.
3.2 Thiết kế bộ truyền đai
3.2.1 Cơ sở và chọn sơ bộ pulley và dây đai
-Với vận tốc đai dự kiến từ 5-10 m/s và công suất dự kiến từ dưới 1 đến 2 kW chọn
kiểu pulley và dây dai có tiết diện theo nhóm A
3.2.2 Vật liệu và cơ tính

-Pulley
 Chọn vât liệu là gang xám 15-32 có thành phần và cơ tính như sau:
 Độ bền kéo nhỏ nhất 15 kG/mm2
 Độ bền uốn nhỏ nhất 32kG/mm2
SVTH: Nguyễn Minh Hồng
Nguyễn Đức Quang

GVHD: Lưu Đức Bình
16

– MSSV : 101140108 – Nội dung tóm tắt : Nội dung chính của đồ án là tính tốn, phong cách thiết kế và mơ hình máy khoan lỗtrên ống nhựa gồm nhiều cụm chi tiết cụ thể tương quan đai, xích, bánh răng, nhữngphần cơ cấu tổ chức hoạt động. Gồm 5 chương  Chương 1 : Giới thiệu  Chương 2 : Thiết kế máy khoan lỗ trên ống nhựa tự độngT.  Chương 3 : Chọn động cơ phân phối tỷ số truyền và tính tốn bộ truyền  Chương 4 : Tính tốn phong cách thiết kế cụ thể máyDU  Chương 5 : Bài toán kỹ thuật và giải pháp công nghệĐà Nẵng, ngày tháng năm 2019K í tênĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGCỘNG HỊA Xà HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAĐộc lập – Tự do – Hạnh phúcKHOA CƠ KHÍNHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPHọ tên sinh viên : Nguyễn Minh HoàngHọ tên sinh viên : Nguyễn Đức QuangLớp : 14C1 BKhoa : Cơ khíSố thẻ sinh viên : 101140089S ố thẻ sinh viên : 101140108N gành : Chuyên ngành công nghệ tiên tiến chế tạomáy1. Tên đề tài đồ án : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống lọc giếng2. Đề tài thuộc diện : ☐ Có ký kết thỏa thuận hợp tác sở hữu trí tuệ so với hiệu quả thực hiện3. Các số liệu và tài liệu khởi đầu : Yêu cầu kỹ thuật :  Mỗi lần khoan 5 lỗ đồng thời, số lỗ trên 1 hàng là 5.  Chiều dài ống 1000 mm. T.  Đường kính phơi Ø60, bề dày 1.8 DU  Lỗ khoan Ø4.  Khoảng cách giữa mỗi lỗ bằng 10 mm. 4. Nội dung những phần thuyết minh và tính tốn : Giới thiệu tổng quan, phong cách thiết kế nguyên tắc máy khoan lỗ trên ống nhựa tự động hóa, chọnđộng cơ, phân phối tỉ số truyền và tính tốn bộ truyền, tính tốn phong cách thiết kế chi tiết cụ thể máy. 5. Các bản vẽ : Bản vẽ sơ đồ động ( 1 ) Bản vẽ lắp ( 2 ) Bản vẽ cụ thể ( 3 ) ( 4 ) Bản vẽ cụm cụ thể ( 5 ) Bản vẽ loại sản phẩm ( 6 ) 6. Họ tên người hướng dẫn : Lưu Đức Bình7. Ngày giao trách nhiệm đồ án : … … .. / … …. / 201 … .. 8. Ngày hồn thành đồ án : … … .. / … …. / 201 … .. Thành Phố Đà Nẵng, ngàyTrƣởng Bộ mơn … … … … … … … … .. thángNgƣời hƣớng dẫnnăm 201L ỜI NĨI ĐẦUTrong cơng cuộc cơng nghiệp hóa và tân tiến quốc gia, những ngành kinh tế tài chính nóichung và ngành cơ khí nói riêng địi hỏi những kỹ sư và những cán bộ kỹ thuật có kiếnthức tương đối rộng và phải biết vận dụng phát minh sáng tạo những kỹ năng và kiến thức đã học để giảiquyết những yếu tố thường gặp trong thực tiễn. Đồ án tốt nghiệp đóng vài trị rất là quan trọng trong quy trình giảng dạy trởthành người kỹ sư. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp cho sinh viên hiểu rõ hơn vềnhững kiến thức và kỹ năng đã được tiếp thu trong quy trình học tập, đồng thời nâng cao khảnăng vận dụng phát minh sáng tạo những kiến thức và kỹ năng này để làm đồ án cũng như công tác làm việc saunàyTrong thời hạn làm đồ án tốt nghiệp chúng em được giao trách nhiệm : “ Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng ”. Được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáoT. hướng dẫn Lưu Đức Bình, chúng em đã hồn thành được đồ án này. Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS Lưu Đức BìnhDUlà giáo viên trực tiếp hướng dẫn đề tài này đã tận tình, chu đáo tương hỗ chúng emthực hiện đề tài này. Ngoài ra chúng em xin chân thành cảm ơn những thầy giáothuộc xưởng Cơ khí, khoa Cơ khí, trường Đại học Bách khoa TP. Đà Nẵng cũng nhưmột số bộ phận, cá thể khác đã tận tình tương hỗ chúng em trong quy trình hồnthiện đề tài. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nỗ lực để triển khai đề tài một cách hoàn hảo nhất, tuy nhiên do hạn chế về kiến thức và kỹ năng, kinh nghiệm tay nghề, thời hạn, … nên khơng thể tránh khỏinhững thiếu sót nhất định mà chúng em chưa tìm ra được, rất mong được sự góp ýcủa q thầy cơ để đề tài được hồn chỉnh hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Đà nẵng, ngày tháng năm 2019S inh viên thực hiệnNguyễn Đức QuangNguyễn Minh HoàngCAM ĐOANKính gửi : Hội đồng đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ KhíĐại học Bách Khoa, Đại học Đà NẵngNhóm em là : NGUYỄN MINH HOÀNG VÀ NGUYỄN ĐỨC QUANGHiện là sinh viên lớp 14C1 B, Khoa Cơ Khí, trường Đại Học Bách Khoa, Đại HọcĐà NẵngsLời cam kết : ” Chúng tôi xin cam kết đồ án tốt nghiệp này là cơng trình do chínhchúng tôi điều tra và nghiên cứu và triển khai. Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ bài viết nào đã đượccông bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào chúng tơi xinchịu hồn tồn nghĩa vụ và trách nhiệm ”. Sinh viên thực hiệnT. DUiiMỤC LỤCTóm tắtNhiệm vụ đồ ánLời nói đầu và cảm ơnLời cam kết liêm chính học thuậtiiMục lụciiiDanh sách những hình vẽMỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………………………………. 1CH ƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU ………………………………………………………………………….. 21.1. Tính cấp thiết của đề tài ……………………………………………………………………… 21.2. Mục tiêu nghiên cứu và điều tra ………………………………………………………………………….. 31.3. Đối tượng nghiên cứu và điều tra ………………………………………………………………………… 31.4. Ý tưởng sơ bộ …………………………………………………………………………………… 31.5. Yêu cầu cơ bản so với máy ……………………………………………………………….. 3T. DU1. 6 Đặc tính ống nhựa ……………………………………………………………………………….. 31.7. Những ứng dụng của ống nhựa trong trong thực tiễn …………………………………………. 4CH ƢƠNG 2 : THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY KHOAN LỖ TRÊN ỐNG NHỰATỰ ĐỘNG …………………………………………………………………………………………………. 62.1 Đặt yếu tố ………………………………………………………………………………………….. 62.2 Sản phẩm – Dạng sản xuất và giải pháp phong cách thiết kế ……………………………………. 62.3 Các giải pháp khoan lỗ trên ống nhựa tự động hóa và đặc thù. …………………… 62.3.1 Máy khoan có mạng lưới hệ thống nằm ngang ……………………………………………….. 62.3.2 Máy khoan có mạng lưới hệ thống nằm đứng ………………………………………………… 72.4 Phương án phong cách thiết kế máy khoan lỗ ống với bàn khoan đứng …………………. 8CH ƢƠNG 3 : THIẾT KẾ MÁY ………………………………………………………………….. 113.1 Chọn động cơ điện ………………………………………………………………………………. 113.1.1 Động cơ I ………………………………………………………………………………………. 133.1.2 Động cơ II …………………………………………………………………………………….. 133.1.3 Tính tốn thời hạn hồnthành ………………………………………………………….. 153.1.4 Tính tốn chọn dụng cụ cắt ……………………………………………………………… 163.2 Thiết kế bộ truyền đai ………………………………………………………………………….. 163.2.1 Cơ sở và chọn sơ bộ pulley và dây đai ……………………………………………… 16 iii3. 2.2 Vật liệu và cơ tính …………………………………………………………………………. 163.2.3 Xác định những thơng số đai : ………………………………………………………………. 173.3 Tính tốn và phong cách thiết kế bộ truyền xích ………………………………………………………. 213.3.1 Chọn kiểu xích ………………………………………………………………………………. 213.3.2 Định số răng đĩa xích ……………………………………………………………………… 213.3.3 Định bước xích ……………………………………………………………………………… 223.3.4 Định khoảng cách trục và số mắt xích ……………………………………………… 233.3.5. Lực công dụng lên trục ……………………………………………………………………… 243.4 Chọn bộ truyền thanh răng bánh răng : ……………………………………………………. 243.4.1 Chọn loại bộ truyền bánh răng – thanh răng …………………………………… 243.4.2 Tính chọn bộ truyền bánh răng thanh răng …………………………………….. 243.5 Bộ truyền vitme – đai ốc ………………………………………………………………………. 253.6 Tính tốn cơ cấu tổ chức 4 khâu bản lề ……………………………………………………………… 26T. 3.7 Bộ truyền bánh cóc – con cóc ……………………………………………………………….. 283.8 Dầm chính ………………………………………………………………………………………….. 29DU3. 8.1 Cơ sở …………………………………………………………………………………………. 293.8.2 Kích thước và cấu trúc ………………………………………………………………….. 303.8.3 Kiểm nghiệm độ bền ……………………………………………………………………. 313.9 Dầm mang khoan ……………………………………………………………………………….. 333.10 Tính toán trục …………………………………………………………………………………… 353.11 Thiết kế gối đỡ trục …………………………………………………………………………… 393.11.1 Chọn ổ lăn …………………………………………………………………………………. 393.11.2 Tính kiểm nghiệm bền ổ lăn ………………………………………………………… 40CH ƢƠNG 4 : Quy trình chế tạo ………………………………………………………………….. 424.1 Lập bản vẽ, chế tạo chi tiết cụ thể và cụm chi tiết cụ thể máy ……………………………………… 424.1.1 Dàn mang khoan ………………………………………………………………………….. 424.1.2 Khung đỡ máy …………………………………………………………………………….. 444.1.3 Thiết kế và chế tạo trục …………………………………………………………………. 464.1.4 Lắp đặt những bộ truyền ……………………………………………………………………. 494.2 Vận hành và chạy thử máy …………………………………………………………………… 53T ÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………………. 54 ivDANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼHình 1.1 Mơ hình trồng rau thủy canh trong nhà kính … … … … … … … … … … … … … 4H ình 1.2 Trồng rau thủy cảnh bằng ống nhựa … … … … … … … … … … …. … .. … … .. … 4H ình 1.3 Ống nhựa đã được khoan lỗ … … … … … … … … … … … …. … …. … … … … … 5H ình 2.1 Sơ đồ động máy khoan nằm ngang … … … … … … … … … … … …. … … …. … 7H ình 2.2 Sơ đồ động máy khoan nằm đứng … … … … … … … … … … …. … …. …. …. … 8H ình 3.1 Động cơ điện I … … … … … … … … … … … … … .. … … … … … … … … …. … 14H ình 3.2 Động cơ điện II … … … … … … … … … … …. …. … … … … … … … … …. … … 16H ình 3.3 Dụng cụ cắt … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … 17H ình 3.4 Dàn khoan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 19H ình 3.5 Bộ truyền xích … … … … … … … … … … … … … … … …. … … … … … … … … 21H ình 3.6 Đĩa xích … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. … … 22T. Hình 3.7 Bộ truyền thanh răng – bánh răng … .. … … … … … … … … … … … … … … … 24H ình 3.8 Mơ phỏng bánh răng thanh răng 3D … … … … .. … … … … … … … … .. … … … 25DUH ình 3.9 Mơ phỏng trục vit me 3D … … … … … … … … … … … … .. … … … … .. … … … 26H ình 3.10 Sơ đồ cơ cấu tổ chức 4 khâu bản lề … … … … … … … … … … … .. … … … … …. … … 27H ình 3.11 Sơ đồ tính … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. … … 27H ình 3.12 Bộ truyền bánh cóc con cóc … … … … … … … … … … … … … … … … .. … … 29H ình 3.13 Thép hộp … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. …. 29H ình 3.14 Dầm chính … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. … … … .. … 31H ình 3.15 Phân tích ứng suất trên dầm … … … … … … … … … … … … … .. …. … .. … … 32H ình 3.16 Thép hộp … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 33H ình 3.17 Thép U … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …… … … 34H ình 3.18 Ổ bi trong khn khổ đồ án … … … … … … … …. … … … … … … … … …. … 40H ình 4.1 Trục mang đầu khoan … … … … … … … …. … … … … … … … … …. … … … … 42H ình 4.2 Trục mang mũi khoan trong thực tiễn … … … … … … …. … … … … … … … … … … … 42H ình 4.3 Hệ thống 5 mũi khoan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 43H ình 4.4 Hệ thống 5 mũi khoan thực tiễn … … … … … … …. … … … … … … … … … … … 44H ình 4.5 Khung dưới … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … 45H ình 4.6 Khung trên … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … …. … 45H ình 4.7 Tấm U … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … 46H ình 4.8 Trục 1 … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … 46H ình 4.9 Trục 2 … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … 47H ình 4.10 Trục 3 … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 48H ình 4.11 Trục 4 … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … .. … … …. … 48H ình 4.12 Kết cấu máy trong thực tiễn … … … … … … … …. … … … … … … … … … … …. …. … 49H ình 4.13 Bộ cóc thực tiễn … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … .. … 49H ình 4.14 Trục vít me thực tiễn … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … .. … 50H ình 4.15 Bộ truyền xích trong thực tiễn … … … … … … … …. … … … … … … … … … … …. … 50H ình 4.16 Bộ truyền bánh răng thanh răng trong thực tiễn … … …. … … … … … … … … … .. … 51H ình 4.17 Con lăn … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. … 51H ình 4.18 Cơ cấu tăng lực xiết … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … 51H ình 4.19 Bạc nối trục … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … …. … 52T. Hình 4.20 Đĩa quay … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … … … .. … 52H ình 4.21 Máy thực tiễn … … … … … … … …. … … … … … … … … … … … … … … …. … 53DU viĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngMỞ ĐẦUThời đại 4.0 nổ ra kéo theo nhiều ngành công nghiệp, phụ trợ tăng trưởng. Kéotheo đó, cơng nghệ chế tạo máy là một trong những mẫu sản phẩm không hề thiếu củacuộc cách mạng 4.0. Trong những năm qua ngành Cơ khí chế tạo máy đã có sự tăngtrưởng đáng kể, đóng ghóp một phần khơng nhỏ vào nền kinh tế tài chính chung của đất nướcThiết kế và chế tạo máy là một ngành then chốt đóng vai trị quyết định hành động trong sựnghiệp cơng nghiệp hóa tân tiến hóa quốc gia. Nhiêm vụ của cơng nghệ chế tạo máy làchế tạo ra những mẫu sản phẩm cơ khí cho mọi nghành nghề dịch vụ của ngành kinh tế tài chính vương quốc. Trong thực tiễn việc ống nhựa đang được sử dung thoáng đãng vơi rất nhiều công dụng khácnhau mang đến sự thuận tiện trong nhiều nghành nghề dịch vụ từ nông nghiệp, kiến thiết xây dựng, … Nội dung chính của đồ án là tính tốn, phong cách thiết kế và làm mơ hình máy khoan lỗT. trên ống nhựa gồm nhiều cụm chi tiết cụ thể tương quan đai, xích, bánh răng, những phần cơcấu chyển động. DUMáy sử dụng động cơ 1 chiều được điều khiển và tinh chỉnh bởi mạng lưới hệ thống hộp tinh chỉnh và điều khiển. Động cơ quay thuận để tạo hoạt động xoay cho mũi khoan và động cơ thứ 2 dùngđể tịnh tiến bàn máy và xoay ống nhựa cần khoan lỗ nhờ trục vitme và bánh răng mộtchiều. SVTH : Nguyễn Minh HoàngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngCHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU1. 1. Tính cấp thiết của đề tài-Trong những năm gần đây nền kinh tế tài chính nước ta có nhiều chuyển biến quan trọng, nền nơng nghiệp và thiết kế xây dựng đã có những bước tăng trưởng khá nhanh, nhu yếu vềhình thức làm nơng nghiệp có nhiều biến hóa và hạ tầng ngày càng được pháttriển. Khi đó, việc đưa những loại vật tư mới vào Giao hàng nền kinh tế tài chính là một lựachọn đúng và thiết yếu để xử lý nhiều yếu tố, đặc biệt quan trọng là yếu tố môi trường tự nhiên, nhựa PVC là một trong những vật tư mới được đề cập đến. – Trên quốc tế cũng như ở Nước Ta, ngành công nghiệp Nhựa dù cịn non trẻ so vớicác ngành cơng nghiệp truyền kiếp khác như cơ khí, điện – điện tử, hố chất, dệt mayv. v … nhưng đã có sự tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ trong những năm gần đây. Ngành NhựaT. quá trình 2010 – năm ngoái, là một trong những ngành cơng nghiệp có tăng trưởng caonhất Nước Ta với mức tăng hàng năm từ 16 % – 18 % / năm ( chỉ sau ngành viễnDUthông và dệt may ), có những mẫu sản phẩm vận tốc tăng trưởng đạt gần 100 %. Với tốc độphát triển nhanh, ngành Nhựa đang được coi là một ngành năng động trong nềnkinh tế Nước Ta. Một trong số những ứng dụng đơn thuần mà hiệu suất cao được sửdụng thông dụng hoàn toàn có thể kể ra là ống nhựa PVC được sử dụng nhiều trong những nhà kínhtrồng rau sạch hay dùng để đóng ống những giếng nước khoan ship hàng cho việc cungcấp nước cho kiến thiết xây dựng, hoạt động và sinh hoạt và trồng trọt với số lượng lớn thì rất tốn kém nếusử dụng nhân cơng thực thi. – Bởi vậy, nhóm sinh viên chúng em quyết định hành động thực thi đề tài “ Thiết kế và chế tạomáy khoan ống lọc giếng ” nhằm mục đích đưa ra một giải pháp mới cung ứng nhu ngày càngcần thiết lúc bấy giờ. 1.2. Mục tiêu nghiên cứuPhân tích giải pháp khoan đồng thời nhiều lỗ trên ống nhựa PVC bảo vệ khảnăng thao tác của máy cũng như hiệu suất, chất lượng của loại sản phẩm và hịa hợp vềtính kinh tế tài chính. SVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động1. 3. Đối tƣợng nghiên cứuỐng nhựa PVC1. 4. Ý tƣởng sơ bộMáy khoan lỗ trên ống nhựa sử dụng hàng loạt những cơ cấu tổ chức bằng cơ khí. Sử dụngchuyển động của cơ cấu tổ chức vitme-đai ốc đồng thời tích hợp hoạt động cơ cấu tổ chức 4 khâubản lề trên nền tảng những cơ cấu tổ chức truyền động như thể bộ truyền đai thang, bộ truyềnbánh răng thanh răng, bộ truyền xích, bộ truyền động bánh cóc-con cóc, … 1.5. Yêu cầu cơ bản so với máyĐối với mẫu sản phẩm là máy thuần cơ khí, khi phong cách thiết kế, chế tạo và sử dụng chúng, ngoàinhững nhu yếu chung như độ cứng vững máy, sức bền của những chi tiết cụ thể máy, sức bềnkhi chạy không tải, non tải và quá tải còn phải phân phối 1 số ít nhu yếu khác như thể :  Hiệu qủa kinh tế tài chính caoT.  giá thành làm ra máy hợp với Ngân sách chi tiêu thị trường  Máy có cấu trúc đơn thuần, vật tư chế tạo ra nó rẻ tiền, dễ kiếm, chiDUtiết tiêu chuẩn hóa.  Sửa chữa, bảo trì thuận tiện, thuận tiện  Làm việc không thay đổi, an toàn và đáng tin cậy, bảo vệ thiên nhiên và môi trường thao tác bảo đảm an toàn  Tuổi thọ thao tác cao.  Vốn góp vốn đầu tư và chế tạo khơng lớn  Vận hành đơn thuần  Ít tiêu tốn nguồn năng lượng. 1.6 Đặc tính ống nhựa-Trong thị trường thời nay có rất nhiều loại ống nhựa khác nhau như ống nhựauPVC, HDPE, PPR … … Tuy mỗi loại có cơ tính khác nhau nhưng nhìn chungchúng đều có chung đặc thù nhẹ và độ bền cao và chịu tải va đập cao. SVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động1. 7. Những ứng dụng của ống nhựa trong thực tế-Trong trong thực tiễn ống nhựa được sử dụng rất thoáng rộng và với rất nhiều nghành nghề dịch vụ : Trongnông nghiệp có mơ hình nhà lưới hình thức trồng rau thủy canh. T.DUHình 1.1 Mơ hình trồng rau thủy canh trong nhà kínhHình 1.2 Trồng rau thủy cảnh bằng ống nhựaSVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động-Ngồi ra cịn sử dụng trong kiến thiết xây dựng, tưới tiêu và trong việc đóng ống giếngkhoan. T.Hình 1.3 Ống nhựa đã được khoan lỗDUSVTH : Nguyễn Minh HoàngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngCHƢƠNG 2 : THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY KHOAN LỖ TRÊN ỐNG NHỰATỰ ĐỘNG2. 1 Đặt vấn đề-Hiện nay, việc khai thác nguồn nước sạch từ những mạch nước ngầm trong lòngđất trở nên rất phổ biết để ship hàng nhu yếu sử dụng nước sạch ngày càng tăng, từ đó rất nhiều cơng nghệ và nâng cấp cải tiến sinh ra để việc khoan và lắp ráp máy bơmtrở nên thuận tiện và đạt hiệu suất cao hơn. Một trong những nhu yếu số 1 của đasố những chiêu thức là phải có mạng lưới hệ thống ống dẫn nước từ mạch nước lên mặtđất. – Kết cấu lắp ráp ống dẫn theo thứ tự dưới lên sẽ là ống lọc, ống chống và ốngvách. T. – Ống lọc là một trong những loại ống được phong cách thiết kế với những đường lưới lỗ ở suốtđường ống và trách nhiệm của loại ống này đó chính là giúp thu lấy phần nướcDUsạch và vô hiệu bớt được những loại đá, sỏi cát Open do nước ngầm tạo ra. Điều này giúp hạn chế được thực trạng nước hút lên mang tạp chất đất đá. – Đồ án này sẽ tập trung chuyên sâu xử lý yếu tố sản xuất ống lọc giếng bằng cơ khí. 2.2 Sản phẩm-Dạng sản xuất và phƣơng án thiết kế-Sản phẩm dự kiến sẽ gồm có những thông số kỹ thuật như sau :  Vật liệu : ống nhựa PVC.  Đường kính ống : Ø60.  Bề dày ống : Hiện nay trên thị trường với đường kính ống Ø60 có rấtnhiều bề dày để lựa chọn, trong khoanh vùng phạm vi đồ án này chọn ống nhựa PVCØ60 bề dày 1.8 mm.  Chiều dài ống 1000 mm, chiều dài dự trù khoan 900 mm.  Số lỗ trên một hàng ống : 5 lỗ.  Số lỗ tổng số : 2550 lỗ. – Dạng sản xuất : Dự tính máy sẽ Giao hàng cho những hộ mái ấm gia đình, những trang traichăn ni và doanh nghiệp nhỏ với dạng sản xuất hàng loạt vừa. SVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động-Phương án phong cách thiết kế : Có 2 dạng giải pháp phong cách thiết kế hầu hết là dạng phong cách thiết kế vớibàn mang mũi khoan nằm ngang và giải pháp với bàn mang mũi khoan nằm đứng. 2.3 Các phƣơng án khoan lỗ trên ống nhựa tự động hóa và đặc điểm2. 3.1 Máy khoan có mạng lưới hệ thống khoan nằm ngang ( phƣơng án bàn mang mũikhoan nằm ngang ) – Loại này được những công ty cơ khí sản xuất khá nhiều. – Phương án này hạ thấp bàn mang khoan và được cho phép gia công ống nhựatheo phương song song với mặt đất. T.DUHình 2.1 : Sơ đồ động máy khoan nằm ngang  Ưu điểm : Máy có cấu trúc nằm thấp, khá đơn thuần, hiệu suất cao, sử dụng cho cácdoanh nghiệp sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối  Nhược điểm : Tốn khá nhiều diện tích quy hoạnh để đặt máy, ngân sách chế tạo máy và giá tiền khácao. SVTH : Nguyễn Minh HoàngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động2. 3.2 Máy có mạng lưới hệ thống khoan đứng ( phƣơng án bàn mang khoan nằm đứng ) – Phương án được cho phép bàn mang khoan hoạt động theo phương vng góc với mặtđất. T.DUHình 2.1 : Sơ đồ động máy khoan đứng  Ưu điểm : Có cấu trúc đơn thuần, cấu trúc nhỏ hơn so với máy khoan ngang, tiết kiệmđược khoảng trống thao tác, ngân sách chế tạo và giá tiền khơng cao.  Nhược điểm : Kết cấu máy cao khó luân chuyển, hiệu suất thấp hơn máy đặt ngang. Kết cấu máy phức tạpKết luận : Vậy chúng em lựa chọn phong cách thiết kế và chế tạo máy khoan ống lọc giếng loạiđứng vì : – Chi tiêu chế tạo máy thấp – Kết cấu nhỏ gọnSVTH : Nguyễn Minh HoàngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự động2. 4 Phƣơng án phong cách thiết kế máy khoan lỗ ống với bàn khoan đứng. Nguyên lý hoạt động giải trí của máy khoan : Máy khoan có hai động cơ hoạt động giải trí riêng không liên quan gì đến nhau : một động cơ dùng để truyền độngcho những mũi khoan, một động cơ dùng để biến hoạt động quay thành chuyểnđộng tịnh tiến, giúp bàng máy vận động và di chuyển và quay ống quanh trục.  Động cơ 1 ( Động cơ mang dàn khoan 5 mũi ) : Động cơ được nối trực tiếp với trụcmang mũi khoan ở giữa dàn trải qua nối trục. Khi động cơ hoạt động giải trí, động cơ sẽtruyền hoạt động quay trực tiếp cho trục mang pulley ở giữa trải qua nối trục, khi này trục quay trải qua bộ truyền đai làm cho những pulley trên dàn khoan quayđộng thời, lúc này 5 mũi khoan cũng quay đồng thời, trục được cố định và thắt chặt trên dànbằng những ổ bi có gối đỡ, dàn được gá trên dầm mang khoan bằng những con lăn trượtđể dàn hoàn toàn có thể tịnh tiến lên xuống ( dàn và những con lăn trượt sẽ được trình diễn cụ thểT. trong phần những cụ thể máy và cụm chi tiết cụ thể nổi bật ). Động cơ 2 ( Động cơ chính ) : Khi động cơ này thao tác, hoạt động quay của trụcDUđộng cơ sẽ phân thành 2 hoạt động để ship hàng máy thao tác. Động cơ truyềnđộng qua một bộ cơ cấu tổ chức 4 khâu bản lề ( tay lắc-thanh truyền ), ở đầu ra thanh lắctruyền hoạt động cho trục I, trên trục I này có lien kết với trục lục giác qua bạcnối trục ( ống lục giác được lắp lỏng với trục lục giác rỗng ), một tay lắc nữa sẽđược lắp trên trục lục giác rỗng, trục lục giác rỗng được gá cố định và thắt chặt trên dầm mangkhoan trải qua những ổ bi có gối đỡ, khi này tay lắc này sẽ quay theo tay phủ nhận raở trục I, trải qua một cơ cấu tổ chức 4 khâu bản lề nữa làm cho trục II quay, trên trụcnày có lắp 2 bánh răng, ở phía sthau dàn khoan được hàn 2 thanh răng ăn khớp vớibánh răng trên trục II, trải qua bộ truyền bánh răng thanh răng kéo dàn khoantịnh tiến lên xuống. Ở phía đối lập với thanh lắc trên trục I được link với mộtthanh lắc khác, thanh này dẫn động cho con cóc theo 2 chiều ( cùng chiều kimđồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ đeo tay ), con cóc được lắp trên trục III, trên trục IIIđược lắp thêm một đĩa xích, hợp với đĩa xích trên trục IV tạo thành bộ truyền xích, khi con cóc bị bánh cóc lật đi răng tương ứng với đĩa xích quay, thơng qua bộtruyền xích làm trục IV quay, trên trục 4 có lắp bộ phận đỡ ống, lúc này ống sẽquay theo trục IV. Ở đầu trục III, trục vitme được cố định và thắt chặt bằng bạc nối trục, đai ốcSVTH : Nguyễn Minh HoàngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức BìnhĐề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngđược hàn dưới chân dẩm mang khoan ăn khớp với trục vitme tao hoạt động tịnhtiến cho dầm mang khoan. Các chi tiết cụ thể máy, cơ cấu tổ chức, cụm cơ cấu tổ chức được đề cập trongnguyên lý trên sẽ được trình diễn đơn cử trong mục những chi tiết cụ thể và cum cụ thể điểnhình. T.DUSVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức Bình10Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngCHƢƠNG 3 : THIẾT KẾ MÁY3. 1 Chọn động cơ điện3. 1.1 Động cơ I ( Động cơ mang dàn khoan 5 mũi )  Số liệu bắt đầu : Khoan lỗ Ø4 mmKhoảng cách những lỗ là 10 mmỐng nhựa Ø60 mm, dài 1000 mmTừ số liệu bắt đầu tính tốn chính sách khoan như saua. Chiều sâu cắt t, mmKhi khoan chiều sâu cắt t được tính t = 0,5 D ( trang 20 – tài liệu I ) Với nhu yếu lỗ, từ đó có được chiều sâu cắt t = 0.5 x 4 = 2 mmDUb. Lượng chạy dao S, mm / vịngKhi khoan lỗ thơng thường ta chọn lượng dao chạy lớn nhất được cho phép theođộ bền của mũi khoan ( bảng 5-25, trang 21 – tài liệu I ) với đường kính D từ2-4 mm độ cứng HB < 160 chọn lượng chạy dao S = 0.13 mm / vòng. c. Tốc độ cắt V, m / phTốc độ cắt khi khoan được tính theo cơng thức : Vcắt = ( trang 20 - tài liệu I ) Các thông số được lấy như sau ( thông số Cv và những số mũ lấy theo bảng 5-28, trang 23 - tàiliệu I, chu kỳ luân hồi bền T lấy theo bảng 5-30, trang 24 - tài liệu I ) Cv = 36.3 q = 0.25 m = 0.125 y = 0.55 T = 8 phHệ số kiểm soát và điều chỉnh cho vận tốc cắt tính đến những điều kiện kèm theo cắt trong thực tiễn : Kv = KMVx Kuv x KlvTrong đó : KMV = 1.0 : thông số nhờ vào vào vật tư gia cơng ( bảng 5-4, trang 7 - tàiSVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức Bình11Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngliệu I ) Kuv = 1.0 : thông số nhờ vào vào dụng cụ cắt ( bảng 5-6, trang 8 - tài liệuI ) Klv = 1.0 : thông số phụ thuộc vào vào chiều sâu khoan ( bảng 5-31, trang 24 tài liệu I ) Như vậy thông số Kv = 1.0 x 1.0 x 0.6 = 1.2 Do đó vận tốc cắt có giá trị theo tính tốn như sau : Vcắt = x 1.0 = 121.58 m / phd. Momen xoắn Mx và lực chiều trục P0được tính theo cơng thức sau : Momen xoắn MxMx = 10 x CM x Dq x tx x Sy x kpDUTrị số CM, và những số mũ tra theo bảng 5-32, trang 25 - tài liệu I ) như sau : - CM = 0.005 - q = 2.0 - x = 0.8 - y = 0,8 - kp = 1 : Hệ số tính đến những yếu tố gia công thực tiễn. Trong trường hợpnày chỉ nhờ vào vào vật tư gia công và được xác lập bằngkp = kMP, kMP = 1 lấy theo bảng 5-10, trang 9 - tài liệu I.Như vậy giá trị momen xoắn theo tính tốn làMx = 10 x 0.005 x 42 x 0.130.8 x 1 = 0.156 N.mLực chiều trục Po được xác lập theo công thức : Po = 10 x Cp x Dq x Sy x kpTrị số Cp và những số mũ được lấy theo bảng 5-32, trang 25 - tài liệu I. - Cp = 9.8, x = 1.0, q = 1.0, y = 0.7 kp = 1.0 là thông số tính đến những yếu tố gia cơng trong thực tiễn, trong trườnghợp này chỉ phụ thuộc vào vào vật tư gia cơng và được xác lập bằng kp = kMP = 1.0 SVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức Quang ( bảng 5-10, trang 9 - tài liệu I ). GVHD : Lưu Đức Bình12Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngNhư vậy lực chiều trục theo tính tốn có giá trị : P0 = 10 x 9.8 x 41.0 x 0.130.7 x 1.0 = 50.96 N.e. Công suất cắt NeĐược xác lập theo cơng thức : Ncắt = Với n là số vịng quay của dụng cụ cắt : n = = 9676 vịng / phútNhư vậy cơng suất cắt theo tính tốn có được là : Ncắt = = 0.155 kWCơng suất thiết yếu trên trục chính là 0.155 kWDU-Cơng suất trên trục động cơ điện được xác lập theo công thức : Pct = ( công thức 2.8, trang 19 - tài liệu II ) trong đó :  Pct là cơng suất thiết yếu trên trục động cơ  η là hiệu suất truyền động : ηbộ-truyền-đai = 0.96 ( để hở ) ηcặp-ổ-lăn = 0.99 Hiệu suất truyền độnh theo đo lường và thống kê là : η = 0.96 x 0.995 = 0.913 Các giá trị hiếu suất lấy theo bảng 2-3, trang 19 - tài liệu II.Như vậy hiệu suất trên trục động cơ theo tính tốn có giá trị là : Pct = = 0.17 kW-Cơ sở chọn động cơ điện : dựa vào cơng suất thiết yếu và số vịng quay sơ bộ củađộng cơ tích hợp với những nhu yếu về momen mở máy và chiêu thức lắp ráp động cơchọn động cơ có cơng suất 0.35 kW và số vịng quay 2750 vịng / phút. SVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức Bình13Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngHình 3.1 Động cơ điệnDU3. 1.2 Động cơ II ( Động cơ chính ) - Trong trường hợp này động cơ thao tác với tải trọng khơng đổi khác, cơng suất tínhtốn là hiệu suất thao tác trên trục máy công tác làm việc, khi đó cơng suất được tính như sau : Pt = Plv, Plv = ( cơng thức 2.10, 2.11, trang 20 - tài liệu II ), trong đó :  Plv hiệu suất trên trục động cơ  F lực kéo hoặc lực ảnh hưởng tác động  v tốc độ băng tải hoặc xích tải-Động cơ II thao tác đa phần bằng cách kéo dàn khoan 5 mũi thẳng hàng, truyền cácchuyển động tính tiến và hoạt động quay. - Lực tính năng gồm có trọng tải của dầm mang dàn khoan, khi đóF = P = m x g = 40 x 9.8 = 392 N-Xác đinh sơ bộ số vịng quay của động cơ : với đặc tính hoạt động chậm, êm có thểsử dụng động cơ giảm tốc số vòng xoay từ 50 đến 70 vòng / phút ( động cơ giảm tốcbằng trục vít-bánh vít ). - Hiệu suất của cụm truyền động ( bộ truyền xích, bộ truyền bánh cóc-con cóc, bạc nốitrục, bộ truyền vít me-đai ốc ) lấy gần bằng 75 % ( 0.75 ) - Khi đó : Plv = = 0.196 kW, Plv-thực = 0.196 x 0.75 = 0.15 kWSVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức Bình14Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngPlv = = 0.275 kW, Plv-thực = 0.275 x 0.75 = 0.21 kW-Cơ sở chọn động cơ điện : dựa vào cơng suất thiết yếu và số vịng quay sơ bộ của độngcơ tích hợp với những nhu yếu về momen mở máy và giải pháp lắp ráp động cơ chọnđộng cơ có cơng suất 0.4 kW và số vịng quay 1410 vịng / phút, tỷ số truyền hộp giảmtốc trục vít-bánh vít là 1 : 25. DUHình 3.2 Động cơ điện3. 1.3 Tính thời hạn hồn thành-Công thức khi khoan lỗ bằng mũi khoan rãnh xoắn như sau : T0 = ( công thức 11.5, trang 131 - tài liệu III ) trong đó :  L hành trình dài tổng của mũi khoan, L = l + la + lu  la lương ăn tới, khi khoan lỗ đặc thì la = 1 + = 1 + = 2.155 = 700 - 1000 N / mm2 có giá trị góc 2 υ = 1200, tra ( mũi khoan làm bằng théptheo bảng 11.1, trang 134 - tài liệu III )  lu lượng vượt quá, lu = 2 mm ( khoan suốt )  l bề dày khoan, l = 2 mmNhư vậy L = 2 + 2 + 2.155 = 6.155 - Thời gian hoàn thành xong một lỗ khoan sẽ là : SVTH : Nguyễn Minh HoàngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức Bình15Đề tài : Thiết kế và chế tạo máy khoan ống giếng tự độngT0 = = 0.29 s-Với đường kính ống là Ø60, khoảng cách giữa những lỗ khoan là 10 mm, như vậytrên một đường tròn chu vi lỗ khoan phải khoan số lỗ là = 19 lỗ-Thời gian để hoàn thành xong lúc này là 19 x 0.29 = 5.51 s-Với chiều dài ống mà 1000 mm, nếu chỉ sử dụng 1 mũi khoan đểthực hiện tồn bộviệc khoan lỗ thì thời hạn phải mất là 5.51 x 100 = 9.2 phút. - Như vậy để bảo vệ hiệu suất đề ra cần sắp xếp thêm số mũi khoan để rút ngắn thờigian hoàn thành xong từ đó nếu tăng số mũi khoan lên là 5 thì thời hạn hồn thiện là9. 2/5 = 1.84 ( ph ). Nếu tính thời hạn cấp phơi và di dời mũi khoan thì thờigian triển khai xong khoảng chừng 5 phút như vậy 1 ngày hoàn toàn có thể đạt hiệu suất 50 ống / ngày ( ngày thao tác 8 h ). DU3. 1.4 Chọn dụng cụ cắt-Với những đặc tính của ống nhựa nên chọn mũi khoan thép gióHình 3.3 Dụng cụ cắt-Các thông số kỹ thuật của dụng cụ cắt như sau : D = 4 mm, L1 = 75 mm, L2 = 43 mm. 3.2 Thiết kế bộ truyền đai3. 2.1 Cơ sở và chọn sơ bộ pulley và dây đai-Với tốc độ đai dự kiến từ 5-10 m / s và hiệu suất dự kiến từ dưới 1 đến 2 kW chọnkiểu pulley và dây dai có tiết diện theo nhóm A3. 2.2 Vật liệu và cơ tính-Pulley  Chọn vât liệu là gang xám 15-32 có thành phần và cơ tính như sau :  Độ bền kéo nhỏ nhất 15 kG / mm2  Độ bền uốn nhỏ nhất 32 kG / mm2SVTH : Nguyễn Minh HồngNguyễn Đức QuangGVHD : Lưu Đức Bình16

Source: https://vh2.com.vn
Category custom BY HOANGLM with new data process: Chế Tạo