Trục chính máy công cụ

Trục chính máy công cụ đóng vai trò quan trọng trong các quá trình công vì nó cung cấp tốc độ cắt cho dao và là một phần của chuỗi truyền lực giữa máy công cụ và dụng cụ hoặc chi tiết. Tùy theo loại máy mà trục chính có những đặc tính khác nhau. Đối với máy tiện, trục chính mang chi tiết và cấp tốc độ cắt. Khi khoan và phay thì trục chính quay dao được lắp trên nó để tạo ra tốc độ cắt. Trục chính của máy công cụ là đối tượng mà các nhà chế tạo đã và tập trung nghiên cứu hoàn thiện và phát triển.

Các thành phần cơ bản của một trục chính là bộ phận gá dao, đòn kéo, trục, các ổ đỡ, hệ thống dẫn động, hệ thống làm mát và thân. Có một số loại hệ thống dẫn động, về cơ bản nó bao bao gồm một động cơ, trực tiếp hoặc gián tiếp, đi đôi với trục chính. Trên hình 1 là hai dạng trục chính máy công cụ gia công cao tốc, một loại được dẫn động gián tiếp thông qua bộ truyền đai (belt-driven) còn loại kia được dẫn động trực tiếp từ một động cơ được tích hợp trên trục (motorized).

Dẫn động trục chính là cơ cấu cung cấp và truyền chuyển động đến trục chính, bao gồm động cơ và khớp nối. Bằng cách này, tốc độ quay, mo men xoắn và công suất sẽ được truyền đến dụng cụ nhờ cơ cấu kẹp dao. Nói chung, có bốn loại trục chính phụ thuộc vào dạng dẫn động được sử dụng, bao gồm loại dẫn động đai, dẫn động bánh răng, dẫn động trực tiếp và dẫn động tích hợp.

Trục chính dẫn động bằng đai Trục chính loại này được truyền chuyển động từ một động cơ bên ngoài thông qua bộ truyền đai răng hoặc đai thang. Loại này được sử dụng khá phổ biến trong các máy gia công truyền thống vì chi phí thấp và hiệu suất tốt khi truyền công suất danh nghĩa của động cơ thành công suất có ích trên trục chính. Hiệu suất của trục chính dẫn động đai, về mặt truyền công suất động cơ đến trục chính, đạt khoảng 95%. Như vậy nó kém hiệu quả hơn so với trục chính truyền động trực tiếp (gần 100%) nhưng lại tốt hơn loại truyền động bánh răng (bé hơn 90%). Trục chính dẫn động đai có thể đạt tốc độ quay 15.000 vg/ph và truyền mô men xoắn tốt ở tốc độ thấp (1000 vg/ph) tùy thuộc vào loại đai và tỉ số truyền. Ngược lại, truyền động bánh răng lại truyền mô men xoắn ở tốc độ thấp tốt hơn so với ở tốc độ cao. Loại truyền động trực tiếp là tốt hơn cả vì nó ít rung và ít ồn. Tuy nhiên, truyền động đai thì rất linh hoạt và chúng được dùng cho một dải rộng lớn nhiều công việc khác nhau với các yêu cầu giữa mô men xoắn cao/tốc độ quay thấp và mô men xoắn thấp/tốc độ quay cao. Loại truyền động này có nhược điểm chính là:

Bị giãn nở nhiệt đáng kể so với các truyền động khác.
Gây nhiều tiếng ồn hơn do sự chuyển động của đai.
Độ kéo căng của đai gây nên một lực hướng kính lên trục, gây nên tải trên các ổ đỡ.

Trục chính dẫn động bằng bánh răng

Trục chính dẫn động bằng bánh răng có thể đạt mô men xoắn cao ở số vòng quay thấp và chúng có nhiều dải cấp tốc độ. Tuy nhiên các bánh răng có thể gây nên rung động, tạo ảnh hưởng xấu lên độ bóng bề mặt chi tiết gia công. Hơn nữa, hiệu suất của chúng kém hơn các dạng khác khi chúng chuyển đổi công suất danh nghĩa của động cơ thành công suất cắt của dao. Trục chính dẫn động bánh răng không phù hợp cho các trường hợp gia công cao tốc mặc dù rất thích hợp cho các công việc nặng.

Trục chính được dẫn động trực tiếp

Các trục chính được dẫn động trực tiếp đạt hiệt suất truyền công suất từ động cơ đến dao gần 100%. Chúng có thể làm việc ở tốc độ quay cao nhưng mô men xoắn thấp. Vì không có xích truyền động nên không thể tăng mô men xoắn một cách cơ học để đáp lại sự giảm tốc độ động cơ.

Hệ thống truyền động này ứng xử tốt về mặt rung động, có nghĩa là có thể đạt các tốc độ cao và vẫn đạt được độ bóng bề mặt tốt.

Trục chính được dẫn động tích hợp

Ở loại trục chính này, động cơ có thể là động cơ điện đồng bộ hoặc không đồng bộ được tích hợp vào kết cấu trục chính giữa các ổ đỡ trước và sau như hình 3. Bằng cách này, rung động và tiếng ồn được giảm thiểu và công việc có thể được thực hiện ở các tốc độ quay cao, từ 15.000 vg/ph. Do đó trục chính loại này rất phổ biến ở các máy công cụ gia công cao tốc.

Kiểm soát sự truyền nhiệt bên trong trục chính và giãn nở nhiệt là yếu tố then chốt để đạt được hiệu suất tốt cho loại truyền động này. Do động cơ lắp bên trong thân trục chính nên hệ thống tản nhiệt có vai trò vô cùng quan trọng. Loại trục chính này đắt tiền do có các hệ thống phụ cho làm mát và giám sát cũng như yêu cầu độ chính xác cực kỳ cao trong lắp ráp.

Các xu hướng mới nhất về trục chính máy công cụ hiện nay bao gồm sử một loạt các ổ bi có độ chính xác cao như các ổ đũa con lăn trụ làm bằng silicon nitride, và một loạt hợp kim thép cho hiệu suất cao hơn bình thường. Xu hướng mới của các trục hính kết hợp những vấn đề sau đây:

Các hệ thống bôi trơn mới.
Các ổ đỡ hỗ trợ và các thiết bị cho truyền động vít me.
Đai ốc hãm cho các trục chính hiệu suất.
Các giải pháp kỹ thuật để đo lường chính xác và giám sát trục chính.

Tài liệu tham khảo

l.n. lópez de lacalle , A. lamikiz (eds). machine
Tools for high performance machining. Spinger 2009.
http://www.articlesbase.com/shopping-articles/machine-tool-spindles-changing-trends-679146.html
http://www.directindustry.com/industrial-manufacturer/spindle-66345-_61.html

Ths Nguyễn Văn Tường – Khoa Cơ khí – ĐH Nha Trang – Nguồn: Tạp chí máy móc và công cụ – Hiện Đại Hoá .com

SCCK.TK

Nhận xét

Bài đăng xem nhiều

Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa 1...

Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —– nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn! Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa. Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định. Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng. Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để ...

Phương pháp kiểm tra hạt từ (Magnetic Particle Testing)

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Kiểm tra hạt từ (Magnetic Particle Testing MPT/MT hay Magnetic Particle Inspection - MPI) là một phương pháp kiểm tra không phá hủy nhằm phát hiện các khuyết tật trên bề mặt hoặc ngay bên dưới bề mặt kim loại. Đây là kỹ thuật nhanh và đáng tin cậy để phát hiện và định vị các vết nứt bề mặt. Nguyên lý MPT: Từ thông rò trên bề mặt không liên tục Nguyên lý Kiểm tra hạt từ (MT) dựa trên tính chất từ tính của vật liệu sắt từ. Khi một thành phần sắt từ bị từ hóa (được thực hiện bằng cách cho dòng điện chạy qua nó hoặc bằng cách đặt nó trong một từ trường mạnh), bất kỳ sự không liên tục hoặc khuyết tật nào có trong vật liệu sẽ gây ra rò rỉ từ thông (như vết nứt sẽ tạo ra lực cản đáng kể đối với từ trường, tại những điểm không liên tục như vậy, từ trường thoát ra trên bề mặt của mẫu thử (từ thông rò rỉ). Xem thêm: Kiểm tra thẩm thấu PT (Penetrant Testing) Kiểm tra siêu âm bên trong lòng ống ILI là gì? Rò rỉ từ thông...

Khe hở mặt răng (backlash) và khe hở chân/đỉnh răng (root/tip clearance)

Viết bài : Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Các thông số cơ bản của bánh răng Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng, da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng, df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau, d = m.Z Số răng: Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia, P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng, m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia; h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răn...

Tải giáo trình chuyên nghành cơ khí [pdf]

Danh mục sách chuyên nghành cơ khí do chúng tôi tìm kiếm sưu tầm trên internet, đường link google drive có sẵn (pdf). Nếu có điều kiện các bạn nên mua sách để ủng hộ tác giả và NXB nhé! Link tải giáo trình vẫn đang tiếp tục được cập nhật hàng ngày...... Ngày cập nhật: 13/6/2023 -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 1 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng, TH.S. Phan Đăng Phong NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006) Số trang: 734 ==> Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 2 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng NXB Khoa học và Kỹ thuật (2004) Số trang: 601 ==> Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ khí - Tập 3 - PGS Hà Văn Vui, TS. Nguyễn Chỉ Sáng NXB Khoa học và Kỹ thuật (2006) Số trang: 653 ==> Tải tại đây -------------------------------------------------------------- Sổ tay thiết kế cơ ...

Tại sao đường kính ống hút thường lớn hơn đường kính ống xả của bơm ly tâm?

Trong hệ thống bơm ly tâm (centrifugal pump system), việc thiết kế và lựa chọn kích thước đường ống hút và đường ống xả không phải là ngẫu nhiên mà dựa trên cơ sở tính toán thủy lực nhằm đảm bảo hiệu quả vận hành, độ tin cậy và tuổi thọ thiết bị. Một điểm dễ thấy là trong nhiều hệ thống, đường kính ống hút thường lớn hơn đường kính ống xả. Điều này xuất phát từ các yêu cầu kỹ thuật liên quan đến kiểm soát tổn thất áp suất, chống xâm thực (cavitation) và đảm bảo điều kiện thủy lực tối ưu cho bơm. Sau đây là phân tích chi tiết: 1. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm Bơm ly tâm hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng cơ học từ bánh công tác (impeller) thành động năng và áp năng của dòng chất lỏng. Chất lỏng được hút vào bơm qua cửa hút (suction inlet), tại đây bánh công tác gia tốc dòng chảy, sau đó chất lỏng được đẩy ra ngoài qua cửa xả (discharge outlet) với áp suất và vận tốc cao hơn. Lưu ý: Áp suất tại cửa hút luôn thấp hơn áp suấ...

Phương pháp kết nối truyền động bằng đĩa ép chặt (Shrink disc)

Kết nối then Giả sử bạn muốn lắp 1 Đĩa răng lên 1 Trục, thông thường sẽ là 1 mối lắp gép dùng then, tuy nhiên việc kết nối bằng then sẽ tạo sự tập trung ứng suất tại rãnh then, sự mài mòn cơ học theo thời gian và sự lệch tâm trục. Phương pháp kết nối bằng đĩa ép chặt (Shrink Disc) tạo sự phân bố áp lực đồng đều nên sẽ loại bỏ các nhược điểm trên. Đĩa ép chặt này còn gọi là thiết bị kết nối không dùng then (Keyless locking device) , đây là một phương pháp hiện đại để tạo sự kết nối cơ học. Đĩa ép chặt (shrink disc) có hình dạng của 1 mặt bích trục có ghép nối ma sát. Chức năng chính của đĩa ép chặt là kết nối an toàn giữa trục bằng ma sát. Ví dụ, truyền động với trục và truyền động trục lồng trục (hollow shaft). Đĩa ép tạo ra kết nối không có khe hở bằng cách ép moay-ơ vào trục. Kết nối này chủ yếu được sử dụng để truyền mô-men xoắn. Đĩa ép chỉ cung cấp các lực cần thiết và không tự truyền lực hoặc mô men giữa trục và moay-ơ. Đĩa ép không nằm trong đường...

Kỹ thuật hàn Temper Bead

Biên soạn Nguyễn Thanh Sơn , bản quyền thuộc baoduongcokhi.com Hàn temper bead là một kỹ thuật hàn đặc biệt, trong đó nhiệt lượng (heat input) từ các lớp hàn kế tiếp sẽ làm tôi (temper) các lớp hàn trước đó. Kết quả là cấu trúc hạt mịn (fine grain structure) và độ cứng thấp được hình thành trong vùng ảnh hưởng nhiệt (Heat-Affected Zone – HAZ). Đây là phương pháp rất hữu ích trong việc kiểm soát luyện kim vùng HAZ mà không cần xử lý nhiệt sau hàn (Post-Weld Heat Treatment – PWHT). Kỹ thuật này thường được áp dụng trong các tình huống mà PWHT không thể thực hiện được vì lý do kỹ thuật hoặc kinh tế — chẳng hạn như khi thực hiện sửa chữa tại chỗ trong các nhà máy đang vận hành. Trong những trường hợp như vậy, hàn temper bead cho phép đạt được các đặc tính cơ học chấp nhận được cho mối hàn và kiểm soát kích thước HAZ ở mức tối thiểu. 1. Định nghĩa và cơ sở luyện kim Temper Bead Welding (TBW) là phương pháp hàn nhiều lớp (multi-pass welding) được bố trí theo trình tự cụ thể, trong đó...

Sơ đồ tuabin khí chu trình hỗn hợp (combined cycle)

Viết bài KS Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com CCGT được gọi là chu trình kết hợp trong nhà máy điện, có sự tồn tại đồng thời của hai chu trình nhiệt trong một hệ thống, trong đó một lưu chất làm việc là hơi nước và một lưu chất làm việc khác là một sản phẩm khí đốt. Giải thích rõ hơn: Turbine khí chu trình hỗn hợp (Combined Cycle Gas Turbine - CCGT) là một hệ thống phát điện sử dụng cùng một nguồn nhiên liệu để vận hành hai loại máy phát điện khác nhau: một máy phát điện dẫn động bởi tuabin khí (gas turbine) và một máy phát điện dẫn động bởi tuabin hơi nước (steam turbine). Hệ thống CCGT được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện, do có thể giảm thiểu lượng khí thải và tăng tính hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng. Nhà máy điện CCGT Trong hệ thống CCGT, nguồn nhiên liệu (thường là khí tự nhiên natural gas hoặc dầu) được đốt trong máy tuabin khí dẫn động cho máy phát điện generator để sản xuất điện. Hơi nước được tạo ra từ lò hơi thu hồi nhiệt (Heat Re...

Tìm kiếm Blog này