Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MÁY CÁN HÌNH MẶT LỐP XE
ĐẠP HAI MÀU
Người hướng dẫn: ThS. TRẦN NGỌC HẢI
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN ĐÔNG
Đà Nẵng, 2018

D
U
T
-
L
R
C
C
Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Đông Hướng dẩn: ThS. Trần Ngọc Hải 1
MỞ ĐẦU
Như ta đã biết hiện nay nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa, hiện đại
hóa để đưa đất nước sánh vai với các nước trong khu vực và trên thế giới. Muốn vậy
các ngành công nghiệp phải không ngừng đẩy mạnh sản xuất, mở rộng nhà máy, xí
nghiệp, cải tiến trang thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm, nhằm đáp ứng nhu cầu
thực tế của người tiêu dùng và nền kinh tế hiện có của nước ta hiện nay và tránh khỏi
tình trạng nhập khẩu của nước ngoài. Nhờ chính sách đó đã đưa đất nước ta phát triển
nhanh chóng và tiến đến gia nhập tổ chức kinh tế thế giới WTO, mà trong đó có một
phần đáng kể đến là ngành sản xuất vật liệu cao su, đặc biệt là ngành sản xuất lốp xe
đạp-xe máy các loại.
Từ nhu cầu trên em được giao đề tài : “Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai
màu”. Đây là một công đoạn nhỏ trong dây chuyền sản xuất lốp xe đạp nhưng lại rất
cần thiết và không thể thiếu được
 Cấu trúc đồ án
Đồ án gồm 5 chương:
Chương 1: Tổng quan về vật liệu, quy trình công nghệ chế tạo vật liệu và sản
xuất lốp xe đạp.
Chương 2: Thiết kế nguyên lý và tính toán động học máy cán hình mặt lốp xe
đạp 4 trục Φ150 (mm)
Chương 3: Tính toán, thiết kế kết cấu máy tạo hình mặt lốp xe đạp 2 màu
Φ150 (mm)
Chương 4: Quy trình công nghệ gia công trục cán hình.
Chương 5: Một số vấn đề về lắp ráp và bảo dưỡng an toàn vận hành.
.

D
U
T
-
L
R
C
C
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU, QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ
TẠO VẬT LIỆU VÀ SẢN XUẤT LỐP XE ĐẠP.
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ
TẠO VẬT LIỆU LÀM LỐP XE ĐẠP.
1.1.1. Giới thiệu về vật liệu làm lốp.
1.1.1.1. Khái niệm.
Vật liệu làm lốp chủ yếu là cao su: đó là hợp chất cao phân tử mà mạch đại phân tử
của nó có chiều dài lớn hơn rất nhiều lần chiều rộng và được hình thành từ một hoặc
nhiều phần tử có cấu tạo hóa học giống nhau và được liên kết với nhau tạo thành chuỗi
dài có trọng lượng phân tử lớn.
1.1.1.2. Tính chất.
Hoạt động hóa học và tính năng kỹ thuật của cao su phụ thuộc vào thành phần hóa
học, cấu tạo, khối lượng phân tử, sự phân bố khối lượng phân tử và sự sắp xếp của các
phần tử trong mạch.
Độ bền nhiệt của cao su phụ thuộc chủ yếu vào năng lượng liên kết của các nguyên
tố hình thành mạch chính. Năng lượng liên kết càng cao thì độ bền nhiệt của cao su
càng lớn,và cao su càng có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao.
Khối lượng phân tử của cao su cũng ảnh hưởng rất lớn đến tính công nghệ, tính chất
cơ lý của vật liệu. Đối với mỗi loại cao su khi khối lượng phân tử càng lớn thì các tính
năng cơ lý đều tăng, đặc biệt là độ chịu mài mòn và tính đàn hồi của nó. Trong khoảng
nhiệt độ cao su ở trạng thái mềm cao và cháy nhớt thì sự phụ thuộc tính chất công
nghệ vào khối lượng phân tử có thể đánh giá qua sự phụ thuộc của độ nhớt vật liệu vào
khối lượng phân tử của nó.
Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật khác, yêu cầu kỹ thuật đối
với cao su, và các sản phẩm từ cao su cũng khác nhau. Ngày nay trong kỹ thuật chế
biến và gia công cao su sử dụng không những cao su từ một loại monome mà các loại
cao su có cấu tạo từ nhiều loại monome khác nhau. Những Polyme nhận được có trong
mạch các mắt xích từ những monome khác nhau được gọi là sopolyme. Sự sắp xếp
khác nhau các monome trong mạch đại phân tử tạo cho cao su những tính chất cơ học,
lý học, hóa học, và các tính chất công nghệ khác nhau. Sopolyme có cấu trúc từ mạch
đại phân tử mà các đoạn mạch được hình thành từ một loại monome sắp xếp xen kẽ
với các đoạn mạch được hình thành từ một loại monome khác được gọi là block-
Sopolyme.

D
U
T
-
L
R
C
C
Ngày nay tất cả các loại cao su đều được phân loại theo nguồn gốc sản xuất và lĩnh
vực sử dụng. Cách phân loại này giúp ta dễ dàng lựa chọn cao su, định hướng công
nghệ chế biến và gia công ra sản phẩm phù hợp với yêu cầu kỹ thuật cần thiết. Ngoài
ra ta còn phải nghiên cứu lựa chọn phương án thiết kế máy móc thiết bị công nghệ tối
ưu nhất để chế tạo và từng bước hoàn thiện dần công nghệ chế biến và gia công cao su
để nâng cao chất lượng sản phẩm đáp ứng ngày càng cao nhu cầu của thị trường.
Có các cách phân loại cao su như sơ đồ hình 1.1 sau:
Hình1.1: Sơ đồ phân loại cao su
1.1.1.3. Cao Su Thiên Nhiên.
a. Nguồn gốc:
Cao su thiên nhiên được loài người phát hiện và sử dụng vào nửa cuối thế kỷ thứ
XVI ở Nam Mỹ. Và con người chỉ sử dụng cao su ở mức độ thấp cho đến năm 1839
thì loài người phát hiện ra quá trình lưu hóa chuyển cao su từ trạng thái chảy nhớt sang
trạng thái đàn hồi cao bền vững và từ đó cao su được con người sử dụng để sản xuất ra
Cao Su
Cao Su Tổng Hợp Cao Su Thiên Nhiên
Cao Su Butadien-Styren
Cao Su Butadien
Cao Su IZOPREN
Cao
Su
Thông
Dụng
Cao Su Butyl
Cao Su Clopren
Cao Su Butadien-Nitrit
Cao
Su
Thông
Dụng
Đặc
Biệt Cao Su Thiokon
Cao Su Silicon

D
U
T
-
L
R
C
C
các sản phẩm khác. Nó được lấy từ mủ của cây cao su, còn gọi là Heava được trồng
nhiều ở các vùng nhiệt đới của Nam Mỹ, nước ta, và một số nước ở Đông Nam á ...
Đến thế kỷ thứ XIX cây cao su mới được trồng ở Châu á, Châu Phi, và ở nước ta
cây cao su chỉ có từ năm 1877. Hiện nay nước ta có một diện tích trồng cao su khá lớn
khoảng (30-40) nghìn ha, cùng với các cơ sở công nghiệp cao su tại Hà Nội, Đà Nẵng
( công ty cổ phần cao su DRC), Đồng Nai, Sông Bé, TP Hồ Chí Minh…
Mủ cao su thiên nhiên là nhũ tương trong nước của các hạt cao su, nó chảy từ cây
cao su ra thường có tính kiềm yếu (pH=7.2), sau vài giờ bảo quản thì trị số pH của mủ
cao su giảm dần xuống và sau đó mới bị keo tụ.
b. Thành phần cấu tạo hóa học của cao su thiên nhiên.
Thành phần hóa học của cao su thiên nhiên gồm nhiều nhóm chất hóa học khác
nhau:
- Thành phần chủ yếu là CacbuaHydrô và các chất Axêtôn, nước,các chất chứa
Nitơ, Prôtêin và các khoáng chất.
- Hàm lượng của các chất này có thể dao động tương đối lớn và phụ thuộc vào các
yếu tố: phương pháp sản xuất, tuổi của cây cao su, cấu tạo thổ nhưỡng, khí hậu
nơi cây cao su sinh trưởng phát triển và mùa khai thác mủ cao su.
Cao su thiên nhiên là một Polyme thuộc loại Polyzopen có cấu trúc mạch thẳng
không gian điều hòa dạng Cis (98-100)% và dạng Trans (2- 10)% với mỗi mắt xích
của Polyme là một phần tử Izopren:
Số lượng phần tử trung bình của cao su thiên nhiên là 1,3.106
với mức độ dao động
rất nhỏ (105
- 2.106
). Ngoài ra mạch Cacbua Hyđrô có cấu tạo là mắc xích Izopren còn
có các tạp chất phi cao su khác như: các hợp chất tách ly bằng Axêtôn, các chất chứa
Nitơ, các chất tan trong nước, chất khoáng và độ ẩmĮ
Thành phần hoá học của các chất được tách ly bằng Axêtôn bao gồm 15% axít béo
giữ vai trò làm xúc tiến cho quá trình lưu hoá cao su. Axít béo trong cao su tồn tại ở
nhiều dạng khác nhau: 3% là Este của các axít béo, 7% là các Glôczit. Phần còn lại là
các axít amin và các hợp chất Phôtpho hữu cơ kỳ tínhĠ vàĠ, những hợp chất này có
khả năng chống lại phản ứng ôxi hoá mạch Cácbua Hydrô và giữ vai trò chống lão hoá
thiên nhiên cho cao su.
c. Tính chất vật lý của cao su thiên nhiên.
Cao su thiên nhiên ở nhiệt độ thấp có dạng tinh thể, vận tốc kết tinh lớn nhất được
xác định ở 250
C. Cao su thiên nhiên kết tinh có biểu hiện rõ ràng lên bề mặt như: Tăng

D
U
T
-
L
R
C
C
độ cứng, bề mặt vật liệu mờ, có thể nóng chảy ở nhiệt độ 400
C. Quá trình nóng chảy
các cấu trúc tinh thể của cao su thiên nhiên xảy ra cùng với sự hấp thụ nhiệt.
Ở nhiệt độ từ (20-30)0
C cao su sống dạng Crepe kết tinh ở dạng giãn dài 70%, hỗn
hợp cao su đã lưu hoá kết tinh ở đại lượng biến dạng giãn dài 200%.
Cao su thiên nhiên không tan trong rượu, Xêtôn, nhưng tan trong các dung môi hữu
cơ mạch thẳng hay mạch vòng. Khi pha vào dung dịch cao su các dung môi hữu cơ
như rượu, Xêtôn thì xuất hiện hiện tượng kết tủa (keo tụ) cao su từ dung dịch.
Cao su thiên nhiên có khả năng phối hợp tốt với các chất phụ da, chất độn trên máy
luyện kín, máy luyện hở, dễ dàng cán tráng hay ép đùn. Ngoài ra nó còn có khả năng
lưu hoá bằng lưu hóa hợp với các xúc tác thông dụng khác.
Tính chất cơ lý của cao su thiên nhiên được xác định theo tính chất cơ lý của hợp
phần cao su tiêu chuẩn theo bảng 1.1 như sau :
Bảng 1.1 Tính chất cơ lý của cao su thiên nhiên
STT Thành phần Hàm lƣợng(P.K.L)
1 Cao su thiên nhiên 100.0
2 Lưu huỳnh 3.0
3 Mercaptoênzothiazol 0.7
4 ZnO 5.0
5 Axit steoric 0.5
Các tính chất vật lý đặc trưng của cao su thiên nhiên theo bảng 1.2.
Bảng 1.2 Các tính chất vật lý đặc trưng của cao su thiên nhiên
STT Tinh chất đặc trƣng Giá trị Đơn vị
1 Khối lượng riêng 913 Kg/m3
2 Nhiệt dung riêng 1.88 KJ/Kg0
K
3 Nhiệt dẫn riêng 0.14 W/m0
K
4 Hệ số giãn nở thể tích 565.104
dm3
/0
C
5 Nhiệt độ hoà thuỷ tinh 70 0
C
6 Nữa chu kỳ kết tinh ở -250C 2.4 - 4 giờ
7
Thẩm thấu điện môi ở tần số dao động
1000Hz/s
2.4 - 2.7
8 Crepe trắng 5.1012
9 Crepe hong khói 3.1012

D
U
T
-
L
R
C
C
d. Tính chất công nghệ của cao su thiên nhiên.
Trong quá trình bảo quản cao su thiên nhiên thường chuyển sang trạng thái tinh thế:
ở nhiệt độ môi trường (25 – 30)0
C hàm lượng pha tinh thể trong cao su thiên nhiên là
40%. Trạng thái tinh thể trong cao su phụ thuộc vào loại chất lượng:
- Đối với cao su thiên nhiên loại thông dụng độ nhớt ở nhiệt độ 1440
C là 95 Muni.
- Đối với cao su loại SMK-50 có độ nhớt là 75 Muni.
Để đảm bảo các tính chất công nghệ của cao su trong các công đoạn sản xuất thì
phải xử lý bằng công đoạn sơ luyện đến độ dẻo P = 0.7 - 0.8.
- Độ dẻo của cao su thiên nhiên có thể được xác định trên máy đo độ dẻo, hoặc
được xác định qua độ nhớt Muni trên máy đo độ dẻo Uolle.
- Để đánh giá mức độ ổn định các tính chất công nghệ của cao su thiên nhiên trên.
Quốc tế còn sử dụng hệ số ổn định độ dẻo PRI, nó được đánh giá bằng tỷ số %
giữa độ dẻo mềm cao su được xác định sau 30 phút đốt nóng ở nhiệt độ 1400C so
với độ dẻo ban đầu. Hệ số ổn định độ dẹp PRI cho các loại cao su khác nhau là
khác nhau thể hiện ở bảng 1.3.
Bảng 1.3 Hệ số ổn định độ dẹp PRI cho các loại cao su
STT Các loại cao su Giá Trị
1 Cao su hong khói mặt sàng loại I PRI = 80 – 90%
2 Cao su hong khói loại II (SMR-5) PRI 60
 %
3 Cao su hong khói loại III (SMR-50) PRI 30
 %
Hệ số ổn định PRI càng cao thì vận tốc hoá dẻo cao su càng nhỏ, nghĩa là cao su có
hệ số này cao thì khả năng chống lão hoá càng cao.
Để thận tiện cho quá trình vận chuyển và sử dụng mủ cao su thường được cô đặc
lại. Có nhiều phương pháp cô đặc như: ly tâm, bay hơi tự nhiên, tách lớp và điện
ly…Bằng các phương pháp cô đặc khác nhau thì ta nhận được các loại cao su có tính
chất và thành phần khác nhau.
Thông thường cao su tự nhiên được sản xuất theo sơ đồ công nghệ hình 1.2:

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất cao su thiên nhiên.
Mủ cao su thiên nhiên thường được khuấy trộn với dung dịch Axít axêtíc 1% cho
đến khi mũ đông tụ hoàn toàn. Giai đoạn cán rửa nhằm mục đích loại bỏ các chất tan
trong nước Axít dư khi đông tụ. Cao su được cho qua các máy cán 2 trục và phun nước
vào khe trục cán nhiều lần cho sạch, sau đó được chuyển sang máy băm để băm tạo hạt
khi sản xuất cao su dạng cốm hoặc máy cán có vân hoa trên trục để sản xuất tấm khi
sản xuất cao su dạng tờ.
Công đoạn sấy cao su có tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật, tăng thời
gian sử dụng cao su, sau đó cao su được đưa vào máy ép thuỷ lực để đóng kiện thành
các bành cao su.
 Cao su thiên nhiên có các ưu nhược điểm sau:
- Ưu điểm : có sức dính tốt, có tính đàn hồi cao, lực kéo đứt và xé rách cao, sinh
nhiệt thấp, tốc độ lưu hoá nhanh, giá thành rẻ, được trồng và khai thác nhiều
trong thiên nhiên.Vì vậy được sử dụng chủ yếu trong công nghệ chế tạo lốp xe
đạp, ôtô và một số sản phẩm thông dụng khác….
- Nhược điểm: Cao su thiên nhiên có tính chất tác dụng của 02 , 03, dầu, axít, kiềm
yếu và chống lão hoá nhiệt yếu …
1.1.1.4. Cao su tổng hợp.
 Khái niệm.
Cao su tổng hợp là loại cao su không phải lấy từ thiên nhiên mà nó được tổng hợp
từ các hoá chất qua các phản ứng trùng hợp để tạo ra, nó là hợp chất cao phân tử. Tuỳ
C¸n röa
Mñ cao su
Lo¹i bá t¹p chÊt
§«ng tô
B¨m t¹o h¹t
C¸n tÊm X«ng khãi §ãng kiÖn(cao su tê)
SÊy b»ng khÝ nÐn §ãng kiÖn(cao su cèm)

D
U
T
-
L
R
C
C
theo thành phần chất ban đầu, loại xúc tác, điều kiện phản ứng mà ta nhận được các
loại cao su khác nhau, có tính chất cũng khác nhau. Nguyên liệu chính dùng để sản
xuất cao su tổng hợp là: dầu mỏ, khí thiên nhiên, than, nguyên liệu gỗ….
 Phân loại cao su tổng hợp.
Căn cứ theo tính năng và công dụng ta có thể phân cao su tổng hợp ra các loại như
sau:
- Cao su Butađien: Ký hiệu là BR. Tuỳ thuộc các hãng sản xuất khác nhau mà ta
có các loại cao su Butađien là: BR40, BR100, BR01…. Cao su Butađien có khả
năng chống mài mòn tốt nên thường dùng trong công nghệ chế tạo mặt lốp xe
đạp, xe máy, ôtô hoặc các sản phẩm làm việc trong môi trường chịu ma sát lớn
như băng truyền tải, ngoài ra còn có tính chống mỏi tốt.
o Nhược điểm của cao su Butađien là tính chống xé thấp, độ bền đứt nhỏ.
Nhưng nó lại phối hợp tốt với tất cả các loại cao su không phân cực như:
cao su thiên nhiên, cao su Butađien-Styren, cao su Butađien-Nitrit.
- Cao su Butađien-Styren:
o Ký hiệu: Theo Liên xô là CKC; Theo Mỹ, ý, Nhật là SBR.
Theo CHLB Đức là Bunas.
o Nó là loại cao su được trùng hợp từ Butađien với Styren trong dung dịch có
độ tinh khiết hơn nên có khả năng chống mài mòn, chống xé rách cao,
ngoài ra còn có tính chống lão hoá ôxi, chịu nhiệt, chịu dầu cao nên được
dùng để sản xuất lốp và các sản phẩm chịu mài mòn khác.
o Nhược điểm chủ yếu của nó là chịu đàn hồi, uốn khúc, và chịu nứt thấp hơn
cao su thiên nhiên. Nếu biến dạng nhiều lần sẽ sản sinh ra nhiệt lượng lớn
vì vậy làm cho việc chế tạo lốp bằng cao su này sẽ kém chất lượng hơn.
Ngoài ra độ dẻo nhỏ, và quá trình sơ luyện bằng cơ học tăng độ dẻo là khó
khăn hơn, khi gia công độ co cao su lớn.
- Cao su Butađien-Nitrit:
o Ký hiệu: Theo Liên Xô là CKH.
Theo Mỹ, ý, Nhật là NBR.
o Cao su Butađien-Nitrit là sản phẩm của quá trình tổng hợp từ Acrylonitryl
và Butađien với sự có mặt của hệ xúc tác ôxi hoá khử pesunfat kali, qua
trình trùng hợp trong dung dịch nhũ tương.
o Đặc trưng của loại này là tính chịu dầu tốt, khi tăng hàm lượng Nitrit lên thì
tính năng chịu dầu tăng lên và càng chịu nhiệt tốt nên thường dùng chủ yếu

D
U
T
-
L
R
C
C
trong các sản phẩm phụ tùng máy làm việc trong môi trường dầu mỡ, chịu
nhiệt cao….
o Nhược điểm chủ yếu của nó là tính đàn hồi kém, chịu lực thấp. Ngoài ra nó
còn có tính bán dẫn, cách điện kém hơn các loại cao su khác nên không
dùng làm vật liệu cách điện.
- Cao su Butyl:
o Đây là loại sản phẩm đồng trùng hợp của Izobutylen cacbuahyđrô với sự có
mặt của xúc tác AlCl và các hợp chất cation hoá như: nước, rượu…Có tính
chịu nhiệt tốt, tính đàn hồi cao, bền với các tác động của môi trường hoá
học nên thường dùng trong các sản phẩm chịu nhiệt như cốt hơi, màng lưu
hoá hay trong các thiết bị chịu nhiệt, chịu axít, kiềm…Ngoài ra tính kín khít
của nó rất cao nên thường dùng trong các sản phẩm như săm. Nó còn dùng
trong vật liệu bọc lót dây điện hay các vật liệu khác có tính bền với khí hậu.
o Tính va đập cao nên còn dùng trong các sản phẩm yêu cầu chống rung cao.
o Nhược điểm của loại này là khả năng chịu dầu mỡ kém, không trộn lẫn với
các loại cao su khác, tốc độ lưu hoá thấp.
- Cao su Clopren:
o Là sản phẩm nhận được trong quá trình trùng hợp huyền phù Clopren hoặc
trong quá trình đồng trùng hợp Clopren với một hàm lượng monome không
lớn. Nguyên tử Clo có khả năng che chắn các tác nhân tác dụng nên cao su
Clopren là loại chịu dầu, chịu tác dụng hoá học tốt, có độ bền trong môi
trường có dung môi hữu cơ như: rượu, axêtôn…có độ bền khí hậu tốt, có
khả năng phân tán diện tích tốt nên được dùng chủ yếu để bọc cáp điện
trong công nghiệp và điện tử.
o Nhược điểm chủ yếu là kém bền trong môi trường dầu mỡ.
- Ngoài ra còn có một số loại cao su tổng hợp khác như: Clobutyl, Silicon,
Thikol…với nhiều tính năng khác nhưng ít sử dụng hơn. tất cả các loại cao su
tổng hợp điều được kiểm tra tính năng cơ lý theo đơn pha chế chuẩn riêng cho
từng loại cao su, quy trình luyện, điều kiện lưu hoá mẫu, các số liệu về tính năng
cơ lý cũng khác nhau đối với từng loại cao su.
1.1.1.5. Cao su tái sinh.
a. Khái niệm.
Cao su tái sinh là loại cao su thu được bằng phương pháp lưu cao su đã qua lưu hoá,
qua đó có thể sử dụng lại các sản phẩm cao su đã qua sử dụng, sản phẩm cao su củ đã
lưu hoá, hư hỏng và những phế liệu của các nơi gia công vật liệu cao su với mục đích
giảm giá thành sản phẩm.

D
U
T
-
L
R
C
C
Cao su tái sinh được dùng nhiều trong lĩnh vực sản xuất các sản phẩm thông dụng
hằng ngày như: thảm cao su, ống cao su…
b. Quy trình chung để sản xuất cao su tái sinh.
Có nhiều phương pháp sản xuất cao su tái sinh như: Thoát lưu bằng hơi nước bão
hoà, dùng hoá chất hoặc dùng máy ép đùn… ở đây ta giới thiệu dây chuyền đơn giản
của quá trình thoát lưu như hình 1.3 sau:
Hình 1.3: Sơ đồ công nghệ sản xuất cao su tái sinh.
Đun nóng bột cao su nghiền nhỏ, ủ với các chất làm mềm trong thời gian vài giờ
với nhiệt độ (160-190)0
C. Chất làm mềm sẽ làm trương nở cao su, giảm lực liên kết
giữa các phân tử trong cao su tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái sinh, với lượng dùng
từ 10-30%.
Trong quá trình thoát lưu, một số phần cấu trúc mang mạng lưới không gian của cao
su lưu hoá bị phá vỡ, sự phá vỡ mạng không gian có thể xảy ra ở các mạch ngang giữa
các nguyên tử lưu huỳnh với nhau và giữa các nguyên tử C và C trong mạch chính.
Vậy cấu trúc không gian giảm xuống làm cho cao su tan một phần trong các dung môi
hữu cơ và làm cho cao su trở nên mềm dẻo hơn.
c. Ưu nhược điểm của cao su tái sinh.
Nhìn chung cao su tái sinh có những ưu điểm sau: cải thiện độ dẻo, giảm thời gian
cho chất đệm vào mẻ luyện, tăng tốc độ ép đùn, giảm độ nở của cao su tại miệng đùn,
cải thiện ngoại quan của sản phẩm ép đùn, giảm độ co rút và sự tiêu hao năng lượng vì
một phần chất độn đã có trong cao su tái sinh, cũng có khả năng tăng tính dính hơn.
Nhược điểm của cao su tái sinh là sự giảm các tính năng cơ lý làm giảm độ đàn hồi,
độ bền, độ xé rách của cao sự lưu hoá, giảm khả năng làm việc trong điều kiện biến
dạng liên tục nên nó được dùng với hàm lượng thấp tuỳ theo yêu cầu của sản phẩm. Vì
vậy nó chỉ dùng thay thế một phần nhỏ cao su sống, nhất là trong các sản phẩm lưu
hoá bằng khuôn như: thảm cao su, ống cao su, đặc biệt là các sản phẩm lớn vì nó có
tính lưu động chậm nên dễ điền đầy khuôn, không tạo bọt khí.
Ngoài ra dùng cao su tái sinh ta tiết kiệm được cao su sống và một số hoá chất, làm
nhanh một số quá trình gia công, giảm lượng sinh nhiệt của hỗn hợp cao su khi gia
công trên các thiết bị công nghệ và giảm độ co của cao su khi cán tráng làm cho công
Cao su cũ Nghiền bột Lọc bỏ vải, kloại Sàng
Thành phẩm Tinh luyện Thoát lưu Trộn chất làm mềm

D
U
T
-
L
R
C
C
việc cán tráng nhanh và dễ hơn. Cũng có thể làm nhanh quá trình lưu hoá và tăng một
số tính chất khác: tính chịu nhiệt, chịu dầu và hơi nóng…
Các loại cao su được tái sinh là: cao su thiên nhiên, cao su Butađien-Styren,
Butyl…Sau khi thoát lưu cao su tái sinh cũng được kiểm tra tính năng cơ lý theo đơn
pha chế cho từng loại cao su như các loại cao su trên.
1.1.2. Quy trình công nghệ chế tạo vật liệu làm lốp xe đạp.
1.1.2.1. Quá trình sơ luyện cao su.
a. Khái niệm:
Sơ luyện là quá trình dưới tác dụng của lực cơ học và sự tác dụng của cao su với
không khí làm phá vỡ các phân tử cao su, và kết quả là làm tăng độ dẻo, khả năng hấp
thụ các phụ gia và tạo điều kiện gia công các công đoạn sau được dễ dàng.
Sơ luyện làm giảm tính đàn hồi và tăng độ dẻo của cao su, tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình hỗn luyện, cán tráng, ép đùn mặt lốp và lưu hoá…đáp ứng nhu cầu khi
gia công các bán thành phẩm cao su đạt yêu cầu chất lượng.
b. Lý thuyết sơ luyện.
Khi sơ luyện đã xảy ra quá trình ôxi hoá giữa oxi trong không khí và cao su dẫn đến
sự phá vỡ các phân tử cao su làm cho độ dẻo của nó tăng lên.
Khi sơ luyện cao su thiên nhiên bằng máy luyện hở ta thấy hiệu quả tốt ở nhiệt độ
cao thấp hơn 50-600C còn trong máy luyện kín thì nhiệt độ cao hơn 160-1800C.
Nếu sơ luyện cao su sống thì sơ luyện phổ thông, còn sơ luyện có thêm chất xúc
tiến thì sơ luyện chủ liệu.
Các yếu tố ảnh hưởng đến qua trình sơ luyện:
o Thời gian sơ luyện tăng độ dẻo nhanh ở 15-20 phút ban đầu, sau đó chậm dần và
hiệu quả sơ luyện kém. Nếu muốn tăng độ dẻo nhiều thì phải sơ luyện gián đoạn,
có bộ phận đảo su cũng như cần thao tác của công nhân.
o Nhiệt độ trục càng thấp thì hiệu quả sơ luyện càng cao và ngược lại.
o Sơ luyện trên máy luyện hở hai trục thì tỷ tốc giữa hai trục càng lớn thì độ dẻo
của cao su càng nhanh, gảm thời gian sơ luyện. Thông thường tỷ tốc của máy sơ
luyện hở là: 1:1,08; 1:1,17; 1:1,1…Nhưng nếu tỷ tốc quá lớn thì cao su bị đốt
nóng nhanh dẫn đến hiệu quả sơ luyện kém, không an toàn cho thiết bị.
o Đường kính trục lớn thì hiệu quả sơ luyện tốt.
o Cự ly trục khoảng 1-1,5mm.
o Trọng lượng mổi mẻ luyện phải phù hợp với quy cách của máy.
o Chất lượng cao su sống phải đảm bảo…

D
U
T
-
L
R
C
C
1.1.2.2. Quá trình hỗn luyện cao su.
a. Khái niệm.
Hỗn luyện là quá trình trộn các chất phối hợp vào cao su sơ luyện, là quá trình phân
tán đều các chất phối hợp vào cao su để trở thành một hỗn hợp cao su đồng nhất theo
đơn pha chế.
Hỗn luyện là khâu quan trọng trong công nghệ sản xuất các sản phẩm cao su nói
chung và lốp xe đạp-xe máy nói riêng. Nếu cao su và các chất phối hợp không được
trộn đều thì không phát huy được công dụng của chúng, ảnh hưởng đến tính năng sử
dụng của sản phẩm. Có các phương pháp hỗn luyện sau.
 Hỗn luyện bằng máy luyện hở.
Sơ đồ máy luyện hở thể hiện hình vẽ 1.4
2
7
6
5
4
3
1
Hình 1.4: Sơ đồ máy luyện hở hai trục cán.
(1) Động cơ điện xoay chiều; (2) Khớp nối trục; (3)Hộp giảm tốc hai cấp.
(4) Cặp bánh răng truyền động trục chính; (5) Trục cán;
(6) Cặp bánh răng thay thế; (7) Trục vít me điều chỉnh cự ly trục.
Thao tác cho máy luyện hở:
- Trước tiên phải điều chỉnh nhiệt độ trục trước khoảng 55-600C, nhiệt độ trục sau
khoảng 50-550C.
- Điều chỉnh cự ly trục cán theo các quá trình
 Cán dẻo cao su sống là: 3-4 mm
 Cho hoá chất vào là: 8-10 mm
 Ép thông là: 2-2,5 mm
 Xuất tấm là: 9-10 mm
- Xác định trọng lượng mỗi mẻ cao su theo đơn pha chế.
- Cho cao su lên trục cán để cán dẻo.
- Cho cao su tái sinh vào nếu có.

D
U
T
-
L
R
C
C
3
4
2
1
- Cho hoá chất hạt nhỏ vào.
- Cho chất độn và chất làm mềm lỏng vào.
- Rồi cho lưu huỳnh và chất siêu xúc tiến vào.
- Tiến hành ép thông hai lần rồi xuất tấm.
- Làm lạnh trong bể nước có pha CaCO3.
- Treo lên giá làm mát.
- Nhập kho để kiểm tra.
Thời gian thao tác khoảng 15-50 phút.
Cao su sống cung cấp cho quá trình hỗn luyện phải đảm bảo đạt chất lượng, hoá
chất phải qua kiểm nghiệm và cân đúng theo hoá đơn mẻ luyện.
Chú ý trước khi cho hoá chất vào phải tắt máy hút bụi, các quạt thổi trực tiếp vào
máy, và sau khi cho hoá chất vào rồi cần quét hết phần bị rơi xuống khay và cho lên
máy để đảm bảo tỷ lệ và khi cho lưu huỳnh vào thì không nên cắt cao su nếu nó chưa
pha trộn đều vào cao su.
b. Hỗn luyện bằng máy luyện kín.
Sơ đồ máy luyện kín thể hiện ở hình 1.5
Hình 1.5: Sơ đồ máy luyện kín
(1) Động cơ điện xoay chiều; (2) Hộp giảm tốc hai cấp;
(3) Các trục xoắn quay ngược chiều nhau; (4) Xylanh luyện.
Thao tác của quá trình luyện kín là:
- Đưa cao su sống đã cân sẵn theo từng đơn và các hoá chất tập trung về sàn máy.
- Chọn chế độ làm việc thích hợp và khởi động máy cho máy chạy không tải
khoảng (3-5) phút để theo dõi tình trạng máy.
- Mở cửa nạp liệu và tiến hành nạp nhiên liệu vào xi lanh theo thứ tự: Cho cao su
đã cân vào, cho các hợp chất hạt nhỏ vào rồi chất độn làm mềm ở thể lỏng vào.

D
U
T
-
L
R
C
C
- Sau đó đóng cửa nạp liệu lại và chu trình bắt đầu khi hệ thống xilanh pittông ép
tất cả xuống buồng xilanh của trục luyện và đèn báo sáng.
- Trong qua trình luyện phải theo dõi các thông số ở đồng hồ đo như: thời gian, tốc
độ trục, áp suất…
- Kết thúc chu trình ta ấn nút mở cửa dưới và bán thành phẩm được băng tải
chuyển từ cửa tháo liệu ra đến máy luyện hở để làm nguội và cho lưu huỳnh vào.
Nếu khi tháo ra mà nhiệt đọ quá cao >1100C thì ta phải để nguội thêm một thời
gian mới cho trộn lưu huỳnh.
- Tuỳ theo dạng bán thành phẩm mà việc luyện kín yêu cầu công nhân điều chỉnh
máy với những thông số kỹ thuật đúng quy định.
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hỗn luyện.
Quá trình hỗn luyện phải phù hợp với từng chủng loại cao su theo đúng yêu cầu
của bán thành phẩm sau này.
Độ ẩm của cao su cũng ảnh hưởng xấu đến chất lượng bán thành phẩm trong quá
trình hỗn luyện.
Sử dụng các chất tăng cường độ phân tán như: EF44, Aktiplsat, và các chất làm
mềm khác.
Độ dẻo của cao su sơ luyện cũng phải đảm bảo chất lượng và phải phù hợp với từng
mẻ luyện.
Độ mịn của các chất độn, các chất không tan, cũng như thứ tự của các chất phụ gia
khi cho vào mẻ luyện.
Đặc tính, kết cấu của thiết bị hỗn luyện, nhiệt độ và thời gian hỗn luyện.
1.1.3. Các chất phối hợp cho cao su.
Chất lưu hoá như: S, Fe, Te…
Chất xúc tiến lưu hoá: Sulfenamit, M, DM, Thiuram…
Chất trợ xúc tiến lưu hoá: Thường là các ôxit kim loại ZnO…
Chất phòng loãng: Parafin, Antifut…
Chất hoá mềm: Parafin, dầu thông…
Chất độn: than đen, SiO2...
Chất làm dẻo: Aktiplast, T, EF44…
Chất màu: TiO2, ZnO…
1.2. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LỐP XE ĐẠP
VÀ CẤU TẠO LỐP XE ĐẠP
1.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất.
Quy trình công nghệ sản xuất lốp xe đạp nhìn được thể hiện ở hình 1.6:

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 1.6: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất lốp xe đạp.
1.2.2. Cấu tạo lốp xe đạp.
Lốp xe đạp được cấu tạo bởi 4 lớp chủ yếu:
- Lớp ngoài cùng gọi là lớp mặt lốp, nó được chế tạo bởi cao su sau khi đã qua các
công đoạn: sơ luyện, hỗn luyện, nhiệt luyện lại, thành hình và lưu hóa, lớp này
chịu nén và chịu mài mòn rất tốt. Nó còn có tác dụng bảo vệ các lớp bên trong
của lốp.
Cao su bán thành phẩm các loại,vải mành,
vải phin, thép tanh…
Công đoạn
Hàn tanh
Công đoạn cán
hình/ép đùn
mặt lốp
Công đoạn
cắt vải
Công đoạn lưu
hoá
Công đoạn dán
mặt lốp
Công đoạn
thành hình
Công đoạn KCS
Công đoạn bọc
lốp
Công đoạn nhập
kho Cty
Phúc tra sản
phẩm phế
Công đoạn
Nhiệt luyện
Công đoạn g/c
cốt hơi
Công đoạn
cán tráng vải
Cắt lấy tanh, huỷ bỏ
phần phế phẩm
Đạt
Đạt
K. Đạt
K. Đạt

D
U
T
-
L
R
C
C
- Lớp thứ hai bên trong gọi là lớp vải mành, nó được chế tạo bởi vải bố và hợp
chất Pôlime, lớp này có tác dụng tạo hình lốp xe đạp và có tính chịu kéo rất tốt.
- Lớp cao su mỏng cán tráng hai bên lớp vải mành là lớp có tác dụng bảo vệ lớp
vải mành và tăng độ dính của vải mành với lớp mặt lốp và các lớp khác.
- Thép tanh là lớp tạo hình của lốp, nó được bố trí trên vải mành ở phía ngoài rìa
lốp nhằm mục đích chống sự co nén, sự giản ra của vành và đảm bảo cho lốp rắn
chắc hơn.
1.2.3. Nội dung các công đoạn chính.
1.2.3.1. Công đoạn nhiệt luyện cao su.
Cao su bán thành phẩm các loại sau khi đã qua các quá trình sơ luyện, hỗn luyện và
được phòng kỹ thuật kiểm tra đạt yêu cầu về chất lượng được nhập kho để cung cấp
cho các công đoạn sản xuất sau này. Công nhân nhận cao su bán thành phẩm từ kho về
xưỡng theo đúng khối lượng yêu cầu và đưa lên các máy kuyện hở  250, xưởng45,
 400,  450,  560…để tiến hành nhiệt luyện lại nhằm đạt yêu cầu về độ mềm dẻo
cần thiết để cung cấp cho các máy công tác đặc chủng của các công đoạn tiếp theo của
quy trình công nghệ sản xuất lốp xe đạp. Công đoạn này đóng vai trò quan trọng hàng
đầu trong quy trình công nghệ sản xuất, nó cung cấp hầu hết cao su bán thành phẩm
đạt độ dẻo yêu cầu cho tất cả các công đoạn sau này.
1.2.3.2. Công đoạn ép đùn mặt lốp.
Cao su sau khi đã được nhiệt luyện đạt độ mềm dẻo cần thiết được đưa vào miệng
phểu của máy ép đùn mặt lốp gồm một xi lanh và bên trong có trục xoắn ốc để đùn ép
cao su ra miệng máy, đi qua khuôn mẫu để tạo hình dáng, kích thước của từng loại mặt
lốp tương ứng với từng loại lốp khác nhau được sản xuất trong xí nghiệp.Trục được
chuyển động nhờ động cơ xoay chiều rô to lồng sóc qua hộp giảm tốc, động cơ này có
thể thay đổi tốc độ nhờ nguồn điện AC thay đổi qua ba bộ biến tần.
Mặt lốp sau khi đã đùn ra được di chuyển trên dàn con lăn và được làm mát băng
hệ thống phun nước, các con lăn được truyền động bằng hệ thống đĩa-xích nhờ động
cơ điện một chiều công suất 11kw, nó được điều chỉnh tốc độ phù hợp với tốc độ của
máy đùn.
Cao su mặt lốp sau khi qua dàn con lăn làm mát sẽ được đưa đến tay công nhân để
chuyển sang công đoạn dán mặt lốp.
1.2.3.3. Công đoạn cán hình mặt lốp.
Cao su sau khi được nhiệt luyện lại được cắt thành từng cuộn với trọng lượng thích
hợp để chuyển sang đưa vào dàn trục cán của máy cán hình mặt lốp của công đoạn cán
hình mặt lốp để tạo hình mặt lốp.

D
U
T
-
L
R
C
C
Có các loại máy cán hình mặt lốp như sau: Máy cán hình hai trục, ba trục, bốn trục.
Các trục cán có hình dạng của từng loại mặt lốp khác nhau tùy theo yêu cầu sản phẩm
của từng loại lốp khác nhau, trục được truyền động nhờ động cơ điện xoay chiều qua
hộp giảm tốc đến cặp bánh răng truyền động. Cao su mặt lốp sau khi ra khỏi trục cán
được di chuyển trên hệ thống tang làm mát băng không khí rồi chạy qua băng tải đến
tay công nhân chuyển sang công đoạn dán mặt lốp.
Hệ thống tang làm mát được truyền động nhờ hệ thống đĩa-xích lấy từ động cơ
chính qua trục cán. Máy cán hình mặt lốp này cũng có thể cán ra loại mặt lốp một màu
hoặc hai màu.
1.2.3.4. Công đoạn cán tráng vải mành.
Vải mành sau khi được sấy khô cùng với cao su đã được nhiệt luyện đưa vào máy
cán tráng bốn trục để tạo ra vải mành có cán cao su cả hai mặt để làm bố của lốp.
Máy cán tráng gồm bốn trục giống nhau được truyền động nhờ động cơ xoay chiều
rô to lồng sóc qua hộp giảm tốc đến cặp nhông truyền động, ngoài ra có các bộ phận
hỗ trợ điện để điều khiển vô cấp tốc độ qua bộ biến tần nhằm điều chính tốc độ của
trục cáng phù hợp với năng suất cũng như nạp liệu.
Ngoài ra còn có các bộ phận nhả vải và quấn vải sau khi cán tráng, trục sấy, trục
làm lạnh. Các bộ phận này được truyền động băng động cơ điện xoay chiều.
Vải sau khi được cán tráng qua máy quấn vải sẽ được vận chuyển sang cung cấp
cho máy cắt vải của công đoạn cắt vải.
1.2.3.5. Công đoạn cắt vải.
Vải sau khi đã cán tráng su qua máy cán tràng được cuộn thành từng cuộn và đưa
lên máy cắt vải để cắt thành từng tấm theo kích thước xác định phù hợp với từng loại
lốp được sản xuất.
Máy cắt vải gồm một băng tải rộng 2m, dài 8m được truyền động nhờ các con lăn
qua bộ truyền xích, bởi động cơ xoay chiều, có bộ phanh hãm dừng chính xác. Bộ
phận dao cắt gồm các môtơ chạy dao và các môtơ quay dao đều là động cơ xoay chiều
công suất 1.5 kW, 1450 vòng/phút. Dao cắt được chạy trên thanh dẫn hướng đặt chéo
so với băng tải một góc độ nào đó có thể điều chỉnh tùy theo yêu cầu của từng loại vải
để đáp ứng nhu cầu sản xuất. Trên hai đầu thanh dẫn có hai công tắc hành trình để đổi
chiều chạy dao và chiều quay dao sau mỗi lần cắt.
Máy cắt vải làm việc hoàn toàn tự động, chiều dài tấm vải được cài đặt sẵn vào bộ
đếm, khi băng tải chạy được một khoảng chiều dài xác định sẵn thì sensor phát tín hiệu
cho băng tải dừng chính xác, sau đó dao cắt quay và chạy trên thanh dẫn để cắt tấm
vải, khi dao cắt chạy đến đầu cuối thanh dẫn hướng tác động vào công tắc hành trình

D
U
T
-
L
R
C
C
thì băng tải chạy lại đoạn thứ hai và máy cứ hoạt động như thế cho đến khi ta bấm nút
dừng mà thôi.
1.2.3.6. Công đoạn sản xuất tanh.
Những cuộn thép từ kho đưa vào được nắn thẳng nhờ các máy nắn thẳng tự động rồi
cắt thanh thành từng đoạn thích hợp với kích thước của lốp được sản xuất. Sau đó
được đưa sang máy cuộn tạo hình cho từng sợi tanh theo dạng tròn của lớp rồi chuyển
cho công nhân hàn lại thành hình tròn trên máy hàn tiếp điểm điện áp cao.
Các máy nắn thẳng và máy cắt được truyền động nhờ các động cơ xoay chiều công
suất 1.5 kW và các vòng tanh sau khi được chuyển sang cho công đoạn thành hình.
1.2.3.7. Công đoạn thành hình.
Thành hình lốp là giai đoạn tạo ra hình dạng của chiếc lốp với đầy đủ các bộ phận:
Các vòng tanh, các lớp vải đã được cán tráng, nó nhận bán thành phẩm từ các khâu
khác. Vải sau công đoạn cắt vải đã được cuộn thành cuộn cung cấp cho máy thành
hình, công nhân dán vải trên máy thành hình và cho các vòng tanh lên rồi cho máy
hoạt động để tạo ra ống vải dạng chiếc lốp theo yêu cầu sản xuất.
Máy thành hình ở đây là loại máy Liên Xô được truyền động quay tròn bằng một
động cơ xoay chiều có hai bộ dây quấn với công suất 11 kw và 3.5 kw để tạo ra hai
cấp tốc độ khác nhau.
Khi bắt đầu quay động cơ được chạy ở tốc độ khởi động, các cuộn dây stator được
nối qua các điện trở để giảm dòng khởi động của động cơ sau đó chuyển sang làm việc
ở chế độ tốc độ thấp hoặc cao.
Khi dừng động cơ được hãm động năng nhờ nguồn điện một chiều đưa vào cuộn
stator trong khoảng thời gian 2 giây làm động cơ dừng hẳn. Ngoài ra máy còn có một
động cơ công suất 1.5 kW để chuyển động bộ phận cà dưới và một động cơ bơm dầu 4
kW để điều khiển các ben thủy lực. Máy có thể làm việc tự động hoặc điều khiển bằng
tay.
Bán thành phẩm của công đoạn này sẽ được chuyển sang công đoạn dán mặt lốp.
1.2.3.8. Công đoạn dán mặt lốp.
Sau khi đã có hình dạng lốp từ máy thành hình và cao su mặt lốp từ máy ép đùn mặt
lốp và máy cán hình mặt lốp chuyển sang các công nhân tiến hành thao tác dán mặt lốp
để hoàn thiện bán thành phẩm hơn về chiếc lốp để chuyển sang khâu lưu hóa để tạo ra
chiếc lốp hoàn chỉnh cuối cùng.
1.2.3.9. Công đoạn lưu hóa.
Lốp bán thành phẩm sau khi qua công đoạn dán mặt lốp sẽ được chuyển sang máy
lưu hóa để lưu hóa tạo ra chiếc lốp hoàn thiện.

D
U
T
-
L
R
C
C
Lốp được lưu hóa trong khuôn của máy lưu hóa với nhiệt độ từ 105-1600
C, với thời
gian 5-6 phút, áp suất cho vào cốt hơi khoảng 7-8 KG.
Mỗi máy lưu hóa gồm 3 hoặc 4 khuôn và máy được đóng mở bằng động cơ xoay
chiều công suất 7 kW, 900 vòng/phút qua hệ thống nhông truyền. Các cơ cấu cấp lốp
và lấy lốp được sử dụng xi lanh thủy lực với áp suất dầu khoảng 20 kG/cm2
.
Máy làm việc theo chương trình PLC cài đặt tự động cấp nén, xả nén tự động nhờ
bộ gia nhiệt và rơle thời gian qua bộ phận công tắc tơ, công tắc hành trình, van khí nén
điện từ.
1.2.3.10. Khâu KCS.
Lốp sau khi lưu hóa xong được các nhân viên kiểm tra, kiểm tra ngoại quan theo
tiêu chuẩn quy định, thử độ cứng của cao su mặt lốp, độ rộng đồng tâm của lốp…
Theo định kỳ lốp được đưa lên máy chạy lý trình để kiểm tra sức chịu tải, độ mòn của
mặt lốp. Các quy định về tiêu chuẩn lốp được đề ra và thực hiện một cách chặt chẽ
nhằm nâng cao chất lượng của sản phẩm.
Nếu qua quá trình kiểm tra mà lốp không đạt yêu cầu sẽ được loại bỏ phế phẩm và
lấy lại cao su tái sinh, sợi tanh. Còn đạt thì sẽ được chuyển sang công đoạn bọc lốp.
1.2.3.11. Công đoạn bọc lốp.
Lốp sau khi đã được kiểm tra đưa lên máy bọc lốp để quấn quanh lốp một lớp ni
lông màu PP và dán nhãn hiệu nhằm mục đích bảo vệ lốp và tạo mỹ quan cho sản
phẩm đồng thời đảm bảo chống hàng giả và mang tính thương hiệu của công ty.
Máy quấn lốp làm việc tự động được truyền động bằng động cơ xoay chiều qua bộ
nhông truyền, nó có thể điều khiển qua bộ biến tần. Chương trình điều khiển hoạt động
của máy dùng các công tắc tơ và các rơle thời gian.
Ta có thể bọc lốp bằng tay hoặc bằng máy theo từng chiếc hoặc theo kiện từ 5-10
lốp.
Lốp sau khi bọc xong sẽ được nhập về kho để xuất ra thị trường.

D
U
T
-
L
R
C
C
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Đông Hướng dẫn: ThS. Trần Ngọc Hải 20
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
MÁY CÁN HÌNH MẶT LỐP XE ĐẠP 4 TRỤC Φ 150
2.1. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT
MẶT LỐP XE ĐẠP 1 MÀU VÀ 2 MÀU
2.1.1. Giới thiệu qui trình công nghệ sản xuất mặt lốp xe đạp.
Ta có sơ đồ QTCN sản xuất như hình 2.1:
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mặt lốp xe đạp 1 màu và 2 màu.
Thực chất của QTCN này là gồm hai giai đoạn chính:
Cao su mặt lốp đỏ, đen,
trắng, vàng cam
Nhiệt luyện
Xuất thành cuộn Xuất thành dãi
Ép đùn mặt lốp
1màu và 2 màu
Cán hình mặt lốp 1
màu và 2 màu
Kiểm Tra
Xử lý
Bán thành phẩm mặt lốp
xe đạp 1 màu và 2 màu
Đạt
Đạt
K. Đạt
K. Đạt

D
U
T
-
L
R
C
C
- Giai đoạn 1: Là giai đoạn nhiệt luyện lại cao su bán thành phẩm trên các máy
luyện hở  250,  345,  400,  450,  560…
- Giai đoạn 2: là giai đoạn tạo ra dạng mặt lốp trên các máy cán hình mặt lốp và ép
đùn mặt lốp.
2.1.1.1. Giai đoạn nhiệt luyện cao su.
Thể hiện ở hình 2.2
Hình 2.2: Phươnng pháp nhiệt luyện cao su bằng máy luyện hở
(1) Động cơ điện; (2) Khớp nối; (3) Hộp giảm tốc; (4) Cặp bánh răng_Bánh đà;
(5) Gối đỡ trục; (6) Cặp bánh răng thay thế; (7) Trục luyện I; (8) Cao su nhiệt luyện;
(9) Trục luyện II.
Như ta giới thiệu ở phần trước đây là giai đoạn nhiệt luyện lại cao su.Cao su bán
thành phẩm mặt lốp đỏ, đen, trắng, vàng cam…sau khi đã qua quá trình sơ luyện, hỗn
luyện được phòng kỹ thuật kiểm tra chất lượng đạt yêu cầu và nhập kho công ty sau đó
cung cấp cho các xưởng sản xuất. Công nhân phân xưởng xăm lốp xe đạp-xe máy
nhận cao su này về và đưa lên các máy luyện hở để nhiệt luyện lại nhằm đạt độ dẻo
yêu cầu phục vụ cho các công đoạn sản xuất sau này. Sau khi nhiệt luyện xong cao su
sẽ được xuất thành từng cuộn hay từng dải để cung cấp cho các máy ép đùn mặt lốp,
máy cán hình mặt lốp, máy cán tráng…
Để luyện cao su trên máy luyện hở thì cao su phải qua sơ luyện (hóa dẻo) trước.
Công đoạn được thực hiện như sau: các chất phối hợp được cán ép qua khe hở giữa 2
trục cán quay hướng vào nhau. Các lớp cao su do có lực ma sát với trục cán kéo các
chất phối hợp vào khe hở trục cán với vận tốc bằng vận tốc dài của trục cán. Các lớp
cao su tiếp sau do lực kéo dính với lớp trước cũng được kéo vào khe hở với vận tốc
giảm dần so với khoảng cách bề mặt trục cán. Do có sự khác nhau về vận tốc nên giữa
các lớp cao su hỗn hợp cao su luôn xuất hiện ứng suất trượt nhào luyện chúng lại với
nhau. Mặt khác, do quá trình cán khe hở giữa các trục cán nhỏ nên phần không gian
7
8
9
6
5
ĐCO
1
2
3
4
A
A
A-A

D
U
T
-
L
R
C
C
trên trục luôn xuất hiện một lượng cao su (hỗn hợp cao su) dự trữ. Sự tồn tại liên kết
dính giữa các lớp cao su đã kéo khối cao su dự trữ trên khe hở vào chuyển động theo
những hướng khác nhau. Phần cao su ở lớp giữa bị đẩy lên như lực đẩy của nêm, còn
phần cao su sát với bề mặt trục cán thì quay theo chiều quay của trục.
Sự chảy vật liệu trong khoảng cách giữa 2 trục cán. Trong vòng quay của nguyên
vật liệu dư đại lượng biến dạng trượt là lớn nhất. Vì vậy, ở đây ứng suất trượt của cao
su cũng lớn nhất và quá trình trộn luyện cũng xảy ra trong vùng mạnh nhất.
Trong thực tế sản xuất, các máy cán luyện sử dụng để hỗn luyện cao su có vận tốc
dài ở các trục khác nhau. Vì thế, khe hở giữa các trục đại lượng biến dạng trượt giữa
các lớp su tăng lên đáng kể. Mức độ tăng biến dạng trượt phụ thuộc vào tỉ tốc của máy,
khoảng khe hở giữa các trục  và được đặc trưng bằng Gradien vận tốc G:

2
1 V
V
G


 V, V1: vận tốc dài của trục cán. (mm/s)
 : khe hở của trục cán. (mm)
 G: Gradien vận tốc.
Như vậy, khi vận tốc dài của trục cán càng khác nhau (tỉ tốc càng lớn) và khoảng
cách khe hở càng nhỏ đại lượng biến dạng trượt xuất hiện giữa các lớp vật liệu càng
lớn thì khả năng khuấy trộn vật liệu càng tốt hơn.
2.1.1.2. Giai đoạn tạo hình mặt lốp.
Có các phương pháp tạo hình mặt lốp như sau:
a. Phương pháp ép đùn mặt lốp. (xem hình 2.3)
(1) Phễu nạp liệu; (2) Xi lanh; (3) Trục vít đùn; (4) Thước mặt lốp.
Được tiến hành trên các máy ép đùn Φ115, Φ 200, Φ 250…Cao su sau khi đã nhiệt
luyện lại trên các máy luyện hở đạt độ dẻo yêu cầu được xuất thành từng dãi chuyển
sang cung cấp cho các máy ép đùn mặt lốp để tiến hành công đoạn tạo hình mặt lốp
cung cấp cho công đoạn dán mặt lốp để tạo chiếc lốp xe đạp hoàn chỉnh cung cấp cho
công đoạn lưu hoá sau này. Mặt lốp sau khi ra khỏi máy ép đùn di chuyển trên dàn con
lăn làm mát và qua hệ thống băng tải đến tay công nhân dán mặt lốp.
Hình 2.3: Phương pháp tạo hình mặt lốp bằng trục vít đùn
1 2
3
4

D
U
T
-
L
R
C
C
b. Phương pháp cán hình mặt lốp. (Xem hình 2.4)
Hình 2.4: Phương pháp tạo hình mặt lốp bằng trục cán.
(1) Động cơ điện; (2) Khớp nối; (3) Hộp giảm tốc; (4) Cặp bánh răng_Bánh đà;
(5) Trục vít me điều chỉnh khe hở trục; (6) Các cặp bánh răng thay thế;
(7) Cao su màu I; (8) Cao su mặt lốp sau khi qua vân hoa tạo hình;(9) Cao su màu II;
(10) Trục cán hình; (11) Thước mặt lốp(vân hoa tạo hình); (12) Trục cán trơn.
Được tiến hành trên các máy cán hình mặt lốp 2 trục, 3 trục, 4 trục…Cao su sau khi
đã qua nhiệt luyện lại trên các máy luyện hở đạt độ dẻo yêu cầu được xuất thành từng
cuộn chuyển sang cung cấp cho các máy cán hình mặt lốp để tiến hành tạo hình mặt
lốp cung cấp cho công đoạn dán mặt lốp và tạo ra lốp xe đạp hoàn chỉnh hơn cung cấp
cho công đoạn lưu hóa sau này. Mặt lốp sau khi ra khỏi máy cán hình mặt lốp qua hệ
thống tang làm mát để làm mát bằng không khí, rồi được di chuyển trên băng tải đến
tay công nhân dán mặt lốp.
2.1.1.3. Kích thước một số chủng loại mặt lốp xe đạp.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại lốp cho nên cũng có rất nhiều loại mặt lốp
khác nhau, ở đây chỉ nêu sơ bộ một vài loại chủ yếu được sản xuất tại công ty cổ phần
cao su Đà Nẵng như bảng 2.1.
9
8
7
11
12
1
3
4
10
6
5
2
BÌNH

D
U
T
-
L
R
C
C
Bảng 2.1 Kích thước một số chủng loại mặt lốp xe đạp.
Quy cách
Mặt
lốp
rộng
(mm)
Tấm
dày 2
hông
(mm)
Độ rộng
mặt
chạy
(mm)
Tấm dày
mặt chạy
(mm)
Trọng lƣợng
mặt lốp
(Kg/chiếc)
Trọng
lƣợng lốp
(Kg/chiếc)
500 (217) 106  1 1. 0.1 36 0.5 3 0.1 0.36 0.015 0.62 0.02
600
(202,203)
80 1 1. 0.1 22 0.5 3 0.1 0.32 0.015 0.6 0.02
600 (220) 84 1 1. 0.1 26 0.5 3.1 0.1 0.35 0.015 0.64 0.02
650 (205) 88 1 1. 0.1 26 0.5 3.2 0.1 0.42 0.015 0.75 0.02
650 (218)
đỏ
88 1 1. 0.1 22 0.5 3.4 0.1 0.47 0.015 0.78 0.02
650 (207)
đỏ
88 1 1. 0.1 26 0.5 3.4 0.1 0.47 0.015 0.78 0.02
660 (202) 79 1 1. 0.1 22 0.5 3 0.1 0.35 0.015 0.64 0.02
680 (210) 82 1 1. 0.1 22 0.5 3 0.1 0.37 0.015 0.68 0.02
20x200
(216 Nội
địa)
124  1 1. 0.1 50 0.5 2.5 0.1 0.46 0.02 0.77 0.02
14x195
(216 Nội
địa)
124  1 1. 0.1 50 0.5 2.5 0.1 0.58 0.02 0.96 0.02
2.1.2. Máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục φ150.
2.1.2.1. Chức năng và vị trí của máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục Φ150.
Máy cán hình mặt lốp là một trong những máy thuộc công đoạn tạo hình dạng mặt
lốp xe đạp, nó là công đoạn cuối của QTCN sản xuất mặt lốp xe đạp và là công đoạn
đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất lốp xe đạp. Nó cung cấp bán thành
phẩm cho công đoạn dán mặt lốp để chuyển sang công đoạn lưu hoá tạo ra sản phẩm
cuối cùng.
Máy được truyền động nhờ động cơ điện xoay chiều rôto lồng sóc qua hộp giảm tốc
truyền đến các trục luyện thông qua các bánh răng truyền động, bốn trục cán quay
ngược chiều nhau và được điều khiển bằng cơ cấu cơ khí nhờ sự thao tác điều chỉnh
của công nhân vận hành đứng máy qua các bộ phận điều khiển.
Vùng làm việc của máy là khoảng giữa của bốn trục cán, vật liệu chủ yếu được ép
giữa hai trục trên các rảnh có dạng mặt lốp và được nung nóng nhờ hệ thống cấp nhiệt

D
U
T
-
L
R
C
C
bên ngoài. Ở máy cán hình mặt lốp chỉ có bốn trục cán được làm mát nhờ hệ thống
ống dẫn nước vào bên trong lòng trục.
2.1.2.2. Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo của máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục.(Xem Hình
2.5)
13
14
12
11
10
7 6
1
3
4
8
9
2
5
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý của máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục
(1) Động cơ điện xoay chiều; (2) Khớp nói trục; (3) Hộp giảm tốc;
(4)Cặp bánh răng_bánh đà; (5) Trục vít me điều chỉnh khe hở;
(6) Trục cán trơn; (7) Vân hoa tạo hình mặt lốp; (8) Trục cán hình;
(9) Các cặp bánh răng thay thế; (10) Dàn con lăn; (11) Các tang làm mát;
(12) Dàn băng tải; (13) Đĩa xích; (14) Gối đỡ
Nguyên lý hoạt động: động cơ điện xoay chiều (1) hoạt động truyền chuyển động
sang hộp giảm tốc (3) nhờ khớp nối trục (2) để giảm tốc độ, rồi truyền đến cặp bánh
răng truyền động trục cán (4) để truyền chuyển động cho trục cán hình (8), sau đó nhờ
cặp bánh răng thay thế (9) sẽ truyền chuyển động sang trục cán trơn khác (6), cự ly
trục cán được điều chỉnh nhờ các trục vít me-bánh vít (5). Và máy cứ làm việc cán ra
mặt lốp xe đạp đảm bảo năng suất cho các công đoạn sau thì công nhân dừng máy

D
U
T
-
L
R
C
C
máy, tắt động cơ. Cao su dạng mặt lốp sau khi ra khỏi máy cán hình được di chuyển
trên dàn con lăn (10) qua hệ thống tang làm mát bằng không khí (11) rồi chuyển sang
dàn băng tải (12) đến tay công nhân dán mặt lốp.
Máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục có cấu tạo đơn giản, bộ phận công tác chính
gồm bốn trục cán có đường kính như nhau  150, ba trục có dáng hình trục tròn có bề
mặt tương đối nhẵn, một trục có dáng trục tròn có vân hoa tạo dạng mặt lốp, các trục
này bên trong có cấu tạo rỗng với độ dày mm
35
25
 để đảm bảo độ bền và biến dạng
của trục trong suốt quá trình làm việc, sở dĩ được cấu tạo đặc biệt như vậy là nhằm đưa
nước làm mát vào tuần hoàn trong lòng trục cán để làm mát trong quá trình cán hình.
Các cặp bánh răng truyền động thường là các cặp bánh răng chữ V nhằm đảm bảo
độ đồng tâm và để trục cán không bị xê dịch qua lại trong quá trình làm việc tạo ra mặt
lốp có kích thước chính xác, vì cơ cấu ngõng trục dùng bạc đỡ nên không hạn chế
được lực chiều trục.
Khoảng cách giữa hai trục luyện được điều chỉnh nhờ hệ thống trục vít me – đai ốc
có thể điều khiển bằng tay hay tự động.
Ngoài ra máy còn có các bộ phận hứng liệu, bộ phận bôi trơn, bộ phận cấp nhiệt và
làm mát, dao cắt…
2.1.2.3. Đặc tính kỹ thuật của máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục  150.
Đường kính các trục cán hình :  150 mm.
Cự ly các trục trong khoảng: 1-3,5 mm.
Độ dày các trục cán: 25-35 mm.
Nhiệt độ các trục cán: 70-80 0
C.
Tỷ tốc hộp giảm tốc: 1:30
- Động cơ điện có:
Công suất: 10 kW.
Số vòng quay: 1460 vg/phút.
Chiều dài làm việc trục cán: 620 mm.
2.2. PHÂN TÍCH CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY VÀ LẬP SƠ ĐỒ
ĐỘNG MÁY CÁN HÌNH MẶT LỐP XE ĐẠP 4 TRỤC  150
2.2.1. Phân tích chọn phương án thiết kế máy
2.2.1.1. Yêu cầu chế tạo mặt lốp xe đạp.
Mặt lốp xe đạp là bán thành phẩm của sản phẩm lốp xe đạp, nên yêu cầu kỹ thuật
không khắt khe lắm, nhưng phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:
- Do vật liệu dẻo có tính đàn hồi tốt nên yêu cầu khuôn phải tạo được mặt lốp có
bề rộng và bề dày, đường gờ đúng yêu cầu đặt ra.

D
U
T
-
L
R
C
C
- Tùy theo kích thước, cỡ lốp mà ta tạo bề rộng và đường gờ khác nhau. Vì vậy
cần phải thay đổi khuôn theo kích thước yêu cầu.
- Phải có lực ép, cơ cấu ép để đưa cao su ra khỏi khuôn ép.
- Phải đạt năng suất cao.
- Sản lượng thành phẩm nhiều.
- Đảm bảo công nghệ thích hợp.
- Phải đảm bảo đủ nhiệt độ để cao su không bị đặc cứng.
- Sản phẩm liên tục và ổn định.
- Vật liệu cấp liên tục.
2.2.1.2. Các phương án tạo dạng mặt lốp xe đạp.
Trong thực tế có rất nhiều phương pháp chế tạo mặt lốp xe đạp, nhưng các phương
pháp được sử dụng chủ yếu nhất hiện nay là: phương pháp cán hình mặt lốp và phương
pháp ép đùn mặt lốp.
a. Phương pháp ép đùn mặt lốp.
Thực tế cũng có rất nhiều phương pháp ép đùn mặt lốp khác nhau thoả mãn những
vấn đề yêu cầu chế tạo mặt lốp xe đạp như:
- Phương pháp ép đùn cơ khí liên tục.
- Phương pháp ép đùn bằng cơ khí gián đoạn.
- Phương pháp ép đùn bằng cơ cấu dẫn động thuỷ lực, khí nén.
- Phương pháp ép đùn kết hợp thuỷ lực và khí nén, hay cơ khí nén…
Mỗi phương pháp điều có ưu nhược điểm riêng biệt khác nhau, tuy nhiên ta có thể
nghiên cứu ở đây là phương pháp ép đùn bằng trục vít trụ, phương pháp này được sử
dụng phổ biến nhất hiện nay ở công ty cao su Đà Nẵng cũng như trong các công nghệ
chế tạo mặt lốp hiện nay.
 Phương pháp ép đùn bằng trục vít trụ.
Đây là phương pháp đùn liên tục được sử dụng phổ biến hiện nay. Có sơ đồ cơ cấu
ép đùn bằng trục vít trụ. Xem Hình 2.6
3 2
6 5 4 1
Hình 2.6: Sơ đồ cơ cấu ép đùn bằng trục vít trụ.

D
U
T
-
L
R
C
C
(1) Khớp nối; (2) Gối đỡ; (3)Phiếu cấp liệu;
(4) Trục vít trụ; (5) Xilanh; (6)Thước mặt lốp.
Ưu điểm của phương pháp:
- Cho sản phẩm liên tục, phù hợp với sản xuất hàng loạt và cho năng suất cao.
- Làm cho cao su có độ ép nén nên mặt lốp ép ra có độ ổn định về kích thước, ít có
khả năng sinh ra bọt khí.
- Cao su ít có tạp chất, chất lượng cao su có điểm lưu hoá tốt trong quá trình ép
đùn.
- Dễ thay đổi quy cách mặt lốp đùn vì ta chỉ cần thay đổi thước mặt lốp là đủ.
Nhược điểm của phương pháp:
- Giá thành đầu tư cao, tốc độ đùn chậm.
- Cao su dễ cự ly nên cần có những thiết bị hỗ trợ hiện đại hơn.
- Khó khăn trong việc chế tạo trục vít…
 Phương pháp ép bằng trục vít côn.
Sơ đồ Xem hình 2.7.
2 3 4 5 6 7
1
Hinh 2.7: Sơ đồ cơ cấu ép bằng trục vít côn.
(1)Khớp nối; (2) Gối đỡ; (3)Phiếu cấp liệu; (4) Xilanh;
(5) Cánh vít; (6)Trịc vít côn; (7)Thước mặt lốp.
 Nguyên lý hoạt động:
Khớp nối (1) truyền chuyển động qua làm vít côn quay , ép vật liệu đã được nạp sẵn
vào buồng ép qua phểu nạp liệu (3) qua khuôn ép (7) (hay còn gọi là thước mặt lốp)
tạo thành sản phẩm có kích thước theo yêu cầu.
- Ưu điểm:
o Làm việc với áp suất ép tốt 8 10 kg/cm2
o Làm việc liên tục.
- Nhược điểm : Khó chế tạo trục vít côn
.

D
U
T
-
L
R
C
C
b. Phương pháp ép bằng máy ép loại dùng thuỷ lực
Đây là phương pháp dùng bánh lệch tâm để đẩy vì vậy vật liệu cấp vào không liên
tục và sản phẩm ra cũng bị gián đoạn do đó sản phẩm không ổn định, cho năng suất
thấp. Sơ đồ Xem hình 2.8.
3
1
4
5
6 7 8 9 10
2
S
B
A
P R
Hình 2.8: Sơ đồ cơ cấu ép bằng cần đẩy
(1) Bơm thuỷ lực; (2) Đồng hồ áp suất; (3) Van tràn; (4) Van 1 chiều;
(5) Van đảo chiều; (6) Xylanh thủy lực; (7) Cần đẩy; (8)Chày;
(9) Phểu cấp liệu; (10) Thước mặt lốp
 Nguyên lý hoạt động:
Quá trình ép được thực hiện nhờ xy lanh thuỷ lực (6) nối vơí cần của buồng ép.
Trước hết ta cho vật liệu vào buồng ép ,khởi động bơm dầu (1) truyền chuyển động xy
lanh thuỷ lực ,làm cần đẩy (7) chuyển động tịnh tiến mang chày (8) chuyển động ép
vật liệu qua khuôn ép (10) (kích thước khuôn ép có thể thay đổi được). Quá trình
chuyển động tịnh tiến qua lại trong quá trình ép được điều chỉnh nhờ van đảo chiều
(5).
- Ưu điểm của phương pháp này.
o Kết cấu đơn giản, dễ thay thế, dễ chế tạo.

D
U
T
-
L
R
C
C
o Chuyển động êm ít gây ồn, đươc truyền động vô cấp.
o Có lực ép lớn và công suất với các cơ cấu nhỏ .
o Dễ điều khiển tự động , đảo chiều chuyển động chống quá tải.
- Nhược điểm của phương pháp này:
o Gia thành tương đối cao, và yêu cầu kỹ thuật cao.
o Làm việc gián đoạn,
o Không đảo được su.
c. Phương pháp tạo hình mặt lốp bằng máy cán hình 4 trục 150.
- Đây là phương pháp tạo hình mặt lốp đơn giản nhưng cũng là quá trình liên tục.
Vật liệu qua máy này đã được nhiệt luyện lại, nung nóng đến trạng thái dẻo và quá
trình tạo hình là quá trình gây biến dạng tấm vật liệu để đạt đến hình dạng cuối cùng
nhờ trục cán hình.
- Sơ đồ cơ cấu tạo hình bằng trục cán thể hiện ở hình 2.9:
4
3
8
11 10
1 2 6
7
5
9
Hình 2.9: Sơ đồ cơ cấu tạo hình bằng máy cán 4 trục.
(1)Hộp giảm tốc; (2) Cặp bánh răng_bánh đà;
(3) Trục cán hình;(4) Vân tạo hình mặt lốp;
(5) Trịc cán trơn;(6)(8)(9) Vít me-đai ốc điều chĩnh khoảng cách trục;
(7)Các bộ truyền bánh răng;(10) Khớp nối; (11)Động cơ..
- Ưu điểm của phương pháp:
o Cùng một lúc có thể cán nhiều mặt lốp trên các trục.
o Có thể thực hiện cán hình mặt lốp 1 màu và 2 màu.
o Giá thành đầu tư rẻ, tốc độ cán nhanh.
o Vật liệu cán có thể có tạp chất.

D
U
T
-
L
R
C
C
o Thao tác dễ dàng, thuận tiện và có thể hiệu chỉnh thay đổi kích thước của
mặt lốp cán ra dễ dàng nhờ bộ phân cự ly trục vít me khoảng cách trục.
o Năng suất tương đối cao
- Nhược điểm của phương pháp:
o Mặt lốp tạo ra còn có nhiều bọt khí do tiếp xúc trực tiếp với không khí vì
trục cán hở.
o Chất lượng sản phẩm không ổn định, độ bền không cao, kích thước không
đều do phụ thuộc vào trạng thái dẻo của vật liệu và cách điều chỉnh cự ly
trục không chính xác.
d. Phân tích chọn phương án. (Xem bảng 2.2)
Bảng 2.2:Ưu, nhược điểm của các phương pháp tạo hình mặt lốp
Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm
Phương pháp ép đùn
bằng trục vít trụ.
- Sản phẩm liên tục và ổn định
về kích thước.
- Sản phẩm không bị bọt khí.
- Dễ thay đổi quy cách mặt
lốp đùn nhờ thay đổi thước
đùn.
- Dễ điều chỉnh nhiệt độ vì
xilanh kín.
- Giá thành đấu tư cao,
tốc độ đùn chậm.
- Cao su cấp liệu ở đây
đòi hỏi không có tạp
chất.
- Khó khăn trong việc
chế tạo trục vít trụ.
Phương pháp ép bằng
vít côn.
- Máy làm việc với áp suất ép
lớn 810 KG/cm2.
- Cho năng suất cao.
- Gia nhiệt và giảm nhiệt dễ
dàng.
- Khó chế tạo trục vít
côn.
- Độ bền thấp ,dễ gãy
cánh vít.
Phương pháp tạo hình
trên máy cán hình mặt
lốp 4 trục.
- Giá thành đầu tư rẻ, dễ thao
tác thuận tiện.
- Tốc độ cán nhanh.
- Vật liệu không yêu cầu cao
về độ sạch.
- Cùng một lúc có thể cán
nhiều loại mặt lốp trên các
trục cán.
- Thay đổi kích thước của mặt
lốp cũng dễ dàng nhờ điếu
chỉnh cự ly trục.
- Sản phẩm tạo ra
không ổn định về
kích thước, có bọt
khí.
- Cần phải làm mát tốt
nếu không mặt lốp
không ổn định.
- Khó điều chỉnh được
nhiệt độ trên trục cán.

D
U
T
-
L
R
C
C
Phương pháp ép bằng
máy ép loại thuỷ lực
- Tính toán và thiết kế các cơ
cấu đơn giản.
- Chuyển động êm ít gây ồn
- Truyền động vô cấp .
- Có lực ép lớn.
- Dễ điều khiển tự động, đảo
chiều chuyển động chống
quá tải.
- Giá thành tương đối
cao
- Yêu cầu kỷ thuật cao.
Qua phân tích và dựa vào yêu cầu chế tạo cũng như điều kiện kinh tế thì ta chọn
phương pháp tạo hình mặt lốp bằng phương pháp máy cán hình là hợp lý nhất. Vì điều
kiện chế tạo các thiết bị hiện đại không có và phương pháp tạo hình mặt lốp trên máy
cán hình có thể sản xuất được nhiều loại mặt lốp cùng một lúc nhờ việc chế tạo các
vân dạng mặt lốp trên trục cán với các kích thước khác nhau, hơn nữa máy móc thiết
bị cán hình bằng máy cán dễ chế tạo và vận hành sử dụng…
2.2.2. Lập sơ đồ động máy cán hình mặt lốp 4 trục 150.
2.2.2.1. Sơ đồ động máy cán hình mặt lốp.
Sơ đồ động máy cán hình mặt lốp 150 thể hiện ở hình 2.10:
13
14
12
11
10
7 6
1
3
4
8
9
2
5
Hình 2.10: Sơ đồ động máy cán hình mặt lốp 4 trục 150.

D
U
T
-
L
R
C
C
(1) Động cơ điện xoay chiều; (2) Khớp nói trục; (3) Hộp giảm tốc;
(4)Cặp bánh răng_bánh đà; (5) Trục vít me điều chỉnh khe hở;
(6) Trục cán trơn; (7) Vân hoa tạo hình mặt lốp; (8) Trục cán hình;
(9) Các cặp bánh răng thay thế; (10) Dàn con lăn; (11) Các tang làm mát;
(12) Dàn băng tải; (13) Đĩa xích; (14) Gối đỡ
2.2.2.2. Nguyên lý hoạt động của máy cán hình mặt lốp.
Động cơ điện xoay chiều (1) chuyển động sẽ truyền qua khớp nối trục (2) truyền
đến hộp giảm tốc (3) rồi qua cặp bánh răng_bánh đà (4) truyền chuyển động từ hộp
giảm tốc đến trục cán hình (8) và nhờ các cặp bánh răng thay thế (9) sẽ truyền chuyển
động sang các trục cán trơn khác (6) lúc đó máy hoàn toàn hoạt động làm việc, dưới
tác dụng của lực ép các trục và nhờ việc điều chỉnh cự ly các trục cán qua vít me (5)
mà được kích thước của hình dạng mặt lốp cung cấp cho công đoạn sau, tùy theo yêu
cầu của từng loại lốp sản xuất sau này, nhằm đạt độ ổn định của cao su mặt lốp tạo ra
để chất lượng sản phẩm là tốt nhất. Nhiệt cung cấp cho quá trình cán hình mặt lốp
trong khoảng 70-800
C và được cấp nhờ cơ cấu cấp nhiệt hơi nước lấy từ nguồn nhiệt
của trạm cấp nhiệt dẫn đến.
Ngoài ra còn có một số bộ phận cơ bản khác được bố trí để hỗ trợ như: Cơ cấu bôi
trơn, cơ cấu an toàn,cơ cấu cấp nhiệt, cơ cấu cấp nước, thoát nước,hệ thống băng tải
dẫn bán thành phẩm sau khi ra khỏi máy cán, hệ thống tang làm mát với mục đích ổn
định nhiệt và để công nhân không bị bỏng tay trong quá trình dán mặt lốp và sản phẩm
đạt chất lượng theo yêu cầu.
Mặt khác máy còn được thiết kế thêm bộ biến tần để điều khiển vô cấp tốc độ nhằm
đáp ứng nhu cầu năng suất cũng như cấp đủ bán thành phẩm cho công đoạn dán mặt
lốp sau này để cung cấp cho công đoạn lưu hóa, tiết kiệm được công suất máy và lao
động cấp liệu, lao động dán mặt lốp, tóm lại là nhằm mục đích lợi về kinh tế hơn tuy
giá thành đầu tư tương đối cao.

D
U
T
-
L
R
C
C
CHƢƠNG 3 :TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY TẠO HÌNH MẶT
LỐP XE ĐẠP 2 MÀU Φ150 (mm)
3.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC.
3.1.1. Các số liệu ban đầu.
Thực tế lấy từ công ty cổ phần cao su Đà Nẵng:
- Số vòng quay trục cán hình mặt lốp: nt = 19 (v/ph)
- Lực ép của trục luyện trong quá trình làm việc: PLV = 67 (KN)
- Đường kính trục luyện: Dt = 150 (mm)
3.1.2. Tính chọn động cơ điện truyền động chính.
Ta có công suất làm việc của trục luyện được tính theo tài liệu [VII]
1000
LV
LV
LV
V
P
N

 (KW) (1)
Trong đó:
+ PLV: Lực ép của trục luyện (N)
+ VLV: Vận tốc dài của trục luyện (m/s)
1000
60
2



 t
t
LV
n
D
V

(m/s) (2)
Với: + Dt: Đường kính trục luyện (mm)
+ nt2 :Số vòng quay trục luyện bị động (v/ph)
Thay số vào công thức (2) ta được:
15
.
0
1000
60
19
150
14
.
3





LV
V (m/s)
Thay số vào công thức (1) ta lại được:
05
.
10
1000
15
.
0
10
67 3




LV
N (KW)
Công suất cần thiết của động cơ truyền động chính là:

LV
dc
N
N  (KW) (3)
Trong đó:
+  : Hiệu suất truyền động (Xem hình 6.1) ta có:
OT
BR
OL
K 



 


 3
3
(4)
Với: + K
 = 1: Hiệu suất của khớp nối trục.

D
U
T
-
L
R
C
C
+ OL
 = 0.99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn.
+ BR
 = 0.98: Hiệu suất của một cặp bánh răng.
+ OT
 = 0.99: Hiệu suất của một cặp ổ trượt.
Thay số vào công thức (4) ta có:
904
.
0
99
.
0
98
.
0
99
.
0
1 3
3






Thay vào lại công thúc (3) ta được:
12
.
11
904
.
0
05
.
10


dc
N (KW)
Vậy ta cần phải chọn động cơ điện có công suất định mức sao cho có dc
dm N
N  .
Trong tiêu chuẩn chọn động cơ điện thì có nhiều loại động cơ thỏa mãn điều kiện này,
nhưng ta chọn theo Bảng 2P/323_[VII] được loại động cơ che kín có quạt gió loại
AO2 72-6 có các thông số sau:
+ Công suất động cơ là: Ndm = 13 (KW)
+ Số vòng quay động cơ là: n = 1460 (v/ph)
+ Khối lượng động cơ là: M = 135 (Kg)
3.1.3. Chọn sơ đồ hộp giảm tốc.
Ta thấy yêu cầu trục ra của máy cán hình mặt lốp tương đối nhỏ nt2 = 19 (v/ph)
trong khi đó tốc độ trục ra của động cơ điện là rất lớn ndc = 1460 (v/ph). Nên tỷ số
truyền chung của máy là rất lớn, vì vậy mà ta cần phải đặt thêm hộp giảm tốc để giảm
tốc độ trục ra động cơ trước khi truyền cho trục cán, tuy nhiên ta cũng nên để ý đến kết
cấu của nó.
Để kết cấu hộp giảm tốc nhỏ gọn thì ta phải thêm một bộ truyền đai hay bộ truyền
xích trước nó nhằm giảm tốc độ quay, nhưng ở đây do yêu cầu của kết cấu máy không
cho phép và để đảm bảo điều kiện về độ ổn định và độ an toàn sử dụng và để máy
được nhỏ gọn hơn ta thiết kế cặp Bánh răng-Bánh đà dặt sau hộp giảm tốc để giảm tốc
độ ở trục ra trước khi truyền đến trục cán của máy.
Ta chọn hộp giảm tốc Bánh răng trụ - Răng nghiêng 2 cấp tốc độ khai triển để khử
được lực dọc trục trong quá trình làm việc của máy và tỷ số truyền của hộp này trong
khoảng i = (8 – 30).
Sơ đồ hộp giảm tốc 2 cấp tốc độ như hình 6.1
- I : Trục vào (trục I) hộp giảm tốc.
- II: Trục trung gian (trục II) hộp giảm tốc.
- III: Trục ra (trục III) hộp giảm tốc.

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 3.1: Sơ đồ kết cấu hộp giảm tốc 2 cấp tốc độ.
3.1.4. Phân bố tỷ số truyền.
Xem hình 3.1: sơ đồ động của máy cán hình mặt lốp Φ150 mm
Ta có tỷ số truyền chung là:
84
.
76
19
1460
2



t
dc
c
n
n
i
Mà theo hình 5.1 thì ta lại có tỷ số truyền chung được xác định như sau:
BR
t
c i
i
i 
 (5)
Trong đó:
+ it: Tỷ số truyền của hộp giảm tốc.
+ iBR: Tỷ số truyền của cặp Bánh răng-Bánh đà.
Mặc khác ta có:
ch
n
t i
i
i 
 (6)
Với: + in: Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh.
+ ich: Tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm.
Như ta đã biết tỷ số truyền là chỉ tiêu kỹ thuật có ảnh hưởng đến kích thước, chất
lượng của bộ truyền cơ khí, vì vậy việc chọn và phân bố tỷ số truyền hộp giảm tốc it
cho các bộ truyền trong hộp phải tuân theo các nguyên tắc sau:
+ Kích thước và trọng lượng của hộp giảm tốc là nhỏ nhất.
+ Đảm bảo điều kiện bôi trơn là tốt nhất.

D
U
T
-
L
R
C
C
Như vậy với hộp giảm tốc mà ta chọn thì để cho các bánh răng bị dẫn của cấp
nhanh và cấp chậm được ngâm trong dầu gần như nhau, tức là đường kính của các
bánh răng phải xấp xỉ như nhau ta phân bố tỷ số truyền in>ich và in= (1.2-1.3)ich và phải
đảm bảo là it thuộc khoảng (8-40).
+ Để thỏa điều kiện trên ta chọn it = 20
+ Từ công thức (6) ta có:








9
.
4
08
.
4
20
2
.
1 2
n
ch
ch
i
i
i
Thay số vào công thức (5) ta được:
842
.
3
20
84
.
76



t
c
BR
i
i
i
3.1.5. Xác định số vòng quay, công suất và mômen của các trục trong hộp giảm tốc.
a. Số vòng quay các trục.
Trục thứ nhất: 1460

 dc
I n
n (v/ph)
Trục thứ hai: 298
9
.
4
1460



n
dc
II
i
n
n (v/ph)
Trục thứ ba: 73
08
.
4
298



ch
II
III
i
n
n (v/ph)
b. Công suất của các trục.
Hiệu suất của các bộ truyền:
+ Hiệu suất bộ truyền bánh răng: 98
.
0

BR

+ Hiệu suất của một cặp ổ lăn: 99
.
0

OL

+ Hiệu suất của khớp nối: 1

K

Công suất của các trục hộp giảm tốc:
+ Trục thứ nhất:
13


 k
dc
I N
N  (KW)
+ Trục thứ hai:
49
.
12
98
.
0
)
99
.
0
(
13 2
2






 BR
OL
I
II N
N 
 (KW)
+ Trục thứ ba:
12
.
12
)
98
.
0
(
)
99
.
0
(
13 2
3
2
3






 BR
OL
I
III N
N 
 (KW)
c. Mômen xoắn trên các trục.
- Công thức xác định mômen xoăn trên các trục [3-53/55_VII]
i
i
X
n
N
M 

 6
10
55
.
9 (Nmm) (7)

D
U
T
-
L
R
C
C
Trong đó: Ni và ni là công suất và số vòng quay của trục thứ i trong 1 phút.
Trục thứ nhất: 85034
1460
13
10
55
.
9 6




I
M (Nmm)
Trục thứ hai: 8
.
400266
298
49
.
12
10
55
.
9 6




II
M (Nmm)
Trục thứ ba: 7
.
1585561
73
12
.
12
10
55
.
9 6




III
M (Nmm)
Lập bảng các kết quả tính được:
Để thuận tiện cho việc theo dõi các số liệu trong quá trình tính toán thiết kế của máy
cán hình mặt lốp ta lập bảng thông số các trục của hộp giảm tốc (Xem bảng 3.1):
Bảng 3.1 Thông số các trục của hộp giảm tốc
Thông số/Trục Trục I Trục II Trục III
i 4.9 4.08
ni (v/ph) 1460 298 73
Ni (KW) 13 12.49 12.12
Mi (Nmm) 85034 400266.8 1585561.7
3.1.6. Thiết kế bộ truyền Bánh răng cấp nhanh.
Bộ truyền bánh răng cấp nhanh có cặp bánh trụ răng nghiêng có các thông số:
- Tỷ số truyền: i = 4.9
- Số vòng quay: n1 = 1460 (v/ph)
n2 = 298 (v/ph)
- Công suất trục: NI = 13 (KW)
Ta tiến hành xác định các thông số kích thước chủ yếu của bộ truyền và kiểm tra
các điều kiện bền theo điều kiện tải của nó như sau.
a. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng.
Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ là thép C45 thường hóa có đường kính phôi từ 100
– 300 (mm) [Bảng 3-8/40_VII] có:
580
)
1
( 
bk
 (N/mm2
)
290
)
1
( 
ch
 (N/mm2
)
HB(1) = 200
Chọn vật liệu làm bánh răng lớn là thép C35 thường hóa có đường kính phôi từ 300
– 500 (mm) [Bảng 3-8/40_VII] có:
480
)
2
( 
bk
 (N/mm2
)

D
U
T
-
L
R
C
C
240
)
2
( 
ch
 (N/mm2
)
HB(2) = 170
b. Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép.
 Ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép. [Cthức 3-1/38_VII]
    '
0 N
N
tx K
tx

 
 (8)
Trong đó:
+   tx
N0
 (N/mm2
): Ứng suất tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu
dài, phụ thuộc vào độ rắn HB [Bảng 3-9/43_VII] ta có :
  tx
N0
 = 2.6HB (N/mm2
)
+ '
N
K : Hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc xác định theo
6
0
'
td
N
N
N
K  [Cthức 3-2/42_VII]
Với + N0 : là số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc
Tra [Bảng 3-9/43_VII] ta có: N0 = 107
.
+ Ntd : Số chu kỳ tương đương.
Do bánh răng chịu tải trọng thay đổi nên theo [Cthức 3-4/42_VII]
i
i
Max
i
td T
n
M
M
u
N 













2
60 (9)
Trong đó:
+ Mi(Nmm), ni(v/ph), Ti(giờ): là mômen xoắn, số vòng quay trong một phút
và tổng số giờ bánh răng làm việc ở chế độ thứ i.
+ MMax(Nmm): Mômen xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng.
+ u =1: Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng.
Ta có: MI = 58034 (Nmm)
MII = 400266.8 = MMax (Nmm)
nII = 298 (v/ph)
Giả thiết rằng máy làm việc 5 năm, mổi năm 300 ngày, mỗi ngày làm 2 ca, một ca
làm 8 giờ: nên 24000
8
2
300
5 




T (giờ)
Thay số vào (9) ta có: Số chu kỳ tương đương của bánh răng lớn
7
2
2 10
8
.
44
24000
298
1
8
.
400266
58034
1
60 





















td
N > N0
Vậy khi tính ứng suất mỏi cho phép của cặp bánh răng này ta lấy
1
"
'

 N
N K
K vì 2
1 td
td N
i
N 
 >N0

D
U
T
-
L
R
C
C
Với: + '
N
K : là hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc.
+ "
N
K : là hệ số chu kỳ ứng suất uốn.
Thay số vào (8) ta có:
- Với bánh răng nhỏ:
  1
tx
 = 2,6HB(1) = 2,6 200 = 520 (N/mm2
)
- Với bánh răng lớn:
  2
tx
 = 2,6HB(2) = 2,6 170 = 442 (N/mm2
)
Chọn   2
tx
 = 442 (N/mm2
) để tính toán
 Ứng suất uốn cho phép.
Bộ truyền làm việc 1 chiều nên các răng trên bánh răng làm việc một mặt. Vật liệu
bánh răng là phôi rèn, thép thường hóa nên ứng suất uốn cho phép được xác định theo
[Cthức 3-6/42_VII].
   





K
n
K
K
n
K N
N
u






 
'
1
"
0 5
.
1
4
.
1
(N/mm2
) (10)
Trong đó:
+ n = 1.5: Hệ số an toàn.
+   bk

 45
.
0
4
.
0
1 

 (N/mm2
): Giới hạn mỏi của thép.
+ 8
.
1


K : Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng.
Thay số vào (10) ta được:
  6
.
138
8
.
1
5
.
1
1
580
43
.
0
5
.
1
1 





u
 (N/mm2
)
  7
.
114
8
.
1
5
.
1
1
480
43
.
0
5
.
1
2 





u
 (N/mm2
)
c. Sơ bộ chọn hệ số tải trọng K.
Có thể chọn sơ bộ hệ số tải trọng K = 1.3 – 1.5, ta chọn K = 1.3 vì đây là bộ truyền
có khả năng chạy mòn.
d. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng.
Do bộ truyền bánh răng trụ nên hệ số chiều rộng bánh răng xác định theo công thức:
A
b
A 
 vậy ta chọn 5
.
0

A
 .
e. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A.
Bộ truyền tải trọng lớn nên A được xác định theo[Cthức 3-10/45_VII]
 
 
3
2
'
2
6
10
05
.
1
1
n
N
K
i
i
A
A
tx 


















(mm) (11)
Trong đó:

D
U
T
-
L
R
C
C
+ i = 4.9: Tỷ số truyền của bánh răng cấp nhanh.
+ K = 1.3: Hệ số tải trọng.
+ 35
.
1
15
.
1
'


 : Hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải tính theo sức
bền tiếp xúc bánh răng nghiêng so với bánh răng
thẳng, ta chọn 3
.
1
'

 .
+ n2 = 298 (v/ph): Số vòng quay trục II.
+ N = NI = = 13 (KW): Công suất của trục I.
+ 5
.
0

A
 : Hệ số chiều rộng bánh răng.
+   2
tx
 = 442 (N/mm2
): Ứng suất tiếp cho phép.
Thay số vào (11) ta được:
  5
.
161
298
3
.
1
5
.
0
13
3
.
1
9
.
4
442
10
05
.
1
1
9
.
4 3
2
6

















A (mm)
Vậy chọn A = 170 (mm)
f. Tính vận tốc vòng bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.
Tính vận tốc vòng.
Xác định theo [Cthức 3-17/46_VII]
 
1
1000
60
2
1000
60
1
1
1










i
n
A
n
D
V


(m/s)
 
4
.
4
1
9
.
4
1000
60
1460
170
14
.
3
2








V (m/s)
Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng: với vận tốc vòng của bánh răng đã tính V <
5 (m/s) theo [Bảng 3-11/46_VII] ta chọn cấp chính xác 9.
g. Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A.
 Định chính xác hệ số tải trọng: Xác định theo[Cthức 3-19/47_VII]
K = Ktt x Kd (12)
Trong đó:
+ Ktt: Hệ số tải trọng tập trung.
+ Kd: Hệ số tải trọng động.
Do bộ truyền có tải trọng thay đổi nên theo [Cthức 3-20/47_VII]
2
1


ttBang
tt
K
K (13)
Ta có chiều rộng bánh răng nhỏ là:
85
170
5
.
0 



 A
b A
 (mm)
Đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ là:

D
U
T
-
L
R
C
C
6
.
57
1
9
.
4
170
2
1
2
1 





i
A
D (mm)
Do đó ta xác định được: 475
.
1
6
.
57
85
1



D
b
d

Tra [Bảng 3-12/47_VII] được 45
.
1

ttBang
K
Thay số vào (13) có:
225
.
1
2
1
45
.
1



tt
K
Vậy dựa vào hệ số d
 , vận tốc V, và cấp chính xác đã chọn, với giả thiết bánh răng
có

sin
5
.
2 n
m
b  ta tra [Bảng 3-14/48_VII] được Kd = 1.4
Vậy thay số vào (12) có hệ số tải trọng: 715
.
1
225
.
1
4
.
1 


K
 Định chính xác khoảng cách trục A: theo [Cthức 3-21/49_VII]
5
.
186
3
.
1
715
.
1
1703
3 


sobo
sobo
K
K
A
A (mm)
Vậy ta chọn A = 187 (mm)
h. Xác định môdun (mn), số răng (Z), chiều rộng bánh răng (b), góc nghiêng (β)
 Xác định môđun: xác định theo [Cthức 3-22/49_VII]
mn = (0.01 – 0.02)A = (1.87 – 3.74) (mm)
+ Chọn mn = 3 (mm)
+ Chọn sơ bộ góc nghiêng β = 150
 Xác định số răng các bánh răng: Theo [Cthức 3-24/49_VII]
Với bánh răng nhỏ:
   
4
.
20
1
9
.
4
3
15
187
2
1
2 0
1 








Cos
i
m
Cos
A
Z
n

(răng)
+ Chọn Z1 = 21 (răng)
+ Với bánh răng lớn:
Z2 = i x Z1 = 4.9 x 21 = 102.9 (răng)
Chọn Z2 = 103 (răng)
 Xác định góc nghiêng β: Theo [Cthức 3-28/50_VII]
    98648
.
0
187
2
3
103
21
2
2
1








A
m
Z
Z
Cos n

→ β = 9.430
= 90
26’
 Xác định chiều rộng bánh răng.
5
.
93
187
5
.
0 



 A
b A
 (mm)

D
U
T
-
L
R
C
C
 Kiểm nghiệm lại giả thiết chọn Kd ở trên
78
.
45
26
9
sin
3
5
.
2
sin
5
.
2
'
0





n
m
b (mm)
Vậy điều kiện thoả mãn.
i. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng.
Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng là kiểm tra ứng suất sinh ra trong chân răng, với
bánh răng trụ răng nghiêng theo [Cthức 3-34/51_VII] ta có:
 u
n
u
n
b
Z
m
y
N
K


 








 '
'
2
6
10
1
,
19
(N/mm2
) (14)
Trong đó:
+ K = 1.715: Hệ số tải trọng.
+ N = 13 (KW): Công suất bộ truyền lấy theo trục I.
+ y: Hệ số dạng răng với mỗi bánh răng được chọn
theo số răng tương đương.
+ mn = 3: Môđun pháp của bộ truyền.
+ Z1 = 21 (răng): Số răng bánh răng nhỏ.
+ Z2 = 103 (răng): Số răng bánh răng lớn.
+ n = 1460 (v/ph): Số vòng quay bộ truyền.
+ θ”
= (1.4 – 1.6): Hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải khi tính
theo sức bền uốn của bánh răng, ta chọn θ”
=
1.5.
+ b = 93.5 (mm): Bề rộng bánh răng.
+  u
 : (N/mm2
)Ứng suất uốn cho phép.
Do bánh răng nghiêng nên ta có:













4
.
104
26
9
103
29
.
21
26
9
21
'
0
2
2
2
2
'
0
2
2
1
1
Cos
Cos
Z
Z
Cos
Cos
Z
Z
tdd
td


Từ đó ta chọn theo [Bảng 3-14/48_VII] được:





517
.
0
4
.
0
2
1
y
y
Thay vào công thức (14) ta được:
- Kiểm nghiệm với bánh răng nhỏ:
5
.
27
5
.
1
1460
5
.
93
21
3
4
.
0
13
715
.
1
10
1
,
19
2
6
1 









u
 (N/mm2
)
Vậy   6
.
1138
1
1 
u
u 
  (N/mm2
) nên điều kiện được thỏa mãn.

D
U
T
-
L
R
C
C
- Kiểm nghiệm với bánh răng lớn:
28
.
21
517
.
0
4
.
0
5
.
27
2
1
2
2 




y
y
u
u 
 (N/mm2
)
Vậy   7
.
114
2
2 
u
u 
  (N/mm2
) nên điều kiện được thỏa mãn.
j. Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột.
Trong điều kiện làm việc của máy có thể xảy ra hiện tượng quá tải đột ngột do các
quá trình: mở máy, hãm máy hay vật liệu cấp quá quy định và một số sự cố khác nên
ta cần kiểm tra điều kiện quá tải của bánh răng.
Chọn hệ số quá tải Kqt = 1.8
- Ta tiến hành kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc lớn nhất sinh ra khi quá tải theo
[Cthức 3-41/53_VII]
 txqt
qt
tx
txqt K 

 

 (N/mm2
) (15)
Trong đó:
+ tx
 : Ứng suất tiếp xúc tính theo [Cthức 3-14/45_VII]
+
 
2
3
6
'
1
10
05
,
1
n
b
N
K
i
i
A
tx









 (N/mm2
)
 Với bánh răng nhỏ:
  4
.
407
298
5
.
93
3
.
1
13
715
.
1
1
9
.
4
9
.
4
187
10
05
,
1
3
6
1 








tx
 (N/mm2
)
 Với bánh răng lớn:
  4
.
399
298
5
.
93
3
.
1
49
.
12
715
.
1
1
9
.
4
9
.
4
187
10
05
,
1
3
6
2 








tx
 (N/mm2
)
+  txqt
 : Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải.
Với bánh răng làm bằng thép có độ rắn bề mặt HB < 350 ta có
theo [Cthức 3-43/53_VII] và [Bảng 3-9/43_VII] ta có:
    HB
tx
N
txqt 6
.
2
5
.
2
5
.
2 0


 
 (N/mm2
)
 Với bánh răng nhỏ:
    1300
200
6
.
2
5
.
2
6
.
2
5
.
2 1
1 




 HB
txqt
 (N/mm2
)
 Với bánh răng lớn:
    1105
170
6
.
2
5
.
2
6
.
2
5
.
2 2
2 




 HB
txqt
 (N/mm2
)
6
.
546
8
.
1
4
.
407
1 


txqt
 (N/mm2
)   1
txqt


8
.
535
8
.
1
4
.
399
2 


txqt
 (N/mm2
)   2
txqt



D
U
T
-
L
R
C
C
Vậy điều kiện kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc lớn nhất sinh ra khiquá tải thỏa mãn.
- Ta tiến hành kiểm nghiệm ứng suất uốn lớn nhất sinh ra khi quá tải theo [Cthức
3-42/53_VII]
 uqt
qt
u
uqt K 

 

 (N/mm2
) (16)
Trong đó:
+ u
 : Ứng suất uốn tính theo [Cthức 3-34/51_VII]







)
/
(
28
.
21
)
/
(
5
.
27
2
2
2
1
mm
N
mm
N
u
u


+  uqt
 : Ứng suất uốn cho phép khi quá tải.
Xác định theo [Cthức 3-46/53_VII] ta có:
  ch
uqt 
 8
.
0
 (N/mm2
)
Với + ch
 : là giới hạn chảy của vật liệu
 Với bánh nhỏ:
  232
290
8
.
0
8
.
0 )
1
(
1 



 ch
uqt 
 (N/mm2
)
 Với bánh lớn:
    192
240
8
.
0
8
.
0 2
2 



 ch
uqt 
 (N/mm2
)
5
.
49
8
.
1
5
.
27
1 


uqt
 (N/mm2
)   1
uqt


3
.
38
8
.
1
28
.
21
2 


uqt
 (N/mm2
)   2
uqt


Vậy điều kiện kiểm nghiệm ứng suất uốn lớn nhất sinh ra khi quá tải thỏa mãn.
 Tóm lại trong trường hợp máy làm việc bị quá tải đột ngột thì các ứng suất uốn,
ứng suất tiếp xúc lớn nhất sinh ra vẫn được đảm bảo điều kiện bền.
k. Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền.
Các công thức xác định theo [Bảng 3-2/36_VII]
Bảng 3.2 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền bánh răng cấp nhanh
Thông số
Ký
hiệu
Công thức tính
Kết
quả
Đơn
vị
Môđun pháp mn 3 mm
Số răng
Z1 21 Răng
Z2 103 Răng
Góc ăn khớp  20o
Độ
Góc nghiêng răng  26
90
Độ
Khoảng cách trục A 187 mm

Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu.pdf

Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu.pdf

Similar to Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu.pdf