THIẾT kế máy dập TRỤC KHUỶU LONG đền

ĐATN: THIẾT KẾ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU LONG ĐỀN GVHD: ĐÀO THANH HÙNG TÓM TẮT ĐỀ TÀI Tên đề tài: THIẾT KẾ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU LONG ĐỀN NỘI DUNG SƠ LƯỢC ĐỀ TÀI Hiện nay, phương pháp gia công

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ

PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ

Trang 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ

PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ

Đà Nẵng, Ngày 30 Tháng 06 Năm2021

Trang 3

ĐATN: THIẾT KẾ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU LONG ĐỀN GVHD: ĐÀO THANH HÙNG

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Họ và tên sinh viên: Văn Bá Hàng

2 Lớp: 17CTM1 Mã SV: 1711504110111

3 Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY DẬP LÒNG ĐỀN

4 Người hướng dẫn: Đào Thanh Hùng Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

II NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

Đề tài đáp ứng được nhu cầu thực tế tại các xưởng cơ sở sản xuất nhỏ, lẻ Giúp giảm

sức lao động, nâng cao năng suất lao động Điểm: 1

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)

Sinh viên đã hoàn thành tương đối tốt nhiệm vụ yêu cầu của đồ án Điểm: 3.0

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)

Tương đối đầy đủ Điểm: 1

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

Kết quả đạt được đáp ứng về mặt tình toán hợp lý, khả năng ứng dụng vào thực tế là

tương đối tốt Điểm: 1

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

Cần hoàn thiện mô hình máy thực tế, kiểm nghiệm tính ổn định và chức năng của máy

III Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 2đ)

Chăm chỉ, tích cực tìm hiểu và giải quyết các vấn đề trong quá trình thiết kế đồ án

Điểm: 2

IV ĐÁNH GIÁ:

1 Điểm đánh giá: 8.0/10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

2 Đề nghị: ☒ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 08 năm 2021

Trang 4

Người hướng dẫn

Đào Thanh Hùng

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA DOANH NGHIỆP

Trang 6

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Tên đề tài: THIẾT KẾ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU LONG ĐỀN

NỘI DUNG SƠ LƯỢC ĐỀ TÀI

Hiện nay, phương pháp gia công kim loại bằng áp lực được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp Các sản phẩm gia công bằng áp lực rất phong phú đa dạng Ưu điểm của phương pháp gia công này là các chi tiết sau gia công cơ khí mà vẫn đạt yêu cầu kỹ thuật đặt ra Để tiến hành gia công theo phương pháp này, các thiết bị gia công áp lực giữa vai trò rất quan trọng, chủng loại của thiết bị để gia công bằng kim loại rất phong phú, đa dạng về chủng loại và ngày càng được hoàn thiện

Trong các thiết bị gia công bằng áp lực, máy ép cơ khí có ưu điểm là: sử dụng và kết cấu máy đơn giản ,có thể chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp, chế tạo được các chi tiết có có chất lượng bề mặt tương đối tốt mà không cần qua gia công cắt gọt ,năng suất của máy cao vì vậy máy ép cơ khí được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như: công nghiệp chế tạo máy, công nghiệpp xây dựng, công nghiệp tiêu dùng, công nghiệp thực phẩm

ở nước ta, phương pháp gia công bằng áp lực đang và sẽ được phát triển mạnh mẽ việc hoàn thiện và và phát triển các thiết bị gia công áp lực là hết sức cần thiết Vì thế chúng em nhận đề tài thiết kế máy ép trục khuỷu

Cấu trúc đồ án bao gồm 7 chương:

Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu chế tạo trong và ngoài nước đối với sản

phẩm

Chương 2: Đề suất ba phương án thiết kế và chọn phương án tốt nhất

Chương 3: Tính toán chọn động cơ phù hợp

Chương 4: Tính toán thiết kế máy

Chương 5: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình

Chương 6: Lắp ráp và chạy thử nghiệm

Chương 7: Kĩ thuật an toàn khi sử dụng và vận hành máy

Trang 7

Giảng viên hướng dẫn: Th.s ĐÀO THANH HÙNG

Sinh viên thực hiện: BÙI ĐỨC DƯ Mã SV: 1711504110108

VĂN BÁ HÀNG Mã SV: 1711504110111

1 Tên đề tài:

THIẾT KẾ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU LONG ĐỀN

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

Năng suất 500 cái/h

Vật liệu yêu cầu : Thép C45

Hành trình đàu trượt : 30mm

Phạm vi tính toán : tính toán biến đổi năng lượng, tĩnh động học, lực ép danh nghĩa của

máy

Thiết kế nhỏ gọn

3 Nội dung chính của đồ án:

Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu chế tạo trong và ngoài nước đối với sản

phẩm

- Phân tích ưu điểm và nhược điểm của các máy tương tự đã được chế tạo trên thị trường

- Kết luận: Đưa ra đề xuất mới khắc phục được 1 trong những nhược điểm đã phân tích

ở trên

Chương 2: Đề xuất các phương án thiết kế, chọn phương án tốt nhất (đưa ra 3 phương

án, sau đó chọn 1)

Chương 3: Tính toán lựa chọn động cơ (tính công suất, chọn loại động cơ)

Chương 4: Tính toán thiết kế kết cấu máy

Chương 5: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình

Chương 6: Lắp ráp và chạy thử nghiệm

Chương 7: Kỹ thuật an toàn khi sử dụng (vận hành) máy

Các bản vẽ hoàn thiện:

Trang 8

- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý(A3)

- Bản báo cáo thuyết minh

- Slide thuyết minh

- Các bản vẽ 2D, 3D

- Mô hình thực tế, video mô phỏng

5 Ngày giao đồ án: Ngày 02 Tháng 02 Năm 2021

6 Ngày nộp đồ án: Ngày 20 Tháng 8 Năm 2021

Trang 9

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, và bạn bè

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Đào Thanh Hùng, giảng viên

bộ môn trong KHOA CƠ KHÍ - trường ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT – ĐH ĐÀ NẴNG người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình làm ĐỒ

ÁN TỐT NGHIỆP

Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT – ĐH ĐÀ NẴNG nói chung, các thầy cô trong KHOA CƠ KHÍ nói riêng đã dạy dỗ cho chúng em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp chúng em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên chúng em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp

Sinh Viên Thực Hiện

BÙI ĐỨC DƯ VĂN BÁ HÀNG

Trang 10

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đồ án này không phải là bản sao chép hoàn toàn một đồ án

hay một công trình nghiên cứu đã có trước đó

Sinh viên thực hiện

BÙI ĐỨC DƯ VĂN BÁ HÀNG

Trang 11

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 3

NHẬN XÉT CỦA DOANH NGHIỆP 5

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN 6

TÓM TẮT ĐỀ TÀI 7

LỜI NÓI ĐẦU 10

LỜI CAM ĐOAN 11

MỞ ĐẦU: 15

Chương 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ĐỐI VỚI SẢN PHẨM 16

1.1 Giới thiệu 16

1.1.1 Máy ép kim loại 16

Hình 1.1.1 Máy ép kim loại 16

1.1.2 Máy kéo kim loại vạn năng 2000KN 17

Hình 1.1.2: Máy kéo kim loại vạn năng 17

1.1.3 Máy ép viên kim loại cỡ lớn 17

Hình 1.1.3: Máy ép viên kim loại cỡ lớn 18

1.1.4 Một số hình ảnh về công nghệ gia công áp lực bằng phương pháp dập tấm 18

Hình 1.1.4 Mốt số ảnh về công nghệ gia công áp lực 18

1.2 Ưu và nhược điểm của các loại máy gia công áp lực bằng phương pháp dập 18

1.2.1 Ưu điểm 18

1.2.2 Nhược điểm 19

1.2.3 Cách khắc phục 19

Chương 2: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐT NHẤT 20

2.1 Định nghĩa và ứng dụng của máy đột dập 20

2.1.1 Định nghĩa 20

2.1.2 Ứng dụng của máy dập: 20

Trang 12

2.2 Các phương án thiết kế 20

2.2 Kết luận 23

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY DẬP LÔNG ĐÈN 25

3.1 Sơ đồ máy dập 25

Hình 3.1 sơ đồ máy dập 25

3.2 Năng lượng máy ép cơ khí 26

3.21 Sự tiêu tốn năng lượng: 26

3.2.2 sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình công tác 28

3.2.3 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình không tải 31

3.2.4 Hiệu suất của máy ép: 31

3.2.5 Xác định công suất động cơ và mô men quán tính của bánh đà 32

3.3 Tính chọn động cơ 33

3.3.1 Xác định thời gian của 1 chu trình 33

3.3.2 Tính mô men quán tính bánh đai 34

3.3.3 Tốc độ đầu trượt 37

3.3.4 Gia tốc của đầu trượt 39

3.3.5 Tĩnh học cơ cấu biên 40

Chương 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY 49

4.1 Trục khuỷu – tay biên 45

4.1.1 Cấu tạo vật liệu trục khuỷu 45

4.1.2 Tính toán trục khuỷu 46

4.2 Biên ( thanh truyền) 48

4.2.1 Tính thân biên(theo sức bền uốn và nén) 48

4.3 Tính thân máy: 50

Chương 5: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA 53

CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 53

5.1 Xác định dạng sản xuất 53

5.1.1 Yêu cầu kỹ thuật của trục khuỷu 53

5.1.2 Phân tích yêu cầu vật liệu 53

5.1.3 Phân tích yêu cầu và đặc điểm kết cấu của trục khuỷu 54

5.2 chọn phôi và phương pháp tạo phôi 54

Trang 13

5.2.1 Chọn dạng phôi 55

5.2.2 Phương pháp tạo phôi 55

5.3 Các nguyên tắc chọn chuẩn 56

5.3.1 Các nguyên tắc chọn chuẩn thô 56

5.3.2 Các nguyên tắc chọn chuẩn tinh 56

5.3.3 Chọn tiến trình gia công các bề mặt 57

5.4 Gia công chi tiết 57

5.4.1 Nguyên công 1 57

5.4.2 Nguyên công 2 57

5.4.3 Nguyên công 3 58

5.4.4 Nguyên công 4 59

5.5.5 Nguyên công 5: Kiểm tra 59

5.6 Tính toán lượng dư 59

Chương 6: LẮP RÁP VÀ CHẠY THỬ NGHIỆM 63

Chương 7: KỸ THUẬT AN TOÀN KHI VẬN HÀNH, SỬ DỤNG MÁY 72

KẾT LUẬN 82

Trang 14

MỞ ĐẦU

Trong xã hội hiện đại, ngành công nghiệp của chúng ta đang rất phát triển kèm theo đó

là ngành công nghiệ gia công kim loại bằng áp lực Việc đưa ngành công nghệ gia công

áp lực vào đã được đánh giá là một hướng đi đột phá để phát triển ngành cơ khí thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng trong đó có máy ép trục khuỷu

Các sản phẩm gia công bằng áp lực rất phong phú đa dạng Ưu điểm của phương pháp gia công này là các chi tiết sau gia công cơ khí mà vẫn đạt yêu cầu kỹ thuật đặt ra Để tiến hành gia công theo phương pháp này, các thiết bị gia công áp lực giữa vai trò rất quan trọng, chủng loại của thiết bị để gia công bằng kim loại rất phong phú, đa dạng về chủng loại và ngày càng được hoàn thiện

Trong các thiết bị gia công bằng áp lực, máy ép cơ khí có ưu điểm là: sử dụng và kết cấu máy đơn giản ,có thể chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp, chế tạo được các chi tiết có có chất lượng bề mặt tương đối tốt mà không cần qua gia công cắt gọt ,năng suất của máy cao vì vậy máy ép cơ khí được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như: công nghiệp chế tạo máy, công nghiệp xây dựng, công nghiệp tiêu dùng, công nghiệp thực phẩm

Ở nước ta, phương pháp gia công bằng áp lực đang và sẽ được phát triển mạnh mẽ việc hoàn thiện và và phát triển các thiết bị gia công áp lực là hết sức cần thiết

Là một sinh viên chuyên ngành công nghệ chế tạo máy sắp rời khỏi ghế nhà trường, em

đã lựa chọn việc thiết kế máy gia công áp lực để làm đồ án tốt nghiệp, mong rằng có thể tích lũy thêm kiến thức nói chung và nghành công áp lực nói riêng Phải nói đây là một thử thách khá khó khăn với em, một sinh viên không phải chuyên ngành gia công áp lực Trong những tháng vừa qua em xin chân thành cảm ơn thầy Th.s Đào Thanh Hùng đã hướng dẫn tận tình và giúp em hoàn thành được đồ án, dù rằng còn rất nhiều vấn đề chưa được ổn

Em xin chân thành cảm ơn

Trang 15

Chương 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO TRONG VÀ

NGOÀI NƯỚC ĐỐI VỚI SẢN PHẨM

1.1 GIỚI THIỆU

Công nghệ gia công áp lực(Dập tạo hình kim loại) là một phương pháp chính trong lĩnh vực chế tạo cơ khí Tại các nước phát triển, tỷ trọng các sản phẩm gia công áp lực chiếm 30-35% tổng sản phẩm cơ khí và xu hướng ngày càng tăng Tại Việt Nam trong những năm gần đây công nghệ gia công áp lực hiên đại đang phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như sản xuất ô tô, xe máy, sản xuất phụ tùng linh kiện phục vụ nội địa hóa sản phẩm cơ khí

Trong thời gian qua, ngành cơ khí gia công áp lực đang chiếm một vị trí rất quan trọng Hiện số lượng các nhà máy chế tạo cơ khí bằng công nghệ gia công áp lực chiếm tới gần 15 nghìn doanh nghiệp trong nước Nhờ vào nghành công nghiệp gia công áp lực mà các sản phẩm nội địa hóa ngày càng phát triển Chất lượng sản phẩm chiếm 70 -80% chất lượng nhập khẩu, nhờ vào việc đó mà chúng ta có thể dễ sửa chữa hạn chế nhập siêu và giá thành chỉ chiếm 20-3-% thị trường quốc tế Trong thời kì kinh tế hóa hiện đại hóa thì việc phát triển ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ gia công áp lực nói riêng giúp chúng ta có thể dễ dàng cạnh tranh được với các sản phẩm trên thế giới

1.1.1 MÁY ÉP KIM LOẠI

Hình 1.1.1 Máy ép kim loại

- Đây là một thiết bị chuyên dụng, được dùng để tạo ra một lực nén nhất định dựa trên xi lanh thủy lực Cách thức này sử dụng tương đương với thủy lực của đòn bẩy trong cơkhí

Có thể ví nó như một loại máy dùng áp lực để tác động lên chất lỏng nhằm ép, nén vật cần thiết

Trang 16

- Ép là phương pháp sản xuất các thanh thỏi có tiết diện định hình có năng suất cao, độ chính

xác và độ nhẵn bề mặt cao, trong qua trình ép, kim loại chủ yếu chịu ứng suất nén nên tính dẻo tăng, do đó có thể ép được các sản phẩm có tiết diện ngang phức tạp Nhược điểm của phương pháp là kết cấu ép phức tạp, khuôn ép yêu cầu chống mòn cao Phương pháp này được ứng

dụng rộng rãi để để chế tạo các thỏi kim loại màu có đường kính từ 5-200 mm, các ống có

đường kính ngoài đến 800 mm, chiều dày từ 1,5-8 mm và một số prôfin khác

1.1.2 MÁY KÉO KIM LOẠI VẠN NĂNG 2000KN

Hình 1.1.2: Máy kéo kim loại vạn năng

Thực chất: Kéo sợi là quá trình kéo phôi kim loại qua lổ khuôn kéo làm cho tiết diện ngang

của phôi giảm và chiều dài tăng Hình dáng và kích thước của chi tiết giống lỗ khuôn kéo

ĐẶC ĐIỂM:

- Kéo sợi có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội

- Kéo sợi cho ta sản phẩm có độ chính xác cấp 24 và độ bóng 79

CÔNG DỤNG:

- Kéo sợi dùng để chế tạo các thỏi, ống, sợi bằng thép và kim loại màu

- Kéo sợi còn dùng gia công tinh bề mặt ngoài các ống cán có mối hàn và một số công việc

khác

1.1.3 Máy ép viên kim loại cỡ lớn

Ưu điểm của máy ép viên

Trang 17

Ý tưởng kỹ thuật và thiết kế linh hoạt cùng với công nghệ sản xuất tối tân, CPM cung cấp cho khách hàng máy ép viên tốt nhất, đạt hiệu suất cao nhất trong sản xuất cho ra chất lượng ép viên tốt nhất

Hình 1.1.3: Máy ép viên kim loại cỡ lớn

1.1.4 Một số hình ảnh về công nghệ gia công áp lực bằng phương pháp dập tấm

Hình 1.1.4 Mốt số ảnh về công nghệ gia công áp lực

1.2 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI MÁY GIA CÔNG ÁP LỰC BẰNG PHƯƠNG PHÁP DẬP 1.2.1 Ưu điểm:

-Tính bền dẻo của kim loại ở thể rắn được áp dụng cho việc che lấp khuyết tật đúc ví dụ như : ổ khí, tổ chức kim loại mịn chặt, cơ tính của sản phẩm nâng cao…

- Gia công kim loại bằng áp lực có khả năng thay đổi tổ chức hạt thành tổ chức thớ, giúp

tăng cơ tính của mặt hàng

- Gia công cơ khí kim loại bằng áp lực giúp cho chất lượng cơ lý lớp bên ngoài bền đẹp, độ

bóng cao, độ chính xác của chi tiết cao hơn rõ rệt so với các chi tiết đúc

Trang 18

ĐATN: THIẾT KẾ MÁY DẬP TRỤC KHUỶU LONG ĐỀN GVHD: ĐÀO THANH HÙNG 1.2.2 Nhược điểm:

- Vốn đầu tư lớn( thiết bị, máy móc, nhà xưởng…)

- Tính toán, thiết kế yêu cầu độ chính xác cao

- Gia công kim loại bằng áp lực các hợp kim được sử dụng trong việc rèn bị hạn chế, không

thể rèn các kim loại dòn

- Phương pháp rèn là một trong những phương pháp cơ bản sản xuất ra phôi cho gia công cắt gọt những chi tiết quan trọng cần chịu lực lớn thường phải qua rèn

Giá bán

- Vì có độ cơ tính và độ chính xác cao nên các sản phẩm gia công bằng phương pháp gia công

áp lực sẽ khá cao hơn so với một số phương pháp gia công thủ công khác và sản lượng sản xuất atăng rất nhiều

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ - CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐT

NHẤT

2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÁY ĐỘT DẬP

2.1.1 Định nghĩa:

Máy dập là thiết bị cơ khí dùng để gia công áp lực mà công biến dạng được sản sinh ra nhờ

truyền động cơ khí,truyền động ma sát hay áp lực chất lỏng

2.1.2 Ứng dụng của máy dập:

Máy dập được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau

ĐỐI VỚI MÁY ÉP TRỤC KHUỶU :

Trang 19

ĐỐI VỚI MÁY ÉP MA SÁT TRỤC VÍT

- Dùng ở dạng sản xuất hàng loạt lớn do năng suất thấp nhưng rất phù hợp trong dạng sản xuất hàng loạt nhỏ vì tính vạn năng của nó cao.Máy có khả năng làm thay công nghệ trên máy búa

và máy dập nóng,thậm chí dùng trong cả trong công nghệ kẹp nguội như nắn,uốn,cắt

ĐỐI VỚI MÁY ÉP THỦY LỰC

- Được ứng dụng rộng rãi:rèn tự do,rèn khuôn ép,chất dẻo hoặc các vật liệu như kim

loại,ép bột kim loại

2.2 CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

❖ Phương án 1: Gia công áp lực bằng máy ép thủy lực

- Máy dập thủy lực là một máy công cụ, sử dụng nguồn lực là hệ thống thủy lực dựa trên

nguyên lý định luật pasca

Cấu tạo sơ đồ nguyên lý máy ép thủy lực

- Máy ép thủy lực cấu tạo bởi một số bộ phận chính là: Xi lanh thủy lực, bộ nguồn bơm thủy

lực, khung máy, hệ thống ống dẫn dầu, khớp cút nối và hệ thống điều khiển

- Ưu điểm:

+ Hiện đại, dễ đều khiển, tự động hóa

+ Tốc độ lực dập có thể thay đổi theo yêu cầu làm việc

+ Kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt

+ Các chi tiết đơn giản, có bán sẵn theo tiêu chuẩn

+ Các chi tiết thủy lực tiêu chuẩn, có thể nâng cao công nghệ trên nền thiết kế trước nhằm cải tiên hệ thống

- Nhược điểm:

Trang 20

+ Năng suất thấp hơn so với phương pháp trục khuỷu

+ Các thiết bị thủy lực có chi phí đầu tư cao

❖ PHƯƠNG ÁN 2: GIA CÔNG ÁP LỰC BẰNG MÁY ÉP TRỤC KHUỶU

- Phương pháp sử dụng máy ép trục khuỷu là một trong những phương pháp sử dụng lực ép cơ

khí, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp Máy ép trục khuỷu dùng chủ yếu để dập tấm, dập thể tích nóng, nguội, cắt phôi và thực hiện nhiều nguyên công khác trong giâ công

áp lực

- Ưu điểm:

+ Sử dụng rộng rãi, thuận lợi cho việc thiết kế, cải tiến

+ Sử dụng máy và kết cấu máy đơn giản

+Với khả năng cho năng suất cao, chính xác, dễ dây chuyền hóa trong sản xuất hàng loạt

+ Lực lớn, nguyên lý đơn giản

+ Làm việc chế độ cố định, khó thay đổi chế độ làm việc

+ Quá trình bảo trì, sửa chữa khó do các chi tiết cần phải gia công không có sẵn

Trang 21

Sơ đồ nguyên lý máy dập trục khuỷu

❖ PHƯƠNG ÁN 3: MÁY DẬP MA SÁT TRỤC VÍT

Trang 22

❖ PHƯƠNG ÁN 3: MÁY DẬP MA SÁT TRỤC VÍT

- Nguyên lý hoạt động: Sử dụng bộ truyển vít me- đai ốc làm việc theo nguyên lý ăn khớp của ren(

giữa ren trong trên đai ốc với ren ngoài trên vít me) để biến dổi chuyển động quay thành tịnh tiến + Phần động được trền dẫn sẽ chuyển động cuống dưới với vận tốc nhất định để tạo ra năng lượng làm biến dạng dẻo và vật đập

+ Phần động( quay và tịnh tiến) gồm: bánh đà quay, vít chuyển động xoắn, đầu trượt tịnh tiến

- ƯU ĐIỂM:

+ Hành trình thay đổi trong khoản rộng, có thể kết hợp gia công nhiều trên một vật dập

+ Kích thước vạt có thê gia công đa dạng

+ Sản phẩm có kích thước lớn hơn so với trục khuỷu cùng cỡ

Sơ đồ nguyên lý máy dập bằng vít ma sát

2.2 Kết luận: Từ những đặc tính ưu, nhược điểm của ba phương án kết hợp những yêu

cầu kỹ thuật được đưa ra từ yêu cầu đặt ra:

- Lực dập lớn(160 tấn) : hai phương pháp trục khuỷu và thủy lực đều thỏa mãn

Trang 23

- Năng suất yêu cầu 250sp/giờ: hai phướng án trục khuỷu và thủy lực đều đáp ứng

- Hệ thống hoạt động ổn định: hai phương án trên đều thỏa mãn

- Thiết kế đơn giản, dễ bảo trì sữa chữa và nâng cấp: trục khuỷu tối ưu hơn

- Dập nguội: Máy dập trụ khuỷu đặc biệt vượt trộ vì làm việc ổn định trong nhiệt độ cao

- Phương pháp dập nguội tiết kiệm nguyên liệu hơn do các sản phẩm đượ tạo thành chính xác, ít vật liệu dư thừa

- Giá thành về máy của trục khuỷu cũng rẻ hơn so với các phương pháp khác

Ta chọn phương án dập trục khủy dập nguội vì đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật,

năng suất, và có ưu điểm phù hợp với việc sản xuất tại các cơ sở sản xuất nhỏ Ngoài ra còn dễ bảo trì, sửa chữa và thay thế

Trang 24

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY DẬP LÔNG ĐÈN

3.1 SƠ ĐỒ MÁY DẬP:

Hình 3.1 sơ đồ máy dập

*Yêu cầu của sản phẩm:

- Long đền

+ đường kính lớn 20mm, đường kính nhỏ 10mm, đồ dày 0.5mm

+ Vật liệu được yêu cầu: thép C45

Trang 25

- Độ cứng sau ủ hoặc ram cao ≤ 197 HB

Khi đó ta có thể tính toán lực dập cần thiết cho từng loại vật liệu:

Lực dập (kN) = Chu vi P(mm) * Độ dày tấm I (mm) * Độ bền cắt σb(kN/mm2)

F=P.I σb=20π.0,5.0,61=1

Ta tính chu vi đường kính lớn P=2.π.r=d.π=20π

Từ đó ta chọn lực dập 20kN

* Năng suất 1000 cái/h:

Từ đó để sản xuất ra 1 long đền 3,6s Ta xem xét đến khuôn dập long đền, thấy để dập ra 1 long đề cần phải dập 2 lần , dập đường kính nhỏ rồi đến đường kính lớn Suy ra thời gian của hành trình kép con trượt là 1,8s

Ta tính được số vòng chạy trong 1 phút

1,8s = 0,03 ph

n1p= 1

0,03

= 33,3 vg/ph

Trang 26

3.2 NĂNG LƯỢNG MÁY ÉP CƠ KHÍ

3.21 Sự tiêu tốn năng lượng:

Sự tiêu tốn năng lượng tức thời (công suất) của máy trong chu trình đơn được biểu diễn bằng đồ thị sau:(hình 21,trang 48)

Sự thay đổi năng lượng của máy:

- UB:mức năng lượng của máy được tích luỹ ở bánh đà lúc ban đầu

- UL:mức năng lượng của máy khi đóng li hợp

- UK:mức năng lượng của máy sau hành trình công tác

- dx: góc quay của trục khuỷu khi hành trình không tải đi xuống

- dl: góc quay của trục khuỷu khi hành trình không tải đi lên

hệ thống dẫn động tốc độ bánh đà sẽ tăngdần và mức năng lượng của may sẽ sẽ đạt tới trị

số ban đầu của Ub một cách nhanh chóng tại điểm c

Trong hành trình công tác ,năng lượng đó lại giảm rất nhiều đến trị số nhỏ nhất Uk tại

điểm e Xác định theo công thức sau:

U = J

2 2

MIN

Trang 27

- JM mô men quán tính của chi tiết chuyển động quy về trục khuỷu của bánh đà

- M, min: tốc độ góc lúc đầu và cuối hành trình công tac của bánh đà

Sau hành trình công tác năng lượng được phục hồi theo đường eg do năng lượng được cung cấp liên tục từ động cơ điện Năng lượng ở cuối hành trình có thể chưa đạt đến trị số ban đầu(-.-.-.-.) nếu thiết kế máy sai hoặc sử dụng máy để dập các nguyên công cần công biến dạng quá mức cho phép.Nhưng thường năng lượng của máy đạt trị số ban đầu trước khi tới điểm cuối của chu trình (đường )

Trong trường hợp dập tự động ,thời gian của chu trình năng lượng trùng với thời gian của chu trình động học Còn nói chung thời gian chu trình năng lượng lớn hơn thời gian của chu trình động học.Thời gian dừng đầu trượt ở vị tri trên cùng càng lớn thì càng kéo dài chu trình năng lượng Cần chú ý rằng bánh đà chỉ tích luỹ năng lượng đến mức "bão hoà"thì việc dừng đầu trượt ở vị trí trên chi làm tiêu tốn thêm năng lượng để đóng li hợp cho hành trình tiếp theo

Cường độ làm việc của máy ép trong chế độ làm việc dập nhát một được đánh giá

bằng hệ số sử dụng số hành trình P: P = n0

n n

Trong đó:

+ n0 là số hành trình kép trong 1 phút đầu trượt

+ nn là số hành trình danh nghĩa trong một phút của đầu trượt

Thông thường hệ số sử dụng số hành trình của một số máy từ 0,1 0,9 ,còn thời gian để biến dạng vật dập tpchỉ bằng 1 phần thời gian 1 chu trình động học tch

Tỉ số t p

t ch

= p u

Gọi là hệ số sử dụng hành trình.Hệ số này rất khác nhau với các loại máy

Năng lượng chung trong thời gian 1 chu trình Ach có thể chia ra thành năng lượng để thắng trở lực có ích AP trong hành trình công tác ,năng lượng tiêu tốn trong hành trình không tải Akt và công để đóng mở li hợp Alh:

Ach =Ap +Akt +Alh

Trang 28

Trong thời gian hành trình công tác năng lượng bị tiêu hao do:

- Biến dạng dẻo của kim loại

- Biến dạng đàn hồi của hệ thống máy ép

- Ma sát ở các khớp nối ,sống trượt của cơ cấu chính

Sự tiêu hao năng lượng trong hành trình công tác khác với sự tiêu hao trong hành trình không tải ở tính chất không ổn định Năng lượng tiêu tốn trong hành trình công tác không những phụ thuộc vào kết cấu máy mà còn phụ thuộc vào tính chất công nghệ (cắt ,dập

,vuôt, ),độ phức tạp và không ổn định của quá trình tạo hình (nhiệt ,hoá bền , trở lực ma sát thay đổi) Vì vậy không thể tính chính xác năng lượng cần cung cấp cho máy

Năng lượng tiêu hao do ma sát trong hành trình công tác Af được xác định theo công thức:

p

g f

Trong đó:

+ Pg: Lực biến dạng

+ mk: Cánh tay đòn mô men xoắn do ma sát

+ 𝛼𝑝: góc quay của trục khuỷu trong hành trình công tác khi chưa tính đến sự đàn hồi

Trang 29

Khi dập thân máy bị biến dạng đàn hồi nên góc quaycủa trục khuỷu thực tế sẽ lớn hơn

p Vì thế năng lượng ngoài việc dùng để biến dạng đàn hồi Ađh còn dược dùng để thắng lực ma sát khi thân máy biến dạng đàn hồi Ađh.f

Như vậy, năng lượng tiêu hao trong hành trình công tác Ap gồm 4 thành phầ

A p = A g + A f + A dh + A dhf

Ag : là công biến dạng dẻo kim loại

Af : là công tiêu hao do ma sát

Ađh : công tiêu hao làm biến dạng đàn hồi máy ép

Ađh.f : công của lực ma sát do biến dạng đàn hồi

Đồ thị tải trọng gồm tổng của đồ thị lực biến dạng và đồ thi lực đàn hồi

Đồ thị biến dạng:

+ Pmax =PH = 20 KN

+ hmax = k.tc

Trong đó : t clà chiều dày cắt : t c= 0,5 mm

k là hệ số điều chỉnh, do cắt hình và đột lỗ ở trạng thái nguội nên k=0,5

Trang 30

Trang 31



p

Vậy công tiêu tốn trong 1 chu trình :

Achtr=Ap+Akt+A1ℎ=36,25+3,75+3,75=43,75 KN.mm

3.2.2 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình không tải:

Mô men xoắn tác dụng lên trục khuỷu trong hành trình không tải không lớn lắm nhưng thời gian tác dụng của mô men đó lại đáng kể Vì vậy công tiêu hao trong hành trình

không tải chiếm tới 50% tổng năng lượng yêu cầu tác dụng của trọng lực và lực quán tính gây ra mô men cản đủ lớn , mô men đó được tăng lên nếu hiệu suất của bộ truyền đai thang và bộ truyền bánh răng càng thấp.Tính toán chính xác mô men và công của hành trình không tải tốn nhiều thời gian ,kết quả đó cũng không luôn luôn đúng do lực tác dụng

và hệ số ma sát không ổn định

Khi làm việc với chế độ hành trình đơn nhát ta cần xác định sự tiêu tốn năng lượg để đóng

li hợp Alh.đối với li hợp ma sát thông thường

không thể thắng sự trượt để tăng tốc những phần bị dẫn của bộ li hợp có thể lấy bằng :

Alh = (1,0 1,15 )0,011Itrlh.nlh (Nm)

Trong đó:

Itrlh : mô men quán tính chuyển về trục đặt li hợp của các phần bị dẫn (KGms2)

Nlh : số vòng quay của trục li hợp trong 1 phút

Hệ số (1,0 1,15) tính đến trở lực quay của các phần bị dẫn Đối với truyền động phức tạp hơn (máy ép lực lớn ,máy rèn ngang) cần tăng hệ số này lên Đối với li hợp cứng ,công Alh có thể lấy giảm đi 2 lần so với công thức trên

3.2.3 Hiệu suất của máy ép:

Công trong hành trình công tác chuyển về trục động cơ:

A = A g + A f + A dh + A dhf

Trong đó:

tr.d

Trang 32



d

- Ntr.đ : hiệu suất truyền động từ động cơ đến trục khuỷu

Công tổng cộng tiêu hao trong một chu trình đơn nhát là :

A = Ap + Akt + A lh

Trong đó:

-Ntr.đ : hiệu suất truyền động từ động cơ đến trục khuỷu

- Akt: công tiêu tốn trong hành trình không tải

Công trong 1 chu trình liên tục khác công tiêu hao trong 1 chu trình đơn nhát ở chỗ

không có đại lượng A lh và công trong hành trình không tải khi dập liên tục A ktlt nhỏ hơn công A kt :

A lt = A p + A kt.lt Hiệu suất của chu trình đơn nhát và liên tục:

d

 =

lh

lh KT p

g

A A A

A



++

lt

 =

lt kt p

g

A A

A

.

+

Hiệu suất đó phụ thuộc vào nguyên công công nghệ và cường độ sử dụng máy và nó

không thể cố định đối với mỗi máy ép Thông thường những hiệu suất đó bằng 30 70% Hiệu suất của hành trình công tác (là hiệu suất trong thời gianthực hiện nguyên công

công nghệ) băng :

lt = tr.d .tr.k Trong đó :

-tr.k : là hiệu suất củacơ cấu biên trục khuỷu:

Trang 33

tr.k

A g + A f + A d

3.2.4 Xác định công suất động cơ và mô men quán tính của bánh đà:

Những đại lượng chủ yếu cần xác định khi tính toán năng lượng là công suất động cơ

và mô men quán tính của bánh đà

Trong thời gian làm việc 1 phần năng lượng được cung cấp từ động cơ và1 phần lớn từ bánh đà Bánh đà giải phóng năng lượng của nó đồng thời cũng giảm số vòng quay từ

15/20 % so với số vòng quay ban đầu

Sự giảm số vòng quay của bánh đàdược giới hạn bởi hệ số trượt cho phép của động cơ không đồng bộ và hệ số trượt đó được xác định tương ứng với đường đặc tính cơ của

động cơ

Trang 34

Khi chọn công suất động cơ và mô men quán tính của bánh đà cần chú ý:

- Độ bền vững của hệ truyền động

- Độ nóng cho phép của động cơ với hệ số trượt đã cho

- Sự tiêu hao năng lượng tối thiểu

- Hệ số sử dụng cao nhất

Do tính chất tải trọng thay đổi, tính toán công suất thường theo phương pháp những đại lượng tương đương(công suất, dòng điện , mô men) Tuy vậy để đơn giản cho tính toán người ta tính cho công suất trung bình vàn nhân thêm hệ số an toàn K=(1,21,6) Hệ số lớn nhất dùng trong trường hợp động cơ bị đốt nóng nhiều khi có tải trọng lớn (dòng điện trong rôto không tỷ lệ với

mô men tác dụng )

Trong 1 vài loại máy ép dập nóng , rèn ngang người ta dùng động cơ dạng AC có hệ số trượt cao

S toihan = (0,3 ÷0,35) , để cho bánh đà đỡ to và qua nặng Tuy thế cũng không lên dung loại động

cơ này cho các máy có số hành trình lớn hơn 40 trong 1 phút vì kích thước động cơ cồng kềnh

3.3 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ :

Thời gian của 1 chu trình được tính theo yều cầu của máy

Ta có : Năng suất 1000 cái/h

Tctr=1,8s

Xác định công suất động cơ theo công suất trung bình:

-Đối với động cơ lồng sóc: N ls

Trang 35

số vòng quay dang nghĩa của động cơ : uđai=5 ; uhộp số =4

nsb=5.33,3.4=666 vg/phút

Tra bảng P.13-TTTKHDĐCK ta chon được các thông số động cơ có ký hiệu :

4A80A8Y3,có các thông số kỹ thuật sau:

P=0,37 KW n=675 vg/phút

Theo công thức :

j

A k J

bd

p h bd

10

1

10

;360

1

0

0 0



97,0360

10

1

10

;360

1

0

0 0



Trang 36

*TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI:

Chọn tiết diện đai:Từ mômen xoắn trên trục động cơ ta chọn

Đai thang thường tiết diện O

Theo bảng 4-13,ta tra được các thông số đai:

Đường kính bánh đai nhỏ nhất d1min = 63 mm

Diện tích tiết diện: A1 = 47 mm2

Chiều dày đai: h = 6 mm

Chiều dài chuẩn: L0 = 1320 mm

Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a=d2=180mm

Theo công thức 4.4 chiều dài đai:

l=2a+𝜋(𝑑2+𝑑1)2 +(𝑑2−𝑑1)4𝑎 2=2.180+𝜋(180+63)2 +(180−63)4.180 2=760mm

Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l=760mm

Nghiệm số vòng chạy đai trong 1s, theo công thức 4.15

i=𝑣 = 3.1 =4m/s<imax=10m/s

Trang 37

Trong đó: λ=1- 𝜋(𝑑1+𝑑2)

2 =760- 𝜋(63+180)

2 =378 Δ=𝑑2−𝑑12 =180−632 =58.5

Theo công thức 4.7 góc ôm α1=180o - (𝑑2−𝑑1).57𝑜

P C C C C

=

Trong đó:

P1 =0,37 kW :Công suất trên trục bánh đai chủ động

[P0]=0,33 kW :Công suất cho phép xác định bằng bộ truyền có số đai bằng 1, chiều dài đai l0 , tỉ số truyền

u=3 và tải trọng tĩnh(bảng 4.19)

Kd = 1,25:Hệ số tải trọng động (Bảng 4.7[TL1]) (Băng tải, động cơ loại II)

Cα = 0,92:Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm α1=137,9o (Bảng 4.15[TL1])

Cl = 1,0:Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai l/lo=1(Bảng 4.16[TL1])

Cu = 1,14 Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền u=3,01 (Bảng 4.17[TL1])

Cz = 1 Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai (Bảng

B = (z – 1).t + 2.e = (1– 1).15 + 2.10 =20 (mm) Đường kính ngoài của bánh đai:

Trang 38

da1 = d1 + 2.h0 = 63 + 2.3,3 = 70 (mm)

da2 = d2 + 2.h0 = 180 + 2.3,3 = 185 (mm)

Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Lực căng ban đầu được tính theo 4.19/63[TL1]

1 0

780

d v

Fv :Lực căng do lực li tâm sinh ra Fv = 0 khi bộ truyền có khả năng tự điều chỉnh lực căng

Nếu định kỳ điều chỉnh lực căng thì Fv = qm.v2 (qm : Khối lượng 1 mét chiều dài đai tra bảng 4.22]) Fv = 0,105 2,222 = 0,5 (N)

Fo=780.𝑃1 𝐾𝑑

𝑣.𝐶𝛼.𝑧 + 𝐹v=780.0,37.1,25

3,1.0,92.2 + 0,5= 64 N Lực tác dụng lên trục được tính theo 4.21/64[TL1]

Fr=2.Fo.z.sin𝛼1

2 = 2.64.1.sin146

2 =123 N

Trang 39

Khi thiết kế máy ép trục khuỷu ta cần xác định các thông số động học, có nghĩa là quy luật thay đổi hành trình, tốc độ, gia tốc của đầu trượt Xác định trị số lớn nhất của nó

trong hành trình công tác

H max ,H min :chiều cao khép kín lớn nhất và nhỏ nhất của máy

S:hành trình toàn bộ của máy

S  hành trình tức thời của máy tương ứng với góc 

: góc quay của trục khuỷu

 : góc kẹp giữ biên và đầu trục

R,L: bán kính trục khuỷu và chiều dài tay biên

R=OA ; L= AB

: tốc độ góc của trục khuỷu

K: hệ số tay biên K=R/L, chọn K= 0,05 0,4

B1,B1: là điểm chết trên và chết dưới của máy

Theo yêu cầu : Hành trình là 30 mm

Ta có : bán kính trục khuỷu R=OA=15mm,

Ta thấy: S =R+L-Rcos-Lcos 

S  = R (1− COS ) + (1− COS ) (1)

Trang 40

Mặt khác AM= Rsin = Lsin 

Tiêu đề	Thiết Kế Máy Dập Trục Khuỷu Long Đền
Tác giả	Văn Bá Hàng, Bùi Đức Dư
Người hướng dẫn	Th.S. Đào Thanh Hùng
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật cơ khí
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	1,98 MB