27. Đồ án Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn

27. Đồ án Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn 27. Đồ án Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn 27. Đồ án Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn 27. Đồ án Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn 27. Đồ án Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn 27. Đồ án Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn 27. Đồ án Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ

THUẬT

-*** -CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC

Khoa : Cơ khí Bộ môn : Chế tạo máy.

ĐỀ CƯƠNG

Họ và tên sinh viên : Trịnh Hùng

Lớp : 98C1C

Ngành : Chế tạo máy

Tên đề tài : Thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn

Chương 1 Vai trò của máy ép thuỷ lực trong sản xuất cơ khí

cơ tính của kim loại

2.2, Khái quát về dập thể tích và dập tấm

2.3, Yêu cầu kỹ thuật của máy thiết kế

Chương 3 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy

3.1, Phân tích các thông số kỹ thuật của máy chuẩn vàxác định đặc tính kỹ thuật của máy hiện có

3.2, Chọn phương án thiết kế máy

3.2.1, Phân tích các yên cầu trong một chu kỳ ép

3.2.2, Các phương án động học

Chương 4 Tính toán và thiết kế động học máy.

4.1, Xác định các thông số động học

4.1.1, Phân tích hoạt động của máy và hành trình

chuyển độngcủa các cơ cấu

4.1.2, Phân tích thời gian , vận tốc chu kỳ ép

4.2, Sơ đồ truyền động thuỷ lực

4.2.1, Sơ đồ

4.2.2, Chú giải

4.2.3, Nguyên lý hoạt động

Chương 5 Tính toán động lực học máy

5.1, Tính toán thiết kế vá lựa chọn các thiết bị thuỷ lực

5.1.1, Xác định áp lực bơm , chọn bơm , chọn động cơ bơm

5.1.2, Chọn dầu

5.1.3, Xi lanh

5.1.4, tính toán ống dẫn

5.1.5, Tính và chọn van tràn

5.1.6, Tính và chọn van tiết lưu

5.1.7, Chọn van đảo chiều

5.1.8, Chọn bộ lọc dầu

5.2.2, Phân tích lực tác dụng lên thân máy

5.2.3, Kiểm tra mối ghép của ren tấm đỡ và bu lông

giữa thành xi lanh

5.2.4, Kiểm tra bền trụ píttông

Chương 6 Tính toán chọn hệ thống điện điều khiển trong máy

Chương 7 Bôi trơn, qui định vận hành, hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng máy

Ý KIẾN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU

2.2, Khái quát về dập thể tích và dập tấm

2.3, Yêu cầu kỹ thuật của máy thiết kế

Chương 3 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy

3.1, Phân tích các thông số kỹ thuật của máy chuẩn và xác định đặc tính kỹ thuật của máy hiện có3.2, Chọn phương án thiết kế máy

3.2.1, Phân tích các yên cầu trong một chu kỳ ép 3.2.2, Các phương án động học

Chương 4 Tính toán và thiết kế động học máy

4.1, Xác định các thông số động học

4.1.1, Phân tích hoạt động của máy và hành trình

chuyển động của các cơ cấu4.1.2, Phân tích thời gian , vận tốc chu kỳ ép

4.2, Sơ đồ truyền động thuỷ lực

4.2.1, Sơ đồ

4.2.2, Chú giải

4.2.3, Nguyên lý hoạt động

Chương 5 Tính toán động lực học máy

5.1, Tính toán thiết kế vá lựa chọn các thiết bị thuỷ lực

5.1.1, Xác định áp lực bơm , chọn bơm , chọn động

cơ bơm

5.1.2, Chọn dầu

5.1.3, Xi lanh

5.1.4, tính toán ống dẫn

5.1.5, Tính và chọn van tràn

5.1.6, Tính và chọn van tiết lưu

5.1.7, Chọn van đảo chiều

5.1.8, Chọn bộ lọc dầu

5.2.2, Phân tích lực tác dụng lên thân máy

5.2.3, Kiểm tra mối ghép của ren tấm đỡ và bu lông giữa thành xi lanh

5.2.4, Kiểm tra bền trụ píttông

Chương 6 Tính toán chọn hệ thống điện điều

khiển trong máy

Chương 7 Bôi trơn, qui định vận hành, hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng máy

Kết luận

Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1 VAI TRÒ CỦA MÁY ÉP THUỶ LỰC TRONG SẢN XUẤT

CƠ KHÍ

Nghành công nghiệp là một tiền đề trong quá trìnhcông nghiệp hoá hiện đại hoa ïđâït nước , nước ta đangbước vào giai đoạn đầu của nền công nghiệp để sánh vaivới các nước công nghiệp đang phát triển Như vậy cácmáy móc trang thiết bị phải được khôi phục cải tiến, đổimới phù hợp với nhu cầu cuộc sống tương lai Trong đónghành cơ khí đóng vai trò rất quan trọng Song Máy ÉpThuỷ Lực là một thành viên, đã đóng góp không nhỏ trongcông việc sản xuất ra những thành phẩm đạt tiêu chuẩnvà chất lượng cao, góp phần nâng cao trang thiết bị dụngcụ trong lĩnh vực nghành cơ khí.

Ngày nay, khoa học phát triển chất lượng sản phẩmkhông ngừng được nâng cao Cụû thể là độ bóng, độchính xác, năng suất đạt rất cao vàì đã đạt được nhữngyêu cầu kỹ thuật đặt ra Như vậy sẽ giảm thời gian giacông, tiết kiệm được nguyên vật liệu, tạo điều kiện chogia công cắt gọt đạt độ chính xác cao hơn, các thiết bịdây chuyền sản xuất, năng suất lao động không ngừngđược nâng cao, cải thiện điều kiện làm việc và khả năng

an toàn cho công nhân đứng máy

Máy Ép Thuỷ Lực 600 tấn phù hợp với ưu thế của cácphương pháp truyền động và phù hợp với ưu thế pháttriển thời đại, mở rộng qui mô sản xuất, quá trình chuyểnđộng chậm, êm, công suất của máy lớn phù hợp vớiquátrình biến dạng của sản phẩm, đạt được sức bền uốn,kéo, độ chính xác

Do có lực ép lớn nên Máy Ép Thuỷ Lực có thể chếtạo ra những sản phẩm có loại hình khác nhau, phù hợpvới qui mô và tốc độ phát triển Sản phẩm do Máy ÉpThuỷ Lực tạo ra có thể thay đổi một cách dễ dàng nhờ

vào sự thay đổi loại hình khuôn ép, tạo điều kiện rấtthuận lợi cho việc chạy theo sự phát triển của thời đại

* Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp giacông dựa vào khả năng biến dạng dẻo của kim loại ,dùng ngoại lực của thiết bị làm cho kim loại biến dạngdẻo theo hình dạng, kích thướt yêu cầu, kim loại vẫn giữđược tính nguyên vẹn không bị phá huỷ

+Gia công áp lực là phương pháp gia công không phoi,có thể dùng cho tất cả các kim loại có tính dẻo, ít haotốn kim loại, cho năng suất cao

* Gia công bằng áp lực thực hiện bằng cách dùngngoại lực tác dụng lên kim loại ở trạng thái nóng hoặcnguội làm cho kim loại đạt đến quá giới hạn đàn hồi.Kết quả làm thay đổi hình dáng của vật thể kim loại màkhông phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng

* Đặt điểm của phương pháp gia công bằng áp lực là:kim loại gia công ở thể rắn, sau khi gia công xong không

những thay đổi về hinh dạng kích thước, mà còn thay đổicả về cơ, lý, hoá tính của kim loại, như kim loại mịn hơn,hạt đồng đều hơn, thay đổi tổ chức hạt của hạt thànhtổ chức thớ, khử được các khuyết tật (rổ khí ) do đúcgây nên, nâng cao cơ tính và tuổi bền của chi tiết, chấtlượng sản phẩm tốt, đặt biệt độ bóng bề mặt, giáthành sản phẩm hạ và tiết kiệm được nguyên vật liệu,dễ cơ khí hoá và tự động hoá.

2.1.2, Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo , phá huỷ.

Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, phá huỷ là ba quátrình nối tiếp xảy ra trong kim loại và hợp kim, dưới tácdụng của ngoại lực và tải trọng

Từ biểu đồì ta thấy :

kim loại tăng theo đường bậc nhất hay đây là giai đoạnbiến dạng đàn hồi (trên hình ứng với đoạn op )

Khi tải trọng từ PP-Pa thì tốc độ biến dạng tăng vớitốc độ nhanh và đây là giai đoạn biến dạng dẻo kèm theobiến dạng đàn hồi

Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn nhất Pb thì trong kimloại bắt đầu xuất hiện vết nứt, tại đó ứng suất tăngnhanh và kích thước vết tăng lên, cuối cùng là phá huỷkim loại

a/Biến dạng đàn hồi:

Khi chiûu tải vật liệu sinh ra một phản lực cân bằngvới ngoại lực.Ứng suất là phản lực tính đến một đơn

vị diện tích, ứng suất vuông góc với mặt chịu lực gọilà ứng suất pháp gây ra biến dạng , ứng suất tiếp

gây ra xê dịch, trong mặt chịu lực ứng suất pháp (áp lực

p ) làm biến đổi thể tích

Biến dạng đàn hồi do ứng suất tiếp hoặc pháp gâynên như sơ đồ :

Hình 2.2 Biến dạng đàn hồi do:

a- Ứng suất kéob- Ứng suất nénc- Ứng suất tiếpd- Ép ba chiềuĐối với nhiều vật, quan hệ giữa ứng suất và biếndạng đàn hồi được mô tả bằng định luật Hooke

Phương trình cơ sở lý thuyết đàn hồi:

( cho kéo nén )

Đối với đa số vật liệu thì

Như vậy biến dạng đàn hồi của kim loại có thể hiểulà các nguyên nhân trong mạng tinh thể tác động qua lạivới nhau bằng lực hút và lực đẩy Bình thường nếukhoảng cách giữa các nguyên tử bằng bán kính củanguyên tử ro thì các nguyên tử hút với nhau, còn khi cóngoại lực tác dụng thì mạng tinh thể bị xê dịch làm chokhoảng cách giữa các nguyên tử khác ro thì lúc này xuấthiện các lực tương hổ giữa các nguyên tử về vị trí cânbằng

b/ biến dạng dẻo :

Biến dạng dẻo làm thay đổi rõ rệt tổ chức tế vi hay

cơ tính Sau khi biến dạng dẻo, hình dạng hạt thay đổirất nhiều, hạt có thể dàivà bẹt ra, khó nhận biết đượcbiên giới hạt trên tổ chức tế vi, hoặc khi độ biến dạnglớn các hạt kim loại có thể bị chia cắt và trở nên nhỏ hơnpha thứ hai hoặc tạp chất bị nhỏ vụn rồi kéo dài ra theophương biến dạng ( cán, kéo, nén, ép ) tạo nên tổ chứcdạng thớ làm cho kim loại bị phá huỷ dồn theo phươngngang thớ

Biến dạng dẻo làm xuất hiện ứng suất dư, biến đổi

cơ, lý, hoá tính của kim loại Độ biến dạng càng lớn ứngsuất dư càng tăng

Biến dạng dẻo làm cho thay đổi cơ tính của kim loại,làm tăng giới hạn bền, giới hạn chảy, giới hạn đàn hồi.Biến dạng dẻo làm biến đổi lý, hoá tính của kim loại:Giảm tính dẫn điện, lực kháng từ tăng lên, độ cảm ứngtừ giảm đi

c/ Phá huỷ:

Quá trình biến dạng tăng dần với một mức độ nàođó kim loại sẽ bị phá huỷ Đây là một dạng hỏng nghiêmtrọng mà không thể khắc phục được

Cơ chế của quá trình phá huỷ: Đầu tiên hình thành vàphát triển vết nứt từ kích thước siêu vi mô, vi mô đến vĩmô

2.1.3, Aính hưởng của gia công áp lực đến tổ chức và cơ tính của kim loại.

*Aính hưởng của ứng suất chính:

Ứng suất chính là ứng suất pháp tuyến sinh ra bêntrong vật thể khi có ngoại lực tác dụng

Các loại ứng suất :

a- ứng suất đường ( đơn )b- ứng suất mặt ( phẳng )c- ứng suất khối ( không gian ) Trong gia công áp lực thường gặp các trạng thái ứngsuất khối

-Trạng thái ứng suất đường :

-Trạng thái ứng suất mặt :

-Trạng thái ứng suất khối :

Điều kiện để kim loại biến dạng dẻo và phá huỷ :

Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất đường thì trạngthái biến dạng dẻo là:

tức Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất mặt thì :

tức

Khi kim loại chịu trạng thái ứng suất khối thì :

*Aính hương của ứng suất dư :

Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bịvở vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất dư lớn làm cho tínhdẻo của kim loại giảm mạnh (hiện tượng biến cứng ).Sự tồn tại ứng suất dư bên trong vật thể sẽ làm chotính dẻo của kim loại giảm đi và giảm độ bền, độ dai,độ

va đập Ứng suất dư lớn có thể làm vật biến dạnghoặc phá huỷ

*Aính hưởng của thành phần hoá học và tổ chức kimloại :

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể, lựcliên kết giữa các nguyên tử khác nhau do đó tính dẻo củachúng cũng khác nhau Ví dụ : đồng, nhôm dẻo hơn sắt.Đối với các hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xôlệch mạng lớn

Tạp chất trong kim loại cũng làm ảnh hưởng lớn đếntính dẻo của nó Thông thường kim loại sạch và hợp kimcó cấu trúc một pha dẻo hơn hơp kim có cấu trúc nhiều

pha, các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt làmtăng xô lệch mạng cũng như làm giảm tính dẻo của kimloại.

*Aính hưởng của nhiệt độ :

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệtđộ, hầu hết khi kim loại tăng nhiệt độ thì tính dẻo tăng,khi tăng nhiệt độ dao động nhiệt của các nguyên tử tăng,đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán củacác nguyên tử tăng làm cho tổ chức kim loại đồng đềuhơn Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường tồntại ở pha kém dẻo, khi nhiệt độ cao chuyển biến thù hìnhthành pha có độ dẻo cao

*Aính hưởng của tốc độ biến dạng:

Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lạithì các hạt kim loại bị chai chưa kịp trở lại trạng thái banđầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trongkhối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại có thể bị dòn và nứt

*Aính hưởng của ma sát ngoài:

Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức lực do đó làmthay đổi trạng thái ứng chính của vật thể Ngoài ra masát ngoài còn cản trở biến dạng tự do của vật thể làmcho vật thể biến dạng không đồng đều, tăng lực vàcộng biến dạng, cản trở sự di chuyển của kim loại trongkhuôn rèn và dập thể tích do đó rất có khả năng làmgiảm việc điền đầy khuôn

2.2, Khái quát về dập thể tích và dập tấm:

2.2.1, Dập thể tích:

Dập thể tích là phương pháp gia công áp lực trong đókim loại biến dạng trong một không gian hạn chế bởi bềmặt lòng khuôn

Dụng cụ chủ yếu của dập thể tích là khuôn dập,hình dáng kích thước của lòng khuôn phụ thuộc vào hìnhdáng kích thước của sản phẩm.

Dập thể tích có thể gia công từ vài gam đến mộttấn, hình dáng và kích thước sản phẩm có độ chính xáccao, chất lượng sản phẩm cao, độ bền có tính tăng lênvà đồng đều hơn, hành trình làm việc đơn giản, dể cơ khíhoá và tự động hóa, năng suất lao động cao, nhưng giáthành chế tạo khuôn cao, khuôn chóng hỏng vì vậy phươngpháp rèn khuôn chỉ thích hợp với sản xuất loạt lớn vàhàng khối

Để chọn phương pháp rèn hợp lý ta có thể dùng côngthức rèn khuôn hợp lý:

Trong đó :

N0- số chi tiết hợp lý để rèn khuôn

Gkh-tổng giá thành chế tạo khuôn

m1- giá thành chi tiết rèn tự do

n1- giá thành gia công cơ khí chi tiết rèn tự do

m2- giá thành cũng của chi tiết ấy nếu rèn khuôn

n2- giá thành gia công cơ khí chi tiết ấy rèn khuônNếu số lượng chi tiết cần gia công là N :

N >No : Rèn khuôn là hợp lý

N <No : Rèn khuôn không kinh tế ta chuyển quarèn khuôn đơn giản hoặc rèn khuôn tự do Căn cứ vào lòngkhuôn ta phân ra các phương pháp rèn khuôn:

Lòng khuôn hở: là lòng khuôn mà trong quá trình gia côngcó một phần kim loại biến dạng tự do

Lòng khuôn kín: là lòng khuôn cho ba via trên sản phẩm,đối với vật rèn đơn giản hoặc không yêu cầu chính xác, tadùng trên khuôn hở Đối với chi tiết phức tạp, đòi hỏi cóchính xác ta thường dùng khuôn có ba via hoặc không có bavia.

2.2.2 Dập tấm:

Dập tấm là một phương pháp gia công áp lực tiếntiến để chế tạo sản phẩm hoặc chi tiết bằng vật liệutấm, thép bản hoặc thép dải

Dập tấm được tiến hành ở trạng thái nguội (trừthép cácbon có S > 10mm ) nên còn gọi là dập nguội

Dập tấm được dùng rộng rải trong các nghành côngnghiệp như chế tạo ôtô, máy bay, tàu thuỷ Vật liệudùng trong dập tấm : thép cácbon, thép hợp kim mềm,đồng và hợp kim đồng, nhôm và hợp kim nhôm, niken,thiết, chì

Dập tấm có năng suất lao động cao do dễ tự độnghoá và cơ khí hoá

Chuyển động của thiết bị đơn giản, công nhân khôngcần trình độ cao, đảm bảo độ chính xác cao, có thể dậpđược các chi tiết phức tạp và đẹp, có độ bền cao

Các nguyên công của dập tấm:

Cắt phôi: Là nguyên công chia phôi thành nhiều phầnbằng nhau theo những đường cắt hở hoặc kín Cắt cóthể tiến hành trên máy cắt có lưỡi cắt song song, nghiênghay lưỡi cắt đĩa

Để cắt những đường cắt khép kín, ta dùng dập cắtvà đột lỗ, về mặt bản chất nguyên công dập cắt vàđột lỗ là giống nhau, chỉ khác về công dụng

Tạo hình: Từ những phôi đã tạo ra ở những nguyêncông trước ta tiến hành chế tạo các chi tiết dạng cốithông hoặc không thông, tuỳ theo yêu cầu cần cụ thể mà

ta có các phương pháp tạo hình khác nhau như: uốn, dậpvuốt( không làm mỏng thành và có làm mỏng thành), uốnrãnh, miết, dập nổi

2.3 Yêu cầu kỹ thuật của máy thiết kế:

Máy ép thuỷ lực là một thiết bị rất quan trọng trongsản xuất cơ khí, trong các phân xưởng vừa và lớn Máy đãđóng góp rất lớn trong quá trình tạo ra các sản phẩm,tạo điều kiện cho việc cơ khí hoá và tự động hoá Nhưvậy khi tiến hành thiết kế chế tạo một máy ép thuỷlực thì cần có các yêu cầu kỹ thuật của máy thiết kếnhư sau:

Lực danh nghĩa của máy pghải lớn hơn lực dập cầnthiết

Đối với những nguyên công làm việc với hành trìnhngắn thì lực dập được lấy theo công thức:

Pm (1,2 1,3)P

Trong đó:

Pm: Lực danh nghĩa của máy (N)

P: Lực cần thiết cho nguyên công

Kiểu máy: Hành trình và tốc độ của máy phải phùhợp với yêu cầu công nghệ của nguyên công thực hiện.Đối với những nguyên công làm việc với hành trình lớnthì lực ở điểm bắt đầu sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với lựcdanh nghĩa nên phải chọn lực danh nghĩa lớn có trườnghợp phải gấp hai lần lực tính toán

Chọn máy ép theo độ lớn hành trình có ý nghĩa rấtquan trọng trong việc dập vuốt

Chiều cao kín của máy ép là yếu tố rất quan trọngkhi thiết kế giá khuôn dập Chiều cao kín của máy ép làkhoảng cách từ tấm lót dưới của khuôn dập đến đầutrượt của máy ép.

Do máy có lực ép lớn nên yêu cầu máy phải có độchính xác cao, điều kiện thao tác được dễ dàng, phải cócác cơ cấu bảo vệ an toàn cho người và cho máy khi vậnhành

CHƯƠNG III PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

MÁY.

3.1.Phân tích các thông số kỹ thuật của máy chuẩn và xác định đặc tính kỹ thuật của máy hiện có:

Máy ép thuỷ lực là một thiết bị bán tự động, nétđặc trưng của máy là nó sử dụng hệ thống thuỷ lựcđể thực hiện toàn bộ chu kỳ ép, từ kẹp phôi, ép vàtháo phôi Máy ép thủylực là một thiết bị dùng để sảnxuất ra các sản phẩm cơ khí

Qua khảo sát một số máy ép thuỷ lực hiện có vàmáy chuẩn thì máy ép thuỷ lực có những bộ phậnchính như sau:

Khung máy thường có dạng hình trụ chữ nhật đượchàn từ các tấm thép lại với nhau, đầu trên thân máy làđầu truyền lực chứa bốn xi lanh thuỷ lực

Hệ thống thuỷ lực: Bao gồm xy lanh thuỷ lực và cácvan phân phối, đồng hồ đo áp, van an toàn, van một chiều,van tiết lưu, bơm dầu, động cơ dầu, đường ống dẫn, bểdầu được bố trí bên trên của thùng chứa dầu để phânphối lưu lượng và áp suất cho các xy lanh trong quá trìnhhoạt động của máy

Hai bơm cố định có nhiệm vụ hút dầu từ buồngchứa dầu và phân phối đến mạch thuỷ lực có áp suấttheo mức độ yêu cầu

Các đường ống thuỷ lực được trang bị cùng với cácthiết bị ghép nối ôïng và các van cần thiết để nối cácphần tử thuỷ lực lại với nhau.

Các cảm biến vị trí để khống chế hành trình chuyểnđộng của píttông

Tủ điện : Gồm các thiết bị cần thiết cho khởi độngvà dùng điều khiển cho động cơ và các van điện từ, cũngnhư các rơle thời gian để điều khiển chu kỳ làm việc củamáy, các công tắc tơ, cầu chì, máy chỉnh lưu

Bộ khuôn : Dùng để định dạng cho sản phẩm ép.Gồm ba bộ khuôn :

Khuôn trên

Khuôn dưới

Bộ phận kẹp và đẩy phôi

Khuôn trên : Được nối với bốn đầu píttông chính Khuôn dưới được nối cố định với bàn máy

Bộ phận kẹp và đẩy phôi : Được nối với bốn xylanh thuỷ lực, bốn xi lanh thuỷ lực này được nối với bệmáy

* Khoảng cách giữa các cột hình chữ nhật có kích thước :

Đối với hệ thống thuỷ lực : Thùng dầu có dung tíchchứa 400 lít, áp suất lớn nhất nguồn thuỷ lực : pmax = 395KG/cm2

*Đặt tính kỹ thuật của máy :

Máy ép thuỷ lực là một thiết bị quang trọng trongngành sản xuất cơ khí Vì vậy , để đạt được năng suấtcao, chất lượng sản phẩm sản xuất ra đạt yêu cầu kỹthuật thì phải có sự kết hợp hài hoà giữa máy ép vàcác thiết bị khác trong phân xưởng cơ khí Do đó ta có chukỳ làm việc của máy như sau :

Đầu tiên công nhân cấp phôi cho máy

+Khuôn trên chuyển động đi xuống nhanh để thựchiện kẹp phôi

Tiếp tục khuôn trên chuyển động đi xuống chậmthực hiện chu kỳ ép

Sau khi ép khuôn trên chuyển động lên đồng thời khuôndưới cũng chuyển động lên để thực hiện quá trình tháophôi

Công nhân lấy sản phẩm ép và cho phôi vào tiếp tụccác quá trình công nghệ tiếp theo

Với chu kỳ làm việc như trên, máy thiết kế cần phảicó những yêu cầu kỹ thuật sau :

Máy phải có tính tự động cao

Việc phân chia thời gian cho một chu kỳ phải được càiđặt trước

Lực ép phải được kiểm soát chặt chẽ trong từng chukỳ

Máy phải có lực ép lớn, độ bền của máy cao

Tốc độ chuyển động của các píttông có thể điềuchỉnh được

Có thể thay đổi được chiều dài hành trình.

Cho năng suất và hiệu quả cao

3.2.Chọn phương án thiết kế máy :

3.2.1.Phân tích các yêu cầu trong một chu kỳ ép :

Khi ép hai hoạt động khác nhau thực hiện đồng thời:Thực hiện quá trình ép hình chi tiết

Thực hiện quá trình kẹp và giữ chặt phôi khi ép

Thực hiện quá trình tháo phôi

3.2.2.Các phương án động học :

Máy ép thuỷ lực là máy dùng để gia công các sảnphẩm cơ khí như dập thể tích và dập tấm Nguyên lýtruyền động của máy là dựa vào các thiết bị thuỷ lựcthực hiện chuyển động tạo ra lực ép, tuỳ thuộc vàocách lựa chọn, phân bố các thiết bị thuỷ lực và áp lựccó thể tạo ra lực ép lớn hay nhỏ Dựa vào đó để talựa chọn các phương án thiết kế máy

a-Phương án 1 :

Máy ép thuỷ lực sử dụng các thiết bị thuỷ lực tạo

ra lực ép của cơ cấu gồm một Xilanh píttông

*Sơ đồ nguyên lý :

1-Động cơ

2-Bơm lưu lượng

3-Đồng hồ đo áp

4-Ống dẫn

5-Van tiết lưu

6-Van đảo chiều

7-Xylanh

8-Đầu búa

9-Đe

Khó xảy ra quá tải.

Kết cấu máy đơn giản, dể vận chuyển

Do máy có kết cấu một xylanh nên

Tạo ra lực ép nhỏ

Chỉ gia công được các sản phẩm vừa và nhỏ

Nguyên lý hoạt động :

Động cơ (1) quay, dầu từ bể qua bộ lọc (12) đến bơmdầu (2) tạo ra áp suất qua van tiết lưu (5), qua hệ thốngvan phân phối (6) đến buồng trên xylanh (7) tạo ra áp lựcđẩy píttông gắn với đầu con trựơt (8) chuyển động đixuống, dầu từ buồng dưới xy lanh qua van phân phối chảyvề bể dầu Sự đảo chiều của píttông làm đầu contrượt (8) đi lên nhờ van phân phối (6)

Tạo ra lực ép rất lớn.

Năng suất và hiệu quả cao

Phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối

Thích hợp với các sản phẩm có chiều dày và kíchthướt tương đối lớn

Lực tác dụng làm biến dạng vật liệu rất êm và từtừ

Lực ép được kiểm soát chặt chẽ trong từng chu kỳ.Có khả năng tạo ra lực làm việc lớn, cố định bất cứ

ở vị trí nào của hành trình làm việc

Khó xảy ra quá tải

Tốc độ chuyển động của đầu trượt cố định và cóthể điều chỉnh được, có thể thay đổi được chiều dàihành trình

Làm việc không có tiếng ồn

Dễ dàng tự động hoá Nhưng với hệ thống này nócũng có một số nhược điểm sau :

Kết cấu máy phức tạp,

Vốn đầu tư lớn

Khuôn chế tạo phức tạp, đắt tiền

Sự không đồng bộ của lực ép giữa các píttông khihoạt động

Quá trình vận hành kiểm tra gặp nhiều khó khăn

Sơ đồ nguyên lý :

1-Bơm dầu

2-Khớp nối3-Van phân phối 4-Đồng hồ đo áp5-Van tràn

6-Van tiết lưu 7-Lọc dầu8-Bộ hoà dầu9-Bộ chia dầu10-XiLanh

*Nguyên lý hoạt động :

Dầu từ bể dầu qua hai bơm P1 và P2 đến p1, p2 vào vanphân phối đến A1, A2 vào bộ hoà dầu (8), đến bộ chiadầu (9a) đi vào buồng trên Xy Lanh, đẩy píttông đixuống.Dầu từ buồng dưới XyLanh đi qua bộ chia dầu (9b)về B2-T2 về thùng Đồng thời dầu từ buồng dưới xilanhkẹp phôi qua van (6) đến B1-T1 về bể dầu.Khi kết thúchành trình xuống, van phân phối sẽ đảo chiều chuyểnđộng Lúc này p2 thông với B2, A2 thông với T2, p1 thông với B1,

A1 thông với T1 Dầu từ bơm P2 đến p2-B2- bộ chia dầu (9b)vào buồng dưới của xy lanh chính đẩy píttông đi lên, dầutừ buồng trên qua bộ hoà dầu (8) về bể dầu Đồng thời,dầu từ bơm P1 đến p1-B1 qua van tiết lưu (6) vào buồngdưới của xi lanh kẹp phôi đẩy píttông chuyển động đi lênđể tháo phôi

Kết luận phương án chọn :

Như ta đã biết khi thiết kế chế tạo một thiết bịdụng cụ gì cũng dựa vào sự phân tích lựa chọn, đánh

giá các mặt tối ưu của nó, phù hợp với cuộc sống thựctế và sự phát triển của thời đại, để ứng dụng rộngrãi, tồn tại song hành Như vậy với các phương án củamáy ép thuỷ lực như trên thì phương án máy ép thuỷ lựcsử dụng cơ cấu tạo lực ép gồm bốn xilanh thuỷ lựcđồng bộ là thích hợp hơn cả với nhiều ưu điểm như đãnêu ở trước.máy này phù hợp với sự phát triển củangành cơ khí nói riêng cũng như trong lĩnh vực côngnghiệp nói chung Tạo tiền đề cho sự vươn tới một nềncông nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, góp phần nângcao chức năng, vai trò của một máy ép thuỷ lực trongcông việc gia công các sản phẩm cơ khí, tạo ra các sảnphẩm phù hợp về chất lượng, số lượng, thúc đẩy sựphát triển của các ngành có liên quan.

Như vậy ta chọn phương án máy ép thuỷ lực tạolực ép 600 tấn dùng cơ cấu bốn xilanh-Píttông

CHƯƠNG IV.

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY

4.1.Xác định các thông số động học :

4.1.1.Phân tích hoạt động của máy và hành trình chuyển động của các cơ cấu :

Trong quá trình thiết kế máy ta phải tính toán thiếtkế làm sao cho máy đảm bảo được các hoạt động củamáy như sau :

Khuôn trên đi xuống thực hiện quá trình kẹp phôi vàép

Khuôn dưới đi lên để thực hiện việc tháo lấy sảnphẩm ép

Khuôn dưới chuyển động đi xuống trong quá trình épcùng với khuôn trên sau đó đi lên để thực hiện việc tháophôivà kẹp phôi mới cho chu kỳ ép sau

Từ những yêu cầu như trên thì máy thiết kế phảithực hiện các chuyển động sau:

Đối với khuôn trên :

Hành trình xuống nhanh với vận tốc là : V1

Hành trình công tác (ép) với vận tốc là :V2

Hành trình lên nhanh với vận tốc là :V3.

Đối với khuôn dưới :

Hành trình lên nhanh với vận tốc là: V4

Hành trình xuống cùng khuôn trên với vận tốc là : V2

Hành trình chuyển động của máy trong lúc làm việc làmột yêu cầu quan trọng mang lại năng suất cao, đảm bảocứng vững kết cấu máy, sản phẩm đạt yêu cầu, giảmthời gian cho sản phẩm gia công

Các hành trình chuyển động của cơ cấu :

Đối với khuôn trên :

Hành trình xuống nhanh : L1 = 320 (mm)

4.1.2 Phân tích thời gian, vận tốc chu kỳ ép :

Căn cứ vào loại vật liệu, vận tốc biến dạng chophép của vật liệu khi dập, lưu lượng, áp suất và tiếtdiện của xi lanh Ta có vận tốc các hành trình như sau :Hành trình xuống nhanh với vận tốc là : V1 =16 (mm/s) Thời gian xuống nhanh :

+Hành trình ép với vận tốc là :V2 = 10,5 (mm/s )

Thời gian ép :T2 = = = 18,1 (s)

+Hành trình lên nhanh với vận tốc là : V3 = 21 (mm/s) Thời gian lên nhanh : T3 = (s)

+Hành trình đi xuống của bộ kẹp phôi cùng vận tốcvà hành trình với hành trình ép nên : L2 = 190

4-Đồng hồ đo áp

5-Van tràn

6-Bơm lưu lượng

7-Van tiết lưu

8-Bộ hoà dầu (chia dầu)

9-Bộ lọc

10-Xi lanh

11-Xi lanh

12-Bể dầu

4.2.3.Nguyên lý hoạt động :

Dựa vào nguyên vật liệu, sản phẩm gia công mà máyép thuỷ lực 600 tấn có thể vận hành theo hai chếđộ :Chế độ ép và chế độ cắt, tuỳ theo yêu cầu côngviệc

Việc thay đổi chế độ làm việc được thực hiện thôngqua công tắc chuyển mạch lắp trên tủ điện điều khiển

*Chế độ ép :

+Đối với chế độ ép thì có các đặc điểm sau :

Biến dạng của vật liệu sản phẩm là biến dạng dẻo.Chế độ ép là nguyên công sau chế độ cắt, khi phôiliệu đưa vào cắt xong có hình dạng theo yêu cầu thì chếđộ ép mới thực hiện

Khuôn định dạng sản phẩm của chế độ ép phức tạp,yêu cầu lực ép phải lớn và đầu trượt chuyển động êm.Là nguyên công không phoi

Mỗi chu kỳ làm việc của chế độ ép được thực hiệnbởi hai hành trình:Hành trình xuống và hành trình lên.

Hành trình xuống : Được chia thành hai giai đoạn

Giai đoạn 1: Là giai đoạn píttông xuống không tải,

được tính từ khi bàn máy ở điểm dừng trên đến khi tácđộng vào công tắc hành trình 2 ( ST1 ) Trong giai đoạn nàynếu điều khiển bấm nút “Xuống” hoặc “Nhích xuống”khi đó :

Van V1 mở : P1 thông với A1, T1 thông với B1

Van V2 mở : P2 thông với A2, T2 thông với B2

Van V3 đóng

Lúc đó : Dầu từ bơm (P1) qua p1-A1-C3-khoang trên xi lanh.Đồng thời dầu từ bơm (P2) đến p2-A2-C3-khoang trên xi lanh ,đẩy píttông đi xuống Dầu từ khoang dưới qua C2-van tiếtlưu (7b)-B2-T2-về thùng Đến khi bàn máy tác động vàohành trình 2 (ST1), thì kết thúc giai đoạn một Tốc độxuống không tải được điều chỉnh bằng van 7b

Giai đoạn 2 :Là giai đoạn ép

Giai đoạn này được tính từ khi bàn máy tác động vàohành trình 2 (ST1) đến khi hết quá trình ép Thời điểm vàthời gian giai đoạn này được điều chỉnh bởi vị trí của côngtắc hành trình 2 (ST1) và rơle thời gian

Khi hành trình 2 (ST1) bị tác động, lúc đó :

Van V1 mở (giống giai đoạn 1)

Van V2 đóng

Van V3 đóng

Dầu từ bơm P1-p1-A1-C3-Xi lanh, đồng thời dầu từkhoang dưới xi lanh chính qua van 7b-B2-T2 về thùng, vàdầu trong xi lanh kẹp phôi qua B1-T1 về thùng Rơle thời giantính giờ từ thời điểm tác động vào hành trình 2 (ST1) Khi

hết thời gian đặt là kết thúc quá trình ép, bàn máy tựđộng đi lên và dừng lại khi tác động vào hành trình 1(ST2).

Hành trình lên :

Khi bàn máy tự động đi lên hoặc bấm nút “LÊN” hoặc

“NHÍCH LÊN” , lúc đó

V3-T3, van 7a-A2-T2, van 7c-A1-T1 về thùng

Tốc độ lên được điều chỉnh bằng van 7a

Van 5a điều chỉnh áp lực cung cấp bởi bơm P2

* Chế độ cắt :

Đối với chế độ cắt thì có những đặc điểm :

Là nguyên công gia công có phoi

Biến dạng của vật liệu gia công là biến dạng phá huỷ

Lúc máy đang làm việc ở chế độ ép , muốn máy làmviệc ở chế đô cắt ta chuyển công tắc chuyển mạch sangchế độ cắt, khi đó chỉ có bơm P2 hoạt động Hành trìnhxuống chỉ có một giai đoạn theo một tốc độ

Hành trình xuống :

Dầu từ bơm P2-A2-van 7a-8c-8a-xi lanh Đồng thời dầutừ khoang dưới xi lanh chính qua 8b-van 7b-B2-T2-về thùng.Lực cắt được điều chỉnh bằng van 5a, lực cắt tối đacho phép là 120 KG/cm2 (dựa theo máy chuẩn)

Thời gian cắt được điều chỉnh bằng rơle thời gian trongtủ điện điều khiển Sau khi hết thời gian đặt bàn máy tựđộng đi lên, khi đó : van V2 mơ,í dầu từ bơm qua p2-B2-van 7b-8b-khoang dưới xi lanh chính, đồng thời dầu từ khoang trên

xi lanh qua 8a-8c-A2-T2- về thùng Đến khi tác động vàohành trình 1 (ST2) thì dừng lại Khi đó dầu từ bơm qua p2-

T2- về thùng

CHƯƠNG V.

TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC MÁY.

5.1, Tính toán thiết kế và lựa chọn các thiết

bị thuỷ lực:

5.1.1, Xilanh:

Ta đang thiết kế Máy Ép Thuy íLực 600 tấn nên lựcép lớn nhất của máy đạt được là Pmax= 600 tấn, mà cơcấu tạo lực ép 600 tấn gồm 4 xi lanh píttông Vậy mỗixilanh píttông tạo được lực ép lớn nhất là :

P =150 tấn =1500 ( KN )

trong máy cắt kim loại )

Trong đó : P : Lực ép của đầu con trượt gắn lênpíttông , (kg)

p: Aïp suất (KG / cm2 )

D : Đường kính của píttông (cm)

Dựa theo máy chuẩn ta chọn đường kính của píttông

D =22 ( cm )

Như vậy từ công thức trên ta suy ra áp suất p

(kg/cm2 )Theo sách truyền động dầu ép trong máy cắt kim loạithì :

d= ( 0.5  0.7 ) D

Với d : là đường kính của cần píttông

D : đường kính píttông

Ta chọn : d = 0,6.D =0,6.22 =13,2 ( cm )

Vậy lấy d =14 (cm )

Khi chất lỏng dầu qua bơm tạo ra áp suất p đi vào hệthống xilanh đẩy píttông chuyển động, lúc này sựchuyển động tương đối giữa píttông và thành trong xilanhxuất hiện lực ma sát, cũng như bộ phận chuyển độngmang pittông có tải trọng G sinh ra lực quán tính Như vậy

ta sẽ lần lượt đi tính trị số của các lực này

Tính lực ma sát giữa píttông và xilanh :

Đối với những xilanh có kích thước lớn để đảm bảotính công nghệ, khi chế tạo người ta sử dụng xilanhpíttông có nhiều secmăng

Ở đây ta tính hành trình lên nhanh với vận tốc lớn nhấtlà 21 m/s = 0,021 m/s < 0,2 m/s Nên ta chọn: Hệ số

ma sát động f = 0,12

Dựa theo máy chuẩn ta chọn G = 360 (kg)

3 1 2

* Tính lực quán tính :

Lực quán tính là lực sinh ra trong quá trình chuyểnđộng của píttông mang khuôn, vận tốc và tải trọng cànglớn lực quán tính càng lớn Lực quán tính xảy ra khi thayđổi chiều chuyển động, thay đổi tốc độ

Ta có phương trình xác định lực quán tính được viếtdưới dạng tổng quát như sau :

m : khối lượng qui đổi

: khối lượng riêng của chất lỏng truyền lực F: Tiết diện tác dụng của động cơ thuỷ lực

l : Chiều dài đoạn đường xảy ra sự thay đổi tốcđộ

Việc tính toán và thiết kế ở giai đoạn đầu không thểhình dung toàn bộ kết cấu của máy và khối lượng cácbộ phận chấp hành, khi đó có thể tính toán lực quántính theo công thức gần đúng sau :

(KG)

Trong đó :

G : khối lượng ước tính của bộ phận chuyển động (kg)