Tiểu luận - Thiết Kế Hệ Thống Cơ Điện Tử - Đề Tài - Thiết Kế, Tính Toán Hệ Thống Điều Khiển Máy Dập Song Động 200 /160

SVTH Nguyễn Thị Hà MSSV 20135428 GVHD T S Lê Trung Kiên 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 4 1 1 GIỚI THIỆU VỀ MÁY ÉP THỦY LỰC 4 1 2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY DẬP SONG ĐỘNG 4 1 2 1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU 5 1 2[.]

TỔNG QUAN

G IỚI THIỆU VỀ MÁY ÉP THỦY LỰC

Ngành Gia công áp lực đang phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu, với sản phẩm của ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sản xuất Các thiết bị thiết yếu bao gồm máy búa, máy ép thủy lực và máy ép cơ khí Máy ép thủy lực ngày càng phổ biến nhờ vào sự đa dạng về chủng loại và công năng, như dập thể tích, rèn tự do, ép chảy, ép đùn, uốn nắn kim loại và dập vuốt Những tính năng và ưu điểm nổi bật của máy ép thủy lực đã góp phần làm cho nó trở nên thông dụng hơn trong ngành công nghiệp.

• Làm việc êm, cho áp lưc ép cực đại theo lực ép danh nghĩa và có thể duy trì áp lực đó trong suốt quá trình công nghệ

• Điều khiển lực ép mềm dẻo, dễ dàng theo yêu cầu công nghệ và theo kết cấu khuôn

• Kết cấu máy đơn giản, các bộ phận được sử dụng đều được tiêu chuẩn hoá cao nên giá hành hạ

Có nhiều phương pháp điều khiển như điều khiển thủ công, điều khiển PLC và điều khiển CNC Những phương pháp này giúp điều chỉnh các thông số công nghệ một cách chính xác, từ đó đảm bảo hiệu suất làm việc và công suất của máy.

Máy ép thủy lực có thiết kế gọn nhẹ và có thể được cấu trúc theo dạng ngang hoặc đứng, mang lại ưu điểm vượt trội so với các loại máy khác Đây là một loại máy công cụ sử dụng hệ thống thủy lực làm nguồn lực chính.

G IỚI THIỆU VỀ MÁY DẬP SONG ĐỘNG

Máy dập song động được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp, đặc biệt là trong gia công áp lực Chúng được ứng dụng để dập tấm và dập thủy cơ, tạo ra các chi tiết quan trọng trong cuộc sống hàng ngày như vỏ và cánh ô tô, xe máy, và bồn rửa.

Nguyên nhân được ứng dụng là do:

Có tính linh hoạt có thể điều chỉnh được hành trình làm việc

Không gây va đập và tiếng ồn

Công suất và lực truyền lớn

An toàn và độ tin cậy cao

Kết cấu của chi tiết dập tấm cứng vững, bền nhẹ, hao phí kim loại ít

SVTH: Nguyễn Thị Hà MSSV: 20135428 GVHD : T.S Lê Trung Kiên 5

Dạng sản xuất thường là loại lớn và hàng khối do đó hạ giá thành sản phẩm

Dập tấm không chỉ gia công những vật liệu kim loại mà còn gia công những vật liệu phi kim như : Techtolit, hetimac và các loại chất dẻo

Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu của máy ép thủy lực song động

Máy dập song động cho tác động ép theo một chiều ( hướng xuống )

Máy dập song động cho tác động ép theo cả hai chiều ( hướng xuống và hướng lên)

G IỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ DẬP TẤM

Quá trình công nghệ là chuỗi các tác động trực tiếp nhằm thay đổi hình dạng, kích thước, tính chất và trạng thái của phôi ban đầu để đạt được mục tiêu cụ thể Nó bao gồm các nguyên công được sắp xếp theo một trình tự nhất định.

Dập tấm là một quy trình công nghệ bao gồm nhiều công đoạn khác nhau, nhằm biến dạng kim loại tấm để tạo ra các chi tiết với hình dạng và kích thước mong muốn, đồng thời giữ nguyên độ dày của vật liệu và không tạo ra phế liệu dạng phôi.

Dập tấm thường được thực hiện với phôi nguội khi chiều dày nhỏ (thường S < 4 mm), hoặc có thể dập với phôi nóng khi chiều dày vật liệu lớn.

Nguyên công là một giai đoạn trong quy trình công nghệ, được thực hiện bởi một hoặc nhiều công nhân tại một vị trí cụ thể trên máy Giai đoạn này bao gồm tất cả các tác động cần thiết để gia công phôi đã được chỉ định.

Ví dụ : cắt hình ,đột lỗ, dập vuốt, uốn …

Dập vuốt là một trong những nguyên công quan trọng trong công nghệ dập tấm, giúp biến đổi phôi phẳng hoặc phôi rỗng thành các chi tiết rỗng với hình dạng và kích thước cần thiết Nghiên cứu quá trình dập vuốt chi tiết cốc là rất cần thiết để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Hình 1.2 Sơ đồ khuôn dập vuốt chi tiết hình trụ có vành

Ta thấy quá trình tạo hình được tiến hành trên khuôn bao gồm các bộ phận làmviệ c như: cối, chày dập vuốt và tấm chặn vật liệu

Khi dập các chi tiết có chiều dày lớn, khuôn dập vuốt có thể không cần tấm chặn Khe hở z giữa chày và cối dập vuốt phụ thuộc vào phương pháp dập được sử dụng.

Khi dập vuốt không có chặn, ngoại lực truyền qua chày tác động vào đáy chi tiết dập vuốt, trong khi phần vành của phôi vẫn tự do và không chịu tác động của ngoại lực.

Phôi phẳng nằm trên vành cối được vuốt qua góc lượn cối và tạo thành chi tiết dạng cốc

Chiều sâu của chi tiết phụ thuộc vào hành trình chày đi xuống, nhưng không được vượt quá một tỷ lệ nhất định so với đường kính cốc Điều này nhằm đảm bảo rằng ứng suất trong vật liệu không vượt quá giới hạn phá hủy, tránh gây rách vật liệu.

M ỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ DẬP VUỐT ĐIỂN HÌNH

Đ ẶC ĐIỂM VÀ YÊU CẦU KĨ THUẬT KHI THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC

Khi tiến hành thiết kế chế tạo máy ép thủy lực song động thì cần có các yêu cầu kĩ thuật như sau:

Lực danh nghĩa của máy cần phải lớn hơn lực ép của xilanh chính Đối với nguyên công có hành trình làm việc ngắn, lực ép được xác định bằng công thức: Pm ≥ (1,2÷1,3)P Trong trường hợp nguyên công có hành trình làm việc lớn, lực tại điểm ban đầu sẽ nhỏ hơn nhiều so với lực danh nghĩa của máy, do đó cần chọn lực danh nghĩa lớn hơn.

Kiểu máy: Phải chọn phù hợp với yêu cầu công nghệ của máy

Hành trình máy: Quan trọng trong quá trình dập vuốt

Có cơ cấu bảo vệ an toàn cho người và máy

C ÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY ÉP THỦY LỰC SONG ĐỘNG 160/80

Qua tham khảo em chọn thông số kĩ thuật cho máy như sau:

+ Lực ép danh nghĩa : PH = 200 tấn = 2000KN

+ Lực đẩy dưới: Pd= 160 tấn = 160KN

+ Hành trình đẩy dưới : h2 = 250mm

+ Tốc độ xuống nhanh của xilanh chính trong hành trình không tải: v1 = 80 mm/s

+ Tốc độ đi xuống chậm của xilanh chính trong hành trình có tải :

+ Kích thước bàn máy : 900mm x 900mm

+ Kích thước đầu trượt: 900mm x 900mm x 300mm

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC MÁY DẬP SONG ĐỘNG

C Ơ SỞ THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC SONG ĐỘNG

2.1.1: Nguyên lý hoạt động của máy a Nguyên lý :

Ban đầu, xilanh phụ mang tấm chặn lên tới vị trí làm việc

Khi xilanh phụ lên tới vị trí làm việc thực hiện cấp phôi cho máy

Cấp phôi xong xilanh chính mang cối đi xuống với tốc độ nhanh, chậm, làm việc với hành trình tương ứng để vuốt phôi vào trong cối

Sau khi vuốt phôi vào cối xong:

• Xilanh chính mang cối lên

• Xilanh phụ đẩy sản phẩm b Các chế độ làm việc :

Các chế độ làm việc trong máy ép thủy lực bao gồm:

• Chế độ đơn nhát: Chế độ đơn nhát là chế độ mà khi PTXL thực hiện thao tác lên xuống tác động vào không có tác dụng

• Chế độ liên tục: Chế độ liên tục là chế độ PTXL thực hiện các thao tác lên xuống một cách liên tục không bị gián đoạn

• Chế độ điều chỉnh: Chế độ điều chỉnh là chế độ mà ta có thể thay đổi các thao tác lên xuống của PTXL khi tác động

2.1.2: Ứng dụng của định luật PASCAL

SVTH: Nguyễn Thị Hà MSSV: 20135428 GVHD : T.S Lê Trung Kiên 10 a Khái niệm áp suất thủy tĩnh – áp lực:

- Khối chất lỏng W đang cân bằng

- Giả sử cắt bỏ phần trên, ta phải tác dụng vào mặt cắt đó bằng một hệ lực tương đương thì phần dưới mới cân bằng như cũ

- Trên tiết diện cắt quanh điểm 0 ta lấy một diện tích , gọi P là lực của phần trên tác dụng lên 

Ta có các khái niệm sau

- P: là áp lực thuỷ tĩnh (hoặc tổng áp lực) tác dụng lên diện tích  (N, KN )

- Tỷ số : P/ = ptb : là áp suất thủy tĩnh trung bình trên diện tích 

- Lim (P/) : áp suất thủy tĩnh tại 1 điểm (hay còn gọi là áp suất thủy tĩnh)

- Đơn vị của áp suất: N/m 2 ; kg/(m.s 2 ), atmosphere

+ Trong kỹ thuật, áp suất còn đo bằng atmosphere:

+ Trong thuỷ lực, áp suất còn đo bằng chiều cao cột chất lỏng:

1at m H2O b Định luật Pascal Áp suất tại điểm A nào đó là: pI = p0 + γ.h

Nếu ta tăng áp suất tại mặt thoáng lên Δp thì áp suất tại điểm A đó sẽ là: pII = ( p0 + Δp ) + γ.h Vậy tại A áp suất tăng: pII – pI = Δp, như vậy:

Độ biến thiên của áp suất thủy tĩnh trên bề mặt giới hạn của một thể tích chất lỏng được truyền đi đầy đủ đến mọi điểm trong thể tích chất lỏng đó.

Nhiều máy móc đã được chế tạo theo định luật Pascal như: Máy ép thủy lực, máy kích, máy tích năng, các bộ phận truyền động v.v

Xét một ứng dụng máy ép thủy lực:

Máy bao gồm hai xy lanh với diện tích khác nhau, được kết nối và chứa cùng một chất lỏng, có pittông di chuyển Khi một lực nhỏ F tác dụng lên đòn bẩy gắn với pittông nhỏ, lực tác dụng lên pittông này sẽ tăng lên và đạt giá trị P1, dẫn đến áp suất tại xy lanh nhỏ được xác định.

Theo định luật Pascal, áp suất \$p_1\$ sẽ được truyền đến mọi điểm trong môi chất lỏng, dẫn đến việc áp suất này tác động lên mặt pittông lớn \$\omega_2\$ Do đó, tổng áp lực \$P_2\$ tác động lên pittông sẽ được xác định.

2 - diện tích mặt pittông lớn

Nếu coi 1 , p1 là không đổi, khi muốn tăng P2 thì phải tăng 2

2.1.3: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế a Phân tích đặc tính kĩ thuật của máy

Nét đặc trưng của máy ép thủy lực song động là sử dụng hệ thống thủy lực để thực hiên hai thao tác

Các bộ phận chính của máy ép thủy lực song động:

1 Khung máy: có dạng hình chữ nhật được chế tạo từ các tấm thép được ghép và hàn lại với nhau Đầu trên thân máy là đầu truyền lực chứa xilanh chính

2 Hệ thống thủy lực: bao gồm các xilanh thủy lực, van đảo chiều, van an toàn, van giảm áp, van một chiều, bơm dầu, động cơ dầu, bể chứa dầu … được bố trí hợp lí để tạo áp suất và phân phối lưu lượng cho các xilanh để thực hiện các thao tác

3 Bơm dầu: hút dầu từ thùng chứa và phân phối tới các cơ cấu chấp hành với áp suất theo yêu cầu của mạch thủy lực

4 Các cảm biến khống chế hành trình của các xilanh

➢ Cấu tạo cơ bản của máy để tạo ra hình dạng cho chi tiết bao gồm:

1 Phần khuôn trên: cối được nối với pit-tong xilanh chính tạo lực ép

2 Khuôn dưới: chày được nối cố định với bàn máy

3 Bộ phận đẩy phôi: được nối với đầu pit-tong xi-lanh đẩy b Chọn phương án thiết kế máy chuyên dùng dập vuốt

❖ Yêu cầu trong một chu kì làm việc:

• Xilanh đẩy mang vành chặn và tấm đẩy lên nhanh

Xilanh chính hạ khuôn nhanh chóng, nhưng khi gần đến bàn máy, tốc độ giảm để kẹp phôi Tiếp theo, quá trình vuốt phôi vào trong cối được thực hiện.

• Sau khi ép xong, xilanh chính đi lên

• Máy ép thủy lực song động thiết kế trong đề tài là máy ép chuyên dập vuốt để gia công các chi tiết sản phẩm cơ khí

• Cơ cấu truyền động của máy phụ thuộc vào các thiết bị thủy lực để tạo ra lực ép, lực kẹp, …

• Tùy thuộc váo cách lựa chọn, lắp đặt các thiết bị mà tạo ra lực ép lớn nhỏ cho máy

❖ Phương án lựa chọn để thiết kế cho máy

Máy ép sử dụng các thiết bị thủy lực tạo ra lực ép, kẹp gồm 4 xilanh:

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lí. b1 b2 b3 b5 b4

➢ Ưu điểm của hệ thống máy ép thủy lực:

• Chuyển động êm, dễ điều chỉnh vô cấp tốc độ

• Đảo chiều dễ dàng, không gây ra rung động

• Hệ thống điều khiển làm việc theo nguyên tắc đóng mở nên dễ dàng tự động hóa

• Hệ thống điều khiển cồng kềnh đắt tiền

• Linh kiện thủy lực đắt tiền

• Tiềm ẩn nguy cơ làm việc bất ổn định

• Yêu cầu phải có sự can thiệp của công nhân để thay phôi.

T ÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC

Các thông số cho trước: o Dẫn động trên 2 xilanh thủy lực tác dụng kép

Nguyễn Thị Hà, sinh viên mã số 20135428, dưới sự hướng dẫn của T.S Lê Trung Kiên, nghiên cứu về hệ thống dẫn động với hai xilanh thủy lực tác dụng đơn Lực dập từ trên xuống đạt 200 tấn (2000 KN), trong khi lực dập từ dưới lên là 160 tấn (1600 KN) Vận tốc xilanh di chuyển nhanh là 80 mm/s và vận tốc di chuyển chậm là 5 mm/s.

2.3.1:Tính chọn xilanh piston trên :

Cụm xylanh piston trên được chế tạo với mục đích tạo ra lực ép danh nghĩa

Cụm xy lanh piston có khả năng tạo ra lực 200 tấn nhờ vào việc dẫn động bằng 2 xilanh, mỗi xilanh chịu lực 100 tấn Kết cấu của cụm này bao gồm đầu dưới của piston được nối với đầu trượt, và trên nắp của xylanh được trang bị một van điền đầy, trong đó lựa chọn là van một chiều có điều khiển.

➢ Tính toán thiết kế cụm xilanh piston chính của máy

Lực ép danh nghĩa của máy là 200tấn = 2000 KN

Có 2 xilanh nên lực ép tạo ra trên mỗi xilanh là 100 tấn = 1000 KN Áp suất làm việc của chất lỏng là 25 Mpa = 25.10 6 N/m 2

=> Đường kính trong của xi lanh là:

Theo các dãy tiêu chuẩn ta chọn đừơng kính trong của xylanh là :

 Áp suất thực khi ép là: p= 2

 Diện tích đầu pittong đẩy trên là:

 D tr mm 2 ≈ 0,05 m 2 Theo kinh nghiệm ta có: Đường kính của cán piston là : Dc = k Dtr với k=0,2 ÷0,5

 Diện tích mặt cắt ngang của cán piston là:

 Diện tích hình vành khăn là :

Piston truyền lực đến đầu trượt và chịu nén, với kiểu liên kết giữa piston và đầu trượt sử dụng các vòng chặn kẹp Liên kết này giữ chặt cán piston bằng các mối ghép vít, cho phép hạ và nâng đầu trượt thông qua một cán piston duy nhất.

Chọn vật liệu chế tạo piston là thép rèn C45 , bề mặt được tôi và đánh bóng sao cho đạt độ bóng là 0,63 Độ cứng bề mặt là 40÷60 HRC

➢ Kết cấu của piston chính như hình sau :

Chúng tôi đã chọn vật liệu thép C30 để chế tạo xi-lanh, với trị suất cho phép là 80÷100 MPa cho xi-lanh đúc Đối với xi-lanh rèn bằng thép có hàm lượng carbon từ 0,3% đến 0,35%, trị suất cho phép là 110÷150 MPa Trong khi đó, xi-lanh rèn bằng thép hợp kim với hàm lượng nickel từ 1,5% đến 2% có trị suất cho phép từ 150÷180 MPa Do đó, ứng suất cho phép được chọn là từ 150 MPa đến 180 MPa.

Bán kính trong của xi-lanh là : Rtr 2

Theo công thức 6.7 tr 156 tài liệu [I] có bán kính ngoài của xi-lanh là :

RB : bán kính trong của xi-lanh RB = Rtr = 125 mm

[] : ứng suất cho phép đối với vật liệu làm xi-lanh

Chiều dày của thành xi-lanh là : t = RH – RB = 143 – 125 = 18 mm

✓ Lưu lượng đưa vào xi-lanh chính trong quá trình piston đi xuống nhanh là:

Qxn = Sd Vxn = 0,05 0,08 ≈ 0,004 m 3 /s = 4 lít/s = 240 l/ph

✓ Lưu lượng đưa vào xi-lanh chính trong quá trình piston đi xuống chậm là:

Qxc = Sd Vxc = 0,08 0,005 ≈ 0,0004 m 3 /s = 0,4 lít/s = 24 l/ph

✓ Lưu lượng đưa vào xi-lanh chính trong quá trình không tải lên là :

Qln = Svk.Vln = 0,042 0,08 ≈ 0,00336 m 3 /s = 3,36 lít/s = 201,6 l/ph

2.3.2: Tính chọn xilanh piston dưới:

Cụm xi-lanh piston phụ được chế tạo để tạo ra lực đẩy dưới cho máy với tải trọng Pd = 80 tấn, nhằm đẩy sản phẩm ra khỏi lòng khuôn Áp suất chất lỏng được bơm vào trong xi-lanh đẩy được chọn là p = 25 MPa, tương đương với 10^6 N/m².

➢ Tính toán cụm xilanh piston đẩy dưới Đường kính trong của xilanh đẩy dưới là :

 Áp suất thực khi đẩy : p = 21 10 6 N/m 2

Diện tích đầu piston đẩy dưới là :

Bán kính trong của xi-lanh là : RB = 110

Xi-lanh được rèn bằng thép có (0,3%÷0,35%)C => [ ] = 150MPa

Theo công thức 6.7 tr 156 tài liều [I] có bán kính ngoài của xi-lanh là :

Chiều dày của thành xi-lanh là : t ’ = RH - RB = 130 – 110 mm

Theo kinh nghiệm ta có: Đường kính của cán piston là : Dc = k Dtr với k=0,2 ÷0,5

Diện tích mặt cắt ngang của cán piston là:

Diện tích hình vành khăn là :

Lưu lượng đưa vào xilanh đẩy trong quá trình lên đẩy là:

Qd = Sd Vd = 0,038 0,08 =0,00304 m 3 /s = 3,04 lít/s = 182,4 l/ph

Lưu lượng đưa vào xilanh đẩy trong quá trình lùi đẩy là :

Qld = Svk.Vld = 0,034 0,08 = 0,00272 m 3 /s = 2,72 lít/s = 163,2 l/ph

➢ Kết cấu của cụm xilanh piston đẩy như hình 3.4

2.3.3: Tính chọn bơm thủy lực

Bơm dầu là thiết bị chuyển đổi năng lượng, biến cơ năng thành động năng và thế năng dưới dạng áp suất của dầu Trong hệ thống thủy lực, chỉ sử dụng bơm thể tích, hoạt động bằng cách thay đổi thể tích hút và đẩy dầu ra khi giảm thể tích Khi có vật cản (van) trên đường đẩy, dầu bị chặn lại, tạo ra áp suất phụ thuộc vào độ lớn của sức cản và cấu trúc của bơm.

Hình ảnh một số loại bơm piston thường gặp:

Với chu trình làm việc của máy ép ta chọn: Áp suất bơm: Pmax= 21 MPa

Lưu lượng bơm: Qmax = 240 l/ph

Chọn động cơ dẫn động: n50 vg/ph

Chọn bơm pit-tong có: qv = 0,17 l/ph

Trong hệ thống thuỷ lực, van được phân loại theo cách sử dụng thành các loại chính như van tiết lưu, van một chiều, van an toàn và van phân phối.

Sau đây là các loại van sử dụng trong hệ thống thủy lực: a Van phân phối 4 cửa 3 vị trí điều khiển bằng thuỷ lực dùng cho xilanh chính

Hình 3.5 Van phân phối 4 cửa 3 vị trí điều khiển bằng thuỷ lực

Loại van phân phối được sử dụng là loại van điều khiển bằng điện từ ; thuỷ lực; hoặc bằng tay

Van phân phối 4 cửa, 3 vị trí điều khiển bằng điện từ

Hình 3.6 Van phân phối 4 cửa, 3 vị trí điều khiển bằng điện từ

Ta có áp suất khi ép đó là : p ,4.10 6 N/m 2

Lưu lượng cần cấp Q = 2.Qxn =2.240 = 480 l/ph

Chọn van 4WE66XSG24 N9K4/V, có lưu lượng tối đa 60 l/p và áp suất làm việc lên đến 315 bar Van này kết hợp giữa chức năng tiết lưu và van một chiều.

Van điều chỉnh lưu lượng cung cấp cho xilanh, kết hợp với van một chiều, giúp ngăn ngừa tình trạng kẹt van tiết lưu Van một chiều đảm bảo thoát dầu khi áp suất vượt quá mức cho phép.

Van tiết lưu thường được lắp đặt trước hoặc sau cơ cấu chấp hành để điều chỉnh vận tốc Để đảm bảo dầu có thể lưu thông tự do trong hành trình ngược lại, van tiết lưu cần được kết hợp với van một chiều.

 Chọn van có ký hiệu: MK10G1X/V, là van có lưu lượng cho qua lớn nhất là 400l/p, áp suất làm việc lớn nhất được 315bar

Hình 3.7 Van tiết lưu 1 chiều c Van chống tụt áp (Van an toàn)

Van an toàn là thiết bị thiết yếu trong hệ thống thủy lực, giúp ngăn chặn áp suất chất lỏng vượt quá mức quy định Tùy thuộc vào yêu cầu công việc và cấu tạo, van an toàn có nhiều chức năng khác nhau, nhưng trong hệ thống thủy lực, hai chức năng quan trọng nhất của nó là kiểm soát áp suất và bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng.

- Đảm bảo tuổi thọ các chi tiết máy

Để duy trì tính năng hoạt động của hệ thống theo quy định kỹ thuật và đảm bảo tuổi thọ cho hệ thống truyền dẫn thủy lực, van an toàn cần khống chế áp lực dầu không vượt quá mức cho phép Việc vượt quá áp lực này có thể dẫn đến nứt, vỡ đường ống, gây mất an toàn cho máy Trong hệ thống thủy lực, có nhiều kiểu và chủng loại van an toàn khác nhau.

- Van đóng mở bằng lò xo hay áp lực dầu

- Van tác động trực tiếp hay vi sai, van có tác dụng trợ động (hai cấp)

Van an toàn được lựa chọn dựa trên mục đích sử dụng, chủ yếu dựa vào hai thông số chính: áp lực dầu định mức và lưu lượng dầu qua van.

Nguyên lý hoạt động của van dựa vào sự cân bằng giữa các lực đối kháng tác động lên nút van, bao gồm lực từ cấu trúc van như lò xo và đối trọng, cùng với áp suất của chất lỏng.

Vận tốc dầu qua van được tính chọn theo bảng dưới: Áp suất mở van MPa 0,5 - 1,2 1,2 - 20 >20

 Chọn van có ký hiệu sau: DBDS4K1X/315V là van có áp suất cài đặt lớn nhất để chịu tải được là 315bar, lưu lượng 20l/p d Van điền đầy

Van có vai trò quan trọng trong việc cung cấp lượng dầu cần thiết trong hành trình không tải và thoát dầu trong hành trình khứ hồi để đạt được vận tốc yêu cầu.

 Chọn van SFA1-1X/*: Lưu lượng : 500 l/min

2.3.5: Tính chọn động cơ điện Động cơ điện chính có tách dụng truyền chuyển động quay cho bơm thủy lực yêu cầu :

Tra bảng ta chọn động cơ sau:

T ÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỀN

2.4.1: Tính toán kiểm nghiệm cụm xilanh piston trên: Ứng suất lớn nhất xuất hiện trên bề mặt trong của xi-lanh

=> ta kiểm nghiệm độ bền của xi-lanh tại bề mặt trong với bán kính :

Theo công thức 6.1 tr 155 tài liệu [I] ta có : Ứng suất hướng kính :  r = 2 2

RB : bán kính trong của xi-lanh

RH : bán kính ngoài của xi-lanh

Theo công thức 6.2 tr 156 tài liệu [I] ta có : Ứng suất tiếp tuyến :  t = 2 2

Theo công thức 6.3 tr 156 tài liệu [I] ta có : Ứng suất theo chiều trục do ảnh hưởng của đáy :

Theo công thức 6.4 tr 156 tài liệu [I] ta có ứng suất tương đương là :

< [] = 150 MPa => xi-lanh thoả mãn về độ bền

KL: Xi-lanh thoả mãn về độ bền

2.4.2: Tính toán kiểm nghiệm cụm xilanh piston dưới:

Kiểm nghiệm cụm xylanh piston đẩy dưới cho thấy ứng suất lớn nhất xuất hiện tại bề mặt trong của xylanh Chúng ta tiến hành kiểm nghiệm tại bề mặt trong của xylanh với R = R' B0mm.

Theo công thức 6.1tr155 tài liệu [I] ta có : Ứng suất hướng kính là :  r = 2 2

Theo công thức 6.2 tr 156 tài liệu [I] ta có : Ứng suất tiếp tuyến :  t = 2 2

Theo công thức 6.3 tr 156 tài liệu [I] ta có : Ứng suất theo chiều trục do ảnh hưởng của đáy :

Theo công thức 6.4 tr 156 tài liệu [I] ta có ứng suất tương đương là :

KL : Xi-lanh thoả mãn về độ bền.

SƠ ĐỒ MẠCH LỰC

CHƯƠNG TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG THỦY LỰC

T ÍN HIỆU VÀO

Start Tín hiệu khởi động

I0.1 Sensor báo xilanh trên ở vị trí ban đầu

I0.2 Sensor báo bắt đầu hành trình dập

I0.3 Sensor báo hết hành trình dập

I0.4 Sensor báo xilanh dưới ở vị trí ban đầu

I0.5 Sensor báo xilanh dưới đấy hết hành trình

T ÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN

M00 Điều khiển bơm hoạt động

Q0.0 Điều khiển van 3/2 sang trạng thái điều khiển để xilanh dưới đi lên

Q0.1 Điều khiển van 2/2 sang trạng thái điều khiển để xilanh trên xuống chậm

Q0.2 Điều khiển van 4/3 sang trạng thái điều khiển để xilanh trên lên nhanh

Q0.3 Điều khiển van 4/3 sang trạng thái điều khiển để xilanh trên xuống nhanh Q0.4 Công tắc đóng ngắt động cơ

C HƯƠNG TRÌNH PLC

IN0 I:0/0 IN1 I:0/1 IN2 I:0/2 IN3 I:0/3 IN4 I:0/4 IN5 I:0/5 IN6 I:0/6 IN7 I:0/7 IN8 I:0/8 IN9 I:0/9 IN10 I:0/10 IN11 I:0/11 IN12 I:0/12 IN13 I:0/13 IN14 I:0/14 IN15 I:0/15 COM

OUT0 O:0/0 OUT1 O:0/1 OUT2 O:0/2 OUT3 O:0/3 OUT4 O:0/4 OUT5 O:0/5 OUT6 O:0/6 OUT7 O:0/7 OUT8 O:0/8 OUT9 O:0/9 OUT10 O:0/10 OUT11 O:0/11 OUT12 O:0/12 OUT13 O:0/13 OUT14 O:0/14 OUT15 O:0/15

MÔ PHỎNG DÒNG THỦY LỰC VÀ MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC

M Ô PHỎNG DÒNG THỦY LỰC

a Dòng thủy lực trong quá trình xilanh dưới đi lên b Dòng thủy lực trong quá trình xilanh trên đi xuống nhanh

SVTH: Nguyễn Thị Hà MSSV: 20135428 GVHD : T.S Lê Trung Kiên 31 c Dòng thủy lực trong quá trình xilanh trên đi xuống chậm

SVTH: Nguyễn Thị Hà MSSV: 20135428 GVHD : T.S Lê Trung Kiên 32 d òng thủy lực sau khi dập xong các xilanh hồi về vị trí ban đầu

M Ô PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC

a Quá trình xilanh dưới đi lên

SVTH: Nguyễn Thị Hà MSSV: 20135428 GVHD : T.S Lê Trung Kiên 35 b Quá trình xilanh trên đi xuống nhanh

SVTH: Nguyễn Thị Hà MSSV: 20135428 GVHD : T.S Lê Trung Kiên 36 c Quá trình xilanh trên đi xuống chậm

SVTH: Nguyễn Thị Hà MSSV: 20135428 GVHD : T.S Lê Trung Kiên 37 d Quá trình sau khi dập hồi về vị trí ban đầu

Tiêu đề	Thiết Kế, Tính Toán Hệ Thống Điều Khiển Máy Dập Song Động 200 /160
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Chuyên ngành	Cơ Điện Tử
Thể loại	tiểu luận

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	810,59 KB