thiết kế máy ép thủy lực chuyên dùng nhấn trụ điện chiếu sáng

Sau khi được giao đề tài thiết kế máy để gia công trụ đèn chiếu sáng em đã tìm hiểu qui trình sản xuất cụ thể của một trụ đèn chiếu sáng tại nơi sản xuất mà trong đó máythiết kế sẽthực h

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, Đảng và Nhà Nước cùng với nhân dân thực hiện công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Đảng ta đã xác định công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước phải gắn liền với cơ khí hóa Như chúng ta đã biết nước ta là một nước có nền công nghiệp còn lạc hậu, trình độ công nghệ chưa theo kịp các nước trên thế giới vì vậy phải nhập ngoại phần lớn các thiết bị để phục vụ cho nền kinh tế Từ đó Đảng ta đã chủ trương phát triển ngành cơ khí một cách nhanh chóng, trong đó việc đào tạo thế hệ những người có chuyên môn trong lĩnh vực này là rất cần thiết.

Từ chủ trương của Đảng trường ĐẠI HỌC KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG không ngừng phát triển, nâng cao chất lượng dạy và học trong đó ngành cơ khí ngày càng phát triển, được đầu tư xây dựng cơ sở dạy và học nâng cao chất lượng đào tạo Là

những sinh viên may mắn được tìm hiểu và học tập tại khoa cơ khí chúng em rất tự hào và phấn khởi Sau một thời gian học tập tại trường và được đi tham quan và thực tập tại các nhà máy xí nghiệp bản thân em đã được giao cho nhiệm vụ thiết kế máy ép thủy lực chuyên dùng nhấn trụ điện chiếu sáng

Bằng kiến thức học tập được tại trường và qua quá trình thực tập tại nơi sản xuất cùng với sự hướng dẫn tận tình cúa thầy BÙI TRƯƠNG VĨ em đã phần nào hoàn thành nhiệm vụ đã được giao

Tuy nhiên do khả năng còn hạn chế nên việc tính toán thiết kế máy chắt chắn còn rất nhiều thiếu sót Em rất mong được sự chỉ dẫn của các thầy cô giáo.

Em xin chân thành cảm ơn !

Đà Nẵng,ngày 31 tháng 5năm 2003

Sinh viên thiết kế

Bùi Quốc Đạt

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Bùi Quốc Đạt Lớp 98C1A Trang 1

Trang 2

MỤC LỤC Chương 1 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM VÀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT

1.1 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM

1.2 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

Chương 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI

2.1.1 Tính dẻo của kim loại

2.1.2 Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo

2.1.3 Biến dạng dẻo của kim laọi trong trạng thái nguội

2.2.LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH UỐN

Trang 3

Chương 3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

3.1 GIỚI THIỆU QUI TRÌNH GIA CÔNG

3.2.PHÂN TÍCH CÁC YÊU CẦU TRONG MỘT GIAI ĐOẠN TẠO HÌNH

3.3 CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỘNG HỌC

3.3.1 Phương án 1

3.3.2 Phương án 2

3.3.3 Phương án 3

3.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO MÁY

3.5.1 Phân tích hoạt động của máy

3.5.2 Tính toán lực ép cần thiết của máy

3.6 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC VÀ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG

3.6.1 Tính lực ép, áp suất, đường kính piston 3.6.2 Tính chọn công suất bơm dầu

3.6.3 Tính van an toàn

3.6.4 Tính toán van cản

3.6.5 Tính toán cho acqui dầu

3.6.6 Chọn lựa van điều khiển

3.6.7 Chọn lọc dầu cho hệ thống

3.6.8 Tính toán ống dẫn dầu

3.6.9 Tính công suất động cơ điện

3.6.10 Tính toán thiết kế bể chứa dầu

3.7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

Chương 4 TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ KẾT CẤU MÁY

4.1 TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO THÂN DAO TRÊN

4.2 TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO THÂN DAO DƯỚI

4.3 TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO CẦN PISTON

4.4 TÍNH BỀ DÀY CHO THÀNH XI LANH

4.5 TÍNH CHỌN VÍT ĐỂ GHÉP VÒNG CHẮN KHÍT

Chương 5 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ TRỤC

5.1.1 Công dụng

5.1.2 Các yêu cầu kỷ thuật

5.1.3 Vật liệu chế tạo

5.1.4 Phân tích chi tiết gia công

5.2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

5.3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

5.3.1 Chọn dạng phôi

5.3.2 Phương pháp chế tạo phôi

5.3.3 Tra lượng dư gia công cho các bề mặt của phôi

Trang 4

5.4 PHÂN TÍCH CHUẨN VÀ LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 5.4.1 Chọn chuẩn thô

5.4.2 Trình tự gia công chi tiết

5.5 NỘI DUNG CÁC NGUYÊN CÔNG

Chương 6 VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG

Trang 5

Chương 1 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM VÀ QUI TRÌNH SẢN

XUẤT

1.1 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM

Sau hội nghị chuyên đề chiếu sáng đô thị toàn quốc lần thứ

2 tổ chức tại thành phố Đà nẵng vào tháng 12 năm 1995 với

Trang 6

mẫu trụ bát giác côn đầu tiên dùng cho chiếu sáng của công ty điện chiếu sáng Đà Nẵng giới thiệu được hội nghị chấp nhận Các loại sản phẩm trụ chiếu sáng bát giác , tròn côn đã từng bước thay thế cho trụ bê tông ly tâm truyền thống

Công nghệ sản phẩm trụ thép phục vụ cho các công trình ngày càng nhiều về số lượng cũng như yêu cầu cao về chất lượng và thẩm mỹ trong khi đó hàng ngoại nhập đã có mặt tại nhiều nơi trong nước nên các cơ sở sản xuất tất yếu phải cải tiến công nghệ đưa ra sản phẩm mới nhằm thỏa mãn nhu cầu của thị trường cũng như để cạnh tranh Trên cơ sở nhu cầu của thị trường và để cạnh tranh việc sản xuất ra các loại trụ thép bằng công nghệ mới là rất quan trọng

Sản phẩm trụ đèn chiếu sáng công cộng như bến cảng

đường giao thông có nhu cầu rất lớn và chủ yếu phục vụ chiếu sáng cho các công trình giao thông là loại trụ bát giác có phần thân dài 6m , phần đế đúc bằng gang , phần cổ trụ

Phần thân trụ được chế tạo từ phôi ban đầu là thép tấm có chiều dày 6mm , chiều dài 6m Từ phôi ban đầu qua dập định hình để tạo thành hình bát giác rồi sau đó hàn giáp mối

1.2 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT.

Sau khi được giao đề tài thiết kế máy để gia công trụ đèn chiếu sáng em đã tìm hiểu qui trình sản xuất cụ thể của một trụ đèn chiếu sáng tại nơi sản xuất mà trong đó máythiết kế sẽthực hiện một công đoạn trong quá trình gia công Qui trình sản xuất gồm các bước như sau:

+ Chuẩn bị vật tư nguyên liệu

+ Khai triển tole , vạch dấu

+ Cắt tole đã khai triển bằng máy cắt Plasma

+ Nhấn định hình trụ ( Đa giác hoặc tròn côn ) giai đoạn 1 + Sửa phôi sau khi nhấn giai đoạn 1 (tiến hành hàn gân trong vết nối nếu trụ dài hơn 6m )

+ Nhấn trụ giai đoạn 2 trên máy nhấn

+ Ép liền 1 đương sinh trụ trên máy ép

+ Hàn 1 đường sinh trụ bằng máy hàn tự động có khí CO2bảo vệ

+ Nắn trụ sau khi hàn bằng máy ép

+ Mài định hình đương hàn bằng máy hàn cầm tay

+ Hàn đế trụ cửa cột , đầu cột

+ Kiểm tra xử lí tất cả các công đoạn trước

+ Mạ kẽm

+ Sửa trụ sau khi nhúng

+ Hoàn chỉnh trụ nhập kho

Trang 7

Vật liệu để chế tạo trụ đèn là các loại thép :

+ Thép gia công CT3 có ch = 24 [kg/mm2] , b = 36 [kg/mm2]

+ Thép gia công J/S có ch = 37 [kg/mm2] , b = 42 [kg/mm2]

Bề dày phôi thép tối đa là 6mm , chiều dài theo yêu cầu là 6000mm

Trong đơn tinh thể kim loại , các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định , mỗi nguyên tử luôn luôn dao động xung quanh

vị trí cân bằng của nó (a)

Trang 8

Hình 2.1 Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể+ Biến dạng đàn hồi : dưới tác dụng của ngoại lực , mạngtinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chưavượt quá giới hạn đàn hồi của các nguyên tử kim loại dịchchuyển không vượt quá 1 thông số mạng (b) , nếu thôi tác dụnglực , mạng tinh thể trở về trạng thái ban đầu

+ Biến dạng dẻo : khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi , kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh

Theo hình thức trượt , một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định , mặtphẳng này gọi là mặt trượt (c) Trên mặt trượt , các nguyên tửkim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng , sau khi dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới , bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trang thái ban đầu

Theo hình thức song tinh , một phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến 1 vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua 1 mặt

phẳng gọi là mặt song tinh (d) Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh

Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra biến dạng dẻo trong kim loại , các mặttrượt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao nhất , Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé , nhưng khi có song tinh trượt sẽ xảy ra thuận lợi hơn

Biến dạng dẻo của đa tinh thể : kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể ( hạt tinh thể ) , cấu trúc chung của chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể biến

Trang 9

dạng dẻo có 2 dạng : biến dạng trong nội bộ hạt và biến

dạng ở vùng tinh giới hạt Sự biến dạng trong nội bộ hạt do trượt và song tinh Đầu tiên sự trượt xảy ra ở các hạt có mặt trượt tạo với hướng của ứng suất chính 1 góc bằng hoặc xấp

xỉ 450, sau đó mới đến các hạt khác Như vậy biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đồng thời và không đồng đều Dưới tác dụng của ngoại lực , biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến dạng , khi đó các hạt trượt và quay tương đối với nhau Do sự trượt và quay của các hạt , trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục xuất hiện

2.1.1 Tính dẻo của kim loại :

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kimloại dưới tác dụng của ngoại lực mà không bị phá hủy Tínhdẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt các nhân tố khác nhau: thành phần và tổ chức của kim loại , nhiệt độ , trạng tháiứng suất chính , ứng suất dư , ma sát ngoài , lực quán tính ,tốc độ biến dạng

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau chẳng hạn đồng , nhôm dẻo hơn sắt Đối với các hợp kim , kiểu mạng thường phức tạp , xô lệch mạng lớn , một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm Thông thường kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc nhiều pha các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt làm tăng xô lệch mạng cũng làmgiảm tính dẻo của kim loại

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

Khi kim loại bị biến dạng nhiều , các hạt tinh thể bị vỡ

vụn , xô lệch mạng tăng , ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh ( hiện tượng biến cứng ) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,250,30 Tnc ( nhiệt độ nóng chảy ) ứng suất dư và

xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại ( hiện tượng phục hồi ) Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại , tổ chức kim loại sau kết tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn , mạng tinh thểhoàn thiện hơn nên độ dẻo tăng

Trang 10

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đếntính dẻo của kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơnkhoi chịu ứng suất nén mặt , nén đường hoặc chịu ứng suấtnén kéo Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trang thái ứngsuất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

2.1.2 Trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo :

Giả sử trong vật thể hoàn toàn không ứng suất tiếp thì vậtthể có 3 dạng ứng suất chính sau :

Ứng suất mặt : max = (1 - 2)/2 (2.2)

Ứng suất khối : max = ( max - max ) (2.3)

Nếu 1 = 2 = 3 thì  = 0 và không có biến dạng Ưïng suất chính để kim loại biến dạng dẻo là biến dạng chảy ch

Điều kiện biến dạng dẻo :

Khi kim loại chịu ứng suất đường

1 = ch tức max = ch/2 (2.4)

Khi kim loại chịu ứng suất mặt

1 2 = ch (2.5) Khi kim loại chịu ứng suất khối

max min = max (2.6)Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thếnăng của biến dạng đàn hồi

A = A0 + Ah (2.7)

Trong đó :

A0 : thế năng để thay đổi thể tích vật thể ( trong biến dạng đàn hồi thể tích của vật thể tăng lên , tỉ trọng giảm

xuống )

Ah : thế năng để thay đổi hình dáng vật thể

Trang 11

Trạng thái ứng suất khối , thế năng biến dạng đàn hồitheo định luật Húc được xác định :

A = (11 + 22 + 33 ) /2 (2.8)

Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Húc :

1 =

E

1

[ 2 - (2 + 3 ) (2.9)

2 =

E

1

[ 2 - (1 + 3 ) (2.10)

3 =

E

1

[ 3 - (1 + 2 ) (2.11)

Theo (2.8) thế năng của toàn bộ của biến dạng được biểu thị :

( 1 + 2 + 3 ) (2.12)

E : mô đun đàn hồi của vật liệu Thế năng để làm thay đổi thể tích

33212

Ah = A - A0 = 1 6E [(1-2)2 +(2-3)2+ (3-1)2] (2.14)Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là :

A0 = 1 6E 20 (2.15)

Từ (2.14) và (2.15) ta có :

(1-2)2 +(2-3)2+ (3-1)2 = 20 = const Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo

Khi các kim loại biến dạng ngang không đáng kể nên theo (2.9)

ta có thể viết :

2 =  (1 + 3)

Trang 12

Khi biến dạng dẻo ( không tính đến đàn hồi ) thể tíchcủa vật không đổi vậy V=0

Từ (2.12) ta có : 1E2 ( 1 + 2 + 3 ) = 0

Từ đó : 1-2 = 0 , vậy  = 9,5 (2.16)

Từ (2.15) và (2.16) ta có : 2 =

23

1 

 

(2.17)

Vây phương trình dẻo có thể viết :

1 - 3 = 0

3

2

 = 0,580 (2.18)

Trong trượt tinh khi 1 = -3 thì trên mặt nghiêng ứng suất pháp bằng 0 , ứng suất tiếp khi  = 450



= k = 0,580 (2.20)

Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là : k = 0,580 gọi là hằng số dẻo

Ơí trạng thái ứng suất khối phương trình dẻo có thể viết :

1 - 3 = 2k = const 2k = 0

3

2

 = 1,156 Phương trình dẻo (2.18) rất quan trọng để giải các bài toán trong gia công kim loại bằng áp lực

Tính theo hướng của các áp suất , phương trình dẻo (2.18) chính xác nhất là được viết : 1 - (3) = 2k

2.1.3 Biến dạng dẻo kim loại trong trạng thái nguội :

Thực tế cho thấy với sự gia tăng mức độ biến dạng

nguội thì tính dẻo của kim loại sẽ giảm và trở nên giòn khó biến dạng

Hình vẽ dưới đây trình bày đường cong về mối quan hệ

giữa các tính chất cơ học của thép và mức độ biến dạng rất rỏ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mấthết tính dẻo

Giãn dàiĐộ bền

0 20 40 60 80%

10080504020

Trang 13

Hình 2.3 Mối quan hệ giữa tính chất cơ học và mứt độ biến

Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng dẻo đànhồi xảy ra khác nhau ở 2 mặt của phôi uốn

2.2.2 Quá trình uốn :

Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trongdập nguội Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biếndạng dẻo Uốn làm thay đổi hướng thớ kim loại , làm cong phôivà thu nhỏ dần kích thước

Trong quá trình uốn , kim loại phía trong góc uốn bị nén và congắn ở hướng dọc , bị kéo ở hướng ngang Giữa các lớp congắn và dãn dài là lớp trung hòa

Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giảm chiều dày ,chỗ uốn sai lệch hình dạng tiết diện ngang , lớp trung hòa bịlệch về phía bán kính nhỏ

Khi uốn tấm dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến mỏngvật liệu nhưng không có sai lệch tiết diện ngang Vì trở khángcủa vật liệu có chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạngtheo hướng ngang

Khi uốn phôi với bán kính góc lượn nhỏ thì mức độ biếndạng dẻo lớn và ngược lại

Sau khi uốn

Trang 14

Hình 2.4 Biến dạng của phôi thép khi uốnXác định chiều dài phôi uốn

+ Xác định vị trí lớp trung hòa , chiều dài lớp trung hòa vùng biến dạng

+Chia kết cấu của chi tiết , sản phẩm thành những đoạnthẳng và đoạn cong đơn giản

Cộng chiều dài các đoạn lại : Chiều dài cả đoạn thẳngtheo bản vẽ chi tiết còn phần cong được tính theo chiều dài lớptrung hòa

Chiều dài phôi được tính theo công thức :

180 

 : chiều dài các lớp trung hòa

r : bán kính uốn cong phía trong

x : hệ số phụ huộc vào tỷ số r/s

s : chiều dày vật uốn

Khi uốn 1 góc  = 900 thì L = L 90000,5s

_ Bán kính uốn nhỏ nhất và lớn nhất :

rtrong nếu quá nhỏ sẽ làm đứt vật liệu ở tiết diện uốn Nếu quá lớn vật uốn sẽ không có khả năng giữ được hình dángsau khi đưa ra khỏi khuôn (rtrong = rmin)

Bán kính uốn lớn nhất :

rmax =



2

.s

rngoài = rtrong - s

E = 2,15 105 Nmm2 : mô đun đàn hồi của vật liệu

S : chiều dày của vật uốn

1 : giới hạn chảy của vật liệu

Sau khi uốn

Trang 15

Bán kính uốn nhỏ nhất :

Lực uốn tự do được xác định theo công thức :

P =

L

n S

: hệ số uốn tự do có thể tích theo công thứctrên hoặc chọn theo bảng phụ thuộc vào tỷ số L/S

B1 : Chiều rộng của dải tấm

S : chiều dày của vật uốn

N : hệ số đặc trưng của ảnh hưởng của biến cứng

N = 1,61,8

b : giới hạn bền của vật liệu

L : khoảng cách giữa các điểm tựa Lực uốn góc tinh chính tính theo công thức :

P = q.F

q : áp lực tinh chính ( là phẳng ) chọn theo bảng

F : diện tích phôi được tinh chính Tóm lại : Trong quá trình uốn không phải toàn bộ phần kim loại ở phần uốn đều chịu biến dạng dẻo mà còn có 1 phần

ở dạng đàn hồi Vì vậy không còn có lực tác dụng thì vật uốn không hoàn toàn như hình dáng cần uốn

2.3 CƠ SỞ TÍNH TOÁN ĐỂ TẠO HÌNH PHÔI THÉP

2.3.1 Cơ sở tính toán :

+ Thép gia công CT3 có chảy = 24 KG/mm2 ; b = 36 KG/mm2

+ Thép gia công JIS có chảy = 37 KG/mm2 ; b = 42 KG/mm2

Bề dày phôi thép tối đa 6mm

L

n S

+Lực uốn góc có tinh chỉnh :

Trang 16

P2 = qF

+ Lực ép tối đa cần thiết :

a Lực là phẳng tinh chỉnh góc :

ta cần chọn lực ép thiết kế là 600 tấn nhằm tính toán các phần còn lại cho thiết bị

Như vậy : _ Chọn lực ép tính toán 6000 tấn

_ Chiều dài bàn máy là 6m

Trang 17

Chương 3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

CHO MÁY

3.1 TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC:

Tính toán động lực học cho máy là việc phân tích , so sánhchọn các phương án thiết kế máy và nguyên lý máy

Dập định hình trụ đèn là quá trình làm biến dạng phôi théptấm để có được biên dạng như ý muốn Ở đây nhiệm vụ củangười thiết kế là phân tích tìm hiểu các phương án một cách kỷcàng để đưa ra một phương án thiết kế máy hợp lý nhằm đápứng các yêu cầu kỹ thuật để nâng cao chất lượng của sảnphẩm, đem lại hiệu quả kinh tế và khả năng chế tạo của nơi sảnxuất phải đáp ứng được

3.2 PHÂN TÍCH CÁC YÊU CẦU TRONG MỘT GIAI ĐOẠN TẠO HÌNH :

Việc nhấn định hình trụ được thực hiện trên máy nhấn vớilực nhấn được tính toán sau cho phôi thép tấm biến dạng dẻođể có biên dạng như yêu cầu Biên dạng được hình thành nhờphần chày và cối có biên dạng thích hợp

Do biến dạng đàn hồi của phôi thép cho nên sau khi nhấn tạohình phôi thép sẽ biến dạng như biên dạng của chày và cối chonên phải tính toán biên dạng khuôn trên và khuôn dưới để có biêndạng phôi đúng như yêu cầu

3.3 CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỘNG LỰC :

Để tạo hình cho thân trụ đèn thì việc tạo lực nhấn chochày được thực hiện thông qua các cơ cấu truyền động Cónhiều phương án truyền động cho máy:

Trang 18

3.3.1.Phương án 1

Máy nhấn có sử dụng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Sơ đồ nguyên lý

Trục khuỷu thanh truyền

Nguyên lý hoạt động

Khi mở máy mô tơ 1 quay làm quay bánh đai 2 chuyển độngđược truyền qua đai truyền Khi ly hợp 3 đóng chuyển độngđược truyền đến trục khuỷa đồng thời phanh hãm 4 được nhảra.Khi trục khuỷa quay truyền chuyển động đeén con trượt côngtác thông qua thanh truyền 6 Ly hợp 3 được điều khiển bằngbàn đạp

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

+ Bền, chắc chắn, dể chế tạo , giá thành rẽ

910

Trang 19

+Truyền động của trục khuỷa là truyền động cứng, khoảnghành trình của máy được khống chế chính xác nên sản phẩmdập có chất lượng cao và đồng đều.

Nhược điểm:

+ Chưa có tính tự động hóa cao

+ Tốc độ không đều, lực quán tính sinh ra trong quá trìnhchuyển động của đầu trượt lớn

+ Năng suất thấp

+ Phạm vi điều chỉnh hành trình bé đòi hỏi phải tính toán phôichính xác

3.3.2 Phương án 2

Tạo hình bằng máy ép ma sát trục vít

Các máy ép trục vít có lực ép từ 40 đến 630 tấn

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý máy ép ma sát trục vít Trong đó:

7

8 9

10

11

Trang 20

Nguyên lý hoạt động :

Động cơ 1 truyền chuyển động qua bộ truyền đai 2 làm quaytrục 4 trên đó có lắp các đĩa ma sát 3 và 5 Khi nhấn bàn đạp 11,cần điều khiển 10 đi lên đẩy trục 4 dịch sang bên phải và đĩa masát 3 tiếp xúc với bánh ma sát 6 làm trucl vít quay theo chiềuthuận đưa đầu búa đi xuống Khi đến vị trí cuối của hành trìnhép vấu 8 tỳ vào cữ 9 làm cho cần điều khiển10 đi xuống đẩytrục 4 qua trái và đĩa ma sát 5 tỳ vào bánh ma sát 6 làm cho trụcvít quay theo chiều ngược lại đưa đầu trượt đi lên đến cữ hànhtrình 7, cần 10 lại được nhấc lên, trục 4 được đẩy sang phảilặp lại quá trình trên

Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm :

+ Máy ép ma sát có chuyển động đầu trượt êm, tốc độ épkhông lớn nên kim loại biến dạng từ từ và triệt để hơn, hànhtrình làm việc điều chỉnh trong phạm vi khá rộng

+ Đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẽ

Nhược điểm :

+ Năng suất không cao

+ Lực ép tạo được không lớn

+ Chưa có tính tự động hóa cao

3.3.3 Phương án 3

Tạo hình cho trụ bằng máy nhấn thủy lực

Trong đó :

1 Van an toàn

2 Bộ lọc dầu

3 Bơm thủy lực

4 Van cản một chiều

5 Van phân phối dầu điện từ

6 Xi lanh công tác 200 tấn

7 Đồng hồ đo áp lực dầu

8 Thùng dầu thủy lực

Trang 21

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý máy ép thủy lực

Nguyên lý hoạt động

Sau khi đóng aptomat cung cấp nguồn thì bơm hoạt động dầu

đi vào máy bơm được nén vào đường ống đi vào van phân phối điện từ Từ van phân phối dầu có áp suất cao đi vào xi lanh làm việc 6 và nén các pitton để thực hiện hành trình cônh tác

Khi kết thúc hành trình công tác ta điều chỉnh vị trí của van phân phối chất lỏng có áp suất cao theo đường ống II đi vào xi lanh và làm cho pitton dịch chuyển lùi về

Ưu điểm và nhược điểm của phương án

Ưu điểm :

+ Lực ép được kiểm soát chặt chẽ trong từng chu kỳ

+ Có khả năng tạo ra lực làm việc lớn, cố định ở bất kỳ vịtrí nào khi xảy ra quá tải cho nên sẽ an toàn cho máy

+ Lực tác dụng làm biến dạng vật liệu rất êm và từ từ

5

7

6 10

11

Trang 22

+ Tốc độ chuyển động của chày mang khuôn ép cố định vàcó thể điều chỉnh được, có thể thay đổi chiều dài hành trình+ Làm việc không có tiếng ồn

+ Hệ thống điều khiển tự động hóa

+ Năng suất và hiệu quả cao

Nhược điểm :

+ Giá thành cao, khó chế tạo

+ Máy có cấu phức tạp

3.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

Với yêu cầu đặt ra của việc tạo hình cho thân trụ

+ Lực ép đủ lớn để có thể tạo ra biên dạng yêu cầuvớiphôi thép tấm có chiều dày lớn

+ Yêu cầu năng suất cao để đảm bảo cho dây chuyền sảnxuất của toàn nhà máy hoạt đông tốt

3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CHO MÁY

3.5.1 Phân tích hoạt động của máy

Trong quá trình thiết kế máy nhấn thủy lực phải đảm bảocho máy làm việc chính xác.Các chuyển động của các pittôngphải thực hiện một cách đồng bộ không có sự chênh lệch vềvận tốc, hành trình do đó phải chế tạo các bộ phận của máychính xác đồng thời phải dùng các cơ cấu và các thiết bị thủylực để làm đồng bộ các giá trị như các van tiết lưu hàyla trụctruyền đồng bộ Lực ép tạo ra phải đủ lớn để làm biến dạngphôi thép theo yêu cầu

3.5.2 Tính toán lực ép cần thiết của máy

Từ yêu cầu của việc thiết kế máy là nhấn định hình màtrong đó chủ yếu là nhấn định hình sản phẩm từ phôi thép tấm

ta đi tính toán các thông số động học cho máy mà giá trị cầnthiết nhất để cho máy làm việc theo đúng theo yêu cầu là lựcnhấn cần thiết để cho phôi thép tấm biến dạng một góc chotrước

Cơ sở tính toán :

Thép gia công CT3 có chảy = 24 kg/mm2 ; b = 36 kg/mm2

Thép gia công JIS có chảy = 37 kg/mm2 ; b = 42 kg/mm2

Bề dày phôi thép tối đa 6mm

Công thức tính :

Trang 23

+ Lực uốn góc tự do

P1 =

2

L

n S

B b

= B.s.b.k1Trong đó: k1 =

L

S

.n : Hệ số uốn tự do có thể tính theo côngthức hoặc chọn theo bảng phụ thuộc vào tỉ số L/S

S : Chiều dày vật uốn

B1: Chiều rộng của dải tấm

n : Hệ số đặc trưng của ảnh hưởng của biến cứng

n = 1.6÷1.8

b : giới hạn bền của vật liệu

L : Khoảng cách giữa các điểm tựa

F : Diện tích phôi được tinh chỉnh

+ Lực uốn góc có tinh chỉnh

P2 = qxF (N) Trong đó

q : Aïp lực tinh chỉnh chọn theo bảng q = 100 (N/mm2)

F : Diện tích phôi được tinh chỉnh

+ Lực uốn góc tự do

P2 = B.s.b.k1 Trong đó :

B : Chiều rộng của dải tấm

S : Chiều dày của vật uốn

L : Khoảng cách giữa các điểm tựa

k1 =

L

S

.nThay các số liệu vào ta được

+ Lực là phẳng tinh chỉnh góc :

P2 = q.F (N) Với q = 100 (N/ mm2) , F = 3mm.6000mm = 18000 mm

P2 = 18000.100 = 1800000N = 180000 KG+ Lực uốn tự do :

P1 = B.s.b.k1

P1 = 6000.6.420.1,8

50 6

= 3265920N = 326592 KG Vậy lực ép tối đa cần thiết

P1 + P2 = 180000 KG +326592 KG = 506592 KG Theo tính toán đã giảm đi bề mặt tiếp xúc của phôi dướichày để giảm đi lực là phẳng tinh chỉnh, nhưng do sai số chếtạo và chày cối bị mòn do đó diện tích xúc sẽ lớn hơn Từ lý do

Trang 24

đó ta cần chọn lực ép thiết kế là 600 Tấn và tính toán cácphần còn lại cho các thiết bị khác của máy

3.6 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC VÀ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG

Các đại lượng cần tính toán:

Aïp lực dầu cung cấp: (bar)

Lưu lượng dầu vào (lít/phút)

Lưu lượng dầu ra (lít/phút)

Công suất của xilanh truyền lực(KW)

Tính toán hệ thống truyền lực chính

Công suất của bơm dầu

Tính toán các phần tử điều khiển như van tràn, van mộtchiều, van tiết lưu và đường ống dẩn dầu

Tính công suất và chọn động cơ điện

Tính toán các thông số của bể dầu

3.6.1 Tính lực ép, áp suất, đường kính piston

Theo yêu cầu của việc tạo hình cho trụ đèn chiếu sáng thìlực cần thiết tạo ra để làm biến dạng thép tấm như đã tínhtoán là : Pmax = 6.000.000N = 6.000KN = 600.000KG

Từ công thức: Pmax = .D2./4 (Truyền động thuỷ lực)

Trong đó:

: áp suất khí lớn nhất (KG/cm2)

Pmax: lực ép lớn nhất (KG)

D: đường kính của piston chính (cm)

Theo máy chuẩn ta chọn D =32cm

Từ công thức trên suy ra áp lực lớn nhất tác dụng lên piston

P = 4.Pmax/.D2 = 248 (KG/cm2)

Từ công thức D/d= k (truyền động dầu ép trong máy)

Trong đó:

D: Đường kính piston

k: hệ số: với áp suất lực ép 248(KG/cm2) ta chọn k=2,9 (đốivới các máy lớn)

 d= 320/2,9 = 110,344mm ,chọn d=120mm

Tính lực ma sát giữa piston và xilanh

Để đảm bảo tính công nghệ người ta sử dụng xilanh cónhiều secmăng

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	1,13 MB