Thiết kế máy gấp đai thép

Máy tơng tự ta khảo sát ở đây là máy gấp khung dây với chi tiết códạng nh hình vẽ dới: Sơ đồ động của máy trang bên  Nguyên lý hoạt động của máy ở chế độ gấp khung kín: Phôi đợc đa vào

CHƯƠNG

Đặc điểm của sản phẩm đai thép:

Thép làm cốt bêtông là loại thép chuyên dùng làm cốt cho bêtông làmtăng khả năng chịu kéo,uốn va tải trọng động cho cấu kiện,rất thờng gặphàng ngày.TCVN 165-85 chia thép làm cốt bêtông ra làm 4 cấp: C I,CII,C III và C IV:

Cấp C I là cấp chịu lực thấp nhất dùng thép trong trơn với mác CT38,Cấp CII dùng thép có tôt hơn CT51,

Các cấp C III và CIV là các cấp chịu lực cao hơn dùng thép HSLA vớicác mác 35MnSi,18Mn2Si ,25Mn2Si,20CrMn2Zr của TCVN 3104-71.Nói chung thép làm cốt bêtông phải có đặc tính của thép xây dựng đó là:+Về cơ tính:Ngoài yêu cầu về độ bền mà bất cứ vật liệu nào cũng đòi

hỏi,thép xây dựng phải có:

-Độ dẻo tôt và cao (δ=15-35%) để phù hợp với đòi hỏi trong quá trìnhchế tạo kết cấu dầm ,cột

-Độ dai tốt (ak=500kJ/m2)để có thể chịu đợc các tải trọng va đập dophơng tiện giao thông hay gió,bão gây ra một cách đột ngột

+Về tính công nghệ:ngoài yêu cầu về độ dẻo tốt và cao không chỉ ở

trạng thái nóng mà cả ở trạng thái nguội thép phải có tính công nghệ nổibật là tính hàn cao và đảm bảo vì phần lớn các kết cấu kim loại đợc ghéplại bằng cách hàn chảy

+Về thành phần hoá học:Để bảo đảm độ dẻo,độ dai và tính hàn cao

thép bị hạn chế về hàm lợng Cácbon.Nói chung các loại thép xây dựng

có hàm lợng cácbon <0,25%

Theo TCVN thép thông dụng nhóm A có mác CTxx ,trong đó xx làchỉ số giới hạn bền tối thiểu theo đơn vị kG/mm 2 gồm các mác tính từ

CT31 đến CT61, nó chỉ đảm bảo về mặt cơ tính mà không đảm bảo vềthành phần hoá học (cụ thể là thành phần của C).Theo kinh nghiệp mácCT38 có khoảng 0,18ữ0,21%C và σb=38kG/mm2 hay 380MPa,

σ0,2=24kG/mm2;CT51 có khoảng 0,31ữ0,35%C và σb =51kG/mm2 hay510MPa, σ0,2=29kG/mm2

Đai thép cột bêtông đợc tạo thành từ các thanh thép tròn có đờng kính

từ φ4ữφ10.Tuỳ thuộc đòi hỏi của từng kết cấu mà đai thép có chu vi vàhình dáng khác nhau.Nói chung, đai thép cột bêtông thờng có chu vi hìnhvuông hoặc hình chữ nhật.Về kết cấu của đai thép nh hình1.1 ,phần gấp

quá của đai thép có tác dụng tạo ra một khung kín để đảm bảo khả năngchịu kéo của đai thép

Thiết bị tạo hình

Sau khi đã tìm hiểu ở một số công

tr-ờng xây dựng và các cửa hành kinh doanh

mặt hàng xây dựng chúng tôi đợc biết.Các

đai thép đợc tạo hình trên một máy gấp

bằng tay mỗi lần gấp đợc một góc vuông

của đai thép.Tất nhiên là ta có thể gấp

nhiều đai cùng một lúc để tăng năng

suất.Nhng vẫn bị hạn chế do cơ bắp của

con ngời là có giới hạn.Sau khi tìm hiểu

chúng tôi cũng đợc biết thêm là:để gấp

xong 1 sản phẩm ngời công nhân phải mất từ 1ữ 1,5 phút,bao gồm cả thờigian gá đặt và lấy sản phẩm ra

Với mong muốn giải phóng sức lao động của con ngời ,cùng với nhucầu về đai thép ngày càng nhiều để tạo ra các sản phẩm đai thép với số l-ợng lớn và với năng suất cao hơn.Nhóm sinh viên chúng tôi đã chọn để tài

“Thiết kế máy gấp đai thép” Về mặt nguyên lý ,máy gấp này giống nh

máy gấp bằng tay ở trên nhng quá trình tạo hình và tạo lực gấp là hoàntoàn tự động.Đồng thời máy có thể gấp cùng 1 lúc nhiều sản phẩm hơn

Hình 1.1 Kết cấu đai thép

2.1-Kh¶o S¸t M¸y T¬ng Tù

H×nh 1.2 KÕt cÊu m¸y gÊp ®ai thÐp b»ng tay

Bµn gÊp

Ph«i gÊp Trô tú ngoµi Trô tú trong

TÊm chÆn C¬ cÊu tay gÊp

Bul«ng ®ai

èc h·m

Máy tơng tự ta khảo sát ở đây là máy gấp khung dây với chi tiết códạng nh hình vẽ dới:

Sơ đồ động của máy (trang bên )

Nguyên lý hoạt động của máy ở chế độ gấp khung kín:

Phôi đợc đa vào máy và đợc định vị nhờ cơ cấu chắn phôi số 44.Sau

đó đợc kẹp chặt nhờ cơ cấu má kẹp-xylanh.Hai xylanh gấp ngoài làm việc tạo ra 2 góc vuông đầu tiên của khung.Sau khi hoàn thành chu trình làm việc,hai xylanh gấp ngoài rút về đồng thời 2 xylanh đẩy trụ tỳ ngoài kéo trụ tỳ xuống.Khi trụ tỳ đợc kéo xuống thì 2 xylanh gấp trong làm việc tạo

ra 2 góc vuông còn lại của khung dây.Trong hành trình đi về của 2 xylanh gấp trong thì đồng thời 2xylanh đẩy trụ tỳ đẩy trụ tỳ về vị trí làm việc.Khi chi tiết đợc hình thành thì xylanh kẹp nhả ra.Ngời công nhân lấy chi tiết

ra khỏ máy.

Quá trình hình thành chi tiết trên máy:

Nguyên lý làm việc của máy cho chi tiết có dạng hình 2.1b và 2.1c tơng

tự đơn giản hơn nhiều.ở đây 1 hoặc hai xylanh làm việc có thể là xylanhgấp trong hoặc xylanh gấp ngoài.Nếu sử dụng xylanh gấp trong ta phải rúttrụ tỳ ngoài xuống trong quá trình làm việc của máy

Hình 2.1c: dạng chữ L Hình 2.1b: khung hở

Hình 2.1a: khung kín

Hình 2.2: Quá trình hình thành chi tiết trên máy

2.1.1_ Phân Tích Kết Cấu Cơ Khí Của Máy Tơng Tự

Để tạo ra đợc chuyển động gấp của máy ngời ta sử dụng cơ cấu thanhrăng-bánh răng.Thanh răng đợc dẫn động nhờ các piston thuỷ lực và đợcgắn vào khối máng trợt trên.Khối máng trợt trên có thể chuyển động tịnhtiến trên khối máng trợt dới,khối máng trợt dới đợc gắn chặt vào tấm

đế.Để khử khe hở giữa khối máng trợt trên và khối máng trợt dới ngời ta

đờng kính khác nhau.Về mặt nhiệt luyện con lăn gấp đợc nhiệt luyện đạt

độ cứng 52-55HRC để hạn chế sự mòn con lăn khi làm việc.Đờng kínhcon lăn phụ thuộc đờng kính chi tiết đợc tính ở phần sau.Đờng nối giữatâm con lăn và tâm trụ tỳ hợp với phơng ngang góc 300

Toàn bộ khối bắng răng và cam

của các trụ tỳ.Các trụ tỳ có kết

cấu khác nhau đối với khối gấp

trong và khối gấp ngoài.Trên trụ

tỳ có lắp then bằng (để định vị so

với phơng ngang của máy) và có

vát một góc 700 Góc 700 đợc tạo ra nhằm để có thể gắp đợc góc <900.Bởivì ,do tính đàn hồi của vạt liệu,nếu muốn tạo ra góc 900 ta phải gấp mộtgóc nhở hơn góc đó.Sau đó nhờ tính đàn hồi mà ta nhận đợc góc cần gấp(tỳ vào từng loại vật liệu mà ta gấp góc nhỏ hơn là bao nhiêu.Nóichung,trong thực tế ta điều chỉnh sự vuông góc của khung dây nhờ vàocác đai ốc hãm hành trình số 53 và 54)

Máy đợc cấu tạo gồm 5 khối xylanh piston.Trong đó có 1 khối xylanhkẹp và 4 khối xylanh gấp (2 khối gấp trong và 2 khối gấp ngoài).Kết cấukhối gấp trong và khối gấp ngoài có phần khác nhau.Do khối gấp ngoàicần có sự dịch chuyển lên xuống của trụ tỳ do đó ngời ta lắp thêm các

Hình 2.4 góc nghiêng giữa đừơng

nối tâm và đừơng nằm ngang

xylanhthuỷ lực để kéo các trụ tỳ lên xuống trong mỗi hành trình.Trên mỗikhối gấp ngời ta lắp thêm cơ cấu chắn phôi (số 28,29 và 30).Khối chắnphôi có tác dụng làm tăng tính ổn định của chi tiết tại điểm làm việc.Tức

là nhằm tránh sự cong vênh của chi tiết khi chi tiết đang đợc gấp trên khốigấp đó.Điều này xảy ra vì phản lực tại trụ tỳ tạo ra mômen uốn ,uốn congchi tiết về phía sau.Khoảng cách từ mặt má chắn phôi đến mặt tỳ đợc điềuchỉnh nhờ bulông M14

Khối xylanh kẹp có kết cấu tơng tự 1 êtô kẹp gồm một má kẹp động

và 1 má kẹp tĩnh.Má kẹp động đợc gắn vào máng trợt.Máng trợt trên đợcdẫn động bằng 1 xylanh thủy lực

Hình 2.5 Khối gấp trong và khối gấp ngoài

Hai má kẹp đợc nhiệt luyện để đạt động cứng cao.Vì lực tác dụng vào cơcấu dọc theo piston vì vậy ta không cần các lá căn khử khe hở giữa mángtrợt trên và máng trợt dới

Máy có hai phạm vi mở rộng tính đa dạng của sản phẩm đó là mởrộng đờng kính sản phẩm nh đã giới thiệu ở phần trên và mở rộng chu visản phẩm.Việc mở rộng chu vi sản phẩm đợc thực hiện nhờ việc thay đổi

vị trí tơng đối của các khối gấp dây.Các khối gấp có thể di chuyển dễdàng trên băng máy nhờ các rãnh chữ T.Để tạo ra đợc sự dịch chuyển củacác khối gấp ta dùng hệ thống vít me đai ốc.Mỗi khối gấp đợc điều khiển

đọc lập nhờ các trục vít me dùng riêng cho chúng.Trục vít me có đờngkính ∅35 ,bớc vít p=6.Mỗi trục vít đợc đỡ bởi 4 ổ bi ,trong đó có 2 ổ bi

đỡ và 2 ổ bi đỡ chặn.Hai ổ bi đỡ chặn chặn 2 đầu bích chặn số 23 có tácdụng không cho trục vít me dịch chuyển qua lại

Hình 2.6 Khối kẹp phôi

Để điều chỉnh chính xác vị trí cuối cùng của xylanh gâp khi làm việc

ta sử dụng cơ cấu đai ốc hãm 53 và 54.Khi muốn tăng hoặc giảm góc gấp

ta chi cần xoáy các đai ốc vào hoặc ra

Hình 2.8 Khối hãm hành trình xylanh gấp

2.1.2_Khảo Sát Cơ Cấu Dẫn Động Của Máy.

Các thiết bị chuyển động của máy đợc dẫn động bởi hệ thống thủylực.Hệ thống thủy lực của máy bao gồm:Một động cơ điện 3 pha có côngsuất 3kW,tốc độ 1420 vòng/phút;Bơm dầu có lu lợng 44lit/phút ,áp suấttối đa 140kgf/cm2.Dầu đợc làm mát bằng bộ làm lạnh OR-100 và đa lênbơm thông qua bộ lọc MF-06.Van tràn và các van đảo chiều (directionvalve) loại 4/2 và 4/3.Van 4/2 đợc điều khiển bằng cuộn hút số 9.Van 4/3

đợc điều khiển 2 cấp:bằng điện và bằng dầu (Van đảo chiều 4/3 đợc dùngtrong máy có kí hiệu WE43-G03-C2-A220).Để hệ thống đợc gon gàngcác van đảo chiều đợc đặt trên tấm panel (nh hình 2.9).Đờng dầu làm việcphía sau các van đợc gắn thêm bộ điều tốc (MTC-03-W1-K).Gồm 1 van 1chiều và 1 van tiết lu điều chỉnh đợc.Trong hệ thống thủy lực này bộ điềutốc đợc đặt ở đờng dầu về

Nói thêm về cách hoạt động của bộ điều tốc thủy lực:Bộ điều tốc là mộtblock gồm 1 van 1 chiều và 1 van tiết lu điều chỉnh đợc.Khi dầu qua của Psang của A thì hệ thống làm việc nh một đờng ống bình thờng.Nhng khi

Hình 2.8 Bộ điều tốc

dầu từ cửa A sang cửa P thì van 1 chiều không cho dầu đi theo nhánhnày,khi đó chỉ có mình van tiết lu làm việc.Do đó lu lợng dầu trong đờngống phụ thuộc vào việc điều chỉnh khe hở tiết lu.Thông qua đó ta sẽ điềuchỉnh đợc tốc độ của piston

Nguyên tắc hoạt động(chu trình làm việc)của hệ thống thủy lực:

1)Chế độ không tải:

Cuộn hút sole9 có điện,do đó van 1 không ảnh hởng đến van tràn.Dầu

có áp suất cao một nhánh qua van 1đến van tràn một nhánh đến thẳng vantràn về bể dầu

2)Hành trình Kẹp:

Cuộn hút sole9 mất điện và cuộn hút sole8 có điện.Khi cuộn sole9mất điện,dầu qua van1 tác dụng lên van trànlàm tăng áp suất làm việc củavan tràn.Cuộn hút sole8 có điện (Van số 2 làm việc),dầu từ bơm qua van 1chiều lên của P của van qua cửa B của van 2 qua van 1 chiều của bộ điềutốc lên buồng dới của xylanh kẹp.Dầu có áp suất cao đẩy piston đi lênthực hiện quá trình kẹp phôi.Dầu từ buồng trên của xylanh kẹp qua bộ

điều tốc qua cửa A xuống cửa T của van2 và về bể dầu.Hoàn thành quátrình kẹp phôi

Sau khi phôi đợc kẹp chặt áp suất dầu tăng lên,đến giới hạn làm việc củavan tràn,lợng dầu d sẽ theo van tràn về bể dầu

3)Hành trình gấp ngoài:

Sau khi phôi đợc kẹp chặt thì cuộn hút sole2 có điện.Dầu từ cửa P lêncửa B của van 5 qua van 1 chiều đồng thời vào buồng dới của 2 xylanhgấp ngoài đẩy piston đi lên thực hiện quá trình gấp dây.Dầu từ buồng trêncủa 2 xylanh gấp qua bộ điều tốc qua cửa A xuống cửa T của van 5 và về

bể dầu

4)Hành trình rút về của 2 xylanh gấp ngoài:

Khi đã gấp xong 2 góc ngoài của chi tiết ,thì các xylanh gấp ngoài rút

về đồng thời các xylanh đẩy trụ tỳ kéo trụ tỳ xuống.Lúc này cuốn hútsole1 và sole5 có điện.Dầu từ cửa P lên cửa A của van5 qua van 1 chiềulên buồng trên của 2 xylanh gấp ngoài,kéo piston đi về.Dầu từ buống dớicủa 2 xylanh gâp ngoài qua bộ điều tốc qua cửa B xuống cửa T và về bểdầu.Cùng lúc đó,dầu từ cửa P lên cửa A của van 3 qua van 1 chiều lênbuồng trên của 2 xylanh đẩy trụ tỳ,kéo piston đi xuống.Dầu từ buống dớicủa 2 xylanh đẩy trụ tỳ qua bộ điều tốc qua cửa B xuống cửa T và về bểdầu.Hoàn thành quá trình gấp 2 góc ngoài của chi tiết

5)Hành trình gấp trong:

Sau khi hành trình gấp ngoài hoàn thành thì cuộn hút sole4 có

điện.Dầu từ cửa P lên cửa B của van 4 qua van 1 chiều đồng thời vàobuồng dới của 2 xylanh gấp trong đẩy piston đi lên thực hiện quá trìnhgấp dây.Dầu từ buồng trên của 2 xylanh gấp qua bộ điều tốc qua cửa Axuống cửa T của van 4 và về bể dầu

6)Hành trình đi về của 2 xylanh gấp trong

Khi đã gấp xong 2 góc còn lại của chi tiết ,thì các xylanh gấp trongrút về đồng thời các xylanh đẩy trụ tỳ đẩy trụ tỳ lên.Lúc này cuốn hútsole3 và sole6 có điện.Dầu từ cửa P lên cửa A của van4 qua van 1 chiềulên buồng trên của 2 xylanh gấp trong,kéo piston đi về.Dầu từ buống dớicủa 2 xylanh gâp ngoài qua bộ điều tốc qua cửa B xuống cửa T và về bểdầu.Cùng lúc đó,dầu từ cửa P lên cửa B của van 3 qua van 1 chiều lênbuồng dới của 2 xylanh đẩy trụ tỳ,đẩy piston đi lên.Dầu từ buống trên của

2 xylanh đẩy trụ tỳ qua bộ điều tốc qua cửa A xuống cửa T và về bểdầu.Hoàn thành quá trình gấp 2 góc còn lại của chi tiết

7)Nhả kẹp

Cuộn hút sole7 có điện,dầu từ cửa P qua cửa A qua van 1 chiều lênbuồng trên của xylanh kẹp,đẩy piston đi về thực hiện quá trình nhảkẹp.Dầu từ buồng dới của xyalnh kẹp qua bộ điều tốc qua cửa B xuốngcửa T và về bể dầu

Hoàn thành quá trình gấp 1 chi tiết khung dây kín

2.2-Phân Tích Máy Mới

Với sản phẩm là đai thép của các cột bêtông

có hình dánh nh hình 2.11.Đờng kính dây thép

lớn nhất là φ12 và chu vi lớn nhất là L=3000.So

sánh với sản phẩm của máy tơng tự ,ta thấy sản

phẩm của máy mới có nhiều hơn một góc

gấp,tức là phải có 5 góc cần đợc gấp.Đồng thời

khi đóng kín khung dây 2 góc ôm ở ngoài

không cùng nằm trên 1 mặt phẳng

Quá trình gấp khung dây của máy mới tơng

tự nh máy tơng tự Đầu tiên 2 góc ôm ngoài đợc

tạo thành,sau đó đến 2 góc tiếp theo,góc cuối cùng đợc tạo thành trênkhối xylanh gấp cuối (Hình dới):

2.2.1_Phân Tích Kết Cấu Cơ Khí Của Máy

Với đặc điểm máy sản phẩm của máy mới không khác so với sảnphẩm máy tơng tự Do vậy ta sử dụng kết cấu cơ khí máy tơng tự làm cơ

sở cho việc thiết kế máy mới.Qua đó ta vẫn sử dụng cơ cấu bánh thanh răng để tạo chuyển động gấp cho máy.Do vậy kết cấu khối các cụmgấp ta thiết kế giống hệt nh máy tơng tự Ngoài ra,do kích thớc sản phẩmmáy mới giống nh kích thớc sản phẩm máy tơng tự nên các thống số kíchthớc,vật liệu của các chi tiết cấu thành nên máy mới ta chọn giống nh máytơng tự.Việc

răng-Hình 2.11 Đai thép cột bêtông

tính và kiểm tra điều kiện làm việc của các cụm chi tiết này đợc thực hiệntrong chơng 3

Vấn đề mở rộng kích thớc sản phẩm ta vẫn sử dụng cơ cấu trục vít-đai

ốc giống nh ở máy tơng tự.Các khối gấp có khoảng cách tơng đối vớinhâu đợc điều chỉnh thông qua việc quay các trục vít.Các khối gấp trợttrên băng máy và đợc định vị bằng các rãnh chữ T cùng với các bulôngvít chặt các tấm đế lên băng máy

Máy thiết kế mới chỉ khác máy tơng tự ở chổ:Máy này cần có thêm 1khối gấp nữa-Khối gấp này chính là khối gấp để tạo ra góc vuông thứ 5cho sản phẩm.Và cần có thêm 1 cơ cấu nâng góc cho khung dây để tạo ra

1 đai thép kín nh hình 2.11.Với việc lắp thêm 1 khối gấp lên máy nh hình2.12,thì trụ tỳ phôi của khối gấp số 2 cần đợc đẩy lên-xuống trong 1 chutrình làm việc của máy giống nh trụ tỳ phôi của khối gấp sô 1 và sô 5.Tính toán cơ cấu nâng góc:

*Góc lệch tối thiểu của đai thép:

Gọi đờng kính dây thép là d chiều dài các cạnh của khung dây là a ,b(a<b).Góc lệch tối thiểu đợc tính khi dây thép tại 2 góc ôm tiếp xúc nhau:

Trên hình vẽ ta thấy:

l

d

tgα = (1)Theo công thức (1) thì khi ddmax và llmin thì góc α [α]

Theo yêu cầu của sản phẩm thì dmax=12mm

Kết cấu của máy cho lmin=amin=225 mm

l

d tg

Tại điểm K cạnh đai thép phải đợc nâng lên 1 đoạn là:

KQ=170.tg[α]=170.tg3,050=9,05 mm

K Q

α

Chọn KQ =9,5 mm

* Vị trí của cơ cấu nâng góc:

Cơ cấu nâng góc bắt đầu làm việc khi góc gấp tại A là β

Ta nhận thấy trờng hợp nguy hiểm nhất là khi: AB=BC và CH=BC/2

Lúc đó: β ≈370

Ta có: KP=170.tgβ

Chọn KP = 130 mm

Vậy cơ cấu nâng góc phải đợc đặt ở vị trí

cách đờng tâm trụ tỳ một đoạn là 130mm

Tính toán quan hệ giữa đờng kính phôi và đờng

Theo hình vẽ ta thấy:

mm d

D d

D

O O H H H H H O

O O H O

5,212

30sin625,92

30sin

30sin

0

0 2

1 1 2 2 3 3 2

0 2

1 1 2

=+

⇒

=++

⇔

=+

3531272319

P K

D+2 =43

O

HH

1 2

3 2

1

Phôi

Con lăn

Trụ tỳ

Tính toán hành trình piston khi gấp góc 900

Khoảng dịch chuyển của pison gấp bằng khoảng dịch chuyển của thanhrăng

Thông số bánh răng-thanh răng:m=2,5 ,Z=36 ,L=250

2

36.5,22

2 0

686,70

lý làm việc và các thành phần trong hệ thống thuỷ lực của máy

Với việc lắp thêm 1 khối gấp, trong hệ thống thuỷ lực ta cần lắp thêm

1 xylanh gấp 2 đầu và 1 xyalnh đẩy trụ tỳ.Sơ đồ hệ thống thủy lực nh hình2.13.Sơ đồ này so với sơ đồ thuỷ lực của máy tơng tự là có thêm 2 van

đảo chiều 4/3 và 2 xylanh

Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực:

1)Chế độ không tải:

Cuộn hút sole0 có điện,do đó van 1 không ảnh hởng đến van tràn.Dầu

có áp suất cao một nhánh qua van 1đến van tràn một nhánh đến thẳng vantràn về bể dầu

2)Hành trình Kẹp:

Cuộn hút sole0 mất điện và cuộn hút sole8 có điện.Khi cuộn sole0mất điện,dầu qua van1 tác dụng lên van trànlàm tăng áp suất làm việc củavan tràn.Cuộn hút sole8 có điện (Van số 4 làm việc),dầu từ bơm qua van 1

chiều lên của P của van qua cửa B của van 4 qua van 1 chiều của bộ điềutốc lên buồng dới của xylanh kẹp.Dầu có áp suất cao đẩy piston đi lênthực hiện quá trình kẹp phôi.Dầu từ buồng trên của xylanh kẹp qua bộ

điều tốc qua cửa A xuống cửa T của van 4 và về bể dầu.Hoàn thành quátrình kẹp phôi

Sau khi phôi đợc kẹp chặt áp suất dầu tăng lên,đến giới hạn làm việc củavan tràn,lợng dầu d sẽ theo van tràn về bể dầu ( Hình 2-13)

3)Hành trình gấp ngoài:

Sau khi phôi đợc kẹp chặt thì cuộn hút sole2 có điện.Dầu từ cửa P lêncửa B của van 1 qua van 1 chiều đồng thời vào buồng dới của 2 xylanhgấp ngoài đẩy piston đi lên thực hiện quá trình gấp dây.Dầu từ buồng trêncủa 2 xylanh gấp qua bộ điều tốc qua cửa A xuống cửa T của van 1 và về

bể dầu

4)Hành trình rút về của 2 xylanh gấp ngoài:

Khi đã gấp xong 2 góc ngoài của chi tiết ,thì các xylanh gấp ngoài rút

về đồng thời các xylanh đẩy trụ tỳ kéo trụ tỳ xuống.Lúc này cuốn hútsole1 và sole5 có điện.Dầu từ cửa P lên cửa A của van 1 qua van 1 chiềulên buồng trên của 2 xylanh gấp ngoài,kéo piston đi về.Dầu từ buống dớicủa 2 xylanh gâp ngoài qua bộ điều tốc qua cửa B xuống cửa T và về bểdầu.Cùng lúc đó,dầu từ cửa P lên cửa A của van 3 qua van 1 chiều lênbuồng trên của 2 xylanh đẩy trụ tỳ,kéo piston đi xuống.Dầu từ buống dớicủa 2 xylanh đẩy trụ tỳ qua bộ điều tốc qua cửa B xuống cửa T và về bểdầu.Hoàn thành quá trình gấp 2 góc ngoài của chi tiết

5)Hành trình gấp trong:

Sau khi hành trình gấp ngoài hoàn thành thì cuộn hút sole4 có

điện.Dầu từ cửa P lên cửa B của van 2 qua van 1 chiều đồng thời vàobuồng dới của 2 xylanh gấp trong đẩy piston đi lên thực hiện quá trìnhgấp dây.Dầu từ buồng trên của 2 xylanh gấp qua bộ điều tốc qua cửa Axuống cửa T của van 2 và về bể dầu

6)Hành trình đi về của 2 xylanh gấp trong

Khi 2 xylanh gấp trong thực hiện xong hành trình gấp thì nó lùi vê ,ởhành trình này thi đồng thời xylanh trụ tỳ trong cũng kéo trụ tỳ xuống vàxylanh đẩy trụ tỳ ngoài làm việc.Do đó cả cuôn hút sole 3, soile6 sole 12

có điện.Dầu từ cửa P của van 2 lên cửa A qua van 1 chiều của bộ điều tốclên buồng trên của 2 xylanh gấp trong ,kéo piston lùi về.Dầu từ buồng dớicủa 2 xylanh gấp trong qua bộ điều tốc qua cửa B xuống cửa T và về bểdầu

Tơng tự,dầu từ cửa P lên cửa A của van 6 qua van 1 chiều của bộ điều tốclên buồng trên của xylanh đẩy trụ tỳ ,kéo trụ tỳ xuống.Dầu từ buồng dớicủa xylanh đẩy trụ tỳ qua bộ điều tốc qua cửa B xuống cửa T và về bể dầu

7)Hành trình gấp cuối

Cuộn hút sole 9 của van 5 có điện.Dầu từ cửa P lên cửa B qua van 1chiều lên buồng dới của xylanh gấp cuối,đẩy piston thực hiện quá trìnhgấp.Dầu từ buồng trên của xylanh qua bộ điều tốc qua của A xuống cửa T

và về bể dầu

8)Hành trình đi về của xylanh gấp cuối.

Trong hµnh tr×nh nµy c¶ xylanh gÊp cuèi vµ xylanh ®Èy trô tú tronglµm viÖc.Cuén hót sole 10 vµ sole 11 cã ®iÖn.DÇu tõ cña P lªn cöa A quavan 1 chiÒu lªn buång trªn cña xylanh,®Èy piston gÊp trong ®i vÒ,dÇu tõbuång díi qua bé ®iÒu tèc qua cöa B xuèng cöa T vµ vÒ bÓ dÇu.§èi víixylanh ®Èy trô tú ph«i,dÇu tõ cöa P lªn cöa B qua van 1 chiÒu lªn buångdíi xylanh ®Èy trô tú ®i lªn.DÇu tõ buång trªn cña xylanh qua bé ®iÒu tècqua cöa A xuèng cöa T vµ vÒ bÓ dÇu

9)Nh¶ kÑp

Cuén hót sole7 cã ®iÖn,dÇu tõ cöa P qua cöa A qua van 1 chiÒu lªnbuång trªn cña xylanh kÑp,®Èy piston ®i vÒ thùc hiÖn qu¸ tr×nh nh¶kÑp.DÇu tõ buång díi cña xyalnh kÑp qua bé ®iÒu tèc qua cöa B xuèngcöa T vµ vÒ bÓ dÇu

Hoµn thµnh qu¸ tr×nh gÊp 1 ®ai thÐp kÝn

B¶ng ch©n lý hÖ thèng thñy lùc

+

+ + +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+

+ +

3.1 Vai trò của việc tính lực trong việc thết kế máy:

Việc tính lực tác động vào cơ cấu có vài trò rất quan trọng trong việc thiết

kế máy, nó là cơ sở để tính và chọn một số chi tiết chịu lực chủ yếu, nócũng là yếu tố chính quết định công suất của máy.Tứ những ảnh hởng đócho nên nó là yếu tố chính quết định khẳ năng hoạt động của máy và tínhtối u và gọn nhẹ của máy Vì đó mà chúng ta phải tính lực tác động đó.Chúng ta càng tính kỹ, càng chính xác thì máy chúng ta tạo ra càng nhỏgọn càng sát với thực tế

3.2 Bài toán tính lực nh sau:

Mô hình hoá gá đặt của phôi trên máy

Tại vị trí kẹp ta coi nh là ngàm cứng, khoảng cách từ điểm đặt lực uốn

đến điểm tì là a = 62 (mm) ( chọn trong kết cấu)

a a

a a

Đờng kính của phôi = 16 (mm)

Ta biết rằng tại các góc uốn khi quá trình uốn xảy ra thì lực tác dụngvào phôi phải làm cho nó biến dạng dẻo chứ không phải biến dạng đànhồi Mà tính chất của biến dạng dẻo hoàn toàn khác với biến dạng đànhồi Điều đó đợc thể hiện ró trong đờng cong ứng suất vật lý của thép CT3

P

A B C

D

O

Biểu đồ đờng cong ứng suất vật lý của CT3Qua biểu đồ kéo nén của théo CT3 ta có mối quan hệ giữa ứng suất vàbiến dạng Trong đoạn OA tại đó mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng

là bậc nhất Khi ngừng tác dụng lực và thì hình dạng và kích thớc của nóhồi phục lài nh cũ và đây là biện dạng đàn hồi Trong đoạn AB là biếndạng dẻo mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là không phải bậc nhất

Đoạn BC là giới hạn bền tại đó bất đầu xuất hiễn những vết nứt làm pháhuỷ bề măt của vật liệu, và tại D tại đó là biến dạng phá huỷ

Nh

Vậy: Qua việc phân tích biểu đồ về ứng suất vật lý của CT3 cho tathấy biến dạng ở các góc uốn của phôi là biến dạng dẻo

Theo quyển LTBDD-[1] tác giả TS Ha Minh Hùng và PGS-TS Đinh BáTrụ đã viết “ Bất kỳ một phần tử kim loại nào đều có thể chuyển từ trạngthái biến dạng đàn hồi sang biến dạng dẻo khi cờng độ ứng suất đạt đếnmột giá trị bằng giới hạn chảy σch , trong trạng thái ứng suất đơn, tơngứng với nhiệt độ –tốc độ biến dạng và mức độ biến dạng”

Cũng trong quyển này hai tác giả cũng đa ra kết luận “ Trong điều kiện

đặt tải đơn quan hệ giữa ứng suất và biến dạng khi biến dạng dẻo cụng

nh trong biến dạng đàn hổi chỉ cần thay đổi mô đun E, G, ν trong quan hệgiữa ứng suất và biến dạng của biến dạng đàn hồi bằng các mô đun E’ ,D’ , b và 1/2 sẽ đợc mối quan hệ giữa biến dạng và ứng suất của biến dạngdẻo

Tiếp theo hai tác giả cũng đề cập các mô đun E’ D’ và b là không phảihằng số chúng biến đổi ngay trong quá trình biến dạng dẻo Trong vùngbiến dạng đàn hồi thì ta có E = tg(α) còn trong vùng biến dạng dẻo thì ta

có E=tg(α’) và α’ là luôn biến đổi, và tại thời điển biến dạng dẻo ta có thểcoi E = E’ và α = α’ Có nghĩa là tại thời điểm bắt đầu biến dạng dẻothông qua trạng thái ứng suất đàn hồi và có thể sử dụng các quan hệ giữaứng suất và biến dạng để tính gần đúng trong trờng hợp biến dạng đànhồi

Tại chỗ biến dạng dẻo ta sử dụng quan hệ giứa ứng suất và biến dạngcủa biến dạng đàn hồi liên hệ với giới hạn chảy σCh ta có thể tính đợc lựctại thời điểm bắt đầu biến dạng dẻo Và nh vật ta bết đợc lực uốn Min cầnthiết đặt và điểm tạo lực Từ lực đó ta nhân thêm hệ số (k) hệ số kể đếncác lực cản khác và kể đển sự chuyển đổi từ lý thuyết sang hoạt động thứctế

3.3 Tính lực tại các điểm uốn ngoài –trong-giữa:

3-3.1 Mô hình tính toán nh sau và lý thuyết tính

Từ mô hình trên ta thấy đây là mô hình dầm siễu tĩnh bậc nhất muốnviết đợc mối quan hệ giữa biến dạng và chuyển vị ta phỉa khử siêu tĩnh

Và mô hình khử siêu tĩnh nh sau Tai bậc thừa ta thay bậc thừa bằng lực

X, và đặc và đó điều kiện chuyển vị tại đó = 0, từ đó ta sẽ tính đợc X, vàthay hệ siêu tĩnh bằng một hệ mới

Và dới đây là biểu đồ mômen khi dầm chịu tác dụng của P và X =1(đv)

Nh ta nói ở trên lực X đợc tính sao cho chuyển vị tại gối đỡ = 0 Và theo

điều kiện này ta có phơng trình

Trong đó ta có δ11 là hệ số biến dạng do lực X = 1 tác dụng và đợc xác

định theo biểu thức sau:

1

Qy = - P0 + X1 7]

i=1 i =2

MX = MX0 - P0 Z + X1 (Z - L) 8]

[2-i=1 i =2Thuyết bền theo ứng suất tiếp lớn nhất đợc xác định theo công thức sau

τK là ứng suất tiếp tạo ra do lực cắt tạo ra:τK =

2 2

4 0

R

π

3.3.2 áp dụng cho vị trí gấp ngoài:

Bảng số liệu về hình dáng và vật liệu của phôi

Vật liệu Giới σch Chiều dài L Đờng kính Chiều

062 , 0 5 , 0 2 062 , 0 5 ,

5 , 20

062 , 0 5 ,

062 , 0

m N

4 0

3

4

R

Q R

σtđ = σ +Z2 4 τK2 =P 0 , 23 2 + 4 0 , 009 2 = 0 , 2307P

Sử dụng điều kiện thép bắt đầu bị biến dạng dẻo

σtđ = σ +Z2 4 τK2 =P 0 , 23 2 + 4 0 , 009 2 = 0 , 2307P = σch

⇒ 0,2307P =240 ⇒ P =1040 (N)

3.3.3 áp dụng tại vị trí gấp trong:

Bảng số liệu về hình dáng và vật liệu của phôi

Vật liệu Giới σch Chiều dài L Đờng kính Chiềudài a Toạ độZ

062 , 0 24 , 0 2 062 , 0 24 ,

24 , 20

062 , 0 24 ,

P

=0,0289P (N)

062 , 0

m N

4 0

3

4

R

Q R

σtđ = σ +Z2 4 τK2 =P 0 , 23 2 + 4 0 , 009 2 = 0 , 2307P

Sử dụng điều kiện thép bắt đầu bị biến dạng dẻo

σtđ = σ +Z2 4 τK2 =P 0 , 23 2 + 4 0 , 009 2 = 0 , 2307P = σch

⇒ 0,2307P =240 ⇒ P =1040 (N)

3.3.4 áp dụng tại vị trí gấp giữa:

Bảng số liệu về hình dáng và vật liệu của phôi

Vật liệu Giới σch Chiều dài L Đờng kính Chiềudài a Toạ độZ

062 , 0 5 , 0 2 062 , 0 12 ,

12 , 20

062 , 0 12 , 0

− +

P

=0,0227 P (N)

062 , 0

m N

4 0

3

4

R

Q R

Lực nhằm uốn các góc tại các vị trí không phụ thuộc và chiều dài của

điểm đặt lực so với điểm kẹp, và lực uốn cần thiết nhỏ nhất để uốn đợcthép CT3 φ 16 biến dạng đàn hổi là P =1040(N) Đó chỉ là lý thuyết tínhtoán cóm trong thực tế làm việc thì lực này cần phải lớn hơn nhằm đảmbảo ngoài lực uốn cần thiết còn phải thắng đởc cả các lực cản tác dụng và.Vì vậy lực cần trong thực tế xác định Ptt = P K ta chọn K = 2,4 nh vậylực thực tế cần thiết Ptt =2496 (N), nh vậy ta chọn Ptt = 2500 (N)

3.4 Mở rộng các hình dạng của các sản phẩn có thể tạo ra

trên máy gấp:

Mục đích của phần mày là la phải tính xen với khả năng lực ở trên thìnếu ta thay tiết diện tròn bằng một tiết diện khác thì thì tiết diện ấy códiện tích bằng bao nhiêu thì máy vẫn có khả năng làm việc đợc Và vớiviệc tính toán ở trên thì ta hiểu rằng sự thay đổi loại của tiết diện thực chất

là thay đổi WX Mà Wx lớn nhất cho phép

thì diện tích của tiết diện sẽ không đợc vớt quá phạm vị cho phép đó.Giả sử nh ta thay tiết diện tròn bằng tiết diện vuông thì kích thớc củatiết diện đó nh thế nào Xác định tại trờng hợp lớn nhất không vớt qua

Wxmax =269,4.10-9 (m3) Ta có mômen chống uốn của tiết diện vuông cạnh

3.5 Tính lực đặt vào piston của xilanh:

Lực từ piston không phải tác dụng trực tiếp vào điểm tạo ra lực uốn của

mà nó tác dụng giám tiếp qua cặp thanh răng bánh răng Trong đó ta có ờng kính của bánh răng là dBR = 90 (mm) khoảng cánh từ chốt tý tời

đ-điểm tạo đ-điểm đặt lực uốn là a = 62 (mm), và lực tác dụng lên piston của

xi lanh là PPt, lực náy đợc xác định nh sau

2

= 2500 3444 ( ) 90

62 2

N

=

3.6 Tính bền cho các kết cấu chịu lực:

Việc tính bền cho một số cơ cấu chịu lực là một nhiệm vụ không thểthiếu đợc trong quá trình thiết kế máy Tính bền cho kết cấu sẽ cho phépmáy hoạt động an toàn trong khi là việc tránh đợc khá năng phá huỷ chitiết do bị quá tải, có thể ớc lợng khoảng thời gian chi tiết phá huỷ vì mỏi

để có thể thay thế kịp thời Trong qúa trình hoạt động máy có nhiều cụmchi tiết có nhiệm vụ giống nhau chịu tải hầu nh nh nhau, nhmg lại ở vị tríhoạt động khác nhau vì vậy trong phần tính bền này ta chi tính bền chomột chi tiết còn các chi tiết khác sẽ đợc chọn theo chi tiết đã đợc tính

3.7 Tính bền cho bánh răng chịu tải trọng tại vị trí gấp

ngoài cùng:

• Phân tích quá trình làm việc và các hiện tợng có thể xảy ra trong quátrình là việc:

Sử dụng bánh răng nhằm mục đích truyền mômen xoắn giữa bánh răng

và bắnh răng hoặc giứa bắnh răng với thanh răng trong trờng hợp này tadùng bộ truyền bánh răng thanh răng

Khi bánh răng chịu mômen xoắn thì tại chỗ tiếp xúc sinh ra lực pháptuyến vuông góc với bề mặt răng, ngoài ra trong qúa trình ăn khớp cácrăng trớt trên nhau Nh vậy dới tác dụng của các lực này thì răng chụi tácdụng của trạng thái ứng suất phức tạp ( ứng suất tiếp và ứng suất uốn làchủ yếu có ảnh hởng quyết định đến khả năng làm việc của răng) Đối vớimỏi răng các ứng suất này thay đổi theo chu kỳ mạch động gián đoạnứng suất thay đổi là nguyên nhân làm cho răng hỏng vì mỏi răng bị gẫy

do ứng suất uốn, bị tróc rỗ bề mặt do ứng suất tiếp

Trong trờng hợp thiết kế mày thì bánh răng không đợc ngâm trong dầucho nên bị hang chủ yếu xảy ra là bị gẫy răng do quá tải… Vì vậy trongquá trình thiết kế phải tính truyền động bánh răng về độ bền tiếp xúc của

bề mặt răng làm việc và độ bền uốn của chân răng sau đó kiểm nghiệmrăng về độ quá tải

Gẫy răng là là dạng hỏng rất nghiêm trọng, nó không chi là máy ngừnghoạt động mà nó còn là hỏng các chi tiết khác có liên quan

Trong máy đang thiết kế thì bánh răng đợc bố trí tại bốn vị trí nó có vaitrò nh nhau là truyền mômen xoắn, nhng có sự khác biệt duy nhất giữahai cặp bánh răng đó là giá trị mômen lực đặt lên bánh răng Trong quátình tính lực ở phía trên thì ta đõ xác định đợc lực đặt lên cặp bánh răngphía trong lớn hơn lực đặt lên cặp bánh răng phía ngoài Hơn nữa trongquá trình chế tạo thì ngời ta chế tạo 4 bánh răng hoàn toàn giống nhau Vìvậy khi tính toán bền ta chỉ cần tính toán cho một bánh răng tại vị trí gấpphía trong

• Các thông số về hình học và chọn sơ bộ đặc tính của bánh răng:

Để đơn giản trong thiết kế và lại trong trờng hợp thiết kế này đây làtruyện giải quyết mục đích truyền mômen giữa bánh răng và thanh răngcho nên ta chọn trớc các thông số hình học và vật liệu sau đó dữa trênnhững thông số đó kiểm nghiệm bền cho bánh răng

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng thì ứng suất uốn sinh ra tại chân răngkhông đợc vợt qua một giá trị cho phép và đợc xác định theo công thứcsau đây

σF = 2.T.KF.Yε.Yβ.YF.b w.d w.m

1

≤ [σ]Trong đó ta có : T là mômem xoắn trên bánh răng chủ động (Nmm); m làmôđun, bW chiều rộng vành răng (mm), dW1 là đờng kính vòng lăn, Yε là

hệ số kể đến trùng khớp ngang của răng, Yβ hệ số kể đến độ nghiêng củarăng, YF là hệ số dạng răng, KF hệ số kể tải trọng khi tính về uốn:

Công thức của đối tợng Giá trị Chú thích các đại lợng

KF β = 1 tra bảng [6-7] HDĐThay các số liệu trên và công thức tính ứng suất tiếp ta có:

Kết cấu bánh răng truyền mômen tại điểm gấp trong

3.8 Tính bền cho then truyền mômen xoắn nằm trên bánh

răng:

• Phân tích đặc tính làm việc và các dạng hang xảy ra của mối ghép thenMối ghép then đợc dùng để truyền mômen xoắn từ trục đến các chi tiếtlắp trên trục hoặc ngợc lại

Mối kép then đơn giản và đợc dùng khá phổ biến trong công nhiệpcũng nh trong đồi sống xã hội Trong quá trình làm việc mỗi ghép then cóthể bị hỏng do dập bề mặt làm việc, ngoài ra then còn bị hỏng do bị do bịcắt đứt, và bị mòn trong quá trình làm việc

Trong đồ án này thì mối khép then đợc sử dụng khá nhều để kiểm trahểt các then sử dụng là rất khó khăn bởi vật chúng ta chỉ đi kiểm tra mỗighép then tại vị trí mà nguy cơ dẫn đến hỏng là lớn nhất Vị trí đí là thentrên bánh răng tại điểm gấp ở hại vị trí phía trong

• Những đặc tính của then về vật liệu và về hình dạng của then

Kích thớc đờng kính truc φ76 tra theo bảng [9-1a]-HDĐ-T1 ta có kích

th-ớc của then nh sau

Đờng

kính trục Kích thớc Chiều sâu rãnh then Bán kính lợn (mm)

b h t1 trên trục t2 trên lỗ Nhỏ mhất Lớn nhất

Vật liệu chế tạo then thép 45, chọn lại b =14 (mm)

• Kiểm nghiệm bền cho mối khép then trong quá trình tiết kế máy

Đối với then ta kiểm tra cả về điều kiện bền cắt và điều kiện bền dập

Để đủ bển thì then phải thoả mãn điều kiện sau đây

σd = ( 1)

2

t h dl

lt là chiều dài then lt = 29 (mm)

T là mômen xoắn trên trục T = 155.103 (Nmm)[σd] ứng suất dập cho phép tra theo [9-5]-HDĐ-T1: [σd] = 40 (MPa)[τC] ứng suất cắt cho phép [τC] = 75 (MPa)

Thay các số liệu trên và công thức kiểm nghiệm về độ bền

σd = ( 1)

2

t h dl

T

) 5 , 7 12 (

29 75

10 155

10 155

1 Phân tích điều kện làm việc của chốt trụ tạo ra lực P:

Trong quá trình làm việc chốt trụ này tiếp nhận lực từ hệ thống thuỷ lựcmột lực khá lớn mới có đủ khả năng để làm biến dạng để tạo ra sản phẩm

và quá trình đó là liên tục đều đặn có chu kỳ, với đặc tính làm việc ấy thìchốt có thể bị gẫy và bị mòn rất nhanh và mòn không đều

Giải pháp: Để chốt không vì tải trọng mà bị gẫy thỉ ta phảy tnính toánbền cho chốt, để tránh cho chốt giảm mòn đến mức tối thiểu thì ta làm kết

38.0 66.0

ỉ16.0

ỉ30.0 M16

Chốt trụ trong có đờng kính chọn sơ bộ là φ20 để tránh mòn chốt quánhanh trong quá trình gia công ta dùng thêm một bạc lót Lực tác dụng vàbạc là lực tập trung nhng do ảnh hởng của bạc thì lực P lại tác dụng lên

trục theo lực phân bố cúa giá trị của lực phân bố là

a

P nh biểu đồ thể hiệntrên

Phơng trình tính lực M 0 và P 0

Phơng trình cân bằng lực và mômen

Nh vậy nhìn và biểu đồ lực cắt và biểu đồ của mômen uốn nội lực ta thấy

điểm nguy hiểm nhất là tại ngàm Tại ngàm đó thì không phỉa là mộtkhối trụ liên tục mà đó là một trụ bậc nh vậy nguy hiển nhất tại mặt cắtchỗ biến thiên về bên trụ nhỏ M16 Ta đi kiểm tra bền tại đó

Điều kiện bền cần đợc đảm bảo theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất

Trong công thức [1-6] các tham số đợc xác định nh sau

• σZ : là ứng suất pháp trong mặt cắt ngang của dần bị uốn phẳng thuầntuý và đợc tính theo công thức sau

4

y R R

4 0

3

4

R

Q R

R

π

 Xét trong trờng hợp nguy hiển nhất khi P = 2500 (N)

• ứng suất cho phép [σ] xác định theo tài liệu [TTTKHDĐCK-1] ta có

[σ] = 0,8[σch] = 0,8 400 =320 (Mpa)