Thiết kế máy ép trục khuỷu 150 tấn

Ưu điểm của phơng pháp gia công này là các chitiết sau gia công cơ khí mà vẫn đạt yêu cầu kỹ thuật đặt ra, nhng lại rất dễ sản suấthàng loạt với năng suất rất cao còn đợc gọi là phơng ph

Lời núi đầuHiện nay, trong ngành cơ khí nói chung và ngành chế tạo máy nói riên thì phơngpháp gia công kim loại bằng áp lực ngày càng được ứng dụng rộng rãi Các sảnphẩm gia công bằng áp lực rất phong phú đa dạng, từ những đồ dân dụng đếnnhững máy móc hiện đại đắt tiền Ưu điểm của phơng pháp gia công này là các chitiết sau gia công cơ khí mà vẫn đạt yêu cầu kỹ thuật đặt ra, nhng lại rất dễ sản suấthàng loạt với năng suất rất cao còn đợc gọi là phơng pháp “gia công không phoi”.

Để tiến hành gia công theo phơng pháp này, không thể thiếu các thiết bị gia công

áp lực giữ vai trò rất quan trọng Ngày nay các thiết bị để gia công bằng kim loạirất phong phú, đa dạng về chủng loại và ngày càng đợc hoàn thiện

Máy ép trục khuỷu là thiết bị điển hình của nghành gia công áp lực.Với việcnhận đề tài “Thiết kế máy ép trục khuỷu 150 tấn” em đã hiểu thêm đợc về tínhnăng, công dụng, cũng nh kết cấu, công nghệ của loại máy này

Trong quá trình thiết kế đồ án này em đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình của cácthầy trong bộ môn Gia công áp lực Do kiến thức và kinh nghiệm thiết kế còn hạnchế nên đồ án này không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đợc sự bổ sung

• Hµnh tr×nh liªn tôc cña ®Çu trît: 20-40 nh¸t/ phót

- Máy ép trục khuỷu dùng chủ yếu để dập tấm, dập thể tích nóng, nguội, cắt phôi

và thực hiện nhiều nguyên công khác trong gia công áp lực

• Ưu điểm:

− Sử dụng máy và kết cấu đơn giản

− Chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp, chất lượng bề mặt chi tiết cao

mà không cần qua gia công cắt gọt

− Năng suất máy cao, xưởng không ồn, sạch, nền móng ít rung động như máybúa

♦M¸y Ðp trôc khuûu v¹n n¨ng

• Theo Theo số cơ cấu chấp hành :

− Máy đơn động: máy ép vạn năng, máy uống tấm hay máy dập vuốt

− Máy song động: máy dập tấm, máy rèn ngang

− Mỏy tam động: mỏy dập tấm, cắt phụi nhanh.

− Mỏy bỏn tự động: mỏy rốn hướng kớnh

− Mỏy tự động: mỏy uốn vạn năng và uốn chuyờn dựng, mỏy chồn nguội

• Theo dấu hiệu động học:

− Mỏy ộp trục khuỷu đơn thuần

− Mỏy ộp khớp - khuỷu

− Mỏy ộp đũn - khuỷu

− Mỏy ộp cam – đũn – khuỷu

PhầN Ii: Tính toán động học, tĩnh học cơ cấu

Tay Biên - trục khuỷu

11. Cơ cấu lấy sản phẩm

12. Cơ cấu thu hồi phế liệu

13. Cơ cấu cấp phụi

14. Phễu tiếp liệu

15. Hệ thống truyền động cho phễu tiếp

liệu

16. Truyền động cho cơ cấu cung cấp

17 Phanh

• Sơ đồ tay biên - đầu trợt:

Hmax,Hmin:chiều cao khép kín lớn nhất

và nhỏ nhất của máy

S:hành trình toàn bộ của máy

Sαhành trình tức thời của máy tơng ứng với góc α

:

α

góc quay của trục khuỷu

β

: góc kẹp giữ biên và đầu trục

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

: tốc độ góc của trục khuỷu

MÆt kh¸c AM= Rsinα = Lsinβ

Sinβ

= Rsinα /Lcosβ

Sinβ

= Rsinα /Lcosβ

= 1 − sin 2 β

= 1 KSin− 2 β

(1)-Víi: R= 100 mm; L= 250 mm; K= 0,4 Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã:

(Víi gi¶ thiÕt: )

:ω=const

Góc Giá trị S Giá trị V Giá trị J

22.75

42.00

57.7567.06

70 S

go´c

Đ

ồ thị Sα

Đồ thị Vα

Đồ thị Jα

B- PHÇN TÜnh häc:

TÜnh häc c¬ cÊu tay biªn - trôc khuûu

TÜnh häc c¬ cÊu tay biªn - trôc khuûu cã ma s¸t.C¸c kÝ hiÖu trªn h×nh vÏ:

f: HÖ sè ma s¸t ë c¸c khíp nèi vµ thanh dÉ híng: f = tgφ

Trong đó: PAB là lực tác dụng dọc tay biên

PD là lực tác dụng lên đầu trượt

t¹i c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau, ta cho gi¸ trÞ cña α

Đồ thị Mk

PhÇn Iii: N¡NG L¦îng cña m¸y Ðp c¬ khÝ

Giả sử cắt hình, đột lỗ, cắt bavia ở trạng thái nguội, ta cú:

♦Năng lợng trong hành trình không tải:

♦Năng lợng trong quá trình đóng mở li hợp:

Nh vậy năng lợng tiêu tốn công trong 1 chu trình:

2- xác định công suất động cơ và mô men quán tính của bánh đà.

Có tới 6 đến 7 phơng pháp tính mô men quán tính bánh đà và công suất độngcơ Phơng pháp đầu tiên của A.Γ.oπoBaH đã đợc sử dụng trong 1 số nhà máy vàviện thiết kế của Liên Xô cũ Nhợc điểm của phơng pháp này là tính toán năng lợngkhông chính xác Nhng nguyên lý chọn công suất động cơ theo công suất trungbình ngày nay vẫn dùng.

t

=

k: là hệ số an toàn, phụ thuộc vào hệ số trợt danh nghĩa của động cơ S

Với tra bảng trang 64 sách TBDTHMECK ta chọn:

η =

br

η

: Hiệu suất của ổ lăn Chọn

0,99 ol

Kh: Hệ số hình dáng đồ thị

- Máy làm việc liên tục =>

Trong đó

0 20

Các loại trục khuỷu

- Dựa vào yêu cầu của METK ta chọn trục khuỷu kiểu a

Trục khuỷu đợc thiết kế

Tính sơ bộ kích thớc trục khuỷu:

Đờng kính ngõng trục d0 ; tính theo công thức kinh nghiệm:

Các kích thớc còn lại của trục khuỷu đợc tính nh sau:350mm

Kiểm nghiệm tại hai tiết diện BB

Tra bảng 1.P trang 169 ta có công thức kiểm nghiệm

Trong đó: + n: hệ số an toàn.Lấy n = 1.5

+mk: Cánh tay đòn mômen + Kg: Hệ số bền lâu Tra bẳng 2P ta có Kg = 0.8

+ : Hằng số bền khi uốn tại tiết diện BB hoặc EE

Thép 40XH có: =0.14: Hệ số tập trung ứng suất khi uốn, =1,85 : Hệ số tính đến độ nhẵn bề mặt khi uốn, bề mặt cắt gọt , = 0.1 : Hệ số tính tới kích thớc tuyệt đối khi uốn, = 0,78

+ : Hằng số bền khi xoắn tại tiết diện BB

u O BB

d m

n K

d P

17 , 0

.

2 ,

25 ,

=

σ σ

σ σ

25 ,

=

−

−

τ τ

τ τ

τ

Mô men xoắn trên trục bánh đai lớn

Mô men xoắn trên trục khuỷu

Với: TII: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động TII =384616Nmm

Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng Theo bảng 6.5: K a= 49.5( MPa)

Hệ số Ψba = bw/aw là hệ số chiều rộng bánh răng theo bảng 6.6 do bộ truyền

Theo dãy tiêu chuẩn ta chọn m =4

 số răng bánh nhỏ: Z1 = 2.aw.cosβ/ [m(u+1)] = 2.290.1/ [4.(4,5+1)] = 26,4

2.2.2 Kiểm nghiệm theo biến dạng dẻo cho phép của răng:

[ ]

3

1 2

.

ba H

H II

u

K T

ψ σ

β

3 1

k

K BR

2 2 2

b m Z C

C

M

n

K H K tx

K

σ

+ : Hệ số an toàn tính tới độ bền mỏi =1.8

+ : Giới hạn bền mỏi của vật liệu, =360 MPa

u K H K k

k b

m Z

2 2

1 34

,

0

u K H K k

k b

m Z Y M

σ

ε

ϕ σΦ+

, 1 2

2

1 34,0

2 2 2

b m Z C

C

M

n

K H K k

mr

σ

- Do máy ép có lực ép danh nghĩa PH=150T = 1500 kN => chọn phanh là phanh

đai làm việc theo chu kỳ

- Góc hãm danh nghĩa ϕm=10o -15o

Khi tăng số vòng quay của bánh phanh, góc hãm sẽ tăng:

Góc hãm:

Trong đó:

A: Động năng của các bộ phận chuyển động cần phanh,

Với J: Mô men quán tính của các phần động chuyển đổi

về phía trục phanh

ω: Tốc độ góc của trục đặt phanhM: Mô men hãm của phanh

M=S1(ef α-1)r , Với S1: Lực căng đai phanh ở đầu đai chạy ra

α: Góc ôm của đanh phanh tính bằng radr: bán kính phanh, r=(1,25-1,45)do

d0=175 mm: đờng kính ngõng tựa trục khuỷu => r =(1,25-1,45).175=(218,75-253,75) mm => Chọn r =220 mm

- Chiều rộng làm việc của bánh phanh:

b =(0,6-0,9)d0=(105-157,5)mm => Chọn b =120mm

- Để giữ nguyên công cần phanh A có thể tăng góc hãm ϕ hoặc giảm áp suất q

Để đảm bảo an toàn chỉ nên tăng q và tăng đến mức độ giới hạn nhất địnhq=0,6-3 kG/cm2, khi tốc độ vòng bánh phanh v=15-3m/s

- Kiểm nghiệm phanh: Am>A

m

A

= M

ϕ

2

J.ω A=1,1

- Ta tính toán cho ly hợp có các đĩa tăng ma sát bằng Pherođô

Trong đó: + qM= 0.4 - 0.6 MPa

+ f: Hệ số ma sát f=0,4

+ m: Số mặt ma sát m=2

+ Rn, Rt: Bán kính ngoài và trong mặt làm việc của đĩa

+ Mm: Mô men xoắn trên trục đặt ly hợp

Do kiến thức còn hạn chế đồng thời tài liệu về máy cha đầy đủ nên không tránh đợc thiếu sót trong quá trình làm đồ án Em kính mong nhận đợc sự đóng gópchân thành từ các thầy cô bộ môn để có thể hiểu rõ hơn về máy ép trục khuỷu mà

3

t n M

M q f m R R

3- Tiêu tốn năng lợng trong hành trình không tải

4- Hiệu suất của máy ép

5- Công suất động cơ và mômen quán tính bánh đà

Phần IV: Tính toán các chi tiết máy

Tài liệu tham khảo

1. Thiết bị dập tạo hình máy ép cơ khí

Tác giả: PGS.TS.Phạm Văn Nghệ - GVC.Đỗ Văn Phúc -Ths.Lê Trung Kiên(Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật)

2. tính toán hệ dẫn động cơ khí - tập 1,2

(Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc)

3. C¬ s¬ thiÕt kÕ m¸y

T¸c gi¶: Lª V¨n UyÓn

4. Internet