Đồ án thiết kế máy ép thuỷ lực 600 tấn tài liệu, ebook, giáo trình

Luận văn chế tạo máy ép 600 tấn

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC

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

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

Chương 2 Sơ lượt về gia công áp lực

2.1, Cơ sổ lý thuyết của quá trình đập cắt kim loại bằng áp lực

2.1.1, Khái niệm

2.1.2, Biến dạng đàn hôi, biến dạng dẻo, phá huỷ

2.1.3, ảnh hưởng của gia công áp lực đến tổ chức và cơ tính của kim loại 2.2, Khái quát vé dap thể tích và dập tam

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 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 dé 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 co bom

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 dâu

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 bén tru pitténg

Chung 6 Tinh todn chon hé théng dién diéu khién trong may

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

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

Y KIEN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

MUC LUC

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

Chương 2 Sơ lượt về gia công áp lực

2.1, Cơ số lý thuyết của quá trình dập cắt kim loại bằng áp lực

2.1.1, Khái niệm

2.1.2, Biến dạng đàn hỏi, biến dạng dẻo, phá huỷ

2.1.3, ảnh hưởng của gia công áp lực đến tổ chức và 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 và xác 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 kỷ ép

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

4.2, Sơ đổ 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 co bom

5.1.2, Chọn dầu

5.1.3, Xi lanh

5.1.4, tính toán ống dẫn

5.1.5, Tinh va chon van tran

5.1.6, Tinh va chon van tiết lưu

5.1.7, Chon van dao chiéu

5.1.8, Chon bé loc dau

5.2.2, Phân tích lực tác dụng lên thân máy

5.2.3, Kiểm tra mối ghép của ren tam 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

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

Đổ án tốt nghĩô GVHD - TS Pham Ding Bhd

CHƯƠNG I

VAI TRO CUA MAY EP THUY LUC TRONG SAN XUẤT CƠ KHÍ

Nghành công nghiệp là một tiền để trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoa đất nước , nước ta đang bước vào giai đoạn đầu của nền công nghiệp để sánh

vai với các nước công nghiệp đang phát triển Như vậy các máy móc trang thiết bị

phải được khôi phục cải tiến, đối mới phù hợp với nhu cầu cuộc sống tương lai

Trong đó nghành cơ khí đóng vai trò rất quan trọng Song Máy Ép Thuỷ Lực là

một thành viên, đã đóng góp không nhỏ trong công việc sẵn xuất ra những thành phẩm đạt tiêu chuẩn và chất lượng cao, góp phần nâng cao trang thiết bị dụng cụ trong lĩnh vực nghành cơ khí

Ngày nay, khoa học phát triển chất lượng sắn phẩm không ngừng được nâng cao Cụ thể là độ bóng, độ chính xác, năng suất đạt rất cao và đã đạt được những yêu cầu kỹ thuật đặt ra Như vậy sẽ giảm thời gian gia công, tiết kiệm được nguyên vật liệu, tạo điều kiện cho gia công cắt gọt đạt độ chính xác cao hơn, các thiết bị dây chuyển sắn xuất, năng suất lao động không ngừng được nâng cao, cải thiện điều kiện làm việc và khả năng an toàn cho công nhân đứng máy

Máy Ép Thuỷ Lực 600 tấn phủ hợp với ưu thế của các phương pháp truyền

động và phủ hợp với ưu thế phát triển thời đại, mở rộng qui mô sản xuất, quá trình chuyển động chậm, êm, công suất của máy lớn phù hợp vóiquá trình biến dạng của san pham, đạt được sức bền uốn, kéo, độ chính xác

Do có lực ép lớn nên Máy Ép Thuỷ Lực có thể chế tạo ra những sản phẩm có

loại hình khác nhau, phù hợp với qui mô và tốc độ phát triển Sắn phẩm do Máy Ép Thuỷ Lực tạo ra có thể thay đổi một cách dễ dàng nhỏ vào sự thay đổi loại hình

khuôn ép, tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc chạy theo su phát triển của thời đại

CHƯƠNG 2

SƠ LƯỢC VỀ GIA CÔNG ÁP LỰC

2.1, Cơ sổ lý thuyết của quá trình dập cắt kim loại bằng áp lực

2.1.1, Khải niệm :

* Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp cơ bắn để chế tạo các chỉ tiết máy và sắn phẩm là kim loại thay thế phương pháp đúc và cắt gọt kim loại

* Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp gia công dựa vào khả năng

biến dạng dẻo của kim loại , dùng ngoại lực của thiết bị làm cho kim loại biến

dạng dẻo theo hình dạng, kích thướt yêu câu, kim loại vẫn giữ được 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 hao tốn kim loại, cho năng suất cao

* Gia công bằng áp lực thực hiện bằng cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim

loại ổ trạng thái nóng hoặc nguội làm cho kim loại đạt đến quá giới hạn đàn hồi

Kết quả làm thay đổi hình dáng của vật thể kim loại mà không 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 6 thể rắn, sau khi gia công xong không những thay đổi về hinh dạng kích thước, ma con

thay đổi cả về cơ, lý, hoá tinh của kim loại, như kim loại mịn hơn, hạt déng déu

hơn, thay đổi tổ chúc hạt của hạt thành tổ chúc thó, khử được các khuyết tật (rổ

khí ) do đúc gây nên, nâng cao cơ tính và tuổi bền của chỉ tiết, chất lượng sản

phẩm tốt, đặt biệt độ bóng bẻ mặt, giá thành sản phẩm hạ và tiết kiệm được nguyên

vật liệu, đễ cơ khí hoá và tự động hoá

2.1.2, Biến dạng dân hồi, biến dạng dẻo, phá hư

Biến dạng đàn hỏi, biến dạng dẻo, phá huỷ là ba quá trình nối tiếp xảy ra

trong kim loại và hợp kim, dưới tác dụng của ngoại lực và tải trọng

Khi tải trọng từ P;-P, thì tốc độ biến dạng tăng với tốc độ nhanh và đây là

giai đoạn biến dạng dẻo kèm theo biến dạng đàn hồi

Khi tải trọng đạt đến giá trị lón nhất P, thì trong kim loại bắt đầu xuất hiện

vết nút, tại đó ứng suất tăng nhanh và kích thước vết tăng lên, cuối cùng là phá huỷ kim loại

2/Biến dạng dân hồi:

Khi chịu tải vật liệu sinh ra một phan lực cân bằng với ngoại lực.Ứng suất là

phản lực tính đến một đơn vị diện tích, ứng suất vuông góc với mặt chịu lực gọi là

úng suất pháp ở gây ra biến dạng z , ứng suất tiếp z gây ra xê dịch, trong mặt chịu lực ứng suất pháp (áp lực p ) làm biến đổi thể tích T

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

3

Hình 2.2 Biến dạng đàn hồi do:

a- Ung suất kéo b- Ứng suất nén

co Ung suất tiếp d- Ep ba chiéu

Đối với nhiều vật, quan hệ giữa ứng suất và biến dạng đàn hồi được mô tả

bằng định luật Hooke

Phương trình cơ sở lý thuyết đàn hồi:

ổ=E.e_ (cho kéo nén)

t=Gy (cho xê dịch)

Như vậy biến dạng đàn hồi của kim loại có thể hiểu là các nguyên nhân trong

mang tinh thể tác động qua lại với nhau bằng lực hút và lực đẩy Bình thưởng nếu

khoảng cách giữa các nguyên tử bằng bán kính của nguyên tử r„ thì các nguyên tử

hút với nhau, còn khi có ngoại lực tác dụng thì mạng tỉnh thể bị xê dịch làm cho khoảng cách giữa các nguyên tử khác r, thì lúc này xuất hiện các lực tương hổ giữa

các nguyên tử về vị trí cân bằng

Đ/ biến dạng dẻo -

Biến dạng dẻo làm thay đổi rõ rệt tổ chúc tế vi hay cơ tính Sau khi biến dạng

dẻo, hình dang hạt thay đổi rất nhiều, hạt có thé daiva bet ra, khó nhận biết được

biên giới hạt trên tổ chức tế vi, hoặc khi độ biến dạng lón các hạt kim loại có thể bị

chia cắt và trổ nên nhỏ hơn pha thứ hai hoặc tạp chất bị nhỏ vụn rồi kéo dai ra theo phương biến dạng ( cán, kéo, nén, ép ) tạo nên tổ chức dạng thó làm cho kim loại

bị phá huỷ dồn theo phương ngang thó

Biến dạng dẻo làm xuất hiện úng suất dư, biến đổi cơ, lý, hoá tính của kim loại Độ biến dạng càng lón ứng suất 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 hôi

Biến dạng dẻo làm biến đổi lý, hoá tính của kim loại: Giảm tính dẫn điện, lực

kháng tử tăng lên, độ cảm ứng tử giảm di

c/ Phá huỷ:

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

Cơ chế của quá trình phá huỷ: Đầu tiên hình thành và phát triển vết nứt tử

kích thước siêu vi mô, vi mô đến vĩ mô

2.1.3, Ảnh hưởng của gia công áp lực dến tổ chức vả cơ tính của kim loại

*Ảnh hưởng của ứng suất chính:

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

c- ứng suất khối ( không gian)

Trong gia công áp lực thường gặp các trạng thái úng suất khối

“Trạng thái ứng suất đường :

9

mx 2 -Trang thai ving sudt mat :

6, — 0

Tax =

2

“Trạng thái ứng suất khối :

Diéu kiện dé kim loại biến dạng dẻo và phá huỷ :

Tmax 2 F, max = P gioihan

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

Khi kim loại chịu trạng thái úng suất đường thì trạng thái biến dang dẻo là:

|l6l|=ổ„ tle 7 = Sea

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

lỡ, ¬ ð;| =6., tức Tuy = 5, a

Khi kim loại chịu trạng thái ng suất khối thì :

l6» — Onin] = Oop tức Tmax = đục cm

*Ảnh hương của ứng suất dư :

Khi kim loại bị biến dạng nhiễu, các hạt tỉnh thể bị vỏ vụn, xô lệch mạng

tăng, ứng suất dư lón làm cho tính dẻo của kim loại giắm mạnh (hiện tượng biến

cúng ) Sự tổn tại ứng suất dư bên trong vật thé sẽ làm cho tính dẻo của kim loại giảm đi và giảm độ bẻn, độ dai,độ va đập Ứng suất dư lớn có thể làm vật biến

dạng hoặc phá huỷ

*Ảnh hưởng của thành phần hoá học và tổ chức kim loại :

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tỉnh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử

khác nhau do đó tính dẻo của chúng cũng khác nhau Ví dụ : đổng, nhôm dẻo hơn

sắt Đối với các hợp kim, kiểu mạng thường phúc tạp, xô lệch mạng lớn

Tạp chất trong kim loại cũng làm ảnh hưởng lón đến tính dẻo của nó Thông

thường kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc một pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc nhiều pha, các tạp chất thưởng tập trung ở biên giới hạt làm tăng xô lệch mạng cũng như làm giảm tính dẻo của kim loại

* Ảnh hưởng của nhiệt độ :

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lón vào nhiệt độ, 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 của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức kim loại đồng đều hơn Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thưởng tổn tại ổ pha kém dẻo, khi nhiệt độ cao chuyển biến thủ hình thành pha có

độ dẻo cao

*Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng:

Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tỉnh lại thì các hạt kim loại bị chai

chưa kịp trổ lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trong

khối kim loại sẽ lón, hạt kim loại có thé bi don va nut

* Ảnh hưởng của ma sát ngoài:

Ma sát ngoài làm thay đổi hình thức lực do đó làm thay đổi trạng thái ứng

chính của vật thể Ngoài ra ma sát ngoài con can tré biến dạng tự do của vật thể

làm cho vật thể biến dạng không đôổng đều, tăng lực và cộng biến dang, can trổ sự

di chuyển của kim loại trong khuôn rèn và dập thể tích do đó rất có khả năng làm

giảm việc điển đầy khuôn

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

2.21, Dập thể tích:

Dập thể tích là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại biến dạng trong

một không gian hạn chế bởi bề mặt lòng khuôn

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

Dập thể tích có thể gia công tử vài gam đến một tấn, hình dáng và kích thước sản phẩm có độ chính xác cao, chất lượng sản phẩm cao, độ bền có tính tăng lên va đồng đều hơn, hành trình làm việc đơn giản, dể cơ khí hoá và tự động hóa, năng suất lao động cao, nhưng giá thành chế tạo khuôn cao, khuôn chóng hỏng vì vậy phương pháp rèn khuôn chỉ thích hợp với sản xuất loạt lón và hàng khối

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

x Gy,

sẽ (m, +,)-(m, +n) Trong đó :

No- 86 chỉ tiết hợp lý để rèn khuôn

Gy,-téng giá thành chế tạo khuôn

m,- gid thành chỉ tiết rèn tự do

n,- giá thành gia công cơ khí chỉ tiết rèn tự do

m;- giá thành cũng của chỉ tiết ấy nếu rèn khuôn

nạ- giá thành gia công cơ khí chỉ tiết ấy rèn khuôn

Nếu số lượng chỉ tiết cần gia công là N :

N>N, : Rèn khuôn là hợp lý

N<N, : Rèn khuôn không kinh tế ta chuyển qua rèn khuôn đơn giản hoặc rèn khuôn tự do Căn cứ vào lòng khuôn ta phân ra các phương pháp rèn khuôn:

Lòng khuôn hỏ: là lòng khuôn mà trong quá trình gia công có một phân kim loại bién dang tự do

Lòng khuôn kín: là lòng khuôn cho ba via trên sản phẩm, đối với vật rèn đơn

giấn hoặc không yêu cầu chính xác, ta dùng trên khuôn hổ Đối với chỉ tiết phúc

tạp, đòi hồi có chính xác ta thưởng dùng khuôn có ba via hoặc không có ba via

2.2.2, Dap thm:

Dập tấm là một phương pháp gia công áp lực tiến tiến để chế tạo sắn phẩm

hoặc chỉ tiết bằng vật liệu tấm, thép bản hoặc thép dải

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

Dập tấm được dùng rộng rải trong các nghành công nghiệp như chế tạo ôtô, máy bay, tàu thuỷ Vật liệu dùng trong đập 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 động hoá và cơ khí hoá

Chuyển động của thiết bị đơn giản, công nhân không cần trình độ cao, đảm

bảo độ chính xác cao, có thể dập được các chỉ tiết phức tạp và đẹp, có dé bén cao

Các nguyên công của dập tấm:

Cắt phôi: Là nguyên công chia phôi thành nhiều phần bằng nhau theo những đường cắt hổ hoặc kín Cắt có thể tiến hành trên máy cắt có lưỡi cắt song song,

nghiêng hay lưỡi cắt đĩa

Để cắt những đường cắt khép kín, ta dùng dập cắt và đột lỗ, về mặt bắn chất

nguyên công dập cắt và đột lỗ là giống nhau, chỉ khác về công dụng

Tạo hình: Từ những phôi đã tạo ra ở những nguyên công trước ta tiến hành chế tạo các chỉ tiết dạng cối thông hoặc không thông, tuỳ theo yêu cầu cần cụ thể

mà ta có các phương pháp tạo hình khác nhau như: uốn, dập vuốt( không làm móng thành và có làm móng thành), uốn rãnh, miết, dập nổi

2.3 Yêu câu ký thuật của máy thiết kế:

Máy ép thuỷ lực là một thiết bị rất quan trọng trong sản xuất co khí, trong các phân xưởng vừa và lón Máy đã đóng góp rất lón trong quá trình tạo ra các sản phẩm, tạo điều kiện cho việc cơ khí hoá và tự động hoá Như vậy khi tiến hành

thiết kế chế tạo một máy ép thuỷ lực thì cần có các yêu cầu kỹ thuật của máy thiết

kế như sau:

Lực danh nghĩa của máy pghải lón hơn lực dập cần thiết

Đối với những nguyên công làm việc với hành trình ngắn thì lực dập được lấy theo công thúc:

P,,= (1,2+1,3)P

Trong do:

P„, Lực danh nghĩa của máy (N)

P: Lực cần thiết cho nguyên công

Kiểu máy: Hành trình và tốc độ của máy phải phù hợp với yêu cầu công nghệ

của nguyên công thực hiện

Đối với những nguyên công làm việc với hành trình lón thì lực 6 điểm bắt đầu

sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với lực danh nghĩa nên phải chọn lực danh nghĩa lón có

trường hợp phải gấp hai lần lực tính toán

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

Chiều cao kín của máy ép là yếu tố rất quan trọng khi thiết kế giá khuôn dập

Chiều cao kín của máy ép là khoảng cách tử tấm lót đưới của khuôn dập đến đầu trượt của máy ép

Do máy có lực ép lón nên yêu cầu máy phải có độ chính xác cao, điều kiện thao tác dude dé dang, phải có các cơ cấu bảo vệ an toàn cho người và cho máy khi

vận hành

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

CHUONG II

PHAN TiCH LUA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KE MAY

3.1.Phân tích các thông số ký thuật của máy chuẩn vả xác dịnh đặc tính kỹ thuật của máy hiện cớ:

Máy ép thuỷ lực là một thiết bị bán tự động, nét đặc trưng của máy là nó sử

dụng hệ thống thuỷ lực để thực hiện toàn bộ chu kỷ ép, từ kẹp phôi, ép và tháo

phôi Máy ép thủylực là một thiết bị dùng để sản xuất ra các sản phẩm cơ khí Qua khảo sát một số máy ép thuỷ lực hiện có và máy chuẩn thì máy ép thuỷ

lực có những bộ phận chính như sau:

Khung máy thưởng có dạng hình trụ chữ nhật được hàn tử các tắm thép lại với

nhau, đầu trên thân máy là đầu truyền lực chứa bốn xi lanh thuý lực

Hệ thống thuỷ lực: Bao gồm xy lanh thuỷ lực và các van phân phối, đồng hổ

đo áp, van an toàn, van một chiều, van tiết lưu, bơm dầu, động cơ dầu, đường ống dẫn, bể dâu được bố trí bên trên của thủng chứa dầu để phân phối lưu lượng và áp suất cho các xy lanh trong quá trình hoạt động của máy

Hai bơm cố định có nhiệm vụ hút dầu tử buồng chứa dầu và phân phối đến mạch thuỷ lực có áp suất theo mức độ yêu cầu

Các đường ống thuỷ lực được trang bị cùng với các thiết bị ghép nối ống vả

các van cần thiết để nối các phan tử thuỷ lực lại với nhau

Các cắm biến vị trí để khống chế hành trình chuyển động của píttông

Tủ điện : Gồm các thiết bị cẩn thiết cho khởi động và dùng điều khiển cho

động cơ và các van điện tử, cũng như các rơle thời gian để điều khiển chu kỳ làm

việc của máy, 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 xy lanh thuỷ lực, bốn xi

lanh thuỷ lực này được nối với bệ máy

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

Dài x rộng x cao =2710 x I720x 3740 (mm)

Khoảng cách trống giữa hai cột theo chiều dài : 1930 ( mm )

Khoảng cách trống giữa hai cột theo chiều rộng : 800 ( mm )

*Dặt tính ký thuật của máy -

Máy ép thuý lực là một thiết bị quang trọng trong ngành sản xuất cơ khí Vì vậy , để đạt được năng suất cao, chất lượng sản phẩm sản xuất ra đạt yêu cầu kỹ thuật thì phải có sự kết hợp hài hoà giữa máy ép và các thiết bị khác trong phân

xưởng cơ khí Do đó ta có chu kỳ làm việc của máy như sau :

Đầu tiên công nhân cấp phôi cho máy

+Khuôn trên chuyển động đi xuống nhanh để thực hiện kẹp phôi

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

Sau khi ép khuôn trên chuyển động lên đồng thời khuôn dưới cũng chuyển động lên để thực hiện quá trình tháo phôi

Công nhân lấy sẵn phẩm ép và cho phôi vào tiếp tục các quá trình công nghệ tiếp theo

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

Máy phải có tính tự động cao

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

Lực ép phải được kiểm soát chặt chế trong từng chu kỳ

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

Tốc độ chuyển động của các pitténg có thể điều chỉnh 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 kỷ ép :

Khi ép hai hoạt động khác nhau thực hiện đồng thời:

Thực hiện quá trình ép hình chỉ tiết

Thực hiện quá trình kẹp và giữ chặt phôi khi ép

Thực hiện quá trình tháo phôi

3.2.2 Gác phương án động học :

Máy ép thuỷ lực là máy dùng để gia công các sắn phẩm cơ khí như dập thể tích và dập tắm Nguyên lý truyền động của máy là dựa vào các thiết bị thuỷ lực

thực hiện chuyển động tạo ra lực ép, tuỳ thuộc vào cách lựa chọn, phân bố các thiết

bị thuỷ lực và áp lực có thể tạo ra lực ép lớn hay nhỏ Dựa vào đó để ta lựa chọn các phương án thiết kế máy

5-Van tiết lưu

6-Van đảo chiều

12-Bộ lọc

*Ưu nhược điểm :

Với hệ thống máy ép dùng thuỷ lực thì có những ưu điểm :

Máy làm việc không có tiếng ổn

Dễ tự động hoá

Tốc độ chuyển động của đầu trượt cố định, có thể điều chỉnh được

Lực ép của píttông xuống chỉ tiết đồng đều, không gây ra sự chênh lệch khuôn ép

Kho xay ra qua tai

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 sắn phẩm vừa và nhỏ

Năng suất thấp

Tốc độ biến dạng của sắn phẩm chậm, chiều dày của vật liệu gia công bé

Mức độ tự động hoá chưa cao, chỉ ứng dụng trong các phân xưởng vừa và nhỏ Nguyên lý hoạt động -

Động cơ (1) quay, dầu từ bể qua bộ lọc (12) đến bơm dầu (2) tạo ra áp suất

qua van tiết lưu (5), qua hệ thống van phân phối (6) đến buồng trên xylanh (7) tạo

ra áp lực đẩy píttông gắn với dau con truot (8) chuyển động đi xuống, dâu tử buồng dưới xy lanh qua van phân phối chấy về bể dầu Sự đảo chiều của píttông làm đầu

con trượt (8) đi lên nhờ van phân phối (6)

b-Phương án 2 :

Máy ép thuỷ lực sử dụng cơ cấu tạo lực ép gồm bốn xi lanh thuỷ lực đồng bộ

Do nhu cầu cuộc sống đỏi hỏi sự tìm tòi mổ rộng tạo nên sự phát hiện, ứng dụng phù hợp hơn đối với các trang thiết bị máy móc, đóng góp đáng kể cho việc hoàn thiện và phát triển hơn nữa lực lượng sẵn xuất và công cụ sản xuất Do vậy so

với máy ép thuỷ lực sử dụng một xy lanh thì máy ép thuỷ lực sử dụng cơ cấu bốn

xy lanh có các ưu điểm sau :

Tạo ra lực ép rất lón

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 kích thướt tương đối lón

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

Lực ép được kiểm soát chặt chế trong từng chu kỳ

Có khả năng tạo ra lực làm việc lón, cố định bất cứ 6 vị trí nào của hành trình

làm việc

Khó xảy ra quá tai

Tốc độ chuyển động cửa đầu trượt cố định và có thể điều chỉnh được, có thể

thay đổi được chiều dài hành trình

Làm việc không có tiếng ôn

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

Kết cấu máy phúc tạp,

Vốn đầu tư lớn

Khuôn chế tạo phúc tạp, đắt tiền

Sự không đồng bộ của lực ép giữa các píttông khi hoạt động

Quá trình vận hành kiểm tra gặp nhiều khó khăn

Sở đồ nguyên lý :

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

Dâu từ bể dầu qua hai bơm P, và P; đến p;, p; vào van phân phối đến A;, A;

vào bộ hoà dầu (8), đến bộ chia dầu (9a) đi vào buông trên Xy Lanh, đẩy píttông đi xuống.Dâu từ buồng dưới XyLanh đi qua bộ chia dầu (9b) về B„-T; về thùng Đồng thời dầu tử buồng dưới xilanh kẹp phôi qua van (6) đến B,-T, về bể dầu.Khi

kết thúc hành trình xuống, van phân phối sẽ đảo chiều chuyển động Lúc này p;

thông với B;, A; thông với T;, p, thông với B,, A; thông với T, Dau ti bom P, dén

p›-B›- bộ chia dầu (9b) vào buồng dưới của xy lanh chính day píttông đi lên, dầu tử

buồng trên qua bộ hoà dầu (8) về bể dầu Đồng thời, dâu từ bơm P, đến p,-B, qua van tiết lửu (6) vào buông dưới của xi lanh kẹp phôi đẩy píttông chuyển động di

lên để tháo phôi

Kết luận phương án chọn :

Như ta đã biết khi thiết kế chế tạo một thiết bị dụng cụ gì cũng dựa vào sự

phân tích lựa chọn, đánh giá các mặt tối ưu của nó, phù hợp với cuộc sống thực tế

và sự phát triển của thời đại, để ứng dụng rộng rãi, tổn tại song hành Như vậy với

các phương án của máy ép thuỷ lực như trên thì phương án máy ép thuỷ lực sử dụng cơ cấu tạo lực ép gồm bốn xilanh thuỷ lực đồng bộ là thích hợp hơn cả với

nhiều ưu điểm như đã nêu ở trước.máy này phủ hợp với sự phát triển của ngành cơ

khí nói riêng cũng như trong lĩnh vực công nghiệp nói chung Tạo tiền để cho sự vươn tới một nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, góp phần nâng cao chức

năng, vai trò của một máy ép thuỷ lực trong công việc gia công các sản phẩm cơ

khí, tạo ra các sản phẩm phủ hợp về chất lượng, số lượng, thúc đẩy sự phát triển của các ngành có liên quan

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

Dd du tốt nghío 2VHID - TS Phạm Đăng Phu

bảo được các hoạt động của máy như sau :

Khuôn trên đi xuống thực hiện quá trình kẹp phôi và ép

Khuôn dưới đi lên để thực hiện việc tháo lấy sản phẩm ép

Khuôn dưới chuyển động đi xuống trong quá trình ép củng với khuôn trên sau

đó đi lên để thực hiện việc tháo phôivà kẹp phôi mới cho chu kỳ ép sau

Từ những yêu cầu như trên thì máy thiết kế phải thực hiện các chuyển động

sau:

Đối với khuôn trên :

Hành trình xuống nhanh với vận tốc là : Vị

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

Hành trình lên nhanh với vận tốc là :V;_

Đối với khuôn dưới :

Hành trình lên nhanh với vận tốc là: Vụ

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

Hành trình chuyển động của máy trong lúc làm việc là một yêu cầu quan

trọng mang lại năng suất cao, đảm bảo cúng vững kết cấu máy, sản phẩm đạt yêu cầu, giảm thdi gian cho sẵn phẩm gia công

Các hành trình chuyển động của cơ cấu :

Đối với khuôn trên :

Hành trình xuống nhanh : L¡ = 320 (mm)

Hành trình ép: L, = 190 (mm)

Hanh trinh lén nhanh: L¿ = 510 (mm)

Đối với khuôn dưới :

hành trình lên nhanh: L¿= 190 (mm)

Hành trình xuống : L, = 190 (mm)

L;

4.1.2 Phân tích thởi gian, vận tốc chu ky ép :

Căn cứ vào loại vật liệu, vận tốc biến dạng cho phép của vật liệu khi đập, lưu lượng, áp suất và tiết điện của xi lanh Ta có vận tốc các hành trình như sau : Hành trình xuống nhanh với vận tốc là : Vị =16 (mm/s)

=> Thời gian xuống nhanh :

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

+Hành trình lên nhanh với vận tốc là : V; = 21 (mm/s)

6-Bơm lưu lượng

7-Van tiết lưu

§-Bộ hoà dau (chia dau)

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

4.2.3.Nguyén ly hoat déng :

Dựa vào nguyên vật liệu, sản phẩm gia công mà máy ép thuỷ lực 600 tấn có thể vận hành theo hai chế độ :Chế độ ép và chế độ cắt, tuỳ theo yêu cầu công việc Việc thay đổi chế độ làm việc được thực hiện thông qua công tắc chuyển mạch lắp

trên tủ điện điều khiển

*Cñhế độ ép :

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

Biến dạng của vật liệu sẵn phẩm là biến dạng dẻo

Chế độ ép là nguyên công sau chế độ cắt, khi phôi liệu đưa vào cắt xong có

hình dạng theo yêu cầu thì chế độ ép mới thực hiện

Khuôn định dạng sắn 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 hiện bởi 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 ban may 6

điểm dừng trên đến khi tác động vào công tắc hành trình 2 ( ST1 ) Trong giai đoạn này nếu điều khiển bấm nút "Xuống" hoặc "Nhích xuống" khi đó :

Van Vị mổ : P, thông với A;, T, thông với B,

Van V¿ mổ : P; thông với A;, T; thông với B;

Van V; đóng

Lúc đó : Dau từ bơm (P¡) qua p¡-A¡-Cs-khoang trên xi lanh Đồng thỏi dâu từ bơm (P;) đến p;-A;-C;-khoang trên xi lanh , đẩy pitténg đi xuống Dầu tử khoang dưới qua C-van tiết lưu (7b)-B;-T;-về thùng Đến khi bàn máy tác động vào hành

trình 2 (ST1), thì kết thúc giai đoạn một Tốc độ xuống không tải được điều chỉnh bằng van 7b

Giai đoạn 2 ;Là giai đoạn ép

Giai đoạn này được tính tử khi bàn máy tác động vào hành trình 2 (ST1) đến khi hết quá trình ép Thời điểm và thời gian giai đoạn này được diều chỉnh bởi vị trí của công tắc hành trình 2 (ST1) và rơle thỏi gian

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

Van Vị mổ (giống giai đoạn 1)

Van V; đóng

Van V; dong

Dau từ bơm P¡-p,-A¡-C;-Xi lanh, đồng thời dâu từ khoang dưới xi lanh chính

qua van 7b-B;-T; về thùng, và dầu trong xi lanh kẹp phôi qua B,-T, vẻ thùng Rơle

thời gian tính giờ tử thời điểm tác động vào hành trình 2 (ST1) Khi hết thời gian đặt là kết thúc quá trình ép, bàn máy tự động đi lên và dừng lại khi tác động vào hành trình I (ST2)

Dâu từ bơm (P,)-p,-B,-van 7c-8d-đi qua bốn xi lanh kẹp phôi Ấp suất kẹp

phôi được điều chỉnh bằng van 5c

Dâu từ bơm (P;)-p;-B;-van 7b-§b-buông dưới xi lanh chính Đồng thời dâu tử khoang trên xi lanh chính qua 8a-§c-V;-T;, van 7a-A,-T>, van 7c-A,-T, vé thing

Tốc độ lên được điều chỉnh bằng van 7a

Van 5a điều chỉnh áp lực cung cấp bởi bơm P;

* 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 làm việc ở chế đô cắt ta

chuyển công tắc chuyển mạch sang chế độ cắt, khi đó chỉ có bơm P; hoạt động

Hành trình xuống chÍ có một giai đoạn theo một tốc độ

Hành trình xuống :

Dâu từ bơm P;-A;-van 7a-8c-§a-xi lanh Đông thởi dầu tử khoang dưới xi lanh chính qua 8b-van 7b-B;-T;-về thùng Lực cắt được điều chỉnh bằng van 5a, lực cắt tối đa cho phép là 120 KG/cmŸ (dựa theo máy chuẩn)

Thời gian cắt được điều chỉnh bằng rơle thời gian trong tủ điện điều khiển

Sau khi hết thời gian đặt bàn máy tự động đi lên, khi đó : van V¿ mơ, dầu từ bơm qua p;-B;-van 7b-8b-khoang dưới xi lanh chính, đồng thời dầu từ khoang trên xi

lanh qua 8a-&c-A;-T;- về thùng Đến khi tác động vào hành trình 1 (ST2) thì dừng lại Khi đó dầu tử bơm qua pạ-T;- về thùng

Dựa theo máy chuẩn ta chọn đường kính của píttông

Tính lực ma sát giữa píttông và xilanh :

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

Đối với những xilanh có kích thước lón để đảm bảo tính công nghệ, khi chế tạo người ta sử dụng xilanh píttông có nhiều secmăng

Thay tất cả số liệu vào công thức trên ta tính được

Luc ma sat dong: Pg = øz.fG = 0,15 0,12 3600

Pinst = 64,8 (N)

Lực ma sát tinh: P,, = @-f, G =0,15 0,2 3600 =108 (N)

* Tinh luc quan tinh :

Đổ án tốt nahi GVHD IS Pham Ding Phu

Lực quán tính là lực sinh ra trong quá trình chuyển động của píttông mang

khuôn, vận tốc và tải trọng càng lón lực quán tính cảng lón Lực quán tính xảy ra

khi thay đổi chiều chuyển động, thay đổi tốc độ

Ta có phương trình xác định lực quán tính được viết dưới dạng tổng quát như

sau :

Pa -Ay = LmAV +L p.FLAV

Trong do:

Pqt : Luc quan tinh

Ai : thời gian thay đổi tốc độ chuyển động

AV: độ thay đổi tốc độ

m : khối lượng qui đổi

?: khối lượng riêng của chất lỏng truyền lực

F: Tiết diện tác dụng của động cơ thuỷ lực

1: Chiéu dài đoạn đường xây ra sự thay đổi tốc độ

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

Trong đó :

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

V: Tốc độ lón nhất của cơ cấu chấp hành (m/s)

Đối với cơ cấu tạo lực ép 600 tấn gồm 4 xi lanh piston giống nhau cùng thực hiện các chuyển động như nhau, mỗi xi lanh piston tạo ra được I lực ép cũng như tiêu tốn một lưu lượng vào (ra), áp suất bằng nhau và thực hiện các hành trình như

Ở hành trình nay dầu tử bơm qua van điện từ mổ ở vị trí cho dầu vào buồng

trên xi lanh đẩy piston chuyển động đi xuống