Thiết kế máy lốc ống 4 trục

Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ BIẾN DẠNG DẺO VÀ GIA CÔNG DẬP TẤM 2.1 Biến dạng của kim loại Dưới tác dụng của ngoại lực vật thể bị biến dạng theo các giai đoạn: Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHẦN A:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT DUT.LRCC

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ CÁC LOẠI MÁY LỐC ỐNG

- Trong nông nghiệp: ống được dùng để dẫn nước của máy bơm, máy kéo

- Trong các ngành công nghiệp ống đóng vai trò chủ chốt trong mọi hoạt động Ở các xí nghiệp ống được dùng để chứa các khí (O2, CO2, C2H2… ) Dẫn nước, dầu cho máy móc có sử dụng

- Một số công trình thuỷ lợi, sản phẩm ống được lắp đặt để dẫn nước tới nơi cần được cung cấp

- Trong đời sống sinh hoạt, ống là phương tiện dẫn nước cho mọi người dân, bảo vệ nguồn nước khỏi bị nhiễm bẩn

- Tại các công ty xăng dầu ống được sử dụng rất cần thiết, là chỗ chứa quan trọng

để đảm bảo cung cấp cho các phương tiện đi lại như ( xe ô tô, xe gắn máy….)

- Trong ngành khai thác dầu khí, ống đóng vai trò rất quan trọng Ống được dùng để khoan dầu khí, dẫn dầu khí từ mỏ vào nhà máy…

- Với việc sử dụng ống rất đa dạng cho các ngành theo từng công việc khác nhau do

đó ống dẫn sẽ không thể thiếu được trong đời sống sinh hoạt và trên tất cả các lĩnh vực

Một số hình ảnh sản phẩm thực tế (Hình 1.1 đến Hình 1.6)

Hình 1.1 Các ống thép cỡ lớn

DUT.LRCC

Hình 1.2 Ống nón cụt Hình 1.3 hệ thống ống dẫn dầu

Hình 1.4 Các loại bồn chứa

Công trình nổi tiếng nhất về ứng dụng của sản phẩm lốc ống là công trình CẦU RỒNG tại Đà Nẵng Đây là một trong nhưng công trình có kiến trúc độc đáo nhất thế giới, thể hiện được tài năng và trí tuệ con người Việt (Hình 1.5 và Hình 1.6)

DUT.LRCC

Hình 1.5 Quá trình thi công

Hình 1.6 Cầu Rồng 1.2 Tìm hiểu về các loại máy lốc thép hiện có

Hiện nay nhu cầu về các thiết bị đường ống ngày càng cao và đòi hỏi kích thước lớn

mà trong khi đó các phương pháp cán ống chưa thể đáp ứng được Để đáp ứng được việc sản xuất chế tạo các đường ống có kích thước lớn cần phải được thực hiện trên các máy lốc thép

DUT.LRCC

Qua quá trình học tập và tìm hiểu, hiện nay có 3 loại máy lốc thép là máy lốc 2 trục (Hình 1.7, 1.8, 1.9), máy lốc 3 trục (Hình 1.10, 1.11) và máy lốc 4 trục (Hình 1.12)

Hình 1.7 Máy lốc 2 trục bằng tay

Hình 1.8 Máy lốc 2 trục truyền động cơ khí

Hình 1.9 Máy lốc tôn 2 trục thủy lực

DUT.LRCC

Hình 1.10 Máy lốc tôn thủy lực w11 6x1500

Thông số kỹ thuật:

Chiều dày tối đa của tôn : 6mm Chiều rộng tối đa của tôn: 1500mm Tốc độ cuốn : 5m/s Đường kính trục trên: 160mm Đường kính 2 trục dưới: 160mm

Khoảng cách 2 trục dưới: 250mm Cống suất động cơ: 4kW

Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ BIẾN DẠNG DẺO

VÀ GIA CÔNG DẬP TẤM

2.1 Biến dạng của kim loại

Dưới tác dụng của ngoại lực vật thể bị biến dạng theo các giai đoạn: Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ

2.1.3 Biến dạng phá hủy

Biến dạng phá huỷ: Khi ứng suất của lực tác dụng lớn hơn độ bền của kim loại thì

kim loại bị phá huỷ, là đoạn CD (Hình 2.1)

Hình 2.1 Biểu đồ quan hệ giữa lực và biến dạng 2.2 Biến dạng dẻo của kim loại

2.2.1 Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể

Trong đơn tinh thể kim loại, các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định, mỗinguyên tử luôn dao động xung quanh một vị trí cân bằng của nó (a)

DUT.LRCC

Biến dạng đàn hồi: dưới tác dụng của ngoại lực, mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không quá một thông số mạng (b), nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể lại 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, mặt phẳng này gọi là mặt trượt (c) Trên mặt trượt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng, sau 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 trạng thái ban đầu

Hình 2.2 Sơ đồ biến dạng dẻo của trượt và song tinh

Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến một vị trí mới đối xứng với phần c òn lại qua một 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 mặt trượt 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 xẩy ra thuận lợi hơn

2.2.2 Biến dạng dẻo trong đa tinh thể

Biến dạng dẻo xảy ra 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 một góc bằng hoặc xấp xỉ 45o

sau đó mới đến

DUT.LRCC

Như vậy, biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đồng thời và không

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 thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục phát

triển

2.2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại

a Ứng suất chính

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại Qua thực nghiệm

người ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất

nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trạng

thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

b Ứng suất dư

Ứng suất dư chính là nội lực tồn tại trong kim loại sau mỗi quá trình gia công bất kỳ

sự tồn tại của ứng suất dư bên trong vật thể biến dạng sẽ làm cho tính dẻo của vật kém

đi Ứng suất dư lớn có thể làm cho vật thể biến dạng hoặc phá hủy Thông thường ứng

suất dư trong kim loại bao giờ cũng cân bằng, nghĩa là tổng giá trị ứng suất kéo phải

bằng tổng giá trị ứng suất nén

Khi vật thể chịu ứng suất do ngoại lực tác động (σo) nếu kể đến ảnh hưởng của ứng

suất dư thì tổng ứng suất (σ) tác dụng bên trong vật thể sẽ khác nhau

 Ở vùng có ứng suất dư kéo:

σ = σo + σd

 Ở vùng có ứng suất dư nén:

σ = σo - σd

Do sự phân bố không đồng đều như vậy nên làm cho các vùng tinh thể sẽ biến dạng

không đều, khả năng biến dạng sẽ kém đi và chất lượng gia công không đều

Ứng suất dư làm giảm tính dẻo, độ bền, độ dai va đập và làm giảm khả năng chịu

đựng của vật thể Do đó để tăng khả năng biến dạng cũng như để đảm bảo ứng suất dư

có giá trị thấp và phân bố đồng đều trong nhiều trường hợp trước hoặc sau gia công áp

lực người ta đem ủ kim loại (ủ kết tinh hoặc ủ hoàn toàn)

c Ảnh hưởng của thành phần hóa học và tổ chức kim loại

- Ảnh hưởng của thành phần hóa học:

Thành phần hóa học hợp kim quyết định bởi nguyên tố cơ bản, nguyên tố hợp kim

và tạp chất

Nguyên tố cơ bản: nguyên tố cơ bản tạo nên các tổ chức cơ sở, do đó ảnh hưởng

quyết định đến tính dẻo và khả năng biến dạng dẻo của kim loại và hợp kim

DUT.LRCC

Nguyên tố hợp kim: khi hợp kim hóa, nguyên tố hợp kim có thể tạo với kim loại cơ

sở những liên kết kim loại Các liên kết kim loại này thường có tổ chức tinh thể phức tạp làm cho kim loại và hợp kim rất cứng và giòn Các nguyên tố hợp kim còn làm xô lệch mạng, làm cản trở quá trình trượt, làm kim loại có tính dẻo thấp Thường thì lượng các nguyên tố hợp kim càng nhiều thì ảnh hưởng đến độ cứng, độ bền và tính dẻo của kim loại càng lớn

Nguyên tố tạp chất: tạp chất trong kim loại ảnh hưởng lớn đến tính dẻo Trong kim loại có nhiều tạp chất ( vd: S, P, O, N, H…) đều làm giảm mạnh tính dẻo của kim loại Tạp chất dễ chảy thường tập trung ở vùng tinh giới hạt làm rối loạn mạng tinh thể do

đó làm tính dẻo kim loại kém đi

-Ảnh hưởng của tổ chức kim loại:

Mật độ kim loại, kích thước hạt với sự đồng đều của kích thước hạt ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại Tổ chức hạt càng nhiều pha, mạng tinh thể càng phức tạp tính dẻo càng kém Tổ chức kim loại càng nhỏ mịn và đồng đều thì độ dẻo tăng, độ bền tăng

d Ảnh hưởng của nhiệt độ

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ hầu hết các kim loại khi tăng nhiệt độ 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 làm cho tổ chức đồng đều hơn Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường, tồn tại ở các pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thù hình thành pha có độ dẻo cao

e Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng

Sau khi rèn, dập các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng của mọi phía nên chai cứng hơn, đồng thời khi kim loại nguội dần sẽ kết tinh lại như cũ

Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lại thì các hạt kim loại bị chai chưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại giòn và có thể bị nứt

Nếu lấy hai khối kim loại như nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rèn trên máy búa và máy ép ta thấy mức độ biến dạng trên máy búa lớn hơn, nhưng độ biến dạng tổng cộng trên máy ép lớn hơn

2.2.4 Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại

a Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và cơ tính kim loại

Biến dạng dẻo có ảnh hưởng lớn đến tổ chức và cơ tính kim loại Tùy thuộc vào nhiệt độ, tốc độ biến dạng, trạng thái kim loại trước khi gia công mà sau khi biến dạng

tổ chức và cơ tính thu được cũng khác nhau

DUT.LRCC

Biến dạng dẻo có thể biến tổ chức hạt thành dạng thớ, có thể tạo được các thớ cuốn xoắn khác nhau làm tăng cơ tính kim loại

Tốc độ biến dạng cũng ảnh hưởng đến cơ tính sản phẩm Nếu tốc độ biến dạng càng lớn thì độ biến cứng càng nhiều, sự không đồng đều của biến cứng càng nghiêm trọng,

sự phân bố thớ không đều đặn do đó cơ tính kém Đối với phôi có tổ chức thớ nhờ biến dạng dẻo làm cho cơ tính sản phẩm cao hơn

Tóm lại sau khi biến dạng dẻo thường xảy ra hiện tượng biến cứng làm độ bền, độ cứng của kim loại tăng lên và làm giảm độ dẻo, độ dai, giảm khả năng chống mài mòn, gây khó khăn cho quá trình gia công cắt gọt Mặt khác biến dạng dẻo làm thay đổi tổ chức ban đầu của kim loại, biến tổ chức hạt thành dạng thớ hoặc thay đổi hướng thớ

b Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến lý tính kim loại

Biến dạng dẻo làm tăng điện trở, giảm tính dẫn điện và làm thay đổi từ trường trong kim loại

c Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến hóa tính kim loại

Sau khi biến dạng dẻo năng lượng tự do của kim lọai tăng do đó hoạt tính hóa học của kim loại tăng lên

2.3 Trạng thái ứng suất và phương trình dẻo

Giả sử trong vật thể hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể có 3 dạng ứng

suất chính sau: Theo [7]:

 Ứng suất đường:

2

1 max

Điều kiện biến dạng dẻo:

 Khi kim loại chịu ứng suất đường:

2

max 1

ch ch







 Khi kim loại chịu ứng suất mặt: 12 ch

 Khi kim loại chịu ứng suất khối: max min ch Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo

DUT.LRCC

Hình 2.3 Trạng thái ứng suất

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thế năng của biến dạng đàn hồi ở đây Ao, thế năng để thay đổi thể tích của vật thể Trong trạng thái ứng suất khối, thế năng của biến dạng đàn hồi theo định luật Húc đƣợc xác định, theo [7]:

3

3 3 2 2 1

 2 1 3 E

V

Ở đây: - Hệ số poisson tính đến vật liệu biến dạng

E- Môđun đàn hồi của vật liệu

Thế năng làm thay đổi thể tích bằng:

3 2 1 3

2 1 0

6

213

2

1          



E V

V A

Thế năng để thay đổi vật thể:

3 1 2 3 2 2 2 1 0

1

c h

E

         2  c2 const

3 1 2 3 2 2 2



DUT.LRCC

Đây gọi là phương trình năng lượng của biến dạng dẻo

Khi các kim loại tấm biến dạng ngang không đáng kể nên 2 13

Khi biến dạng dẻo (không tính đến biến dạng đàn hồi ) thể tích của vật thể

Trong trượt tinh khi 1 3 trên mặt nghiêng ứng suất pháp bằng 0

Ứng suất tiếp khi α = 45˚:

2

2 1 max

ch

K0,58 : gọi là hằng số dẻo

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

ch const



2.4 Những định luật cơ bản khi gia công kim loại bằng áp lực

2.4.1 Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo

"Khi biến dạng dẻo của kim loại xảy ra, đồng thời đã có biến dạng đàn hồi tồn tại" Quan hệ giữa chúng qua định luật Hooke Khi biến dạng kích thước của kim loại so với kích thước sau khi thôi tác dụng lực khác nhau, nên kích thước của chi tiết sau khi gia công xong khác với kích thước của lỗ hình trong khuôn (vì có đàn hồi)

2.4.2 Định luật ứng suất dư

"Bên trong bất cứ kim loại biến dạng dẻo nào cũng đều sinh ra ứng suất dư cân bằng với nhau" Trong quá trình biến dạng dẻo kim loại do nhiệt độ không đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố không đều v.v làm cho kim loại

sinh ra ứng suất dư, chúng cân bằng với nhau

DUT.LRCC

Sau khi thôi lực tác dụng, ứng suất dư này vẫn c òn tồn tại Khi phân tích trạng thái ứng suất chính cần phải tính đến ứng suất dư

2.4.3 Định luật thể tích không đổi

Thể tích của vật thể trước và sau khi cán không đổi Định luật này có ý nghĩa thực tiễn nó cho biết chiều dài sau khi biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực

Xét một vật thể có kích thước trước biến dạng và sau khi biến dạng là:

L0, b0, h0, L1, b1, h1

Ta có: L0b0h0 = L1b1h1

Từ đây: ln ln ln 0

0 1 0

1 0

h

h b

b L

Trên là phương trình điều kiện thể tích không đổi

Khi tồn tại bằng ứng biến chính đầu của ứng biến phải trái dấu với hai ứng biến kia

và có trị số bằng tổng hai ứng biến kia

2.4.4 Định luật trở lực bé nhất

"Trong quá trình biến dạng, các chất điểm của vật thể sẽ di

chuyển theo hướng nào có trở lực bé nhất" Khi ma sát ngoài trên

các hướng của mặt tiếp xúc đều nhau thì một chất điểm nào đó

trong vật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hướng có pháp tuyến

nhỏ nhất Khi lượng biến dạng càng lớn tiết diện sẽ chuyển dần

sang hình tròn làm cho chu vi của vật nhỏ nhất

c

c b

b a

2 2

1 n F

F  ; 3

2

1 n v

v 

Theo định luật đồng dạng thì:

2

1 n P

P  ; 1 3

A 

DUT.LRCC

Định luật này rất quan trọng cho phép ta thử mẫu có kích thước nhỏ để xác định các ảnh hưởng của biến dạng đến tổ chức cơ tính của kim loại

2.5 Kỹ thuật cán cuốn thép tấm

2.5.1 Khái niệm cuốn

Cuốn là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhằm tạo cho phôi hoặc một phần của phôi có dạng cong hay gấp khúc, phôi có thể là tấm, dải, thanh định hình và được cuốn ở trạng thái nguội hoặc nóng Trong quá trình cuốn phôi bị biến dạng dẻo từng phần để tạo thành hình dáng cần thiết

Khi cuốn những dải rộng cũng xảy ra hiện tượng biến dạng mỏng vật liệu nhưng không có sai lệch tiết diện ngang, vì trở kháng của vật liệu có cùng chiều rộng lớn sẽ chống lại sự biến dạng theo hướng ngang

Khi cuốn phôi với bán kính có khối lượng nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn và ngược lại

Hình 2.4 Biến dạng của phôi thép trước và sau khi cuốn

DUT.LRCC

2.5.3 Tính toán phôi cuốn

2

2

B B

B tb 



B- Chiều rộng của phôi ban đầu ( mm ) S- Chiều dày vật liệu ( mm ) r- Bán kính cuốn phía trong ( mm ) ξ- Hệ số biến mỏng

 , S1- Chiều dày vật liệu sau khi cuốn

Trong thực tế bán kính lớp trung hòa có thể xác định theo công thức gần đúng:

ρ = r + x.S Trong đó: r- Bán kính cuốn phía trong

x- Hệ số xác định khoảng cách lớp trung hòa đến bán kính cuốn phía trong

b Tính chiều dài phôi

Bảng 2.1: Giá trị giữa bán kính cuốn và hệ số xác định

Chiều dài phôi đƣợc tính theo công thức:

Ll l  rxs

180

2 1



Trong đó: r- Bán kính cuốn ( mm )

c Bán kính cuốn nhỏ nhất và lớn nhất

Khi cuốn, nếu bán kính cuốn phía trong quá nhỏ sẽ làm đứt vật liệu ở tiết diện cuốn Nếu bán kính cuốn quá lớn sẽ không xảy ra hiện tƣợng biến dạng dẻo và phôi sẽ không giữ đƣợc trạng thái sau khi cuốn

 Bán kính cuốn lớn nhất đƣợc xác định theo công thức:

rngoài = rtrong - S Trong đó:

S- Chiều dày vật cuốn ( mm )

 Bán kính cuốn nhỏ nhất đƣợc xác định theo công thức:

2 1

d Công thức tính lực cuốn

Lực cuốn bao gồm cuốn tự do liên tục và lực làm cho phôi chuyển động quanh trục

2

1 F F





Trong đó: F1

- Lực biến dạng dẻo kim loại

F2- Lực làm cho phôi quay quanh trục

Lực cuốn làm biến dạng dẻo kim loại:

b b

BS k l

n BS

F1  2  1  Với

l

nS

k1 

e Tính đàn hồi khi cuốn

Trong quá trình cuốn không phải toàn bộ kim loại phần cung cuốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn lại ở biến dạng đàn hồi Vì vậy khi không còn lực tác

DUT.LRCC

Sau khi cuốn

dụng của các trục cuốn thì vật cuốn hoàn toàn như hình dáng kích thước như đã lựa chọn ban đầu đó là hiện tượng đàn hồi sau khi cuốn

Hình 2.6 Biến dạng đàn hồi khi cuốn

Tính toán đàn hồi được biểu hiện khi cuốn với bán kính nhỏ ( r < 10s ) bằng góc đàn hồi β Còn khi cuốn với bán kính lớn ( r >10s ) thì cần phải tính đến cả sự thay đổi bán kính cong của vật cuốn

Góc đàn hồi được xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật cuốn sau khi dập và góc cuốn theo tính toán:

β = α0 – α =0 ÷10 Mức độ đàn hồi khi cuốn phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, góc cuốn, tỷ số giữa bán kính cuốn với chiều dày vật liệu, hình dáng kết cấu cuốn

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THỦY LỰC

3.1 Chọn loại bơm dầu

Bơm dầu là một loại biến đổi năng lượng dùng để biến cơ năng thành động năng và thế năng ( dưới dạng áp suất ) của dầu Trong hệ thống dầu ép chỉ dùng loại bơm thể tích tức là loại bơm chỉ thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng chách thay đổi thể tích các buồng làm việc: Khi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút và khi thể tích giảm, bơm đẩy dầu ra, thực hiện chu kỳ nén Nếu trên đường dầu bị đẩy ra ta đặt một vật cản, dầu bị chặn sẽ tạo nên một áp suất nhất định phụ thuộc vào độ lớn của sức cản và kết cấu của bơm

Với yêu cầu của máy thiết kế, ta chọn bơm cho hệ thống là loại bơm piston hướng trục

Bơm piston hướng trục là loại bơm có piston đặt song song với trục của rôto

Bơm piston hướng trục có các ưu điểm sau:

có lỗ thông với các rãnh của đĩa dẫn dầu (6) Trong quá trình quay những piston nào vào vùng rãnh A thực hiện quá trình hút, và ở vùng rãnh B thực hiện quá trình nén Trong nhiều kiểu bơm người ta không dùng lò xo (4) Để piston luôn tì vào đĩa nghiêng (3) người ta cho dầu có áp suất vào buồng phía dưới piston

Điều chỉnh lưu lưọng của bơm có thể thực hiện bằng cách thay đổi góc nghiêng α của đĩa nghiêng (3) Trên cơ sở đó làm thay đổi độ dài hành trình của piston

DUT.LRCC

Van an toàn dùng để đề phòng quá tải trong hệ thống dầu ép

Khi áp suất dầu trong hệ thống vượt quá mức điều chỉnhvan an toàn mở ra để đưa dầu về bể dầu, do đó áp suất giảm xuống

Nhiều khi van an toàn còn làm nhiệm vụ giữ áp suất không đổi trong hệ thống dầu

ép Trong trường hợp này van an toàn đóng vai trò cảu van áp lực hoặc van tràn, để xả bớt lượng dầu thừa về bể dầu

Dựa vào nguyên lý hoạt động chia van an toàn ra làm hai loai chủ yếu:

- Van an toàn tác dụng trực tiếp

- Van an toàn tác dụng tuỳ dộng

Đối với hệ thống thuỷ lực của máy thiết kế, ta chọn loại van an toàn có tác dụng tuỳ động Loại van này có ưu điểm nổi trội hơn so với loại van tác động trực tiếp là:

- Làm việc với áp suất cao

- Không những bảo vệ hệ thống khi quá tải mà còn ổn định áp suất làm việc của

hệ thống Không gây va đập trong van

Nguyên lý hoạt động:

Buồng (b) dưới tác dụng của lò xo yếu (3), piston (2) bị ép xcuống dưới Trong lỗ

thông (9) ở giữa piston (9) có lỗ giảm chấn (8), nhờ đó buồng (a) cũng luôn thông với buồng (e) Lò xo (5) có tác dụng ép viên bi vào đế van, ứng lực của nó có thể điều chỉnh được nhờ vít (7)

Khi áp lực dầu chưa vượt quá trị số ứng lực cho phép của lò xo (5) thì viên bi (4) chưa mở, lúc này buồng (a) không thông với buồng (b) Chất lỏng trong các buồng đều

ở trạng thái tĩnh vì vậy áp suất trong các buồng a, c, d, e coi như bằng nhau Khi đó piston (2) ở vị trí thấp nhất dưới tác dụng của lực lò xo (3) ( vì áp suất dầu tác dụng lên

piston (2) về phía buồng c cân bằng với áp lực về phía buồng d và e ) Khi hệ thống quá tải áp suất trong các buồng a, c, d, e đồng thời tăng lên đột ngột Lúc này áp lực của dầu lên viên bi (4) vượt quá lực lò xo (5), viên bi (4) bị đẩy lên và một ít chất lỏng

từ buồng c bị đẩy ra ngoài về thùng chứa Khi đó nhờ lỗ thông giảm chấn (8) gây tổn thất áp suất dầu, điều này tạo ra sự chênh áp giữa buồng d, e và c Như vậy, trạng thái cân bằng lực tác dụng lên piston (3) mất đi Dưới tác dụng của áp suất cao trong buồng

c và e piston được nâng cao lên cho đến khi lặp lại sự cân bằng của áp lực chất lỏng và lực lò xo (3) lúc này piston ngừng đi lên Kết quả là buồng a thông với buồng b và qua

đó dầu trong hệ thống được đẩy bớt về thùng chứa, giảm tải cho hệ thống Nếu áp suất trong hệ thống (ở buồng a ) càng tăng mạnh thì dòng dầu chảy từ buồng d, e lên c đi qua van bi về thùng chứa càng mạnh, tổn thất tại lỗ (8) càng lớn thì độ chênh áp trên piston càng tăng, kết quả là piston (2) tiếp tục được nâng lên, cửa lưu thông giữa buồng a và b càng rộng, dầu càng thoát nhiều về thùng

Trong thực tế người ta cho van làm việc như một van tràn bằng cách điều chỉnh ứng lực lò xo (5) sao cho van bi luôn mở, nghĩa là luôn có chất lỏng thoát từ hệ thống trhùng và van bi qua cửa lưu thông giữa buồng a và b

Nhờ hoạt động của van, áp suất trong hệ thống thùng không thay đổi

1- Vỏ van 2- Piston chính

5- Lò xo 6, 7- Vít điều chỉnh

Hình 3.2 Kết cấu nguyên lý van an toàn 3.3 Van cản

Van cản dùng để tạo nên một sức cản, trong hệ thống dầu ép: thí dụ như ở cửa ra của xilanh dầu ép, người ta lắp van cản để tạo nên một áp suất nhất định ở đường ra làm cho dòng chất lỏng chảy không bị đứt quãng, do đó piston chuyển động êm nhẹ nhàng Mặt khác, nhờ có van cản đặt ở cửa ra nên khi máy ngừng làm việc, dầu trong xilanh không bị chảy về bể dầu, do đó khi máy khởi động piston di chuyển không bị chấn động

Dựa vào kết cấu người ta chia ra làm 3 loại chính:

P 1

P 1

1 2

8 7

5 4 9 3 6

DUT.LRCC

1 2

- Loại van bi cầu

- Loại van bi côn

- Loại van piston

Hiện nay thường dùng hai loại ắcquy dầu: ắc quy bằng lò xo và ắc quy bằng khí nén

Ở đây ta chọn ắc quy dầu bằng khi nén để thiết kế Loại này có hai dạng: Hoặc là dùng màn chắn, hoặc dùng túi riêng để ngăn khí nén vào dầu Màn chắn và túi riêng được làm bằng cao su hoặc chất dẻo Phía trên màn chắn hoặc túi người ta chứa không khí hoặc khí nitơ với một áp suất nhất định Khi nạp ắc quy, thể tích của khí giảm và áp suất của nó tăng Sự thay đổi thể tích của khí phụ thuộc vào sự nén và nở của khí ở một áp suất nhất định

 Nguyên lý hoạt động:

Hoạt động của ắc quy dầu gồm hai quá trình:

+ Quá trình nạp cho ắc quy

+ Quá trình ắc quy nhả năng lượng cho hệ thống, khi hệ thống thừa năng lượng thì ắc quy sẽ nhận năng lượng Lúc đó thể tích của buồng chứa khí (1) giảm, áp suất trong đó tăng lên Khi hệ thống cần năng lượng, dưới tác dụng của áp suất khí dầu từ

ắc quy sẽ được đẩy ra ngoài cung cấp cho hệ thống

Hình 3.3 Ác quy dầu

1- Buồng chứa khí 2- Buồng chứa dầu

DUT.LRCC

3.5 Lựa chọn cơ cấu đảo chiều

Để đảo chiều các cơ cấu máy người ta thường dùng các bộ đảo chiều bao gồm một

số van được điều chỉnh tổ hợp bằng dầu ép-cơ khí hoặc điện-dầu ép Ở đây ta sử dụng

bộ đảo chiều điện - dầu ép để thiết kế

Bộ đảo chiều điện - dầu ép này gồm có van đảo chiều (1) và hai van điều chỉnh bằng điện từ (2) và (3) hay đây còn gọi là van đảo chiều điều khiển bằng sự kết hợp điện và dầu ép

Nguyên lý hoạt động:

Ở vị trí trên hình vẽ, dầu từ bơm theo ống dẫn (a) và van đảo chiều (1) vào buồng phải của xilanh truyền lực, dầu từ buồng trái theo ống dẫn (b) về bể dầu

Hình 3.4 Cơ cấu đảo chiều

1- Van đảo chiều 2, 3- Van điều khiển Điều khiển (2) và (3) cũng nhận dầu từ ống dẫn (a) Ở vị trí hiện tại, nam châm của van điều khiển (2) đóng (van đang làm việc), cùng lúc đó van điều khiển (3) cần thiết phải ngắt điện nam châm (van không làm việc) Dầu từ đường (a) vào van điều khiển (2), qua ống dẫn (c) vào nắp điều khiển nhanh của van dảo chiều (1), đẩy con trượt của van sang trái, đưa dầu từ bơm sang buồng trái của xilanh truyền lực thực hiện đảo chiều Dầu từ nắp điều khiển bên trái theo đường dẫn (d) qua van điều khiển (3) về bể dầu

3.6 Chọn lọc dầu cho hệ thống

Trong quá trình làm việc, dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn từ bên ngoài vào, hoặc

do các chất bẩn từ bản thân dầu tạo nên Những chất bẩn ấy sẽ làm kẹt các khe hở, các tiết diện chảy có kích thước nhỏ trong các cơ cấu dầu ép, gây nên những trở ngại, hư hỏng trong hoạt động của hệ thống thuỷ lực Do đó trong các hệ thống dầu ép thường dùng bộ lọc dầu để ngăn ngừa các chất bẩn thâm nhập vào bên trong các cơ cấu dầu

ép Bộ lọc dầu thường đặt ở ống hút của bơm dầu Trường hợp cần dầu tinh khiết hơn, đặt thêm một bộ nữa ở cửa ra của bơm và một ở cửa ra của hệ thống dầu ép

DUT.LRCC

Trên cơ sở thí nghiệm và thực tế đưa ra các tác hại của độ bẩn của dầu:

- Hạt bẩn có kích thước bằng hoặc lớn hơn khe hở các bề mặt tiếp xúc của các phần tử thuỷ lực làm tăng lực cần thiết để dịch chuyển các phần tử này

- Đối với các loại bơm, tuổi thọ giảm đi tỉ lệ với sự tăng kích thước và nồng độ các hạt bẩn

- Độ cứng các hạt bẩn trong chất lỏng càng lớn càng nhanh chóng mài mòn các

bề mặt tiếp xúc của các phần tử thuỷ lực

Qua các kết luận trên ta thấy rằng: Muốn tăng tuổi thọ các phần tử thuỷ lực và giảm

đi trong quá trình sử dụng máy có truyền dẫn thủy lực thì cách tốt nhất là sử dụng lọc dầu cho hệ thống

Ở máy thiết kế ta chọn hai loại lọc:

Bộ lọc giấy có thể chế tạo với lưu lượng từ 10 ÷ 120 (l/ph), và với áp suất tối đa là

210 bar Nhược điểm của nó là chóng bị bẩn và việc tẩy sạch phức tạp hơn các loại trên

1

2

DUT.LRCC

3.6.2 Lọc tinh

Lọc tinh đặt trên đường đẩy của bơm nên còn gọi là lọc cao áp Quá trình lọc tinh chủ yếu được thực hiện nhờ các lỗ xốp của vật liệu lọc Các phần tử của loại lọc này

thường được chế tạo bằng các xơ, xốp, hạt bột, giấy, gốp kim loại…

Các phần tử được chế tạo bằng chách cho vào khuôn kim loại vật liệu chế tạo, sau

đó tẩm chất kết dính và nung đến khi vật liệu đựoc định hình vững chắc theo mẫu cần thiết Ở đây ta chọn bộ lọc tinh có phần tử lọc là vật liệu gốm kim loại

Dầu từ bơm sẽ chảy vào cửa lọc ở cửa vào, nhờ các lỗ xốp trên phần tử lọc, các hạt chất bẩn sẽ được giữ lại, dầu sạch sẽ tiếp tục đi đến cửa ra và cung cấp vào hệ thống Sau một thời gian sử dụng, tháo chất bẩn đưa ra ngoài

Hình 3.6 Kết cấu bộ lọc cao áp

1- Cửa vào 2- Phần tử lọc

3- Vít tháo chất bẩn 4- Cửa ra

3.7 Thiết kế bình chứa dầu

Bình chứa dầu có hai chức năng: Lưu trữ dầu và điều hoà dầu trong hệ thống Các

bộ lọc có nhiệm vụ tách bẩn trong bể dầu để khỏi gây nghẽn dẫn đến sực phá huỷ hệ thống Bộ tản nhiệt hay bộ làm mát được dùng dể duy trì nhiệt độ dầu trong thời gian giới hạn an toàn và ngăn cản sự biến chất của dầu

3.7.1 Thiết kế bình chứa dầu

Bình chứa dầu dùng để chứa lượng dầu cần thiết cho sự hoạt động của hệ thống dầu

ép Tuỳ theo kết cấu của máy, bể dầu có thể là một khoảng không được đúc liền trong thân máy hoặc là một thùng riêng biệt đặt bên ngoài thân máy Để tránh tác dụng nhiệt vào các bộ phận máy, người ta có xu hướng đặt bể dầu ra ngoài

Những bể dầu riêng biệt thường chế tạo có dạng hình hộp, và trên đó có lắp một số thiết bị cần thiết để đảm bảo sự làm việc bình tường của hệ thống dầu ép Kết cấu của một bể dầu điển hình thường có dạng như hình vẽ

1 2

4 10

Trong bình chứa có bố trí một số tấm ngăn, chiều cao của tấm ngăn khoảng bằng 2/3 mức dầu Các tấm ngăn có hai tác dụng:

- Ngăn không cho dầu trên đường ống trở về đi ngay vào bơm Có tấm ngăn dầu

sẽ tản ra vách thùng chứa, nhiệt độ sẽ giảm thấp trước khi hoà vào lượng dầu có sẵn

- Tránh sự tung toé dầu trong bình chứa khi hệ thống đang hoạt động Nắp bình chứa thường có lỗ thông hơi, trên nắp có bộ lọc để ngăn bụi lọt vào cùng không khí Một số bình chứa không có lỗ thông hơi mà thay thế là van điều khiển Van sẽ tự động đưa không khí lọt vào bình chứa nhưng ngăn không cho không khí đi ra ngoài cho đến khi áp suất trong bình đạt đến giá trị xác định trước

3.7.2 Bảo dưỡng bình chứa dầu thuỷ lực

Việc bảo dưỡng bình chứa bao gồm việc xả dầu cũ và làm sạch bình chứa theo định

kỳ của nhà sản xuất Cũng có những thiết kế không cần tiến hành việc bảo dưỡng Trên bình chứa thường có ô kính kiểm soát hoặc một que kiểm tra để người vận hành hệ thống thuỷ lực có thể kiểm tra mức dầu Nếu thiếu dầu, bơm thuỷ lực sẽ bị hỏng do không được bôi trơn đầy đủ

Bộ lọc trên đường ống nạp của bơm có thể không cần thiết phải bảo dưỡng thường xuyên nhưng màng lọc trên đường ống dẫn trở về phải được thay thế sau thời gian quy

DUT.LRCC

định Vì vậy, bộ lọc trở về thường không đặt bên trong bình chứa để thuận lợi cho việc bảo dưỡng

Trong khí luôn có hơi nước vì vậy cần phải có bộ tách ẩm và phải bố trí ở nơi nào

Van giảm áp dạng này giữ cố định áp suất tại cửa ra của van mà không phụ thuộc

vào độ biến động áp suất của dòng chất lỏng tới hoặc đi khỏi van Có 2 loại: van tác động trực tiếp và van tác động gián tiếp

DUT.LRCC

3.8.2 Van tác động gián tiếp

Hình 3.9 Van ổn áp tác động gián tiếp

Cấu tạo: gồm phần tử điều khiển chính - ống trượt 1, ống trượt có dạng trụ với các đoạn có kích thước khác nhau (hình 3.9), lò xo cố định 2 với độ cứng nhỏ, phần tử điều khiển phụ 5 ở dạng van bi trượt Lực nén của lò xo 4 ở van phụ có thể điều chỉnh bởi vít xoay 3 Vỏ của van có các rãnh nối khoang 7 và 8 với cửa ra của van Ống trượt

1 có rãnh 9 nối liền khoang 6 với khoang 8

Lò xo 4 thiết lập một áp suất lớn hơn áp suất cửa vào của van P1, khi đó ống trượt 1 ở

vị trí ban đầu (nhìn hình ) Trong trường hợp khoang 6, 7 và 8 có cùng áp suất là P1, khoang 10 nối với khoang 11, khi đó chất lỏng chảy tự do qua van (tính chất giảm áp -

ổn áp không được thể hiện)

Khi thiết lập lò xo 4 một giá trị P2>P1, van phụ dạng bi trượt sẽ mở và chất lỏng từ khoang 6 thoát ra thùng chứa một lượng nhỏ Nhờ đó dòng chảy qua rãnh 9 được tạo thành, cùng với nó trở lực thủy lực bị mất đi Kết quả là áp suất ở khoang 6 tụt và ống trượt chính bị nâng lên, làm giảm tiết diện thông nhau giữa khoang 10 và 11.Vì thế mà áp suất trong khoang 11, 8 và 7 giảm xuống, tác động vào ống trượt và làm tăng tiết diện thông nhau giữa khoang 10 và 11 Quá trình đó lặp đi lặp lại, làm cho ống trượt thực hiện dao động quanh vị trí thiết lập Mọi sự thay đổi áp suất ở cửa vào hoặc cửa ra của van đều kéo theo sự di chuyển của ống trượt Tóm lại tại cửa ra áp suất được giữ cố định

Trong van dạng này khoang 7 là một rãnh hẹp, nối khoang với cửa ra có tác dụng như một thiết bị chống rung và làm giảm dao động

3.8.3 Kết luận

Ta chọn van giảm áp(ổn áp) tác động trực tiếp, vì nó đơn giản, dễ điều chỉnh và giá thành thấp

DUT.LRCC

PHẦN B:

THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN

DUT.LRCC

Chương 4: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG

4.1 Lựa chọn phương án di chuyển hai trục uốn

4.1.1 Phương án 1: Hai trục di chuyển thẳng đứng

Hình 4.1 Hai trục bên di chuyển thẳng đứng

- Ưu điểm: Chế tạo rãnh trượt đơn giản

- Nhược điểm: Khó khăn khi cuốn các ống có đường kính nhỏ

4.1.2 Phương án 2: Hai trục di chuyển xiên và hợp với nhau một góc 60 º

Hình 4.2 Hai trục bên di chuyển xiên và hợp với nhau một góc 60 º

- Ưu điểm: Cuốn được những ống có đường kính lớn và những đường ống nhỏ

Đồng thời do trục bên ép theo phương xiên góc nên ép kim loại nhanh biến dạng hơn

cho nên năng suất cao hơn

4.1.3 Kết luận

Chọn phương án 2 nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm

4.2 Phân tích lựa chọn phương án truyền động cho trục II, trục III và trục IV

4.2.1 Phương án 1: Dùng thuỷ lực

Ta có thể dùng xilanh thủy lực để tạo chuyển động tịnh tiến cho các trục bên

Sơ đồ nguyên lý như sau:

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý dùng xilanh thủy lực

- Ưu điểm: Truyền động dể dàng , kết cấu đơn giản

- Nhược điểm: Do tính nén được của dầu nên có thể làm piston không ổn định và

làm sai số bán kính cung cuốn

4.2.2 Phương án 2 : Dùng bộ truyền trục vít-bánh vít và cơ cấu vítme- đai ốc

Đây là hệ thống truyền động bằng cơ khí được sử dụng khá nhiều trong các loại máy gia công thép đặc biệt là các máy công cụ

Sơ đồ nguyên lý như hình 4.4 :

DUT.LRCC

M 4 6

4- Trục vít bánh vít 5- Khớp nối

và tạo chuyển động cho các trục ép

Đặc tính cho bộ truyền này làm cho cơ cấu vítme đai ốc quay chậm lại, vítme đai ốc chịu được lực ép ( lực dọc trục ) rất lớn, vận tốc trượt chuyển động thấp

Chọn vận tốc của vít-me : V = 3 m/ph

Cấu tạo của trục vít-me có 3 đoạn Đoạn đầu để lắp ráp với bánh vít, đoạn cuối áp chặt vào cốc an toàn và tì vào gối trục, đoạn giữa có ren và được lắp với đai ốc bằng đồng để điều chỉnh lượng ép

Ren được dùng trong vít-me đai ốc là loại ren hình thang đỡ chặn một phía để chống rơ và lỏng khi làm việc

- Ưu điểm: Ổn định, không có sai lệch khi bị nén như dầu thủy lực

- Nhược điểm: Khó khăn trong việc chế tạo trục vít-bánh vít…

4.2.3 Kết luận

Với những phân tích như trên ta lựa chọn phương án 1 sử dụng hệ thống xilanh thủy lực để tạo chuyển động tịnh tiến cho trục II, trục III và trục IV

4.3 Phân tích lựa chọn phương án truyền động cho các trục lốc

4.3.1 Lựa chọn trục lốc và phương án truyền động quay trục I

Quá trình cuốn diễn ra khi phôi thép tấm chuyển động tịnh tiến đi qua các trục cuốn Các trục cuốn chuyển đông tịnh tiến lên xuống để tạo ra biên dạng cuốn

Có nhiều phương pháp tạo chuyển động cho phôi thép nhưng cần lựa chọn một phương pháp đảm bảo các điều kiện sau:

DUT.LRCC

 Máy thiết kế có hình dạng và kết cấu hợp lý theo quan điểm công nghệ chế tạo

và lắp ráp

 Vật liệu chế tạo chi tiết máy được chọn hợp lý, đảm bảo các yêu cầu liên quan đến công dụng và điều kiện sử dụng máy

 Máy phải có khối lượng và kích thước nhỏ gọn

 Giá thành và chi phí cho sử dụng là thấp nhất, phù hợp với điều kiện hiện có

Từ những yêu cầu trên và với phương án thiết kế đã lựa chọn trên ta chọn phương pháp dẫn động phôi bằng cách truyền chuyển động quay cho trục I Trục I quay, nhờ

ma sát giữa trục I và phôi thép, kéo phôi thép di chuyển tịnh tiến theo

Điều kiện để phôi có thể di chuyển là:

Chọn vận tốc di chuyển cho phôi thép tấm là V = 5 m/ph

Để trục I có thể quay tạo chuyển động dẫn phôi có thể sử dụng các phương án sau:

a Phương án 1: Sử dụng động cơ thủy lực

Có nhiều loại động cơ thủy lực như : động cơ bánh răng, động cở cánh gạt, động cơ piston ….tương ứng với các loại bơm dầu là các loại động cơ dầu

Sơ đồ mạch thủy lực được bố trí như hình 4.5:

- Nguyên lý hoạt động:

Khi đóng điện cho động cơ điện quay làm cho bơm dầu hoạt động, bơm dầu lên cho

hệ thống Khi van đảo chiều ở vị trí giữa thì lượng dầu bơm lên sẽ thông qua van tràn chảy về bể Khi van đảo chiều ở hai vị trí trái hoặc phải thì dầu được cung cấp cho động cơ dầu, nhờ chuyển động của dầu làm cho roto của động cơ quay và làm trục động cơ quay truyền chuyển động quay cho các bộ phận chấp hành như hộp giảm tốc

Ưu điểm:

- Momen khởi động và chống quá tải tốt

- Điều chỉnh tốc độ dễ dàng

- Kết cấu động cơ nhỏ gọn hơn

- Làm việc ở môi trường khắc nghiệt như ngập nước, dễ cháy nổ…

Nhược điểm: Để động cơ hoạt động được thì cần phải có nhiều thiết bị khác đi kèm vì

thế hệ thống khá phức tạp, khó sửa chữa và thay thế giá thành cao

DUT.LRCC

Hình 4.5 Sơ đồ mạch thủy lực

(1) bơm dầu (4) van đảo chiều

(2) van tràn và van an toàn (5) bơm dầu

(3) van tiết lưu (6) van cản

b Phương án 2: Dùng động cơ điện

Động cơ điện là loại động cơ được sử dụng nhiều trong công nghiệp cũng như gia dụng, có rất nhiều loại động cơ điện như động cơ một chiều, động cơ chiều 3 pha đồng

bộ, động cơ 3 pha không đồng bộ…

Sơ đồ bố trí động cơ (Hình 4.6):

- Nguyên lý hoạt động:

Khi đóng điện cho động cơ hoạt động thì trên các cuộn dây của stato và roto động

cơ sinh ra hiên tượng cảm ứng điện từ làm cho roto quay Trục động cơ quay truyền chuyển động quay cho cơ cấu chấp hành như hộp giảm tốc, các bộ truyền ngoài tới trục I của máy

Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, không cần các thiết bị đi kèm phức tạp

- Dễ lắp đặt sửa chữa và thay thế

- Vận hành tin cậy

- Giá thành rẻ, thông dụng

DUT.LRCC

Hình 4.6 Sơ đồ bố trí động cơ

(1) Động cơ (2) Cơ cấu phanh hãm

Nhược điểm:

- Khó khăn trong việc khởi động dòng khởi động lớn (4 đến 7 lần định mức), làm

sụt áp lưới điện và làm nóng động cơ

- Momen khởi động nhỏ

- Kích thước lớn hơn so với các loại động cơ khác có cùng công suất

c Kết luận

Với những ưu nhược điểm và kết cấu như trên và với yêu cầu của máy ta lựa chọn

phương án dùng động cơ điện không đồng bộ 3 pha tạo chuyển động quay cho trục I

để tạo chuyển động cho phôi thép

4.3.2 Phân tích lựa chọn phương án di chuyển cho trục II

Ta lựa chọn phương án dùng xilanh thủy lực để tạo chuyển động tịnh tiến cho trục

II

Sơ đồ nguyên lý như hình 4.7:

- Ưu điểm: Truyền động dể dàng , kết cấu đơn giản

- Nhược điểm: Do tính nén được của dầu nên có thể làm piston không ổn định và làm sai

số bán kính cung cuốn

Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lí dùng xilanh thủy lực cho trục II

DUT.LRCC

4.3.3 Phân tích lựa chọn phương án di chuyển cho trục III và trục IV

Ta lựa chọn phương án dùng xilanh thủy lực để tạo chuyển động tịnh tiến cho trục

III và trục IV

Sơ đồ nguyên lý như hình 4.8:

- Ưu điểm: Truyền động dể dàng , kết cấu đơn giản

- Nhược điểm: Do tính nén được của dầu nên có thể làm piston không ổn định và làm sai

số bán kính cung cuốn

Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lí dùng xilanh thủy lực cho trục III và trục IV

4.3.4 Lựa chọn cách bố trí cặp bánh răng

a Phương án 1: Bánh răng ăn khớp ngoài

Hình 4.9 Cơ cấu cặp bánh răng ăn khớp ngoài

- Ưu điểm: Chế tạo và lắp ráp dễ dàng

- Nhược điểm: Không thể nâng trục lốc lên nên không thể lấy được phôi ra ngoài

- Với việc bố trí cặp bánh răng ăn khớp ngoài làm cho khoản cách trục tăng lên

nên kết cấu máy gọn lớn, gây tốn diện tích nhà xưởng

DUT.LRCC

b Phương án 2: Bánh răng ăn khớp trong

Hình 4.10 Cơ cấu cặp bánh răng ăn khớp trong

Đối với phương pháp này có ưu điểm vượt trội, có thể nâng trục lốc lên thông qua

hệ thống xilanh nên có thể điều chỉnh khe hơ giữa 2 trục lốc do đó có thể lốc ống với các chiều dày khác nhau Với việc bố trí cặp bánh răng ăn khớp trong làm cho khoản cách trục nhỏ lại nên kết cấu máy gọn nhẹ, tiết kiệm diện tích nhà xưởng

4.3.5 Lựa chọn cơ cấu nâng trục lốc và cơ cấu tháo ống

Trong quá trình lốc, cơ cấu nâng hạ trục lốc đảm bảo lực ép tác động lên tấm thép tạo ra lực ma sát đủ lớn để có thể kéo tấm thép và không làm biến dạng tấm thép Sau khi kết thúc quá trình cuốn, cơ cấu tháo phôi để lấy sản phẩm ống ra khỏi máy

Ta chọn cơ cấu nâng trục lốc bằng xilanh thủy lực kết hợp với cơ cấu cam để tháo sản phẩm

Hình 4.11 Sơ đồ cơ cấu tháo ống

DUT.LRCC

4.4 Sơ đồ động

Từ các phương án đã lựa chọn ta xây dựng sơ đồ động học toàn máy:

Hình 4.12 Sơ đồ động

DUT.LRCC