Đồ án thiết kế máy chấn tôn thủy lực

Đối với ngành xây dựng là các thanh đỡ u, v… - Là sinh viên năm cuối của trường đại học...., nắm bắt được cơ hội đó, nhóm chúng em quyết định làm đồ án về máy chấn tôn thủy lực có mô hì

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TRƯỜNG

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên SV:

Giáo viên hướng dẫn:

NỘI DUNG

Thiết kế máy: CHẤN TÔN THỦY LỰC

Với các yêu cầu sau:

A- PHẦN BẢN VẼ

1 Bản vẽ sản phẩm, dây chuyền sản xuất

2 Bản vẽ sơ đồ nguyên lý

3 Bản vẽ lắp / cụm của máy

4 Bản vẽ các chi tiết gia công của máy

5 Bản vẽ sơ đồ nguyên công qui trình công nghệ gia công (nếu khối lượng công việc ít)

+Hướng dẫn sử dụng bảo quản

4 - Sản xuất thử mô hình, điều chỉnh, sửa chữa lại thiết kế (nếu có)

Ngày giao đề ………, ngày hoàn thành ………

LỜI MỞ ĐẦU

- Với sự phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp, kèm theo đó là ngành xây dựng cũng phát triển không ngừng Vì vậy những sản phẩm phục vụ cho các ngành này cũng vô cùng đa dạng về hình dáng và kích thước Đặc biệt các ngành công nghiệp đóng tàu, sản xuất các loại thùng xe công tơ nơ, xe tải… Đối với ngành xây dựng là các thanh đỡ u, v…

- Là sinh viên năm cuối của trường đại học , nắm bắt được cơ hội đó, nhóm chúng em quyết định làm đồ án về máy chấn tôn thủy lực ( có mô hình minh họa) nhằm tạo ra những sản phẩm đáp ứng nhu cầu của thị trường trên

- Vì là Đồ Án Tốt Nghiệp đầu tiên của nhóm chúng em nên sẽ không tránh khỏi những sai xót Mong quí thầy cô thứ lỗi và giúp em khắc phục sai xót của mình

LỜI CÁM ƠN

Trước hết chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới các Thầy Cô giáo trường

đã chỉ dạy chúng em tận tình trong hơn 5 năm học qua

Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Cơ Khí ngành Chế Tạo Máy trường đã nhắc nhở, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt quá trình học tập và làm đề tài tốt nghiệp “máy chấn tôn thủy lực”

Đặc biệt chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo đã nhiệt tình chỉ dạy, hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp

Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn Thầy cô giáo bộ môn đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét, duyệt đồ án của chúng em

Cuối cùng chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy là chủ tịch Hội đồng bảo vệ

và uỷ viên Hội đồng đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét và tham gia Hội đồng chấm đề án này

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Thầy

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CHO MÁY 16

1 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực 18

2 Những thành phần của hệ thống khí nén thủy lực 19

g Lựa chọn vật liệu cho một số chi tiết trong máy chấn tôn thủy lực 27

1 Tính toán đường kính xylanh (Ben thủy lực ) dựa theo công suất máy 32

2 Quan hệ giữa lưu lượng Q, vận tốc và diện tích A 34

2 Tính toán sức bền cho các dầm chịu tải 38

CHƯƠNG IV SẢN XUẤT MÔ HÌNH

PHẦNI: TỔNG QUAN

I YÊU CẦU XÃ HỘI VỀ SẢN PHẨM MÀ MÁY SẼ LÀM RA

- Nói về sản phẩm của máy chấn tôn thủy lực thì rất đa dạng về kích thước cũng như hình dạng Sau đây xin giới thiệu một số sản phẩm:

- Với tốc độ đô thị hóa rất nhanh của Việt nam hiện nay Có nhiều thành phố lớn mọc lên và phát triển rất nhanh Cơ sở hạ tầng ngày càng hoàn thiện cộng với đời sống nhân dân ngày càng cao, nên khi xây dựng một ngôi nhà cho mình ai cũng muốn nó trở nên đẹp và hoàn thiện hơn Họ sẽ để ý hơn phần bên trong ngôi nhà đặc biệt là phần trần nhà Vì vậy máy chúng em thiết kế ra để chuyên

làm về sản phẩm là các thanh đỡ U và V dùng để làm phần khung gắn các tấm

thạch cao lên Quy mô sản xuất sản phẩm là hàng loạt lớn

Hình 1: Thanh u và V

Hình 2 :Phần khung sườn sau khi được người công nhân ráp lên tường

- Cùng với đó ngành công nghiệp đóng tàu

cũng là một ngành công nghiệp cực kì phát

triển ở việt nam cũng như các nước trên thế

giới Những tấm sườn, khung thép của

- Máy cũng có thể chấn ra được sản phẩm là những chiếc thùng xe tải hoặc công tơ nơ Nhu cầu về những sản phẩm này rất cao Hàng hóa sản xuất ra khi vận chuyển từ nơi này sang nơi khác sẽ cần đến những thùng công tơ nơ hoặc thùng xe tải này vì vậy máy cũng rất phù hợp với ngành công nghiệp sản xuất thùng xe tải hoặc công tơ nơ này

Hình 4: một số hình ảnh về thùng xe tải

III YÊU CẦU CỦA MÁY

1 ĐẶC ĐIỂM MÁY CHẤN TÔN THỦY LỰC

- Máy ép thuỷ lực được thiết kế để ép các dạng hình V, L, Z, U, … đặc biệt là các chi tiết trong tàu bè, xà lan…vv, tùy vào hình dạng của khuôn chấn và dao chấn

- Cấu trúc thép liên kết hàn, chống rung khi làm việc

- Ba xilanh đứng

- Hệ thống cơ khí chắc chắn và đồng bộ

- Tích hợp hệ thống thuỷ lực thông minh

- Dàn đo độ rộng tôn điều khiển bằng động cơ, truyền động trục vít kiểu T, hiện thị số

- Thiết kế cần treo PANEL điều khiển

- Bàn đạp được thiết kế thêm nút dừng khẩn cấp

- Độ chính xác thiết bị cao

- Máy hoạt động được điều khiển bằng cơ cấu thuỷ lực , vận hành dễ dàng bằng bảng điều khiển

- Điều khiển thiết bị theo vật liệu cũng như thiết bị cần ép tương thích

- Có các hình thức điều khiển tuỳ theo việc sử dụng

- Nhiều hình dáng ép khác nhau như hình chữ chữ U, chữ L, Chữ V và hình dáng

đa diện…(Phụ thuộc vào lựa chọn bộ khuôn)

- Chiều dài khuôn và dao chấn là 6000 mm

- Công suất máy cần phải đủ để tạo ra lực chấn được ra chi tiết

- Các phần khung, khuôn máy, dao chấn cần phải được tính toàn bền để chịu được các lực khi máy hoạt động

- Phải đảm bảo độ chính xác giữa khuôn và dao chấn, lưỡi dao chấn phải đồng tâm với phần khuôn

- Các phần cữ trên máy cần đặt vào các vị trí chính xác nhằm đảm bảo vị trí tương quan giữa chi tiết và phần khuôn

- Khuôn và dao chấn cần được gia công đảm bảo góc độ chính xác

- Bố trí tủ điều khiển thuận lợi để công nhân có điều kiện về vị trí làm việc tốt nhất

- Đảm bảo các hành trình piston phải phối hợp với nhau theo đúng trình tự : cấp phôi ,chấn xuống, rút dao lên, rút piston cấp phôi về

2 Thông số kỹ thuật

- Áp lực danh định: 12000KN

- Chiều dài chấn tối đa: 6000mm

- Chiều dầy chấn tôn (L,V) tối đa: 25mm với chiều dài 4500mm, thép CT3

- Khoảng cách giữa hai trục thuỷ lưc: 2250mm

- Chiều sâu khoang làm việc: 402mm

- Chiều cao nâng dao chấn tối đa: 600 mm·

- Công suất động cơ chính: 35KW

- Lưu lượng dầu: 40L/min

- Kích thước: 6100mm x 3740mm x 2118mm

- Trọng lượng khoảng 40 tấn

- Nguồn điện cung cấp: 380V/50Hz/3 Pha

- Hệ thống dao chấn và khuôn làm bằng hợp kim 42CrMo

3 Phụ kiện theo máy

- 01 Bộ phụ tùng theo máy

- 01 Bơm tra dầu

- 01 taplo hướng dẫn sử dụng và bảo trì máy

- Thước đo dầu

- Các loại đầu nối ống

- Bộ làm mát dầu, các kiểu bằng quạt gió hoặc bằng nước

- Đế van

- Giàn đỡ tôn

- Bộ hiện thị số, Hàn Quốc

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÁY

1: Khuôn chấn, 2: dao chấn, 3 tấm gắn dao, 4: xylanh piston chấn 5: khung máy, 6: tủ điện, 7: bảng điều khiển, 8:cóc điều khiển

9: xylanh piston điều khiển cữ, 10: bộ phận cữ, 11: thùng chứa dầu 12:van điều khiển, 13:bơm thủy lực, 14 động cơ, 15 rãnh mang cá

Hình 1: Sơ bộ kết cấu của máy chấn tôn thủy lực

15

I.LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CHO MÁY.

- Nguyên lý làm việc của máy là điều khiển mạch điện khí nén thủy lực

Hình a Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển bằng thủy lực

5 1 3

b Mạch động lực va mạch điều khiển thủy

lực

1.Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực

- Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc nhau

- Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao

- Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên

có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh ( như trong cơ khí và điện)

- Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ cấu chấp hành

- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn

- Dễ theo dõi quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch

- Tự động hóa đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các phần tử tiêu chuẩn hóa

2 NHỮNG THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG KHÍ NÉN THỦY LỰC

a Chọn động cơ cho máy

 Bơm thủy lực cao áp Enerpac G-8133-4

Hãng sản xuất: Enerpac

Loại: Bơm piston+bánh răng

Áp suất định mức (bar): 700

Áp suất lớn nhất (bar): 1000

Áp suất bơm nạp (bar): 50

Lưu lượng riêng (cm3/vòng): 200

Lưu lượng riêng của bơm nạp (cm3/vòng): 200

Vận tốc lớn nhất (v/p): 4000

Vận tốc nhỏ nhất (v/p): 500

Điện áp sử dụng 380V

Trọng lượng (kg): 103

Xuất xứ: United State

b chọn xilanh piston cho máy

- Vì là máy chấn tôn thủy lực nên lực sinh ra là nhờ vào bộ xylanh piston khi được được động cơ cấp dầu

- Vì công suất máy có lực chấn lên đến 1200 tấn nên chúng ta nên chọn xylanh tiêu chuẩn là loại xylanh ghép gu-rông: Loại xy lanh này được lắp ghép và giữ

cố định bởi 4 thanh gu-rông thép cường độ cao khóa ren xuyên suốt giữ các bộ phận từ hai đầu nắp xy lanh (Với các xy lanh có đường kính lớn có thể có đến

20 thanh gu-rông giữ) Kết cấu xy lanh dạng này giúp cho việc tháo lắp, service các xy lanh được dễ dàng và cũng dễ chế tạo từ các bộ phận tiêu chuẩn Xy lanh loại này thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp

Hình 1: Ảnh ví dụ về xylanh thủy lực ghép gu-rông

 Cấu tạo của xylanh:

Tên gọi:- Barrel: vỏ xylanh

- Piston: Quả piston

- Cylinder rod : cán xylanh

- Glan: cổ xy lanh

- Pin eye / Clevis: Tai lắp ghép

- Ports: Đường dầu cấp vào / ra xylanh

- Piston seal; Rod seal, Wearing, O-ring; Wiper…: bộ gioăng phớt làm kín

c Bể dầu

- Nhiệm cụ của bể dầu:

+ Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình kín

+ Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình làm việc

+ Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc

+ Tách nước

Hình3: Cấu tạo bể dầu

Bể dầu được ngăn thành 2 ngăn bởi một màng lọc (5) Khi động cơ (1), bơm dầu làm việc, dầu được hút lên qua bộ lọc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu xả về được cho vào một ngăn khác

Dầu thường đổ vào bể qua một cửa(8) bố trí trên nắp bể lọc và ống xả (9) được đặt vào gần sát bể chứa Có thể kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu(7)

Nhờ các màng lọc và bộ lọc, dầu cung cấp cho hệ thống điều khiển đảm bảo sạch Sau một thời gian làm việc định kỳ thì bộ lọc phải được tháo ra rữa sạch hoặc thay mới.Trên đường ống cấp dầu (sau khi qua bơm) người ta gắn vào một van tràn điều chỉnh áp suất dầu cung cấp và đảm bảo an toàn cho đường ống cấp dầu

Chọn kích thước cho bể dầu:

- Với bể dầu cố định thì thể tích của dầu ta chọn:

V= (3÷5).Qv Trong đó: + V là thể tích(lit)

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

- Van an toàn: hạn chế việc tăng áp suất của chất dầu vượt quá chỉ số quy định.Van phân phối: dùng để đóng mở các ống dẫn để khởi động các cơ cấu

biến đổi năng lượng, dùng để đảo chiều các chuyển động của cơ cấu chấp hành

Ta dùng van điều khiển điện(soiloi)

- Van tiết lưu điều chỉnh: để điềuchỉnh lưu lượng dầu trong các cơ cấu chấp hành qua đó sẽ điều chỉnh được tốc độ của xylanh, piston

f Độ nhớt dầu thủy lực

 Độ nhớt

Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng nhất của chất lỏng Độ nhớt xác định ma sát trong bản thân chất lỏng và thể hiện khả năng chống biến dạng trượt hoặc biến dạng cắt của chất lỏng Có hai loại độ nhớt:

a Độ nhớt động lực

Độ nhớt động lực ɳ là lực ma sát tính bằng 1N tác động trên một đơn vị diện tích

bề mặt 1m2 của hai lớp phẳng song song với dòng chảy của chất lỏng, cách nhau 1m và

có vận tốc 1m/s

Độ nhớt động lực ɳ được tính bằng [Pa.s] ngoài ra, người ta còn dùng đơn vị poazơ (Poiseulle), viết tắt là P

1P = 0,1N.s/m2 = 0,010193kG.s/m21P = 100cP ( centipoiseuilles) Trong tính toán kỹ thuật thường số quy tròn:

1P = 0,0102kG.s/m2

b Độ nhớt động

Độ nhớt động là tỷ số giữa hệ số nhớt động lực ɳ với khối lượng riêng ρ của chất lỏng

 Yêu cầu đối với dầu thủy lực

Những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng chất lỏng làm việc là độ nhớt, khả năng chịu nhiệt, độ ổn định tính chất hóa học và tính chất vật lý, tính chống rỉ, tính ăn mòn các chi tiết cao su, khả tăng bôi trơn, tính sủi bọt, nhiệt độ bắt lửa, nhiệt độ đông đặc

Chất lỏng làm việc phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có khả năng bôi trơn tốt trong khoảng thay đổi lớn nhiệt độ và áp suất;

- Độ nhớt ít phụ thuộc vào nhiệt độ;

- Có tính trung hòa (Tính trơ ) với các bề mặt kim loại, hạn chế được khả năng xâm nhập của khí, nhưng dễ dàng tách khí ra;

- Phải có độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít và khe hở của các chi tiết di trượt, nhằm đảm bảo độ rò dầu bé nhất, cũng như tổn thất ma sát ít nhất;

- Dầu phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, ít hòa tan trong nước và không khí, dẫn nhiệt tốt, có môđun đàn hồi, hệ số nở nhiệt và khối lượng riêng nhỏ

Trong những yêu cầu trên, dầu khoáng chất thỏa mãn được đầy đủ nhất

g Lựa chọn vật liệu cho một số chi tiết trong máy chấn tôn thủy lực

 Chọn vật liệu cho khung máy:

- Vật liệu thép cacbon chất lượng bình thường CT3(theo tiêu chuẩn chất lượng của Nga):Hàm lượng cacbon vào khoảng 0.14 - 0,22 %.Ngoài ra trong thành phần của CT3 có: Si = 0.05 - 0.17% ; Mn = 0.4-0.65%; Ni <= 0.3 %; S <= 0.05

%; P<= 0.04 %;Cr <= 0.3 %; Cu <= 0.3 %; As <= 0.08 % (tính theo phần trăm khối lượng).Ac1=735, Ac3(Acm)=850, Ar3(Arcm)=835, Ar1=680

- Những tính chất kĩ thuật của loại thép CT3 :

+ Tính hàn được của CT3 không giới hạn nếu tiến hành hàn với sự vắng mặt của việc nung nóng sơ bộ và không nhiệt luyện ở bước tiếp theo

+ Không nhạy cảm với độ nhạy điểm trắng (khuyết tật thép);

+ Không có khuynh hướng giòn

- Tinh chất cơ học của CT3 xét ở nhiệt độ 20°C :

+ Cán nóng với kich thước <20mm

+ Giới hạn độbền tức thời SB = 370 - 480 (MPa) sT = 245 MPa;

+ Độ kéo dài tương đối khi đứt d5 = 26%

+ Cán nóng với kích thước 20- 40 mm sT = 235 MPa; d5= 25%

- Ta chọn vật liệu CT3 vì vật liệu này có cơ tính tốt, giá cả hợp lý( vì phần khung rất nặng) và đặc biệt là CT3 có tính hàn rất tốt.(toàn bộ khung máy được gắn kết bằng mối ghép hàn.)

 Vật liệu làm dao và cối chấn:

- Dung thép hợp kim thấp để làm các khuôn dập có kích thước trung bình thường dùng các mác 100Cr, 100CrMn,100CrWSiMn (có độ thấm tôi tương đối cao)

Ta chọn mác 100CrWMn

- Mác 100CrWMn được dùng phổ biến để làm khuôn rập chịu tải trung bình nhưng có hình dạng phức tạp hoặc kích thước trung bình Do có Mn, sau khi tôi thép có chứa một lượng ôstenit dư nhất định làm khuôn rập có độ biến dạng nhỏ

- Thường sử dụng cách tôi phân cấp hoặc tôi trong hai môi trường để luyện thép này

- Khuôn và dao chấn: tùy vào hình dạng và kích thước chi tiêt mà hình dạng khuôn và dao sẽ phù hợp theo

 Các loại hình dạng dao và cối chấn:

- Tùy vào từng hình dạng và kích thước của chi tiết mà cối và dao chấn có những hình dạng khác nhau

- Các chấn inox làm thùng xe đông lạnh hình thang, bán nguyệt, chấn tôn làm thùng cotainer có độ nét cao và hạn chế tối đa độ trầy xước của sản phẩm

 Sau đây là một số hình ảnh ví dụ về dao và khuôn chấn:

Hình 7: một số khuôn chấn và dao chấn