Thiết kế máy ép trục khuỷu 100 tấn

- Xây dựng sơ đồ động học máy thông qua phân tích các yêu cầu kỹ thuật và chọn lựa các thành phần chính trong máy như cơ cấu chấp hành, cơ cấu truyền động, thân máy, trục khuỷu,… - Tính

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ MÁY ÉP TRỤC KHUỶU 100 TẤN

Người hướng dẫn: TS TÀO QUANG BẢNG

Sinh viên thực hiện: TRƯƠNG HUY GIÁP

Đà Nẵng, 2017

Tên đề tài: Thiết kế máy ép trục khuỷu 100 Tấn

Sinh viên thực hiện: Trương Huy Giáp

Số thẻ SV: 101120168 Lớp: 12C1B

Nội dung tóm tắt:

Qua thời gian nghiên cứu và tìm hiểu đồ án, em đã nghiên cứu những nội dung sau:

- Sơ lược về gia công áp lực Các quá trình, hiện tượng, định luật xảy ra khi gia công áp lực Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo kim loại và ảnh hưởng biến dạng dẻo đến tính chất, tổ chức kim loại Khái quát về các phương pháp gia công áp lực

- Xây dựng sơ đồ động học máy thông qua phân tích các yêu cầu kỹ thuật và chọn lựa các thành phần chính trong máy như cơ cấu chấp hành, cơ cấu truyền động, thân máy, trục khuỷu,…

- Tính toán động học và t nh học c a cơ cấu tay biên-trục khuỷu Xác định n ng lượng c a máy

- Tính toán và thiết kế các kết cấu c a máy như : Biên, ly hợp, phanh, cơ cấu bảo hiểm, thân máy, bánh đà, trục khuỷu…

- Cách lắp đặt, kiểm tra máy Các trường hợp hư hỏng và biện pháp khắc phục Bảo quản máy

Từ các nghiên cứu trên, em đã hoàn thành thiết kế Máy ép trục khuỷu 100 Tấn Phần báo cáo gồm 1 bản thuyết minh và 6 bản vẽ A0, 2 bản A1

Thiết kế máy ép trục khuỷu 100 Tấn

Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

2 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Lực ép danh nghĩa 100 tấn

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Cơ sở lý thuyết về gia công áp lực

- Xây dựng sơ đồ động và tính toán động học t nh học cơ cấu tay biên

- Tính toán thiết kế các kết cấu máy ( Biên, ly hợp, phanh, đầu trượt và bộ phận dẫn hướng, cơ cấu bảo hiểm, thân máy, hệ thống truyền động, bánh đà, trục

khuỷu)

- An toàn vận hành máy

3 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

- Bản vẽ các phương án thiết kế 1A0

- Bản vẽ sơ đồ động máy thiết kế 1A0

- Bản vẽ cơ cấu truyền động 1A0

- Bản vẽ cơ cấu ly hợp và phanh 2A1

- Bản vẽ biên và đầu trượt 1A0

- Bản vẽ lắp chung máy 2A0

4 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung:

TS Tào Quang Bảng Toàn phần

5 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 15 / 9 / 2017

6 Ngày hoàn thành đồ án: 15 / 12 / 2017

Đà Nẵng, ngày 15tháng 12 năm 2017

Trưởng Bộ môn……… Người hướng dẫn

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh thế giới, ngành cơ khí chế tạo máy vẫn đang trên đường phát triển không ngừng Xu hướng chung là tự động hoá trong quá trình sản xuất để tạo ra sản phẩm có chất lượng và n ng suất cao Tuy nhiên bên cạnh đó, các máy cắt kim loại truyền động bằng cơ khívẫn được sử dụng rộng rãi phù hợp với sản xuất có qui mô trung bình và nhỏ lẻ

Sau thời gian học tập, thực tập và được nhận đề tài tốt nghiệp THIẾT KẾ MÁY ÉP TRỤC KHUỶU 100T Đây là một trong những máy cắt kim loại điển hình có tính công nghệ tương đối cao, gia công được nhiều loại sản phẩm và sử dụng tương đối rộng rãi, nhất là các nhà máy có qui mô vừa thậm chí ngay cả đối với các nhà máy lớn Qua quá trình tìm hiểu phân tích và thiết kế dựa trên nhiều tài liệu khác nhau, em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao dưới sự hướng dẫn nhiệt tình c a thầy giáo Tào Quang Bảng, các thầy cô trong khoa cơ khí cũng như bạn bè góp ý để có được thành công hôm nay

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế tính toán vì còn thiếu kinh nghiệm nên không thể tránh những sai sót, nhầm lẫn, kính mong thầy cô góp ý để đề tài em được giao hoàn chỉnh cả về phần kết cấu lẫn tính toán Em xin chân thành cảm ơn

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 n m 2017

Sinh viên thiết kế

Trương Huy Giáp

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu c a riêng tôi và được sự hướng dẫn

c a TS Tào Quang Bảng Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập

từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong phần thuyết minh còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu c a các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án c a mình Trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng không liên quan đến những

vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 n m 2017 Sinh viên thực hiện

Trương Huy Giáp

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIA CÔNG ÁP LỰC 2

1.1 Thực chất, đặc điểm c a gia công áp lực 2

1.1.1 Thực chất 2

1.1.2 Đặc điểm 2

1.2 Khái niệm về biến dạng dẻo kim loại 2

1.2.1 Khái niệm 2

1.2.2 Biến dạng dẻo của kim loại 3

1.2.3 Các định luật trong gia công: 4

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng kim loại 5

1.2.5 Ảnh hưởng biến dạng dẻo đến tính chất và tổ chức kim loại 6

1.3 Các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực 7

1.3.1 Cán kim loại 7

1.3.2 Kéo kim loại 11

1.3.3 Ép kim loại 12

1.3.4 Rèn tự do 14

1.3.5 Dập thể tích 16

1.3.6 Công nghệ dập tấm 18

1.4 Giới thiệu về các loại máy ép 18

1.4.1 Định nghĩa và ứng dụng máy ép 18

1.4.2 Các loại máy ép thường dùng 19

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, TĨNH HỌC CƠ CẤU TAY BIÊN TRỤC KHUỶU 24

2.1 Xây dựng sơ đồ động học máy ép trục khuỷu 24

2.1.1 Phân tích các yêu cầu kỹ thuật 24

2.1.2 Lựa chọn cơ cấu chấp hành 24

2.1.3 Lựa chọn thân máy 25

2.1.4 Lựa chọn bộ truyền 26

2.1.5 Lựa chọn loại trục khuỷu 27

2.2 Tính toán t nh học và động học cơ cấu tay biên – trục khuỷu 29

2.2.1 Các số liệu ban đầu 29

2.2.2 Tính toán động học cơ cấu tay biên trục khuỷu 30

2.2.3 Tính toán t nh học cơ cấu tay biên - trục khuỷu 35

2.2.3.1 Trường hợp lý tưởng 35

2.2.3.2 Trường hợp thực tế (có tính đến ma sát) 38

2.3 Xác định n ng lượng c a máy và công suất động cơ 42

2.3.1 Xác định năng lượng máy 42

2.3.2 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình công tác A P 43

2.3.3 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình không tái A kt 44

2.3.4 Khái quát về xác định công suất động cơ và Momen quán tính bánh đà 46

2.3.4.1 Xác định công suất của động cơ 47

2.3.4.2 Xác định mômen quán tính của bánh đà 48

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU MÁY CHÍNH 50

3.1 Thiết kế các bộ truyền 50

3.1.1 Phân phối tỉ số truyền 50

3.1.2 Thiết kế bộ truyền đai 50

3.1.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng 56

3.2 Thiết kế trục khuỷu 62

3.2.1 Điều kiện làm việc của trục khuỷu 62

3.2.2 Lựa chọn kết cấu trục khuỷu 63

3.2.3 Các số liệu đã có 63

3.2.4 Tính gần đúng trục khuỷu 65

3.2.5 Tính chính xác trục 70

3.2.6 Thiết kế bộ phận gối đỡ trục khuỷu 73

3.3 Thiết kế trục trung gian 76

3.3.1 Chọn vật liệu 76

3.3.2 Tính sơ bộ đường kính trục 76

3.3.3 Tính toán trục 77

3.3.4 Tính then trên trục I 82

3.3.5 Thiết kế bộ phận gối đỡ trục 84

3.4.1 Điều kiện làm việc và vật liệu chế tạo 86

3.4.2 Kết cấu thanh truyền 86

3.4.3 Xác định sơ bộ đường kính vít me đầu nhỏ và đường kính khớp cầu đầu nhỏ thanh truyền 86

3.4.4 Tính sức bền tay biên 89

3.5 Tính toán bạc lót giữa đầu to thanh truyền và trục khuỷu 94

3.5.1 Vật liệu làm bạc lót 94

3.5.2 Kết cấu bạc lót 95

3.5.3 Tính toán kiểm nghiệm bạc lót 95

3.6 Thiết kế ly hợp 96

3.6.1 Chọn phương án thiết kế ly hợp 96

3.6.2 Kết cấu li hợp và nguyên tắc làm việc 97

3.6.3 Tính then quay 98

3.7 Thiết kế hệ thống phanh 99

3.7.1 Tác dụng của phanh 99

3.7.2 Kết cấu phanh .100

3.7.3 Nguyên tắc hoạt động .100

3.7.4 Tính gần đúng lực phanh .100

3.8 Tính toán thiết kế đầu trượt và bộ phận dẫn hướng 102

3.8.1 Cấu tạo vật liệu và yêu cầu của đầu trượt .102

3.8.2 Tính toán bộ phận dẫn hướng của đầu trượt .103

3.9 Thiết kế cơ cấu bảo hiểm .106

3.9.1 Kết cấu .106

3.9.2 Tính chiều dày tại chỗ bị cắt của đĩa .107

3.10 Tính toán bánh đà 107

3.10.1 Kết cấu và công dụng của bánh đà 107

3.10.2 Tính bánh đà .108

3.10.3 Tính sức bền của bánh đà .109

3.11 Thiết kế thân máy .110

3.11.1 Phân loại thân máy và lựa chọn kết cấu thân máy .110

3.11.2 Tính toán kết cấu thân máy .110

3.12 Thiết kế hệ thống điều khiển 112

3.13 Thiết kế hệ thống điện 114

3.13.1 Sơ đồ mạch điện .114

3.13.2 Nguyên lý làm việc .114

CHƯƠNG 4: LẮP ĐẶT -VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 115

4.1 Hướng dẫn lắp đặt và sử dụng máy .115

4.1.1 Lắp đặt máy 115

4.1.2 Sử dụng máy .115

4.2 Kiểm tra độ chính xác c a máy .116

4.3 Hướng dẫn bảo quản máy .119

4.4 An toàn cho máy .119

4.4.1 Trước khi làm việc .119

4.4.2 Trong khi làm việc .119

KẾT LUẬN CHUNG 121

TÀI LIỆU THAM KHẢO 122

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Biểu đồ tải trọng - biến dạng 3

Hình 1.2 Sơ đồ biến dạng dẻo trong đơn tinh thể 3

Hình 1.3 Sơ đồ trở lực bé nhất 5

Hình 1.4 Sơ đồ quá trình cán 7

Hình 1.5 Các sản phẩm cán 9

Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo máy cán 10

Hình 1.7 Sơ đồ kéo kim loại 12

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý ép kim loại 12

Hình 1.9 Kết cấu khuôn ép 13

Hình 1.10 Sản phẩm ép 14

Hình 1.11 Sơ đồ rèn 14

Hình 1.12 Nguyên lý máy búa hơi 15

Hình 1.13 Sơ đồ kết cấu c a một bộ khuôn rèn 17

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý máy ép trục khuỷu 20

Hình 1.15 Sơ đồ nguyên lý máy ép th y lực 21

Hình 1.16 Sơ đồ nguyên lý máy ép ma sát trục vít 23

Hình 2.1 Các kiểu thân máy 25

Hình 2.2 Bố trí các bộ truyền 26

Hình 2.3 Sơ đồ trục khuỷu 2 trục 27

Hình 2.4 Khuỷu lệch tâm 27

Hình 2.5 Thông qua khâu bản lề 28

Hình 2.6 Nhờ cơ cấu hình sin 28

Hình 2.7 Sơ đồ động máy thiết kế 29

Hình 2.8 Phân tích động học cơ cấu tay biên trục khuỷu 31

Hình 2.9 Đồ thị S , V , J theo  34

Hình 2.10 Sơ đồ phân tích lực cơ cấu tay biên trục khuỷu 36

Hình 2.11 Đồ thị cánh tay đòn ma sát 41

Hình 2.12 Sự thay đổi n ng lƣợng c a máy 42

Hình 3.1 Bộ truyền đai 50

Hình 3.2 Tiết diện đai thang 52

Hình 3.3 Sơ đồ lắp ghép đai 55

Hình 3.4 Bộ truyền bánh r ng 56

Hình 3.5 Sơ đồ trục khuỷu 62

Hình 3.6 Các kích thước trục khuỷu 65

Hình 3.7 Sơ đồ phản lực gối đỡ 65

Hình 3.8 Sơ đồ nội lực 66

Hình 3.9 Sơ đồ Momen trục khuỷu 68

Hình 3.10 Sơ đồ kích thước trục khuỷu 70

Hình 3.11 Sơ đồ lực trên trục trung gian 78

Hình 3.12 Sơ đồ Momen trục trung gian 80

Hình 3.13 Sơ đồ mối lắp then 83

Hình 3.14 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên ổ 84

Hình 3.15 Kết cấu ổ bi 85

Hình 3.16 Dạng bề mặt ren 87

Hình 3.17 Kết cấu biên 88

Hình 3.18 Sơ đồ tính tay biên 89

Hình 3.19 Sơ đồ tính đầu lớn c a biên 92

Hình 3.20 Sơ đồ tính đầu nhỏ c a biên 93

Hình 3.21 Kết cấu bạc lót thanh truyền 95

Hình 3.22 Ly hợp then quay 98

Hình 3.23 Phanh đai 100

Hình 3.24 Sơ đồ phân tích lực c a phanh 101

Hình 3.25 Kết cấu đầu trượt và bộ phận dẫn hướng 103

Hình 3.26 Sơ đồ phân tích lực đầu trượt và bộ phận dẫn hướng 104

Hình 3.27 Cơ cấu bảo hiểm máy quá tải 106

Hình 3.28 Kết cấu thân máy 111

Hình 3.29 Cơ cấu điều khiển 113

Hình 3.30 Sơ đồ nguyên lí mạch điện 114

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Quan hệ giữa góc quay và quãng đường S 32

Bảng 2.2 Quan hệ giữa  và vận tốc đầu trượt 33

Bảng 2.3 Quan hệ giữa  và gia tốc đầu trượt 34

Bảng 2.4 Quan hệ giữa góc quay và lực tác dụng lên tay biên 37

Bảng 2.5 Quan hệ góc quay  và cánh tay đòn momen xoắn 38

Bảng 2.6 Quan hệ giữa góc quay  và các cánh tay đòn 41

Bảng 3.1 Ứng suất và độ cứng thép C45 và C35 56

Bảng 3.1 Ứng suất và độ cứng thép C45 và C35 56

MỞ ĐẦU

Trong thời đại công nghiệp hóa hiện nay, máy ép trục khuỷu là một trong những máy cắt kim loại điển hình có tính công nghệ tương đối cao, gia công được nhiều loại sản phẩm và sử dụng tương đối rộng rãi, nhất là các nhà máy có qui mô vừa thậm chí ngay cả đối với các nhà máy lớn Thông qua quá trình thiết kế máy, em cần phải tham khảo rất nhiều sách, tài liệu về vật liệu, các cơ cấu chính tạo ra máy,…từ đó giúp c ng cố kiến thức đã học và biết cách phải thiết kế, chế tạo một cái máy là phải làm như thế nào

Mục tiêu c a đề tài là thông qua các tài liệu hướng dẫn chế tạo ra máy ép trục khuỷu 100 tấn

Phương pháp nghiên cứu là tham khảo các tài liệu về máy ép, máy dập, sách thiết kế chi tiết máy, tài liệu về vật liệu, tham khảo hình ảnh các máy đã có, …

từ đó thiết kế ra máy ép trục khuỷu

Trong quá trình thiết kế thì nội dung đề tài gồm 4 chương

- Chương 1: Cơ sở lý thuyết về gia công áp lực

- Chương 2: Xây dựng sơ đồ động học và tính toán động học, t nh học cơ cấu tay biên- trục khuỷu

- Chương 3: Tính toán thiết kế các kết cấu máy chính

- Chương 4: Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng máy

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIA CÔNG ÁP LỰC

1.1 Thực chất, đặc điểm của gia công áp lực

1.1.1 Thực chất

- Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp chế tạo sản phẩm dựa vào nguyên lý biến dạng dẻo c a kim loại dưới tác dụng c a ngoại lực làm thay đổi hình dáng, kích thước kim loại theo ý muốn

1.1.2 Đặc điểm

- Kim loại rắn sau gia công không những thay đổi hình dáng kích thước mà còn thay đổi cả cơ, lý, hóa tính như: các hạt kim loại mịn chặt hơn, đồng đều hơn, khử được các khuyết tật (như rổ khí, rổ co), nâng cao cơ tính và tuổi bền chi tiết

- Có khả n ng biến tổ chức hạt c a kim loại thành tổ chức thớ uốn, xoắn khác nhau làm t ng cơ tính c a sản phẩm

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa cho n ng suất cao, giá thành rẻ

-Tuy nhiên, phương pháp gia công bằng áp lực không gia công được chi tiết phức tạp; không rèn dập được chi tiết quá lớn; không gia công được kim loại dòn; độ bong, độ chính xác bề mặt không cao

1.2 Khái niệm về biến dạng dẻo kim loại

0 a

c b

L P

Hình 1.1 Biểu đồ tải trọng - biến dạng

1.2.2 Biến dạng dẻo của kim loại

a Biến dạng trong đơn tinh thể

- Khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi kim loại biến dạng theo hình thức trượt và song tinh

Hình 1.2 Sơ đồ biến dạng dẻo trong đơn tinh thể

+ Theo hình thức trượt: một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định (hình a) Trên mặt phẳng trượt các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng một số nguyên lần thông số mạng Sau khi dịch chuyển các nguyên tử kim loai ở vị trí cân bằng mới + Theo hình thức song tinh: một phần tinh thể kim loại vừa trượt vừa quay đến vị trí mới đối xứng với một phần tinh thể qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh (hình b) Theo các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức ch 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

sự trượt xảy ra thuận lợi hơn

b Biến dạng dẻo trong đa tinh thể

Biến dạng dẻo trong đa tinh thể kim loại và hợp kim là tập hợp c a nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể), cấu trúc c a chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể

Biến dạng dẻo trong đa tinh thể có hai dạng: biến dạng trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới hạt, sự biến dạng trong nội bộ hạt do hình thức trượt và song tinh Đầu tiên sự trượt xảy ra ở các hạt có mặt trượt tạo với hướng c a ứng suất chính một góc 45o

sau đó đến các mặt khác Như vậy, biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đều Dưới tác dụng c a ngoại lực biên giới hạt c a các tinh thể bi biến dạng khi đó các hạt trượt và quay tương đối với nhau Do sự trượt và quay c a

các hạt, trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới giúp cho biến dạng

trong kim loại tiếp tục phát triển

1.2.3 Các định luật trong gia công:

a Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo:

Khi gia công áp lực, nếu trong kim loại xảy ra biến dạng dẻo bao giờ cũng có

một lượng biến dạng đàn hồi kèm theo (được xác định bằng góc đàn hồi, phụ thuộc vào modun đàn hồi E c a vật liệu và chiều dày tấm kim loại)

-Gia công nguội: Kim loại dạng tấm sẽ chịu ảnh hưởng lớn

-Gia công nóng: Kim loại dạng khối, ảnh hưởng c a biến dạng đàn hồi có thể bỏ qua Thường để áp dụng khi thiết kế khuôn dập, vật dập phải kể đến lượng biến dạng dư

do biến dạng đàn hồi gây ra

b Định luật ứng suất dư

Khi gia công áp lực do nung nóng và làm nguội không đều; lực biến dạng và lực

ma sát,… phân bố không đều làm phát sinh ra ứng suất dư tồn tại cân bằng bên trong vật thể kim loại Nếu không cân bằng thì sẽ có quá trình tích, thoát ứng suất làm cho vật thể biến dạng ngoài ý muốn để ứng suất dư tồn tại cân bằng

c Định luật thể tích không đổi

Thể tích c a vật thể trước khi biến dạng bằng thể tích vật thể sau khi biến dạng Gọi thể tích vật trước khi gia công là V0

Gọi thể tích vật sau khi gia công là V

Vật thể có chiều cao, rộng, dài trước khi gia công là:h0 ,b0 ,l0

Vật thể có chiều cao, rộng, dài sau khi gia công là: h ; b ; l

có giá trị tuyệt đối bằng tổng c a hai ứng biến kia

- Khi có một ứng biến bằng 0 thì hai ứng biến còn lại phải ngược dấu và có trị số tuyệt đối bằng nhau

d Định luật trở lực bé nhất

Hình 1.3 Sơ đồ trở lực bé nhất

Khi biến dạng kim loại, một chất điểm bất kì trên vật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hướng có trở lực bé nhất hay di chuyển đến đường viền có chu vi bé nhất

Áp dụng để thiết kế hình dáng c a phôi trước khi gia công

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng kim loại

b Ảnh hưởng của nhiệt độ

Tính dẻo c a kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại khi t ng nhiệt độ thì tính dẻo t ng Khi t ng nhiệt độ dao động nhiệt c a các nguyên tử t ng đồng thời xô lệch mạng giảm, khả n ng khuếch tán c a các nguyên tử t ng làm cho tổ

c Ảnh hưởng của ứng suất dư

Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể vỡ vụn ra xô lệch mạng t ng, ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh (hiện tượng biến cứng) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ (0,25÷0,35)Tnc (nhiệt độ nóng chảy), ứng suất dư và xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo c a kim loại phục hồi trở lại( hiện tượng phục hồi) Nếu nhiệt độ đạt tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau kết tinh lại hạt đồng đều hơn và lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện hơn do

đó tính dẻo t ng

d Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất chính

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo kim loại Qua thực nghiệm cho thấy 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 do ma sát ngoài làm

thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo kim loại cũng giảm

e Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng

Sau khi rèn dập các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng từ mọi phía nên chai cứng hơn, sức chống lại kim loại bị biến dạng sẽ lớn hơn, đồng thời khi nhiệt độ 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 cứng chưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà tiếp tục biến dạng

Do đó, ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn hạt kim loại bị dòn và có thể bị nứt ra

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

a Ảnh hưởng tới tổ chức và cơ tính kim loại

Tốc độ biến dạng càng t ng thì sự vỡ c a các hạt càng lớn độ hạt càng giảm do

đó cơ tính càng cao

Biến dang dẻo giúp khử được các khuyết tật như xốp, rổ khí, rổ co, lỏm co… Biến dạng dẻo có thể tạo được các thớ uốn xoắn khác nhau làm t ng cơ tinh sản phẩm

Tốc độ biến dạng càng lớn thì sự biến cứng càng nhiều

b Ảnh hưởng đến lý tính kim loại

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

c Ảnh hưởng tới hóa tính kim loại

Sau khi biến dạng dẻo n ng lượng tự do c a kim loại t ng, do đó hoạt tính kim loại t ng

1.3 Các phương pháp gia công kim loại bằng áp lực

1.3.1 Cán kim loại

a Thực chất của quá trình cán

- Quá trình cán là do kim loại biến dạng giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau

có khe hở nhỏ hơn chiều cao c a phôi, kết quả làm cho chiều cao phôi giảm, chiều dài

và chiều rộng t ng Hình dạng c a khe hở giữa hai trục cán quyết định hình dáng c a sản phẩm Quá trình phôi chuyển động qua khe hở trục cán là nhờ ma sát giữa hai trục cán với phôi

-Cán không những thay đổi hình dáng và kích thước phôi mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm

-Máy cán có hai trục cán đặt song song với nhau quay ngược chiều nhau Phôi

có chiều dày lớn hơn khe hở giữa hai trục cán, dưới tác dụng c a lực ma sát khi kim loại bị kéo vào giữa hai trục cán, biến dạng tạo ra sản phẩm Khi cán chiều dày phôi giảm, chiều dài và chiều rộng phôi t ng

N P

T h

h A

*Các thông số sau để biểu thị khi cán

-Tỷ số chiều dài (hoặc tỷ số tiết diện) c a phôi trước và sau khi cán gọi là hệ số kéo dài

1 0 2

1

F

F l

lo,Fo: chiều dài và diện tích phôi cán

l1,F1: chiều dài và diện tích tiết diện sau khi cán

- Lượng ép tuyệt đối : h = ( h0 - h1) mm

- Quan hệ giữa lượng ép và góc n : h = D.( 1 - cos) mm

D-đường kính trục cán

α-góc n

- Sự thay đổi chiều dài trước và sau khi cán gọi là lượng giãn dài: l = l1 - l0

- Sự thay đổi chiều rộng trước và sau khi cán gọi là lượng giãn rộng :b = b1 - b0

- Cán có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội

Cán nóng có ưu điểm: Tính dẻo c a kim loại cao nên dễ biến dạng, n ng suất cao nhưng chất lượng bề mặt kém vì có tồn tại vảy sắt trên mặt phôi khi nung Vì vậy cán nóng dùng cán phôi, cán thô, cán tấm dày, cán thép hợp kim

Cán nguội thì ngược lại chất lượng bề mặt tốt hơn song khó biến dạng nên chỉ dùng khi cán tinh, cán tấm mỏng, dài hoặc kim loại mềm

- Điều kiện để kim loại có thể cán được gọi là điều kiện cán vào Khi kim loại tiếp xúc với trục cán thì chúng chịu hai lực: Phản lực N và lực ma sát T, nếu hệ số ma sát giữa hai trục cán và phôi là f thì:

T = N.f với f = tg

sin

N N

N N

y x

cos cos

T T

f N T

T

y x

Vậy điều kiện cán đƣợc là β>α

Ngh a là hệ số ma sát f phải lớn hơn tang c a góc  hoặc góc ma sát lớn hơn góc

n

Khi vật cán đã vào giữa hai trục cán thì góc n nhỏ dần đến khi vật cán đã hoàn toàn vào giữa hai trục cán thi góc n chỉ còn bằng 1/2 Hiện tƣợng này gọi là ma sát thừa

Để đảm bảo điều kiện cán vào cần t ng hệ số ma sát trên bề mặt trục cán

*Biện pháp tăng hệ số ma sat trục cán

-Khoét rãnh, hạ nhiệt ở đầu phôi

-Bôi các chất t ng masat

-Thay đổi độ hở giữa các trục cán

b Sản phẩm cán

Sản phẩm cán rất đa dạng, đƣợc phân ra 4 nhóm chính: Dạng hình, dạng tấm, dạng ống và dạng đặc biệt

-Dạng hình: Các sản phẩm đƣợc chia ra dạng hình đơn giản (a) gồm có thanh, thỏi tiết diện tròn, vuông, chữ nhật, lục giác, bán nguyệt và dạng hình phức tạp (b)

+ Ống có mối hàn được chế tạo bằng cách cuốn tấm thành ống sau đó cán

để hàn giáp mối với nhau Loại này có đường kính ngoài đến 720 mm và chiều dày đến 14 mm

-Dạng hình đặc biệt: Các sản phẩm đặc biệt gồm có các loại có hình dáng đặc biệt theo yêu cầu riêng như vỏ ô tô và các loại tiết diện thay đổi theo chu kỳ

4 Khớp nối 5 Bánh đà 6 Hộp giảm tốc 7 Động cơ

- Giá cán: nơi tiến hành cán

Gồm: trục cán, gối đỡ trục cán, thiết bị điều chỉnh khoảng cách giữa trục cán, than máy, hệ thống dẫn phôi, cơ cấu lật trở phôi…

-Hệ thống truyền động: hộp giảm tốc, khớp nối, trục nối

-Nguồn n ng lượng: động cơ điện

● Đặc điểm:

+Kéo sợi có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội

+ Kéo sợi cho ta sản phẩm có độ chính xác cấp 2 đến 4

● Công dụng:

+ Kéo sợi dùng để chế tạo các thỏi, ống, sợi bằng thép và kim loại màu

+ Kéo sợi còn dùng gia công tinh bề mặt ngoài các ống cán có mối hàn và một

số công việc khác

b Sơ đồ kéo kim loại

-Khi kéo sợi phôi (1) được kéo qua khuôn kéo (2) với lỗ hình có tiết diện nhỏ hơn tiết diện phôi kim loại và biến dạng theo yêu cầu, tạo thành sản phẩm (3) Đối với kéo ống, khuôn kéo (2) tạo hình mặt ngoài ống còn lỗ được sửa đúng đường kính nhờ lõi (4) đặt ở trong

( a ) ( b )

Hình 1.7 Sơ đồ kéo kim loại

1 Phôi 2 Khuôn kéo 3 Sản phẩm 4 Lõi

a Ép thuận b Ép nghịch

1 Pistông 2 Xi lanh 3 Kim loại 4 Khuôn kéo 5 Lõi tạo lỗ

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý ép kim loại

Khi ép thanh, thỏi người ta có thể tiến hành bằng phương pháp ép thuận hoặc ép nghịch

+Với ép thuận (a) khi pistông (1) ép, kim loại trong xilanh (2) bị ép qua lỗ hình

c a khuôn ép (4) Chuyển động ra ngoài cùng chiều chuyển động c a pistông ép +Với ép nghịch (b), khi pistông (1) ép, kim loại trong xilanh (2) bị ép qua lỗ hình

c a khuôn ép (4) chuyển động ra ngoài ngược chiều chuyển động c a pistông ép

dễ gia công nhưng kim loại biến dạng qua khuôn khó hơn

-Vật liệu chế tạo khuôn là thép hợp kim chứa W, V, Mo, Cr, hoặc hợp kim cứng

c Đặc điểm và ứng dụng

-Ép là phương pháp sản xuất các thanh thỏi có tiết diện định hình có n ng suất cao,

độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao trong quá trình ép, kim loại ch yếu chịu ứng suất nén nên tính dẻo t ng, do đó có thể ép được các sản phẩm có tiết diện ngang phức tạp -Nhược điểm c a phương pháp là kết cấu ép phức tạp khuôn ép yêu cầu chống mòn cao

-Phương pháp này được áp dụng rộng rãi để chế tạo các thỏi kim loại màu có đường kính từ 5 đến 200 mm, các ống có đường kính ngoài đến 800 m, chiều dày từ

+ Độ chính xác, độ bóng bề mặt chi tiết không cao, n ng suất thấp

+ Chất lƣợng và tính chất c a kim loại từng phần chi tiết khó đảm bảo giống nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt không định hình + Chất lƣợng sản c a sản phẩm phụ thuộc tay nghề c a công nhân

+ Thiết bị và dụng cụ rèn tự do đơn giản

+ Rèn tự do đƣợc dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt nhỏ

Ch yếu dùng sửa chữa thay thế

ch yếu là rèn máy

Theo đặc tính tác dụng lực, các máy dùng để rèn tự do đƣợc chia ra: máy tác dụng lực va đập (máy búa), máy tác dụng lực t nh (máy ép) Trong đó, máy búa hơi

là thiết bị đƣợc sử dụng nhiều nhất Máy búa hơi có hai xi lanh, một xi lanh khí (5)

và một xi lanh búa (9) Giữa hai xi lanh có van phân phối khí (7) để điều khiển sự cấp khí nén từ xi lanh nén sang xi lanh đầu búa

Hình 1.12 Nguyên lý máy búa hơi

1-Động cơ 2-Bộ truyền đai 3-Trục khuỷu 4-Tay biên 5- Xilanh nén 6- Piston 7- Hệ van phân phối khí 8- Xilanh búa 9-Piston búa 10-Đầu búa 11-Đe

Nguyên lý làm việc c a máy búa: Động cơ 1 truyền động cho trục khuỷu 3

qua bộ truyền đai 2 Thông qua biên truyền động 4 làm cho pittông ép 6 chuyển

động tịnh tiến tạo ra khí ép ở buồng trên hoặc buồng dưới trong xi lanh búa 9 Tuỳ

theo vị trí c a bàn đạp điều khiển 14 mà hệ thống van phân phối khí 7 sẽ tạo ra

những đường dẫn khí khác nhau, làm cho pittông búa 8 có gắn thân pittông búa và

đe trên 10 chuyển động hay đứng yên trong xi lanh búa 9 Đe dưới 11 được lắp vào

gối đỡ đe 12, chúng được giữ chặt trên bệ đe 13

1.3.5 Dập thể tích

a Thực chất, đặc điểm và ứng dung

- 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

- Quá trình biến dạng c a phôi trong lòng khuôn được chia thành 3 giai đoạn

+ Giai đoạn 1: Chiều cao c a phôi giảm, kim loại biến dạng và chảy ra

xung quanh, theo phương thẳng đứng phôi chịu ứng suất nén, còn phương ngang chịu

ứng suất kéo

+ Giai đoạn 2: Kim loại bắt đầu lèn kín cửa bavia, kim loại chịu ứng suất

nén khối, mặt tiếp giáp giữa nửa khuôn trên và dưới chưa áp sát vào nhau

+Giai đoạn 3: Kim loại chịu ứng suất nén khối triệt để, điền đầy những

phần sâu và mỏng c a lòng khuôn phần kim loại thừa sẽ tràn qua cửa bavia vào rãnh

chứa bavia cho đến lúc hai bề mặt c a khuôn áp sát vào nhau

٭Ưu điểm c a phương pháp :

+ Độ chính xác và độ bóng bề mặt phôi cao

+ Chất lượng sản phẩm đồng đều và cao, ít phụ thuộc tay nghề công nhân

+ Có thể tạo phôi có hình dạng phức tạp hơn rèn tự do

+ N ng suất cao dễ cơ khí hóa và tự động hóa

٭Nhược điểm c a phương pháp :

+ Thiết bị cần có công suất cao, độ cứng vững và độ chính xác cao

+ Chi phí chế tạo khuôn cao, khuôn làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp

lực cao Bởi vậy dập thể tích ch yếu dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối

P

1

2 3 4 5

6

Hình 1.13 Sơ đồ kết cấu của một bộ khuôn rèn

1 Khuôn trên 2 Rãnh chứa ba via 3.Khuôn dưới

4 Chuôi đuôi én 5 Lòng khuôn 6 Cửa ba via

b Phân loại các phương pháp dập thể tích:

•C n cứ vào kết cấu c a khuôn dập: 2 loại

+ Dập thể tích trong khuôn hở: là khuôn có mặt phân khuôn gần lòng khuôn vuông góc với lực tác dụng Dập thể tích trong khuôn hở, do có rãnh bavia, một phần kim loại bị biến dạng tự do nên biến dạng kém, khả n ng điền đầy khuôn cao, tốn kim loại, nhưng có ưu điểm là không cần xác định chính xác kim loại

+ Dập thể tích trong khuôn kín: có ưu điểm khả n ng điền thấu khuôn tốt, vật rèn không có bavia nên đỡ tốn kim koại, nhưng độ chính xác theo chiều cao thấp, đòi hỏi định lượng kim lại chình xác và chê tạo khuôn phức tạp

•C n cứ và cách bố trí khuôn trên khối khuôn:

+ Rèn trong khuôn 1 lòng khuôn: phôi đươch rèn sơ bộ bằng rèn tự do hay thép định hình, kết cấu khuôn đơn giản nên được sử dung nhiều trong sản xuất trung bình + Rèn trong khối khuôn nhiều lòng khuôn: phôi được đưa và những lòng khuôn kế tiếp nhau trên cùng một khối khuôn Phương pháp này chỉ sử dụng trên các máy có công suất lớn, dạng sản xuất trung bình và khối

•C n cứ vào trạng thái nhiệt c a phôi :

+ Rèn trong khuôn nóng: kim loại dễ biến dạng, khả n ng điền đầy kém, không cần thiết bị có công suất cao, khuôn ít mòn

+ Rèn trong khuôn nguội: dùng khi rèn tinh, sửa đúng trước khi ra thành phẩm

c Công nghệ dập thể tích

Tuỳ thuộc mức độ phức tạp c a vật dập, quá trình dập có thể tiến hành qua 1 hoặc nhiều lòng khuôn.Thông thường, với các vật dập phức tạp, quá trình dập đước tiến hành qua các nguyên công dập sơ bộ, dập bán tinh, dập sơ bộ

● Đặc điểm

- N ng suất lao động cao, dễ tự động hóa và cơ khí hóa

- Chuyển động c a thiết bị đơn giản, công nhân không cần trình độ cao, đảm bảo độ chính xác cao

- Có thể dập được những chi tiết phức tạp và đẹp có độ bền cao

(dưới 25KN) đến rất lớn(100.000KN) Máy ép ch yếu dùng để dập tấm, dập thể tích nóng,nguội, cắt phôi tấm, phôi thanh và nhiều nguyên công khác

b Đặc điểm các loại máy ép:

- Có thể chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp

- Chế tạo chi tiết có chất lượng bề mặt cao không cần qua cắt gọt

- N ng suất máy cao, nền ít chịu rung động như nền máy búa

- Nhưng máy có nhược điểm là ít vạn n ng trong các nguyên công dập thể tích, không thực hiện được nguyên công vuốt, ép như máy búa

c Ứng dụng của máy ép:

Máy ép được ứng dụng rất rộng rãi và phổ biến trong nhiều nghành công nghiệp như: công nghiệp chế tạo máy và dụng cụ,công nghiệp xây dựng,công nghiệp thực

phẩm

Được ứng dụng rộng rãi:rèn tự do,rèn khuôn, ép chất dẻo hoặc các vật liệu như

kim loại,ép bột kim loại

1.4.2 Các loại máy ép thường dùng

a Máy ép trục khuỷu

Máy ép trục khuỷu có lực ép từ 16 đến 10.000 tấn Máy này có loại hành trình đầu con trượt cố định gọi là máy có hành trình cứng; có loại đầu con trượt có thể điều chỉnh được gọi là hành trình mềm Nhìn chung các máy lớn đều có hành trình mềm Trên máy dập cơ khí có thể làm được các công việc khác nhau: rèn trong khuôn hở, ép phôi, đột lỗ, cắt bavia,

Nguyên lý làm việc c a máy như sau: động cơ (1) truyền qua bộ truyền đai (2)

và (3), truyền chuyển động cho trục(4), bánh r ng (5) n khớp với bánh r ng (6) lắp lồng không trên trục khuỷu (8) Khi đóng ly hợp (7), trục khuỷu (8) quay, thông qua tay biên (10) làm cho đầu trượt (11) chuyển động tịnh tiến lên xuống, thực hiện chu trình dập Đe dưới (13) lắp trên bệ nghiêng có thể điều chỉnh được vị trí n khớp c a khuôn trên và khuôn dưới

Đặc điểm c a máy dập trục khuỷu: Chuyển động c a đầu trượt êm hơn máy búa ,

n ng suất cao, tổn hao n ng lượng ít, nhưng có nhược điểm là phạm vi điều chỉnh hành trình bé, đòi hỏi tính toán phôi chính xác và phải làm sạch phôi kỹ trước khi dập

Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý máy ép trục khuỷu

1- Động cơ điện 2- Bánh đai nhỏ 3- Bánh đai lớn (Bánh đà) 4- Trục dẫn 5- Bánh r ng nhỏ 6- Bánh r ng lớn 7- Cơ cấu ly hợp 8- Trục khuỷu 9- Cơ cấu phanh hãm 10- Tay biên 11- Đầu trượt 12- Rãnh trượt1 13- Đe dưới 14- Đế máy

5.Van tiết lưu 11 Van tràn

6.Van đảo chiều (van phân phối) 12 Bể dầu

*Nguyên lý hoạt động:

Động cơ truyền chuyển đông làm quay bơm dầu 2, lấy dầu từ bể dầu 12 qua van tràn và van tiết lưu đến hệ thống van phân phối 6 theo đường dẫn dầu I đến Xi lanh 7 thực hiện quá trình ép đẩy đầu trượt 8 đi xuống, đồng thời dầu theo đường ống II qua van phân phối để về lại bể chứa dầu 12 Ở hành trình về c a piston sẽ theo chiều ngược lại tức là vào xi lanh theo đường ống II và ra khỏi xi lanh ở đường ống I Sự đảo chiều c a piston được điều khiển bởi hệ thống van phân phối 6

*Ƣu điểm và nhƣợc điểm:

-Ƣu điểm:

+ Lực ép đƣợc kiểm soát chặt chẽ trong từng chu kỳ

+ Có khả n ng tạo ra lực làm việc lớn, cố định ở bất kỳ vị trí nào c a hành trình làm việc

+ Khó xảy ra quá tải

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

+Tốc độ chuyển động c a đầu trƣợt cố định và có thể điều chỉnh đƣợc,có thể thay đổi đƣợc chiều dài hành trình

+ Làm việc không có tiếng ồn

+ Hệ thống điều khiển tự động hóa

+ N ng suất và hiệu quả cao

Động cơ (1) truyền chuyển động qua bộ truyền đai (2) làm quay trục (4), trên đó

có lắp các đ a ma sát (3) và (5) Khi nhấn bàn đạp (11), cần điều khiển (10) đi lên đẩy trục (4) dịch sang bên phải và đ a ma sát (3) tiếp xúc với bánh ma sát (6) làm trục vít quay theo chiều thuận đƣa đầu búa đi xuống Khi đến vị trí cuối c a hành trình ép vấu (8) tỳ vào cữ (9) làm cho cần điều khiển (10) đi xuống đẩy trục (4) qua trái và đ a ma sát (5) tỳ vào bánh ma sát (6) làm cho trục vít quay theo chiều ngƣợc lại đƣa đầu trƣợt

đi lên đến cữ hành trình (7), cần (10) lại đƣợc nhấc lên, trục (4) đƣợc đẩy sang phải lặp lại quá trình trên

Sơ đồ nguyên lý:

4

5 3

1 2

Hình 1.16 Sơ đồ nguyên lý máy ép ma sát trục vít

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, TĨNH

HỌC CƠ CẤU TAY BIÊN TRỤC KHUỶU

2.1 Xây dựng sơ đồ động học máy ép trục khuỷu

2.1.1 Phân tích các yêu cầu kỹ thuật

Qua việc phân tích ch ng loại máy ép và một số cơ cấu truyền động cùng với công nghệ chế tạo, ta rút ra một số yêu cầu chính để chế tạo máy ép

- Thân máy phải vững chắc đặc biệt là trục chính máy

- Máy có lực dập 100 tấn nên thân máy 2 trụ; tay biên con trượt ở giữa nên yêu cầu

độ cứng vững cao, thân máy có độ nghiêng bằng 00

2.1.2 Lựa chọn cơ cấu chấp hành

Chọn động cơ đúng là chọn động cơ có tính n ng làm việc phù hợp với yêu cầu

truyền động máy, phù hợp với môi trường làm việc; vận hành an toàn, ổn định

Có các loại động cơ thường dùng trong công nghiệp là :

- Động cơ điện 1 chiều: dùng dòng điện 1 chiều để làm việc hoặc dòng 1 chiều điều chỉnh được Động cơ điện khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng Nhưng giá thành khá đắt, khối lượng sửa chữa lớn, mau hỏng hơn động cơ xoay chiều, tốn thêm vốn đầu tư thiết bị chỉnh lưu

- Động cơ xoay chiều 3 pha: Động cơ không đồng bộ 3 pha kiêu lồng sóc giá rẻ, cấu tạo vận hành đơn giản, mắc trực tiếp với mạng điện xoay chiều

- Động cơ không đồng bộ 1 pha: Công suất không lớn lắm, thường dùng cho máy khâu, máy quạt,…

Từ các phương án trên, ta chọn động cơ xoay chiều 3 pha kiểu lồng sác vifgias thành

rẻ, có thể mắc trực tiếp với mạng điện, dễ sử dụng, bảo quản, sửa chữa

2.1.3 Lựa chọn thân máy

Ở đây, ta chọn phương án là thiết kế máy ép trục khuỷu

Dựa vào các kiểu thân máy, người ta chia ra làm hai kiểu: Thân hở và thân kín

+ Kiểu thân hở: Là kiểu thân máy có dạng chữ E có ưu điểm là gọn nhẹ, mở rộng được phạm vi, đưa phôi vào cả ba phía c a bàn máy Kiểu này thường có lực dập không lớn hơn 100 tấn, còn khi yêu cầu lực dập lớn hơn nữa người ta dùng kiểu thân kín Thân máy được liên kết với nhau bằng kết cấu hàn hay bulông gi ng

+ Kiểu thân kín có độ cứng nòng cao: Thân máy bị biến dạng khi có tải trọng, sản phẩm dập ra có độ chính xác cao Việc đưa phôi vào máy thực hiện 2 phía trước và sau Ngoài việc phân loại trên, thân máy còn chia làm 2 kiểu: một trục và hai trục + Thân máy kiểu một trục : Là dạng thân máy có bộ phận truyền động nằm về một phía c a thân máy(hình 2-1 a), biên máy mang đầu trượt nằm ngoài gối đỡ c a thân máy, gọi là thân máy có trục công xôn Nhược điểm c a loại thân máy này là độ cứng

c a trục chính thấp

a) b)

Hình 2.1 Các kiểu thân máy

+Thân máy kiểu 2 trục: Là loại thân máy có bộ phận truyền động, bố trí ở 2 phía c a thân máy (hình 2-1 b) Biên máy mang đầu trượt nằm giữa 2 gối đỡ c a thân máy nên

độ cứng vững c a thân máy cao Thân máy kiểu 2 trục thường có kiểu thân nghiêng được và thân cố định, loại thân nghiêng được có ưu điểm là sản phẩm sau khi dập rời khỏi lòng khuôn , được ra theo chiều nghiêng c a thân máy

X X

c) ba cấp 1 phía d) ba cấp 2 phía

Hình 2.2 Bố trí các bộ truyền

Từ các phương án trên ta chọn bộ truyền 2 cấp

2.1.5 Lựa chọn loại trục khuỷu

Về nguyên lý làm việc c a máy ép trục khuỷu có chuyển động chính là chuyển động tịnh tiến lên xuống c a đầu trượt mang chày tạo ra chuyển động dập Để tạo ra được chuyển động tịnh tiến này, ta đưa ra một số phương án:

a Chuyển động tịnh tiến nhờ trục khuỷu 2 trục

Đặc điểm chuyển động c a cơ cấu này là biến chuyển động quay n thành chuyển động tịnh tiến lên xuống c a đầu trượt

Cơ cấu này có 2 ưu điểm là đơn giản, hiệu suất cao, độ cứng vững c a đầu trượt lớn và hành trình làm việc c a đầu ép lớn

Hình 2.3 Sơ đồ trục khuỷu 2 trục

b Chuyển động tịnh tiến nhờ trục lệch tâm kiểu 1 trục:

Đặc điểm c a chuyển động này là biến chuyển động quay trục lệch tâm CO1

thành chuyển động lên xuống c a đầu trượt

Nhưng ở cơ cấu này có đặc điểm là do dùng trục lệch tâm để truyền chuyển động nên lực ép không lớn lắm, độ cứng vững thấp hành trình làm việc nhỏ ,ưu điểm là đơn giản

dễ chế tạo

Hình 2.4 Khuỷu lệch tâm

c Cơ chế chuyển động thông qua các khâu bản lề:

Đặc điểm c a cơ cấu truyền động: biến chuyển động quay c a khuỷu 1 thành

C

O 1

S

tạp , chiếm không gian máy lớn do dùng cơ cấu thanh truyền và khuỷu bản lề, hiệu suất truyền động thấp, hành trình làm việc nhỏ, không đáp ứng đƣợc tính n ng kinh tế ,

kỹ thuật khi thiết kế máy

Hình 2.5 Thông qua khâu bản lề

d Chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu hình sin

Cơ cấu hình sin chuyển động quay toàn vòng thành chuyển động tịnh tiến qua lại hay ngƣợc lại Ở đây con trƣợt 2 đóng vai trò thanh truyền khâu 1 quay tròn quanh O làm đầu trƣợt 2 trƣợt trong khe k: Nhờ sự trƣợt trong khe k c a khâu 2 làm cho khâu 3 mang đầu trƣợt gắn liền với khe chuyển động lên xuốn Ta thấy việc hoạt động c a cơ cấu rất phức tạp, hiệu suất thấp, độ cứng vững thấp nên không đáp ứng đƣợc tính

n ng kỹ thuật khi thiết kế

Hình 2.6 Nhờ cơ cấu hình sin

S

S

2