(Đồ án tốt nghiệp) máy nhấn thép tấm thủy lực

Ngoài ra, thép tấm còn được dùng làm bồn chứa xăng dầu, làm nồi hơi, làm sàn xe, làm tủ điện, thùng container… Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng g

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

MÁY NHẤN THÉP TẤM THỦY LỰC

Người hướng dẫn: TS TÀO QUANG BẢNG

Sinh viên thực hiện: TRẦN TRUNG

Đà Nẵng, 2019

Trang 2

SVTH :Trần Trung Lớp 14C1A - 1 -

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay Đảng và nhà nước cùng nhân dân thực hiện công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Đảng ta đã xác định công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước phải gắn liền với cơ khí hóa

Từ chủ trương của Đảng trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng không ngừng phát triển nâng cao chất lượng dạy và học trong đó ngành cơ khí ngày càng phát triển, được đầu tư xây dựng cơ sở dạy và học để nâng cao chất lượng đào tạo

Sau thời gian học tập tại trường và được đi thực tập tại Công ty Cổ Phần Cơ Khí Và Lắp Máy Đại Hãn, em có tìm hiểu và lên phương án để thiết kế máy nhấn thủy lực dựa vào máy sẵn có tại công ty làm tư liệu tham khảo

Bằng kiến thức học tập tại trường cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy em

đã hoàn thành nhiệm vụ được giao

Tuy nhiên do khả năng còn hạn chế nên không khỏi các thiếu sót, mong được

sự chỉ dẫn của các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẩn Tào Quang Bảng và các thầy cô trong khoa Cơ Khí

Đà Nẵng, ngày 10 tháng 03 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Trần Trung

DUT.LRCC

Trang 4

Thép tấm hiện tại có thép tấm trơn và thép tấm chống trượt, thép tấm hiện tại được biết đến với thép tấm nhập khẩu Trung Quốc, nhập khẩu Hàn Quốc, Nhật Bản và thép tấm sản xuất bởi công ty Fomosa…

Thép tấm được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp đóng tàu, cầu

đường, trong các công trình công nghiệp và dân dụng Ngoài ra, thép tấm còn được dùng làm bồn chứa xăng dầu, làm nồi hơi, làm sàn xe, làm tủ điện, thùng container…

Thép tấm được tạo thành từ quá trình cán kim loại, kim loại bị biến dạng giữa 2 trục cán quay ngược chiều nhau, có khe hở giữa 2 trục cán nhỏ hơn chiều dày của phôi ban đầu Kết quả làm chiều dày phôi giảm, chiều dài và chiều rộng tăng lên, tạo thành dạng tấm hay ta còn gọi là thép tấm

DUT.LRCC

Trang 5

Hình 1.1: Phôi thép tấm

Các sản phẩm thép tấm được phân loại dựa vào quy trình sản xuất Bao gồm

2 loại chính là thép tấm cán nóng và thép tấm cán nguội Trong mỗi loại lại chia ra thành 2 loại nhỏ thép tấm chống trơn và thép tấm chống trượt

* Thép tấm cán nóng

Thép tấm cán nóng hình thành bởi phôi thép thành phẩm được cho vào máy cán nóng ở nhiệt độ cao (trên 1000 độ C) Ở nhiệt độ cao như vậy, thành phần hóa học và vật lý của thép có sự biến đổi Sau khi ra lò, thép tấm cán nóng thường có màu xanh đen, các góc thường xù xì và không có độ sắc Đặc biệt, thép cán nóng rất

dễ bảo quản, có thể để ngoài trời mà không sợ bị rỉ sét, hư hại

Thành phần hóa học

TCVN

CT33 0,06-0,12 0,12-0,30 0,25-0,5 0,04 0,045 CT34 0,09-0,15 0,12-0,30 0,25-0,5 0,04 0,045 CT38 0,14-0,22 0,12-0,30 0,40-0,65 0,04 0,045 CT42 0,18-0,27 0,12-0,30 0,4-0,70 0,04 0,045 Bảng 1: Các thông số thành phần hóa học các loại thép tấm CT3

Trang 6

Các thành phần, phần trăm của nguyên tố hóa học ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng và tính chất của thép Với hàm lượng các bon thấp (%C ≤ 0,25%) thép có tính chất dẻo, dai nhưng có độ bền và độ cứng thấp

Chiều rộng hay khổ rộng của tấm thép (tính bằng mm) Khổ rộng tiêu chuẩn thường là 1250, 1500, 2000, 2030, 2500mm

Trong nghành cơ khí: Thép tấm được sử dụng trong các thân máy của các

máy cắt kim loại, vỏ hộp giảm tốc bằng kết cấu hàn, khung, sườn xe, máy

Hình 1.2: Sản phẩm thép tấm

DUT.LRCC

Trang 7

Hình 1.3: Vỏ ôtô được làm từ thép tấm

Trong nghành cơ khí ôtô: Việc sử dụng thép tấm không thể thiếu được: làm

khung, sườn, gầm ôtô, lót sàn ôtô, che kín thùng xe, và các bộ phận che chắn khác

Trong chế biến thực phẩm: Thép tấm được sử dung rộng rãi không kém, nó

được dùng để chế tạo các thùng chứa, bể chứa, hộp đóng gói

Trong các nghành nghề khác: Thép tấm dùng để chế tạo ra các thùng đồ dùng dân dụng phục vụ đời sống hay trong nghành hàng không thép tấm được dùng để che chắn, làm cửa máy bay, nắp đậy thân máy bay, tên lửa,

Với nhu cầu sử dụng thép tấm rộng lớn như vậy, cần thiết phải có những máy cắt thép tấm với năng suất cao, với độ chính xác cao, được điều khiển tự động hoặc bán tự động đủ khả năng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nền công nghiệp nói riêng cũng như nền kinh tế nói chung, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hóa đất nước

1.2 Máy gấp thép tấm và sản phẩm

Hình 1.4: Máy gấp thép CNC bằng thủy lực

DUT.LRCC

Trang 8

*Các sản phẩm nhấn gấp

Hình 1.5: Gấp thép hình chữ V với góc 90 độ

DUT.LRCC

Trang 9

Hình 1.6: Gấp thép hình Z

Hình 1.7: Gấp thép hình U

DUT.LRCC

Trang 10

CHƯƠNG 2:

BIẾN DẠNG KHI NHẤN VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI NHẤN

2.1 Cơ sở lý thuyết quá trình biến dạng dẻo kim loại

Như chúng ta đã biết dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại biến dạng theo các giai đọan: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và biến dạng phá hủy Tùy theo từng cấu trúc tinh thể của mỗi loại các giai đoạn trên có thể xảy ra với các mức độ khác nhau: dưới đây sẽ khảo sát cơ chế biến dạng trong đơn tinh thể kim loại trên cơ sở đó nghiên cứu biến dạng dẻo của các kim loại và hợp kim

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 của các nguyên

tử kim loại dịch chuyển không vượt quá 1 thông số mạng, nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể 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

2.1.1 Tính dẻo của kim loại:

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực mà không bị phá hủy Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt các nhân tố khác nhau: thành phần và tổ chức của kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất dư, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng

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

DUT.LRCC

Trang 11

Uốn kim loại tấm được thực hiện do biến dạng dẻo đàn hồi xảy ra khác nhau

ở 2 mặt của phôi uốn

2.2.2 Quá trình uốn:

Uốn là một trong những nguyên công thường gặp nhất trong dập nguội Quá trình uốn bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo Uốn làm thay đổi hướng mạng tinh thể kim loại, làm cong phôi và thu nhỏ dần kích thước

Trong quá trình uốn, kim loại phía trong góc uốn bị nén và co ngắn ở hướng dọc, bị kéo ở hướng ngang Giữa các lớp co ngắn và dãn dài là lớp trung hòa

Khi uốn những dải hẹp xảy ra hiện tượng giảm chiều dày, chỗ uốn sai lệch hình dạng tiết diện ngang, lớp trung hòa bị lệch về phía bán kính nhỏ

Khi uốn phôi với bán kính góc lượn nhỏ thì mức độ biến dạng dẻo lớn và ngược lại

Xác định chiều dài phôi uốn

Xác định vị trí lớp trung hòa, chiều dài lớp trung hòa vùng biến dạng

Chia kết cấu của chi tiết, sản phẩm thành những đoạn thẳng và đoạn cong đơn giản

Cộng chiều dài các đoạn lại: Chiều dài cả đoạn thẳng theo bản vẽ chi tiết còn phần cong được tính theo chiều dài lớp trung hòa

2.2.3 Tính đàn hồi khi uốn:

Trong qua trình uốn không phải toàn bộ kim loại ở phần cung uốn đều chịu biến dạng dẻo mà có một phần còn ở biến dạng đàn hồi Vậy khi không còn lực tác dụng của chày thì vật uốn không hoàn toàn giữ được hình dqngs của chày cối uốn.Đó

là hiện tượng đàn hồi sau khi uốn

DUT.LRCC

Trang 12

2.2.4 Phương pháp dập:

Dập là quá trình làm biến đổi hình dạng của vật cần gia công dướ tác dụng của ngoại lực để đạt được hình dạng theo yêu cầu

Dập được chia ra làm 2 loại dập nóng và dập nguội

2.2.5 Phương pháp gập nhấn dùng chày và cối:

Gập nhấn thực chất là quá trình làm biến dạng dẻo kim loại, ngoai lực tác dụng là do sự tịnh tiến khứ hồi của đầu dao mang chày, cối nhấn đứng yên nhằm tạo

ra góc gập định hình cho sản phẩm Truyền động ở đây chủ yếu dùng cơ cấu thuỷ lực, khí nén hoặc cơ cấu ma sát

Muốn hình thành sản phảm theo yêu cầu người ta phải tính đến sự đàn hồi của vật liệu Tuỳ theo độ dày của vật liệu, khoảng cách giữa hai mép kê, goác gập mà có các góc đàn hồi khác nhau Đối với sản phẩm theo yêu cầu thiết kế góc gập là 900 do

đó góc đàn hồi được xác định theo công thức:

β=0,434 r

S - 0,36 Trong đó:

Với r: bán kính góc trong của sản phẩm

S: chiều dày của phôi

Để gia công đuợc nhiêu loại sản phẩm có chièu dày khác nhau thì phải thay đỏi khoảng cách giữa hai mép kê, góc của cối Do đó phải tạo ra nhiều cối có kích thước khác nhau mới nâng cao được khả năng công nghệ của máy

2.3 Cơ sở tính toán để tạo hình phôi thép

P2 = qF

DUT.LRCC

Trang 13

Như vậy : Chọn lực ép tính toán 300 tấn

Chiều dài bàn máy là 1,5m

DUT.LRCC

Trang 14

Uốn chữ V có thể theo hai phương pháp uốn tự do và uốn có là phẳng

Hình 3.1: Kích thước và kết cấu của khuôn uốn chữ V

Khi uốn chữ V có là phẳng, kích thước và kết cấu của phần làm việc của chày cối được tính toán theo công thức sau:

Bán kính uốn của chày R lấy theo sản phẩm, nhưng không nhỏ hơn trị số bán kính uốn nhỏ nhất cho phép

Bán kính của cối R1=S mm nhưng không nhỏ hơn 3mm

DUT.LRCC

Trang 15

Khuôn nhấn chữ V đơn giản:

Hình 3.2: Khuôn uốn chữ V đơn giản Trong đó:

Trang 16

5:Đế

Khuôn gồm có chuôi chày 1 lắp với chày uốn 2 bằng ren

Cối 4 được kẹp chặt trên đế dưới 5 bằng vít

Phôi uốn được định vị trên cối nhờ có các cử 3

Hình 3.3: Kết cấu của khuôn nhấn của máy Trong đó:

1 Dao trên

2 Dao dưới

3 Tay bulông điều chỉnh

4 Guốc điều chỉnh dao dưới

5 Rảnh chữ T

DUT.LRCC

Trang 17

3.1.2 Khuôn nhấn chữ U:

Các kích thước và kết cấu bộ phận làm việc của khuôn nhấn chữ U được trình bày và tính toán như sau:

Chiều sâu lòng cối H≤ 3R mm, và không nhỏ hơn trị số cho phép

Bán kính góc lượn R2 của cối được cho trong bảng 62[1]

Khe hở Z giữa chày và cối về cùng một phía:

Z = S + δ + λ S Trong đó

S chiều dày vật liệu

𝛿 Sai lệch dương của chiều dày vật liệu

λ Hệ số phụ thuộc vào chiều dày vật liệu và trị số cho trong bảng 63[1]

Hình 3.4: Kích thước và kết cấu của khuôn nhấn chữ U

3.1.3 Các loại khuôn nhấn trên máy nhấn thường gặp:

Trên máy nhấn có thể tiến hành nhấn các sản phẩm có hình dáng và thiết diện như trên hình:

DUT.LRCC

Trang 18

Hình 3.5: Các loại khuôn nhấn

Nhấn trên máy nhấn có thể sử dụng dụng cụ nhấn đơn giản, do đó chế tạo rẽ tiền Khi nhấn các sản phẩm đơn giản có thể nhấn một lần trong khuôn, còn khi hình dáng phức tạp thì phải qua nhiều lần, qua một vài bộ khuôn Lần nhấn bằng số lần bẻ gập trên tiết diện sản phẩm Khi nhấn trên máy nhấn thủy lực người ta thường sử dụng khối khuôn vạn năng Chày của khối khuôn vạn năng khác nhau ở bán kính lượn và hình dáng phần làm việc Thường chúng có dạng thẳng và cong Chày nhấn thẳng thường để nhấn những nguyên công đầu tiên, cũng có thể nhấn ở những nguyên công thứ hai và nguyên công sau,khi nhấn góc ở những sản phẩm có hình dạng hộp rộng Cày nhấn cong thường để nhấn những nguyên công thứ hai và những nguyên công sau

Cối của khuôn uốn vạn năng, ở phần làm việc có thể có dạng thẳng, có góc hoặc có rảnh hình đơn giản

DUT.LRCC

Trang 19

Hình 3.6: Khuôn nhấn của máy

DUT.LRCC

Trang 20

PHẦN II:

TÍNH TOÁN

VÀ THIẾT KẾ MÁY

DUT.LRCC

Trang 21

CHƯƠNG 4:

GIỚI THIỆU VỀ MÁY NHẤN THUỶ LỰC

VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 4.1 Giới thiệu :

Máy nhấn 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 kỳ trình nhấn Máy nhấn thủy lực là một thiết bị dùng để sản xuất ra các sản phẩm cơ khí

Qua khảo sát một số máy nhấn thuỷ lực hiện có và máy chuẩn thì máy nhấn tole thuỷ lực hiện có những bộ phận chính như sau:

Bơm cố định có nhiệm vụ hút dầu từ 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 ông và các van cần thiết để nối các phần tử thuỷ lực lại với nhau

Các cử hành trình để khống chế hành trình chuyển động của piston

4.1.3 Tủ điện

Gồm các thiết bị cần thiết cho khởi động và dùng điều khiển cho động cơ và các van điện từ, cũng như các rơle thời gian để điều khiển chu kỳ làm việc của máy, các công tắc tơ, cầu chì

4.1.4 Bộ khuôn

Dùng để định dạng cho sản phẩm nhấn

Gồm các bộ phận chính sau :

Nữa khuôn trên

Nữa khuôn dưới

DUT.LRCC

Trang 22

Lực ép đủ lớn để có thể tạo ra biên dạng yêu cầu vơí phôi thép tấm có chiều dày lớn

Yêu cầu năng suất cao để đảm bảo cho dây chuyền sản xuất của toàn nhà máy hoạt động tốt

Trong quá trình thiết kế máy nhấn thuỷ lực phải đảm bảo cho máy làm việc chính xác Các chuyển động của pittông phải thực hiện một cách đồng bộ không có chênh lệch về vận tốc, hành trình do đó phải chế tạo các bộ phận của máy chính xác đồng thời phải dùng các phần tử thuỷ lực để làm đồng bộ các giá trị như các van tiết lưu hay là trục truyền đồng bộ

DUT.LRCC

Trang 23

CHƯƠNG 5:

PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

5.1 Phân tích các yêu cầu trong một giai đoạn tạo hình:

Việc nhấn định hình tủ được thực hiện trên máy nhấn với lực nhấn được tính toán sau cho phôi thép tấm biến dạng dẻo để có biên dạng như yêu cầu Biên dạng được hình thành nhờ phần chày và cối có biên dạng thích hợp

Do biến dạng đàn hồi của phôi thép cho nên sau khi nhấn tạo hình phôi thép

sẽ biến dạng như biên dạng của chày và cối cho nên phải tính toán biên dạng khuôn trên và khuôn dưới để có biên dạng phôi đúng như yêu cầu

Trang 24

cữ 9 làm cho cần điều khiển10 đi xuống đẩy trục 4 qua trái và đĩa ma sát 5 tỳ vào bánh ma sát 6 làm cho trục vít quay theo chiều ngược lại đưa đầu trượt đi lên đến cữ hành trình 7, cần 10 lại được nhấc lên, trục 4 được đẩy sang phải lặp lại quá trình trên

Trang 25

8 Bộ thay đổi hành trình và cân bằng con trượt

9 Con trượt công tác

10 Bàn máy

DUT.LRCC

Trang 26

*Nguyên lý hoạt động

Khi mở máy mô tơ 1 quay làm quay bánh đai 2 chuyển động được truyền qua đai truyền Khi ly hợp 3 đóng chuyển động được truyền đến trục khuỷa đồng thời phanh hãm 4 được nhả ra Khi trục khuỷa quay truyền chuyển động đến con trượt công tác thông qua thanh truyền 6 Ly hợp 3 được điều khiển bằng bàn đạp

*Ưu và nhược điểm

Chưa có tính tự động hóa cao

Tốc độ không đều, lực quán tính sinh ra trong quá trình chuyển động của đầu trượt lớn

Trang 28

*Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ bơm quay, bơm dầu (3) hút dầu qua bộ lọc thô (2), qua các thiết

bị khác như bộ lọc tinh (13) van tiết lưu (5), nhờ van này ta hiệu chỉnh được lưu lượng vào xi lanh, do đó làm thay đổi được vận tốc của piston theo yêu cầu Sau khi dầu qua van tiết lưu thì qua van phân phối để vào buồng trên hoặc buồng dưới của xi lanh để thực hiện chuyển động đi xuống nhấn hoặc chuyển động chạy không quay

về

Ưu điểm và nhược điểm của phương án

Ưu điểm:

Lực ép được kiểm soát chặt chẽ trong từng chu kỳ

Có khả năng tạo ra lực làm việc lớn, cố định ở bất kỳ vị trí nào khi xảy ra quá tải cho nên sẽ an toàn cho máy

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

Tốc độ chuyển động của chày mang khuôn ép cố định và có thể điều chỉnh được, có thể thay đổi chiều dài hành trình

Làm việc không có tiếng ồn

Hệ thống điều khiển tự động hóa

Năng suất và hiệu quả cao

Nhược điểm:

Giá thành cao, khó chế tạo

Các phần tử thuỷ lực đòi hỏi độ chính xác cao

Máy có cấu phức tạp

5.3 Lựa chọn phương án thiết kế máy

Với những yêu cầu đặt ra của sản phẩm, máy thiết kế phải có những yêu cầu sau:

Máy phải có tính tự động cao

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

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

Tốc độ chuyển động của các píttông có thể điều chỉnh được

Có thể thay đổi được hành trình nhấn

Cho năng suất và hiệu quả cao

DUT.LRCC

Trang 29

Phải có hệ thống dẫn hướng để bàn động di chuyển chính xác

Do nhu cầu cuộc sống đòi hỏi sự tìm tòi mở 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 sản xuất và công cụ sản xuất

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, tồn tại song hành Như vậy với các phương án như trên thì phương án máy nhấn thuỷ lực gồm 3 xilanh thuỷ lực đồng bộ

là thích hợp hơn cả với nhiều ưu điểm như đã nêu ở trước Máy này phù hợp với sự phát triển của ngành cơ khí nói riêng cũng như trong lĩnh vực công nghiệp nói chung Tạo tiền đề 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 phù hợp về chất lượng, số lượng, thúc đẩy sự phát triển của các ngành có liên quan

Trang 30

*Giai đoạn xuống (hành trình xuống)

Là giai đoạn bàn máy đi xuống từ điểm dừng cho đến hết thời gian giữ tải:

Sau khi chuẩn bị, lắp ráp và căn chỉnh khuôn hoàn thành, khởi động các bơm

thủy lực và các thiết bị khác Bấm nút điều khiển để dao trên đi xuống xuống thông

qua hệ thống điện điều khiển, dầu từ bơm cung cấp vào buồng trên xylanh công tác,

đẩy dao trên đi xuống

*Giai đoạn ép phôi (hành trình ép phôi)

Khi chưa có tải bàn máy xuống nhanh, áp suất trên hệ thống không đáng kể,

đến khi va chạm vào phôi liệu áp suất tăng dần và đạt giá trị xác định, được điều

chỉnh bằng công tắc

*Giai đoạn lùi về (hành trình lùi về)

Sau khi kết thúc thời gian giữ tải, rơle thời gian(hoặc người sử dụng) tự động

đóng điện cho van xả áp cung cấp dầu cho buồng dưới xy lanh nâng bàn máy đi lên

cho đến khi tác động vào công tắc hành trình, bàn máy tự động dừng lại, giai đoạn

lên kết thúc

Sau khi lấy sản phẩm ra khỏi khuôn, vệ sinh và bôi trơn khuôn, nạp liệu và

thực hiện chu trình làm việc tiếp theo

6.2 Tính toán cho xy lanh piston

Ta đang thiết kế Máy ép thủy lực 300 tấn nên lực ép lớn nhất của máy đạt

được là Pmax= 300 tấn, mà cơ cấu tạo lực ép 300 tấn gồm 3 xi lanh píttông Vậy mỗi

xilanh píttông tạo được lực ép lớn nhất là:

1003

3003

max max

DUT.LRCC

Trang 31

P2: áp suất cản ở đường ra

Pch: khối lượng chày

Fmsđ: lực ma sát động giữa piston và xi lanh

Pép: lực ép cần thiết tạo ra để ép phôi

F1: diện tích buồng trên, F1 = 490,6 (cm2)

F2: diện tích buồng đối áp, F2 = 289,6 (cm2)

Do có ma sát giữa piston và xi lanh, giữa bạc đở và cần piston, lực quán tính của khối lượng chuyển động, đối áp ở khoang tải…để đặc trưng cho điều này ta có khái niệm hiệu suất cơ khí:

Trang 32

Pct−xilanh: lực cần thiết trên xilanh để thắng phụ tải

Trong tính toán kỹ thuật thường lấy ƞ𝑐𝑘 = 0,95

Lực ma sát phụ thuộc chủ yếu vào kết cấu của xilanh, vật liệu và chất lượng gia công xilanh, piston, vòng làm kín

p: Áp suất (kG / cm2 )

D : Đường kính của píttông (cm)

Dựa theo máy chuẩn ta chọn đường kính của píttông

Tính lực ma sát giữa píttông và xylanh

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

Sơ đồ kết cấu

DUT.LRCC

Trang 33

Q’ = F2.V2 = 289,6.60=17376 (cm3/phút) =17,376 (lít/phút)

6.3 Tính bề dày thành xi lanh

Kết cấu:

DUT.LRCC

Trang 34

Hình: 6.3: Lực tác dụng vào thành xilanh Tính toán bề dày của xi lanh chịu được áp lực P1 khi máy làm việc với lực nhấn

Ta tưởng tượng cắt xilanh với mặt phẳng cắt ngang như hình vẽ, bỏ đi một phần

và xét sự cân bằng của phần còn lại

Trang 35

Trong đó:

: chiều dày của thành xi lanh

R: bán kính trong của thành xi lanh

Trong đó:

PK: bán kính cong của kinh tuyến đang xét

P1 : bán kính cong của vĩ tuyến đang xét

Viết điều kiện bền theo lý thuyết M0 ( Lý thuyết ứng suất tiếp lớn nhất )

360

= 240

DUT.LRCC

Trang 36

Thay các giá trị vào phương trình ta được:

 

][



R P

= 21, 46.130 [240] = 11,6 (mm) Chọn bề dày của thành xi lanh là  = 15 (mm)

Kiểm tra:

Ta có: /R = 15/160 < 1/10  thoả mãn điều kiện của bài toán vỏ mỏng

6.4 Tính chọn bơm dầu và công suất của động cơ

6.4.1 Tính chọn bơm dầu

Khi chất lỏng làm việc trong hệ thống thuỷ sẽ tổn hao một áp suất nhất định, tuỳ thuộc vào thiết bị dụng cụ Như vậy trước khi tính toán, ta tính tổn thất áp suất trong hệ thống thuỷ lực

a Tính tổn thất trong hệ thống thuỷ lực

Tổn thất áp suất là sự giảm áp suất do sức cản trên đường chuyển động của dầu

từ bơm dầu cho đến cơ cấu chấp hành Do đó tổn thất áp suất có thể xảy ra ở nhiều bộ phận trong hệ thống dầu ép

Ta có ∆𝑝 = ∆𝑝1+ ∆𝑝2+ ∆𝑝3+ ∆𝑝4+ ∆𝑝5

Trong đó

∆𝑝1: Tổn thất áp suất trênvan tiết lưu (KG/cm2)

∆𝑝2: Tổn thất áp suất trên van giảm áp (KG/cm2)

∆𝑝3: Tổn thất áp suất trên các van chỉnh hướng (KG/cm2)

Trang 37

Bơm dầu là một loại cơ cấu 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, nghĩa là loại bơm thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích các buồng làm việc Khi thể tích các buồng làm việc tăng, bơm thực hiện chu kỳ hút, và khi thể tích giảm, bơm thực hiện chu kỳ đẩy

Với yêu cầu của máy thiết kế, dựa vào giá trị áp suất làm việc lớn nhất của hệ thống Pmax = 223,6 (kG/cm2) ta chọn bơm cho hệ thống là loại bơm bánh răng

6.4.2 Chọn bơm dầu cho hệ thống cung cấp thuỷ lực

Như đã tính, lưu lượng cần thiết cho 1 xilanh khi làm việc là Qxl = 29,436 lít/phút, nhưng trong sơ đồ thuỷ lực ta phân tích thì cần thiết phải dùng 3 xilanh

Do vậy, lưu lượng cần thiết bơm phải cung cấp cho hệ thống là:

Qct = 3.Qxl = 3.29,436 = 88,3 ( l/ph) Mặt khác áp suất cần thiết bơm phải tạo ra là Pct = 223,6 (bar), do vậy ta phải so sánh chọn loại bơm hợp lý đảm bảo lưu lượng và áp suất yêu cầu

Trong hệ thống dầu ép thường chỉ dùng loại bơm thể tích, tức là loại thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích các buồng làm việc: khi thể tích buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút; và khi thể tích buồng làm việc 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

Tuỳ thuộc vào lượng dầu do bơm đẩy ra trong một chu kỳ làm việc, ta có thể phân biệt được 2 loại bơm thể tích: bơm có lưu lượng cố định và bơm có lưu lượng có thể điều chỉnh được

DUT.LRCC

Trang 38

Về mặt kết cấu, bơm thể tích ( cả bơm cố định và bơm điều chỉnh ) có thể phân

ra các loại chính như: bơm bánh răng, bơm cánh gạt và bơm piston Mỗi loại kết cấu bơm đều có những ưu nhược điểm riêng, do vậy ta phải phân tích lựa chọn loại bơm có hiệu quả kinh tế và đơn giản về kết cấu nhất đồng thời làm việc phải đáp ứng được với yêu cầu cần thiết mà bơm phải tạo ra

Sau khi phân tích lựa chọn ta xác định sử dụng loại bơm bánh răng có áp suất 223,6 bar, lưu lượng tạo ra là 88,3 (l/ph) Loại này thỏa mãn với áp suất và lưu lượng tính toán

Ưu điểm và phạm vi ứng dụng của bơm bánh răng:

Bơm bánh răng là loại bơm dùng rộng rải nhất vì nó có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo đồng thời giá thành lại rẻ hơn các loại bơm khác Phạm vi sử dụng của bơm bánh răng chủ yếu ở những hệ thống có áp suất nhỏ trên các máy khoan, doa, bào, phay, máy tổ hợp, Phạm vi áp suất sử dụng của bơm bánh răng hiện nay có thể từ 10 – 280

bar (phụ thuộc vào độ chính xác chế tạo)

Phân loại bơm bánh răng:

Bơm bánh răng gồm có: loại bánh răng ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong, có thể là răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chử V

Loại bánh răng ăn khớp ngoài được dùng rộng rải hơn vì chế tạo dễ hơn, nhưng bánh răng ăn khớp trong thì có kích thước gọn nhẹ hơn Ở đây ta chọn loại loại bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng:

Hình 6.4: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Thân bơm

nb

DUT.LRCC

Trang 39

Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng là thay đổi thể tích: khi thể tích của buồng hút A tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút; và nén khi thể tích giảm, bơm đẩy dầu ra ở buồng B, thực hiện chu kỳ nén Nếu như trên đường dầu bị đẩy ra ta đặt một vật cản (ví dụ như van), dầu bị chặn sẽ tạo nên một áp suất nhất định phụ thuộc vào độ lớn của sức cản và kết cấu của bơm

Hình 6.5: Kết cấu bơm bánh răng

Tính công suất động cơ điện

Công suất động cơ điện được tính theo công thức

𝑵Đ𝑪 =𝐍𝐛

𝐍𝒂

Trong đó 𝑁Đ𝐶: Công suất động cơ (KW)

Nb : Công suất bơm dầu(KW)

N𝑎: Hệ số tổn thất từ động cơ qua bơm

Ta có: 𝑁𝑏 = 𝑃𝑏.𝑄𝑏

612 (KW)

(“Truyền động thủy lực trong chế tạo máy”, tác giả :Trần Doản Đỉnh, Nguyễn Ngọc Lê, Phạm Xuân Mão, Nguyễn Thế Thưởng, Đổ Văn Thi, Hà Văn Vui) Trang 33

Pb : áp suất dầu của bơm (KG/cm2)

Qb : lưu lượng dầu của bơm (l/ph)

 Nb = 223, 6.88, 3

612 = 32,2 (KW) Vậy : 𝑵Đ𝑪 = 𝐍𝐛

𝐍𝒂 =32, 2

0,85 = 37,9 (KW)

DUT.LRCC

Trang 40

Chọn Nđ/c = 38 (KW)

6.5 Tính chọn van an toàn

Van an toàn được dùng để đảm bảo cho hệ thống được an toàn khi có quá tải

Nó được đặt trên ống chính có áp suất cao

Nếu van an toàn chỉ làm việc gián đoạn thì đó gọi là van chống đỡ Còn khi nó làm việc liên tục (luôn có chất lỏng thoát qua van) thì nó gọi là van tràn

Cùng một van nhưng tuỳ theo sự phối hợp của nó trong hệ thống mà nó có thể làm việc như một van tràn hay van chống đỡ

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

Van an toàn tác dụng trực tiếp

Van an toàn có tác dụng tùy động

Đối với hệ thống thủy lực của máy thiết kế, ta chọn loại van an toàn có tác dụng tùy động

Loại này có các ưu điểm nổi trội so với loại van có tác dụng trực tiếp, đó 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

3 Lò xo yếu

4 Viên bi

DUT.LRCC

Định dạng
Số trang	88
Dung lượng	2,14 MB