HỆ THỐNG THỦY LỰC TRONG MÁY PHAY TỰ ĐỘNG

b) Nguyên lý làm việc : Xilanh 2 đẩy chi tiết tới bị trí khoan và giữ chi tiết tại vị trí phay. Xilanh 1 mang đầu phay đi xuống phay. Xilanh 1 rút về. Xilanh 2 rút về(mở hàm kẹp để lấy chi tiết) Xilanh 3 đi ra đẩy chi tiết xuống thùng, Xilanh 3 rút về. Kết thúc chu trình làm việc, chờ hành trình mới. 1.Thiết kế pittong kẹp phôi a. các số liệu cho trước: P= 2000 N S¬max=vmax=1000 mmphút S¬min=vmin=600 mmphút G =10 kg = 100 N Giả sử, chọn đường kính xylanh : D = 6 (cm). Từ công thức : Trong đó : P : Lực ép của đầu con trượt gắn trên píttông , (KG) p: Ap suất (kG cm2 ) D : Đường knh của pttng (cm) Như vậy từ cng thức trín ta suy ra âp suất p: (kGcm2 ) Theo sâch truyền động dầu ĩp trong mây cắt kim loại th : d = ( 0.5  0.7 ) D (cm) Với d : đưng knh của cần pttng (cm) D : đường knh pttng (cm) Ta chọn : d = 0,5.D = 0,5.6 = 3 ( cm ) Lực ma sât trượt: lấy hệ số ma sđt của sống trượt vă đầu trượt µ = 0,2 Pms = µ.G = 0,2.100 = 20 N. Pittong thực hiện câc hành trình như sau: Hành trình xuống nhanh Hành trình về nhanh Hành trình lùi về Như vậy ta sẽ đi tính lưu lượng vào, lưu lượng ra, áp suất vào, áp suất cản ở đường ra của mỗi hành trình píttông chuyển động. Tuy nhiên hành trình xuống nhanh vă hành trình lùi về đều chạy với Vmax nên các thông số đều giống nhau. Hành trình xuống nhanh

Trang 1

HỆ THỐNG THỦY LỰC TRONG MÁY PHAY TỰ ĐỘNG

I - Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc

a) Cấu tạo: Sơ đồ mạch điều khiển bằng thủy lực

SVTH: Lê Thông Linh

Trang 1

Trang 2

Trang 2

Trang 3

b) Nguyên lý làm việc :

- Xilanh 2 đẩy chi tiết tới bị trí khoan và giữ chi tiết tại vị trí phay

- Xilanh 1 mang đầu phay đi xuống phay

- Xilanh 1 rút về

- Xilanh 2 rút về(mở hàm kẹp để lấy chi tiết)

- Xilanh 3 đi ra đẩy chi tiết xuống thùng,

- Xilanh 3 rút về Kết thúc chu trình làm việc, chờ hành trình mới

Thông số cho trước:

II.Thiết kế các pittong trong hệ thống

1.Thiết kế pittong kẹp phôi

a các số liệu cho trước: P= 2000 N

Smax=vmax=1000 mm/phút

Smin=vmin=600 mm/phút

G =10 kg = 100 N

Giả sử, chọn đường kính xylanh : D = 6 (cm)

Từ công thức : P D p

4

2 Π

= Trong đó : P : Lực ép của đầu con trượt gắn trên píttông , (KG)

p: Ap suất (kG / cm2 )

Trang 3

Pittong cắt Pittong đẩy phôi Pittong kẹp phôi

P = 5530 N

Smax=vmax=600mm/phút

Smin=vmin=200mm/phút

G =300 kg = 300 N

P = 3000 N

G =15 kg = 150 N

P= 2000 N

G =10 kg = 100 N

Trang 4

D : Đường knh của pttng (cm)

Như vậy từ cng thức trín ta suy ra âp suất p:

7,08

6 14 , 3

200 4 4

2 2

Π

=

D

P

Theo sâch truyền động dầu ĩp trong mây cắt kim loại th :

d = ( 0.5 ÷ 0.7 ) D (cm)

Với d : đưng knh của cần pttng (cm)

D : đường knh pttng (cm)

Ta chọn : d = 0,5.D = 0,5.6 = 3 ( cm )

Lực ma sât trượt: lấy hệ số ma sđt của sống trượt vă đầu trượt µ = 0,2

Pms = µ.G = 0,2.100 = 20 N

Pittong thực hiện câc hành trình như sau:

- Hành trình xuống nhanh

- Hành trình về nhanh

- Hành trình lùi về

Như vậy ta sẽ đi tính lưu lượng vào, lưu lượng ra, áp suất vào, áp suất cản ở đường ra của mỗi hành trình píttông chuyển động

Tuy nhiên hành trình xuống nhanh vă hành trình lùi về đều chạy với Vmax nên các thông số đều giống nhau

* Hành trình xuống nhanh

D

d

F1

P1

P'1 F2

Trang 4

Trang 5

Sơ đồ tính lực

Ở hành trình này dầu từ bơm qua van điện từ mở ở vị trí cho dầu vào buồng trên xi lanh đẩy piston chuyển động đi xuống

Ta có các thông số:

Pe1: Ap suất vào

Pe1’: Ap suất ra

Với hành trình này như ta đã có ở trước vận tốc chuyển động của piston là

Ve1 = Vmax= 1000(mm/ph)

D

d

F1

P1

P'1 F2

Sơ đồ tính lực

Pe1: Ap suất vào

Pe1’: Ap suất ra

Ve1 = Vmax= 1000(mm/ph)

Lưu lượng vào được tính theo công thức

Qe1 = Ve1 Fe1

Với Ve1: Vận tốc = 100 (cm/ph)

Trang 5

Trang 6

Fe1: Tiết diện

Fe1 =

4

π

.D2 =

4

14 , 3 6 2 = 28,26 (cm2) Suy ra Qe1 = 28,26.100=2826 (cm3/ph) = 2,826 (l/ph)

Lưu lượng ra được tính theo công thức

Qe1’ = Ve1 Fe2

Với: Ve1 = 100 (cm/ph)

Fe2: Tiết diện của mặt piston có chứa cần piston (cm2)

Fe2 = ( )

4

.D2 −d2 π

D : đường kính piston, D = 6 (cm)

d : đường kính cần piston, d = 3 (cm)

Fe2 = ( )

4

3 6 14 ,

3 2 − 2 = 19,625(cm2)

⇒Qe1’ = Ve1.Fe2 = 100.19,62=1962 (cm3/ph) = 1,962 (l/ph)

Tính áp suất vào P e1

Từ sơ đồ trên ta có phương trình cân bằng

Fe1.Pe1 + G = Pms + Fe2.Pe1’

Pms : lực ma sát hướng ngược chiều chuyển động của piston

⇒ Pe1 =

e1 1

' 2 F

G

-

e P F

P ms + e

mà Pms = 2 (Kg)

G = 100N = 10 (Kg)

áp suất ra P’ e1

Pe1’ =∆P1 + ∆P2

∆P1: áp lực cản của van tiết lưu

∆P1 = 3 (KG/cm2)

Trang 6

Trang 7

∆P2: áp lực cản của van đảo chiều

∆P2 = 2 (KG/cm2)

Pe1’ = ∆P1 + ∆P2 = 3 + 2 = 5 (KG/cm2)

Thay các giá trị trên vào công thức ta được

Pe1 =

26 , 28

10 6 , 19 5

2+ × −

= 3.19 (Kg/cm2)

* Hành trình ép

D

d

P'2 F2

Sơ đồ tính lực

Ở hành trình này vị trí của van phân phối vẫn không đổi, dầu tiếp tục đi vào buồng trên của

xi lanh đẩy piston đi xuống ta có các thông số

Fe1 = 28,26 (cm2)

Fe2 = 19,62 (cm2 )

Pe2: áp lực vào (KG/cm2)

Pe2’ : áp lực ra (KG/cm2)

G = 10 (Kg)

Ơ hành trình ép này, vận tốc của cơ cấu chấp hành :

Ve2 = Vmin = 60 (cm/ph)

Lưu lượng vào được tính theo công thức

Qe2 = Fe1.Ve2 = 28,26.60=1696 (cm3/ph) = 1,696 (lít/phút)

Lưu lượng ra

Trang 7

Trang 8

Qe2’ = Fe2.Ve2 = 19,62.60=1177 (cm3/ph) = 1,177(lít/phút)

Ap lực ra P e2 ’

Ta có áp lực ra pe2’ =∆p1 +∆p2 (KG/cm2)

∆p1 :Ap lực cản của van tiết lưu (KG/cm2)

∆p1 = 3 (KG/cm2)

∆p2 : Ap lực cản của van đảo chiều (KG/cm2)

∆p2 = 2 (KG/cm2)

⇒ pe2’ = 2+3 =5 (KG/cm2)

Ap lực vào P e2

Từ sơ đồ hình trên ta có phương trình cân bằng

Pe2.Fe1 = Pms +Pép + Fe2.pe2’

⇒ pe2 =

1

2

2 '

e

e e ep ms

F

p F P

P + +

Trong đó

Pms = 2 (KG)

Pép = 200 (KG)

Pe2’ = 5 (KG/cm2)

Thay các giá trị trên vào ta được áp lực vào

Pe2 =

26 , 28

5 62 , 19 200

= 10,6 (KG/cm2)

2 Thiết kế pittong dẫn khoan

G =30

kg = 300 N

Giả sử, chọn đường kính xylanh : D = 10 (cm)

4

2 Π

= Trong đó : P : Lực cắt (KG)

Trang 8

a các số liệu ta có: P= 5530 N

Trang 9

p: Áp suất làm việc (kG / cm2 )

D : Đường kính của píttông (cm)

Như vậy từ công thức trên ta suy ra áp suất p:

7,04

10 14 , 3

553 4 4

2

Π

=

D

P

Theo sách truyền động dầu ép trong máy cắt kim loại thì :

d = ( 0.5 ÷ 0.7 ) D (cm)

Ta chọn : d = 0,6.D = 0,6.10 = 6 ( cm )

Lực ma sát trượt: lấy hệ số ma sât của sống trượt và đầu trượt µ = 0,2

Pms = µ.G = 0,2.300 = 60 N

Pittong thực hiện các hành trình như sau:

- Hành trình xuống nhanh

- Hành trình phay

- Hành trình lùi về

Như vậy ta sẽ đi tính lưu lượng vào, lưu lượng ra, áp suất vào, áp suất cản ở đường ra của mỗi hành trình píttông chuyển động

Tuy nhiên hành trình xuống nhanh vă hành trình lùi về đều chạy với Vmax nên các thông số đều giống nhau

Pc1: áp suất vào

Pc1’: áp suất ra

Vc1 = Vmax= 600(mm/ph)

Trang 9

Trang 10

Qc1 = Vc1 Fc1

Với Vc1: Vận tốc (cm/ph)

Fc1: Tiết diện

Fc1 =

4

π D2 =

4

14 , 3 10 2 = 78,5 (cm2) Suy ra Qc1 = 78,5.60= 4710 (cm3/ph) = 4,71 (l/ph)

Qc1’ = Vc1 Fc2

Với: Vc1 = 60 (cm/ph)

Fc2: Tiết diện của mặt piston có chứa cần piston (cm2)

Fc2 = ( )

4

.D2 −d2 π

Fc2 = ( )

4

6 10 14 ,

3 2− 2 = 50,24 (cm2)

⇒Qc1’ = Vc1.Fc2 = 60.50,24=3014 (cm3/ph) = 3 (l/ph)

Ap lực ra P c1 ’

Ta có áp lực ra pc1’ =∆p1 +∆p2 (KG/cm2)

∆p1 = 3 (KG/cm2)

∆p2 = 2 (KG/cm2)

⇒ pc1’ = 2+3 =5 (KG/cm2)

Tính áp suất vào P c1

ta có phương trình cân bằng

Fc1.Pc1 + G = Pms + Fc2.Pc1’

Trang 10

Trang 11

⇒ P c1 =

c1 1 ' 2 F

G

- c c

P +

mà Pms = 6 (Kg)

G = 30 (Kg)

Pc1 =

5 , 78

30 24 , 50 5

= 2,89 (Kg/cm2)

* Hành trình cắt

xi lanh đẩy piston đi xuống ta có các thông số

Fc1 = 78.5 (cm2)

Fc2 = 50.24 (cm2 )

Pc2: áp lực vào (KG/cm2)

Pc2’ : áp lực ra (KG/cm2)

G = 30 (Kg)

Ơ hành trình cắt này, vận tốc của cơ cấu chấp hành :

Ta chọn: Vc2 = 20 (cm/ph)

Qc2 = Fc1.Vc2 = 78,5.20=1570 (cm3/ph) = 1,57 (lít/phút)

Lưu lượng ra

Qc2’ = Fc2.Vc2 = 50,24.20=1005 (cm3/ph) = 1,005 (lít/phút)

Áp lực ra P c2 ’

Ta có áp lực ra pc2’ =∆p1 +∆p2 (KG/cm2)

∆p1 = 3 (KG/cm2)

Trang 11

Trang 12

∆p2 = 2 (KG/cm2)

⇒ pc2’ = 2+3 =5 (KG/cm2)

Áp lực vào P c2

Pc2.Fc1 + G = Pms +P + Fc2.pc2’

⇒ pc2 =

1

2

2 '

c

c c ms

F

G p F P

Trong đó

Pms = 2 (KG)

P = 553 (KG)

Pc2’ = 5 (KG/cm2)

Pc2 =

5 , 78

30 5 24 , 50 553

= 9,94 (KG/cm2)

3 Thiết kế pittong đẩy phôi

G =15kg = 150 N

chọn đường kính xylanh : D = 6 (cm)

4

2 Π

= Trong đó : P : Lực ép của đầu con trượt gắn trên píttông , (KG)

p: Ap suất (kG / cm2 )

D : Đường kính của píttông (cm)

Như vậy từ công thức trên ta suy ra áp suất p:

Trang 12

P = 3000 N

Smax=vmax=1000 mm/pht

Smin=vmin=170 mm/pht

Trang 13

16

6 14 , 3

300 4 4

2

2 = × = Π

=

D

P

Theo sách truyền động dầu ép trong máy cắt kim loại thì :

d = ( 0.5 ÷ 0.7 ) D (cm)

Với d : đưòng kính của cần píttông (cm)

D : đường kính píttông (cm)

Ta chọn : d = 0,5.D = 0,5.6 = 3 ( cm )

Lực ma sát trượt: lấy hệ số ma sât của sống trượt và đầu trượt µ = 0,2

Pms = µ.G = 0,2.150 = 30 N

Pittong thực hiện các hành trình như sau:

- Hành trình ra nhanh

- Hành trình về nhanh

* Hành trình ra nhanh

Ở hành trình này dầu từ bơm qua van điện từ mở ở vị trí cho dầu vào buồng trên xi lanh đẩy piston chuyển động đi ra

Pd1: Áp suất vào

Pd1’: Áp suất ra

Vd1 = Vmin= 170(mm/ph)

Qd1 = Vd1 Fd1

Với Vd1: Vận tốc = 10 (cm/ph)

Fd1: Tiết diện

Fd1 =

4

π D2 =

4

14 , 3 6 2 = 28,26 (cm2)

Trang 13

Trang 14

Suy ra Qd1 = 28,26.17=480 (cm3/ph) = 0,48 (l/ph)

Qd1’ = Vd1 Fd2

Với: Vd1 = 10 (cm/ph)

Fd2: Tiết diện của mặt piston có chứa cần piston (cm2)

Fd2 = ( )

4

.D2 −d2 π

Fd2 = ( )

4

3 6 14 ,

3 2− 2 = 21,2 (cm2)

⇒ Qd1’ = Vd1.Fd2 = 17.21,2=360 (cm3/ph) = 0.36 (l/ph)

Tính áp suất vào P d1

Từ sơ đồ trên ta có phương trình cân bằng

Fd1.Pd1 + G = Pms + Fd2.Pd1’

⇒ P d1 =

d1 1

' 2 F

G

- d d

P +

mà Pms = 3 (Kg)

G = 150 N = 15 (Kg)

áp suất ra P’ d1

Pd1’ = ∆P2

∆P2: áp lực cản của van đảo chiều

∆P2 = 2 (KG/cm2)

Pd1’ = ∆P2 = 2 (KG/cm2)

Pd1 = 3+228×21,26,2−10

= 1,08(Kg/cm2)

Trang 14

Trang 15

* Hành trình về nhanh

xi lanh đẩy piston đi về ta có các thông số

Fd1 = 28,26 (cm2)

Fd2 = 21,2 (cm2 )

Pd2: Áp lực vào (KG/cm2)

Pd2’ : Áp lực ra (KG/cm2)

G = 15 (Kg)

Ơ hành trình về này, vận tốc của cơ cấu chấp hành :

Vd2 = Vmax = 100 (cm/ph)

Qd2 = Fd1.Vd2 = 28,26.100=2826 (cm3/ph) = 2,826 (lít/phút)

Lưu lượng ra

Qd2’ = Fd2.Vd2 = 21,2.100=2120 (cm3/ph) = 2,12 (lít/phút)

Ap lực ra P d2 ’

Ta có áp lực ra pd2’ =∆p2

∆p2 = 2 (KG/cm2)

⇒ pd2’ = 2 (KG/cm2)

Ap lực vào P e2

Pd2.Fd1 + G = Pms +P + Fd2.pd2’

⇒ pd2 =

1

2

2 '

d

d d ms

F

G p F P

Trong đó

Trang 15

Trang 16

Pms = 3 (KG)

P = 300 (KG)

Pd2’ = 2 (KG/cm2)

Pd2 =

26 , 28

15 2 2 , 21 300

= 11,66 (KG/cm2)

5.2.1.2.Tnh toân lựa chọn câc thng số của bơm

a Cng suất cần thiết của động cơ điện lăm quay bơm dầu lă

Nct = µ

N Với µ=0,6÷0,8: Hiệu suất của bơm dầu, chọn µ=0,8

) ( 1 ) ( 1 8 , 0

35 , 25887

KW W

⇒

Do vậy cần phải chọn động cơ dùng để quay bơm dầu thích hợp vừa đảm bảo đủ công suất cho yêu cầu của quá trình cắt vừa phải đảm bảo tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động cho bơm, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định Hơn nữa chọn công suất động cơ phải phù hợp để đảm bảo tính kinh tế, hạ giá thành của sản phẩm, tăng hiệu suất của động cơ và kết cấu khung cồng kềnh

Từ những yêu cầu cần thiết đặt ra ta cần chọn động cơ công suất Nđc≥Nct

Do vậy ta chọn loại động cơ đồng bộ, chê kín, cánh quạtloại A02-82-6 công suất 40 kw,

số vng quay 1000( v/ph )

b Chọn bơm dầu cho hệ thống cung cấp thuỷ lực

Như đê tính, lưu lượng cần thiết cho 1 xilanh khi lăm việc là Qxl = 13 lt/pht, nhưng trong sơ đồ thuỷ lực ta phun tch th cần thiết phải dng 3 xilanh

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

Qct = 3.Qxl = 13( l/ph)

Mặt khâc âp suất cần thiết bơm phải tạo ra là Pct = 100 (bar), do vậy ta phải so sânh chọn loại bơm hợp lý đảm bảo lưu lượng vă âp suất yíu cầu

Trong hệ thống dầu ĩp thường chỉ dng loại bơm thể tch, tức lă loại thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng câch thay đổi thể tch câc buồng lăm việc: khi thể tch buồng lăm việc tăng, bơm ht dầu, thực hiện chu kỳ; vă khi thể tch buồng làm việc giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kỳ nĩn Nếu trên đường dầu bị đẩy ra ta đặt một vật cản, dầu bị chặn sẽ tạo nín một áp suất nhất định phụ thuộc văo độ lớn của sức cản vă kết cấu của bơm

Trang 16

Trang 17

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

Về mặt kết cấu, bơm thể tích ( cả bơm cố định và bơm điều chỉnh ) có thể phân ra câc loại chính như: bơm bánh răng, bơm cánh gạt vă bơm piston Mỗi loại kết cấu bơm đều c những ưu nhược điểm riíng, do vậy ta phải phân tích lựa chọn loại bơm c hiệu quả kinh tế

vă đơn giản về kết cấu nhất đồng thời lăm 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 âp suất 13 bar, lưu lượng tạo ra là 13 (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 bânh răng lă loại bơm dụng rộng rải nhất v n c kết cấu đơn giản, dễ chế tạo đồng thời giâ thănh lại rẻ hơn câc loại bơm khâc Phạm vi sử dụng của bơm bánh răng chủ yếu ở những hệ thống có áp suất nhỏ trên câc máy khoan, doa, bào, phay, mây tổ hợp, Phạm vi

âp suất sử dụng của bơm bánh răng hiện nay có thể từ 10 - 200bar (phụ thuộc vào độ chính xác chế tạo)

* Phân loại bơm bánh răng:

Bơm bânh răng gồm c: loại bânh răng ăn khớp ngoăi hoặc ăn khớp trong, c thể lă răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chử V

Loại bánh răng ăn khớp ngoài được dng rộng rải hơn v 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

* Nguyín lý lăm việc của bơm bánh răng:

Trang 17

Buồng đẩy B

Buồng hút A

Bánh răng chủ

động

Bánh răng bị động Thân bơm

nb

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	912,5 KB