(Đồ án tốt nghiệp) tính toán thiết kế máy miết mặt bích

Do vậy, gia công áp lực có một vị trí r t lớn trong công nghiệp chế t o phụ tùng ôtô, máy kéo, xe máy, hàng dân dụng và qu c phòng với 2 ĩnh vực lớn là công nghệ cán kéo và công nghệ dập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY MIẾT MẶT BÍCH

GVHD: TRẦN ANH TUẤN SVTH: NGUYỄN PHƯỚC VĂN

NGUYỄN MINH CHÍNH

SKL004831

Tp Hồ Chí Minh, năm 2016

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Tính toán thiết kế máy miết ép thủy lực chuyên dùng để chế tạo miết ép mặt

bích.

Sau quá trình thực hiện với sự nỗ lực của bản thân, sự hướng dẫn tận tình

của thầy Nguyễn Minh Chính ,chúng tôi đã hoàn thành đề tài với nội dung sau :

CHƯƠNG1: NG N Ề I – H N NGGI NG

Gia công kim lo i bằng áp lực là một n ành ản trong sản xu t h

Công nghệ gia công áp lực cho phép t o ra các sản phẩm có hình dáng và kích

thước phức t p đồng thời đảm bảo ch t ượng về t nh t t n n su t cao, giá

thành h Do vậy, gia công áp lực có một vị trí r t lớn trong công nghiệp chế t o phụ

tùng ôtô, máy kéo, xe máy, hàng dân dụng và qu c phòng với 2 ĩnh vực lớn là công

nghệ cán kéo và công nghệ dập t o hình Không riêng gì xe máy, các chi tiết

hi tiết n vành h nh

ờ hịu

nự

phứ

t p t nh t t nhiệt t t

đượ sử

n nụn

su tnhiều

Cùng với tiến trình toàn cầu h u hướng các qu c gia xích l i với nhau về

chính là hình thứ ôn t đ qu c gia: công ty mẹ (nhà sản xu t) – công ty

7

con (nhà phân ph

t o máy miết p

tron nướ hư

nền kinh tế công nghiệp, nhu cầu sử dụng máy móc là r t lớn và đ

nhiên, lâu nay thị trường này v n thuộc về các nhà sản xu t máy móc thiết bị nước

ngoài với r t nhiều ưu thế về công nghệ và kinh nghiệ

lãng phí trong việc sử dụng máy móc hoặc là sự không dung hòa về

h nh v

sản xu t từng lo i chi tiết máy

CHƯƠNG 2 : Ơ SỞ LÝ THUY T QUÁ TRÌNH I N NG KIM

LO I

hư hún t đã iết ưới tác dụng của ngo i lực , kim lo i biến d ng theo

i i đ an : biến d n đàn hồi , biến d ng d o và biến d ng phá hủy Tùy theo

từng c u trúc tinh th của mỗi lo i i i đo n trên có th xảy ra với các mứ độ h nh

u : ưới đ sẽ khảo s t chế biến d n tron đ n tinh th kim lo i trên

sở đ n hi n ứu biến d ng d o của các kim lo i và hợp kim

2 Tính d o của kim loại :

Tính d o của kim lo i là khả n n iến d ng d o của kim lo i ưới tác dụng của ngo i lực mà không bị phá hủy Tính d o của kim lo i phụ thuộc vào hàng

d o , khi ở nhiệt độ cao chuy n biến th h nh thành ph

Khi kim lo i bị biến d ng nhiều , các h t tinh th

Khi nhiệt độ kim lo i đ t từ 0,250,30 Tnc (nhiệt độ nóng chảy) ứng su t ư và ô

10

lệch m ng giảm làm cho tính d o kim lo i phục hồi trở l i ( hiện tượng phục hồi ) Nếu nhiệt độ nun đ t tới 0,4Tnc trong kim lo i bắt đầu xu t hiện quá trình kết tinh

l i , t chức kim lo i sau kết tinh l i có h t đồn đều và lớn h n ng tinh thhoàn thiện h n n n độ d o t n

Tr ng thái ứng su t ch nh ũn

chịu ứng su t nén kh i có tính d o

hoặc chịu ứng su t nén kéo Ứng su

su t chính trong kim lo i nên tính d

ảnh hưởn đ n e đến tính d o của kim lo i

o h n hoi hịu ứng su t nén mặt n n đường

t ư s t n oài à th đ i trang thái ứng

o của kim lo i ũn iảm

3 Quá trình biến dạng khi cán kim loại:

Khi cán kim lo i thì kim lo i bị biến d ng theo 3 d ng chủ yếu là:

Biến d n đàn hồi là biến d ng luôn luôn tỷ lệ thuận với lực tác dụng, tức lànếu lực tác dụn t n th iến d n t n và nếu bỏ lực tác dụng thì biến d ng không còn n

a và vật trở về tr n th i n đầu

F < Fđh

 Biến d n nà được giải th h như s u:

Kim lo i là vật th có c u t o tinh th , m ng tinh th của kim lo i gồm nh ngnguyên tử sắp xếp theo nội qui luật nh t định các nguyên tử trong kim lo i tácdụng lẫn nhau nh ng lực liên kết (hình vẽ) Hình vẽ bi u diễn sự th đ i của lực hút

a, lự đẩy b và lực t ng hợp c của các nguyên tử phụ thuộc vào khảng cách r gi achúng

12

Ở tr n th i nh thường khi nguyên tử cách nhau mội khoảng r0 thì lực hút bằng

lự đẩy và nguyên tử ở vị trí cân bằng Khi tác dụng ngo i lực lên kim lo i

hư vậy khi biến d n đàn hồi ưới tác dụng của ngo i lực , các nguyên tử lệchkhỏi vị trí cân bằng,khoảng cách gi a các nguyên tử th đ i Nếu bỏ ngo i

lự đi th ực liên kết sẽ đư n u n tử trở về vị trí cân bằng và biến d ng sẽkhông còn n a

 = F

vói : ứng su t (KN/cm)

F: o un đàn hồi (KN/cm)

3.2 Quá trình biến dạng d o:

Biến d ng d o là sau khi bỏ lực tác dụng vẫn còn một phần biến d n ư được gi

l i và trên các phần tử của vật th không nhận th y có sự phá huỷ Biến

d ng d o của kim lo i bao gồm biến d ng d o củ đ n tinh th và đ tinh th

3.2.1 Biến dạng d o củ đơn tinh thể :

r r

a ƣợt :

Khi tác dụng lên vật tải tr ng b t kỳ, bên trong vật th xu t hiện hai d ng ứng

su t pháp tuyến và ứng su t tiếp tuyến ưới tác dụng của vật th sẽ bị

o n n đàn hồi ( <đh)

ưới tác dụng của ứng su t tiếp đồ biến d n tron n tinh th t n úđầu các lớp nguyên tử sẽ bị xê dị h đàn hồi khỏi vị trí cân bằng.Khi>th sẽ xảy rahiện tượng các mặt nguyên tử trượt lên nhau theo một mặt phảng nh t định g i làmặt trượt

b Song tinh:

Là sự vừ trượt vừa quay của một phần tinh th đ n vị trí mới đ i xứng vớiphần còn l i qua một mặt phẳng nh t định gi i là mặt song tinh.(hình b)

 ặ đi m của mặt song tinh này:

+ Xả r ưới tác dụng của ứng su t tiếp và chỉ xảy ra khi>.Giá trị của tới h n phụ thuộc vào bản ch t kim lo i, nhiệt độ và t độ biến d ng mặt song tinh thôn thường trùng với mặt trượt Thực nhgiệm chứng minh rằng song tinh th xảy ra dễ

àn h n i o i có m ng lụ phư n

15

+ Nguyên tử trên mỗi mặt trượt i động một ượng tỷ lệ với khoảng cách từ mặt

trướ đ tới mặt song tinh

3.2.2 Biến dạng d o trong đ tinh thể:

tinh th là tập hợp củ đ n tinh iến d ng củ đtinh th gồm 2 d ng:

- Bi n d ng trong nội bộ h t : D ng này chủ yếu gồm sự trượt và sự song tinh.

ron đ tinh th các h t sắp xếp r t lộn xộn, sự trượt xả r trước hết ở tinh th nào

có mặt trượt và hướn trượt t o với hướng ngo i lực một góc 45º rồilần ượt đ n ặt khác ron đ tinh th các h t tham gia vào quá trình trượt hôn đồn

đều và không cùng một lúc, h t nào có vị trí thuận tiện nh t sẽ biến d n trước

với mứ độ biến d ng lớn

- Bi n dượt ở vùng tinh giới h t : Gi a các h t là vùng tinh giới h t T i

đnhiều t p ch t dễ chảy và m ng tinh th bị r i lo n Ở nhiệt độ thường

vùng này khó xảy ra sự trượt và son tinh nhưn ở nhiệt độ 950ºC các h t dễ

trượt và quay tư n đ i với nhau t o nên biến d n đủ

hôn thường khi tiếp tụ t n ưn su t đến một giá trị mà thì xảy ra hiện tượng

phá huỷ Nó có tác h i r t lớn đến quá trình phục hồi,không th khôi phục sửa ch

được gây t n th t nghiêm tr ng về kinh tế

huỷ kèm theo biến d ng d o với mứ

ức là vùng gãy vỡ có tiết diện hầu như

> = 10 chu kỳ) sự phá huỷ như vậy g

16

mặt à n i hịu ứng xu t lớn nh t, t o điều kiện thuận lợi cho sự t o thành và sự phát tri

n của vết nứt

17

CHƯƠNG 3 H N H NG NGHỆ – H N HƯƠNG N ỐI Ư

n độn

n độn

qu ủtịnh tiến

7 :

18

 n su t o h n so với phư n ph p i ôn h : ắt g t đú rèndập

 Ch t ượng bề mặt sản phẩm t t, không tiêu hao kim lo i o được biến d ng

ở tr ng thái nguội

Nhƣợc điể

 Do biến d ng ở tr ng thái nguội nên trở kháng biến d ng của kim lo i lớn,

làm cho lực miết lớn ảnh hưởn đ bền của các chi tiết khi làm việc

Thông s k thuật của máy :

+ Ch t lỏng công tác là: Dầu công nghiệp 20, KH: CS20

21

+ Máy sử dụng phải an toàn, chịu đượ

nhiệt độ cao làm nhiệt độ của ch t lỏn

việc

+ Áp su t phải

HƯƠNG 4 NH N HI Đ NGH I

nh to n động lực h c cho máy là việc phân tích , so sánh ch n án

thiết kế máy và nguyên lý máy

phư n

iết p hi tiết tròn o là quá trình làm biến d ng phôi tròn o đ hi tiết được biên d

n như u n Ở đ nhiệm vụ củ n ười thiết kế là phân tích tìm hi u phư n n ột cách kỷ àn

đ đư r ột phư n n thiết kế máy hợp lý nhằ đ p ứng các yêu cầu k thuật đ nâng cao ch t ượng của sản phẩm, đ i hiệu quả kinh tế và khả n n hế t o củ n i sản xu t phải đ p ứn được

piston th nh tru ền ắn đầu p sẽ ị h hu

Hình 12 : G

n th o đầu p

25

tru ền ron hệ th n thủ ự th nh tru ền đượ n i với piston đ tru ền độn n n từ piston n

tải ũn trườn hợp hôn ùn th nh tru ền piston t độn trự tiếp n tải ú nà piston thườn

đượ i t n à th nh đẩ h trụ đẩ h in r th nh tru ền nhô r i à ’’đầu th nh’’ và ph hôn th nh

o i in r-piston nà hôn piston hoặ piston hôn n với

30

 z

rH2BrB2ron đ : σt > σz > σr

32

33

o u )

th à t n hiệu ủ

v n điều hi n

hth

 n điều hi n ưu ượn sử ụn đ th đ i t độ ủ ộ t độn

ron thự tế th 2 3 hoặ nhiều v n đượ n i với nh u thành 1 van ghép cónhiều hứ n n

v n đượ đ nh i ằn h thước, khả n n giảm áp Có

r t nhiều ki u thiết kế van thủ nhưn nh n v n h nh s u đ :

hịu áp lực và mứ độ hun i thì có một s

 Van tràn áp: lo i này sử dụng trên một s n i tron thủy lực, trên đường vềcủa m h đ duy trì áp su t trong thắng thủy lự tr n đường ng dẫn… Trên cylinderthủy lự đ khỏi quá tải đường ng thủy lực không bị nứt vỡ… Trong các thùng chứ đduy trì một áp su t n n hôn ho nướ đ ng l i và ô nhiễm

 Van giảm áp: lo i van này sử dụn đ giới h n áp su t hôn vượt quá

mức yêu cầu của m h à o i v n thường mở, áp su t vào sẽ cân bằng với lực lò xo,khi áp su t t n n th thắng lực lò xò và òn ưu h t sẽ chảy qua van về thùng chứa nên

đ t đến n ưỡng áp su t thiết đặt trước Áp su t của hệ th n s p sẽ được duy trì

l i sau khi van thực hiện ho t độn ‘’thứ tự’’

Van 1 chiều: lo i v n đ n iản nh t đ à chiều đi

hôn hiều n ược l i, nó cho phép tích tr

o i van ho t động chỉ có 1 đ

n p hoặc duy trì áp lựckhi máy không ho t động

 Van 1 chiều đườn điều khi n: đ à v n 1 hiều thườn đ n nhưn

có th điều khi n bằng tín hiệu từ bên ngoài Ví dụ như tải tr ng không th giđược bởi áp su t của van 1 chiều hôn thường, áp su t n n oài vào đường ng

 Van treo tải: thực ch t van treo tải là 1 d n đặc biệt của van 1 chiều có đườn điều khi n hưn n ược l i với van 1 chiều là có th mở hoặ đ n v n treo tải chỉ 1 phần nhỏ củ v n điều khi n ưu ượn đườn điều khi n

 Van ngắt: lo i v n nà được thiết kế như ột thiết bị từ động bịt kín cácđường dẫn thủy lực nếu như p su t thủy lực quá cao hoặc quá th p h n p su t đã định

 Các lo i van phụ trợ: các hệ th ng thủy lực phức t p thường hay sử dụngnhứng kh i van phụ trợ đ thực hiện nhứng chứ n n phức t p không th th y

đượ như ộ tích tr thủy lực, qu t à t v n nà thườn được thiết kế phù hợp cho nh ng máyriêng biệt

Hình 23 :

ộ

đđư

ầu từ nh hứ hoặ từ n uồn hứ vào

nh qu t: đ n iản r tiền độ tin ậ o

ưu ượn o nhưn p su t th p t i đầu r

o i nà ùn t t với hệ

điều hi n p su t tron ưu h t

t

ẫn độn

hi sựhôn

p thủ ự đượiến n o t n

h o n n

iượn

định ởi thời i n tc thự hiện hành o i đượ tiến hành Giả thiết rằn hệ

P – ự ủ p t i thời đi ho trướ ủ hành tr nh piston;

t n h o tron

h p hôn ôn tt

hệ th n thủ ự

nh đà tr n trụđẳn thứ :

ởi v thời i n hành tr nh ôn t trở n n nhỏ nh t hi sử

ứ tron su t toàn ộ hành tr nh ôn t :

ụnvới

ônôn

Q – ưu ượn ủ

Ở điều iện thự tế th

ôn su t hôn đ i đặ iệt à ở ú

nhiều qu tr nh ôn n hệ hôn ần

ủ o thủ ự hôn à việ với ắt đầu ủ hành tr

r ẫn độn

à tr n h nh5.12a

ụ

42

b) Đ ẫ ộ ừ ưở

cylinder.

’ = p’ ; òn = onst

Ở ết u đ n

thườn đượ sử ụn

iản nh t thộ ẫn độn ột phần nhỏ ôn su t định

đ i s t

nh h

vòn ủ

qu độn

ủnh đà và sự nhả điện ron trườn

hợp nà i u thứ 3 4 1) sẽ n :

Np = Nb ≥ đ

2-3 ần và h n n phụ thuộ vào đặ t nh tải = f S)

ro

n

điện và

ột sth

h n o i

nh r nượn

vnhỏ

h thướ

ảo ưỡn

nhỏi

nễ

iàn

45

46

Lo i không ghép m i được chế t o có kích cỡ lớn h n o i n tu hàn điện Trong

thực tế thì ng tube sử dụng thõ đ n h n ởi vìchúng r t dễ u n, yêu cầu ít chi tiết h n

vào lỗ côn hoặc khớp n i Tuy nhiên, nó không th u n đượ

nới sẽ được sử dụng tai m

3 lớp Vật liệu lớp trong cùng bằng cao su t ng hợp, ch t liệu

bằng lo i dầu thủy lực sử dụng trong hệ th

nhau Áp su t

I/157[3]

hệ th

n đồng thời giảm thi u

d

48

3.5.1 Tính toán đường ống hút.

ườn

.v

o đường ng hút c p dầu từ b phải

chịu áp cao, ta ch n ng hút có th đường

ường ng hồi được bắt đầu từ đế van về b Cụ th trong thiết kế máy ép

này thì do có bộ làm mát ở đường hồi o đ ng hồi được chia làm 2 phần, một

Vậy ta ch n ng mềm và ng cứng c

(mm) và chịu được áp su t khoảng 200 r đ

đường kính trong khoảng (10 – 13) làm n đẩy cho hệ th ng

3.6 H hống

Nếu nhiệt độ t n o hả n n ôi tr n sẽ giả đồng thời khả n n ô

trong hệ th ng

Các dầu thủy lực hiện nay có th vận hành ở 820 tron hi vài n trước

đ nhiệt độ giới h n chỉ tới 490C vì vậy cần phải duy trì nhiệt độ dầu ở mức qui

định

hún t đều biết rằng thiết kế hình d n

tiện việc làm mát không phải

ràng buộc không gian lắp đặt, nên phải tiến hành biện pháp làm mát dầu khác

Phân lo i hệ th ng làm mát: có 2 lo i hệ th

Hệ th ng làm mát bằng không khí: hệ th ng này chính là nh

nhiệt gắn theo chiều dài củ

của dầu trong các

tản nhiệt này Bộ tản nhiệt có th

Hệ th ng làm mát bằn

qu

51

+Ch t h p thụ: dùng ch t h p thụ như th n ho t tính Lo i này không dùng trong

hệ th ng thủy lực vì ngoài việc h p thụ ch t bẩn có trong dầu, còn h p thụ luôn

cả ch t phụ gia trộn trong dầu đ ch ng l i sự mài mòn

3.7.2.2 Các loại ph n tử l c:

Có 3 phần tử l ản: ki u bề mặt, ki u c nh và ki u chiều sâu

52

+ Phần tử l c trong: thuộc ki u bề mặt được làm bằng vải dày hoặc gi xử

lý Dầu sẽ chảy qua các lỗ nhỏ của phần tử l c còn ch t bẩn sẽ bị gi

đã qu

l i.+ Phần tử l c ki u c nh: dầu sẽ chảy qua khoảng tr ng gi a gi y

+ Phần tử l c ki u chiều sâu: gồm các bông vải hoặc nỉ dày

3.7.2.3 Vị trí của h thống l c:

Có th chia ra làm 2 mứ độ l c là:

+ L c tinh: l tinh thườn đặt tr n đường ng dầu trở về (hình 27 )

T i đ ộ l c sẽ gi l i các ch t bẩn và các sản phẩm của quá trình mài mòn trongdầu trước khi dầu trở l i thùng chứa Chú ý khi dầu đi qu ộ l c thì áp su t dầu sẽ bịsuy giảm Sự suy giảm áp su t ở bộ l c tinh sẽ lớn h n c thô, vì vậy khi thiết kế n n

đ điều này

Hình 27 : bố trí c a bộ l c.

53

+ L thô: đượ đặt tr n đường ng n p dầu vào hôn n n ùn

đi qu ộ l c thô thì áp su t suy giả hôn đ n .

Thùng chứa dầu có 2 chứ n n : ưu tr bộ

l c có nhiệm vụ tách ch t bẩn trong dầu đ hệ

th ng

và điều hòa dầu trong hệ th ng Các khỏi gây nghẹt dẫn đến sự phá hủy

Việc thiết kế thùng chứa dầu dễ dàng nếu như t hôn ị ràng buộc về giới h n

không gian, về tr n ượng và ta có th ch n vị trí lắp đặt theo ý mu n

Thùng chứa dầu thủy lực có c u t o hợp lý, ngoài việc cung c p đủ dầu cho

òn phải có các khả n n s u:

♦ Tỏa nhiệt t t

♦ h được không khí ra khỏi dầu

♦ Nhận biết được sự ô nhiễm trong dầu

Một s v n đề

3.8.1 Hình dạng:

Về hình d ng, bình chứa cao và hẹp t t h

này sẽ dẫn đến khả n n

không khí sẽ làm giảm khả n n

54

3.8.2 ch hƣ c:

Thùng chứa dầu

tích bề mặt tiếp xúc với không khí lớn nên việc tản nhiệt dễ

lớn thì sự tuần hoàn dầu

h thước của thùng chứa dầu ũnpiston trở về vị tr

nhiệt độ

h thước b dầu được tính toán dự

và h n chế đến mức t i đ

B dầu thườn

truyền nhiệt của dầu r

phải uôn đượ điền đầy, không có gián đo n

Vậ h thước b dầu là: a x b x H = 368 x 736 x 368 là thuận lợi cho việc

lo i sẽ xảy ra Dầu trong

Trong thùng chứa có bbằng 2/3 mực dầu Các t

trị

56

gia công các chi tiết

ki u t hợp từ nhiều các thân máy một trụ, hai trụ, hoặc từ nhiều thân ghép nnhau

Phụ thuộc vào chứ

gia công mà kết c u thân máy có th

Việc tính toán các thân ki u cột

đứng củ

được l y bằn độ dài của cột gi

ép ki u đứng, nếu ta tính thân theo tải nằm ngang sẽ không hợp lý vì các cộtcứng v ng nhỏ so với độ c ng v ng củ

động của tải nằ

ở các xà ngang c định ồng thời giả sử có tải đều tác dụng lên các cột (có th có

sự hôn đều của tải ở thời đi n đầu nhưn s u đ sẽ được san bằn đều, vì

có sự phân b l i tải)

Ta chỉ cần ki m nghiệm ở nh ng tiết diện nguy hi m

Tải tr ng tập trung P có giá trị lớn nh t khi máy làm việc với lực ép lớn nh t P =

30770 kG

Lúc này thanh ngang của khung chịu một phản lự đún ằng lực ép xu ng

S đồ tính của khung như s u :

59