CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU MÁY CHÍNH
3.8. Tính toán thiết kế đầu trượt và bộ phận dẫn hướng
Đầu trượt chuyển động tịnh tiến theo sống trượt (bộ phận dẫn hướng) c a thân máy. Phần trên c a đầu trượt (hoặc phần sau đối với máy đặt ngang) lắp ổ bị dưới c a biên, mặt phẳng dưới (trước) c a đầu trượt dùng để gá chặt nửa khuôn trên. Vì vậy đầu trƣợt là khâu truyền chuyển động và lực cho nửa khuôn trên.
Phần dưới (trước) c a đầu trượt có lỗ và đồ gá đặc biệt để kẹp chặt cuống khuôn.
Cấu tạo c a đầu trƣợt cần bền, cứng và nhẹ đến mức có thể đƣợc. Đầu trƣợt càng nhẹ thì càng giảm đƣợc n ng lƣợng nâng nó và giảm góc phanh nhƣ lực phanh khi dùng đầu trượt. Ở phía trên c a đầu trượt sống dẫn hướng có thể là một hoặc nhiều hình l ng trụ (tam giác, hình thang, chữ T, chữ nhật ..)
Hiện nay nhiều loại đầu trượt có bộ phận dẫn hướng hình l ng trụ dài và có phần dẫn hướng phụ đã được sử dụng trong các máy tự động rèn ngang, dập nóng và ngay cả trong máy ép dập nổi.
Trong máy ép tự động dập tấm truyền động phía dưới, người ta chế tao đầu trượt có các cột dẫn hướng hình trụ. Việc dẫn hướng chính xác đầu trượt và kẹp chặt khuôn sẽ nâng cao độ chính xác c a sản phẩm. Vì vậy tuỳ từng loại máy và yêu cầu công nghệ mà chọn kết cấu đầu trƣợt phù hợp.
Ở đây, ta sử dụng sống dẫn hướng chế tạo liền với đầu trượt c a máy ép thân hở một trục khuỷu làm bằng gang (Gang có độ bền cao ).
Để làm tấm dẫn hướng c a thân máy có thể sử dụng gang chịu mài mòn.
DUT-LRCC
* Yêu cầu kỹ thuật c a bộ phận dẫn hướng :
+ Độ nhám bề mặt làm việc (ma sát) c a bộ phận dẫn hướng Ra= 1,25.
+ Để đáp ứng nhiệm vụ c a đầu trƣợt tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng 3
5 , 2 /B
LH (kể cả chiều dài phần dẫn hướng ) đối với máy ép một khuỷuLH /B1,42,5.
2 5 1
Hình 3.25. Kết cấu đầu trượt và bộ phận dẫn hướng
1. Thân máy 2. Bulong điều chỉnh khe hở 3. Đầu trƣợt 4.Bulong kẹp chặt thanh dẫn hướng
3.8.2. Tính toán bộ phận dẫn hướng của đầu trượt.
Ta xét trạng thái cân bằng c a đầu trượt dưới tác dụng c a lực và mômen như là một vật cứng tuyệt đối. Trình tự tính toán nhƣ sau:
+ Xác định mômen M và lực N tác dụng và chuyển dời các lực về trọng tâm c a bộ phận dẫn hướng (trong trường hợp đã có điểm này cách mặt đầu c a đầu trượt một khoảng 1/2).
+Tính áp suất tác dụng lên bộ phận dẫn hướng và so sánh với áp suất cho phép.
Người ta xác định đại lượng N với góc quay c a đầu trục máy ép đã cho tại góc danh ngh a c a máy, thành phần lực ngang c a lực N tác dụng lên bộ phận dẫn hướng theo công thức trang 81, (1) bằng:
f P g
Nn D
) ( cot . 1
Trong đó:
sin K.sin0,3.sin300 0,15 8,630
DUT-LRCC
Hệ số chiều dài biên K = 0,3
o
A
PD PD
Nn
M
L
f.rA
f.rB rB
L
B
yâ
Xn
b
H
PN PM PMax
PMin
+ =
Hình 3.26. Sơ đồ phân tích lực đầu trượt và bộ phận dẫn hướng Ta có: sin f(rArB)/L0,1(9075)/267 3,50
Trong đó:
+ f = tg = 0,1 : hệ số ma sát + rA = 90 mm
+ rB = 75 mm + L = 267 mm Do đó ta có:
g MN f
P g
Nn D 0,22
1 , 0 ) 5 , 3 63 , 8 ( cot . 1 ) 10
( cot
1
0 0
6
Ở đây ta sử dụng trường hợp đầu trượt nối với biên bằng khớp cầu nên có công thức tính M theo công thức trang 82, (1).
n LH b yd PdXn N
M
2
Trong đó:
f mm
r
Xn B sin( ) 75.sin(8,633,5)0,1 23,26
DUT-LRCC
yd rBcos( )75.cos(8,633,5)73mm
Ln = 625 mm. Chiều dài phần dẫn hướng theo máy mẫu K2130Б b = B =
3 LH
=200 mm Vậy :
mm MN
X P y L b
N
M n H d x n
. 11 , 35
26 , 23 . 10 73 2 200
10 625 . 3 , 2 0
6 6
Áp suất tác dụng lên bộ phận dẫn hướng Pn do lực tác ngang N = Nn
Theo công thức trang 82 (1 ) . Pn =
a L
N
H. a: chiều rộng dẫn hướng.
a = 2
b = 100mm Do đó
52 , 100 3 . 625
10 . 22 ,
0 6
N P
Áp suất tác dụng lên bộ phận dẫn hướng PM do mômen M:
5,4( / )
100 . 625
10 . 11 , 35 . 6
6 2
2 6
2 N mm
a L P M
H
M
●Kiểm nghiệm áp lực cho phép:
Đại lượng áp suất lớn nhất ch yếu gây nên mòn bộ phận dẫn hướng. Vì vậy trị số áp suất lớn nhất cần so sánh với áp suất cho phép. Độ nghiêng mặt đầu trƣợt ch yếu do PM. Thành phần PM càng lớn thì phần cuối phần dẫn hướng bị mòn càng nhiều và bộ nghiêng đầu trƣợt càng lớn. Đối với máy ép chịu tải trọng lệch tâm (máy ép trục khuỷu dập nóng, máy rèn ngang) đầu trượt có phần dẫn hướng phụ khi tính PM tải trọng coi áp suất phân bố theo quy luật đường thẳng, có ngh a là ở mỗi phần dẫn hướng chính và phụ áp suất trong trường hợp chung được phân bố theo hình thang.
Phần đầu trượt dẫn hướng phụ phải kiểm tra bền theo ứng suất uốn.
Áp suất cho phép P đối với tấm bằng hợp kim nhôm kí hiệu ACM 4-05 tra theo
DUT-LRCC
Theo công thức trang 82, (1)
P P P
P M N
P
MPa P3,525,48,92 Kiểm tra điều kiện :
n P n
PM M
Với n = 3 b LH
n
P n
PM M
8 , 3 1
4 , 5
Vậy việc thiết kế đầu trượt và bộ phận dẫn hướng đều thoả mãn yêu cầu cho phép.