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
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 trƣợt ở giữa nên yêu cầu độ cứng vững cao, thân máy có độ nghiêng bằng 00.
- Để khắc phục tải trọng đột biến khi dập thì lắp bánh đà vào trong hệ thống truyền động.
- Loại máy thiết kế dùng trong đột dập nên cần độ chính xác lớn, kết cấu chính c a máy cũng phải đơn giản, dễ điều khiển, phụ tùng thay thế có thể gia công tại nơi sản xuất, sử dụng bảo quản dễ dàng.
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 đƣợc. Động cơ điện khởi động êm, hãm và đổi chiều dễ dàng.
Nhƣng giá thành khá đắt, khối lƣợng 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.
DUT-LRCC
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 ƣu 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 đƣợc 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 trƣợt nằm ngoài gối đỡ c a thân máy, gọi là thân máy có trục công xôn. Nhƣợc 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 trƣợt 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 đƣợc và thân cố định, loại thân nghiêng đƣợc có ƣu điểm là sản phẩm sau khi dập rời khỏi lòng khuôn , đƣợc ra theo chiều nghiêng c a thân máy.
DUT-LRCC
2.1.4 Lựa chọn bộ truyền
Truyền động cơ cấu tay biên trục khuỷu từ động cơ có thể bằng bộ truyên đai thang hay các bộ truyền bánh r ng trụ. Số cấp truyền động có thể từ 1,2,3,… tùy thuộc vào số hành trình trong 1 phút c a máy và số vòng quay c a động cơ điện. Do đó, đối với máy ép hành trình nhanh có số hành trình trong 1 phút n=150-200, tỉ số truyền
i=10-7.5 có thể dùng bộ truyền 1 cấp.
Truyền động cho trục khuỷu có thể 1 phía hay 2 phía. Ở truyền động 2 phía thì trục chịu tải Momen xoắn đồng đều hơn.
Ta có các bộ truyền nhƣ hình vẽ:
X X
a)Một cấp b) hai cấp
X X X
X
X X 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.
DUT-LRCC
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 trƣợt 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 trƣợt.
Cơ cấu này có 2 ƣu điểm là đơn giản, hiệu suất cao, độ cứng vững c a đầu trƣợt 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 trƣợt .
Nhƣng 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 ,ƣu 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 O1
S
DUT-LRCC
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