Đồ án Máy ép thủy lực 12

đại, quá trình hiện đại hóa máy ép. - Ngày nay, khoa học phát triển không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm. Cụ thể là độ bóng chính xác của sản phẩm để đạt được yêu cầu kỹ thuật. như vậy sẽ giảm thời gian gia công, tiết kiệm được nguyên vật liều tạo điều kiện cho gia công cắt gọt đạt độ chính xác cao hơn. - Hơn nữa, quá trình cơ khí hóa và tự động hóa. Các tiết bị dây chuyền sản xuất. Không ngừng nâng cao năng suất lao động, cải thiện điều kiện làm việc và khả năng an toàn cho công nhân đứng máy. - Phát minh và chế những thiết bị và dụng cụ mới để mở rộng phạm vi như: Sản suất các chi tiết ó hình dáng phức tạp, kích thước và khối lượng chi tiết lớn, có khả năng gia công mọi loại vật liệu, có độ bền, độ cứng, độ chịu nhiệt cao. 4.3.2. Chọn máy gia công: -Với các ưu thế trên của các phương pháp truyền động va để phù hợp với xu thế pháp triển hiện đại. Quá trình cơ khí hoa và tự động hóa hiện nay thì các nhà máy cơ khí với quy mô sản xuất mở rộng thì việc chọn máy ép thủy lực là phù hợp. -Với yêu cầu kỹ thuật cũng như năng suất của sản phẩm đòi hỏi máy phải có công suất lớn, chuyển động bàn ép phải chậm và êm để trong quá trình biến dạng sản phẩm đạt được sức bền uốn, kéo, độ chính xác.... - Hiện nay nước ta máy ép thủy lực được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Với hiệu quả kinh tế cao và đảm bảo được yêu cầu chất lượng sản phẩm. Do đó ta chọn máy ép thủy lực là tốt nhất. * Các đặc tính của máy ép thủy lực: -Lực ép: do áp suất làm việc của chất lỏng gây nên. - Ap suất làm việc lớn nhất của dầu. - Lực tống của bộ phận tổng sản phẩm ra khỏi khuôn. - Hình trình lớn nhất ép. -Tính năng của bơm. - Kích thước bao và trọng lượng của máy. * Có nhiều loại máy ép thủy lực, tùy theo công dụng kết cấu của thân máy và nguồn cung cấp năng lượng chia làm nhiều loại: -Theo kết cấu máy gồm: Máy ép Hình trụ, Máy ép thủy lực 2 trụ hoặc máy ép thủy lực nhiều trụ. - Theo nguồn cung cấp năng lượng gồm: + Máy ép thủy lực có bơm không dày bình trữ áp. + Máy ép thủy lực có bơm và bình trữ áp. + Máy ép thủy lức cụm tăng áp. * Đối với máy ép thủy lực có bơm và bình áp thì chất lỏng có áp suất cao được dưa vào các xi lanh công tác của máy nhờ bơm và bình trữ áp. * Đối với máy ép thủy lực có bơm không dùng bình trữ áp làm việc theo nguyên tắc chất lỏng có áp suất cao được đưa vào xay lanh công tác của máy trực tiếp nhờ bơm. * Đối với máy ép thủy lực có cụm tăng thì làm việc gần giống như một bản thủy lực kiểu piston. Cụm tăng áp này có nhiệm vụ cung cấp chất lỏng áp suất cao vào các xy lanh làm lạnh việc liên tục hoặc gián đoạn từng xuất một. CHƯƠNG IV PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY VÀ XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH KỸ THUẬTCỦA MÁY HIỆN CÓ 4.1 Phân tích các thông số kỹ thuật của máy hiện có: * Các bộ phận chính của máy: Máy ép là một thiết bị bán tự động được thiết kế sản áp sườn.Nét đặc trưng của máy là nó sử dụng hệ thống thủy lưc để thực hiện toàn bộ chu trình ép, từ kẹp phôi, ép và tháo phôi. Các bộ phận chính của máy được trình bày như sau: + Khung máy : La 1 trụ hình chữ nhật được hàn từ các tấm thép lại với nhau, và đầu truyền lực. Đầu truyền lực chứa 2 xy lanh thủy lực mà trong đó piston có thể trượt. + Hệ thống thủy lực: Bao gồm các van, phân phối, đồng hồ đo áp, van an toàn, van 1 chiều được bố trí bên trên của thùng chứa dầu để phân phối lực lượng và áp suất cho xy lanh trong quá trình hoạt động của máy. + Ba bơm cố định hút dầu từ buồng chứa dầu và phân phối đến mạch thủy lực có áp suất theo mức độ yêu cầu. + Các đường ống thủy lực được trang bị cùng với các thiết bị ghép nối, ống và các vòi cần thiết để nối các phần từ thủy lợi lực lại với nhau. + Các cảm biến vị trí để khống chế hành trình của piston. + Tủ điện : gồm các thiết bị cần thiết cho khởi động và dùng điều khiển các 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, máy chỉnh lưu.. + Bộ khuôn : dùng để định dạng cho sản phẩm càn ép đó là áp sườn: bao gồm 3 bộ phận : khuôn trên, khuôn dưới và bộ phận kẹp và đẩy phôi. - Khuôn trên: là cối được nối với 2 đầu piston chính. - Khuôn dưới: là chày được nối cố định với bàn máy. - Bộ nhận kẹp và đẩy phôi được nối với 4 xi lanh thủy lực, 4 xlanh này được nối với bệ máy. 4.2. C¸c th«ng sỉ k thuỊt ca m¸y: Kho¶ng c¸ch 2 cĩt h×nh ch÷ nhỊt cê kÝch th­c : d x r x c = 1100 x 570 x 3100 mm Kho¶ng c¸ch trỉng gi÷a c¸c cĩt 1400mm: Lc Ðp ln nhÍt: Pmax = 300 tÍn. Lc kp ph«i: PKmax = 30 tÍn. Hµnh tr×nh : Smax = 400mm §ỉi vi h thỉng thy li: - Dung tÝch cha 200 lÝt. - Áp suÍt ln nhÍt nguơn thy lc: Pmax = 395kg/cm2 - C«ng suÍt ®ĩng c¬ ®in: - §­íng kÝnh 2 xi lanh chÝnh: D = 220mm. - §­íng kÝnh 4 xilanh kp ph«i: D = 60mm. Trông l­ng khu«n trªn 360kg. 4.3. §Ưc tÝnh ca m¸y thit k: M¸y Ðp ¸p s­ín lµ mĩt thit bÞ quan trông n»m trong d©y truyn s¶n xuÍt khung xe m¸y. V× vỊy ® ®¹t ®­c n¨ng suÍt cao, chÍt l­ng s¶n phỈm ®¹t yªu cÌu k thuỊt th× ph¶i cê s kt hp hµi hßa gi÷a m¸y Ðp vµ c¸c thit bÞ kh¸c. Do ®ê ta cê chu k lµm vic ca m¸y nh­ sau: + §Ìu tiªn c«ng nh©n cÍp ph«i cho m¸y. + Khu«n trªn chuyn ®ĩng ®i xuỉng nhanh ® thc hin kp ph«i. + Tip theo khu«n trªn tip tc xuỉng chỊm thc hin chu tr×nh Ðp. + Sau khi Ðp khu«n trªn chuyn ®ĩng lªn khu«n ®ơng thíi khu«n d­i cng n©ng lªn vµ thc hin qu¸ tr×nh th¸o ph«i. + C«ng nh©n lÍy s¶n phỈm Ðp vµ cho ph«i vµo tip tc c¸c qu¸ tr×nh c«ng ngh tip theo. Vi chu k lµm vic nh­ trªn, m¸y thit k cÌn ph¶i cê nh÷ng ®Ưc tÝnh k thuỊt sau: + M¸y ph¶i cê tÝnh t ®ĩng cao. + Vic ph©n chia thíi gian cho mĩt chu k ph¶i ®­c cµi ®Ưt tr­c. + Lc Ðp ph¶i ®­c kim so¸t chƯt ch trong tng chu k. + M¸y ph¶i cê lc Ðp ln. + §ĩ bn ca m¸y cao. + Tỉc ®ĩ chuyn ®ĩng ca cỉi cê th ®iu chnh ®­c, cê th thay ®ưi ®­c chiu dµi hµnh tr×nh. + Cho n¨ng suÍt vµ hiu qu¶ cao. Chương v TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY 5.1. Ph©n tÝch ho¹t ®ĩng ca m¸y: Trong qu¸ tr×nh thit k m¸y ta ph¶i ®¶m b¶o c¸c ho¹t ®ĩng ca m¸y nh­ sau: - Khu«n trªn ®i xuỉng thc hin vic kp ph«i vµ qu¸ tr×nh Ðp. - Khu«n trªn ®i lªn ® thc hin vic lÍy s¶n phỈm Ðp. - Khu«n d­i chuyn ®ĩng ®i xuỉng trong qu¸ tr×nh Ðp cng vi khu«n trªn, sau ®ê cng ®i lªn ® thc hin vic th¸o ph«i vµ kp ph«i mi cho chu k Ðp sau. T nh÷ng yªu cÌu trªn th× m¸y thit k ph¶i thc hin c¸c chuyn ®ĩng sau: * §ỉi vi khu«n trªn: - Hµnh tr×nh xuỉng nhanh vi vỊn tỉc lµ V0. - Hµnh tr×nh c«ng t¸c (Ðp) vi vỊn tỉc lµ V1. - Hµnh tr×nh lªn nhanh vi vỊn tỉc lµ V2. * §ỉi vi khu«n d­êi: - Hµnh tr×nh lªn nhanh vi vỊn tỉc lµ V3. - Hµnh tr×nh xuỉng cng khu«n trªn vi vỊn tỉc lµ V1. Kẹp và đẩy phôi chày Cối V1 V2 V0 V1 V2 H×nh 5.1: S¬ ®ơ m« t¶ c¸c chuyn ®ĩng ca m¸y Ðp. 5.2.1. Ph©n tÝch chu k Ðp: § ®¶m b¶o cho m¸y lµm vic tỉt, gi¶m tỉi thiu trị ng¹i k thuỊt trong lc m¸y ®ang vỊn hµnh, mang l¹i n¨ng suÍt cao vµ ® sỉ l­ng s¶n phỈm yªu cÌu ca nhµ m¸y ta ph¶i ®Ưt thíi gian tr­c cho mĩt chu k Ðp nh­ sau: 5.2.2. C¸c hµnh tr×nh chuyn ®ĩng ca c¸c c¬ cÍu: * §ỉi vi khu«n trªn: - Hµnh tr×nh xuỉng nhanh: L0 = 225mm. - Hµnh tr×nh Ðp: L1 = 105mm. - Hµnh tr×nh lªn nhanh: L2 = 330mm. * §ỉi vi khu«n d­i: - Hµnh tr×nh lªn nhanh: L3 = 110mm. - Hµnh tr×nh xuỉng: L1 = 105mm. 5.2.3. Ph©n tÝch thíi gian vµ vỊn tỉc ca chu k Ðp: - Hµnh tr×nh xuỉng nhanh với vận tốc V0 = 16 mm/s. Þ Thời gian xuống nhanh : Thời gian ép Hành trình lên nhanh với vận tốc V= 21 mm/s ÞThời gian lên nhanh Hành trình đi xuống của bộ phận kẹp phôi cùng vận tốc và hành trình của quá trình ép Nên : L = L1 = 105mm V = V1 = 1,05 mm Þ T = 10 (s) 5.2. Thit k ®ĩng hôc: 5.2.1. S¬ ®ơ thy lc: 5.2.2. Ch thÝch s¬ ®ơ: 1.Bơm lưu lượng. 2. Van điện từ 4/3. 3. Van tiết lưu. 5. Đồng hồ đo áp. 6.Bộ hòa dầu. 7. Van 2/2. 8. Bộ chia dầu. 9. Xy lanh ép. 10. Đường ống dân dầu. 11. Công tắc hành trình. 12. Công tắc hành tình. 13. Bể chứa dầu. 14.Lọc hút dầu. 5.2.3. Nguyên lý hoạt động: I. Hành trình xuống: Hành trình xuống được chia làm 2 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Xuống nhanh không tải. - Giai đoạn 2: Xuống chạm có tải. 1. Giai đoạn 1: Xuống nhanh không tải Bàn máy đang ở điểm chết dùng trên khi ta bấm nút xuống hoặc nhích xuống lúc này: Van 1,2,3 mở sang phải, van V4, V5 đóng dầu từ P1 ® A1 , P2 ® A2 , P3 ® A3 đến bộ chia dầu C1 qua van giảm ép V6 đến buồng trên của xy lanh chính. Đồng thời dầu từ buồng dưới của 2 xy lanh này qua B1 ® T1 , B2 ® T2 , B3 ® T3 về thùng. Giai đoạn này kết thúc khi bàn máy tác động vào công tắc hành trình HT2 vì tự động chuyển sang giai đoạn 2. 2. Giai đoạn 2: Xuống chậm thực hiện quá trình ép. Ở giai đoạn này : -Van V1 ,Van V2 ,vẫn mở sang phải, Van V3, V4,V5 đóng. - Dầu từ A1 ® T1 , A2 ® T2 ® C1 ® qua Van V6 đối 2 buồng trên 2 xy lanh chính đồng thời dầu từ buồng dưới về thùng. - Dầu từ buồng dưới của 4 xy lanh kẹp phôi tràn qua van tràn V7 về thùng. Trong giai đoạn này được đặt bởi rơ le thời gian tính từ khi tác động vào công tắc hành trình HT2. Sau khi hết thời gian (đã ép xong sản phẩm) bàn máy tự động đi lên. II.Hành trình đi lên: Trong quá trình bàn máy đi lên: Van V1, V2, V3 , mở sang trái, van V4, V5 mở. Lúc này dầu từ bơm qua P1 ® B1 , P2 ® B2 , P3 ® B3 qua van tiết lưu đến bộ hòa C2 ở đây 1 phần qua van 5. P5 ® A5 , đến H xay lanh kẹp phôi, đẩy pistông đi lên 1 phần đến buồng dưới của 2 xy lanh chính đẩy 2 piston của 2 xy lanh này đi lên. Đồng thời dầu từ buồng trên đến C1 qua van V1, V2 ,V3 , V4 ,về thùng. Áp suất của H xy lanh kẹp phôi được điều chỉnh bằng van V7 và được giữ bằng van V5.Khi bàn máy đi lên tác động vào HT1 thì dừng lại tại đó chuẩn bị cho chu trình tiếp theo. 5.3. TÝnh to¸n vµ lc chôn c¸c phÌn t thy lc: Ta cê: - Áp lc dÌu cung cÍp (bar). - L­u l­ng dÌu vµo (l/pht). - L­u l­ng dÌu ra (l/pht). - C«ng suÍt ca xy lanh truyn lc (kW). - Khi tÝnh to¸n ta xem dÌu lµ mĩt chÍt lâng kh«ng ®µn hơi ® vic tÝnh to¸n ®­c ®¬n gi¶n. * C¸c ®Þnh luỊt c¬ b¶n ®­c s dng khi tÝnh to¸n: - §Þnh luỊt b¶o toµn khỉi l­ng. - §Þnh luỊt b¶o toµn ®ĩng n¨ng. - §Þnh luỊt b¶o toµn ®ĩng l­ng. - C¸c th«ng sỉ da trªn m¸y chuỈn. 5.3.1. TÝnh to¸n cm mang khu«n trªn (xilanh truyn lc chÝnh): Cm mang khu«n trªn gơm cê 2 xi lanh thc hin c¸c hµnh tr×nh sau: - Hµnh tr×nh xuỉng nhanh ® kp ph«i. - Hµnh tr×nh Ðp. - Hµnh tr×nh ®i lªn ca khu«n trªn. TÝnh lc Ðp, ¸p suÍt, ®­íng kÝnh ca piston chÝnh. - Theo mc ( 1- 4 ) ta chôn lc Ðp ln nhÍt mµ m¸y cê th thc hin ®­c lµ: Pmax = 300 tÍn = 3000 (kN). Nh­ng cm xi lanh truyn lc nµy cê 2 xy lanh mang khu«n trªn nªn mìi xy lanh chÞu mĩt lc lµ: P = Pmax/2 = 1500 (kN). (Truyền dẫn thủy lực) T c«ng thc : Trong ®ê: P: ¸p suÍt ln nhÍt (kg/cm2). Pmax : Lc Ðp ln nhÍt (kg). D: §­íng kÝnh ca Piston chÝnh (cm) Theo m¸y chuỈn chôn D = 22cm. T c«ng thc trªn ta suy ra ¸p lc ln nhÍt lµ: (Truyền động dầu ép trong máy kim loại) T c«ng thc: Trong ®ê: d: §­íng kÝnh cÌn piston . K: H sỉ vi ¸p lc Ðp K = 0,5 ¸ 0,8 ta chôn K = 0,60. Þ d = K . D = 0,6 . 22 = 13,2 (cm). Þ Chôn d = 14 cm. 2.TÝnh to¸n lc ma s¸t gi÷a pis ton vµ xi lanh: § ®¶m b¶o tÝnh c«ng ngh ng­íi ta s dng piston cê nhiu sÐc m¨ng. 2 1 3 Vâ xi lanh. SÐc m¨ng. Piston. Lc ma s¸t ®­c tÝnh theo c«ng thc: Pms® = µ.f.G (kg). Pmst = µ.f0.G (kg). Trong ®ê: Pms® : Lc ma s¸t ®ĩng. Pmst : Lc ma s¸t tnh. µ : H sỉ t l tÝnh ®n ¸p lc ch¾n khÝt ®Ìu piston vµ sÐc m¨ng. f : H sỉ ma s¸t ®ĩng. f0 : H sỉ ma s¸t tnh. G: T¶i trông quy ®ưi ca bĩ phỊn dÞch chuyn f = (0,05 ¸ 0,08) ở v > 0,2 ( m/s) f = (0,1 ¸ 0,12) ở v < 0,2 ( m/s) fo = ( 0,1 ¸ 0,3) a = ( 0,12 ¸ 0,15) Chọn a = 0,15 f = 0,1 fo = 0,2 G = 360 kg = 3600 N Þ Pmax = 0,15 x 0,1 x 3600 = 54 N Pmax = 0,15 x 0,2 x 3600 = 108 N 3.Tính lực quán tính Phương trình xác định lực quán tính viết dưới dạng tổng quát: Pqt Dt = åm. Dv + år. F.l.Dv Trong đó Pqt : lực quán tính Dt : thời gian thay đổi tốc độ chuyển động Dv : độ thay đổi tốc độ chuyển động m : khối lượng quy đổi r : khối lượng riêng của chất lỏng truyền lực l : chiều dài đoạn đường xảy ra sự thay đổi tốc độ F : tiết diện tác dụng của động cơ thủy lực Việc tính toán và thiết kế ở giai đoạn đầu không thể hình dung toàn bộ kết cấu máy và khối lượng của bộ phận chấp hành. Khi đó có thể tính toán lực quán tính theo công thức gần đúng sau: ( kg) Trong đó : G : khối lượng ước tính của bộ phận chuyển động v : Tốc độ lớn nhất của cơ cấu chấp hành [m/s] g : gia tốc trọng trường g = 9,81m/s2 to : Thời gian quá độ của piston đến của tốc độ xác lập thường lấy to = (0,01¸ 0,5) (s) với G = 360 kg V = 16 mm/s = 0,016 m/s to = 0,3 (s) P0 P0 Pch d F1 4. Hành trình xuống nhanh * Sơ đồ nguyên lý : Van điện từ mở ở vị trí trên cho phép dầu từ bơm qua van vào buồng trên của xi lanh .Làm cho piston chuyển động đi xuống. F2 *Các thông số : Po’ : áp suất vào Po: áp suất của đường ra Pchày: khối lượng củachày theo máy chuẩn :Pch =360 kg. - Tính Po’ . Từ sơ nguyên lý ta có phương trình cân bằng tính . F1.Po’ + Pch = Pmst + F2 . Po+ Pqt Þ (4-1) Trong đó : Pqt = 19,57 N = 1,597kg Po = DP1 + DP2 DP1: áp lực cản của tiết liệu : 3 bar DP2 : áp lực cản của van đảo chiều :2 bar Þ Po = 3+2 =5 bar Pmst = 108N =10,8 kg Thay tất cả các giá trị trên vào công thức(4-1)Ta có: * Lưu lượng đưa vào : Qov = F1 .Vo = 379,94 x 1,6 = 607,904 cm3/s = 36,47 l/phút * Lưu lượng ra : Qor = F2. Vo= 226,08 x 1,6 = 361,738 cm3/s = 21,7 l/phút. 5.Hành trình ép: * Sơ đồ nguyên lý : P0 P0 Pch d F1 F2 Van điện tử mở ở vị trí như hình vẽ cho phép dầu từ bơm qua van vào buồng trên của xy lanh làm cho piston chuyển động đi xuống thực hiện hành trình ép. * Các thông số : D = 220 mm = 22 cm d =140 mm = 14 cm Pép=300.000(kg) Pchày = 360 (kg) Tính : Từ đồ thị nguyên lý ta có phương trình cân bằng của xy lanh ( 4-1) Trong đó : : áp lực vào. F1 = 379,94cm2 Pch =360 kg. F2 = 226,08 cm2 P1= DP1 + DP2 DP1: Áp lực cản của van tiết lưu : 3 bar DP2: Áp lực cản của van đảo chiều : 2 bar P1 = 3+ 2 = 5 bar Thay tất cả các gía trị trên vào công thức (4-1)Ta được : kg/cm2 *Lưu lượng vào khi ép Ta có công thức: Q1v = F1 .V1 = 379,94 x 1,05 = 398,94 cm3/s =23,93 (l/phút) Lưu lượng ra: Q1r = F2V1 = 226,08 x 1,05 = 237,38 cm3/ s = 14,24 (l/phút) 6. Hành trình lên khuôn trên * Sơ đồ nguyên lý : Van điện từ thay đổi vị trí như hình vẽ. Dầu qua bơm , qua van đến buồng dưới của xy lanh. P1 Pch P2’ F1 F2ch Hình vẽ Các thông số : D = 220 mm F1 = 379,94 cm2 d = 140 mm F2 = 226,08 cm2 Pch = 360 kg ,V2 = 21 mm/s = 2,1cm/s : áp lực của buồng trên : = 5 bar. Ta có phương trình cân bằng lực như sau: . F1 + Pchày + Pqt = P2 .F2 Þ (4-3) Trong đó : Pmst = 10,8 kg Pqt = 19,57N.=1,975 kg Thay thế các giá trị trên vào (4-3) ta được: (kg/cm2) Tính lưu lượng vào: Q2v = F2 .V2 = 226,08 x 2,1 = 474,768 cm3/ s = 28,49 l/phút . Q2ra = F1 . V2 = 379,94 x 2,1 = 797,874 cm3/ s = 47,87 (l/phút). 5.3.2 Tính toán cụm chày dưới - Chày dưới dược gắn cố định với bệ máy. - Chỉ có bộ phận tham gia kẹp phôi chuyển động lên xuống để thực hiện qúa trình kẹp và tháo phôi. Hành trình lên nhanh để tháo và kẹp phôi : L3 = 105 mm Với V3 = 7 mm/s Hành trình xuống với chiều dài L4 = 105 mm Với vận tốcV4=V1= 10,5mm/s 1. Hành trình lên khuôn dưới: d F1 F1 F2 P Sơ đồ nguyên lý : Dầu có áp suất p được cung cấp cho buồng dưới xi lanh nhờ van 5, áp suất p được điều chỉnh bởi van 7 đẩy 4 piston của 4 xi lanh đi lên đê tháo phôi đã ép đồng thực hiện quá trình kẹp phôi cùng với 2 xi lanh chính.Khi hành trình ép bắt đầu ép xuống lưu lượng được tràn qua van 7 về bẻ dầu để giữ lực kẹp phôi. Các thông số : D1 : đường kính piston .Chọn theo máy chuẩn D = 60 cm. Pmax lực đẩy lớn nhất của xi lanh. Chọn Pmax = 30 tấn = 30.000 (kg). d1 : đường kính trụ piston. P3 : áp suất vào , V3 : vận tốc hành trình lên V3= 7 mm/s Q3v Lưu lượng vào. Q3r : Lưu lượng ra. * Tính P3: Vì kích thước của xy lanh nhỏ nên ta bỏ qua ma sát và lực quán tính của xy lanh và piston. Ta có : Vì ở đây dùng 4 xy lanh nên ta có : Thay số vào ta được : Chọn piston nâng khuôn: Từ công thức : K : hệ số : K = 0,5 ¸ 0,8 Chọn K = 0,65 Þ d = K.D1 = 0,65 x 60 = 39 mm * Tính lưu lượng: Vì bộ phận kẹp phôi lên xuống với hành trình và vận tốc như nhau nên lưu lượng vào bằng lưu lượng ra. Q3V = Q3r = V3 .F1 Mà F1 = V3 = V1 = 10,5 mm/s = 1,05 cm3/s Þ Q3V = Q3r = 1,05 .28,26 = 29,673 cm3/s = 1,78 (l/phút) 5.4.3. Các dạng tổn thất trong hệ thống dầu ép: a.Tổn thất thể tích: Dạng tổn thất này là do dầu chảy qua các khe hở trong cơ cấu ép gây nên. Nếu áp suất càng cao, Vận tốc càng nhỏ thì tổn thất thể tích càng lớn. Tổn thất thể tích bộ phận biến đổi năng lượng là đáng kể nhất đó là : bơm dầu, động cơ dầu, xy lanh truyền lực. Tổn thất thể tích của bơm dầu do dầu từ bơm ra ngoài và dầu chảy từ buồng nén sang buồng hút. Tổn thất của bơm được thể hiện qua công thức tính hiệu suất. Trong đó : Q : Lưu lượng thực tế của bơm khi làm việc ở áp suất P Q0 : Lưu lượng danh nghĩa của bơm. b. Tổn thất cơ khí: Tổn thất cơ khí trong hệ thống dầu ép bao gồm. Tổn thất cơ khí của bơm và động cơ dầu hay xy lanh truyền lực .Tổn thất cơ khí được biểu diễn bằng hiệu suất cơ khí: Trong đó: N0 : công suất của thiết bị quay bơm dầu N: Công suất thực tế đo trên trục bơm. Tương tự ta có tổn thất cơ khí của động cơ dầu. Do đó : hc = hcb . hcđ c. Tổn thất áp suất: Tổn thất áp suất là sự giảm áp suất do sức bền trên đường chuyển động của bơm dầu đến cơ cấu chấp hành. Sức cản này chủ yếu do chiều dài ống dẫn, sự thay đổi tiết diện của ống dẫn cũng như vận tốc và độ nhớt của dầu gây ra. do đó tổn thất áp suất có thể xảy ra ở nhiều bộ phận của hệ thống dầu ép. P0 : áp suất của hệ thống dầu ép. P1 : áp suất ra khỏi hệ thống. Tổn thất áp suất của hệ thống là: CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN SỨC BỀN CỦA MÁY 6.1Tính toán sức bền cho thân máy. 6.1.1 Giới thiệu về thân máy: Thân máy là chi tiết quan trọng nhất, dùng nó chuẩn để tổ hợp bộ phận của máy tạo thành bố trí chung của máy. Nếu trong quá trình làm việc, thân máy bị rung động và sẽ ảnh hưởng toàn bộ chính xác của máy. Vì vậy phải tính độ cứng vững của thân máy. 6.1.2 Phân tích lực tác dụng lên thân máy : Dưới tác dụng của ngoại lực thân máy bị biến dạng uốn và xoắn .Muốn tính chính xác ta qui đổi thân máy về dạng khung theo sức bền vật liệu. Tính độ cứng tại tiết diện thu gọn (EJ)tg theo công thức: Trong đó : f : Biến dạng lớn nhất của thâ máy trong mặt phẳng ngang. lP : chiều dài tính toán l: Lực tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang (EJ)tg : Trị số phụ thuộc vào dáng sườn Thường ta chia thân máy ra làm tùng đoạn để xác định lực và góc, xoắn cả khối nguyên trên cùng một đơn vị độ dài. Ta qui thân máy ép về dạng khung sau C B P P K E A D Ta kiểm tra điều kiện ổ địnhcủa thanh và điều kiện bền của thanh AC. 15.105 (K W) Đối với thanh AC chịu kéo nén đứng tâm trong bất kỳ trường hợp nào; Người ta cũng không cho phép lực ném đạt tới hoặc gần tới giá trị lực tới hạn.Pth để tránh sự mất ổn định cuả thanh. 960 mm + Điều kiện ổn định là: 40m ( 6 - 1) 300cm Trong đó : 550 Kođ > 1 Lấy Kôđ = 2 Jmin = 1521820,85 cm4 (N) = 1667,17 ( KN) Theo (6-1) điều kiện trên thì thanh đủ bền Điều kiện ổn định của thanh chịu kéo nén đúng tâm viết theo ứng suất là: ( 6-1) Trong đó : F: Diện tích mặt cắt ngang nguyên F = 96 x 55 = 5280 cm2 Theo cônh thức IaSinSki Ta có: sth = a- bl - cl2 Với thép CT3 Ta có: a = 31000 b = 114 c = 0 Với thanh dạng liên kế nhàn thì m = 2 Do đó : Thanh có độ mảnh trung bình l1 < l < l0 Ta áp dụng công thức IaSinSKi: sth = 31000 -144.35,34 =26971,24(N/cm2) Ta có : Và: (N/cm2) Vậy thanh đạt điều kiện ổn định theo ứng suất. 6.2.Kiểm tra điều kiện bền của mối hàn. Xét thanh EK Dưới tác dụng của lực P thanh EK lại uốn. 365 670 365 P P Ta có : + - Qy Mx Ta có: Mmax =547,5.K.N.M = Thép CT3 có sch = 220 MPa =220N/mm2 . N/mm2 Tính chọn sơ bộ chiều rộng theo trọng tải chính là monen M.Từ công thức: (mm3) Ta chọn S =40mm và có 4 mối hàn nên : Vậy chọn b = 500 mm (Theo máy chuẩn ) Kiểm nghiệm tấm thép chịu toàn bộ tải trọng Vậy đầm đủ bền. Bàn máy có kết cấu giống thanh EK.Nên kiểm tra bền của máy tương tự như thanh EK. 6.1.2. Kiểm tra mối ghép của ren tấm đỡ và bu lông giữa thanh xi lanh. d d d 1.Sơ đồ kết cấu: d : Đường kính đỉnh răng bu lông d1 = 12 mm d2 : Đường kính trung bình của bu lông. Khối ghép ren có những dạng hỏng. - thân bu lông bị kéo đứt do sK -Ren bị hỏng do dập,mòn,bị cắt hoặc uốn. -Đầu bu lông bị dập hoặc bị uốn cắt. 2. Tính toán: Lực ngoài P tác dụng theo chiều dọc trục của bu lông có xu hướng kéo xi lanh đi xuống nen cần phải thiết chặt bu lông một lực trước khi mối ghép chịu lực ngoài để mối ghép không bị trượt do các lực ngang ngẫu nhiên nào đó hoặc khỏi va đập do tải trọng thay đổi,để đơn giản ta xem mối ghép này chỉ chịu lực kéo do đó ta kiểm tra sK chủ yếu. Vì bu lông chịu tải trọng thay đổi từ không đến P điều kiện bền có dạng. (CTM-T1) Trong đó : V : lực xiết ban đầu. F: Diện tích tiết diện nguy hiểm. Ở đây ta nhân V với 1,3 vì xét đến tác dụng của momen ren lúc xiết chặt đai ốc. P: lực tác dụng từ bên ngoài. Vì thành xi lanh hình vành khăn được ghép bởi b bu lông nên mỗi bu lông sẽ chịu một lực là: c : hệ số ngoại lực, lấy c = 0,26 [s]K: Giới hạn sức bền kéo cho phép. Theo bảng (5 -2CTM - T1) cơ tính của thép làm chi tiết máy có ta có: (N/mm2) Với V=K(1- c) P k: hệ số an toàn, chọn k = 4 V = 4(1-0,26).60 = 177,6 N (mm2) Thảo mãn điều kiện bền kéo Þ mối ghép đảm bảo. Vậy chọn : d1 = 12mm. 6.1.3. tính bề dày thành xi lanh chính: 1. Sơ đồ kết cấu: 1.Xi lanh . 2. Piston. 2.Tính toán : Ta xem xi lanh như một ống tròn có vỏ mỏng. khi đó ta đưa bài toán về bài toán tấm mỏng có bán kính. P = 395 kg/cm2 = 39,5 N/mm2. Do độ dày của thanh nhỏ hơn nhiều so với đường kính xilanh nên ta tính toán giả thiết không momen. Ta tưởng tượng cắt xi lanh với mặt cắt ngang như hình vẽ .Hình 6.4.b. Bỏ đi một phần và xét phần còn lại: Ta có phương trình cân bằng như sau. P = sk 2.p.R.d (6-1) Trong đó : .d : Chiều dày của thành xi lanh. R : Bán kính trong trục của thành xi lanh. D P : Lực dọc trục được xác định bằng công thức: P = p R2p Cân bằng phương trình (6-1) và (6-2) Ta được: pR2p = sk 2.p.R.d (6-3) Áp dụng phương trình Laplace cho bàitoán mỏng ta có: Trong đó: Pk : bán kính cong của kính tuyến đang xét. Pt : Bán kính cong của vĩ tuyến đang xét. Do xi lanh hình trụ nên. Pk = ¥ Pt = R (6 -5 ) Viết theo điều kiện bền theo lý thuyết M0 (6-6) Ta có thể bỏ qua thành phần s3 chính là ứng suất ép giữa các lớp song song thành vỏ.Do đó s nhỏ nên : s << sk .st. Từ pt: (6-3) Và (6-5)ta có : Thay các giá trị s1 = st và s3 = 0 vào phương trình (6-6)ta dược: std = st - 0 = £ [st ] (6- 7) Trong đó : [s]b : ứng suất bền cho phép Với vật liệu gang ta có : [s]b = 600 N/mm2 Với hệ số an toàn, chọn n = 1,5 Chọn thành xi lanh làm việc chính là s = 15 mm 6.1.4 Tính bề dày thành xi lanh nâng khuôn dưới: 1.Sơ đồ kết cấu: 1.Trụ piston. 2. Thành xy lanh 3. Piston 2.Tính toán: Ta xem xay lanh như một vỏ mỏng hình trụ.KHi đó ta đưa về bài toán tấm mỏng có bán kính. P = 265,9 kg/cm2 =26,59N/mm2 Chọn vật liệu ché tạo xy lanh là gang. Do độ dày của thành xi lanh nhỏ hơn nhiều so với đường kinh nên ta tính toán giả thiết không momen. Ta tưởng tượng cắt xi lanh với mặt cắt ngang như hình vẽ (hình 6-5b) bỏ một phần và xét sự cân bằng của phần còn lại. Ta có phương trình cân bằng như sau: P = sk 2.pR.d (6-8) Trong đó: sk - sức bền kéo. P: Lực dọc trục được xác định công thức. P = pR2.p (6-9) d: Chiều dày của thành xi lanh. R : Bán kính trong của xi lanh. Cân bằng phương trình (6 -8 ) và (6 -9 ) ta được : pR2p = sk 2.p.R.d (6 -10 ) Từ phương trình Laplace cho bài toán vỏ mỏng ta có: ( 6-11 ) Trong đó : Pk : Bán kính cong của kinh tuyến đang xét. Pt : Bán kính cong của vĩ tuyến dâng xét. st :Ứng suất phương trình tiếp tuyến luôn là ứng suất kéo. Do xi lanh hình trụ nên: Pk = ¥ Pt = R (6 -12) Với điều kiện bền theo lý thuyết MO (Lý thuyết ứng suất tiếp lớn nhất) (6 - 13 ) Từ phương trình (6 -12)Ta có: Ta có thể bỏ qua thành phần s3 chính là ứng suất ép giữa các lớp song song với thành vỏ.Do d nhỏ nên s3<< sk .st Thay st và s3 = 0 vào phương trình (5 -13 ) ta được std = st -0 = st [s] (6 -14 ) Trong đó : [s] Thay các gía trị vào (6-14 ) Ta được (mm) Ta chọn d = 10 mm Vậy độ dày của thành xy lanh nâng hạ khuôn dưới là d =10 mm 6.1.5 Kiểm tra bền trụ Piston 1. Đối với trụ piston chính trên A A Lực ép : Pmac = 1500000N d = 140 mm Trụ của piston chịu kéo ném đúng tâm. Ta có : N/mm2 Theo điều kiện bền ta có ứng suất lớn nhất phải nhở hơn ứng suất cho phép. s £ [s]0 ( 6-15) s: Ứng suất lớn nhất [s]0 :ứng suất cho phép. Ta chọn vật liệu làm trụ piston là thép 45 Thường hóa Þ Theo số tay TKCTM ta có : sch = 300N/mm2 chọn n =1,5 Þ Vậy cô