MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN.
LỜI CẢM ƠN.
TÓM TẮT NỘI DUNG.
MỤC LỤC.
DANH SÁCH HÌNH VẼ.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.
1.1. Tổng quan.
1.2. Tìm hiểu yêu cầu.
1.3. Các loại máy dập.
1.3.1. Máy dập trục khuỷu.
1.3.2. Máy dập thủy lực.
1.4. Các phương pháp cấp phôi.
1.4.1. Cấp phôi thủ công.
1.4.2. Cấp phôi tự động.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
2.1. Các phương án thiết kế các cụm máy.
2.1.1. Cụm mang cuộn tole.
2.1.2. Bàn cấp phôi.
2.1.3. Máy dập.
2.2. Chọn phương án thiết kế.
2.3. Sơ đồ nguyên lý của cụm máy.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỤM XẢ TOLE.
3.1. Xác định các thông số cần thiết.
3.2. Tính toán chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.
3.2.1. Chọn động cơ.
3.2.2. Phân phối tỷ số truyền:
3.3. Tính thiết kế bộ truyền xích:
3.3.1. Thông số ban đầu.
3.3.2. Xác định các thông số đĩa xích.
3.4. Xác định kích thước cơ cấu hình bình hành.
3.5. Thiết kế trục trong.
3.5.1. Tính lực kẹp tole.
3.5.2. Tính đường kính trục trong.
3.5.3. Tính chọn ổ lăn.
3.6. Thiết kế trục 1 (trục chính).
3.6.1. Xác định đường kính trục 1.
3.6.2. Thiết kế then.
3.6.3. Tính toán chọn ổ lăn.
3.6.4. Tính toán bulong.
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BÀN CẤP PHÔI.
4.1. Thiết kế mạch khí nén.
4.2. Tính toán xylanh kẹp phôi.
4.2.1. Chọn thông số của hệ thống truyền động khí nén.
4.2.2. Tính chọn xylanh khí nén.
4.2.3. Chọn van điều khiển khí nén.
4.3. Tính toán xylanh đẩy.
4.3.1. Chọn thông số của hệ thống truyền động khí nén.
4.3.2. Tính chọn xylanh khí nén.
4.3.3. Chọn van điều khiển khí nén.
4.4. Chọn các thiết bị khí nén khác.
4.4.1. Chọn bơm.
4.4.2. Chọn bộ lọc – điều áp - bôi trơn khí nén (FRL).
4.4.3. Chọn đường ống dẫn khí nén.
4.4.4. Chọn van nối ống.
4.4.5. Chọn bộ phận giảm thanh.
4.4.6. Cảm biến hành trình xylanh.
4.5. Chọn con lăn.
4.6. Chọn ray dẫn hướng.
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MÁY DẬP THỦY LỰC.
5.1. Thông số đầu vào.
5.2. Thiết kế sơ đồ mạch thủy lực.
5.3. Bộ phận tác động xylanh - pittong.
5.3.1. Nhiệm vụ của xy lanh – Pittong.
5.3.2. Tính toán thiết kế xylanh - pittong.
5.3.3. Tính lưu lượng cần cấp cho xylanh.
5.4. Tính chọn các phần tử trong hệ thống thủy lực.
5.4.1.Tính chọn van phân phối.
5.4.2.Tính chọn van an toàn.
5.4.3.Tính toán đường ống dẫn dầu.
5.4.4.Tính chọn bơm dầu và động cơ điện.
5.4.5. Chọn bộ làm mát và bộ lọc dầu.
5.4.6.Tính toán thùng chứa dầu.
5.5. Tính toán thân máy.
5.5.1. Tính toán khung thân máy dập.
5.5.2. Tính toán trụ dẫn hướng và các đai ốc.
5.6. Bảo dưỡng máy dập thủy lực.
KẾT LUẬN.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan
Hiện nay chúng ta đã gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO thì ngành công nghiệp cũng có cơ hội phát triển mạnh để cạnh tranh với các nước khác trên thế giới. Việc xuất khẩu và trao đổi máy móc sang các nước khác cũng trở nên dễ dàng và phổ biến hơn. Bên cạnh đó các doanh nghiệp cũng gặp phải sự cạnh tranh khốc liệt của các nước.
1.2.Tìm hiểu yêu cầu
Trên thế giới hiện nay có nhiều công ty chế tạo máy dập phục vụ cho ngành công nghiệp ví dụ như máy dập dùng để nong lỗ trong sản xuất chi tiết máy, máy dập dung để dập tôn mỏng, máy dập dùng để dập các loại đai ốc,….Tuy nhiên tính đa dạng trong khâu thiết kế sản phẩm này chưa có, vì lý do nhu cầu sử dụng mặt hàng này không nhiều. Nên đa số các công ty chuyên sản xuất máy dập luôn sản xuất theo đơn đặt hàng của đối tác.
Với những yêu cầu đó, đề tài “Thiết kế máy dập cấp phôi tự động 16 tấn” của em ra đời. Máy đựợc thiết kế cải tiến dựa trên những máy đã có nhằm mục đích đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật, tăng năng suất và hạ giá thành so với các sản phẩm ngoại nhập.
1.3. Các loại máy dập
1.3.1.Máy dập trục khuỷu
Máy dập trục khuỷu được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp chế tạo máy và dụng cụ, công nghiệp xây dựng, công nghiệp quốc phòng, công nghệ thực phẩm… Một trong các thông số quan trọng của máy dập là lực dập. Lực dập thể hiện phần nào kích thước và công suất máy.
1.3.2. Máy dập thủy lực
Máy dập thủy lực là máy được truyền dẫn bằng dòng chất lỏng có áp suất cao. Nguyên lý làm việc của máy dựa vào định luật truyền áp suất trong lòng chất lỏng của Pascal.
1.4. Các phương pháp cấp phôi
Đối với ngành dập , việc cấp phôi đóng vai trò rất quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và chất lượng sản phẩm đầu ra. Làm sao cho việc cấp phôi nhanh và chính xác đòi hỏi cơ cấu cấp phôi phải linh hoạt, chế tạo chính xác.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Các phương án thiết kế các cụm máy
2.1.1. Cụm mang cuộn tole
a, Phương án 1: Trục vít – tay quay
- Hoạt động:
Khi ta quay tay quay (1) trục vít (2) quay theo, nhờ ăn khớp ren nên làm cho trục vít (2) tiến vào hoặc đi ra và đồng thời kéo trục phụ (3) tiến vào và ra theo. Từ đó làm cho bộ phận kẹp phôi (7) bung ra hoặc co lại để kẹp chặt cuộn phôi.
b, Phương án 2: Xylanh thủy lực
- Hoạt động:
Xylanh thủy lực (5) truyền động cho ty trong (1), dẫn đến trục phụ (2) tịnh tiến theo. Do đó làm bộ phận kẹp cuộn phôi (7) bung ra hoặc co lại để kẹp chặt cuộn phôi
- Ưu điểm:
+ Có thể tự động hóa hoàn toàn
+ Lực kẹp lớn
+ Kẹp nhanh chóng
+ Kẹp được nhiều phôi kích thước khác nhau
- Nhược điểm:
+ Giá thành cao
+ Kết cấu máy phức tạp
2.1.3. Máy dập
a, Phương án 1: Máy dập trục khủyu
- Ưu điểm:
+ Sử dụng máy đơn giản
+ Có thể chế tạo được chi tiết có hình dạng phức tạp
+ Chế tạo được chi tiết có chất lượng bề mặt cao không cần qua gia công cắt gọt
+ Năng suất của máy cao, xưởng không ồn, không bẩn, ít rung động
- Nhược điểm:
+ Ít vạn năng trong các nguyên công dập thể tích
+ Lực dập danh nghĩa của máy không thể tăng quá lớn như ở máy dập thủy lực vì kích thước của máy sẽ rất lớn.
b, Phương án 2: Máy dập thủy lực
- Ưu điểm:
+ Lực dập lớn
+ Chuyển động êm và chính xác
+ Năng suất, hiệu quả cao
- Nhược điểm:
+ Khuôn chế tạo phức tạp, đắt tiền
+ Bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn
2.2. Chọn phương án thiết kế
Dựa vào các yêu cầu về sản phẩm ta chọn phương án:
- Cụm xả tole dùng trục vít tay quay
- Bàn cấp phôi dùng xylanh khí nén
- Máy dập thủy lực ưu điểm.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỤM XẢ TOLE
3.1. Xác định các thông số cần thiết
Cho cuộn thép có thông số sau:
- Đường kính trong: Dtr = 300 (mm)
- Đường kính ngoài: Dng = 600 (mm)
- Bề rộng: B = 200 (mm)
- Bề dày: e = 1 (mm) Thể tích cuộn inox:
- Chọn chiều dài một tấm inox cần cắt là: 1m Số tấm cần cắt cho một cuộn inox là:
Số tấm = L/L(1 tấm) = 21 m
Chọn vận tốc con lăn cấp vào: Vcl = 0, 25 (m/s)
- Thời gian cần thiết để cắt 1 tấm là: tcap = L1tam / Vcl = 1/ 0, 25 = 4s
3.2.Tính toán chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
3.2.1.Chọn động cơ
Chọn động cơ gắn liền hộp giảm tốc 2KJ1205-EL13N1.
3.2.2. Phân phối tỷ số truyền
Công suất P (kw): 0,92.
Tỷ số truyền u: 143,5
Số vòng quay n (v/p): 9,75
3.3.2. Xác định các thông số đĩa xích
- Chọn loại xích con lăn 2 dãy
- Chọn số răng đĩa xích
Theo bảng 5.4[1] với u = 2,52 số răng đĩa xích nhỏ.
Các hệ số điều kiện sử dụng:
- Hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí của bộ truyền: k0= 1
- Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích: ka= 1
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích: kđc= 1
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn: kbt= 1
- Hệ số tải trọng động: kđ= 1,1.
3.4. Xác định kích thước cơ cấu hình bình hành
- Chọn đường kính bung làm việc là: Dbụng =300-350mm
- Chọn góc nghiêng của thanh là: α = 15o - 45 độ.
3.5. Thiết kế trục trong
3.5.1.Tính lực kẹp tole
Chọn vật liệu là thép C45 có: sb = 600 Mpa, ứng suất xoắn cho phép: t = 20 Mpa. Ta sử dụng loại 3 chấu để kẹp chặt cuộn thép.
Fday min = 2P tại α2 = 45 và α = 45
Fday min = 2.m.g.cot10 = 2.350.10 = 7000(N)
3.5.3. Tính chọn ổ lăn
Từ sơ đồ kết cấu với: d = 30 mm ta chọn ổ đũa côn ký hiệu 7606 có các kích thƣớc như sau:
Đường kính trong: d = 30 mm Đường kính ngoài: D = 72 mm Bề rộng: B = 24 mm
Khả năng tải tĩnh: C0 = 51 kN Khả năng tải động: C = 61,3 kN Góc ăn khớp: α = 150
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BÀN CẤP PHÔI
4.1.Thiết kế mạch khí nén
4.2. Tính toán xylanh kẹp phôi
4.2.1. Chọn thông số của hệ thống truyền động khí nén
Xy lanh khí nén (bộ phận chấp hành): Loại xy lanh đôi tác dụng 2 chiều, có cần 1 phía, có khả năng chống xoay.
Hiệu suất lưu lượng của bơm: mb = 0,87
Hiệu suất lưu lượng của đường ống: mo = 0,92
Vận tốc chuyển động trung bình của xi lanh khí nén là: v = 1-2 m/s. Hành trình làm việc của piston: 5 - 20 mm
4.2.3. Chọn van điều khiển khí nén
Chọn van điều khiển 5/2 4V210 AirTac 2 đầu solenoid có:
- Loại dòng chảy: khí
- Kích thước cổng vào và ra khí nén: 1/4 in = 6 mm
- Kích thước cổng xả khí: 1/8 in = 3 mm
- Loại van: 5 cổng 2 vị trí
- Áp suất hoạt động: 0,15 – 0,8 Mpa
- Áp suất kiểm tra: 1,5 Mpa
- Khối lượng: 220g
- Điện áp tiêu chuẩn: DC 24 V
- Thời gian kích hoạt: 0,05 s
4.4. Chọn các thiết bị khí nén khác
4.4.1. Chọn bơm
Với áp suất khí nén cần dùng từ 0,1 – 0,7 MPa = 14,5 – 101,53 psi. Lưu lượng khí cấp vào liên tục. Lưu lượng khí cần cung cấp để đáp ứng hoạt động của xi lanh Q = A.v.10-1 = 19,65.1,5.60.10-1 = 165 (lít/phút).
4.4.2. Chọn bộ lọc – điều áp - bôi trơn khí nén (FRL)
Chọn FRL GC300-08 AirTac có:
- Loại dòng chảy: khí
- Kích thước cổng vào khí nén: 1/4 in = 6 mm
- Phạm vi áp suất cho phép: 0,15 – 0,9 Mpa
- Áp suất tối đa: 1 Mpa
- Áp suất kiểm tra: 1,5 Mpa
- Dung tích chứa: 40 CC = 40 ml
- Phạm vi nhiệt độ cho phép: -5 – 70oC
- Khối lượng: 580g
4.4.6. Cảm biến hành trình xylanh
Chọn cảm biến từ DS1-BP có:
- Loại cảm biến: transistor PNP Cách hoạt động:
+ Khi không có tác động là 0, mức 0 tương đương với điện áp nguồn là 0V
+ Khi có tác động là 1, mức 1 tương đương với điện áp nguồn của cảm biến.
- Điện áp hoạt động: 24V DC
- Cường độ dòng điện tối đa: 200mA
- Kích thước dây dẫn: 4 mm
- Độ nhạy: 60-75 Gauss
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MÁY DẬP THỦY LỰC
5.1. Thông số đầu vào
- Phôi tấm dày tối đa: b = 1 mm
- Đường kính lỗ dập: d = 20 mm
- Giới hạn bền inox: σb = 520 Pa.
Lực dập:
P = (0, 5 ¸ 0, 7) ´ 0, 7 ´sb ´ d ´ b ´p
= (0, 5 ¸ 0, 7) ´ 0, 7 ´ 520´ 20´1´p
= 11, 43 ¸16T
Với sự tính toán và yêu cầu của đề tài ta chọn lực dập: P = 16 tấn
5.3. Bộ phận tác động xylanh - pittong
5.3.1. Nhiệm vụ của xy lanh – Pittong
Biến đổi năng lượng áp suất của chất lỏng thành cơ năng. Có 3 dạng bộ phận tác động:
- Bộ phận tác động chuyển động tịnh tiến - xy lanh thủy lực
- Bộ phận tác động chuyển động quay - động cơ thủy lực
- Bộ phận tác động bán quay (giới hạn góc quay)
5.3.2. Tính toán thiết kế xylanh - pittong
Trong ngành chế tạo máy ép hay sử dụng các xilanh có bệ đỡ trên đáy và trên mặt bích. Bệ đỡ của xilanh trên đáy là hợp lý nếu xét từ khía cạch độ bền, bởi vì trong trường hợp này, sẽ loại trừ được ứng suất do sự uốn thành xilanh bởi phản lực của bệ đỡ trên mặt bích. Ngoài ra thành của xilanh sẽ không chịu các ứng suất kéo theo chiều trục.
5.4. Tính chọn các phần tử trong hệ thống thủy lực
5.4.1. Tính chọn van phân phối
Van phân phối là một phần tử thủy lực có tác dụng làm thay đổi hướng của dòng chất lỏng, do đó nó có thể làm đảo chiều chuyển động của các cơ cấu chấp hành mà nó điều khiển.
Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành điều khiển tự động, trong các hệ thống thủy lực hiện nay sử dụng chủ yếu các van phân phối dạng con trượt điều khiển bằng điện. Các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24 VDC hoặc nguồn xoay chiều 220 VAC. Tuy nhiên trong một số hệ thống ngƣời ta vẫn sử dụng các loại van phân phối khác như van điều khiển bằng tay, điều khiển bằng thủy lực …
5.4.2. Tính chọn van an toàn
Van an toàn là phần tử thủy lực có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống trong trường hợp quá tải như: Xylanh bị kẹt khiến áp suất hệ thống tăng vọt, gây nên nhiều sự cố như hỏng bơm nguồn, vỡ đường ống.
5.4.3. Tính toán đường ống dẫn dầu
Trong hệ thống thủy lực, chất lỏng công tác được vận chuyển từ bể dầu qua bơm nguồn đến các van, cơ cấu chấp hành rồi hồi về bể nhờ hệ thống các đường ống. Đường ống được dựng phổ biến trong các hệ thống thủy lực nói chung hiện này là các loại ống cứng (ống thép đúc) và ống mềm (ống cao su có các lớp thép) chịu áp.
5.4.5. Chọn bộ làm mát và bộ lọc dầu
Bộ làm mát: có 2 loại hệ thống làm mát: Hệ thống làm mát bằng không khí: Hệ thống này chính là những cánh tản nhiệt gắn theo chiều dài của đường ống để tạo ra sự truyền tốt nhất. Nhiệt của dầu trong các ống dẫn sẽ truyền ra không khí nhanh hơn nhờ những cánh tản nhiệt này. Bộ tản nhiệt có thể còn được gắn phía dưới đáy bình chứa.
5.5. Tính toán thân máy
5.5.1. Tính toán khung thân máy dập
Thân máy là một bộ phận dùng để gá lắp, định vị và kẹp chặt tất cả các cụm chi tiết khác của máy, đồng thời truyền lực cho khuôn dập. Để đáp ứng được yêu cầu trên, thân máy cần được thiết kế sao cho kết cấu máy có khả năng chống uốn tốt, biến dạng đàn hồi theo hướng thẳng đứng nhỏ, giảm chấn, giảm rung tốt, nhưng kích thước và trọng lượng của thân máy không quá lớn.
5.5.2. Tính toán trụ dẫn hướng và các đai ốc
Trụ dẫn hướng có tác dụng dẫn hướng đầu di động, ngăn ngừa đầu pittong của xylanh có thể xoay, ngoài ra còn để liên kết đầu dập và bàn dập thành một khung máy hoàn chỉnh.
5.6. Bảo dưỡng máy dập thủy lực
- Trước khi vận hành máy cần phải kiểm tra ảnh hưởng của các phần ăn khớp hoặc cơ cấu máy.
- Xilanh phải được giữ chặt để không bị rơi dưới tác dụng của trọng lực.
- Ngắt dòng điện cung cấp và mở buồng điều khiển.
- Ngắt bơm và chắc rằng bơm không bất ngờ khởi động
KẾT LUẬN
1. Những vấn đề đạt được:
- Tìm hiểu được cách hoạt động của máy dập và cụm cấp phôi tự động.
- Đưa ra được phương án thiết kế và lựa chọn để thiết kế máy với kết cấu tốt.
- Củng cố lại kiến thức đã có và bổ sung thêm kiến thức còn thiếu.
2. Đề xuất hướng phát triển:
- Tìm hiểu và cải tiến máy tối ưu hơn nữa.
- Đưa máy vào thực tiễn đời sống.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2005). Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, 2. Nhà xuất bản giáo dục
[2]. Nguyễn Hữu Lộc (2004). Cơ sở thiết kế máy. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.HCM
[3]. Nguyễn Mậu Đằng – Ths.Nguyễn Như Huynh - Ths.Phạm Hà Dương (2006). Công nghệ tạo hình kim loại tấm. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội
[4]. PGS.TS.Phạm Văn Nghệ - GVC.Đỗ Văn Phúc (2005). Máy búa và máy ép thủy lực. Nhà xuất bản Giáo dục.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"