Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng chỏm cầu.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC ĐỂ ÉP ĐÁY
BÌNH DẠNG CHỎM CẦU
Người hướng dẫn: TS. TÀO QUANG BẢNG
Sinh viên thực hiện: TRẦN QUỐC THIỆU
Đà Nẵng, 2020

Thiết Kế Máy Ép Thủy Lực Ép Đáy Bình Chỏm Cầu
SVTH: Trần Quốc Thiệu - 15C1B GVHD: TS. Tào Quang Bảng 1
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, Đảng và Nhà nƣớc cùng nhân dân thực hiện công cuộc công nghiệp
hóa hiện đại hóa đất nƣớc. Đảng ta đã xác định công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc
phải gắn liền với cơ khí hóa. Nhƣ đã biết, nƣớc ta là một nƣớc có nền công nghiệp còn
lạc hậu, trình độ công nghệ chƣa theo kịp các nƣớc trên thế giới vì vậy phải nhập ngoại
phần lớn các thiết bị, các loại máy móc để phục vụ cho nền kinh tế. Từ đó Đảng ta đã
chủ trƣơng phát triển ngành cơ khí một cách nhanh chóng, trong đó việc đào tạo thế hệ
những ngƣời có chuyên môn trong lĩnh vực này rất cần thiết.
Ngày nay khi khoa học và công nghệ phát triển, ngày càng ứng dụng thành tựu
khoa học vào sản xuất và đời sống. Cùng với sự phát triển các lĩnh vực khác thì công
nghệ thực phẩm, công nghệ hóa chất, thiết bị nhiệt cũng phát triển mạnh mẽ. Song
song với sự phát triển đó thì sự phát triển của bình chứa, các loại bồn bể ngày càng
đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, công nghệ hóa chất, đặc biệt trong
sinh hoạt của con ngƣời.
Do nhu cầu cần thiết để tạo các loại bồn bể, bình có biên dạng khác nhau nhƣ
vậy. Nên em đi đến nhiệm vụ thiết kế “Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng
chỏm cầu”. Đây là máy trong dây chuyền máy vê ép chỏm cầu chuyên dùng để ép các
loại đáy bình chỏm cầu.
Bằng kiến thức học tập đƣợc tại nhà trƣờng cùng với sự hƣớng dẫn tận tình của
thầy giáo TS. Tào Quang Bảng và các thầy cô giáo trong khoa Cơ khí đã giúp em
hoàn thành nhiệm vụ đồ án này.
Tuy nhiên trong quá trình tìm hiểu và tính toán thiết kế máy không tránh khỏi sai
sót. Em rất mong sự chỉ dẫn tận tình của các thầy cô giáo để em hiểu kỹ hơn về lý
thuyết cũng nhƣ phƣơng pháp thiết kế của mình.
Em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 02 năm 2020
Sinh viên thực hiện
Trần Quốc Thiệu
DUT.LRCC

MỤC LỤC
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN......................................5
1.1. Tổng quan về sản phẩm bình chứa.......................................................................5
1.1.1. Nhu cầu về bình chứa....................................................................................5
1.1.2. Phân loại bồn chứa ........................................................................................6
1.1.3. Giới thiệu một số bồn chứa ...........................................................................6
1.2. Quy trình công nghệ sản xuất bình chứa thép ....................................................11
1.2.1. Cấu tạo bình chứa........................................................................................11
1.2.2. Các phƣơng pháp chế tạo đáy bình chứa.....................................................12
1.2.3. Các loại đáy bồn, đáy bình thƣờng dùng.....................................................12
1.2.4. Vật liệu chế tạo đáy bình.............................................................................13
1.2.5. Quy trình công nghệ chế tạo đáy bình.........................................................13
1.3. Giới thiệu các loại khuôn ép và các yêu cầu kỹ thuật ........................................15
1.3.1. Giới thiệu chung khuôn ép ..........................................................................15
1.3.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép..............................................................16
1.3.3. Vật liệu chế tạo khuôn.................................................................................16
1.4. Cơ sở lý thuyết về uốn kim loại..........................................................................20
1.4.1. Định nghĩa và đặc điểm của quá trình uốn..................................................20
1.4.2. Lớp trung hòa ..............................................................................................20
1.4.3. Tính đàn hồi khi uốn....................................................................................21
1.4.4. Xác định phôi thép tấm dùng để gia công đáy chỏm cầu............................22
1.4.5. Tính lực ép để ép phôi thép tấm thành đáy chỏm cầu.................................23
CHƢƠNG 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA MÁY .......26
2.1. Phân tích và lựa chọn phƣơng án động học........................................................26
2.1.1. Máy ép trục khuỷu.......................................................................................26
2.1.2. Máy ép trục lệch tâm...................................................................................27
2.1.3. Máy ép ma sát trục vít .................................................................................29
2.1.4. Máy ép thủy lực...........................................................................................31
2.2. Phân tích và lựa chọn phƣơng án kết cấu...........................................................33
DUT.LRCC

2.2.1 Phƣơng án thân máy.....................................................................................33
2.2.2 Phƣơng án xilanh..........................................................................................34
2.3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý của máy......................................................................36
2.3.1. Mục đích và nội dung của công việc thiết kế sơ đồ nguyên lý ...................36
2.3.2. Các yêu cầu khi lựa chọn máy.....................................................................36
2.3.3. Các thông số của kỹ thuật của máy ép ME 6250 ........................................37
2.3.4. Đặc tính động học của máy .........................................................................38
CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY .................................40
3.1. Thiết kế sơ đồ hệ thống thủy lực của máy..........................................................40
3.1.1. Khả năng và hiệu quả của hệ thống thuỷ lực trong điều khiển máy ...........40
3.1.2. Các phƣơng pháp điều khiển thuỷ lực.........................................................41
3.2. Lựa chọn các phần tử thủy lực ...........................................................................43
3.2.1. Bơm dầu ......................................................................................................43
3.2.2. Xilanh thủy lực............................................................................................44
3.2.3. Van tràn và van an toàn...............................................................................44
3.2.4. Van cản........................................................................................................44
3.2.5. Van phân phối (van đảo chiều)....................................................................45
3.2.6. Thiết bị làm nguội dầu.................................................................................45
3.2.7. Bộ lọc dầu....................................................................................................46
3.2.8. Ống dẫn dầu.................................................................................................46
3.2.9. Đồng hồ đo áp suất......................................................................................47
3.3. Các tính toán cần thiết cho hệ thống thủy lực ....................................................47
3.3.1. Tính đƣờng kính Piston, xylanh, cần đẩy mang khuôn...............................47
3.3.2. Lực ma sát giữa Piston và xylanh................................................................48
3.3.3. Lực quán tính giữa piston và xylanh ...........................................................50
3.3.4. Tính áp suất (P) và lƣu lƣợng (Q) ...............................................................51
3.3.5. Tính sức bền của xylanh..............................................................................54
3.3.6. Tính tổn thất áp suất ....................................................................................55
3.3.7. Tính và chọn các thông số của bơm ............................................................56
3.3.8. Tính toán công suất của động cơ điện.........................................................57
DUT.LRCC

3.3.9. Tính toán ống dẫn dầu.................................................................................57
3.3.10. Tính chọn van tràn và van an toàn ............................................................59
3.3.11. Tính toán van cản ......................................................................................66
3.3.12. Lựa chọn van phân phối ............................................................................70
3.3.13. Chọn lọc dầu trong hệ thống .....................................................................71
3.3.14. Tính toán thiết kế bể chứa dầu ..................................................................72
3.3.15. Thiết bị làm nguội dầu...............................................................................74
CHƢƠNG 4 TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY....................77
4.1. Kiểm tra bền đối với trụ piston...........................................................................77
4.2. Kiểm tra tính ổn định đối với trụ piston.............................................................79
4.3. Tính toán mối ghép vít cấy để cố định nắp xylanh vào thân xylanh..................80
4.4. Tính toán thiết kế và kiểm tra sức bền thân máy................................................83
4.4.1. Tính toán kết cấu cho thân máy...................................................................83
4.4.2. Tính toán ổn định cho thân máy..................................................................85
4.4.3. Tính toán bu lông ghép thân máy................................................................89
CHƢƠNG 5 SỬ DỤNG VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN MÁY ..................................93
5.1. Sử dụng và vận hành máy ..................................................................................93
5.1.1. Kiểm tra máy móc trƣớc khi hoạt động.......................................................93
5.1.2. Chuẩn bị phôi ..............................................................................................93
5.2. Bảo duỡng máy...................................................................................................94
5.2.1. Bảo dƣỡng tổng thể máy .............................................................................94
5.2. Bảo dƣỡng piston và xylanh thủy lực.............................................................94
CHƢƠNG 6 MÔ PHỎNG MÁY THIẾT KẾ TRÊN MÁY VI TÍNH..........................96
6.1. Giới thiệu phần mềm thiết kế .............................................................................96
6.2 . Các bƣớc mô phỏng trên máy tính ....................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 105
DUT.LRCC

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Trong chƣơng 1 này em xin trình bày đƣợc các vấn đề tổng quan có liên đến máy
ép thủy lực dùng trong ép đáy bình dạng chỏm cầu mà em đang thiết kế. Các vấn đề đó
bao gồm:
+ Sản phẩm bình chứa
+ Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm bình chứa.
+ Các loại khuôn ép và các yêu cầu kỹ thuật của nó.
+ Cơ sở lý thuyết về uốn kim loại.
1.1. Tổng quan về sản phẩm bình chứa
1.1.1. Nhu cầu về bình chứa
Ngày nay khi khoa học và công nghệ phát triển, ngày càng ứng dụng thành tựu
khoa học vào sản xuất và đời sống. Cùng với sự phát triển các lĩnh vực khác thì công
nghệ thực phẩm, công nghệ hóa chất cũng phát triển mạnh mẽ. Song song với sự phát
triển đó thì sự phát triển của bình chứa, các loại bồn bể ngày càng đƣợc sử dụng rộng
rãi trong công nghệ thực phẩm, công nghệ hóa chất, đặc biệt trong sinh hoạt của con
ngƣời.
Hình 1.1. Ảnh bồn chứa xăng dầu và bồn chứa khí hóa lỏng
DUT.LRCC

Hình 1.2. Ảnh bồn chứa dùng trong công nghệ thực phẩm ,dược phẩm
1.1.2. Phân loại bồn chứa
Có nhiều cách để phân loại bồn chứa:
 Theo công dụng: chứa chất lỏng, chứa chất khí, chứa hóa chất, chứa thực phẩm…
 Theo lĩnh vực: sinh hoạt, công nghệ hóa học, công nghệ thực phẩm…
 Theo vật liệu: thép các bon, thép không gỉ, composite…
 Theo hình dạng đáy của bình: bồn đáy elíp, bồn đáy chỏm cầu,…
 Bồn chứa hoá chất (kiềm, axit,…), phân bón hoá học, thuốc nhuộm,…
 Bồn xử lý nƣớc thải trung tâm, xử lý môi trƣờng, nƣớc thải sinh hoạt,…
 Bồn khoáy trộn hoá chất, trộn keo, hoá chất, cao su…
 Bồn chiết rót sơn công nghiệp, sơn tĩnh điện, nhúng kẽm, xi mạ,…
 Bồn thép, inox, composite chứa xăng, dầu, nhớt các loại.
1.1.3. Giới thiệu một số bồn chứa
a) Bồn chứa chất lỏng
Bồn chứa chất lỏng có nhiều loại (theo Tiêu Chuẩn của Mỹ):
 Có áp suất (tính theo ASME Sec, VIII Div).
 Loại không có áp suất (tính theo API 650).
 Loại áp suất thấp (tính theo API 620).
Bồn nƣớc dùng phổ biến tại Việt Nam để chứa nƣớc sinh hoạt, tƣới tiêu trong
nông nghiệp và chăn nuôi, đựng thực phẩm, chứa hóa chất hoặc nhiều ứng dụng khác.
Có nhiều loại vật liệu đƣợc dùng để sản xuất bồn nƣớc nhƣ nhựa tổng hợp, inox, xi
DUT.LRCC

măng, đá, sợi thủy tinh, v.v… Tại Việt Nam, trên thị trƣờng hiện nay, loại bồn nƣớc
thông dụng nhất là bồn inox và bồn nhựa.
♦ Bồn chứa Inox
Xuất hiện trên thị trƣờng từ năm 1993 với mặt hàng nổi tiếng là bồn nƣớc inox,
đã đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa sản phẩm của ngƣời tiêu dùng trên cả nƣớc. Cùng với
sự phát triển đó, chúng ta không thể không nói đến sự ô nhiễm môi trƣờng sinh thái do
khói của xe thải ra và nguồn nƣớc tắt nghẽn bởi rác từ những ngôi nhà ven kênh
rạch…Và nƣớc thiếu trầm trọng ở những nhà cao tầng, gây khó khăn trong sinh hoạt
của mọi ngƣời. Sau nhiều năm nghiên cứu tìm hiểu thị trƣờng với những nhu cầu tối
thiểu cần phải có trong đời sống của ngƣời dân và những biện pháp khắc phục. Nói về
nƣớc trong sinh hoạt hiện nay, chúng ta ai cũng công nhận thực tế rằng: nƣớc đang
thiếu và thiếu rất nhiều ở những hộ dân cƣ, gây khó khăn cho mọi ngƣời, hơn nữa
nguồn nƣớc đang bị ô nhiễm trầm trọng. Trƣớc thực tế và nhu cầu đó cần phải có biện
pháp hữu hiệu trƣớc mắt để khắc phục, nhanh chóng đƣa nguồn nƣớc đến mọi nhà,
mọi ngƣời, khỏa lấp khoảng trống đang bị hỏng trong sinh hoạt hàng ngày hiện nay.
Với khả năng cùng tƣ duy sáng tạo và những nhận định ban đầu nhằm áp dụng khoa
học kỹ thuật vào thực tế tình hình ở Việt Nam, qua tham khảo, tận mắt tham quan cơ
sở sản xuất của Đài Loan với dây chuyền công nghệ tiên tiến từng công đoạn lắp ráp
phù hợp: sản xuất sản phẩm bồn chứa nƣớc bằng inox (thép không gỉ) dụng cụ dùng để
chứa nƣớc ở những vùng thiếu nƣớc sinh hoạt và nhất là những tòa nhà cao tầng,
những hộ dân cƣ, bồn chứa nƣớc phải đƣợc làm bằng các vật liệu không bị gỉ sét.
Một trong những vật liệu phổ biến dùng làm bồn chứa là thép không gỉ 304 (thƣờng
gọi là inox 304).
Inox 304 (theo tiêu chuẩn AISI-MỸ) có thành phần hóa học (%) là :
C<0,08; Cr= 18-20; Ni=8,0-10,5; Mn<2;Si<1; P<0,045; S<0,03.
Inox 304 làm việc đƣợc trong các môi trƣờng khí quyển sạch, nƣớc ngọt, khí quyển
công nghiệp, khí quyển biển, môi trƣờng hóa học yếu, môi trƣờng oxy hóa. Để dùng
inox 304 làm bồn chứa nƣớc, bên cạnh bảo đảm đúng thành phần hóa học của thép, kỹ
thuật hàn cũng rất quan trọng. Nếu kỹ thuật hàn không phù hợp, bồn chứa có thể bị sét
gỉ ở mối hàn và lân cận.
DUT.LRCC

Hiện nay, do giá rẻ, trên thị trƣờng xuất hiện nhiều inox 202. Inox 202 có thành
phần hóa học (%) là:
C<0,15; Cr=17-19; Ni=4-6; Mn=7,5-10,0; Si<1; P<0,06;S<0,03.
Với thành phần nhƣ trên, tính chịu ăn mòn của Inox 202 kém hơn nhiều so với
inox304. Inox 202 thƣờng đƣợc dùng làm các chi tiết, kết cấu làm việc trong điều kiện
khí quyển tốt, ít đƣợc dùng làm bồn chứa nƣớc. Vì bồn inox 202 dễ bị sét gỉ trong môi
trƣờng nƣớc, không khí ẩm và mặn nên sử dụng làm bồn chứa nƣớc uống và sinh hoạt
thì ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời là điều tất nhiên. Nếu chỉ căn cứ vào bề ngoài,
không thể phân biệt đƣợc inox 202 và inox 304.
Bồn inox: đƣợc sản xuất từ thép không gỉ tấm và đƣợc hàn lại và tạo gân. Bồn
inox đƣợc bảo hành khoảng 10 năm và có giá bán cao hơn so với bồn nhựa do giá
nguyên liệu đầu vào. Mẫu mã bồn inox đẹp hơn bồn nhựa nhƣng bồn inox cũng có
nhƣợc điểm là hấp thụ nhiệt mạnh nên mùa hè làm nƣớc nóng, còn mùa đông làm
nƣớc lạnh.
Ngoài ra, bồn inox không thích hợp cho các vùng nƣớc phèn chua hoặc mặn vì
inox dễ bị ăn mòn, gỉ và nhƣ thế sẽ ảnh hƣởng đến an toàn thực phẩm.
a) Bồn chứa nước loại nằm ngang b) Bồn chứa nước loại đứng
Hình 1.3. Các loại bồn chứa nước bằng Inox
DUT.LRCC

♦ Bồn chứa composite
Composite là loại vật liệu hỗn hợp từ nhựa tổng hợp và cốt lõi sợi thủy tinh khi
cứng nó trơ với mọi môi trƣờng kể cả môi trƣờng hóa chất và nƣớc biển mặn. Một đặc
điểm nổi bật là tuổi thọ của bồn composite rất cao, nhiều bồn đã sử dụng trên 20 năm
mà vẫn còn chứa nƣớc tốt và giá rẻ hơn nhiều so với bồn inox 304.
Hình 1.4. Bồn chứa composite
Sử dụng bồn chứa nƣớc sinh hoạt và nƣớc uống bằng bồn composite, vừa rẻ, vừa
bền, lại vừa đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và nếu đƣợc gia công bằng khuôn mẫu
thì mức độ thẩm mỹ không thua gì bồn inox để chứa nƣớc dùng cho mục đích ăn uống
và sinh hoạt.
Bồn nhựa composite (FRP): các loại bồn, bể từ nhựa composite dùng trong công
nghiệp hoá chất, xử lý nƣớc thải, bể phản ứng... nhƣ bồn, bể, thùng chứa axit H2SO4, HCl,
HNO3..., chứa kiềm NaOH, KOH..., chứa polyme PAC, FeCl2. FeCl3 ... và các loại dầu,
mỡ, dung môi hữu cơ, các loại dung dịch hoá học... với mọi dung tích khác nhau.
Ở Tiền Giang, Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng và Dịch vụ KHCN thuộc Sở Khoa học
và Công nghệ hơn 15 năm qua đã có nhiều kinh nghiệm làm bồn chứa chất lỏng bằng
vật liệu composite: trong đó, chủ yếu là bồn chứa nƣớc sinh hoạt đã cung cấp cho
nhiều hộ gia đình, nhiều trạm cung cấp nƣớc sinh hoạt nông thôn, chẳng những đƣợc
thị trƣờng trong tỉnh ƣa chuộng mà còn đƣợc thị trƣờng các tỉnh bạn lân cận nhƣ Đồng
Tháp, Bến Tre và Long An nhiệt tình ủng hộ và giá cả chỉ bằng phân nửa bồn inox loại
tốt. Với những ƣu điểm trên, bồn chứa nƣớc composite dễ dàng xâm nhập thị trƣờng,
nhất là rất phù hợp với túi tiền của bà con giới bình dân.
DUT.LRCC

Mặt khác, do nhẹ và bền với môi trƣờng nắng nóng nên có thể lắp đặt trên các
nhà cao tầng thay bồn inox, vì hoàn toàn khắc phục đƣợc những nhƣợc điểm của loại
bồn này, nhất là nhƣợc điểm khó phân biệt loại nào đạt chuẩn bằng inox 304 để khẳng
định là không ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời. Tuy nhiên, tuổi thọ và chất lƣợng
bồn chứa nƣớc composite còn tùy thuộc vào chủng loại vật liệu của nƣớc sản xuất và
nhất là công nghệ sản xuất phải bảo đảm thì độ thẩm mỹ và chất lƣợng mới đƣợc nhƣ
mong muốn đƣợc.
Bồn nhựa: Đƣợc sản xuất dựa trên công nghệ xoay ly tâm. Nhựa đƣợc đốt nóng
và xoay ba chiều trong một khuôn khép kín. Bồn nhựa có khả năng cách nhiệt tốt,
thích hợp cho tất cả các nguồn nƣớc, nhất là nƣớc giếng khoan có nhiều khoáng chất,
phèn chua. Bồn nhựa có loại bồn đứng và bồn nằm và có nhiều dung tích khác nhau.
Bồn nhựa thông thƣờng trên thị trƣờng đƣợc bảo hành 5 năm và có giá rẽ hơn bồn
inox.
b) Bình chứa khí nén (bình tích áp)
Chức năng chính của bình chứa khí (bình tích áp) trong hệ thống khí nén trung
tâm là tích trữ lƣợng khí nén mà máy nén khí nén lên áp suất đặt sẵn. Và cung cấp trở
lại cho hệ thống khí nén khi có nhu cầu sử dụng đột xuất, nhằm duy trì áp suất làm
việc trong hệ thống không giảm xuống một cách đột ngột ảnh hƣởng quá trình làm
việc của thiết bị và máy móc sử dụng khí nén.
Hình 1.5. Một số bình chứa khí
Ngoài ra, bình chứa khí (air tank) còn có chức năng nhƣ thiết bị ngƣng một phần
nƣớc, bụi bẩn mà máy nén khí cung cấp cho hệ thống và làm giảm nhiệt độ (làm mát
đầu vào cho các thiết bị khác nhƣ: máy sấy khí, lọc khí và các thiết bị khí nén khác…).
DUT.LRCC

Bình chứa khí (air tank) đƣợc chia thành nhiều loại: bình chứa khí áp suất thấp, bình
chứa khí áp suất cao. Bình chứa khí sử dụng vật liệu thép thông thƣờng, bình chứa khí
sử dụng thép không gỉ (thƣờng đƣợc dùng trong ngành chế biến dƣợc phẩm, y tế, dƣợc
phẩm)…
Hiện nay hàng năm cung cấp ra thị trƣờng hàng trăm nghìn sản phẩm bình chứa
khí (bình tích áp) với hàng nghìn mẫu mã và thiết kế theo yêu cầu của khách hàng. Các
sản phẩm về bình chứa khí (air tank) có dung tích từ 0,5m3
đến 50m3
áp suất làm việc
từ 10kGf/cm2
đến 50kGf/cm2
. Tất cả các sản phẩm (bình khí nén) cung cấp đều đạt
tiêu chuẩn Quốc tế và Việt Nam có chứng nhận xuất xứ rõ ràng, đƣợc chứng nhận của
cơ quan kiểm định tại Việt Nam: bình chứa khí, bình tích áp, bình khí nén, bình áp lực.
1.2. Quy trình công nghệ sản xuất bình chứa thép
1.2.1. Cấu tạo bình chứa
Các loại bồn chứa nói chung gồm các phần: thân bồn, đáy bồn và nắp bồn. Các
bộ phận đƣợc chế tạo riêng biệt với nhau sau đó đƣợc hàn kín lại với nhau. Các loại
bình, bồn bể dùng đựng hóa chất thực phẩm cần có yêu cầu cao về độ chính xác chất
lƣợng cũng nhƣ thẩm mỹ.
Dây chuyền máy vê, máy ép đáy elip và chỏm cầu đƣợc sử dụng vào mục đích
phục vụ cho việc gia công, chế tạo nắp và đáy bình, bồn chứa có đƣờng kính và biên
dạng khác nhau. Các loại bình chứa, bồn bể đựng hóa chất, thực phẩm, nƣớc ngƣời ta
thƣờng sử dụng đáy, nắp có hình dạng chỏm cầu hoặc elip:
 Áp suất tác dụng lên thành bình đồng đều.
 Theo lý thuyết thì ứng suất tập trung tại các góc cạnh, do vậy thiết kế sao cho giảm
ứng suất tập trung (bồn chứa nƣớc đứng/nằm toàn hình trụ).
 Để hạn chế góc cạnh gây mòn và làm rò rỉ nhiên liệu.
 Để giảm lực quán tính của nƣớc tác động lên cạnh thẳng đứng hai bên thành bồn
(bồn xe chữa cháy, xe chở xăng dầu).
 Tăng tính thẩm mỹ.
 Tăng thể tích sử dụng.
DUT.LRCC

1.2.2. Các phƣơng pháp chế tạo đáy bình chứa
Đối với sản phẩm đáy bồn chứa, bình chứa có hình chỏm cầu hoặc elip thì có
nhiều phƣơng pháp chế tạo: phƣơng pháp đúc, phƣơng pháp dập, phƣơng pháp ép…
Trong các phƣơng pháp trên thì phƣơng pháp đúc và phƣơng pháp dập ít đƣợc sử
dụng. Phƣơng pháp đúc có nhiều phế phẩm nên sẽ rất tốn kim loại lỏng. Mặt khác vật
liệu chế tạo thƣờng là thép, mà thép lại có tính chảy loãng không tốt. Đối với phƣơng
pháp dập thì chủ yếu là dập đƣợc những biên dạng và đƣờng kính vừa và nhỏ. Các chi
tiết đáy bồn chứa thƣờng có đƣờng kính lớn nên để thực hiện bằng phƣơng pháp này
thì cần phải có lực dập lớn dẫn đến công suất của máy lớn, vận tốc của máy lớn, kích
thƣớc của máy lớn.
Tóm lại phƣơng pháp ép là tối ƣu nhất vì nó có vận tốc nhỏ, kim loại biến dạng
từ từ.
Hình 1.6. Các máy loại máy ép đáy elip và chỏm cầu
1.2.3. Các loại đáy bồn, đáy bình thƣờng dùng
Các loại đáy bình thƣờng dùng:
a) Đáy bình dạng chỏm cầu
DUT.LRCC

b) Gia công chỏm cầu bằng thép
Hình 1.7. Các loại đáy bình, đáy bồn chứa
1.2.4. Vật liệu chế tạo đáy bình
Vật liệu chế tạo sản phẩm đƣợc sử dụng rộng rãi hiện nay là vật liệu thép các bon
CT38, thép không gỉ …
Cơ tính của thép CT38 nhƣ sau:
b = (3849) kG/mm2
ch = 25 kG/mm2
Yêu cầu của thép các bon dùng để ép:
Thép các bon để ép có một chỏm cầu hoàn hảo thì nên dùng thép các bon có giới hạn
bền kéo không quá 34 44 kG/mm2
và có độ giãn dài từ 26÷35 (%). Tuy nhiên có thể
vê uốn đƣợc vật liệu của phôi có lực kéo giãn tới 50 52 kG/mm2
và có độ giãn thấp
hơn. Nhƣng nếu sử dụng những loại phôi này thì công việc vê uốn sẽ gặp khó khăn có
thể phôi bị nứt hoặc sẽ bị tách.
1.2.5. Quy trình công nghệ chế tạo đáy bình
 Chuẩn bị phôi:
Phôi: vật liệu thép các bon CT38, thép không gỉ.
Theo đề bài thì đƣờng kính lớn nhất của phôi có thể: d max = 3200 (mm).
Phôi đƣợc cắt đứt từ thép tấm (cắt đứt bằng khí…) nhƣng phải chú ý là trên phôi
không có các vết nứt hoặc vết khía sâu ở mép ngoài do quá trình cắt phôi tạo ra.
Để tránh những điều đó thì nên mép ngoài và mép trong của phôi đƣợc mài trƣớc
khi ép.
DUT.LRCC

Cắt phôi theo đƣờng kính đã đƣợc tính toán phù hợp đáy bình, đáy bồn theo ý
muốn.
 Giai đoạn ép nguội:
Đầu tiên ta dùng khuôn ép có đƣờng kính R1000 để ép phôi, thực hiện xoay phôi
từ trong ra ngoài, sau khi có biên dạng tƣơng đối phù hợp (bề mặt không có những vết
mấp mô) thì ta thay đổi khuôn ép có đƣờng kính R750 thực hiện các bƣớc tƣơng tự,
sau đó thay đổi khuôn ép có đƣờng kính R550 để ép tiếp tục đến khi đạt đƣợc đƣờng
kính và chiều cao cần thiết.
 Giai đoạn vê uốn chỏm cầu (Quá trình miết)
Sau khi thực hiện ép đáy bình ở trên máy ép ta chuyển chi tiết sang máy vê để vê
bán kính cần thiết sau khi vê xong ta đƣợc sản phẩm có bán kính theo yêu cầu.
Hình 1.8. Quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm
Hình 1.9. Máy miết (máy vê) chỏm cầu
DUT.LRCC

1.3. Giới thiệu các loại khuôn ép và các yêu cầu kỹ thuật
1.3.1. Giới thiệu chung khuôn ép
Khuôn ép là một bộ phận quan trọng trong các máy ép nói chung cũng nhƣ máy
ép thủy lực nói riêng, đây là bộ phận trực tiếp tạo nên hình dáng của sản phẩm và độ
chính xác của sản phẩm.
Đối với máy ép đáy bình chỏm cầu ta sử dụng 3 bộ khuôn ép R1000, R750, R550
thứ tự ép đƣợc tiến hành từ khuôn ép đến khuôn nhỏ.
Hình 1.10 Hình ảnh cối được lắp trên máy Hình 1.11 Bộ chày cối lắp trên máy
ME 6250 ME 6250
Hình 1.12. Bộ cối chày R550
Khuôn uốn ép có 4 mặt bích để định vị trên bàn máy và đƣợc kẹp chặt trên bàn
máy bằng 4 bulông và đai ốc.
Thành bên đƣợc hàn 2 tai nâng để tiện trong việc vân chuyển và thay thế khuôn
trong quá trình làm việc.
DUT.LRCC

Các chi tiết của khuôn ép đƣợc chia làm 2 nhóm cơ bản:
a) Các chi tiết có giá trị công nghệ, có nghĩa là những chi tiết trực tiếp tham gia vào
các quá trình công nghệ, tác dụng vào phôi hay bán thành phẩm.
Các chi tiết có giá trị công nghệ bao gồm:
- Các chi tiết làm việc: chày, cối, chày - cối liên hợp, dao cắt.
- Các chi tiết định vị: chốt định vị bƣớc đƣa băng, dao cắt bƣớc, đầu định vị lỗ,
vòng định vị phôi.
- Các chi tiết ép và tháo phế liệu, tháo sản phẩm: tấm ép, vòng ép, tấm gạt, vòng gạt.
b) Các chi tiết có giá trị kết cấu, có nghĩa là những chi tiết dùng để lắp ghép và kẹp
chặt.
Các chi tiết có giá trị kết cấu bao gồm:
- Các chi tiết giữ và đỡ: đế khuôn, chuôi chày, áo chày, áo cối, tấm lót .
- Các chi tiết dẫn hƣớng: trụ và bạc dẫn hƣớng, tấm dẫn hƣớng.
- Các chi tiết truyền động: chêm, cam, tấm trƣợt, thanh giằng, bản lề.
- Các chi tiết kẹp chặt và đàn hồi: vít, chốt, đai ốc, đòn kẹp, lò xo, cao su.
Chày đƣợc lắp trên đầu piston bằng đai ốc, cối đƣợc gá trên bàn máy.
1.3.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép
- Tính công nghệ của kết cấu khuôn (khả năng công nghệ).
- Độ chính xác và độ bền vững.
- Tính an toàn của các bộ phận khuôn.
- Khả năng thay thế dễ dàng của các chi tiết mòn hỏng.
- Khả năng lắp khuôn trên máy đƣợc thuận lợi.
- Chế tạo đảm bảo tính kinh tế.
- Thao tác thuận lợi và an toàn cho công nhân
1.3.3. Vật liệu chế tạo khuôn
Những chi tiết làm việc của khuôn ép (chày và cối) thông thƣờng làm việc trong
điều kiện chịu va đập, chịu áp lực cao, chịu ăn mòn, và có khi làm việc trong trạnh thái
đốt nóng. Hình dáng của chúng thƣờng phức tạp và phải giữ hình dáng sau gia công
nhiệt luyện.
DUT.LRCC

Xuất phát từ đó mà vật liệu chế tạo khuôn ép cần phải có độ cứng cao, độ bền
cao, và tính chịu mài mòn tốt.
Trong quá trình chế tạo những chi tiết của khuôn ép cần đặc biệt chú ý đến công
nghệ nhiệt luyện, để đảm bảo độ cứng và tổ chức của kim loại.
Khi chọn vật liệu làm khuôn cần chú ý đến:
- Đặc điểm của các nguyên công dập.
- Vật liệu đƣợc gia công.
- Quy mô sản xuất.
Các loại vật liệu dùng để chế tạo khuôn bao gồm:
- Thép các bon có tính tôi thấp, ứng suất dƣ bên trong nhiều, do quá trình làm nguội
khi tôi xảy ra nhanh chóng. Độ “nhạy” với nhiệt cao làm giảm độ bền của thép.
 Thép để gia công sau khi ủ và sau khi tôi có độ cứng bề mặt cao, tính chịu mài
mòn tốt.
 Thép CD70, CD70A , CD80 dùng để chế tạo những chi tiết mỏng chịu va đập.
Những chi tiết này không yêu cầu có độ cứng cao: nhƣ tấm trƣợt, chêm, chèn, chốt
định vị, vòng ép. Chày cối hình đơn giản, làm việc nhẹ.
 CD10A, CD11A chày cối của khuôn cắt, đột, dập, vuốt có hình dáng đơn giản
và không lớn lắm.
- Thép dụng cụ hợp kim thấp, có tính thấm tôi tốt, độ bền cao hơn so với thép các bon.
Độ nhạy và độ lớn lên của hạt khi đốt nóng thấp, ít bị biến dạng khi làm nguội.
 7CrV, 9CrV, 11Cr, 17Cr: dùng để chế tạo phần làm việc của khuôn cắt, đột tạo
hình với kích thƣớc hay đƣờng kính đến 35 mm.
- Thép hợp kim thấp tôi cao:
 Thép hợp kim nhóm này có tính thấm tôi cao. Điều đó cho phép chế tạo những
chi tiết làm việc của khuôn dập có tiết diện lớn.
 Thép mác Cr có nhƣợc điểm là tổ chức các bít không đồng đều. Nó ít sử dụng
đối với nhiều loại khuôn dập.
 Thép 9CrSi có độ cứng cao sau khi ủ và khó gia công, dễ bị oxi hóa, không
đƣợc nung trong lò đốt bằng ngọn lửa.
DUT.LRCC

 Thép CrWMn có độ dao động lớn về tính tôi đƣợc và tính thấm tôi. Tổ chức
cacbit không đồng đều.
 Thép CrWSiMn có tổ chức đồng đều hơn, nhiệt độ tôi thấp hơn và tính thấm
tôi lớn hơn so với các loại thép kể trên.
Nói chung thép Cr, 9CrSi, CrWMn, CrWSiMn dùng để chế tạo khuôn dập cắt tinh, sữa
tinh, vòng cắt phức tạp và đòi hỏi chính xác.
- Thép hợp kim thấm tôi rất cao:
 Thép hợp kim nhóm này đƣợc chia ra: thép crôm, thép có 5÷6 % Cr, và thép
hợp kim phức tạp.
 Thép crôm cao: Cr12Mo, Cr12V1 và Cr12, vƣợt các loại thép khuôn dập khác
về độ thấm tôi. Nhƣợc điểm chủ yếu của nó là tổ chức không đồng đều, điều đó gây
nên sự khác nhau về tính chất cơ học theo những hƣớng khác nhau. Một nhƣợc điểm
nữa là nhiệt độ tôi cao.
 Thép Cr12 không nên dùng với khuôn dập có hình dáng phức tạp hay làm việc
có đốt nóng.
 Thép Cr12m có tính chất cơ hoc tốt hơn thép Cr12.
Đối với những khuôn dập làm việc với tải trong lớn (lực dập lớn, chấn động mạnh)
thì tốt hơn cả là dùng thép Cr12V1. Thép Cr12V1 có tính “linh hoạt” trong gia công
nhiệt luyện.
Thép nhóm này dùng để chế tạo chày cối của khuôn dập vuốt, uốn thành hình, ép
chảy có hình dáng phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao.
 Thép có 56% Cr
Thép nhóm này có hàm lƣợng crôm và các bon thấp hơn so với thép crôm cao.
Nó có độ dai lớn hơn và tổ chức tƣơng đối đồng đều hơn. Thép Cr6WV, 9Cr5 chế tạo
chày, cối dập vuốt lớn, cối để ép chảy thép.
Thép hợp kim phức tạp: có độ bền cao (lớn hơn 20% so với thép có 6÷12 % Cr).
Tổ chức rất đồng đều, hạt nhỏ, ít “nhạy” đối với việc đốt nóng và thoát các bon. Kích
thƣớc và hình dáng không thay đổi khi tôi.
 Thép 7CrMn, 2WMo, dùng để chế tạo khuôn cắt, đột, tải trọng lớn, hình dáng
phức tạp.
DUT.LRCC

- Thép gió (75W18V, 90W9V2, P18M, P9M)
Dùng để chế tạo chày cối khuôn ép chảy thép.
- Hợp kim cứng.
Hợp kim cứng có độ cứng và mài mòn rất cao. Làm việc chịu uốn và đặc biệt
chịu kéo kém. Nền tảng của hợp kim này là các bít vônfram và liên kết các bon (nhóm
BK). Hợp kim cứng dùng để chế tạo chày cối khi làm việc có những vòng ôm chặt bên
ngoài.
 WCo8, WCo10 (WCo8B, BK10M) dùng để chế tạo chày cối dập vuốt, thành
hình ép chảy-làm việc chịu mài mòn, yêu cầu độ tinh sạch bề mặt và độ chính xác cao.
 BK15, BK20 (BK15M, BK20M) dùng để chế tạo chày uốn, thành hình chịu lực
lớn, khuôn cắt hình và đột lỗ những chi tiết từ thép đã tôi.
 BK25, BK30 chế tạo khuôn dập tách (khuôn xấu) đòi hỏi độ bền cao. Khuôn
có tiết diện nguy hiểm, kém bền do hình dáng đặc biệt của chi tiết dập, khuôn thành
hình, khuôn chồn, và ép chảy.
- Hợp kim đồng - vàng - nhôm.
Dùng để chế tạo cối dập vuốt khi dập thép không gỉ. Đặc điểm của nó là chống
lại sự dính kim loại trong quá trình dập vuốt.
Tóm lại: Đối với máy ép này thì vật liệu làm khuôn đƣợc làm từ vật liệu thép Y8A ,
nhiệt luyện đến độ cứng HRC = 58÷ 62 (Theo tiêu chuẩn Nga).
(Theo tiêu chuẩn của Nga Y8A có nghĩa là:
Y : Thép dụng cụ
8 : Thành phần cácbon trong thép là 0,8%
A : Ký hiệu thép chất lƣợng cao.)
Ta có thể sử dụng máy phay CNC để gia công các loại khuôn ép, ta chế tạo các
loại đồ gá chuyên dùng để gá các loại khuôn ép trên bàn máy. Đây là phƣơng pháp gia
công đạt độ chính xác cao.
DUT.LRCC

1.4. Cơ sở lý thuyết về uốn kim loại
1.4.1. Định nghĩa và đặc điểm của quá trình uốn
a) Định nghĩa
Uốn là một nguyên công thƣờng gặp nhất trong dập nguội. Uốn tức là biến phôi
phẳng (tấm), dây hay ống thành những chi tiết có hình cong đều hay gấp khúc. Khối
lƣợng vật uốn trong ngành chế tạo máy và dụng cụ không ngừng tăng lên.
Phụ thuộc vào kích thƣớc và hình dáng vật uốn, dạng phôi ban đầu, đặc tính của
quá trình uốn trong khuôn, uốn có thể tiến hành trên máy ép trục khuỷu lệch tâm, ma
sát hay thủy lực. Ngoài ra còn đƣợc uốn trên các dụng cụ uốn bằng tay và máy uốn
chuyên dùng.
b) Đặc điểm qua trình uốn
Dƣới tác dụng ép của chày và cối, phôi bị biến dạng dẻo từng vùng để tạo thành
hình dáng cần thiết. Quá trình biến dạng cũng bao gồm quá trình biến dạng đàn hồi và
quá trình biến dạng dẻo.
Đầu tiên chày chỉ tiếp xúc với phôi tại điểm đầu chày. Trong quá trình chày đi
xuống sẽ uốn cong phôi và thu nhỏ dần bán kính uốn. Cuối cùng phôi bị nén chặt
(chỉnh hình) giữa chày và cối, hai thanh chữ V đƣợc nắn thẳng và phần đỉnh có bán
kính uốn nhỏ nhất theo đầu chày.
Vì lực uốn tác dụng chủ yếu ở đầu chày (đỉnh chữ V) nên quá trình biến dạng dẻo
cũng chỉ xảy ra ở đó là chính. Bởi vậy sau khi khử bỏ lực tác dụng thì vật liệu còn có
khả năng đàn hồi trở lại, biểu hiện ở góc đàn hồi khi uốn.
1.4.2. Lớp trung hòa
Trên thành của phôi trƣớc khi uốn, ta kẻ những ô vuông. Sau khi uốn ta thấy
những ô vuông ở phần thẳng không thay đổi. Còn những ô vuông ở phần cong thì biến
thành hình thang (hình 2.2)
Các vạch ngang tính từ tâm uốn ra, các vạch ở phía ngoài dài ra còn các vạch ở
trong ngắn lại, chỉ có đƣờng 00 là chiều dài không thay đổi. Đó là lớp trung hoà. Phần
ngoài lớp trung hoà chịu kéo, còn phần trong chịu nén. Lớp trung hoà không chịu nén
hay kéo nên giữ đƣợc độ dài ban đầu. Đó là căn cứ tốt nhất để xác định phôi uốn.
DUT.LRCC

Ngƣời ta đã chứng minh rằng lớp trung hòa đi qua trọng tâm của mặt phẳng tiết
diện. Trong quá trình uốn, bán kính càng nhỏ dần thì hình dáng tiết diện cũng thay đổi
dần, do đó trọng tâm của tiết diện cũng di chuyển dần về phía hƣớng tâm uốn.
0 0
S
r
Hình 1.13. Biểu đồ của lớp trung hoà
Vị trí lớp trung hoà đƣợc xác định bởi bán kính lớp trung hoà  và đƣợc xác định
theo công thức của Roomanovxki [Sách Công nghệ dập nguội _ Tôn Yên _ Trang 103]
)
2
.(
.
.


 

S
r
S
B
Btb
(1–1)
Trong đó:
Btb - Chiều rộng trung bình của tiết diện uốn. (mm)
B - Chiều rộng của phôi ban đầu. (mm)
S - Chiều dày vật liệu. (mm)
r - Bán kính uốn phía trong. (mm)
 - Hệ số biến mỏng.
ξ = S1/S
S1 - Chiều dày vật liệu sau khi uốn tại điểm giữa cung uốn.
Trị số ξ đƣợc xác định theo bảng 1.3. sau:
Bảng 1.3. Bảng trị số ξ
r/S 0,1 0,25 0,5 1 2 3 4
ξ 0,82 0,87 0,92 0,96 0,985 0,992 0,995
1.4.3. Tính đàn hồi khi uốn
Trong quá trình uốn không phải toàn bộ kim loại ở phần cung uốn đều chịu biến
dạng dẻo mà có một phần còn ở biến dạng đàn hồi. Vì vậy khi không còn tác dụng của
chày thì vật uốn không hoàn toàn nhƣ hình dáng của chày uốn. Đó là hiện tƣợng đàn
hồi sau khi uốn.
DUT.LRCC

Tính đàn hồi đƣợc khi uốn với bán kính nhỏ (r < 10S) bằng góc đàn hồi . Còn
khi uốn với bán kính lớn (r > 10S) thì cần phải tính đến cả sự thay đổi bán kính cong
của vật uốn.
Góc đàn hồi đƣợc xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật uốn sau khi dập và góc
của chày cối uốn: .
Hình 1.14 Tính đàn hồi khi uốn
Mức độ đàn hồi khi uốn phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, góc uốn, tỷ số giữa
bán kính uốn với chiều dày vật liệu, kiểu khuôn uốn và hình dáng kết cấu vật uốn.
1.4.4. Xác định phôi thép tấm dùng để gia công đáy chỏm cầu
*Trƣờng hợp chỏm cầu có a > h bán kính phôi cần có R đƣợc tính:
=
Hình 1.15 Chỏm cầu có dạng a > h
DUT.LRCC

*Trƣờng hợp chỏm cầu có a < h bán kính phôi cần có R đƣợc tính:
Hình 1.16 Chỏm cầu có dạng a < h
Đƣờng kính phôi 2R đƣợc tính trong 2 trƣờng hợp
Khi a > r thì D = d + (-2r + 2,828r) +2a
Khi a < r thì D = d + [-2r + π( r – 1/2)] +2a
Trong đó:
d: bán kính thân bồn (mm)
r: bán kính góc vê (mm)
1.4.5. Tính lực ép để ép phôi thép tấm thành đáy chỏm cầu
Xét sự biến dạng của tấm phôi khi ép trên bộ khuôn chỏm cầu ta thấy phôi đƣợc
nhấn vào trong lòng cối tƣơng tự nhƣ nguyên công dập vuốt nên ta có thể sử dụng các
công thức tính toán lực ép dựa vào công thức tính lực dập vuốt không làm mỏng thành.
Lực dâp của chày chịu ảnh hƣởng các yếu tố sau
- Tính chất cơ hoc của vật liệu
- Phƣơng pháp ép: ép thuận, ép nghịch, ép phối hợp khi phối hợp. Khi ép
phối hợp thì áp suất nhỏ hơn khi ép thuận hoặc ép nghịch
- Chiều dày của thành và của đáy sản phẩm
- Diện tích của chày vuông góc với trục ép, diện tích của chày càng lớn thì
lực ép càng lớn
DUT.LRCC

- Trạng thái bề mặt của phôi và trạng thái bề mặt của khuôn. Độ nhẵn
càng cao thì lực càng lớn. Thông thƣờng các phần của thành của khuôn đƣợc chế tạo
với độ nhẵn Rz 40 ÷ 80
- Có các chất bôi trơn hoặc không có chất bôi trơn thì quá trình bôi trơn
không đảm bảo yêu cầu dẫn đến quá trình ép sẽ bị nứt , rạn bề mặt vật liệu kim loại.
Theo công thức tính lực ép khi dập vuốt không làm mỏng thành, trang 174
[10] ta có:
= P +
Trong đó:
- Lực épthực tế (kG)
P - Lực ép lý thuyết (kG)
- Lực ép nguyên vật liệu (kG)
Dựa theo máy chuẩn ta thực hiên ép chỏm cầu mà không cần chặn phôi do đó
thành phần Q trong công thức trên không tồn tại Q = 0.
Quá trình ép đƣợc thực hiện 3 lần ở 3 bộ khuôn R1000, R750, R550 đến khi đạt
đƣợc vật ép theo yêu cầu.
Để tính lực ép cho quá trình ta tính lần thứ nhất, vì lực ép lần thứ nhất là lớn nhất.
Lực ép theo lý thuyết đƣợc xác định theo công thức trang 174 [10]
Trong đó:
: Lực ép lý thuyết (kG)
: đƣờng kính chi tiết qua lần dập thứ nhất (mm)
= 500 (R = 2 ) (mm)
: Chiều dày vật liệu (mm)
: Giới hạn bền cho phép của vật liệu tra bảng 85[10]
Chọn = 49 (kG/mm2
)
k1: Hệ số phụ thuộc vào hệ số ép, tra bảng 86 [10] theo hệ số m.
DUT.LRCC

Với theo bảng 86 [10]
Chọn k1 = 1 (m)
Vậy giá trị lực ép lý thuyết là:
= 1.3,14.500.20.49 = 153860 (kG)
Theo máy chuẩn ta chọn Pt =180 (Tấn)
Nhận xét:
Trong chƣơng 1 em đã trình bày đƣợc các vấn đề tổng quan có liên đến máy ép
thủy lực dùng trong ép đáy bình dạng chỏm cầu mà em đang thiết kế. Các vần đề đó
bao gồm: sản phẩm bình chứa, quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm bình chứa, các
loại khuôn ép và các yêu cầu kỹ thuật của nó, và xác định một số thống số về máy ép.
Đây là các vấn đề liên quan chính và cần thiết, ngoài ra còn có rất nhiều vấn đề liên
qua khác nữa. Và đây chính là các cơ sở, các tiền đề để ta thiết kế, tính toán cho hệ
thống ở các chƣơng sau.
DUT.LRCC

CHƢƠNG 2
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA MÁY
2.1. Phân tích và lựa chọn phƣơng án động học
Để tạo ra sản phẩm từ máy ép thì ta có nhiều phƣơng án. Nhƣng với phƣơng án
nào phù hợp với yêu cầu làm việc của máy có hiệu quả và năng suất cao mới tối ƣu.
Để tìm ra một phƣơng án tối ƣu, thì yêu cầu phải phân tích các phƣơng án và tìm ra
đặc điểm của chúng.
2.1.1. Máy ép trục khuỷu
Máy nhấn có sử dụng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. Máy nhấn trục khuỷu có
lực ép từ 200 tấn đến 10000 tấn.
a. Sơ đồ nguyên lý
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy ép trục khủy
DUT.LRCC

Trong đó:
1. Động cơ điện 9. Trục khủy
2. Bánh đai nhỏ 10. Cơ cấu phanh hãm
3. Bộ truyền đai 11. Rãnh trƣợt
4. Bánh đai lớn 12. Đầu trƣợt
5. Trục dẫn 13. Chày
6. Bánh răng nhỏ 14. Cối
7. Bánh răng lớn 15. Đế máy
8. Cơ cấu ly hợp
b) Nguyên lý hoạt động
Động cơ (1) qua bánh đai nhỏ (2) và bộ truyền đai (3) truyền chuyển động cho
bánh đai lớn (4) dẫn động trục dẫn (5), bánh răng nhỏ (6) ăn khớp với bánh răng lớn
(7) trên trục khuỷu (9). Khi đóng ly hợp (8) chuyển động đƣợc truyền đến trục khuỷu
(9) đồng thời cơ cấu phanh hãm (10) đƣợc nhả ra. Trục khuỷu (9) quay làm cho chày
(13) chuyển động tịnh tiến lên xuống, tạo lực ép nhả thực hiện chu trình nhấn.
c) Ƣu và nhƣợc điểm
- Ƣu điểm:
+ Bền, chắc chắn, dễ chế tạo, giá thành rẽ.
+ Truyền động của trục khuỷu là truyền động cứng, khoảng hành trình
của máy đƣợc khống chế chính xác nên sản phẩm dập có chất lƣợng cao và đồng đều.
- Nhƣợc điểm:
+ Chƣa có tính tự động hóa cao.
+ Tốc độ không đều, lực quán tính sinh ra trong quá trình chuyển động
của đầu trƣợt lớn.
+ Năng suất thấp.
+ Phạm vi điều chỉnh hành trình bé đòi hỏi phải tính toán phôi chính xác.
2.1.2. Máy ép trục lệch tâm
a) Sơ đồ nguyên lý
DUT.LRCC

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý máy ép trục lệch tâm
Trong đó:
1. Động cơ điện 8. Trục truyền
2. Bộ truyền đai 9. Thanh truyền
3. Bộ ly hợp 10. Then chặn
4. Gối đỡ 11. Cá
5. Bàn đạp 12. Đế máy
6. Cơ cấu phanh hãm 13. Cối
7. Bạc lệch tâm 14. Chày
Khi mở máy, động cơ điện (1) và bánh đai (2) cùng quay truyền chuyển động
quay cho bánh đai chạy lồng không qua bộ truyền đai (3). Lúc này bánh đà và ly hợp
quay tự do trên trục lệch tâm, khi đó ta nhấn bàn đạp (11), ly hợp (4) đóng, trục lệch
tâm (5) quay, thông qua bạc lệch tâm (6) và thanh truyền (8) làm cho đầu trƣợt chuyển
động lên, xuống tạo ra lực ép nhả thực hiện mỗi chu trình làm việc.
DUT.LRCC

- Ƣu điểm:
+ Bền, chắc chắn, tạo lực ép riêng lớn
+ Dễ thiết kế, chế tạo, giá thành rẻ
+ Bàn máy có thể điều chỉnh
+ Dễ sử dụng.
- Nhƣợc điểm:
+ Lực ép nhỏ, từ 20 đến 2500 KN
+ Khi ép gây ra rung động lớn, kém chính xác
2.1.3. Máy ép ma sát trục vít
Tạo hình bằng máy ép ma sát trục vít. Các máy ép trục vít có lực ép từ 40 đến
630 tấn.
Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý máy ép ma sát trục vít
DUT.LRCC

Trong đó:
1. Động cơ điện 9. Gối đỡ
2. Bộ truyền đai 10. Bàn đạp
3. Bánh ma sát chủ động 11. Trục vít me
4. Trục di động 12. Đầu trƣợt
5. Bánh ma sát bị động 13. Rãnh trƣợt
6. Cử chặn 14. Chày
7. Vấu tỳ 15. Cối
8. Cần điều khiển 16. Đế máy
Động cơ (1) truyền chuyển động qua bộ truyền đai (2) làm quay trục di động
(4) trên đó có lắp các bánh ma sát chủ động (3). Khi nhấn bàn đạp (10), cần điều khiển
(8) đi lên đẩy trục (4) dịch bên sang bên phải và bánh ma sát bị động (5) tiếp xúc
với đĩa ma sát bên trái làm trục vít me (11) quay theo chiều thuận đƣa đầu búa đi
xuống. Khi đến vị trí cuối của hành trình ép vấu tỳ (7) vào cữ chặn (6) làm cho cần
điều khiển (8) đi xuống đẩy trục (4) qua trái và đĩa ma sát (5) tỳ vào bánh ma sát bên
phải làm cho trục vít quay theo chiều ngƣợc lại đƣa đầu trƣợt đi lên đến cữ hành trình
trên, cần (8) lại đƣợc nhất lên, trục (4) đƣợc đẩy sang phải lặp lại quá trình trên.
- Ƣu điểm:
+ Máy ép ma sát có chuyển động đầu trƣợt êm, tốc độ ép không lớn nên
kim loại biến dạng từ từ và triệt để hơn, hành trình làm việc điều chỉnh trong phạm vi
khá rộng.
+ Đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẽ.
- Nhƣợc điểm:
+ Năng suất không cao
+ Lực ép tạo đƣợc không lớn
DUT.LRCC

2.1.4. Máy ép thủy lực
Hình 2.4. Nguyên lý làm việc của máy ép thủy lực
Trong đó
1. Cối 9. Bể nước
2. Chày 10. Động cơ điện
3. Piston 11. Nối trục
4. Xylanh 12. Bộ lọc tinh
5. Van phân phối 13. Bể dầu
6. Van cản 14. Van tràn,van an toàn
7. Thiết bị làm mát 15.Bơm piston hướng trục
8. Bơm nước 16.Đồng hồ đo áp suất
17.Van tiết lưu
Chất lỏng (khoáng dầu) từ bồn chứa (13), đƣợc truyền đến piston xylanh (3-4)
nhờ bơm cao áp (15), tùy theo vật liệu và cƣờng độ của thép mà bơm cao áp có áp suất
tƣơng ứng. Khi tác động vào tay gạt (van phân phối 5) sẽ làm dịch chuyển piston.
DUT.LRCC

Piston đƣợc nâng hạ nhờ áp lực dầu tạo ra ở khoang trên và khoang dƣới của xylanh,
sinh ra lực ép tại đỉnh piston, trên đỉnh piston có lắp một cơ cấu ép gọi là chày (khuôn
ép). Khuôn ép có R và biên dạng tƣơng đƣơng với R mà sản phẩm cần thiết phải chế
tạo, khuôn ép này đƣợc thay đổi cho phù hợp với sản phẩm. Khi hệ thống thủy lực áp
suất chất lỏng trong hệ vƣợt quá mức điều chỉnh trị số quy định thì van tràn,van an
toàn (14) tự mở ra để dầu về bể. Khi dầu về bể có van cản (6) tạo nên sức cản trong hệ
thống thủy lực, tạo nên một áp suất nhất định ở đƣờng ra làm cho dòng chất lỏng trong
hệ thống không bị gián đoạn, do đó xilanh và động cơ thủy lực làm việc êm, không bị
va đập khi hệ thống khởi động. Dầu hệ thống đƣợc làm mát bởi bộ làm mát bằng nƣớc
(7).
- Ƣu điểm:
+ Hành trình ép và lực ép đƣợc kiểm tra chặt chẽ trong từng chu kỳ
+ Có khả năng tạo ra lực làm việc lớn, có định ở bất kỳ vị trí nào của
hành trình làm việc
+ Khó xảy ra quá tải
+ Lực tác dụng làm vật liệu biến dạng êm và từ từ
+ Tốc độ chuyển động của chày mang khuôn ép cố định và có thể điều
chỉnh đƣợc, có thể thay đổi đƣợc chiều dài hành trình
+ Làm việc ít có tiếng ồn
+ Khả năng tự động hóa cao
+ Dễ bố trí cơ cấu ép theo các phƣơng án khác nhau
+ Năng suất hiệu quả cao.
- Nhƣợc điểm:
+ Kết cấu cồng kềnh hơn do phải trang bị thêm hệ thống thủy lực
+ Vốn đầu tƣ lớn
+ Hệ điều khiễn tƣơng đối phức tạp.
DUT.LRCC

Kết luận
Với nhƣng yêu cầu nhƣ trên, ta thấy chọn phƣơng pháp gia công chỏm cầu máy
ép thủy lực có thể tạo đƣợc lực rất lớn trong quá trình gia công. Máy có cấu tạo đơn
giản, dễ vận hành, hoạt động êm, nhƣợc điểm là máy có kích thƣớc lớn, cồng kềnh tuy
nhiên dễ chế tạo ở trong nƣớc. Phù hợp với các cơ sở, phân xƣởng cơ khí trung bình.
Hiện nay, máy ép thủy lực đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Với hiệu quả kinh tế cao và đảm bảo đƣợc yêu cầu về chất lƣợng sản phẩm. Do đó, ta
chọn máy ép thủy lực là phƣơng án tốt nhất.
2.2. Phân tích và lựa chọn phƣơng án kết cấu
2.2.1 Phƣơng án thân máy
a) Thân kín
 Ƣu điểm
-Đảm bảo độ cững vững của thân máy
-Thuận lợi cho việc thao tác khi sử dụng máy
-Chịu đƣợc tải trọng lớn, độ ổn định của máy cao.
 Nhƣợc điểm
Kết cấu của máy lớn
b) Thân hở
DUT.LRCC

A2: Thân h?
1
2
3
Thân
C?i
3
1
2 Xilanh
+Chú thích
 Ƣu điểm
- kết cấu thân máy đơn giản, nhỏ gọn
- Khó khăn cho việc thao tác máy
- không gian làm việc của máy hẹp
2.2.2 Phƣơng án xilanh
a) Sử dụng một xilanh
B1: M?t xy lanh
PTTL
1
2
3
1
+Chú thích:
2. Chày
3. C?i
1. xy lanh
 Ƣu điểm
- Kết cấu đơn giản, vận hành máy dễ
- Giảm đƣợc chi phí
- Kết cấu của xylanh lớn, nên kết cấu máy cũng lớn theo
DUT.LRCC

b) Sử dụng hai xilanh
B: PHUONG ÁN XY LANH
B2: Hai xy lanh
PTTL
2
1
4
3
+Chú thích:
2. Xy lanh 2
3. Chày
1. xy lanh 1
4. C?i
 Ƣu điểm
Kết cấu tƣơng đối nhỏ gọn
Khó đảm bảo đƣợc độ đồng bộ của xylanh
c) Sử dụng bốn xilanh
PTTL
B3: B?n xy lanh
+Chú thích:
2. Xy lanh 2
3. Chày
1. xy lanh 1
3
2
1
4
5
5. Xy lanh 4
4. xy lanh 3
 Ƣu điểm
-Kích thƣớc xylanh nhỏ gọn
-Tải trọng của máy lớn
-Khó đảm bảo đƣợc độ đồng của các xylanh
-Tốn kém chi phí
-Hệ thống điều khiển máy phức tạp
DUT.LRCC

2.3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý của máy
2.3.1. Mục đích và nội dung của công việc thiết kế sơ đồ nguyên lý
Thiết kế nguyên lý máy là nghiên cứu vấn đề chuyển động và điều khiển chuyển
động của cơ cấu máy và máy. Ba vấn đề chung của các loại cơ cấu máy và máy mà
nguyên lý máy nghiên cứu là vấn đề về cấu trúc, động học và động lực học.
Ba vấn đề nêu trên đƣợc nghiên cứu dƣới dạng hai bài toán: bài toán phân tích và
bài toán tổng hợp.
Bài toán phân tích cấu trúc: Nhằm nghiên cứu các nguyên tắc cấu trúc của cơ
cấu và khả năng chuyển động của cơ cấu tuỳ theo cấu trúc của nó.
Bài toán phân tích động học nhằm xác định chuyển động của các khâu trong cơ
cấu, khi không xét đến ảnh hƣởng của các lực mà chỉ căn cứ vào quan hệ hình học của
các khâu.
Bài toán phân tích động lực học nhằm xác định lực tác dụng lên các khâu của cơ
cấu và quan hệ giữa các lực này với chuyển động của cơ cấu.
Việc hình thành đƣợc sơ đồ nguyên lý sẽ giúp ta có cái nhìn tổng quan về các
chuyển động chính của các khâu trong cơ cấu máy và máy.
2.3.2. Các yêu cầu khi lựa chọn máy
Các thông số kỹ thuật cơ bản dùng để chọn máy là: lực, công suất, trị số bƣớc,
chiều cao kín và kích thƣớc của bàn máy.
Khi chọn máy ép cần chú ý những yêu cầu sau:
 Lực ép của máy cần phải lớn hơn lực dập, lực ép yêu cầu:
Pm ≥ (1,25÷1,3) P
Trong đó:
Pm - Lực danh nghĩa của máy (kG)
P - Lực cần thiết cho nguyên công (kG)
 Kiểu máy: Hành trình và tốc độ của máy cần phải phù hợp với yêu cầu công nghệ
thực hiện
Đối với những nguyên công làm việc với hành trình lớn thì lực ở điểm bắt đầu sẽ nhỏ
hơn nhiều so với lực danh nghĩa nên phải chọn lực danh nghĩa lớn, có trƣờng hợp phải
lớn gấp 2 lần lực tính toán.
Chọn máy ép theo độ lớn của hành trình có ý nghĩa rất quan trọng trong việc ép cân
đối hơn hành trình lớn.
DUT.LRCC

 Chiều cao kín của máy ép:
Chiều cao kín của máy là yếu tố rất quan trọng khi thiết kế máy và khuôn ép. Chiều
cao kín của máy ép (khoảng cách từ mặt bàn máy đến mặt dƣới của đầu trƣợt) và
khuôn phải phù hợp với bất đẳng thức:
H – 5mm ≥ Hk ≥ H2 + 10mm
Hoặc có thể theo điều kiện:
H -
3
2
M ≤ H – (0,1÷ 0,3) M
Trong đó:
H - Chiều cao lớn nhất của máy (mm)
H2 - Chiều cao kín nhỏ nhất của máy (mm)
M - Khoảng cách điều chỉnh của đầu trƣợt (mm)
2.3.3. Các thông số của kỹ thuật của máy ép ME 6250
a) Nguyên lý hoạt động
Máy ép thủy lực hoạt động theo tác dụng tỉnh, đƣợc truyền động bởi dầu thủy
lực có áp suất cao, theo nguyên lý định luật pascal.
Nếu đặt một lực P1 vào đáy piston thì nó tạo ra một áp suất p =
1
1
f
P
. Áp suất đƣợc
truyền tới tất cả các điểm của thể tích chất lỏng, có tác dụng vuông góc vào đáy của
piston, nó đƣợc tạo ra áp lực P2= p.f2 và lực này gây ra áp suất tác dụng lên phôi liệu,
trên cơ sở đó ta có:
P2 = P1
1
2
f
f
Diện tích f2>f1 bao nhiêu lần thì lực P2 lớn hơn P1 bấy nhiêu lần.
- Nguyên lý hoạt động của máy ép:
Chất lỏng (dầu) từ bồn chứa đƣợc truyền đến piston-xylanh nhờ bơm cao áp, tùy theo
vật liệu và cƣờng độ của thép mà bơm cao áp có áp suất tƣơng thích. Khi tác dụng vào
tay gạt (van phân phối) sẽ làm dịch chuyển piston. Piston đƣợc nâng hạ nhờ áp lực dầu
áp lực khoang trên và khoang dƣới xilanh sinh ra lực ép tại đỉnh piston. Trên đỉnh
piston có gắn một cơ cấu khuôn ép, bán kính R và biên dạng R tƣơng đƣơng với biên
dạng sản phẩm.
b) Đặc tính kỹ thuật của máy
 Máy ép thủy lực có kích thƣớc: L x R x H = 4850 x790 x 2890 (mm).
DUT.LRCC

 Hành trình dịch chuyển piston: 780 (mm), đƣờng kính piston 250 (mm), đƣờng kính
xylanh 400 (mm).
 Công suất động cơ 25 (kw), n = 1450 (v/ph), nối điện 3 pha [380 (v), f= 50/60Hz].
 Quá trình dịch chuyển piston nhờ vào hộp phân phối điều khiển cơ cấu tay gạt cơ
khí.
 Dầu nhớt đƣợc làm mát thông qua một hệ thống gọi là cooler làm tăng khả năng
động học của dầu và quá trình làm việc của hệ thống.
 Bơm dầu có công suất: P = 214kG/cm2
lực lớn nhất tại đỉnh piston khi áp suất có
giá trị Pmax=180 tấn.
 Thiết bị đi cùng máy ép là khuôn ép có 3 bộ khuôn R1000, R750, R550.
 Khuôn ép đƣợc chế tạo từ thép CT45 tôi nhiệt luyện đạt độ cứng 50-60 HRC.
 Chiều dày phôi đạt lớn nhất Smax = 20 mm.
 Không đƣợc ép nhả liên hồi.
 Không ép quá tải.
 Không để vật ép lệch.
 Không đƣợc hàn vào chỗ ép.
2.3.4. Đặc tính động học của máy
Hình 2.5. Máy ép thủy lực
Xilanh
Sản phẩm
Chày
Cối
DUT.LRCC

Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.6. Nguyên lý làm việc của máy ép thủy lực
Chú thích:
1. Cối 9. Bể nước
2. Chày 10. Động cơ điện
3. Piston 11. Nối trục
4. Xylanh 12. Bộ lọc tinh
5. Van phân phối 13. Bể dầu
6. Van cản 14. Van tràn,van an toàn
7. Thiết bị làm mát 15.Bơm piston hướng trục
8. Bơm nước 16.Đồng hồ đo áp suất
17.Van tiết lưu
DUT.LRCC

CHƢƠNG 3
THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY
3.1. Thiết kế sơ đồ hệ thống thủy lực của máy
3.1.1. Khả năng và hiệu quả của hệ thống thuỷ lực trong điều khiển máy
Để thực hiện công nghiệp hoá và hiện đại hoá nền kinh tế Việt Nam trong tƣơng
lai tới thì trình độ công nghệ của sản xuất phải đƣợc đánh giá bằng chỉ tiêu công nghệ
tiên tiến và tự động hoá. Điều đó đƣợc thể hiện qua trang thiết bị, máy móc, công cụ
và kỹ thuật điều khiển nó để tự động hoá quá trình sản xuất.
Với mức độ tự động hoá của thiết bị, chất lƣợng chế tạo cao, mà cụ thể là do độ
chính xác cao, độ tin cậy lớn… thì các máy và cụm kết cấu đƣợc dùng là: Truyền động
cơ khí - thuỷ lực - khí nén - điện. Các thông tin truyền dƣới dạng năng lƣợng đó phải
là tín hiệu tƣơng tự, nhị phân và tín hiệu số, đƣợc xử lí với vận tốc nhanh.
Điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực hoàn toàn đáp ứng đƣợc những yêu cầu đã
nêu trên mặc dù nó còn những hạn chế nhất định.
Ưu điểm:
- Truyền động đƣợc công suất cao và lực lớn, (nhờ các cơ cấu tƣơng đối đơn giản, hoạt
động với độ tin cậy cao nhƣng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảo dƣỡng).
- Điều chỉnh đƣợc vận tốc làm việc tinh và vô cấp, (dễ thực hiện tự động hoá theo điều
kiện làm việc hay theo chƣơng trình có sẵn).
- Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc nhau.
- Có khả năng giảm khối lƣợng và kích thƣớc nhờ chọn áp suất thủy lực cao.
- Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có
thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh (nhƣ trong cơ khí và điện).
- Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ cấu
chấp hành.
- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.
- Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.
- Tự động hoá đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các phần tử tiêu
chuẩn hoá.
DUT.LRCC

Nhược điểm:
- Mất mát trong đƣờng ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu suất và
hạn chế phạm vi sử dụng.
- Khó giữ đƣợc vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén đƣợc của chất lỏng
và tính đàn hồi của đƣờng ống dẫn.
- Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chƣa ổn định, vận tốc làm việc thay đổi do
độ nhớt của chất lỏng thay đổi.
3.1.2. Các phƣơng pháp điều khiển thuỷ lực
Trong hệ thống điều khiển thuỷ lực ngƣời ta thƣờng sử dụng 3 phƣơng pháp sau:
a. Điều khiển vị trí (tịnh tiến hoặc quay)
b. Điều khiển vận tốc (tịnh tiến hoặc quay)
c. Điều khiển tải trọng (lực, mômen xoắn hay áp suất)
Tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng của thiết bị mà có thể thực hiện một, hai hoặc cả
ba chức năng trên.
a) Điều khiển vị trí
Điều khiển vị trí là di chuyển cơ cấu chấp hành đến một vị trí nào đó theo yêu
cầu. Nếu là xi lanh thuỷ lực thì vị trí là hành trình dịch chuyển của pittông, nếu là động
cơ dầu thì vị trí là góc quay của động cơ dầu. Tuy nhiên tuỳ theo yêu cầu mà pittông -
xilanh hoặc động cơ dầu có thể truyền đến hệ truyền động cơ khí nào đó. Ví dụ nhƣ vít
me, bánh răng - thanh răng, bộ truyền bánh răng…và cũng có thể chuyển động tịnh
tiến thành chuyển động quay hoặc ngƣợc lại.
Khi điều khiển vị trí ngƣời ta thƣờng sử dụng loại van trƣợt.
Van trƣợt điều khiển thƣờng sử dụng loại ba vị trí: trái, phải và trung gian. Ứng
với ba vị trí điều khiển của van thì xi lanh (hoặc động cơ dầu) chuyển động theo chiều
thuận, đảo chiều hoặc dừng.
Các loại van thƣờng sử dụng để điều khiển vị trí: van solenoid, van tỉ lệ, van
servo…
DUT.LRCC

v
v
b) Điều khiển vận tốc
Để điều khiển tốc độ chuyển động tịnh tiến của pittông – xilanh thuỷ lực hoặc
chuyển động quay của động cơ dầu ta thay đổi lƣu lƣợng dầu cung cấp. Hiện nay có
các phƣơng pháp thay đổi lƣu lƣợng nhƣ sau:
- Thay đổi lƣu lƣợng cung cấp của bơm dầu, tức là sử dụng các loại bơm điều
chỉnh.
- Thay đổi lƣu lƣợng bằng tiết lƣu (lỗ tiết lƣu hoặc van điều khiển).
Tuy nhiên thay đổi lƣu lƣợng bằng tiết lƣu có năng lƣợng tiêu tốn thấp, kết cấu
gọn, giá thành hợp lí… nên phù hợp với các mạch điều khiển tốc độ.
Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lí về điều khiển tốc độ bằng các lỗ tiết lưu
c) Điều khiển tải trọng
Để điều khiển lực đối với chuyển động tịnh tiến hoặc điều khiển mômen xoắn đối
với chuyển động quay ngƣời ta thay đổi áp suất làm việc của hệ thống. Trong mạch
điều khiển kín, cảm biến sử dụng là cảm biến lực hoặc cảm biến mômen. Tuy nhiên
trong đa số thiết bị hiện nay ngƣời ta sử dụng cảm biến áp suất mà vẫn đảm bảo đƣợc
độ chính xác cần thiết.
Hình thức điều khiển áp suất bằng van tràn, van giảm áp là theo hệ hở, độ chính
xác thấp có ảnh hƣởng bởi các yếu tố liên quan đến điều kiện làm việc nhƣ: độ nhớt,
lƣu lƣợng hay tải trọng thay đổi. Nên nếu đòi hỏi độ chính xác cao hơn ngƣời ta sử
dụng mạch điều khiển kín. Tín hiệu phản hồi của cảm biến áp suất đƣa về bộ khuếch
đại của van nhằm so sánh và xử lý nhằm ổn định áp suất theo yêu cầu của tải trọng.
Hiện nay van tỷ lệ hiệu suất cao phù hợp với mạch điều khiển áp suất nên nó đƣợc sử
dụng rộng rãi.
Q
Q
DUT.LRCC

3.2. Lựa chọn các phần tử thủy lực
Đối với máy ép thủy lực ME 6250 ta cần chọn các phần tử thủy lực sau:
3.2.1. Bơm dầu
Bơm dầu là cơ cấu biến đổi năng lƣợng dùng để biến cơ năng thành động năng
và thế năng (dƣới dạng áp suất) của dầu. Trong hệ thống dầu ép chỉ dùng loại bơm thể
tích tức là loại bơm chỉ thực hiện việc biến đổi năng lƣợng bằng chách thay đổi thể
tích các buồng làm việc. Khi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực hiện
chu kỳ hút và khi thể tích giảm, bơm đẩy dầu ra, thực hiện chu kỳ nén. Nếu trên đƣờng
dầu bị đẩy ra ta đặt một vật cản, dầu bị chặn sẽ tạo nên một áp suất nhất định phụ
thuộc vào độ lớn của sức cản và kết cấu của bơm.
Với yêu cầu của máy thiết kế, dựa vào áp suất làm việc lớn nhất ta chọn bơm cho
hệ thống là loại bơm piston hƣớng trục.
Bơm piston hƣớng trục là loại bơm có piston đặt song song với trục của rôto.
Bơm piston hƣớng trục có các ƣu điểm sau:
 Kích thƣớc nhỏ gọn.
 Do piston đặt theo dọc trục, nên rôto có kích thƣớc bé, mômen quán tính nhỏ, rất
thích hợp với động cơ dầu.
 Hiệu suất làm việc tốt và hầu nhƣ không phụ thuộc vào tải trọng và số vòng quay.
Hình 3.2. Kết cấu bơm piston hướng trục truyền bằng đĩa nghiêng
DUT.LRCC

p1
p2
Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ hoạt động, đĩa nghiêng 5 quay mang theo các pit tông 3 cùng quay
theo. Trên đĩa phân phối 1 ngƣời ta khoét các rảnh đối xứng. Một nối với cửa a (cửa
đẩy), một nối với cửa b (cửa hút). Các pittông khi đi qua rãnh hút thì hút dầu từ bể dầu
thông qua cửa hút b vào trong các khoang của xy lanh và khi các pit tông này đi qua
rãnh đẩy sẽ đẩy dầu vào cửa đẩy a để cung cấp dầu cho hệ thống.
Điều chỉnh lƣu lƣợng của bơm có thể thực hiện bằng cách thay đổi góc nghiêng α
của đĩa nghiêng (3). Trên cơ sở đó làm thay đổi độ dài hành trình của piston.
3.2.2. Xilanh thủy lực
Xylanh thủy lực là cơ cấu chấp hành dùng để biến đổi thế năng của dầu thành cơ
năng, thực hiện chuyển động thẳng.
Xylanh thủy lực đƣợc chia làm hai loại: xylanh lực và xylanh quay (xilanh
mômen).
Trong xylanh lực, chuyển động tƣơng đối giữa piston với xylanh là chuyển động
tịnh tiến. Trong xylanh quay, chuyển động tƣơng đối giữa piston với xylanh là chuyển
động quay. (với góc quay thƣờng nhỏ hơn 3600
).
3.2.3. Van tràn và van an toàn
Nhiệm vụ: Van tràn và van an toàn dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng
trong hệ thống thủy lực vƣợt quá trị số quy định. Van tràn làm việc thƣờng xuyên, còn
van an toàn làm việc khi quá tải.
Ký hiệu van tràn và van an toàn:
3.2.4. Van cản
Nhiệm vụ: van một chiều dùng để điều khiển dòng chất lỏng đi theo một hƣớng,
và hƣớng dầu bị ngăn lại.
Trong hệ thống thủy lực, thƣờng đặt ở nhiều vị trí khác nhau tùy thuộc vào
những mục đích khác nhau.
DUT.LRCC

Van một chiều: van bi
Hình 2.13. ết cấu van cản van bi.
Ứng dụng:
 Đặt ở đƣờng ra của bơm (để chặn dầu chảy về bể).
 Đặt ở cửa hút của bơm (chặn dầu trong bơm).
 Khi sử dụng hai bơm dầu dùng cho một hệ thống.
3.2.5. Van phân phối (van đảo chiều)
Nhiêm vụ: van đảo chiều dùng để đóng, mở các ống dẫn để khởi động các cơ cấu
biến đổi năng lƣợng, dùng để đảo chiều các chuyển động của cơ cấu chấp hành (xilanh
thủy lực hay động cơ thủy lực).
Các khái niệm:
 Số cửa: là lỗ để dẫn dầu vào hay ra. Số cửa của van đảo chiều thƣờng là 2, 3 và 4, 5.
Trong những trƣờng hợp đặc biệt số cửa có thể nhiều hơn.
 Số vị trí: là số định vị con trƣợt của van. Thông thƣờng có 2 hoặc 3 vị trí. Trong
những trƣờng hợp đặc biệt số vị trí có thể nhiều hơn.
3.2.6. Thiết bị làm nguội dầu
Trong những hệ thống thủy lực có chế độ làm việc cao, sinh nhiệt nhiều, cũng
nhƣ ở những hệ thống có yêu cầu đặc biệt phải ổn định nhiệt độ của dầu thì cần thiết
phải dùng thiết bị làm nguội. Nếu có thiết bị làm nguội, lƣợng dầu cần thiết củng nhƣ
kích thƣớc bể dầu có thể giảm một mức đáng kể. Điều náy có ý nghĩa lớn đối với việc
thiết kế đƣờng dây tự động có nhiều thiết bị thủy lực. Thiết bị làm nguội có thể đặt
trong bể dầu hoặc bên cạnh bể dầu để lấy nhiệt từ dầu đƣa ra ngoài làm nguội bằng
nƣớc hoặc bằng không khí. Do đó trong hệ thống thủy lực thƣờng dùng hai loại thiết bị
làm nguội đó là: thiết bị làm nguội bằng nƣớc và thiết bị làm nguội bằng không khí.
DUT.LRCC

Nó gồm có thân (1) và bên trong nó đƣợc đặt bộ trao đổi nhiệt kiểu xoắn ruột gà
bằng đồng (2). Dầu từ van tràn của bơm cao áp đƣợc đƣa vào cửa (a) của bộ trao đổi
nhiệt, đi qua toàn bộ óng xoắn, về cửa (b) rồi ra bể dầu. Nƣớc làm nguội từ ngoài đƣợc
dẫn qua cửa (c), qua ống (3) và qua cửa (d) đi ra ngoài.
a
b
c
d
3 1
2
Hình 3.3. Kết cấu của thiết bị làm nguội bằng nước
1. Thân. 2. Ruột gà.
3. Ống nước ra.
3.2.7. Bộ lọc dầu
Với hệ thống máy thiết kế đòi hỏi độ sạch của dầu phải cao để tăng tuổi thọ các
phần tử thủy lực và giảm đi chi phí trong quá trình sử dụng máy. Vì vậy ta chọn hai
loại lọc dầu:
 Lọc thô đặt ở đƣờng ống hút của bơm dầu.
 Lọc tinh đặt ở đƣờng ống đẩy của bơm dầu.
3.2.8. Ống dẫn dầu
Để nối liền các cơ cấu điều khiển với các cơ cấu chấp hành cũng nhƣ với hệ
thống biến đổi năng lƣợng ngƣời ta dùng các ống dẫn, ống nối.
Ống dẫn dùng trong hệ thống dầu ép phổ biến nhất là ống đồng và ống thép. Ống
đồng có ƣu điểm là dễ làm biến đổi hình dáng, nhƣng đắt. Vì thế đối với những ống
dẫn có tiết diện lớn, và không cần uốn cong nhiều ngƣời ta thƣờng dùng ống thép, thí
dụ nhƣ ở ống dẫn chính, ống hút và ống nén của bơm dầu.
Ống dẫn cần phải đảm bảo độ bền và tổn thất áp suất nhỏ nhất. Để giảm tổn thất
áp suất thì các ống dẫn phải có yêu cầu sau:
 Chiều dài ống càng ngắn càng tốt.
Nƣớc
Dầu
DUT.LRCC

 Tránh sự biến dạng tiết diện ống dẫn trong suốt quá trình làm việc.
 Ống dẫn có hình dáng sao cho hƣớng chuyển động của dòng dầu ít thay đổi.
 Nếu cần thiết đổi hƣớng thì phải thay đổi từ từ.
3.2.9. Đồng hồ đo áp suất
Sử dụng áp kế lò xo
3.3. Các tính toán cần thiết cho hệ thống thủy lực
Các số liệu ban đầu:
Lực ép tối đa: Ft = 180 (tấn)
Vận tốc chạy không: vck = 10 (mm/s)
Vận tốc công tác tối đa: vct = 5 (mm/s)
Chiều dày thép tấm: 2 – 20 (mm)
Đƣờng kính phôi lớn nhất: 3200 (mm)
3.3.1. Tính đƣờng kính Piston, xylanh, cần đẩy mang khuôn
Lực ép lớn nhất để làm biến dạng thép tấm thành sản phẩm: P = 180000 (kG)
Theo công thức trong truyền động thủy lực: [Truyền động dầu ép trong máy cắt
kim loại_Nguyển Ngọc Cẩn_Trang 78].
Pmax = p
D
.
4
. 2

(2-1)
Trong đó:
Pmax - Lực ép lớn nhất (kG)
D - Đƣờng kính piston (cm)
Theo máy chuẩn ta chọn:
D = 400 (mm) = 40 (cm)
p - Áp suất lớn nhất (kG/cm2
)
Từ công thức trên ta có:
DUT.LRCC

p = 2
max
.
.
4
D
P

=
 
24
,
143
40
.
14
,
3
180000
.
4
2
 (kG/cm2
)
Theo công thức k=
D
d
[Truyền động dầu ép trong máy cắt kim loại_Nguyển Ngọc
Cẩn_Trang 78].
Nếu P = (510) .104
(N) thì ta chọn: k = 0,7.
Ta có: d = D.k =400. 0,7=280 (mm)
Theo tiêu chuẩn 0CT 6540 ta chọn đƣờng kính cần piston d = 250 (mm).
3.3.2. Lực ma sát giữa Piston và xylanh
Để đảm bảo tính công nghệ ngƣời ta sử dụng xylanh có nhiều Segment (Xéc
Măng) lắp trên các rãnh ở đầu piston. Ngoài ra còn dùng vòng chắn dầu ở cần piston
để đảm bảo độ kín khít. Ma sát giữa piston và xylanh xảy ra ở hai khu vực:
 Khu vực giữa các vòng xecmăng trên đầu piston với thành trong của xylanh (Fmsp).
 Khu vực giữa các vòng chắn dầu với cần đẩy của piston (Fmsc).
1
2
3
4
5
Hình 3.4. Kết cấu cụm xylanh
1. Nắp dưới Piston
2. Vòng chắn
3. Cần piston
4. Thân xylanh
5. Nắp trên piston
DUT.LRCC

SVTH: Trần Quốc Thiệu _ 15C1B GVHD: TS. Tào Quang Bảng 49
Hình 3.5. Lực ma sát
Về mặt động lực học thì ma sát giữa piston và xilanh có hai loại đó là: ma sát tĩnh
(Fmst) và ma sát động (Fmsđ).
Công thức tính:
Fmst = .ft.G (2-2)
Fmsđ = .fđ.G (2-3)
Trong đó:
 - Hệ số tỷ lệ tính đến áp lực chắn khít giữa đầu piston và secmăng,
 = (0,12  0,15).
Chọn  = 0,15.
ft - Hệ số ma sát tĩnh giữa secmăng với thành xylanh, với cặp vật liệu xylanh
là thép, secmăng là gang thì ft = (0,20,3).
Chọn ft= 0,25.
fđ - Hệ số ma sát động giữa xéc măng và thành xylanh, với cặp vật liệu nhƣ
trên thì:
fđ = (0,05 0,08) với v > 0,2 (m/s).
fđ = (0,1 0,2) với v < 0,2 (m/s).
vì vck = 0,015 (m/s) < 0,2 (m/s)
 Chọn fđ = 0,15
G - Tải trọng qui đổi của bộ phận dịch chuyển.
d
D
v
Fmsc
Fmsp
Bp
DUT.LRCC

Theo máy chuẩn chọn G = 405 (kG)
Thay các số liệu ở trên ta có:
Fmst = 0,15.0,25.405 = 15,1875 (kG)
Chọn Fmst = 15 (kG)
Fmsđ = 0,15.0,15.405 = 9,1125 (kG)
Chọn Fmsđ = 9 (kG)
3.3.3. Lực quán tính giữa piston và xylanh
Lực quán tính là lực sinh ra trong quá trình chuyển động của piston mang chày,
vận tốc và tải trọng càng lớn thì lực quán tính càng lớn. Lực quán tính xảy ra khi thay
đổi chiều chuyển động hoặc thay đổi tốc độ.
Phƣơng trình xác định lực quán tính nhƣ sau:
  



 v
l
F
v
m
t
Fqt .
.
.
.
.  (2-4)
Trong đó:
Fqt - Lực quán tính giữa piston và xylanh. (kG)
t
 - Thời gian thay đổi tốc độ dịch chuyển. (s)
v
 - Độ thay đổi tốc độ.
m - Khối lƣợng quy đổi. (kG)
 - Khối lƣơng riêng của chất lỏng truyền lực. (kG/cm3
)
F - Tiết diện tác dụng của động cơ thủy lực. (cm2
)
l - Chiều dài đoạn đƣờng xảy ra sự thay đổi tốc độ. (cm)
Việc tính toán và thiết kế ở giai đoạn đầu tiên không thể hình dung toàn bộ kết
cấu máy và khối lƣợng các bộ phận chấp hành, khi đó có thể tính lực quán tính theo
công thức gần đúng:
0
.
.
t
g
V
G
Fqt  (kG) (2-5)
Trong đó:
G - Khối lƣợng ƣớc tính của bộ phận chuyển động. (kG)
V- Vận tốc lớn nhất của cơ cấu chấp hành. (m/s)
g - Gia tốc trọng trƣờng (g = 9,81) (m/s2
)
t0- Thời gian quá độ của piston đến tốc độ xác lập. (s)
DUT.LRCC

thƣờng lấy  
5
,
0
01
,
0
0 

t (s)
Giá trị lớn dùng cho máy cỡ nặng , máy có công suất lớn, và tốc độ lớn
Ta chọn: t0 = 0,1 (s)
Dựa theo máy chuẩn ta chọn: G = 405 (kG)
vmax =1 (m/ph)=0,0167 (m/s)
Vậy: Fqt =
1
,
0
.
81
,
9
0167
,
0
.
405
=6,89 (kG)
Chọn Fqt =7 (kG)
3.3.4. Tính áp suất (P) và lƣu lƣợng (Q)
a) Hành trình xuống nhanh
Chọn tốc độ chuyển động của piston ở hành trình xuống nhanh:
v = 10 (mm/s) = 1 (cm/s) = 60 (cm/ph).
Fmst
G
D
d
p1
p2
Fqt
A1
A2
v
Q1
Q2
Hình 3.6. Phân tích lực ở hành trình xuống nhanh
 Phƣơng trình cân bằng lực của cụm piston:
A1.p1 + G = Fmst + p2.A2 +Fqt (2-6)

1
2
2
1
)
.
(
A
G
A
p
F
F
p
qt
mst 



Trong đó:
p1 - Áp suất ở buồng công tác (kG/cm2
)
p2 - Áp suất ở buồng chạy không (kG/cm2
)
Chọn p2 = 4,5 (kG/cm2
)
Fmst - Lực ma sát tĩnh giữa piston và xilanh (kG)
Fmst = 15 (kG)
DUT.LRCC

Fqt - Lực quán tính ở giai đoạn bắt đầu chuyển động (kG)
Fqt = 7 (kG)
A1, A2 - Lần lƣợt là diện tích piston ở buồng công tác và buồng chạy không
1256
4
40
.
4
.
2
2
1 

 

D
A
(cm2
)
4
,
765
4
25
40
.
4
.
2
2
2
2
2 



 

d
D
A
(cm2
)
Thay các giá trị trên ta có:
44
,
2
1256
)
405
4
,
765
.
5
,
4
7
15
(
1 




p (kG/cm2
)
 Phƣơng trình lƣu lƣợng:
Q1 = A1.v = 1256.60
= 75360 (cm3
/ph)  75,36 (l/ph)
Q2 = A2.v = 765,4.60
= 45924 (cm3
/ph)  45,924 (l/ph)
b) Hành trình ép phôi
Chọn tốc độ nén của piston theo máy:
vn =5(mm/s) = 30 (cm/ph).
Fmsd
G
D
d
p1
p2
A1
A2
vn
Q1
Q2
Ft
Hình 3.7. Phân tích lực ở hành trình ép phôi
 Phƣơng trình cân bằng lực của cụm piston:
A1.p1 + G = Fmsđ + p2.A2 +Ft (2-7)
DUT.LRCC


1
2
2
1
)
.
(
A
G
A
p
F
F
p t
msđ 



Trong đó:
p2 - Áp suất ở buồng chạy không, chọn p2 = 4,5 (kG/cm2
)
Fmsđ- Lực ma sát động giữa piston và xylanh, Fmsđ = 9 (kG)
Ft - Tải trọng tác dụng vào cần piston. (kG)
Ft = Pmax =180000 (kG)
Thay các giá trị vào ta có:
7
,
145
1256
)
405
4
,
765
.
5
,
4
180000
9
(
1 




p (kG/cm2
)
Phƣơng trình lƣu lƣợng:
Q1 = A1.vn = 1256.30
= 37680 (cm3
/ph) 37,7 (l/ph)
Q2 = A2.vn = 765,4.30
= 22962 (cm3
/ph)  23 (l/ph)
c) Hành trình lùi về nhanh
Chọn tốc độ lùi về của piston:
v = 10 (mm/s) = 1(cm/s) = 60 (cm/ph).
Q2
Q1
v
A2
A1
p2
p1
d
D
G
Fmst
Fqt
Hình 3.8. Phân tích lực ở hành trình lùi về nhanh
 Phƣơng trình cân bằng lực:
A2.p1 = A1. p2 +Fmst + Fqt+ G (2-8)

2
2
1
1
)
.
(
A
G
F
F
p
A
p
qt
mst 



DUT.LRCC

Trong đó:
p2 - Áp suất ở buồng chạy không (kG/cm2
)
Chọn p2 =4,5 (kG/cm2
)
Fms t - Lực ma sát tĩnh giữa piston và xilanh (kG)
Fmst = 15 (kG)
Fqt - Lực quán tính ở giai đoạn bắt đầu lùi về (kG)
Fqt= 7 (kG)
Thay các số liệu ở trên vào ta có:
9
,
7
4
,
765
)
405
7
15
5
,
4
.
1256
(
1 




p (kG/cm2
)
Phƣơng trình lƣu lƣợng:
Q1 = A2.v = 765,4.60
= 45924 (cm3
/ph)  45,924 (l/ph)
Q2 = A1.v =1256.60
= 75360 (cm3
/ph)  75,36 (l/ph)
3.3.5. Tính sức bền của xylanh
Trong quá trình làm việc, các xylanh thủy lực chịu tác động của áp suất bên trong
đƣợc tạo thành do chất lỏng làm việc và tải trọng bên ngoài. Vì vậy phải tính toán sức
bền của xilanh để đảm bảo các điều kiện làm việc đặt ra.
 Tính chiều dày thành xylanh (t):
Hình 3.9. Chiều dày thành xylanh
Theo [Giáo trình: Hệ thống truyền động thủy lực và khí nén _Trần Ngọc
Hải_Trần Xuân Tùy_Trang 43]
D
Dn
t
d
DUT.LRCC

với xilanh thành mỏng ( )
2
,
1

D
Dn
ta có:
tmin ≥ m.D + c (2-9)
Trong đó:
c - Đại lƣợng bổ sung cho chiều dày tối thiểu của thành xilanh có tính đến
dung sai gia công, (mm) khi đƣờng kính trong đƣợc gia công theo H8, đƣờng kính
ngoài theo h10. Theo [Giáo trình] ta chọn c = 1 (mm).
m - Hệ số đƣợc xác định theo bảng 2.2 [Trang 44- Hệ thống truyền động
thủy lực và khí nén_ Trần Ngọc Hải_Trần Xuân Tùy]
với b
 = 70 (Kg/mm2
), p = 152,7 (kG/cm2
)
ta có: m =0,035.
Thay vào ta có:
tmin ≥ 0,035.400 + 1 = 15 (mm)
Vậy chiều dày tối thiểu của thành xilanh phải đảm bảo: tmin ≥ 15(mm).
Chọn theo máy chuẩn t = 54 (mm)
 Dn = D + 2.t = 400 +2.54 = 508 (mm)
3.3.6. Tính tổn thất áp suất
Để đảm bảo lực ép trong quá trình gia công phôi thép tấm thì khi tính áp suất ta
cần
tính đến tổn thất áp suất.
Tổn thất áp suất trên đƣờng vào xilanh tính từ sau cửa ra của bơm:
 P =  P1 +  P2 +  P3 +  P4 (2-10)
Trong đó:
 P1 - Tổn thất áp suất trên van điều áp (kG/cm2
)
 P2 - Tổn thất áp suất trên van phân phối (kG/cm2
)
 P3 - Tổn thất áp suất trên đƣờng ống (kG/cm2
)
 P4 - Tổn thất áp suất trên các ống nối (kG/cm2
)
Tổn thất áp suất của các thiết bị trong hệ thống có thể lấy theo các giá trị tổn thất
trong
các thiết bị tiêu chuẩn:
DUT.LRCC

 P1 = 1 (kG/cm2
)
 P2 = 2,5 (kG/cm2
)
 P3 = 2 (kG/cm2
)
 P4 = 1,5 (kG/cm2
)
Vậy ta có tổn thất áp suất :
 P =  P1 +  P2 +  P3 +  P4 = 7 (kG/cm2
)
3.3.7. Tính và chọn các thông số của bơm
a) Áp lực của bơm cung cấp cho các hành trình
Do các hành trình đều có tổn thất áp suất nên áp lực bơm cung cấp cho các hành
trình đƣợc xác dịnh nhƣ sau:
Hành trình xuống nhanh:
P0 = P0
’
+  P = 9,44 (kG/cm2
)
Hành trình ép phôi :
P1 = P1
’
+ P = 152,7 (kG/cm2
)
Hành trình lùi về:
P2 = P2
’
+  P = 14,9 (kG/cm2
)
b) Tính toán công suất của bơm
Từ công thức:
Nb=
612
. b
b Q
P
(KW) (2-11)
Trong đó:
Pb - Áp suất của bơm (kG/cm2
)
Qb - Lƣu lƣợng của bơm (l/ph)
Qua việc tính toán ở trên ta thấy tính công suất cho bơm dầu chính là tính công
suất của hành trình ép, vì hành trình ép của bơm thực hiện áp suất là lớn nhất. Vì vậy
ta có:
Pb = P1
’
= 152,7 (kG/cm2
)
Vậy lƣu lƣợng cần tính là:

1
v
b
Q
Q  (2-12)
- Hiệu suất của bơm dầu
DUT.LRCC

=0,96 (Truyền động đầu ép của máy cắt kim loại).
Qb= 5
,
78
96
,
0
36
,
75
 (l/ph)
Nb =
612
7
,
152
.
5
,
78
=19,6 (KW)
 Chọn công suất của bơm dầu là Nb = 20(KW).
3.3.8. Tính toán công suất của động cơ điện
Công suất động cơ điện đƣợc tính theo công thức:
đc
b
đc
N
N

 (2-13)
Trong đó:
Nđc - Công suất động cơ. (kw)
Nb - Công suất bơm dầu. (kw)
đc - Hiệu suất tổn thất từ động cơ qua bơm , chọn đc = 0,85
52
,
23
85
,
0
20


 đc
N (kw)
Do vậy ta chọn công suất của động cơ điện là:
25

đc
N (KW)
[Có ký hiệu A02-61-4, có số vòng quay trục động cơ n = 1460(v/ph)]
3.3.9. Tính toán ống dẫn dầu
a) Yêu cầu đối với ống dẫn
Để nối liền các cơ cấu điều khiển với các cơ cấu chấp hành cũng nhƣ với hệ
thống biến đổi năng lƣợng ngƣời ta dùng các ống dẫn, ống nối.
Ống dẫn dùng trong hệ thống dầu ép phổ biến nhất là ống đồng và ống thép. Ống
đồng có ƣu điểm là dễ làm biến đổi hình dáng, nhƣng đắt. Vì thế đối với những ống
dẫn có tiết diện lớn, và không cần uốn cong nhiều ngƣời ta thƣờng dùng ống thép, thí
dụ nhƣ ở ống dẫn chính, ống hút và ống nén của bơm dầu.
Ống dẫn cần phải đảm bảo độ bền và tổn thất áp suất nhỏ nhất. Để giảm tổn thất
áp suất thì các ống dẫn phải có yêu cầu sau:
 Chiều dài ống càng ngắn càng tốt.
 Tránh sự biến dạng tiết diện ống dẫn trong suốt quá trình làm việc.
DUT.LRCC

 Ống dẫn có hình dáng sao cho hƣớng chuyển động của dòng dầu ít thay đổi.
 Nếu cần thiết đổi hƣớng thì phải thay đổi từ từ.
b) Xác định đƣờng kính ống dẫn
Đƣờng kính trong của ống dẫn xác định theo công thức sau:
[Giáo trình Hệ thống truyền động thủy khí _ PGS.TS Trần Xuân Tùy]
v
Q
d 6
,
4
 (2-14)
Trong đó:
d - Đƣờng kính trong của ống dẫn (mm)
Q - Lƣu lƣợng chảy qua ống, (l/ph)
Q = 75,36 (l/ph)
v - Vận tốc dòng chảy trong ống (m/s)
Đối với ống hút thì: v = (1,5 ÷ 2) (m/s)
chọn: v = 2 (m/s)
 23
,
28
2
36
,
75
6
,
4 

h
d (mm)
chọn: dh = 30 (mm).
Đối với ống nén thì v = (6÷ 7) (m/s)
Chọn v = 6 (m/s)
 3
,
16
6
36
,
75
6
,
4 

n
d (mm)
Chọn: dn = 20 (mm).
Đối với ống xả thì v = (0,5÷ 1,5) (m/s)
Chọn v = 1,5 (m/s)
 6
,
32
5
,
1
36
,
75
6
,
4 

x
d (mm)
Chọn dx = 35 (mm).
Xác định chiều dầy của ống dẫn:
Để kiểm nghiệm sức bền của ống ta dùng công thức sau:
 
s
d
p
.
2
.
.
105

 (N/m2
) (4-15)
DUT.LRCC

Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng chỏm cầu.pdf

Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng chỏm cầu.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng chỏm cầu.pdf

Similar to Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng chỏm cầu.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng chỏm cầu.pdf