METK là một thiết bị tạo hình chính và rất quan trọng trong ngành Gia công áp lực - Cơ khí. Đồ án trên nghiên cứu về máy, các cơ cấu và khả năng hoạt động của máy ép trục khuỷu 2 biên khung thân kín.

1. 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Đồ án Gia công áp lực
Ngành Kỹ thuật cơ khí
Chuyên ngành Gia công áp lực
Giảng viên hướng dẫn:
Bộ môn: Gia công áp lực
Viện: Cơ khí

2. 2
MỤC LỤC
Chương 1: Giới thiệu máy ép cơ khí................................................................................8
1.1 Máy ép trục khuỷu ..................................................................................................8
1.2 Máy ép kiểu vít.........................................................................................................9
Chương 2: Các vẫn đề chung về máy ép cơ khí............................................................11
2.1 Đặc điểm chung......................................................................................................11
2.2 Cơ cấu chấp hành ..................................................................................................11
2.3 Phân loại .................................................................................................................14
2.3.1 Phân loại theo tính năng công nghệ..............................................................15
2.3.2 Phân loại theo dấu hiệu động lực ..................................................................16
2.3.3 Phân loại theo cơ cấu của máy ......................................................................16
2.3.4 Phân loại theo số cơ cấu chấp hành, hay theo nguyên lý tác dụng chung.17
Chương 3: Tính toán thiết kế máy ép trục khuỷu hai khuỷu.....................................18
3.1 Sơ đồ động máy ép trục khuỷu.............................................................................19
3.2 Các thông số tính toán...........................................................................................19
3.3 Phần động học........................................................................................................20
3.3.1 Bán kính khuỷu R, chiều dài tay biên L.......................................................21
3.3.2 Hành trình 𝑺𝜶.................................................................................................21
3.3.3 Vận tốc 𝐕𝛂......................................................................................................22
3.3.4 Gia tốc 𝐉𝛂.........................................................................................................22
3.4 Tĩnh học..................................................................................................................23
3.4.1 Tính lực............................................................................................................23
3.4.2 Tính Mômen....................................................................................................25
3.5 Năng lượng của máy ép trục khuỷu.....................................................................27

3. 3
3.5.1 Sự tiêu tốn năng lượng...................................................................................27
3.5.2 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình công tác ......................................29
3.5.3 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình không tải ....................................31
3.5.4 Hiệu suất của máy ép .....................................................................................32
3.5.5 Công suất động cơ và mô men quán tính của bánh đà ...............................33
3.6 Tính toán chi tiết máy ...........................................................................................35
3.6.1 Tính trục khuỷu..............................................................................................35
3.7 Tính biên.................................................................................................................43
3.7.1 Vật liệu.............................................................................................................43
3.7.2 Kết cấu biên.....................................................................................................44
3.8 Tính ly hợp .............................................................................................................46
3.8.1. Vật liệu chế tạo và kết cấu ............................................................................46
3.8.2. Tính toán ........................................................................................................47
3.9. Tính phanh............................................................................................................47
3.10 Tính thân máy......................................................................................................48
3.11 Cơ cấu bảo hiểm ..................................................................................................49
3.11.1 Giới thiệu các cơ cấu bảo hiểm....................................................................49
3.11.2 Tính toán cơ cấu bảo hiểm...........................................................................50
3.12 Hệ thống bôi trơn.................................................................................................50
Chương 4: Lắp đặt, an toàn, vận hành, bảo dưỡng .....................................................52
4.1. Móng máy và lắp đặt máy....................................................................................52
4.2. Kiểm tra độ chính xác của máy...........................................................................52
4.2.1. Phương pháp đo trực tiếp.............................................................................52
4.2.2. Phương pháp đo gián tiếp.............................................................................52
4.2.3. Phương pháp đo phân tích............................................................................52

4. 4
4.3. Hướng dẫn sử dụng máy......................................................................................52
4.4. Những dạng hỏng cơ bản và cách sửa chữa.......................................................52
4.5. Bảo dưỡng và an toàn khi sử dụng máy.............................................................53
4.5.1. Nguyên tắc bảo dưỡng máy ..........................................................................53
4.5.2. An toàn sử dụng máy ....................................................................................53

5. 5
DANH MỤC HÌNH ẢNH:
1.1. Máy ép trục khuỷu vạn năng 9
1.2. Máy ép trục khuỷu dập nóng 10
1.3. Máy ép trục khuỷu song động 10
1.4. Các máy ép vít thông dụng 11
2.1. Lực biến dạng vật dập 13
2.2. Cơ cấu chấp hành trục khuỷu – tay biên 13
2.3. Cơ cấu chấp hành dùng trong máy cắt 14
2.4. Cơ cấu chấp hành có đầu trượt tùy động 15
2.5. Cơ cấu chấp hành dùng trong máy ép – dập vuốt 15
2.6. Cơ cấu cam – cam đòn 16
2.7. Phân loại METK theo động học 17
3.1. METK 2 biên 19
3.2. Sơ đồ động METK 2 cấp 20
3.3. Cơ cấu động học 21
3.4. Đồ thị Sα, Vα, Jα theo góc quay 𝛼 24
3.5. Tĩnh học tay biên – trục khuỷu 25
3.6. Biểu đồ lực ngang PHn theo α 27
3.7. Cánh tay đòn ma sát 28
3.8. Biểu đồ mômen xoắn Mk 29
3.9. Đồ thị năng lượng máy 29
3.10. Đồ thị lực biến dạng quá trình dập vuốt 31
3.11. Các loại trục khuỷu 37
3.12. Trục khuỷu được thiết kế 37
3.13. Đồ thị lực kiểm nghiệm bền trục khuỷu 39
3.14. Đồ thị điều kiện bền bộ truyền bánh răng 44
3.15. Cơ cấu tay biên 45
3.16. Ly hợp ma sát 48
3.17. Ứng suất khung thân máy 50
3.18. Chuyển vị kung thân máy 50
3.19. Cơ cấu bảo hiểm cốc cắt 51
DANH MỤC BẢNG:
3.1. Bảng giá trị của: Sα,Vα , Jα theo góc α: 23
3.2. Giá trị PHn theo α 26
3.3. Giá trị mk
u
, mk
f
, Mk theo góc quay α 27
3.4. Giá trị PBB theo góc quay  39
3.5. Giá trị PBR theo góc quay α 44

6. 6
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nền kinh tế, ngành cơ khí đóng
một vai trò rất quan trọng, không thể phát triển nền công nghiệp nếu như nền cơ khí không
phát triển tương xứng. Do vậy hiện nay phát triển cùng các ngành khoa học kỹ thuật khác,
ngành cơ khí hay cụ thể hơn là các phương pháp gia công cơ khí đang hoàn thiện, tinh vi
hơn và đạt độ chính xác cao. Gia công kim loại bằng áp lực là một trong những phương
pháp đó đang được ứng dụng rộng rãi nhất là tại các nước phát triển. Trong ngành gia công
áp lực ta phải nói tới các loại máy gia công, việc nghiên cứu chế tạo những loại máy gia
công áp lực khác nhau có ý nghĩ quan trọng và quyết định tới sự phát triển của ngành. Hiện
nay các loại máy gia công áp lực rất đa dạng về chủng loại mẫu mã và chức năng, gồm có
các máy vạn năng máy chuyên dung...Trong đó máy ép cơ khí nói chung và máy ép trục
khuỷu nói riêng chiếm phần lớn và ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Các sản phẩm của
máy ép trục khuỷu rất đa dạng phong phú từ những vật dụng đơn giản tới các loại chi tiết
phức tạp cao. Lực ép danh nghĩa của máy có thể đạt từ rất nhỏ từ 25kN tới trên 100.000
kN và có rất nhiều ưu điểm như: sử dụng máy và kết cấu máy đơn giản, có thể chế tạo chi
tiết c hình dạng phức tạp, chế tạo chi tiết có chất lượng bề mặt cao không cần qua gia công
cắt gọt, sản phầm có độ bền cơ học tốt và kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm kim loại, năng xuất
máy cao xưởng không ồn ào không bẩn, dễ sản xuất hàng loạt. Máy ép trục khuỷu thường
dùng để dập tấm, dập thể tích nóng, nguội, cắt phôi tấm, phôi thanh, các sản phẩm được
ứng dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp như: công nghiệp chế tạo máy, công
nghiệp xây dựng, quốc phòng, dầu khí, thực phẩm, công nghiệp tiêu dùng…
Ở nước ta ngành gia công bằng áp lực đang dần dần phát triển để theo kịp và đáp ứng
được quá trình công ngiệp hóa, hiện đại hóa theo chủ trương của Đảng và nhà nước, song
song với đó việc nghiên cứu chế tạo các máy gia công áp lực là rất cần thiêt. Trong chương
trình học phần Đồ án gia công áp lực, nhóm em được phân nhiệm vụ tính toán thiết kế máy
ép trục khuỷu 2 biên, để hiểu sâu hơn về môn học Thiết bị gia công áp lực đồng thời tập
dượt các kiến thức và kĩ năng cần thiết khi làm việc.

7. 7
Nội dung đồ án gồm:
- Chương 1: Giới thiệu Máy ép cơ khí.
- Chương 2: Các vấn đề chung về máy ép cơ khí.
- Chương 3: Tính toán & thiết kế máy ép trục khuỷu 2 khuỷu.
Cuối cùng em xin cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của TS. Nguyễn Thị Thu đã giúp em hoàn
thành đồ án này. Do trình độ có hạn nên trong quá trình thiết kế tính toán không thể tránh
khỏi những sai sót rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để bản thuyết minh của
chúng em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

8. 8
Chương 1: Giới thiệu máy ép cơ khí
1.1 Máy ép trục khuỷu
Máy ép trục khuỷu được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghành công nghiệp như: công
nghiệp chế tạo máy và dụng cụ, công nghiệp xây dung, công nghiệp thực phẩm, hàng tiêu
dùng… Một trong những chi tiết quan trọng và phổ biến của máy là trục khuỷu. Vì vậy tên
“Máy ép trục khuỷu” được gọi chính dựa trên cơ sở này.
Máy ép trục khuỷu rất đa dạng và phong phú, được phân loại theo nhiều cách, sau đây là 1
số loại máy ép trục khuỷu điển hình:
 Máy mép trục khuỷu vạn năng:
Hình 1.1. Máy ép trục khuỷu vạn năng
 Máy ép trục khuỷu dập nóng:
Máy ép trục khuỷu dập nóng là 1 loại máy móc được sử dụng nhiều trong các dây truyền
sản xuất hàng loạt và hàng khối. Máy có thể thực hiện được các công việc khác nhau như
: chồn ,đột lỗ ,cắt ba via, thực hiện dập từng nhát 1 trong 1 lần nung.

9. 9
Hình 1.2. Máy ép trục khuỷu dập nóng

Hình 1.3. Máy ép trục khuỷu song động
1. Đế máy 4. Chày 7. Tay biên ngoài 10. Tay biên trong
2. Cối 5. Đầu trượt trong 8. Dầm trên 11. Đầu trượt ngoài
3. Phôi 6. Tay biên ngoài 9. Tay đòn12. Dẫn hướng 13. Dầm dưới
1.2 Máy ép kiểu vít
Là loại máy dùng trong cả dập tấm và dập khối, thuận tiện nhất là chồn các chi tiết dạng
đuôi dài.
Một số máy ép vít thông dụng:
 Máy ép vít ma sát:  Máy ép vít điện cung Stato:

10. 10
Hình 1.4 Các máy ép vít thông dụng

11. 11
Chương 2: Các vẫn đề chung về máy ép cơ khí
2.1 Đặc điểm chung
Máy ép cơ khí được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp vì nó có rất nhiều ưu
điểm:
+Kết cấu và cách sử dụng máy đơn giản.
+Có thể chế tạo chi tiết hình dạng phức tạp.
+Chế tạo được chi tiết có chất lượng bề mặt cao, chính xác mà không cần qua gia công
cắt gọt.
+Năng suất của máy cao, xưởng không ồn, không bẩn nền móng ít chịu rung động như
móng của máy búa.
Tuy vậy máy cũng có các nhược điểm:
+Ít vạn năng trong các nguyên công dập thể tích, không thực hiện các nguyên công vuốt
và ép tụ trên máy búa.
+Lực ép danh nghĩa của máy không thể tăng quá lớn như ở máy ép thuỷ lực vì kích
thước của máy sẽ rất lớn.
+Đầu trượt có thể bị kẹt ở điểm chết dưới.
2.2 Cơ cấu chấp hành
Cũng như các loại máy khác, trong máy ép trục khuỷu có cơ cấu chấp hành để dịch
chuyển khuôn dập. Trong cơ cấu chấp hành, thường đầu trượt là khâu cuối và khâu đầu có
khuỷu hoặc là cam.
Đầu trượt được chuyển động tịnh tiến qua lại khi cơ cấu trục khuỷu quay. Do mối liên
hệ động học thể là trục là mối liên hệ cứng nên có thể coi tốc độ của đầu trượt luôn tuân
theo quy luật xác định không phụ thuộc vào nguyên công. Dưới đây là đồ thị của máy ép
trục khuỷu có hình dạng đồ thị Tốc độ đầu trượt của 1 số cơ cấu chấp hành điển hình. Trong
1 chu kỳ chuyển động tốc độ đạt giá trị số 0 - 2 lần. Vì vậy sẽ chuyển động chịu ảnh hưởng
của lực quán tính thay đổi về trị số và chiều.
Để đảm bảo chuyển động của đầu trượt hợp với yêu cầu công nghệ, người ta có thể sử
dụng cơ cấu chấp hành khác nhau hoặc thay đổi kích thước của các khâu, hoặc thay đổi 1
trong các khâu cơ cấu chấp hành ấy. Hiện nay máy ép trục khuỷu có thể có nhóm cơ cấu
chấp hành, mỗi nhóm đáp ứng với những yêu cầu công nghệ xác định.

12. 12
Hình 2.1 Lực biến dạng vật dập
Nhóm 1:
Có thể có cơ cấu 4 khâu, được sử dụng khi không có yêu cầu gì đặc biệt về thông số động
học. Loại được sử dụng nhiều nhất của nhóm 1 là cơ cấu trục khuỷu- tay biên loại đồng
trục và không đồng trục loại ít dùng hơn là cơ cấu bản lề 4 khâu (có trong máy cỡ nhỏ và
trung bình) và cơ cấu culít có trong máy rèn hướng kính và máy quay tự động chồn nguội.
Hình 2.2. Cơ cấu chấp hành trục khuỷu – tay biên
Nhóm 2:
Trong trường hợp hành trình công tác ngắn mà cần thắng trở lực lớn người ta cần sử dụng
cơ cấu nhóm 2- hình 2.1,2.2. Tốc độ đầu trượt ở cuối hành trình của nhóm này rất nhỏ nên
rất phù hợp với nguyên công tinh chỉnh.
Nhóm 2- hình 2.3 dùng trong máy tự động cắt, còn hình 2.4 dùng trong máy tự động có
đầu trượt tuỳ động. Thành phần chuyển động ngang của cơ cấu hình 2.4 sử dụng đưa phôi
băng vào vùng dập.

13. 13
Khi dập tấm các chi tiết phức tạp, tốc độ dịch chuyển khâu cần được hạn chế khi tiếp
xúc với vật liệu cũng như quá trình tạo hình. Trong cơ cấu trục khuỷu tay biên, tuy sự thay
đổi tốc độ không đều, nhưng thời gian của hành trình đầu trượt đi lên và đi xuống thực tế
là như nhau.
Nhóm 3:
Để tăng chiều dài hành trình đầu trượt, tăng tốc độ ở đoạn hành trình không tải, cũng
như để đảm bảo sự dịch chuyển đồng đều đầu trượt, người ta sử dụng cơ cấu nhóm 3. Cơ
cấu hình 3.1 dùng trong máy ép để dập và máy ép để lấn. Cơ cấu hình 3.2 khác cơ cấu hình
1.1 và 2.1 ở chỗ 2 trục khuỷu dẫn động, do đó đảm bảo được hành trình tương đối lớn và
tốc độ trượt khi đi lên lớn. Cơ cấu này dùng trong các máy ép chuyên môn hóa dập vuốt
tấm. Cơ cấu hình 3.3 quay không đều nên có thể giảm thời gian hành trình đi lên và hành
trình không tải đi xuống. Cơ cấu này dùng trong máy dập vuốt.
Hình 2.4. Cơ cấu chấp hành có đầu trượt tùy động
Hình 2.3. Cơ cấu chấp hành dùng trong máy cắt

14. 14
Hình 2.5. Cơ cấu chấp hành dùng trong máy ép – dập vuốt
Nhóm 4:
Cuối cùng là cơ cấu nhóm 4 được dùng khi muốn dừng khâu chấp hành trong thời gian
dài của chu trình như cơ cấu dịch chuyển cối của máy rèn ngang, máy ép dập tấm song
động và tam động.
Cơ cấu cam và cam đòn hình 4.1, hình 4.2 sử dụng khi có lực ép tương đối nhỏ, còn khi
lực tác động lên đầu trượt lớn hơn 1 MN thì dùng cơ cấu hình 4.3. Tuy nhiên sử dụng cơ
cấu 6 khâu này không dừng được đầu trượt trong thời gian đủ lớn và vị trí đầu trượt không
ổn định. Để tăng độ ổn định vị trí đầu trượt và dừng lâu hơn, người ta sử dụng cơ cấu 8
khâu hình 4.4, hình 4.5.
Hình 2.6. Cơ cấu cam – cam đòn
2.3 Phân loại
Có nhiều cách phân loại máy ép trục khuỷu:
Hình 3.1
Hình 3.2 Hình 3.3

15. 15
-Dựa vào dấu hiệu động lực học tức là kết cấu xích động học của cơ cấu chấp hành.
-Theo số cơ cấu chấp hành
-Theo cấu tạo máy
-Theo tính năng công nghệ: đây là cách phân loại được nhiều người thừa nhận nhất,vì
chính đặc điểm của quá trình công nghệ dẫn đến cấu tạo máy.
2.3.1 Phân loại theo tính năng công nghệ
Chia làm 2 nhóm: dập tấm và dập thể tích:
Máy ép dập tấm so với máy ép dập thể tích cầnn có tính vạn năng hơn, vùng làm việc và
chiều dài hành trình đủ lớn. Còn với máy dập thể tích do phải chống trở lực biến dạng lớn,
vật dập và khuôn có kích thước không lớn nên hành trình và kích thước vùng làm việc của
máy nhỏ hơn so vói máy ép dập tấm. Ngược lại khi dập thể tích nóng do thời gian biến
dạng cần được sự rút ngắn để phôi khỏi nguội, nên máy ép dập thể tích cần có hành trình
nhanh.
Mặt khác để đảm bảo độ chính xác và tiêu tốn năng lượng tối thiểu, máy ép dập thể tích
cần có độ cứng tốt.
Trong mỗi nhóm máy ép có thể chia ra các nhóm nhỏ hơn
 Máy ép công dụng chung dùng để dập tấm gồm có:
-Máy cắt tấm và cắt miếng
-Máy ép vạn năng các loại
-Máy ép dập vuốt tạo hình
-Máy ép đột lỗ và các máy máy uốn
 Máy ép tự động gồm có:
-Máy ép tự động truyền động phía dưới và máy ép tự động hành trình nhanh
-Máy ép tự động có đầu trượt tuỳ động để dập cắt phôi băng.
 Máy ép công dụng chung dùng để dập thể tích gồm:
-Máy cắt thép hình và thép vụn
-Máy ép dập nóng
-Máy ép uốn nắn
-Máy ép cắt
-Máy rèn ngang

16. 16
-Máy rèn hướng kính
 Máy tự động dập thể tích gồm:
-Máy tự động dập nguội
-Máy tự động dập nóng và nửa nóng
-Máy tự động uốn
-Máy tự động cắt ren
Sự phát triển nhanh chóng của ngành rèn dập tạo điều kiện cho các loại máy mới. Vì vậy
sự phân loại theo tính năng công nghệ trên chỉ có tính tương đối.
2.3.2 Phân loại theo dấu hiệu động lực
- Máy ép trục khuỷu đơn thuần và máy ép trục lệch tâm: cơ cấu truyền chuyển động
cho đầu trượt là trục khuỷu - tay biên hoặc trục lệch tâm - biên.
- Máy ép khớp - khuỷu
- Máy ép đòn - khuỷu: cơ cấu truyền chuyển động cho đầu trượt là trục khuỷu tay biên
và hệ thống đòn cứng
- Máy ép cam- đòn - khuỷu: Trục khuỷu- biên truyền chuyển động cho cơ cấu chính
còn cam và tay đòn truyền chuyển động cho cơ cấu thực hiện nguyên công phụ.
Hình 2.7 Phân loại METK theo động lực
2.3.3 Phân loại theo cơ cấu của máy
- Dựa vào vị trí của cơ cấu chấp hành chính máy ép trục khuỷu được chia ra thành: máy
ép dập đứng, ngang, nghiêng.
- Dựa vào cấu tạo của máy: máy ép trục tay quay, trục khuỷu, trục lệch tâm, trục lệch tâm,
trục bánh răng lệch tâm...

17. 17
- Theo số khuỷu (số điểm treo đầu trượt) máy có loại 1,2,4 khuỷu.
2.3.4 Phân loại theo số cơ cấu chấp hành, hay theo nguyên lý tác dụng chung
- Máy đơn động như: máy ép vạn năng, máy uốn tấm, máy dập vuốt.
- Máy song động: máy dập tấm, máy rèn ngang.
- Máy bán tự động: máy rèn hướng kính
- Máy tự động: máy uốn vạn năng và chuyên dùng
Ngoài ra còn phân loại theo cấu tạo của khớp nối giữa biên và đầu trượt: khớp cầu hay
khớp trụ. Theo vị trí của hệ thống truyền động: truyền động phía trên hay truyền động phía
dưới.

18. 18
Chương 3: Tính toán thiết kế máy ép trục khuỷu hai khuỷu
Hình 3.1 Máy ép trục khuỷu 2 biên

19. 19
3.1 Sơ đồ động máy ép trục khuỷu
Hình 3.2. Sơ đồ động máy ép trục khuỷu 3 cấp
3.2 Các thông số tính toán
 Lực ép danh nghĩa: P =250 tấn
 Hành trình đầu trượt: S = 400 mm
 Tốc độ của đầu trượt: 18 lần/phút
Chiều cao kín của máy: -Bàn máy ở vị trí cao nhất: 350 mm
-Bàn máy ở vị trí thấp nhất: 750 mm
 Kích thước bàn máy: 2000 x 1250 mm
 Kích thước đầu trượt: 800 x 1400 mm
 Công suất động cơ 28,5 kw
 Tổng khối lượng 14000 kg

20. 20
 Kích thước tổng thể Rộng: 4090 mm
Sâu: 2295 mm
Cao: 5640 mm
3.3 Phần động học
Khi thiết kế máy ép trục khuỷu ta cần xác định các thông số động học, có nghĩa là quy
luật thay đổi hành trình, tốc độ, gia tốc của đầu trượt. Xác định trị số lớn nhất của nó trong
hành trình công tác.
H𝑚𝑎𝑥,H𝑚𝑖𝑛:chiều cao khép kín lớn nhất và nhỏ nhất của máy.
S: hành trình toàn bộ của máy
S𝛼hành trình tức thời của máy tương ứng với góc 𝛼
𝛼: góc quay của trục khuỷu
𝛽: góc kẹp giữ biên và đầu trục
R, L: bán kính trục khuỷu và chiều dài tay biên
𝜔: tốc độ góc của trục khuỷu
K: hệ số tay biên K=R/L
Hình 3.3 Cơ cấu động học

21. 21
3.3.1 Bán kính khuỷu R, chiều dài tay biên L
Phân tích cơ cấu:
Ta thấy: Sα = R+L-Rcosα -Lcosβ
Sα = R(1 − cosα) + (1 − cosβ)
Mặt khác AM= Rsinα = Lsinβ
sinβ = Rsinα /L
cosβ = √1 − sin2 β = √1 − Ksin2β
cosβ = 1 −
1
2
(K2
Sin2
α)
1-cosβ = K2(1 − cos2α)/4
 Sα = R (1 − cosα +
K
4
(1 − cos2α))
-Từ hành trình: Smax = 400 mm
Smax = 2R ⇒ R =
Smax
2
=
400
2
= 200 mm
-Hệ số tay biên: K = 0,1 → 0,4
Chọn K = 0,2
Suy ra: L =
R
K
=
200
0,2
= 1000 mm
3.3.2 Hành trình 𝑺𝜶.
Ta thấy: Sα = R+L-Rcosα -Lcosβ
Sα = R(1 − cosα) + (1 − cosβ)
Mặt khác AM= Rsinα = Lsinβ
sinβ = Rsinα /L
cosβ = √1 − sin2 β = √1 − Ksin2β
cosβ = 1 −
1
2
(K2
Sin2
α)
1-cosβ = K2(1 − cos2α)/4
Sα = R (1 − cosα +
K
4
(1 − cos2α)) (1)
-Với: R= 200 mm; L= 1000 mm; K= 0,2. Thay vào công thức (1) ta có:
Sα = 200[(1-cosα) +
0,2
4
(1- cos2α)]

22. 22
=> Sα = 200[(1-cosα) + 0,05(1- cos2α)]
3.3.3 Vận tốc 𝐕𝛂
- Đạo hàm hành trình Sα ta có:
Vα =
dSα
dt
=
d
dα
R [(1-cosα) +
K
4
(1-cos2α)]
dα
dt
Mà
dα
dt
=ω (Với giả thiết: )
=> Vα=ωR [sinα+
K
2
sin2α]
-Ta lấy: ω =
2.π.n
60
=
2.π.18
60
= 1,88 (rad s
⁄ )
Vα = 1,88.200 [sinα +
0,2
2
sin2α]
=> Vα = 376[sinα + 0,1sin2α]
3.3.4 Gia tốc 𝐉𝛂
- Đạo hàm tốc độ Vαta có:
Jα =
dVα
dt
=
dSα
2
dt
=ω2
R[cosα+K.cos2α]
⇒ Jα = 1,882
. 200[cosα + 0,2cos2α] = 706,88[cosα + 0,2cos2α]
Bảng 3.1 Bảng giá trị của: Sα,Vα , Jα theo góc α:
α 0º 30º 60º 90º 120º 150º 180º
Sα 0 31,79 115,00 220,00 315,00 378,21 400
Vα 0 220,56 358,19 376,00 293,06 155,44 0
Jα 848,26 682,86 282,75 -141,38 -424,13 -541,49 -565,50
α 210º 240º 270º 300º 330º 360º
Sα 378,21 315 220 115 31,79 0
Vα -155,44 -293,06 -376 -358,19 -220,56 0
ω=const

23. 23
Jα -541,49 -424,13 -141,38 282,75 682,86 848,26
Hình 3.4: Đồ thị Sα, Vα, Jα theo góc quay 𝛼
3.4 Tĩnh học
Hình 3.5. Tĩnh học cơ cấu tay biên – trục khuỷu
Ta ký hiệu:
f: Hệ số ma sát: f = tgφ =0,04.
ro: Bán kính ở ổ tựa của trục khuỷu
rA: Bán kính ngõng khuỷu
rB: Bán kính khớp nối biên với đầu trượt
μo: Bán kính vòng tròn ma sát tại ổ tựa của trục khuỷu: μo= f.ro.
μA: Bán kính vòng tròn ma sát tại đầu lớn tay biên: μA= f.rA.
μB: Bán kính vòng tròn ma sát tại đầu nhỏ tay biên: μB= f.rB.
γ: góc kẹp giữa biên và tiếp tuyến của 2 vòng tròn ma sát.
3.4.1 Tính lực.
 Tính do:
-Theo công thức thực nghiệm: do = 9√PH + 3(cm) ; PH = 2,5 MN
⇒ do = 9√2,5 + 3 = 21,11 (cm)
-Ta chọn: do = 220 (mm)

24. 24
dA = (1,27 ÷ 1,5)do = 279,4 ÷ 330 ⇒ chọn dA = 300 (mm)
dB = (0,75 ÷ 1,38)do = 165 ÷ 303,6 (mm) ⇒ chọn dB = do = 220 (mm)
 Tính lực:
-Theo định lý hàm số sin ta có:
PAB
sin(90° + φ)
=
PD
sin[90° − (β + γ + φ)]
⇒ PAB = PD
cosφ
cos(β + γ + φ)
Khi f ≤ 0,1 nghĩa là: φ ≤ 5°45’; 𝛾 = 3° ; β < 10° ;α < 30° và K = 0,2 < 0,25
thì có thể coi PAB ≈ PD = 250T
- Lực tác dụng lên dẫn hướng:
PHn
′
= PD
sin(β + γ)
cos(β + γ + φ)
Thành phần ngang của lực PHn
′
:
PHn = PHn
′
. cosφ
⇒ PHn = PD
sin(β + γ)
cos(β + γ + φ)
cosφ
Thành phần lực ngang có thể tính gần đúng theo công thức:
PHn = PD(K. sinα + tanγ) ≈ PD. K. sinα = 250.0,2. sinα = 50sinα
⇒ Ta có bảng và đồ thị của PHn theo α :
α 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
PHn 0 25 43,3 50 43,3 25 0 -25 -43,3 -50 -43,3 -25 0
Bảng 3.2. Giá trị PHn theo α

25. 25
Hình 3.6 Biểu đồ lực ngang PHn theo α
3.4.2 Tính Mômen.
Mk = PD(mk
u
+mk
f
)
Trong đó:
mk
u
: Là cánh tay đòn mômen xoắn lý tưởng
mk
u
= R (sinα +
K
2
sin2α)
mk
f
: Là cánh tay đòn ma sát.
mk
f
= f. [(1 + K)rA + KrB + ro]
mk = mk
u
+mk
f
: Là cánh tay đòn tổng.
Ta có:
do = 220 (mm) ⇒ ro =
do
2
=
220
2
= 110 (mm) ⇒ rB = 110(mm)
dA = 300 (mm) ⇒ ro =
dA
2
=
300
2
= 150 (mm)
Vậy: mk
f
= 0,04. [(1 + 0,2). 150 + 0,2.110 + 110] = 12,48(mm)
Trong đó: mk
u
= 200 (sinα +
0,2
2
sin2α) = 200(sinα + 0,1sin2α)
Mà ta có: Mk = PD(mk
u
+mk
f
) = 250[200(sinα + 0,1sin2α) + 12,48]
- Xác định giá trị của mk
u
tại các thời điểm khác nhau, ta cho giá trị của α chạy từ 0𝑜
→
360𝑜
thì ta có các giá trị của mk
u
, mk
f
, Mk như bảng sau:
Bảng 3.3. Giá trị mk
u
, mk
f
, Mk theo góc quay α
α (o
) 0 30 60 90 120 150
-60.00
-40.00
-20.00
0.00
20.00
40.00
60.00
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

26. 26
mk
u
(mm) 0 117,32 190,53 200 155,88 82,68
mk
f
(mm) 12,48
mK (mm) 12,48 129,8 203,01 212,48 168,36 95,15
Mk (Tmm) 3120 32450,13 50571,4 53120 42091,14 23789,87
α (o
) 180 210 240 270 300 330 360
mk
u
(mm) 0 -82,68 -155,88 -200 -190,53 -117,32 0
mk
f
(mm) 12,48
mk (mm) 12,48 -70,2 -143,4 -187,52 -178,05 -104,84 12,42
Mk (Tmm) 3120 -17549,87 -35851,14 -46880 -44511,4 -26210,13 3120
Hình 3.7 :Cánh tay đòn ma sát
mk
u
mk
-250.00
-200.00
-150.00
-100.00
-50.00
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
muk mu

27. 27
Hình 3.8: Biểu đồ mômen xoắn Mk
3.5 Năng lượng của máy ép trục khuỷu
3.5.1 Sự tiêu tốn năng lượng
Sự tiêu tốn năng lượngtức thời (công suất) của máy trong chu trình đơn được biểu diễn
bằng đồ thị sau:
Hình 3.9 Đồ thị năng lượng máy
Sự thay đổi năng lượng của máy:
UB: mức năng lượng của máy được tích luỹ ở bánh đà lúc ban đầu.
-60000.00
-40000.00
-20000.00
0.00
20000.00
40000.00
60000.00
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

28. 28
UL: mức năng lượng của máy khi đóng li hợp.
UK: mức năng lượng của máy sau hành trình công tác.
dx: góc quay của trục khuỷu khi hành trình không tải đi xuống.
dl: góc quay của trục khuỷu khi hành trình không tải đi lên.
P: góc làm việc (có tải).
Bình thường khi máy làm việc chạy đều, mức làm việc ban đầu của máy là UB. Nếu ấn
bàn đạp để đóng li hợp, năng lượng giảm tới trị số UL tại b. Phần năng lượng tiêu tốn dùng
để khởi động các phần bị dẫn của bộ li hợp và biến thành công ma sát giữ các đĩa ma sát.
Khi chọn đúng hệ thống dẫn động tốc độ bánh đà sẽ tăng dần và mức năng lượng của may
sẽ sẽ đạt tới trị số ban đầu của UB một cách nhanh chóng tại điểm c.
Trong hành trình công tác, năng lượng đó lại giảm rất nhiều đến trị số nhỏ nhất UK tại điểm
e. Năng lượng được giải phóng trong hành trình công tác bằng công thức sau:
ΔU =JM.
ωM
2
−ωmin
2
2
Trong đó: -JM mô men quán tính của chi tiết chuyển động quy về trục khuỷu của bánh
đà.
-ωM, ωmin: tốc độ góc lúc đầu và cuối hành trình công tác của bánh đà.
Sau hành trình công tác năng lượng được phục hồi theo đường eg do năng lượng được cung
cấp liên tục từ động cơ điện. Năng lượng ở cuối hành trình có thể chua dạt đến trị số ban
đầu(-.-.-.-.) nếu thiết kế máy sai hoặc sử dụng máy để dập các nguyên công cần công biến
dạng quá mức cho phép. Nhưng thường năng lượng của máy đạt trị số ban đầu trước khi
tới điểm cuối của chu trình (đường .........)
Trong trường hợp dập tự động, thời gian của chu trình năng lượng trùng với thời gian
của chu trình động học. Còn nói chung thời gian chu trình năng lượng lớn hơn thời gian
của chu trình động học. Thời gian dừng đầu trượt ở vị tri trên cùng càng lớn thì càng kéo
dài chu trình năng lượng. Cần chú ý rằng bánh đà chỉ tích luỹ năng lượng đến mức "bão
hoà"thì việc dừng đầu trượt ở vị trí trên chi làm tiêu tốn thêm năng lượng để đóng li hợp
cho hành trình tiếp theo.
Cường độ làm việc của máy ép trong chế độ làm việc dập nhát một được đánh giá bằng
hệ số sử dụng số hành trình P: P =
n0
nn
Trong đó: + n0 là số hành trình kép trong 1 phút đầu trượt.

29. 29
+ nn là số hành trình danh nghĩa trong một phút của đầu trượt.
nn = 18 lần/phút.
Thông thường hệ số sử dụng số hành trình của một số máy từ 0,10,9, chọn P= 0,6.
Còn thời gian để biến dạng vật dập tP chỉ bằng 1 phần thời gian 1 chu trình động học tch.
Tỉ số:
tP
tch
= pu
Gọi là hệ số sử dụng hành trình. Hệ số này rất khác nhau với các loại máy.
Năng lượng chung trong thời gian 1 chu trình Ach có thể chia ra thành năng lượng để
thắng trở lực có ích Ap trong hành trình công tác, năng lượng tiêu tốn trong hành trình
không tải Akt và công để đóng mở li hợp Alh:
Ach = Ap + Akt + Alh
3.5.2 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình công tác
Trong thời gian hành trình công tác năng lượng bị tiêu hao do:
1. biến dạng dẻo của kim loại
2. Biến dạng đàn hồi của hệ thống máy ép
3. Ma sát ở các khớp nối, dẫn hướng của cơ cấu chính
Sự tiêu hao năng lượng trong hành trình công tác khác với sự tiêu hao trong hành trình
không tải ở tính chất không ổn định. Năng lượng tiêu tốn trong hành trình công
tác không những phụ thuộc vào kết cấu máy mà còn phụ thuộc vào tính chất công nghệ
(cắt, dập, vuôt ...), độ phức tạp và không ổn định của quá trình tạo hình (nhiệt hoá bền, trở
lực ma sát thay đổi). Vì vậy không thể tính chính xác năng lượng cần cung cấp cho máy.
Năng lượng tiêu hao do ma sát trong hành trình công tác Af được xác định theo công
thức:
Af = ∫ αp. Pg . mk
f
. dα = mk
f
. ∫ Pg
αp
. dα
Trong đó:
+ Pg: Lực biến dạng
+ mk
f
: cánh tay đòn mô men xoắn do ma sát
+ αp: góc quay của trục khuỷu trong hành trình công tác khi chưa tính đến sự đàn hồi.

30. 30
Khi dập thân máy bị biến dạng đàn hồi nên góc quaycủa trục khuỷu thực tế sẽ lớn hơn
αp. Vì thế năng lượng ngoài việc dùng để biến dạng đàn hồi Ađh còn dược dùng để thắng
lực ma sát khi thân máy biến dạng đàn hồi Ađh.f
Như vậy, năng lượng tiêu hao trong hành trình công tác Ap gồm 4 thành phần:
AP = Ag + Af + Ađh + Ađhf
Ag: là công biến dạng dẻo kim loại.
Af: là công tiêu hao do ma sát
Ađh: công tiêu hao làm biến dạng đàn hồi máy ép
Ađh.f: công của lực ma sát do biến dạng đàn hồi
Tùy vào từng nguyên công mà đồ thị lực biến dạng của máy có các hình dạng khác nhau.
Sau đây ta xét ví dụ trong nguyên công dập vuốt chi tiết có chiều sâu dập vuốt là 100mm
Hình 3.10: Đồ thị lực biến dạng của quá trình dập vuốt
+ Pmax: lực dập vuốt cực đại
Pmax = (0,75 ÷ 0,8)PH = 1875÷2000 (KN). Chọn Pmax = 1900(KN)
+ Δh: nền biến dạng (bằng chiều sâu dập vuốt)
Δh = 100mm. Δhmax = 0,42Δh = 42mm
 Năng lượng trong hành trình công tác:
Công biến dạng dẻo kim loại:
Ag = Δhmax. Pmax = 42.1900 = 79800(KN.mm)
Tính A kt,A dh,A đhf,A kt,A f: (Tham khảo sách [1])
Theo bảng số liệu trang 51 sách [1]:
A f = (0,1 ÷ 0,3)A g = (0,1 ÷ 0,3). 79800 = 7980 ÷ 23940 KN. mm

31. 31
Adhf = (0,2 ÷ 0,5)A g = (0,2 ÷ 0,5). 79800 = 15960 ÷ 39900 KN. mm
A kt = (0,3 ÷ 0,4)A g = (0,3 ÷ 0,4). 79800 = 23940 ÷ 31920 KN. mm
Adh = ∫ Fdh . dl =
1
2
Fdh. Δl
Δl là độ đàn hồi của máy, tra theo bảng trang 58 sách [1], ta được:
Δl = 1, Vậy:
Adh = ∫ Fdh . dl =
1
2
Fdh. Δl = 0,5.2500.1 = 1250KN. mm
Vậy tổng năng lượng tiêu hao trong hành trình công tác:
Ap(max) = Af + Adhf + Ag + Adh
= 23940 + 39900 + 79800 + 1250 = 144890 KN. mm
 Năng lượng trong hành trình không tải: A kt = 31920 KN. mm
 Năng lượng trong quá trình đóng mở li hợp:
A lh
nlh
= (0,3 ÷ 0,8)Ag = 0,8Ag = 0,7.79800 = 55860KN. mm
Như vậy năng lượng tiêu tốn công trong 1 chu trình:
Achtr = Ap + Akt +
A lh
nlh
= 144890 + 31920 + 55860 = 232670 KN. mm
3.5.3 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình không tải
Mô men xoắn tác dụng lên trục khuỷu trong hành trình không tải không lớn lắm
nhưng thời gian tác dụng của mô men đó lại đáng kể. Vì vậy công tiêu hao trong hành trình
không tải chiếm tới 50% tổng năng lượng yêu cầu. Tác dụng của trọng lực và lực quán tính
gây ra mô men cản đủ lớn, mô men đó được tăng lên nếu hiệu suất của bộ truyền đai thang
và bộ truyền bánh răng càng thấp. Tính toán chính xác mômen và công của hành trình
không tải tốn nhiều thời gian, kết quả đó cũng không luôn luôn đúng do lực tác dụng và hệ
số ma sát không ổn định.
Khi làm việc với chế độ hành trình đơn nhát ta cần xác định sự tiêu tốn năng lượng để đóng
li hợp Alh đối với li hợp ma sát thông thường không thể thắng sự trượt để tăng tốc những
phần bị dẫn của bộ li hợp có thể lấy bằng:
Alh = (1,0 1,15 ).0,011. Itrlh. nlh
2
(N.m)
Trong đó:

32. 32
Itrlh: mô men quán tính chuyển về trục đặt li hợp của các phần bị dẫn (KGms2)
nlh: số vòng quay của trục li hợp trong 1 phút
Hệ số (1,0 1,15) tính đến trở lực quay của các phần bị dẫn. Đối với truyền động phức
tạp hơn (máy ép lực lớn, máy rèn ngang) cần tăng hệ số này lên. Đối với li hợp cứng, công
Alh có thể lấy giảm đi 2 lần so với công thức trên.
3.5.4 Hiệu suất của máy ép
Công trong hành trình công tác chuyển về trục động cơ:
Ap =
Ag + Af + Adh + Adhf
ηtr.d
Trong đó:
ηtr.d: hiệu suất truyền động từ động cơ đến trục khuỷu.
Công tổng cộng tiêu hao trong một chu trình đơn nhát là:
Achtr = Ap + Akt +
A lh
nlh
= 144890 + 31920 + 55860 = 232670 KN. mm
Trong đó:
ηlh : hiệu suất truyền động từ trục động cơ đến ly hợp.
Akt: công tiêu tốn trong hành trình không tải.
Công trong 1 chu trình liên tục khác công tiêu hao trong 1 chu trình đơn nhát ở chỗ không
có đại lượng Alh và công trong hành trình không tải khi dập liên tục Aktlt nhỏ hơn công
Akt:
Alt = Ap + Akt.lt
Hiệu suất của chu trình đơn nhát và liên tục:
ηd =
Ag
Ap+Akt+
Alh
ηlh
=
79800
232670
= 0,34
ηlt =
Ag
Ap+Akt.lt
Hiệu suất đó phụ thuộc vào nguyên công công nghệ và cường độ sử dụng máy và nó
không thể cố định đối với mỗi máy ép. Thông thường những hiệu suất đó bằng 30 70%.
Hiệu suất của hành trình công tác (là hiệu suất trong thời gianthực hiện nguyên công công
nghệ) bằng:
ηlt = ηtr.d. ηtr.k
Trong đó: ηtr.k: là hiệu suất của cơ cấu biên trục khuỷu:

33. 33
ηtr.k =
Ag
Ag + Af + Adhf
=
79800
79800 + 23940 + 39900
= 0,56
3.5.5 Công suất động cơ và mô men quán tính của bánh đà
Những đại lượng chủ yếu cần xác định khi tính toán năng lượng là công suất động cơ
và mô men quán tính của bánh đà.
Trong thời gian làm việc 1 phần năng lượng được cung cấp từ động cơ và 1 phần lớn
từ bánh đà. Bánh đà giải phóng năng lượng của nó đồng thời cũng giảm số vòng quay từ
15 20 % so với số vòng quay ban đầu.
Trong hành trình không tải số vòng quay của bánh đà lại tăng lên, năng lượng mất mát
được bù lại. Nếu trong chu trình công tác có tải trọng đột biến như khi đón ly hợp hoặc dập
phối hợp nhiều nguyên công thì thời gian để bù năng lượng bị mất mát của bánh đà giảm.
Do đó công suất động cơ cần phải tăng lên. Người ta đã tính thấy rằng khi sử dụng bánh
đà sẽ giảm được công suất của động cơ từ 6 -8 lần, giảm chi phí khi chế tạo máy ép.
Sự giảm số vòng quay của bánh đà được giới hạn bởi hệ số trượt cho phép của động cơ
không đồng bộ và hệ số trượt đó được xác định tương ứng với đường dặc tính cơ của động
cơ.
Khi chọn công suất động cơ và mô men quán tính của bánh đà cần chú ý:
- Độ bền vững của hệ truyền động.
- Độ nóng cho phép của động cơ với hệ số trượt đã cho
- Sự tiêu hao năng lượng tối thiểu
- Hệ số sử dụng cao nhất
Do tính chất tải trọng thay đổi, tính toán công suất thường theo phương pháp những đại
lượng tương đương (công suất, dòng điện, mô men). Tuy vậy để đơn giản cho tính toán
người ta tính cho công suất trung bình vàn nhân thêm hệ số an toàn K = (1,21,6). Hệ số
lớn nhất dùng trong trường hợp động cơ bị đốt nóng nhiều khi có tải trọng lớn (dòng điện
trong rôto không tỷ lệ với mô men tác dụng).
Trong 1 vài loại máy ép dập nóng, rèn ngang người ta dùng động cơ dạng AC có hệ số
trượt cao Sth = (0,3  0,35), để cho bánh đà đỡ to và qua nặng. Tuy thế cũng không lên

34. 34
dùngloại động cơ này cho các máy có số hành trình lớn hơn 40 trong 1 phút vì kích thước
động cơ cồng kềnh.
Có tới 6 đến 7 phương pháp tính mô men quán tính bánh đà và công suất động cơ.
Phương pháp đầu tiên của A..ooBaH đã được sử dụng trong 1 số nhà máy và viện thiết
kế của liên xô. Nhược điểm của phương pháp này là tính toán năng lượng không chính xác.
Nhưng nguyên lý chọn công suất động cơ theo công suất trung bình ngày nay vẫn dùng.
3.5.5.1 Tính chọn động cơ:
- Xác định thời gian của 1 chu trình: tctr =
60
nn.p
Trong đó nn: số hành trình kép danh nghĩa trong 1 phút của đầu trượt.
nn =18 lần/phút.
p: hệ số sử dụng số hành trình: Chọn p = 0,3.
tchtr =
60
nn.p
=
60
18.0,3
= 11,1 s
- Xác định công suất động cơ theo công suất trung bình:
+ Đối với động cơ lồng sóc: Nls =
k.Achtr
1000.tchtr
k: là hệ số an toàn, phụ thuộc vào hệ số trượt động danh nghĩa của động cơ. Theo
trang 64 sách [1] ta có:
p.nn= 0,3.18=5,4 => Chọn: S = 0,1; K = 1,2; ε = 0,85
Nls =
k. Achtr
1000. tchtr
=
1,2.232670
1000.11,1
= 25,15 KW
- Chọn động cơ:
Hiệu suất của bộ truyền theo:
Theo sơ đồ ta có: η=ηk
.ηdai
.ηbr
.ηol
3
ηk: Hiệu suất của khớp
ηdai: Hiệu suất của đai
ηbr: Hiệu suất của cặp bánh răng
ηol: Hiệu suất của ổ lăn
η=1.0,95.0,97.0,993
=0,89
Pct =
Nls
η
=
25,15
0.89
=28,3 (kW)
Theo sách: Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 chọn:
Động cơ: 4A180M4Y3
Công suất: N1 = 30 kW
Số vòng quay: ndc = 1470v/ph

35. 35
3.5.5.2 Tính mô men quán tính bánh đà:
JBD = Kh
Ap
ωBD
2
. j
Trong đó:
+ j: Hệ số không đều:
j = 2εk(S + Sn) = 2.0,85.1,2(0,1 + 0,01) = 0,22
Sn: Hệ số trượt đàn hồi của bộ truyền, Sn = 0,01
Kh: Hệ số hình dáng đồ thị, máy làm việc liên tục nên:
Kh = (1 −
αp
3600
)
αp = 200
: góc làm việc có tải: ⇒ Kh = 0,94
+ ωBD =
π.n2
30
n2 =
nⅆc
uⅆ
. Chọn sơ bộ ud = 2,8 ⇒ n2 = 525 (vòng/phút)
⇒ ωBD =
π.n2
30
= 54,98 (rad/s)
Vậy mômen quán tính bánh đà:
JBD = Kh
Ap
ωBđ
2
. j
= 0,94.
144,89. 103
54,982. 0,22
= 204,8 (Nm2
)
3.6 Tính toán chi tiết máy
3.6.1 Tính trục khuỷu.
1. Vật liệu chế tạo trục khuỷu là thép 40XH. Trục được chế tạo bằng phương pháp rèn
sau khi gia công cơ trục được đem thường hóa. Ngõng trục và ngõng lắp tay biên
được mài và đánh bóng đồng thời lăn ép bề mặt ngõng trục chỗ góc lượn ở ngõng
lắp biên với nối trục. Trục được truyền động bởi bánh răng lắp công xôn với trục.
2. Tính trục khuỷu
Hình 3.11: Các loại trục khuỷu

36. 36
- Dựa vào yêu cầu của METK ta chọn trục khuỷu kiểu a
Hình 3.12: Trục khuỷu được thiết kế
a) Tính sơ bộ kích thước trục khuỷu:
Đường kính ngõng trục d0: tính theo công thức kinh nghiệm
do = 9√PH + 3 = 9√2,5 + 3 = 21,11 (cm)
Chọn do = 220(mm)
Các kích thước còn lại của trục khuỷu được tính theo bảng I xuất phát từ d0
Tra bảng 1.trang 34 sách [2] ta có:
+ Đường kính ngõng lắp biên: dA = (1,27 ÷ 1,5)do = 279,4 ÷ 330(mm)
⇒ chọn dA = 300 (mm)
+ Chiều dài ngõng trục: l0 = (1,68 ÷ 2,1)do = 369,6 ÷ 462(mm)
⇒ chọn l0 = 370 (mm)
+ Chiều dài: lk = (2,44 ÷ 2,5)do = 536,8 ÷ 550 ⇒ chọn lk = 550 (mm)
+ Chiều dài: a = (1,5 ÷ 1,76)do = 330 ÷ 387,2(mm)
⇒ chọn a = 380 (mm)
+ Chiều dài ngõng biên: lm = (1,2 ÷ 1,4)do = 264 ÷ 308(mm)
⇒ chọn lm = 300 (mm)
+ Bán kính góc lượn: r = 0,07do = 15,4. Chọn r = 10(mm)
+ Chiều dài: b = 0,6d0 = 0,6.220=132 (mm). Chọn b = 130(mm)
b) Kiểm nghiệm
Do
dEE
do
=
300
220
= 1,36 > 1,3 ⇒ Tiết diện EE thừa bền nên chỉ cần kiểm nghiệm tại tiết
diện BB
Tra bảng 1.P trang 239 sách [1] ta có công thức kiểm nghiệm:
PBB =
0,2. d0
3
. σ−1u
Kg. n. √θσ
B. (mk + 0,17. d0)
Trong đó: + n: hệ số an toàn. Lấy n = 1.5
+ mk: Cánh tay đòn mômen

37. 37
+ Kg: Hệ số bền lâu. Tra bẳng 2P sách [1] ta có Kg = 0.8
+ θσ
B
: Hằng số bền khi uốn tại tiết diện BB
+ σ−1u = 40kG/mm2
đối với thép 40XH (bảng 2P trang 172 sách [1])
θσ
B
= 0,25. [ψσ +
Kσ
εσ. (1 − Δσ)
]2
Thép 40XH có: ψσ = 0,14 (bảng 3P sách [1])
Kσ: Hệ số tập trung ứng suất khi uốn. Kσ = 1,6 (trang 199 sách [1])
Δσ: Hệ số tính đến độ nhẵn bề mặt khi uốn, bề mặt cắt gọt Δσ = 0,1 (bảng 3P/ [1])
εσ: Hệ số tính tới kích thước tuyệt đối khi uốn, εσ = 0,7 (trang 198/ [3])
Nên:
θσ
B
= 0,25. [0,14 +
1,6
0,7. (1 − 0,1)
]2
= 1,79
+ θτ
B
: Hằng số bền khi xoắn tại tiết diện BB
θτ
B
= 0,25.
σ−1u
τ−1u
. [ψτ +
Kτ
ετ. (1 − Δτ)
]
2
Thép 40XH có: ψτ = 0,1; σ−1u = 40kG/mm2
; τ−1u = 24kG/mm2
Kτ: Hệ số tập trung ứng suất khi uốn. Kτ = 1,25
Δτ: Hệ số tính đến độ nhẵn bề mặt khi uốn , bề mặt cắt gọt , Δτ = 0,06
ετ: Hệ số tính tới kích thước tuyệt đối khi uốn, ετ = 0,7
Nên:
θτ
B
= 0,25.
40
24
. [0,1 +
1,25
0,7. (1 − 0,06)
]
2
= 1,66
Thay số vào ta có:
PBB =
0,2. 2203
. 40
0,8.1,5. √1,79. (mk + 0,17.220)
=
53057925,78
(mk + 37,4)
Bảng 3.4. Giá trị PBB theo góc quay 
 (o
) 0 30 60 90 120 150
mk(mm) 12,48 129,8 203,01 212,48 168,36 95,15
PBB(T) 1063,71 220,7 220,7 212,33 257,86 400,29
 (o
) 180 210 240 270 300 330 360
mk (mm) 12,48 -70,2 -143,4 -187,52 -178,05 -104,84 12,48
PBB(T) 1063,71 -1617,71 -500,55 -353,44 -377,23 -786,74 1063,71

38. 38
Hình 3.13 Biểu đồ lực kiểm nghiệm trục khuỷu
3.6.2 Tính toán các bộ truyền
Ta biết uc = uđ. ubr với ubr = u1. u2
Tỷ số truyền chung: uc =
1470
18
= 81,67
Chọn sơ bộ : uđ = 2,8 ⇒ ubr =
81,67
2,8
= 29,16
ubr = u1. u2 = 29,16
Ta chọn : u1 = u2 = 5,4
- Số vòng quay trên trục I : nI =
nđc
uđ
=
1470
2,8
= 525 (vòng/phút)
- Số vòng quay trên trục II : nII =
nI
u1
=
525
5,4
= 97,22 (vòng/phút)
- Số vòng quay trên trục III : nIII =
nII
u2
=
97,22
5,4
= 18 (vòng/phút)
Mô men xoắn trên trục động cơ :
Tđc = 9,55. 106
.
Nđc
nđc
= 9,55. 106
.
28,3
1470
= 183853,7 (N. mm)
Mô men xoắn trên trục bánh đai lớn:
TI = 9,55. 106
.
NI
nI
= 9,55. 106
.
28,3.0,98
525
= 504494,67 (N. mm)
Mô men xoắn trên trục trung gian:
TII = 9,55. 106
.
NII
nII
= 9,55. 106
.
28,3. 0,982
97,22
= 2669846,8 (N. mm)
Mô men xoắn trên trục khuỷu:
TIII = 9,55. 106
.
NIII
nIII
= 9,55. 106
.
28,3. 0,983
18
= 14131736,44 (N. mm)
a) Tính bộ truyền đai
-50.00
150.00
350.00
550.00
750.00
950.00
1150.00
0 30 60 90

39. 39
- Tra đồ thị 4.1[2] trang 59 với thông số P = 28,3(kW) và n = 1470(vòng/phút) ta
chọn tiết diện đai thang loại B
- Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 5,7. √Tđc
3
= 5,7. √183853,7
3
= 324
Chọn d1 = 355(mm)
- Đường kính bánh đai lớn: d2 = uđ. d1. (1 − ε) = 2,8.355. (1 − 0,01) = 984
Chọn d2 = 1000(mm)
- Khoảng cách trục sơ bộ: uđ = 2,8;
asb
d2
= 1,5. uđ
−0,32
= 1,5. 2,8−0,32
⇒ asb = d2. 1,5. 2,8−0,32
= 1000.1,5. 2,8−0,32
= 1078,95
Chiều dài đai:
L = 2asb + π
d1+d2
2
+
(d2−d1)2
4asb
= 2.1078,95 + π
355+1000
2
+
(1000−355)2
4.1078,95
= 4382,7
⇒ Chọn L = 4500(mm)
v =
π × d1 × n1
60000
=
π × 355×1470
60000
= 24,24 ⇒ i =
v
L
=
24,24
4,5
= 5,39 < imax = 11(m/s)
- Tính lại khoảng cách trục: a =
λ+√λ2−8∆2
4
Trong đó: λ = L − π
d1+d2
2
= 4500 − π
355+1000
2
= 2371,57
∆ =
d2−d1
2
=
1000−355
2
= 322,5
⇒ a = 1140 (mm)
- Góc ôm: α1 = 180° −
57°(d2−d1)
a
=180° −
57°(1000−355)
1140
= 147,75°
- Số đai: Z =
P1Kⅆ
[P0]CαCLCuCZ
Trong đó :
- P1 công suất trên trục bánh đai chủ động P1 = 28,3 (kW)
- [P0] ∶công suất cho phép. Tra bảng 4.19[2](trang 62) theo tiết diện đai B, d1 = 355
(mm), được:
• P0 = 13,45 (kW)
• L0 = 3750 (mm)
- Kd: hệ số tải trọng động. Tra bảng 4.7[1](trang 55), được Kđ = 1,5 (va đập mạnh)
- Cα : hệ số ảnh hưởng của góc ôm
Tra bảng 4.15[2](trang 61) với α = 147,75° được Cα = 0,91
- CL: hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai. Tra bảng 4.16[1](trang 61) với
L
L0
= 1,2 được
CL = 1,04

40. 40
- Cu: hệ số ảnh hưởng của tỷ số truyền. Tra bảng 4.17[1](trang 61) với ut = 2,8 được
Cu = 1,14
- Cz: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai. Tra bảng
4.18[1](trang 61) theo Z′
=
P
P0
=
28,3
13,45
= 2,1 được Cz = 1
=> Số đai: Z =
P1Kⅆ
[P0]CαCLCuCZ
=
28,3.1,5
13,45.0,91.1,04.1,14.1
= 4,93 => Chọn Z = 5
b) Bộ truyền bánh răng
- Bánh răng có 3 dạng hỏng mà chúng ta cần kiểm nghiệm
+ Gẫy răng do bị uốn vì mỏi: Do ứng suất uốn gây ra
+ Lún do biến dạng dẻo bề mặt: Do ứng suất tiếp súc gây ra.
+ Tróc bề mặt: Do mỏi bề mặt răng.
- Tính bộ truyền bánh răng trung gian:
* Vật liệu:40X(Y)
* Xác định sơ bộ khoảng các trục: aw1 = Ka(u1 + 1). √
T1KHβ
[σH]2u1ψba
3
- Với: T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động T1 = 504494,67 Nmm
Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng .
Theo bảng 6.5[2] trang 96: Ka= 49.5( MPa)
Hệ số ba = bw/aw là hệ số chiều rộng bánh răng theo bảng 6.6[2] do bộ truyền
đặt không đối xứng nên chọn ψba = 0,3
Theo công thức 6.16[2]: bd = 0,53.ba(u1+1) = 0,53.0,3(5,4+1) = 1,02
Tra bảng 6.7[2], ta có: KH = 1,05
Lấy sơ bộ KH = 1,1
Thay số ta tính được khoảng cách trục :
aw1 = Ka(u1 + 1). √
T1KHβ
[σH]2u1ψba
3
= 49,5(5,4 + 1). √
504494,67.1,05
5002.5,4.0,3
3
= 346,5(mm)
Lấy aw1 = 347(mm)
* Các thông số ăn khớp:
Mô đun pháp: m = (0,01 ÷ 0,02)aw1 = 3,47 ÷ 6,94(mm)
Theo dãy tiêu chuẩn ta chọn m = 4
=> Số răng bánh nhỏ (bánh 3): Z1 =
2.aw.cosβ
m.(u1+1)
=
2.347.1
4.(5,4+1)
= 27,1
Ta lấy: Z1 = 27
=> Số răng bánh lớn (bánh 4): Z2 = u1.Z1 = 5,4.27 =145,8
Ta chọn Z2 = 145
Đường kính vòng chia:
d1 = dw1 =
m.Z1
cosβ
= 4.27 = 108(mm)
d2 = dw2 =
m. Z2
cosβ
= 4.145 = 580(mm)
Chiều rộng vành răng: bw = ψba. aw1 = 0,3.347 = 104,1(mm)
3
1

41. 41
Lấy bw = 104(mm)
- Tính bộ truyền bánh răng trục khuỷu
* Vật liệu:40X(Y)
* Xác định sơ bộ khoảng các trục :
aw2 = Ka(u2 + 1). √
T2KHβ
[σH]2u2ψba
3
Với: T2: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động : T2 = 2669846,8(N. mm)
Ka : Theo bảng 6.5[2]: K a= 49.5( MPa)
Hệ số ba = bw/aw là hệ số chiều rộng bánh răng theo bảng 6.6[2] do bộ truyền
đặt không đối xứng nên chọn ba = 0,3
Theo bảng 6.16[2]: bd = ba(u2+1)/2 = 0,5.0,3.(5,4+1) = 0,96
Tra bảng 6.7[2], ta có: KH = 1,04
Lấy sơ bộ KH = 1,1
Thay số ta định được khoảng cách trục :
aw2 = Ka(u2 + 1). √
T2KHβ
[σH]2u2ψba
3
= 49,5(5,4 + 1). √
2669846,8.1,04
5002. 5,4.0,3
3
= 602(mm)
Lấy aw2 = 602 mm
* Các thông số ăn khớp:
Mô đun pháp: m = ( 0,01  0,02 ) aw2 = 6,02 12,04 mm
Theo dãy tiêu chuẩn ta chọn m = 8
=> Số răng bánh nhỏ (bánh 3): Z3 =
2.aw.cosβ
m.(u1+1)
=
2.602
8.(5,4+1)
= 23,5
Ta lấy Z3 = 24
=> Số răng bánh lớn (bánh 4): Z4 = u2.Z3 = 5,4.24 = 129,6
Lấy Z4 = 130
Do vậy tỷ số truyền thực: um =
Z4
Z3
=
130
24
= 5,42
Đường kính vòng chia:
d3 = dw3 =
m.Z3
cosβ
= 8.24 = 192(mm)
d4 = dw4 =
m.Z4
cosβ
= 8.130 = 1040(mm)
Chiều rộng vành răng: bw = ψba. aw2 = 0,3.602 = 180,6(mm)
Lấy bw = 180(mm)
c) Kiểm nghiệm bánh răng:
- Kiểm nghiệm theo biến dạng dẻo cho phép của răng:
PBR = n.
MK
mk
MK = (
[σtx]
C. C1
)
2
. .
ZK
2
. mH
2
. bK
Kn. (u + 1)
Trong đó
+[σtx]: ứng suất tiếp súc cho phép tính đến biến dạng dẻo của răng:
[σtx] = 1900MPa
3
1

42. 42
+ C: Hệ số tính đến Môdun đàn hồi của vật liệu: C = 215
+ C1: Hệ số tính đến góc ăn khớp và góc nghiêng của răng: C1 = 1
+ ZK: Số răng
+ mH: Môdun pháp
+ bK: Chiều rộng bánh răng
+ Kn: Hệ số tải trọng khi tính đến biến dạng dẻo cho phép của răng Kn = 2,2
Suy ra:
MK = (
1900
215.1
)
2
.
242
. 82
. 180. 10−9
2,2. (5,4 + 1)
= 0,037(MN. m)
- Kiểm nghiệm tính theo độ bền uốn:
Mku =
Yk. mH
2
. Zk. bk. [σ−1u]. kε
0,34. ku(1 + φ′)∅σ. [nu]
Trong đó:
+ [σ−1u] : Giới hạn bền mỏi của răng khi uốn. [σ−1u] = 360 Mpa
+ Yk = 0,160: Hệ số dạng răng đối với bộ truyền hở.
+ φ′
= 0,15: Hệ số tính đến tải trọng truyền.
+ ∅σ = ∅σ0 + Ψσ0 = 1,83 + 0,2 = 2,03
+ [nu] = 1,8: Hệ số an toàn ứng với giới hạn bền mỏi khi uốn với thép rèn.
+ kε =1,1: Hệ số trung khớp đối với bánh răng thẳng.
+ ku = 1 : Hệ số tải trọng khi uốn.
⇒ Mku =
0,16.82
. 24.180.360.1. 10−9
0,34.1. (1 + 0,15). 2,03.1,8
= 0,011 (MN. m)
- Kiểm nghiệm theo sức bền mỏi của răng: Mmr = (
[σk]
C.C1.
)
2
.
Zk
2
.mH
2
.bk
Kn.(u+1)
Trong đó:
+ [σk] Ứng suất tiếp xúc pháp tuyến. [σk] = 900 MPa
+ Kn = 2,2 : Hệ số tải trọng
⇒ Mmr = (
900
1.215
)
2
.
242
. 82
. 180
2,2. (5,4 + 1)
= 0,0083 (MN. m)
- So sánh 3 giá trí trên ta có Mmr là nhỏ nhát. Suy ra kiểm nghiệm theo Mmr
Ta có:
PBR = n.
Mmr
mk
= 2.
0,0083. 106
mk. 10−3
=
1,66. 107
mk
Bảng 3.5. Giá trị PBR theo góc quay α
α (o
) 0 30 60 90 120 150

43. 43
mk (mm) 12,48 129,8 203,01 212,48 168,36 95,15
PBR (T) 1330128,31 127889.06 81769.37 78125.00 98598.24 174461.38
α (o
) 180 210 240 270 300 330 360
mk (mm) 12,48 -70,2 -143,4 -187,52 -178,05 -104,84 12,48
PBR (T) 1330128.21 -236467.24 -115760.11 -88523.89 -93232.24 -158336.51 1330128.21
Hình 3.14. Đồ thị điều kiện bền bộ truyền bánh răng
3.7 Tính biên
3.7.1 Vật liệu
Các chi tiết của biên thường được chế tạo bằng vật liệu sau:
-Biên: +CϤ24-44; CϤ32-52,
+Thép đúc có hàm lượng C= 0,35-0,45
+Thép tấm 35-45
- Nắp biên: như trên nhưng không dùng thép tấm
- Đầu trượt dưới của biên (đối với loại ổ đỡ hình trụ): CϤ24-44; CϤ32-52
- Đế biên (ổ chặn): CϤ24-44
-Vít biện: Rèn từ thép 45-50 nhiệt luyện đạt HB 230 250
-Chốt biên: Thép 45,40X
-50.00
199950.00
399950.00
599950.00
799950.00
999950.00
1199950.00
1399950.00
0 30 60 90

44. 44
3.7.2 Kết cấu biên
Hình 3.15. Cơ cấu tay biên
Các thông số kết cấu:
+ dB = 0,77d0 = 169,4(mm)
+ dA = d0 = 220(mm)
+ S = 15(mm)
+ h = 5(mm)
- Chọn vật liệu làm biên là thép 45 có
 = 315 Tấn /cm2
Tính thân biên (theo sức bền uốn và nén)
Ta có công thức : nén =
PAB
FII
uốn =
MAB
WII
Điều kiện bền : σ = σnén + σuốn ≤ [σ] ⇔
PAB
FII
+
MAB
WII
≤ [σ] (1)
Biên chịu nén : PAB
→
= PAB
D
→
+ PAB
n
→
Momen uốn tác dụng lên biên:
Mu = PAB
d
. a − PAB
n
. (b + x)

45. 45
= PAB cos γ . a + PAB(b + x) sin γ = P[a. cos γ − (b + x) sin γ]
Chú ý rằng: sin ϕ ≅ tgϕ = f và sin γ =
(ra+rb)
L
Muốn =P. f. (rb −
ra+rb
L
X)
Bỏ qua thành phần lực ngang: PAB ≈ PAB
d
= 250Tấn
Trong đó : P= PAB = 250 Tấn
f là hệ số ma sát f=0,04 ; X=80 mm
MU,II = 250.0,04 (150 −
175+150
1000
80) = 12,4 (tấn.mm)
Thay vào công thức (1) ta có :
PAB
FII
+
MAB
WII
=
250
FII
+
12,4
WU,II
≤ [σ]
Chọn FII = 20000mm2
WU,II = ([σ] −
P
FII
)
−1
. MU =
12,4
2,5.10−2 −
250
20000
= 992,0 mm2
Tính đầu lớn L
σ =
1
ah
(Nα +
6Mα
h
) < [σ]
Trong đó: Nα; MαTra bảng 40 (TBDTH), Phụ thuộc vào Q ứng với =115º.
Q là tải trọng tĩnh: Q=0,2PH = 0,2.250 = 50 tấn
Tra bảng ta có :
Mα
Q
C
2
= 0,024; c = 2r = 35 cm
Mα = 21000 kg. cm
Nα
Q
= 0,43 ⇒ Nα = Q. 0,43 = 21500 KG
Chọn h=10 cm⇒ a >
Nα+
6Mα
h
[σ]
=
21500+
6.21000
20
2500
= 11,12 cm
 Lấy a= 33 cm
Tính đầu nhỏ:
Đầu nhỏ chịu nén: σ =
1
ah
[
2.Ma(6rb+h)
h(2rb+h)
− Na] < [σ]
Trong đó: rb = 110 mm
Mα; NαTính tương tự ta có:

46. 46
Chọn h=5 cm =>
σ >
[
2Ma(6rb + h)
h(2rb + h)
− Na]
(a. h)
a >
[
2.21000(6.110 + 5)
5(2.110 + 5)
− 21500]
2500.5
= 2,67 cm
Vậy ta lấy a=3 cm
3.8 Tính ly hợp
3.8.1. Vật liệu chế tạo và kết cấu
Hình 3.16. Ly hợp ma sát
- Trong các loại ly hợp ma sát thì ly hợp ma sát đĩa được sử dụng nhiều nhất. Ly hợp đĩa
có thể có một đĩa, hai đĩa hoặc nhiều đĩa. Hiện nay sử dụng nhiều nhất là loại ly hợp một
đĩa kích thước nhỏ có miếng ghép ma sát. Để tiện cho việc tháo lắp và sửa chữa, người
ta thường đặt ly hợp ở đầu trục. Khi đó chúng được khoà lien động trực tiếp hoặc gián
tiếp với phanh qua cơ cấu điều khiển. Ly hợp ma sát điều khiển bằng khí nén được dùng
nhiều nhất
- Ưu nhược điểm của bộ ly hợp ma sát:
+ Cho phép máy điều chỉnh theo các chu trình khác nhau
+ Có thể tăng số vòng quay của trục chính
+ Có thể tăng trị số của mômen xoắn bằng cách thay đổi áp lực ép lên các đĩa
+ Ly hợp tự nhả khi quá tải, còn ly hợp cứng khác không cho phép

47. 47
- Nhược điểm:
+ Cấu tạo phức tạp, chế tạo và sửa chũa đắt
+ Hao phí năng lượng do ma sát trượt khi đóng ly hợp
+ Kích thước lớn hơn so với ly hợp cứng
3.8.2. Tính toán
- Ta tính toán cho ly hợp có các đĩa tăng ma sát bằng Pherơđô:
Mm =
2
3
. π. qM. f. m. (Rn
3
− Rt
3
)
Trong đó: + qM = 0,3 MPa
+ f: Hệ số ma sát f = 0,35
+ m: Số mặt ma sát. m = 2
+ Rn, Rt: Bán kính ngoài và trong mặt làm việc của đĩa
+ Mm: Mô men xoắn trên trục đặt ly hợp: Mm = 504494,67 N/mm
Thay vào công thức trên ta có: 504494,67 =
2
3
. π. 0,3.0,35.2. (Rn
3
− Rt
3
)
Suy ra : Rn
3
− Rt
3
= 1147040 mm3
Chọn : Rt = 100mm. Suy ra Rn = 130mm
Từ các số liệu trên ta thiết kế được ly hợp ma sát
3.9. Tính phanh
-Do máy ép có lực ép danh nghĩa PH = 250T = 2500KN ⇒ chọn phanh là phanh
đĩa ma sát.
M =
π. q. f. m. (Dn
3
− Dt
3
)
12
Trong đó:
+ f = 0,35: hệ số ma sát.
+ q = 0,6 MPa: áp suất khí nén.
+ m: số mặt ma sát, do yêu cầu chế tạo chính xác và an toàn ta chỉ dùng 1 đĩa ma
sát ⇒ m = 2
+ Dn , Dt : đường kính ngoài và trong của đĩa ma sát.
⇒ Dn
3
− Dt
3
=
12M
q. π. f
=
12.0,25
0,6.2.0,35. π
= 2,27
Chọn Dt = 400 mm ⇒ Dn = √Dt
3
+ 2,27
3
= 1,3
⇒ Chọn Dn = 1300 mm

48. 48
3.10 Tính thân máy
Hình 3.17. Ứng suất khung thân máy
Nhận xét: Ứng suất lớn nhất là: 1,652. 106
< 6,6. 108
(N/mm2
) ⇒ Thỏa mãn điều kiện
làm việc
Hình 3.18. Chuyển vị khung thân máy

49. 49
Nhận xét: Chuyển vị lớn nhất khung thân máy là: 4,533. 10−3
(mm). Chuyển vị max
không đáng kể so với kích thước khung thân máy.
3.11 Cơ cấu bảo hiểm
3.11.1 Giới thiệu các cơ cấu bảo hiểm
Khi làm việc, máy ép cơ khí có thể bị quá tải như trường hợp dập phải kim loại có chiều
dày hoặc thể tích lớn hơn giá trị đã tính trước hoặc trường hợp dập kim loại có trở lực biến
dạng lớn hơn tính toán…. Vì thế hầu hết các máy ép đều có bộ phận bảo hiểm để bảo vệ
máy tránh tình trạng quá tải gây hỏng các chi tiết đắt tiền của máy.
Phương tiện bảo vệ máy khỏi quá tải có thể chia thành 2 nhóm: Nhóm đồ gá để phòng
ngừa quá tải và cơ cấu bảo hiểm. Đồ gá để phòng ngừa quá tải có thể là cơ cấu đồng hồ đo
khác nhau, thiết bị đo biến dạng, các dụng cụ điện đo ứng suất trong các chi tiết, xilanh khí
nén đặc biệt với hệ thống đòn… Các đồ gá đó sẽ cho biết sự quá tải và dừng máy. Cơ cấu
bảo hiểm có thể chia thành 2 nhóm: tự hoàn nguyên (tự nó sẽ trở lại vị trí ban đầu khi hết
quá tải, không cần con người điều chỉnh lại) và không tự hoàn nguyên. Loại cơ cấu bảo
hiểm không tự hoàn nguyên có thể phân ra thành 2 nhóm: bị phá hủy (sau khi bảo hiểm
làm việc phải thay thế các chi tiết đã bị phá hủy thì bảo hiểm mới tiếp tục làm việc) và
không bị phá hủy.
- Với máy ép trục khuỷu 2 khuỷu 250 tấn, ta sử dụng cơ cấu bảo hiểm cốc cắt: là cơ cấu
bảo hiểm bị phá hủy không hoàn nguyên.
Hình 3.19. Cơ cấu bảo hiểm cốc cắt

50. 50
3.11.2 Tính toán cơ cấu bảo hiểm
- Vật liệu chế tạo: Thép 40X
- Chiều dày chỗ bị cắt của cốc: S = 0,5.
P
σb.Dcp
Trong đó: P: lực [N]. Thường lấy P = 1,3. 𝑃𝐻
σb: trở lực đứt tới hạn
Dcp: đường kính tính toán. Dcp = 0,5(𝐷 + 𝑑); 𝐷 = 𝑑 + 0,25. 𝑆
Vậy ta tính toán được chiều dày phần bị cắt của cốc cắt:
S = 0,5.
P
σb.Dcp
= 0,5.
1,3.1,25.106
800.135
= 7,5 (mm) ⇒ Chọn S = 10(mm)
3.12 Hệ thống bôi trơn
Trong máy ép các bộ phận chuyển động cần được bôi trơn để giảm ma sát và tránh mòn
nhanh.
Điều kiện làm việc tương đối nặng và áp suất trong ổ đỗ trục khuỷu lớn, đặc biệt là khớp
nối biên lên đến (80 100) Mpa, ngoài ra các bộ phận ma sát đó chịu tải trọng va đập đổi
dấu.
Số điểm bôi trơn lớn (đến 50 điểm) khó quan sát và bôi trơn. Những bộ phận chính cần
bôi trơn trong máy ép là: bộ phận dẫn hướng đầu trượt và các chi tiết chuyển động tịnh tiến
như cán con trượt của các bộ phận đẩy ... ổ đỡ và khớp của cơ cấu biên -trục khuỷu ổ trục
truyền động bánh xe răng, các chi tiết điều khiển khí nén.
Phụ thuộc vào điều kiện làm việc của máy ép người ta sử dụng các chất bôi trơn khác
nhau, các chế độ bôi trơn cũng như các thiết bị bôi trơn khác nhau để đảm bảo truyền dẫn
những chất bôi trơn tới những điểm cần thiết.
Chất bôi trơn có thể là lỏng, hoặc là đặc và hỗn hợp của chúng. Chất bôi trơn thường là
xô-li-dôn YC-1, YC-2. Chất bôi trơn lỏng thường dùng dầu công nghiệp 45, dầu xi lanh 2
dầu máy “T”; v…v
Chất bôi trơn hiện nay được dùng rộng rãi nhất do độ nhớt cao, giữ được tố chất ở mặt
phẳng đứng. Điều đó dặc biệt quan trọng khi sử dụng chúng để bôi trơn bộ phận dẫn hướng.
Tuy nhiên chất bôi trơn đặc có hệ số ma sát cao hơn dầu lỏng và ở nhiệt độ cao sẽ chóng
mất tính bôi trơn.
Trong chế tạo máy hiện đại chất bôi trơn đặc để bôi trơn các bộ phận làm việccảu máy
ép dập tấm cỡ vùa và lớn, tất cả các bộ phận cảu một vài máy rèn ngang.

51. 51
Hệ thống truyền dẫn chất bôi trơn đặc có thể là bôi trơn riêng biệt nhờ mỡ bơm tay(bơm
trực tiếp qua lỗ bơm mỡ ở những tiếp điểm cần bôi trơn hay bơm chung rùi từ đó đến những
điểm cần bôi trơn nhờ ống dẫn)hoặc bôi trơn tập trung nhờ bơm truyềnn động bằng tay hay
bằng điện.Từ bơm có bầu dự trữ chất bôi trơn truyền qua ống dẫn tới bộ phận cung cấp
định lượng thể tích chất bôi trơn cần thiêt tới điểm đã cho .Khi truyền động bằng tay bơm
cần làm việc 2 3 lẩntong 1 ca, khi dẫn động điện chất bôi trơn thường truyền dẫn theo
từng thời kỳ đã định và được kiểm tra bằng thiết bị tự động của bơm.Hệ thống bôi trơn
trung tâm đảm bảo được điều chỉnh được truyền dẫn chất bôi trơn nên ít tốn và chất bôi
trơn đỡ nhiễm bẩn.Tuy nhiên các hệ thống bôi trơn kể trên đều có nhược điểm : ở các bề
mặt làm việc chất bôi trơn truyền đến lúc đầu thừa lúc sau thiếu .
Hệ thống bôi trơn lỏng có thể truyền dẫn riêng, tuần hoàn hay không tuần hoàn và
truyền dẫn nhóm (phương pháp tải trọng)
Phương pháp bôi trơn nhóm để bôi trơn các bộ phận truyền động bằng cách ngâm trong
thùng riêng biệt hay chung. Bôi trơn riêng bằng cách rót dầu qua bầu dầu, ít được dùng còn
hệ thống bôi trơn tuần hoàn đang có khuyunh hướng sử dụng rộng rãi trong máy ép.
Hệ thống bôi trơn gồm 3 bộ phận chính: Bơm, ống dẫn và bộ phận cung cấp.
Khi truyền động bằng tay ta dùng loại đảm bảo truyền áp suất trong đường ống tới 100 at,
lưu lượng 10cm
3
trong 1 chu trình. Thường phải bơm để tăng áp khi áp suất ở trong đường
ống chính nhỏ hơn (50 70) at (kiểm tra bằng na nômét). Bộ phận cung cấp hiện naythường
dùng loại từ 1  4 ống dẫn phụ thuộc vào số điểm cần bôi trơn. Bộ phận cần cung cấp cần
đặt gần các điểm bôi trơn nhưng phải dễ quan sát. Dung lượng của buồng cung cấp bằng
(2 25) cm.

52. 52
Chương 4: Lắp đặt, an toàn, vận hành, bảo dưỡng
4.1. Móng máy và lắp đặt máy
Móng máy
Khi máy hoạt động sẽ có rung động nhưng không quá lớn then chỉ cần đặt máy nơi thông
thoáng, rộng rãi, bằng phẳng.
Các bước lắp đặt máy
Dựng máy
Đưa vào vị thí lắm đặt
Lắp đặt phụ kiện, đỏ đầu mỡ, kết nối nguồn điện
Chạy thử
4.2. Kiểm tra độ chính xác của máy
Hiện nay, ngoài các phương pháp đo truyền thống, còn có các phương pháp đo mới dựa
theo nguyên lý làm việc của dụng cụ đo. Một số phương pháp đo cơ bản:
4.2.1. Phương pháp đo trực tiếp
Đây là phương pháp dùng chỉ số của dụng cụ đo để xác định trực tiếp giá trị của đại lượng
đo. Phương pháp này được chia thành:
 Đo trực tiếp tuyệt đối: đo trực tiếp kích thước cần đo và kết quả đo được nhận thể
hiện trực tiếp trên vạch chỉ thị của dụng cụ.
 Đo trực tiếp so sánh: để xác định trị số sai lệch của kích thước so với mẫu chuẩn,
giá trị sai số được xác định bằng phép cộng đại số kích thước mẫu chuẩn với trị số
sai lệch đó.
4.2.2. Phương pháp đo gián tiếp
Dùng để xác định kích thước gián tiếp bằng cách thông qua các kết quả đo các đại lượng
có liên quan
4.2.3. Phương pháp đo phân tích
Phương pháp này ít được sử dụng hơn, dùng để xác định các thông số của chi tiết riêng biệt
không bị phụ thuộc vào các yếu tố liên quan.
4.3. Hướng dẫn sử dụng máy
Để sử dụng máp đúng cách và mang lại hiệu quả cao phải làm theo hướng dẫn sau
1. Nắp Khuôn lên trên bàn máy và định vị khuôn cho đúng
2. Cắm điện vào và bật công tắc hoạt động của máy và chỉnh núm điều khiển máy để
điều chỉnh cho máy hoạt động ổn định.
3. Điều chỉnh các thông số cho phù hợp với khuôn và sản phẩm và thực hiện quá trình
4. Lấy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi dập.
4.4. Những dạng hỏng cơ bản và cách sửa chữa
Mòn đĩa phanh, mòn bạc thì các khắc phực là thay thế.
Với những dạng hỏng như máy có tiếng ồn và rung động quá mức thì cần phải tăng khả
năng bôi trơn.

53. 53
4.5. Bảo dưỡng và an toàn khi sử dụng máy
4.5.1. Nguyên tắc bảo dưỡng máy
Tại Việt Nam, các doanh nghiệp chưa quan tâm tới việc bảo trì máy móc-thiết bị. Máy
hỏng thì sửa, không hỏng không sửa, không quan tâm tới việc dự phòng, ngăn ngừa sự cố
trước khi nó xảy ra, và cũng không có kế hoạch nâng cấp, cải tiến đổi mới công nghệ.
Các doanh nghiệp luôn ở trạng thái bị động, không sẵn sàng ứng phó khi máy phát sinh
sự cố.
Qui trình bảo trì
– Bước 1: Khảo sát, tư vấn dịch vụ.
– Bước 2: Lập kế hoạch bảo trì.
– Bước 3: Thực hiện bảo trì máy.
– Bước 4: Vận hành thử và hiệu chuẩn.
– Bước 5: Nghiệm thu, bàn giao sản xuất.
4.5.2. An toàn sử dụng máy
Phương pháp vận hành an toàn máy dập
– Chú ý không cho tay vào trong khuôn máy
+ Sử dụng máy dập có gắn lá chắn an toàn;
+ Sử dụng máy dập có khuôn an toàn;
+ Sử dụng máy dập có gắn bộ phận truyền tải vào ra tự động.
– Sử dụng các thiết bị bảo hộ có gắn kèm tuỳ theo chủng loại, áp lực, hành trình và
phương pháp làm việc của máy.
+ Thiết bị an toàn kiểu then chắn;
+ Thiết bị an toàn kiểu đẩy tay;
+ Thiết bị an toàn nhận biết tay người;
+ Thiết bị an toàn yêu cầu vận hành máy bằng hai tay;
+ Thiết bị an toàn quang điện tử.
– Khi làm việc tập thể từ hai người trở lên phải lựa chọn kiểu tín hiệu thích hợp trước khi
thao tác.
– Sử dụng công cụ thủ công (nếu có thể) khi gia công thiết bị sản xuất.
Các quy tắc về an toàn khi vận hành máy dập
* Các bước chuẩn bị
– Trước khi làm việc cần kiểm tra hoạt động của thiết bị an toàn và điểm hở 4 góc;

54. 54
– Kiểm tra xem công tắc lựa chọn có được đặt ở vị trí thuộc hành trình an toàn 1 hay
không;
– Khi máy bị sự cố, hỏng hóc, cần báo ngay cho người chịu trách nhiệm để sửa chữa kịp
thời.
* Thao tác gia công
– Cần sử dụng công tắc cấp nước khi vận hành;
– Cần chỉnh các nút điều khiển sau mỗi thao tác;
– Cần ngắt điện nguồn khi loại bỏ tạp chất trong khuôn;
– Cần sử dụng thiết bị chuyên dùng để dọn vụn, tạp chất.
* Các quy tắc về an toàn khi thay khuôn
– Cần ngắt điện nguồn và treo biển báo đề “đang thay khuôn” vào công tắc khi có ý định
thay khuôn dập;
– Cố định thanh chặn an toàn vào đúng vị trí và kiểm tra lại;
– Khi làm việc tập thể, cần thống nhất rõ ràng việc sử dụng các tín hiệu;
– Không được cố ý sử dụng sức mạnh khi làm việc với khuôn dập;
– Cần ngắt công tắc chính trước khi thao tác chỉnh các thông số;
– Cần kiểm tra khu vực xung quanh máy trước khi tiến hành chạy thử.

55. 55
KẾT LUẬN
Thiết kế và chế tạo máy ép trục khuỷu là một đề tài rất khả thi vì máy ép trục khuỷu
đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành cơ khí nói chung và ngành gia công áp lực
nói riêng. Hầu hết các sản phẩm trong ngành ô tô, quốc phòng, hàng không, y tế,... đều
được gia công chế tạo trên máy ép trục khuỷu. Máy ép trục khuỷu có giá thành rẻ, dễ vận
hành, dễ sửa chữa và thay thế. Đặc biệt có thể thực hiện nhiều nguyên công như đột dập,
dập thể tích, dập tấm,...
Trong đồ án này, em đã tìm hiểu nguyên lý và cấu tạo của máy ép trục khuỷu. Đồng
thời đã tính toán thiết kế được một số chi tiết, bộ phận quan trọng của máy ép trục khuỷu:
trục khuỷu, bánh răng, ly hợp, tay biên,... Trong quá trình tìm hiểu, ngoài yếu tố tính
toán, kiểm nghiệm máy ép trục khuỷu, em nhận thấy yếu tố cần quan tâm nhất trong quá
trình sử dụng máy là hành trình công tác, tốc độ đầu trượt, góc làm việc và lực ép danh
nghĩa của máy. Việc nắm được các thông số trên sẽ giúp cho việc vận hành máy được
hiệu quả, an toàn và đem lại năng suất cao.
Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian không nhiều nên em mới thiết kế được một số
bộ phận chính của máy và hoàn thành bản tổng thể của máy. Nhưng vẫn không tránh
được những sai sót trong quá trình thiết kế. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy, cô
để bản đồ án được hoàn thiện tốt hơn. Em xin cảm ơn!

56. 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS.TS. Phạm Văn Nghệ, GVC - Đỗ Văn Phúc, Ths. Lê Trung Kiên, Thiết bị dập tạo
hình máy ép cơ khí , 2011, Hà Nội , in Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[4] Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghép, Hà Nội : Nhà xuất bản Giáo dục , 2007.
[5] PGS.TS. Nguyễn Đắc Trung, PGS.TS. Phạm Văn Nghệ, Công nghệ gia công áp lực, Hà
Nội: Nhà xuất bản Bách Khoa Hà Nội , 2016
[6] Catalogue máy ép trục khuỷu 2 khuỷu khung chữ H, http://thataco.com/may-dap-2-
truc-sns-series-khung-chu-h/
[7] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy, Hà Nội: Nhà xuất bản Giáo dục, 2006
[2] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí - Tập 1, Hà Nội, Nhà
xuất bản Giáo dục, 2005.
[3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí - Tập 2, Hà Nội, Nhà
xuất bản Giáo dục, 2005.