Thiết kế máy ép thủy lực 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 ĐÁY BÌNH
DẠNG CHỎM CẦU
Người hướng dẫn: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM
Sinh viên thực hiện: DƯƠNG ĐỨC VIỆT
Đà Nẵng, 2018

D
U
T
-
L
R
C
C
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy ép thủy lực đáy bình dạng chỏm cầu
SVTH: Dương Đức Việt – Lớp 13C1B GVHD: PGS.TS Đinh Minh Diệm Trang 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÌNH CHỨA
Trong chương 1 này em xin trình bày được các vấn đề tổng quan có liên đến
máy ép đáy bình dạng chỏm cầu dung thủy lực 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. GIỚI THIỆU 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 bình bể ngày càng được sử dụng rộng
rãi trong công nghệ thực phẩm, công nghệ hóa chất, đặc biệt trong sinh hoạt của con
người.
Hình 1.1. Ảnh 1 số loại bình chứa xăng dầu và bình chứa hóa chất

D
U
T
-
L
R
C
C
1.1.2. Phân loại bình chứa
Có nhiều cách để phân loại bình 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 Cacbon, thép không gỉ, composite…
• Theo hình dạng đáy của bình: bình đáy elíp, bình đáy chỏm cầu,…
• Bình chứa hoá chất (kiềm, axit,…), phân bón hoá học, thuốc nhuộm,…
• Bình xử lý nước thải trung tâm, xử lý môi trường, nước thải sinh hoạt,…
• Bình khoáy trộn hoá chất, trộn keo, hoá chất, cao su…
• Bình chiết rót sơn công nghiệp, sơn tĩnh điện, nhúng kẽm, xi mạ,…
• Bình thép, inox, composite chứa xăng, dầu, nhớt các loại.
1.2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÌNH CHỨA
1.2.1. Cấu tạo bình chứa
Các loại bình chứa nói chung gồm các phần: thân bình, đáy bình và nắp bình.
Các bộ phận được chế tạo riêng biệt với nhau sau đó được hàn kín lại với nhau. Các
loại bình, bình bể dùng đựng hóa chất thực phẩm cần có yêu cầu cao về độ chính xác
chất lượng cũng như thẩm mỹ.
Dây chuyền máy vê, máy ép đáy elip và chỏm cầu được sử dụng vào mục đích
phục vụ cho việc gia công, chế tạo nắp và đáy bình, bình chứa có đường kính và biên
dạng khác nhau. Các loại bình chứa, bình bể đựng hóa chất, thực phẩm, nước người ta
thường 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 (bình chứa nước đứng/nằm toàn hình trụ).
• Để hạn chế góc cạnh gây mòn và làm rò rỉ nhiên liệu.
• Để giảm lực quán tính của nước tác động lên cạnh thẳng đứng hai bên thành bình
(bình xe chữa cháy, xe chở xăng dầu).
• Tăng tính thẩm mỹ.
• Tăng thể tích sử dụng.

D
U
T
-
L
R
C
C
1.2.2. Các loại đáy bình, đáy bình thường dùng
Các loại đáy bình thường dùng:
a) Đáy bình elip b) Đáy bình dạng chỏm cầu
Hình 1.7. Các loại đáy bình, đáy bình chứa
1.2.3. Các phương pháp chế tạo đáy bình chứa
Đối với sản phẩm đáy bình chứa, bình chứa có hình chỏm cầu hoặc elip thì có
nhiều phương pháp chế tạo: phương pháp đúc, phương pháp dập, phương pháp ép…
Trong các phương pháp trên thì phương pháp đúc và phương pháp dập ít được
sử dụng. Phương pháp đúc có nhiều phế phẩm nên sẽ rất tốn kim loại lỏng. Mặt khác
vật liệu chế tạo thường là thép, mà thép lại có tính chảy loãng không tốt. Đối với
phương pháp dập thì chủ yếu là dập được những biên dạng và đường kính vừa và nhỏ.
Các chi tiết đáy bình chứa thường có đường kính lớn nên để thực hiện bằng phương
pháp này thì cần phải có lực dập lớn dẫn đến công suất của máy lớn, vận tốc của máy
lớn, kích thước của máy lớn.
Tóm lại phương pháp ép là tối ưu 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

D
U
T
-
L
R
C
C
1.2.4. Vật liệu chế tạo đáy bình
Vật liệu chế tạo sản phẩm được sử dụng rộng rãi hiện nay là vật liệu thép Cacbon
CT38, vvthép không gỉ …
Cơ tính của thép CT38 như sau:
b = (3849) kG/mm2
ch = 25 kG/mm2
❖ Yêu cầu của thép cacbon dùng để ép:
Thép Cacbon để ép có một chỏm cầu hoàn hảo thì nên dùng thép Cacbon 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 được vật liệu của phôi có lực kéo giãn tới 5052 kG/mm2
và có độ giãn thấp
hơn. Nhưng 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 Cacbon CT38, thép không gỉ.
Theo đề bài thì đường kính lớn nhất của phôi có thể: d max = 3200 (mm).
Phôi được cắt đứt từ thép tấm (cắt đứt bằng khí…) nhưng 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 được mài trước
khi ép.
Cắt phôi theo đường kính đã được tính toán phù hợp đáy bình, đáy bình theo ý muốn.
✓ Giai đoạn ép nguội:
Đầu tiên ta dùng khuôn ép có đường kính R1000 để ép phôi, thực hiện xoay phôi từ
trong ra ngoài, sau khi có biên dạng tương đối phù hợp (bề mặt không có những vết
mấp mô) thì ta thay đổi khuôn ép có đường kính R750 thực hiện các bước tương tự,
sau đó thay đổi khuôn ép có đường kính R550 để ép tiếp tục đến khi đạt được đường
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 được sản phẩm có bán kính theo yêu cầu.

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 1.8. Quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm
Hình 1.9. Máy miết (máy vê) chỏm cầu
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 như 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 được tiến hành từ khuôn ép đến khuôn nhỏ.
Máy vê
Sản phẩm
Khuôn ép R1000
Khuôn ép R750
Khuôn ép R550
Cắt đứt bằng khí
AXETYLEN
Phôi thép tấm
Mài mép trong và
mép ngoài của phôi

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 1.11. Bộ cối chày R550
Khuôn uốn ép có 4 mặt bích để định vị trên bàn máy và được kẹp chặt trên bàn
máy bằng 4 bulông và đai ốc.
Thành bên được hàn 2 tai nâng để tiện trong việc vân chuyển và thay thế khuôn
trong quá trình làm việc.
Các chi tiết của khuôn ép được 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.
77
15
16
16
22
8
R10
R
1
0
Ø252
Ø362
Ø444
77
510
500
17
15
15
15
Ø359
Ø436
Ø256
Chày (Khuôn trên)
Cối (Khuôn dưới)

D
U
T
-
L
R
C
C
❖ 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 bước đưa băng, dao cắt bước, 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 hướng: trụ và bạc dẫn hướng, tấm dẫn hướng.
- Các chi tiết truyền động: chêm, cam, tấm trượt, thanh giằng, bản lề.
- Các chi tiết kẹp chặt và đàn hồi: vít, chốt, đai ốc, đòn kẹp, lò xo, cao su.
Chày được lắp trên đầu piston bằng đai ốc, cối được 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 được 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 thường 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 thường phức tạp và phải giữ hình dáng sau
gia công nhiệt luyện.
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.

D
U
T
-
L
R
C
C
❖ Khi chọn vật liệu làm khuôn cần chú ý đến:
- Đặc điểm của các nguyên công dập.
- Vật liệu được gia công.
- Quy mô sản xuất.
❖ Các loại vật liệu dùng để chế tạo khuôn bao gồm:
- Thép cacbon có tính tôi thấp, ứng suất dư 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: như tấm trượt, chêm, chèn, chốt
định vị, vòng ép. Chày cối hình đơn giản, làm việc nhẹ.
- Thép dụng cụ hợp kim thấp, có tính thấm tôi tốt, độ bền cao hơn so với thép cacbon.
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 thước hay đường 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.
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 được chia ra: thép crôm, thép có 5÷6 % Cr, và thép
hợp kim phức tạp.
• 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.

D
U
T
-
L
R
C
C
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 7CrMn, 2WMo, dùng để chế tạo khuôn cắt, đột, tải trọng lớn, hình dáng
phức tạp.
- 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 cacbit vônfram và liên kết cacbon (nhóm BK).
Hợp kim cứng dùng để chế tạo chày cối khi làm việc có những vòng ôm chặt bên
ngoài.
• 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.
➢ Tóm lại: Đối với máy ép này thì vật liệu làm khuôn được 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 lượng 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 phương pháp gia công đạt độ chính xác cao.
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 thường 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
lượng vật uốn trong ngành chế tạo máy và dụng cụ không ngừng tăng lên.

D
U
T
-
L
R
C
C
Phụ thuộc vào kích thước 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 được uốn trên các dụng cụ uốn bằng tay và máy uốn
chuyên dùng.
Hình 1.12. Quá trình uốn
Chày
Phôi uốn
Cối

D
U
T
-
L
R
C
C
b) Đặc điểm qua trình uốn
Dưới 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.
Trên hình 1.12. trình bày quá trình uốn liên tục hình chữ V. 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 được 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 trước 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 đường 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 được độ dài ban đầu. Đó là căn cứ tốt nhất để xác định phôi uốn.
Người 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 hướng tâm uốn.
Hình 1.13. Biểu đồ của lớp trung hoà
0 0
S
r
ρ

D
U
T
-
L
R
C
C
Vị trí lớp trung hoà được xác định bởi bán kính lớp trung hoà  và được 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 được 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. Bán kính uốn lớn nhất và nhỏ nhất cho phép
Khi uốn, bán kính uốn phía trong được quy định trong một giới hạn nhất định.
Nếu quá lớn vật uốn sẽ không còn khả năng giữ được hình dáng sau khi đưa ra khỏi
khuôn vì chưa đạt đến mức độ biến dạng dẻo. Nếu quá nhỏ có thể làm đứt vật liệu ở
tiết diện uốn. Do đó cần phải xác định bán kính uốn lớn nhất và nhỏ nhất.
a) Bán kính uốn lớn nhất
Bán kính uốn lớn nhất cho phép được xác định theo công thức: [Sách Công nghệ dập
nguội _ Tôn Yên _ Trang 106]:
T
S
r


.
2
.
max = (1– 2)
Trong đó:
 - Môđun đàn hồi khi kéo (kG/mm2
)
T(ch) - Giới hạn chảy của vật liệu (kG/mm2
)

D
U
T
-
L
R
C
C
b) Bán kính uốn nhỏ nhất
Bán kính uốn nhỏ nhất cho phép được quy định theo mức độ biến dạng cho phép ở lớp
ngoài cùng và được xác định: [Sách Công nghệ dập nguội _ Tôn Yên _ Trang 108]
)
1
1
(
2
min −
=

S
r (1- 3)
Trong đó:
 - độ dãn dài tương đối của vật liệu. (%)
Thực tế, bán kính uốn nhỏ nhất cho phép được xác định theo công thức thực nghiệm
đơn giản hơn:
rmin = K . S (1– 4)
Trong đó:
K - Hệ số để xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép (đối với góc uốn 900
)
được xác định theo bảng 1.4
Bảng 1.4. Hệ số K để xác định bán kính uốn nhỏ nhất cho phép
Vật liệu
Trạng thái vật liệu
Ủ hoặc ram Bị biến cứng
Hướng đường uốn
vuông góc
hướng cán
dọc hướng cán
vuông góc
hướng cán
dọc hướng
cán
CT38
CT42
CT51
CT61
0,1
0,2
0,3
0,5
0,5
0,6
0,8
1,0
0,5
0,6
1,0
1,0
1,0
1,2
1,5
1,7
Thép không gỉ - - 2,5 6,5
Ghi chú:
• Khi đường uốn nghiêng một góc 450
so với hướng cán, hệ số K được lấy trị số
trung bình so với khi đường uốn vuông góc và dọc hướng cán.
• Nếu mặt cắt có nhiều ba via, hệ số K cần lấy tăng lên 1,52 lần.

D
U
T
-
L
R
C
C
• Khi góc uốn  = 1201500
, hệ số K cần được nhân với hệ số 0,81.
• Khi góc uốn   900
thì nhân với hệ số 1,21,3.
c) Những yếu tố ảnh hưởng đến trị số bán kính uốn
• Cơ tính của vật liệu và trạng thái nhiệt luyện:
Qua các trị số cho trong bảng 2.2, ta thấy rõ, nếu vật liệu có tính dẻo tốt hoặc đã
qua ủ mềm thì rmin có trị số nhỏ hơn so với khi đã qua biến dạng - bị biến cứng.
• Ảnh hưởng của góc uốn:
Cùng với một bán kính uốn r như nhau, nếu góc uốn  càng nhỏ thì khu vực biến
dạng càng lớn. Có nghĩa là mức độ biến dạng ở vùng uốn lớn. Điều đó dẫn đến phải
tăng trị số bán kính uốn nhỏ nhất cho phép.
• Góc làm bởi đường uốn và hướng cán (thớ kim loại):
Vì kim loại chịu kéo và chịu nén theo phương của thớ kim loại thì tốt hơn nhiều so
với khi kéo và nén vuông góc với thớ kim loại. Cho nên khi đường uốn vuông góc với
hướng cán (thớ kim loại) thì rmin cho phép nhỏ hơn so với khi đường uốn dọc theo
hướng cán từ 1,52 lần.
• Ảnh hưởng của tình trạng mặt cắt vật liệu:
Khi cắt phôi uốn, trên mặt cắt có nhiều ba via hoặc nhiều vết đứt thì khi uốn dễ
sinh ra ứng lực tập trung và tại những nơi đó dể sinh ra vết nứt. Bởi vậy cần phải tăng
trị số rmin lên 1,52 lần.
1.4.4. 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 như hình dáng của chày và cối uốn. Đó là hiện tượng
đàn hồi sau khi uốn.
Tính đàn hồi được biểu hiện 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.

D
U
T
-
L
R
C
C
Góc đàn hồi được xác lập bởi hiệu số giữa góc của vật uốn sau khi dập và góc
của chày cối uốn (hình 2.3):  = o - .
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.
Góc đàn hồi khi uốn với bán kính nhỏ (r <10S) được xác định dựa trên cơ sở
thực nghiệm và trị số cho trong bảng 1.5 và bảng 1.6
Trong bảng 1.5. trình bày các công thức để tính góc đàn hồi khi uốn từ vật liệu là thép
mềm. [Sách Công nghệ dập nguội _ Tôn Yên _ Trang 112]
Bảng 1.5. Góc đàn hồi  khi uốn hình chữ V
Thép
Góc uốn (độ)
300
600
900
1200
CT38 23
,
0
69
,
0 −
S
r
65
,
0
64
,
0 −
S
r
36
,
0
434
,
0 −
S
r
58
,
0
37
,
0 −
S
r
CT42 03
,
1
59
,
1 −
S
r
91
,
0
95
,
0 −
S
r
79
,
0
78
,
0 −
S
r
36
,
1
46
,
0 −
S
r
CT51 48
,
1
51
,
1 −
S
r
76
,
0
81
,
0 −
S
r
62
,
1
79
,
0 −
S
r
71
,
1
51
,
0 −
S
r
Trong bảng 1.6. cho trị số góc đàn hồi khi uốn góc 90° các vật liệu từ kim loại màu và
thép hợp kim. [Sách Công nghệ dập nguội _ Tôn Yên _ Trang 113]

s
+
R
Hình 1.14. Góc đàn hồi khi uốn

D
U
T
-
L
R
C
C
Bảng 1.6. Góc đàn hồi  khi uốn góc 900
.
Vật liệu
S
r
Chiều dày vật liệu, mm
Đến 0,8 0,82 Trên 2
Góc đàn hồi  (độ)
Thép (b đến 35kG/mm2
)
Đồng thau (b đến 35kG/mm2
)
Nhôm, kẽm
<1
15
>5
4
5
6
2
3
4
0
1
2
Thép (b = 1050 kG/mm2
)
Đồng thau (b = 3540 kG/mm2
)
Đồng vàng
<1
15
>5
5
6
8
2
3
5
0
1
3
Thép (b > 55 kG/mm2
)
<1
15
>5
7
9
12
4
5
7
2
3
5
Thép chịu nhiệt
<1
15
>5
1
4
5
Thép 30 Crôm
<2
25
>5
2
4,5
8
Trị số góc đàn hồi trình bày trong hai bảng trên là đối với uốn một góc tự do.
Khi uốn có nhiều góc nối tiếp nhau và khuôn uốn có hiệu chỉnh thì phải qua dập thử để
xác định trị số góc đàn hồi.
Khi uốn với bán kính lớn (R >10S) tính đàn hồi làm thay đổi không chỉ góc uốn
mà cả bán kính uốn.
Sự xác định bán kính của chày uốn được tiến hành theo giản đồ, cách xác định như
sau:
- Từ bảng 1.7. chọn giới hạn chảy của mác thép đã cho. Sau đó xác định tỷ số giữa bán
kính phía trong chi tiết R0 với chiều dày vật liệu S.
- Trên thang bên trái của giản đồ tìm điểm thích ứng với tỷ số đó.
- Trên thang bên phải tìm điểm thích ứng với giới hạn chảy ch của vật liệu uốn. Hai
điểm đó lại bằng một đường thẳng. Giao điểm của đường thẳng này với thang ở giữa

D
U
T
-
L
R
C
C
cho biết tỷ số giữa bán kính uốn của chày với chiều dày vật liệu. Từ đó dễ dàng tìm ra
bán kính uốn của chày.
Bảng 1.7. Giới hạn chảy của các mác thép cacbon khác nhau
Thép Giới hạn chảy ch (kG/mm2
)
CT38
CT42
CT51
CT61
21
24
36
30
Để khử bỏ hiện tượng sai lệch góc uốn do đàn hồi, người ta thường dùng các biện pháp
sau:
- Thu nhỏ góc uốn ở chày, cối để bù trừ lại góc đàn hồi .
- Làm lõm phía dưới chày của khuôn uốn, sau khi uốn cần có nguyên công là phẳng ở
giữa.
- Vừa kéo vừa uốn, tức là làm tăng ứng suất của vật liệu để đạt đến biến dạng dẻo, làm
giảm tính đàn hồi của vật liệu. Vừa kéo vừa uốn thường dùng khi uốn với bán kính
lớn.
1.4.5. Độ chính xác khi uốn
Độ chính xác khi uốn trong khuôn dập phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau:
• Hình dạng và kích thước vật uốn.
• Tính chất cơ học của vật liệu.
• Chiều dày vật liệu và độ sai lệch theo chiều dày vật liệu.
• Số lần uốn.
• Kiểu khuôn uốn và độ chính xác chế tạo khuôn.
• Sau khi uốn có là phẳng hay không.
• Độ chính xác của phôi trước khi uốn.
• Độ chính xác lắp khuôn trên máy.
Độ sai lệch cho phép về góc uốn và kích thước vật uốn được cho trong bảng sau:

D
U
T
-
L
R
C
C
Bảng 1.8. Sai lệch cho phép về góc khi uốn
Vật liệu S
r
Đến 1 1÷2 2÷4
Thép mềm, đồng thau mềm: b ≤ 30 kG/mm2
.
Thép cứng trung bình: b = 40 kG/mm2
.
Đồng thau cứng: b = 35 kG/mm2
.
Thép cứng: b = 60 kG/mm2
.
15’
30’
-
30’
10
30’
30
10
30
50
1.4.6. Yêu cầu công nghệ đối với vật uốn
Các yêu cầu công nghệ đối với kết cấu của vật uốn, nhằm đảm bảo cho vật uốn đạt
được độ chính xác và thuận lợi cho quá trình gia công.
• Chiều cao thành uốn:
Để tránh hiện tượng đàn hồi vật liệu chiều cao thành vật uốn cần phải lớn hơn hai lần
chiều dày vật liệu.
• Khoảng cách từ lỗ đột đến vùng uốn
Để ngăn sự sai lệch hình dáng lỗ đột. Khoảng cách gần nhất từ mép lỗ đến tâm bán
kính uốn cần phải lớn hơn hai lần tâm chiều dày vật liệu. Nếu lỗ cần bố trí gần với
thành uốn thì chúng ta được khoan sau khi uốn hoặc trên cung uốn được khoan trước
một lỗ công nghệ đặc biệt.
• Uốn lưỡi
Khi uốn lưỡi ở các chi tiết dày lớn hơn 1,5÷2 (mm), để ngăn ngừa sự xuất hiện các vết
nứt ở góc lớn thì đường uốn được cắt rời khỏi mép vật uốn.
• Bán kính nối tiếp
Bán kính lượn đối xứng bằng nhau. Trong trường hợp ngược lại sẽ gây nên sự trượt
không đồng đều khi uốn.
• Tỷ lệ chiều dài phần uốn
Chi tiết có chiều dài các phần không bằng nhau. Khi uốn không thuận lợi vì dễ bị kéo
vênh về một pha.
• Tỷ lệ chiều cao thành uốn

D
U
T
-
L
R
C
C
Ở chi tiết uốn, người ta không muốn thành uốn có chỗ cao, thấp. Vì rằng khi uốn sẽ
không đồng thời và dễ vênh.
• Góc giữa đường bao và đường uốn
Góc giữa đường bao và đường uốn cần phải bằng 90° vì rằng trong trường hợp ngược
lại có cùng vật liệu bị vặn

D
U
T
-
L
R
C
C
Bảng 1.9. Sai lệch cho phép trên kích thước của vật uốn
B
(mm)
S
(mm)
A
(mm)
L
(mm)
Từ
Đến
Từ
Đến
<50
50
÷
100
100
÷
150
150
÷
250
250
÷
400
400
÷
700
<50
50
÷
100
100
÷
150
150
÷
250
250
÷
400
400
÷
700
-
100
-
1
3
6
1
3
6
10
 0,3
 0,5
 0,6
 0,8
 0,4
 0,6
 0,8
 1
 0,5
 0,8
 1
 1,2
 0,5
 0,8
 1
 1,4
 0,8
 1
 1,2
 1,7
 1
 1,2
 1,5
 2
 0,5
 0,8
 1
 1
 0,8
 1
 1,5
 1,5
 1
 1,5
 1,5
 2
 1,5
 1,5
 2
 2
 1,6
 2
 2
 1,5
 2
 2,2
 2,5
 3
100
200
-
1
3
6
1
3
6
10
 0,4
 0,5
 0,6
 0,8
 0,5
 0,6
 0,8
 1
 0,6
 0,8
 1
 1
 0,7
 1
 1
 1,2
 0,8
 1,2
 1,2
 1,5
 1,2
 1,5
 1,5
 1,8
 0,4
 1
 1
 1
 1
 1,5
 1,5
 1,5
 1,5
 1,5
 2
 2
 1,5
 2
 2
 2
 2
 2
 2,5
 2,5
 2,2
 2,5
 3
 3
B
L
A
S
A
L
L
L
A
R
R
R
R
R
S
B
S
A
A
L

D
U
T
-
L
R
C
C
200
400 -
1
3
6
1
3
6
10
 0,5
 0,6
 0,8
 1
 0,6
 0,8
 1
 1,2
 0,8
 1
 1,2
 1,5
 0,8
 1
 1,5
 2
 1
 1,2
 1,8
 2
 1,2
 1,5
 2
 2,5
 0,8
 1
 1
 1
 1
 1,5
 1,5
 1
 1,5
 1,5
 2
 2,5
 1,5
 1,5
 2
 2,5
 2
 2
 2,5
 3
 2,5
 2,5
 3
 3,5
400
700
-
1
3
6
1
3
6
10
 0,6
 0,8
 1
 1,2
 0,8
 1
 1,2
 1,5
 1
 1,2
 1,5
 2
 1
 1,5
 2
 2,5
 1,2
 1,8
 2
 2,5
 1,5
 2
 2,5
 3
 1
 1
 1,5
 2
 1,5
 1,5
 2
 2,5
 1,5
 2
 2,5
 3
 2
 2
 2,5
 3,5
 2
 2,5
 3
 3,5
 2,5
 3
 3,5
 4

D
U
T
-
L
R
C
C
1.4.7. Khuôn uốn chử V
Uốn hình chữ V có thể theo hai phương pháp uốn tự do và uốn có là phẳng (tinh
chỉnh). Uốn tự do có nghĩa là trong quá trình uốn chày chỉ tác dụng lực lên vật liệu tại
điểm đầu chày, cho đến khi hai thành vật uốn song song với bề mặt làm việc của cối.
Bán kính vật uốn sẽ lớn hơn một ít so với bán kính của chày và giữa vật uốn với chày
có một khe hở. (Hình 1.15 a)
Hình 1.16. Uốn tự do Hình 1.17. Kích thước và kết cấu của khuôn uốn chữ V
Uốn có là phẳng có nghĩa là cuối quá trình uốn, vật uốn bị ép sát giữa bề mặt làm việc
của chày và cối bán kính của vật uốn theo chày. (Hình 1.15 b)
Uốn có là phẳng (tinh chỉnh) đạt được độ chính xác và độ phẳng bề mặt cao hơn
khi uốn tự do. Bởi vậy nó được sử dụng rộng rãi hơn.
Khi uốn chữ V có là phẳng, kích thước và kết cấu phần làm việc của chày, cối
được. Được trình bày trên hình 1.16 và tính toán theo các công thức sau: [Sách Công
nghệ dập nguội _ Tôn Yên _ Trang 121]:
• Bán kính uốn của chày R lấy theo sản phẩm, nhưng không nhỏ hơn trị số bán kính
uốn nhỏ nhất cho phép, cho trong bảng 1.3
• Bán kính của cối R1 = S (mm) nhưng không nhỏ hơn 3 mm.
Và R2 = (0,6÷0,8) (R+S) (mm). (1-5)
Trong đó:
R
a)
b)
Chày
Cối
Phôi
s
R
R2
b
l
h
R
1

a

D
U
T
-
L
R
C
C
R1, R2, R3 xem hình (hình 1.16.)
• Khoảng cách l giữa tâm bán kính góc lượn của cối:
l = 2.b.sin(α/2 ) (1-6)
nhưng không lớn hơn 0,8 chiều dài phôi L.
Trong đó:
b - xem hình vẽ 1.16. (mm)
Trị số b xác định theo bảng 1.10.
• Chiều cao lòng cối:
)
1
2
/
1
(
2
cos
. 2 −
−
=


Sin
R
b
h (1-7)
Bảng 1.10. Số giới hạn nhỏ nhất của kích thước b (mm)

Chiều dày vật liệu S
<1 1÷2 2÷3 3÷4 4÷5 5÷6 6÷8 8÷10
50
75
100
150
200
20
25
30
35
40
20
25
30
35
40
25
30
35
40
45
25
30
35
40
45
30
35
40
45
50
30
35
40
45
50
35
40
45
50
60
35
40
45
50
60
1.4.8. Khuôn uốn chử U
Hình 1.18. Kích thước và kết cấu khuôn uốn chữ U
4
R3
4
76
R3
50
R
Z
l
H
S
R2

D
U
T
-
L
R
C
C
Khuôn uốn chữ U có thể đẩy tự do qua lòng cối hoặc có tinh chỉnh ở cuối giai
đoạn uốn.
Các kích thước và kết cấu bộ phận làm việc của khuôn chữ U được trình bày và
tính toán theo các công thức như sau:
Chiều sâu lòng cối H ≥ 3R và không nhỏ hơn trị số cho phép.
Bán kính góc lượn R2 của cối tra bảng.
[Tra trong bảng 62_Trang 122 _ Sách Công nghệ dập nguôi _Tôn Yên)
Khe hở Z giữa chày và cối về một phía [Sách công nghệ dập nguội _ Tôn Yên _
Trang 122]: S
S
Z .

 +
+
= (1-8)
Trong đó:
δ - Sai lệch dương của chiều dày vật liệu. (mm)
λ - Hệ số phụ thuộc vào chiều dày vật liệu và trị số tra bảng.
[Tra trong bảng 63_trang 123_ Sách Công nghệ dập nguôi _Tôn Yên]
1.4.9. Xác định lực uốn
Vấn đề xác định lực uốn cần thiết để uốn chi tiết một góc uốn bằng khuôn là
một vấn đề rất khó khăn, do đó chỉ có thể xác định một cách gần đúng. Sở dĩ như vậy
là do lực uốn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như:
• Hình dạng và kích thước ngang của phôi.
• Tính chất cơ học của vật liệu, khoảng cách giữa các gối tựa.
• Bán kính cong của chày uốn và mép làm việc của cối uốn.
• Điều kiện ma sát tiếp xúc giữa phôi và dụng cụ....vv.
Ngoài ra lực uốn cần thiết để uốn phối trong khuôn uốn một góc còn phụ thuộc
vào mức độ tiếp xúc giữa phôi uốn với chày và cối.
Lực uốn bao gồm lực uốn tự do và lực uốn phẳng vật liệu. Trị số lực và lực
phẳng thường lớn hơn nhiều so với lực tự do. Giai đoạn này sẽ kết thúc khi phôi tiếp
xúc hoàn toàn với chày và cối trên tất cả phần làm việc của bề mặt tiếp xúc.
Lực uốn tự do được xác định theo công thức: [Sách Công nghệ dập nguội _ Tôn Yên]
P =
L
n
S
B b .
.
. 2
1 
= B1. S.b.kl. (1–9)

D
U
T
-
L
R
C
C
Trong đó:
kl - Hệ số uốn tự do có thể tính theo công thức trên hoặc chọn theo bảng phụ
thuộc vào tỷ số L/S: Kl =
L
n
S.
B1 - Chiều rộng của dải tấm. (mm)
S - Chiều dày của vật uốn. (mm)
n - Hệ số đặc trưng ảnh hưởng của biến cứng:
Có n = 1,61,8
σb - Giới hạn bền của vật liệu. (kG/mm2
)
L - Khoảng cách giữa các điểm tựa. (mm)
Lực uốn góc tính chính tính theo công thức:
P = q.F (kG) (1-10)
Trong đó:
q - Áp lực tinh chính (là phẳng) chọn theo bảng. (kG/mm2
)
F - Diện tích phôi được tinh chính. (mm2
)
Lực uốn cuối cùng Pc (KG) có là phẳng vật liệu khi uốn được tính theo công thức:
[Sách Công nghệ dập nguội _ Tôn Yên _ Trang 116]:
Pc= k.
l
S 2
.B.σb+q.F (kG) (1-11)
Trong đó:
k = 1,33 khi
S
l
> 8 và k = 1,26 khi
S
l
> 12
L - Chiều rộng miệng cối (mm.)
B - Chiều rộng vật uốn (mm)
q - Áp suất để là phẳng (kG/mm2
)
F - Diện tích là phẳng dưới chày (mm2
)
r - Bán kính uốn của chày (mm)
Khi uốn hình chữ U có là phẳng cuối cùng, lực uốn được tính theo công thức: [Sách
Công nghệ dập nguội _ Tôn Yên _ Trang 117]:
Pc=0,7.
S
r
S
B b
+

.
. 2
+q.F (kG ) (1-12)

D
U
T
-
L
R
C
C
Trong đó:
σb - Giới hạn bền của vật liêu (kG/mm2
)
B - Chiều rộng của vật liệu (mm)
Q - Áp suất là phẳng khi uốn chữ U (kG/mm2
)
F - Diện tích là phẳng dưới chày (mm2
)
Nhận xét:
Trong chương 1 em đã trình bày được 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 cơ sở lý thuyết về uốn kim loại. 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
chương sau.

D
U
T
-
L
R
C
C
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP ĐÁY BÌNH DẠNG
CHỎM CẦU
2.1. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY
2.1.1. 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 được nghiên cứu dưới 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 hưởng 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 được 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.
2.1.2. Các yêu cầu khi lựa chọn máy
Các thông số kỹ thuật cơ bản dùng để chọn máy là: lực, công suất, trị số bước,
chiều cao kín và kích thước 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

D
U
T
-
L
R
C
C
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 trường 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.
• 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 dưới của đầu trượt) 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 trượt (mm)
2.1.3. 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, được 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 được
truyền tới tất cả các điểm của thể tích chất lỏng, có tác dụng vuông góc vào đáy của
piston, nó được 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:

D
U
T
-
L
R
C
C
Chất lỏng (dầu) từ bình chứa được truyền đến piston-xylanh nhờ bơm cao áp,
tùy theo vật liệu và cường độ của thép mà bơm cao áp có áp suất tương thích. Khi tác
dụng vào tay gạt (van phân phối) sẽ làm dịch chuyển piston. Piston được nâng hạ nhờ
áp lực dầu áp lực khoang trên và khoang dưới 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 tương đương
với biên dạng sản phẩm.
b) Đặc tính kỹ thuật của máy
• Máy ép thủy lực có kích thước: L x R x H = 4850 x790 x 2890 (mm).
• Hành trình dịch chuyển piston: 780 (mm), đường kính piston 250 (mm), đường 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 được 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 được chế tạo từ thép CT45 tôi nhiệt luyện đạt độ cứng 50-60 HRC.
• Chiều dày phôi đạt lớn nhất Smax = 20 mm.
• Không được ép nhả liên hồi.
• Không ép quá tải.
• Không để vật ép lệch.
• Không được hàn vào chỗ ép.

D
U
T
-
L
R
C
C
2.1.4. Đặc tính động học của máy
Hình ảnh
Hình 2.1 Máy ép thủy lực
Sơ đồ nguyên lý:
Hình 2.2. Nguyên lý làm việc của máy ép thủy lực
1
14
15
4
3
2
T
P
13 12 11
10
8
9
7
5 B
A
6
Xilanh
Sản
phẩm
Chày
Cối

D
U
T
-
L
R
C
C
Chú thích:
1. Cối 9. Van cản
2. Chày 10. Thiết bị làm mát
3. Van tràn và van an toàn 11. Động cơ điện
4. Piston 12. Nối trục
5. Xylanh 13. Bơm dầu
6. Van phân phối 14. Lọc dầu
7. Van tiết lưu 15.Bể dầu
8. Đồng hồ đo áp suất
Nguyên lý làm việc:
Chất lỏng (khoáng dầu) từ bình chứa (15), được truyền đến piston xylanh (4-5)
nhờ bơm cao áp (13), tùy theo vật liệu và cường độ của thép mà bơm cao áp có áp suất
tương ứng. Khi tác động vào tay gạt (van phân phối 6) sẽ làm dịch chuyển piston.
Piston được nâng hạ nhờ áp lực dầu tạo ra ở khoang trên và khoang dưới 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 tương đương với R mà sản phẩm cần thiết phải chế
tạo, khuôn ép này được thay đổi cho phù hợp với sản phẩm. Khi hệ thống thủy lực áp
suất chất lỏng trong hệ vượt quá mức điều chỉnh trị số quy định thì van tiết lưu (7) tự
mở ra để dầu về bể. Khi dầu về bể có van cản (9) tạo nên sức cản trong hệ thống thủy
lực, tạo nên một áp suất nhất định ở đường 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 được làm mát bởi bộ làm mát bằng nước (10).
Ưu và nhược điểm:
a) Ưu điểm:
• Hành trình ép và lực ép được 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.

D
U
T
-
L
R
C
C
• Tốc độ chuyển động của chày mang khuôn ép cố định và có thể điều chỉnh được,
có thể thay đổi được chiều dài hành trình.
• Làm việc ít có tiếng ồn.
• Khả năng tự động hóa cao.
• Dễ bố trí cơ cấu ép theo các phương án khác nhau.
• Năng suất hiệu quả cao.
b) Nhược điểm:
• Kết cấu cồng kềnh hơn do phải trang bị thêm hệ thống thủy lực.
• Vốn đầu tư lớn.
• Hệ điều khiển tương đối phức tạp.

D
U
T
-
L
R
C
C
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP
ĐÁY BÌNH DẠNG CHỎM CẦU
3.1. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY
3.1.1. Khả năng và hiệu quả ứng dụng 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 tương
lai tới thì trình độ công nghệ của sản xuất phải được đánh giá bằng chỉ tiêu công nghệ
tiên tiến và tự động hoá. Điều đó được 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 lượng chế tạo cao, mà cụ thể là do độ
chính xác cao, độ tin cậy lớn… thì các máy và cụm kết cấu được dùng là: Truyền động
cơ khí - thuỷ lực - khí nén - điện. Các thông tin truyền dưới dạng năng lượng đó phải
là tín hiệu tương tự, nhị phân và tín hiệu số, được xử lí với vận tốc nhanh.
Điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực hoàn toàn đáp ứng được những yêu cầu đã nêu
trên mặc dù nó còn những hạn chế nhất định.
Ưu điểm:
- Truyền động được công suất cao và lực lớn, (nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt
động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảo dưỡng).
- Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp, (dễ thực hiện tự động hoá theo điều
kiện làm việc hay theo chương 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 lượng và kích thước 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 (như 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.
Nhược điểm:

D
U
T
-
L
R
C
C
- Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu suất và
hạn chế phạm vi sử dụng.
- Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của chất lỏng
và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
- Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc thay đổi do
độ nhớt của chất lỏng thay đổi.
3.1.2. Các phương pháp điều khiển thuỷ lực
Trong hệ thống điều khiển thuỷ lực người ta thường sử dụng 3 phương 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 như vít
me, bánh răng - thanh răng, bộ truyền bánh răng…và cũng có thể chuyển động tịnh
tiến thành chuyển động quay hoặc ngược lại.
Khi điều khiển vị trí người ta thường sử dụng loại van trượt.
Van trượt điều khiển thường 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 thường sử dụng để điều khiển vị trí: van solenoid, van tỉ lệ, van
servo…
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 lưu lượng dầu cung cấp. Hiện nay có
các phương pháp thay đổi lưu lượng như sau:

D
U
T
-
L
R
C
C
v
v
Q
Q
- Thay đổi lưu lượng cung cấp của bơm dầu, tức là sử dụng các loại bơm điều
chỉnh.
- Thay đổi lưu lượng bằng tiết lưu (lỗ tiết lưu hoặc van điều khiển).
Tuy nhiên thay đổi lưu lượng bằng tiết lưu có năng lượng 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 người 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 người ta sử dụng cảm biến áp suất mà vẫn đảm bảo được
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 hưởng bởi các yếu tố liên quan đến điều kiện làm việc như: độ nhớt,
lưu lượng hay tải trọng thay đổi. Nên nếu đòi hỏi độ chính xác cao hơn người ta sử
dụng mạch điều khiển kín. Tín hiệu phản hồi của cảm biến áp suất đưa 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 được sử
dụng rộng rãi.

D
U
T
-
L
R
C
C
3.1.3. Sơ đồ hệ thống thủy lực
Hình 3.2. Nguyên lý làm việc của máy ép thủy lực
Chú thích:
1. Cối 9. Van một chiều
2. Chày 10. Thiết bị làm mát
3. Van tràn và van an toàn 11. Động cơ điện
4. piston 12. Nối trục
5. Xylanh 13. Bơm dầu
6. Van phân phối 14. Lọc dầu
7.Van tiết lưu 15.Bể dầu
8. Đồng hồ đo áp suất
1
14
15
4
3
2
T
P
13 12 11
10
8
9
7
5 B
A
6

D
U
T
-
L
R
C
C
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 lượng dùng để biến cơ năng thành động năng và
thế năng (dưới 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 lượng 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 đường
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 hướng trục.
Bơm piston hướng trục là loại bơm có piston đặt song song với trục của rôto.
Bơm piston hướng trục có các ưu điểm sau:
• Kích thước nhỏ gọn.
• Do piston đặt theo dọc trục, nên rôto có kích thước bé, mômen quán tính nhỏ, rất
thích hợp với động cơ dầu.
• Hiệu suất làm việc tốt và hầu như không phụ thuộc vào tải trọng và số vòng quay.
Hình 3.3. Kết cấu bơm piston hướng trục truyền bằng đĩa nghiêng
3
d
D
1 2
a
5

D
U
T
-
L
R
C
C
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 người 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 lưu lượng 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 được chia làm hai loại: xylanh lực và xylanh quay (xilanh mômen).
Trong xylanh lực, chuyển động tương đối giữa piston với xylanh là chuyển động tịnh
tiến. Trong xylanh quay, chuyển động tương đối giữa piston với xylanh là chuyển
động quay. (với góc quay thường 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 vượt quá trị số quy định. Van tràn làm việc thường xuyên, còn van
an toàn làm việc khi quá tải.
- Ký hiệu van tràn và van an toàn:
3.2.4. Van cản (van một chiều)
- Nhiệm vụ: van một chiều dùng để điều khiển dòng chất lỏng đi theo một hướng, và
hướng dầu bị ngăn lại.
Trong hệ thống thủy lực, thường đặt ở nhiều vị trí khác nhau tùy thuộc vào những mục
đích khác nhau.
Van một chiều: van bi
Hình 3.4. Kết cấu van bi một chiều.

D
U
T
-
L
R
C
C
- Ứng dụng:
• Đặt ở đường 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 lượng, 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 thường là 2, 3 và 4, 5.
Trong những trường hợp đặc biệt số cửa có thể nhiều hơn.
• Số vị trí: là số định vị con trượt của van. Thông thường có 2 hoặc 3 vị trí. Trong
những trường 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
như 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, lượng dầu cần thiết củng như
kích thước bể dầu có thể giảm một mức đáng kể. Điều náy có ý nghĩa lớn đối với việc
thiết kế đường 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 đưa ra ngoài làm nguội bằng
nước hoặc bằng không khí. Do đó trong hệ thống thủy lực thường dùng hai loại thiết bị
làm nguội đó là: thiết bị làm nguội bằng nước và thiết bị làm nguội bằng không khí.
Nó gồm có thân (1) và bên trong nó được đặt bộ trao đổi nhiệt kiểu xoắn ruột gà
bằng đồng (2). Dầu từ van tràn của bơm cao áp được đưa vào cửa (a) của bộ trao đổi
nhiệt, đi qua toàn bộ ống xoắn, về cửa (b) rồi ra bể dầu. Nước làm nguội từ ngoài được
dẫn qua cửa (c), qua ống (3) và qua cửa (d) đi ra ngoài.

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 3.5. 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 đường ống hút của bơm dầu.
• Lọc tinh đặt ở đường 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 như với hệ
thống biến đổi năng lượng người 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 ưu điểm là dễ làm biến đổi hình dáng, nhưng đắt. Vì thế đối với những ống
dẫn có tiết diện lớn, và không cần uốn cong nhiều người ta thường dùng ống thép, thí
dụ như 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.
• Ống dẫn có hình dáng sao cho hướng chuyển động của dòng dầu ít thay đổi.
• Nếu cần thiết đổi hướng thì phải thay đổi từ từ.
a
b
c
d
3 1
2
Nước
Dầu

D
U
T
-
L
R
C
C
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 = 1 (m/ph)
Vận tốc công tác tối đa: vct = 5 (mm/s)
Chiều dày thép tấm: 2 – 20 (mm)
Đường kính phôi lớn nhất: 3200 (mm)
3.3.1. Tính đường 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 - Đường 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:
p = 2
max
.
.
4
D
P

=
( )
24
,
143
40
.
14
,
3
180000
.
4
2
= (kG/cm2
)

D
U
T
-
L
R
C
C
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 đường kính cần piston d = 250 (mm).
3.3.2. Lực ma sát giữa Piston và xylanh
Để đảm bảo tính công nghệ người ta sử dụng xylanh có nhiều xecmăng 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).
Hình 3.6. Kết cấu cụm xylanh
1. Nắp dưới Piston
2. Vòng chắn
3. Cần piston
4. Thân xylanh
5. Nắp trên piston
1
2
3
4
5

D
U
T
-
L
R
C
C
Hình 3.7. 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 như
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 = 0,0167 (m/s) < 0,2 (m/s)
 Chọn fđ = 0,15
G - Tải trọng qui đổi của bộ phận dịch chuyển.
Theo máy chuẩn chọn G = 405 (kG)
d
D
v
Fmsc
Fmsp
Bp

D
U
T
-
L
R
C
C
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.
Phương trình xác định lực quán tính như 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 lượng quy đổi. (kG)
 - Khối lương riêng của chất lỏng truyền lực. (kG/cm3
)
F - Tiết diện tác dụng của động cơ thủy lực. (cm2
)
l - Chiều dài đoạn đường 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 lượng 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 lượng ước tính của bộ phận chuyển động. (kG)
V- Vận tốc lớn nhất của cơ cấu chấp hành. (m/s)
g - Gia tốc trọng trường (g = 9,81) (m/s2
)
t0- Thời gian quá độ của piston đến tốc độ xác lập. (s)
thường lấy ( )
5
,
0
01
,
0
0 
=
t (s)

D
U
T
-
L
R
C
C
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 lưu lượng (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).
Hình 3.8. Phân tích lực ở hành trình xuống nhanh
• Phương 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)
Fqt - Lực quán tính ở giai đoạn bắt đầu chuyển động (kG)
Fmst
G
D
d
p1
p2
Fqt
A1
A2
v
Q1
Q2

D
U
T
-
L
R
C
C
Fqt = 7 (kG)
A1, A2 - Lần lượt 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
)
• Phương trình lưu lượng:
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).
Hình 3.9. Phân tích lực ở hành trình ép phôi
• Phương trình cân bằng lực của cụm piston:
A1.p1 + G = Fmsđ + p2.A2 +Ft (2-7)

1
2
2
1
)
.
(
A
G
A
p
F
F
p t
msđ −
+
+
=
Fmsd
G
D
d
p1
p2
A1
A2
vn
Q1
Q2
Ft

D
U
T
-
L
R
C
C
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
)
Phương trình lưu lượng:
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).
Hình 3.10. Phân tích lực ở hành trình lùi về nhanh
• Phương 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 +
+
+
=
Trong đó:
p2 - Áp suất ở buồng chạy không (kG/cm2
)

D
U
T
-
L
R
C
C
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
)
Phương trình lưu lượng:
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
được 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 3.11. Chiều dày thành xylanh
Theo [Giáo trình: Hệ thống truyền động thủy lực và khí nén _Trần Ngọc Hải_Trần
Xuân Tùy_Trang 43]
với xilanh thành mỏng ( )
2
,
1

D
Dn
ta có:
D
Dn
t
d

D
U
T
-
L
R
C
C
tmin ≥ m.D + c (2-9)
Trong đó:
c - Đại lượng bổ sung cho chiều dày tối thiểu của thành xilanh có tính đến
dung sai gia công, (mm) khi đường kính trong được gia công theo H8, đường kính
ngoài theo h10. Theo [Giáo trình] ta chọn c = 1 (mm).
m - Hệ số được 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 đường 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 đường 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:
 P1 = 1 (kG/cm2
)
 P2 = 2,5 (kG/cm2
)
 P3 = 2 (kG/cm2
)

D
U
T
-
L
R
C
C
 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
được xác dịnh như 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 - Lưu lượng 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 lưu lượng cần tính là:

1
v
b
Q
Q = (2-12)
- Hiệu suất của bơm dầu
=0,96 (Truyền động đầu ép của máy cắt kim loại).
Qb= 5
,
78
96
,
0
36
,
75
= (l/ph)

D
U
T
-
L
R
C
C
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 được 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 như với hệ
thống biến đổi năng lượng người 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 ưu điểm là dễ làm biến đổi hình dáng, nhưng đắt. Vì thế đối với những ống
dẫn có tiết diện lớn, và không cần uốn cong nhiều người ta thường dùng ống thép, thí
dụ như 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.
• Ống dẫn có hình dáng sao cho hướng chuyển động của dòng dầu ít thay đổi.
• Nếu cần thiết đổi hướng thì phải thay đổi từ từ.

D
U
T
-
L
R
C
C
b) Xác định đường kính ống dẫn
Đường 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 - Đường kính trong của ống dẫn (mm)
Q - Lưu lượng 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)
Trong đó:
[σ]- Ứng suất cho phép của vật liệu ống dẫn
Ta có thể lấy:

D
U
T
-
L
R
C
C
• Đối với ống thép: [σ] = (400 ÷ 600).105
(N/m2
)
• Đối với ống gang: [σ] = (150 ÷ 250).105
(N/m2
)
• Đối với ống đồng: [σ] = 250.105
(N/m2
)
p- Áp suất của dầu ở trong ống (kG/cm2
)
p = 152,7 kG/cm2
)
s- Bề dày của thành ống (cm)
Đối với ống hút: d = 30 (mm).
 6
,
4
500
.
2
30
.
7
,
152
=
=
s (mm)
Chọn: sh = 5 (mm).
Đối với ống nén: d = 20 (mm).
 05
,
3
500
.
2
20
.
7
,
152
=
=
s (mm)
Chọn sn = 4 (mm).
Với đường ống xả, do áp suất làm việc rất nhỏ p0 (kG/cm2
) nên ta có thể lấy
kích thước chiều dày ông theo ông hút: sx = 4 (mm).
3.3.10. Tính chọn van tràn và van an toàn
a) Chọn loại van
Van an toàn được dùng để đảm bảo cho hệ thống được an toàn khi có quá tải. Nó
được đặt trên ống chính có áp suất cao. Nếu van an toàn chỉ làm việc gián đoạn thì đó
gọi là van chống đỡ. Còn khi nó làm việc liên tục (luôn có chất lỏng thoát qua van) thì
nó gọi là van tràn. Cùng một van nhưng tuỳ theo sự phối hợp của nó trong hệ thống mà
nó có thể làm việc như một van tràn hay van chống đỡ.
Có hai loại van an toàn:
• Van an toàn tác dụng trực tiếp.
• Van an toàn có tác dụng tùy động.
Đối với hệ thống thủy lực của máy thiết kế, ta chọn loại van an toàn có tác dụng tùy
động. Loại này có ưu điểm hơn hẳn loại van an toàn tác dụng trực tiếp ở chỗ:
• Làm việc với áp suất cao.
• Không những bảo vệ hệ thống khi quá tải mà còn ổn định áp suất làm việc của
hệ thống.

D
U
T
-
L
R
C
C
• Không gây va đập trong van.
Kết cấu van an toàn tác động tùy động như hình sau:
Hình 3.12.a. Kết cấu của van an toàn Hình 3.12.b. Ký hiệu của van an toàn
1. Lỗ thông. 6. Bi.
2. Thân van (xilanh). 7. Nắp van.
3. Piston chính. 8. Lò xo phụ.
4. Lò xo chính. 9. Vít điều chỉnh.
5. Lỗ tiết lưu van bi.
b) Tính toán van an tràn và an toàn
• Xác định lực lò xo (8):
Phương trình cân bằng lực của piston (3) (bỏ qua ma sát giữa pistton (3) và xilanh).
0
4
4
2
.
. =
−

lx
F
D
p
 (2-16)
[Hệ thống truyền động thủy khí_PGS.TS Trần Xuân Tùy]
Trong đó:
D - Đường kính lớn nhất của piston (3). (mm)
p - Hiệu áp giữa buồng (a) và buồng (c). (kG/cm2
)
p = p3 – p1 (kG/cm2
)
Flx4 - Lực lò xo (4). (kG)
214
P2
P1
a,
3
4
1
b,
2
7
8
5
6
9

D
U
T
-
L
R
C
C
Từ công thức trên ta thấy để giữ áp suất p1 ổn định thì lực lò xo (4) phải luôn thay
đổi ứng với từng giá trị lưu lượng qua tiết lưu (1). Giá trị lưu lượng qua lỗ tiết lưu luôn
thay đổi phụ thuộc vào vận tốc của cơ cấu chấp hành và được tính theo công thức:
Qtl = Qb + Qct (l/ph) (2-17)
Trong đó:
Qb - Giá trị lưu lượng bơm (l/ph)
Qct - Giá trị lưu lượng cần cho hệ thống (l/ph)
Qct = (Qctmax ÷ Qctmin). (l/ph)
Theo như yêu cầu đặt ra ban đầu là để van an toàn luôn làm việc như một van an tràn
thì nó phải hoạt động ngay khi giá trị Qtl là nhỏ nhất.
Qtlmin = Qb - Qctmax
Theo kết quả tính được ở trên ta có:
Qb = 78,5 (l/ph)
Qctmax= 75,36 (l/ph)
 Qtlmin = 78,5 – 75,36
= 3,14 (l/ph) = 52,3 (cm3
/s)
Từ công thức tính lưu lượng qua lỗ tiết lưu:
p
g
A
Q tl
tl 
= .
2
.
.

 . (2-18)

g
A
Q
p
tl
tl
.
2
.
.
2

 







=

Trong đó:
 - Hệ số lưu lượng:  = (0,6 ÷ 0,8)
Chọn  = 0,65
Atl - Diện tích tiết diện chảy lỗ tiết lưu (cm3
)
Atl=
4
. 2
tl
d

(cm3
)
dtl - Đường kính lỗ tiết lưu (cm)
chọn dtl = 3 (mm) = 0,3 (cm)
 Atl = 0,071 (cm3
)
 - Khối lượng riêng của dầu  = 9.10 4
−
(kG/cm
3
)

D
U
T
-
L
R
C
C

81
,
9
.
2
10
.
9
.
071
,
0
.
65
,
0
3
,
52 4
2 −






=
p = 58,9 (kG/cm2
)
Mặt khác ta có:
p = p1-p3
 p3 = p1- p
Trong đó:
p1- Áp suất ở hành trình công tác (kG/cm2
)
p1= 7
,
145 (kG/cm2
)
p3- Áp suất ở buồng (c) (kG/cm2
)
 p3 = 145,7- 58,9 = 86,8 (kG/cm2
)
Xét phương trình cân bằng lực ở van bi ta có:
4
2
1
.
.
3
8
d
p
lx
F

= (2-19)
Trong đó:
d1 - Đường kính tiết diện chảy tại van bi (6) (cm)
Thường d1 = 1,3dtl
Flx8 - Lực lò xo 8 (kG/cm2
)
 36
,
10
4
2
)
3
,
0
.
3
,
1
.(
.
8
,
86
8
=
=

lx
F (kG/cm2
)
• Xác định lực lò xo (4):
Lực lò xo phải được xác định sao cho khi áp suất p1 >152,7 (kG/cm2) thì lò xo (4)
phải ép lại và van piston (3) dịch chuyển đi lên để xả dầu về bể.
Phương trình cân bằng lực:
4
.
.
.
2
4
D
p
x
C
F o
lx


=
= (2-20)
Trong đó:
C - Độ cứng của lò xo (4) (kG/cm)
xo - Độ biến dạng ban đầu của lò xo (4) (cm)
D - Đường kính lớn nhất của piston (3) (cm)
Chọn D = 3 (cm).

D
U
T
-
L
R
C
C
Phương trình trên cho thấy: Diện tích tác dụng của piston (3) bởi ∆p không xét
đến ảnh hưởng đường kính lỗ tiết lưu (1). Vì đường kính lỗ tiết lưu bé nên ta có thể bỏ
qua.
 1
,
416
4
3
.
.
9
,
58 2
4 =
==

lx
F (kG)
Vậy lực lò xo (4): Flx4 = 416,1 (kG)
• Tính áp suất cần thiết để mở được van
Độ mở của piston (3) phải đảm bảo cho lưu lượng dầu cung cấp cho hệ thống đều
phải về bể dầu khi quá tải.
Áp dụng công thức tính lưu lượng của Torricelin ta có:
[Giáo trình: Hệ thống truyền động thủy khí]
( )
2
1
max
max
.
2
.
.. p
p
g
h
d
Q −
=

 (2-21)
Trong đó:
Qmax - Lưu lượng lớn nhất cần cho hệ thống (cm3
/s)
Qmax = 75,36 (l/ph) = 1256 (cm3
/s)
D - Đường kính cần piston (3) (cm)
Chọn d = 1,5 (cm)
hmax - Độ mở lớn nhất của piston (3) (mm)
p1 - Áp suất ở cửa vào (a) (kG/cm2
)
p1 = pb = 152,7 (kG/cm2
)
γ - Khối lượng riêng của dầu (kG/cm3
)
γ = 9.10-4
(kG/cm3
)
p2 - Áp suất ở cửa ra (kG/cm2
)
p2 = 0 (kG/cm2
)
Từ công thức trên ta suy ra độ mở lớn nhất của van (hmax) ứng với lưu lượng lớn nhất
Qmax:
7
,
152
.
10
.
9
81
,
9
.
2
.
5
,
1
.
.
65
,
0
1256
.
.
2
.
.
. 4
1
max
max
−
=
=



 p
g
d
Q
h
2
,
2
)
(
22
,
0 =
= cm (mm)
Phương trình cân bằng khi piston (3) đạt độ mở hmax:

D
U
T
-
L
R
C
C
( ) max
2
max .
4
.
. p
D
C
h
x
xo 
=
+

+

(2-22)
Trong đó:
xo - Độ biến dạng của lò xo ở vị trí ban đầu (cm)
Cho xo= 0,2 (cm)
x - Độ đóng của piston (3) ở vị trí chưa làm việc (cm)
Cho x = 0,2 (cm)
pmax = p1max – p3
= 145,7 – 86,8 = 58,9 (kG/cm2
)

( ) ( )
22
,
0
2
,
0
2
,
0
.
4
9
,
58
.
3
.
.
4
.
. 2
max
max
2
+
+
=
+

+

=


h
x
x
p
D
C
o
671
= (kG/cm)
Như vậy áp suất cần thiết để mở được van:
p1min =(x0+ ho).C (2-23)
( ) 3
2
3
min
min
1
.
4
.
. p
D
C
x
h
p
p
p o +

+
=
+

=

= ( ) 8
,
86
3
.
4
.
671
.
2
,
0
2
,
0 2
+
+

= 124,7 (kG/cm2
)
Vậy khi áp suất của hệ thống đạt đến p1min = 124,7 (kG/cm2
) thì piston (3) của van
an toàn mới làm việc, còn bình thường khi áp suất nhỏ hơn 124,7 (kG/cm2
) thì lượng
dầu thừa của hệ thống chỉ qua lổ thông (1) rồi qua van bi về bể dầu.
Qua các tính toán trên ta thấy rằng đặc tính quan trọng của van tràn là sự thay đổi
áp suất điều chỉnh p1 khi lưu lượng qua van tràn thay đổi. Van sẽ làm việc tốt nếu như
sự thay đổi áp suất càng bé khi lưu lượng thay đổi trong suốt những giá trị lưu lượng
từ (Qmin ÷Qmax).
3.3.11. Tính toán van cản
Van cản dùng để tạo nên một sức cản, trong hệ thống dầu ép: thí dụ như ở cửa ra
của xilanh dầu ép, người ta lắp van cản để tạo nên một áp suất nhất định ở đường ra
làm cho dòng chất lỏng chảy không bị đứt quãng, do đó piston chuyển động êm nhẹ
nhàng.

D
U
T
-
L
R
C
C
Mặt khác, nhờ có van cản đặt ở cửa ra nên khi máy ngừng làm việc, dầu trong
xilanh không bị chảy về bể dầu, do đó khi máy khởi động piston di chuyển không bị
chấn động.
Dựa vào kết cấu người ta chia ra làm 3 loại chính:
• Loại van bi cầu.
• Loại van bi côn.
• Loại van piston.
Ở đây ta chọn loại van piston để tính toán.
Kết cấu và sơ đồ lắp van cản trong hệ thống dầu ép được thể hiện theo hình dưới đây.
a, b,
Hình 3.13.a. Sơ đồ kết cấu của van cản Hình 3.13b. Ký hiệu của van cản
1 - Piston van. 2 - Vít điều chỉnh.
3 - Lò xo. 4 - Thân van.
Chọn kích thước van như sau:
D = 26 (mm) = 2,6 (cm)
d = 16(mm) = 1,6 (cm)
α = 90˚.
β = 45˚.
• Xác định độ mở của van.
Lưu lượng van theo công thức tính. [Giáo trình: Hệ thống truyền động thủy khí]
4
3
2
1
P3
P2
P3
P2

D
U
T
-
L
R
C
C
P
g
F
Q 
= .
.
2
.
.

 (2-24)
Trong đó:
μ- Hệ số thoát dầu, μ = 0,6.
g- Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2
)
F - Tiết diện chảy ở cửa lưu lượng thông giữa buồng a và b.
2
sin
.
.
.

 d
h
F = (mm2
)
h- Độ hở hướng trục. (mm)
γ - Khối lượng riêng của dầu. (kG/cm3
)
∆P- Độ chênh áp giữa buồng a và b. (kG/cm2
)
∆P = Pa – Pb.
Trong đó:
Pb = 0 (áp suất ở cửa ra).
Vậy: ∆P = Pa = 14,9 (kG/cm2
)
Q - Lưu lượng chảy qua van cản, ở đây ta lấy giá trị lưu lượng hồi về lớn nhất ở hành
trình chạy không.
Q = Qmax = 75,36 (l/ph) = 1256 (cm3
/s)
Từ công thức (6-24) suy ra độ hở h của van:
P
g
d
Q
h

=
.
.
2
.
2
sin
.
.
.
max 



.
9
,
14
.
81
,
9
.
2
10
.
9
.
2
2
.
6
,
1
.
14
,
3
.
6
,
0
1256 4
−
=
= 1 (cm) = 10 (mm)
Tính lực lò xo.
Phương trình trên cân bằng lực nút van khi nó chưa mở.
4
.
. 2
d
P
Plx


= (2-25)
Trong đó: Plx = ho.C.
Với: C- Độ cứng của lò xo. (kG/mm)
ho- Độ biến dạng ban đầu của lò xo (3). (mm)

D
U
T
-
L
R
C
C
Phương trình cân bằng lực của nút van khi nó đang ở trạng thái mở:
( )
4
.
.
.
2
d
P
C
h
ho


=
+ (2-26)
Trong đó:
ho.C - Lực lò xo ở trạng thái ban đầu.
ho.C +h.C - Lực lò xo ở trạng thái làm việc.
Từ phương trình (2-26):
( )
4
6
,
1
.
.
9
,
14
.
2

=
+ C
h
ho (kG) (2-27)
Chọn độ nén ban đầu của lò xo ho = 20 (mm), thì ta có thể tính được độ cứng của nó.
Ta có: ho.C +h.C = 169,23
 1
30
9
,
29
23
,
169
=
=
+
=
h
h
C
o
(kG/mm)
Vậy lực lò xo được điều chỉnh ban đầu là:
Plx = ho.C = 20.1 = 20 (kG)
Thay Plx = 20 (kG) vào (4-10) ta tính được độ chênh lệch áp giữa buồng a và buồng b:
10
6
,
1
.
20
.
4
.
4
.
2
2
=
=
=


 d
P
P lx
(kG/cm2
)
Như vậy để điều chỉnh áp suất qua van cản, ta điều chỉnh độ nén ban đầu của lò xo
thông qua vít điều chỉnh.
• Chọn vật liệu chế tạo van.
- Thân van: thép C45.
- Nòng van: thép 40Cr.
- Nắp van: gang xám.
- Thép lò xo: 40CrNi
- Đế van: thép C45.
Với Q2 - Lưu lượng qua van tiết lưu. (l/ph)
ΔP=p2 - p3 (kG/cm2
)
Với ΔP - hiệu áp qua van tiết lưu. (kG/cm2
)
Lưu lượng dầu Q2 qua khe hở được tính theo công thứcTôrixenli như sau:
[Giáo trình: Hệ thống truyền động thủy khí_PGS.TS Trần Xuân Tùy]
Q =C.μ.Ax. P
 (2-28)

D
U
T
-
L
R
C
C
Hoặc A2.v= C.μ.Ax. P

Trong đó:
μ - Là hệ sô thoát dầu.
C=

g
2
=const.
ρ - Khối lựong riêng của dầu (kG/m3
)
ΔP - Áp suất trước và sau khe hở (kG/cm2
)
Ax - Tiết diện chảy của van tiết lưu. (cm2
)
Đấy là giá trị cần điều chỉnh để có lưu lượng Q qua van tiết lưu cần thiết:
A1=
4
2
d

Khi Ax thay đổi thì ΔP thay đổi và v thay đổi.
3.3.12. Lựa chọn van phân phối
Hình 3.14. Kết cấu van phân phối (van Solenoid)
Van phân phối là một loại cơ cấu điều khiển dùng đóng mở các ống dẫn để khởi
động các cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để đảo chiều chuyển động của các xylanh
truyền lực hay động cơ dầu bằng cách thay đổi hướng chuyển động của dầu ép.
Van phân phối có nhiều dạng khác nhau, nhưng dựa vào một đặc điểm chung là
số vị trí và số cửa để phân biệt chúng với nhau. Đối với máy dâng thiết kế ta chọn van
phân phối có 4 cửa và 3 vị trí.
Số vị trí: là số chỗ định vị của van.
Số cửa: là số lỗ dầu vào hoặc ra.

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

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

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