tính toán thiết kế máy ép thuỷ lực 10 tấn

Đề tài tốt nghiệp của ngành chế tạo máy rất đa dạng và phong phú nhưng tập trung vào một số mảng đề tài chính như: Thiết kế máy, lập quy trình công nghệ gia công một sản phẩm cơ khí nào

CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Thực trạng và xu hướng sử dụng máy ép thủy lực hiện nay

Trên thế giới hiện nay có nhiều công ty chế tạo máy ép phục vụ cho ngành công nghiệp nặng và nhẹ như các loại máy ép dùng trong sản xuất giày, máy ép dùng để nong lỗ trong sản xuất chi tiết máy, máy ép dùng để đột, máy ép dùng để ép gạch, dùng để ép ván dăm… Tuy nhiên tính đa dạng trong khâu thiết kế sản phẩm này chưa có, vì lí do nhu cầu sử dụng mặt hàng này không nhiều Nên đa số các công ty chuyên sản xuất máy ép luôn sản xuất theo đơn đặt hàng của đối tác Điều này đã dẫn đến thực trạng nước ta chưa có công ty nào thiết kế và chế tạo ra máy ép hoàn chỉnh Do kinh nghiệm cũng như công nghệ là chưa đủ, mà các công ty chủ yếu là phân phối lại sản phẩm của các công ty nước ngoài hoặc nhận đơn đặt hàng tại Việt Nam rồi đưa về các công ty chính để chế tạo.

Khái niệm và nguyên lý làm việc cơ bản của máy ép thuỷ lực

Máy ép thủy lực đang được ứng dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp chế tạo và cả trong đời sống nhờ khả năng ép được nhiều vật liệu và chất liệu khác nhau với lực nén lớn

Hình 1.1 Máy ép thuỷ lực 10 tấn điều khiển bằng thủ công trên thị trường

Hình 1.2 Máy éo thuỷ lực điều khiển tự động 100 tấn

1.2.2 Nguyên lý cơ bản máy ép thuỷ lực

Máy ép thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý định luật Pascal: Áp lực được truyền trong một hệ thống khép kín là không đổi Đa số máy ép thủy lực hoạt động theo tác dụng tĩnh Nếu ta có 2 pistong được nối với nhau bằng ống dẫn như hình dưới, bên trong chứa đầy chất lỏng Dưới tác dụng của ngoại lực lên pittong 1 là P1, sẽ tạo ra một áp suất trong chất lỏng p, gọi là áp suất thủy tĩnh Theo định luật Pascal, áp lực P được truyền cho toàn bộ khối chất lỏng nằm trong xy lanh 2 và luôn có hướng vuông góc với thành ống Áp suất chất lỏng tạo ra có giá trị 1

= f Như vật, do áp suất chất lỏng luôn có chiều vuông góc với pittong lớn 2, nên chúng tạo ra áp lực lên pittong 2 có giá trị P2= p f2 Chính lực này làm biến dạng vật liệu 2 1 2

= f Từ đó ta suy ra: Do đó, độ lớn của áp lực P2 luôn phụ thuộc vào tỷ số f2/f1 Vì vậy, tỷ số này càng lớn thì áp lực để gia công vật liệu càng lớn

Hình 1.3 Nguyên lí cơ bản của máy ép thuỷ lực

Phân loại máy ép thuỷ lực trên thị trường hiện nay

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy ép thủy lực khác nhau được phân chia thành các dòng máy cụ thể

1.3.1 Phân loại theo vận hành

Xét theo cách thức vận hành thì cơ bản có thể chia máy thủy lực làm hai loại chính đó máy ép thủy lực hoạt động bằng điện và máy ép thủy lực hoạt động bằng tay

Hình 1.4 Máy ép hoạt động bằng điện ( trái), máy ép hoạt động bằng tay ( phải)

1.3.2 Phân loại theo kết cấu

Xét về hình dáng máy và cấu tạo có máy ép thủy lực chữ C, máy ép thủy lực chữ H, máy ép thủy lực 4 trụ hoặc máy ép thủy lực 2 trụ

1.3.3 Phân loại theo vật liệu ép

Xét theo vật liệu ép, loại máy này có thể chia thành máy ép thủy lực cho kim loại và máy ép thủy lực cho phi kim loại Các loại máy ép cho kim loại có thể kể đến như máy ép dập tấm, máy ép phế liệu kim loại, máy ép chảy hoặc máy ép đùn các sản phẩm dạng ống, thanh từ thép hoặc hợp kim màu, máy rèn thủy lực tự do và dập thể tích, máy rèn khuôn,…Trong khi đó máy thủy lực cho phi kim loại chủ yếu là máy ép bùn, máy ép bột, máy ép chất dẻo, máy ép giấy vụn, máy ép rác,…

1.3.4 Phân loại theo áp lực và công suất

Xét theo áp lực và công suất tạo ra thì máy ép thủy lực được chia thành các loại máy ép công suất nhỏ và công suất lớn như máy ép 10 tấn, máy ép 100 tấn, máy ép 250 tấn hoặc có thể lên tới trên 10.000 tấn Thông thường các máy ép thông dụng và phổ biến nhất trên thị trường hiện nay là máy ép có công suất nhỏ thường dao động từ 10 tấn cho đến 100 tấn bởi cấu tạo đơn giản đồng thời đủ để đáp ứng tốt nhu cầu ép nhiều loại vật liệu với kích thước khác nhau.

Cấu tạo cơ bản của ép ép thuỷ lực

Xilanh thủy lực là cơ cấu chấp hành dùng để biến đổi thế năng của dầu thành cơ năng, thực hiện chuyển động thẳng

Xilanh thủy lực được chia làm hai loại: xilanh lực và xilanh quay (hay còn gọi là xilanh mômen) Trong xilanh lực, chuyển động tương đối giữa pittông với xilanh là chuyển động tịnh tiến

Trong xilanh quay, chuyển động tương đối giữa pittông với xilanh là chuyển động quay (với góc quay thường nhỏ hơn 3600) Pittông bắt đầu chuyển động khi lực tác động lên một trong hai phía của nó (lực đó có thể là lực áp suất, lực lò xo hoặc cơ khí) lớn hơn tổng các lực cản có hướng ngược lại chiều chuyển động (lực ma sát, thủy động, phụ tải, lò xo, )

Ngoài ra còn được chia ra: Xilanh tác dụng đơn và xilanh tác dụng kép Đây là thành phần quan trọng của máy giúp chuyển hóa năng lượng Dưới sự hoạt động của xilanh và piston sẽ chuyển hóa áp suất của chất lỏng thành một lực cơ năng rất lớn để tác động vào vật thể

Xi lanh thủy lực được dùng để chuyển đổi nguồn năng lượng của dầu, các chất lỏng thủy lực thành động năng nhằm tạo ra lực ở đầu cần Sau đó nó sẽ thực hiện các chức năng như: nén, ép, đẩy, kéo, nghiền, …

Việc tìm hiểu về cấu tạo của xy lanh thủy lực nói riêng và các thiết bị kỹ thuật nói chung sẽ giúp tăng hiệu quả sử dụng, tăng độ bền và giảm thiểu sự cố

Cấu tạo xi lanh thủy lực thường sẽ gồm rất nhiều bộ phận nhỏ Những xi lanh chất lượng sẽ được các hãng sản xuất, gia công tỉ mỉ, chính xác đến từng chi tiết nhỏ

Hình 1.5 Cấu tạo bên trong xilanh thuỷ lực

- 1, 10: Thân và ắc phía đầu cần xi lanh -2: Vú mỡ

- 9: Bạc đạn tự xoay (bạc đạn nhào)

Xi lanh thủy lực gồm có hai thành phần chính: là vỏ ống xi lanh và ti cần pít tông Phần đuôi của vỏ ống xi lanh thường được kết nối với ống xi lanh thông qua mối hàn hoặc ren và có cấu tạo bằng lỗ ắc hoặc mặt bích tùy vào ứng dụng của loại xi lanh

Phần đầu cán piston thường là hàn với ắc chốt hoặc tiện ren để thuận tiện cho việc thay thế cũng như lắp các kiểu liên kết khác nhau của piston với thiết bị khác cho phù hợp kèm theo đó là hai đường dầu A và B cấp dầu cho phép xi lanh làm việc một hoặc 2 chiều

1.4.2 Bơm thủy lực Đây là thành phần giúp người dùng chuyển hóa cơ năng (lực tác động của tay) hoặc điện năng (với máy dùng điện) thành thủy năng để tạo ra áp suất lớn Đây là bộ phận có thể tích hợp sẵn hoặc tháo rời với máy Hiện nay loại bơm Piston được sử dụng trong các máy ép thuỷ lực là nhiều vì áp suất bơm lớn

Lưu lượng của bơm về lý thuyết không phụ thuộc và áp suất (trừ bơm ly tâm), mà chỉ phụ thuộc vào kích thước hình học và vận tốc quay của nó Nhưng trong thực tế do sự rò rỉ qua khe hở giữa các khoang hút và khoang đẩy, nên lưu lượng thực tế nhỏ hơn lưu lượng lý thuyết và giảm dần khi áp suất tăng Một yếu tố gây mất mát năng lượng nữa là hiện tượng hỏng Hiện tượng này thường xuất hiện, khi ống hút quá nhỏ hoặc dầu có độ nhớt cao Khi bộ lọc đặt trên đường hút bị bẩn, cùng với sự tăng sức cản của dòng chảy, lưu lượng của bơm giảm dần, bơm làm việc ngày một ồn và cuối cùng tắc hẳn Bởi vậy cần phải lưu ý trong lúc lắp ráp làm sao để ống hút to, ngắn và thẳng

• Bơm với lưu lượng cố định

+ Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

+ Bơm bánh răng ăn khớp trong

• Bơm với lưu lượng thay đổi

+ Bơm pittông hướng trục (truyền bằng đĩa nghiêng)

+ Bơm pittông hướng trục (truyền bằng khớp cầu)

Bơm piston hướng tâm là bơm có cá piston chuyển động hướng tâm với trục quay của rotor Tùy thuộc vào số piston ta có các lưu lượng khác nhau Kiểu bơm này có nhược điểm là kích thước lớn, chế tạo phức tạp

Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo bơm piston rotor hướng tâm

1 Rotor, 2 Stator, 3 Piston, 4 Vành nổi, 5 Bệ trượt, 6 Vành trượt điều khiển vành nổi, 7 Vòng bi vành nổi,

8 Vòng bi đỡ trục, 9 Bu li khớp nối,

10 Trục bơm, 11 Phanh hãm phớt làm kín

12 Phớt làm kín cổ trục bơm, 13 Vỏ bơm, 14 Nắp bơm, 15 Trục phân phối dầu,16 Cần điều khiển độ lệch tâm e, a,b Hai đường dẫn dầu

Lưu lượng được tính toán bằng việc xác định thể tích của xilanh Nếu ta đặt d- là đường kính của xilanh   cm , thì thế tích của một xilanh khi rôto quay một vòng:

Trong đó: h - hành trình pittông   cm

Vì hành trình của pittông h = 2 e ( e là độ lệch tâm của rôto và stato), nến nếu bơm có z pittông và làm việc với số vòng quay là n [vòng/phút], thì lưu lượng của bơm sẽ là:

Hành trình của pittông thông thường là h = ( 1, 3 1, 4  ) d và số vòng quay n max 1500vg / ph

Lưu lượng của bơm pittông hướng tâm có thé điều chinh bằng cách thay đổi độ lẹch tâm (xê dich vòng trươt), hình 1.7

Hình 1.7 Bơm piston hướng tâm Pittông (3) bố trí trong các lỗ hướng tâm rôto (6), quay xung quanh trục (4) Nhờ các rãnh và các lỗ bố trí thích hợp trên trục phân phối (7), có thể nối lần lượt các xilanh trong một nữa vòng quay của rôto với khoang hút nữa kia với khoang đẩy Sau một vòng quay của rôto, mỗi pittông thực hiện một khoảng chạy kép có lớn bằng 2 lần độ lệch tâm e Trong các kết cấu mới, truyền động pittông bằng lực ly tâm Pittông (3) tựa trực tiếp trên đĩa vành khăn (2) Mặt đầu của pittông là mặt cầu (1) đặt hơi nghiêng và tựa trên mặt côn của đĩa dẫn Rôto (6) quay được nối với trục (4) qua ly hợp (5) Để điều khiển độ lệch tâm e, ta sử dụng vít điều chỉnh (8)

Bơm bánh răng là loại bơm dùng rộng rãi nhất vì nó có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Phạm vi sử dụng của bơm bánh răng chủ yếu ở những hệ thống có áp suất nhỏ trên các máy khoan, doa, bào, phay, máy tổ hợp, Phạm vi áp suất sử dụng của bơm bánh răng hiện nay có thể từ 10 từ 200bar (phụ thuộc vào độ chính xác chế tạo) Bơm bánh răng gồm có: loại bánh răng ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong, có thể là răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chử V Loại bánh răng ăn khớp ngoài được dùng rộng rãi hơn vì chế tạo dễ hơn, nhưng bánh răng ăn khớp trong thì có kích thước gọn nhẹ hơn

Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng là thay đổi thể tích: khi thể tích của buồng hút

Ưu điểm, nhược điểm của máy ép thuỷ lực

- Truyền động được công suất cao và lực lớn nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao, đòi hỏi ít về chăm sóc và bảo dưỡng

- Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và không cấp nhờ các thiết bị điều khiển kỹ thuật số hóa, dễ thực hiện tự động hóa theo điều kiện làm việc hoặc chương trình đã cho sẵn

- Kết cấu nhỏ gọn, nối kết giữa các thiết bị với nhau dễ dàng bằng việc đổi chỗ các mối nối ống

- Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ cấu chấp hành

- Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao

- Nhờ quán tính nhở của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có thể sử dụng vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh như trong trường hợp cơ khí hay điện

- Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, ngay cả những hệ mạch phức tạp

- Tự động hóa đơn giản dùng các phần tử tiêu chuẩn hóa

- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn

- Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu suất và phạm vi ứng dụng

- Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của dầu và tính đàn hồi của đường ống dẫn

- Nhiệt độ và độ nhớt thay đổi làm ảnh hưởng đến độ chính xác điều khiển

- Khả năng lập trình và tích hợp hệ thống kém nên khó khăn khi thay đổi chương trình làm việc

- 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.

Cơ sở lý thuyết quá trình biến dạng dẻo của kim loại

1.6.1 Lí thuyết về biến dạng

Khi kéo từ từ theo chiều trục một mẫu kim loại tròn, dài ta được biểu đồ kéo hay còn gọi là biểu đồ tải trọng – biến dạng với dạng điển hình được trình bày ở hình sau Biểu đồ này cho ta 1 khái niệm chung về các loại biến dạng và phá hủy

Hình 1.10 Sơ đồ biến dạng dài theo tải Khi tải trọng đặt vào nhỏ , F < Fđh, độ biến dạng (được biểu thị bằng độ dãi giài ) tỷ lệ bậc nhất với tải trọng , khi bỏ tải trọng biến dạng mất đi Biến dạng như vậy gọi là biến dạng đàn hồi Ví dụ, dưới tải trọng F1 mẫu bị dài thêm 1 đoạn O1, nhưng khi bỏ tỉa trọng đi mẫu trở lại kích thước ban đầu Khi tải trọng vào F>Fđh, độ biến dạng tăng nhanh theo tải trọng, khi bỏ tải trọng biến dạng không bị mất đi mà vẫn còn lại 1 phần Biến dạng này được gọi là biến dạng dẻo Ví dụ, khi đặt tải trọng F” mẫu bị kéo dài theo đường Oea tức bị dài thêm 1 đoạn Oa”, nhưng khi bỏ tải trọng mẫu bị co lại theo đường song song với đoạn thẳng Oe nên cuối cùng vẫn bị dài thêm một đoạn Oa’, phần này chính là phần biến dạng dẻo hay dư , còn lại sau quá trình; còn a’a” là phần biến dạng đàn hồi còn mất đi sau quá trình Nếu tiếp tục tăng tải trọng đến giá trị cao nhất Fb, lúc đó trong lim loại xảy ra biến dạng cũ bộ ( hình thành co thắt ), tải trogj giảm đi mà biến dạng vẫn tăng dẫn đến đứt và phá hủy ở điểm C

Như chúng ta đã biết dưới tác dụng của ngoại lực , kim loại biến dạng theo các giai đọan : biến dạng đàn hồi , biến dạng dẻo và biến dạng phá hủy Tùy theo từng cấu trúc tinh thể của mỗi loại các giai đoạn trên có thể xảy ra với các mức độ khác nhau : dưới đây sẽ khảo sát cơ chế biến dạng trong đơn tinh thể kim loại trên cơ sở đó nghiên cứu biến dạng dẻo của các kim loại và hợp kim

Trong đơn tinh thể kim loại , các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định , mỗi nguyên tử luôn luôn dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó (a)

Hình 1.11 Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể Biến dạng đàn hồi : dưới tác dụng của ngoại lực , mạng tinh thể bị biến dạng Khi ứng suất sinh ra trong kim loại chưa vượt quá giới hạn đàn hồi của các nguyên tử kim loại dịch chuyển không vượt quá 1 thông số mạng (b) , nếu thôi tác dụng lực , mạng tinh thể trở về trạng thái ban đầu

Biến dạng dẻo : khi ứng suất sinh ra trong kim loại vượt quá giới hạn đàn hồi , kim loại bị biến dạng dẻo do trượt và song tinh

Theo hình thức trượt , một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định , mặt phẳng này gọi là mặt trượt (c) Trên mặt trượt , các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng , sau khi dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới , bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trang thái ban đầu Theo hình thức song tinh , một phần tinh thể vừa trượt vừa quay đến 1 vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua 1 mặt phẳng gọi là mặt song tinh (d) Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh

Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủ yếu gây ra biến dạng dẻo trong kim loại , các mặt trượt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao nhất , Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé , nhưng khi có song tinh trượt sẽ xảy ra thuận lợi hơn

Biến dạng dẻo của đa tinh thể : kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể ( hạt tinh thể ) , cấu trúc chung của chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có 2 dạng : biến dạng trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới hạt Sự biến dạng trong nội bộ hạt do trượt và song tinh Đầu tiên sự trượt xảy ra ở các hạt có mặt trượt tạo với hướng của ứng suất chính 1 góc bằng hoặc xấp xỉ 45 0 , sau đó mới đến các hạt khác Như vậy biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xảy ra không đồng thời và không đồng đều Dưới tác dụng của ngoại lực , biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến dạng , khi đó các hạt trượt và quay tương đối với nhau Do sự trượt và quay của các hạt , trong các hạt lại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục xuất hiện

1.6.2 Tính dẻo của kim loại :

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực mà không bị phá hủy Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt các nhân tố khác nhau : thành phần và tổ chức của kim loại , nhiệt độ , trạng thái ứng suất chính , ứng suất dư , ma sát ngoài , lực quán tính , tốc độ biến dạng

Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau chẳng hạn đồng , nhôm dẻo hơn sắt Đối với các hợp kim , kiểu mạng thường phức tạp , xô lệch mạng cũng làm giảm tính dẻo của kim loại

Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ , hầu hết kim loại khi tăng nhiệt độ tính dẻo tăng , dao động nhiệt của các nguyên tử tăng , đồng thời xô lệch mạng giảm , khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thường tồn tại ở pha kém dẻo , khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thì hình thành pha có độ dẻo cao

Khi kim loại bị biến dạng nhiều , các hạt tinh thể bị vỡ vụn , xô lệch mạng tăng , ứng suất dư lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh ( hiện tượng biến cứng ) Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25- 0,30 Tnc ( nhiệt độ nóng chảy ) ứng suất dư và xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại ( hiện tượng phục hồi ) Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại , tổ chức kim loại sau kết tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn , mạng tinh thể hoàn thiện hơn nên độ dẻo tăng

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khối chịu ứng suất nén mặt , nén đường hoặc chịu ứng suất nén kéo Ứng suất dư, ma sát ngoài làm thay đổi trang thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm

Hình 1.12 Các dạng ứng suất Ứng suất đường :  max = 1/2 (1.6) Ứng suất mặt :  max = (   1 − 2 ) / 2 (1.7) Ứng suất khối :  max = (  max −  max ) (1.8) Nếu   1 = 2 = 3 thì  = 0 và không có biến dạng Úng suất chính để kim loại biến dạng dẻo là biến dạng chảy  ch Điều kiện biến dạng dẻo:

Khi kim loại chịu ứng suất đơờng

1 ch suy ra max ch / 2

Khi kim loại chịu ứng suất mặt

Khi kim loại chịu ứng suất khối o −  =  (1.11)

Các phơơng trình trên gọi là phơơng trình dẻo Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thế năng của biến dạng đàn hồi

A0 : thế năng để thay đổi thể tích vật thể (trong biến dạng đàn hồi thể tích của vật thể tăng lên, tỉ trọng giảm xuống)

Ah : thế năng để thay đổi hình dáng vật thể

Trạng thái ứng suất khối, thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Húc đơợc xác định

Nhơ vậy biến dạng tơơng đối theo định luật Húc:

 =  −  +  =  −   + =  −  + (1.14) Theo (2.8) thế năng của toàn bộ của biến dạng đơợc biểu thị:

Lơợng tăng tơơng đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi|bằng tổng biến dạng trong 3 hơớng cùng góc:

E : mô đun đàn hồi của vật liệu

Thế năng để làm thay đồi thể tích

Thế năng dùng để thay đồ hình dáng vật thể:

Vậy thế năng đơn vị để biến hình khi biến dạng đường sẽ là:

( 1− 2 ) ( 2 + 2−3 ) ( 2 +  3− 1 ) 2 =20 = const (1.20) Đây gọi là phương trình năng lượng biến dạng dẻo Khi các kim loại biến dạng ngang không đáng kể nên theo ta có thể viết:

Khi biến dạng dèo ( không tính đến đàn hồi ) thể tích của vật không đổi vậy ΔV 0 = ta có :

Từ đó : 1−2=0, vây =9,5 ta có : 2 1 3

  + Vây phươnng trình dẻo có thể viết:

 − = =  (1.23) khi  1 = − 3 thì trên mặt nghiêng ứng suất pháp bẳng 0 , úng suát tiếp khi  E

So sánh nó với (khi  1 = −  3 ) v max k 0,58 0.

Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là : k=0,58 0 gọi là hẳng số dẻo số trạng thái ứng suất biến dạng dẻo

Phương trình dẻo rất quan trọng để giải các bài toản trong gia công kim loại bằng áp lực

1.6.3 Biến dạng dẻo kim loại trong trạng thái nguội :

Thực tế cho thấy với sự gia tăng mức độ biến dạng nguội thì tính dẻo của kim loại sẽ giảm và trở nên giòn khó biến dạng

Hình vẽ dứới đây trình bày đường cong về mối quan hệ giữa các tính chất cơ học của thép và mức độ biến dạng rất rỏ ràng nếu biến dạng vượt quá 80% thì kim loại hầu như mất hết tính dẻo

Hình 1.13 Mối quan hệ giữa tính chất cơ học và mứt độ biến dạng

1.7 Phân tích máy ép thuỷ lực thiết kế

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP THUỶ LỰC 10 TẤN

Yêu cầu kỹ thuật

Tất cả máy móc khi thiết kế chế tạo đều có yêu cầu kỹ thuật để quá trình hoạt động đạt hiệu quả cao Dưới đây là yêu cầu kỹ thuật của máy ép thủy lực:

+Yêu cầu hàng đầu là máy phải đủ độ cứng vững trong khi làm việc

+Máy sử dụng phải an toàn, chịu được điều kiện khí hậu nóng ở Việt Nam, vì nhiệt độ cao làm nhiệt độ của chất lỏng tăng nhanh ảnh hưởng đến áp suất làm việc

+Áp suất phải ổn định khi làm việc

+Khi có sự cố xảy ra phải dừng máy ngay lúc đó.

Thông số xilanh thuỷ lực

2.2.1 Tính toán các thông số hình học:

Ta lựa chọn xylanh kiểu piston Xylanh kiểu pistonlà xy lanh tác dụng 2 chiều, có khả năng tạo ra lực nén gia công khi áp suất chất lỏng tác dụng vào mặt trên và có thể trở về khi áp suất chất lỏng tác dụng ở phía dưới của piston

Hình 1.15 Sơ đồ lực tác dụng Piston

Trong đó : F : là lực tạo ra ở đầu cần piston (N) Theo thiết kế là F = 10000N (10 tấn)

P : là áp suất làm việc của xylanh (bar) P20 bar

D : là đường kính trong của xylanh (m)

A1 : là diện tích tác dụng (m 2 )

Vậy đường kính của xylanh là :

Với tiêu chuẩn TCVN 2144 – 77 và tiêu chuẩn TCVN 192 – 66 chọn như sau :

Ta chọn đường kính trong xylanh là : D = 63 (mm)

Dc = (0,60,8).D = 0,8.63 = 50.4 (mm) (2.2) Với tiêu chuẩn TCVN 2144 – 77 và tiêu chuẩn TCVN 192 – 66 chọn như sau :

• Chiều dài cần piston và piston Để đảm bảo sức bền của thanh truyền piston khi làm việc, chiều dài L p của trục piston phải thõa mãn công thức sức bền vật liệu sau:

Với K - tải trọng tới hạn

E - môđun đàn hồi, E=2.1 10  6 kg cm/ 2 (đối với thép);

J - mômen quán tính đối với tâm thanh truyền,

= = 30,6 ( cm 4 ) Như vậy ta thay các số liệu vào, ta được L :

=  =   Để đảm bảo độ bền cần piston ta chọn L p = 1245 mm ( ).Đối với xilanh, áp dụng công thức, ta có:

Kiểm nghiệm lực ép của piston :

Tính lại diện tích làm việc của xylanh

Tính áp suất làm việc

2.2.2 Lực ma sát giữa Piston và xylanh Để đảm bảo tính công nghệ người ta sử dụng xylanh có nhiều Segment (Xéc Măng) lắp trên các rãnh ở đầu piston Ngoài ra còn dùng vòng chắn dầu ở cần piston để đảm bảo độ kín khít Ma sát giữa piston và xylanh xảy ra ở hai khu vực:

• Khu vực giữa các vòng xecmăng trên đầu piston với thành trong của xylanh (Fmsp)

• Khu vực giữa các vòng chắn dầu với cần đẩy của piston (Fmsc)

Hình 2.4 Kết cấu cụm xylanh

1 Nắp dưới Piston 2 Vòng chắn 3 Cần piston 4 Thân xylanh 5 Nắp trên piston

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)

 - 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 fđ = (0,05 - 0,08) với v > 0,2 (m/s) fđ = (0,1- 0,2) với v < 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) 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)

Trong quá trình làm việc, các xylanh thủy lực chịu tác động của áp suất bên trong đƣợc tạo thành do chất lỏng làm việc và tải trọng bên ngoài Vì vậy phải tính toán sức bền của xilanh để đảm bảo các điều kiện làm việc đặt ra

• Tính chiều dày thành xylanh (t):

Hình 2.6 Chiều dày thành xilanh

Theo [Giáo trình: Hệ thống truyền động thủy lực và khí nén _Trần Ngọc Hải_Trần Xuân Tùy_Trang 43]

Với xilanh thành mỏng, ta có: n 1, 2

Trong đó: c - Đại lượng bổ sung cho chiều dày tối thiểu của thành xilanh có tính đến dung sai gia công, khi đường kính trong được gia công theo, đường kính ngoài theo h10 Theo [Giáo trình] ta chọn 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]

 b p Kg / mm , p 152, 7 kG / cmTa có: m=0, 035.Thay vào ta có:

Vậy chiều dày tối thiểu của thành xilanh phả đảm bảo: t min  3.2 mm ( ).Chọn theo máy chuẩn t = 5 mm ( )

2.2.4 Kiểm tra bền đối với trụ piston

Lực ép lớn nhất theo thiết kế:

Trụ piston chịu kéo nén đúng tâm Ứng suất tại các tiết diện:

[Sức bền vật liệu_tập 1_Lê Viết Giảng_Phan Kỳ Phùng]

 - Úng suất tại tiết diện cần xét N 2 mm

F - Diện tích lực tác dụng (mm)

Theo điều kiện bền ta có ứng suất lớn nhất phải nhỏ hơn ứng suất cho phép:

 - Ửng suất lớn nhất ( N / mm 2 )

[ ] 0 - Ứng suất cho phép ( N / mm 2 )

Ta chọn vật liệu làm trụ piston là thép C45 thường

[ ] ch - Giới hạn chà củ vật liệu ( N / mm 2 ) n - Hệ số an toàn, n=1, 5

Theo bảng 3-8: cơ tính của một số loại thép [Trang 40_Thiết kế chi tiết máy_Nguyễn Trọng Hiệp) ta có:

Thay số vào ta có:

=  =  Vậy trụ Piston đảm bảo bền

2.2.5 Kiểm tra tính ổn định trụ Piston Độ mảnh của cần piston được tính theo công thức: min l i

 - Hệ số phụ thuộc vào kết Ca (dạng) liên kết hai đầu thanh Chọn  =2 ứng với dạ g li`n két một đầu ngàm, một đầu tự do

1 - Chiều dài cần piton, 1 = 585 mm ( ) imin - Bán kính quán tính nhỏ nhất ( mm )

= Ứng với độ mảnh =13,54 nó thuộc khoảng giá trị độ mảnh bé 0   40 Vì vậy giá trị ứng suất tới hạn  th được coi bằng ứng suất giới hạn chảy của vật liệu Đối với vật liệu thép C45 ta có th )0 N / mm( 2 ).Để cần piston thõa mãn điều kiện ổn định thì phải thõa mãn điều kiện:

th - Ứng suất tới hạn ( N / mm 2 )

[ ] od - Ưng suất ổn định cho phép ( N / mm 2 ) kod - hệ số ổn định Chọn k od =2

 =   Vậy cần piston đảm bảo ổn định

2.2.6 Tính toán các thông số động học

Lưu lượng cấp cho xylanh :

Trong đó : Q : là lưu lượng cấp cho xylanh (m 3 /s)

F : là diện tích tác dụng của xylanh (m 2 ) v : là vận tốc cần piston (m/s)

Tốc độ cần piston trong hành trình tiến là :

Lưu lượng cấp cho xylanh trong hành trình ép là:

Tốc độ cần piston trong hành trình lùi về là: v2 2

20 =0.0087 (m/s) Lưu lượng cấp cho xylanh trong hành trình lùi về là:

Chọn dầu làm việc cho hệ thống

+ Dầu thủy lực đóng vai trò quan trọng giúp cho hệ thống thủy lực làm việc an toàn và chính xác Bên cạnh là tác nhân truyền tải áp lực và truyền chuyển động, nó còn giúp bôi trơn các chi tiết chuyển động, chống lại lực ma sát, nó cũng làm kín các bề mặt tiếp xúc, truyền thải nhiệt và ngăn ngừa sự mài mòn

+ Thông thường, dầu thủy lực được lựa chọn trên hai yếu tố chính: Thời tiết nơi thiết bị sử dụng và các yêu cầu của bộ phận thủy lực sử dụng trong hệ thống truyền động thủy lực Có rất nhiều yêu cầu chất lượng khác nhau đối với dầu thủy lực nhưng điều quan trọng nhất trong số đó là độ nhớt của dầu không thay đổi nhiều với sự thay đổi của nhiệt độ + Nếu độ nhớt của dầu lựa chọn quá cao:

Ma sát trượt tăng lên, phát sinh ra nhiệt và tổn thất năng lượng lớn

Tổn thất trong mạch dầu tăng lên và tổn thất áp suất cũng tăng lên

+ Nếu độ nhớt của dầu lựa chọn quá nhỏ:

Rò rỉ trong bơm sẽ tăng lên, hiệu suất thể tích không đạt được và do đó áp suất làm việc yêu cầu không đáp ứng được

Do có sự rò rỉ bên trong của các van điều khiển, xylanh sẽ bị thu lại dưới tác dụng của phản lực, còn motor không thể sản ra đủ mô–men yêu cầu trên trục quay

+ Để đáp ứng các nhu cầu trên ta chọn dầu thủy lực: AW32 có các thông số sau:

Cấp độ nhớt ISO 32 Điểm chớp cháy, o C 210

Cấp tải FZG 10 Điểm rót chảy, o C -33 Độ nhớt ở 40 o C, mm 2 /s 30,5 Độ nhớt ở 100 o C, mm 2 /s 5,3

Tính toán đường ống thủy lực

2.4.1 Phân loại Ống dẫn được dùng trong hệ thủy lực phải được chế tạo chính xác, liền nhau không được hàn nối Ống có kích cỡ theo tiêu chuẩn phù hợp với một giới hạn áp suất chịu đựng khác nhau và đường kính tiêu chuẩn của ống có thể lên đến 100mm Nhiệm vụ chính của đường ống là nối giữa các bộ phận để dẫn lưu chất trong hệ thống Các đường ống thường được phân theo chức năng của chúng gồm:

+ Đường ống làm việc: đường ống nạp, đường ống áp lực, hồi tiếp

+ Đường ống không làm việc: đường ống xả, đường ống tín hiệu

Hiện nay có 3 loại ống dùng trong thủy lực: ống tube, ống pipe và ống mềm

• Ống tube: ống tube được sử dụng trong hệ thống thủy lực yêu cầu các đường ống dẫn có đường kính không lớn hơn 1 inch(25.4mm) và áp suất không vượt quá 400bar Ống tube được làm loe ra và được lắp với các khớp nối nén ép có ren Có 2 loại ống tube: + Loại không có ghép mối: được sản xuất bằng cách kéo nguội hoặc dùng các phôi ép nong từ thép lặng mềm

+ Loại ghép mối: được hàn giáp mí chế tạo từ thép lá được cán nguội, sau đó được tạo thành ống, hàn và kéo

Loại không ghép mối được chế tạo có kích cỡ lớn hơn loại ống tube hàn điện Trong thực tế thì ống tube sử dụng thõa đáng hơn, bởi vìchúng rất dễ uốn, yêu cầu ít chi tiết hơn và khớp nối cũng ít hơn

• Ống pipe: được làm ren với các khớp nối có ren trong có thể được sử dụng với đường kính lên đến 32mm và áp suất cỡ 70bar

Trong trường hợp hệ thống thủy lực đường kính có áp suất vượt quá 70 bar và đường kính lớn hơn 32mm th ống sẽ sử dụng mặt bích, hàn lại và các khớp nối cũng liên kết bằng hàn Kích cỡ của ống định rõ bằng đường kính danh nghĩa bên trong, đường ren ống pipe là đồng nhất ở tất cả các kích cỡ, không kể đến độ dày thành ống Ống pipe được sử dụng trong các hệ thống thủy lực có kích thước lớn, ở những nơi cần lưu lượng dòng chảy lớn, và đặt biệt thích hợp cho những đườn ống thẳng, cố định và dài Ống pipe được làm ren côn trên đường kính ngoài để lắp vào lỗ côn hoặc khớp nối Tuy nhiên, nó không thể uốn được, thay vào đó khớp nới sẽ được sử dụng tai mọi vị trí cần liên kết Chính điều này đã làm cho tăng giá thành hệ thống và tạo điều kiện cho sự rò rỉ

• Ống mềm: các loại ống mềm được sử dụng ở những nơi đường ống thủy lực được nối với những thiết bị di chuyển với nhau Ống mềm được chế tạo thành 3 lớp Vật liệu lớp trong cùng bằng cao su tổng hợp, chất liệu cao su được xác định bằng loại dầu thủy lực sử dụng trong hệ thống Các lớp ở giữa là các lớp tăng cường độ bền cho ống, có thể bằng sợi vải hoặc cao su đối với những ống chịu áp suất thấp, hoặc loại dây bện lưới tay thế cho sợi vải đối với những ống chịu áp suất cao hơn Ống mềm được sử dụng rất phổ biến bởi vì nó làm đơn giản hóa hệ thống ống dẫn trong hệ thống thủy lực Khi thiết đặt một cách đúng đắn, sẽ tạo điều kiện cho giảm bớt sự va đập, các ống mềm được thiết đặt tự do, tránh sự uốn cong của các khớp nối giữa các đầu liên kết

Trong đường ống thủy lực, chất lỏng công tác được vận chuyển từ bể dầu qua bơm nguồn đến các van, cơ cấu chấp hành rồi hồi về bể nhờ hệ thống các đường ống thủy lực Đường ống thủy lực phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ bền cần thiết

- Đảm bảo hao phí áp suất là thấp nhất

- Đảm bảo không rò rỉ

- Đảm bảo không chứa và tạo bong bóng khí, nước

Vì áp suất làm việc của hệ thống cao và môi trường làm việc của máy ép nên ta chọn ống dẫn cứng được sản xuất từ thép:

2.4.1 Tính toán đường kính các đường ống Được tính theo công thức d 4Q

Trong đó: d là đường kính trong của ống (m)

Q là lưu lượng chảy qua ống (m 3 / )s v là vận tốc của dầu chảy trong ống ( m/s)

Bề dày ống được tính theo công thức: max

Trong đó : bề dày ống (m) n hệ số an toàn, chọn n=1,5

P max áp suất lớn nhất của dầu qua ống ((N/m 2 ) Đường kính trong của ống (m)

 v ứng suất tới hạn của vật liệu làm ống (0,3 0,35) v b

 = −  ,chọn vật liệu làm ống thép là thép có  b =380(Mpa) suy ra chọn  v =125( Mpa )

Khối lượng riêng của dầu AW32 là:

: là hệ số trở lực cục bộ phụ thuộc vào dạng trở lực cục bộ

Chọn mối nối thủy lực

Mối nối thủy lực đảm bảo việc lắp ghép ống thủy lực vào các phần tử của hệ , ngoài ra các mối nối còn được thiết kế theo yêu cầu tháo lắp của hệ

Mối nối thủy lực được chia thành mối nối tháo được và mối nối không tháo được Trong máy ép thủy lực 0 tấn thiết kế ta chọn cả hai mối ghép trên Mối nối không tháo được ở các vị trí mối của bộ nguồn và và các mối nối của phần còn lại của mạch Mối nối kiểu này được gia công bằng phương pháp hàn, dán đầu mối hai ống hoặc dùng ống chuyển Ưu điểm của mối nối này là giảm được (25-30) % về mức khối lượng so với mối nối tháo được ứng với cùng một hệ thống thủy lực

Mối nối tháo được loại cố định ở vị trí nối giữa bộ nguồn và hệ thống để ta có thể tháo lắp , bảo dưỡng bộ nguồn hay hệ thống một cách thuận lợi Mối nối tháo được loại cố định sử dụng mặt côn ngoài

Hình 1.16 Mối nối ống thuỷ lực Mối nối dạng này bao gồm ống dẫn 1 ( đoạn cuối ống dẫn 1 có dạng mặt côn – góc lệch 30 o C ), ống chẹn 2 , ống lồng 3 và đai ốc 4 Độ bít kín của mối nối được đảm bảo bởi sự tiếp xúc mặt côn trong giữa ống chẹn 2 và mặ công ngoài ống dẫn 1 Nhược điểm của loại này làm giảm độ bền của ống nối tại đoạn nối , khó nhận biết được bằng mắt thường vị trí dạn nứt , momen xoắn – kéo đối với đai ốc 4 tương đối lớn , ít chủng loại , cần dụng cụ chuyên nghiệp để tạo ra mặt côn cho ống dẫn 1.

THIẾT KẾ MÁY ÉP THUỶ LỰC 10 TẤN BẰNG PHẦN MỀM

Giới Thiệu Về Phần Mềm Solidworks Và Autocad

Hiện nay Solidworks được sử dụng khá phổ biến trên thế giới Ở Việt Nam phần mềm này được sử dụng rất nhiều không chỉ trong lĩnh vực cơ khí mà nó còn được mở rộng ra các lĩnh vực khác như: Điện, khoa học ứng dụng, cơ mô phỏng,

Hình 3.1 Logo phần mềm 3D Solidworks Phần mềm Solidworks cung cấp cho người dùng những tính năng tuyệt vời nhất về thiết kế các chi tiết các khối 3D, lắp ráp các chi tiết đó để hình thành nên nhưng bộ phận của máy móc, xuất bản vẽ 2D các chi tiết đó là những tính năng rất phổ biến của phần mềm Solidworks, ngoài ra còn có những tính năng khác nữa như: Phân tích động học ( motion), phân tích động lực học (simulation) Bên cạnh đó phần mềm cong tích hợp modul Solidcam để phục vụ cho việc gia công trên CNC nhờ có phay Solidcam và tiện Solidcam hơn nữa bạn cũng có thể gia công nhiều trục trên Solidcam, modul 3Dquickmold phục vụ cho việc thiết kế khuôn

Việc tích hợp nhiều tính năng và modul cũng như các Add-in trên phần mềm Solidworks giúp cho người sử dụng chuyên môn hóa trên phần mềm hơn Và không cần phải sử dụng nhiều phần mềm để thực hiện các công việc khác nhau

3.1.1 Thiết kế mô hình 3D chi tiết

SOLIDWORKS nổi bật trong số các giải pháp phần mềm thiết kế 3D CAD bởi tính trực quan, phương pháp xây dựng mô hình 3D tham số, nhanh chóng, dễ dàng và tiện lợi cho người sử dụng Khả năng tái sử dụng dữ liệu 2D cho phép dễ dàng chuyển đổi từ các bản vẽ, phác thảo 2D thành mô hình hình học 3D SOLIDWORKS có khả năng dựng mô hình 3D từ ảnh chụp, điều này vô cùng tiện lợi cho các hoạt động sáng tạo, đổi mới, phát triển sản phẩm

3.1.2 Thiết kế lắp ghép và cụm lắp ghép

Các chi tiết 3D sau khi được thiết kế xong bởi tính năng thiết kế có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một máy hoàn chỉnh Tính năng này giúp bạn dễ dàng chỉnh sửa, thỏa sức sáng tạo và nghiên cứu dễ dàng cho những sản phẩm mới Từ phiên bản 2019 trở lên, SOLIDWORKS được bổ sung thêm nhiều tính năng hỗ trợ cho các lắp ghép lớn, tốc độ load nhanh và các tác vụ cho phép xem bản vẽ nhanh

3.1.3 Xuất bản vẽ dễ dàng

Phần mềm SOLIDWORKS cho phép ta tạo các hình chiếu vuông góc các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do người sử dụng quy định mà không ảnh hưởng đến kích thước

Công cụ tạo kích thước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng Sau đó nhanh chóng tạo ra các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chóng Chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học được sử dụng dễ dàng

3.1.4 Tính năng Tab và Slot

Phần mềm SOLIDWORKS 2019 cho phép người dùng tự động tạo ra các tính năng tab và slot được sử dụng để tự lắp ghép các bộ phận hàn Các tính năng cải tiến kim loại khác bao gồm tính năng Normal Cut mới đảm bảo duy trì khoảng cách thích hợp cho sản xuất, và khả năng uốn mới cho phép người dùng tạo mới và trải phẳng góc uốn

3.1.5 Cải tiến Quản lý dự án và quy trình

SOLIDWORKS Manage cung cấp công cụ quản lý dữ liệu, dự án, và quản lý quy trình trong một gói phần mềm quen thuộc Các khả năng quản lý các dự án, và quản lý quy trình được thêm vào SOLIDWORKS PDM Professional

3.1.6 Các tiện ích cải tiến

Online Licensing giúp cho việc sử dụng các license trên nhiều máy tính tiện lợi hơn trước rất nhiều SOLIDWORKS Login sẽ chuyển các nội dung và cài đặt các tùy chịn đến bất kỳ máy tính nào được cài SOLIDWORKS, trong khi Admin Portal cho phép quản lý các sản phẩm và dịch vụ của SOLIDWORKS dễ dàng hơn.

Sử dụng phần mềm Solidoworks thiết kế khung máy ép thuỷ lực 10 tấn

3.2.1 Thiết chân dế máy ép

Khởi động phần mềm Solidworks và chọn Modun Part

Hình 3.2 Màn hình khởi động trong SOLIDOWORKS Sau khi khởi động phần mềm, để vào các môdun thiết kế ta kích chuột vào Part để thiết kế đế máy ép

Vẽ biên dạng kích thước và chiều dài của chân đế 520mm

Hình 3.3 Biên dạng chiều dài chân đế

Chọn lệnh Weldment để tạo biên dạng cho đế

Hình 3.4 Tạo biên dạng cho đế

Dùng lệnh Extrucde Cut để tạo lỗ lắp bulong

3.3.2 Thiết kế thân đứng khung máy ép

Khởi động phần mềm Solidworks và chọn Modun Part

Hình 3.6 Khởi động modun Part

Vẽ biên chiều dài thân bằng lệnh lỉne và tạo kích thước

Tạo biên dạng gân liên kết

Hình 3.7 Tạo biên dạng gân liên kết

Tạo mặt phẳng và dùng lệnh Mirro thân ngang ở bước 2

Hình 3.8 Tạo biên dạng đối diện của thanh đứng

Sử dụng lệnh Extrucde cut để tạo lỗ bulong khoảng cách ép

Hình 3.9 Tạo biên dạng lỗ

3.3.3 Vẽ thanh ngang máy ép

Khởi động phần mềm Solidworks và chọn Modun Part

Hình 3.10 Khởi động modun part

Vẽ biên dạng thanh ngang với chiều dai bằng lệnh Lỉne

Hình 3.11 Vẽ và tạo khối biên dạng thanh ngang trên

Bền khung máy ép bằng phần mềm Solidworks với công cụ Simulation

Bộ công cụ mô phỏng toàn diện của phần mềm SOLIDWORKS Simulation cho phép nhà thiết kế và kỹ sư đánh giá hiệu suất, cải thiện chất lượng và thúc đẩy đổi mới sản phẩm Thiết lập các kịch bản trong thế giới thực để kiểm tra các sản phẩm trước khi sản xuất cho một loạt các thông số như độ bền, phản ứng tĩnh và động, chuyển động của lắp ráp, truyền nhiệt, động lực học chất lỏng và ép nhựa

Hình 3.1 Tính toán kiểm tra bền bằng Simulation Solidwork 3.3.2 Phân tích ứng suất tuyến tính

Tính năng phân tích ứng suất tuyến tính (linear stress analysis) trong SOLIDWORKS Simulation cho phép các nhà thiết kế và kỹ sư xác nhận hiệu suất và an toàn chất lượng sản phẩm trong suốt quá trình tạo thiết kế

SOLIDWORKS Simulation tích hợp hoàn hảo với quy trình thiết kế, cho phép bạn chạy phân tích ứng suất tuyến tính trực tiếp từ mô hình SOLIDWORKS 3D CAD Lợi ích mang lại: giảm số lượng mẫu thử, làm lại, trì hoãn và giảm thiểu thời gian và hiệu quả chi phí cao hơn

Sử dụng phân tích ứng suất tuyến tính, tính toán ứng suất và biến dạng hình học với ba giả định cơ bản:

Phần được chọn hoặc lắp ráp dưới tải sẽ biến dạng với các phép quay và chuyển vị nhỏ

Bất kỳ tải sản phẩm sẽ vẫn tĩnh (bỏ qua quán tính) và không đổi theo thời gian

Vật liệu này có mối quan hệ căng thẳng / căng thẳng liên tục (định luật Hooke) Vật liệu có ứng suất không đổi, ứng suất liên tục (định luật Hook)

Phần mềm SOLIDWORKS Simulation sử dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (FEA) để phân tách các thành phần thiết kế thành các phần tử rắn, vỏ hoặc chùm, sử dụng phân tích ứng suất tuyến tính để xác định phản ứng của các chi tiết và lắp ráp khi áp dụng vào hiệu ứng của:

- Liên hệ giữa các thành phần

Tải trọng có thể được nhập từ nhiều nghiên cứu bao gồm nhiệt, dòng chảy và chuyển động để chạy phân tích đa vật lý Khi chạy dữ liệu thành phần phân tích ứng suất là chính, cơ sở dữ liệu vật liệu SOLIDWORKS được chuẩn bị sẵn các vật liệu sẵn sàng để sử dụng trong SOLIDWORKS Simulation và có thể dễ dàng tùy chỉnh để đáp ứng bất kỳ yêu cầu vật liệu cụ thể nào

3.3.3 Kinematic Motion Analysis – Mô phỏng chuyển động

Dễ dàng đánh giá cách sản phẩm của bạn sẽ hoạt động và di chuyển trong suốt chu kỳ hoạt động với phân tích chuyển động bằng cách sử dụng SOLIDWORKS Simulation Hình dung sản phẩm của bạn chuyển động như trong thế giới thực và đo lường các lực và tải trên thiết kế của bạn Thêm vào đó, sử dụng dữ liệu để tính toán kích thước chính xác các động cơ và tạo cơ chế chính xác để đảm bảo hiệu suất, chất lượng sản phẩm và an toàn Được tích hợp chặt chẽ với SOLIDWORKS 3D CAD, phân tích chuyển động bằng cách sử dụng SOLIDWORKS Simulation có thể là một phần thường xuyên trong quy trình thiết kế của bạn, giúp giảm nhu cầu về các nguyên mẫu tốn kém, loại bỏ việc làm lại hoặc trì hoãn, tiết kiệm thời gian và chi phí phát triển

Phân tích chuyển động được giải quyết bằng cách sử dụng phương pháp cơ sở thời gian cho các vấn đề động học và động lực học khối rắn SOLIDWORKS Motion đưa nhà thiết kế vượt ra ngoài chuyển động kéo tự do có sẵn trong môi trường CAD và tính toán vật lý thực sự các lực và chuyển động của một tổ hợp khi nó di chuyển dưới tải trọng môi trường (ngoại lực) và / hoặc tải trọng bên trong (động cơ, lò xo, và giảm chấn)

Mô phỏng SOLIDWORKS Motion có thể tính toán hiệu ứng của:

Hình 3.12 Mô phỏng cơ cấu động học

- Liên hệ giữa các thành phần

Một khi chuyển động lắp ráp đã được tính toán, có thể dễ dàng phân tích cấu trúc của các bộ phận dưới tải trọng gây ra chuyển động (gia tốc và lực khớp), trong nghiên cứu chuyển động hoặc xuất sang nghiên cứu phân tích kết cấu

3.3.4 Phân tích mỏi kim loại

Nhìn thấy trước và đánh giá tác động của tải trọng theo chu kỳ lên tuổi thọ cấu trúc của một thành phần kim loại với phân tích mỏi của phần mềm SOLIDWORKS Simulation để đảm bảo sản phẩm của bạn đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất, chất lượng và an toàn Được tích hợp liền mạch với SOLIDWORKS CAD, SOLIDWORKS Simulation cung cấp phân tích mỏi kim loại có thể được chạy như một phần của quy trình thiết kế, dẫn đến các nguyên mẫu ít tốn kém hơn, giảm việc làm lại mất thời gian và hiệu quả chi phí cao hơn

Sử dụng phương pháp Stress Life, SOLIDWORKS Simulation và phân tích độ bền mỏi của kim loại cho phép dự đoán chu kỳ mỏi của các thành phần kim loại có biên độ tải trọng thay đổi (Rainflow counting) hoặc biên độ tải trọng không đổi (Quy tắc thiệt hại tích lũy – Cumulative Damage Theory-Miners Rule)

Các kết quả sau đó có thể được sử dụng để xác nhận sản phẩm để:

• Điều chỉnh thiết kế theo phản hồi kết quả để đảm bảo đáp ứng tuổi thọ sản phẩm cần thiết

• Thiết lập lịch bảo trì đề nghị bao gồm thay thế một phần

• Giảm thiểu thất bại, giảm chi phí bảo hành và tối đa hóa tuổi thọ sản phẩm

Hình 3.13 Phân tích mỏi trong SOLIDWORKS Simulation

Các kết quả phân tích mỏi được thể hiện dưới dạng:

• Biểu đồ “đời sống”: hiển thị số chu kỳ (đối với nghiên cứu sự kiện biên độ không đổi) hoặc số khối (đối với nghiên cứu biên độ thay đổi) gây ra sự thất bại mỏi ở mỗi vị trí

• Sơ đồ thiệt hại: thể hiện tỷ lệ phần trăm tuổi thọ của cấu trúc bị tiêu hao bởi các sự kiện mỏi được xác định

• Biểu đồ hệ số an toàn (FoS): hiển thị hệ số tải Hệ số an toàn cho sự mệt mỏi thất bại tại mỗi địa điểm

• Biaxility indicator: vẽ tỷ lệ của ứng suất gốc xen kẽ nhỏ hơn, trong khi bỏ qua ứng suất gốc xen kẽ gần nhất bằng 0, chia cho ứng suất chính xen kẽ lớn hơn

• Biểu đồ ma trận: cho các nghiên cứu biên độ thay đổi

SOLIDWORKS Simulation cung cấp cho bạn khả năng nghiên cứu tần số tự nhiên của thiết kế cả có và không có tải và điều kiện biên trước giai đoạn tạo mẫu vật lý với khả năng đảm bảo các chế độ rung tự nhiên tránh xa tần số cưỡng bức môi trường, phản ánh liệu thiết kế có đáp ứng hay không yêu cầu phục vụ cuộc sống

SOLIDWORKS Simulation tích hợp hoàn hảo với quy trình thiết kế, cho phép bạn chạy phân tích tần số trực tiếp từ mô hình SOLIDWORKS 3D CAD của bạn dẫn đến các nguyên mẫu ít tốn kém hơn, giảm việc làm lại mất thời gian và hiệu quả chi phí cao hơn

Hình 3.14 Phân tích tần số

QUI TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC PISTON

Đặc điểm và điều kiện làm việc

Trục piston là một chi tiết quan trọng trong hệ thống máy ép thủy lực Trục piston một đầu gắn với đĩa piston, đầu còn lại được gắn với đầu ép (xà ngang di động) để thực hiện nhiệm vụ ép Khi trục piston làm việc chuyển động lên xuống dưới tác động của áp lực dầu Trục piston chuyển động trong cylinder và để tránh sự rò rỉ dầu người ta ép những đệm kín lên thân trục piston Về kết cấu thì trục piston có 2 đầu ren để lắp bulông vào và một đầu được gắn với đầu ép, ngoài ra còn có một lỗ vuông để giúp cho việc giữ đầu ép được chắc chắn hơn

Trong quá trình làm việc thì trục piston chịu tác dụng của lực kéo nén đúng tâm.

Yêu cầu kỹ thuật

Yêu cầu kỹ thuật khi gia công trục piston phụ thuộc vào công dụng, điều kiện làm việc và ngay cả dạng phôi liệu Khi chế tạo trục piston thường phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật sau đây: Độ đảo hướng kính của đường kính ngoài lớn nhất của trục piston trong khoảng (0,025 ÷ 0,1) mm

• Bề mặt trục piston phải bằng phẳng, không gồ ghề

• Đảm bảo độ đồng tâm của đường kính ngoài thân trục piston và hai đầu ren

• Dung sai độ tròn của mặt A không lớn hơn 0,006mm

• Dung sai độ trụ của mặt A không lớn hơn 0,006mm.

Vật liệu chế tạo

Các piston thường được chế tạo từ thép hợp kim như 20X, 40X, crôm–niken hoặc crôm-môlipden Những vật liệu này có tính chống mòn và giảm rung tốt.

Phương pháp tạo phôi

Phôi trục piston có thể chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau như đúc, hàn, rèn hoặc từ thép cán Với loại trục piston dùng cho máy ép thủy lực ta chọn vật liệu là thép C45 và được chế tạo từ phương pháp rèn tự do trong khuôn trên máy búa Dưới đây là bản vẽ phôi của trục piston máy ép thủy lực

Hình 4.1 Bản vẽ lồng phôi và bản vẽ chi tiết trục

Thiết kế các nguyên công công nghệ

Việc thiết kế nguyên công là làm sáng tỏ các vấn đề kỹ thuật đặt ra cho từng nguyên công như: Các bước công nghệ mà nguyên công đó tiến hành định vị và kẹp chặt như thế nào? Đồ gá ra sao? Máy công nghệ, dụng cụ kiểm tra, dụng cụ cắt gọt và dung dịch trơn nguội?

Chọn tiến trình gia công:

4.5.1 Nguyên công 1: Làm sạch phôi, khoan tâm

Ta chọn máy tiện cỡ lớn của Liên Xô là 1M63, với các thông số sau:

• Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được (mm): 630

• Khoảng cách hai đầu tâm (mm): 3000

• Số cấp vòng quay của trục chính: Z = 22

• Số vòng quay của trục chính: n = 10 ÷1250 v/ph

• Lượng chạy dao dọc: 0,064 ÷ 1,025 mm

• Lượng chạy dao ngang: 0,026 ÷ 0,378 mm

• Công suất động cơ: 13 kW

• Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 4950x1690x1420

- Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt:

Chi tiết được gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm và luynét động, định vị nhờ mặt trụ ngoài và mặt đầu (khống chế 5 BTD)

Hình 4.2 Luynét và mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Chọn dao tiện đầu cong có gắn mảnh thép gió

Hình 4.3 Dao cắt Mũi khoan tâm liên hợp:

Hình 4.4 Mũi khoan tâm liên hợp Thông số mũi khoan tâm liên hợp:

Tên mũi khoan Đường kính d Chiều dài L Chiều dài làm việc

• Dùng thước dây để kiểm tra chiều dài của trục, thước có chiều dài 5000mm, với cấp chính xác 0,1mm

• Dùng đồng hồ so đo độ đồng tâm của 2 lỗ tâm

Khi tiện mặt đầu và khoan tâm ta dùng dung dịch trơn nguội là nước emunsi

Phôi thường có bề mặt sần sùi, có các ria mép, chất bẩn, những lớp rỉ sét, cạnh sắc nên cần phải làm sạch với mục đích:

• Tạo bề mặt sạch để dễ gia công

• Tạo bề mặt không gia công được tốt để dễ gá đặt

• Dùng đá mài tay làm sạch các bề mặt, các cạnh sắc

Tiện mặt đầu, khoan tâm và tiện lớp mỏng bề mặt phôi đầu trái

Trở đầu sau đó tiện mặt đầu và khoan tâm đầu còn lại và tiện lớp mỏng bề mặt phôi đầu phải

Hình 4.5 Sơ đồ gá đặt nguyên công 1

+ Tiện tinh bề mặt trụ ngoài 1 đạt kích thước ∅50 chiều dài Lh6

+ Trở đầu chi tiết, tiện trụ bề mặt còn lại

Hình 4.6 Sơ đồ gá đặt nguyên công 2

Ta chọn máy tiện cỡ lớn của Liên Xô là 1M63:

Chi tiết được gá trên 2 mũi tâm và sử dụng tốc kẹp, luynet

+ Dao tiện ngoài có gắn mảnh hợp kim cứng

Hình 4.7 Dao tiện bậc Thông số kỹ thuật dao tiện

- Dùng thước kẹp với cấp chính xác 0,01 mm để kiểm tra

Có thể dùng hoặc không dùng dung dịch trơn nguội

Nếu dùng dung dịch trơn nguội là nước Emunsi

+ Tiện bề mặt trụ ngoài đạt kích thước ∅ 40, L = 63 (mm)

+ Tiện bề mặt trụ ngoài đạt kích thước ∅ 30, L % (mm)

+ Trở đầu lại, tiện bề mặt trụ ngoài đạt kích thước ∅ 40, L = 63 (mm)

+ Tiện bề mặt trụ ngoài đạt kích thước ∅ 30, L % (mm)

Hình 4.8 Sơ đồ gá đặt nguyên công 3

Ta chọn máy tiện cỡ lớn của Liên Xô là 1M63:

Chi tiết được gá trên 2 mũi tâm và sử dụng tốc kẹp, luynet

+ Dao tiện rãnh có gắn mảnh hợp kim cứng

Dùng thước kẹp với cấp chính xác 0,01 mm để kiểm tra

Ta dùng dung dịch trơn nguội là nước Emunsi

+ Dùng dao tiện vát mép đạt kích thước 3x45°

+ Dùng dao tiện cắt rãnh 3mm

+ Trở đầu chi tiết lại, vát mép đạt kích thước 3x45°

+ Dùng dao tiện cắt rãnh 3mm

Dùng thước kẹp với cấp chính xác 0,01 mm để kiểm tra

Ta dùng dung dịch trơn nguội là nước Emunsi

Hình 4.9 Sơ đồ gá đặt nguyên công 4

Mài tròn ngoài tinh Chi tiết gia công được định vị trên hai mũi tâm khống chế 5 bậc tự do, ngoài ta để chống xoay ta thêm vào hệ thống một cái tốc mài

Ta chọn máy gia công là máy mài tròn ngoài kí hiệu 3A110, có các thông số: Đường kính gia công lớn nhất 140(mm)

Chiều dài gia công lớn nhất 180(mm)

Côn móc ụ trước No3 Đường kính đá mài 250(mm)

Tốc độ của bàn máy 0,03-4(mm/phút)

Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ mài 125

Chạy dao ngang sau hành trình kép của bàn máy 0,001-0,038(mm)

Số cấp tốc độ của đầu mài Vô cấp

Giới hạn số vòng quay 78-780(vòng/phút)

Góc quay của bàn máy 10 o

Công suất động cơ(KW) 1.5

Kích thước cần đạt được 30 + − 0.01 0.01 Độ bóng cần đạt được Ra=0.8

Ta chọn đá mài là đá mài enbô có kí hiệu là 1A1-1, có các kichs thước như sau: D%0mm; HPmm; dPmm;

Chất kết dính K;Độ hạt 20-M5;Độ cứng CM2-CT2

Khi mài ta chọn chiều sâu cắt t=0,3mm

Bảng 5-204, ta chọn lượng chạy dao ngang Sct=1,7(mm/phút)

Số vòng quay của chi tiết nct%0(vòng/phút)

Theo máy ta chọn được Sm=1,75(mm/phút)

Kích thước cần đạt được 40 + − 0.01 0.01 (mm) Độ bóng cần đạt được Ra=0.8

Ta chọn đá mài là đá mài enbô có kí hiệu là 1A1-1, có các kích thước như sau: D%0mm; HPmm; dPmm;

Chất kết dính K;Độ hạt 20-M5;Độ cứng CM2-CT2

Khi gia công rãnh then ta chọn chiều sâu cắt t=0,3mm

Bảng 5-204, ta chọn lượng chạy dao ngang Sct=1,64(mm/phút)

Số vòng quay của chi tiết nct%0(vòng/phút)

Theo máy ta chọn được Sm=1,64(mm/phút)

Tổng kiểm tra các mặt gia công Gia công các ba via Kiểm tra bằng đồng hồ so độ tròn, độ vuông góc…

Hình 4.11 Sơ đồ gá đặt kiểm tra nguyên công 6

Vận hành hệ thống

5.1.1 Yêu cầu về lắp ráp

1 Điều quan trọng nhất phải tuân thủ khi lắp ráp các hệ thống thủy lực là công tác vệ sinh sạch sẽ Những hư hỏng nghiêm trọng có thể xãy ra rất nhanh chóng trong hệ thống, nếu có những vật liệu bên ngoài xâm nhập vào hệ thống

2 Luôn luôn làm kín tất cả những khe hở của bình chứa sau khi vệ sinh bình chứa Chu kỳ vệ sinh thay dầu mới phải là một phần trong thời khóa biểu bảo dưỡng hệ thống

3 Khi hệ thống thủy lực được mở ra, phải đậy hoặc bịt kín tất cả các cổng nối để không cho chất bẩn và không khí ẩm lọt vào hệ thống Phải luôn luôn giữ chúng bịt kín ngoại trừ khi sửa chữa hoặc lắp ráp

4 Phải giữ các loại xăng trắng, chất tẩy rửa trong những thùng chứa an toàn

5 Sử dụng các vòi không khí nén để làm sạch các khớp nối

6 Kiểm tra các khớp nối của ống pipe, ống tube, ống mềm, để chắc chắn rằng không có sự hiện diện của cáu bẩn, ba vớ, vảy cặn và không bị co thắt, có khía, có ngấn… Các loại ống mềm và ống tube phải được chụp kín bằng nắp ở các đầu khi lưu trữ

7 Doa lại các đầu ống pipe và ống tube để tránh các vật liệu bị chồn quá nhiều sẽ làm hạn chế dòng chảy hoặc gây ra trường hợp chảy rối

8 Không sử dụng những khớp nối áp suất cao ở các đường ống nạp bởi vì chúng có

9 đường kính trong nhỏ hơn và có thể làm hạn chế dòng chảy

10 Không nên sử dụng hàn điện hoặc cắt gọt ống ở nơi hệ thống thủy lực đang tháo ráp để sửa chữa

11 Không sử dụng băng teflon hoặc những hỗn hợp làm kín ống ở các loại ren trụ

12 Khi sử dụng các khớp nối mềm trên các trục bơm và động cơ thủy lực chúng ta phải thực hiện như sau:

- Điều chỉnh các nửa khớp nối sát với nhau, luôn luôn phải ở trong khoảng 0.20 inch (5.08mm)

- Cho phép có khe hở khoảng 1/32 đến 1/16 inch (0.79 đến 1.59mm) giữa các nửa khớp nối, hoặc thực hiện theo sự cho phép của nhà chế tạo đối với các khe hở

- Không được đóng các khớp nối vào trục Các khớp nối phải luôn luôn được lắp trượt hoặc được lắp ép nóng bằng cách sử dụng dầu nóng để lắp ráp

13 Bôi mỡ đầy đủ vào các rãnh then, then trượt lúc lắp ráp để tăng tuổi thọ cho chi tiết

14 Khi sử dụng các khớp nối vạn năng kếp để liên kết, chỉ nên tạo ra góc quay theo một hướng

15 Khi lắp ráp các chi tiết trong hệ thống, phải phủ một lớp dầu thủy lực vào chi tiết để tăng sự bôi trơn ban đầu, cho đến khi hệ thống được chuẩn bị tốt để làm việc Nhớt hoặc mỡ bôi trơn là những chất dễ tan và có thể được sử dụng để dễ dàng gắn các chi tiết với nhau nếu cần thiết

5.1.2 Qui trình khởi động ban đầu

Những loại bơm và động cơ thủy lực được cấu tạo để khởi động ở tình trạng không tải Điều quan trọng là chúng được khởi động với các cửa thoát được thông với áp suất khí trời để loại bỏ không khí ở hệ thống thủy lực Mặt khác bơm không thể mồi và có thể bị hư hỏng do thiếu chất bôi trơn

Không bao giờ khởi động các bơm cánh van khi:

- Bộ tích trữ đang được nạp

- Vòng làm việc kín với động cơ thủy lực

Các van điều khiển hướng thông thường là loai có mạch nhánh, vì vậy bơm có thể được khởi động một cách dơn giản bằng cách định tâm các lõi van Nhưng nếu dầu thủy lực không thể tuần hoàn được ở áp suất, nên có một van nhỏ trong đường ống áp suất hoặc một khớp nối trong đường ống và sẽ mở ra để khởi động Phải để cổng thoát được thông với không khí cho đến khi dòng thủy lực chảy ra ngoài Sự xả khí tự động có thể được thực hiện bằng cách lắp một van xả khí, van này sẽ mở ra để xả không khí nhưng sẽ đóng lại khi dòng thủy lực bắt đầu chảy ra

5.1.3 Các điểm lưu ý khi vận hành bơm

5.1.3.1 Tránh vận hành quá tốc độ

Vận hành bơm ở tốc độ quá cao thì ma sát giữa các bộ phận trong bơm sẽ tăng cao do khả năng bôi trơn giảm Điều này sẽ làm cho máy bơm bị hư hỏng sớm Vận hành bơm quá tốc độ cũng gây ra nguy cơ hỏng vì ‘’ thiếu hụt dầu’’ trong bơm

5.1.3.2 Tránh hiện tượng thiếu hụt dầu

Thiếu hụt dầu là tình trạng dầu không đủ để nạp đầy vào mọi nổitng ngõ nạp của bơm Khi tình trạng này xảy ra, dầu thoát ra khỏi bơm sẽ có bọt khí Dầu áp lực có chứa bọt khí sẽ dẫn đến những sai lệch trong truyền động

Nguyên nhân của tình trạng này ngoài việc vận hành bơm quá ở tốc độ còn có thể do một số nguyên nhân khác như: đường ống dầu bị nghẹt ở một số vị trí, mức dầu trong bình chứa thấp hơn cửa nạp hoặc độ nhớt của dầu quá cao

5.1.3.3 Có chân không ở ngõ nạp của bơm Đối với đa số các máy bơm thủy lực, chân không tối đa cho phép ở ngõ nạp là 5 in.Hg

Lý tưởng là không có chân không ở ngõ nạp

Nếu có chân không ở ngõ nạp sẽ xảy ra tình trạng ‘’ thiếu hụt dầu’’ Tình trạng này sẽ gây ra sự ăn mòn kim loại bên trong bơm và tăng khả năng biến chất của dầu thủy lực Ngoài ra tình trạng ‘’ thiếu hụt dầu’’ còn gây ra tiếng ồn Điều nguy hiểm là tiếng ồn chỉ được phát hiện khi chân không ở ngõ nạp là 10 in.Hg, nhưng lúc này thì tác hại đã xảy ra Để hạn chế tình trạng ‘’ thiếu hụt dầu’’ cần dùng các ống dẫn dầu lớn, chiều dài ngắn nhất (có thể được), hạn chế những chỗ gấp khúc, nên vạn hành bơm ở tốc độ danh định Có thể là tạo ra áp suất ở ngõ nạp của bơm bằng cách đặt bình chứa phía trên bơm hoặc dùng bơm phụ để cấp dầu cho bơm

Có thể đặt đồng hồ đo chân không để kiểm tra chân không ở ngõ nạp của bơm.

Bảo dưỡng hệ thống

Nhiều hệ thống thủy lực được thiết kế không xem xét đến vấn đề bảo dưỡng một lần trong quá trình sử dụng Thông thường yêu cầu ban đầu là giá thành sản phẩm nhỏ nhất, ảnh hưởng đến việc đầu tư bảo dưỡng cho hệ thống Hậu quả của công việc trên là:

1 Các bộ lọc trong hệ thống sẽ không thích hợp

2 Sẽ không đủ phương tiện kiểm tra giám sát mức độ mài mòn

3 Van và các thiết bị khác sẽ không đặt đúng vị trí thích hợp

4 Công việc bảo dưỡng cần thiết để làm sạch thùng dầu trước khi chắc chắn rằng các thiết bị có thể được kiểm nghiệm và thay thế

5.2.1 Hệ thống lọc và độ sạch

- Thống kê cho thấy rằng 80% các hư hại trong hệ thống thủy lực trực tiếp hay không trực tiếp đều bắt nguồn từ việc ô nhiễm dầu thủy lực Bằng cách sử dụng bộ lọc phù hợp có thể làm giảm được phần lớn mức độ ô nhiễm dầu

- Chắc chắn rằng các bộ phận lọc được gắn vào hệ thống một cách tương đối và kích thước của nó đủ để chuyển toàn bộ lưu lượng chất lỏng mà bơm cung cấp trong điều kiện khởi động lạnh

- Kiểm tra thùng chứa dầu thật sự kín chưa và tất cả những đệm kín làm việc trong điều kiện tốt Kiểm tra xem nắp thông hơi của thùng dầu có sạch không, và kích thước phù hợp với mức độ xử lý lưu lượng khí cần trao đổi hay không

- Khi nạp dầu cho thùng dầu hoặc đậy nắp thì dùng một bộ lọc để chuyển dầu vào, không nên dùng bình đổ dầu trực tiếp vào như bình tưới nước

- Thùng dầu phải được gắn với khóa xả dầu để có thể chảy hết một cách tuần hoàn và làm sạch cùng với bộ hút

Chế độ hoạt động của bơm, mô tơ thủy lực và các van điều khiển với các lỗ ngoài có thể dự đoán bằng cách đo lường dòng rò rỉ trên các đường ống dẫn Các khóa đường ống dẫn nên lắp đặt để có thể dễ dàng ngắt dòng rò rỉ khi có sự cố, các dòng rò rỉ được thu gom về một bình đo lường và tốc độ dòng rò rỉ của các thiết bị phải được giám sát

Giám sát ô nhiễm chất lỏng thủy lực có thể có ích rất lớn Những kiểm tra thông thường đặt ra là cần phải xác định cấp độ sạch để bảo dưỡng và cung cấp hướng dẫn đúng cho việc hoạt động của máy Thùng chứa, ống dẫn và những dụng cụ sử dụng làm mẫu nên cẩn thận lau sạch

Mài mòn trong hệ thống thủy lực là nguyên nhân chính của sự ô nhiễm dầu Nó làm cho hiệu suất lọc và bảo dưỡng giảm đi tới mức thấp Mài mòn xảy ra hiện tại có thể xác định bằng cách giám sát sự thay đổi lưu lượng dòng rò rỉ và bằng cách phân tích thành phần vật liệu mài mòn trong dầu

Những nguyên nhân khác gây mài mòn thiết bị là do sự xê dịch của bơm và bộ phận tác động Bằng cách siết chặt các bu lông lỏng, đường ống làm việc và các van trượt gây nên dao động trong hệ thống Những hư hỏng vật lý có thể xảy ra là do kết quả của sự lạm dụng sai, vị trí lắp đặt sai và bảo vệ không tương xứng với từng thiết bị bộ phận

- Kiểm tra trực quan những hư hỏng hoặc rò rỉ đường ống, khớp nối và thiết bị

- Kiểm tra trực quan mức chất lỏng trong thùng dầu và đặc tính của chất lỏng

- Kiểm tra áp suất hoạt động, bộ chỉ thị chế độ của bộ lọc

- Kiểm tra sự an toàn tại nơi làm việc

- Kiểm tra hoạt động của hệ thống và sản xuất

5.2.3.2 Bảo dưỡng theo chu kỳ:

(hàng tuần, hàng tháng…, phụ thuộc vào điều kiện hoạt động)

Kiểm tra độ ổn định của tất cả các thành phần

Kiểm tra chỉ số áp suất tại lúc kiểm tra trong hệ thống

Kiểm tra mức độ tiếng ồn của bơm và nhiệt độ hoạt động

Kiểm tra toàn bộ bộ phận tác động (cylinder-piston) như hư hỏng, mức độ ồn, nhiệt độ hoạt động, vận tốc đầu ra và lực

- Làm sạch thùng dầu, kiểm tra đặc tính của dầu

- Làm sạch thùng dầu bên trong và bên ngoài, kiểm tra sự rỉ sét

- Làm sạch đường ống dẫn khí của bộ phận làm mát

- Kiểm tra tất cả ống mềm, ống pipe và khớp nối có hư hỏng, mài mòn hoặc rò rỉ hay không Thay thế như yêu cầu

- Kiểm tra mô tơ điện

- Kiểm tra những mối liên kết mềm giữa bơm và mô tơ

- Kiểm tra các phần tử lọc, thay thế các thiết bị đã sử dụng được 12 tháng

- Kiểm tra sự rò rỉ của bơm và mô tơ bằng cách vận hành dưới chế độ bình thường và so sánh với mức độ rò rỉ mà nhà chế tạo khuyến cáo cho phép Nếu như sự rò rỉ quá mức thì cần phải đem đến nhà chế tạo để đại tu

- Kiểm tra sự rò rỉ đệm kín giữa cylinder và piston

5.2.3.4 Một số qui tắc chung trong kỹ thuật bảo dưỡng hệ thống thủy lực:

- Trước khi vận hành máy cần phải kiểm tra ảnh hưởng của các phần ăn khớp hoặc cơ cấu máy

- Cylinder phải được giữ chặt để không bị rơi dưới tác dụng của trọng lực

- Ngắt dòng điện cung cấp và mở buồng điều khiển

- Ngắt bơm và chắc rằng bơm không bất ngờ khởi động

- Ghép tất cả phần cuối của ống pipe với cổng vào của các thiết bị để giữ không ô nhiễm ra ngoài

- Các thiết bị được tháo ra cần phải được đánh dấu để giảm được công đoạn lắp ráp

- Sử dụng cần siết lực để cố định các thiết bị, tránh không siết quá căng

- Sử dụng tối đa công đoạn bảo dưỡng khi lần đầu đi đại tu.