Đồ án Tốt nghiệp máy ép Trục Khuỷu 150T

Xuất phát từ nhu cầu thực tế trong đời sống sản xuất, đó là nhu cầu về vận chuyển đối tượng từ vị trí này đến vị trí khác nhằm một mục đích nhất định. Máy nâng chuyển đã ra đời. Máy nâng chuyển là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác. Máy có thể nâng chuyển nhờ thiết bị mang vật trực tiếp như móc treo hoặc thiết bị mang vật gián tiếp như gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu….

LỜI NÓI ĐẦU

Sau thời gian học tập ở trường Đại Học Bách Khoa, em đã được các thầy cô trong khoa Cơ Khí cung cấp rất nhiều kiến thức bổ ích Và bây giờ khi kiến thức đã đủ,

em đã thiết kế xong Máy Ép Trục Khuỷu 150 Tấn dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo phó giáo sư tiến sỹ Đinh Minh Diệm

Khi thiết kế một máy, nó cung cấp cho sinh viên rất nhiều kĩ năng, không chỉ dừng lại ở chỗ tính toán mà còn cho thấy những vấn đề cần khắc phục,cần đổi mới ở các máy cũ Xa hơn chúng ta có thể sửa chửa máy lúc bị hỏng, tìm được linh kiện thay thế với chi phí phù hợp.

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế tính toán vì còn thiếu kinh nghiệm nên không thể tránh những sai sót, nhầm lẫn, kính mong thầy cô bạn bè góp ý để đề tài em được giao hoàn chỉnh cả về phần kết cấu lẫn tính toán Em xin chân thành cảm ơn.

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 01 năm 2013

Sinh viên thiết kế

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

MỤC LỤC

Trang CHƯƠNG 1:CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIA CÔNG BIẾN DẠNG 6

1.1.1.THỰC CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM GIA CÔNG BIẾN DẠNG 6

1.1.1.1.Thực chất 6

1.1.1.2 Đặc điểm 6

1.1.1.3.Các phương pháp gia công biến dạng 7

1.1.2 BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI 7

1.1.2.1.Biến dạng dẽo của kim loại 7

1.1.2.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại 10

1.1.2.3.trạng thái ứng suất và phương trình dẻo 12

1.1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC 15

1.1.3.1.Rèn tự do 15

1.1.3.2 Dập thể tích 18

1.1.3.3.Công nghệ dập tấm 19

II_GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁY ÉP TRONG RÈN DẬP 22

1.2.1.GIỚI THIỆU VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÁY ÉP 22

1.2.1.1 Giới thiệu .22

1.2.1.2 Ứng dụng của máy ép 22

1.2.2 CÁC LOẠI MÁY ÉP THƯỜNG DÙNG 22

1.2.2.1 Máy ép ma sát trục vít 22

1.2.2.2 Máy ép thủy lực 26

1.2.2.3 Máy ép trục khuỷu 26 CHƯƠNG 2: I_ TÍNH TOÁN TĨNH HỌC VÀ ĐỘNG HỌC

CƠ CẤU TAY BIÊN TRỤC KHUỶU 29

2.1.0 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 29

2.1.1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TAY BIÊN TRỤC KHUỶU 30

2.1.1.1 Hành trình của đầu trượt Sα 30

2.1.1.2.Tốc độ của đầu trượt 32

2.1.1.3 Gia tốc của đầu trượt 33

2.1.1.4 Nhận xét đồ thị 34

2.1.2 TÍNH TOÁN TỈNH HỌC CƠ CẤU TAY BIÊN-TRỤC KHUỶU 35

2.1.2.1 Trường hợp lý tưởng 36

2.1.2.2 Trường hợp thực tế (có tính đến ma sát) 39

II_ XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY VÀ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ 47

2.2.1 Sự tiêu tốn năng lượng 47

2.2.2 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình công tác AP 49

2.2.3 Sự tiêu tốn năng lượng trong hành trình không tải AKT 51

2.2.4 Hiệu suất máy ép 52

2.2.5 Đồ thị lực biến dạng, đồ thị độ cứng của máy và đồ thị tải trọng của máy ép ……… ……… 53

III_ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU MÁY CHÍNH CỦA MÁY 68

2.3.1 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 68

2.3.1.1.Phân phối tỉ số truyền……….69

2.3.1.2.Thiết kế bộ truyền đai 69

2.3.1.3.Thiết kế bộ truyền bánh răng 77

2.3.2 THIẾT KẾ TRỤC KHUỶU 89

2.3.2.1.Cấu tạo và vật liệu chế tạo trục khuỷu 89

2.3.2.2.Tính trục khuỷu 91

2.3.2.3.Tính gần đúng trục khuỷu 94

2.3.2.4 Thiết kế bộ phận gối đỡ trục khuỷu dùng ổ trượt 107

3.3.3 THIẾT KẾ TRỤC TRUNG GIAN 116

3.3.3.1 Chọn vật liệu chế tạo trục 116

3.3.3.2.Tính sức bền trục 116

3.3.3.3.Tính mối ghép then trên trục I 124

3.3.3.4 Thiết kế bộ phận gối đỡ trục dùng ổ lăn 127

CHƯƠNG 3 _THIẾT KẾ BU LÔNG ĐẦU CÔN 129

3.1.1 GIỚI THIỆU 129

3.1.2 Một số hình ảnh về bu lông đầu 129

3.1.4 Bản vẽ thiết kế khuôn dập bu lông đầu côn 131

3.1.5.Quy trình công nghệ chế tạo khuôn dập bu lông đầu côn 132

CHƯƠNG 1

I _CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIA CÔNG BIẾN DẠNG

1.1.1.1. Thực chất.

Gia công biến dạnglà một trong nhửng phương pháp cơ bản để chế tạo các chitiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp đúc hoặc gia công cắtgọt

Gia công biến dạng thực hiện bằng cách dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại

ở trạng thái nóng hoặc nguội làm cho kim loại đạt đến quá giới hạn đàn hồi kết quả

sẽ làm thay đổi hình dáng của vật thể kim loại mà không phá hủy tính liên tục và

độ bền của chúng

1.1.1.2 Đặc điểm.

Kim loại gia công ở thể rắn, sau khi gia công không những thay đổi hình dángkích thước mà còn thay đổi cả cơ, lý, hóa tính của kim loại như: các hạt kim loại mịn chặt hơn, đồng đều hơn, khử được các khuyết tật (như rổ khí, rổ co…) do đúc gây nên, nâng cao cơ tính và tuổi bền chi tiết

Gia công biến dạng là một quá trình sản xuất cao, nó cho phép ta nhận được các chi tiết có kích thước chính xác, bề mặt chi tiết tốt,lượng phế liệu thấp và chúng có tính cơ học cao hơn vật đúc

Có khả năng biến tổ chức hạt của kim loại thành tổ chức thớ uốn, xoắn khác nhau làm tăng cơ tính của sản phẩm.Gia công biến dạng cho năng suất cao vì có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao

Tuy nhiên, phương pháp gia công bằng áp lực không gia công được chi tiết phức tạp,không rèn dập được chi tiết quá lớn ,không gia công được kim loại dòn

1.1.1.3 Các phương pháp gia công biến dạng

Các phương pháp gia công biến dạng như : cán , kéo sợi ,ép kim loại ,rèn tự

1.1.2 BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI.

1.1.2.1 Biến dạng dẽo của kim loại

a) Khái niệm về biến dạng của kim loại

Dưới tác dụng của ngoại lực kim loại sẽ biến dạng theo 3 giai đoạn nối tiếp nhau :

Biến dạng đàn hồi : là biến dạng sau khi thôi tác dụng lực, vật trở về hình dáng

ban đầu Quan hệ giửa ứng suất và biến dạng là tuyến tính tuân theo định luật Hooke trên đồ thị là đoạn Oa

Biến dạng dẻo: là biến dạng sau khi thôi tác dụng lực, kim loại không trở về

hình dạng và trạng thái ban đầu của nó Biến dạng dẻo xãy ra khi ứng suất của lực tác dụng lớn hơn giới hạn đàn hồi trên đồ thị là đoạn ab

Biến dạng phá hủy : là biến dạng khi ứng suất của lực tác dụng lớn hơn độ

bền của kim loại thì kim loại bi phá hủy ở điểm c

HÌNH 1.1.1 : Đồ thị quan hệ giửa lực và biến dạng

b) Biến dạng dẽo trong đơn tinh thể

a

bc

Như chúng ta đã biết, dưới tác dụng của ngoại lực, kim loại biến dạng theo các giai đoạn : biến dạng đàn hồi,biến dạng dẽo, biến dạng phá hủy Tùy theo cấu trúc tinh thể của mổi 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 dẽo của các kim loại và hợp kim Trong đơn tinh thể kim loại các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định, mổi nguyên tử luôn dao độngxung quanh một vị trí cân bằng của nó (hình a)

Biến dạng đàn hồi của kim loại : 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, các nguyên tử kim loại dịch chuyển không quá một số nguyên lần thông số mạng (hình b), nếu thôi tác dụng lực, mạng tinh thể kim loại lại trở về trạng thái ban đầu

Biến dạng dẻo của kim loại :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 phẳng trượt (hình c) Trên mặt phẳng trượt các nguyên tử kim loại dịch chuyển tương đối với nhau

một khoảng đúng bằng một 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 loạikhông trở về trạng thái ban đầu

Hình 1.1.2 : Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể

Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể kim loại vừa trượt vừa quay đến

vị trí mới đối xứng với một phần tinh thể qua một mặt phẳng gọi là mặt song

tinh(hình d) Các nguyên tử kim loại ở trên mổi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ vớikhoảng cách đến mặt song tinh

Theo các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trượt là hình thức chủyếu gây ra biến dạng dẽo trong kim loại, các mặt trượt là các mặt phẳng có mât độ nguyên tử cao nhất Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé nhưng khi có song tinh sự trượt sẽ xãy ra thuận lợi hơn

c) Biến dạng dẻo trong đa tinh thể

Kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể(hạt tinh thể) Cấu trúc của chúng được gọi là cấu trúc đa tinh thể.Trong đa tinh thể biến dạng dẻo có hai

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 xãy ra ở các hạt có mặt trượt tạo với hướng của ứng suất chính một góc bằng hoặc xấp xỉ 45O,sau đó đến các mặt khác Như vậy, biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xãy ra không đều Dưới tác dụng của ngoại lực biên giới hạt của các tinh thể bị biến dạng khi đó các hạt trượt và quaytương đối với nhau Do sự trượt và quay của các hạt, trong các hạtlại xuất hiện các mặt trượt thuận lợi mới giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục phát triển

1.1.2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH DẼO VÀ BIẾN DẠNG CỦA KIM LOẠI.

Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẽo của kim loại dưới tác dụng củangoại lực mà không bị phá hủy Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt 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 do đó tính dẻo của chúng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt Đối với các hợp kim, kiểu mạng thường phức tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm Thông thường Kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc một pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc nhiều pha Các tạp chất thường tập trung ở biên giới hạt, làm tăng xô lệch mạng củng 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 thì tính dẻo tăng Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tửtăng, 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 thù hình thành pha có độ dẻo

cao Khi ta nung thép từ 20OC ÷ 100OC thì độ dẻo tăng chậm nhưng từ 100OC ÷

400OC độ dẻo giảm nhanh, độ giòn tăng ( đối với thép hợp kim độ dẻo giảm đến

600OC), quá nhiệt độ này thì độ dẻo tăng nhanh Ở nhiệt độ rèn nếu hàm lượng cacbon trong thép càng cao thì sức chống biến dạng càng lớn

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 lệchmạng giảm làm cho tính dẽo của kim loại phục hồi trở lại (hiện tượng phục hồi) Nếu nhiệt độ đạt tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau kết tinh lại hạt đồng đều hơn và lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện hơn do đó tính dẻo tăng

Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính dẻo kim loại Quathực nghiệm cho thấy kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịuứng suất nén mặt, nén đường hoặc chịu ứng suất kéo Ứng suất do ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo kim loại cũng

giảm.

Sau khi rèn dập các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng từ mọi phía nên chai cứng hơn, sức chống lại kim loại bị biến dạng sẻ lớn hơn, đồng thời khi nhiệt độ nguội dần sẽ kết tinh lại như cũ

Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lại thì các hạt kim loại bị chai cứng chưa kịp trở lại trạng thái ban đầu mà tiếp tục biến dạng Do đó, ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại bị dòn và có thể bị nứt

Nếu lấy 2 khối kim loại như nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rèn trên máy búa và máy ép, ta thấy tốc độ biến dạng trên máy búa lớn hơn nhưng độ biến dạng tổng cộng trên máy ép lớn hơn

1.1.2.3 TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ PHƯƠNG TRÌNH DẺO

Giả sử trong vật hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể chịu 3 ứng suất chính sau :

Ứng suất đường : τmax=σ1/2;

Ứng suất mặt : τmax=(σ1 –σ2)/2;

Ứng suất khối : τmax=(σmax –σmin)/2;

Nếu σ1=σ2=σ3 thì τ=0 không có biến dạng ứng suất chính để kim loại biến dạng dẻo

là giới hạn là giới hạn chảy σch

Điều kiện biến dạng dẻo :

Khi kim loại chịu ứng suất đường : |σ1|=σch tức là σmax=σch/2

Khi kim loại chịu ứng suất mặt : |σ1 –σ2| =σch

Khi kim loại chịu ứng suất khối : |σmax –σmin| =σch

Các phương trình trên gọi là phương trình dẻo

Biến dạng dẻo chỉ bắt đầu sau khi biến dạng đàn hồi Thế năng của biến dạng đàn hồi :

A=A0 + Ah (1.1)Trong đó : A0 – thế năng thay đổi thể tích vật thể

Ah - thế năng thay đổi hình dáng vật thể

Trong trạng thái ứng suất khối, thế năng biến dạng đàn hồi theo định luật Hooke được xác định :

(1.2)Như vậy biến dạng tương đối theo định luật Hooke :

Theo (1.2) thế năng của toàn bộ biến dạng được biểu diển :

(1.4)Lượng tăng tương đối thể tích của vật trong biến dạng đàn hồi bằng tong biến dạngtrong 3 hướng vuông góc :

(1.5)Trong đó : μ – hệ số Pyacon tính đến vật liệu biến dạng ;

E – mô đun đàn hồi của vật liệu Thế năng để làm thay đổi thể tích là : (1.6)

Thế năng dùng để làm thay đổi hình dạng của vật thể là :

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

(1.8)

Từ (1.7) và (1.8) ta có :

(1.9) Đây gọi là phương trình dẻo

Khi cán kim loại dạng tấm, biến dạng ngang không đáng kể, theo (1.3) ta có thể viết :

(1.10)Khi biến dạng dẻo ( không tính đến đàn hồi) thể tích của vật thể không đổi, vậy :

So sánh với (1.13) khi :

(1.15)

Vậy ứng suất tiếp lớn nhất là : gọi là hằng số dẻo ở trạng thái ứng suất khối, phương trình dẻo có thể viết :

(1.16)Phương trình dẻo (1.16) rất quan trọng để giải các bài toán trong gia công biến dạng

Tính đến hướng của các ứng suất, phương trình dẻo (1.16) được viết :

(1.17)chính cần phải tính đến ứng suất dư

1.1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC

1.1.3.1 Rèn tự do.

a)Thực chất.

Rèn tự do là phương pháp gia công áp lực mà kim loại biến dạng không bị khống chế bởi một mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phôi kim loại với bề mặt gia công búa và đe Dưới tác động của lực P do búa (1) gây ra và phản lực N

từ đe (3), khối kim loại (2) biến dạng, sự biến dạng chỉ khống chế bởi hai mặt trên

và dưới, còn các mặt xung quanh hoàn toàn tự do

HÌNH 1.1.3 : Sơ đồ rèn tự do

1) Búa ; 2) Khối kim loại ; 3) Đe

b)Đặc điểm.

Độ chính xác, độ bóng bề mặt chi tiết không cao, năng suất thấp

Chất lượng và tính chất của kim loại từng phần chi tiết khó đảm bảo giống nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt không định hình Chất lượng sản của sản phẩm phụ thuộc tay nghề của công nhân

Thiết bị và dụng cụ rèn tự do đơn giản

Rèn tự do được dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt nhỏ Chủ yếu dùng sửa chữa thay thế

c) Thiết bị rèn tự do

Thiết bị rèn tự do bao gồm : thiết bị gây lực, thiết bị nung, máy cắt phôi, máy nắn thẳng, máy vận chuyển …

Rèn tự do có thể tiến hành bằng tay hoặc bằng máy Rèn tay chủ yếu dùng trong sản xuất sửa chữa, trong các phân xưởng cơ khí chủ yếu là rèn máy.

+Nhóm 1: Là những dụng cụ công nghệ cơ bản như các loại đe, búa, bàn là, bàn tóp, sấn, chặt, mũi đọt,

+Nhóm 2: Là những dụng cụ kẹp chặt như các loại kìm, êtô và các cơ cấu kẹpchặt khác

+Nhóm 3: Là những dụng cụ kiểm tra và đo lường : êke, thước cặp (đo trong,

đo ngoài,đo chiều sâu), các loại compa

c) Những nguyên công cơ bản khi rèn tự do.

Công nghệ rèn tự do một sản phẩm nào đó thương bao gồm nhiều nguyên công khác nhau Tùy theo yêu cầu về kỹ thuật , hình dáng của chi tiết gia công và dạng phôi ban đầu mà lựa chọn nhửng nguyên công và thứ tự tiến hành khác nhau

Nguyên công vuốt: Là nguyên công để làm tăng chiều dài và giảm tiết diện ngang

của phôi rèn, dùng để rèn các chi tiết dạng ống, trục,dát mỏng hay là nguyên công chuẩn bị cho các nguyên công tiếp theo như đột lỗ, xoắn, uốn Thông thường khi vuốt dùng búa phẳng nhưng khi cần vuốt với năng suất cao thì ùng búa dạng chữ Vhay cung tròn

Nguyên công chồn :Là nguyên công nhằm làm tăng tiết diện ngang và làm giảm

chiều cao của phôi Nó thường là nguyên công chuẩn bị cho các nguyên công tiếp theo như đột lỗ, thay dạng thớ trongtổ chức kim loại, chuyển đổi kích thước phôi

Nguyên công đột lỗ :nếu chi tiết đột mỏng và rộng thì không cần lật phôi trong

quá trình đột Cần phải có vòng đệm để thoát phoi Nếu chiều dày vật đột lớn thì đột đến 70÷80% chiều sâu lỗ, lật phôi 180O để đột phần còn lại Nếu đột lổ đường kính quá lớn (D.50÷100mm) nên dùng mũi đột rỗng để giảm lực đột

Đột lỗ không thông được coi là giai đoạn đâu của đột lỗ thông, song để biết được chiều sâu lỗ đã đột thì trên mũi đột và trụ đệm phải được khắc dấu Không dùng được mũi đột rỗng

1.1.3.2 Dập thể tích

a)Khái niệm chung

Dập thể tích là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại biến dạng trong một không gian hạn chế bởi bề mặt lòng khuôn

HÌNH 1.1.4 : Sơ đồ kết cấu của một bộ khuôn rèn

1-Khuôn rèn 2-Rảnh chứa bavia 3-khuôn dưới4-Chuôi đuôi én 5-Lòng khuôn 6-Cửa bavia

Quá trình biến dạng của phôi trong lòng khuôn được chia thành 3 giai

đoạn.Giai đoạn đầu chiều cao của phôi giảm, kim loại biến dạng và chảy ra xung quanh, theo phương thẳng đứng phôi chịu ứng suất nén, còn phương ngang chịu ứng suất kéo.Giai đoạn hai kim loại bắt đầu lèn kín cửa bavia, kim loại chịu ứng suất nén khối, mặt tiếp giáp giữa nửa khuôn trên và dưới chưa áp sát vào

nhau.Giai đoạn cuối kim loại chịu ứng suất nén khối triệt để, điền đầy những phần sâu và mỏng của lòng khuôn phần kim loại thừa sẽ tràn qua cửa bavia vào rãnh chứa bavia cho đến lúc hai bề mặt của khuôn áp sát vào nhau

Ưu điểm của phương pháp dập thể tích là có thể tạo phôi có hình dạng phức tạp hơn rèn tự do.Năng suất cao dễ cơ khí hóa và tự động hóa.Chất lượng sản phẩmđồng đều và cao, ít phụ thuộc tay nghề công nhân.

Nhược điểm của phương pháp là thiết bị cần có công suất cao, độ cứng vững

và độ chính xác cao.Chi phí chế tạo khuôn cao, khuôn làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp lực cao Bởi vậy dập thể tích chủ yếu dùng trong sản xuất hàng loạt

và hàng khối

b) Thiết bị dập thể tích

Thiết bị dùng trong dập thể tích bao gồm nhiều loại khác nhau như thiết bị nung, thiết bị vận chuyển, máy cắt phôi, thiết bị làm nguội, thiết bị kiểm tra… Dập thể tích đòi hỏi phải có lực dập lớn, bởi vậy các máy dập phải có công suất lớn độ cứng vững của máy cao Mặc khác , do yêu cầu khi dập khuôn trên và khuôn dưới phải định vị chính xác với nhau, chuyển động của đầu trượt máy dập phải chính xác, ít gây chấn động Trong dập thể tích thông dụng nhất là sử dụng các loại máy sau : Máy búa hơi nước- không khí nén, máy ép trục khuỷu máy ép thủy lực, máy

ép ma sát trục vít

c) Công nghệ dập thể tích.

-Tuỳ thuộc mức độ phức tạp của vật dập, quá trình dập có thể tiến hành qua 1 hoặc nhiều lòng khuôn.Thông thường, với các vật dập phức tạp, quá trình dập đướctiến hành qua các nguyên công dập sơ bộ, dập bán tinh, dập tinh

Dập tấm được tiến hành ở trạng thái nguội (trừ thép cacbon có S >10 mm) nên còn gọi là dập nguội.

Vật liệu dùng trong dập tấm : thép cácbon, thép hợp kim mềm, đồng và hợp kim đồng, nhôm và hợp kim nhôm, niken, thiếc, chì và vật liệu phi kim như : giấycactông, êbônít, fip, amiăng, da

● Đặc điểm

Năng suất lao động cao, dễ tự động hóa và cơ khí hóa Chuyển động của thiết bị đơn giản, công nhân không cần trình độ cao, đảm bảo độ chính xác cao.Cóthể dập được những chi tiết phức tạp và đẹp có độ bền cao …

● Công dụng

-Dập tấm được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt nghành chế tạo máy bay, nông nghiệp, ô tô, thiết bị điện, dân dụng

b) Thiết bị dập tấm.

Thiết bị dập tấm thương có hai loại : máy ép trục khuỷu và máy ép thủy lực

Truyền động của trục khuỷu là truyền động cứng, khoảng hành trình của máy không chế chính xác nên sản phẩm dập tấm có chất lượng cao và đồng đều Khi động cơ quay trục khuỷu có thể được điều khiển bằng bàn đạp, khi không làm việc con trượt ở vị trí cao nhất đẻ dễ tháo lắp sản phẩm và đưa phôi vào

Máy ép thuỷu lực có cấu tạo phực tạp, lực ép có trị số lớn ( từ vài chục tấn đến hàng trăm tấn) nên thường dùng để chế tạo các chi tiết lớn, phức tạp, yêu cầu chất lượng cao và hay dung trong phòng thí nghiệm Máy ép thuỷu lực có thể có cơcấu dẩn động chất lỏng riêng từ máy bơm hoặc có thể dẫn chất lỏng có áp suất cao nhận được từ trạm bơm có bình trữ áp

c) Công nghệ dập tấm :

-Công nghệ dập thể tích được đặc trưng bởi nguyên công cắt đứt và nguyên công tạo hình

Nguyên công cắt là nguyên công cắt 1 phần của phôi khỏi phần kim loại chung, nguyên công này có 3 loại : cắt đứt , cắt phôi , đột lỗ

Nhóm các nguyên công tạo hình là các nguyên công dịch chuyển một phần của phôi đối với phần khác mà phôi không bị phá hủy Nguyên công tạo hình : gồm cácnguyên công uốn, nguyên công dập vuốt, tóp miệng, giản rộng, viền mép, ghép mối, miết

Nguyên công uốn: là nguyên công làm thay đổi hướng của trục phôi Trong quá trình uốn cong lớp kim loại phía trên bị nén, phía dới bị kéo, ở giữa không bị nénhay kéo gọi là lớp trung hoà Khi bán kính uốn cong càng bé thì mức độ nén và kéo càng lớn có thể làm cho vật bị uốn cong bị nứt nẻ Lúc này lớp trung hoà có xuhướng dịch về phía uốn cong

Nguyên công dập vuốt : là phương pháp chế tạo các chi tiết có dạng hình trục rỗng

có hình dạng bất kì từ phôi thẳng và được tiến hành trên các khuôn dập vuốt Khi dập vuốt có thể làm mỏng thành hoặc không làm mỏng thành

HÌNH 1.1.5 : Sơ đồ dập vuốt

1) Chày ép 2- Vành ép 3-Phôi 4- Khuôn ép

II_GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁY ÉP TRONG RÈN DẬP

1.2.1 GIỚI THIỆU VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÁY ÉP.

1.2.1.1 GIỚI THIỆU

Máy ép là thiết bị cơ khí dùng để gia công áp lực mà công biến dạng được sản sinh ra nhờ truyền động cơ khí,truyền động ma sát hay áp lực chất lỏng Một trong các thông số quan trọng của máy ép là lực ép.Lực ép thể hiện phần nào kích thước và công suất của máy.Máy ép có thể có lực ép danh nghĩa từ rất nhỏ,dưới 25KN,đến rất lớn, 100000KN.Máy ép dùng để dập tấm,dập thể tích nóng,nguội,cắtphôi tấm,phôi thanh và nhiều nguyên công khác

Các loại máy ép thường dùng trong kỷ nghệ rèn dập là máy ép thủy lực, máy

ép trục khuỷu, máy ép trục vít ma sát, máy ép búa hơi Máy ép ma sát trục vít có lực ép từ 40÷630 tấn Máy búa hơi nước không khí ép có khối lượng rơi từ 500÷

43000 kg Máy ép thủy lực có lực ép danh nghỉa đến 16000 tấn Máy ép trục khuỷu

từ 200÷10000 tấn

1.2.1.2 Ứng dụng của máy ép

Máy ép được ứng dụng rất rộng rãi và phổ biến trong nhiều nghành công nghiệp như: công nghiệp chế tạo máy và dụng cụ,công nghiệp xây dựng,công nghiệp thực phẩm

1.2.2 CÁC LOẠI MÁY ÉP THƯỜNG DÙNG

1.2.2.1 Máy ép ma sát trục vít.

Máy ép trục vít ma sát thuộc loại máy rèn có cơ cấu truyền ma sát Máy ép vít ma sát với cơ cấu truyền 2 đĩa hình côn, 2 con lăn, 1 con lăn, một đĩa, hai đĩa,

ba đĩa Nguyên lý tác dụng của tất cả máy ép vít ma sát như nhau : nhờ mô men masát ở vành trong hay vành ngoài của bánh đà, do ép con lăn hoặc đĩa ma sát lên phía này hoặc phía kia của bánh đà mà trục vít( liên hệ với bánh đà) chuyển động theo phía này hoặc phía khác

Các máy ép trục vít có lực ép từ 40 đến 630 tấn

a) Đặc điểm của máy ép ma sát trục vít.

Ưu điểm : Máy ép ma sát trục vít có chuyển động đầu trượt êm, tốc độ ép

không lớn nên kim loại biến dạng từ từ và triệt để hơn, hành trình làm việc điều chỉnh trong phạm vi khá rộng Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẽ

Nhược điểm :Năng suất không cao , lực ép tạo được không lớn, chưa có tính

tự động hóa cao

b) Sơ đồ nguyên lý máy ép ma sát trục vít.

Nguyên lý làm việc của máy như sau : động cơ 1 truyền chuyển động qua bộ

truyền đai (2) làm quay trục (4) trên đó có lắp các đĩa ma sát (3) và (5) Khi nhấn bàn đạp (11), cần điều khiển (10) đi lên đẩy trục (4) dịch sang bên phải và đĩa ma sát (3) tiếp xúc với bánh ma sát (6) làm trục vít quay theo chiều thuận đưa đầu búa

đi xuống Khi đến vị trí cuối của hành trình ép vấu (8) tỳ vào cữ (9) làm cho cần điều khiển (10) đi xuống đẩy trục (4) qua trái và đĩa ma sát (5) tỳ vào bánh ma sát (6) làm cho trục vít quay theo chiều ngược lại đưa đầu trượt đi lên đến cữ hành trình (7), cần (10) lại được nhấc lên, trục (4) được đẩy sang phải lặp lại quá trình trên

Việc giữ trọng lượng phần động ở vị trí bên trên là nhờ phanh đai tác dụng

cơ khí hoặc thủy lực, và củng có thể nhờ vào cơ cấu phân phối Lực tạo ra lớn hay nhỏ phụ thuộc vào hành trình công tác , mà hành trình công tác lại phụ thuộc vào trở lực biến dạng của kim loại trở lực của vật dập càng lớn, lực tạo ra khi dập cànglớn

Máy ép vít ma sát làm biến dạng kim loại nhơ năng lượng dự trữ được ở các phần động (chủ yếu nhờ năng lượng, chuyển động quay của bánh đà) trong một hành trình Trong hành trình đó năng lượng hoàn toàn tiêu thụ hết

c) Ứng dụng

Máy ép ma sát trục vít được dùng với các nguyên công, công nghệ khác nhau, trong dập thể tích nóng và nguội trong khuôn kín và hỡ, các nguyên công dập tấm nguội, dùng để dập nổi , nắn , tinh chỉnh các chi tiết bằng kim loại màu

1.2.3.3 Máy ép thủy lực

Máy ép thủy lực là một loại máy rèn dập dùng chất lỏng (dầu hoặc hơi nước)

có áp suất cao để thực hiện việc truyền dẫn tạo ra chuyển động và lực ép lớn cho dầu ép của máy, để tạo ra áp suất cao cho chất lỏng ta dùng bơm cao áp

a) Đặc điểm của máy ép thủy lực

Ưu điểm : máy ép thủy lực không chỉ tạo ra lực ép tĩnh, máy làm việc êm,

không chấn động mà còn có khả năng tạo ra áp lực tác dụng lớn hơn bất kỳ loại máy nào Kiểm soát được tốc độ chuyển động của đầu trượt

Nhược điểm: kết cấu máy phức tạp, vốn đầu tư lớn, khuôn chế tạo phức tạp,

chi phí cao

b) Sơ đồ nguyên lýmáy ép thủy lực

Nguyên lý làm việc của máy như sau : động cơ truyền chuyển đông làm quay bơm dầu 2, lấy từ bể dầu 12 qua van tràn và van tiết lưu đến hệ thống van phân phối 6 theo đường dẫn dầu I đến Xi lanh 7 thực hiện quá trình ép đẩy đầu trượt 8 đi xuống, đồng thời dầu theo đường ống II qua van phân phối để về lại bể chứa dầu 12 Ở hành trình về của piston sẽ theo chiều ngược lại tức là vào xi lanh theo đường ống II và ra khỏi xi lanh ở đường ốngI Sự đảo chiều của piston được điều khiển bởi hệ thống van phân phối 6

c) Ứng dụng

Máy ép thủy lực có thể làm nhiều việc khác nhau, cả rèn tự do lẫn dập thể tích như dập trong khuôn kín, dập trong khuôn hở, ép tinh, đột lổ, cắt vành biên và bavia, thực hiện các nguyên công rèn tự do

1.2.2.3 Máy ép trục khuỷu

Máy ép trục khủy được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghành công nghiệp như : công nghiệp chế tạo máy và dụng cụ công nghiệp xây dựng, công nghiệp thực phẩm Một trong nhửng chi tiết quan trọng của máy là trục khuỷu, nên tên gọimáy ép trục khuỷu dựa trên cơ sở này

Máy ép trục khuỷu có lực ép từ 16÷10000 tấn.Máy này có loại hành trình đầu con trượt cố định gọi là máy có hành trình cứng;có loại đầu con trượt có thể điều chỉnh được gọi là hành trình mềm.Nhìn chung các máy lớn đều có hành trình mềm.Trên máy dập cơ khí có thể làm được các công việc khác nhau :rèn trong khuôn hở,ép phôi,đột lỗ,cắt bavia

a) Đặc điểm của máy ép trục khuỷu

Ưu điểm : kết cấu máy và sử dụng máy đơn giản, có thể chế tạo được các

chi tiết có hình dáng phức tạp, chế tạo được các chi tiết có chất lượng bề mặt cao không cần qua gia công cắt gọt, năng suất máy cao, làm viêc êm , ít gây tiếng ồn hơn máy búa

Nhược điểm : ít vạn năng trong các nguyên công dập thể tích, không thực

hiện được nguyên công vuốt và ép tụ như trên máy búa Lực ép danh nghỉa của máy không thể tăng quá lớn như ở máy ép thủy lực vì kích thước cua máy sẽ rất lớn Đầu máy có thể bị trượt ở điểm chết dưới.Phạm vi điều chỉnh hành trình bé,đòi hỏi tính toán phôi chính xác và phải làm sạch phôi kỹ trước khi dập

b)Cơ cấu chấp hành

Củng như các loại máy ép khác, trong máy ép trục khuỷu có cơ cấu chấp hành để dịch chuyển khuôn dập Trong cơ cấu chấp hành , thường đầu trượt là khâu cuối và khâu đầu có thể là trục khuỷu hoặc là cam

Đầu trượt được chuyển động qua lại hoặc lên xuống khi cơ cấu khuỷu đòn làm việc Do mối liên hệ động học là mối liên hệ cứng nên có thể coi tốc độ của đầu trượt luôn luôn tuân theo một quy luật xác định không phụ thuộc vào nguyên công

HìNH 1.1.6 : Đồ thị tốc độ của máy ép trục khửa

Để đảm bảo chuyển động của đầu trượt phù hợp với yêu cầu công nghệ, người ta có thể sử dụng các loại cơ cấu chấp hành khác nhau hoặc thay đổi kích thước của các khâu, hoặc thay đổi ,ột trong các cơ cấu chấp hành ấy

Hiện nay máy ép trục khuỷu có 4 nhóm cơ cấu chấp hành, mổi nhóm đáp ứng với nhửng yêu cầu công nghệ xác định

c) Sơ đồ nguyên lý của máy ép trục khuỷu.

Máy ép trục khuỷu có kết cấu đơn giản , sử dụng dễ dàng nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều phân xưởng cơ khí Vì vậy ta thiết kế máy ép trục khuỷu dạng thân hở, không nghiêng được, tác dụng đơn (đơn động) có lực ép danh nghỉa là 150

tấn ,được dùng nhiều trong thực tế Sơ đồ động của máy ép trục khuỷu thiết kế nhưsau :

Nguyên lý làm việc của máy như sau: động cơ (1) truyền qua bộ truyền đai(2),(3) truyền chuyển động cho trục trung gian (4) ,làm quay bánh răng nhỏ (5) truyền chuyển động cho bánh răng lớn (bánh đà)(6) lắp lồng không trên trục khuỷu(8).Khi đóng ly hợp (7) trục khuỷu (8) quay ,thông qua tay biên (10) làm cho đầu trượt (11) chuyển động tịnh tiến lên xuống theo rảnh dẫn hướng (12) ,thực hiện chutrình dập.Đe dưới (13) lắp trên bệ nghiêng có thể điều chỉnh được vị trí ăn khớp của khuôn trên và khuôn dưới

d)Ứng dụng.

Máy ép trục khuỷu chủ yếu dùng để dập tấm, dập thể tích nóng, nguội, cắt phôi tấm, phôi thanh và nhiều nguyên công khác nửa

Từ trái qua phải , mm

Từ trước ra sau , mmChiều cao , mmKhối lượng, kg

16016037

3406001000x67012,5

17652060400015900Dựa vào các số liệu này ta đi tính động học và tĩnh học của máy

2.1.1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TAY BIÊN TRỤC KHUỶU

Khi thiết kế máy ép trục khuỷu, ta cần xác định các thông số động học (qui luật thay đổi hành trình, vận tốc gia tốc của đầu trượt), xác định các gia trị đó trongsuốt quá trình công tác Hầu hết các máy ép trục khuỷu đều có cơ cấu tay biên trục khuỷu Sau dây ta xem xét động học cơ cấu này

2.1.1.1 Hành trình của đầu trượt Sα.

Trong máy ép trục khuỷu, để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của đàu trượt, người ta sử dụng cơ cấu tay quay thanh truyền Chiều dài tay quay R chính là bán kính lệch tâm của trục khuỷu

HÌNH 2.1.1 : Phân tích cơ cấu động học của tay biên

Trong đó :

H min :chiều cao khép kín nhỏ nhất của máy, ( mm )

H max : chiều cao lhép kín lớn nhất của máy , ( mm )

S : hành trình toàn bộ của máy , ( mm )

Sα : hành trình tức thời của máy ứng với góc quay α

α : góc quay của trục khuỷu tính từ đường trục đến bán kính khuỷu (ngược chiều quay của trục khuỷu )

β :góc kẹp giữa biên và đường trục

R, L : bán kính khuỷu và chièu dài biên : R= OA, L = AB ( mm )

ω : tốc độ góc của trục khuỷu (coi như không đổi) ,( )

B1 , B2 : điểm chết trên và điểm chết dưới của máy

K = L

R

hệ số tay biên Theo hình 3.1 ta có :

Với hành trình : S = 160mm → R=S/2 = 80 mm Chọn hệ số tay biên

K = L

R

= 0,2 do đó L = 400 mm Chọn gốc hành trình khi đầu trượt ở điểm chết trên

B2, khi đó α = 00, chiều quay trục khuỷu theo kim đồng hồ

Thay các đại lượng trên vào công thức tính Sα ta lập được bảng quan hệ giữa hành trình của máy Sα và góc quay α như sau :

Bảng 3.1: Quan hệ hành trình của máy Sα và góc quay α

2.1.1.2.Tốc độ của đầu trượt.

Sau 1 vòng quay ,trục khuỷu lần lượt đi qua 2 điểm chết trên và điểm chết dưới Qua mỗi vị trí này đầu trượt thay đổi chiều chuyển động Tốc độ của đầu trượt phụ thuộc vào bán kính lệch tâm R, vị trí góc quay α và số vòng quay trục khuỷu

0 0,2 0,3 0,3

1

0,23 0,11 0 -0,11 -0,21 -0,31 -0,3 -0,2 0Bảng 3.2 : Quan hệ giữa góc quay α và vận tốc đầu trượt Vα

2.1.1.3 Gia tốc của đầu trượt.

Hay : Jα= ( )2 .R.( cosα + Kcos2α)

Với n =37 (vòng /phút ), R = 80 mm, K = 0,2 Thay vào công thức tính Jαta

có bảng quan hệ giữa Jα và α :

1,6 1,2 0,42

-0,2-0,78 -0,84 -0,86 -0,84 -0,78 -0,2 0,42 1,2 1,6Bảng 3.3 Quan hệ giữa góc quay α và gia tốc đầu trượt Jα

Từ các số liệu về Sα, Vα , Jα của đầu trượt ta vẽ được đồ thị biểu diễn quan

hệ giữa chúng với góc quay α hình 3.2

2.1.1.4 Nhận xét đồ thị :

-Đồ thị Sα

Góc quay của trục khuỷu tương ứng với hành trình làm việc gọi là góc làm

việc của trục khuỷu, góc này thường từ 5O ÷ 30O, tính từ đường trục đến bán kính

khuỷu, ngược với chiều quay trục khuỷu

Theo đồ thị thì ta thấy Sα=0 mm khi góc quay α =0o tương ứng đầu trượt đang ở vị trí điểm chết trên B1 , khi góc quay α =180o hành trình đầu trượt Sα=160

mm tương ứng với đầu trượt đang ở điểm chết dưới B2

-Đồ thị Vα

Theo đồ thị ta thấy vận tốc biến thiên một cách đều đặn, trong một vòng quay của trục khuỷu vận tốc biến thiên 2 lần tại ĐCT và ĐCD , tại 2 vị trí này vận tốc của đầu trượt bằng không và đảo chiều

-Đồ thị Jα

Ta thấy rằng hành trình ,và vận tốc của đầu trượt ít chịu ảnh hưởng của hệ số tay biên K, còn gia tốc chịu ảnh hưởng nhiều của hệ số tay biên K Hệ số K còn ảnh hưởng đến lực, làm thay đổi chế độ lực tác dụng lên máy và ảnh hưởng đến kích thước ngang dọc của máy Vì thế ở các loại máy khác nhau thì hệ số tay biên cũng khác nhau

2.1.2 TÍNH TOÁN TỈNH HỌC CƠ CẤU TAY BIÊN-TRUC KHUỶU.

Lực quán tính của cơ cấu chấp hành tay biên - trục khuỷu rất nhỏ và có thể bỏqua được Đối với máy ép tự động , lực quán tính của các máy cỡ trung bình và cỡlớn cũng không vượt quá 10% lực ép danh nghĩa, còn đối với máy ép thông dụng

có số hành trình nhỏ hơn nhiều so với máy ép tự động nên lực quán tính nhỏ hơn

Vì thế trong phần này ta chỉ xét đến tĩnh học của cơ cấu

Khi tính toán các lực tĩnh tác dụng lên các khâu của các cơ cấu cần đặc biệtchú ý đến tác dụng của lực ma sát Lực tác dụng lên đầu trượt của máy ép thườnglớn, tạo cho các khớp nối cũng phải có kích thước lớn Vì vậy bỏ qua lực ma sát ở

các khớp nối khi tính toán sẽ dẫn tới sai số đáng kể và đôi khi không thể chính xác,

ví dụ như khi tính toán đến quá trình kẹt máy

Việc xác định các lực tác dụng lên cơ cấu cũng như khi tính toán động họccủa cơ cấu ấy có thể bằng phương pháp đồ thị hoặc giải tích đồ thị

Để tính toán độ bền của các chi tiết và bộ phận của máy cũng như tính nănglượng cần biết :

Các lực thực tế tác dụng lên các thanh dầm của máy bao gồm : trở lực có ích(lực công nghệ), trọng lượng bản thân của cơ cấu, lực ma sát ở các khớp nối, lựcquán tính

Trong 4 lực này chỉ cần chú ý đến trở lực có ích và lực ma sát, và khi tínhtoán các cơ cấu phụ mà trở lực có ích không lớn lắm hoặc tính máy có số hànhtrình quá lớn thì lực quán tính mới được xét đến

Các phản lực ở ổ, khớp nối các thanh, dầm của máy

Mômem xoán mà những thanh, dầm chính chịu tác dụng

Bây giờ ta đi tính toán tĩnh học của cơ cấu tay biên trục khuỷu trong trườnghợp lý tưỏng (không tính đến ma sát) và thực tế (có tính ma sát)

2.1.2.1 Trường hợp lý tưởng

Ta coi rằng kích thước của các cơ cấu đã biết ở mỗi vị trí của trục khuỷutương ứng với góc quay α Lực dã cho PD tác dụng lên đầu trượt được xác địnhbằng trở lực có ích hoặc bắng trị số lực ép danh nghĩa của máy khi tính toán máyép

Hình 2.1.2: Tỉnh học cơ cấu biên trục khửa trường hợp lý tưởng

Lực đã cho PD tác dụng lên đầu trượt được xác định bằng trở lực có ích hoặc bằng trị số lực ép danh nghĩa của máy khi tính toán máy ép.

Vì :

ta có:

Với K= 0,2, PD=150 tấn = 1500 KN ta lập được bảng quan hệ giửa góc quay và lựctác dùng lên biên

Bảng 3.4 : Quan hệ giữa góc quay và lực tác dụng lên tay biên

Nhận xét: Với giá trị K và nhỏ, thì khi đó ta được các công thức tính gần đúng

1523

1531

1523

1508

1500

1508

1523

1531

1523

1508

1500

Hình 2.1.3:Tỉnh học cơ cấu tay biên trục khửa trường hợp thức tế

Theo hình vẽ ta có các kí hiệu

r0: Bán kính ở ổ tựa của trục khuỷu , ( mm )

rA:Bán kính ngõng khuỷu (ngõng lắp biên) , ( mm )

rB: Bán kính khớp nối biên với đầu trượt , ( mm )

μ: Hệ số ma sát ở khớp nối và thanh dẫn hướng (coi bằng nhau)

, : bán kính vòng tròn ma sát ở đầu lớn và đầu nhỏ của biên , ( mm ) ()

: góc ma sát :

γ : Góc kẹp biên và đường tiếp tuyến giữa hai vòng tròn ma sát

α: Góc quay của trục khuỷu tính từ đường trục tới bán kính khuỷu.

β: Góc kẹp giữa biên và đường trục

: Tốc độ góc (coi như không đổi) của trục khuỷu ,

Lực cho PD tác dụng lên đầu trượt được xác định bằng trở lực có ích hoặc bằng tự số của lực ép danh nghĩa của máy khi tính toán máy ép Với:

: Tự số lực ép danh nghĩa của máy khi tính toán máy ép trong trường hợp lý tưởng

: lưc tác dụng lên thanh dẫn hướng

ϕ + +

Góc ϕ thường không lớn hơn 50 40’ (khi f =0,1), γ=30, β< 100 khi α đủ nhỏ (<

300) và với các trị số k thông thường k<0,25, khi đó ta có thể xem PAB =PD mà sai

số không lớn hơn 6% thoả mãn giới hạn sai số cho phép

Cũng từ tam giác lực ta rút ra lực tác dụng lên bộ phận dẫn hướng: