Thiết kế chế tạo máy dập tự động kiểu thủy lực

Tuy nhiên, với xu hướng phát triển của các ngành kỹ thuật khác cụ thể là điện – điện tử và công nghệ thông tin và đòi hỏi về giải phóng sức lao động, an toàn, thân thiện và thuận tiện tr

LỜI MỞ ĐẦU

  

Kỹ thuật cơ khí là ngành ứng dụng các nguyên lý khoa học để tạo ra các loại máy móc và thiết bị hoặc các vật dụng hữu ích, có vai trò quan trọng đối với bất kỳ nền kinh tế của bât kỳ quốc gia nào Luận văn tốt nghiệp – học phần cuối cùng của quá trình đào tạo kỹ sư cơ khí giúp sinh viên cơ khí liên kết các mảng kiến thức được chia nhỏ, sử dụng các công cụ và kỹ năng cộng với sự hướng dẫn của những người đi trước và khả năng tìm tòi, học hỏi, giải quyết vấn đề để nghiên cứu, tìm hiểu hay đưa

ra quy trình thiết kế, chế tạo dưới góc nhìn vừa tổng quan, thấu đáo vừa chi tiết, tỉ mỉ Qua thời gian học tập và thực tập cuối khóa, được làm việc, được tham khảo và tìm hiểu cận cảnh một phần của kỹ thuật cơ khí trong và ngoài nước Nhóm sinh viên

đã nắm được phần nào kiến thức cũng như kinh nghiệm của đường hướng cho một người làm kỹ thuật cơ khí

Nhiệm vụ của luận văn: thiết kế chế tạo máy dập tự động kiểu thủy lực Máy dập

là đề tài đã và đang được nghiên cứu và thực hiện chế tạo rất nhiều bởi tính thiết thực đối với yêu cầu và sự đa dạng trong khả năng sản xuất Tuy nhiên, với xu hướng phát triển của các ngành kỹ thuật khác (cụ thể là điện – điện tử và công nghệ thông tin) và đòi hỏi về giải phóng sức lao động, an toàn, thân thiện và thuận tiện trong tương tác, máy dập ngày nay có xu hướng tự động hóa và được điều khiển cách ly

Với nhiệm vụ được đưa ra như trên, nhóm sinh viên đã đưa ra được quy trình chế tạo máy dập tự động kiểu thủy lực gồm tập thuyết minh giới thiệu và tính toán, các bản

vẽ nguyên lý, các bản vẽ lắp và tập bản vẽ chế tạo lắp ráp Vì đã có máy được chế tạo

và đi vào sản xuất nên việc thiết kế, chế tạo được tạo điều kiện thuận lợi

Kết quả là công sức chung, tuy nhiên thiếu sót là khó tránh khỏi vì hạn chế trong năng lực của nhóm sinh viên Mong nhận được mọi sự đóng góp không chỉ trong phạm vi luận văn mà còn về chuyên môn

Xin được gửi lời cảm ơn với tất cả sự sâu sắc và chân thành đến PGS.TS.Phan Đình Huấn và TS.Bùi Trọng Hiếu đã hướng dẫn và tạo điều kiện để nhóm sinh viên hoàn thành luận văn, cảm ơn các thầy cô trong khoa cơ khí và bộ môn thiết kế máy, cảm ơn những người làm cơ khí đi trước trong công ty TNHH Công Nghệ Sài Gòn cùng các bạn bè và gia đình vì những hướng dẫn, giúp đỡ và động viên

TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2013

TÓM TẮT

CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ _ 7

I Tổng quan thiết bị dập tạo hình 7

1 Phân loại _ 8

2 Các phương án có đặc điểm công nghệ phù hợp 8

II Phương án máy ép trục khuỷu 9

1 Nguyên lý hoạt động _ 9

2 Phân loại _ 9

3 Sơ đồ động học _ 10

4 Đặc điểm 11 III Phương án máy ép vít _ 12

1 Nguyên lý hoạt động 12

2 Phân loại 12

IV Điện – điều khiển 81

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1: Các sản phẩm dập tạo hình tấm kim loại – phi kim 1 Hình 1.2: Một số hình ảnh máy dập 3 Hình 1.3: Sản phẩm nịt cổ áo sơ mi 4 Hình 1.4: Sản phẩm và ứng dụng thực tế 4 Hình 1.5: Mô phỏng máy dập thủy lực tự động 6 Hình 1.6: Hai máy dập thủy lực tự động được chế tạo _ 6 Hình 2.1: Vị trí của máy dập trong phân xưởng dập tạo hình 7 Hình 2.2: Phân loại thiết bị dập tạo hình _ 8 Hình 2.3: Nguyên lý dập trục khuỷu 9 Hình 2.4: Sơ đồ động dập trục khuỷu 10 Hình 2.5: Dạng ren máy ép vít ma sát 12 Hình 2.6: Máy ép vít ma sát _ 13 Hình 2.7: Máy ép vít ma sát đĩa hình côn _ 13 Hình 2.8: Máy ép vít điện cung Stato 14 Hình 2.9: Nguyên lý thủy lực 15 Hình 2.10: Phân loại máy ép thủy lực theo dạng dẫn động _ 16 Hình 2.11: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm không có bình tích áp _ 16 Hình 2.12: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm có bình tích áp _ 17 Hình 2.13: Sơ đồ máy ép dẫn động có bộ tăng áp _ 18 Hình 2.14: Hình ảnh máy dập thủy lực được chế tạo _ 21 Hình 3.1: Mô hình PVC - n(CH2) _ 22 Hình 3.3: Kích thước sản phẩm độ dày 0.5 mm _ 25 Hình 3.4: Vấn đề tiêu hao vật liệu 26 Hình 4.1: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm không có bình tích áp 27 Hình 4.2: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm có bình tích áp _ 30 Hình 4.3: Mô hình điều kiện ổn định theo công thức Euler 34 Hình 4.3: Kích thước cơ bản máy bơm PV2R2 Yuken _ 36 Hình 4.4: Biểu đồ quan hệ các đại lượng Q-P-p của máy bơm cánh gạt _ 37

Hình 4.7: Van S-DSG-01-3C 42 Hình 4.8: Van áp suất dòng BT của Yuken 43 Hình 4.9: Hình dáng thân máy _ 48 Hình 4.10: Hình ảnh một số mô hình thân máy cơ bản _ 48 Hình 4.11: Nguyên lý truyền động bánh cóc _ 51 Hình 4.12: Nguyên lý truyền động cơ cấu malte 52 Hình 4.13: Nguyên lý truyền động bánh răng khuyết _ 52 Hình 4.13: Nguyên lý truyền động bằng động cơ _ 53 Hình 4.14: Phân bố ứng suất trên tang cuốn _ 56 Hình 4.14: Mô phỏng mạch điều khiển bằng Automation Studio 58 Hình 4.15: Sơ đồ đấu nối ngõ vào PLC 63 Hình 4.16: Sơ đồ đấu nối ngõ ra PLC với relay _ 63 Hình 4.17: Sơ đồ đấu nối ngõ ra PLC với Transitor 64 Hình 4.18: Một số loại motor-driver AC Servo _ 68 Hình 4.19: Sơ đồ đấu dây AC Servo _ 70 Hình 4.20: Sơ đồ đấu dây AC Servo điều khiển vị trí 72 Hình 4.21: Màn hình HMI F940GOT-LWD-E _ 74 Hình 4.22: Giao tiếp HMI và PLC 76 Hình 5.1: Chế tạo thân máy _ 77 Hình 5.2: Lắp đặt cụm thủy lực 78 Hình 5.3: Bơm và motor sử dụng thực tế _ 78 Hình 5.4: Các van thủy lực sử dụng thực thế _ 79 Hình 5.5: Xylanh thủy lực sử dụng thực tế 79 Hình 5.6: Cụm cấp phôi cuộn được chế tạo 80 Hình 5.7: Cụm thu hồi sản phẩm _ 81 Hình 5.8: Tủ điện được lắp đặt _ 81

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 - Tính chất vật lí nhựa PVC _ 23 Bảng 3.2 - Tính chất vật lí nhựa PET 25 Bảng 4.1 – Lựa chọn đường kính xylanh, cán theo lực đẩy, kéo _ 34 Bảng 4.2 – Bảng tra máy bơm cánh gạt đơn của Yuken _ 37 Bảng 4.3 – Bảng tra động cơ 3 pha Siemens 39 Bảng 4.4 - Bảng thông số ống thủy lực LineMate 3130 _ 40 Bảng 4.5 - Bảng tra Directional Valves (4/3 – Solenoid) – Hãng Yuken 42 Bảng 4.6 - Bảng tra lựa chọn bộ lọc theo lưu lượng 45 Bảng 4.7 - Họ PLC Misubishi FX1N 62 Bảng 5.1 - Bảng thành phần hóa học thép SKD 11 _ 82 Bảng 5.2 - Bảng đặc tính xử lý nhiệt thép SKD 11 _ 82

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

I Công nghệ dập tạo hình tấm

Công nghệ gia công áp lực đã có từ hàng năm nay, nó được phát triển không ngừng như các ngành khoa học kỹ thuật khác Công nghệ phát triển đòi hỏi thiết bị cũng không ngừng được hoàn thiện và cải tiến hơn Ngày nay, việc gia công chế tạo các sản phẩm cơ khí dạng tấm bằng phương pháp dập chiếm tỷ lệ cao vì các ưu điểm vượt trội như độ chính xác, năng suất cao, khả năng tự động hóa cao,

Là một phần của phương pháp gia công bằng áp lực, công nghệ dập tạo hình tấm mang đầy đủ tính chất của gia công áp lực Sử dụng áp lực làm biến dạng vật liệu theo hình dáng mong muốn hay việc đột lỗ, cắt biên với năng suất cao mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm Số lượng máy dập không ngừng tăng lên và được cải tiến hiện đại hơn để đáp ứng các yêu cầu đặt ra của công nghệ

Hình 1.1: Các sản phẩm dập tạo hình tấm kim loại – phi kim

II Thực trạng ngành dập tạo hình ở Việt Nam

Ở nước ta hiện nay, tuy sự phát triển các ngành công nghiệp đã có những thành tựu nhất định nhưng nền tảng của công nghiệp – cơ khí chế tạo vẫn chưa thật sự đáp ứng các yêu cầu sản xuất, nhất là ngành cơ khí chế tạo máy Trước những năm 1990 chủ yếu do sự viện trợ của Liên Xô, Trung Quốc, các nước XHCN Đông Âu, nên các thiết bị cũng từ nguồn các nước này là chính

Trong sản xuất ở Việt Nam hiện nay, máy dập được sử dụng khá rộng rãi ở các nhà máy, xí nghiệp sản xuất ở nhiều mặt hàng Tuy nhiên, hầu hết các máy trên thị trường đều được nhập khẩu từ các thị trường nước ngoài, gần như chưa có các sản phẩm máy dập được sản xuất trong nước Chính vì thế, việc nghiên cứu – thiết kế - chế tạo những sản phẩm cung ứng cho nhu cầu của công nghiệp trở nên cần thiết, cần được quan tâm

- Độ tin cậy hệ thống cao

- Dễ sử dụng, kiểm soát sản xuất

- Dễ bảo trì, sửa chữa, thay thế thiết bị

Hình 1.4: Sản phẩm và ứng dụng thực tế

2 Yêu cầu kỹ thuật

Thiết kế máy dập tự động

- Lực dập tối đa: 5 tấn (50 kN)

- Năng suất: 5000 sản phẩm/giờ

- Tối ưu khả năng sử dụng phôi

- Nguyên lý đơn giản, hạn chế va đập, …

- Kết cấu đơn giản, dễ bảo trì, sửa chữa …

IV Kết luận

Công nghệ dập nói chung và dập tấm nói riêng là ngành sản xuất tiềm năng, có năng suất và giá trị kinh tế cao Trong khi đó, phương pháp gia công này ở Việt Nam vẫn chưa khai thác tốt, còn nhiều xí nghiệp sản xuất sản phẩm thủ công, năng suất thấp Do đó, vấn đề gia tăng thiết bị sản xuất ngành dập (dập khối, dập tấm, chuồn, uốn, …) cần được đầu tư phát triển để làm nền tảng cho sự phát triển ngành và của nền công nghiệp, kinh tế

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, việc thiết kế-chế tạo máy dập thủy lực tự động được nhóm lựa chọn để thực hiện luận văn tốt nghiệp và tạo một hướng nghiên cứu về việc ứng dụng thủy lực vào ngành dập mà cụ thể là áp dụng đầu tiên vào công nghệ dập tấm Đây không phải là một hướng đi mới trên thế giới (các nước công nghiệp đã nghiên cứu và áp dụng nhiều và đa dạng thủy lực vào ngành sản xuất này) nhưng ở Việt Nam nó vẫn còn khá mới mẽ, chủ yếu là nhập các thiết bị, máy móc chi phí cao

từ nước ngoài để sử dụng Vấn đề kinh tế chi phí này phần nào tác động làm kiềm hãm

sự gia tăng sản xuất ở ngành công nghiệp này

Chính vì thế, việc nghiên cứu, nắm bắt công nghệ chế tạo máy công nghiệp sẽ trở thành nền tảng thúc đẩy gia tăng sản xuất, tạo động lực cho nền kinh tế Việt Nam đang vươn lên

Ở khuôn khổ luận văn này, nhóm thực hiện thiết kế - chế tạo máy dập thủy lực tự động trên nền tảng thiết kế, cải tiến mô hình máy dập cơ (sử dụng trục khuỷu) Qua đó, ứng dụng thủy lực thay thế lực dập từ trục khuỷu, cải tiến module cấp phôi cuộn (tối thiểu hao phí nguyên liệu) và tự động hóa bán phần hệ thống

Thiết kế đã được một Cty công nghệ chế tạo và đưa vào sản xuất tại một xí nghiệp sản xuất bao bì ở TP Hồ Chí Minh

Hình 1.5: Mô phỏng máy dập thủy lực tự động

CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

I Tổng quan thiết bị dập tạo hình

Máy dập là một thiết bị trong các phân xưởng dập tạo hình, sử dụng áp lực để làm biến dạng vật gia công

Hình 2.1: Vị trí của máy dập trong phân xưởng dập tạo hình

Đặc điểm

- Máy búa: khi làm việc, lực tác dụng vào vật là lực động Có năng lượng để biến dạng dẻo vật rèn được tích lũy ở đầu búa và khuôn Có lĩnh vực ứng dụng chủ yếu là: rèn tự do, chồn, dập khối

- Máy ép: khi làm việc, lực tác dụng vào vật là lực tĩnh Được ứng dụng đa dạng

MÁY DẬP

Máy búa

Máy búa hơi nước không khí nén

Máy búa không khí nén

Máy búa cơ khí

Máy búa thủy lực

Máy ép

Máy ép cơ khí

Máy ép thủy lực

1 Phân loại

Hình 2.2: Phân loại thiết bị dập tạo hình

2 Các phương án có đặc điểm công nghệ phù hợp

Tất cả các máy búa (không liên kết cứng)

Các máy ép thủy lực (không liên kết cứng, khác máy búa ở đường cong biễu diễn tốc độ)

Các máy ép cơ khí (chuyển động máy nhờ liên kết cứng)

Các máy cán rèn quay (Các bộ phận thực hiện chuyển động quay, vận tốc hằng số)

Các máy dập xung (tốc độ làm việc ≤ 300

m/s)

Theo đặc điểm công nghệ

II Phương án máy ép trục khuỷu

Là một trong những phương pháp dập sử dụng lực ép cơ khí, được sử dụng rộng rải trong nhiều ngành công nghiệp Máy ép trục khuỷu dùng chủ yếu để dập tấm, dập thể tích nóng, nguội, cắt phôi và thực hiện nhiều nguyên công khác trong gia công áp lực

1 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý của máy dập sử dụng trục khuỷu là tạo lực dập bằng cách biến chuyển động quay của trục truỷu thành chuyển động tịnh tiến của hành trình dập Cơ cấu thường được sử dụng là cơ cấu tay quay con trượt với tay quay là trục khuỷu, tạo ra

Hmin - Hmax : chiều cao khép kín nhỏ nhất-lớn nhất của máy S: hành trình toàn bộ của máy

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

α : góc quay của trục khuỷu tính

từ đường trục tới bán kính khuỷu (ngược chiều quay trục khuỷu)

β : góc kẹp giữa biên và đường trục

R, L : bán kính khuỷu và chiều dài biên R=OA, L=AB

Ω : tốc độ góc (coi không đổi) của trục khuỷu

K : hệ số tay biên K=R/L

B1 , B2 : điểm chết trên và dưới của máy

Hình 2.3: Nguyên lý dập trục khuỷu

Là máy ép trục khuỷu có 2 đầu trượt, một đầu trượt chính ở trong dùng mang dụng cụ tạo hình, một đầu trượt ngoài dùng chặn phôi

2.3 Máy ép trục khuỷu tam động

Ngoài 2 đầu trượt giống máy song động, máy có thêm 1 đầu trượt ở dưới dùng để dập vuốt ngược

3 Sơ đồ động học

Động cơ 1 quay, thông qua bộ truyền đai 2, moment được truyền từ động cơ qua trục bánh đà 4 Khi làm việc, bộ li hợp 3 đóng dẫn động từ trục bánh đà đến trục khuỷu 5, trục khuỷu quay kéo tay biên 6 chuyển động (lắc), thông qua cơ cấu tay quay con trượt này, chuyển động quay của trục khuỷu biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của đầu trượt 7 tạo nên hành trình dập

Thông quay bộ truyền đai với bánh đà có đường kính thiết kế lớn, moment của động cơ được tăng lên nhiều lần (số vòng quay giảm), truyền cho trục khuỷu moment rất lớn, tạo nên lực dập lớn cho đầu trượt

Trên hành trình dập, đầu trượt được dẫn hướng bằng bộ dẫn hướng 8 và mang

11 Cơ cấu lấy sản phẩm

12 Cơ cấu thu hồi phế liệu

13 Cơ cấu cấp phôi

14 Phễu tiếp liệu

15 Hệ thống truyền động cho phễu

16 Truyền động cơ cấu cung cấp

17 Phanh

Hình 2.4: Sơ đồ động dập trục khuỷu

Các cơ cấu 11, 12, 13 thực hiện đồng bộ các bước trong quá trình dập 1 sản phẩm (cấp phôi, thu sản phẩm, tập trung phoi) được dẫn động thông qua 15,16 được điều khiển bằng bộ điều khiển (có thể bằng khí cụ điện, PLC, …)

4 Đặc điểm

- Là loại thiết bị dập thông dụng nhất (cho cả dập khối và dập tấm)

- Cho năng suất cao, dễ dây chuyền hóa trong sản xuất hàng loạt

- Lực lớn, tốc độ nhanh là ưu điểm so với các loại máy khác

- Hành trình cứng (2 lần độ lệch tâm trục khuỷu) nên dễ bị kẹt máy tại 2 điểm chết của hành trình

- Hành trình ngắn, không thay đổi được

- Khả năng thay đổi chế độ kém linh hoạt, thích hợp cho sản xuất hàng loạt, ổn định

- Kết cấu đơn giản, các chi tiết chế tạo phức tạp

- Các chi tiết làm việc với cường độ lớn, va đập gây tiếng ồn

III Phương án máy ép vít

d - đường kính trung bình của ren

 - góc nâng ren vít '

 - góc ma sát

Xét máy ép vít ma sát với vít quay và tịnh tiến, đai ốc đứng yên

Nguyên lý: sử dụng bộ truyền vít me – đai ốc làm việc theo nguyên lý ăn khớp của cặp ren (giữa ren trong trên đai ốc với ren ngoài trên vít me) để biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến

Phần động được truyền dẫn sẽ chuyển động xuống dưới với vận tốc nhất định để tạo ra năng lượng làm biến dạng dẻo vật dập

Phần động (quay và tịnh tiến) gồm: bánh đà quay, vít chuyển động xoắn, đầu trượt tịnh tiến

2 Phân loại

 Căn cứ động học cơ cấu truyền động chính, có thể phân máy ép vít thành 3

- Máy ép vít chuyển động tịnh tiến

 Căn cứ vào cơ cấu dẫn động và cơ cấu truyền

- Máy ép vít ma sát: 1 đĩa, 2 đĩa, 3 đĩa, đĩa hình côn

- Máy ép vít điện cung

- Máy ép vít thủy lực

- Máy ép vít khí nén

Hình 2.6: Máy ép vít ma sát

Hình 2.8: Máy ép vít điện cung Stato

- Không cho phép dập lệch tâm do đặc điểm kết cấu của máy (sẽ làm cong vít khi dập)

- Máy có cơ cấu đẩy dưới cho nên có thể dập được các chi tiết có chuôi dài với góc nghiêng lòng khuôn không đáng kể

- Trên máy dập ma sát vít có thể dùng khuôn kín, ép chảy hoặc khuôn dập với cối ép 2 nửa

IV Phương án máy ép thủy lực

Có nghĩa là, lực F2 luôn bằng tích F1 với tỷ số giữa diện tích A2 /A1 Như vậy, tỷ

số A2 /A1 càng lớn, áp lực dùng để gia công vật liệu càng lớn

2 Phân loại

Hình 2.10: Phân loại máy ép thủy lực theo dạng dẫn động

2.1 Máy ép thủy có dẫn động kiểu bơm không bình tích áp

Hình 2.11: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm không có bình tích áp

PHÂN LOẠI

Dẫn động kiểu bơm

Có bình tích áp Không có bình tích áp

Dẫn động dùng

bộ tăng áp

Bộ tăng áp hơi-khí

Bộ tăng áp kiểu cơ khí

1 Máy ép; 2.Van cấp; 3.Động cơ thủy lực thừa hành; 4 Thùng chứa; 5-7

Bộ triệt tải – van tràn; 8 Pump; 9 Bộ phân phối; 10-12 Van 1 chiều

2.2 Máy ép thủy có dẫn động kiểu bơm có bình tích áp

Hình 2.12: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm có bình tích áp

1 Máy ép; 2 Van cấp; 3 Dẫn động thủy lực; 4-6,8-10 Các van điều khiển; 7 Van

1 chiều của bộ phân phối; 11 Bộ phân phối; 12 Thùng cấp dầu; 13 Bộ tăng áp trung gian; 14 Van mức tối thiểu; 15 Bình tích áp không có pittong; 16 Máy nén; 17 Thùng của bơm; 18 Bơm; 19 Van an toàn; 20.van giảm tải; 21 Van; 22 Van truyền

2.3 Máy ép thủy dẫn động có bộ tăng áp

Hình 2.13: Sơ đồ máy ép dẫn động có bộ tăng áp

3 Đặc điểm

- Khả năng tạo lực lớn so với các phương pháp khác là đặc điểm vượt trội của thủy lực

- Tác động thông qua bộ phân phối, dễ dàng tự động hóa quá trình

- Khả năng thay đổi tốc độ công tác, lực dập, …

- Các thiết bị thủy lực được sản xuất tiêu chuẩn, dễ dàng mua, thay thế, …

- Tốc độ công tác hạn chế hơn so với trục khuỷu

1-3 Các van của bộ phân phối; 4 Bộ tăng áp kiểu trục khiểu; 5 Thùng bơm;

6 Bình tích áp không pittong; 7 Bơm kiểu pittong; 8 Khớp nối để đóng bộ tăng áp; 9 Bộ phân phối; 10 Bánh đà; 11 Động cơ điện; 12 Bộ phân phối

V Đánh giá chọn phương án

1 Đánh giá – so sánh

1.1 PA trục khuỷu

Ưu điểm:

- Sử dụng rộng rãi, thuận lợi cho việc thiết kế, cải tiến

- Sử dụng máy và kết cấu máy đơn giản

- Với khả năng cho năng suất cao, chính xác, … dễ dây chuyền hóa trong sản xuất hàng loạt

- Lực lớn, nguyên lý đơn giản

- Làm việc chế độ cố định, khó thay đổi chế độ làm việc

- Quá trình bảo trì, sửa chữa, thay thế khó do các chi tiết cần phải gia công, không có sẵn

1.2 PA vít ép ma sát

Ưu điểm

- Hành trình thay đổi trong khoảng rộng, có thể kết hợp gia công nhiều lần trên một vật dập

- Kích thước vật có thể gia công đa dạng

- So với trục khuỷu cùng cỡ, có thể chế tạo được sản phẩm có kích thước lớn hơn

1.3 PA thủy lực

Ưu điểm:

- Hiện đại, dễ điều khiển, tự động hóa

- Tốc độ, lực dập có thể thay đổi theo yêu cầu làm việc

- Kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo, lắp đặt

- Các chi tiết đơn giản, có bán sẵn theo tiêu chuẩn

- Các chi tiết thủy lực tiêu chuẩn, có thể nâng cao công nghệ trên nền thiết kế trước nhằm cải tiến hệ thống

Nhược điểm:

- Năng suất thấp hơn so với PP trục khuỷu

- Các thiết bị thủy lực có chi phí đầu tư cao

Ngoài ra, thiết kế sử dụng tại xí nghiệp sản xuất bao bì cỡ nhỏ nên cần thiết kế có khả năng đáp ứng, thích nghi sản xuất cao, dễ thay đổi cải tiến nên với PA thủy lực thỏa mãn các tiêu chí trên

VI Chọn phương án thiết kế

PA máy dập thủy lực đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật, năng suất và có những ưu điểm phù hợp với việc sản xuất ở các cơ sở SX vừa và nhỏ Ngoài ra, khả năng tự động hóa cao, dễ bảo trì, sửa chữa, thay thế cũng là yếu tố cần thiết cho hoạt động sản xuất

Hình 2.14: Hình ảnh máy dập thủy lực được chế tạo

VII Kết luận

Tuy có những ưu điểm về năng suất, tính dây chuyền cao và được sử dụng rộng rãi hơn nhưng việc thiết kế chọn phương án sử dụng thủy lực là lực dập cho hệ thống ngoài mục đích tận dụng các ưu điểm của thủy lực (làm việc êm, độ tin cậy cao và khả năng thay thế, nâng cấp, sửa chửa dễ dàng ) mà còn là một hướng thiết kế mở vừa thử nghiệm phương án thủy lực vào dập năng suất, vừa mở hướng cho các phương án không truyền thống trong ngành

Thực tế thiết kế, việc chọn phương án thủy lực tuy khả năng đáp ứng đầy đủ được yêu cầu kỹ thuật nhưng vẫn còn tồn tại một số nhược điểm cần cải tiến để hoàn

CHƯƠNG III: YÊU CẦU KỸ THUẬT

I Yêu cầu khách hàng:

Việc tổng hợp đầy đủ các yêu cầu từ phía khách hàng đảm bảo thiết kế mang đầy

đủ tính năng, yêu cầu và là cầu nối giúp người thiết kế tương tác với các yếu tố thực tế sản xuất giúp sản phẩm thiết kế vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, vừa phù hợp với thực

tế sản xuất

- Dập cắt sản phẩm nịt cổ áo sơ mi

- Năng suất 5000 sản phẩm/giờ

- Làm việc ổn định, tin cậy

- Thiết bị thủy lực đáp ứng YCKT và chi phí thấp nhất

- Tối ưu khả năng sử dụng phôi

- Tự động hóa quá trình sản xuất

III Phân tích phôi

Sản phẩm dập của máy là các loại nhựa PVC, PET được sử dụng khá nhiều tại Việt Nam, với tính chất kỹ thuật cao Tìm hiểu tính chất của vật liệu phôi cung cấp cho người thiết kế đầy đủ thông tin nhằm tính toán phù hợp các giá trị kỹ thuật khi gia công

1 PVC

 Giới thiệu

Polyvinyl clorua (PVC) có lịch sử phát

triển hơn 100 năm qua Năm 1835 lần đầu tiên

Henri Regnault đã tổng hợp được vinylclorua,

nguyên liệu chính để tạo nên PVC Polyvinyl

clorua được quan sát thấy lần đầu tiên 1872 bởi

Baumann khi phơi ống nghiệm chứa

vinylclorua dưới ánh sáng mặt trời, sản phẩm

tạo ra có dạng bột màu trắng và bản chất hóa

học của nó chưa được xác định Các nghiên cứu

về sự tạo thành PVC đầy đủ hơn đã được công

bố vào năm 1912 do Iwan Ostromislensky

Cuối thế kỷ 19, các sản phẩm như axetylen và clo đang trong tình trạng khủng hoảng thừa, việc có thể sản xuất được PVC từ các nguyên liệu này là một giải pháp rất hữu hiệu Năm 1926, khi tiến sỹ Waldo Semon vô tình phát hiện ra chất hoá dẻo cho PVC, đây mới là một bước đột phá đầu tiên để khắc phục nhược điểm khi gia công cho PVC, sau đó là các nghiên cứu về chất ổn định cho PVC Đến năm 1933, nhiều dạng PVC đã được tổng hợp ở Mỹ và Đức nhưng phải đến năm 1937, PVC mới được sản xuất trên quy mô công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức và sau đó là ở Mỹ.

 Tính chất vật lý

PVC có dạng bột màu trắng hoặc màu vàng nhạt PVC tồn tại ở hai dạng

là huyền phù (PVC.S - PVC Suspension) và nhũ tương (PVC.E - PVC Emulsion) PVC.S có kích thước hạt lớn từ 20 - 150 micron PVC.E nhũ tương có độ mịn cao PVC không độc, nó chỉ độc bởi phụ gia, monome VC còn dư, và khi gia công chế tạo sản phẩm do sự tách thoát HCl PVC chịu va đập kém Để tăng cường tính va đập cho PVC thường dùng chủ yếu các chất sau: MBS, ABS, CPE, EVA với tỉ lệ từ 5 - 15% PVC là loại vật liệu cách điện tốt, các vật liệu cách điện từ PVC thường sử dụng thêm các chất hóa dẻo tạo cho PVC này có tính mềm dẻo cao hơn, dai và dễ gia công hơn

Tỉ trọng của PVC vào khoảng từ 1,25 đến 1,46 g/cm3

(nhựa chìm trong nước), cao hơn so với một số loại nhựa khác như PE, PP, EVA (nhựa nổi trong nước)

PET- Polyethylene terephthalate được tìm ra vào năm 1941 bởi Calico Printer’

Association của Manchester Chai PET được sản xuất vào năm 1973

Hình 3.2: Mô hình PET - (C10H8O2)n

Các đặc tính của PET được quyết định bởi quá trình xử lý nhiệt, nó có thể tồn tại

cả hai: vô định hình (trong suốt) và ở dạng kết tinh ( màu trắng đục) Monomer của PET có thể được tổng hợp bởi phản ứng ester hóa giữa acid terepthalic và ethylene glycol tạo ra nước, hoặc phản ứng transester hóa giữa ethylene glycol và dimethyl terepthalate, methanol là sản phẩm Sự polymer hóa được tiến hành bởi một quá trình

đa trùng ngưng của các monomer (ngay lập tức sau quá trình ester hóa hoặc transester hóa ) với ethylene glycol là sản phẩm (ethylene glycol được thu hồi trong sản xuất )

 Ứng dụng

Hầu hết công nghiệp PET trên thế giới là tổng hợp sợi (chiếm 60%) cung cấp cho khoảng 30% nhu cầu của thế giới Trong lĩnh vực vải sợi, PET được ứng dụng làm polyester kết hợp với cotton Hầu hết, PET được ứng dụng đùn ép tạo sản phẩm

PET được sản xuất dưới tên thương mại Arnite, Impet và Rynite, Ertalyte, Hostaphan, Melinex và Mylar films, và Dacron, Diolen, Terylene và Trevira fibers PET có thể được bọc bởi vỏ cứng hay làm vỏ cứng bọc vật dụng, quyết định bởi

bề dày lớp và lượng nhựa cần thiết Nó tạo thành một màng chống thấm khí và ẩm rất tốt Chai PET chứa được các loại thức uống như rượu và các loại khác, bền và chịu được va đập mạnh PET có màu tự nhiên với độ trong suốt cao

PET có thể kéo thành màng mỏng ( thường được gọi với tên thương mại là mylar) PET thường được bao bọc với nhôm để làm giảm tính dẫn từ, làm cho nó có tính phản chiếu và chắn sáng Chai PET là một loại vật đựng rất tốt và được sử dụng rộng rãi để đựng đồ uống lỏng PET hoặc Dacron cũng được sử dụng như là một lớp vật liệu cách nhiệt phủ phần ngoài của trạm vũ trụ quốc tế (ISS) Ngoài ra, sự kẹp PET vào giữa màng polyvinyl alcol sẽ làm tăng sự ngăn thẩm thấu khí oxygen

Khi có sự gia cường hạt hay sợi thủy tinh, nó trở nên cứng một cách đáng kể và bền hơn PET là một dạng bán bán kết tinh, được mua bán dưới tên thương mại là Rynite, Arnite, Hostadur&Crastin

Những cánh buồm thường tạo bởi Dacron, một loại của sợi PET, có màu sáng, dụng cụ quay nhẹ thường tạo bằng nylon

 Tính chất vật lý

Một trong những đặc tính quan trọng của PET là độ nhớt

Độ nhớt của chất được decilit/gram (dl/g) phụ thuộc vào độ dài mạch polymer

Độ dài mạch của polymer càng dài, độ rắn càng cao, nên độ nhớt càng cao Độ dài của

- 0.65 dl/g: dạng màng mỏng;

- 0.76-0.84 dl/g: chai lọ;

- 0.85 dl/g: dạng dây thừng

PET có khả năng hút ẩm Khi bị ẩm, trong quá trình gia công PET, sự thủy phân

sẽ diễn ra tại bề mặt tiếp xúc giữa nước và PET, nguyên nhân này làm giảm phân tử lượng của PET (hay độ nhớt) và những đặc tính cơ lý của nó Vì thế trước khi nhựa được gia công, độ ẩm phải được loại bỏ khỏi nhựa Có thể thực hiện được bằng cách

sử dụng chất hút ẩm hoặc sấy trước khi đưa vào gia công

Hình 3.4: Vấn đề tiêu hao vật liệu

Vấn đề đã tồn tại từ lâu trong ngành sản xuất sản phẩm là sự tổn hao nguyên liệu bắt buộc khi gia công dập sản phẩm Ở các hệ thống dập cơ trước đây, bộ phận cấp phôi cuộn chủ yếu sử dụng các bộ truyền cơ với ưu điểm là năng suất cao, làm việc ổn định Tuy nhiên, việc cấp phôi cuộn bằng hệ thống cơ có nhược điểm là bộ truyền thường kém chính xác và khó thay đổi lượng cấp Chính vì thế, việc cấp phôi bằng các

hệ thống này cần chừa lượng dư trên phôi cuộn nhằm đảm bảo cắt đúng, đầy đủ biên dạng sản phẩm

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MÁY DẬP THỦY LỰC TỰ ĐỘNG

Phương án dẫn động thủy lực

1 Kiểu bơm không có bình tích áp

 Nguyên lý hoạt động

1 Máy ép, 2 Van cấp, 3 Động cơ thủy lực thừa hành, 4 Thùng chứa, 5-7 Bộ triệt tải – van tràn, 8 Pump, 9 Bộ phân phối, 10-12 Van 1 chiều

c) Vị trí I

Tại vị trí I, máy ép hoạt động trên hành trình công tác

- Van 10, 11 đóng: chất lỏng từ bơm qua van 11 và đi lên xylanh công tác, lúc này lực ép được tạo ra ở đầu pittong gắn khuôn trên

- Từ xylanh khứ hồi, chất lỏng bị ép qua van 10 và van 11 để đến xylanh công tác

d) Vị trí IV:

Tại vị trí IV, máy ép hoạt động hành trình khứ hồi

- Van 12 mở, chất lỏng từ bơm nâng van 10 lên điền đầy xylanh khứ hồi

- Từ xylanh công tác, chất lỏng bị ép qua van 12 tới thùng chứa (lưu lượng nhỏ) làm áp suất trong xylanh công tác giảm xuống (đường 1) Khi đó bộ trợ dẫn 3 sẽ nâng van cấp 2 lên để dầu trở về thùng chứa (lưu lượng lớn) -

(đường 2)

2 Kiểu bơm có bình tích áp

Hình 4.2: Sơ đồ máy ép dẫn động bằng kiểu bơm có bình tích áp

1 Máy ép; 2 Van cấp; 3 Dẫn động thủy lực; 4-6,8-10 Các van điều khiển; 7 Van 1 chiều của bộ phân phối; 11 Bộ phân phối; 12 Thùng cấp dầu;

13 Bộ tăng áp trung gian; 14 Van mức tối thiểu; 15 Bình tích

áp không có pittong; 16 Máy nén; 17 Thùng của bơm; 18 Bơm; 19 Van an toàn; 20.van giảm tải; 21 Van; 22 Van truyền

c) Vị trí III – Hành trình không tải

d) Vị trí V – Hành trình khứ hồi