THIẾT kế máy tóp đầu ỐNG THỦY lực

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 13 Hình 1.6 Quá trình hình thành một đầu ống thuỷ lực Ngoài ra cần lưu ý trước khi tóp thì thuỷ lực được cắt đúng kích thước, cắt vuông góc với ống, góc nghiêng cho p

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY -o0o -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÁY TÓP ĐẦU ỐNG THUỶ LỰC

GVHD:PGS.TS.Phạm Huy Hoàng SVTH: Lê Thượng Trí

MSSV: 20802331

Tp HCM, Tháng 12/2012

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 1

LỜI NÓI ĐẦU

Nền công nghiệp trên thế giới hiện nay đã và đang phát triển, thay đổi ào ạt Trong khi đó, nước ta mới chỉ ở trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa Để tồn tại và kịp theo sự phát triển của thế giới, chúng ta cần phải đổi mới và tận dụng tất cả những gì hiện

có Trong đó nghành Chế tạo tạo máy là một ngành then chốt đi đầu trong công cuộc cơ khí hóa của nước nhà

Qua thời gian dài học tập, nghiên cứu lý thuyết và thực tế cùng với sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của thầy Phạm Huy Hoàng cũng như các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết Kế Máy thuộc khoa cơ khí Em đã được nhận nhiệm vụ “ Thiết kế Máy tóp đầu ống thuỷ lực” làm đề tài cho luận văn tốt nghiệp của mình

Sau 14 tuần thực hiện được sự hướng dẫn của thầy Phạm Huy Hoàng đến nay Luận Văn tốt nghiệp của em đã hoàn thành Tuy nhiên thời gian thiết kế có hạn và những kinh nghiệm chưa có nhiều của bản thân nên luận văn không tránh khỏi những sai

sót.Kính Mong các quí thầy cô giáo các bạn bè giúp đỡ đóng góp ý kiến để luận văn được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Huy Hoàng đã dành nhiều thời gian giúp đỡ, các thầy cô giáo trong nhà trường đã dạy em trong năm năm học qua, các anh chị kỹ sư đi trước cùng các bạn sinh viên trong khoa đã có nhiều ý kiến đóng góp để

em hoàn thành đề tài này

Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 12 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Lê Thượng Trí

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 2

MỤC LỤC

Trang bìa

Nhiệm vụ luận văn

Lời nói đầu 1

1.1 Giới thiệu chung về truyền động thuỷ lực 4

1.2 Giới thiệu về ống thuỷ lực và phân loại 5

1.3 Một số tiêu chuẩn của ống thuỷ lực 8-9

1.4 Quy trình sản xuất ống thuỷ lực 9

1.5 Yêu cầu tính năng kỷ thuật của ống thuỷ lực 9-10

1.6 Quá trình hình thanh một đầu ống thuỷ lực 10-13

1.7 Giới thiệu chung về máy tóp ống thuỷ lực ở nước ta 13-15 1.8 Nhiệm vụ đề tài 15-16

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 17-30

2.1 Sơ đồ nguyên lý chung máy tóp đầu ống thuỷ lực 17-20

2.2 Phân tích nguyên lý và lựa chọn phương án tao 20-30

chuyển động cho các đầu ép

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MÁY

3.1 Tính toán thiết kế cho nhóm cơ cấu đầu ép 31-50

đầu trượt, thanh trung gian

3.2 Tính toán thiết kế cho nhóm cơ cấu đầu nối các thanh truyền 50-54

và xylanh thuỷ lực

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 3

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠCH THUỶ LỰC 55-63

4.1 Thiết kế mạch thuỷ lực 55-58

4.2 Tính toán hệ thống thuỷ lực 58-63

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN

5.1 Phương án điều khiển cho mạch thuỷ lực 64-65

5.2 Điều khiển quá trình tóp đầu ống thuỷ lực 65-66

5.3 Lưu đồ giải thuật và mạch điều khiển 66-68

Tài liệu tham khảo 69

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ỐNG THUỶ LỰC TÌM HIỂU YÊU CẦU KỶ THUẬT VÀ NGUYÊN TẮC TÓP ỐNG THUỶ LỰC

THUỶ LỰC 1.1 Giới thiệu chung về truyền động thuỷ lực :

Trong sự phát triển của ngành cơ khí việt nam trong những năm gần đây có thể nói vai trò của việc ứng dụng truyền động thuỷ lực vào các máy cơ khí là ngày một phát

triển.Các truyền động thuỷ lực đang dần thay thế cho những truyền động bằng cơ cổ điển như truyền động bánh răng-thanh răng, truyền động xích…vv

Sở dĩ như vậy vì với cùng một công suất thì các máy,thiết bị sử dụng nguyên lý truyền động bằng thuỷ lực luôn có kích thước nhỏ gọn hơn so với các máy ,thiết bị truyền động bằng cơ

Một số ứng dụng thường gặp trong cuộc sống của truyền động bằng thuỷ lực:

Hình 1.1 Cần cẩu sử dụng thuỷ lực để truyền động

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 5

Hình 1.2 Máy bơm bê tông sử dụng truyền động thuỷ lực

1.2 Giới thiệu về ống thuỷ lực và phân loại:

1.2.1 Định nghĩa:

Ống dẫn thuỷ lực là một phần tử quan trọng trong mạch thuỷ lực Nó có chức năng dẫn dòng lưu chất đi đến các nới khác nhau trong mạch Nó có thể là đường dẫn dầu chính, đường dẫn dầu về bể chứa ,đường dầu điều khiển….vv,Nhờ vậy mà mạch thuỷ lực có thể hoạt động bình thường

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 6

Hình 1.3 Một số loại ống thuỷ lực

1.2.2 Phân loại các loại ống dẫn thuỷ lực:

Ống dẫn thủy lực (ODTL) phân thành ODTL mềm và ODTL cứng dựa trên cấu tạo của ống dẫn

Ống dẫn cứng: được sản xuất từ thép, đồng, nhôm và hợp kim nhôm Ống dẫn từ thép

được sử dụng khi cần phải chịu áp suất lớn ( <320 at) Ống dẫn từ hợp kim nhôm được sử dụng khi cần chịu áp suất <150 at Ống dẫn từ đồng sử dụng khì cần chịu áp suất <50 at Ống dẫn từ đồng thường được sử dụng tại các mối nối, để đảm bảo tính gọn nhẹ, và sử dụng làm đường ống thoát

Ống dẫn mềm: có 2 dạng ống dẫn mềm - ống dẫn mềm cao su và ống dẫn mềm kim

loại

Ống dẫn mềm cao su được sản xuất từ cao su tự nhiên và cao su nhân tạo Cấu tạo của ống dẫn mềm cao su thường bao gồm một ống cao su đàn hồi ở phía trong và được hóa bền bằng vỏ bọc phía ngoài hoặc khung sợi nằm trong thành ống cao su Ống mềm cao su được sử dụng để nối giữa 2 phần tử khi vận hành có thể di chuyển tương đối lẫn nhau Khi đó nhờ đặc tính đàn hồi ống dẫn cao su sẽ làm giảm các xung động áp suất trong hệ thủy lực Tuy nhiên ống dẫn cao su có các nhược điểm sau: co giãn khi thay đổi áp suất, giảm độ cứng của toàn hệ thủy lực, tuổi thọ ngắn (1,5…3 năm)

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 7

Hình 1.3 dạng cấu trúc ống mềm cao su với các thành phần:

1-lớp cao su trong cùng, 2-lớp kim loại mỏng, 3-lớp cao su ở giữa, 4- lớp cao su vỏ

 Ống dẫn mềm kim loại: phía trong là một ống dẫn có nhiều nếp gấp, ống dẫn dạng này được chế tạo từ đồng hoặc thép lá; phía ngoài được bọc một lớp vỏ bền Giữa các vòng xoắn của ống được bit kín đề tránh rò rỉ ( cấu tạo hình dưới) Vật liệu bít kín có thể là giấy chuyên dụng hoặc sợi atbet Với vật liệu bít kín là giấy, ống dẫn

có thể chịu được chất lỏng nóng tới 110 0C, còn với sợi atbet – 300 0C Ống dẫn

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 8

mềm kim loại được sử dụng khi mà hệ thủy lực sử dụng chất lỏng làm việc có tính xâm thực và ăn mòn mạnh

Hình 1.4 dạng cấu trúc ống mềm kim loại với các thành phần:

1 - biên dạng miếng kim loại lá, 2 - vật liệu bit kín, 3 – vỏ ngoài

1.3 Một số tiêu chuẩn về ống thuỷ lực:

Tất cả các hãng sản xuất ống thuỷ lực trên thế giới ,khi sản xuất bắt buộc phải tuân theo các tiêu chuẩn tối thiểu về kích thước trong, kích thước ngoài ống,áp lực làm việc cũng

1.4 Quy trình sản xuất ống thuỷ lực:

Sản xuất phần lõi bằng nhựa(tâm có lõi thép) có đường kính ngoài bằng đường kính trong cảu loại ống thuỷ lực cần sản xuất, chiều dài của lõi nhựa tuỳ thuộc vào chiều dài ống cần sản xuất

Bọc cao su lên lõi nhựa để tạo lớp cao su bên trong của ống, lưu hoá

Bọc lớp bố thép lên trên phần cao su mới lưu hoá

Bọc cao su lên lớp bố thép, sau đó tuỳ theo loại ống hoặc bọc thêm lớp nhựa bên trên ngoài hoặc quấn 1 lớp Nylon và lưu hoá Lớp nhựa hoặc Nylon cố định đường kính ngoài của ống

Thử áp lực của loại ống mới sản xuất

In thông số kỷ thuật, ngày tháng nơi sản xuất lên trên ống

1.5 Yêu cầu tính năng kỷ thuật của ống thuỷ lực:

Yêu cầu tính năng kỷ thuật bao gồm :kích thước, khả năng chịu áp lực, nhiệt độ,lão hoá, chịu uốn, mài mòn

Kích thước:đường kính trong của ống được tính theo bậc bằng 1/16 Inch, tiêu chuẩn kỷ thuật cũng như áp lực làm việc đều được ghi đầy đủ trên ống , ví dụ :12C2AT ¾”

SAE100R2AT WP=3100 psi( Ống thuỷ lực có 2 lớp bố thép, theo tiêu chuẩn SAE 100 R2AT đường kính trong 12/16 inch hay ¾ inch,áp lực làm việc là 3100 psi)

Chịu uốn: ống thuỷ lực hoạt động một đầu cố định, đầu còn lại dịch chuyển theo thiết bị thuỷ lực, ống bị uốn liên tục, đối với ống thuỷ lực có độ uốn đượctính bằng bán kính uốn tối thiểu, ống có bán kính tối thiểu càng nhỏ thì độ bền càng cao

Mài mòn: ống thuỷ lực khi hoạt động thường cọ sát vào thành máy, lớp cao su bên ngoài

bị mài mòn, làm lộ phần bố thép bên trong, dễ gây nổ ống Do đó cũng cần lưu ý về bố trí ống ở không gian làm việc nhằm hạn chế cọ xát

1.6 Quá trình tóp đầu ống thuỷ lực ( hay còn gọi gia công chính xác ống)

16 ta được đường kính ống Ví dụ đối với các ống thuỷ lực của hãng Gates ta có:

 8C12, đường kính trong ống =8/16(1/2 inch)

 10C13 đường kính trong ống=10/16(5/8 inch)

 24C2AT đường kinh trong ống =24/16( 1

2

1 inch)

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 11

Nhiệt độ: mỗi loại ống thuỷ lực chịu được một nhiệt độ nhất định.Nhiệt độ làm việc này được ghi chi tiết trong các tài liệu kỷ thuật ngoài ra nhiệt độ của dầu thuỷ lực cũng ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của ống nếu nhiệt độ của dầu thuỷ lực cao hơn nhiệt độ cho phép

0

10 C thì tuổi thọ của ống giảm 50%

Ứng dụng:khi chọn ống thuỷ lực ý tới áp lực khởi động , môi trường, áp lực nổ thông thường gấp 4 lần áp lực làm việc lựa chọn ống không đúng áp lực mau bị nổ

Đầu nối: loại ống áp lực phải tương thích với loại đầu nối , khi gia công chính xác bảo đảm đúng dung sai, tránh trường hợp đầu nối bị tuột khi có áp lực

Đọc ký hiệu trên ống:

Ví dụ 16C2AT 16 nghĩa là kích thước trong của ống bằng 16/16=1 inch.C2 nghĩa là theo tiêu chuẩn SAE 100R2 , 2 lớp bố thép AT lớp cao su bọc bên ngoài ống là loại mỏng không cân phải cạo bớt khi gia công ống( tóp đầu ống)

Hình 1.5 ống thuỷ lực cũa hãng gates theo tiêu chuẩn SAE100R2

b) Lựa chọn đầu nối :

Đầu nối ống thuỷ lực thông thường gồm 2 phần: phần có ren cho vào ống khi gia công và phần đai bọc bên ngoài ống( còn gọi là ferrule) Kiểu ren có nhiều tiều chuẩn khác nhau

và phụ thuộc vào nhà chế tạo máy , hãng sản xuất đầu nối thuỷ lực, tiêu chuẩn Anh , Đức,Pháp , Mỹ Đầu nối thuỷ lực yêu cấu phải chọn tương thích với các loại ống thuỷ lực

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 12

để khi gia công đạt chính xác Không nên dùng ống của một hãng để nối với đầu nối của một hãng khác

Các đọc ký hiệu ghi trên đầu nối :

Ví dụ một loại đầu nói của hãng Gates 10PC1FS nghĩa là loại đai tóp ống có đường kính trong 10/16 inch(5/8 inch), 1 là dùng cho loại ống có lớp cao su bên ngoài mỏng không cần cạo bỏ khi gia công,F là đai bọc ngoài, S là vật liệu chế tạo bằng thép

c) Quá trình tóp ống thuỷ lực hay gia công chính xác đầu nôi thuỷ lực :

Sau khi chọn được đúng chủng loại ống ,đầu nối công việc quan trong tiếp theo là tóp (ép) đầu nối vừa chọn vào đầu ống thuỷ lực

Nguyên tắc tóp ống thuỷ lực là sử dụng lực ép hướng kính từ nhiều phía đối xứng theo cặp để làm biến dang phần đai ngoài Khi đó kích thước đai bị biến dạng sẽ thu lại và bóp chặt vào đầu ống thuỷ lực đã được lắp vào phần đầu nối trước đó

Lựa chọn ống thuỷ lực

và đầu nối phù hợp

Lắp phần đai bọc vào ống thuỷ lực trước sau

đó lồng phần đầu nối đã chọn vào đai bọc

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 13

Hình 1.6 Quá trình hình thành một đầu ống thuỷ lực Ngoài ra cần lưu ý trước khi tóp thì thuỷ lực được cắt đúng kích thước, cắt vuông góc với ống, góc nghiêng cho phép nhỏ hơn 0

5 Đầu nối được cắm sâu vào trong ống để tránh rò

rỉ, cạo bỏ lớp cao su ngoài nếu thấy cần thiết.Đai ngoài được bóp theo yêu cầu kỹ thuật gia công ống đường kính cuối cùng của đai ống bóp đúng theo quy định

1.7 Giới thiệu về máy tóp thuỷ lực ở nước ta:

1.7.1 Định nghĩa máy tóp ống thuỷ lực:

Máy tóp đầu ống thuỷ lực là một nhánh rẽ của máy ép thuỷ lực Nói cách khác nó là một loại máy ép chuyên dùng được thiết kế nhằm mục đích ép (tóp) các đầu ống thuỷ lực Đây là loại máy bán tự động,phải có người điều khiển.Công dụng của nó là để kết nối ống thuỷ lực với đầu nối Bằng cách tạo các lực ép theo hướng hướng kính, sẽ bị biến dạng dẽo và tóp vào đầu nối cùng với ống thuỷ lực.Nhờ vậy mà ta có các ống dẫn thuỷ

lực có thể sử dụng được

1.7.2 Tình hình sử dụng máy tóp ống thuỷ lực ở nước ta:

Hiện nay ở ngoài thị trường Việt Nam có nhiều loại máy tóp ống thuỷ lực của nhiều hãng nước ngoài như Finn Power hay Kangmai.Nhưng chưa có doanh nghiệp tư nhân nào trong nước sản xuất loại máy này Các loại máy này chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài như Phần Lan,Trung Quốc,Đài Loan.Chúng có khả năng cho lực ép lớn (trên 100 tấn) ,có thể tóp được các loại ống thuỷ lực có đường kính lớn Do đó ống có đường kình tương đối (1 inch-2 inch)với lực ép tối đa 100 tấn và chi phi hợp lý để có thể đáp ứng nhu

cầu sử dụng trong nước

Đưa lên máy và tiến hành tóp đầu ống đường kính ngoài của đai sau khi ép do mỗi hãng quy định trong catalog

1_ Vỏ boc ngoài , thành trong đóng vai trò như rãnh trượt

2_bộ phận thực hiện chuyển động tịnh tiến, thành trong có hai phần một phần có dạng trụ

trong, một phần có dạng phễu trong

3_các khuôn ép được lắp trên các con trượt 4, nhiệm vụ làm thuy đổi đucợ các đường

kính ép khi cần thiết

4_các con trượt, biên dạng ngoài có cấu trúc dạng một phần cảu hình phễu ngoài để có thể trượt trong thành trong của (2) và (5)

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 15

5_Miếng bọc mặt đầu , thành trong có dạng phểu trong để cho 4 thực hiện chuey6n3

động trượt tương đối khi ép

Ngoài ra ta thấy giữa các con trượt còn có khe hở trên thực tế khe hở đó người ta sẽ lắp các lò xo ,có nhiệm vu giúp các con trượt sau ép có thể trở lại được trang thái ban đầu

để chuẩn bị ép tiếp

Nguyên lý hoạt động:Khi (2) thực hiện chuyển động tịnh tiến để tiến vào thì phần thành trong dạng phểu của (2) và (4) như đã nói ở trên sẽ làm cho con trượt (4) thực hiên chuyển động vừa tịnh tiến tới và cũng vừa tịnh tiến vào tâm Lúc này do thành trong các con trượt được lắp vào các bộ khuôn(3) nên sẽ làm cho các khuôn này tiến vào ép lên các

đai bọc ngoài đã nói ở trên và thực hiện quá trình tóp ống thuỷ lực

Ưu điểm:

 Kết cấu máy nhỏ gọn

 Do các bộ khuôn được làm rời nên có thể thay ép (tóp ) được nhiều loại đầu ống

thuỷ lực có kích thước khác nhau TÍnh linh hoạt cao

 Dùng cơ cấu nêm trượt nên có thể truyền được công suất và lực ép lớn

Khuyết điểm:

 Vì sử dụng nguyên lý nêm trượt và lực ép trong quá trình khá lớn nên chổ tiếp xúc giữa con trượt với hai khâu (2) và (5) sẽ có lực ma sát tương đối lớn Do đó qua thơi gian mau mòn Vì vậy cần lưu ý về vật liệu chế tạo chổ này và chế độ bôi

o Thoả mản tiêu chuẩn kỷ thuật SAE100R2AT_ống thuỷ lực có hai lớp bố

thép vật liệu bọc bên ngoài ống là cao su mỏng

o Kích thước các ống máy có thể tóp được cho trong bảng sau:

ống (mm)

Loại đầu nối Đường

kính ngoài

của đai bọc (mm)

Đường kính tóp

ống (mm)

Chiều dài đai bọc

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 17

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Sơ đồ nguyên lý chung máy tóp đầu ống thuỷ lực :

Sơ đồ nguyên lý có hai dạng chính:

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 18

2_Đai bọc

3_Đầu nối

4_Đầu ép trên có thể di chuyển tịnh tiến lên xuống được

5_Đầu trượt trên nối với cơ cấu truyền chuyển động

6_Ống thuỷ lực

7_Bàn máy dười đứng yên

8_Bulong nối đầu ép dưới với bàn máy

9_Bulong nối đầu ép trên với bàn máy

10_Rãnh trượt

Trình bày nguyên lý:

Đầu tiên trước khi ép ống thuỷ lực trên đã được lắp vào đầu nối và đai bọc như đã nói ở chương 1 Khi đó người công nhân đưa ống thuỷ lực đặt lên đầu ép (1) được lắp cố định với bàn máy (7).Sau đó thông qua cơ cấu tác động ta điều khiển cho đầu trượt trên (5) được lắp với đầu ép (4) đi xuống thông qua rãnh trượt (10) và ép lên đai bọc (2) làm đai

bị biến dạng và bóp vào ống thuỷ lực và đầu nối.Sau khi kết thúc quá trình (5) được điều khiển đi lên trở lại vị trí ban đầu để chuẩn bị cho quá trình ép mới.Ở dạng này nguyên tắc truyền chuyển động của đầu ép ta có thể sử dụng các loại cơ cấu sau:

 Trục khuỷu-thanh truyền

 Xylanh thuỷ lực

 Cơ cấu tang-xylanh thuỷ lực

Dạng 2

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 19

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý chung máy tóp đầu ống thuỷ lực dạng 2

Trong đó:

1,4_các đầu ép di chuyển hướng tâm ,cùng tốc độ

2_Đai bọc kim loại

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 20

Trình bày nguyên lý:

Đầu tiên trước khi ép cũng như phương án trên ống thuỷ lực trên đã được lắp vào đầu nối

và đai bọc Khi đó người công nhân đưa ống lên bệ đỡ (7) , điều chỉnh chiều cao bệ đỡ phù hợp với đường kính ngoài của ống cần ép.sau đó bấm nút cho máy hoạt động thì dưới tác dụng của cơ cấu truyền chuyển các đầu trượt (5) và (8) sẽ tịnh tiến vào tâm.Thông qua các bulong (9) (10) các đầu trượt sẽ truyền chuyển động cho cho các đầu ép làm cho các đầu ép (4) và (1) sẽ thực hiện chuyển động tịnh tiến hướng tâm trong các rãnh (12)

và (10) để ép lên đai bọc kim loại(3) làm nó bị biến dạng dẽo ->bóp chặt vào ống thuỷ lực (6) và đầu nối (3).Sau khi ép xong đầu trượt (5) và (8) được điều khiển tịnh tiến ra ngoài tâm để chuẩn bị ép đầu ống thuỷ lực khác.Chuyển động của (1) và (4) đòi hỏi cần dùng lực ép lớn vận tốc hướng tâm phải như nhau Ta đề xuất phương án truyền động cho

các đầu trượt là :

 Cơ cấu thanh truyền –con trượt được dẫn động bởi xylanh thuỷ lực hoặc khí nén

2.2 Phân tích nguyên lý và lựa chọn phương án tao chuyển động cho các đầu ép: 2.2.1 Các phương án đề xuất:

a) Nhóm phương án dạng 1:

Như đã nói ở trên trong nhóm phương án này ta có 3 phương án lựa chọn lần lượt là:

 Trục khuỷu-thanh truyền

 Xylanh thuỷ lực

 Cơ cấu tang_xylanh thuỷ lực

Phương án a.1:Dùng cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền

Sơ đồ nguyên lý:

quá trình ép tiếp theo

Ưu điểm:

 Kết cấu máy đơn giản

 Độ cứng vững của máy cao

Khuyết điểm:

 lực ép chỉ sinh ra từ đầu trên và đầu dưới( theo phương dọc) nên biến dạng của đai bọc sẽ là không đều.Biến dạng chiều ngang sẽ nhỏ hơn chiều dọc-> tuổi thọ sử

dụng ống không cao

 Để tạo lực ép lớn thì kết cấu máy sẽ tăng lên

 Khó đảm bảo được độ chính xác của hành trình đầu trượt

Phương án a.2 : dùng Xylanh thuỷ lực

Dùng Xylanh thuỷ lực truyền chuyển động trực tiếp cho các đầu ép

Sơ đồ nguyên lý :

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 24

Trong phương án này đầu ép (2) đươc lắp với bàn máy dưới cố định (1) ,còn đầu ép (5) được lắp với đầu trượt trên (6) Sau đó (6) lại được nối vào cần của Xylanh thuỷ lực (7).Chuyển động tịnh tiến tượng đối giữa (6) và (7) còn dẫn hướng nhờ hai trục dẫn

hướng (4) đặt đối xứng nhau cà lắp cố định với bàn máy dưới(1)

Trình bày nguyên lý:

Khi ta cho Xylanh thuỷ lực (7) thực hiện chuyển động đi xuống thì thông qua các trục dẫn hướng thì đầu trượt trên (6) sẽ tiến về phía bàn máy dưới (1) và khi đó đầu ép (5) lắp trên (6) sẽ tiến về phía đầu ép (2) lắp trên (1) đang chứa chi tiết chuẩn bị gia công(3).Khi (5) chạm vào vật (3) thì quá trình ép bắt đầu xảy ra và bô phận đai ngoài của(3) bị biến dạng Vì trong quá trình ép lực ép sinh ra lớn nên dễ gây mất ổn định cho chuyển động của cần Xylanh (7) do đo ta bố trí thêm hai trục dẫn hướng (4) ở hai bên bàn máy dưới

Phương án a.3 : cơ cấu tang-xylanh thuỷ lực

Dùng Xylanh thuỷ lực kết hợp với cơ cấu tang để truyền chuyển động cho các đầu ép

Sơ đồ nguyên lý:

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 25

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý dùng cơ cấu tang-xylanh thuỷ lực Trong đó :

1_Bàn máy

2_Con trượt bên phải

3_Đầu ép bên phải

4_ Chi tiết gia công

5_Đầu ép trên

6_Lò xo

7_Xylanh thuỷ lực

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 26

8_Con trượt bên trái

9_Đầu ép bên trái

10_Đầu ép dưới

Trình bày nguyên lý :

Khi Xylanh thuỷ lực (7) thực hiện chuyển động đi lên thì thông qua các thanh trung gian

và các khớp bản lề như hình trên thì hai điểm A và B sẽ đi vào làm cho lò xo (6) vị dãn ra đồng thời cũng cho con đầu ép (5) đi xuống.Cũng vào lúc này bằng hai cơ cấu tang hai bên chứa các con trượt (2) và (8) cũng làm cho hai đầu ép (9) và (10) đi vào Tóm lại kết thúc quá trình này là 3 đầu ép (3), (5) , (9) sẽ ép vào vật (4) đang đặt trên đầu ép (10) lắp với bàn máy Sau khi ép xong ta điều khiển cho Xylanh thuỷ lực (7) chuyển động xuống thì lúc này lò xo (6) đang dãn cũng sẽ co lại làm cho quá trình đi xuống của Xylanh dễ

dàng hơn

Ưu điểm:

 So với phương án 2 thì phương án 3 cho chất lượng lực ép tốt hơn Vì lực ép được

thực hiên từ cả hai phương dọc và ngang

Khuyêt điểm:

 Kết cấu máy cồng kềnh ,chiếm nhiều không gian khi vận hành máy

 Vì dùng nhiều thanh trung gian dài nên hệ thống kém cứng vững-> cho lực ép

không cao

b)Nhóm phương án dạng 2:

Phương án: cơ cấu thanh truyền con trượt-xylanh thuỷ lực(khí nén)

Dùng cơ cấu thanh truyền- con trượt được dẫn động bởi xylanh thuỷ lực(khí nén)

Sơ đồ nguyên lý:

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 27

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý dùng cơ cấu thanh truyền-con trượt-xylanh thuỷ lực

Trong đó:

1_Xylanh thuỷ lực(khí nén)

2_Chi tiết nối giữa các thanh trung gian (5) với cần Xylanh, đồng thơi cũng có tác dụng

dẫn hướng cho cần Xylanh thông qua đầu trượt (3)

3_Đầu trượt của chi tiết (2)

4_Rãnh trượt của đầu trượt (3),

5_Thanh trung gian

Ưu ,khuyết điểm :

Phương

án

Dùng xylanh thuỷ lực Dùng xylanh khí nén

Ưu điểm  Lực ép được thực hiện từ 2

phương dọc,ngang và hai phương xiên góc 0

45 với hai phương này do đó cho chất lượng lực ép tốt hơn các

 Lực ép được thực hiện từ 2 phương dọc,ngang và hai phương xiên góc 0

45 với hai phương này do đó cho chất lượng lực ép tốt

 Ngoài ra kết cấu máy tương đối gọn, không cồng kềnh

 Kết cấu xylanh nhỏ, khối lượng nhẹ hơn hệ thống thuỷ lực ,hệ thống điều khiển khí nén dây dẫn khí cũng nhỏ gọn

Khuyết

điểm

 Kết cấu xylanh to hơn so với

hệ thống khí nén, hệ thống điều khiển thuỷ lực cũng chiếm một khối lượng tương đối lớn

 Có hiện tượng mất áp dọc đường do rò rỉ

 Dễ sinh ra tiếng ồn

 Có hiện tượng mất áp dọc đường do rò rỉ

 Khó kiểm soát được vận tốc đầu cần xylanh đều và chậm

2.2.2 Lựa chọn phương án:

Ngày do sự tiến bộ của công nghệ truyền động bằng thuỷ lực và khí nén cũng như việc ứng dụng trong việc chế tạo ra các xylanh thuỷ lực hay khí nén có kích thước nhỏ gọn nhưng lại cho hiệu quả truyền động cao ( công suất và lực truyền đông lớn)như xylanh cần nhỏ…vv

Do đó qua các phương án đề xuất trên ta thấy phương án dùng cơ cấu thanh truyền- con trượt dẫn động bởi xylanh thuỷ lực là hợp lý nhất vì dù kết cấu tương đối lớn hơn so với

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 30

hai phương án đầu nhưng lại cho chất lượng ép tốt ,kết cấu máy cũng không quá phức tạp

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 31

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MÁY

Thông số cần thiết cho tính toán là:

 Lực ép (kN): 1000

 Thời gian hoàn thành một sản phẩm:7-8 giây

 Hành trình dịch chuyển của các đầu trượt là :10mm

 Khả năng ép được các loại ống thuỷ lực của hãng Manuli thuộc loại Tractor 2T

o Thoả mản tiêu chuẩn kỷ thuật SAE100R2AT_ống thuỷ lực có hai lớp bố

thép vật liệu bọc bên ngoài ống là cao su mỏng

o Kích thước các ống máy có thể tóp được cho trong bảng sau

ống (mm)

Loại đầu nối Đường

kính ngoài

của đai bọc (mm)

Đường kính tóp

ống (mm)

Chiều dài đai bọc

SVTH:LÊ THƯỢNG TRÍ 32

Ta có sơ đồ nguyên lý phương án đã chọn ở chương 2 là:

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý tóp đầu ống thuỷ lực đã chọn

Từ đây ta đưa ra sơ đồ tính toán các khâu thành phần thuộc nhóm đầu ép, con trượt,

thanh truyền

k là đường kính tâm của vòng tròn tưởng tượng đi qua tâm của các khớp bản lề

góc nghiêng của thanh (3) so với phương ngang trước khi ép

'

 góc nghiêng của thanh (3) so với phương ngang sau khi ép

L khoảng cách tâm giữa hai đầu khớp của khâu (3)

t bề dày của đầu trượt