Luận văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren con lăn

Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn LỜI CÁM ƠN năm học tập rèn luyện trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, đến em gần đến với ước mơ, mong mỏi, ước vọng cha mẹ hoàn thành Luận văn tốt nghiệp để trở thành kỹ sư khí Trong suốt thời gian qua, nỗ lực thân, em nhận giúp đỡ, ủng hộ lớn từ gia đình, Thầy Cô bạn bè Nhưng em chưa lần nói lời cảm ơn đến người Và bây giờ, tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn vào Luận văn tốt nghiệp Không lời diễn tả hết công ơn cha mẹ Cha mẹ dạy dỗ từ lúc nhỏ đến cha me chỗ dựa vững cho con.Vì vậy, muốn gửi lời cảm ơn chân thành trước tiên cha mẹ Con cảm ơn cha mẹ nhiều Kính thưa Thầy Cô, Thầy, Cô trường tận tình bảo hướng dẫn không kiến thức trường học mà kiến thức xã hội, lý lẽ làm người kỹ sư, người chân Vì lẽ mà em muốn gửi lời cảm ơn chân thành em đến Thầy, Cô đặc biệt thầy Nguyễn Văn Thạnh Em chân thành cám ơn thầy Nguyễn Văn Thạnh, nhiệt tình hướng dẫn điểm thiếu sót, kinh nghiệm thực tế, cổ vũ động viên em lời nói ngào mà tinh thần giảng viên, kỹ sư Bách Khoa Em xin chân thành cám ơn thầy nhiều Em xin gởi lời cám ơn đến tất người bạn mình, tập thể lớp CK08TKM, đội Sinh viên tình nguyện WINBK, anh chị làm việc Trung Tâm hỗ trợ sinh viên việc làm trường Đại học Bách Khoa, động viên, hỏi thăm khích lệ tinh thần em mệt mỏi, vui buồn Em xin gởi lời cảm ơn đến thành viên diễn đàn BKHCM.info, diễn dàn khoa học công nghệ Meslab.org, nhóm tải báo chia sẻ kiến thức, tài liệu để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn tất người ! SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Lời cám ơn Trang Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn LỜI MỞ ĐẦU Trong giai đoạn phát triển kinh tế đồng thời với tiến không ngừng Khoa Học Kỹ Thuật , tự động hóa ngày mở rộng phát triển Các máy móc chuyên dụng phục vụ cho việc sản xuất hàng loạt xuất đóng vai trò quan trọng việc phát triển xản xuất nói riêng, thực đường lối chủ trương công nghiệp hóa đại hóa Đất nước Đảng Nhà Nước nói chung Được đồng ý Khoa Cơ Khí Thầy hướng dẫn, em thực đề tài luận văn tốt nghiệp “THIẾT KẾ MÁY CÁN REN CON LĂN” Sản phẩm chi ren tiêu chuẩn với độ bền cao vượt trội so với ren cắt thông thường Với hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Văn Thạnh, đến nay, em hoàn thành xong nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp Do kiến thức thời gian có hạn nên luận văn tốt nghiệp tránh sai sót nên em mong quý Thầy , Cô góp ý em thêm kinh nghiệm để làm việc sau SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Lời mở đầu Trang Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn bao gồm chương với nội dung tóm tắt sau : CHƯƠNG Tổng quan máy cán ren Nêu lên tổng quan, lịch sử hình thành máy cán ren, ưu điểm trội ren lăn ép so với ren gia công cắt thông thường Giới thiệu thông tin số phương pháp tạo ren sản xuất CHƯƠNG Cơ sơ lý thuyết Tóm tắt sở lý thuyết biến dạng trình cán Thông số hình học bản, phân loại ren CHƯƠNG Lựa chọn phương án cán ren Nêu ưu nhược điểm phương pháp cán ren, từ chọn phương án cán ren thích hợp CHƯƠNG Cán ren sử dụng lăn hớt vòng Kiến thức sinh viên tìm hiểu thực dựa phương pháp cán ren lăn hớt vòng Nguyên tắc làm việc, kết cấu bánh cán, sai số vài nguyên ngân gây hỏng hóc sảy làm việc Mô tả sơ lược máy cán ren sơ lược CHƯƠNG Thiết kế, tính toán hệ thống truyền động Cùng với vẽ kết cấu, chương tính toán thiết kết chi tiết truyền động máy cán ren sử dụng Tính toán dựa việc ứng dụng phần mềm tin học vào tính toán thiết kế sinh viên tự tìm hiểu CHƯƠNG Thiết kế hệ thống thủy lực Thiết kế, tính toán hệ thống thủy lực cho máy cán CHƯƠNG Thiết kế hệ thống điện Thiết kế hệ thống điện điều kiển thiết lập hành trình, chế độ hoạt động tay tự động CHƯƠNG Vận hành bảo dưỡng máy cán ren Cách thiết lập, vận hành máy cán ren Xử lý số cố xảy Bảo dưỡng bảo trí máy SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Tóm tắt luận văn Trang Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn MỤC LỤC Lời cám ơn Lời mở đầu Tóm tắt luận văn Mục lục Danh mục hình Danh mục bảng CHƯƠNG Tổng quan máy cán ren 10 1.1 Tổng quan máy cán ren 10 1.1.1 Cán ren – lăn ép ren 10 1.1.2 Lịch sử hình thành 10 1.1.3 Ưu điểm ren lăn ép so với ren cắt 10 1.2 Phân loại máy cán ren 12 1.2.1 Bàn cán ren phẳng 12 1.2.2 Cán lăn cán ren 13 1.2.3 Cán ren đầu cán ren 14 CHƯƠNG Cơ sơ lý thuyết 16 2.1 Cơ sở lý thuyết biến dạng kim loại 16 2.1.1 Biến dạng kim loại 16 2.1.2 Biếng dạng dẻo kim loại cán 17 2.1.3 Biến dạng dẻo đa tinh thể 18 2.1.4 Những định luật gia công kim loại áp lực 19 2.2 Ren 20 2.2.1 Định nghĩa ren 20 2.2.2 Thông số hình học Ren 20 2.2.3 Phân loại ren 21 CHƯƠNG Lựa chọn phương án cán ren 24 3.1 Sơ đồ khối tiền trình gia công 24 3.2 Quy cách sản phẩm chung 24 3.3 Sản phẩm luận văn 25 3.4 Lựa chọn phương án cán ren 25 3.4.1 Phương án : Cán ren bàn ren 25 3.4.2 Phương án : Cán ren đầu cán 26 3.4.3 Phương án : Cán ren lăn 26 3.4.4 Phương án : Cán ren lăn 27 SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Mục lục Trang Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn 3.4.5 Lựa chọn loại lăn 27 3.4.6 Tổng kết phương án lựa chọn phương pháp cán ren 29 CHƯƠNG cán ren sử dụng lăn hớt vòng 30 4.1 Phân biệt lăn thường lăn hớt vòng 30 4.2 Thông số hình học lăn hớt vòng 31 4.2.1 Biên dạng mối ren 31 4.2.2 Đường kính bề rộng lăn hớt vòng 33 4.2.3 Phần dẫn, đạt chiều sâu hiệu chuẩn 34 4.3 Quá trình tạo ren phôi đường kính khác 35 4.3.1 Với phôi chuẩn 35 4.3.2 Với phôi không chuẩn 35 4.4 Phôi – đường kính trước gia công 36 4.5 Phiến nâng phôi 37 CHƯƠNG Thiết kế hệ thống truyền động 40 5.1 Lựa chọn phương án truyền động 40 5.1.1 Phương án : Truyền động bánh 40 5.1.2 Phương án : Truyền động hộp giảm tốc trục vít bánh vít 41 5.2 Thông số thiết kế ban đầu 41 5.3 Phân phối tỉ số truyền 42 5.4 Tính toán truyền đai 45 5.4.1 Thông số đầu vào 45 5.4.2 Kết tính toán, kiểm nghiệm 46 5.5 Tính toán truyền đai 47 5.5.1 Thông số đầu vào 47 5.5.2 Kết tính toán kiểm nghiệm 48 5.6 Tính toán, thiết kế truyền trục vít bánh vít 52 5.6.1 Thông số đầu vào 52 5.6.2 Kết tính toán kiểm nghiệm đầu 53 5.6.3 Bảng tổng hợp kết 54 5.7 Tính toán, thiết kế trục then 55 5.7.1 Thiết kế sơ trục 55 5.7.2 Kiểm nghiệm then 56 5.7.3 Momen, phản lực gối đỡ 59 5.8 Lựa chọn kiểm nghiệm ổ lăn 64 5.8.1 Ổ lăn trục vít 64 SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Mục lục Trang Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn 5.8.2 Ổ lăn trục bánh vít 65 5.8.3 Ổ lăn trục cán 66 5.9 Lựa chọn khớp nối 68 5.10 Lựa chọn trục nối Các đăng 69 CHƯƠNG Thiết kế hệ thống thủy lực 71 6.1 Thiết kế mạch thủy lực 71 6.2 Nguyên lý hoạt động 71 6.3 Tính toán thông số kỹ thuật chi tiết 72 6.3.1 Tính toán, lựa chọn xylanh thủy lực 72 6.3.2 Bơm thủy lực: 73 6.3.3 Hệ thống van: 75 6.3.4 Hệ thống đường ống 77 6.3.5 Hệ thống lọc dầu 80 6.3.6 Thùng chứa dầu 81 CHƯƠNG Thiết kế hệ thống điện 82 7.1 Lưu đồ mạch điện 82 7.2 Chế độ điều khiển 83 7.2.1 Chế độ cài đặt 83 7.2.2 Chế độ điều khiển tay 83 7.2.3 Chế độ tự động 83 7.3 Sơ đồ mạch điện 84 7.4 Lựa chọn thiết bị điện 85 7.4.1 Công tắc hành trình 85 CHƯƠNG Vận hành, bảo dưỡng máy cán ren 87 8.1 Quy trình khởi động 87 8.1.1 Cài đặt sơ 87 8.1.2 Thứ tự thực chế độ máy 87 8.2 Xử lý cố 88 8.3 Bôi trơn bảo quản 89 8.3.1 Nguyên tắc bảo quản sử dụng 89 8.3.2 Bảo dưỡng máy 90 Tài liệu tham khảo 91 SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Mục lục Trang Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Kết cấu bên ren cắt ren lăn ép 11 Hình 1.2 Kết cấu bên ren cắt ren lăn ép 11 Hình 1.3 Vít me đai ốc bi gia công phương pháp cán 11 Hình 1.4 Máy cán ren bàn phẳng 12 Hình 1.5 Bàn cán ren phẳng 13 Hình 1.6 Máy cán ren lăn 13 Hình 1.7 Cán ren lăn 14 Hình 1.8 Cán ren đầu cán ren 14 Hình 2.1 Bến dạng kim loại 16 Hình 2.2 Mặt trượt phương trượt 17 Hình 2.3 Sự trượt kim loại 18 Hình 2.4 Thông số hình học ren 21 Hình 3.1 So đồ khối tiền trình gia công 24 Hình 3.2 Nguyên lý cán ren bàn cán 25 Hình 3.3 Nguyên lý cán ren đầu cán 26 Hình 3.4 Nguyên lý cán ren lăn 26 Hình 3.5 Nguyên lý cán ren lăn 27 Hình 3.6 Con lăn góc nâng ren 28 Hình 3.7 Con lăn hớt vòng 28 Hình 3.8 Con lăn góc nâng vát cạnh 29 Hình 4.1 Sự khác biệt mối ren lăn thường lăn hớt vòng 30 Hình 4.2 Phiến nâng phôi 30 Hình 4.3 Trục phôi trục lăn hớt vòng, lăn thường 31 Hình 4.4 Sơ đồ góc nâng ren 32 Hình 4.5 Biên dạng ren tiêu chuẩn 32 Hình 4.6 Xác định vị trí lăn 33 Hình 4.7 Vùng làm việc lăn 35 Hình 4.8 Hình thành ren phôi chuẩn 35 Hình 4.9 Hình thành ren phôi không chuẩn 36 Hình 4.10 Tính toán chiều cao phiến nâng phôi 38 Hình 4.11 Nâng phôi định tâm theo đường kính 38 Hình 4.12 Nâng phôi định tâm theo lỗ chống tâm 39 Hình 4.13 Hệ thống nâng cấp phôi tự động thủy lực 39 Hình 5.1 Sơ đồ máy cán ren - Phương án 40 SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Danh mục hình Trang Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn Hình 5.2 Sơ đồ máy cán ren – Phương án 41 Hình 5.3 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền động 42 Hình 5.4 Kết tính toán truyền xuất từ phần mềm 47 Hình 5.5 Kết kiểm bền đai cấp 48 Hình 5.6 Kết kiểm bền đai cấp 49 Hình 5.7 Kết kiểm bền đai cấp 50 Hình 5.8 Kết kiểm bền đai cấp 51 Hình 5.9 Thông số hình học trục vít xuất từ phần mềm 53 Hình 5.10 Thông số hình học bánh vít xuất từ phần mềm 53 Hình 5.11 Thông số lực tác dụng truyền trục vít bánh vít 54 Hình 5.12 Thiết kế sơ trục 55 Hình 5.13 Thiết kế sơ trục 56 Hình 5.14 Thiết kế sơ trục cán 56 Hình 5.15 Biểu đồ nội lực, momen uốn tác dụng trục 60 Hình 5.16 Biểu đồ nội lực, momen uốn tác dụng trục 62 Hình 5.17 Biểu đồ nội lực, momen uốn tác dụng trục cán 63 Hình 5.18 Catalog nhà sản xuất khớp nối Flender 68 Hình 5.19 Kích thước khớp nối Flender 69 Hình 5.20 Thông số kích thước trục đăng lựa chọn 69 Hình 6.1 Sơ đồ mạch thủy lực máy cán ren 71 Hình 6.2 Xylanh thủy lực Bosch Rexroth AG 73 Hình 6.3 Thông số kích thước xylanh Bosch Rexroth AG 73 Hình 6.4 Bơm bánh TAIWAN FLUID POWER 74 Hình 6.5 Van phân phối Yuken 75 Hình 6.6 Van đóng cửa yuken 75 Hình 6.7 Van an toàn TAIWAN FLUID POWER 76 Hình 6.8 Van lưu lượng Yuken 76 Hình 6.9 Đồng hồ đo áp Paulo 77 Hình 6.10 Ống dẫn thủy lực 77 Hình 6.11 Bộ lọc dầu ASHUN 81 Hình 7.1 Lưu đồ mạch điện máy cán Ren 82 Hình 7.2 Sơ đồ mạch điện máy cán ren 85 Hình 7.3 Công tắc hành trình thiết lập chiều dài hành trình 85 Hình 7.4 Công tắc hành trình thiết lập chiều dài ren cán 86 SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Danh mục hình Trang Header Page of Luận 133 văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1 Thông số hình học lăn hớt vòng 32 Bảng 4.2 Dung sai kích thước đường kính phôi 37 Bảng 5.1 Đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền động trục đến truc 44 Bảng 5.2 Đặc tính kỹ thuật trục đến truc 44 Bảng 5.3 Đặc tính kỹ thuật trục đến trục 45 Bảng 5.4 Bảng thông số thiết kế truyền đai 46 Bảng 5.5 Bảng kết tính toán kiểm nghiệm truyền đai 46 Bảng 5.6 Thông số thiết kế truyền đai 47 Bảng 5.7 Bảng tổng hợp kết tính toán truyền đai 51 Bảng 5.8 Thông số thiết kế đầu vào truyền trục vít bánh vít 52 Bảng 5.9 Kết thông số hình học truyền 54 Bảng 5.10 Kết kiểm nghiệm lực tác dụng sinh bô truyền 54 Bảng 5.11 Thông số lựa chọn then 57 Bảng 5.12 Thông số kiểm nghiệm then 57 Bảng 5.13 Kết kiểm nghiệm then 57 Bảng 5.14 Thông số thiết kế đầu vào then hoa chữ nhật 58 Bảng 5.15 Hệ số kiểm nghiệm then hoa 58 Bảng 5.16 Kết kiểm nghiệm then hoa chữ nhật 59 Bảng 5.17 Tổng hợp lực tạc gối đỡ trục 64 Bảng 5.18 Bảng thông số lựa chọn ổ lăn trục vít 64 Bảng 5.19 Bảng kết lựa chọn kiểm nghiệm ổ lăn trục vít 65 Bảng 5.20 Bảng thông số lựa chọn ổ lăn bánh vít 65 Bảng 5.21 Bảng kết lựa chọn kiểm nghiệm ổ lăn bánh vít 65 Bảng 5.22 Bảng thông số lựa chọn ổ lăn gối trục cán 66 Bảng 5.23 Bảng kết lựa chọn kiểm nghiệm ổ lăn gối trục cán 67 Bảng 5.24 Thông số ổ bi lựa chọn ổ lăn gối đỡ trục cán 67 Bảng 5.25 kết lựa chọn kiểm nghiệm ổ lăn gối trục cán 67 SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Danh mục bảng Trang Header Page 10 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ MÁY CÁN REN 1.1.Tổng quan máy cán ren 1.1.1.Cán ren – lăn ép ren Cán ren (lăn ép ren) phương pháp gia công không phoi Phôi đặt dụng cụ lăn ép (bàn lăn lăn) tác dụng áp lực bề mặt chi tiết gia công hình thành vết lăn ép dụng cụ Theo kết cấu dụng cụ phân làm loại bàn lăn lăn Lăn ép ren gia công ren ren trong, ren đầu mối nhiều đầu mối Lăn ép ren phương pháp chế tạo ren suất cao kinh tế nên sử dụng rộng rãi sản xuất hàng hàng loạt Lăn ép ren dựa trình biến dạng dẻo vật liệu để hình thành ren nên nâng cao độ nhẵn bề mặt độ bền ren Ngoài so với cắt ren, lăn ép ren có ưu điểm giá thành hạ, tiêu hao dụng cụ ít, tiết kiệm vật liệu Yếu tố hạn chế phạm vi sử dụng phương pháp lăn ép ren độ cứng vật liệu, hình dạng kích thước chi tiết Khuyết điểm phương pháp hình thành độ elip đường kính trung bình ren 1.1.2.Lịch sử hình thành Nửa cuối kỉ 19, cán ren (lăn ép ren) hình thành sau trình phát triển công nghiệp cán thép, xuất ý tưởng chế tạo vít bắt gỗ phương pháp lăn ép lăn (Tài liệu “Screws and Screw-making”, tác giả Britannia company, nhà xuất James H Wood, 1892 – Chương Machines for Screw-Making trang 161) Nhưng đến kỉ 20, chủ đề “Ren vít xác cho doanh nghiệp” bắt đầu hình thành máy cán ren xác (Công ty Precision Screw Thread) tiếp tục phát triển ngày 1.1.3.Ưu điểm ren lăn ép so với ren cắt So với ren gia công cắt, ren lăn ép thể rõ ưu điểm vượt trội tính, kết cấu tiết kiệm vật liệu SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 10 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Tổng quan máy cán ren Trang 10 Header Page 77 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn Lưu lượng tối đa 30 lít/ph Lưu lượng tối thiểu 0,05 lít/ph Áp lực tối đa 210 Bar 6.3.3.5.Đồng hồ đo áp Hình 6.9 Đồng hồ đo áp Paulo Chọn đồng hồ áp Paulo – Áp suất tối đa 150 bar 6.3.4.Hệ thống đường ống 6.3.4.1.Tính toán đường ống thủy lực Hình 6.10 Ống dẫn thủy lực Để tính tiết diện đường ống phải vào vận tốc đường dầu Thông thường, hệ thống thủy lực nói chung vận tốc đường dầu đoạn đường, đường ống hệ thống chọn sau: - Đường ống hút: v1 = 0,8 1,2 (m/s) - Đường ống đẩy: v2 = (m/s) SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 77 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống thủy lực Trang 77 Header Page 78 ofLuận 133.văn tốt nghiệp - Đường ống xả: v3 = 1,0 Thiết kế máy cán ren lăn 1,6 (m/s) Đường kính đường ống tính theo công thức sau: d=√ Trong đó: Q: Là lưu lượng qua tiết diện ống, lưu lượng cần thiết cấp cho xilanh (l/ph) V vận tốc dầu qua tiết diện ống (m/s) 6.3.4.2.Tính toán đường ống hút d=√ = 0,036 0,04 (m) Do đường ống hút cấp dầu từ bể tới bơm nằm thùng dầu, chịu áp cao, ta chọn ống hút ống nhôm thép đúc có đường kính khoảng (36 40 mm) 6.3.4.3.Tính toán đường ống hồi d=√ = 0,03 0,039 (m) Đường ống hồi đế van bể Cụ thể thiết kế máy ép có làm mát đường hồi ống hồi chia làm hai phần, phần từ đế van đến làm mát phần từ làm mát vào bể dầu Ta chọn ống làm nhôm thép đúc có đường kính khoảng (30 39mm) 6.3.4.4.Tính toán đường ống đẩy Đường ống đẩy thường chia làm hai phần: Phần nằm từ bơm nguồn tới van phần nằm toàn bể dầu, để làm cho nguồn thêm mỹ quan ta làm ống đẩy phần ống cứng (thường thép đúc) Phần ống đẩy lại nối từ van đến cấu chấp hành ta chọn ống mềm Đường kính ống đẩy là: d=√ = 0,016 0,023 (m) Vậy ta chọn ống mềm cứng có đường kính khoảng (16 23mm) SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 78 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống thủy lực Trang 78 Header Page 79 ofLuận 133.văn tốt nghiệp - Thiết kế máy cán ren lăn Va đập thủy lực đường ống: Khi có thay đổi đột ngột tốc độ chuyển động chất lỏng đường ống (khi đóng mở nhanh van phân phối) xuất sóng va đập với áp suất cao, gọi va đập thủy lực Có thể xác định áp suất cực đại sóng va đập, phanh cột chất lỏng, toàn động chuyển thành công kéo thành vách ống nén chất lỏng: Công thức: K = ACT + Anl (1) Trong đó: K động cột chất lỏng chuyển động ACT công để kéo thành vách đường ống Anl công để nén chất lỏng ống Ta thiết kế trường hợp đường ống có đường kính d không đổi chiều dài l thì: Công thức: K = ρ.l (2) Trong đó: ρ tỷ trọng chất lỏng V tốc độ chuyển động chất lỏng ống Để xác định ACT, xét trường hợp kéo ống mỏng, thường hay gặp đường nạp đường xả chất lỏng Việc thay ống mỏng ống dày tính toán không làm thay đổi nguyên tắc tính: Công thức: ACT = d.l (3) Trong đó: P áp suất va đập chiều dày thành ống E modun đàn hồi vật liệu làm ống Công để ép cột chất lỏng ống: Công thức: A1 = l (4) Trong đó: E1 modun đàn hồi chất lỏng SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 79 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống thủy lực Trang 79 Header Page 80 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn vào (1) biến đổi ta nhận Sau thay biểu thức (2) Công thức: Py = a.ρ.v Trong đó: a tốc độ lan truyền sóng va đập đường ống tính theo công thức sau: √ a= (5) √ [ ] Công thức (5) H.E.Zucovxki để xác định áp suất lớn va đập thủy lực va đập trực tiếp, thời gian kéo dài va đập T = 2l/a, lớn thời gian đóng đường ống T3, có nghĩa T T3 (l chiều dài đường ống) dạng tổng quát, biểu thức (4) có dạng: ∆py = a ∆v (6) Trong đó: ∆py tăng áp suất va đập ∆v lượng tốc độ bị thất thoát chất lỏng chuyển động ống 6.3.5.Hệ thống lọc dầu Để tính toán lưu lượng dầu chảy qua lọc người ta dùng công thức tính lưu lượng chảy qua lưới lọc: Q = γ.A υ (l/ph) Trong đó: A diện tích toàn bề mặt lọc (cm2) P tổn thất áp suất lọc ν độ nhớt dầu hệ thống: υ = 32.10-6 (m2/s) γ hệ số lọc, đặc trưng cho lưu lượng dầu chảy qua đơn vị diện tích đơn vị thời gian (lít/(cm2.phút) Thông thường ta chọn γ = 0,06 0,09 (lít/(cm2.phút) Nhưng để đơn giản, thực tế ta thường chọn lọc dầu theo lưu lượng Với lưu lượng Q = 22,5 (l/ph) ta chọn lọc dầu hãng ASHUN- Đài loan có ký mã hiệu sau : MF-04 SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 80 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống thủy lực Trang 80 Header Page 81 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn Hình 6.11 Bộ lọc dầu ASHUN 6.3.6.Thùng chứa dầu Kích thước bể dầu tính toán dựa sở đảm bảo mặt tản nhiệt hạn chế đến mức tối đa xoáy dầu trình hoạt động hệ thống Bể dầu có xu hướng kích thước hẹp cao rộng thấp để tăng khả truyền nhiệt dầu bên Lượng dầu hệ thống đường ống thủy lực phải điền đầy, gián đoạn Ta chọn bể dầu có dạng hình chữ nhật Các kích thước bể dầu sau: Chiều ngang bể dầu: a (m) Chiều dài bể: b = 1,5.a (m) Chiều cao bể: H = a (m) Thể tích bể dầu thường tính theo công thức sau: V = 4,5.Q = 101,25 (lít) Lấy V = 100 lít Suy V = a.b.H = a.1,5.a.a = 1.5.a3= 0,1 suy a= 0,4 m Nên chọn a = 0,4 m; b = 0,6 m; H = 0,4 m Vậy kích thước bể dầu là: a x b x H = 400 x 600 x 400 (mm) thuận lợi cho việc bố trí số thiết bị thủy lực động điện, bơm, van thủy lực, nắp đổ dầu, lọc, làm mát nên ta chọn kích thước kích thước Để đảm bảo cho lưu thông dầu tạo điều kiện cho dầu làm mát tốt hơn, kết cấu bên bể chia thành ngăn có khả lưu thông với Các đường ống hút ống xả đặt đối nhau, đầu ống xả vát góc 45 quay vào thành bể SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 81 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống thủy lực Trang 81 Header Page 82 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn CHƯƠNG 7.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN Hệ thống điện với hệ điều kiển cấu chấp hành động động thủy lực 7.1.Lưu đồ mạch điện Hình 7.1 Lưu đồ mạch điện máy cán Ren SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 82 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống điện Trang 82 Header Page 83 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn 7.2.Chế độ điều khiển Mạch điều kiển gồm chế độ : chế độ cài đặt, chế độ điều khiển tay chế độ tự động 7.2.1.Chế độ cài đặt Chế độ điều chỉnh giới hạn tiến vào công tắc hành trình LS1 Trong chế độ này, trục không hoạt động Con lăn ép tiến vào chậm thông qua van lưu lượng nút nhấn 7.2.2.Chế độ điều khiển tay Điều kiển hệ thống điện đến van phân phối hệ thống thủy lực thông qua nút ấn giới hạn ngừng công tắc hành trình thiết lập thủ công trước đó, qua chủ động điều khiển tiến vào lăn vào khu vực làm việc di chuyển lăn khỏi khu vực Ngoài nút bấm, chế độ áp dụng công tắc hành trình giới hạn chiều dài ren bàn đạp để lăn khỏi khu vực cán 7.2.3.Chế độ tự động Chế độ tự động, sử dụng thường xuyên hệ thống máy Trình tự làm việc chế độ mô tả sau : Khỏi động máy, động động thủy lực khởi động thực trước Người vận hạnh đạp chân vào bàn đạp, pít tông xy lanh thủy lực kéo lại đồng thời kéo lăn di động khỏi vị trí làm việc Người vận hành đặt phôi lên phiến nâng phôi vị trí làm việc, sau để bàn đạp tự Bàn đạp tự kích hoạt trình tự động làm việc máy Piston đẩy ra, đẩy lăn di động đến vị trí làm việc giới hạn công tắc hành trình LS3 Phôi cán tiến hướng trục phía sau lăn Đối với phôi có chiều dài ren xác định, đạt đến độ dài cần thiết phôi tác dụng vào công tác hành trình giới hạn chiều dài thiết lập trước đó, thiết lập khoảng thời gian cán T2 thông qua timer T2 cài đặt từ trước (ưu tiên giới hạn công tắc hành trình chiều dài ren, timer T2 sử dụng máy cần yêu cầu cao tự động Kích hoạt xylanh kéo lăn khỏi vị trí làm việc đến điểm dừng thiết lập công tắc hành trình LS1 Con lăn thực thời gian nghỉ T1, thời gian nghỉ T1 cài đặt trước timer T1 Trong khoảng thời gian trên, người vận hành lấy phôi (phôi tự rơi khu làm việc máy) đặt SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 83 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống điện Trang 83 Header Page 84 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn phôi vào vị trí làm việc Quá trình lập lại Trong qua trình làm việc, người thao tác muốn lăn di động khỏi vị trí làm việc đạp chân vào bàn đạp Với phôi có ren suốt, không cần thông qua timer T2 công tắc hành trình giới hạn chiều dài ren 7.3.Sơ đồ mạch điện Nguyên tắc hoạt động : Đóng cầu dao điện Cd Mạch động lực gồm động bơm dầu động làm việc thay đổi vòng quay mắc hình Mạch điều khiển : Sử dụng điện áp xoay chiều 220v Kích hoạt nút nhấn tự giữ nguồn Kn, bóng đèn Dn báo hiệu có nguồn kích hoạt Dòng điện qua nút nhấn núm bảo vệ thường đóng, ngưng máy tức thời có cố Nút nhấn Km khởi động bơm thủy lực đồng thời kích hoạt đèn báo thủy lực Dm Công tắc vị trí Kc thiết lập vòng quay trục theo chiều kim đồng hồ ngược chiều kim đồng hồ Thông qua nút nhấn tự giữ Kpq khởi động động làm việc Công tắc ví trí Kcd định chế độ thực cách kích hoạt cuộn tương ứng Cuộn cài đặt kích hoạt Chương trình cài đặt với nút nhấn vào điều khiển trực tiếp cuộn A cuộn C, nút nhấn điều khiển cuộn B Cuộn Manul kích hoạt Khi nút nhấn vào kích hoạt, chương trình kích hoạt cuộn vào Cuộn vào kích hoạt cuộn A tự giữ tiếp điểm cuộn A Chú thích : Cuộn A : Cuộn dây điều khiển van phân phối kích hoạt piston đẩy lăn ép vào vị trí làm việc SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 84 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống điện Trang 84 Header Page 85 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn Hình 7.2 Sơ đồ mạch điện máy cán ren Cuộn B : cuộn dây điều khiển van phân phối kích hoạt piston kéo lăn ép khỏi vị trí làm việc Cuộn C : cuộn dây điều khiển van phân phối kích hoạt van lưu lượng, giới hạn vận tốc vào lăn gần đến vị trí làm việc LS1 : công tắc hành trình vị trí xa lăn LS2 : công tắc hành trình vị trí lăn bắt đầu tịnh tiến chậm đến khu vực làm việc LS3 : công tắc hành trình vị trí làm việc lăn 7.4.Lựa chọn thiết bị điện 7.4.1.Công tắc hành trình 7.4.1.1.Công tắc hành trình cho cấu giới hạn hành trình xylanh thủy lực Loại công tắc hành trình lựa chọn loại Omron WLD2 Hình 7.3 Công tắc hành trình thiết lập chiều dài hành trình Chi tiết : Cấp bảo vệ: IP67 Tuổi thọ: Cơ: 15 000 000 lần Min.; Điện: 750 000 lần Min Tốc độ tác động: 1mm/s đến 1m/s (đối với WLCA12) Tần số tác động: Cơ: 120 lần/phút; Điện 30 lần/phút Min Cách điện: 100MΩ Min (ở 500VDC) SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 85 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống điện Trang 85 Header Page 86 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn Điện trở tiếp điểm: 25mΩ Max Nhiệt độ làm việc: -10oC đến 80oC Tiêu chuẩn EC/IEC, UL/CSA 7.4.1.2.Công tắc hành trình cho cấu giới hạn chiều dài ren Loại công tắc hành trình lựa chọn loại Omron WLNJ Hình 7.4 Công tắc hành trình thiết lập chiều dài ren cán Chi tiết : Cấp bảo vệ: IP67 Tuổi thọ: Cơ: 15 000 000 lần Min.; Điện: 750 000 lần Min Tốc độ tác động: 1mm/s đến 1m/s (đối với WLCA12) Tần số tác động: Cơ: 120 lần/phút; Điện 30 lần/phút Min Cách điện: 100MΩ Min (ở 500VDC) Điện trở tiếp điểm: 25mΩ Max Nhiệt độ làm việc: -10oC đến 80oC SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 86 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Thiết kế hệ thống điện Trang 86 Header Page 87 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn CHƯƠNG 8.VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG MÁY CÁN REN 8.1.Quy trình khởi động 8.1.1.Cài đặt sơ 8.1.1.1.Hệ thống thủy lực Những loại bơm động thủy lực cấu tạo để khởi động tình trạng không tải Điều quan trọng khởi động với cửa thoát thông với áp suất khí trời để loại bỏ không khí hệ thống thủy lực Không khởi động bơm van đóng kín Kiểm tra thông số thích hợp van lưu lượng 8.1.1.2.Hộp số, truyền đai Kiểm tra độ căng truyền đai Chọn mức tốc độ thích hợp ứng với vật liệu thông số cán sản phẩm 8.1.1.3.Con lăn, phiến nâng 8.1.1.4.Thiết lập hành trình sơ Tại giới hạn hành trình đai ốc, tiến hành thiết lập hành trình sơ theo thông số cán Hành trình giới hạn vào lăn cần lớn mức tính toán phải đặc biệt ý để tránh gây hư hại máy sản phẩm Công tắc hành trình bố trí với Cột ren cao với đai ốc kích hoạt công tắc hành trình LS3, giới hạn vị trí tiến vào cụm cán Cột ren thứ với đai ốc kích hoạt công tắc hành trình LS2, giới hạn vị trí tiến vào nhanh cụm cán, bảo vệ lăn sản phẩm Khoảng cách đai ốc điểu chỉnh LS1 LS2 lựa chọn hợp lý, từ ~ 10mm Cột ren thứ với đai ốc kích hoạt công tắc hành trình LS1, giới hạn vị trí cụm cán Khoảng cách cần thiết lập cho đáp ứng nhu cầu suất thời gian phản ứng người vận hành máy 8.1.2.Thứ tự thực chế độ máy 8.1.2.1.Thực chế độ cài đặt Ở chế độ cài đặt, người vận hành chủ động việc tiến vào cụm cán thông qua nút nhấn giới hạn hành trình thiết lập Ở chế độ cài đặt, động gắn với bơm thủy lực khởi động Cho xylanh chạy hết hành SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 87 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Vận hành, bảo dưỡng máy cán ren Trang 87 Header Page 88 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn trình thiết lập, tiến hành kiểm tra khoảng cách lăn ( điều chỉnh góc nghiêng độ dễ dễ dàng kiểm tra ) 8.1.2.2.Chế độ tay cắt thử Sau cài đặt xong, thực chế độ tay cắt thử Điều chỉnh góc nâng thích hợp đường kính ren cần cán Khởi động động quay trục cán Thiết lập chiều quay động phù hợp với ren nghiêng phải hay nghiêng trái Hướng tiến phôi vào Cần thiết lập trước thời gian nghỉ T1 Sau ấn nút điều kiển vào Cụm cán xylanh đẩy vào hết hành trình thiết lập LS3 Với tình nghi ngờ va chạm, đạp chân vào bàn đạp để cụm cán trở vị trí ban đầu Người vận hành máy cho phôi cắt thử tiến hành kiểm tra kích thước, sai số hình học Chiều sâu ren không đủ điều chỉnh tay điều chỉnh phía trước máy để đạt kích thước mong muốn ( ưu ý với bước ren lớn, cần thiết cán phôi nhiều lần để đạt kích thước ) Sau đó, thiết lập kiểm soát chiều dài ren timer T2 công tắc giới hạn chiều dài ren Lưu ý, dùng công tắc giới hạn chiều dài ren, cần thiết lập T2 lớn thời gian gia công đạt chiều dài ren cần thiết Khoảng thời gian T2 phụ thuộc vận tốc quay lăn, đường kính phôi thường xác định thực nghiệm, kiểm soát bàn đạp 8.1.2.3.Chế độ tự động Cắt thử phôi, tiến hành kiểm tra bắt đầu gia công hàng loạt sản phẩm Có thể ứng dụng mô hình nâng phôi để tăng tính tự động cho máy 8.2.Xử lý cố Sự cố xảy theo nguyên nhân đề xuất hướng giải sau : Hiện tương Nguyên Nhân Máy không hoạt động 1.Role nhiệt ngắt dòng họa Kiểm tra lại hệ thống điện, động cắt tải Giải pháp tiến hành giảm tải, kiểm tra 2.Role điều khiển bị kẹt truyền động Thay SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 88 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh hỏng linh kiện hư mạch 3.Cháy cầu chì điện Vận hành, bảo dưỡng máy cán ren Trang 88 Header Page 89 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn Trục quay chậm, 1.Bộ truyền đai lỏng Kiểm tra truyền đai, không đạt công suất 2.Làm việc tải giảm tải tải giảm tốc bình thường độ cán Đường kính sản 1.Sản phẩm có profin cam : Kiểm tra công tắc hành phẩm không ổn định trục cán bị cong tốc trình, hệ thống thủy lực, độ quay không thay sửa chữa trục 2.Do hệ thống thủy lực : piston hỏng, áp cán 3.Công tắc giới hạn hành trình hoạt động ko ổn định Máy làm việc ồn, xuất 1.Điều chỉnh góc nâng Điều chỉnh lại chiều sâu nhiều phoi nhỏ chiều sâu cán chưa thích cán, giảm tốc độ trục cán hợp 8.3.Bôi trơn bảo quản 8.3.1.Nguyên tắc bảo quản sử dụng 8.3.1.1.Trước làm việc Trước làm việc người công nhân phải xem lại dầu, mỡ bôi trơn có đủ không Cho máy chạy thử xem máy làm việc có tốt không Kiểm tra lại hệ thống bơm, van, hệ thống đường ống, chúng làm việc tố đảm bảo áp suất cần thiết cho máy làm việc Kiểm tra lại chất lỏng làm việc, chất lỏng không đủ tiêu chuẩn kỹ thuật phải thay chất lỏng Kiểm tra hệ thống truyền động, bôi trơn trục đăng, độ căng truyền đai 8.3.1.2.Trong làm việc Trong làm việc phải thường xuyên kiểm tra lại kích thước hình dạng vật ép, sản phẩm không yêu cầu kỹ thuật phải dừng máy báo cho cán kỹ thuật nhà máy biết cách để giải quyết, không kiểm tra bôi trơn dầu mỡ máy làm việc Không cho phép người chưa huấn luyện người phận sử dụng máy 8.3.1.3.Sau làm việc Sau làm việc phải thu dọn phôi ép để sản phẩm chỗ quy định Vệ sinh công nghiệp nơi làm việc, bàn làm việc SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 89 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Vận hành, bảo dưỡng máy cán ren Trang 89 Header Page 90 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn 8.3.1.4.Bôi trơn máy Để giảm công suất ma sát, giảm mài mòn lên phận xoay trượt, đảm bảo thoát nhiệt tốt đề phòng chi tiết máy bị gỉ, giữ độ xác kéo dài tuổi thọ máy, cần phải bôi trơn liên tục lên lên phận máy Theo cách dẫn dầu đến bôi trơn chi tiết máy, người ta phân biệt bôi trơn ngâm dầu bôi trơn lưu thông, phận truyền để hở phận máy không quan trọng bôi trơn định kì mỡ Bôi trơn lưu thông dùng cho phận có vận tốc lớn hay kết cấu không cho phép việc thực bôi trơn ngâm dầu Theo phương pháp dầu từ bể theo đường ống với áp suất lớn qua vòi phun đến bôi trơn chỗ an khớp 8.3.2.Bảo dưỡng máy Để máy hoạt động tốt, xác nâng cao tuổi thọ cần phải có chế độ bảo quản, bảo quản máy theo kế hoạch sau: 8.3.2.1.Bảo quản ngày Trước khởi động máy phải kiểm tra lượng dầu thùng hợp lý chưa Lau mảnh vụn dụng cụ bàn máy sau xong việc khăn khô, sau bôi dầu chống rỉ lên bề mặt không sơn máy 8.3.2.2.Bảo quản hàng tháng Kiểm tra kỹ thuật mối uốn lau tất phận hệ thống thủy lực Lau chùi cuộn dây để giúp thoát nhiệt nhanh lúc hoạt động Kiểm tra kỹ thuật xiết chặt bu lông cố định Kiểm tra dầu bể 8.3.2.3.Bảo quản năm lần Lấy hết dầu khỏi dùng chứa, lau bên thùng khăn khô Lau lọc Lọc dầu máy đổ vào thùng 8.3.2.4.Bảo quản năm lần Thay dầu máy hoàn toàn, bảo trì lại tất phận máy SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 90 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Vận hành, bảo dưỡng máy cán ren Trang 90 Header Page 91 ofLuận 133.văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cơ sở Thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc [2] Tính toán Thiết kế hệ dẫn động khí I – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển [3] Tính toán Thiết kế hệ dẫn động khí II – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển [4] Sổ tay công nghệ chế tạo máy I – Nguyễn Đắc Lộc [5] Cơ sở kỹ thuật cán kim loại – Đỗ Hữu Nhơn [6] Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập VI - Nguyễn Ngọc Anh, Nguyễn Văn Tính, 1985 [7] Vẽ kỹ thuật khí – Lê Khánh Điền [8] Vẽ kỹ thuật khí – Trần Hữu Quế SVTH : Nguyễn Hữu Thương Footer Page 91 of 133 GVHD : Nguyễn Văn Thạnh Tài liệu tham khảo Trang 91 ... ofLuận 133 .văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn CHƯƠNG 4.CÁN REN SỬ DỤNG CON LĂN HỚT VÒNG 4.1.Phân biệt lăn thường lăn hớt vòng Hình 4.1 Sự khác biệt mối ren lăn thường lăn hớt vòng Con lăn. .. Page 11 ofLuận 133 .văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn Ren cắt Ren lăn ép Hình 1.1 Kết cấu bên ren cắt ren lăn ép Kết cấu ren lăn ép cho phép tăng thêm 30% tính so với ren cắt phương pháp... Nguyễn Văn Thạnh cán ren sử dụng lăn hớt vòng Trang 30 Header Page 31 ofLuận 133 .văn tốt nghiệp Thiết kế máy cán ren lăn Điểm khác biệt lăn thường lăn hớt vòng kết cấu hình học đường mối ren lăn Con