Máy búa và máy ép thủy lực phạm văn nghệ, đỗ văn phúc (XB năm 2003)

THƯ VIỆN A N n g h ệ - đ ố v A n ĐẠI HỌC NHA TRANG M 621.9 Ph 104 Nah M ây é p ttiù ý lực THU VIEN DH NHA 3000016671 N H À X U Ấ T B Ả N GI PHẠM VÃN NGHỆ - ĐÔ VẢN PHÚC MAY BUA VÀ MÁY ÉP THỦY (Túi lần thứ nhất) NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC Lực ■ 605 G D -03 502/51-03 Mã số : 7B578T3 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình thiết bị gia cơng áp lực (thiết bị dập tạo hình) giáo trình giảng day trường đại học kỹ thuật cho chuyên ngành Gia công áp lực khoa Cơ khí Nó giáo trình "Cơ sở máy cơng cụ truyền dần dầu ép" dùng cho chuyên ngành máy cơng cụ (chếtạo máy) Ngồi giáo trình thiết bị Gia cơng áp lực cịn dùng lâm tài liệu tham khảo cần thiết cho sinh viên, kỹ sư ngành khí nói chung Giáo trình thiết bị Gia cơng áp lực bao gồm ba phần dược chia thảnh hai : Quyển - M áy ép khí (máy ép trục khuỷu) Quyển - Máy búa máy ép thủy lực Cuốn sách " Máy búa máy ép thủy lực " biên soạn có tham khảo tài liệu, giáo trình dược giảng dạy cho sinh viên dại học năm gần dây nước phát triển Nội dung sách nhầm cung cấp cho sinh viên kiến thức bàn vê : - Nguyên lý hoạt động loại máy - Phương pháp tính tốn kết cấu phận cùa máy - Phương pháp tính tốn thơng sơ'vê dộng lực học, lượng máy - Nắm vững công dụng loại thiết bị phục vụ công nghệ Gia công áp lực cụ thể Trong khuôn khổ thời lượng giáo trình có hạn nên chúng tơi khơng giới thiệu nhiều máy tiên tiến Phẩn giới thiệu kiểu "máy ép khí", "máy búa máy ép thúy lực" máy tư động, chuyên dùng phục vụ cho công nghệ Gia công áp lực s ẽ giới thiệu giáo trình khác dạng Atlat tài liệu hướng dẫn thiết k ế đồ án môn học Chúng c ố gắng biên soạn ngắn gọn cho phù hợp với yêu cầu chương trình đào tạo, đồng thời hướng dẫn sử dụng hợp lý nguyên công công nghệ Gia công áp lực máy, hướng dẫn bảo dưỡng sửa chữa thiết bị sở sản xuất, hướng dẫn sử dụng thiết bị sửa chữa chúng nhà máy Do trình độ khả có hạn nên sách khơng thể tránh khỏi thiểu sót, mong đồng nghiệp độc giả góp ỷ đ ể lần tái sau dược hồn chỉnh Mọi ý kiến đóng góp xin gửi NXB Giáo dục - 81 Trần Hưng Đạo - Hà Nội CÁC TÁC GIẢ M ỏ ĐẦU I VÀI NÉT VỀ Sự PHÁT TRIỂN THIẾT BỊ GIA CƠNG ÁP Lực (DẬP TẠO HÌNH) Cơng nghệ gia cơng áp lực có từ hàng ngàn năm nay, phát triển khơng ngừng ngành khoa học kỹ thuật khác Cơng nghệ phát triển địi hỏi thiết bị khơng ngừng hồn thiện cải tiến Ngày nay, việc gia công chế tạo chi tiết máy sản phẩm khí nói chung phương pháp gia cơng áp lực chiếm khoảng 60 -7-70% sản phẩm khí Phương pháp gia công áp lực cho suất cao mà bảo đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sản phẩm Số lượng máy dập không ngừng tăng lên cải tiến đại để đáp ứng yêu cầu đặt công nghệ nước có cơng nghiệp phát triển, máy ép khí, máy ép thủy lực, máy búa chiếm 1/3 tổng số máy gia cơng khí Có nhiều kiểu loại máy ép, máy búa Máy búa lớn có phận rơi đến 30 (máy búa tương đương với máy ép 30.000 tấn) Máy ép thủy lực có lực ép lớn PH = 750.000 kN, ngồi cịn có máy tự động, máy chuyên dùng, máy điều khiển theo chương trình CNC PLC Ở nước ta chưa có sở chế tạo thiết bị lớn Trước năm 1990 chủ yếu viện trợ Liên Xô, Trung Quốc, nước XHCN Đông Âu, nên thiết bị từ nguồn nước Những năm gần phát triển kinh tế thị trường, có nhiều liên doanh nước ngồi vào Việt Nam hợp tác nên xuất thiết bị máy ép, máy búa nước Tư phát triển Nhật, Mỹ, Hàn Quốc, Đài Loan nước thuộc khối EƯ Các thiết bị gia công áp lực có lực ép cỡ lớn trọng lượng phần rơi cỡ lớn gồm có : - Máy búa hoi-phần rơi 10 (Công ty Diezel Sông Công) tương đương máy ép 10.000 - Máy ép thủy lực, lực ép PH = 1000 (Công ty kim khí Thăng Long) - Máy dập tự động theo chương trình CNC Nhật, Ý, Đức có viện IMI, Công ty thiết bị Bưu điện, công ty Hịa Phát, Cơng ty HONDA - Máy vê chỏm cầu lớn sản xuất chỏm cầu đường kính đến 5m, chiều dày 50 -í- 60mm (Tổng Cơng ty lắp máy LILAMA) - Máy lốc ống dày dến 60 mm (Đan Mạch) Tổng Công ty xây dựng giao thơng v.v - Ngồi cịn nhiều Cơng ty lớn có máy ép, máy dập, máy lốc máy búa đại với trình độ tự động hóa cao Các thiết bị ngành gia cơng áp lực góp phần to lớn việc chế tạo sản phẩm khí phục vụ cho ngành cơng nghiệp đất nước góp phần quan trọng vào nghiệp cơng nghiệp hố đại hóa đất nước giai đoạn II PHÂN LOẠI THIẾT BỊ GIA CÔNG ÁP Lực (PHAN d ậ p t o HÌNH) Thiết bị dập tạo hình có nhiều loại, chúng khác nguyên lý truyền động, công dụng, cấu trúc máy, Để dễ dàng cho việc nghiên cứu người ta chia chúng nhóm riêng có tính chất, có cách phân loại sau : - Theo dấu hiệu động học động lực học giai đoạn gây biến dạng dẻo vật dập - Theo loại truyền động - Theo đặc điểm công nghệ II.l Phân loại theo dấu hiệu động học Xét thời kỳ có tải máy dựa vào tính chất động học, thiết bị dập tạo hình chia làm nhóm sau : a Nhóm Gồm tất máy búa mà chuyển động máy không dựa vào liên kết cứng Tốc độ va đập vmax < 20 m/s (hìnhl, hình 2) b Nhóm Gồm máy ép thủy lực mà chuyển động máy dựa vào liên kết khơng cứng, song tính chất đường cong biểu diễn tốc độ khác đường tốc độ máy búa Tốc độ ban đầu máy khơng (điểm o , hình3) có giá trị ; c, kết thúc hành trình làm việc tốc độ khơng Tốc độ cực đại đạt tới 0,3 m/s (vmax), thời gian tc/t = 1/100 -ỉ- 1/10 giây có đạt tới vài giây c Nhóm Những máy thuộc nhóm tất máy ép khí Chuyển động máy nhờ có liên kết cứng Bơ phận làm việc máy đầu trượt chuyển động chịu tải Đưcmg cong tốc đô cổ liên hệ đông học đầu trượt khâu dẫn máy Tốc độ ban đầu máy thay đổi giới hạn tương đối lớn, có trường hợp tốc độ cực đại đạt tới m/s lớn (hình 4) d Nhóm Nhóm gổm tất máy cán rèn quay Những phận làm việc máy thực chuyển động quay nguyên tắc làm việc giống nguyên tắc làm việc máy cán Trong làm việc, tốc độ số (v = const) (hình 5) e Nhóm Các máy dập xung (hình 6) Tốc độ làm việc lớn vmax < 300 m /s Thời gian làm việc nhỏ : tc/t = 0,02 -ỉ- 0,00001s Hình Hình Qua ta thấy tất máy thuộc nhóm 1, 2, (máy búa, máy ép thủy lực, máy ép khí) thời gian làm việc, biến dạng dẻo vật rèn thường xảy khuôn - đầu búa chuyển động tịnh tiến Cịn máy thuộc nhóm xảy chuyển động quay II.2 Phân loại theo loại truyền động - Truyền động khí - Truyền động chất lỏng, dầu, nước - Truyền động khí, truyền động điện từ II.3 Phân loại theo đặc điểm công nghệ Dựa vào tính chất chuyển động người ta chia loại máy kể thành nhóm Sau dựa vào đặc điểm cơng nghệ ta chia nhóm thành phân nhóm Biểu đồ phân loại III KẾT CẤU CỦA THIẾT BỊ DẬP TẠO HÌNH Một máy cấu tạo gồm nhiều phận khác : động cơ, truyền chuyển động, cấu thực hiện, hệ thống dầu, hệ thống điều chỉnh, kiểm tra v.v Mỗi phận giữ nhiệm vụ khác Cơ cấu cấu phục vụ cho việc làm biến dạng vật rèn Bộ truyền chuyển động cho phôi, giữ phôi đẩy vật rèn khỏi khuôn cấu phụ Trong thiết bị rèn dập có máy có một, có máy có hai nhiều cấu thực Máy búa có cấu thực (khuôn lắp vào đầu búa) Các máy tự động chồn nguội nhiều ngun cơng gồm có hai cấu thực : cấu cắt phôi cấu chồn thành hình, đột lỗ Máy rèn ngang có cấu để giữ phôi Chuyển động cấu chính, phụ q trình làm việc nhờ có phận truyền chuyển động trục khuỷu, biên (trục khuỷu, biên có nhiều loại khác : trục khuỷu lệch tâm, trục khuỷu - cam ) Những máy rèn có nhiều cấu phụ địi hỏi phải có nhiều cấu truyền chuyển động Cơ cấu phát động thiết bị rèn dập có nhiều loại : khơng khí, thủy lực, khí nén động điện Phần thứ MÁY BÚA 0.1 PHÂN LOẠI MÁY BÚA Phân loại máy búa người ta dựa vào dấu hiệu chung chúng cấu phát động Dựa vào dấu hiệu chung người ta chia máy búa thành nhóm nhỏ 0.1.1 Nhóm Nhóm bao gồm tất loại máy búa nước, khơng khí nén (hình 0.1) Máy làm việc nước khơng khí nén vào xilanh tác dụng lên pittông làm pittông chuyển dộng Hơi cung cấp từ nồi qua ống dẫn vào xilanh Khơng khí nén cung cấp từ máy nén khí Áp suất cùa đạt tới -ỉ- at khơng khí nén dạt từ 4- 12 at (0,7-í-1,2) MPa Gọi máy búa khơng khí máy búa làm việc khơng khí Hơi khơng khí nén chất mang lượng lượng biến thành công, làm chuyển động phận rơi búa Cơ cấu truyền chuyển động máy búa - khơng khí pittơng cán pittơng Cơ cấu thực máy búa đầu búa gắn liền với khuôn Pittông, cán pittông, đầu búa với nửa khuôn hợp thành phận rơi búa Đối với máy búa, khối lượng phận rơi coi lực danh nghĩa máy đặc trưng kỹ thuật chủ yếu máy Xi lanh công tác I Hình 0.1 Máy búa h ơi' khơng khí Hình 0.2 Máy búa khơng khí nén 0.1.2 Nhóm Gồm tất loại máy búa khơng khí nén (hình 0.2) Chất cơng tác máy khơng khí khơng khí trường hợp tác dụng khâu đàn hồi Cấu trúc máy gồm có hai xilanh: xilanh cơng tác xilanh nén Xilanh nén dùng để nén khơng khí trực tiếp đưa sang xilanh công tác, không cần dùng hệ thống nén riêng 0.1.3 Nhóm Gồm tất loại máy búa khí, chúng làm việc cấu truyền chuyển động khí Cơ cấu truyền chuyển động liên kết đàn hồi, liên kết cứng liên kết dẻo (hình 0.3) Các máy búa lị xo liên kết đàn hồi, máy búa có liên kết cứng máy búa trục vít, máy búa ván ; máy búa dây cáp dây đai thuộc loại máy có liên kết dẻo Hình 0.3 a - máy búa ván ; b - máy búa nhíp ( búa lò xo ); c - máy búa dây cáp (hoặc dây đai) 0.1.4 Nhóm Nhóm gồm tất loại máy búa thủy lực Chất công tác loại máy chất lỏng : dầu, nước Trong hành trình cơng tác, chất lỏng có áp suất cao tác dụng vào mặt pittông cơng tác Các hành trình nâng pittơng nâng (phụ) tác dụng chất lỏng có áp suất thấp so với áp suất chất lỏng xilanh cơng tác (hình 0.4) 0.1.5 Nhóm Gồm tất loại máy búa khí Chất cơng tác loại máy búa chất khí cháy Cơ cấu phát động chúng gần giống cấu động đốt (hình 0.5) Hình 0.4 Sơ đồ nguyên lý máy búa thủy lực Tính loại máy búa : Những máy búa hơi, khơng khí dùng để rèn tự do, dập thể tích (rèn khn) dập 10 CHƯƠNG CÁC KIỂU MÁY ÉP THỦY Lực CHÍNH TRIỂN VỌNG PHÁT TRIEN c ủ a n g n h chê' t o m y ép Do có số lượng phong phú loại máy ép thủy lực nên ta xem xét số loại 7.1 MÁY ÉP RÈN Trên máy ép rèn người ta thường tiến hành thao tác gia công rèn tự (vuốt, chồn, ép nhẵn, đột, chặt ) dập thể tích khuôn Được sử dụng rộng rãi kết cấu máy ép có bốn cột, khung cố định bố trí xilanh cơng tác phía (hình la) Kết cấu đảm bảo cho việc thao tác tự phôi thời gian gia công máy ép ổn định cao máy chịu lực lệch tâm Có thể bố trí xà hẹp sử dụng kết cấu máy ép có khung di động (hình 7.1b) Ưu điểm việc bố trí chiều cao khơng lớn máy ép mức sàn khả tiếp cận vói phơi tốt hon Máy ép trụ (hình 7.1c), có khả tiếp cận để vận hành tốt, thường chế tạo có lực ép tới 12MN Các thơng số kích thước máy ép rèn kiểu bốn cột, công dụng chung, quy định theo TOCT- 284-80, có trình bày loại máy ép với lực ép định mức 5-Ỉ-50 MN hành trình xà 800-2500mm Hiện nay, kiểu dẫn động sử dụng rộng rãi cho máy ép rèn loại dẫn động kiểu bơm nước-bình tích áp Kiểu dẫn động hơi-thuỷ lực khơng kinh tế nên khơng sử dụng máy ép mói sản xuất Đối vói máy ép có lực tới 30 MN, sử dụng rộng rãi loại dẫn rộng bơm dầu - khơng có bình tích áp Áp suất dầu sử dụng 30-35 MPa Khi dùng dầu làm chất lỏng công tác, thường người ta sử dụng phương án bố trí máy ép có khung di động xilanh cơng tác đặt dưói 167 Trên hình 7.2 trình bày sơ đồ thủy lực nguyên lý để điều khiển máy ép rèn kiểu ba xilanh có lực 20 MN Trong sơ đồ này, xà ngang máy lặp lại chuyển động cần điều khiển khơng theo hướng chiều dài hành trình, mà theo tốc độ Sơ đồ xét đảm bảo (hình 7.2) : I - rèn bình thường (hành trình tiếp cận - cấp chất lỏng từ thùng nạp, hành trình cơng tác - cấp chất lỏng từ trạm bơm - bình tích áp; p= 32 MPa) ; II- ép phẳng (cấp chất lỏng cho xilanh máy ép từ trạm bơm - bình tích áp, xilanh áp suất không đổi); III- máy làm việc tác dụng chất lỏng công tác từ thùng nạp khối lượng phần chuyển động Hình 7.2 Sơ đồ thủy lực máy ép rèn kiểu ba xilanh 1- hộp van nạp - xả ; 2- van nạp - xả xilanh ; 3- xilanh khứ hổi; 4- xilanh bên cạnh; 5- xilanh giữa; 6thùng; 7- liên hệ ngược; 8- xilanh khí để làm căng dây; 9- cấu visai; 10- cần điều khiển ; 11- chuyển đổi chế độ làm việc máy ép ; 12- van trượt ; 13- pittơng hạn chế vị trí van trượt 12 ; 14- trục phân phối ; 15- bình tích áp điều khiển thủy lực ; 16- bơm dầu điều khiển thủy lực phân phối ; 17- thùng nạp ; 18- van chặn; 19- phân phối ; 20- van điều khiển đóng xilanh bên máy ép; 21- van nối đường xilanh với xilanh công tấc nạp chất lỏng áp suất cao vào xilanh công tác; 22- van tiết lưu ; 23- van nạp chất lỏng áp suất cao vào phân phối; 24- xilanh thủy lực van 23; 25- khuếch đại ; 7- xìlanh tự động đóng hành trình cơng tác ; A- đường dẫn chất lỏng từ hạm bơm - bình tích áp ; A' - đưịng dẫn khí nén từ hệ thống khí nén xưởng ; M il- đặt chế độ rèn Chế độ rèn bình thường người vận hành đặt, cách dựa chuyển chế độ 11 vị trí, mà hai khoang xilanh pittơng - hạn chế vị trí nối với đường xả Khi đó, đầu búa chạm vào phơi áp suất đường xi lanh giảm tới áp suất thùng nạp 17, pittông xilanh 16 dưói tác dụng lị so hạ xuống với van trượt 12 Pittông cua xilanh thủy lực 24 mở đường thông chất lỏng áp suất cao vào xi lanh máy ép Hành trình cơng tác thực Khi đạt lực ép định, van 20 tự đông cho chất lỏng áp suất cao vào xilanh bên Máy ép tạo lực tồn Để đặt chế độ ép phẳng phải đưa chuyển chế độ làm việc 11 vị trí, mà dầu từ trạm bơm cấp đến khoang xilanh pittông - hạn chế 13, cịn khoang nối 168 thơng với đuờng xả Khí làm việc, tác dụng chất lỏng từ thùng nạp 17 khối lượng phần chuyển động, chuyển chế độ làm việc đưa dầu từ trạm bom vào khoang xilanh pittông - hạn chế 13 nối khoang với đường xả Van trượt 12 hạ xuống giữ vị trí tận bên 7.2 MÁY ÉP DẬP NĨNG Dập máy ép thủy lực nhằm tạo phơi rèn thép, thí dụ phơi rèn bánh xe tàu hỏa, máy nước Dập khuôn kín máy ép thủy lực sử dụng rộng rãi gia cơng phơi rèn kích thước lớn kim loại nhẹ: nhôm, magiê hợp kim chúng, có nhiệt độ rèn tương đối thấp («450°C) Các máy ép dập, có lực ép định mức máy ép rèn, có hành trình chiều cao khơng gian dập nhỏ Các máy ép có lực tới 50MN chế tạo có dẫn động từ trạm bơm - bình tích áp từ trạm bơm dầu, tốc độ trung bình hành trình cơng tác thường -í- 5cm/s Đối với máy ép có lực lớn 50MN, người ta sử dụng dẫn động từ bơm - bình tích áp Áp suất chất lỏng cơng tác tới 60 MPa tăng lên nhờ có sử dụng tăng áp trung gian Máy ép dập thủy lực có lực ép 650MN (hình 7.3), có khoang đứng bên cạnh, sử dụng để gia công chi tiết kích thước lóm xác làm hợp kim thép chịu nhiệt hợp kim titan, từ hợp kim nhôm 13050 10200 7000 Kết cấu máy ép cho phép tạo khuôn áp suất cao (10 MPa lớn hơn) Máy ép có hệ thống đồng chuyển dộng xà di động, đảm bảo độ nghiêng lệch nhỏ Hình 7.3 - Máy ép thủy lực với lực ép 650MN xà so với bàn máy ép, máy có hệ thống đột đứng hai bên, có khả tạo sáu mức lực ép (từ 270 tới 650MN) Kích thước bàn máy ép 3500 X 6000mm, chiều cao mở 4500mm, hành trình lớn 1500mm, tốc độ cực đại hành trình cơng tác 50mm/s, áp suất chất lỏng cơng tác 32 MPa (từ bình tích áp) 63 MPa (khi sử dụng tăng áp) 7.3 MÁY ÉP ỐNG - THANH VÀ MÁY ÉP THANH - PROFIL Các ống, dây profil từ kim loại màu hợp kim chúng gia công phương pháp ép máy ép thủy lực 169 Gần đây, có ứng dụng nhiều loại dầu bơi trơn mói, chịu áp suất nhiệt độ cao, phương pháp ép người ta nhận chi tiết thép, hợp kim chịu nhiệt loại vật liệu có tính dẻo Trên hình 7.4 trình bày máy ép ống-thanh kiểu nằm ngang, có lực ép 120MN nhà máy chế tạo máy hạng nặng mang tên Ưranski Công dụng máy ép nóng profil ống họp kim nhơm Khung máy kiểu cột, bố trí nằm ngang, có xà cố định lắp đặt khung hàn Hình 7.4 Máy ép ống - thủy lực kiểu nằm ngang có lực ép 120MN Trên xà đúc cố định có bố trí hai xilanh công tác 7, pittông chúng liên kết vói xà di động Trên đầu xà di động người ta lắp máy ép đóng dấu Các xilanh nằm bên xilanh công tác Để đột phôi làm ống, người ta sử dụng xilanh đột bố trí sau xilanh công tác cố định xà riêng Lực xilanh đột truyền qua thanh, mà dẫn hướng xà cố định Hành trình trục đột thực từ xílanh nằm xilanh đột Để tăng lực máy ép ép profil, lực xilanh đột kết hợp với lực xilanh công tác cách nối với xà di động Xilanh đột tạo lực tói 50MN (5000 tăh) ' ' Xà cố định phía trước gồm có ba thép đúc liên kết vối bulông Ở xà có bố trí đầu mỏ có vịng cối Khi ép chảy đầu mỏ tỳ vào chắn có cấu nâng thủy lực Nằm xà cố định xà di động container cấu giữ container Đặc điểm kết cấu máy ép có thống đột độc lập, đảm bảo cho trạm máy ép khả cơng nghệ lớn Máy ép có thêm thiết bị phụ vận chuyển để đưa phơi đúc từ lị điện container Kéo cắt dùng để tách phần phôi dư khỏi chi tiết gia cơng Máy cịn có thêm cấu để đẩy phần phôi dư khỏi không gian làm việc, có cấu để đẩy chi tiết gia công xong Các profil ống gia công xong truyền tới bàn nhận máy ép 170 Việc điều khiển thaọ tác phụ thực từ bàn điều khiển chính, qua hệ thống theo dõi thừa hành điện Dẫn động máy ép theo kiểu bơm - bình tích áp Chất lỏng cơng tác nưóe có pha thêm - 4% chất nhũ tương Vì có ba xilanh cơng tác nên tạo cho máy ép có khả làm việc với ba mức lực ép : 50MN, 70MN 120MN với tốc độ hành trình công tác tới 30mm/s 7.4 MÁY ÉP ĐỂ ÉP CHẢY CÁC HÌNH N ổi CỦA KHN Ta xét thí dụ máy ép có lực ép 20MN (2000 tấn), dùng để ép chảy nguội khoang hình khuôn dập, khuôn ép Khung máy ép theo kiểu lắp ráp, gồm có hai trụ xà cố định, phần khung bố trí xilanh thủy lực Xà nối với trụ khóp nối chêm lề Kiểu liên kết dùng để nối xilanh với trụ khung Trên trụ có cấu dẫn hướng bàn máy ép Xilanh bao kín vịng đệm mềm tự bung Các thông số kỹ thuật : 20 - Lực ép định mức, MN : 32 - Áp suất định mức dầu, MPa : 500 - Hành trình bàn, mm : - Tốc độ bàn, mm/s ; -ỉ-0,14 3,1 Khi công tác, điều chỉnh: Khi nâng nhanh: - Kích thưức cột, mm 1090 - Chiều cao, mm • : 800 2880 - Chiều cao mức bàn, mm : Sau đặt dụng cụ chi tiết lên bàn máy ép, Ỳ chắn bên đóng lại Sau ngưịi ta chọn chế độ làm việc Khi ấn nút "Lên" bàn nâng lên dụng cụ chạm tới chi tiết Sự chuyển từ hành trình khơng tải sang hành trình cơng tác thực tự động Hành trình công tác hạn chế đồng hổ áp suất điện - tiếp xúc thiết bị đo độ cao, sau q trình giữ áp suất thực Rơle thòi gian cấp lệnh việc hạ áp suất hạ bàn vị trí ban đầu Hệ thống thủy lực máy ép (hình 7.5) đảm bảo nâng nhanh; ép chế độ "theo hành trình" "theo áp suất"; bổ xung chất lỏng cho hệ thống giữ chi tiết áp suất; hạ bàn 45555®] Ở trạng thái ban đầu bơm không làm việc, van giảm tải ép lị xo vào đế van trên, van (khi vị trí giữa) ngăn cách xilanh với đường xả vành gờ hình trụ, cịn van trượt van ngăn đường đẩy bơm vói đường xả Khi ấn nút "Lên" đóng động điện bơm Dầu từ bơm 10 qua van để tới xilanh Khi bàn Hình 7.5 Sơ đồ thủy lực máy ép để ép chảy hình khuôn, với lực ép 20MN 1-van chiều ; 2- van xả ; 3- van van x ả ; 4- nam châm điện ; 5- van giảm tả i; 6- van an toàn ; 7- van giảm tải - an toàn ; 8- đ ộ i; 9- bơm pittông lệch tâm ; 10- bơm bánh 171 máy ép nâng nhanh Khi bàn đạt mức chặn, áp suất hệ thống tăng lên Khi áp suất đạt 0,2 -í- 0,4 MPa, van ép chặt vào đế van Với áp suất 1,0 + 1,3 MPa van mở đường thông dầu từ bom 10 với đường xả Vị trí van trượt van cố định đội 8, đầu đội có chất lỏng cơng tác với áp suất cao Van chiều đóng lại, làm phân tách đường áp suất cao đường áp suất thấp Với áp suất định trước với độ nâng cho trước bàn, động bơm ngắt Bắt đầu trình giữ chi tiết áp suất định Ở chế độ “theo áp suất” bơm đóng tự động, áp suất giảm xuống mức tối thiểu định bơm tự động bơm bổ xung dầu áp suất cực đại định Khi kết thúc thời gian giữ áp suất, nam châm điện đóng mạch, mở van giảm tải (qua cấu lò xo - địn bẩy), van nối khoang c (có thơng với xilanh) vói đường xả Bắt đầu giảm từ từ áp suất hệ thống Các van 1, bố trí bảng riêng Khi đạt áp suất 1,3 MPa van trượt van nằm vị tri ban đầu Khi đạt áp suất 0,2 -ỉ- 0,4 MPa, van tác động lò xo dịch chuyển vị trí trung gian làm ngăn cách khoang A B Khoang A tiếp tục nối với đường xả Dưới áp suất khoang B van (khi ép lị xo dưói) dịch chuyển vị trí cuối cùng, nối khoang B với khoang xả c Khi xảy hạ áp suất nhanh làm hạ bàn Tại vị trí phần di đơng nam châm điện ngắt mạch, van giảm tải đóng lại, van chuyển vị trí trung gian Van an tồn gồm loạt van nối tiếp vói nhau, điều cho phép hạn chế cách xác áp suất 7.5 MÁY ÉP ĐỂ GIA CÔNG CHẤT DẺO Để gia công chất dẻo, người ta sử dụng rộng rãi máy ép thủy lực Kiểu dẫn động bơm dầu sử dụng nhiểu để dẫn động độc lập cho máy ép Các q trình cơng nghệ gia cơng loại chất dẻo khác có đặc điểm riêng, u cầu phải giảm đột ngột thịi gian đóng khn ép, mà điều thực tăng tốc độ công tác bàn trượt máy ép tới 160 -ỉ- 200mm/s Do nguyên nhân người ta chế tạo máy ép có xilanh kiểu pittơng, có van nạp xilanh Khi bàn trượt chuyển động xuống tác dụng trọng lực, thời kỳ hành trình khơng tải, có bình tích áp kiểu khí - thủy lực, kết cấu máy cho phép tăng đột ngột tốc độ chuyển động phận công tác máy ép mà khơng cần tăng (thậm chí có trường hợp lại giảm) công suất dẫn động Sơ đồ thủy lực dẫn động máy ép bán tự động (hình 7.6a) đảm bảo cho máy làm việc chế độ ép đúc Khi vị trí ban đầu nam châm điện phân phối khơng cấp điện, cịn van trượt phân phối nằm vị trí trình bày hình 7.6 -a Bơm (2) khơng làm việc Con trượt giữ vị trí bên xilanh Máy ép bắt đầu làm việc đóng mạch nam châm điện 2E 5E phân phối ( l ) v l l B ộ phân phối 11 đưa dầu từ hệ thống điều khiển tới van nạp khóa thủy lực 12, phân phối 15 (1) mở đưòng xả dầu từ xilanh Do có tác dụng trọng lượng trượt, dầu đẩy khỏi xilanh 7, qua khóa thủy lực 12 mở van tiết lưu 13 Thể tích giải phóng xilanh nạp chất lỏng từ bơm (2) qua van nạp Tốc độ hành trình khơng tải trượt xác định điều chỉnh van tiết lưu 13 Hành tình khơng tải trượt hạn chế công tắc BK1 dùng để chuyển máy ép sang tốc độ chậm Khi ngắt mạch nam châm điện 5E phân phối 11 Van 12 đóng lại, 172 đóng van tiết lưu 13, van nạp ngăn cách khoang xilanh với thùng 10 Tốc độ trượt xác định lưu lượng bơm (2) cấp dầu vào xilanh qua phân phối 15(1) van chiều 14 Dầu từ xilanh đẩy qua van giữ 16 Sau ép sơ vật liệu khuôn ép tăng áp suất xilanh tới - - MPa, rơle áp suất p cấp lệnh để tiến hành ép chặt, đồng thời ngắt mạch nam châm điện 2E đóng mạch cho nam châm điện 1E 5E phân phối 15 (1) 11 Khi phân phối 15 (1) chuyển dịch sang trái chuyển dầu từ bơm 1(2) qua van tiết lưu 13 khóa thủy lực 12 để tới xilanh Dầu từ xilanh đẩy thùng nạp 10 qua van nạp Trong thời Hình 7.6 Máy ép bán tự động, gian hành trình khứ a' sơ ^ thủy 'vc trạm máy é p ; b- sơ đổ thủy lực blơc bình tích áp hồi nâng lên trượt, giảm tải xilanh thực van giảm áp lắp phận van nạp Chuyển động trượt lên ép chặt hạn chế công tắc BK2, ngắt mạch nam châm điện 1E 5E, đóng mạch nam châm điện 2E, cấp lệnh cho ưượt chuyển động xuống Số lượng lần ép chặt xác định cách chỉnh rơỉe thời gian Sau ép chặt trượt máy ép thực hành trình cơng tác Khi áp suất hệ thống tăng tới mức giới hạn điều chỉnh đồng hồ áp suất điện - tiếp xúc EKM1 điểm cuối hành trình cơng tác đồng hồ áp suất EKM1 cấp lệnh để đóng rơle giữ chi tiết áp suất ngắt mạch nam châm điện 2E phân phối 15 (1), cịn giữ lâu ngắt mạch động điện dẫn động bơm Van trượt phân phối 15 (1) trở trạng thái ban đầu, nối đường bơm với đường xả thời gian giữ chi tiết áp suất, xilanh áp suất bị hạ xuống thấp áp suất cho phép tiếp điểm thứ hai EKM1 cấp lệnh để đóng mạch nam châm điện 2E động điện bơm (trong trường hợp bơm tự ngắt) để bổ xung thêm chất lỏng cho xilanh 173 Khi kết thúc trình giữ áp suất, rơle thời gian cấp lệnh để đóng mạch nam châm điện 1E 5E, nghĩa để nâng trượt Hành trình trượt lên hạn chế cơng tắc cuối BK3, ngắt mạch nam châm điện 1E 5E Công tắc BK3 cấp lệnh cho hành trình cấu đẩy lên trên, đóng mạch nam châm điện 4E phân phối 15(2) Hành trình lên cấu đẩy hạn chế cơng tắc BK4, ngắt mạch nam châm điện 4E phân phối 15 (2) Cơ cấu đẩy trở vị trí ban đầu ấn nút “Cơ cấu đẩy - Xuống dưới” bảng điều khiển Việc dừng cấu đẩy vị trí thực cơng tắc BK5, ngắt mạch nam châm điện 3E phân phối 15(2) Để bảo vệ bơm áp suất cao khơng bị q tải, người ta có bố trí van an tồn 2(1) Van an tồn 2(2) ngăn ngừa khả tăng áp xilanh Hệ thống điều khiển cấp chất lỏng bơm cánh thụt 1(1) đặt bơm áp suất cao 1(2) Born cánh thụt dùng để lọc dầu (có bầu lọc 3) Áp suất hệ thống điểu khiển thay đổi cách chỉnh van trượt Để chuyển máy ép từ chế đô ép sang chế độ đúc, rơle áp suất p chuyển từ hệ thống xilanh sang khoang xilanh cấu đẩy Việc bật máy ép, cấp hành trình nhanh chậm trượt xuống thực giống chế độ ép, trừ chế độ ép chặt, mà đúc khơng có chế độ Khi đạt áp suất cực đại xilanh chinh, đồng hổ áp suất EKM1 cấp lệnh để phun vật liệu vào khn ép Khi nam châm điện 3E đóng mạch, van trượt phân phối 15(2) dịch chuyển sang trái, mở đường dẫn dầu từ bơm 1(2) tới khoang pittông xilanh cấu đẩy Sau phun vật liệu vào khuôn ép, rơle áp suất p cấp lệnh để giữ vật liệu áp suất Khi nam châm điện 3E phân phối 15(2) ngắt Sau giữ xong rơle thời gian cấp lệnh để nâng trượt Ở vị trí trượt tác dụng lên công tắc BK3, cấp lệnh để đẩy chi tiết Cơ cấu đẩy quay vị trí ban đầu giống chế độ ép Sơ đồ thủy lực máy ép bán tự động dùng để ép đúc trực tiếp khác với sơ đồ trình bày có bình tích áp Đường xả phân phối 15(2) (hình 7.6a) nối vói đường nạp phân phối blơc bình tích áp, mà sơ đồ trình bày hình 7.6b Khi máy ép làm việc chế độ ép nhanh, bình tích áp (điểm A blơc bình tích áp) nối với khoang xi lanh chính, cịn đúc - nối với khoang xi lanh cấu đẩy Rơle áp suất máy thủy lực nối tương tự Khi bật động điện bơm nam châm điện bị ngắt mạch, bình tích áp nạp Bơm khơng làm việc Khi bình tích áp xả hết đồng hồ áp suất EKM cấp lệnh để đóng mạch nam châm điện 6E phân phối 4, phân phối dịch chuyển sang trái mở đường dầu từ bơm tới bình tích áp Sau nạp cho bình tích áp xong đồng hồ áp suất EKM cấp lệnh để cắt mạch nam châm điện 6E, nghĩa ngắt bơm Để bảo vệ cho bình tích áp khơng bị q tải có van an tồn Trong thời gian giữ chi tiết áp suất bình tích áp nạp tự động Khi đúc vật liệu phun vào khuôn ép cán xi lanh cấu đẩy, theo lệnh EKM1 Áp suất xilanh cấu đẩy ép chặt xác định việc chỉnh rơle áp suất Lệnh để nâng trượt đẩy chi tiết cấp từ rơle thời gian công tắc BK3 7.6 TRIỂN VỌNG PHÁT TRIEN CỬA NGÀNH CHẾ TẠO MÁY ÉP Các máy ép thủy lực cho phép tạo lực lớn hành trình dài xà cách tương đối dễ dàng, tạo lực điểm hành trình, loại trừ tải ; thực việc kiểm ưa trị số lực tạo ; giữ chi tiết áp suất ; điều chỉnh tương đối đơn giản tốc độ hành ưình cơng tác 174 Nhưng tốc độ máy ép thủy lực có kết cấu thông thường thua xa so với máy ép khí có hành trình xà di động lớn hơn, có tổn hao lớn thời gian để nâng hạ áp suất xilanh công tác, có tốc độ chậm việc chuyển cấu phân phối khơng có tốc độ đủ cao hành trình khơng tải Để tăng hiệu sử dụng máy ép thủy lực ta thực cách chọn lựa cách tối ưu thông số kết cấu tương ứng Lựa chọn tối ưu thơng số cách sử dụng phương pháp tiếp cận hệ thống kết họp với phương pháp lập chương trình động Phương pháp dùng để tạo thiết bị dập thủy lực có hiệu cao, có xét đến mơi trường xung quanh hệ thống, u cầu q trình cơng nghệ chi tiết riêng trạm máy ép, phương pháp cho phép đưa nhận định triển vọng phát triển ngành chế tạo máy ép Dưới trình bày hướng phát triển ngành chế tạo máy ép: Chuyên môn hóa sâu máy ép thủy lực Thiết kế chế tạo loại thân, xilanh chi tiết khác úhg dụng rộng rãi dẫn động kiểu bơm dầu có tính kinh tế cao Tạo bơm kiểu có tính kỹ thuật cao loại bơm có, úng dụng tiến khoa học kỹ thuật để chế tạo thiết bị (và phụ tùng) thủy lực đảm bảo tạo hệ thống điều khiển nhay hơn, nhanh hơn, bố trí gọn ứng dụng hệ thống điểu khiển từ xa điểu khiển theo chương trình kiểu 175 TÀI LIỆU THAM KHẢO N.s DORINSKI - Dẫn động máy ép thủy lực - Moscow 1981 L.I GIVOB ; A.G OVCHINNICOP - Thiết bị rèn dập - Moscowl972 B.I LANSKOI - Tính tốn hệ thống máy rèn dập - Moscow 1989 WILFRIED KÖNIG - Fertigungsverfahren - VDI VERLAG 1990 B RUDOLF ; M KOPECKY A KOL Tvareci Strafe - PRAHA 1985 1.B JIMIN - Máy búa - Moscow 1987 BANKETOV - Thiết bị rèn dập - Moscow 1970 Đỗ Văn Phúc ; Nguyễn Minh Vũ - Thiết bị rèn dập (Phần máy búa) - Ha Nội 1973 176 M ỤC LỤC T n g Lời nói đầu Mở đầu I Vài nét phát triển thiết bị gia cơng áp lực (dập tạo hình) II Phân loại thiết bị gia cơng áp lực (phần dập tạo hình) III Kết cấu thiết bị dập tạo hình PHẦN THỨNHẤT : MÁY BÚA 0.1 Phân loại máy búa 0.2 Quá trình va đập hiệu suất va đập 11 Chương - Máy búa nưàc khơng khí nén 1.1 Tính lĩnh vực sử dụng máy búa nước 16 1.2 Chất công tác (vật mang lượng) 17 1.3 Nguyên lý chuyển động búa rèn tự - khơng khí 17 1.4 Chu trình làm việc máy búa rèn song động 19 1.5 Giản đồ dẫn lý thuyết máy búa rèn 20 1.6 Giản đồ thật máy búa rèn tự 21 1.7 Q trình đóng mở cửa van trụ 23 1.8 Phân tích cơng máy búa rèn - khơng khí với điều khiển tự động 28 1.9 Cách xây dựng giản đồ thật 32 1.10 Các dạng cấu phân phối búa rèn khơng khí 35 1.11 Cơ cấu phân phối máy búa dập khơng khí 37 1.12 Xác định đường kính xilanh máy búa 39 1.13 Tính tốn chọn kích thước van trụ áo van trụ 40 1.14 Vật liệu cấu tạo chi tiết 41 1.15 Sự khác máy búa rèn dập 53 1.16 Phí tổn q trình làm việc máy búa 53 1.17 Xác định phí tổn theo giản đồ dẫn 55 1.18 Tính phí tổn phương pháp thực nghiệm 57 1.19 Bơi trơn 58 Chương - Máy bụa khơng khí nén 2.1 Khái niệm chung vể máy búa khơng khí nén 59 2.2 Nguyên lý tác dụng máy búa khơng khí nén 59 2.3 Tính tốn máy búa khơng khí nén 61 2.4 Giản đồ dẫn, cơng hiệu suất máy búa 71 2.5 Chế độ làm việc cấu phân phối khơng khí 72 177 2.6 Cấu tạo chi tiết 75 2.7 Cơ cấu phân phối máy búa khơng khí nén tác dụng đơn 78 Chương - Máy búa co khí 3.1 M áy búa ván 81 3.2 Tính máy búa ván 82 3.3 M áy búa nhíp 88 Chương - Móng máy búa 4.1 Phân loại cơng dụng m óng m áy búa 89 4.2 Cấu tạo m óng 89 4.3 Tính tốn m óng m áy 90 Chương - Triển vọng hoàn thiện máy búa 5.1 M áy búa thủy lực 93 5.2 M áy búa tốc độ cao 94 5.3 Đ iều khiển theo chương trình điều khiển từ xa 95 PH Ầ N T H Ứ : M Á Y ÉP T H Ủ Y Lực ' Chương - Các khái niệm 1.1 N guyền lý hoạt động phân loại 97 1.2 Truyền dẫn thiết bị trạm m áy ép thủy lực 100 1.3 Chất lỏng công tác áp suất sử dụng 101 1.4 Chu trình cơng tác 102 Chương - Các máy ép thủy lực có dẫn dộng kiểu bom, khơng có bình tích áp 2.1 Chức hoạt động cụm chi tiết 104 2.2 Các bơm cao áp 105 2.3 Sử dụng công suất bơm động m áy ép thủy lực 111 2.4 Các loại thiết bị thủy lực để làm việc với dầu khống 115 2.5 Bố trí thiết bị thủy lực m áy ép có dẫn động bơm dầu 119 Chương - Máy ép thủy lực dẫn động kiểu bơm có bình tích áp 3.1 Thành phần m áy công dụng 122 3.2 Phân loại kết cấu bình tích áp 123 3.3 Tính tốn thể tích cơng tác bình tích áp luru lượng bơm 125 3.4 Tính toán động lực học m áy ép dẫn động bơm có bình tích áp 130 3.5 Kết cấu tính tốn chi tiết hệ thống nạp 136 Chương - Máy ép dân động có tâng áp hiệu suốt máy ép 178 4.1 Các loại trạm m áy ép thủy lực 138 4.2 Các tăng áp thụy lực 139 4.3 Biến dạng đàn hồi hệ thống m áy ép thủy lực 140 4.4 Hiệu suất trạm máy ép thủy lực 143 4.5 Các loại dẫn động khác 146 Chương - Các van, phân phối đưòng ống trạm máy ép thủy lực 5.1 Các van 147 5.2 Các phân phối 149 5.3 Va đập thủy lực đường ống 150 5.4 Các đường ống phụ tùng khác 152 Chương - Các tiết máy ép thủy lực 6.1 Xilanh pittơng 155 6.2 Đệm kín xilanh phương pháp thử nghiệm chúng 157 6.3 Đệm kín m ối liên kết cố định 159 6.4 Khung máy 160 6.5 Xà ngang 163 6.6 Các cột đai ốc 165 6.7 Các bàn di động cấu đẩy 166 Chương - Các kiểu máy ép thủy lực Triển vọng phát triển ngành chế tạo máy ép 7.1 Máy ép rèn 167 7.2 Máy ép dập nóng 169 7.3 Máy ép ống - máy ép - profil 169 7.4 Máy ép để ép chảy hình khn 171 7.5 Máy ép để gia công chất dẻo 172 7.6 Triển vọng phát triển ngành chế tạo máy ép 174 Tài liệu tham khảo Mục lục 176 177 179 C h ịu trá c h n h iệm x u ấ t h àn : Giám đốc N G Ô T R A N Tổn g biên tập v ũ D Ư Ơ N G TH Ụ Y B iên tậ p lần đ ầ u v tá i hản : H O À N G TR Ọ N G N G H ĨA B iên tậ p m ĩ t h u ậ t : Đ O À N HỒNG Sửa h án in : A N H ĐỨC C h ếh ản : PHÒNG C H Ế B Ả N (N X B GIÁ O D Ụ C ) MÁY BÚA VÀ MÁY ÉP THỦY Lực In 1.000 bản; QĐ (01ĐH) khổ 19 X 27 cm, Xí nghiệp In Tuyên Quang Số in: 14; Sô' XB: 502/51 - 03 In xong nộp lưu chiểu tháng năm 2003 TÌM ĐỌC SÁCH THAM KHẢO KĨ THUÂT CỦA NHÀ XUẤT BẢN GIẢO DỤC T ự động đ iều k h iể n q u trìn h cơng nghệ T r ầ n D o ã n T iế n N g u yên lí m y ■ T ậ p m ộ t Đ in h G ia T n g (c h ủ b iên ) N g u yên lí m y - T ậ p h Đ in h G ia Tư n g (ch ủ b iên ) C h i tiế t m y • T ậ p m ột N g u y ề n T rọ n g H iệ p C h i tiế t m y - T ậ p h a i N g u y ề n T rọ n g H iệ p M y can h tác nôn g n gh iệp N g u y ễ n V ă n M u ố n (ch ủ b iê n ) M y th u hoạch nón g n gh iệp P hạm X u ân Vượng Đ ộ tin cậy tro n g sủa chữa ôtô - m y kéo Nguyễn Nông H o n g N g ọc V in h L í th u y ế t tín h to án m y th u h o ch nôn g n g h iệp Phạm X uân Vuợng 10 T ín h to án th iế t k ế hệ th ố n g sấy T rầ n V ăn Phú 11 N g u y ê n lí độn g đ ố t tro n g N g u y ễ n T ấ t T iế n 12 L í th u y ế t độn g đ lêzen L ê V iế t Lư ợ ng Bạn đọc tìm mua Cơng ti Sách - Thiết bị trường học địa phương Cửa hàng Nhà xuất Giáo Dục: Tại Hà Nội: 81 T rầ n H n g Đ o , 57 G iả n g Võ, 232 T â y Sơn, 23 T rà n g T iề n , H n T h u v ê n Tại Đà Nang: 15 N g u y ễ n C h í T h a n h Tại Thành phố Hồ Chí Minh: 231 N g u y ễ n V ă n C , 40 T rầ n B ìn h T rọ n g V _ 934980 ) 224687 19.400đ ... triển, máy ép khí, máy ép thủy lực, máy búa chiếm 1/3 tổng số máy gia công khí Có nhiều kiểu loại máy ép, máy búa Máy búa lớn có phận rơi đến 30 (máy búa tương đương với máy ép 30.000 tấn) Máy ép thủy. .. trình thiết bị Gia cơng áp lực bao gồm ba phần dược chia thảnh hai : Quyển - M áy ép khí (máy ép trục khuỷu) Quyển - Máy búa máy ép thủy lực Cuốn sách " Máy búa máy ép thủy lực " biên soạn có tham... máy búa lò xo liên kết đàn hồi, máy búa có liên kết cứng máy búa trục vít, máy búa ván ; máy búa dây cáp dây đai thuộc loại máy có liên kết dẻo Hình 0.3 a - máy búa ván ; b - máy búa nhíp ( búa