Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng chỏm cầu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC ĐỂ ÉP ĐÁY BÌNH DẠNG CHỎM CẦU Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS TÀO QUANG BẢNG TRẦN QUỐC THIỆU Đà Nẵng, 2020 Thiết Kế Máy Ép Thủy Lực Ép Đáy Bình Chỏm Cầu LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, Đảng Nhà nƣớc nhân dân thực cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc Đảng ta xác định cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc phải gắn liền với khí hóa Nhƣ biết, nƣớc ta nƣớc có cơng nghiệp cịn lạc hậu, trình độ công nghệ chƣa theo kịp nƣớc giới phải nhập ngoại phần lớn thiết bị, loại máy móc để phục vụ cho kinh tế Từ Đảng ta chủ trƣơng phát triển ngành khí cách nhanh chóng, việc đào tạo hệ ngƣời có chun mơn lĩnh vực cần thiết Ngày khoa học công nghệ phát triển, ngày ứng dụng thành tựu khoa học vào sản xuất đời sống Cùng với phát triển lĩnh vực khác cơng C C nghệ thực phẩm, cơng nghệ hóa chất, thiết bị nhiệt phát triển mạnh mẽ Song R L T song với phát triển phát triển bình chứa, loại bồn bể ngày đƣợc sử dụng rộng rãi công nghệ thực phẩm, cơng nghệ hóa chất, đặc biệt sinh hoạt ngƣời U D Do nhu cầu cần thiết để tạo loại bồn bể, bình có biên dạng khác nhƣ Nên em đến nhiệm vụ thiết kế “Thiết kế máy ép thủy lực để ép đáy bình dạng chỏm cầu” Đây máy dây chuyền máy vê ép chỏm cầu chuyên dùng để ép loại đáy bình chỏm cầu Bằng kiến thức học tập đƣợc nhà trƣờng với hƣớng dẫn tận tình thầy giáo TS Tào Quang Bảng thầy giáo khoa Cơ khí giúp em hoàn thành nhiệm vụ đồ án Tuy nhiên q trình tìm hiểu tính tốn thiết kế máy khơng tránh khỏi sai sót Em mong dẫn tận tình thầy giáo để em hiểu kỹ lý thuyết nhƣ phƣơng pháp thiết kế Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 20 tháng 02 năm 2020 Sinh viên thực Trần Quốc Thiệu SVTH: Trần Quốc Thiệu - 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Thiết Kế Máy Ép Thủy Lực Ép Đáy Bình Chỏm Cầu MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 1.1 Tổng quan sản phẩm bình chứa 1.1.1 Nhu cầu bình chứa 1.1.2 Phân loại bồn chứa 1.1.3 Giới thiệu số bồn chứa 1.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất bình chứa thép 11 1.2.1 Cấu tạo bình chứa 11 1.2.2 Các phƣơng pháp chế tạo đáy bình chứa 12 1.2.3 Các loại đáy bồn, đáy bình thƣờng dùng 12 C C 1.2.4 Vật liệu chế tạo đáy bình 13 1.2.5 Quy trình cơng nghệ chế tạo đáy bình 13 R L T 1.3 Giới thiệu loại khuôn ép yêu cầu kỹ thuật 15 1.3.1 Giới thiệu chung khuôn ép 15 U D 1.3.2 Yêu cầu kỹ thuật khuôn ép 16 1.3.3 Vật liệu chế tạo khuôn 16 1.4 Cơ sở lý thuyết uốn kim loại 20 1.4.1 Định nghĩa đặc điểm trình uốn 20 1.4.2 Lớp trung hòa 20 1.4.3 Tính đàn hồi uốn 21 1.4.4 Xác định phôi thép dùng để gia công đáy chỏm cầu 22 1.4.5 Tính lực ép để ép phơi thép thành đáy chỏm cầu 23 CHƢƠNG PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA MÁY 26 2.1 Phân tích lựa chọn phƣơng án động học 26 2.1.1 Máy ép trục khuỷu 26 2.1.2 Máy ép trục lệch tâm 27 2.1.3 Máy ép ma sát trục vít 29 2.1.4 Máy ép thủy lực 31 2.2 Phân tích lựa chọn phƣơng án kết cấu 33 SVTH: Trần Quốc Thiệu - 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Thiết Kế Máy Ép Thủy Lực Ép Đáy Bình Chỏm Cầu 2.2.1 Phƣơng án thân máy 33 2.2.2 Phƣơng án xilanh 34 2.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lý máy 36 2.3.1 Mục đích nội dung công việc thiết kế sơ đồ nguyên lý 36 2.3.2 Các yêu cầu lựa chọn máy 36 2.3.3 Các thông số kỹ thuật máy ép ME 6250 37 2.3.4 Đặc tính động học máy 38 CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY 40 3.1 Thiết kế sơ đồ hệ thống thủy lực máy 40 3.1.1 Khả hiệu hệ thống thuỷ lực điều khiển máy 40 3.1.2 Các phƣơng pháp điều khiển thuỷ lực 41 C C 3.2 Lựa chọn phần tử thủy lực 43 R L T 3.2.1 Bơm dầu 43 3.2.2 Xilanh thủy lực 44 3.2.3 Van tràn van an toàn 44 U D 3.2.4 Van cản 44 3.2.5 Van phân phối (van đảo chiều) 45 3.2.6 Thiết bị làm nguội dầu 45 3.2.7 Bộ lọc dầu 46 3.2.8 Ống dẫn dầu 46 3.2.9 Đồng hồ đo áp suất 47 3.3 Các tính tốn cần thiết cho hệ thống thủy lực 47 3.3.1 Tính đƣờng kính Piston, xylanh, cần đẩy mang khn 47 3.3.2 Lực ma sát Piston xylanh 48 3.3.3 Lực quán tính piston xylanh 50 3.3.4 Tính áp suất (P) lƣu lƣợng (Q) 51 3.3.5 Tính sức bền xylanh 54 3.3.6 Tính tổn thất áp suất 55 3.3.7 Tính chọn thơng số bơm 56 3.3.8 Tính tốn công suất động điện 57 SVTH: Trần Quốc Thiệu - 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Thiết Kế Máy Ép Thủy Lực Ép Đáy Bình Chỏm Cầu 3.3.9 Tính toán ống dẫn dầu 57 3.3.10 Tính chọn van tràn van an toàn 59 3.3.11 Tính tốn van cản 66 3.3.12 Lựa chọn van phân phối 70 3.3.13 Chọn lọc dầu hệ thống 71 3.3.14 Tính tốn thiết kế bể chứa dầu 72 3.3.15 Thiết bị làm nguội dầu 74 CHƢƠNG TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY 77 4.1 Kiểm tra bền trụ piston 77 4.2 Kiểm tra tính ổn định trụ piston 79 4.3 Tính tốn mối ghép vít cấy để cố định nắp xylanh vào thân xylanh 80 C C 4.4 Tính tốn thiết kế kiểm tra sức bền thân máy 83 R L T 4.4.1 Tính tốn kết cấu cho thân máy 83 4.4.2 Tính tốn ổn định cho thân máy 85 4.4.3 Tính tốn bu lơng ghép thân máy 89 U D CHƢƠNG SỬ DỤNG VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN MÁY 93 5.1 Sử dụng vận hành máy 93 5.1.1 Kiểm tra máy móc trƣớc hoạt động 93 5.1.2 Chuẩn bị phôi 93 5.2 Bảo duỡng máy 94 5.2.1 Bảo dƣỡng tổng thể máy 94 5.2 Bảo dƣỡng piston xylanh thủy lực 94 CHƢƠNG MÔ PHỎNG MÁY THIẾT KẾ TRÊN MÁY VI TÍNH 96 6.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế 96 6.2 Các bƣớc mơ máy tính 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 SVTH: Trần Quốc Thiệu - 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Thiết Kế Máy Ép Thủy Lực Ép Đáy Bình Chỏm Cầu CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN Trong chƣơng em xin trình bày đƣợc vấn đề tổng quan có liên đến máy ép thủy lực dùng ép đáy bình dạng chỏm cầu mà em thiết kế Các vấn đề bao gồm: + Sản phẩm bình chứa + Quy trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm bình chứa + Các loại khn ép u cầu kỹ thuật + Cơ sở lý thuyết uốn kim loại 1.1 Tổng quan sản phẩm bình chứa C C 1.1.1 Nhu cầu bình chứa R L T Ngày khoa học công nghệ phát triển, ngày ứng dụng thành tựu khoa học vào sản xuất đời sống Cùng với phát triển lĩnh vực khác cơng nghệ thực phẩm, cơng nghệ hóa chất phát triển mạnh mẽ Song song với phát U D triển phát triển bình chứa, loại bồn bể ngày đƣợc sử dụng rộng rãi công nghệ thực phẩm, cơng nghệ hóa chất, đặc biệt sinh hoạt ngƣời Hình 1.1 Ảnh bồn chứa xăng dầu bồn chứa khí hóa lỏng SVTH: Trần Quốc Thiệu - 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Thiết Kế Máy Ép Thủy Lực Ép Đáy Bình Chỏm Cầu Hình 1.2 Ảnh bồn chứa dùng cơng nghệ thực phẩm ,dược phẩm 1.1.2 Phân loại bồn chứa Có nhiều cách để phân loại bồn chứa: C C  Theo cơng dụng: chứa chất lỏng, chứa chất khí, chứa hóa chất, chứa thực phẩm…  Theo lĩnh vực: sinh hoạt, cơng nghệ hóa học, cơng nghệ thực phẩm… R L T  Theo vật liệu: thép bon, thép khơng gỉ, composite…  Theo hình dạng đáy bình: bồn đáy elíp, bồn đáy chỏm cầu,… U D  Bồn chứa hố chất (kiềm, axit,…), phân bón hố học, thuốc nhuộm,…  Bồn xử lý nƣớc thải trung tâm, xử lý môi trƣờng, nƣớc thải sinh hoạt,…  Bồn khoáy trộn hoá chất, trộn keo, hoá chất, cao su…  Bồn chiết rót sơn cơng nghiệp, sơn tĩnh điện, nhúng kẽm, xi mạ,…  Bồn thép, inox, composite chứa xăng, dầu, nhớt loại 1.1.3 Giới thiệu số bồn chứa a) Bồn chứa chất lỏng Bồn chứa chất lỏng có nhiều loại (theo Tiêu Chuẩn Mỹ):  Có áp suất (tính theo ASME Sec, VIII Div)  Loại khơng có áp suất (tính theo API 650)  Loại áp suất thấp (tính theo API 620) Bồn nƣớc dùng phổ biến Việt Nam để chứa nƣớc sinh hoạt, tƣới tiêu nông nghiệp chăn nuôi, đựng thực phẩm, chứa hóa chất nhiều ứng dụng khác Có nhiều loại vật liệu đƣợc dùng để sản xuất bồn nƣớc nhƣ nhựa tổng hợp, inox, xi SVTH: Trần Quốc Thiệu - 15C1B GVHD: TS Tào Quang Bảng Thiết Kế Máy Ép Thủy Lực Ép Đáy Bình Chỏm Cầu măng, đá, sợi thủy tinh, v.v… Tại Việt Nam, thị trƣờng nay, loại bồn nƣớc thông dụng bồn inox bồn nhựa ♦ Bồn chứa Inox Xuất thị trƣờng từ năm 1993 với mặt hàng tiếng bồn nƣớc inox, đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa sản phẩm ngƣời tiêu dùng nƣớc Cùng với phát triển đó, khơng thể khơng nói đến ô nhiễm môi trƣờng sinh thái khói xe thải nguồn nƣớc tắt nghẽn rác từ nhà ven kênh rạch…Và nƣớc thiếu trầm trọng nhà cao tầng, gây khó khăn sinh hoạt ngƣời Sau nhiều năm nghiên cứu tìm hiểu thị trƣờng với nhu cầu tối thiểu cần phải có đời sống ngƣời dân biện pháp khắc phục Nói nƣớc sinh hoạt nay, công nhận thực tế rằng: nƣớc C C thiếu thiếu nhiều hộ dân cƣ, gây khó khăn cho ngƣời, R L T nguồn nƣớc bị ô nhiễm trầm trọng Trƣớc thực tế nhu cầu cần phải có biện pháp hữu hiệu trƣớc mắt để khắc phục, nhanh chóng đƣa nguồn nƣớc đến nhà, ngƣời, khỏa lấp khoảng trống bị hỏng sinh hoạt hàng ngày U D Với khả tƣ sáng tạo nhận định ban đầu nhằm áp dụng khoa học kỹ thuật vào thực tế tình hình Việt Nam, qua tham khảo, tận mắt tham quan sở sản xuất Đài Loan với dây chuyền công nghệ tiên tiến công đoạn lắp ráp phù hợp: sản xuất sản phẩm bồn chứa nƣớc inox (thép không gỉ) dụng cụ dùng để chứa nƣớc vùng thiếu nƣớc sinh hoạt tòa nhà cao tầng, hộ dân cƣ, bồn chứa nƣớc phải đƣợc làm vật liệu không bị gỉ sét Một vật liệu phổ biến dùng làm bồn chứa thép không gỉ 304 (thƣờng gọi inox 304) Inox 304 (theo tiêu chuẩn AISI-MỸ) có thành phần hóa học (%) : C