(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế máy nhấn tôn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY NHẤN TÔN Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS LÊ CUNG ĐINH VIẾT QUANG Đà Nẵng, 2019 Thiết kế máy nhấn thủy lực LỜI NÓI ĐẦU Đất nƣớc ta ngày phát triển, hệ thống giao thông ngày đƣợc tâm Bên cạnh vấn đề chiếu sáng khu chế xuất, khu công nghiệp Nhu cầu chiếu sáng ngày cao sống Ở đâu thấy nhà máy, xí nghiệp đau mọc lên Ngành hỗ trợ ngành phát triển Với ngành khí giời hay nƣớc ta vây, quan hệ với ngành khác có vai trị quan trọng Chẳng hạn ngành Điện tạo bóng đèn chiếu sáng đƣờng quốc lộ ngành Cơ Khí lại chế tạo cột đèn để lắp lên Hơn nữa, Đảng xác định công nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc C phải gắn liền với khí hóa Nhƣ biết, nƣớc ta nƣớc có cơng nghiệp cịn lạc hậu, trình độ cơng nghệ cịn chƣa theo kịp nƣớc tiên tiến giới Vì phải nhập ngoại phần lớn thiết bị để phục vụ cho kinh tế LR C Từ đảng chủ trƣơng phát triển ngành khí cách nhanh chóng, việc đào tạo ngƣời có chun mơn lĩnh vực cần thiết Là sinh viên may mắn đƣợc tìm hiểu học tập khoa Cơ Khí, D U T- chúng em tự hào phấn khởi Sau thời gian học tập trƣờng đƣợc tham quan, thực tập nhà máy, xí nghiệp, thân em đƣợc giao nhiệm vụ Thiết kế Máy nhấn thủy lực Bằng kiến thức học tập trƣờng qua trình thực tập nhà máy với hƣớng dẫn tận tình thầy PGS.TS Lê Cung, em hoàn thành nhiệm vụ đƣợc giao Tuy nhiên, kiến thức kinh nghiệm em nhiều hạn chế việc tính tốn thiết kế máy chắn cịn nhiều thiếu sót Em kính mong thầy bỏ qua dẫn thêm để em đƣợc vững kiến thức trƣớc trƣờng Lời cuối, em xin chân thành cảm ơn thầy hƣớng dẫn thầy cô khoa Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thiết kế Đinh Viết Quang SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA GVHD: PGS.TS Lê Cung Trang Thiết kế máy nhấn thủy lực MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU SẢN PHẨM VÀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT 1.1 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM 1.2 QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT 1.2.1 Các sản phẩm thông thƣờng 1.2.2 Quy trình cơng nghệ CHƢƠNG 10 PHÂN TÍCH PHƢƠNG ÁN MÁY 10 LR C C 2.1 QUY TRÌNH NHẤN: 10 2.2 PHÂN TÍCH CÁC YÊU CẦU TRONG MỘT GIAI ĐOẠN TẠO HÌNH: .10 2.3 CÁC CHUYỂN ĐỘNG CƠ BẢN: .10 2.3.1 Phƣơng án dẫn động chày ép 11 2.3.1.1: Bố trí xi lanh 11 2.3.1.2 :Bố trí hai xi lanh 12 2.3.1.3 : Bố trí ba xi lanh 13 2.3.2: Phƣơng án đồng 14 2.3.2.1 : Phƣơng án đồng trục đồng 14 2.3.2.2 : Phƣơng án đồng bánh – .15 2.4: SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY .16 CHƢƠNG 17 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY NHẤN 17 T- 3.1 TÍNH TỐN LỰC NHẤN CẦN THIẾT CỦA MÁY .17 3.1.1 Cơ sở lý thuyết trình biến dạng dẻo kim loại: 17 3.1.2 Lý thuyết trình uốn 22 D U 3.2: Tính lực ép, áp suất, đƣờng kính piston 26 3.3 Tính chọn cơng suất bơm dầu .33 3.4 Tính cơng suất động điện 35 3.5 Tính tốn van an tồn 35 3.6 Tính toán van cản 40 3.7 Tính tốn cho acqui dầu 42 3.8 Chọn lựa van điều khiển .44 3.9 Chọn lọc dầu cho hệ thống 45 3.10 Tính toán ống dẫn dầu 47 3.10.1 Yêu cầu ống dẫn: 47 3.10.2 Xác định đường kính ống dẫn 48 3.11 Tính tốn thiết kế bể chứa dầu 48 CHƢƠNG 51 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CƠ CẤU CỦA MÁY 51 4.1 TÍNH TỐN SỨC BỀN CHO DAO THÂN TRÊN 51 4.2 TÍNH TỐN SỨC BỀN CHO DAO THÂN DƢỚI 56 4.3 TÍNH TỐN SỨC BỀN CHO CẦN PISTON 60 4.4 TÍNH BỀ DÀY THÀNH XILANH 61 4.5 TÍNH TỐN VÍT ĐỂ GHÉP VÕNG CHẮN KHÍT .63 SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA GVHD: PGS.TS Lê Cung Trang Thiết kế máy nhấn thủy lực 4.6 VẬN HÀNH VÀ BẢO DƢỠNG MÁY KHẢ NĂNG GIA CÔNG CỦA MÁY 64 D U T- LR C C TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA GVHD: PGS.TS Lê Cung Trang Thiết kế máy nhấn thủy lực CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU SẢN PHẨM VÀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT 1.1 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM Công nghệ sản phẩm trụ thép phục vụ cho cơng trình ngày nhiều số lƣợng nhƣ yêu cầu cao chất lƣợng thẩm mỹ hàng ngoại nhập có mặt nhiều nơi nƣớc nên sở sản xuất tất yếu phải cải tiến công nghệ đƣa sản phẩm nhằm thỏa mãn nhu cầu thị trƣờng nhƣ để cạnh tranh.Trên sở nhu cầu thị trƣờng để cạnh tranh việc sản xuất loại trụ thép công nghệ quan trọng Sản phẩm trụ đèn chiếu sáng cơng cộng nhƣ bến cảng đƣờng giao thơng có nhu cầu C lớn chủ yếu phục vụ chiếu sáng cho cơng trình giao thơng loại trụ bát giác có phần thân dà 6m, phần đế đúc gang, phần cổ trụ Phần thân trụ đƣợc chế tạo từ phơi ban đầu thép có chiều dày 6mm, chiều dài LR C 6m.Từ phôi ban đầu qua dập định hình để tạo thành hình bát giác sau hàn giáp mối Vật liệu để chế tạo trụ đèn loại thép: + Thép gia cơng CT38 có ch = 24 [kg/mm2], b = 36 [kg/mm2] T- + Thép gia cơng JIS có ch = 37 [kg/mm2], b = 42 [kg/mm2] D U Bề dày phôi thép tối đa 6mm, chiều dài theo yêu cầu 6000mm SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA GVHD: PGS.TS Lê Cung Trang C C Thiết kế máy nhấn thủy lực LR Hình 1.1 Sản phẩm T- 1.2 QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT D U 1.2.1 Các sản phẩm thơng thƣờng Hình 1.2 Cột đèn đƣờng SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA GVHD: PGS.TS Lê Cung Trang Thiết kế máy nhấn thủy lực D U T- LR C C Hình 1.3 Cột tín hiệu giao thơng Hình 1.4 Cột đèn trình sản xuất SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA GVHD: PGS.TS Lê Cung Trang Thiết kế máy nhấn thủy lực 1.2.2 Quy trình cơng nghệ Khai triển tole, vạch dấu Cắt tole khai triển máy cắt Plasma Sửa phôi sau nhấn giai đoạn Nhấn trụ giai đoạn máy nhấn Ép liền đƣơng sinh trụ máy ép Nắn trụ sau hàn máy ép 10 Mài định hình đƣơng hàn máy hàn cầm tay Nhấn định hình trụ (Đa giác trịn côn) giai đoạn Hàn đƣờng sinh trụ máy hàn tự động có khí CO2 bảo vệ C C Chuẩn bị vật tƣ nguyên liệu 12 Kiểm tra xử lí tất cơng đoạn trƣớc D U T- LR 11 Hàn đế trụ cửa cột, đầu cột 15 Hoàn chỉnh trụ nhập kho SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA 14 Sửa trụ sau nhúng GVHD: PGS.TS Lê Cung 13 Mạ kẽm Trang Thiết kế máy nhấn thủy lực C Các hình ảnh gia cơng nhà máy: Máy nhấn thủy lực: C Hình 1.5 Máy nhấn D U T- LR Máy bo trụ: Hàn giáp mí hàn que, có máy hỗ trợ máy bo trụ Hình 1.6 Máy bo trụ Hàn kín: Ngƣời ta dùng phƣơng pháp hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí bảo vệ để hàn kín mi phơi vừa ép SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA GVHD: PGS.TS Lê Cung Trang Thiết kế máy nhấn thủy lực LR C C Mài: T- Hình 1.7 Máy mài tay D U Uốn thằng phôi: Bằng mắt thƣờng ngƣời ta xác định tƣơng đối độ cong trụ sau đƣa vào máy uốn trụ thủy lực để nén thẳng lại trụ Hình 1.8 máy uốn SVTH: Đinh Viết Quang-13C1VA GVHD: PGS.TS Lê Cung Trang Thiết kế máy nhấn thủy lực Dùng phần mềm tính tốn RDM ta có đƣợc độ võng thân dao mặt cắt nguy hiểm hay độ võng lớn Biểu đồ độ võng: Hình 4.7 Biểu đồ độ võng D U T- LR C C Biểu đồ góc xoay: Hình 4.8 Biểu đồ góc xoay 4.2 TÍNH TỐN SỨC BỀN CHO DAO THÂN DƯỚI q Sơ đồ lực tác dụng lên thân gá dao dƣới: A B a C b E D b a Hình 4.9 Sơ đồ lực tác dụng lên thân gá dao dƣới Ta thấy thân dao dƣới chịu lực tác dụng ngoại lực giống nhƣ thân dao trên, gối đõ đƣợc gia cƣờng gân chịu lực liên kết hàn Do độ võng thân dao nhỏ, ta khơng cần tính tốn độ võng thân dao dƣới 56 Thiết kế máy nhấn thủy lực Ta dùng phần mềm RDM để kiểm nghiệm độ bền thân dao dƣới - Biểu đồ momen tải trọng gây ra: Theo nhƣ sơ đồ lực tác dụng hình 4.9 ta có: q.a M0 = = 250000 (N.m)   1  qb q.b b  12 Với i = ta có: l M +2.(l +l ).M +l M = -6.( b.M +2.2b.M +b.M = -6.2 1 a1  b2 + ) l2 l1 qb 12 M qb M1 = (  ) = -656250 (N.m) LR q.z MZ = T- Tại Z =  Mz = q.a U Tại Z = a  Mz = gốc A : C - Trên đoạn AB ta có (  Z  a ) C Có đƣợc giá trị M1 ta vẽ biểu đồ mômen uốn lực cắt tải trọng gây dầm liên tục D 106.0,52 = = 125000 (N.m) - Trên đoạn BC ta có (  Z  b ) gốc B : q.z Mz = V B z + +M M1  M  VB= b q.b 2 656250  250000  = 2,5 Tại Z =  Mz = M = 250000 (N.m) Tại Z = b  Mz = V B b + q.b +M Mz = M = -656250 (N.m) dM Z = V B + q.z dZ 57 106.2,52 = -1612500 (N) Thiết kế máy nhấn thủy lực dM Z V = => z = - B =dZ q M1  M  q.b 2 q.b 656250  250000  z=- 106.2,5 Với z = 1,6125 (m) =>M z =V B z+ 106.2,52 = 1,6125 (m) q.z +M 106.1, 61252 = 1612500.1,16125+ +250000 => M z = -1050078 (N.m) - Trên đoạn CD (  Z  b ) gốc C ta có : Mz = V C z + C q.b G.b  M  M  = b C VC q.z -G.z + M LR Tại Z =  Mz = M =-656250 (N.m) Tại Z = b  Mz = M =M = 250000 (N.m) U T- dM Z M  M1 = V C + q.z - G = q.z + dZ b D dM Z M  M 656250  250000 = => z = = = - 0,3625 (m) dZ 106.2,5 q.b Với z = -0,11 (m)  Mz =-268828 (N.m) Trên đoạn DE (  Z  a ) gốc D ta có :  M0  VE = q.a 2 a M Z = V E z + M + q.z 2 Tại Z =  Mz = M = 250000 (N.m) Tại Z = a  Mz = 58 Thiết kế máy nhấn thủy lực Hình 4.11 Biểu đồ momen tải trọng gây T- LR C C - Biểu đồ lực cắt: D U Hình 4.12 Biểu đồ lực cắt 59 Thiết kế máy nhấn thủy lực 4.3 TÍNH TỐN SỨC BỀN CHO CẦN PISTON P1 Kết cấu NZ 150mm Hình 4.14 Kết cấu cần piston Ta mơ hình cần piston nhƣ chịu nén tâm đầu chịu tác dụng F  N  P1   N  P1 C Ta có C lực ép đầu giả sử đƣợc cố định, lực ép lực Pmax cần để uốn phơi thép Trong đó: Pmax = 6.000.000 N Do bố trí piston - xilanh cho nên: P1 = 2.000.000N LR Vậy N2 = P1 = 2.106 N Theo điều kiện bền ta có muốn đảm bảo làm việc an toàn chịu kéo nén U NZ    F (4.6) D Z  T- tâm ứng suất lớn mặt cắt ngang khơng đƣợc vƣợt q ứng suất cho phép: Trong đó: Nz: Lực dọc F: tiết diện mặt cắt ngang  z : ứng suất lớn  : ứng suất cho phép Ở ta chọn thép 45 thƣờng hóa nên            n  ch k n n ch Với:  ch : Giới hạn bền chảy vật liệu n : Hệ số an toàn theo giới hạn bền ch chọn n = 1,1;  cb = 260 N/mm2 Vậy ta có: 60 Thiết kế máy nhấn thủy lực F Z  D  N D  4N Z    N Z   = 118,96mm Vậy ta chọn đƣờng kính trục piston D= 120mm 4.4 TÍNH BỀ DÀY THÀNH XILANH Kết cấu C P1 LR C Hình 4.15 Kết cấu thănh xilanh Tính tốn bề dày xilanh chịu đƣợc áp lực P1 máy làm việc với lực nhấn Pmax Tính tốn: T- Ta xem xilanh nhƣ ống trịn có vỏ mỏng, ta đƣa tốn tốn D U mỏng có bán kính R = 320/2 = 160mm P = 259kg/cm2 = 25,9N/mm2 Do độ dày thành nhỏ nhiều so với đƣờng kính xilanh nên ta tính tốn giả thiết khơng mơmen Ta tƣởng tƣợng cắt xilanh với mặt phẳng cắt ngang nhƣ hình vẽ, bỏ phần xét cân phần lại Ta có phƣơng trình cân    2. R  k (4.7) Trong đó: : chiều dày thành xilanh R: bán kính thành xilanh P: lực dọc trục đƣợc xác định công thức P = .R2. (4.8) Cân hai phƣơng trình (4.7) (4.8) ta đƣợc: K  R P 2 (4.9) 61 Thiết kế máy nhấn thủy lực Từ phƣơng trình laplace cho tốn vỏ mỏng ta có: K K  1 1   (4.10)  Trong đó: PK: bán kính cong kinh tuyến xét P1: bán kính cong vĩ tuyến xét Do xi lanh hình trụ nên: PK =  Pt = R   .t   .R  Viết điều kiện bền theo lý thuyết M0 ( Lý thuyết ứng suất tiếp lớn )  td  1      (4.11) Ta bỏ qua thành phần 3 ứng suất lớp song song thành C vỏ: C  nhỏ nên 