thiet ke may ep thuy luc 200 ton

ĐA MÁY THỂ TÍCH Lời nói đầu : Trong thời kì cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, ngành khí nói chung ngành thủy lực nói riêng đóng góp phần khơng nhỏ Với khả tự động hóa cao, hoạt động an tồn, máy móc thiết bị thủy lực có mặt rộng rãi lĩnh vực kinh tế : xây dựng, giao thơng, quốc phịng, nhà máy … Trong ngành thủy lực cơng nghệ truyền động điều khiển hệ thống thủy lực có nhiều bước tiến manh mẽ ứng dụng rộng rãi Trong số khơng thể không kể đến máy ép thủy lực Với kết cấu đơn giản dễ sử dụng công suất lớn , kích thước nhỏ gọn … áp dụng vào nhiều ngành gia công áp lực (dập tấm, dập khối, ) , ép vật liệu xây dựng…… Mặc dù chúng em cố gắng nỗ lực nhiên chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế chun mơn nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót mặt nội dung cách trình bày Chúng Em mong nhận đóng góp ý kiến Page ĐA MÁY THỂ TÍCH thầy (cô) giáo , bạn người quan tâm tới đồ án để đồ án thêm hoàn thiện mang tính thực tiễn cao Cuối em xin chân thành cảm ơn thay giao môn đặc biệt thầy giúp em hoàn thành đồ án ! Chương :Tổng quan máy ép thủy lực Giới thiệu máy ép thủy lực Máy ép thủy lực loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực để tạo lực nén Máy ép thủy lực biết đến máy ép Braman, Joseph Braman người Anh phát minh Máy ép thủy lực hoạt động dựa nguyên lý định luật Pascal : Áp lực truyền hệ thống khép kín khơng đổi Đa số máy ép thủy lực hoạt động theo tác dụng tĩnh Nếu ta có pistong nối với ống dẫn hình 1.1a, bên chứa đầy chất lỏng Dưới tác dụng ngoại lực lên pittong P1, tạo áp suất chất lỏng p,gọi áp suất thủy tĩnh Theo định luật Pascal, áp lực P truyền cho toàn khối chất lỏng nằm xy lanh ln có hướng vng góc với thành ống Áp suất chất lỏng tạo có giá trị p = Như vật, áp suất chất lỏng ln có chiều vng góc với pittong lớn 2, nên chúng Page ĐA MÁY THỂ TÍCH tạo áp lực lên pittong có giá trị P2= p.f2 Chính lực làm biến dạng vật liệu Từ ta suy : P2= Do đó, độ lớn áp lực P2 ln phụ thuộc vào tỷ số f2/f1 Vì vậy, tỷ số lớn áp lực để gia cơng vật liệu lớn Page ĐA MÁY THỂ TÍCH Các thơng số máy ép thủy lực - Lực ép danh nghĩa : Ph = Diện tích chất lỏng xi lanh x Diện tích có ích - Của piston công tác ( tấn) - Chiều cao hở khoang không gian dập :Z Page ĐA MÁY THỂ TÍCH - Chiều cao kín - Hành trình xà di động H -Kích thước bàn máy AxB -Tốc độ ép có tải ,khi khơng tải Ưu nhược điểm máy ép thủy lực a Ưu điểm - Có khả truyền động với công suất lớn áp suất cao - Cơ cấu đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao, địi hỏi bảo dưỡng chăm sóc - Có khả điều chỉnh vận tốc làm việc tinh cấp vô cấp - Kết cấu gọn nhẹ, vị trí phần tử dẫn bị dẫn khơng lệ thuộc với - Giảm kích thước, khối lượng hệ thống cách nâng cao áp suất làm việc - Nhờ quán tính nhỏ máy bơm động cơ, khả chịu nén cao dầu mà hệ thống làm việc với tốc độ cao mà khơng cần tính tốn tới yếu tố va đập hệ thống điện khí - Khâu hệ thống dễ dàng biến đổi từ chuyển động quay - tịnh tiến, tịnh tiến quay - Phòng ngừa tải nhờ van an toàn - Dễ theo dõi quan sát mạch thủy lực với hỗ trợ áp kế - Các phần tử tiêu chuẩn hóa tạo điều kiện thiết kế chế tạo b Nhược điểm - Hiệu suất không cao mát đường ống, rò rỉ phần tử - Khi phụ tải thay đổi khó giữ tốc độ làm việc ổn định tính nén chất lỏng độ đàn hổi đường ống Page ĐA MÁY THỂ TÍCH - Khi khởi động, nhiệt độ hệ thống thay đổi dẫn tới thay đổi độ nhớt chất lỏng kéo theo thay đổi vận tốc làm việc Phân loại máy ép thủy lực a Phân loại theo chức công nghệ -Tùy theo chức công nghê, máy ép thủy lực phân thành máy ép gia cơng vật liệu kim loại ( Hình 1-1 a )và máy ép gia cơng vật liệu phi kim (Hình 1-1 b) Page ĐA MÁY THỂ TÍCH Page ĐA MÁY THỂ TÍCH b Phân loại theo hình dáng khung máy • • Dạng khung hình chữ C • Thơng số máy lực ép danh nghĩa Ph Máy ép thuy lực dạng chữ C thuận lợi cho nguyên công dập ,vuốt ,uốn Máy ép thủy lực trụ đơn động dang thân kín Page ĐA MÁY THỂ TÍCH - Sử dụng cho ngun cơng dập vuốt sâu Có bàn máy di động để lắp khuôn - Sử dụng cho nguyên công dập vuốt sâu Có bàn máy di động để lắp khn • Máy thủy lực cột Page ĐA MÁY THỂ TÍCH • Dạng khung chữ H xilanh ép trụ dẫn hướng YQ32-315T Page 10 ĐA MÁY THỂ TÍCH Từ ta có : => = 251 + 14,22 = 265,22 ( bar ) * Công suất làm việc lý thuyết bơm : Trong : = 0,9 Từ đó, ta có : = 37 ( kW ) Tra bảng B P1.3/236 tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ta chọn động có mã số 4A200M2Y3 Có thơng số : * Tính tốn thơng số sơ bơm, chọn kiểu bơm : - Thông số đầu vào bơm : 33,9 (kW) Lưu lượng bơm Số vòng quay động = 2943 ( v/ ph ) = 31.3 ( Áp suất bơm - Chọn kiểu bơm : Page 27 ĐA MÁY THỂ TÍCH Căn vào thông số áp suất lưu lượng điều kiện làm việc hệ thống ta thấy bơm bánh lựa chọn phù hợp : o Bơm bánh có dải áp suất p = 100 – 300 bar ; o Bơm bánh có dải lưu lượng phù hợp Q < 100 (l/ph) ; o Kết cấu bơm bánh nhỏ gọn, thuận tiện cho lắp ráp bảo dưỡng sau o Bơm bánh có giá thành thấp so với loại bơm : piston rotor hướng kính Piston rotor hướng trục, bơm cánh gat … Tra Cataloge bơm bánh hãng REXROTH ta lựa chọn bơm có kí hiệu mã PF G3-3X/032 RA 07 MS có thơng số : - Dải áp suất - Lưu lượng riêng ) - Số vòng quay nhỏ - Số vòng quay lớn Page 28 ĐA MÁY THỂ TÍCH * Lưu lượng áp suất thực tế hệ thống sau lắp bơm : Thông số đầu vào : = = Lưu lượng riêng bơm bánh : Hệ số tổn thất khí truyền tải Lưu lượng thực tế bơm : Áp suất thực tế bơm : Page 29 ĐA MÁY THỂ TÍCH Vậy ta có bơm động thỏa mãn điều kiện đề 2.4.4 ) Thiết kế bể dầu : 2.4.4.1 ) Chức nhiệm vụ bể dầu Trong hệ thống truyền động thủy lực thể tích bể dầu có chức nhiệm vụ sau: - Cung cấp dầu cho hệ thống hoạt động - Chứa dầu cho toàn hệ thống - Lắng đọng loại cằn bẩn có dầu q trình hoạt động - Tỏa nhiệt cho dầu hệ thống trình làm việc - Gá đặt thiết bị trạm nguồn 2.4.4.2 Kết cấu kích thước bể dầu Bể dầu có kết cấu cho cặn bẩn dầu lắng xuống đáy bể, muốn phải hạn chế xoáy dầu bể đến mức thấp Dầu từ ống xả trở bể khơng xốy sủi bọt Để đảm bảo cho lưu thông dầu tạo điều kiện làm nguội tốt hơn, bên bể ngăn thành buồng có cửa lưu thơng tương ứng phía hai vách ngăn ngang có cửa so le với có kích thước hợp lý Hai vách ngăn có chiều cao chiều cao bể dầu Mức dầu cao bể dầu 0,7 0,8 chiều cao thành bể Ống hút bơm ống xả cần đặt vị trí đối phải ngập dầu cách đáy bể khoảng (2 3)D (D đường kính ngồi ống tương ứng) Đầu ống xả vát góc 450 quay vào mặt thành bể, ta dùng lưới để khử Page 30 ĐA MÁY THỂ TÍCH xốy dầu hồi bể Đáy bể nên làm nghiêng góc 80 để thay dầu qua lỗ thoát dầu cần thiết Bể dầu nên sơn màu sáng để tăng khả xạ nhiệt, tăng khả làm mát hệ thống 2.4.4.3 Tính tốn sơ kích thước bể 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 thường có xu hướng kích thước hẹp cao rộng thấp để tăng khả truyền nhiệt dầu bên Lượng dầu hệ thống đường ống thuỷ lực phải điền đầy, gián đoạn Ta chọn bể dầu có dạng hình hộp chữ nhật Các kích thước bể dầu sau : - Chiều ngang bể dầu : a (m) ; - Chiều dài bể : b = a(m) ; - Chiều cao bể : H = a (m); Thể tích bể dầu thường tính theo cơng thức sau: = (3÷5)phút.Qb = (3÷5).94.1 = 282.3 ÷ 470.5 lit Lấy = 432 ( lít ) Do đó: V = a.b.H = a.2a.a = = Vậy: a = = ( dm ) Lấy a = dm b= 2.a = 2.6 = 12(dm) H = a = (dm) Vậy kích thước bể dầu là: a x b x H = x 12 x thuận lợi cho việc bố trí số thiết bị thủy lực động điện, bơm, van thủy lực, lọc, làm mát nên ta chọn kích thước kích thước thức 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 Page 31 ĐA MÁY THỂ TÍCH Các đường ống hút ống xả đặt đối nhau, đầu ống xả vát góc 45 độ quay vào thành bể Chương : Chọn thiết bị thủy lực 4.1) Van phân phối : Van phân phối phần tử thủy lực có tác dụng làm thay đổi hướng dòng chất lỏng, làm đảo chiều chuyển động cấu chấp hành mà điều khiển Với phát triển mạnh mẽ ngành điều khiển tự động, hệ thống thủy lực sử dụng chủ yếu van phân phối dạng trượt điều khiển điện Các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng 24 VDC nguồn xoay chiều 220 VAC Tuy nhiên số hệ thống người ta sử dụng loại van phân phối khác van điều khiển tay, điều khiển thủy lực … Trong hệ thống máy ép thiết kế, có van phân phối loại 4/3: có nhiệm vụ điều khiển xylanh Tra cataloge hãng Rexroth ta chọn van phân phối có kí hiệu : Page 32 ĐA MÁY THỂ TÍCH WE E6X / SG24N9K4 / V 4.2 Van chống lún Van chống lún (hay van chiều có điều khiển) có cấu tạo gần van chiều, chiều ngược lại dầu qua có đường dầu cao áp tác động từ bên ngồi vào Van chống lún làm nhiệm vụ giữ áp chống tụt cấu chấp hành Trong hệ thống thủy lực máy ép van chống lún có nhiệm vụ giữ áp xylanh thời gian xylanh hết hành trình ép Với yêu cầu lưu lượng áp suất hệ thống, ta chọn van chống lun hãng TAIWAN FLUID POWER – Đài Loan có kĩ mã hiệu : MPCV-03-W Page 33 ĐA MÁY THỂ TÍCH Van thơng số kĩ thuật sau : - Lưu lượng lớn : Q = 70 (l/ph); - Áp suất lớn : p =270 (bar); - Khối lượng: (kg) 4.3 ) Chọn van an toàn : Van an toàn phần tử thủy lực có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống trường hợp tải : xy lanh bị kẹt khiến áp suất hệ thống tăng vọt, gây nên nhiều cố hỏng bơm nguồn, vỡ đường ống Nguyên lí làm việc van dựa cân lực ngược chiều : lực đàn hồi lò xo tác dụng lên trượt (hay nút van) với lực áp suất dòng chất lỏng gây nên Tùy theo hệ thống, hoạt động tính chất mà van an tồn đặt giá trị áp suất khác Khi áp suất hệ thống tăng vọt lên tải, cấu chấp hành bị kẹt hỏng, van an toàn làm việc, xả chất lỏng bể đến áp suất đạt giá trị định mức Van an toàn chia làm loại theo ngun lí hoạt động, : van an toàn tác động trực tiếp gián tiếp Van an toàn tác động gián tiếp sử dụng chủ yếu Page 34 ĐA MÁY THỂ TÍCH hệ thống có lưu lượng lớn, áp suất tương đối cao Ta chọn van an toàn tác động trực tiếp hãng TAIWAN FLUID POWER – Đài Loan có kĩ mã hiệu : MRV-03-P-3 4.4 ) Chọn van điều khiển dòng van tiết lưu : Cụm van có chức hạn chế lưu lượng vào xi lanh hành trình ép, làm xi lanh chậm lại.Khi pittong đến điểm bắt đầu hành trình ép, đế pittong tác động vào cảm biến tạo tín hiệu điện Tín hiệu điện vào cuộn dây bên phải van điều khiển dòng chuyển chế độ làm việc Lúc dịng bị chặn khơng trực tiếp qua van vào xy lanh mà phải qua van tiết lưu lắp song song với van điều khiển dòng Lưu lượng bị giảm làm pittong chậm vào xy lanh Tra catalaoge ta chọn van điều khiển dịng hãng YUKEN có mã hiệu : FSHG - 08 - 1EVP - C1C2 - D24 - 20 Page 35 ĐA MÁY THỂ TÍCH Van tiết lưu chọn cataloge hãng REXROTH có mã số : J1 FG P8 -4X / V có thơng số : - Áp suất lớn = 315 bar - Lưu lượng lớn - Cỡ - Seri 4X 4.5) Áp kế : Chọn áp kế lò xo với số áp suất max 300 bar 4.6) Bộ lọc dầu : 4.6.1 Chức lọc dầu Trong trình hoạt động, dầu hệ thống thường bị nhiễm bẩn bui, cặn bẩn từ môi trường hay thân dầu hệ thống tạo nên trình hoạt động Những chất bẩn hệ thống dễ dàng gây nên tượng : kẹt cấu chấp hành (xy lanh, động thủy lực), van … Do lọc dầu có nhiệm vụ lọc chất bẩn nói trên, tăng tính ổn định hệ thống Tuy nhiên lọc ngăn ngừa phần định, sau thời gian ta phải tiến hành thay dầu cho hệ thống 4.6.2 Phân loại lọc dầu Thông thường, người ta phân loại lọc dầu theo kích thước lọc (hay theo Page 36 ĐA MÁY THỂ TÍCH độ tinh lọc lõi lọc) Bộ lọc dầu phân thành loại sau : - Bộ lọc thơ : có khả lọc chất bẩn có kích thước nhỏ 0,1 (mm) Bộ lọc thường lắp hệ thống thủy lực khơng có nhiều phần tử địi hỏi độ xác cao hay đặt hệ thống mang tính chất lọc phụ Nói chung lọc sử dụng - Bộ lọc trung bình : Kích thước nhỏ lọc 0,001 (mm) - Bộ lọc tinh : lọc chất bẩn có kích thước từ – 10 (m) Bộ lọc sử dụng rộng rãi hệ thống thủy lực chất lượng tốt, giá thành chấp nhận - Bộ lọc đặc biệt tinh : có khả lọc kích thước nhở Bộ lọc có giá thành đắt, thường sử dụng hệ thống có sử dụng van servo, van tỉ lệ địi hỏi độ dầu cao Vật liệu lõi lọc có nhiều loại : lọc lưới, lọc lá, sợi thủy tinh … Để tính tốn lưu lượng dầu chảy qua lọc người ta dùng công tính lưu lượng chảy qua lọc lưới : Trong : - A : diện tích tồn bề mặt lọc, (cm2); - p : tổn thất áp suất lọc; - v : độ nhớt động học dầu hệ thống; = 32 (m2/s); - a: hệ số lọc, đặc trưng cho lưu lượng dầu chảy qua đơn vị diện tích đơn vị thời gian ; (lít/(cm2.phút)); Thơng thường ta chọn a = 0,06 – 0,09 (lít/(cm2.phút)) Nhưng đơn giản, thực tế ta thường chọn lọc dầu tinh theo lưu lượng Page 37 ĐA MÁY THỂ TÍCH Với lưu lượng Q = 80 (l/ph) ta chọn lọc dầu hãng Rexroth có mã hiệu : 10 TEN 0100 G100-H10XL A 00-0-V-R4-F ` 4.7 ) Chọn ống dẫn dầu : Ống dẫn thủy lực giữ vai trò liên kết phần tử Hệ truyền dẫn thủy lực Ống dẫn thủy lực cần đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo độ bền cần thiết - Đảm bảo hao phí áp suất thấp - Đảm bảo khơng rị rỉ - Đảm bảo khơng chứa, tạo bong bóng khí Ống dẫn thủy lực (ODTL) phân thành ODTL mềm ODTL cứng dựa cấu tạo ống dẫn Với hệ thống làm việc áp suất = 250 bar ta chọn đường ống thuộc loại ống dẫn cứng chế tạo từ thép đúc có khả chịu áp suất 350 bar Ở đoạn nối ống thủy lực xy lanh ta chọn loại ống dẫn mềm làm từ cao su nhân tạo để tránh tổn hao thủy lực ống dầu gấp khúc Tra catalog hãng SeAH Việt Nam ta lựa chọn loại ống dẫn dầu có mã hiệu API 5CT Page 38 ĐA MÁY THỂ TÍCH 4.8 ) Cút nối thủy lực : Có loại mối nối thủy lực Mối nối tháo mối nối khơng tháo Mối nối không tháo được: sử dụng hệ thủy lực cố định, di chuyển tháo rời Mối nối không tháo gia công phương pháp hàn, dán đối đầu ống dùng ống chuyển Ưu điểm mối nối không tháo giảm 25-30% mặt khối lượng so với mối nối tháo ứng với hệ thủy lực Mối nối tháo : kiểu mối nối sử dụng mặt bích, đầu nối, ống chẹn,… Mối nối tháo phân mối nối cố định mối nối không cố định Để tiện cho việc tháo lắp sửa chữa bảo hành chi tiết hệ thống máy ép, ta chọn loại mối nối cố định Tài liệu tham khảo : Power hydraulics Michael J.Pinches - John G.Ashby Tính tốn,thiết kế dẫn động khí Trịnh chất - Lê Văn Uyển 3.Máy ép thủy lực Page 39 ĐA MÁY THỂ TÍCH Đinh Bá Trụ- Nguyễn Trường An Bài giảng máy thiết bị thủy khí Nguyễn Hải Đăng Hướng dẫn Automation studio Hồ Anh Thắng Bơm,quạt cánh dẫn GS.TS Lê Danh Liên Máy thủy lực thể tích PGS.TS Hồng Thị Bích Ngọc Page 40 ĐA MÁY THỂ TÍCH Page 41 ... quan máy ép thủy lực Giới thiệu máy ép thủy lực Máy ép thủy lực loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực để tạo lực nén Máy ép thủy lực biết đến máy ép Braman, Joseph Braman người Anh phát minh Máy ép. .. loại siêu lớn: F > 1000 (tấn) Chương : Thiết kế, tính tốn hệ thống thủy lực 2.1 Hình dạng thật máy ép thiết kế - Theo đề thiết kế máy ép thủy lực có lực ép F= 200 tấn, áp suất toàn hệ thống P= 250... khung máy • • Dạng khung hình chữ C • Thơng số máy lực ép danh nghĩa Ph Máy ép thuy lực dạng chữ C thuận lợi cho nguyên công dập ,vuốt ,uốn Máy ép thủy lực trụ đơn động dang thân kín Page ĐA MÁY