thiết kế máy ép thủy lực 1000 ton

Thiết kế máy ép thủy lực 1000 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC 1000 TẤN Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan sản phẩm máy ép thủy lực 1000 1.1 Giới thiệu máy ép thủy lực 1.2 khả công nghệ máy TRANG Chương 2: Tính tốn thiết kế máy ép thủy lực 2.1 Thiết kế sơ đồ động 2.2 Xác định thông số kỹ thuật bản: 2.2.1 Phân tích hoạt động máy 2.2.2 Xác định thơng số a) Kích thước máy b) Lực ép lớn c) Thơng số hình học 8 2.3Các chế độ làm việc máy ép thủy lực 2.4Tính toán hệ thống thủy lực phần tử hệ thống 2.4.1 Tính tốn kiểm nghiệm xilanh-piston 11 12 2.4.2 Tính tốn lưu lượng 2.4.3 Áp lực cần thiết ép lực 1000 xilanh 2.4.4 Chọn phần tử thủy lực 12 14 15 a) Hệ thống van b) Động điện c) Bơm cao áp 16 2.4.5 Tính tốn chọn đường ống dẫn dầu 2.4.6 Thùng dầu (thể tích, vách ngăn, lọc, đo nhiệt độ,) Chương 3: Tính tồn thiết kiểm nghiệm thân máy cấu 3.1 kiểm nghiệm bền trụ 21 22 3.2 kiểm bền dầm máy Kết luận 23 Tài liệu tham khảo 23 24 Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM VÀ MÁY UỐN TÔN THỦY LỰC 1.1 Giới thiệu máy ép thủy lực Hiện nay, Ngành Gia công áp lực phát triển nhiều quốc gia giới sản phẩm ngành cơng nghiệp đóng vai trị chủ đạo sản xuất cơng nghiệp Để sản xuất sản phẩm thiết bị khơng thể thiếu là: máy búa máy ép thủy lực, máy ép khí…Máy ép thủy lực ngày sử dụng rộng rãi với nhiều chủng loại tính đa dạng sản phẩm công chúng như: dập thể tích, rèn tự do, ép chảy, ép đùn, uốn nắn kim loại, dập vuốt(dập thủy tĩnh, thủy cơ),…Bên cạnh khơng thể khơng kể đến tính năng, ưu điểm máy ép thủy lực làm trở nên thơng dụng, là:  Làm việc êm, cho áp lưc ép cực đại theo lực ép danh nghĩa trì áp lực suốt q trình cơng nghệ  Điều khiển lực ép mềm dẻo, dễ dàng theo yêu cầu công nghệ theo kết cấu khuôn  Kết cấu máy đơn giản, phận sử dụng tiêu chuẩn hoá cao nên giá hành hạ  Có nhiều dạng điều khiển khác : điều khiển thủ công, điều khiển PLC, điều khiển CNC Do thông số công nghệ điều chỉnh xác, đảm bảo hiệu suất làm việc cơng suất máy  Kết cấu máy ngang , đứng gọn nhẹ so với máy khác Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Hình ảnh máy ép thủy lực 1000 Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Máy ép thủy lực 1000 cột Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Máy ép thủy lực 1000 trụ 1.2 Khả công nghệ máy Hiện nay, máy thiết bị ngành gia công áp lực chủ yếu sử dụng máy thủy lực có ưu điểm vượt trội so với nhóm máy khác như: - Điều chỉnh hành trình làm việc dễ dàng Làm việc êm, va đập nên không gây tiếng ồn Truyền công suất cao, tạo lực lớn hoạt đông tin cậy Tạo sản phẩm có độ xác cao Máy thủy lực 1000 gia công chi tiết co dạng như: vỏ oto, vỏ tàu Một số hình ảnh thực tế : Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC 2.1 Thiết kế sơ đồ động Sơ đồ thủy lực máy ép thủy lực 1000 15 14 16 13 17 18 A p B T S1 11 A B p T S2 S3 10 H' H M 1 A B p T S4 Van xả đáy thùng dầu Thùng dầu Cửa thông Bơm Thùng dầu Trang S5 19 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Động Van chiều Van phân phối dung điều khiển xilanh Van an tồn Van chiều có điều khiển 10.Van chiều có điều khiển 11.Van an tồn 12.Xilanh 13.Van điền đầy 14.Thùng dầu máy 15.Xi lanh đẩy 16.Van tiết lưu kết hợp 17.Van tiết lưu kết hợp 18.Van phân phối điều khiển van xilanh đẩy Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý thủy lực: 2.2 Xác định thông số kỹ thuật 2.2.1 Phân tích hoạt động máy Trong trình máy nhấn thủy lực làm việc, phải đảm bảo cho máy hoạt động xác ổn định.Các chuyển động piston phải thực cách đồng khơng có chênh lệch vận tốc, hành trình Do phải chế tạo phận máy với dung sai cho phép, đồng thời phải sử dụng cấu thiết bị thủy lực làm đồng giá trị van tiết lưu, trục truyền đồng Lực ép tạo phải đủ lớn để biến dạng phôi thép theo yêu cầu 2.2.2 Xác định thơng số Ta cã c¸c thông số kỹ thuật máy nh sau: Trang 10 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 ứng suất tương đương: td = Trong đó: =750; = 820; r =750 Thay vào ta có: == -25 Mpa = = 200 Mpa = = 45,52 Mpa = -30Mpa = 200Mpa = 45,52Mpa Và = =169,96 Mpa :giới hạn đàn hồi vật liệu vỏ xilanh, với xilanh làm thép hợp kim ta có : =170-180Mpa >td = 169,96 Mpa theo kết tính tốn xilanh đủ bền 2.1.2 Tính tốn lưu lượng Diện tích mặt piston trên: = = 3.14 = 196250 = 0,19625 Diện tích mặt piston dưới: = =94514 mm2 = 0.094514 +/ XÐt hành trình công tác: Trang 13 Thit k mỏy ép thủy lực 1000  D2  7502 Q1 = vct.Act =vct.(A1)=vct = =1,711.106(mm3/s)=102,66 (l/ph) Q1: lợng cần cấp hành trình công tác máy vct: vận tốc chuyển động hành trình công tác +/ Xét hành trình không tải xuống: Q=Q1+Q3 Trong đó: Q1 nhận đợc từ lu lợng bơm cao áp, lấy Q1=102,66 (l/ph)=1,711.106(mm3/s) Q3 nhận đợc từ bể dầu tràn xuống Trong hành trình không tải,pittong xuống với tốc độ 80mm/s lu lợng Q phải thể tích khoang trống pittong xilanh d12 Q1=vkt.A1 =vkt d12  4Q1  vkt 4.1,711.106  80 = =165,01 mm => Chän theo tiªu chuÈn lÊy d1=170 mm Khi lu lợng dầu từ bể tràn xuống lµ: vkt  D2  5002 80 -Q1= -1,711.106 Q3=Q-Q1= =25,66.106 (mm3/s)=1539,6 (l/ph) +/ Xét hành trình lùi về: Lu lợng cần bơm vào khoang dới pittong lµ: vkt  ( D  d 22 )  (7502  3752 ) 80 4 = Q=vkt.A2= =1633628,18 mm3/s=98,02 (l/ph) 2.1.3 Chọn phần tử thy lc 2.3.3.1 Tính chọn thông số bơm: +/Lu lợng bơm: Qb Ta có: Qb = Q 1=102,66 (l/ph) (bá qua tæn thÊt) => Q b = Qct = Q1 =102,66 (l/ph) Trang 14 Thiết kế máy ộp thy lc 1000 tn +/ áp suất bơm: pb pb = p0 =p1 = 250 Bar pb Qb 250.102, 66 612 +/ Công suất bơm:Nb= 612 = =50,323 kW 250.102, 66 612 => Nb= =50,323 kW +/ C«ng suÊt ®éng c¬ ®iƯn dÉn ®éng b¬m Nb = d b Ta có: Nđc Nđc: công suất động điện b: hiệu suất bơm, b = (0,6 đến 0,9), chän ηb = 0,87 ηd: hiƯu st trun ®éng tõ ®éng c¬ qua b¬m, chän ηd = 0,985 Nb 50,323   N®c = d b = 0,985.0,87 =58,723 KW Theo tiêu chuẩn ta chọn động có: Nđc=75 KW a) Hệ thống van  Van an toàn Là van đảm bảo cho hệ thống không bị tải áp suất Khi áp suất hệ thống áp lực lo xo tạo chất lỏng chuyển từ hệ thống thùng dầu, đồng thời chất lỏng hệ thống có áp suất định Trang 15 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Hình 2.3Sơ đồ ngun lý Ngun lý hoạt đơng: áp suất định điều chinh đặt cho van nón 2,bằng cách thay đổi lực lị xo qua bulong Khi áp suất cửa P lớn lực lị xo tạo dòng chất lỏng từ cửa P chảy cửa T thùng dầu, tránh hệ thống thủy lực bị áp  Van chiều Là van có tác dụng cho dòng chất lỏng chảy theo chiều định trước, mà chảy theo chiều ngược lại Trang 16 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Hình 2.4 Sơ đồ ngun lý Lị xo có lực đẩy nhỏ, có tác dụng đóng kín cửa van côn áp suất cửa vào 0,tức chất lỏng chảy theo chiều ngược lại Khi chất lỏng chảy theo chiều quy định áp suất đẩy van côn mở cửa chảy qua dễ dàng lực lò xo nhỏ  Van tiết lưu &van chiều Cụm van có tác dụng điều chỉnh chất lỏng tiết lưu theo chiều chiều ngược lại chất lỏng chảy với lưu lượng cấp vào Trang 17 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Hình 2.5Sơ đồ nguyên lý Cấu tạo cụm van kết hợp hai loại van chiều van tiết lưu.Nguyên lý hoạt động van chiều trình bày Đối với van tiết lưu lượng điều chỉnh nhờ thay đổi tiết diện 4, tiết diện thay đổi điều chỉnh thân ống ngồi Lưu lượng thay đổi có tác dụng thay đổi tốc độ hành trình theo yêu cầu  Van phân phối Van phân phối hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ.khi cuộn dây có điện biến lõi sắt thành nam châm đơng thời hút ơng cuộn phía lõi sắt làm cho ống cuộn chuyển động trình làm đóng mở cổng van Khi ngắt điện ống cuộn trở vị trí cân tác dụng lị xo Van phân phối có cổng cổng P nối với thùng chứa, công T để đưa chất lỏng về, cổng A B cổng nối với đường ống Trang 18 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý  Van chia Chia áp lực dầu thủy lực cho xilanh o Bơm cao áp Bơm cao áp dùng để biến thành lượng dầu, tạo lương thủy lực.Các thơng số bơm lưu lượng áp suất Dung tích bơm thủy lực: 2.1.4 Tính tốn chọn đường ống dẫn dầu Tính đường ống dẫn đàu theo lưu lượng lớn bơm,để ta muốn thay đổi vận tốc đầu trượt cần thay đổi giá trị thiết lưu van tiết lưu mà đường ống m bo Ta có lu lợng chảy qua ống d 2v Q= Q: Lu lợng chảy qua èng (l/ph) d: §êng kÝnh cđa èng (mm) Trang 19 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 v: vận tốc chảy qua ống (m/s) Từ công thức ta cã: 4Q d=  v §èi víi èng nÐn v = (6 đến m/s), chọn v = m/s 4.1,711.106  6000 =19,055 mm dn= Chän theo tiêu chuẩn ta có :d n=20 mm Đối với ống hút v = (0,5 đến 1,5 m/s), chọn v = 1,5 m/s 4.1,711.106  1500 =38,11 mm dh= Chän theo tiêu chuẩn ta có: dh=40 mm Đối với ống xả v = (0,5 đến 1,5 m/s), chọn v = 1,5 m/s 4.1,711.106  1500 =38,11 mm d x= Chän theo tiªu chuÈn ta cã: dx=40 mm 2.1.5 Thùng dầu a) Thể tích Thể tích dầu phải đảm bảo đủ dầu cho hệ thống , nhiệt độ dầu nhỏ nhiệt độ cho phép để làm mát cho hệ thống Ngồi ta cần tính đến tất tổn thất công suất bơm mát nhúng dầu, tổn thất dầu tràn ngoài, tổn thất mát áp suất Trong thực tế thể tích thùng dầu lấy theo kinh nghiệm: Chọn = 500 lít b) Tấm ngăn Trong bình chứa bố trí số ngăn.Chiều cao ngăn khoảng 2/3 mực dầu Các ngăn có hai tác dụng: Trang 20 Thiết kế máy ép thủy lực 1000  Ngăn không cho dầu đường ống trở vào bơm Có ngăn, dầu trở tản phía vách thùng chứa, nhiệt độ giảm thấp trước hòa vào lượng dầu có sẵn bình  Tránh tung tóe dầu bình chứa hệ thống hoạt động Nắp bình chứa thường có lỗ thơng hơi, nắp có lọc để ngăn bụi lọt vào khơng khí Một số bình chứa khơng dung lỗ thơng mà thay van điều khiể Van tự động đưa khơng khí lọc vào bình chứa ngăn khơng cho khơng khí ngồi áp suất đạt giá trị xác định trước CHƯƠNG TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM THÂN MÁY VÀ CÁC CƠ CẤU CHÍNH 3.1 kiểm bền cho cột dẫn hướng Do lực tác dụng lên cột dẫn hướng nên ta coi cột chịu lực ép 250 cần kiểm nghiệm bền cho cột dẫn hướng Kiểm nghiệm phần mềm solidword cho kết sau Trang 21 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Trang 22 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Chuyển vi 1,951 mm thỏa mãn điều kiện chuyển vị cho phép 100 /1mm Kiểm nghiệm bền cho hệ toàn hệ thống gồm dầm cho kết sau Trang 23 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Kết kiểm nghiệm phần mềm solidword cho thấy ứng suất lớn tác dụng lên khung máy 495,0618Mpa < 520Mpa(ứng suất cho phép vật liệu chọn làm dầm máy ) Kiểm nghiêm chuyển vị 0,257mm thỏa mãn với điều kiện chuyển vị 1000 /10(mm) Trang 24 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Nhận xét: kết kiểm nghiệm cho thấy hệ thống khung thân đủ bền cột dẫn hướng chịu lực tốt máy làm việc chế độ ép cột bị chuyển vị chuyển vi giới hạn cho phép nên chấp nhận Trang 25 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 KẾT LUẬN Các máy ép thủy lực với tính đa dạng cho phép tạo lực ép lớn hành trình làm việc đầu trượt thay đổi tùy theo cơng việc, điều làm loại trừ tượng tải(điều mà thường xuyên xảy cần biện pháp khắc phục số máy khác) Mặt khác dùng máy ép thủy lực ta điều khiển hay kiểm tra trị số lực ép cách xác, kiểm sốt hành trình cơng tác cách đơn giản Qua trình thiết kế, tính tốn tham khảo tài liệu máy ép thủy lực, em rút kinh nghiệm sau:  Một số thông số chi tiết lựa chọn theo kinh nghiệm số tiêu chuẩn hóa  Kết cấu máy nguyên lý hoạt động đơn giản, dễ sử dụng  Do máy sử dụng môi chất lỏng dầu chất công tác, chi tiết máy chế tạo bao bọc kín khít nên việc vệ sinh cho máy gặp khó khăn  Để tăng hiệu sử dụng máy ép thủy lực trình thiết kế ta phải chọn lựa cách tối ưu thơng số kết cấu máy Ngồi ra, sau hồn thành đề tài em có số ý kiến đóng góp sau:  Yếu tố tự động hóa ngày coi trọng hoạt động sản xuất cơng nghiệp, máy móc khí ngày trang bị hệ thống điều khiển tự động để nâng cao suất làm việc hiệu kinh tế cao Đề tài em cịn khâu hệ thống điều khiển chương trình PLC em chưa giải mong thầy cô dẫn cho ý kiến  Trong mạch thủy lực ta cần thêm vào tích trữ nhằm làm giảm rung động hệ thống, làm cho hệ thống vận hành êm dịu Ngồi ta sử dụng van treo tải để đảm bảo độ an toàn cho người sử dụng thuận lợi q trình gia cơng chi tiết Trên đây, em hồn thành thuyết minh “tính tốn thiết kế máy ép thủy lực 1000 ” hướng dẫn thầy Mặc dù hoàn thiện em tránh khỏi sai sót, em mong thầy cho em ý kiến để em hoàn thiện kiến thức Em xin trân thành cảm ơn! Trang 26 Thiết kế máy ép thủy lực 1000 TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết bị dập tạo hình máy ép khí – Tác giả: PGS TS Phạm Văn Nghệ, GVC Đỗ Văn Phúc Máy búa máy ép thủy lực – Tác giả: PGS.TS Phạm Văn Nghệ, GVC Đỗ Văn Phúc Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Tập 1, – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Công nghệ chế tạo máy – NXB KHKT Kỹ thuật thủy khí – GS TSKH Vũ Duy Quang Trang 27 ... suất máy  Kết cấu máy ngang , đứng gọn nhẹ so với máy khác Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Hình ảnh máy ép thủy lực 1000 Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Máy ép thủy lực 1000 cột Trang Thiết. .. 1000 Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 Trang Thiết kế máy ép thủy lực 1000 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC 2.1 Thiết kế sơ đồ động Sơ đồ thủy lực máy ép thủy lực 1000 15 14 16 13 17.. .Thiết kế máy ép thủy lực 1000 MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan sản phẩm máy ép thủy lực 1000 1.1 Giới thiệu máy ép thủy lực 1.2 khả công nghệ máy TRANG Chương 2: Tính tốn thiết kế máy ép thủy lực