HỆ THỐNG THỦY LỰC TRONG MÁY KHOAN VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG

b) Nguyên lý làm việc : Xilanh B, nhịp 1: đẩy chi tiết tới vị trí khoan và giữ chi tiết tại vị trí khoan. Xilanh C kẹp chặt chi tiết. Xilanh D mang đầu khoan đi xuống khoan. Xilanh D rút về. Xilanh C rút về (mở hàm kẹp để lấy chi tiết) Xilanh B, nhịp 2: đi ra đẩy chi tiết xuống thùng, Xilanh B rút về. Xilanh A nâng lên cấp phôi mới. (sau mỗi chu trình xilanh C nâng lên 1 nhịp, gồm 7 nhịp và sau đó rút về). Kết thúc chu trình và tiếp tục chu trình mới. II. TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT KHI KHOAN Chiều sâu cắt: t = D2 =20 = 10 mm Lượng chạy dao S=0,3 mmvòng. Tốc độ cắt V,mmph. Tốc độ cắt được tính theo công thức: Trong đó: Cv , m , x , y , q – hệ số mũ. Với vật liệu gia công là gang xám HB190, vật liệu lưỡi cắt là thép gió P6M5 có: CV = 42,7; q = 1; y = 0,8; m = 0,125. T: Chu kỳ tuổi bền của dao. Ta có : T = 60 phút. Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt, phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể: kv = kMV. klv.kuv kMV: hệ số phụ thuộc vào chất liệu của vật liệu gia công: kn = 1, nv = 1,3 ; Với gang xám : HB = 190 (Ncm2)  kMV = 1. Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. Klv = 1. kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt : kuv = 0,83. Vậy ta có: kv= 1. 1. 0,83 = 0,83.  V = = 87,11 (mphút).  n = = 1387 (vòngphút). Chọn tốc độ vòng quay trục chính : nm = 1400 (vòngphút). Tốc độ thực tế: Vt = = 87,92 (mphút). Lực cắt Po: Po = 10.Cp. Dq Sy.kp.

ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG HỆ THỐNG THỦY LỰC TRONG MÁY KHOAN VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG I Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc a) Cấu tạo: GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG b) Nguyên lý làm việc : - Xilanh B, nhịp 1: đẩy chi tiết tới vị trí khoan giữ chi tiết vị trí khoan - Xilanh C kẹp chặt chi tiết - Xilanh D mang đầu khoan xuống khoan - Xilanh D rút - Xilanh C rút (mở hàm kẹp để lấy chi tiết) - Xilanh B, nhịp 2: đẩy chi tiết xuống thùng, - Xilanh B rút - Xilanh A nâng lên cấp phôi (sau chu trình xilanh C nâng lên nhịp, gồm nhịp sau rút về) - Kết thúc chu trình tiếp tục chu trình II TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT KHI KHOAN - Chiều sâu cắt: t = D/2 =20/ = 10 mm - Lượng chạy dao S=0,3 mm/vòng - Tốc độ cắt V,mm/ph - Tốc độ cắt tính theo cơng thức: - Trong đó: Cv , m , x , y , q – hệ số mũ Với vật liệu gia công gang xám HB190, vật liệu lưỡi cắt thép gió P6M5 có: C V = 42,7; q = 1; y = 0,8; m = 0,125 - T: Chu kỳ tuổi bền dao Ta có : T = 60 phút - Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt, phụ thuộc vào điều kiện cắt cụ thể: - kv = kMV klv.kuv GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG - kMV: hệ số phụ thuộc vào chất liệu vật liệu gia công: - kn = 1, nv = 1,3 ; Với gang xám : HB = 190 (N/cm2) -  kMV = - Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan Klv = - kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt : kuv = 0,83 - Vậy ta có: kv= 1 0,83 = 0,83 -  V = = 87,11 (m/phút) -  n = = 1387 (vòng/phút) - Chọn tốc độ vịng quay trục : nm = 1400 (vòng/phút) - Tốc độ thực tế: - Lực cắt Po: - Po = 10.Cp Dq Sy.kp - Trong đó: +Cp, q,y số mũ hệ số: Cp = 42,7; - Kp-hệ số tính đến gia cơng thực tế Trong trường hợp phụ thuộc vào vật liệu gia công xác định bằng: kp= kMP - Ta có: kp= - P0 = 10.42,7.201.0,30,8.1= 2768 (N) - - Mômen xoắn Mx [Nm]: - Mx = 10.CM.Dq.Sy.kp - Tra bảng ta có: -  Mx = 10.0,021.202.0,30,8.1= 32,4(N.m) - Cơng suất tính sau: - Nc = = 4,6 (KW) Vt = = 87,92 (m/phút) CM = 0,021; GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG q = 2; q = 1; y= 0,8 y = 0,8 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG III Tính tốn hệ thống dầu ép máy khoan ( ta tính xilanh ) GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG Sơ đồ điều khiển thủy lực GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG Thông số cho trước: Pittong cắt (dẫn khoan) P = 3000 N Smax=vmax=800 mm/phút Smin=vmin=20 mm/phút G =20 kg = 200 N IV Pittong đẩy phôi Pittong kẹp phôi P = 600 N P= 2800 N Smax=vmax=3000 Smax=vmax=1200 mm/phút mm/phút Smin=vmin=1000 mm/phút Smin=vmin=700 mm/phút G =10 kg = 100 N G =15 kg = 150 N Thiết kế pitông hệ thống: Pittong đẩy phôi: Đây hệ thống dầu ép điều chỉnh tiết lưu Lượng dầu chạy qua hệ thống điều chỉnh van tiết lưu đặt đường lượng dầu tối thiểu chảy qua van tiết lưu chọn l: Qmin = 0, 6lit/pht =600 cm3/pht F2 = Tỉ số tiết diện pittơng my tổ hợp thường dng : i= Do : F1 = 2F2 = 6.2 = 12cm2 Từ ta xác định đường kính xilanh: D = Và đường kính cần đẩy : GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG d=2 - Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc cần vận tốc lớn : Qmax = F2.Vmax = 6.300 = 1800cm3/pht = 1,8 lit/pht Đối với van đảo chiều cửa vị trí 5/2, tổn thất p suất cửa vào cửa cĩ thể lấy ∆p1 = 1,15 bar + Ta lấy chiều di ống dẫn đường vo L1 = 1m đường l L2 = 0,5m với đường kính d = mm - Lưu lượng cần thiết thực lực đẩy lớn : Q1 = F1.Vmax = 12.300 = 3600 cm3/phut = 3,6 lit/phut + Với lưu lượng Q1 = 3,6 lit/pht, đường kính d = mm, độ di L = 1m, ta xác định tổn thất p suất ống dẫn đường vô từ độ thị p suất phụ thuộc vào lưu lượng: ∆p2 = 1,5 bar V đường ống cĩ chiều di L2 = 0,5 m ∆p3 = 0,75 bar + Tổn thất p suất trn cc ống nối đường vào đường cĩ thể lấy : ∆p4 = 0,25 bar Nếu không kể đến p suất trn ống dẫn lắp sau van tiết lưu cĩ thể lấy : p4 = bar v van tiết lưu cần đảm bảo p suất đường 2bar, đó: p3 = bar với trị số ta tính p suất buồng tiết diện F2 : p2 = p3 + ∆p3 + ∆p4 + ∆p1 = + 0,75 + 0,25 + 1,15 = 4,15 bar + lấy hệ số ma st sĩng trượt đầu trượt µ = 0,2 Pm = µ.G = 0,2.100 = 20 N GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHƠI TỰ ĐỘNG Phương trình cân tĩnh : p1F1 - Pmax – Pm – p2F2 = Suy ra: p1 = = 12,3 bar Pittông cắt ( đầu dẫn khoan): - Giả sử ta chọn đường kính xilanh: D = 4cm Từ cơng thức: suy ra: KG/cm2 d = ( 0.5  0.7 ) D (cm) Ta chọn: d = 2,8cm - Lực ma sát trượt: lấy hệ số ma sát sống trượt đầu trượt µ = 0,2 Pms = µ.G = 0,2.20 = N - Pittơng thực hành trình : + Hành trình xuống nhanh + Hành trình khoan + Hành trình lui - Trong hành trình xuống nhanh lui giống chạy với vận tốc Vmax D F1 P1 P'1 F2 d Ta có: F1 = D2 = = 12.56 cm2 F2 = = = 6,4 cm2 Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc với vận tốc nhỏ lớn nhất: GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG Qmin = F2.Vmin=6,4.2=12,8(cm3/ph) = 0,012 (l/p) Qmax = F2.Vmax=6,4.80=512(cm3/ph) = 0,512 (l/p) Đối với van đảo chiều cửa vị trí 5/2, tổn thất áp suất cửa vào cửa lấy ∆p1 = 1,15 bar + Ta lấy chiều dài ống dẫn đường vào L = 1m đường L = 0,5m với đường kính d = mm - Lưu lượng cần thiết thực lực khoan lớn : Q1 = F1.Vmax = 12,56.80 = 1004,8 cm3/phut = 1,0048 lit/phút + Với lưu lượng Q1 = 1,0048 lit/phút, đường kính d = 2,8 cm, độ dài L = 1m, ta xác định tổn thất áp suất ống dẫn đường vào từ độ thị áp suất phụ thuộc vào lưu lượng: ∆p2 = 1,5 bar Và đường ống có chiều dài L2 = 0,5 m ∆p3 = 0,75 bar + Tổn thất áp suất ống nối đường vào đường lấy : ∆p4 = 0,25 bar Nếu không kể đến áp suất ống dẫn lắp sau van tiết lưu lấy : p4 = bar van tiết lưu cần đảm bảo áp suất đường 2bar, đó: p3 = bar với trị số ta tính áp suất buồng có tiết diện F2 : p2 = p3 + ∆p3 + ∆p4 + ∆p1 = + 0,75 + 0,25 + 1,15 = 4,15 bar + Nếu lấy hệ số ma sát sóng trượt đầu trượt µ = 0,2 GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG Pm = µ.G = 0,2.200 = 40 N Phương trình cân tĩnh : p1F1 - Pmax – Pm – p2F2 = p1 = = 24,2 bar Nếu tính tổn thất đường vào áp suất cần thiết cửa bơm : p0 = p1 + ∆p1 + ∆p2 + ∆p4 = 24,2 + 1,15 + 1,5 + 0,25 27 bar Nếu tính tổn thất lọc gây nên đảm bảo áp suất cần thiết ta lấy: p0 = 30 bar Nếu lấy vận tốc đầu trượt lui với V = 8000 mm/phút, lưu lượng cần thiết để thực quy trình : Q0 = F2.V0 = 6,4.800 = 5,12 lit/phút Đây lưu lượng cần thiết lớn mà bơm phải đảm bảo Do đó, lưu lượng danh nghĩa bơm, tức Q=5,12 (l/p) Qmin = F1.Vmin =12,56.2= 25,12 cm3/phút Q1 = Q0 – Qmin = 5,12-0,025= 5,09 lit/phút Tồn lượng lưu lượng biến thành nhiệt, gây nên tổn thất công suất : N= Nếu lấy tổng hiệu suất bơm dầu l µ=0,7 cơng suất cần thiết động điện 1: N Thiết kế pittông kẹp phôi: Lượng dầu chạy qua hệ thống điều chỉnh van tiết lưu đặt đường lượng dầu tối thiểu chảy qua van tiết lưu chọn l: Qmin = 0, 83lit/pht =830 cm3/pht GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG 10 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG F2 = Tỉ số tiết diện pittơng my tổ hợp thường dùng : i= Do : F1 = 2F2 = 13,8.2 = 27,6 cm2 Từ ta xác định đường kính xilanh: D = Và đường kính cần đẩy : d=2 - Lưu lượng khỏi hệ thống làm việc cần vận tốc lớn : Qmax = F2.Vmax = 13,8.100 = 1380 cm3/p = 1,38 lit/p Đối với van đảo chiều cửa vị trí 5/2, tổn thất p suất cửa vào cửa cĩ thể lấy ∆p1 = 1,15 bar + Ta lấy chiều di ống dẫn đường vo L1 = 1m đường l L2 = 0,5m với đường kính d = mm - Lưu lượng cần thiết thực lực đẩy lớn : Q1 = F1.Vmax = 27,6.100 = 2760 cm3/phut = 2,76 lit/p + Với lưu lượng Q1 = 2,76 lit/pht, đường kính d = mm, độ di L = 1m, ta xác định tổn thất p suất ống dẫn đường vô từ độ thị p suất phụ thuộc vào lưu lượng: ∆p2 = 1,5 bar V đường ống cĩ chiều di L2 = 0,5 m ∆p3 = 0,75 bar + Tổn thất áp suất ống nối đường vào đường lấy : ∆p4 = 0,25 bar Nếu không kể đến p suất ống dẫn lắp sau van tiết lưu lấy : GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG 11 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG p4 = bar v van tiết lưu cần đảm bảo p suất đường 2bar, đó: p3 = bar với trị số ta tính p suất buồng tiết diện F2 : p2 = p3 + ∆p3 + ∆p4 + ∆p1 = + 0,75 + 0,25 + 1,15 = 4,15 bar + lấy hệ số ma st sĩng trượt đầu trượt µ = 0,2 Pm = µ.G = 0,2.150= 30 N Phương trình cân tĩnh : p1F1 - Pmax – Pm – p2F2 = Suy ra: p1 = = 22,5 bar BẢNG TỔNG HỢP CÁC THƠNG SỐ  Pittong kẹp phơi Tên hành trình Hành trình chạy khơng ĐK pitton g (cm) D=6 D=4 GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG Áp suất (Kg/cm2) vào 4,8 12 Vận tốc (cm/ph) 100 Lưu lượng (lit/p) vào 2,76 1,38 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHƠI TỰ ĐỘNG Hành trình có tải 22,5 60 1,65 0,82  Pittong dẫn đầu khoan Tên hành trình ĐK pitton g (cm) Hành trình chạy khơng Hành trình có tải D=4 D=28 Áp suất (Kg/cm2) vào Vận tốc (cm/ph) 6,3 80 24,2 20 Lưu lượng (lit/p) vào 1,004 0,25 0,512 0,128  Pittong đẩy phơi Tên hành trình ĐK pitton g (cm) Hành trình nhanh Hành trình có tải Ø4 Áp suất (Kg/cm2) vào 12,6 5.16 4 Vận tốc (cm/ph) 300 100 Lưu lượng (lit/p) vào 3.6 1,2 1,8 0,6 V Tính tốn bơm động dầu: a) Lưu lượng bơm bánh : Khi tính lưu lượng dầu, ta coi thể tích đẩy khỏi rãnh với thể tích răng, tức khơng tính khe hở chân lấy hai bánh có kích thước Với m - modun bánh [cm] d - đường kính chia [cm] b - chiều rộng [cm] Lưu lượng dầu hai bánh chuyển quay vịng : Q = [cm3/phút] Chiều rộng bánh thơng thường la b = 12÷32 mm Chọn b = 30 mm =3 cm Đường kính hai bánh d = 180 mm = 18 cm Chọn modun bánh m = 2,5  Từ số liệu ta tính lưu lượng bơm : Q= b) Áp suất bơm : Từ lưu lượng bơm Q = 850 [lit/phút] ta chọn áp suất p =10 bar hiệu suất c) Chọn dầu tính vận tốc tối thiểu máy bơm: GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG 13 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG Theo bảng tiêu chuẩn ISO độ nhớt ta chọn loại nhớt ISO VG 15 có độ nhớt trung bình E0 = 15 mm2/s Ta có cơng thức tính vận tốc tối thiểu : = 0,17 V Với p = 10 bar = 10 kg/cm2 E0 = 15 mm2/s = 15.10-6 m/s  Vmin = 0,17 Bộ lọc lưới lọc dầu đơn giản gồm khung cứng (1) lọc đồng (2) bao xung quanh Dầu từ xuyên qua mắt lưới lỗ (3) để vào ống hút (4) Hình dáng kích thước lọc lưới khác tùy thuộc vào vị trí cơng dụng lọc – khung – lưới – lỗ - ống hút Tổn thất công suất bơm dầu Tổn thất công suất bơm dầu làm tăng nhiệt độ dầu, bơm nhúng vào dầu: [kW] = Trong đó: Qb  lưu lượng bơm dầu [lit/phút] po  áp suất cửa bơm [bar]   tổng hiệu suất bơm Tổn thất công suất van tràn GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG 14 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG Nếu lưu lượng qua van tràn Qt thì: Nt  Qt p o 612 [kW] = Tổn thất công suất cấu điều chỉnh, ống dẫn ống nối Nđ   Qb  Qt   p 612 [kW] = Trong đó:  p  tổn thất áp suất cấu điều khiển, ống dẫn Tổng tổn thất áp suất hệ thống dầu ép: N = Nb + Nt + Nđ [kW] = + 45 + 0,15 =47,15 (KW) Ta lấy thể tích dầu cần thiết ÷ phút lưu lượng bơm V=4.600=2400(lit)=2.4( m3/phút) Để kiểm tra lượng dầu chọn (hoặc để tính xác), đảm bảo nhiệt độ T o dầu không vượt 55 60 C sau thời gian làm việc t giờ, ta dùng cơng thức xác định từ phương trình cân nhiệt, nhiệt độ dầu khởi động nhiệt độ khơng khí: T To  K o kF [ C ] Trong đó: o To - nhiệt độ khơng khí xung quanh [ C ] K = 633N [kcal/giờ] - tổng nhiệt lượng sản tổn thất công suất hệ thống dầu ép k - hệ số truyền nhiệt phụ thuộc vào môi trường làm nguội: + Ở bể dầu làm nguội quạt không khí: k = 20 F 0,64.3 V [m2] =1,15 (m2) Thay trị số F vào cơng thức ta có: T To  GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG K 0,64k V [ o C ] 15 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG o =28 + [ C ] Từ ta xác định thể tích dầu cần thiết: ==1,3 (m3) Đường kính ống dẫn từ lọc đến máy bơm : Để lựa chọn đường kính ống dẫn, ta xuất phát từ phương trình lưu lượng chảy qua ống dẫn: Q d v Nếu ta lấy lưu lượng l Q [lít/pht], vận tốc dầu chảy ống l v [m/s] đường kính ống dẫn d [mm], ta có:  0,001d  Q v 10 60 Từ rút ra: d 4,6 Q v [mm] Ống hút: d=4,6=90 (mm) Ống nén : d=4,6=60 (mm) Vận tốc dầu chảy ống thường dùng: - Ở ống hút: v 1,5 2 m/s v 3 5 m/s - Ở ống nén: Đường kính ống dẫn từ van ổn tốc đến van đảo chiều 4/2  Đường kính ống hút : d : Q = 570 lit/phút v = m/s d  Đường kính ống nén : d : Q = 570 lit/phút v = m/s d Đường kính ống dẫn từ van đảo chiều 4/2 đến xylanh :  Đường kính ống hút : d : Q = 375 lit/phút v = m/s GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG 16 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG d  Đường kính ống nén : d : Q = 375 lit/phút v = m/s d GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG 17 ... 0,8 ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHƠI TỰ ĐỘNG III Tính tốn hệ thống dầu ép máy khoan ( ta tính xilanh ) GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG Sơ đồ... phút - Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt, phụ thuộc vào điều kiện cắt cụ thể: - kv = kMV klv.kuv GVHD: DƯƠNG BÌNH NAM SVTH: ĐINH QUỐC HƯNG ĐỀ TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG - kMV: hệ số... TÀI: MÁY KHOAN LỖ VÀ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG b) Nguyên lý làm việc : - Xilanh B, nhịp 1: đẩy chi tiết tới vị trí khoan giữ chi tiết vị trí khoan - Xilanh C kẹp chặt chi tiết - Xilanh D mang đầu khoan