Thiết kế máy cắt thủy lực

PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CẮT

-Lưỡi dao và vật cắt chỉ tiếp xúc nhau trên một phần chiều rộng + Diện tích tăng từ 0 đến cực đại, đây là thời kỳ bẳt đầu cắt + Diện tích tiép xúc giữ ở giá trị cực đại, đây là thời kỳ ổn định + Diện tích tiếp xúc giảm từ cực đại về 0, thời kỳ kết thúc -Trong thời kỳ ổn định lực cắt có giá trị cực đại và cố định. Nếu γ càng lớn và chiều rộng của dải cắt càng nhỏ thì hiện tượng uốn (xoắn) càng nhiều. Khi cắt, lực cắt P ở các giai đoạn đã ổn định của quá trình cắt thay đổi không đáng kể. Do đó công biến dạng sẽ là:. Trong đó: H là hành trình làm việc. b)Dao bố trí song song:. Nói chung kết cấu và các thông số của cặp lưỡi dao song song cũng giống như dao nghiêng, lực cắt trong trường hợp này được xác định theo công thức:. S- chiều dày vật liệu. σc- trở lực cắt của vật liệu. Hình 3.5- Sự thay đổi lực khi cắt trên máy cắt I) dao nghiêng; II) dao song song.

PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

+ Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ áp suất thuỷ lực cao + Làm việc êm, ít bị va đập nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thuỷ lực và tính nén được của dầu. Tuy nhiên xét về tính năng kỹ thuật, công nghệ, khả năng tự động và làm giảm nhẹ công việc của công nhân thì dùng cơ cấu tịnh tiến bằng xy lanh thuỷ lực dầu ép phù hợp nhất khi cắt các loại thép cacbon, thép thường với chiều dày phôi đến 15mm và chiều rộng cắt lớn nhất của tấm thép là 2000mm.

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC TOÀN MÁY

BỘ PHẬN KẸP CHẶT

Khi dao xuống thì do bố trí đầu kẹp của piston kẹp ở vị trí thấp hơn đầu dao trên nên đầu kẹp chạm vào phôi trước, đầu dao tiếp tục đi xuống lò xo bị nén lại sinh ra phản lực đàn hồi, lực này tác dụng lên cần piston, tác dụng lên đầu kẹp, kẹp phôi xuống, lúc này đầu dao bắt đầu tiến hành cắt phôi. - Kết cấu kẹp bằng các lò xo chịu nén, kết cấu này khi kẹp êm, nhẹ nhàng, ít rung động và va đập máy nhưng nhược điểm là kết cấu máy bị cồng kềnh, cần phải tăng lực tác động ở cơ cấu thuỷ lực tác động lên đầu dao.

TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VÀ KẾT CẤU MÁY

TÍNH TOÁN XY LANH TẠO LỰC CẮT

Phần lớn các thiết bị cơ cấu trong truyền dẫn thuỷ lực đã được tiêu chuẩn hoá nên việc thiết kế tính toán chỉ mang tính lựa chọn, sao cho máy hoạt động đúng yêu cầu thiết kế. So với các loại truyền động khác, truyền động thuỷ lực có nhiều ưu điểm hơn:. -Kết cấu nhỏ gọn. -Dễ đề phòng quá tải. -Truyền được công suất cao,lực lớn, cơ cấu đơn giản, độ tin cậy cao, ít chăm sóc và bảo dưỡng. -Hoạt động ít gây tiếng ồn. -Điều khiển vô cấp tốc độ, dễ dàng tự động hoá theo điều kiện làm việc hoặc theo chương trình. * Hệ thống thuỷ lực tạo lực cắt là bộ phận quan trọng nhất trong máy cắt, yêu cầu của việc tính toán động học và kết cấu phải đảm bảo cơ cấu phải tạo đủ lực cắt, làm việc đủ công suất. Nội dung thiết kế tính toán hệ thống thuỷ lực bao gồm các phần sau:. - Tính toán các thông số của xy lanh tạo lực cắt -Tính toán các thông số của xy lanh kẹp chặt. -Tính các tổn thất về áp suất, lưu lượng trong hệ thống và chọn các phần tử thuỷ lực. - Lựa chọn bơm dầu. Trong đó : Pxilanh : lực công tác cần thiết mà mỗi xy lanh phải tạo ra. Với lực cắt thép tấm là rất lớn, ta sử dụng 2 Xy lanh thuỷ lực, do đó lực cần thiết ở mỗi xy lanh là:. Trong đó P là lực cần thiết mà cả hệ Piston-Xilanh thuỷ lực phải tạo ra:. e)Vận tốc của đầu dao khi đi lên. f)Tính sơ bộ chiều dài thân xilanh. Tổn thất áp suất là sự giảm áp suất do sức cản trên đường đi của dầu từ bơm đến cơ cấu chấp hành (xi lanh thuỷ lực). Sức cản này chủ yếu được hình. thành do chiều dài ống dẫn, sự thay đổi tiết diện ống dẫn, thay đổi hướng chuyển động cũng như sự thay đổi của vận tốc chuyển động và độ nhớt của dầu gây nên. Vì vậy tổn thất áp suất có thể xảy ra ở nhiều bộ phận trong hệ thống thuỷ lực. Nếu gọi p0 là áp suất mà bơm cung cấp vào hệ thống, p1 là áp suất đo tại buồng công tác cuả cơ cấu chấp hành, thì tổn thất áp suất cúa hệ thống đựơc biểu thị ở dạng hiệu suất η :. Xét về mặt kết cấu của hệ thống thuỷ lực thì tổn thất áp suất có thể qui về hai dạng tổn thất chính:. - Tổn thất áp suất qua van. - Tổn thất áp suất trên ống dẫn. Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được những khoảng giá trị tổn thất áp suất đối với từng loại van. Như vậy đối với sơ đồ thuỷ lực như hình vẽ, ta có các giá trị tổn thất áp suất sau đây:. Tổng tổn thất áp suất trong van sẽ là:. Tổn thất áp suất trong ống dẫn có hai loại cơ bản : - Tổn thất đường dài. - Tổn thất cục bộ. Xét về chiều dài ống dẫn trong hệ thống thuỷ lực của máy có thể coi là khá ngắn nên ta có thể bỏ qua tổn thất áp suất do chiều dài ống. Ở đây ta chỉ quan tâm đến tổn thất áp suất cục bộ trong hệ thống ống dẫn. Giá trị tổn thất áp suất cục bộ được tính theo công thức sau:. Hệ số này trong từng bộ phận của hệ thống thuỷ lực thường được xác định bằng thực nghiệm. Nó phụ thuộc vào trị số Re, vào nhiệt độ, vận tốc, hướng chuyển động của dòng dầu và hình dáng tiết diện tại nơi gây ra tổn thất. Để đơn giản trong quá trình thiết kế, có thể lấy giá trị tổn thất áp suất cục bộ trong ống dẫn theo công thức sau đây :. trong đó: pct : là áp suất của cơ cấu chấp hành. b)Tổn thất thể tích trên hệ thống. Dạng tổn thất thể tích trong hệ thống thuỷ lực chủ yếu do dầu chảy qua các khe hở gây ra. Nếu áp suất càng lớn, vận tốc càng nhỏ, độ nhớt càng nhỏ thì tổn thất thể tích là đáng kể. Trong các yếu tố ảnh hưởng trên thì áp suất của hệ thống là yếu tố quyết định đến giá trị tổn thất thể tích. Tổn thất thể tích xảy ra ở mọi bộ phận trong hệ thống, chủ yếu là ở các cơ cấu biến đổi năng lượng như: bơm dầu, động cơ dầu, xy lanh truyền lực. Ước tính tổn thất thể tích trong hệ thống dầu ép theo công thức sau:. 5.Tính toán lựa chọn các thông số của bơm. a)Công suất cần thiết của động cơ điện làm quay bơm dầu là : Nct = Nà. Do vậy cần phải chọn động cơ dùng để quay bơm dầu thích hợp vừa đảm bảo đủ công suất cho yêu cầu của quá trình cắt vừa phải có tính năng làm việc phù hợp với yêu cầu truyền động cho bơm, phù hợp với môi trường bên ngoài, vận hành được an toàn và ổn định. Hơn nữa chọn công suất động cơ phải phù hợp để đảm bảo tính kinh tế, hạ giá thành của sản phẩm, tăng hiệu suất của động cơ và kết cấu không cồng kềnh. Từ những yêu cầu cần thiết đặt ra ta cần chọn động cơ có công suất Nđc. b)Chọn bơm dầu cho hệ thống.

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ DAO VÀ BÁN TRƯỢT

Bàn trượt gá dao có tác dụng để thanh dao gá lên nó, để trượt lên xuống trong rãnh trượt của thân máy khi máy làm việc. Kiểm nghiệm bền là kiểm nghiệm các bulông gắn lưỡi dao lên thân dao trên khi dao tiến hành cắt với lực cắt là lớn nhất.

TÍNH TOÁN SÀN LĂN

Bánh vít : Dự đoán vận tốc trượt của bánh vít vt ≤ 2 (m/s) nên chọn vật liệu của bánh vít là gang xám. Định ứng suất cho phép. Ntd : số chu kỳ tương đương N: số chu kỳ. Vậy ứng suất cho phép:. Định mođun m và hệ số đường kính q theo điều kiện sức bền tiếp xúc Tính m3 q theo công thức. Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng. b)Hiệu suất η của bộ truyền trục vít trong trường hợp trục vít dẫn động. Tính gần đúng ta chưa xét hoặc chưa đánh giá đúng ảnh hưởng của một số nhân tố quan trọng đến sức bền mỏi của trục nhỏ, tính chất chu kỳ ứng suất, sự tập trung ứng suất, nhân tố kích thước, trạng thái bề mặt.v.v.Vì vậy sau khi đã có đầy đủ kích thước trục tìm được qua các bước tính gần đúng, ta cần kiểm nghiệm sức bền mỏi của trục theo phương pháp chính xác, kiểm nghiệm trị an.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN

Một phương án tối ưu là phương án mà xét về phương diện kỹ thuật vẫn đảm bảo được những yêu cầu kỹ thuật đã đặt ra khi thiết kế (làm việc ổn định, hiệu quả, năng xuất..), về kinh tế phải đảm bảo thấp nhất về chi phí chế tạo và trong điều kiện cụ thể có thể đáp ứng được. Hoạt động: Phôi 4 được bộ phận cấp phôi đưa vào với vận tốc Vph khi chạm công tắc hành trình 1 sẽ ngắt điện ở động cơ cấp phôi, phôi ngừng chuyển động, đồng thời tín hiệu đưa về từ công tắc 1 qua bộ điều khiển sẽ tác động làm đầu dao trên đi xuống, thực hiện quá trình cắt.

HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Ở bộ PLC đã được lập trình sẵn tuỳ theo độ dài cần cắt mà điều khiển chu trình hoạt động.

AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY

Sau khi làm việc, phải thu gọn phôi và sản phẩm cắt đúng vào nơi quy định, lau chùi sạch dao và dầu mỡ trên bề mặt trượt. Phải có chu kỳ bảo dưỡng hợp lý : xem xét- tiểu tu- trung tu- đại tu.

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PRO/ENGINEER MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY