Phđn tích phương ân cơ cấu phần đóng khuôn

IV. Chọn sơ đồ nguyín lý vă sơ đồ dộng

2. Phđn tích phương ân cơ cấu phần đóng khuôn

a. Cơ cấu 1: Dùng Piston thủy lực để kẹp khuơn (kẹp trực tiếp).

Hình 2.14 Cơ cấu dùng Piston thủy lực để kẹp khuơn.

Cơ cấu đĩng khuơn trực tiếp năy gồm 1 Piston thủy lực đặt nằm ngang ghĩp nối thẳng đến tấm khuơn di động. Tấm khuơn di động nhận được chuyển động tịnh tiến từ chuyển động tịnh tiến cùng phương của Piston thủy lực tiến đến âp chặt văo tấm khuơn cố định. Trong cơ cấu năy thì vận tốc vă lực tâc dụng của Piston vă tấm khuơn di động lă như nhau.

1. Xylanh thủy lực. 2. Thanh trượt.

3. Tấm khuơn di động. 4. Tấm khuơn cố định.

Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 53

Ưu điểm.

 Khuơn vă Piston thủy lực chuyển động cùng vận tốc, cơ cấu chuyển động đều, dễ dăng điều chỉnh.

 Lực đĩng khuơn đúng bằng lực đẩy của Piston_khơng tổn thất về lực, dẫn đến cơ cấu cĩ hiệu suất cao.

 Cơ cấu cĩ cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, thâo lắp, bảo trì.

Nhược điểm.

 Lực đĩng khuơn sẽ mất ổn định khi đầu phun tiến ĩp văo khuơn phun nhựa văo trong lịng khơn.

 Aùp lực nhựa lăm ảnh hưởng đến lục đĩng khuơn. Khuyết điểm năy lăm cho dịng chảy của nhựa văo khuơn cũng như quâ trình định hình nhựa mất ổn định, sản phẩm tạo ra khơng đạt yíu cầu.

b. Cơ cấu 2: Dùng 2 tay quay – con trượt.

Hình 2.15 Cơ cấu dùng 2 tay quay – con trượt.

4. Thanh trượt. 5. Tấm khuơn di động. 6. Tấm khuơn cố định. 1. Xylanh thủy lực. 2. Khớp nối trục. 3. Thanh truyền.

Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 54

Cơ cấu gồm Piston thủy lục chủ động truyền chuyển động qua câc tay truyền nối nhau bằng khớp phẳng, truyền đến tấm khuơn di động vă tạo cho tấm khuơn di động chuyển động tịnh tiến cùng phương với phương chuyển động của Piston thủy lực.

Đđy lă cơ cấu gồm câc khđu vă khớp bản lề được thiết kế đối xứng qua mặt phẳng nằm ngang.

Thực chất của cơ cấu năy gồm 2 tay quay con trượt ghĩp nối với nhau để truyền chuyển động. Hai cơ cấu tay quay con trượt năy được thiết kế đối xứng vă được gắn văo tấm khuơn di động để cĩ được tâc dụng kĩp.

Ưu điểm.

 Phương truyền lực tốt, lực truyền động lớn, cđn đối vă đồng đều.

 Lực đĩng khuơn ổn định nhờ khi đĩng khuơn thì cơ cấu ở tư thế duỗi thẳng.

 Cĩ khả năng giữ tải vă khĩa khuơn tốt.  Cĩ thể điều khiển được chính xâc.

Nhược điểm.

 Cơ cấu gồm nhiều khđu vă khớp nín khi khi hoạt động phải đảm bảo chế dộ bơi trơn hợp lý để trânh bị mịn do ma sât vă trânh gđy ồn.

 Cơ cấu cĩ kết cấu phức tạp nín câc quâ trình chế tạo, lắp râp vă sửa chửa thường khĩ khăn vă cần phải cĩ độ chính xâc cao.

Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 55 c. Cơ cấu 3: Kết hợp giữa cơ cấu Tay quay–Con trượt vă cơ cấu Culit.

Cơ cấu hoạt động trín một mặt phẳng thẳng đứng gồm 1 Piston thủy lực truyền chuyển động tịnh tiến cho đến tấm khuơn di động thơng qua Tay quay – Thanh truyền – Con trượt (tấm khuơn di động).

Cơ cấu năy thực chất bao gồm 2 cơ cấu đơn giản biến thể, đĩ lă:  Cơ cấu Tay quay – Con trượt.

 Cơ cấu Culít.

Hình 1.16 Cơ cấu kết hợp giữa cơ cấu Tay quay–Con trượt vă cơ cấu Culit.

Ưu diểm.

 Lực đĩng khuơn ổn định vì khi đĩng khuơn cânh tay cơ cấu ở tư thế duỗi thẳng.

1. Tay quay.

2. Xylanh thủy lực. 3. Thanh truyền.

4. Thanh trượt.

Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 56

 Vận tốc tấm khuơn di động khi đĩng khuơn (vị trí dừng của khuơn) sẽ giảm dần đến 0 nín cơ cấu khơng gđy ra va đập do quân tính, khuơn được an toăn vă cơ cấu hoạt động ím.

 Kế cấu đơn giản, dễ chế tạo, lắp râp vă sữa chữa.  Điều khiển được chính xâc.

 Cĩ khả năng giữ tải tốt.

Nhược điểm.

 Câc thanh truyền của cơ cấu tương đối lớn.

d. Cơ cấu 4: Cơ cấu Tay quay – Con trượt.

Hình 2.17 Cơ cấu cơ cấu Tay quay – Con trượt.

Cơ cấu năy chính lă cơ cấu tay quay con trượt. Con trượt được gắn chặt văo tấm khuơn di động. Khi truyền cho tay quay (1) một moment xoắn thì tay quay sẽ quay vă liín kết với thanh trượt (3) biến chuyển

1. Tay quay 2. Khớp quay 3. Thanh truyền

4. Thanh trượt

Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 57

động quay thănh chuyển động tịnh tiến vă truyền cho tấm khuơn di động(7). Quâ trình kẹp khuơn được thực hiện.

Ưu điểm.

 Vận tốc đĩng mở khuơn nhanh.

 Cơ cấu đơn giản, thơng dụng. Dễ chế tạo. Nhược điểm.

 Lực truyền động khơng lớn do vận tốc di chuyển nhanh.  Truyền động khơng được ím.

 Khĩ định được hănh trình để đĩng khuơn.

e. Cơ cấu 5: Cơ cấu Vítme – Đai ốc.

Hình 2.18 Cơ cấu Vítme – Đai ốc.

1. Động cơ 2. Khớp nối trục. 3. Bânh răng chủ động 4. Bânh răng bị động 5. Vít me. 6. Tấm khuơn di động. 7. Đai ốc. 8. Tấm khuơn cố định. 9. Ổ đỡ.

Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 58

Cơ cấu hoạt động dựa hoăn toăn trín nguyín lý lăm việc của bộ truyền Vít me – Đai ốc. Bânh răng chủ động (3) được truyền chuyển động quay từ trục của động cơ (1), sau đĩ thì bânh răng chủ động (3) truyền tiếp chuyển động quay cho bânh răng bị động (4). Bânh răng bị động (4) được nối đồng trục với Vít me (5) vă lăm cho Vít me (5) quay. Sự ăn khớp giữa ren trong trín đai ốc (7) với ren ngoăi trín Vít me lăm biến chuyển động quay của Vít me thănh chuyển động tịnh tiến của đai ốc. Trong khi đĩ thì Đai ốc được gắn liền với Tấm khuơn di động (6) lăm cho Tấm khuơn di động (6) cũng chuyển động tịnh tiến theo vă quâ trình kẹp khuơn được thực hiện.

Ưu điểm:

 Độ chính xâc truyền động cao (~0,001 mm)  Truyền động được ím, cĩ khả năng tự hêm tốt.  Kết cấu đơn giản, dễ vận hănh vă bảo trì.

Nhược điểm:

 Những loại vít me ngắn, độ chính xâc thơng thường, dễ

chế tạo. Cịn loại dăi nhất thì độ chính xâc cao thì chế tạo rất phức tạp.  Cơ cấu vitme – Đai ốc cĩ hiệu suất truyền động thấp.  Do ma sât lớn nín ren mịn nhanh.

3. Chọn sơ động cho mây thiết kế.

Sau khi phđn tích ưu – nhược điểm của câc phương ân cho phần ĩp nhựa vă phần kẹp khuơn. Cuối cùng thì ta chọn được sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa được thiết kế trong luận văn năy như sau: (Hình 2.19).

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 60

Chương 3.

TÍNH TÔN ĐỘNG HỌC

VĂ ĐỘNG LỰC HỌC MÂY ĨP NHỰA.

Phần 1: TÍNH TÔN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU ĐĨNG MỞ KHUƠN

I. PHĐN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU MÂY.

Cơ cấu dẫn động lă cơ cấu phẳng một bậc tự do, lă chuyển động song phẳng từ piston thuỷ lực qua thanh truyền đến khuơn. Chuyển động cuối cùng của khuơn lă chuyển động tịnh tiến.

Thơng thường, vận tốc của trục Piston lă đều, thích ứng với kết cấu thủy lực. Vận tốc của trục piston cĩ thể điều chỉnh vơ cấp với giới hạn tốc độ bĩ nhất vă lớn nhất thơng qua cơ cấu điều chỉnh của hệ thống thuỷ lực.

Điều kiện năy tạo cho bộ truyền di chuyển nhanh chậm phù hợp với đặc điểm mây.

Khi cơ cấu chuyển động, bản thđn xylanh thuỷ lực cĩ hai chuyển động phối hợp, đĩ lă: chuyển động trục piston tịnh tiến đều vă chuyển động lắc quanh trục cố định của xylanh. Câc tay quay vă thanh truyền chuyển động khơng đều vă theo một qui luật nhất định. Bản thđn khuơn chuyển động cũng khơng đều. Tuy nhiín, câc cấp độ chuyển động năy khơng lớn lắm, nín ở đđy xem như quân tính của cơ cấu ảnh hưởng khơng đâng kể. Phần tính gia tốc vì thế cĩ thể bỏ qua.

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 61

Mặt khâc, cần chú ý tốc độ di chuyển cơ cấu khi đĩng khuơn vă khi mở khuơn khâc nhau.

 Khi đĩng khuơn: Chọn tốc độ nhanh để đạt yíu cầu năng suất mây nhưng đồng thời phải đủ để bảo vệ khuơn.

 Khi mở khuơn: Chọn tốc độ thấp hơn để đảm bảo đạt chất lượng sản phẩm. Vì mở khuơn phải vừa đủ để sản phẩm được thâo ra đều vă cuối hănh trình sản phẩm được lĩi ra khỏi khuơn.

Cơ cấu cĩ kết cấu gồm piston, tay quay vă thanh truyền cùng chuyển động trín mặt phẳng với một bậc tự do.

Hình 3.1

Cơ cấu chuyển động trín được tâch nhĩm thănh hai cơ cấu:  Cơ cấu tay quay – con trượt.

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 62

Hai cơ cấu trín đều lă biến thể của cơ cấu 4 khđu bản lề cơ bản. Để

đơn giản tính tôn ta xâc định từng cơ cấu một vă cuối cùng liện hệ chúng lại với nhau.

Cơ cấu tay quay – con trượt

Hình 3.2

Cơ cấu Culit

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 63

II. PHĐN TÍCH ĐỘNG HỌC TAY QUAY – CON TRƯỢT.

Hình 3.4

Cơ cấu cĩ ký hiệu như hình vẽ trín.

Tay quay OA xoay quanh tđm O vạch ra cung giới hạn hănh trình. Phạm vi hoạt động của tay quay OA phụ thuộc văo hănh trình đĩng mở

khuơn của con trượt B. Hănh trình đĩng - mở khuơn phụ thuộc đặc điểm của mây.

1. Tính hănh trình của con trượt B:

Hănh trình con trượt tiến vă lùi trong quâ trình lă hănh trình kĩp. Như vậy ở mỗi hănh trình tiến hay lùi sẽ lập được khoảng chạy như nhau.

Khi cơ cấu ở tư thế duỗi thẳng, khoảng câch OB của con trượt ở vị

trí xa tđm O nhất:

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 64

Vă khoảng câch OB khi tay quay ở vị trí hợp với phương trượt OB

gĩc : 2 2 2

os sin

x OBRc  L R  (3.2)

Như vậy, ta cĩ chuyển vị (hănh trình_khoảng dịch chuyển) của con trượt B: S xmaxx 2 2 2 os sin S RLRc  L R  2 2 2 (1 os ) sin S R c  L L R  (3.3)

2. Tính vận tốc điểm B-con trượt theo vận tốc tay quay.

Hình 3.5

Cơ cấu tay quay – con trượt chuyển động theo điều kiện điểm A của tay quay cĩ vận tốc dăi VA OA.R vuơng gĩc với OA; cịn vận tốc của điểm B – con trượt thì hướng dọc theo phương BD (Hình 3.5).

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 65

Theo định lý về hình chiếu của vận tốc cơ cấu chuyển động song phẳng cĩ tđm vận tốc tức thời lă P, (Đường nối dăi OA_đường vuơng gĩc với VA vă đường vuơng gĩc với OB_VB tại B). [Tăi liệu 13]

Ta cĩ:

os os

V c V c

B

A    (3.4)

Gĩc OAD lă gĩc ngoăi của tam giâc OAB. Ta cĩ OAD, nín 0

90 ( )

    ,

Vă .sin( ) (sin os .tg )

os B A A V V V c c           , Khử  trong đẳng thức năy. Xĩt tam giâc OAB, ta cĩ: sin sin

R L    Mă: 2 sin 1 sin tg      Cuối cùng ta được: 2 2 2 os (1 ) sin sin B A Rc V V L R       (3.5)

3. Câc trường hợp đặc biệt của tay quay – con trượt.

a. Khi tay quay duỗi thẳng.

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 66

Khi gĩc 0

0

  , ứng với cơ cấu ở tư thế duỗi thẳng. Đường AB vuơng gĩc với vận tốc VA, đường Bb vuơng gĩc với vận tốc VB, hai đường thẳng năy cắt nhau tại điểm B_điều năy nĩi lín rằng điểm B chính lă tđm vận tốc tức thời. Ứng với vị trí đĩ ta cĩ: VB= 0 Tại vị trí năy, ta cũng cĩ: A . AB OA V R AB L     (3.6)

b. Khi tay quay gắp lại.

Hình 3.7

Khi gĩc 0

90

  , thì tay quay ở tư thế gắp lại. Lúc năy, vận tốc VA

vă VB song song với nhau vă câc đường vuơng gĩc tương ứng với chúng cắt nhau ở vơ cực (Tđđm vận tốc tức thời ở vơ cực). Do đĩ, câc điểm trín thanh truyền AB lúc đĩ cĩ cùng một vận tốc vă bằng với giâ trị vận tốc VA

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 67

Nhận xĩt:

 Điểm B-con trượt khi tiến tới vị trí đĩng khuơn thì vận tốc giảm dần vă đến vị trí duỗi thẳng thì vận tốc cĩ trị số bằng 0. Điều năy xâc định khả năng đĩng khuơn ím của cơ cấu.

 Khi mở khuơn, cơ cấu chuyển động ngược lại vă tốc độ tăng dần từ trị số 0 ban đầu. Giả sử nếu tay quay cĩ vận tốc đều, ta cĩ một số

giâ trị vận tốc của con trượt tại câc điểm đặc biệt. Những giâ trị năy cho ta biết được sự biến thiín của vận tốc con trượt dựa theo tốc độ tay quay. Ta xĩt sự biến thiín 0 0 0 90    Hình 3.8 Dựa trín cơng thức: V cA os V cB. os

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 68 Ta thấy:  Khi 0 0   : VB0 0  Khi PA = PB: VB VA    Khi BAOA vă  0: os A B V V c    (VB lúc năy cĩ giâ trị lớn nhất)  Khi 0 90   : VA VB Vậy khi  tăng từ 0 0

0 90 , vận tốc điểm B–con trượt cĩ giâ trị tăng dần từ VB0 0 đến ax os m A B V V c   ; sau đĩ thì giảm dần.

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 69

Độ dăi AI thay đổi phụ thuộc với gĩc  của tay quay OA. Như vậy

ứng với độ dăi AI ta cĩ gĩc  của tay quay nhất dịnh. Vă giữa vận tốc con trượt A trín AI với vận tốc tay quay OA cũng cĩ liín hệ tương ứng.

1. Xâc định vị trí giữa OA vă con trượt A.

Theo quan hệ hình học, ta xâc định được vị trí liín hệ giữa con trượt A vă tay quay OA

Câc thơng số cĩ sẵn do thiết kế:

   Gĩc HOI = OI m IH h

Hệ thức trong tam giâc thường OAI: 2 2 2 (IA) R m 2Rmcos(  )  2 ( ) os( ) 2 2 2 R m IA c m R Rm      (3.7)

Chương 3. Tính tôn động học vă động lực học Mây ĩp nhựa Trang 70

Theo định lý về hợp vận tốc của hai hệ qui chiếu xOy vă x’Ay’: vận tốc tuyệt đối của điểm bằng tổng hình học câc vận tốc tương đối vă vận tốc theo. [Tăi liệu 13]

Ta xem chuyển động của điểm A lă chuyển động phức hợp gồm chuyển động tương đối trín đường thẳng IA vă chuyển động theo của đường thẳng IA được qui ước lă hệ qui chiếu di động.

Khi đĩ vận tốc A tgd

V hướng theo IA sẽ lă vận tốc tương đối của điểm. Chuyển động quay của đường thẳng IA quanh tđm I lă chuyển động theo của A, cịn vận tốc của điểm ở trín đường thẳng IA mă điểm A lúc đĩ trùng với nĩ lă vận tốc theo Vt của điểm A.

Vì điểm năy của đường thẳng chuyển động theo vịng trịn bân kính IA- nín vận tốc vuơng gĩc với IA. Dựng hình bình hănh cĩ câc cạnh lă vectơ Vtgd vă Vt ta tìm được vận tốc tuyệt đối Vtd của điểm A đối với hệ trục Oxy. Vì Vtgd vuơng gĩc với Vt nín: 2 2 2 td tgd t V V V Vă trín quan hệ hình học: sin tgd A td V V V    ( )I td t A V V V tg   (3.8) Vậy ta cĩ liín hệ giữa vận tốc A đối với tđm O, vận tốc A đối với