3.4.6.1 Nhiệm vụ của hệ thống lọc: (hình 3.14).
Hệ thống lọc có chức năng lọc các chất bẩn dầu. Có nhiều loại và kích cỡ bộ lọc khác nhau. Bộ phận lọc chủ yếu trong hệ thống lọc là phần tử lọc, khi dầu đi qua các chất bẩn sẽ bị giữ lại. Ngoài ra còn có một van nối tắt, khi van này mở thì dầu đi qua trực tiếp, không lọc được.
Hình 14 – Kết cấu của bộ phận lọc.
3.4.6.2 Cấu trúc của hệ thống lọc:
3.4.6.2.a Vật liệu lọc
SVTH: Lê Thanh Tùng - 43 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
Có 3 loại vật liệu lọc thường dùng, đó là màng kim loại, chất dễ thấm và chất hấp thụ.
+ Màng kim loại: dù được dệt dày nhưng chúng cũng chỉ lọc được những hạt kim loại tương đối thô, không hòa tan.
+ Chất dễ thấm: sử dụng bông vải, bột gỗ, sợi hoặc giấy đã qua xử lý. Loại này lọc được những chất bẩn nhỏ hơn và một số có khả năng tách được nước và chất bẩn hòa tan trong nước.
+ Chất hấp thụ: dùng chất hấp thụ như than hoạt tính. Loại này không dùng trong hệ thống thủy lực vì ngoài việc hấp thụ chất bẩn có trong dầu, còn hấp thụ luôn cả chất phụ gia trộn trong dầu để chống lại sự mài mòn.
3.4.6.2.b Các loại phần tử lọc:
Có 3 phần tử lọc cơ bản: kiểu bề mặt, kiểu cạnh và kiểu chiều sâu.
+ Phần tử lọc trong: thuộc kiểu bề mặt, được làm bằng vải dày hoặc giấy đã qua xử lý. Dầu sẽ chảy qua các lỗ nhỏ của phần tử lọc còn chất bẩn sẽ bị giữ lại.
+ Phần tử lọc kiểu cạnh: dầu sẽ chảy qua khoảng trống giữa giấy
hoặc các đĩa kim loại. Mức độ lọc được xác định bằng khe hở giữa các đĩa. + Phần tử lọc kiểu chiều sâu: gồm các bông vải hoặc nỉ dày.
3.4.6.2.c Vị trí của hệ thống lọc:
Có thể chia ra làm 2 mức độ lọc là: + Lọc tinh: lọc tinh thường đặt
trên đường ống dầu trở về (hình 3.15 ).
Tại đây bộ lọc sẽ giữ lại các chất bẩn và các sản phẩm của quá trình mài mòn trong dầu trước khi dầu trở lại thùng chứa. Chú ý khi dầu đi qua bộ lọc
thì áp suất dầu sẽ bị suy Hình 3.15 – Sơ đồ bố trí của bộ lọc.
giảm. Sự suy giảm áp suất ở bộ lọc tinh sẽ lớn hơn lọc thô, vì vậy khi thiết kế nên để ý điều này.
SVTH: Lê Thanh Tùng - 44 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
+ Lọc thô: được đặt trên đường ống nạp dầu vào máy bơm. Không nên dùng lọc tinh ở đây vì có thể gây ra tình trạng ‘’thiếu dầu’’ của máy bơm. Khi dầu đi qua bộ lọc thô thì áp suất suy giảm không đáng kể.
3.4.7 Thùng chứa dầu:
Thùng chứa dầu có 2 chức năng: lưu trữ và điều hòa dầu trong hệ thống. Các bộ lọc có nhiệm vụ tách chất bẩn trong dầu để khỏi gây nghẹt dẫn đến sự phá hủy hệ thống.
Việc thiết kế thùng chứa dầu dễ dàng nếu như ta không bị ràng buộc về giới hạn không gian, về trọng lượng và ta có thể chọn vị trí lắp đặt theo ý muốn.
Thùng chứa dầu thủy lực có cấu tạo hợp lý, ngoài việc cung cấp đủ dầu cho bơm còn phải có các khả năng sau:
♦ Tỏa nhiệt tốt.
♦ Tách được không khí ra khỏi dầu. ♦ Nhận biết được sự ô nhiễm trong dầu.
Một số vấn đề liên quan đến việc thiết kế bình chứa dầu:
3.4.7.1 Hình dạng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Về hình dạng, bình chứa cao và hẹp tốt hơn là nông và rộng. Cùng dung tích nhưng bình cao và hẹp sẽ có mực dầu cao hơn bình nông và rộng. Để tránh sự xoáy lốc của dầu ta nên để mức dầu trong bình cao hơn cửa ống nạp của bơm, nếu có sự xoáy lốc của dầu ở trong đường ống nạp thì sẽ có không khí đi vào hệ thống. Điều này sẽ dẫn đến khả năng truyền công suất sẽ giảm vì không khí bị nén, và hơn nữa không khí sẽ làm giảm khả năng bôi trơn của dầu.
3.4.7.2 Kích thước:
Thùng chứa dầu có kích thước lớn sẽ có khả năng làm mát dầu cao do diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí lớn nên việc tản nhiệt dễ dàng hơn. Thùng chứa lớn thì sự tuần hoàn dầu cũng ít hơn nên các chất bẩn dễ lắng đọng.
Kích thước của thùng chứa dầu cũng phải đủ để chứa dầu khi tất cả các piston trở về vị trí ban đầu và khoảng trống đủ cho sự dãn nở của dầu khi tăng nhiệt độ. + Đối với các máy móc tĩnh thường hay áp dụng qui tắc dung tích thùng chứa phải
bằng 2 hoặc 3 lần lưu lượng dầu được bơm sẽ bơm ra trong 1 phút.
+ Đối với các máy móc động như hệ thống thủy lực trên ôtô thì qui tắc trên ít khi sử dụng mà dung tích của thùng chứa được chọn theo kinh nghiệm.
SVTH: Lê Thanh Tùng - 45 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
3.4.7.3 Vị trí:
Thùng chứa đặt lên phía trên bơm chiếm tỉ lệ khá cao trong các hệ thống thủy lực. Với cách lắp đặt này thì cửa nạp của bơm luôn đầy dầu làm khả năng có khoảng trống trong bơm. Khi có khoảng trống trong bơm thì khả năng ăn mòn kim loại sẽ xảy ra. Dầu trong ống nạp cũng có thể gây ra sự xoáy lốc dầu ở cửa nạp. 3.4.7.4 Tấm ngăn:
Trong thùng chứa có bố trí một số tấm ngăn. Chiều cao tấm ngăn khoảng bằng 2/3 mực dầu. Các tấm ngăn có 2 tác dụng:
♦ Ngăn không cho dầu trên đường ống không trở về đi ngay vào bơm. Có tấm ngăn thì dầu trở về sẽ tản ra phía vách thùng chứa, nhiệt độ sẽ giảm thấp trước khi hòa vào lượng dầu có sẵn trong thùng.
♦ Tránh sự tung tóe dầu bên trong thùng chứa khi hệ thống đang hoạt động 3.4.7.5 Nắp thùng dầu:
Nắp thùng chứa thường có lỗ thông hơi, trên nắp có bộ lọc để ngăn không cho bụi lọt vào cùng không khí. Một số thùng chứa không dùng lỗ thông hơi mà thay thế là van điều khiển. Van sẽ tự động đưa không khí lọc vào thùng chứa nhưng không cho không khí đi ra ngoài cho đến khi áp suất trong thùng đạt đến giá trị xác định trước.
Hình 3.16 – Kết cấu của thùng dầu
3.4.8 Thiết kế thân máy:
SVTH: Lê Thanh Tùng - 46 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
Trên hình (3.17) trình bày sơ đồ phân loại thân máy ép thủy lực. Tiêu chuẩn đầu tiên được dùng để phân loại là hướng chuyển động của dụng cụ công tác: kiểu nằm ngang, kiểu thẳng đứng hoặc kiểu hỗn hợp (dụng cụ công tác dịch chuyển theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng, theo phương thẳng đứng và phương nghiêng…). Các máy ép kiểu đứng còn phân loại tiếp, theo hướng tác động của lực công tác (hướng lên trên hoặc xuống dưới), loại máy ép có dẫn động trên hoặc dẫn động dưới.
Hình 3.17 – Sơ đồ phân loại thân máy ép thủy lực.
Người ta cũng phân biệt các loại khung: một trụ, hai trụ, kiểu cột (hai cột, ba cột, bốn cột và nhiều cột), kiểu kết cấu đặc biệt.
Mỗi thân máy ép có thể lại là kiểu hàn liền hoặc kiểu lắp ghép, kiểu được đúc (thép 35П) hoặc được hàn (thép CT3). Các thân máy ép cỡ lớn có khi làm bằng bê tông cốt thép.
Để gia công các chi tiết có kích thước lớn, người ta sử dụng các thân máy kiểu tổ hợp từ nhiều các thân máy một trụ, hai trụ, hoặc từ nhiều thân ghép nối với nhau.
Phụ thuộc vào chức năng công nghệ của máy ép và số lượng các chi tiết phải gia công mà kết cấu thân máy có thể thay đổi.
Việc tính toán các thân kiểu cột có đặc điểm riêng. Tính toán các thân kiểu đứng của máy ép cũng như việc tính toán của thân kiểu hai trụ (chiều cao của thân được lấy bằng độ dài của cột giữa các mặt phẳng trong của xà ngang). Đối với máy ép kiểu đứng, nếu ta tính thân theo tải nằm ngang sẽ không hợp lý vì các cột có độ cứng vững nhỏ so với độ cững vững của xà ngang. Thường thì các cột chịu tác
SVTH: Lê Thanh Tùng - 47 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
động của tải nằm ngang, được xem như là dầm, mà các đầu mút được cố định chặt ở các xà ngang cố định. Đồng thời giả sử có tải đều tác dụng lên các cột (có thể có sự không đều của tải ở thời điểm ban đầu, nhưng sau đó sẽ được san bằng đều, vì có sự phân bố lại tải).
Ứng suất ở các cột là: σ = + <[ ]σ u x W M F N max Trong đó:
σ max - ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm; [σ] - ứng suất cho phép của tiết diện;
N - lực nén thanh chịu tác dụng; F - diện tích tiết diện nguy hiểm;
Mu - mômem uốn theo phương x của thanh; Wu - môduyn chống uốn của tiết diện.
Như vậy ở đây ta cần phải đi giải bài toán sức bền để kiểm tra độ bền của thân máy ép. Ta xem thân máy ép như một thanh thẳng chịu uốn và nén đồng thời. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dưới đây là các biểu đồ xây dựng từ giả thiết:
Đơn giản hóa kết cấu thân máy, ta được biểu đồ sau: (hình 2.18)
Hình 2.18 – Sơ đồ đơn giản hóa kết cấu thân máy ép
* Biểu đồ nội lực trên thân máy:
SVTH: Lê Thanh Tùng - 48 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
a) b)
Hình 2.19 – Biểu đồ nội lực của thân máy ép. a) Biểu đồ lực dọc Nz (N).
b) Biểu đồ lực cắt Q (N).
a) b)
Hình 2.20 – Biểu đồ nội lực của thân máy ép. a) Biểu đồ mômen uốn Mu (Nm).
b) Biểu đồ ứng suất σ (N/m2).
SVTH: Lê Thanh Tùng - 49 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
Ta đã xác định được ứng suất lớn nhất của thanh là tại ngàm. Đem so sánh với ứng suất cho phép của vật liệu là thép CT3:
σmax = 120,172500 < [σ] =160 (MN/m2). Như vậy kết cấu của khung đủ bền.
Chương 4: QUI TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT 4.1 Đặc điểm và điều kiện làm việc:
Trục piston là một chi tiết quan trọng trong hệ thống máy ép thủy lực. Trục piston một đầu gắn với đĩa piston, đầu còn lại được gắn với đầu ép (xà ngang di động) để thực hiện nhiệm vụ ép. Khi trục piston làm việc chuyển động lên xuống dưới tác động của áp lực dầu. Trục piston chuyển động trong cylinder và để tránh sự rò rỉ dầu người ta ép những đệm kín lên thân trục piston.
Về kết cấu thì trục piston có 2 đầu ren để lắp bulông vào và một đầu được gắn với đầu ép, ngoài ra còn có một lỗ vuông để giúp cho việc giữ đầu ép được chắc chắn hơn.
Trong quá trình làm việc thì trục piston chịu tác dụng của lực kéo nén đúng tâm.
4.2 Yêu cầu kỹ thuật:
SVTH: Lê Thanh Tùng - 50 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
Yêu cầu kỹ thuật khi gia công trục piston phụ thuộc vào công dụng, điều kiện
làm việc và ngay cả dạng phôi liệu. Khi chế tạo trục piston thường phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật sau đây:
♦ Độ đảo hướng kính của đường kính ngoài lớn nhất của trục piston trong khoảng (0,025 ÷ 0,1)mm.
♦ Bề mặt trục piston phải bằng phẳng, không gồ ghề.
♦ Đảm bảo độ đồng tâm của đường kính ngoài thân trục piston và hai đầu ren.
♦ Dung sai độ tròn của mặt A không lớn hơn 0,006mm. ♦ Dung sai độ trụ của mặt A không lớn hơn 0,006mm.
4.3 Vật liệu chế tạo:
Các piston thường được chế tạo từ thép hợp kim như 20X, 40X, crôm–niken hoặc crôm-môlipden. Những vật liệu này có tính chống mòn và giảm rung tốt.
4.4 Phương pháp tạo phôi: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phôi trục piston có thể chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau như đúc, hàn, rèn hoặc từ thép cán. Với loại trục piston dùng cho máy ép thủy lực ta chọn vật liệu là thép 40X và được chế tạo từ phương pháp rèn tự do trong khuôn trên máy búa. Dưới đây là bản vẽ phôi của trục piston máy ép thủy lực.
Hình 4.1 Bản vẽ phôi trục piston.
4.5 Bản vẽ chế tạo trục piston:
SVTH: Lê Thanh Tùng - 51 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
4.6 Thiết kế các nguyên công công nghệ:
Việc thiết kế nguyên công là làm sáng tỏ các vấn đề kỹ thuật đặt ra cho từng nguyên công như: Các bước công nghệ mà nguyên công đó tiến hành định vị và kẹp chặt như thế nào? Đồ gá ra sao? Máy công nghệ, dụng cụ kiểm tra, dụng cụ cắt gọt và dung dịch trơn nguội?
Chọn tiến trình gia công:
Nguyên công 1: Làm sạch phôi.
Phôi thường có bề mặt sần sùi, có các ria mép, chất bẩn, những lớp rỉ sét, cạnh sắc nên cần phải làm sạch với mục đích:
♦ Tạo bề mặt sạch để dễ gia công.
♦ Tạo bề mặt không gia công được tốt để dễ gá đặt. ♦ Dùng đá mài tay làm sạch các bề mặt, các cạnh sắc.
Nguyên công 2:
SVTH: Lê Thanh Tùng - 52 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
Nội dung nguyên công:
+ Tiện mặt đầu, khoan tâm và tiện lớp mỏng bề mặt phôi đầu trái.
+ Trở đầu sau đó tiện mặt đầu và khoan tâm đầu còn lại và tiện lớp mỏng bề mặt phôi đầu phải.
Sơ đồ gá đặt:
Máy công nghệ:
Ta chọn máy tiện cỡ lớn của Liên Xô là 1M63, với các thông số sau: ♦ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được (mm): 630
♦ Khoảng cách hai đầu tâm (mm): 3000
♦ Số cấp vòng quay của trục chính: Z = 22
♦ Số vòng quay của trục chính: n = 10 ÷1250 v/ph
♦ Lượng chạy dao dọc: 0,064 ÷ 1,025 mm
♦ Lượng chạy dao ngang: 0,026 ÷ 0,378 mm
♦ Công suất động cơ: 13 kW
♦ Kích thước của máy (dài x rộng x cao): 4950x1690x1420
Chuẩn công nghệ và phương pháp gá đặt:
Chi tiết được gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm và luynét động,định vị nhờ mặt trụ ngoài và mặt đầu (khống chế 5 BTD).
Chọn đồ gá: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
SVTH: Lê Thanh Tùng - 53 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
Hình 4.1 - Luynét và mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
Dụng cụ cắt:
Chọn dao tiện đầu cong có gắn mảnh thép gió.
Theo tài liệu [8, trang 306, Bảng 4.21], dụng cụ cắt có các thông số sau:
B H L m r
10 10 60 5 0,5
♦ Mũi khoan tâm liên hợp:
Thông số mũi khoan tâm liên hợp:
Tên mũi khoan Đường kính d Chiều dài L Chiều dài làm việc l
SVTH: Lê Thanh Tùng - 54 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
Mũi khoan tâm 3 60 4,5
Dụng cụ kiểm tra:
♦ Dùng thước dây để kiểm tra chiều dài của trục, thước có chiều dài 5000mm, với cấp chính xác 0,1mm.
♦ Dùng đồng hồ so đo độ đồng tâm của 2 lỗ tâm.
Dung dịch trơn nguội:
Khi tiện mặt đầu và khoan tâm ta dùng dung dịch trơn nguội là nước emunsi.
Nguyên công 3:
Nội dung nguyên công:
+ Tiện tinh bề mặt trụ ngoài 1 đạt kích thước Þ125, chiều dài L=1112.
+ Trở đầu chi tiết, tiện trụ bề mặt còn lại.
Sơ đồ gá đặt:
Máy công nghệ:
Ta chọn máy tiện cỡ lớn của Liên Xô là 1M63:
Chuẩn công nghệ:
Chi tiết được gá trên 2 mũi tâm và sử dụng tốc kẹp, luynet.
Dụng cụ cắt:
+ Dao tiện ngoài có gắn mảnh hợp kim cứng.
SVTH: Lê Thanh Tùng - 55 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo tài liệu [8, trang 297, Bảng 4.6], dụng cụ cắt có các thông số sau
H B L l n r
16 10 100 10 4 0,5
Dụng cụ kiểm tra:
Dùng thước kẹp với cấp chính xác 0,01 mm để kiểm tra.
Dung dịch trơn nguội:
Có thể dùng hoặc không dùng dung dịch trơn nguội. Nếu dùng dung dịch trơn nguội là nước Emunsi.
Nguyên công 4:
Nội dung nguyên công:
+ Tiện bề mặt trụ ngoài đạt kích thước Þ100, L = 180(mm).