4.1.1 Tính ly hợp
Qua sơ đồ động của máy ta thấy nếu các bộ phận truyền động của máy liên kết cùng với nhau thì máy chi có chế độ làm việc liên tục, không có chế độ dập nhát một. Mặt khác khó có thể dừng đầu trượt tức thời. Vì quán tính của bánh răng rất lớn. Do đó trong kết cấu của máy phải có một cơ cấu chỉ có liên kết giữa phần chủ động với phần bánh răng với đầu trượt ở thời gian làm việc, còn lại là bánh răng chạy không, quay tự do với trục khuỷu. Một cơ cấu như vậy gọi là li hợp.
A.Kết cấu li hợp và nguyên tắc làm việc:
a)Kết cấu:
Ở máy dập 100 tấn ta chọn cơ cấu li hợp kiểu xoay cấu tạo như hình vẽ.
b)Nguyên tắc làm việc
Trên phần cuối của trục khuỷu, tại chỗ lắp bánh răng ( hay bánh đà). Người ta chế tạo 2 rãnh bán nguyệt dọc theo tâm trục. Trên 2 rãnh đó lắp 2 then có tiết diện làm việc là hình bán nguyệt, then (1) là then chủ động, then( 2) là then bị động.
Hai then này khi không hoạt động thì phần bán nguyệt của then năm lọt hoàn toàn trong rãnh của trục khuỷu và lúc này bánh răng ( hay bánh đà) quay tự do với trục khuỷu trên 2 bạc đồng (3) và (4)
Trong lỗ của bánh răng (5) ép một bạc đỡ (6) có 4 rãnh hình bán nguyệt, kích thước rãnh tương tự như hai rãnh trên trục khuỷu
Ở một phía đầu, cuối của 2 then xoay, lắp với hai cam (7) và (8) có lổ để bắt lò xo (9). Đầu cuối của lò xo được giữ chặt bằng chốt (10) bắt cố định với bạc (11)
Nhờ lực căng của lò xo, nên hai then luôn luôn có xu hướng quay lọt vào trong rãnh của trục khuỷu ở trạng thái không làm việc
Một đầu kia của then chủ động (1) có lắp một ngàm (12) giữ cho then không xoay. Ngàm này được liên hệ với một hệ thống điều khiển bằng nam châm điện. Đồng thời cam (7) giữ cho cam (8) của then bị động không thể tự quay được
Khi ấn nút cho điện vào nam châm, để cho ly hợp vào khớp máy làm việc, ngàm (12) rời khỏi vị trí giữ then chủ động
Then xoay lập tưc bị xoay đi vào khớp với rãnh của bánh răng. Trục khuỷu mang biên và đầu trượt chuyển động. Then xoay (2) gọi là bị động vì chỉ là phụ, ngoài ra làm nhiệm vụ khi cần quay bánh đà bằng tay để trục khuỷu quay ngược chiều lúc gá lắp và kiểm tra hiệu chỉnh chày, cối
Nắp (13) giữ cho toàn bộ then xoay không dịch chuyển dọc theo tâm trục, cam 14 dùng để ra khớp sau một vòng quay
4.1.2 Tính then xoay
Then này dùng để truyền momen xoắn từ động cơ đến trục khuỷu trong quá trình làm việc. Nên ta cần phải tính sức bền then
Chọn vật liệu làm then là thép 40XH. Nhiệt luyện đạt độ cứng tương ứng 45HRC để đảm bảo điều kiện bền và dập trong khi làm việc
Trong quá trình làm việc then chịu ứng suất cắt và ứng suất dập ở mặt ngoài then +Điều kiện cắt: ℑc= MX1 R.b.l≤[ℑc] => b≥ MX1 R.l[ℑc]
với [ℑc]=54N/mm2 (ứng suất cắt cho phép ở tải trọng va đập)
R=60mm L=275mm
Momem xoắn cần thiết vì làm việc 2 then nên
MX1=0,75MX=0,75. 1730664=1297998
=>b≥1297998
60.275 .54=1,46mm
Chọn b=25mm
Đường kính then D=48mm
Kiểm tra điều kiện bền dập của thép:
δd= 2MX R πD 2 l = 2 .1297998 603,14 . 48 2 .275 =2,1N/mm2
Kiểm tra δd=1,48<[δd]=30N/mm2 thoả mãn đk dập
Các chi tiết chính của bộ phận điều khiển gồm có:
Giá đỡ 24 lắp chặt với thân máy bằng 4 vít đầu hình trục lỗ lục giác đều, trục lắp vào lỗ ngang của giá đỡ 24 đầu trục trái lắp cam 15 bằng chốt. Vị trí từ trên máy đến mặt đầu cam được xác định bởi lò xo nén 18, lò xo này đẩy bánh răng 17 cố định bên trục bằng then dẹt sát với gờ trục đã tính toán phía sau giá đỡ lắp thanh răng 19 và cần gạt 14, thanh răng ăn khớp với bánh răng 17 và phần vát của cần gạt. Đầu dưới của cả hai chi tiết này đều có lỗ cắm lõi lò xo thẳng đứng 22 và lỗ ngang của đòn chốt 20 và 21 nhờ lực đẩy của hai lò xo 22 thông qua lõi lò xo 12 mà vị trí thanh răng cần gạt được xác định. Hệ thống dây chuyền điều khiển thanh răng hoặc cần gạt được thông qua cơ cấu đòn bẩy của nam châm điện.
Có hai trường hợp điều khiển :
26 14 15 16 17 18 19 22 20 21 23 24 25
Dây điều khiển thông qua đòn bẩy (23) móc với chốt (21) trên cần gạt. Muốn thực hiện quá trình dập nhát một ta ấn nút cho điện vào nam châm điện của hệ thống điều khiển (đã trình bày ở trên) được kéo xuống phía dưới và qua chốt (21) cần gạt (14) cũng được kéo xuống thanh răng cũng được kéo xuống nhờ phần gờ vát của cầu gạt móc thanh răng. Khi thanh răng di trượt thì bánh răng quay và trục (16) mang cam (15) cũng quay theo làm cho cam rời khỏi vị trí tiếp xúc với ngàm tiếp hợp, lúc đó nhờ
hai lò xo (9) ở hai đầu bên phải của trục chính kéo tay gạt ly hợp làm việc, trục chính quay theo bánh răng lớn, đầu trượt sẽ dập được một nhát khi trục chính quay được một vòng. Nhờ cam đẩy bắt trên bạc chặn đẩy cầu gạt (14) làm cho gờ móc thanh răng (19) bật ra và lực đẩy của lò xo (22) đẩy thanh răng lên, bánh răng (17) quay ngược lại trở về trạng thái đứng yên mặc dù ta vẫn tiếp tục ấn nút. Muốn cho trục chính quay vòng tiếp theo (nghĩa là dập nhát tiếp theo) sau khi ấn nút dập xong một nhát thì ta không ấn. Để thực hiện hành trình tiếp theo, nam châm điện cần ngắt mạch.khi đó dưới tác dung của lò xo (22) cần gạt (14) được nâng lên. Sau đó công nhân cần nhả nút ấn và lại ấn nút. Chế độ làm việc từng nhát.
b)Điều khiển liên tục
Ta chỉ cần thay đổi vị trí dây điều khiển (23) cho móc trực tiếp với thanh răng bằng chốt (20. Lúc đó khi ta ấn nút thì thanh răng trượt xuống, nên ta giữ nút ở vị trí này liên tục thì thanh răng sẽ không trượt lên được như trường hợp trên , có nghĩa là sau khi bánh răng (17) quay theo chiều thanh răng đi xuống thì nó giữ nguyên vị trí ấy làm cho hai cam sau khi đã quay cũng được giữ ở vị trí như bánh răng. Then làm việc được kết liên tục ta có quá trình đột dập liên tục.
c) Tính sức bền cho hệ thống điều khiển
Trong hệ thống điều khiển chi tiết thường hư hỏng nhất là then. Dạng hỏng của then thường xảy ra là
Dập các mặt bên Then bị cắt
Giả thiết ứng suất phân bố đều trên then, nên dập bề mặt thường xảy ra. Do đó ta tính then theo điều kiện đảm bảo về sức bền dập và kiểm tra lại theo điều kiện bền cắt.
Để đảm bảo điều kiện về sự bền dập thì
δd≤[δ]d
mà
δd=2MX dlh
Trong đó: d :đường kính ngõng trục lắp l : chiều dài then
M : Momem xoắn trục II h : chiều cao then
Trong then quay thì h=ddt : đường kính tiết diện then với đường kính ngõng
trục lắp then là:
ϕ=120mm
dth=48mm
MX=1730664Nmm
Đối với thép [δ]d=30N/mm2 công thức [7-20] theo trang 142,[2] Then chịu va đập và di động. Do đó ta có: l≥ 2MX dh 2[δ]d =2 .1730664 120 .48 2 .30 =40,1mm
Nhưng đây là loại then xoay dạng đặc biệt do vậy chiều dài then phải đảm bảo tương đương với bề mặt bánh răng thì nó có thể cắt hoặc truyền momen chuyển động khi xoay. Do vậy chọn khoảng chiều dài làm việc 275mm
Kiểm tra điều kiện bền cắt Ι
ℑc=
2MX
d.b.l≤[ℑ0]c
Công thức [7-21] theo trang 142,[2]
Có [ℑ0]c=54N/mm2 ] Chọn b=25mm then xoay Nên ℑc= 2MX d.b.l= 2 .1730664 120. 25 . 275=4,2N/mm 2
ℑc<[ℑ0]c Vậy đảm bảo điều kiện cắt
4.2.1 Tác dụng của phanh
Nếu máy không có cơ cấu hãm thì sau khi ly hợp ra khớp trục khuỷu vẫn tiếp tục quay theo quán tính hoặc khi đầu trượt đã dừng ở vị trí bất kỳ, lại có thể tiếp tục rơi theo trọng lượng. Do đó tất cả các máy ép cơ khí nói chung hay máy ép trục khuỷu nói riêng đều có cơ cấu hãm.
Công dụng của nó là giữ cho đầu trượt dừng lại ở vị trí điểm chết trên sau khi ly hợp đã ra khớp. Do đó máy thiết kế là ly hợp then xoay nên ta chọn cơ cấu phanh bằng đai. 4.2.2 Kết cấu phanh Ø 6 7 5 3 4 1
Hình 4.2: Kết cấu phanh
1. Chốt cố định 2. Bạc 3. Lò xo 4. Dây đai 5. Đai ma sát 6. Pu li 7. Bánh đà
4.2.3 Nguyên tắc hoạt động
Bộ phận này được lắp phía bên trái của đầu trục chính puly phanh (7) được lắp bằng then trên trục chính , đai ma sát (má phanh) tán vào đai hãm(4). Một đầu đai hãm được nối với bản lề, một đầu nối với gugiông (4), bản lề (1) xoay được trên trục, ống bạc (lõi lò xo sau khi lắp lò xo nén được lồng qua rãnh giữa bản lề (1) và xiết chặt bằng đai ốc ở phía sau làm cho lò xo tích luỹ một lực đàn hồi: gugông (4) lại được lồng qua lỗ của ống bạc và cũng được xiết bằng đai ốc để kéo đai hãm và má phanh áp sát vào puly phanh được bố trí tương ứng với độ lệch tâm của trục chính nên lực kéo đai hãm đạt giá trị lớn nhất khi con trượt ở vị trí trên cùng (vị trí điểm chết trên). Lực kéo này sinh ra do phần lực đàn hồi của lò xo được tích luỹ (ta có thể chỉnh được) và lực cản đai hãm do độ lệch tâm của puly phanh gây ra.
4.2.4 Tính gần đúng lực phanh
Điều chỉnh phanh cho phép khi phanh có thể lệch góc điểm chết từ 5-100
SVTH: Nguyễn Anh Tuấn – 16C1A 77
50
P
Hình 4.3: Sơ đồ lực
Giả sử trục khuỷu nằm lệch điểm chết 50. Khi đó momen phanh phải thắng momen quán tính của khối lượng chuyển động. Do máy làm việcvới tốc độ 80vg/ph cho phép ta không tính đến momen quay của trục khuỷu vi vậy ta có:
Q: Lực quán tính và trọng lực Q=mg+mR ω2(cosα+λcos2α) Q=(292,5).9,8+(292,5).0,5(8,37)2(cos50+0,13cos100)=14385N α=50 rất nhỏ nên pδ=Q=14385N sinβ=λsinα =>
β=arcsin(λsinα)=arcsin(0,13sin 50)
β=0,690 Vậy T=Q sin(α+β) cosβ =14385 sin(50+0,690) cos(0,690) =1426N Momen phanh Mph=Mqtquay=T.R=1426.0,5=712Nm
SVTH: Nguyễn Anh Tuấn – 16C1A 78
Mquay
S2
Hình 4.4: Sơ đồ momen lực
Momen quán tính quay.
Ta có : (S2−S1)
D
2 =Mqtquay
(1)
S1 và S2 liên hệ theo công thức ơle (sách thiết bị nâng chuyển)
S2=S1.efα =>
S2 efα=S1
Thay vào công thức (1) ta được:
Mqtquay=[S2− S2 efα]D 2 => S2=2Mqtquay D [efα−1 efα ] Với α=2100 góc ôm f=0,35 : hệ số ma sát giữa thép và phesodo Chọn D2=250mm : Đường kính bánh phanh Vậy S2=2 .712 250 [2,730,35.210 −1 2,730,35. 210 ]=5696N
4.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN 4.3.1 Sơ đồ nguyên lý
Hình 4.5: Sơ đồ mạch điện
4.3.2 Nguyên lý làm việc
- Động cơ trong máy là động cơ không đồng bộ ba pha có công suất 17 KW. Khi đóng Automat vào lưới điện. Mạch điện trong máy lúc này vẫn hở. Máy vẫn chưa hoạt động. Khi nhấn nút mở máy M. Lúc này mới có dòng điện trong máy. Công tắc có điện đóng các tiếp điểm K mà khi ta nhả khỏi nút mở máy M dòng điện trong máy vẫn được duy trì.
- Khi muốn dừng động cơ. Ta nhấn nút dừng D, thì mạch điều khiển không có điện làm cho tiếp điểm K mở ra và động cơ dừng làm việc.
- Ngoài ra trên mạch điện người ta còn bố trí các rơle nhiệt RN để bảo vệ động cơ khi quá nhiệt. Khi quá nhiệt các tiếp điểm của Rơle nhiệt mở ra và động cơ dừng làm việc. A KT KT KT KN KN CC KN D M RN BA K Â
CHƯƠNG 5:
VẬN HÀNH VÀ BÃO DƯỠNG MÁY 5.1.VẬN HÀNH MÁY
Trình tự tiến hành như sau:
1. Khi cần điều chỉnh độ nghiêng của bàn máy đến góc độ cần thiết để phôi trượt xuống dễ dàng thì ta nới lỏng các đai ốc bắt chân máy với thân máy, vặn vít chống cho thân máy nghiêng ở góc thích hợp, xong phải xiết chặt các đai ốc lại. 2. Lắp khuôn trên và khuôn dưới xong phải xiết chặt các đai ốc hãm, quay máy để kiểm tra khuôn trên và khuôn dưới đã chính xác chưa.
3. Cho đầu trượt xuống vị trí thấp nhất, nới lỏng các đai ốc hãm điều chỉnh vít me tăng biên và đầu trượt để cho khuôn trên khi dập xuống không vượt quá miệng khuôn 1mm xong phải xiết chặt đai ốc hãm lại.
4. Điều chỉnh thanh gạt sao cho đầu trượt dễ dàng liên kết vị trí trên cùng, quay trục chính cho đầu trượt về vị trí điểm chết trên, đưa cần dập về sát thanh gạt để lại khe hở 0,5mm.
5. Để giữ cho con trượt không tự rơi xuống ( khi ở vị trí trên) phải điều chỉnh lò xo phanh chỉ cần nới lỏng đai ốc hãm.
6. Máy có 2 chế độ làm việc liên tục và nhát một
Điều chỉnh bằng cách đổi vị trí thanh kéo ở bộ phận điêu khiển Dập nhát một: móc thanh kéo với chốt trên cần gạt tự động Dập liên tục: móc thanh kéo với chốt trên thanh răng
7. Trước khi chạy máy phải kiểm tra chiều quay của trục động cơ (chưa bắt dây đai)
5.2. BẢO DƯỠNG MÁY
Để cho máy được sử dụng lâu dài thì trong quá trình sử dụng máy ta phaỉ thực hiện và tôn trọng đúng các quy tắc bảo dưỡng như sau:
1. Sau khi sửa chữa cần lưu ý điều chỉnh lại các bộ phận làm việc và khe hở của các đường trượt.
2. Việc điều chỉnh, thực hiện mỗi tháng một lần và phải thường xuyên xem xét được bắt đầu từ kiểm tra nhiệt độ của các gối đỡ, trục khuỷu, biên, các đường trượt, phanh...
3. Mỗi tháng một lần phải lau chùi cẩn thận các bộ phận làm việc của máy, mặt bàn máy và đầu trượt phải luôn sạch sẽ.
4. Thường xuyên chú ý đến hệ thống bôi trơn và các điểm cho dầu , mỡ theo đúng yêu cầu.
5. Trong trường hợp máy làm việc không bình thường phải dừng máy xem xét, tìm nguyên nhân khắc phục.
Sau đây giới thiệu một số trường hợp hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục:
Hiện tượng phát
sinh Nguyên nhân Phương pháp khắc phục
Bạc biên hoặc bạc đỡ trục bị nóng
Nắp gối đỡ xiết quá căng, khe hở giữa bạc và trục không hợp lý, thiếu dầu mỡ
Nới lỏng và xiết chặt các nắp gối đỡ, cạo rà lại bạc lot, kiểm tra lại phần bôi trơn.
Vít tăng chiều dài
biên nới lỏng Vít hãm chưa xiết chặt Xiết chặt lại vít hãm Có tiếng gõ ở phần
khớp cầu
Tiếp xúc của bề mặt cầu chưa tốt
Xiết lại nắp chặn khớp cầu
Đường dẫn hướng của đầu trượt bị nóng
Tăng phanh chưa đúng Điều chỉnh lại các vít tăng của đường trượt
dừng lại ở điểm chết trên
Có tiếng gõ của đầu
trượt Điều chỉnh phanh chưađủ lực hoặc má phanh mòn
Thay đĩa an toàn mới
Đầu trượt tự rơi
xuống Điều chỉnh lại lực căng của lò xo
5.3. AN TOÀN CHO MÁY:
Để đảm bảo an toàn cho máy và người sử dụng thì phải thực hiện đùng những nội dung sau:
1. Trước khi làm việc:
- Phải nghiêm chỉnh nắm vững tính năng của máy mới được sử dụng
- Nơi làm việc phải gọn gàng, sạch sẽ, ghế ngồi phải chắc chắn, chỉ những người có trách nhiệm mới tới gần máy
- Kiểm tra bộ phận khuôn xem đã bắt cứng chưa, xem lưỡi dao có bị sứt mẻ không
- Chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ khi thao tác 2. Trong khi làm việc:
- Bơm dầu mỡ đúng yêu cầu
- Tuyệt đối không để vật cản giữa chày và cối
- Nếu vật đột dập bị kẹt thì phải dừng máy ngay rồi gọi người tổ trưởng đến giải quyết, không được tự tiện sửa chữa
- Để tránh phoi cắt rơi trong khuôn thì cứ 5,6 lần dập phải quét bỏ phoi thừa trên bàn máy bằng que hoặc bàn chải
- Khi dập, vuốt yêu cầu phôi liệu phải sạch sẽ và dùng dầu bôi trơn đề phòng