ĐỊNH KẾT CẤU VĂ TÍNH TƠN CÂC BỘ PHẬN MÂY
5.4Xâc định thông số câc loại khí nĩn, chọn piston vă xilanh khí nĩn
Việc chọn xi lanh vă piston truyền lực cũng như tính tơn đường kính của nó phụ thuộc văo đặc điểm lăm việc của mây, vận tốc của piston vă nhiệm vụ của xilanh.
Ta có thể xĩt sơ đồ lực tâc dụng, âp lực của khí nĩn tâc dụng lín piston ở hănh trình đi ngược biểu diễn như hình sau:
F1 MFqt
ĐỜ ÁN TỚT NGHIỊ́P THIÍ́T KÍ́ MÁY CẮT VẢI CAO SU
Trong đó:
F = P1 . A1 (N) : Lực tâc dụng piston ở hănh trình đi. Fs = P2 . A2 (N) : Lực tâc dụng piston ở hănh trình về.
M = 200 (N) : Tải trọng
Fp : Lực ma sât giữa piston vă xi lanh.
Ft = 20 (N) : Lực tâc dụng lín dao cắt hay Ft = 2 (kg) P1 (N) : Âp suất ở buồng phải xi lanh.
P2 (N) : Âp suất ở buồng trâi xi lanh. Ta có phương trình cđn bằng lực như sau:
F = Fs + Fp - Fqt + Ft + Fms (4.7) * Xâc định câc lực giữa piston vă xi lanh:
a). Lực ma sât giữa piston vă xi lanh
Để đảm bảo cho khí nĩn kín vă tính cơng nghệ, khi gia cơng người ta sử dụng piston có nhiều vịng xĩcmăng. Câc khe hở giữa câc vòng năy được đặt ngược nhau vă lệch nhau một góc 1800 tùy thuộc văo việc sử dụng hai hay ba vịng xĩcmăng.
Hình vẽ biểu hiện vị trí vịng xĩcmăng giữa piston vă xi lanh khi piston chuyển động từ phải sang trâi được biểu diễn như hình sau:
Khe hở ∆1 mục đích để dẫn khí văo rênh ∆ đẩy vịng xĩcmăng ln tiếp xúc với xilanh.
Ngoăi ra cả 2 vòng xĩcmăng đều chịu âp suất do sức căng của vịng xĩcmăng gđy nín lă Pk, âp suất năy nhỏ hơn nhiều so với P1, P2.
Do đó ta có thể bỏ qua, câc vịng xĩcmăng cịn lại thì chịu âp suất do câc vịng xĩcmăng gđy ra nín giâ trị Pk = (0,7 ÷ 1,7) (kg/cm2) [4] vă còn phụ thuộc văo dung sai chế tạo vă độ đăn hồi câc vòng xĩcmăng.
Ta chọn : Pk = 1 (kg/cm2)
Vậy âp lực của vịng xĩcmăng lín xi lanh:
N = Π . D . b . [P1 + (z - 2) . Pk + P2] Ta có lực ma sât giữa piston vă xi lanh:
Fp = µ . N = µ. Π . D . b . [P1 + (z - 2) . Pk + P2] Với: D ( cm) : Đường kính của xi lanh
Nếu ta chọn vật liệu lă hợp kim khơng nhiễm từ lăm xi lanh, cịn vật liệu lăm vịng xĩcmăng lă gang GX 1836 thì ta được hệ số ma sât lă µ = 0,1 [4]
Vậy ta có được:
Fp = 0,1 . 3,14 . D . [P1 + 1 + P2] Fp = 0,314 . D . [P1 + 1 + P2]
Fp = 0,314 . D . [P1 + 1 + P2] (kg) (a) b). Lực quân tính :
Lực quân tính trong xilanh thủy lực bao gồm lực quân tính của cơ cấu chấp hănh, piston vă thể tích khí nĩn nhưng lực quân tính của khí nĩn bĩ nín ta có thể bỏ qua.
Ta có cơng thức: Fqt = M . a = t V M ∆ . [Kg] Trong đó :
M : Lă khối lượng của piston vă cơ cấu chấp hănh: M = 2(kg) V : Vận tốc chuyển động lớn nh : Vmax = 0,5 (m/s) ∆t : Thời gian tăng tốc cần thiết : ∆t = 0,5 (s) ⇒ Fqt = 5 , 0 5 , 0 . 2 = 2 (kg) (b)
c). Lực ma sât giữa mặt dẫn hướng vă con trượt của băn mây:
Lă lực ma sât giữa mặt dẫn hướng vă con trượt của băn mây để dẫn băn mây hoạt động được tính bao gồm ma sât toăn bộ khối lượng của cơ cấu chấp hănh vă khối lượng của piston cùng xi lanh tạo nín. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dựa văo [4] ta có: Fms = µ . m (N) Trong đó:
m = 22 (kg) : Khối lượng của toăn bộ cơ cấu
µ : Hệ số ma sât giữa mặt dẫn hướng vă băn trượt, do vật liệu dẫn hướng vă băn trượt lă thĩp 45, nín hệ số ma sât µ = 0,1.
Vậy ta có:
Fms = µ . m = 0,1 . 22 = 2,2 (kg) (c) Thay (a), (b) vă (c) văo (4.7) ta được:
ĐỜ ÁN TỚT NGHIỊ́P THIÍ́T KÍ́ MÁY CẮT VẢI CAO SU = Fs + 0,314 . D . [P1 + P2 + 1] - 2 + 2 + 2,2 = Fs + 0,314 . D . [P1 + P2 + 1] - 2 + 2 + 2,2 = Fs + 0,314 . D . [P1 + P2 + 1] + 2,2 Hay : A1 . P1 = A2 . P2 + 0,314 . D . [P1 + P2 + 1] + 2,2 Chọn : A1 = A2 . Do vậy ta có được: A1 . P1 = A2 . P2 + 0,314 . D . [P1 + P2 + 1] + 2,2 ⇔ P1 = P2 + 0,314 . D . [P1 + P2 + 1] + 2,2. Hay (P1 - P2) - 0,314 . D . [P1 + P2 + 1] - 2,2 = 0 Chọn D = 30 (mm) = 3 (cm) vă P1 = 1,5 . P2
Do P2 tạo nín lực cản trở chuyển động, nó cho phĩp thực hiện việc lăm đều, việc chuyển động được ổn định, đồng thời thực hiện việc hêm dừng chuyển động.
Khi âp suất ở hănh trình bị nĩn đủ lớn, việc khống chế âp suất P2 được thực hiện nhờ van tiết lưu nối song song với van một chiều để cho khí đi văo xi lanh thì theo đường van một chiều vă khi khí đi qua thì qua đường van tiết lưu ra ngoăi, van tiết lưu sẽ không cho âp suất ở đầu ra tức P2 = 0.
Vậy ta có: (P1 - P2) - 0,314 . D . [P1 + P2 + 1] - 2,2 = 0 (1,5 . P2 - P2) - 0,314 . 3 . [1,5 . P2 + P2 + 1] - 2,2 = 0 ⇔ P2 = 2,5 (kg/cm2) Suy ra: P1 = 1,5 . P2 = 1,5 . 2,5 = 3,75 (kg/cm2) Vậy đường kính trong xi lanh ta chọn lă:
D = 30 (mm) = 3 (cm)
Khi đó để đảm bảo độ bền cho xi lanh ta chọn bề dăy thănh xi lanh lă 5 (mm). Do vậy đường kính ngoăi của xi lanh khí nĩn sẽ được tính như sau:
Dn = D + 2 . 5 = 30 + 10 = 40 (mm) Từ đó ta được:
Dp = 30 (mm) Dn = 40 (mm)
CHƯƠNG 6