Xy lanh chứa
* trong xi
cho thay dính, ma . Phía
i gia . Xylanh vì keo phía
phun .
Hình 3.2 : Xy lanh chứa nhiên liệu.
vít:
* Đ xy dính
ma . Khe vít thu tích phía t
theo. Phía vít cơ van chỉ cho đi
phía khi nhưng khi bơm cho đi phía sau.
* vít quay motor phía sau xylanh .
* vít tịnh xylanh phía sau vít.
* hình
Hình 3.3: Trục vít
vít hai nhau:
* lui xylanh sau xylanh
* quay do cơ qua
. nay ta
cơ vì vi chỉnh cơ na y
phun: xylanh
xylanh . hình cu a phun
gian duy trì
nghĩa chu kì . phun 3
sau:
* .
* .
* phun keo cho trong
xylanh ra trong khi phun .
Hình 3.5 Hình vẽ minh họa cụm nhựa hĩa trong xy lanh nhiên liệu
đa cơ
… ưu nay ta khuynh
xylanh nhau cơ .
đi thì hai sau:
+ .
+ chịu khi .
Bộ phận kẹp khuơn bao gồm hai khuơn , một khuơn cố định và một khuơn di động một cơ cấu dẫn động khuơn di động.
Ta chọn phương án dùng pistong thủy lực đặt nằm ngang để kẹp khuơn :
Vì so với những cơ cấu đã đưa ra ở chương 2 thì cơ cấu kẹp khuơn bằng pistong thủy lực cĩ những ưu điểm sau:
+ Phương truyền lực tốt. +Lực truyền động lớn.
+ Điều khiển được chính xác
+Cĩ khả năng giữ tải tốt, tạo ra các lực khĩa khuơn lớn. Nguyên lý hoạt động:
Lực từ pistong 1 được truyền qua cơ cấu phẳng tác động vào khuơn di động 6 , làm cho khuơn trượt trên thanh dẫn hướng 7 để thực hiện đĩng mở khuơn.
Hình 3.6 Cơ cấu kẹp khuơn dùng khuơn piston thủy lực đặt nằm ngang
Cụm đẩy sản phẩm :
Trong một bộ khuơn ép nhựa, việc đẩy sản phẩm là một trong những yếu tố quan trọng nhất. Nếu thiết kế khơng phù hợp, sau khi ép được ra sản phẩm lại khơng tháo sản phẩm ra được. Thơng thường cĩ 2 phương án đẩy sản phẩm chủ yếu: đẩy bằng tấm đẩy và phương pháp đẩy bằng chốt.
nĩ áp dụng được cho nhiều loại hình thù của sản phẩm khác nhau. Khi một sản phẩm khơng cĩ nhiều khơng gian để đẩy thì dùng phương án tấm đẩy.
Sản phẩm sau khi được hình thành trong khuơn sẽ được đẩy ra ngồi thơng qua cụm đẩy sản phẩm này. Cụm này được điều khiển bằng 1 xylanh thủy lực gắn với cơ cấu chuyển động tịnh tiến bên nằm ngang ngay trọng tâm tấm khuơn di động để đẩy sản phẩm ra ngồi.
Hình 3.7 Mơ tả chuyển động các cụm làm việc
Ghi chú: I - Cụm nhựa hĩa gồm các thành phần: 1/ Trục vít. 2/ Phiễu cấp liệu. 3/ Tấm gia nhiệt . 4/ Vịi phun.
Chuyển động của cụm này gồm cĩ cả chuyển động quay và tinh tiến.
+ Trục vít chuyển động quay trịn theo 1 chiều đồng thời chuyển động tịnh tiến. II- Cụm đĩng mở khuơn:
Cụm này gồm 1 khuơn cố định và 1 khuơn di động. Khuơn di động chuyển động tịnh tiến nhờ cơ cấu kẹp khuơn.
III- Cụm đẩy sản phẩm:
Cụm này chuyển động tịnh tiến bằng chốt đẩy vào khoảng trống ngay giữa trọng tâm khuơn di động để lấy sản phẩm ra khỏi khuơn.
3.2.2 Q trình ép phun:
gia sau khi bị quay
đưa . vít. 1650C. gian 3h. Trong trình ma sang . vít chia 3 chính: định . phía tr gia cho . vít, gia đưa phía . định định chính nguy .
Trong giai định vít quay qua
giai . Sau khi định vít sang
trình . Trong trình vít tịnh
xylanh bơm định lươ hình. trình
bao giai sau:
Giai .
Quá trình làm nguội được tiến hành song song trong quá trình định hình sản phẩm. Khi thời gian làm nguội đã đủ, khuôn mở, lấy sản phẩm ra ngồi. Khn đóng để tiế p tục chu kỳ tiếp theo.
3.3 Lựa chọn sơ đồ thủy lực :3.3.1 Các phần tử thủy lực: 3.3.1 Các phần tử thủy lực:
Trong một hệ thống thủy lực cĩ thể chia thành các nhĩm bộ phận sau: - Phần cấp nguồn: bơm, bộ lọc,..
- Phần xử lý: van áp suất,…
- Phần điều khiển: van đảo chiều,… - Phần chấp hành: xy lanh, động cơ dầu,…
Phần cấp nguồn : a – Bơm thủy lực:
Bơm thủy lực là nguồn năng lượng mà chuyển các chất lỏng trong các máy xúc tác để nâng, thấp, mở, đĩng hoặc xoay các thành phần của bộ phận chấp hành.
Bơm cánh gạt:
Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc Máy thủy lực cánh gạt là máy thủy lực roto cĩ kết cấu đơn giản làm việc ít ồn, cĩ khả năng điều chỉnh được lưu lượng. Loại máy này yêu cầu việc lọc chất lỏng khắt khe khi làm việc. Phạm vi làm việc của bơm cánh gạt tác dụng đơn tương đối hẹp nhưng đối với bơm tác dụng kép phạm vi làm việc được mở rộng nhiều. Máy thuỷ lực cánh gạt được sử dụng nhiều trong hệ thống máy cơng cụ, khoan, doa, phay, tiện, mài.
Cấu tạo của bơm cánh gạt tác dụng đơn gồm cĩ một vỏ hình trụ trong đĩ cĩ rơto. Tâm của vỏ và rơto lệch nhau một khoảng là e. Trên rơto cĩ các bản phẳng. Khi rơto quay, các bản phẳng này trượt trong các rãnh và gạt chất lỏng, nên gọi là cánh gạt. Phần khơng gian giới hạn bởi vỏ bơm và rơto gọi là thể tích làm việc.
Với kết cấu bơm cánh gạt như trên, một vịng quay máy thể hiện một lần hút và một lần đẩy cịn gọi là bơm tác dụng đơn. Bơm càng nhiều cánh gạt thì lưu lượng càng đều, thơng thường số cánh gạt cĩ từ 4 đến 12 cánh.
Nhược điểm của bơm cánh gạt tác dụng đơn là gây lên lực hướng kính lệch (từ khoang đẩy). b - Bể dầu:
Bể dầu cĩ nhiệm vụ chính sau:
- Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình khép kín. - Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc. - Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc. - Tách nước.
Kết cấu của bể dầu:
Bể dầu được ngăn làm 2 ngăn bởi một màng lọc (5). Khi mở động cơ (1), bơm dầu làm việc, dầu được hút lên qua bộ lọc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu xả về được cho vào một ngăn khác.
Dầu thường đổ vào bể qua một cửa (8) bố trí trên nắp bể lọc và ống xả (9) được đặt vào gần sát bể chứa. Cĩ thể kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu (7).
Nhờ các màng lọc và bộ lọc, dầu cung cấp cho hệ thống đảm bảo sạch. Sau một thời gian làm việc định kỳ thì bộ lọc phải được tháo ra rửa sạch hoặc thay mới. Trên đường ống cấp dầu (sau khi qua bơm) người ta gắn vào một van tràn điều chỉnh áp suất dầu cung cấp và đảm bảo an tồn cho đường ống cấp dầu
c- Bộ lọc:
Trong quá trình làm việc, dầu khơng tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chất bẩn từ bên ngồi vào, hoặc do bản thân dầu tạo nên. Những chất bẩn đĩ sẽ làm kẹt các khe hở, các tiết diện chảy cĩ kích thước nhỏ gây nên những trở ngại, hư hỏng trong các hoạt động của hệ thống. Do đĩ trong các hệ thống dầu ép đều dùng bộ lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên trong các cơ cấu.
Bộ lọc thường đặt ở đầu ống hút của bơm. Trường hợp dầu cần sạch hơn, đặt thêm một bộ nữa ở đầu ra của bơm và một bộ ở hệ thống xả của hệ thống dầu ép.
Tùy thuộc vào kích thước chất bẩn cĩ thể lọc được, bộ lọc dầu cĩ thể được phân thành các loại sau:
- Bộ lọc thơ: cĩ thể lọc được chất bẩn đến 0,1 mm.
- Bộ lọc trung bình: cĩ thể lọc được chất bẩn đến 0,01 mm. - Bộ lọc tinh: cĩ thể lọc được chất bẩn đến 0,005 mm.
- Bộ lọc đặc biệt tinh: cĩ thể lọc được chất bẩn đến 0,001 mm.
Hình 3.10: Hình ảnh bộ lọc
Cách lắp bộ lọc trong hệ thống: Tùy theo yêu cầu chất lượng của dầu trong hệ thống điều khiển, mà ta cĩ thể lắp bộ lọc dầu theo các vị trí khác nhau:
- Lắp bộ lọc dầu ở đường hút. - Lắp bộ lọc dầu ở đường nén. - Lắp bộ lọc dầu ở đường xả.
-
Phần xử lý:
Dịng dầu thủy lực được bơm đưa lên các đường ống dẫn dầu đến bộ phận chấp hành. Để kiểm sốt vận tốc của các cơ cấu chấp hành ta dùng van tiết lưu
Để ngăn ngừa quá tải ta dùng van tràn,van an tồn. Đặc điểm các loại van:
Van áp suất:
Van áp suất dùng để điều chỉnh áp suất, tức là cố định hoặc tăng, giảm trị số áp suất trong hệ thống điều khiển bằng thủy lực.
Van áp suất cĩ thể chia thành các loại sau: - Van tràn và van an tồn.
- Van giảm áp. - Van cản.
- Van đĩng mở cho bình trích chứa thủy lực. a. Van tràn và van an tồn:
Tác dụng của nĩ là "ngăn ngừa" áp suất vượt quá một giá trị đặt trước bởi người sử dụng nhằm bảo vệ hệ thống hoặc cụm thiết bị khơng bị phá hỏng do áp suất (vì vậy nĩ được gọi là valve an tồn). Thơng thường valve này cĩ hai cửa dầu. Một cửa nối với nguồn cấp/gây ra áp suất; cửa kia nối về thùng chứa để xả bỏ dầu về thùng chứa. Lưu ý là lưu lượng xả bỏ qua valve an tồn hầu như khơng phụ thuộc vào áp suất
3.12 Hình vẽ cấu tạo của van an tồn.
b- Van 1 chiều:
Van này chỉ cho phép dịng lưu chất đi qua theo 1 chiều và cấm theo chiều ngược lại.
c – Van tiết lưu:
Thiết bị này được thiết kế để giảm tiết diện dịng chảy của khí . Nĩ cĩ thể điều chỉnh được hoặc khơng điều chỉnh được.
Trong đề tài này ta chọn van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng được.
Để điều chỉnh lưu lượng theo 1 chiều điều chỉnh được ta kết hợp 2 van trên
Hình 3.14 Van tiết lưu
Phần điều khiển: Van đảo chiều:
Ta sử dụng van đảo chiều vì nĩ dùng để đĩng mở các ống dẫn để khởi động các cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để đảo chiều các chuyển động của cơ cấu chấp hành. Một số loại van đảo chiều:
- Van đảo chiều 2 cửa, 2 vị trí (2/2). - Van đảo chiều 3 cửa , 2 vị trí (3/2). - Van đảo chiều 4 cửa , 2 vị trí (4/2). - Van đảo chiều 4 cửa, 3 vị trí (4/3)…
Van đảo chiều cịn phong phú về tín hiệu tác động.
Ở đây ta sử dụng van đảo chiều 4 cửa 3 vị trí, lị xo định tâm, điều khiển bằng solenoid vận hành lái thủy lực.
Phần chấp hành :
Cơ cấu chấp hành cĩ nhiệm vụ biến năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học. Cơ cấu chấp hành chuyển động tịnh tiến va chuyển động quay trịn.
Hệ thống xylanh:
Xylanh gồm 2 loại : Xylanh lực và xylanh moment.
٭Trong xylanh lực,chuyển động tương đối giữa pistongvới xylanh là chuyển động tịnh tiến
٭Trong kết cấu,xylanh lực chia ra làm 2 loại: ەXylanh tác động đơn.
ەXylanh tác động kép.
+Xylanh tác động kép:
Chất lỏng làm việc tác động một lực cần thiết khi đi cũng như khi về,tạo nên chuyển động ở cả 2 chiều khi đi cũng như khi về
Hình 3.15 Xy lanh tác động kép.
٭ Nguyên lý hoạt động:
Chất lỏng làm việc tác động lên cả hai phía của pittong và tạo nên chuyển động hai chiều.
3.4 Tính tốn và chọn các phần tử thủy lực:
Ta chọn máy ép phun (BJ500-V1) với các thơng số cụ thể:
Kích
cao cao di
kính L/D phun tích phun tịnh quay Chu tích Kích 3.4.1 Tính tốn chọn xy lanh:
Tính tốn và chọn xy lanh cho bộ phận kẹp khuơn:
Dựa vào sơ đồ của cơ cấu cho bộ phận kẹp khuơn ta phân tích lực ra làm 2 phần:
Hình 3.17 : Lực tác dụng vào các khâu của nữa trên bộ phận kẹp khuơn
Vì lực kẹp khuơn là 5000KN, do đĩ ta cĩ lực tác dụng vào nữa trên của bộ phận kẹp khuơn là F= 2500 (KN)
F1 F cos30 2500 cos 3o
2496.6
Trong tam giác IJP ta cĩ: Gĩc IJP = 180o 900 30 870 F IF 100 870 2 1 F IF 770 2 1 F2 F cos77 0 2500 cos77 0 561, 6(KN ) F F sin100 561.6 sin100 97, 5(KN ) 3 2
Lực tổng hợp tác động vào cần của xy lanh: F 2F3 195(KN)
Mà ta cĩ F= p.A
Trong đĩ: p: áp suất trong xylanh= áp suất của hệ thống=17,5
(Mpa) A: tiết diện của xy lanh kẹp khuơn.
F 195
A (3.2)
p 17.5 Đường kính của xy lanh kẹp khuơn:
4A
D
Chọn theo tiêu chuẩn: D=120 (mm)
Tính tốn chọn xy lanh di chuyển cụm phụn nhựa:
Đường kính xy lanh trục vít : D= 95(mm) Diện tích của trục vít : A
Ta cĩ áp lực phun : p= 130(Mpa)
Lực tác dụng vào trục vít : F=p A=130 7088.22=921,468(KN) Áp suất của hệ thống p=17,5(Mpa)
Diện tích của xy lanh di chuyển cụm phun:
A F 921.468 52, 657(mm2 )
p 17.5
Đường kính của xy lanh di chuyển cụm phun:
D
Chọn theo tiêu chuẩn D=250 (mm)
Với xy lanh di chuyển trục vít D=250(mm) tra bảng chọn được
d=120(mm) Mã hiệu của xy lanh: D-210-M00-250/120-450-A/20-B-1-C-H- U-M-WW Thơng số hình học cụ thể của xy lanh xem phục lục.
Hình 3.18 Xy lanh thủy lực
3.4.2 Tính tốn chọn bơm thủy lực và động cơ điện:Tính tốn cơng suất kẹp khuơn: Tính tốn cơng suất kẹp khuơn:
Ta cĩ diện tích của pittong kep khuơn:
A=11,14 10 3 ( m2 ) Áp suất trong hệ thống: p= 17,5 (Mpa)
Hành trình của xy lanh : l=220 (mm) trong khoảng thời gian t=4s Vận tốc của xy lanh kẹp khuơn:
v l 220
55(mm ) 0.055(m )
t
Lưu lượng bơm cần cấp là cho xy lanh kẹp khuơn: Q 0.055 11.14 10 3 6.127 10 4
(m3 s ) 36.762( l phut ) Cơng suất của bơm cần cung cấp cho xy lanh kẹp khuơn:
N k P Q 1.1 17.5 106 4.233 10 3 11, 794(KW )
Trong đĩ:
- kb: Là hệ số tổn thất năng lượng do ma sát dầu trong đường ống. Tính tốn cơng suất phun:
Thể tích nhựa phun tối đa là:Vmax= 2736 ( cm3 )
Khối lượng nhựa phun tối đa: m=2597(g) Tốc độ phun tối đa: v=522(g/s)
Thời gian phun: tm 2597 5(s) max
v
522
Lưu lượng phun tối đa:
Qmax V
max
t
max
Cơng suất phun tối đa:
N k P Q 1.1 17.5 106 0.5472 10 3 10, 534(KW )
p b
Khi trục vít lùi về nạp liệu: Thơng số của trục vít:
Đường kính đỉnh răng : D=95(mm) Đường kính chân răng : d=60(mm) Bước vít :
pc 32(mm)
Khi quay 1 vịng trục vít vận chuyển được :
(D2
v
) 4 Thể tích nhựa phun tối đa là: Vmax= 2736 ( cm3 )
Mà ta cĩ vận tốc quay của trục vít là: n= 120(vịng/phút) Thời gian trục vít quay 10 vịng trên là:
t20
n
Diện tích của phần đầu phun chứa nhiên liệu:
A
Quãng đường di chuyển của trục vít :
l
Vận tốc di chuyển của trục vít:
v l
Lưu lượng khi trục vít lùi về:
QVA232
Cơng suất bơm cần cung cấp để đẩy lùi trục vít:
Np kb
P Q 1.1 17.5 10
Tính tốn chọn motor thủy lực làm quay trục vít:
Tốc độ quay của trục vít là: n=120 rpm
Dựa vào vận tốc quay của động cơ ta chọn động cơ :
TE series HY13-1590-007/US cĩ vận tốc quay của động cơ n=1000 (rpm), lưu
Hình 3.19: Motor thủy lực TE series HY13-1590-007/US
Tính tốn chọn động cơ điện:
Cơng suất tối đa của bơm trong điều kiện làm việc của hệ thống dưới áp