Nhóm 5 Các máy dập xung
I. Chức năng và hoạt động của các cụm chi tiết
2.4. Máy ép cơ khí
2.4.1.3. Các bộ phận của máy ép trục khuỷu
• Động cơ
• Bộ truyền - bánh răng, đai …
• Bộ li hợp – là hệ thống đóng mở máy – dùng để nối cơ cấu thực hiện với hệ thống dẫn động và truyền mômen xoắn từ động cơ đến trục khuỷu.
• Bánh đà - Bánh đà giải phóng năng l−ợng trong hành trình công tác – Trong thời gian làm việc, một phần năng l−ợng đ−ợc cung cấp từ động cơ còn phần lớn là từ Bánh đà.
• Trục khuỷu – là chi tiết quan trọng trong máy ép trôc khuûu
• Biên – Là chi tiết truyền lực và chuyển động giữa trục khuỷu và đầu tr−ợt.
• Đầu tr−ợt – Là khâu truyền chuyển động và lực cho nửa khuôn trên.
91
Sơ đồ động của máy ép trục khuỷu
Sơ đồ các bộ phận của máy ép trục khuỷu
1. Động cơ
2. Bé truyÒn 3. Bộ li hợp 4. Bánh đà 5. Trôc khuûu 6. Biên
7. Đầu tr−ợt
8. Bé phËn h−íng dÉn 9. Thân máy
10. Bé phËn ®iÒu khiÓn
11. Cơ cấu để lấy sản phẩm 12. Cơ cấu để thu hồi phế liệu 13. Cơ cấu cấp phôi
14. Phễu tiếp liệu
15. Hệ thống truyền động cho phễu tiếp liệu 16. Truyền động cho cơ cấu cung cấp
17. Phanh
• Bộ phận dẫn hướng – đảm bảo cho đầu trượt chuyển động tịnh tiến.
• Thân máy – Là bộ phận để định vị và kẹp chặt tất cả các bộ phận khác của máy
đồng thời lực dập đ−ợc truyền qua nó.
• Phanh – Thuộc hệ thống đóng mở máy - bộ phận dừng đầu tr−ợt ở vị trí xác định khi động cơ điện vẫn làm việc liên tục
• Bé phËn ®iÒu khiÓn
• Cơ cấu lấy sản phẩm
• Cơ cấu thu hồi phế liệu
• Cơ cấu cấp phôi
• Phễu tiếp liệu
• Hệ thống bảo hiểm
93
2.4.2. các bộ phận chính của máy ép trục khuỷu
Biên và cụm Thanh truyền
Biên có chiều dài cố định Biên có chiều dài thay đổi
Biên có chiều dài thay đổi :
dùng cho máy ép trục khuỷu đơn
động máy ép trục khuỷu đơn động
Biên có chiều dài cố định
dùng cho máy ép hạng nặng dùng để dập nóng và tinh chỉnh hoặc trong một vài loại
máy ép thân kín và máy ép song động
95
Ly hợp
•Công dụng : Là cơ cấu truyền chuyển động và mômen xoắn từ bánh đà đến trục khuûu
• Các loại : Li hợp vấu Li hợp chốt
Li hợp then quay Li hợp ma sát
Li hợp tr−ợt
Li hợp ma sát
•Công dụng : Là trong cơ cấu đóng mở máy để : - Hãm động năng của cơ cấu chấp hành
-Giữ đầu tr−ợt máy ở vị trí bất động khi nhả li hợp để đầu tr−ợt không rơi Phanh
Kết cấu phanh ma sát giống nh− ly hợp ma sát uy nhiên phanh chỉ có một đĩa để đảm bảo an toàn
97
Phanh đai và phanh đĩa ma sát
Phanh đai không lệch tâm
Đầu tr−ợt – Dẫn h−ớng
Cấu tạo và vật liệu của đầu tr−ợt
• Công dụng
- Là khâu truyền Chuyển động cho nửa khuôn trên
•Yêu cầu Lực
- Bền, nhẹ để giảm năng l−ợng nâng, giảm công cần phải có để phanh khi dừng đầu tr−ợt ⇒ Rỗng để giảm trọng l−ợng
• Chế tạo
Đúc, hàn hoặc kết hợp
Côm
®Çu tr−ợt gồm
Bảo hiểm chống quá tải
Lắp biên với
đầu tr−ợt
Điều chỉnh chiÒu cao
kÝn
Dẫn h−ớng Đẩy trên
Cân bằng
đầu tr−ợt
99
Vật liệu
- Gang : §óc - Thép : Hàn
Chó ý
Chú ý các cặp ma sát tránh mòn
Cứng – Cứng MÒm – MÒm Nên Mòn
Đ−a chi tiết nào mòn vào chi tiết
rÔ thay thÕ DÉn h−íng
Sèng dÉn h−íng Có nhiều dạng mặt
cắt khác nhau
Parallelitọts- kontrolle
Wegerfassung Stửòelhub Stửòelkippung
Kraftschwerpunkt Werkzeug
Preòkraft F1
F = F + F1 2 3
F = F + F3 4 5 mit
a (b)
x (y) F (F )
4 max F (F )
5 min
F2
Cân bằng đầu tr−ợt
101
Hệ thống cân bằng đầu tr−ợt
Cơ cấu bảo hiểm
Công dụng
Chống quá tải do Chiều dầy phôi tăng
Vật liệu phôi thay đổi : từ CT3 → CT5, lò xo … Thõa thÓ tÝch (dËp khèi)
Kẹt máy, khuôn …
• Phân loại : Phân làm 2 nhóm
- Nhóm tự hoàn nguyên : tự trả về vị trí cũ khi dỡ hết tải
- Nhóm không tự hoàn nguyên
• Cơ cấu
Bảo hiểm theo lực
Bảo hiểm theo mô men xoắn
Sử dụng cơ cấu bảo hiểm không tận dụng hết khả năng của máy ⇒ Mong muốn tận Nhóm phá hủy : Chốt cắt, cốc cắt Nhóm không phá hủy : lò xo
103
Cơ khí
Cốc cắt Đĩa cắt
Thân máy
- Thân máy là bộ phận quan trọng của máy ép dùng để định vị và kẹp chặt tất cả
các bộ phận khác của máy ép đồng thời lực dập truyền qua nó.
- Đặc điểm : Là chi tiết không thay thế trong quá trình sửa chữa nên th−ờng lấy hệ số an toàn bền lớn.
Phân loại :
Chủ yếu phân loại theo 3 nhóm
• Thân máy dạng hở
• Thân máy dạng kín
• Thân máy dạng ghép
105
• Thân máy dạng thân kín, dạng thân hở, thân máy đúc, thân máy hàn
Th©n kÝn Thân hở
thân hàn thân đúc
Theo tiêu chuẩn theo hỡnh dáng
• Thân máy 1 trụ, thân máy 2 trụ
• Th©n ch÷ C, Th©n ch÷ O
• KiÓu cét
107
α
β
A O
L R
ω
PAB
Pg
mK
0
900
0
2.4.3. điều kiện bền
) ( sin
. sin
. ⎟ = α
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ α + α
= 2 f
2 R K
muk
( r 1 K K r r ) const
f
mfK = . A( + ) + . B + 0 =
cánh tay đòn mômen xoắn trong trường hợp lý t−ởng - không có ma sát
TiÕp tuyÕn chung O
ω mK
PD
A
f.rA
f.rB B
γ
Vòng tròn ma sát
cánh tay đòn mômen xoắn trong trường hợp thực tế - có ma sát
MX = mK.P Do thay đổi nên MX cũng thay đổi
Tại thời điểm góc quay α khác nhau thì Lực cho phép tác dụng lên đầu tr−ợt là khác nhau
f K u
K
K m m
m = +
Bằng tính toán độ bền của trục khuỷu, của bánh răng tương ứng với lực tác dụng lên
đầu trượt, người ta xây dựng đồ thị lực cho phép tác dụng lên đầu trượt để cho bộ truyền Bánh răng và Trục khuỷu không bị hỏng.
Xây dựng đồ thị lực tới hạn tác dụng lên đầu tr−ợt đê cho bộ Trục khuỷu, Bộ truyền
) ( sin
. sin
. ⎟ = α
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ α + α
= 2 f
2 R K
muk
( r 1 K K r r ) const
f
mfK = . A( + ) + . B + 0 =
109
P
Đồ thị lực cho phép tác dụng lên đầu tr−ợt để bộ truyền Bánh răng, Trục khuỷu không bị hỏng
Khi lực tác dụng lên đầu tr−ợt v−ợt quá các giá trị thuộc đ−ờng (1) hoặc (2) t−ơng ứng với góc quay α của trục khuỷu ⇒ Gãy trục khuyủ hoặc bánh răng
Bánh răng
Trôc khuûu
αd
00 900
α
Đồ thị trở lực biến dạng KL 1
2
3
(1) - Đường đồ thị lực cho phép tác dụng lên đầu tr−ợt để bộ truyền bánh răng không bị hỏng
(2) - Đường đồ thị lực cho phép tác dụng lên đầu tr−ợt để trục khuỷu không bị hỏng tại tiết diện BB
(3) Đường đồ thị lực cho phép tác dụng lên đầu tr−ợt để trục khuỷu không bị hỏng tại tiết diện EE
E
B B
E
Khi dA >1,3d0 :đ−ờng (3) luôn luôn nằm trên đ−ờng (2) ⇒ tính toán chỉ cẫn xét đ−ờng trục khuỷu tại tiết diện BB và của đ−ờng của bộ truyền Bánh răng.
Trong một nguyên công công nghệ : lực công nghệ tác dụng lên đầu tr−ợt ⇒ Đồ thị trở lực biến dạng của kim loại dập
Đặt đồ thị trở lực biến dạng vào
đồ thị lực cho phép tác dụng lên
đầu tr−ợt ta thấy :
- Nếu đồ thị trở lực biến dạng v−ợt quá 1 giá trị nào đó thuộc
đ−ờng Bánh răng hoặc Trục khuỷu t−ơng ứng với góc quay α
⇒ Bánh răng hoặc trục khuỷu sẽ hỏng
P
g
P
g
Nguyên công cắt h Nguyên công dập vuốt h
αd
Trôc khuûu
0 Đồ thị trở lực biến dạng KL 0 α
1 2
3
Bánh răng
αx
111
- Trong khoảng 0 ữ αX : Trục khuỷu kém bền hơn - Trong khoảng αX ữ 90 độ : Bánh răng kém bền hơn
Do thân máy th−ờng tính toán theo ph−ơng pháp 1 và 2 là ph−ơng pháp tính theo tải trọng lớn nhất nên th−ờng ít hỏng ⇒ Chủ yếu hỏng Trục khuỷu và Bánh răng.
• Trong quá trình tính toán lực công nghệ – Chọn máy cho một nguyên công công nghệ – Giá trị lực công nghệ phải nhỏ hơn 1 giá trị t−ơng ứng với mỗi góc quay α của trục khuỷu ⇒ máy không bị hỏng TK, BR
• Để Thuận lợi cho qúa trình chọn máy và để An toàn, người ta quy định 1 góc danh nghĩa αH t−ơng ứng với lực danh nghĩa PH. Lực công nghệ tác dụng vào đầu tr−ợt bằng PH chỉ khi ở vị trí có góc dập α = αH.
• Khi tính toán đ−ợc lực công nghệ Pg và chọn máy có PH lớn hơn Pg thì trục khuỷu và Bánh răng không bị hỏng.
• Với mỗi máy sử dụng vào việc gì thì αH là khác nhau.
• Pg có thể đạt bằng PH hoặc có thể v−ợt quá nh−ng chỉ là giá trị tức thời rất ngắn và với góc dập αdập đẩy về gần gốc 0 độ.
• Th−ờng khi Pg > PH thì máy sẽ bị hỏng cơ cấu bảo hiểm
Điều kiện bền của máy
Đồ thị lực cho phép tác dụng lên Đầu tr−ợt giới hạn bởi độ bền của Trục khuỷu và Bộ truyền Bánh răng ở mọi vị trí của cơ cấu gọi là đồ thị lực cho phép và Xác định
điều kiện bền của máy.
Lực ép danh nghĩa
Lực ép danh nghĩa là lực tác dụng lên Đầu tr−ợt theo độ bền của Trục khuỷu hoặc
độ bền của Bộ truyền Bánh răng tại góc danh nghĩa αH. Lấy PH làm đặc tr−ng của máy
PH = 63 tấn ⇒ gọi là máy 63 tấn
Cắt hình, đột lỗ : Pmax ≈PH
DËp vuèt : Pmax ≤ 0,85PH ⇒ VÝ dô
113
- Hành trình càng dài thì lực làm việc càng phải nhỏ hơn so với lực ép danh nghĩa để tránh hỏng máy.
- Nên : Đẩy đồ thị trở lực biến dạng gầm về gốc 0 để : Tận dụng khả năng khoẻ của máy
Về mặt kết cấu thì khuôn thấp : rễ thao tác và rẻ tiền
2.4.4. Các loại máy ép trục khuỷu điển hình – công dụng
Máy ép trục khuỷu vạn năng
- Cắt hình - Đột lỗ - Dập vuốt - Uốn
Bàn máy bÊt
động
máy ép trục khuỷu vạn năng
Loại hở Loại kín
Loại 1 trụ Loại 2 trụ 1 khuỷu 2 khuỷu 4 khuỷu
Bàn máy chuyÓn
động
Nghiêng
đ−ợc
Không nghiêng
đ−ợc
Trôc ph©n bè song song víi mặt tr−ớc
của máy
Trôc ph©n bố vuông
gãc víi mặt tr−ớc
của máy
115
Máy ép vạn năng thân hở
117
Máy ép trục khuỷu song động
Đặc điểm máy song động
- Thông th−ờng đầu tr−ợt ngoài có lực chặn nhỏ hơn đầu tr−ợt trong
- Đầu trượt ngoài xuống trước giữ lực chặn ổn định trong suốt quá trình dập vuốt (thực tế không bằng constant do có độ đàn hồi)
- Đầu tr−ợt ngoài đi xuống, dừng lại. Đầu tr−ợt trong mới đi xuống
- Chiều cao tính từ thời điểm đầu tr−ợt ngoài dừng lại đến thời điểm đầu tr−ợt trong dừng lại chính là chiều sâu dập vuốt
Có nhiều kiểu truyền động cho đầu tr−ợt ngoài
• Truyền động bằng cam (hình a) : Chóng mòn mặt tiếp xúc của cam và con lăn
⇒ dùng cho những máy cỡ nhỏ (thân hở).
• Sử dụng cơ cấu khuỷu - đòn 8 khâu với con tr−ợt phụ (hình b, c).
• Cơ cấu khuỷu - đòn 8 khâu (hình d, e) dùng cho máy 2 khuỷu và 4 khuỷu. Tại mỗi trục khuỷu có lắp 2 biên : một để truyền động cho đầu tr−ợt trong, một để truyền động cho đầu tr−ợt ngoài.
Ký hiệu máy : 315/200
a) b) c)
d) e)
Con tr−ợt phụ
Máy ép trục khuỷu song động 119
1. Đế máy 2. Cối 3. Phôi 4. Chày
5. Đầu trượt trong 6. Tay biên ngoài 7. Tay đòn
8. Dầm trên 9. Tay đòn
10. Tay biên trong 11. Đầu trượt ngoài 12. Dẫn hướng
13. Dầm dưới
121
Máy ép trục khuỷu song động 315/200
Máy ép song động 315/200 Ký hiệu máy : КБ5535
Lực danh nghĩa đầu trượt trong : 315 tấn
Lực danh nghĩa đầu trượt ngoài : 200 tấn
Hành trình lớn nhất : 630 mm Chiều cao kín nhỏ nhất : 400 mm Số hành trình /phút : 10 ÷ 16 nhát/phút
Kích thước : 6760 x 5830 x 6580
Hydraulic in block construction
Main motor Slide cylinder
Blankholder cylinder Main pump
Blankholder guide
Adjustment of depth of draw
Pressure adjustment Limit switch
Draw cushion guide
Draw cushion plate
123 Hydraulic in
block construction Main motor Slide cylinder
Blankholder cylinder Main pump
Blankholder guide
Adjustment of depth of draw
Pressure adjustment Limit switch
Draw cushion guide
Draw cushion plate
Le_0339b_ba
Hydraulic in block construction
Main motor Slide cylinder
Blankholder cylinder Main pump
Blankholder guide
Adjustment of depth of draw
Pressure adjustment Limit switch
Draw cushion guide
Draw cushion plate
125 Hydraulic in
block construction Main motor Slide cylinder
Blankholder cylinder Main pump
Blankholder guide
Adjustment of depth of draw
Pressure adjustment Limit switch
Draw cushion guide
Draw cushion plate
Le_0339d_ba
Hydraulic in block construction
Main motor Slide cylinder
Blankholder cylinder Main pump
Blankholder guide
Adjustment of depth of draw
Pressure adjustment Limit switch
Draw cushion guide
Draw cushion plate
127 Hydraulic in
block construction Main motor Slide cylinder
Blankholder cylinder Main pump
Blankholder guide
Adjustment of depth of draw
Pressure adjustment Limit switch
Draw cushion guide
Draw cushion plate
Le_0339f_ba
Hydraulic in block construction
Main motor Slide cylinder
Blankholder cylinder Main pump
Blankholder guide
Adjustment of depth of draw
Pressure adjustment Limit switch
Draw cushion guide
Draw cushion plate
129
Máy ép trục khuỷu tam động
Đặc điểm máy tam động
- Chủ yếu sử dụng khi dập vuốt ng−ợc ⇒ Sử dụng máy tam động để giảm số l−ợng nguyên công dập
- Đầu tr−ợt ngoài giống nh−
máy song động và đầu tr−ợt trong có thêm 1 khoảng dừng bất động.
- Có thêm 1 đầu tr−ợt d−ới lệch pha so với chu trình 2 đầu tr−ợt trong và ngoài.
Chiều sâu dập vuốt ngừợc Chiều sâu dập vuốt của đầu trựơt trong
Thêi gian dõng cơ cấu dẫn động
phía trên
Dừng đầu trựơt trong
Dừng đầu trựơt ngoài
0o 100o 160o 190o 190o 200o 360o
360o
0o
Đầu trựơt trong
Đầu trựơt ngoài
131
Máy ép trục khuỷu dập nóng
Công dụng, lĩnh vực sử dụng
• Là dạng máy lớn, siêu tr−ờng siêu trọng.
• Sử dụng cho các nguyên công cần thắng trở lực biến dạng phôi rất lớn
• Dùng chế tạo các chi tiết dập khối : trục khuỷu, bánh răng, cam …..
Đặc điểm cấu tạo của máy
• Trục khuỷu là trục lệc tâm, hành trình ngắn : Do lực lớn nên cần cứng vững
• Đầu tr−ợt có đuôi dẫn h−ớng phụ : nguyên nhân do đầu tr−ợt bị lệch tâm vì
lòng khuôn có nhiều lòng khuôn với mức độ biến dạng khác nhau ⇒ Lệch trung tâm áp lực khuôn.
• Không điều chỉnh đ−ợc chiều dài chiều cao kín bằng thay đổi chiều dài tay biên ⇒ Thay đổi bằng thay đổi chiều cao bàn máy (sử dụng chêm)
• Có cả đẩy trên và đẩy d−ới do có khả năng phôi dỉnh cả trên và d−ới hai nửa khuôn ⇒ Giảm góc nghiêng lòng khuôn để tiết kiệm vật liệu
• Có cơ cấu cân bằng đầu tr−ợt
• Có cơ cấu cứu kẹt : nâng ổ mang bánh đà lên bằng ecu thủy lực
1. Đuôi dẫn h−ớng phụ 2. Bánh răng nhỏ
3 . Bánh răng lớn và ly hợp ma sát 4. Đầu tr−ợt
5. Chêm bàn máy 6. Phanh
7. Bánh đà
8. Phanh bánh đà 9. Cơ cấu cân bằng
9
Chiều dài hành trình máy cố định, cho phép thao tác lệch tâm nh−ng không thể dập nhiều lần một vật dập trên một lòng khuôn.
133
Sơ đồ máy ép trục khuỷu dập nóng
1. Phanh chÝnh 2. Phanh bánh đà 3,4 . Bé truyÒn ®ai 5. Trông trung gian 6 Bộ truyền bánh răng 7. Trôc khuûu
8. Biên
9. Li hợp ma sát 10. Bánh đà
11. Đầu tr−ợt 12. Bàn máy
Mét sè KÕt cấu máy ép trôc khuûu
dËp nãng
135
Cắt biên Máy dập nóng Máy cán chu kỳ Lò nung Cắt phôi
Dây chuyền dập nóng có sử dụng máy ép trục khuỷu dập nóng
137