Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ *****
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Chưa Lớp: 10C
1
LT.SG
Ngành: Cơ khí chế tạo máy
Tên đề tài: Thiết kế máy nhấn thuỷ lực
Các số liệu ban đầu: Tham khảo thực tế
A. NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:
Phần I. Tổng quan về sản phẩm
1. Giới thiệu về các loại sản phẩm điển hình có thể làm được từ máy
thiết kế, nhu cầu về các loại sản phẩm đó trên thị trường.
2. Cơ sở lý thuyết biến dạng khi gia công bằng áp lực
Phần II. Thiết kế máy
1. Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế
2. Thiết kế động học.
3. Thiết kế hệ truyền động.
4. Thiết kế hệ thống thuỷ lực
5. Thiết kế một số cụm kết cấu chính (dao nhấn, cụm đỡ - đẩy phôi, thân
máy…) (phải đưa ứng dụng tin học trong tính toán các hệ thống này).
6. Vấn đề an toàn, vận hành, bảo dưỡng máy.
B. CÁC BẢN VẼ:
1. Bản vẽ sơ đồ động và các loại sản phẩm điển hình: 1A
0
2. Bản vẽ lắp toàn máy: 3 ÷ 4A
0
3. Bản vẽ các cụm kết cấu máy: 2 ÷ 3A
cơng nghiệp, cơ khí và các ngành cơng nghiệp khác là tất yếu. Việc phát triển
ngành cơ khí chế tạo để sản xuất ra những thiết bị máy móc phục vụ cho các
ngành cơng nghiệp nhất là cơ khí đóng tàu khơng thể thiếu được.
Là sinh viên năm cuối của trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng, nắm bắt
được cơ hội đó, em quyết định làm đồ án về Máy Nhấn Thủy Lực nhằm tạo ra
những sản phẩm đáp ứng nhu cầu của thị trường trên.
Do thời gian có hạn chế và sự hiểu biết về kiến thức của em còn hạn chế
nên trong quá trình thực hiện đề tài không thể không thiếu sót, kính mong quý
thầy cô trong hội đồng nhà trường, trong khoa Cơ Khí Chế Tạo, thầy hướng dẫn
đồ án này chỉ dẫn thêm cho đề tài của em được hoàn thành tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa cơ khí.và cảm ơn thầy
Lưu Đức Bình đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
Sinh viên thực hiện
Trang 3
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
Đặng Văn Chưa
LỜI CÁM ƠN
Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới các Thầy Cô giáo
trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã chỉ dạy em tận tình trong hơn 2 năm học
qua.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Cơ Khí ngành Chế
Trang 4
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
Tạo Máy trường đã nhắc nhở, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong
suốt quá trình học tập và làm đề tài tốt nghiệp “máy nhấn tôn thủy lực”.
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Lưu Đức Bình đã nhiệt tình chỉ
dạy, hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp.
Em cũng xin chân thành cảm ơn Thầy cô giáo bộ môn đã bỏ thời gian quý báu của
mình để đọc, nhận xét, duyệt đồ án của em.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy là chủ tịch Hội đồng bảo
………………………………………………………………………………………
…….
………………………………………………………………………………………
…
………………………………………………………………………………………
Trang 6
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
…….
………………………………………………………………………………………
… …………………………………………………….
………………………………………………………………………………………
…
………………………………………………………………………………………
…….
………………………………………………………………………………………
…….
………………………………………………………………………………………
…
………………………………………………………………………………………
…….………
Trang 7
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ 1
LỜI MỞ ĐẦU 3
LỜI CẢM ƠN 5
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 6
MỤC LỤC 7
PHẦN I: TỔNG QUAN 10
I. YÊU CẦU XÃ HỘI VỀ SẢN PHẨM MÀ MÁY SẼ LÀM RA 10
3. Thép CT3, CT5 26
4. Thép C45,C70 27
5. Cr 15-32 27
Trang 9
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
C. CHỌN VẬT LIỆU
CHẾ TẠO
27
1. Chọn vật liệu cho khung máy: 27
2. Vật liệu làm dao và cối nhấn: 28
3. Chọn vật liệu làm chi tiết rãnh mang cá(rãnh 45 độ): 31
4. Chọn vật liệu làm chi tiết rãnh trượt điều chỉnh cữ: C45 32
D. PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ
32
1. Phương án thiết kế chế tạo thứ nhất: 32
Trang 10
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
2. Phương án thiết kế
chế tạo thứ hai:
33
3. Phương án thiết kế chế tạo thứ 3: 35
II. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY 37
1. Chọn công thức và phương pháp tính toán thiết kế máy 37
2. Tính toán đường kính xilanh (Ben thủy lực) dựa theo công suất của máy 38
3. Quan hệ giữa lưu lượng Q, vận tốc và diện tích A 39
III. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
41
1. Nghiên cứu sơ đồ tổng thể của máy
41
- Ngoài ra sản phẩm của máy còn bao gồm nhiều loại tôn song có hình dạng khác
nhau.
Hình 1.3: Sản phẩm tôn dân dụng
- Và các sản phẩm là chi tiết trong hệ thống lạnh, hệ thống thông khí ,….
Trang 13
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
Hình 1.4: Sản phẩm trong hệ thống lạnh
- Cùng với đó ngành công nghiệp đóng tàu là một ngành công nghiệp cực kì phát
triển ở việt nam cũng như các nước trên thế giới. Những tấm sườn, khung thép của
chúng được làm bằng thép và cần phải có máy có chiều dài làm việc lớn để gia
công .
Hình 1.5: Sản phẩm trong ngành đóng tàu
Muốn đóng được những loại tàu lớn, đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật và tiến
độ thì các nhà máy đóng tàu phải trang bị cho mình các thiết bị máy móc
trong đó các loại máy uốn, lốc tôn, nhấn thủy lực cỡ lớn là không thể thiếu
được. Do đó em đã mạnh dạn chọn đề tài máy nhấn thủy lực cỡ lớn để phục
vụ quá trình đóng tàu và sửa chữa tàu. Với quan điểm máy nhấn nhấn tôn phải
nhấn được các loại tôn có chiều dầy từ 50mm-70mm (kích thước lớn ), do đó
bàn máy phải có kích thước lớn. Đầu nhấn phải di chuyển được tới các vị trí
khác trên bàn nhấn và tại các vị trí này máy nhấn đều phải nhấn được. Chính
vì điều đó đã thúc đẩy em bắt tay vào công việc nghiên cứu và chế tạo loại
máy nhấn thủy lực cơ lớn để phục vụ đống tàu.
Máy nhấn thủy lực 1200T là loại công cụ rất quan trọng phục vụ trong
lĩnh vục đóng mới, sửa chữa tầu thúy và lĩnh vực gia công kết cấu cơ khí.
Máy nhấn thủy lực 1200T có khả năng gia công được các chi tiết dạng L,
Trang 14
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
dạng U, dạng nửa cầu, các dạng cong nhiều chiều Tuy theo công nghệ của sản
phẩm yêu cầu.
Trong thời kỳ hiện nay và những năm tiếp theo ngành công nghiệp tầu thúy
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BIẾN DẠNG KHI GIA CÔNG BẰNG ÁP
LỰC
1. Sự biến dạng của kim loại
Khái
niệm.
Kim loại khi chịu tác dụng của ngoại lực đều xảy ra ba giai đoạn là biến dạng
đàn hồi,biến dạng dẻo, phá hủy.
Xét biến dạng dẻo là biến dạng mà sau khi đã bỏ lực tác dụng vẫn còn một phần
biến dạng dư được giữ lại và trên các phần tử của vật thể không nhận thấy có sự phá
hủy.
Biên dạng dẻo ở kim loại bao gồm biên dạng dẻo của đơn tinh và đa tinh.
a. Biến dang dẻo của đơn tinh thể :
Là biến lạng dẻo theo cơ chế trượt và song tinh. Kim loại khác nhau thì có tính dẻo
khác nhau.
b. Biến dang dẻo của đ a tinh thể:
Đa tinh thể là tập hợp của các đơn tinh.
Biên dạng của đa tinh gồm 2 dạng:
- Biến d ạ n g trong nội bộ hạt: Gồm sự trượt và song tinh. Sự trượt xảy ra đối với các
hạt có phương kết hợp với phương của lực tác dụng 45° sẽ trượt trướcrồi đến các
mặt khác. Sự song tinh sảy ra khi có lực tác dụng lớn đột ngột gây ra biến dạng dẻo
của kim loại.
- Biến dang ỏ vùng tinh giới: Tại đây chứa nhiều tạp chất dễ chảy và mạng tinh thể
bị rối loạn cho nen sự tin và biến dạng thường ở nhiệt độ t°>950°c.
2. Ưu nhược điểm khi gia công bằng áp lực.
a) So với Đúc.
* Ưu điểm:
Trang 16
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
- Khử được một số khuyết tật như rỗ
Máy nhấn Ong - Thanh: Các thanh ông, các dây và các profin từ kim
loại màu, hợp kim màu của chúng được được gia công bằng phương pháp
nhấn trên máy nhấn thúy lực.
Máy nhấn để nhấn chảy các hình nổi của khuôn.
Máy nhấn để gùi công chất dẻo.
- Máy nhấn để nhấn nhấn nguội thép: Loại máy này có xilanh, piston
thủy lực di
chuyển nhấn theo chiều thẳng đứng (Z). Loại máy nhấn chân tôn thúy lực này
có 3
phương án thiết kế chế tạo.
+ Loại thứ nhất: Loại máy có thân, dầm (cần) cố định, Xilanh nhấn cố
định và chuyển động của piston trong xilanh theo phương thẳng đứng( Z).
Bàn nhấn cố định và phôi thép tấm được cố định trên bàn nhấn. Phương án
này kết cấu nhỏ gọn.
+ Loại thứ hai: Loại máy có thân dầm di động, xilanh di chuyển trên xà
ngang, piston (đầu nhấn) chuyển động theo phương thẳng đứng (Z). Bàn nhấn
và phôi được cố định. Phương án này đầu nhấn có thể nhấn được các điểm
trên bàn nhấn.
+ Loại thứ ba: Loại máy có bàn nhấn, thân dầm (cần) cố định. Piston và
xi lanh di chuyển theo phương thẳng đứng (Z ) để nhấn thép tấm. Muốn nhấn
được các điểm theo yêu cầu thì thép tấm phải di chuyển sau mỗi lần nhấn nhờ
Palăng hoặc cần cẩu. Phương án này cho ta những sản phẩm lớn vả độ dày
cao.
2. Ưu điểm và nhược điểm cửa hệ thống truyền động bằng thủy lực
a.Ưu điểm :
- Truyền động công suất cao và lớn,( nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản,
hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm só, bảo dưỡng)
Trang 18
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
- Điều chỉnh được vận tốc làm việc và vô cấp, (dễ thực hiện tự động hóa theo
có kích thước dài 13m, rộng 3,8m, thân máy cao 4,6m mới đáp ứng được yêu cầu
gia công.
- Bàn máy là tôn tấm tổ hợp có liên kết bằng hàn kích thước 13m x3,8m.
Thân máy dạng cổng trào có cấu tạo là tôn tấm liên kết bằng hàn có chiều cao 4,6m.
Trang 19
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
- Cơ cấu di chuyển: Với cơ cấu di chuyển của một số máy nhấn thủy lực
nhỏ thì việc dùng cơ cấu thúy lực hoặc vít me + Ê cu là phù hợp và giá thành
vừa phải. Ở đây Máy nhấn thủy lực 1200 tấn có kích thước và trọng lượng lớn
nếu dùng cơ cấu di chuyển là thúy lực thì phải nhập ngoại rất đắt, hơn nữa nếu
dùng cơ cấu di chuyển là trục vít me + Ê cu khó chế tạo, khó lắp ráp để đảm
bảo di chuyển toàn bộ thân máy trên hành trình 13 mét, việc gia công các ổ đỡ
cũng phức tạp chính vì vậy ở đây ta chọn phương án cơ cấu di chuyển là hộp
giảm tốc truyền động bằng các bánh xe có dạng bánh xe đường ray vừa rẻ
tiền, rễ chế tạo, lắp ráp và đảm bảo được tính năng hoạt động của máy.
- Phần thúy lực: Để đảm bảo đủ lực nhấn cho máy ở đây ta chọn phần nhấn
bằng thúy lực gồm các chi tiết: Xi lanh thúy lực với lực nhấn 1200 tấn, hệ
thống ống thúy lực chịu áp lực > 350 bar, các van điện từ, môtơ điện phù hợp,
bơm thúy lực, điện áp 380V - 50Hz ba pha.
- Hệ thống điện: Với quan điểm thiết kế máy đáp ứng được tính hiện đại
kết hợp với điều kiện Việt Nam, tôi chọn hệ thống điều khiển lập trình PLC.
b. lựa chọn thiết kế và chế tạo có mô hình và tính năng sau:
- Máy nhấn thuỷ lực được thiết kế để nhấn các dạng hình V, L, Z, U, … đặc
biệt là các chi tiết trong tàu bè, xà lan…vv, tùy vào hình dạng của khuôn nhấn và
dao nhấn.
- Cấu trúc thép liên kết hàn, chống rung khi làm việc.
- Ba xilanh đứng.
- Hệ thống cơ khí chắc chắn và đồng bộ
- Tích hợp hệ thống thuỷ lực thông minh
- Dàn đo độ rộng tôn điều khiển bằng động cơ, truyền động trục vít kiểu T,
- Khoảng cách giữa hai trục thuỷ lưc: 2250mm
- Chiều sâu khoang làm việc: 402mm
- Chiều cao nâng dao nhấn tối đa: 600 mm·
- Công suất động cơ chính: 35KW
- Lưu lượng dầu: 40L/min
- Kích thước: 6100mm x 3740mm x
2118mm
- Trọng lượng khoảng 40 tấn.
- Nguồn điện cung cấp: 380V/50Hz/3 Pha
- Hệ thống dao nhấn và khuôn làm bằng hợp kim 42CrMo
2. Phụ kiện theo máy.
- 01 Bộ phụ tùng theo máy
- 01 Bơm tra dầu
- 01 taplo hướng dẫn sử dụng và bảo trì máy.
- Thước đo dầu
- Các loại đầu nối ống
- Bộ làm mát dầu, các kiểu bằng quạt gió hoặc bằng nước.
- Đế van.
- Giàn đỡ tôn
- Bộ hiện thị số, Hàn Quốc
Trang 21
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Máy Nhấn Thủy Lực
PHẦN II: THIẾT KẾ MÁY
I. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
A. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ MÁY NHẤN THỦY LỰC.
1. Cấu tạo của bàn nhấn.
Hình 2.1:Bàn nhấn
Bàn nhấn dùng để đỡ chi tiết cần nhấn, đỡ thân dầm di chuyển dọc và chịu
lực nhấn của hệ thống chính vì vậy bàn nhấn phải có yêu cầu có độ cứng vững cao.
Tuy theo yêu cầu của mục sử dụng mà bàn nhấn có kích thước lớn hay nhỏ. Nhìn
Hình 2.4: Hệ thống di chuyển bằng ecu-vitme
4. Hệ thống thủy lực
dùng trong máy
Trang 25