Upload
sau-ac
View
54
Download
8
Embed Size (px)
DESCRIPTION
máy thuỷ khí
Citation preview
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Ngọc Dược
Lớp : Cơ Khí Động Lực 1 Khóa: 55
Ngành : Máy & Tự Động Thủy Khí Viện: Cơ khí động lực
1. Đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống thủy lực máy ép phun nhựa 250 tấn”
2. Các số liệu ban đầu
Lực ép cần thiết: Fmax = 250 (tấn)
Áp suất làm việc cao nhất: 140 (bar)
Kiểu ép có gia nhiệt
Theo số liệu máy ép 250T của Huyndai – Nhà máy nhựa Thiếu niên
Tiền Phong
3. Nội dung các phần thiết kế và tính toán
Tính toán thiết kế hệ thống xylanh và động cơ thuỷ lực
Tính toán chọn hệ thống van điều khiển & điều chỉnh.
Tính toán thiết kế đường ống thuỷ lực
Tính toán thiết kế thùng dầu
Tính toán, lựa chọn bộ nguồn (động cơ và bơm)
Tính toán thiết kế bơm bánh răng.
4. Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên và kích thước bản vẽ) A0
Bản vẽ kết cấu chung máy ép phun nhựa 250T
Bản vẽ sơ đồ thuỷ lực
Bản vẽ biểu đồ trạng thái
Bản vẽ lắp bơm bánh răng cao áp
Bản vẽ chế tạo trục chủ động bơm bánh răng cao áp
Bản vẽ nguyên công chế tạo trục chủ động bơm bánh răng cao áp
5. Cán bộ hướng dẫn: TS. Trần Khánh Dương
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 i
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế :
……………………………………………………………………………
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
……………………………………………………………………………
Hà Nội, ngày 15 tháng 6 năm 2015
Chủ nhiệm bộ môn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Cán bộ hướng dẫn thiết kế
(Ký và ghi rõ họ tên)
KẾT QUẢ ĐIỂM ĐÁNH GIÁ
- Quá trính thiết kế :
- Điểm duyệt:
- Điểm bảo vệ:
Sinh viên đã hoàn thành và nộp toàn bộ
thiết kế cho bộ môn
Ngày 15 tháng 6 năm 2015
Ngày 15 tháng 6 năm 2015
Chủ tịch hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 ii
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Ngọc Dược
Lớp : Cơ Khí Động Lực 1 Khóa: 55
Ngành : Máy & Tự Động Thủy Khí Viện: Cơ khí động lực
GV hướng dẫn: TS Trần Khánh Dương
GV phản biện: PGS.TS Hoàng Sinh Trường
Nhận xét của người duyệt:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ngày…..tháng…..năm 2015Người duyệt ký
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 iii
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
LỜI MỞ ĐẦU
Trong sự phát triển của Việt Nam hiện nay, ngành Máy thuỷ khí càng ngày càng
chiếm một vai trò to lớn và quan trọng. Xuất hiện hầu hết trong các sản phẩm của
ngành công nghiệp cũng như các ngành khác, tối quan trọng trong giao thông vận
tải, vận chuyển, bốc dỡ hàng hoá, xây dựng cũng như nhiều ngành khác, ngành máy
thuỷ khí luôn tự khẳng định tầm quan trọng lớn lao của mình đối với sự phát triển
kinh tế. Công nghệ truyền động và điều khiển hệ thống thuỷ lực đã và đang có nhiều
bước tiến mạnh mẽ. Với khả năng tự động hóa cao, hoạt động an toàn, các máy móc
thiết bị thủy lực có mặt rộng rãi ở mọi lĩnh vực trong nền kinh tế : công nghiệp, xây
dựng, giao thông, quốc phòng,….
Bằng cách quan sát thông thường nhất, chúng ta có thể thấy có rất nhiều sản
phẩm nhựa xung quanh chúng ta. Từ các sản phẩm đơn giản nhất như dụng cụ học
tập, thước, bút hay đồ chơi trẻ em… cho đến những sản phẩm phức tạp như: bàn
ghế, vỏ tivi, máy tính….các chi tiết dùng trong ô tô, xe máy đều được làm rất nhiều
bằng nhựa. Hầu hết các sản phẩm này có hình dáng và màu sắc rất đa dạng và phong
phú và chúng đã góp phần cho cuộc sống của chúng ta trở nên đẹp đẽ và tiện nghi
hơn. Điều này đồng nghĩa với việc sản phẩm nhựa mà phần lớn được tạo ra bằng
công nghệ ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của
chúng ta.
Qua quá trình thực tập ở công ty nhựa Thiếu Niên Tiền Phong cùng với kiến
thức đã học được tại bộ môn Máy và tự động thuỷ khí - trường Đại Học Bách Khoa
Hà Nội em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp: “Tính toán, thiết kế hệ thống thuỷ lực
máy ép phun nhựa 250 tấn”. Sau hơn một tuần được xuống phân xưởng sản xuất với
những hiểu biết còn hạn hẹp, em đã tìm hiểu và nắm bắt được một số kiến thức, thực
tập các kĩ năng thực tế bổ ích cho bản thân về ngành học của mình, đồng thời, bổ
sung cho bản đồ án tốt nghiệp này.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn TS. Trần Khánh Dương hướng dẫn tận tình,
chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Máy và
Tự động thuỷ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã dạy dỗ và giúp đỡ em trong
những năm học tập tại trường cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Xin kính chúc Quý thầy cô luôn luôn khoẻ mạnh, công tác tốt.
Em xin chân thành cảm ơn.
ĐH Bách Khoa Hà Nội, tháng 6 năm 2015
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 iv
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................vii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN.......................................1
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN........................................................1
1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN NHỰA..............................................2
1.3. CẤU TẠO MÁY ÉP PHUN VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY..........................8
CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ, LẮP ĐẶT THIẾT BỊ VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THUỶ LỰC................................................................................................21
2.1 THÔNG SỐ VÀ LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ MÁY ÉP PHUN...............................21
2.2. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG........................................................................22
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN....................................................27
3.1 TÍNH TOÁN LỰC ÉP...........................................................................................27
3.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XYLANH......................................................................29
3.3 TÍNH CHỌN BƠM NGUỒN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN.............................................36
3.4 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG...............................................................................40
3.5 TÍNH CHỌN VAN...............................................................................................44
3.6 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC.................................................................51
3.7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG DẦU..............................................................52
3.8 CHỌN BỘ LỌC VÀ BỘ LÀM MÁT....................................................................56
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BƠM BÁNH RĂNG CAO ÁP.................59
4.1 TÍNH TOÁN, KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CỦA BƠM......................................59
4.3 TÍNH TOÁN BẠC.................................................................................................67
4.4 THIẾT KẾ VỎ BƠM.............................................................................................70
4.5 NẮP BƠM.............................................................................................................70
4.6 ĐỆM CAO SU, PHỚT CỔ TRỤC........................................................................70
4.7 BULONG NẮP VÀ THÂN....................................................................................71
4.8 TÍNH CHỌN THEN.............................................................................................71
CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC BƠM CHỦ ĐỘNG73
5.1 CÁC YÊU CẦU KI THUẬT..................................................................................73
5.2 CHỌN MÁY GIA CÔNG......................................................................................73
5.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.................................................................................74
CHƯƠNG 6: KIỂM TRA BẢO DƯỠNG - NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA..................................................................................75
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 v
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
6.1. KIỂM TRA ĐỘNG CƠ KHI KHÔNG ĐIỆN.......................................................75
6.2 XÁC NHẬN CỦA CÁC THIẾT BỊ AN TOÀN.....................................................76
6.3 QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY............................................................................77
6.4 AN TOÀN KHI SỬ DỤNG VÀ VẬN HÀNH MÁY ÉP PHUN..............................79
KẾT LUẬN................................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 vi
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1: Máy ép phun M-850 T.....................................................................................1Hình 1. 2: Máy ép phun WL1680.....................................................................................2Hình 1. 3 : Sơ đồ công nghệ ép phun nhựa.......................................................................2Hình 1. 4: Sơ đồ diễn tả các giai đoạn của quá trình ép phun............................................3Hình 1. 5: Chu trình sản xuất một sản phẩm trên máy ép phun.........................................4Hình 1. 6: Vị trí trục trôn ốc trong và sau giai đoạn phun.................................................5Hình 1. 7: Khoảng cách nạp liệu được sử dụng................................................................6Hình 1. 8: Hình dáng một máy ép phun có trục nằm ngang..............................................9Hình 1. 9: Caùc daïng caáu truùc khaùc nhau cuûa maùy eùp phun..................................9Hình 1. 10: Các hệ thống trên máy ép phun......................................................................9Hình 1. 11: Đơn vị đóng mở khuôn................................................................................11Hình 1. 12: Caáu taïo cuûa moät ñôn vò ñoùng môû......................................................11Hình 1. 13: Hệ thống phun.............................................................................................12Hình 1. 14: Băng gia nhiệt..............................................................................................13Hình 1. 15: Cấu tạo trục vít máy ép phun.......................................................................13Hình 1. 16: Bộ hồi tự hở.................................................................................................13Hình 1. 17: Các loại bộ hồi tự hở....................................................................................14Hình 1. 18: Vị trí vòi phun trong 1 hệ thống phun..........................................................14Hình 1. 19: Vòi phun......................................................................................................14Hình 1. 20: Hệ thống kẹp................................................................................................15Hình 1. 21: Cơ cấu khuỷu...............................................................................................16Hình 1. 22: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun............................................17Hình 1. 23: Vị trí các thanh nối trên máy........................................................................17Hình 1. 24: Hệ thống khuôn...........................................................................................18Hình 1. 25: Hệ thống điều khiển.....................................................................................19Hình 1. 26: Một trang hiển thị các thông số ép phun trên máy tính.................................19Hình 1. 27: Bảng điều khiển trên máy ép phun...............................................................20Hình 1. 28: Các công tắc hành trình trên máy ép phun....................................................20
Hình 2. 1: Biểu đồ trạng thái 23
Hình 2. 2: Sơ đồ thuỷ lực................................................................................................24
Hình 3.1: Phân tích lực tác dụng qua hệ thống khuỷu 28
Hình 3. 2: Xy lanh CDH2 MF3......................................................................................30Hình 3. 3: Kích thước và kết cấu xylanh CDH2 MF3.....................................................31Hình 3. 4: Kích thước và kết cấu xylanh đẩy sản phẩm..................................................32Hình 3. 5: Xylanh CDH2 MF3.......................................................................................33Hình 3. 6: Kích thước Xylanh CDH2 MF3.....................................................................34
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 vii
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 3. 7: Xylanh đùn liệu CDH2 MS2..........................................................................35Hình 3.8: Kích thước xylanh đùn liệu............................................................................36Hình 3.9: Van phân phối DG4B-3S-33BLV...................................................................45Hình 3.10: Ký hiệu van phân phối M10, M7, M6, M5....................................................45Hình 3.11: Ký hiệu van DSG-*-2B3B............................................................................46Hình 3.12: Ký hiệu van DCG-01-2B2............................................................................46Hình 3.13: Ký hiệu van EHBG-10-H-S-50.....................................................................47Hình 3.14: Hình ảnh, kết cấu và ký hiệu của van tỷ lệ lưu lượng....................................48Hình 3.15: Ký hiệu, kết cấu van một chiều.....................................................................49Hình 3.16: Van một chiều có điều khiển.........................................................................49Hình 3.17: Van logic LD-25...........................................................................................51Hình 3.18: Động cơ thuỷ lực piston hướng kính.............................................................52Hình 3. 19: Bơm VCM-250T/150EGB...........................................................................37Hình 3. 20: Kết cấu sơ bộ bơm VCM-250T/150EGB.....................................................38Hình 3. 21: Kết cấu chung của động cơ điện 3K200M4.................................................39Hình 3. 22: Ký hiệu bộ lọc dầu RFM-BN/HC 150 B C 100 D 1.X/-24...........................57Hình 3. 23: Ký hiệu bộ làm mát OR-250........................................................................58
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 viii
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1: Thông số máy ép phun 250T.......................................................................21
Bảng 3.1: So sánh ưu nhược điểm các kiểu cụm kìm 27
Bảng 3. 2: Chú thích kích thước của bơm bánh răng....................................................38Bảng 3. 3: Kích thước động cơ điện..............................................................................40
Bảng 4.1: Các kích thước của bơm bánh răng 61
Bảng 4.2: Kích thước vành chặn RTWN – 28...............................................................72Bảng 4.3: Kích thước vành chặn STWN – 18...............................................................72
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 ix
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn. Một
khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra
và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy, trong quá trình này không có
bất cứ một phản ứng hóa học nào.
Bằng cách quan sát thông thường nhất chúng ta có thể thấy có rất nhiều sản
phẩm nhựa xung quanh chúng ta. Từ các sản phẩm đơn giản là dụng cụ học tập như
: thước, bút…đồ chơi cho đến các sản phẩm phức tạp như: bàn ghế, máy tính…
đều được làm bằng nhựa. Các sản phẩm này đều có màu sắc và hình dáng đa dạng
chúng đã làm cho cuộc sống của chúng ta thêm đẹp và tiện nghi hơn. Điều này đồng
nghĩa với việc sản phẩm nhựa mà phần lớn tạo ra bằng công nghệ ép phun đã trở
thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Với các tính chất như:
độ dẻo dai, có thể tái chế, không có phản ứng hóa học nào với không khí ở điều kiện
bình thường….vật liệu nhựa đã đang thay thế dần các loại vật liệu khác như: sắt,
nhôm, gang…đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên. Hiện nay có rất nhiều loại
máy ép phun hiện đại phục vụ cho công nghệ ép phun nhựa, ví dụ như: Máy ép
phun M-850T (hình 1.1), Máy ép phun WL1680 (hình 1.2).
Hình 1. 1: Máy ép phun M-850 T
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 10
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 1. 2: Máy ép phun WL1680
1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN NHỰA
1.2.1 Sơ đồ công nghệ
Hình 1. 3 : Sơ đồ công nghệ ép phun nhựa
1.2.2 Caùc nguyeân lieäu thoâng thöôøng gia coâng treân
maùy eùp phun
Caùc nguyeân lieäu thöôøng duøng eùp phun nhö HDPE, u.PVC, PP-
R,...
Caùc chæ soá kyõ thuaät cuûa nguyeân lieäu maùy eùp phun :
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 11
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
- Chæ soá chaûy : Trong quaù trình gia coâng nhöïa deûo ta phaûi
bieát chæ soá chaûy cuûa loaïi nhöïa ñoù ñeå löïa choïn. Chæ soá
chaûy caøng lôùn tæ troïng phaân töû caøng thaáp, deã gia coâng
döôùi ñieàu kieän nhieät ñoä thaáp vaø aùp suaát thaáp vaø ngöôïc
laïi. Chæ soá chaûy cuûa saûn phaåm eùp phun töø 4-60 g/phuùt.
- Tyû troïng: Tyû troïng theå hieän moät phaàn tính chaát cuûa
nguyeân lieäu nhöïa. Tyû troïng taêng thì ñoä daõn daøi, ñoä cöùng,
löïc va ñaäp, löïc keùo ñöùt vaø ñoä chòu hoùa chaát thöôøng taêng.
Tyû troïng giaûm thì ngöôïc laïi.
- Caùc thoâng soá kyõ thuaät khaùc: nhieät ñoä saáy, thôøi gian
saáy, nhieät ñoä gia coâng.
1.2.3 Quy trình công nghệ
Phöông phaùp ñuùc phun hoaït ñoäng vôùi tieán trình khoâng
lieân tuïc ñeå saûn suaát ra vaät theå chaát deûo. Nguyeân lieäu
ñöôïc naáu chaûy trong xy-lanh bôûi caùc voøng baêng ñieän trôû
boïc chung quanh vaø bôûi löïc ma saùt cuûa thaønh truïc troân oác
trong luùc quay xung quanh truïc cuûa chính noù. Sau ñoù nhöïa
noùng chaûy ñöôïc truïc troân oác ñaåy vaøo beân trong hoác
khuoân vôùi aùp suaát cao. Trong khi roùt ñaày khoûang troáng
trong hoác khuoân nhöïa noùng chaûy cuõng döôïc laøm nguoäi vaø
ñoâng cöùng daàn theo moät tieán trình thôøi gian laøm nguoäi
ñöôïc xaùc ñònh ñeå cuoái cuøng bieán thaønh saûn phaåm vaø
ñöôïc daåy rôøi khoûi khuoân. Nhöõng giai ñoïan cuûa tieán trình
trong phöông phaùp ñuùc phun (ñôn vò ñoùng vaø ñôn vò phun)
ñöôïc dieãn taû trong bieåu ñoà chu trình ñuùc phun beân döôùi :
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 12
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 1. 4: Sơ đồ diễn tả các giai đoạn của quá trình ép phun
Hình 1. 5: Chu trình sản xuất một sản phẩm trên máy ép phun
a. Giai đoạn đóng mở khuôn
Hệ thống khuôn được đóng mở bằng hệ thống khuỷu dẫn động bởi một xylanh
thuỷ lực, khuôn được đóng vào và duy trì áp suất ép khuôn ở một lực nhất định đã
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 13
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
được tính toán. Khi khuôn ép đến cuối hành trình thì hệ thống khuỷu theo tính toán
được đưa đến vị trí khoá, lực ép được duy trì bởi hệ thống này, vì thế áp suất dầu cấp
cho xylanh không cần duy trì trong thời gian dài.
Cơ cấu chấp hành: 1 xylanh thuỷ lực.
b. Giai ñoaïn phun
Ñôn vò phun chuyeån ñoäng veà phía tröôùc cho ñeán khi ñaàu
phun aùp saùt vaøo mieäng oáng cuoán noái phía sau cuûa khuoân.
Truïc troân oác luùc naøy ñoùng vai troø nhö moät piston, chuyeån
ñoäng tònh tieán veà phía tröôùc taïo neân aùp suaát phun ñaåy
löôïng nhöïa noùng chaûy ñi qua cuoáng noái vaøo beân trong hoác
khuoân. Sau ñoù aùp suaát sau khi phun ñöôïc khôûi ñoäng ñeå
dung hoaø hieän töôïng co ruùt cuûa saûn phaåm, thôøi gian naøy
naøy keùo daøi cho ñeán khi löôïng nhöïa loûng nôi ñieåm noái
(giöõa keânh phaân nhaùnh vaø maët tieáp giaùp cuûa vaät theå)
ñoâng cöùng.
Hình 1. 6: Vị trí trục trôn ốc trong và sau giai đoạn phun
Với giai đoạn này, lực ép nhựa cần lớn và duy trì trong thời gian nhất định đến khi quá
trình làm nguội kết thúc, sản phẩm đã được định hình, vì vậy ta dùng 2 xylanh bằng
nhau làm cơ cấu chấp hành, nhằm giảm đường kính xy lanh và góp phần cân bằng, dẫn
hướng tốt cho cơ cấu khi tiến hành quá trình nạp liệu.
c. Giai ñoaïn laøm nguoäi
Ngay sau khi aùp suaát sau khi phun chaám döùt giai ñoaïn laøm
nguoäi ñöôïc baét ñaàu. Trong suoát thôøi gian vaät theå ñöôïc laøm
nguoäi beân tong hoác khuoân, truïc troân oác chuyeån ñoäng quay
vaø tònh tieán veà phía sau trôû laïi vò trí luùc khôûi ñaàu, söï
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 14
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
chuyeån ñoäng naøy taïo ra löïc ñaåy löôïng nhöïa loûng caàn thieát
ra phía tröôùc ñeå khôûi ñaàu laïi chu trình cuûa giai ñoaïn phun.
Sau khi löôïng nhöïa laáp ñaày khoaûng troáng giöõa ñaàu truïc
troân oác vaø ñaàu phun, ñôn vò phun seõ chuyeån ñoäng veà phía
sau, ñaàu phun caùch rôøi xa khoûi mieäng cuoáng noái.
Trong giai đoạn này ta sử dụng cơ cấu chấp hành là một xyanh đẩy cụm phun, gọi
là xylanh tiến lùi cụm
d. Giai ñoaïn naïp nguyeân lieäu
Söï cheá taïo ra vaät theå (thaønh phaåm) khôûi ñaàu vôùi giai
ñoaïn naïp nguyeân lieäu. Hình daùng to hay nhoû cuûa vaät theå
xaùc ñònh bôûi theå tích khoái löôïng nhöïa naïp vaøo. Truïc troân
oác quay xung quanh truïc cuûa chính noù, caùc voøng xoaén quay
theo keùo nguyeân lieäu töø treân pheãu vaøo beân trong xylanh
vaø cuõng chính truïc troân oác ñaåy daàn nguyeân lieäu ra phía
tröôùc. Söï chuyeån ñoäng thuït luøi cuûa truïc troân oác taïo ra löïc
doàn neùn taùc ñoäng tröïc tieáp vaøo hieän töôïng chaûy loûng
cuûa khoái nguyeân lieäu. Truïc troân oác seõ ngöøng quay khi theå
tích khoái nguyeân lieäu ñaït ñeán löôïng caàn thieát nôi vuøng ñaàu
muõi cuûa noù. Khoaûng caùch naïp nguyeân lieäu daøi nhaát cuûa
truïc troân oác khoâng ñöôïc lôùn hôn 4D (4 laàn lôùn hôn baùn kính
cuûa truïc troân oác). Neáu khoaûng caùch naøy lôùn hôn 4D seõ
xaûy ra hieän töôïng sai phaïm trong quaù trình gia coâng, ví duï :
Hieän töôïng boït khí noåi treân beà maët cuûa thaønh phaåm.
Nguyeân nhaân do trong luùc naïp nguyeân lieäu khoâng khí cuõng
ñöôïc keùo theo vaøo beân trong cuøng vôùi nguyeân lieäu. Maët
khaùc khoaûng caùch naïp nguyeân lieäu cuõng khoâng ñöôïc nhoû
hôn 1D ñeå keùo daøi thôøi gian khoâng ñöôïc söû duïng cuûa khoái
nguyeân lieäu. Neáu thôøi gian naøy quaù daøi nhöïa loûng seõ bò
ñoát chaùy beân trong xylanh, taïo ra nhieàu gôïn ñen treân beà
maët cuûa thaønh phaåm.
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 15
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 1.7:
Hình 1. 7: Khoảng cách nạp liệu được sử dụng
Vậy giai đoạn này ta dùng cơ cấu chấp hành là 1 motor thuỷ lực.
e. Giai ñoaïn taùch rôøi saûn phaåm
Sau khi giai ñoaïn laøm nguoäi chaám döùt, khuoân môû ra
thaønh phaåm ñöôïc taùch rôøi khoûi khuoân bôûi heä thoáng ñinh
daåy. Sau ñoù khuoân ñoùng laïi, ñôn vò phun baét ñaàu chuyeån
ñoäng veà phía tröôùc ñöa ñaàu phun aùp saùt vaøo mieäng cuoáng
noái cuûa khuoân vaø chu kyø phun khôûi ñaàu laïi töø ñaàu.
Giai đoạn này ta sử dụng cơ cấu chấp hành là một xylanh thuỷ lực đẩy sản phẩm
tách rời khỏi khuôn
1.2.4 Ñieàu chænh maùy eùp phun
Boán yeáu toá sau ñaây cuûa trò soá ñieàu chænh xaùc ñònh
chaát löôïng cuûa moät thaønh phaåm :
1.Nhieät ñoä (nhieät ñoä cuûa khoái löôïng nhöïa vaø nhieät
ñoä cuûa khuoân)
2.Thôøi gian (phun, aùp suaát sau khi phun, laøm nguoäi vaø
chu kyø)
3.AÙp suaát (phun, sau khi phun,doàn öù vaø aùp suaát
beân trong khuoân)
4.Vaän toác (phun, voøng quay cuûa truïc troân oác).
Nhöõng trò soá ñieàu chænh noùi treân leä thuoäc vaøo :
- Nhoùm (hoï) cuûa chaát deûo ñöoïc söû duïng
- Maùy eùp phun ñöôïc söû duïng
- Khuoân ñöôïc söû duïng
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 16
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Nhöõng trò soá naøy leä thuoäc raát nhieàu vaøo caùc cô phaän
ñieàu khieån töï ñoäng cuûa maùy ñöôïc söû duïng, ví duï: heä
thoáng kieåm soaùt vaø ñieàu chænh (nhieät ñoä, thôøi gian
chuaån ñònh vaø caùc cô phaän thuoäc veà heä thoáng thuûy löïc).
Taát caû nhöõng trò soá chuaån ñònh ñöôïc ghi laïi trong moät
baûng ghi nhôù hay baèng taám caùt ñieàu chænh vaø coù theå
nhanh choùng ñieàu chænh laïi caùc tieán trình hoaït ñoäng cuûa
maùy neáu coù söï coá khoâng ñoàng boä hay va chaïm maïnh
cuûa khuoân xaûy ra. Ñoái vôùi caùc loaïi maùy ñaåy ñöôïc ñieàu
khieån bôûi caùc chöông trình vaø maïch vi tính (micro processor)
caùc trò soá chuaån ñònh ñöôïc ghi vaøo trung taâm ñieàu khieån
thoâng qua caùc boä phaän ngoaïi vi nhö baøn phím vaø caùc tieán
trình ñöôïc theo doõi qua maøn hình, caùc baùo caùo veà soá lieäu
cuõng nhö keát quaû seõ ñöôïc in ra giaáy vaø coù theå löu tröõ
baèng baêng töø, ñóa cöùng,...
1.2.5 Vaän haønh saûn xuaát treân maùy eùp phun (baèng
tay - baùn töï ñoäng - töï ñoäng)
Hieän nay hầu hết caùc maùy eùp phun ñeàu söû duïng boä
ñieàu khieån baèng maøn hình treân maùy, do ñoù caùc thoâng
soá caàn ñieàu chænh ñeàu theå hieän treân maøn hình. Caùc
ñieàu caàn chuù yù khi vaän haønh maùy :
- Kieåm tra caùc thieát bò phuï trôï ñaõ gaén ñuû chöa, coù
hoaït ñoäng toát khoâng.
- Kieåm tra caùc ñöôøng nöôùc laøm maùt khuoân, daàu ñaõ
baét chaéc chaén chöa
- Kieåm tra nhieät xylanh, nhieät khuoân (neáu coù) ñaõ ñuû
chöa
- Kieåm tra vaø veä sinh trong khuoân (coù vaät laï trong
khuoân khoâng)
Caùc cheá ñoä vaän haønh :
- Vaän haønh baèng tay (MANULL): Ñieàu kieän nhieät ñoä
khuoân, nhieät ñoä xylanh ñaõ ñuû --> aán nuùt khôûi ñoäng
motor (MOTORON) (treân maøn hình caùc nuùt ñeàu coù kyù
hieäu cuûa töøng muïc ñích). Muoán maùy hoïat ñoäng ôû
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 17
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
phaàn naøo thì duøng tay aán vaøo nuùt ñoù treân maøn
hình, maùy seõ hoaït ñoäng theo phaàn ñoù.
- Vaän haønh baùn töï ñoäng : aán nuùt SENIAUTO, sau ñoù
moãi chu kyø laøm vieäc phaûi ñoùng cöûa an toaøn phía
tröôùc maùy môùi hoaït ñoäng ôû chu kyø tieáp theo. OÛû
cheá ñoä naøy cöûa an toaøn phía sau môû thì maùy cuõng
khoâng hoaït ñoäng.
- Vaän haønh töï ñoäng : aán nuùt AUTO, nuùt naøy maùy seõ
hoaït ñoäng töï ñoäng hoøan toaøn theo caùc thoâng soá
tröôùc ñoù ngöôøi vaän haønh ñaõ caùi ñaët (trong tröôøng
hôïp naøy khi môû khuoân saûn phaåm vaø ñuoâi keo töï
rôùt - cöûa an toaøn phía tröôùc vaø sau ñeàu ñoùng)
Chuù yù : Khi choïn cheá ñoä hoaït ñoäng cho maùy chæ choïn
moät trong ba cheá ñoä treân maùy thì maùy môùi hoaït ñoäng.
Trong saûn xuaát, duø maùy coù hoaït ñoäng ôû cheá ñoä naøo thì
cuõng caàn coù ngöôøi giaùm saùt traùnh bò dính saûn phaåm,
ñuoâi keo laøm hö khuoân. Vì vaäy tuyeät ñoái khoâng ñöôïc boû
maùy ñi laøm vieäc khaùc (khi ñaõ ñöôïc phaân coâng coi maùy).
1.3. CẤU TẠO MÁY ÉP PHUN VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY
Maùy eùp phun thöïc hieän chu trình (khoâng lieän tuïc) gia
coâng vaät theå chaát deûo töø nguyeân lieäu döôùi daïng boät
hoaëc haït. Nhieät ñöôïc cung caáp töø caùc voøng baêng ñieän trôû
boïc ngoaøi thaønh xylanh seõ naáu chaûy haït nhöïa, heä thoáng
thuûy löïc ñaåy truïc troân oác tònh tieán veà phía tröôùc, nhöïa
noùng chaûy ñöôïc naïp theo löôïng nhaát ñònh vaøo hoác khuoân,
keá ñeán truïc troân oác khôûi ñoäng quay xung quanh truïc cuûa
noù taïo neân aùp suaát thaät cao eùp nhöïa noùng chaûy aùp chaët
vaøo beà maët hoác khuoân. Heä thoáng thuûy löïc ñaåy ñôn vò eùp
phun luøi veà phía sau, heä thoáng thuûy löïc ñôn vò ñoùng môû
keùo phaàn nöõa khuoân di chuyeån rôøi xa khoûi phaàn nöõa kia
vaø thaønh phaåm ñöôïc taùch rôøi khoûi khuoân. Thoâng thöôøng
moät maùy eùp phun goàm coù bốn phaàn quan troïng chuû yeáu
sau ñaây: Ñôn vò ñoùng môû, ñôn vò eùp phun vaø beä maùy vôùi
heä thoáng thuûy löïc beân trong khôûi ñoäng cho hai ñôn vò noùi
treân vaø cuoái cuøng heä thoáng kieåm soaùt ñieàu khieån toaøn
boä caùc tieán trình eùp phun. Heä thoáng kieåm soaùt naøy goàm
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 18
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
caùc tuû ñieän ñieàu khieån vaø nhöõng chöông trình phaàn meàm
cuøng vôùi caùc öùng duïng cuûa maùy vi tính ñoùng vai troø caàu
noái giuùp cho coâng vieäc cuûa ngöôøi ñieàu khieån vaø kieåm
soaùt hoaït ñoäng cuûa maùy eùp phun ñöôïc deã daøng hôn.
Hình 1. 8: Hình dáng một máy ép phun có trục nằm ngang
Hình 1. 9: Caùc daïng caáu truùc khaùc nhau cuûa maùy eùp phun
a)Ñôn vò phun naèm ngang, ñôn vò ñoùng môû thaúng ñöùng.
b)Ñôn vò phun vaø ñôn vò ñoùng môû cuøng naèm treân
truïc naèm ngang.
c)Ñôn vò phun vaø ñôn vò ñoùng môû cuøng naèm treân
truïc thaúng ñöùng.
Máy ép phun có cấu tạo chung gồm các hệ thống như trên hình vẽ sau :
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 1. 10: Các hệ thống trên máy ép phun
1.3.1. Hệ thống hỗ trợ ép phun
Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun. Bao gồm 4 hệ thống nhỏ :
- Thân máy ( Frame)
- Hệ thống thủy lực ( Hydraulic system)
- Hệ thống điện ( Electrical )
- Hệ thống làm nguội ( Cooling system)
- Nhieäm vuï : Giöõ khuoân, ñoùng vaø môû khuoân, taïo khaùng
löïc giöõ khuoân, hoaøn taát coâng vieäc taùch rôøi thaønh phaåm
ra khoûi khuoân. Löïc ñoùng ñöôïc taïo ra bôûi heä thoáng cô löïc
hay thuûy löïc thoâng qua heä thoáng xylanh thuûy löïc.
- Caáu truùc vaø chi tieát hoaït ñoäng cuûa ñôn vò ñoùng môû :
Hai phaàn nöûa cuûa khuoân ñöôïc ñaët vaøo chính giöõa hai lỗ
khoan höôùng taâm naèm ñoái xöùng treân hai taám giöõ khuoân
treân maët coù những lỗ khoan ñoái xöùng ñeå baét oác giöõ
khuoân. Hai taám giöõ naøy moät phaàn coá ñònh, phaàn coøn laïi
chuyeån ñoäng ñöôïc töïa treân 4 thanh hình truï naèm ngang, hay
thaúng ñöùng tuøy theo daïng maùy. Löïc khôûi ñoäng tieán trình
ñoùng môû ñöôïc taïo ra bôûi heä thoáng thuyû löïc, thoâng qua
moät ñoøn baåy coù daïng khuûy tay seõ ñaåy phaàn nöûa taám
loùt coù mang moät nöûa khuoân chuyeån ñoäng tôùi lui (hay leân
xuoáng) doïc theo 4 truïc ñònh höôùng. Ñoøn baåy khuûy chaân
chuyeån ñoäng taïo neân tieán trình ñoùng môû cuûa khuoân.
Ngöôøi ta phaân bieät hai loaïi ñôn vò ñoùng môû khaùc nhau: Hoaït
ñoäng baèng thuûy löïc thoâng qua heä thoáng cô hoïc vaø tröïc
tieáp baèng heä thoáng thuûy löïc (xy-lanh).
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 20
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
- Ñôn vò ñoùng môû cuûa maùy eùp phun ngoaøi nhieäm vuï
ñoùng môû coøn coù theâm nhieäm vuï taïo löïc taùc ñoäng ñoùng
kín hai phaàn nöûa cuûa khuoân laïi vôùi nhau, löïc ñoùng kín naøy
khoâng ñöôïc lôùn hôn 80% coâng suaát vaø phaûi luoân luoân lôùn
hôn aùp suaát beân trong hoác khuoân do truïc troân oác taïo neân.
+) Thân máy: Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau
+) Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tạo ra và duy trì lực
kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt
của lõi mặt bên. Hệ thống này bao gồm bơm, motor,các xylanh hệ thống ống, thùng
chứa dầu…
Hình 1. 11: Đơn vị đóng mở khuôn
a) Đơn vị đóng mở trực tiếp bằng thuỷ lực
b) Heä thoáng thuûy löïc naèm beân trong beä maùy
c) Taám giöõ khuoân gaén vaøo 4 thanh truï daãn höôùng.
Hình 1. 12: Caáu taïo cuûa moät ñôn vò ñoùng môû
1) Khuoân 2) Taám loùt höôùng taâm 3) Taám giöõ khuoân coá
ñònh
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 21
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
4) Loã khoang höôùng taâm 5) Taám giöõ khuoân di chuyeån 6) Beä
maùy
+) Hệ thống điện: Cấp nguồn cho motor điện (electric motor), các van phân
phối và hệ thống điều khiển cho khang chứa vật liệu nhờ các băng nhiệt (heater
band) và đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy bằng các công tắc. Hệ
thống này gồm tủ điện (electric power cabiner) và hệ thống dây dẫn.
+) Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol,...để làm
nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không cho nhựa thô ở cuống phễu (feed throat)
bị nóng chảy. Vì khi nhựa ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên
khó chảy vào khoang chứa liệu. Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-
1200F. Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy
thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn.
1.3.2. Hệ thống phun :
Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình
cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy, phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm. Hệ
thống này gồm có các bộ phận :
- Phễu cấp liệu (hopper)
- Khoang chứa liệu (barrel)
- Các băng gia nhiệt (heater band)
- Trục vít (screw)
- Bộ hồi tự hở (non-return Assembly)
- Vòi phun (nozzle)
Hình 1. 13: Hệ thống phun
+) Phễu cấp liệu: Chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 22
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
+) Khoang chứa liệu: Chứa nhựa và để vít trộn di chuyển qua lại bên trong
nó. Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh
khoang chứa liệu cung cấp từ 20 đến 30 % nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng
vật liệu nhựa.
+) Băng gia nhiệt: Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa để nhựa bên trong
khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo. Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể
có nhiều băng gia nhiệt (≥3 băng) được lắp đặt với các nhiệt độ khác nhau để
tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun
Hình 1. 14: Băng gia nhiệt
+) Trục vít : Có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy
dẻo vào lòng khuôn
Hình 1. 15: Cấu tạo trục vít máy ép phun
+) Bộ hồi tự hở (non-return Assembly): Bộ phận này gồm vòng chắn hình
nêm, đầu trục vít .Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 23
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 1. 16: Bộ hồi tự hở
Khi trục vít lùi về (trục vít quay trong quá trình nạp liệu) thì vòng chắn hình nêm
di chuyển về hướng phễu và cho phép nhựa chảy về trước đầu trục vít. Còn khi trục
vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng vòi phun
và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về sau.
Hình 1. 17: Các loại bộ hồi tự hở
+) Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình
dạng đảm bảo bịt kín khoảng trộn và khuôn. Nhiệt độ ở vòi phun nên được lắp đặt
lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy của vật liệu. Trong quá trình phun nhựa lỏng vào
khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nén được lắp
kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa
không bị phun ra ngoài và tránh mất áp.
Hình 1. 18: Vị trí vòi phun trong 1 hệ thống phun
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 24
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Có nhiều loại vòi phun khác nhau ,tùy vào từng trường hợp ứng dụng cụ
thể mà ta dùng loại vòi phun nào cho thích hợp. Thông thường người ta quan
tâm đến một số thông số như :
+ Đường kính lỗ phun của đầu vòi phun phải nhỏ hơn đường kính lỗ của
bạc cuống phun một chút ( khoảng 0,125 - 0,75 mm ) để cuống phun dễ thoát
ra ngoài và tránh cản dòng
+ Chiều dài của vòi phun nên dài hơn chiều sâu của bạc cuống phun
+ Đô côn tùy thuộc vào vật liệu phun
Hình 1. 19: Vòi phun
1.3.3. Hệ thống kẹp
Có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình làm nguội
và đẩy sản phẩm ra thoát khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun. Hệ thống này
gồm các bộ phận:
- Cụm đẩy của máy (Machine ejector)
- Cụm kìm (Clamp cylindero)
- Tấm di động (moverable platen)
- Tấm cố định (Stationary platen)
- Những thanh nối (Tie bars)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 25
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 1. 20: Hệ thống kẹp
+) Cụm đẩy của máy (Machine ejector) : Gồm xilanh thủy lực, tấm đẩy và cần
đẩy. Chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy
sản phẩm rời khỏi khuôn.
+) Cụm kìm (Clamp cylindero) : thường có 2 loại chính, đó là loại dùng cơ cấu
khuỷu và loại dùng các xilanh thủy lực. Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để
đóng mở khuôn và giữ để khuôn đóng trong suốt quá trình phun.
Hình 1. 21: Cơ cấu khuỷu
+) Tấm di động (moverable platen): Là một tấm thép lớn với bề mặt có
nhiều lỗ thông với tấm di động của khuôn. Chính nhờ các lỗ thông này mà cần
đẩy có thể tác động lực đẩy trên khuôn. Ngoài ra, trên tấm di động còn có các lổ
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 26
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
ren để kẹp tấm di động của khuôn. Tấm này di chuyển tới lui dọc theo 4 thanh
nối trong quá trình ép phun.
Hình 1. 22: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun
+) Tấm cố định (Stationary platen): Cũng là một tấm thép lớn có nhiều lỗ thông
với tấm cố định của khuôn. Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cố định
của khuôn tương tự như tấm di động, tấm cố định còn có thêm lỗ vòng định vị để
định vị tấm cố định của khuôn và đảm bảo sự thẳng hàng giữa cần đẩy và cụm phun.
+) Những thanh nối (Tie bars): Có tác dụng dẫn hướng cho tấm di động, ngoài ra
còn có khả năng co giãn nhỏ để chống lại áp suất phun khi kìm tạo lực.
Hình 1. 23: Vị trí các thanh nối trên máy
1.3.4. Hệ thống khuôn
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 27
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Sau quá trình nhựa hóa, nhựa nóng chảy được phun vào khuôn, lực ép khuôn
phải đủ lớn để đóng khuôn tới khi nào nhựa nguội và đóng rắn sau đó khuôn được
mở để lấy sản phẩm.
Cấu tạo :
- Gồm thớt cố định và thớt di động để mở khuôn
- Trục dẫn hướng là 4 trục hình trụ song song
- Xilanh đóng mở khuôn: Tạo lực đóng mở khuôn
- Xilanh đẩy sản phẩm: đẩy sản phẩm khỏi khuôn
- Bộ phận điều chỉnh bề dày khuôn: dẫn động bằng motor điện hoặc thủy lực
Cấu tạo chung của hệ thống khuôn bao gồm các bộ phận sau:
Hình 1. 24: Hệ thống khuôn
1.3.5. Hệ thống điều khiển
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 28
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy móc theo dõi và điều chỉnh các
thông số gia công cũng như nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun và vị trí của các bộ phận
trong hệ thống thủy lực. Quá trình điều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng
sau cùng của sản phẩm và hiệu quả kinh tế của quá trình hệ thống điều khiển giao tiếp
với người vận hành máy qua bảng điều khiển (Control panel) và màn hình máy tính
(computer screen)
Hình 1. 25: Hệ thống điều khiển
+) Màn hình máy tính : Cho phép nhập các thông số gia công, trình bày các dữ
liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động và các thông điệp.
Hình 1. 26: Một trang hiển thị các thông số ép phun trên máy tính
+) Bảng điều khiển: Gồm các công tắc và nút nhấn dùng để vận hành máy. Một
bảng điều khiển gồm có: nút nhấn điều khiển bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện
hay dừng khẩn cấp và các công tắc điều khiển bằng tay.
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 29
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Bên trong hệ thống điều khiển là bộ vi xử lý, các rơle, công tắc hành trình, các bộ
phận điều khiển nhiệt độ, áp suất, thời gian,...
Hình 1. 27: Bảng điều khiển trên máy ép phun
Hình 1. 28: Các công tắc hành trình trên máy ép phun
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 30
31
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
CHƯƠNG 2 THÔNG SỐ, LẮP ĐẶT THIẾT BỊ VÀ HOẠT ĐỘNG
CỦA HỆ THỐNG THUỶ LỰC
2.1 THÔNG SỐ VÀ LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ MÁY ÉP PHUN
2.1.1 Thông số máy ép
Máy ép phun thuỷ lực 250T có các thông số chính như sau:
Bảng 2. 1: Thông số máy ép phun 250T
KÍCH THƯỚC LỌT LÒNG KHUÔN 570 x 570
LƯỢNG PHUN KEO TỐI ĐA 1 LẦN 720 G
KÍCH THƯỚC LẮP KHUÔN MỎNG 200 mm
KÍCH THƯỚC LẮP KHUÔN DÀY 540 mm
CHIỀU DÀI MÁY ÉP 6.74 m
CHIỀU NGANG MÁY ÉP 1.82 m
CHIỀU CAO MÁY ÉP 2.6 m
TRỌNG LƯỢNG MÁY 10 TẤN
TỔNG LƯỢNG DẦU 800 LÍT
2.1.2 Lắp đặt các thiết bị
Lắp đặt và bố trí các thiết bị nhằm mục đích để máy vận hành một cách hiệu quả
và nâng cao năng suất sản xuất. Vấn đề cần thiết khi lắp đặt là xem xét bố trí máy
một cách cẩn thận bao gồm cả việc bố trí các máy trong phân xưởng. Đặc biệt, lắp đặt
sao cho mặt bằng rộng rãi để thuận tiện và nâng cao hiệu suất làm việc, bảo trì máy
khi có sự cố. Ngoài ra nên lựa chọn vị trí lắp đặt mà bụi không có khả năng tích lũy,
để ngăn chặn các ảnh hưởng tiêu cực từ máy và các sản phẩm ép từ máy khi đang
làm việc. Nó góp phần duy trì độ chính xác và hiệu suất của máy, đồng thời, liên
quan đến tuổi thọ của máy và sức khoẻ công nhân đứng máy.
Nền đặt máy phải phù hợp với sức tải mặt đất ghi trên bản vẽ móng của cơ sở
lắp đặt máy.
Lắp đặt máy móc, thiết bị:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
32
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Một cần cẩu hay con lăn được sử dụng để chuyển máy đến nơi lắp đặt. Tốt nhất là
nên sử dụng cần cẩu đôi. Đặt máy trong phân xưởng với lối vào có đủ chiều rộng,
chiều cao và có khoảng cách phù hợp với máy móc hay các thiết bị gần đó.
- Chèn các bu lông vào các lỗ của chân máy và nèn chặt các bu lông.
- Chèn lót và nêm ở cả hai mặt của các lỗ bulông nền tảng bên dưới gầm chân
máy
- Thực hiện tạm thời ngang tâm đến mức độ ngang trong vòng 0,2mm/m
- Đổ vữa vảo bu lông neo bu lông để đảm bảo độ cứng vững của máy.
- Xác nhận độ liên kết máy và nền đã đảm bảo.
- Kiểm tra mức độ chính xác và thắt chặt bu lông neo. Sau khi thắt chặt bu lông,
kiểm tra lại mức độ xiết cũng như độ chính xác.
- Nêm an toàn bằng cách hàn hoặc bằng bê tông.
2.2. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
Quá trình hoạt động của máy ép phun nói chung hay của từng bộ phận: các
bơm, hệ thống khuôn,…được thể hiện trong biểu đồ trạng thái ở trang bên.
Từ biểu đồ trạng thái, ta có thể thấy được quá trình hoạt động của công nghệ
ép phun cụ thể là hoạt động của từng bơm, hệ thống các xylanh, quá trình lùi, đẩy
của cụm phun, hoạt động của vòi phun,…vv.
Từ biểu đồ trạng thái Hình 2.1 ta có thể thấy hoạt động của từng bộ phận trong hệ
thống:
- Bơm 1 : Hoạt động trong toàn bộ thời gian ép hoàn thiện một sản phẩm, qua
các giai đoạn đóng khuôn, giai đoạn phun, giai đoạn làm nguội, giai đoạn nạp
liệu, giai đoạn mở khuôn và lấy sản phẩm.
- Bơm 2: Hoạt động ở giai đoạn tốc độ cao trong quá trinh đóng / mở khuôn,
trong giai đoạn phun, giai đoạn nạp liệu, các quá trình mở khuôn nhanh, khẩn
cấp.
Các quá trình hoạt động:
+ Sau khi khởi động hệ thống, các bơm bắt đầu chạy cấp dầu cho hệ thống, tuy nhiên khi
này cuộn b của các cụm an toàn PM1, PM2 chưa được cấp điện nên dầu qua các cụm này
chảy về thùng qua bộ lọc (quá trình lọc hồi tiếp).
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
33
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
Hìn
h 2.
1:
Biể
u đồ
trạn
g th
ái
34
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
Hìn
h 2.
2:
Sơ đ
ồ th
uỷ lự
c
35
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
+ Nhấn nút cắt bơm 1 lần (cấp điện vào cuộn b của các cụm RM1, RM2) thì dầu được
cấp lên hệ thống và quá trình làm việc có thể bắt đầu nếu tất cả đã sẵn sàng.
+ Quá trình đóng khuôn chỉ có thể bắt đầu khi các cửa trước và sau của máy đã đóng,
lúc này van phân phối M8 mới có thể chuyển trạng thái sang phải khi nhấn nút mở
khuôn, cuộn a của van phân phối M8 được cấp điện, van chuyển sang vị trí làm việc
bên phải, dầu qua van phân phối M8 lên xylanh, đẩy khuôn đóng lại. Dầu sau khi ra
khỏi xylanh, chảy qua van phân phối M9 và về thùng sau khi được làm mát và lọc.
Quá trình tiến nhanh sẽ được khởi động khi cuộn b của van phân phối M9 được cấp
điện, quá trình này có thể tự khởi động dựa vào lập trình trong quá trình tự động hoặc
điều khiển bằng tay ngay từ giai đoạn tốc độ chậm nếu muốn. Lúc này, van M9
chuyển sang vị trí bên trái, dầu sau khi ra khỏi xylanh đóng mở khuôn sẽ đi qua van
M9, đẩy qua van một chiều C7 rồi cấp tiếp vào xylanh, xylanh tiến nhanh hơn do dòng
chảy từ phía có cần nhập với dòng từ bơm để cấp lưu lượng tổng lớn hơn lưu lượng
bình thường.
+ Sau khi khuôn đã được đóng, cụm phun tiến lên ép sát đầu phun vào lỗ phun của bạc
cuống phun trên khuôn nhờ xylanh tiến lùi cụm. Xylanh này hoạt động nhờ cuộn b của
van phân phối M7 được cấp điện, cuộn b có thể được cấp điện đến quá trình suckback
hoặc chỉ cần cấp trong quá trình tiến cụm. Sau khi cuộn b được cấp điện, van phân
phối M7 chuyển sang vị trí làm việc bên trái, dầu từ bơm đi qua M7 lên van phân phối
cấp lên xylanh (phía có cần) xylanh được cấp dầu kéo cụm phun tiến đến vị trí thích
hợp với khuôn nhờ cảm biến được cài đặt trước đó. Van một chiều có điều khiển MC3
đảm bảo xylanh không bị đẩy ngược trở lại khi chưa có tín hiệu điều khiển. Dầu qua
xylanh chảy về thùng sau khi được làm mát và lọc.
+ Giai đoạn ép (phun và giữ áp) bắt đầu sau khi cụm phun đã đến vị trí cần thiết. Cuộn
b của van phân phối M5 được cấp điện làm van này chuyển sang vị trí bên trái mở
thông đường hồi về thùng cho cụm xylanh phun liệu. Sau một thời gian trễ đã được cài
đặt, cuộn b của van M6 được cấp điện, van M6 chuyển sang trạng thái làm việc bên
phải, dầu từ bơm đi qua van cấp vào đầu có cần của 2 xylanh ép, đầu cần 2 xylanh này
cố định với đuôi trục vít, vỏ xylanh cố định với cụm phun. Hai cần xylanh được đẩy
thụt lùi 1 khoảng nhất định kéo theo trục vít tịnh tiến ép nhựa vào khuôn với lượng đã
được tính toán.
+ Trong giai đoạn làm nguội, cuộn b của M5 vẫn được duy trì, van M6 chuyển sang vị
trí làm việc bên trái do cuộn a được cấp điện, dầu thông qua van đẩy qua van một
chiều C6 và cấp cho động cơ RPM, động cơ quay làm trục vít chuyển động theo. Sự
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
S10
1
s?
lu?n
g
Duy
?t
11:
1T
? s?
: 02
T?n
g s?
:06
t?
2345678
v
?t li
?u
SO
Ð?
TH
U?
L?
CT
hi?t
k?
Hu?
ng d
?n
H?
và tê
nC
h?c
nang
Ngà
yS
? lu
?ng
V? t
ríT
ên g
?i
TH
I?T
K?
HT
TL
MÁ
Y É
P P
HU
N N
H?
A 2
50T
Ð?
ÁN
T?
T N
GH
I?P
L?
P M
ÁY
& T
? Ð
?N
G T
HU
? K
HÍ -
K55
Ð?
I H
?C
BÁ
CH
KH
OA
HÀ
N?
I
2010
0165
MSS
V
Tr?
n N
g?c
Du?
c10
/6
TS.
Tr?
n K
hánh
Duo
ng
TS.
Tr?
n K
hánh
Duo
ng
Van
ti?t
luu
có d
k
Van
phâ
n ph
?i 4
/2
Côn
g t?
c hà
nh tr
ình
Van
an
toàn
có
dk
Bom
bán
h ra
ng
Bom
cán
h g?
t
1 1212 1 1Ð
?ng
co d
i?n
Van
an
toàn
2
M6
M5
M7
M10
M9
C6
M8
12
3
6
7
8
9
1112
1314
15
16
17
18 19
10
910111213141516V
an m
?t c
hi?u
có
dk
Xyl
anh
d?y
s?n
ph?m
Xyl
anh
dùn
li?u
Ð?n
g co
thu?
l?c
Xyl
anh
dóng
/m?
khuô
n
Van
m?t
chi
?u
1 7121 1 3
Van
phâ
n ph
?i 4
/3
Xyl
anh
ti?n
/lùi
c?m
1
17V
an lo
gic
1
18B
? là
m m
át1
19B
? l?
c1
20
20T
hùng
d?u
1
ab
ba
ab
ab
ba
ab
PR2
CT
10
RPM
MC
3
C7
RM
1PM
2
EM
P1P2
bb
4
5
36
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
chuyển động này làm nhựa được cấp vào xylanh chứa trục vít và làm nóng chảy trong
đó. Dầu sau đó được hồi về thùng qua bộ làm mát và bộ lọc. Trong quá trình này, sự
chuyển động hồi về của trục vít sẽ làm cho 2 xylanh nạp liệu chuyển động theo, dầu
trong 2 xylanh này chảy qua M6 xuống van CT10 (lúc này cuộn điện của PR2 đã được
cấp để điều chỉnh áp suất cài đặt. Khi áp suất tăng lên cao, đủ sức mở valve áp suất
điều khiển thì áp suất ở buồng phía trên của lõi valve logic sẽ được xả thông về thùng.
Khi đó lực giữ lõi valve giảm đi và lõi valve bị đẩy khỏi vị trí đóng kín, mở thông cửa
A xả dầu về cửa B và về thùng. Quá trình này diễn ra nhằm giúp trục vít không bị hồi
quá nhanh làm nguyên liệu nạp vào dễ lẫn các bóng khí và không đạt tiêu chuẩn.
Sau quá trình nạp liệu, van M5 được cấp điện vào cuộn hút a và chuyển vị trí làm việc
sang phải, dầu qua van cấp lên 2 xylanh đùn liệu, đẩy trục vít lùi lại.
Cụm phun lùi lại sau khi các quá trình trên hoàn tất, cuộn hút a của M7 được cấp điện,
M7 chuyển sang trạng thái làm việc bên trái, dầu qua M7 lên xylanh đùn liệu và đồng
thời điều khiển MC3 mở ra để dầu đi qua hồi về thùng.
+ Khi quá trình lùi cụm phun kết thúc, khuôn được mở ra. Quá trình này bắt đầu khi
cuộn b của van M8 được cấp điện, dầu đi qua M8 lên xylanh kéo cụm khuỷu mở
khuôn. Sau khi cuộn b M8 được cấp điện 1 lúc (thời gian trễ cài đặt), cuộn a của M9
cũng được cấp điện đưa M9 sang trạng thái làm việc bên trái. Dầu từ M8 hồi về thùng
qua cả 2 đường qua van à không qua van.
+ Khuôn được mở ra, lúc này sản phẩm đã hoàn thành, cuộn hút a của M10 được cấp
điện đưa van sang trạng thái làm việc bên trái, xylanh tiến, đẩy sản phẩm rời khỏi
khuôn, ngay sau đó, cuộn hút b được cấp điện đưa van sang trạng thái làm việc bên
phải, xylanh lùi về, khi xylanh lùi hết cả 2 cuộn điện được ngắt điện.
Sau khi sản phẩm hoàn thành và được đẩy khỏi khuôn, toàn bộ chu trình lại được lặp
lại
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
37
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG
HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN
3.1 TÍNH TOÁN LỰC ÉP
3.1.1 Lựa chọn phương án
Với cụm kìm, có hai phương án lựa chọn cụm kìm là phương án dùng xylanh thuỷ
lực và loại dùng các cơ cấu khuỷu. Hệ thống này phải đáp ứng yêu cầu cung cấp lực
đóng mở khuôn và giữ lực đóng khuôn trong suốt quá trình ép phun.
So sánh ưu nhược điểm của 2 phương án:
Bảng 3.1: So sánh ưu nhược điểm các kiểu cụm kìm
Loại kìm Ưu điểm Nhược điểm
Xylanh
thuỷ lực
- Lắp đặt khuôn nhanh
- Biết rõ áp suất kìm
- Dễ bảo dưỡng
- Ít làm võng tấm khuôn
- Lực kìm tập trung vào giữa
tấm khuôn
- Cần lượng dầu thuỷ lực lớn
- Tốn nhiều năng lượng
- Chịu ảnh hưởng bởi hệ số nén của dầu
- Lực ép duy trì không ổn định
- Kích thước xylanh rất lớn kéo theo hệ
thống thuỷ lực tương ứng.
Cơ cấu
khuỷu
- Giá thành thấp
- Di chuyển cơ cấu kìm nhanh
- Tự hãm để giảm va đập
- Cần bảo dưỡng thường xuyên
- Lực kìm không tập trung vào giữa
tấm khuôn
- Khó điều chỉnh
Việc đóng mở hệ thống khuôn yêu cầu một lực ép rất lớn, lên đến 250T tương
đương 2450 kN, với lực ép lớn như vậy yêu cầu xylanh có kích thước rất lớn nên ta sử
dụng một hệ thống trục khuỷu nhằm mục đích giảm lực ép và duy trì lực ép này một
thời gian dài một cách đơn giản và ổn định hơn.
Lực cần tác dụng lên tấm di động của bàn kẹp khuôn để tác động lên tấm di động là P
= 2450 kN, do đó, lực tác dụng lên cụm khuỷu phía trên là P/2
Phân tích lực tác dụng bằng phương pháp hoá rắn, ta được lực F3 cuối cùng xylanh cần
tác động lên khuỷu
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
38
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
3,64°
50,50°
P/2
PF
F1F2
F3
3,64°
50,50°
P/2
PF
F1F2
F3
15.42°
139.83°
3.64° P/2
F1F2
15.42°
139.83°
Hình 3.1: Phân tích lực tác dụng qua hệ thống khuỷu
Ta có:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
39
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Suy ra:
Do đó, lực tác dụng lớn nhất xy lanh thủy lực cần cấp cho trường hợp này là:
Fmax = 636 kN
3.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XYLANH
3.2.1 Xy lanh cụm kìm
a. Tính toán
Dựa theo phần tính chọn phương án cụm kìm, qua hệ thống trục khuỷu, lực tác
dụng lớn nhất chúng ta cần thiết kế xylanh là Fmax = 636 kN. Hành trình của xy lanh
theo thiết kế ứng với kích thước lắp đặt khuôn là 370 mm. Gọi A1 là diện tích mặt làm
việc của piston đầu không có cần. Áp suất làm việc lớn nhất trong hệ thống là
Plvmax=140 Bar tương ứng với tải lớn nhất Fmax= 636 kN. Diện tích A1 của xy lanh như
sau:
A1=Fmax
p lv max
Thay số vào ta được:
Do vậy, đường kính piston được tính như sau:
Đường kính cần piston:
d = (0,35 ÷ 0,85).D = (0,35 ÷ 0,85). 0,241 = 0.08435 ÷0.20485 (m)
Chọn xylanh theo chuẩn với kích thước đường kính xylanh: D = 250 (mm)
Ta tính lại diện tích đầu không cần của piston như sau:
Áp suất làm việc lớn nhất được tính lại là:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
40
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hành trình của xy lanh là 370 mm. Thời gian đóng khuôn ép là: t = 6s. Thời gian
đóng/mở khuôn nhanh là 4,5s. Vậy vận tốc ra vào khuôn nhanh máy ép phun sẽ là
vn = 0.3/4,5 = 0.0685 (m/s) = 4.11 (m/ph), vận tốc đóng/mở khuôn chậm là
vc = 0.07/1,5 = 0.047 (m/s) = 2,82 (m/ph) ta tính lưu lượng cần cấp cho xy lanh chính
là:
b. Chọn kiểu
Xylanh ép được gắn vào máy ép bởi mặt bích đầu xylanh nên ta chọn kiểu xylanh
MF3 với dạng kết cấu như hình sau:
Dựa theo catalogue hãng rexroth ta chọn xylanh có kí hiệu:
CDH2 MF3/250/180/370A2X/M1CGDMWW
với thông số:
Đường kính xylanh: D = 250 (mm)
Đường kính cần piston: d = 180 (mm)
Hành trình: L = 370 (mm)
c. Kết cấu
Xylanh CDH2 MF3/250/180/370A2X/M1CGDMWW:
Hình 3. 2: Xy lanh CDH2 MF3
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
41
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 3. 3: Kích thước và kết cấu xylanh CDH2 MF3
3.2.2 Xylanh đẩy sản phẩm
a. Tính toán
Sau khi phun nhựa một thời gian nhất định, hệ thống làm mát sẽ làm mát sản phẩm
đúc, do có sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ, giữa sản phẩm và khuôn có sự co ngót
khác nhau nên có thể sản phẩm đã rời khỏi khuôn, do vậy để lấy vật đúc ra ta chỉ cần
một lực đủ thắng lực ma sát giữa bavia vật đúc và khuôn. Dựa vào máy ép thực tế ta có
thể tham khảo và chọn các thông số sau để tính toán xylanh đẩy sản phẩm:
- Hành trình xylanh đẩy sản phẩm là 200 (mm)
- Yêu cầu về lực đẩy là 40 kN
- Thời gian đẩy là 2s
- Áp suất làm việc là 70 bar
Do đó ta có đường kính xylanh:
Đường kính cần piston: d = (0,35 – 0,85) D = 0,021 - 0.051 (m)
Chọn theo chuẩn ta lấy đường kính xylanh là: D = 63 (mm)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
42
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hành trình của xy lanh là 200 mm. Thời gian đẩy sản phẩm là: t = 2s. Vậy vận tốc đẩy
sẽ là vđ = 0.2/2 = 0.1 m/s = 6 m/ph, ta tính lưu lượng lớn nhất cần cấp cho xy lanh đẩy
sản phẩm là:
b. Chọn kiểu
Xylanh đẩy sản phẩm được gắn vào máy ép bởi mặt bích đầu xylanh nên ta chọn
kiểu xylanh MF3 với dạng kết cấu như hình sau:
Dựa theo catalogue hãng rexroth ta chọn xylanh có kí hiệu:
CDH2 MF3/63/45/200A2X/M1CGDMWW
với thông số: Đường kính xylanh: D = 63 (mm)
Đường kính cần piston: d = 45 (mm)
Hành trình: L = 200 (mm)
c. Kết cấu
Xylanh CDH2 MF3/63/45/200A2X/M1CGDMWW:
Hình 3. 4: Kích thước và kết cấu xylanh đẩy sản phẩm
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
43
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
3.2.3 Xylanh tiến lùi cụm
a. Tính toán
Dựa vào máy ép thực tế ta có thể tham khảo và chọn các thông số sau để tính toán
xylanh tiến lùi cụm:
Hành trình xylanh tiến lùi cụm là 300 (mm)
Lực kéo/đẩy của toàn cụm phun là: 140 kN
Thời gian tiến/ lùi cụm là 5s
Áp suất làm việc là 70 bar
Do đó ta có đường kính xylanh:
Đường kính cần piston: d = (0,35 – 0,85) D = 0,0395 - 0.096 (m)
Theo chuẩn ta chọn đường kính xylanh: D = 125 (mm)
Hành trình của xy lanh là 300 (mm). Thời gian tiến/lùi cụm là: t = 5s. Vậy vận tốc
lùi cụm sẽ là vđ = 0.3/5 = 0,06 m/s = 3,6 m/ph, ta tính lưu lượng lớn nhất cần cấp
cho xy lanh tiến lùi cụm là:
b. Chọn kiểu
Xylanh tiến lùi cụm được gắn vào máy ép bởi bulong liên kết với thân máy nên ta
chọn kiểu xylanh MS2 với dạng kết cấu như hình dưới đây.
Dựa theo catalogue hãng rexroth ta chọn xylanh có kí hiệu:
CDH2 MS2/125/80/250A2X/M1CGDMWW
với thông số: Đường kính xylanh: D = 125 (mm)
Đường kính cần piston: d = 80 (mm)
Hành trình: L = 300 (mm)
c. Kết cấu
Xylanh CDH2 MF3/63/45/200A2X/M1CGDMWW:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
44
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 3. 5: Xylanh CDH2 MF3
Hình 3. 6: Kích thước Xylanh CDH2 MF3
3.2.4 Xylanh đùn liệu
a. Tính toán
Dựa vào máy ép thực tế ta có thể tham khảo và chọn các thông số sau để tính toán
xylanh đùn liệu:
Hành trình xylanh đùn liệu là 250 (mm)
Lực phun là: 2450 kN
Thời gian đùn tối đa là 5s
Áp suất làm việc là 140 bar
Ta dùng 2 xylanh để quá trình đùn liệu được cân bằng và đều đặn và giảm kích thước
xylanh.
Do đó ta có đường kính 1 xylanh:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
45
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Đường kính cần piston:
d = (0,35 – 0,85) D = (0,35 – 0,85) 0,236 = 0,0826 – 0,20 (m)
Theo chuẩn ta chọn đường kính xylanh là: D = 250 (mm)
Hành trình lớn nhất của xy lanh là 200 (mm). Thời gian đùn liệu là: t = 5s. Vậy
vận tốc đùn liệu sẽ là vđ = 0.2/5 = 0,04 m/s, ta tính lưu lượng lớn nhất cần cấp cho
xy lanh đùn liệu là:
b. Chọn kiểu
Xylanh đùn liệu được gắn vào máy ép bởi bulong liên kết với cụm phun nên ta
chọn kiểu xylanh MS2 với dạng kết cấu như hình dưới đây.
Dựa theo catalogue hãng rexroth ta chọn xylanh có kí hiệu:
CDH2 MS2/250/180/250A2X/M1CGDMWW
với thông số:
Đường kính xylanh: D = 250 (mm)
Đường kính cần piston: d = 180 (mm)
Hành trình: L = 250 (mm)
c. Kết cấu
Xylanh CDH2 MS2/250/180/250A2X/M1CGDMWW:
Hình 3. 7: Xylanh đùn liệu CDH2 MS2
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
46
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 3.8: Kích thước xylanh đùn liệu
3.3 TÍNH CHỌN BƠM NGUỒN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN
3.3.1 Tính chọn bơm nguồn
Bơm được chọn dựa theo lưu lượng và áp suất làm việc.
Bơm lưu lượng chính:
Lưu lượng lớn nhất cần cấp cho xylanh là ở quá trình đóng mở khuôn nhanh.
Từ s = 360 (mm), t = 4.5 (s)
Vận tốc trung bình khi đóng mở khuôn nhanh:
V1 = s/ t = 360/4.5 = 72 (mm/s) = 0.072 (m/s)
Lưu lượng cần cấp cho xy lanh ép ở quá trình đóng mở khuôn nhanh là:
Lưu lượng của bơm: Qb = Qlt +∑ ∆ Qi
Trong đó ∑ ∆ Qi là tổng tổn thất lưu lượng do rò rỉ dầu trong hệ thống.
Theo công thức kinh nghiệm : ∑ ∆ Qi= 0,05. Qxl
Suy ra lưu lượng bơm lưu lượng chính cần cấp:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
47
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Bơm cao áp:
Từ s = 10 (mm), t = 1.5 (s)
Vận tốc trung bình khi áp suất cao nhất: Vca =s/ t= 10/1.5= 6.67(mm/s)= 6.67.10-3 (m)
Lưu lượng cần cấp cho xy lanh ép ở quá trình áp suất cao nhất là:
Áp suất của bơm tăng áp : Pb ≥ 1,25 Plvmax = 1,25. 140 = 175 (bar)
Lưu lượng của bơm: Qb = Qlt +∑ ∆ Qi
Trong đó ∑ ∆ Qi là tổng tổn thất lưu lượng do rò rỉ dầu trong hệ thống.
Theo công thức kinh nghiệm : ∑ ∆ Qi= 0,05. Qxl
Do đó lưu lượng bơm cao áp cần cấp là;
Chọn động cơ kéo bơm là động cơ điện không đồng bộ 3 pha 380/220 VAC có số
vòng quay đồng bộ n = 1470 (v/ph)
Suy ra lưu lượng riêng của bơm lưu lượng chính:
Lưu lượng riêng của bơm cao áp:
Dựa vào thông số áp suất và lưu lượng của 2 bơm, tra catalog của hãng Camel, bơm
kép mang mã hiệu: VCM-250T/150EGB sẽ được chọn và có thông số như sau:
Bơm cánh gạt Bơm bánh răng
Áp suất làm việc tối đa: pmax = 70 kG/cm2
Lưu lượng riêng : q = 150 cc/rev
Số vòng quay: n = 600÷1800 v/ph
Áp suất tối đa: pmax = 250 kG/cm2
Lưu lượng riêng : q = 11 cc/rev
Kết cấu và kích thước lắp đặt của bơm được chỉ trong Hình 3.19 và Bảng 3.1
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
48
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 3. 9: Bơm VCM-250T/150EGB
Hình 3. 10: Kết cấu sơ bộ bơm VCM-250T/150EGB
Bảng 3. 2: Chú thích kích thước của bơm bánh răng trong cụm bơm
Mẫu bơm A (mm) B (mm)
VCM-250T/150EGB 63 119
3.3.2 Tính chọn động cơ điện
Tính công suất của bơm lưu lượng:
Ta có:
Áp suất làm việc của bơm: Pmax = 70 (bar)
Lưu lượng của bơm: Q = 222.4 (l/ph)
Công suất làm việc của bơm được tính theo công thức:
Công suất của bơm lưu lượng là:
Tính công suất bơm cao áp:
Ta có:
Áp suất làm việc của bơm: P = 250 (bar)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
49
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Lưu lượng của bơm: Q = 16 (l/ph)
Tính tương tự như đối với bơm lớn
Công suất yêu cầu của động cơ điện kéo bơm kép được tính theo công thức
Chọn
Công suất yêu cầu của động cơ cho bơm lưu lượng lớn là:
Công suất yêu cầu của động cơ cho bơm cao áp là:
Tra catalogue của động cơ điện Hà Nội. Ta chọn động cơ điện cho bơm là động cơ
3K200M4 có các thông số:
- Số vòng quay: n = 1470 (vg/ph)
- Công suất: P = 33 kW
Động cơ điện của ĐIỆN CƠ HÀ NỘI có mã ký hiệu: 3K200M4 sẽ được chọn với
các thông số sau:
- Số vòng quay : n = 1470 v/ph
- Điện áp vào : U = 220/380 VAC
- Công suất : Nđc = 33 Kw
Kết cấu của động cơ điện được chọn được chỉ trong Hình 3.20
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
50
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 3. 11: Kết cấu chung của động cơ điện 3K200M4
Bảng 3. 3: Kích thước động cơ điện
A AB AC AD B B1 C D n
318 395 410 300 267 344 133 48 75
E F GA H HD K m L
110 14 51.5 200 462 19 35 742
3.4 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG
Ống dẫn cần phải đảm bảo độ bền cơ học và tổn thất áp suất trong ống nhỏ nhất. Để
giảm tổn thất áp suất, các ống dẫn càng ngắn càng tốt, ít bị uốn cong để tránh sự biến
dạng của tiết diện và sự đổi hướng chuyển động của dòng dầu. Kích thước đường ống
được xác định thông qua lưu lượng chảy qua ống và vận tốc chảy qua cho phép.
3.4.1 Ống hút
Xuất phát từ phương trình: qv = A.v
Trong đó:
A: Tiết diện ống,
v: Vận tốc của dòng chất lỏng trong ống
qv: Lưu lượng dòng chất lỏng qua ống, lưu lượng qua ống bằng lưu lượng
mà bơm nguồn cấp
Ta có
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
51
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Chọn vận tốc của dòng chất lỏng trong ống hút: v = 1 (m/s) = 60 (m/ph)
Đường kính ống hút của bơm lưu lượng lớn:
Chọn đường kính ống hút theo tiêu chuẩn là D = 70 (mm) hay G2
Lấy chiều dài ống hút cho bơm lưu lượng chính là L = 1,5 (m)
Tính độ dày thành ống theo công thức sau:
Trong đó: p – áp suất làm việc (kg/cm2)
dn = 1,5d = 1,5.70= 105 (mm)
σ b = 3500 kg/cm2 do ống được chế tạo bằng thép không gỉ
m – Hệ số chênh lệch cho phép của đường kính ngoài, m= 0.3 (mm)
n – Hệ số tính đến độ chênh lệch bề dày quy định
Ta lấy chiều dày ống là 2(mm)
Đường kính ống hút của bơm nhỏ:
Chọn đường kính ống hút theo tiêu chuẩn là D = 20 (mm) hay G12
Lấy chiều dài ống hút cho bơm lưu lượng chính là L= 1,5 m
Tính độ dày thành ống theo công thức sau:
Trong đó: p – áp suất làm việc (kg/cm2)
dn = 1,5d = 1,5.20= 30 (mm)
σ b = 3500 kg/cm2 do ống được chế tạo bằng thép không gỉ
m – Hệ số chênh lệch cho phép của đường kính ngoài, m= 0.3 (mm)
n – Hệ số tính đến độ chênh lệch bề dày quy định, n = 0,9
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
52
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Ta lấy chiều dày ống là 1(mm)
3.4.2 Ống đẩy
Chọn đường ống chính của hệ thống là đường kính đáp ứng được lưu lượng lớn
nhất mà hệ nguồn cấp được với Qmax = 238 (l/ph)
Mỗi cơ cấu chấp hành lại làm việc với một lưu lượng khác nhau nên mỗi cơ cấu sẽ
được cấp dầu với mỗi đường ống khác nhau.
Tiến hành toán cho đường ống có lưu lượng cao nhất. Theo kính nghiệm, chọn
vận tốc dòng chất lỏng chảy trong đường ống đẩy như sau:
2,5≤ V d ≤ 4,5 (m/s)
Ta có đường kính ống đẩy:
4( )
.b
dd
Qd mm
v
Thay số ta có đường kính ống đẩy chính cho hệ thống là:
Hay 44.9≥ dd ≥ 33.5 (mm); Vì vậy, đường kính ống được chọn theo tiêu chuẩn:
dd = 40 (mm) hay G1
Tính độ dày thành ống theo công thức sau:
Ta lấy chiều dày ống là 1(mm)
Đường kính ống đẩy bơm áp suất lớn:
Hay 11.4≥ dd ≥ 8.5 (mm); Vì vậy, đường kính ống được chọn theo tiêu chuẩn:
dd = 10 (mm) = G18
Tính độ dày thành ống theo công thức sau:
Ta lấy chiều dày ống là 1(mm)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
53
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Đường kính ống đẩy đến xylanh đóng mở khuôn:
Ta chọn kích thước cửa vào bằng kích thước cửa ra và bằng đường kính ống:
v0 là vận tốc dầu trong đường ống, ta lấy v0 = 3 m/s , ta có:
(m)
Ta lấy = 40 (mm)
Lấy chiều dài đường ống là L = 8 (m)
Đường kính ống đẩy đến xylanh đẩy sản phẩm:
Với v0 là vận tốc dầu trong đường ống, ta lấy v0 = 3 m/s
Ta có: (m)
Ta lấy = 12 (mm)
Lấy chiều dài đường ống là L = 4 (m)
Đường kính ống đẩy đến xylanh tiến lùi cụm:
Ta chọn kích thước cửa vào bằng kích thước cửa ra và bằng đường kính ống:
Với v0 là vận tốc dầu trong đường ống, ta lấy v0 = 3 m/s, ta có:
Ta lấy dcua = dong = 18 (mm)
Lấy chiều dài đường ống là L = 3 (m)
Đường kính ống đẩy đến xylanh đùn liệu:
Ta chọn kích thước cửa vào bằng kích thước cửa ra và bằng đường kính ống:
Với v0 là vận tốc dầu trong đường ống, ta lấy v0 = 3 m/s, ta có:
Ta lấy dcua = dong = 30 (mm)
Lấy chiều dài đường ống là L = 3 (m)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
54
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
3.4.3 Ống xả
Vận tốc dòng chất lỏng chẩy trong đường ống xả:
1,0≤ V x ≤ 1,5 (m/s)
Có đường kính ống xả:
4( )
.b
xx
Qd mm
v
Thay số ta có đường kính ống xả bơm lưu lượng lớn:
Thay số ta có:
Hay 68.7 ≥ dx ≥ 56.1 (mm); Vì vậy, đường kính ống được chọn theo tiêu chuẩn dx =
60 mm
Tính độ dày thành ống theo công thức sau:
Ta lấy chiều dày ống là 1(mm)
Tương tự, thay số ta có đường kính ống xả bơm áp suất lớn:
Hay 18.1 ≥ dx ≥ 14.8 (mm); Vì vậy, đường kính ống được chọn theo tiêu chuẩn dx =
18 mm
Tính độ dày thành ống theo công thức sau:
Ta lấy chiều dày ống là 1(mm)
Với các xylanh ta lấy lần lượt đường kính ống hút bằng đường kính ống xả,
xylanh đóng mở khuôn là 40 (mm), xylanh đẩy sản phẩm là 12 (mm), xylanh tiến lùi
cụm là 18 (mm), xylanh đùn liệu là 30 (mm).
3.5 TÍNH CHỌN VAN
3.5.1 Lựa chọn van phân phối
Van phân phối là một phần tử thủy lực có tác dụng làm thay đổi hướng của dòng
chất lỏng, do đó nó có thể làm đảo chiều chuyển động của các cơ cấu chấp hành mà nó
điều khiển.
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
55
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành điều khiển tự động, trong các hệ thống thủy
lực hiện nay sử dụng chủ yếu các van phân phối dạng con trượt điều khiển bằng điện.
Các cuộn điện hay nam châm điện tử có điện áp sử dụng là 24V DC hoặc nguồn xoay
chiều 220V. Tuy nhiên trong một số hệ thống người ta vẫn sử dụng các loại van phân
phối khác như van điều khiển bằng tay, van điều khiển bằng thủy lực…
+ Ở trong hệ thống thủy lực máy ép phun này, ta sử dụng chủ yếu loại van phân
phối 2 cấp 4/3 để điều khiển hành trình xy lanh. Đây là loại van phân phối được điều
kiển kết hợp giữa điện và thủy lực. Vì lưu lượng cấp lên xy lanh tương đối lớn, nên
các van phân phối cũng yêu cầu lớn, vì vậy không thể điều khiển trực tiếp bằng điện
mà phải bằng thủy lực. Do đó ta sử dụng van 2 cấp, gồm 2 van phân phối, một van
phân phối mẹ và một van phân phối con. Van phân phối con được điều khiển bằng
điện, cung cấp dầu điều khiển tới điều khiển van phân phối mẹ.
Để chọn được van phân phối phù hợp, ta căn cứ vào 2 thông số là lưu lượng lớn
nhất và áp suất lớn nhất của dầu khi qua van.
Lưu lượng lớn nhất của hệ thống khi làm việc là lúc 2 bơm cùng cấp cho xylanh
đóng mở khuôn trong quá trình đóng mở nhanh.
Lưu lượng làm việc lớn nhất của hệ thống là:
Ta có áp suất làm việc lớn nhất của hệ thống: Pmax = 140 (bar)
Tiến hành tra catalogue của hãng Vicker chọn được van phân phối điều khiển các cơ
cấu xy lanh là DG4B-3S-33BLV có các thông số sau:
Lưu lượng: Qmax = 300 (l/ph)
Áp suất: Pmax = 315 (bar)
Hình 3.12: Van phân phối DG4B-3S-33BLV
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
56
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Ta có quá trình làm việc bình thường của hệ thống thì lưu lượng lớn nhất là khi khuôn
đóng mở bình thường, ta dựa vào đó chọn các van phân phối cho máy ép phun:
Tương tự tra catalogue của hãng Yuken, chọn được van phân phối điều khiển M9, M8,
M10, M7, M5, M6 là van DSHG043C4; DSG-01-3C10; DSG-01-3C12; DSG-01-
3C2
Hình 3.13: Ký hiệu van phân phối M10, M7, M6, M5
3.5.2 Chọn van 4/2
+ Với cụm van RM1, RM2, ta tra catalogue của hãng Yuken với áp suất và lưu lượng
yêu cầu lần lượt của bơm lưu lượng và bơm áp suất.
Chọn van phân phối 4/2 KV 4/2 16 2B7B
Có các thông số làm việc sau:
Lưu lượng Qmax = 300 (lít/ph)
Áp suất Pmax = 350 (bar)
b
Hình 3.14: Ký hiệu van KV-*-2B7B
Chọn van phân phối 4/2 KV 4/2 06 2B7B Có các thông số làm việc sau:
Lưu lượng Qmax = 30 (lít/ph)
Áp suất Pmax = 210 (bar)
+ Với công tắc hành trình 4/2 điều khiển bằng cam ta chọn van DCG-01-2B2
Hình 3.15: Ký hiệu van DCG-01-2B2
3.5.2 Tính chọn van an toàn, van giảm tải
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
57
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Trong hệ thống thủy lực trên máy ép phun có lắp đặt 3 van an toàn, hai van an toàn sau
hai bơm nguồn và một van an toàn đặt trong cụm điều khiển áp suất. Hai van an toàn
trên đường dầu từ bơm lớn đến các cơ cấu xy lanh và trong cụm điều khiển áp suất
được chọn theo lưu lượng và áp suất của bơm lớn. Van an toàn sau bơm nhỏ được
chọn theo lưu lượng và áp suất của bơm nhỏ.
Van giảm tải cho cụm điều khiển lưu lượng và van an toàn PR2: Ta chọn van
giảm tải cho cụm này dựa theo thông số làm việc của cả hệ thống, tức là đáp ứng cho
lưu lượng Q = 238.4 l/ph áp suất đặt phải đạt được P = 140 bar được điều khiển điện.
Tra catalogue của hãng Veljan ta chon van VR5U-08-4-3-3-2-4-09-W02-A-1 với
các thông số làm việc:
Áp suất Pmax = 280 (bar)
Áp suất đặt Pset = 7÷210 (bar) ±20%
Chọn van PR2, tra catalogue của hãng Yuken ta chon van EHBG-10-H-S-50 với
các thông số làm việc:
Lưu lượng Qmax = 400 (lít/ph)
Áp suất Pmax = 250 (bar)
Hình 3.16: Ký hiệu van EHBG-10-H-S-50
Van an toàn cho cụm RM1 và RM2
Từ thông số làm việc của bơm lớn:
Lưu lượng Q = 222.4 (lít/ph)
Áp suất Pmax = 70 (bar)
Tra catalogue của hãng Yuken ta tra được van DG-04- H-90
Có các thông số làm việc sau:
Lưu lượng Qmax = 300 (lít/ph)
Áp suất Pmax = 315 (bar)
Từ thông số làm việc của bơm nhỏ:
Lưu lượng Q = 16 (lít/ph); Áp suất Pmax = 210 (bar)
Tra catalogue của hãng Yuken ta tra được van DG-02-H-90
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
58
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Có các thông số làm việc sau:
Lưu lượng Qmax = 16 (lít/ph); Áp suất Pmax = 210 (bar)
Hình 3.17: Ký hiệu van an toàn
3.5.3 Chọn van tiết lưu điện điều khiển
Van tỷ lệ lưu lượng áp suất là loại van điều kiển lưu lượng và áp suất nhờ các tín hiệu
điện điều khiển.
Trong hệ thống thủy lực máy ép phun bố trí hai van tỷ lệ điều khiển lưu lượng và áp
suất dầu cấp vào xy lanh. Việc chọn van tỷ lệ này căn cứ vào lưu lượng và áp suất làm
việc lớn nhất của bơm nguồn. Vì hai bơm nguồn có cùng áp suất lớn nhất nên việc
chọn hai van này theo thông số của của bơm lớn.
Tra catalogue của hãng Yuken ta chọn được van tỷ lệ EFG-06-250-E có các thông
số làm việc như sau:
Lưu lượng Qmax = 250 (lít/ph)
Áp suất P = 15 – 250 (bar)
Hình 3.18: Hình ảnh, kết cấu và ký hiệu của van tỷ lệ lưu lượng
3.5.4 Chọn van một chiều
Van một chiều là thiết bị bảo vệ đường ống, cho phép dầu chỉ đi theo một hướng nhất
định và ngăn dầu đi theo hướng ngược lại. Van một chiều được sử dụng để bảo vệ các
thiết bị của mạch thủy lực. Ngoài ra van một chiều còn có tác dụng ngăn ngừa sự mất
mát dầu khi có sự cố rò rỉ, hỏng hóc trong ống dẫn.
Chức năng quan trọng của van một chiều là đảm bảo chế độ vận hành chuẩn của cả hệ
thống. Nếu hệ thống thủy lực được cấp dầu bởi hệ thống nguồn gồm nhiều bơm mắc
song song. Khi có sự tụt áp tại một máy bơm, nếu không có van một chiều ở cửa đẩy
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
59
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
của bơm đó, thì một phần lưu lượng chất lỏng có thể chảy ngược về bơm bị tụt áp.
Điều này không có lợi trong quá trình vận hành hệ thống.
Các dạng chính của van một chiều gồm: Van dạng cửa trượt và dạng cửa xoay.
Nguyên lý hoạt động của van một chiều như sau:
Khi không có dầu chảy qua, phần tử trượt (cửa xoay) của van dưới tác dụng của trọng
lượng chính nó hoặc lực lò xo được giữ chặt ở vị trí “đóng”. Khi xuất hiện dòng chất
lỏng chảy đến van, phần tử trượt (cửa xoay) dưới tác dụng của năng lượng dòng chảy
bị đẩy khỏi vị trí đóng và cho phép dòng chảy đi qua van. Tại thời điểm vận tốc dòng
chảy về 0, phần tử trượt (cửa xoay) quay về vị trí đóng, áp suất cửa ra của van tác
động lên phần tử trượt giữ chặt phần tử trượt ở vị trí đóng và ngăn cản dòng chất lỏng
chảy về hướng cửa vào của van. Như vậy sự hoạt động của van một chiều hoàn toàn tự
động dưới tác dụng của dầu thủy lưc.
Hình 3.19: Ký hiệu, kết cấu van một chiều
Trong hệ thống thủy lực trên máy ép chính có lắp đặt 4 van một chiều, 2 van được lắp
sau 2 bơm có tác dụng ngăn ảnh hưởng của hai bơm với nhau, 1 van được lắp sau
motor thuỷ lực, 1 van lắp sau van phân phối M9 trong tiến trình đóng mở khuôn nhanh
Vì bơm lớn có lưu lượng Q = 222.4 (lít/ph) nên van một chiều sau bơm lớn ta chọn
van một chiều có ký hiệu CIT-10-35-50 của hãng Yuken có các thông số làm việc:
Lưu lượng Qmax = 230 (lít/ph)
Bơm nhỏ có lưu lượng Q = 16 (lít/ph) nên 2 van một chiều sau bơm nhỏ ta chọn van
một chiều có ký hiệu CIT-02-35-50 của hãng có các thông số làm việc:
Lưu lượng Qmax = 16 (lít/ph)
Van một chiều có điều khiển được đặt sau van phân phối M7, với xylanh tiến lùi cụm.
Đáp ứng lưu lượng Qmax = 45 l/ph, ta chọn van CPT-10-E-35-50
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
60
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hình 3.20: Van một chiều có điều khiển
3.5.5 Chọn van logic
Valve logic còn được biết đến qua hai tên gọi khác là slip-in cartridge valve hoặc
DIN cartridge valve.
Nguyên lý của valve logic rất đơn giản vì nó chỉ bao gồm hai cửa A-B và do đó
chỉ có hai trạng thái làm việc: Hoặc là ĐÓNG hoặc là MỞ thông hai cửa dầu này với
nhau. Tuy nhiên, nhờ các valve phụ điều khiển, valve logic có thể được thiết lập ở các
chế độ khác nhau như: Van phân phối - Van An toàn - Van một chiều - Van Tiết lưu.
Cấu tạo chung của loại valve này bao gồm hai phần:
- Phần lõi van, là một con trượt hình trụ có tác dụng để đóng mở đường dầu. Phần
lõi của valve được đặt nằm trong đế khối van và không thể quan sát được từ bên ngoài.
- Phần điều khiển van: là phần quan trọng nhất quyết định tính chất, chức năng
làm việc của cụm van. Nó thường là một nắp đậy bên ngoài có gắn trên đó rất nhiều
các van chức năng, tiết lưu, nút bịt, lò xo...
Van logic được sử dụng trong hệ thống có lưu lượng làm việc lớn vì có một số ưu
điểm nổi trội so với những loại van thông thường như sau:
- Kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí - lắp đặt; điều khiển hoạt động dễ dàng nhờ sự phối
hợp các tầng van điều khiển khác nhau để có nhiều chức năng hoạt động đa dạng; chịu
được áp suất cao: nhờ kết cấu làm kín bằng bề mặt nên kín gần như tuyệt đối, không rò
rỉ, tổn hao áp suất nhỏ.
- Giá trị rẻ hơn: Bản thân các van có giá thành chế tạo nhỏ hơn, không tốn nhiều
đường ống - đế lắp ráp,...
Với hệ thống thuỷ lực máy ép phun nhựa 250T, sử dụng 1 van logic đáp ứng yêu cầu
xả của 2 xylanh đùn liệu khi 2 xylah này tự động hồi về khi động cơ thuỷ lực quay
trong quá trình nạp liệu. Quá trình nạp liệu diễn ra trong 3s, đáp ứng hành trình lớn
nhất của 2 xylanh đùn liệu là 200mm.
Ta có: =0,05 (m/s)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
61
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Do đó ta chọn van logic LD-25-20-SX0512
Hình 3.21: Van logic LD-25
3.6 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC
Ta có:
Trong đó:
M - mômen xoắn (N.m).
P - áp suất làm việc của mô tơ (kG/cm2).
qv - lưu lượng riêng của mô tơ (cc /v).
ŋms - hiệu suất ma sát (= 85%)
10 - hệ số chuyển đổi giữa các đơn vị.
Quá trình nạp liệu diễn ra trong 4s, đáp ứng hành trình lớn nhất của 2 xylanh đùn liệu
là 200mm.
Ta có: =0,05 (m/s)
Qmaxđc = 2.Qxlnl =
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
62
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Suy ra: M =
Ta chọn động cơ thuỷ lực piston hướng kính với mã hiệu: JMSG6-400
Có thông số: Pmax = 320 bar, M = 1483 Nm ; n = 5÷630 (vòng); Qmax = 397 cc/v
RPM
Hình 3.22: Động cơ thuỷ lực piston hướng kính JMSG6-400
3.7 - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG DẦU
3.7.1 – Tính toán bể dầu
Thông thường để đơn giản, theo kinh nghiệm người ta tính toán thể tích làm việc
của thùng dầu ở mức 3÷5 lần lưu lượng bơm trong 1 phút
V (lít) = (3÷5).Qb (lít)
Do đó, với Qb = 222.4 l/ph như được tính ở phần trên, thể tích dầu được tính theo
kinh nghiệm như sau:
V = (3÷5) x Qb (lít)
V = (3÷5) x 238.4 (lít)
V = ( 715.2÷ 1192) (lít)
Chọn thể tích dầu là: V = 800 lít = 0.8 m3
Ta chọn kích thước bể dầu là hình hộp chữ nhật với:
- Chiều rộng bể dầu: a
- Chiều dài bể: b = k1.a
- Chiều cao bể: H = k2.a
- Chiều cao của dầu trong bể: h
Trong đó k1 , k2 là các hệ số tỉ lệ
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
63
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Với điều kiện: h = (0,7÷ 0,8).H = (0,7÷ 0,8).k2.a
Ta lấy h = 0,8 k2.a
Diện tích xung quanh của bể là:
F = 2.b.H + 2.a.H+2.b.a
= 2. k1. a. k2 .a +2. a. k2 .a + 2. k1. a. a
= 2.a2. (k1.k2 + k2 + k1 )
Diện tích bề mặt tiếp xúc với bể dầu (kể cả đáy bể) được xác định là:
F1 = a2. (k1 + 2.0,8.k2 + 2.0,8.k2.k1 )
= a2. (k1 + 1,6.k2 + 1,6.k2.k1 )
Diện tích bề mặt không tiếp xúc với dầu (kể cả nắp) được xác định bởi:
F2 = F – F1
=a2 .(k1 + 0,4.k2 + 0,4.k2.k1 )
Do điều kiện truyền nhiệt của hai loại bề mặt tiếp xúc và không tiếp xúc giống nhau,
nên ta tính bề mặt truyền nhiệt Ftn của bể dầu tính theo công thức:
Ftn = F1 + F2 /2
=a2 .(1,5k1 + 1,8.k2 + 1,8.k2.k1 )
Mặt khác thể tích trong bể dầu là: V = a.b.h = 0,8. k2.k1 . a3
Suy ra: a =
Vậy: Ftn = = α
Thông thường hệ số α được chọn trong khoảng 6 ÷ 6,9 tương ứng với tỷ số của các
cạnh a:H:b được lấy từ 1:1:1 đến 1:2:3 tức là các hệ số : k2 = 1÷2, k1 = 1÷3
Ta chọn k2 = 2, k1 =2
Chọn hệ số α = 6,75 với dầu được làm mát tự nhiên trong môi trường không khí. Từ
đó ta tính được bề mặt truyền nhiệt của bể là:
Ftn = α = . 6,75 = 5,82 (m2)
Các kích thước còn lại:
a = = = 0,63 (m)
Dựa vào kết cấu máy ta thiết kế bể dầu hình hộp chữ nhật với các kích thước:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
64
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
+ Chiều rộng bể dầu: a = 630 mm
+ Chiều cao bể dầu: H = 2.a = 2.630 = 1260 (mm)
+ Chiều dài bể dầu: b = 2.a = 2.630 = 1260 (mm)
Vậy thể tích bể dầu là: V = a.H.b = 0,63. 1,26. 1,26 = 1 (m3)
Chiều cao của dầu trong bể là: h = 0,8.H = 0,8. 1,26 = 1 (m)
Thể tích dầu trong bể là: V = a.b.h = 0,63.1,26.1 = 0.8 (m3)
3.7.2 Tính toán nhiệt hệ thống
Những nguyên nhân chủ yếu làm tăng nhiệt độ của dầu trong hệ thống:
+ Không giảm tải cho bơm
+ Xả dầu về bể dưới áp suất lớn
+ Chất lượng máy thuỷ lực kém, hiệu suất thấp
+ Tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ
- Tổn thất của bơm làm tăng nhiệt độ dầu là:
(kW)
= 5,29 (kW)
Tổn thất ở các cơ cấu điều chỉnh và hệ thống đường ống:
(kW)
Trong đó là tổng tổn thất áp suất ở các cơ cấu điều chỉnh và đường ống:
= +
Tổng tổn thất dọc đường:
Vận tốc dầu trong ống được tính ở phần trên và lấy vận tốc lớn nhất bằng 3 m/s. Chiều
dài ống phù hợp với hệ thống ta chọn sơ bộ là L = 12 m, tính tổn thất cho đường ống
nhỏ nhất là D0= 10 mm
Trọng lượng riêng của dầu thuỷ lực là ρ= 914 kg/m3
Dầu thuỷ lực sử dụng là dầu CS46, có ν = 46 mm2/s
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
65
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Hệ số Reynol: Re =
Suy ra: λ=
Vậy tổn thất dọc đường:
Tổn thất này rất nhỏ, có thể bỏ qua
Ta chọn tổn thất qua van phân phối là = 2 kG/cm2
Tổn thất qua van một chiều là = 1 kG/cm2
Dựa vào sơ đồ thuỷ lực ta tính cho nhánh làm việc có tổn thất cục bộ lớn nhất, nhánh
có 2 van 1 chiều và 4 van phân phối có: = 4. + 2. = 10 kG/cm2
Vậy tổng tổn thất áp suất lớn nhất ở các cơ cấu điều chỉnh và đường ống là:
= + = 10 kG/cm2
Vậy tổn thất công suất:
Như vậy, tổng tổn thất cho toàn bộ hệ thống thuỷ lực sẽ là:
Tổng nhiệt được toả ra do tổn thất công suất trong hệ thống thuỷ lực được xác định
bằng: Q= 860N = 860. 9,185 = 7899,1 (kcal/h)
Nhiệt độ này làm tăng nhiệt độ của dầu trong hệ thống thuỷ lực đồng thời toả ra môi
trường xung quanh.
Phương trình cân bằng nhiệt trong hệ thống có dạng:
Q = (c.m + c1.m1).dTdt
+ kF.(T-T0)
Trong đó:
c và m là nhiệt lượng riêng và trọng lượng của vật liệu làm bể dầu
Bể dầu làm bằng thép: c = 0,11 (Kcal/kg0C)
c1 và m1 là nhiệt lượng riêng và trọng lượng riêng của dầu
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
66
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Nhiệt lượng riêng của dầu c1 = 0,45 (Kcal/kg0C)
k là hệ số truyền nhiệt từ dầu sang môi trường, giá trị của nó phụ thuộc vào môi trường
làm nguội và được xác định bởi công thức sau:
là hệ số truyền nhiệt từ dầu sang bể
là hệ số truyền nhiệt từ bể sang môi trường
là bề dày thành bể
là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm bể
Trong thực tế, theo kinh nghiệm, người ta chọn k = 63
Lúc đó có thể coi nhiệt lượng toả ra trong hệ thống truyền toàn bộ vào môi trường và
do đó nhiệt độ ổn định của dầu trong hệ thống được tính theo công thức sau:
Tôđ = T0 +
T0 là nhiệt độ môi trường, ta lấy bằng 250C
Diện tích bề mặt truyền nhiệt: Ftn = 5,82 m2
Vậy: Tôđ = T0 + = 46,540C
Nhiệt độ ổn định cho phép trong hệ thống là [Tôđ] = (55÷60) 0C
Vậy bể dầu đảm bảo về truyền nhiệt và làm mát.
3.8 CHỌN BỘ LỌC VÀ BỘ LÀM MÁT
3.8.1 Chọn bộ lọc
Trong quá trình làm việc, dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chất bẩn từ
bên ngoài vào, hoặc do bản thân dầu tạo nên. Những chất bẩn ấy sẽ làm kẹt các khe
hở, các tiết diện chảy có kích thước nhỏ trong các cơ cấu dầu thủy lực, gây nên những
trở ngại, hư hỏng trong hoạt động của hệ thống. Do đó trong các hệ thống dầu thủy lực
đều dùng bộ lọc để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên trong các cơ cấu, phần tử
thủy lực.
Bộ lọc thường đặt ở ống hút của bơm dầu. Trong trường hợp cần dầu sạch, đặt
thêm một bộ lọc nữa ở cửa ra của bơm và một ở ống xả của hệ thống thủy lực.
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
67
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Tủy thuộc vào kích thước chất bẩn có thể lọc được, bộ lọc dầu có thể phân thành
các loại sau:
Bộ lọc thô: Có thể lọc được những chất bẩn đến 0,1 mm (mm)
Bộ lọc trung bình: Có thể lọc được những chất bẩn đến 0,01 (mm)
Bộ lọc tinh: Có thể lọc được những chất bẩn đên 0,005 (mm)
Bộ lọc đặc biệt tinh: Có thể lọc những chất bẩn đến 0,001 (mm)
Các hệ thống dầu trong máy công cụ thường dùng bộ lọc trung bình và bộ lọc tinh. Bộ
lọc đặc biệt tinh chủ yếu dùng trong các phòng thì nghiệm.
Dựa vào kết cấu, ta có thể phân loại các bộ lọc dầu thành bộ lọc lưới, bộ lọc lá, bộ lọc
giấy, bộ lọc nỉ, bộ lọc nam châm,…
Bộ lọc lưới là loại bộ lọc dầu đơn giản nhất. Nó gồm có khung cứng và lưới bằng đồng
bao quanh. Dầu từ bên ngoại xuyên qua các mắt lưới và các lỗ để vào ống hút. Hình
dáng và kích thước của bộ lọc lưới rất khác nhau tùy thuộc vào vị trí và công dụng của
bộ lọc.
Do sức cản của lưới, nên dầu khi qua bộ lọc bị giảm áp suất, tổn thất áp suất ấy được
tính là tổn thất qua các trở kháng cục bộ. Khi tính toán thường lấy tổn thất qua bộ lọc
là: , trong trường hợp đặc biệt có thể lấy
Nhược điểm của bộ lọc lưới là chất bẩn rễ bám vào các mặt lưới và khó tẩy ra. Do đó
thường dùng nó để lọc thô, như lắp vào ống hút của bơm. Trường hợp này phải dùng
bộ lọc tinh ở lối ra.
Bộ lọc lá là bộ lọc dùng những lá thép mỏng để lọc dầu. Đây là loại dùng rộng rãi nhất
trong hệ thống thủy lực. Bộ lọc này có nguyên lý hoạt động như sau: Làm nhiệm vụ
lọc là các lá thép hình tròn và hình sao. Những lá thép này được lắp đồng tâm trên
trục, tấm nọ trên tấm kia. Giữa những cặp lắp được chen các mảnh thép trên trục có
tiết diện vuông.
Yêu cầu chất lỏng lọc phụ thuộc vào bề dày của lá thép. Bề dày này thông thường là
0,08; 0,12; 0,2; 0,3 (mm)
Số lượng lá thép cần thiết phụ thuộc vào lưu lượng cần lọc, nhiều nhất là 1000 – 2000
lá. Tổn thất áp suất lớn nhất là 4 (bar). Lưu lượng lọc có thể từ 8 – 100 (lít/ph).
Bộ lọc lá chủ yếu dùng để lọc thô. Ưu điểm lớn nhất cảu nó là khi tẩy chất bẩn, không
phải dùng máy và tháo bộ lọc ra ngoài.
Đối với hệ thống thủy lực máy ép phun thuỷ lực thì bố trí một bộ lọc dầu lắp trên
đường hồi từ các cơ cấu xy lanh về thùng dầu, có thể bố trí trực tiếp trong thùng. Ta sẽ
chọn bộ lọc thô có thể lọc được những chất bẩn đến 0,1 (mm) để lọc dầu cho hệ thống.
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
68
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Tra catalogue Rexroth ta chọn được bộ lọc dầu có ký hiệu: RFM-BN/HC 150 B C
100 D 1.X/-24 có các thông số làm việc sau:
Lưu lượng làm việc Qmax = 450 (lít/ph)
Hình 3. 23: Ký hiệu bộ lọc dầu RFM-BN/HC 150 B C 100 D 1.X/-24
3.8.2 Chọn bộ làm mát
Đối với hầu hết các hệ thống thủy lực, tốc độ sinh nhiệt tự nhiên đủ để tạo ra nhiệt
độ đủ cao, nếu không tìm cách tản nhiệt thì dầu rất dễ bị ô xy hóa ảnh hưởng tới hoạt
động của hệ thống. Do đó, thông thường sẽ dùng bộ làm mát để tản nhiệt, có hai loại
bộ làm mát bằng nước và bộ làm mát bằng quạt gió (bằng khí).
Ở hệ thống này ta chọn bộ làm mát bằng nước của Hystar với mã hiệu OR-250 có
các thông số như sau:
Kiểu A B C D E F G Số ống
đồng
DT
(m2)
Lưu lượng
(l/ph)
KL
(kg)
OR-250 780 58
5
76 139.8 175 1-1/4” 1” 58 1.26 250 23
Hình 3. 24: Ký hiệu bộ làm mát OR-250
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
69
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Nước làm mát yêu cầu hai đường ống, một cho các cổ của xi lanh, trục vít và
khuôn, đường thứ hai làm mát dầu. Các đường ống, các đầu vào / đầu ra kết nối vào cơ
sở bản vẽ, khi đi đường ống, cần chú ý những vấn đề sau đây:
1) Lượng nước cần thiết có thể khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ khí quyển,
điều kiện ép phun và nhiệt độ nước làm mát.
2) Chú ý chất lượng nước, tránh sử dụng nước không sạch làm tắc nghẽn dòng
3) Số lượng nước cần thiết là như được chỉ ra dưới đây, nhưng cung cấp vào các
đường ống có khả năng chạy khoảng ba lần yêu cầu khi nhiệt độ nước làm mát đầu
vào là 2500C
3.8.3. Hệ thống dầu thủy lực, dầu bôi trơn
Dầu thuỷ lực sử dụng cho hệ thống máy của công ty là dầu thuỷ lực Castrol
Hyspin AWS 46
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
70
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
CHƯƠNG 4- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BƠM BÁNH RĂNG CAO ÁP
4.1 TÍNH TOÁN, KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CỦA BƠM
Thường thì hiện nay, với trình độ khoa học kỹ thuật đã rất phát triển, bơm nguồn
hoàn toàn có thể chọn lựa trong vô số các loại bơm đa dạng trên thị trường như phần
trên. Tuy nhiên với chuyên ngành Máy thuỷ lực, việc tính toán thiết kế bơm cũng khá
quan trọng nên bơm có thể được tính toán như phần sau đây để hiểu sâu hơn về kết
cấu.
Bơm áp cao cần thiết kế có các thông số như sau:
Q = 16 l/ph
P = 175 bar
n = 1470 ( vòng/ph)
Với áp suất này ta chọn loại bơm bánh răng ăn khớp ngoài. Bơm bánh răng có kết cấu
đơn giản, kích thước nhỏ gọn và số vòng quay, công suất trên một đơn vị trọng lượng
lớn, có khả năng quá tải trong thời gian ngắn, giá thành rẻ.
4.1.1 Tính sơ bộ
Từ s = 10 (mm), t = 1.5 (s) của xylanh đóng mở khuôn trong quá trình ép chậm
Vận tốc trung bình khi áp suất cao nhất:
vca = s/ t = 10/1.5 = 6.67 (mm/s) = 6.67.10-3 (m)
Lưu lượng cần cấp cho xy lanh ép ở quá trình áp suất cao nhất là:
S là diện tích xy lanh (m2)
vca là vận tốc xylanh ở quá trình ép cao áp
Lấy = 95% suy ra Qb = 14.7/ 0,95 = 15.47 (l/ph)
Chọn Qb = 16 ( l/ph)
Chọn các thông số của bơm:
Tính chọn các thông số của bơm theo tài liệu [1] thì :
Số vòng quay: n = 1470 ( vòng/ ph)
q = Qb / n = 16000/ 1470 = 10.88 (cm3/ vòng)
Hiệu suất ❑Q= 0,90
Chọn số răng Z = 14
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
71
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Chọn m theo công thức thực nghiệm :
m = (0,3÷ 0,5). √Qtt = ( 0,3 ÷ 0,5) √ Qb
❑Q
= 1.26 ÷ 2.11
Theo kinh nghiệm, ta lấy m gần nhất theo dãy chuẩn. Chọn m = 2
Đường kính vòng chia: d1 = m.Z = 2. 14 = 28 (mm)
Đường kính vòng lăn: Dw = d1 = 28 (mm)
Từ công thức tính lưu lượng: Qlt = ❑Q .2 π . Dw . m. b . n
Suy ra: = 34.37 (mm)
Chọn b = 35 (mm)
Đường kính vòng đỉnh răng: De = m ( z+ 2) = 2.(14+ 2) = 32 (mm)
Đường kính vòng đáy răng: Df = m (z - 2,5) = 2 (14 - 2,5) = 23 (mm)
Chọn số răng bánh bị động: Z2 = Z1= 14
Khoảng cách trục: aw = = = 28 (mm)
Chiều cao răng: h = 2,25.m = 2,25. 2 = 4,5 (mm)
Chiều cao ăn khớp: ha = 2m = 2. 2 =4 (mm)
Chọn đường kính trong của cửa hút bằng đường kính ống hút, đường kính trong của
cửa đẩy bằng đường kính ống đẩy.
Đường kính của cửa hút: dh =√ 4Q
π . vh với vh = 1 (m/s) là vận tốc dòng chảy tại cửa hút.
Suy ra:
4
.b
hd
Qd
v
= = 0,019 (m) = 19 (mm)
Chọn dh = 20 (mm)
Đường kính trong của cửa đẩy: dđ = √ 4 Qπ . vđ với 2,5
≤
vđ ≤
4,5 (m/s) là vận tốc dòng
chất lỏng vào cửa đẩy.
Thay số ta có đường kính ống đẩy bơm áp suất lớn:
Hay 11.4≥ dd ≥ 8.5 (mm); Vì vậy, đường kính ống được chọn theo tiêu chuẩn:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
72
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
dd = 10 (mm)
Bảng 4.1: Các kích thước của bơm bánh răng
Thông số Kí hiệu Giá trị (mm)
Khoảng cách trục aw 28
Modun m 2
Số răng z 14
Chiều cao ăn khớp ha 4
Đường kính vòng lăn Dw 28
Đường kính vòng đỉnh De 32
Đường kính vòng đáy Df 23
Chiều rộng bánh răng b 35
4.1.2 Tính kiểm tra bền răng
Chọn vật liệu chế tạo bánh răng là thép hợp kim 40XH nhiệt luyện thấm cacbon và
thấm Nito, đạt độ cứng 55÷60 HRC, có:
σ b= 1150 (MPa)
σ ch= 950 (MPa)
Độ bền tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bộ truyền:
[ σ tx] = [ σ H]. Kn'
Với : Kn' là hệ số chu kì ứng suất lấy bằng 1
Bánh răng làm việc lâu dài, [σ H] = 23 HRCm = 23. 60 = 1380 (MPa)
Ứng suất tiếp xúc sinh ra khi bánh răng làm việc:
σ tx
=
1, 05 . 106
a . i.√ ( i+ 1) . k . N
b . n
Trong đó:
k : hệ số tải trọng, k = ktt. kd
ktt : hệ số tập trung tải trọng, bộ truyền chạy mòn thì ktt = 1
kd : hệ số tải trọng động với CCX= 8, suy ra kd = 1,35
i : tỷ số truyền, i = 1
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
73
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
N: công suất trên trục động cơ
σ tx
=
1,05 . 106
a . i.√ ( i+ 1) . k . N
b . n = . = 600.7 (MPa)
Suy ra: σ tx<[σ tx]= 1380 (MPa)
Điều kiện bền tiếp xúc được thoả mãn.
Độ bền uốn
Ứng suất uốn cho phép của bộ truyền:
[σ¿¿u]¿ = (1,4
÷ 1,6¿.
σ−1
Kσ . sKn
} } } {¿ ¿¿
Trong đó:
σ−1: Giới hạn mỏi của chu kì đối xứng.
σ−1= 0,45. σ b= 0,45. 1150 = 517,5 (MPa)
s : hệ số an toàn. Với thép tôi, s = 1,8
Kσ: hệ số chu kì ứng suất chân răng, Kσ= 1,2
Kn' '
: hệ số chu kì ứng suất, Kn
' '
=
m√ N0
N tđ , coi Ntđ > N0 nên Kn
' '
= 1
Suy ra: [σ u
] = (1,4 ÷
1,6) x
517 , 51,2. 1,8
x1
= (335 ÷ 383) (MPa)
Chọn [σ u] = 350 MPa
Ứng suất uốn sinh ra khi răng làm việc σ u
=
19 ,1. 106 . k . NY . m2 . z . n . b
Trong đó:
k: hệ số tải trọng, k = 1,35
Y: hệ số rạn răng, Y= 3,78
σ u
= = 10.66 (MPa)
σ u < [σ u] = 350 (MPa)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
74
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
4.2.2 Tính sơ bộ trục chủ động:
Đường kính sơ bộ trục: dsb = (mm)
Trong đó C= (150÷170 )
N - công suất trên trục
n – số vòng quay của động cơ
≤
dsb
≤ (mm)
Chọn dsb = 20 (mm)
4.2.3 Xác định trị số và chiều các lực từ các chi tiết máy tác dụng lên trục
- Xác định bề rộng gối đỡ và khoảng cách giữa các điểm đặt lực
Trục chủ động
Chiều rộng ổ trượt: bj = 21 (mm)
Chiều dài moay ơ bánh đai: bmơ = (1,2÷1,5).dtr = (1,2÷1,5).20 = 24÷30
Chọn bmơ = 28 (mm)
Vậy l13 = bmơ + δ b = 28 + 20 = 48 (mm);
l12 = 21/2 + 35/2 = 28
l11 = 2.l12 = 2.28 = 56 (mm)
0 1 2 3
l11
l12l13
Ft1
Fr1
Fy11
Fx11Fx10
Fy10O Z
YX
Hình 4. 1: Xác định bề rộng gối đỡ và các điểm đặt lực trục chủ động
Trục bị động:
l22 = 28 (mm)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
75
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
l21 = 2.l22 = 2.28 = 56 (mm)
1 2 3
l21
l22
Ft2
Fr2
Fy23
Fx23Fx21
Fy21O Z
YX
Hình 4.2: Xác định bề rộng gối đỡ và các điểm đặt lực trục bị động
- Momen lớn nhất tác dụng lên trục :
M = Mmax = p.b.(D.m +m2)
Trong đó:
p – Áp suất làm việc của bơm, p = 175 bar
b – bề rộng bánh răng, b = 38 mm
D – Đường kính vòng lăn, D=28 mm
M – modun bánh răng, m = 2
Vậy suy ra: M = Mmax = p.b.(D.m +m2) = 17,5.38.(28.2+2
2) =39900 N.mm
Lực tác dụng lên trục bơm được xác định như sau:
Lực tiếp tuyến : Ft1 = Ft2 =
Góc ăn khớp của bánh răng là α = 20°, suy ra:
Fr1 = Fr2 = Ft. tg 200= 1037 N
Chiều của các lực ăn khớp và phản lực của ổ lăn được thể hiện trên sơ đồ tính trục.
Fx10 = Fx11 = Fx21 =
Fy10 = Fy11 = Fy22 =
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
76
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
4.2.4 Biểu đồ momen
Trục chủ động:
Ft1
Fr1
Fy11 Fx11Fx10Fy10
O Z
YX
0 1 2
3
14000 Nmml11
l12l13
38475 Nmm
39900 Nmm
Mx
My
T
Hình 4.3: Biểu đồ momen trục chủ động
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
77
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Trục bị động:
My
Mx
T
14004 Nmm
38475 Nmm
39900 Nmm
1 2 3
l21
l22
Ft2
Fr2
Fy23
Fx23Fx21
Fy21O Z
YX
Hình 4.4: Biểu đồ momen trục bị động
4.2.5 Xác định chính xác đường kính các đoạn trục
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
78
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Trục chủ động:
Từ sơ đồ tính trục ta thấy tiết diện nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng
Mômen uốn tổng M1: M1 =
Mômen tương đương Mtd1:
Mtd1 =
Ứng suất cho phép của thép chế tạo trục là: [σ ] = 55 MPa
d2 =
3√ Mtđ 2
0,1. [ σ ] = = 21.36 (mm)
- Theo tiêu chuẩn chọn: d2 = 22 (mm)
- Tại thiết diện gối đỡ : d1= d3 = 20 (mm)
- Tại tiết diện khớp nối: d0 = 18 (mm)
Trục bị động:
Tiết diện nguy hiểm là tiết diện lắp bánh răng
Mômen uốn tổng M2 : M2 =
Mômen tương đương Mtd2’ :
Mtd2’ =
Ứng suất cho phép của thép chế tạo trục là: [σ ] = 55 MPa
d2’ =
3√ Mtđ 2
0,1. [ σ ] = = 21.36 (mm)
- Theo tiêu chuẩn chọn: d2’ = 22 (mm)
- Tại thiết diện gối đỡ : d1’ = d3’ = 20 (mm)
4.3 TÍNH TOÁN BẠC
4.3.1 Chọn vật liệu
Do số vòng quay lớn ta chọn ổ trượt
Theo đặc điểm làm việc của bơm bánh răng ta biết đường kính ngoài của bạc là:
dn=ddỉnhrang+δ
Với δ là khe hở giữa đỉnh răng và lòng trong của bơm, chọn δ= 6μm để đảm bảo yêu
cầu công nghệ , khả năng làm việc tốt, không rò chảy vì có màng dầu.
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
79
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Suy ra: dn=ddỉnhrang+δ = 32 + 0.006 = 32.006 (mm)
Chọn vật liệu làm ổ phụ thuộc vào trị số và đặc tính của tải, vận tốc vòng của ngõng
trục.
Vận tốc vòng của ổ trượt: ω
=
π . n30 = = 153.86 (rad/s)
Suy ra: v = = 153,86. . 10-3 = 1,54 (m/s)
Đặc tính tải: làm việc êm trong môi trường dầu không va đập, với lực hướng tâm là:
Fr = √ F y1
2 +F x12
= = 1516 (N)
Với các điệu kiện trên ta chọn vật liệu làm ổ trượt là đồng thanh BPA∂K9-4 σ pc
=1031,5 cps các điều kiện làm việc : [P] = 15 N/mm2 ; [v] = 8 (m/s) ; [PV] = 30
Mpa.m/s
4.3.2 Chọn thông số của ổ trượt
Bơm thủy lực đã chọn có lưu lượng trung bình, áp suất lớn, khả năng tải trung bình, do
đó ta chọn tỉ số l/d = 1
l = 1.d = 1. 20 = 20 (mm)
Với tỉ số này thì công nghệ chế tạo đòi hỏi không cao lắm, phù hợp với các máy móc
hiện nay nước ta đang sở hữu.
Theo công thức kinh nghiệm, chọn sơ bộ: ψ= 0.002 – khe hở tương đối
Độ hở tương đối s = ψ . d= 0.002. 20 = 0.04 (mm) = 40 (μm)
Chọn loại dầu:
Chọn dầu CN 45; T tb0 = 60 ℃ ; Vì vậy: μ = 23 cp = 0,023 Ns/s2
4.3.3 Tính kiểm nghiệm ổ trượt
a. Tính kiểm nghiệm ổ về độ bền mòn và khả năng chống dính
Tính theo áp suất trung bình P và tỉ số của áp suất trung bình và vận tốc.
Kiểm tra áp suất cho phép:
P = = = 3.79 ≤
15 = [P]
thoả mãn
P.V = 3.79.1.54 = 5.836 (Mpa.m/s) < [PV]
Tính chiều dày màng bôi trơn nhỏ nhất trong ổ:
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
80
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
hmin
= .(1- χ) =
ψ. .(1-
χ) =0.002. .(1-0.63) = 7.4.10-3= 7.4
μm
Giả thiết ngõng trục được gia công đạt độ nhẵn ∇7 và lót ổ đạt độ bóng ∇ 8 thì ta có R z 1 : chiều cao mấp mô bề mặt ngõng trục, R z 1 = 1.5 μm
R z 2 chiều cao mấp mô bề mặt lót ổ, R z 2= 2.5 μm
với hệ số k = 2, k.(R z 1+R z 2) = 2. (1,5+2,5) = 8 μm < 7.4 μm = hmin
Từ đây ta kết luận với điều kiện làm việc trên thì ổ luôn làm việc trong chế độ ma sát
ướt
b. Tính kiểm nghiệm về nhiệt
Mục đích của việc tính kiểm nghiệm về nhiệt nhằm kiểm tra độ nhớt của dầu bôi trơn.
Từ điều kiện cân bằng nhiệt ta tìm được :
Δt = t r−t v
=
Fr . v . f
1000 . (C . γ . Q+ KT . π . d . l )
Trong đó:
t v ,t r : nhiệt độ vào và ra của ổ.
F r : lực hướng tâm, F r = 1516 (N)
V: vận tốc vòng , V = 1.54 m/s
f: hệ số ma sát , f = 10−3
C: nhiệt dung riêng của dầu C = 2 kJ/(kg℃)
γ : khối lượng riêng của dầu, γ = 900 kg /m3
Q: lưu lượng dầu chảy qua ổ trong 1 giây
Theo đồ thị 8.44 tài liệu “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí” (TTTKHDĐCK) ta
tra được f/ψ = 2 với χ=0.63 và l/d =1, từ đó suy ra: f = 2ψ = 2. 0,002 = 0,004
Theo đồ thì 12.2 (TTTKHDĐCK) ta có:
Q/(ω. ψ .l . d2¿= 0,07
Q = 0,07.(ωψl d2 ¿= 0,07.154. 0.004.0,02.0,022= 3.45.10−7(m3/s)
KT :hệ số tỏa nhiệt qua thân ổ và trục .KT=¿0,05 (kw/m2℃)
Δt =
Δt = = 13,66
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
81
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
Nhiệt độ trung bình của dầu : t = t v
+ = 40 + = 46.83 ≈ 47
℃
Nhiệt độ này nhỏ hơn nhiệt độ giả thiết của dầu ta chọn t = 47 ℃ < tTB = 60 ℃
4.4 THIẾT KẾ VỎ BƠM
4.4.1 Chọn vật liệu làm vỏ bơm
Chọn vật liệu làm vỏ bơm là gang xám GX15-32 có ứng suất bền cho phép: [σ ] = 600
KG/cm2
4.4.2 Tính bề dày
Chiều dày vỏ bơm phụ thuộc vào kích thước bánh răng, chiều dày sơ bộ:
δ = (15÷ 35) mm
Ở đây ta chọn chiều dày vỏ bơm là 20 (mm)
4.4.3 Kiểm bền
Ứng suất nén lên vỏ bơm được xác định theo công thức:
Trong đó:
Dv – đường kính ngoài của vỏ bơm
De – đường kính vòng đỉnh răng, De = 32 mm
Dv = De + 2δ = 32 + 2. 20 = 72
Pb – áp suất đẩy, Pb = 175 Kg/cm2
Thay số vào ta được:
< 600 Kg/cm2
Vậy vỏ bơm đảm bảo điều kiện bền
4.5 NẮP BƠM
Nắp bơm được thiết theo kiểu bơm AZPF-11-011RAB01MB đã chọn ở phần tính
chọn bơm và động cơ.
4.6 ĐỆM CAO SU, PHỚT CỔ TRỤC
Đệm cao su nằm giữa bạc và nắp bơm, có tác dụng làm kín và chống tổn thất áp suất
cũng như rò rỉ lưu lượng. Đệm làm bằng cao su tổng hợp có độ cứng và độ bền đảm
bảo yêu cầu kỹ thuật, thời gian sử dụng. Ta chọn đệm ORAR00140 với đường kính
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
82
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
ngoài d1 = 58,42 mm; d2 = 2,62 mm. Đệm có kích thước, hình dáng thể hiện như Hình
3.31a
Phớt làm kín buồng cao áp và thấp áp được chọn với kích thước như Hình 3.31b
Phớt cổ trục nằm trong lỗ nắp bơm cho trục đi qua tạo khe hở rất nhỏ so với trục nhằm
ngăn bụi bẩn từ ngoài vào, dầu từ trong ra. Phớt cổ trục cũng làm bằng hợp chất cao su
đòi hỏi độ chính xác cao và có thể thay thế được. Với kích thước thiết kế nắp bơm, ta
chọn phớt có kí hiệu TRA100180 với đường kính d1 = 18 mm, d2 = 28 mm, b = 7 mm.
Kích thước, hình dáng phớt được thể hiện trên hình 3.31c:
58.4
2
Ø2.
62
R1.0
R3.0
R1.0
a) b)
c)
Hình 4.5: Phớt làm kín
4.7 BULONG NẮP VÀ THÂN
Bulong liên kết giữa nắp và thân bơm được sử dụng là loại M6, với số lượng 6 chiếc,
phân bố như trên bản vẽ lắp bơm.
4.8 TÍNH CHỌN THEN
Chọn các thông số của then: Theo tiêu chuẩn với then bằng, ta chọn được then với các kích thước như sau:
d = 18 (mm) => b = 6 (mm); h = 5.5 (mm) t1 = 3.5 (mm); t2 = 2 (mm)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
83
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
rmin= 0,16 (mm); rmax= 0,25 (mm)4.9 VÀNH CHẶN
Có 2 vành chăn cần được chọn là vành chặn trên nắp bơm và vành chặn trên trục bơm.
Với kích thước nắp bơm như bản vẽ lắp, ta tra catalogue của hãng Misumi, chọn được
vành chặn kiểu RTWN – 28 với các kích thước như sau:
Hình 4.6: Vành chặn RTWN – 28
Bảng 4.2: Kích thước vành chặn RTWN – 28
Kiểu d3 t b a d0 d4 d1 d2 m n (min)
RTWN–28 30,1 1,2 3 4,6 2 18 28 29,4 1,35 1,5
Vành chặn trên trục được chọn với đường kính trục d1 = 18 mm, trục được tiện để
mang vành chặn và vành chặn được chọn sẽ có số liệu như dưới đây:
Hình 4.7: Vành chặn STWN – 18
Bảng 4.3: Kích thước vành chặn STWN – 18
Kiểu d3 t b a d0 d4 d1 d2 m n(min)
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
84
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
STWN–18 16,5 1,2 2,6 3,8 1,7 26 18 17 1,35 1,5
CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC BƠM CHỦ
ĐỘNG
5.1 CÁC YÊU CẦU KI THUẬT
Các chi tiết chính trong bơm bánh răng là trục chủ động và bị động, được chế tạo
liền trục (do khoảng cách từ chân răng tới đỉnh then trên bánh răng < 2,5m) được chế
tạo bằng 40X
Công nghệ chế tạo trục bơm bánh răng phải tuân theo một số tiêu chuẩn kỹ thuật
sau:
Các kích thước không đề dung sai phải gia công theo cấp chính xác 7
Độ nhẵn bề mặt các ngõng trục tối thiểu phảo đạt ∇7
Không cho phép bất cứ một khuyết tật nào trên bề mặt trục
Vật liệu dùng để chế tạo xy lanh thường là thép 35, 45….
Với bánh răng, cần đáp ứng các yêu cầu sau:
- Độ không đồng tâm của các đường kính đỉnh ≤ 0,02
- Độ đảo của profil răng với mặt đầu ≤ 0,05
- Độ không song song của các mặt đầu ≤ 0,01
- Độ không vuông góc của các mặt đầu với trục ≤ 0,01
- Độ côn và ô van của các bánh răng ≤ 0,01
- Độ bóng của các bề mặt gia công ∇7÷∇8
Đặc điểm của trục chủ động là trục liền bánh răng và có gia công để lắp ghép then
bằng ở đầu trục
5.2 CHỌN MÁY GIA CÔNG
- Cắt phôi bằng máy cưa hoặc máy cắt đứt tự động chuyên dùng.
- Phay mặt đầu bằng máy phay có tang quay.
- Khoan lỗ tâm bằng máy khoan 2 phía
- Tiện thô và bán tinh trên máy tiện vạn năng.
- Mài trên máy mài tròn ngoài với tiến dao ngang
- Phay răng trên máy phay vạn năng
- Gia công then bằng dao phay ngón trên máy phay đứng
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
85
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
- Kiểm tra các sai số bằng đồng hồ so, đồ gá mang đồ hồ đo
5.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Chuẩn bị phôi là phôi đúc hoặc phôi rèn. Trong điều kiện sản xuất hiện nay rèn phôi
là phương pháp tối ưu hơn, với sản xuất hàng loạt có thể rèn dập có khuôn, sản xuất
đơn chiếc thì không cần thiết. Tuy nhiên ở đây ta chuẩn bị phôi là trụ
2. Tiện rà toàn bộ phôi với kích thước như trên bản vẽ chế tạo trục
Kẹp phôi trên máy tiện rồi xén mặt đầu trục với lượng dư gia công bằng 0
Khoan lỗ chống tâm trên máy khoan 2 phía với kích thước lỗ chống tâm theo chuẩn
được chọn theo đường kính trục.
3. Dùng lỗ chống tâm kẹp chi tiết để tiện đường kính trục và đỉnh răng theo trình tự
tiện thô 3,5 mm ; tiện tinh 1,5 mm và lượng dư sau gia công là 0,5 mm
4. Phay lăn răng theo modun răng (m=2). Lượng dư sau gia công là 0,5 mm
5. Phay rãnh then bằng cách gá trục trên máy phay đứng, phay then bằng dao phay
ngón với kích thước then chuẩn được chọn theo chiều dài moayo và đường kính trục,
kích thước và vị trí của then như trên bản vẽ chế tạo trục.
6. Nhiệt luyện bề mặt trục và răng bằng phương pháp tôi cao tần
7. Thấm cacbon để đạt được độ cứng theo yêu cầu (thấm với độ dày 0,05 mm). Độ
cứng sau nhiệt luyện phải đạt HRC = 55÷60
8. Mài các đường kính trục và mài biến dạng răng: nguyên công này khá quan trọng vì
bơm bánh răng yêu cầu độ chính xác cao về đường kính đỉnh răng và khoảng cách
trục. Độ chính xác sau gia công cần đạt cấp 6.
9. Mài nghiền tinh đầu răng đạt độ bóng Ra = 0,63, độ không song song nhỏ hơn 0,01
10. Cà 2 cặp bánh răng trên máy cà răng, dùng dầu Ra = 0,63 và bột nghiền đạt độ
bóng và độ chính xác cao theo yêu cầu làm việc của bơm.
11. Làm sạch trục và tổng kiểm tra tất cả các kích thước theo yêu cầu công nghệ, khi
đã đạt yêu cầu công nghệ sản phẩm phải được bảo quản bằng cách đóng gói hoặc
ngâm trong dầu chống oxy hoá.
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
86
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
CHƯƠNG 6: KIỂM TRA BẢO DƯỠNG - NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG
GẶP VÀ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA
Sau khi hoàn thành lắp đặt, hệ thống đường ống, dây điện, và điền vào dầu thủy
lực, dầu bôi trơn và dầu mỡ, xác nhận rằng không có rò rỉ dầu và các công cụ được
sử dụng trong lắp đặt, lắp ráp không còn lại trong máy. Sau đó tiến hành để chuẩn bị
cho hoạt động :
6.1. KIỂM TRA ĐỘNG CƠ KHI KHÔNG ĐIỆN
6.1.1. Kiểm tra động cơ
Lưu ý: không kết nối các thiết bị điện khi tay ướt hoặc dính dầu để tránh
tai nạn điện giật.
- Kiểm tra cách đấu điện của động cơ xem đó đúng chưa: 3/220V, 3/380V,
…
- Kiểm tra hệ thống thiết bị bảo vệ điện như aptomat, khởi động từ, rơ le…
nếu một trong các đầu dây của hệ thống bảo vệ không tiếp xúc hoặc tiếp xúc
kém thì không được khởi động. Công suất động cơ bao nhiêu Kw thì lắp thiết bị
bảo vệ tương ứng bấy nhiêu (muốn bảo vệ an toàn thì lắp loại có đuôi nhiệt).
- Kiểm tra điện áp bằng đồng hồ volkế, nếu điện áp vượt hoặc thấp quá 5%
thì bắt buộc phải dùng ổn áp điện (1 pha hoặc 3 pha).
- Kiểm tra dây dẫn điện từ trạm điện tới thiết bị xem đó phù hợp với công
suất động cơ điện chưa, nếu dây dẫn nhỏ thì phải thay dây khác lớn hơn (Dây
nhỏ hơn thiết kế thì không được chạy, dễ gây cháy chập, trung bình 1mm 2 tiết
điện dây đồng chịu được 5A, nên mua dây điện của những hãng có uy tín và có
tiêu chuẩn chính xác).
- Trước khi đóng điện phải kiểm tra cả phần cơ của động cơ và phần cơ của
thiết bị, xem có trơn tru không, bi (bạc đạn) bị dơ mòn không? Trước khi chạy
có tải phải chạy thử không tải, khi chạy có tải kiểm tra ngay cường độ dòng
điện là bao nhiêu (đo bằng Ampe kìm). Nếu cường độ dòng điện không vượt
dòng định mức thì cho chạy bình thường. Nếu cường độ dòng điện lớn hơn
dòng định mức hoặc có tiếng ghì từ phát ra từ động cơ thì phải tắt máy ngay
kiểm tra: Có thể điện mất pha, động cơ bị ẩm, đấu sai điện, công suất không đủ,
bị om dây, bị chạm chập hoặc động cơ không đúng thông số kỹ thuật theo thiết
kế ban đầu…
- Tất cả các đầu tiếp xúc phải được hàn hoặc xiết chặt tránh môve.
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
87
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
- Khi các thiết bị có chiều quay về một hướng thì động cơ chạy phải theo
hướng đó, nếu ngược chiều quay thì phải đảo cách đấu của động cơ điện theo sơ
đồ đấu.
6.1.2. Kiểm tra máy bơm
- Xác nhận rằng thùng dầu được đổ đầy dầu thủy lực và lần lượt "tắt" tất cả
các thiết bị chuyển mạch trên bảng điều khiển và tất cả các hoạt động của thiết bị
chuyển mạch ở từng máy
- Lần lượt "ON" trên bộ điều khiển chuyển nút để khởi động các bơm.
Trong khi đã khởi động các máy bơm, xác nhận rằng hướng quay phù hợp với
hướng mũi tên đánh dấu trên máy vào lúc này, giữ cho động cơ máy bơm ở mức
thay đổi thấp (Chuyển động của máy bơm nếu bị đảo ngược trong một thời gian
dài sẽ làm hỏng máy bơm. Nếu chiều quay không đúng cần đấu lại động cơ hoặc
lắp ghép lại bơm).
6.2 XÁC NHẬN CỦA CÁC THIẾT BỊ AN TOÀN
Trước khi hoạt động gắn khuôn, xác nhận rằng các thiết bị an toàn hoạt động
đúng.
Các cửa an toàn đều đóng, các hệ thống cam cơ khí bảo vệ vẫn hoàn chỉnh.
6.2.1 Chức năng xác nhận của các thiết bị an toàn thủy lực
Các thiết bị an toàn thủy lực ngăn chặn các hành động đóng khuôn độc lập của
các thiết bị an toàn điện
- Đóng bảo vệ an toàn và bắt đầu khởi động các máy bơm
- Đặt chuyển đổi hoạt động tại vị trí "L, P manu" (áp suất thấp, hướng dẫn)
- Tiếp theo, thử kiểm tra với chế độ bằng tay (manual) và xác nhận lại các
chế độ di chuyển đều phẳng.
6.2.2 Chức năng xác nhận của dừng khẩn cấp
Buồng bơm khi nhận lệnh dừng khẩn cấp của hệ thống điều khiển sẽ đình chỉ
tất cả các hoạt động của hệ thống.
- Xác nhận rằng các bơm dừng lại một lần nữa với máy bơm đang hoạt động.
- Thực hiện xác nhận tương tự ở trên với trường hợp không hoạt động. Để khởi
động lại động cơ máy bơm, lần lượt thả nút ấn khẩn cấp và đưa máy bơm sang trạng
thái bắt đầu hoạt động bằng khởi động và kết nối động cơ. Lúc này, tất cả các chế độ
hoạt động đã sẵn sàng, đổi chế độ trên bảng điều khiển tới "manu"
6.2.3 Các hư hỏng thường gặp
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
88
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
- Mất áp toàn máy do bơm xước 2 mặt đầu, roto cánh gạt cày khoét làm rộng
stato bơm
- Van áp tỉ lệ, các van phân phối bị lỗi do điều khiển điện hoặc điều khiển tay bị
kẹt, ko điều khiển được, xước ti trượt, dầu bẩn
- Lùi cụm bị quá nhanh hoặc không điều khiển được, do van tiết lưu chỉnh quá
cỡ hoặc có dị vật trong lỗ tiết lưu
6.3 QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY
Kiểm tra ,chuẩn bị trước khi vận hành :
- Kiểm tra nước làm nguội dầu, khuôn.
- Kiểm tra sự bắt chặt của bulong bắt khuôn, kiểm tra các cửa bảo vệ, cửa an toàn
máy
- Kiểm tra phễu cấp nhiên liệu, đặt bộ ngăn dị vật bằng nam châm ở miệng phễu.
- Chuẩn bị nguyên liệu đúng chủng loại để sản xuất.
- Chuẩn bị dụng cụ làm việc : dao, kéo, bao đựng, …
- Đóng cầu dao chính
+) Chế độ thao tác :
Máy chạy được với tất cả các chế độ bằng tay, bán tự động, tự động tùy thuộc
từng sản phẩm mà chọn chế độ cho thích hợp. Đặt lượng nhựa trong máy tùy thuộc
vào trọng lượng sản phẩm trong khuôn. Với sản phẩm có kết cấu phức tạp, phải xem
xét sản phẩm trước rồi mới tiến hành đặt nhựa sao cho không bị dắt hoặc làm hư
hỏng khuôn, điều áp lực chống lùi cho phù hợp để sản phẩm luôn ổn định.
+) Chế độ vận hành :
- Đặt chế độ nhiệt trên temperture
- Đặt chế độ phun, giữ áp trên màn hình Injection và Holding : điều chỉnh áp lực
phun, tốc độ phun và thời gian phun
- Đặt chế độ nhựa hóa, áp lực lùi, thời gian định hình sản phẩm trên màn hình
Screw rotage, back pressure, suck back. Phụ thuộc vào khuôn mẫu, sản phẩm vào
điều kiện làm lạnh đặt thời gian cho phù hợp
- Đặt chế độ đóng mở khuôn, áp lực bảo vệ, chế độ lấy sản phẩm ren (nếu có )
trên màn hình Mold close/ Opening
- Đặt chế độ đội sản phảm trên màn hình Rejector
Sau khi thực hiện nghiêm ngặt qui trình kỹ thuật chuẩn bị, kiểm tra đủ nhiệt độ
mới tiến hành cho máy chạy :
- Khởi động máy :
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
89
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
+ Đóng cầu dao, nhả phím emergency stop khi đó máy đã sẵn sàng cho các chế
độ hoạt động.
+ Bật bơm
- Chế độ hiệu chỉnh: Là chế độ hiệu chỉnh thấp áp dùng trong khi thay khuôn,
sửa chữa,...
– Điều chỉnh và kẹp
Thực hiện hành trình mở, đóng khuôn (thực hiện chế độ chậm trước, sau mới
chuyển sang chế độ chạy nhanh). Kiểm tra khuôn xem đã kẹp chặt chưa.
Thực hiện hành trình tiến, lùi trụ đội. Hành trình đội phụ thuộc vào chiều cao
sản phẩm cần đội: sau đó điều chỉnh áp lực đội cho phù hợp. Thực hiện hành trình
tiến lùi cụm phun.
Đặt các chế độ về 0 bằng cách nhấn đồng thời phím Mold close & Offset
+) Chế độ nhấn bằng tay : nhấn manual
- Kiểm tra đủ nhiệt gia công thì tiến hành phun nhựa hóa và phun ra ngoài để
kiểm tra chất lượng nhựa trước. Khi phun nhựa hóa tốt thì mới tiến hành điều chỉnh
lượng nhựa để chuẩn bị phun vào khuôn.
- Đóng cửa an toàn, đóng khuôn, tiến cụm phun đến tì sát khuôn
- Phun nhựa vào khuôn
- Cho vít xoắn quay, khi nó quay sẽ theo hành trình ngược lại và ngừng quay
khi hết hành trình nhựa hóa
- Mở khuôn, điều chỉnh trụ đội cho đến khi rơi được sản phẩm khi mở khuôn
- Áp lực phun điều chỉnh tối đa tới 140 kg/ cm2
- Khi máy vận hành ổn định thì chuyển sang chế độ bán tự động hoặc tự động
+) Chế độ bán tự động :
- Các thao tác máy phải thực hiện khi các cửa an toàn của máy ở vị trí đóng,
nhấn phím điều khiển máy trở về chế độ bán tự động
- Máy sẽ tự động thao tác còn lại, người vận hành chỉ việc lấy sản phẩm ra.
- Đặt thời gian an toàn khuôn, thời gian tiến cụm phun, thời gian phun, thời gian
lùi cụm phun, thời gian định hình sản phẩm, hành trình đội của sản phẩm.
+) Chế độ tự động :
- Nhấn phím điều khiển về chế độ tự động, thao tác tự động hoàn toàn, cửa an
toàn luôn luôn đóng và chỉ thực hiện khi sản phẩm có thể tự rơi ra. Các chế độ đặt máy
như ở chế độ bán tự động và đặt thêm thời gian tái lập chu kỳ trên bảng điều khiển.
+) Dừng máy
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
90
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
- Bấm phím tắt bơm, tắt nhiệt
- Ngừng cấp nhiên liệu cho máy, tiếp tục thao tác cho tới khi sản phẩm bị thiếu
- Chuyển chế độ chạy sang chế độ bằng tay
- Chuyển tốc độ đóng khuôn, an toàn khuôn, trụ đội, cụm đội, cụm phun, Suck-
back trên bảng điều khiển về 0
- Mở khuôn
Chú ý : Ngừng máy 1 ca trở lên trước khi đóng khuôn phải dùng giẻ lau sạch
dầu
- Đóng khuôn
- Lùi cụm phun về phía sau, phun hết nhựa khỏi xilanh
- Tắt bơm, tắt nhiệt
- Tắt màn hình, bấm Emergency stop
- Tắt cầu dao chính
- Khóa van nước làm mát dầu, khuôn và cổ xilanh
- Vệ sinh đầu khuôn
6.4 AN TOÀN KHI SỬ DỤNG VÀ VẬN HÀNH MÁY ÉP PHUN
- Khi làm việc thấy khuôn ra vào không bình thường, quá chặt, có tiếng kêu lạ thì
không được thao tác phải dừng máy ngay
- Khi máy đang vận hành, không thao tác phía sau máy, làm những động tác giữa
2 mặt máy, không trèo leo lên máy hoặc chui vào gầm máy, không để tay giữa 2 cụm
phun và 2 bản cắt khuôn
- Khi phun nhựa ra ngoài không được đứng gần cụm phun
- Khi hành trình mở khuôn kết thúc mới được mở cửa an toàn để lấy sản phẩm ra
- Khi cần sửa chữa phải cắt điện cầu dao chính và treo biển cấm đóng điện
- Kiểm tra thường xuyên nơi sản xuất và vệ sinh sạch sẽ
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
91
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
KẾT LUẬN
Qua thời gian thực hiện để tài tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thấy
giáo TS Trần Khánh Dương, em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp: “Tính toán, thiết kế
hệ thống thuỷ lực máy ép phun nhựa 250 tấn”.
Trong đồ án tốt nghiệp của em đã thực hiện được những vấn đề sau :
- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ máy ép phun
- Tìm, hiểu thiết kế biểu đồ trạng thái và sơ đồ thuỷ lực
- Phân tích quá trình hoạt động của công nghệ ép phun nhựa
- Tính toán thiết kế, lựa chọn các phần tử thuỷ lực
- Thiết kế bơm nguồn bánh răng cao áp
- Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục chủ động bơm bánh răng cao áp
- Phân tích các sự cố, hư hỏng của công nghệ và biện pháp khắc phục
Trong thời gian thực hiện đồ án này, em đã thấy rõ được tầm quan trọng của
ngành thuỷ khí đối với đời sống xã hội.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do thời gian thực hiện đồ án có hạn, hiểu biết
còn chưa thực sự sâu sắc nên đồ án chắc chắn còn nhiều thiếu sót, em rất mong quý
thầy cô và các bạn đóng góp để em trau dồi thêm hiểu biết cho bản thân và đồ án này
được đầy đủ, chính xác hơn nữa.
Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các thầy cô đặc biệt là
TS.Trần Khánh Dương đã giúp em trong thời gian hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, tháng 6 năm 2015
Sinh viên
Trần Ngọc Dược
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165
92
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Máy thuỷ lực thể tích – Hoàng Thị Bích Ngọc
Giáo trình – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
2. Kỹ thuật thuỷ khí và ứng dụng
Giáo trình – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội
3. Tính toán và thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1&2 – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển
Giáo trình – Nhà xuất bản Giáo Dục
4. Chi tiết máy, tập 1&2 – Nguyễn Trọng Hiệp
Giáo trình – Nhà xuất bản Đại học Bách khoa Hà Nội
5. Công nghệ chế tạo máy thuỷ khí – Đinh Ngọc Ái
Giáo trình Đại học Bách Khoa Hà Nội – Xuất bản 1977
6. Catalogue hydraulic_seal-trelleborg
7. Yuken catalogue
8. Rexroth catalogue
9. Catalogue Động cơ không đồng bộ 3 pha – Công ty cổ phần chế tao điện cơ Hà
Nội
10. Sổ tay dung sai lắp ghép – Ninh Đức Tốn
Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165