Luận văn thạc sĩ: Thiết kế máy chấn thủy lực đầy đủ và chi tiết

Luận văn thạc sĩ thiết kế máy chấn thủy lực chi tiết. Nội dung gồm tính toán động học, hệ thống thủy lực, sức bền vật liệu và sơ đồ điều khiển.

Chuyên ngành

Cơ Khí

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án tốt nghiệp

2019

74
2
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan luận văn thiết kế máy chấn thủy lực chuyên sâu

Luận văn thiết kế máy chấn thủy lực là một công trình nghiên cứu khoa học, kỹ thuật chi tiết, cung cấp nền tảng kiến thức vững chắc cho sinh viên và kỹ sư ngành cơ khí. Tài liệu này không chỉ là một đồ án tốt nghiệp máy chấn thủy lực thông thường mà còn là một cẩm nang toàn diện, đi sâu vào từng khía cạnh từ lý thuyết cơ bản đến tính toán thực tiễn. Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế một máy chấn tôn có khả năng gia công các tấm kim loại dày với chiều dài lớn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp chế tạo, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng và đóng tàu. Máy chấn (Press brake) sử dụng hệ thống thủy lực máy chấn để tạo ra lực ép cực lớn, uốn cong các tấm kim loại theo biên dạng mong muốn như hình chữ U, V, Z. Nội dung luận văn được trình bày một cách hệ thống, bắt đầu từ việc giới thiệu tổng quan về máy, phân tích quy trình công nghệ, đi sâu vào cơ sở lý thuyết về biến dạng dẻo kim loại và kết thúc bằng việc tính toán, thiết kế chi tiết từng cụm máy. Các tài liệu thiết kế máy công cụ tương tự thường tập trung vào một khía cạnh, nhưng luận văn này tổng hợp kiến thức từ nhiều môn học như Sức bền vật liệu, Cơ học lý thuyết, và Truyền động thủy lực để đưa ra một giải pháp thiết kế hoàn chỉnh. Đây là tài liệu tham khảo quý giá, cung cấp cả thuyết minh đồ án máy chấn thủy lực và các cơ sở tính toán khoa học, giúp người đọc hiểu rõ từ nguyên lý đến thực tế chế tạo.

1.1. Giới thiệu cấu tạo máy chấn thủy lực và ứng dụng

Máy chấn tôn thủy lực là một thiết bị không thể thiếu trong ngành gia công kim loại tấm. Cấu tạo máy chấn thủy lực bao gồm các bộ phận chính: kết cấu khung máy chấn (thường là khung chữ C hoặc H bằng thép hàn chịu lực cao), hệ thống chày (dao chấn) và cối, và quan trọng nhất là hệ thống thủy lực máy chấn. Hệ thống này bao gồm bơm thủy lực, xilanh thủy lực, và các van điều khiển thủy lực, có nhiệm vụ biến đổi năng lượng điện thành cơ năng để tạo ra lực ép. Ứng dụng của máy rất đa dạng, từ việc sản xuất các thanh đỡ U, V cho khung trần thạch cao trong xây dựng, đến việc gia công các tấm sườn, khung thép có kích thước lớn cho ngành công nghiệp đóng tàu. Nhờ khả năng tạo ra lực chấn lớn và độ chính xác cao, máy chấn tôn thủy lực có thể xử lý nhiều loại vật liệu với độ dày và chiều dài khác nhau, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe của sản phẩm.

1.2. Nguyên lý hoạt động máy chấn thủy lực chi tiết

Nguyên lý hoạt động máy chấn thủy lực dựa trên định luật Pascal về truyền áp suất trong chất lỏng. Khi động cơ điện hoạt động, nó truyền động cho bơm thủy lực để hút dầu từ bể chứa và đẩy vào hệ thống với áp suất cao. Dòng dầu áp suất cao này được điều khiển bởi các van điều khiển thủy lực để đi vào các xilanh thủy lực. Áp suất dầu tác động lên piston, tạo ra một lực ép cực lớn đẩy thanh trượt mang dao chấn (chày) di chuyển xuống. Dao chấn sẽ ép tấm kim loại đặt trên cối, gây ra biến dạng dẻo và tạo thành góc uốn theo biên dạng của dao và cối. Quá trình di chuyển của dao chấn được kiểm soát chính xác về hành trình và tốc độ, đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng yêu cầu. Sau khi hoàn tất hành trình chấn, van điều khiển sẽ đảo chiều, cho phép dầu hồi về bể chứa và piston rút lên, kết thúc một chu trình làm việc.

1.3. Cơ sở lý thuyết về biến dạng dẻo trong kim loại

Quá trình chấn gấp là một ứng dụng điển hình của biến dạng dẻo kim loại. Khi ngoại lực tác dụng lên tấm phôi vượt quá giới hạn đàn hồi, vật liệu sẽ bắt đầu biến dạng dẻo, tức là sự thay đổi hình dạng không mất đi sau khi bỏ lực. Trong quá trình uốn, các lớp kim loại phía trong góc uốn chịu ứng suất nén, trong khi các lớp bên ngoài chịu ứng suất kéo. Giữa hai vùng này tồn tại một lớp trung hòa không chịu kéo hay nén. Việc hiểu rõ về sức bền vật liệu và các hiện tượng như biến cứng (tính dẻo giảm khi biến dạng nguội) là cực kỳ quan trọng để tính toán lực chấn chính xác và xác định các thông số công nghệ như bán kính uốn tối thiểu để tránh nứt gãy vật liệu. Luận văn đã phân tích chi tiết các trạng thái ứng suất và các phương trình dẻo, làm cơ sở khoa học cho việc tính toán thiết kế máy chấn thủy lực.

II. Hướng dẫn tính toán lực chấn và các thông số công nghệ

Việc xác định chính xác lực chấn là bước quan trọng nhất trong quá trình tính toán thiết kế máy chấn thủy lực. Lực này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều dày và loại vật liệu của phôi, chiều dài đường chấn, bán kính uốn và độ rộng miệng cối. Một thuyết minh đồ án máy chấn thủy lực hoàn chỉnh phải trình bày rõ ràng các công thức và phương pháp tính toán. Theo tài liệu, lực uốn được chia thành hai thành phần chính: lực uốn tự do và lực uốn tinh chỉnh (lực là phẳng). Công thức tính lực uốn tự do thường dựa trên giới hạn bền của vật liệu (σb), chiều dài chấn (B), chiều dày tấm (S), và một hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ giữa khoảng cách điểm tựa và chiều dày tấm. Việc tính toán lực chấn không chỉ để chọn công suất cho hệ thống thủy lực mà còn để kiểm tra bền cho các chi tiết chịu lực chính như dao, cối và kết cấu khung máy chấn. Sai sót trong bước này có thể dẫn đến thiết kế một cỗ máy không đủ công suất hoặc lãng phí vật liệu, làm tăng chi phí chế tạo. Luận văn đã đưa ra một ví dụ tính toán cụ thể cho thép tấm dày 12mm với chiều dài 6000mm, xác định lực ép cần thiết là 160 tấn, làm cơ sở cho toàn bộ các bước thiết kế tiếp theo. Quá trình này thể hiện sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết sức bền vật liệu và kinh nghiệm thực tiễn trong ngành.

2.1. Phương pháp tính toán lực chấn cần thiết cho máy

Để tính toán lực chấn (P), công thức cơ bản được sử dụng là tổng hợp lực uốn tự do (P1) và lực là phẳng tinh chỉnh (P2). Lực uốn tự do P1 được xác định theo công thức: P1 = B * S² * σb * k1 * n / L, trong đó B là chiều dài chấn, S là chiều dày phôi, σb là giới hạn bền, L là khoảng cách điểm tựa, và k1, n là các hệ số kinh nghiệm. Lực là phẳng P2 = q * F, với q là áp suất ép và F là diện tích tiếp xúc. Dựa trên các thông số đầu vào như chiều dày tối đa 6mm, chiều dài 6000mm, và vật liệu thép CT38, luận văn đã tính toán và chọn lực ép thiết kế là 160 tấn. Con số này đã bao gồm hệ số an toàn để bù trừ cho các sai số chế tạo và sự mài mòn của chày cối trong quá trình sử dụng, đảm bảo máy hoạt động ổn định và bền bỉ.

2.2. Công thức chấn gấp và xác định chiều dài phôi trải

Một trong những thách thức trong gia công kim loại tấm là xác định chính xác chiều dài phôi trải phẳng trước khi chấn. Do hiện tượng dãn vật liệu ở vùng uốn, chiều dài phôi trải sẽ ngắn hơn tổng chiều dài các cạnh của chi tiết sau khi hoàn thành. Luận văn giới thiệu các công thức tính toán độ trừ hao (Bend Deduction - BD) và hệ số K (K-factor). Hệ số K biểu thị vị trí của lớp trung hòa so với chiều dày tấm vật liệu và thường có giá trị từ 0.3 đến 0.5. Việc áp dụng đúng các công thức này giúp tạo ra các sản phẩm có kích thước chính xác, giảm thiểu phế phẩm. Đây là kiến thức cốt lõi không chỉ cho người thiết kế máy mà còn cho cả người vận hành máy chấn tôn thủy lực.

2.3. Lựa chọn phương án thiết kế và bố trí xi lanh

Sau khi xác định các yêu cầu kỹ thuật, bước tiếp theo là lựa chọn phương án thiết kế tối ưu. Luận văn phân tích ba phương án bố trí xi lanh: một xi lanh, hai xi lanh và ba xi lanh. Phương án một xi lanh tuy đơn giản nhưng đòi hỏi xi lanh có kích thước lớn, cồng kềnh. Phương án hai xi lanh nhỏ gọn hơn nhưng thiếu sự linh hoạt. Cuối cùng, phương án bố trí ba xi lanh được lựa chọn vì ưu điểm: nếu một xi lanh gặp sự cố, máy vẫn có thể hoạt động, đảm bảo năng suất. Đồng thời, luận văn cũng xem xét các phương án đồng bộ chuyển động của thanh trượt, như dùng trục đồng bộ hoặc thanh răng - bánh răng, và lựa chọn phương án trục đồng bộ vì tính chắc chắn, an toàn và dễ chế tạo.

III. Phương pháp tính toán và thiết kế hệ thống thủy lực máy chấn

Trái tim của máy chấn chính là hệ thống thủy lực máy chấn. Việc tính toán thiết kế máy chấn thủy lực ở hạng mục này đòi hỏi sự chính xác và hiểu biết sâu sắc về các phần tử thủy lực. Dựa trên lực ép yêu cầu là 160 tấn và phương án sử dụng ba xi lanh, luận văn tiến hành tính toán chi tiết các thông số quan trọng. Đầu tiên là xác định áp suất làm việc của hệ thống và đường kính piston. Từ lực ép và đường kính piston đã chọn, áp suất làm việc tối đa được tính toán, đây là cơ sở để lựa chọn bơm thủy lực và các van điều khiển thủy lực. Tiếp theo, luận văn phân tích và tính toán lưu lượng dầu cần thiết cho từng hành trình của máy: hành trình xuống nhanh, hành trình ép phôi và hành trình lùi về. Mỗi hành trình có yêu cầu về tốc độ và lực khác nhau, do đó lưu lượng và áp suất cũng thay đổi tương ứng. Các tài liệu thiết kế máy công cụ chuyên sâu như luận văn này còn chỉ ra cách tính toán tổn thất áp suất trên toàn hệ thống, từ đó xác định được áp suất thực tế mà bơm cần cung cấp. Việc thiết kế xilanh thủy lực và các bộ phận liên quan được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo máy hoạt động trơn tru, hiệu quả và an toàn, tránh các hiện tượng va đập thủy lực.

3.1. Bí quyết tính toán và thiết kế xilanh thủy lực

Việc thiết kế xilanh thủy lực bắt đầu từ việc xác định đường kính piston. Dựa trên tổng lực ép 160 tấn và áp suất làm việc dự kiến, đường kính piston chính được chọn là 320mm. Từ đó, đường kính cần piston được tính toán dựa trên hệ số k (tỷ lệ D/d), thường được chọn trong khoảng 2.5-3.0 cho các máy lớn, đảm bảo cần piston đủ bền để chịu lực mà không bị cong vênh. Luận văn cũng trình bày cách tính toán các lực ma sát và lực quán tính phát sinh trong quá trình piston dịch chuyển. Các tính toán này giúp xác định chính xác hơn áp suất và lưu lượng cần thiết cho từng giai đoạn hoạt động, góp phần quan trọng vào việc thiết kế một hệ thống thủy lực máy chấn tối ưu.

3.2. Hướng dẫn tính toán và lựa chọn bơm thủy lực

Công suất của bơm thủy lực phải được tính toán dựa trên hành trình yêu cầu công suất lớn nhất, đó là hành trình ép phôi. Dựa vào áp suất làm việc tối đa (Pmax) và lưu lượng dầu cần thiết (Qb) cho hành trình này, công suất bơm (Nb) được tính theo công thức: Nb = (Pb * Qb) / (612 * η), trong đó η là hiệu suất của bơm. Luận văn đã tính toán ra công suất yêu cầu là 12.594 KW và chọn bơm có công suất 13 KW để có dự trữ. Loại bơm được chọn là bơm piston hướng trục, phù hợp với các hệ thống yêu cầu áp suất cao, hiệu suất tốt và kích thước nhỏ gọn. Việc lựa chọn bơm đúng công suất không chỉ đảm bảo máy hoạt động đúng yêu cầu mà còn giúp tiết kiệm năng lượng.

3.3. Phân tích và tính toán các loại van điều khiển thủy lực

Các van điều khiển thủy lực đóng vai trò như hệ thần kinh của máy, điều khiển dòng chảy, áp suất và hướng chuyển động của dầu. Luận văn tập trung tính toán chi tiết cho van an toàn (van tràn) và van cản. Van an toàn được thiết kế để bảo vệ hệ thống khỏi tình trạng quá tải bằng cách xả dầu về bể khi áp suất vượt ngưỡng cho phép. Quá trình tính toán bao gồm xác định lực của các lò xo điều khiển dựa trên áp suất đặt và lưu lượng dầu. Van cản được sử dụng ở đường dầu hồi về để tạo ra một đối áp, giúp piston chuyển động êm hơn và tránh hiện tượng tụt áp đột ngột. Các tính toán này đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn, ổn định và chính xác.

IV. Cách tính toán sức bền kết cấu khung máy chấn và chi tiết

Độ cứng vững và độ bền của máy là yếu tố quyết định đến độ chính xác và tuổi thọ của thiết bị. Trong một đồ án tốt nghiệp máy chấn thủy lực, phần tính toán sức bền vật liệu cho các chi tiết chịu lực chính là không thể thiếu. Luận văn này tập trung vào việc phân tích và kiểm tra bền cho các bộ phận quan trọng nhất. Đầu tiên là kết cấu khung máy chấn, nơi chịu toàn bộ lực ép trong quá trình làm việc. Khung máy phải được thiết kế đủ vững để không bị biến dạng quá giới hạn cho phép, vì bất kỳ sự biến dạng nào của khung cũng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ song song giữa chày và cối, gây sai lệch sản phẩm. Tiếp theo là tính toán sức bền cho thân dao trên (chày) và thân dao dưới (cối). Các chi tiết này chịu ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc rất lớn, đòi hỏi phải được chế tạo từ vật liệu hợp kim có độ cứng và độ bền cao. Ngoài ra, cần piston và thành xi lanh cũng là những bộ phận cần được kiểm tra bền cẩn thận. Việc áp dụng các phương pháp phân tích ứng suất, có thể sử dụng phần mềm mô phỏng máy chấn trên Solidworks hoặc Ansys, sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế, đảm bảo an toàn tuyệt đối khi máy vận hành ở tải trọng tối đa.

4.1. Phân tích và tính toán sức bền cho thân dao và cối

Thân dao trên và thân gá dao dưới là hai bộ phận trực tiếp tham gia vào quá trình tạo hình sản phẩm và chịu tải trọng tập trung rất lớn. Luận văn sử dụng các nguyên lý của môn sức bền vật liệu để phân tích. Thân dao được xem như một dầm chịu uốn đặt trên các gối tựa (là các xi lanh). Dựa trên biểu đồ mô men uốn, ứng suất uốn lớn nhất trong thân dao được xác định và so sánh với ứng suất cho phép của vật liệu. Việc tính toán này nhằm đảm bảo dao không bị gãy hoặc biến dạng dẻo trong quá trình làm việc, duy trì độ thẳng của đường chấn trên suốt chiều dài sản phẩm.

4.2. Kiểm tra bền cho cần piston và thành xilanh thủy lực

Cần piston là chi tiết truyền lực từ piston đến cụm dao chấn, nó chịu ứng suất nén và có nguy cơ bị uốn dọc (mất ổn định). Việc tính toán kiểm tra bền cho cần piston là cực kỳ quan trọng để tránh các sự cố nghiêm trọng. Luận văn áp dụng công thức Euler hoặc các công thức kinh nghiệm để kiểm tra ổn định cho cần piston. Đồng thời, bề dày thành xi lanh cũng được tính toán dựa trên áp suất làm việc tối đa của hệ thống và giới hạn bền của vật liệu làm xi lanh, đảm bảo xi lanh không bị nứt vỡ dưới áp lực cao. Đây là những bước tính toán cơ bản trong thiết kế xilanh thủy lực.

4.3. Thiết kế sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống

Bên cạnh hệ thống thủy lực, hệ thống điện điều khiển cũng đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành máy. Luận văn trình bày một sơ đồ mạch điện điều khiển cơ bản, bao gồm các nút nhấn (start, stop, dừng khẩn cấp), rơ le, contactor để điều khiển động cơ bơm thủy lực và các van điện từ. Sơ đồ này đảm bảo các hành trình của máy được thực hiện theo đúng trình tự công nghệ: cấp phôi, chấn xuống, rút dao lên. Mặc dù luận văn tập trung vào thiết kế cơ khí và thủy lực, việc phác thảo sơ đồ điện cho thấy một cái nhìn toàn diện về thiết kế máy, mở ra hướng phát triển lên các hệ thống điều khiển tự động hóa cao hơn như máy chấn CNC.

V. Khám phá bản vẽ thiết kế máy chấn thủy lực và tài liệu

Một luận văn thiết kế hoàn chỉnh không thể thiếu bộ hồ sơ bản vẽ kỹ thuật. Đây là kết quả cuối cùng của toàn bộ quá trình tính toán và phân tích, chuyển hóa các ý tưởng và con số thành một sản phẩm cụ thể. Bộ tài liệu này thường bao gồm bản vẽ cad máy chấn thủy lực chi tiết, thể hiện đầy đủ các thông tin cần thiết cho việc chế tạo và lắp ráp. Các bản vẽ bao gồm bản vẽ lắp tổng thể của máy, cho thấy vị trí tương quan của các cụm chi tiết chính như khung máy, hệ thống xi lanh, cụm dao cối. Bên cạnh đó là các bản vẽ chi tiết của từng bộ phận quan trọng như piston, xi lanh, thân dao, trục đồng bộ... Mỗi bản vẽ 2D máy chấn thủy lực đều được ghi đầy đủ kích thước, dung sai, yêu cầu kỹ thuật về vật liệu và nhiệt luyện. Ngoài ra, việc sử dụng các phần mềm hiện đại để mô phỏng máy chấn trên Solidworks hoặc các phần mềm CAD/CAE khác giúp trực quan hóa thiết kế, kiểm tra va chạm, và phân tích ứng suất trước khi chế tạo, giảm thiểu rủi ro và tiết kiệm chi phí. Các sinh viên và kỹ sư có thể tìm kiếm file word luận văn máy chấn kèm theo các bản vẽ này để có được nguồn tài liệu tham khảo đầy đủ và chi tiết nhất.

5.1. Vai trò của bản vẽ CAD máy chấn thủy lực trong chế tạo

Các bản vẽ CAD máy chấn thủy lực là ngôn ngữ giao tiếp kỹ thuật giữa người thiết kế và người chế tạo. Một bộ bản vẽ rõ ràng và chi tiết sẽ đảm bảo các bộ phận được gia công đúng kích thước, dung sai và lắp ráp thành một cỗ máy hoàn chỉnh, hoạt động đúng như thiết kế. Các bản vẽ này không chỉ thể hiện hình dáng, kích thước mà còn cung cấp các thông tin quan trọng khác như vật liệu chế tạo, yêu cầu về độ nhám bề mặt, độ cứng sau nhiệt luyện, giúp đảm bảo chất lượng và độ bền của từng chi tiết. Đặc biệt, bản vẽ 2D máy chấn thủy lực của khung máy và các cụm truyền động là cực kỳ quan trọng.

5.2. Lợi ích của mô phỏng máy chấn trên Solidworks

Công nghệ mô phỏng máy chấn trên Solidworks hoặc các phần mềm tương tự mang lại nhiều lợi ích to lớn. Trước hết, nó cho phép người thiết kế xây dựng mô hình 3D của máy, giúp kiểm tra và hình dung một cách trực quan về kết cấu và nguyên lý hoạt động. Quan trọng hơn, các công cụ phân tích phần tử hữu hạn (FEA) tích hợp trong phần mềm cho phép thực hiện phân tích sức bền vật liệu một cách nhanh chóng và chính xác. Kỹ sư có thể mô phỏng các điều kiện tải trọng thực tế để xác định các vùng ứng suất tập trung, độ biến dạng của kết cấu khung máy chấn, từ đó tối ưu hóa thiết kế để tăng độ cứng vững và giảm khối lượng vật liệu.

VI. Kết luận đồ án tốt nghiệp và hướng phát triển tương lai

Bản luận văn thiết kế máy chấn thủy lực này đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu đề ra, từ việc nghiên cứu lý thuyết đến tính toán và đưa ra một bộ hồ sơ thiết kế hoàn chỉnh. Công trình đã hệ thống hóa kiến thức nền tảng về gia công áp lực, truyền động thủy lực và sức bền vật liệu, áp dụng vào giải quyết một bài toán kỹ thuật cụ thể. Kết quả là một thiết kế máy chấn tôn thủy lực 160 tấn, có khả năng gia công các tấm thép dài đến 6m, đáp ứng nhu cầu thực tế của sản xuất. Luận văn không chỉ là một đồ án tốt nghiệp máy chấn thủy lực chất lượng mà còn là một tài liệu thiết kế máy công cụ có giá trị tham khảo cao. Bên cạnh các kết quả đạt được, luận văn cũng đề cập đến các quy trình an toàn và bảo dưỡng máy, là những yếu tố quan trọng để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả và bền bỉ. Hướng phát triển trong tương lai cho dòng máy này là rất rõ ràng: tích hợp các hệ thống điều khiển số hóa để nâng cao độ chính xác và năng suất. Việc chuyển đổi từ một máy chấn thông thường sang máy chấn CNC sẽ là bước tiến vượt bậc, mở ra nhiều khả năng gia công các chi tiết phức tạp với tốc độ cao và giảm sự phụ thuộc vào tay nghề của người vận hành.

6.1. Tổng kết kết quả đạt được của luận văn thiết kế

Luận văn đã thành công trong việc xây dựng một quy trình tính toán thiết kế máy chấn thủy lực bài bản. Các kết quả chính bao gồm: lựa chọn được phương án kết cấu máy tối ưu, tính toán và xác định được các thông số kỹ thuật chính của máy (lực chấn 160 tấn, chiều dài 6m), hoàn thành việc tính toán thiết kế cho hệ thống thủy lực máy chấn và kiểm tra bền cho các cụm chi tiết quan trọng. Bộ hồ sơ thuyết minh đồ án máy chấn thủy lực và bản vẽ kèm theo có thể được sử dụng làm cơ sở để chế tạo thực tế.

6.2. Quy định an toàn và bảo dưỡng máy chấn thủy lực

An toàn lao động và bảo dưỡng thiết bị là hai yếu tố sống còn. Luận văn đã dành một chương để trình bày các quy tắc an toàn cho người vận hành, như kiểm tra máy trước khi làm việc, sử dụng đúng các thiết bị bảo hộ, không để tay trong vùng làm việc của dao chấn. Về bảo dưỡng, các công việc cần thực hiện định kỳ bao gồm kiểm tra mức dầu thủy lực, thay dầu và lõi lọc, kiểm tra và siết chặt các mối ghép bu lông, bôi trơn các cơ cấu chuyển động. Tuân thủ nghiêm ngặt các quy định này sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của máy và ngăn ngừa các tai nạn đáng tiếc.

6.3. Hướng phát triển lên máy chấn CNC trong tương lai

Trong bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0, việc tự động hóa là xu hướng tất yếu. Hướng phát triển cho máy chấn thủy lực là tích hợp hệ thống điều khiển số bằng máy tính (CNC). Một máy chấn CNC cho phép lập trình trước các thông số như góc chấn, vị trí cữ chặn, lực chấn... thông qua một giao diện đồ họa. Điều này không chỉ tăng độ chính xác và tính lặp lại của sản phẩm mà còn nâng cao đáng kể năng suất, cho phép gia công các biên dạng phức tạp một cách dễ dàng. Đây là một hướng nghiên cứu và phát triển đầy tiềm năng, kế thừa từ nền tảng thiết kế cơ bản của luận văn này.

04/10/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY CHẤN THỦY LỰC Người hướng dẫn: TS. TÀO QUANG BẢNG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐỨC MẠNH Đà Nẵng, 2019 Thiết kế máy chấn thủy lực MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. GIỚI THIỆU MÁY VÀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM .2 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM .3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH BIẾN DẠNG DẺO CỦA KIM LOẠI .1 Tính dẻo của kim loại : .2 Trạng thái ứng suất và các phƣơng trình dẻo : .3 Biến dạng dẻo kim loại trong trạng thái nguội :. Lý thuyết quá trình uốn .2 Quá trình uốn :.

Cơ sở tính toán để tạo hình phôi thép. Cơ sở tính toán : .3 Công thức chấn gấp .1 Bán kính chấn gấp tối thiểu .2 Chiều dài cạnh gấp tối thiểu .3 Độ dài trừ hao cho tấm kim loại trải phẳng. 21 Chƣơng 2 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH TOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC:.

PHÂN TÍCH CÁC YÊU CẦU TRONG MỘT GIAI ĐOẠN TẠO HÌNH :. CÁC PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ. Phƣơng án bố trí xi lanh .1: Bố trí một xi lanh.2 : Bố trí hai xi lanh .3 : Bố trí ba xi lanh .2 PHƢƠNG ÁN ĐỒNG BỘ .1 : Phƣơng án đồng bộ bằng trục đồng bộ .2 : Phƣơng án đồng bộ bằng thanh răng - bánh răng .4 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY.1: Sơ đồ động học của máy. Tính toán thiết kế động học cho máy.

Phân tích hoạt động của máy. 30 SVTH: Nguyễn Đức Mạnh – Lớp 15C1C GVHD: TS. Tào Quang Bảng 1 Thiết kế máy chấn thủy lực 2. Tính toán lực ép cần thiết của máy.

Ttính toán hệ thống thủy lực và các phần tử trong hệ thống. Tính lực ép, áp suất, đƣờng kính piston. Tính chọn công suất bơm dầu. Tính toán van an toàn.

Tính toán van cản. Tính toán cho acqui dầu. Chọn lựa van điều khiển. Chọn lọc dầu cho hệ thống.

Tính toán ống dẫn dầu. Tính công suất động cơ điện. Tính toán thiết kế bể chứa dầu. 54 Chƣơng 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CƠ CẤU CỦA MÁY.

TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO THÂN DAO TRÊN. TÍNH SỨC BỀN THÂN DAO DƢỚI. TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHO CẦN PISTON. TÍNH BỀ DÀY THÀNH XILANH.

TÍNH CHỌN VÍT ĐỂ GHÉP VÕNG CHẮN KHÍT. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG. 70 Chƣơng 4 AN TOÀN VÀ BẢO DƢỠNG MÁY .1 Máy chấn đƣợc thiết kế điều khiển bằng hệ thống thủy lực với bảng điều khiển gồm các nút nhấn sau:. Cách thức hoạt động .3 An toàn với ngƣời công nhán khi vận hành máy chấn tôn thủy lực.4 An toàn đối với máy chấn tôn thủy lực .5 Bảo vệ máy chấn tôn thủy lực.

72 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 73 SVTH: Nguyễn Đức Mạnh – Lớp 15C1C GVHD: TS. Tào Quang Bảng 2 Thiết kế máy chấn thủy lực DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 :Thanh chữ U và V .2 :Phần khung sƣờn sau khi đƣợc ngƣời công nhân ráp lên tƣờng.3 Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể .4 Các dạng ứng suất chính .5 Mối quan hệ giữa tính chất cơ học và mứt độ biến dạng .6 Biến dạng của phôi thép khi uốn .7 Các kích thƣớc cơ bản trong chấn gấp trên sản phẩm kim loại tấm .8 Công thức tính chiều dài cạnh gấp tối thiểu .1 : Sơ đồ nguyên lý bố trí một xilanh .2 : Sơ đồ nguyên lý bố trí hai xilanh .3 : Sơ đồ nguyên lý bố trí ba xilanh .4 : Sơ đồ nguyên lý đồng bộ bằng trục đồng bộ .5 : Sơ đồ nguyên lý đồng bộ bằng thanh răng – bánh răng .6 Sơ đồ động máy ép thủy lực. Kết cấu xilanh piston .8 Sơ đồ nguyên lý hành trình xuống nhanh .9 Sơ đồ nguyên lý hành trình ép phôi .10 Sơ đồ nguyên lý hành trình lùi về.

Bơm piston hƣớng trục .12 Kết cấu nguyên lý van an toàn .13 Kết cấu nguyên lý van cản .14 Kết cấu nguyên lý acqui dầu .16 Sơ đồ nguyên lý lƣới lọc thô .17 Kết cấu bộ lọc cao áp .18 Kết cấu bình chứa dầu .1 Kết cấu thân dao trên .4 Sơ đồ mômen tại các gối .5 Biểu đồ mômen do tải trọng gây ra .6 Sơ đồ lực tác dụng lên thân gá dao dƣới .7 Kết cấu thân gá dao dƣới .8 Kết cấu của thănh xilanh .9 Kết cấu của xilanh piston .10 Sơ đồ mạch điện điều khiển. 70 SVTH: Nguyễn Đức Mạnh – Lớp 15C1C GVHD: TS. Tào Quang Bảng 3 Thiết kế máy chấn thủy lực LỜI NÓI ĐẦU Tốc độ phát triển của ngành gia công kim loại tấm và công nghiệp phụ trợ tăng trƣởng mạnh trong những năm gần đây đặt ra yêu cầu về sản lƣợng, tốc độ làm việc, chất lƣợng sản phẩm đầu ra và xu hƣớng phát triển công nghệp 4.0 đòi hỏi các phƣơng pháp gia công cắt, gấp phải đƣợc cải tiến liên tục. Hơn nữa, hiện nay Đảng đã xác định công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc phải gắn liền với cơ khí hóa.

Nhƣ chúng ta đã biết, nƣớc ta là nƣớc có nền công nghiệp còn lạc hậu, trình độ công nghệ còn chƣa theo kịp các nƣớc tiên tiến trên thế giới. Vì vậy phải nhập ngoại phần lớn các thiết bị để phục vụ cho nền kinh tế. Từ đó đảng đã chủ trƣơng phát triển ngành cơ khí một cách nhanh chóng, trong đó việc đào tạo những ngƣời có chuyên môn trong lĩnh vực này rất cần thiết. Từ chủ trƣơng của Đảng, Trƣờng Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng đã không ngừng phát triển, nâng cao chất lƣợng giảng dạy và học trong đó ngành cơ khí ngày càng phát triển, nâng cao chất lƣợng đào tạo.

Là những sinh viên may mắn đƣợc tìm hiểu và học tập tại khoa Cơ Khí, chúng em rất tự hào và phấn khởi. Sau một thời gian học tập tại trƣờng và đƣợc đi tham quan, thực tập tại các nhà máy, xí nghiệp, bản thân em đã đƣợc giao nhiệm vụ Thiết kế Máy chấn thủy lực. Bằng kiến thức học tập tại trƣờng và qua quá trình thực tập tại các nhà máy cùng với sự hƣớng dẫn tận tình của thầy TS.TÀO QUANG BẢNG , em đã hoàn thành nhiệm vụ đã đƣợc giao. Tuy nhiên, do kiến thức và kinh nghiệm của em còn nhiều hạn chế cho nên việc tính toán thiết kế máy chắc chắn còn rất nhiều thiếu sót.

Em kính mong các thầy bỏ qua và chỉ dẫn thêm để em đƣợc vững kiến thức trƣớc khi ra trƣờng. Lời cuối, em xin chân thành cảm ơn thầy hƣớng dẫn và các thầy cô trong khoa Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, ngày 11 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thiết kế Nguyễn Đức Mạnh SVTH: Nguyễn Đức Mạnh – Lớp 15C1C GVHD: TS. Tào Quang Bảng 4 Thiết kế máy chấn thủy lực Chƣơng 1 GIỚI THIỆU MÁY VÀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM 1.1 GIỚI THIỆU MÁY Máy chấn tôn thủy lực hay máy chấn thép tấm thủy lực (Press brake) là một loại máy ép dập chủ yếu đƣợc sử dụng trong gia công uốn thép lá, nhôm lá. Máy có thể gia công uốn vật liệu có chiều rộng lớn (nhiều trƣờng hợp lên đến 16m).

Máy chấn tôn dùng hệ thống ép bằng thuỷ lực. Máy chấn tôn là dùng chầy và cối để tạo góc cho vật liệu là tôn tấm, hoặc bản kim loại. Máy chấn tôn thủy lực dùng hành trình từ trên xuống hoặc từ dƣới lên. Khi chấn thì toàn bộ lƣỡi chấn tịnh tiến đều trên sản phẩm cần chấn để tạo ra đƣờng chấn thẳng đều, có đôi khi còn phải chỉnh cho cối chấn cong lên để đƣờng chấn đƣợc thẳng trên toàn bộ cạnh chấn để chấn tấm kim loại dày và lực chấn lớn Máy chấn tôn thủy lực đa số sử dụng nguyên lý ép thủy lực trong cơ chế hoạt động, với 2 bộ phận chính, quan trọng nhất là chày và cối.

Vì vậy ngƣời ta gọi máy chấn tôn thủy lực để phân biệt với máy chấn tôn cơ. Chày và cối có tác dụng tạo góc cho vật liệu cần chấn, có thể là tôn, inox hoặc các bản kim loại khác. Khi hoạt động, toàn bộ lƣỡi chấn chuyển động thẳng đều trên bề mặt bản kim loại nhằm tạo ra những đƣờng chấn, những góc chấn chuẩn chỉnh và đều đặn. Với những bản kim loại dày, cối chấn phải điều chỉnh cong lên sâu hơn.

SVTH: Nguyễn Đức Mạnh – Lớp 15C1C GVHD: TS. Tào Quang Bảng 5 Thiết kế máy chấn thủy lực 1.1 Đặc điểm máy chấn thủy lực.  Máy ép thuỷ lực đƣợc thiết kế để ép các dạng hình V, L, Z, U, … đặc biệt là các chi tiết trong tàu bè, xà lan…vv, tùy vào hình dạng của khuôn chấn và dao chấn.  Cấu trúc thép liên kết hàn, chống rung khi làm việc.

 Ba xilanh đứng.  Hệ thống cơ khí chắc chắn và đồng bộ  Tích hợp hệ thống thuỷ lực thông minh  Dàn đo độ rộng tôn điều khiển bằng động cơ, truyền động trục vít kiểu T, hiện thị số  Thiết kế cần treo PANEL điều khiển  Bàn đạp đƣợc thiết kế thêm nút dừng khẩn cấ  Độ chính xác thiết bị cao.  Máy hoạt động đƣợc điều khiển bằng cơ cấu thuỷ lực , vận hành dễ dàng bằng bảng điều khiển.  Điều khiển thiết bị theo vật liệu cũng nhƣ thiết bị cần ép tƣơng thích.

 Có các hình thức điều khiển tuỳ theo việc sử dụng.  Nhiều hình dáng ép khác nhau nhƣ hình chữ chữ U, chữ L, Chữ V và hình dáng đa diện (Phụ thuộc vào lựa chọn bộ khuôn).  Chiều dài khuôn và dao chấn là 6000 mm.  Công suất máy cần phải đủ để tạo ra lực chấn đƣợc ra chi tiết.

 Các phần khung, khuôn máy, dao chấn cần phải đƣợc tính toàn bền để chịu đƣợc các lực khi máy hoạt động.  Phải đảm bảo độ chính xác giữa khuôn và dao chấn, lƣỡi dao chấn phải đồng tâm với phần khuôn.  Các phần cữ trên máy cần đặt vào các vị trí chính xác nhằm đảm bảo vị trí tƣơng quan giữa chi tiết và phần khuôn.  Khuôn và dao chấn cần đƣợc gia công đảm bảo góc độ chính xác.

 Bố trí tủ điều khiển thuận lợi để công nhân có điều kiện về vị trí làm việc tốt nhất.  Đảm bảo các hành trình piston phải phối hợp với nhau theo đúng trình tự: cấp phôi, chấn xuống, rút dao lên, rút piston cấp phôi về.2 Thông số kỹ thuật.  Áp lực danh định: 160 tấn SVTH: Nguyễn Đức Mạnh – Lớp 15C1C GVHD: TS.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ