Chương I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP THỦY LỰC Các loại máy ép thủy lực Đặc điểm nổi bật của máy ép thủy lực là khi gia công trên những tấm phôi mỏng, do lực ép tĩnh nên nó đảm bảo cho phôi ép không bị đứt ngay cả khi lực tác dụng lớn. Thông số chính của máy ép thủy lực là lực ép định mức PH từ các xilanh công tác của máy ép. Theo chức năng công nghệ thì máy ép thủy lực được chia ra máy ép vật liệu kim loại và máy ép vật liệu phi kim. Máy ép vật liệu kim loại + Để rèn dập Máy ép để rèn-rèn tự do có dập trong khuôn, PH=520MN; Máy ép để dập-dập nống các chi tiết Magiê và hợp kim nhôm, PH=10700MN; Máy ép đột-để đột nóng các phôi trong cối kín,PH=1,530MN; Máy ép để chuốt kéo - chuốt kéo các phôi rèn qua các vòng,PH=0,7515MN.
+ Để ép chảy Máy ép thanh-ống,dùng để ép kim loại màu và thép, PH=0,4120MN. + Để dập tấm TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 5 Máy ép dập tấm kiểu tác dụng đơn giản, PH=0,510MN; Máy ép vuốt để vuốt sâu các chi tiết hình trụ, PH=0,34MN;Máy ép để gấp mép, tạo mặt bích, để uốn và dập các loại tấm dày,PH=345MN; Máy ép để lốc, để uốn vật liệu dày và nóng, PH=3200MN + Để thực hiện công việc lắp ráp + Để xử lý các phế liệu kim loại Máy ép đóng gói và đóng bánh,được dùng để ép các phế liệu như phoi kim loại, PH=16MN Máy ép vật liệu phi kim loại Gồm có máy ép cho các loại bột, chất dẻo và để ép các tấm phôi gỗ,gỗ dán. Nguyên lý hoạt động chung Máy ép thủy lực hoạt động hầu như theo tác dụng tĩnh (hình 1. Nguyên lý hoạt động của máy ép thủy lực dựa trên cơ sở của định luật Pascal.
Ở dạng chung nhất thì máy ép gồm có 2 khoang: xilanh có piston và các đường ống nối. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.1: Nguyên lý họat động của máy ép thủy lực Nếu như đặt lực P1 vào piston 1 thì nó sẽ tạo ra áp suất p=P1/f1.Theo định luật Pascal thì áp suất p được truyền tới tất cả các điểm của thể tích chất lỏng và do có hướng tác dụng vuông góc với mặt đáy của piston 2,nó sé tạo ra lực P2=p.f2 tác dụng lên phôi 3. f2 Trên cơ sở định luật Pascal ta có: P2 P1. f1 Diện tích f2 lớn hơn diện tích f1 bao nhiêu lần thì lực P2 sẽ lớn hơn lực P1 bấy nhiêu lần.
Các bộ phận chính của máy ép thủy lực Khung máy và đồ gá Khung và đồ gá máy ép thủy lực là kết cấu được tính toán, thiết kế và chế tạo từ kim loại(thường là thép) đảm bảo đủ độ bền, độ biến dạng và tuổi thọ cần thiết để chịu được tải trọng làm việc yêu cầu. Tuỳ thuộc vào tính chất, nhiệm vụ công việc mà khung và đồ gá có kết cấu, hình dáng, kích thước khác nhau. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 7 Hệ thống thủy lực Hệ thống thủy lực bao gồm có dầu thủy lực, các bơm, các xilanh và các van kết hợp với nhau để điều khiển hoạt động của máy theo yêu cầu công nghệ cụ thể. Hệ thống điều khiển Thực hiện việc đóng mở các bơm, thay đổi trạng thái của các van.
Tuỳ theo yêu cầu công nghệ mà sử dụng các hệ điều khiển dạng mạch logic cứng hay điều khiển theo chương trình PLC, thông thường hệ thống điều khiển bao gồm: công tắc hành trình, cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến báo mức dầu, rơle trung gian, khởi động từ. Máy ép thủy lực trong công nghệ chế tạo thiết bị áp lực Công nghệ chế tạo các bồn chứa thể tích lớn, chịu áp suất cao Để gia công chế tạo các bồn chứa thể tích lớn, chịu áp suất cao (hình 1.2) cần có các công đoạn sau: + Phần thân trụ: được chế tạo trên máy lốc tôn. + Phần chỏm cầu (hình 1.3): được ép tạo hình sơ bộ trên máy ép thủy lực sau đó gia công tinh trên máy vê chỏm cầu (hình 1. + Ghép nối phần thân trụ và chỏm cầu, chế tạo các chi tiết phụ như nắp, van xả, chân.
sơn và có thể phải bọc bảo ôn hay cách nhiệt. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.2: Bồn chứa CO2 lỏng Hình 1.3: Phần chỏm cầu TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.4: Máy vê chỏm cầu. Yêu cầu công nghệ đối với máy ép thủy lực Với yêu cầu chế tạo các bồn chứa có đường kính tối đa 6m thì các yêu cầu đối với máy ép thủy lực này là: Không gian làm việc cần thiết của máy ép là: dài x cao = 6,8m x 2m để công nhân có thể đứng thoải mái khi thao tác trong lòng máy ép, Lực ép tối đa 400 tấn (kết quả từ bài tính lực ép khi gia công chỏm cầu). Vận tốc của piston khi chạy không (đi xuống, áp suất thấp): 2m/phút.
Vận tốc của piston khi ép (áp suất cao): 0. Phần sau của luận văn trình bày toàn bộ quá trình tính toán, thiết kế máy ép này. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 10 Chương II HỆ THỐNG THỦY LỰC 2.1 Một số tính chất cơ bản của chất lỏng 2.1 Tính liên tục Đối với các máy thủy lực thông thường thì chất lỏng được coi như một môi trường liên tục, đồng nhất, đẳng hướng. Các yếu tố thủy lực như vận tốc, áp suất.
là hàm số liên tục và đạo hàm cũng liên tục. Lực liên kết giữa các phần tử chất lỏng rất nhỏ nên chất lỏng có tính di động cao, tích chống lực kéo và lực cắt rất yếu. Nhưng chất lỏng có tính chống nén rất lớn. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.2 Chất lỏng có khối lượng và trọng lượng Chất lỏng có khối lượng, gọi thể tích chất lỏng là V(m3), khối lượng là M(Kg) thì tỷ số: M (2.1) ( Kg / m 3 ) V được gọi là khối lượng riêng hoặc khối lượng đơn vị của chất lỏng hay mật độ của chất lỏng.
Trọng lượng riêng của chất lỏng ký hiêu là : (2.2) g ( N / m 3 ) ở đây g là gia tốc trọng trường g=9.81 m/s2 10 m/s2 Tỷ trọng của chất lỏng, ký hiệu , là tỷ số giữa trọng lượng riêng của chất lỏng và trọng lượng riêng của nước ở 4oC: cl (2.3 Tính nén của chất lỏng Khi áp suất tác động lên chất lỏng thay đổi thì làm cho thể tích chất lỏng thay đổi theo. Đó là tính nén được của chất lỏng, nó được đặc trưng bởi hệ số nén : 1 dV 2 (m / N ) (2.4) V dp Trong đó: V(m3): Thể tích của chất lỏng p(N/m2): Áp suất của chất lỏng dV Lấy dấu trừ (-) để cho >0 vì 0 dp Số nghịch đảo của : TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.5) E (N / m2 ) gọi là mô đun đàn hồi thể tích. Vì sự thay đổi thể tích theo áp suất của chất lỏng là rất bé nên trong thủy lực học người ta coi chất lỏng là không nén được, trừ một số trường hợp đặc biệt.4 Tính nhớt của chất lỏng 2.1 Giả thiết Niutơn Khi có chuyển động tương đối giữa các lớp chất lỏng với nhau thì sinh ra lực nhớt, ứng suất tiếp của nó tỷ lệ với đạo hàm của vận tốc theo phương thẳng góc với hướng dòng chảy, tức là: du (2.6) dn Trong đó hệ số tỷ lệ đặc trưng cho tính nhớt được gọi là hệ số nhớt động lực hoặc độ nhớt động lực, đơn vị đo là: Ns/m2 du : Gradien vận tốc theo phương n thẳng góc với hướng dòng chảy. dn Lực nhớt sẽ bằng: T=S Với S là diện tích tiếp xúc giữa hai lớp chất lỏng.
Ngoài hệ số nhớt động lực người ta còn dùng hệ số nhớt động học v: 2 (2.7) v (m / s) Hệ số nhớt và v đồng biến với áp suất, nghịch biến với nhiệt độ.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ nhớt TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 13 Hệ số nhớt của chất lỏng giảm khi nhiệt độ tăng. Nhiệt độ ảnh hưởng lớn trong khu vực nhiệt độ thấp. mối liên hệ giữa nhiệt độ và độ nhớt có thể biểu diễn bằng \quan hệ sau: 0 e ( t t ) 0 (2.8) Trong đó: , 0 : độ nhớt động lực ở t và t0 độ : hệ số tỷ lệ, đối với dầu =(0.03) Đối với dầu hệ số nhớt còn được biểu diễn bằng công thức gần đúng sau: K 20 (2.9) t 20 t Trong đó: t: hệ số nhớt ở t0C 20: hệ số nhớt ở 200C K: số mũ tuỳ thuộc loại dầu 2.3 Ảnh hưởng của áp suất tới độ nhớt Khi áp suất tăng từ 0 đến (300.400) át thì hệ số nhớt tăng với áp suất theo quy luật gần như đường thẳng, áp suất tăng hơn nữa thì hệ số nhớt tăng theo đường cong. Sự phụ thuộc của v và p có thể biểu diễn bằng công thức: vp=v(1+Kp) (2.10) Trong đó: v: Hệ số nhớt khi áp suất bằng áp suất khí trời.
K: Hệ số phụ thuộc vào loại dầu. p: áp suất tính bằng at Trong thực tế với các dầu khoáng sản dùng trong truyền động khi p=90.500 at có thể dùng công thức thực nghiệm: (2.003p)v TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 14 Trong các hệ thống truyền động thường có các khe rò rỉ. Lưu lượng rò rỉ sẽ tăng khi áp suất tăng. Nhưng khi áp suất tăng thì hệ số nhớt cũng tăng nên lại hạn chế lưu lượng này.
Vì vậy phải xét kỹ sự biến đổi độ nhớt khi áp suất tăng.4 Chất lỏng Niutơn và không Niutơn Phần lớn chất lỏng gặp trong thực tế có lực nhớt tuân theo giả thiết Niutơn, được gọi là chất lỏng Niutơn. Ngoài ra còn có các chất lỏng mà lực nhớt của nó không tính được theo giả thiết Niutơn, gọi là chất lỏng không Niutơn.5 Tính dãn nở vì nhiệt Khi nhiệt độ chất lỏng thay đổi thì thể tích của nó thay đổi. Hệ số dãn nở theo nhiệt độ t biểu thị sự biến đổi tương đối của thể tích chất lỏng V ứng với nhiệt độ 10C: 1 V (2.12) t V t Tương tự trên ta có sự thay đổi của khối lượng riêng: 0 (2.13) 1 t t Trong đó và 0 là khối lượng riêng ứng với nhiệt độ to và to0 2.6 Các lực tác động trong chất lỏng- áp suất Tất cả các lực tác động trong chất lỏng đều có thể chia làm hai loại: Lực khối và lực mặt. Lực khối là lực tác động lên tất cả các phân tố chất lỏng trong khối chất lỏng khảo sát.
Ở điều kiện phân bố đều, lực khối tỷ lệ với thể tích TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.