Thiết kế kĩ thuật máy ép thủy lực rọng tải 70 tấn phục vụ cho nhà máy cơ khí Z751

SVTH: Lê Thanh Tùng - 1 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Chế tạo máy đã tận tình
dạy dỗ tôi trong suốt thời gian qua. Đồng thời tôi cũng gửi lời cảm ơn đến thầy
Th.S Nguyễn Hữu Thật, các nhân viên trong phòng kỹ thuật của nhà máy cơ khí
Z751 đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Do kiến thức có hạn nên
trong luận văn này có nhiều thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy
cô và các b
ạn để nội dung luận văn được hoàn thiện hơn.

Nha Trang, tháng 12 năm 2007

Lê Thanh Tùng.

SVTH: Lê Thanh Tùng - 2 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV : Lê Thanh Tùng Lớp : 45CT
Ngành : Chế tạo máy Mã ngành : 18-04-21
Tên đề tài : Thiết kế kỹ thuật máy ép thủy lực tải trọng 70 tấn phục vụ cho nhà
máy cơ khí Z751.
Số trang : 84 Số chương: 6 Số tài liệu tham khảo: 12
Hiện vật : không

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Kết luận:
..............................................................................................................................

Nha Trang, ngày….., tháng …., năm 2007.
Cán bộ hướng dẫn:

Th.S Nguyễn Hữu Thật.



PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN
ĐIỂM CHUNG

Bằng số

Bằng chữ




SVTH: Lê Thanh Tùng - 3 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật


Họ, tên SV : Lê Thanh Tùng Lớp : 45CT
Ngành : Chế tạo máy Mã ngành : 18-04-21
Tên đề tài : Thiết kế kỹ thuật máy ép thủy lực tải trọng 70 tấn phục vụ cho nhà
máy cơ khí Z751.
Số trang : 84 Số chương: 6 Số tài liệu tham khảo: 12
Hiện vật : không

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Điểm phản biện
..................................................................................................................

Nha Trang, ngày….., tháng …., năm 2007.
Cán bộ phản biện:





Nha Trang, ngày….., tháng …., năm 2007.
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG



LỜI NÓI ĐẦU
ĐIỂM CHUNG

Bằng số

Bằng chữ




SVTH: Lê Thanh Tùng - 4 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật


Ngày nay, ngành chế tạo máy là ngành không thể thiếu trong sự phát triển của
nền kinh tế Việt Nam. Đặc biệt với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp
Việt Nam, nó càng trở nên quan trọng và ngày càng đáp ứng nhiều yêu cầu cho
sự phát triển của nền công nghiệp cũng như nền kinh tế Việt Nam.
Trong thời gian thực tập tổng hợp tại nhà máy cơ khí Z751, tôi đã tham gia
nghiên cứu, thiết kế
và sản xuất máy ép thủy lực phục vụ cho nhà máy.
Từ thực tế, tôi đã chọn đề tài “ Thiết kế kỹ thuật máy ép thủy lực tải trọng 70
tấn phục vụ cho nhà máy Z751’’.
Sau quá trình thực hiện với sự nỗ lực của bản thân, sự hướng dẫn tận tình của
thầy Th.S Nguyễn Hữu Thật, nhân viên phòng kỹ thuật nhà máy Z751, tôi đã
hoàn thành đề tài với nội dung sau:
Chương 1: T
ổng quan về máy ép thủy lực trên thế giới và Việt Nam.
Chương 2: Phân tích và chọn phương án tối ưu.
Chương 3: Thiết kế kỹ thuật máy ép.
Chương 4: Qui trình gia công chi tiết điển hình.
Chương 5: Những vấn đề quan trọng đối với máy ép.
Chương 6: Vận hành và bảo dưỡng hệ thống.
Kết luận và đề xuất ý kiến.
Mặc dù hết sức cố gắng nhưng đây là lần
đầu tiên làm quen với công tác

nghiên cứu khoa học, thời gian và kiến thức còn rất hạn chế nên sai sót là điều
không thể tránh khỏi, kính mong sự góp ý chân thành của thầy cô và bạn bè để đề
tài của tôi được hoàn thiện hơn.




Nha Trang, tháng 12 năm 2007.
Sinh viên thực hiện:
Lê Thanh Tùng.


MỤC LỤC

SVTH: Lê Thanh Tùng - 5 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

Lời nói đầu .................................................................................................................4
Mục lục .......................................................................................................................5
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN

VỀ MÁY ÉP THỦY LỰC .........................................................9

1.1 Thực trạng và xu hướng sử dụng máy ép thủy lực tại Việt Nam..............9
1.2 Tính cấp thiết của đề tài tốt nghiệp............................................................10
1.3 Mục đích và nội dung của đề tài.................................................................11
1.3.1 Mục đích...................................................................................................11
1.3.2 Nội dung...................................................................................................12
1.4 Nguyên lý hoạt động và phân loại ..............................................................12
1.4.1 Nguyên lý hoạt động ................................................................................12

1.4.2 Phân loại...................................................................................................13
CHƯƠNG 2:
PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU ..........................................16

2.1 Đánh giá khả năng ứng dụng máy ép thủy lực tại công ty Z751.............16
2.2 Đưa ra các phương án .................................................................................16
2.2.1 Phương án thiết kế 1.................................................................................16
2.2.2 Phương án thiết kế 2.................................................................................18
2.3 Chọn phương án tối ưu................................................................................19
CHƯƠNG 3:
THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY ÉP ...................................................................20

3.1 Yêu cầu kỹ thuật ..........................................................................................20
3.2 Thiết kế sơ đồ mạch thủy lực......................................................................20
3.3 Sơ đồ nguyên lý máy ép thủy lực................................................................20
3.4 Tính toán các thông số kỹ thuật của từng chi tiết.....................................22
3.4.1 Bộ phận tác động......................................................................................22
3.4.1.1 Nhiệm vụ của cylinder – piston ............................................................22

SVTH: Lê Thanh Tùng - 6 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

3.4.1.2 Các thành phần cơ bản của cylinder – piston........................................22
3.4.1.3 Phân loại cylinder – piston....................................................................23
3.4.1.4 Tính chọn cylinder – piston...................................................................25
3.4.2 Hệ thống van ............................................................................................31
3.4.2.1 Nhiệm vụ của van thủy lực ...................................................................31
3.4.2.2 Phân loại van thủy lực...........................................................................32
3.4.2.2 Chọn van thủy lực .................................................................................33
3.4.2.2.a Van 1 chiều.........................................................................................33
3.4.2.2.b Van tràn..............................................................................................33

3.4.2.2.c Van Solenoid ......................................................................................34
3.4.3 Bơm thủy lực............................................................................................35
3.4.3.1 Nhiệm vụ của bơm thủy lực..................................................................35
3.4.3.2 Sử dụng công suất bơm và động cơ máy ép thủy lực ...........................36
3.4.3.3 Tính chọn bơm thủy lực........................................................................40
3.4.4 Hệ thống
đường ống.................................................................................41
3.4.5 Hệ thống làm mát.....................................................................................42
3.4.6 Hệ thống lọc dầu ......................................................................................43
3.4.6.1 Nhiệm vụ của hệ thống lọc dầu.............................................................43
3.4.6.2 Cấu trúc của hệ thống lọc dầu...............................................................44
3.4.6.2.a Vật liệu lọc .........................................................................................44
3.4.6.2.b Các loại phần tử lọc............................................................................44
3.4.6.2.c Vị trí của hệ thống lọc ........................................................................44
3.4.7 Thùng chứa dầu........................................................................................45
3.4.7.1 Hình dạng..............................................................................................45
3.4.7.2 Kích thước.............................................................................................46

SVTH: Lê Thanh Tùng - 7 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

3.4.7.3 Vị trí ......................................................................................................46
3.4.7.4 Tấm ngăn...............................................................................................46
3.4.7.5 Nắp thùng dầu .......................................................................................46
3.4.8 Thiết kế thân máy.....................................................................................47
CHƯƠNG 4:
QUI TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT ...............................................................51
4.1 Đặc điểm và điều kiện làm việc...................................................................51
4.2 Yêu cầu kỹ thuật ..........................................................................................51
4.3 Vật liệu chế tạo.............................................................................................51
4.4 Phương pháp tạo phôi .................................................................................51

4.5 Bản vẽ chế tạo trục piston ...........................................................................52
4.6 Thiết kế các nguyên công công nghệ ..........................................................53
4.7 Xác định chế độ cắt......................................................................................59
4.6.1 Xác định chế độ cắt khi tiện bề mặt trụ ngoài Þ125................................59
4.6.2 Xác định chế độ cắt khi ti
ện mặt đầu.......................................................61
4.6.3 Chế độ cắt khi tiện bề mặt trụ ngoài Þ60.................................................62
4.6.4 Chế độ cắt khi tiện bề mặt trụ ngoài Þ45 ................................................63
4.6.5 Chế độ cắt khi tiện ren M60x5.5..............................................................64
CHƯƠNG 5:
NHỮNG VẤN ĐỀ QUAN TRỌNG ĐỐI VỚI MÁY ÉP................................66
5.1 Dầu thủy lực và bảo quản ...........................................................................66
5.1.1 Dầu thủy lực.............................................................................................66
5.1.2 Bảo quản dầu thủy lực..............................................................................67
5.2 Sự rò rỉ và làm kín .......................................................................................68
5.2.1 Sự rò rỉ......................................................................................................68
5.2.2 Sự làm kín ................................................................................................69
5.2.3 Ngăn ngừa rò rỉ ........................................................................................71

SVTH: Lê Thanh Tùng - 8 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

5.3 Khớp nối thủy lực ........................................................................................72
5.4 Biến dạng đàn hồi trong hệ thống máy ép thủy lực..................................73
CHƯƠNG 6:
VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ................................................76
6.1 Vận hành hệ thống.......................................................................................76
6.1.1 Yêu cầu về lắp ráp....................................................................................76
6.1.2 Qui trình khởi động ban đầu ....................................................................77
6.1.3 Các điểm lưu ý khi vận hành bơm ...........................................................78
6.2 Bảo dưỡng hệ thống.....................................................................................79

6.2.1 Hệ thống lọc và độ sạch ...........................................................................79
6.2.2 Giám sát chế độ........................................................................................79
6.2.2.1 Thiết bị ..................................................................................................79
6.2.2.2 Chất lỏng ...............................................................................................80
6.2.2.3 Mài mòn thiết bị....................................................................................80
6.2.3 Kế hoạch bảo dưỡng.................................................................................80
6.2.4 Một số qui tắ
c chung trong kỹ thuật bảo dưỡng hệ thống thủy lực .........81
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN................................................................82
A. Kết luận..........................................................................................................82
B. Đề xuất ý kiến ................................................................................................82






Chương 1: TỔNG QUAN

SVTH: Lê Thanh Tùng - 9 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

1.1 Thực trạng và xu hướng sử dụng máy ép thủy lực hiện nay:
Trên thế giới hiện nay có nhiều công ty chế tạo máy ép phục vụ cho ngành
công nghiệp nặng và nhẹ như các loại máy ép dùng trong sản xuất giày, máy ép
dùng để nong lỗ trong sản xuất chi tiết máy, máy ép dùng để đột, máy ép dùng để
ép gạch, dùng để ép ván dăm…. Tuy nhiên tính đa dạng trong khâu thiết kế sản
phẩm này chưa có, vì lí do nhu cầu sử dụng mặt hàng này không nhiều. Nên đa số

các công ty chuyên sản xuất máy ép luôn sản xuất theo đơn đặt hàng của đối tác.
Điều này đã dẫn đến thực trạng nước ta chưa có công ty nào thiết kế và chế tạo ra

máy ép hoàn chỉnh. Do kinh nghiệm cũng như công nghệ là chưa đủ, mà các
công ty chủ yếu là phân phối lại sản phẩm của các công ty nước ngoài hoặc nhận
đơn đặt hàng tại Việt Nam rồi đưa về các công ty chính để chế tạo.
Qua tìm hi
ểu các công ty chuyên sản xuất và chế tạo máy ép chủ yếu tập trung
ở những nước có nền công nghiệp phát triển mạnh như tại Mĩ có công ty
DENISON được thành lập từ năm 1900, tại Ấn Độ có công ty VELJAN, công ty
YOKEN của Đài Loan chuyên cung cấp các loại van và bơm thủy lực khí nén, tại
Đức có tập đoàn REXROTH chuyên về sản xuất chế tạo, sửa chữa và bảo dưỡng
các loại máy ép thủy lực cũng nh
ư cung cấp thiết bị phụ tùng cho các hệ thống
thủy lực khí nén. Tại Việt Nam có công ty Cổ phần Công nghệ Quỳnh, công ty
T.A.T tại Tp HCM, công ty Long Quân tại Hà Nội là các công ty chuyên về phân
phối, lấp đặt, thiết kế, tư vấn hệ thống thủy lực khí nén hàng đầu tại Việt Nam.
Dưới đây là một số loại máy ép thủy lực đang có trên thị trường Việt Nam
+Máy ép thủy lực tại công ty Long Quân: hình 1.1









SVTH: Lê Thanh Tùng - 10 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

a) b) c)











d)
f)

e)




Hình 1.1 – Một số máy ép tại công ty Long Quân.
a)
Máy ép thử mẫu bê tông
.
b)
Máy ép gia nhiệt sửa lốp xe máy theo công nghệ Nhật.

c)
Máy ép để đóng gói bao bì nhựa
.

d)
Máy ép khung chữ H
.

e)
Máy ép ván dăm
.

f)
Máy ép thủy lực 1200 tấn
.


1.2 Tính cấp thiết của đề tài tốt nghiệp:
Cùng với tiến trình toàn cầu hóa, xu hướng các quốc gia xích lại với nhau về
kinh tế nói chung cũng như việc chuyển giao công nghệ, máy móc nói riêng đó
chính là hình thức các công ty đa quốc gia: công ty mẹ (nhà sản xuất) – công ty
con (nhà phân phối). Hiện nay, tại Việt Nam chưa có công ty nào sản xuất và chế

SVTH: Lê Thanh Tùng - 11 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

tạo máy ép thủy lực mà chủ yếu là nhập khẩu từ nước ngoài về của các hãng sản
xuất nổi tiếng như đã giới thiệu ở phần 1.1. Trong hoàn cảnh nước ta đang trên
đường phát triển nền kinh tế công nghiệp, nhu cầu sử dụng máy móc là rất lớn và
đa dạng. Tuy nhiên, lâu nay thị trường này vốn thuộc về các nhà sản xuất máy

móc thiết bị nước ngoài với rất nhiều
ưu thế về công nghệ và kinh nghiệm, đã tạo
ra sự chi phối về giá cả cũng như mẫu mã kích thước của sản phẩm. Chính điều
này đã tạo ra sự lãng phí trong việc sử dụng máy móc hoặc là sự không dung hòa
về kích thước của chi tiết gia công và kích thước của máy.
Công ty Cơ khí Z751 là công ty chuyên về sản xuất các loại chi tiết máy phục
vụ cho quân đội cũng như nhận các đơn đặ
t hàng thường xuyên của các doanh
nghiệp phục vụ cho sản xuất kinh tế như nhà máy thép POMINA ở Bình Dương,
một số công ty tại Tp HCM. Điều này đã tạo ra sự chuyên môn hóa trong sản
xuất từng loại chi tiết máy. Như vậy, yêu cầu cần có máy móc hiện đại phục vụ
cho việc chuyên môn hóa sản xuất. Hiện tại công ty đang sử dụng một số loại
máy ép của Mĩ phục vụ cho công việ
c sản xuất, điều đó đã nảy sinh tình trạng
không phù hợp về hình dáng bộ khung cuả máy ép, cũng như năng suất không đủ
đáp ứng cho công việc sản xuất những chi tiết có độ phức tạp cao. Trước tình
hình đó, cần có những kỹ sư đứng ra tìm hiểu và chế tạo thành công máy ép để
phục vụ cho công việc sản xuất của các công ty nước nhà ngày càng phát triển và
đa dạng trong lãnh vự
c sản xuất.
1.3 Mục đích và nội dung của đề tài:
1.3.1 Mục đích:
Với đề tài nghiêng cứu và thiết kế máy ép thủy lực có tải trọng 70 tấn để phục
vụ cho nhà máy Cơ khí Z751. Hiện nay, nhà máy đang sử dụng máy ép đã lâu đời
nên các loại máy ép đều xuống cấp, vì vậy hoạt động sản xuất rất nguy hiểm đến
tính mạng của công nhân. Bên cạnh vấn đề tài chính, không gian s
ản xuất đã
không đem lại cho công ty một sự chọn lựa tùy ý trong việc mua các loại máy ép
thủy lực đang chào bán trên thị trường. Vì vậy mục đích của đề tài này là thiết kế
máy ép thủy lực có tải trọng 70 tấn phù hợp với tình hình hiện nay của công ty

Z751.
1.3.2 Nội dung:

SVTH: Lê Thanh Tùng - 12 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

Thiết kế máy ép thủy lực có tải trọng 70 tấn bao gồm các phần sau:
+ Thiết kế sơ đồ mạch thủy lực.
+ Sơ đồ nguyên lý máy ép thủy lực.
+ Tính toán các thông số kỹ thuật của từng bộ phận.
- Bộ phận tác động: Cylinder – Piston.
- Hệ thống Van.
- Bơm.
- Đường ống.
- Hệ thống làm mát dầu.
- Hệ thống lọc dầu.
- Thùng chứa dầu.
- Thân máy ép.
+ Bản vẽ lắp máy ép thủy lực.
1.4 Nguyên lý hoạt động và phân loại:
1.4.1 Nguyên lý hoạt động.
Máy ép thủy lực là máy hoạt động hầu như theo tác dụng tĩnh. Nguyên lý làm
việc của máy ép thủy lực dựa trên cơ sở của định luật Pascal. Ở dạng chung nhất
thì máy ép có 2 khoang: cylinder có piston và các đường ống nối (hình 1.3 ). Nếu
như đặt một lực P
1
vào piston 1, thì nó sẽ tạo ra áp suất
1
1
f
P

p =
. 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 sẽ tạo ra lực P
2
= p
x
f
2
,
và lực này gây áp suất tác dụng lên phôi 3.
Trên cơ sở định luật Pascal ta có:




SVTH: Lê Thanh Tùng - 13 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật



1
2
12
f
f
PP =

Hình 1.2 – Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của máy ép thủy lực

Diện tích f
2
lớn hơn diện tích f
1
bao nhiêu lần thì lực P
2
sẽ lớn hơn lực P
1
bấy
nhiêu lần.
1.4.2 Phân loại. (hình 1.3)

SVTH: Lê Thanh Tùng - 14 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật
















Hình1.3 – Phân loại các máy ép thủy lực theo chức năng công nghệ.
a- Để gia công kim loại; b- Để gia công vật liệu phi kim loại
Thông số chính của máy ép thủy lực là ép định mức P
H
– đó là tích của áp suất
chất lỏng trong cylinder với diện tích có ích của các piston công tác của máy ép.
Phụ thuộc vào các chức năng công nghệ mà các máy ép khác nhau kết cấu của
các chi tiết chính, về cách phân bố và số lượng của chúng, cũng như về trị số của
các thông cơ bản P
H
, Z, H, A
x

B (Z - là chiều cao hở của không gian dập; H –
hành trình toàn bộ của đầu ép; A
x
B – kích thước của bàn máy).
Theo chức năng công nghệ các máy ép được chia ra làm máy ép để cho kim
loại (hình 1.3a) và cho vật liệu phi kim loại (hình 1.3b). Máy ép để cho kim loại
được chia làm 5 nhóm: Để rèn và dập, để ép chảy, để dập tấm, để thực hiện các
công việc lắp ráp và để xử lí các phế liệu kim loại. Do các máy ép có nhiều loại

SVTH: Lê Thanh Tùng - 15 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

khác nhau nên người ta thường dùng lực ép định mức P
H
là thông số phổ bién
nhất.
Trong số các máy ép thuộc nhóm 1 có thể kể tên: Máy ép để rèn – rèn tự do có
dập trong khuôn, P
H
= 5÷20MN; Máy ép để dập – dập nóng các chi tiết bằng
magiê và hợp kim nhôm, P
H
= 10÷700MN; Máy ép đột – để đột nóng các phôi
bằng thép trong cối kín, P
H
= 1.5÷30MN; Máy ép để chuốt kéo – chuốt kéo các
phôi rèn qua các vòng, P
H
= 0.75÷15MN.
Trong số các máy ép của nhóm 2 có thể kể: Máy ép thanh - ống và máy ép
thanh - ống, dùng để ép kim loại màu và thép, P

H
= 0.4÷120MN.
Trong nhóm 3 có thể kể tên các loại: Máy ép để dập tấm kiểu tác dụng đơn
giản, P
H
= 0.5÷10MN; Máy ép vuốt để vuốt sâu các chi tiết hình trụ, P
H
=
0.3÷4MN; Máy ép để gấp mép, tạo mặt bích, để uốn và dập các vật liệu dạng tấm
dày, P
H
= 3÷45MN; Máy ép để lốc, để uốn lốc vật liệu dạng tấm dày và nóng, P
H
=
3÷200MN.
Trong nhóm 5 phải kể tên các loại máy ép đóng gói và đóng bánh, được dùng
để ép các phế liệu như phoi kim loại, P
H
= 1÷6MN. Các máy ép thủy lực dùng cho
các loại vật liệu phi kim loại gồm có máy ép cho các loại bột, chất dẻo và để ép
các tấm phoi gỗ, gỗ dán….
Tính năng công nghệ của máy ép thủy lực sẽ quyết định kết cấu của thân máy
(kiểu cột, kiểu 2 trụ, kiểu chuyên dụng…), quyết định kiểu và số cylinder(kiểu
plunger, kiểu piston nhiều bật, kiểu piston…)

Chương 2: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
2.1 Đánh giá khả năng ứng dụng máy ép thủy lực tại công ty Z751:

SVTH: Lê Thanh Tùng - 16 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

Với sự cạnh tranh trên thị trường hiện nay yêu cầu mọi công ty muốn tồn tại
đều phải luôn luôn đổi mới về công nghệ sản xuất, điều đó đã dẫn đến cần có sự
đầu tư trang thiết bị máy móc hiện đại để sử dụng công nghệ mới.
Tuy nhiên không phải bất cứ công ty nào đều có thể thay đổi công nghệ một
cách dễ dàng được mà còn phụ thu
ộc vào tiềm năng kinh tế và chiến lược sản
xuất của công ty. Công ty Cơ khí Z751 là công ty thuộc Bộ Quốc Phòng, do vậy
có sự lệ thuộc vào đối tượng sản xuất đó là máy móc, thiết bị, các chi tiết máy
phục vụ cho quân đội trước khi công ty tham gia vào sản xuất kinh tế phục vụ
cho các doanh nghiệp bên ngoài quân đội. Chính điều này đã ảnh hưởng đến tiềm
lực kinh tế của công ty, nghĩa là có sự phân lu
ồng về đối tượng sản xuất chính.
Đánh giá về sự phục vụ của công ty, hằng năm công ty có 6 tháng để sản xuất
các sản phẩm cho quân đội, thời gian còn lại là sản xuất kinh tế. Các loại chi tiết
công ty sử dụng máy ép để gia công là nong lỗ má xích của xe tăng, dùng trong
việc ép các khuôn sắt, dùng để đột các phôi, dùng để vuốt các yên xe, vuốt bình
xăng xe máy và ôtô, dùng để chồn đầu bulông lục giác, ép (cắt) theo khuôn định
hình....

Đánh giá một cách tổng quan khả năng ứng dụng máy ép thủy lực tại Z751,
khối lượng của máy ép chiếm một khối lượng đáng kể. Hầu như ta nhận thấy
công đoạn sản xuất một chi tiết bất kì đều có sử dụng máy ép từ khâu tạo phôi
đến một nguyên công trong qui trình công nghệ. Vì vậy đối với công ty Cơ khí
Z751, máy ép đóng vai trò rất quan trọng trong công việc sản xuất.
2.2

Đưa ra các phương án:
Các phương án thiết kế được đưa ra đều dựa trên những tiêu chí sau: giá thành,
kích thước của máy ép, độ tin cậy của hệ thống, khả năng bảo trì, tính đổi lẫn của
từng bộ phận trong máy, hệ số an toàn, chỉ số khả năng sẵn sàng…
Dưới đây là 2 phương án thiết kế.
2.2.1 Phương án thiết kế 1:
Phương án thiết kế này chính là thiết kế máy ép thủ
y lực có 4 trụ hoặc 2 trụ để
định tâm ( hình 2.1).


SVTH: Lê Thanh Tùng - 17 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật











Hình2.1 – Máy ép có trụ định tâm.

* Ưu điểm của phương án:
- Mạch thủy lực hoạt động ổn định.
- Năng suất gia công lớn.
- Lực ép ổn định.
- Sử dụng cho máy ép có công suất lớn.

* Nhược điểm của phương án:
- Quá trình gia công phức tạp.
- Công đoạn lắp ghép phức tạp.
- Kích thước khung không thuận lợi cho việc sản xuất.
- Mạch thủy lực thiết kế ph
ức tạp vì cần phải có van phân phối.
- Việc bảo trì khá phức tạp.
- Giá thành của sản phẩm khá cao.
- Công việc bảo dưỡng khá phức tạp.
2.2.1 Phương án thiết kế 2:

SVTH: Lê Thanh Tùng - 18 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

Phương án thiết kế này là dựa vào nền tảng là máy ép thủy lực của công ty sau
đó hoàn thiện dần bằng cách thêm vào những chức năng phụ của hệ thống thủy
lực như làm mát, van tiết lưu, bộ tích trữ, hệ thống điều khiển bằng điện…
Tuy nhiên phương án này thiết kế sẽ không có phần trụ để định tâm mà dùng
bộ phận tác động Cylinder-Piston để định tâm (hình 2.2).










Hình2.2 – Máy ép không có trụ định tâm.

* Ưu điểm của phương án:
- Đảm bảo đầy đủ những chức năng của máy ép.
- Hệ thống điều khiển linh hoạt về hành trình, áp suất tương đối ổn định.
- Kích thước khung phù hợp với dạng sản xuất của công ty.
- Bảo trì đơn giản.
- Hệ thống điện tương đối đơn giản.
* Nhược điểm củ
a phương án:
- Điều khiển khá phức tạp.
- Hệ thống không vững bằng hệ thống có trụ định tâm.
- Hệ thống này chỉ thích hợp với máy có công suất nhỏ.
2.3 Chọn phương án tối ưu:

SVTH: Lê Thanh Tùng - 19 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

Như đã nói ở phần trên, phương án tối ưu là phương án mà thỏa mãn những
yêu cầu trên. Ở đây ta chọn phương án thiết kế thứ 2, vì giá thành chế tạo ra máy
này sẽ ít tốn kém hơn nhưng đơn giản dể sử dụng. Mặt khác, bộ khung của máy
sẽ cho ta không gian làm việc nhiều hơn, thuận lợi cho việc gia công nhiều chi
tiết phức tạp ví dụ yên xe gắn máy…. Ngoài ra, ta có thể thay thế được
đầu ép
được điều này không thể làm được đối với máy ép có trụ. Ta có thể gắn đầu định
hình để thực hiện công đoạn dập định hình đối với nhiều loại chi tiết.

Chương 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY ÉP


SVTH: Lê Thanh Tùng - 20 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

3.1 Yêu cầu kỹ thuật:

Tất cả máy móc khi thiết kế chế tạo đều có yêu cầu kỹ thuật để quá trình hoạt
động đạt hiệu quả cao. Dưới đây là yêu cầu kỹ thuật của máy ép thủy lực:
+Yêu cầu hàng đầu là máy phải đủ độ cứng vững trong khi làm việc.
+Máy sử dụng phải an toàn, chịu được điều kiện khí hậu nóng ở Việt Nam, vì nhiệt
độ cao làm nhiệt độ của chấ
t lỏng tăng nhanh ảnh hưởng đến áp suất làm việc.
+Áp suất phải ổn định khi làm việc.
+Khi có sự cố xảy ra phải dừng máy ngay lúc đó.
3.2 Thiết kế sơ đồ mạch thủy lực:
Ở đây ta sử dụng hệ thống thủy lực kí hiệu A.N.S.I
Từ phương án thiết kế 2 được chọn ta đưa ra sơ đồ mạch thủy lực như sau:(hình 3.1)

Hình 3.1 -

Sơ đồ mạch thủy lực
3.3 Sơ đồ nguyên lý máy ép thủy lực:
Đối với máy ép thủy lực thẳng đứng ta chia ra thành 2 giai đoạn:

SVTH: Lê Thanh Tùng - 21 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

+ Giai đoạn 1: (hình 3.2a)

đầu ép đi từ trên xuống thực hiện chức năng ép. Ở giai
đoạn này dưới tác dụng của áp suất thủy lực do bơm cung cấp lên phía trên đĩa
piston, thanh truyền có gắn đầu ép sẽ dịch chuyển ra ngoài cụ thể ở đây là thanh
truyền dịch chuyển xuống phía dưới. Khoảng cách dịch chuyển của thanh
truyền phụ thuộc vào nguồn áp lực của dòng thủy lực do bơm cung cấp, chi
ều
dài của thanh truyền và tác động đóng mở của cơ cấu điều khiển chính.

Van điều khiển Solenoid ở giai đoạn này, trục chính dưới tác dụng của từ
trường sẽ dịch chuyển sang trái, lúc này cổng P nối thông với cổng B để đưa
chất lỏng vào cylinder, đồng thời cổng A sẽ thông với cổng T đưa chất lỏng về
thùng chứa thông qua bộ lọc tinh.











Hình3.2a. – Giai đoạn 1 của máy ép.

+ Giai đoạn 2:
(
hình 3.2b) đây là giai đoạn đầu ép được nhấc lên trở về vị trí ban
đầu. Tương tự như ở giai đoạn 1 dưới tác dụng của áp suất do bơm cung cấp
lên phía mặt dưới của đĩa piston thì làm thanh truyền chuyển động lên phía trên
mang theo đầu ép.
Van Solenoid ở giai đoạn này, trục chính dưới tác động của từ trường sẽ dịch
chuyển sang phía phải, lúc này cổng P sẽ được nối thông với c
ổng A để đưa chất

SVTH: Lê Thanh Tùng - 22 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

lỏng vào trong cylinder, đồng thời cổng T sẽ được nối thông với cổng B để đưa

chất lỏng vế thùng chứa qua bộ lọc.










Hình3.2b. – Giai đoạn 2 của máy ép.

3.4 Tính toán các thông số kỹ thuật của từng chi tiết.
3.4.1 Bộ phận tác động: Cylinder – Piston.
Trong phần này, chúng ta sẽ đi tìm hiểu về bộ phận tác động chuyển động
tịnh tiến, đó là: cylinder – piston, động cơ tịnh tiến, động cơ tuyến tính…
3.4.1.1 Nhiệm vụ của cylinder – piston:
Biến đổi năng lượng áp suất của chất lỏng thành cơ năng. Có 3 dạng bộ phận
tác động:
♦ Bộ phận tác động chuyển động tịnh tiến – cylinder thủy lực.
♦ Bộ phận tác động chuyển động quay - Động cơ thủy lực.
♦ Bộ phận tác động bán quay (giới hạn góc quay).
3.4.1.2 Các thành phần cơ bản của cylinder-piston: ( hình 3.3)
Cylinder có hình trụ tròn, là bộ phận cố định, bên trong cylinder có bộ phận
chuyển động tới lui theo chu kì gọi là piston. Piston thường được nối v
ới thanh
truyền. Trong hệ thống thủy lực, thanh truyền được nối với piston để truyền động
năng từ piston lên tải, cũng có trường hợp không dùng thanh truyền piston tác

SVTH: Lê Thanh Tùng - 23 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

động trực tiếp lên tải, lúc này piston thường được gọi tên là thanh đẩy hay trụ
đẩy. Phía cylinder có thanh truyền nhô ra gọi là ’’đầu thanh’’ và phía không có
thanh truyền gọi là ’’đầu nắp’’.











Hình3.3 – Các thành phần cơ bản của cylinder - piston.

* Cấu trúc thanh truyền piston:
Hoạt động với cả 2 phần trong và ngoài buồng cylinder. Phần mặt ngoài của
thanh truyền cần phải phẳng, cứng và vòng đai phải kín. Tính chống mòn cần
phải được chú ý đến. Người ta thường phủ 1 lớp crôm lên các bề mặt của thanh
truyền, tuy nhiên lớp crôm này có thể bị rổ dạng tổ ong, nó sẽ tạo điều kiện cho
việc hấp thụ hơi nước vào nơ
i ấy và cuối cùng dẫn đến nguyên nhân oxy hóa.
Trong môi trường nước khắc nghiệt, người ta thường sử dụng thép được phủ 2
lớp crôm và niken. Thông thường độ dày của lớp phủ từ 40÷150μm, thỉnh thoảng
cũng sử dụng thép chống gỉ để thay thế. Để khắc phục những khiếm khuyết của
vật liệu kim loại người ta phủ lên nó 1 lớp ceramic.
3.4.1.3 Phân loại cylinder-piston:

♦ Cylinder-Piston tác
động đơn: hình 3.4
Loại này có cửa nạp vừa là cửa xả chung trong cylinder và piston chỉ sinh
theo một chiều chuyển động. Khi dầu thủy lực được bơm vào cylinder, piston

SVTH: Lê Thanh Tùng - 24 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật

(hay trụ đẩy) sẽ chuyển động và sinh công. Piston sẽ trở về vị trí ban đầu do trọng
lượng của tải hay do lực đẩy của lò xo và dầu bị ép trở về bình chứa.








Hình 3.4 – Cylinder - Piston tác động đơn
♦ Cylinder-Piston tác động kép:
Trong cylinder-piston tác động
kép, piston sẽ sinh công theo cả 2
chiều tịnh tiến. Dầu thủy lực sẽ vào /
ra trong cylinder ở cả 2 bên piston vì
vậy trên cả 2 đầu cylinder đều có cửa
nạp và cửa xả. (hình 3.5)
Sự lưu động của của dầu thủy lực
được điều khiển bởi van 1 chiều hoặc
bơm thủy lực đảo chiều.
Hình 3.5 – Cylinder - Piston tác động kép

♦ Cylinder-Piston kiểu bậc: hình 3.6
Chiều dài của cylinder-piston là tổng chiều dài của thanh đòn, bề dày của
piston, đáy, đỉnh và chiều dài của thanh truyền. Kiểu cylinder-piston này được sử
dụng trong trường hợp hạn chế về chiều dài của máy. Hầu hết cylinder-piston ki
ểu bậc đều tác động đơn.


SVTH: Lê Thanh Tùng - 25 - GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Thật










Hình 3.6 – Cylinder - Piston kiểu bậc Hình 3.7 – Cylinder – Piston kiểu pluger

♦ Cylinder-Piston kiểu pluger: hình 3.7
Loại cylinder-piston này không có piston hoặc piston không kín với cylinder.
Cylinder chỉ dùng như cylinder đẩy, điều này sẽ dẫn đến piston có mối quan hệ
về bề dày với thanh truyền.


3.4.2.4 Tính chọn cylinder-piston:
Trong ngành chế tạo máy ép hay sử dụng các cylinder có bệ đỡ trên đáy và
trên mặt bích. Bệ đỡ của cylinder trên đáy là hợp lý nếu xét từ khía cạnh độ bền,
bởi vì trong trường hợp này, sẽ loại trừ được ứng suất do sự uốn thành cylinder

bởi phản lực của bệ đỡ trên mặt bích. Ngoài ra thành của cylinder sẽ không chịu
các ứng suất kéo theo chiều trục.
Thông thường khi có bệ
đỡ cylinder trên đáy sẽ làm phức tạp thêm kết cấu
của máy ép, tăng khối lượng và kích thước của nó. Vì vậy trong ngành chế tạo
máy ép, được sử dụng rộng rãi nhất là các cylinder có bệ đỡ trên mặt bích. (hình
3.8).
Theo các đặc điểm của trạng thái ứng suất thì cylinder có thể chia ra làm ba
vùng chính: Vùng hình trụ A; vùng mặt bích đỡ B; vùng đáy (hay vùng vòm) C.
Do vùng hình trụ khá lớn so với vùng đáy và vùng mặt bích đỡ cho nên có thể
coi như ống dày và đượ
c tính theo công thức Lame.