Công nghệ chế tạo máy - Chương 5

80



Chỉång 5

CẠC CÅ CÁÚU SINH LỈÛC

Tu theo ngưn nàng lỉåüng sỉí dủng, cạc cå cáúu sinh lỉûc ca âäư gạ cọ thãø
chia ra: khê nẹn, dáưu ẹp, chán khäng, tỉì, âiãûn tỉì, âiãûn-cå khê, li tám...So våïi cå
cáúu kẻp bàòng tay tuy chụng cọ mäüt säú nhỉåüc âiãøm nhỉ âi hi cạc trang bë phủ
km theo, phỉïc tảp, song chụng cọ nhỉỵng ỉu âiãøm cå bn nhỉ thåìi gian kẻp chàût
gim, gim nhẻ sỉïc lao âäüng ca cäng nhán, lỉûc kẻp â låïn, äøn âënh...
5-1.Cå cáúu sinh lỉûc bàòng khê nẹn .
Khê nẹn âỉåüc sỉí dủng khạ räüng ri trong sn xút cäng nghiãûp. Khê nẹn l
khäng khê sảch âỉåüc mạy nẹn khê nẹn âãún ạp sút 6÷7atm âãø khi âi qua cạc äúng
dáùn âãún âäư gạ cọ ạ
p sút lm viãûc 3-4 atm. Dng khê nẹn cọ nhỉỵng ỉu âiãøm sau :
- Náng cao nàng sút lao âäüng, gim båït thåìi gian kẻp chàût v thạo chi tiãút
(0,5÷1,2) s, so våïi kẻp chàût bàòng tay cọ thãø gim thåìi gian ny tỉì (5÷10) láưn.
- Gim nhẻ sỉïc lao âäüng ca cäng nhán trong quạ trçnh kẻp chàût v thạo
chi tiãút. Nãúu nhỉ kẻp bàòng tay, lỉûc tạc dủng tỉì tay cäng nhán (70÷100N) thç åí cạc
trang bë khê nẹn lỉûc âãø âiãưu khiãøn cạc trang bë (cå cáúu) ny chè khong (10
÷
15N)
- Lỉûc kẻp â låïn, âãưu v cọ thãø kiãøm tra, âiãưu chènh dãù dng trong quạ
trçnh lm viãûc.
- Cọ thãø kẻp chàût cng mäüt lục nhiãưu âiãøm trãn chi tiãút, cọ
thãø kẻp chàût
nhiãưu chi tiãút trãn âäư gạ, âiãưu khiãøn thäúng nháút, tỉì xa âãø cọ kh nàng tỉû âäüng hoạ.

Cạc nhỉåüc âiãøm ca khê nẹn l :
- Khê nẹn dng våïi ạp lỉûc tháúp (4
÷
6) atm. Âäü cỉïng vỉỵng kẻp chàût khäng
låïn, nãn våïi cạc chi tiãút hảng nàûng êt dng.
- Phi cọ thãm cạc trang bë phủ: Van, bçnh lc khê, äøn âënh täúc âäü v ạp
lỉûc...chiãúm khäng gian nhiãưu.
Hãû thäúng cạc trang bë khê nẹn âỉåüc bäú trê nhỉ hçnh 5-1.
- Bçnh lc khê 1, khäng khê nẹn tỉì trảm tåïi bçnh lc 1 âãø khỉí cạc tảp cháút
v träün dáưu âãø bäi trån.
- Van gim ạp 2, dng âãø gim ạp lỉûc khê nẹn tỉì ngưn vo âãú
n ạp lỉûc lm
viãûc u cáưu âãø kẻp chàût chi tiãút
- Van mäüt chiãưu 3, cọ tạc dủng bo vãû an ton, âãư phng viãûc cung cáúp khê
nẹn bë giạn âoản hồûc ạp lỉûc khê nẹn âäüt ngäüt bë gim lm thạo lng cå cáúu kẻp.
- Van phán phäúi 4, khäúng chãú khê nẹn vo v thi khi xi lanh.
- Van tiãút lỉu 5, âiãưu tiãút täúc âäü ca dng khê nẹn âi vo xi lanh âãø khäúng
chãú täúc âäü dëch chuøn ca piston.
- Lỉûc kãú 6, chè ạp lỉûc khäng khê nẹn cọ trong xi lanh.

81



- Xi lanh 7, dỉåïi tạc dủng ca khê nẹn lm piston dëch chuøn, âáøy cå cáúu
kẻp âãø thỉûc hiãûn viãûc kẻp chàût chi tiãút gia cäng.
Cạc cå cáúu sinh lỉûc bàòng khê nẹn cọ thãø phán loải nhỉ sau:
- Theo dảng xi lanh dáùn lỉûc: Loải xi lanh piston- xi lanh mng.
- Theo så âäư tạc dủng: Loải xi lanh mäüt chiãưu v loải xi lanh hai chiãưu.
- Theo dảng gạ âàût : Loải cäú âënh v loải quay.

5-1-1 Xi lanh piston.
Loải xi lanh piston thỉåìng sỉí dủng trong kãút cáúu cạc âäư gạ cáưn âãún lỉûc kẻp
v hnh trçnh kẻp låïn. Cọ thãø chãú tảo xi lanh mäüt chiãưu, xi lanh hai chiãưu cho cạc
âäư gạ cäú âënh (âäư gạ khoan, phay, bo...) v cho âäư gạ quay (âäư gạ tiãûn, mi...).
Lỉûc sinh ra ca cạc loải xi lanh phủ
thüc vo âỉåìng kênh piston, ạp sút khê nẹn
v hnh trçnh kẻp .
Xi lanh â tiãu chøn hoạ, lm råìi bạn ngoi thë trỉåìng hồûc cọ thãø lm
ngay trong trong âäư gạ.
a) Xi lanh mäüt chiãưu, mäüt piston (hçnh5-2a,b).

- Âäúi våïi så âäư hçnh 5-2a: Khi van phán phäúi cho khê nẹn âi vo bưng trại
ca xi lanh, s tảo ra lỉûc kẻp :
( )
qp
4
dD
Q
22
−⋅
−⋅
=
η
π

Trong âọ: D- Âỉåìng kênh piston (m); d- Âỉåìng kênh cạn piston (mm);
Hçnh 5-1: Hãû thäúng truưn âäüng khê nẹn :1-bçnh lc khê,2-van gim
ạp,3-van mäüt chiãưu,4-van phán phäúi,5-van tiãút lỉu, 6-ạp kãú, 7-xi lanh
7

6

5

4

3

2

1


Trảm khê
Q
Q
a)
b)
Hçnh 5-2
P

P

82



p-p sút khê nẹn kG/cm
2
; q- Lỉûc âãø nẹn l xo (kG);

( )
skq
0
+δ=
, δ
0
- âäü co lục
âáưu ca l xo (mm), s- hnh trçnh cạn (mm), k- hãû säú cỉïng vỉỵng ca l xo, tỉïc l
lỉûc cáưn thiãút âãø ẹp l xo co lải 1mm, k=0,15÷0,35kG/mm; η- Hiãûu sút ,η=85%
kãø âãún máút mạt vç ma sạt giỉỵa piston v xi lanh, cạn piston v v.
- Âäúi våïi så âäư hçnh 5-2b: khi khê nẹn âi vo bưng phi ca xy lanh, s
tảo ra lỉûc kẻp :

qp
4
D
Q
2
−⋅
⋅
=
η
π

b) Loải xi lanh hai chiãúu, mäüt piston (hçnh 5-3)
Khê nẹn cọ thãø vo bãn trại hồûc bãn phi xi lanh, loải ny hnh trçnh
piston di, chuøn âäüng âỉåüc c hai phêa.

- Khi khê nẹn âi vo bưng bãn trại, lỉûc kẻp l (hçnh 3-5a):
η

π
⋅⋅
⋅
= p
4
D
Q
2

- Khi khê nẹn âi vo bưng bãn phi, lỉûc kẻp l (hçnh 3-5b) :

()
η
π
⋅⋅
−⋅
= p
4
dD
Q
22

Âãø cọ thãø tàng lỉûc kep m
khäng cáưn tàng âỉåìng kênh piston cọ
thãø sỉí dủng loải xi lanh hai hay
nhiãưu piston. Khê nẹn vo bưng bãn
trại ca hai piston cng mäüt lục lm
hai piston xã dëch vãư phêa bãn phi
(hồûc ngỉåüc lải)- hçnh 5- 4.
Khi piston dëch vãư phêa phi, lỉûc kẻp l :

( )
η
π
⋅⋅
−⋅⋅
= p
4
dD2
Q
22

Khi piston dëch vãư phêa trại, lỉûc kẻp l :
( )
η
π
⋅⋅
−⋅
= p
4
dD
Q
22

Q
d
D
Hçnh 5-4 :xi lanh khê nẹn loải hai piston
Q
1

a)

Q

Tỉì
âỉåìng chênh
Q

Tỉì âỉåìng chênh

b)
Hçnh 5-3
P


83



Trong trỉåìng håüp dng n piston, thç
( )
[ ]
η
π
⋅⋅
⋅−−⋅⋅
= p
4
d1nDn
Q

22

( )
η
π
⋅⋅
−⋅⋅
= p
4
dDn
Q
22
1

Xi lanh piston cọ thãø sinh ra lỉûc kẻp Q
≥
5000 kG. Âỉåìng kênh tiãu chøn
ca piston l: D=50, 75, 100,150, 200, 250, 300...mm; âỉåìng kênh cạn piston
d=16...80 mm; hnh trçnh lm viãûc L=10...200mm.
Âäü nhạm màût trong xi lanh cáưn âảt R
a
=0,63
÷
1,25 âãø gim ma sạt.
- Kãút cáúu xi lanh piston cọ thãø tham kho trong cạc säø tay cå khê.
5-1-2 Xi lanh mng.
Loải xi lanh mng cọ v gäưm hai nỉỵa ụp vo nhau, giỉỵa hai nỉỵa cọ mäüt
mng mng. Váût liãûu ca v lm bàòng gang âục hồûc bàòng thẹp êt cạc bon. Mng
lm bàòng cao su chëu dáưu, li bàòng vi, ngoi ẹp cao su hồûc bàòng kim loải (thẹp
60).

Kãút cáúu xi lanh mng nhỉ hçnh 5-5a, b
Loải 5-5a l loải tạc dủng mäüt chiãưu, khi tàõt ngưn khê nẹn thç mng mng
3 bë l xo 5 âáøy vãư vë trê tỉû do ban âáưu. Mng âỉåüc kẻp giỉỵa hai nàõp cọ âinh äúc
bàõt chàût. ÅÍ tám mng 3 cọ âéa 4 âỉåìng kênh d âåỵ láúy mng v
âãø âáøy mng, âéa
ny gàõn liãưn våïi cạn.
Loải 5-5b l loải xi lanh mng tạc dủng hai chiãưu, khê nẹn vo bưng trãn
âãø âáøy mng kẻp chàût. Khi thạo lng thç khê nẹn vo bưng dỉåïi âáøy mng tråí vãư
vë trê tỉû do ban âáưu m khäng cọ l xo.
Xi lanh mng cọ thãø gäưm cạc loải : Tạc dủng mäüt chiãưu hồûc hai chiãưu, cäú
âënh hồûc quay trn, mäüt mng, nhiãưu mng, mng hçnh phàóng, mmg hçnh bạt....
Tênh lỉûc kẻp :
Hçnh 5-5 Xi lanh mng
b)
D
d
1
3
4
2
d
1

Q

a)
D

d

1
5
d
1

Q

Q
3

3
2
4

84



- Theo hçnh 5 -5 a
Diãûn têch lm viãûc ca mng l hçnh trn âỉåìng kênh D. Nhỉng ạp lỉûc khê
nẹn tạc dủng lãn diãûn têch cọ âỉåìng kênh d (âéa kim loải âåỵ) s truưn ton bäü
lãn cạn v bàòng :(hçnh 5- 6).
pd
4
Q
2
1
⋅⋅=
π

Cn ạp lỉûc khê nẹn tạc dủng lãn diãûn têch hçnh vnh khàn D-d khäng truưn
ton bäü lãn cạn, m mäüt pháưn tạc dủng lãn v xi lanh vç mng bë kẻp giỉỵa hai v,
cng gáưn v bao nhiãu ạp lỉûc tạc dủng lãn mng vo âéa d cng êt âi báúy nhiãu.
p lỉûc ca báút kç hçnh vnh khàn no cạch tám l ρ (giỉỵa D v d) diãûn têch
l 2
πρ
d
ρ
s truưn lãn cạn tu theo tè lãû cạnh tay ân
rR
R
−
ρ−
. Do âọ diãûn têch hçnh
vnh khàn giỉỵa d v D cọ ạp lỉûc Q
2
truưn lãn cạn l :
()
22
2
3322
R
r
2
r2rRR
3
P
Q
3
r

3
R
R
2
rR
rR
p2
d2P
rR
R
Q
−⋅+
⋅
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−−⋅
⎟

⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
⋅
=⋅⋅⋅⋅
−
−
=
∫
π
π
ρρπ
ρ

Váûy täøng lỉûc truưn lãn cạn (kãø c diãûn têch cọ âỉåìng kênh d) l :
qQQQ
21
−+=
∑

()
qddDDP
12
Q

22
−+⋅+⋅⋅
π
=
∑

Trong âọ: q- Lỉûc chäúng lải ca l xo; D- Âỉåìng
kênh cọ êch ca mng; d- Âỉåìng kênh cạn piston; d
1
-
Âỉåìng kênh ca âéa
-Theo hçnh 5 - 5b:
()
FddDDP
12
Q
22
−+⋅+⋅⋅=
π

F- Lỉûc ma sạt giỉỵa cạn v v.
Chụ : theo cạch tênh åí trãn, ta â b qua lỉûc lm
mng biãún dảng.
Mún tàng lỉûc kẻp phi tàng âỉåìng kênh d, tỉïc l
tàng tè säú d/D. Nhỉng tè säú ny lải bë tênh dn häưi ca
mng hản chãú, do âọ hnh trçnh lải gim, thỉåìng chè dng d/D≤ 0,8.
Âãø tàng lỉûc Q m khäng tàng âỉåìng kênh D ca xi lanh, ta cọ thãø dng loải
xi lanh nhiãưu mng.

Ỉu âiãøm ca loải xi lanh mng so våïi xi lanh piston :

1-Xi lanh mng nhẻ, kãút cáúu xi lanh âån gin, khäúi lỉåüng gia cäng êt v âäü
chênh xạc kêch thỉåïc tháúp hån nhiãưu so våïi xi lanh piston, do âọ giạ thnh hả.
2- Âäü nhảy cao v khäúi lỉåüng dëch chuøn êt, ma sạt chè cọ giỉỵa cạn v v.
D

d

dR

ρ

r

Hçnh 5-6

85



3-Thåìi gian sỉí dủng cao hån. Trong âiãưu kiãûn lm viãûc bçnh thỉåìng mng
cọ thãø chëu 5.10
5

÷
6.10
5
hnh trçnh lm viãûc, cn xi lanh piston cạc giồng mn
åí 1,5.10
5
hnh trçnh kẹp .

Nhỉåüc âiãøm ca xi lanh mng l :
1-Lỉûc kẻp v thạo khäng phi hàòng säú, vç khi tàng hnh trçnh lm viãûc,
tàng lỉûc biãún dảng mng do âọ lỉûc kẻp gim.
2-Hnh trçnh lm viãûc ngàõn tu thüc vo hçnh dảng ca mng, bãư dy v
váût liãûu chãú tảo mng. Thỉåìng hnh trçnh lm viãûc ca cạn piston khäng låïn quạ
1/3 âỉåìng kênh ca mng.

5-2. Cå cáúu sinh lỉûc bàòng dáưu ẹp.
Trong trỉåìng håüp cáưn lỉûc låïn, cå cáúu sinh lỉûc bàòng khê nẹn s ráút cäưng
kãưnh, khäng håüp lê. Do âọ cọ thãø dng cå cáúu sinh lỉûc bàòng dáưu ẹp. Cå cáúu sinh
lỉûc bàòng dáưu ẹp cọ nhỉỵ
ng ỉu âiãøm sau :
1-p lỉûc ca dáưu cao 10 ÷30 láưn so våïi khê nẹn, do âọ våïi cng mäüt lỉûc
kẻp, kêch thỉåïc ca xi lanh dáưu ẹp nh, gn hån nhiãưu so våïi xi lanh khê nẹn. Âäü
cỉïng vỉỵng ca âäư gạ cao hån, cọ thãø náng cao chãú âäü càõt.
2-p lỉûc dáưu låïn cọ thãø truưn lỉûc kẻp trỉûc tiãúp, khäng cáưn qua cå cáúu
trung gian (âãø phọng âải lỉûc kẻp), do âọ kãút cáúu âäư gạ âån gin.
3- Dáưu ẹp trong xi lanh âm bo kh nàng bäi trån, lm gim âäü mn ca
cạc bäü pháûn, náng cao thåìi gian sỉí dủng.
4- Âäư gạ dng dáưu ẹp lm viãûc ãm , khäng äưn.
Hãû thäúng trang bë cáưn thiãút âãø sỉí dủ
ng cå cáúu sinh lỉûc bàòng dáưu ẹp gäưm :
Âäüng cå - båm thu lỉûc, hãû thäúng âỉåìng äúng, cå cáúu âiãưu khiãøn, cạc cå cáúu phủ
khạc...Táút c cạc cå cáúu âọ lm viãûc dỉåïi ạp lỉûc cao, nãn u cáưu chiïnh xạc cao,
kên khêt täút, chãú tảo khọ v giạ thnh cao. Nãúu trãn cạc mạy cọ hãû thäúng båm dáưu,
cọ thãø rụt ra mäüt nhạnh dng cho âäư gạ thç chi phê cho viãûc dng âäư gạ âåỵ täún
kẹm hån.
Så âäư lm viãûc ca mäüt cå cáúu dáưu ẹp nhỉ hçnh 5-7.
Båm dáưu ẹp dng trong âäư gạ thỉåìng l cạc loải båm bạnh ràng, båm
piston, båm cạnh gảt...Nàng sút ca båm âỉåüc chn theo cäng thỉïc:

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅⋅⋅
⋅
=
ph
m
pt1000
LP
Q
3
1
η

Trong âọ:P-Lỉûc u cáưu ca xi lanh thu lỉûc (N).
L-Hnh trçnh lm viãûc ca piston (m).
t- Thåìi gian ca hnh trçnh lm viãûc ca piston (phụt).
p- p sút dáưu (N/m
2
).

η
1-
Hiãûu sút thãø têch ca hãû thäúng thu lỉûc (do khäng kên khêt).
Cäng sút cho cå cáúu dáùn âäüng ca båm xạc âënh theo cäng thỉïc :