Kết cấu máy CNC và nơi cần thiết có thuỷ lực, bôi trơn và khí nén

MỤC LỤC. CHƯƠNG I. KẾT CẤU MÁY CNC VÀ NƠI CẦN THIẾT CÓ THUỶ LỰC, BÔI TRƠN VÀ KHÍ NÉN. 1. Tổng quan về sự phát triển của máy công cụ. 2. Lịch sử phát triển của máy công cụ điều khiển số. 3. Kết cấu và những đặc trưng cơ bản của máy CNC. 4. Nơi cần thiết có bôi trơn, thuỷ lực và khí nén. 5. Các yêu cầu cơ bản của hệ thống bôi trơn. CHƯƠNG II. CÁC THIẾT BỊ CẦN THIẾT CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN, KHÍ NÉN VÀ THUỶ LỰC. 1. Các bộ phận tạo nên hệ thống thuỷ lực. 2. Các bộ phận tạo nên hệ thống khí nén. 3. Các bộ phận tạo nên hệ thống bôi trơn. CHƯƠNG III. THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN CHO MÁY CNC. I. Thiết kế hệ thống bôi trơn cho máy CNC. 1. Thiết kế sơ đồ bôi trơn. 2. Sơ đồ bố trí đường ống dẫn dầu trong máy. II. Chỉ tiêu tính toán cho chế độ bôi trơn trơn. Định luật cơ bản về ma sát.Cơ sở lý thuyết về mòn.Phương trình cơ bản về dòng chảy trong ống.Chỉ tiêu tính toán chế độ bôi trơn. III. Tính toán chế độ bôi trơn trong máy. 1. Tính toán chế độ bôi trơn cụm đường hướng. 2. Tính toán chế độ bôi trơn trục chính. CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THUỶ LỰC. 1. Chất lỏng trong hệ thống thuỷ lực. 2. Truyền động thuỷ lực thể tích. 3. Các thông số cơ bản của máy thuỷ lực. CHƯƠNG V. THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHÍ NÉN. I. Không khí_chất lỏng công tác. II. Thiết kế sơ đồ cung cấp khí nén. Sơ đồ cung cấp khí nén.Sơ đồ bố trí dây trong máy. III. Tính toán các thông số của khí nén trong máy. Tính toán các thông số cho việc thay dao tự động.Tính toán các thông số cho ụ chứa dao. CHƯƠNG VI. THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT. Thiết kế hệ thống đường ống.Tính toán lưu lượng bơm.

doc103 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 17/08/2013 | Lượt xem: 2870 | Lượt tải: 9download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Kết cấu máy CNC và nơi cần thiết có thuỷ lực, bôi trơn và khí nén, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ù liªn hÖ gi÷a vËn tèc cùc ®¹i umax vµ vËn tèc trung b×nh cña mÆt c¾t v nh­ sau: Trªn mÆt c¾t ­ít cña dßng ch¶y ta t¸ch mét mÆt ph©n tè chÊt láng rÊt nhá h×nh vµnh kh¨n cã diÖn tÝch dw b¸n kÝnh lµ r t¹i ®ã vËn tèc dßng ch¶y lµ u (h×nh vÏ). L­u l­îng chÊt láng qua diÖn tÝch dw lµ dQ, ta cã dQ = u.dw = 2.p.u.r.dr L­u l­îng qua toµn mÆt c¾t lµ: Q = = Thay u = umax( ) vµo biÓu thøc trªn sau khi tÝch ph©n ta ®­îc: Q = V× v = = nªn v = HoÆc: v = = Tõ ph­¬ng tr×nh trªn Þ J = Thay g = r.g vµ nh©n c¶ tö vµ mÉu víi v ta ®­îc: hd = J.l = hay hd = Trong ®ã Re lµ sè Reynold (Theo Reynold th× tr¹ng th¸i ch¶y cña chÊt láng phô thuéc vµo mét tæ hîp kh«ng thø nguyªn bao gåm c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn chuyÓn ®éng cña dßng ch¶y nh­ vËn tèc trung b×nh v, ®­êng kÝnh èng d, ®é nhít ®éng häc cña chÊt láng n). C«ng thøc tÝnh sè Reynold cña mét dßng ch¶y trong èng trßn: Re = v.d/n VËy víi èng trßn ta cã: l = L­u l­îng lµ thÓ tÝch chÊt láng ®i qua mÆt c¾t ­ít nµo ®ã ( mÆt c¾t ­ít lµ mÆt c¾t th¼ng gãc víi c¸c ®­êng dßng, cã mÆt c¾t ­ít lµ mÆt ph¼ng khi tÊt c¶ c¸c ®­êng dßng lµ c¸c ®­êng th¼ng song song, cã mÆt c¾t ­ít lµ mÆt cong khi c¸c ®­êng dßng lµ c¸c ®­êng cïng uèn cong song song) trong mét ®¬n vÞ thêi gian, ký hiÖu lµ Q, ®¬n vÞ lµ l/s hoÆc m3/s. XÐt mét ®¬n vÞ diÖn tÝch ph¼ng diÖn tÝch ds, vÐct¬ tèc ®é cña chÊt láng ®i qua diÖn tÝch nµy hîp víi vÐct¬ ph¸p tuyÕn cña nã mét gãc a. H×nh 27. ThÓ tÝch chÊt láng dw ®i qua trong thêi gian dt b»ng thÓ tÝch h×nh trô ®¸y ds dµi udt. Víi u lµ vËn tèc dßng ch¶y. Khi ®ã ta cã: dw = dQ.dt = u.dt.cosa Gäi un lµ chiÕu cña lªn ph­¬ng ph¸p tuyÕn th×: un = u.cosa VËy dQ = un.ds. Khi ds l¹i lµ mÆt c¾t ­ít cña mét cña mét ®­êng dßng nguyªn tè th× l­u l­îng Q sÏ lµ: dQ = u.ds L­u l­îng tæng céng cña toµn dßng lµ tæng sè c¸c l­u l­îng nguyªn tè trªn c¸c mÆt c¾t ­ít cña toµn dßng: Q = = TÝch ph©n BÐc_nu_ly cho ®­êng dßng chÊt láng lý t­ëng kh«ng chÞu nÐn, chuyÓn ®éng dõng. ChÊt láng lý t­ëng trong thùc tÕ kh«ng cã, nh­ng nã lµm cho ®¬n gi¶n nhiÒu bµi to¸n phøc t¹p vµ víi nhiÒu bµi to¸n lý thuyÕt (c¶ thùc tÕ n÷a) gi¶i ®­îc víi gi¶ thiÕt cña chÊt láng lý t­ëng. ChÊt láng lý t­ëng lµ chÊt láng kh«ng c¶n l¹i lùc c¾t tøc lµ chÊt láng trong ®ã kh«ng cã néi ma s¸t vµ sù truyÒn nhiÖt. Cã thÓ nãi chÊt láng lý t­ëng lµ chÊt láng cã ®é nhít m = 0. Ph­¬ng tr×nh BÐc_nu_ly cã d¹ng: Trong ®ã: z lµ ®é cao h×nh häc ®o tõ mÆt chuÈn dÕn t©m ®­êng dßng, lµ ®é cao ¸p suÊt, biÓu thÞ ®é cao vËn tèc hay ®é cao ®éng lùc. Ph­¬ng tr×nh BÐc_nu_ly cho chÊt láng thùc: §èi víi chÊt láng thùc v× cã mét phÇn n¨ng l­îng bÞ tiªu hao ®Ó th¾ng lùc ma s¸t mµ ®èi víi chÊt láng lý t­ëng kh«ng cã lùc ma s¸t nµy cho nªn: ¹ const Tøc lµ: Gäi hn lµ tæn hao n¨ng l­îng cña mét ®¬n vÞ träng l­îng chÊt láng ®Ó th¾ng lùc ma s¸t khi chuyÓn ®éng tõ mÆt c¾t 1-1 ®Õn mÆt c¾t 2-2. Nh­ vËy ph­¬ng tr×nh BÐc_nu_ly cho dßng nguyªn tè chÊt láng chuyÓn ®éng dõng cã d¹ng: Tæn thÊt trong ®­êng èng vµ tÝnh to¸n hÖ thèng ®­êng èng. H»ng sè kh«ng thø nguyªn (sè Reynold) cña dßng chÊt láng ch¶y trong èng trô trßn lµ: Dßng trong èng lµ dßng ch¶y tÇng khi Re < 2300. §èi víi dßng trong ®­êng èng dÉn dÇu b«i tr¬n m¸y do vËn tèc nhá nªn dßng ch¶y trong èng lµ ch¶y tÇng. Quy luËt chung vÒ tæn thÊt n¨ng l­îng trong dßng ch¶y. §¹i l­îng hn trong ph­¬ng tr×nh BÐc_nu_ly chÝnh lµ tæn thÊt n¨ng l­îng cña mét ®¬n vÞ träng l­îng chÊt láng khi chuyÓn ®éng tõ mÆt c¾t nµy ®Õn mÆt c¾t kh¸c. Cã nhiÒu nguyªn nh©n vµ yÕu tè sinh ra vµ ¶nh h­ëng ®Õn hn nh­ tÝnh nhít cña chÊt láng, sù thay ®æi mÆt c¾t cña dßng ch¶y vÒ trÞ sè vµ ph­¬ng ®ét ngét, sù thay ®æi vÒ tr¹ng th¸i cña dßng... Dùa vµo nguyªn nh©n g©y ra tæn thÊt ng­êi ta chia tæn thÊt ra hai d¹ng lµ tæn thÊt däc ®­êng hd vµ tæn thÊt côc bé hc. Tæn thÊt däc ®­ênghd sinh ra do sù xuÊt hiÖn cña néi lùc ma s¸t (øng suÊt tiÕp) khi cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a c¸c líp chÊt láng víi nhau nã x¶y ra trªn toµn bé chiÒu dµi ®­êng èng. Thùc nghiÖm chøng tá r»ng hd phô thuéc vµo tr¹ng th¸i ch¶y cña chÊt láng trong èng. Trong thÝ nghiÖm cña Reynold nÕu ta l¾p thªm èng ®o ¸p c¸ch nhau mét chiÒu dµi l th× chªnh lÖch chiÒu cao h gi÷a hai èng ®o ¸p nµy chÝnh lµ hd trªn ®o¹n èng cã chiÒu dµi l. Khi dßng ch¶y tÇng, hd tû lÖ bËc nhÊt víi vËn tèc dßng ch¶y: hd = k1.v Khi ch¶y rèi hd tû lÖ bËc m víi vËn tèc dßng ch¶y (víi 1 < m £ 2). hd = k2.v Trong ®ã: k1, k2 lµ c¸c hÖ sè tû lÖ, v lµ vËn tèc dßng ch¶y. Tèn thÊt côc bé hc sinh ra ë nh÷ng n¬i c¸ biÖt, ë ®ã dßng ch¶y bÞ biÕn d¹ng ®ét ngét nh­ tæn thÊt t¹i n¬i èng më réng hoÆc thu hÑp, trªn ®o¹n èng uèn cong, ph©n nh¸nh n¬i cã c¸c vËt c¶n nh­ van, kho¸... Ta cÇn t×m mèi quan hÖ gi÷a hd vµ søc ma s¸t trong dßng ch¶y ®Òu trong èng. Trong dßng ch¶y ®Òu tæn thÊt n¨ng l­îng chØ cã tæn thÊt däc ®­êng lµ hd. H×nh 28. XÐt mét dßng ch¶y trong ®o¹n èng trßn giíi h¹n bëi hai mÆt c¾t lµ 1-1 vµ 2-2 c¸ch nhau mét ®o¹n l ph­¬ng dßng ch¶y lËp víi ph­¬ng ngang mét gãc a, diÖn tÝch mÆt c¾t lµ S = const, ®é cao träng t©m c¸c mÆt c¾t so víi mÆt chuÈn a-a lµ z1 vµ z2, ¸p suÊt thuû ®éng t¹i nh÷ng t©m Êy lµ p1 vµ p2 (h×nh vÏ): Trong dßng ch¶y ®Òu ¸p suÊt thuû ®éng trªn mÆt c¾t ­ít tu©n theo quy luËt thuû tÜnh. C¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn toµn dßng ch¶y chiÕu lªn ph­¬ng trôc dßng n-n lµ: * Lùc khèi lµ träng lùc Gn = g.S.l.sina , dßng ch¶y ®Òu kh«ng cã gia tèc nªn lùc qu¸n tÝnh = 0. * Lùc mÆt: p1S – p2S = (p1 – p2).S . Cßn c¸c ¸p lùc thuû ®éng lªn mÆt bªn cña ®o¹n dßng ®Òu th¼ng gãc víi trôc dßng vµ cã h×nh chiÕu lªn ph­¬ng trôc dßng b»ng 0. Ngoµi ra ë trªn c¸c mÆt bªn cña ®o¹n dßng ®ang xÐt cßn cã søc ma s¸t ®Æt ng­îc chiÒu ch¶y lµ to.c.l víi to lµ øng suÊt tiÕp, c lµ chu vi ­ít. V× dßng ch¶y ®Òu nªn kh«ng cã gia tèc nªn tæng h×nh chiÕu c¸c lùc trªn ph­¬ng trôc dßng b»ng 0. g.S.l.sina + S(p1 + p2) - to.c.l = 0 hay g.S(z1- z2) + S(p1 - p2) - to.c.l = 0 V× R = S/c chia hai vÕ cho g.S ta cã: (z1 + z2) + - = 0 VËy ta cã: = + (1). V× dßng ch¶y ®Òu nªn hn = hd vµ u1 = u2 viÕt ph­¬ng tr×nh BÐc_nu_ly cho tr­êng hîp nµy ta ®­îc: (2). Tõ (1) vµ (2) ta cã: hd = C«ng thøc tÝnh tæng qu¸t tæn thÊt n¨ng l­îng däc ®­êng hd. Qua nhiÒu thÝ nghiÖm ng­êi ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc r»ng øng suÊt to tho¶ m·n mèi quan hÖ sau: to/r = l.u2/8 (3). Víi l lµ hÖ sè c¶n däc ®­êng phô thuéc vµo tr¹ng th¸i dßng ch¶y (tøc lµ phô thuéc vµo sè Reynold Re) vµ phô thuéc vµo ®é nh¸m cña lßng èng dÉn, u lµ vËn tèc trung b×nh cña mÆt c¾t. Tõ (1) vµ (3) ta cã: Þ C«ng thøc tÝnh tæng qu¸t tæn thÊt côc bé hc. C«ng thøc Vaixbatx¬: hc = xc.u2/2.g ë ®©y u lµ vËn tèc trung b×nh cña dßng ch¶y, cã thÓ lÊy ë tr­íc hoÆc sau vËt c¶n. xc lµ hÖ sè c¶n côc bé ®­îc x¸c dÞnh chñ yÕu b»ng thùc nghiÖm. VÝ dô vÒ hÖ sè tæn thÊt: HÖ sè tæn thÊt côc bé trong ®o¹n èng cong xc phô thuéc vµo gãc qo vµ cã thÓ ®­îc lÊy nh­ sau: qo 10 20 30 40 50 60 70 80 90 x 0,04 0,1 0,17 0,27 0,4 0,55 0,7 0,9 1,12 Nh­ vËy trªn ®­êng èng dÉn s¶y ra c¶ tæn thÊt däc ®­êng hd vµ tæn thÊt côc bé hc vµ coi chóng x¶y ra ®éc lËp víi nhau do ®ã tæn thÊt tæng céng trªn ®­êng èng sÏ lµ: Víi lµ tæng tæn thÊt däc ®­êng trªn c¶ ®o¹n dßng ®ang xÐt, lµ tæng tæn thÊt côc bé trªn c¶ ®o¹n ®­êng ®ang xÐt. 4. ChØ tiªu tÝnh to¸n chÕ ®é b¬i tr¬n Nh­ ph©n tÝch ë trªn vÞ trÝ c¸c cÆp ma s¸t cÇn b«i tr¬n trong m¸y CNC bao gåm : Côm ®­êng h­íng, trôc vÝt me ®ai èc bi, côm trôc chÝnh, c¸c æ bi. §Ó ®¸nh gi¸ ®­îc chØ tiªu tÝnh to¸n cho tõng vÞ trÝ ta ph¶i hiÓu ®­îc yªu cÇu lµm viÖc cña tõng bé phËn. 4.1 ChØ tiªu tÝnh to¸n cho chÕ ®é b«i tr¬n côm ®­êng h­íng a, Yªu cÇu kü thuËt cña côm ®­êng h­íng. + §­êng h­íng ph¶i cã ®é cøng v÷ng cao + Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña bµn m¸y, xe dao ph¶i nhá nhÊt, tiªu hao c«ng suÊt nhá nhÊt. + Kh«ng cho phÐp cã khe hë gi÷a c¸c cÆp bÒ mÆt ®èi tiÕp + Kh¶ n¨ng hÊp thô dao ®éng cña ®­êng h­íng ph¶i lín trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi ph­¬ng chuyÓn ®éng. + HÖ sè ma s¸t ( f ) ë tèc ®é chuyÓn ®éng th¼ng biÕn ®æi cïng t¨ng hoÆc cïng lµ h»ng sè. + Tuæi thä ®­êng h­íng ph¶i lín ®Æc biÖt lµ ®é bÒn mßn ®Ó duy tr× ®é chÝnh x¸c dµi l©u. b, ChÕ ®é b«i tr¬n côm ®­êng h­íng. Tõ yªu cÇu kü thuËt cña côm ®­êng h­íng ta ph¶i cã chÕ ®é b«i tr¬n hîp lý. VËy ë ®©y ta dïng chÕ ®é b«i tr¬n ®Þnh kú bao gåm c¸c yªu cÇu sau ®©y. + L­u l­îng dÇu b«i tr¬n + Thêi gian ( t ) sau mçi lÇn b¬m + C«ng suÊt cÇn thiÕt cña b¬m 4.2 ChØ tiªu tÝnh to¸n cho chÕ ®é b«i tr¬n côm trôc chÝnh a, Yªu cÇu kü thuËt cña côm trôc chÝnh. + Trôc chÝnh ph¶i ®¶m b¶o cøng v÷ng. NÕu trôc chÝnh kh«ng ®ñ cøng v÷ng khi lµm viÖc sÏ bÞ cong, g©y tiÕng ån lµm cho c¸c chi tiÕt chãng bÞ mßn + Trôc chÝnh ph¶i cã ®é chÞu mßn cao. C¸c bÒ mÆt chÞu ma s¸t nh­ cæ trôc, vßng bi ph¶i ®¶m b¶o ®é chÞu mßn ®Çy ®ñ. NÕu trôc chÝnh chãng bÞ mßn sÏ g©y ¶nh h­ëng xÊu ®Õn ®é chÝnh x¸c gia c«ng chi tiÕt. + ChuyÓn ®éng cña trôc chÝnh ph¶i ªm chÝnh x¸c. ChuyÓn ®éng cña trôc chÝnh ¶nh h­ëng trôc tiÕp ®Õn ®é chÝnh x¸c gia c«ng. NÕu chuyÓn ®éng cña trôc chÝnh kh«ng chÝnh x¸c sÏ ¶nh h­ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c vµ h×nh d¹ng cña chi tiÕt gia c«ng. b, Yªu cÇu b«i tr¬n trôc chÝnh. §Ó ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt cña trôc chÝnh khi trôc chÝnh lµm viÖc víi tèc ®é cao cÇn ph¶i ®­îc b«i tr¬n ®Çy ®ñ, nhÊt lµ t¹i nh÷ng vÞ trÝ cã c¸c cÆp ma s¸t nh­ æ bi æ tr­ît. Do trôc chÝnh lµm viÖc víi tèc ®é cao vµ chÞu t¸c ®éng cña lùc c¾t nªn ta ph¶i b«i tr¬n liªn tôc trôc chÝnh. V× vËy chÕ ®é b«i tr¬n æ ®©y lµ b«i tr¬n s­¬ng mï bao gåm c¸c yªu cÇu sau: + L­u l­îng dÇu b«i tr¬n. + Thêi gian (t) sau mçi lÇn b¬m . + ¸p suÊt cña dßng khÝ. ChØ tiªu tÝnh to¸n chÕ ®é b«i tr¬n cho trôc vÝt me ®ai èc bi. TruyÒn ®éng vÝtme ®ai èc bi ®­îc dïng trong c¸c c¬ cÊu di chuyÓn chÝnh x¸c, c¬ cÊu ®Þnh l­îng vµ ®iÒu chØnh… ë ®ã c¸c viªn bi n»m trong c¸c r·nh xo¾n cña vÝt vµ ®ai èc. VËn tèc di chuyÓn cña c¸c viªn bi nµy kh¸c víi vËn tèc di chuyÓn cña vÝt vµ ®ai èc, v× vËy ®Ó ®¶m b¶o sù tuÇn hoµn liªn tôc cña c¸c viªn bi, hai ®Çu cña ®o¹n ren lµm viÖc ®­îc nèi víi r·nh håi bi hoÆc èng dÉn bi. a, Yªu cÇu kü thuËt cña trôc vÝt me ®ai èc bi: + Khi ®¶o chiÒu chuyÓn ®éng kh«ng tån t¹i khe hë ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c gia c«ng. + BÒ mÆt cña trôc vÝt me vµ ®ai èc bi ph¶i ®­îc t«i vµ thÊm c¸c bon ®¹t ®­îc ®é cøng bÒ mÆt HV 700 – 800, ®é cøng bªn trong ®¹t HV 260 – 450, chiÒu dµy líp thÊm tõ 0,8 –1,2 mm. + §­êng ren trªn ®ai èc bi vµ trôc vÝt me lµ nh÷ng bÒ mÆt chÝnh x¸c. b, Yªu cÇu b«i tr¬n. Bé vÝtme - ®ai èc bi cã kh¶ n¨ng biÕn ®æi truyÒn dÉn dÔ dµng, Ýt ma s¸t vµ kh«ng cã khe hë khi truyÒn dÉn víi tèc ®é cao. V× ma s¸t nhá nªn hoµn toµn kh«ng bÞ mßn. §iÒu kiÖn b«i tr¬n ë ®©y lµ b«i tr¬n ®Þnh kú: + Thêi gian (t) sau mçi lÇn b¬m, + L­u l­îng (q) cña b¬m.. III. TÝnh to¸n chÕ ®é b«i tr¬n trong m¸y 1. TÝnh to¸n chÕ ®é b«i tr¬n côm ®­êng h­íng §Ó dÉn h­íng mét trôc to¹ ®é cÇn cã 4 dÉn h­íng, do ®ã ®Ó dÉn h­íng toµn bé 3 trôc to¹ ®é cÇn cã 12 dÉn h­íng. Trªn mçi dÉn h­íng ta khoÐt c¸c hèc ®Ó chøa dÇu b«i tr¬n ®Ó thùc hiÖn viÖc b«i tr¬n dÉn h­íng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y. §Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n ta gi¶ thiÕt tÊt c¶ c¸c hèc chøa dÇu trªn tÊt c¶ c¸c dÉn h­íng lµ b»ng nhau. KÝch th­íc cña mçi hèc lµ: V1 = a.b.h Nh­ vËy thÓ tÝch dÇu cÇn thiÕt ®Ó cung cÊp cho tÊt c¶ c¸c hèc khi thùc hiÖn viÖc b¬m dÇu lµ V = 12.Vi H×nh 29. Côm dÉn h­íng C¸c vÝt me bi trong qu¸ tr×nh lµm viÖc còng cÇn ®­îc cung cÊp dÇu b«i tr¬n, dÇu còng ®­îc cung cÊp ®Þnh kú nh­ c¸c dÉn h­íng. DÇu ®­îc b¬m ®Þnh kú vµ ®­îc chøa vµo hèc cã kÝch th­íc V2 = a'.b'.h' Nh­ vËy ba vÝt me cÇn cung cÊp mét l­îng dÇu trong mét lÇn b¬m lµ: V' = 3.V2 Trôc chÝnh cña m¸y cÇn ®­îc b«i tr¬n liªn tôc trong suèt qu¸ tr×nh lµm viÖc. Khi b«i tr¬n trôc chÝnh dÇu ®­îc dßng khÝ xÐ t¬i råi ®­îc ®­a tíi n¬i cÇn thiÕt cã b«i tr¬n. B¬m dÇu cÇn cung cÊp mét l­îng dÇu lµ V" cho hÖ thèng dÇu b«i tr¬n trôc chÝnh. H×nh 30. VËy tæng l­u l­îng dÇu cÇn cung cÊp cho tÊt c¶ c¸c ®iÓm b«i tr¬n b»ng dÇu b«i tr¬n lµ: VS = V + V' + V" §Ó dÇu b«i tr¬n cã thÓ ®Õn ®­îc c¸c ®iÓm b«i tr¬n th× n¨ng l­îng cña dßng dÇu do b¬m cung cÊp ph¶i th¾ng ®­îc søc c¶n (tæn thÊt) trªn toµn bé chiÒu dµi ®­êng èng (tÝnh tõ b¬m ®Õn ®iÓm ®ã). Tæn thÊt n¨ng l­îng nµy bao gåm thÊt däc ®­êng vµ tæn thÊt côc bé. Ta cã thÓ tãm t¾t qu¸ tr×nh cung cÊp dÇu b«i tr¬n cho m¸y nh­ sau: DÇu tõ thïng dÇu b«i tr¬n ®­îc mét b¬m dÇu sè 2 hót qua bé läc sè 1 ®i tíi van sè 5. Van an toµn sè 3 cã t¸c dông gi÷ cho ¸p suÊt trong hÖ thèng kh«ng v­ît qu¸ mét gi¸ trÞ cho phÐp . Van mét chiÒu sè 4 cã t¸c dông t¹o ra mét ¸p suÊt nhÊt ®Þnh trong hÖ thèng. H×nh 31. S¬ ®å cung cÊp dÇu b«i tr¬n cho m¸y vµ ph­¬ng ¸n bè trÝ d©y dÉn dÇu trªn mét trôc to¹ ®é cña m¸y. Van sè 5 lµ mét van cã mét ®Çu vµo vµ 5 ®Çu ra. Mét ®Çu ra cña van ®­îc g¾n ®ång hå ®o ¸p sè 6, ®ång hå nµy sÏ b¸o ¸p suÊt cña hÖ thèng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. C¸c ®Çu van cßn l¹i sÏ ®­îc nèi víi c¸c d©y dÉn ®Ó ®­a tíi c¸c van sè 8, 9, 10 vµ dÉn tíi b×nh chøa dÇu ®Ó b«i tr¬n trôc chÝnh. C¸c van sè 8, 9, 10 ®Òu lµ c¸c van cã mét ®Çu vµo vµ cã 5 ®Çu ra. Trªn c¸c ®Çu ra cña van ta dïng c¸c d©y dÉn ®Ó dÉn dÇu b«i tr¬n ®Õn c¸c ®iÓm cÇn thiÕt cã b«i tr¬n trªn m¸y. Trong 5 d©y dÉn dÇu th× cã 4 d©y dÉn dïng ®Ó dÉn dÇu b«i tr¬n c¸c dÉn h­íng, d©y cßn l¹i dÉn dÇu b«i tr¬n trôc vÝt me. §Ó ®¶m b¶o cung cÊp dÇu b«i tr¬n ®Õn tÊt c¶ c¸c ®iÓm th× t¹i c¸c ®iÓm ®ã ph¶i cã ¸p suÊt t­¬ng ®èi lín h¬n 0. Do trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y chiÒu cao t­¬ng ®èi gi÷a bµn m¸y (hai trôc X vµ Y) kh«ng thay ®æi so víi b¬m dÇu b«i tr¬n, nªn trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n th× z1 vµ z2 trong ph­¬ng tr×nh Bernoully so víi mét mÆt chuÈn nµo ®ã lµ mét ®¹i l­îng kh«ng thay ®æi. Dßng dÇu b«i tr¬n trong m¸y lµ dßng ch¶y ®Òu. Trªn m¸y cã 12 ®iÓm b«i tr¬n dÉn h­íng, 3 ®iÓm b«i tr¬n vÝt_me ®ai èc bi vµ mét ®iÓm b«i tr¬n trôc chÝnh, víi c¸c chÕ ®é ch¶y lµ nh­ nhau nªn ta chØ cÇn tÝnh cho mét ®iÓm cßn c¸c ®iÓm kh¸c tÝnh t­¬ng tù. Chó ý r»ng khi tÝnh to¸n b«i tr¬n cho trôc Z th× ph¶i tÝnh to¸n khi côm trôc chÝnh ë vÞ trÝ cao nhÊt ®Ó ®¶m b¶o dÇu b«i tr¬n cã thÓ ®Õn c¸c ®iÓm b«i tr¬n trôc Z ë mäi chÕ ®é. H×nh 32. Gäi chiÒu dµi d©y dÉn tõ b¬m ®Õn van chia sè 1 lµ l1, ®­êng kÝnh èng lµ d1. ChiÒu dµi d©y dÉn tõ van sè 1 ®Õn van sè 2 lµ l2, ®­êng kÝnh èng lµ d2, ®o¹n nµy ®­îc chia lµm hai phÇn, phÇn ®Çu l21 cã h×nh d¹ng kh«ng thay ®æi khi m¸y lµm viÖc, phÇn cuèi l22 cã h×nh d¹ng thay ®æi trong qu¸ tr×nh m¸y lµm viÖc nh­ vËy trong ®o¹n nµy sÏ xuÊt hiÖn tæn thÊt côc bé. ChiÒu dµi tõ van sè 2 ®Õn c¸c ®iÓm b«i tr¬n lµ l3, ®­êng kÝnh d3. Ta sÏ tÝnh tæn thÊt n¨ng l­îng cña dßng dÇu b«i tr¬n tõ b¬m dÇu b«i tr¬n ®Õn c¸c ®iÓm b«i tr¬n cô thÓ. Tæn thÊt nµy sÏ bao gåm tæn thÊt däc ®­êng vµ tæn thÊt côc bé. Tæn thÊt däc ®­êng: §o¹n 1. Trong ®ã l1= 64/Re1 víi Re1 = u1.d1/n (n lµ ®é nhít ®éng häc cña dÇu). R1 lµ b¸n kÝnh thuû lùc R1 = d1/4 §o¹n 2. Trong ®ã l2= 64/Re2 víi Re2 = u2.d2/n R2 = d2/4 §o¹n 3. Trong ®ã l3= 64/Re3 víi Re3 = u3.d3/n R3 = d3/4 Nh­ vËy tæng tæn thÊt däc ®­êng èng lµ: hd = hd1 + hd2 + hd3 Tæn thÊt côc bé: Tæn thÊt côc bé s¶y ra t¹i van sè 1: hc1 = x1.u/2g Tæn thÊt côc bé s¶y ra trªn ®o¹n èng cong: hc2 = x2.u/2g Tæn thÊt côc bé s¶y ra t¹i van sè 2: hc3 = x3.u/2g Nh­ vËy tæng tæn thÊt côc bé trªn ®­êng èng dÉn dÇu lµ: hc = hc1 + hc2 + hc3 Tæng tæn thÊt trªn toµn bé ®­êng èng dÉn lµ: hn = hd + hc ViÕt ph­¬ng tr×nh Bernoully cho hai mÆt c¾t 1-1 vµ 2-2 ta ®­îc: Þ Þ C«ng suÊt b¬m dÇu lµ: N = p1.Q = p1.SV/t (t lµ thêi gian b¬m t = a.b.h/u3). TÝnh to¸n thêi gian dÇu b«i tr¬n sÏ hÕt. Trong c¸c khe hÑp chøa chÊt b«i tr¬n gi÷a c¸c bÒ mÆt cña c¸c chi tiÕt m¸y cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau th× dßng ch¶y th­êng lµ dßng ch¶y tÇng. HiÖn t­îng ®ã diÔn ra nh­ sau: ChÊt b«i tr¬n cã ®é nhít nªn nã b¸m dÝnh vµo bÒ mÆt cña c¸c chi tiÕt, khi c¸c chi tiÕt cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi ®èi víi nhau (vÝ dô chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a dÉn h­íng bµn m¸y víi sèng tr­ît, gi÷a c¸c trôc vµ c¸c æ, gi÷a pÝt_t«ng vµ xy lanh...) th× chÊt b«i tr¬n bÞ cuèn theo, chuyÓn ®éng nh­ vËy cña chÊt b«i tr¬n gäi lµ chuyÓn ®éng do ma s¸t. Th«ng th­êng chuyÓn ®éng nh­ vËy lµ ë chÕ ®é ch¶y tÇng nghÜa lµ chÊt b«i tr¬n chuyÓn ®éng theo c¸c líp c¸c líp ®ã tr­ît lªn nhau. MÆc dï ®· cã dÇu b«i tr¬n nh­ng lùc ma s¸t sinh ra trong néi bé b¶n th©n dÇu b«i tr¬n lùc ma s¸t nµy sÏ c¶n trë chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi cña c¸c chi tiÕt. Tæn thÊt dÇu b«i tr¬n khi m¸y lµm viÖc H×nh 33. §èi víi dÉn h­íng cña bµn m¸y: khe hë gi÷a hai bÒ mÆt lµ: d = Rz1+ Rz2 Víi Rz1, Rz2 lµ ®é nh¸m bÒ mÆt cña dÉn h­íng vµ sèng tr­ît. H×nh 34. T¸ch mét ph©n tè v« cïng bÐ cã c¸c c¹nh t­¬ng øng lµ dx, dy, dz. LÊy trôc X theo ph­¬ng chuyÓn ®éng cña dÉn h­íng. H×nh chiÕu c¸c lùc t¸c dông lªn ph©n tè trªn ph­¬ng X b»ng 0. Ta cã ph­¬ng tr×nh: -t.dz.dx + (t + dt)dz.dx = 0 Þ dt = 0 Þ t = C Víi C lµ h»ng sè tÝch ph©n. V× vËy, ta thÊy r»ng øng suÊt tiÕp ph¸t sinh trong dßng ch¶y cña ph©n tè chÊt láng lµ mét h»ng sè. Theo Newton: t = m Þ m = C TÝch ph©n lªn ta ®­îc: Tõ c¸c ®iÒu kiÖn biªn u = 0 khi y = 0, u= uo khi y = d Ta tÝnh ®­îc: C1 = 0, , do ®ã VËy vËn tèc ph©n bè trªn mÆt c¾t ­ít theo luËt bËc nhÊt. L­u l­îng chÊt láng ch¶y qua mÆt c¾t ­ít cã chiÒu réng B lµ: Gi¸ trÞ øng suÊt tiÕp: t = m = m Lùc ma s¸t t¸c ®éng lªn c¸c tÊm ph¼ng chuyÓn ®éng lµ: T = t. F = m ( F lµ diÖn tÝch tÊm ph¼ng chuyÓn ®éng). TÝnh tæn thÊt l­u l­îng dÇu b«i tr¬n khi bµn m¸y ®øng yªn. Khi hai bÒ mÆt sèng tr­ît vµ dÉn h­íng kh«ng cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau nh­ng do vÉn cßn cã khe hë nhá gi÷a hai hai bÒ mÆt vµ dÇu cã mét ¸p suÊt vµ ®é nhít nhÊt ®Þnh cho nªn vÉn bÞ rß rØ ra ngoµi. Dßng ch¶y trong tr­êng hîp nµy lµ dßng ch¶y trong khe hÑp, do khe hÑp rÊt bÐ vµ do dÇu cã ®é nhít nhÊt ®Þnh nªn dßng ch¶y trong tr¹ng th¸i nµy lµ dßng ch¶y tÇng. Khe hë d rÊt nhá so víi chiÒu réng B cña nã cho nªn cã thÓ coi dÇu b«i tr¬n chØ chuyÓn ®éng theo mét chiÒu (theo ph­¬ng X) mµ kh«ng cã sù dß ngang. T¸ch mét ph©n tè chÊt láng h×nh hép v« cïng nhá ë gi÷a khe hÑp cã chiÒu dµi lµ dx, chiÒu cao lµ 2y vµ réng 1 ®¬n vÞ. Ngo¹i lùc t¸c dông lªn ph©n tè nµy lµ c¸c lùc bÒ mÆt t¹i bÒ mÆt trªn vµ bÒ mÆt d­íi cã gi¸ trÞ b»ng t.dx, lùc mÆt ph¶i lµ p.2y, lùc mÆt tr¸i lµ (p + dp).2y. ChiÕu c¸c lùc lªn ph­¬ng X ta cã: H×nh 35. - 2.t.dx - p.2y + (p + dp).2y = 0 Þ - 2.t.dx + dp.2y = 0 Þ t = MÆt kh¸c t = - m (dÊu ‘-‘ biÓu hiÖn u nghÞch biÕn víi y) vµ ta xÐt dßng ch¶y ®Òu cho nªn: Trong ®ã Dp lµ ®é chªnh lÖch ¸p suÊt gi÷a ®Çu vµ cuèi khe hÑp ë ®©y Dp = g.h - g lµ träng l­îng riªng cña dÇu, l lµ chiÒu dµi khe hÑp. Do ®ã cã thÓ viÕt: m VËn tèc u: Ph©n ly biÕn sè vµ tÝch ph©n hai lÇn ph­¬ng tr×nh trªn ta ®­îc: Víi ®iÒu kiÖn biªn y = d/2 th× u = 0 do ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc: C1 = 0 , Þ VËy vËn tèc ph©n bè trªn mÆt c¾t ­ít theo quy luËt Parabol, t¹i trôc dßng ch¶y cã y = 0 chÊt láng cã vËn tèc lín nhÊt: d2 Do ®ã: L­u l­îng dßng ch¶y: Thay Ta ®­îc: VËn tèc trung b×nh: Nh­ vËy l­u l­îng tæn thÊt tæng céng khi m¸y ho¹t ®éng lµ: Q = Q1 + Q2 = + Trong ®ã uo lµ vËn tèc chuyÓn ®éng trung b×nh cña bµn m¸y, d lµ khe hë t­¬ng ®èi gi÷a dÉn h­íng vµ sèng tr­ît: d = Rz1+ Rz2 (víi Rz1 vµ Rz2 lµ nhÊp nh« bÒ mÆt cña dÉn h­íng vµ sèng tr­ît), m lµ ®é nhít cña dÇu, Þ Thêi gian dÇu b«i tr¬n sÏ hÕt lµ: t = V/Q (víi V = a.b.h lµ thÓ tÝch hèc chøa dÇu b«i tr¬n). 2. B«i tr¬n trôc chÝnh. Trôc chÝnh cña m¸y CNC lµm viÖc víi tèc ®é rÊt cao nÕu kh«ng ®­îc b«i tr¬n th× sÏ sinh nhiÖt rÊt lín g©y ra mßn tõ ®ã sÏ ¶nh h­ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c gia c«ng cña m¸y. Ta kh«ng thÓ dïng chÕ ®é b«i tr¬n ®Þnh kú nh­ ®èi víi bµn m¸y vµ côm vÝt_me ®ai èc bi ë ®©y ta dïng chÕ ®é b«i tr¬n liªn tôc. §Ó thùc hiÖn viÖc b«i tr¬n ta dïng khÝ cã trén víi dÇu b«i tr¬n ®Ó b«i tr¬n. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¬ cÊu b«i tr¬n trôc chÝnh cña m¸y nh­ sau: DÇu b«i tr¬n tõ b×nh chøa dÇu b«i tr¬n chung cho toµn m¸y ®­îc b¬m dÇu b«i tr¬n b¬m ®Õn buång chøa dÇu sè 1 dïng ®Ó b«i tr¬n trôc chÝnh. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y, khÝ nÐn ®­îc cung cÊp liªn tôc th«ng qua hÖ thèng ®­êng èng. Khi khÝ nÐn ®i qua häng khuÕch t¸n sè 4 cã tiÕt diÖn bÞ thu hÑp l¹i. T¹i ®©y do t¸c ®éng cña ®é ch©n kh«ng, gäi lµ Dp, dÇu b«i tr¬n ®­îc hót ra tõ buång chøa dÇu b«i tr¬n qua èng dÉn dÇu sè 3 (miÖng phun). Sau khi ra khái häng khuÕch t¸n, dÇu b«i tr¬n ®­îc dßng kh«ng khÝ xÐ t¬i t¹o thµnh hçn hîp b«i tr¬n sau ®ã ®­îc dÉn vµo b«i tr¬n trôc chÝnh. VÝt 2 dïng ®Ó ®iÒu chØnh khe hë cña miÖng phun sè 3. H×nh 36. Gäi l­u l­îng kh«ng khÝ vµ l­u l­îng dÇu b«i tr¬n lÇn l­ît lµ Gkk vµ Gd ta cã: Gkk = mhfhr Gd = mdfd Trong ®ã: fh vµ fd lµ tiÕt diÖn th«ng qua h×nh häc mh vµ mg lµ hÖ sè bãp dßng cña häng khuÕch t¸n vµ cña gÝc_l¬ Dh lµ kho¶ng c¸ch tõ mÆt tho¸ng b×nh dÇu b«i tr¬n trôc chÝnh ®Õn miÖng vßi phun. Gäi l lµ hÖ sè ®Æc tr­ng cho møc ®é ®Ëm nh¹t cña hçn hîp. Ta cã: l = = Ch­¬ng V. TÝnh to¸n hÖ thèng thuû lùc. 1.ChÊt láng trong hÖ thèng thuû lùc. VÒ nguyªn lý th× c¸c thiÕt bÞ trong hÖ thèng thuû lùc ®Òu cã thÓ lµm viÖc ®­îc víi mäi chÊt láng (bëi v× mäi chÊt láng ®Òu cã thÓ truyÒn n¨ng l­îng trong mét ph¹m vi ¸p suÊt nhÊt ®Þnh nµo ®ã). Tuy nhiªn kh«ng ph¶i chÊt láng nµo còng ®Òu phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c¸c hiÕt bÞ thuû lùc. ChÊt láng lµm viÖc trong truyÒn ®éng thuû lùc cÇn ph¶i hoµn thµnh chøc n¨ng c¬ b¶n lµ lµm m«i tr­êng trung gian (kh©u trung gian) ®Ó truyÒn ®éng, ®ång thêi còng lµm chÊt b«i tr¬n c¸c bé phËn lµm viÖc. V× vËy viÖc chän chÊt láng lµm viÖc trong c¸c c¬ cÊu truyÒn ®éng thuû lùc nhiÒu khi ®ßi hái ph¶i gi¶i quyÕt ®ång thêi vµ hîp lý c¸c yªu cÇu m©u thuÉn nhau: ®Ó gi¶m bít sù rß rØ qua c¸c bé phËn lãt kÝn cÇn chän dÇu cã ®é nhít lín (®Ó t¹o lªn mµng dÇu bÒn v÷ng) nh­ng ®Ó gi¶m bít ma s¸t cña chÊt láng vµ tæn thÊt thuû lùc l¹i cÇn chän chÊt láng cã ®é nhít nhá... VÝ dô n­íc lµ chÊt cã ®é nhít nhá, tÝnh æn ®Þnh ho¸ häc cao, rÊt s½n cã trong tù nhiªn nh­ng l¹i kh«ng ®¸p øng ®­îc yªu cÇu b«i tr¬n vµ chèng rØ. HiÖn nay chÊt láng cã thÓ ®¸p øng ®­îc nhiÒu yªu cÇu cña truyÒn ®éng thuû lùc lµ c¸c lo¹i dÇu tæng hîp tõ c¸c lo¹i dÇu kho¸ng. Tõ dÇu gèc lµ c¸c lo¹i dÇu kho¸ng cã ®é nhít thÊp vµ trung b×nh ng­êi ta cho thªm c¸c phô gia vµo nh»m t¨ng c­êng c¸c tÝnh chÊt cña dÇu ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu cña chÊt láng dïng trong hÖ thèng truyÒn ®éng thuû lùc. TÝnh chÊt cña chÊt láng lµm viÖc ¶nh h­ëng lín ®Õn hiÖu qu¶, kh¶ n¨ng lµm viÖc vµ tuæi thä cña c¸c thiÕt bÞ dïng trong hÖ th«ng truyÒn ®éng thuû lùc, v× vËy khi chän chÊt láng lµm viÖc cho hÖ thèng cÇn chó ý ®Õn nhiÒu mÆt ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu sau: * TÝnh chèng rØ vµ Ýt bÞ biÕn chÊt (ph©n huû) trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. TÝnh chÊt nµy cã ý nghÜa lín ®èi víi c¸c m¸y lµm viÖc liªn tôc trong thêi gian dµi. §Ó dÇu kho¸ng Ýt bÞ «xi ho¸ vµ bÒ mÆt Ýt bÞ ¨n mßn ng­êi ta cho thªm vµo dÇu kho¸ng tõ 0,5% ¸ 1% mét sè axit bÐo hoÆc este. * TÝnh chÞu nhiÖt tèt vµ ®é nhít t­¬ng ®èi nhá. Dïng c¸c lo¹i dÇu kho¸ng cã ®é nhít nhá sÏ gi¶m ®­îc tæn thÊt do ma s¸t t¨ng ®é nh¹y vµ ®é chÝnh x¸c ®iÒu khiÓn. * TÝnh ®ång nhÊt vµ tinh khiÕt ®¶m b¶o chÊt láng ®­îc chä lµ chÊt láng cã tÝnh chÊt ®¼ng h­íng. * Kh«ng ¨n mßn hoÆc lµm biÕn d¹ng bÒ mÆt c¸c thiÕt bÞ cña hÖ thèng. * TÝnh æn ®Þnh vÒ m« ®un ®µn håi vµ träng l­îng riªng, kh«ng ®­îc bèc h¬i vµ tiªu hao trong ph¹m vi nhiÖt ®é lµm viÖc. TÝnh chÊt nµy cã ý nghÜa quan träng ®èi víi c¸c hÖ thèng lµm viÖc l©u dµi vµ t¶i träng cao. * Cã kh¶ n¨ng t¹o nªn mµng dÇu bÒn v÷ng trªn bÒ m¾t c¸c thiÕt bÞ th­êng ®­îc gäi lµ tÝnh b¸m. Nh­ng chó ý tÝnh chÊt b¸m kh«ng ®­îc qu¸ lín v× nã sÏ ¶nh h­ëng xÊu ®Õn c¸c c¬ cÊu cã ®é chÝnh x¸c cao, ®é nh¹y lín, c¸c van ®iÒu tiÕt, c¸c bé phËn ph©n phèi. * Hµm l­îng kh«ng khÝ Ýt: ta biÕt r»ng chÊt láng nµo còng cã kh¶ n¨ng hoµ tan kh«ng khÝ. NÕu hµm l­îng kh«ng khÝ trong chÊt láng nhiÒu sÏ g©y nªn mét sè t¸c h¹i nh­ gi¶m l­u l­îng m¸y, m¸y lµm viÖc kh«ng æn ®Þnh, nh¹y c¶m víi c¸c hiÖn t­îng x©m thùc vµ lµm cho dÇu chãng bÞ «xi ho¸... Tæn thÊt trong hÖ thèng thuû lùc còng t­¬ng tù nh­ tæn thÊt trong hÖ thèng b«i tr¬n ®· ®­îc tr×nh bµy ë trªn. 2.TruyÒn ®éng thuû lùc thÓ tÝch. Muèn truyÒn c¬ n¨ng tõ bé phËn dÉn ®éng ®Õn bé phËn lµm viÖc cña c¸c m¸y ngoµi c¸ch dïng c¸c lo¹i truyÒn ®éng c¬ khÝ, truyÒn ®éng ®iÖn... trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y ng­êi ta cßn sö dông mét lo¹i truyÒn ®éng míi ®ã lµ truyÒn ®éng thuû lùc. TruyÒn ®éng thuû lùc lµ lo¹i truyÒn ®éng dïng m«i tr­êng chÊt láng lµm kh©u trung gian ®Ó truyÒn c¬ n¨ng. TruyÒn ®éng thuû lùc xuÊt hiÖn do yªu cÇu cÇn truyÒn nh÷ng c«ng suÊt t­¬ng ®èi lín víi c¸c ®Æc ®iÓm æn ®Þnh, dÔ ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ho¸... mµ c¸c truyÒn ®éng kh¸c kh«ng ®¸p øng ®­îc. MÆt kh¸c truyÒn ®éng thuû lùc cã ®é nh¹y vµ ®é chÝnh x¸c ®iÒu khiÓn cao ®iÒu khiÓn nhÑ nhµng vµ lµm viÖc an toµn nªn ngµy nay nã ®· vµ ®ang ®­îc sö dông réng r·i trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c nhau. Trªn c¸c m¸y c«ng cô ®iÒu khiÓn sè CNC th× truyÒn ®éng thuû lùc th­êng ®­îc sö dông ®Ó quay hai trôc to¹ ®é A,B cña bµn quay, c¸c ®éng c¬ thuû lùc ®­îc dïng lµ c¸c ®éng c¬ b­íc thuû lùc hoÆc c¸c ®éng c¬ Servo thuû lùc. ¦u ®iÓm vµ nh­îc ®iÓm cña truyÒn ®éng thuû lùc. * ¦u ®iÓm cña truyÒn ®éng thuû lùc. TruyÒn ®éng thuû lùc cã c¸c ­u ®iÓm c¬ b¶n sau: - DÔ thùc hiÖn viÖc ®iÒu chØnh v« cÊp vµ tù ®éng ®iÒu chØnh vËn tèc chuyÓn ®éngcña c¸c bé phËn lµm viÖc trong m¸y, ngay c¶ khi m¸y ®ang lµm viÖc. - TruyÒn ®­îc c«ng suÊt lµm viÖc lín. - Cho phÐp ®¶o chiÒu chuyÓn ®éng cña c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh dÔ dµng. - Cã thÓ ®¶m b¶o cho m¸y lµm viÖc æn ®Þnh kh«ng phô thuéc vµo sù thay ®æi t¶i träng bªn ngoµi. - KÕt cÊu gän nhÑ, cã qu¸n tÝnh nhá do träng l­îng trªn mét ®¬n vÞ c«ng suÊt truyÒn ®éng nhá, ­u ®iÓm nµy cã ý nghÜa lín ®èi víi c¸c hÖ thèng tù ®éng. - Do chÊt láng lµm viÖc trong truyÒn ®éng thuû lùc chñ yÕu lµ c¸c lo¹i dÇu kho¸ng cho nªn dÔ dµng b«i tr¬n c¸c chi tiÕt. - TruyÒn ®éng ªm hÇu nh­ kh«ng g©y ra tiÕng ån. - Cã thÓ ®Ò phßng sù cè khi m¸y qu¸ t¶i. * Nh­îc ®iÓm cña truyÒn ®éng thuû lùc. - Do ¸p suÊt lµm viÖc cña hÖ thèng t­¬ng ®èi cao nªn khã cã thÓ lµm kÝn c¸c buång lµm viÖc, ®ßi hái c¸c chi tiÕt ph¶i d­îc gia c«ng víi ®é chÝnh x¸c cao dÉn ®Õn gi¸ thµnh chÕ t¹o cao. - Yªu cÇu cao vÒ chÊt láng lµm viÖc nh­ ®é s¹ch, kh«ng ¨n mßn c¸c bÒ mÆt chi tiÕt, b«i tr¬n tèt, cã ®é nhít æn ®Þnh khi nhiÖt ®é thay ®æi... - VËn tèc truyÒn ®éng bÞ h¹n chÕ v× ph¶i ®Ò phßng hiÖn t­îng va ®Ëp thuû lùc, tæn thÊt cét ¸p, tæn thÊt ¸p suÊt, x©m thùc. C¸c bé phËn c¬ b¶n cña hÖ thèng truyÒn ®éng b»ng thuû lùc. HÖ thèng truyÒn ®éng thuû lùc bao gåm 3 phÇn chÝnh nh­ sau: * B¬m lµ nguån cung cÊp n¨ng l­îng cho hÖ thèng. * §éng c¬ thuû lùc lµ c¬ cÊu biÕn ®æi ¸p n¨ng thµnh ®éng n¨ng. * Bé phËn d©y dÉn, biÕn ®æi vµ ®iÒu chØnh. Trong phÇn ®Çu cña hÖ thèng (b¬m), c¬ n¨ng dÉn ®éng (cña ®éng c¬ ®iÖn ch¼ng h¹n) ®­îc biÕn thµnh ¸p n¨ng cña chÊt láng, ë phÇn thø 2 (®éng c¬ thuû lùc) ¸p n¨ng cña dßng chÊt láng ®­îc biÕn thµnh c¬ n¨ng cña ®éng c¬ thuû lùc lµm chuyÓn ®éng c¸c bé phËn chÊp hµnh. PhÇn d©y dÉn, biÕn ®æi vµ ®iÒu chØnh cã nhiÖm vô dÉn chÊt láng ®Õn c¸c n¬i cÇn thiÕt, ®iÒu chØnh vµ ®iÒu khiÓn l­u l­îng dßng chÊt lángphï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh. Nhê truyÒn ®éng thuû lùc mµ chóng ta cã thÓ t¹o ra ®­îc nhiÒu d¹ng chuyÓn ®éng cña c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh víi c¸c quy luËt tuú ý (chuyÓn ®éng quay, chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn...). Dùa vµo d¹ng chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu chÊp hµnh cã thÓ chia truyÒn ®éng thuû lùc thµnh c¸c d¹ng sau: * TruyÒn ®éng thuû lùc thùc hiÖn chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn, * TruyÒn ®éng thuû lùc thùc hiÖn chuyÓn ®éng quay, * TruyÒn ®éng thuû lùc vi sai... C¸c m¸y thuû lùc bao gåm cã c¸c lo¹i b¬m vµ ®éng c¬ thuû lùc. B¬m ®­îc dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn sÏ ®Èy chÊt láng b»ng ¸p suÊt thuû tÜnh, ®éng c¬ thuû lùc sÏ biÕn ®æi ¸p n¨ng cña chÊt láng thµnh c¬ n¨ng cña nã. VÒ nguyªn t¾c, bÊt kú mét m¸y thuû lùc nµo còng ®Òu cã thÓ lµm viÖc thuËn nghÞch tøc lµ lµm hai nhiÖm vô cña b¬m vµ ®éng c¬.VÒ cÊu t¹o cña c¸c thiÕt bÞ (b¬m, ®éng c¬, d©y dÉn...) trªn ®· ®­îc tr×nh bµy trong phÇn thiÕt kÕ hÖ b«i tr¬n m¸y. 3.C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña c¸c m¸y thuû lùc. Theo nguyªn lý, ¸p suÊt cña chÊt láng trong c¸c m¸y thuû lùc chØ phô thuéc vµo t¶i träng bªn ngoµi. NÕu ®¶m b¶o buång lµm viÖc hoµn toµn kÝn th× l­u l­îng cña m¸y thuû lùc kh«ng phô thuéc vµo ¸p suÊt (ë ®©y ta gi¶ thiÕt chÊt láng dïng trong hÖ thèng thuû lùc lµ kh«ng chÞu nÐn), cßn ¸p suÊt cã thÓ t¨ng lªn bao nhiªu còng ®­îc tuú thuéc vµo ¸p suÊt phô t¶i vµ c«ng suÊt b¬m khi ®ã l­u l­îng cña m¸y thuû lùc chØ phô thuéc vµo vËn tèc c¬ cÊu chÊp hµnh. NÕu vËn tèc chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu chÊp hµnh thay ®æi th× l­u l­îng cña m¸y còng thay ®æi. Nh­ng trong thùc tÕ, buång lµm viÖc cña m¸y thuû lùc kh«ng thÓ ®¶m b¶o tuyÖt ®èi kÝn ®­îc víi mäi trÞ sè cña ¸p suÊt, khi t¶i träng lµm viÖc t¨ng lªn ®Õn mét gi¸ trÞ nµo ®ã sÏ xuÊt hiÖn hiÖn t­îng rß rØ chÊt láng, nÕu tiÕp tôc t¨ng t¶i träng n÷a th× sù rß rØ còng t¨ng theo vµ khi ¸p suÊt t¨ng ®Õn mét gi¸ trÞ ¸p suÊt tíi h¹n nµo ®ã th× l­u l­îng cña m¸y sÏ hoµn toµn mÊt m¸t do sù rß rØ. Ngoµi ra ¸p suÊt lµm viÖc cßn phô thuéc vµo søc bÒn cña m¸y. Do ®ã ®Ó ®¶m b¶o sù lµm viÖc b×nh th­êng cña m¸y thuû lùc ta cÇn ph¶i h¹n chÕ ¸p suÊt lµm viÖc tèi ®a b»ng c¸ch sö dông c¸c lo¹i van an toµn. Khi t¶i träng ngoµi t¨ng ®Õn mét gi¸ trÞ tíi h¹n nµo ®ã th× van an toµn sÏ tù ®éng th¶i bít chÊt láng ®Ó gi¶m bít ¸p suÊt lµm viÖc cña m¸y. D­íi ®©y lµ c¸c th«ng sè lµm viÖc c¬ b¶n cña c¸c m¸y thuû lùc nãi chung. * L­u l­îng: l­u l­îng lý thuyÕt Q1 (lµ l­u l­îng ch­a kÓ ®Õn sù rß rØ) cña m¸y thuû lùc b»ng tæng thÓ tÝch lµm viÖc cña m¸y trong mét ®¬n vÞ thêi gian. Q1 = q1.n Trong ®ã: q1 lµ l­u l­îng riªng cña m¸y (trong mét chu kú lµm viÖc) nã còng chÝnh lµ thÓ tÝch lµm viÖc cña m¸y trong mét chu kú. n lµ sè chu kú lµm viÖc cña m¸y trong mét ®¬n vÞ thêi gian th­êng lµ sè vßng quay cña trôc m¸y. L­u l­îng lý thuyÕt Q1 lín h¬n l­u l­îng thùc tÕ Q cña m¸y v× trong thùc tÕ lµm viÖc cña m¸y cßn cã sù rß rØ. Q1 lµ l­u l­îng tÝnh trong c¶ qu¸ tr×nh trong mét thêi gian nªn ®­îc gäi lµ l­u l­îng trung b×nh lý thuyÕt. * ¸p suÊt: ta biÕt r»ng cét ¸p cña c¸c m¸y thuû lùc ®­îc t¹o nªn chñ yÕu bëi sù thay ®æi ¸p suÊt tÝnh trong chÊt láng khi chuyÓn ®éng qua m¸y do ®ã trong lÜnh vùc m¸y thuû lùc th­êng dïng ¸p suÊt ®Ó biÓu thÞ cho kh¶ n¨ng t¶i cña m¸y. Cét ¸p H vµ ¸p suÊt p cã mèi liªn hÖ víi nhau theo c«ng thøc sau: (ë ®©y g lµ träng l­îng riªng cña chÊt láng lµm viÖc). ¸p suÊt trong buång lµm viÖc cã liªn quan ®Õn lùc t¸c dông hoÆc m« men t¸c dông cña m¸y - §èi víi c¸c m¸y thuû lùc cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn (pÝt_t«ng) ¸p suÊt lµm viÖc t¸c dông lªn pÝt_t«ng t¹o nªn mét lùc lµ P: P = p.W Trong ®ã W lµ diÖn tÝch lµm viÖc cña pÝt_t«ng. - §èi víi c¸c m¸y thuû lùc cã chuyÓn ®éng quay, ¸p suÊt lµm viÖc t¸c dông lªn r«to t¹o nªn mét m« men quay M M = kM.p kM lµ mét h»ng sè ®èi víi mét m¸y nhÊt ®Þnh phô thuéc vµo kÕt cÊu vµ kÝch th­íc m¸y gäi lµ hÖ sè m« men. HÖ sè m« men lý thuyÕt kM cã thÓ ®­îc suy ra tõ c¸c c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt lý thuyÕt: N = g.Q1.H Þ N = p.Q1 MÆt kh¸c N = w.M Þ Þ HÖ sè m« men thùc tÕ cña m¸y kTT nhá h¬n hÖ sè m« men lý thuyÕt kM vµ phô thuéc vµo hiÖu suÊt cña m¸y. C«ng thøc lµ c«ng thøc tÝnh m« men chung cho c¶ b¬m vµ ®éng c¬ khi ta ch­a kÓ ®Õn tæn thÊt c«ng suÊt lµm viÖc cña c¸c m¸y thuû lùc. C«ng thøc tÝnh m« men khi cã tæn thÊt. Ta biÕt khi m¸y lµm viÖc kh«ng cã tæn thÊt th× N = NTL (N lµ c«ng suÊt trªn c¸c trôc lµm viÖc, NTL lµ c«ng suÊt thuû lùc), khi cã tæn thÊt th× c«ng suÊt trªn c«ng t¸c kh¸c c«ng suÊt thuû lùc. Tæn thÊt n¨ng l­îng trong c¸c m¸y thuû lùc bao gåm cã 3 lo¹i sau: Tæn thÊt cét ¸p cña dßng ch¶y qua m¸y vµ tæn thÊt nµy gäi lµ tæn thÊt thuû lùc ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng hiÖu suÊt cét ¸p hay hiÖu suÊt thuû lùc ký hiÖu lµ hH. Tæn thÊt ma s¸t cña c¸c bé phËn c¬ khÝ trong m¸y thuû lùc gäi lµ tæn thÊt c¬ khÝ ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng hiÖu suÊt c¬ khÝ ký hiÖu lµ hCK. Tæn thÊt do sù rß rØ dÇu ra ngoµi lµm gi¶m l­u l­îng c«ng t¸c cña m¸y ®­îc gäi lµ tæn thÊt l­u l­îng ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng hiÖu suÊt l­u l­îng hQ. Do vËy tæn thÊt toµn bé lµ h = hH.hCK.hQ M¸y thuû lùc do cã tæn thÊt nªn N ¹ NTL cô thÓ lµ: * §èi víi c¸c b¬m = g = Trong ®ã h < 1 lµ hiÖu suÊt cña b¬m. * §èi víi ®éng c¬: N = h.NTL = h.g.Q.H = h.p.Q Trong ®ã h < 1 lµ hiÖu suÊt cña ®éng c¬ thuû lùc. Nh­ vËy c«ng thøc tÝnh m« men cña trôc b¬m vµ trôc ®éng c¬ (cã chuyÓn ®éng quay) lµ: * §èi víi b¬m: * §èi víi ®éng c¬: §èi víi c¸c m¸y thuû lùc, tæn thÊt thuû lùc t­¬ng ®èi nhá (v× ®éng n¨ng cña c¸c phÇn tö láng nhá) nªn th­êng coi hH » 1, do ®ã h = hCK.hQ C«ng suÊt cña c¸c ®éng c¬ thuû lùc: §èi víi c¸c ®éng c¬ cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn N§T = p.v §èi víi c¸c ®éng c¬ cã chuyÓn ®éng quay: N§Q = M.w Trong ®ã: p lµ ¸p suÊt t¸c dông lªn pÝt_t«ng, v lµ vËn tèc chuyÓn ®éng cña xy lanh, M lµ m« men quay trôc, w lµ vËn tèc gãc cña trôc. Ch­¬ng VI. ThiÕt kÕ hÖ thèng khÝ nÐn. I.Kh«ng khÝ _ chÊt láng c«ng t¸c. Trong c¸c hÖ thèng khÝ nÐn, chÊt láng c«ng t¸c lµ kh«ng khÝ ®­îc nÐn ë mét ¸p suÊt nhÊt ®Þnh. Khi tÝnh to¸n c¸c hÖ thèng khÝ nÐn trong kü thuËt vµ trong c¸c thiÕt bÞ dïng khÝ nÐn, c¸c ®¹i l­îng th­êng ®­îc quan t©m nhÊt lµ ¸p suÊt p, khèi l­îng riªng (hoÆc träng l­îng riªng g) nhiÖt ®é T vµ ®é nhít ®éng lùc häc m (hoÆc ®é nhít ®éng häc n). Kh¸i niÖm vÒ ®é nhít ®éng häc cña kh«ng khÝ còng t­¬ng tù víi kh¸i niÖm vÒ ®é nhít cña chÊt láng nãi chung. HÖ sè ®é nhít ®éng häc cña kh«ng khÝ phô thuéc vµo nhiÖt ®é nh­ng ®é t¨ng lªn cña nã theo nhiÖt ®é kh«ng nhiÒu. VÝ dô: n (ë 20OC) = 1,8.10-7(N.s/m2) n(ë 60OC) = 2,06.10-7(N.s/m2). §éng häc cña dßng ch¶y kh«ng khÝ nÐn trong c¸c hÖ truyÒn ®éng khÝ nÐn: §Ó ®­a nguån khÝ tíi c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh - c¸c thiÕt bÞ biÕn ®æi n¨ng l­îng ng­êi ta ph¶i sö dông c¸c ®­êng èng dÉn khÝ phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c¸c bé phËn biÕn ®æi n¨ng l­îng. Ng­êi ta ph©n chÕ ®é chuyÓn ®éng cña dßng khÝ trong èng thµnh hai d¹ng sau: * ChÕ ®é ch¶y dõng trong ®­êng èng lµ chÕ ®é ch¶y mµ trong ®ã vËn tèc trung b×nh cña dßng khÝ vµ ¸p suÊt t¹i mçi mÆt c¾t lµ mét ®¹i l­îng bÊt biÕn theo thêi gian. * ChÕ ®é ch¶y ch­a dõng lµ chÕ ®é ch¶y mµ trong ®ã vËn tèc trung b×nh vµ c¶ ¸p suÊt t¹i mét mÆt ph¼ng bÊt kú lµ c¸c ®¹i l­îng biÕn thiªn theo thêi gian. ChÕ ®é ch¶y ch­a dõng lµ chÕ ®é ch¶y kh¸ ®Æc tr­ng cho ®a sè c¸c thiÕt bÞ khÝ nÐn thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ phøc t¹p kh¸c nhau, trong ®ã khÝ nÐn chØ ®­îc ®­a tíi c¸c bé phËn biÕn ®æi trong nh÷ng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, thËm chÝ rÊt ng¾n. Tæn thÊt trong hÖ thèng ®­êng èng dÉn khÝ. §­êng èng dÉn khÝ cã chiÒu dµi cµng lín vµ cã h×nh d¸ng cµng phøc t¹p th× tæn thÊt do ma s¸t theo chiÒu dµi ®­êng èng cµng lín, trong mét sè tr­êng hîp, tæn thÊt nµy cßn phô thuéc vµo ¸p suÊt vµ t¨ng khi ¸p suÊt trong ®­êng èng t¨ng (khi cÇn thùc hiÖn mét qu¸ tr×nh c«ng nghÖ nµo ®ã). Tæn thÊt n¨ng l­îng trong ®­êng èng dÉn khÝ vµ hÖ thèng khÝ nÐn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: - Tæn thÊt côc bé: Dpc = xk..r - Tæn thÊt däc theo ®­êng èng: Dpd = lk.r ( v lµ vËn tèc trung b×nh cña dßng khÝ). Gi¸ trÞ cña xk vµ lk cã thÓ lÊy trong c¸c sæ tay tra cøu thuû lùc, khÝ nÐn. HÖ sè ma s¸t lk phô thuéc vµo sè Reynolds (Rek), nh­ng trong c¸c hÖ thèng khÝ nÐn gi¸ trÞ cña Rek lín h¬n gi¸ trÞ tíi h¹n mét c¸ch ®¸ng kÓ (Rek>>Rkth = 2300) vµ chÕ ®é dßng ch¶y th­êng lµ dßng ch¶y rèi nªn khi tÝnh to¸n cã thÓ coi lk = const, gi¸ trÞ cña nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm lk = 0,02 ¸ 0,03. VËn tèc trung b×nh cña dßng khÝ ®­îc sö dông trong hÖ thèng khÝ nÐn thùc tÕ th­êng dao ®éng tõ 10 ¸17 m/s. NÕu nh­ tÝnh ®Õn c¶ sù thay ®æi khèi l­îng riªng r cña chÊt khÝ theo chiÒu dµi ®­êng èng th× ta ph¶i tÝnh tæn thÊt chi tõng ®o¹n èng ®ñ nhá ®Ó cã thÓ coi trªn ®o¹n ®ã khèi l­îng riªng r kh«ng thay ®æi. HÖ thèng khÝ nÐn. TËp hîp tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ khÝ nÐn ®­îc liªn hÖ vµ t¸c ®éng qua l¹i víi nhau theo mét s¬ ®å nhÊt ®Þnh, nh»m ®¶m b¶o mét quy luËt chuyÓn ®éng ®Þnh tr­íc cña bé phËn c«ng t¸c ®­îc gäi lµ hÖ truyÒn ®éng khÝ nÐn. C¸c thiÕt bÞ khÝ nÐn ®­îc ph©n lo¹i theo chøc n¨ng thµnh c¸c nhãm sau: * C¬ cÊu chÊp hµnh khÝ nÐn: ®­îc dïng ®Ó biÕn ®æi trùc tiÕp n¨ng l­îng cña khÝ nÐn thµnh ®éng n¨ng chuyÓn ®éng c¬ häc cña bé phËn c«ng t¸c thùc hiÖn mét c«ng ®o¹n c«ng nghÖ cho tr­íc. * ThiÕt bÞ ph©n phèi khÝ nÐn: ®­îc dïng ®Ó thay ®æi h­íng ®i cña dßng khÝ tõ nguån ®Õn c¸c khoang lµm viÖc cña c¬ cÊu chÊp hµnh vµ x¶ khÝ tõ ®ã ra ngoµi khÝ quyÓn. * ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn: ®­îc sö dông ®Ó t¹o lËp vµ ®¶m b¶o tr×nh tù lµm viÖc cña c¸c bé phËn c«ng t¸c t­¬ng øng víi quy luËt chuyÓn ®éng cÇn thiÕt cña chóng. II.ThiÕt kÕ s¬ ®å hÖ thèng khÝ nÐn HÖ thèng ®­êng èng dÉn khÝ nÐn trong m¸y CNC ®­îc bè trÝ nh­ sau: KhÝ nÐn ®­îc dÉn tõ m¸y nÐn khÝ sè (1) qua bé läc khÝ (2). ë ®©y khÝ ®­îc lµm s¹ch vµ kh« tr­íc khi ®­îc dÉn vµo m¸y, t¹i ®©y ¸p suÊt khÝ ®­îc kiÓm tra b»ng mét ®ång hå ®o ¸p suÊt (3). Sau khi khÝ ®­îc lµm s¹ch vµ kh« tõ bé läc khÝ nÐn ®­îc chia lµm hai ®­êng, ®­êng sè mét ®­îc ®­a vµo van chia (4) t¹i ®©y khÝ ®­îc chia ra lµm bÈy ®­êng c¸c ®­êng èng ®ã cã nhiÖm vô sau. §­êng èng sè ba vµ èng sè bèn dÉn khÝ nÐn qua mét van tiÕt l­u (5) van nµy cã t¸c dông ®IÒu chØnh l­îng khÝ vµo xy lanh khÝ nÐn (6). Xy lanh khÝ nÐn (6) cã t¸c dông dÉn ®éng ô chøa dao, dÞch chuyÓn sang tr¸I hoÆc sang ph¶I. §­êng èng sè n¨m, s¸u vµ t¸m cã t¸c dông dÉn khÝ nÐn vµo xy lanh khÝ nÐn (7). Xy lanh cã nhiÖm vô thay dao tù ®éng cho trôc chÝnh. §­êng èng sè b¶y cã nhiÖm vô dÉn khÝ nÐn ®Ó l¾p c¸c hÖ thèng thæi khÝ, lµm s¹ch phoi. §­êng èng sè chÝn cã nhiÖm vô dÉn khÝ nÐn vµo côm trôc chÝnh (8) thæi khÝ cïng víi dÇu d­íi d¹ng s­¬ng mï vµo b«I tr¬n vµ lµm m¸t trôc chÝnh. §­êng èng sè hai cã nhiÖm vô dÉn khÝ nÐn vµo van chia (9) tõ ®©y khÝ nÐn ®­îc dÉn vµo xy lanh khÝ nÐn (10) xy lanh nµy phôc vô cho hÖ thèng tay quay A,B (trôc thø n¨m). H×nh 37. S¬ ®å cung cÊp khÝ nÐn. 2. S¬ ®å bè trÝ hÖ thèng khÝ nÐn cña m¸y. 1. §­êng khÝ ®i vµo (tõ m¸y nÐn khÝ), 2. Bé läc khÝ vµ hót Èm, 3. §­êng khÝ ®i ra, 4. §ång hå ®o ¸p, 5, Van chia vµ ®iÒu khiÓn, 6, C¸c d©y dÉn khÝ ®Õn c¸c vÞ trÝ cÇn thiÕt. H×nh 38. S¬ ®å bè trÝ d©y trªn m¸y. KhÝ nÐn ®­îc cung cÊp tõ m¸y nÐn khÝ sÏ ®­îc ®­a ®Õn bé läc khÝ sè 2 qua cöa sè 1. T¹i bé läc vµ hót Èm sè 2 kh«ng khÝ sÏ ®­îc lµm kh« vµ lo¹i bá c¸c t¹p chÊt nh­ bôi, bÈn... sau ®ã khÝ ®i theo ®­êng sè 3 ®Õn van chia cã thÓ ®iÒu khiÓn ®­îc sè 5. T¹i ®©y khÝ nÐn ®­îc ph©n chia tíi tõng bé phËn lµm viÖc ®Ó thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc nhÊt ®Þnh th«ng qua hÖ thèng ®­êng d©y dÉn sè 6. §ång hå ®o ¸p sè 4 sÏ b¸o hiÖu ¸p suÊt thùc tÕ cña hÖ thèng. III. TÝnh to¸n khÝ nÐn trong thay dao tù ®éng Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y dông cô lu«n lu«n ®­îc gi÷ bëi hÖ thèng c¸c lß xo ®Üa. C¸c lß xo nµy lu«n bÞ nÐn ®Ó sinh ra lùc ®µn håi h­íng lªn trªn vµ gi÷ cho dông cô kh«ng bÞ r¬i ra khái vÞ trÝ ®· ®­îc ®Þnh vÞ trong qu¸ trÝnh c¾t. C¸c lß xo nµy chØ sinh ra lùc ®ñ lín ®Ó gi÷ dao cßn viÖc truyÒn m«_men xo¾n cho dông cô ®­îc thùc hiÖn th«ng qua hai chèt h×nh ch÷ nhËt. §Ó thay dao th× ta ph¶i sinh ra mét lùc ®Ó nÐn thªm hÖ thèng lß xo mét kho¶ng lµ Dl n÷a, lóc ®ã d­íi t¸c ®éng cña träng l­îng b¶n th©n con dao nã sÏ ®­îc ®­a ra khái vÞ trÝ lµm viÖc, lóc ®ã nã sÏ ®­îc æ tÝch dông cô nhËn vµ ®­îc xÕp vµo mét vÞ trÝ nhÊt ®Þnh trªn ®ã. Khi thay dao tù ®éng th× tÊt c¶ c¸c dao cÇn thiÕt cho qu¸ tr×nh gia c«ng ®Òu ®· ®­îc ®Æt s½n trªn æ tÝch dông cô theo nh÷ng vÞ trÝ nhÊt ®Þnh. Khi m¸y nhËn ®­îc lÖnh thay dao th× tr­íc hÕt con dao ®ang gia c«ng ph¶i ®­îc lÊy ra vµ ®Æt vµo vÞ trÝ t­¬ng øng cña nã trªn æ tÝch dông cô sau ®ã æ tÝch dông cô sÏ ®­a con dao cÇn thiÕt ®Õn vÞ trÝ cÇn thay. Lóc ®ã hÖ thèng khÝ nÐn sÏ sinh ra mét lùc ®Ó Ðp toµn bé hÖ thèng lß xo ®Üa vµ c¬ cÊu kÑp dao xuèng mét ®o¹n lµ Dl khi lùc Ðp mÊt ®i th× c¸c miÕng kÑp sÏ bãp l¹i vµ ®­îc hÖ thèng lß xo ®Üa kÐo lªn ®Þnh vÞ vµ gi÷ chÆt trong suèt qu¸ tr×nh gia c«ng. ViÖc sinh lùc cña hÖ thèng khÝ nÐn trong tr­êng hîp nµy ®­îc thùc hiÖn th«ng qua mét xy lanh cã ®­êng kÝnh c«ng t¸c lµ d. KhÝ nÐn ®­îc cung cÊp tõ m¸y nÐn khÝ cÇn ph¶i cã ¸p suÊt ®ñ lín ®Ó thùc hiÖn viÖc thay dao vµ c¬ cÊu gi÷ dao ph¶i cã mét hÖ sè an toµn nhÊt ®Þnh ®Ó ®¶m b¶o an toµn khi lµm viÖc tr¸nh dao bÞ r¬i ra trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. V× vËy khi tÝnh to¸n lùc gi÷ dao ta ph¶i cã thªm mét hÖ sè an toµn K. NghÜa lµ lùc ®µn håi do hÖ thèng lß xo ®Üa sinh ra ph¶i lín h¬n träng l­îng cña dao (träng l­îng ®µi dao + träng l­îng b¶n th©n dao). H×nh 39. Khi ®ã: F1lx = K1.Pd (1). Trong ®ã: K1 lµ hÖ sè an toµn, Pd lµ khèi l­îng tæng céng cña ®µi dao vµ dao, F1lx lµ lùc ®µn håi cña hÖ thèng lß xo ®Üa khi lµm viÖc. Do ®é c«n cña ®µi dao vµ ®é c«n cña trôc chÝnh ®­îc chÕ t¹o chÝnh x¸c cao nªn khi kh«ng cßn lùc gi÷ dao cña hÖ thèng lß xo ®Üa n÷a th× b¶n th©n träng l­îng dao ch­a ®ñ ®Ó kÐo dao ra khái vÞ trÝ lµm viÖc khi ®ã ®Ó dao cã thÓ ra khái vÞ trÝ lµm viÖc mét c¸ch dÔ dµng ng­êi ta dïng mét luång khÝ thæi vµo trong (h×nh vÏ) ®Ó t¹o thªm lùc ®Èy dao ra. Gäi p lµ ¸p suÊt khÝ nÐn ®­îc cung cÊp vµo xy lanh. Khi ®ã lùc do xy lanh pit_t«ng sinh ra sÏ lµ : F = .p XÐt hÖ lùc khi thay dao: Do hÖ lùc c©n b»ng nªn ta cã: + + = 0 ChiÕu lªn ph­¬ng th¼ng ®øng ta cã: Pd + F – Flx = 0 (2). H×nh 40. Ta thÊy trong ba thµnh phÇn lùc ë trªn th× hai lùc Pd vµ F lµ hai thµnh phÇn kh«ng thay ®æi trong suèt qu¸ tr×nh thay dao, cßn thµnh phÇn lùc ®µn håi cña hÖ th«ng lß xo ®Üa thay ®æi do nã tiÕp tôc bÞ nÐn thªm mét ®o¹n lµ Dl. Khi ®ã lùc ®µn håi do hÖ th«ng lß xo sinh ra sÏ lµ: Flx = F1lx+ K.Dl (3). Trong ®ã K lµ hÖ sè cøng cña hÖ lß xo, Dl lµ chiÒu dµi dÞch chuyÓn ®Ó thay dao, F1lx lµ lùc ®µn håi cña hÖ lß xo khi gi÷ dao. Thay (1) vµ (3) vµo (2) ta cã: Pd + F – ( K1.Pd + K.Dl ) = 0 Þ F = K1.Pd + K.Dl - Pd Þ .p = Pd( K1 – 1 ) + K.Dl. Þp = 4 ThÓ tÝch khÝ nÐn trong buång lµm viÖc cña xy lanh ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: VkhÝ = . Dl §­êng kÝnh trong cña èng dÉn khÝ nÐn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: d = 2. (cm). Trong ®ã: Vkhi lµ thÓ tÝch khÝ nÐn qua èng dÉn (chÝnh lµ thÓ tÝch khÝ trong xy lanh c«ng t¸c), (cm3), v lµ tèc ®é dßng khÝ, cm/s (th­êng v = 10 ¸ 17 m/s), t lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó n¹p ®Çy khÝ, s. Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ ®­êng èng dÉn khÝ th­êng ®­îc chän theo tiªu chuÈn nªn ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc thêi gian cÇn thiÕt ®Ó khÝ n¹p ®Çy xy lanh: t = (s). Khi m¸y nhËn ®­îc lÖnh thay ®æi dông cô (thay ®æi b»ng tay hoÆc tù ®éng) lóc ®ã van ph©n phèi khÝ sÏ më cöa van dÉn khÝ vµo trong xy lanh khÝ n»m trªn côm trôc chÝnh t¹o thµnh mét lùc Ðp hÖ thèng lß xo ®Üa xuèng, do ®é c«n cña ®µi dao vµ lç c«n trôc chÝnh cho nªn khi kh«ng cßn lùc kÐo cña lß xo n÷a thi dao vÉn kh«ng thÓ ra khái vÞ trÝ ®· ®­îc ®Þnh vÞ do ®ã ta dïng thªm mét luång khÝ n÷a thæi vµo khoang trèng trong lßng trôc chÝnh ®Ó ®Èy dao ra ngoµi. Cã hai h×nh thøc thay dao lµ thay dao b»ng tay vµ thay dao tù ®éng. Thay dao b»ng tay: lµ h×nh thøc thay dao ®­îc thùc hiÖn b»ng tay. Khi m¸y nhËn ®­îc lÖnh thay dao b»ng tay th× m¸y sÏ ngõng c¸c qu¸ tr×nh gia c«ng l¹i vµ chê. Khi ng­êi c«ng nh©n thùc hiÖn viÖc thay dao th× tr­íc hÕt ph¶i lÊy con dao hiÖn cã ra sau ®ã ®­a con dao míi vµo. Khi con dao trong m¸y ®­îc ®­a ra th× ng­êi c«ng nh©n sÏ dïng tay ®ì lÊy sau ®ã ®­a con dao vµo vïng thay dao vµ nhÊn nót b¸o hiÖu cho m¸y biÕt lµ con dao cÇn thay ®· s½n sµng. Khi Êy c¸c c¬ cÊu ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt dao tù ®éng sÏ ho¹t ®éng vµ kÑp chÆt lÊy con dao khi thay dao xong th× ch­¬ng tr×nh gia c«ng l¹i ®­îc tiÕp tôc. Qu¸ tr×nh nh¶ dao vµ kÑp dao ®­îc thùc hiÖn tù ®éng nhê hÖ thèng khÝ nÐn vµ lß xo ®Üa. Thay dao tù ®éng: Khi m¸y nhËn ®­îc lÖnh thay dao tù ®éng th× ch­¬ng tr×nh gia c«ng sÏ ngõng l¹i vµ trôc chÝnh sÏ ®­îc ®­a vÒ vÞ trÝ ®Ó thay dao, vÞ trÝ nµy ®· ®­îc c¸c nhµ s¶n xuÊt quy ®Þnh. H×nh 41. H×nh 42. Qu¸ tr×nh thay dao ®­îc thùc hiÖn nh­ sau: Van ®iÒu tiÕt khÝ sÏ më cöa van cña mét xy lanh khÝ ®Ó më n¾p sè 5 cña æ tÝch dao. §Ó ®¶m b¶o cho con dao sau khi ®­îc thay ra ph¶i ®­îc tr¶ l¹i ®óng vÞ trÝ ban ®Çu cña nã, do ®ã cho nªn ®ång thêi víi viÖc më n¾p sè 5 th× ®éng c¬ b­íc sè 4 sÏ ®­a tay ®ì sè 6 t­¬ng øng víi con dao cÇn ®­îc thay ra h­íng vÒ phÝa trôc chÝnh. Khi cöa sè 5 ®· ®­îc më, van ®iÒu tiÕt khÝ sÏ më cöa van ®­a khÝ nÐn vµo cöa A cña xy lanh khÝ sè 1. Do t¸c dông cña dßng khÝ cã ¸p suÊt lªn bÒ mÆt cña pit_t«ng sÏ t¹o ra mét lùc ®Èy toµn bé æ tÝch dao sang bªn ph¶i, hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña hÖ thèng ®­îc khèng chÕ bëi gê sè 3. Khi hÖ thèng dÞch chuyÓn sang ph¶i th× tay ®ì sè 6 sÏ ®­îc luån vµo r·nh cña ®µi dao. Sau khi hÖ thèng æ tÝch dao ®· dÞch chuyÓn xong th× hÖ thèng khÝ nÐn thùc hiÖn viÖc nh¶ dao b¾t ®Çu ho¹t ®éng. H×nh 43. Song song víi qu¸ tr×nh ®ã lµ qu¸ tr×nh trôc chÝnh ®i lªn mét ®o¹n ®ñ ®Ó cho ®µi dao tho¸t ra khái lç c«n cña trôc chÝnh víi mét ®é an toµn vÒ kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh ®¶m b¶o khi æ tÝch dao ®­îc dÉn ®éng b»ng mét ®éng c¬ b­íc sè 4 quay kh«ng bÞ va ch¹m víi côm trôc chÝnh. §éng c¬ b­íc ®­îc sö dông trong tr­êng hîp nµy cã sè b­íc trªn mét vßng quay b»ng béi sè cña sè dông cô tèi ®a mµ æ tÝch dao cã thÓ chøa ®­îc. §éng c¬ b­íc quay vµ ®­a dông cô cÇn thay ®Õn vÞ trÝ cã t©m trïng víi t©m cña trôc chÝnh. Khi ®ã trôc chÝnh sÏ ®i xuèng vµ hÖ thèng kÑp dao tù ®éng sÏ ho¹t ®éng ®Ó kÑp chÆt con dao míi ®­îc thay. Khi ®· kÑp xong con dao cÇn ®­îc thay th× van ®iÒu khiÓn khÝ nÐn sÏ më cöa cho dßng khÝ ®i vµo cöa B cña xy lanh 1 cßn cöa A ®­îc th«ng víi khÝ trêi. Lùc cña dßng khÝ sinh ra sÏ ®Èy toµn bé hÖ thèng æ tÝch dao sang tr¸i vµ hµnh tr×nh cña nã ®­îc khèng chÕ bëi gê sè 2. Khi hÖ thèng ®· dõng l¹i th× van ®iÒu tiÕt khÝ nÐn sÏ më th«ng cöa cña xy lanh khÝ dÉn ®éng n¾p sè 5 víi khÝ trêi. D­íi t¸c dông cña mét lß xo vßng n¾p sè 5 sÏ ®ãng l¹i, kÕt thóc qu¸ tr×nh thay dao. TÝnh to¸n ¸p suÊt khÝ nÐn cÇn thiÕt ®­a vµo xy lanh sè 1 ®Ó thùc hiÖn viÖc ®­a hÖ thèng æ tÝch dao vµo vÞ trÝ thay dao. Tr­êng hîp khÝ nÐn ®i vµo cöa A cña xy lanh. Gäi: pA, lµ ¸p suÊt khÝ nÐn cÇn thiÕt ®­a vµo cöa A cña xy lanh 1 ®Ó nã cã thÓ ®­a hÖ thèng æ tÝch dao sang ph¶i víi ®é an toµn lµ KA. P lµ träng l­îng cña toµn bé hÖ thèng æ tÝch dao khi nã chøa ®Çy dông cô. f lµ hÖ sè ma s¸t gi÷a mÆt tr­ît cña hÖ thèng æ tÝch dao vµ bÒ mÆt dÉn h­íng cho hÖ thèng æ tÝch dao. D vµ d lÇn l­ît lµ ®­êng kÝnh xy lanh vµ ®­êng kÝnh c¸n pÝt_t«ng. H×nh 44. XÐt ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc ta cã: pA.S = K.P.f Víi lµ diÖn tÝch c«ng t¸c cña xy lanh. Tõ hai ph­¬ng tr×nh trªn ta cã thÓ tÝnh ®­îc ¸p suÊt cÇn thiÕt khi biÕt ®­îc träng l­îng cña hÖ thèng æ tÝch dao, ®­êng kÝnh trong cña xy lanh, hÖ sè ma s¸t, hÖ sè an toµn cÇn thiÕt theo c«ng thøc sau: Tr­êng hîp khÝ nÐn ®i vµo cöa B cña xy lanh. Gäi pB lµ ¸p suÊt cÇn thiÕt cña khÝ nÐn ®­îc ®­a vµo cöa B cña xy lanh ®Ó nã cã thÓ ®­a hÖ thèng æ tÝch dao sang tr¸i víi ®é an toµn lµ K1. XÐt ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc ta cã: pB.S1 = K1.P.f Víi lµ diÖn tÝch c«ng t¸c cña xy lanh khÝ sè 1 khi khÝ nÐn ®­îc ®i vµo qua cöa B. Þ ch­¬ngVII. ThiÕt kÕ hÖ thèng lµm m¸t. 1. ThiÕt kÕ hÖ thèng ®­êng èng Trong qu¸ tr×nh c¾t gät nhiÖt ®é trong vïng c¾t sinh ra rÊt cao dÉn ®Õn mét sè hiÖn t­îng cã h¹i nh­ lµm cho dông cô c¾t chãng mßn, gi¶m ®é chÝnh x¸c gia c«ng, lµm biÕn d¹ng chi tiÕt gia c«ng...v× vËy viÖc lµm nguéi vïng c¾t lµ mét biÖn ph¸p c«ng nghÖ quan träng nh»m n©ng cao tuæi bÒn cña dông cô, ®é chÝnh x¸c gia c«ng. §èi víi c¸c m¸y CNC do m¸y lµm viÖc liªn tôc ë chÕ ®é gia c«ng cao cho nªn viÖc lµm nguéi vïng c¾t lµ mét biÖn ph¸p n©ng cao hiÖu suÊt sö dông m¸y, ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c gia c«ng cña m¸y...cho nªn trong c¸c m¸y CNC ng­êi ta trang bÞ mét hÖ thèng lµm nguéi b»ng dung dÞch tr¬n l¹nh hoÆc lµm nguéi b»ng khÝ ®· ®­îc lµm m¸t hoÆc kÕt hîp c¶ hai ph­¬ng ph¸p. HÖ thèng nµy gåm cã mét b¬m lµm nhiÖm vô cung cÊp cho chÊt láng cho hÖ thèng lµm m¸t cña m¸y, c¸c van chia, van an toµn, hÖ thèng d©y dÉn ®Ó ®­a dung dÞch lµm m¸t ®Õn c¸c ®iÓm cÇn thiÕt. Ngoµi ra ng­êi ta cßn trang bÞ thªm sóng phun dung dÞch tr¬n l¹nh ®Ó lµm nhiÖm vô dän s¹ch phoi. §Çu c¸c vßi phun dung dÞch ®­îc g¾n trªn ®Çu trôc chÝnh, ®o¹n èng ë phÇn nµy gåm nhiÒu khíp cÇu ®Ó cã thÓ h­íng dßng chÊt láng vµo vïng gia c«ng mét c¸ch dÔ dµng. Khi kh«ng sö dông dung dÞch tr¬n l¹nh vµo qu¸ tr×nh lµm m¸t n÷a th× ta cã thÓ kho¸ c¸c kho¸ l¹i hoÆc dïng lÖnh ®iÒu khiÓn ng­ng ho¹t ®éng cña b¬m. H×nh 45. S¬ ®å hÖ thèng dung dÞch tr¬n l¹nh TÝnh to¸n l­u l­îng cña b¬m ViÖc dïng chÊt láng tr¬n nguéi l¹nh t­íi vµo vïng c¾t lµm t¨ng ®é bÒn cña dông cô c¾t chÊt l­îng gia c«ng bÒ mÆt tèt h¬n, lµm t¨ng n¨ng suÊt vµ sö dông chÕ ®é c¾t cao h¬n. Ngoµi ra viÖc sö dông n­íc lµm l¹nh cã ¶nh h­ëng tèt ®Õn qu¸ tr×nh c¾t v× nã lµm nhiÖm vô t¸ch phoi vµ lµm l¹nh chi tiÕt. HÖ thèng lµm l¹nh chi tiÕt ®· ®­îc tiªu chuÈn ho¸. a. B¬m th­êng dïng b¬m ly t©m víi ®éng c¬ ®iÖn cung cÊp l­u l­îng tíi 200l/phót vµ ¸p lùc 2at. NÕu n­íc lµm l¹nh cÇn ph¶i dÉn ®Õn chç gia c«ng víi ¸p lùc lín ®Ó t¸ch phoi th× dïng b¬m b¸nh r¨ng cã thÓ cho ¸p lùc tíi 5 at. L­u l­îng cña b¬m trong hÖ thèng lµm l¹nh ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau. NÕu gi¶ thiÕt r»ng toµn bé c«ng xuÊt khi c¾t chuyÓn thµnh nhiÖt vµ nhiÖt nµy chØ hoµn toµn do n­ãc lµm l¹nh hÊp thô th× chóng ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt nh­ sau : Q.g.c.Dt = (102.60N/427)kcal/phut Khi n­íc lµm l¹nh lµ ªmun-xi cã g = 1 kg/lit c = 1 kcal/kgo c Ta cã Q = 14N / .Dt lit/phut NÕu n­íc lµm l¹nh lµ dÇu kho¸ng chÊt cã g = 0,9 kg/lit c = 0,4 kcal/kgoc ta cã Q = 35N / .Dt lit/phót Trong ®ã: Q : L­u l­îng cña b¬m trong hÖ thèng lµm l¹nh. N : C«ng suÊt c¾t. Dt : §é t¨ng nhiÖt ®é cña n­íc lµm l¹nh phô thuéc vµo qu¸ tr×nh c¾t, ph­¬ng ph¸p dÉn n­íc l¹nh, sù nguéi l¹nh cña nã trong hÖ thèng v.v.. th­êng th× ta cã Dt = 15 – 25o NÕu n­íc lµm l¹nh ph¶i lµm thªm nhiÖm vô phô, t¸ch phoi, lµm nguéi chi tiÕt th× l­u l­îng cña b¬m cÇn ph¶i t¨ng lªn. Cã thÓ x¸c ®Þnh theo kinh nghiÖm hoÆc theo c«ng thøc: Q = Q1 + K.N Víi Q1 L­îng chÊt láng cÇn thiÕt ®Ó t¸ch phoi, th­êng Q1 = (10 – 30) lit/phót. K : HÖ sè tÝnh ®Õn sù dÉn nhiÖt K = 2 - 6 b. Thïng läc : §Ó lµm l¾ng cÆn th­êng th× ta lµm thïng läc riªng (b»ng t«n hµn). Muèn l¾ng cÆn ®Ó läc s¹ch n­íc, dÇu lµm l¹nh th× kÝch th­íc cña nã ®¶m b¶o cho toµn bé bôi bÈn ch×m xuèng ®¸y. XuÊt ph¸t tõ ®ã kÝch th­íc cña thïng läc cã thÓ x¸c ®Þnh nh­ sau. NÕu chuyÓn ®éng cña chÊt láng vµ c¸c bôi bÈn c©n b»ng th× ®iÒu kiÖn ®Ó c¸c bôi bÈn ch×m xuèng ®¸y lµ.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docKết cấu máy CNC và nơi cần thiết có thuỷ lực, bôi trơn và khí nén.Doc
Luận văn liên quan