Chương II
ĐẠI CƯƠNG VỀ TRUYỀN ĐỘNG
THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN
Mở đầu, cơ sở kỹ thuật truyền động thuỷ khí
Truyền động cơ học1
Truyền động điện2
Truyền động thuỷ lực gồm có: Truyền động thuỷ tĩnh
và Truyền động thuỷ động.3
Truyền động khí nén4
Động
cơ Hệ thống
truyền động
Máy hay thiết bị
Cần dẫn độngMe, e Ma, a, (Fa, va)
Sơ đồ nguyên lý một hệ thống truyền lực
Cấu trúc và hoạt động của một bộ truyền động thuỷ lực
Công suất cơ học (vào): Pch1 =2 M1n1
Công suất thuỷ lực:
Cô
57 trang |
Chia sẻ: Tài Huệ | Ngày: 22/02/2024 | Lượt xem: 35 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Bài giảng Truyền động thủy lực và khí nén - Chương II: Đại cương về truyền động thủy lực và khí nén, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ng suất cơ học (ra):
Prl = pQ
Pch2 = Fv hoặc Pch2 = 2 M2n2
Mỏy động
lực (Động
cơ điện
hoặc động
cơ đốt
trong)
Mỏy cụng tỏc
(mỏy nộn ộp
hoặc truyền
lực chuyển
động của xe
hơi)
Bơm thuỷ
lực
Đuờng ống
Phụ kiện
Phần tử điều
khiển
Xy lanh thuỷ
lực hoặc động
cơ thuỷ lực
Chuyển
đổi công
suất cơ
học
Pch M11
Công suất
thuỷ lực
P = p.Qrl
Chuyển đổi
công suất cơ
học
P = F.vch
hoặc
Pch M 22
Công suất
thuỷ lực
Prl= pQ
M1 n1
F v
M2 n2
Sơ đồ truyền cụng suất trong một thiết bị thuỷ lực
Cấu trỳc và hoạt động của một bộ truyền động thuỷ lực
Truyền động cho một xy lanh thuỷ lực
Ưu, nhược điểm của truyền động thuỷ lực
Ưu điểm của truyền động thuỷ lực
Kết cấu đơn giản nhờ cỏc cụm chi tiết tiờu chuẩn
Cú thể bố trớ tự do tất cả cỏc chi tiết mà khụng cần chỳ ý đến vị trớ của
liờn hợp cơ học
Truyền lực lớn khi thể tớch kết cấu tương đối nhỏ do cú trọng lượng trờn
đơn vị cụng suất của bơm và động cơ nhỏ (trọng lượng cụng suất của
động cơ thuỷ lực so với động cơ điện là 1/10)
Tớnh chất động lực học khỏ tốt (tăng tốc, giảm tốc) do mụ men quỏn tớnh
của động cơ thuỷ lực nhỏ (tỷ lệ mụ men quỏn tớnh so với động cơ điện
cựng mụ men quay là 1/50)
Chuyển đổi đơn giản chuyển động quay thành chuyển động dao động và
ngược lại
Sơ đồ Truyền động cho một động cơ thuỷ lực
Ưu, nhược điểm của truyền động thuỷ lực
Đảo chiều đơn giản
Thay đổi tỷ số truyền vụ cấp theo tải trọng (đặc biệt cú lợi cho
cỏc mỏy tự hành)
Bảo vệ quỏ tải đơn giản nhờ van giới hạn ỏp suất
Giỏm sỏt đơn giản nhờ ỏp kế
Cú khả năng tự động hoỏ chuyển động dễ dàng.
Việc bố trớ cỏc phần tử chức năng của hệ thống dễ dàng, gọn,
tiệ lợi cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, modun húa, tạo điều
kiện thuận lợi cho việc lắp đặt hay thay thế;
Thuận lợi cho việc điều khiển cỏc van bằng năng lượng điện,
điện từ, tạo điều kiện cho việc tự động húa quỏ trỡnh làm việc
của thiết bị;
Độ bền cao do cỏc chi tiết cú chuyển động tương đối được bụi
trơn bằng dầu thủy lực
Ưu, nhược điểm của truyền động thuỷ lực
Nhược điểm của truyền động thuỷ lực:
Hiệu suất thấp so với truyền động cơ học, do ma sỏt của chất lỏng
trong đường ống và cỏc phần tử, do hao tổn lọt dũng trong cỏc
khe hở lắp ghộp
Khụng thể (hay khú) đồng bộ quỏ trỡnh chuyển động do hiện
tượng trượt giữa phần chủ động và phần thụ động, do hao tổn
lọt dũng và tớnh chịu nộn của dầu
Đũi hỏi yờu cầu cao về lọc dầu thủy lực; Dầu cú độ nhớt cao nờn
tổn hao ỏp lực tương đối lớn;
Đũi hởi bộ phận làm kớn phải cú độ kớn khớt cao, chống rũ rỉ và thất
thoỏn năng lượng, đặc biệt trong điều kiện nhiệt đới và độ ẩm lớn
Chi phớ chế tạo cao do yờu cầu độ chớnh xỏc và vật liệu cú độ
cứng cao của cỏc phần tử trong hệ thống thuỷ lực.
Cấu trỳc và hoạt động của một bộ truyền động khớ nộn
Ứng dụng khớ nộn trong kỹ thuật truyền động:
Truyền chuyển động va đập
Truyền động quay: cụng suất nhỏ
100000V/ph
Truyền động thẳng
Truyền động lắc.
Ưu, nhược điểm của kỹ thuật khớ nộn
Ưu điểm:
Khớ nộn cú khả năng lưu giữ và vận chuyển thuận lợi đến những địa
điểm cần thiết
Cú khả năng truyền tải năng lượng đi xa nờn cú khả năng điều khiển từ
xa và linh động trong việc bố trớ cỏc phần tử cấu trỳc, khớ thải cú thể dẫn
trực tiếp ra mụi trường
Chi phớ đầu tư thấp do cú thể kết nối với hệ thống khớ nộn trong xớ nghiệp;
An toàn tốt do cú thể bố trớ van giới hạn ỏp suất
Cú thể khởi hành với tần số quay thấp và rất an toàn khi quỏ tải
Tuổi thọ cao
Dễ thay thế cỏc phần tử của hệ thống
Cú thể thay đổi vụ cấp vận tốc và tần số quay.
Nhược điểm:
Chỉ làm việc được với tải trọng nhỏ
Cụng suất cơ cấu truyền động thấp vỡ phụ thuộc vào ỏp suất của khớ
nộn thấp (do tớnh chịu nộn của khụng khớ thấp hơn dầu)
Ảnh hưởng khụng tốt đến mụi trường do ồn và khớ thải cú dầu
KÍch thước bộ truyền lớn hơn bộ truyền dựng thủy lực cựng cụng suất.
Chất lỏng thuỷ lực
Nhiệm vụ và yờu cầu của chất lỏng thủy lực:
Nhiệm vụ
Truyền lực
Lưu thụng dũng dầu
cú ỏp từ bơm đến
bộ truyền lực
Bụi trơn, chống gỉ
Và làm mỏt
Chất lỏng thuỷ lực
Nhiệm vụ và yờu cầu của chất lỏng thủy lực:
Yờu cầu
Tớnh chất nhiệt độ - độ nhớt hợp lý,độ nhớt
thay đổi ớt trong khoảng thay đổi nhiệt độ rộng
Chống mũn và bụi trơn tốt
Chống rỉ tốt, thớch ứng với cỏc phốt làm kớn,
cao su, vật liệu nhõn tạo và hợp kim
Độ bền lóo hoỏ tốt,
Khả năng tỏch bọt khớ tốt; khụng độc hại cho
con người
Trong quỏ trỡnh sử dụng dầu thủy lực phải lưu ý:
Dầu phải luụn được giữ sạch;
Thường xuyờn kiểm tra lượng dầu, nếu thiếu phải bổ
sung đỳng loại dầu đang dựng; khi thiếu nhiều bất thường
phải kiểm tra hệ thống tỡm nguyờn nhõn hao hụt dầu;
Khụng được dựng lẫn cỏc cỏc loại dầu
Tuõn thủ thời hạn thay dầu theo đỳng tiờu chuẩn của nhà
thiết kế, chế tạo hay theo nguyờn tắc chung của hay được
dựng trờn thế giới.
Vớ dụ như 500 giờ mỏy với hệ thống truyền động làm việc
với tải trọng nặng hay lưu thụng dầu lớn; 2500 đến 5000
giờ mỏy với hệ thống làm việc khụng liờn tục.
Chất lỏng thuỷ lực
Phõn loại chất lỏng thuỷ lực:
Chất lỏng thủy lực từ dầu mỏ (dầu khoỏng);
Chất lỏng thủy lực khú chỏy
Dầu khoỏng được phõn loại theo độ nhớt (Viscosity – VG)
• Bảng 2.1 Phõn loại độ nhớt ISO đối với dầu thuỷ lực theo
DIN E51524
Chất lỏng thuỷ lực khú chỏy phõn loại theo 4
vựng độ nhớt
• Bảng 2.2. Phõn loại độ nhớt chất lỏng thuỷ lực khú chỏy
• Bảng 2.3. Tổng hợp cỏc số liệu quan trọng nhất của chất
lỏng thuỷ lực
Ký hiệu cỏc phần tử thuỷ lực DIN_ISO.1219
Ký hiệu cỏc phần tử thuỷ lực: DIN_ISO.1219
Ký hiệu cỏc phần tử thuỷ lực: DIN_ISO.1219
Ký hiệu cỏc phần tử thuỷ lực: DIN_ISO.1219
Cơ cấu điều khiển
Bằng tay gạt và tay đập
Bằng đũn bẩy - cần gạt
Bằng vấu cam cơ khớ
Bằng con lăn
Bằng thuỷ lực trực tiếp
Bằng thuỷ lực giỏn tiếp
Bằng thuỷ lực giỏn tiếp
Bằng khớ nộn trực tiếp
Bằng khớ nộn giỏn tiếp
Bằng nam chõm điện
Bằng bộ điều khiển điện từ - thủy lực
Cơ cấu điều khiển
Bằng bộ khớ nộn - thuỷ lực
Bằng lũ xo
Điều khiển trực tiếp bằng điện từ đến con
trượt của van. Hành trỡnh về của van nhờ lũ xo
Bằng động cơ điện
Cú cơ cấu tự hóm từng vị trớ được điều khiển
Cơ cấu điều khiển
Cơ cấu điều chỉnh ỏp suất (Van an toàn)
Van an toàn cú ỏp suất chỉnh sẵn điều khiển
trực tiếp
Van an toàn cú ỏp suất điều chỉnh được, điều
khiển trực tiếp
Van an toàn điều khiển từ xa (điều khiển giỏn
tiếp)
Cơ cấu điều chỉnh lưu lượng
Van tiết lưu khụng điều chỉnh được
Van tiết lưu hai cửa cú điều chỉnh được
Van tiết lưu ba cửa cú điều chỉnh được
Bộ song song của van một chiều và van tiết
lưu điều chỉnh được (cụm van một chiều - van
tiết lưu)
Van chặn (van để nối cỏc đường ống thụng
nhau - đúng mở bằng tay) - van khoỏ
Van một chiều khụng giảm ỏp (khụng trễ) -
van một chiều khụng cú lũ xo
Van một chiều cú giảm ỏp (cú trễ) - van một
chiều cú lũ xo điều chỉnh được
Van một chiều cú đường dầu hồi - van một
chiều cú điều khiển
Van chặn, van một chiều
Cỏc cơ cấu và chi tiết khỏc
Đường dầu chớnh
Đường dầu điều khiển
Đường dầu rũ (dầu xả, dầu thoỏt, dầu hồi)
Ống nối mềm
Đường dầu giao nhau trong khụng gian
Chỗ nối
Thựng dầu
Thựng tớch năng (ắc quy thuỷ lực)
Đúng khung cỏc thiết bị trong một nhúm
Đồng hồ đo ỏp lực (ỏp kế)
Cỏc cơ cấu và chi tiết khỏc
Bộ lọc dầu
Bộ làm mỏt
Bộ làm núng
Đồng hồ đo lưu lượng
Đồng hồ đo nhiệt độ
to
Cỏc cơ cấu và chi tiết khỏc
Ký hiệu viết tắt cỏc phần tử thuỷ lực: DIN_ISO.1219
Phần tử
thủy lực
Ký hiệu Phần tử
thủy lực
Ký hiệu
Thựng dầu B Van một
chiều
VR
Bầu lọc F Van giới hạn
ỏp lực
VD
Thiết bị đo Me Van tiết lưu VDr
Bơm P Van ngắt VA
Động cơ thủy
lực
M Van điều
chỉnh dũng
VS
Van phõn
phối
VW Bỡnh tớch ỏp Sp
Ký hiệu cỏc đầu nối của ống dẫn với cỏc van thuỷ lực:
DIN_ISO.1219
Đường nối ống Ký hiệu
Đầu nối với dầu cụng tỏc A, B
Đầu nối cho đường dầu ỏp lực từ bơm P
Đầu nối cho đường dầu hạ ỏp (hồi) T
Đầu nối cho đường dầu điều khiển Px
Đầu nối cho đường thu dầu rũ rỉ Tx
Hỡnh 2,6 là sơ đồ nguyờn lý của bàn cụng tỏc theo hỡnh 2.5
Hỡnh 2.6 là sơ đồ nguyờn lý của bàn cụng tỏc theo hỡnh 2.5 sau khi đó
được ký hiệu húa. Bơm (P) cung cấp cho hệ thống một dũng dầu khụng
đổi. Nhằm bảo vệ sự
2.5 TỔN THẤT THỦY LỰC
2.5.1 TỔN THẤT ÁP LỰC
Tổn thất ỏp lực được thể hiện ở 2 dạng:
- Tổn thất theo chiều dài ống do ma sỏt nú phụ thộc vào độ dài, đường
kớnh và vận tốc dũng chất lỏng trong ống.
- Tổn thất cục bộ do biến dạng và sự thay đổi vận tốc của dũng chất
lỏng khi nú chảy qua một số vị trớ đặc biệt của hệ thống như đường
ống bẹp, thay đổi đột ngột
Tổn thất ỏp lực thường được gọi là sức cản thủy lực. Về bản chất, tổn
thất ỏp lực chớnh là tổn thất năng lượng đó đề cập ở chương 1.
Thật vậy, dựa vào phương trỡnh Becnuli viết cho dũng chảy chất lỏng
thực trong ống tại 2 mặt cắt 1-1 và 2-2 đảm bảo điều kiện sử dụng
phương trỡnh, giả thiết ଵ ଶ ; ta cú
2,6 TRèNH TỰ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĐ THỦY LỰC
Những thụng số đầu vào cho việc thiết lập một hệ
thống thủy lực:
1, Loại chuyển động của đầu ra: Tịnh tiến, quay hay lắc.
2, Giỏ trị vận tốc, hay số vũng quay của chuyển động.
3, Hành trỡnh hay gúc quay;
4, Giỏ trị lực hay mụ men.
5, Thời gian cho một chu kỳ của chuyển động và mối liờn
hệ giữa cỏc chu kỳ của nhiều chuyển động.
6, Thụng số kớch thước của mỏy hay cơ cấu
7, Chế độ làm việc
2,6 TRèNH TỰ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĐ THỦY LỰC
Thiết lập hệ thống truyền động thủy lực cho một cụng việc xỏc
định bao gồm cỏc bước sau:
1, Tập hợp cỏc nhiệm vụ được đặt ra đối với thiết bị thủy lực thiết kế và
những yờu cầu cho cỏc nhiệm vụ này.
2, Thiết lập sơ đồ của hệ thống.
3, Tớnh toỏn và chọn sơ bộ cỏc phần tử thủy lực của sơ đồ (Dựng cỏc
phương phỏp tớnh (Toỏn học, Cơ học, sức bền, kết cấu ) để tớnh ra cỏc số
liệu cần cho thiết kế loại mỏy mà hệ thống TĐTL cần phải lắp cho nú)
4, Thiết lập tổ hợp khối cỏc van và tổ hợp kết nối.
5, Sắp xếp, liệt kờ, tổ hợp hệ thống của cỏc thiết bị thủy lực.
6, Tập hợp cỏc nhiệm vụ được đặt ra đối với thiết bị điện điều khiển
cỏc phần tử thủy lực trong hệ thống.
7, Lựa chọn, xỏc định cỏc phần tử thủy lực dựng trong hệ thống của
thiết bị, tiến tới thiết lập tủ thủy lực đảm bảo sự bền vững cho hệ
thống.
2,6 TRèNH TỰ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TĐ THỦY LỰC
Thiết lập hệ thống truyền động thủy lực cho một cụng việc
xỏc định bao gồm cỏc bước sau: (tiếp).
8, Thiết lập cỏch bố trớ cỏc đường ống dẫn dầu và cỏch lắp đặt
chỳng.
9, Liệt kờ và xỏc định, định hỡnh cỏc đoạn ống nối đảm bảo chắc
chắn và bền vững trong sử dụng.
10 Thiết lập cỏc tài liệu cần thiết cho cho hệ thống truyền động
thủy lực thiết kế như sau:
- Đặc tớnh kỹ thuật của thiết bị: Cụng suất, lực, momen, tốc độ,
ỏp suất dầu, kớch thước, trọng lượng
- Hướng dẫn lắp đặt và sử dụng thiết bị.
- Những chỉ dẫn về thử và kiểm tra thiết bị.
- Những chỉ dẫn cho việc vận hành thiết bị.
- Những bản vẽ hay cỏc thụng số của cỏc chi tiết thay thế,
những chỉ dẫn về đúng gúi.
CÁC THỨ NGUYấN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN,
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC
a) Áp lực dầu (P): 1Pa (Pascal) = 1N/m2
1MPa = 103 KPa = 106 Pa = 106 N/m2;
1MPa = 10 KG/cm2;
1 KG/cm2 = 0,1 MPa;
1 N = 1kgm/s2;
1 KG = 9,807 N; 1N = 0,102 KG;
1Bar = 100 KPa; 1 Bar = 105 N/m2 = 1 KG/cm2;
1 at (atm) = 760 mmHg ở 00C = 101,3 KPa;
1 at = 1 KG/cm2 ; 1KG/cm2=1bar;
1KG/cm2=0,1MPa; 1KG/cm2=14,2 PSI;
b) Cụng suất (N): 1 J = 1 N.m suy ra 1 W = 1J/s =
1Nm/s
1 Hp = 33000 ft. lbs/min = 550. ft. lbs/s = 746W
1 KW = 1000W = 1000J/s = 1000 N ..m/s
c) Lưu lượng (Q): Lưu lượng của chất lỏng là
lượng chất lỏng truyền đi trong 1 đơn vị thời gian
1lớt = 1dm3 = 1m3 /1000
1m3/s = 103dm3/s = 6.104 lớt/phỳt
d) Lưu lượng riờng (q): Lưu lượng riờng là lượng
chất lỏng truyền đi sau 1 vũng quay (của bơm hay
động cơ)
1 m3/vũng = 103dm3/vũng = 106cm3/vũng
CÁC THỨ NGUYấN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN,
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC
QUAN HỆ TOÁN HỌC GIỮA CÁC THễNG SỐ CƠ BẢN
Diện tớch
bề mặt
Lực
đẩy
Cụng
suất
Tốc độ
quay
Lưu
lượng
Lưu lượng
riờng
ỏp lực
dầu
Mụ men Vận tốc
Ap Tp N n Q q p M Vp
m2, cm2 KN,
N
KW,
W
Vũng/s
Vũng/ph
m3/s,
l/ph
m3/vũng
dm3/vũng
KPa,
Pa
KN.m,
N.m
m/s,
m/ph
NGUYấN Lí TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC
Vớ dụ 1.2
Tớnh kớch thước của ống hỳt và ống
đẩy của bơm cú lưu lượng là 40 l/min,
vận tốc lớn nhất của dũng chảy trong
ống hỳt là 1.2 m/s và trong ống đẩy là
3.5 m/s.
NGUYấN Lí TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC
Ống hỳt
Lưu lượng = Vận tốc trung bỡnh x Tiết diện dũng chảy
Tiết diện ống = Lưu lượng trong ống / Vận tốc dũng chảy
Lưu lượng =
=
=
40 (l/min)
40/60 (l/s)
(40/60) x 10-3 (m3/s)
[(40/60) x 10-3] / 1.2 = 0.555 x 10-3 m2 Tiết diện ống =
Gọi D là đường kớnh trong của ống hỳt
Tiết diện ống= πD2/4 = 0.555 x 10-3 m2
Suy ra
Đường kớnh nhỏ nhất của ống hỳt phải là: 0.2666 m = 26.6 mm
D = (4/π x 0.555 x 10-3)1/2
= 0.0266 m
NGUYấN Lí TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC
Ống đẩy
Đừờng kớnh cần thiết cho ống đẩy cũng
được tớnh tương tự như ống hỳt đó trỡnh
bày phần trờn.
Với vận tốc dũng chảy trong ống đẩy lớn
nhất là 3.5 m/s thỡ đường kớnh trong nhỏ
nhất của ống đẩy phải là 15.6 mm.
NGUYấN Lí TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC
Tuy nhiờn, cỏc ống dẫn dựng trong cỏc hệ thống thủy
lực được sản xuất theo tiờu chuẩn. Do vậy, cỏc kết quả
tớnh toỏn chỉ là cơ sở để dựa vào đú chỳng ta chọn cỏc
ống dẫn cú kớch thước tiờu chuẩn phự hợp với yờu cầu.
Thụng thường, kớch thước của ống dẫn tiờu chuẩn được
chọn lớn hơn so với kết quả tớnh đó tớnh toỏn.
Trong một vài trường hợp, kớch thước của ống dẫn cú thể
chọn nhỏ hơn kết quả đó tớnh toỏn. Khi đú, việc tớnh toỏn
lại cỏc thụng số dũng chảy để kiểm tra cỏc thụng số đú cú
nằm trong vựng cho phộp hay khụng là cần thiết.
NGUYấN Lí TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC
Vớ dụ, ống dẫn được sản xuất theo tiờu chuẩn cú đường kớnh ngoài
là 20 mm và chiều dày của thành ống là 2.5 mm được chọn cho ống
đẩy ở ứng dụng trờn. Sở dĩ ta chọn ống này để làm ống đẩy là vỡ
đường kớnh trong của nú là 15 mm, xấp xỉ với kết quả đó tớnh túan ở
trờn là 15.6 mm. Quỏ trỡnh tớnh toỏn ngược để kiểm tra lại như sau:
Vận tốc dũng chảy
Tiết diện ống là
= Lưu lượng trong ống / Tiết diện ống
= (π/4) x 152 mm2 = 177 mm2
= 177 x 10-6 m2
= (40 x 10-3) / (60 x 177 x 10-6) (m3/sm2) = 3.77 m/s Vận tốc dũng chảy
Như vậy, nếu dựng ống đó chọn thỡ vận tốc dũng chảy trong ống
này là 3.77 m/s, cao hơn một ớt so với yờu cầu ban đầu là 3.5 m/s.
Tuy nhiờn, nếu so sỏnh với vựng vận tốc của dũng chảy trong cỏc
ống dẫn cú ỏp để cú dũng chảy tầng là 2.1 - 4.6 m/s thỡ giỏ trị này là
thỏa món.
Hệ thống truyền động thủy lực cơ bản
W
Bơm
Xy lanh: cú nhiệm vụ chuyển năng lượng thủy lực
thành năng lượng cơ.
Van giới hạn
ỏp suất
Van điều khiển hướng
Xy lanh
Tải
Bể chứa dầu
Bơm: cung cấp lưu lượng cho hệ thống. Bơm
trong hỡnh là bơm cú thể tớch riờng cố định, nghĩa
là nú đều cung cấp một lưu lượng cố định sau
mỗi vũng quay.
Van giới hạn ỏp suất (relief valve): cú nhiệm vụ
bảo vệ hệ thống. Nếu ỏp suất hệ thống tăng đến
ngưỡng đó qui định (bởi van) thỡ van mở cho
phộp lưu lượng dư trở về bể chứa dầu.
Van điều khiển hướng: cú nhiệm vụ điều khiển
lưu chất đến vị trớ mong muốn
Hệ thống truyền động thủy lực cơ bản
W
Bơm
Van giới hạn
ỏp suất
Van điều khiển hướng
Xy lanh
Tải
Bể chứa dầu
ΔP line 1
ΔP line 2
ΔP line 3
ΔP line 4
ΔP van
Pr
Pc
ΔPline1 = mất ỏp giữa bơm và van điều khiển hướng
ΔPvan = mất ỏp qua van điều khiển hướng
ΔPline2 = mất ỏp giữa van điều khiển hướng và xy lanh
ΔPline3 = mất ỏp giữa buồng cũn lại của xy lanh và van
điều khiển hướng
ΔPline 4 = mất ỏp giữa van điều khiển hướng và bể dầu
Hiệu suất xy lanh là 0.9
Tải W = 22 250 N
Giả sử xy lanh cú đường kớnh piston là D = 100 mm, và
ti là d = 70 mm. Diện tớch piston xy lanh là:
A = πD2/4
= 3.14 x (10) /4
= 78.5 cm2
= 78.5 x 10-4 m2
2
Diện tớch của ti xy lanh là
a = πd2/4
= 3.14 x (7)2 /4
= 38.45 cm2
= 38.45 x 10-4 m2
Hệ thống truyền động thủy lực cơ bản
ΔPline1 = 3 bar ΔPline3 = 1.5 bar
ΔPline4 = 1 barΔPvan = 3.5 bar
ΔPline2 = 1 bar
Trong thời gian xy lanh đi ra, ỏp suất tại buồng chứa ti là
Pr = ΔPline3 + ΔPvan + ΔPline4
= 1.5 + 3.5 + 1
= 6 bar
Cõn bằng lực trờn xy lanh là:
0.9PcA = Pr (A - a) + W
Vậy
Pc = [Pr (A - a) + W] / 0.9A
= [6 x 105 x (78.5 – 38.45) x 10-4 + 22250]/[0.9 x (78.5 x 10-4)]
= 35.7 x 105 (N/m2)
= 35.7 bar
Áp suất tại bơm phải là:
P = Pc + ΔPline2 + ΔPvan + ΔPline1
= 35.7 + 1 + 3.5 + 3
= 43.2 bar
W
Bơm
Van giới hạn
ỏp suất
Van điều khiển hướng
Xy lanh
Tải
Bể chứa dầu
ΔP line 1
ΔP line 2
ΔP line 3
ΔP line 4
ΔP van
Pr
Pc
BÀI TẬP
Bài tập1
Độ chờnh ỏp suất trờn bơm là 100 bar, và lưu lượng bơm cung cấp là 60
l/min. Xỏc định cụng suất tối thiểu để kộo bơm. Giả thiết rằng hiệu suất hệ
thống là 100%.
Bài tập 2
Do một số lý do ta khụng biết được lưu lượng của bơm, và đồng hồ
đo lưu lượng cũng khụng thể lắp vào hệ thống. Một xy lanh khụng tải
cú thể dựng để xỏc định một cỏch gần đỳng lưu lượng của bơm. Xy
lanh cú hành trỡnh là 203 mm. Thời gian đi ra hết hành trỡnh là 2.4 s.
Xỏc định lưu lượng bơm cấp cho xy lanh.
BÀI TẬP
BơmVan giới hạnỏp suất
Van điều khiển hướng
Xy lanh
Bể chứa dầu
P2
P1
Cennitec
Mạch thủy lực đơn giản được trỡnh bày
trong hỡnh bờn. Trong lỳc xy lanh đi ra
khụng tải, cỏc ỏp suất đo được như
sau:
P1 = 10 bar
P2 = 8 bar
Xy lanh cú đường kớnh piston là 38 mm, và
đường kớnh ti là 15.8 mm. Tớnh lực cản bờn
trong xy lanh khi xy lanh đi ra. Lực cản này
là lực cần để thắng ma sỏt giữa cỏc bạc
làm kớn của piston và ti với vỏ xy lanh
Bài tập 3
BÀI TẬP
ΔPline1
ΔPline2 ΔPline3
ΔPline4
ΔPDVC
ΔPM
Bài tập 4
ΔPline1 = Mất ỏp từ bơm đến van điều khiển hướng (VDC)
= 2.5 bar
ΔPVDC = Mất ỏp trờn điều khiển hướng (VDC)
= 2.2 bar
ΔPline2 = Mất ỏp từ van điều khiển hướng (VDC) đến động
cơ thủy lực
= 0.5 bar
ΔPM = Độ chờnh ỏp trờn động cơ thủy lực
ΔPline3 = Mất ỏp từ động cơ đến van điều khiển hướng
(VDC)
= 0.75 bar
ΔPline4 = Mất ỏp từ van điều khiển hướng (VDC) đến bể
chứa dầu
= 1 bar
Van giới hạn ỏp suất được nối ngay ngừ ra của bơm. Động
cơ thủy lực cú thể tớch riờng là 37.7 cm3/rev và cung cấp
mụ-men là 1225 Nm. Cần cài đặt cho van giới hạn ỏp suất
ở giỏ trị bao nhiờu?
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bai_giang_truyen_dong_thuy_luc_va_khi_nen_chuong_ii_dai_cuon.pdf