Xemtailieu bai tap ki thuat thuy luc khi nen

--- Mục ích của bình tích áp trong mạch thủy lực trên: khi piston kẹp chặt chi tiết trong 1 thờigian dài thì không cần hoặc cần 1 lưu lượng rất ít ể duy trì trạng thái kẹp, khi ấy thì bì

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 12 – 2012

BÀI TẬP VỀ NHÀ 5



1 Ví dụ 3.5 (trang 77) sách Power Hydraulics:

Tỷ số hiệu suất của mạch iều khiển dòng “meter in” và “meter out”

Một xylanh tác dụng một áp lực 100kN và áp lực lùi lại là 10kN Xét ảnh hưởng của việcchọn phương pháp ến việc iều chỉnh vận tốc tiến Trong các sự lựa chọn, vận tốc lùi về là

5m/ph Áp suất lớn nhất của bơm là 160bar và tổn thất áp suất lần lượt là: Qua bộ lọc = 3 bar Qua van phân phối = 2 bar

Qua van iều chỉnh lưu lượng = 10 bar

Qua van 1 chiều = 3 bar

a) Áp suất lớn nhất trong xylanh là:

160 – 3 – 2 = 155 bar

Để cân bằng với áp suất tác ộng trở lại của xylanh là 2 bar cần áp suất 1 bar của dòng lưuchất tác ộng lên pít tông cuối hành trình (do tỷ lệ diện tích làm việc là 2:1) Do ó áp suất vượtqua tải lúc cuối hành trình là: 155 – 1 = 154 bar Diện tích xy lanh:

Áp suất trong xylanh lúc lùi về:

10 × 103 6 𝑁𝑁/𝑚𝑚2 = 25𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏

𝑃𝑃 = 4 × 10−3 = 2.5 × 10(i) Áp suất ở bơm ở hành trình i:

Áp suất tổn thất qua van phân phối B qua T là 2bar × 0.5 = 1 bar

Áp suất tác dụng lên tải ở hành trình i = 127 bar

Áp suất tổn thất qua van phân phối P qua A = 2 bar

Áp suất tổn thất qua bộ lọc = 3 bar

Áp suất yêu cầu của bơm hành trình i = 133 bar

Áp suất cài ặt trên van giới hạn áp suất là: 133 + 133×10% = 146 bar

(ii) Áp suất yêu cầu của bơm hành trình = (2×2) + 25 + 2 + 5 = 34 bar

c) Hiệu suất mạch:

𝑛𝑛ă𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑙𝑙ượ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑡𝑡á𝑐𝑐 𝑑𝑑ụ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑙𝑙ê𝑛𝑛 𝑡𝑡ả𝑡𝑡

𝑄𝑄 × 𝑃𝑃 20 × 127𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = 𝑄𝑄𝑝𝑝 × 𝑃𝑃𝑝𝑝 = 20 × 133 = 0,955 = 95.5%

Trường hợp 2: Dùng mạch iều chỉnh lưu lượng “meter in” với vận tốc tiến là 0.5m/ph

Từ trường hợp 1 ta ược:

Diện tích xylanh = 7.85x10-3 m2 Diện

tích vành khăn = 4x10-3 m2

Áp suất tải lúc i tới: 127 bar Áp

suất tải lúc lùi về: 25 bar

Lưu lượng bơm: 20 l/ph

Lưu lượng cần cho hành trình i:

7.85×10-3 ×0.5 = 3.93×10-3 m3/ph = 3.93 l/ph Ápsuất yêu cầu của bơm lúc lùi về:

Kích thước xylanh, áp suất tải, lưu lượng và thông số bơm như 2 lựa chọn trên

Áp suất yêu cầu của bơm lúc lùi về:

Mạch “meter out” có hiệu suất cao hơn mạch “meter in”

Lưu lượng cần cho mạch là 3.93 l/ph

Lưu lượng dư ra là 20 – 3.93 = 16.07 l/ph ược xả ra van giới hạn áp suất 152 bar

Áp suất tác dụng lên xylanh là 152 – 3 – 2 = 147 bar

P = 264 bar

Hiệu suất tiến:

3.93 × 6.4𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = 20 × 152 = 0,0083 = 0.83%

Hầu như tất cả công suất ầu vào ều bị hao phí nhiệt khi qua van tràn và van tiết lưu

2 Ví dụ 3.6 (trang 91) sách Power Hydraulics:

Sơ ồ ược trình bày như hình 3.44 Xác ịnh tốc ộ và lực lớn nhất:

- Trong quá trình óng khuôn

- Trong quá trình ép chặt

- Trong hành trình ép cuối

Bỏ qua áp suất trong các phần tử Lưu lượng của các moto thủy lực là 20,5 và 5 cm 3 /vòng

(i) Hành trình óng khuôn (kích cuộn C)

Lưu lượng vào xy lanh = 10 l/phút

Tốc ộ quá trình óng khuôn = 10.10 −3 = 0,25 m/phút

0,04Lực lớn nhất của quá trình = 70.105.0,04 = 280000 N = 280 kN

(ii) Quá trình ép chặt (kích cuộn A và C)

Lưu lượng vào xy lanh = 10 = 3,3 l/phút

Tốc ộ quá trình óng khuôn = 3,3.10 −3 = 0,083 m/phút

0,04

Áp suất lớn nhất của quá trình =70 = 210 bar

Lực lớn nhất của quá trình ép chặt = 210.105.0,04 = 840000 N = 840 kN

(iii)Gia oạn cuối của quá trình ép

Lưu lượng vào xy lanh = 10 = 1,67 l/phút Tốc

- Mạch có thể cài ặt áp suất an toàn ở 2 cấp 300 bar hoặc 100 bar Khi không kích cuộn A thìmạch ược giới hạn áp suất ở 100 bar Khi kích cuộn A thì áp suất an toàn ược cài ặt ở 300bar Vì vậy với hành trình i ra áp suất giới hạn ở 300 bar, khi lui về áp suất giới hạn ở 100bar từ ó ta có khi hành trình i ra tải lớn hơn nhiều so với tải khi lui về, việc sử dụng hệ thốngnhư vậy sẽ ảm bảo mất mát năng lượng qua van an toàn là nhỏ

A.1.12: Sửa lỗi trong mạch và xác ịnh thứ tự hoạt ộng của các xylanh:

a Khi cuộn 1 ược kích

b Khi cuộn 2 ược kích

- Sai ở cụm van tuần tự, thay thế cụm trong bài bằng cụm như hình sau:

a Khi cuộn 1 ược kích iện:

Pittông của xy lanh A lui về trước sau ó ến cuối hành trình thì pittông của xylanh B tiến ra.Van tuần tự có tác dụng

b Khi cuộn 2 ược kích iện:

Pittông của xy lanh B lui về trước sau ó ến cuối hành trình thì pittông của xylanh A tiến ra.Lúc này van tuần tự không có tác dụng

Tác dụng của van giảm áp C: do nhánh B có áp suất hoạt ộng nhỏ hơn áp suất trong mạch

A1.13: Cho mạch thủy lực, hãy giải thích hoạt ộng của mạch và tính toán áp suất cài ặt trênvan an toàn Biết tải 10 tấn, ường kính xy lanh là 100mm

- Nếu van phân phối ược kích cuộn dây ở bên trái thì tải ược nâng lên; kích cuộn bên phải thì

hạ tải nhưng dòng dầu ược qua van tiết lưu nên tốc ộ hạ tải ược iều khiển tùy vào van tiếtlưu Còn khi ở trạng thái giữa thì tải ược giữ lại nhờ hệ thống van 1 chiều

Tính toán áp suất cài ặt cho van xả tải của hệ thống:

Diện tích tác ộng của dòng dầu khi nâng tải:

Áp suất cài ặt ở van xả tải:

Cho mạch thủy lực như hình Giải thích tính năng của mạch trên? Tại sao dùng van phânphối 2 cuộn dây lại tốt hơn dùng van phân phối 1 cuộn dây ể thiết lập trạng thái cho van A.Kiểu chuyển ổi trạng thái của van trên là gì? Nếu thể tích riêng là 25ml/vòng và van chỉnhlưu ược cài ặt ở giá trị thấp thì tốc ộ lý thuyết cực ại của motor là bao nhiêu

A1.15:Cho mạch thủy lực như hình

Mạch ược iều khiển bằng tay dùng ể kẹp chi tiết mục ích của bình tích áp trên là gì?

Nếu van an toàn cài ở áp suất 200bar thì áp suất ở bình tích áp là bao nhiêu?

- Mục ích của bình tích áp trong mạch thủy lực trên: khi piston kẹp chặt chi tiết trong 1 thờigian dài thì không cần hoặc cần 1 lưu lượng rất ít ể duy trì trạng thái kẹp, khi ấy thì bình tích

áp làm nhiệm vụ bổ sung lưu lượng ấy ể chi tiết vẫn ược kẹp chặt Áp suất cài ặt của bìnhtích áp:

Pbinh=(0,7:0,9).Plam việc= (0,7:0,9).200=140:180 bar

A1.16: Cho sơ ồ thủy lực như hình, hãy giải thích mạch Van chỉnh lưu lượng trong sơ ồ

dùng ể làm gì

- Giải thích hoạt ộng: Khi áp suất hệ thống chưa ạt ến áp suất làm việc thì bơm tiếp tục bơmdầu lên tới hệ thống, khi ạt ến áp suất làm việc thì van tràn mở hoàn toàn cho dầu trả về bể,van A dùng ể xả dầu ở bình tích áp Khi van xả tải, áp suất của hệ thống ược duy trì nhờ bìnhtích áp

Van chỉnh lưu dùng ể ổn ịnh lưu lượng vào hệ thống, từ ó ổn ịnh tốc ộ cho hệ thống Giá trịcủa van A phải nhỏ hơn 200 bar

A1.17: Một xylanh cần thiết ể nâng cao tốc ộ ban ầu nhưng với một chế ộ tải trọng thấp Khi

ó công tắc giới hạn chuyển ổi hoàn tất với tốc ộ thấp và tải trọng lớn Hãy giải thích bằngcách nào mà mạch thủy lực này có thể làm ược iều ó Tại sao lại có 2 bình tích áp ược sửdụng? Mục ích của công tắc áp suất P?

Mạch thủy lực có thể làm ược iều như trên là do:

Lúc ầu khi lưu lượng ược cấp từ bơm lên thì áp sẽ ược tích lũy vào bình tích áp A và B Khithay ổi trạng thái của van iều khiển hướng thì ầu ẩy của piston bắt ầu di chuyển qua phải, khi

ầu ẩy piston chưa chạm vào nút ẩy của công tắc áp suất trên thì piston chuyển ộng chậm,nhưng khi ầu ẩy của piston bắt ầu chạm vào nút ẩy của công tắc áp suất trên thì van trạng tháitại bình tích áp B sẽ chuyển trạng thái (do khi nút ẩy của công tắc áp suất bị ẩy xuống thìmạch kín,do ó sẽ cấp iện cho cuộn solenoid tại van iều khiển hướng tại bình tích áp B làmcho áp suất trong bình ược dùng ể ẩy piston) làm cho ầu ẩy của piston sẽ chuyển ộng nhanhhơn Sau ó, nếu ta ổi trạng thái của van iều khiển hướng sang trạng thái ối diện thì piston sẽchuyển ộng ngược lại với tốc ộ nhanh, nhưng khi cần ẩy của piston không còn tác dụng lênnút ẩy của công tắc áp suất trên nữa thì sẽ làm cho van iều khiển hướng tại bình tích áp Bchuyển về trạng thái ban ầu, lúc này áp lại ược dùng ể cấp thêm cho bình tích áp B nên sẽlàm cho piston di chuyển chậm lại

- Trong mạch có sử dụng 2 bình tích áp vì:

+ Bình A: dùng ể giữ cho áp suất trong ường dầu chính ược ổn ịnh

+Bình B: dùng ể kết hợp với công tắc áp suất phía trên tác ộng làm thay ổi tốc ộ chuyển ộngcủa piston

- Mục ích của công tắc áp suất P: công tắc áp suất P có tác dụng iều khiển trạng

thái hoạt ộng của van iều khiển trạng thái trong cụm van xả tải thông qua việc cấp

-

Vì tải trọng quán tính lớn và chạy với tốc ộ cao nên chỉ với một bơm thể tích cùng với một

mô tơ thủy lực thì không ủ áp ứng cho tác ộng làm giảm tốc ộ của tải Do ó cần thay bơm thểtích ban ầu bằng 2 bơm thể tích giống nhau ể tăng lưu lượng cho mạch và tăng 1 mô tơ thủylực ban ầu bằng 2 mô tơ thủy lực giống nhau ể tăng khả năng tác ộng, ồng thời giúp cân bằngcho hệ thống

A1.19: Mục ích của phần tử van iều khiển hướng 3 vị trị, 3 cửa trong mạch truyền ộng thủy

lực này là gì? Các van tràn có liên quan ược cài ặt phù hợp là gì?

-

Mục ích của van iều khiển trạng thái 3 cửa, 3 vị trí là: khi lưu lượng dầu do bơm 2 chiều cólưu lượng riêng thay ổi cấp cho mạch mà ở hai nhánh của bơm có lưu lượng khác nhau thìbên nhánh có lưu lượng lớn hơn sẽ làm cho áp suất trong nhánh ó cao hơn,do ó làm cho van 3cửa 3 vị trí sẽ chuyển sang trang thái sao cho ường dầu ở nhánh kia sẽ thông với van tràn ể về

bể thông qua van 3 cửa 3 vị trí này

Các van tràn ược dùng hợp lý trong mạch:

-Van tràn 1( ược cài 5 bar): ược gắn với ường dầu do bơm 1 chiều lưu lượng riêng cố ịnh ể xảtải ban ầu cho mạch ồng thời cấp lưu lượng ều cho cả 2 nhánh của bơm 2 chiều có lưu lượngriêng thay ổi ược

-Van tràn 2( ược cài 250 bar): có tác dụng xả dầu về van tràn 1 ồng thời cấp thêm lưu lượngcho 2 nhánh của mạch thủy lực khi áp suất trong mạch vượt quá 25 bar -Van tràn 3: có tácdụng xả dầu về bể khi van 3 cửa 3 vị trí thay ổi vị trí

A.1.20: Hệ thống thủy lực này chịu áp lực rất lớn khi các van iều khiển hướng chuyển trạng

thái.Hãy ề nghị sửa ổi ể khắc phục giảm bớt áp lực này

Để giảm áp lực cho van iều khiển hướng khi chuyển trạng thái thì thay vì dùng 2 bơm 1 chiều

có lưu lượng riêng cố ịnh thì ta dùng 1 bơm 1 chiều có lưu lượng cố ịnh (bơm chính cấp dầucho mạch) và 1 bơm 2 chiều có lưu lượng thay ổi (lưu lượng cấp cho 2 nhánh khác nhau).Khi

ó muốn giảm áp lực cho van iều khiển hướng thì ta chỉ cần thay ổi lưu lượng cấp cho 2 nhánhsao cho phù hợp là ược

Van phân phối: 𝑄𝑄 = 6 10−7√∆𝑃𝑃

Van tràn: Áp suất mở = 6 Mpa Áp suất thông = 0

Công suất tổn thất qua van phân phối Công suất

tổn thất qua van tiết lưu Lưu lượng thực của bơm

-

Lưu lượng thực của bơm:

𝑄𝑄𝑝𝑝 = 𝜂𝜂𝑣𝑣𝑉𝑉𝑛𝑛𝑛𝑛 = 0,95.25 10−3 1000 =23,75 𝑙𝑙 𝑝𝑝ℎ⁄

Hình 5.49 (trang 176) sách Fluid Power Engineering:

- Gọi tên: Van một chiều (van lò xo nạp vận hành trực tiếp)

Ký hiệu:

- Giải thích hoạt ộng: áp suất ngõ A tác ộng lên contrượt chính, khi áp suất lớn thắng lực lò xo ẩy con trượtdịch chuyển, lưu chất chảy qua con trượt tới B

Hình 5.51 (trang 177) sách Fluid

600600

𝐹𝐹 𝐷𝐷

- Giải thích hoạt ộng:

Van cho phép chất lỏng chảy theo một hướng từ A ến B và con trượt iều khiển cho phép ảongược chiều lưu chất từ B về A Theo hướng từ B về A con trượt chính và con trượt 5 ứngyên bởi lò xo và áp suất cài ặt Khi áp lực tác ộng trên ường iều khiển ủ lớn ẩy con trượtchính dịch chuyển sang phải Con trượt 5 mở lưu chất chảy từ B sang A

- Sơ ồ ứng dụng:

Hình 5.53 (trang 178) sách Fluid Power Engineering:

- Gọi tên: Van một chiều có iều khiển

Hình 5.57 (trang 180) sách Fluid Power Engineering:

- Gọi tên: Van tiết lưu

- Gọi tên: Van tiết lưu một chiều

- Ký hiệu:

Cấu tạo giống van ở hình trên nhưng khác ở chổ là có thêm van một chiều Tiết lưu chiều từphải sang trái, chiều còn lại là chiều tự do Chiều tiết lưu hoạt ộng giống van ở hình phíatrên Chiều tự do qua van một chiều gồm con trượt (5) ược giử bởi lò xo (6)

- Sơ ồ ứng dụng:

Khi nâng tải dầu qua van 1 chiều cấp vào xilanh ể nâng tải

Khi hạ tải dầu qua van tiết lưu ể giảm lưu lượng nhằm mục ích tránh va ập

Hình 5.59 (trang 181) sách Fluid Power Engineering:

- Nguyên lý hoạt ộng:

Phương trình cân bằng lực tác dụng lên lên con trượt: P1Ac = P2Ac + Flx

Khi áp suất tại ngỏ ra P1 tăng có nghĩa là P1Ac > P2Ac + Flx con trượt dịch xuống làm giảm tiếtdiện lưu thông Khi ó P2 tăng lên, cho ến khi trạng thái cân bằng mới ược thiết lập Tương tựkhi áp suất P1 giảm lên thì con trượt dịch chuyển lên làm tăng tiết diện lưu thông, P2 giảm cho

ến khi trạng thái cân bằng mới ược thiết lập Van dùng ể ổn ịnh lưu lượng vào xilanh

Hình 5.63 (trang 185) sách Fluid Power Engineering:

- Gọi tên: Van iều khiển lưu lượng song song áp suất bù

Tỷ lệ dòng chảy liên tục nếu chênh lệch áp suất qua van lớn hơn giá trị cài ặt trước ΔPt Cácbơm áp lực cao hơn so với áp lực tải, P1 = P2 + ΔPt, với ΔPt =4÷10 bar

Hình 5.67 (trang 188) sách Fluid Power Engineering:

-Gọi tên: Van con trượt chia lưu lượng

- Giải thích hoạt ộng:

Van bao gồm các bộ phận chính là: thân van(1),con trượt(2), và lò xo (3) Dòng chảy vàocổng (P) ược chia thành hai dòng chảy Các lò xo và áp lực giữ cho con trượt kiểm soát ở vịtrí giữa Bất kỳ dòng chảy chênh lệch tỷ lệ lưu lượng từ bất kỳ hai cửa ra (A hoặc B) tạo một

sự khác biệt áp suất Kết quả sự chênh lệch áp suất ể tăng vận tốc các nhánh của dòng chảy.Kết quả là, trong trạng thái ổn ịnh,tỷ lệ lưu lượng dòng chảy cả hai cửa còn lại thực tế bằngnhau

6 Giải thích hoạt ộng của những sơ ồ thủy lực cho trong những hình sau:

Hình 5.52: Ví dụ ứng dụng van một chiều có iều khiển ể khóa vị trí xy lanh

6

2 3

4

1

Stt Ký hiệu Công dụng

1 Bơm một chiều lưu lượng riêng cố ịnh Cung cấp lưu lượng cho mạch thủy lực

2 Bộ lọc kết hợp van một chiều Lọc sạch dầu cho mạch, và trong trường hợp bộ lọcbị nghẹt thì dầu qua van một chiều i về bể

3 Van tràn Cài ặt áp suất làm việc lớn nhất cho mạch

4

Van phân phối 4 cửa, 3 vị trí ,

iều khiển bằng lò xo và cuộn

dây

Dùng ể phân phối chất lỏng vào buồng trên hoặcbuồng dưới của xy lanh 7, và cho chất lỏng từbuồng trên vào buồng dưới trở về bể tùy theo vị trí

5 Van một chiều có iều khiển Giữ tải, khóa vị trí xi lanh

6 Van tiết lưu một chiều Tiết lưu theo một chiều

7 Xy lanh tác ộng kép Dùng ể tạo lực tác ộng vào vật

ti của xy lanh 7 làm cho xy lanh 7 di chuyển ẩy vật lên trên

- Nếu không kích hoạt nữa, ể van phân phối 4 về vị trí giữa, cửa A, B và T thông vớinhau Buồng trên và buồng dười xy lanh ều thông với bể, nhưng van một chiều 5 sẽ khóaường dầu về, không cho xy lanh tuột xuống, giữ vật ở trêncao Đường iều khiển thông vớicửa B và thông với bể nên không có áp ở ường iều khiển của van một chiều 5

- Nếu trạng thái bên trái của van phân phối 4 ược kích hoạt thì sẽ nối buồng dưới xylanh với bể và buồng trên xy lanh với dầu từ bơm Ban ầu do áp chưa ủ lớn, ngõ iều khiễncủa van một chiều 5 chưa ủ lực nên xy lanh vẫn chưa i xuống ược Chỉ khi nào áp suất dầutrong mạch ạt ến giá trị ược cài ặt ở cửa iều khiển của van một chiều 5 thì van một chiều 5mới cho dầu i qua, khi ó xy lanh mới di chuyển xuống ưa vật trở về vị trí ban ầu

Hình 5.62 (trang 184) sách Fluid Power Engineering:

Stt Ký hiệu Công dụng

1 Bơm một chiều lưu lượng riêngcố ịnh Cung cấp lưu lượng cho mạch thủy lực

2 Bộ lọc kết hợp van một chiều Lọc sạch dầu cho mạch, và trong trường hợp bộ lọcbị nghẹt thì dầu qua van một chiều i về bể

3 Van tràn Cài ặt áp suất làm việc lớn nhất cho mạch

4

Van phân phối 4 cửa, 3 vị trí ,

iều khiển bằng lò xo và cuộn

dây

D̀ùng ể phân phối chất lỏng vào buồng trên hoặcbuồng dưới của xy lanh 6, và cho chất lỏng từbuồng trên vào buồng dưới trở về bể tùy theo vị trí

5 Van ổn tốc Điều chỉnh lưu lượng không ổi

6 Xy lanh tác ộng kép Dùng ể tạo lực tác ộng vào vật

di chuyển từ phải sang trái

- Nếu không kích hoạt nữa, ể van phân phối 4 về vị trí giữa, 4 cửa A, B, P và T bị khóa.Tải ược giữ tại vị trí bên phải

- Nếu trạng thái bên trái của van phân phối 4 ược kích hoạt thì sẽ nối buồng khôngchứa ti của xy lanh với bể và buồng chứa ti của xy lanh với dầu từ bơm Nhờ áp suất dầu sẽ

ẩy xy lanh di chuyển sang trái, ưa vật trở về vị trí ban ầu Do trên ường về dầu i qua van mộtchiều của van ổn tốc 5, nên không có tác dụng iều chỉnh lưu lượng Do vậy vận tốc xy lanhkhông ổn ịnh, phụ thuộc vào lưu lượng dầu và bơm

BÀI TẬP VỀ NHÀ 6



1 Ví dụ 4.1 (trang 128) sách Power Hydraulics:

Một xy lanh kiểu lưu lượng Có ường kính ti là 65mm ược cấp nguồn bởi 1 bơm tay lưu

lượng 5ml cho hành trình kép Áp suất lớn nhất của mạch là 350bar a) Vẽ sơ ồ biểu diễn xy

lanh, bơm và van

b) Tính số hành trình kép cần cho ti i ược 1 khoảng 50mm

c) Tính toán tải lớn nhất xy lanh nâng ược

- a) Sơ ồ biểu diễn:

b) Thể tích chuyển vị của ti bằng thể tích của chất lỏng qua xy lanh

Gọi d: ường kính ti

Cho một xy lanh ống lồng 3 bậc Được dùng làm mui che của xe tải.Khi xe tải ầy hàng thì xylanh chịu lực 4000 kg ở mọi iểm trên hành trình Đường kính ngoài của 3 bậc là 60, 80,100mm Nếu bơm cung cấp cho xy lanh có lưu lượng là 10 l/ph Tính vận tốc i ra và áp suất

yêu cầu cho mỗi cấp của xy lanh khi mui xe ầy hàng

(i) Cấp thứ nhất:

- Mạch cầu làm tốc ộ dòng chảy giống nhau trong mỗi hướng của dòng chảy, có thể dễ dàngiều chỉnh và có thể ược sử dụng ể kiểm soát lưu lượng dòng chảy

- Một cải tiến ể mạch cầu có thể hoạt ộng như một van khóa an toàn kiểm tra rò rỉ Được thựchiện bằng cách áp dụng một tín hiệu ngõ vào tại iểm C thông qua một van kiểm tra Áp suấtcao hơn so với A và B sẽ làm khóa van phân phối Va và Vb và chặn bất kỳ dòng chảy từ Ahoặc B Van áp lực bồi thường vẫn hoạt ộng, làm giảm khả năng tăng áp khi khởi ộng lạiộng cơ (Lưu ý rằng dòng chảy từ các nguồn tín hiệu khóa ược vượt mức cho phép các van

- Nguyên tắc ược thể hiện trong mạch hình 3.39 Khi cả A và B không hoạt ộng thì piston bịkhóa, A hoạt ộng => lùi iều khiển tiết lưu ường ra, có thể B hoạt ộng i ra (meter in) hoặc A

và B cùng i ra

4 Gọi tên, Vẽ ký hiệu, Giải thích hoạt ộng các nhóm van trong các files “F_1.pdf” và

“F_2.pdf” Vẽ sơ ồ thủy lực một ứng dụng các nhóm này

Dòng chảy tự do ược phép từ 2 ển 1, bất kể van iều chỉnh, khi áp lực lớn hơn lực lò xo củavan một chiều, lưu chất chảy từ 2 sang 1 - Sơ ồ ứng dụng:

Van tiết lưu một chiều giúp nâng tải tự do và hạ tải chậm, ảm bảo an toàn

• File “F_2.pdf”:

- Gọi tên: van tiết lưu iều chỉnh ược có ưu tiên (DF-FCQ)

- Ký hiệu:

- Giải thích hoạt ộng:

Van DF-FCQ cho phép bù áp suất nhờ dòng dầu từ ngõ 3 ến ngõ 1 bằng cách iều chỉnh ápsuất ở cửa 3 hiện tại Dòng dư i qua ngõ 2 về bể Van cho phép ộ chênh áp suất ở ngõ ra vàngõ vào là hằng số

- Sơ ồ ứng dụng: chia lưu lượng cho từng môtơ thủy lực theo thứ tự ưu tiên A, B, C

5 Gọi tên, giải thích hoạt ộng, vẽ symbol chi tiết, vẽ 1 sơ ồ thủy lực ứng dụng (giải thích hoạt ộng của sơ ồ) kết cấu van trong hình 5.47 (trang 174) sách

Fluid Power Engineering - Gọi tên: Van phân phối tác ộng gián tiếp

Nguyên lý hoạt ộng:

- Van cấu tạo gồm 2 phần: phần van chính (1) và phần iều khiển (4) Phần van iều khiển ượciều khiển bằng cuộn solenoids, phần van chính ược tác ộng nhờ vào tín hiệu dầu do van iềukhiển dẫn ến

- Tín hiệu dầu vào theo ngõ (7) ến van iều khiển Nếu ở trang thái cân bằng (không kích cuộndây) thì dầu khiển từ ngõ (7), buồng (6), buồng (8) xả về bể qua ngõ T

- Khi kích cuộn dây a con trượt (10) dịch sang phải, dầu từ ngõ (7) ến buồng (6) tác dụng lựclên con trượt chính Làm cho con trượt chính dịch chuyển sang trái → P thông A Ngược lạinếu kích cuộn dây b thì P thông B Ở trạng thái con trượt chính cân bằng thì ngõ P bị chặn

- Van dùng ể khuếch ại tính hiệu iều khiển, dùng ở những mạch thủy lực có lưu lượng lớn, ápsuất cao

Sơ ồ ứng dụng:

- Sơ ồ dùng van 4 ngõ 3 trạng thái iều khiển gián tiếp

- Dùng ổi chiều motơ thủy lực

6 Appendix 5B (trang 198): Modeling and Simulation of a Direct-Operated

Relief (mô hình hóa và mô phỏng van giới hạn áp suất tác ộng trực tiếp: Phần lý

Hình 5B.1Cấu tạo và hoạt ộng của van:

Hình 5B.1 cho thấy một nghiên cứu về hoạt ộng của van iều khiển trực tiếp.Van bao gồmmột con ội (hay ầu côn) số 2, ược gắn cứng với ầu giảm sóc số 1, con ội này ược gắn với lò

xo có ộ cứng krv, ầu côn này bị chịu áp lực do ường iều khiển x0 tác dụng.Khi van chưa hoạtộng thì các thông số ban ầu là krv và x0 , ẩy con ội ậy kín than van lại.Khi bơm dầu thì lực

do dầu ược bơm lên sẽ tác dụng lên mặt nghiêng của con ội một lực là FSR Khi áp lực dầu Pược tăng lên thì chất lỏng sẽ chảy vào buồng giảm sóc thông qua các kẽ hở ở hai bên ầu giảmsóc với lưu lượng Qd Lúc này áp lực Pd tăng lên và tác dụng lên ầu giảm sóc và ẩy con ội ralàm mở van ể dầu thoát ra bể.Khi van óng lại, thì áp lực P ầu vào của buồng van không tácdụng lực nào lên trục của các bộ phận truyền ộng Tuy nhiên, khi con ội mở thì diện tích con

ội ở ầu vào của áp lực là Ap (xem hình 5A.1 và 5A.2) sẽ trở nên ít hơn so với diện tích vùnggiảm sóc Ad Áp lực P sẽ tác ộng lên vùng diện tích (Ap – Ad) bên trái

Bỏ qua các phản lực, chuyển ộng của ống giảm sóc và con ội ược iều chỉnh bởi lực và áplực.Khi áp lực Pd.Ad vượt quá lực krvx0 thì sẽ ẩy con trược làm cho dầu từ ầu vào quá van

ra bể với một áp lực là P.Sự sai lệch của áp lực Pd ối với việc giải phóng mặt phẳng bố tríhình tròn, các cổng ầu vào và các buồng giảm sóc.Van tràn ược ược kết nối với ường dầu vàmột bơm quay lưu lượng riêng không ổi.Bỏ qua van tiết lưu ở dòng phân phối máy bơm ểkiểm soát tải

Mô hình toán học:

Các hoạt ộng của van ược mô tả bởi tập hợp các mối quan hệ toán học.Hiệu quả củacác ường dây truyền tải ược bỏ qua và áp lực cản trở PT = 0

Điều chỉnh tiết lưu diện tích ầu con ội:

Các biểu thức toán học sau ây ứng với diện tích mặt làm việc con ội AP , áp lực P vàdiện tích vùng tiết lưu At , ã ược rút ra trong bài tập ứng dụng 5A.1

Phương trình chuyển ộng của con ội:

Vị trí lực tác ộng:

Quá trình dịch chuyển của con ội ể óng cửa ược giới hạn về mặt cơ học.Khi ạt ến mức

ộ nào ó, thì sẽ có một lực tác ộng ở vị trí chịu tác ộng của lực ẩy lò xo và lực ẩy của

hệ thống giảm sóc.Hai lực tác ộng này ược xác ịnh thông qua ộ cứng lò xo ks và hệ sốgiảm xóc Rs :

Lưu lượng ược giải phóng thông qua xuyên tâm và ống giảm xóc:

Lưu lượng qua van chỗ con ội:

Phương trình liên tục áp dụng cho buồng giảm xóc:

Bơm lưu lượng:

Lưu lượng qua van rẽ nhánh:

Phương trình liên tục áp dụng cho các dòng thoát của bơm:

Mô phỏng máy tính:

Từ phương trình 5B.1 ến phương trình 5B.10 mô tả quá trình làm việc tĩnh và ộng của

hệ thống ang nghiên cứu.Những phương trình này ã ược sử dụng ể phát triển một

cũng ồng nghĩa với việc tăng áp lực è.Điều này cũng mang lại ặc iểm của bơm

Hình 5B.2

Hình 5B.3 Giao iểm của ường cong này với các dòng ặc iểm của van tràn cho thấy những iểmhoạt ộng ở nơi có áp lực gây nứt

Trong các tài liệu thương mại, ặc iểm tĩnh của van tràn ược vẽ với tốc ộ dòng chảy ởtrên trục ngang P(Q).Điều này theo mối quan hệ nhân quả nếu giả ịnh rằng các biến

ộc lập theo tỷ lệ dòng chảy

Đáp ứng sự quá ộ:

Phản ứng thoáng của van ược tính toán cho việc óng cửa diện tích khu vực tác ộng Atv

của van rẽ nhánh.Các tính toán ược lặp i lặp lại cho các giá trị khác nhau, thông quaviệc giải phóng hình tròn của phần giảm xóc

Trong phản ứng thoáng áp lực dầu vào van ược tính toán và ghi lại như hình 5B.4.Cáckết quả mô phỏng ghi lại cho thấy việc giải phóng mặt phẳng bố trí hình tròn có ảnhhưởng áng kể tới hoạt ộng của van.Nếu ộ thông nhỏ hơn, thì tốc ộ dòng chảy vàobuồng giảm xóc và áp lực sinh ra trong buồng này bị trì hoãn làm cho con ội phải mấtmột thời gian dài hơn ể mở và kết quả sẽ tạo áp lực lớn hơn.Đối với loại có ộ thônglớn thì hiệu quả giảm xóc sẽ làm suy yếu dao ộng áp lực, duy trì trạng thái ổn ịnh của

hệ thống

Một giá trị tối ưu của việc giải phóng ộ thông của hình tròn ược ước tính bằng cáchtính toán phân tích thời gian tuyệt ối (ITAE) ược xác ịnh bởi phương trình 5B.11

Hình 5B.4 Tiêu chí lỗi là phù hợp nhất với các hệ thống hoạt ộng với trạng thái lỗi ổn ịnh hoặcdao ộng duy trì

Các biến thể của việc tách rời của lỗi thời gian tuyệt ối (ITAE) , việc giải phóng mặt

bố trí hình tròn ược vẽ trong hình 5B.5.Con số này cho thấy một mặt giải phóng tốithiểu từ 35 ến 60 mm xuyên tâm của sản phẩm ITAE.Các phản ứng tạm thời của van

áp lực ể óng cửa van rẽ nhánh, giải phóng mặt bố trí hình tròn 55 mm, ược tính toán

và vẽ trong hình 5B.6.Con số này cho thấy, thời gian giải quyết trong vòng 15 ms và

tỷ lệ vượt quá tối a ược giảm áng kể