Bai Giang May Thuy Luc The Tich_20210311.Pdf

No Slide Title TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN MÁY & TỰ ĐỘNG THỦY KHÍ MÁY THỦY LỰC THỂ TÍCH Bài giảng Giảng viên Trần Khánh Dương CHƯƠNG I ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY THỦY LỰC 1 1 Các[.]

Trang 1

MÁY THỦY LỰC THỂ TÍCH

Bài giảng

Giảng viên: Trần Khánh Dương

Trang 2

CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY THỦY LỰC

1.1 Các khái niệm và định nghĩa

Theo tính chất trao đổi năng lượng với dòng chất lỏng chuyển động, máy thủy lực được chia thành hai loại:

+ Bơm thủy lực: là các máy thủy lực nhận năng lượng dưới dạng cơ năng từ ngoài vào và biến đổi nó thành năng lượng của dòng chất lỏng (thể hiện dưới dạng lưu lượng và áp

suất -hay cột áp) cấp vào hệ thống;

+ Động cơ thủy lực: là loại máy thủy lực nhận năng lượng thủy lực của dòng chảy (do bơm cấp tới) và biến đổi nó

thành cơ năng để thắng tải bên ngoài.

Trang 3

Theo nguyên lý tác dụng của máy thủy lực với dòng chất lỏng:

+ Máy thủy lực thể tích (hay thuỷ tĩnh): là các loại máy thủy lực mà nguyên lý hoạt động dựa trên sự trao đổi năng

lượng bằng cách nén chất lỏng trong một thể tích kín dưới

áp suất thủy tĩnh;

+ Máy thủy lực cánh dẫn (hay thủy động): là các loại máy thủy lực mà nguyên lý hoạt động dựa trên sự trao đổi năng lượng với chất lỏng bằng cách làm biến đổi động năng của dòng chảy qua máy.

Trang 4

1.2 Các thông số cơ bản của máy thủy lực

a) Cột áp (H): Cột áp của máy thuỷ lực là giá trị năng lượng

mà nó trao đổi với dòng chất lỏng khi làm việc, được thể

hiện bằng mức chênh năng lượng đơn vị trước và sau máy.

Độ chênh năng lượng đơn vị của dòng chất lỏng qua máy sẽ là:

khi giá trị e B-A > 0 : máy thủy lực sẽ là bơm thủy lực;

khi giá trị e B-A < 0 : máy thủy lực sẽ là động cơ thủy lực.

Thứ nguyên của cột áp (H) là thứ nguyên của độ dài (m)

Trang 5

b) Lưu lượng: Lưu lượng thể tích Q của máy thủy lực là thể

tích khối chất lỏng đi qua nó trong một đơn vị thời gian

Đối với các máy thủy lực rôtor (thực hiện chuyển động quay)

Còn đối với các máy thủy lực thực hiện chuyển động tịnh tiến (xylanh thủy lực)

Thứ nguyên của Q là [m 3 /s], [l/ph] (lít/phút)

Trang 6

c) Áp suất: Áp suất tĩnh p của máy thủy lực được xác định

theo biểu thức sau:

Trong đó: H - cột áp toàn phần của máy thủy lực;

 - trọng lượng riêng của chất lỏng.

Thứ nguyên của áp suất sẽ là N/m 2 , và được gọi là Pascal,

ký hiệu là Pa, 1 Pa = 1 N/m 2

Trong kỹ thuật cũng sử dụng các đơn vị đo khác của

áp suất là kG/cm 2 , at, bar, Psi…,

Trang 7

d) Lực ( cho xylanh thủy lực): lực tạo được Ptt được xác

định theo biểu thức sau:

Trong đó: p - áp suất làm việc; F xl - tiết diện làm việc hữu ích tương ứng của pít tông thứ nguyên của P tt sẽ là N (kG, T…).

e) Mômen (cho máy thực hiện chuyển động quay): mômen

tạo được trên trục ở đầu ra được xác định theo biểu thức

sau:

Trong đó: k M - hệ số mômen của máy thủy lực, xác định bằng công thức:

với : q - lưu lượng riêng của máy thủy lực;

p - áp suất làm việc của máy thủy lực.

Thứ nguyên của mômen là N.m ( kG.m, N.cm, kG.cm…)

Trang 8

f) Công suất: Đối với máy thủy lực phân biệt hai loại công

suất:

+ Công suất thủy lực N tl là năng lượng của máy thủy lực tạo được cho dòng chảy từ việc tiếp nhận và biến đổi cơ năng nhận từ bên ngoài vào thành năng lượng của dòng chảy

+ Công suất trên trục N là công suất đo được trên trục của máy thủy lực.

Trang 9

f) Công suất:

+ Công suất thuỷ lực của bơm thủy lực:

+ Công suất của động cơ dẫn động bơm thủy lực:

+ Công suất trên trục của động cơ thủy lực :

- Cho loại chuyển động tịnh tiến:

- Cho loại chuyển động quay:

Trang 10

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG

+ Theo khả năng điều chỉnh được lưu lượng : nếu không

điều chỉnh được (q=const) - các máy thuỷ lực với lưu lượng

cố định; còn nếu điều chỉnh được lưu lượng (q= var) - các máy thuỷ lực điều chỉnh lưu lượng.

+ Theo đặc điểm kết cấu: bánh răng, cánh gạt, pít tông, pít tông (hướng trục, hướng kính), trục vít…

Trang 11

rôto-Sơ đồ phân loại các loại bơm và động cơ thuỷ lực công nghiệp.

Trang 12

2.1.Phân loại

Ký hiệu bơm và

động cơ thủy lực.

Trang 14

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG 2.2 Bơm và động cơ thủy lực bánh răng

Trang 15

a) Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

b)

1 - đường dầu rò rỉ hướng kính; 2 - đường dầu rò rỉ từ bạc; 3 - đường dầu rò rỉ hướng trục; 4 - vùng dầu bị chèn ép; 5 - trục dẫn động; 6

Trang 16

2.2 Bơm và động cơ thủy lực bánh răng

+ Kết cấu bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Trang 19

Trang 20

+ Lưu lượng trung bình của bơm bánh răng: được tính theo công thức sau:

Q = 2 . Q D.m.b.n

trong đó : Q - hiệu suất lưu lượng của bơm (Q = 0,8  0,9); D - đường

kính vòng chia của bánh răng; m - mô đun của bánh răng; b - chiều rộng bánh răng; n - số vòng quay của bơm.

+ Một số thông số bơm bánh răng ăn khớp ngoài:

- Lưu lượng riêng q = 0,2  250 cm3/vg ,

- Áp suất làm việc lớn nhất có thể đến 250 bar (tùy thuộc kích thước

bơm),

- Số vòng quay làm việc n = 500  3000 vòng/phút (tùy thuộc kích thước

bơm).

Trang 21

+ Một số dạng kết cấu bơm bánh răng

a) b)

c)

Bơm bánh răng có lắp kèm van an toàn với đường dầu hồi trong:

a - hình dáng ngoài; b - Sơ đồ kết cấu van an toàn; c - sơ đồ mạch thủy lực.

Trang 22

Bơm bánh răng có van an toàn với đường dầu hồi nối ra bên ngoài:

a - hình dáng ngoài; b - kết cấu van an toàn; c - sơ đồ mạch thủy lực.

a) b)

c)

Trang 23

Bơm bánh răng ăn khớp ngoài – bơm đôi

Trang 24

Trang 25

Trang 26

2.2 Bơm và động cơ thủy lực bánh răng b) Bơm bánh răng ăn khớp trong

Trang 29

b) Bơm bánh răng ăn khớp trong

Trang 30

Trang 31

Trang 32

Trang 33

Trang 34

+ Một số thông số bơm bánh răng ăn khớp trong:

- Lưu lượng riêng : q = 3  250 cm3/vg.

- Áp suất làm việc lớn nhất : đến 340 bar (tùy thuộc kích thước bơm).

- Số vòng quay làm việc : n = 500  3000 vòng/ph (tùy thuộc kích thước

bơm).

Trang 36

2.2 Bơm và động cơ thủy lực bánh răng c) Động cơ bánh răng

Trang 38

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG 2.3 Bơm trục vít

Trang 40

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG 2.3 Bơm trục vít

Trang 42

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG 2.4 Bơm Lobe

Trang 44

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG 2.4 Bơm Lobe

Trang 46

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG 2.5 Bơm thủy lực cánh gạt

a) Bơm cánh gạt tác động đơn

Trang 48

2.5 Bơm thủy lực cánh gạt

+ Lưu lượng bơm cánh gạt

- Lưu lượng riêng q :

Trang 52

Bơm cánh gạt điều chỉnh lưu lượng

Trang 53

+ Một số thông số chính của bơm cánh gạt điều chỉnh lưu

lượng:

- Lưu lượng riêng: q = 5  100 cm 3 /vòng,

- Áp suất làm việc lớn nhất: đến 100bar,

- Vận tốc : 1000  2000 vòng/ph.

Trang 54

Trang 56

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM CÁNH GẠT TÁC ĐỘNG KÉP

Trang 58

b) Bơm cánh gạt tác động kép không điều chỉnh lưu lượng + Một số thông số chính của bơm cánh gạt kép

- Các lực tác dụng lên ổ đỡ của bơm cân bằng nên bơm có

thể hoạt động với áp suất cao;

- Áp suất làm việc lớn nhất có thể đạt tới 300 bar;

- Số vòng quay làm việc từ 600-2800 vòng/phút

Trang 60

b) Bơm cánh gạt tác động kép không điều chỉnh lưu lượng Một số loại bơm cánh gạt

Bơm cánh gạt tác động kép-bơm đôi:

10 - thân bơm; a - hình dáng ngoài; b - ký hiệu quy ước; c - kết cấu

c)

Trang 61

b) Ví dụ về bơm cánh gạt tác động đơn điều chỉnh được lưu lượng

Bơm cánh gạt tác động đơn, điều chỉnh lưu lượng bằng thủy lực:

1 - vỏ; 2 - rôto; 3 - cánh gạt; 4 - stato; 5 - bộ điều chỉnh áp suất; 6, 7 - vít điều chỉnh; 8 - buồng làm việc; 9 - tấm chịu lực; 10, 11 - con trượt; 12 - lò xo;

a - hình dáng ngoài; b - ký hiệu quy ước; c - kết cấu.

Trang 62

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG 2.5 Bơm thủy lực cánh gạt

b) Bơm cánh gạt tác động đơn điều chỉnh được lưu lượng

Trang 63

c) Sửa chữa bơm cánh gạt

Trang 64

CHƯƠNG II: BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THÔNG DỤNG 2.6 Mô tơ thủy lực cánh gạt

a) Nguyên lý hoạt động

Trang 65

b) Bảo dưỡng, sửa chữa mô tơ cánh gạt (mô tơ khí)

Trang 66

2.6 Bơm và động cơ thủy lực piston và piston roto hướng kính a) Bơm piston hướng kính (dẫn động bằng cam)

Trang 67

a) Bơm piston hướng kính (dẫn động bằng cam)

Trang 68

2.2.Bơm và động cơ thủy lực thông dụng

2.2.4 Bơm và động cơ thủy lực piston và piston roto hướng kính a) Bơm piston hướng kính (dẫn động bằng cam)

Trang 69

Trang 70

2.2.Bơm và động cơ thủy lực thông dụng

Các thông số chính:

- Thể tích làm việc (lưu lượng riêng): 0,5 đến 100 cm3/vg;

- Áp suất làm việc: đến 400 bar;

- Số vòng quay làm việc: từ 1000 đến 3000 v/ph.

Trang 71

b) Bơm và động cơ piston –roto hướng kính với trục phân phối

1 Khối rôto

2 Stato với các lỗ

xy lanh hướng kính

N, T- các thành phần của lực P

Trang 72

2.2.4 Bơm và động cơ thủy lực piston và piston roto hướng kính b) Bơm và động cơ piston –roto hướng kính với trục phân phối

Trang 76

Motor piston - roto hướng kính

Trang 78

2.2.4 Bơm và động cơ thủy lực piston và piston roto hướng kính b) Bơm và động cơ piston –roto hướng kính với trục phân phối

Lưu lượng trung bình của bơm:

Trong đó: d, z – tương ứng là đường kính pít tông và số quả pít tông;

e - độ lệch tâm giữa khối rôto và stato; n - số vòng quay làm việc

Trang 79

Thực hiện bài báo cáo về bơm và động cơ piston và piston-rotor

hướng trục (Search và trình bày dưới dạng slide)

- Liệt kê về các loại bơm piston và piston-rotor hướng trục

- Sơ đồ cấu tạo của từng loại bơm

- Giải thích nguyên lý hoạt động của từng loại (tìm kiếm các clip,

video mô tả hoạt động của từng loại, giải thích dưới dạng văn bản kèm theo)

- Viết công thức tính lưu lượng riêng của từng loại máy piston và

piston-rotor hướng trục.

- Nêu các thông số chính của máy (lưu lượng riêng max, áp suất

max, số vòng quay min-max, Mô men max (với động cơ)

Các slide báo cáo sẽ nộp lại vào cuối buổi học

Trang 80

2.2.5 Bơm thủy lực piston hướng trục – Axial Piston pump

Trang 81

a) Bơm piston hướng trục sử dụng van 1 chiều

Trang 82

2.6 Bơm và động cơ thủy lực piston hướng trục

a) Bơm piston hướng trục

Trang 84

2.2.5 Bơm và động cơ thủy lực piston - roto hướng trục

a) Loại block xy lanh - pít tông để nghiêng (thân nghiêng)

Sơ đồ kết cấu và minh họa làm việc của máy thủy lực loạipít tông - rôtor hướng trục

với block xy lanh-pít tông để nghiêng

1 - trục dẫn động; 2 - vị trí “O”; 3 - đĩa phân phối để thay đổi góc nghiêng; 5 - đĩa phân phối cho loại góc nghiêng không đổi; 6 - block xy lanh - pít tông; 7 - pít tông

a) b)

Trang 87

a) b)

Trang 88

Lưu lượng máy thủy lực piston – roto hướng trục:

Lưu lượng riêng của bơm q:

q = z.A.h = z.A.D T sin

h - hành trình pít tông- (h= D T sin ); D T - đường kính bố trí pít tông theo tiết diện ngang của block xy lanh;  - góc lệch

trục nghiêng; z -số quả pít tông.

A - tiết diện hữu ích của pít tông

với d - đường kính pít tông);

A=

4 d 2



Trang 89

Lưu lượng máy thủy lực piston – roto hướng trục:

Lưu lượng của các máy thủy lực không điều chỉnh lưu lượng:

Lưu lượng của các máy thủy lực điều chỉnh lưu lượng:

q, qmax -lưu lượng riêng và lưu lượng riêng tối đa của máy không điều chỉnh và điều chỉnh được lưu lượng (cm3 /vòng);

n-số vòng quay làm việc (v/ph);

, max - góc nghiêng và góc nghiêng tối đa trục nghiêng của máy không điều

chỉnh và điều chỉnh được lưu lượng (độ);

Q - hiệu suất lưu lượng.

Q =

1000

.n Q

sin





 Q

n q

, (l/ph)

Trang 90

2.2.7 Động cơ thủy lực piston - roto hướng trục – trục nghiêng

Trang 91

b) Loại piston – roto hướng trục sử dụng đĩa nghiêng

1 - trục quay; 2 - đĩa nghiêng; 3 - block xylanh; 4 - trục dọc; 5 - cửa phân

phối; 6 - đĩa phân phối; 7 - pít tông; 8 - guốc trượt; 9 - vị trí “O”

a) b)

Trang 92

Nguyên lý làm việc bơm Piston roto hướng trục – đĩa nghiêng

Trang 93

1 2

Trang 94

b) Loại piston – roto hướng trục sử dụng đĩa nghiêng

Lưu lượng riêng của bơm q:

q = z.A.h = z.A.D T tan

h - hành trình pít tông (h= D T tan ); D T - đường kính phân bố xylanh khi  = 0;  - góc nghiêng; z -số quả pít tông.

A - tiết diện hữu ích của piston

với d - đường kính piston A= 4

.d 2



Trang 95

Q

Trang 96

Hành trình

Q

2.2.6 NL thay đổi lưu lượng của bơm piston - roto HT- đĩa nghiêng

Trang 97

Q

Trang 98

Hành trình

Trang 100

Trang 102

Ví dụ về tháo lắp bơm thủy lực rotor-piston hướng trục đĩa

nghiêng

Trang 104

CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ, MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA MỘT HỆ TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CÔNG NGHIỆP

2.2.8 Xylanh thủy lực:

biến đổi năng lượng của dòng chất lỏng thành cơ năng, thực hiện chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động lắc (xilanh quay)

b) Xy lanh thực hiện chuyển động tịnh tiến

Chia làm 3 loại: - Tác động một phía,

- Tác động hai phía

- Xy lanh tầng (tác động một phía hoặc 2 phía)

Trang 105

c) Cấu tạo xylanh chuyển động tịnh tiến

Sơ đồ nguyên lý kết cấu của xylanh thủy lực:

1- cần (cán) pít tông; 2 - phớt chắn bụi; 3 - bạc cổ; 4 - bích; 5 - phớt chắn dầu; 6 - doăng; cửa dầu; 8 -nắp đầu; 9 - doăng;10 - gu dông; 11 - xy lanh; 12 - pít tông; 13 -phớt chắn dầu;

7-14 - đai ốc (hãm pít tông); 15 - nắp đáy; 16 - đai ốc (hãm gu dông); 17- tiết diện làm việc của pít tông (phía không cần); 18 -tiết diện cần pít tông ; 19 - tiết diện làm việc của pít tông

(phía có cần)

Trang 106

CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ, MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA MỘT HỆ TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CÔNG NGHIỆP

c) Cấu tạo xylanh chuyển động tịnh tiến

Sơ đồ xylanh thuỷ lực tác động một phía (a) và hai phía có cần ra một bên (b) và có cần ra hai bên (c)

Trang 107

d) Các phương án lắp đặt xylanh trong thực tế

Tiêu đề	Máy Thủy Lực Thể Tích
Người hướng dẫn	Trần Khánh Dương
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Cơ Khí Động Lực
Thể loại	Bài Giảng
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	133
Dung lượng	8,21 MB