dịch chương 2 sách power hydraulics

Sự điều khiển có thể được tích hợp vào máy bơm hoặc có thể một thiết bị giới hạn áp suất bên ngoài như van xả.Bơm động học luôn được sử dụng làm máy bơm chính trong các mạch thủy lực.. S

Chương 2: MÁY BƠM

2.1 Các loại máy bơm

Trong bất kì hệ thống thủy lực nào, máy bơm tạo ra lưu lượng cho lưu chất Nó không tạo ra áp suất nhưng phải thắng được lực cản

để truyền lưu lượng vào hệ thống có 2 loại bơm cơ bản là bơm động lực học và bơm thể tích

Bơm động lực học

Một máy bơm động lực học điển hình là bơm ly tâm ở đó việc cung cấp của bơm giảm khi có áp suất chống lại cái mà phải tăng khi vận hành Nếu đầu xả của bơm ly tâm bị khóa hoàn toàn bơm ‘tắt’

và giá trị đầu hút cũng là không Bơm ly tâm được được biểu diện trong sơ đồ hình 2.1 cùng với đặc điểm vận hành của nó Roto quay và làm lưu chất bị hút qua ngỏ vào và chảy ra ngỏ ra dưới tácdụng của lực ly tâm

Việc sử dụng bơm động lực học trong hệ thống thủy lực công suất

là có giới hạn nó dùng để cung cấp thêm cho bơm thể tích chính,

để chuyển lưu chất trong hệ thống hoặc làm mát và điều hòa hệ

thống

Bơm thể tích

Một máy bơm thể tích cố định được minh họa trong hình 2.2

Khoảng làm việc của piston là L và tốc độ quay của bơm là np

vòng/phút Dung tích mỗi vòng là Dp = d2/4 x L

Qp thực tế là lượng ra của bơm mỗi giây, Tp là moment đầu vào trung bình của trục bơm.

Lưu lượng đầu ra = dung tích x số vòng quay trên phút

Đầu vào công trên mỗi vòng quay=

Đầu ra công từ máy bơm=

Hiệu suất bơm tổng thể là tỷ lệ công suất được cung cấp

Từ phương trình (2.3) ta có : (2.4)

Từ (2.1) ; (2.2) và (2.4):

VÍ DỤ 2.1

Một máy bơm có độ dịch chuyển 14 (cm/ vòng) được quay ở tốc

độ 1440 (vòng / phút) và hoạt động với áp suất tối đa 150 bar Hiệu suất thể tích là 0,90 và hiệu suất tổng thể là 0,80 Tính:

(i) Bơm cung cấp tính bằng lít mỗi phút

(ii) Công suất đầu vào cần thiết tại trục bơm tính bằng kilowatt.(ii) Mô-men xoắn truyền động tại trục bơm

Lưu lượng bơm là :

=Hiệu suất thể tích x chuyển vị trên mỗi vòng quay x tốc độ bơm

=18.14 lít/phút

Công suất vào=

Nếu lưu lượng Q tính bằng (lít / phút) Áp suất P là bar.Khi đó:Công suất thủy lực =

VÍ DỤ 2.2

Một máy bơm thể tích với tốc độ lưu lượng 1 (1/ phút) được đưa vào một đường ống với tổng thể tích 1 lít Nếu đầu ống bị chặn độtngột, hãy tính áp suất tăng sau 1 giây (Mô-đun khối của chất lỏng được bơm có thể được lấy là 2000 MPa (20 000 bar); bỏ qua mọi thay đổi về thể tích của ống.)

Lưu ý: Pascal (Pa) là tên gọi khác của đơn vị áp suất

1 MPa (Mega Pascal) 1.000.000 = 10 bar

Áp suất tăng nhanh này cho thấy sự cần thiết phải có một số cách kiểm soát để hạn chế sự gia tăng áp lực trong một hệ thống nên một máy bơm bị quá tải Sự điều khiển có thể được tích hợp vào máy bơm hoặc có thể một thiết bị giới hạn áp suất bên ngoài như van xả.

Bơm động học luôn được sử dụng làm máy bơm chính trong các mạch thủy lực Có hai loại chính – bơm cơ học và bơm pít tông -

và trong các nhóm này có rất nhiều kiểu dáng

2.1.1 Bơm động học

Các loại hình được tạo ra

Chúng có dạng các phần tử được tạo ra hai chiều được cắt theo các chiều rộng khác nhau để tạo ra các chuyển vị quét khác nhau

BƠM BÁNH RĂNG CHÍNH XÁC VỚI BÁNH RĂNG ĂN KHỚP

Điều này bao gồm một cặp, hoặc số cặp, bánh răng xen kẽ bên ngoài chạy trong vỏ với khoảng hở rất nhỏ giữa các đầu răng

và đường kính trong của vỏ Các tấm cuối có áp suất hoặc lò xo, bịt kín các mặt bánh răng

Hình 2.3: (a) Bơm bánh răng ăn khớp ngoài (b) Bơm bánh răng ăn khớp trong

(c) Đặc tính dòng chảy/ áp suất

Bánh răng thẳng có thể được sử dụng mà áp suát làm việc đến áp suất 210 bar, nhưng bơm gây ra tiếng ồn Độ ồn có thể được giảm nếu dùng bánh răng xoắn, nhưng khi vấn đề làm kín sẽ trở nên khókhăn dẫn đến hiệu suất thể tích của bơm bị giảm Phần sơ đồ của bơm bánh rẳng ăn khớp trong và bơm bánh răng ăn khớp ngoài được thể hiện trong hình 2.3, cùng với đường cong đặc tính dòng chảy và áp suất Với từng kích cỡ bánh răng, nhiều chuyển vị đạt được bằng cách sử dụng các yếu tố làm việc và chiều rộng thân khác nhau Trong mỗi phạm vi, một số thành phần như mũ kết thúc, vòng bi, con dấu, vv sẽ được phổ biến Hiện tại máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài có chuyển vị dao động từ 0,2 đến 400

cm3 mỗi vòng quay và tốc độ dao động từ 500 đến 6000 vòng / phút có thể cao hơn nhiều Hiệu suất tổng thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào dung sai sản xuất và chi tiết thiết kế nhưng một số kiểu máy có thể vượt quá 90% và áp suất vận hành tối đa có thể lên tới 300 bar

Sự dịch chuyển lý thuyết (khối lượng quét một vòng) của bơm bánh răng ăn khớp ngoài được tính bằng:

Bơm bánh răng ăn khớp ngoài với con dấu lưỡi liềm

Trong máy bơm này, một bơm bên trong được điều khiển bởi một bơm bên ngoài Tâm của hai bánh răng được bù theo một hướng

và hình lưỡi liềm cố định nằm giữa đầu vào và đầu ra của bơm hoạt động như một bộ phận làm kín Khi răng ra khỏi lưới, một vùng hút được hình thành Bởi vì điều này được lan truyền trên một số răng, vận tốc dòng chảy và tiếng ồn do đó thấp hơn đáng

kể so với bơm bánh răng ngoài thông thường Sự phóng điện từ máy bơm xảy ra khi răng đi vào lưới cũng được trải trên một số răng Chiều dài của vùng hút và áp suất của bơm bánh răng bên

trong lớn hơn khoảng ba lần so với chiều dài của bơm bánh răng ngoài.

Bơm bánh răng bên trong loại dấu lưỡi liềm có sẵn với xếp hạng ápsuất lên đến 100 bar và lưu lượng lên tới 200 l/ phút Bằng cách kết hợp hai hoặc nhiều bơm bánh răng bên trong nối tiếp, có thể đạt được áp suất làm việc cao hơn (các mô hình hiện tại được đánhgiá lên tới 300 bar với lưu lượng 125 1 / phút) Bơm bánh răng nhiều tầng là một số máy bơm yên tĩnh nhất hiện có

Bơm bánh răng trong – loại cánh quạt (gerotor)

Buồng bơm của bơm này cũng bao gồm một bên ngoài và một bánh răng xen kẽ Bánh răng bên ngoài có một răng ít hơn bánh răng bên trong và tâm của bánh răng được bù khoảng một nửa độ sâu răng Như với bơm bánh răng bên trong hình lưỡi liềm, việc hút và phân phối diễn ra trên một số răng cho hoạt động êm hơn

so với bất kỳ bơm bánh răng bên ngoài nào Bơm Gerotor cũng có

xu hướng cực kỳ chống bụi bẩn Cũng như các máy bơm dạng tạo khác, công suất khác nhau thu được trong mỗi phạm vi kích thước bằng cách sử dụng các chiều rộng khác nhau của phần tử làm việc Chúng có thể được lắp vào một vòng lệch tâm giúp đơn giản hóa việc gia công vỏ bơm Vòng lệch tâm thường được ghim trong

vỏ để tránh xoay nhưng một biến thể trên thiết kế như trong Hình 2.4 cho phép vòng xoay qua 1800 đảo ngược độ lệch tâm Do đó, hướng của dòng chảy là như nhau cho cả xoay theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ

Hình 2.4: Bơm Gerotor

Bơm cánh gạt

Máy bơm cánh gạt đơn giản

Một máy bơm cánh gạt đơn giản cố định được trình bày sơ đồ trong Hình 2.5 (a) Nó có một cánh quạt có rãnh mang các van có thể trượt triệt để ra vào Tổ hợp rôto được gắn lệch tâm trong vỏ

vòng và các mặt cuối được bịt kín bằng các tấm Khi rôto quay khối lượng bị mắc kẹt giữa các lưỡi liền kề và vòng thay đổi, dẫn đến hành động bơm Các van được ném ra bởi lực ly tâm vào vòng

và lực này được tăng lên nhờ áp lực dầu áp vào mặt dưới của các van cải thiện các đặc tính niêm phong Bơm cánh gạt có tốc độ hoạt động tối thiểu khoảng 600 vòng / phút để tạo ra lực ly tâm đủ

để làm cho các van bịt kín hiệu quả trên vòng Độ dịch chuyển gần đúng trên mỗi vòng quay của bơm cánh gạt bỏ qua độ dày của các van là:

2*Pi*e*w

Trong đó D là đường kính trong của vỏ, e là độ lệch tâm của rôto sovới vỏ và w là chiều rộng của cánh quạt

Máy bơm cánh quạt cân bằng

Nếu vòng bơm cánh gạt có hình bầu dục, các van chuyển động hailần trong một vòng quay của rôto, do đó tạo ra hai hành động bơmcho mỗi vòng quay Tác động kép này có ưu điểm là cân bằng các lực áp lực lên rôto và một bơm như vậy, được gọi là "bơm cánh gạtcân bằng", được thể hiện trong Hình 2.5 (b) Một tinh chỉnh hơn nữa cho máy bơm cánh cân bằng là nguyên tắc 'bên trong cánh quạt' Dầu áp suất được đưa vào mặt dưới của cánh quạt theo cách sao cho lực tối đa xảy ra trên cánh quạt khi nó phải bịt kín áp suất cao nhất; tại thời điểm khác, một lực thấp hơn được áp dụng.Điều này làm giảm hao mòn và kéo dài tuổi thọ máy bơm Cánh cân bằng máy bơm thường có thể sửa chữa tại chỗ bằng cách thay thế trực tiếp hộp mực bơm Hộp mực bao gồm rôto, van và vòng lệch tâm, là những bộ phận thường được mặc

Trong đó: Eccentric casing: Vỏ lập dị

Inler port: đầu vào

Bơm cánh gạt thay đổi được lưu lượng

Nếu trong máy bơm cánh quạt không cân bằng, vòng được di

chuyển so với rôto, độ lệch tâm bị thay đổi nhưng có xu hướng tự nhiên về áp suất trong các khoang bơm làm cho rôto và vòng tập trung Phương pháp kiểm soát thông thường, được gọi là 'bù áp', làchống lại chuyển động này bằng lò xo Khi áp suất tăng, lò xo bị nén; độ lệch tâm và do đó lưu lượng được giảm tương ứng Phân phối tối đa và, trong một số trường hợp, phân phối tối thiểu, có thểđược kiểm soát bằng các điểm dừng vít có thể điều chỉnh nhằm hạn chế độ lệch tâm Bơm cánh gạt biến thiên loại này thường được giới hạn ở áp suất làm việc tối đa 70 bar với tốc độ giao hànglên tới 350 1/phút Trong một số máy bơm cánh quạt biến áp bù, lò

xo được thay thế bằng piston và van điều khiển áp suất Khi áp suất hệ thống đạt đến cài đặt của van điều khiển, nó sẽ được áp dụng cho pít-tông tập trung vào vòng và rô-to, làm giảm sự dịch chuyển của bơm về không Một loạt các thiết bị điều khiển có sẵn

cả áp lực và nhạy cảm với dòng chảy, và được điều khiển bên trong hoặc bên ngoài, bao gồm phản ứng theo tỷ lệ và từng bước Các điều khiển tiết kiệm năng lượng như vậy sẽ được thảo luận sautrong chương này và chương 8

2.1.2 Máy bơm pittông

Bơm pittông chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống có áp suất vận hành từ 140 bar trở lên Đặc tính chính của bơm pittông là hiệu suất cao ở áp suất cao Điều này

có tầm quan trọng lớn khi cần một dòng chảy liên tục, không phụ thuộc vào sự thay đổi áp suất

Có ba loại chính của máy bơm thủ lực đa hướng trục, hướng tâm và pittông thắng hang

Hướng trục bơm pittông

Chúng bao gồm một số pittong được gây ra để đáp ứng bởi sự quay tương đối của một tấm nghiêng hoặc bằng cách đặt khối pittông liên quan đến trục truyền động Bắng cách sử dụng các van phù hợp hoặc lắp ráp tấm van, pittông có thể được chế tạo để bơm chất lỏng từ cổng hút đến cổng chuyển

Swash plate (non-rotating):Tấm swash (không quay):

Shoe plate (rotating):Tấm giày (xoay):

Pump body:Thân bơm

Pistons:Pít-tông

Inlet and outlet ports: Cổng ra và vào

Valve Plate slots: Khe cắm van

Piston block (rotating): Khối pit-tông (quay)

Valve plate (non-rotating): Tấm van ( không quay )

Pump displacement : Dịch chuyển bơm

Swash plate angle: Gốc tấm Swash

Reverse flow: Dòng chảy ngược

Principle of axial piston pump: Nguyên lý của máy bơm pittông hướng trục

(a) Section : Phần của vật

(b) Characteristics : Đặc điểm

Hình 2.6 minh họa các yếu tố làm việc của tấm van piston hướng trục để chuyển chất lỏng Các tấm cam nghiêng gây ra đối ứng là không quay và được gọi là một tấm swash Trong một số khối trên xi lanh đứng yên và tấm cam quay với trục truyền động; trong trường hợp như vậy thường được mô tả như một tấm lắc lưNếu độ nghiêng của tấm swash bị thay đổi, khoảng cách di chuyển của piston sẽ thay đổi và lượng chất lỏng được bơm cũng vậy Đây là nguyên tắc của một bơm piston hướng trục phân phối biến Đưa tấm swash qua góc swash bằng không (nghĩa

là quá mức) đảo ngược hướng của dòng chảy mặc dù hướng quay của trục truyền động vẫn không thay đổi

Bơm pít-tông ial có van ngồi có khả năng hoạt động x ở áp suất cao hơn so với những máy sử dụng tấm cổng nhưng không hoàn nguyên phù hợp với áp suất lên đến 700 bar và các loại khác cho tốc độ dòng chảy 640 l / phút Các mô hình sử dụng các tấm cổng có lưu lượng lên tới 1400 1 / phút hoặc áp suất lên tới 350 bar Hình 2.7 cho thấy nguyên lý của bơm trục uốn cong cố định trong đó sự chuyển động của pít-tông là kết quả của khối xy lanh được đặt ở một góc với trục truyền động Việc truyền động tới các pít-tông và khối xi-lanh thông qua một bánh răng côn nhưng các thiết kế khác sử dụng các thanh nối Dòng chảy vào và ra khỏi buồngbơm thông qua một tấm cổng van Một lần nữa máy bơm trục uốn cong sử dụng cáctấm cổng thay vì van ngồi có áp suất hoạt động tối đa thấp hơn (thường là tối đa khoảng 350 bar) nhưng có xu hướng hoạt động êm hơn Bơm trục Bent có sẵn với

tốc độ dòng chảy lên tới 3500 1 / phút Máy bơm trong hình 2.7 cũng sẽ hoạt động như một động cơ.

Trong một số thiết kế nhất định có thể thay đổi góc giữa các trục; điều này làm thay đổi khoảng cách di chuyển của pít-tông và do đó lượng chất lỏng được bơm cách mạng pe Bơm dịch chuyển biến đổi cơ bản có thể có một số thiết bị điều khiển cho phép các đặc tính bơm khác nhau Những điều này sẽ được thảo luận sau trong Mục2.1.3 sible Mô hình hiện có

Hình 2.7 : Sửa chữa trục bơm pittông / động cơ

Bơm piston hướng tâm

Máy bơm trong hình 2.8 có các pít-tông được gắn hướng tâm trong vỏ chính và được nạp lò xo vào ổ trục lệch tâm trên trục truyền động Chất lỏng được đưa đến

và đi từ các pít-tông thông qua các van không quay trở lại và trong thiết kế đặc biệt này, đầu ra từ các pít-tông riêng lẻ có thể được sử dụng riêng

Một hình thức khác của bơm piston hướng tâm có pít-tông nằm trong một khối quaytrong vòng lệch tâm Chất lỏng được chuyển qua trục trung tâm hoặc pintle và phân phối biến đổi có thể đạt được bằng cách thay đổi độ lệch tâm của vòng

Một số kiểu máy hoạt động ở áp suất lên tới 1700 bar và tốc độ dòng chảy lên tới

1000 1 / phút

Bơm piston hướng tâm áp suất kép bao gồm các tông áp suất thấp lớn và các tông áp suất cao nhỏ được đối ứng bởi cùng một lệch tâm Chúng đã được phát triển

pít-đặc biệt cho các ứng dụng báo chí để cung cấp một tiến bộ áp suất thấp tốc độ cao, sau đó là một hoạt động áp suất cao tốc độ chậm Loại mạch này được xem xét chi tiết trong Mục 2.2.3.

*Radial piston pump : máy bơm hướng tâm

Bearing housing : thân ổ trục

Gland plate : tấm đệm

Ball thrust bearing : bạc đạn dọc trục

Oil seal : vòng đệm chặn dầu

Back up ring : vòng dự phòng

Pump shaft : trục bơm

Shaft circlip : trục tuần hoàn

Circlip : vòng chặn

Side bearing : ổ trượt

Side bearing spacer : vòng đệm bên

Eccentric bearing : vòng bi lệch tâm

End bearing spacer : cuối vòng đệm

End bearing : ổ mút

Pump body : thân bơm

Thrust spacer (outer) : lực đẩy miếng đệm bên ngoàiThrust bearing : bạc đạn dọc trục

Thrust spacer (inner) : lực đẩy miếng đệm bên trongNut : đai ốc

End cover : bảo vệ cuối cùng

*Suction valve : van hút

Valve body : thân van

Valve seat : ổ tựa van

Valve cap : nắp van

*Piston assembly : lắp ráp pittông

Vent tube : ống thoát khí

*Discharge valve : van bơm

Valve seat : ổ tựa van

Copper washer: vòng đệm đồng

Ball : bi

Spring : lò xo

Valve body : thân van

Xi lanh thông qua van chịu tải bằng lò xo Đầu ra của bơm pít tông không thể đảo ngược và cung cấp cố định các loại thông dụng nhất Chúng có hiệu suất thể tích lớn và một số sẽ hoạt động

áp lực vượt quá 1000 bar Tốc độ dòng chảy lên tới 600l/phút

2.1.3 Hệ thống điều khiển bơm biến thiên:

Việc điều chỉnh bơm biến thiên được điều chỉnh bằng cách thayđổi độ dịch chuyển của bơm Điều này được thực hiện trong các bơm piston hướng tâm bằng cách thay đổi độ lệch tâm giữa roto

và stato Bơm piston hướng trục được thay đổi bằng cách uốn congtrục của ống xilanh ra khỏi đường thẳng đối với trục truyền động (bơm trục uốn cong) hoặc bằng cách điều chỉnh góc đĩa ( bơm đĩa lắc )

Chỉ điều khiển của bơm pít tông đĩa nghiêng sẽ được cân nhắc các phương pháp điều khiển có thể áp dụng được cho các loại bơmbiến thiên lưu lượng

Theo hình 2.6, sự dịch chuyển của pít tông phụ thuộc vào góc α của đĩa lắc và hành trình pít tông x = dpc tan α trong đó dpc = đường kính lỗ của pít tông và α = độ nghiêng hoặc góc nghiêng

Độ dịch chuyển lý thuyết của bơm trên mỗi vòng quay = nAdpc tan α trong đó n= trị số của pít tông và A là diện tích của pít tông.Đưa tấm đĩa qua góc 0 ( nghĩa là trên trung tâm ) đảo ngược hướng trực tiếp của dòng chảy Do áp lực mà máy bơm vận hành, nên cần một lực tương đối cao để điều chỉnh góc của tấm đĩa và hệthống servo thường được sử dụng

Điều khiển thủ công hệ thống servo

Trong điều khiển như hình 2.10 , bộ điều khiển áp suất liên tục được áp dụng cho cổng A cần điều khiển thủ công được di chuyển sang bên phải, nó xoay trên van chỉ sang phải Điều này cung cấp

áp suất điều khiển servo đến cổng xilanh B buộc pít tông sang trái.Pít tông làm cho cần điều khiển bằng tay di chuyển sang trái, đặt lại ống chỉ về trạng thái đóng Do đó, chuyển động của tấm đĩa tỷ

lệ thuận với chuyển động của cần điều khiển

Hình 2.10

Nếu cần gạt được di chuyển sang trái, ống chỉ mở cổng xi lanh

B đến đường bể Áp suất dòng chảy liên tục được áp dụng cho cổng A của xi lanh buộc pít tông sang phải, cái mà mang cần gạt điều khiển với nó,đặt lại ống chỉ van về điều kiện mo Bộ định vị vật lí được kết hợp vào cơ chế hạn chế góc tấm đĩa tối đa Phương pháp điều khiển này có thể được sử dụng cho máy bơm không đảo

ngược Đặc điểm của servo thủ công là lưu lượng tỷ lệ thuận với chuyển động của momen cần gạt.(hình 2.11)

Bơm không đổi chiều với lưu lượng biến đổi, thông thường sẽ cólưu lượng tối thiểu để cung cấp dầu bôi trơn và làm mát ( nghĩa là góc tấm đĩa không bao giờ bằng 0) Bơm lưu lượng có thể đảo ngược tạo thành một phần của cơ cấu vòng lặp thủy tĩnh kín có bơm bù hoặc bơm tăng áp suất riêng biệt để cung cấp dòng bôi trơn và làm mát ngay cả khi bơm chính ở góc 0

Hình 2.11

Điều chỉnh bù áp suất

Góc tấm đĩa được điều chỉnh tự động để bơm cung cấp để duy trì áp suất cài đặt Máy bơm bù áp được thể hiện theo sơ đồ và tượng trưng cho hình 2.12

Khi áp suất hệ thống đạt đến cài đặt lò xo của van điều khiển,

nó sẽ đưa chất lỏng vào đầu khoan của xilanh Do sự khác biệt trong toàn bộ khu vực lỗ khoan và vành , xi lanh mở rộng làm giảm góc tấm đĩa Nếu áp suất tụt , ống van được di chuyển sang bên trái bởi lò xo điều chỉnh, liên kết với bể chứa toàn bộ lỗ khoan của xilanh lúc này sẽ rút lại tăng góc tấm đĩa Bộ giới hạn hành trình được trang bị cho một số máy bơm để tạo ra một góc tấm đĩatối đa có thể điều chỉnh và do đó cung cấp máy bơm tối đa vận tốcquay nhất định

Vì có một số độ trễ giữa áp suất cài đặt tối đa mà bơm cung cấp và sự giảm góc nghiêng, nên sử dụng van xả tác động nhanh ở

áp suất cao hơn khoảng 20% so với cài đặt bù của bơm ngay sau khi bơm ngăn chặn sự gia tăng áp lực có thể xảy ra khi máy bơm

bị “áp suất chết” Do đó trong một số thiết kế của bơm, góc của tấm đĩa không bao giờ bằng 0

Hình 2.12

Để mà cung cấp dòng dầu boi trơn trong trường họp này Ở đây cần thiết có một cái van cứu trợ Hình 2.13 cho thấy đường cong đặc tính cho áp suất bù lại của bom Góc và từ đây đĩa lắc của bơm phân phối thì tự động điều chỉnh như cách áp hệ thống suất vẫn còn bao gồm giá trị thiết lập bởi lò xo bù Nếu áp suất rơi xuống dưới xuống giá trị thiết lập thì đĩa lắc tăng lên, kết quả là bơm phân phối ra

Điều khiển áp suất bù chỉ có thể được dùng trên bơm không đổi chiều

Điều khiển công suất không đổi

Giới hạn năng lượng tối đa này đặt vào trong bơm Vì áp suất ra của bơm tăng, nên đĩa lắc giảm để mà sản phẩm bơm ra và áp suất hệ thống không đổi Sự điều khiển được thể hiện ở sơ đồ và kí hiệu trong hình 2.14 Như áp suất hệ thống tăng xi lanh kéo dài lò xo nén lại Cung cấp đầu mồi cho động cơ đẩy hoạt động với tốc độ không đổi công suất ra sẽ không đổi trong giới hạn hợp lí, như có thể được nhìn thấy trong hình 2.15

Với điều khiển công suất không đổi, khi áp suất tăng lưu lượng giảm đến mức cài đặt van bảo vệ, tại đó áp suất tất cả các dòng vượt qua van bảo vệ Ngay thời điển này, năng lượng tiêu hao ở van bảo vệ là trọn vẹn công suất vào của bơm Để tránh điều này, điều khiển áp suất bù có thể được dùng cùng với điều khiển công suất không đổi, như được biểu thị trong hình 2.16 cùng với đường công đặc tính.

\

Dòng bơm giảm dần khi áp suất hệ thống tăng lên đến thiết đặc của bộ bù áp Khi đạt đên áp suất này, bộ bù áp sẽ tự động giảm lưu lượng đầu ra của bơm xuống mức vừa đủ để duy trì áp suất đó Không có đi qua van cứu trợ.

Điều khiển lưu lượng

Điều này cho phép đầu ra của bơm không đổi được duy trì độc lập với những thay đổi về hiệu suất thể tích và tốc độ truyền của bơm Phương pháp điều khiển này được sử dụng trên các ổ bơm động cơ đốt trong để duy trì lưu lượng không đổi khi tốc độ động cơ thay đổi Nó được hiển thị một cách tượng trưng trong hình 2.17 cùng với đường cong đặc trưng của nó Một lỗ điều khiển trong đường xã của bơm gây ra sự sụt áp là chức năng của lượng chất lỏng chảy, nhưng không phụ thuộc vào

áp suất hệ thống Áp suất 2 bên của lỗ điều khiển được áp dụng cho các mặt điều khiển lò xo Ống chỉ van có thể chiếm bất kì vị trí nào giữa mở hoàn toàn với bể và

mở hoàn toàn vơi áp suất

Khi lưu lượng vượt quá cài đặt yêu cầu, P1 lớn hơn P2 cộng với lò xo, và ống chỉ di chuyển sang chất lỏng và cấp liệu bên phải dưới áp suất về phía sau của pít tông Điều này làm giảm đầu ra bơm, từ đó giảm áp suất trên toàn thể Ống van điều khiển liên tục di chuyển và điều chỉnh đầu ra của bơm Giảm xóc trong đường thẳngtới pít tông làm giảm tốc độ chuyển động của đĩa lắc Điều chỉnh lò xo trên van điềukhiển làm thay đổi cài đặt dòng chảy của bơm

2.1.4 Lựa chọn bơm

Các thông số chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn một loại máy bơm cụ thể:

Áp suất vận hàng tối đa

Phân phối tốc độ tối đa

Tốc độ truyền động bơm

Loại chất lỏng

Dung sai bơm

Độ ồn của bơm

Kích thước và trọng lượng của bơm

Hiệu suất bơm

Chi phí thẳng có và khả năng thay thế lẫn nhau

Bảo trì và phụ tùng

Áp suất vận hành tối đa

Điều này được xác định bởi các yêu cầu công suất của mạch, ứng dụng cụ thể, có sẵn các bộ phận, loại chất lỏng và ở một mức độ nào đó, môi trường và mức độ lao động cả khi sử dụng và bảo trì thiết bị

Nói chung, áp suất vận hành càng cao thì chi phí linh kiện càng cao và sự lựa chọn linh kiện càng thấp Ưu điểm chính của áp suất làm việc cao hơn là giảm tốc độ dòng chất lỏng cho công suất hệ thống nhất định, dẫn đến máy bơm nhỏ hơn, ống khoan nhỏ hơn và các thành phần nhỏ hơn

Nhược điểm là áp suất làm việc cao hơn, độ nén của chất lỏng được sử dụng có thể

có tác động bất lệ đáng kể trong đó yêu cầu kiểm soát trong phạm vi tải rộng

Nhưng bất lợi khi làm việc ở áp suất cao ,việc nén lưu chất có thể

có bất lơi đáng kể khi sự điều khiển chính xác yêu cầu cần nhiều sức lực

Xu hướng chung dẩn tới sư tăng vận hành áp suất Điển hình áp suất tối đa cho nhiều hệ thống cho ở bảng 2.1 Sự vận hành áp suất của máy bơm phụ thuộc vào mức độ lưu chất dược sử dụng , lưu chất dể cháy nói chung không bôi trơn tốt như dầu khoáng Vì thế để có máy bơm hợp lí khi sử dung lưu chất dể cháy , áp suất vận hành lớn nhất phải được giảm và nó thích hợp với việc chế tạomáy bơm

Áp suất vận hành lớn nhất và lưu lượng khác nhau của các loại máy bơm lưu chất thể hiện ở bảng 2.2 Các số liệu đưa ra bao gồmkích thước và vật liệu , giá trị lớn nhất của đầu ra và áp suất sẽ không ảnh hưởng đến máy bơm Ví dụ một máy bơm bánh răng trong giai đoạn … Cho phép lưu lượng 740 l/phút Nhưng khi khác lại hoạt động với áp suất 300 bar ,nhưng 740 l/phút tại 300bar thì không có một máy bơm nào phù hợp trong danh sách này

Lớn nhất ở đầu ra

Hệ thống đường ống được chọn theo yêu cầu sự vận chuyển lưu lượng đầu ra bởi mạch phải lớn nhất Nếu mạch đòi hỏi sự hợp lí , chọn một máy bơm thể tích Khi yêu cầu ở mức cao hơn ,hệ thống nhiều bơm được sử dụng Với yêu cầu khác nhau trong một dãy tương đối hẹp sử dụng máy bơm thể tích Nếu có sự khác biệt về

hệ thống ,mạch tính tích luỹ có thể đáp ứng tốt yêu cầu

Có nhiều mạch bơm khác nhau được miêu tả ở bảng 2.2

Công suất bơm được các nhà sản xuất tính toán cho một độ nhớt lưu chất và vận hành với nhiệt độ và áp suất.Bất kì sự gia tăng nhiệt độ và từ đó làm giảm độ nhớt hoặc làm tăng áp suất khởi động sẽ là nguyên nhân rò rỉ máy bơm và làm giảm lưu lượng đầu ra.Như máy bơm hao phí rò rỉ sẽ tăng khi tính toán yêu cầu đầu ramáy bơm cho một hệ thống cụ thể ,Phải xem xét trước Nó thường chọn máy bơm với dung tích hơn 10% giá tri yêu cầu đã tính

toán phải có dung sai cho sự giảm hiệu suất thể tích bởi sự mài mòn

Máy bơm có thể chấp nhận với dòng chảy từ đoạn từ 1 l/phút tới

1000 l/phút và ngược lại

Loại điều khiển

Có nhiều loại điều khiển máy bơm được nói đến ;chọn điều khiển dựa trên yêu cầu của mạch

Tốc đĩa quay máy bơm

Phần lớn các máy bơm chạy bằng động cơ điện hoặc động cơ đốt trong vì thế sẽ biết được tốc độ lưu lượng đầu ra sẽ dựa trên tốc

độ đĩa quay Mỗi sự thiết kế tốc độ vận hành nhỏ nhất và lớn nhât ; nhanh hơn khi bơm chạy , chậm hơn với tuổi thọ của nóLoại lưu chất

Máy bơm được thiết kế vận hành dựa trên độ nhớt của lưu chất Dầu khoáng có độ nhớt hợp lí sẽ hoat động tốt với những máy bơmcung cấp dầu sạch

Vận hành với tổng hợp hoặc nước dựa vào lưu chất giảm tuổi thọ giới hạn của máy bơm với … Trong lưu chất lỏng để bôi trơn vòng

bi và các bộ phận chuyển động Khi các chất lỏng khác so với dầu khoáng thì được sử dụng thích hợp tìm theo lời khuyên nhà sản xuất máy bơm

Sự bẩn của lưu chất

Bất kì chất lỏng dơ nào củng gây hại cho máy bơm Sự chính xác của máy bơm với những khoảng trống thì rất dể bị hư nếu chất lỏng dơ bơm như là làm sạch vòng trong phải dặt biệt chú ý đến việc lựa chọn máy bơm

Máy bơm bánh rang không chính xác ,bơm thuỳ và bơm gerotor là loại chịu được bụi bẩn Bất kể loại nào được lắp phải gắn bộ lọc ở đầu hút

Trong trường hợp máy bơm chính xác ,nhà sản xuất sẽ đề cập đến đầu lọc phải tuân theo nếu không tuổi thọ sẽ bị giảm và chi phí bảo hành cao ,

Tiếng ồn máy bơm

Tiếng ồn trở nên quan trọng với môi trường Mức đọ vận hành khácnhau đáng kể giữa các máy bơm cùng loại nhưng khác nhau ,và các nhà sản xuất đang làm việc trên phương diện thiết kế đĩa giảm tiếng ồn theo đoạn trên ,áp suất điều khiển , vật liệu và

phương pháp thực hiện Nói chung âm thanh tạo ra tăng theo tốc

độ và áp suất Một số loại có thể ,tuy nhiên ,chỉ là tiếng ồn nhỏ hơn ,đặt biệt là máy bơm có bánh răng,Một bơm bánh răng được tạo bởi nhà sản xuất có tên là Q Pump chữ Q có nghĩa là im lặng

Kích thước và cân nặng của bơm

Nói chung kích thước và cân nặng cảu hệ thống thuỷ lực chỉ quan trọng trong việc lắp đặt Kích thước và cân nặng chỉ là một phần trong hệ thống và đó là phần quan trọng Trong những xu hướng thuỷ lực sẽ giảm cân nặng bởi các hệ thống thuỷ lực như :

Kích thước và cân nặng thực tế của máy bom phụ thuộc vào thiết

kế nhà sản xuất Các đơn vị nhỏ gọn đã được phát triển trong ngành hang không nhưng lại cực kì đắt Hiệu quả

Bơm tịnh tiến đảo chiều có hiệu suất tăng cao hơn so với máy bơmquay Hiệu quả thực chất phụ thuộc vào thiết kế , áp suất vận hành , tốc độ và độ nhớt của chất lỏng

Bảng 2.3 biểu thị hiệu suất các loại bơm khác nhau

2.3 hiệu suất các dòng máy bơm

Loại máy bơm Hiệu suất thể tích Hiệu suất toàn phầnPiston

Các đơn vị chi phí thấp như bánh rang van bơm ,các loại piston được đùng nhiều , với bớm piston thẳng hàng thì đắt nhất

Khai thác và thay thế

Nhà sản xuất bơm bánh răng các đơn vị tiêu chuẩn CETOP và SAE cho đến nay như hình thức bên ngoài Điều này cho phép thay thế trực tiếp máy bơm bánh rang của nhà sản xuất khác Các trục ,bề

mặt lắp và cổng kết nối của hầu hết các loại khác cũng tuân thủ theo các tiêu chuẩn quốc tế cho phép chúng thay thế nhau

Bơm chuyển đổi thuỷ lực

Trong mở hệ thống kín , chất lỏng được bơm từ bể chứa bằng hệ thống bơm hay máy bơm ,được sử dụng để điều khiển các thiết bị

và truyền trở lại Các mạch chuyên dụng tìm trong sự vận chuyển lưu chất sử dụng nguyên tắc trong đó chất lỏng trở về từ bộ truyềnđộng (đông cơ thuỷ lực) được đưa trực tiếp vào máy hút tạo thành một hệ kín Mục 4.4trong phần 4 sẽ giải thích chi tiết về mạch này2.2.1 Máy bơm thể tích cố định đơn

Phần lớn mạch thuỷ lực đơn giản sử dụng máy bom thể tích đơn điều khiển bằng động cơ điện tốc độ không đổi (hình 2.18) Sản phẩm này tạo ra lưu lượng không đổi khi động cơ chạy Hệ thống

áp suất giới hạn trong cài đặt xả van Bất kì dòng nào trong máy bơm vượt quá nhu cầu mạch sẽ xả qua van xả ở hệ thống áp

xuất ,tạo ra năng lượng nhiệt làm tăng nhiệt độ chất lỏng Sự sinh nhiệt quá mức dẫn đến quá nhiệt và thay đổi tính chất chat lỏng

Hình 2.19 Xylanh kép được điều khiển bằng 4 cổng ,3 vị tri ,lò xo giữa ,điều khiển thể tích bằng van

Hình 2.18 mạch bơm thể tích đơn