BÁO cáo THỦY lực KHÍ nén

PHẦN 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY: 2.1 THống kê các cơ cấu chấp hành, vẽ giản đồ theo thời gian:...  2, 8 van an toàn : Đảm bảo cho áp suất trong hệ thống không vượt quá một

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Khoa Cơ khí

BÁO CÁOTHỦY LỰC VÀ KHÍ NÉNGiáo viên hướng dẫn: Hồ Triết Hưng

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học môn Thủy lực và Khí nén với sự hướng dẫn của thầy Hồ Triết Hưng Chúng em đã nắm được nhiều thứ liên quan về chuyên ngành của mình và các môn học liên quan Hiểu rõ hơn về cách hoạt động của nhiều loại valve, cylinder,

couterbalance … và cách truyền động của nhiều loại bơm như: piston, gear, … Qua đó sẽ giúp ích cho chúng em rất nhiều về tương lai sau này

Mặc dù chúng em đã cố gắng rất nhiều nhưng so với kiến thức còn eo hẹp và vẫn chưa được thực hành nhiều nên trong quá trình làm báo cáo sẽ không tránh nhiều thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự góp ý từ giáo viên hướng dẫn và cũng như thầy cô

bộ môn nhằm bổ sung hoàn thiện trong quá trình nghiên cứu

Qua đó, chúng em xin cảm ơn chân thành tới thầy Hồ Triết Hưng cũng như Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho em được học tập thêm nhiều lĩnh vực khác nhau Chân thành cảm ơn

Mục lục

ĐỀ TÀI VÀ BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ 5

PHẦN 1: MÔ TẢ MÁY: 6

1 Định nghĩa: 6

2 Các thông số kỹ thuật của máy Y28-200: 7

3 Mô tả hoạt động của máy ép Y28 – 200: 8

PHẦN 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY: 9

2.1 THống kê các cơ cấu chấp hành, vẽ giản đồ theo thời gian: 9

2.2 Thiết kế mạch thủy lực: 10

2.3 Tính toán và chọn thiết bị: 15

2.3.1 Tính toán xy lanh lớn: 16

2.3.2 Tính toán xy lanh nhỏ: 17

2.3.3 Tính toán lưu lương lớn nhất của hệ thống, chọn bơm: 18

2.3.4 Chọn động cơ: 18

2.3.5 Chọn valve: 20

2.4 Thiết kế mạch điện điều khiển: 22

2.4.1: Sơ đồ thủy lực: 23

2.4.2 Mạch điện điều khiển: 23

PHẦN 3: TÍNH TOÁN CHỌN ỐNG DẪN DẦU THỦY LỰC: 24

1 Ta chọn ống dẫn là ống thép với ứng suất cho phép 24

2 Đường kính trong của ống được xác định theo công thức: 24

3 Chiều dày ống được tính theo công thức: 25

PHẦN 4: CÁC LỖI CÓ THỂ XẢY RA VÀ CÁCH KHẮC PHỤC: 25

4.1 Dầu thủy lực trong hệ thống quá nóng: 25

4.2 Dầu thủy lực bị lọt khí: 25

4.3 Van xả dầu thủy lực được đặt quá thấp: 26

4.4 Van xả dầu thủy lực bị tắc: 26

4.5 Rò rỉ trong hệ thống: 26

4.6 Các bộ phận của bơm bị gãy, mòn, tắc nghẽn: 26

4.7 Cài đặt van điều chỉnh sai, dầu thủy lực chảy ngược vào bình chứa dầu: 26

4.8 Cơ cấu chấp hành không chuyển động: 26

4.9 Không có áp suất: 26

4.10 Bơm gây tiếng ồn lớn: 27

4.11 Áp suất thấp hoặc thất thường: 27

4.12 Cơ cấu chấp hành chuyển động chậm hoặc thất thường 27

PHẦN 5: CHỌN LOẠI DẦU: 28

KẾT LUẬN 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 31

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 32

ĐỀ TÀI VÀ BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

ĐỀ TÀI: Thiết kế hệ thống thủy lực cho máy ép song động 400 tấn Lực ép cylinder 200 tấn

Bảng phân công nhiệm vụ:

(leader)

Chọn máy song động cần thiết kế,

mô tả máy các thông số, lực, năng suất, quá trình hoạt động của máy và tổng hợp các phần thiết kế khác

Tốt

mô tả máy các thông số, thiết kế cơ cấu chấp hành, vẽ giản đồ theo thời gian của tải và vận tốc

Tốt

các mạch đáp ứng và mô phỏng mạch qua Festo FLUIDSIM ( ứng với mỗi người là 2 mạch)

dẫn, chọn loại dầu, có lỗi có thể xảy

PHẦN 1: MÔ TẢ MÁY:

1 Định nghĩa:

động của hãng HUANGXIN Y28-200 ( Trung Quốc)

Hình 1 Máy ép song động Y28-350 ( hình ảnh mang tính chất tượng trưng cho Y28

-200)

2 Các thông số kỹ thuật của máy Y28-200:

Bảng 1 Thông số kỹ thuật của máy Y28-200:

Tốc độ tiến nhanh của bàn trượt (mm/s) 150

Tốc độ lùi nhanh của bàn trượt (mm/s) 180

Kích thước tổng thể Trái-phải (mm) 1800

3 Mô tả hoạt động của máy ép Y28 – 200:

dụng tạo lực ép để ép sản phẩm, lúc này nó ở vị trí tận cùng trên Xilanh chặn có tác dụng đẩy vật liệu và khuôn lên vị trí chờ ép, lúc này xi lanh chặn ở vị trí tận cùng dưới Ở trạng thái này, xilanh không hoạt động

khuôn lên vị trí chờ Xilanh ép ở tận cùng trên, xilanh chặn di chuyển tới vị trí làm việc

ép bắt đầu di chuyển nhanh ( đây là hành trình chạy nhanh của xilanh ép)

đi hết hành trình chạy nhanh, xilanh ép xuống từ từ và bắt đầu chạm phôi Dưới tác dụng của lực ép, nhóm xilanh chặn và phôi đi xuống với vận tốc nhỏ

lại và giữ nguyên trạng thái trong 1 khoảng thời gian cho trước Đây là lúc tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh

cuối hành trình chạy nhanh, xilanh chặn cũng đi lên chậm do có sự chênh

áp giữa 2 buồng xilanh chặn

chạy nhanh với vận tốc lớn xilanh chặn vẫn còn chuyển động đi lên với vận tốc nhỏ

PHẦN 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY:

2.1 THống kê các cơ cấu chấp hành, vẽ giản đồ theo thời gian:

Hình 3 Đồ thị xy lanh ép theo thời gian

Hình 4 Đồ thị xy lanh chặn theo thời gian

2.2 Thiết kế mạch thủy lực:

với các lực ép  chúng ta sẽ có các mạch thủy lực tương ứng sau đây:

Mạch 1: Sơ đồ thủy lực của máy ép song động 200 tấn

Mạch 2: Sơ đồ thủy lực của máy ép song động 200 tấn

Mạch 3: Sơ đồ thủy lực của máy ép song động 200 tấn

Mạch 4: Sơ đồ thủy lực của máy ép song động 200 tấn

Mạch 5: Sơ đồ thủy lực của máy ép song động 200 tấn

Mạch 6: Sơ đồ thủy lực của máy ép song động 200 tấn

 Với nhiều đặc tính khácnhau, cũng như nhưng ưu điểm và nhược điển trong mỗi cách hoạt động chúng em xin chốt phương án với mạch thủy lực số 1 để làm tiêu chuẩn cho mọi tính toán sau này

 5, 10 ( bơm nguồn): một bơm bánh răng và một bơm piston roto hướng

trục làm nhiệm vụ cung cấp áp suất và lưu lượng cho toàn bộ hệ thống thuỷ lực

 2, 8 ( van an toàn) : Đảm bảo cho áp suất trong hệ thống không vượt quá

một giá trị cho phép nhằm bảo vệ cho các thiết bị trong hệ thống không bị phá huỷ và hệ thống làm việc đúng yêu cầu thiết kế đề ra Khi áp suất trong

hệ thống vượt quá giá trị cho phép van an toàn mở cửa và khi đó dầu sẽ xả bớt về bể cho đến khi áp suất trong hệ thống giữ ở giá trị cho phép

 6, 11, 19 Đồng hồ đo áp: dùng để xác định áp suất ở đầu ra của bơm, từ đó

xác định được điều kiện làm việc cụ thể của bơm trong từng trường hợp cụ thể khác nhau

 13, 18 (Van phân phối ): van phân phối dùng trong hệ thống là van 4/3 (4

cửa 3 vị trí) Van phân phối này la van hai cấp, cấp 1 điều khiển bằng điện, cấp hai điều khiển bằng thuỷ lực

 14 Van chống rơi (van một chiều có điều khiển): van làm nhiệm vụ giữ

an toàn cho hệ thống (chống rơi), van lấy tín hiệu từ áp suất dầu trong hệ thống để hoạt động

 3, 4, 9, 12 ( Cụm lọc dầu ): Cụm lọc dầu gồm bộ lọc dầu đi kèm với van

một chiều Dầu sẽ qua van một chiều khi bộ lọc dầu hoạt động quá mức cho phép

 16 ( Van một chiều ): van một chiều dùng trong hệ thống chỉ cho dầu đi

qua theo một chiều, chiều ngược lai bị chặn

 1, 7 ( Van giảm tải ): Van giảm tải dùng trong hệ thống là van 2/2 (2 cửa 2

vị trí) và van 3/2 điều khiển bằng điện, khi chưa có điện van sẽ xả dầu về

bể Van giảm tải dùng trong hệ thống dùng để xả toàn bộ lượng dầu mà bơm cấp về bể khi mà hệ thống không làm việc hoặc ở chế độ chờ

 21 (van tiết lưu một chiều): Gồm một van tiết lưu và một van một chiều

Dầu đi qua van tiết lưu còn dầu về đi qua van một chiều Van tiết lưu một chiều dùng để điều chỉnh vận tốc của dầu qua nó và từ đó điều chỉnh vận tốc chuyển động của cụm Xi lanh

 17 Van tự hút (là van một chiều) Trong quá trình ép song động để bảo

đảm cho lực ép luôn không đổi thì van tự hút có tác dụng điền thêm dầu vào buồng trên của Xi lanh Từ đó làm cho lực ép luôn giữ giá trị ổn định trong quá trình ép song động

 15, 22 ( Xy lanh thủy lực ): Xi lanh thuỷ lực dùng trong hệ thống gồm một

Xi lanh ép 15 và một cụm Xi lanh chặn 22 gồm 4 Xi lanh con Xi lanh ép

2.3.3 Tính toán lưu lương lớn nhất của hệ thống, chọn bơm:

 Chọn động cơ 4KA355L2 có công suất 𝑃 = 315𝑘𝑊; 𝑛 = 2980 𝑟𝑝𝑚

2.3.5 Chọn valve:

 Van 1 chiều:

 Van tiết lưu:

 Van 4/3:

 Đồng hồ đo áp suất:

2.4.1: Sơ đồ thủy lực:

1 2.4.2 Mạch điện điều khiển:

PHẦN 3: TÍNH TOÁN CHỌN ỐNG DẪN DẦU THỦY LỰC:

 Ống dẫn là một bộ phận quan trọng nối liền các cơ cấu thủy lực khác nhau trong hệ thống Chất lượng của đường ống ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng làm việc của hệ thống

 Ống dẫn dùng trong hệ thống dầu ép thường là ống đồng và ống thép

 Ống đồng có ưu điểm là dễ làm biến đổi hình dáng nhưng đắt

Trong quá trình thiết kế mạch thủy lực Vấn đề chọn ống dẫn sao cho vừa đảm bảo yêu cầu làm việc, vừa kinh tế phải cần được tính tới Vì vậy phải tính toán để chọn được ống dẫn thích hợp Mục đích của tính toán ống dẫn là xác định đường kính trong của ống dẫn, và độ dày của ống dẫn

𝟔𝟎𝟎) 𝟏𝟎𝟓 (𝑵/𝒎𝟐)

𝜋𝑣

Với áp suất làm việc 210 𝑏𝑎𝑟 = 21 𝑀𝑃𝑎, ta chọn 𝑣 = 5 𝑚/𝑠 cho ống nén

Với số liệu trên, ta tính được:

𝑑ℎú𝑡= √4 × 13,33 × 10

−3

𝜋 × 1,2 ≈ 0,119 (𝑚) = 119 𝑚𝑚 => ta chọn dhút = 120 mm

- d: đường kính trong của ống (m)

– Các thiết bị trong hệ thống hoặc đường ống dẫn quá nhỏ

– Không đúng loại dầu thủy lực được sử dụng, hoặc độ nhớt không phù hợp – Van an toàn phải hoạt động liên tục

– Hệ thống làm việc quá tải

– Dầu thủy lực bị bẩn

– Bể chứa dầu quá nhỏ

– Vận tốc vòng quay của bơm quá nhanh

– Phần thông khí bị tắc hoặc kích thước không đủ

4.2 Dầu thủy lực bị lọt khí:

– Có sự rò rỉ trên đường dầu từ bơm đến thùng chứa dầu

– Hệ thống thủy lực không được xả khí đúng phương pháp sau khi lắp ráp, kiểm tra và điều chỉnh

– Có khe hở ở vòng đệm của xi lanh thủy lực

4.3 Van xả dầu thủy lực được đặt quá thấp:

Nếu van xã được đặt quá thấp , dầu thủy lực có thể chảy từ bơm tới bình chứa dầu thông qua van xả trong khi áp suất chưa đủ mạnh Kiểm tra cài đặt van, chặn dòng

xả bên ngoài van xả và kiểm tra áp suất đường ống với áp kế

4.4 Van xả dầu thủy lực bị tắc:

Tìm cặn bùn trong van xả, nếu van bẩn, tháo rời và làm sạch van Van tắc có thể là dấu hiệu cho thấy bạn đang sử dụng dầu thủy lực bẩn, kém chất lượng Nên chọn dầu thủy lực có khả năng chống ăn mòn, mài mòn, oxy hóa tốt

4.5 Rò rỉ trong hệ thống:

Kiểm tra rò rỉ toàn bộ hệ thống Những rò rỉ nghiêm trọng của hệ thống mở

thường dễ phát hiện nhưng rò rỉ thường xảy ra trong những ống kín Một phương pháp kiểm tra rò rỉ thông dụng là đặt áp kế tại đường xả gần bơm và lần lượt chặn các mạch dẫn Nếu áp suất hạ -> điểm rò rỉ nằm giữa điểm mới kiểm tra và điểm

đã kiểm tra trước đó

4.6 Các bộ phận của bơm bị gãy, mòn, tắc nghẽn:

Lắp đặt áp kế và khóa hệ thống ngoại trừ van xả Nếu áp suất không thay đổi đáng

kể và van xả hoạt động bình thường Kiểm tra những hư hỏng cơ học trong bơm Thay mới những bộ phận bị mài mòn và gãy

4.7 Cài đặt van điều chỉnh sai, dầu thủy lực chảy ngược vào bình chứa dầu:

Nếu van điều khiển trực tiếp có cửa mở ở giữa vô tình được đặt ở vị trí trung lập, dầu thủy lực sẽ chảy ngược về bình chứa dầu mà không gặp phải lực cản lớn và gây ra hiện tượng áp suất thấp Pistons và xi-lanh bị xước cũng là nguyên nhân gây giảm áp suất, thay mới những bộ phận bị mòn

4.8 Cơ cấu chấp hành không chuyển động:

– Bơm bị hỏng

– Van phân phối (van điều khiển hướng) không dịch chuyển

– Áp suất đặt cho hệ thống quá thấp

– Cơ cấu chấp hành bị hỏng

– Van an toàn luôn luôn mở do bị mắc kẹt

– Tải của cơ cấu chấp hành quá lớn

– Van một chiều bị lắp ngược

4.9 Không có áp suất:

– Bơm quay sai chiều

– Đường thủy lực bị gián đoạn

– Van an toàn luôn mở do bị mắc kẹt

– Trục bơm bị gãy

– Toàn bộ lưu lượng bơm chảy về bể do van, đế van hoặc cơ cấu chấp hành bị hư hỏng

4.10 Bơm gây tiếng ồn lớn:

– Không khí lọt vào cửa hút của bơm

– Trục bơm và trục động cơ dẫn động không thẳng hàng

– Độ nhớt dầu quá cao

– Bộ lọc trên đường vào bị bẩn

– Van an toàn đóng mở không ổn định

– Khí có trong dầu thủy lực

– Áp suất mở của van an toàn đặt quá thấp

– Rò rỉ trong đường ống thủy lực

– Bơm bị mài mòn hoặc không kín

– Cơ cấu chấp hành bị mài mòn hoặc không kín

4.12 Cơ cấu chấp hành chuyển động chậm hoặc thất thường

– Có khí trong hệ thống

– Độ nhớt chất lỏng quá cao

– Bơm bị mài mòn hoặc hỏng

– Tốc độ của bơm quá thấp

– Có rò rỉ qua cơ cấu chấp hành hay qua van một chiều

– Các van điều khiển lưu lượng bị bẩn hoặc bị hỏng

– Bộ phận thông khí ở bể chứa dầu (thường là nắp đổ dầu) bị bịt kín

– Mức dầu trong bể chứa quá thấp

– Van một chiều bị hỏng

– Van an toàn đóng mở không ổn định

Hệ thống thủy lực bao gồm nhiều linh kiện nhỏ, khi tháo máy để kiểm tra hoặc vệ sinh bạn cần cận thận nếu không sẽ làm lỗi máy Khi đã biết được nguyên nhân máy bị trục trặc thì bạn cần chắc chắn rằng lỗi đó mình có thể tự giải quyết được hoặc tốt hơn là bạn nên mang đến trung tâm bảo hành, sữa chữa chính hãng (đối với hãng máy móc của bạn) hoặc gọi thợ cửa hàng sửa chữa uy tín, có bảo hành để

họ sửa chữa cho

PHẦN 5: CHỌN LOẠI DẦU:

truyền tải năng lượng Ngoài ra Dầu thủy lực còn có tác dụng bôi trơn làm giảm

ma sát giúp cho sự chuyển động giữa các thành phần được trơn tru, hiệu quả hơn Khi lựa chọn mua Dầu thủy lực, người tiêu dùng cần xem xét các yếu tố sau: Thời tiết ở nơi thiết bị được sử dụng, các điều kiện sử dụng của bộ phận thủy lực trong

hệ thống truyền động và độ nhớt của dầu thủy lực, giúp bôi trơn hệ thống thủy lực, làm mát, chống ăn mòn, chống gỉ các chi tiết của máy móc để đảm bảo máy móc hoạt động chính xác và ổn định

+ Đối vơi hệ thống làm việc với áp suất cao cần chọn dầu có độ nhớt cao, hệ thống làm việc với vân tốc cao cần chọn dầu có độ nhớt thấp ngoài ra cần phải chú ý những điểm tổng quát sau:

+ Đối với hệ thống dầu ép thực hiện chuyển động thẳng, làm việc với áp suất khoảng từ 20-30 kg/cm2 có vận tốc v> 8m/ph thường dùng dầu có độ nhớt

từ (11-20).10-6 m2/s tương ứng là dầu công nghiệp 12 và 20

+ Đối với hệ thống chuyển động tròn thường dùng dầu có độ nhớt từ 40).10-6 m2/s tương ứng với dầu tuabin 22 hoặc dầu công nghiệp 20,30 và

công nghiệp 30 với các đặc điểm như sau:

+ Giới hạn nhiệt độ làm việc 0C = 10-50

+ Khối lượng riêng Kg/cm3 = 886-916

+ Độ axit mg KOH/g= 0,2

 Dầu thủy lực Castrol Hyspin AWH-M 100

100 cao cấp chất lượng cao, có chỉ số độ nhớt ISO VG 100, Loại dầu này chứa

phụ gia chống mài mòn gốc kẽm rất hiệu quả, đã được thử nghiệm bằng phương

pháp 4 bi, thử nghiệm bánh răng FZG, khả năng tách nước tuyệt hảo đã được thử

nghiệm theo ASTM 1401

Castrol một trong những nhà sản xuất dầu thủy lực uy tín nhất thế giới hiện nay

với với ưu điểm nổi bật là chống gỉ và chống ăn mòn thiết bị Chống tạo bọt và

giải phóng khí và bọt khí hữu hịêu

KẾT LUẬN

báo cáo môn học, chúng em đã được nắm vững kiến thức hơn về cách thiết kế 1 mạch thủy lực tính toán chọn các loại bơm, xylanh cơ bản… Môn học đã cho chúng

em có một cái nhìn toàn diện hơn về cách hoạt động 1 hệ thống thủy lực

vẫn chưa có nhiều cơ hội để trải nghiệm thực tế hơn về cách tạo ra một mạch hoàn chỉnh

có trách nhiệm với giáo viên hướng dẫn Hồ Triết Hưng Nhưng do hiểu biết vẫn còn nhiều thiết sót nên chắc chắn bài báo cáo sẽ còn có nhiều sai sót Mong thầy cô sữa chữa và góp ý để chúng em rút kinh nghiệm và bổ sung thêm kiến thức

Khoa Cơ Khí và quý thầy cô đã tạo điều kiện cho chúng em được học môn học này

và sự hướng dẫn tận tình của thầy Hồ Triết Hưng

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

: https://yuken-usa.com/wp-content/uploads/2013/10/yuken-catalog.pdf#page=328