Bài giảng kỹ thuật thủy khí ứng dụng

Thường dùng cho các hệ thống công nghiệp cố định... Loại gia tải bằng khí L § Bình tích suấtđược tạo ra do tr ng lượng củ một vật n ng lượngở bình là quá trình biế d ng của lò xo Bình tí

CHƯƠNG 8

- Gi i thi u các thi t b th y l c

ph tr ( ng d n, bình tích

n ă ng, c ơ c u t ă ng áp, b l c…)

L

§

L

§

Yêu c u chung c a ng d n:

Thường dùng cho các hệ thống

công nghiệp cố định

- Kích th ướ c danh ngh ĩ a (Ch ỉ kích

kính trong (ID), không phảiđường kính ngoài (OD)

- OD: khôngđổi

- ID: thayđổi theo sốhiệu 40, 80, 160

L

§

Ch ị u đự ng kém h ơ n, nh ư ng d ễ ố n cong, ->

gi ả m đượ c s ố đầ u n ố i, ít rò r ỉ và gi ả m tr ọ ng

l ượ ng c ủ a h ệ th ố ng.

-Đượ c dùng r ộ ng rãi nh ấ t cho các h ệ th ố ng th ủ y l ự c.

- Thích h ợ p v ớ i các h ệ th ố ng c ơ độ ng và hàng không (nh ẹ )

ID = OD – 2t

- Ố ng m ỏ ng và các đầ u n ố i c ủ a nó khá đắ t

L

§

ng nh a:

8.1 Ố NG D Ẫ N VÀ ĐẦ U N Ố I

ng m m (flexible hoses):

1 Lớp ngoài cùng là cao su tổng hợp để bảo vệ…

2 Lớp thứ hai là sợi thép hoặc sợi vải đan

3 Đối với áp suất cao hơn, sử dụng thêm các lớp đan.

4 Lớp trong cùng là vật liệu tương thích với chất lỏng thủy lực.

L

§

ng m m (flexible hoses):

- Ố ng g ồ m ba l ớ p ho ặ c nhi ề u h ơ n Các l ớ p bên trong và bên ngoài

đượ c làm b ằ ng cao su t ổ ng h ợ p Ở gi ữ a là m ộ t ho ặ c nhi ề u l ớ p gia c ố

b ng d ả i kim lo ạ i ho ặ c s ợ i L ớ p bên trong cùng c ủ ố ng c ầ n ph ả i đả m

b o v ậ t li ệ u thích h ợ p v ớ i ch ấ t l ỏ ng.

- Kích th ướ c danh ngh ĩ a c ủ ố ng m ề m là đườ ng kính bên trong.

- Các ố ng có áp su ấ t làm vi ệ c càng l ớ n thì càng có nhi ề u l ớ p gia c ố ->

đườ ng kính bên ngoài l ớ n h ơ n.

L

§

A

Q v

v = tb= A = di t ươ ng ệ ứ n tích ti ng v ớ i ế đườ t di ệ ng kính ố ng

trong

Vận tốc lớn nhấtđối vớiđườngống hút là 4 ft/s (1,2

m/s)đểtránh áp suất hút quá thấp và dẫ đến sựxâm thực

bơm

Vận tốc lớn nhấtđối vớiđườngốngđẩy là 20 ft/s (6,1

m/s)đểtránh dòng chảy hỗn loạn và dẫ đến tổn thất áp suất

quá mức và tăng nhiệtđộchất lỏng

t

pD tL LD p tL

pA tL

2 2 ) ( 2

=

σ

đế n s ứ c c ă ng.

L

§

Pressure) là áp suấ t ch ấ t l ỏ ng

(S) sức bền kéo của vật liệ ống (ứng suất kéo làm cho vật liệu bị phá hủy)

i

D tS

2

BP=

t D tS

i 1,2

2 BP

+

=

Đối vớiống thành mỏng (Di/t) > 10:

Đối vớiống thành dày (Di/t) ≤10 :

L

§

Pressure) là áp suấ t ch ấ t l ỏ ng ho ạ t độ ng

(FS-Factor of Safety).

FS BP

WP =

8.2 B Ể CH Ứ A CH Ấ T L Ỏ NG

Q (gal/ph, m3/ph)

V (gal, m3)

L

§

Nhi m v :

1 Loại gia tải bằng trọng

lượng, hay trọng lực

2 Loại gia tải bằng lò xo

3 Loại gia tải bằng khí

L

§

Bình tích

suấtđược

tạo ra do

tr ng

lượng củ

một vật

n ng lượngở bình là quá trình biế

d ng của lò xo

Bình tích

d ng tính

chất nén được củ

chất khíđể

tạo áp suất

chất lỏng

Bình tích n ă ng tr ng

l ư ng:áp su ấ t đượ c t ạ o ra

do tr ọ ng l ượ ng c ủ a m ộ t v ậ

t ạ o nên áp su ấ t ch ấ t l ỏ ng

không đổ i đố ớ i toàn b ộ th ể

tích đầ u ra c ủ a bình không liên

quan đế ố c độ và l ượ ng ch ả y

ra.

Nh ượ c đ i ể m chính

c ủ a lo ạ i bình tích n ă ng này là

kích th ướ c và tr ọ ng l ượ ng r ấ t

l ớ n c ủ a nó làm cho nó không

thích h ợ p cho các thi ế t b ị di

độ ng.

Trong các lo ạ i bình

tích n ă ng khác, áp su ấ t ch ấ t

l ỏ ng đầ u ra gi ả m nh ư m ộ t hàm

s ố c ủ a l ư u l ượ ng ra c ủ a bình

tích n ă ng.

Bình tích n ă ng gia

t i b ng lò xo: áp

su ấ t tác d ụ ng lên ch ấ t

l ỏ ng thay đổ i.

Cung c ấ p th ể

tích d ầ u t ươ ng đố i nh ỏ

ở áp su ấ t th ấ p-> có kích

th ướ c l ớ n và n ặ ng đố i

v ớ i các h ệ th ố ng l ư u

l ượ ng l ớ n và áp su ấ t cao Lo ạ i bình tích n ă ng này không nên dùng cho các yêu c ầ u t ố độ

tu ầ n hoàn cao vì lò xo

s b ị m ỏ i d ẫ đế n bình tích n ă ng không có tác

d ng.

Bình tích n ă ng gia t i

b ng khí: (Bình tích

n ă ng th y khí)

Ho ạ t độ ng theo

đị nh lu ậ t Boyle c ủ a ch ấ t khí: đố i v ớ i quá trình đẳ ng nhi ệ t, áp su ấ t c ủ a khí thay đổ i t ỷ l ệ ngh ị ch v ớ i

th ể tích c ủ a nó Vì v ậ y,

th ể tích khí c ủ a bình tích

n ng s ẽ gi ả m m ộ t n ử a

n u áp su ấ t đượ c t ă ng

g p ôi Nit ơ là khí đượ c dùng trong các bình tích

n ng vì (không nh ư

không khí) nó không

ch ứ a h ơ i ẩ m Thêm vào

đ ó, nit ơ là m ộ t khí tr ơ và

vì v ậ y s ẽ không cháy.

L

§

không nạp khí ni-tơ khí ni-tơ được nạp

để tạo áp suất ban

đầ u p 1

chất lỏng đi vào để tích trữ

Bình tích n ă ng

(Bình tích

n ă ng th y khí)

Bình tích năng được dùng làm nguồn năng lượng phụ

L

§

Bình tích n ă ng là ngu n n ă ng l ư ng b xung:

8.3 BÌNH TÍCH N Ă NG (Áp quy TL)

Bình tích n ă ng

dùng làm b bù rò r :

Bù rò rỉtrong thời

k duỗi khi hệthống có

áp nhưng không hoạt

động

L

§

Bình tích n ă ng làm

ngu n n ă ng l ư ng

Hình 11-13 Bình tích năng là nguồn năng lượng dự phòng

L

§

Van ngắt khẩn cấp

Đế n hệ thống

Hình 11-14 Bình tích năng như bộ giảm chấn thủy lực

Bình tích n ă ng

là b gi m ch n

th y l c:

b ơ m áp su t cao/l ư u l ư ng

th p kế t h ợ p v ới b ơ m áp

su t th p/l ư u l ư ng cao.

Ký hiệu: (ANSI symbol)

p 2 = p 1 (D/d) 2

p 2 > p 1

thâp ra luong luu cao vào luong luu cân diên tích pittông diên tích thâp suât vào áp cao ra suât

áp = =

L

§

Mạch cơ cấu tăng áp

Ví d : mạ ch c ủ a máy độ t d ậ p, s ử d ng c ơ c u

t ă ng áp, có van m ộ t chi ề đ i ề u khi ể đượ c và

van đ i ề u khi ể n trình t ự : công d ụ ng nh ư m ạ ch s ử

d ng 2 b ơ m.

L

§

Thùng dầu

co xilanh

Thùng dầu duỗi xilanh

Cơ cấu

Xi lanh Van 2

Van 1

Hệ thống dùng cơ cấu tăng áp khí-dầu

Mạch cơ

cấu tăng áp

khí-d u d n động

xilanh qua một

khoảng cách lớnở

áp suất thấp và

sau đó qua một

khoảng cách nhỏ

ởáp suất cao

8.5 B Ộ TRAO ĐỔ I NHI Ệ T

th ủ y l ự c ho ạ t độ ng ở d ướ i 0 o F

L

§

L

§

L ư u l ư ng k

Đồ ng hồ đo ỏp suất

Ố ng Bourdon

Áp suỏt vào

Ố ng cú xu hướnguoons thẳng dưới ỏp suất làm cho kim chỉ quay

Hỡnh 11-36 Hoạt động của ỏp kế Bourdon

Đườ ng vào

Piston Chốt xoay Khớp liờn kết

Ố ng trượt di chuyển cơ cấu thanh khi ỏp suất tỏc dụng

Hỡnh 11-37 Hoạt động của ỏp kế Schrader

L

Đ

Lọc chất lỏng là vấn đề quan trọng nhất để duy trì chức

năng và độ tin cậy của hệ thống thuỷ lực.

1

4 3

2

1 Thõn bộ lọc

2 Van an toàn bộ lọc

(bypass valve)

3 Phần tử lọc (lừi lọc)

4 Bầu lọc

L

Đ

Phân loại bộ lọc

a/ Theo kích thước lọc

Bộ lọc thô:có thể lọc những chất bẩn đến 0,1 mm.

Bộ lọc trung bình:có thể lọc những chất bẩn đến 0,01mm.

Bộ lọc tinh:có thể lọc những chất bẩn đến 0,005 mm (5μm)

Bộ lọc đặc biệt tinh:có thể lọc những chất bẩn đến 0,001 mm (1μm).

Các hệ thống thuỷ lực

thường dùng bộ lọc trung bình

và bộ lọc tinh Bộ lọc đặc biệt

tinh chủ yếu dùng ở các phòng

thí nghiệm

8.7 B Ộ L Ọ C

Ph©n lo¹i bé läc

b/ Theo kÕt cÊu cña phÇn tö läc

Cã hai lo¹i: läc bÒ mÆt vµ läc s©u.

L

§

Ph©n lo¹i bé läc

C ơ khí: G ồ m

(Bộlọc thô)

Hút th m: Làm

gi ấ y, b ộ t g ỗ , đấ t

đượ c h ấ p thu

l ọ c h ạ t r ấ t nh ỏ

Hút bám:

(Than hoạt tính vàđất tẩy màu không nên dùng vì chúng sẽ

lấy khỏi chất lỏng thủy lực một

s chất phụgia cần thiết)

L

§

- As ho ạ t độ ng l ớ n nh ấ t là 1 bar, độ s t áp:

∆ p= 0,1 bar

- Kích th ướ c l ỗ l ọ c: 20 – 200 µm.

Th ườ ng dùng b ộ l ọ c thô

L p ở đườ ng có áp su ấ t cao:

- Áp su ấ t ho ạ t độ ng l ớ n nh ấ t: 420 bar,

- Kích th ướ c l ỗ l ọ c: 3 – 100 µm.

L p ở đườ ng h ồ i v ề thùng:

- Áp su ấ t ho ạ t độ ng max: 25 bar

c a h ệ th ố ng -> không b ả o v ệ tích c ự c

cho các ph ầ n t ử

Tỷ số Beta của bộ lọc

Là tiêu chu ẩ đ đặ c tính c ủ a m ộ t b ộ

l ọ để đả m b ả đạ t đượ c m ứ c độ l ọ c yêu c ầ u.

T s bê ta là t ỷ ố ủ a s ố ạ t trên m ộ t mi-li-lit (ml) có kích th ướ c ã cho ho ặ c l ớ n h ơ n

tr ướ c khi l ọ c và s ố các h ạ t có kích th ướ c nh ư

v y sau khi qua b ộ l ọ

D

U

N

N

=

X

β

β

X

= tỷ số bêta đối với kích thước hạt X

N

U

= số hạt kích thước X hay lớn hơn trong 1ml trước

bộ lọc

(upstream)

ND= số hạt kích thước X hay lớn hơn trong 1ml sau bộ lọc

(downstream)

L

§

Hi ệ u su ấ t l ọ là ph b ị b ầ l n tr ọ c gi ă m các h ữ l ạ ạ t có kích th ướ c X ho ặ c l ớ n h ơ n

X

X

β

1

-1

=

η

Một chất lỏng có 8000 hạt

kích thước 10 µm hay lớn

hơn có trong 1ml Sau khi

chảy qua bộlọc, chất lỏng

có 100 hạt kích thước

10µm hay lớn hơn có trong

1ml Số bê ta của bộ lọc

này là bao nhiêu?

80 100 8000

β10= = =

D U N N

% 75 , 98 80

1 -1

η

L

§

(Hydro-electric pressure switches)

đ i ệ n.

đ i ệ n t ừ

l ự c.

CHƯƠNG 9

- Các đ c đ i m c a h th ng.

- Các ph n t c b n h th ng khí nén.

L

§

L

§

H th ng truy n đ ng

d ư i áp su t cao đ truy n

và đ i u khi n công su t.

môi trường có tia lửađiện rò rỉ); Không ph i mua, có

s n

Th ủ y l ự c

Dùng ch ấ t l ỏ ng không nén đượ c

L ự c l ớ n (áp suấ t cao: 12000psi)

Kích th ướ c nh ỏ

Chính xác

D ễ cháy

Có đườ ng h ồ i

T ự bôi tr ơ n

Độ nh ớ t l ớ n: t ổ n th ấ t l ớ n

Đắ t; Êm

Khí nén Dùng ch ấ t khí nén đượ c (kk)

L ự c nh ỏ (áp suất th ấp<250psi)

Kích th ướ c l ớ n

T c độ l ớ n Không chính xác b ằ ng T.L

Không đườ ng h ồ i

C ầ n có ch ấ t bôi tr ơ n

Độ nh ớ t nh ỏ : t ổ n th ấ t nh ỏ

R ẻ Ồ n

th ố ng thu ỷ l ự c s ẽ l ớ n h ơ n.

L

§

Hình 13-14 Điều khiển giảm tải dạng công tắc áp suất

L

§

Máy nén khí:

đ

9.2 CÁC PH Ầ N T Ử C Ơ B Ả N H Ệ TH Ố NG KHÍ NÉN

khô không khí.

B l c khí: loạ i các h ạ t b ẩ n có kích th ướ c n ằ m trong kho ả ng 5 - 50 µ m

Các ch ấ t b ẩ đ ã l ắ ng đọ ng trong thân b ộ l ọ

không tái hoà tr ộ n l ạ i vào dòng khí n ữ a.

B đ i u ch nh áp su t:

Để duy trì áp su ấ t c ố đị nh cho h ệ th ố ng khí nén

T ươ ng t ự van gi ả m áp th ủ y l ự c

C c u bôi tr n:

Bôi tr ơ n các chi ti ế t chuy ể độ ng trong h ệ th ố ng khí nén

C c u gi m thanh:

L

§

FRL: Filter, Regulator, Lubricator

L

§

Đ i ề

trong

nén.

Xilanh khí nén:

L

Motors khí nén

5000 v/ph

L

§

L

§

Xy lanh tác độ ng m ộ t

L

§

Đ i u khi n xy lanh tác đ ng hai chi u b ng van

phân ph i đ óng m b ng khí nén:

Các núm nhấn củ

van V1 và V2 dùngđể cung

cấp khí nén điều khiển (áp

suất thấp khoảng 10 psi)

đóng mởmột van phân phối

chính dẫn khí nén cao áp

(khoảng 100 psi) vào xy lanh

Nhấn núm của V1, piston duỗi ra

Khi nhảV1 và nhấn núm của V2, piston lùi vềvịtrí ban đầu

L

§

H th ng đ i u khi n b ng hai tay đ đ m b o an toàn:

> Phải nhấ đồng thời hai van

điều khiển V1 và V2 thì piston

mới vươn ra

> Piston co vềkhi cảhai núm

nhấ được nhảra

> Không nhấn hoặc nhả đồng

thời V1 và V2 sẽkhông có khí

điều khiển dẫ đến van phân

phối chính 3 vịtrí, van vềvịtrí

ở giữa nhờlò xo -> các cửa xy

lanh bịkhóa