CHUYÊN ĐỀ TRUYỀN ĐỘNG DẦU ÉP.

1 Thiết kế pittong chính a xác định lực cắt cho pittong: tấn P =100 tấn =100000 ( N ) Dựa theo máyta chọn chuẫn đường kính của xylanh D =22,5 ( cm ) Như vậy ta có áp suất (kGcm2 ) Ta chọn K = 0,5 – 0,7 d = ( 0.5  0.7 ) D (cm) Với d : là đường kính của cần pittong (cm) D : đường kính của xylanh (cm) Ta chọn: d = 0,6.D = 0,6.22,5 = 13,5 ( cm ) Chọn d = 14(cm ) Khi chất lỏng qua bơm tạo ra áp suát p đi vào hệ thống xylanh đẩy pittong chuyển động, lúc này sự chuyểng động tương đối giữa pittong và thành xylanh xuất hiện lực ma sát. Tính lực ma sát giữa ơittong và xylanh Sơ đồ kết cấu 1Vỏ xilanh ; 2Sec măng ; 3Nắp xy lanh ; 4Pittong ; 5Cần pittong Lực ma sát giữa pittong và xy lanh được tính theo công thức : Lực ma sát động : Pmsđ = .f.G (kG) Lực ma sát tĩnh : Pmst = .fo.G (kG) Trong đó : : Hệ số tỷ lệ tính đến áp lực chắn khít giữa pittong và xy lanh f : hệ số ma sát động. fo : Hệ số ma sát itxnh.

max max

251 63

5 22 14 , 3

100000

4 4

2 2

Với d : là đường kính của cần pittong (cm)

D : đường kính của xylanh (cm)

Ta chọn: d = 0,6.D = 0,6.22,5 = 13,5 ( cm )

Chọn d = 14(cm )

Khi chất lỏng qua bơm tạo ra áp suát p đi vào hệ thống xylanh đẩypittong chuyển động, lúc này sự chuyểng động tương đối giữa pittong vàthành xylanh xuất hiện lực ma sát

Tính lực ma sát giữa ơittong và xylanh

G : tải trọng của bộ phận dịch chuyển.

ở hành trình này dầu từ bơm qua van điện từ mở ở vị trí cho dầu vào buồng trên xi lanh đẩy piston chuyển động đi xuống

ta có các thông số:

P1: áp suất vào

P1’: áp suất ra

Vận tốc chuyển động xuống nhanh của piston là v = 20 mm/s

Lượng dầu vào được tính theo công thức

Lưu lượng ra được tính thoe công thức

Hình 9.3 Sơ đồ tính lực

ở hănh trình năy vị trí của câc van vẫn không đổi, dầu từ bơm qua van điện từ mở ở vị trí cho dầu văo buồng trín xi lanh đẩy piston chuyển động đi xuống

ta có câc thông số:

P1: âp suất văo

P1’: âp suất ra

Vận tốc chuyển động cắt của piston lă v =2 mm/s

Lượng dầu văo được tính theo công thức

Q1 = V1 F1

Suy ra Q1 = 397,4.1,2=476.88 (cm3/ph) = 0.47688 (l/ph)

Lưu lượng ra được tính thoe công thức

Q1’ = V1 F2

P msđ + c + −

Trong âọ

P3 D

Vận tốc đi lín :V3

V3 = 25 (mm/s) = 150 (cm/ph)

P3’: âp lực của buồng F1

P3’ = ∆p1 + ∆p2 + ∆p3 (KG/cm2)

∆p1 : âp lực cản của van tiết lưu , ∆p1= 1 5 (KG/cm2)

∆p2 : âp lưc cản của van đảo chiều ,∆p2 =1 (KG/cm2)

'

F

P G F p

p = + + mst

P3: áp lực ra buồng trên, p3 = 3.5 (KG/cm2)Thay các giá trị trên vào công thức ta được

5 , 243

4 14 160 4 , 397 5

10500 4 4

2 2

Với d : là đường kính của cần pittong (cm)

D : đường kính của xylanh (cm)

Ta chọn: d = 0,5.D = 0,5.16 = 8 ( cm )

Chọn d = 8(cm )

Khi chất lỏng qua bơm tạo ra áp suát p đi vào hệ thống xylanh đẩypittong chuyển động, lúc này sự chuyểng động tương đối giữa pittong vàthành xylanh xuất hiện lực ma sát

Tính lực ma sát giữa pittong và xylanh

Lực ma sát giữa pittong và xy lanh được tính theo công thức :

Vận tốc chuyển động xuống nhanh của piston là v = 20 mm/s

Lượng dầu vào được tính theo công thức

Lưu lượng ra được tính theo công thức

⇒ P1 =

1

1 2

ở hành trình này vị trí của các van vẫn không đổi, dầu từ bơm qua van điện từ

mở ở vị trí cho dầu vào buồng trên xi lanh đẩy piston chuyển động đi xuống

ta có các thông số:

P1: áp suất vào

P1’: áp suất ra

Vận tốc chuyển động kẹp của piston là v =1 mm/s

Lượng dầu vào được tính theo công thức

⇒ p2 =

1

2 2

F

k msđ

Trong đó

∆p1 : áp lực cản của van tiết lưu , ∆p1= 1 5 (KG/cm2)

∆p2 : áp lưc cản của van đảo chiều ,∆p2 =1 (KG/cm2)

P3 F1 + G + Pmst = p3’ F2

2

1 3 3

'

F

P G F p

4 0 20 96 , 200 5

1101 4 4

2 2

Với d : là đường kính của cần pittong (cm)

D : đường kính của xylanh (cm)

Ta chọn: d = 0,7.D = 0,7.12,5 = 8.75 ( cm )

Chọn d = 9(cm )

Khi chất lỏng qua bơm tạo ra áp suát p đi vào hệ thống xylanh đẩypittong chuyển động, lúc này sự chuyểng động tương đối giữa pittong vàthành xylanh xuất hiện lực ma sát

Tính lực ma sát giữa pittong và xylanh

Lực ma sát giữa pittong và xy lanh được tính theo công thức :

P1’: áp suất ra

Vận tốc đẩy phôi của piston là v = 5 mm/s

Lượng dầu vào được tính theo công thức

Lưu lượng ra được tính theo công thức

P msđ + k + −

Trong đó

Thay các giá trị vào

P1 =

65 122

20 5 , 2 4 , 94 1 , 110 3 ,

∆p1 : áp lực cản của van tiết lưu , ∆p1= 1 5 (KG/cm2)

∆p2 : áp lưc cản của van đảo chiều ,∆p2 =1 (KG/cm2)

'

F

P G F p

4 0 20 65 , 122 5

=

Tính công suất bơm

Lưu lượng cần cung cấp cho hệ thống

849 75 368 0 65 31 83

= + +

=

Áp suất cần thiết cho hệ thống

Ta chọn áp suất lớn nhất trong tất cả các hành trình của các piston

P =252.78 bar

Công suất bơm:

40 8

, 0 612

85 , 75 5 , 255 8 , 0 612

Van tràn và van an toàn dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng trong

hệ thống thủy lực vượt quá trị số quy định Van tràn làm việc thường xuyên,

còn van an toàn làm việc khi quá tải

Van điều chỉnh hai cấp áp suất

điều chỉnh, ta có thể điều chỉnh được áp suất cần thiết Lò xo 2 có tác dụng lên

bi trụ (con trượt), là loại lò xo yếu, chỉ có nhiệm vụ thắng lực ma sát của bi trụ Tiết diện chảy là rãnh hình tam giác Lỗ tiết lưu có đường kính từ 0,8 ÷ 1 mm

Hình 5.10 Kết cấu của van tràn điều chỉnh hai cấp áp suất được chọn

Dầu vào van có áp suất p1, phía dưới và phía trên của con trượt đều có áp suất dầu Khi áp suất dầu chưa thắng được lực lò xo 1, thì áp suất p1 ở phía dưới và áp suất p2 ở phía trên con trượt bằng nhau, do đó con trượt đứng yên.Nếu áp suất p1 tăng lên, bi cầu sẽ mở ra, dầu sẽ qua con trượt, lên van bi chảy về bể Khi dầu chảy, do sức cản của lỗ tiết lưu, nên p1 > p2, tức là một hiệu áp ∆p = p1 - p2 được hình thành giữa phía dưới và phía trên con trượt (Lúc này cửa 3 vẫn đóng)

0 2 1 1

2 p C x

A > và C 2 x03 > p 1 A 3

Khi p1 tăng cao thắng lực lò xo 2 ⇒ lúc này cả 2 van đều hoạt động

Loại van này làm việc rất êm, không có chấn động áp suất có thể điều chỉnh trong phạm vi rất rộng

b/ Van tiết lưu điều chỉnh

Van tiêt lưu điều chỉnh lưu lựơng dầu, qua đó điều chỉnh vận tốc của cơcấu chấp hành trong hệ thống

SVTH: ĐẶNG XUÂN THỤY TRANG

MSSV:10303085

17

Van tràn

Van an toàn

Hình 5.12 Sơ đồ thủy lực có lắp van tiết lưu ở đường dầu vào

Van tiết lưu có thể đặt ở đường dầu vào hoặc đường ra của cơ cấu chấp hành

Van tiết lưu có hai loại:

+/ Tiết lưu cố định

+/ Tiết lưu thay đổi được lưu lượng

Ta có các phương trình:

Q2 = A2.v: lưu lượng qua van tiết lưu

∆p = p2 - p3: hiệu áp qua van tiết lưu

Lưu lượng dầu Q2 qua khe hở được tính

theo công thức Torricelli như sau:

p g 2 A

ρ µ

⇒

Trong đó:

µ: là hệ số lưu lượng;

Ax: diện tích mặt cắt của khe hở

∆p = (p2 - p3): áp suất trước và sau khe hở 4kG/cm2 = 4.105 [N/m2];

ρ: khối lượng riêng của dầu ρ= 850 [kg/m3]

c/ Van đảo chiều 5/2 điều khiển trực tiếp bằng tín hiệu điện

cho kết cấu của van đơn giản và kích thước phải nhỏ gọn Để thỏa mãn yêucầu trên

Vận tốc chất lỏng trong thân van phải lớn hơn trong ống dẫn từ 2 đến 2,5lần Đã chọn 5 m/s

Mức chênh lệch áp suất khi qua van < 2% áp suất làm việc, đã có4kG/cm2

Diện tích mặt cắt ngang của dòng chất lỏng tại các vị trí bất kỳ của kênh

k

f không nhỏ hơn 40 -50% diện tích mặt cắt ngang của ống dẫn f δ Ta có quanhệ:

1 , 0

f

fk =

δ

.Rảnh vòng dẫn trên thân van co đường kính D là hợp lý nhất khi:

vững của nòng van Theo [7] d1 hợp lý nhất khi:

3

2 5

h

.

Để thỏa mãn các yêu cầu trên Tra bảng 6.1[7] ta có:

Đường kính của gờ nòng van d = 25mm

Đường kính của cần nòng van d1 = 15mm

8 10

7 9

Hình 5.14 Sơ đồ kết cấu và kí hiệu Van đảo chiều 4/3

điều khiển trực tiếp bằng tín hiệu điện

1 - Lõi sắt của nam châm điện 6, 8 – Lò xo

2, 4 - Cuộn dây của nam châm điện 7 – Pittông

3 - Bạc lót có lỗ dầu 9 - Dầu ép

5, 10 – Vít điều chỉnh

d/ Van cản:

Van cản có nhiệm vụ tạo nên một sức cản trong hệ thống ⇒ hệ thống luôn

có dầu để bôi trơn, bảo quản thiết bị, thiết bị làm việc êm, giảm va đập

Hình 5.15 Kết cấu van cản

Trên hình 5.15, van cản lắp vào cửa ra của xilanh có áp suất p2 Nếu lực lò

xo của van là Flx và tiết diện của pittông trong van là A, thì lực cân bằng tĩnh là:

a Yêu cầu: Trong hệ thống thủy lực, ống nối có yêu cầu tương đối cao

về độ bền và độ kín Tùy theo điều kiện sử dụng ống nối có thể không tháo được và tháo được

b Các loại ống nối:

Để nối các ống dẫn với nhau hoặc nối ống dẫn với các phần tử thủy lực,

ta dùng các loại ống nối được thể hiển như sau:

e/ Bể dầu

a Nhiệm vụ:

Bể dầu có nhiệm vụ chính sau:

+/ Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình kín (cấp và nhận dầu chảy về)

+/ Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc

+/ Lắng đọng các chất cạn bã trong quá trình làm việc

Bể dầu được ngăn làm hai ngăn bởi một màng lọc Khi mở động cơ bơm dầu làm việc, dầu được hút lên qua bộ lộc cấp cho hệ thống điều khiển, dầu xả

về được cho vào một ngăn khác

Dầu thường đổ vào bể qua một cửa bố trí trên nắp bể lọc và ống xả được đặt vào gần sát bể chứa Có thể kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu

Nhờ các màng lọc và bộ lọc, dầu cung cấp cho hệ thống điều khiển đảmbảo sạch Sau một thời gian làm việc định kỳ thì bộ lọc phải được tháo

ra rữa sạch hoặc thay mới Trên đường ống cấp dầu (sau khi qua bơm)người ta gắn vào một van tràn điều chỉnh áp suất dầu cung cấp và đảmbảo an toàn cho đường ống cấp dầu

Bộ lọc

Vách ngăn

Đáy bể dầu

Về thùng

Hình 3.17 Sơ đồ kết cấu bể dầu