Bài tập Kỹ thuật Thủy lực và Khí nén có đáp án (Tiếng Việt)

An air compressor delivers 10 m3min f.a.d. at a pressure of 7 bar. The average circuit demand being 7 m3min f.a.d. with an allowable fluctuation of delivery pressure of from 7 to 6 bar. Assuming that a receiver having a capacity of 4 m3 is used, determine the number of times the compressor comes on load per hour. Assume the air is fully cooled and its temperature is constant. All pressure are gauge, and atmospheric is 1 bar absolute.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÀI TẬP LỚN THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN

NHÓM ONE GIRL GVHD: Trần Nguyên Duy phương

POWER HYDRAULICS Bài tập A.1

Bài A.1.1 Correct the draughing error

Chỉnh sửa lại lỗi sai của mạch

Hình A.1

Bài làm:

-Van giãm áp có tác dụng xả dầu về bể khi xylanh đi hết hành trình nhưng không cần thiết do bơm bằng tay

-Đường dầu về bể ở van điều hướng đặt sai chỗ Phải đặt ở ô trạng thái dưới

-Van tiết lưu làm cho xylanh hạ tải từ từ nhưng chính xác nên dùng van tiết lưu điều chỉnh được

Bài A.1.2 Correct the draughing error

Chỉnh sửa lại lỗi sai của mạch

Hình A.2

Bài làm:

-Van 1 chiều lắp sai hướng cần đổi chiều van 1 chiều lại

Bài A.1.3 In the circuit shown in Figure A.3, given that the load included pressure on the

extend stroke in 150 bar and on the retract stroke is 70 bar, and the relief valve pressure setting is 165 bar, draw a pressure-time for a complete extend and retract cylcle The graph should start and end with directional control valve in the mid position Assume the extend stroke takes 12 seconds and the retract stroke 9 seconds

Một mạch thủy lực cho như hình A.3, áp suất khi đẩy là 150bar và khi lùi về với áp suất 70bar, van giới hạn áp suất gián tiếp 2 tầng được cài đặt ở 165bar Vẽ biểu đồ qua

hệ giữa áp suất với thời gian cho một chu trình đẩy và kéo về của xilanh Biểu đồ bắt đầu

và kết thúc với van điều hướng ở trạng thái giữa Gia sử quá trình đẩy mất 12 giây và kéo

về mất 9 giây

Hinh A.3

Biểu đồ quan hệ giữa áp suất với thời gian

Bài A.1.4

Hình A.4

What are the characteristics of this circuit and in what cercumstances is it most usually employed?

Đặc điểm của mạch thủy lực trên và mạch trên thường được dùng trong trong trường hợp nào?

Mạch thủy lực trên thường được sử dụng trong các máy dập hoặc máy kẹp phôi trong công nghiệp

Bài A.1.5 Correct the draughting error in this figure

What advantage has this two pump circuit over a single pump system? Name a

particular application where it is frequently used

Sửa các lỗi sai trong mạch thủy lực Lợi thế của việc sử dụng 2 bơm so với 1 bơm?

Hệ thống được ứng dụng ở đâu?

Hình A.5

-Lỗi sai: Van 1 chiều lắp sai hướngđổi chiều van 1 chiều lại, van xả tải bên trái nên dùng van xả tải loại gián tiếp

- Bơm thứ 1 cung cấp lưu lượng lớn, áp suất nhỏ: bơm này có tác dụng đẩy xylanh

đi nhanh trong quá trình chạy không tải và sẽ ngừng cung cấp lưu lượng khi chạm chi tiết -Bơm thứ 2 cung cấp áp suất lớn, lưu lượng nhỏ: bơm này luôn hoạt động, khi chạm chi tiết bơm 1 ngưng nhưng bơm này vẫn hoạt động và phát huy tác dụng của nó ‘’tác dụng ép cần áp suất lớn’’

-Ưu điểm của hệ 2 bơm: tiết kiệm thời gian và năng lượng do đặc tính của 2 bơm

đã nêu trên Dễ chế tạo và lắp ráp ‘’vì nếu hệ thống cần 1 bơm loại lớn thì rất khó đáp ứng, 2

bơm loại nhỏ thì dễ hơn’’

- Ứng dụng: trong các máy dập chi tiết

Bài A.1.6 What advantage has apressure compensated pump in this application? How

can the efficiency of the circuit emproved?

Ưu điểm của việc sử dụng bơm

bù áp trong mạch? Làm thế nào

để tăng hiệu suất hoạt động?

Hình A.6

Bài làm:

-Mạch trên sử dụng bơm có lưu lượng riêng có thể thay đổi được với 2 ngõ điều khiển

-Ở trạng thái xả (van điều hướng ở trạng thái giữa), áp trong mạch rất nhỏ do dầu được thông thẳng về bể Khi đó tín hiệu đường điều khiển ngõ lớn sẽ thắng ngõ nhỏ ( bề mặt làm việc ngõ lớn lớn hơn ngõ nhỏ) làm cho góc nghiêng của đĩa nhỏ lại làm cho lưu lượng trong mạch giảm

-Khi chuyển trạng thái van điều hướng bằng cách kích các cuộn dây thì áp trong mạch tăng lên làm cho van 3/2 chuyển trạng thái (đường điều khiển của ngõ lớn sẽ thông với bể), do đó tín hiệu điều khiển từ ngõ nhỏ sẽ làm tăng góc nghiêng của bơm, tăng lưu lượng dầu được đẩy lên mạch

-Lợi thế của phương pháp điều khiển này là tạo ra được một lực ép lớn nhưng ít tổn hại tới bơm do lưu lượng khi ép thấp.Van điều khiển áp suất trực tiếp cũng ít bị hư hại hơn vì lưu lượng nhỏ Thời gian đẩy ra nhanh do xy lanh được cung cấp một lưu lượng lớn Hệ thống này gọn nhẹ hơn hệ thống sử dụng nhiều bơm

Bài A.1.7 Should control circuit fail, what will be expect on the system? Modify the

circuit to ‘fail sefe’

Hình A.7

Mạch thủy lực như trên khi hoạt động có thể xảy ra sự cố gì? Ảnh hưởng đến hệ thống như thế nào? Thay đổi mạch như thế nào để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống?

Trong trường hợp mạch bị hỏng dầu từ bơm vẫn tiếp tục được bơm lên không tới được bộ phận công tác làm tăng áp suất hệ thống gây hư hại mạch

Nên mạch được thiết kế thêm 1 van phân phối bên nhánh trái Trường hợp bình thường chịu tác động của lò xo ‘’Khi trong mạch xảy ra sự cố mà van tràn bên phải không hoạt động’’ thì ta tác động điện vào van này Làm cho nó chuyển trạng thái xả dầu về thùng

Giảm áp lực trong mạch

Bài A.1.8 The cylinder shown in this circuit which contains draughing errors can not be

extended Using the standar valves modify the circuit so that cylinder can be extended and retracted by the manual direction control valve The extend function must be initialy high speed changing to slow speed when the pressure induded by the load reaches a specified

valve

Mạch thủy lực điều khiển xilanh được cho như bên dưới, hình vẽ có một vài lỗi làm cho xilanh không thể đẩy đi được Sử dụng một cái van cơ bản cơ bản để hiệu chỉnh mạch sao cho xilanh có thể đẩy đi và kéo về bằng cách điều khiển van điều hướng Với chức năng đi ra, ban đầu phải di chuyển với tốc độ cao rồi chậm lại khi áp suất gây ra bởi tải đạt đến giá trị thiết lập

M

A B

Bài làm

Van 1 chiều đặt sai hướng, van điều hướng B dùng trong trường hợp này là sai

Đổi chiều van 1 chiều, thay van điều hướng B thành van 4/3

Bài A.1.9 what special about the check valve in this circuit and what is its purpose?

Nghĩa là van A và van B tác động đồng thời, điểu khiển hành trình pittông tốt hơn

Van trạng thái B được nối với van một chiều có lò xo trước khi về bể, nên khi mạch không hoạt động thì pittông sẽ không di chuyển do được hãm dưới áp suất lò xo của van một chiều

Bài A.1.10 When this circuit was built it would not operate Why? Suggest a simple

modification to correct this design fault

Hình A.10

Tại sao mạch thủy lực như trên không làm việc được? Đề nghị một phương án đơn giản để hiệu chỉnh lại mạch để hoạt động đúng

Bài làm

Đường điều khiển lấy tín hiệu từ đường dầu chính đến cùng lúc 2 công tắc từ Do

đó, trong mọi trường hợp, áp suất do công tắc từ được kích hoạt luôn bị triệt tiêu hay nói cách khác trạng thái 1 và 3 không thể hoạt động, đường dầu chính luôn di chuyển qua trạng thái 2 của van trạng thái, nên đường dầu không thể di chuyển lên pittông được.Khắc phục: dùng them một van điều hướng nữa để điều khiên 2 ngõ điều khiển của van 4/3 trên

Bài A.1.11 The solenoid A is energized during the extend stroke but not during retract

How does this effect the function of the circuit?

Cuộn dây A được kích suốt thời gian đẩy của xilanh nhưng ngắt trong quá trình về

Chức năng này tác động như thế nào trong mạch?

Hình A.1.11

Bài làm:

Mạch có thể cài đặt áp suất an toàn ở 2 cấp 300 bar hoặc 100 bar.Khi không kích cuộn A thì mạch được giới hạn áp suất ở áp suất 100 bar.Khi kích cuộn A thì áp suất an toàn cài đặt ở 300 bar.Vì vậy với hành trình đi ra áp suất giới hạn ở 300 bar,khi lui về áp suất giới hạn ở 100 bar từ đó ta có hành trình đi ra tải lớn hơn nhiều so với tải khi lui về,việc sử dụng hệ thống như vậy sẽ đảm bảo mất mát năng lượng qua van an toàn là nhỏ.Và tiêu hao công suất của bơm là ít hơn khi không có van áp suất 100 bar ở phía sau

Bài A.1.12 Correct the draughting errors and determine the sequence of operation of the

cyclinder:

a When solenoid 1 is energized

b When solenoid 2 is energized

What is purpose of valve C

Sửa lỗi trong mạch và xác định thứ tự hoạt động của các xylanh:

a Khi cuộn 1 được kích

b Khi cuộn 2 được kích

a Khi cuộn 1 được kích điện:

Pittông của xy lanh A lui về trước sau đó đến cuối hành trình thì pittông của xylanh

B tiến ra

Van tuần tự có tác dụng

b Khi cuộn 2 được kích điện:

Pittông của xy lanh B lui về trước sau đó đến cuối hành trình thì pittông của xylanh

A tiến ra Lúc này van tuần tự không có tác dụng.Tác dụng của van giảm áp C: do nhánh

B có áp suất hoạt động nhỏ hơn áp suất trong mạch chính nên phải dùng van giảm áp để cài đặt áp suất hoạt động cho nhánh B

Bài A.1.13 This circuit is extended to hydraulically lock a loaded cylinder in any position

and to control the retract speed Comment on its suitability and modify if necessary Suggest a pressure setting for the relief valve if the load is 10 tonnes and cylinder bore 100mm diameter

Mạch có thể giữ tải ở bất kì vị trí nào và điều khiển vận tốc kéo về Tính giá trị cách cài đặt van giới hạn áp suất nếu tải 10 tấn và đường kính xilanh là 100mm

Hình A.13

-Khi cuộn dây bên trái của van điều khiển hướng được kích hoạt thì bơm sẽ bơm dầu lên buồng dưới của xy lanh, qua van một chiều khi đó xy kanh sẽ đi lên, khi đó buồng trên của xy lanh sẽ thoát dầu ra thông qua van một chiều

- Khi cuộn dây bên phải của van điều khiển hướn được kich hoạt thì bơm sẽ bơm dầu lên buồng trên của xy lanh, qua van tiết lưu, làm giảm lưu lượng bơm lên, giảm tốc

độ hạn xuống của tải, đồng thì buồng dưới sẽ thoát dâu ra khi đường điều khiển van một chiều có tin hiếu, nghĩa là nhánh dầu bơm lên phải có áp suất, vi vây làm tải không rơi tư

do

-Khi cả van điều khiển hướng ở trạng thái giữa thì, các hệ thống bên trong dâu có

áp suất nhỏ, khi đó văn một chiều bên phải không mở cho dâu thoát ra, tải được giữ cố định

- Áp suất cài đặt cho van ấn định áp suất phải lớn hơn áp suất tạo ra để đủ nâng tải lên

Áp suất cài đặt ở van:

3 5 2

10.9,81.101,3 1,3 .10 162,5

.0,14

F

Bài A.1.14 Expand the function of circuit Why use adouble solenoid valve rather than a

single solenoid spring offset valve for A? What type of transition centre condition do you recommend for this valve? If the motor displacement is 25ml/rev, and which the flow

controls set at valve shown, what is the theoretical maximum motor speed possible under the following condition?

a) Solenoids 1 and 2 both de-energized

b) Solenoids 1 energized

c) Solenoids 2 energized

Giải thích hoạt động của mạch Tại sao sử dụng 2 nam châm điện lại tốt hơn việc sử dụng một nam châm điện và một lò lo để cài đặt ở van A Kiểu chuyển đổi trạng thái của van trên là gì? Nếu thể tích riêng là 25ml/vòng và van chỉnh lưu được cài đặt ở giá trị thấp thì tốc độ lý thuyết cực đại của motor là bao nhiêu

a) Van 1 và 2 không được cấp điện

b) Van 1 được cấp điện

c) Van 2 được cấp điện

chỉ là 1 l/min Vận tốc theo lý thuyết của động cơ là:

đồng thời đường tín hiệu của van một chiều bên trái không có tín hiệu sẽ đóng lại, khi đó lưu lượng cấp lên hệ thống là 6 l/min

Vận tốc theo lý thuyết của động cơ là

Bài A.1.15 in this manually-operated hydraulic clamping circuit, what is the purpose of

the 0.5-liter accumulator? If the relift valve setting is 200bar, suggest a gas precharge pressure for the accumulator

Mạch được điều khiển bằng tay dùng để kẹp chi tiết, mục đích của bình tích áp 0,5lít

Bài A.15

Bài làm:

-Mục đích của bình tích áp: sau khi ép chi tiết ở một áp suất cần thiết, thì thì van

điều khiển hướng sẽ kích hoạt ô trạng thái giữa, áp suất của bơm không còn cung

cấp cho bittong, áp suât sẽ được giữ lại nhờ van một chiều nhưng vẫn sẽ có rò dầu

ở van một chiều, nen sẽ gây sụp áp khi giữ một thời gian dài, khi đó bình tích áp sẽ

cung cấp thêm áp suất cho pittong đê chống sự sụp áp này

-Áp suất cài đặt ở bình tích áp: (0,7…0,9).P = (0,7 0,9).200 = (140…180)bar

Bài A.1.16 The cylinder in the circuit is required to give a single high-speed stroke at

infrequent intervals Comment on its suitability and suggest any necessary modification What is the function of the flow control valve? Suggest a pressure setting for the valve A

Xi lanh trong mạch được yêu cầu một hành trình đơn tốc độ cao ở những khoảng thời gian bất thường Hãy nhận xét và sửa đổi nếu cần thiết Chức năng của van điều khiển lưu lượng là gì?

Tính thiết kế áp suất cài đặt cho van A

độ hành trình cao.Khi áp suất hệ thống đến và vượt quá 200 bar, làm cho van giới hạn áp suất ( cài đặt 200bar) mở lượng dầu sẽ chảy về bể chứa

2 Nếu van A có lực lò xo cài đặt nhỏ hơn 200 bar thì khi áp suất trong mạch chưa đến 200 bar dầu đã bị xả về bể nên không đáp ứng được yêu cầu về áp lực làm việc Do

đó, ta có thể cài đặt giá trị lực lò xo trong van A lớn hơn áp suất giới hạn trong mạch khoảng 10%, nếu lớn quá thì sẽ ảnh hưởng đến đường ống dẫn dầu từ bình tích đến van A lúc bình tích xả áp

Áp suất cài đặt cho van A = 200 * 1.1 = 220 bar

Bài A.1.17 Acylinder is required to extend initialy at high speed but under low load

load Explain how this is achieved by above circuit Why are two accumulators used? What is the purpose of the pressure switch P?

Hệ thống xilanh-pittong được yêu cầu đẩy với tốc độ cao và tải nhỏ Khi công tắc

hành trình được kích hoạt (ở cuối hành trình) thì pittong quay về với tốc độ chậm và tải lớn Giải thích làm sao mạch làm được như vây Tại sao lại sử dụng 2 bình tích áp? Mục đích của công tác áp suất P?

M

Electrical supply

Electric al supply

220bar 200bar

B

A

P

Bài làm:

Khi bơm hoạt động, ban đầu áp sẽ được tích vào các bình tích áp A, B

Khi kích van điều hướng 4/3 cho pittong đẩy ra, khi pittong đến cuối hành trình chạm vào công tắc hành trình, mang tải và quay về Khi công tắc hành trình đóng làm kích hoạt van điều hướng của bình tích áp B làm bình tích áp xả áp ra hệ thống hỗ trợ cho pittong kéo về

Bình tích áp A có nhiệm vụ tăng tốc cho pittong trong quá trình đẩy

Công tắc áp suất P có ta tác dụng giữ áp giới hạn 200bar trong mạch khi đẩy đi vói tải nhỏ, áp lớn 220bar khi kéo về với áp lớn

Bài A.1.18 This non-reversing hydrostatic has a high interial load and is found to

over-run as the flow rate is adjusted to reduce speed Suggest a suitable modification

Hệ thống truyền lực thủy tĩnh không đảo chiều có một tải trọng quán tính lớn và được nhận thấy chạy quá tốc độ, dùng tốc độ dòng chảy để điều chỉnh giảm tốc độ Hãy

đề nghị sửa đổi lại cho phù hợp

Hình A.18 Bài làm

-Để điều chỉnh lưu lượng cần phải có van tiết lưu để điều chỉnh lưu lượng vào động

cơ, từ đó có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ

-Vì tải có quán tính cao nên để giảm tốc cần đặt thêm một van over-center nối tiếp với động cơ thủy lực trong hệ thống để tránh quán tính của tải, giữ tải ở vị trí cân bằng hoặc phanh động cơ một cách từ từ

Bài A.1.19 In this hydrostatic transmition what is the purpose of the portion of the circuit

includes the three-position, three –port directional contrl valve? What is suitable setting the associated relief valve?

Mục đích của phần tử van điều khiển hướng 3 vị trị, 3 cửa trong mạch truyền động thủy lực này là gì? Các van tràn có liên quan được cài đặt phù hợp là gì?

250bar 5bar

Bài làm:

Mục đích của van điều khiển trạng thái 3 cửa, 3 vị trí là: khi lưu lượng dầu do bơm 2 chiều có lưu lượng riêng thay đổi cấp cho mạch mà ở hai nhánh của bơm có lưu lượng khác nhau thì bên nhánh có lưu lượng lớn hơn sẽ làm cho áp suất trong nhánh đó cao hơn,do đó làm cho van 3 cửa 3 vị trí sẽ chuyển sang trang thái sao cho đường dầu ở nhánh kia sẽ thông với van tràn để về bể thông qua van 3 cửa 3 vị trí này

Các van tràn được dùng hợp lý trong mạch:

- Van tràn 1(được cài 5 bar): được gắn với đường dầu do bơm 1 chiều lưu lượng riêng cố định để xả tải ban đầu cho mạch

- Van tràn 2(được cài 250 bar): có tác dụng xả dầu về van tràn 1 đồng thời

giãm lưu lượng cho 2 nhánh của mạch thủy lực khi áp suất trong mạch vượt quá 250 bar

- Van tràn 3: có tác dụng xả dầu về bể khi van 3 cửa 3 vị trí thay đổi vị trí

Bài A.1.20 The hydrostatic transmission is subject to pressure surges when the

directional control valve is switched Suggest modification to alleviate these surges

Hệ thống thủy lực này chịu áp lực rất lớn khi các van điều khiển hướng chuyển trạng thái.Hãy đề nghị sửa đổi để khắc phục giảm bớt áp lực này

BÀI TẬP A2:

Câu A2.1

A pump having a displacement (swept volume) of 1,7 cm3 per revolution is driven at

1500 rev/min If the pump has a volumetric efficiency of 87% and overall efficiency of 76%Calculate:

A) the pump delivery in liters per minute

B) The power required to drive the pump when it is operating against a pressure of

150 bar

Lưu lượng riêng của bơm là 1.7 cm3/vòng, tốc độ 1500 vòng/phút Hiệu suất thể tích là 87% và hiệu suất tổng là 76% Tính:

(a) Lưu lượng thực của bơm (lit/phút)

(b) Công suất cần thiết để vận hành bơm khi bơm hoạt động dưới áp suất 150 bar

Bài làm

(a) Lưu lượng thực bơm:

(b) Công suất cần để vận hành bơm:

Câu A2.2

A gear pupm delivery 15 l/min against a system pressure of 200 bar at a driven speed of 1430 rev/min If the input is 6,8 kW and the torque efficiency of the pump is 87% calculate the pump displacement in cm3 per revolution

Lưu lượng thực của bơm 15lit/phút, áp suất 200 bar, tốc độ 1430 vòng/phút Nếu công suất đầu vào là 6.8kW và hiệu suất cơ là 87% Tính lưu lượng riêng của bơm (cm3/vòng)

Lưu lượng riêng của bơm:

Câu A2.3

A hydraulic system requires 32 l/min of fluid at a pressure of 260 bar The pump to

be used is a manually-vayiable axial piston punp having a maximum displaycement per revolution of 28 cm3 The pump is driven at 1430 rev/min and has an overall efficient of

85 and a volumetric efficiency of 0,90 Calculate

A) At what percentage of maximun displaycement the pump has to be set

What power nwt ro drive the pump

Một hệ thống thủy lực cần lưu lượng 32lit/phút tại áp suất 260 bar Bơm được sử dụng có lưu lượng riêng lớn nhất là 28 cm3/vòng Tốc độ 1430 vòng/phút và hiệu suất tổng 0.85, hiệu suất thể tích 0.90 Tính:

(a) Phần trăm lưu lượng bơm so với lưu lượng lớn nhất của bơm

(b) Công suất cần thiết để vận hành bơm

Bài làm

Suy ra phần trăm lưu lượng thực so với lưu lượng lớn nhất là:

B) The input power to the pump when it operates against a pressure of 350 bar Một bơm thủy lực có lưu lượng riêng là 8.8 ml/vòng, tốc độ 2880 vòng/phút Nếu hiệu suất thể tích và hiệu suất cơ lần lượt là 93% và 91% Xác định:

(a) Lưu lượng thục cùa bơm

(b) Công suất đầu vào khi bơm hoạt động dưới công suất 350 bar

Bài làm

3

15

12, 4 / 0,845.1430

(b) Công suất đầu vào:

Câu A2.5

A hydraulic cricuit using 35 liters of fluid per minute is supplied by a pump having a fixed displaycement of 12,5 cm3 /rev driven at 2280 rev/min The pump has a volumetric efficiency of 0.85 and overall efficiency of 0,75 If the system pressure is set at 180 bar

by the relief valve calculate:

1 The quanlity of fluid delivered by the pump

2 The power required to drive the pump

The heat generated owing to the excess flow passing over relief valve

Một mạch thủy lực sử dụng 25lít chất lỏng trong một phút và được cung cấp bởi một máy bơm có lưu lượng riêng là 12.5 cm3/vòng và tốc độ 2880 vòng/phút Bơm có hiệu suất thể tích là 0.85 và hiệu suất tổng là 0.75, áp suất của hệ thống là 180bar Tính: (a) Lưu lượng được cung cấp bởi bơm

(b) Công suất cần thiết để vận hành bơm

(c) Công suất do dòng chảy chạy qua van an toàn

Bài làm

(a) Lưu lượng bơm:

(b) Công suất cần thiết:

(c) Công suất do dòng chảy chạy qua van an toàn để đảm bào lưu lượng trong mạch

là 25l/min:

Câu A2.6

A hydraulic circuit consists of a fixed-displaycement gear pump supplying hydraulic fluid to a cylinder which has a bore of 100-mm diamater, a rod of 56-mm diameter and a stroke of 400 mm Pumps are available with displaycement increasing in steps of 1 ml/rev from 5 ml; the volumetric efficiency is 88% and its overall efficiency is 80% The pupm is driven directly from an electric motor with an on-load speed of 1430 rev/min Select a suitable pump so that the cylinder can be reciprocated through a complete cycle once every 12 seconds

Một mạch thủy lực gồm 1 bơm có lưu lượng riêng không đổi cấp lưu chất cho một

xy lanh có đường kính 100mm, đường kính trục 56mm và hành trình là 400mm Bơm có lưu lượng tăng dần từng bước 1ml/vòng đến khi đạt 5ml; hiệu suất thể tích là 88%, hiệu suất tổng là 80% Bơm được điều khiển trực tiếp thông qua một mô tơ điện có tốc độ

1430 vòng/phút Lựa chọn bơm phù hợp để xy lanh có thể hoàn thành 1 chu kì mỗi 12 giây

Bài làm

Thể tích cần để đẩy xylanh ở hành trình tiến ra:

Thể tích để đẩy xylanh ở hành trình thu về:

Gọi lưu lượng thực của bơm là Q, thời gian hoàn thành mỗi chu kì là:

Lưu lượng riêng của bơm:

Vậy ta cần chọn bơm có lưu lượng riêng là 21,2 ml/vg

Câu A2.7

A pump having a displacement of 25 ml/rev is driven at 1440 rev/min by a 10 kW electric motor If the pump’s overall and torque efficiencis are 85% and 90% respectively determine:

 the quantily delivered by the pump

 The maximum pressure the pump can operate against without overloading the motor

Một máy bơm có lưu lượng riêng 25 ml/vòng, tốc độ 1440 vòng/phút, công suất máy bơm 10kW Hiệu suất tổng và hiệu suất cơ lần lượt la 85% và 90% Xác định: (a) Lưu lượng thực của bơm

(b) Áp suất tối đa mà bơm có thể hoạt động mà không bị quá tải

Bài làm

1

.0,1 .0, 4 3,14

(a) Lưu lượng thực:

(b) Áp suất tối da để bơm không bị quá tải:

Câu A2.8

A pump having a thoretical delivery of 35 l/min and the volumetric efficiency of 90% drives a cylinder having a bore of 110mm, a rod diameter of 65 mm and a stroke of

700 mm Determine:

1) The extend and retract velocities of the cylinder

2) The time for one complete cycle

Bơm có lưu lượng theo lý thuyết là 35 lít/phút và hiệu suất thể tích là 90%, đường kính xylanh là 110mm, đường kính trục là 65mm, hành trình pittông là 700mm Tính: (a) Vận tốc đi và về của xylanh

(b) Thời gian hoàn tất 1 chu trình

0,85 .25.1440 34 / min

0, 9

v p p

0 max

.600 10.600.0,85

150 34

35 0, 9 0, 055 / 60.9, 5

35 0, 9 0, 085 / 60.6, 2

1 The actual pump delivery required

2 The maximum volume of fluid to be stored in the accumulator

3 The accumulator volume assuming isothermal charge and discharge of the accumulator

Một bơm thủy lực dùng để cung cấp lưu lượng chất lỏng theo yêu cầu của một hệ thống thủy lực như hình A.21 Hệ thống làm việc với áp suất 125 bar và áp suất lớn nhất của bình là 200 bar Áp suất được tích trữ trước là 90% áp suất làm việc lớn nhất Xác định:

(a) Lưu lượng cấn thiết cho máy bơm

(b) Thể tích lớn nhất có thể chứa trong bình tích áp

(c) Thể tích bình tích áp giả định qua trình xả và nạp dầu là đẳng nhiệt

Bài làm

(a) Lưu lượng cần cho máy bơm:

(b) Ta có bảng biểu thị lưu lượng vào hoặc ra khỏi bình tích áp ở các giai đoạn như sau:

Giai đoạn Lưu lượng hệ

Vậy thể tích lớn nhất mà bình tích áp có thể chứa được là 2,5 lít

(c) Áp suất tích trữ trước trong bình tích áp: bar tuyệt đối

Áp suất tối đa trong bình tích áp: tuyệt đối

Áp suất tối thiểu trong bình tích áp: tuyệt đối

Gọi V1, V2, V3 lần lượt là thể tích lưu chất có trong bình tích áp ở các áp suất trên

113, 5

0, 565 201

126

0, 627 201

Suy ra:

Vậy thể tích bình tích áp có thể xem như bằng 7,43 lít

Câu A2.10

A pressure cylinder having a bore of 140 mm and a 100 mm diameter rod is to have

an initial approach speed of 5m/min and a final pressing speed of 0.5m.min The system pressure for rapid approach is 40 bar and for final pressing 350 bar A two-pump, high-low system is to be used; both pumps may be assumed to have volumetric and overall efficienes of 0,95 and 0,85 respectively Determine:

 The flowes to the cyclinder for rapid approach and final pressing

 Suitable deliveries for each pump

 The displaycement of each pump if the drive speed is 1720 rev/min

 The retract speed if the pressure required for retraction is 25 bar maximum

Một xylanh ép có đường kính 140 mm và đường kính trục là 100 mm có vận tốc ban đầu là 5 m/phút và vận tốc ép cuối cùng là 0,5 m/phút Áp suất hệ lúc tiến nhanh là

40 bar và áp suất nén cuối cùng là 350 bar Giả thiết 2 bơm có hiệu suất thể tích và hiệu suất tổng lần lượt là 0,95và 0,85 Xác định:

(a) Lưu lượng đến xylanh lúc tiến nhanh và ép cuối cùng

(b) Lưu lượng thích hợp cho mỗi bơm

(c) Lưu lượng riêng của mỗi bơm nếu vận tốc là 1720 vòng/phút

(d) Công suất yêu cầu của motor bơm trong lúc tiến nhanh và nén

(e) Vận tốc lùi về nếu áp suất yêu cầu tối đa là 25 bar

Bài làm

(a) Lưu lượng đến xylanh lúc tiến nhanh:

Lưu lượng đến xylanh lúc ép cuối cùng:

(b) Lưu lượng thích hợp cho mỗi bơm:

Bơm dùng cho quá trình ép:

1 2 3

(c) Bơm dùng để đẩy xylanh tiến nhanh:

Bơm dùng cho quá trình ép:

(d) Trong quá trình tiến nhanh:

Một bơm thủy lực có số vòng quay là 1440 vòng/phút, lưu lượng riêng 12.5 ml/vòng, hiệu suất thể tích 87% cung cấp dầu cho hệ thống gồm hai xi-lanh thủy lực Nếu một xi-lanh có kích thước 63 mm (đường kính đáy) x 35 mm (đường kính trục) x

250 mm (hành trình) và xi-lanh còn lại có kích thước 80 mm x 55 mm x 150 mm Tính thời gian chu kì ngắn nhất để cả hai xi-lanh đẩy và thu về?

Bài làm

Lưu lượng thực của bơm:

Thể tích cần để đẩy 2 xy lanh tiến ra:

Thể tích cần để đẩy 2 xy lanh thu về:

Vậy thời gian ngắn nhất để hoàn thành 1 chu kì là:

1 1

69, 3

42, 4 / 0, 95.1720

7, 7

4, 7 / 0, 95.1720

0

77.40

6, 04 600 0,85.600

7, 7.350

5, 28 600 0,85.600

Câu A2.12

A hydraulic cylinder is required to exert a minimum forward dynamic thrust of 25 tonnes and a minimum return dynamic thrust of 15 tonnes Determine a suitable standard size metric cylinder if the maximum system pressure is 200 bar Assume that the dynamic thrust is 0.9 times the static thrust What pressure is required at the

cylinder to give the desired thrusts if the effect of back pressure is neglected?

Xi-lanh thủy lực tạo ra lực đẩy nhỏ nhất là 25 tấn và lực kéo về nhỏ nhất là 15 tấn Tìm đường kính thích hợp của xi-lanh nếu áp suất lớn nhất của hệ thống là 200 bar Giả thuyết rằng lực động bằng 0,9 lần lực tĩnh Áp suất của xi-lanh để đáp ứng lực yêu cầu nếu bỏ qua hiệu suất áp suất?

Bài làm

Quá trình tiến ra:

Theo tiêu chuẩn ta chọn xy lanh có kích thước:

Áp suất của xy lanh lúc tiến ra:

Áp suất của xy lanh lúc thu về:

Câu A2.13

A hydraulic cylinder as shown infigure A.22 is to accelerate a load of 50 tonnes horizontally from rest to velocity of 10 m/min in 50 mm Take the coefficient of fricition () betwen the load and the guides as 0,1 ; assume zero back-pressure Determine:

a A suitable size of standerd metric cylinder if the maximum allowable pressure at the cylinder is 180 bar

b The fluid flow rate required to drive the piston forward at 3 m/min

Một xi-lanh thủy lực tác dụng lên tải nặng 50 tấn theo phương ngang từ trạng thái nghỉ đến vận tốc 10m/phút với quãng đường di chuyển là 50mm Hệ số ma sát giữa tải

và sàn là 0,1 Xác định:

(a) Đường kính xi-lanh nếu áp suất là tối đa là 180 bar

(b) Lưu lượng cần cung cấp nếu vận tốc của pittong là 3m/phút

3 1

1

3 2

Bài làm

Ta có phương trình cân bằng lực:

Chiếu lên phương ngang ta được:

Suy ra

Vậy đường kính xy lanh:

Theo tiêu chuẩn ta chọn D= 80 mm

Câu A2.14

A cylinder having a bore of 50 mm with a rod diemater of 32 mm is used to lift a vartical load of 3 tonnes The circuit used is shown in A.23 The quantity delivered by the pump is 8l/min, the relift valve is see at 180 bar and the cylinder extend meter-out flow-control valve is set at 4l.min , Calculator:

A) The extend speed

B) The pressure reading at gauge P1 when the cylinder is extending at a steedy speed C) The pressure regestered on gauge P1 if the cylinder is extended under no load conditions i.e Load removed

D) The setting of the retrct flow control valve in 1l/min if the retract speed is the same as

ms

p A F ma

2

2 ms

2.0, 05

3, 5.10 180.10

4

the extend speed

Một xi lanh có đường kính xi-lanh là 50 mm và đường kính trục là 32 mm được sử dụng để nâng tải có khối lượng 3 tấn Hệ thống như hình vẽ Lưu lượng bơm là 8 lít/phút, van giảm áp cài đặt 180 bar Khi xi-lanh đẩy thì lưu lượng qua van là 4 lít/phút Tính:

(a) Vận tốc đẩy

(b) Giá trị đọc được ở P1 khi xi-lanh đang đẩy với vận tốc ổn định

(c) Giá trị P1 nếu xi-lanh hoạt động ở trạng thái đẩy không tải

(d) Giá trị cài đặt ở van lưu lượng khi xi-lanh lùi về để vận tốc lùi về bằng vận tốc đẩy

(0, 05 0, 032 )4

(c) Khi ở trạng thái không tải:

(d) Giả thiết vận tốc về bằng vận tốc đẩy suy ra

Câu A2.15

A hydraulic cylinder is required to lift a 600 kg load throght a vertical height of 4 m The working pressure is not to exceed 100 bar at the cylinder inlet port; neglect the effect of back pressure The cylinder is to be front flange mounted, the load fully guided with the piston rod connection being pivoted Determine the sizes of a suitable standerd piston rod and cylinder bore

Một xi-lanh thủy lực cần nâng một vật nặng 6000-kg theo phương thẳng đứng một đoạn 4m Áp suất làm việc ở cổng vào không vượt quá 100 bar ; bỏ qua ảnh hưởng của

áp suất đẩy Xi-lanh được lắp mặt bích phía trước, vật nặng được dẫn hướng bằng trục piston lắc được Tính đường kính thích hợp của trục piston và xi-lanh

Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính trục piston là d= 56mm

Mặt khác khi nâng tải:

Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính xy lanh D= 100mm

Câu A2.16

2

.0, 05180

(0, 05 0, 032 )4

2

64

d E K

A hydralic cylinder having a bore of 125 mm and a rod diemeter of 90 mm is used

to lift a load of 20 tonnes at a maximun speed of 5 m/min The load has to be brought to rest in the cushion length of 50 mm at the end of the stroke, system pressure being applied to the full bore end of the cylinder during retardantion Determine:

a The pressure required ti lift the load assuming zero back pressure at the annulus side

of the cylinder

b The fluid flow rate raise the load at 5m/min

c The average pressure in cushion during retardation

Một xi lanh thủy lực có đường kính nòng là 125 mm và đường kính thanh đẩy là 90mm được sử dụng để nâng một tải 20 tấn với tốc độ tối đa là 5 m/phút Tải được nâng đến trạng thái tĩnh trong đoạn giảm chấn dài 50 mm ở cuối hành trình, áp suất hệ thống tác dụng vào nòng của xi lanh trong suốt thời gian trễ Xác định:

(a) Áp suất khi nâng tải, giả sử áp suất về tác động vào tiết diện vành khăn bằng 0 (b) Lưu lượng nâng tải với tốc độ 5m/phút

(c) Áp suất trung bình trong đoạn giảm chấn trong hành trình trễ

Bài làm

(b) Lưu lượng nâng tải:

(c) Các lực tác dụng lên piston như sau:

3

4 4.20.10 9,81

160 .0,125

Lực trung bình trong đoạn làm chậm tải là:

Áp suất trung bỉnh trong đoạn giảm chấn:

Áp suất giảm chấn để thắng được áp suất dầu là:

Câu A2.17

A centre lathe head stock is to be driven by a ‘constant power’ hydrostatic transmission The varibale- displacement non-reversing hydraulic motor is to have a speed range of 300 to 2500 rev/min The maximum power required at the output of the hydraulic motor is 6 kW The maximum pressure available at the pump delivery is 125 bar and the pressure drop between the pump and motor is 5 bar The torque and volumertric efficiencies of both the pump and motor may be taken as 0,85 Assuming an open loop transmission, determine:

A) The ideal motor displacement and the actual pump delivery required

B) The input power required by the pump

Một mũi dao máy tiện được dẫn động bởi một hệ thống thủy lực “công suất cố định” Một môtơ thủy lực một chiều đa tốc có tốc độ quay từ 300 đến 2500 vòng/phút Công suất tối đa ở đầu ra môtơ là 6 kW Áp suất tối đa của bơm là 125 bar và sụt áp giữa bơm và môtơ là 5 bar Hiệu suất cơ và hiệu suất thể tích của cả bơm và môtơ là 0,85 Giả sự hệ thống mạch hở, xác định:

(a) Lưu lượng riêng của môtơ và lưu lượng của bơm

(b) Công suất đầu vào của bơm

Lưu lượng thực qua bơm:

Câu A2.18

A hydraulic cylinder has to move a load horizontally throught a distance of 3 m The cylinder is font flange mounted and the load rigidly connected to the piston rod and fully guided The extend force which has to be extend by the cylinder is 1.6 tonnes and the retract force 0,7 tonne Assume the effective dynamic thrust is 0,9 times the static thrust

If the maximum system pressure is limmited to 150 bar, determine a suitable standard metric size of cylinder and calculate the actual operating pressure

Một xy lanh thủy lực di chuyển 1 tải đi ngang 1 khoảng cách là 3m Tải được gắn

cố định trên piston và có dẫn hướng Lực đẩy tác dụng lên xy lanh khi có tải là 1,6 tấn, lực kéo về khi không tải là 0,7 tấn Hiệu suất áp lực động bằng 0,9 lần áp lực tĩnh Nếu

áp suất tối đa của hệ thống là 150bar, hãy xác định kích thước xylanh và tính toán lại áp suất vận hành của hệ thống

Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính xy lanh là D= 50mm để phù hợp với với đường kính trục piston

 Xác định lại áp suất vận hành của hệ thống:

Khi xy lanh thu về:

Câu A2.19

A hydraulic cylinder has to move a load horizontally throught a distance of 3 m The cylinder is font flange mounted and the load rigidly connected to the piston rod and fully guided The extend force which has to be extend by the cylinder is 1.6 tonnes and the retract force 0,7 tonne Assume the effective dynamic thrust is 0,9 times the static thrust

If the maximum system pressure is limmited to 150 bar, determine a suitable standard metric size of cylinder and calculate the actual operating pressure

Cho 1 máy công cụ dùng xylanh thủy lực có phản hồi, khi chu trình đi ra của xylanh là piston đi nhanh với tốc độ 10m/phút ứng với quãng đường 1m với lực đẩy lúc

đó là 2.5 tấn Khi công tắc áp suất chuyển trạng thái thì tốc độ di chuyển của piston khi

đó là 0,25m/min ứng với quãng đường là 0,5m với lực đẩy khi đó là 10 tấn Áp suất lớn nhất của xy lanh là 200 bar

(a) Chọn kích thước xy lanh theo tiêu chuẩn

(b) Tính toán lưu lượng bơm cho cả hai giai đoạn trong hành trình đi ra của xi lanh

0, 9 0, 9.

e e

0, 9 0, 9.

r r