Bài-tập-lớn-kĩ-thuật-thủy-lực-Trần-Văn-Duy-42964-1-đã-chuyển-đổi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT THỦY LỰC Họ tên : Trần Văn Duy Lớp quản lý : 64MEC Mã số sinh viên : 42964 Phương án thiết kế : A7 Giáo viên hướng dẫn : TS.Dương Trường Giang Hà Nội ,2021 Yêu cầu đề : Thiết kế hệ thống thủy lực chuyển động quay Các yêu cầu thiết kế : Mạch hở motor quay chiều , điều khiển motor trực tiếp van phân phối điều khiển tay , van phân phối trung tâm đóng có khả chống rơi tải Tài liệu tham khảo: - Giáo trình Đỗ Xn Đỉnh, truyền động thủy khí, Nhà xuất Xây Dựng - Tài liệu học tập lớp - Các nguồn catalog hãng: + Mô tơ thủy lực OMR loại OMR-50 https://dinhlinh.vn/san-pham/motor-thuyluc-omr-danfoss + Động điện : https://sieuthihaiminh.vn/dong-co-khong-dong-bo-3-pha-hem4k80-4-11kw.html + Van phân phối 4/3 tay https://www.yuken.co.jp/upload/tenant_1/english/catalogue/sogo11/PDF/2011/429 -440.pdf +Bơm thủy lực : https://www.kjhydraulics.com/upload_files/yuken/pistonpumps/hydromax/hgp-3a.pdf + Đầu nối ngả (3 đầu côn lồi) chọn loại HG-J4545- 0808 http://thuyluchoanggiaphat.com/dau-noi-3-nga-3-dau-con-loi-1077567.html + Đầu nối cong 90° (2 đầu côn lõm) chọn loại HG-C1212- 0404 http://thuyluchoanggiaphat.com/dau-noi-cong-90-do-2-dau-con-lom-1077562.html + Đầu nối thẳng (2 đầu côn lồi) chọn loại HG-A4545- 0808 http://thuyluchoanggiaphat.com/dau-noi-thang-2-dau-con-loi-1077534.html + Van giảm áp : https://tudonghoadanang.com/products/van-giam-ap-mrp-01/ + Van an toàn Oleoweb VMDR : https://thuylucvietha.com/van-an-toan-oleoweb-vmdr + Van giữ tải : https://downloads.hawe.com/7/9/D7918VIPIB-en.pdf І, Phân tích xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực cho phận chấp hành Cấu tạo hệ thống : 0 Thùng dầu : Chứa dầu thủy lực Bộ lọc dầu : Lọc tạp chất giữ lại tạp chất trước lên bơm Bơm thủy lực : Bơm dòng chất lỏng có áp lực từ thùng dầu lên hệ thống Van an tồn có: áp suất tăng cao vượt số đặt từ trước cửa van an tồn mở để xả bớt dịng chất thùng chứa Van phân phối 4/3 : điều khiển hướng di chuyển dòng chất lỏng tới cấu hệ thống thủy lực 5,Van giữ tải: : Ngăn chặn dịch chuyển cấu làm việc ( xy lanh, mô tơ ) Chúng sử dụng cần trì vị trí tải vị trí cố định thời gian dài 6,7 Van giảm áp: có chức làm áp suất đầu van luôn nhỏ áp suất đầu vào van Motor thủy lực chiều: chuyển đổi nguồn lượng thủy lực từ dạng áp suất dòng chảy trở thành nguồn lượng Động dẫn động cung cấp cho bơm + Nguyên lý làm việc : Làm việc vị trí thứ Bơm hút dầu từ thùng dầu qua lọc dầu chuyền tải dầu thủy lực có áp lực qua van điều khiển 4/3 làm việc vị trí thứ qua van giữ tải (tại van giữ tải có dịng dầu điều khiển mở van an toàn hướng dầu thùng ) đến cấu chuyển động (motor ) , dầu qua chuyển động quay trở thùng , van giảm áp mở áp suất chất lỏng mạch vượt qua trị số tối đa điều chỉnh từ trước phần áp lực dầu qua van an tồn thùng Làm việc vị trí van trung tâm đóng ( motor đứng yên ) Bơm chuyền tải dầu thủy lực có áp qua van điều khiển 4/3 van làm việc khoang thứ nên van đóng dịng dầu qua van an toàn đặt bơm trở thùng , làm việc khoang thứ có khả giữ tải nhờ vào van giữ tải làm cho trạng thái hệ thống đứng yên không dịch chuyển bơm hoạt động trở lại Làm việc vị trí thứ (motor quay ngược với khoang làm việc thứ ) Bơm chuyền tải dầu thủy lực có áp suất qua van điều khiển 4/3 làm việc khoang thứ qua van giữ tải (tại van giữ tải có dịng dầu điều khiển mở van an toàn hướng dầu thùng) đến cấu chuyển động (motor ) dầu qua chuyển động quay trở thùng , van giảm áp mở áp suất vượt qua trị số tối đa điều chỉnh từ trước phần áp lực dầu qua van an toàn thùng( chiều quay khoang thứ quay ngược chiều so với khoang 1) ІІ, Tính tốn xác định thông số cần thiết phần tử thủy lực hệ thống 2.2 Tính tốn thơng số motor Yều cầu : + Momen cần thiết motor : 45 (NM) +Tốc độ quay : 50 (v/p) Chọn motor thủy lực OMR – 50 Danfoss Lưu lượng riêng :51,7 (cc/vòng) Áp suất làm việc tối đa :175 (bar) ➔ Lưu lượng cần thiết cấp cho motor : Q = 𝑞.𝑛 1000 = 51,7.50 1000 = 2,585 (l/phút) ➔ Chọn motor thủy lực bánh ăn khớp có kích thước nhỏ phù hợp với ứng dụng có cơng suất vừa nhỏ Ngun lý làm việc motor thủy lực ăn khớp Motor có bánh , bánh chủ động gắn với vào trục đầu bánh lại bánh bị động Nguyên lý hoạt động : Dầu có áp đưa vào cửa hút (inlet) hút đầy vào rãnh bánh vỏ di chuyển tới khoang đẩy áp suất chất lỏng lớn làm chuyển động bánh chủ động tạo nên lực momen xoắn làm chuyển động motor ngồi đẩy (Outlet) 2.3 Tính tốn ô thủy lực Áp suất làm việc lớn làm việc 200bar nên chọn ống mềm SAER1AT + Đường kính ống đẩy : Q = 2,585 (l/phút) ; 𝑚 𝑚 𝑣đẩ𝑦 = ÷ ( ) → 𝑣đẩ𝑦 = ( ) → 𝑣đẩ𝑦 = 3000( 𝑠 𝑠 ➔ 𝑑đẩ𝑦 ≥ √ 4.𝑄 𝜋.𝑣đẩ𝑦 =√ 4.2,585 𝜋.3000 𝑑𝑚 𝑠 ) = 0,033 (𝑑𝑚) = 3,3 (𝑚𝑚) Ta chọn ống mềm theo catalogue ống dẫn tiêu chuẩn ta chọn : Diện tích mặt cắt ngang A= −𝐷2 ) 𝜋(𝐷𝑛𝑔 𝑡𝑟 = 𝜋((12,5.10−3 )2 −(4,8.10−3 )2 ) = 1,04 10−4 (𝑚2 ) Độ dày thành ống S= 𝐷𝑛𝑔 −𝐷𝑡𝑟 = 12.5−4.8 = 3,85 (𝑚𝑚) +Đường kính ống hút : Q = 2,585 (l/phút) 𝑚 𝑚 𝑑𝑚 𝑣 ℎú𝑡 = 0.5 ÷ 1.5 ( ) → 𝑣ℎú𝑡 = 0.8 ( ) → 𝑣ℎú𝑡 = 480 ( ) 𝑠 𝑠 𝑠 ➔ 𝑑ℎú𝑡 ≥ √ 4.𝑄 𝜋.𝑣ℎú𝑡 =√ 4.2,585 𝜋.480 = 0,082(𝑑𝑚) = 8,2 (𝑚𝑚) Ta chọn ống theo catalogue ống dẫn tiêu chuẩn ta chọn: + Đường ống xả : Q = 2,585 (l/p) 𝑚 𝑚 𝑑𝑚 𝑣 𝑥ả = 0.5 ÷ 1.5 ( ) → 𝑣𝑥ả = 0.8 ( ) → 𝑣𝑥ả = 480 ( ) 𝑠 𝑠 𝑠 4.𝑄 4.2,585 ➔ 𝑑𝑥ả ≥ √ =√ = 0,082(𝑑𝑚) = 8,2 (𝑚𝑚) 𝜋.𝑣 𝜋.480 𝑥ả Ta chọn ống xả dầu tương tự ống hút + Các loại đầu nối Khớp nối ống SAER1AT sử dụng để kết nối động cơ, bán kính đầu vào đầu 12,7mm, Bơm bán kính đầu vào 19,05mm bán kính đầu 12,7mm + Đầu nối ngả (3 đầu lồi) dùng cho đoạn chia dịng, ren ngồi 12,7mm + Đầu nối cong 90° (2 đầu côn lõm) dùng cho đoạn gấp 90°, ren 12,7mm + Đầu nối thẳng (2 đầu côn lồi) dùng để nối ống với nhau, ren ngồi 12,7mm 2.4 Tính tốn thơng số cho van phân phối +Van phân phối 4/3 điều khiển tay : van điều khiển cửa (P T A B ) vị trí làm việc Trong cửa P cửa nhận dầu từ bơm lên , cửa T cửa nhận dầu hết lượng sau sinh cơng quay bể , cửa A cửa B đường cấp dầu từ cửa P đường dầu hồi từ cấu chấp hành trở thùng Vị trí hoạt động tạo lên nguyên lý hoạt động van trái phải , van phân phối điều khiển tay nên điều chỉnh vị trí làm việc van tay phải điều khiển cần gạt Với giá trị áp suất mạch 175bar TT Động thủy lực Loại van DMG 04 3C2 Lưu lượng thông qua tối thiểu 10(𝑙/𝑝) 2.5 Thông số van điều khiển áp suất - Chọn van an toàn : VMDR - Chon van giảm áp : MRP 01 - Van chống rơi tải : CLHV - GS - 21 size Áp suất cần Ghi thiết tối thiểu 175(bar) Điều khiển tay TT Chức van Lưu lượng thông qua Áp suất mở Khoảng điều van chỉnh áp suất ( loại có điều chỉnh áp suất ) 175 bar 0→ 300 bar Van an tồn : có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống trường hợp tải 40 l/p Van giảm áp : có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống trường hợp tải 35 l/p 176 bar 0→ 250 bar Van giữ tải: Giữ cho cấu chấp hành nguyên vị trí bơm hoạt động 35 l/p 350 bar 4,5 bar Ghi Van thùng dầu Van giảm áp mở áp suất chất lỏng áp suất làm việc motor Tính toán nguồn thủy lực 3.1 Bơm thủy lực Áp suất làm việc lớn bơm : 𝑃𝑏ơ𝑚 𝑚𝑎𝑥 = 𝑝𝑚𝑎𝑥 + 0,1 ∆𝑝𝑖 → 𝑃𝑏ơ𝑚 𝑚𝑎𝑥 = 175 + 0,1.175 =192,5 ( bar ) Lưu lượng cần thiết cho bơm : 𝑄𝑏ơ𝑚 𝑚𝑎𝑥 = 𝑄đ𝑐 + 0,2∆𝑄𝑖 = 2,585 + 0,2.2,585 = 3,102(𝑙/p) Từ kiện ta chọn loại bơm phù hợp ➔ Bơm bánh có dải áp suất p = 100 – 250 bar ➔ Bơm bánh có dải lưu lượng phù hợp < 100 (l/p) Ta chọn bơm nguồn có lưu lượng Q = (l/p) đáp ứng yêu cầu hệ thống Ta chọn động kéo bơm có số vòng quay n =600(vg/ph) Đây số vòng phù hợp với loại bơm bánh Do lưu lượng tính theo cơng thức 𝑞= 𝑄 𝑛 = 4.103 600 = 6,6 𝑐𝑚 ⁄𝑣ò𝑛𝑔 ➔ Ta chọn bơm bánh có lưu lượng riêng q = 8,4 ( cc ) Với lưu lượng riêng q = 8,4 (cc) lưu lượng bơm Q = n.q = 8,4.10−3 600 = 5,04 (𝑙⁄𝑝) Ta chọn loại bơm HGP - 3A - : Loại bơm Lưu lượng riêng Tốc độ quay 𝑞𝑏 Bánh 8,4(𝑐𝑚 ⁄𝑣ò𝑛𝑔 ) 600 (vg/ph) Áp suất làm việc bơm 𝑝𝑏ơ𝑚𝑚𝑎𝑥 250 bar - Chân cửa ren vào :PT ắ in ; Chõn ca ren PT ẵ in 3.2 Thùng dầu thủy lực +Dung tích tối thiểu thùng dầu 𝑉𝑡ℎù𝑛𝑔 𝑑ầ𝑢 = 𝐾 × 𝑄𝑏 = × 𝑄𝑏 = × 5,04 = 20,16 (l) Ta chọn thùng dầu hình chữ nhật , kích thước bể dầu sau Lấy 𝑉𝑡ℎù𝑛𝑔 𝑑ầ𝑢 = 25𝑙 = 0,025 (𝑚3 ) Chiều ngang thùng dầu : a (m) Chiều rộng thùng dầu : b = 2.a (m) Chiều cao thùng dầu :h = a (m) → 𝑉 = 𝑎 𝑏 ℎ = 𝑎 2𝑎 𝑎 = 2𝑎3 = 0,025 → 𝑎 = 0,23(𝑚) = 230(𝑚𝑚) → 𝑏 = 𝑎 = 2.230 = 460(𝑚𝑚) → ℎ = 𝑎 = 230(𝑚𝑚) Vậy kích thước thùng dầu 𝑎 × 𝑏 × ℎ = 230 × 460 × 230 + Lọc dầu Tùy thuộc vào kích thước chất bẩn lọc được, lọc dầu phân thành loại sau: + Bộ lọc thơ: Có thể lọc chất bẩn đến 0,1mm + Bộ lọc trung bình: Có thể lọc chất bẩn đến 0,01mm + Bộ lọc tinh: Có thể lọc chất bẩn đến 0,005mm + Bộ lọc đặc biệt tinh: Có thể lọc chất bẩn đến 0,001mm 𝑙 Với lưu lượng bơm 𝑄𝑏 = 5,04 ( ) ta chọn lọc dầu MF -02 𝑝 Lưu lượng lọc 20l/p Độ tinh lưới lọc :100 𝜇𝑚 Với ren kết nối ¼ inch 3.3 Động dẫn động Công suất thủy lực hệ thống 𝑁= 𝑝 𝑄 175.5,04 = = 1,08(𝐾𝑤) 612 𝜂 612.0,8 → 𝐶ℎọ𝑛 độ𝑛𝑔 𝑐ơ đ𝑖ệ𝑛 𝑝ℎ𝑎 𝐻𝑒𝑚 4𝑘80 − − 1.1𝐾𝑤 Loại động pha không đồng Điện áp : 220 – 380V/50Hz Có tốc độ vòng quay : 1400(vòng/phút)