HD18 nguyễn văn tuân ngiên cứu, thiết kế, mô phỏng bơm rexroth A4VSO

i BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG CHẠY THỬ BƠM THỦY LỰC REXROTH A4VSO GVHD Phạm Văn Sính Th.s Nguyễn Văn Tuân Mã SV: 2018606681 Lớp: ĐH CK7- K13 Nguyễn Văn Trưởng Mã SV: 2018606704 Lớp: ĐH CK7- K13 Nguyễn Văn Dũng Mã SV: 2018600780 Lớp: ĐH CK1- K13 Phan Mạnh Cường Mã SV: 2018606307 Lớp: ĐH CK6- K13 ii iii NỘI DUNG THỰC HIỆN Bố cục thuyết minh đề tài: Nội dung nghiên cứu SV thực Chương 1: Tổng quan bơm Rexroth A4VSO 1.1 Lịch sử nghiên cứu Phan Mạnh Cường 1.2 Mục tiêu đề tài Nguyễn Văn Dũng 1.3 Phương pháp thực đề tài Phạm Văn Sính Chương 2: Tính tốn, thiết kế bơm Rexroth A4VSO 2.1 Nguyên lý hoạt động sơ đồ động học bơm Nguyễn Văn Trưởng Phan Mạnh Cường, 2.2 Tính tốn, thiết kế hệ thống khí Nguyễn Văn Dũng Chương 3: Mô hệ thống bơm Rexroth A4VSO 3.1 Mô hoạt động cấu Phạm Văn Sính 3.2 Đánh giá kết hoạt động Nguyễn Văn Trưởng Bản vẽ: TT Tên vẽ Bản vẽ sơ đồ bơm Bản vẽ lắp ráp phân rã 2D, 3D bơm Video mô cấu Khổ giấy A0 A0 A0 Số SV thực lượng 1-2 Phan Mạnh Cường Nguyễn Văn Dũng, 1-2 Phạm Văn Sính Nguyễn Văn Trưởng iv Mục lục Mục lục iv DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC SƠ ĐỒ ix LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC 1.1 Giới thiệu bơm thủy lực 1.1.1 Cơ sở chọn bơm thủy lực làm đồ án tốt nghiệp 1.1.2 Tìm hiểu bơm thủy lực 1.1.3 Đặc điểm cấu tạo bơm thủy lực 1.1.4 Các loại bơm thủy lực thường gặp 1.1.4.1 Bơm thủy lực bánh ( Bơm nhông – Gear Pump) 1.1.4.2 Bơm thủy lực piston (râng hướng trục, hướng tâm) 1.1.4.3 Bơm thủy lực cánh gạt (Bơm – Vane Pumps) 1.1.4.4 Bơm thủy lực trục vít 11 1.1.4.5 Bơm thủy lực mini 12 1.1.5 Ưu, nhược điểm hệ thống bơm 13 1.2 Lịch sử nghiên cứu 15 1.3 Cách tiếp cận đề tài: 16 1.4 Phương pháp thực đề tài 17 1.5 Tầm quan trọng bơm Rexroth A4VSO 18 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG BƠM THỦY LỰC 22 v 2.1 Cấu tạo, đặc trưng bơm thủy lực Rexroth A4VSO 22 2.1.1 Cấu tạo bơm 22 2.1.2 Đặc trưng 23 2.2 Tính tốn, thiết kế sơ đồ nguyên lý động học bơm 24 2.2.1 Sơ đồ động học bơm 24 2.2.2 Công suất, hiệu suất lưu lượng bơm 26 2.2.3 Chất lỏng thủy lực 31 2.2.3.1 Phạm vi độ nhớt hoạt động 32 2.2.3.2 Mang xả (Bearing flusing) 33 2.2.4 Nguyên lý sơ đồ bơm 34 2.3 Tính tốn chọn bơm sơ đồ động học hệ thống 36 2.3.1 Hệ thống bơm thủy lực 37 2.3.1.1 Động điện 38 2.3.1.2 Bơm thủy lực rexroth A4VSO 41 2.3.1.3 Van thủy lực 43 2.3.1.4 Bộ lọc dầu thủy lưc: 47 2.3.1.5 Thùng dầu 50 2.3.2 Tính tốn chọn bơm 54 2.3.3 Tính chọn đường ống thủy lực 57 2.2.5 Tính tốn cho thùng dầu thủy lực 58 2.3.6 Sơ đồ động học hệ thống bơm 62 2.4 Kết luận thông số hệ thống bơm 63 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THỬ BƠM, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CHỌN VAN 64 vi 3.1 Quá trình thử áp 64 3.1.1 Chỉnh áp suất bơm 64 3.1.2 Kiểm tra, khắc phục công suất bơm 65 3.1.3 Kiểm tra nhiệt độ làm việc bơm thủy lực 66 3.1.4 Kết 67 3.2 Tính tốn, thiết kế đế chọn van, đế van 68 3.2.1 Các loại van thủy lực 68 3.2.2 Tính chọn van 69 3.2.3 Tính tốn thiết kế đế van 75 3.3 Kết luận chọn van 77 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG BƠM 78 4.1 Mô bơm Rexroth A4VSO 78 4.2 Mô hệ thống thủy lực: 81 4.3 Kết luận 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Hệ thống bơm Hình Cấu tạo bơm Hình Cấu tạo bơm bánh Hình bơm piston Hình Cấu tạo bơm thủy lực 10 Hình Cấu tạo bơm trục vít 12 Hình Bơm mini 13 Hình Hệ thống test bơm hãng Power Test Dryno 15 Hình Bơm hướng trục 20 Hình Bơm thủy lực Rexroth A4VSO 22 Hình 2 Cấu tạo bơm thủy lực A4VSO 23 Hình Sơ đồ áp suất vận hành 27 Hình Dầu thủy lực 31 Hình Bơi trơn hệ thống 32 Hình Sơ đồ lựa chọn 33 Hình Một số loại bơm thơng dụng 36 Hình Hệ thống bơm 37 Hình Mơ hình cấu tạo động điện 38 Hình 10 Các loại động dựa nguyễn lý khác lực tĩnh điện hiệu ứng áp điện sử dụng 40 Hình 11 Cấu tạo bơm 42 Hình 12 Các loại van 43 Hình 13 Hệ thống đóng mở van 44 Hình 14 Cấu tạo van xả tràn 45 Hình 15 Bộ lọc dầu thủy lực 47 Hình 16 Các loại lọc dầu thủy lực 48 Hình 17 Cấu tạo hệ thống lọc 49 viii Hình 18 Nguyên lý hoạt động lọc 50 Hình 19 Thùng dầu thủy lực 51 Hình 20 Thước dầu 52 Hình 21 Nắp dầu 52 Hình 22 Chất liệu inox thùng dầu 53 Hình 23 Động điện 55 Hình Các loại van bi 69 ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Bảng phân loại bơm 21 Bảng Bảng giá trị bơm 26 Bảng 2 Dòng chảy khuyến nghị 34 Bảng Phân loại bơm thủy lực 37 Bảng Thông số thùng dầu thủy lực 60 Bảng Thông số hệ thống bơm 63 Bảng Thông số kết thử bơm 67 Bảng Thông số hệ thống bơm 68 Bảng 3 Bảng hệ thống hiệu suất van 72 Bảng Thông số thiết kế đế van 75 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ Sơ đồ động học bơm 24 Sơ đồ 2 Sơ đồ động học hệ thống thủy lực 62 Sơ đồ Bản vẽ đế van 76 Sơ đồ Sơ đồ dòng chảy bơm 78 Sơ đồ Hệ thống thủy lực 81 Sơ đồ Sơ đồ điều chỉnh áp suất 82 Sơ đồ 4 Sơ đồ hoạt động bơm 87 Sơ đồ Mô bơm 88 LỜI NÓI ĐẦU Trong nhiều kỷ qua, từ thời lạc hậu đại hệ thống bơm thủy lực ngày ứng dụng nhiều thiết bị máy móc, hệ thống dây chuyền sản xuất cơng nghiệp Nó ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác từ ngành công nghiệp nặng công nghiệp nhẹ đời sống người Các lĩnh vực sản xuất có nhu cầu ngày tăng đồng thời theo nhiên liệu máy móc, thiết bị cần phải phát triển.Với thị trường kinh tế Việt Nam Chúng em định nghiên cứu, cải tiến đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, mô hệ thống chạy thử bơm thủy lực rexroth A4VSO ”để nhằm phục vụ nhu cầu kinh tế tăng thêm suất ngồi nước Trong q trình thực Khóa luận tốt nghiệp Em giao nhiệm vụ với hướng dẫn thầy: ThS Nguyễn Văn Tuân khoảng thời gian làm việc em củng cố thêm kiến thức thực tiễn môn chun ngành thêm Trong q trình thiết kế tính tốn khơng thể tránh khỏi sai sót, em mong nhận xét, đánh giá, góp ý thầy để đề tài em ngày hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 20… Sinh viên thực …………… 75 Hình Núm điều chỉnh + Các van RQ trang bị núm điều chỉnh SICBLOC Để vận hành nó, đẩy xoay thời gian 3.2.3 Tính tốn thiết kế đế van Ta có bảng thơng số hệ thống bơm: Bảng Thông số thiết kế đế van Lưu lượng bơm 375 l/p Công suất 220,625 KW Áp suất 450 bar Moomen xoắn 1391,25 Motor điện 0,37 KW 76 Bản vẽ chân đế van: Sơ đồ Bản vẽ đế van - Cấu tạo đế van: • Cấu tạo đế van thủy lực có dạng hình hộp chữ nhật, làm hoàn toàn kim loại bền như: innox, thép, gang Trên bề mặt đế van có lỗ để bắt vít cho dầu qua Chính mà cịn gọi đế chia dầu • Lưu ý đến lỗ bề mặt van, độ sâu khoan phải với thiết kế Vị trí tương quan bố trí lỗ phải đảm bảo, tránh gần đụng • Mỗi đế van thủy lực có kích thước, thơng số riêng phù hợp với số loại van thủy lực khác nên chọn lựa, khách hàng cần suy tính, cân nhắc kỹ lưỡng Tùy vào mục đích sử dụng, vị trí lắp đặt số lượng van lắp mà lựa chọn đế cho phù hợp - Chức đế van 77 + Trong hệ thống thủy lực, ngồi thành phần thiết yếu để hệ thống vận hành bơm, mô tơ, xi lanh, van, ống đế van thủy lực thành phần thiếu để hệ thống vận hành suất, hiệu + Đế van thủy lực dùng để lắp đặt van thủy lực lên Nó thiết kế tương đối gọn nhẹ, có độ bền cao không chiếm nhiều không gian hệ thống Đế van có nhiều loại, dùng để lắp cho van nhiều van xếp chồng lên nhau, tùy thuộc vào sơ đồ hệ thống thủy lực bạn 3.3 Kết luận chọn van - Biết kết cách thức thử bơm - Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động van RQ5-P6-41 - Biết cấu tạo chân đế van cách thức hoạt động 78 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG BƠM 4.1 Mơ bơm Rexroth A4VSO Ta có sơ đồ động học bơm Sơ đồ Sơ đồ dòng chảy bơm 1: Bơm thủy lực với lưu lượng cố định B: Pressure port 2: Van phân phối thủy lực 3/2 B1: 2nd Pressure port 3: Xi lanh đơn K1, K2, U: Flusing ports 4: Tay gạt T: Oil drain B: Cổng áp suất R(L): Oil filling +air bleed S: Suction port - Trục truyền động cho máy bơm: có van điều chỉnh (swash plate valve) chắn sau có xoay, sau đến piston chuyển động qua lại bên xoay nên xilanh để xoay piston bố trí bên khối hình trụ chúng tự trượt swash nên thêm dầu chúng đầu vào - Vị trí bố trí piston mà bạn thấy khối trụ quay quanh piston xoay với khối trụ trượt qua swash, piston 79 bố trí bên cho thấy chúng xếp bên khối để có dầu vào dầu - Các piston đặt bên khối xilanh nên giếng điều áp, áp suất vào van dẫn đến góc chắn thay đổi thấy góc chắn thay đổi piston thực di chuyển trở lại, bạn thấy chuyển động piston trở lại dẫn đến lực hút cùng, piston di chuyển trở lại phía dưới, thay đổi góc swash có nhiều piston Ở góc nghiêng đĩa, có xoay thẳng đứng góc 900 khơng có dịng chảy xảy bên máy bơm Piston dịch chuyển lưu lượng hướng trục trở nên thay đổi theo góc chắn tăng giảm, chúng kết thúc piston quay khơng có chuyển động tịnh tiến piston tất đĩa xoay nằm dọc nên khơng có dịng chảy xảy điều áp van để góc đĩa xoay thay đổi Có thể thấy độ thứ n áp lực chạm vào góc swash thay đổi thành 80 thấy nước 100 Vì phần swash di chuyển trở lại phía swash di chuyển phía trước nhìn vào piston di chuyển trở lại sau chuyển động qua lại xảy Các piston quay liên tục tạo lực hút pit-ton tạo phóng điện, piston đầu tạo phóng điện Với phóng điện nên xilanh quay góc tăng lên có nhiều lực hút xả nhiều góc giảm xuống có xả hơn, lý gọi máy bơm dịch chuyển thay đổi dịch chuyển biến đổi phụ thuộc swash plate Nguyên lý: - Khi bơm piston quay với nguyễn lý bơm tuần hồn taoj dịng chảy chất lỏng, dịng chảy tới van phân phối, kết hợp với pistoncylinder, quay quanh ổ đĩa tạo chuyển động nghịch thu hút chất lỏng vào xi lanh đơn sau loại bỏ tạo dịng chảy 80 * Mơ dịng chảy bơm - Lưu lượng 365l/p - Áp suất 350 bar 81 4.2 Mô hệ thống thủy lực: Hệ thống thủy lực: Sơ đồ Hệ thống thủy lực 1: Động điện 2: Bơm 3: Thùng dầu 4: Chỉnh áp 5: Đồng hồ đo áp 6: Lọc hồi - Video hệ thống bơm 82 Sơ đồ Sơ đồ điều chỉnh áp suất 83 - Mở van bướm để dầu chảy vào hệ thống - Vị trí đóng mở van cố định - Đổ đầy dầu nhớt - Ban đầu đổ dầu ta nên đóng van bi - Sau đóng van làm tắc hoạt động xi lanh thủy lực ảnh hưởng đến độ xác giá trị cài đặt áp suất bơm, đặt áp suất đóng van bi đầu để đặt áp suất bơm 84 - Mở hộp - Đặt áp suất bơm mức thấp - Khởi động động điện, ý đến tay lái, nhích 5-8 lần (chạy tốc độ thấp), đảm bảo êm, khởi động trực tiếp - Khi thức, lúc đầu van xả tải điện từ tiếp tục bị kích giây (đèn đỏ sáng), lúc áp suất BAR, đồng thời ống dẫn dầu có tiếng chảy - Sau giây, đèn van điện từ tắt, van đóng áp suất tích tụ tốc độ 85 - Sau khởi động, ý đến thay đổi áp kế, lần khởi động, áp suất rơi vào khoảng 0-30BAR -van điện astatine kích hoạt vài giây khởi động không tải - Tiếp theo, tăng áp suất lên 60BAR - Kiểm tra xem có rò rỉ dầu bơm đường ống cống xung quanh hay không - Sau thời gian, tăng áp suất lên 120BAR - Xác nhận khơng có dầu rỉ xung quanh 86 - Thử sau lúc, tăng áp suất lên 200BAR - Nếu áp suất trình tăng áp khơng đạt được, có nghĩa van giảm áp thấp bơm, đầu áp suất bắt đầu xả - Lúc cần vặn van giảm áp lần nữa, vặn lần tiếp tục tăng áp suất bơm lên 200 Không điều chỉnh điểm then chốt, để áp suất bơm cao sử dụng van giảm áp - Khi áp suất hệ thống thực tăng lên 200BAR, bắt đầu nới lỏng van giảm áp, cách để đặt van giảm áp 87 - Bắt đầu thả lỏng van giảm áp đến mức bạn nghe thấy đường ống hồi dầu bắt đầu xả áp, (âm tốc độ dòng chảy, bơm to hơn) có nghĩa van giảm áp đặt, giá trị đạt đến 200BAR, van giảm áp đặt - Đặt máy bơm trở lại 180BAR - Lúc này, giá trị hiển thị đồng hồ đo áp suất yếu tố cài đặt bơm, áp suất áp suất xả Sơ đồ 4 Sơ đồ hoạt động bơm 88 Sơ đồ Mô bơm 4.3 Kết luận - Biết trình mô bơm rexroth A4VSO - Hiểu đường dòng chảy hệ thống bơm, cách vận hành hệ thống 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Hà Nội: NXB KH&KT, 2015 [2]- Sổ tay công nghệ chế tạo máy Hà Nội: NXB KH&KT, 2005 [3]- https://www.boschrexroth.com/documents/12605/25209043/re92050_01x-b2_2019-08-23.pdf/05537dff-a253-49fb-a6a6-ff1c96a03cf9 [4]- Sổ tay Công nghệ chế tạo máy Hà Nội: NXB KH&KT, 2006 [5]- PGS, TS Trần Văn Địch Atlas Đồ gá Hà Nội: NXB KH&KT, 2000 [6]- Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Hà Nội: NXB KH&KT, 2005 [7]- Trần Thế San, Nguyễn Ngọc Đào Chế độ cắt gia cơng khí Đà Nẵng: NXB Đà Nẵng, 2002 [8]- GS, TS Nguyễn Đắc Lộc Sổ tay công nghệ chế tạo máy Hà Nội: NXB KH&KT, 2007 [9]- PGS TS Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Hà Nội: NXB Giáo Dục, 2006 [10]- http://www.sunray.com.vn/tai-lieu-ky-thuat/thiet-ke-chon-thung-dautrong-he-thong-thuy-luc-30.html ... động sơ đồ động học bơm Nguyễn Văn Trưởng Phan Mạnh Cường, 2.2 Tính tốn, thiết kế hệ thống khí Nguyễn Văn Dũng Chương 3: Mơ hệ thống bơm Rexroth A4VSO 3.1 Mô hoạt động cấu Phạm Văn Sính 3.2 Đánh... Tổng quan bơm Rexroth A4VSO 1.1 Lịch sử nghiên cứu Phan Mạnh Cường 1.2 Mục tiêu đề tài Nguyễn Văn Dũng 1.3 Phương pháp thực đề tài Phạm Văn Sính Chương 2: Tính tốn, thiết kế bơm Rexroth A4VSO 2.1... Nguyễn Văn Trưởng Bản vẽ: TT Tên vẽ Bản vẽ sơ đồ bơm Bản vẽ lắp ráp phân rã 2D, 3D bơm Video mô cấu Khổ giấy A0 A0 A0 Số SV thực lượng 1-2 Phan Mạnh Cường Nguyễn Văn Dũng, 1-2 Phạm Văn Sính Nguyễn