Công thức thủy lực khí nén

TỔNG HỢP CƠNG THỨC KỸ THUẬT THỦY LỰC – KHÍ NÉN Ver.6 – 27/08/2022 Hồng Đức Linh – Chủ biên Phạm Mạnh Huy, Ngô Huỳnh Anh, Phạm Thế Hùng, Nguyễn Bảo Quốc Dương, Đỗ Anh Tài, Phan Trung Hiếu HỆ THỐNG THỦY LỰC CÔNG SUẤT ÁP SUẤT: - 𝑃: áp suất 𝑃𝑎 - 𝐹: lực tác dụng 𝑁 - 𝐴: diện tích bề mặt 𝑚2 𝐹 𝑃= 𝐴 𝑃𝑎 = 𝑁/𝑚2 LỰC: 𝐹1 = (𝑃1 𝐴1 − 𝑃2 𝐴2 ) − 𝐹0 (𝑘𝑁) - 𝑃1 , 𝑃2 : 𝑀𝑃𝑎 - 𝐴1 , 𝐴2 : 𝑐𝑚2 TỐC ĐỘ: Tốc độ: 𝑄 𝑣= 𝐴 Thể tích dầu: 𝑉 = 𝐴 𝑦 Lưu lượng: 𝑄2 = 𝑣1 𝐴2 = 𝐴2 𝑉 𝑄1 = 𝐴1 𝑡 - 𝑄: lưu lượng (𝐿/𝑚𝑖𝑛) - 𝑣: vận tốc xylanh(𝑚𝑚/𝑠) - 𝐴: diện tích bề mặt lực tác dụng(𝑐𝑚2 ) - 𝑡: khoảng thời gian xy lanh dịch chuyển khoảng cách I (𝑚𝑖𝑛) - 𝑉: thể tích dầu cần cung cấp cho xylanh dịch chuyển khoảng cách I (𝐿) CÔNG SUẤT (Thủy lực): 𝑁 = 𝐹 𝑣 = 𝑃 𝑄 𝐹 𝐼 𝑃 𝑉 = = ∆𝑡 𝑡 - 𝑁: 𝑊 - 𝑣: 𝑚/𝑠 - 𝑡: khoảng thời gian xy lanh dịch chuyển quãng đường I THẾ NĂNG CỦA PHẦN TẢI ĐƯỢC NÂNG Công: 𝑊 = 𝐹 𝑦 = 𝑃 𝑉 Thế năng: 𝐸 = 𝑚 𝑔 𝑦 = 𝐹 𝑦𝐼 - 𝐸: tải (𝐽) - 𝐹: lực tác động theo phương thẳng đứng (𝑁) - 𝑔: 𝑔ia tốc trọng trường (𝑀/𝑠 ) - 𝑚: khối lượng tải (𝑘𝑔) - 𝑊: công (𝐽) - 𝐼: khoảng dịch chuyển (𝑚) - 𝑉: thể tích dầu cần cung cấp cho xylanh dịch chuyển khoảng cách I (𝐿) ĐỘNG CƠ THỦY LỰC Dầu với lưu lượng Q cấp cho động thủy lực tích riêng 𝑉𝐷𝑚 Thể tích riêng động thủy lực thể tích mà làm cho động quay vòng Lưu lượng: 𝑄 = 𝑛 𝑉𝑔 = 𝐴 𝑣 Vận tốc quay động cơ: 𝑄 𝑛= (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡) 𝑉𝑔 Cơng suất khí động cơ: 2𝜋𝑇𝑄 𝑁 = 2𝜋𝑇𝑛 = 𝑉𝑔 Công suất thủy lực: 𝑁 = ∆𝑃 𝑄 2𝜋𝑇𝑄 → = ∆𝑃 𝑄 𝑉𝑔 Momen (xoắn) trục động thủy lực: ∆𝑃𝑉𝑔 𝑇= 𝜂𝑐 (𝑁𝑚) 2𝜋 - Q: lưu lượng lít / phút - 𝑉𝑔 : thể tích riêng, lít / vịng ( cho cơng thức đầu), 𝑚3 /𝑣ị𝑛𝑔 ( cho cơng thức sau) - ∆𝑃: áp suất 𝑁/𝑚2 -𝜂𝑐 : hiệu suất kh CHÚ Ý ĐẶC BIỆT Lưu lượng thực tế bơm động Lưu lượng thực tế động = Lưu lượng lý thuyết / Hiệu suất ( Thực tế > lý thuyết) Lưu lượng thực tế bơm = Lưu lượng lý thuyết Hiệu suất ( thực tế < lý thuyết) ĐỔI ĐƠN VỊ THỂ TÍCH: 1𝑐𝑐 = 1𝑚𝑙 = 𝑐𝑚3 𝑚3 = 1000𝑙 = 1000𝑑𝑚3 ÁP SUẤT 𝑃0 = 1𝑎𝑡𝑚 = 1𝑏𝑎𝑟 = 14.5𝑝𝑠𝑖 = 105 𝑁/𝑚2 𝑃𝑎 = 𝑁/𝑚2 = 0.000145𝑝𝑠𝑖 CÔNG THỨC XY LANH DIỆN TÍCH XYLANH 𝐴𝑥𝑙 = 𝐹 + 𝐹𝑚𝑠 𝜋𝐷2 = (𝑚 ) 𝑃 Lực ma sát ( có): 𝐹𝑚𝑠 = 𝑓 𝑣 = 𝜇𝑚𝑔 - F: lực tác dụng lên xylanh, N - P: áp suất vượt qua tải, 𝑁/𝑚2 - D: đường kính pittong, m - v: vận tốc, m/s - f: hệ số ma sát, N.s/m -𝜇: hệ số ma sát, không thứ nguyên DIỆN TÍCH VÀNH KHĂN 𝐴𝑣𝑘 = 𝜋 (𝐷 − 𝑑2 ) (𝑚2 ) - D: đường kính pittong, m - d: đường kính ti, m LƯU LƯỢNG CẦN CHO HÀNH TRÌNH (LƯU LƯỢNG THỰC TẾ) Hành trình đi: - 𝐴𝑥𝑙 : diện tích xylanh, 𝑚2 𝑄 = 𝐴𝑥𝑙 𝑣 (𝑚3 /𝑝ℎú𝑡) - 𝐴𝑣𝑘 : diện tích vành khăn, 𝑚2 Hành trình về: - v: vận tốc m/ phút 𝑄 = 𝐴𝑣𝑘 𝑣 (𝑚3 /𝑝ℎú𝑡) Lưu lượng thực nhân thêm cho hiệu suất thể tích 𝜂𝑣 ÁP SUẤT HÀNH TRÌNH Áp suất lúc đi: 𝐹 𝐹 𝑃đ𝑖 = , 𝑃𝑣ề = 𝐴𝑥𝑙 𝐴𝑣𝑘 - F: lực tác dụng N - 𝐴𝑥𝑙 : diện tích xylanh, 𝑚2 - 𝐴𝑣𝑘 : diện tích vành khăn, 𝑚2 CÔNG SUẤT 𝑄 𝑃 𝑇 𝑛 N= = (𝑘𝑊) 600 95,5 - Q: lưu lượng, lít/ phút - P: áp suất, bar - T: momen, Nm - n: tốc độ, vịng/ phút SỐ HÀNH TRÌNH KÉP 𝐴×𝐿 =𝑉×𝑆 - A: diện tích xylanh, 𝑚2 - L: hành trình ,m - V: thể tích bơm cấp hành trình, 𝑚3 - S: số hành trình ĐƯỜNG KÍNH CẦN (TI) XY LANH THEO TIÊU CHUẨN - L: Chiều dài hành trình xylanh tương đương (cm) L = 2l (nên đổi sang cm) 64 𝐿2 𝐾 𝑑=√ (𝑐𝑚) 𝜋 𝐸 - K: Tải với hệ số an toàn K = F.S - S: Hệ số an toàn (thường = 3,5) - F: khối lượng (kg) - E = 2.1 × 106 (kg/cm2) ÁP LỰC ĐỘNG 𝑇 = 0.9 × 𝑃 × 𝐴 (𝑁) = 0.9 × Áp lực tĩnh - P: áp suất, , 𝑁/𝑚2 - A: diện tích xylanh, 𝑚2 ĐỘNG NĂNG 𝐾 = 𝑚𝑣 = 𝐹𝑠 (𝐽) - m: khối lượng, kg - v: vận tốc: m/s - s: khoảng dịch chuyển, m 10 THỜI GIAN CHU KỲ 𝑆 𝑆𝐴 𝑇= = (𝑠) 𝑣 𝑄𝑝 - S: chu kỳ, m - v: vận tốc: m/s - 𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế, 𝑚3 /𝑠 - 𝐴: diện tích bề mặt tác dụng, 𝑚2 11 VẬN TỐC, LỰC Vận tốc: 𝑣 = 𝑣02 + 2𝑎𝑠 Lực quán tính: 𝐹𝑞𝑡 = 𝑚𝑎 (𝑁) Lực tác dụng lên đầu xylanh: 𝐹 = 𝑚𝑔 (𝑁) - a: gia tốc, 𝑚/𝑠 - s: quãng đường dịch chuyển, m - m: khối lượng, kg CÔNG THỨC BƠM (Thực tế bé lý thuyết Ngược so với động cơ) Chú ý: -𝑄𝑡 : lưu lượng lý thuyết/ lưu lượng hệ thống nhận được/ lưu lượng cần cung cấp -𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế/ lưu lượng máy bơm cung cấp / lưu lượng yêu cầu hệ thống LƯU LƯỢNG LÝ THUYẾT 𝑄𝑡 = 𝑉𝑔 𝑛 (𝑙í𝑡/𝑝ℎú𝑡) - 𝑉𝑔 : thể tích riêng bơm, lít / vịng - n: vận tốc bơm, vòng / phút LƯU LƯỢNG THỰC TẾ 𝑄𝑝 = 𝑄𝑡 𝜂𝑣 = 𝑄𝑡 − 𝑄𝐿 (𝑙í𝑡/𝑝ℎú𝑡) -𝑄𝑡 : lưu lượng lý thuyết, (𝑙í𝑡/𝑝ℎú𝑡) - 𝜂𝑣 : hiệu suất thể tích - 𝑄𝐿 : lưu lượng rị rỉ HIỆU SUẤT THỂ TÍCH 𝜂𝑣 = 𝑄𝑝 𝑄𝐿 =1− 𝑄𝑡 𝑄𝑡 -𝑄𝑡 : lưu lượng lý thuyết -𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế 𝑃 - 𝑄𝐿 = 𝑅 : lưu lượng rò rỉ 𝐿 - 𝑅𝐿 : lực cản tạo khe hở CÔNG SUẤT TIÊU THỤ/ YÊU CẦU 𝑄𝑝 𝑃 𝑇 𝑛 N= = (𝑘𝑊) 600 𝜂 9,55.101 -𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế, lít/ phút - P: áp suất, bar - 𝜂: hiệu suất tổng - n: tốc độ, vòng/ phút MOMEN TẠI TRỤC BƠM 𝑃𝑉𝑔 𝑇= (𝑁𝑚) 2𝜋𝜂𝑐 - 𝑉𝑔 : thể tích riêng, 𝑚3 /𝑣ị𝑛𝑔 - 𝑃: áp suất làm việc 𝑁/𝑚2 -𝜂𝑐 : hiệu suất khí LƯU LƯỢNG DẦU RỊ RỈ 𝑄𝑟ị 𝑟ỉ = 𝑄𝑛ℎậ𝑛 × (1 − 𝜂𝑣 ) - 𝜂𝑣 : hiệu suất thể tích HIỆU SUẤT CƠ KHÍ Cơng đầu sau vịng quay Cơng đầu vào sua vòng quay 𝑉𝑔 𝑃 𝑇𝑝 − 𝑇𝐹 = = 2𝜋𝑇 𝑇𝑝 𝜂𝑐 = - T: momen cấp trục bơm, Nm - 𝑉𝑔 : thể tích riêng động cơ, 𝑚3 /𝑣ò𝑛𝑔 - 𝑃: áp suất làm việc , 𝑁/𝑚2 - 𝑇𝑝 = mô-men kéo cấp trục bơm (Nm) - 𝑇𝑝 – 𝑇𝐹 = phần mô-men dùng để tạo áp suất (Nm) - 𝑇𝐹 = phần mô-men bị ma sát HIỆU SUẤT TỔNG - T: momen đầu động cơ, Nm Công suất thủy lực đầu - n: vận tốc động cơ, vòng / phút 𝜂0 = 𝜂𝑣 𝜂𝑐 𝜂ℎ = - 𝑃: áp suất làm việc bơm, 𝑁/𝑚2 Công suất cung cấp -𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế, (𝑙í𝑡/𝑝ℎú𝑡) 𝑄𝑝 𝑃 = -𝜂ℎ : hiệu suất thủy lực Tương đối nhỏ nên có 2𝜋𝑛𝑇 thể bỏ qua HIỆU SUẤT THỦY LỰC 𝑃 𝜂ℎ = 𝑃𝑐 - 𝑃𝑐 : áp suất sinh buồng làm việc bơm - 𝑃: áp suất làm việc bơm , 𝑁/𝑚2 10 CÔNG SUẤT TỎA NHIỆT KHI DẦU CHẢY QUA VAN TRÀN (𝑄𝑝 − 𝑄𝑡 ) 𝑃 N= (𝑘𝑊) 600 -𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế, lít/ phút -𝑄𝑡 : lưu lượng lý thuyết, lít/ phút - P: áp suất, bar - 𝜂: hiệu suất tổng 11 HỆ SỐ BULK MODULUS CỦA DẦU 𝐵= ∆𝑃 (𝑀𝑃𝑎) ∆𝑉 (𝑉) -∆𝑃: độ thay đổi áp suất -∆𝑉: độ thay đổi thể tích - V: thể tích ban đầu 12 HỆ SỐ GIA TĂNG ÁP SUẤT TRONG ỐNG DẪN 𝐵 𝑚 𝑎=[ ]( ) 𝜌 + 𝐵𝐷𝑖 𝑠 𝑒𝐸 ∆𝑃 = 𝑎 𝜌 𝑣 -𝐷𝑖 : đường kính ống -𝐵 (𝑁/𝑚2 ), 𝜌(𝑘𝑔/𝑚3 ): modun đàn hồi dầu - E: modun đàn hồi ống,𝑁/𝑚2 - e: chiều dày ống, m - v: vận tốc dòng chảy ống, m/s -∆𝑃: độ tăng áp dầu bị nén, bar CÔNG THỨC ĐỘNG CƠ THỦY LỰC (Thực tế lớn lý thuyết, ngược so với bơm) LƯU LƯỢNG THỰC TẾ 𝑄𝑝 = 𝑄𝑝𝑏ơ𝑚 (𝑙í𝑡/𝑝ℎú𝑡) -𝑄𝑝𝑏ơ𝑚 : lưu lượng lý thuyết bơm, (𝑙í𝑡/ 𝑝ℎú𝑡) LƯU LƯỢNG LÝ THUYẾT 𝑄𝑡 = 𝜂𝑣 𝑄𝑝 = 𝑉𝑔 𝑛 (𝑙í𝑡/𝑝ℎú𝑡) -𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế, (𝑙í𝑡/𝑝ℎú𝑡) - 𝜂𝑣 : hiệu suất thể tích - 𝑉𝑔 : thể tích riêng động cơ, lít / vòng - n: vận tốc động cơ, vòng / phút HIỆU SUẤT THỂ TÍCH 𝜂𝑣 = 𝑄𝑡 𝑄𝑝 -𝑄𝑡 : lưu lượng lý thuyết -𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế HIỆU SUẤT CƠ KHÍ Cơng đầu sau vịng quay Cơng đầu vào sau vòng quay 2𝜋𝑇 = 𝑉𝑔 ∆𝑃 𝜂𝑐 = - T: momen đầu động cơ, Nm - 𝑉𝑔 : thể tích riêng động cơ, 𝑚3 /𝑣ị𝑛𝑔 - ∆𝑃: độ chênh áp bên ngõ vào động cơ, 𝑁/𝑚2 HIỆU SUẤT TỔNG 𝜂0 = 𝜂𝑣 𝜂𝑐 = = 2𝜋𝑛𝑇 𝑄𝑝 ∆𝑃 Công suất thủy lực đầu Công suất cung cấp - T: momen đầu động cơ, Nm - n: vận tốc động cơ, vòng / phút - ∆𝑃: độ chênh áp bên ngõ vào động cơ, 𝑁/𝑚2 -𝑄𝑝 : lưu lượng thực tế, (𝑙í𝑡/𝑝ℎú𝑡) KÍ HIỆU STT MÔ TẢ Ký hiệu mũi tên cắt ngang thành phần thành phần điều chỉnh Đường thẳng nét liền biểu diễn đường dẫn dầu Nó khơng thông tin áp suất ống dẫn Ống dẫn ống hút, ống đẩy ống hồi dầu chứa Đường dầu rò, hệ thống truyền động thủy lực có vai trị dẫn lượng dầu bị rò rỉ bên ngòai thành phần thủy lực van, bơm…về bể chứa dầu, biểu diễn đường nét đứt Đường dầu điều khiển dùng để truyền tín hiệu áp suất từ điểm đến điểm khác với lưu lượng nhỏ biểu diễn đường nét đứt dài Van chiều có chức cho phép lưu chất theo hướng Nó gồm bi cầu lị xo Van chiều mà mở cho dầu theo hướng bị cấm nhờ áp suất điều khiển gọi van chiều có điều khiển Van điều khiển hướng lưu chất biểu diễn hình chữ nhật Van có vị trí biểu diễn nhiêu hình chữ nhật tương ứng Các van điều khiển áp suất phân thành hai loại: lọai van thường đóng lọai van thường mở Để biểu diễn van điều khiển áp suất ta dùng hình chữ nhật với đường dẫn qua KÍ HIỆU Ví dụ giải thích: Một hệ thống thủy lực dùng van chiều có điều khiển để treo tải hình Xy lanh có đường kính piston D = 100 mm, đường kính ti d = 70 mm Trọng lượng tải W = 100 kN Van chiều chế tạo có tỉ lệ diện tích làm việc Ap:At = 4:1 Lò xo bên van tạo áp lực Pr tương đương bar Xác định áp suất cài cho van giới hạn áp suất Pmax hệ thống Ta có: 𝑃𝑙𝑜𝑎𝑑 = 100 (100−70)2 𝜋 = 2.25𝑝𝑖 𝑏𝑎𝑟 Khi nâng tải: 𝑃2 (0.1 − 0.07)2 𝜋 (𝑃𝑚𝑎𝑥 − 100000)(0.1 − 0.07)2 𝜋 = > 100000 (1) 4 Khi hạ tải: 𝑃1 𝐴𝑝 = 𝑃𝑚𝑎𝑥 𝐴𝑝 > 100000 𝐴𝑡 hay 𝑃𝑚𝑎𝑥 > 25000 (2) Dựa vào (1) (2) chọn 𝑃𝑚𝑎𝑥 phù hợp để thỏa 29 PREFILL VALVE: Bản chất: van chiều có điều khiển kích thước lớn Sơ đồ cấu tạo: Nguyên lý hoạt động: Đầu tiên, toàn lưu lượng bơm cấp cho xy lanh phụ B Các xy lanh kéo ti xy lanh A di chuyển theo Lúc xy lanh A họat động bơm piston hút dầu từ bể chứa vào buồng làm việc Tiếp theo, xy lanh A bắt đầu ép chi tiết áp suất hệ thống tăng lên, làm van mở Lúc dầu cung cấp bơm vào buồng xy lanh A Vì buồng làm việc xy lanh điền đầy dầu từ trước (vì van có tên gọi prefill van) nên cần lưu lượng nhỏ bơm làm áp suất buồng tăng lên Van prefill trước đóng lại để ngăn hướng dầu di chuyển từ buồng xy lanh bể chứa dầu 30 BÌNH TÍCH ÁP CHỨC NĂNG Hầu hết bình tích áp sử dụng để giải vấn đề sau:  Hỗ trợ vào lưu lượng bơm để cung cấp cho hệ thống  Duy trì áp suất cho xy lanh lúc bơm xả tải ngừng họat động  Cung cấp lượng dự phòng hệ thống bị hư hỏng  Giảm sốc giảm rung động DUNG LƯỢNG CỦA BÌNH TÍCH ÁP - P0 = Áp suất nạp cho khí, Pa, (áp suất tuyệt đối) - P1 = Áp suất làm việc nhỏ nhất, Pa, (áp suất tuyệt đối) 𝑃0 𝑉0𝑛 = 𝑃1 𝑉1𝑛 = 𝑃2 𝑉2𝑛 - P2 = Áp suất làm việc lớn nhất, Pa, (áp suất tuyệt đối) - V1 = Thể tích khí áp suất P1, m3 - V2 = Thể tích khí áp suất P2, m3 Nếu q trình nén khí đẳng nhiệt n = 1, khơng đẳng nhiệt < n < 1.4, đạon nhiệt n = 1.4 DUNG LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA BÌNH TÍCH ÁP Là thể tích Va, định nghĩa thể tích dầu vào/ra từ bình tích áp áp suất P khoảng làm việc P1 P2 Quá trình đẳng nhiệt Q trình khơng đẳng nhiệt 𝑃0 𝑃0 𝑉𝑎 = 𝑉1 − 𝑉2 = 𝑉0 [( ) − ( )] 𝑃1 𝑃2 𝑃0 𝑛 𝑃0 𝑛 𝑉𝑎 = 𝑉1 − 𝑉2 = 𝑉0 [( ) − ( ) ] 𝑃1 𝑃2 Nếu q trình nén khí đẳng nhiệt n = 1, khơng đẳng nhiệt < n < 1.4, đoạn nhiệt n = 1.4 Lưu ý: Áp suất nạp P0 phải nhỏ áp suất làm việc nhỏ P1 để đảm bảo bình tích áp vận hành chức Nếu điều không thỏa mãn, áp suất làm việc trở nên nhỏ P0, khí giãn nở làm đầy khơng gian bên túi khí bình tích áp ngừng hoạt động Vì vậy, áp suất nạp cho bình tích áp chọn khoảng P0 = (0.7 to 0.9) P1 31 VAN XẢ DÙNG CHO BÌNH TÍCH ÁP Phương trình cân trượt van là: - PX áp suất cửa X 𝑃𝐴 𝑋𝐴 = 𝑃𝑋 𝐴𝑋 - PA áp suất cửa A van LÒ XO THỦY LỰC - k = độ cứng lò xo thủy lực, N/m - VL = thể tích chất lỏng bình tích áp, m3 - A = diện tích piston, m2 - x = độ dịch chuyển piston 𝑘= 𝑑𝐹 = 𝑑𝑥 (𝑉0 𝑛𝑉0𝑛 𝐴2 𝑃 − 𝐴𝑥)𝑛+1 - V0 = thể tích khí, thể tích bình tích áp, m3 - P0 = áp suất khí nạp ban đầu, Pa - P = áp suất làm việc, Pa - n = hệ số đạn nhiệt - F = lực lị xo, N 32 CƠ CẤU CHẤP HÀNH CƠNG THỨC TÍNH LƯU LƯỢNG KHI XI LANH DI CHUYỂN 𝑄 = 𝐴 𝑣 - - 𝐴 diện tích phần mặt tiếp xúc xi lanh - - 𝑣 vận tốc xi lanh MẠCH VI SAI Lưu lượng khỏi piston: 𝜋𝐷2 𝜋𝑑 𝑞=( − ).𝑣 4 Lưu lượng vào: 𝑄+𝑞 = 𝜋𝐷2 𝑣 suy 𝑄= 𝜋𝑑 𝑣 suy tìm 𝑣 33 KHÍ NÉN Phương trình nén khí - 𝑃1 , 𝑉1: áp suất lưu lượng khí ngõ vào 𝑃1 𝑉11,3 = 𝑃2 𝑉21,3 = 𝐶 - 𝑃2 , 𝑉2: áp suất lưu lượng khí ngõ - C: số Lưu ý: P V hai bên phải CÙNG ĐƠN VỊ P hai bên ÁP SUẤT TUYỆT ĐỐI (áp suất so với chân khơng) Nếu máy nén khí 𝑃1 áp suất khí = 𝑎𝑡𝑚 = 𝑏𝑎𝑟 Công suất tiêu thụ máy nén (hoặc tầng máy nén) - Power: công suất (dơn vị: 𝑊) 1,3 𝑃𝑜𝑤𝑒𝑟 = × (𝑃2 𝑉2 − 𝑃1 𝑉1 ) 105 0,3 60 - 𝑃1 , 𝑉1: áp suất lưu lượng khí ngõ vào (đơn vị 𝑏𝑎𝑟 𝑚3 /𝑝ℎ) - 𝑃2 , 𝑉2: áp suất lưu lượng khí ngõ (đơn vị 𝑏𝑎𝑟 𝑚3 /𝑝ℎ) Nếu máy nén có tầng tính áp suất làm mát trung gian 𝑃𝑖 = √𝑃1 𝑃2 , sau tính lưu lượng ngõ cấp I 𝑉𝑖 từ pt (𝑃1 𝑉1 )1,3 = (𝑃𝑖 𝑉𝑖 )1,3 tính lưu lượng ngõ cấp II 𝑉2 từ pt (𝑃𝑖 𝑉𝑖 )1,3 = (𝑃2 𝑉2 )1,3 Cuối tính Cơng suất tiêu thụ tầng cộng lại Lượng nước Ở 20𝑜 𝐶 áp suất 𝑏𝑎𝑟 áp suất tuyệt đối (0 𝑏𝑎𝑟 áp suất dư), 100 𝑚3 khơng khí bão hịa có 1,73 𝑘𝑔 nước Lấy % độ ẩm nhân 1,73 = lượng nước 100 𝑚3 khơng khí đk tốn Lượng nước (𝑘𝑔) máy nén nhận vào = 𝑉 𝑀 (với V lưu lượng khí cung cấp vào 100𝑚3 /ℎ, M khối lượng nước có 100 𝑚3 khí 𝑘𝑔/100𝑚3 ) Lượng nước (𝑘𝑔) máy nén xả = 𝑉 𝑀 (với V lưu lượng khí cung cấp 100𝑚3 /ℎ, M khối lượng nước có 100 𝑚3 khí 𝑘𝑔/100𝑚3 – tra bảng dựa theo nhiệt độ áp suất đầu máy nén) 34 6bar 0,247 7bar 8bar 20 0,2195 0,192 30 0,3435 40 0,728 0,6475 0,567 Hiệu hai lượng nước lượng nước máy nén ngưng tụ XÁC ĐỊNH TIÊU CHUẨN XYLANH NHỎ NHẤT CẦN THIẾT 4.1 TÍNH DIỆN TÍCH MẶT TRỊN PITTONG: 𝐹 𝐴 = (𝑚2 ) 𝑃 - 𝐹: lực kẹp (N) (hoặc lực đẩy tĩnh) - P: áp suất khí cung cấp lớn (Pa) 4.2 TÍNH ĐƯỜNG KÍNH PITTONG CẦN: - A lúc lấy đơn vị 𝑚𝑚2 𝐷𝑐 = √ 4𝐴 (mm) 𝜋 - Chọn đường kính Xylanh theo tiêu chuẩn ≥ 𝐷𝑐 TÍNH TỐN LẠI THƠNG SỐ PITTONG: 5.1 DIỆN TÍCH MẶT TRỊN PITTONG: 𝜋 𝐷2 𝐴= - D: đường kính Xylanh 5.2 DIỆN TÍCH MẶT CẮT HÌNH XUYẾN (tính xylanh tác động kép, ko có lị xo): 𝜋 (𝐷2 − 𝑑 ) 𝐴= - D: đường kính Xylanh - d: đường kính cần Xylanh 5.3 ÁP SUẤT KHÍ CẦN CUNG CẤP ( ÁP SUẤT TƯƠNG ĐỐI) 𝑃𝑡ươ𝑛𝑔 đố𝑖 = 𝐹 (𝑃𝑎) 𝐴 - F: lực (N) - A: diện tích (𝑚2 ) 35 𝑃𝑡𝑢𝑦ệ𝑡 đố𝑖 = 𝑃𝑡ươ𝑛𝑔 đố𝑖 + 𝑃0 -𝑃0 : áp suất khí quyẻnq = bar 5.4 THỂ TÍCH LÚC ĐI: - L: hành trình xylanh 𝑉 = 𝐿 𝐴 - A: diện tích mặt pittong Nếu Xylanh tác động kép thể tích chu trình = thể tích lúc + lúc 5.5 TỈ SỐ NÉN: 𝐾= P + 𝑃0 𝑃0 - 𝑃: áp suất tương đối (áp suất dư) cần thiết (bar, atm) - 𝑃0 : áp suất tuyệt đối khí (= 𝑏𝑎𝑟 = 1𝑎𝑡𝑚) 5.6 LƯU LƯỢNG CẤP CHO XYLANH (TRƯỚC KHI VÀO MÁY NÉN): - 𝑃: áp suất tương đối (áp suất dư) cần thiết (bar, atm) - 𝑃0 : áp suất tuyệt đối khí (= 𝑏𝑎𝑟 = 1𝑎𝑡𝑚) - 𝑉: Thể tích cho chu trình (đối với xy lanh tác động kép 𝑄= 𝑉 𝑃 + 𝑃0 ( ) (𝑚3 /𝑠) 𝑡 𝑃0 về, cịn xy lanh tác động đơn tính lượt, lượt cịn lại có lị xo) (𝑚3 ) - t: Thời gian chu trình (đối với xy lanh tác động kép về, cịn xylanh tác động đơn tính lượt, lượt cịn lại có lị xo) (𝑠) 5.7 THỂ TÍCH KHÍ CẤP CHO MÁY NÉN CHO CHU TRÌNH: - 𝑃: áp suất tương đối (áp suất dư) cần thiết (bar, atm) 𝑉𝑚á𝑦 𝑃 + 𝑃0 = 𝑉 ( ) (𝑚3 ) 𝑃0 - 𝑃0 : áp suất tuyệt đối khí (= 𝑏𝑎𝑟 = 1𝑎𝑡𝑚) - 𝑉: Thể tích cho chu trình (đối với xy lanh tác động kép về, cịn xy lanh tác động đơn tính lượt, lượt cịn lại có lị xo) (𝑚3 ) 36 THIẾT KẾ MẠCH KHÍ NÉN THUẦN TÚY THEO TẦNG Các bước thực hiện: Xây dựng biểu đồ trạng thái Chia tầng điều khiển Lập bảng tín hiệu điều khiển xylanh Lập bảng tín hiệu điều khiển tầng Hồn thiện mạch điều khiển Xây dựng biểu đồ trạng thái: (biểu diễn chu trình hoạt động hệ thống) Xét hệ thống gồm n xylanh Khi đó, biểu đồ trạng thái xây dựng sau: - Biểu đồ gồm n hàng tương ứng với n xylanh - Biểu đồ gồm m cột tương ứng với m nhịp xylanh - Ký hiệu tín hiệu tác động xylanh với Chia tầng điều khiển: Quy tắc chia tầng điều khiển: “Trong tầng, xylanh vừa vừa vào” 37 Xây dựng tầng điều khiển: - Khí cấp tầng cao - Mạch có n tầng sử dụng (n-1) valve 4/2 5/2 - Tín hiệu tầng cao 𝑒𝑛 đặt bên phải - Các tín hiệu cịn lại từ 𝑒1 đến 𝑒𝑛−1 đặt phía bên trái từ lên - Đường khí chuyển tầng làm nhiệm vụ khóa valve bên 38 Lập bảng tín hiệu điều khiển xylanh: Tín hiệu đầu tầng nối thẳng vào tầng I A+ T1 II B+ T1 x S2 III AT2 IV BT2 x S1 V C+ T2 x S3 VI CT3 Lập bảng tín hiệu điều khiển tầng: Bảng tín hiệu điều khiển tầng T1 e1 = T3 x Start x S5 T2 e2 = T1 x S4 T3 e3 = T2 x S6 39 Hoàn thiện mạch: 40 THIẾT KẾ MẠCH KHÍ ĐIỆN NÉN THEO NHỊP Các bước thực hiện: Xây dựng biểu đồ trạng thái Lập bảng tín hiệu điều khiển xylanh Hoàn thiện mạch điều khiển Xây dựng biểu đồ trạng thái: (biểu diễn chu trình hoạt động hệ thống) Xét hệ thống gồm n xylanh Khi đó, biểu đồ trạng thái xây dựng sau: - Biểu đồ gồm n hàng tương ứng với n xylanh - Biểu đồ gồm m cột tương ứng với m nhịp xylanh - Ký hiệu tín hiệu tác động xylanh với Lập bảng tín hiệu điều khiển xylanh: - Đặt tên cho cuộn dây van điều khiển xylanh 41 - Xây dựng bảng tín hiệu điều khiển xylanh I A+ Y1 Start x S5 K1 II B+ Y3 S2 K2 III BY4 S4 K3 IV AY2 S3 K4 V C+ Y5 S1 K5 VI CY6 S6 K6 Hồn thiện mạch điều khiển: - Cấp tín hiệu nhịp - Xóa tín hiệu nhịp trước - Chuẩn bị tín hiệu nhịp 42 43 ... hành khí nén Xy lanh thủy lực thể ký hiệu có chứa vỏ xy lanh, piston ti a Xy lanh thủy lực tác động kép, khơng có giảm chấn 17 b Xy lanh thủy lực tác động kép, có giảm chấn c Xy lanh thủy lực. .. biến đổi lượng hệ thống thủy lực BƠM THỰC TẾ Công suất thủy lực cung cấp bơm thực tế nhỏ so với lượng khí mà nhận Nguyên nhân hiệu suất thể tích, ma sát, mát lượng thủy lực a Lưu lượng Lưu lượng... máy nén khí