Xây dựng mô hình toán học và mô phỏng tốn thất lưu lượng trong máy thủy lực một trục vít

NGHIÊN CỨU TRAO ĐỒI XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC VÀ MÔ PHỎNG TỔN THẤT Lưu '''' LƯỢNG TRONG MÁY THỦY Lực MỘT TRỤC VÍT BUILDING MATHEMATICAL MODELS AND SIMULATING FLOW LOSSES IN SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINE[.]

NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỒI XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN HỌC VÀ MÔ PHỎNG TỔN THẤT Lưu ' LƯỢNG TRONG MÁY THỦY Lực MỘT TRỤC VÍT BUILDING MATHEMATICAL MODELS AND SIMULATING FLOW LOSSES IN SINGLE SCREW HYDRAULIC MACHINES Nguyễn Văn Lại Bộ mơn Kỳ thuật Cơ khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất TĨM TÁT Bài báo trình bày cách xác định khe hở rotor stato mảy thủy lực trục vít Trên sở xây dựng mơ hĩnh tốn học thuật tốn đế mơ đặc tính tơn thất lưu lượng máy thủy lực trục vít Đơng thời thực mơ với thông số kết cấu cùa loại máy thủy lực trục vít Kết nghiên cứu đánh giả phạm vi sử dụng hiệu đề xuất cho việc thiết kế máy thủy lực trục vít Từ khóa: Thủy lực; Máy thủy lực trục vít; Mơ hình tốn học; Mơ ABSTRACT This paper presents how to determine the clearance between rotor and stator in single screw hydraulic machine On that basis, a mathematical model and algorithm are built to simulate the flow loss characteristics of a single screw hydraulic machine Simultaneously perform simulations with structural parameters of a single screw hydraulic machine The research results evaluate the effective use range as well as recommendations for the design ofsingle screw hydraulic machines Keywords: Hydraulics; Screw hydraulics; Mathematical modeling; Simulation GIỚI THIỆU Máy thủy lực trục vít ngày sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp dầu khí Bơm thủy lực trục vít sử dụng để khai thác dầu, vận chuyển hồn hợp dầu khí Động thủy lực trục vít thường sử dụng để dần động mũi khoan khai thác dầu khí [1], Hiệu việc sử dụng máy thủy lực trục vít chủ yếu liên quan đến đặc tính độ tin cậy máy Điều cần thiết cho việc lựa chọn chế độ làm việc tối ưu cách thức để tiếp tục cải tiến kết cấu máy Việc xác định tổn thất thể tích giai đoạn tính tốn thiết kế máy thủy lực trục vít gắn liền vói việc xác định trọng tâm rotor rotor nằm stato xác định khe hở hướng kính dọc theo đường tiếp xúc, từ xây dựng mơ hình tốn học rò ri lưu lượng qua khe hở liên quan đến thông số hoạt động máy ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) 54 TẠP CHÍ KHÍ VIỆT NAM, số 293, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM CỦA ROTOR VÀ KHE HỞ HƯỚNG KÍNH TRUNG BÌNH Hình sơ đồ lực tác dụng lên rotor máy làm việc, lực bao gồm: lực thủy động (Ff) lực quán tính (F.) Dưới tác dụng lực này, trọng tâm rotor dịch chuyển bên stato theo hướng tác dụng hợp lực Fỵ , TT, _ z2 -1 Tại mặt căt Hình 2a: 71 - Tại Z, +1 mặt căt Hình 2b: 7, = 2 Khe hở hướng kính điếm tiếp xúc thứ i (Hình 3) xác định sau: ỹ dị — u sin GCị (1) Hình Các vị trí tiếp xúc rotor stato Hình Vị trí rotor stato máy thủy lực trục vít Có vị trí trọng tâm rotor stato: vị trí lý thuyết (ăn khớp lý tưởng, khoảng cách tâm rotor stato aw độ lệch tâm e); vị trí tĩnh vị trí động (dưới tác động lực) [2], Do dịch chuyển động lực tâm rotor, điểm tiếp xúc rotor với stato chia thành hai nhóm: kín hở, thơng qua khe hở xảy rị rỉ số lượng điểm tiếp xúc có để tạo thành khe hở xác định theo số vịng quay z2 rotor sau: Hình Sơ đồ xác định khe hở hướng kính rotor stato Khe hở hướng kính tính tốn trung bình dọc theo chiều dài đường dẫn dịng đường tiếp xúc (đối với hai mặt cắt đặc trưng Hình 2) là: Jj+J2 V" a , khe hở điểm r d ’ tiếp xúc thứ i không mở (0 = 0) ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) 56 (4) 2u TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 293, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI Khi số “răng” rotor số lẻ: a =— 2 Trong trường hợp rotor “ăn khớp” lý tưởng với stato (ỗ = 0; A(p = 0; kg = 1), ta có: (5) ;sin« = cos2-*2 Góc quay tiết diện rotor tương ứng với pha đóng khe hở độ dịch chuyển định rotor tải xác định [ ]: (6)