ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BỘ MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG o0o BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÔN THÍ NGHIỆM HÀNG KHÔNG 2 HỆ THỐNG THỦY LỰC Bài 3 Van tiết.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BỘ MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG -o0o - BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MƠN THÍ NGHIỆM HÀNG KHÔNG HỆ THỐNG THỦY LỰC Bài 3: Van tiết lưu có điều chỉnh Bài 4: Xylanh thuỷ lực hai chiều GVHD: Đặng Trung Duẩn Nhóm Họ tên MSSV Cao Hoàng Minh Thư 1912175 Nguyễn Thị Xuân Diệu 1912854 Trần Anh Tuấn 1912370 Nguyễn Hoàng Dung 1910929 Mục lục I MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM II TÓM TẮT LÝ THUYẾT THỦY LỰC LƯU CHẤT THỦY TĨNH SỰ KHÁC BIỆT ÁP SUẤT 4 THỦY ĐỘNG (HYDRODYNAMIQUE) 5 CÁC DẠNG KHÁC NHAU CỦA NĂNG LƯỢNG QUAN HỆ BERNOULLI CÁC LƯU Ý VỀ CÁC CẤP ĐỘ CỦA CÁC ÁP SUẤT KHÁC NHAU DÒNG CHẢY ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC 12 III CẤU TẠO HỆ THỐNG THUỶ LỰC .12 IV NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM THỦY LỰC .15 V THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 16 VI TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 18 BÀI 3: VAN TIẾT LƯU CÓ ĐIỀU CHỈNH (ADJUSTABLE THROTTLE VALVE) .18 1.1 Nội dung thí nghiệm 18 1.2 Thiết bị thí nghiệm trình tự thí nghiệm 18 1.3 Quy trình xử lý số liệu đánh giá sai số 20 1.4 Kết thí nghiệm .23 1.5 Nhận xét 26 BÀI 4: XYLANH THỦY LỰC HAI CHIỀU (DOUBLE-ACTING CYLINDER) 31 2.1 Nội dung thí nghiệm 31 2.2 Thiết bị thí nghiệm trình tự thí nghiệm 31 2.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động xylanh thuỷ lực 32 2.4 Kết thí nghiệm .35 2.5 Nhận xét 40 Danh mục hình ảnh Hình 1: Minh họa thí nghiệm Schiller-Reynolds Hình 2: Nhớt kế engler 10 Hình 3: Biểu đồ thể mối liên hệ độ nhớt động lực học nhiệt độ tham chiếu 11 Hình 4: Cấu tạo hệ thống thủy lực .12 Hình 5: Mơ hệ thống thủy lực 14 Hình 6: Mô hệ thống thủy lực 14 Hình 7: Hệ thống thí nghiệm thủy lực phịng thí nghiệm 17 Hình 8: Hệ thống thí nghiệm thủy lực mơ .17 Hình 9: Sơ đồ lắp đặt thí nghiệm van tiết lưu có điều chỉnh .19 Hình 10: Đồ thị áp suất sau van tiết lưu theo lưu lượng dầu .25 Hình 11: Đồ thị độ chênh lệch áp suất trước sau van tiết lưu theo lưu lượng dầu 26 Hình 12: Đường đặc tính chênh lệch áp suất trước sau van tiết lưu với lưu lượng qua van tiết lưu 28 Hình 13: Đường đặc tính lý thuyết van tiết lưu 29 Hình 14: Đồ thị thể mối quan hệ mức van tiết lưu, lưu lượng qua van tiết lưu độ giảm áp suất 30 Hình 15: Sơ đồ lắp đặt thí nghiệm xylanh thuỷ lực 32 Hình 16: Mơ tả cấu tạo xylanh thuỷ lực .33 Hình 17: Đồ thị Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1= 30 bar 38 Hình 18: Đồ thị Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1= 35 bar 39 Hình 19: Đồ thị Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1= 40 bar 40 Hình 20: Cấu tạo xylanh thủy lực hai chiều 41 Danh mục bảng biểu Bảng 1: Bảng xử lý số liệu tính lưu lượng trung bình 23 Bảng 2: Tính độ lệch chuẩn sai số chuẩn .24 Bảng 3: Bảng kết sai số van tiết lưu chỉnh theo chế độ 25 Bảng 4: Bảng kết lần đo với DD1 = 30 bar .35 Bảng 5: Bảng trung bình kết lần đo với DD1 = 30 bar 35 Bảng 6: Bảng kết lần đo với DD1 = 35 bar .36 Bảng 7: Bảng trung bình kết lần đo với DD1 = 35bar .36 Bảng 8: Bảng kết lần đo với DD1 = 40 bar .37 Bảng 9: Bảng trung bình kết lần đo với DD1 = 40 bar 37 Bảng 10: Kết sai số trung bình lần đo với DD1 = 30 bar 38 Bảng 11: Kết sai số trung bình lần đo với DD1 = 35 bar 39 Bảng 12: Kết sai số trung bình lần đo với DD1 = 40 bar 40 I Mục tiêu thí nghiệm Đọc lắp đặt sơ đồ thí nghiệm giá Tìm đường đặc tính máy bơm (đồ thị lưu lượng Q - áp suất P) thực nghiệm Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến kết đo (độ nhớt, nhiệt độ, sai số hệ thống đo, ) II Tóm tắt lý thuyết thủy lực Lưu chất Lưu chất chia làm hai loại: chất khí (có tính nén cao), chất lỏng (ít bị nén) Trong trình dịch chuyển hay chuyển động lưu chất, lực liên kết phân tử lưu chất tạo lực cản trở chuyển động Đặc tính lưu chất tính nhớt: Lưu chất lý tưởng lưu chất mà phân tử lưu chất dịch chuyển khơng có lực cản phân tử với phân tử khác Lưu chất thực lưu chất mà phân tử lưu chất trượt phân tử phân tử khác với lực cản xác định Tất lưu chất mà sử dụng lưu chất thực, cần phải quan tâm đến đặc tính nhớt chúng chúng chuyển động Thủy tĩnh Thủy tĩnh nghiên cứu tính chất lưu chất trạng thái nghỉ, vấn đề truyền áp suất Trong thủy tĩnh, định luật thiết lập cho lưu chất lý tưởng áp dụng cho lưu chất thực Áp suất: lực đơn vị diện tích (1 Pa = N/m2; Bar = 105 Pa) Sự khác biệt áp suất Áp suất khí (Pa): sử dụng bể chứa, cho phép cấp nguồn cho máy bơm Áp suất khí dao động quanh giá trị 1.033 Bar Áp suất lưu chất trạng thái nghỉ: trọng lượng cột chất lỏng sinh P = ρgh (h độ cao cột chất lỏng) Điều dẫn đến nước, áp suất tăng Bar cho 10 m cột nước Áp suất lực bên ngồi tác dụng lên lưu chất thể tích kín Định luật Pascal: áp suất gây lưu chất trạng thái nghỉ truyền cho phần tử lưu chất Thơng thường tác dụng lên bề mặt tương tác Đặc tính sử dụng cho truyền lực (các áp suất) thủy lực Sự truyền lượng: công sinh trình truyền lực (áp suất) thủy lực bảo tồn cơng kéo = cơng cản Thủy động (Hydrodynamique) Thủy động nghiên cứu đặc tính lưu chất q trình chuyển động Một lưu chất chuyển động đặc trưng áp suất lưu lượng Do ảnh hưởng tính nhớt, lực cản bên xuất có khác vận tốc lớp phân tử lưu chất Áp suất động áp suất sinh động lưu chất: Pdynamique = ρ V2/2 Lưu lượng thể tích lưu chất chuyển động ngang qua diện tích vng góc với phương chuyển động đơn vị thời gian (Đơn vị lưu lượng m3/s) Lưu lượng thể tích trung bình: Qvol = S Vmoyenne (m3/s) Lưu lượng khối lượng trung bình: Qmas = ρ Qvol = ρS Vmoyenne (kg/s) Bảo toàn lưu lượng: Lưu lượng Q số điểm mạch chuyển động, vận tốc lưu chất thay đổi tùy vào thay đổi diện tích mặt cặt ngang mổi điểm khảo sát Q = S 1V1 = S 2V2 = S 3V3 = constant Các dạng khác lượng Trong môi trường lưu chất lỏng chuyển động, lượng thể ba trạng thái sau: Thế năng: tùy vào trọng lượng cột chất lỏng so với điểm khảo sát Wpot = mgh (J) Động năng: dạng lượng tích trữ q trình chuyển động Wcin = (1/2).mv2 (J) Áp năng: dạng lượng truyền áp suất lên chất lỏng chuyển động Wpres = P.S.l = P.V = P.m/ρ (J) Trong truyền động thủy lực, ba dạng lượng tồn Quan hệ Bernoulli Phương trình Bernoulli: “ở chế độ chuyển động ổn định, môi trường lưu chất lý tưởng không nén được, tổng thay đổi lượng động năng, lượng năng, lượng áp không” m m(v12 −v22 ) + mg(h1 − h2 ) + (P1 −P2 ) = ρ Các lưu ý cấp độ áp suất khác Áp suất tĩnh: dạng áp suất truyền máy bơm hay máy phát Tùy vào mạch thiết kế mà áp suất tĩnh nằm khoảng từ 50-80 bars 300-400 bars Áp suất trọng lượng cột lưu chất: biểu diễn ρgh Thông thường dạng áp suất có giá trị bé so với áp suất tĩnh bơm máy phát tạo Áp suất động: thể động lưu chất, (ρv2/2), có giá trị cịn nhỏ áp suất trọng lượng cột lưu chất nhiều trường hợp Dịng chảy a) Thí nghiệm Schiller-Reynolds Hình 1: Minh họa thí nghiệm Schiller-Reynolds b) Các chế độ dòng chảy Dòng chảy tầng: dòng chảy đặc trưng lớp lưu chất, lớp mỏng song song chúng kéo lẫn ảnh hưởng lực cản nhớt Vận tốc dòng chảy tầng đạt trục ống Dạng phân bố vận tốc theo mặt cắt ngang có dạng đặc trưng parabol Ở dòng chảy tầng ổn định, vận tốc trung bình lưu chất có giá trị nửa giá trị vận tốc max Vmoy = Vmax/2 ⇒ Q = S.Vmoy Dòng chảy rối: vận tốc lưu chất ống gia tăng, trượt lẫn lớp lưu chất dòng chảy tầng khơng cịn trước, thay vào xuất xoáy thể pha trộn lẫn dòng lưu chất Ở chế độ chảy rối xác lập, vận tốc trung bình dịng lưu chất ống khoảng 0.84 lần giá trị vận tốc max c) Số Reynolds Trong thí nghiệm Reynolds, dịng chảy khảo sát dịng chảy ống trịn có đường kính khơng đổi, với lưu chất có đặc tính khơng thay đối Sau nghiên cứu q trình chuyển từ dịng chảy tầng sang dòng chảy rối, nhà vật lý Reynolds xác định hệ số ảnh hưởng đến thay đổi chế động dịng chảy, ơng gọi số Reynolds Re = vd ν (với v: vận tốc – m/s; d: đường kính ống – m; ν: độ nhớt động học –m2/s) Số Reynolds số vô thứ nguyên Đối với dòng chảy ống tròn, mặt tổng quát, dòng chảy chảy tầng Re < 2000, chảy rối Re > 3000 Vùng chế độ dịng chảy có số Re khoảng từ 2000 đến 3000 vùng dịng chảy khơng ổn định d) Các vận tốc dòng chảy Do chế độ chảy rối thường lớn so với chế độ chảy tầng, dịng chảy ống, để giữ chế độ chảy tầng, thực tế ta thường áp dụng mức vận tốc lưu chất sau: Ở phần hút, từ 0.6 đến 1.2 m/s Ở phần đẩy, từ đến m/s Trong đường trở về, từ đến m/s Trong kênh, ống dẫn, từ đến 1.5 m/s Các giá trị giá trị trung bình áp dụng cho dầu thủy lực có độ nhớt khoảng 2.8 đến 4.5°E, có tỷ trọng (density) khoảng 0.85 đến 0.9 e) Các dạng Quan hệ phương trình Bernoulli với lưu chất lý tưởng: trường hợp hệ thống cung cấp lượng cho môi trường bên ngồi, lượng cung cấp khác biệt dạng lượng hệ thống chuyển từ trạng thái sang trạng thái 2: W12 = (V1 − V22 ) + g(h1 − h2 ) + (P1 − P2 ) (J⁄kg) ρ Quan hệ phương trình Bernoulli với lưu chất nhớt: lưu chất thực lưu chất có diện tính nhớt Đặc tính làm phát sinh lực cản nội lưu chất chuyển động Năng lượng hấp thu lực cản nhớt Dạng thường ký hiệu J, phương trình Bernoulli cho lưu chất thực có dạng: 1 W12 − J = (V12 − V22 ) + g(h1 − h2 ) + (P1 − P2 ) (J⁄kg) ρ Phương trình tổng quát dọc đường dòng chảy ống: thực nghiệm chứng tỏ ống trơn thẳng, dọc đường dòng ống biểu diễn phương trình sau: L V2 J=λ (J⁄kg) D với L chiều dài ống (m); D đường kính ống (m); v vận tốc dòng chảy (m/s); λ hệ số dọc đường Đây hệ số vô thứ nguyên phụ thuộc vào số Reynolds độ nhám bề mặt bên ống f) Độ nhớt (La viscosité) Độ nhớt động học (La viscosité dynamique, μ) Đặc trưng cho lực cản lớp lưu chất chuyển động Theo đó, lực cản sinh lớp lưu chất đường ống sẽ: Tỉ lệ thuận với độ nhớt lưu chất, diện tích bề mặt lớp lưu chất chuyển động, khác biệt vận tốc lớp lưu chất đầu - cuối Tỉ lệ nghịch với khoảng cách bề mặt lưu chất khảo sát μ= F dl S dv Đơn vị độ nhớt động học hệ SI : μ= Force × time = PI (Poiseuille) Surface Độ nhớt tuyệt đối nước 20°C 0.01 poise (= centipoise) Độ nhớt động lực học (La viscosité cinématique, ν) Do đó, độ biến thiên lưu lượng dầu qua van tiết lưu theo áp suất sau van tiết lưu van tiết lưu mức lớn van tiết lưu mức nhỏ Hình 12: Đường đặc tính chênh lệch áp suất trước sau van tiết lưu với lưu lượng qua van tiết lưu 28 Hình 13: Đường đặc tính lý thuyết van tiết lưu Ngoài ra, lưu lượng dầu qua van tiết lưu cịn biểu diễn theo độ chênh lệch áp suất trước sau van tiết lưu So sánh đường đặc tính lý thuyết đường đặc tính tìm từ thực nghiệm, ta thấy hai đường có xu hướng giống nhau, nhiên thí nghiệm tiến hành khảo sát vài điểm nên đường đặc tính chưa trơn mượt liên tục Trong thực tế, van tiết lưu chiều sử dụng hệ thống thủy lực để ngăn dầu chuyển động ngược chiều Trong hệ thống kho lạnh, van tiết lưu có nhiệm vụ điều tiết chất dung mơi từ nơi có áp suất cao, nhiệt độ cao đến nơi có áp suất thấp, nhiệt độ thấp Một số loại máy móc thủy lực: Máy nghiền, máy dập, máy ép, nguồn thủy lực, máy đột lỗ…dùng nhà máy sản xuất xi măng vật liệu xây dựng, sản xuất nhơm, kính, sắt, thép, chế biến gỗ, giấy 29 Trong máy móc phục vụ cơng trình xây dựng hay máy móc dùng để khai thác khống sản: máy đào, máy cẩu, máy múc… cần có van tiết lưu để điều khiển động cơ, xi lanh hoạt động theo yêu cầu Một điểm cần lưu ý lắp đặt van tiết lưu vào hệ thống ống dẫn là: cần phải trang bị hệ thống khí làm mát cao Bởi sử dụng van nhiệt độ tăng lên nhiều Do lực ma sát phân tử chất lỏng gây ra, chúng bị nén lại cố gắng chảy qua khe hở van Hình 14: Đồ thị thể mối quan hệ mức van tiết lưu, lưu lượng qua van tiết lưu độ giảm áp suất Khi mở phần van tiết lưu gây tổn thất ma sát phần tử lưu chất va đập vào thành rắn chúng bị nén cố gắng chuyển động qua khe hở van Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng thực tế u cầu vị trí lắp, cơng suất, lưu lượng… mà chọn lựa loại van tiết lưu cho phù hợp nhất, tiết kiệm Thông thường, van tiết lưu mở mức gần với mức mở hoàn toàn để đạt hiệu suất tối đa 30 Bài 4: Xylanh thủy lực hai chiều (double-acting cylinder) 2.1 Nội dung thí nghiệm Chuyển động lên xuống xylanh thực xylanh thủy lực hai chiều (double-acting cylinder) Xylanh thủy lực hai chiều gồm có hai loại: loại xylanh đơn trục (single-rod) loại xylanh trục kép (double-rod) Bài thí nghiệm thực với xylanh đơn trục Sự khác thay đổi thể tích dẫn đến tốc độ dịch chuyển xylanh hai phía khác Để thay đổi hướng dịch chuyển xylanh, ta sử dụng van chuyển hướng (directional control valve) Tốc độ dịch chuyển xylanh điều khiển điều tốc hay “shut- off valve" 2.2 Thiết bị thí nghiệm trình tự thí nghiệm Bài thí nghiệm sử dụng thiết bị sau: Van tiết lưu DF1 Van an toàn DD1 (điều chỉnh áp lực hệ thống) Đồng hồ đo áp DZI Xylanh thủy lực hai chiều Van chuyển hướng DW3 Đồng hồ bấm Trình tự tiến hành thí nghiệm Lắp đặt thiết bị cần thiết cho thí nghiệm theo sơ đồ Nối ống thiết bị, kiểm tra mối nối Điều chỉnh van tiết lưu DF1 vị trí ứng với mức khóa hồn tồn Điều chỉnh van an toàn DD1 cho áp suất đồng hồ đo áp 30 bar Xoay van tiết lưu DF1 đến vị trí 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, Ứng với vị trí trên, điều chỉnh van chuyển hướng xylanh dịch chuyển kéo thu vào, ghi nhận thời gian áp suất đọc đồng hồ đo áp xylanh dịch chuyển kéo hoàn toàn, dịch chuyển thu vào hoàn toàn Ghi kết vào bảng số liệu Lặp lại trình ứng với mức điều chỉnh van an toàn DD1 để áp suất đồng hồ đo áp 30 bar, 35 bar 40 bar 31 Biết chiều dài dịch chuyển xylanh s = 0.2 m Vận tốc dịch chuyển v = s/t (m/s) Tỉ lệ thời gian kéo thu vào xylanh: tour/tin Nhận xét kết tỉ lệ nhận Giải thích Hình 15: Sơ đồ lắp đặt thí nghiệm xylanh thuỷ lực 2.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động xylanh thuỷ lực Cấu tạo xylanh thuỷ lực: 32 Hình 16: Mơ tả cấu tạo xylanh thuỷ lực 1: Bơm dầu Khi khởi động hệ thống thủy lực, bơm dầu hoạt động liên tục 2: Van an toàn Cho phép cài đặt giá trị áp suất an toàn, giá trị áp suất dầu hệ thống vượt giá trị áp suất an tồn dầu thơng qua van an toàn trở bể dầu po: áp suất thể đồng hồ áp suất cài đặt cho van an toàn 3: Van tiết lưu Điều chỉnh lưu lượng dầu qua van qua điều chỉnh lưu lượng dầu vào xylanh qua điều chỉnh vận tốc chuyển động piston 4: Van điều hướng Có ba trạng thái Trạng thái mặc định trạng thái đóng hồn tồn, dầu khơng thể vào hệ thống Khi dầu tràn qua van an toàn trở bể dầu 33 5: Cơ cấu chấp hành (xylanh-piston thủy lực): Đầu piston gắn vào vật dùng để nâng/ép/nén vật 6: Van chiều Xả dầu bề chứa dầu Nguyên lý hoạt động xylanh thuỷ lực: Khi điều chỉnh van điều hướng trạng thái thuận, dầu qua van tiết lưu van điều hướng vào xylanh làm cho piston chuyển động Khi hai đồng hồ đo áp xylanh bên trái thể dầu hoạt động hệ thống Khi dầu hết hành trình đẩy áp suất cao áp suất an tồn, từ dầu tràn qua van an tồn trở bể chứa Khi điều chỉnh van điều hướng trạng thái đảo, dầu qua van tiết lưu van điều hướng vào đầu ngược lại xylanh đẩy dầu buồng bên xylanh Khi dầu hết hành trình đẩy áp suất cao áp suất an tồn, dầu qua van an tồn trở bể chứa Trong hình có bể chứa dầu thực tế có bể chứa dầu tất dầu đổ bể chứa 34 2.4 Kết thí nghiệm Vị trí DF1 t1 (s) 7.47 5.45 4.71 4.14 3.79 3.46 3.38 3.33 3.06 t2 (s) 7.17 5.46 4.565 4.06 3.89 3.56 3.45 3.31 3.05 t3 (s) 7.57 5.605 4.45 4.12 3.67 3.4 3.35 3.12 3.045 Vị trí DF1 t1 (s) 3.41 2.9 2.55 2.26 1.91 1.65 1.8 1.5 1.71 t2 (s) 3.44 2.9 2.42 2.29 1.9 1.7 1.76 1.54 1.71 t3 (s) 3.66 2.88 2.245 2.3 1.87 1.75 1.79 1.45 1.64 DD1 30 bar In v1 (m/s) v2 (m/s) 0.0267738 0.027894 0.0366972 0.03663 0.0424628 0.0438116 0.0483092 0.0492611 0.0527704 0.0514139 0.0578035 0.0561798 0.0591716 0.057971 0.0600601 0.060423 0.0653595 0.0655738 Out v1 (m/s) v2 (m/s) 0.058651 0.0581395 0.0689655 0.0689655 0.0784314 0.0826446 0.0884956 0.0873362 0.104712 0.1052632 0.1212121 0.1176471 0.1111111 0.1136364 0.1333333 0.1298701 0.1169591 0.1169591 v3 (m/s) 0.0264201 0.0356824 0.0449438 0.0485437 0.0544959 0.0588235 0.0597015 0.0641026 0.0656814 p1 (bar) 28 27 26 26 26 26 26 26 25 p2 (bar) 28 27 26 26 26 26 26 26 25 p3 (bar) 28 26 26 26 26 26 26 26 25 v3 (m/s) 0.0546448 0.0694444 0.0890869 0.0869565 0.1069519 0.1142857 0.1117318 0.137931 0.1219512 p1 (bar) 30 29 28 30 28 28 28 28 28 p2 (bar) 30 29 28 29 28 28 28 28 28 p3 (bar) 30 29 28 29 28 28 28 28 28 Bảng 4: Bảng kết lần đo với DD1 = 30 bar Vị trí DF1 t 7.4033333 5.505 4.575 4.1066667 3.7833333 3.4733333 3.3933333 3.2533333 3.0516667 Trung bình DD1 30 bar In Out v p t v p tin / t out 0.0270293 28 3.5033333 0.0571451 30 0.4732103 0.0363366 26.666667 2.8933333 0.0691252 29 0.5255828 0.0437394 26 2.405 0.0833876 28 0.5256831 0.0487047 26 2.2833333 0.0875961 29.333333 0.5560065 0.0528934 26 1.8933333 0.1056424 28 0.5004405 0.0576023 26 1.7 0.117715 28 0.4894434 0.058948 26 1.7833333 0.1121598 28 0.5255403 0.0615285 26 1.4966667 0.1337115 28 0.460041 0.0655382 25 1.6866667 0.1186231 28 0.5527034 Bảng 5: Bảng trung bình kết lần đo với DD1 = 30 bar 35 Vị trí DF1 t1 (s) 4.54 3.15 2.62 2.61 2.24 1.9 2.12 1.79 t2 (s) 4.51 3.08 2.6 2.73 2.25 1.97 2.26 1.81 2.1 t3 (s) 4.25 3.07 2.47 2.37 2.35 2.1 2.1 1.99 1.96 Vị trí DF1 t1 (s) 2.41 2.05 1.97 1.5 1.5 1.36 1.24 1.02 1.2 t2 (s) 2.35 2.08 2.03 1.51 1.6 1.2 1.1 1.1 1.17 t3 (s) 2.45 2.15 1.79 1.52 1.47 1.27 1.14 1.16 1.22 DD1 35 bar In v1 (m/s) v2 (m/s) 0.0440529 0.0443459 0.0634921 0.0649351 0.0763359 0.0769231 0.0766284 0.0732601 0.0892857 0.0888889 0.1052632 0.1015228 0.0943396 0.0884956 0.1117318 0.1104972 0.1 0.0952381 Out v1 (m/s) v2 (m/s) 0.0829876 0.0851064 0.097561 0.0961538 0.1015228 0.0985222 0.1333333 0.1324503 0.1333333 0.125 0.1470588 0.1666667 0.1612903 0.1818182 0.1960784 0.1818182 0.1666667 0.1709402 v3 (m/s) 0.0470588 0.0651466 0.0809717 0.0843882 0.0851064 0.0952381 0.0952381 0.1005025 0.1020408 p1 (bar) 34 34 34 34 34 34 34 34 34 p2 (bar) 34 34 34 34 34 34 34 34 34 p3 (bar) 34 34 34 34 34 34 34 34 34 v3 (m/s) 0.0816327 0.0930233 0.1117318 0.1315789 0.1360544 0.1574803 0.1754386 0.1724138 0.1639344 p1 (bar) 35 35 35 35 35 35 34 35 35 p2 (bar) 35 35 35 35 35 35 35 35 35 p3 (bar) 35 35 35 35 35 35 35 35 35 Bảng 6: Bảng kết lần đo với DD1 = 35 bar Trung bình DD1 35 bar In Vị trí DF1 t v 4.4333333 0.0451525 3.1 0.0645246 2.5633333 0.0780769 2.57 0.0780922 2.28 0.0877603 1.99 0.1006747 2.16 0.0926911 1.8633333 0.1075772 2.02 0.099093 p 34 34 34 34 34 34 34 34 34 t 2.4033333 2.0933333 1.93 1.51 1.5233333 1.2766667 1.16 1.0933333 1.1966667 Out v p tin / t out 0.0832422 35 0.5421053 0.0955794 35 0.6752688 0.1039256 35 0.7529259 0.1324542 35 0.5875486 0.1314626 35 0.6681287 0.1570686 35 0.641541 0.172849 34.666667 0.537037 0.1834368 35 0.5867621 0.1671804 35 0.5924092 Bảng 7: Bảng trung bình kết lần đo với DD1 = 35bar 36 Vị trí DF1 t1 (s) 2.87 2.2 1.94 1.96 1.72 1.76 1.6 1.5 1.55 t2 (s) 2.75 2.35 2.01 1.9 1.74 1.92 1.72 1.47 1.62 t3 (s) 2.77 2.29 1.92 1.69 1.83 1.79 1.49 1.6 Vị trí DF1 t1 (s) 2.57 1.7 1.37 1.12 1.36 1.32 1.2 1.05 0.77 t2 (s) 2.565 1.73 1.42 1.33 1.3 1.29 0.97 1.03 0.79 t3 (s) 2.63 1.81 1.44 1.45 1.31 1.3 1.02 0.82 DD1 40 bar In v1 (m/s) v2 (m/s) 0.0696864 0.0727273 0.0909091 0.0851064 0.1030928 0.0995025 0.1020408 0.1052632 0.1162791 0.1149425 0.1136364 0.1041667 0.125 0.1162791 0.1333333 0.1360544 0.1290323 0.1234568 Out v1 (m/s) v2 (m/s) 0.077821 0.0779727 0.1176471 0.1156069 0.1459854 0.1408451 0.1785714 0.1503759 0.1470588 0.1538462 0.1515152 0.1550388 0.1666667 0.2061856 0.1904762 0.1941748 0.2597403 0.2531646 v3 (m/s) 0.0722022 0.0873362 0.1 0.1041667 0.1183432 0.1092896 0.1117318 0.1342282 0.125 p1 (bar) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 p2 (bar) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 p3 (bar) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 v3 (m/s) 0.0760456 0.1104972 0.1388889 0.137931 0.1526718 0.1538462 0.1960784 0.2 0.2439024 p1 (bar) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 p2 (bar) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 p3 (bar) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Bảng 8: Bảng kết lần đo với DD1 = 40 bar Trung bình DD1 40 bar Vị trí DF1 t 2.7966667 2.28 1.9833333 1.9266667 1.7166667 1.8366667 1.7033333 1.4866667 1.59 In v 0.0715386 0.0877839 0.1008651 0.1038235 0.1165216 0.1090309 0.1176703 0.1345386 0.1258297 p 40 40 40 40 40 40 40 40 40 t 2.5883333 1.7466667 1.41 1.3 1.3233333 1.3033333 1.0633333 1.0266667 0.7933333 Out v 0.0772798 0.1145837 0.1419065 0.1556261 0.1511922 0.1534667 0.1896436 0.1948836 0.2522691 Bảng 9: Bảng trung bình kết lần đo với DD1 = 40 bar Tính sai số 37 p 40 40 40 40 40 40 40 40 40 tin / t out 0.9255066 0.7660819 0.7109244 0.6747405 0.7708738 0.7096189 0.6242661 0.690583 0.4989518 Vị trí DF1 t 0.1555556 0.0666667 0.09 0.0311111 0.0755556 0.0577778 0.0377778 0.0888889 0.0055556 Trung bình In Out v p t v p 0.0005765 0.1044444 0.0016669 0.0004361 0.4444444 0.0088889 0.0002129 0.0008511 0.1066667 0.0037995 0.000371 0.0155556 0.0005996 0.4444444 0.0010683 0.0155556 0.000873 0.0009483 0.0333333 0.0023314 0.0006513 0.0155556 0.0009844 0.001716 0.0311111 0.002813 0.0001192 0.0311111 0.0022187 Bảng 10: Kết sai số trung bình lần đo với DD1 = 30 bar Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1= 30 bar 0.16 0.14 0.12 V (m/s) 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 Vị trí DF1 V in V out Hình 17: Đồ thị Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1= 30 bar 38 10 Trung bình Vị trí DF1 t 0.1222222 0.0333333 0.0622222 0.1333333 0.0466667 0.0733333 0.0666667 0.0844444 0.0533333 In v 0.0012709 0.0006883 0.0019299 0.0041973 0.0017693 0.0036244 0.002797 0.0047165 0.0025699 p 0 0 0 0 t 0.0355556 0.0377778 0.0933333 0.0066667 0.0511111 0.0555556 0.0533333 0.0488889 0.0177778 Out v p 0.0012428 0.0017041 0.0052042 0.0005861 0.0043084 0.0066732 0.0077058 0.4444444 0.0084278 0.0025065 Bảng 11: Kết sai số trung bình lần đo với DD1 = 35 bar Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1 = 35 bar 0.2 0.18 0.16 V (m/s) 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 Vị trí DF1 V in V out Hình 18: Đồ thị Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1= 35 bar 39 10 Trung bình Vị trí DF1 t 0.0488889 0.0533333 0.0288889 0.0222222 0.0177778 0.0555556 0.0688889 0.0111111 0.0266667 In v 0.0012348 0.0020835 0.0014851 0.0011885 0.0012144 0.0032428 0.0048865 0.0010105 0.0021351 p 0 0 0 0 t 0.0277778 0.0422222 0.0266667 0.12 0.0244444 0.0111111 0.0911111 0.0177778 0.0177778 Out v 0.0008228 0.0027243 0.0027193 0.0152969 0.0027556 0.001301 0.0153179 0.0034109 0.0055778 p 0 0 0 0 Bảng 12: Kết sai số trung bình lần đo với DD1 = 40 bar Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1 = 40 bar 0.3 V (m/s) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 Vị trí DF1 V in V out 10 Hình 19: Đồ thị Vin Vout theo mức van (vị trí DF1) DD1= 40 bar 2.5 Nhận xét Đối với mức áp suất cài đặt van an toàn, mức van tiết lưu, vận tốc kéo xylanh luôn lớn so với vận tốc thu vào xylanh, điều có nghĩa xylanh kéo nhanh so với xylanh thu vào Với chất lỏng làm việc hệ thống làm việc dầu có giá trị áp suất hai buồng xylanh 40 Hình 20: Cấu tạo xylanh thủy lực hai chiều Quan sát cấu tạo xylanh thủy lực hai chiều hình trên, ta thấy buồng có chứa trục truyền động diện tích tiếp xúc lưu chất làm việc piston nhỏ phía buồng trống Mà lực tạo xác định cơng thức: F p A Do van điều hướng trạng thái thuận, dầu vào buồng trống phía bên trái, lực áp suất tạo buồng trống lớn so với lực áp suất tạo buồng có chứa trục truyền, ngược lại, van điều hướng trạng thái đảo, dầu vào buồng có chứa trục truyền, lực áp suất tạo buồng có chứa trục truyền nhỏ so với lực áp suất tạo buồng trống Thời gian xylanh chuyển động kéo nhanh hơn, xylanh có quãng đường di chuyển nên vận tốc kéo Vout xylanh lớn so với vận tốc thu vào Vin Khi tăng dần mức van tiết lưu (van tiết lưu mở nhiều hơn) vận tốc chuyển động kéo (thu vào) xylanh lớn so với vận tốc chuyển động kéo (thu vào) mức van tiết lưu trước Do van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng dầu qua van vào cấu chấp hành, nên van tiết lưu mở nhiều làm cho lưu lượng dầu qua van 41 nhiều Lưu lượng dầu vào buồng xylanh nhiều làm cho thể tích buồng chứa xylanh lấp đầy nhanh hơn, xylanh kéo nhanh so với mức van tiết lưu nhỏ hơn, vận tốc kéo Vout tăng so với Vout mức van tiết lưu nhỏ Tương tự, việc tăng lưu lượng dầu qua van tiết lưu làm cho xylanh thu vào nhanh so với mức van tiết lưu nhỏ hơn, vận tốc thu vào Vin so với Vin mức van tiết lưu nhỏ Tuy nhiên, so sánh vận tốc kéo Vout vận tốc thu vào Vin xylanh vận tốc kéo xylanh lớn vận tốc thu vào giải thích Khi tăng mức áp suất cài đặt van an tồn vận tốc kéo (thu vào) xylanh tăng so với vận tốc kéo (thu vào) xylanh mức áp suất cài đặt nhỏ với mức van tiết lưu Khi mức áp suất cài đặt van an tồn cao hệ thống phép hoạt động mức áp suất cao hơn, áp suất cao làm cho vận tốc dầu hệ thống lớn hơn, dẫn đến chênh lệch áp suất cao cổng cổng hút vào bơm dầu Ta có mối quan hệ lưu lượng độ chênh áp Q V1 A1 A1 g (h1 h2 ) A1 1 A2 V2 A2 A2 g (h1 h2 ) A 1 A1 Độ chênh áp tăng dẫn đến lưu lượng dầu vào hệ thống tăng, làm cho buồng chứa xylanh nhanh lấp đầy hơn, làm cho vận tốc kéo thu vào xylanh tăng so với mức áp suất cài đặt van an toàn nhỏ 42 ... 0.0641 026 0.0656814 p1 (bar) 28 27 26 26 26 26 26 26 25 p2 (bar) 28 27 26 26 26 26 26 26 25 p3 (bar) 28 26 26 26 26 26 26 26 25 v3 (m/s) 0.0546448 0.0694444 0.0890869 0.0869565 0.1069519 0.11 428 57... 25 25 30 30 30 12 13 13 20 20 20 25 25 25 30 30 30 42 42 42 42 41 41 42 41 41 42 41 41 32 32 32 34 34 33 35 35 35 38 37 37 28 28 28 32 31 31 35 34 34 37 37 37 32 32 32 22 21 21 17 16 16 12 11... 0.1069519 0.11 428 57 0.1117318 0.137931 0. 121 95 12 p1 (bar) 30 29 28 30 28 28 28 28 28 p2 (bar) 30 29 28 29 28 28 28 28 28 p3 (bar) 30 29 28 29 28 28 28 28 28 Bảng 4: Bảng kết lần đo với DD1 = 30