(Tiểu luận) báo cáo bản dịch sách power hydraulics

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY -o0o - BÁO CÁO BẢN DỊCH SÁCH POWER HYDRAULICS Nhóm L05_1 GVHD: TS Tơn Thiện Phương TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2022 h MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU Các nguyên tắc thủy lực học 1.1.1 Đặc tính lưu chất 1.1.2 Đơn vị 1.1.3 Áp lực dung dịch chất lỏng 1.1.4 Dòng chảy lưu chất 1.1.5 Công 10 1.2 Kí hiệu thủy lực 12 CHƯƠNG II: BƠM 17 2.1 Các loại máy bơm 17 2.1.1 Bơm quay 20 2.1.2 Bơm tịnh tiến đảo chiều 25 2.1.3 Hệ thống điều khiển máy bơm biến đổi – dịch chuyển 29 2.1.4 Lựa chọn máy bơm 34 2.2 Chu trình bơm 39 2.2.1 Bơm dịch chuyển cố định đơn 40 2.2.2 Bơm dịch chuyển cố định đơn với tích lũy 41 2.2.3 Hệ nhiều bơm 44 2.2.4 Bơm có nhiều chế độ dòng chảy 47 2.3 Mạch điều khiển bơm 47 2.4 Nghiên cứu thiết kế mạch bơm 49 CHƯƠNG III: VAN THỦY LỰC 69 3.1 Van điều khiển áp suất 70 3.1.1 Van an toàn (van xả, van giảm áp) 70 3.1.2 Van đối trọng 77 3.1.3 Van áp suất 82 h 3.1.4 Van giảm áp 85 3.2 Van điều khiển lưu lượng 87 3.2.1 Tốc độ xi lanh 93 3.2.2 Van điều khiển cánh cung ba cổng kiểu rẽ nhánh 108 3.2.3 Điều khiển lưu lượng ưu tiên 110 3.2.4 Mạng cầu nối 112 3.2.5 Hệ thống đa tốc độ sử dụng van điều khiển dòng chảy 115 3.2.6 Bộ chia dòng 115 3.3 Van điều khiển hướng 121 3.3.1 Van chiều 121 3.3.2 Van poppet 128 3.3.3 Van điều hướng kiểu ống 130 3.3.4 Van điều hướng giai đoạn 141 3.3.5 Kích thước danh nghĩa 144 3.4 Van hộp 147 3.4.1 Van hộp kiểu poppet 148 3.4.2 Van thủy lực cartridge loại điều hướng 161 3.5 Van thủy lực di động 163 3.5.1 Bố trí van 164 CHƯƠNG IV: THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG 168 4.1 Xilanh thủy lực 168 4.1.1 Xilanh dung tích 169 4.1.2 Xi lanh thủy lực chiều 175 4.1.3 Xi lanh thủy lực hai chiều 176 4.1.4 Gia tốc giảm tốc tải xilanh 184 4.1.5 Giá lắp xylanh tính tốn độ bền 191 h 4.2 Thiết bị truyền động xoay bán phần 198 4.2.1 Bộ truyền động kiểu cánh gạt 198 4.2.2 Cơ cấu chấp hành kiểu piston 199 4.2.3 Cơ cấu truyền động trục vít xoắn 201 4.2.4 Điều khiển truyền động bán quay 202 4.3 Động thủy lực 202 4.3.1 Dạng sản sinh 202 4.3.2 Động điều khiển piston 207 4.4 Mạch động thủy lực (hydraulic motor circuits) 212 4.4.1 Mạch truyền hở 212 4.4.2 Truyền vịng kín 218 4.4.3 Mạch đa động 220 4.5 Ví dụ thiết kế mạch động 223 h CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU Việc truyền điều khiển lượng dòng lưu chất áp lực ngày trở nên phổ biến cơng nghiệp Khí nén bao gồm ứng dụng khí nén lại thủy lực sử dụng dầu loại chất lỏng khác Khí nén thường sử dụng cần lực nhỏ khoảng 10kN (1 tấn) vịng tuần hồn nhanh Khi cần sử dụng lực lớn, kiểm soát tốc độ xác tỉ suất cơng suất trọng lượng lớn hệ thống thủy lực sử dụng đến Công suất thủy lực từ dùng để bao gồm thủy lực khí nén Ứng dụng thủy lực trải dài rộng rãi từ kích nâng xe hơi, giường sử dụng bệnh viện, lực nén hàng nghìn hệ thống robot xác đến micro mét Các nguyên tắc thủy lực học 1.1.1 Đặc tính lưu chất Lưu chất bao gồm chất lỏng khí vật chất mà phân tử di chuyển tự Khí lưu chất nở điền đầy vào khoảng khơng gian cịn trống, tỉ trọng đa dạng dựa vào nhiệt độ áp lực Chất lỏng lưu chất chảy tác dụng trọng lực để tạo hình dạng vật chất lưu trữ cho thấp nhất, tỉ trọng chất lỏng bị ảnh hưởng nhiệt độ áp lực 1.1.2 Đơn vị Có nhiều hệ thống đơn vị sử dụng , đơn vị thơng dụng là: (1) Metric System sử dụng đơn vị meter, kilogram giây;(2) hệ Imperial System sử dụng đơn vị foot, pound, giây;(3) hệ SI sử dụng đơn vị meter, newton, giây Bảng 1.1 so sánh số điểm chung hệ đơn vị nêu h 1.1.3 Áp lực dung dịch chất lỏng Áp lực tính lực tác dụng đơn vị diện tích Áp lực = Lực/Diện tích Định luật Pascal liên quan đến áp lực chất lỏng thể sau: Áp lực chất lỏng bỏ qua ảnh hưởng trọng lượng chất lỏng Tại điểm áp lực chất lỏng theo phương Tác dụng áp lực thay đổi tùy vào diện tích tiếp xúc mà áp lực nén vng góc lên bề mặt vật ý nghĩa vật lí áp lực Trong hệ thống thủy lực đơn giản hình 1.1, lượng lớn tải W cân lực F nhỏ pittông Xét áp lực gây tải W: Áp lực = Tải/Diện tích = W/A h Áp lực gây lực F Áp lực = Lực/Diện tích = F/a Trong hệ cân bằng, áp lực phải cân pittông lớn nhỏ: W/A = F/a Hay W/F = A/a Để nâng tải W hệ thống thủy lực phải có dịng chảy từ pittơng nhỏ đến pittơng lớn Để có dịng chảy phải có lượng chênh lệch áp suất hai pittơng, để nâng W, lực F phải tăng lên lượng ∆F Để nâng tải W khoảng L, lưu chất phải di chuyển từ pittông nhỏ đến pittông lớn Thể tích di chuyển V = A x L = a x l Công sinh với lực nhân với khoảng cách di chuyển, trường hợp tải nhân với khoảng cách nâng lên Công tải = W x L Nhưng Áp lực P = W / A Do W=PxA Cơng sinh tải là: P x A x L: áp lực nhân với thể tích Áp lực đầu chất lỏng Cột chất lỏng gây áp suất đáy theo khối lượng nó, áp lực tăng lên theo độ cao cột nước Xem áp lực đáy cột chất lỏng tác dụng lên mặt phẳng diện tích A có chiều cao h Khối lượng đơn vị thể tích w h Khối lượng cột chất lỏng = Thể tích x Khối lượng đơn vị thể tích = Ah x w Áp lực = Khối lượng / Diện tích = Ahw/A = wh Ví dụ 1.1 Đầu vào bơm thủy lực thấp mặt bồn chứa dầu 0.6m Nếu trọng lực dầu 0.86 Tính áp lực tĩnh đầu vào bơm Áp lực = wh Khối lượng riêng nước 1g/cm3 1000kg/m3 Do khối lượng dầu 0.86 x g/cm3 hay 860 kg/m3 Áp lực đầu vào bơm là: = 860 x 0.6 kg/m2 = 516 kg/m2 = 0.0516 kg/m2 = 0.0516 x 0.981 bar = 0.0506 bar Lưu ý kg/cm2 = 0.981 bar 1.1.4 Dòng chảy lưu chất Trong hệ thống nào, ma sát chống lại chuyển động Để làm cho vật chuyển động phải tác dụng lực để thắng lực ma sát Điều dịng lưu chất Trong đường ống chứa lưu chất, phải có chênh lệch áp suất hai đầu ống để tạo dòng chảy hướng dòng lưu chất từ nơi áp cao đến nơi áp thấp Chênh lệch áp suất lớn tốc độ dịng chảy cao Bất có sụt giảm áp suất đường ống có dịng chảy ngược lại dòng chảy kèm theo giảm áp suất Ở vận tốc thấp, dòng chảy ống xếp hợp lý, tất phân tử chất lỏng chuyển động theo hướng Khi vận tốc dòng chảy vượt giá trị định, dạng dòng chảy chuyển sang dạng hỗn loạn phân tử chất lỏng khơng cịn chuyển động theo hướng Đối với dòng chảy tầng ổn định, độ giảm áp suất lực cản ma sát đường ống là: (a) Tỷ lệ với chiều dài đường kính ống (b) Tỷ lệ thuận với lượng chất lỏng chảy (c) Không phụ thuộc vào áp suất hệ thống h (d) Không phụ thuộc vào độ nhám bề mặt ống (e) Phụ thuộc vào độ nhớt chất lỏng, hàm nhiệt độ Trong điều kiện dòng chảy rối, độ giảm áp suất đường ống là: (a) Tỷ lệ thuận với chiều dài đường kính ống (b) Tỷ lệ với bình phương lượng chất lỏng chảy (Không phụ thuộc vào áp suất hệ thống Độ nhám đường ống (d) Phụ thuộc vào bề mặt (e) Không phụ thuộc vào độ nhớt chất lỏng Để đạt hiệu tối đa hệ thống thủy lực, kích thước đường ống lựa chọn để cung cấp dịng chảy hợp lý Bạn tìm thấy lý thuyết đầy đủ lưu lượng chất lỏng đường ống sách giáo trình thủy lực tiêu chuẩn Một tập hợp đường cong điển hình liên quan đến độ giảm áp suất với tốc độ dòng chảy cho loạt đường kính ống thể Hình 1.2 Các đường cong đầy đủ liên quan đến độ giảm áp suất với tốc độ dòng chảy độ nhớt trọng lượng riêng khác đưa chi tiết sách tham khảo (xem phần đọc thêm cuối sách này) Theo hướng dẫn sơ bộ, vận tốc dòng chảy đường hút máy bơm phải nằm khoảng 0,6 đến 1,2 m/s (2 ft/s), đường áp suất trở lại nằm khoảng 2,1 đến 4,6 m/s (7 15 ft/s) Vận tốc dòng chảy van qua lỗ vượt giá trị nhiều Ví dụ 1.2 h Tính tốn lỗ khoan đường ống cần thiết cho đường hút áp suất máy bơm cung cấp 40 l / phút với vận tốc dòng chảy tối đa đường hút 1,2 m / s vận tốc tối đa đường áp suất 3,5 m / s Xem xét đường hút Lưu lượng = Vận tốc trung bình x Tiết diện Tiết diện ống = Lưu lượng/Vận tốc dòng chảy Lưu lượng = 40 1/phút = 40/60 1/s = 40/60 x 10-³ m³/s Tiết diện ống = (40 x 10-3)/(60 × 1,2) = 0,555 x 10-3 m² Cho lỗ ống có đường kính D Tiết diện ống = πD4/4 = 0.555 x 10-3 m² thế, D = (4 / π x 0.555 x 10-3)1/2 = 0,0266 m Lỗ khoan tối thiểu ống hút = 0,0266 m = 26,6 mm Lưu ý, tất tính tốn phải cẩn thận để đảm bảo đơn vị xác Ngồi ra, sử dụng tốc độ dịng chảy m/s lỗ khoan ống hút đường kính 29 mm Đường kính yêu cầu đường áp suất tính tốn theo cách tương tự lấy vận tốc dòng chảy 3,5 m/s Ở đây, lỗ khoan tối thiểu ống áp lực = 15,6 mm Khơng có sẵn đường ống có lỗ khoan xác, trường hợp đó, chọn đường ống tiêu chuẩn có lỗ khoan lớn Ngồi ra, chọn ống có lỗ khoan nhỏ cần phải kiểm tra lại tính tốn để đảm bảo vận tốc dịng chảy nằm phạm vi khuyến nghị, tức có sẵn ống tiêu chuẩn có đường kính ngồi 20 mm độ dày thành 2,5 mm Điều tạo đường kính 15 mm Vận tốc dịng chảy = Lưu lượng / Tiết diện Do đó, diện tích lỗ khoan ống π152/4 mm² = 177 mm² = 177 x 10-6 m² Lưu lượng = (40 × 10-3)/(60 x 177 x 10-6) = 3,77 m/s thỏa điều kiện Điều quan trọng đảm bảo độ dày thành ống đủ để chịu áp suất làm việc chất lỏng 1.1.5 Công Công lực định nghĩa là: 10 h 4.4.2 Truyền vịng kín Ln ln có số rị rỉ thiết kế đơn vị máy bơm động sử dụng hộp số thủy tĩnh Khi chúng xây dựng thành cấu hình vịng kín (Hình 36) nguồn cung cấp chất lỏng riêng biệt phải cung cấp để tạo rò rỉ Điều thường đạt cách sử dụng bơm 'bù đắp' để cấp cho phía áp suất thấp vịng lặp Bơm bổ sung cung cấp chất lỏng lọc áp suất thấp, đặt van xả, cho mạng van chiều Mạng lưới cho phép chất lỏng bù vào phía hồi lưu máy bơm lập phía áp suất cao Việc cài đặt áp suất van xả mạch bù phải đáp ứng u cầu máy bơm Nó thấp (khoảng bar) số thiết kế yêu cầu áp suất ngược theo thứ tự 20 bar Trong hộp số khơng đảo chiều, vịng kín, sử dụng bình chứa cao để cung cấp dầu bù, loại bỏ cần thiết máy bơm bù mạch điện liên kết Hình 4.36 Truyền động thủy tĩnh vịng kín có bơm bù Trong mạch hình 4.37 sử dụng lọc đường áp tiêu chuẩn khơng có đảo ngược dịng chảy Một van chiều nằm sau lọc ngăn chặn khả động gây dòng chảy ngược qua lọc Một van hãm hiển thị để cung cấp chậm lại có 218 h kiểm soát tải điều khiển van chiều chống xâm thực đặt động Khi hộp số liên tục chạy sử dụng để phanh thủy tĩnh, phát sinh nhiệt mức làm chảy chất lỏng để điều hịa Dịng chảy phải từ phía áp suất thấp truyền không tạo nhiều nhiệt Việc làm mát lọc chất lỏng vịng điều hịa riêng biệt phần mạch tạo thành Trong mạch điện Hình 4.38 RV1 đặt cao chút (khoảng 1,5 bar) so với RV2 Khi động thủy lực điều khiển, van thoi kết nối phía áp suất thấp mạch với RV2, thiết lập áp suất tăng máy bơm chảy dầu thừa khỏi mạch qua làm mát (Điều đơi gọi 'sự xả khí' xả nước) Khi máy bơm đặt thành 'trung tính', mạch bù giải phóng qua RV1 Trong số mạch, mạch lọc đưa chất lỏng qua vỏ máy bơm động để giúp làm mát thành phần Khi thiết kế hệ thống, việc xác định kích thước mạch trang điểm vơ quan trọng RV3 van điều khiển chuyển động có chức vừa van xả đường chéo vừa van phanh Hình 4.37 Truyền động thủy tĩnh vịng kín với nạp trọng lực 219 h Hình 4.38 Truyền dẫn thuận nghịch vịng kín với mạch qt Đặc điểm truyền vịng kín Trong trường hợp ổ đĩa khơng thể đảo ngược, chúng tương tự đặc tính vịng hở Đặc điểm truyền động thuận nghịch hình ảnh phản chiếu truyền động khơng thuận nghịch; ví dụ điển hình thể Hình 4.39 4.4.3 Mạch đa động Nhiều động điều khiển từ máy bơm, với động lắp nối tiếp, song song kết hợp hai Lắp nối tiếp: Bỏ qua rò rỉ, lượng chất lỏng chảy qua động Hình 4.40 Tác động rị rỉ làm giảm lượng chất lỏng thổi qua M2 xuống lượng chất lỏng thổi qua M1 Do đó, M1 M2 có cơng suất, M₂ chạy mức tốc độ thấp chút so với M1 220 h Tổng áp suất giảm M1 M2 không vượt mức cài đặt van an tồn khơng động bị ngưng Nếu động ngưng, động lại dừng khơng có lưu lượng Nếu sử dụng máy bơm biến thiên, điều làm thay đổi tốc độ hai động cách tỷ lệ thuận Nếu sử dụng động biến thiên, tốc độ đầu động điều chỉnh giới hạn mà không ảnh hưởng đến tốc độ động 221 h Lắp song song: Theo cách xếp song song Hình 4.41, lưu lượng máy bơm phân chia động phụ thuộc vào sức cản dòng chảy Nếu tải động giảm, tốc độ tăng lên cung cấp đường dẫn dòng chảy dễ dàng đến chất lỏng Khi động kết hợp học với tốc độ chúng đồng hóa Van điều khiển lưu lượng chia dịng chảy sử dụng để phân chia dòng chảy cung cấp độ độ nghiêng (của đĩa bơm) đảm bảo đồng hóa Mạch Hình 4.42 sử dụng van dòng ưu tiên ba cổng để điều chỉnh tốc độ Động M1 quay trước cung cấp máy bơm với lưu lượng vượt động M2 M3 M3 lấy tất chất lỏng mà M1 M2 khơng cần tốc độ M3 kết tốc độ hai động lại Nếu cần độc lập kiểm soát tốc độ M3, lắp thêm van bypasss riêng biệt Lưu lượng giới hạn động lại quy định 222 h 4.5 Ví dụ thiết kế mạch động Ví dụ 4.10: Thiết kế thùng trộn lắp xe vận chuyển bê tông Bên thùng trộn chứa cánh xoắn ốc Thùng trộn quay ngược chiều kim đồng hồ để trộn vật liệu Quay chiều để xảs bê tông Bơm hoạt động nhờ phần lượng động xe quay với vận tốc từ 600 đến 2000 vịng/ph Q trình hoạt động bình thường vận tốc thùng trộn khoảng vịng/ph, tùy thuộc vào vận tốc động xe Để cho vật liệu ra, vận tốc thùng 20 vịng/ph Nó đoạt vận tốc lớn nhất, vận tốc xe đứng yên khoảng thời gian ngắn Tỉ số giảm tốc 20:1 thích hợp động thủy lực thùng trộn (Giả sử hiệu suất thiết bị 90%) Momen để quay thùng trộn 12000Nm áp suất mạch chấp nhận 207 bar (3000 psi) Với tỉ số giảm tốc 20:1 Momen đầu động thủy lực là: 𝑇𝑇𝑚𝑚 = 12000 = 667𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 200.0,9 Vận tốc động thủy lực cần cho trình xả bê tông 𝑛𝑛𝑚𝑚 = 20.20 = 400 𝑣𝑣/𝑝𝑝ℎ Giá trị đường cong động piston hướng tâm cho hình 4.43 Các thơng số M3 207 bar 400 vịng/ph momen = 850Nm, 207 bar 100 vịng/ph momen = 900Nm M3 tích riêng 280cm3 /vịng Tại 400 vịng/ph 170 bar hiệu suất thể tích 98,5% Tại 100 vịng/ph 170 bar hiệu suất thể tích 98% Lưu lượng cần thiết động có vận tốc 400 vịng/ph 280.400 10−3 = 114 𝑙𝑙/𝑝𝑝ℎ 0,985 Lưu lượng cần thiết động có vận tốc 100 vịng/ph 280.100 10−3 = 29 𝑙𝑙/𝑝𝑝ℎ 0,98 223 h Bơm điều chỉnh lưu lượng số dùng để điều chỉnh vận tốc trộn khơng đổi q trình xe chạy (tùy thuộc vào vận tốc động xe) Quá trình thêm lưu lượng để xả tải cung cấp cần thiết bơm có dung lượng thay đổi Bơm piston hướng trục Volvo V30B-35 thích hợp để chịu áp lực tích riêng lớn 35,4cm3 /vòng Sự điều chỉnh lưu lượng khơng đổi, 29 l/ph dùng vận tốc động vượt 29/35 x 1000 vòng/ph Đặc tính loại động Volvo V30B cho bảng 4.3 Với bơm thể tích bánh răng, thể tích cần thiết là: 114 – 29 =85 l/ph Bơm hoạt động với vận tốc lớn 2000 vòng/ph Chi tiết bơm bánh Dowty cho chương Một bơm thích hợp 2PL 146, hoạt động áp suất lớn 210 bar lưu lượng danh nghĩa 67,3 l/ph vận tốc 1500 vịng/ph Nó tương đương với lưu lương 89 l/ph vận tốc 2000 vòng/ph Sự giảm áp qua động thủy lực để đáp ứng momen 170 bar Giả sử sụt áp toàn mạch ống, 30 bar Áp suất lớn bơm để hoạt động 200 bar 224 h 225 h 226 h Tính cơng suất u cầu vào từ động diezen: (a) (b) Cho bơm bánh (giả sử hiệu suất tổng 80%) 𝑐𝑐ô𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑠𝑠𝑠𝑠ấ𝑡𝑡 = 200(𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏) 89(𝑙𝑙/𝑝𝑝ℎ) = 37𝑘𝑘𝑘𝑘 600.0,8 Cho bơm piston (giả sử hiệu suất tổng 90%) 𝐶𝐶ơ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑠𝑠𝑠𝑠ấ𝑡𝑡 = 200.29 = 10,75𝑘𝑘𝑘𝑘 600.0,9 Vì công suất tổng yêu cầu (a) + (b) = 47,74 kW Mạch theo yêu cầu cho hình 4.44 Một van cổng, vị trí, kích hoạt tay có chốt chặn van mạch Vị trí bơm cho bể Quá trình quay ngược chiều kim đồng hồ, cổng P nối với B cổng A nối với T Dầu chảy từ bơm piston qua động bơm bánh cho bể Khi cổng P thông với A, B thông với T, bơm cung cấp lưu lượng cho động cơ, quay với vận tốc nhanh để xả tải Mỗi bơm tương thích với van giới hạn áp suất van chiều ngăn không cho theo hướng ngược lại Một hộp chứa van giới hạn áp suất van chiều dùng để bảo vệ động Đường lọc dầu chọn tỉ lệ lưu lượng dầu qua số Mạch kết hợp cải tiến hơn, máy bơm nước điều khiển động thủy lực (một đơn vị mơ-men xoắn thấp tốc độ cao nhỏ) Vì điều yêu cầu, thường bỏ qua van tay hai vị trí Áp suất tối đa động dẫn động máy bơm nước giới hạn 80 bar van xả điều khiển lưu lượng kiểu rẽ nhánh đặt tốc độ 227 h Ví dụ 4.11: Thiết lế mạch điều khiển máy kéo Một máy kéo hoạt động địa hình gồ ghề phải dẫn động động thủy lực hai bánh sau Các chi tiết máy kéo yêu cầu thiết kế sau: Một hệ thống truyền động mạch kín phải sử dụng với sở để đóng điện Trọng lượng toàn xe 2000kg trọng lượng phân bổ lên bánh sau 70% Gradient tối đa hệ số cản lăn tối đa 0,3 Hệ số ma sát tối thiểu lốp mặt đất (đất yếu) 0,85 Đường kính bánh dẫn động 1,2m, tổng cơng suất động truyền động 2000vòng / phút (tối đa), tốc độ thiết kế tối đa xấp xỉ 20 km / h, tốc độ 10 km / h chấp nhận xe lên số gradient Động Xác định yêu cầu mômen xoắn (i) Rolling resistance = 0.3 x 2000 = 600 kg =600 x 9.81 (Newtons) = 5886 N Force to overcome gradient = 2000/4 = 500 kg, i.e 500 x 9.81 =4905 N Total force to drive vehicle up gradient = 5586 + 4905 = 10791 N Maximum force at drive wheel before slip occurs is 0.85 x 2000 x (70/100) = 1190 kg = 11 674 N Như xe vừa leo dốc mà không bị trượt điều kiện thiết kế Tổng mô-men xoắn cần thiết bánh dẫn động Force x radius =10 791 x1.2/2 =6475 Nm Vì có hai bánh dẫn động nên mô-men xoắn bánh 3237 Nm Chọn động từ đường cong đặc biệt Một đơn vị kích thước M10 phù hợp (ii) Tốc độ xe yêu cầu 20 km / h Đường kính bánh xe 1,2m nên bánh xe 20 𝑥𝑥 103 60 x 𝜋𝜋𝜋𝜋1.2 = 88.4 vong/phut 228 h (iii) Đối với lưu lượng yêu cầu động cơ, hiệu suất thể tích (từ biểu đồ cho M10 a: 88 vòng / phut chênh lệch áp suất 100 bar) xấp xỉ 99% Luồng yêu cầu 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑥𝑥 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑡𝑡ℎ𝑒𝑒 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡ℎ 1.177 𝑥𝑥 88.4 0.99 =105 l/phut (iv) Đối với xe hoạt động địa hình phẳng, cần xem xét lực cản lăn: Tổng lực cần thiết = 5886 N Mô-men xoắn bánh dẫn động = 5886 x (1,2 / 2) = 3532 Nm Mô-men xoắn bánh = 1766 Nm Với động M10, điều yêu cầu chênh lệch áp suất 103 bar (v) cho xe xuống dốc Gradient hỗ trợ ổ đĩa: Lực cần thiết = (lực cản lăn) - (lực gradient) = (5886 - 4905) 229 h = 981 N Mô-men xoắn bánh dẫn động = 981x (1,2 / 2) = 588 Nm Mô-men xoắn bánh = 294 Nm Nếu lực cản lăn giảm xuống lực dốc, xe có xu hướng bỏ chạy hệ thống truyền động vịng kín cho phép sử dụng phanh động (vi) Đối với xe khởi hành dốc, mômen khởi động phải lớn mômen cần thiết để đưa xe lên dốc Mơ-men xoắn cực đại tác dụng lên bánh xe làm cho bánh xe bị trượt Lực xảy tượng trượt = 11 674N Điều tương đương với mô-men xoắn động 11 674 x (1,2 / 2) x ½ = 3502 Nm Lực có sẵn để cộng hưởng lực lớn mà bánh xe dẫn động xảy trượt nhỏ tổng lực cần thiết để đưa xe lên dốc Do lực có sẵn để tích lũy (11674-10791) = 883 N Acceleration = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 883 =0.44 m/𝑠𝑠 2000 Để động phát triển mô-men xoắn 3502 Nm, tit yêu cầu giảm áp suất 207 bar Mạch thủy lực đề xuất cho truyền động máy kéo thể Hình 4.45 Bơm Áp suất bơm (1) Với xe mặt đất: Giảm áp động = 100 bar Back presure at motor = bar Giảm áp suất dòng xấp xỉ = bar Áp suất máy bơm để đáp ứng yêu cầu mô-men xoắn cực đại = 108 bar (2) Với độ dốc leo dốc xe: Giảm áp động = 207 bar Áp suất trở lại động áp suất giảm dòng xấp xỉ bar trước Áp suất máy bơm để đáp ứng yêu cầu mô-men xoắn cực đại = 215 bar Đặt van xả đường chéo 215 + 10% = 237 bar 230 h Lựa chọn máy bơm Yêu cầu áp lực tối đa 215 bar xe leo dốc lưu lượng tối đa 210 l / phút xe chạy ngang Lưu ý áp suất tối đa Khi xe leo dốc 4, tốc độ giảm xuống 10 km / h, tương đương với tốc độ dòng chảy 105 l / phút Ở tốc độ dòng chảy tối đa, xe di chuyển ngang Áp suất yêu cầu 100 bar Yêu cầu máy bơm Lưu lượng 210 l / phút 108 bar 105 l / phút 215 bar Do đó, u cầu cơng suất thủy lực xấp xỉ hai điều kiện Chọn máy bơm công suất không đổi để hoạt động với tốc độ truyền động tối đa 2000 vòng / phút Bảng mẫu 4.3 Máy bơm Volovo V30B 128 có tốc độ dòng chảy tối đa 180 l / phút ar 1450 vịng / phút Do đó, tốc độ 2000 vịng / phút, có cơng suất định mức tối đa khoảng lưu lượng tối đa 210 l / phút Máy bơm phải tăng tốc để hoạt động tốc độ 2000 vòng / phút điều thực mạch bơm bổ sung Nguồn điện đầu vào để bơm Khi xe hoạt động mặt đất phẳng, máy bơm hoạt động hết công suất hoạt động 110 bar Sức mạnh lý thuyết cần thiết Giả sử hiệu suất tổng thể 0,9, công suất đầu vào xấp xỉ 37,8 / 0,9 = 42 kW Khi xe leo dốc, máy bơm đặt chế độ phân phối nửa cách sử dụng servo thủ công áp suất hệ thống xấp xỉ gấp đơi, u cầu nguồn điện đầu vào Bây xem xét mạch bù, máy bơm phải cung cấp đủ chất lỏng để tránh rò rỉ vỏ máy cho máy bơm động Hiệu suất thể tích động 88 vịng / phút 205 bar 231 h xấp xỉ 97,5% hình 4.43 Do đó, trường hợp rị rỉ cho hai động đưa Rò rỉ máy bơm khơng đưa giả sử tổng rị rỉ động Chọn máy bơm trang điểm có phân phối, chẳng hạn 12 l / phút để hoạt động áp suất lên đến bar Công suất truyền động lý thuyết yêu cầu máy bơm bù 232 h