TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN MÔN KĨ THUẬT THỦY LỰC Đề tài Thiết kế mạch thủy lực điều khiển cho 3 xy lanh thủy lực, làm việc tuần tự Sinh viên thực hiện Tống Hùng Lớp 65MEC M[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN MÔN: KĨ THUẬT THỦY LỰC Đề tài: Thiết kế mạch thủy lực điều khiển cho xy lanh thủy lực, làm việc Sinh viên thực hiện: Tống Hùng Lớp: 65MEC MSSV:92165 Phương án TK: D9 Giảng viên hướng dẫn: TS Dương Trường Giang Hà Nội, Tài liệu tham khảo: Tài liệu học tập lớp Perter Chapple, Principles of Hydraulic Systems Design Đỗ Xuân Đỉnh, Truyền động thủy khí, Nhà xuất xây dựng Thông tin catalog hang: Xy lanh: https://bitly.com.vn/y8l4xg Đường ống: https://bitly.com.vn/m75b5q Các loại khớp nối: https://bitly.com.vn/298x5j https://bitly.com.vn/z05i24 https://bitly.com.vn/bgbon5 https://bitly.com.vn/faebn1 Van phân phối: https://ple.vn/khinen/parker/parkervalve/phs-530c-03-220v-detail.html Van an toàn: https://bitly.com.vn/hacmet Bơm: https://bitly.com.vn/ydymep Thùng dầu: https://bitly.com.vn/j8q80t Bộ lọc dầu: https://bitly.com.vn/4ch3ra Động điện: https://bitly.com.vn/fe56a2 Mục lục I Phân tích xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực cho phận chấp hành II Tính tốn xác định thông số cần thiết phần tử thủy lực hệ thống 2.1 Tính tốn thơng số xy lanh thủy lực 2.2 Tính tốn đường ống thủy lực 2.3 Tính tốn tham số van phân phối 2.4 Tính tốn thơng số van điều khiển áp suất 10 2.6 Tính tốn tham số cac van khác (cặp van tiết lưu van chiều) 10 2.5 III Tính tốn nguồn thủy lực 12 3.1 Bơm thủy lực 12 3.2 Thùng dầu lọc dầu 13 3.3Tính tốn động dẫn động …………………………………………………… I Phân tích xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực cho phận chấp hành * Yêu cầu: 03 xy lanh làm việc co vào đồng thời , tải trọng tác dụng nhau, điều khiển tay, đảm bảo giới hạn áp lực cho mạch chính,và 01 van phân phối giảm tải cho bơm * Bảng thông số Lực đẩy Vận tốc nâng Các thông vn(m/p) số khác xi lanh F1 (tấn) 8.5 5.5 Tùy chọn Từ yêu cầu số liệu ta chọn phần tử thủy lực sau: Xy lanh thủy lực Bơm thủy lực chiều khơng có điều khiển Van phân phối điều khiển tay giảm tải cho bơm Van an toàn đảm bảo áp lực cho mạch Van chiều * Sơ đồ mạch thủy lực nguyên lý làm việc Giải thích phần tử thủy lực Thùng dầu Bộ lọc dầu Bơm thủy lực chiều không điều khiển Van an toàn (van hồi thùng) Van an toàn đảm bảo cho van phân phối Van phân phối 5/3 điều khiển xy lanh thủy lực (điều khiển tay) Van an toàn đảm bảo cho xy lanh thủy lực Van chiều cho phép dòng chất lỏng theo chiều định Xy lanh thủy lực chiều có điều khiển (điều khiển tay) 10 Van phân phối 5/3 điều khiển xy lanh thủy lực Nguyên lý làm việc mạch thủy lực: - - Ở trạng thái (Không làm việc) : Van phân phối giảm tải cho bơm giữ xylanh vị trí cố định Trong cửa A, B, P, R, S đóng, dầu bơm hút từ thùng qua lọc vào P tải áp suất đường ống vượt áp suất giới hạn van an toàn VD4 van an toàn đảm bảo cho bơm thủy lực mở dầu qua van an toàn thùng Van an toàn VD5 đảm bảo áp suất cho van an tồn mà cửa R, S đóng ( tải ) Ở trạng thái (Piston xylanh co vào): Dầu bơm từ thùng qua lọc vào P vào A vào khoang bên phải xy lanh làm piston co vào đẩy dầu từ khoang bên trái qua van chiều B S thùng - Ở trạng thái (Piston xylanh duỗi ): Dầu từ thùng qua lọc vào P vào B vào khoang bên trái xylanh làm piston duỗi đẩy dầu khoang bên phải A R thùng II Tính tốn xác định thông số cần thiết phần tử thủy lực hệ thống 2.1 Tính tốn thơng số xy lanh thủy lực Đổi 8.5 = 83.33 kN (có 1kN = 0,102 tấn), vận tốc nâng = 5.5 m/p Từ yêu cầu ta chọn xy lanh thủy lực chiều chuyển động: KÍCH THỦY LỰC CHIỀU OSAKA E10H8 Thơng số Lực đẩy tối đa Fdmax - kN(tấn) Lực kéo tối đa Fkmax – kN(tấn) Hành trình lớn (mm) Độ dài xy lanh H (mm) Khoảng cách cửa P (mm) Đường kính xy lanh D (mm) Đường kính piston d (mm) Recommandé pour toi Suite du document ci-dessous Oxford-Headway-Elementary-Teacher s-Guide-5thEdition jkkkj 241 tai lieu 100% (27) kiểm tra kì vật lý tai lieu 100% (1) Avia Co eng - trưetet tai lieu 100% (1) Diện tích mặt cắt xy lanh buồng khơng có cán piston là: 3,53.10 3(m2) A1 D (67.10 ) 4 Diện tích mặt xy lanh buồng có cán A (D 2 d 3 2, 073.10 3(m2 ) [(67.10 ) (43.10 ) ] )4 Lưu lượng cấp cho xy lanh nâng : vn.An = 5,5 3,53.10 = 0.0194 (m3/p) = 19,4 (l/p) Qn Áp suất nâng làm việc xy lanh là: 23606,23 ( kN/m2 ) Pn 2.2 Tính tốn đường ống thủy lực Ta chọn ống thủy lực loại mềm GATES FEG5K – SAE 100R13 Mã hiệu 8FEG5K Bán kính ngồi Dngồi (mm) Bán kính Dtrong (mm) Áp suất định mức pdm (bar) Áp suất giới hạn pph (bar) 23,9 12,7 345 1379 Diện tích mặt cắt là: Amc = = = 3,22.10-4 ( m2 ) Độ dày thành ống là: s= - = = 5,6 ( mm ) Các loại khớp nối : Từ ta chọn vỏ tóp GS/GSP mã hiệu 8GS1F-4 loại khớp 8GS + Loại khớp nối dùng cho bơm động GS/GSP mặt bích Code 61 + Loại khớp nối dùng cho môi trường thủy lực áp suất từ thấp đến cao GS/GSP Ren Din 24 + Loại khớp nối dùng mơi trường thủy lực chống rị rỉ GS/GSP Ren ORFS 2.3 Tính tốn tham số van phân phối Ta chọn loại van phân phối Parker Van 5/3 điều khiển tay, chế độ không làm việc đường dẫn lên xy bị chặn (điều khiển xy lanh) Thông số Mã hiệu PHS-530C-03 Lưu lượng tối đa (l/phút) Áp suất tối thiểu (bar) Áp suất tối đa (bar) 120 100 250 Mô tả Van điện từ 5/3, coil Parker PHS-530C-03-220V Kiểu cửa vị trí, Coil, Ren 17 Điện áp : DC24V, AC110/220V ( 50~60Hz) Công suất tiêu thụ : DC24V ( 2.6W ); AC110V ( 4VA ); AC22V ( 3.5VA ) Áp lực vận hành : ~ Bar Diện tích hoạt động : 30 mm² Chu Kỳ hoạt động : lần / giây Thời gian phản hồi ≤ 35 Lớp cách nhiệt : lớp F Biên nhiệt hoạt động : ~ 60ºC Chất liệu : Thân đệm : Nhơm Diecasting; vỏ nhựa Kích thước cổng : PT 3/8" ( 17mm ) Kích thước sản phẩm : 32 x 72 x 271 (mm) 2.4 Tính tốn thông số van điều khiển áp suất Ta chọn van an tồn (có điều chỉnh) điều khiển tay dạng ren loại van RV có thơng số chung sau Lưu lượng tối đa: Qmax 400(l / phut) Áp xuất tối đa: Pmax 250(bar) Van an toàn cho mạch: RV – 06T Van an toàn cho xylanh thủy lực: RV – 04T TT Lưu lượng tối đa Qmax Áp xuất mở van P (bar) áp suất (loại có điều khiển) ( l/ph ) 34,323 34,323 – 137,3 6,86 6,86 – 68,65 Chức van Đảm bảo an tồn 200 Khoảng điều chỉnh cho mạch Đảm bảo an toàn 100 cho xylanh thủy lực 2.5 Van chiều Ta chọn van chiều CIT 06 với thông số sau: +) Lưu lượng max: 85 l/ph +) Áp suất tối đa: 25Mpa Ưu điểm bật: Thiết kế nhỏ gọn đơn giản Chất liệu cứng cáp làm từ thép nên bền, không bị oxi hóa, ăn mịn Van chiều CIT phù hợp để lắp đặt nhiều không gian, môi trường khác III Tính tốn nguồn thủy lực 3.1 Bơm thủy lực Ta chọn bơm theo áp suất làm lưu lượng làm việc mạch thủy lực p p bom max max Á p suất pmax - áp suất làm việc lớn hệ thống cung cấp cho động thủy lực p tổng tổn thất áp suất qua phần tử đường ống (được tính gần i pi (0, 0,3) pmax ) pxylanh 236,06(bar) Áp suất làm việc lớn xy lanh với pbom max Lưu lượng 236,06 0,3.236,06 Q bom max 306,878(bar) Q dc Q Qđc - lưu lượng làm việc toàn mạch thủy lực - tổng tổn thất lưu lượng qua phần tử đường ống (được tính gần Q Q (10% 15%).Qdc ) Ta có tổng lưu lượng xy lanh thủy lực là: Qbom max Qdc 19,4 (l / p) 19,4 0,15.19,4 22.31(l / p) Từ thông số ta chọn loại bơm sau: Bơm piston có điều chỉnh lưu lượng Bosch Rexroth loại A10VSO p i Lưu lượng Loại bơm Tốc độ quay Áp suất làm Khoảng điều chỉnh riêng qb trung bình việc pbommax lưu lượng (l/vịng) (vịng/phút) (bar) (l/phút) Piston loại có điều 0,018 1500 350 27 – 70,2 khiển 3.2 Thùng dầu lọc dầu Thùng dầu Dung tích thùng dầu: Vn k.Qt Qt – Lưu lượng lớn tất bơm l/phút k – hệ số tỷ lệ k = 2÷8 Chọn k=3 Vn 3.22,31 66,93(l / p) Dự định kết cấu thùng dầu: Thùng dầu phải có vách ngăn cửa hút cửa hồi, vách ngăn có rãnh lưu thơng dầu Khoảng cách từ cửa hút cửa hồi xa tốt nhằm làm nguội dầu không tạo song thùng, đặt lọc khí để tránh bụi bẩn dầu Các ống vào làm kín (ngăn tạo xốy cửa hút, không lọt bụi vào đầu nối, khả vệ sinh tốt, tỏa nhiệt tốt) Từ thông số ta chọn thùng dầu GBKXWN hang SUMAC với 120 lít Lọc dầu MF24 Lưu lượng dịng chảy (l/phút) Áp suất hoạt động (bar) 850 12 3.3 Tính tốn động dẫn động Với p 236,06 (bar) 1bar = 240,78 (kg/m2) 1,02 kg/m2 Ta có cơng suất bơm tính theo cơng thức là: P= 0,8 0,92 Ta chọn: 0,92 Q n.q / p) 22,31(l P 22,31.240,78 612.0,92 8.07(KW ) Từ công suất chọn loại động điện – Motor điện Siemens 11KW 15HP với thông số sau: Số vịng quay n= 1450 (vịng/phút) Cơng suất giới hạn pmax= 11kW