13 coto kntl 8125

Khoa Cơ khí Động lực Chương 1: khái niệm quy luật Truyền động khí nén Bài 1: Khái niệm, yêu cầu thông số khí nén 1.1 khái niệm 1.1.1 Lịch sử phát triển Ứng dụng khí nén có từ thời trước Cơng Nguyên, nhiên phát triển khoa học kỹ thuật thời khơng đồng bộ, kết hợp kiến thức học, vật lý, vật liệu thiếu, phạm vi ứng dụng khí nén cịn hạn chế Mãi đến kỷ thứ 19, máy móc thiết bị sử dụng lượng khí nén phát minh Với phát triển mạnh mẽ lượng điện, vai trị sử dụng lượng khí nén bị giảm dần Tuy nhiên, việc sử dụng lượng khí nén đóng vai trị cốt yếu lĩnh vực mà sử dụng điện không an tồn Khí nén sử dụng dụng cụ nhỏ truyền động với vận tốc lớn như: búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh… dụng cụ, đồ gá kẹp chặt máy Sau chiến tranh giới thứ hai, việc ứng dụng lượng khí nén kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén sáng chế ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Sự kết hợp khí nén với điện - điện tử định cho phát triển kỹ thuật điều khiển tương lai 1.1.2 Khả ứng dụng khí nén a Trong lĩnh vực điều khiển + Vào thập niên 50 60 kỷ 20, thời gian phát triển mạnh mẽ giai đoạn tự động hóa trình sản xuất, kỹ thuật điều khiển khí nén phát triển rộng rãi đa dạng nhiều lĩnh vực khác + Hệ thống điều khiển khí nén sử dụng lĩnh vực như: thiết bị phun sơn, loại đồ gá kẹp chi tiết sử dụng lĩnh vực sản xuất thiết bị điện tử điều kiện vệ sinh mơi trường tốt an tồn cao + Ngồi hệ thống điều khiển khí nén sử dụng dây chuyền rửa tự động, thiết bị vận chuyển kiểm tra thiết bị lị hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì cơng nghiệp hóa chất Lê ngọc Cường Khoa Cơ khí Động lực b Hệ thống truyền động + Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: thiết bị, máy móc lĩnh vự khai thác đá, khai thác than, cơng trình xây dựng (xây dựng hầm mỏ, đường hầm, ) + Truyền động thẳng: vận dụng truyền động áp suất khí nén cho chuyển động thẳng dụng cụ, đồ gá kẹp chặt chi tiết, thiết bị đóng gói, loại máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh hệ thống phanh hãm ôtô + Truyền động quay: truyền động xilanh, động quay với cơng suất lớn lượng khí nén + Trong hệ thống đo kiểm tra: dùng thiết bị đo kiểm tra chất lượng sản phẩm 1.1.3 Những ưu điểm nhược điểm hệ thống truyền động khí nén a Ưu điểm + Có khả truyền lượng xa, độ nhớt động học khí nén nhỏ tổn thất áp suất đường dẫn nhỏ + Do khả chịu nén (đàn hồi) lớn khơng khí, nên trích chứa khí nén thuận lợi Vì có khả ứng dụng để thành lập trạm trích chứa khí nén + Khơng khí dùng để nén, có số lượng khơng giới hạn thải ngược trở lại bầu khí + Hệ thống khí nén sẽ, có rị rỉ khơng khí nén hệ thống ống dẫn, khơng tồn mối đe dọa bị nhiễm bẩn + Chi phí nhỏ để thiết lập hệ thống truyền động khí nén, phần lớn xí nghiệp, nhà máy có sẳn đường dẫn khí nén + Hệ thống phòng ngừa áp suất giới hạn đảm bảo, nên tính nguy hiểm q trình sử dụng hệ thống truyền động khí nén thấp + Các thành phần vận hành hệ thống (cơ cấu dẫn động, van, ) có cấu tạo đơn giản giá thành khơng đắt + Các van khí nén phù hợp cách lý tưởng chức vận hành logic, sử dụng để điều khiển trình tự phức tạp móc phức hợp b Nhược điểm + Lực để truyền tải trọng đến cấu chấp hành thấp + Khi tải trọng hệ thống thay đổi, vận tốc truyền thay đổi theo, khả đàn hồi khí nén lớn (Không thể thực chuyển động thẳng quay đều) Lê ngọc Cường Khoa Cơ khí Động lực + Dịng khí đường dẫn gây nên tiếng ồn 1.2 Các thông số khí nén 1.2.1 Nguyên lý truyền động Năng lượng khí nén tích lũy dạng năng, bao gồm hai thông số là: - Áp suất (P) - Lưu lượng (Q) Thế dịng khí nén, đưa đến phận công tác để biến thành dạng chuyển động tịnh tiến chuyển động quay 1.2.2 Đơn vị đo đại lượng a Áp suất Đơn vị đo áp suất theo hệ đo lường SI pascal pascal áp suất phân bố lên bề mặt có diện tích 1m2 với lực tác dụng vng góc lên bề mặt N Pa = N/m2 Pa = kgm/s2/m2 = kg/ms2 Pa = 106- Mpa Ngoài ta dùng đơn vị bar bar = 105 Pa b Lưu lượng Lưu lượng, vận tốc dòng chảy lưu chất qua tiết diện đường ống đơn vị thời gian Q= V.A (l/s) (1.1) Trong đó: Q- lưu lượng dịng chảy V- vận tốc trung bình dịng chảy(m/s) A- tiết diện đường ống (m) Bc Lực Đơn vị lực Newton (N) N lực tác dụng lên đối trọng có khối lượng kg với gia tốc m/s2 N = kg.m/s2 Lê ngọc Cường Khoa Cơ khí Động lực d Cơng Đơn vị công Joule (J) Joule (J) công sinh tác động lực N để vật thể dịch chuyển quảng đường m J = Nm e Công suất Đơn vị công suất Watt Watt công suất thời gian giây sinh lượng Joule W = Nm/s (1.2) f Độ nhớt động Độ nhớt động khơng có vai trị quan trọng hệ thống điều khiển khí nén Đơn vị độ nhớt động m2/s m2/s độ nhớt động chất lỏng có độ nhớt động lực Pa.s khối lượng riêng kg/m3 =   (1.3) Trong đó: : độ nhớt động [Pa.s] : khối lượng riêng [kg/m3] : độ nhớt động [m2/s] Ngoài ra, người ta sử dụng đơn vị đo độ nhớt động stokes (St) centistokes (cSt) Nhieät độ t ( C) bar 0,25 Độ nhớt động  (cm /s) 0,20 0,15 bar 0,10 bar 0,05 bar bar bar bar 20 40 60 80 100 120 140 Hình 1.1 Sự phụ thuộc ápNhiệ suất, t độnhiệt t ( C) độ độ nhớt động khơng khí Lê ngọc Cường Khoa Cơ khí Động lực Bài 2: Các qui luật truyền dẫn khí nén 2.1 Các phương trình tính tốn dịng chảy khí nén 2.1.1.Các đại lượng vật lý khơng khí stt Bảng 1.1 Các đại lượng vật lý khơng khí Đại lượng vật lý K.hiệu Giá trị Đơn vị Ghi Khối lượng riêng 1,293 kg/m T=273K, Pa=760 n Hằng số khí R 287 J/kg.K Tốc độ âm 331,2 Ở nhiệt độ 00C s m/s 344 Ở nhiệt độ 200C Nhiệt lượng riêng cp 1,004 kJ/kg.K Aùp suất số cv 0,717 kJ/kg.K Thể tích số Số mũ đoạn nhiệt K 1,4 Độ nhớt động lực 17,17.10-6 Pa.s Ở trạng thái tiêu chuẩn  -6 Độ nhớt động 13,28.10 m /s Ở trạng thái tiêu chuẩn  2.1.2 Các phương trình tính tốn a Phương trình trạng thái nhiệt động học Giả thiết khí nén hệ thống gần khí lý tưởng Phương trình trạng thái nhiệt tổng quát khí nén: pabs V = m.R.T (2.1) Trong đó: pabs: Aùp suất tuyệt đối [bar] V: Thể tích khí nén [m3] m: Khối lượng [kg] R: số khí [J/kg.K] T: Nhiệt độ Kelvin [K] p abs V  m.R T (2.2) p1abs V1 p abs V2  T1 T2 (2.3) Hay: Khối lượng khơng khí m tính theo cơng thức: - Khi nhiệt độ T khơng thay đổi, ta có: m 1 m 2 Lê ngọc Cường  p abs p1abs (2.4) Khoa Cơ khí Động lực Hay:   1 p abs p1abs (2.5) - Khi áp suất p khơng thay đổi, ta có:   1 T1 T2 (2.6) - Khi ba đại lượng thay đổi, ta có: T1 p abs 1 T2 p1abs (2.7) V [m3/kg] m (2.8) 2  Thể tích riêng khơng khí: v= Suy ra, ta có phương trình trạng thái khí nén: p.v  R , hay p.v = R.T T (2.9) Trong đó; R số khí Nhiệt lượng riêng c nhiệt lượng cần thiết để nung nóng khối lượng khơng khí kg lên 10K Nhiệt lượng riêng thể tích khơng thay đổi ký hiệu cv, áp suất không thay đổi ký hiệu cp tỷ số cv cp gọi số mũ đoạn nhiệt k: k= cp (2.10) cv Hiệu số cp cv gọi số khí R: R = cp – cv = cp k 1 = cv(k -1) k (2.11) Trạng thái đoạn nhiệt trạng thái mà trình nén hay giãn nở khơng có nhiệt đưa vào hay lấy đi, có phương trình sau: p1.v1k = p2.v2k = số k Hay p1 v T  ( ) k  ( ) k 1 p2 v1 T2 (2.12) Diện tích mặt phẳng 1, 2, 5, hình 1.2 tương ứng lượng nhiệt giãn nở cho khối lượng khí kg có giá trị: k 1 p1 v1   v1   1     W k    v2     k 1   p1 v1   p  k  W 1   k    p1     p v  T  W  1 1   k   T1  Lê ngọc Cường (2.13) 10 Khoa Cơ khí Động lực Công kỹ thuật Wt công cần thiết để nén lượng khơng khí (Ví dụ máy nén khí) cơng thực áp suất khí giãn nở Diện tích mặt phẳng 1, 2, 3, hình 1.2 cơng thực để nén hay cơng thực khí áp suất khí giãn nở cho kg khơng khí, có giá trị:   v  k 1  k Wt  p1 v1 1     k 1   v   k 1   k   p k  W p1 v1       p1   k 1   (2.14) Trong thực tế thực hiệân trình đẳng nhiệt hay đoạn nhiệt Qúa trình xảy thường nằm khoảng trình đẳng nhiệt trình đoạn nhiệt gọi trình đa biến có phương trình: n p1.v1n = p2.v2n = số Hay T  p1  v        p  v1   T1  n n 1 (2.15) Quá trình đẳng nhiệt: n = Quá trình đẳng áp: n = Quá trình đoạn nhiệt: n = k Q trình đẳng tích: n =  p1 p p2 V1 V V2 Hình 1.2 Biểu đồ đoạn nhiệt b Phương trình dịng chảy: - Phương trình dịng chảy liên tục: Lưu lượng khí nén chảy đường ống từ vị trí đến vị trí khơng đổi (hình 1.2), ta có phương trình dịng chảy sau: Qv1 = Qv2 Hay: w1.A1 = w2.A2 = số Trong đó: Qv1, Qv2[m3]: Lưu lượng dịng chảy vị trí vị trí w1 [m/s]: Vận tốc dịng chảy vị trí Lê ngọc Cường 11 Khoa Cơ khí Động lực w2 [m/s]: Vận tốc dịng chảy vị trí A1 [m2]: Tiết diện chảy vị trí A2 [m ]: Tiết diện chảy vị trí - Phương trình Becnully: Phương trình Becnully viết sau: m w12 p w2 p  m.g.h1  m  m  m.g.h2  m   (2.16) Trong đó: m w2 : m.g.h: m p  Động Thế  V p : Áp g: Gia tốc trọng trường : Khối lượng riêng khơng khí p: Áp suất tĩnh Phương trình 1.31 viết lại sau: .g.h + p + w  = Hằng số c Lưu lượng khí nén qua khe hở hẹp Lưu lượng khối lượng khí qm qua khe hở tính sau: qm = . A1 21p [kg/s] Hay qm    A1 2p 1 [m3/s] (2.17) (2.18) Trong đó: : Hệ số lưu lượng : Hệ số giãn nở A1 [m ]: Diện tích mặt cắt khe hở p = p1 – p2: độ chênh áp suất trước sau khe hở 1: Khối lượng riêng khơng khí Hệ số lưu lượng  phụ thuộc vào dạng hình học khe hở hệ số vận tốc Hình 1.19 biểâu diễn mối quan hệ hệ số lưu lượng  tỷ số md D Trong hình 1.20 biểu diễn mối quan hệ hệ số giãn nở , tỷ số áp suất sau trước khe hở p p tỷ số m  d vòi phun D Lê ngọc Cường 12 Khoa Cơ khí Động lực 2.2 Các định luật dịng chất khí 2.2.1.Định luật pascal: Áp suất chất lỏng kín xem đồng tồn hệ thống, thực tế có chênh lệch áp lực cột nước độ cao khác Nhưng thường không đáng kể so với áp suất vận hành hệ thống, áp suất gọi định luật pascal F=5kgf Tác dụng lên diện tích A=2cm2 Tạo áp suất p=2.5kgf/cm2 diện tích bình =1.5cm2 lực =37.500kgf diện tích đáy =100cm2 lực =250kgf Hình 1.3 Trên (hình 1.3) với lực 5kgf tác dụng vào píston diện tích 2cm2, lực tạo áp suất 2.5kgf/cm2 điểm chất lỏng tác dụng lực lên khắp diện tích vách hệ thống Lực tác dụng lên vách bình: F=P.A Giả sử đáy bình bên trái có diện tích 100cm2, tổng lực tác dụng lên đáy bình 250kgf Nếu diện tích đỉnh bình bên phải 150.000cm2 lực hướng lên bình bên phải lớn 37500kgf Vì vậy, dùng dịng chất lỏng kín để khuếch đại lực Đối với khí nén bình kín trạng thái ổn định áp dụng tương tự 2.2.2 Lưu lượng lưu chất Hệ thống khí nén thủy lực liên quan với dòng lưu chất qua ống Lưu lượng thường có định nghĩa: -Lưu lượng thể tích: dùng để đo thể tích lưu chất qua điểm đơn vị thời gian Nếu chất lỏng chất khí nén được, nhiệt độ áp suất phải định rõ lưu lượng tiêu chuẩn hóa với nhiệt độ áp suất chuẩn Lưu lượng thể tích số đo thơng dụng điều khiển trình - Lưu lượng khối: đo khối lượng lưu chất qua điểm đơn vị thời gian - Lưu tốc (tốc độ lưu động): đo tốc độ thẳng qua điểm đo Lưu tốc đại lượng quan trọng thiết kế hệ thống thủy lực khí nén Lê ngọc Cường 13 Khoa Cơ khí Động lực Trên hình 1.4 minh họa dạng lưu động lưu chất, với vận tốc lưu động đủ thấp, dòng chảy êm thẳng với vận tốc thấp vách cao tâm ống, trạng thái gọi chảy tầng Hình 1.4 Chảy tầng Chảy rối Khi vận tốc lưu động tăng lên, cuộn xốy bắt đầu hình thành vận tốc đủ lớn xuất dịng chảy rối hồn tồn, lúc vận tốc lưu động gần đồng qua mặt cắt ống, trạng thái gọi chảy rối 2.2.3 Định luật chất khí Trong thực tế, chất lỏng dùng hệ thống thủy lực xem không nén không nhạy với thay đổi nhiệt độ Trong chất khí hệ thống khí nén nhạy với thay đổi nhiệt độ áp suất, xác định định luật chất khí Trong biểu thức này, áp suất xem áp suất tuyệt đối, nhiệt độ độ K, chẳng hạn lấy lít khơng khí áp suất khí 20 0C nén đến áp suất đo 3at, nghĩa áp suất đầu 1at nhiệt độ 293K, áp suất cuối 4at (tuyệt đối) Áp suất thể tích quan hệ theo định luật Boyle (hình 5), với thể tích khí V1 áp suất P1 nén đến thể tích V2 kết áp suất tăng lên P2 P1.V1=P2.V2 (2.19) V1P1 V2P2 Hình 1.5 Nhiệt độ chất khí xem khơng đổi suốt q trình nén Sự giảm áp suất dẫn đến tăng thể tích ngược lại Lê ngọc Cường 14 Khoa Cơ khí Động lực Trong loại bơm pittơng, độ khơng đồng lưu lượng không phụ thuộc vào đặc điểm chuyển động pittơng, mà cịn phụ thuộc vào số lượng pittông Độ không đồng xác định sau: (3.24) Độ khơng đồng k cịn phụ thuộc vào số lượng pittông chẵn hay lẻ 3.1.9 Tiêu chuẩn chọn bơm Những đại lượng đặc trưng cho bơm động dầu gồm có: a Thể tích nén (lưu lượng vòng): đại lượng đặc trưng quan trọng nhất, ký hiệu V[cm3/vịng] loại bơm pittơng, đại lượng tương ứng chiều dài hành trình pittơng Đối với bơm: Q ~ n.V [lít/phút], động dầu: p ~ M/V [bar] b Số vòng quay n [vg/ph] c Áp suất p [bar] d Hiệu suất [%] e Tiếng ồn Khi chọn bơm, cần phải xem xét yếu tố kỹ thuật kinh tế sau: + Giá thành; + Tuổi thọ; + Áp suất; + Phạm vi số vòng quay; + Khả chịu hợp chất hoá học; + Sự dao động lưu lượng; + Thể tích nén xố định thay đổi; Lê ngọc Cường 75 Khoa Cơ khí Động lực + Cơng suất; + Khả bơm loại tạp chất; + Hiệu suất 3.2 Xilanh truyền động (cơ cấu chấp hành) 3.2.1 Nhiệm vụ Xilanh thủy lực cấu chấp hành dùng để biến đổi dầu thành năng, thực chuyển động thẳng 3.2.2 Phân loại Xilanh thủy lực chia làm hai loại: xilanh lực xilanh quay (hay cịn gọi xilanh mơmen) Trong xilanh lực, chuyển động tương đối pittông với xilanh chuyển động tịnh tiến Trong xilanh quay, chuyển động tương đối pittông với xilanh chuyển động quay (với góc quay thường nhỏ 3600) Pittơng bắt đầu chuyển động lực tác động lên hai phía (lực thể lực áp suất, lực lị xo khí) lớn tổng lực cản có hướng ngược lại chiều chuyển động (lực ma sát, thủy động, phụ tải, lị xo, ) Ngồi ra, xilanh truyền động phân theo: a Theo cấu tạo + Xilanh đơn - Lùi nhờ ngoại lực - Lùi nhờ lò xo Lê ngọc Cường 76 Khoa Cơ khí Động lực + Xilanh kép - Lùi thủy lực - Lùi thủy lực có giảm chấn - Tác dụng hai phía - Tác dụng quay + Xilanh vi sai - Tác dụng đơn - Tác dụng kép Lê ngọc Cường 77 Khoa Cơ khí Động lực b Theo kiểu lắp ráp + Lắp chặt thân + Lắp chặt mặt bích + Lắp xoay + Lắp gá đầu xilanh 2.2.3 Cấu tạo xilanh Ở hình 3.29 ví dụ xilanh tác dụng kép có cần pittơng phía Xilanh có phận thân (gọi xilanh), pittơng, cần pittơng số vịng làm kín 3.2.4 Một số xilanh thông dụng a Xilanh tác dụng đơn Chất lỏng làm việc tác động phía pittông tạo nên chuyển động chiều Chiều chuyển động ngược lại thực nhờ lực lò xo Lê ngọc Cường 78 Khoa Cơ khí Động lực a, b, Hình 2.16 Xilanh tác dụng đơn ký hiệu a- Xi lanh tác dụng đơn khơng có lị xo b- Xilanh tác dụng đơn có lị xo b Xilanh tác dụng kép Chất lỏng làm việc tác động vào hai phía pittơng tạo nên chuyển động hai chiều a, b, c, d, Hình 2.17 Xilanh tác dụng kép kí hiệu a, b Xilanh tác dụng kép khơng có giảm chấn cuối hành trình; c,d Xilanh tác dụng kép có giảm chấn cuối hành trình 2.2.5 Tính tốn xilanh truyền lực a Diện tích A, lực F, áp suất p + Diện tích pittơng (3.25) Lê ngọc Cường 79 Khoa Cơ khí Động lực + Lực Ft = p.A + Áp suất (3.26) (3.27) Trong đó: A - diện tích tiết diện pittơng [cm2]; D - đường kính xilanh [cm]; d - đường kính cần [cm]; p - áp suất [bar]; Ft - lực [kN] Nếu tính đến tổn thất thể tích xilanh, để tính tốn đơn giản, ta chọn: + Áp suất: (3.28) + Diện tích pittơng: (3.29) d - đường kính pittông [mm]; - hiệu suất, lấy theo bảng sau: Bảng 3.5 Như pittông bắt đầu chuyển động được, lực Ft > FG + FA + FR Trong đó: FG - trọng lực; FA -lực gia tốc; FR - lực ma sát Lê ngọc Cường 80 Khoa Cơ khí Động lực b Quan hệ lưu lượng Q, vận tốc v diện tích A Lưu lượng chảy vào xilanh tính theo cơng thức sau: Q = A.v Để tính tốn đơn giản, ta chọn: Q = A.v.10-1 (3.30) (3.31) Trong đó: D - đường kính [mm]; A - diện tích xilanh [cm2]; Q - lưu lượng [lít/phút]; v - vận tốc [m/phút] 2.3 Bể dầu 3.3.1 Nhiệm vụ Bể dầu có nhiệm vụ sau: + Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình kín (cấp nhận dầu chảy về) + Giải tỏa nhiệt sinh trình bơm dầu làm việc + Lắng đọng chất cạn bã trình làm việc + Tách nước 2.3.2 Chọn kích thước bể dầu Đối với loại bể dầu di chuyển, ví dụ bể dầu xe vận chuyển tích bể dầu chọn sau: V = 1,5.Qv (3.32) Đối với loại bể dầu cố định, ví dụ bể dầu máy, dây chuyền, thể tích bể dầu chọn sau: V = (3 - 5).Qv (3.33) Lê ngọc Cường 81 Khoa Cơ khí Động lực Trong đó: V[lít]; Qv[l/ph] 3.3.3 Kết cấu bể dầu Hình 2.17 sơ đồ bố trí cụm thiết bị cần thiết bể cấp dầu cho hệ thống điều khiển thủy lực Bể dầu ngăn làm hai ngăn màng lọc (5) Khi mở động (1), bơm dầu làm việc, dầu hút lên qua lộc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu xả cho vào ngăn khác Dầu thường đổ vào bể qua cửa (8) bố trí nắp bể lọc ống xả (9) đặt vào gần sát bể chứa Có thể kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu (7) Nhờ màng lọc lọc, dầu cung cấp cho hệ thống điều khiển đảm bảo Sau thời gian làm việc định kỳ lọc phải tháo rữa thay Trên đường ống cấp dầu (sau qua bơm) người ta gắn vào van tràn điều chỉnh áp suất dầu cung cấp đảm bảo an toàn cho đường ống cấp dầu Kết cấu bể dầu thực tế hình 2.21 Lê ngọc Cường 82 Khoa Cơ khí Động lực 3.4 Bộ lọc dầu 3.4.1 Nhiệm vụ Trong q trình làm việc, dầu khơng tránh khỏi bị nhiễm bẩn chất bẩn từ bên vào, thân dầu tạo nên Những chất bẩn làm kẹt khe hở, tiết diện chảy có kích thước nhỏ cấu dầu ép, gây nên trở ngại, hư hỏng hoạt động hệ thống Do hệ thống dầu ép dùng lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên cấu, phần tử dầu ép Bộ lọc dầu thường đặt ống hút bơm Trường hợp dầu cần hơn, đặt thêm cửa bơm ống xả hệ thống dầu ép Ký hiệu: 3.4.2 Phân loại theo kích thước lọc Tùy thuộc vào kích thước chất bẩn lọc được, lọc dầu phân thành loại sau: a Bộ lọc thơ: lọc chất bẩn đến 0,1mm b Bộ lọc trung bình: lọc chất bẩn đến 0,01mm c Bộ lọc tinh: lọc chất bẩn đến 0,005mm d Bộ lọc đặc biệt tinh: lọc chất bẩn đến 0,001mm Các hệ thống dầu máy cơng cụ thường dùng lọc trung bình lọc tinh Bộ lọc đặc biệt tinh chủ yếu dùng phịng thí nghiệm 3.4.3 Phân loại theo kết cấu Dựa vào kết cấu, ta phân biệt loại lọc dầu sau: lọc lưới, lọc lá, lọc giấy, lọc nỉ, lọc nam châm, Ta xét số lọc dầu thường a Bộ lọc lưới Bộ lọc lưới loại lọc dầu đơn giản Nó gồm khung cứng lưới đồng bao xung quanh Dầu từ xuyên qua mắt lưới lỗ để vào ống hút Hình dáng kích thước lọc lưới khác tùy thuộc vào vị trí cơng dụng lọc Do sức cản lưới, nên dầu qua lọc bị giảm áp Khi tính tốn, tổn thất áp suất thường lấy p = 0,3 - 0,5bar, trường hợp đặc biệt lấy p = 2bar Nhược điểm lọc lưới chất bẩn dễ bám vào bề mặt lưới khó tẩy Do thường dùng để lọc thơ, lắp vào ống hút bơm trường hợp phải dùng thêm lọc tinh ống Lê ngọc Cường 83 Khoa Cơ khí Động lực b Bộ lọc lá, sợi thủy tinh Bộ lọc lọc dùng thép mỏng để lọc dầu Đây loại dùng rộng rãi hệ thống dầu ép máy công cụ Kết cấu sau: làm nhiệm vụ lọc lọc thép hình trịn thép hình Nhưng thép lắp đồng tâm trục, Giữa cặp lắp chen mảnh thép trục có tiết diện vng Số lượng thép cần thiết phụ thuộc vào lưu lượng cần lọc, nhiều 1000 - 1200lá Tổn thất áp suất lớn p = 4bar Lưu lượng lọc từ 100l/ph Bộ lọc chủ yếu dùng để lọc thô Ưu điểm lớn tẩy chất bẩn, khỏi phải dùng máy tháo lọc Hiện phần lớn người ta thay vật liệu thép vật liệu sợi thủy tinh, độ bền lọc cao có khả chế tạo dễ dàng, đặc tính vật liệu khơng thay đổi nhiều q trình làm việc ảnh hưởng hóa dầu Để tính tốn lưu lượng chảy qua lọc dầu, người ta dùng cơng thức tính lưu lượng chảy qua lưới lọc: (3.34) Trong đó: A- diện tích tồn bề mặt lọc [cm2]; p = p1 - p2 hiệu áp lọc [bar];  -độ nhớt động học dầu [P]; Lê ngọc Cường 84 Khoa Cơ khí Động lực  - hệ số lọc, đặc trưng cho lượng dầu chảy qua lọc đơn vị diện tích thời gian lít/(cm2.phút) Tùy thuộc vào đặc điểm lọc, ta lấy trị số sau: a = 0,006 - 0,009 lít/(cm2.phút) 3.4.4 Cách lắp lọc hệ thống Tùy theo yêu cầu chất lượng dầu hệ thống điều khiển, mà ta lắp lọc dầu theo vị trí khác sau: a Lắp lọc đường hút b Lắp lọc đường nén c Lắp lọc đường xả 3.5 Đo áp suất lưu lượng 3.5.1 Đo áp suất a Đo áp suất áp kế lò xo Nguyên lý đo áp suất áp kế lò xo: tác dụng áp lực, lò xo bị biến dạng, qua cấu truyền hay đòn bẩy bánh răng, độ biến dạng lò xo chuyển đổi thành giá trị ghi mặt số Lê ngọc Cường 85 Khoa Cơ khí Động lực b Nguyên lý hoạt động áp kế lò xo Dưới tác dụng áp suất, lò xo (1) bị biến dạng, qua trục đòn bẩy (2), chi tiết hình đáy quạt (3), chi tiết (4), kim (5), giá trị áp suất thể mặt số 3.5.2 Đo lưu lượng a Đo lưu lượng bánh hình ơvan bánh rang Chất lỏng chảy qua ống làm quay bánh ôvan bánh răng, độ lớn lưu lượng xác định lượng chất lỏng chảy qua bánh ôvan bánh b Đo lưu lựơng tuabin cánh gạt Chất lỏng chảy qua ống làm quay cánh tuabin cánh gạt, độ lớn lưu lượng xác định tốc độ quay cánh tuabin cánh gạt Lê ngọc Cường 86 Khoa Cơ khí Động lực c Đo lưu lượng theo nguyên lý độ chênh áp Hai áp kế đặt hai đầu màng ngăn, độ lớn lưu lượng xác định độ chênh lệch áp suất (tổn thất áp suất) hai áp kế p p2 QV  p d Đo lưu lượng lực căng lò xo Chất lỏng chảy qua ống tác động vào đầu đo, đầu đo có gắn lò xo, lưu chất chảy qua lưu lượng kế hay nhiều xác định qua kim 3.6 Bình trích chứa 3.6.1 Nhiệm vụ Bình trích chứa cấu dùng hệ truyền dẫn thủy lực để điều hịa lượng thơng qua áp suất lưu lượng chất lỏng làm việc Bình trích chứa làm việc theo hai q trình: tích lượng vào cấp lượng Bình trích chứa sử dụng rộng rãi loại máy rèn, máy ép, cấu tay máy đường dây tự động, nhằm làm giảm công suất bơm, tăng độ tin cậy hiệu suất sử dụng toàn hệ thủy lực 2.6.2 Phân loại Theo nguyên lý tạo tải, bình trích chứa thủy lực chia thành ba loại, thể hình 2.31 Lê ngọc Cường 87 Khoa Cơ khí Động lực Lê ngọc Cường 88 Khoa Cơ khí Động lực TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình mơn học Cơng nghệ khí nén thủy lực ứng dụng Tổng cục dạy nghề ban hành [2] Nguyễn thị Xuân Thu, Nhữ Phương Mai (Dịch từ tiếng Anh), Hệ thống thủy lực khí nén, NXBLao động xã hội năm 2001 [3] Nguyễn Ngọc Phương, Huỳnh Nguyễn Hoàng, Hệ thống điều khiển thủy lực, nhà XBGD, 2000 [4] Nguyễn Ngọc Cẩn, Truyền động dầu ép máy cắt kim loại, ĐHBK HN, 1974 [5] Nguyễn Thành Trí biên dịch, Điều khiển khí nén tự động hóa kỹ nghệ, nhà xuất Đà Nẵng [6] Trần Xuân Tùy, Hệ thống điều khiển tự động thủy lực, nhà XBKH KT, HN 2002 [7] Nguyễn Ngọc Phương, Hệ thống điều khiển khí nén , nhà XBGD, 1999 [8] Herbert E.Merritt, Hydraulic control systems, Printed in USA, 1967 [7] Claude Ducos, Oléo Hydraulique Technique et documentation, Lavoisier, Paris 1988 Lê ngọc Cường 89