Xemtailieu bai tap ki thuat thuy luc khi nen

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN PHẦN I: THỦY LỰC GVHD: TRẦN NGUYÊN DUY PHƯƠNG LỚP: CK10KSTN NHÓM 1 PHAN PHƯỚC THIỆN 21003177 NGUYỄN CÔNG THỨC 21003348 NGÔ HỒNG THUẬN 21003284 LÊ MINH CHỌN 21000315 LÊ MỘNG HẢI HOÀNG 21001099 NGUYỄN XUÂN THỊNH 21003218 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN NGUYỄN ĐỨC HƯNG 21001384 NGUYỄN TUẤN KHANH 21001465 NGUYỄN TIẾN KHANG 21001451 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 12 – 2012 BÀI TẬP VỀ NHÀ  Ví dụ 3.5 (trang 77) sách Power Hydraulics: Tỷ số hiệu suất mạch iều khiển dòng “meter in” “meter out” Một xylanh tác dụng áp lực 100kN áp lực lùi lại 10kN Xét ảnh hưởng việc chọn phương pháp ến việc iều chỉnh vận tốc tiến Trong lựa chọn, vận tốc lùi 5m/ph Áp suất lớn bơm 160bar tổn thất áp suất là: Qua lọc = bar Qua van phân phối = bar Qua van iều chỉnh lưu lượng = 10 bar Qua van chiều = bar Xác ịnh: a) Kích thước xylanh (tỷ lệ diện tích làm việc pít tong 2:1) b) Kích thước bơm c) Hiệu suất mạch Giải Trường hợp 1: không dùng iều chỉnh lưu lượng NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN a) Áp suất lớn xylanh là: 160 – – = 155 bar Để cân với áp suất tác ộng trở lại xylanh bar cần áp suất bar dịng lưu chất tác ộng lên pít tơng cuối hành trình (do tỷ lệ diện tích làm việc 2:1) Do ó áp suất vượt qua tải lúc cuối hành trình là: 155 – = 154 bar Diện tích xy lanh: 𝐴𝐴 = 𝐹𝐹100 × 103 𝑃𝑃 = 154 × 105 = 0.00649 𝑚𝑚 Đường kính pít tơng: 𝐷𝐷 = × 0.00649 = 0.0909𝑚𝑚 = 90.9 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜋𝜋 Chọn xylanh theo tiêu chuẩn ường kính 100mm, ường kính cần pít tơng 70mm Diện tích xylanh = 7.85x10-3 m2 Diện tích vành khăn = 4x10-3 m2 Tỷ lệ diện tích làm việc gần b) Lưu lượng cần cho hành trình có vận tốc 5m/ph là: NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN 𝑄𝑄 = 𝐴𝐴 × 𝑣𝑣 = × 10−3 × = 0.02 𝑚𝑚3/𝑝𝑝ℎ = 20 𝑙𝑙/𝑝𝑝ℎ Vận tốc hành trình i: 20 × 10−3 𝑣𝑣 = 7.85 × 10−3 = 2.55 𝑚𝑚/𝑝𝑝ℎ Áp suất lúc i: 100 × 103 𝑁𝑁/𝑚𝑚2 = 127𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑃𝑃 = 7.85 × 10−3 = 12.7 × 10 Áp suất xylanh lúc lùi về: 10 × 103 𝑁𝑁/𝑚𝑚2 = 25𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑃𝑃 = × 10−3 = 2.5 × 10 (i) Áp suất bơm hành trình i: Áp suất tổn thất qua van phân phối B qua T 2bar × 0.5 = bar Áp suất tác dụng lên tải hành trình i = 127 bar Áp suất tổn thất qua van phân phối P qua A = bar Áp suất tổn thất qua lọc = bar Áp suất yêu cầu bơm hành trình i = 133 bar Áp suất cài ặt van giới hạn áp suất là: 133 + 133×10% = 146 bar (ii) Áp suất yêu cầu bơm hành trình = (2×2) + 25 + + = 34 bar c) Hiệu suất mạch: 𝑛𝑛ă𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑙𝑙ượ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑡𝑡á𝑐𝑐 𝑑𝑑ụ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑙𝑙ê𝑛𝑛 𝑡𝑡ả𝑡𝑡 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = 𝑡𝑡ổ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑛𝑛ă𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑙𝑙ượ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑄𝑄 × 𝑃𝑃 20 × 127 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = 𝑄𝑄𝑝𝑝 × 𝑃𝑃𝑝𝑝 = 20 × 133 = 0,955 = 95.5% 𝜂𝜂𝑙𝑙ù𝑡𝑡 = = 0,735 = 73.5% Trường hợp 2: Dùng mạch iều chỉnh lưu lượng “meter in” với vận tốc tiến 0.5m/ph NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Từ trường hợp ta ược: Diện tích xylanh = 7.85x10-3 m2 Diện tích vành khăn = 4x10-3 m2 Áp suất tải lúc i tới: 127 bar Áp suất tải lúc lùi về: 25 bar Lưu lượng bơm: 20 l/ph Lưu lượng cần cho hành trình i: 7.85×10-3 ×0.5 = 3.93×10-3 m3/ph = 3.93 l/ph Áp suất yêu cầu bơm lúc lùi về: (2×2) + (2×3) + 25 + + = 40 bar Áp suất yêu cầu bơm lúc tiến: (2×1/2) + 127 + 10 + + = 143 bar Áp suất cài ặt cho van giới hạn áp suất: 143 + 143×10% = 157 bar Hiệu suất mạch: 3.93 × 127 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = = 0.159 = 15.9% 𝜂𝜂𝑙𝑙ù𝑡𝑡 = 20 × 40 = 0,625 = 62.5% Trường hợp 3: Dùng mạch iều chỉnh lưu lượng “meter out” với vận tốc tiến 0.5m/ph NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Kích thước xylanh, áp suất tải, lưu lượng thơng số bơm lựa chọn Áp suất yêu cầu bơm lúc lùi về: (2×2) + 25 + + + = 37 bar Áp suất yêu cầu bơm lúc tiến: (2×1/2) + (10×1/2) + 127 + + = 138 bar Áp suất cài ặt cho van giới hạn áp suất: 138 + 138×10% = 152 bar Hiệu suất mạch: 3.93 × 127 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = = 0.164 = 16.4% 𝜂𝜂𝑙𝑙ù𝑡𝑡 = 20 × 37 = 0,676 = 67.6% Mạch “meter out” có hiệu suất cao mạch “meter in” Lưu lượng cần cho mạch 3.93 l/ph Lưu lượng dư 20 – 3.93 = 16.07 l/ph ược xả van giới hạn áp suất 152 bar Áp suất tác dụng lên xylanh 152 – – = 147 bar Lực tác dụng tải áp lực dòng lưu chất: × 103 147 − 7.85 × 10−3 × 105 = (2 + 10 + 𝑃𝑃) × 4/7.85 NHĨM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN P = 264 bar Hiệu suất tiến: 3.93 × 6.4 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = 20 × 152 = 0,0083 = 0.83% Hầu tất công suất ầu vào ều bị hao phí nhiệt qua van tràn van tiết lưu Ví dụ 3.6 (trang 91) sách Power Hydraulics: Sơ ược trình bày hình 3.44 Xác ịnh tốc ộ lực lớn nhất: - Trong q trình óng khn - Trong q trình ép chặt - Trong hành trình ép cuối Bỏ qua áp suất phần tử Lưu lượng moto thủy lực 20,5 cm3/vịng (i) Hành trình óng khn (kích cuộn C) Lưu lượng vào xy lanh = 10 l/phút Tốc ộ q trình óng khn = 10.10 −3 = 0,25 m/phút 0,04 Lực lớn trình = 70.105.0,04 = 280000 N = 280 kN (ii) Q trình ép chặt (kích cuộn A C) Lưu lượng vào xy lanh = Tốc ộ q trình óng khuôn = 10 = 3,3 l/phút = 0,083 m/phút 3,3.10−3 0,04 Áp suất lớn trình =70 = 210 bar Lực lớn trình ép chặt = 210.105.0,04 = 840000 N = 840 kN (iii)Gia oạn cuối trình ép Lưu lượng vào xy lanh = 10 = 1,67 l/phút Tốc 1,67.10−3 ộ q trình óng khn = = 0,0416 m/phút 0,04 Áp suất lớn trình =70 = 420 bar Lực lớn trình ép chặt = 420.105.0,04 = 1680000 N = 1680 kN Sự tăng áp suất lực giá trị lý thuyết Trong thực tế giá trị thấp không hiệu việc phân phối dịng Để an tồn áp suất không ược vượt giới hạn phần tử Van an toàn RV2 nên ược cài ặt áp suất giới hạn lớn cho hệ thống NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN A1.11 – A1.20 sách Power Hydraulics: A.1.11: Cuộn dây A ược kích suốt hành trình i ngắt trình lùi Chức tác ộng mạch? Mạch cài ặt áp suất an tồn cấp 300 bar 100 bar Khi khơng kích cuộn A mạch ược giới hạn áp suất 100 bar Khi kích cuộn A áp suất an tồn ược cài ặt 300 bar Vì với hành trình i áp suất giới hạn 300 bar, lui áp suất giới hạn 100 bar từ ó ta có hành trình i tải lớn nhiều so với tải lui về, việc sử dụng hệ thống ảm bảo mát lượng qua van an toàn nhỏ A.1.12: Sửa lỗi mạch xác ịnh thứ tự hoạt ộng xylanh: a Khi cuộn ược kích b Khi cuộn ược kích Sai cụm van tuần tự, thay cụm cụm hình sau: a Khi cuộn ược kích iện: Pittơng xy lanh A lui trước sau ó ến cuối hành trình pittơng xylanh B tiến Van có tác dụng b Khi cuộn ược kích iện: Pittơng xy lanh B lui trước sau ó ến cuối hành trình pittơng xylanh A tiến Lúc van khơng có tác dụng Tác dụng van giảm áp C: nhánh B có áp suất hoạt ộng nhỏ áp suất mạch nên phải dùng van giảm áp ể cài ặt áp suất hoạt ộng cho nhánh B NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN A1.13: Cho mạch thủy lực, giải thích hoạt ộng mạch tính tốn áp suất cài ặt van an tồn Biết tải 10 tấn, ường kính xy lanh 100mm Nếu van phân phối ược kích cuộn dây bên trái tải ược nâng lên; kích cuộn bên phải hạ tải dịng dầu ược qua van tiết lưu nên tốc ộ hạ tải ược iều khiển tùy vào van tiết lưu Còn trạng thái tải ược giữ lại nhờ hệ thống van chiều Tính tốn áp suất cài ặt cho van xả tải hệ thống: Diện tích tác ộng dịng dầu nâng tải: A= 3,14.0,25.D2 = 7,85.10−3(m2) Áp suất cài ặt van xả tải: P> =FA 7,85.10100000−3 =127bar NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN A1.14: Cho mạch thủy lực hình Giải thích tính mạch trên? Tại dùng van phân phối cuộn dây lại tốt dùng van phân phối cuộn dây ể thiết lập trạng thái cho van A Kiểu chuyển ổi trạng thái van gì? Nếu thể tích riêng 25ml/vòng van chỉnh lưu ược cài ặt giá trị thấp tốc ộ lý thuyết cực ại motor A1.15: Cho mạch thủy lực hình NHĨM – CK10KSTN