Bài giảng thuỷ lực và khí nén pgs ts lê anh sơn

“ Add your company slogan ” Thuỷ lực khí nén Le Anh Son Bộ môn Động lực_Trường Đại học Nông nghiệp I LOGO Mở đầu, sở kỹ thuật truyền động thuỷ khí Động Me, e Hệ thống truyền động Ma, a, (Fa, va) Máy hay thiết bị Cần dẫn động Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền lực Truyền động học Truyền động điện Truyền động thuỷ lực Truyền động khí nén Truyền động thuỷ tĩnh Truyền động thuỷ động Cấu trúc hoạt động truyền động thuỷ lc Chuyển đổi công suất học Pch M11 Máy động lực (Động điện động đốt trong) M1 n1 C«ng st thủ lùc Prl= p.Q Máy công tác (máy nén ép truyền lực chuyển động xe hơi) B¬m thủ lùc F v M2 n2 Đ-ờng ống Phụ kiện Phần tử điều khiển Xy lanh thuỷ lực động thuỷ lực S truyn công suất thiết bị thuỷ lực  Công suất học (vào): Pch =2 M1n1  Công suất thuỷ lực: Prl = pQ  Công suất học (ra): Pch2 = Fv Pch2 = M2n2 Chuyển đổi công suất học Pch= F.v Pch  M 22 C«ng st thủ lùc Prl= pQ Cấu trúc hoạt động truyền động thuỷ lực Truyền động cho xy lanh thuỷ lực Ưu nhược điểm truyền động thuỷ lực Truyền động cho động thuỷ lực  Ưu điểm truyền động thuỷ lực      Kết cấu đơn giản nhờ cụm chi tiết tiêu chuẩn Có thể bố trí tự tất chi tiết mà khơng cần ý đến vị trí liên hợp học Truyền lực lớn thể tích kết cấu tương đối nhỏ có trọng lượng đơn vị công suất bơm động nhỏ (trọng lượng công suất động thuỷ lực so với động điện 1/10) Tính chất động lực học tốt (tăng tốc, giảm tốc) mô men quán tính động thuỷ lực nhỏ (tỷ lệ mơ men qn tính so với động điện mơ men quay 1/50) Chuyển đổi đơn giản chuyển động quay thành chuyển động dao động ngược lại Ưu nhược điểm truyền động thuỷ lực      Đảo chiều đơn giản Thay đổi tỷ số truyền vơ cấp theo tải trọng (đặc biệt có lợi cho máy tự hành) Bảo vệ tải đơn giản nhờ van giới hạn áp suất Giám sát đơn giản nhờ áp kế Có khả tự động hố chuyển động dễ dàng  Nhược điểm truyền động thuỷ lực:    Hiệu suất thấp so với truyền động học, ma sát chất lỏng đường ống phần tử, hao tổn lọt dịng khe hở lắp ghép Khơng thể (hay khó) đồng q trình chuyển động tượng trượt phần chủ động phần thụ động, hao tổn lọt dịng tính chịu nén dầu Chi phí chế tạo cao yêu cầu độ xác cao phần tử hệ thống thuỷ lực Cấu trúc hoạt động truyền động khí nén  Ứng dụng khí nén kỹ thuật truyền động:     Truyền chuyển động va đập Truyền động quay: công suất nhỏ 100000V/ph Truyền động thẳng Truyền động lắc Ưu nhược điểm kỹ thuật khí nén               Ưu điểm Khí nén có khả lưu giữ vận chuyển thuận lợi đến địa điểm cần thiết Có khả truyền tải lượng xa nên có khả điều khiển từ xa linh động việc bố trí phần tử cấu trúc, khí thải dẫn trực tiếp mơi trường Chi phí đầu tư thấp kết nối với hệ thống khí nén xí nghiệp; An tồn tốt bố trí van giới hạn áp suất Có thể khởi hành với tần số quay thấp an toàn tải Tuổi thọ cao Dễ thay phần tử hệ thống Có thể thay đổi vơ cấp vận tốc tần số quay Nhược điểm Chỉ làm việc với tải trọng nhỏ Vận tốc chuyển động phụ thuộc vào tải trọng tính chịu nén khơng khí Ảnh hưởng khơng tốt đến mơi trường ồn khí thải có dầu Vận tốc truyền xử lý tín hiệu chậm Chất lỏng thuỷ lực  Nhiệm vụ yêu cầu chất lỏng thủy lực: Nhiệm vụ Truyền lực Lưu thơng dịng dầu có áp từ bơm đến truyền lực Bôi trơn, chống gỉ Và làm mát Chất lỏng thuỷ lực  Nhiệm vụ yêu cầu chất lỏng thủy lực: Yêu cầu Tính chất nhiệt độ - độ nhớt hợp lý,độ nhớt thay đổi khoảng thay đổi nhiệt độ rộng Chống mịn bơi trơn tốt Chống rỉ tốt, thích ứng với phốt làm kín, cao su, vật liệu nhân tạo hợp kim Độ bền lão hoá tốt Khả tách bọt khí tốt Cơ sở thuỷ động lực học  Hao tổn lọt dịng Hình 1.28 Các dạng khe hở tiêu biểu kỹ thuật thuỷ lực • • • • b p1  p2 QL  12 l  d p1  p2 QL  12 l  d p1  p2 QL  (1  1,5 ) 12 l Khe hở phẳng Khe hở tâm Khe hở lệch tâm Đường kính mao dẫn  d p1  p2 QL  128 l Cơ sở thuỷ động lực học  Lực tác động dịng chất lỏng Hình 1.29 Lực dòng chảy phần tử cấu trúc a) Tấm phẳng ; b) ống cong ; c) Vịi phun • Lực va đập vào phẳng: F  Qv sin   F  2( pA  Qv) cos • Lực ống cong: • Lực tác dụng vỏ vòi phun: F v2 A1 (  1) với  A1 A2 Các định luật dịng khí  Dịng khí qua vịi phun lý tưởng Giả thiết:  Khơng ma sát, dịng chảy đoạn nhiệt  Vịi phun trịn cửa bình kín  Khơng có cơng kỹ thuật cấp vào  Khơng có ảnh hưởng  Vận tốc khí cửa ra: K 1   K p1   p2  K  v2  1    K  1 p1       Lưu khối dịng khí: m  A2 p11 m  A2 p1 m  A2 RL 0T1 Hình 8.5 Bình kín có vịi phun với áp suất điều khiển K 1   K  p2  K  p2  K        p1 1 K   p1  p1     Các định luật dịng khí  Dịng khí qua vịi phun lý tưởng Hàm thoát  phụ thuộc vào tỷ lệ áp suất, q trình tính tốn, phân tích vận tốc tới hạn tỷ lệ áp suất tới hạn đọc giáo trình Hình 8.6 Hàm  phụ thuộc tỷ lệ áp suất Các định luật dòng khí  Dịng khí qua chắn A2 Hệ số co thắt:  k  A0 A0 m Tỷ lệ mở: A1 Lưu khối dịng khí: m   D A2 p1 Hình 8.7 Dịng khí qua chắn RT1 Hệ số hiệu chỉnh: αD=f(αK,m) Hình 8.8 Đặc tính dịng chảy qua chắn so với vịi phun lý tưởng Các định luật dịng khí  Dịng khí qua khe hẹp • Giả thiết: - Các lực tác dụng trạng thái cân - Dòng chảy liên tục chảy tầng dọc theo chiều dài - Áp suất p hàm số theo chiều dòng y mặt cắt ngang p = const - Dịng chảy tới hạn, khơng có thiết diện đạt vận tốc âm Hình 8.9 Phân bố ứng suất phần tử khí Các định luật dịng khí  Dịng khí qua khe hẹp n 1 n n 1  nn1  bh p n n m   p1  p2    12 RT1l  n  1 Trạng thái đẳng nhiệt (n=1) bh3 m  p12  p22   24 RTl Hình 8.10 Quan hệ lưu khối dịng khí lọt qua khe hở với áp suất trước khe hở Các định luật dịng khí  Các van vị trí tiết lưu - Trường hợp tới hạn m  Cp1 0 * T0 T1 p2 0 b p1 Hình 8.11 Sai số xấp xỉ Elip Hình 8.12 Hàm dịng khí phụ thuộc vào tỷ lệ áp suất Các định luật dịng khí  Các van vị trí tiết lưu - Trường hợp tới hạn m  Cp1 0 T0 T1  p2   b  p   1   1 b      p2 b 1 p1 Hệ số dẫn dòng C  D A2 max RL 0T0 p0    max   1     p2  b  p1  1 b    Các định luật dịng khí  Các van vị trí tiết lưu  Xác định C theo trạng thái tới hạn m * T1* C 0 p1* T0  Hệ số b tính theo c điểm đo vịng tới hạn b  1 p p1  m T1  1 1   C  p T   Các thông số đặc trưng khác để mơ tả dịng khí đọc giáo trình Ký hiệu phần tử thuỷ lực khí nén: DIN_ISO.1219 Ký hiệu phần tử thuỷ lực khí nén: DIN_ISO.1219 Ký hiệu phần tử thuỷ lực khí nén: DIN_ISO.1219 Ký hiệu phần tử thuỷ lực khí nén: DIN_ISO.1219 “ Add your company slogan ” PGS.TS Bùi Hải Triều LOGO