Thông tin tài liệu
Chương TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH 4.1 Khái niệm chung 4.1.1 Khái niệm Truyền động thủy lực thể tích (TĐTLTT) cịn gọi truyền động thủy lực thủy tĩnh, chủ yếu dựa vào tính chất khơng nén chất lỏng để truyền áp năng, nhờ truyền động xa mà tổn thất lượng Truyền động thủy lực thể tích hệ truyền động, máy bơm động thủy lực thuộc nhóm máy thủy lực thể tích Cấu tạo hệ thống TĐTLTT gồm có ba phận chính: - Máy bơm (bộ phận tạo nguồn lượng) - Động thủy lực nhánh (bộ phận truyền động cho cấu chấp hành phụ tải) - Bộ phận điều chỉnh điều khiển Trong phần đầu, động dẫn động (thí dụ động điện) qua máy bơm biến thành áp chất lỏng Đến phần thứ hai, áp chất lỏng biến thành động thủy lực làm chuyển động cấu chấp hành Bộ phận biến đổi điều chỉnh có nhiệm vụ điều chỉnh điều khiển lượng dòng chất lỏng phù hợp với yêu cầu động thủy lực Ngồi cịn có đường ống dẫn dòng chất lỏng chảy liên tục từ máy bơm qua cấu điều chỉnh điều khiển đến động thủy lực Do cấu tạo gọn, tính đa chuyển động cấu chấp hành (chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay,…) ưu điểm đặc biệt nó, mà TĐTLTT ứng dụng rộng rãi máy công cụ, đặc biệt máy mỏ Tuy nhiên có nhược điểm sau: - Do áp suất làm việc hệ thống cao nên khó làm kín buồng làm việc, u cầu gia cơng chi tiết có độ xác cao nên giá thành đắt - Chất lỏng làm việc phải có chất lượng cao: sạch, khơng gây ăn mịn, bơi trơn tốt, độ nhớt ổn định nhiệt độ thay đổi 4.1.2 Các thông số máy thủy lực thể tích Trong thực tế máy thủy lực thể tích làm việc buồng làm việc máy khơng thể kín tuyệt đối với trị số áp suất Khi tăng tải trọng làm việc đến mức xuất rị rỉ chất lỏng, tiếp tục tăng tải trọng rị rỉ tăng tới trị số áp suất giới hạn lưu lượng máy hồn tồn mát rị rỉ Ngồi áp suất làm việc bị hạn chế sức bền máy Vậy để bảo đảm làm việc bình thường máy thủy lực thể tích cần hạn chế áp suất làm việc tối đa cách dùng van an toàn, Khi tải trọng tăng đến mức độ “nguy hiểm” van an tồn tự động thải bớt chất lỏng để giảm áp suất làm việc máy 4.1.2.1 Lưu lượng - Gọi Q1 lưu lượng lý thuyết máy thủy lực thể tích: Q1 tổng thể tích làm việc máy đơn vị thời gian Q1 = q n (4-1) Trong đó: q1: Lưu lượng riêng máy 76 n: Số chu kỳ làm việc máy đơn vị thời gian - Vì thực tế có rị rỉ lưu lượng, nên lưu lượng thực tế máy Q: Q < Q1 4.1.2.2 Áp suất - Biết cột áp máy thủy lực thể tích tạo nên chủ yếu thay đổi áp suất tĩnh chất lỏng chuyển động qua máy; nên thường dùng áp suất để biểu thị khả tải máy theo cơng thức thủy tĩnh có: H= P (4-2) : Trọng lượng riêng chất lỏng làm việc - Áp suất buồng làm việc có liên quan đến lực tác dụng mô men quay máy - Đối với máy thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến áp suất làm việc p tác dụng lên pit tông tạo nên áp lực P: P = p (4-3) : Diện tích làm việc mặt pít tơng - Đối với máy thủy lực thể tích có chuyển động quay, áp suất làm việc p tác dụng lên rô to tạo nên mô men quay M M = KM P (4-4) KM: Là số phụ thuộc vào kết cấu kích thước máy, gọi hệ số mơ Q q men: KM = = (4-5) 2. Hệ số mô men thực tế nhỏ hệ số mơ men lý thuyết phụ thuộc hiệu suất tồn phần máy - Cơng thức tính mơ men quay trục bơm động là: + Đối với bơm: MB = Q B. + Đối với động cơ: MĐ = p = Q KM p p = .K M p (4-6) (4-7) 4.1.2.3 Hiệu suất cơng suất - Hiệu suất tồn phần máy thủy lực xác định theo = Q C H (4-8) Đối với máy thủy lực thể tích, tổn thất thủy lực tương đối nhỏ H = Q C (4-9) - Công suất làm việc bơm xác định thông số thuỷ lực: Q.H P.Q NB = = (4-10) - Công suất làm việc động thường xác định thông số khí + Đối với động có chuyển động tịnh tiến NĐ = P v (4-11) P: áp lực pít tơng v: Là vận tốc pít tơng + Đối với động có chuyển động quay NĐ = M. (4-12) 77 M: Là mô men quay trục : Là vận tốc góc 4.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ truyền động thuỷ tĩnh (TĐTLTT) Sau ta nghiên cứu hai dạng chuyển động TĐTLTT: chuyển động tịnh tiến chuyển động quay 4.2.1 Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến Hình 4-1 sơ đồ đơn giản truyền động loại gồm phần: Phần 1: Là bơm pit tông (1) Phần 2: Là xi lanh lực (6) Phần 3: Van chiều (2) (3) cấu phân phối (5) bình chứa dầu (4) Nguyên lý: nhờ chuyển động khí làm bơm pít tơng (1) chuyển động tịnh tiến lên xuống Khi pít tơng di chuyển lên, chất lỏng từ bình chứa (4) hút vào xi lanh qua van (2) bơm Khi pít tơng chuyển xuống van (2) bị đóng lại, Chất lỏng từ xi lanh bơm (1) đẩy qua van (3) qua van phân phối (5) vào khoang xi lanh lực (6) Dưới áp lực cao chất lỏng khoang xi lanh làm pít tơng bị đẩy xuống Muốn đảo chiều chuyển động pít tơng, cần xoay vị trí cấu phân phối góc 900 Trong hệ thống truyền động trên, pít tơng bơm biến thành áp chất lỏng Sau xi lanh, áp chất lỏng lại biến thành đẩy pít tơng chuyển động Hình 4-1 TĐTLTT có CĐ tịnh tiến Nếu coi chất lỏng tuyệt đối khơng nén bỏ qua rị rỉ chất lỏng hệ thống lượng chất lỏng bơm đẩy lượng chất lỏng xi lanh lực: XB.FB = XĐ.FĐ (4-13) XB;XĐ: Đoạn di chuyển pít tơng bơm xi lanh lực FB ; FĐ: Diện tích mặt làm việc pít tơng bơm xi lanh lực Vận tốc pít tơng bơm xi lanh lực là: v = - Lưu lượng chất lỏng bơm đẩy đi: QB = vB FB - Lưu lượng chất lỏng nạp vào xi lanh lực QĐ = vĐ FĐ Vì khơng có rị rỉ vậy: QB = QĐ; Do đó: vD = QĐ QB = FĐ FB dx dt (4-14) (4-15) (4-16) 78 Nếu bỏ qua tổn thất cột áp hệ thống áp suất bơm tạo áp suất khoang làm việc xi lanh lực; vì: p = PB FB Trong đó: p - áp suất xi lanh bơm PB- lực đặt lên pít tơng bơm - Lực pít tơng xi lanh lực tạo là: PĐ = P.FĐ Công suất bơm: NB = PB.vB Công suất động thủy lực: NĐ = PĐ.vĐ N B = P.FĐ (4-17) QB = P.QB FB (4-18) NĐ = p FĐ QĐ = p.QĐ (4-19) FĐ => NB = NĐ Vì (QĐ = QB) - Trong truyền động dùng loại máy bơm rơ to, Hình 4-2 Để cho hệ thống TĐTL an toàn bị tải, ta đặt van an toàn Trường hợp lưu lượng cho bơm xác định là: QB = qB.nB (4-20) đây: qB - lưu lượng riêng bơm tính cho vịng quay nB - số vòng quay bơm đơn vị thời gian (v/phút) - Vận tốc pít tơng xi lanh lực là: vĐ= qB nB QĐ = FĐ FĐ (4-21) Hình 4-2 Sơ đồ TĐTLTT với máy bơm rơ to Cịn cơng suất bơm trường hợp này: NB= p.QB = p.qB.nB (4-22) 4.2.2 Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay (Hình 4-3) sơ đồ truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay Để tạo chuyển động quay phận chấp hành, TĐTLTT loại này, người ta dùng động thủy lực rô to (hoặc động pittông rô to) - Trong trường hợp lưu lượng tiêu thụ động thủy lực rô to là: QĐ = qĐ.nĐ (4-23) Trong đó: qĐ: Lưu lượng riêng động thủy lực Vì vận tốc quay động thủy lực là: nĐ= nB 79 qB qĐ Nếu cơng suất động thủy lực NĐ mô men quay rô to động thủy lực tạo là: MĐ = NĐ 2 nĐ (4-24) Ta biết: NĐ = P.qĐ.nĐ nên: MĐ = p.qĐ 2. Hình 4-3 sơ đồ truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay Nhận xét chung: - Qua nghiên cứu sơ đồ truyền động thủy lực thủy tĩnh thấy trường hợp chất lỏng làm việc khơng rị rỉ vận tốc động thủy lực phụ thuộc vào lưu lượng bơm động thủy lực Nếu thay đổi hai yếu tố thay đổi vận tốc động thủy lực - Thực tế tránh khỏi rò rỉ nên lưu lượng vào động thủy lực nhỏ lưu lượng bơm tạo Giả sử tổn thất lưu lượng Q lưu lượng vào động thủy lực là: QĐ = QB - Q Biết tổn thất lưu lượng tỷ lệ với áp suất chất lỏng hệ thống: Q = K.p Do đó: QĐ = QB - K.p Trong đó: K - hệ số rị rỉ Nếu động thủy lực xi lanh lực vận tốc pit tông là: vĐ = QB K − p FĐ FĐ (4-25) Từ ta nhận thấy: Tốc độ động thủy lực thực tế phụ thuộc vào lưu lượng bơm mà phụ thuộc vào áp suất làm việc hệ thống Mặc dù lưu lượng bơm không đổi, áp suất hệ thống tăng tới giá trị để QB K = p; vận tốc động thủy lực không Trường hợp xảy FĐ FĐ động thủy lực tải chất lỏng hệ thống tháo hoàn toàn thùng chứa qua van an toàn khe hở hệ thống - Lực và mô men quay động tạo nên phụ thuộc vào áp suất động thủy lực thông sớ hình học FĐ, qĐ Nếu thơng sớ hình học khơng đổi p = const, lực mô men quay không đổi Nếu trình làm việc truyền động thủy lực ta thay đổi FĐ, qĐ thay đổi lực mô men quay Ngược lại giữ nguyên thơng sớ hình học FĐ, qĐ mà thay đổi áp suất chất lỏng động thuỷ lực nhờ cấu thủy lực đặt hệ thống, ta thay đổi lực và mơ men quay động thủy lực Vậy việc điều chỉnh vận tốc, lực, mô men quay động thủy lực trị số phương chiều, cách dùng bơm, động thủy lực điều chỉnh được, dùng cấu thủy lực gọi chung phần tử thủy lực 80 4.3 Các phương pháp điều chỉnh chế độ làm việc hệ thống TĐTLTT Như ta biết, thông số TĐTLTT có chuyển động tịnh tiến vận tốc vĐ lực đẩy pittơng FĐ xylanh lực; cịn TĐTL có chuyển động quay tốc độ quay nĐ mômen MĐ rô to động thủy lực Điều chỉnh chế độ làm việc TĐTL điều chỉnh thơng số làm việc Từ nguyên lý TĐTL nói trên, ta thấy điều chỉnh vận tốc chuyển động phận chấp hành hai cách: - Điều chỉnh lưu lượng chất lỏng vào động thủy lực; - Điều chỉnh thể tích khoang làm việc động thủy lực Để điều chỉnh hai yếu tố nói trên, ta có hai phương pháp sau: - Điều chỉnh thể tích làm việc bơm hay động thủy lực, gọi phương pháp thể tích - Điều chỉnh tiết lưu, gọi phương pháp tiết lưu 4.3.1 Phương pháp thể tích Nội dung phương pháp ta thay đổi thể tích làm việc máy bơm động thủy lực, đồng thời hai a) b) Hình 4-4 Sơ đồ nguyên lý đường đặc tính lý thuyết TĐTLTT điều chỉnh phương pháp thể tích Bơm; Động thủy lực; Đường dẫn chất lỏng; Van an toàn; Van chiều; Bơm phụ; Bể dầu; Van tràn; (NĐ) Sẽ thay đổi bậc nhất, thay đổi lưu lượng động (qĐ) cơng suất , NĐ = const, (xem hình -4b) U - hệ số điều chỉnh Nhận xét: a) Từ biểu thức (4-21) ta thấy tốc độ quay động thủy (nĐ) phụ thuộc vào hệ thống điều chỉnh UB UĐ, nghĩa phụ thuộc vào thay đổi thể tích (lưu lượng riêng q) bơm động thủy lực, xem H 4- 4: 81 + Khi thay đổi thể tích bơm (qB) tốc độ quay động thủy lực thay đổi từ đến cực đại (Khi UB = 1) + Khi thay đổi thể tích động (qĐ) tốc độ quay động thủy lực thay đổi từ đến cực tiểu (Khi UĐ = 1) Như vậy, lý thuyết ta có thẻ thay đổi tốc độ quay trục động thủy lực từ đến Mặt khác, thay đổi dấu hệ số điều chỉnh U, ta đảo chiều quay động thủy lực Trong thực tế tốc độ quay động thủy lực có giới hạn, UĐ giảm mơ men quay MĐ động giảm Cần phải đảm bảo mômen quay tối thiểu mômen quay động (M Đmin ) b) Về lý thuyết, UB = nĐ = Thực tế tốc độ quay động thủy lực lưu lượng bơm lượng rò rỉ hệ TĐTL (lúc QB = Q ), xem H -5a) Thông thường, người ta điều chỉnh tốc độ quay động thủy lực thể tích động cơ, phạm vi điều chỉnh tốc hẹp Người ta thường điều chỉnh lưu lượng bơm, tốc độ quay động đạt cao việc thay đổi UB khơng ảnh hưởng đến MĐ Trong trường hợp đồng thời điều chỉnh bơm động thủy lực, trước hết cần xác định lưu lượng cấp tối thiểu bơm ứng với tốc độ quay động đạt cao việc thay đổi UB khơng ảnh hưởng đến MĐ Trong trường hợp đồng thời điều chỉnh bơm, động thủy lực, trước hết cần xác định lưu lượng cấp tối thiểu bơm ứng với tốc độ quay tối thiểu trục động m men cực đại trục (với UĐ =1) Để tiếp tục tăng tốc độ quay động thủy lực, ta tăng dần lưu lượng bơm theo cơng suất bơm tăng theo, lưu lượng bơm đạt cực đại tiếp tục tăng tốc độ quay động nhờ việc giảm thông số điều chỉnh UĐ (xem đường đặc tính nĐ = f (U), H 4-4 b) Trong máy mỏ chủ yếu điều chỉnh thể tích làm việc máy bơm để thay đổi chế độ làm việc TĐTL c) Chúng ta trở lại xem xét đường đặc tính thực tế TĐTL với việc điều chỉnh lưu lượng bơm (H 4-5) - Giả sử khơng có tổn thất lưu lượng, tốc độ quay trục động thủy lực tỉ lẹ thuận lưu lượng bơm (đường nét đứt H 4-5 a) Nhưng thực tế có tổn thất lưu lượng, đường nĐ = f (Q) không gốc tọa độ, mà dịch phải phải đoạn Q ( đường nét liền bên phải ) - Do tổn thất áp suất chuyển động, mômen trục động MĐ khơng cố định, mà giảm dần (H.4-5b) Cịn đường đặc tính NĐ = f (nĐ) thay đổi chút độ tuyến tính Hiệu suất thể tích (lưu lượng) động thủy lực là: ll = Q ltB − Q Q =1− QltB QltB Ở đây: Q - lượng rò rỉ chất lỏng hệ thống TĐTL; QltB - lưu lượng lý thuyết máy bơm Ta biết: Q = k.p 82 (4-26) Hình.4-5 Các đường đặc tính lý thuyết thực tế TĐTL TT điều chỉnh bơm phương pháp thể tích k - Hệ số rị rỉ lưu lượng kỹ thuật, k lấy sau: - Đối với bơm, k = (0,05 - 0,5) cm5/Ns; - Đối với cấu phân loại trượt pittông, k = 0,002 - Đối với xi lanh lực, pittơng có vòng đệm, k = 0,002 Hiệu suất thủy lực tl phụ thuộc vào tổn thất cột áp hệ TĐTL, Q giảm tới tl = Hiệu suất toàn phần: c = tl ll ck Từ H.4-5 a, ta thấy vùng điều chỉnh có lợi bị giới hạn giá trị nhỏ Q, nghĩa nĐ Khi thay đổi mômen cản trục động thủy lực cơng suất NĐ thay đổi ứng với thay đổi nhỏ nĐ = f(Q) Đường đặc tính MĐ = f (nĐ) dịch chuyển song song phía trục hồnh, cịn đường NĐ = f (nĐ) tạo nên chùm đường đặc tính Khi tăng mơmen cản hiệu suất giảm nhỏ có rị rỉ chất lỏng Trong máy mỏ, TĐTL có điều chỉnh bơm dùng máy com bai Chú ý: Ta dùng phương pháp điều chỉnh thể tích TĐTLTT có chuyển động tịnh tiến, dùng bơn điều chỉnh Việc đảo chiều chuyển động pittông xylanh lực thực nhờ cấu phân phối đổi dấu hệ số điều chỉnh UB (trong hệ thống kín) Trường hợp này, vận tốc pittông là: vp = Q B − Q FP viết: 83 vp = UB qB max nB Q − FP FB (4-27) Ở FP - diện tích bề mặt làm việc pittơng lưu lượng máy bơm lớn lưu lượng rò rỉ chất lỏng Ưu điểm: phương pháp thể tích kinh tế, lưu lượng (cũng công suất) bơm luôn biến đổi phù hợp với lưu lượng động thủy lực yêu cầu (với phụ tải) Nhưng nhược điểm nó, rị rỉ chất lỏng bơm phụ thuộc vào phụ tải Vì phụ tải thay đổi, việc điều chỉnh vận tốc bị khó khăn, khơng nhạy khó xác, với hệ thống có lưu lượng nhỏ Nên phương pháp thường dùng cho hệ thống có lưu lượng làm việc lớn khơng địi hỏi điều chỉnh xác vận tốc chuyển động phận chấp hành, dùng phụ tải thay đổi 4.3.2 Phương pháp tiết lưu Bộ phận tiết lưu đặt hệ thống truyền động thủy lực để điều chỉnh hay hạn chế lưu lượng chất lỏng hệ thống bàng cách thay đổi sức cản dòng chảy Vi điều chỉnh tiết lưu ta thay đổi vận tốc động thủy lực Nếu so sánh với phương pháp thể tích trình bày thấy phương pháp thể tích, qĐ nhỏ tốc độ cấu chấp hành không Do phải giới hạn phạm vi điều chỉnh tốc độ mức tối thiểu (nĐmin/ nĐmax) Phương pháp tiết lưu khơng kinh tế, phải phần lượng để khắc phục sức cản tiết lưu tổn thất lưu lượng qua van an toàn Nhưng phương pháp có nhiều ưu điểm: kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao (nhạy xác) nên dùng nhiều hệ thống TĐTL, đặc biệt dùng hệ thống cần phải điều chỉnh nhạy xác vận tốc phận chấp hành Trong máy mỏ có cấu truyền động với xi lanh lực, người ta thường dùng phương pháp điều chỉnh tiết lưu, với rôto người ta dùng phương pháp thể tích Tóm lại phương pháp tiết lưu, người ta dùng bơm có lưu lượng khơng đổi, cịn việc điều chỉnh tốc độ nhánh động thủy lực (cơ cấu chấp hành) thực cách thay đổi lượng rò rỉ chất lỏng (Q) thơng qua tiết lưu Có hai phương pháp đặt tiết lưu với động thủy lực: - Phương pháp đặt nối tiếp - Phương pháp đặt song song 4.3.2.1 Phương pháp đặt tiết lưu nối tiếp Trong phương pháp ta đặt tiết lưu phía trước (trên đường ống đẩy bơm) phía sau động thủy lực (trên ống dẫn nhánh xả, H.4-6a) Từ sơ đồ nguyên lý H.4-6.a) ta thấy đặt tiết lưu trước động thủy lực phía trước tiết lưu nhờ van tràn khống chế nên áp suất lưu lượng ln ln khơng đổi Cịn phía sau tiết lưu áp suất phụ thuộc vào áp lực đặt lên pittông xylanh lực Khi tăng lực đặt vào pittơng áp suất tăng theo, lúc độ chênh áp hai bên tiết lưu giảm nên lưu lượng qua tiết lưu giảm theo Kết làm cho vận tốc pittông giảm Ngược lại, giảm lực đặt vào píttơng vận tốc píttơng tăng theo 84 Hình 4-6 Sơ đồ nguyên lý đường đặc tính TĐTLTT với tiết lưu đặt nối tiếp Bơm; Động thủy lực; Tiết lưu Giá trị áp suất chọn theo khả chịu tải tối đa xylanh lực, ta có: pĐ = P Đ max AĐ tl − Đ ck − Đ Trong đó: (4-28) PĐmax - áp lực lớn đặt lên pít tơng (phụ tải) AĐ - diện tích tiết diêbh pittơng động thủy lực tl-Đ, ck-Đ, - hiệu suất thủy lực khí động thủy lực Như vậy, công suất máy bơm không đổi không phụ thuộc vào phụ tải nhánh nghĩa là: NB = pB QB/ B = const (4-29) Đây nhược điểm phương pháp mắc tiết lưu nối tiếp gây lãng phí lưu lượng (do QB = const) Nếu không kể đến tổn thất lưu lượng đường dẫn thì: pĐ = pB - pT (4-30) QĐ = QB = Q (4-31) đây: pT - áp suất đặt lên tiết lưu, Q - Lượng chất lỏng va van tràn Giá trị pT xác định sau: pT = .g.aT QTm (4-32) Trong đó: - Khối lượng riêng chất lỏng làm việc; g - gia tốc trọng trường; aT, QT - tương ứng hệ số cản lưu lượng tiết lưu; m - Chỉ số mũ, phụ thuộc vào hệ số cản chế độ chuyển động chất lỏng tiết lưu (thường m = 2) Giải đồng thời biểu thức (4-30) (4-32) theo QT, ý mắc nối tiếp QĐ = QT, ta có: 85 Nhận xét: Từ cơng thức nhận thấy thay đổi số vịng quay đường kính D mơ men thay đổi đáng kể - Cơng suất: Công suất lớn truyền qua khớp nối thủy lực bằng: NMax = M. = N..g.D5.n3B (5-20) đây: N - Hệ số công suất khớp nối thủy lực, N = .M/30 (5-21) Việc xác định M, N thường dựa vào kết thực nghiệm qua đồ thị M = f(i) tài liệu tra cứu - Trong thơng số hình học ảnh hưởng đến làm việc khớp nối thủy lực số cánh dẫn Z thông số quan trọng ZB bánh bơm xác định: ZB=1,39.D0,52 (5-22) Đối với bánh tua bin số cánh dẫn ZT thường lớn nhỏ số cánh bánh bơm vài cánh đề phịng tượng va đập có chu kỳ gây rung động hệ thống 5.3.4 Đường đặc tính khớp nối thủy lực 5.3.4.1 Đường đặc tính ngồi Trên Hình 5-3 Biểu diễn quan hệ mơ men quay M, công suất NB, NT hiệu suất khớp nối thủy lực với tốc độ quay nT bánh tua bin nB = const Đường đặc tính (ĐĐT) ngồi vẽ theo thực nghiệm Từ Hình 5-3, ta thấy: - Khi nT tăng từ đến nB M giảm, NB giảm - Khi nT = NT = Trong Hình 5-3 Các ĐĐT ngoài KNTL khoảng có giá trị NT cực đại - Đường hiệu suất đường thẳng = i = nT/nB - Khi nT tiến gần đến nB, lý thuyết = Nhưng lúc N M giảm đến mức cịn đủ để thắng mơmen cản tổn thất ma sát loại TĐTĐ, nên hiệu suất khơng thể được, mà theo đường nét đứt 5.3.4.2 Đường đặc tính tổng hợp (Hình 5-4) Hình 5-4 ĐĐT tổng hợp KNTL Hình 5-5 ĐĐT quy dẫn KNTL 156 Đường đặc tính tổng hợp biểu diễn quan hệ mômen quay M KNTL với tốc độ quay bánh tua bin nT nB = const Trên ĐĐT cịn thể đường cong biểu diễn thay đổi M với giá trị (đường cong hiệu suất) 5.3.4.3 Đường đặc tính qui dẫn (Hình 5-5) ĐĐT quy dẫn biểu diễn phụ thuộc mômen quay M KNTL tương tự với khớp nối biết, theo tỉ số truyền i (hoặc hệ số trượt s) trị số D; nB = .g chọn theo tiêu chuẩn Nó dùng để so sánh chất lượng làm việc KNTL có kết cấu, kích thước khác chất lỏng làm việc khác ĐĐT quy dẫn xây dựng từ kết thực nghiệm dựa theo công thức tương tự, với đại lượng tiêu chuẩn (đơn vị quy dẫn) sau: D = m; mB = vg/ph; = N/m3 Thay giá trị vào biểu thức: MB = - Mt = M..g.D5.n2B, ta có: M = M ĐĐT M = f(i) thể Hình 5-3 Đối với KNTL có dạng kết cấu tương tự hình học làm việc với chất lỏng có độ nhớt khác nhau, ngược lại độ nhớt giống dạng kết cấu khác chúng có ĐĐT quy dẫn khác (xem Hình 5-6) Hình 5-6 ĐĐT quy dẫn KNTL Khi độ nhớt v khác Hình 5-7 Các ĐĐT KNTL mức độ chất lỏng buồng làm việc khác Các ĐĐT KNTL xây dựng theo hai trường hợp khác nhau: chất lỏng điền đầy không điền đầy buồng làm việc Về lý thuyết, ta viết: MB= MT = L = m(r.cu) (5-23) Trong đó: m - Lưu lượng khối dịng chất lỏng buồng làm việc; L - Biến thiên mômen động lượng khối chất lỏng qua BCT máy bơm tua bin; r - Khoảng cách từ tâm BCT đến vectơ tốc độ tuyệt đối dịng chảy ta xét theo đường vng góc; cu - Hình chiếu tốc độ tuyệt đối lên phương hướng vịng BCT Như mơmen quay KNTL tăng giảm phụ thuộc vào độ điền đầy chất lỏng làm việc Khi chất lỏng chiếm 90% buồng làm việc gọi chất 157 lỏng điền đầy (vì cần có khoảng trống để dầu khơng khí KNTL làm việc), cịn nhỏ gọi khơng điền đầy Phạm vi thay đổi tốc độ trục bị dẫn khoảng 98% 20% tốc độ quay trục dẫn Như tương đương với mức độ điền đầy 100% 25% Khi lượng chất lỏng chứa KNTL khác đường cong mômen quay khác nhau, chất lỏng giảm đến mức ĐĐT mơmen bị uốn gập cục khơng liên tục, hình 5-7 Vùng gạch chéo đồ thị ứng với lúc KNTL làm việc không ổn định, gây dao động đột ngột mơmen quay tốc độ góc trục bị dẫn Có tượng nói chất lỏng chứa khơng đầy KNTL chuyển động theo hai trạng thái: chuyển động theo vòng khép kín nhỏ chất lỏng chảy vào bánh bơm bán kính RB lớn và chuyển động theo vịng khép kín lớn chất lỏng vào bánh bơm bán kính nhỏ nó, xem hình 5-8 Trên hình 5-8, trình bày chuyển động chất lỏng tùy thuộc vào hệ số trượt s (do chế độ phụ tải thay đổi) Chúng chia thành bốn giai đoạn sau (a, b, c, d): a Khi hệ sớ trượt s = khơng có chuyển động tương đối chất lỏng máng dẫn BCT b Khi tăng dần tải trọng (mômen cản) lên trục bánh tuabin (s = 0,05 - 0,01), tốc độ quay giảm, gây chuyển động tương đối chất lỏng máng dẫn Do có phân bớ lại chất lỏng bánh bơm và bánh tua bin Lúc lực ly tâm tác dụng lên chất lỏng mà cịn có áp lực thủy động chất lỏng chuyển động mặt phẳng kinh tuyến theo chiều mũi tên hình Hình 5-8 Chuyển động chất lỏng KNTL giai đoạn khác c Nếu tiếp tục tăng tải trọng tức tăng s (s = 0,3 - 0,35) dịng chất lỏng có xu hướng dịch phía tuabin nhiều Lúc tạo thành vịng khép kín rỗng dịch gần tới trục khớp nối d Khi động dịng chất lỏng tăng tới mức bảo đảm cho theo bề mặt bánh tuabin (s = 0,4 - 0,45) dịng chất lỏng vào bánh bơm với bán kính nhỏ 5.3.5 Phân loại khớp nối thủy lực Ta phân loại KNTL theo sơ đồ Hình 5-9 đây: 158 Hình 5-9 Các loại khớp nối thủy lực 5.4 Biến tốc thuỷ lực 5.4.1 Đặc điểm trình làm việc biến tốc thủy lực 5.4.1.1 Đặc điểm biến tốc thuỷ lực Khác với khớp nối thủy lực Biến tốc thủy lực (BTTL) truyền trục đường tâm có kèm theo biến đổi trị số mô men quay Thơng thường biến tốc thủy lực dùng để tăng trị số mơ men quay trục bị dẫn Ngồi có tính chất tự động thay đổi vô cấp vận tốc trục bị dẫn khớp nối thủy lực Về mặt cấu tạo, bánh bơm bánh tuabin, BTTL cịn có mạng cánh dẫn tĩnh thường liền với vỏ, đóng vai trị phận phản ứng, thường gọi bánh phản ứng Về nguyên tắc truyền lực, phương trình mơmen BTTL viết theo biểu thức: 159 MB + MT + MP = (5-24) Như vậy: Biến tớc thủy lực thay đổi mômen quay và tự động thay đổi vô cấp vận tốc trục bị dẫn Ta nghiên cứu hai tính chất BTTL 5.4.1.2 Nguyên lý kết cấu biến tốc thuỷ lực Hình 5-10: Gồm: - Trục dẫn; - Bánh bơm; - Bánh phản ứng (BPU); - bánh tua bin (BTB); - Trục bị dẫn; - Vỏ biến tốc a.Tính chất biến đổi mơ men quay: Biến tốc thủy lực đơn giản gồm bánh: Một bánh bơm, bánh tua bin bánh phản ứng Có hai cách bố trí bánh buồng làm việc biến tốc thủy lực, bánh phản ứng đặt sau bánh bơm trước bánh tua bin theo chiều chuyển động chất lỏng ngược lại + Trường hợp bánh phản ứng đặt sau bánh bơm trước bánh tua bin Ta có sơ đồ sau: Hình 5-10 Sơ đồ bớ trí BPU và chuyển động dịng chất lỏng BCT biến tốc thuỷ lực Xét tác dụng dòng chất lỏng lên cánh dẫn bánh từ phải sang trái Chất lỏng vào bánh bơm với vận tốc tương đối “W” Khi bánh bơm quay động cơ, chất lỏng tác dụng lực ly tâm bánh bơm với vận tốc tăng dần Dòng chất lỏng với vận tốc tuyệt đối CB vào bánh phản ứng, bánh giữ cố định nên dịng chất lỏng khơng trao đổi lượng với nó, nghĩa bánh có biển đổi áp thành động Khi qua bánh phản ứng, nhờ có thu hẹp mặt cắt máng dẫn nên vận tốc dòng chảy tăng lên Mặt khác, nhờ có biến dạng cách dẫn thích hợp mà hướng chuyển động dòng chất lỏng thay đổi phù hợp với lối vào bánh tua bin với góc 2 Do cp>cB 2 > 1 nên mơ men quay trục bánh tua bin lớn so với trục bánh bơm Nếu khơng có bánh phản ứng dịng chất lỏng vào bánh tua bin với góc 1(< 2) với vận tốc cB khỏi bánh bơm Lúc mô men quay bánh bơm trường hợp làm việc khớp nối thủy lực + Trường hợp bánh phản ứng đặt sau bánh tua bin trước bánh bơm Vì bánh bơm bánh tua bin khơng có bánh phản ứng động dòng chất 160 lỏng khỏi bánh bơm vào bánh tua bin không thay đổi đó: MB = MT (5-25) Hình 5-11 Sơ đồ đặt BPU sau BTB, trước bánh bơm và hình ảnh phận BTTL Xét biến dạng cánh dẫn bánh tua bin hình vẽ ta thấy: Khi qua bánh tua bin, dòng chất lỏng thay đổi chiều chuyển động ngược chiều quay bánh bơm Bởi phía sau bánh tua bin khơng có bánh phản ứng dịng chất lỏng khỏi bánh tua bin với vận tốc định cản trở chuyển động quay bánh bơm Do làm tăng phụ tải cho động Nếu đặt sau bánh tua bin bánh phản ứng mà cánh dẫn có chiều cong ngược với chiều cong cánh dẫn tua bin dịng chất lỏng khỏi bánh phản ứng hướng theo chiều quay bánh bơm Ngoài ra, vận tốc dịng chất lỏng tăng Như dịng chất lỏng khỏi bánh phản ứng để vào bánh bơm trường hợp giảm phụ tải cho đông dẫn động Ví dụ trục bánh tua bin có mơ men quay MT = 250 Nm dịng chất lỏng khỏi bánh phản ứng đảm bảo tác dụng lên bánh bơm mô men quay MT = 150 Nm dòng chất lỏng khỏi bánh phản ứng đảm bảo tác dụng lên bánh bơm mô men quay cịn thiếu 100 Nm Vậy ta thấy mơ men quay bánh tua bin tăng mô men quay động cung cấp cho bánh bơm 2,5 lần b Tính chất tự động điều chỉnh chế độ làm việc biến tốc thủy lực Biến tốc thủy lực có tính chất tự động điều chỉnh mơ men tốc độ bánh tua bin theo thay đổi mô men cản trục bị dẫn Khi biến tốc làm việc ổn định, mô men tác dụng lên bánh tua bin luôn mô men cản tác dụng lên bánh Nếu mơ men cản tăng, lớn mô men tác dụng lên bánh tua bin bánh quay chậm lại Khi mơ men quay bánh tua bin tự động tăng lên cân với mô men cản khớp nối thủy lực Mô men quay bánh tua bin tăng số vịng quay bánh giảm hai ngun nhân sau: - Lưu lượng chất lỏng tuần hồn qua bánh cơng tác tăng (do số vòng quay bánh tua bin giảm lực ly tâm tác dụng lên chất lỏng hướng ngược chiều vời dịng chảy bánh giảm, làm cho chất lỏng từ bánh bơm bánh phản ứng chảy vào bánh tua bin nhiều hơn) 161 - Góc hợp phương vận tốc tuyệt đối dòng chảy lối vào lối bánh tua bin tăng làm cho áp lực chất lỏng cánh dẫn tăng Nếu tải trọng bên giảm vịng quay bánh tua bin tăng lên bánh bơm khơng thay đổi Điều thực cách thiết kế biến dạng cánh dẫn bánh cơng tác cách bố trí bánh cơng tác cho thích hợp Mơ men quay Mp bánh phản ứng là: Mp = MT = MB Mô men thay đổi tải trọng bên thay đổi Tương tự mô men quay bánh tua bin khác mô men thay đổi dấu, nghĩa hướng tác dụng MP thay đổi Khi hướng tác dụng MP trùng với hướng tác dụng MB MP > ngược lại MP < 5.4.2 Một số cơng thức tính tốn thơng số biến tốc thủy lực - Cơng thức tính mô men: MB = MB D5 n 2B (5-26) MT = MT D n T (5-27) Trong đó: MB: MT: hệ số mơ men bánh bơm bánh tua bin, chúng phụ thuộc vào tỷ số truyền i D - đường kính lớn biến tốc thủy lực MB; MT : mô men bánh bơm bánh tua bin nB, nT: vận tốc bánh bơm bánh tua bin - Hệ số biến tốc K (hệ số biến đổi mô men): Đặc trưng cho khả biến đổi mô men quay biến tốc thủy lực từ trục dẫn sang trục bị dẫn chế độ làm việc M biến tốc thủy lực K = T = MT (5-28) M B MB - Tỷ số truyền i: Đặc trưng cho khả biến đổi vận tốc quay trục bị dẫn so với trục dẫn biến tốc thủy lực: i= nT nB (5-29) - Hiệu suất biến tốc thủy lực : = NT M T nt = = K i N B M B nB (5-30) Nhận thấy hiệu suất phụ thuộc vào hệ số biến tốc K tỷ số truyền i biến tốc thủy lực Như vậy, điều kiện làm việc biến tốc thủy lực đặc trưng bất đẳng thức mơ men, số vịng quay công suất trục dẫn bị dẫn: MB > MT MB < MT (thường MB < MT; tức K >1) nB > nT; NB > NT Đối với biến tốc thủy lực thông dụng max = 0,85 0,90 loại đơn giản (có ba bánh) với i = 0,5 0,8 thì: K= 0,88 1,75 1,1 0.5 0,8 162 Trong thực tế sử dụng biến tốc thủy lực, hệ số biến tốc đạt tới trị số K lớn bánh tua tin ngừng quay, tức i = , K0 = 2,0 6,0 5.4.3 Phân loại biến tốc thủy lực Do yêu cầu làm việc với nhiều máy khác nên biến tốc thủy lực có nhiều loại khác tên gọi, kết cấu tính chất làm việc Thường biến tốc thủy lực phân theo cách sau: - Theo thứ tự bố trị bánh buồng làm việc biến tốc - Theo loại bánh tua bin - Theo số cấp bánh tua bin: cấp, cấp cấp - Tính theo tính chất làm việc bánh phản ứng: + Biến tốc thủy lực bánh phản ứng luôn cố định: Loại dùng + Biến tốc thủy lực hỗn hợp: Bánh phản ứng quay được, loại làm nhiệm vụ biến tốc thủy lực khớp nối thủy lực Dựa theo nguyên lý bánh phản ứng quay người ta chế tạo hàng loạt truyền động thủy lực hỗn hợp truyền động thủy Truyền động thủy lực hỗn hợp chế tạo sở biến tốc thủy lực có ba bánh (hình 5-12a) Loại bánh phản ứng khơng lắp cố định với vỏ biến tốc mà nối với khớp chiều 4, khớp cho phép bánh phản ứng quay theo chiều bánh công tác, khơng thể quay ngược lại Trên (hình 5-12b) trình bày đường đặc tính truyền động a, b, Hình 5-12 Biến tớc thuỷ lực bánh cơng tác Vì tổng đại số mơ men bánh M = nên ta có: * Ở điểm A ứng với i = iM M B = M T MP = * Ở bên trái điểm A (i < iM) M B M T nên MP < hướng theo chiều ngược với chiều quay bánh bơm tua bin Trong khu vực bánh phản ứng giữ cố định (do kết cấu khớp nối chiều không cho phép quay) truyền động thủy lực làm việc theo chế độ biến tốc thủy lực * Ở bên phải điểm A (i > iM), MP > 0, bánh phản ứng quay chiều theo chiều quay bánh công tác Khi quay tự do, bánh phản ứng bị dòng chất lỏng quấn theo gây sức cản nhỏ không đáng kể (do ma sát khớp chiều) Do coi M P M B = M T Như khu vực truyền động thủy lực làm việc khớp nối thủy lực Do truyền động thủy lực hỗn hợp mở rộng khu vực tỷ số truyền có hiệu suất cao - Theo tính chất kết hợp với loại truyền động khác 163 Ta có truyền động liên hợp điện thủy; thủy - Truyền động liên hợp thủy gồm có truyền động thủy lực hỗn hợp kết hợp với biến tốc khí CÂU HỎI CHƯƠNG Khái niệm truyền động thuỷ động? Nêu thơng số hệ thống truyền động thuỷ động? Sơ lược cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm phạm vi sử dụng khớp nối thuỷ lực? Sơ lược cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm phạm vi sử dụng biến tốc thuỷ lực? Cách tính tốn số thông số khớp nối thuỷ lực biến tốc thuỷ lực? TÀI LIỆU HỌC TẬP VÀ THAM KHẢO [1] Vũ Văn Tảo, Nguyễn Cảnh Cầm, Thuỷ lực NXB KH - 1978 [2] Nguyễn Đức Sướng, Truyền động thuỷ lực và khí nén Đại học mỏ - Địa chất, Hà Nội -1998 [3] Doãn Văn Thanh, Truyền động thuỷ lực Trường Cao đẳng kỹ thuật mỏ Quảng Ninh - 2001 [4] Vũ Nam Ngạn, Truyền động thuỷ lực và khí nén Đại học mỏ - Địa chất, Hà Nội - 2007 [5] Nguyễn Đức Sướng, Vũ Nam Ngạn, Máy thuỷ khí Đại học mỏ - Địa chất, Hà Nội - 2004 [6] Đinh Ngọc Ái Nnk, Thuỷ lực và máy thuỷ lực NXB ĐH THCN, Hà Nội - 1972 [7] Hồng Thị Bích Ngọc, Máy thuỷ lực thể tích Hà Nội - 1998 [8] Lê Quý Chiến, Thuỷ lực Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh - 2008 [9] Nguyễn Ngọc Nghìn, Bùi Thanh Nhu, Lê Quý Chiến, Truyền động dầu ép và khí nén Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh - 2010 [10] Lê Quý Chiến, Bùi Thanh Nhu, Thuỷ lực và máy thuỷ lực Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh - 2011 164 PHỤ LỤC BẢNG : CÁC ĐƠN VỊ THƯỜNG DÙNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC Đại lượng Đơn vị MKS Đơn vị SL Chuyển đổi Chiều dài m m Thời gian s s Khối lượng kGs2/m kg Lực kG N 1kG = 9,81N p suất, mô đun đàn hồi Công Công st HƯ sè nhít HƯ sè nhít ®éng häc kG/m2 Pa = N/m2 1kG/m2 = 9,81Pa kG.m kGm/s kG.s/m2 cm2/s J = Nm W = Nm/s P( poad¬ ) cm2/s 1kGm = 9,81J 1kGm/s = 9,81W BẢNG 2: HỆ SỐ NHỚT CỦA MỘT SỐ CHẤT LỎNG (ở nhiệt độ 200C) Tên chất lỏng Hệ số nhớt ( ), P( Poadơ ) Xăng 0,0065 Nước 0,0101 Dầu hoả 0,0250 Dầu mỏ nhẹ 0,25 Dầu mỏ nặng 0,4 Dầu nhờn 1,72 Glixerin 8,703 BẢNG 3: HỆ SỐ NHỚT ĐỘNG HỌC CỦA NƯỚC PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ t,0C , em2/s t0 , C , em2/s 0,0178 20 0,0101 0,0152 30 0,0081 10 0,0131 40 0,0066 12 0,0124 50 0,0055 15 0.0114 60 0,0043 165 BẢNG : HỆ SỐ ĐẶC TRƯNG LƯU LƯỢNG Ống bình thường Ống gang Ống thép d (mm) x 10 (dm2) K (l/s) K2/1000 1000 r K (l/s) K2/1000 1000 r K (l/s) K2/1000 1000 r 50 75 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1,963 4,418 7,854 12,272 17,671 31,416 49,087 70,686 96,212 125,664 159,043 196,350 282,743 384,845 502,655 636,171 785,398 950,334 1130,976 1327,326 1539,384 8,313 24,77 53,61 97,39 158,4 340,8 616,4 999,3 1503 2140 2920 3857 6239 9362 13301 18129 23911 30709 38601 47604 57807 0,0691 0,5136 2,874 9,485 25,091 116,15 379,9 998,6 2259 4580 8526 14876 38925 87647 176917 328661 571736 943043 1490037 2266140 3341649 14,472 1,6297 0,34795 0,10543 0,03985 0,00861 0,00263 0,00100 0,443.10-3 0,218.10-3 0,117.10-3 0,672.10-4 0,257.10-4 0,114.10-4 0,565.10-4 0,304.10-5 0,175.10-5 0,106.10-5 0,671.10-6 0,441.10-6 0,299.10-6 9,947 29,27 62,85 113,5 183,9 393,0 707,6 1143 1715 2435 3316 4374 7053 10560 14973 20373 26832 34416 43211 53232 64581 0,0980 0,8567 3,950 12,882 33,819 154,45 500,70 1306 2941 5929 10996 19132 49745 111514 224191 415059 719956 1184461 1867191 2833646 4170705 10,111 1,1672 0,25316 0,07763 0,02957 0,00647 0,00200 0,766.10-3 0,340.10-3 0,169.10-3 0,909.10-4 0,523.10-4 0,201.10-4 0,897.10-5 0,445.10-5 0,241.10-5 0,139.10-5 0,844.10-6 0,536.10-6 0,353.10-6 0,240.10-6 10,10 29,70 63,73 115,1 186,3 398,0 716,3 1157 1735 2463 3354 4423 7131 10674 15132 20587 27111 34769 43650 53769 65226 0,1020 0,8821 4,061 13,248 34,708 158,40 513,09 1339 3007 6066 11249 19563 50851 113934 228977 423825 735006 1208883 1905323 2891105 4254431 9,804 1,1337 0,24624 0,07548 0,02881 0,00631 0,00195 0,747.10-3 0,333.10-3 0,165.10-6 0,889.10-4 0,511.10-4 0,197.10-4 0,878.10-5 0,437.10-5 0,236.10-5 0,136.10-5 0,827.10-6 0,525.10-6 0,346.10-6 0,235.10-6 BẢNG 5: HỆ SỐ ĐẶC TRƯNG LƯU LƯỢNG Hệ số C tính theo cơng thức: C = d (mm) (m2) 50 75 100 125 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500 600 700 750 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0,00196 0,00442 0,00785 0,01227 0,01767 0,02405 0,03142 0,03976 0,04909 0,07068 0,09621 0,12566 0,15904 0,19635 0,28274 0,38485 0,44179 0,50266 0,63617 0,78510 1,13090 1,53940 2,01060 2,54470 3,14160 1/ R n Ống Co = 1/n = 90 (n = 0,011) K (l/s) Ống thường Co = 1/n = 80 (n = 0,0125) Ống bẩn Co = 1/n = 70 (n = 0,0143) 96,24.10-1 28,37 61,11 110,80 180,20 271,80 388,00 531,20 703,50 11,44.102 17,26.102 24,64.102 33,73.102 44,67.102 72,64.102 10,96.103 13,17.103 15,64.103 21,42.103 28,36.103 46,12.103 69,57.103 99,33.103 136,00.103 180,10.103 84,60.10-1 24,94 53,72 97,40 158,40 238,90 341,10 467,00 616,40 10,06.102 15,17.102 21,66.102 29,65.102 39,27.102 63,86.102 96,32.102 11,58.103 13,75.103 13,83.103 24,93.103 40,55.103 61,16.103 87,32.103 119,50.103 158,30.103 74,03.10-1 21,83 47,01 85,23 138,60 209,00 298,50 408,60 541,20 880,00 13,27.102 18,95.102 25,94.102 34,36.102 55,87.102 84,28.102 10,13.103 12,03.103 16,47.103 21,82.103 35,48.103 53,52.103 76,41.103 104,60.103 138,50.103 166 BẢNG 6: ĐỘ NHÁM TRUNG BÌNH CỦA MỘT SỐ LOẠI ỐNG Đặc tính mặt ống Số thứ tự ,mm I Ống nguyên khai Ống đồng thau, đồng, kẽm 0,015 - 0,010 Ống thÐp nèi 0,020 - 0,10 èng thÐp ®ang sư dơng 1,2 - 1,5 II Ống thép hàn nguyên khối Ống Ống tr¸ng bitum ~ 0,05 èng ®· sư dơng ~ 0,10 Ống tình trạng xấu, chỗ nối khơng phủ 5,0 0,01 - 0,1 III Ống gang Ống míi 0,25 - 1,0 èng tr¸ng bitum 0,10 - 0,15 10 Ống tráng atsphan 0,12 - 0,30 11 Ống sử dụng 12 Ống ®· sư dơng bị rỉ 1,40 1,0 - 1,5 IV ống bê tông xi măng 13 ng bờ tụng cú mt tt 14 ng bê tông điều kiện trung bình 15 ống bê tông có mặt nhắm 16 ng xi mng mới, chịu nóng 17 Ống bê tơng chịu nóng sử dụng 0,10 - 0,80 3,0 - 4,0 V Ống gỗ thủy tinh 18 Ống gỗ bào kỹ 19 Ống gỗ bào tương đối 2,5 167 0,05 - 1,10 ~ 0,50 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ THUỶ LỰC Chương THUỶ TĨNH HỌC 1.1 Khái niệm chất lỏng 1.1.1 Định nghĩa “Thuỷ lực” 1.1.2 Khoa học thủy lực Việt Nam 1.1.3 Tính chất vật lý chất lỏng 1.1.4 Khái niệm chất lỏng 11 1.1.5 Lực tác dụng lên chất lỏng 12 1.2.1 Định nghĩa 14 1.2.2 Hai tính chất áp suất thuỷ tĩnh 14 1.2.3 Phân loại áp suất 15 1.3 Phương trình vi phân chất lỏng cân 15 1.3.1 Hệ phương trình vi phân cân thủy tĩnh Ơ le 15 1.3.2 Phương trình vi phân cân thuỷ tĩnh 17 1.3.3 Phương trình vi phân mặt đẳng áp 17 1.4 Định luật Pascal ứng dụng 19 1.4.1 Định luật Pascal 19 1.4.1 Định luật Pascal ứng dụng vào máy ép thuỷ lực 20 1.4.3 Sự cân chất lỏng trạng thái tĩnh tương đối 21 1.5 Áp lực chất lỏng lên thành phẳng thành cong 22 1.5.1 Áp lực chất lỏng lên thành phẳng có hình dạng 22 1.5.2 Áp lực chất lỏng tác dụng lên thành cong 24 1.6 Định luật Acsimét 26 Chương 34 THUỶ ĐỘNG LỰC HỌC 34 2.1 Một số định nghĩa đặc trưng chuyển động chất lỏng: 34 2.1.1 Khái niệm chung 34 2.1.2 Phân loại chuyển động chất lỏng 34 2.1.3 Đường dòng, dòng nguyên tố, dòng chảy 35 2.1.4 Các yếu tố thuỷ lực dòng chảy 36 2.1.5 Phương trình dịng chảy ổn định 38 2.2 Phương trình Becnuli ứng dụng 39 2.2.1 Phương trình Becnuli chất lỏng lý tưởng 39 2.2.2 Phương trình Becnuli dịng ngun tố, chất lỏng thực, chuyển động ổn định 39 2.2.3 Ý nghĩa lượng phương trình Becnuli 39 2.2.4 Phương trình Becnuli tồn dịng chảy (đều, biến đổi dần) chất lỏng thực 40 2.3 Tổn thất lượng dòng chảy 41 2.3.1 Định nghĩa - phân loại tổn thất lượng 41 168 2.3.2 Cơng thức chung để tính tổn thất thuỷ lực 42 2.3.3 Phương trình dịng chảy 43 2.3.4 Hai trạng thái chuyển động chất lỏng 44 2.4 Tính tốn thuỷ lực cho dịng chảy đường ống 46 2.4.1 Khái niệm chung phân loại 46 2.4.2 Tính tốn thủy lực cho đường ống đơn giản phức tạp 47 2.4.3 Tính tốn thuỷ lực hệ thống đường ống 51 PHẦN - TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC 66 Chương 66 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC 66 3.1 Khái niệm truyền động thuỷ lực 66 3.1.1 Khái niệm truyền động thuỷ lực 66 3.1.2 Sơ đồ cấu trúc hệ thống truyền động thuỷ lực 67 3.2 Các thơng số hệ thống truyền động thuỷ lực 68 3.3 Chất lỏng truyền dẫn áp lực 69 3.3.1 Chất lỏng truyền dẫn áp lực hệ thống TĐTL 69 3.3.2 Những tính chất dầu thủy lực 69 3.3.3 Khí dầu thủy lực 71 3.3.5 Bảo quản giữ dầu thủy lực 72 3.4 Hệ tuần hoàn chất lỏng làm việc truyền động thuỷ lực 73 3.4.1 Hệ tuần hoàn hở 73 3.4.2 Hệ tuần hồn kín 74 Chương 76 TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH 76 4.1 Khái niệm chung 76 4.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ truyền động thuỷ tĩnh (TĐTLTT) 78 4.2.1 Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến 78 4.2.2 Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay 79 4.3 Các phương pháp điều chỉnh chế độ làm việc hệ thống TĐTLTT 81 4.3.1 Phương pháp thể tích 81 4.3.2 Phương pháp tiết lưu 84 4.4 Các phần tử chủ yếu hệ thống truyền động thuỷ lực 89 4.4.1 Cơ cấu phân phối 89 4.4.2 Cơ cấu tiết lưu (Bộ phận điều tiết lưu lượng) 91 4.4.3 Các loại van 95 4.5 Máy bơm tạo dòng áp lực 102 4.5.1 Máy bơm bánh 102 4.5.2 Máy bơm trục vít 105 4.5.3 Máy bơm cánh gạt 108 4.5.4 Bơm píttơng 111 4.5.5 Bơm rơto piston hướng kính 114 4.5.6 Kết cấu chung nguyên lý làm việc bơm rôto piston hướng trục 115 169 4.5.7 Kết cấu nguyên lý làm việc bơm piston rôto hướng trục ZB125 116 4.6 Mô tơ thủy lực (xi lanh lực động thuỷ lực) 117 4.6.1 Xi lanh lực 117 4.6.2 Bơm động pít tơng rơ to hướng trục 119 4.7 Tổn thất áp suất ống dẫn 122 4.7.1 Tổn thất áp suất ống dẫn thẳng 122 4.7.2 Tổn thất áp suất đoạn ống cong, ống rẽ nhánh, ống mở rộng thu hẹp 124 4.7.3 Tổn thất miệng chắn thu hẹp, ngắn 125 4.7.4 Tổn thất qua van 125 4.7.5.Tổn thất áp suất sử dụng chất lỏng làm việc khác 126 4.7.6 Tổn thất áp suất cho trường hợp lắp song song nối tiếp van 126 4.7.7 Hiệu suất hệ thống ống dẫn điều khiển 126 4.8 Một số sơ đồ truyền động thuỷ lực thể tích ứng dụng máy công nghiệp 127 4.8.1 Hệ thống truyền động thuỷ lực máy khấu than MG200-W1 127 4.8.2 Sơ đồ truyền động thủy lực máy khấu than 2K-52 130 4.8.3 Sơ đồ truyền động thủy lực loại 404 131 4.8.4 Sơ đồ truyền động thủy lực máy khấu than K-52M 132 4.8.5 Sơ đồ truyền động thủy lực loại 405 133 4.8.6 Sơ đồ truyền động thủy lực máy khấu than 1III 68 134 4.8.7 Sơ đồ hệ thống TĐTLTT máy khoan xoay cần 135 4.8.8 Sơ đồ hệ thống truyền động thuỷ lực máy khoan Tamrock Pantera 1100 136 Chương 151 TRUYỀN ĐỘNG THUỶ ĐỘNG 151 5.1 Khái niệm phân loại 151 5.2 Các thông số truyền động thuỷ động 151 5.2.1 Các thông số 151 5.2.2 Các phương trình truyền động thủy động 151 5.3 Khớp nối thuỷ lực 152 5.3.1 Sơ đồ nguyên lý khớp nối thủy lực 153 5.3.2 Nguyên lý cấu tạo khớp nối thuỷ lực 153 5.3.3 Đặc điểm trình làm việc khớp nối thủy lực 154 5.3.4 Đường đặc tính khớp nối thủy lực 156 5.4 Biến tốc thuỷ lực 159 5.4.1 Đặc điểm trình làm việc biến tốc thủy lực 159 5.4.2 Một số cơng thức tính tốn thơng số biến tốc thủy lực 162 5.4.3 Phân loại biến tốc thủy lực 163 TÀI LIỆU HỌC TẬP VÀ THAM KHẢO 164 MỤC LỤC…………………………………………………………………… ………………168 170
Ngày đăng: 10/10/2023, 18:32
Xem thêm:
