Nghiên ứu đặc tính của hệ thống thuỷ lực afh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -***** NHÃ TƯỜNG LINH NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CỦA HỆ THỐNG THUỶ LỰC AFH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGÔ SỸ LỘC HÀ NỘI 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205043691000000 Luận văn thạc sĩ khoa học Đại Học Bách Khoa Hà Nội LI CAM OAN Tụi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực lý thuyết thực nghiệm chứng minh Tác giả luận văn Nhã Tường Linh Máy tự động thuỷ khí 2006-2008 Luận văn thạc sĩ khoa học Đại Học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG THUỶ LỰC CÔNG NGHIỆP 12 1.1 Lịch sử hình thành 12 1.2 Hệ thống thuỷ lực truyền thống 14 1.2.1 Hệ thống thuỷ lực hở 15 1.2.2 Hệ thống thuỷ lực kín 16 1.2.3 Ưu nhược điểm hệ thống thuỷ lực 17 1.3 Sự phát triển hệ thống thuỷ lực truyền thống 20 1.4 Hệ thống thuỷ lực AFH 24 1.4.1 Các nghiên cứu trước AFH 24 1.4.2 Kết thu 26 1.5 Cấu trúc hệ thống AFH 28 1.5.1 Máy phát dao động 28 1.5.2 Bộ truyền T 31 1.5.3 Bình tích thuỷ lực CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CỦA HỆ THỐNG AFH 35 37 2.1 Hướng nghiên cứu lý thuyết 37 2.2 Hệ thống thuỷ lực AFH pha 38 Máy tự động thuỷ khí 2006-2008 Luận văn thạc sĩ khoa học Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2.2.1 Mô tả hoạt động 38 2.2.2 Truyền áp suất vận tốc 39 2.2.3 Truyền lượng công suất 42 2.3 Kết cấu hệ thống AFH ba pha 46 2.3.1 Ngun lý 47 2.3.2 Tính tốn đặc tính tĩnh cho hệ thống 48 2.4 Kết hợp AFH với hệ thống thuỷ lực truyền thống 2.4.1 Bộ truyền AFH chuyển động tịnh tiến 52 52 2.4.1.1 Sơ đồ nguyên lý 52 2.4.1.2 Mô tả làm việc 53 2.4.1.3 Đánh giá đặc tính 55 2.4.2 Bộ truyền AFH chuyển động quay 59 2.4.2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 59 2.4.2.2 Khảo sát chuyển động 60 2.4.2.3 Phân tích chuyển động truyền AFH 62 CHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG 70 3.1 Định hướng nghiên cứu lý thuyết hệ thống AFH 70 3.2 Định hướng nghiên cứu thực nghiệm 74 3.2.1 Thực nghiệm với pha đơn 74 3.2.2 Thực nghiệm với hệ thống ba pha 76 3.3 Tiềm ứng dụng hệ thống AFH 77 KẾT MỘTLUẬN SỐ KIẾN NGHỊ 80 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 83 84 Máy tự động thuỷ khí 2006-2008 Luận văn thạc sĩ khoa học Đại Học Bách Khoa Hà Nội Danh mục ký hiệu viết tắt Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa AFH Dòng thuỷ lực xoay chiều α m/s ω Rad/s θ, φ rad Vận tốc âm đoạn ống Tần số góc dao động Góc quay đĩa lêch tâm hệ số ma sát nhớt β A Cm2 Diện tích bề mặt piston r cm Bán kính đĩa k Kg/cm.s2 J Nms m kg Mô đun đàn hồi dầu Mô men quán tính khối lượng khối lượng Hiệu suất η P DaN/cm2 Áp suất chất lỏng Q Lít/phút Lưu lượng dịng chất lỏng F DaN Lực g m/s2 Gia tốc trọng trường ρ Ns2 /m4 L cm Chiều dài đường ống ν Cst Độ nhớt động học Tỷ trọng chất lỏng cv Hệ số lực cản ∆p t daN/cm s δ rad V Độ chênh áp suất thời gian Gúc quay ng b ng nng Máy tự động thuỷ khí 2006-2008 Luận văn thạc sĩ khoa học x,y P0 cm daN/cm2 f u Toạ độ hệ toạ độ Oxy Áp suất ban đầu đường ống Độ mở van Cm/s vận tốc dịch chuyển piston s Toán tử Laplace Zc Trở kháng thuỷ lực T Đại Học Bách Khoa Hà Nội s Chu k chuyn ng Máy tự động thuỷ khí 2006-2008 Luận văn thạc sĩ khoa học Đại Học Bách Khoa Hµ Néi Danh mục bảng biểu Trang Phụ lục Đặc tính dao động phần tử ma trận {G} 83 Phụ lục Đặc tính trở kháng thuỷ lực 84 Phụ lục Hiệu suất truyền AFH 85 Máy tự động thuỷ khí 2006-2008 Luận văn thạc sĩ khoa học Đại Học Bách Khoa Hµ Néi Danh mục hình vẽ đồ thị Trang Hình 1.1 Sơ đồ chuyển đổi lượng Điện- Cơ- Thuỷ Lực 15 Hình 1.2 Sơ đồ thuỷ lực mạch hở 17 Hình 1.3 Sơ đồ thuỷ lực kín 18 Hình 1.4 Hệ thống trợ lực tay lái dùng van tỷ lệ 22 Hình 1.5 Mơ hình mạch thuỷ khí cho máy dập tự động 23 Hình 1.6 Cấu trúc AFH 29 Hình 1.7 Hệ thống truyền động AFH đơn giản 30 Hình 1.8 Đặc tính lưu lượng – áp suất máy phát 31 Hình 1.9 Kết cấu máy phát dao động pha 32 Hình 1.10 Kết cấu truyền dao động thuỷ lực 34 Hình 2.1 Sơ đồ AFH pha 40 Hình 2.2 Cấu trúc truyền AFH ba pha 47 Hình 2.3 Ký hiệu truyền AFH ba pha 48 Hình 2.4 Sơ đồ tính tốn hệ AFH 49 Hình 2.5 Sơ đồ tính mơmen pha AFH tác dụng lên đĩa 51 Hình 2.6 Kết hợp AFH với mạch thuỷ lực truyền thống 53 Hình 2.7 Đặc tính tổn thất van chiều 56 Hình 2.8 Đặc tính lưu lượng – áp suất đầu pha 57 Hình 2.9 Đặc tính hiệu suất truyền AFH 59 Hình 2.10 Nguyên lý truyền AFH hệ thống thuỷ lực 60 Hình 2.11 Hình 2.12 Mơ hình truyền động AFH Vùng ổn định góc pha đồng 62 68 Hình 2.13 Trạng thái ổn định không ổn định hệ thống 68 Hình 2.14 Đặc tính mơmen tải trọng pha 68 Máy tự động thuỷ khí 2006-2008 Luận văn thạc sĩ khoa học Đại Học Bách Khoa Hà Néi Hình 2.15 Đặc tính mơmen thuỷ lực pha 70 Hình 3.1 Mơ hình thực nghiệm cho pha đơn AFH 76 Hình 2.2.17 Mơ hình máy sng qung Máy tự động thuỷ khí 2006-2008 79 10 Luận văn thạc sĩ khoa học Đại Học Bách Khoa Hµ Néi MỞ ĐẦU Trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật (KHKT) việc nghiên cứu đưa phương pháp có ưu điểm vượt trội so với phương pháp cố điển cần thiết Điều tạo cách mạng KHKT, góp phần vào phát triển tiến xã hội Với đời ngành thuỷ lực đặc biệt việc truyền lượng thuỷ lực tạo cách mạng khoa học kỹ thuật thực Cho đến lượng thuỷ lực có vị trí quan trọng hầu hết tất ngành công nghiệp, nông nghiệp, mơi trường … Với tính chất quan trọng nó, thiết bị thuỷ lực máy thuỷ lực đại đời Các loại bơm thuỷ lực thiết bị cung cấp lượng đa dạng, loại van phân phối cải tiến, kỹ thuật tỷ lệ điều khiển servo xuất làm cho ngành thuỷ lực máy thuỷ lực phát triển mạnh mẽ Các hệ thống truyền động lượng thuỷ lực xuất ứng dụng rộng rãi Từ hệ thống thuỷ lực đơn giản đến phức tạp thay cách tích cực cho hệ thống truyền động khí thể ưu điểm vượt trội mặt truyền cơng suất Nó đáp ứng hầu hết u cầu cơng suất, độ an tồn khả tự động hoá Tuy nhiên với hệ thống thuỷ lực chủ yếu kết hợp thiết bị thuỷ lực truyền thống, để tạo hệ thống truyền dẫn công suất thuỷ lực đến cấu chấp hành Công suất truyền dạng vật chất dịng chất lỏng Các hệ thống truyền động thuỷ lực gọi hệ thống thuỷ lực truyền thống (DFH) Mặc dù hệ thống DFH có nhiều ưu điểm vượt trội so với hệ thống truyền lượng khác có cơng suất tương đương Tuy nhiên thân hệ thống DFH chưa đáp ứng tốt số yêu cầu đặc biệt công nghiệp cụ thể lĩnh vực hàng không vũ trụ Vẫn chưa khắc phục tốt rị rỉ nóng lên mơi trường truyền cơng suất dầu Vì để to Máy tự động thuỷ khí 2006-2008