Giới thiệu:Máy ép thủy lực là một loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực để tạo ra lực nén.. Cấu tạo chung:Máy dập/ép thủy lực mà chúng ta thường thấy có kích thước rất lớn với nhiều thành
TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP THỦY LỰC
Tổng quan
Máy ép thủy lực là một loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực để tạo ra lực nén Hoạt động của nó tương đương với một đòn bẩy cơ học Máy ép thủy lực còn có tên gọi khác là máy ép Bramah theo tên nhà phát minh ra nó, Joseph Bramah (được cấp bằng sáng chế năm 1795).
Hình 1.1 Máy ép thủy lực 4 trụ ép hãng Rotec Việt Nam
Nguyên lý làm việc dựa trên Định luật Pascal.
Máy dập/ép thủy lực mà chúng ta thường thấy có kích thước rất lớn với nhiều thành phần, chi tiết và linh kiện như: Xi lanh chủ động, xi lanh bị động, đầu ép, thân ép, kệ giữ bàn làm việc, bàn làm việc, ghim giữ bàn làm việc, cột, khớp cút nối…
Có thể chia thành 3 phần chính:
Hệ thống thủy lực: Bao gồm 2 xi lanh thủy lực có kích thước khác nhau.
Phần khung máy: Là một nền tảng/bệ vững chắc để máy vận hành ổn định.
Hệ thống điều khiển: Những thiết bị đóng vai trò điều khiển máy hoạt động sao cho hiệu quả.
- Lực ép (Nominal force/Capacity): Lực ép của máy ép thủy lực là lực ép tối đa mà máy có thể đạt được ở áp suất an toàn Lực ép được tính theo công thức:
F (tấn) = Diện tích của lòng xilanh (mm) * áp suất (atm)/100000.
- Lực đẩy đầu đùn (Ejector force/Knockout force): đầu đùn được trang bị cho một số loại máy để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi ép Khi đó, ta cũng xét đến hành trình của đầu đùn (Ejector stroke/Knockout stroke).
- Áp suất (Maximum pressure of use): Áp suất này là áp suất tối đa mà máy có thể đạt được mà thiết bị thủy lực vẫn sử dụng an toàn và bình thường Khi nói lực ép bao nhiêu tấn thì cần phải biết lực ép tối đa đó đạt được ở áp suất bao nhiêu Với các máy đạt lực ép lớn mà áp suất càng nhỏ thì giá trị máy càng lớn Nên ở cùng một lực ép thì giá máy ép thủy lực vẫn có giá trị khác nhau.
- Hành trình xilanh (Cylinder/Slide stroke): Hành trình xilanh là chiều dài ty xilanh đẩy ra được hay là chiều dài ty xilanh đẩy ra tối đa trừ đi chiều dài ty xilanh lúc thụt về ngắn nhất.
- Hành trình máy (Max opening height): là khoảng cách từ bàn máy đến đầu ty xilanh khi đầu ty xilanh thụt về hết hành trình xilanh.
- Kích thước bàn làm việc (Worktable size): Kích thước bàn làm việc là kích thước rộng, kích thước chiều sâu của bàn làm việc Kích thước này do bên sử dụng ra yêu cầu cho phù hợp với công việc của mình.
- Kích thước bao của máy (Overall dimensions): Kích thước cần thiết của khộng gian cần để đặt máy.
- Khối lượng máy (Total weight): Khối lượng tổng của máy.
- Công suất động cơ (Motor power): Khả năng của motor sử dụng để bơm lưu chất cho máy.
+ Tốc độ rút lên của xilanh (return speed): ty xilanh càng to thì tốc độ rút về của xilanh càng nhanh.
+ Tốc độ ép không tải (empty stroke descent speed): là tốc tộ của xilanh khi chưa thực hiện vào quá trình ép của vật thể.
+ Tốc độ ép có tải (pressing speed): là tốc độ khi xilanh đã bắt đầu chạm vào vật thể Thông thường khi bắt đầu chạm vào vật thể thì áp suất làm việc sẽ tăng dần đồng thời tốc độ xilanh sẽ giảm xuống Với một số máy ép thủy lực đặc biệt thì tốc độ ép khi có tải có thể nhanh do yêu cầu của công việc.
+ Tốc độ chậm (Slow down speed/ approaching speed): tốc độ chậm khi gần đến điểm chịu tải, tránh tải trọng đột ngột.
Hình 1.2.Các kích thước máy
Máy ép thủy lực có thể được phân loại như sau:
Phân loại theo cấu tạo: máy ép thủy lực nằm ngang, đứng, 2 trụ, 4 trụ,…
Phân loại theo tải trọng: 5-10-20-30-50-… tấn
Phân loại theo tính năng tác dụng: Máy ép, bấm ống, dập,…
Máy ép thủy lực sử dụng rất rộng rãi trong hầu hết các ngành nghề từ sản xuất đến sửa chữa thiết bị, dùng để nén, ép vật liệu hay trong sản xuất các chi tiết đột dập,…
Các loại máy ép từ catalogue của các hãng
1.2.1 Máy ép thủy lực Mỹ
Hình 1.4 Máy ép thủy lực model V EDS-25 của Mỹ
Kích thước bàn máy 300x250 mm
Chiều cao làm việc 750 mm
Vận tốc tiếp cận không tải 125 mm/s
Vận tốc trả về 150 mm/s
Công suất mô tơ 9 kW
Bảng 1.1Thông số kỹ thuật máy ép thủy lực mode V EDS-25 của Mỹ
1.2.2 Máy ép thủy lực Ấn Độ:
Hình 1.5Máy ép thủy lực 4 trụ ép model SH-80 của Ấn Độ
Kích thước bàn máy 700x650 mm
Kích thước bàn máy sử dụng 600x550 mm
Chiều cao làm việc 750 mm
Vận tốc tiếp cận không tải 50 mm/s
Vận tốc trả về 70 mm/s
Công suất mô tơ 7,5 HP
1.2.3 Máy ép thủy lực EU
Hình 1.6 Máy ép thủy lực model KFP-250 của Đức
Lực ép tối đa 2500 kN
Kích thước bàn máy sử dụng 600x600 mm
Chiều cao làm việc 800 mm
Vận tốc trả về 480 mm/s
Công suất mô tơ 100 kW
Bảng 1.3Thông số kỹ thuật máy ép thủy lực KFP-250 của Đức
Lực ép tối đa 100 tấn
Vận tốc không tải 26 mm/s
Công suất mô tơ 4 kW
Bảng 1.4Thông số kỹ thuật máy ép thủy lực model PSQ100A
1.2.5 Máy ép thủy lực Việt Nam
Hình 1.8Máy ép thủy lực 4 trụ ép model RTP-80F của Việt Nam
Kích thước bàn máy sử dụng 900x850 mm
Chiều cao làm việc 800 mm
Vận tốc không tải 90 mm/s
Vận tốc trả về 90 mm/s
Công suất mô tơ 5,5 kW
Bảng 1.5Thông số kỹ thuật máy ép thủy lực model RTP-80F
1.2.6 Một số loại máy ép khác
Hình 1.9Model YHA8-120TS (Trung Quốc)
Hình 1.11Model Tellen Maschinenbau 2785 (Đức)
Hình 1.12Model ECS-80 (Hàn Quốc)
Hình 1.13Model Aida Series (Nhật Bản)
LỰA CHỌN THIẾT KẾ
Từ quá trình tìm hiểu, tham khảo các loại máy ép thủy lực hiện có trên thị trường, nhóm quyết định chọn máy ép thủy lực model RTP-80F đến từ hãng ROTEC Việt Nam. Với các thông số kỹ thuật phù hợp với yêu cầu về chất lượng cũng như công nghệ từ thị trường Việt Nam cũng như giá thành đủ sức cạnh tranh với các thiết bị ngoại nhập Máy ép thuỷ lực 4 trụ của hãng ROTEC thích hợp để ép, tháo lắp, định hình các chi tiết máy, các loại vật liệu trong ngành công nghiệp luyện chế tạo máy, chế tạo linh kiện điện tử… Ngoài ra, máy cũng được sử dụng các khuôn để tạo khối cho sản phẩm trong các ngành công nghiệp luyện kim, máy móc.
Các thông số kỹ thuật thiết kế dưới đây đã có một số điều chỉnh để thuận lợi hơn cho quá trình tính toán thiết kế của máy.
Lực ép tối đa 800 tấn Áp suất làm việc hệ thống tối đa 210 bar
Vận tốc không tải,v 1 45 mm/s
Vận tốc trả về,v 3 50 mm/s
- Piston xuống chậm (quá trình ép)
- Giữ định hình sau ép
Bảng 2.1Thông số thiết kế máy ép thủy lực 800 tấn 4 trụ
THIẾT KẾ XILANH
Tổng quan về xilanh
Xilanh thủy lực/ben thủy lực (Hydraulic Cylinder) đóng vai trò là thiết bị chấp hành quan trọng, là một bộ phận chính của cơ cấu truyền động Thiết bị này dùng để chuyển đổi nguồn năng lượng của dầu, chất lỏng thủy lực thành động năng để có lực ở đầu cần, tác động thực hiện những nhiệm vụ: ép, nén, kéo, đẩy, nghiền… theo yêu cầu.
Hình 3.1Cấu tạo của xilanh thủy lực
Lực được áp dụng tại một thời điểm chuyển đến một địa điểm khác thông qua việc sử dụng một chất lỏng không nén được Tất cả lực được xi lanh tạo đều nhờ vào chất lỏng thủy lực mà cụ thể ở đây đó là dầu, nhớt…
Hình 3.2Nguyên lý hoạt động của xilanh thủy lực
- Ống xilanh : chứa và giữ áp suất xilanh, chứa piston bên trong.
- Đế hoặc nắp và đầu xilanh : đi kèm với buồng áp suất.
- Piston : phân tách các vùng áp lực bên trong ống.
Hình 3.3Cấu tạo của xilanh thủy lực
- Thanh piston: nối kết thành phần của máy với thiết bị truyền động để thực hiện nhiệm vụ công việc theo như yêu cầu.
- Seal / phớt: ngăn cách dầu chạy từ các khoang này sang khoang khác cũng như chảy ra ngoài.
- Các thành phần khác: bu lông, vít khóa, bạn đạn, bích…
Hình 3.4Cấu tạo của xilanh thủy lực
- Theo chiều tác động lực (1 chiều, 2 chiều),
- Theo kiểu hàn ghép (kết cấu hàn, ghép gu-rông),
- Theo kiểu xếp cán (cán đơn, nhiều tầng)
- Dựa trên hãng sản xuất.
3.1.5 Ưu nhược điểm của xilanh 1 chiều và 2 chiều
Xilanh 1 chiều Ưu điểm Nhược điểm
- Ít tốn kém vật liệu trong sản xuất, giá thành thấp.
- Thiết kế đơn giản, ít bảo trì hơn.
- Vì chỉ có một cổng nên chi phí
- Có sự giảm lực đẩy do lực cản của lò xo.
- Lò xo bị mòn sau một thời gian làm cho hành trình của xi lanh thủy lực
Xilanh 2 chiều Ưu điểm Nhược điểm
- Có thể tạo áp lực theo hai hướng
- Mạnh hơn và nhanh hơn so với xi lanh hoạt động đơn lẻ
- Hoạt động hiệu quả hơn và sử dụng ít năng lượng hơn
- Kiểm soát tốt hơn chuyển động.
- Giá thành đắt hơn xi lanh tác dụng đơn.
- Yêu cầu vị trí làm việc lớn hơn.
Bảng 3.2Ưu nhược điểm của xilanh 2 chiều
3.1.6 Một số tiêu chuẩn của xilanh thủy lực
Theo tiêu chuẩn TCVN 2014:1977, ta có:
Về áp suất danh nghĩa P dn : 6,3 ; 10 ; 16 ; 25 ; 63 ; … ; 200 ; 250 ; … [kg/cm2]
Về đường kính xilanh D: 10 ; 12 ; 16 ; 20 ; 25 ; 32 ; … ; 100 ; 125 ; … [mm]
Về đường kính cán piston d: 10 ; 12 ; 16 ; 20 ; 25 ; 32 ; … ; 100 ; 125 ; … [mm]
Về hành trình piston L:10 ; 12 ; 16 ; 20 ; 25 ; 32 ; 40 ; 50 ; … [mm]
Tiêu chuẩn TCVN 2014:1977 được áp dụng cho xilanh thủy lực kiểu pittông trụ trơn và xilanh khí nén thông dụng Nhưng nó không áp dụng đối với xilanh lồng.
Các loại xilanh từ catalogue của các hãng
3.2.1 Hãng Parker Hannifin (Mỹ) a Giới thiệu:
Parker Hannifin , một tập đoàn triệu đô với phạm vi toàn cầu, trụ sở chính đặt tại Mỹ, với hơn 100 năm hình thành và phát triển (1918-2019), Parker Hannifin trở thành một trong những nhà cung cấp thủy lực lớn nhất thế giới ở thời điểm hiện tại với doanh thu hàng năm lên đến hàng chục triệu đô la Mỹ.
Các sản phẩm của Parker không chỉ là mang thương hiệu mà kèm theo đó là chất lượng rất tốt đánh giá theo tiêu chuẩn Châu Âu, đều được sản xuất dưới dây chuyền hiện đại, đội ngũ kĩ sư chuyên nghiệp Bơm, van, Xylanh thủy lực Parker được sử dụng rất nhiều trong các ngành, với tính năng vượt trội và chuyên biệt. b Phân loại:
Series 2H heavy duty: Xi lanh 2H dòng thiết lập tiêu chuẩn cho hiệu suất, độ bền và hoạt độn không gặp sự cố Parker thiết kế cao cấp, việc sử dụng các vật liệu chất lượng cao và sản xuất nghiêm ngặt thực hành cung cấp cho tất cả khách hàng tuổi thọ xi lanh dài và giảm chi phí vận hành Đường kính 1.5” chiều dài piston 6.0”.
Hình 3.6Phân loại theo cấu trúc của series 2H
Series 3H heavy duty: Xi lanh 3H dòng cung cấp độ tin cậy chưa từng có, hiệu suất và các tính năng thiết kế sáng tạo hỗ trợ tăng năng suất đồng thời giảm chi phí vận hành.Cụm đệm bu lông có thể tháo rời bên ngoài của Parker giúp phòng ngừa và bảo trì định kỳ nhanh chóng vàdễ! Trong nhiều trường hợp, xi lanh không phảiđược gỡ bỏ hoặc tháo rời để tạo điều kiện cho dịch vụ Của chúng tôithiết kế sáng tạo giúp quay vòng nhanh, giảm thời gian chết và tăng năng suất Đường kính piston 7” chiều dài 20”.
Hình 3.8Phân loại theo cấu trúc của series 3H c Thông số
Một số thông số của Series 2H và 3H:
Hình 3.9 Một số thông số của xilanh 2H kiểu TD
Hình 3.10Một số thông số của xilanh 3H kiểu SM d Lắp ráp:
Tùy theo quy định lắp ráp của nhà sản xuất mà chọn kiểu lắp cho phù hợp:
Hình 3.11Các kiểu lắp ráp của hãng Parker e Tính toán:
Hình 3.12Tính toán xilanh của hãng Parker f Tiêu chuẩn
Hình 3.13Tiêu chuẩn về nhiệt độ
Hình 3.14Tiêu chuẩn về kích thước
3.2.2 Hãng Viker (Mỹ): a Cấu tạo:
Hình 3.15Cấu tạo xilanh hãng Viker Thông số kỹ thuật:
A: Hộp mực Heavy Duty Rod
+ SAE 660 Hộp mực đồng thanh được lắp pilot vào đầu và kết hợp các khu vực ổ trục trong và ngoài.
+ Chất liệu đồng nhôm có sẵn như một tùy chọn.
B: Con dấu thanh và gạt nước
+ Phớt thanh chịu tải cơ học cao với thanh gạt kép giúp loại trừ tạp chất và chống mài mòn.
+ Có sẵn dụng cụ cạp thanh kim loại như một tùy chọn.
+ Phớt que U-cup nitrle và gạt nước kép chất lượng cao.
+ Các hệ thống làm kín và lau thanh khác có sẵn tùy chọn.
+ Có sẵn vít định vị piston đến thanh truyền như là tùy chọn cao cấp.
+ Piston thép có sẵn dưới dạng tùy chọn với dây đeo hoặc lớp phủ bằng đồng. D: Piston con dấu thủy lực:
+ Phốt piston nitrile hai chiều với các dải mài mòn bên ngoài ngăn chặn áp suất và bảo vệ chống trượt.
+ Các cấu hình niêm phong khác có sẵn như một tùy chọn.
+ Pít-tông nitrle hai chiều Vòng đệm với các dải mài mòn bên ngoài là chống áp suất và bảo vệ chống lại hiện tượng trượt.
+ Các cấu hình niêm phong khác có sẵn như một tùy chọn.
E Thanh piston năng suất cao
+ Thép vi sinh C1045 / 50 năng suất cao, được mài, mài và đánh bóng.
+ Đục cứng mạ đường kính cực nhỏ 0006 ”
+ Mạ xịn hơn có sẵn như một tùy chọn, ngoài các loại thép không gỉ và chrome trên vật liệu thanh mạ niken.
+ Thiết kế có thể điều chỉnh cho phép giảm tốc trơn tru có thể ổn định đối với tất cả các tổ hợp lỗ khoan và thanh truyền, ngoại trừ trên lỗ khoan 2,00 "với thanh 1375" (phía đầu thanh).
+ Thiết kế kiểm tra bóng cho phép tách rời đệm êm ái.
G: Ống thép năng suất cao:
+ Thép cường độ năng suất cao.
+ Có thể sử dụng các lỗ mạ chrome như một tùy chọn.
+ Thép cường độ năng suất cao.
+ Ống được mài dũa & mạ crom có đường kính tối thiểu 0006 ”.
+ Bu lông cường độ cao (theo ASTM A524) dùng để lắp ráp với vòng đệm bằng thép cứng.
+ Hydraulic: Mặt bích có ren tiêu chuẩn vào thân, ống để có độ bền và độ bền tối đa.
+ Các mặt bích có ren được cung cấp làm tiêu chuẩn cho tất cả các ứng dụng. b Kiểu lắp và kích thước lắp đặt
Hình 3.16 Các kiểu lắp và kí hiệu của hãng Viker
Hình 3.17Kiểu lắp BA của cylinder 200bar
Hình 3.18Kiểu FF của cylinder 200bar
Hình 3.16Kiểu ZB c Dữ liệu/ biểu đồ Buckling
Chiều dài cho phép tối đa 'L' trong điều kiện mở rộng hoàn toàn Trong các ứng dụng đẩy, một xylanh hoạt động như một cột chịu tải Để sử dụng bảng dưới đây, trước tiên hãy chuyển đến phần dành cho kiểu lắp của bạn Sau đó, xác định vị trí cột có áp suất gần nhất, nhưng không thấp hơn, áp suất hoạt động của ứng dụng của bạn Phần giữa áp suất vận hành và kích thước lỗ khoan / thanh đẩy chiều dài tối đa cho phép có thể là 'L' trong điều kiện mở rộng hoàn toàn Chiều dài tối đa này chỉ dựa trên phân tích tải trọng của cột và không tính đến tải trọng bên, yêu cầu ống dừng, hoặc hành trình xi lanh khác.
Hình 3.17Một số chiều dài cho phép d Công thức tính toán
Hình 3.18Công thức tính toán e Một số loại seal
Hình 3.19 Một số ký hiệu các loại seal
3.2.3 Hãng Yuken (Nhật Bản) a Cấu tạo
Hình 3.20Cấu tạo xilanh hãng Yuken
- 1, 10: Thân và ắc phía đầu cần xi lanh.
- 9: Bạc đạn tự xoay (bạc đạn nhào)
- 6, 7, 11, 12: Bích của xi lanh thủy lực phía không cần, gồm các lỗ gắn ống cấp dầu, giảm chấn, phốt làm kín giữa thân xilanh và bích bu lông.
- 4, 5, 19, 20: Mặt bích phần đầu cần xi lanh thủy lực gồm phốt làm kín giữa cần piston và phần ắc có cần, bạc lót dẫn hướng, lỗ vào ống dầu.
- 13, 14, 15, 16: Piston – đây là bộ phần chính của xi lanh thủy lực để ngăn cách giữa hai khoang có áp và không áp Bao gồm thân piston và các phốt bằng cao su vừa chịu áp suất vừa làm kín cả hai chiều với vỏ xilanh, lót giữa hai phốt bằng vật liệu chịu mòn Thường thì chiều dài nhỏ nhất của thân piston sẽ lớn hơn 2/3 kích thước đường kính trong lòng xilanh.
- 21: Cần Piston được làm từ thép crom, được luyện cứng, bề mặt được mài tròn, mạ một lớp crom chống rỉ.
- 18: Vỏ ngoài xi lanh thủy lực, thường được chế tạo bằng thép hợp kim dẻo và bền, chịu được mài mòn và nhiệt độ. b Phân loại
Hình 3.21Xilanh dòng CJT của hãng Yuken
Xi lanh thủy lực dòng "CJT" của YUKEN được cung cấp với nhiều kiểu lắp để chúng có thể được sử dụng rộng rãi máy công nghiệp đa năng như máy công cụ.
Hơn nữa, Bộ chuyển mạch xi lanh thủy lực "CJT" Series với một công tắc khoảng cách tạo điều kiện phát hiện vị trí bằng một nắp trượt công tắc tiệm cận trên thân xi lanh cũng có sẵn.
● Nhiều kiểu lắp khác nhau.
● Khả năng tuyệt vời trong hoạt động tốc độ thấp và độ chính xác cao.
● Đặc điểm dừng nhẹ nhàng thu được với hiệu ứng đệm êm ái.
Phân loại xy lanh Áp suất định mức MPa (PSI)
Lỗ khoan xy lanh mm (Inches)
Bảng 3 3Phân loại xilanh hãng Yuken c Thông số kỹ thuật
Danh mục Thông số Đường kính bên trong xi lanh 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160
Kiểu Lắp SD, LA, LB, FA, FB, CA, CB, TA,
TC Áp suất định mức 3,5 MPa Áp suất tối đa cho phép 4,5 MPa
Sức chịu đựng dưới áp lực 5,0 MPa Áp suất làm việc tối thiểu 0,2 MPa
Tốc độ tối đa 300 mm/s
Tốc độ tối thiểu 8 mm/s Độ chính xác của đầu que JIS B 0211-6g (lớp 2)
Nhiệt độ môi trường xung quanh âm 10 0 C đến 80 0 C Ứng suất tối đa
Bảng 3.4Thông số kỹ thuật xilanh hãng Yuken d Cách lắp đặt
Tên Sơ đồ bố trí
SD Hình dạng cơ bản
LA Hướng vuông góc hình dạng bàn chân
FA Hình chữ nhật bên que Loại mặt bích
FB Hình chữ nhật bên nắp Loại mặt bích
CA Hình dạng mắt riêng biệt (Loại clevis đơn)
CB Loại clevis riêng biệt(Loại khe hở kép)
TC Cố định trung gian loại Trunnion
Bảng 3.5Lắp đặt xilanh hãng Yuken e Cách tính toán
Hành trình tối đa bị giới hạn bởi độ vênh
Cách tìm hành trình tối đa
1 Tìm hệ số đầu cuối n từ bảng bên phải.
2 Các giá trị số khác nhau như đường kính trong xi lanh, đường kính thanh, áp suất, hệ số đầu cuối, v.v.
3 Tìm chiều dài lắp ghép Lo khi rút lại so với kích thước bên ngoài và sử dụng công thức S = L - Lo. Để tìm hành trình S cực đại.
Hình 3.22Tính toán xilanh hãng Yuken (1) Đ ịnh dạng Điều kiện sử dụng
H ệ số n Đ ịnh dạng Điều kiện sử dụng
Hình 3.23Tính toán xilanh hãng Yuken (2)
3.2.4 Hãng Rexroth (Đức) a Phân loại
CD - xi lanh tác động đơn
CG - xi lanh tác động kép
CS - xi lanh thanh đơn với hệ thống đo vị trí
Bảng 3.6Phân loại xilanh theo tác động
Trong đó có 2 nhóm chính gồm:
Số hiệu H1, H2, H3, M1, L2 Áp suất định mức 160 350 bar Đường kớnh piston ỉ 25 … 320 mm
Chiều dài hành trình tối đa : 6000 mm
Xi lanh có thanh tie
Hình 3.25Xilanh loại có thanh tie
Số hiệu 70, 210, T3 Áp suất định mức 70 210 bar Đường kớnh piston ỉ 25 … 200 mm
Chiều dài hành trình tối đa : 3000 mm b Cách lắp đặt
Kí hiệu Tên gọi Hình ảnh
MP3 Khớp trơn ở chân đế
MP5 Khớp tự căn chỉnh ở chân đế
MF3 Mặt bích tròn ở đầu
MF4 Mặt bích tròn ở chân đế
MT4 Cố định trung gian loại
Bảng 3.7Cách lắp đặt xilanh c Cách tính toán
E: modul đàn hồi của thép
I= Mômen quán tính mm 4 đối với diện tích mặt cắt ngang hình tròn
L k : phụ thuộc vào kiểu lắp, xem bản phác thảo A, B, C d = Đường kính thanh piston (mm)
Hình 3.26Tính toán xilanh d Một số thông số xilanh thủy lực của hãng Rexoth
Hình 3.27Thống số xilanh dòng H1
Hình 3.28Dung sai kích thước
Hình 3.29Xilanh tác động đơn CDH1 MP3
Tập đoàn SMC được thành lập vào ngày 27/04/1959 với trụ sở ở Tokyo Nhật Bản, là một trong những tập đoàn sản suất thiết bị khí nén lớn nhất thế giới với thị phần chiếm hơn 50% thị phần thiết bị khí nén, hiện nay SMC đã có 400 văn phòng bán hàng ở 81 quốc gia cùng hệ thống nhà máy sản xuất ở 28 nước khác trên thế giới, hàng ngày vẫn tiếp tục sản xuất trên 12,000 mã hàng cơ bản cùng với hơn 700,000 biến thể, bao trùm hầu hết các ứng dụng khí nén trong các ngành công nghiệp sản xuất như ô tô, xe máy, dược liệu, hóa chất, thức ăn, sản xuất máy công cụ, điện và điện tử Với sự đa dạng của sản phẩm cùng với hơn 1500 kỹ sư tại các trung tâm nghiên cứu tai Nhật Bản, Mỹ, Châu Âu và Trung Quốc SMC luôn luôn đảm bảo bắt kịp mọi yêu cầu kỹ thuật mới trong sản xuất công nghiệp ngày nay.
Hình 3.32.Nhà máy SMC ở Thủ Đức a Các dòng sản phẩm
Xi lanh thủy lực dòng CHN
Hình 3.33 Xi Lanh Thủy Lực Tuân Thủ Tiêu Chuẩn Jis, Tác Động Kép: Dòng Đơn
Ch2E / Ch2F / Ch2G / Ch2H b Thông số kỹ thuật của từng dòng
Tính toán, thiết kế xilanh
Với thông số đầu vào:
- Lực ép tối đa: � = 8000 KN
- Vật liệu: thép (khối lượng riêng 7.48 g/cm 3 )
- Mô đun đàn hồi � = 2.1 × 10 4 kg/mm 2
- Hành trình pít tông: � = 900 mm
Kiểu lắp đặt xy lanh một đầu cố định và đầu còn lại do tải dẫn hướng.
Hình 3.40Chiều dài quy ước xilanh
- Áp suất tối đa cho phép = 25 MPa = 250 bar = 25 x 10 6 N/m 2
- Hiệu suất cơ khí xilanh �� = 0,9
- Đường kính cần pít tông phải thỏa mãn:
- Tính toán đường kính xy lanh:
Lực đẩy tối đa = 800 tấn Áp suất tối đa cho phép = 25 MPa = 250 bar = 25 x 10 6 N/m 2
Hiệu suất cơ khí xilanh �� = 0,9
Tiết diện pít tông (A) là:
4 Vậy suy ra: d= 4×A π 4×0,178 π = 476 mm Đường kính pít tông phù hợp tối thiểu theo hình 3.41 là 500 mm Đường kính lòng xylanh:
Diện tích tiết diện lòng xy lanh phần không có cần pít tông là:
Diện tích tiết diện lòng xy lanh phần có cần pít tông là
- Lực tác động của xylanh:
Trong đó p2 nối với bộ ổn tốc trên đường dầu về bể, chọn áp suất lớn nhất trong khoang chứa cần piston p2= 0,6p1= 0,6 25.10 6 10 6 N/m 2
- Lưu lượng khi xylanh hoạt động có tải
Lưu lượng khi xylanh hoạt động không tải
- Lực tác dụng lên cần piston:
- Tính bền cho cần piston
Cần piston là một thanh chịu nén đúng tâm Muốn đảm bảo sự an toàn khi thanh chịu nén thì ứng suất trên mặt cắt ngang của nó không vượt quá ứng suất cho phép.
Vậy ứng suất trong cần piston là: σ = N
Kết luận: Hệ thống dùng 2 cylinder thủy lực
1300 200 1 Đai ốc 2 Lỗ cấp 3 Piston seal
5 Rob end cushion plunger 6 Lỗ xả 7 Rob seal 8 Whiper seal 9 Cần piston 10 Wear band 11 Wiper seal 12 Piston o ring 13 Piston STT Ký hiệu Tên gọi S.lg Vật liệu Ghi chú T.kế K.tra
C năng Họ và tên Chữ kí Ngày Duyệt
S.lg K.lg Tỉ lệ 01 Số tờ: 1 1:1.25 Tờ: 1 Trường ĐH Bách Khoa HCM Khoa Cơ Khí
Hình 3.42Bản vẽ thiết kế xilanh
MẠCH THỦY LỰC
Tổng quan về mạch thủy lực
Mạch thủy lực là hệ thống sử dụng chất lỏng để truyền lực trong các thiết bị, máy móc hoặc hệ thống cơ khí Mạch thủy lực sử dụng chất lỏng thường là dầu thủy lực, nhưng cũng có thể sử dụng nước hoặc chất lỏng khác tùy vào ứng dụng cụ thể.
Mạch thủy lực bao gồm các thành phần chính như bơm thủy lực, van thủy lực, ống dẫn và các thiết bị điều khiển Bơm thủy lực tạo ra áp suất cao trong ống dẫn chất lỏng, chất lỏng sẽ chuyển động qua van thủy lực để kiểm soát lưu lượng và hướng dẫn dòng chất lỏng đến nơi cần thiết Các thiết bị điều khiển như van điều khiển áp suất, van điều khiển lưu lượng, van ưu tiên, van khóa, van trở áp, cảm biến áp suất và nhiệt độ được sử dụng để giám sát và điều khiển lưu lượng, áp suất và nhiệt độ của chất lỏng trong mạch thủy lực.
Mạch thủy lực được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cơ khí, ô tô,đóng tàu, hàng hải, xây dựng, nông nghiệp, máy móc công nghiệp, dầu khí, quân sự và hàng không vũ trụ Mạch thủy lực cũng được sử dụng trong các thiết bị y tế, như máy xạ trị, máy thở, máy hút đàm, máy massage và các thiết bị chăm sóc sức khỏe.
Các mạch thủy lực của các hãng trên thế giới
4.2.1 Máy ép thủy lực của hãng HARSLE (Y32-800)
Hình 4.1.Máy ép thủy lực Harsle Y32-800
Mạch thủy lực sử dụng bơm đôi gồm:
• Bơm lớn có áp suất thấp nhưng vận tốc lưu lượng cao
• Bơm nhỏ có áp suất cao nhưng lưu lượng thấp
Như vậy trong quá trình duỗi và thu xy lanh thì bơm lớn sẽ hoạt động vì quá trình đó không yêu cầu áp suất quá lớn, chỉ yêu cầu tốc độ và sẽ giảm được thời gian chạy không tải của máy.
Ngược lại, khi trong quá trình ép yêu cầu áp suất cao thì lúc này bơm lớn sẽ ngừng hoạt động và bơm nhỏ sẽ chạy để thực hiện quá trình ép
Tuy nhiên, vì vận tốc giữa quá trình chạy có tải và không tải quá khác biệt nên ta cần phải sử dụng kết hợp với mạch vi sai để đảm bảo điều kiện chạy êm, và có thể chuyển đổi giữa 2 vận tốc 1 cách nhanh chóng.
Hình 4.2.Mạch thủy lực của hãng HARSLE
Quá trình chạy không tải:
• Bơm lớn hoạt động, lưu lượng chảy qua van đảo chiều 5/3 tiếp đến qua van đảo chiều 2/2 và vào xy lanh.
• Quá trình chạy có tải (ép), bơm nhỏ hoạt động, lưu lượng chảy qua van đảo chiều 5/3 và khi đó van đảo chiều 2/2 sẽ đóng lại buộc dòng chảy qua van điều tiết lưu lượng vào xy lanh.
Mạch thủy lực sử dụng bơm đôi kết hợp với mạch vi sai có ưu điểm: giảm thời gian chạy không tải, chuyển đổi giữa các tốc độ 1 cách nhanh chóng, tiết kiệm năng lượng, đảm bảo khả năng làm việc êm và tránh hiện tượng quá nhiệt của dầu.
Bảng thông số kĩ thuật của dòng máy ép Y32
4.2.2 Mỏy ộp thủy lực của hóng STENHỉJ
Hỡnh 4.3.Mạch thủy lực của hóng STENHỉJ
Thành phần cấu tạo của mạch gồm:
1 Bơm thủy lực (tác động kép) 4 Đồng hồ đo áp suất 7 Van giảm áp
2 Động cơ điện 5 Xy lanh thủy lực 8 Van 1 chiều
3 Van phân phối 6.Van an toàn 9 Bể dầu
4.2.3 Máy chấn thủy lực của hãng BAILEIGH:
Hình 4.4 Mạch thủy lực của hãng BAILEIGH
Các thành phần trong mạch thủy lực:
10 Van định hướng điện từ
11-2 Van kiểm tra an toàn
13 Đồng hồ đo áp suất
14 Van tuần tự/ solenoid 2 vị trí
- Động cơ (6) hoạt động làm cho máy bơm (5) hút dầu từ thùng dầu (1) qua bộ lọc dầu (4) để loại bỏ tạp chất Máy bơm bơm dầu qua tới van phân phối (10) qua van 1 chiều (7) Van phân phối có nhiệm vụ đưa dầu tới các bộ phận khác để thực hiện quá trình đẩy xuống và rút lên của xylanh.
4.2.4 Máy chấn thủy lực của hãng Metalmaster
Các thành phần trong mạch thủy lực
6 Thiết bị đo áp suất
8 Van điều khiển lưu lượng
12 Van kiểm tra an toàn
15 Van kiểm tra an toàn
Máy chấn thủy lực MetalMaster có 4 trạng thái làm việc chính:
Không họat động (Inactive):Khi bơm dầu hoạt động, dầu sẽ chảy ra ngoài qua một ống dẫn dầu vào tấm van và van điện từ, sau đó quay trở lại thùng dầu Lúc này van điện từ không hoạt động, van số 12 đóng và thanh trên đứng yên.
Xuống nhanh (Down fast): Khi nhấn nút xuống van YV1, YV2, YV4 hoạt động. Dầu có áp suất đi vào đỉnh xi lanh qua van số 10, đồng thời do tác dụng của van tiết lưu mà áp suất của dầu tăng lên Điều này làm cho van số 12 và số 15 mở dưới áp suất Chùm tia di chuyển xuống nhanh Dầu được điều áp ở khoang dưới của xi lanh đưa dầu trở lại thùng dầu thông qua các van số 12, số 7 và số 10 Khoang trên cùng của xi lanh tạo thành chân không và đổ đầy dầu bằng van số 15.
Xuống chậm (Down low):Khi nhấn công tắc xuống, SQ6, van điện từ và YA1, YA4, YA5 được kích hoạt và van đơn số 15 được đóng lại Một lỗ thông hơi nhỏ bên trong hệ thống hạn chế lưu lượng dầu Chùm trên cùng đi vào tốc độ làm việc.
Lên nhanh (Up fast): Khi nhấn nút lên, chùm tia tăng lên Van điện từ YV1 tắt nguồn Sau đó van YV1, YV3 bật nguồn và với tác dụng của van tiết lưu, dầu có áp suất đi vào khoang dưới của xilanh từ van số 10 và số 12 Chùm quay trở lại và dầu được điều áp trong khoang trên cùng của xilanh quay trở lại thùng dầu bằng van số
15 Công tắc chân điều khiển chuyển động của dầm trên cùng cho công việc nhích dần Van số 5 và số 16 điều chỉnh áp suất làm việc của hệ thống Van tràn số 13 điều chỉnh áp suất hồi Áp suất phải được kiểm soát trong vòng 12Mpa.
4.2.5 Máy chấn thủy lực của hãng Nargesa
Hình 4.6.Mạch thủy lực của hãng Nargesa
Các thành phần trong mạch thủy lực:
9 Van solenoid thay đổi tốc độ
10 Thiết bị chống trở ngược
Nguyên lí hoạt động: Động cơ bơm (3) hoạt động giúp cho máy bơm (2) hoạt động, trước khi bơm thì dầu được lọc qua bộ lọc dầu (1) để loại bỏ tạp chất Đồng hồ đo áp suất(13) ở các vị trí giúp cho biết áp suất của dầu để có thể xem tình trạng của máy Khi áp suất bơm lên cao hơn áp suất định mức, van điều chỉnh áp suất (4) sẽ hoạt động để bơm bớt phần dầu trở về bồn, giúp giảm áp suất Sau khi ổn định, chất lưu sẽ chảy đến van solenoid (8) để bơm đến xi lanh thủy lực Xy lanh hoạt động.
4.2.6 Máy ép thủy lực của hàng SUMAC
THÔNG SỐ KỸ THUẬT MÁY ÉP THỦY LỰC KZMR1Y 800 TẤN
- Lực ép tối đa: 800 tấn
- Kích thước bàn làm việc: 2.4 * 1.2 m
- Tốc độ xuống nhanh: ~ 130 mm/s
- Điện áp sử dụng: 3P, 380V/50Hz
Hình 4.7.Máy ép thủy lực KZMR1Y 800 tấn
- Khung máy: bàn máy, thân máy, dầm trên máy, trụ dẫn hướng
- Hệ thống thủy lực: Xylanh thủy lực, trạm nguồn thủy lực, đường ống thủy lực
Máy ép thủy lực 800 tấn thông thường sẽ được tổ hợp bởi 3 xilanh 500 tấn 400 tấn * 2 = 800 tấn
4.2.7 Máy ép thủy lực của hãng DTP:
Hình 4.8 Máy ép thủy lực hãng DTP
Biểu đồ áp suất và lưu lượng
Gọi lưu lượng cần cấp cho xy lanh ở các quá trình: xuống nhanh, ép, xuống chậm lần lượt là �1, �2 và �3.
Pít tông và bàn ép được giữ bởi một van cân bằng thủy lực áp suất cài đặt là 20 bar, áp suất này bằng áp suất buồng dưới xy lanh. Áp suất cần cấp ở buồng trên xy lanh khi pít tông xuống nhanh là
� 1 × 1 0.95 = 15,78 bar Áp suất cần cấp ở buồng trên xy lanh khi ép với tải tối đa là
Khi pít tông thu về, lực cần tác dụng buồng dưới xy lanh (hiệu suất 0.9) là
0,9 = 3333,3 kg Áp suất cần cấp ở buồng dưới khi pít tông đi lên là:
Biểu đồ áp suất, lưu lượng theo thời gian P(t), Q(t)
Công có ích di chuyển xy lanh trong một chu kì là
Lựa chọn các thiết bị của mạch thủy lực
- Van cân bằng thủy lực
- Mạch bơm (đầu ra mạch bơm được nối với cổng P của van điều hướng)
- Bộ lọc và van một chiều
Nguyên lý hoạt động của mạch thủy lực:
Ban đầu ta khởi động hệ thống, Solenoid 1 có điện, dòng dầu đi theo bên trái và quá trình ép bắt đầu Khi ta chọn S2 trên mạch dòng dầu sẽ đi theo bên phải xilanh sẽ đi lên.
Trong quá trình làm việc khi có trường hợp dừng khẩn cấp, xilanh sẽ dừng tại chỗ, để tiếp tục hoạt động lại chúng ta sẽ chọn Reset Khi đó xilanh sẽ trở về trạng thái ban đầu.Sau khi về trạng thái ban đầu chúng ta sẽ bấm Start để tiếp tục.
VAN THỦY LỰC
Tổng quan về các loại van thủy lực
Van an toàn là thiết bị bảo vệ các hệ thống đường ống đường dẫn lưu chất nằm sau van ( valve ) có vai trò ổn định áp lực và áp suất nằm ở mức cố định Có thể nói van an toàn là van bảo vệ an toàn cho hệ thống đường ống, nếu mức áp lực vượt quá giới hạn cố định thì van sẽ hoạt động xả (giảm) giúp hệ thống được ổn định.
Van an toàn là phần tử thủy lực bảo vệ hệ thống trong trường hợp quá tải như: xylanh bị kẹt khiến áp suất của hệ tăng vọt gây ra nhiều sự cố hư hỏng bơm nguồn, vỡ đường ống nếu không được bảo vệ
Van an toàn có 2 dạng hoạt động là hoạt động gián tiếp và trực tiếp, tuy nhiên chúng đều có 1 nguyên lý hoạt động chung Khi một hệ thống chứa chất lỏng, hơi, khí nóng có áp suất được định mức cố định ví dụ ( 5bar,10bar, 16bar,20bar ) lúc đó khi hệ thống hoạt động chưa quá mức cố định thì van sẽ không hoạt động, khi có sự cố bất kỳ, đột ngột làm tăng áp lên vượt mức cố định thì van sẽ tự động hoạt động xả lưu chất trong hệ thống đường ống giúp hệ thống trở về áp suất cài đặt ban đầu.
Van làm việc dựa trên nguyên lý sự cân bằng lực, của 2 tác dụng ngược chiều nhau. Lực đàn hồi của lò xo hoặc piston và áp lực của lưu chất, tác động lên đĩa van hoặc piston. Trạng thái thông thường, lực đàn hồi của lò xo ( thiết định ) thắng áp lực của dòng lưu chất, van ở trạng thái đóng.
Tham khảo: Van an toàn hãng Yoshitake – Nhật Bản
Van giảm áp hơi nóng Yoshitake hay còn gọi là van điều áp thường sử dụng cho hơi nóng Kết nối ren, than ngang, có núm điều chỉnh áp trên đỉnh van Sẵn size DN15, DN20,DN25
Dòng van có thiết kế nhỏ gọn, đặt biệt có núm điều chỉnh áp suất ở trên đỉnh van. Điều này giúp chúng ta điều chỉnh áp suất dễ dàng Áp suất làm việc: 0-10bar Áp suất điều chỉnh: - 1MPa
Nhiệt độ làm việc tối đa 220 độ C
Hình 5.1.Van an toàn hãng Yoshitake
+Kiểm soát hướng tốc độ dòng chảy
+Pít-tông định tâm lò xo
+Cuộn dây dễ dàng trao đổi và biến
+Các biến thể 4/2 chiều và 4/3 chiều lOMoARcPSD|33688562lOMoARcPSD|33688562
Áp suất vận hành tối đa: cổng PA, B: 350 bar, cổng T: 210 bar
Tốc độ dòng chảy tối đa: 80 V/phút
Hướng dòng chảy: xem ký hiệu trong mã loại
Chất lỏng thủy lực: dầu khoáng theo DIN 51524,chất lỏng thủy lực khác theo
+Phạm vi độ nhớt: 20-400 cSt
+Lọc: độ sạch của dầu theo tiêu chuẩn ISO 4406 (1999) 18/21/15, lọc bằng 8 5(c) > 200
+Kích thước: CỦA 6 (DIN 24340 A06, 150 4401-03, CETOP 3)
+Nhiệt độ chất lỏng: -30°C đến +80°C
+Nhiệt độ môi trường: -20°C đến +50°C
+Nhiệt độ bảo quản: -30°C đến +60°C (không ngưng tụ)
+Vị trí lắp đặt : Bất kì
+Trọng lượng: Thiết kế 4/2 chiều 16 kg, 4/ 3Thiết kế 3 chiều 22kg
+Vật chất bộ phận van thép
+Con dấu NBR Vaon tùy chọn
+Bảo vệ bề mặt: điện từ tráng kẽm
+Điện áp định mức: 12 V DC, 24 V DC
+Công suất tiêu thụ tối đa: 32,6 W (12 V), 31 W (24 V)
+Thời gian dịch chuyển: ED 100%
+Lớp bảo vệ: IP65 với đầu nối giao phối được gắn và khóa chính xác chấm dứt điện
+Bộ điều khiển điện tử: phích cắm điện theo DIN EN 175301-803 (trước đây là DIN 43650) hình dạng A, Hẹn giờ AMP Junior, DEUTSCH
Hình 5.2.Kích thước van phân phối 4/3 W42S – A1AS06
5.1.3 Van cân bằng thủy lực VBCL
Van cân bằng thủy lực ((Hydraulic counterbalance valve) là thiết bị được ứng dụng chủ yếu trong các hệ thống thủy lực, ngoài việc theo dõi và kiểm soát lưu lượng, áp suất qua van, chúng còn có chức năng thực hiện tăng giảm tùy ý để không xảy ra hiện tượng sụt áp hay quá tải áp khi các nhánh làm việc của hệ thống không đồng nhất.
Loại van này có thiết kế tương đối nhỏ gọn, vật liệu sản xuất chủ yếu là inox có khả năng chịu được áp lực lớn, nhiệt độ cao, có độ bền vượt trội, không bị oxy hóa, không bị ăn mòn bởi hóa chất nên thích hợp ứng dụng trong nhiều điều kiện môi trường.
Van cân bằng thủy lực được vận hành hoàn toàn bằng phương thức tự động, tức là phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất trong hệ thống và sự chuyển động của piston và lò xo bên trong thân van.
Trên thân thiết bị sẽ được thiết kế một bộ phận căn chỉnh, người vận hành chỉ cần điều chỉnh đến con số mong muốn, áp suất và lưu lượng đi qua van cho dù có cao hoặc thấp đều sẽ được đưa về mức cân bằng, tránh tạo ra sự chênh lệch áp suất quá lớn giữa các nhánh ống, gây ra những rủi ro không mong muốn.
Ngày nay, van cân bằng dường như đã trở thành một thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống thủy lực Nhờ có chúng mà quá trình vận chuyển lưu chất giữa các đường ống nhánh trở nên dễ dàng hơn, giúp hệ thống không bị sốc khi xảy ra sự chênh lệch áp suất quá lớn.
Van cân bằng là một thiết bị có vai trò quan trọng trong các hệ thống thủy lực Để tạo ra được một thiết bị hoàn chỉnh, mang đến năng suất cao thì chúng cần được cấu tạo từ các bộ phận chính dưới đây:
Thân van:Thường được làm bằng inox,, có khả năng chịu được áp lực lớn, chống va đập hiệu quả, có chức năng bảo vệ các bộ phận bên trong van khỏi các tác nhân môi trường Trên thân van sẽ được thiết kế các chân ren hoặc mặt bích để thuận tiện cho việc lắp đặt vào hệ thống.
Piston: Được làm bằng inox có khả năng chịu lực tốt, ó chức năng nhận áp suất và di chuyển để thực hiện nhiệm vụ đóng mở van.
Lò xo:Thường được làm bằng inox có độ đàn hồi cao, kết nối trực tiếp với piston, khi piston di chuyển, lò xo cũng sẽ bị nén lại, giúp thu hẹp cửa van nhằm điều tiết lưu lượng và áp suất.
Vít điều chỉnh:Được dùng để căn chỉnh áp suất và lưu lượng mong muốn.
Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của van cân bằng thủy lực tương đối đơn giản, thường được vận hành theo phương thức tự động, tức là phụ thuộc hoàn toàn vào sự chênh lệch áp suất trong thân van Bộ phận quan trọng nhất của chúng là lò xo và piston ở bên trong Trên thân van sẽ có một bộ phận được dùng để căn chỉnh áp suất và lưu lượng mong muốn Khi dòng lưu chất đi qua van ở mức bình thường, tương ứng với áp suất và lưu lượng được căn chỉnh ban đầu, chúng sẽ được phép lưu thông dễ dàng qua van mà không bị cản trở.
Chọn van
5.2.1 Van an toàn Áp suất hoạt động thỏa mãn ≥ 190 bar Lưu lượng tối đa ≥ 27.5 (l/p) Tra cứu catalogue hãng Yuken, chọn van BT 06 với các thông số như sau:
Hình 5.4 Catalogue van an toàn hãng Yuken Đường đặc tính
Dựa vào biểu đồ đặc tính, áp suất mất mát đối với van tiết lưu BT- 03 ở 27.25 l/ph là khoảng 110 bar
5.2.2 Van phân phối 4/3 Áp suất hoạt động thỏa mãn ≥ 190 bar Lưu lượng tối đa ≥ 27.5 (l/p) Tra cứu catalogue hãng Yuken, chọn van DSHG-01-3C với các thông số như sau:
Hình 5.5.Catalogue van phân phối hãng Yuken Đường đặc tính:
5.2.3 Van 1 chiều Áp suất hoạt động thỏa mãn ≥ 190 bar Lưu lượng tối đa ≥ 27.5 (l/p) Tra cứu catalogue hãng Yuken, chọn van CIT – 03 với các thông số như sau:
Hình 5.6.Catalogue van 1 chiều hãng Yuken Đường đặc tính:
5.2.4 Van cân bằng Áp suất hoạt động thỏa mãn ≥ 190 bar Lưu lượng tối đa ≥ 27.5 (l/p) Tra cứu catalogue hãng Sunflu, chọn van DN – 40 với các thông số như sau:
Hình 5.7.Catalogue van cân bằng hãng Sunflu
5.2.5 Van chia Áp suất hoạt động thỏa mãn ≥ 190 bar Lưu lượng tối đa ≥ 27.5 (l/p) Tra cứu catalogue hãng HYDRAULIC, chọn van VRDE 380 với các thông số như sau:
TỔNG QUAN VỀ BƠM VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Tổng quan các loại bơm thủy lực
6.1.1 Hãng INTERFLUID (Ý) a Bơm bánh răng
Bơm bánh răng bên trong dòng Bucher QXEH và QXEHX
Hình 6.1 Bơm bánh răng dòng Bucher QXEH và QXEHX
Dòng QXEH bao gồm máy bơm đơn và bơm song song cho tốc độ không đổi và thay đổi Việc sử dụng các thành phần bên trong được chế tạo với độ chính xác cực cao (chẳng hạn như trục bánh răng được làm bằng một bộ phận) cho phép đạt được tốc độ xung và dòng chảy cực thấp ngay cả ở tốc độ thấp.
Máy bơm QXEH đảm bảo độ tin cậy tối đa và hiệu suất cao trong các ứng dụng tốc độ thay đổi năng động cao ngay cả với hoạt động thuận nghịch.
Dòng máy bơm QXEHX là sự phát triển của QXEH, được phát triển đặc biệt để sử dụng với bộ truyền động tốc độ thay đổi lên đến 4600 vòng / phút và bằng vật liệu bền.
Bôi trơn thủy động đã được cải thiện so với phiên bản trước, làm tăng đáng kể độ tin cậy hoạt động của máy bơm Dòng sản phẩm này nổi bật với khả năng chống xâm thực ngay cả với chất lỏng quan trọng và vòng đời lâu dài ngay cả khi tải theo chu kỳ.
Dòng QXEHX được chế tạo bằng vật liệu chịu lực cũng thích hợp để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt và với nhiều loại chất lỏng khác nhau.
- Độ tin cậy tối đa , thậm chí ngược lại.
- Chống sâu răng ngay cả với chất lỏng quan trọng.
- Vòng đời dài ngay cả với tải theo chu kỳ.
- Vật liệu chống chịu; thích hợp để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt và với nhiều loại chất lỏng khác nhau.
- Khả năng kết hợp giữa nhiều máy bơm với một lần hút hoặc nhiều máy bơm. Giảm xung nhịp và tốc độ dòng chảy.
Bảng số liệu một số model bơm
Biểu đồ đặc tính một số mã bơm:
Máy bơm bánh răng bên ngoài Marzocchi
Hình 6.2 Bơm bánh răng bên ngoài Marzocchi
Chúng là loại máy bơm đơn giản nhất và được sử dụng cho các ứng dụng áp suất trung bình khoảng 150-200 Bar, thường được sử dụng trong các mạch lọc / làm mát bỏ qua trong các hệ thống phức tạp, trong các dịch vụ phụ trợ, trong các ứng dụng đơn giản không yêu cầu hiệu suất cụ thể như ổn định tốc độ dòng chảy / áp suất (gợn sóng xuất phát từ răng bơm) và tiếng ồn. cả hai cấu hình một chiều và hai chiều Tất cả các máy bơm được sản xuất với các dịch chuyển khác nhau nhờ vào sự thay đổi của độ dày đai răng của bánh răng Mức độ xung nhịp và tiếng ồn thấp của máy bơm trong quá trình hoạt động được đảm bảo bởi thiết kế đặc biệt của biên dạng răng và việc tạo ra các dạng hình học tốt.
- Dòng ALP: Dòng sản phẩm máy bơm thủy lực Marzocchi bao gồm các sản phẩm mới ALP1, ALP2, ALP3 và ALP4 phù hợp cho cả ứng dụng di động và công nghiệp Bơm bánh răng ngoài ALP cũng có sẵn trong phiên bản đảo ngược hoặc với van giảm áp.
- Dòng GHP: Máy bơm bánh răng ngoài dòng Marzocchi GHP cũng thích hợp cho các ứng dụng di động và công nghiệp Có thể chọn trục, mặt bích hoặc cổng hút và phân phối Phạm vi GHP bao gồm các máy bơm có hệ thống truyền động độc lập và máy bơm đảo chiều.
- Series 0,25 & 0,5: Các bộ vi bánh răng bên ngoài của dòng 0,25 và 0,5 cũng có thể được sử dụng ở áp suất cao Phạm vi bao gồm các phiên bản của nhiều bộ khuếch đại mô-đun, có thể đảo ngược hoặc có van một chiều.
- Dòng 1P: Máy bơm thủy lực dòng Marzocchi Sella 1P có sẵn trong các phiên bản đảo chiều và đôi và có van giới hạn áp suất Với phạm vi 1P, có thể chọn phân phối, cổng hút, trục và các tùy chọn mặt bích khác nhau.
Bảng số liệu 1 số loại bơm
Hình 6.4 Các đường đặc tính b Bơm cánh gạt
Hình 6.5.Bơm cánh gạt dòng chảy cố định
Những đặc điểm chính: tốc độ dòng chảy thấp ở áp suất cao (tối đa 320 bar) và tốc độ dòng chảy cao ở áp suất thấp và do đó cho phép bạn hợp lý hóa thiết kế mạch của mình Ngoài ra, các máy bơm này có thời gian thay đổi áp suất nhanh chóng với khả năng lặp lại dòng chảy cực kỳ chính xác.
- Sự im lặng của máy bơm cánh gạt Veljan được đảm bảo ngay cả ở áp suất làm việc cao
- Tất cả các máy bơm và phụ tùng thay thế như hộp mực bơm , trục và bộ làm kín đều tương thích 100% với máy bơm cánh gạt Denison
+ Máy ép để đúc khuôn nhôm
+ Máy nén để thu gom chất thải
+ Nhà máy khoan (Dầu khí)
+ Trái đất di chuyển (máy xúc lật, xe nâng hàng )
+ Nông nghiệp (máy kéo, thu hoạch ô liu, v.v.)
+ Các cơ sở trong lĩnh vực hải quân
Bảng số liệu một số loại bơm:
Hình 6.6 Các đường đặc tính
Hình 6.7 Bơm cánh gạt dòng chảy biến đổi
Dòng máy bơm cánh gạt Hydraut VPV có thiết bị cơ học điều chỉnh áp suất bên trong và có sẵn trong phiên bản có hoặc không có động cơ. Đặc trưng bởi thiết kế nhỏ gọn, máy bơm VPV đã được thiết kế với mục đích tiết kiệm năng lượng, giảm tiếng ồn và tăng tuổi thọ của hệ thống mà chúng được gắn trên đó.
- Dung tích khả dụng từ 5,3 đến 22,2 cc / vòng quay
- Áp suất tối đa lên đến 70 bar
- Tốc độ tối đa: 1800 vòng / phút
- Công suất động cơ điện có sẵn từ 0,75 đến 5,5 KW
- Bảo hành lên đến 24 tháng.
Bảng số liệu 1 số loại bơm
Hình 6.10.Bơm piston mạch hở
Bơm piston hướng trục dòng Hydraut PQ được sử dụng trong hộp số thủy lực mạch hở Bằng cách điều chỉnh độ nghiêng của tấm cuốn, có thể thay đổi tốc độ dòng chảy. Không giống như dòng Hydraut HSP, máy bơm PQ có thể thay thế máy bơm dòng Parker Volvo VOAC và máy bơm dòng SAUER OPV mà không cần thực hiện bất kỳ thay đổi nào đối với hệ thống Các phụ tùng thay thế như nhóm xoay, bộ đệm hoàn toàn tương thích với máy bơm OPV.
- Có thể hoán đổi với bơm piston: Vickers PVQ và PVB, Denison PV series, Parker Volvo VOAC series, Sauer OPV series, Daikin V series.
- Phụ tùng tương thích với máy bơm Volvo và Sauer
- Nhiều lựa chọn bộ bù: C, CM, CC, CMG, CG.
- Tiếng ồn thấp và hiệu quả cao
- Máy móc cho ngành khai thác mỏ
Bảng thông số 1 số loại bơm
Hình 6.11.Thông số các loại bơm Mạch kín
Hình 6.12.Bơm piston mạch kín
Máy bơm piston hướng trục K3VL Series Eco Servo được thiết kế cho nhu cầu của thị trường công nghiệp, đòi hỏi máy bơm chuyển vị có thể thay đổi ở áp suất trung bình / cao và để kiểm soát tốc độ.
- Để kiểm soát tốc độ của động cơ
- Kết hợp với động cơ servo, nó cung cấp độ chính xác hoạt động tuyệt vời trên toàn
Các đặc tính của bơm piston cho phép giảm xung và làm cho hoạt động im lặng. Máy bơm cũng có thể chạy ở tốc độ thấp.
Bảng thông số 1 số loại bơm
Hình 6.13Thông số các loại bơm
Hình 6.13.Các đường đặc tính
6.1.2 Hãng REXORTH (Đức) a Máy bơm piston hướng trục
Hình 6.14.Bơm piston hướng trục A2FO series 70 Đặc trưng cơ bản:
- Bơm cao áp đa năng.
- Mật độ công suất cao.
- Có nhiều kích cỡ trong khoảng 45…125 cm.
- Áp suất danh nghĩa 400 bar.
- Áp suất tối đa 450 bar.
Hình 6.15Thông số kỹ thuật bơm A2FO series 70 Đường hiệu suất tốc độ tối đa:
Hình 6.16Đường hiệu suất tốc độ tối đa b Máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài
Hình 6.17Máy bơm bánh răng ăn khớp ngoài AZPF Đặc trưng cơ bản:
- Vòng bi trượt có tải trọng cao.
- Trục truyền động theo ISO hoặc SAE.
- Có thể kết nối nhiều máy bơm.
- Có kích cỡ trong khoảng 4 … 28 cm.
- Áp suất liên tục lên đến 250 bar.
- Áp suất gián đoạn lên đến 280 bar.
Hình 6.18.Thông số kỹ thuật bơm AZPF Đường đặc tính:
Hình 6.19.Đường đặc tính bơm AZPF c Máy bơm cánh gạt
Hình 6.20Bơm cánh gạt PV7 Đặc trưng cơ bản:
- Vòng đời ổ trục kéo dài nhờ ổ trục trơn được bôi trơn bằng thủy động học.
- Có thể kiểm soát áp suất và lưu lượng.
- Kích thước lắp đặt theo ISO 3019-2.
- Kích thước kết nối theo ISO 6162-1 và ISO 228-1.
- Có thể được kết hợp với nhiều máy bơm cũng như máy bơm bánh răng trong, bánh răng ngoài, piston hướng trục và piston hướng tâm.
- Áp suất hoạt động tối đa 160 bar.
- Lưu lượng tối đa 270 l/phút.
Hình 6.21Thông số kỹ thuật bơm PV7 Đường đặc tính:
Hình 6.22.Đường đặc tính bơm
6.1.3 Hãng EAGLE (Canada) a Bơm bánh răng
Hình 6.23Bơm bánh răng EGP Ưu điểm:
Chống mài mòn tốt ngay cả khi hoạt động khô.
Hợp kim đồng, tấm đẩy nổi cân bằng áp suất đảm bảo màng dầu đầy đủ để làm kín và bôi trơn. Độ bền cao.
Hình 6.24Thông số các loại bơm EGP b Bơm piston
Hình 6.25 Bơm piston EPP c Bơm cánh gạt
Hình 6.27.Bơm cánh gạt SVQ
Hình 6.28.Thông số các loại bơm SVQ
6.1.4 Hãng VICKERS (Mỹ) a Bơm cánh gạt
Bơm tốc độ cao dòng VQ
Hình 6.29Bơm cánh gạt VQ Ưu điểm:
Cân bằng thủy tĩnh cho cánh bên linh hoạt và cung cấp khe hở tối ưu với rôto Hiệu suất cao
Cung cấp nhiều điện năng duy trì lâu hơn
Khe hở chạy dọc trục và hướng tâm, cùng với màng dầu bôi trơn trên rôto và cánh gạt, được tối ưu hóa trên toàn bộ dải áp suất hoạt động Khả năng khởi động lạnh tuyệt vời và khả năng chống co giật vượt trội làm cho bơm có độ tin cậy và hiệu quả cao.
Hộp mực có thể thay thế
Cân bằng thủy lực như hình do đó vòng bi không gặp tải trọng thủy lực
Hình 6.30.Cân bằng thủy lực cửa bơm
Thông số kĩ thuật vận hành
Hình 6.31.Thông số kỹ thuật vận hành bơm VQ
Hình 6.32.Kích thước các loại bơm VQ Đường cong hiệu suất
Hình 6.33.Đường cong hiệu suất các bơm VQ b Bơm bánh răng
Hình 6.34.Bơm bánh răng series 26 Ưu điểm:
Các phù điêu bẫy cải tiến Áp suất cao, cải thiện hiệu suất thể tích tạo ra nhiều năng lượng hơn
Hiệu quả cơ học và giảm mài
Trường có thể đảo ngược
Thông số kỹ thuật chung:
Hình 6.35.Thông số kỹ thuật chung Đường cong hiệu suất
Hình 6.36.Các đường cong hiệu suất c Bơm piston
Hình 6.37Bơm piston series M Ưu điểm:
Công suất làm mát có thể được giữ nguyên và khả năng lưu thông của hệ thống tăng lên.
Chứa một nhóm quay mạnh mẽ
Hình 6.38.Thông số kỹ thuật của bơm piston series M d Bơm nội tuyến
Hình 6.40.Thông số bơm nội tuyến
6.1.5 Hãng YUKEN (Nhật Bản): a Bơm bánh răng
Hình 6.41.Bơm bánh răng PG3
Hình 6.42.Thông số kỹ thuật bơm piston PG3 b Bơm cánh gạt
Kí hiệu:PV2R series Ưu điểm: độ ồn thấp, khoảng lưu lượng rộng từ 5,8 đến 233 cm 3 /rev
Hình 6.44Vane pump PV2R4A (Advance)
Hình 6.45.Thông số kỹ thuật bơm cánh gạt
Hình 6.46Đường đặc tính c Bơm piston
Hình 6.48.Các thông số kỹ thuật
Hình 6.49.Các đường đặc tính
Tính toán bơm nguồn
6.2.1 Nguyên tắc tính toán bơm nguồn. Để chọn được bơm nguồn căn cứ vào các thông số làm việc của nó Việc này dựa trên những nguyên tắc sau : o Theo áp suất yêu cầu lớn nhất : �� = p + � ���� trong đó :
- p : tổng tổn thất áp suất trong hệ thống;
- � ���� : là áp suất yêu cầu lớn nhất.
Nếu trong hệ thống có nhiều cơ cấu chấp hành thì pycmax là áp suất của cơ cấu chấp hành chịu tải lớn nhất. o Theo lưu lượng yêu cầu lớn nhất : � � = � �� + Q trong đó :
- Q : tổn thất lưu lượng trong hệ thống do các hiện tượng như rò rỉ, bay hơi và một số hao tổn khác Ngoài ra khi chọn bơm còn cần phải lưu ý ở một số điểm như sau : o Có dải tốc độ quay trục phù hợp với tốc độ của động cơ kéo. o Phù hợp với độ nhớt của dầu trong hệ thống. o Có tính lắp lẫn cao để thuận tiện trong trường hợp thay thế. o Dễ dàng bảo dưỡng. o Giá thành hợp lí.
Trên đây là những nguyên tắc cơ bản để có thể tính toán và lựa chọn bơm nguồn, nhưng trong thực tế ta chỉ cần căn cứ vào mục đích sử dụng để lựa chọn bơm nguồn đáp ứng được các thông số lưu lượng áp suất hệ thống, đồng thời có giá thành phù hợp.
6.2.2 Tính chọn bơm nguồn: Để tính chọn bơm nguồn hệ thống ta có một số các giả thiết sau :
- Chiều dài đoạn đường ống hút bằng chiều dài đoạn đường ống xả là :
- Chiều dài doạn ống đẩy là :�2 = 4 (m);
- Vận tốc và đường kính ống hút : � ℎú� = 1 (m/s) ;d� ℎú� = 24 (mm)
- Vận tốc đường ống đẩy : � đẩ � = 4(m/s) ; � � ẩ � = 12,1(mm)
- Vận tốc đường ống xả : � � ả = 1,5 (m/s) ; � � ả = 18,7 (mm)
- Chất lỏng làm việc là dầu thủy lực CS32 có các thông số kỹ thuật:
-Với � 1 là tổn thất qua van phân phối, lấy � 1 = 2 (bar)
� 2 là tổn thất qua đường ống bao gồm cả tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ.
- � Khối lượng riêng của chất lỏng: � = � � = 850(�� / � 3 )
- L,v,d: Chiều dài,vận tốc và đường kính của đường ống.
- Hệ số tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ:
Hệ số �phụ thuộc vào khủy ống, ở đây ta coi khủy ống là thẳng góc và lấy:
PB = 4,7 + 180 4,7 bar. Để thỏa mãn ta lấy � � = 250 bar. Đồng thời ta cũng thấy, lưu lượng cần thiết để cấp cho xylanh là: 912 (l/ph)
Nên nếu chọn bơm nguồn có lưu lượng Q = 900 (l/ph) sẽ đáp ứng được yêu cầu lưu lượng của hệ thống.
Căn cứ vào 2 thông số áp suất và lưu lượng ở trên cũng như điều kiện làm việc của hệ thống ta thấy bơm piston là sự lựa chọn phù hợp nhất do : o Bơm piston có dải áp suất p = 250 – 350 bar ; o Bơm piston có dải lưu lượng phù hợp Q < 1000 (l/ph) ; o Bơm piston có khả năng tự hút tốt, tạo được áp suất cao giúp quá trình vận chuyển chất lỏng được linh hoạt hơn các loại máy bơm khác như bơm nhông hay bơm bơm cánh gạt. o Hiệu suất làm việc cao và có tổn thất lưu lượng chất lỏng nhỏ tiết kiệm được chi phí. o Thay đổi được dung lượng làm việc nhờ thay đổi góc của đĩa nghiêng (Cam lắc), dải áp suất của bơm rộng. o Bơm phù hợp với hệ thống thủy lực làm việc năng nhọc, công suất liên tục với áp cao, lưu lượng lớn. o Bơm bền bỉ, ít hư hỏng với các chất liệu vỏ bơm: thép, inox chống ăn mòn và chịu va đập tốt.…
Ta chọn động cơ kéo bơm có số vòng quay n = 1800 (vg/ph) Đây là số vòng quay rất phù hợp với các loại bơm piston Do đó lưu lượng riêng của bơm được tính theo công thức :
Ta có thể chọn bơm nguồn là bơm bánh răng có lưu lượng riêng q = 500 (cc).
Với lưu lượng riêng q = 500 (cc) thì lưu lượng bơm là
Ta chọn bơm piston truyền động thủy tĩnh Dòng GOLD CUP - Mạch đóng và mở của hãng Parker Hannifin – Mỹ có kí mã hiệu như sau : HY28-2667-01/GC/NA,EU-P30
Hình 6.50.Bơm hãng Parker model HY28-2667-01/GC/NA,EU-P30
Bơm bánh răng được chọn có một số các thông số kĩ thuật như sau :
-Lưu lượng riêng : q = 500 (cm3/vòng)
-Lưu lượng bơm: 900 (lít/ phút)
-Áp suất làm việc lớn nhất : 250 (bar)
-Tốc độ quay trục lớn nhất : n = 18000(vòng/phút)
-Tốc độ quay trục nhỏ nhất: n = 500 (vòng/phút)
-Tốc độ quay trục khuyến cáo của nhà sản xuất là : n = 1800 (vòng/phút)
-Công suất đầu vào của máy bơm : P= 600 �.� 0.9 = 337,5 (kW)
Thông số thiết kế máy bơm
Hình 6.52.Thông số kích thước bơm
Biểu đồ so sánh hiệu suất
Hình 6.53.Biểu đồ so sánh hiệu suất Điều kiện đầu vào Đường cong hiệu suất US/METRIC
Động cơ điện
Bơm bánh răng được chọn có một số các thông số kĩ thuật như sau :
Lưu lượng riêng : q = 500 (cm3/vòng)
Lưu lượng bơm: 900 (lít/ phút)
Áp suất làm việc lớn nhất : 250 (bar)
Tốc độ quay trục lớn nhất : n = 18000(vòng/phút)
Tốc độ quay trục nhỏ nhất: n = 500 (vòng/phút)
Tốc độ quay trục khuyến cáo của nhà sản xuất là : n = 1800 (vòng/phút)
Công suất đầu vào của máy bơm : P= �.�
Từ các thông số trên ta cần chọn động cơ điện có công suất lớn hớn 337,5kW và số vòng quay 500≤ n≤1800 vòng/phút
Chọn động cơ điện Mô tơ điện 3 pha 355 kW VICKY VY2-400M1-4 IE2 có thông số như sau:
Hình 6.56.Cấu tạo động cơ điện VICKY VY2-400M1-4 IE2
6.3.3 Các kích thước của động cơ
Hình 6.57.Các kích thước của động cơ
Công suất làm việc của động cơ
Plv= Pđc×� = 355×0.955 39.025kW < 337.5kW (thỏa)
ỐNG DẦU
Ống thuỷ lực mềm
Ống thuỷ lực mềm được lắp đặt sau cùng trong hệ thống thuỷ lực Nó vừa có tác dụng dẫn dầu vừa có tác dụng điều chỉnh sai lệch về vị trí khi lắp đặt ống cứng Ống mềm dùng để dẫn dầu thủy lực Ống được lắp đặt ở các vị trí cần sự dao động hay thay đổi liên tục.
Cấu tạo của ống thủy lực mềm sẽ bao gồm 3 phần: phần ống, phần gia cố, phần vỏ ngoài.
Hình 7.2 Cấu tạo chung của ống thủy lực mềm
Phần ống trong cùng phải có độ bóng cao, nhẵn mịn và chống thấm tốt vì trong 3 lớp thì lớp này sẽ tiếp xúc trực tiếp với dầu thủy lực Các hãng sản xuất đều chọn chất liệu nhựa nhiệt dẻo hoặc cao su tổng hợp để chế tạo.
Phần gia cố ống thủy lực là phần có vai trò quyết định đến độ bền của ống Người ta chọn thép là vật liệu gia cố, các sợi thép có thành phần cacbon nằm trong khoảng0,5 – 0,7% nhằm tăng độ cứng của thép, kết hợp các nguyên tố Mn, Si, sau tôi và ram trung bình có giới hạn đàn hồi cao Các nguyên tố khác như Cr, Ni, V được kết hợp với mục đích ổn định tính đàn hồi của thép Các sợi thép được đan lại với nhau kiểu sợi dệt hoặc xoắn ốc thành từng lớp để tạo sự bền chặt Khi cần sử dụng ống thuỷ lực với áp suất cao, nên lựa chọn ống thuỷ lực có gia cố kiểu đan sợi Tuy nhiên nhược điểm của ống thuỷ lực này là khả năng chịu va chạm kém Muốn ống chịu được va chạm và khả năng linh hoạt cao, nên sử dụng ống thuỷ lực có gia cố kiểu xoắn ốc Các
Phần vỏ ngoài là lớp thứ 3 Tuy lớp này không có vai trò quan trọng đối với độ bền nhưng lại rất cần thiết để bảo vệ các lớp bên trong của ống thủy lực Lớp này được làm từ cao su tổng hợp Nó có thể chịu nhiệt độ môi trường, bền khi ngâm vào nước biển hoặc dầu, hóa chất.
Loại 2 ống bện:dùng cho mạch áp suất yếu.
Loại 4 ống bện: dùng cho ngành công nghiệp nặng( từ 4000 - 6000 psi) điều khiển xung tốt.
Loại Teflon hay PTEE: không dùng ống ngoài và các ống bện được sử dụng loại thép inox không bị ăn mòn Dùng trong môi trường ăn mòn, ăn mòn hóa học hoặc nơi áp suất cao.
Loại ống mềm: Kết cấu tương tự như loại ống cứng, nhưng thay đôi ở các lớp gia cường sử dụng các loại vật liệu dẻo để tăng khả năng uống Công nghệ Greek corrugated finied sử dụng vỏ ống để khả năng uốn.
Các thông số kĩ thuật
Thông thường, khi xét đến kích thước ống thủy lực cần phải xét về tiêu chí như đường kính trong và ngoài Nếu đường kính quá nhỏ sẽ gây ra tình trạng ma sát nhiều, gây hao hụt dòng chất và tổn thất năng lượng Nếu vận tốc dầu nhỏ sẽ dẫn đến tốc chấp hành nhỏ. Đường kính trong (Inner Diameter - ID) của ống thủy lực ảnh hưởng đến dòng chảy chất lỏng trong ống Một đường kính trong nhỏ hơn có thể gây sự cản trở và giảm dòng chảy Do đó, việc chọn đường kính trong phù hợp là quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối đa của hệ thống thủy lực. Đường kính ngoài (Outer Diameter - OD)của ống thủy lực có liên quan đến khả năng chịu áp lực của ống Đường kính ngoài lớn hơn sẽ cung cấp diện tích tiếp xúc lớn hơn với môi trường xung quanh và có khả năng chịu áp lực tốt hơn Điều này quan trọng để đảm bảo ống thủy lực không bị biến dạng hoặc gãy khi tiếp xúc với áp lực cao trong quá trình hoạt động Đường kính ngoài của ống thủy lực có liên quan đến khả năng chịu áp lực của ống Đường kính ngoài lớn hơn sẽ cung cấp diện tích tiếp xúc lớn hơn với môi trường xung quanh và có khả năng chịu áp lực tốt hơn Điều này quan trọng để đảm bảo ống thủy lực không bị biến dạng hoặc gãy khi tiếp xúc với áp lực cao trong quá trình hoạt động. Để sử dụng ống thủy lực vào đúng mục đích, bạn cần xác định cụ thể nhu cầu, hoàn cảnh, không gian, môi trường lắp để chọn loại phù hợp Đối với loại ống thủy lực gia cố phù đan bện sẽ thích hợp với yêu cầu chịu áp suất lớn Đối với có dạng xoắn ốc thì có đến khả năng uốn cong của ống bởi khi gặp áp suất cao sẽ gây hư hại, nhất là với ống có lớp gia cố xoắn ốc hoặc đan sợi.
Nhiệt độ làm việclà nhiệt độ tối đa và tối thiểu mà ống thủy lực có thể hoạt động mà không gây hư hỏng hoặc làm giảm hiệu suất.
Khi lựa chọn đầu nối ống thủy lực thay thế cần xem xét các điều kiện là nhiệt độ môi trường xung quanh và nhiệt độ lưu chất Lưu ý ống thủy lực phải đáp ứng được nhiệt độ tối thiểu và cao nhất của hai môi trường này Nếu sử dụng ống có điều kiện nhiệt độ không chính xác sẽ dẫn đến tinh trạng ống bị nứt, hư hỏng phải thay ống mới. Áp suất làm việc Đây là áp suất tối đa mà ống thủy lực có thể chịu được trong quá trình hoạt động thông thường Đơn vị đo thường sử dụng là psi (pound per square inch) hoặc bar.
Một số loại ống dầu từ các hãng
7.3.1 Hãng Parker Hannifin Ltd của Hoa Kỳ a Thermoplastic Hose
Hình 7.3 Cấu trúc ống thủy lực Thermoplastic Hose của Parker
Core: Chứa chất lỏng thủy lực Vật liệu: Nylon, Polyethylene, Polyurethane, Copolyester.
Reinforcement: Cung cấp khả năng chống áp lực nội bộ Vật liệu: sợi (Nylon, Polyester, Aramid), thép, thép không gỉ
Cover: Bảo vệ lớp gia cường Vật liệu: Polyurethane, Nylon, Cao su tổng hợp,Copolyester và TPV (Thermoplastic Vulcanizate)
Hình 7.4 Catalog ống thủy lực Thermoplastic Hose dòng D6R của hãng Parker b Fluoropolymer Hose Construction
Hình 7.5.Cấu trúc ống thủy lực Fluoropolymer Hose của hãng Parker
Core: Chứa chất lỏng thủy lực Vật liệu: PTFE (Polytetrafluoroethylene) Có các loại bề mặt trơn hoặc gợn sóng.
Reinforcement: Cung cấp khả năng chống áp lực nội bộ Vật liệu: Thép không gỉ, Polypropylene (Polypropylen) và Nomex.
Cover: vòng bảo vệ lớp gia cường Vật liệu: Silicone (Silic), Polyolefin (Poliolefin),Polyurethane (Polyuretan).
Hình 7.6.Catalog ống thủy lực Fluoropolymer Hose dòng 939 của hãng Parker
7.3.2 Hãng Pirtek của Anh a Rail Hose
Hình 7.7 Cấu trúc ống thủy lực Rail Hose của hãng Pirtek
Loại ống: 2SN, tiêu chuẩn EN857 và SAE 100R16. Ống lõi: cao su tổng hợp chịu dầu.
Gia cường: hai lớp dây thép chịu lực cao.
Vỏ bọc: màu đen, được làm từ cao su tổng hợp chống mài mòn và chống ozone.
Chứng nhận: Ống được chứng nhận EN45545-2 (HL2-R23).
Phạm vi nhiệt độ: -40°C đến +100°C (lên đến +120ºC tạm thời)
Hình 7.8.Catalog ống thủy lực Rail Hose dòng 2SN của hãng Pirtek b Thermoplastic
Hình 7.9 Cấu trúc ống thủy lực Themoplastic Hose của hãng Pirtek
Ống lõi: Ống polyester trơn mịn, không có đường hàn.
Vỏ bọc: Nhựa polyurethane màu đen không lỗ, chống dầu, ozone và thời tiết.
Gia cường: Một lớp dây thép có độ bền cao.
Ứng dụng: Ống thích hợp cho các ứng dụng như thủy lực tổng quát, hệ thống thủy lực áp suất cao, máy công cụ, thiết bị di động, thiết bị nông nghiệp, hệ thống điều khiển hàng hải.
Áp suất phá vỡ vượt quá bốn lần áp suất làm việc.
Lưu ý: Áp suất làm việc và áp suất kiểm tra cho dòng ống này cao hơn tiêu chuẩn100R1/R7 Do đó, ống này vượt qua hiệu suất được quy định trong dòng ống thủy lực chuẩn SAE J517 100 R7.
7.3.3 Hãng Bridgestone Corporation của Nhật Bản
Hình 7.11.Cấu tạo ống thủy lực hãng Bridgestone
Lớp gia cường: thép không gỉ Có thể có 1 hoặc nhiều lớp.
Vỏ bọc: Cao su tổng hợp, Copolyester
Hình 7.13.Catalog ống thủy lực dòng RXAT hãng Bridgestone
7.3.3 Hãng Manuli Hydraulics của Đức
Hình 7.14.Cấu trúc ống thủy lực hãng Manuli
Ống lõi: Ống NBR trơn mịn.
Vỏ bọc: cao su tổng hợp chịu được thời tiết và sự mài mòn.
Gia cường: hai lớp dây thép có độ bền cao.
Hình 7.15.Một số ống thủy lực tiêu chuẩn SAE100 của hãng Manuli
Hình 7.16.Catalog ống thủy lực theo tiêu chuẩn SAE100 hãng Manuli
7.3.4 Hãng Alfagomma của Ý a Themalplastic hose
Hình 7.17 Cấu tạo của ống thủy lực Thermalplastic của hãng Alfagomma
Gia cường: Một/lưỡi dây aramid.
Vỏ bọc: Polyurethane chống mài mòn, ozone và hydrocarbon, có lỗ châm.
Ứng dụng: Đường ống thủy lực áp suất cao, dầu nhiên liệu, dung dịch chống đông, không khí và nước.
Hoạt động liên tục: -40 °C đến +100 °C (-40 °F đến +212 °F)
Hình 7.18.Catalog ống thủy lực Themalplastic SAE100R8 của hãng Alfagomma b Textile Braid
Hình 7.19.Cấu tạo của ống thủy lực Textile của hãng Alfagomma
Dòng: SAE 100 R6 - EN 854 R6 (up to 3/4”) - EXCEEDS EN 854 1TE
Ống lõi: Cao su tổng hợp chịu dầu.
Gia cường: Một dây vải gia cường thép chịu lực cao.
Vỏ bọc: Cao su tổng hợp chống mài mòn, ozone và hydrocarbon.
Ứng dụng: Đường ống thủy lực áp suất thấp, dầu nhiên liệu, dung dịch chống đông, không khí và nước.
Hoạt động liên tục: -40 °C đến +100 °C (-40 °F đến +212 °F)
Hình 7.20.Catalog ống thủy lực Textile SAE100R6 của hãng Alfagomma
Tính toán lựa chọn ống dầu
Ta thấy bài toán yêu cầu áp suất không quá cao (25MPa), vì vậy chúng ta sẽ sử dụng ống mềm cho đường ống từ bơm đến các cơ cấu chấp hành khác, và sử dụng ống cứng cho đường ống hút từ thùng dầu đến bơm vì tăng khả năng chịu nhiệt và ổn định khi hút. Thông thường, vận tốc cho phép trong các đường ống này như sau: Đối với ống hút: � ℎú� ≤ 2�/� để tránh hiện tượng xâm thực máy bơm. Đối với ống đẩy: � đẩ � ≤ 5�/� để ngăn dòng chảy rối và tổn thất đầu quá mức tương ứng và nhiệt độ chất lỏng tăng cao. Đối với ống xả: � � ả ≤ 3�/�.
7.4.1 Tính toán đường kính ống hút
Từ phần tính toán chọn bơm ta có:
� � ơ � = 27,5 (�/�ℎú�) Để tính toán lấy �ℎú� = 1 �/�, đường kính thiết kế của ống hút là:
Ta chọn theo catalog dòng 575X/575XN – 5000psi của Parker Hannifin.
Hình 7.21.catalog dòng 575X/575XN – 5000psi của Parker Hannifin.
Chọn ống 575X-16 với �� = 40,4 �� , �� = 25 (��) Áp suất làm việc tối đa34,5MPa.
7.4.2 Tính toán đường kính ống đẩy
Chọn � đẩ � = 4 �/�, Đường kính trong của ống đẩy theo thiết kế là:
Ta chọn theo catalog dòng 575X/575XN – 5000psi của Parker Hannifin.
Hình 7.22.Catalog dòng 575X/575XN – 5000psi của Parker Hannifin.
Chọn ống 575XN-8 với �� = 20,6 �� , �� = 12,5 (��) Áp suất làm việc tối đa 34,5MPa.
7.4.3 Tính toán đường kính ống xả
Chọn � � ả = 1,5 �/�, Đường kính trong của ống xả theo thiết kế là:
Ta chọn theo catalog dòng 575X/575XN – 5000psi của Parker Hannifin.
Hình 7.23.Catalog dòng 575X/575XN – 5000psi của Parker Hannifin.
Chọn ống 575X-16 với �� = 29,2 �� , �� = 19 (��) Áp suất làm việc tối đa 34,5MPa.
7.4.4 Tra cứu tổn thất khi qua ống dầu.
Ta thấy: Áp suất tổn thất trên ống hút:0,01 MPa Áp suất tổn thất trên ống đẩy:≈0,25 MPa Áp suất tổn thất trên ống xả:≈0,03 Mpa
