bài tập lớn môn thủy lực khí nén bài thí nghiệm số 1 tìm hiểu và khảo sát van giới hạn áp suất relief valve

- Quy trình lắp mạch và cài đặt áp suất: Nối cổng P của bơm thủy lực với cổng P của van giới hạn áp suất và đồng hồ đo áp P1 bằng mấu nối 3 ống dẫn dầu. Nối đầu T của van giới hạn áp s

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA



BÀI TẬP LỚN MÔN THỦY LỰC KHÍ NÉN

THÍ NGHIỆM THỦY LỰC KHÍ NÉNLỚP DT01 -NHÓM 4 - HK 233

NGÀY NỘP 10/8/2024 Giảng viên hướng dẫn: Ts Hồ Minh Tuấn

Sinh viên thực hiện Mã số sinh viên Điểm số

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1 TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT VAN GIỚI HẠN ÁP SUẤT (RELIEF

VALVE)

I Mục đích thí nghiệm

- Hiểu được nguyên lí hoạt động của các loại van giới hạn áp suất

- Tìm hiểu được ứng dụng cơ bản của van giới hạn áp suất

- Lắp ráp mạch ứng dụng và khảo sát hoạt động thực tế của van giới hạn áp

suất

II Nội dung

 Quy trình cài đặt áp suất:

- Dùng tay vặn cho đồng hồ báo ở mức 10 để thay đổi áp suất và lưu lượng bơm

- Tiếp tục tương tự với mức áp suất 15, 20, 30, 40 để xem sự thay đổi

 Nguyên lý hoạt động van giới hạn áp suất tác động trực tiếp

- Tại vị trí ban đầu thì van sẽ được mở một cách hoàn toàn Cần vặn vít điều chỉnh để có

độ rộng của cửa ra hợp lý sao cho áp suất được ổn định

- Khi áp suất đầu ra tăng lên thì áp suất trong khoang nối cũng tăng lên, qua đó đẩy ống trượt đi lên làm giảm kích thước cửa ra và làm giảm áp suất đầu ra

- Khi giảm áp suất đầu ra ống trượt đi xuống làm tăng diện tích cửa ra và áp suât tăng theo Quá trình này lặp đi lặp lại làm cho áp suất luôn được ổn định

 An toàn lao động

- Trang bị đầy đủ các trang bị an toàn: giày bata, áo thực tập theo quy định,

- Khi cấp điện cho mạch phải báo với người hướng dẫn

- Khu vực thí nghiệm, thiết bị dụng cụ phải được lau dọn và sắp xếp gọn gàng, sạch sẽ sau khi hoàn tất buổi thí nghiệm

Hình 1: Ảnh thực hành

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2 TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT VAN GIỚI HẠN ÁP SUẤT (RELIEF

VALVE)

I Mục đích thí nghiệm

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của các loại van giới hạn áp suất

- Tím hiểu các ứng dụng cơ bản của van giới hạn áp suất

- Lắp ráp mạch ứng dụng và khảo sát hoạt động thực tế của van giới hạn áp suất

• Chuẩn bị:

- Kiến thức cơ bản về cấu tạo của van giới hạn áp suất

- Các thành phần cấu tạo của 1 mạch thủy lực đơn giản

II Nội dung

- Quy trình lắp mạch và cài đặt áp suất:

 Nối cổng P của bơm thủy lực với cổng P của van giới hạn áp suất và đồng hồ đo áp P1 bằng mấu nối 3 ống dẫn dầu

 Nối đầu T của van giới hạn áp suất trực tiếp vào một đầu của mô tơ thủy lực

 Nối đầu còn lại của mô tơ thủy lực với đầu xả T về bể

 Thực hiện tăng lực lò xo, khiến áp suất trong hệ thống lên P = 10 (kgf/cm2), giữ mức áp

đó và tiến hành đo số vòng quay của mô tơ thủy lực (dầu)

 Lặp lại thao tác trên thêm 4 lần nữa ứng với áp của hệ thống lần lượt là 10,15, 20, 30,

35 và 40 (kgf/cm2), kết quả số vòng quay tương ứng với mỗi lần được ghi trong bảng

số liệu

- An toàn lao động:

 Trang bị đầy đủ các trang bị an toàn: giày bata, áo thực tập theo quy định,…

Khi cấp điện cho mạch phải báo với người hướng dẫn

 Khu vực thí nghiệm,Thiết bị dụng cụ phải được lau dọn và sắp xếp gọn gàng, sạch sẽ sau khi hoàn tất buổi thí nghiệm.

 Bị rò rỉ dầu trong quá trình lắp dặt không chắc chắn

 Do hệ thống điện áp không ổn định => Tại một số lần đo có hiện tượng tăng giảm N độtngột

Tuy nhiên do số vòng quay động cơ được đo bằng tay nên vẫn sai số lớn

Hình 2: Hình minh họa

BÀI THỰC HÀNH SỐ 3 TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT VAN GIỚI HẠN ÁP SUẤT GIÁN TIẾP

(PILOT OPERATED RELIEF VALVE)

I Mục đích

- Hiểu được nguyên lí hoạt động của các loại van giới hạn áp suất.

- Tìm hiểu các ứng dụng cơ bản của van giới hạn áp suất.

- Lắp ráp mạch ứng dụng và khảo sát hoạt động thực tế của van giới hạn áp suất.

 Chuẩn bị:

- Kiến thức cơ bản về cấu tạo của van giới hạn áp suất gián tiếp

II Nội dung

- Quy trình cài đặt áp suất:

 Xác định áp suất cần thiết của hệ thống và áp suất cần thiết của van giới hận áp suất

 Bật công tắc, cấp điện cho cuộn solenoid Yb của van gián tiếp

 Vặn vít điều chỉnh để thay đổi áp suất của van Xoay theo chiều kim đồng hồ là áp suất tăng dần, ngược lại là áp suất giảm dần

 Điều chỉnh vít ngược chiều kim đồng hồ cho đến lúc van xả ra, đó chính là áp suất thấp hơn hoặc gần bằng với áp suất hệ thống Từ đó nâng áp suất thêm cho đến khi đạt được mức áp suất thích hợp

- Nguyên lý hoạt động van giới hạn áp suất tác động gián tiếp:

 Van giới hạn áp suất gián tiếp hoạt động dựa trên sự cân bằng lực tác dụng lên con trượt: lực đàn hồi của lò xo và lực do áp suất chất lỏng trong khoang van chính Pr1 được thiết lập bởi vít điều chỉnh với áp suất chất lỏng đầu vào P

 Ban đầu khi áp suất đầu vào P nhỏ hơn áp suất tràn Pr1 của van phụ thì van phụ đóng

và van chính cũng đóng và áp suất trong khoang van chính bằng áp suất vào van phụ

 Khi áp suất P tăng thì áp suất trong khoang van chính cũng tăng, khi áp suất này lớn hơn áp suất tràn Pr1 của van phụ thì van phụ mở cho dầu về bể, áp suất trong khoang van chính bằng áp suất tràn Pr1.

 Nếu áp suất P tiếp tục tăng thì hiệu áp suất (P - Pr1) cũng tăng cho đến khi lực tác động của hiệu áp suất này thắng lực đàn hồi của lò xo của van chính thì van chính mở cho dầu qua van chính về bể

- An toàn lao động:

 Trang bị đầy đủ các trang bị an toàn: giày bata, áo thực tập theo quy định,

 Khi cấp điện cho mạch phải báo với người hướng dẫn

 Khu vực thí nghiệm, thiết bị dụng cụ phải được lau dọn và sắp xếp gọn gàng, sạch sẽ sau khi hoàn tất buổi thí nghiệm

Hình 3: Hình minh họa

BÀI THỰC HÀNH SỐ 4 TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT VAN GIỚI HẠN ÁP SUẤT GIÁN TIẾP

(PILOT OPERATED RELIEF VALVE) (tiếp theo)

I Mục đích

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của các loại van giới hạn áp suất.

- Tìm hiểu các ứng dụng cơ bản của van giới hạn áp suất.

- Lắp ráp mạch ứng dụng và khảo sát hoạt động thực tế của van giới hạn áp suất.

 Chuẩn bị:

- Kiển thức cơ bản về cấu tạo của van giới hạn áp suất gián tiếp

- Các thành phần cấu tạo của mạch thủy lực cơ bản.

II Nội dung

- Quy trình lắp ráp mạch và cài đặt áp suất:

 Đầu tiên ta quan sát thấy hệ thống gồm 2 van giới hạn áp suất gián tiếp, 1 van được lắp sẵn trong hệ thống, 1 van được lắp để khảo sát, ta sẽ cài đặt áp suất P1 trên van khảo sát

 Nối đầu P của bơm với đồng hồ và vào van khảo sát, đầu T van khảo sát nối với đầu P động cơ, đầu còn lại động cơ nối về bể

 Trước khi khởi động ta phải xả hết lò xo của van khảo sát

 Khởi động bơm, áp suất hệ thống bằng 0, do lúc này dầu theo đường dầu rò của hai van

- An toàn lao đông:

 Trang bị đầy đủ các trang bị an toàn: giày bata, áo thực tập theo quy định,…

 Khi cấp điện cho mạch phải báo với người hướng dẫn

 Khu vực thí nghiệm,Thiết bị dụng cụ phải được lau dọn và sắp xếp gọn gàng, sạch sẽ sau khi xong thí nghiệm

 Vì thế khi lưu lượng của bơm cấp cố định mà dầu không di chuyển về bể được thì có thể gây ra sự cố vỡ hệ thống, do áp suất tăng cao quá mức cho phép Thế nên trong mỗi

hệ thống đều có van an toàn hay van tràn để bảo vệ hệ thống vận hành an toàn

BÀI THỰC HÀNH SỐ 4b QUAN HỆ GIỮA ÁP SUẤT VÀ TẢI TRỌNG

I Mục đích

- Hiểu được mối quan hệ giữa áp suất và tải trọng.

- Từ tải trọng cho trươc và đường kính của xylanh, tính toán được áp suất tối thiểu cần

cung cấp cho hệ thống nâng tải trọng

 Chuẩn bị:

- Các thành phần cấu tạo của 1 mạch thủy lực ứng dụng

II Nội dung

 Tính toán sơ bộ áp suất cần thiết để nâng số lượng tải tương ứng

 Thực hiện 1 sơ đồ mạch thủy lực điều khiển 1 xylanh thủy lực chuyển động nâng hạ tải

 Khảo sát áp suất thực tế khi nâng tải

 Nhận xét về mối quan hệ giữa áp suất và tải trọng dựa vào các số liệu tính toán và thu thập được

Sơ đồ mạch thủy lực:

- Quy trình lắp ráp mạch và cài đặt áp suất:

 Nối cổng P của bơm thủy lực với cổng P của van phân phối

 Cổng A của van phân phối nối vào đầu vào của xylanh và đồng hồ đo áp suất P thông qua mối nối chữ T

 Cổng B của van phân phối nối vào đầu ra của xylanh

 Ta thực hiện lại các bước trên với số tải lần lượt là 2, 3, 4, 5, sau đó đọc giả trị áp suất ghi vào bảng số liệu

- Đo – khảo sát:

 Cài đặt các cấp áp suất P1 theo như bảng số liệu sau

 Lần lượt đặt các khối tải lên mâm Xylanh

 Vẽ đồ thị quan hệ trọng lượng tải và áp suất làm việc của xylanh.

 Ta có thể thấy khi tải trọng tăng thì áp suất càng tăng

 Quan hệ giữa áp suất và tải trọng là quan hệ phi tuyến

 Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch từ thực nghiêm so với tính toán là do ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài, dụng cụ, người thí nghiệm dẫn đến sự chênh lệch

 Ta có:

P thực tế=P tính toán N P= m n g

A−a

Hình 5: Hình minh họa

Bài Thực Hành Số 5:

TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT CÁC LOẠI VAN PHÂN PHỐI

(DIRECTIONAL VALVES)

I Mục đích:

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của các loại Van Phân Phối

- Tìm hiểu các ứng dụng cơ bản của các loại Van Phân Phối

- Lắp ráp mạch ứng dụng và khảo sát hoạt động thực tế của các loại Van Phân Phối.

 Chuẩn bị

- Kiến thức cơ bản về cấu tạo của các loại Van Phân Phối

- Các thành phần cấu tạo của 1 mạch thủy lực ứng dụng Van Phân Phối.

II Nội dung

 Thực hành:

 Dụng cụ thiết bị:

- Từ tải trọng cho trước → tính áp suất cần thiết để nâng tải

- Thực hiện 1 sơ đồ mạch thủy lực điều khiển 1 xylanh thủy lực chuyển động nâng hạ tải

- Cài đặt áp suất nguồn hợp lý để nâng tải

- Điều khiển van phân phối để nâng hạ tải

- Khi ta không tác động tín hiệu điều khiển, xylanh ở trạng thái tự do (Không giữ áp suất

- Nối cổng P của bơm thủy lực với cổng P của van phân phối, van tràn và đồng hồ đo áp

suất P1

- Nối cổng A của van phân phối vào đồng hồ đo áp suất P2 và vào của xylanh

- Nối đầu ra của xi lanh vào đầu B của van phân phối

- Nối đầu T của vân phân phối về bể dầu.

 Đo – khảo sát:

- Cài đặt các cấp áp suất P1 theo như bảng số liệu sau

- Lần lượt đặt các khối tải lên mâm Xylanh

- Mối quan hệ giữa tải trọng và áp suất là tuyến tính

- Do sai số trong quá trình đọc và ghi nhận bằng mắt thường nên có thể đọc thiếu chính

xác, nhưng bản số liệu vẫn thể hiện được mối quan hệ tuyến tính giữa tải trọng và áp suất

 An toàn lao động

- Trang bị đầy đủ các trang bị an toàn: giày bata, áo thực tập theo quy định,

- Khi cấp điện cho mạch phải báo với người hướng dẫn

- Khu vực thí nghiệm, thiết bị dụng cụ phải được lau dọn và sắp xếp gọn gàng, sạch sẽ

sau khi hoàn tất buổi thí nghiệm

Hình 6: Hình minh họa

Bài Thí Nghiệm Số 6 TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT CÁC LOẠI VAN PHÂN PHỐI

(DIRECTIONAL VALVES)

(Tiếp theo)

I Mục đích:

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của các loại Van Phân Phối

- Tìm hiểu các ứng dụng cơ bản của các loại Van Phân Phối

- Lắp ráp mạch ứng dụng và khảo sát hoạt động thực tế của các loại Van Phân Phối.

 Chuẩn bị

- Kiến thức cơ bản về cấu tạo của các loại Van Phân Phối

- Các thành phần cấu tạo của 1 mạch thủy lực ứng dụng Van Phân Phối.

II Nội dung

- Khi ta không tác động tín hiệu điều khiển, xylanh phải giữ nguyên được vị trí

đang hiện hành (Không được tiếp tục di chuyển), áp suất nguồn lúc này bằng áp suất cài đặt,

- Trong lúc pittông di chuyển, ta xác định giá trị áp suất P2 trên đồng hồ đo áp, sau đó

điền vào bảng thông số (Ứng với các giá trị áp suất P1 khác nhau)

 Sơ đồ mạch

 Quy trình lắp ráp mạch và cài đặt áp suất:

- Nối cổng P của bơm thủy lực với cổng P của van phân phối, van tràn và đồng hồ đo áp

suất P1

- Nối cổng A của van phân phối vào đồng hồ đo áp suất P2 và vào của xylanh

- Nối đầu ra của xi lanh vào đầu B của van phân phối

- Nối đầu T của vân phân phối về bể dầu.

Bảng số liệu: [1 tải = 6,5 (kg), Đường kính trong xylanh ϕ20 (mm) Đường kính cầu

pittong: ϕ12 (mm)]

- Trong lúc pittong di chuyển, các áp P2 trên đồng hồ đo áp khác với áp suất cài đặt

- Tải trọng càng tăng thì áp suất càng tăng.

 An toàn lao động

- Trang bị đầy đủ các trang bị an toàn: giày bata, áo thực tập theo quy định,…

- Khi cấp điện cho mạch phải báo cáo với người hướng dẫn

- Khu vực thí nghiệm, thiết bị dụng cụ phải được lau dọn và sắp xếp gọn gang, sạch sẽ

sau khi hoàn tất buổi thí nghiệm

Hình 7: Hình minh họa

Bài Thí Nghiệm Số 7 TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT CÁC LOẠI VAN PHÂN PHỐI

(DIRECTIONAL VALVES) (Tiếp theo)

I Mục đích

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của các loại Van Phân Phối,

- Tìm hiểu các ứng dụng cơ bản của các loại Van Phân Phối,

- Lắp ráp mạch ứng dụng và khảo sát hoạt động thực tế của các loại Van Phân Phối

 Chuẩn bị

- Kiến thức cơ bản về cấu tạo của các loại Van Phân Phối

- Các thành phần cấu tạo của 1 mạch thủy lực ứng dụng Van Phân Phối.

II Nội dung

 Nhiệm vụ

- Hoàn tất sơ đồ mạch thủy lực trên 1 cách hoàn chỉnh thỏa mãn được các yêu cầu

sau:

+ Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển 1 xylanh thủy lực chuyển động nâng hạ tải

+ Khi ta không tác động tín hiệu điều khiển, xylanh phải giữ nguyên được vị

trí đang hiện hành, đồng thời áp suất trong mạch P1 = 0

- Trong lúc pittông di chuyển, ta xác định giá trị áp suất P2 trên đồng hồ đo áp, sau

đó điền vào bảng thông số (Ứng với các giá trị áp suất P1 khác nhau),

- Trên các thông số đo được ta lập đồ thị liên hệ giữa khối lượng tải và áp suất nâng

tải, từ đó ta rút ra kết luận các kết quả ta đo được

 Quy trình lắp ráp mạch và cài đặt áp suất:

- Lắp mạch theo sơ đồ

- Sử dụng van 4 cửa 3 trạng thái như trong sơ đồ vẽ lại

- Lắp đặt van giới hạn áp suất gián tiếp để có thể điều chỉnh lại áp suất trong hệ thống

- Vặn núm điều chỉnh, xả hết lò xo của van giới hạn áp suất gián tiếp khảo sát

- Khởi động bơm, áp suất hệ thống bằng 0, do lúc này dầu theo đường rò của hai van về

bể

- Khởi động van giới hạn áp suất có sẵn, áp suất hệ thống vẵn bằng 0, do lúc này dầu vẫn

theo đường dầu rò của van khảo sát về bể

- Kích hoạt van giới hạn áp suất gián tiếp khảo sát, siết từ từ lò xo Áp suất P1 bắt đầu

tăng lên Đến 25 kgf/cm2 thì dừng lại, lúc này áp suất cài đặt của van là 25 kgf/cm2

 Nhận xét

- Khi sử dụng van phân phối 4 của 3 trạng thái thì khi van đang ở vị trí khởi động cho

phép xylanh trở về vị trí Piston thấp nhấp

- Khi tác động Y1 van ở vị trí thứ nhất Piston đủ áp suất để đẩy vật nặng đi lên

- Khi tác động Y2 van ở vị trí thứ ba xylanh xả dầu thủy lực để Piston hạ vật nặng đi

xuống

- Khi piston được tác động thì thời gian nâng hay hạ vật nặng xuống là tức thời.

 An toàn lao động

- Trang bị đầy đủ các trang bị an toàn: giày bata, áo thực tập theo quy định,…

- Khi cấp điện cho mạch phải báo với người hướng dẫn

- Khu vực thí nghiệm, thiết bị dụng cụ phải lau dọn và sắp xếp gọn gàng, sạch sẽ sau khi

hoàn tất buổi thí nghiệm

Hình 8: Ảnh minh họa

Bài Thí Nghiệm Số 8 TÌM HIỂU VÀ KHẢO SÁT VAN ĐỐI TRỌNG (COUNTER -

BALANCE VALVES)

I Mục đích:

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của các loại Van Đối Trọng,

- Tìm hiểu các ứng dụng cơ bản của Van Đối Trọng,

- Lắp ráp mạch ứng dụng và khảo sát hoạt động thực tế của các loại Van Đối Trọng.

 Chuẩn bị

- Kiến thức cơ bản về cấu tạo của các loại Van Đối Trọng,

- Các thành phần cấu tạo của 1 mạch thủy lực ứng dụng Van Đối Trọng.

II Nội dung

 Dụng cụ

- Tính toán trước áp suất buồng dưới của xylanh khi neo tải dựa vào tải trọng và

kích thước xylanh cho trước, - Hoàn tất sơ đồ mạch thủy lực trên 1 cách hoàn chỉnh thỏa mãn được các yêu cầu sau:

+ Thực hiện 1 sơ đồ mạch thủy lực điều khiển 1 xylanh hạ tải với áp suất đối trọng P2 theo giá trị cho trước

+ Khi ta không tác động tín hiệu điều khiển, xylanh phải giữ nguyên được vị

trí đang hiện hành (xylanh phải giữ được tải trọng)

+ Trong lúc pittông di chuyển, ta xác định giá trị áp suất P1 trên đồng hồ đo áp, sau đó điềnvào bảng thông số (Ứng với các giá trị áp suất P2 khác nhau)

 Qui trình lắp ráp mạch và cài đặt áp suất

- Lắp mạch theo sơ đồ

- Sử dụng van 4 cửa 3 trạng thái như trong sơ đồ vẽ lại

- Lắp đặt van giới hạn áp suất gián tiếp để có thể điều chỉnh lại áp suất trong hệ thống

- Vặn núm điều chỉnh, xả hết lò xo của van giới hạn áp suất gián tiếp khảo sát

- Sử dụng dây dẫn dầu nối bộ phận bơm từ bàn thí nghiệm thủy lực đến van giới hạn áp

suất gián tiếp, đầu P của van nối với đồng hồ đo áp suất và cổng P của van 4 của và 3 trạng thái thông qua rắc co chữ T Cổng T của van 4/3 dẫn về bể Cổng A của van 4/3 nối với rắc co chữ T, nối với cổng dưới xylanh và đồng hồ đo P2 Cổng B của van 4/3 nối với cổng còn lại xyalnh

- Nối dây điện qua công tắc (nút nhắn) và van giới hạn áp suất gián tiếp và van điều

khiển 4 cổng 3 vị trí Sau đó nối dây nguồn điện qua các công tắc

- Chỉnh đầu vặn của van gián tiếp để thay đổi áp suất của đồng hồ đo P1.

 Đo và khảo sát

- Cài đặt các cấp áp suất P2 theo như số

- Lần lượt đặt các khối tải lên mâm Xylanh

- Xác định áp suất P2

- Vẽ đồ thị quan hệ trọng lượng tải và áp suất làm việc của xylanh.

Bảng số liệu: [1 tải = 6,5(kg), Đường kính trong xylanh:ϕ20(mm), Đường kính cần pittông:ϕ12(mm)]