Báo cáo thí nghiệm hệ thống thủy lực bài thí nghiệm 04 – xylanh thủy lực hai chiều môn thí nghiệm kỹ thuật hàng không 2

- Tạo ra năng lượng hoặc chuyên đôi thành năng lượng khác: bơm, động cơ dầu mô tơ thủy lực, xilanh truyền lực.. Hệ thống thuỷ lực Hệ thống thủy lực là một công nghệ truyền động trong đó

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA TPHCM KHOA KY THUAT GIAO THONG

BAO CAO THI NGHIEM

HE THONG THUY LUC BAI THI NGHIEM 04 - XYLANH THUY LUC HAI CHIEU

MON THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG 2

Lớp L02 - Nhóm báo cáo 02

BK TP.HCM

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Đặng Trung Duan Sùnh viên thực hiện:

Trần Vũ Quốc Anh 1912624 Trần Bình Phước 1910472

MỤC LỤC

an vi0ieaIlIiinn 1 3

an i0ie8:7ì0)ïcn-o 6 4

L1 hi 0002000010000 5

6e u00 5

“ai (nai cố 6 5

poo nao vn 5

DẪN 8 áu 0n 6 H 5

2.2 Phương trình dòng chảy lIÊN EỤC - TH HT TH TT Ha TT Tư HT Thế re 6 2.3 Phương trình BernoulÏi en een een TY Họ KH HH TH TH XE 9 tk 7 2.4.CAC dạng năng lượn cà HT Ho TH TT TH TT Tà HT Ti Tế TK 8 Pu uc ố 8

2.5 Các thành phản trong hệ thống thủy lực cơ bản các c c e1 tt v11 1 11H HH H1 11 11H HH HH1 1 1c rrhy 9 2.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thông thUỷ lực: + S2 HE14141131111111111 1k ch, 10 2.7 Ung dung Cua NG 0n an 12

2.8 Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thUY IC oo ccecseesesessesssesssesescssssesssssssescscssesssesesesesesesesesesessasseeneeesenes 13 PL›:Ic nu 00/04/00 l0 220 .,H,)H,H 14

II TIÊN HÀNH THÍ NGHIỆM cọ HT HT Họ KH Hà To HH HT T59 16 1 nu no unẽẽ 16

(0090:8009 lẻ ố 18

3 Các bước tiền hành thí nghiệm - - 7+ :+c + +2k+2 TK 19

IIN.one0 0i nIn c0 7 21

II Ja0nn 00 7ì 8n 30

V TÀI LIỆU THAM KHẢO nọ HH TK TH HT 9E T0 E3 0 32

DANH MUC HINH ANH

Hinh áo sẽ 6

Hinh 2 Dong Chuyén dong liGr 000066 7

ð chon ố 8

Hình 4 Sơ đỗ thủy lực cơ bản với bộ truyền động là một xi lanh thủy lực -cccccccccscxkkkkkreeeserrrree 10 Hình 5 Quá trình biến đổi và truyền tải năng lượn - + H441411411111111 1 1 1H HH H111 1g gưêt 11 Du 2Ñ) 00/0) ấc Miu su 000088 11

Hình 7 Sơ đỗ bơm thủy lực dùng trong Ô tÔ :-s +: sc+2t+c2r xé tr He 12 Hinh 8 Xy lanh thay hc hai CHIU ccc 14

0) án nuoc 8n 15

0Ì 0 06s vici0i 0i vn ốc ố 16

lì 00:00, 000v 0n 16

0 P2 ¡o0 3i 00a 0n 17

00k? ưa nn nố 17

Du 9900 0l ảo 8n 17

0Ì n0 can 18

Hinh 16 (nano i99 18

Hình 17 Sơ đỏ nói ống thiết bị bài TN4- Xylanh thủy lựC - -¿ ©ec+22++2++2E+SE12E13E22711112111E12111E 12.71 crcee 20

DANH MUC BANG BIEU

Bang 1 Két qua do thurc i0 00000008 23

PIN ÄI 0-18-0000 0000 25

XI LANH THỦY LỰC HAI CHIẾU

| CO SO LY THUYET

1 Muc tiéu thi nghiém

- Đọc và lắp đặt sơ đồ thí nghiệm trên giá

- Tìm hiểu cơ cầu, nguyên lý các thiết bị được lắp đặt (xilanh thủy lực, van chuyên

hướng, )

-Ghi nhận các giá tri can thiết (thời gian ra, vào của xilanh, áp suất hệ

thống khi xilanh ra, vào)

- Kết luận, nhận xét sự sai khác vẻ thay đôi thẻ tích dẫn đến thay đổi tốc độ dịch chuyên của xilanh ở hai phía khác nhau

- Phân tích các yéu tó ảnh hưởng đến kết quả đo (độ nhớt, nhiệt độ )

2 Cơ sở lý thuyết

2.1 Áp suất thuỷ tĩnh

Lưu chất được chia làm hai loại: chất khí (có tính nén rất cao), chát lỏng (ít bị nén) Trong quá trình dịch chuyền hay chuyên động của lưu chất, lực liên kết giữa các phân tử lưu chất tạo ra lực cán trở sự chuyên động này Ta gọi đặc tính này của lưu chất

là tính nhớt Tứ đặc tính nhớt, ta có khái niệm “lưu chất lý tưởng”, và “lưu chất thực” Lưu chất lý tưởng là lưu chất mà ở đó các phân tử lưu chất dịch chuyền không có lực cản giữa phân tử này với phân tử khác

Lưu chất thực là lưu chất mà ở đó các phân tử lưu chất trượt những phân tử này trên những phân tử khác với một lực cán xác định

Tất cả các lưu chất mà chúng ta sử dụng đều là lưu chất thực, vì vậy cần phải quan tâm đến đặc tính nhớt của chúng ngay khi chúng chuyền động

Trong chát lỏng, áp suất (do trọng lượng và ngoại lực) tác dụng lên mỗi phản tử chất lỏng không phụ thuộc vào hình dạng thùng chứa

Hình 1 Áp suất thủy tĩnh

Hình b: p_ = ¬ (2) Hình c: i =p "x @)

Trong đó:

Ø: khối lượng riêng của chát lỏng h: chiều cao của cột nước J: gia tốc trọng trường

Ð,: áp suất do lực trọng trường

P, : Ap suat khí quyền

P : ap suat cua tai trong ngoai

A,A,A,: dién tích bẻ mặt tiếp xúc

F: tái trọng ngoài

2.2 Phương trình dòng chảy liên tục

Lưu lượng (Q) chảy trong đường ông từ vị trí (1) đến vị trí (2) là không đổi (const) Lưu lượng Q của chát lỏng qua mặt cắt A của ông bảng nhau trong toàn ống (điều kiện

liên tục)

Với V là vận tốc chảy trung bình qua mặt cắt có diện tích A

Nếu tiết diện chảy là hình tròn ta có:

- Mang năng lượng: dầu

- Truyền năng lượng: ông dẫn, đầu nối

- Tạo ra năng lượng hoặc chuyên đôi thành năng lượng khác: bơm, động

cơ dầu (mô tơ thủy lực), xilanh truyền lực

2.4 Hệ thống thuỷ lực

Hệ thống thủy lực là một công nghệ truyền động trong đó chất lỏng được sử dụng

để di chuyên năng lượng từ động cơ điện đến thiết bị truyền động, chang han nhw xi lanh thủy lực Chất lỏng về mặt lý thuyết là không thê nén được và đường dẫn chất lỏng

có thể linh hoạt theo cách giống như cáp điện

8

Hệ thống thủy lực được tạo thành từ nhiều bộ phận:

- Bình chứa chất lỏng thủy lực Bơm thủy lực di chuyền chất lỏng trong hệ thống

và chuyên đổi năng lượng cơ học và chuyên động thành năng lượng chát lòng thủy lực

- Động cơ điện cung cấp năng lượng cho bơm thủy lực

- Cac van kiểm soát dòng chảy của chát lỏng và giảm áp suất quá mức khỏi hệ thống néu cản

- Xi lanh thủy lực chuyên đổi năng lượng thủy lực trở lại thành cơ năng

2.5 Các thành phần trong hệ thống thủy lực cơ bản

Tất cả các sơ đỗ thủy lực đều giống nhau bất kể ứng dụng trong việc gì Có sáu thành phần cơ bản cần thiết để tạo thành một hệ thông thủy lực:

Một thùng dầu thủy lực có nhiệm vụ để chứa dầu thủy lực

Bơm thủy lực (bơm bánh răng, bơm piston, bơm cánh gạt ) có nhiệm vụ bơm dầu tạo áp suất Và lưu lượng vận hành trong hệ thống

Một động cơ điện hoặc động cơ xăng có nhiệm vụ quay bơm thủy lực

Một thiết bị truyền động đề chuyên đổi năng lượng của dòng dâu thủy lực thành lực

cơ học hoặc mô men, đề làm việc hữu ích Bộ truyền động có thể là xi lanh thủy tạo chuyên động thắng hoặc motor thủy lực tạo chuyền động quay

Đường ống dẫn dầu từ vị trí này đến vị trí khác

L1 (1.0

Hinh 4 So dé thuy hre cơ bản với bộ truyền động là một xi lanh thủy lực

1.0- Thùng dâu thủy lực; 6.0- Van phân phối thủy lực;

7.0- Van tiết lưu một chiều;

8.0- Xi lanh thủy lực;

2.0- Động cơ điện

3.0- Bơm dâu thủy lực;

4.0- Đông hồ đo ap suat;

5.0- Van an toàn thủy lực;

2.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống thuỷ lực:

Hệ thống thủy lực là một dạng truyền động dùng dầu thủy lực đề tạo ra áp lực vận hành các cơ cấu máy móc ứng dụng nhiều trong đời sống thực tế như chế tạo, lap rap máy móc, đặc biệt được sử dụng nhiều trong ngành hàng không và hàng hải Trong hệ thông thủy lực, chất lỏng có áp suất đóng vai trò trung gian truyền lực và chuyên động cho các cơ cầu chap hành Quá trình biến đi và truyền tải năng lượng được mô tả như

sơ đồ dưới đây:

10

T

= = yc, duyén Các van điều khiến, ' ơ cấu chấp hàni ¢ Ế” chức năng | Kilanh motor

Bơm thủy lực

Ch&t lỏng

Hình 5 Quá trình biến đôi và truyền tải năng lượng

Hệ thống thủy lực hoạt động theo nguyên tắc của định luật Pascal dinh luật Pascal

là độ tăng áp suất lên một chát lỏng chứa trong bình kín được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chát lỏng và thành bình Giả sử ta có một máy nén thủy lực có cầu tạo gồm 2 xi lanh có tiết diện S và s 2 xilanh này chứa đây chất long va thuong Ia dau, bit

kín bang 2 pít-tông, khi ta tác dụng một lực F1 lên pít-tông nhỏ A1, lực nay gây áp suất P= A và áp suất này truyền nguyên vẹn tới pít-tông lớn có tiết diện A2 và gây lực nâng F2 lên pít-tông theo công thức: Fa = P x Aa Điều này có nghĩa là A2 lớn hơn Â1 bao nhiêu làn thì F2 lớn hơn F1 báy nhiêu lần, do đó ta nâng được các vật có trọng lượng rất lớn bằng một lực vừa đủ

Hình 6 Nguyên lý của hệ thống thủy lực Quy trình hoạt động của hệ thống thủy lực: Ba bộ phận chính của hệ thống thủy lực là kho dự trữ (nguồn), xi lanh thủy lực, van thủy lực và bơm thủy lực Bơm dâu thủy lực từ bình chưa từ bơm và qua van vào khoang dưới cùng của xi lanh làm cho các càn

T1

piston day ra Diéu nay lam day chat long trong khoang khác vào thùng chứa, làm cho

buồng ngăn và kéo dài piston đến chiều dài của nó Bơm chất lỏng thủy lực vào công

trên xi lanh dùng thanh piston xuống, cuối củng bơm dầu vào buồng khác đưa vào kho

dự trữ

2.7 Ứng dụng của hệ thống thuỷ lực

Ngày nay, chúng ta có thẻ bắt gặp một thiết bị thủy lực ở bất kỳ ở đâu:

- Trong cấp nước sinh hoạt không thẻ thiếu những máy bơm thủy lực

- Trong cầu tạo động cơ đốt trong của ô tô:

Hình 7 Sơ đỗ bơm thủy lực dùng trong ô tô

- Đặc biệt trong lĩnh vực hàng không, hệ thống thủy lực trên đóng vai trò rất quan trọng, thường được Sử dụng để điều khiến thiết bị hạ cánh, các bẻ mặt kiểm soát, hệ thông phanh hỗ trợ điện Tất cả các máy bay, máy bay quân sự và máy bay trực thăng đều sử dụng các ứng dụng thủy lực vì hiệu quả chỉ phí, dễ bảo trì

- Tất cả các máy bay, máy bay quân sự và máy bay trực thăng đều sử dụng các ứng

dụng thủy lực vì hiệu quả chỉ phí, dễ bảo trì và hiệu quả vận hành Các ứng dụng thủy lực của máy bay nhỏ hơn chỉ giới hạn ở phanh bánh xe Trong khi đó, máy bay phức tạp

sử dụng thủy lực để điều khiên các bộ phận khác nhau

- Hệ thống thủy lực là một phản không thẻ thiếu của mỗi máy bay vì độ tin cậy, tốc độ và mật độ năng lượng của nó Quan trọng nhát là phản ứng mạnh mẽ và đột ngột

12

cho một đầu vào ngay lập tức chỉ có thẻ đạt được băng cách sử dụng thủy lực khác với

hệ thống truyèn tái điện và khí nén Ngoài ra, thiết ké nhỏ và nhẹ của hệ thông thủy lực

Sẽ cải thiện hiệu quả và giảm khí thải

- Tháp pháo, hệ thống lái tự động, hệ thống háp thụ sốc, bánh răng hạ cánh, cánh

tà, cửa và hàm, phanh, cửa khoang bom, vv là một số ứng dụng thủy lực trong 6 máy bay Nguyên tắc đẳng sau tat cả các hoạt động của thiết bị này là luật Pascal

2.8 Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thuý lực

Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng nhát của chất lỏng Độ nhớt xác định ma sát trong bản thân chát lỏng và thê hiện khả năng chống biến dạng trượt hoặc biến dạng cắt của chát long Có 2 loại độ nhớt:

Đó nhớ: động lực

Độ nhớt động lực; là lực ma sát tính bằng 1N tác động trên một đơn vị diện tích

bè mặt 1 m2 của hai lớp phăng song song với dòng chảy của chát lỏng, cách nhau 1m và

Đơn vị độ nhớt động là [m2/s] Ngoài ra, người ta còn dùng đơn vị Stoke, viết tắt

là St

1 St1 cW =s10 3w

Yêu cẩu đối với dầu thuỷ lực

Những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng chát lỏng làm việc là độ nhớt, khả năng chịu nhiệu, độ ôn định tính chát hoá học và tính chát vật lý, tính chống ri, tính ăn mòn các chỉ tiết cao su, khả năng bôi tron, tính sui bot nhiệt độ bắt lửa, nhiệt độ đông

đặc

Chat léng lam viéc phai dam báo các yêu cầu sau:

- Qó khả năng bôi trơn tốt trong khoảng thay đổi lon nhiét d6 va ap suat

- Độ nhớt ít phụ thuộc nhiệt độ

- Có tính trung hoà (tính trơ) với các bề mặt kim loại, hạn chế được khả

năng xâm nhập của khí, nhưng dễ dàng tách khí ra

- Phải có độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít và khe hở của các chỉ tiết di trượt, nhằm dam bảo độ rò dầu bé nhát, cũng như tôn thất ma sát ít nhát

- Dâu phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, it hoa tan trong nước và không khí, dẫn nhiệt tốt, có module đàn hỏi, hệ số nở nhiệt và khói lượng riêng nhỏ Trong những yêu càu trên, dàu khoáng chát thoả mãn được đây đủ nhát 2.9 Giới thiệu về xylanh thủy lực

Trong bài thí nghiệm, ta tìm hiếu vẻ xy lanh thủy lực kép (hai chiều) Chất lỏng tác động vào hai phía của piston và tạo nên chuyên động 2 chièu

=r Hình 8 Xy lanh thủy lực hai chiéu

+ Lưu lượng dâu: Q=V.A + Diện tích tiết diện piston

15

II TIỀN HÀNH THÍ NGHIỆM

1 Thiết bị thí nghiệm

Hệ thống thiết bị thí nghiệm gồm trạm nguồn (bom dau va bình chứa), các ống dẫn, van tiết lưu DF1, van an toàn DDI, đồng hồ đo áp DZI, xylanh thủy lực 2 chiều, van chuyên hướng DW3, đồng hồ đo bám giờ

Van tiết itu FT291 Đồng hỗ áp suất GI.ICŒœ63 Lọc dầu FSI-TB-012 'Thước đo đầu I.V?6-M10

Trạm nguồn có chức năng cung cấp đầu cao áp cho hệ thống

Trong trạm nguồn có lắp một van an toàn được đặt ở áp suất

1 Max 70 bar để bảo vệ hệ thống không bị quá áp

Hình 11 Bơm đầu và bình chứa

16

Hình 14 Xy lanh thủy lực hai chiều

17

NHĂN, Hình 15 Van chuyên hướng DW3

Hình 16 Van an toàn DD1

2 Nội dung bài thí nghiệm

Chuyên động ra, vào của xilanh thủy lực 2 chiều loại đơn trục Nhận thấy sự khác nhau về thay đổi thể tích dẫn đến khác nhau về tốc độ dịch chuyên của xIlanh ở hai phía khác nhau Đề thay đôi hướng dịch chuyên của xilanh ta dùng van chuyên hướng

Ghi nhận các thông số thời gian dịch chuyền ra, vào của xilanh; áp suất hệ thông

khi xilanh dịch chuyển Tính tỷ lệ thời gian dịch chuyên ra trên thời gian dịch chuyển

vào của xilanh Kết luận, nhận xét kết quả có được ở trên

Bài thí nghiệm sử dụng các thiết bị:

- Van tiết lưu DFI1

- Van an toàn DD1 (điều chỉnh áp lực hệ thống)

- Xylanh thủy lực hai chiều

- Van chuyền hướng DW3

- Đồng hồ đo áp DZ1

- Đồng hồ bám giờ

18