Thiết bị truyền dẫn thủy lực thường được ứng dụng rỗng rãi trong các máy công trình. Điều đó có được là bởi vì so với các dạng truyền động khác, truyền động thủy lực có các ưu điểm: hiệu chỉnh đơn giản vô cấp vận tốc cơ cấu làm việc tịnh tiến – khứ hồi với giới hạn điều chỉnh rộng; có khả năng nhanh chóng đảo chiều với việc hãm (phanh) và khởi động êm trơn tru; năng lượng riêng lớn; dễ dàng điều khiển tự động hóa và bảo vệ; các thiết bị tự bôi trơn, nâng cao độ tin cậy làm việc; có khả năng chuẩn hóa cao các phần tử nhiệt.Thiết bị truyền dẫn thủy lực được trang bị trên khoảng 23 số máy công trình (máy xây dựng và máy đường bộ). Tỉ lệ ứng dụng thiết bị truyền dẫn thủy lực vẫn không ngừng tăng lên.Việc các máy được trang bị thiết bị truyền dẫn thủy lực được phổ biến rỗng rãi đặt ra yêu cầu đào tạo các chuyên gia thiết kế, lắp đặt, vận hành và sửa chữa hệ thống truyền dẫn thủy lực. Tài liệu này cung cấp những kiến thức cơ bản và các bước tính toán, thiết kế một hệ thống truyền dẫn thủy lực của các máy công trình.Đây là bản dịch từ tiếng Nga.
Trang 1BỘ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO LIÊN BANG NGA
ĐẠI HỌC TỔNG HỢP KỸ THUẬT QUỐC GIA VOSTOK-SIBERI
Trang 2MỤC LỤC
1 Các vấn đề cơ bản khi thiết kế hệ truyền dẫn thủy lực 4
3 Lựa chọn và tính toán các thông số cơ bản từ yêu cầu thiết kế 8
4 Tính toán công suất và lưu lượng của máy bơm 11
8 Lựa chọn các thiết bị thủy lực điều hướng và điều chỉnh 18
11 Tính toán hao phí áp suất trong hệ thống 20
13 Xác định công suất và hiệu suất của mạch thủy lực 24
Trang 3LỜI DẪN
Thiết bị truyền dẫn thủy lực thường được ứng dụng rỗng rãi trong các máycông trình Điều đó có được là bởi vì so với các dạng truyền động khác, truyềnđộng thủy lực có các ưu điểm: hiệu chỉnh đơn giản vô cấp vận tốc cơ cấu làm việctịnh tiến – khứ hồi với giới hạn điều chỉnh rộng; có khả năng nhanh chóng đảochiều với việc hãm (phanh) và khởi động êm trơn tru; năng lượng riêng lớn; dễdàng điều khiển tự động hóa và bảo vệ; các thiết bị tự bôi trơn, nâng cao độ tin cậylàm việc; có khả năng chuẩn hóa cao các phần tử nhiệt
Thiết bị truyền dẫn thủy lực được trang bị trên khoảng 2/3 số máy công trình(máy xây dựng và máy đường bộ) Tỉ lệ ứng dụng thiết bị truyền dẫn thủy lực vẫnkhông ngừng tăng lên
Việc các máy được trang bị thiết bị truyền dẫn thủy lực được phổ biến rỗngrãi đặt ra yêu cầu đào tạo các chuyên gia thiết kế, lắp đặt, vận hành và sửa chữa hệthống truyền dẫn thủy lực Tài liệu này cung cấp những kiến thức cơ bản và cácbước tính toán, thiết kế một hệ thống truyền dẫn thủy lực của các máy công trình
Trang 41 CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN
Việc tiến hành tính toán và thiết kế hệ thống truyền dẫn thủy lực cho các
máy công trình (các máy xây dựng – máy đường bộ: xúc, ủi, lu, nắn đường sắt –
máy vận tải: cẩu, oto tải) cần phải tính toán tới các điều kiện vận hành đặc thù: ở
các vùng thời tiết khác nhau, ở thời gian khác nhau trong năm; làm việc bên ngoàitrời với độ bụi bẩn cao; làm việc ở địa hình gồ ghề có sự rung lắc; các chế độ làmviệc đặc biệt với tải trọng có phạm vi thay đổi lớn
Cấu trúc của hệ truyền dẫn cần phải đảm bảo độ tin cậy và sự nhịp nhàng khilàm việc với các tiêu chí về kỹ thuật-kinh tế đã cho trước, và còn phải thỏa mãnyêu cầu về an toàn lao động
Tiến hành thiết kế hệ truyền dẫn thủy lực cho các máy công trình cần phảitính đến các chế độ làm việc của các máy đó Chế độ làm việc của mạch thủy lựcđược xác định phụ thuộc vào các hệ số: hệ số sử dụng áp suất chuẩn, mức độ làmviệc liên tục dưới tải trọng, hay số lần mở máy trong 1 giờ (bảng 1)
Khi thiết kế cấu trúc và tính toán mạch truyền dẫn thủy lực, các thông số cơbản, các kích thước hình học và kích thước liên kết của các thiết bị thủy lực được
lựa chọn theo “Tiêu chuẩn qui định” (Ở đây có thể là : TCVN, GOST, ISO).
Các thông số cơ bản của hệ truyền dẫn thủy lực chính là áp suất chuẩn vàlưu lượng chuẩn
Các phần tử của mạch thủy lực nên lựa chọn từ các sản phẩm thiết bị thủylực chuẩn được sản xuất hàng loạt, đặc biệt là các thiết bị chuyên dùng cho máy
công trình (nghĩa là: nên chọn các sản phẩm đã được sản xuất sẵn, và bán ngoài thị
p k
p
Hệ số làm việc liên tục dưới tải trọng
p p
t k t
Số lần mở máy trong
1 giờ
Khu vực ứng dụng
Nhẹ <0.4 0,1…0,3 <100 Hệ thống điều khiển; máy
dọn tuyết, máy đặt ống, máy xới-trộn
Trung bình 0,4…0,7 0,3…0,5 100-200 Máy dọn đất, máy ủi, máy
san đất tự động.
Nặng 0,7…0,9 0,5…0,8 200-400 Máy bốc dỡ, ô tô cần trục Siêu nặng >0,9 0,8…0,9 400-800 Máy xúc, máy đào, xe lu,
các máy hoạt động liên tục.
Trang 5Quá trình thiết kế hệ truyền dẫn thủy lực bao gồm các giai đoạn:
+ Phân tích động học của cơ cấu làm việc (tên gọi khác: cơ cấu chấp hành,
cơ cấu công tác, khâu ra);
+ Thiết lập dạng và các chuyển động liên tiếp cần thiết tương ứng với đặctính của quá trình công nghệ khi máy làm việc;
+ Thiết lập sơ đồ nguyên lý thủy lực;
+ Tính toán mạch thủy lực và lựa chọn các thiết bị thủy lực
Sự tính toán được tiến hành theo 3 bước [1,3]:
+ Lựa chọn thông số và tính toán sơ bộ;
+ Làm chính xác các thông số khi tính tới các hao phí áp suất và lưu lượng; + Tính toán xác minh
Khi tính toán sơ bộ cần phải lựa chọn áp suất trong hệ thống thủy lực; xácđịnh công suất của hệ thống, lưu lượng của máy bơm và các thông số cơ bản củađộng cơ thủy lực Nếu khi tính toán sơ bộ thấy được không có khả năng đáp ứngcác điều kiện yêu cầu kỹ thuật cho trước, thì các thông số đã chọn cần được hiệu
chỉnh lại (tức là: thay đổi thông số được chọn, tiến hành lặp lại các bước tính toán).
Các tính toán cơ bản (chính) đó là: tính toán và lựa chọn máy bơm, động cơ
thủy lực, các thiết bị điều hướng và điều chỉnh, ống dẫn và các thành phần khác.Ngoài ra cần phải tính toán hao phí áp suất trong mạch thủy lực, hiệu suất củamạch thủy lực và tính toán nhiệt cho mạch thủy lực
Tính toán xác minh (hoặc tính toán kiểm tra) được thực hiện để xác định
mức độ sai lệch giữa các thông số thu được và các thông số đầu ra cho trước của
các thiết bị thủy lực đã được sản xuất với những đặc tính cụ thể của chúng (nghĩa
là: do chọn các thiết bị thủy lực đã được sản xuất với các thông số đầu ra cho
trước, khi lắp vào mạch thủy lực sẽ dẫn tới sai lệch so với kết quả tính toán trướcđó)
Trang 62 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ THỦY LỰC
Cấu trúc và các đặc tính của mạch thủy lực của các máy công trình được xácđịnh theo chức năng và đặc tính của cơ cấu chấp hành của các máy đó Bởi vậysinh viên cần nắm chắc chức năng của máy, nguyên lý làm việc của máy, điều kiệnvận hành máy, vị trí bố trí và sự tác động lẫn nhau của các thiết bị thủy lực trongmạch thủy lực
Khi xây dựng sơ đồ nguyên lý thủy lực cần phải ứng dụng những kinhnghiệm về vận hành và sử dụng máy, sử dụng các sơ đồ kiểu mẫu, và cả nhữngmáy có công dụng tương tự
Để thiết kế sơ đồ nguyên lý thủy lực cần giải quyết các vấn đề nguyên tắcsau:
+ Số lượng nhánh hệ thống thủy lực (một, hai hay nhiều nhánh);
+ Đặc tính làm việc của dòng chất lỏng ( mạch hở hay mạch kín);
+ Sự điều chỉnh tốc độ trong mạch thủy lực (không điều chỉnh, điều chỉnhkiểu tiết lưu, hay điều chỉnh kiểu thể tích);
+ Phương pháp điều khiển (thủ công, từ xa, hay tự động );
+ Vấn đề về tháo lắp, chuyển rời và đồng bộ các thiết bị thủy lực
Khi lựa chọn sơ đồ thủy lực với nguồn nuôi một máy bơm mà “cơ cấu tiêuthụ” có cả xylanh thủy lực và môtor thủy lực, thì cần chú ý đảm bảo áp suất đầuvào xilanh và áp suất đầu vào môtor thủy lực xấp xỉ nhau
Nếu sử dụng áp suất cao vào việc nuôi xylanh thủy lực trong điều kiện ápsuất thấp tại môtor, thì vì một lý do nào đó nhất định, dẫn tới chuyển sang sơ đồhai nhánh, tức là để nuôi mỗi nhóm động cơ thủy lực cần sử dụng một máy bơmđộc lập Một cách khác để làm giảm áp suất trong các đường dẫn nuôi động môtorthủy lực dẫn tới việc phải sử dụng van giảm áp, điều đó làm tăng hao phí thủy lực
và giảm hiệu suất của mạch thủy lực Trong các máy công trình cơ bản thường sửdụng các mạch thủy lực dạng mạch hở, vì như thế có thể sử dụng bất kỳ động cơthủy lực dạng tịnh tiến (xylanh) hoặc dạng quay (môtor) Mạch thủy lực dạngmạch kín chỉ ứng dụng cho các truyền dẫn môtor thủy lực, ví dụ trong truyền dẫnhành trình quay của gàu máy xúc, máy đào, máy dọn tuyết, … Với các hệ thống cócông suất lớn (N>10 kW) có khả năng điều chỉnh công suất được ứng dụng rộngrãi trong các xe kéo, rơ-mooc, máy đào đất, sự điều khiển vận tốc cơ cấu chấp hànhkhi hệ thống mạch kín
Sự điều chỉnh (điều tiết) bằng van tiết lưu không kinh tế bằng điều chỉnhdạng thể tích Điều chỉnh bằng van tiết lưu được ứng dụng trong các hệ thống thủylực có công suất nhỏ và trong trường hợp điều chỉnh tức thời
Trong các hệ thống thủy lực của các máy công trình xây dựng và làm đường
di động, các dạng điều khiển chính được áp dụng bao gồm: điều khiển thủ cônghoặc điều khiển từ xa Điều khiển tự động bởi mạch thủy lực được ứng dụng trongtrường hợp cần những thao tác chính xác, như các robot lập trình trên các máy xúc,máy ủi, máy đào
Trang 7Việc thiết kế sơ đồ nguyên lý thủy lực bắt đầu từ lựa chọn và sắp đặt vị trícủa động cơ thủy lực, sau đó là vị trí các đường ống từ động cơ thủy lực, tiếp đến
là các thiết bị điều chỉnh và điều khiển tương ứng với các chế động làm việc và cácyêu cầu cụ thể đối với từng loại động cơ Sau đó liên kết các đường ống nén,đường ống xả, đường ống tiêu của từng bộ phận sơ đồ; tiếp đó xác định các vị tríđặt các loại van ổn áp, van tiết lưu Bước cuối cùng là thiết kế sơ đồ trạm máybơm, với các bộ lọc và thiết bị phụ trợ khác
Thiết kế sơ đồ nguyên lý thủy lực cần phải phân tích sự an toàn khi làm việc,như đánh giá khả năng làm việc của cơ cấu, khả năng cơ cấu bị phá hủy Khi cầnthiết phải bổ sung các thiết bị an toàn, khóa thủy lực nhằm loại bỏ các khả năngxuất hiện tình huống không an toàn
Tóm lại việc thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch thủy lực là bước quan trọngnhất, để từ đó tiến hành tính toán, lựa chọn thiết bị thủy lực và hoàn chỉnh mạchthủy lực
Trang 83 LỰA CHỌN VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
TỪ CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ
Để thiết kế hệ thống truyền dẫn thủy lực cần phải biết các dữ liệu sau:
Kiểu mẫu của máy, bản vẽ (hoặc sơ đồ) cơ cấu làm việc và đặc tính kỹthuật của cơ cấu đó;
Chức năng và yêu cầu đối với hệ thống truyền dẫn thủy lực;
Đặc tính vùng khí hậu đối với sự vận hành máy thủy lực;
Sơ đồ nguyên lý thủy lực đối với hệ thống truyền dẫn thủy lực;
Các chế độ làm việc của hệ thống thủy lực;
Lực xuất ra trên cán xylanh hay mômen xuất ra trên trục của môtor thủy lực;
Tốc độ di chuyển đầu mút xilanh hoặc tần số quay của trục môtor thủy lực.Khi tính toán các thông số cho máy thủy lực thì sơ đồ thủy lực, sự đồng bộcủa các phần tử thủy lực, chế độ làm việc của mạch thủy lực đều phụ thuộc vàokiểu mẫu và công dụng của máy thủy lực, đặc tính khí hậu của cơ cấu chấp hành,chu trình và chế độ làm việc của máy thủy lực
Dựa vào đặc tính vùng khí hậu khi vận hành máy có thể xác định giới hạn
nhiệt của không khí (nhiệt độ môi trường làm việc của máy), là các giá trị cần quan tâm khi lựa chọn chất lỏng làm việc (chất lỏng công tác).
Lực xuất ra trên cán xilanh dùng để tính toán đường kính xilanh, còn mômenxuất ra trên trục của môtor thủy lực dùng để lựa chọn kích thước tiêu chuẩn chomôtor thủy lực
Tốc độ của động cơ thủy lực phụ thuộc vào chế độ làm việc của hệ thốngtruyền dẫn thủy lực và độ bền của cán xylanh Nếu chọn tốc độ cao quá sẽ dẫn tớităng lưu lượng của hệ thống thủy lực và tăng kích thước của các thiết bị thủy lực.Ngược lại, nếu chọn tốc độ thấp quá sẽ dẫn tới giảm năng suất làm việc của máy Ởchế độ làm việc nhẹ hệ thống thủy lực và tốc độ cơ cấu làm việc trên động cơ thủylực ảnh hưởng nhỏ tới năng suất làm việc của máy, bới vậy ở chế độ làm việc nhẹtốc độ thấp hay được lựa chọn; còn đối với chế độ làm việc nặng thì hay chọn tốc
độ khâu ra cao hơn, vì nó làm tăng hiệu suất làm việc của máy Như vậy vùng giátrị đối với vận tốc cán xi lanh được chọn là từ 2 tới 30 m/phút (0,03 – 0,5 m/s)
Các giá trị lực, mômen xoắn và vận tốc được xác định khi hoàn thiện tínhtoán lực của cơ cấu làm việc và năng suất của máy Để xác định các thông số ngoàiban đầu của hệ thống thủy lực cần phải lựa chọn và tính toán các thống số bên
trong khi “tính toán cơ bản” với chế độ chuẩn (tính toán cơ bản: là tính toán cho
một số bộ phận chính trong mạch thủy lực – đọc lại mục 1.) Các thông số chuẩn là
áp suất p và lưu lượng ch Q ch
Trong hệ truyền dẫn thủy lực có sự phân nhánh công suất, việc tính toán ápsuất cần thiết và lưu lượng cần thiết thực hiện dựa vào động cơ chịu tải lớn nhất
(Nghĩa là: với mạch thủy lực gồm nhiều nhánh, mỗi nhánh là các động cơ song
song, thì động cơ nào chịu tải lớn nhất, sẽ yêu cầu cung cấp áp suất và lưu lượnglớn nhất – đó là áp suất cần thiết là lưu lượng cần thiết cung cấp cho toàn mạch)
Trang 93.1 LỰA CHỌN ÁP SUẤT CHUẨN
Áp suất trong hệ thống thủy lực phụ thuộc vào kiểu máy bơm và chức năngcủa mạch thủy lực đó trên máy công trình nhất định Áp suất máy bơm cần phảilớn hơn nhiều tải trọng hoặc công suất kéo theo để làm chuyển động cơ cấu chấphành Áp suất nhỏ dẫn tới sự tăng kích thước cơ sở và tăng khối lượng, mặc dù làmcho hệ thống vận hành trơn tru và ổn đinh; áp suất lớn làm hạ thấp kích thước cơ
sở và khối lượng, nhưng làm phức tạp cấu trúc và sự vận hành của hệ thống thủylực, giảm tuổi thọ của thiết bị thủy lực Như vậy cần một giá trị áp suất tối ưu cho
hệ thống thủy lực, không quá lớn, không quá nhỏ, áp suất đó được gọi là áp suất chuẩn Áp suất chuẩn thường được lựa chọn dựa trên tài liệu hướng dẫn và dữ liệuthống kê thu được khi sử dụng thực tế máy thủy lực cùng dạng cần thiết kế Khi đó
từ giá trị áp suất tính toán và lựa chọn giá trị áp suất chuẩn cho các máy bơm Làcác máy bơm được sản xuất công nghiệp và được sử dụng trong các máy côngtrình, tương tự với máy bơm được thiết kế
Áp suất chuẩn trong hệ truyền dẫn thủy lực được qui định tương ứng với dãy
áp suất chuẩn theo tiêu chuẩn GOST 6540-74 và GOST 12445–77 (МPа): 0,63;Pа): 0,63;1,0; 1,6; 2,5; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32
3.2 LỰA CHỌN CHẤT LỎNG CÔNG TÁC
Chất lỏng công tác ngoài chức năng chính là vận chuyển năng lượng từ máybơm tới động cơ thủy lực, còn thực hiện chức năng phụ: đó là bôi trơn các bề mặttrượt cọ sát lẫn nhau của các chi tiết; loại bỏ sản phẩm mài mòn của các mặt cọ sátlẫn nhau; bảo vệ các chi tiết khỏi ăn màn; làm nguội ( làm mát) hệ thống thủy lực
Bởi vậy khả năng làm việc và tuổi thọ của thiết bị thủy lực phụ thuộc vào sựlựa chọn đúng đắn chất lỏng công tác
Trong các hệ truyền dẫn của các máy công trình chỉ áp dụng dầu nhớt tựnhiên – là chất lỏng công tác có đặt tính bôi trơn tốt, ổn định hóa học tốt khi nhiệt
độ cao, chống ăn mòn tốt và chống tạo bọt tốt
Ngày nay một số loại dầu sau được ứng dụng rộng rãi: МPа): 0,63;G-20, МPа): 0,63;G-30,VМPа): 0,63;G-3, АМPа): 0,63;G-10, I-12, I-20, I-30
Lựa chọn nhãn dầu cần phải tính đến chế độ làm việc của hệ truyền dẫn thủylực, khí hậu và điều kiện làm việc, tương ứng với độ nhất tại áp suất chuẩn, và cảhướng dẫn sử dụng của nhà máy sản xuất máy thủy lực
Khi lựa chọn nhãn dầu giới hạn nhiệt độ áp dụng cho chất lỏng công tácđược xác định theo bảng và hình vẽ ở phụ lục 1 và 3
Trong các mạch truyền dẫn thủy lực, vận hàng ngoài không khí khi nhiệt độ
từ 50oC - 60oC, chỉ nên dùng 2 loại chất lỏng công tác (cho mùa hè và mùa đông)[1] Độ nhớt của chất lỏng công tác trong điều kiện vận hành phải nằm trongkhoảng giới hạn 20-200 cSt (mm2/s)
Khoảng giá trị độ nhớt của dầu cho phép khi vận hành trong thời gian ngắn(quãng thời gian vận hành ngắn – làm việc ngắn hạn) có thể trong khoảng 10-2000cSt (mm2/s) Nhiệt độ ngưng kết của chất lỏng công tác cần phải thấp hơn nhiệt độ
Trang 10nhỏ nhất của môi trường xung quanh khi vận hành hệ thống thủy lực từ 15-20oC.Nhiệt độ cao nhất đối với chất lỏng công tác trong hệ thống thủy lực không đượcvượt quá 70-80oC Để đảm bảo nhiệt độ tối ưu cho chế độ làm việc của hệ thốngthủy lực làm việc trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, cần phải dự kiến phương ánlàm mát cho chất lỏng công tác hoặc sử dụng thiết bị tản nhiệt
Để lựa chọn chất lỏng công tác cần phải biết các giá trị nhiệt độ giới hạn củamôi trường xung quanh, các giá trị này phụ thuộc vào điều kiện thời tiết tại nơi vậnhành máy
Giới hạn nhiệt độ môi trường xung quanh cho các vùng khí hậu khác nhau
đó là:
+ Vùng cực bắc và Siberi -50 …+35o C;
+ Vùng trung LB Nga -35…+40º С;
+ Vùng miền nam LB Nga -25…+50º С
Việc lựa chọn chất lỏng công tác cũng phải tính tới sự yếu tố dạng máy bơm
và các hướng sẫn sử dụng của nhà sản xuất Tiêu chuẩn GOST 14892-69 xác địnhgiới hạn độ nhớt của dầu đối với các loại máy bơm khác nhau
Giới hạn độ nhớt cho chất lỏng công tác của các máy bơm rotor *[2]
Bảng 2Dạng máy bơm Độ nhất, сSт (mm²/s)
Nhỏ nhất Lớn nhấtBơm piston dọc trục
Bơm cánh gạtBơm bánh răng
6-810-1216-18
1800-2003500-45004500-5000
* Với độ nhất bé nhất dầu thủy lực phải đảm bảo bôi trơn được các bề mặt
ma sát khi hiệu suất thể tích nhỏ hơn 0,8 Với độ nhớt lớn nhất dầu thủy lực phảiđảm bảo vẫn di chuyển được trong mạch thủy lực (khả năng có thể bơm)
Dầu thủy lực МPа): 0,63;G-20 и МPа): 0,63;G-30 thường sử dụng cho mạch truyền dẫn thể tíchlàm việc ngoài không khí ở vùng trung và miền nam LB Nga.(Có thể thay thếbằng: IS-20, IS-30); VМPа): 0,63;G-З dùng cho vận hành các mạch thủy lực làm việc tất cảcác mùa trong năm ở vùng cực Bắc, vùng Siberi, và Dalni Vostok, còn vùng trung
và miền nam LBN VMG-3 được sử dụng vào mùa đông (nhãn dầu tương tự là –АМPа): 0,63;G-10); МPа): 0,63;G-30, và silic lỏng (không hiểu nhầm là Si – chỉ hiểu đấy là một têngọi) 7-50-С3 thường được sử dụng trong điều kiện nhiệt đới
Trang 114 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ LƯU LƯỢNG MÁY BƠM
Khi tính toán hệ thống thủy lực cho các máy công trình dựa vào các thông số
cơ bản ta dễ dàng thu được công suất Để lựa chọn áp suất chuẩn p Pa cần phải ch( )
biết trước lực đẩy F(N) hoặc momen xoắn M (N.m), cũng như lưu lượng Q (m 3 /s),
vận tốc V (m/s) hoặc tốc độ quay ω (1/s) của động cơ thủy lực.
Công suất có ích được xác định theo công thức sau:
Đối với cán xilanh: , ;
Khi tính toán sơ bộ cho mạch thủy lực, có sự hao phí áp suất trên đường dẫn,
và tại các cản cục bộ hay do lực ma sát và lực quán tính, bởi vậy cần bù vào bằng
hệ số an toàn cho lực đẩy hoặc mômen là K Sự thất thoát và giảm lưu f 1,1 12
lượng do khởi động động cơ cần bù vào bằng hệ số an toàn cho lưu lượng1,1 1,3
q
K Với các hệ số an toàn các giá trị nhỏ áp dụng đối với các đường dẫn
làm việc ở chế độ nhẹ và trung bình, còn các giá trị lớn áp dụng cho chế độ vậnhành nặng và siêu nặng
Nếu trong hệ thống thủy lực đường dẫn của động cơ nhận chất lỏng từ vàimáy bơm khác nhau, thì công suất hệ thống xác định tương tự đối với máy bơm,còn lưu lượng cần tính toán cho từng máy bơm Trong trường hợp hệ thống thủylực hai ( nhiều) nhánh máy bơm, đảm bảo làm việc cho nhiều nhóm động cơ thủylực khác nhau, khi tính toán công suất hệ thống cần tính toán từng bộ phận với từ
tổ hợp (giàn) máy bơm Khi đó công suất tổ hợp (giàn) máy bơm
N K K Z N Z N
Ở đó Z x và Z m - số lượng xylanh và môtor thủy lực làm việc đồng thời
Xác định công suất trạm máy bơm, từ đó có thể xác định lưu lượng chất lỏngcông tác trong hệ thống
b ht ch
N Q
mỗi cái là Q b =Q ht /2, hoặc lắp đặt 2 máy bơm cùng loại với lưu lượng khác nhau
chỉ trong trường hợp mạch thủy lực hỗn hợp xylanh và môtor có chu kỳ làm việckhác nhau lớn, khi đó yêu cầu mỗi máy bơm cung cấp cho 1 bộ phận xylanh vàmôtor sao cho sử dụng hợp lý mạch truyền dẫn thủy lực 2 luồng Nghĩa là đảm bảocung cấp riêng rẽ xylanh và môtor từ 2 máy bơm độc lập được lựa chọn phù hợpvới lưu lượng của xylanh và môtor
Dựa vào các giá trị áp suất chuẩn p ch và lưu lượng chuẩn Q ch được chọn với
Trang 12mạch thủy lực tương ứng để lựa chọn các thành phần của mạch thủy lực từ cácthiết bị thủy lực được sản xuất công nghiệp Các thiết bị được lựa chọn phải có giá
trị gần nhất với các giá trị chuẩn (p th.b ≥p ch , Q th.b ≥ Q ch)
5 LỰA CHỌN MÁY BƠM
Kiểu của máy bơm được lựa chọn từ kinh nghiệm thiết kế và vận hành cácmáy công trình và từ sự phụ thuộc vào chế độ làm việc của hệ thống thủy lực.Trong hệ thống thủy lực làm việc ở chế độ nhẹ và trung bình nên chọn máy bơmcánh gạt hoặc bơm bánh răng, đối với chế độ làm việc năng nên chọn các kiểu bơmpiston
Khi lựa chọn máy bơm các thông số cơ bản là: lưu lượng riêng q(cm 3 /vòng),
áp suất chuẩn p ch (MPa), tốc độ quay chuẩn n ch (vòng/phút=vg/ph), và lưu lượng
chuẩn Q ch Lưu lượng chuẩn chính là giá trị lưu lượng hệ thống Q ht
Xác định giá trị lưu lượng riêng dự tính q dt (cm 3 / vg) của máy bơm sẽ chọn
n ch – số vòng quay chuẩn của van máy bơm , vg/ph;
η w – hiệu suất thể tích, giá trị này được lấy từ đặc tính kỹ thuật của máy
bơm Dựa vào các giá trị q dt , n ch , p ch chúng ta lựa chọn máy bơm với giá trị sấp xỉ lưu lượng riêng dự tính Từ đặc tính kỹ thuật của máy bơm ta có giá trị lưu lượng
riêng thực q b ( cm 3 /vg) , và tính toán lưu lượng thực của máy bơm Q b (lit/ph).
Giá trị lưu lượng thực của máy bơm có thể khác với giá trị dự tính
Máy bơm được chọn phải có áp suất:
p b =p+∑∆p
Ở đó: p – áp suất tại cửa ra của động cơ thủy lực;
∑∆p – tổng hao phí áp suất trong hệ thống;
Giá trị áp suất lớn nhất p b.max có thể tạo bởi máy bơm khi quá tải được giớihạn bởi van an toàn [1]
p b.max =(1,10÷1,20) p b
Giá trị p b.max tính theo công thức trên không được vượt quá giới hạn lớn nhất
của áp suất p max chỉ ra trong đặc tính kỹ thuật của máy bơm đã chọn Và cả tần số
quay n b của máy bơm đã chọn cũng phải nhỏ hơn giá trị cho phép của nó n max –được dẫn ra trong các đặc tính kỹ thuật của máy bơm
Khi máy bơm làm việc ở chế độ khác với chế độ chuẩn, lưu lượng của máybơm được xác định theo công thức:
Trang 13Ở đó p – áp suất, sinh ra bởi máy bơm, N/m 2;
Q – lưu lượng máy bơm, m 3 /s;
η b- tổng hiệu suất máy bơm theo đặc tính kỹ thuật của máy bơm Trong tính
toán sơ bộ giá trị tổng hiệu suất η b và hiệu suất thể tích η b.w đối với các kiểu máybơm khác nhau có thể lấy theo giới hạn sau:
máy bơm bánh răng : b (0,80 0,85); b w. (0,90 0,94);
máy bơm piston dọc trục: b (0,80 0,90); b w. (0,95 0,98);
máy bơm cánh gạt: b (0,60 0,80); b w. (0,70 0,90);