1. Mục đích và ý nghĩa kinh tế, xã hội của đề tài.Nền kinh tế nước ta hiện nay nói chung các ngành công nghiệp nói riêng đang từng bước phát triển mạnh mẽ và có những bước tiến vững chắc, đồng thời với sự phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng cao. Tuốc bin nước là thiết bị trực tiếp biến đổi năng lượng dòng nước thành cơ năng làm quay máy phát điện tạo ra điện năng. Với yêu cầu đóng nhanh và điều chỉnh lưu lượng tới giá trị bằng không bằng kim phun thì sẽ gây ra va đập trong đường ống rất lớn. Vì thế trong quá trình tắt máy thì cần điều chỉnh kim phun đến một giá trị nào đó, tương ứng với lưu lượng cho phép mà đường ống có thể chịu được áp suất, tính với áp suất do hiện tượng nước va. Sau đó cần phải hướng dòng tia đi ra khái bánh công tác. Trong chế độ ổn định với việc điều chỉnh lưu lượng phù hợp với phụ tải thì cơ cấu hướng tia nước luôn luôn ở xa dòng dòng tia phun. Trong trường hợp bình thường, bộ điều tốc làm việc điều chỉnh vị trí kim phun. Trong trường hợp sợ cố, phụ tải mất đột ngột, quả lăng xếp lại. Pittong cản xilanh lực chuyển động nhanh sang phải, đóng vòi phun nhờ hệ thống thanh truyền, cam, con trượt và xilanh lực. Đồng thời, tín hiệu được truyền đến cơ cấu hướng tia nước để hướng dòng tia ra khái bánh công tác. Vì vậy bộ điều tốc sẽ có ảnh hưởng rất lớn và có tầm quan trọng trong việc điều chỉnh tuốc bin làm việc một cách ổn định tạo ra nguồn điện cho máy phát phát ra là hợp lý nhất để phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp cho người sử dụng. Đứng trước tình hình này thì vấn đề tính toán và điều chỉnh hệ thống truyền lực cho tuốc bin là vấn đề hết sức quan trọng nhằm mục đích trên. Và mục đích ý nghĩa của đề tài tính toán thiết kế hệ thống thủy lực trong tuốc bin gáo. Cụ thể hơn là tính toán và thiết kế bộ điều tốc. 2.Giới thiệu tuốc bin gáo sẽ lắp bộ điều tốc.2.1. Giới thiệu. Tuốc bin gáo gọi là tuốc bin Pelton được một nhà khoa học mỹ sang chế vào năm 1884. Nguyên lý làm việc của tuốc bi gáo là:dòng chảy có thế năng lớn được dẫn qua đường ống và vòi phun. Tại miệng ra của vòi phun vận tốc của dòng chảy lớn, tại đó thế nẵng đã biến thành động năng. Với vận tốc lưu lượng nhất định này dòng chảy đập vào các cánh gáo được sắp xếp trên một vành đĩa tròn còn gọi là bánh công tác) và làm quay tuốc bin và máy phát. Bánh công tác quay truyền chuyển động cho trục tuốc bin và trục máy phát. Như vậy trong quá trình này thế năng của dòng chảy đã biến thành cơ năng quay trục của tuốc bin. Cấu tạo chung của tuốc bin gáo:5 Theo bản vẽ tổng thể của tuốc bin gáo (hình 2.2.1) thì tuốc bin này gồm các bộ phận chính sau: bánh công tác, vòi phun điều chỉnh lưu lượng, cơ cấu cắt dòng, vỏ và trục tuốc bin. Hình 2.1. Bản vẽ tổng quan về tuốc bin gáo.1Cơ cấu cắt dòng; 2Vòi phun; 3Van kim; 4Gáo tuốc bin;5Trục tuốc bin; 6Vỏ che ngoài; 7Thân vòi phun; 8Lò xo nén.2.2. Mô tả một số chi tiết cơ bản liên quan đến bộ điều tốc. 2.2.1. Bánh xe công tác.Bánh công tác của tuốc bin gáo gồm có đĩa, trên đĩa (theo chu vi) có gắn các cánh có dạng gáo nên gọi là gáo (hình 2.2). Hình 2.2. Sơ đồ kết cấu của gáo và kích thước.Bánh xe công tác là một khối liền. Sau đó gắn lên đĩa bằng bu lông hoặc bằng cách ghép hay hàn.Chính giữa gáo có “dao” chia gáo ra thành hai phần bằng nhau để chia tia nước tác động vào gáo thành hai phần theo hai hướng khác nhau. Mép ngoài gáo có khoét lõm vào để cho gáo đến tiếp theo không vào ngay khu vực tác dụng của tia nước, làm cản trở lực tác dụng của tia nước vào gáo nằm ngay phía trước, cũng như để khi gáo ra khỏi khu vực tác dung, nước sau khi tác dung vào các gáo không rơi lên lưng các gáo phía trước.2.2.2. Vòi phun, kim phun.Vòi phun có nhiệm vụ biến toàn bộ năng lượng nước thành động trước khi đưa vào bánh công tác, ngoài ra còn điều chỉnh lưu lượng đi vào tuốc bin. Như vậy ở tuốc bin gáo (cũng như ở các tuốc bin xung lực khác), vòi phun làm nhiệm vụ của bộ phận hướng dòng.
Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo 1. Mục đích và ý nghĩa kinh tế, xã hội của đề tài. Nền kinh tế nước ta hiện nay nói chung các ngành công nghiệp nói riêng đang từng bước phát triển mạnh mẽ và có những bước tiến vững chắc, đồng thời với sự phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng cao. Tuốc bin nước là thiết bị trực tiếp biến đổi năng lượng dòng nước thành cơ năng làm quay máy phát điện tạo ra điện năng. Với yêu cầu đóng nhanh và điều chỉnh lưu lượng tới giá trị bằng không bằng kim phun thì sẽ gây ra va đập trong đường ống rất lớn. Vì thế trong quá trình tắt máy thì cần điều chỉnh kim phun đến một giá trị nào đó, tương ứng với lưu lượng cho phép mà đường ống có thể chịu được áp suất, tính với áp suất do hiện tượng nước va. Sau đó cần phải hướng dòng tia đi ra khái bánh công tác. Trong chế độ ổn định với việc điều chỉnh lưu lượng phù hợp với phụ tải thì cơ cấu hướng tia nước luôn luôn ở xa dòng dòng tia phun. Trong trường hợp bình thường, bộ điều tốc làm việc điều chỉnh vị trí kim phun. Trong trường hợp sợ cố, phụ tải mất đột ngột, quả lăng xếp lại. Pittong cản xilanh lực chuyển động nhanh sang phải, đóng vòi phun nhờ hệ thống thanh truyền, cam, con trượt và xilanh lực. Đồng thời, tín hiệu được truyền đến cơ cấu hướng tia nước để hướng dòng tia ra khái bánh công tác. Vì vậy bộ điều tốc sẽ có ảnh hưởng rất lớn và có tầm quan trọng trong việc điều chỉnh tuốc bin làm việc một cách ổn định tạo ra nguồn điện cho máy phát phát ra là hợp lý nhất để phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp cho người sử dụng. Đứng trước tình hình này thì vấn đề tính toán và điều chỉnh hệ thống truyền lực cho tuốc bin là vấn đề hết sức quan trọng nhằm mục đích trên. Và mục đích ý nghĩa của đề tài tính toán thiết kế hệ thống thủy lực trong tuốc bin gáo. Cụ thể hơn là tính toán và thiết kế bộ điều tốc. 1 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo 2.Giới thiệu tuốc bin gáo sẽ lắp bộ điều tốc. 2.1. Giới thiệu. - Tuốc bin gáo gọi là tuốc bin Pelton được một nhà khoa học mỹ sang chế vào năm 1884. - Nguyên lý làm việc của tuốc bi gáo là:dòng chảy có thế năng lớn được dẫn qua đường ống và vòi phun. Tại miệng ra của vòi phun vận tốc của dòng chảy lớn, tại đó thế nẵng đã biến thành động năng. Với vận tốc lưu lượng nhất định này dòng chảy đập vào các cánh gáo được sắp xếp trên một vành đĩa tròn còn gọi là bánh công tác) và làm quay tuốc bin và máy phát. Bánh công tác quay truyền chuyển động cho trục tuốc bin và trục máy phát. Như vậy trong quá trình này thế năng của dòng chảy đã biến thành cơ năng quay trục của tuốc bin. -Cấu tạo chung của tuốc bin gáo:[5] Theo bản vẽ tổng thể của tuốc bin gáo (hình 2.2.1) thì tuốc bin này gồm các bộ phận chính sau: bánh công tác, vòi phun điều chỉnh lưu lượng, cơ cấu cắt dòng, vỏ và trục tuốc bin. 8 7 6 5 4 φ 5 5 H 7 / h 6 4200 2800 2 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo 3 2 1 Hình 2.1. Bản vẽ tổng quan về tuốc bin gáo. 1-Cơ cấu cắt dòng; 2-Vòi phun; 3-Van kim; 4-Gáo tuốc bin; 5-Trục tuốc bin; 6-Vỏ che ngoài; 7-Thân vòi phun; 8-Lò xo nén. 2.2. Mô tả một số chi tiết cơ bản liên quan đến bộ điều tốc. 2.2.1. Bánh xe công tác. Bánh công tác của tuốc bin gáo gồm có đĩa, trên đĩa (theo chu vi) có gắn các cánh có dạng gáo nên gọi là gáo (hình 2.2). Hình 2.2. Sơ đồ kết cấu của gáo và kích thước. Bánh xe công tác là một khối liền. Sau đó gắn lên đĩa bằng bu lông hoặc bằng cách ghép hay hàn.Chính giữa gáo có “dao” chia gáo ra thành hai phần bằng nhau để chia tia nước tác động vào gáo thành hai phần theo hai hướng khác 3 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo nhau. Mép ngoài gáo có khoét lõm vào để cho gáo đến tiếp theo không vào ngay khu vực tác dụng của tia nước, làm cản trở lực tác dụng của tia nước vào gáo nằm ngay phía trước, cũng như để khi gáo ra khỏi khu vực tác dung, nước sau khi tác dung vào các gáo không rơi lên lưng các gáo phía trước. 2.2.2. Vòi phun, kim phun. Vòi phun có nhiệm vụ biến toàn bộ năng lượng nước thành động trước khi đưa vào bánh công tác, ngoài ra còn điều chỉnh lưu lượng đi vào tuốc bin. Như vậy ở tuốc bin gáo (cũng như ở các tuốc bin xung lực khác), vòi phun làm nhiệm vụ của bộ phận hướng dòng. Hình 2.3. Vòi phun của tuốc bin gáo. 1- Thân vòi phun; 2- Miệng vòi; 3- Van kim; 4- Trục điều chỉnh. Vòi phun gồm có thân vòi 1 là đoạn tiếp giáp với khuỷu chuyển tiếp miệng vòi 2 và van kim điều chỉnh 3. Hình dáng của miệng vòi và van kim phải thuận dòng để có tổn thất thuỷ lực bé nhất đồng thời tạo được tia phun tròn sau khi dòng nước ra khỏi vòi. Điều chỉnh lưu lượng đi qua vòi (cũng đồng thời là lưu lượng đi qua tuốc bin) được tiến hành bằng cách tịnh tiến van kim về phía trước hoặc phía sau tức là gián tiếp giảm nhỏ hoặc tăng tiết diện ra của vòi phun. Ở các tua bin nhỏ việc tịnh tiến van kim do một cơ cấu điều khiển bằng tay đảm nhiệm; 4 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo còn ở các tuốc bin trung bình và lớn được tiến hành tự động nhờ động cơ tiếp lực bằng dầu 2.2.3. Cơ cấu cắt dòng. Ở các trạm thuỷ điện cột nước cao có đường ống dẫn nước dài; nếu đóng nhanh van kim sẽ làm tăng áp lực cuối đường ống (hiện tượng va đập thủy lực). Khi cần ngưng tuốc bin người ta dùng cơ cấu cắt dòng để hướng toàn bộ hay một phần tia nước về phía khác không cho tác dụng vào gáo bánh xe công tác, do đó tuốc bin sẽ ngừng làm việc hoặc giảm bớt công suất. Khi cắt dòng nếu cắt toàn bộ tia nước không cho tác dụng vào bánh xe công tác (hình a) thì đó gọi là cắt dòng trên và cắt dòng dưới thì chỉ hướng một phần tia nước không cho tác dụng vào bánh công tác (hình b). Hình 2.4. Sơ đồ kết cấu vòi phun thiết kế. 1- Đệm; 2- Vít cấy; 3- Vòi phun; 4- Van kim; 5- Cơ cấu cắt dòng 5 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo 3. Vấn đề điều chỉnh tuốc bin. 3.1. Nhiệm vụ cơ bản của điều chỉnh tuốc bin. Trong nhiều trường hợp, tuốc bin nước được dùng làm động cơ cho máy phát điện. Chỉ có đối với các tuốc bin loại nhỏ và trong một vài trường hợp cá biệt, thì dùng nó để kéo trực tiếp các máy công cụ. Thông thường, đối với các tuốc bin loại vừa và lớn thì trục tuốc bin được nối trực tiếp với trục máy phát điện mà không qua một khâu truyền động trung gian nào khác ( kiểu đai truyền hay bánh răng). Tổ máy thủy lực có thể làm việc trong một lưới điện độc lập hoặc làm việc song song trong một lưới điện chung do nhiều tổ máy (tuốc bin nước và tuốc bin khí…) cấp điện. Phần lớn các tổ máy thủy lực đều làm việc song song trong lưới điện, các hộ dùng điện như các động cơ điện, thiết bị thắp sáng sẽ tiêu thụ điện năng của lưới điện đó. Trong quá trình làm việc của trạm thủy điện, nhu cầu điện năng (phụ tải của các máy phát điện) luôn luôn thay đổi trong phạm vi rất rộng. Nếu không có biện pháp chuyên môn để điều chỉnh công suất do các động cơ tuốc bin phát ra cho lưới điện thì sẽ xảy ra sự thay đổi tần số điện quá giới hạn cho phép. Quy trình kĩ thuật vận hành điện hiện nay quy định tần số điện không đổi, độ sai lệch tạm thời của tần số điện xoay chiều với giá trị định mức (50Hez) không quá 0,2%. Tần số hoặc số dòng điện xoay chiều trong một giây phụ thuộc tốc độ quay hoặc số vòng quay của rôto máy phát. n p f . 60 = Trong đó: f: tần số dòng điện (Hez) p: số đôi cự từ của máy phát n: số vòng quay của rôto máy phát điện (v/p) Do đó, đối với mỗi loại kết cấu máy phát đã định (p = const) thì tần số dòng điện tùy thuộc vào tốc độ quay rôto máy phát điện, mặt khác theo cơ học, phương trình cơ bản đặc trưng sự chuyển động của rôto tổ máy có dạng: đ c d J M dt M ω = − (3.1) 6 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo Trong đó: J: mômen quán tính rôto tổ máy thủy lực ω : tốc độ góc rôto tổ máy ( 30 .n π ω = ) M đ : mômen lực chuyển động rôto tổ máy M c : mômen cản chuyển động rôto tổ máy t: thời gian Từ công thức (3.1) ta thấy, muốn giữ tốc độ quay của tổ máy không đổi, tức là gia tốc 0 dt dω = thì mômen lực chuyển động M đ và mômen lực cản M c phải bằng nhau M đ = M c . Khi M đ > M c thì 0 dt dω > , số vòng quay của tổ máy lớn hơn bìmh thường. Ngược lại khi M đ < M c thì 0 dt dω < , số vòng quay của tổ máy nhỏ hơn bình thường. Mômen lực cản xác định bằng phụ tải của tổ máy, còn mômen lực chuyển động phụ thuộc công suất của dòng nước và xác định bằng công thức: T T đ HQg N M η ω ρ ω . == (3.2) Để giữ cho số vòng quay của tổ máy biến đổi trong phạm vi cho phép khi phụ tải thay đổi, cần điều chỉnh mômen lực chuyển động cân bằng theo mômen lực cản. Công thức (4.2) cho thấy có thể thay đổi mômen lực chuyển động bằng cách thay đổi lưu lượng Q, cột nước H, hay hiệu suất T η . Thay đổi hiệu suất T η và cột nước H là rất khó thực hiện về mặt kỹ thuật mà lại không hợp về mặt kinh tế. Vì vậy thông thường điều chỉnh mômen lực chuyển động bằng cách điều chỉnh lưu lượng đi qua tuốc bin bằng các bộ phận điều chỉnh lưu lượng đi qua tuốc bin. Trong tuốc bin gáo việc điều chỉnh lưu lượng được thực hiện nhờ cơ cấu cắt dòng và van kim ở vòi phun. 3.2. Cấu tạo và đặc điểm của hệ thống điều chỉnh tuốc bin. Tuốc bin, mà trong đó có xảy ra một quá trình điều chỉnh nào đó được gọi là đối tượng điều chỉnh. Đại lượng cần giữ ở một mức độ cho trước hoặc thay đổi theo một chương trình cho trước thì được gọi là thông số điều chỉnh. Hệ thống điều chỉnh tốc độ tuốc bin (gọi tắt là hệ thống điều tốc) là tổng hợp các cơ cấu và thiết bị, các cơ cấu và thiết bị đó có nhiệm vụ cảm ứng sự thay đổi tốc độ quay 7 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo của tổ máy và thay đổi vị trí tương đối của cơ cấu điều chỉnh. Hệ thống điều tốc của tuốc bin gồm các cơ cấu cơ bản sau: - Cơ cấu cảm ứng hoặc chỉ huy cảm giác độ sai lệch tốc độ quay của tổ máy và thay đổi vị trí cơ cấu điều chỉnh. - Cơ cấu điều chỉnh là bộ phận trực tiếp thay đổi mômen lực chuyển động của tuốc bin. - Cơ cấu chấp hành (khuếch đại), thực hiện sự liên hệ cần thiết giữa cơ cấu cảm ứng và cơ cấu điều chỉnh chuyển dời đến vị trí tương ứng với tín hiệu của cơ cấu cảm ứng. - Cơ cấu ổn định, tác dụng của nó là làm tăng tính ổn định và chất lượng của quá trình điều chỉnh. - Cơ cấu phụ trợ: làm các động tác phụ như thay đổi chỉnh định máy điều tốc, hạn chế độ mở. Sự điều chỉnh tuốc bin nước cũng có nhiều điểm khác so với sự điều chỉnh các loại động cơ khác. Một trong những đặc điểm đó là có một lượng nước khá lớn chảy qua cơ cấu điều chỉnh (lưu lượng các tuốc bin lớn đến hàng mấy trăm m 3 /s) nên kích thước của cơ cấu điều chỉnh phải lớn. Ngoài ra, do quán tính của dòng nước nên khi cơ cấu điều chỉnh chuyển động nhanh, thì trong cả hệ thống đường dẫn của tuốc bin có hiện tượng va đập thủy lực. Đó là sự khác biệt cơ bản. Cơ cấu điều chỉnh tuốc bin đòi hỏi cần có lực chuyển dời lớn. Vì vậy giữa các cơ cấu cảm ứng (có độ nhạy cao nhưng năng lượng bé) và cơ cấu điều chỉnh cần có thêm nhiều bộ khuếch đại thủy lực. Đối với tuốc bin gáo phải tiến hành điều chỉnh kép, phải đồng thời điều khiển hai cơ cấu điều chỉnh (vòi phun và cơ cấu cắt dòng) điều này sẽ làm cho hệ thống điều chỉnh thêm phức tạp. 3.3. Các sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ tuốc bin. Theo nguyên lý tác dụng, chia ra hai loại máy điều tốc: máy điều tốc tác động trực tiếp và tác động gián tiếp. 3.3.1. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp. Sơ đồ nguyên lý máy điều tốc tác động trực tiếp cho ở hình (3.1) Cấu tạo của máy điều tốc loại này gồm con lắc ly tâm 4, tay đòn HZS và van điều tiết lưu lượng 3. Con lắc ly tâm 4 quay được nhờ động cơ điện 2 có liên hệ bằng cơ hay điện với trục tuốc bin. Đầu bên trái của tay đòn HZS được nối với con lắc nhờ hộp trục H còn bên phải nó được nối với van điều tiết 3 tại điểm S. 8 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo 2 1 4 3 S H Z Bäü pháûn nhaûy caím Bäü pháûn âiãöu chènh Tuäúc bin Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy điều tốc tác động trực tiếp 1-Trục nối từ máy phát điện; 2- Máy phát điện; 3-Van điều tiết; 4-Con lắc li tâm Khi cắt phụ tải, vì độ mở của các cánh hướng nước chưa thay đổi nên số vòng quay của tuốc bin cũng như số vòng quay của quả lắc li tâm tăng lên, quả lắc văng ra xa, kéo hộp trục H lên trên, lúc đó tay đòn HZS sẽ quay quanh điểm tựa Z theo chiều kim đồng hồ và đẩy van 3 xuống thấp để giảm bớt lưu lượng Q qua tuốc bin, đảm bảo cho công suất tuốc bin bằng công suất máy phát điện. Khi tăng tải thì quá trình này cũng xảy ra như thế, nhưng chiều chuyển động của các bộ phận kể trên thì ngược lại. Đường vẽ nét khuất trên hình (4.1) tương ứng với tay đòn HZS ở cuối thời điểm điều chỉnh. Từ sơ đồ trên ta thấy máy điều tốc tác động trực tiếp có cấu tạo rất đơn giản. Nhưng khuyết điểm cơ bản của nó là sai số về số vòng quay tuốc bin khá lớn khi phụ tải tăng từ 0 đến phụ tải toàn phần. Đồng thời lực để đóng mở các bộ phận điều chỉnh do quả lắc tạo ra rất nhỏ không đủ để đóng mở các bộ phận điều chỉnh của tuốc bin cỡ lớn. Bởi những lẽ đó nên hầu hết các máy điều tốc hiện đại đều được thiết kế theo sơ đồ nguyên lý tác động gián tiếp. 3.3.2. Máy điều tốc tác dụng gián tiếp. Để thay đổi độ mở các bộ phận điều chỉnh tuốc bin cỡ trung bình và cỡ lớn, đòi hỏi phải có một lực rất lớn, mạnh đến hàng nghìn kN (tương đương hàng trăm tấn) nên lực li tâm do quả lắc sinh ra qua hệ thống đòn không đủ để điều khiển các bộ phận điều chỉnh được. Bởi vậy, đối với tuốc bin cỡ trung bình và cỡ lớn, và ngay cả đối với các phần của tuốc bin cỡ nhỏ, người ta dùng máy điều tốc 9 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo tác động gián tiếp. Loại máy này có cấu tạo phức tạp hơn nhiều so với máy điều tốc tác dụng trực tiếp. Giữa quả lắc li tâm và bộ phận điều chỉnh lưu lượnglà hệ thống khuếch đại tín hiệu, gồm van điều phối và động cơ tiếp lực để tạo nên lực đóng mở các bộ phận điều chỉnh lưu lượng khá lớn. Để hệ thống đóng mở ổn định, trong máy điều tốc còn có các bộ phận phục hồi. Bộ phận phục hồi gồm có hai loại: - Phục hồi cứng. - Phục hồi mềm. 3.3.3. Sơ đồ nguyên lí máy điều tốc tác dụng gián tiếp có bộ phận phục hồi cứng. Máy điều tốc gồm có các bộ phận sau (hình 3.2): Quả lắc li tâm 1, thanh đòn AOB, van điều phối 2, động cơ tiếp lực 3, và thanh nối 4 nối liền điểm O và cần pittông của động cơ tếp lực. Cấu tạo của động cơ tiếp lực gồm pittông chuyển động trong xi lanh và píttông này nối với bộ phận điều chỉnh lưu lượng thông qua hệ thống tay đòn. Van trượt được thông với hai ngăn của động cơ tiếp lực nhờ hai ống dầu đặt ở hai đầu của xi lanh. Cấu tạo của van trượt gồm có vỏ hình trụ và một chiếc kim trượt trong đó trên thành vỏ có khoét 5 lổ nhỏ (cửa sổ) cửa sổ ở giữa được thông với dầu có áp được lấy từ thiết bị dầu có áp; hai cửa làm việc (ở vị trí cân bằng thì hai cửa sổ này được khép kín bởi phần lồi trên và phần lồi dưới của van kim) thông với ngăn tương ứng của động cơ tiếp lực qua hai ống dẫn dầu, hai cửa dầu trên và dưới cùng thông với thùng xả. Như vậy khi chuyển dời khỏi vị trí cân bằng thì dầu có áp đi vào một ngăn nào đó của động cơ tiếp lực, còn dầu có áp trong ngăn khác của động cơ tiếp lực sẽ theo cửa sổ làm việc và cửa xả trở về thùng dầu xả. 10 [...]... 10,15,16,17- đồng hồ đo áp suất ; 11-van an toàn;12- Bơm dầu; 13- lọc; 14- Bình tích năng; 18- Tiết lưu 16 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo 4 .Tính toán hệ thống truyền động thủy lực điều chỉnh tuốc bin gáo 4.1 .Tính bơm Dựa vào các thông số tính toán của tuốc bin gáo của đồ án tốt nghiệp anh Trần Quang Lai thì ta có: Lưu lượng của bơm : Q = 0,55 m 3/s Cột áp của bơm... rằng δ phụ thuộc vào số răng của bơm Thay các số liệu vào biểu thức : δ = 1, 25 cos 2 α cos 2 20 = 1, 25 = 0,11 Z 10 Theo tài liệu 2 trang 31 Hệ số dao động của bơm δ = (0,08 ÷ 0,25) Nên với hệ số dao động tính toán δ = 0,11 của bơm phù hợp với khoảng hệ số giao 20 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo động cho phép của bơm bánh răng Và bơm có hệ số giao động nhỏ nên bơm... Cơ cấu cắt dòng M: vị trí mở, D: vị trí đóng 15 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực điều chỉnh kép tuốc bin gáo 1- Quả lắc li tâm; 2- Động cơ thủy lực của bộ phận cắt dòng; 3-Nêm liên hợp; 4- Các tay đòn; 5- Kim của van trượt; 6- Động cơ thủy lực của bộ phận điều chỉnh lưu lượng; 7- Van kim của... (m3/s) 2 Lực do động cơ thủy lực tạo ra: F2 = F1 38,06 = = 19,03 kN 2 2 Hình 4.8 Sơ đồ tính toán xi lanh động cơ thủy lực của cơ cấu cắt dòng 1- Xi lanh; 2- píttông; 3- Cần píttông; 4- Phớt chắn dầu 29 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo Bản vẽ kết cấu xilanh động cơ thủy lực cơ cấu cắt dòng 3 4 5 6 16 15 7 8 9 10 11 Ø130 2 Ø65 1 14 13 12 Hình 4.9: Bản vẽ kết... nắp trước * Tính xilanh thủy lực điều chỉnh lưu lượng cơ cấu cắt dòng Hình 4.7 Sơ đồ tính toán cơ cấu cắt dòng 27 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo - Trường hợp cắt toàn bộ tia nước: Q = 0,55 m3/s Để cắt toàn bộ tia nước thì tại khớp quay O của cơ cấu cắt dòng phải có một mô men để tạo ra một lực tối đa bằng áp lực của tia nước phun vào gáo Theo [5]: thì lực của tia... +74,95 -67,78 = 15,57 kN Hình 4.5 Xơ đồ tính toán xi lanh động cơ thủy lực của van kim 1- Xi lanh; 2- Píttông; 3- Cần píttông; 4- Phớt chắn dầu 26 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo Bản vẽ kết cấu xilanh động cơ thủy lực của van kim 3 4 5 6 16 15 7 8 9 10 11 Ø100 2 Ø50 1 14 13 12 Hình 4.6 Bản vẽ kết cấu xi lanh động cơ thủy lực của van kim 1-Ổ đỡ; 2- Tai cần; 3-... vẽ kết cấu bơm bánh răng ăn khớp ngoài 1-Trục bánh răng chủ động; 2- Ổ lăn; 3- Then bán nguyệt; 4-Trục bánh răng bị động; 5- Bánh răng chủ động; 6-Van an toàn; 7-Bánh răng bị động; 8-Vỏ bơm * Mặt cắt bánh răng của bơm A -A A A 324 Ø648 ∇7 Ø432 Ø540 ∇8 ∇8 Hình 4.3.mặt cắt bánh răng bơm công tác 4.2 .Tính xilanh lực 22 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo * Tính xilanh thủy. .. lưu lượng thu được -Đường kính ống hút và ống đẩy được xác định qua lưu lượng chất lỏng qua bơm và vận tốc cho phép của dòng chất lỏng trong đường ống Từ công thức tính lưu lượng: Q = πd2 v 4 (4.7) 19 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo Ta có dh = 4Q (m) π v (4.8) Q -là lưu lượng tính bằng m3/s: Q = 0,55 m3/s v là vận tốc dòng chảy tính bằng m/s -Đối với ống hút: vh ≤... động thủy lực thể tích và để thuận tiện cho quá trình tính toán ta chọn cơ cấu phân phối kiểu con trượt píttông 30 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo 1 2 b1 b2 Hình 4.10 Con trượt phân phối píttông 1-Con trượt phân phối; 2- Vỏ con trượt phân phối các kích thước của máy điều tốc phụ thuộc vào kích thước của cơ cấu phân phối.Khi tính toán ta cần phải xét đến lượng dầu qua... được xác định theo công thức: S = π.d.x (4.25) (4.26) 31 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo Trong đó: d: là đường kính làm việc của con trượt phân phối (m) x:độ mở của con trượt (m) Giá trị này phụ thuộc vào từng kết cấu và hệ thống cụ thể Ta có công thức kinh nghiệm: x = (0,3÷0,5) Lấy x= 0,5d d Thay các giá trị vào công thức trên ta xác định được đường kính làm việc . 0,6.54.10 = 324 mm = 32, 4 cm. -Đường kính vòng lăn: D = m.z = 54.10 = 540 mm = 54cm. -chiều cao răng: h=2m = 2. 54 = 108 mm -Đường kính vòng tròn đỉnh:D 2 = D + h = D + 2m = m.(z +2) = 50.(10 +2) =. : theo tài liệu [2] trang 21 . 18 Tính toán và thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cho tuốc bin gáo P(at) P =(10 24 ) P = (25 ÷69) 70≤ P b’ 1÷0,65 0,7÷0,5 0,4÷0 ,25 theo tài liệu [2] trang173 ta. thì α = 20 0 . Z-số răng của bơm bánh răng, Z = 10 răng. Từ đó ta thấy được rằng δ phụ thuộc vào số răng của bơm. Thay các số liệu vào biểu thức : δ = 2 cos 1 ,25 . Z α = 2 cos 20 1 ,25 . 10