Chương 3 máy thủy lực thể tích

Chương MÁY THỦY LỰC THỂ TÍCH Máy thủy lực thể tích danh từ chung thiết bị máy móc trao đổi lượng với chất lỏng theo nguyên lý nén chất lỏng thể tích kín Máy thuỷ lực thể tích bao gồm loại bơm động thuỷ lực thể tích • Bơm thuỷ lực thể tích hút đẩy chất lỏng qua bơm thay đổi thể tích trình công tác bơm • Động thuỷ lực thể tích máy thuỷ lực biến áp dòng chất lỏng thành • Về nguyên tắc, máy thuỷ lực làm hai chức bơm động 3.1 BƠM PISTON 3.1.1 KHÁI NIỆM CHUNG Bơm piston đời trước bơm ly tâm lâu Năm 1640 nhà vật lý học người Đức Ôttô Henrich chế tạo thành công bơm piston để bơm nước nén khí công nghiệp Bơm piston loại bơm thực trình hút đẩy chất lỏng thay đổi thể tích công tác bơm, thực nhờ piston chuyển động tịnh tiến qua lại xi lanh Loại bơm piston chuyển động tịnh tiến xi lanh để hút đẩy chất lỏng qua hai van loại máy thuỷ lực thể tích đơn giản đời 3.1.2 CẤU TẠO BƠM PISTON Cấu tạo bơm piston thể (Hình 3.1) Piston (9) chuyển động tịnh tiến xy lanh (11) nhờ tay biên (2) nối liền với trục khuỷu (10) Trục khuỷu nối với trục động lai bơm Giả sử piston sang trái thể tích làm việc bên phải tăng lên, áp suất xi lanh khoang bên phải giảm xuống đến giá trị nhỏ áp suất cửa hút bơm làm cho van hút (7) bên phải nâng lên, van đẩy phải đóng lại Chất lỏng điền vào xy lanh khoang bên phải Khoang bên trái xy lanh piston sang trái lên thể tích khoang nhỏ lại, áp suất tăng lên, van hút (7) bên trái đóng lại van đẩy (6) bên trái nâng lên Chất lỏng khoang xy lanh bên trái đẩy qua van đẩy (6) bên trái Khi piston chuyển động sang phải thể tích công tác khoang bên trái tăng lên 70 thể tích công tác xy lanh khoang bên phải nhỏ lại Khoang bên trái chất lỏng điền vào qua van hút (7) trái chất lỏng khoang công tác xy lanh phía bên phải đẩy qua van đẩy (6) bên phải vào đường ống đẩy Quá trình hoạt động tiếp diễn tạo nên hành trình hút đẩy liên tục bơm, bơm hút đẩy chất lỏng qua bơm 10 11 Hình 3.1 Cấu tạo bơm piston Vỏ bơm, Tay biên, Bàn trượt, Cán piston, Cửa xả, Van đẩy, Van hút, Cửa hút, Piston, 10 trục khuỷu, 11 Xy lanh 3.1.3 PHÂN LOẠI BƠM PISTON Bơm piston có nhiều loại khác nhau, thường phân loại theo cách sau: Theo số lần làm việc chu kỳ bơm ♦ Bơm tác dụng đơn ♦ Bơm tác dụng kép Theo áp suất mà bơm piston tạo ♦ Bơm áp suất thấp P < bar ♦ Bơm áp suất trung bình P = - 50 bar ♦ Bơm áp suất cao P > 50 bar Theo lưu lượng bơm piston chia thành ♦ Bơm có lưu lượng nhỏ Q < 20 m3/h ♦ Bơm có lưu lượng trung bình Q = 20 ÷ 60 m3/h ♦ Bơm có lưu lượng lớn Q > 60 m3/h 71 Theo số vòng quay động điện lai ♦ Bơm thấp tốc n [...]... đổi chiều quay của động cơ Bơm này có thể sử dụng trong truyền động thủy lực thể tích như máy lái, tời cẩu v.v 3. 2.7 ĐỘNG CƠ PISTON ROTOR HƯỚNG KÍNH Về nguyên lý thì động cơ piston rotor hướng kính cũng giống bơm piston rotor hướng kính (Hình 3. 29) thể hiện kết cấu của một động cơ piston rotor hướng kính Nguyên lý hoạt động của động cơ như sau: Khi cấp dầu có áp lực cao vào một cửa của van phân phối... ngừng cấp dầu vào động cơ 104 Hình 3. 29 Động cơ piston rotor hướng kính 1 Piston, 2 Khớp nối, 3 Chốt, 4 Vành cam, 5 Thân rotor, 6 Khối xy lanh, 7 Nắp, 8 Van phân phối, 9 Tấm dẫn hướng, 10 Bệ đỡ vòng bi, 11 Vòng bi, 12 Bu lông cố định nắp bộ làm kín 3. 2.8 ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC HÌNH SAO Hình 3. 30 Động cơ thuỷ lực hình sao Động cơ thuỷ lực hình sao có kết cấu như (Hình 3. 30) Đặc điểm kết cấu của động cơ hình... một chiều nhất định (Hình 3. 22) 90 1 1 2 3 2 3 4 4 a 1 1 2 2 3 3 4 4 c b d Hình 3. 22 Kết cấu một số loại van a Loại van lá, b Loại van tấm, c loại van nấm, d Loại van bi cầu 1 Tấm đỡ lò xo, 2 Lò xo, 3 Van, 4 Đế van Để bơm hoạt động có độ tin cậy cao thì hộp van đỏi hỏi phải có các yêu cầu sau: Chắc chắn và tin cậy Có kích thước nhỏ gọn Có quán tính nâng hạ van nhỏ Tổn thất thủy lực qua van là nhỏ nhất... vòng, được tẩm mỡ graphít Có một số trường hợp chế tạo từ da, cao su Để tăng độ kín khít thì các bộ làm kín có thể lắp thêm lò xo (Hình 3. 23) 3 3 4 2 1 1 4 2 a b c Hình 3. 23 Kết cấu một số loại bộ làm kín a Loại các vòng trết, b Loại cao su làm kín c Các vòng trết 1 Vỏ bơm, 2 Thiết bị làm kín, 3 Nắp ép bộ làm kín, 4 Cán piston Khi chọn các bộ làm kín ta cần lưu ý các yêu cầu khai thác có liên quan đến... R ϕ Hình 3. 27 Sơ đồ xác định mô men quay Nếu áp suất trong xi lanh là (p) thì áp lực tác dụng lên piston là (P) (theo phương của đường trục piston) 101 P = p π D 2 4 Trong đó (D) là đường kính của piston Lực (P) như nhau đối với mọi piston trong buồng đẩy Phân tích lực (N) thành hai thành phần: - (P') có phương song song với trục piston là lực tạo nên áp suất (p) trong xi lanh Nếu bỏ qua lực ma sát... điền vào trong khoang bên phải Thể tích khoang bên trái của xy lanh giảm xuống do piston chuyển động sang trái, áp suất tăng lên, van hút (7) bên trái đóng lại và van đẩy (6) bên trái được nâng lên Chất lỏng trong khoang xy lanh bên trái được đẩy ra ngoài qua van đẩy bên trái Khi piston chuyển động sang phải thì thể tích công tác của xy lanh khoang bên trái tăng lên và thể tích công tác của xy lanh khoang... thể là bơm, vừa có thể là động cơ Do kết cấu đặc biệt chính xác nên bơm này chỉ thích hợp với bơm dầu nhớt sạch Sản lượng của bơm đều, ít dao động Có thể lai với động cơ có vận tốc lớn từ 2000 -30 00 vòng/phút Tạo ra áp suất rất cao Bơm có thể điều chỉnh sản lượng bằng phương pháp thay đổi độ lệch tâm (e), do đó mà có thể thay đổi được sản lượng từ bằng không đến sản lượng cực đại và có thể thay đổi chiều... suất thấp 3. 1.10 ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA BƠM PISTON VÀ CÁC THÔNG SỐ CÔNG TÁC CỦA BƠM Q η N q QA NA’ ηΑ” N=f(H) Hđ/ống=f(Q) A A’ η=f(H) A’’ HA H=f(Q) H Hình 3. 18 Điểm làm việc của bơm piston với hệ thống Từ đồ thị (Hình 3. 18) có thể xác định được điểm làm việc của bơm với hệ thống là điểm (A) với sản lượng (QA) và cột áp (HA), công suất (NA’) và hiệu suất (ηA”) là các thông số công tác của bơm 87 3. 13. 11 ĐIỀU... chẵn 3. 2.4 MÔ MEN QUAY Áp suất công tác của chất lỏng sinh ra các lực tác dụng lên các bộ phận của bơm Ta cần nghiên cứu các lực tác dụng để tính công suất yêu cầu của bơm hoặc mô men tác dụng của động cơ, đồng thời thấy rõ nguyên nhân gây ra hư hỏng các bộ phận làm việc chính để có biện pháp phòng ngừa và sử dụng máy được tốt Trên (Hình 3. 27) khi rotor quay, vành stator tác dụng lên đầu piston một lực. .. trên đường ống đẩy ♦ Làm giảm sự dao động cột áp trên đỉnh pitton trong quá trình đẩy 81 Q ϕ Hình 3. 13 Dùng bình điều hòa trên đường ống đẩy Nhờ có bình điều hoà trên đường ống đẩy mà khắc phục được sự không đồng đều về sản lượng đối với bơm piston Khi piston (4) chuyển động sang trái, thể tích công tác (3) nhỏ lại làm cho áp suất trong khoang công tác tăng lên, van hút (8) đóng lại, van đẩy (9) mở ra, ... dụng truyền động thủy lực thể tích máy lái, tời cẩu v.v 3. 2.7 ĐỘNG CƠ PISTON ROTOR HƯỚNG KÍNH Về nguyên lý động piston rotor hướng kính giống bơm piston rotor hướng kính (Hình 3. 29) thể kết cấu động... chiếm chỗ dồn vào ống đẩy Giả sử hai bánh có số Z thể tích rãnh thể tích 118 Trong vòng quay lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển tổng thể tích Gọi a thể tích Trong : - t bước ( D đường kính vòng lăn)... sin γ = z.n.Dx tgγ ; 4 3. 3.5 MÔ MEN QUAY T γ x x rx O y A R r φ Q x O Q A P y N Hình 3. 35 Sơ đồ phân tích lực tạo mô men quay Áp suất xi lanh tác dụng lên mặt piston áp lực mà mô men trục bơm