KHÁI QUÁT Về TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC.

CHƯƠNG MỞ ĐẦU. Thủy lực là ngành khoa học về truyền lực và truyền chuyển động trong môI trường chất lỏng giới hạn.Đây chỉ là một phạm vi hẹp trong thuỷ lực , bởi vì thuỷ lực bao quát mọi nghiên cứu và ứng dụng chuyển động của chất lỏng từ hệ thống tưới tiêu đến các hệ thống thuỷ lực trong công nghiệp. Thuỷ lực đã được con người ứng dụng từ thời Hy Lạp cổ đại. Tên gọi hydraulics xuất phát từ tiếng Hy Lạp (hydrau có nghĩa là nước). Trước công nguyên nhà khoa học archimedes đã phát minh ra thiết bị dùng để bơm nước.Guồng nước archimedes gồm ống và vít xoắn quay để tảI nước , ngày nay vẫn được sử dụng trong hệ thôngs thoát nước ở Châu âu. Gàn với thừi kì của archimedes ,các chiến binh của thành Alexandra cũng chế tạ ra tua bin để khai thác nguồn năng lượng của chất lỏng chuyển động . Tuy nhiên , bánh xe nước hình thức của tua bin sơ khai có lã đã có từ 5000 năm trước ở Trung Hoa và Ai Cập. Vào thời kì phục hưng Leonảdo Da Vince đã có những sáng chế qun trọng về các máy móc hoạt động dựa trên dòng chảy , mặc dầu ông chưa có kháI niệm về áp suất .Hơn 1 năm sau, Evange Lýta Toricelli đã quan sát nguyên lí của khí áp kế thủy ngân và liên hệ với trọng lượng khí quyển. Dựa vào những khám phá của Toricelli, nhà khoa học người Pháp Blaise Pascal đã tìm ra nguyên lý đòn bẩy thuỷ lực, ngày nay được gọi là định luật Pascal. Từ định luật này ngành khoa học thuỷ lực đã phát triển trong vàI trăm năm..ứng dụng công nghiệp đầu tiên của thuỷ lực vào năm 1975,khi Toseph Bramah phát mimh ra máy ép thủy lực đầu tiên ,sử dụng nước làm môI chất thuỷ lực và áp dụng định luật Pascal để đạt được lực cơ học lớn.,được khuếch đạI nhiều lần. Ngày nay có hàng triệu các máy móc hoạt động bằng áp lực và với những thiết bị trước đây thuỷ lực được cia làm 2 loạI : Thuỷ lực động học và thủy lực tĩnh học..Thuỷ lực động học có thể gọi là khoa học của chấy lỏng chuyển động , thuỷ tĩnh học là khoa học dưới tác dụng của áp suất .Bánh xe nước hay tua bin (Hình 1) là thiết bị thuỷ động .Năng lượng được truyền đI nhừ tác động va đập của chất lỏng chuyển động vào các cách quạt làm quay bánh xe. Nói cách khác chúng ta sử dụng động năng kay năng lượng chuyển động của chất lỏng để chuyển đổi thành năng lượng cơ học.Trong thiết bị thuỷ tĩnh năng lượng được truyền đI bằng cách tác dụng lực lên chất lỏng giới hạn (Hình 2) .Chất lỏng phảI dịch chuyển và lưu động để tạo ra sự chuyển động ,nhưng sự chuyển động chỉ là thứ yếu với lực ở đầu ra. Sự chuyển đổi năng lượng được thực hiện do thể tích chất lỏng chịu tác động của áp suất . Hầu hết các máy móc thuỷ lực sử dụng ngày nay đều hoạt đọng bằng thuỷ tĩnh, tức là thông qua áp suất.Sụ nghiên cứu chúng về kỹ thuật chuyên môn quan tâm về thuỷ tĩnh học và thuỷ lực học về áp suất. I.Máy thuỷ lực. Máy thủ lực là các máy làm việc bằng trao đổi năng lượng với chất lỏng theo các nguyên lý thuỷ lực học nói riêng và cơ học chất lỏng nói chung. Như ta đã biết trong bất kỳ một dòng chất lỏng chuyển động nào cũng tiềm tàng một năng lượng nhất định. Tác dụng của máy thủy lực là trao đổi , nhận hay truyền năng lượng với dòng chảy chuyển động qua nó để kéo cáo máy làm việc hoặc vận chuyển chất lỏng.Ta có thể phân loại máy thuỷ lực như sau. Theo tính chất trao đổi năng lượng với chất lỏng máy thủy lực được chia thành 2 loại: Động cơ thủy lực:Là loại máy thuỷ lực tiếp thu năng lượng của dòng chất lỏng để kép các máy làm việc khác như (tua bin nước , xi lanh lực.....) Bơm: là loại máy thuỷ lực truyền cơ năng cho chất lỏng để tạo nên áp suất hoặc vận chuyển chất lỏng. Trong kỹ thuật có những máy làm việc thuận nghịch : vừa là động cơ vừa là bơm Theo nguyên lý tác dụng của máy thuỷ lực với dòng chất lỏng trong quá trình làm việc , người ta chia máy thuỷ lực thành nhiều loại khác nhau nhưng chủ yếu có 2 loại: Máy thuỷ lực cánh dẫn: Loại này việc trao đổi năng lượng giữa máy với chất lỏng được thực hiện bằng năng lượng thuỷ động của dòng chất lỏng chuyển động qua máy. Bộ phận chủ yếu của máy là bánh răng hoặc các bánh công tác, trên đó có gắn nhiều cánh dẫn để dẫn dòng. Năng lượng của dòng chất lỏng trao đổi với máy gồm 2 phần : động năng và áp năng .Hai thành phần này do năng lượng thuỷ động của dòng chả qua máy tạo nên , chúng có liên quan mật thiết với nhau. Máy cánh dẫn có tính năng kỹ thuật cao, phạm vi sử dụng rộng rãi. Máy thuỷ lực thể tích : Thực hiện sự trao đổi năng lượng với chất lỏng theo nguyên lý nén chất lỏng trong một thể tích kín dưới áp suất thuỷ tĩnh. Như vậy năng lượng trao đổi chủ yếu là áp năng còn động năng thường nhỏ có thể bỏ qua . Loại này có áp suất làm việc cao kích thước nhỏ gọn , được dùng nhiều trong các hệ thống truyền động. Ngoài ra còn có nhiều lọai máy thuỷ lực khác, làm việc theo những nguyên lý khác nhau như bơm phun tia , bơm nước.

Phần I Khái quát truyền động thuỷ lực Chơng - mở đầu Thủy lực ngành khoa học truyền lực truyền chuyển động môI trờng chất lỏng giới hạn.Đây phạm vi hẹp thuỷ lực , thuỷ lực bao quát nghiên cứu ứng dụng chuyển động chất lỏng từ hệ thống tới tiêu đến hệ thống thuỷ lực công nghiệp Thuỷ lực đợc ngời ứng dụng từ thời Hy Lạp cổ đại Tên gọi hydrau-lics xuất phát từ tiếng Hy Lạp (hydrau có nghĩa nớc) Trớc công nguyên nhà khoa học archimedes phát minh thiết bị dùng để bơm nớc.Guồng nớc archimedes gồm ống vít xoắn quay để tảI nớc , ngày đợc sử dụng hệ thôngs thoát nớc Châu âu Gàn với thừi kì archimedes ,các chiến binh thành Alexandra chế tạ tua bin để khai thác nguồn lợng chất lỏng chuyển động Tuy nhiên , bánh xe nớc hình thức tua bin sơ khai có lã có từ 5000 năm trớc Trung Hoa Ai Cập Vào thời kì phục hng Leonảdo Da Vince có sáng chế qun trọng máy móc hoạt động dựa dòng chảy , ông cha có kháI niệm áp suất Hơn năm sau, Evange Lýta Toricelli quan sát nguyên lí khí áp kế thủy ngân liên hệ với trọng lợng khí Dựa vào khám phá Toricelli, nhà khoa học ngời Pháp Blaise Pascal tìm nguyên lý đòn bẩy thuỷ lực, ngày đợc gọi định luật Pascal Từ định luật ngành khoa học thuỷ lực phát triển vàI trăm năm ứng dụng công nghiệp thuỷ lực vào năm 1975,khi Toseph Bramah phát mimh máy ép thủy lực ,sử dụng nớc làm môI chất thuỷ lực áp dụng định luật Pascal để đạt đợc lực học lớn.,đợc khuếch đạI nhiều lần Ngày có hàng triệu máy móc hoạt động áp lực với thiết bị trớc thuỷ lực đợc cia làm loạI : Thuỷ lực động học thủy lực tĩnh học Thuỷ lực động học gọi khoa học chấy lỏng chuyển động , thuỷ tĩnh học khoa học dới tác dụng áp suất Bánh xe nớc hay tua bin (Hình 1) thiết bị thuỷ động Năng lợng đợc truyền đI nhừ tác động va đập chất lỏng chuyển động vào cách quạt làm quay bánh xe Nói cách khác sử dụng động kay lợng chuyển động chất lỏng để chuyển đổi thành lợng học.Trong thiết bị thuỷ tĩnh lợng đợc truyền đI cách tác dụng lực lên chất lỏng giới hạn (Hình 2) Chất lỏng phảI dịch chuyển lu động để tạo chuyển động ,nhng chuyển động thứ yếu với lực đầu Sự chuyển đổi lợng đợc thực thể tích chất lỏng chịu tác động áp suất Hầu hết máy móc thuỷ lực sử dụng ngày hoạt đọng thuỷ tĩnh, tức thông qua áp suất.Sụ nghiên cứu chúng kỹ thuật chuyên môn quan tâm thuỷ tĩnh học thuỷ lực học áp suất I.Máy thuỷ lực Máy thủ lực máy làm việc trao đổi lợng với chất lỏng theo nguyên lý thuỷ lực học nói riêng học chất lỏng nói chung Nh ta biết dòng chất lỏng chuyển động tiềm tàng lợng định Tác dụng máy thủy lực trao đổi , nhận hay truyền lợng với dòng chảy chuyển động qua để kéo cáo máy làm việc vận chuyển chất lỏng.Ta phân loại máy thuỷ lực nh sau Theo tính chất trao đổi lợng với chất lỏng máy thủy lực đợc chia thành loại: - Động thủy lực:Là loại máy thuỷ lực tiếp thu lợng dòng chất lỏng để kép máy làm việc khác nh (tua bin nớc , xi lanh lực ) - Bơm: loại máy thuỷ lực truyền cho chất lỏng để tạo nên áp suất vận chuyển chất lỏng Trong kỹ thuật có máy làm việc thuận nghịch : vừa động vừa bơm Theo nguyên lý tác dụng máy thuỷ lực với dòng chất lỏng trình làm việc , ngời ta chia máy thuỷ lực thành nhiều loại khác nhng chủ yếu có loại: -Máy thuỷ lực cánh dẫn: Loại việc trao đổi lợng máy với chất lỏng đợc thực lợng thuỷ động dòng chất lỏng chuyển động qua máy Bộ phận chủ yếu máy bánh bánh công tác, có gắn nhiều cánh dẫn để dẫn dòng Năng lợng dòng chất lỏng trao đổi với máy gồm phần : động áp Hai thành phần lợng thuỷ động dòng chả qua máy tạo nên , chúng có liên quan mật thiết với Máy cánh dẫn có tính kỹ thuật cao, phạm vi sử dụng rộng rãi -Máy thuỷ lực thể tích : Thực trao đổi lợng với chất lỏng theo nguyên lý nén chất lỏng thể tích kín dới áp suất thuỷ tĩnh Nh lợng trao đổi chủ yếu áp động thờng nhỏ bỏ qua Loại có áp suất làm việc cao kích thớc nhỏ gọn , đợc dùng nhiều hệ thống truyền động Ngoài có nhiều lọai máy thuỷ lực khác, làm việc theo nguyên lý khác nh bơm phun tia , bơm nớc II.Truyền động thuỷ lực 1) Khái niệm phân loại Để hình dung tổng quát phân loại máy thuỷ lực ta lập sơ đồ phân loại máy thuỷ lực nh hình vẽ 3: Hình 3: Sơ đồ phân loại máy thuỷ lực Truyền động thuỷ lực phơng pháp truyền chuyển động cho máy công tác nhờ vào hệ thống tổ hợp máy thuỷ lực hay gọi hệ thống truyền động thuỷ lực Truyền động thủy lực ngày đợc phát triển ứng dụng rộng rãi hầu fết ngành kỹ thuật, đợc dùng phổ biến sản xuất nh sinh hoạt Trong kỹ thuật đại , truyền động thuỷ lực ngày ứng dụng nhiều vào máy móc tinh vi , chia làm loạI : *Truyền động thuỷ động: Là tổ hợp máy cánh dẫn (bơm , tua bin) Việc truyền phận máy chủ yếu đợc thực động dòng chất Truyền động thuỷ động có loạI: Khớp nối biến tốc thuỷ lực, thờng đợc dùng ngành động lực,giao thông vận tải thuỷ lợi *Truyền động thuỷ tĩnh: Là tổ hợp máy thể tích cấu đIều khiển Việc truyền đơc thực chủ yếu áp dòng chất lỏng Loại thờng đợc dùng ngành chế tạo máy Nếu xét chức làm việc hệ thống truyền động thuỷ lực có loại hệ thống truyền động thuỷ lực đợc sử dụng : *Hệ thống truyền động thuỷ lực dùng tren cấu phụ nh: Hệ thống phanh, trợ lực tay lái, nâng hạ ben, hệ thống điều khiển hộp số thuỷ cơ, hệ thống điều khiển máycắt kim loại, hệ thống dẫn động xích, quay bệ ,nâng cần , quay gàu *Hệ thống truyền động thuỷ lực thay cho truyền lực khí nh: Dùng bơm, động hệ thống đIều khiển để thay cho hộp số , đăng , cầu sau ,truyền lực cuối 2) Các thành phần hệ thống thuỷ lực a) Bơm: Bơm thiết bị có nhiệm vụ tạo áp suất để đa dầu thuỷ lực vào hệ thống Lu lợng đI vào hệ thống thay đổi theo tốc độ truyền động cho bơm , nhng với tốc độ truyền động bơm không thay đổi thay đổi lu lợng kiểu đIều khiển khác b) Bộ phận tác động : Bộ phận ác động phận ngõ hệ thống, chuyển lợng áp thành Ví dụ: Piston kích thuỷ lực phận tác động tuyến tính tạo lực tác động theo đờng thẳng Động phận tác động quay tạo mô men quay c) Hệ thống van Các loại van đợc sử dụng phổ biến hệ thống thuỷ lực là: +Van định hớng +Van điều khiển áp suất +Van điều khiển lu lợng d) Đờng ống: Các đờng ống nối phận để dẫn lu chất hệ thống Các đờng ống thờng đợc phân loại theo chức chúng gồm: +Đờng ống làm việc: đờn ống nạp, đờng ống áp lực, đờng ống hồi tiếp +Đờng ống không làm việc :đờng ống xả, đờng ống tín hiệu 3) Ưu nhợc đIểm truyền động thuỷ lực So với phơng pháp truyền động khác ,truyền động thuỷ lực có u đIểm sau : Thiết kế đơn giản Có tính linh hoạt cao :Các bọ phận hệ thống thuỷ lực bố trí nhiều vị trí nên linh hoạt việc định vị Truyền động êm , gây rung động Tốc độ lu lợng đIều khiển đợc khoảng rộng Hiệu suất cao tổn thất công suất ma sát nhỏ Tuy nhiên hệ thống truyền động thuỷ lực có nhợc đIúm nh: Tính xác phụ thuộc vào chất lợng môI chất , khí hậu, môI trờng , phụ thuộc vào độ xác thiết bị thuỷ lực Có nhiều vấn đề khó giả nh chống ăn mòn, chống xuống cấp dầu, chống ô nhiễm môI trờng Với đề tàI Thiết kế máy uốn tay láI xe đạp với yêu cầu sử dụng Hệ thống truyền động dầu ép Vì đồ án nàychỉ trình bày cấu hệ thống truyền động dầu ép Chơng II: Cơ cấu biến đổi lợng Cơ cấu biến đổi lợng hệ thống truyền động dầu ép phận dùng để thay đổi lợng từ dạng sang dạng khác , nhằm thực công có ích Tuỳ thuộc vào dạng lợng cần biến đổi , cáu biến đổi lợng bơm dầu , động dầu , xi lanh truyền lực Về mặt kết cấu bơm dầu động dầu giống thay chức Sự khác biệt chủ yếu chúng chenh lệch kích thớc chúng có yêu cầu nh nhau.Cơ cấu biến đổi lợng có nhiều kiểu khác , nhng nguyên tắc làm việc chúng không khác nhau, lần lợt xét đến số kết cấu cấu biến đổi lợng hệ thống truyền động dầu ép A-Bơm dầu Bơm dầu loại cấu biến đổi lợng , dùng để biến thành động áp dầu.Trong hệ thống dầu ép dùng loại bơm thể tích, tức loại bơm thực việc biến đổi lợng cách thay đổi thể tích buồng làm việc: Khi thể tích buồng làm việc tăng, bơm hút dầu Khi thể tích buồng giảm bơm đẩy dầu, thực chu kỳ nén Nếu đờng dầu bị đẩy ta đặt vật cản, dầu bị chặn tạo nên áp suất định phụ thuộc vào độ lớn sức cản kết cấu bơm.Tuỳ thuộc vào lợng dầu bơm đẩy chu kì làm việc ta phân biệt đợc loại bơm thể tích: *Bơm có lu lợng cố định gọi tắt bơm cố định *Bơm có lu lợng điều chỉnh đợc gọi tắt bơm điều Bơm cố định dùng rộng rãi ngành chế tạo máy kết cấu đơn giản bơm điêù chỉnh nên dễ chế tạo, sửa chữa rẻ hơn.Ngoài bơm cố định bảo đảm đợc mô men công suất truyền cố định Tuy nhiên bơm điều chỉnh ngày đợc sử dụng nhiều với phát triển công nghệ chế tạo máy, việc đảm bảo yêu cầu chế tạo bơm điều chỉnh không thành vấn đề lớn, mặt khác công suất truyền động máy tăng, đòi hỏi cấu bị tổn thất lợng Bơm điều chỉnh đa vào hệ thống dầu ép lợng dầu cần thiết để truyền chuyển động lợng dầu thừa , nên hạn chế đợc nguồn tản nhiệt Xét mặt kết cấu , ta chia bơm thể tích thành loại sau: *Bơm bánh *Bơm cánh gạt *Bơm Piston Ta lần lợt xét số loại kiểu I-Bơm bánh Bơm bánh loại bơm dùng rộng rãi nhất, có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Phạm vi sử dụng bơm bánh chủ yếu hệ thống có áp suất nhỏ máy khoan, doa, tổ hợp, bào, tiện, phay Trong năm gần đây, hệ thống dầu ép có áp suất cao đợc sử dụng rộng rãi, đòi hỏi loại bơm có áp suất cao Để tận dụng tính đơn giản bơm bánh ngời ta tìm nhiều cách giải kết cấu nhằm nâng cao áp suất hiệu loại bơm Hiện hiệu suất bơm bánh đạt đợc từ 80 - 95 % với trớc 35-50% áp suất đạt từ 160-200 bar so với 10-16 bar trớc Do phạm vỉ dụng bơm bánh từ 16-200 bar Bơm bánh loại bánh ăn khớp hay ăn khớp ,có thể thẳng hay nghiêng chữ V Loại bơm bánh ăn khớp đợc dùng rộng rãi chế tạo đơn giản hơn, nhngg bơm bánh ăn khớp có kích thớc gọn nhẹ Dới ta xét số kiểu kết cấu bơm bánh a)Bơm bánh ăn khớp ( Hình I-1) Hình (I-1) sơ đồ kết cấu bơm bánh ăn khớp ngoài.Các buồng làm việc bơm dợc tạo nên thành thân bơm biên dạng thể tích buồng hút buồng nén đợc thay đổi khớp vào khớp vơí trình hút nén chất lỏng đợc thực hiện.Thân bơm có lỗ đối : bánh quay theo chiều mũi tên nh hình vẽ lỗ A hút dầu vào lỗ B đẩy dầu Lỗ hút dầu vào đợc đặt phía khớp Dầu choán lấy rãnh rãnh đa dần sang buồng nén đặt phía vào khớp Khi vào khớp , 1/10 thể tích dầu đọng lại chân bị nén lại, áp suất tăng đột ngột tạo thành lực hớng kính tác dụng va đập vào bánh răngvà ổ trục Nhợc điểm khác bơm bánh chênh lệch áp suất hai buồng vào tạo nên tải trọng không tơng xứng làm chóng mòn bánh răng, thành thân bơm nh ổ trục Lu lợng dầu bị thay đổi theo thời gian tạo thành độ nhấp nhô lu lợng dầu độ nhấp nhô phụ thuộc vào số , mô đun hệ số ăn khớp bánh b)Bơm bánh ăn khớp (Hình I-2) Nguyên tắc làm việc:Bánh (1) quay làm bánh ăn khớp (2) quay thân bơm (3) Buồng vào A ngăn cách với buồng B vành chắn (4) hình lỡi liềm Khi khớp chất lỏng buồng A choán toàn thể tích rãnh (5) bánh ăn khớp bánh ăn khớp bánh tiếp tục quay, tải dầu ngang qua vành chắn (4) đa vào buồng B đẩy Ưu điểm: Có kích thớc bé tổn thất thể tích nhỏ bơm bánh ăn khớp có lu lợng dung sai chế tạo, nhng tạo loại bơm phức tạp c)Bơm trục vít(HìnhI-3) Bơm trục ví biến dạng bơm bánh Nếu bánh nghiêng có số nhỏ ,bề dày góc nghiêng lớn bánh thành trục vít Bơm trục vít thờng có trục vít ăn khớp với nhau(có dùng hay trục vít) thờng đợc chế tạo thành cỡ: -Loại áp suất thấp: P=10-15 bar -Loại áp suất trung bình: P=30-60 bar -Loại áp suất cao:P=60-200 bar Bơm trục vít có khả cho giới hạn lu lợng lớn: Q = 3-5x103 (l/p) Hình (I3) sơ đồ nguyên ký bơm có trục vít ăn khớp với bề mặt tì sát vào thành bơm Các chu kỳ hút đẩy dầu giống nh bơm bánh , chỗ ren khớp tạo nên khoảng chân không dầu tràn vào đến chỗ ren vào khớp dầu bị đẩy Sự khác biệt chúng bơm trục vít dầu đợc chuyển từ buồng hút A sang buồng nén B theo chiều trục tợng chèn chân ren Nhợc điểm: Là chế tạo trục vít phức tạp đòi hỏi máy cắt đặc biệt, kích thớc lớn , hiệu suất thể tích thấp Nhng u điểm chạy êm, độ nhấp nhô lu lợng thấp thực đợc áp suất cao d) Bơm bánh điều chỉnh (Hình I-4) Sơ đồ cấu tạo bơm bánh điều chỉnh đợc nh hình vẽ (I-4) Lu lợng bơm đợc thay đổi với thay đổi chiều rộng a chiều rộng ăn khớp hai bánh (1) (2) Chiều rộng (a) đợc thay đổi nhờ bánh (3) di động mang bánh (2)theo chiều trục Hiệu suất loại bơm thấp , chủ yếu dùng hệ thống có áp suất thấp e) Lu lợng bơm bánh Khi tính lu lợng dầu ta co thể tích dầu đợc đẩy khỏi rãnh với thể tích tức không tính đến khe hở chân lấy bánh có kích thớc nh (Hình I-5) Nếu ta đặt: m- mô đun bánh [cm] d-đờng kính bánh răng[cm] b-chiều rộng vành răng[cm] n- số vòng quay vòng phút [v/p] lợng dầu bánh chuyển quay vòng là: Q= d m b [cm3/vòng] Nếu gọi z số tính đến hiệu suất thể tích t bơm lu lợng bơm bánh là: Q= ì ì m ì z ì b ì n 10 t [l/p] Hiệu suất bơm bánh phụ thuộc vào lu lọng áp suất, thờng t =0.75-0.9 II- Bơm cánh gạt Là loạI bơm đợc dùng rộng rãi sau bơm bánh chủ yếu dùng hệ thống có áp suất thấp trung bình So với bơm bánh răng, bơm cánh gạt đảm bảo lu lợng đầy hơn, hiệu suất thể tích cao thích hợp hệ thống dầu ép máy công cụ nh thực lợng chạy dao máy tổ hợp, máy doa ,máy tiện, máy phay, thực hiệ chuyển động bàn máyvà cấu khác máy mài, băng chuyền , cấu kẹp chặt , cấp phôi máy tự động đờng dây tự động Kết cấu bơm cánh gạt có nhiều loại khác nhng chia làm loại : -Bơm cánh gạt tác dụng đơn , gọi tắt bơm cánh gạt đơn -Bơm cánh gạt tác dụng kép, gọi tắt bơm cánh gạt kép -Ngoài số máy sử dụng bơm cánh gạt có nhiều lần tác dụng 1) Bơm cánh gạt đơn Là loại bơm mà trục quay vòng thực chu kì làm việc bao gồm lần hút lần nén Bơm cánh gạt đơn đợc chế tạo với lu lợng cố định hay lu lợng điều chỉnh đợc Dựa nguyên tắc dẫn dầu bơm ta phân biệt đợc loại bơm cánh gạt đơn dẫn dẫn từ bơm cánh gạt đơn dẫn dẫn từ 1.1)Bơm cánh gạt đơn dẫn dẫn từ Đây loại bơm có lu lợng điều chỉnh đợc hay dùng rộng rãi kiểu bơm Enor(Tây Đức) Racine (Mỹ) Hình (I-6) sơ đồ kết cấu bơm Enor Nguyên lý làm việ nh sau: Rotor (1) đợc đặt stator (2) với độ lệch tâm e Trên thân rotor có rãnh để cánh gạt (3) di động theo hớng kính Để giảm bớt lực tiếp xúc đầu cánh gạt thành stator tác dụng lực li tâm ngời ta cho cánh gạt chuyển động cỡng rãnh (4) có tâm O làm mặt bên Khi rotor quay lăn (5) lắp bên cánh gạt (3) rotor di động rãnh (4) thể tích đ ợc tạo nên cánh gạt bề mặt stator thay đổi Nếu rotor quay theo chiều mũi tên nh hình vẽ thể tích buồng A lớn dần , thực trình hút Trong lúc thể tích buồng B nhỏ dần thực trình nén Để buồng hút đợc ngăn cách với buồng nén, Góc cần phảI lớn góc chắn cánh gạt tức là: ; = 2ì z: số lợng cánh gạt z Lu lợng bơm điều chỉnh cách thay đổi độ lệch tâm e (xê dịch stator thân bơm) Nếu đờng tâm O1 trùng với đờcg tâm O , tức e=0 thể tích buồng cánh gạt cố định rotor quay l u lợng bơm Nếu đờng tâm O1 vợt đờng tâm O bên phải buồng hút nén bơm ngợc lại Tính Q bơm cánh gạt xác định thể tích cánh gạt cách lấy tích số bề mặt đẩy đầu cánh gạt vận tốc vòng Nếu dặt D đờng kính stator , B chiều rộng cánh gạt , : bán kính chạy cánh gạt , n số vòng quay phút rotor ta có vận tốc cánh gạt là: V=2 n Vi phân thể tích chất lỏng bề mặt đẩy dầu B.d cánh gạt (Hình I-7) dQ= n Bd Và lu lợng bơm: Q = 12 ì ì n ì B ì D +e 2 D D ] = 2ì ì eì nì Bì D d = ì n ì B ì [ ( + e ) ( e) 2 D e Vì cánh gạt chuyển động cỡng rãnh (4) (Hình I-6) với hai lăn có đờng kính d chiều cao b nên cánh gạt quay qua cung ab lăn đẩy thêm lợng dầu q1 qua cung cd làm giảm lợng dầu q2 Do hiệu thể tích q= q1- q2 lu lợng dầu phụ lăn tạo nên phân lợng là: dq = b d dv vmãaxã q = ì b ì d ì dv = ì b ì d ì (vmaxã vminã) vminã Vì: Vmax- Vmin = 2n(max- min) = n e q = e n b d Vậy lu lợng toàn phần bơm là: Q = Q1 + q = 2en(BD-4bd) Nếu kích thớc có đơn vị (cm) thì: Q = Q1 + q = 2en(BD-4bd).103 [l/p] Loại bơm có nhợc điểm tải trọng không cân dễ sinh rung động nên thích hợp cho hệ thống có áp suất thấp trung bình Số cánh gạt thờng dùng 3-11cánh 1.2) Bơm cánh gạt đơn dẫn dầu từ Điển hình loại bơm bơm Tây Đức có kết cấu nh hình (I-8) Đặc điểm loại bơm dẫn dầu từ trục roto trục then hoa thông thờng nh kiểu bơm dẫn dầu từ ngoài, mà trục rỗng có kết cấu đặc biệt để tạo nên cửa hút A cửa nén B Các cửa đợc nối liền với rãnh dầu (1) roto Khi roto quaytheo chiều mũi tên nh hình vẽ buồng dầu cánh gạt cửa hút A tăng dần, trình hút dầu từ cửa A qua rãnh (1) đợc thực Trong , thể tích cánh gạt phía cửa B giảm, bơm thực trình nén dầu theo rãnh hớng kính chảy vào cửa B Để giảm ma sát cánh gạt stator (2), stator đợc lắp ổ bi với mặt bên bơm quay chiều với roto nên chuyển động tơng đối chi tiết nhỏ bơm cánh gạt đơn, roto đặt lệch tâm với stator nên mặt tiếp xúc đầu cánh gạt thành stator không đợc khít Để chắn khít tốt bơm Enor nh bơm Sturon, ngơì ta dùng trợt đặc biệt (3) lắp đầu cánh gạt Lu lọng bơm Sturon đợc tính nh bơm Enor nhng phảI trừ bớt lợng dầu thể tích cánh gạt q q= e n B s Do lu lợng bơm : Q= 2en[(BD-4bd)-Bsz].10-3 [l/p] B: chiều rộng cánh gạt, kích thớc có đơn vị đo (cm) 2) Bơm cánh gạt kép Là loại bơm mà trục quay vòng , thể tích cánh gạt có lần tăng lần giảm, tức thực lần hút lần nén Kết cấu bơm đối xứng nên lực tác dụng lên trục cân bằng, dùng hệ thống có áp suất cao Sơ đồ bơm cánh gạt kép nh hình (I-9) Đặc đIểm loạI cánh gạt (2) chuyển động tự rãnh hớng kính roto (1) Khi rotor quay, dới tác dụng lực li tâm áp suất buồng nén dẫn vào rãnh (3) phía dới cánh gạt làm cho cánh gạt tì sát vào biên dạng (4) stator đờng elíp, acsimet tổ hợp cung tròn , roto quay vòng ,thể tích buồng cánh gạt có hai lần tăng hai lần giảm Nếu nh roto quay theo chiều quay kim đồng hồ buồng (a) buồng (b) đối diện với tích tăng thực hút dầu Trong thể tích buồng (c) (d) bị giảm nên thực trình nén Hai buồng hút nén đặt cách 1800 lực cân giảm tải cho ổ trục Để ngăn cách buồng hút A với buồng nén B đợc tạo nên đĩa dẫn dầu lắp mặt bên stator, góc tơng ứng với đoạn ngăn cách buồng phải thoả mãn điều kiện: 2/z ; z:Số cánh gạt Biên dạng (4) stator đoạn tơng ứng với góc cần cung tròn có tâm O thể tích cánh gạt sau qua buồng nén B đến buồng hút A không bị thay đổi tức qua cung tơng ứng với góc tác dụng hút nén Để bề mặt đầu cánh gạt ép sát vào stator đợc tốt đồng thời để tránh tợng cánh gạt bị kẹt rãnh trợt vào phạm vi buồng nén, tức cánh gạt qua cung chuyển tiếp từ bán kính lớn đến bán kính bé cánh gạt cần dặt nghiêng với đờng bán kính roto góc Nếu đờng kính roto từ 56-85 (mm) =13-150 Nếu đờng kính khoảng 140 =7 - 80 Tính toán lu lợng bơm cánh gạt kép xác định thể tích cánh gạt, bề mặt roto, stator đĩa dẫn dầu Nếu ta đặt R bán kính lớn r bán kính nhỏ stator nh hình (I-9) vận tốc bán kính cánh gạt là: V=2 n Vi phân thể tích bơm cánh gạt kép tiết diện Bd cánh gạt dQ = V Bd = 2 n Bd Do lu lợng bơm : R Q = ì ì ì n ì B ì d = ì ì n ì B ì [ R r ] 2 r Nếu bề dày cánh gạt s tổn thất thể tích z cánh gạt chiếm bằng: q= 2sBnz cos R ì d = r sBnz ì (R r) cos Do lu lợng bơm cánh gạt kép là: sz Q = Q q = ì n ì B ì ( R r )[ ( R + r ) ] cos Nếu kích thớc có đơn vị [cm] thì; sz 10 Q = Q q = 2ì n ì B ì ( R r )[ ( R + r ) ](l / p) cos Bơm cánh gạt kép điều chỉnh lu lợng Lu lợng chủ yếu phụ thuộc vào đờng kính lớn bán kính nhỏ stator Nhiều nhà máy chế tạo bơm cánh gạt với số stator có tỉ số R/r khác Do cần thay stator ta có nhiều lu lợng khác Để cánh gạt chuyển động an toàn , tỷ số độ dài lớn l nhô khỏi roto chiều dài nhỏ l2 nằm lại rãnh roto cánh gạt cần đảm bảo: l l 0,9 III-Bơm piston: Là loại bơm dựa nguyên tắc thay đổi thể tích cấu piston - xilanh Vì bề mặt làm việc cấu mặt trụ ,do dễ dàng đạt đợc độ xác gia công cao,đảm bảo hiệu suất tổn thất thể tích tốt , thực đợc loạI bơm làm việc với áp suất lớn (áp suất lớn đạt đợc P=700 bar) Bơm piston thờng dùng hệ thống dầu ép cần áp suất cao lu lợng lớn , trớc tiên máy tuốt , máy nén , máy xúc Dựa cách bố trí piston bơm phân làm loại: *Bơm piston hớng kính *Bơm piston hớng trục Bơm piston chế tạo với lu lợng cố định hay điều chỉnh 1) Bơm piston hớng kính Bơm piston hớng kính loại bơm có nhiều piston chuyển động theo hớng kính roto Khi làm việc , dới tác dụng lực li tâm piston tì sát vào mặt thành bơm đặt lệch tâm so với roto, Piston bị cỡng thực chuyển động thẳng Trên sở thực trình nén hút chất lỏng Sơ đồ kết cấu loại bơm hớng kính đơn nh hình (I-10) Trong lỗ hớng kính rotor (1) đặt piston (2) Rôtor quay trục dẫn dầu (3) đợc lắp cố điịnh vào thân bơm có lỗ hút dầu A lỗ nén dầu B phía bên trục Thùng xoay lắp ổ trục riêng biệt có vòng trợt (4) bên đặt lệch tâm với rotor (1) đoạn e Khi làm việc đầu piston tì sát vào vòng trợt (4) Nếu roto quay qua vùng cửa A thể tích lỗ dới piston lớn dần ,thực trình hút dầu từ cửa A , qua cửa B dầu thực trình nén dầu vào cửa B Các cửa A,B đợc nối liền với ống hút ống nén bơm Khi độ lệch tâm e=0 , trình hút nén bị chấm dứt , độ lệch tâm đợc điều chỉnh (-e) (đờng tâm rotor đặt qua phải đờng tâm vòng trợt (4) theo hình vẽ trình nén hút lại tiếp tục , nhng chức lỗ A,B bị đảo ngợc lại Vì đặc tính mà bơm piston đợc sử dụng rộng rãi để thực đảo chiều cấu máy Vòng trựơt (4 ) đợc lắp thùng xoay mối liên hệ cứng với roto.Nhng roto quay lực ma sát đầu piston vòng trợt nên bắt buộc vòng trợt phải quay chiều với roto chuyển động tơng đối roto vòng trợt (4) bé , chi tiết trợt đỡ mòn Cũng nh bơm cánh gạt đơn , bơm piston hớng kính đơn thay đổi lu lợng cách thay đổi độ lệch tâm e Lực tác dụng lên trục bơm không cân nên độ mòn piston xi lanh không Để nâng cao lu lợng bơm ngời ta lắp nhiều dãy piston chiều rộng roto nh kiểu bơm HTM714 Liên Xô có dãy , dãy có 13 piston đặt theo hớng kính roto Cũng nh bơm cánh gạt, bơm piston hớng kính đợc chế tạo với kiểu tác dụng kép , hay nhiều lần tác dụng nh hình (I-11) Phần lớn chi tiết bơm đợc thống hoá , bơm piston hớng kính kép (hình a) khác với bơm piston hớng kính đơn kết cấu vòng trợt (1) trục dẫn dầu (2).Vòng trợt hình elíp Do vòng quay roto bơm thực hai lần hút hai lần nén Nếu thay đổi kết cấu vòng trợt trục dẫn dầu ta có bơm piston hớng kính có nhiều lần hút nén.Nh sơ đồ hình (b) sơ đồ bơm có lần hút lần nén roto quay vòng Nguyên lí thờng dùng để chế tạo động dầu có mô men xoắn lớn vận tốc bé (n[...]... 20002500(v/p) B -động cơ dầu Là cơ cấu biến đổi năng lợng dùng để biến áp năng của dầu thành cơ năng .Về nguyên tắc kết cấu của động cơ dầu giống với bơm dầu do đó tất cả các loại bơm dầu đều có thể làm động cơ dầu và ngợc lại Thông thờng động cơ dầu thờng đợc lắp cùng với bơm dầu thành một khối truyền động, cơ cấu ấy thờng đợc gọi là hộp truyền động dầu ép Trong hộp truyền động dầu ép, bơm dầu và động cơ dầu... giống nhau, nếu có khác thì chỉ khác nhau về kích thớc Quá trình biến đổi năng lợng của động cơ dầu đợc thực hiện theo trình tự sau: -Dầu có áp suất cao đợc đa vào buồng công tác của động cơ dới tác dụng của áp suất , một chi tiết tạo nên buồng công tác của động cơ di động. Chuyển động đấy đợc truyền lên trục của động cơ -Do trục động cơ quay, buồng công tác của động cơ dịch chuyển từ buồng nén sang buồng... quay của trục động cơ phụ thuộc vào độ lớn và số lợng các buồng công tác cũng nh lu lợng cho vào động cơ dẫn -Do với đoọng cơ điện , động cơ dầu có kích thớc, trọng lợng và mô men quán tính nhỏ hơn rất nhiều Ngoài ra nó còn có thể thực hiện truyền động vô cấp một cách dễ dàng Do đó động cơ dầu ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong truyền động máy cắt kim loại, trog việc điều khiển tự động và điều khiển... động và điều khiển từ xa Tuỳ thuộc vào kết cấu động cơ dầu ,có thể là động cơ bánh răng,cánh gạt hay piston.Vì kết cấu của động cơ dầu tơng tự nh bơm dầu nên ta chỉ xét đến một số dặc điểm chủ yếu của vài loại động cơ dầu I- Động cơ dầu bánh răng Tuy kết cấu của động cơ dầu bánh răng đơn giản, nhng nó rất ít đơc dùng trong máy cắt để thực hiện chuyển động tròn, vì hiệu suất của nó thấp Ngoài ra ma... khi quay nhanh Động cơ dầu bánh răng chủ yếu chỉ đợc dùng để thực hiện các chuyển động điều khiển nh ở các băng truỳên, các đồ gá cấp phôi hoặc dùng để quay trục vít thực hiện lợng chạy dao trên máy tổ hợp khoan II- Động cơ dầu cánh gạt Động cơ dầu cánh gạt là một trong những loại đợc dùng rộng rãi ,nhất là ở các nớc phơng tây Nó đợc dùng để thực hiện chuyển động chính cũng nh chuyển động phụ trên máy... chuyển động chính cũng nh chuyển động phụ trên máy cắt kim loại Động cơ dầu cánh gạt có 2 loại chính : *Động cơ dầu cánh gạt đơn *Động cơ dầu cánh gạt kép Một bơm cánh gạt có thể biến thành động cơ dầu làm việc ổn định nếu nh các cánh gạt đợc thực hiện chuyển động cỡng bức để tỳ sát vào biên dạng của stator Do đó bơm cánh gạt đơn có thể làm động cơ dầu với kiểu có rãnh dẫn hớng cánh gạt ở 2 bên Còn bơm... hợp với động cơ dầu Ngoà ra so với tất cả các loạ bơm khác bơm piston hớng trục có hiệu suất tốt nhất và hiệu suất hầu nh không phụ thuộc vào tải trọng và số vòng quay Nguyên tắc chung về cách làm việc của Bơm piston hớng trục có thẻ trình bày nh ở hình (I-12) Bơm gồm có các piston (1) đặt song song với trục của rotor (2) và luôn tì sát và đĩa nghiêng (3) nhờ lò xo (4) Trục (5) truyền chuyển động vòng... cố định hay điều chỉnh 1) Bơm piston hớng kính Bơm piston hớng kính là loại bơm có nhiều piston chuyển động theo hớng kính của roto Khi làm việc , dới tác dụng của lực li tâm các piston luôn tì sát vào mặt trong của thành bơm đặt lệch tâm so với roto, Piston bị cỡng bức thực hiện chuyển động thẳng đi về Trên cơ sở đó thực hiện quá trình nén và hút chất lỏng Sơ đồ kết cấu của loại bơm hớng kính đơn nh... tự nh bơm hớng kính nhng ở loại bơm này hành trình của piston phụ thuộc vào góc nghiêng là góc nghiêng tơng đối giữa trục piston và trục quay của bề mặt làm piston chuỷên động Hành trình của piston có thể xác định theo sơ đồ tổng quát nh ở hình (I-13) Nếu các ký hiệu lấy giống nh ở bơm piston hớng kính và đờng kính chia của xilanh trên roto là D(cm) thì lu lợng của bơm sẽ là: Loại bơm này th- q=10... dầu với kiểu có rãnh dẫn hớng cánh gạt ở 2 bên Còn bơm cánh gạt kép thì cần phải dùng thêm cơ cấu lò xo để luôn đẩy cánh gạt tỳ vào stator Nguyên lí làm việc của 2 kiểu động cơ cánh gạt nh hình vẽ (I-14) Hình vẽ (I-14a) là sơ đồ kết cấu động cơ dầu cánh gạt đơn có số cánh gạt lẻ.Dầu có áp suất P đợc dẫn vào buồng nén A, tác dụng lên cánh gạt nằm 2 bên thành ngăn cách buồng nén A và buồng ra B