dịch chương 2 sách power hydraulics

Chương 2: MÁY BƠM 2.1 Các loại máy bơm Trong hệ thống thủy lực nào, máy bơm tạo lưu lượng cho lưu chất Nó khơng tạo áp suất phải thắng lực cản để truyền lưu lượng vào hệ thống có loại bơm bơm động lực học bơm thể tích Bơm động lực học Một máy bơm động lực học điển hình bơm ly tâm việc cung cấp bơm giảm có áp suất chống lại mà phải tăng vận hành Nếu đầu xả bơm ly tâm bị khóa hồn tồn bơm ‘tắt’ giá trị đầu hút không Bơm ly tâm được biểu diện sơ đồ hình 2.1 với đặc điểm vận hành Roto quay làm lưu chất bị hút qua ngỏ vào chảy ngỏ tác dụng lực ly tâm Việc sử dụng bơm động lực học hệ thống thủy lực cơng suất có giới hạn dùng để cung cấp thêm cho bơm thể tích chính, để chuyển lưu chất hệ thống làm mát điều hòa hệ thống Bơm thể tích Một máy bơm thể tích cố định minh họa hình 2.2 Khoảng làm việc piston L tốc độ quay bơm n p vòng/phút Dung tích vòng Dp = d2/4 x L Qp thực tế lượng bơm giây, Tp moment đầu vào trung bình trục bơm Lưu lượng đầu = dung tích x số vòng quay phút = Việc lưu lượng máy bơm thực tế so với lưu lượng đầu rò rỉ trượt bên trong: Tại (2.1) Hiệu suất thể tích giảm áp suất bơm tốc độ tăng.Momen xoắn hiệu suất học máy bơm tỷ lệ đầu công tác với đầu vào cơng tác vòng quay trục bơm.Xem xét cơng Đầu vào cơng vòng quay= Đầu công từ máy bơm= Hiệu suất học = (2.2) Hiệu suất bơm tổng thể tỷ lệ công suất cung cấp cho đầu vào máy bơm (2.3) Từ phương trình (2.3) ta có : (2.4) Từ (2.1) ; (2.2) (2.4): VÍ DỤ 2.1 Một máy bơm có độ dịch chuyển 14 (cm/ vòng) quay tốc độ 1440 (vòng / phút) hoạt động với áp suất tối đa 150 bar Hiệu suất thể tích 0,90 hiệu suất tổng thể 0,80 Tính: (i) Bơm cung cấp tính lít phút (ii) Công suất đầu vào cần thiết trục bơm tính kilowatt (ii) Mơ-men xoắn truyền động trục bơm Lưu lượng bơm : =Hiệu suất thể tích x chuyển vị vòng quay x tốc độ bơm = =18.14 lít/phút Cơng suất vào= Nếu lưu lượng Q tính (lít / phút) Áp suất P bar.Khi đó: Cơng suất thủy lực = Cơng vào = =5.67 kW Hiệu suất cơ= = Moment xoắn : = =37.6 (N.m) Một bơm thể tích mặt lý thuyết cung cấp khối lượng chất lỏng vòng quay , với điều kiện khơng có điều khiển dịch chuyển kết hợp máy bơm Nếu Bơm phía xả bơm thể tích bị chặn, áp suất phân phối tăng nhanh đến giá trị mà bơm bị hỏng VÍ DỤ 2.2 Một máy bơm thể tích với tốc độ lưu lượng (1/ phút) đưa vào đường ống với tổng thể tích lít Nếu đầu ống bị chặn đột ngột, tính áp suất tăng sau giây (Mơ-đun khối chất lỏng bơm lấy 2000 MPa (20 000 bar); bỏ qua thay đổi thể tích ống.) Lưu ý: Pascal (Pa) tên gọi khác đơn vị áp suất MPa (Mega Pascal) 1.000.000 = 10 bar Modun khối là: = Trong thay đổi áp suất , thay đổi thể tích , V thể tích ban đầu =Lưu lượng bơm giây =1/60 lít = =33.3 =333 bar Áp suất tăng nhanh cho thấy cần thiết phải có số cách kiểm sốt để hạn chế gia tăng áp lực hệ thống nên máy bơm bị tải Sự điều khiển tích hợp vào máy bơm thiết bị giới hạn áp suất bên van xả Bơm động học sử dụng làm máy bơm mạch thủy lực Có hai loại – bơm học bơm pít tơng nhóm có nhiều kiểu dáng 2.1.1 Bơm động học Các loại hình tạo Chúng có dạng phần tử tạo hai chiều cắt theo chiều rộng khác để tạo chuyển vị quét khác BƠM BÁNH RĂNG CHÍNH XÁC VỚI BÁNH RĂNG ĂN KHỚP Điều bao gồm cặp, số cặp, bánh xen kẽ bên chạy vỏ với khoảng hở nhỏ đầu đường kính vỏ Các cuối có áp suất lò xo, bịt kín mặt bánh (a) (b) 3.5 Axis Title 2.5 Theoretical Actual 1.5 0.5 0 0.5 1.5 2.5 Axis Title (c) Hình 2.3: (a) Bơm bánh ăn khớp ngồi (b) Bơm bánh ăn khớp (c) Đặc tính dòng chảy/ áp suất Bánh thẳng sử dụng mà áp suát làm việc đến áp suất 210 bar, bơm gây tiếng ồn Độ ồn giảm dùng bánh xoắn, vấn đề làm kín trở nên khó khăn dẫn đến hiệu suất thể tích bơm bị giảm Phần sơ đồ bơm bánh rẳng ăn khớp bơm bánh ăn khớp thể hình 2.3, với đường cong đặc tính dòng chảy áp suất Với kích cỡ bánh răng, nhiều chuyển vị đạt cách sử dụng yếu tố làm việc chiều rộng thân khác Trong phạm vi, số thành phần mũ kết thúc, vòng bi, dấu, vv phổ biến Hiện máy bơm bánh ăn khớp có chuyển vị dao động từ 0,2 đến 400 cm3 vòng quay tốc độ dao động từ 500 đến 6000 vòng / phút cao nhiều Hiệu suất tổng thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào dung sai sản xuất chi tiết thiết kế số kiểu máy vượt 90% áp suất vận hành tối đa lên tới 300 bar Sự dịch chuyển lý thuyết (khối lượng qt vòng) bơm bánh ăn khớp ngồi tính bằng: D=Pi/4*(d2a-d2d)*w đó: da đường kính vòng tròn phụ lục, da đường kính vòng tròn phụ lục w chiều rộng bánh Sự dịch chuyển thực tế rò rỉ bánh khối lượng chất lỏng bị mắc kẹt chân Bơm bánh ăn khớp với dấu lưỡi liềm Trong máy bơm này, bơm bên điều khiển bơm bên Tâm hai bánh bù theo hướng hình lưỡi liềm cố định nằm đầu vào đầu bơm hoạt động phận làm kín Khi khỏi lưới, vùng hút hình thành Bởi điều lan truyền số răng, vận tốc dòng chảy tiếng ồn thấp đáng kể so với bơm bánh ngồi thơng thường Sự phóng điện từ máy bơm xảy vào lưới trải số Chiều dài vùng hút áp suất bơm bánh bên lớn khoảng ba lần so với chiều dài bơm bánh Bơm bánh bên loại dấu lưỡi liềm có sẵn với xếp hạng áp suất lên đến 100 bar lưu lượng lên tới 200 l/ phút Bằng cách kết hợp hai nhiều bơm bánh bên nối tiếp, đạt áp suất làm việc cao (các mơ hình đánh giá lên tới 300 bar với lưu lượng 125 / phút) Bơm bánh nhiều tầng số máy bơm yên tĩnh có Bơm bánh – loại cánh quạt (gerotor) Buồng bơm bơm bao gồm bên bánh xen kẽ Bánh bên ngồi có bánh bên tâm bánh bù khoảng nửa độ sâu Như với bơm bánh bên hình lưỡi liềm, việc hút phân phối diễn số cho hoạt động êm so với bơm bánh bên Bơm Gerotor có xu hướng chống bụi bẩn Cũng máy bơm dạng tạo khác, công suất khác thu phạm vi kích thước cách sử dụng chiều rộng khác phần tử làm việc Chúng lắp vào vòng lệch tâm giúp đơn giản hóa việc gia cơng vỏ bơm Vòng lệch tâm thường ghim vỏ để tránh xoay biến thể thiết kế Hình 2.4 cho phép vòng xoay qua 1800 đảo ngược độ lệch tâm Do đó, hướng dòng chảy cho xoay theo chiều kim đồng hồ ngược chiều kim đồng hồ Hình 2.4: Bơm Gerotor Bơm cánh gạt Máy bơm cánh gạt đơn giản Một máy bơm cánh gạt đơn giản cố định trình bày sơ đồ Hình 2.5 (a) Nó có cánh quạt có rãnh mang van trượt triệt để vào Tổ hợp rơto gắn lệch tâm vỏ vòng mặt cuối bịt kín Khi rơto quay khối lượng bị mắc kẹt lưỡi liền kề vòng thay đổi, dẫn đến hành động bơm Các van ném lực ly tâm vào vòng lực tăng lên nhờ áp lực dầu áp vào mặt van cải thiện đặc tính niêm phong Bơm cánh gạt có tốc độ hoạt động tối thiểu khoảng 600 vòng / phút để tạo lực ly tâm đủ để làm cho van bịt kín hiệu vòng Độ dịch chuyển gần vòng quay bơm cánh gạt bỏ qua độ dày van là: 2*Pi*e*w Trong D đường kính vỏ, e độ lệch tâm rôto so với vỏ w chiều rộng cánh quạt Máy bơm cánh quạt cân Nếu vòng bơm cánh gạt có hình bầu dục, van chuyển động hai lần vòng quay rơto, tạo hai hành động bơm cho vòng quay Tác động kép có ưu điểm cân lực áp lực lên rôto bơm vậy, gọi "bơm cánh gạt cân bằng", thể Hình 2.5 (b) Một tinh chỉnh cho máy bơm cánh cân nguyên tắc 'bên cánh quạt' Dầu áp suất đưa vào mặt cánh quạt theo cách cho lực tối đa xảy cánh quạt phải bịt kín áp suất cao nhất; thời điểm khác, lực thấp áp dụng Điều làm giảm hao mòn kéo dài tuổi thọ máy bơm Cánh cân máy bơm thường sửa chữa chỗ cách thay trực tiếp hộp mực bơm Hộp mực bao gồm rơto, van vòng lệch tâm, phận thường mặc Trong đó: Eccentric casing: Vỏ lập dị Inler port: đầu vào Vanes: van Rotor: cánh quạt Eccentricity: Độ lệch tâm Outlet port: đầu Rotation: vòng quay Delivery port: cổng phân phối Suction port: Cổng hút Bơm cánh gạt thay đổi lưu lượng Nếu máy bơm cánh quạt khơng cân bằng, vòng di chuyển so với rôto, độ lệch tâm bị thay đổi có xu hướng tự nhiên áp suất khoang bơm làm cho rơto vòng tập trung Phương pháp kiểm sốt thơng thường, gọi 'bù áp', chống lại chuyển động lò xo Khi áp suất tăng, lò xo bị nén; độ lệch tâm lưu lượng giảm tương ứng Phân phối tối đa và, số trường hợp, phân phối tối thiểu, kiểm sốt điểm dừng vít điều chỉnh nhằm hạn chế độ lệch tâm Bơm cánh gạt biến thiên loại thường giới hạn áp suất làm việc tối đa 70 bar với tốc độ giao hàng lên tới 350 1/phút Trong số máy bơm cánh quạt biến áp bù, lò xo thay piston van điều khiển áp suất Khi áp suất hệ thống đạt đến cài đặt van điều khiển, áp dụng cho pít-tơng tập trung vào vòng rô-to, làm giảm dịch chuyển bơm khơng Một loạt thiết bị điều khiển có sẵn áp lực nhạy cảm với dòng chảy, điều khiển bên bên ngoài, bao gồm phản ứng theo tỷ lệ bước Các điều khiển tiết kiệm lượng thảo luận sau chương chương 2.1.2 Máy bơm pittông Bơm pittông chủ yếu sử dụng hệ thống có áp suất vận hành từ 140 bar trở lên Đặc tính bơm pittơng hiệu suất cao áp suất cao Điều có tầm quan trọng lớn cần dòng chảy liên tục, không phụ thuộc vào thay đổi áp suất Có ba loại máy bơm thủ lực đa hướng trục, hướng tâm pittông thắng hang Hướng trục bơm pittông Chúng bao gồm số pittong gây để đáp ứng quay tương đối nghiêng cách đặt khối pittông liên quan đến trục truyền động Bắng cách sử dụng van phù hợp lắp ráp van, pittông chế tạo để bơm chất lỏng từ cổng hút đến cổng chuyển Swash plate (non-rotating):Tấm swash (không quay): Shoe plate (rotating):Tấm giày (xoay): Pump body:Thân bơm Pistons:Pít-tơng Inlet and outlet ports: Cổng vào Valve Plate slots: Khe cắm van Piston block (rotating): Khối pit-tông (quay) Valve plate (non-rotating): Tấm van ( không quay ) Pump displacement : Dịch chuyển bơm Swash plate angle: Gốc Swash Reverse flow: Dòng chảy ngược Principle of axial piston pump: Nguyên lý máy bơm pittông hướng trục (a) Section : Phần vật (b) Characteristics : Đặc điểm Hình 2.6 minh họa yếu tố làm việc van piston hướng trục để chuyển chất lỏng Các cam nghiêng gây đối ứng không quay gọi swash Trong số khối xi lanh đứng yên cam quay với trục truyền động; trường hợp thường mô tả lắc lư Nếu độ nghiêng swash bị thay đổi, khoảng cách di chuyển piston thay đổi lượng chất lỏng bơm Đây nguyên tắc bơm piston hướng trục phân phối biến Đưa swash qua góc swash khơng (nghĩa q mức) đảo ngược hướng dòng chảy hướng quay trục truyền động khơng thay đổi Bơm pít-tơng ial có van ngồi có khả hoạt động x áp suất cao so với máy sử dụng cổng khơng hồn ngun phù hợp với áp suất lên đến 700 bar loại khác cho tốc độ dòng chảy 640 l / phút Các mơ hình sử dụng cổng có lưu lượng lên tới 1400 / phút áp suất lên tới 350 bar Hình 2.7 cho thấy nguyên lý bơm trục uốn cong cố định chuyển động pít-tơng kết khối xy lanh đặt góc với trục truyền động Việc truyền động tới pít-tơng khối xi-lanh thơng qua bánh côn thiết kế khác sử dụng nối Dòng chảy vào khỏi buồng bơm thông qua cổng van Một lần máy bơm trục uốn cong sử dụng cổng thay van ngồi có áp suất hoạt động tối đa thấp (thường tối đa khoảng 350 bar) có xu hướng hoạt động êm Bơm trục Bent có sẵn với Sử dụng máy bơm tích cố định Khi sử dụng máy bơm thể tích cố định (mạch hình 2.3), hai máy bơm sử dụng để tạo lưu lượng cao hơn, bơm cho dòng thấp Do đó, lưu lượng lý thuyết 20 l/phút l/phút Như trước, cho phép bổ sung 10% cho việc cung cấp bơm lý thuyết Lưu lượng lý thuyết lúc 22 l/phút 5,5 l/phút Máy bơm song song đơi có sẵn từ số nhà sản xuất máy bơm bánh sử dụng theo phạm bi phân định Bảng 2.5 cho thấy lựa chọn đơn vị có việc kết hợp Hệ thống dựa thời gian sử dụng điều khiển để chuyển máy bơm tắt tải Lưu lượng bơm cung cấp thực tế lấy từ liệu bảng 2.5filter position 22,9 l/phút 5,7 l/phút cho kích thước 16 4, tương ứng, 1440 vòng/phút 175bar; lưu lượng cung cấp gần áp suất 165bar (Giảm áp suất hệ thống giúp cải thiện việc cung cấp lưu lượng bơm cách giảm rò rỉ.) Hình 2.31 Hệ thống bơm đơi Bảng 2.5 Thành phần sử dụng cho bơm song song (bơm đơi) Bất kì bơm sau kết hợp giống thành phần đơi Kích thướ c Lưu lượng lý thuyết Lưu lượng danh nghĩa Áp suất tối Tốc độ tối đa (vòng/ph Hiệu suất thể Lưu lượng thực bơm (cm3/vò ng) tốc độ 1440 vòng/phút (l/ph) đa (bar) út) tích tế áp (l/m suất m 175 bar (%) 4,4 6,34 250 3000 90 5,7 8,5 12,24 250 3000 91 11,1 12 11,9 17,14 240 2500 92 15,8 16 17,3 24,9 220 2000 92 22,9 Với vị trí lọc hình 2.31, có dòng chảy liên tục chạy qua lọc không phân biệt hệ thống bật hay tắt tải tất dầu bơm lọc Nếu lọc đăht vị trí thay thế, có dầu sử dụng hệ thống lọc phần tử lọc phải chịu dòng chảy tăng lên van điện từ (a) (b) (Hình 2.31) cung cấp lượng Lưu lượng đến mạch điều khiển van điện từ (a) (b), chấp hành từ đếm thời gian Hình 2.32 (a) Biểu đồ dòng bơm (b) lượng sử dụng cung cấp Lưu lượng bơm thực tế lấy từ liệu bảng 2.5 22.9 l/phút 5.7 l/phút cho size 16 size 4, tương ứng với 1400 rev/phút 175 bar; lưu lượng gần 165 bar ( giảm áp lực hệ thóng giúp tăng lưu lượng bơm cách giảm rò rỉ ) Cùng với lọc vị trí hình 2.31, có dòng chảy với lưu lương định chảy qua lọc không phân biệt với dù hệ thống tắt hay mở tất bơm dầu lọc Nếu chỉ có lọc đucợ đặt vào vị trí thay chỉ có dầu sử dụng hệ thống lọc, thành phần lọc bị bắt buộc phải tăng dòng chảy điện từ (a) (b) tiếp sức Năng lượng thủy cung cấp bơm 22.9 l/min áp suất 165 bar là: (22.9 x 165)/600 = 6.3 kW Năng lượng thủy cung cấp bơm 5.7 l/min áp suất 165 bar là: (5.7 x 165)/600 = 1.6 kW Hình bên trình bày sơ đồ lượng cung cấp cho hệ thống lượng tiêu thụ chu trình làm việc Tổng lượng cung cấp cho hệ thống [(1.6+6.3) x 5]+ (1.6 x5) +(6.3 x 10) = 110.5 kJ Phần trước ta biết lượng sử dụng có ích 32.12 kJ Vậy hiệu suất hệ thống (32.12 / 110.5) x 100 = 29.1% Biện pháp : Sử dụng hệ thống bình tích áp  Trong hệ thống có sử dụng bình tích áp, lưu lượng cung cấp bơm lưu trữ bình tích áp với áp suất nén định tùy theo thông số có hệ thống  Để tính kích thước bình tích áp, thơng số sau cần phải xác định: a) Lưu lượng lớn cần từ bình tích áp b) Áp suất làm việc lớn c) Áp suất làm việc nhỏ d) Áp suất cần nạp cho bình tích áp  Để tính lưu lượng lớn từ bình tích áp ta tìm lưu lượng trung bình cần chu trình làm việc Theo liệu tốn ta tính sau:  Thể tích dầu đến hệ thớng = 25 l/min cho 5s + 20 l/min cho 10s =(25/60 x 5) + (20/60 x 10) =5.42 lít cho chu trình  Lưu lượng trung bình cho chu trình tính sau  Thể tích dầu chu trình / Thời gian thực = 5.42 / 0.5 = 10.84 l/min = 0.18 l/s Thể tích dầu vào/ra bình tích áp tính cách nhân lưu lượng trung bình với thời gian i)Từ giây đến giây Lưu lượng cung cấp bơm = 0.18 l/s Hệ thớng nhận = Lưu lượng vào bình tích áp là 0.18 l/s Thể tích dầu vào bình tích áp từ giấy đến giây là 0.18 x = 0.9 lít ii) Từ giây thứ đến giây thứ 10 Bơm cung cấp = 0.18 l/min Hệ thống cần = 25 l/min = 0.417 l/s Lưu lượng cần phải bù từ bình tích áp = 0.417 – 0.18 = 0.237 l/min Như vậy thể tích dầu cần từ bình tích áp từ giây đến giây 10 là 0.237 x = 1.185 lít iii) Tương tự, từ giây thứ 10 đến giây thứ 20 chu trình Lưu lượng vào bình tích áp là 0.18 x 10 = 1.8 lít iv) Từ giây thứ 20 đến giây thứ 30 Bơm cung cấp = 0.18 l/min Hệ thống cần = 20 l/min = 0.333 l/s Lưu lượng cần phải bù từ bình tích áp = 0.333 – 0.18 = 0.153 l/min Như vậy thể tích dầu cần từ bình tích áp từ giây 20 đến giây 30 là 0.153 x 10 = 1.53 lít Thể tích dầu lưu trữ lớn bình tích áp (1.53 + 0.285) = 1.815 l Áp suất làm việc hệ thống 150 bar Áp suất khí nén bình tích áp chọn 90% giá trị này, tức 0.9 x 150 = 135 bar Áp suất lớn chọn phải nằm vùng cho phép bơm, bơm bánh áp suất khỏang chừng 250 bar Như ta chọn áp suất lớn để tính tóan 207 bar  Để tính kích thước thực bình tích áp, trạng thái khác khí bình tích áp xem xét Chú ý giá trị áp suất nhiệt độ phép tính liên quan đến chất khí phải giá trị tuyệt đối Áp suất khí ban đầu, P1 = 135 bar đồng hồ = 136 bar, áp suất tuyệt đối Áp suất lớn nhất, P2 = 207 bar đồng hồ = 208 bar, áp suất tuyệt đối Áp suất nhỏ nhất, P3 = 150 bar đồng hồ = 151 bar, áp suất tuyệt đối Thể tích dầu (nhỏ nhất) cần cung cấp bình tích áp tính phần là: V3 – V2 = 1.815 l Giả sử trình chuyển đổi từ trạnh thái a) sang b) trình đẳng nhiệt, P1V1 = P2V2 Hay (V1/V2) = (P2/P1) = 208/136= 1.529 Giả sử trình chuyển trạng thái từ b) sang c) q trình đẳng entropi, P2V2γ = P3V3γ, γ = 1.4 (V3/V2)γ = P2/P3 = 208/151 (V3/V2) = (208/151)1.4 = 1.257 Vậy V3 – V2 = 1.815 V1 = 1.529 V2 V3 = 1.257 V2 Từ cơng thức ta tính V1 = 10.8 l Một bình tích có dung tích tối thiểu 10,8 lít Cần phải sạc lại tới 135 bar với áp suất làm việc tối đa 207 bar Từ bảng liệu nhà sản xuất ắc quy, có lựa chọn kết 10 20 lít (iii) (iv) thời gian chu kỳ dài chút Điều bù đắp cách sử dụng máy bơm giao hàng lớn chút Nếu sử dụng tích lũy dung tích 20 lít, áp suất làm việc tối đa giảm dẫn đến hệ thống hiệu Máy bơm phải cung cấp bảng liệu 10,84 / phút (Bảng 2.4), OPL 025 có tốc độ phân phối 11,73 / phút với tốc độ 1500 vòng / phút áp suất làm việc tối đa 225 bar 1PL 028 có tốc độ phân phối danh nghĩa 13,72 / phút với tốc độ 1500 vòng / phút áp suất làm việc 250 bar, áp suất làm việc cao hơn, chọn 1PL 028 cung cấp 13,17 / phút với tốc độ 1440 vòng / phút Vẽ lại sơ đồ nhu cầu tích lũy hệ thống cách sử dụng phân phối bơm 13,17 / phút, tức 0,219 / s (Xem hình 2.35.) Đơn vị cơng suất Nếu tích lũy 10 lít sử dụng, áp suất tối đa 207 bar Từ máy bơm Có sử dụng tổng And, tổng tốc độ dòng / phút) (i) Từ đến giây lưu chất tới bình chứa 0.219*5=1.095 lít (ii)Từ đến 10 giây: Lượng chất tới máy bơm = 0.219*5=1.095 lít Nhu cầu mạch = 0.417*5 =2.085 lít Do lưu lượng ròng từ bình chứa = 2.085-1.095=0.99 lít (iii) Từ 10 đến 20 giây lượng chất tới bình chứa = 0.219*10=2.19 lít (iv) Từ 20 đến 30 giây Lượng chất tới máy bơm = 0.219*10=2.19 lít Nhu cầu mạch = 0.333*10 =3.33 lít Do lưu lượng ròng từ bình chứa = 3.33-2.19=1.14 lít Đang sử dụng giá trị đó, Dòng lưu chất tổng cộng vào bình chứa chu kì 1.095+2.19=3.285 lít Và, Dòng lưu chất tổng cộng từ bình chứa chu kì 0.99+1.14=2.13 lít Có dòng lưu chất vượt q mức tới bình chứa 1.155 lít chu kì bơm lưu lượng chất lỏng tới hệ thống cho tất chu kì Tuy nhiên, bình chứa đầy hoàn toàn, áp suất tăng làm dỡ bơm Thời gian bơm giảm tải chu kì thời gian cần chuyển thể tích tới giới hạn 1.155 lít Thời gian chu kì để bơm giảm tải = =5.27 (giây) Thể tích tổng dầu trữ bình chứa 1.14 lít Nhắc lại phép tính trừ trước lít Bây giờ, giả định áp suất sử dụng nhau, Từ cơng thức (2.8) (2.9) Một bình có sức chứa 10 lít phù hợp sử dụng bơm IPL 028 có lưu lượng 13.17 lít/phút Mạch cho cơng suất bình chứa biểu diễn hình 2.36(a) Cơng tắc điều chỉnh áp suất (PS) thiết lập 207 bar, áp suất hệ thống lớn nhất, van điện từ ngắt mạch giảm áp cho bơm Van điện từ kết nối với motor khởi động bổ trợ tiếp điểm, để bơm khởi động điều kiện không tải Accumulator isolating valve: Van lập tích lũy Accumulator speed valve: Van tốc độ tích lũy Hình 2.36) (a) mạch bình trữ (b) Phân tích cơng suất Energy required: Cơng suất yêu cầu Energy supplied: Công suất cung cấp Energy to pump (neglecting pump unloading): Công suất tới bơm (bỏ qua giảm tải bơm) Năng lượng thủy lực tới bơm=13.17 lít/phút*207bar*(kW) Hình 2.36(b) phân tích lượng sử dụng hệ thống lượng cung cấp bỏ qua phần trăm giảm tải Hiệu suất hệ thống== Cần đến thời gian xác cho máy bơm giảm tải xấp sỉ giây trình bày hình 2.5 hiệu suất hệ thống trở thành =28.3% Trong ứng dụng đặt biệt hệ thống bình chứa, hiệu suất cao hệ thống máy bơm đơn, hiệu khơng hệ thống hai máy bơm Điều phần phải tăng áp suất vận hành tới 207 bar Sự tăng áp suất có lẻ phải bao gồm van giảm áp tới mạch Giá thành mạch bình chứa lớn đáng kể so với hệ thống máy bơm có lẻ nhiều hệ thống hai máy bơm Sử dụng bơm bù áp suất Áp suất làm việc hệ thống (150bar) không cho phép sử dụng bơm cách gạt Những điều ln ln bị giới hạn áp suất làm việc cực đại 70-100 bar Bơm piston hướng trục với điều khiển bù áp suất sẵn sàng cho áp suất làm việc lên đến 300 bar Máy bơm phải có lưu lượng lớn 25 lít/phút áp suất lớn 150 bar Từ bảng liệu bơm piston (nhìn bảng 2.6) PVB10 có lưu lượng lý thuyết 21.1 lít/phút 1000 vòng/phút cơng suất làm việc lớn sử dụng dầu khoáng thủy lực 210 bar ( tương đương với lưu lượng lý thuyết 30.4 lít/phút 1440 vòng/phút) Những máy bơm cung cấp dung tích lớn điều chỉnh điều chỉnh 25% đến 100% dung tích Do lưu lượng thực tế máy bơm thiết lập phù hợp với nhu cầu hệ thống, trường hợp 25 lít/phút lúc tốc độ truyền 1440 vòng/phút Cho van điều khiển lưu lượng dùng để chi phối tốc độ truyền Mạch cho công suất sử dụng bơm bù áp suất trình bày hình 2.37 Bảng 2.6) Bơm piston hướng trục Tên gọi modu m Dung tích lý thuyết (/vòng tốc Vận tốc trục lớn (vòng/phút) Dầu Nước Nước chống glycol nhũ mài tương Áp suất đầu (bar) Dầu Nước chốn glycol g mài lớn Nước nhũ tương PFB5 PFB10 PFB20 PVB5 PVB6 PVB10 PVB 15 PVB20 PVB29 PVB45 PVB90 độ chảy lý thuyết (lít 1000 vòng/phú t 10.55 21.10 42.80 mòn 3600 3200 2400 dầu (40%/60 %) 1800 mòn dầu (40%/60 %) 1800 210 210 175 175 175 140 105 140 105 140 105 140 140 105 140 105 140 105 140 140 140 10.55 13.81 21.10 33.00 42.80 61.60 94.50 1800 1800 1800 210 140 210 140 210 140 210 197.50 1800 1200 1200 210 Hệ thống bù bơm thiết đặt với áp suất hệ thống lớn yêu cầu (150 bar) van xả thiết lập mức sấp xỉ 20% cài đặt hệ thống bù (180 bar) Sự thay đổi dòng áp suất suốt chu trình cho mạch bơm bù áp suất trình bày hình 2.29 lưu lượng kết hợp với nhu cầu hệ thống việc sử dụng van điều chỉnh dòng Áp suất hệ thống thiết đặt 150 bar hệ thống bù bơm với lượng áp suất dư tiêu biến sức nóng van điều khiển lưu chất Hình 2.38 trình bày cơng suất cung cấp máy bơm công suất sử dụng hệ thống Lưu lượng bơm với nhu cầu mạch áp suất cổng bơm cài đặt bù bơm Cơng suất thủy lực cung cấp suốt chu kì từ đến 10 giây =6.25(kW) Hình 2.37 Mạch công suất sử dụng bơm bù áp suất Valve to prevent reverse flow: Van ngăn đảo dòng lưu chất Hình 2.38 Công suất cung cấp sử dụng mạch bơm bù áp suất Energy required: Công suất yêu cầu Energy supplied: Công suất cung cấp Excess energy: Công suất dư Năng lượng thủy lực cung cấp chu kì 20-30 giây = = (Kw) Hiệu suất hệ thống = ( / (6.25 x 5) + (5 x 10) = = 39.5% Năng lượng nhiệt trung bình tiêu tốn theo thời gian = = 1.64 (kw) Mặc dù bơm cung cấp phù hợp, xác với nhu cầu hệ thống, áp suất vận hành bơm không đổi Nếu áp suất bơm cung cấp phù hợp với áp suất hệ thống, hiệu suất thủy lực 100% Tuy nhiên, để phù hợp với áp suất van điều chỉnh sử dụng để cài đặt tốc độ truyền động phải loại bỏ Điều thực cách sử dụng bơm điều chỉnh servo pít tơng điều chỉnh bơm biên dạng cam, biên dạng cắt cho phù hợp với nhu cầu lưu lượng hệ thống Áp suất vận hành áp suất tải gây Tuy nhiên loại hệ thống không linh hoạt thay đổi cần thiết tốc độ liên quan đến việc tạo cấu cam Đây giải pháp lý tưởng cho máy tự động hoạt động liên tục hoạt động lâu Một cách xếp linh hoạt điều khiển vi xử lý thông qua van tỷ lệ để phù hợp xác với nhu cầu hệ thống ( xem chương 8) ... suất học = (2. 2) Hiệu suất bơm tổng thể tỷ lệ công suất cung cấp cho đầu vào máy bơm (2. 3) Từ phương trình (2. 3) ta có : (2. 4) Từ (2. 1) ; (2. 2) (2. 4): VÍ DỤ 2. 1 Một máy bơm có độ dịch chuyển... EXAMPLE 2. 3 Một xy lanh thủy lực việc theo chu trình sau: tiến 5s với áp suất 25 bar, lưu lượng 12 l/min; sau dừng lại 25 s với áp suất 20 0 bar Tiếp theo lùi 4s với áp suất 35 bar, lưu lượng 12 l/min;... bên ngoài, bao gồm phản ứng theo tỷ lệ bước Các điều khiển tiết kiệm lượng thảo luận sau chương chương 2. 1 .2 Máy bơm pittông Bơm pittông chủ yếu sử dụng hệ thống có áp suất vận hành từ 140 bar trở