Nghiên cứu, tính toán nâng cao hiệu suất thủy lực cho xe nâng hàng

NGUYỄN CHU THÀNH LỘC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN CHU THÀNH LỘC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN NÂNG CAO HIỆU SUẤT THỦY LỰC CHO XE NÂNG HÀNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC KHỐ 2017-2018 Hà Nội – Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN CHU THÀNH LỘC NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN NÂNG CAO HIỆU SUẤT THỦY LỰC CHO XE NÂNG HÀNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS LÊ XUÂN TRƯỜNG Hà Nội – Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN CỦA HỌC VIÊN Tôi – Nguyễn Chu Thành Lộc – Cam kết Luận văn Thạc sỹ khoa học cơng trình nghiên cứu thân tơi hướng dẫn TS Lê Xuân Trường Các kết nêu Luận văn Thạc sỹ trung thực, khơng phải chép tồn văn cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả ĐATN Nguyễn Chu Thành Lộc XÁC NHẬN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Giáo viên hướng dẫn TS LÊ XUÂN TRƯỜNG TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN NÂNG CAO HIỆU SUẤT THỦY LỰC CHO XE NÂNG HÀNG Tóm tắt: Hệ thống thủy lực từ trước đến ln đóng vai trị quan trọng ngành cơng nghiệp nói chung máy móc nói riêng Ngày đa số máy móc sử dụng cơng nghiệp đại hóa với việc điều khiển truyền động thủy lực Với nhiều ưu điểm ứng dụng nên việc tìm hiểu nghiên cứu phát triển hệ thống thủy lực quan tâm nhiều nước giới có Việt Nam Xe nâng hàng sử dụng phổ biến thơng dụng với nhiều lợi ích thiết thực cho mục đích sử dụng nâng hạ, vận chuyển hàng hóa kho hàng, siêu thị, nhà xưởng, bến bãi, bến cảng, sân bay,… Trong chức xe nâng hạ, nghiêng, lái, di chuyển ngang,… sử dụng hệ thống thủy lực Trong trình hạ tải xe nâng bình thường, dầu với áp cao đưa thẳng bể dầu gây lãng phí nhờ trọng lực tải tạo Đây hội để ta nghiên cứu hệ thống với mục đích tái sinh lượng hạ tải để nâng cao hiệu suất thủy lực giảm lượng tiêu thụ Trong luận văn này, thiết kế hệ thống nâng hạ thủy lực có khả tái sinh lượng cho xe nâng hàng Từ khóa: Hydraulic system (hệ thống thủy lực), Forklift (xe nâng hàng), Energy recovery (tái sinh lượng), Accumulator (bình tích áp) RESEARCH, CALCULATING, ENHANCED HYDRAULIC EFFICIENCY OF FORKLIFT Abstract: Hydraulic systems have traditionally played an important role in the industry as a whole and in machines in particular Today, most of the machinery used in the industry is modernized with hydraulic control and transmission With many advantages and applications, the research and development of hydraulic systems are always interested in many countries in the world, including Vietnam Forklift trucks are now commonly used and popular with many practical benefits for the purpose of lifting and transporting goods at warehouses, supermarkets, workshops, yards, ports, airports In which the functions of the car such as lifting, tilting, steering, all use hydraulic system During the lowering process of a normal forklift, the high pressure oil is fed directly to the oil tank, which cause waste of the potential power of the load This is also a chance for us to study a system for recovery the potential power in lowering process to enhance the hydraulic efficiency and reduce the energy consumption In this project, I will design hydraulic lifting systems with the capable of regenerating energy for forklift Keywords: Hydraulic system, Forklift, Energy recovery, Accumulator MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Trang CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN XE NÂNG HÀNG .1 1.1 Giới thiệu xe nâng 1.1.1 Xe nâng hạ tay 1.1.2 Xe nâng hạ điện 1.1.3 Xe nâng hạ động 1.2 Các phận xe nâng động 1.3 Hệ thống nâng hạ thủy lực xe nâng 1.4 Hệ thống thủy lực thường dùng cho xe nâng CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC 10 2.1 Thiết kế mạch thủy lực 10 2.2 Lựa chọn phần tử 10 2.2.1 Bơm bánh ăn khớp 10 2.2.2 Xi lanh 11 2.2.3 Bể dầu 12 2.2.4 Bộ lọc .12 2.2.5 Van phân phối 13 2.2.6 Van an toàn 13 2.2.7 Van chiều 14 2.3 Tính tốn 14 2.3.1 Xi lanh nâng .14 2.3.2 Thông số bơm 15 2.3.3 Lựa chọn đường ống 16 2.3.4 Tính động .20 2.3.5 Kích thước bể dầu 20 2.3.6 Bình tích áp 20 2.4 Nghiên cứu tích hợp hệ thống tái sinh lượng vào mạch thủy lực 22 2.4.1 Cơ sở việc tái sinh lượng thủy lực 22 2.4.2 Các phương pháp tái sinh lượng thủy lực .22 CHƯƠNG : MƠ PHỎNG TÍNH TỐN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT CỦA HỆ THỐNG .25 3.1 Xây dựng hệ thống thí nghiệm .25 3.1.1 Sơ đồ mạch thủy lực không sử dụng hệ thống tái sinh lượng .25 3.1.2 Sơ đồ mạch thủy lực có tích hợp hệ thống tái sinh lượng 26 3.1.3 Các phần tử điều khiển tín hiệu 27 3.1.4 Các cụm điều khiển 34 3.1.5 Phương pháp thí nghiệm đánh giá hệ thống .44 3.2 Kết thu 45 3.2.1 Nâng hạ tải 3,5 45 3.2.2 Nâng hạ tải 2,5 45 3.2.3 Nâng hạ tải 1,5 46 3.2.4 Nâng hạ tải 0,5 46 3.3 Đánh giá kết .47 3.3.1 Đánh giá chung 47 3.3.2 Đánh giá chi tiết .47 TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 51 Tổng kết 51 Hướng phát triển .51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC BẢNG Bảng 2-1: Bảng thông số ống tổn thất 19 Bảng 2-2: Các phương án chọn bình tích áp .21 Bảng 3-1: Nâng hạ tải 3,5 45 Bảng 3-2: Nâng hạ tải 2,5 46 Bảng 3-3: Nâng hạ tải 1,5 46 Bảng 3-4: Nâng hạ tải 0,5 47 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Xe nâng hạ tay Hình 1-2: Xe nâng hạ điện Hình 1-3: Xe nâng hạ động Hình 1-4: Cấu tạo xe nâng [1] .3 Hình 1-5: Hệ thống khung nâng hạ [1] .4 Hình 1-6: Hệ thống thủy lực thường dùng xe nâng [1] .5 Hình 2-1: Mạch thủy lực xe nâng .10 Hình 2-2: Cấu tạo bơm bánh .10 Hình 2-3: Nguyên lý làm việc bơm 11 Hình 2-4: Cấu tạo xi lanh 11 Hình 2-5: Cấu tạo bể dầu 12 Hình 2-6: Bộ lọc 13 Hình 2-7: Van an tồn .13 Hình 2-8: Van chiều 14 Hình 2-9: Các lực áp xi lanh 14 Hình 2-10: Dải làm việc bơm .16 Hình 2-11: Các trạng thái ắc quy thủy lực 21 Hình 2-12: Phương pháp trực tiếp [8] .22 Hình 2-13: Phương pháp gián tiếp [8] 23 Hình 3-1: Mạch thủy lực không sử dụng hệ thống tái sinh lượng 25 Hình 3-2: Mạch thủy lực có sử dụng hệ thống tái sinh lượng 26 Hình 3-3L Nguồn tín hiệu tuyến tính 27 Hình 3-4: Các thơng số nguồn tín hiệu tuyến tính 27 Hình 3-5: Đồ thị ví dụ nguồn tín hiệu tuyến tính 28 Hình 3-6: Nguồn tín hiệu khơng đổi 28 Hình 3-7: Đồ thị ví dụ nguồn tín hiệu khơng đổi 28 Hình 3-8: Tín hiệu thời gian 29 Hình 3-9: Đồ thị ví dụ tín hiệu thời gian 29 Hình 3-10: Cảm biến áp suất .29 Hình 3-11: Đồ thị ví dụ cảm biến áp suất 29 Hình 3-12: Cảm biến vị trí 30 Hình 3-13: Đồ thị ví dụ cảm biến vị trí 30 Hình 3-14: Cảm biến đo công suất mô men xoắn 31 Hình 3-15: Phần tử trễ .31 Hình 3-16: Đồ thị ví dụ phần tử trễ 31 Hình 3-17: Phần tử nhân theo cấp số 31 Hình 3-18: Đồ thị ví dụ phần tử nhân theo cấp số .32 Hình 3-19: Phần tử cộng 32 Hình 3-20: Đồ thị ví dụ phần tử cộng 32 Hình 3-21: Phần tử trừ 33 Hình 3-22: Phần tử chia tín hiệu .33 Hình 3-23: Phần tử nhận kết .33 Hình 3-24: Phần tử so sánh .33 Hình 3-25: Phần tử điều kiện 33 Hình 3-26: Ví dụ phần tử điều kiện 34 Hình 3-27: Hàm tích phân 34 Hình 3-28: Cụm điều khiển cấp nguồn động .35 Hình 3-29: Cụm nâng hạ tự động 36 Hình 3-30: Phần tử nâng lần 37 Hình 3-31: Phần tử điều kiện hạ .38 Hình 3-32: Phần tử điều kiện nâng lần 39 Hình 3-33: Cụm nạp xả bình tích áp 40 Hình 3-34: Cụm mở van xả bể .41 Hình 3-35: Cụm xuất kết 41 Hình 3-36: Phần tử điều kiện xuất kết lần .42 Hình 3-37: Phần tử điều kiện xuất kết lần .43 Hình 3-38: Ví dụ cụm xuất kết 44 Hình 3-39: Năng lượng tiêu thụ tiết kiệm nhiều nâng tải 2,5 .47 Hình 3-40: Quá trình tích áp hạ tải 1,5 sử dụng bình tích áp 2,5l 48 Hình 3-41: Năng lượng bình tích áp 13l với áp suất mở 40 bar 48 Hình 3-42: Độ trễ lớn hạ tải 1,5 với bình tích áp 13l có áp suất mở 40 bar 49 Hình 3-43: Quá trình nâng hạ tải 2,5 với áp suất mở van 40bar bình 13l 49 Hình 3-44: Sự tương quan độ trễ hạ tỷ lệ tái sinh lượng .50 DANH MỤC KÝ HIỆU G v p D d g Q L A 𝛿 Re 𝜆 𝜁 ν ∆𝑝 N 𝜂𝑏 𝜂𝑑𝑐 V ɳ𝑥𝑙 Khối lượng Vận tốc Áp suất Đường kính mặt pittơng Đường kính cần pittơng Gia tốc trọng trường Lưu lượng Chiều dài xi lanh Diện tích xi lanh Chiều dày ống Số Reynolds Hệ số tổn thất dọc đượng Hệ số tổn thất cục Độ nhớt động học Tổn thất Công suất Hiệu suất bơm Hiệu suất động Thể tích Hiệu suất xi lanh Chương 3: Mơ tính toán đánh giá hiệu suất hệ thống b Hạ (lowering_0) Hình 3-31: Phần tử điều kiện hạ - - - i2 độ cao xi lanh, i1 tín hiệu thời gian Ban đầu ouput o1= Điều kiện e1 đưa có ý nghĩa phần tử có hiệu lực q trình trải qua xong 1s Điều kiện cần thiết ban đầu xi lanh vị trí 0m thỏa mãn điều kiện e2 nên khơng có e1 q trình hạ coi hồn thành giây phần tử khơng cịn ý nghĩa Điều kiện e2 đưa với ý nghĩa xi lanh hạ hết (0m) xuất ouput o1=1 Giá trị qua phần tử tín hiệu để chuẩn bị cho việc nâng lần Ngồi output cịn qua phần tử nhân với -1 output có giá trị -1 Output đưa tới đầu van xả bể để dừng việc hạ trình hạ hoàn tất van xả bể Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 38 Chương 3: Mơ tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống c Phần tử điều kiện nâng lần (lifting_1_5_delay) Hình 3-32: Phần tử điều kiện nâng lần - - i1 độ cao xi lanh, i2 tín hiệu output q trình hạ Ban đầu ouput o1=0 Điều kiện e1 đưa có ý nghĩa phần tử có hiệu lực q trình hạ hồn tất Điều kiện cần thiết để tránh bị nhầm với phần tử nâng lần Điều kiện e2 đưa với ý nghĩa xi lanh nâng tới đỉnh (1,5m) xuất ouput o1=-1 Giá trị qua phần tử tín hiệu để dừng động Ngồi output cấp tới đầu van xả bình tích áp đê dừng việc câp áp cho đầu bơm, hồn thành q trình nâng Tồn q trình diễn sau: - Nguồn tín hiệu khơng đổi từ giây đầu cho tín hiệu 1, động chạy với số vòng quay 1538 v/ph - Khi lên tới vị trí 1,5m tương ứng với hồn thành trình nâng lần đầu, phần tử điều kiện xuất tín hiệu -1; tín hiệu kết hợp với tín hiệu đầu vào qua phần tử cộng cho kết 0, động dừng lại Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 39 Chương 3: Mơ tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống - - Quá trình hạ không sử dụng đến động nhằm tiết kiệm lượng, tín hiệu cấp động trì Sau hồn thành q trình hạ, tín hiệu từ phần tử điều kiện qua phần tử trễ xuất tín hiệu sau 1s Tín hiệu kết với tín hiệu động qua phần tử cộng để tạo tín hiệu 1, khởi động động chạy Cũng tương tự trình hạ lần đầu, xi lanh tới vị trí 1,5m phần tử điều kiện nâng lần xuất tín hiệu -1, kết hợp với tín hiệu đầu vào động trì qua phần tử cộng kết 0, động dừng lại kết thúc trình nâng hạ tự động 3.1.4.4 Nạp xả bình tích áp Hình 3-33: Cụm nạp xả bình tích áp - - Khi bắt đầu hạ tải, tín hiệu hạ tải tương ứng tạo tín hiệu cấp cho van nạp bình tích áp, van mở, dầu có áp nhờ tải trọng xi lanh nạp vào bình Thiết lập chênh áp cho phép áp dầu hạ áp bình tích áp bar để đảm bảo tốc độ hạ tải Do chênh áp thấp, trình hạ tải chậm gây trễ, cần phải ngắt sớm trình nạp để mở van xả bể đảm bảo thời gian hạ tải Khi đó, phần tử so sánh trả kết 1, qua phần tử điều kiện, kết cuối -1 Khi kết thúc trình hạ chênh áp áp dầu áp bình đạt ngưỡng, tín hiệu tương ứng cấp cho van nạp giá trị -1, cộng với tín hiệu Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 40 Chương 3: Mơ tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống - - trì qua phần tử cộng trả kết 0, van nạp đóng lại kết thúc/dừng q trính nạp Khi q trình nâng lần diễn ra, tín hiệu mở động đồng thời cdẫn thêm tín hiệu cấp cho van xả bình tích áp, van mở, dầu bình đưa vào cửa hút bơm Tương tự kết thúc trình hạ, trình nâng sau hồn thành đóng van xả bình tích áp lại 3.1.4.5 Mở van xả bể Hình 3-34: Cụm mở van xả bể - Van xả bể ln đóng Khi q trình nạp bình tích áp kết thúc mà tải chưa hạ hết, tín hiệu cấp cho van xả bể, van xả mở đàm bảo q trình hạ tải hồn tất Khi hồn thành hạ tải 0, tín hiệu hạ cho tín hiệu -1, tín hiệu kết hợp với tín hiệu cấp cho van qua phần tử cộng trả kết 0, van lại đóng trở lại 3.1.4.6 Xuất kết Hình 3-35: Cụm xuất kết Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 41 Chương 3: Mơ tính toán đánh giá hiệu suất hệ thống cụm sử dụng phần tử điều kiện tương ứng để xuất lượng tiêu thụ khoảng thời gian nâng bình thường nâng có sử dụng bình tích áp a Phần tử điều kiện xuất kêt lần Hình 3-36: Phần tử điều kiện xuất kết lần - - p cơng suất động cơ, i15 tín hiệu từ trình nâng lần Ban đầu output công suất động o1=p Điều kiện e1 xảy nâng lần kết thúc, lúc output=-1 từ phần tử điều kiện nâng lần đưa đến làm input i15 cho phần tử điều kiện xuất kết lần Khi e1 thỏa mãn, ouput o1=0, ngừng q trình đo cơng suất Output o1 phần tử điều kiện xuất kết lần đưa qua hàm tích phân giá trị cuối lượng tiêu thụ nâng lần khơng sử dụng bình tích áp để tái sinh lượng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 42 Chương 3: Mô tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống b Phần tử điều kiện xuất kết lần Hình 3-37: Phần tử điều kiện xuất kết lần - - - p công suất động cơ, i152 tín hiệu từ q trình nâng lần 2, i0 tín hiệu từ q trình hạ Ban đầu output=0 Điều kiện e1 xảy trình hạ kết thúc, lúc output=1 từ phần tử điều kiện hạ đưa đến làm input i0 cho phần tử điều kiện xuất kết lần Khi e1 thỏa mãn, ouput o2=p, bắt đầu trình đo cơng suất tương đương với q trình nâng lần bắt đầu (thực tế trình nâng lần bắt đầu sau có tín hiệu i0 1s động chưa chạy nên cơng suất p=0, việc tính tốn khơng ảnh hưởng) Điều kiện e2 xảy trình nâng lần kết lúc, lúc output=-1 từ phần tử điều kiện nâng lần đưa đến làm input i152 cho phần tử điều kiện xuất kết lần Khi e2 thỏa mãn, output o2=0, dừng q trình đo cơng suất Output o2 phần tử điều kiện xuất kết lần đưa qua hàm tích phân giá trị cuối lượng tiêu thụ nâng lần có sử dụng bình tích áp để tái sinh lượng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 43 Chương 3: Mơ tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống Ta đưa kết thu vào đổ để đưa so sánh ví dụ Hình 3-38: Ví dụ cụm xuất kết - - Sự tăng trưởng đường tương đương với tổng lượng tiêu thụ tăng lên trình nâng Khi kết thúc q trình, khơng cịn tiêu tốn lượng nữa, giá trị đo giữ nguyên Từ đồ thị ta nhận thấy lượng tiêu thụ nâng lần (đường màu xanh) thấp rõ rệt so với lượng tiêu thụ nâng lần 1(đường màu đỏ) 3.1.5 Phương pháp thí nghiệm đánh giá hệ thống Hệ thống thí nghiệm cho xe nâng hàng tải trọng 3,5 với thơng số tính tốn từ chương Hệ thống ứng dụng với tải trọng 0,5 – 1,5 – 2,5 3,5 với dung tích – áp suất mở van nạp khác bình tích áp Kết thu từ hệ thống có sử dụng tái sinh lượng so sánh với kết từ hệ thống không sử dụng tái sinh lượng qua thơng số như: - Tỷ lệ tích trữ lượng - Tỷ lệ sử dụng lượng - Tỷ lệ tái sinh lượng - Độ trễ hạ tải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 44 Chương 3: Mơ tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống 3.2 Kết thu 3.2.1 Nâng hạ tải 3,5 dung tích (l) 13(12) 10(9.3) 6(5.7) x 2.5(2.4) x3 2.5(2.4) x4 2.5(2.4) x5 Áp mở van (bar) tỷ lệ sử dụng (%) tỷ lệ tái sinh (%) Độ trễ (%) Tỷ lệ tích trữ (%) 20 30 82.33 84.10 16.94 25.20 9.56 14.33 96.68 97.04 40 85.86 33.44 21.16 97.45 20 86.95 18.63 10.24 96.80 30 88.44 27.72 17.06 97.30 40 20 89.89 89.06 36.78 17.19 24.91 9.22 97.81 96.65 30 90.07 25.60 15.70 97.08 40 91.08 33.98 21.84 20 30 91.73 92.65 21.54 32.06 12.29 20.48 96.68 97.15 97.83 40 20 30 93.56 90.25 91.17 42.52 18.34 27.32 33.11 10.24 17.06 98.51 96.77 97.26 40 20 92.07 86.21 36.26 16.92 24.23 9.56 97.75 96.62 30 40 87.49 88.75 25.18 33.43 15.02 21.84 97.04 97.45 Bảng 3-1: Nâng hạ tải 3,5 3.2.2 Nâng hạ tải 2,5 dung tích (l) 13(12) 10(9.3) 6(5.7) x 2.5(2.4) x3 2.5(2.4) x4 Áp mở van (bar) tỷ lệ sử dụng (%) tỷ lệ tái sinh (%) Độ trễ (%) Tỷ lệ tích trữ (%) 20 83.60 22.04 12.65 96.84 30 86.37 28.62 29.41 97.40 40 20 88.26 88.15 43.93 24.33 32.35 15.00 97.96 97.08 30 40 90.00 91.89 36.34 48.34 25.59 40.59 97.75 98.43 20 30 89.83 91.18 22.45 33.58 12.65 21.47 96.87 97.45 40 92.50 44.68 33.53 98.03 20 92.47 28.15 17.35 97.55 30 93.67 42.05 32.94 98.46 40 20 94.83 89.66 55.21 23.96 65.00 13.82 98.55 97.04 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 45 Chương 3: Mơ tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống 2.5(2.4) x5 30 40 91.12 92.56 35.84 47.67 24.41 38.82 97.70 98.36 20 87.16 22.07 13.24 96.84 30 88.85 33.02 21.47 97.40 40 90.52 43.94 32.94 97.96 Bảng 3-2: Nâng hạ tải 2,5 3.2.3 Nâng hạ tải 1,5 dung tích (l) 13(12) 10(9.3) 6(5.7) x 2.5(2.4) x3 2.5(2.4) x4 2.5(2.4) x5 Áp mở van (bar) tỷ lệ sử dụng (%) tỷ lệ tái sinh (%) Độ trễ (%) Tỷ lệ tích trữ (%) 20 30 85.90 88.29 32.77 48.68 22.14 39.90 97.11 98.19 40 20 30 92.59 89.96 92.71 64.44 35.65 53.24 74.45 24.57 50.36 98.40 97.70 98.23 40 20 94.32 91.18 59.49 32.90 81.27 22.14 87.16 97.40 30 40 93.12 94.96 49.52 65.48 41.36 79.32 98.28 98.45 20 30 93.67 94.44 94.44 41.06 48.36 40.66 32.12 50.85 49.15 97.98 84.86 61.21 92.18 93.90 35.15 52.52 25.30 48.91 97.65 98.16 40 20 94.74 88.83 53.99 32.34 63.75 21.17 81.53 97.34 30 40 91.28 93.62 48.69 64.45 40.88 73.97 98.19 98.41 40 20 30 Bảng 3-3: Nâng hạ tải 1,5 3.2.4 Nâng hạ tải 0,5 dung tích (l) 13(12) Áp mở van (bar) 20 tỷ lệ sử dụng (%) tỷ lệ tái sinh (%) Độ trễ (%) Tỷ lệ tích trữ (%) 92.25 62.64 71.38 97.96 93.37 52.36 62.65 80.41 94.75 69.21 76.27 98.02 30 10(9.3) 40 20 30 40 6(5.7) x 20 30 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 46 Chương 3: Mô tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống 40 20 2.5(2.4) x3 94.33 40.67 48.87 62.30 94.63 54.03 64.40 82.98 75.54 58.75 70.51 90.62 30 40 20 2.5(2.4) x4 30 40 20 2.5(2.4) x5 30 40 Bảng 3-4: Nâng hạ tải 0,5 Ở trường hợp này, khối lượng tải không lớn, tạo áp dầu không cao nên khơng đủ nạp cho bình tích áp đặt áp mở van lớn 30 bar 3.3 Đánh giá kết 3.3.1 Đánh giá chung - Có thêm hệ thống tái sinh lượng giúp cho lượng tiêu thụ tiết kiệm đảm bảo hoạt động bình thường khơng có xung đột xảy Ngoại trừ trường hợp nâng tải 0,5 với áp mở van lớn 30 bar hệ thống khơng có tác dụng tải thấp trường hợp khác cho thấy khả tiết kiệm lượng tốt Hình 3-39: Năng lượng tiêu thụ tiết kiệm nhiều nâng tải 2,5 với bình tích áp 2,5l có áp mở van 40bar 3.3.2 Đánh giá chi tiết - Tỷ lệ tích trữ lượng hệ thống cao, thường xun khoảng 97% nhờ việc tính tốn dung lượng bình hợp lý, có khả chứa đủ lượng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 47 Chương 3: Mơ tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống dầu hạ Một số trường hợp tỷ lệ tích trữ thấp tải khơng đủ lớn để đưa hết dầu bình tích nên van xả bể mở đưa nốt phần dầu bể gây thất lượng Hình 3-40: Q trình tích áp hạ tải 1,5 sử dụng bình tích áp 2,5l có áp suất mở 40bar xảy khơng hồn tồn - Tỷ lệ sử dụng lượng tốt, thường nằm khoảng 80-90% Điều cho thấy nâng lượng cấp cho đầu bơm không cần đủ 100% bình tích áp hồn thành q trình nâng, lượng dư thừa tiếp tục sử dụng cho trình Hình 3-41: Năng lượng bình tích áp 13l với áp suất mở 40 bar nâng hạ tải 1,5 dư Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 48 Chương 3: Mơ tính toán đánh giá hiệu suất hệ thống - Trong tồn q trình nâng hạ tỷ lệ tái sinh lượng (hay độ giảm lượng tiêu thụ) có thay đổi lớn từ 20% lên đến 60% kèm theo độ trễ tăng từ 10% 70% Hình 3-42: Độ trễ lớn hạ tải 1,5 với bình tích áp 13l có áp suất mở 40 bar - Ta nhận thấy việc sử dụng số lượng bình nhiều hay khơng gây khác q lớn kết mà yếu tố ảnh hưởng tổng thể tích lưu trữ Hình 3-43: Q trình nâng hạ tải 2,5 với áp suất mở van 40bar bình 13l bình 2,5l có chung tổng thể tích chứa 12l (2 đường trùng nhau) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 49 Chương 3: Mô tính tốn đánh giá hiệu suất hệ thống - Áp suất mở van lớn khả tái sinh lượng nhiều kèm với độ trễ hạ cao Hình 3-44: Sự tương quan độ trễ hạ tỷ lệ tái sinh lượng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 50 Tổng kết hướng phát triển TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Tổng kết Qua luận văn này, tìm hiểu kiến thức xe nâng hệ thống thủy lực sử dụng xe nâng Ngồi ra, tơi ứng dụng phần mềm mô để thiết kế kiểm nghiệm toán đưa Hơn thiết kế thêm hệ thống tái sinh lượng đem lại kết khả quan Trong trình làm luận văn, gặp nhiều khó khắn nhờ giúp đỡ bảo tận tình thầy cơ, tơi hoàn thành luận văn tiến độ nhiệm vụ giao Việc nghiên cứu phát triển phương tiện ứng dụng cho công nghiệp luôn chiếm vai trị to lớn việc đẩy mạnh tự động hóa phát triển công nghiệp quốc gia Do đó, xe nâng, loại xe có nhiều ứng dụng nay, việc sáng tạo, tìm tịi để cải thiện, cải tiến có tương lai Tôi tiếp tục phát triển đề tài với hướng nghiên cứu Hướng phát triển - - - Nâng cao khả điều khiển hệ thống, sử dụng thêm cảm biến để xuất tín hiệu tải thấp để việc nâng hạ bình thường, tải mức vừa phải đặt điều kiện mở van xả bể lớn để giảm thời gian trễ hạ Tính tốn kết hợp thêm hệ thống nhận diện lượng bình tích áp đủ để khơng khởi động bơm nâng mức tải (kèm theo cảm biến tải độ cao yêu cầu) Xem xét thêm hệ thống tái sinh lượng gián tiếp Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách [1] Ivan Gramatikov, Design of Hydraulic Systems for Lift Truck, Second Edition, 2011 [2] Hồng Thị Bích Ngọc, Đại học Bách Khoa Hà Nội., Máy thủy lực thể tích Luận văn tốt nghiệp [3] Nguyễn Quang Tiến, Thiết kế mô hệ thống thủy lực cho xe nâng hàng tải trọng tấn, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội, 2016 Báo cáo hội nghị khoa học [4] Phạm Ngọc Pha – Các phương pháp cải thiện hiệu suất tái sinh lượng máy xúc thủy lực, Hội nghị KH&CN tồn quốc khí – động lực, ngày 13 tháng 10 năm 2016, ĐH Bách khoa Hà Nội [5] Công ty MTS, Bảng xi lanh thủy lực [6] HYDAC, Sizing Accumulator [7] Parker, Accumulator, Accessories and Spare Catalogue [8] Henri Hanninen, Reducing energy consumption of reach truck utilizing hydraulic energy recovery systems, 2016 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Chu Thành Lộc – CBC17009 – CLC2017B 52 ... thống nâng hạ thủy lực có khả tái sinh lượng cho xe nâng hàng Luận văn phần: - Tổng quan hệ thống thủy lực xe nâng hàng Thiết kế hệ thống thủy lực nâng cao hiệu suất Mô tính tốn đánh giá hiệu suất. .. cơng để di chuyển hàng hóa bao gồm xe nâng tay, xe đẩy tay vừa di chuyển hàng hóa vừa nâng hàng hóa lên cao bao gồm loại xe nâng tay cao Tải trọng nâng chiều cao nâng cho loại xe nâng tay rơi vào... kg-1000 kg cho loại vừa di chuyển vừa nâng lên cao, 2500 kg cho loại di chuyển khơng nâng lên cao Hình 1-1: Xe nâng hạ tay Xe nâng tay ược chia làm loại: xe nâng tay thấp xe nâng tay cao - Xe nâng