Bài giảng kỹ thuật thủy khí ứng dụng

Chương BƠM THỦY LỰC 3.1 Giới thiệu chung 3.2 Các loại bơm 3.3 Các thơng số đặc tính bơm 3.4 Lựa chọn bơm 3.5 Các mạch bơm 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 3.1.1 Khái niệm phân loại máy thủy lực Máy thủy lực máy làm việc cách trao đổi lượng với chất lỏng theo nguyên lý thủy lực Theo tính chất trao đổi lượng với chất lỏng chia làm hai loại: - Bơm: truyền cho chất lỏng để tạo nên áp suất vận chuyển chất lỏng - Động thủy lực: nhận lượng chất lỏng để biến đổi thành Theo nguyên lý tác dụng máy với dòng chất lỏng: - Máy cánh dẫn (máy thủy động): dùng cánh dẫn để trao đổi lượng với chất lỏng - Máy thể tích (máy thủy tĩnh): trao đổi lượng với chất lỏng theo nguyên lý nén chất lỏng thể tích kín áp suất thủy tĩnh • • • • • Máy cánh d n Nguyên lý tác dụng tương hỗ cánh dẫn với dòng chất lỏng Năng lượng chất lỏng trao đổi với máy lượng thủy động (động áp năng) Dòng chảy liên tục, V p không thay đổi đột ngột Trong chế độ làm việc ổn định Q P = const Bộ phận làm việc bánh cơng tác (Rơ to) • • • • • Máy th tích Nguyên lý nén đẩy chất lỏng thể tích kín áp suất thủy tĩnh Năng lượng chất lỏng trao đổi với máy chủ yếu áp Dòng chảy không liên tục, Q p thay đổi theo t, mức độ không phụ thuộc kết cấu máy Bộ phận làm việc piston rơto, có chuyển động tịnh tiến, quay, vừa quay vừa tịnh tiến 3.1.2 Giới thiệu chung máy bơm Máy b m trái tim hệ thống thủy lực Ch c năng: biến đổi động dẫn động thành lượng chất lỏng Nguyên lý chung: hút chất lỏng từ bể chứa đẩy chất lỏng vào hệ thống thủy lực Bơm tạo nên chân không cửa vào -> áp suất khí đẩy chất lỏng qua cửa vào vào bơm Sau bơm đẩy chất lỏng vào hệ thống thủy lực Bơm thủy động (bơm cánh dẫn): Ứng dụng với áp suất thấp (250 đến 300 psi) lưu lượng lớn, chủ yếu dùng để vận chuyển chất lỏng từ nơi đến nơi khác Bơm cung cấp dòng chảy liên tục, lưu lượng bị giảm sức cản mạch tăng lên (khơng có khả chịu áp suất cao) -> dùng hệ thống truyền động thủy lực Có loại chính: bơm li tâm bơm hướng trục Bơm ly tâm Bơm hướng trục So sánh hai loại bơm • Bơm thủy động • Bơm thể tích • Bơm cung cấp dòng chảy liên tục, lưu lượng bị giảm sức cản mạch tăng lên (Do đ h bánh công tác vỏ nên s c c n hệ thống bên tăng lên, lượng chất lỏng chảy ngược trở lại qua khe hở, làm gi m lưu lư ng ra) • Loại bơm đẩy lượng chất lỏng cố định sau vòng quay trục bơm Lưu lượng bơm không phụ thuộc áp suất hệ thống Các bơm có khả thắng áp suất tải tác dụng lên hệ thống sức cản lên dịng chảy ma sát Loại nói chung dùng cho ứng dụng với áp suất thấp lưu lượng lớn chủ yếu dùng để vận chuyển chất lỏng từ nơi đến nơi khác Ít dùng hệ thống truyền động thủy lực • • Đây hai đặc trưng mong muốn bơm dùng cho hệ thống truyền động thủy lực 3.2 CÁC LoẠI Lo I BƠM B M THỂ TH TíCH 3.2.1 Nguyên lý chung phân loại Nguyên lý: Khi dẫn động động cơ, bơm thực chức bản: trước tiên, tạo áp suất chân không lối vào bơm, làm cho áp suất khí đẩy chất lỏng từ thùng chảy vào bơm Sau đó, tác động học bơm chuyển chất lỏng qua bơm đẩy vào hệ thống thủy lực Phân lo i: Các bơm thể tích phân loại theo dạng chuyển động phần tử bên trong: quay tịnh tiến qua lại Có ba loại là: Bơm bánh Bơm cánh gạt Bơm piston 3.2.2 Các thông số bơm: Đặc điểm: - V nguyên lý: * bơm không tạo áp suất * áp suất phụ thuộc tải trọng * lưu lượng phụ thuộc vận tốc, không phụ thuộc áp suất - Th c t : áp suất tăng rị rỉ tăng → lưu lượng giảm 3.2.2 Các thơng số bản: Thể tích làm việc lưu lượng lý thuyết: - Th tích làm vi c (thể tích quét, lưu lượng riêng): VD (in3/vg, cm3/vg) Là thể tích chất lỏng vận chuyển qua máy bơm sau vịng quay trục bơm, thể tích thay đổi cố định - Lưu lư ng: thể tích chất lỏng mà bơm đẩy đơn vị thời gian QT = VD x N - QT lưu lượng lý thuyết (in3/ph, cm3/ph) - VD thể tích làm việc bơm (in3/vg, cm3/vg) - N: tốc độ quay trục bơm (v/ph) 2) Áp suất: - Áp suất danh nghĩa (áp suất định mức) bơm áp suất mà áp suất không xảy phá hỏng học áp xảy với bơm - Áp suất cao gây rị rỉ q mức làm hỏng bơm biến dạng vỏ tải ổ đỡ trục Cần phải ngăn ngừa áp 3) Hiệu suất - Hiệu suất lưu lượng (ηv)- hi u su t th tích: ηv = • • QA = lưu lượng thực tế bơm QT = lưu lượng lý thuyết bơm - Hiệu suất khí (ηm) : • • • • QA QT ηm = pQT TA N p = áp suất bơm (psi, Pa) QT = lưu lượng lý thuyết bơm (gal/ph, m3/s) TA = mô men quay thực tế truyền tới bơm (in.lb, N.m) N = tốc độ quay bơm (v/ph, rad/s) ηm = Mặt khác: TT TA TT = mô men quay lý thuyết yêu cầu để vận hành bơm (là mơ men u cầu khơng có rị rỉ) TA = mơ men quay thực tế để dẫn động bơm (mô men quay truyền từ động dẫn động bơm) - Hiệu suất chung (ηo): tính đến toàn mát lượng ηo = ηv x ηm ηo = công suất thực tế sinh bơm/ công suất thực tế truyền đến bơm ηo = ηo = pQ A TAω pQA TAω Pwi = TA ω M PwInput PwH = pQA P PwHydraulic Công suất P: - Công suất trục: công suất thực tế từ động dẫn động truyền đến trục bơm Pwi = TAω - Công suất thủy lực: cơng suất thực tế dịng chất lỏng tạo bơm: PwH = pQA Chất lỏng làm việc Truyền lực từ nơi đến nơi khác hệ thống Bôi trơn ổ trục, bề mặt di trượt bơm, động cơ, van Có độ bền màng dầu bền vững để làm kín khe hở phận di chuyển để tránh rị rỉ Khơng ăn mịn làm biến dạng đệm lót kín Khơng gây phản ứng hóa học với vật liệu tiếp xúc Ổn định mô đun đàn hồi trọng lượng riêng Đồng tinh khiết 3.2.3 Bơm bánh B m bánh ăn kh p ngoài: KHỚP Cấu tạo nguyên lý làm việc: C u t o: Bánh bị động Bánh chủ động Vỏ Ống hút Ống đẩy Van an toàn Nguyên lý: - Khi bánh quay, lối vào (A) khớp – thể tích tăng tạo nên chân khơng ->chất lỏng đẩy vào - Chất lỏng rãnh vòng theo vỏ đến lối ra, vào khớp ->thể tích giảm – chất lỏng bị đẩy ngồi Th tích làm vi c: VD = 1π π ( Do2 − Di2 ) L = ( Do2 − Di2 ) L 24 Do = đường kính ngồi bánh (in, m) Di = đường kính bánh (in, m) L = chiều rộng bánh (in, m) N = vg/ph bơm Lưu lư ng lý thuy t: QT = VD x N Rò r b m: qua khe hở đỉnh vỏ Lưu lư ng th c t : QA = QT x ηv , ηv ≈ 90% B m bánh ăn kh p - Độ cứng vững cao, kích thước nhỏ gọn - Tiếng ồn nhỏ - Kết cấu phức tạp, giá thành cao ĐỆM KÍN HÌNH LƯỠI LiỀM B m lobe (b m thùy) • • • Hoạt động tương tự bơm bánh ăn khớp Nhưng hai thùy khơng thực tiếp xúc với Do chúng làm việc êm dạng khác bơm bánh Có phần tử ăn khớp -> lưu lượng có biên độ dao động lớn hơn, thể tích làm việc lớn so với bơm bánh B m Gerotor • • • • Bơm Gerotor hoạt động giống bơm bánh ăn khớp Rôto bánh chủ động kéo rơto bánh ngồi quay vịng quanh ->tạo nên buồng hút đẩy vấu cam quay Đỉnh rôto bên rôto bên ngồi tiếp xúc với để làm kín buồng bơm Bánh có bánh ngồi B m tr c vít - Lưu lượng điều hịa, dao động - Hiệu suất tương đối cao - Nhỏ gọn, chắn, làm việc tin cậy, êm - Có thể làm việc với n cao - Mơ men qn tính nhỏ 3.2.4 Bơm cánh gạt Bơm cánh gạt không cân (bơm tác dụng đơn): Loại bơm thay đổi lưu lượng Ưu điểm: khơng đắt, có phận nên độ tin cậy cao Nhược điểm: áp suất làm việc tương đối thấp (21MPa), hiệu suất thấp (70-80%), thường dùng loại có VD cố định Ứng dụng: cung cấp công suất thủy lực cho hệ thống lái ô tô Biên dạng Stato Được dẫn quanh stato khoang làm việc bơm Rotor Tải trọng biên sinh ổ đỡ không cân áp suất Khoang làm việc bơm Đường tâm Trục Lối Lối vào 1Dầu vào vị trí khoang stato rotor mở rộng Và dẫn vị trí khoang thu hẹp Vỏ Cánh Th tích làm vi c: V D max = V D max = emax = VD max = DC − D R DC DR L VD e π π π ( DC2 − DR2 ) L ( DC + D R )( DC − DR ) L ( DC + DR )( 2emax ) L = đường kính vành cam (in, m) = đường kính rơto (in, m) = bề rộng rơto (in, m) = thể tích làm việc bơm (in3, m3) = độ lệch tâm (in, m) Thể tích làm việc thực tế emax = e là: VD = π ( DC + D R )eL B m cánh g t cân b ng (bơm tác dụng kép): Đặc điểm: - Vành cam có tiết diện khơng tròn (thường elip) - Mỗi cánh thực hai hành trình sau vịng quay - Có hai cửa vào hai cửa đối diện theo đường kính -> cân thủy lực, loại trừ tải trọng hướng kính cho phép áp suất làm việc cao Nhược điểm: lưu lượng không thay đổi (VD = const) 3.2.5 Bơm piston Gi i thi u chung Nguyên lý bản: piston chuyển động qua lại để hút đẩy chất lỏng Đặc điểm chung máy piston hư ng kính máy piston hư ng tr c Là máy piston ghép Bộ phận công tác chủ yếu gồm nhiều piston trụ đặt khối xilanh (g i bl c xilanh) Trong blốc xilanh, xilanh phân bố theo hướng kính hướng trục Blốc xilanh quay đứng yên 3.2.5 Bơm piston B m Piston hư ng tr c: u m: - Nhỏ gọn - Mơ men qn tính nhỏ, trọng lượng/1 đ.v.c.s nhỏ - lần so với máy hướng kính Có loại: - Loại có đĩa nghiêng - Loại có block xilanh nghiêng Lưu lư ng lý thuy t c a b m piston hư ng tr c θ = góc nghiêng (o) S = hành trình piston (in, m) D = đường kính vịng trịn phân bố piston (in, m) Y = số piston A = diện tích piston (in2, m2) N = tốc độ quay bơm (v/ph) QT =lưu lượng lý thuyết (gal/ph, m3/ph) QT = VDN = YASN = YADtan(θ)N B m Piston hư ng tr c đ ng tr c (Ki u đĩa nghiêng) Đ c m: -Khối xilanh trục dẫn động bố trí đồng trục -Các piston nối với đĩa chân đế, đĩa tỳ vào đĩa đặt nghiêng góc (θmax = 17,5o) -Khi khối xilanh quay, nhờ khoảng cách mặt đầu khối xilanh đĩa chân đế nên piston chuyển động qua lại thực trình hút đẩy chất lỏng Block xilanh Đĩa nghiêng Đĩa phân phối Piston trụ Cơ cấu điều chỉnh góc nghiêng B m Piston hư ng kính: • Blốc xilanh mang piston quay • Cam quay với trục • Vỏ bề mặt vành cam cố định • Blốc xilanh mang piston cố định Cấu tạo nguyên lý làm việc: Khối xilanh Vỏ bơm-vành cam Piston trụ Trục phân phối (dẫn chất lỏng vào xilanh) Nguyên lý: Khi blốc xilanh quay, piston tiếp xúc với vành cam nhờ lực li tâm Độ lệch tâm blốc xilanh vành cam làm cho piston di chuyển thực hút đẩy chất lỏng Lưu lượng lý thuyết bơm: QT = VD N = YASN = YA2eN e = độ lệch tâm (in, m) S = hành trình piston (in, m) Y = số piston A = diện tích piston (in2, m2) N = tốc độ quay bơm (v/ph) QT =lưu lượng lý thuyết (gal/ph, m3/ph) 10 3.3 ĐẶC TÍNH CỦA MÁY BƠM Phụ thuộc chủ yếu vào độ xác chế tạo 3.3.1 Hiệu suất 3.3.2 Các đường đặc tính: Đặc tính làm việc bơm thường cho dạng đồ thị -> đư ng đ c tính: biểu diễn quan hệ thông số làm việc máy bơm (Q, p, N, VD, η, HP) 3.3.2 Tiếng ồn xâm thực bơm: Tiếng ồn bơm: - Tiếng ồn âm không mong muốn - Âm (được phát rung động bơm) truyền sóng áp suất qua khơng khí - Cường độ âm thanh: mức độ lượng âm truyền qua đơn vị diện tích, W/m2 • Xâm th c: Khi áp suất lối vào bơm nhỏ áp suất bốc chất lỏng (~ 5psi) khơng khí thoát từ chất lỏng tạo thành bong bóng khí Các bong bóng bị vỡ đến nơi áp suất cao lối ra, tạo nên vận tốc chất lỏng cao xung lực gây xói mịn kim loại giảm đáng kể tuổi thọ bơm Một số biện pháp phòng tránh xâm thực: Duy trì vận tốc đường hút ft/s (1,2 m/s) Các đường vào bơm ngắn tốt Giảm tối thiểu số đầu nối đường vào Lắp bơm gần bể chứa tốt Sử dụng lọc đường vào có độ sụt áp thấp Sử dụng dầu để nhiệt độ dầu trì 120oF - 150oF (50oC65oC) Lựa chọn bơm Các thơng số liên quan đến chọn bơm sau: Áp suất làm việc tối đa Lưu lượng lớn Kiểu điều khiển Tốc độ dẫn động bơm Loại chất lỏng Độ nhiễm bẩn Tiếng ồn Kích thước trọng lượng bơm Hiệu suất bơm 10 Chi phí 11 Khả sẵn có đổi lẫn 12 Bảo dưỡng dự trữ 11 CÁC MẠCH BƠM Có số mạch bơm cho hầu hết hệ thống thủy lực H th ng h : Chất lỏng từ bể qua bơm vào cấu chấp hành, sau trở bể - Bơm tích làm việc cố định - Bơm tích làm việc cố định với bình tích - Nhiều bơm - Bơm tích làm việc thay đổi H th ng kín: Chất lỏng từ bơm đến cấu chấp hành, sau trở đường hút bơm Bộ truyền thủy tĩnh 12 Chương XY LANH THỦY LỰC 4.1 Các loại xilanh thủy lực 4.2 Các thông số xilanh thủy lực 4.3 Các kiểu lắp ghép liên kết khí xilanh 4.1 Các loại xilanh thủy lực 4.1.1 Giới thiệu chung Bơm thực chức cung cấp lượng cho chất lỏng Cơ cấu chấp hành gồm xilanh mô tơ thủy lực lấy lượng từ chất lỏng (áp năng) biến thành để thực cơng có ích Các xilanh th y l c - cấu chấp hành chuyển động thẳng: thực duỗi thu cần piston tạo nên lực đẩy, kéo để dẫn động tải dọc theo đường thẳng Các mô t th y l c - cấu chấp hành chuyển động quay: làm quay trục để cung cấp mô men dẫn động tải quay ? Cơ BƠM Áp CƠ CẤU CHẤP HÀNH Cơ (XILANH, MÔ TƠ THỦY LỰC) TẢI Cấu tạo chung: Xilanh thủy lực gồm: - Vỏ hình trụ (xilanh) có cửa nối với đường ống bên để đưa chất lỏng vào - Piston bên xilanh: có cần (một bên hai bên) hay khơng có cần (piston trụ) - Các nắp xilanh Nguyên lý: cấp chất lỏng có áp vào xilanh, áp suất tác dụng lên piston lực làm di chuyển piston -> di chuyển tải DUỖI RA CẦN CO VỀ ỐNG XILANH DẦU TỪ BƠM 4.1 Các loại xilanh thủy lực 4.1.2 Các loại xilanh thủy lực: 1/ Xilanh tác dụng chiều (Single acting Cylinder) Chất lỏng làm việc bên piston - tác động theo chiều Hành trình ngược lại nhờ trọng lực, lực lị xo hay ngoại lực khác (Các xy lanh tác động chiều không co thủy lực) DUỖI RA CẦN CO VỀ ỐNG XILANH DẦU TỪ BƠM (a) SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ (b) KÝ HIỆU 2/ Xilanh tác dụng hai chiều (Double acting Cylinder) Chất lỏng làm việc tác động theo chiều Xilanh duỗi co thủy lực - Xilanh có c n v phía: lực vận tốc khác theo chiều (Hành trình co có lực nhỏ hành trình duỗi.) - Xilanh có c n v phía: lực vận tốc bên ☞ dùng yêu cầu thực công việc giống cho bên 3/ Xilanh ống lồng (Telescopic Cylinder) Gồm nhiều xy lanh trượt bên Dùng yêu cầu hành trình làm việc dài chiều dài co nhỏ Chuyển động từ từ điều hịa, khơng gian làm việc nhỏ 4.1.3 Đệm giảm chấn xilanh: Giảm chấn đầu xy lanh để làm chậm piston gần cuối hành trình Tránh cho piston khỏi va đập mạnh với nắp xy lanh Piston gắn với ống lót hình Gần cuối hành trình, ống vào lỗ nắp xilanh hạn chế dầu hồi từ buồng xy lanh thoát cửa làm giảm tốc độ xilanh Mức độ giảm chấn điều chỉnh van tiết lưu Van chiều phép dòng tự chảy đến piston đảo chiều Van chiều Ống lót giảm chấn Cửa dẫn chất lỏng Tiết lưu điều chỉnh độ giảm chấn 4.2 Các thông số xilanh thủy lực 4.2.1 Lực: F=pxA p – áp suất tác dụng A – diện tích tác dụng piston Chú ý: F(lb) = p (psi) x A(in2) F(N) = p (Pa) x A(m2) ext = extension stroke = hành trình duỗi ret = retraction stroke = hành trình co 4.2 Các thơng số xilanh thủy lực 4.2.2 Vận tốc: vp = Qin /A v (ft/s ) = Qin (ft /s ) A(ft ) v( m/s ) = Qin (m /s ) A(m ) 4.2.3 Công suất: - Công suất thủy lực (đầu vào) P = p.Q - Công suất (đầu ra) P = v.F - Bỏ qua tổn thất: P( HP) = v p (ft/s) × F (lb) 550 = Qin (gpm) × p(psi ) 1714 P (kW ) = v p (m/s) × F (kN) = Qin (m /s) × p( kPa ) 4.2 Các thông số xilanh thủy lực 4.2.4 Hiệu suất: - Hiệu suất chung: tỷ số cơng suất có ích đầu (cơ piston) công suất tiêu thụ đầu vào (công suất thủy lực) η= Fv p AQA - Hiệu suất lưu lượng: ηv = AAv QA - Hiệu suất khí: ηm = F p A AA 4.3 Các kiểu lắp ghép liên kết khí xilanh 4.3.1 Các kiểu lắp ghép xilanh:Trong số trường hợp xilanh lắp cố định, số khác cho phép xoay 4.3.2 Các liên kết khí: Qua liên kết khí khác nhau: - Biến chuyển động thẳng thành chuyển động quay dao động - Tăng giảm tác dụng địn bẩy hành trình xy lanh Xác định lực cần thiết xilanh để dẫn động tải qua liên kết: Xác định lực yêu cầu xy lanh thủy lực dùng để dẫn động phụ tải không dọc trục cách sử dụng hệ đòn bẩy loại một, loại hai loại ba CHỐT TREO CỐ ĐỊNH CHỐT CẦN XY LANH Fxl CHỐT TREO CỐ ĐỊNH ĐÒN BẨY CHỐT CẦN CHỊU TẢI Fta i ĐÒN BẨY F F xl ta XY LANH XY LANH CHỐT TREO CỐ ĐỊNH F ĐÒN BẨY x XY LANH l i F t a Hình 6-12 Sử dụng đòn bẩy loại để dẫn động tải Hình 6-13 Sử dụng hệ địn bẩy loại hai để dẫn động tải Hình 6-14 Sử dụng hệ địn bẩy i loại ba để dẫn động tải Chương ĐỘNG CƠ THỦY LỰC (Hydraulic Motors) 5.1 Giới thiệu chung 5.2 Các loại động thủy lực 5.3 Các thông số đặc tính động 5.4 Bộ truyền động thủy tĩnh 5.1 GiỚI THIỆU CHUNG Đ ng c (motor) th y l c cấu chấp hành biến lượng chất lỏng thành dạng chuyển động quay Nguyên lý: Chất lỏng (dầu) có áp từ bơm đưa vào buồng làm việc động Dưới tác dụng áp suất, phần tử động quay + Động tốc độ cao: 500 – 10000 v/ph + Động tốc độ thấp: 0- 1000 v/ph Ít dùng động hai phạm vi từ đến > 1000 v/ph Phân lo i: có loại - Đ ng c l c (rotary actuator, oscillating motor): quay chiều ngược chiều kim đồng hồ, quay không liên t c, thường nhỏ vòng - Đ ng c th y l c (hydraulic motor): Chuyển động quay liên tục Các đ ng c th y l c (hydraulic motors): có kết cấu tương tự bơm thủy lực: bánh răng, cánh gạt, piston hướng kính piston hướng trục ➨ Máy th y l c thu n ngh ch: làm việc hai chế độ:bơm động Phân tích lực tác dụng tạo nên mô men quay motor thủy lực 5.2 CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ THỦY LỰC 5.2.1 Động lắc (oscillation motor) Đặc điểm: tạo mô men xoắn tức thời cao với không gian nhỏ lắp ghép đơn giản Góc quay < 360o Cấu tạo: Trục động Cánh quay Ký hiệu Vách ngăn cố định Vỏ tiết diện tròn Nguyên lý: Dịng dầu có áp từ bơm đưa vào khoang làm việc, áp suất tác dụng lên cánh tạo nên mô men làm quay cánh > quay trục động -Tăng số cánh: tăng mô men xoắn giảm góc quay -Loại cánh: góc quay 280o - 320o -Loại cánh: 100o – 150o Mô men quay: RR = bán kính ngồi rơto (in, m) RV = bán kính ngồi cánh (in, m) L = chiều rộng cánh (in, m) p = áp suất thủy lực (psi, Pa) F = lực thủy lực tác dụng lên cánh (lb, N) A = diện tích bề mặt cánh tiếp xúc với dầu (in2, m2) T = mô men xoắn (in.lb, N.m) T = p ( RV − RR ) L 2 ( RV + RR ) pL ( RV − R R ) = 2 Thể tích làm việc VD ≈ ➨ π (R − R )L V R pV D T= 2π 5.2.2 Động bánh (gear motor) p ÷ 300 bar N = 500 ÷ 10000 v/ph VD ÷ 200 cm3 Động bánh loại động tốc độ cao Chất lỏng có áp chảy vào động tác dụng lên bánh vùng ăn khớp, tạo nên mô men làm quay bánh Chất lỏng áp suất thấp phía đối diện T=Fxr Các động bánh tích làm việc cố định tạo mô men quay không đổi, tốc độ thay đổi lưu lượng vào thay đổi 5.2.3 Động cánh gạt (vane motor) Các động cánh gạt tạo mômen quay nhờ áp suất thủy lực tác dụng lên bề mặt cánh hình chữ nhật, cánh trượt vào rãnh rotor nối với trục dẫn động Khi khởi động, động khơng có lực li tâm, để giữ cánh tỳ vào vành cam thường dùng lò xo áp suất lên đáy cánh Phổ biến sử dụng kết cấu cân Vì động cần cân mặt thủy lực ÁP SUẤT TRÊN CÁNH NÀY SẼ SINH RA LỰC HỢP LỰC LÊN CÁNH TẠO NÊN MÔMEN QUAY TRÊN TRỤC ĐỘNG CƠ ÁP SUẤT HỆ THỐNG TRỤC DẪN ĐỘNG ROTOR HÌNH A HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN CÁNH NÀY CHỊU ÁP SUẤT CAO Ở PHÍA NẠP VÀO VÀ ÁP SUẤT THẤP Ở PHÍA XẢ CỬA RA CHIỀU QUAY CỬA VÀO ĐƯỜNG VÀO NỐI VỚI HAI ĐƯỜNG ÁP SUẤT ĐỐI DIỆN NHAU ĐỂ CÂN BẰNG LỰC HƯỚNG KÍNH TÁC ĐỘNG LÊN ROTOR HỢP LỰC LÊN CÁNH TẠO NÊN MƠMEN QUAY TRÊN TRỤC ĐỘNG CƠ HÌNH B KẾT CẤU CÂN BẰNG Hình 7-9 Hoạt động động cánh gạt (Được phép Sperry Vickers, Tập đoàn Sperry Rand , Troy, Michigan.) 5.2.4 Động piston Là động có hiệu ba loại động cơ bản, hoạt động áp suất vận tốc cao Vận tốc hoạt động 12000 vg/ph áp suất 5000 psi, lưu lượng lên tới 450 gal/ph Có thể tích làm việc cố định thay đổi 5.3 Các thông số đặc tính động thủy lực 5.3.1 Các thông số bản: mô men xoắn, công suất, lưu lượng, hiệu suất - Mômen lý thuyết (là mômen xoắn động khơng có ma sát): pVD T= 2π TT ( N m) = VD (m / rev) × p( Pa ) 2π TT (in.lb) = VD (in / rev ) × p( psi ) 2π - Cơng suất lý thuyết (khơng có ma sát sinh ra): PT = TT x N PT (W) = TT (N.m) x N (rad/s) Trong hệ Anh: HPT = = VD ( m3 / rev) x p (Pa) x N (rad/s) 2π TT (in.lb ) x N (rpm) VD (in3 / rev) x p (psi) x N (rpm) = 395000 63000 5.3.1 Các thông số bản: Lưu lư ng: - Lưu lượng lý thuyết: lưu lượng mà động tiêu thụ khơng có rị rỉ QT = VD x N QT (m3/s) = VD (m3/rev) x N (rev/s) QT ( gpm) = VD (m3 / rev) x N (rpm) 231 Các hi u su t: Hiệu suất thể tích (ηV) ηV = lưu lượng lý thuyết động cần tiêu thụ/lưu lượng thực tế tiêu thụ động ηv = QT QA Hiệu suất khí (ηm) Do ma sát, động tạo mơmen quay nhỏ mômen lý thuyết ηm = mômen xoắn thực tế tạo nên động cơ/ mômen xoắn lý thuyết động V ×p T TT = D ηm = A 2π TT TA ( N m) = PA (W ) N (rad / s) Hoặc TA (in.lb) = PA ( HP) × 63000 N (rpm) Hiệu suất chung (ηo) ηo = ηv.ηm ηo = công suất thực tế truyền từ động / công suất thực tế truyền đến động = công suất tải / công suất thủy lực ηo = TA ( N m ) x N (rad/s) p ( Pa ) x Q A (m3 /s) Hoặc ηo = TA (in.lb) x N (rpm) 63000 p ( psi) x Q A (gpm) 1714 5.4 Bộ truyền động thủy tĩnh 5.4.1 Bộ truyền động thủy tĩnh Là hệ thống bao gồm động nguồn (điện đốt trong), bơm, động thủy lực, van đường ống dùng để cung cấp cho dẫn động có tốc độ điều chỉnh u m: Vận tốc mômen xoắn thay đổi vơ cấp theo hai chiều tồn phạm vi vận tốc mômen Tỷ số cơng suất trọng lượng cao Có thể chịu tải lớn mà không bị hư hỏng Lực quán tính phận quay thấp, cho phép khởi động dừng nhanh, xác êm Kết cấu đơn giản linh hoạt Bể dầu Bơm Mô tơ thủy lực Xilanh thủy lực Đường ống hút 10 Van điều khiển hướng 11 Van điều khiển lưu lượng 12 Van an toàn 5.4 Bộ truyền động thủy tĩnh Lưu ý: Lưu lượng lý thuyết bơm: NpVp Lưu lượng lý thuyết motor: NmVm Lưu lượng thực tế bơm: NpVpηv Lưu lượng thực tế motor: NmVm/ηv Lưu lượng thực tế motor = lưu lượng thực tế bơm Lưu lượng lý thuyết motor = lưu lượng thực tế bơm x hiệu suất thể tích motor Ví dụ: Một truyền động thủy tĩnh hoạt động áp suất 70 bar, có đặc tính sau: Bơm: VD = 82 cm3, ηv = 82%, ηm = 88%, N = 500 vg/ph Động cơ: VD = ?, ηv = 92%, ηm = 90%, N = 400 vg/ph Tìm : a Thể tích qt động b Mô men xoắn trục động Gi i (500) VD N = (0,000082) = 0,000683m / s a Lưu lượng lý thuyết bơm 60 Lưu lượng thực tế bơm QAp = QTpx ηv = (0,000683)(0,82) = 0,000560 m3/s Lưu lượng lý thuyết động = lưu lượng thực x hiệu suất thể tích Vì lưu lượng thực tế động lưu lượng thực bơm, ta có: QTm = (0,000560) x (0,92) = 0,000515 m3/s Q 0,000515 3 Tm Thể tích quét động = N = 400 / 60 = 0,0000773m = 77,3cm m b Công suất thủy lực truyền tới động = p x Qam = (70 x 105)(0,000560) = 3920 W Công suất truyền từ động = (3920)(0,92)(0,90) = 3246 W Mô men xoắn tạo động = công suất HP truyền từ động cơ/tốc độ quay động P 3246 = = 77,5 N m N 400 x 2π / 60 5.4.2 Bộ truyền động thủy tĩnh có nhiều động thủy lực: a/ Các động ghép nối tiếp Q1 = Q2 Có rị rỉ: N2 < N1 Tổng độ chênh áp qua M1 M2 không vượt giá trị xác định VAT Một động ngừng hoạt động động kí ngừng theo Q = b/ Các động ghép song song Qp = Q1 + Q2 +… Qi phụ thuộc sức cản tải (tải giảm -> tốc độ tăng) • Chương 7: 7-19E; 7-21E; 7-24M; 7-25E; 7-27E; 7-31E; 7-34M; 7-35E; 7-37E; 7-39E (7-40M) ... hút bơm Bộ truyền thủy tĩnh 12 Chương XY LANH THỦY LỰC 4.1 Các loại xilanh thủy lực 4.2 Các thông số xilanh thủy lực 4.3 Các kiểu lắp ghép liên kết khí xilanh 4.1 Các loại xilanh thủy lực 4.1.1... suất khí đẩy chất lỏng qua cửa vào vào bơm Sau bơm đẩy chất lỏng vào hệ thống thủy lực Bơm thủy động (bơm cánh dẫn): Ứng dụng với áp suất thấp (250 đến 300 psi) lưu lượng lớn, chủ yếu dùng để vận... suất tác dụng lên piston lực làm di chuyển piston -> di chuyển tải DUỖI RA CẦN CO VỀ ỐNG XILANH DẦU TỪ BƠM 4.1 Các loại xilanh thủy lực 4.1.2 Các loại xilanh thủy lực: 1/ Xilanh tác dụng chiều