thiết kế bơm bánh răng tác động đơn ăn khớp ngoài

ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Mục Lục Lời nói đầu Chương : Tổng quan máy ép thủy lực 1.1) Giới thiệu máy ép thủy lực, phân loại 1.1.1) Giới thiệu tổng quan 1.2) Phân loại 1.3) Thông số bản, kết cấu, ứng dụng số loại máy ép thủy lực 1.4) Yêu cầu đề Chương :Tính tốn, chọn thiết bị HTTL 2.1) Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch TL 2.2) Xác định thông số máy, yêu cầu công nghệ tính tốn thơng só máy 2.2.1) Tính tốn xy lanh thủy lực 2.2.2) Tính tốn đường ống, tổn thất đường ống 2.2.3) Tính tốn chọn bơm 2.2.4) Thiết kế bể dầu 2.3) Chọn thiết bị thủy lực 2.3.1) Van phân phối 2.3.2) Van chống lún 2.3.3 ) Van an tồn 2.3.4) Van điều khiển dịng van tiết lưu 2.3.5) Áp kế 2.3.6) Bộ lọc dầu 2.3.7 ) Chọn ống dẫn dầu 2.3.8 ) Chọn mối nối thủy lực Chương : Thiết kế bơm nguồn 3.1) Tính tốn kết cấu bơm 3.1.1 ) Thơng số đầu vào Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC 3.1.2) Chọn bánh 3.1.3) Tính tốn thiết kế trục 3.2) Tính tốn trục dẫn động 3.2.1 ) Xác định trị số chiều lực tác dụng lên trục 3.2.2 ) Xác định đường kính đoạn trục 3.3) Chọn gioăng phớt Danh mục tài liệu tham khảo Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Lời nói đầu Trong thời kì cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, ngành khí nói chung ngành thủy lực nói riêng đóng góp phần khơng nhỏ Với khả tự động hóa cao, hoạt động an tồn, máy móc thiết bị thủy lực có mặt rộng rãi lĩnh vực kinh tế: xây dựng, giao thơng, quốc phịng, nhà máy … Trong ngành thủy lực cơng nghệ truyền động điều khiển hệ thống thủy lực có nhiều bước tiến manh mẽ ứng dụng rộng rãi Trong số khơng thể khơng kể đến máy ép thủy lực Với kết cấu đơn giản dễ sử dụng cơng suất lớn, kích thước nhỏ gọn … áp dụng vào nhiều ngành gia công áp lực (dập tấm, dập khối, ), ép vật liệu xây dựng…… Mặc dù chúng em cố gắng nỗ lực nhiên chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế chuyên môn nên đồ án tránh khỏi thiếu sót mặt nội dung cách trình bày Chúng Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy (cơ) giáo, bạn người quan tâm tới đồ án để đồ án thêm hồn thiện mang tính thực tiễn cao Sinh viên thực Nguyễn Đình Anh Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Chương : Tổng quan máy ép thủy lực 1.1) Giới thiệu máy ép thủy lực, phân loại 1.1.1 ) Giới thiệu tổng quan Máy ép thủy lực loại máy ép sử dụng xi lanh thủy lực để tạo lực nén Máy ép thủy lực biết đến máy ép Braman, Joseph Braman người Anh phát minh Máy ép thủy lực hoạt động dựa nguyên lý định luật Pascal: Áp lực truyền hệ thống khép kín khơng đổi Đa số máy ép thủy lực hoạt động theo tác dụng tĩnh Nếu ta có pistong nối với ống dẫn hình dưới, bên chứa đầy chất lỏng Dưới tác dụng ngoại lực lên pittong P1, tạo áp suất chất lỏng p, gọi áp suất thủy tĩnh Theo định luật Pascal, áp lực P truyền cho toàn khối chất lỏng nằm xy lanh ln có hướng vng góc với thành ống Áp suất chất lỏng tạo có giá trị p = 𝑃1 𝑓1 Như vật, áp suất chất lỏng ln có chiều vng góc với pittong lớn 2, nên chúng tạo áp lực lên pittong có giá trị P2= p.f2 Chính lực làm biến dạng vật liệu Từ ta suy : 𝑓2 P2= 𝑃1 𝑓1 Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Do đó, độ lớn áp lực P2 ln phụ thuộc vào tỷ số f2/f1 Vì vậy, tỷ số lớn áp lực để gia cơng vật liệu lớn 1.2) Phân loại 1.1.1 Theo vật liệu Tùy theo chức công nghê, máy ép thủy lực phân thành máy ép gia công vật liệu kim loại (Hình 1.1a) máy ép gia cơng vật liệu phi kim (Hình 1.1b) Cùng với phát triển công nghệ gia công áp lực, máy dần xuất để đáp ứng yêu cầu sản phẩm riêng biệt Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC 1.1.2 Theo cơng dụng, chức riêng biệt Thơng số máy ép thủy lực ép định mức PH – tích áp suất chất lỏng xylanh với diện tích có ích piston công tác máy ép Phụ thuộc vào chức công nghệ mà máy ép khác kết cấu chi tiết chính, cách phân bố số lượng chúng, trị số thông PH, Z, H, AxB khác (Z - chiều cao hở khơng gian dập; H –hành trình tồn đầu ép; AxB – kích thước bàn máy)  Trong số máy ép thuộc nhóm máy ép dùng để rèn – rèn tự có dập khn, PH= 5÷20MN; Máy ép để dập – dập nóng chi tiết magiê hợp kim nhơm, PH= 10÷700MN; Máy ép đột – để đột nóng phơi thép cối kín, PH= 1.5÷30MN; Máy ép để chuốt kéo – chuốt kéo phôi rèn qua vịng, PH= 0.75÷15MN Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC  Trong số máy ép nhóm bao gồm: Máy ép - ống dùng để ép kim loại màu thép, PH= 0.4÷120MN  Trong nhóm bao gồm: Máy ép để dập kiểu tác dụng đơn Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC giản, PH= 0.5÷10MN; Máy ép vuốt để vuốt sâu chi tiết hình trụ, PH= 0.3÷4MN; Máy ép để gấp mép, tạo mặt bích, để uốn dập vật liệu dạng dày, PH= 3÷45MN; Máy ép để lốc, để uốn lốc vật liệu dạng dày nóng, PH= 3÷200MN  Trong nhóm thuộc loại máy ép đóng gói đóng bánh, dùng để ép phế liệu phoi kim loại, PH= 1÷6MN Các máy ép thủy lực dùng cho loại vật liệu phi kim loại gồm có máy ép cho loại bột, chất dẻo đểép phoi gỗ, gỗ dán… Tính cơng nghệ máy ép thủy lực định kết cấu thân máy (kiểu cột, kiểu trụ, kiểu chuyên dụng…), định kiểu số cylinder (kiểu plunger, kiểu piston nhiều bật, kiểu piston…) 1.3) Thông số bản, kết cấu, ứng dụng số loại máy ép TL  Máy ép rèn Trên máy ép rèn người ta thường tiến hành thao tác gia công rèn tự (vuốt, chồn, ép, nhẵn, đột, chặt ) dập thể tích khn Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC 1.2.1 Các phương pháp bố trí máy ép rèn Kết cấu máy ép có cột, khung cố đinh xi lanh cơng tác bố trí phía (hình 1.2.1a) Kết cấu đảm bảo thao tác dễ dàng rèn tự phôi thời gian gia công đảm bảo tính ổn định cao máy chịu lực lệch tâm Khi sử dụng kết cấu máy ép có khung di động (hình 1.2.1b) bố trí dầm hẹp Ưu điểm việc bố trí chiều cao máy ép không lớn so với mặt thao tác khả đưa phôi vào tốt Máy ép trụ (hình 1.2.1c) có khả vận hành tốt, chế tạo có lực ép 12 MN (1200T) Thông thường, máy ép rèn tự máy ép rèn có khn đơn giản có lực ép danh nghĩa PH= 500 đến 12000  Máy ép dập móng Máy ép thủy lực dập móng dùng để dập thể tích sản phẩm bánh răng, trục khuỷu, chi tiết dạng đĩa ngắn Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Khi gia công chi tiết chế tạo hợp kim nhơm, đồng magie, cần dập khn chín với nhiệt độ gia công thấp (~ 450 oC) Các máy ép dập khác máy ép rèn chỗ, có lực ép danh nghĩa máy ép rèn có hành trình chiều cao khơng gian máy dập nhỏ hơn, không cần không gian để thực ngun cơng chồn Máy ép có lực nhỏ 50 MN chế tạo với kết cấu trạm bơm - bình tích áp trạm bơm dầu, tốc độ trung bình hành trình cơng tác nhỏ khoảng - cm/s Hình 1.2.2: Máy ép dập móng với lực ép 50MN  Máy ép ống - máy ép - profil Các thanh, ống dây profil làm từ kim loại hợp kim gia công cách ép máy thủy lực nằm ngang Gần đây, nhờ ứng dụng nhiều loại dầu bôi trơn mới, chịu áp suất nhiệt độ cao, phương pháp ép đùn, nhận chi tiết thép, hợp kim chịu nhiệt loại vật liệu có tính dẻo thấp Trên hình 1.2.3 trình bày máy ép ống - kiểu nằm ngang, có lực ép danh nghĩa 120 MN Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 10 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC từ bên vào Van chống lún làm nhiệm vụ giữ áp chống tụt cấu chấp hành Trong hệ thống thủy lực máy ép van chống lún có nhiệm vụ giữ áp xylanh thời gian xylanh hết hành trình ép Với yêu cầu lưu lượng áp suất hệ thống, ta chọn van chống lun hãng TAIWAN FLUID POWER – Đài Loan có kĩ mã hiệu : MPCV-03-W Van thông số kĩ thuật sau : - Lưu lượng lớn : Q = 70 (l/ph); - Áp suất lớn : p =270 (bar); - Khối lượng: (kg) 2.3.3) Chọn van an toàn Van an tồn phần tử thủy lực có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống trường hợp tải : xy lanh bị kẹt khiến áp suất hệ thống tăng vọt, gây nên nhiều cố hỏng bơm nguồn, vỡ đường ống Nguyên lí làm việc van dựa cân lực ngược chiều : lực đàn hồi lò xo tác dụng lên trượt (hay nút van) với lực áp suất dòng chất lỏng gây nên Tùy theo hệ thống, hoạt động tính chất mà van an toàn đặt giá trị áp suất khác Khi áp suất hệ thống tăng vọt lên tải, cấu chấp hành bị kẹt hỏng, van an toàn làm việc, xả chất lỏng bể đến áp suất đạt giá trị định mức Van an toàn chia làm loại theo nguyên lí hoạt động : van an tồn tác động trực tiếp gián tiếp Van an toàn tác động gián tiếp sử dụng chủ yếu hệ thống có lưu lượng lớn, áp suất tương đối cao Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 24 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Ta chọn van an toàn tác động trực tiếp hãng TAIWAN FLUID POWER – Đài Loan có kĩ mã hiệu : MRV-03-P-3 2.3.4) Chọn rơle áp suất Rơle áp suất có nhiệm vụ chuyển tín hiệu điện, tín hiệu điện truyền tới van phân phối để van phân phối làm nhiệm vụ áp suất hệ thống đạt đến áp suất cài đặt cho rơle Căn vào áp suất hệ thống 180(bar) ta chọn rơle áp suất hãng TAIWAN FLUID POWER – Đài Loan có kí mã hiệu sau: DNA250K-22B Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 25 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Các thống số kỹ thuật kích thước lắp đặt cho catalogue hãng 2.3.5) Áp kế Chọn áp kế lò xo với số áp suất max 300 bar 2.3.6) Bộ lọc dầu  Chức lọc dầu Trong trình hoạt động, dầu hệ thống thường bị nhiễm bẩn bui, cặn bẩn từ môi trường hay thân dầu hệ thống tạo nên trình hoạt động Những chất bẩn hệ thống dễ dàng gây nên tượng : kẹt cấu chấp hành (xy lanh, động thủy lực), van … Do lọc dầu có nhiệm vụ lọc chất bẩn nói trên, tăng tính ổn định hệ thống Tuy nhiên lọc ngăn ngừa phần định, sau thời gian ta phải tiến hành thay dầu cho hệ thống  Phân loại lọc dầu Thông thường, người ta phân loại lọc dầu theo kích thước lọc (hay theo độ tinh lọc lõi lọc) Bộ lọc dầu phân thành loại sau : - Bộ lọc tinh: có khả lọc chất bẩn có kích thước nhỏ 0,1 (mm) Bộ lọc thường lắp hệ thống thủy lực nhiều Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 26 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC phần tử địi hỏi độ xác cao hay đặt hệ thống mang tính chất lọc phụ Nói chung lọc sử dụng - Bộ lọc trung bình - Bộ lọc thơ: lọc chất bẩn có kích thước từ – 10 (mm) Bộ lọc sử dụng rộng rãi hệ thống thủy lực chất lượng tốt, giá thành chấp nhận - Bộ lọc đặc biệt tinh: có khả lọc kích thước nhở Bộ lọc có giá thành đắt, thường sử dụng hệ thống có sử dụng van servo, van tỉ lệ đòi hỏi độ dầu cao Vật liệu lõi lọc có nhiều loại : lọc lưới, lọc lá, sợi thủy tinh … Để tính tốn lưu lượng dầu chảy qua lọc người ta dùng cơng tính lưu lượng chảy qua lọc lưới : Trong : - A : diện tích toàn bề mặt lọc, (cm2); - p : tổn thất áp suất lọc; - v : độ nhớt động học dầu hệ thống; = 32 10−6 (m2/s); - a: hệ số lọc, đặc trưng cho lưu lượng dầu chảy qua đơn vị diện tích đơn vị thời gian ; (lít/(cm2.phút)); Thơng thường ta chọn a = 0,06 – 0,09 (lít/(cm2.phút)) Nhưng đơn giản, thực tế ta thường chọn lọc dầu tinh theo lưu lượng Với lưu lượng Q = 80 (l/ph) ta chọn lọc dầu hãng Rexroth có mã hiệu : 10 TEN 0100 G100-H10XL A 00-0-V-R4-F 2.3.7) Chọn ống dẫn dầu Ống dẫn thủy lực giữ vai trò liên kết phần tử Hệ truyền dẫn thủy lực Ống dẫn thủy lực cần đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo độ bền cần thiết - Đảm bảo hao phí áp suất thấp Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 27 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC - Đảm bảo khơng rị rỉ - Đảm bảo khơng chứa, tạo bong bóng khí Ống dẫn thủy lực (ODTL) phân thành ODTL mềm ODTL cứng dựa cấu tạo ống dẫn Với hệ thống làm việc áp suất = 250 bar ta chọn đường ống thuộc loại ống dẫn cứng chế tạo từ thép đúc có khả chịu áp suất 350 bar Ở đoạn nối ống thủy lực xy lanh ta chọn loại ống dẫn mềm làm từ cao su nhân tạo để tránh tổn hao thủy lực ống dầu gấp khúc Tra catalog hãng SeAH Việt Nam ta lựa chọn loại ống dẫn dầu có mã hiệu API 5CT 2.3.8) Mối nối thủy lực Có loại mối nối thủy lực là: mối nối tháo mối nối không tháo Mối nối không tháo được: Được sử dụng hệ thủy lực cố định, di chuyển tháo rời Mối nối không tháo gia công phương pháp hàn, dán đối đầu ống dùng ống chuyển Ưu điểm mối nối không tháo giảm 25-30% mặt khối lượng so với mối nối tháo ứng với hệ thủy lực  Mối nối tháo : Là kiểu mối nối sử dụng mặt bích, đầu nối, ống chẹn,… Mối nối tháo phân mối nối cố định mối nối không cố định 2.3.9) chọn mắt thăm dầu nắp đổ dầu  Ta chọn hãng ASHUN – Đài Loan có ký mã hiệu sau: Nắp đổ dầu: HY – 06 Mắt thăm dầu: LS – Các thông số kỹ thuật kích thước lắp đặt cho catalogue hóng Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 28 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Chương : Tính tốn thiết kế bơm nguồn 3.1) Tính tốn kết cấu bơm 3.1.1) Thông số đầu vào - Áp suất làm việc 𝑃𝑏 = 252 𝑏𝑎𝑟 - Lưu lượng 𝑄𝑏 = 84 ( l/ph) - Lưu lượng riêng q = 28 ( 𝑐𝑚3 𝑟𝑒𝑣 ) - Số vòng quay n = 3000 ( rev / ph ) - Hiệu suất 𝜂 = 0,9 3.1.2 Tính tốn chọn bơm :  Tính tốn tổn thất thủy lực: d) Tổn thất lưu lượng : l Q b = (1,1 ÷ 1,2 ) Q lv = ∆Q + Q lv = (1,1 ) 72 = 79,2 ( ) ph Trong : + Q b : Lưu lượng bơm + ∆Q : Lưu lượng rò rỉ hệ thống e) Tổn thât áp suất : Pb = Plv + ∆P Trong : + ∆P tổn thất hệ thống + Pb áp suất bơm Ta có : ∆𝑃 = ∆𝑃 𝑐ụ𝑐 𝑏ộ + ∆𝑃đườ𝑛𝑔 ố𝑛𝑔 Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 29 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC Bảng 2.4.3 : Tổn thất đường ống Sử dụng 2.4.3 để tính tổn thất dòng đường ống : ∆𝑃đườ𝑛𝑔 ố𝑛𝑔 = ∆𝑃đẩ𝑦 + ∆𝑃𝑥ả + ∆𝑃ℎú𝑡  Tổn thất đường ống hút: Với d1 = 38 mm , Q = 72 (l/ph) Ta có ∆𝑃ℎú𝑡 ≈ 0,02 ( 𝑏𝑎𝑟 )  Tổn thất đường ống xả: Với d2 = 38 mm , Q = 72 (l/ph) Ta có ∆𝑃𝑥ả ≈ 0,02 ( 𝑏𝑎𝑟 )  Tổn thất đường ống đẩy: Với D = 22 mm , Q = 72 l/ph Ta có ∆𝑃đẩ𝑦 ≈ 0,18 ( 𝑏𝑎𝑟 )  Tổng tổn thất đường ống là: ∆𝑃đườ𝑛𝑔 ố𝑛𝑔 = ∆𝑃đẩ𝑦 + ∆𝑃𝑥ả + ∆𝑃ℎú𝑡 = 0,02 + 0,02 + 0,18 = 0,22 ( bar ) Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 30 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Tổn thất cục tổn thất dòng chảy qua thiết bị hệ thống Tổn thất đo thiết kế thiết bị Thường điền cataloge  Tra tài liệu Tổn thất van phân phối: bar Tổn thất van điều khiển dòng: bar Tổn thất van tiết lưu: bar Tổng tổn thất van hệ thống thủy lực : ∆𝑃 𝑐ụ𝑐 𝑏ộ = + + = 𝑏𝑎𝑟 Từ : ∆𝑃 = ∆𝑃 𝑐ụ𝑐 𝑏ộ + ∆𝑃đườ𝑛𝑔 ố𝑛𝑔 = + 0,22 = 6,22 ( 𝑏𝑎𝑟 ) => 𝑃𝑏 = 𝑃𝑙𝑣 + ∆𝑃 = 251 + 6,22 = 257 ( bar )  Công suất làm việc lý thuyết bơm: 𝑁𝑏 = 𝑃𝑏 𝑄𝑏 = 257,22 105 79,2 𝑁𝑙𝑣 𝑐ủ𝑎 độ𝑛𝑔 𝑐ơ = 10−3 60 = 33,9 ( 𝑘𝑊 ) 𝑁𝑏 𝜂𝑐𝑘 Trong : 𝜂𝑐𝑘 𝑙à 𝑡ổ𝑛 𝑡ℎấ𝑡 𝑐ơ 𝑘ℎí 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑘ℎ𝑖 𝑡𝑟𝑢𝑦ề𝑛 𝑡ả𝑖 = 0,9 Từ đó, ta có : 𝑁𝑙𝑣 = 33,9 0,9 = 37 ( kW ) Tra bảng B P1.3/236 tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ta chọn động có mã số 4A200M2Y3 Có thơng số : 𝑁𝑑𝑐 = 37 ( 𝑘𝑊 ) 𝑉ậ𝑛 𝑡ố𝑐 𝑞𝑢𝑎𝑦 = 3000 𝑟𝑒𝑣 𝑝ℎ  Tính tốn thơng số sơ bơm, chọn kiểu bơm : - Thông số đầu vào bơm : 𝑁𝑏 = 33,9 (kW) 𝑙 + Lưu lượng bơm 𝑄𝑏 = 79,2 ( ) 𝑝ℎ + Số vòng quay động 𝑛𝑑𝑐 = 3000 ( rev / ph ) => 𝐿ư𝑢 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑟𝑖ê𝑛𝑔 𝑐ủ𝑎 𝑏ơ𝑚 ∶ 𝑞𝑏 = 79,2.1000 3000 Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 = 26,4 ( 𝑐𝑚3 𝑟𝑒𝑣 ) Page 31 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Áp suất bơm Pb = 257,22 ( 𝑏𝑎𝑟 )  Chọn kiểu bơm: Căn vào thông số áp suất lưu lượng điều kiện làm việc hệ thống ta thấy bơm bánh lựa chọn phù hợp : o Bơm bánh có dải áp suất p = 100 – 300 bar ; o Bơm bánh có dải lưu lượng phù hợp Q < 100 (l/ph) ; o Kết cấu bơm bánh nhỏ gọn, thuận tiện cho lắp ráp bảo dưỡng sau o Bơm bánh có giá thành thấp so với loại bơm : piston rotor hướng kính Piston rotor hướng trục, bơm cánh gat … o Tra Cataloge bơm bánh hãng BODEN ta lựa chọn bơm có mã số BAP2.5A1-D-28 có thơng số : - Dải áp suất 𝑃𝑏 = 230 đế𝑛 260 𝑏𝑎𝑟 - Lưu lượng riêng 𝑞𝑏 = 28 𝑐𝑚3 𝑟𝑒𝑣 - Số vòng quay nhỏ 𝑛𝑚𝑖𝑛 = 500 ( 𝑟𝑒𝑣/𝑝ℎ) - Số vòng quay lớn 𝑛𝑚𝑎𝑥 = 3500 ( 𝑟𝑒𝑣 𝑝ℎ ) Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 32 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC  Lưu lượng áp suất thực tế hệ thống sau lắp bơm : Thông số đầu vào : 𝑆ố 𝑣ò𝑛𝑔 𝑞𝑢𝑎𝑦 𝑡ℎự𝑐 𝑡ế 𝑐ủ𝑎 𝑏ơ𝑚 𝑛đ𝑐 = 3000 ( 𝑟𝑒𝑣 𝑝ℎ ) = 𝑛 𝑏ơ𝑚 𝐶ô𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑡ℎự𝑐 𝑡ế 𝑐ủ𝑎 ℎệ 𝑡ℎố𝑛𝑔 𝑁đ𝑐 = 𝑁𝑙𝑣 = 8( 𝑘𝑊 ) Lưu lượng riêng bơm bánh : 𝑞𝑏𝑟 = 28 ( 𝑐𝑚3 𝑟𝑒𝑣 ) Hệ số tổn thất khí truyền tải 𝜂 = 0.9 Lưu lượng thực tế bơm : 𝑐𝑚3 𝑙 ) = 84( ) 𝑄𝑏 = 28.3000 = 84000 ( 𝑝ℎ 𝑝ℎ Áp suất thực tế bơm : 𝑃𝑏 = 𝑁𝑏 𝑁𝑙𝑣 𝜂 37.1000.60 0,9 = = 252,27( 𝑏𝑎𝑟 ) < 𝑃𝑏 𝑚𝑎𝑥 𝑄𝑏 79,2 105 10−3 𝑣à ≈ 𝑃𝑏 𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 𝑐ủ𝑎 𝑏ơ𝑚 𝑡𝑎 𝑐ℎọ𝑛 Vậy ta có bơm động thỏa mãn điều kiện đề 3.1.3) Tính chọn bánh Đối với bơm bánh ta có cơng thức: Q = 2.𝜋.b.D.m.n Trong : - q lưu lượng riêng bơm - b chiều dày bánh - m mô đun bánh - h chiều cao - D đường kính vịng lăn Thơng thường ta chọn Z= đến 14 răng, b/m = đến 10 Chọn Z = 10 => m= ( 0,24 ÷ 0,46 ) √𝑄𝑡𝑡 = ( 0,24 ÷ 0,46 ) √ 84 0,9 = 2,32 ÷ 4,4 o Chọn m = => D= m.z = 4.10 = 40 ( mm ) Q = 𝜂 2𝜋 𝐷 𝑚 𝑛 𝑏 => 𝑏 = 𝑄 𝜂 2𝜋.𝐷.𝑚.𝑛 = 84.106 0,9.2𝜋.40.4.3000 = 30,9 ( mm ) o Chọn b = 30 ( mm ) để b/m = Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 33 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC o Kiểm nghiệm lưu lượng sau chọn chiều rộng bánh : 𝑙 Q = 𝜂 2𝜋 𝐷 𝑚 𝑛 𝑏𝑡𝑡 = 0,9 2𝜋 40.4.3000.30 10−6 ≈ 81 ( ) 𝑝ℎ l Phù hợp với yêu cầu bơm => Q thiết kế = 81 ( ) ph - Đường kính vịng đỉnh răng: 𝐷𝑒 = m ( z + )= j( 10+2 ) = 48 ( mm ) - Đường kính vịng đáy răng: 𝐷𝑓 = 𝑚 ( 𝑧 − 2,5 ) = ( 10 − 2,5 ) = 30 ( 𝑚𝑚 ) - Chọn số bánh bị động: 𝑧2 = 𝑧 = 10 - Khoảng cách trục: a = - Chiều cao ăn khớp: h = 2.m = 2.4 = ( mm ) 𝑧+𝑧2 𝑚 = 4.10 = 40 (𝑚𝑚 ) Bảng thông số : Thông số Ký hiệu Giá trị Khoảng cách trục a 40 mm Mô đun m Chiều cao ăn khớp h mm Đường kính vịng lăn D 40 mm Đường kính vịng đỉnh 𝐷𝑒 48 mm Đường kính vịng đáy 𝐷𝑓 30 mm Số Z 10 Chiều rộng bánh b 30 mm 3.1.4) Tính tốn thiết kế trục Chọn vật liệu chế tạo thép 20X nhiệt luyện bề mặt đạt độ cứng 54 ÷ 70 HRC  Tính sơ đường kính trục : 𝑑𝑠𝑏 = 𝐶 √ 𝑁𝑏 𝑛 C hệ số = 150 ÷ 170, 𝑐ℎọ𝑛 𝐶 = 170 Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 34 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH 𝑑𝑠𝑏 = 𝐶 √ 𝑁𝑏 𝑛 GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC = 170 √ 33,9 3000 = 18,07 ( mm ) Chọn đường kính trục = 20 ( mm ) 3.2) Tính tốn trục dẫn động: 3.2.1) Xác định trị số chiều lực tác dụng lên trục a Khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực b Mômen lớn tác dụng lên trục : M = 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝑝 𝑏 (𝑑 𝑚 + 𝑚2 ) = 252,27.0,1.24.( 20.4 + 42 ) = 58123 (N.mm) Lực tiếp tuyến 𝐹𝑡1 = 𝐹𝑡2 = 2.𝑀 𝑑𝑠𝑏 = 2.58123 20 = 5812,3 ( N ) Góc ăn khớp bánh 𝛼 = 200 : => 𝐹𝑟1 = 𝐹𝑟2 = 𝐹𝑡 𝑡𝑔 20 = 5812,3 tg 20 = 2115,5 ( N ) Từ sơ đồ ta có hệ phương trình Σ𝐹𝑦 = 𝐹𝑦1 + 𝐹𝑦3 − 𝐹𝑟 = ΣMxB = −𝐹𝑥3 (42 + 49,5) + 𝐹𝑟 49,5 = Σ𝐹𝑥 = 𝐹𝑥1 + 𝐹𝑥3 − 𝐹𝑡 = ΣMyB = −𝐹𝑦3 (42 + 49,5) + 𝐹𝑡 49,5 = Từ ta suy lực tác dụng ổ đỡ : Fy1 = 971 ( N ) Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 35 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Fy3 = 1144,45 (N) Fx1 = 2667,94 ( N ) Fx3 = 3144,36 ( N ) Vậy phương chiều lực biểu đồ 3.2.2) Xác định đường kính đoạn trục a) Sơ đồ đường kính đoạn trục b) Xác định đường kính đoạn trục - Mơ men trục : N 33,9 n 3000 T = 9,55 106 = 9,55.106 = 107915 ( N mm ) - Đường kính trục : d= T 107915 √0,2 [τ] = √0,2 30 = 26,20 ( mm ) với [τ] = 15 ÷ 30 ứng suất giới hạn cho phép Vậy ta lấy d = 25 (mm) Các đường kính chon theo tiêu chuẩn: d1 = 25(mm) d2 = 28(mm) d3 = 22(mm) Tra bảng P 2.7 /255 với d1 = 25 mm, ta chọn chiều rộng ổ bi đỡ dãy cỡ trung : b0 = 17 mm Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 36 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC 3.3) Chọn gioăng, phớt cho bơm - Phớt cổ trục: Chọn theo tiêu chuẩn dựa vào catalog rotary seals ta chọn lọa gioăng phù hợp cho bơm TRA000220 - Các phớt làm kín chọn theo tiêu chuẩn Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 37 ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH GVHD: PGSTS.NGƠ SỸ LỘC Tài liệu tham khảo Power hydraulics Michael J.Pinches - John G.Ashby Tính tốn,thiết kế dẫn động khí Trịnh chất - Lê Văn Uyển 3.Máy ép thủy lực Đinh Bá Trụ- Nguyễn Trường An Bài giảng máy thiết bị thủy khí Nguyễn Hải Đăng Hướng dẫn Automation studio Hồ Anh Thắng Bơm,quạt cánh dẫn GS.TS Lê Danh Liên Máy thủy lực thể tích PGS.TS Hồng Thị Bích Ngọc Nguyễn Đình Anh-Máy tự động thủy khí K56 Page 38 ... bơm => Q thiết kế = 81 ( ) ph - Đường kính vịng đỉnh răng: