Tài liệu Đồ án môn học truyền động thủy lực docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CƠ KHÍ YÊU CẦU VỀ ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC *** MỤC TIÊU: Áp dụng lý thuyết môn học truyền động thuỷ lực, phần mềm hỗ trợ Catalogue Hãng sản xuất để tính toán, thiết kế hệ truyền động thủy lực hệ thống (máy) cụ thể NỘI DUNG: A PHẦN I : PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ PHẬN CHẤP HÀNH Mô tả hoạt động: Xây dựng sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống: 2.1 Xác định loại kỹ thuật điều khiển: 2.2 Xác định loại cho phần tử: 2.3 Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống thủy lực 2.4 Sơ đồ hệ thống điều khiển B PHẦN II: TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG Đường kính xilanh : 1.1 Đường kính cần piston xilanh: d 1.2 Hành trình L: 1.3 Lưu lượng cần cung cấp cho xilanh Xác định van phân phối: 2.1 Loại van: 2.2 Xác định van: Xác định van điều khiển áp suất: ( pressure control valve) 3.1 Van tràn: (Relief valve ) 3.2 Van giảm áp: (Reducing valve ) Van tiết lưu: Van chiều: (check valve) Van chiều có điều khiển: Van điều khiền tỷ lệ (nếu đề yêu cầu) Cảm biến, công tắt hành trình, relay áp suất, relay điều khiển : Relay áp suất: 10 Relay điều khiển: 11 Xác định dây dẫn áp lực: 12 Xác định loại khớp nối: Rắcco, ngã 3… C PHẦN III:i1TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH BỘ NGUỒN THỦY LỰC Xác định bơm thủy lực: 1.1 Xác định áp suất làm việc 1.2 Tính toán Tổn thất áp suất hệ thống 1.3 Xác định lưu lượng: Bề chứa chứa dầu: (Tank ) Lọc dầu: (Filter ) Bộ làm mát: Xác định công suất động điện kéo bơm dầu TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CƠ KHÍ HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ THỦY LỰC ******** PHẦN I: PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ PHẬN CHẤP HÀNH Mô tả hoạt động: Dựa vào yêu cầu, trình tự hoạt động xilanh hệ thống thủy lực thể giãn đồ hoạt động: ¾ Dùng sơ đồ hành trình - bước ¾ Dùng phương pháp GRAFCET Để làm quen sinh viên trình bày cách Xây dựng sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống: Dựa vào mô tả hoạt động hệ thống, sinh viên phải xây dựng hệ thôùng thủy lực đáp ứng yêu cầu công nghệï đặt Cụ thể là: - Đúng yêu cầu - Đúng tiêu chuẩn - Đơn giản, dễ hiểu 1.4 Xác định loại kỹ thuật điều khiển: Tất phần tử dùng thủy lực gọi thủy lực cho trường hợp đơn giản Dùng phần tử điện thủy lực: solennoil thủy lực, relay điện từ cho trường hợp phức tạp Dùng điều khiển lập trình PLC cho tững trường hợp thiết bị hoạt động phức tạp, có yêu cầu thay đổi qui trình hoạt động, nối kết với thiết bị khác Để làm quen, sinh viên cần phải trình bày phương án 1.5 Xác định loại cho phần tử: Nếu điều khiển hệ thống thuỷ lực khí cụ điện cần xác định rõ loại phần tử cần dùng: - Van phân phối: 3/2, 4/2, 4/3 tác động đơn kép, cuộn solenoid van dùng điện chiều (DC) hay xoay chiều (AC), volt - Sensor, công tắt hành trình - Relay, công tắt tơ, relay áp suất: 24VDC, 110 VAC, 220 VAC Chú ý: - Phải thống dòng điện cho phần tử - Thông thường dòng điện cho nhóm điều khiển mạch điều khiển 24 VDC, nhó động lực 24 VDC,110 VAC 220 VAC 2.3 Vẽ sơ đồ nguyên lý: Thể toàn phần tử hệ thống, phối hợp chúng với để hoạt động yêu cầu Cách trình bày toàn hệ thống: Thể khổ giấy A3 • Phía hệ thống sơ đồ nguyên lý mạch thủy lực: Có ký hiệu riêng cho phần tử mạch theo thứ tự • Phía hệ thống mạch điều khiển: Phía bên trái mạch điều khiển nhóm điều khiển Phía bên phải mạch điều khiển nhóm động lực • Thể sơ đồ mạch thủy lực NỐI GHÉP MODUL với sau chọn xong van modul trình bày mục 2, 3, 4, 5, phần II Viết chương trình PLC: Từ sơ đồ nguyên lý xác định địa vào\ra Viết chương trình dạng LADER STL tùy ý PHẦN II: XÁC ĐỊNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG (Phần Sinh viên sử dụng Catalogue dạng phần mềm đóa CD Rom gởi cho Lớp, có phần mềm hỗ trợ thiết kế sử dụng máy vi tính PTN Thủy lực & Khí nén để tra cứu) Xilanh thuỷ lực : Loại xilanh: dựa vào yêu cầu làm việc xilanh hệ thống cho đầu đề BTL mà ta xác định loại xilanh cần dùng 1.1 Đường kính xilanh : Đường kính D xilanh phụ thuộc vào thông số: Lực tác động (đã cho) p suất làm việc hệ thống Trong dó áp suất làm việc hệ thống xác định phụ thuộc vào yếu tố: p suất làm việc lớn cấu chấp hành Khoảng không gian máy dâ chuyền không cho phép xilanh có kích thước lớn ( để đảm bảo đủ lực cần thiết phải tăng ap suất làm việc hệ thống ) Nếu không gian chổ đặt xilanh hệ thống không bị hạn chế t hì chọn áp suất làm việc hệ thống 60 bar Lực đẩy lý thuyết Flt xác định sau: Flt = Fth/η Trong đo:ù Từ quan hệ: Fth lực đẩy thực tế cho đầu đề η hệ số hiệu dụng η = 0.8 Flt = Trong đó: π × D2 × p × 10 ta xác định đường kính D Flt tính N D tính cm p tính bar Sau tra catalogue Hãng sản xuất để chọn đường kính xilanh theo tiêu chuẩn Có thể dùng bảng tra cứu xilanh dựa vào lực F áp suất làm việc Hãng FESTO 1.2 Đường kính cần piston xilanh: d Đối với xilanh có đường kính D có giá trị đường kính cần piston điều khiển theo tiêu chuẩn Chọn giá trị d nhỏ hành trình làm việc xilanh L < 3D cần piston không chịu lực tác động ngang Chọn giá trị d lớn hành trình làm việc xilanh L > 3D 1.3 Hành trình L: L lớn hành trình làm việc yêu cầu đề Xác định xilanh có sản xuất Hãng: Từ thông số kỹ thuật xilanh xác định trên, tra catalogue Hãng sản xuất để chọn xilanh thích hợp Lập bảng: Tên xilanh D (mm ) Q (lít/phút ) L Hành trình Port size Có giảm chấn Hãng Sản Xuất Có nam châm từ Mã hiệu Của Hãng A B … 1.4 Lưu lượng: Lưu lượng cần cho xilanh hoạt động dựa vào thông số: Đường kính xilanh D (Đường kính xác định theo tiêu chuẩn) vận tốc làm việc lớn xilanh Lưu lượng làm việc lớn xilanh xác định dựa vào quan hệ: v= Trong đó: Q 6S v tính m/s cho đầu đề Q tính lít/phút S tính cm2 Xác định van phân phối: 2.1 Loại van: Chọn loại van phụ thuộc vào: - Loại xilanh mà van phải cung cấp lưu lượng dầu: Xilanh tác động đơn, xilanh tác động kép - Kiểu tác động van: Phụ thuộc vào kiểu điều khiển - Loại van lắp đường ống, lắp rời hay loại lắp modul Nếu lắp modul buộc phải chọn loại van modul có thống van với 2.2 Xác định van: Sau xác định loại van, dùng catalogue Hãng sản xuất để xác định van cho lưu lượng qua van lớn lưu lượng cần thiết cho xilanh mà van cung cấp Lập bảng: Tên van theo xilanh A B C D Loaïi van 4/2, 4/3… Tác động Lưu lượng Qmax p suất Pmax Hãng Sản xuất Mã hiệu Theo Hãng Xác định van điều khiển áp suất: ( pressure control valve) 3.1 Van tràn: (Relief valve ) Loại van: Loại điều khiển trực tiếp hay tác động điện Kích cỡ van: - Lưu lượng lớn nhất: Lớn 10% lưu lượng bơm - p suất làm việc lớn nhất: Tối thiểu phải lớn 20% Pmax - p suất làm việc nhỏ 3.2 Van giảm áp: (Reducing valve ) Loại van: - Có hay không bảo vệ tải ngõ - Loại lắp đường ống hay lắp modul Kích cỡ van: Lưu lượng lớn p suất làm việc lớn nhất: Tối thiểu phải lớn 20% Pmax p suất làm việc nhỏ nhất: Nhỏ giá trị cần giảm áp Van tiết lưu: Loai van: - Tiết lưu chiều - Tiết lưu chiều - Loại lắp đường ống hay lắp modul Kích cỡ van: - Lưu lượng lớn : Tương ứng lớn giá trị lưu lượng lớn mà xilanh cần - Lưu lượng nhỏ nhất: lưu lượng nhỏ phải nhỏ trị số cần tiết lưu - p suất làm việc lớn Van chiều: (check valve) Loai van: - Loại lắp đường ống hay lắp modul Kích cỡ van: - Lưu lượng lớn : Tương ứng với lưu lượng lớn mà xilanh cần - p suất làm việc lớn - p suất mở van Van chiều có điều khiển: Loai van: - Điều khiển trực tiếp dầu điện - Loại lắp đường ống hay lắp modul Kích cỡ van: - Lưu lượng lớn : Tương ứng với lưu lượng lớn mà xilanh cần - p suất làm việc lớn Phải lớn áp suất hệ thống Dùng catalogue Hãng để xác định chọn van cho thích hợp Lập bảng: Stt Loại van Lưu lượng Qmax p suất Pmax p suất Pmin Hãng sản xuất Mã hiệu theo Hãng … Chú ý: - Nếu chọn van modul cho hệ thống van chọn phải có cỡ van (size) với nhau: (01, 03, 04, 06, 08, 10…) - Chỉ cần xác định van có hệ thống thủy lực phạm vi đề Cảm biến, công tắt hành trình, relay áp suất, relay điều khiển : 7.1 Cảm biến: - Loại: Nam châm, điện từ, điện dung quang - Dòng điện: A, mA… - Điện - Cách lắp hệ thống 7.2 Công tắt hành trình: - Loại : kiểu lăn, gờ tựa, nút nhấn… - Số tiếp điểm - Công suất 7.3 Relay áp suất: - Phạm vi áp suất điều chỉnh - Số tiếp điểm - Công suất 7.4 Relay điều khiển: - Dòng điện cung cấp cho cuộn dây - Số tiếp điểm: Đủ để sử dụng yêu cầu mạch điều khiển - Dòng điện lớn qua tiếp điểm Xác định dây dẫn áp lực: Loai dây: - Dây cứng - Dây mềm - p suất làm việc lớn Đường kính ống dẫn: - Đường kính ống dẫn ngõ vào - Đường kính ống dẫn ngõ Tham khảo tài liệu để xác định cho xác Dùng catalogue ( Hãng GATE) chọn loại dây dẫn thích hợp với yêu cầu cho nhánh mạch thủy lực Lập bảng: Tên dây dẫn Loại dây Cỡ dây p suất Mã hiệu ứng với xilanh A B C D Dây dẫn vào bơm Xác định loại khớp nối: Rắcco, ngã : - Loại - kích cỡ - Kiểu ren Tra theo catalogue Pmax Hãng C PHẦN III: XÁC ĐỊNH BỘ NGUỒN THỦY LỰC Xác định bơm thủy lực: Có nhiều tiêu chí để lựa chọn bơm thủy lực đáp ứng yêu cầu, ví dụ như: • p suất làm việc • Lưu lượng • Tiếng ồn • Giá thành • Tuổi thọ Ở ta xét tiêu quan trọng nhất: 1.6 p suất làm việc lớn nhất: Pmax p suất làm việc lớn bơm xác định sau: Nếu gọi Pb max áp suất làm việc lớn bơm P max áp suất làm việc lớn hệ thống ∆P tổn thất áp suất Thì: Pbmax = ( Pmax + ∑∆p ) ∑ ∆P tổng tổn thất áp suất hệ thống Cụ thể là: Tổn thất qua van phân phối Tổn thất qua van chiều Tổn thất qua van tiết lưu Tổn thất qua bô lọc dầu Tổn thất qua van giảm áp suất… Đối với loại linh kiện, Hãng sản xuất cho sẵn catalogue, thể đường đặc tuyến van Sinh viên cần chọn giá trị tổn thất áp suất tương ứng với lưu lựung mà ta xác định Ví dụ: ∆P Van A 15 10 05 10 20 30 40 50 Lưu lượng (∆P van A lưu lượng 40 lít/phút 05 bar) Chỉ cần tính ∑ ∆p cho nhánh có nhiều tổn thất (thông thường tính cho trường họp nhánh có nhiều linh kiện đường dầu từ bơm đến xilanh hùng chứa xilanh có đường kính lớn ) Các tổn thất ∆p van thành phần xác định dựa vào đường đặc tuyến van catalogue Hãng mà ta chọn Nó phụ thuộc vào áp suất làm việc lưu lượng qua van 1.7 Xác định lưu lượng: Tại thời điểm có nhiều xilanh hệ thống làm việc đồng thời (tiến lùi ) cần xác định xác lưu lượng lớn hệ thống Qmax Cần xác định lưu lượng cần thiết cho Bước hoạt động hệ thống để từ so sánh xác định lưu lượng lớn hệ thống Qmax Sau có lưu lượng lớn Qmax hệ thống, ta tiến hành xác định lưu lượng bơm Qb Xác định lưu lượng bơm Qb Từ công thức: n×q ⋅η v Ỉ suy lưu lượng riêng bơm q Qb = 10 (cm3/vòng ) Với: n (vòng /phút ) Qb ( lít/phút) ηv < hiệu suất thể tích, tra catalogue Ta biết giá trị lưu lượng riêng q bơm cần chọn Dùng catalogue Hãng sản xuất để chon bơm có thông số tương ứng Lập bảng: Loại bơm p suất làm việc Pmax (bar ) Lưu lượng riêng q (cm3/vòng ) Dãy vận tốc quay n Hiệu suất thể tích ηv (vòng /phút ) Thùng chứa dầu: (Tank ) - Tính toán xác định kích thước thùng chứa: Loại bể dầu di chuyển: Dùng xe… Thể tích : V = 1.5 Qb Loại bể dầu cố định: Thể tích : V = ( ÷ ) Qb Mã hiệu Hãng Xác định cách lắp đặt bơm: Lọc dầu: (Filter ) Loại lọc: Lắp đường hút, đường nén hay đường thoát Lưu lượng dầu qua lọc Q p suất làm việc lớn Pmax Lập bảng: Loại lọc p suất Pmax (bar ) Lưu lượng Q (lít/phút ) Mã hiệu Hãng Bộ làm mát: Xác định phương án làm mát dầu từ xác định làm mát: - Làm mát gió - Làm mát nước - Cần xác định thông số: lưu lượng nước, dầu trao đổi qua làm mát, cửa ống (port size ) Lập bảng: Loại Port size (dầu) Port size (nước ) Lưu lượng (lít/phút ) Mã hiệu Hãng Xác định động điện kéo bơm dầu: Thực chất phần xác định công suất thủy lực Các máy móc công nghiệp có ứng dụng truyền động thủy lực sử dụng nhá máy, xí nghiệp hầu hết dùng động điện kéo bơm thủy lực thay dùng động nhiệt kéo bơm máy móc dùng giới Do phạm vi đề tài ta chọn động điện để kéo bơm thủy lực: Chọn động điện thích hợp: Công suất: Công suất định mức động điện lớn công suất thủy lực từ 15 % đến 20 % Xác định chọn theo catalogue Hãng sản xuất CHÚC CÁC BẠN THÀNH COÂNG! ... định động điện kéo bơm dầu: Thực chất phần xác định công suất thủy lực Các máy móc công nghiệp có ứng dụng truyền động thủy lực sử dụng nhá máy, xí nghiệp hầu hết dùng động điện kéo bơm thủy lực. .. thay dùng động nhiệt kéo bơm máy móc dùng giới Do phạm vi đề tài ta chọn động điện để kéo bơm thủy lực: Chọn động điện thích hợp: Công suất: Công suất định mức động điện lớn công suất thủy lực từ... Xác định loại kỹ thuật điều khiển: Tất phần tử dùng thủy lực gọi thủy lực cho trường hợp đơn giản Dùng phần tử điện thủy lực: solennoil thủy lực, relay điện từ cho trường hợp phức tạp Dùng điều