Bài tập thủy lực - khí nén A2

BÀI TẬP A2: Câu A2.1 A pump having a displacement (swept volume) of 1,7 cm3 per revolution is driven at 1500 rev/min If the pump has a volumetric efficiency of 87% and overall efficiency of 76% Calculate: A) the pump delivery in liters per minute B) The power required to drive the pump when it is operating against a pressure of 150 bar Lưu lượng riêng bơm 1.7 cm3/vịng, tốc độ 1500 vịng/phút Hiệu suất thể tích 87% hiệu suất tổng 76% Tính: Lưu lượng thực bơm (lit/phút) (a) Công suất cần thiết để vận hành bơm bơm hoạt động áp suất 150 (b) bar Bài làm (a) Lưu lượng thực bơm: Q  D p n p v  1, 7.1500.0,87  2, 22l / (b) Công suất cần để vận hành bơm: P Q p 2, 22.150   0.73kW 0 600 0, 76 600 Câu A2.2 A gear pupm delivery 15 l/min against a system pressure of 200 bar at a driven speed of 1430 rev/min If the input is 6,8 kW and the torque efficiency of the pump is 87% calculate the pump displacement in cm3 per revolution Lưu lượng thực bơm 15lit/phút, áp suất 200 bar, tốc độ 1430 vịng/phút Nếu cơng suất đầu vào 6.8kW hiệu suất 87% Tính lưu lượng riêng bơm (cm3/vịng) Bài làm Cơng suất đầu vào: P  Mà 0  v t  v  Q p Q p 15.200  0    0, 735 600 0 600 P 600.6,8 0 0, 735   0,845 t 0,87 Lưu lượng riêng bơm: D p  Q 15   12, 4cm3 / vg v n p 0,845.1430 Câu A2.3 A hydraulic system requires 32 l/min of fluid at a pressure of 260 bar The pump to be used is a manually-vayiable axial piston punp having a maximum displaycement per revolution of 28 cm3 The pump is driven at 1430 rev/min and has an overall efficient of 85 and a volumetric efficiency of 0,90 Calculate A) At what percentage of maximun displaycement the pump has to be set What power nwt ro drive the pump Một hệ thống thủy lực cần lưu lượng 32lit/phút áp suất 260 bar Bơm sử dụng có lưu lượng riêng lớn 28 cm3/vịng Tốc độ 1430 vòng/phút hiệu suất tổng 0.85, hiệu suất thể tích 0.90 Tính: (a) Phần trăm lưu lượng bơm so với lưu lượng lớn bơm (b) Công suất cần thiết để vận hành bơm Bài làm (a) Lưu lượng lớn bơm: Qmax  v D p max n p  0,9.28.1430  36, 036l / Suy phần trăm lưu lượng thực so với lưu lượng lớn là: %Q  Q 32 100%  100%  88% Qmax 36, 036 (b) Công suất cần thiết: P  Q p 32.260   16,3kW 0 600 0,85 600 Câu A2.4 A hydraulic pump having a displacement of 8,8 ml/rev runs at 2880 rev/min If its volumetric efficiency and torque efficiency are 93% and 91% respectively determine: A) The actual pump delivery B) The input power to the pump when it operates against a pressure of 350 bar Một bơm thủy lực có lưu lượng riêng 8.8 ml/vịng, tốc độ 2880 vịng/phút Nếu hiệu suất thể tích hiệu suất 93% 91% Xác định: (a) Lưu lượng thục cùa bơm (b) Công suất đầu vào bơm hoạt động công suất 350 bar Bài làm (a) Lưu lượng thực bơm: Q  v D p n p  0,93.8,8.2880  23,57l / (b) Công suất đầu vào: P  Q p 23,57.350   16, 25kW 0 600 0,93.0,91 600 Câu A2.5 A hydraulic cricuit using 35 liters of fluid per minute is supplied by a pump having a fixed displaycement of 12,5 cm3 /rev driven at 2280 rev/min The pump has a volumetric efficiency of 0.85 and overall efficiency of 0,75 If the system pressure is set at 180 bar by the relief valve calculate: The quanlity of fluid delivered by the pump The power required to drive the pump The heat generated owing to the excess flow passing over relief valve Một mạch thủy lực sử dụng 25lít chất lỏng phút cung cấp máy bơm có lưu lượng riêng 12.5 cm3/vịng tốc độ 2880 vịng/phút Bơm có hiệu suất thể tích 0.85 hiệu suất tổng 0.75, áp suất hệ thống 180bar Tính: (a) Lưu lượng cung cấp bơm (b) Công suất cần thiết để vận hành bơm (c) Cơng suất dịng chảy chạy qua van an toàn Bài làm (a) Lưu lượng bơm: Q  v D p n p  0,85.12,5.2880  30, 6l / (b) Công suất cần thiết: P  Q p 30, 6.180   12, 24kW 0 600 0, 75 600 (c) Cơng suất dịng chảy chạy qua van an toàn để đảm bào lưu lượng mạch 25l/min: P  (Q p  Q) p 600  (30,  25).180  1, 68kW 600 Câu A2.6 A hydraulic circuit consists of a fixed-displaycement gear pump supplying hydraulic fluid to a cylinder which has a bore of 100-mm diamater, a rod of 56-mm diameter and a stroke of 400 mm Pumps are available with displaycement increasing in steps of ml/rev from ml; the volumetric efficiency is 88% and its overall efficiency is 80% The pupm is driven directly from an electric motor with an on-load speed of 1430 rev/min Select a suitable pump so that the cylinder can be reciprocated through a complete cycle once every 12 seconds Một mạch thủy lực gồm bơm có lưu lượng riêng khơng đổi cấp lưu chất cho xy lanh có đường kính 100mm, đường kính trục 56mm hành trình 400mm Bơm có lưu lượng tăng dần bước 1ml/vòng đến đạt 5ml; hiệu suất thể tích 88%, hiệu suất tổng 80% Bơm điều khiển trực tiếp thông qua mơ tơ điện có tốc độ 1430 vịng/phút Lựa chọn bơm phù hợp để xy lanh hồn thành chu kì 12 giây Bài làm Thể tích cần để đẩy xylanh hành trình tiến ra: V1   D2 s   0,12 0,  3,14l Thể tích để đẩy xylanh hành trình thu về:  (D2  d )  (0,12  0, 0562 ) V2  s  0,  2, 2l Gọi lưu lượng thực bơm Q, thời gian hoàn thành chu kì là: t V1 V2 V  V 3,14  2,   12  Q    0, 445l / s Q Q 12 12 Lưu lượng riêng bơm: D p  Q 0, 445.60   21, 2ml / vg n p v 1430.0,88 Vậy ta cần chọn bơm có lưu lượng riêng 21,2 ml/vg Câu A2.7 A pump having a displacement of 25 ml/rev is driven at 1440 rev/min by a 10 kW electric motor If the pump’s overall and torque efficiencis are 85% and 90% respectively determine:  the quantily delivered by the pump  The maximum pressure the pump can operate against without overloading the motor Một máy bơm có lưu lượng riêng 25 ml/vịng, tốc độ 1440 vịng/phút, công suất máy bơm 10kW Hiệu suất tổng hiệu suất la 85% 90% Xác định: (a) Lưu lượng thực bơm (b) Áp suất tối đa mà bơm hoạt động mà khơng bị tải Bài làm (a) Lưu lượng thực: Q  v D p n p  0,85 25.1440  34l / 0,9 (b) Áp suất tối da để bơm không bị tải: pmax  P.600.0 10.600.0,85   150bar Q 34 Câu A2.8 A pump having a thoretical delivery of 35 l/min and the volumetric efficiency of 90% drives a cylinder having a bore of 110mm, a rod diameter of 65 mm and a stroke of 700 mm Determine: 1) The extend and retract velocities of the cylinder 2) The time for one complete cycle Bơm có lưu lượng theo lý thuyết 35 lít/phút hiệu suất thể tích 90%, đường kính xylanh 110mm, đường kính trục 65mm, hành trình pittơng 700mm Tính: (a) Vận tốc xylanh (b) Thời gian hồn tất chu trình Bài làm (a) Diện tích xy lanh: A1   D2   0,112 Diện tích mặt vành khuyên: A2   (D2  d ) Suy vận tốc xy lanh: v1  Vận tốc xy lanh: v2   9,5dm3   (0,112  0, 0652 )  6, 2dm3 Q 35 v  0,9  0, 055m / s A1 60.9,5 Q 35 v  0,9  0, 085m / s A2 60.6, (b) Thời gian hoàn tất chu trình là: t  t1  t2  s s 0, 0,     20,96s v1 v2 0, 055 0, 085 Câu A2.9 A pump/ accumulator power pack is to supply the fluid flow demand by a hydrauic system as know in Figure A.21 The system working pressure is 125 bar and the maximum pressure at the accumulator is 200 bar Assuming the accumulator pre-charge pressure is 90% of its maximum working pressure Determine: The actual pump delivery required The maximum volume of fluid to be stored in the accumulator The accumulator volume assuming isothermal charge and discharge of the accumulator Một bơm thủy lực dùng để cung cấp lưu lượng chất lỏng theo yêu cầu hệ thống thủy lực hình A.21 Hệ thống làm việc với áp suất 125 bar áp suất lớn bình 200 bar Áp suất tích trữ trước 90% áp suất làm việc lớn Xác định: (a) Lưu lượng cấn thiết cho máy bơm (b) Thể tích lớn chứa bình tích áp (c) Thể tích bình tích áp giả định qua trình xả nạp dầu đẳng nhiệt Bài làm (a) Lưu lượng cần cho máy bơm: Q  45.5  30.5  15.5  15l /  0, 25l / s 30 (b) Ta có bảng biểu thị lưu lượng vào khỏi bình tích áp giai đoạn sau: Giai đoạn Lưu lượng hệ thống yêu cầu (l/s) 0-5s 0,75 5-10s 10-15s 0,5 15-25s 25-30s 0,25 Từ thông tin ta có biểu đồ: Lưu lượng bơm cung cấp 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Thể tích vào khỏi bình tích áp Ra 0,5.5= 2,5 lít Vào 0,25.5=1,25 lít Ra 0,25.5= 1,25 lít Vào 0,25.10= 2,5 lít Vào lít Vậy thể tích lớn mà bình tích áp chứa 2,5 lít (c) Áp suất tích trữ trước bình tích áp: p1  0,9.125  112,5bar  113,5 bar tuyệt đối Áp suất tối đa bình tích áp: p2  200bar  201bar tuyệt đối Áp suất tối thiểu bình tích áp: p3  125bar  126bar tuyệt đối Gọi V1, V2, V3 thể tích lưu chất có bình tích áp áp suất Ta có mối liên hệ: V3-V2= 2,5 lít Áp dụng q trình đẳng nhiệt cho giai đoạn: p1 V2 113,5   V2  V1  0,565V1 p2 V1 201 p2 V3 126   V2  V3  0, 627V3 p3 V2 201 V1  7, 43l  Suy ra: V2  4, 2l V  6, 7l  Vậy thể tích bình tích áp xem 7,43 lít Câu A2.10 A pressure cylinder having a bore of 140 mm and a 100 mm diameter rod is to have an initial approach speed of 5m/min and a final pressing speed of 0.5m.min The system pressure for rapid approach is 40 bar and for final pressing 350 bar A two-pump, highlow system is to be used; both pumps may be assumed to have volumetric and overall efficienes of 0,95 and 0,85 respectively Determine:     The flowes to the cyclinder for rapid approach and final pressing Suitable deliveries for each pump The displaycement of each pump if the drive speed is 1720 rev/min The retract speed if the pressure required for retraction is 25 bar maximum Một xylanh ép có đường kính 140 mm đường kính trục 100 mm có vận tốc ban đầu m/phút vận tốc ép cuối 0,5 m/phút Áp suất hệ lúc tiến nhanh 40 bar áp suất nén cuối 350 bar Giả thiết bơm có hiệu suất thể tích hiệu suất tổng 0,95và 0,85 Xác định: (a) Lưu lượng đến xylanh lúc tiến nhanh ép cuối (b) Lưu lượng thích hợp cho bơm (c) Lưu lượng riêng bơm vận tốc 1720 vịng/phút (d) Cơng suất u cầu motor bơm lúc tiến nhanh nén (e) Vận tốc lùi áp suất yêu cầu tối đa 25 bar Bài làm (a) Lưu lượng đến xylanh lúc tiến nhanh: Q1  v1 A   0,142 Lưu lượng đến xylanh lúc ép cuối cùng: Q2  v2 A  0,5  77l /  0,142  7, 7l / (b) Lưu lượng thích hợp cho bơm: Bơm dùng để đẩy xylanh tiến nhanh: q1  Q1  Q2  77  7,  69,3l Bơm dùng cho trình ép: q2  Q2  7, 7l (c) Bơm dùng để đẩy xylanh tiến nhanh: D p1  Bơm dùng cho trình ép: D p  (d) Trong trình tiến nhanh: P1  Trong trình nén: P2  q1 69,3   42, 4ml / vg v n p 0,95.1720 q2 7,   4, 7ml / vg v n p 0,95.1720 Q1 p1 77.40   6, 04kW 0 600 0,85.600 Q2 p2 7, 7.350   5, 28kW 0 600 0,85.600 77.103  10, 2m / (e) Vận tốc lùi về: Q1  vre ( A  a)  vre   (0,142  0,12 ) Câu A2.11 A pump driven at 1440 rev/min having displacement of 12,5 ml/rev and a volumetric efficiency of 87% is used to supply fluid to a circuit with two cylinders If the cylinder dimensions are 63 mm borex35 mm rodx250 mm stroke, and 80 mm bore x55mm rodx150mm stroke, find the minimum cycle time for both cylinders to extend and retract fully Một bơm thủy lực có số vịng quay 1440 vịng/phút, lưu lượng riêng 12.5 ml/vịng, hiệu suất thể tích 87% cung cấp dầu cho hệ thống gồm hai xi-lanh thủy lực Nếu xi-lanh có kích thước 63 mm (đường kính đáy) x 35 mm (đường kính trục) x 250 mm (hành trình) xi-lanh cịn lại có kích thước 80 mm x 55 mm x 150 mm Tính thời gian chu kì ngắn để hai xi-lanh đẩy thu về? Bài làm Lưu lượng thực bơm: Q  v D p n p  0,87.12,5.103.1440  15, 66l / Thể tích cần để đẩy xy lanh tiến ra: Vex  Vex1  Vex   (0, 0632.0, 25  0, 082.0,15)  1,53l Thể tích cần để đẩy xy lanh thu về:  2 Vre  Vre1  Vre  [(0, 063  0, 035 ).0, 25  (0, 082  0, 0552 ).0,15]  0,94l Vậy thời gian ngắn để hồn thành chu kì là: t Vre  Vex 0,94  1,53   0,158  9, 46s Q 15, 66 Câu A2.12 A hydraulic cylinder is required to exert a minimum forward dynamic thrust of 25 tonnes and a minimum return dynamic thrust of 15 tonnes Determine a suitable standard size metric cylinder if the maximum system pressure is 200 bar Assume that the dynamic thrust is 0.9 times the static thrust What pressure is required at the cylinder to give the desired thrusts if the effect of back pressure is neglected? Xi-lanh thủy lực tạo lực đẩy nhỏ 25 lực kéo nhỏ 15 Tìm đường kính thích hợp xi-lanh áp suất lớn hệ thống 200 bar Giả thuyết lực động 0,9 lần lực tĩnh Áp suất xi-lanh để đáp ứng lực yêu cầu bỏ qua hiệu suất áp suất? Bài làm  m1.9,81 25.103.9,81 Q    272500 N  0,9 0,9  Giả thiết: Fd  0,9 Ft   Q  m2 9,81  15.10 9,81  163500 N  0,9 0,9 D2 4.272500 D  131, 7mm Quá trình tiến ra: Q1  pmax  200.105. Theo tiêu chuẩn ta chọn xy lanh có kích thước: 140  90mm Q 272500.4  177bar Áp suất xy lanh lúc tiến ra: p1   D  0,142 Áp suất xy lanh lúc thu về: p2  Q2 163500.4   181bar 2  ( D  d )  (0,142  0, 092 ) Câu A2.13 A hydraulic cylinder as shown infigure A.22 is to accelerate a load of 50 tonnes horizontally from rest to velocity of 10 m/min in 50 mm Take the coefficient of fricition () betwen the load and the guides as 0,1 ; assume zero back-pressure Determine: a A suitable size of standerd metric cylinder if the maximum allowable pressure at the cylinder is 180 bar b The fluid flow rate required to drive the piston forward at m/min Một xi-lanh thủy lực tác dụng lên tải nặng 50 theo phương ngang từ trạng thái nghỉ đến vận tốc 10m/phút với quãng đường di chuyển 50mm Hệ số ma sát tải sàn 0,1 Xác định: (a) Đường kính xi-lanh áp suất tối đa 180 bar (b) Lưu lượng cần cung cấp vận tốc pittong 3m/phút 10 A hydralic cylinder having a bore of 125 mm and a rod diemeter of 90 mm is used to lift a load of 20 tonnes at a maximun speed of m/min The load has to be brought to rest in the cushion length of 50 mm at the end of the stroke, system pressure being applied to the full bore end of the cylinder during retardantion Determine: a The pressure required ti lift the load assuming zero back pressure at the annulus side of the cylinder b The fluid flow rate raise the load at 5m/min c The average pressure in cushion during retardation Một xi lanh thủy lực có đường kính nịng 125 mm đường kính đẩy 90mm sử dụng để nâng tải 20 với tốc độ tối đa m/phút Tải nâng đến trạng thái tĩnh đoạn giảm chấn dài 50 mm cuối hành trình, áp suất hệ thống tác dụng vào nịng xi lanh suốt thời gian trễ Xác định: (a) Áp suất nâng tải, giả sử áp suất tác động vào tiết diện vành khăn (b) Lưu lượng nâng tải với tốc độ 5m/phút (c) Áp suất trung bình đoạn giảm chấn hành trình trễ Bài làm (a) Áp suất nâng tải: p  4mg 4.20.103.9,81   160bar  D  0,1252 (b) Lưu lượng nâng tải: Q  v A   0,1252  61,35l / (c) Các lực tác dụng lên piston sau:   Động tải: K  mv  0,5.20.103    69, 44 N  60  14 Lực trung bình đoạn làm chậm tải là: FK  Áp suất trung bỉnh đoạn giảm chấn: p1  K 69, 44   1389 N l 0, 05 FK 4.1389   2,35bar A  a  (0,1252  0, 092 ) p A 160.0,1252   332, 2bar Áp suất giảm chấn để thắng áp suất dầu là: pc  A  a 0,1252  0, 092 Câu A2.17 A centre lathe head stock is to be driven by a ‘constant power’ hydrostatic transmission The varibale- displacement non-reversing hydraulic motor is to have a speed range of 300 to 2500 rev/min The maximum power required at the output of the hydraulic motor is kW The maximum pressure available at the pump delivery is 125 bar and the pressure drop between the pump and motor is bar The torque and volumertric efficiencies of both the pump and motor may be taken as 0,85 Assuming an open loop transmission, determine: A) The ideal motor displacement and the actual pump delivery required B) The input power required by the pump Một mũi dao máy tiện dẫn động hệ thống thủy lực “công suất cố định” Một môtơ thủy lực chiều đa tốc có tốc độ quay từ 300 đến 2500 vịng/phút Cơng suất tối đa đầu môtơ kW Áp suất tối đa bơm 125 bar sụt áp bơm môtơ bar Hiệu suất hiệu suất thể tích bơm mơtơ 0,85 Giả hệ thống mạch hở, xác định: (a) Lưu lượng riêng môtơ lưu lượng bơm (b) Công suất đầu vào bơm Bài làm (a) Sụt áp bơm môtơ bar suy áp suất motor: pm  p p   125   120bar Hiệu suất tổng bơm motor 0 m  0 p  0,852  0, 7225 Lưu lượng thực qua motor: Q  Mặt khác Q  Dm nm vm  Dm  Pm 600 6.600   41,5l / pm 0 m 120.0, 7225 Q.vm 41,5.0,85  nm 300  2500 Vậy lưu lượng riêng motor: Dm  14  118cm3 / 15 Lưu lượng thực qua bơm: Q p  Qm  41,5l / (b) Công suất đầu vào bơm: Pp  Qp p p 600 op  41,5.125  11,96kW 600.0, 7225 Câu A2.18 A hydraulic cylinder has to move a load horizontally throught a distance of m The cylinder is font flange mounted and the load rigidly connected to the piston rod and fully guided The extend force which has to be extend by the cylinder is 1.6 tonnes and the retract force 0,7 tonne Assume the effective dynamic thrust is 0,9 times the static thrust If the maximum system pressure is limmited to 150 bar, determine a suitable standard metric size of cylinder and calculate the actual operating pressure Một xy lanh thủy lực di chuyển tải ngang khoảng cách 3m Tải gắn cố định piston có dẫn hướng Lực đẩy tác dụng lên xy lanh có tải 1,6 tấn, lực kéo không tải 0,7 Hiệu suất áp lực động 0,9 lần áp lực tĩnh Nếu áp suất tối đa hệ thống 150bar, xác định kích thước xylanh tính tốn lại áp suất vận hành hệ thống Bài làm  Đường kính trục piston: Trục có dẫn hướng nên L  l  150cm Lực làm việc tối đa F= 1,6  FS  F  1777, 78kg 0,9 Hệ số an toàn: s= 3,5 Suy K  FS s  1777, 78.3,5  6222, 23kg Mặt khác: K   E d4 2 64  d  64.L K  64.150 6222, 23  34, 2mm L2  E  2,1.106 Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính trục piston d= 36mm  Đường kính xy lanh: F F 1, 6.103.9,81  A   0, 0012m Khi xy lanh đẩy lên ta có quan hệ: p A  0,9 0,9 p 0,9.150.10 Suy D  4A   4.0, 0012   39mm 16 Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính xy lanh D= 50mm để phù hợp với với đường kính trục piston  Xác định lại áp suất vận hành hệ thống: 1, 6.103.9,81   89bar Khi xy lanh tiến ra: pe   D2  0, 052 0,9 0,9 4 Fe Fr 0, 7.103.9,81   81bar Khi xy lanh thu về: pr   (D2  d )  (0, 052  0, 0362 ) 0,9 0,9 4 Câu A2.19 A hydraulic cylinder has to move a load horizontally throught a distance of m The cylinder is font flange mounted and the load rigidly connected to the piston rod and fully guided The extend force which has to be extend by the cylinder is 1.6 tonnes and the retract force 0,7 tonne Assume the effective dynamic thrust is 0,9 times the static thrust If the maximum system pressure is limmited to 150 bar, determine a suitable standard metric size of cylinder and calculate the actual operating pressure Cho máy cơng cụ dùng xylanh thủy lực có phản hồi, chu trình xylanh piston nhanh với tốc độ 10m/phút ứng với quãng đường 1m với lực đẩy lúc 2.5 Khi cơng tắc áp suất chuyển trạng thái tốc độ di chuyển piston 0,25m/min ứng với quãng đường 0,5m với lực đẩy 10 Áp suất lớn xy lanh 200 bar (a) Chọn kích thước xy lanh theo tiêu chuẩn (b) Tính tốn lưu lượng bơm cho hai giai đoạn hành trình xi lanh Bài làm (a) Chọn kích thước cho xy lanh:  Đường kính trục piston: Ta có: L  l 100  50   75cm 2 Lực làm việc tối đa FS= 10 Hệ số an toàn: s= 3,5 Suy K  FS s  10.103.3,5  35000kg Mặt khác: K   E d4 2 64  d  64.L K  64.75 35000  37,3mm L2  E  2,1.106 17 Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính trục piston d= 45mm  Đường kính xy lanh: Khi xy lanh đẩy lên ta có quan hệ: p A  F  A  Suy D  4A  F 10.103.9,81   0, 0049m p 200.105 4.0, 0049  79mm   Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính xy lanh D= 80mm (b) Lưu lượng bơm: Do mạch tái phản hồi nên: + Khi xy lanh tiến nhanh: Q1  v1.a  v1 + Khi xy lanh nén: Q2   D v2  d2  0, 082  10  0, 0452  15,9l / 0, 25  1, 257l / Câu A2.20 A hydraulic cylinder having a bore of 125 mm, a rod of 80 mm diameter and a stroke of 350 mm is to fully extend and retract in a total of 15 seconds The extend thrust to be exerted by the cylinder is 20 tonnes, the retract thrust being 10 tonnes Determine:      The theoretical system pressure when the cylinder is extending The theoretical system pressure when the cylinder is retrscting The theoretical pump delivery required The actual pump diplacement if the volumetric efficiency is 90% and the pump driven at 1440 rev/min Themaximum power input to the pump if the torque efficiency is 85% Cho xy lanh thủy lực có đường kính xylanh D=125 mm, đường kính đẩy d=80mm, quãng đường di chuyển 350 mm, thời gian lẫn 15s Áp lực 20 tấn, áp lực kéo vào 10 Xác định: (a) Áp suất hệ thống xylanh (b) Áp suất hệ thống xylanh vào (c) Xác định lưu lượng lý thuyết bơm (d) Lưu lượng riêng bơm hiệu suất thể tích 90% vận tốc bơm n=1440 rev/min (e) Công suất đầu vào lớn bơm hiệu suất 85% Bài làm 18 (a) Áp suất xy lanh ra: p  4mg 4.20.103.9,81   160bar  D  0,1252 4m2 g 4.10.103.9,81   135, 4bar (b) Áp suất xy lanh vào: p   ( D  d )  (0,1252  0, 082 ) (c) Thể tích cần thiết để đẩy xy lanh tiến ra: V1   D2 s   0,1252 0,35  4,3l Thể tích cần thiết để đẩy xy lanh tiến ra:  (D2  d )  (0,1252  0, 082 ) V1  s  0,35  2,54l Suy lưu lượng lý thuyết bơm để hoàn thành chu trình 15s: V1  V2 4,3  2,54   27,36l / t 15 Q 27,36   21,1ml / vg (d) Lưu lượng riêng bơm: D p  v n p 0,9.1440 Q (e) Công suất đầu vào bơm: P  Q p 27,36.160   9,54kW 600 t v 600.0,85.0,9 Câu A2.21 In a open-loop hydrostatic transmission the motor displaycement is 0,5 liter/rev and it is to run at 65 rev/min The pump supplying fluid to the motor is driven at 1440 rev/min If the torque and overall efficienies of both the pump and motor are 95% and 85% respectively, determine: a) A suitable pump displacement b) The pressure at the motor if the torque required at the motor is 100 Nm c) The input power to the pump if the pressure drop in the pipeword etc Between the pump and motor is bar Trong vòng lặp truyền động thủy lực mở, mơtơ có lưu lượng riêng 0.5 l/vg có tốc độ 65 vịng / phút Nếu hiệu suất hiệu suất tổng máy bơm motor tương ứng 95% 85%, xác định: a) Lưu lượng riêng bơm b) Áp suất motor mô-men xoắn yêu cầu motor 1.000 Nm c) Năng lượng đầu vào máy bơm áp suất giảm hệ thống đường ống, vv bơm động bar Bài làm (a) Lưu lượng riêng bơm: 19 Lưu lượng chảy mạch: Qm  Q p  Q  Suy ra: D p  Qp n p  (b) Ta có: Tm  p v  Dm nm m  0,5.65  36,3l /  0,85   0,95    36,3  28, 2ml / vg  0,85  1440    0,95  Dm pm tm 2 Tm 2 1000  pm    132,3bar m 2 Dm t 0,5.103.0,95 (c) Sụt áp mạch bar suy áp suất bơm: pp=132,3+5=137,3 bar Năng lượng máy bơm: Pp  Q p p p 36,3.137,3   9, 77kW 600 0 600.0,85 Câu A2.22 A hydraulic motor required to develop a torque of 100 Nm at a maximum speed of 600 rev/min The maximum pressure drop across the motor is to be 150 bar The torque and volumetric efficiencies are both 0,9 Determine: a) A suitable motor displacement b) The flow required to the motor Một động thủy lực cần phải tác dụng mô men 100Nm với tốc độ tối đa 600 vòng/ph Áp suất tối đa sụt qua động 150 bar Hiệu suất thể tích 0,9 Xác định: (a) Lưu lượng riêng động (b) Lưu lượng cần thiết tới động Bài làm p D  m 2 100  46,5ml / vg (a) Lưu lượng riêng bơm: Tm  m m t  Dm  2 150.105.0,9 (b) Lưu lượng cần thiết tới động cơ: Qm  Dm nm vm 46,5.103.600   31l / 0,9 Câu A2.23 A lather head stock is directly driven by a hydraclic motor The lathe is used to turn a bar with a maximum diameter of 60 mm.The maximum tangential cutting force on the lathe tool is kN and the maximum rotational speed of the head stock is 700 rev/min The maximum pressure set by the relief valve is 200 bar and the total pressure drop between the relief valve and the hydraulic motor is bar, the back-pressure at the motor being bar Thr overall and volumetric efficiencies of the motor are 0,85 and 0,9 respectively Determine: 20 (a) (b) (c) The minimum displaycement in cm3/rad The flow rate to the motor at maximum speed The maximum hydraulic input power to the motor Một máy tiện vận hành động thủy lực Máy tiện tiện có đường kính lớn 60mm Lực cắt tiếp tuyến lớn máy tiện 2kN tốc độ quay lớn đầu máy tiện 700 vòng/phút Áp suất lớn cài đặt van an toàn 200bar, giảm áp động thủy lực van an toàn 10bar, áp suất sau bơm 5bar Hiệu suất tổng hiệu suất thể tích động 0,85 0,9 Tính: (a) Lưu lượng riêng lớn động theo đơn vị cm3/rad (b) Lưu lượng qua động vận tốc lớn (c) Công suất lớn cần cung cấp cho động Bài làm d (a) Moment lực cắt gây ra: Tm  Fc  2000 0, 06  60 Nm Suy lưu lượng riêng motor: p D  m 2 60 Tm  m m t  Dm   21,58ml / vg  3, 43ml / rad 2 0,85 (200  10  5).10 0,9 (b) Lưu lượng qua motor: Qm  Dm nm vm  21,58.103.700  16,8l / 0,9 (c) Công suất lớn cần cung cấp: Pm  Q pm m 16,8.200 0  0,85  4, 76kW 600 600 Câu A2.24 A hydraulic motor with a displaycement of 475 cm3/rev is used to drive directly a conveyor drum having a diemeter of 0,7 m.The pressure drop over the motor is 140 bar and the actual flow into the motor 48 l/min The overall and torque efficiency of the motor are 0,9 and 0,94 respectively Determine: A) The torque at the conveyor drum B) The power in kilowatts supplied to the conveyor drum C) The linear speed of the conveyor belt Một động thủy lực có lưu lượng riêng 475cm3/rev sử dụng để vận hành trực tiếp tang trống băng tải có đường kính 0.7m Áp suất tác động lên động 140 bar lưu lượng thực tế vào động 48l/min Hiệu suất tổng hiệu suất động 0,9 0,94 Xác định : 21 (a) Mô-men xoắn tang trống băng tải (b) Công suất tính kW cung cấp cho tang trống băng tải (c) Tốc độ dài băng tải Bài làm (a) Moment xoắn tang trống băng tải: tm Dm pm 0,94.475.106.140.105 Tm    995 Nm 2 2 Q pm m 48.140 0  0,9  10,1kW 600 600 0,9 48 m Q.v 0,94   96, 75vg /  10,13rad / s (c) Tốc độ quay tang trống: nm  Dm 475.103 (b) Công suất cần cung cấp cho tang trống: Pm  Tốc độ dài băng tải: vr  nm r  10,13 0,  3,55m / s  213m / Câu A2.25 A vehicle weighting tonnes is to be driven up a slope of in 10 (1 vartical in 10 measured along the slope) at a speed of 20 km/h The coefficient of rolling resistance may be taken as 0,1 The vehicle is driven hydraulically by two fixed-displaycement motors fitted in the rear wheels which have an effective diameter of 850 mm The volumetric and torque efficiency of the motors are both 0,95 The maximum pressure drop across the motors is 250 bar Determine: - The required motor displaycement The fluid flow from the pump at maximum speed Một xe nặng di chuyển lên dốc tỉ lệ 1:10 với vận tốc 20 km/h Hệ số ma sát lăn 0,1 Xe dẫn động thủy lực nhờ hai động có lưu lượng riêng cố định nằm bánh sau với đường kính hiệu dụng 850mm Hiệu suất thể tích 0,95 Sụt áp tối đa qua động 250 bar Xác định: (a) Lưu lượng riêng động cần dung (b) Lưu lượng từ bơm tốc độ cao xe Bài làm (a) Ta có: sin   0,1  cos   0,995 Các lực tác dụng lên xe: Chiếu lên phương Ox ta phương trình cân lực: F  Fms  P sin  Suy F  k mg.cos   mg sin   2000.9,81.(0,1.0,995  0,1)  3914, N 22 F  1957,1N 0,85  831,8 Nm Momen motor: Tm  Fc r  1957,1 2 Tm 2 831,8   0, 22l / vg Suy lưu lượng riêng động cơ: Dm  pm t 250.105.0,95 Vậy lực mà motor phải đạt Fc  2v (b) Số vòng quay motor: nm  r  d Lưu lượng cho motor: Qm  nm Dm v 1000 60  784rad /  124vg / 0,85 2.20  28,9l / Suy lưu lượng từ bơm cấp cho motor: Q p  2Qm  2.28,9  57,8l / Câu A2.26 A rotating feed table with a mass of 50 kg and a radius of gyration of 0.4 m is driven by a hydraulic motor The table has to be accelerated from rest to a maximum speed of 120 rev/min in 0m5 second The maximum pressure drop across the motor is 200 bar Taking the volumetric and torque efficiencies of the motor as 0,96 and 0,95 respectively, determine: a A suitable displaycement for the motor b The actual pump delivery required to drive the motor at maximum speed if the pump efficiencies are the same as those of the motor Một bàn ăn xoay với khối lượng tới hạn 500kg bán kính 0,4m dẫn động động thủy lực Bàn gia tốc từ trạng thái nghỉ tới tốc độ lớn 120 vòng/phút 0,5s Áp suất lớn qua động 200bar Hiệu suất thể tích động 0,96 0,95 Tính (a) Lưu lượng riêng động (b) Tính lưu lượng thực bơm cung cấp cho động tốc độ lớn nêu hiệu suất giống động Bài làm (a) Moment quán tính bàn ăn: I  mr  50.0, 42  8(kg.m ) w 120.2  25,13rad / s Gia tốc góc:    t 60.0,5 Moment cần cung cấp cho động cơ: Tm  I   8.25,13  201, 06(Nm) 23 Ta có: Tm  mt Dm pm Tm 201, 06.102  Dm  m   10, 6(cm3 / rad )  66,5(cm3 / vg ) t pm 0,95.200.10 (b) Lưu lượng thực bơm: Q p  Qm  Dm nm vm 66,5.103.120   8, 4l 0,95 Câu A2.27 A hydraulically-powered haulage is used to wind a train of wagons up a drift mine The weight of the train is tonnes, the slope of the track is vertical 10 measured along the slope length Thr haulage rope is layerd on the drum but to simplify tha calculation assume that the effective diemeter remains constant at m The track has a length from the haulage to the pit bottom of 1500 m The haulage rope has a weight of kg/m run The haulage drum has a weight of 1,5 tonnes when the haulage rope is fully unwound and a radius of gyration of 0,5 m The train is to be capable of being accelerated from rest at the bottom of the slope to a stop speed of km/h in 10 seconde The maximum pressure drop across the haulage motor is 300 bar and the torque and the volumetric efficiencies of the motor are both 95% Calculate the motor displaycement per revolution Should the haulage have to be stopped halfway to suface, what would bbe the maximum possible acceleration on restarting? Take into account the change in drum inertia owing to the haulage rope being wound on to the drum If the pump supplying the haulage motor has a volumetric efficiency of 92% and an overall efficiency of 82%, Calculate the required displaycement per revolution when it is driven at 2200 rev/min What is the input power needed by the pump if the total pressure loss between the pump and motor is 30 bar? Một đầu máy thủy lực dùng để kéo xe lửa lên khu hầm mỏ Trọng lượng xe lửa tấn, độ dốc cần kéo lên 1:10 theo chiều dài dọc mặt nghiêng dốc Dây tải để đơn giản ta giả sử đường kính suốt chiều dài số 1m Chiều dài dây tải suốt từ đầu tới cuối 1500 m Dây tải có khối lượng riêng kg/m chiều dài Khối lượng tang trống 1,5tấn chưa cuộn dây vào có bán kính 0,5m.Toa tàu có khả tăng tốc từ trạng thái ban đầu đứng yên lên tốc độ cao 24 km/h 10 giây Áp suất lớn đạt tác dụng lên mô tơ kéo 300bar hiệu suất thể tích mơ tơ 0,95 (a) Tính lưu lượng riêng mơtơ (b) Đầu kéo có dừng lại nửa chừng, gia tốc lớn đạt lúc khởi động lại gì?Có tính đến lực quán tính tang trống (c) Nếu bơm cung cấp cho đầu kéo mơ tơ có hiệu suất thể tích 0,92 hiệu suất tổng 0,87, tính lưu lượng riêng cần thiết đạt tốc độ quay 2200 vg/ph (d) Tính cơng suất đầu vào cần thiết bơm tổng áp suất bị bơm mô tơ 30bar Bài làm v t (a) Gia tốc tàu: a   5.1000  0,14m / s 3600.10 Phương trình phân tích lực: F  P sin   ma Suy F  m( g sin   a)  [(5  1,5).1000  4.1500].(10.0,1  0,14)  14236, 25 N Moment cần cấp cho motor: Tm  F r  14236, 25.0,5  7118,125 Nm Vậy lưu lượng riêng motor: Dm  2 Tm 2 7118,125   1, 6l / vg m t pm 0,95.300.105 (b) Khi lên nửa đường, khối lượng tang trống là: m  1,5.1000  4.750  4500kg Suy moment quán tính tang trống: I  mr  4500.0,52  1125 Nm a r Phương trình động học: F  m( g sin   a)  I Suy a  14236, 25  (5000  1500  750.4) 8000  1125 0,5 10 10  0, 4621l / s (c) lưu lượng riêng bơm: Q p  pv D p n p Lưu lượng riêng môtơ: Qm  Dm nm mv Mà lưu lượng bơm cấp bị mát hiệu suất bơm lượng lưu lượng mơtơ nên ta có: p o pv D m n p  Dm n m v m  Dm  m Dm n m 1, 6.26,53   0, 0254(l / vg ) p p v o v n p 0,95.0,87.0,92.2200 10 60v 36   26,53(v / ph) Với: nm  2 R 2 0,5 60 25 ... neglected? Xi-lanh thủy lực tạo lực đẩy nhỏ 25 lực kéo nhỏ 15 Tìm đường kính thích hợp xi-lanh áp suất lớn hệ thống 200 bar Giả thuyết lực động 0,9 lần lực tĩnh Áp suất xi-lanh để đáp ứng lực yêu... retract fully Một bơm thủy lực có số vịng quay 1440 vòng/phút, lưu lượng riêng 12.5 ml/vòng, hiệu suất thể tích 87% cung cấp dầu cho hệ thống gồm hai xi-lanh thủy lực Nếu xi-lanh có kích thước... lanh thủy lực di chuyển tải ngang khoảng cách 3m Tải gắn cố định piston có dẫn hướng Lực đẩy tác dụng lên xy lanh có tải 1,6 tấn, lực kéo không tải 0,7 Hiệu suất áp lực động 0,9 lần áp lực tĩnh