6. Điểm: Bằ ng chữ : )
2.5.2Tính toán đường ống thủy lực
Trong hệ thống thủy lực, chất lỏng công tác được vận chuyển từbể dầu qua
bơm nguồn đến các van, cơ cấu chấp hành rồi hồi vềbểnhờhệthống các đườngống.
Đường ống được dùng phổ biến trong các hệ thống thủy lực nói chung hiện này là các loại ống cứng (ống thép đúc) và ống mềm (ống cao su có các lớp thép) chịu áp.
Đểhệthống làm việcổn định và hiệu suất cao thì tổn thất năng lượng trong hệ đường
ống phải là nhỏ. Do vậy, phải giảm thiểu được độdài của hệthống đườngống, đồng thời giảm thiểu các khúc quanh để giảm được năng lượng tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ.
Nói chung, hệthống đường ống trong các hệ thống thủy lực nói chung được chia làm 3 phần : đườngống hút, đường ống đẩy và đường hồi. Đường hút là đoạn
đường ống từbểdầu lên bơm, thường khá ngắn. Đường ống nối từ bơm tới các van,
cơ cấu chấp hành gọi là đường đẩy, cònđường vềbểdầu được gọi là đường hồi hay
đường xả.
Đểtính tiết diện của đườngống phải căn cứvào vận tốc của đường dầu. Thông
thường, khi chọn đường ống ta phải đảm bảo tổn thất trong đường ống là nhỏnhất và vừa phải kinh tế. Nếu nhỏquá thì tổn thất lớn và nếu lớn quá thì tổn thất ít đi nhưng
không kinh tế, do đó ta phải cân nhắc lựa chọn cho phù hợp. Thông thường, trong các hệthống thủy lực nói chung thì vận tốc đường dầu trên các đoạn đường đường ống trong hệthống được chọn như sau :
-Đườngống hút : v1 =0,5 ÷ 1,5(m/s),chon v=1,5 m/s -Đườngống đẩy : v2 =6 ÷ 7(m/s) ;chọn v=6 m/s -Đườngống xả : v3 =0,5 ÷ 1,5(m/s) ; chọn v=1,5 m/s (Theo giáo trình thủy lực và khí nén trang 88)
Đường kính của đường ống được tính theo công thức sau: d = .
. (tài liệu 1 trang 88)
Trong đó:
-Q: là lưu lượng qua tiết diệnống, cũng chính là lưu lượng cần thiết cấp cho xylanh, (l/ph) ;
- v: là vận tốc dầu qua tiết diệnống, (m/s).
Vì lưu lượng cần cấp cho xy lanh ép là lớn nhất nên ta tính toán các đường
ống theo xy lanh ép. 2.5.2.1. Tính toán đường ống hút. Đường kínhống hút là: d = . . = . . . . , = 0,045 (m)= 45 (mm) (tài liệu 1 trang 104)
Do đườngống hút cấp dầu từbểtới bơm và nằm trong thùng dầu, không phải chịu áp cao, ta chọnống hút có thểlà ống bằng nhôm hoặc bằng thép đúc có đường kính trong 48 (mm). 2.5.2.2. Tính toán đường ống xả. Đường kínhống xã là: d = . . = . . . . , = 0,045 (m)= 45 (mm) (tài liệu 1 trng 104)
Đường ống xã được bắt đầu từ đế van về bể ta cũng chọn ống hồi làm bằng nhôm hoặc bằng thép đúc có đường kính trong khoản.
2.5.2.3. Tính toán đường ống đẩy.
Đường ống đẩy thường được chia làm 2 phần: phần một nằm từ bơm nguồn tới van và phần này nằm toàn bộtrên bểdầu, do vậy để làm cho bộ nguồn thêm mỹ
quan ta làmống đẩyởphần này bằng ống cứng (thường là thép đúc). Phầnống đẩy còn lại nối từ van đến cơ cấu chấp hành ta chọnống mềm.
Đường kính đường ống đẩy là: d = .
. =
. .
. . = 0,022 (m)= 22 (mm) (tài liệu 1 trang 104)
Vậy ta chọnống mềm vàống cứng cố đường kính trong khoảng 24 (mm) và
đểlàmống đẩy cho hệthống. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.5.2.4. Tính toán chọn bơm nguồn.
- Nguyên tắc chọn động cơ bơm:
+ Theo áp suất yêu cầu lớn nhất: = + : là áp suất bơm;
: là áp suất yêu cầu lớn nhất; : Llà tổn thất áp suất trong hệthống.
+Theo lưu lượng yêu cầu lớn nhất: = +
: Lưu lượng của bơm; : Lưu lượng yêu cầu;
: Tổn thất lưu lượng trong hệthống do các hiện tượng rò rỉ,bay hơi….
Ngoài ra khi chọn bơm phải lưuýởmột số điểm sau:
+ Có dải tốc độquay trục phù hợp với tốc độcủa động cơ kéo.
+ Phù hợp với độnhớt của dầu trong hệthống.
+ Có tính lắp dẫn cao đểthuận tiện trong trường hợp thay thế. + Dễdàng bảo dưỡng.
+ Giá thành hợp lý.
Ta thấy lưu lượng cần thiết đểcấp cho xylanh là: 144 (l/ph)
Nên nếu chọn bơm nguồn có lưu lượng Q = 200 (l/ph) sẽ đáp ứng được yêu cầu lưu lượng của hệthống.
Căn cứvào 2 thông sốáp suất và lưu lượngởtrên cũng như điều kiện làm việc của hệthống ta thấy bơm bánh răng là sựlựa chọn phù hợp nhất do :
*Bơm pittông có dải áp suất lên tới p =100 - 250 bar ; *Bơm pittông có thể điều chỉnh được lưu lượng ;
* Kết cấu bơm pittông khá nhỏgọn, thuận tiện cho lắp ráp và bảo dưỡng sau này.
Ta chọn động cơ kéo bơm có sốvòng quay n = 2300 (vg/ph).
Đây là sốvòng quay rất phù hợp với các loại bơm pittông. Do đó lưu lượng riêng của bơm được tính theo công thức :
= = .
=87 ( / ò )
(tài liệu 1 trang 26)
Ta có thểchọn bơm nguồn là bơm bánh răng có lưu lượng riêng q = 90 (cc). Với lưu lượng riêng q = 90 (cc) thì lưu lượng bơm là:
- Q= n . q = 2300.90.10 =207 (l/ph)
Hình 2.13: Bơm bánh răng
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật máy bơm nguồn
1 -SNP3NN: Dòng bơm bánh răng tiêu chuẩn
Mã bơm 22 26 33 38 44 48 55 63 75 90
Lưu lượng
riêng (cm3/vòng ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
22.1 26.2 33.1 37.9 44.1 48.3 55.1 63.4 74.4 88.2
Lưu lượng tại vận tốc lớn nhất (lít/phút) 66 78 99 106.4 123.2 134.4 126.5 145 172.5 207 Áp suất lớn nhất (bar) 270 270 270 270 270 250 250 230 200 170 Áp suất định mức (bar) 250 250 250 250 250 230 230 210 180 150 Vận tốc tại áp suất định mức (vòng/phút) 3000 3000 3000 2800 2800 2800 2300 2300 2300 2300 Trọng lượng(kg) 6.8 6.8 7.2 7.3 7.5 7.6 7.8 8.1 8.5 8.9
2.5.2.5. Tính toán chọn bơm nguồn.
- Công suất bơm: N = .
= .
= 58,82 Kw (tài liệu 1) - Công suất của động cơ dẫn động bơm
Ta có đ = đ (tài liệu 1)
- đ :Công suất của động cơ
- đ hiệu suất truyền động từ động cơ qua bơm, chọn đ=0,985 ( Theo giáo
trình “chi tiết máy”tập 2 của Nguyễn Trọng Hiệp
- : hiệu suất của bơm = (0,6 − 0,9)chọn = 0.87 ⇒ đ = ,
Để đảm bảo hệthống làm việcổn định và thực tế động cơ điện được sản xuất ta chọn loại động cơ: 4A250S2Y3 –2958 vg/ph- 75 kW (tài liệu 5)
2.5.2.6. Tính toán chọn van.
- Tính chọn van phân phối
Van phân phối là một phần tử thủy lực có tác dụng làm thay đổi hướng của dòng chất lỏng, do đó nó cóthể làm đảo chiều chuyển động của các cơ cấu chấp hành
mà nó điều khiển.
Với sựphát triển mạnh mẽcủa ngành điều khiển tự động, trong các hệthống thủy lực hiện nay sửdụng chủyếu các van phân phối dạng con trượt điều khiển bằng
điện. Các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sửdụng là 24 VDC hoặc nguồn xoay chiều 220 VAC. Tuy nhiên trong một sốhệthống người ta vẫn sửdụng các loại van phân phối khác như van điều khiển bằng tay, điều khiển bằng thủy lực …
Trong hệthống máy ép thiết kế, chỉ có một van phân phối loại 4/3 : có nhiệm vụ điều khiển các xylanh.
Dưới đây là cấu tạo của van phân phối loại 4/3 điều khiển bằng điện :
Hình 2.14: cấu tạo van 4/3
Chú thích (1) : Thân van (2) : Con trượt phân phối. (3), (4) : Lò xo (5), (6) : Các cuộnđiện.
Lưu lượng qua phân phối van 4/3 trong hệthống chính là lưu lượng bơm cấp
cho cơ cấu chấp hành mà nó điều khiển. Dựa vào mục đích thiết kếhệthống và lưu lượng qua van phải đảm bảo thỏa mãn Q = 160,8 (l/ph).
Ta chọn van phân phối 4/3 của hãng TAIWAN FLUID POWER– Đài Loan,
có kí mã hiệu như sau : DSG- 3C3- 03- AC220v/50Hz.
Các thông số và kích thước lắp đặt của van được cho trong catalogue của hãng.
Dưới đây là hìnhảnh của van
Van an toàn là phần tửthủy lực có nhiệm vụbảo vệhệthống trong trường hợp quá tải như :xy lanh bị kẹt khiến áp suất hệthống tăng vọt, gây nên nhiều sựcố như
hỏng bơm nguồn, vỡ đườngống. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyên lí làm việc của van dựa trên sựcân bằng của các lực ngược chiều : lực
đàn hồi của lò xo tác dụng lên con trượt (hay nút van) với lực do áp suất dòng chất lỏng gây nên.
Tùy theo từng hệ thống, hoạt động và tính chất của nó mà van an toàn được
đặt ở những giá trị áp suất khác nhau. Khi áp suất hệthống tăng vọt lên do sự quá tải,cơ cấu chấp hành bịkẹt hỏng, van an toàn sẽlàm việc, xảchất lỏng vềbể đến khi áp suất đạt giá trị định mức.
Van an toàn được chia làm 2 loại theo nguyên lí hoạt động, đó là : van an toàn tác động trực tiếp và gián tiếp. Van an toàn tác động gián tiếpđược sửdụng chủyếu trong các hệthống có lưu lượng lớn, áp suất tương đối cao
Trong hệthống, ta có lưu lượng bơm nguồn là Q = 90 (cc) nên ta chọn van an
toàn tác động trực tiếp của hãng TAIWAN FLUID POWER– Đài Loan có kĩ mã hiệu là : MRV- 03- P- 3.
2.5.2.7. Chọn đồng hồ đo áp và khóa đồng hồ.
Chọn loại đồng hồ chân đứng áp suất lớn nhất là: 250 kg/cm2 Chọn khóa đồng hồ tương ứng với chân đồng hồ.
Hình 2.16: đồng hồ đo áp suất
2.5.2.8. Chọn mắt thăm dầu và nắp đổ dầu.
Ta chọn của hãng ASHUN– Đài Loan có ký mã hiệu nhưsau: Nắp đổdầu: HY–06 Mắt thăm dầu: LS–5
2.5.2.9. Chọn bộ lọc.
+ Chức năng bộlọc dầu. Trong quá trình hoạt động, dầu trong hệthống thường bịnhiễm bẩn do bui, cặn bẩn từmôi trường hay do bản thân dầu trong hệthống tạo nên trong quá trình hoạt động. Những chất bẩn trong hệthống dễdàng gây nên những hiện tượng như : kẹt các cơ cấu chấp hành (xy lanh, động cơ thủy lực), các van … Do đó bộlọc dầu có nhiệm vụlọc các chất bẩnnói trên, tăng tính ổn định của hệthống. Tuy nhiên bộlọc cũng chỉ ngăn ngừa được một phần nhất định, sau một thời gian ta
đều phải tiến hành thay dầu cho hệthống.
+ Phân loại bộlọc dầu. Thông thường, người ta phân loại bộlọc dầu theo kích
thước lọc (hay theo độtinh lọc của lõi lọc). Bộlọc dầu có thể được phân thành những loại chính như sau :
- Bộ lọc thô : có khả năng lọc được các chất bẩn có kích thước nhỏnhất 0,1 (mm). Bộlọc này thường lắp trong các hệthống thủy lực không có nhiều những phần tử đòi hỏi độ chính xác quá cao hay được đặt trong hệthống mang tính chất lọc phụ. Nói chung bộlọc này ít được sửdụng.
- Bộlọc trung bình : Kích thước nhỏnhất có thểlọc được là 0,001 (mm). - Bộlọc tinh : có thểlọc được các chất bẩn có kích thước từ5–10 (m). Bộlọc
này được sửdụng rất rộng rãi trong các hệthống thủy lực hiện này do chất lượng tốt, giá thành chấp nhận được.
- Bộlọc đặc biệt tinh : có khả năng lọc được các kích thước nhở hơn. Bộ lọc
này có giá thành khá đắt, thường chỉsửdụng trong các hệthống có sửdụng van servo, van tỉlệ đòi hỏi độsạch của dầu rất cao. Vật liệu của lõi lọc cũng có rất nhiều loại : bộlọc lưới, lọc lá, sợi thủy tinh …
Để tính toán lưu lượng dầu chảy qua bộlọc người ta dùng công tính lưu lượng chảy qua lọc lưới = . .∆ (Tài liệu 1 trang 43)
Trong đó:
- A : diện tích toàn bộbềmặt lọc, (cm2); -∆ : hiệu áp của bộlọc;
- : độnhớt động lực của dầu trong hệthống; = 32.10 (m2/s);
- : hệ số lọc, đặc trưng cho lưu lượng dầu chảy qua một đơn vị diện tích trong một đơn vịthời gian ; (lít/( .phút)); Thông thường ta chọn a = 0,006–0,009 (lít/(cm2.phút)).
Nhưng để cho đơn giản, thực tế ta thường chọn bộlọc dầu tinh theo lưu lượng. Với lưu lượng Q = 144 (l/ph) ta chọn bộlọc dầu của hãng ASHUN– Đài Loan có ký mã hiệu như sau: MF –06
2.5.2.10. Chọn bộ làm mát.
Dựa vào lưu lượng của hệ thống Q = 160,8 (l/ph) ta chọn bộ làm mát bằng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nước của hãng ASHUN– Đài Loan có kímã hiệu như sau: AOR –60L Các thông số
kỹthuật và kích thước lắp đặt được cho trong catalogue của hãng
2.5.2.11. Tính toán thiết kế bể dầu.
+ Chức năng và nhiệm vụcủa bểdầu.
Trong hệthống truyền động thủy lực thểtích bểdầu có những chức năng và
nhiệm vụ như sau:
- Cung cấp dầu cho hệthống hoạt động. - Chứa dầu cho toàn bộhệthống.
- Lắng đọng các loại cằn bẩn có trong dầu trong quá trình hoạt động. - Tỏa nhiệt cho dầu của hệthống trong quá trình làm việc.
-Gá đặt các thiết bị của trạm nguồn. + Kết cấu và kích thước của bểdầu.
Bểdầu có kết cấu sao cho cặn bẩn trong dầu được lắng xuống đáy bể, muốn vậy phải hạn chế được sựxoáy của dầu trong bể đến mức thấp nhất. Dầu từ ống xả
trởvềbể không được xoáy và sủi bọt.
Để đảm bảo cho sự lưu thông của dầu tạo điều kiện làm nguội tốt hơn, bên
trong bể ngăn thành từng buồng có cửa lưu thông tương ứng ở phía dưới hai vách
ngăn ngang có cửa so le với nhau và có kích thước hợp lý. Hai vách ngăn có chiều cao bằng chiều cao nhất trong bểdầu. Mức dầu cao nhất trong bểdầu bằng 0,7 đến 0,8 chiều cao thành bể.
Ống hút của bơm và ống xảcần đặtở vị trí đối nhau và phải ngập trong dầu
Đầuống xảvát một góc45 và quay vào mặt thành bể, ta có thể dùng lưới để
khửxoáy của dầu khi hồi vềbể.
Đáy bể nên làm nghiêng một góc 45 để thay dầu qua lỗ thoát dầu khi cần thiết. Bểdầu nên được sơn những màu sáng để tăng khả năng bức xạnhiệt, tăng khả năng làm mát của hệthống.
Hình 2.16 Kết cấu bể dầu
1. Động cơ điện 4.Phía hút 7. Mắt dầu
Bể dầu được ngăn làm hai ngăn bởi một màng lọc (5).Khi mở động cơ (1), bơm dầu làm việc, dầu được hút lên qua bộlọc (3) cấp cho hệthống điều khiển, dầu xảvề được cho vào một ngăn khác.
Dầu thường đổ vào bể qua một cửa (8) bố trí trên nắp bể lọc và ống xả (9)
được đặt vào gần sát bểchứa. có thểkiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờmắt dầu (7). Nhờcác màng lọc và bộlọc, dầu cung cấp cho hệthống điều khiển đảm bảo sạch. Sau một thời gian làm việc định kỳthì bộlọc phải được tháo ra rửa sạch hoặc thay mới.trên đường ống cấp dầu (sau khi qua bơm) người ta gắn vào một van
tràn điều chỉnh áp suất dầu cung cấp và đảm bảo an toàn cho đường ống cấp dầu. +Tính toán kích thước bểdầu.
Kích thước bểdầu được tính toán dựa trên cơ sở đảm bảo vềmặt tản nhiệt và hạn chế đến mức tối đa sựxoáy của dầu trong quá trình hoạt động của hệthống. Bể
dầu thường có xu hướng kích thước hẹp cao hơn là rộng thấp để tăng khả năng truyền nhiệt của dầu ra bên ngoài. Lượng dầu trong hệthống đường ống thuỷlực phải luôn
được điền đầy, không có gián đoạn.
Ta chọn bểdầu có dạng hình hộp chữnhật. Các kích thước của bểdầu như sau
:
- Chiều ngang bểdầu : a (m) ; - Chiều dài bể : b = 2. a(m) ; - Chiều cao bể : H = a (m); Chọn : a = 0,4(m) = 400(mm) b= 2.a = 2.400 = 800(mm) H = a = 400(mm) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với bểdầu cho dây chuyền sản xuất gạch không nung thì thểtích bểdầu