L ỜI NểI ĐẦU
2.6.Bỡnh trớch chứa
2.6.1. Nhiệm vụ
Bỡnh trớch chứa là cơ cấu dựng trong cỏc hệ truyền dẫn thủy lực để điều hũa năng lượng thụng qua ỏp suất và lưu lượng của chất lỏng làm việc. Bỡnh trớch chứa làm việc theo hai quỏ trỡnh: tớch năng lượng vào và cấp năng lượng ra.
Bỡnh trớch chứa được sử dụng rộng rói trong cỏc loại mỏy rốn, mỏy ộp, trong cỏc cơ cấu tay mỏy và đường dõy tự động,... nhằm làm giảm cụng suất của bơm, tăng độ tin cậy và hiệu suất sử dụng của toàn hệ thủy lực.
2.6.2. Phõn loại
Theo nguyờn lý tạo ra tải, bỡnh trớch chứa thủy lực được chia thành ba loại, thể hiện ở
hỡnh 2.25
Hỡnh 2.25. Cỏc loại bỡnh trớch chứa thủy lực a. Bỡnh trớch chứa trọng vật; b. Bỡnh trớch chứa lũ xo; c. Bỡnh trớch chứa thủy khớ; d. Ký hiệu a. Bỡnh trớch chứa trọng vật a b c d
Bỡnh trớch chứa trọng vật tạo ra một ỏp suất lý thuyết hoàn toàn cố định, nếu bỏ qua lực ma sỏt phỏt sinh ở chổ tiếp xỳc giữa cơ cấu làm kớn và pittụng và khụng tớnh đến lực quỏn của pittụng chuyển dịch khi thể tớch bỡnh trớch chứa thay đổi trong quỏ trỡnh làm việc.
Bỡnh trớch chứa loại này yờu cầu phải bố trớ trọng vật thật đối xứng so với pittụng, nếu khụng sẽ gõy ra lực thành phần ngang ở cơ cấu làm kớn. Lực tỏc dụng ngang này sẽ làm hỏng cơ cấu làm kớn và ảnh hưởng xấu đến quỏ trỡnh làm việc ổn định của bỡnh trớch chứa.
Bỡnh trớch chứa trọng vật là một cơ cấu đơn giản, nhưng cồng kềnh, thường bố trớ ngoài xưởng. Vỡ những lý do trờn nờn trong thực tế ớt sử dụng loại bỡnh này.
b. Bỡnh trớch chứa lũ xo
Quỏ trỡnh tớch năng lượng ở bỡnh trớch chứa lũ xo là quỏ trỡnh biến năng lượng của lũ xo. Bỡnh trớch chứa lo xo cú quỏn tớnh nhỏ hơn so với bỡnh trớch chứa trọng vật, vỡ vậy nú được sử dụng để làm tắt những va đập thủy lực trong cỏc hệ thủy lực và giữ ỏp suất cố định trong cỏc cơ cấu kẹp.
c. Bỡnh trớch chứa thủy khớ
Bỡnh trớch chứa thủy khớ lợi dụng tớnh chất nộn được của khớ, để tạo ra ỏp suất chất lỏng. Tớnh chất này cho bỡnh trớch chứa cú khả năng giảm chấn. Trong bỡnh trớch chứa trọng vật ỏp suất hầu như cố định khụng phụ thuộc vào vị trớ của pittụng, trong bỡnh
trớch chứa lo xo ỏp suất thay đổi tỷ lệ tuyến tớnh, cũn trong bỡnh trớch chứa thủy khớ ỏp suất chất lỏng thay đổi theo những định luật thay đổi ỏp suất của khớ.
Theo kết cấu bỡnh trớch chứa thủy khớ được chia thành hai loại chớnh:
+/ Loại khụng cú ngăn: loại này ớt dựng trong thực tế (Cú nhược điểm: khớ tiếp xỳc trực tiếp với chất lỏng, trong quỏ trỡnh làm việc khớ sẽ xõm nhập vào chất lỏng và gõy ra sự làm việc khụng ổn định cho toàn hệ thống. Cỏch khắc phục là bỡnh trớch chứa phải cú kết cấu hỡnh trụ nhỏ và dài để giảm bớt diện tớch tiếp xỳc giữa khớ và chất lỏng).
Hình 2.26. Bình trích chứa thủy khí có ngăn
Bỡnh trớch chứa thủy khớ cú ngăn phõn cỏch hai mụi trường được dựng rộng rói trong những hệ thủy lực di động. Phụ thuộc vào kết cấu ngăn phõn cỏch, bỡnh loại này được phõn ra thành nhiều kiểu: kiểu pittụng, kiểu màng,...
Cấu tạo của bỡnh trớch chứa cú ngăn bằng màng gồm: trong khoang trờn của bỡnh trớch chứa thủy khớ, được nạp khớ với ỏp suất nạp vào là p
n, khi khụng cú chất lỏng làm việc trong bỡnh trớch chứa.
Nếu ta gọi p
min là ỏp suất nhỏ nhất của chất lỏng làm việc của bỡnh trớch chứa, thỡ p
n ≈ p
min. ỏp suất p
max của chất lỏng đạt được khi thể tớch của chất lỏng trong bỡnh cú được ứng với giỏ trị cho phộp lớn nhất của ỏp suất khớ trong khoang trờn.
Khớ sử dụng trong bỡnh trớch chứa thường là khớ nitơ hoặc khụng khớ, cũn chất lỏng làm việc là dầu.
Việc làm kớn giữa hai khoang khớ và chất lỏng là vụ cựng quan trọng, đặc biệt là đối với loại bỡnh làm việc ở ỏp suất cao và nhiệt độ thấp. Bỡnh trớch chứa loại này cú thể làm việc ở ỏp suất chất lỏng 100kG/cm2.
Đối với bỡnh trớch chứa thủy khớ cú ngăn chia đàn hồi, nờn sử dụng khớ nitơ, cũn khụng khớ sẽ làm cao su mau hỏng.
Nguyờn tắc hoạt động của bỡnh trớch chứa loại này gồm cú hai quỏ trỡnh đú làquỏ trỡnh nạp và quỏ trỡnh xả.
Hỡnh 2.27. Quỏ trỡnh nạp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
BÀI 3. CƠ CẤU CHẤP HÀNH 3.1 Xilanh thủy lực
Nhiệm vụ: Xylanh thủy lực là cơ cấu chấp hành của truyền dẫn thủy lực để thực hiện di chuyển thẳng.
Phõn loại: Xylanh thủy lực được chia thành hai loại xylanh lực và xylanh quay. Trong xylanh lực chiều di chuyển tương đối giữa pittụng và xylanh là chiều di chuyển tịnh tiến, trong xylanh quay, chiều di chuyển tương đối giữa pittụng và xylanh là chiều di chuyển quay, gúc thường nhỏ hơn 3600.
3.1.1. Xy lanh tỏc động đơn. a. Cấu tạo
1: Thõn xylanh 2; 3: Mặt bớch hụng 4: Cần pittụng
5: Pittụng 6: Ổ trượt 7: Vũng chắn dầu
8: Vũng đệm 9: Vũng chắn hỡnh O 10: Lũ xo hồi vị 11: Cửa dẫn dầu vào
b. Nguyờn lý làm việc
Với xylanh tỏc động đơn, chất lỏng chỉ tỏc dụng theo một chiều. Hành trỡnh ngược lại được tỏc dụng bằng lực đẩy của lũ xo.
Lực đẩy pittụng phụ thuộc vào ỏp suất và diện tớch cản của pittụng, nếu khụng kể đến lực ma sỏt tỏc dụng lờn pittụng.
Lực tỏc dụng lờn pittụng = .
3.1.2. Xy lanh tỏc động kộp.
a. Cấu tạo
Hỡnh Cấu tạo xylanh tỏc động kộp
1: Thõn 2; 3: Mặt bớch hụng 4: Cần pittụng 5: Pittụng 6: Ổ trượt 7: Vũng chắn dầu 8: Vũng đệm 9: Tấm nối 10; 14: Vũng chắn hỡnh O 11: Vũng chắn pittụng 12; 17: Ống nối 13: Tấm dẫn hướng 15: Đai ốc 16: Vớt vặn
b. Nguyờn lý làm việc: Xylanh tỏc động kộp cho phộp chất lỏng tỏc dụng cả hai chiều tạo nờn chiều di chuyển hai chiều của pittụng
c. Tớnh toỏn xylanh
- Diện tớch A, lực F, và ỏp suất P
(Lực F, và ỏp suất P trong xylanh) = . = .( ư )
+ Lực Ft = P.A + Áp suất = Trong đú:
A: Diện tớch tiết diện pittụng (cm2) D: Đường kớnh của xylanh (cm) d: Đường kớnh của cần pittụng (cm) P: Áp suất (bar)
Ft: Lực (kN)
Nếu tớnh đến tổn thất thể tớch ở xylanh, để đơn giản, ta chọn + Áp suất: =
. . 10
+ Diện tớch pittụng: = . . 10ư
d: Đường kớnh của pittụng (mm) η: Hiệu suất, lấy theo bảng sau:
P (bar) 20 120 160
η (%) 85 90 95
Như vậy pittụng bắt đầu chuyển động được khi lực Ft > FG + FA + FR Trong đú:
FG: Trọng lượng FA: Lực gia tốc FR: Lực mỏt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Quan hệ giữa lưu lượng Q, vận tốc v và diện tớch A Lưu lượng chảy vào xylanh tớnh theo cụng thức sau: Q = A.v
Vớ dụ: Cho cơ cấu ộp thủy lực như hỡnh vẽ dưới. Hóy tớnh lực tỏc dụng (F) và thời gian (t) của hành trỡnh ộp.
Giải:
- Gọi F là lực tỏc dụng lờn pittụng.
Phương trỡnh cõn bằng lực: ⃑+ ⃗ + ⃗ = 0
Suy ra F = F1 - F2 = . ư ư = 58,87( ) - Thời gian t của hành trỡnh ộp
Cú = . . suy ra = . = , . .( , ) .
. = 3,68( )
3.1.3. Xy lanh quay
- Cấu tạo: Cấu tạo của xylanh quay thể hiện hỡnh
- Xylanh quay cú khả năng tạo mụmen quay rất lớn. Gúc quay phụ thuộc vào số cỏnh gạt của trục. Đối với xylanh cú một cỏnh gạt, gúc quay cú thể đạt 270 – 2800 . Giỏ trị lý thuyết mụ men quay M và vận tốc gúc trờn trục xylanh cú thể tớnh theo cụng thức:
= . =∆ . . =∆ ( ư ). 2 . + 4 = ∆ . 8 . ( ư ) = 8. . ( ư ) Trong đú: P: Lực ỏp suất tỏc động lờn cỏnh gạt
R: Khoảng cỏch từ trọng tõm diện tớch làm việc của cỏnh gạt đến tõm quay ∆P: Chờnh lệch ỏp suất giữa hai phớa cỏnh gạt
D: Đường kớnh trong của xylanh d: Đường kớnh trục lắp cỏnh gạt
b: Chiều rộng cỏnh gạt (theo chiều dài xylanh)
Nếu sử dụng nhiều cỏnh gạt thỡ mụ men quay sẽ tăng với số lần bằng cỏnh gạt, nhưng gúc quay sẽ giảm với số lần như thế.
= .∆ . . ( ư ) = .
. ( ư )
Tờn gọi:
- Barrel: Vỏ xy lanh - Piston: Quả piston
- Cylinder rod: Cỏn xy lanh - Gland: Cổ xy lanh
- Pin eye / Clevis: Tai lắp ghộp
- Ports: Đường dầu cấp vào/ra xy lanh
- Piston seal; Rod seal, Wear ring; O-ring; Wiper...: Bộ gioăng phớt làm kớn
3 thụng số quan trọng nhất của một xy lanh thủy lực là: Đường kớnh lũng xy lanh (bore), thường được ký hiệu là D; đường kớnh cỏn (rod) – d và hành trỡnh làm việc
(stroke), tức là khoảng chạy của cỏn xy lanh, - s.
D và d biểu thị kớch cỡ và khả năng tạo lực đẩy/kộo cho xy lanh S biểu thị chiều dài và tầm với, khoảng làm việc của xy lanh đú.
3.2 Động cơ thủy lực.
Về cấu tạo và nguyờn lý làm việc của động cơ thủy lực tương tự như mỏy bơm thủy lực ( xem bài 2)
3.2.1. Bơm bỏnh răng. 3.2.2. Bơm trục vớt 3.2.3. Bơm cỏnh gạt 3.2.4. Bơm pittụng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
BÀI 4. CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC