3.1.1 Chỉnh áp suất bơm
* Trước khi muốn chỉnh áp suất của bơm chúng t cần phải có những thiết bị cơ bản:
+ Đồngh hồ đo áp: phải đo lớn hơn khả năng gây áp suất của bơm hoặc khả năng chịu tải của hệ thống cũng như các cơ cấu chấp hành (xi lanh thủy lực, mô tơ thủy lực, hệ thống đường ống, van, …..
+ Van chỉnh áp suất với khả năng chỉnh áp lớn hơn 1,3 đến 1,5 lần áp suất định mức của bơm hoặc của hệ thống và lưu lượng chảy qua phải lớn hơn 1,2 đến 1,3 lưu lượng max của bơm là 375 l/p
* Cách thực hiện:
• Lắp bơm với động cơ kéo bơm lên trạm test ,kiểm tra khớp nối bơm về
độ chắc chắn độ đông trục sự ăn khớp,chân đế động cơ,ke gá bơm,lắp đường ống hút lọc hút sao cho phù hợp với lưu lượng của bơm (lượng dầu cho qua của bộ lọc,đường kính trong của ống hút với vận tốc dầu cho qua từ 1 đên 3 m/s.) kiểm tra độ khớp của ống hút.Lắp dường ống đẩy cho bơm (tôt nhất là một đoạn ống mềm với lưu lượng cho qua có vận tốc max khoảng 15 m/s.và áp suất 1,3 đến 1,5 áp suất max của bơm với chiều dài tối thiểu 1,5 m)
• Ban đầu ta phải mở van cầu dùng để gây tải để bơm đẩy tự do về thùng,
nới lỏng hoàn toàn lò xo nén của van chỉnh áp suất theo chiều ngược kim đồng hồ, đóng từ từ sau vai giây đóng hẳn van cầu gây tải dòng dầu qua bơm lúc này sẽ nén chủ yếu qua van chỉnh áp suất. xo trên van chỉnh
• Bắt đầu chỉnh độ nén của lò xo trên van chỉnh áp bằng vit chỉnh vặn theo
làm nhiều nấc khoảng 5 đến 10 bar để chỉnh đến áp suất làm việc, mỗi nấc chỉnh giữ khoảng 10 phút chay cho ổn định.
• Để kiểm tra khả năng đạt áp suất max của bơm ta chỉ cần chỉnh tới áp
suất làm việc định mức của nó sau đó vừa nhìn dồng hồ đo áp vừa chỉnh vít theo chiều tăng dần đến khi đạt áp suất max thì dừng ngay và sau khoảng 3 đến 5 giây đồng hồ thì mở van khóa cho bơm chảy trực tiếp về thùng tránh hỏng bơm.
• Ngừng bơm, kiểm tra lại hệ thống sau khi chạy thử chỉnh áp lần đầu. Nới
vít chỉnh (theo chiều ngược kim đồng hồ) của van chỉnh áp để lò xo nén được trở về trạng thái bình thường. Mở van khóa cho bơm chạy nén dầu trực tiếp vào thùng. Sau đó lặp lại như chỉnh áp lần thứ nhất, và làm lại lần ba như đã nói ở trên.
• Kết quả thử chỉnh áp suất được ghi vào bảng các thông số của bơm, đồng
hồ, van chỉnh ap (van áp suất, van tràn…), van cầu, lọc hút…để làm tài liệu xác nhận độ tin cậy của bơm và van.
• Đối với van chỉnh áp suất của hệ thống thì sau khi chỉnh đúng áp suất làm
việc của hệ thủy lực theo thiết kế thì khóa và cố định vít chỉnh bằng đai ốc công đảm bảo sự rung lắc cũng như những tác động bên ngoài không gây ảnh hưởng đến van chỉnh áp suất. Đảm bảo sự làm việc ổn định cho hệ thủy lực.
3.1.2 Kiểm tra, khắc phục công suất bơm
- Để kiểm tra xem bơm có phải bơm thủy lực yếu không chúng ta cần kiểm tra thời gian sử dụng có vượt quá tuổi thọ của bơm không, Sự kiểm tra bảo trì bảo dưỡng theo định kỳ của chúng, độ nhớt của chất lỏng giảm so với yêu cầu, độ kín của hệ đường ống, sự hư hỏng các cơ cấu chấp hành…
- Khi bơm yếu ta chỉ cần tháo ra bảo trì bảo dưỡng kiểm tra thay thế các chi tiết, cụm hỏng, xong chạy máy và test áp lại nếu đạt áp suất thì cho bơm làm việc tiếp, nếu không được thì tháo bơm thay các chi tiêt hỏng mà trong
catalog hướng dân sử dụng bơm.(Mặt chà, đĩa phân phối, cum block xi lanh- piston, …)
- Cách sửa chữa khắc phục bơm piston cũng làm tuần tự như các loại bơm khác: tháo bơm, kiểm tra, thay thế, sửa chữa các bộ phân có thể khắc phục được ,bảo trì bảo dưỡng lắp lại, hoàn thiện, test thử áp suất nếu đạt thì đưa vào sử dụng.
3.1.3 Kiểm tra nhiệt độ làm việc của bơm thủy lực
- Một bơm thủy lực làm việc nóng là do:
+ Lượng nhiệt sinh ra khi dầu (chất lỏng làm việc) bị nén ở áp suất cao để
cung cấp cho hệ thống thủy lực sinh công trên các cơ cấu chấp hành: các xi lanh di chuyển và gây tải, motor thủy lực quay tạo momen xoắn.Khi thực hiện xong áp suất đã tăng đủ, các cơ cấu chấp hành không còn sinh công nữa chất lỏng chủ yếu chảy qua trong đường xả của van áp suất và qua các khe hẹp của van, chất lỏng chảy với vận tốc cao trong hệ thống đường ống,ma sát trong hệ thống, …nên sinh ra nhiệt cho chất lỏng và truyền lượng nhiệt đó lên bơm và gây cho bơm nóng.
+ Lượng dầu quá ít không đủ để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với môi trường (để làm mát tự nhiên);Chế độ làm việc của máy không được xả tải khi máy không có nhu cầu gây tải).
- Cách khắc phục:
+ Thiết kế thùng dầu có khả năng thoát nhiệt tự nhiên tốt,có mặt thóang tối ưu lớn nhất.
+ Thiết kế hệ thủy lực thường xuyên được xả tải khi không cần gây tải (dùng van an toàn,van chỉnh áp suất hệ thống có xả tải;dùng bơm chỉnh đượclưu lượng;dùng van phân phối có xả tải như mạch 3C3;3C6;dùng van một chiều hoặc van một chiều có điều khiển để dự tải);thiết kế hệ đường ống ngắn nhất ít chỗ uốn gấp khúc ít ma sát nhất).
3.1.4 Kết quả
Tên máy bơm: A4VSO 250
Bảng 3. 1 Thông số và kết quả thử bơm
Nội dung Yêu cầu Kết quả
Kiểm tra áp suất 310 bar Pass
Kiểm tra thời gian 30 min Pass
Kiểm tra nhiệt độ 400C Pass
Kiểm tra độ rò rỉ
No Pass
3.2 Tính toán, thiết kế đế chọn van, đế van 3.2.1 Các loại van thủy lực 3.2.1 Các loại van thủy lực
Ta có bảng thông số hệ thống bơm:
Bảng 3. 2 Thông số hệ thống bơm
Lưu lượng bơm 375 l/p
Công suất 220,625 KW Áp suất 450 bar Moomen xoắn 1391,25 Đường kính ống hút 30 mm Đường kính ống xả 24 mm Đường kính ống đẩy 9 mm Motor điện 0,37 KW
+Van phân phối dầu: Người dùng có thể sử dụng van gạt tay hoặc dùng van điện từ. Chức năng của nó là đóng mở, cung cấp và phân phối dòng dầu thủy lực đến các thiết bị chấp hành theo đúng yêu cầu. Với những bộ nguồn thủy lực đơn giản, ít làm việc thì khi tính toán thiết kế bộ nguồn thủy lực, kỹ sư sẽ chọn van gạt tay. Những hệ thống hoạt động liên tục, môi trường khắc nghiệt thì van điện từ là giải pháp tốt nhất. Nó có thể kết hợp với thiết bị hẹn giờ để tự động làm việc.
Hình 3. 1 Các loại van bi
+ Van tiết lưu: Chức năng của nó là điều chỉnh lưu lượng dầu qua van. Thông qua nó, người dùng có thể tác động điều chỉnh tốc độ của động cơ cũng như các chấp hành.
+ Van một chiều: Van luôn dùng trong các trạm nguồn với nhiệm vụ bảo vệ bơm, cho dòng chảy theo 1 chiều duy nhất, ngăn chặn dầu chảy ngược và hạn chế rò rỉ.
+ Van 2 chiều: Van đảm bảo cho dòng chảy được 2 chiểu
+ Van an toàn thủy lực: Đây là 1 thiết bị có khả năng bảo vệ thống khi giúp áp suất ở cửa ra luôn ở trong phạm vi an toàn. Nếu có sự cố khiến áp suất tăng cao, van sẽ mở cửa để dầu xả về thùng chứa làm hạ áp nhanh chóng.
3.2.2 Tính chọn van
- Áp suất max pmax = 450 bar - Lưu lượng Q = 375 (l/p)
Hình 3. 2 Van RQ5-P6-41
- HYDRAULIC SYMBOL
- Nguyên tắc vận hành
Hình 3. 4 Ruột van
• Van giảm áp vận hành thí điểm, với cửa chớp và con dấu hình nón. • Gắn phụ kiện theo tiêu chuẩn ISO 6264 tiêu chuẩn.
• Khả năng điều khiển từ xa bằng cổng X (xem Thủy lực bảng ký hiệu). • Các van RQ * -P cho phép sử dụng toàn bộ dòng chảy của bơm ngay cả
với các giá trị áp suất gần giá trị cài đặt.
• Các lối đi rộng cho phép giảm áp suất giảm, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của nhà máy.
- Hiệu suất:
Bảng 3. 3 Bảng hệ thống hiệu suất của van
- Đặc điểm curves:
Hình 3. 6 Áp suất được điều khiển tối thiểu
- Dòng chảy thủy lực
• Sử dụng chất lỏng thủy lực gốc dầu khoáng loại HL hoặc HM, theo ISO 6743-4.
+ Đối với những chất lỏng này, hãy sử dụng NBR.
+ Đối với loại chất lỏng HFDR (photphat este) sử dụng con dấu FPM (mã V). • Sử dụng chất lỏng ở nhiệt độ cao hơn 80°C gây ra sự phân hủy nhanh
hơn của chất lỏng và các đặc tính của phớt.
- Kích thước tổng thể van RQ5
Hình 3. 7 Kích thước tổng thể van
1: Bề mặt gắn với vòng đệm:N. 2 hoặc 3118 (29,82x2,62) 90N.1 hoặc 109(9.13x2.62) 90 .
2: Đầu lục giác điều chỉnh vít. Cần kéo 13. Xoay chiều kim đồng hồ để tăng sức ép.
3: Đồng hồ đo áp suất cổng 3/8 BSP
Hình 3. 8 Núm điều chỉnh
+ Các van RQ có thể được trang bị núm điều chỉnh SICBLOC. Để vận hành nó, hãy đẩy và xoay ở cùng thời gian.
3.2.3 Tính toán thiết kế đế van
Ta có bảng thông số hệ thống bơm:
Bảng 3. 4 Thông số thiết kế đế van
Lưu lượng bơm 375 l/p
Công suất 220,625 KW
Áp suất 450 bar
Moomen xoắn 1391,25
Bản vẽ chân đế van:
Sơ đồ 3. 1 Bản vẽ đế van
- Cấu tạo đế van:
• Cấu tạo đế van thủy lực có dạng hình hộp chữ nhật, được làm hoàn toàn
bằng kim loại bền như: innox, thép, gang. Trên bề mặt đế van có các lỗ để bắt vít và cho dầu đi qua. Chính vì thế mà nó còn được gọi là đế chia dầu.
• Lưu ý đến các lỗ trên bề mặt van, độ sâu khi khoan phải đúng với thiết kế.
Vị trí tương quan khi bố trí các lỗ phải được đảm bảo, tránh quá gần hoặc đụng nhau.
• Mỗi đế van thủy lực sẽ có kích thước, thông số riêng và phù hợp với một số
loại van thủy lực khác nhau nên khi chọn lựa, khách hàng cần suy tính, cân nhắc kỹ lưỡng. Tùy vào mục đích sử dụng, vị trí lắp đặt cũng như số lượng van lắp mà lựa chọn đế sao cho phù hợp nhất.
+ Trong hệ thống thủy lực, ngoài các thành phần chính thiết yếu để hệ thống vận hành như bơm, mô tơ, xi lanh, van, ống thì đế van thủy lực cũng thành phần không thể thiếu để hệ thống vận hành năng suất, hiệu quả.
+ Đế van thủy lực được dùng để lắp đặt các van thủy lực lên trên nó. Nó được thiết kế tương đối gọn nhẹ, có độ bền cao và không chiếm nhiều không gian trong hệ thống. Đế van có nhiều loại, được dùng để lắp cho 1 van hoặc nhiều van xếp chồng lên nhau, tùy thuộc vào sơ đồ hệ thống thủy lực của bạn.
3.3 Kết luận chọn van
- Biết được kết quả cũng như cách thức thử bơm
- Tìm hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của van RQ5-P6-41 - Biết được cấu tạo chân đế van và cách thức hoạt động của nó
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG BƠM 4.1 Mô phỏng bơm Rexroth A4VSO
Ta có sơ đồ động học của bơm
Sơ đồ 4. 1 Sơ đồ dòng chảy bơm
1: Bơm thủy lực với lưu lượng cố định B: Pressure port 2: Van phân phối thủy lực 3/2 B1: 2nd Pressure port
3: Xi lanh đơn K1, K2, U: Flusing ports
4: Tay gạt T: Oil drain
B: Cổng áp suất R(L): Oil filling +air bleed
S: Suction port
- Trục truyền động cho máy bơm: có các van điều chỉnh (swash plate valve) tấm chắn sau đó chúng ta có tấm xoay, sau đó đến các piston đang chuyển động qua lại bên trong các tấm xoay được nên đó là xilanh để xoay các piston được bố trí bên trong khối hình trụ và chúng có thể tự do trượt trên tấm swash nên những gì chúng ta có thể thêm đó là dầu ra của chúng ở dưới và đầu vào ở trên cùng - Vị trí bố trí các piston mà bạn có thể thấy khi các khối trụ quay quanh các piston cũng xoay cùng với khối trụ trượt qua tấm swash, vì vậy đó là piston đã
2
1
3
được bố trí bên trong cho thấy chúng được sắp xếp như thế nào bên trong khối để có dầu vào và dầu ra
- Các piston được đặt bên trong khối xilanh nên khi giếng được điều áp, áp suất sẽ vào van dẫn đến góc của tấm chắn thay đổi do đó chúng ta có thể thấy khi góc của tấm chắn thay đổi thì piston thực sự đang di chuyển trở lại, bạn có thể thấy rằng chuyển động của piston trở lại dẫn đến một lực hút ở trên cùng, piston sẽ di chuyển trở lại và ở phía dưới, sự thay đổi về góc của tấm swash do đó chúng ta có nhiều piston hơn. Ở góc nghiêng của tấm đĩa, chúng ta có một tấm xoay thẳng đứng hoặc ở góc 900 thì không có dòng chảy nào xảy ra bên trong một máy bơm. Piston dịch chuyển lưu lượng hướng trục nhưng nó trở nên thay đổi theo góc tấm chắn khi nó tăng hoặc giảm, vì vậy chúng sẽ kết thúc như thế nào và piston quay nhưng không có chuyển động tịnh tiến đối với piston tất cả ở đó bởi vì đĩa xoay nằm dọc ở đó nên không có dòng chảy xảy ra và khi điều áp van để góc đĩa xoay có thể thay đổi. Có thể thấy nó ở độ thứ n khi áp lực chạm vào góc của tấm swash thay đổi thành 800 có thể thấy nước 100. Vì vậy phần trên cùng của tấm swash di chuyển trở lại và ở phía dưới tấm swash di chuyển về phía trước và nhìn vào piston di chuyển trở lại và sau đó là chuyển động qua lại xảy ra. Các piston ở trên cùng quay liên tục và sẽ tạo ra 1 lực hút và các pit-ton ở dưới cùng sẽ tạo ra sự phóng điện, các piston ở đầu dưới cùng sẽ tạo ra sự phóng điện. Với sự phóng điện nên khi xilanh quay và khi những góc này tăng lên sẽ có nhiều lực hút hơn và xả ra nhiều hơn và khi những góc này giảm xuống thì chúng ta có ít hơn trên và xả ít hơn, đó là lý do tại sao nó được gọi là máy bơm dịch chuyển thay đổi vì vậy sự dịch chuyển biến đổi này phụ thuộc swash plate
Nguyên lý:
- Khi bơm piston quay với nguyễn lý bơm tuần hoàn sẽ taoj ra dòng chảy chất lỏng, dòng chảy sẽ tới các van phân phối, kết hợp với các piston- cylinder, quay quanh ổ đĩa tạo ra các chuyển động nghịch thu hút các chất lỏng vào xi lanh đơn sau đó loại bỏ nó ra và tạo ra dòng chảy
* Mô phỏng dòng chảy bơm - Lưu lượng 365l/p
4.2 Mô phỏng hệ thống thủy lực: Hệ thống thủy lực: Hệ thống thủy lực: Sơ đồ 4. 2 Hệ thống thủy lực 1: Động cơ điện 2: Bơm 3: Thùng dầu 4: Chỉnh áp 5: Đồng hồ đo áp 6: Lọc hồi - Video hệ thống bơm
- Mở van bướm để dầu chảy vào hệ thống
- Vị trí đóng mở của van được cố định
- Đổ đầy dầu nhớt
- Ban đầu khi đổ dầu ta nên đóng van bi
- Sau khi đóng van có thể