2.4 Tính toán chọn bơm dầu và động cơ điệnBơm dầu Bơm dầu
Ta chọn dầu thủy lực ISO VG32: áp suất yêu cầu lớn nhất của bơm dầu là :
pB = + pycmax (2-6) trong đó :
pB - là áp suất bơm
- tổng tổn thất áp suất trong hệ thống
pycmax - là áp suất yêu cầu lớn nhất Ta có = p1 + p2
p1 là tổn thất qua van phân phối, lấy p1 = 2 bar
p2 là tổn thất qua đường ống bao gồm cả tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ
2 2 2 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 2 1 2 3 1 2 3 . . . . . . . 10 10 10 10 .( ) 2. . 2. . 2. . 2. L V L V L V p v v v g d g d g d g trong đó:
g – gia tốc trọng trường [9,81 m/s2]
v – vận tốc trung bình của dầu [m/s]
ξ – hệ số tổn thất cục bộ chảy ra khỏi ống
ɣ - trọng lượng riêng của dầu [8338,5 kg/m3]
L,d – chiều dài và đường kính của đường ống
� – hệ số tổn thất cục bộ chảy vào ống. giả sử cạnh đầu thẳng góc � = 0,5
Hệ số ξ phụ thuộc vào khủy ống, ở đây coi khủy ống là thẳng góc lấy ξ =1,2
2 2 2 2 2 2 2 0,5.1.1,5 .850 0,5.1.2,3 .850 0,5.1.1,5 .850 1,2 10 10 10 10. .8220,5.(1,5 3 1,5 ) 2.9,81.0,01 2.9,81.0,08 2.9,81.0,01 2.9,81 P Suy ra p2 = 653712,4 (N/m2) =6,54 bar Do đó = p1 + p2 = 2 + 6,54 = 8,54 bar Vậy ta tính được áp suất của bơm dầu là:
PB = 8,54 + 190 = 198,54 bar Nếu tính tổn thất trên các đoạn nối, đầu nối, bộ lọc ta lấy:
PB = 200 bar
Lưu lượng cần thiết cấp cho xilanh là 84,78(l/ph). Nên nếu chọn bơm nguồn có lưu lượng Q = 85 (l/ph) sẽ đáp ứng được yêu cầu lưu lượng của hệ thống
Căn cứ vào 2 thông số áp suất và lưu lượng ở trên cũng như điều kiện làm việc của hệ thống, ta thấy bơm bánh răng là sư lựa chọn phù hợp nhất do:
Bơm bánh răng có dải áp suất p= 100;250 bar
Kết cấu bơm bánh răng có kết cấu nhỏ gọn, thuận tiện cho việc lắp ráp và sửa chữa sau này.
Bơm bánh răng có giá thành khá thấp so với các loại bơm khác như: piston rotor hướng kính , Piston roto hướng trục, bơm cánh gạt,..
Ta chọn động cơ kéo bơm có số vòng quay n= 1450 (vg/ph). Đây là số vòng quay rất phù hợp với các loại bơm bánh răng. Do đó lưu lượng riêng của bơm được tính theo công thức: 3 84,78.10 58,46 1450 Q q n (cm3/vòng)
Ta có thể chọn bơm nguồn là bơm bánh răng có lưu lượng riêng q=63 (cc) thì lưu lượng thực tế của bơm là:
3
. 1450.63.10 91,35( / )
Q n q l ph
Ta chọn bơm bánh răng Boden BHP3BO-D-63 trong tài liệu tham khảocác thông số kỹ thuật như sau :
+ Lưu lượng riêng : q= 63 (cm3/vòng) + Áp suất làm việc lớn nhất : Pmax=250 bar + Tốc độlớn nhất là n= 2800 vòng/phút + Tốc độ nhỏ nhất là n= 400 vòng/phút
Động cơ điện:
Toàn bộ năng lượng của lưu lượng náy biến thành nhiệt, gây nên tổn thất công suất: . 190.91,35
28,3( ) 612 612
p Q
N kw
Nếu lấy tổng hiệu suất của bơm dầu là η= 0,8, thì công suất cần thiết của động cơ điện là: . 190.91,35 35,4( ) 612. 612.0,8 N p Q Ndc kw
Vậy để đảm bảo hệ thống làm việc ổn định và thực tế động cơ điện được sản xuất ta chọn loại động cơ có công suất là Ndc= 37 kW và n= 1450 vòng/phút.
2.5 Tính toán chọn các thiết bị phụ
- Chọn đồng hồ đo áp : chọn loại đồng hồ chân đứng áp suất lớn nhất là: 250kg/cm2
- Tính toán bể dầu
Kích thước bể dầu được tính toán dựa trên cơ sở đảm bảo về mặt tản nhiệt và hạn chế đến mức tối đa sự xoáy của dầu trong quá trình hoạt động của hệ thống. 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 hệ thống đường ống thủy lực phải luôn được điền đầy, không có gián đoạn.
Ta chọn bể dầu có dạng hình hộp chữ nhật. Các kích thước của bể dầu như sau : - Chiều ngang bể dầu : a (m)
- Chiều dài bể : b=2.a (m) - Chiều cao bể : H= a (m)
Thể tích của bể dầu cố định thường được tính theo công thức sau: V= ( 3 .Qv=( 3.91,35= 457
Trong đó :
V: thể tích bể dầu (l)
Qv: lưu lượng của bơm (l/ph)
Lấy V= 460 (l) . Do đó : V=a.b.H =a.2a.a=2a3 =0,46m3
Vậy a = 0,61 m = 610 mm b = 2a = 1220 mm H = a = 610 mm
Vậy kích thước bể dầu là a x b x H = 610 x 1220 x 610 là thuận lợi cho việc bố trí một số thiết bị thủy lực như động cơ điện, bơm, van thủy lực, nơi đổ dầu , bộ lọc, bộ làm mát nên ta có thể chọn kích thước này làm kích thước chính thức.
3.1. Sơ đồ mạch thủy lực