- Sau khi đã liệt kê đầy đủ các thiết bị, cụm thiết bị thủy lực cần thiết, đồng thời điều chỉnh kích thước sao cho phù hợp, ta tiến hành liên kết
2.3.4. Nghiên cứu sự thay đổi của áp suất dầu trong xi lanh thủy lực nâng hạ mâm khoan
trong xi lanh thủy lực nâng hạ mâm khoan
Với mục đích khảo sát sự thay đổi áp suất dầu khi khởi động cho xi lanh bắt đầu ép và trong trường hợp lực cản đầu cọc là lớn nhất chưa xét trường hợp lực cản thay đổi theo chiều sâu khoan, mô hình động lực học như hình 2.26.
Hệ phương trình động lực học của piston được viết dưới dạng hai phương trình sau:
+ Phương trình cân bằng lực:
p.Spt = Fc +m. (2.5) + Phương trình lưu lượng :
Q=Spt.v+ .p+ (2.6)
x
D
p
Fc
Hình 2.36.Các thông số của động cơ thủy lực quay mâm khoan thay đổi theo thời gian
1 - Tốc độ động cơ; 2 -Áp suất vào; 3 - Áp suất ra
Trong đó:Rh- Hệ số tính đến tổn thất lưu lượng; E- Môđun đàn hồi của dầu thủy lực; m- Khối lượng mâm khoan qui dẫn về cán piston; Q- Lưu lượng ; v- Vận tốc piston; V- Thể
tích làm việc của chất lỏng công tác; p- Áp suất dầu công tác của mạch thủy lực; Spt- Diện tích piston; Fc- Phản lực lớn nhất ở đầu cán piston.
Với v = , , từ phương trình (2.5) => (2.7) Từ phương trình (2.6) ta có:
hay (2.8)
Áp lực dầu trong xi lanh thay đổi ảnh hưởng đến lực tác dụng lên đỉnh piston theo công thức:
Hình 2.18. Sự thay đổi của áp suất dầu theo thời gian
(2.9)
Giải các phương trình vi phân (2.7), (2.8) ở trên bằng phần mềm Matlab - simulink có sơ đồ khối như trên hình 8.Chạy chương trìnhvới các thông số cụ thể: Q = 0,0001 m3/s ; E = 1,77.109 N/m2 ; V = 0,006023 m3 ;Spt = 0,005024 m2; m = 2000 kg; Rh = 2.1010 Ns/m5
Ta được kết quả trên các hình 2.18 và hình 2.19 như sau:
+ Áp suất dầu dao động trong khoảng thời gian 1 giây và ổn định ở giá trị 3,4.107 N/m2.
+ Lực ép của piston dao động trong khoảng thời gian 1 giây và ổn đinh ở giá trị
1,5.105 N
Ngoài các giá trị của áp suất và lực như trên, còn thu được các giá trị của chuyển vị, vận tốc và gia tốc của xi lanh thuỷ lực theo thời gian làm việc.
Bằng cách thay đổi các giá trị khác nhau của hệ số tổn thất lưu lượng Rh thấy rằng: khi tăng hệ số tính đến tổn thất lưu lượng dầu dẫn tới thời gian dao động của
0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 3 .5 4 4 .5 50 0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3x 1 0 5 T h o i g ia n (s ) Lu c e p ( N)
trình khởi động ép mâm khoan lớn, nó có thể gấp nhiều lần khi máy làm việc ổn định.
Để có thể giảm lực động lớn nhất và thời gian tác dụng của nó thì có thể giảm thiểu tối đa sự tổn thất dầu trong quá trình sử dụng hoặc giảm thiểu tối đa sự tác dụng của lực động đến các chi tiết bằng các phần tử thủy lực làm nhiệm vụ giảm chấn là van tiết lưu.
Trong trường hợp khi lực cản Fc thay đổi theo một quy luật nào đó theo chiều sâu khoan thì chương trình tính toán ở trên cũng hoàn toàn giải quyết được bài toán động lực học của hệ thống.