Bài tập Kỹ thuật thủy lực và khí nén - Phần I: Thủy lực

Nội dung text: Bài tập Kỹ thuật thủy lực và khí nén - Phần I: Thủy lực

1. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 7A.4: - Bơm có lưu lượng không đổi cung cấp lưu lượng cho xilanh tác động kép. - Trạng thái của xilanh được điều khiển bằng van phân phối 4 cửa 3 trạng thái điều khiển bằng cuộn solenoid. - Trạng thái không tác động cuộn solenoid ngõ P ngắt A, B thông T. Dầu qua van tràn về bể. - Van 1 chiều có điều khiển có tác dụng giữ tải, khi có tác động từ ngõ điều khiển van mở. - Mạch được bảo vệ bởi van giới hạn áp suất trực tiếp. NHÓM 1 – CK10KSTN 81
2. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bai 7A.6: Giai thich hoat đông:  Mach thuy lưc đăc trưng cho cơ câu tac đông tuân tư.  Khi dâu đươc bơm lên, gia sư ô bên trai van phân phôi đươc kich hoat, thi dâu se qua van ôn tôc đây piston 2 đi lên.  Sau khi đi hêt hanh trinh cua piston 2, ap suât hê thông se tăng lên , đên khi vươt qua gia tri cai đăt cua van tuân tư 1 thi dâu se tran qua van tuân tư 1 đây piston 1 thu vê.  Sau khi đi hêt hanh trinh piston 1, thi ap suât trong hê thông tăng cho đên khi đat gia tri cao nhât cai đăt tai van an toan thi se tran qua van an toan trơ vê bê chưa dâu.  Trương hơp nêu ô bên phai van phân phôi đươc kich hoat , thi dâu se đi qua nhanh bên phai. Do van tuân tư 2 la van thương mơ nên dâu se đi qua van tuân tư nay, đây piston 1 đi ra.  Khi piston 1 đi hêt hanh trinh , ap suât trong mach tăng lên lam van tuân tư 2 bi khoa, ap suât tiêp tuc tăng đên khi đat gia tri cai đăt tai van tuân tư 3 thi dâu se tran qua van tuân tư 3, đây piston 2 đi xuông.  Khi piston 2 đi hêt hanh trinh, ap suât mach tăng lên đên gia tri cai đăt cua van an toan thi se thoat qua van an toan trơ vê bê chưa dâu.  Mach co van ôn tôc nhanh điêu chinh tôc đô khi xylanh 2 đi xuông, vi đo la hanh trinh lam viêc cua xylanh. NHÓM 1 – CK10KSTN 83
3. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bai 7A.7: Giai thich hoat đông:  Mach thuy lưc may chân đơn gian vơi cơ câu kep chăt.  Dưa vao bang trang thai ta dễ dang xac đinh cac chưc năng cua mach.  Trương hơp 1: . Chê đô không hoat đông. . Đông cơ không hoat đông.  Trương hơp 2: . Chê đô im lim. . Dâu se đươc bơm tư bê , qua van phân phôi 2 va chay vê bê thông qua hê thông lam mat gôm van môt chiêu va bô loc.  Trương hơp 3: . Chê đô không tai va không kep chăt. . Dâu đươc bơm tư bê qua van phân phôi 2, do ô bên trai van phân phôi 2 đươc kich hoat nên dâu tiêp tuc qua van phân phôi 3 va đây xylanh 2 lui vê. . Lưu y đương điêu khiên cua van 1 chiêu nôi vơi đương dâu nên co ap , lam cho van 1 chiêu mơ đê thông dâu vê bê. . Đương dâu con lai không qua van phân phôi 5-6 đươc vi đang ơ trang thai đong.  Trương hơp 4: . Chê đô kep chăt. . Dâu đươc bơm tư bê q ua van phân phôi 2, do ô bên trai van phân phôi 2 đươc kich hoat nên dâu tiêp tuc qua van phân phôi 3. Do ô bên trai van phân phôi 3 đươc kich hoat nên đây xylanh 2 đi ra, kep chăt chi tiêt. Ap suât trong mach se tăng lên va đươc nap vao binh tich ap cho đên khi đat gia tri cai đăt cua công tăc ap suât , thi công tăc ap suât chuyên trang thai.  Trương hơp 5: . Chê đô ha xuông (ep chi tiêt): . Hoat đông ban đâu y như trương hơp 4. Sau đo, do công tăc ap suât đôi trang thai lên 1 nên kich hoat cuôn dây 6 cua van phân phôi 5-6. Dâu đươc bơm lên xylanh 1 lam cho xylanh ha xuông đê ep chi tiêt.  Trương hơp 6: . Chê đô nhâc lên: . Sau khi ơ chê đô 5, cuôn dây 6 bi ngăt điên va cuôn dây 5 co điên. Khi đo dâu đươc bơm vao phân dươi xylanh, đây cho xylanh đi lên, tha chi tiêt ra. NHÓM 1 – CK10KSTN 85
4. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 7A.8: Hê thông may nâng (con đôi). Bai 7A.9: Giai thich hoat đông:  Mach thuy lưc tac đông song song.  Mach kha đơn gian, bao gôm cac cơ câu châp hanh xylanh , motor thuy lưc va van phân phôi 6 cưa 3 vi tri.  Sư hoat đông cua cac cơ câu châp hanh la đôc lâp,không anh hương lân nhau.  Giai thich hoat đông cho xylanh: . Gia sư ô phia trên cung cua van phân phôi 6/3 đươc kich hoat, dâu se đươc bơm vao phân dươi cua xylanh, đây piston đi lên. . Nêu ô dươ i cung cua van phân phôi 6/3 đươc kich hoat , dâu se đươc bơm vao phân trên cua xylanh, đây piston đi xuông.  Giai thich hoat đông cho motor thuy lưc: . Gia sư ô phia trên cung cua van phân phôi 6/3 đươc kich hoat, dâu se đươc bơm vao motor theo môt chiêu, lam motor quay theo môt chiêu. NHÓM 1 – CK10KSTN 87
5. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN . Nêu ô dươi cung cua van phân phôi 6/3 đươc kich hoat , dâu se đươc bơm vao motor theo chiêu ngươc lai , lam motor quay theo chiêu ngươc lai. . Đương dâu ơ giưa bi khoa lam cho cac cơ câu phia sau no khog 6n thê hoat đông đươc.  Ngoai ra mach con co van an toan đê giơi han ap suât lam viêc cho hê thông , bô loc dâu va bô lam mat. Hình 7A.10: Hê thông di chuyên kêt nôi kiêu nôi tiêp. Bai 7A.11: Giai thich hoat đông:  Mach thuy lưc tac đông nôi tiêp.  Mach kha đơn gian , chi la sư kêt hơp cua 2 loai mach ơ trên . Trong đo 2 xylanh va motor thuy lưc đâu tiên la kêt nôi kiêu song song, con 2 motor thuy lưc cuôi la kêt nôi kiêu nôi tiêp.  Sư hoat đông cua 2 xylanh va motor thuy lưc đâu tiênđôc lâp . Chi co 2motor thuy lưc cuôi la phu thuôc , chi co môt motor đươc hoat đông tai môt thơi điêm.  Giai thich hoat đông cho 2 xylanh va motor thuy lưc đâu tiên: . Gia sư 1 trong 3 cơ câu trên hoat đông thi đương dâu vân thông vơi cac cơ câu con lai thôngqua đương dâu phu , vi vây cac cơ câu hoat đông không phu thuôc nhau.  Giai thich hoat đông cho 2 motor thuy lưc cuôi: NHÓM 1 – CK10KSTN 89
6. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 7A.12: Hê thông mach vòng kin với motor thuy lưc quay 1 chiêu. Bai 7A.13: Giai thich hoat đông:  Hê thông mach vong kin vơi motor quay 2 chiêu.  Mach kha phưc tap vơi đông cơ nô găn nôi truc vơi bơm thuy lưc quay 2 chiêu thay đôi lưu lương riêng.  Dâu đươc lây tư đâu ra cua motor thuy lưc va đưa vao đâu vao cua bơm thuy lưc, sau đo dâu đươc bơm vao lai đâu vao cua motor thuy lưc . Sau đo dâu tư đâu ra cua motor lai đươc đưa vê đâu vao bơm thuy lưc tao thanh môt vong kin.  Mach co thêm hê thông bu dâu đê bu lai lương dâu bi ro ri qua hê thông.  Ngoai ra mach con co bô loc , bô lam mat va van an toan giơi han ap suât lam viêc cho mach.  Nêu qua tai hay qua ap xay ra, gia sư dâu đươc bơm vao nhanh trên cua mach, dâu se chay qua van giơi han ap suât 2, đông thơi se kich hoat ô trang thai trên cung cua van phân phôi 3/3 lam cho dâu thông trơ vê bê . Đông thơi van 1 chiêu bi đong se lam cho dâu tư hê thông bu dâu se tra n qua van giơi han ap suât 1 trơ vê bê. NHÓM 1 – CK10KSTN 91
7. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN BÀI TẬP VỀ NHÀ 10  Bài tập A3.1 đến A3.17 sách Power Hydraulics Bài A3.1: Hai bơm thủy lực được điều khiển bởi một bộ nguồn duy nhất. Một bơm đòi hỏi một nguồn cung cấp liên tục lưu lượng 15l/min, bơm còn lại có lưu lượng thay đổi từ 4 đến 18l/min. Các bơm hoạt động ở áp suất từ 80 - 100 bar và có thể được sử dụng riêng rẽ hoặc cùng một lúc. Vẽ một mạch bơm phù hợp và tính toán công suất động cơ đầu vào lý thuyết. Giải Sử dụng 1 bơm có lưu lượng cố định. Lưu lượng lý thuyết của bơm =25lít/phút (cho phép thêm vào xấp xỉ 10%). Vì thế, lưu lượng cần thiết của bơm =27,5 lít/phút. Áp suất lớn nhất của hệ thống =150 bar.( (cài đặt áp suất cho van an toàn cao hơn 10%) Vì thế, cài đặt áp suất van an toàn = 165 bar. Lưu lượng và áp suất có giá trị nằm trong khoảng giá trị của bơm bánh răng (xem bảng 2.4 cung cấp một cách chi tiết về những đơn vị của bánh răng). Giả sử động cơ điều khiển có tốc độ 1440 vòng/phút. Vậy theo tiêu chuẩn ta có thể chọn động cơ có tốc độ 1500 vòng/ phút. Vậy lưu lượng đầu ra cần thiết của động cơ 1500 vòng/phút là : 1500 27.5x= 28.7 lít/phút. 1440 Từ bảng 2.4 bơm bánh răng tiêu chuẩn gần nhất là: (a) 1PL 060 có giá trị lưu lượng danh nghĩa là 28,1 lít/phút ở tốc độ quay 1500 vòng/phút (tương đương với 27 lít/phút ở tốc độ quay 1440 vòng/ phút). Áp suất làm việc lớn nhất là 250 bar. Bơm này chỉ được dùng với hệ thống tiêu chuẩn. (b) 1PL 072 có giá trị lưu lượng danh nghĩa là 33.6 lít/phút ở tốc độ quay 1500 vòng/phút (tương đương với 33.2 lít/phút ở tốc độ quay 1440 vòng/ phút). Áp suất làm việc lớn nhất là 210 bar. (c) 2PL 090 có giá trị lưu lượng danh nghĩa là 41.5 lít/phút ở tốc độ quay 1500 vòng/phút (tương đương với 26.6 lít/phút ở tốc độ quay 960 vòng/phút). Đây là loại bơm hầu như có thể thay thế một cách chính xác bơm (a) nhưng giá thành cao hơn vì bơm lớn hơn và dùng động cơ điện có số vòng 960 vòng/phút. Trường hợp này chỉ thích hợp khi dùng lưu chất chống cháy nhưng yêu cầu bài toán là dùng dầu khoáng. Công suất thủy lực cần thiết của hệ thống trong 10s đầu tiên của chu trình: 25x150 kW= 6.25 kW 600 Công suất thủy lực cần thiết của hệ thống sau 30s: NHÓM 1 – CK10KSTN 93
8. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hai bơm có thể sử dụng được từ một số nhà sản xuất bơm bánh răng, nhưng sử dụng giới hạn trong những khoản đơn vị. Bảng 2.5 cho thấy một sự lựa chọn những đơn vị mà có thể đạt được bằng nhiều cách kết hợp. Hệ thống là trục thời gian và vì thế điều khiển bộ định giờ có thể thực hiện bằng cách nhấn on/off . Chọn lưu lượng thực của bơm từ bảng 2.5 là 22.9 lít/phút và 5.7 lít/phút có kích thước là 4 và 16 từ bảng 2.5, ở tốc độ quay 1440 vòng/phút và 175 bar, lưu lượng sẽ có giá trị tương tự ở 165 bar. (sự giảm áp suất trong hệ thống cải thiện lưu lượng bằng cách giảm sự rò rỉ) NHÓM 1 – CK10KSTN 95
9. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài A3.4: Một xy lanh thủy lực tác dụng kép. Tốc độ xy lanh phải được điều chỉnh dễ dàng và độc lập với sự thay đổi về độ nhớt dầu và tải. Xy lanh phải có khả năng tự giữ ở bất kì vị trí nào. Vẽ một mạch thủy lực phù hợp. Giải NHÓM 1 – CK10KSTN 97
10. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài A3.6: Một xy lanh thủy lực có phạm vi di chuyển là 1m và được yêu cầu phải tác dụng một lực đẩy về phía trước tương đương 10 tấn, lực kéo về sẽ là 0,1 tấn và để tránh thiệt hại cho hệ thống tải trọng không bao giờ được vượt quá 1 tấn. Nếu áp suất hệ thống được giới hạn 140 bar. Tính toán kích thước phù hợp tiêu chuẩn của xy lanh. Nếu thời gian chu kỳ là 20 giây, ước tính kích thước phù hợp của máy bơm. (Bỏ qua tất cả các tổn thất) Vẽ một mạch cho hệ thống này với các van điều khiển và bơm. Giải NHÓM 1 – CK10KSTN 99
11. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Tổng công lý thuyết cung cấp = 7.4x20 kW =148 kJ Tổng công có ích: = (6.25x5/2) + (3.3 x 10/2) kJ = 32.12 kJ Hiệu suất của hệ thống là thương số giữa công có ích và công lý thuyết cung cấp: 32.12x100 = = 21.7% 148 Hai bơm có thể sử dụng được từ một số nhà sản xuất bơm bánh răng, nhưng sử dụng giới hạn trong những khoản đơn vị. Bảng 2.5 cho thấy một sự lựa chọn những đơn vị mà có thể đạt được bằng nhìu cách kết hợp. Hệ thống là trục thời gian và vì thế điều khiển bộ định giờ có thể thực hiện bằng cách nhấn on/off . Bài A3.7: Một máy nghiền được điều khiển thủy lực. Một cách bố trí của đơn vị được thể hiện trong hình A.25. Hai con lăn được điều khiển bởi một động cơ thủy lực tốc độ chậm, tốc độ ổ đĩa tối đa là 55 và 65 vòng/ phút. Nếu một mảnh vật liệu rơi vào vị trí con lăn được điều khiển bằng một xi lanh thủy lực có thể bị khóa để cho khoảng cách tối thiểu giữa các con lăn có thể chịu được như một lò xo chịu va đập. Áp lực tối đa ở xi lanh là 200 bar. Vẽ một mạch phù hợp thủy lực (Lưu ý các con lăn sẽ có thể đảo ngược nếu một mảnh vật liệu bị kẹt giữa chúng.) Bơm chịu được áp lực tối đa 300 bar. Chọn lưu lượng thực của bơm từ bảng 2.5 là 22.9 lít/phút và 5.7 lít/phút có kích thước là 4 và 16 từ bảng 2.5 , ở tốc độ quay 1440 vòng/phút và 175 bar, lưu lượng sẽ có giá trị ở 165 bar. ( sự giảm áp suất trong hệ thống được bỏ qua) Giải Với bộ lọc như trong hình 2.31 thì dầu chảy liên tiếp qua bộ lọc bất chấp hệ thống tắt hay mở tả và tất cả dầu được bơm này đều được lọc. Nếu chỉ có 1 bộ lọc ở vị trí thay thế thì chỉ có dầu trong hệ thống được lọc, và thiết bị lọc sẽ lệ thuộc vào hoạt động của cuộn dây từ tính (a) và (b). Lưu lượng mạch được điều khiển bởi những van dùng tín hiệu điện (a) và (b). Khi cả 2 cuộn từ tính không hoạt động, lưu lượng của 2 bơm trở về bồn chứa với áp suất thấp nên tổn hao năng lượng ít. Khi 1 cuộn từ tính hoạt động thì đường về bồn chứa bị khóa và bơm cấp lưu lượng cho mạch. NHÓM 1 – CK10KSTN 101
12. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN NHÓM 1 – CK10KSTN 103
13. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN 150bar bởi bơm bù trừ áp suất với năng lượng áp suất dư tổn hao thành nhiệt qua van điều khiển lưu lượng. 20x150 Công suất thủy lực trong khoảng 20 tới 30 giây = (kW) = 5 kW 600 6.25x5 3.3x10 Hiệu suất của hệ thống = ++(6.25x5) (5x10) 22 32.125 = x100 81.25 = 39.5% Thời gian trung bình của năng lượng thất thoát do nhiệt 81.25− 32.125 kW =  30 s = 1.64 kW NHÓM 1 – CK10KSTN 105
14. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 2.38 biểu diễn năng lượng cung cấp bởi bơm và năng lượng sử dụng (5x6.25x0.5)+ (10x3.3x0.5) x100 25x 4.54 của hệ thống. Hiệu suất của hệ thống = (năng lượng cần thiết cho hệ thống)/(năng lượng cung cấp) Lưu lượng cung cấp của bơm sẽ bằng với yêu cầu của mạch nhưng áp suất ở cổng ra của bơm sẽ bằng với thiết bị bù trừ áp suất của bơm. 25x150 (kW) Công suất thủy lực cung cấp trong khoảng 5 tới 10 giây = 600 = 6.25 kW Mặc dù lưu lượng cung cấp của bơm chính xác theo yêu cầu hệ thống,nhưng áp suất mở bơm phải được chỉnh lại. Nếu áp suất của bơm cung cấp cũng có thể thỏa mãn áp suất hệ thống, hiệu suất thủy lực sẽ là 100%. Tuy nhiên, để thỏa mãn áp suất thì van điều khiển áp suất dùng cài đặt tốc độ actuator phải bị loại trừ. Điều này có thể làm được nhờ vào bơm điều khiển servo và điều khiển bơm piston bởi một CAM mặt bên. CAM mặt bên có thể làm ổn định lưu lượng yêu cầu của hệ thống. Áp suất mở sẽ kích hoạt áp suất tải. Tuy nhiên, kiểu hệ thống này không tiện lợi lắm như việc cần thiết can thiệp vào tốc độ nên phải chọn một CAM mặt bên khác. Đây là một giải pháp cho những máymóc tự động có thời gian hoạt động liên NHÓM 1 – CK10KSTN 107
15. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Để tính toán lưu lượng cực đại từ bình tích áp tìm thời gian trung bình mà lưu lượng chảy từ bơm đến hệ thống ( xem hình 2.29) Lưu lượng tới hệ thống: = 25 lít/phút trong 5s + 20 lít/phút trong 10s = (25/60 x 5) + (20/60 x 10) = 5.42 lít/chu kỳ Lưu lượng trung bình của 1 chu kỳ là: 5.42 = lít / phút 0.5 = 10.84 lít/phút = 0.18 lít/s Lưu lượng của lưu chất vào hay ra của bình tích áp có thể được tính bằng cách nhân lưu lượng với thời gian chảy. (v) Lưu lượng giữa 0 và 5 giây: Bơm cung cấp = 0.18 lít/s Hệ thống yêu cầu = 0 Lưu lượng chảy vào bình tích áp là 0.18 lít/s Lưu lượng chảy vào bình tích áp giữa 0 và 5s là 0.18 x 5 = 0.9 lít (vi) Tương tự giữa 10 và 20 giây lưu lượng của bơm vào bình tích áp: = 0.18 x 10 = 1.8 lít (vii) Trong khoảng từ 5 tới 10 giây: Bơm cung cấp: 0.18 lít/s Mạch yêu cầu là: 25 lít/phút = 0.417 lít/s Lưu lượng từ bình tích áp là: 0.417 – 0.18= 0.237 lít/s Lưu lượng từ bình tích áp giữa 5 và 10 giây là: 0.237 x 5 = 1.185 lít.s (viii) Trong khoảng thời gian từ 20 đến 30s: Bơm cung cấp: 0.18 lít/s Mạch yêu cầu: 20 lít/phút = 0.333 lít/s Lưu lượng từ bình tích áp: 0.333 – 0.18 = 0.153 lít/s Lưu lượng từ bình tích áp giữa 5 và 10 giây là: 0.153 x 10 = 1.53 lít.s Lưu lượng của dầu xem ở hình 2.33. Thể tích dầu dự trữ trong bình tích áp là biên độ lớn nhất của hình 2.33, i.e.1.53 + 0.285 = 1.815 lít.s Áp suất làm việc lớn nhất của hệ thống là áp suất lớn nhất còn làm việc an toàn với hiệu suất thấp nhất của các thiết bị. Trong trường hợp này, giả sử một bơm bánh răng làm việc liên tục với áp suất 207 bar và có khi cao hơn. Áp suất nhỏ nhất của hệ thống được cài đặt theo tiêu chuẩn,i.e 150 bar. Khí nạp áp suất cho bình tích áp thường là 90% áp suất nhỏ nhất của hệ thống, i.e.0.9 x 150 = 135 bar. NHÓM 1 – CK10KSTN 109
16. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN (i) Từ 0 tới 5 giây lưu lượng chảy vào bình tích áp là 0.219 x 5 = 1.095 lít.s (ii) Từ 5 tới 10 giây: Lưu lượng từ bơm = 0.219 x 5 = 1.095 lít.s Yêu cầu của mạch = 0.417 x 5 = 2.085 lít.s Vậy lưu lượng từ bình tích áp = 2.085 -1.095 = 0.99 lít (iii) Từ 10 tới 20 giây lưu lượng chảy vào bình tích áp = 0.219 x 10 = 2.19 lít (iv) Từ 20 tới 30 giây Lưu lượng từ bơm = 0.219 x 10 = 2.19 lít Yêu cầu của mạch = 0.333 x 10 =3.33 lít.s Vậy lưu lượng từ bình tích áp = 3.33 -2.19 = 1.14 lít.s Kết hợp các giá trị trên, tổng lưu lượng chảy vào bình tích áp mỗi chu kỳ là 1.05 +2.19 = 3.285 lít.s Và tổng lưulượng từ bình tích áp mỗi chu kỳ là 0.99 + 1.14 = 2.13 lít.s Một bình tích áp có dung lượng 10 lít có thể chứa đầy đủ hơn khi dùng bơm 1PL 280 có lưu lượng cấp là 13.17 lít/phút. Mạch có bình tích áp thu hồi năng lượng được trình bày trong hình 2.36(a). Một công tắc áp suất (PS) cài đặt giá trị mở ở 207 bar, áp suất lớn nhất của hệ thống, kích hoạt van dùng tín hiệu điện (V) giảm tải cho bơm. Van sử dụng tín hiệu điện cũng được kết nối với động cơ điện khởi động phụ để bơm có thể khởi động với điều kiện không chịu tải. 102 Công suất thủy lực bơm = 13.17 lít/phút x 207 bar x (kW) 60x103 = 4.54 kW Hiệu suất của hệ thống = (năng lượng dùng trong hệ thống)/(năng lượng cung cấp cho hệ (5x6.25x0.5)+ (10x3.3x0.5) thống) x 100 = x100 = 23.5% 30x 4.54 Dựa vào hình 2.35 khoảng thời gian bơm không tải xấp xỉ 5 giây, hiệu suất của hệ thống trở thành: (5x6.25x0.5)+ (10x3.3x0.5) x100 = 28.3% 25x 4.54 Với mạch có dùng bình tích áp thì hiệu suất của hệ thống cao hơn mạch dùng một bơm, và kém hơn mạch dùng hai bơm.Giá cả của mạch dùng bình tích áp cao hơn nhiều so với mạch dùng một bơm và thường cao hơn mạch hai bơm. NHÓM 1 – CK10KSTN 111
17. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN b/ Số vòng quay của motor thủy lực = 40 đế 400 / . Số vòng quay của động cơ điện = 1440 / . 𝑛𝑛𝑚𝑚 𝑛𝑛 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 Áp suất lớn nhất của bơm = = 200 𝑛𝑛 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 Hiệu suất thể tích = hiệu suất cơ = = 0,95 𝑃𝑃𝑚𝑚 𝑃𝑃𝑝𝑝 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 Hiệu suất tổng 0 = 0,93.0,93 = 0,865 𝑚𝑚𝜂𝜂𝑣𝑣 𝑚𝑚𝜂𝜂𝑡𝑡 Số vòng quay của bơm = . = 1440.0,95 = 1368 / 𝑚𝑚𝜂𝜂 Tổng áp mà bơm cấp 200𝑝𝑝 + 15 = 215𝑡𝑡 bar 𝑛𝑛 𝑛𝑛 𝑚𝑚𝜂𝜂 5.600 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 Lưu lượng lý thuyết bơm cấp = = 13,95 / 215 Tra theo phụ lục 2.4 trang 45 sách hydraulic power ứng với số vòng quay của bơm là 𝑄𝑄 𝑙𝑙 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 1500 rev/min ta chọn bơm 1PL044 có lưu lượng 17,32 l/min, lưu lượng riêng = 14,33 3/ . 𝐷𝐷𝑝𝑝 Từ số vòng quay của bơm và số vòng quay của motor thủy lực suy ra lưu lượng thể tích của bơm𝑐𝑐𝑐𝑐 phả𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟i nằm trong khoảng 3,6 – 36 lần lưu lượng thể tích của của động cơ thủy lực. Do đó lưu lượng thể tích của bơm phải lớn hơn lưu lượng thể tích của động cơ thủy lực là 3,6 lần. Vậy chọn động cơ thủy lực có lưu lượng riêng của động cơ là = 3,81 3/ . Tức là motor 0PL011 𝑚𝑚 c/ Tính𝐷𝐷 toán momen𝑐𝑐𝑐𝑐 l𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟ớn nhất khi đầu máy tiện chạy với vận tốc nhỏ nhất: . 2 . = 5.1000.0,865 Suy ra: 𝑚𝑚 5.1000.0𝑇𝑇,865𝜋𝜋 𝑛𝑛 5.1000.0,865 = = = 34,42 2 . 2 . 40 𝑇𝑇 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 𝜋𝜋 𝑛𝑛𝑚𝑚 𝜋𝜋 Bài A3.14: Một hệ thủy lực bao gồm một đĩa có đường kính 15m, trên đĩa có các ghế ngồi được gắn chặt. Ở trạng thái nghĩ đĩa nằm ngang. Hai xy lanh được sử dụng để tạo góc nghiêng 450 cho đĩa. Đĩa quay ở tốc độ 4 vg/min thông qua 1 motor thủy lực nối với một bánh cao su có đường kính 0,6 m luôn được nối với đĩa 15 m. Moment lớn nhất yêu cầu cho motor thủy lực là 2000 Nm và ở áp suất cực đại là 138 bar. Hiệu suất toàn phần của motor là 85% và hiệu suất thể tích là 92%. Thiết kế hệ thống thủy lực, xác định lưu lượng thích hợp của motor. Giải Ta có: . = 2 . ƞ 𝐷𝐷𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑃𝑃 Với: 𝑇𝑇 𝜋𝜋 𝑡𝑡 ƞ 0,85 ƞ = 0 = = 0,924 ƞ 0,92 𝑡𝑡 𝑉𝑉 NHÓM 1 – CK10KSTN 113
18. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN D 1, 2 Ta có TFF=+=+( ). (85.8 8000.1/10). = 888Nm . ms x 22 nDP Ta cóTn. = p pm mm 2.π 25000 Với n = =111v / ph m 1,2.π .60 2.π .Tn . 2.π .888.111 →=mm = = npp. D 2 22l / ph Pm 280.10 Lưu lượng thực tế của bơm nDpp. 22 Q = = = 23l / ph ηv 0,95 QP. Công suất lý thuyết P =pp =11, 5kw lt 600 PPlt lt.η v 11,5.0,95 Công suất động cơ diesel Pdiesel = = = =13,66kw ηηt 0 0,8 NHÓM 1 – CK10KSTN 115