BG Thuy Luc 4TC docx

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
O0O
1
3
4
5
NỘI DUNG
Giới thiệu tổng quan
Bài tập thực hành ứng dụng
Các phần tử trong hệ thống Thủy lực
Thiết kế hệ thống điều khiển điện – Thủy lực
2
Cơ sở lý thuyết thủy lực
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1
Hệ thống điều khiển bằng thủy lực thường được sử
dụng trong các hệ thống có công suất lớn:

Máy dập,

Máy xúc đất

Các loại đồ gá kẹp chi tiết

Thiết bị nâng chuyển….
ỨNG DỤNG
ỨNG DỤNG
Ưu điểm


Truyền được công suất cao và lực lớn nhờ các cơ cấu tương
đối đơn giản.

Có khả năng giảm khối lượng và kích thước cơ cấu chấp
hành nhờ chọn áp suất làm việc cao.

Kết cấu gọn nhẹ, vò trí của các phần tử dẫn không phụ
thuộc với nhau.

Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.

Tự động hóa đơn giản, các phần tử tiêu chuẩn hóa.
Nhược điểm

Mất mát hiệu suất.

Khi tải trọng thay đổi, vận tốc truyền cũng thay đổi.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ nhớt
ƯU – NHƯỢC ĐIỂM
. .
abs F
p g h p
ρ
= +
Áp suất thủy tĩnh:
Trong các chất lỏng, áp suất (áp suất do trọng lượng và áp
suất do ngoại lực) tác động lên mỗi phần tử chất lỏng không
phụ thuộc vào hình dạng thùng chứa.
2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT THUỶ LỰC
CƠ SỞ LÝ THUYẾT THUỶ LỰC
F
1
F
2
F
3
F
5 F
4
3 5
1 2 4
1 2 3 4 5
F F
F F F
P
A A A A A
= = = = =
A1
A2
A3
A4
A5
P: áp suất của tải
trọng ngoài
F: tải trọng ngoài
A: diện tích bề mặt
tiếp xúc
KHUẾCH ĐẠI ÁP SUẤT

a
F
a
F W
A
W
A
L
l
F W
a A
=
W A l
F a L
= =
KHUẾCH ĐẠI ÁP SUẤT
a
F
a
F W
A
W
A
L
l
Pressure = Force/Area
Pressure is the force per unit area:
Consider the Pressure due to load W:
Pressure = Load/Area
F W

a A
=
. .W a F A=
or
W A
F a
=
or
Volume displaced V = A .L = a .l
Work done at load = W. L
but Pressure P = W/A
Therefore W = P.A
So work done at load is P.A.L = P.V (N.m)
KHUẾCH ĐẠI ÁP SUẤT
Work done
A: area of piston of a hydraulic cylinder
P: pressure acting on the piston
L: stroke of the piston
Work done at load = Force x Distance moved through
Force on the piston = Pressure x Area = P x A
Work done at load = Pressure x Area x Distance
= P x A x L
= P x V (N/m2 x m3)
= P x V (N/m)
Power
Power is the rate of doing work, i.e work
done per unit time or P x V per unit time.
The volume per unit time is the flow rate Q.
Thus
Hydraulic power = Pressure x Flow rate

Pressure P : pascals (N/m
2
)
Flow rate: m
3
/s
= P (N/m
2
) x Q (m
3
/s)
= P x Q (Nm/s)
= P x Q (watts)
Power

Flow rate Q: liters/minute

Pressure P: bar
To calculate the the hydraulic power:
Q (l/min) = Q/60 (l/s)
Q (m
3
/s)
=
60 x 10
3
P (bar) = P x 10
5
(n/m
2

)
Power

Hydraulic power = Q (l/min) x P (bar)
Q (m
3
/s)
=
60 x 10
3
x
P x 10
5
(N/m
2
)

=
600
Q x P x 10
3
(Nm/s)

=
600
Q x P x 10
3
(watts)

=

600
Q x P (kW)
TỔN THẤT TRONG HỆ THỐNG THUỶ LỰC
5% Xilanh
10 % Ống
dẫn,
van
5% Bơm
5% Động cơ
điện
Công suất điện
Công suất
ra
(hữu ích)
Công suất bơm
Example:
A hydraulic pump delivers 12 liters of fluid
per minute against a pressure of 200 bar.
1. Calculate the hydraulic power?
2. If the overall pump efficiency is 60%, what
size electric motor would be needed to
drive the pump?
Example:
Hydraulic power (kW)
12( / min).200( )
600
4
l bar
kW
=

=
Pump overall efficiency =
Power output of Pump
Power input
Motor power (Power input) =
Power output of Pump
overall efficiency
= 4/0.6
= 6.67 kW
3.1
3.1
Bơm và động cơ dầu là hai thiết bị có chức năng khác
nhau: bơm là phần tử tạo ra năng lượng, còn động cơ dầu
là thiết bị tiêu thụ năng lượng này.

Bơm dầu là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để
biến cơ năng thành năng lượng của dầu (dòng chất lỏng).
Trong hệ thống dầu ép chỉ dùng bơm thể tích.

Động cơ dầu là thiết bị dùng để biến năng lượng của
dòng chất lỏng thành động năng quay trên trục động cơ: dầu
có áp suất được đưa vào buồng công tác của động cơ, dưới
tác dụng của áp suất, các phần tử của động cơ quay.
3
Các phần tử trong hệ thống thủy lực
Cung cấp và xử lý dầu
3.1.1 Bơm và động cơ dầu
The main types of hydraulic pumps
3.1.2
3.1.2

Các loại bơm dầu - Hydraulic pumps
BƠM PITTÔNG

Dễ dàng đạt được độ chính xác gia công do bề mặt làm
việc là mặt trụ, đảm bảo hiệu suất tổn thất tốt.
B
Hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích:

Được sử dụng ở những hệ thống dầu ép cần áp suất cao,
P = 700 bar, và lưu lượng lớn: máy xúc, máy nén.
(1). drive shaft
(2). pump
elements
(3). piston
(4). cylinder
sleeve
(5). pivot
(6). compression
spring
(7). suction valve
(8). pressure
control valve
(9). housing
Radial piston pump
BƠM PISTON HƯỚNG TÂM
Radial piston pump
BƠM PISTON HƯỚNG TÂM
Radial piston pumps are used in applications involving
high pressures (operating pressures above 400 bar):
•

In presses, machines for processing plastic,
•
In clamping hydraulics for machine tools
•
And in many other applications, operating pressures are
required of up to 700 bar.
It is only radial piston pumps which satisfactorily operate
at such high pressures, even under continuous
operation.
Important parameters
Displacement volume 0.5 to 100 cm
3
Max. pressure up to 700 bar (dependent on size)
Range of speeds 1000 to 3000 rpm (dependent on size)