giáo trình hệ thống truyền động khí nén thủy lực iuh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (15.79 MB, 178 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

PGS. TS.NGUYỄNĐỨC NAM (Chủ biên)ThS. NGUYỄN NGỌC ĐIỆP

HỆ THƠNG TRUYỀN ĐỘNGKHÍ NÉN - THỦY Lực

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

PGS.TS. NGUYÊN ĐỨC NAM (Chù biên)

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Lời nói đầu 3

LỜI NĨI ĐẦU

Vớisự phát triển của khoa họckỹ thuật, đặc biệt trong công cuộc cáchmạng côngnghiệp

4.0 địi hỏi tập trungpháttriển về chuyểnđổi số, tựđộng hóa và sản xuất thơng minh. Trong đó,

tựđộng hố q trình sản xuất dẫn đến sự phát triển tất yếucủa hệ thống điều khiển khínén và

thuỷ lựcrộng rãi và đa dạnghơn.

Chính vìlý do đó, giáo trìnhHệ thống truyềnđộng Khí nén- Thủy lực do nhóm tác giảbiên soạn dựạtrên cơ sở chươngtrình chitiết của mơnhọc nhằmcung cấp các kiến thức nền tảng và chuyênsâu trong lĩnh vựcứng dụng điều khiển khí nén vàthuỷlực trong q trìnhtự động hố

sản xuất. Giáo trình này dùng làm tài liệu học tập vàtham khảo cho sinh viên khối chuyênngànhkỹ thuậtởbậc đào tạo Đại học. Đồng thời đâycũng là tài liệu giảng dạy, học tập, nghiên cứu cho

giảng viên, sinh viênKhoa Cơng nghệ Cơ khí-Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phốHồ Chí

Minh áp dụngcho các mơnhọc chun ngành cơ khí.

Trong qtrình biên soạnnhóm tác giả đãnhận được rất nhiều góp ý chânthành từQuý

đồng nghiệp, doanh nghiệp và cựu sinh viên. Tuy nhiên, vẫnkhông tránh được nhũng thiếu sót.Vìvậy, nhóm tácgiả rất mong nhận được thêm nhũngđóng góp của độc giả để có thể bốsung, hoàn thiện hơnnữa cho lần xuất bản sau.

Xin chân thành cảm ơn!

Nhóm tác giả

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Giảo trình Hệ thống trĩtyền động Khí nén - Thủy lực

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Mục lục 5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 KHÁIQUÁT VỀ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN, THỦY Lực 9

1.2 ÚNG DỤNG TRUYỀN ĐỘNGKHÍ NÉN,THỦYLực 101.3 ĐẶC TRƯNG, ƯU NHƯỢC ĐIÈM CỦA TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN, 11

THỦY Lực

1.3.1 Đặc trưng cơ bản của truyền động khínén, thủy lực 111.3.2 Ưu nhược điểmcủa truyền động khínén,thủy lực 12

1.7 NĂNG LƯỢNG DÒNGCHẮT LỎNG CHUYỂNĐỘNG 22

CHƯƠNG 2: BƠM VÀ cơ CÁU CHẤP HÀNH THỦY Lực

2.1 NGUYÊN LÝ HOẠTĐỘNG,PHÂN LOẠIBƠM THỦY Lực 26

2.2.2 Áp suất làmviệc của bơm 28

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

6 Giáo trình Hệ thổng truyền động Khí nén “ Thủy lực

3.3.1 Tổng quát về nhóm van điềukhiển 52

5.1.2 Ký hỉệu, tếngọivan đảo chiều khí nén 90

5.1.3 Các loại vanđảo chiều khí nén 91

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

5.9.1 Phân loại xi lanh khí nén 102

5.9.2 Quan hệ áp suất và tải trọng khi làm việccủa xi lanh 105

5.9.4 Lượng khí tiêu thụ của xi lanh 107

5.9.5 Vận tốc dichuyển của pit tông 108

5.11.1 Chuyềnđổi năng lượng(áp suất) khí nén -thủy lực 111

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

8 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thìiy lực

6.3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀUKHIỂNKHÍ NÉN 127

6.3.2 Mạch điều khiển 1 xi lanh bằng tay 128

6.3.3 Mạch điều khiển tùy độngtheo hành trình 129

6.3.4 Mạch điều khiển tùy động theo thờigian 1316.3.5 Mạch điều khiển tùyđộng theo áp suất 1316.3.6 Mạch điều khiển nhiều xi lanh 132

7.3 MẠCH ĐIỀU KHIÊN 1 XILANHBANG ĐIỆN-KHÍNÉN (THỦY LựC) 1567.3.1 Mạch điềukhiển bàng tay 1567.3.2 Mạch điều khiển tùy động theo hành trình 157

7.3.3 Mạch điều khiển tùyđộng theo thời gian 1607.3.4 Mạch điềukhiểntùy động theo áp suất 1607.4 MẠCH ĐIỀU KHIỂN NHIÈƯ XI LANH 1617.4.1 Điều khiểntùy động theohành trình - 161

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Chương ỉ: Giới thiệu 9

Nộidung Chương ỉ sẽ trìnhbày về nguyên lý,đặc trưng cơ bản của truyền động khí nén, thủy ỉực, ưu nhược điểm của hai dạng truyền động này. Từđóngười họccó thể phân tích ỉựa chọn

phương ántruyềnđộng cho các hệ thống thiết bị. Ngồi rachương này cũngtrình bày mộtso đại

lượng cơ bản, kiến thức vật lý liên quan (Lực,ảp suất, công suất thủy lực,cảc định luậtcơ bảncủa chất lỏng, chấtkhí...) để làm cơ sở choviệc mơ tả ngun lý hoạtđộngcủacác phầntử trong

hệthắng và ứng dụng cho các tínhtốn liên quan ở các chươngkế tiếp.

1.1 KHÁI QUÁT VẺ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN, THỦY LỤC1.1.1 Nguyên lý truyền động

Khác với truyền độngcơ khíhoặc truyền động điện, truyền động khí nén, thủylựcsử dụng dòng lưu chất (Fluid) đethực hiện truyền tải vàđiều khiển năng lượng cho các thiếtbị, cơ cấu

chấp hành. Hệthống khí nén dùnglưu chất là khơng khí nén còn hệ thống thủylực dùng dầu hoặc cácchất lỏng khác.

Lưu chất

Hình LI: Ngun lý truyền động khínén, thủy lực

Các đại lượng chuyểnđổi: Năng lượng của dỏng lưu chất (khí hoặc lỏng)được đặc trưng

bởi 2 đại lượng cơ bản là áp suất (P) vàlưu lượng (0 được chuyểnđổithành cơ năngthôngquacác đại lượng: lực(F),mơ men (M) hoặcvận tốc di chuyển (v).

Nănglượngdịng lưu chất

Cơ năng tác động lên cơ cấu

(F, Mị v)

Hình 1.2: Các đại lượngchuyển đổi năng lượng

Trong hệ thống thủy lực, dựa vào tính chất tác độngcủa lưu chất người ta chia bàitoán nănglượng thành2 dạng: thủy tĩnh học (Hydrostatics)và thủy độnglực học (Hydrodynamics)như thể hiện trên Hình 1.3.

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

10 Giảo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thúy lực

Đối với một chấtkhí bấtkỳchúng ln điền đầy thểtíchbìnhchứa(hình 1.4a), với chất lỏngkhi chứa trong một thể tích bất kỳ (thùng, bể chứa...) chúng ln hình thành lớp bề mặt tự do

(Free surface) để ngăn cách chất lỏng đó với khơng khí (cỏn được gọi là mặtthống). Ngồi ra

vớichất khí thì khối lượng riêng của nó ln phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất cịn với chất lỏng thì gần nhưthay đổi khơng đáng kểkhi thayđổi nhiệt độ và áp suấtcủa nó.

Trong cơng nghiệp hệ thốngtruyền độngthủy lực dùng lưu chất là các loại dầu thủylực, cịnhệ thống truyền độngkhí nén dùng nguồnlưu chất là khơng khí nén.

Trong cơng nghiệp, hầuhếtcác dây chuyền sản xuất, chế tạo vàlắpráptựđộng như các dây

chuyên thiêt bị súc rửa chai, đóng gói, lăpráp linh liệnđiệntử,máyép,máy dập thủy lực...đều sử

dụnghệ thơng truyền động khínén hoặc truyềnđộng thủylực,hoặc kết hợp cả truyền động khí

nén và thủy lực.

Truyên động thủy lực thường dùng cho cácứng dụngtảitrọng lớn,cầnđiềukhiển chính xác

vị trí hành trình: cácmáycông cụ(hệ thống kẹp phôi bằng thủy lực, hệ thống thaydao dùng khí

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Chương ỉ: Giới thiệu 11

nén...),cácthiết bị nânghạ tảitrọng (xenâng, cần cẩu thủy lực...), thiết bị ép cọc bêtơng,các xe

chun dụng (xe ủi, xexúc)...

Truyềnđộng khí nén thường dùng cho tải trọngnhỏ,chuyển động nhanh, chi phí đầutư thấp: thiết bị cấp phơi, đóng nắp,dán nhãn, phương tiện giao thơng(đóng mởcửa xebt)...

Trên các thiết bị, cơng cụ cầm tay (đục hơi, máyđóng đinh,thiết bị mở bu lơng...)thường

sửdụng truyền động khí nén.

Ngồira người ta cịndùng năng lượng dịng khí nén để vận chuyển cácngun liệu trong sản xuất cơng nghiệp.

Máp thủy lựcMáyđóng góidùng khínén

Thiết bị mở bulỏng

dùng khí nénứngdụngthủy lực trên xe xúc, xe ủi

Hình 1.5. úhg dụng truyền động khí nén, thủy lực

1.3 ĐẶC TRƯNG, ƯU NHƯỢC ĐIẺM CỦA TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN, THỦY LỤC1.3.1 Đặc trưng cơ bản của truyền động khí nén, thủy lực

- Độ an toàn khi quá tải lớn.

- Tốcđộtruyền động khá cao,nhất là đối với hệ thống khí nén có thể đạt 1 - 2m/s.

- Tốc độxử lý tín hiệu chậm hơnso vớitruyền động điện.

- Dễ dàng cho việc điều chinh vôcấpnguồn năng lượng cung cấp cho hệthống(lưu lượng,

áp suất)dẫn tới thuận lợi cho việc thay dổi các thông số hoạt động của thiết bị như vận tốc di chuyển,lực tác động.

-Tônthâtvà giá thànhnăng lượng khá lớnsovới truyềndộng điệnhoặc cơ.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

12 Giảo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thủy lực

- Truyền động đơn giản và hiệu quả nhất là khi cần thực hiện các chuyển động tịnh tiến

(dùng xi lanh).

- Có khả năng tạo chuyển động quayvớicơng suất lớn, thể tích và trọng lượngthiết bịnhỏ

gọn. Tuy nhiêngiá thành nănglượngcho trườnghợpnàyrấtcao.

Bảng 1.1 sosánh một số đặc tínhcơ bản củacác dạng truyềnđộng cơ bản

Bảng 1.1. Đặctính cơbản của truyền động khí nén vàtruyền độngthủy lực

Tiêu chíTruyền động điệnTruyền động thủy lựcTruyền động khí nén

Giáthành năng

Nguồn dự trữ năng lượng

Nhỏ,±0,00 Imm,

dễ cảithiện

Nhỏ, ±0,0 lmm, giáthành cải thiện rất cao

> 0,1 mm và tùy thuộc vàotảitrọng.

1.3.2 Ưu nhược điểm của truyền động khí nén, thủy lựca) Đối vói truyền động khí nén

- về số lượng, khơng khí có sẵn ở mọi nơi,sốlượng khơng hạn chế.

- về lưutrữ, có thể nén và chứa trong các bình để lưu trữ

- Cấutạo cáctrang thiếtbị khá đơn giảnvà rẻ tiền, các phầntử được tiêu chuẩn hóa cao, dễ

dàng thay thế,bảo dưỡng...

- về mặtmôi trường, không gâyô nhiễm nếu có rị rỉ và khơngphải xử lý trước khi thảiramơi trường, khơng gây cháy...

Nhược điểm:

- Dịng khí nénthốt rangồi thườnggâytiếng ồn.

- Lực truyền tảinhỏ và bị khống chế bởi áp suất làm việc.

- Vận tốc của cơ cấu chấp hành khó điềukhiển chính xác, và chịu ảnlì hưởng nhiều bởi tải

trọngbên ngồi (do khơng khí bị nén)

- Tốc độ xử'lý tínhiệu thấp so với điện.

- Khó truyền dẫn đi xa vàyêu cầu nghiêm ngặt vềan toàn đốivới các thiếtbị chịuáp.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Chưcrng ỉ: Giới thiệu 13

b) Đối vói truyền động thủy lực

Ưu điểm’.

- Truyền đượccơng suất cao và tải trọng lớn.

- Có thể điều chỉnh vơ cấp về lực,hành trình và tốc độ dichuyển củacơ cấuchấp hành.

- Tốc độlàm việcổn định và khồng phụ thuộcvào tảitrọng.

- Làmviệcêmvà khơng phải bơi trơn.

- Kếtcấu gọn,qn tính nhỏ nên đượcdùng nhiều trong cáchệ thống tự động.

Nhược điểm:

- Tổnthất cao và hiệu suấtthấphơn so vớitruyền động cơ khí.

- Nhiệt sinh ra trong qtrình làmviệclàm thay đổi cáctínhchấthóa lý của dầu,ảnhhưởng đến hoạt động của hệ thống.

- Dễ ròrỉdầuthủy lực, lãng phí vàảnh hưởng đếnmơi trường.

- Vậntốc chuyểnđộngbị hạn chế vì phải đề phịng sự va đập thủy lực,tổnthấtcột áp,tổn

thất công suất và xâm thực.

- Các phần tử của hệ thống thủy lực yêu cầu độ chính xác gia công rất cao nên giá thành thiết bị cao.

1.4 MỘT SÔ ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ THƯỜNG DÙNG1.4.1 Khối lưọng riêng

Khốiỉưọng riêngp của vậtchấtlà đại lượng vậtlý biểu diễn khối lượng của một đơn vị thể

Tỷ trọng chất lỏng ổ là tỷlệ giữakhốilượng riêngchấtđó (p) sovớikhối lượng riêngcủa

nước (pnuoc), với nước nguyên chất ở 4°c thì pnuoc=\.000 kg/m3.

y: trọnglượng riêng, N/m3

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

14 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thủy lực

Cácnướcthuộc khốiliênhiệp Ạnh - Mỹ dùng đon vị đoápsuất PSI (Pound forceperSquareInch) được ký hiệu là lbf/in2.

1 lbf/in2 = 6897 N/m2

và thường được lấytròn: 1 bar = 14,5 lbf/in2 (PSI)

Các dạng áp suất:

Theo biểuđồ quan hệ áp suất trên hình 1.6tacó các dạng áp suất:

- Áp suất tuyệt đối (Absolute pressure) Pabs làgiá trị ápsuất đo lấy theo điểm gốctại giá trị chân không tuyệtđối (completevaccum), vídụ bên ngồi bầu khí quyển. Khi vào bầukhí quyển

ápst khíquyển sẽ tăng dần tù’ khơng đếngiá trị lớnnhấtở mặt nướcbiển.

- Áp suấtdư (Gauge pressure) Pg là giá trị áp suấtđo lấy theo điểm gốc tạigiá trị áp suất khí quyền Patm (Atmospheric pressure). Áp suất dư đơi khi còn được gọi là áp suất tương đối (Relative pressure).

- Áp suất chân khơng (Vaccum pressure) Pvhay cịn gọi ngắn gọn là chân khơng (Vaccum)làápsuấtcó giá trị nhỏhon áp suất khí quyển.

Từđây ta được: Pabs = Patm + Pg và Pv = Patm - Pabs

Như vậyáp suất dư tại một điểm là phần chênh lệch giữa ápsuất tuyệtđối tại điểm đó vàáp

suất khí quyểnở cùng dộ cao. Áp suấttuyệt đốiln dương hoặc bằng khơng, áp suất dư có thể âm, dương,hoặcbằng khơng.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Chương ì: Giói thiệu 15

HìnhJ.6: Áp suất tuyệt đổi, áp suất dư và áp suấtchânkhơng.

Hình 1.7 làvídụ minh họa về đo áp suất tại2điểm:điểm(A) có áp suấtlớn hon áp suất khí

quyển, điểm(B) có áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển.

p (bar)

1 atm r ' l,O33at_

-l,013bar0

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

16 Giáo trình Hệ thống trưyển động Khí nén - Thủy lực

Bảng 1-2: Các đại lượngvà đơnvị đo cơ bản

1 gal =277,41 in31 lit =1O'3 m3=0,00454 m3

Lưu lượng Q métkhối trên giây m3/.s inchkhối trên phút in3/min lít trên phút z/min

lm3/s=13,2.103gaỉ/min Gallons trênphút gal/min

Vận tốc V méttrên giây m/s feettrêngiây ft/s mét trên phút m/minKhốilượngM kí lơ gam ■ kg pound mass. lb kg.s2/m=9,8kg kg.s2/m

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Chưong ỉ: Giới thiệu 17

1.4.3 Lưu lượng chất lỏng (Flow of fluid)

Luu lượng củadòng chất lỏng lă thể tích chất lỏng chảyqua một tiết diệntrong một đơn vị thời gian.

1.4.4 Công, công suất thủy lực (Work, Hydraulicpower)

Giả sửxi lanh thủy lực như Hình 1.8 được mây bơm cung cấp âp suất p để tạo ra lực tâc

động F. Công sinh racủaxi lanhthủy lực để dichuyển vật đoạn L:

Mặtkhâcta có:

Trongđó: F: lực sinhra của xi lanh, N

P: âp suấtcấp choxilanh, N/m2

A: .diện tích đỉnh pit tơng, m2Thế(1.7) vẳ (1.6) ta được

Cơng suấtlăcơng sinh ra trínmộtđơn vị thời gian, chính lă giâ trị p.v trín đơnvị thời

gian, trongkhi thể tích V trínđơn vị thời gianchính lă lưulượng Q.

Do vậy công suấtthủy lực (Hydraulic power) được xâc định:

Mặtkhâc từ (1.6)ta có được cơng suất đầuracủa xi lanh No:

No~F. V ; ^w (y vận tốc di chuyểncủapit tông,m/s)

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

18 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thúy lực

Cơng suất đầu ra của xi lanh

Công suất thủy lựcCông suất đầu vào motor truyền cho bom

Khác vớichất lỏng, đối với chất khívới một khối lượngkhíxác địnhkhichứa trong một thể

tích bất kỳ nào đó nó lnđiềnđầythể tích chứa đó. Tính chấtnàythể hiệnđặc tính nén củachấtkhí.

Ởnhũng điều kiện nhất định tacó thể xem khơng khí như chất khí lý tưởng và khiđónếu ta

xét mộtkhối hrợngkhí xác địnhở trạngthái thứnhất(Hình 1.9à) tưongứng áp suất và the tích

của chất khílàP1, Vi. Khi ta giảm thể tích xi lanh đến V2 ở trạngthái 2 '(Hình 1.90) thì áp suất

tương ứng của chất khí sẽ tăng đến P2.Theo địnhluật Boyle-Mariotte ta được:

Pị.Vi= P2.V2 = P3 .V3 =.... = Pn.Vn = Constant

May #

Như vậy,ở nhiệt độ không đổi (T= const), khita tăng (hoặc giảm) thể tíchcủa một khốilượngkhíxác định baonhiêu lần thì áp suất của nó sẽ giảm (hoặc tăng) bấy nhiêu lần. Tínhchất nàylà cơ sở để tạo ra ngun lý hoạt động củanhiềuloạibơmvà máy nén khí.

Hình ỉ. 9: Mơ tảđặctính néncủachất khí

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Chương ỉ: Gỉó'i thiệu 19

1.6 ÁP SUẤT CHẮT LỎNG1.6.1 Áp suất thủy tĩnh

a) Áp suất thủy tĩnh tại một điểm trong lỏng chất lỏng

Ápsuấtthủy tĩnh tại một điểm tronglòngchấtlỏng(Ps)được xácđịnhbằngtổng của ápsuất Po trênmặt thống vớitrọnglượngcộtchấtlỏngtácđộng lên điểm đó.

ps = Po= Po

Hình 1.10: Ẩp st tại một điêm tronglịng chất lỏng Trong đó:

ỵ: trọnglượng riêng chất lỏng, N/m3

p: khối lượng riêng chấtlỏng, kg/m3Po: ápsuấttạimặtthoáng,N/m2h: chiều cao đếnmặt thoáng, m

g: giatốc trọng trường, m/s2

Tínhchấtcủấp suất thủy tĩnh(Hình ỉ. II):

- Áp suấtthủy tĩnh tại'mỗi điểm theo mọi phươngđều bằng nhau

- Ápsuất thủytĩnh khơng phụ thuộc vào hình dạng, kích thước bình chứa

-Áp suất thủytĩnh ln tác dụng thẳng góc và hướngvào mặt tiếp xúc

Hình1.1P. Áp suấtthủy tĩnh khơngphụ thuộc hình dạng,kích thước bình chứa

b) Cột áp của chất lỏng tĩnh (Pressurehead of a liquit)

Cột áp chatlỏngtĩnh haycòn gọi là cột áp thủy tĩnh (Statichead) là áp suấttạo bởi trọng

lượng của cột chát lỏng. Giả sửta xétcộtchất lỏng có chiều cao h nhưtrên hình 1.12,Thểtích cột chất lỏng:

V = A.h

Trọnglượngcủacộtchất lỏng: w= m.g

Ápsuất tạobởi trọng lượng cộtchất lỏng được xác định:

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

20 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thủy lực

p=^ = m£=pV£ = pgh A A A

Trong đó:

P: cột áp chấtlỏng,N/m2

p: khối lượng riêng chất lỏng, kg/m3

h: chiềucao cột áp,mA: diện tích mặtđáy, m2

g: giatốc trọng trường, m/s2

Hình 1.12: Cột áp của chất lỏngtĩnh

1.6.2 Truyền áp suất (Pressure transmission)

Xétmột chất lỏng chứa trongbình kín (Hình 1.13),ápsuất do ngoại lực tác dụngđược truyền

nguyên vẹn tới mọi điểm củachấtlỏng. Đồng thời tại cùngmộtthời điểm ápsuất theomọi hướngtrong lịng chấtlỏng đều như nhau.

Hình 1.13: Ẩpsuất truyền ngun vẹntrong lịng chất lỏng

Nội dung trên thể hiện tính chất củaáp suấtthủy tĩnh, và cũng là nội dung của định luật Pascal. Theođó, nếu ta tác dụng lựcF| lên pittơng có diện tích A] sẽ tạo ra áp suất p trong bồn và ápsuất nàysẽ tác động lên cáctiết diện A2, A3, A4,A5 để tạo racác lực F2, F3,tưong ứng.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Chương ỉ: Giới thiệu 21

£ =4 = A= 5.= A= pAỵ "^2^3^4 ^5

1.6.3 Truyền công suất (Power transmission)

Mở rộng cho trường hợp truyền áp suất trong mọi điểm của chất lỏng kín làtrường họp truyền cơng suất. Với sơ đồ ngunlý như Hình 1.14 ta được

Ai,A2: diện tích bề mặt chịu áp, m2

L/, L2: khoảngdịch chuyểncủa 2pittơng, m

Hình LI 4: Ngun lý truyền cơng suất

Phương trình (1.8)thểhiện bản chất vật lý củamột con độithủy lực, theo đógiả sử diện tíchpittơng A2lớn gấpn lầndiện tíchpittơng A1 thì ta có thểtạo ra lực nâng F2 lớn gấpn lần lực tácđộngđầu vào F1, tuy nhiênvềquãngđường dịch chuyển thìL1 phải gấp n lần L2

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

22 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thúy lực

1.7 NĂNG LƯỢNG DỊNG CHẮT LỎNG CHUYỂN ĐỘNG

Năng lượng củadịng lưuchất chuyểnđộngtrong ống phụ thuộcnhiều yếu tốnhư vậntốc,

áp suất dòng chất lỏng, khối lượngriêng chấtlỏng... Xét năng lượngdòng chất lỏng tạimột vị trí

cáchmặtchuẩn mộtđoạn là z (Hình 1.15) tađược:

- Thế năng của dòng chảy (Potential energydue to elevation), Pee

- Áp năng(Potential energydue to pressure), Pep

p

p =r

-Động năng (Kinermaticenergy), Ke

Tổngnăng lượng của hệ thống Et ln bảo tồn vàđược xác định

Hình L15\ Năng lượng dịng chảy trong ống

Mở rộng phương trình (1.10) cho các vịtrí khác nhau của dỏng lun chất tương úngvới các

độ cao (so với mặtchuẩn), áp suất, vận tốc khác nhau (Zị, Z2... Pl,P2... VI,V2...) ta được:

K|+lf^ + ;-V12 = WZ2 + iV^ + ~V-

Chia 2 vế của phương trình (1.11) cho w ta được phương trình Bernoulli

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Chương ỉ: Giói thiện 23

Nếuxét cho cùng thế năng tại các vịtrí (1),(2) và (3) như trên hình 1.16 phương trình (1.12)

được viết lại:

P. . vỉ Pĩ . vỉp. .v3

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

24 Giáo trình Hệ thổng truyền động Khí nén - Thủy lực

BÀI TẬP CHƯƠNG 1Bài tập 1.1:

Một bình kínchứa chất lỏng lànước nguyên chất, trên bề mặt thoángchất lỏnglà áp suất chân khơng Po= 0,25 bar (HìnhBT-1.1).

Xác định áp suất dư tại điêm Acách mặt thoáng đoạn h = 9,5m. (chọn

chấtlỏngcó tỷ trọng là 0,86.

Xác định cột áp thủy tĩnh tại ngố vào củabơm

ĐS: 0,0516 bar

Bài tập 1.3:

Một bình kín chứanước ngun chấtvàkhơng khí nhưtrên Hình BT-1.3. Hai áp kế ở đỉnh

bìnhvàđáy bìnhlầnlượt chỉ giá trịP1 = 0,1barvàP2= 0,35bar.Xác định chiều cao h của nướctrong bình.

Hình BT-Ỉ.3

ĐS: h =2,55 m

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Chương 1: Giới thiệu 25

Bài tập 1.4:

Ong chữư chứa nướcvàkhí có mộtđầu kín và một đầuđược gắn pit tơng có đường kính

D=357mm (Hình BT-Ị.4Ỵ Khitác động lựckéo F = 100Nvào pit tông đểgiữ cho pittôngở vị trí

như trên hình với chênh lệchcột nước h = 0,8m thìáp kế chỉ áp suất p bênốngkhílà baonhiêu?Bỏ quatrọnglượng pit tơng.

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

26 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thủy lực

CHƯƠNG 2

BƠM VÀ Cơ CẤU CHẮP HÀNH THỦY LỤC

Nội dung Chương 2 sẽ trình bày nguntẳc hoạt động của máy bơm, các thơng sôkỹ thuật

cơbản của một máybơm thủy lực.Tiếp theo sẽ trình bày về nguyên lý, đặc điểm - ứngdụngcủacủa các mảy bơm thủy lực thơngdụng. Ngồi ra để phục vụ chocóng việc tính tốn thiết kếhệ

thống truyền động thủy lực, chương này cũng trình bày hai dạng cơcấu chấp hành phô biếnlà xilanh và động cơ thủy lực cùng các tỉnh toán liênquan.

2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, PHÂN LOẠI MÁY BƠM THỦY Lực2.1.1 Nguyên lý hoạt động

Máy bơm làthiết bị chuyển đổi năng lượng, nó biến cơ năng đượcdẫnđộngtừ động cơđiện, độngcơ xăng... thành năng lượng củadỏng chấtlỏng. Một trong những nguyên lýcơ bản đe tạo

ra năng lượng củadòngchấtlỏng của bơm đó là ngun lý biếnthiênthểtích, tức là dựa vào sựthay đổi thể tích buồng làm việc của bơm.Khi thểtíchbuồng làm việc của bơm tăng (Hình 2. ỉa)

bơmsẽ thực hiện chu kỳ hút để hút chất lỏng từ nguồnchứa vàobuồng bơm. Khi thể tích buồng

bơm giảm(Hình 2.Ib) bơm thực hiện chu kỳ nén để đẩy chất lỏngtừbuồng bơm ra ngồi.

Hình2.ỉ: Ngun lý hoạtđộng máy bơm thể tích

Các máybơmdùngtronghệ thống thủy lực được gọilà bơmthủy lực(Hydraulic pumps),

nó được chế tạo với mục đích sử dụng khác với các loạibơm công nghiệp kháclà lưu lượngcủa bơm thủy lựcthườngkhônglớn nhưng áp suất sẽcần rất cao.

Cần lưu ýlà bơm tạo ra dòng chảy của chất lỏng, và bơm không tạo ra áp suất. Tuy nhiên

trong thựctế do sức cản của tải trọng, masát, tổn thất trong hệ thống... sẽ dẫn đến việc tăng ápsuất của hệthống thủy lực, và máy bơmthủylực là nguồn động lực để tạora năng lượng nàycho hệthống thủy lực.

2.1.2 Phân loại máy bom

Dựa vàonguyênlý hoạt độngtacó 2 loại: Bơmthể tích (bơm pit tơng, bơm bánh răng...)

và Bơm ly tâm (Centrifugal pump).

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Chương 2: Bơm và cơ cấu chấphành thủy ỉực21

Dựa vàokhả năng điều chỉnh lưu lượng ta có bơm có lưu lượngcố định, và bơm điều chỉnh

được lưu lượng.

Dựa vào nguồn dẫn động cho bơm ta có loại bơm tay, bơm dẫnđộng bằng độngcơ điện,bằng động cơ đốt trong...

Hình 2.2 trình bàyvàphân loạimột số loại bơm thủylựcthơngdụng.

Bơm thủy ỉực

Bom bánhrăng ăn khớp ngồi Bơmcánh gạt đơn Bom pit tônghướng

Bơm bánh răng ăn khớp trong Bơm cánh gạt kép Bơm pit tơng dọc trục

Bơmtrục vít

Lưu lượng cố định Lưu lượng cố định hoặc có thể điều chỉnh được

Hình 2.2: Cácnhómbơm thủy lực thơng dụng

2.2 THƠNG SƠ KỸ TH UẬT Cơ BẲN CỦA MÁYBƠM

Các thông số kỹ thuật cơ bản củabơmgồm: Lưu lượng bơm, áp suất (cột áp) củabơm,công

suấtvàhiệu suất của bơm.

a) Lưulượng cố định b) Điềuchỉnhđược lưu lượng

Hình 2.3: Kýhiệumáy bơm thủy lực

2.2.1 Lưu lưọng bom

Lưu lượng của bơm (Qp) là lượng chất lỏng mà bơm cấp được trong một đơn vị thời gian,

và đượcxácđịnh:

Qp = npqp ĩ|v ; lít/phút (2.1)

np số vịngquay/hành trìnhcủa bơm, vịng/phút

qp lưulượng 1 vịngquay(hànhtrình) của bơm, lít/vỏngĩ|v hiệusuất của bơm,% (thườngtừ 80 - 98%)

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

28 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thỉíy ỉực

2.2.2 Ảp suất làm việc của bơm

Là giátrị áp suất (P)mà bơm có thể tạo racách ổn định trongq trình hoạt động. Đây là một trong những thông số kỹ thuật đáng quan tâm nhất của các máy bơm thủy lực, thơng số nàycó quan hệ với lưu lượng (Q) của bơm trong quá trình hoạt độngvà được thể hiện qua đường đặc

tính (P - Q) của mỗi loạibom.

Hình 2.4 thể hiện mối quanhệ giữa ápsuất và lưu lượng của máy bơmly tâm (đường đặc

tính p -Q).Theođó,khiápsuất làmviệc máybơmcàngcao thì lưu lượngcủa bơm sẽcàng giảm.

Hình 2.4: Đường đặctính (P - Q) củamáy bơmlytâm

Cột áp của bom:

Vớicác hệthống máybơm côngnghiệp người tathường sử dụng mộtthơng số kỹthuật đặc

trưng cho q trình làm việc của máy bơm đólà cộtápcủa bơm. Cách tổng quát, cột áp của bơm

làđộ gia tăng năng lượng mà một đơnvịtrọng lượng chất lỏng nhậnđượctừ khi vào cho đếnkhi

rakhỏi máy bơm.

Nếu gọi H là cột ápbơm (Hình 2.5), ta có:

Zr , Pr, Er: độcao, áp suất, vận tốc dòng chảy tại ngõ ra của bơm

Zv ,Py,Vv: độ cao, áp suất, vận tốcdòng chảy tại ngõvào củabơm av, ơr: hệ số vận tốc dòng chảy tại ngõ vào,ngõ ra củabơm

p: khối lượng riêng chất lỏng,kg/m3g: giatốc trọng trường, m/s2

Thế (2.3) và (2.4) vào (2.2) ta được:

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Chương 2: Bơm và cơ cấu chấp hành thủy lực 29

Hình 2.5: Sơ đồ xác định cộtáp của máy bơm

2.2.3 Công suất của bom

Tốngquát, công suất của bơm (N) được xácđịnh:

P: áp suất củabơm

Q: lưu lượng củabơm

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

30 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thủy lực

Hình 2.6: Sơ đồ cơngsuất bơmThay các đơn vị tươngứng của p, Q vào biểu thức (2.9) ta được:

P: áp suất của bơm, bar

0: lưu lượng cửa bơm,lít/ph

2.2.4 Hiệu suất của bơm

Hiệu suất của bom gồm hiệu suất thể tích (Volumetric efficiency) và hiệu suất cơ

(Mechanical efficiency) hay cịn gọi làhiệusuất mơmen.

a) Hiệu suất thể tích (Volumetricefficiency) qv

Hiệu suấtthểtích (ựv) làtỉ lệ giữa thể tíchchất lỏng màmáy bơm bomđược vói thểtích lý

thuyết (thể tích tính tốn) củamáybơm.

Trong đó:

Qp: Lưu lưọng thực tế củabơm

qp: lưu lượng/vòngcủa bơm

np: số vòngquay/phútcủabơm

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suấtthểtíchqv :

- Độ chínhxáckhi chế tạo, lắp rápmáy bơm.

- Hiệu suấtsẽ giảm khi bom làm việc với tốc độ thấp.

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

Chương 2: Bơm và cơ cấu phấp hành thủy lực 31

-Áp suất quá cao sẽ làm giảmhiệu suất.

b) Hiệu suất moment (Mechanicalefficiency) qm

Hiệu suấtmoment qm (hay còn gọi là hiệusuất cơ) của bơm là tỉ sốgiữa công ngõ ra và công

ngõ vào trên 1 vỏng quay trục bơm.Neu gọi:

- Công ngõ ra củabơm/vỏngquay: qp.Pp

- Cơng ngõ vào của bơm/vỏng quay: 2n.Tp

Thìhiệu suất moment t]mcủa bơm được xác định:

c) Hiệu suất chung của bom (Overall efficiency)

Hiệu suất chung của bơmq0 được xác định:

qp.np 2nTp 27rTp.np

Trong đó:

qp: lưulượng/vỏngcủa bơm,

Pp: áp suấtcủa bơm,

Tp: momentrục bơm,

np: tốc độ của máy bơm.

d) Các yếu tố ảnh hưởng đen hiệu suất của bom

- Lưu lượngcủa bơm về lýthuyếtkhông phụ thuộc vào áp suất(trừbơmly_tâm) mà chỉ phụ

thuộc vào kíchthướchìnhhọc và vậntốc quay của bơm,nhưngthựctế do cósự rị ri qua khe hở

giữakhoanghútvàkhoang đẩynên luulượngthực tế nhỏ hơn lưu lượng lý thuyết.

- Độ chính xáckhi gia cơng, lắpráp, chấtlượng bề mặt các chitiếtcủa bơm.- Khi áp suấtcàng cao, tổn thấtlun lượngcàng lớn.

- Khiđường kínhống hút qnhỏ hoặc dầu có độ nhớt q cao.

-Khi đặtvịtrí bộlọc khơnghợp lý, hoặc khi bộ lọc quá bẩn.

-Khi lắp đặt đưỏng ống không hợp lý(quá dài, nhiều co...)

Ví du 2.1:

Một máy bom thủy lực cung cấplưu lượng 12 lít/ph với áp suất 200bar cho hệthốngthủylực. Hãy xác định:

a) Công suất củabơm (công suất thủy lực).

b) Neuhiệu suất thể tích của bom là 80%, hiệu suất momen là 75%, tính cơng suất ngố vàocần thiết của máy bơm.

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

32 Giáo trình Hệ thống truyền động Khỉ nén - Thủy lực

a)Công suấtcủa bơm (công suất thủy lực) N:

N ^PQ

= 12(/z7/^). 200

{bar) = 4

b)Công suấtđầu vào của máy bơm(Input power) Np :

Hiệu suất chung củabơm:

ỴỊ0 =rjv .tjm= 0,8. 0,75 = 0,6

Công suấtđầu vào của bơm (Input power) Np :

N 4

Np = — = —-=

6,67 kw0,6

2.3 CÁC BƠM THỦY Lực THÔNG DỤNG2.3.1 Bom bánh răng (Gear pump)

a) Nguyên lý hoạt động:

Bơm bánh răng hoạt độngdựa trên nguyên lý thayđổi thể tích (Hình 2.7). Tại mỗi vỏng

quay nó tạo ra một vùng cóápsuất thấp ở khu vực các cặp răng ra khớp(buồnghút), tại đó dầu

được hút vàđiềnđầy vào các rãnhrăng rồi tiếp tục được vận chuyển theothành vỏ bơm vềphía

buồng nén. Khi từng cặprăng vào khớp, dầu trong chân răng bị nén đồng thời bịtkín ngăn dỏng chảyngượctừ vùng nén sangvùng hút,kết quả dầu bị nén liên tụcvào ống đẩy để thực hiện việc

bơmdầu ra khỏi bơm.Quá trình hút vàđẩycủa bơm xảyra đồng thời và liêntục khi bơm làm việc.

Theongun lýlàm việc đãnêu, nếu trong bơm khơng cókhe hởthì áp suấtchất lỏngchỉ tăng khi chất lỏng được chuyển đến họng đẩy, như vậy áp suất dobợm tạo nên chỉ phụ thuộc vào

phụ tải. Nhưng thực tế ln có khehở giữa đỉnh răng với vỏbơm, giữamặt đầu củabánh răng với

vỏ bơm và giữa các mặt răngnên chất lỏng được tăng áp sớm hơn trước khi đến họng đẩy, và chính các khe hởnàygây ratổnthất lưulượng của bơm bánh răng.

Khi muốn tăng lưu lượng và giảm kích thước củabơm, người ta dùng bơm nhiều bánh

răng, thường dùngnhấtlà bơmcó 3 bánh răng (Hình 2.9),bánh chủđộng đặt ở giữavà thường có

số răng nhiều hơn số răng của bánhrăng bị động từ 1 -3 răngvới mục đích làm giảm daođộnglưu

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Chương 2: Bơm và cơ cấu chấp hành thủy lực

Hình 2.10: Đường đặctính (P- Q) của máy bơmbánhrăng

c) Lưu lượng bơm bánh răng

Gọi alà thể tích của 1 răng, ta có:

(D: đường kính vịngchia)(m: mơđun bánh răng)

(Z: số răng)

Vậy: a = m b ——Z

- Lưu lượng/vỏngcủabơm bánh răng qv:

qv = 2Z.a = 27i.D.m.b-Lưu lượng lý thuyết trung bìnhcủa bơm Qlt:

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

34 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thủy lực

Qlt = 2 jr.D.m.b.n n: số vòng quaycủa bơm, v/ph

-Lưu lượng thực tếtrung bình của bơm Q:Q = T| Qlt = 2n.D.m.b.n.1'1

T|: hiệu suất của bơm (r| = 0,8 + 0,9)

d) Đặc điểm và ứng đụng của bơm bánh răng

- Do khơng có vanhút và van xả nên nó có thể quay với tốc độ cao (2500 v/ph)

- Bơmbánh răngcócấu tạo đơn giản,rẻnhưng hiệu suất thấp, lưulượngcố định

- Bơm bánh răng có lưu lượng bé,thường dùngđể bơm dầu. Áp suấtlàm việcthơng thường

Hình 2,11: Ngun lý cấutạo bơm cánhgạt

b) Phân loại bơm cánh gạt

Dựa vào cấu trúccủa stato người ta có thểphân thành 2 loại:

- Bơmcánh gạt đơn (Hình2.11): Một vịngquaycủa rotor thực hiện 1 chu kỳ hút và nén.

- Bơmcánh gạt tácđộng kép(Hình 2.12):Một vịng quay của rotor sẽ thực hiện2 chu kỳ hút

vànén.

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Chương 2: Bơm và cơ cấu chấp hành thủy lực 35Dựa vàokhả năngđiều chỉnh lưu lượng ta có:

- Bomcánhgạt khôngđiềuchỉnhđược lưu lượng

- Bơm cánh gạtđiều chỉnh được lưu lượng

I

Cửa ra

Hình 2.12: Bơm cánhgạttác động képvào

c) Lưu lượng của bơm cánh gạt

Lưu lượngtrung bình qchomộtvịng quay của bơmđược xácđịnh

q

= 2e.b(7ĩD-Z.Ơ)

Lưu lượngtrung bìnhQ của bơm

Q = 2e.b(nD-Z.ơ)n.T|Trong đó: e: độ lệchtâm rotor vàstato

b: chiều rộng cánh gạt

n: số vịngquay rotor D:đường kính stat: chiều dàycánhgạt n: số vỏng quay của bơm

ĩ]: hiệu suất của bơm(ĩ| =0,8 - 0,95)

Trong thực tế, lưu lượngcủa bơm cánh gạt có sự biến thiên, nó nhỏ nhấtkhi cánh gạt bắt

đầu vào vịtrí làmviệc, và lớn nhất khi cánh gạtởvị trí khơnglàm việc (khơng gạtchấtlỏng). Đểhạnchếtrình trạng này nhằm cho bơm có lưu lượng đồng đều hơn người ta tăng số cánhgạt trong bom, thường số cánh gạt trong bơm có từ 4-12.Mặt khácđể các cánh gạt trượt dễ dàngtrongcácrãnhroto, đôi khingười ta làm các rãnh khơng theo hướng kính mà lệch vớihướngkính mộtgóca = 6- 13°.

d) Đặc điểm úng dụng của bơm cánh gạt

- So với bơm bánhrăng, bơmcánh gạt có lưu lượngđềuhơnvà hiệu suấtthể tích cao hơn.- Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻhơn, làm việc êm.

- Dễđiều chỉnh lưu lượnghơnsovới bơmbánh răng (bơm cánh gạtđơn).

-Nhược điểm củabơmcánh gạttác động kép là khơng điều chỉnhđược lưu lượng,cịn bơm

cánh gạt đơn thì phạm vi điều chỉnh rất thấp.

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

36 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thủy lực

- Hiệusuất thấp so vớibơmpit tông,chỉ phù hợpvớinhu cầulưu lượngvàáp suất thấp.

2.3.3 Bom pit tông (Piston pumps)

a) Nguyên lý hoạt động

Bơm pit tông hoạt động theo nguyên tắcthayđổi thể tích, chất lỏng được hút vàovà bơm đi nhờsự biến thiênthểtíchbuồng làm việc củabơmkhi pittơngtịnh tiến trong xi lanh. Hình 2.13

thể hiện ngunlý hoạtđộngcủamộtbơmpittơng.

Do nhiềuưu điểm sovớicác loại bơm khác,bơm pit tônghiện nay rấtđa dạng về chủng loại

cũngnhư cơng suất, nó được dùngrất phổ biếntrong cáchệ thốngthủylực.

a)NgunỊý hoạt độngb) Lưu lượng bơm pit tơng đơnHình 2.13: Ngun lý hoạtđộng bơm pittông đơn

b) Phân loại bom pit tông

Dựa vào chu kỳlàm việcngười ta phân bơm pit tônglàm2loại:

- Bơmpittôngtác động đơn: trong mộtchu kỳhoạt động (vòng quay) bơm sẽ thực hiệnmột

Dựa vào cách bố trí pit tơng tacó:

- Bơm pit tông hướngtrục (Radialpiston pumps): pittông phân bố hướng vào trục dẫn động

của bơm(Hình2.15)

-Bơm pit tơng dọc trục (Axialpiston pumps): pit tơng bố trí theo hướng song songtrục dẫnđộng củabơm (Hình 2.16)

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Chương 2: Bơm và cơ cấu chấp hành thủy lực 37

a) Hình dángngồib) Sơ đồ ngun lý bơm pit tơng hướngtrục

Hình 2.15: Máy bơm pittơng hướngtrục

Pit tơng

Hình2.16: Máy bơmpit tơngdọctrục

Dựavào nguồndẫn động chobơm:

- Bơm tay (Handpump): tácđộngbằng taythơng qua một cần gạtđể thực hiệnqtrình bơm

chất lỏngnhư con độithủy lực (Hình2.17).

- Bơm dẫn độngbằngđộngcơ điện, động cơđốt trong...

Cần tác động

Cửa raCửa vào

Cầnpit tơng

Van 1 chiều

Hình 2.17: Bơm pittơng tác độngbằngtay

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

38 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thủy lực

c) Lưu lưọug của bơm pit tông

Lưu lượng của bơm pit tơng Ql được xác định:Ql = A.v

A diện tích làm việc của pittơng: A =

D đườngkính pit tơng

V vận tốcdịngchất lỏng, cũnglà vận tốc của pittơng.

Hình 2.18: Lưulượngtức thời củabơm pit tông

d) Đặc điểm ứng dụng của bom pit tông

- So với bơm cánh gạt, bơmpittông không phải mồinước khi khởi động.

-Có khảnăng tạo được áp suất rất cao, cá biệtcó những loại bơm pit tơngcó áp suất rất cao

với lưulượng khá nhỏ.

- Do nhữngưu điểm đónóthường được dùng làm các loại bơm chữa cháy, bơm lắctaydùngđê bơm nướcởcác giếng sâu.

- Tuổi thọcao hơn các bơm khác,nhất là khiphảilàm việc liên tục với áp suất cao- Nhượcđiểm chính là kích thước lớn, công kềnh, giá thànhchế tạocao

- Lun lượng bịdao động so vớicác loại bơm ly tâm. Đềkhắcphục hiện tượng này người ta

sẽ chếtạo bơm có nhiều pit tơng, hoặc kết hợp vớibình tích áp.

2.3.4 Chọn bom thủy lực

a) Các thông số lưu ý khi chọn bom

- Áp suất làmviệc cực đại của bơm (Maximum operating pressure)

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

Chương 2: Bơm và cơ cấu chấp hành thủy lực 39

- Lưu lượng cựcđại(Maximum delivery)

- Kiểu điều khiểnbơm (Type of control)

- Tốc độ hoạt động củabơm (Pump drive speed)

- Loại chất lỏng bơm (Type offluid)

- Độ ồncủa bơm(Pump noise)

- Kích thước, khối lượng bơm (Size andweight ofpump)

- Hiệu suất bơm (Pump efficiency)

b) Áp suất, lưu lượng của một số bom thủy lực

Thông sốkỹ thuật cơ bản của một sổ bơmthủy lực thơng dụng được trình bàyở Bảng2.1

Bắng 2,1:Áp suất, lưu lượngvà hiệu suất của các bơm thủy lực

Loại bomẤp suất làm việc (bar)

2.4 CO’ CẤU CHẤP HÀNH THỦY Lực (Hydraulic Actuators)

Cơcấu chấp hành thủy lực có chức năng chuyển đổi năng lượng dỏngchấtlỏng (dầu) thành

côngcơ học để tác động lên các đối tượngnhằm thực hiện chức năng của hệ thống thủylực.

Cơ cấuchấp hànhthủy lực gồm 2 dạng cơ bản:

- Dạng tịnh tiến(Liner Actuators): các xilanh thủy lực.

-Dạng quay (Rotary Actuators): cácđộng cơ thủy lực.

2.4.1 Xi lanh thủy lực (Hydraulic Cylinders)

a) Nguyên lý làm việc, phân loại xi lanh

Xi lanh thủy lực được dùng khá phổ biến trong cácthiết bị công nghiệp, phương tiện giao thông,xe cơ giới...để biến năng lượngdầu ép thành cơ năngdạngtịnhtiếnnhưđểnâng hạ thùngxeben,máy ép,máy dậpthủy lực, cần cẩu...

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

40 Giáo trình Hệ thống truyền động Khí nén - Thúy lực

Trongthực tế cịn có dạngxi lanh quay, chuyển động tương đối giữa pit tơng với xi lanhlà chuyển động quay với gócquay không quá 350°.

Dựa vào khảnăng sinhcông, xi lanh đượcchia thành 2 loại:

-Xi lanh tác độngđơn (Single actingcylinder): lực sinh ra do áp suấtcủadịngdầuchỉ theomột chiều(thườnglà chiềupittơng đi ra),chiều ngược lại do lực phản hồicủa lị xo.

Hình 2.19 thể hiện ngun lý cấu tạo và ký hiệu của xilanh tác động đơn.

Ký hiệu xi lanh tác động đơn

Hình 2.J9: Nguyên lý- cấutạo và ký hiệuxi lanh tác động đơn

- Xi lanh tác động kép (Double acting cylinder):lực sinh ra doáp suất của dòng dầu cấp chobuồng trái hoặc buồng phải của xi lanh sẽ tạo ra lực đẩy theo cá hai chiều đi ra vàrútvề của pittơng.

Pit tơng

Hình2,20:Ngun lý -cấu tạo và ký hiệu xi lanh tác độngkép

b) Thông số hoạt động của xi lanh

Lực đẩy của xi lanh:

- Nếu cấp nguồn áp suấtPịvàobuồng trái của xilanh tác độngkép (Hình 2.2la) thìsẽsinh ra lực đẩy ở hành trình đi racủapit tơng Fe, và đượcxác định:

Fe: lực đẩy ởhànhtrình đi ra của pit tông, NP1: áp suất cấp cho buồng trái xi lanh, N/m2

P2: áp suất cản ởbuồng phải xi lanh,N/m2

A: diệntích bề mặtpit tơngchịu áp ởbuồng tráixi lanh, m2

a: diện tíchbề mặt pit tôngchịu ápở buồng phải xi lanh,m2

</div>