thiết kế hệ thống chiết nhớt tự động, chương 14 pot

Chương 14: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC XY
LANH
4.4.1 Kích thước xy lanh hút dầu.
Khối lượng cơ cấu di chuyển :
m = 74 kg.
Trọng lượng :
P = mg = 74 x 10 = 740 N.
Lực tác dụng lên 2 xy lanh gồm có : Trọng lực của cơ cấu
di chuyển, áp lực phản hồi của dầu tác dụng lên 6
piston khi đẩy dầu, lực ma sát giữa piston và xy lanh
chứa dầu ( do có vòng cao su đệm giữa piston và xy
lanh ).
Tính toán lực phản hồi tác động lên các piston.
3
2
5
4
1
11
2 2
Hình 4.9. Sơ đồ phun dầu
1. Vòi phun, 2. xy lanh, 3. piston, 4. Van phân phối, 5. Van
chiết.
Các số liệu ban đầu :
Ở phần trước, khi tính toán số vòng quay động cơ ta đã
thiết kế thời gian di
chuyển của piston đẩy dầu là 10s.
Thể tích cần điền đầy là 1 lít.
Vậy lưu lượng khi điền đầy là : Q = 10
-3
/10 = 10

-4
(m
3
/s) .
Diện tích vòi phun :
A =
 d
2
/4 = . 0.01
2
/4 = 0.78 x 10
-4
mm
2
.
Vận tốc tại vòi phun (tại mặt cắt 1-1 ).
u
1
= Q/A = 10
-4
/ 0.78 x 10
-4
= 1.28 (m/s).
p dụng phường trình Bernuli áp dụng cho hai mặt cắt
1-1 và 2-2 ( bỏ qua trọng lượng và tổn thất ).
g
uP
2
2
11



=
g
uP
2
2
22


.
u
2
: Vận tốc tại mặt cắt 2-2.
Diện tích
u
2
= Q/ A
Diện tích piston :
A =
 .D
2
/4 =  0.1
2
/4 = 0.78 x 10
-2
mm
2
.
u

2
= 10
-4
/ 0.78 x 10
-2
 0 (m/s).
P
1
: áp suất tại mặt cắt 1-1 . đây là áp suất khí quyển
nên P
1
= 0.
 : trọng lượng riêng của dầu. gần đúng  = 10 x 10
3
= 10
4
N/m
3
.
Thế vào phương trình Bernuli trên ta có :
P
2
= . u
1
2
/2g = 10
4
x 1.28
2
/ 2x 10 = 810 N/m

2
.
Vậy lực tác dụng lên mỗi piston là : F
1
= 810 x 0.78 x 10
-2
= 6.5 N.
Lực ma sát giữa piston và xy lanh ( trên mỗi xy lanh ) : F
2
= 600 N.
Vậy lực tác dụng lên mỗi xy lanh ( xy lanh chứa dầu ):
F = F
1
+ F
2
= 606,5 N.
P
F
Hình 4.10. Sơ đồ lực tác dụng lên 2 xy lanh.
Từ sơ đồ lực trên ta có hợp lực tác dụng lên 2 xy lanh :
P
tc
= P + 6x F = 740 + 6 x 606.5 = 4379 N.
Vậy lực tác dụng lên mỗi xy lanh sẽ là :
F
xy lanh
= P
tc
/2 = 4379/2 =2190 N.
Diện tích của xy lanh khí nén :

S = F
xy lanh
/ p = 2190/40 = 54,75 cm
2
.
P : áp suất khí nén ; p = 4kg/cm
2
= 40 N/cm
2
.
Đường kính piston:
D =

S.4
=

75,54.4
= 8,35 cm = 83,5 mm.
4.4.2 Kích thước xy lanh van chiết.
Khối lượng của van : m = 0.25 kg.
Trọng lượng của van :
P = mg = 0.25 x 10 = 2.5 N.
Diện tích xy lanh :
S = 2,5/40 = 0,06 cm
2
.
Đường kính xy lanh :
D =

S.4

=

06,0.4
= 0,264 cm = 2,64 mm.
4.4.3 Kích thước xy lanh đònh vò cổ chai.
Khối lượng toàn bộ cơ cấu di chuyển : m = 8 kg.
Trọng lượng: P = mg = 8 x 10 = 80 N.
Hệ số ma sát k = 0,2 .
Lực ma sát khi di chuyển : F = P.k = 80 x 0,2 = 16N.
Diện tích xy lanh :
S = 16/40 = 0,4 cm
2
.
Đường kính xy lanh :
D =

S.4
=

4,0.4
= 0,5 cm = 5 mm.
4.4.4 Xy lanh phân phối dầu :
Khối lượng van : m = 1.3 kg.
Trọng lượng: P = mg = 1.3 x 10 = 13N.
Diện tích xy lanh :
S = 13/40 = 0,32 cm
2
.
Đường kính xy lanh :
D =


S.4
=

32,0.4
= 0,4 cm = 4 mm.
4.4.5 Xy lanh đóng nắp .
Khối lượng toàn bộ cơ cấu di chuyển : m = 9 kg.
Trọng lượng: P = mg = 9 x 10 = 90 N.
Diện tích xy lanh :
S = 90/40 = 2,25 cm
2
.
Đường kính xy lanh :
D =

S.4
=

25,2.4
= 1,7 cm = 17 mm.