TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN

TRUYỀN ĐỘNG
THỦY LỰC VÀ
KHÍ NÉN
Bài giảng: TS Trần Trung Tính


PHẦN A

CHƯƠNG VI: ỨNG
DỤNG VÀ THIẾT KẾ HỆ
THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
THỦY LỰC CƠ BẢN


THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
 Chuyển động quay: Momen xoắn Mx, vận tốc (n, )

 Chuyển động thẳng: tải trọng F, vận tốc (v, v’), hành
trình x
m

 Thiết kế sơ đồ mạch (vẽ)

 Tính toán: P, Q của cơ cấu chấp hành dựa vào tải
trọng, vận tốc
 Tính toán: P, Q của bơm
 Chọn các phần tử thủy lực
 Tính toán công suất động cơ

VÍ DỤ 1
Dcyl = 60 mm

Cho hệ thống thủy lực như hình
vẽ. Lưu lượng của pump là 20
l/min, đường kính ống dẫn trong
hệ thống là 10mm, đường kính
của cylinder là 60mm. Tình vận
tốc chảy của dòng thủy lực trong
ống dẫn (v1) và cylinder (v2)

dO = 10 mm
QP = 20 l/min


VÍ DỤ 1 (tt)
Q P  20[l / min]  333[cm3 / s]  333.103[mm3 / s]
Phương trình dòng chất lỏng

Q P  QO  QCyl
 333.10 
3

 333.10 
3


4



4

d .v1 
2
O

10 .v1 
2


4


4

2
DCyl
.v2

60 2.v2

4.333.103
v1 
 4242mm / s  4,242m / s
2
 .10

4.333.103
v2 

 117.8mm / s  0,117m / s
2
 .60


VÍ DỤ 2
W = 1 ton
QPump = 40 l/mm

Dcyl = 200 mm

Xác định áp suất trong mạch thủy lực khi nâng xe và xác định vận tốc nâng xe lên


VÍ DỤ 2 (tt)
Tiết diện của Cylinder

A

 .2002
4

 31400mm2

Từ định luật Pascal ta xác định áp suất dòng thuỷ lực

W
1000kg
2
2

P 

0
,
032
kg
/
mm

3
,
2
kg
/
cm
A 31400mm2
Xác định vận tốc nâng xe

Q 666666[mm3 / s]
v 
 21,23[mm / s]
2
A
31400mm


VÍ DỤ 3
W

F

Hiệu suất thể tích v = 1

Xác định tải trọng và khoảng thời gian
nâng tải trọng tử điểm chết dưới đến
điểm chết trên

S = 30 cm

Hiệu suất do ma sát F = 0,9

P = 90 kg/cm3
Q = 30 l/min
D = 6 cm


VÍ DỤ 3 (tt)
Lực nâng lên

F  A.P. F 

 .6 .90
2

4

0,9  2289kg

Vận tốc nâng lên

Q
500[cm 3 / s]
v  v 
.1  17,66[cm / s]
2
A
28,3[cm ]
Thời gian thực hiện hành trình nâng

s
30
t 
 1,69s
v 17,66


VÍ DỤ 4

D = 6 cm

 F  0,9

S = 40 cm

V  1

d = 2,5 cm

P = 90 kg/cm2
Q = 30 l/min

1. Xác định lực công tác của piston khi di ra và đi về
2. Xác định thời gian mà piston đi ra đi về hết hành trình


VÍ DỤ 4 (tt)
Lực piston đi ra

FE  P. A1. F  90.

 .6

2

4

Thời gian piston đi ra

0,9  2289kg

Lực piston đi vào

FR  P. A2 . F  90.


4

6

2



 2,5 .0,9  1875kg
2

Vận tốc piston đi ra

Q
500[cm 3 / s]
vE   v 
.1  17,69[cm / s]
2
2
A1
 .6 / 4[cm ]

S 40cm
tE 

 2,26s
vE 17,69
Thời gian piston đi vào

S 40cm
tR 

 1,87 s
vR
21,4

Vận tốc piston đi vào

Q
500[cm 3 / s]
vR   v 
.1  21,4[cm / s]
2
2
2
A2
 .(6  2,5 ) / 4[cm ]


VÍ DỤ 5

Giải


VÍ DỤ 5 (tt)


VÍ DỤ 6
Cho cơ cấu ép thủy lực như hình
vẽ. Hãy tính lực tác dụng F và thời
gian của hành trình kép

Giải


VÍ DỤ 6 (tt)

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
 Tải trọng 100 tấn
 Trọng lượng G = 3000 kg
 Vận tốc công tác: v1max = 320 (mm/ph)
m

 Vận tốc chạy không: v2max = 427 (mm/ph)
 Pittông đặt thẳng đứng, hướng công tác từ dưới
lên
 Điều khiển tốc độ bằng van điều khiển bằng tay


THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC (tt)
Bước 1

A1 
A2 

A1

D 2

FS

A2

vck

vct

Fmst

4

 (D2  d 2 )

d

D

Fmsc

4

 Ft = 1000 kN: tải trọng công tác

Q1 P1

Q2 P2

 G = 300 kg: trọng lượng của khối lượng m

 Fs = lực ma sát giữa pittông-xilanh
 Fmsc = lực ma sát giữa vòng pittông và vòng chắn khít
 Fmst = lực ma sát giữa khối lượng m và bạc trượt
 Fqt = lực quán tính sinh ra ở giai đoạn pittông bắt đầu chuyển động

Ft
Fqt


THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
 Phương trình cân bằng lực

P1 A1  P2 A2  Ft  Fmsc  Fs  G  Fqt  0

 Lực ma sát của pittông - xilanh


THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
 Lực ma sát giữa cần pittông và vòng chắn khít

 Lực ma sát giữa khối lượng m và bạc trượt


THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
 Lực quán tính


THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
Bước 2: Phương trình lưu lượng
 Xét ở hành trình công tác

 Xét ở hành trình lùi về (tương tự)

A2 

 (D2  d 2 )
4


THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
Bước 3: Tính và chọn các thông số của bơm dầu
 Lưu lượng của bơm dầu

 Áp suất của bơm dầu

Pb  P0  P1  180(kg / cm 2 )
 Công suất của bơm dầu

P.Q 2 P.Q
180.18,3
N
10 
(kW) 
 5,38 (kW)
6.t
612
612
Trong đó t = 20%

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
Bước 3: Tính và chọn các thông số của bơm dầu
 Công suất động cơ điện dẫn động bơm dầu


THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC
Bước 4: Tính toán ống dẫn


NHỮNG ĐIỀU CẦN LƯU Ý