Đề cương ôn tập bài tập thủy khí

Bài I
Tính toán hệ thống dầu ép cho hộp chạy dao máy khoan chuyên dùng
với các thông số
Lực chạy dao lớn nhất Pmax = 12000N
Lợng chạy dao lớn nhất Smax = vmax= 500 (mm/phút)
Lợng chạy dao nhỏ nhất Smin = vmin = 20 (mm/phút)
Trọng lợng của cả bàn máy G = 4000 N
hệ số ma sát à = 0,2
Vận tốc lùi dao nhanh VLN = 5000mm/phút
Hiệu suất tổng cộng = 0,7
Bài giải
Dựa vào các thông số đầu vào ta xây dựng đợc hệ thống dầu ép nh hình vẽ

Gọi F1 là diện tích tiếp xúc áp suất p1
1


F2là diện tích tiếp xúc áp suất p2
1/ Tnh toán lu lợng
Hệ thống dầu ép điều chỉnh vận tốc Vmax,Vmin ta dùng van tiết lu đặt ở đờng
dầu ra ta chọn lợng dầu tối thiểu qua van tiết lu là
Q = 0,1 lít/phút = 100cm3/phút
Chọn piston xilanh vi sai ta xác định tiết diện F2 của piston
Qmin 100cm3 / ph
=
= 50cm 2
Vmin
2cm / ph
F
Thông thờng ngời ta chọn tỷ số i = 1 = 2
F2

F2 =

Vậy F1 = 2F2 =2.50cm2 = 100cm2
Đờng kính xilanh là
D=2

chọn D=12 cm
Đơng kính piston là
d =2

F1
100
= 2.
11,3 cm



F1 F2
100 50
= 2.
= 7,9cm



Chọn d = 8 cm
Từ đó tính đợc lu lợng dầu ra khi hệ thống làm việc với vân tốc lớn nhất
Qmax= F2.Vmax=50cm2.50cm/ph =2500 cm3/ph
= 2,5 l/ph
Chọn van : 77-11
Qmin = 0,07 l/ph

Qmax = 12 l/ph
2/Tính áp suất bơm
pb = p1 + pV
Ta có công thức cân bằng tĩnh của piston
p1.F1 - Pmax - Pms -p2.F2 = 0
trong đó p2 = p5 + pr
= p5 + pVC + pVTL + pVĐC + pON + pĐO
Tra sổ tay thuỷ lực ta có các giá trị tổn thất
+pVC = 1 Bar
+pVTL =2 Bar
+pVĐC = 0,15 Bar
+pON = 0,25 Bar
+pĐO = 0,3 Bar với L2 = 1m >100d tra theo đồ thị
vậy p2 = 2 + 1 + 2 + 0,15 + 0,25 + 0,3 = 5,7 Bar.
Tính toán áp xuất p1
p1.F1 - Pmax -Pms -p2.F2 = 0
p1 =

Pmax + Pms
F
+ p2 . 2
F1
F1

2


với Pms = G.à = 4000.0,2 = 800 N
p1 =

12000 N + 800 N
1
+ 5,7. .10 5 = 15,65.105 N/m2 = 15,65 Bar
2
2
0,01m

pb = p1 +pv
+pVĐC = 0,15 Bar
+pblthô = 2Bar
+pbltinh = 6 Bar
+pON = 0,25 Bar
+pĐO = 0,5 Bar với L2 = 1,2m >100d tra theo đồ thị
Vậy pv = 8,9 Bar
pb = 15,65 + 8,9 = 24,5 Bar
Chọn pb = 30 Bar
Dựa vào p = 30 Bar , Q 12 l/ph ta chọn các loại van với giá trị
thoả mãn điều kiện này
Bài II
Tính toán thiết kế hệ thống dầu ép dể thực hiện quay tròn của trục chính
(máy phay)
với các thông số
Mmax= 20 Nm
nmax = 500v/ph
nmin = 5 v/ph
lu lợng riêng qm = 0,03 l/vòng
Mô men riêng của động cơ: mM = 0,41 N/Bar
Trọng lợng bàn máy: G = 3000 N
hệ số ma sát à = 0,2
Bài Giải

Dựa trên các thông số ta xây dựng hệ thống dầu ép nhu sau
trục chính mang dao phay --> mô men cắt thay đổi

3


1/ Tính lu lợng cần thiết để đạt nmin ,nmax
Qmax = qn.nmax
= 0,03 L/v.500v/ph = 15 L/ph
Qmin = qn.nmin = 0,03.5 = 0,15 L/ph
chọn Qb 15 L/ph
2/ tính toán áp suất bơm
pb = pV + pCK + pR +pM
pV = pBlthô +pBLtinh = 2 + 6 = 8 Bar
pCK = 5 Bar
khi chạy không động cơ dầu cần 1 hiệu áp nhất định hiệu áp này phụ thuộc
vào kết cấu động cơ dầu và thay đổi theo số vònh quay thờng xác địng bằng
đồ thị
ta xác định hiệu áp động cơ dầu
pM tổn thất áp suất cắt
PM =

M max
20 Nm
=
= 48,8 Bar
mM
0,41Nm / Bar

pR = p2 + pVTL + pVGA

+pVTL =2 Bar
+pVGA = 0,5 Bar
pR = 2 + 2 + 0,5 = 4,5 Bar
pb = 8 + 5 + 48,8 + 4,8 = 66,3 Bar
Chọn loại bơm có pb = 70 Bar
Qb 15 L/ph
chọn loại bơm cánh gạt hoặc piston
4


+Tính và chọn van tiết lu: Qmax = 15 L/ph
Qmix = 0,15 L/ph
+Tính và chọn van giảm áp: pv > 4,5 Bar
Qv 15 L/ph
+Tính và chọn van an toàn: pv 70 Bar
Qv 15 L/ph
Bài III
Tính toán thiết kế hệ thống dầu ép thực hiện 2 nhiệm vụ chính
+ Thực hiện chuyển động tịnh tiến ụ trục chính đầu phay với các thông số
Lực chạy dao lớn nhất Pmax = 20000N
Lợng chạy dao lớn nhất Smax = vmax= 500 (mm/phút)
Lợng chạy dao nhỏ nhất Smin = vmin = 20 (mm/phút)
Trọng lợng của cả bàn máy G = 4000 N
Vận tốc lùi dao nhanh VLN = 5000mm/phút
Hệ số ma sát à = 0,2
Hiệu suất tổng cộng = 0,7
+ Thực hiện chuyển động tịnh tiến mang phôi với các thông số
Pmax2 = 10000N
vmax2= 1000 (mm/phút)
vmin2 = 50 (mm/phút)

G2 = 5000 N
à = 0,2
= 0,7
D2 = 0,5D
Hệ thống dùng chung một bơm

Bài giải
Dựa vào các thông số đầu vào ta xây dựng đợc hệ thống dầu ép nh hình vẽ
Gọi F1 là diện tích tiếp xúc áp suất p1
F2là diện tích tiếp xúc áp suất p2

5


1/ Tnh toán lu lợng bơm
Hệ thống dầu ép điều chỉnh vận tốc Vmax,Vmin ta dùng van tiết lu đặt ở đờng
dầu ra ta chọn lợng dầu tối thiểu qua van tiết lu là
Q = 0,1 lít/phút = 100cm3/phút
Chọn piston xilanh vi sai ta xác định tiết diện F2 của piston
Qmin 100cm3 / ph
=
= 50cm 2
Vmin
2cm / ph
F
Thông thờng ngời ta chọn tỷ số i = 1 = 2
F2
F2 =

Vậy F1 = 2F2 =2.50cm2 = 100cm2

Đờng kính xilanh là
D=2

F1
100
= 2.
11,3 cm



6


chọn D=12 cm
Đơng kính piston là
d =2

F1 F2
100 50
= 2.
= 7,9cm



Chọn d = 8 cm
Từ đó tính đợc lu lợng dầu ra khi hệ thống làm việc với vân tốc lớn nhất
Qmax= F2.Vmax=50cm2.50cm/ph =2500 cm3/ph
= 2,5 l/ph
Lu lợng cho lùi dao nhanh là
QmaxLN= F2.VmaxLN=50cm2.500cm/ph =25000cm3/ph

= 25 l/ph
Theo bài ra ta có
D2 = 0,5D = 0,5.12 = 6 cm
2
2
Vậy F'3 = .D2 = .6 = 28,3 cm2

4

4

F '3
=2
F3
F'
nên ta có F3 = 3 = 28,3 = 14,15cm 2
2
2

mà lại có i2 =

Ta chon F3 = 15 cm2
lu lợng qua xilanh mang phôi mã là
Qmax2 = F2.Vmax2=15cm2.100cm/ph =1500cm3/ph
= 1,5 l/ph
Lu lợng của bơm là
Qb = QmaxLN + Qmax2 = 25 + 1,5 26,5 L/ph
chọn bơm có lu lợng Qb = 30 L/ph
2/ Tính toán áp suất bơm
a/Theo nhánh mang dụng cụ

pb1 = p1 + pV
Ta có công thức cân bằng tĩnh của piston
p1.F1 - Pmax - Pms -p2.F2 = 0
trong đó p2 = p4 + p5 + pr
= p4 + pVĐC + pVGA + pVTL + pON + pĐO
Tra sổ tay thuỷ lực ta có các giá trị tổn thất
+pVĐC = 0,15 Bar
+pVGA = 1 Bar
+pVTL =2 Bar
+pON = 0,25 Bar
+pĐO = 0,3 Bar với L2 = 1m >100d tra theo đồ thị
vậy p2 = 2 + 0,15 + 1 + 2 + 0,25 + 0,3 = 5,7 Bar.
Tính toán áp xuất p1
p1.F1 - Pmax -Pms -p2.F2 = 0
p1 =

Pmax + Pms
F
+ p2 . 2
F1
F1

7


với Pms = G.à = 4000.0,2 = 800 N
p1 =

20000 N + 800 N
1

+ 5,7. .10 5 = 23,65.105 N/m2 = 23,65 Bar
2
2
0,01m

pb1 = p1 +pv
+pVĐC = 0,15 Bar
+pblthô = 2Bar
+pbltinh = 6 Bar
+pON = 0,25 Bar
+pĐO = 0,3 Bar với L2 = 1m >100d tra theo đồ thị
Vậy pv = 8,7 Bar
pb1 = 23,65 + 8,7 = 32,35 Bar
Chọn pb1 = 40 Bar
b/ Theo nhánh mang phôi
pb2 = p8 + pV
Ta có công thức cân bằng tĩnh của piston
p8.F3 - Pmax2 - Pms2 -p9.F3 = 0
trong đó p9 = p12 + pr
= p12 + pVC +pVTL + pVĐC + pON + pĐO
Tra sổ tay thuỷ lực ta có các giá trị tổn thất
+ p12 = 2 Bar
+pVC = 1 Bar
+pVTL =2 Bar
+pVĐC = 0,15 Bar
+pON = 0,25 Bar
+pĐO = 0,3 Bar với L2 = 1m >100d tra theo đồ thị
vậy p9 = 2 + 1 + 2 + 0,15 + 0,25 + 0,3 = 5,7 Bar.
Tính toán áp xuất p8
p8.F3 - Pmax2 -Pms2 -p9.F3 = 0

p8 =

Pmax 2 + Pms 2
+ p9
F3

với Pms2 = G2.à = 5000.0,2 = 1000 N
p1 =

10000 N + 1000 N
1
+ 5,7. .10 5 = 7903313 N/m2 = 79 Bar
2
2
0,0015m

pb2 = p8 +pv
+pblthô = 2Bar
+pbltinh = 6 Bar
+pVGA = 1 Bar
+pVĐC = 0,15 Bar
+pON = 0,25 Bar
+pĐO = 0,3 Bar với L2 = 1m >100d tra theo đồ thị
8


VËy Σ∆pv = 9,7 Bar
pb2 = 79 + 9,7 = 88,7 Bar
Chän pb = 100 Bar
Qb ≥ 30 L/ph

+TÝnh vµ chän van tiÕt lu: Qmax = 30 L/ph
Qmix = 0,15 L/ph
+TÝnh vµ chän van gi¶m ¸p: pv > 9,7 Bar
Qv ≥ 30 L/ph
+TÝnh vµ chän van an toµn: pv ≥ 100 Bar
Qv ≥ 30 L/ph

9