ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC 160 TẤN

ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP THỦY LỰC 160 TẤN

Các thông số của máy ép thủy lực 160 tấn
-

Lực ép đầu cần piston: F=160(tấn)
Áp suất làm việc của xylanh ép: P=250(bar)
Hành trình: S= 500(mm)
Thời gian thực hiện hành trình tịnh tiến: t1=35(s)
Thời gian thực hiện hành trình lùi: t2=20(s)
Thời gian giữ ép: t3=10(s)
Chế độ làm việc: êm

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 1


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC
PHẦN MỞ ĐẦU

Ngày nay thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, do vậy thiết kế và
sản xuất các máy móc, thiết bị phục vụ cho sản xuất là hết sức cần thiết.
Ngành cơ khí nói chung và ngành thủy lực nói riêng đóng góp một phần
không nhỏ. Với khả năng tự động hóa cao, hoạt động an toàn, các máy móc

thiết bị thủy lực có mặt rộng rãi ở mọi lĩnh vực trong nền kinh tế: xây dựng,
giao thông, quốc phòng, nhà máy,…
Trong ngành thủy lực được sử dụng rộng rãi ở những nơi cần lực lớn mặt
khác công nghiệp truyền động và điều khiển hệ thống thủy lực đã có nhiều
bước tiến mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi. Trong số đó không thể không
kể đến máy ép thủy lực. Với kết cấu đơn giản dễ sử dụng công suất lớn, tạo
lực ép với nhiều mức nặng nhẹ,…được áp dụng vào rất nhiều ngành như gia
công áp lực (dập tấm, dập khối,…), ép vật liệu xây dựng,…

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 2


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC
CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ÉP
1.1 Máy ép là gì?
- Định nghĩa: Máy ép là một loại máy cơ khí mà quá trình tác động lực cơ
học lên vật liệu làm vật liệu bị biến dạng.
- Công dụng:
+ Định hình biến dạng vật liệu.
+ Phân chia pha lỏng rắn trong vật liệu.
- Lĩnh vực sử dụng:
+ Sản xuất các loại thực phẩm, đồ uống, thuốc men và chuẩn bị cho các
quá trình chế biến.
+ Dùng trong lĩnh vực xây dựng, cầu đường.

+ Dùng trong lĩnh vực tái chế phế liệu, ép kiện phế liệu.
+ Dùng trong lĩnh vực sản xuất các sản phẩm nhựa, cao su, giấy, thép,…
+ Được sử dụng rộng rãi để thực hiện các công đoạn ép-lắp ráp, dập tấm,
chuốt ép và hàng loạt các công việc gia công chi tiết máy.
+…
1.2 Phân loại máy ép:
1.2.1 Theo lực ép:
- Máy ép loại nhỏ:F<10 ( tấn )
- Máy ép loại trung bình: 10- Máy ép loại lớn: F>60 ( tấn )
- Máy ép loại siêu lớn:F>1000 ( tấn)
1.2.2 Theo hình dạng
- Máy ép hình chữ C
- Máy ép hình chữ U
- Máy ép khung kín cố định
- Máy ép có khung di động
- Các loại máy ép di động khác trong dây chuyền tự động.
1.2.3 Theo phương pháp dẫn động
- Máy ép dẫn động bằng cơ khí: trục vít, cam, xích, bánh răng
- Máy ép dẫn động bằng khí nén
- Máy ép dẫn động bằng thủy lực
- Máy ép dẫn động bằng điện
- Máy ép dẫn động kết hợp các phương pháp trên.

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 3


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP
THỦY LỰC 160 TẤN
2.1 Phân tích hoạt động của máy ép
-

Hoạt động của máy gồm 3 quá trình:

+ Quá trình xylanh chuyển động xuống để ép sản phẩm.
+ Quá trình xylanh giữ ép sản phẩm.
+ Quá trình xylanh chuyển động lên để lấy sản phẩm ra.
- Khi máy làm việc, ở quá trình ép khuôn ép sẽ được lắp một nửa trên cần
piston và một nửa ở bàn ép. Xylanh chuyển động xuống dưới ép phôi trong
hai nửa khuôn và tạo thành sản phẩm, quá trình ép kết thúc sau 35s. Sau đó
là quá trình xylanh giữ ép khuôn sản phẩm trong 10s. Cuối cùng là quá trình
lấy sản phẩm ra ngoài, xylanh chuyển động lên và sản phẩm được lấy ra,
thời gian quá trình này này là 20s.
2.2 Mạch thủy lực của máy

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 4


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

- Nguyên lí hoạt động
+ Khi đóng công tắc điện, van phân phối 4/3 nằm vở vị trí cân bằng dầu đi
từ bơm qua van phân phối và trở về bể. Xylanh chưa chuyển động.
+ Khi có tín hiệu điều khiển làm van phân phối lệch sang bên phải thì dầu
từ bơm qua van phân phối cấp vào buồng trên xylanh, xylanh bắt đầu di
chuyển và tiến hành quá trình ép, khi cuối quá trình ép dầu tiếp tục cấp vào
xylanh để tiến hành giữ ép 10s
+ Kết thúc quá trình giữ ép sẽ có tín hiệu điều khiển làm van phân phối
lệch về phía bên trái, dầu từ bơm sẽ được cấp qua van phân phối đến buồng
dưới của xylanh làm cho xylanh di chuyển lên trên.
+ Các chi tiết khác: Van an toàn để đảm bảo cho hệ thống ở một giá trị
định trước giảm tải cho hệ thống khi hệ thống quá tải. Bộ lọc dầu có làm
mát có nhiệm vụ lọc sạch dầu hồi về bể và giảm nhiệt cho dầu, đi kèm với
nó là van 1 chiều có nhiệm vụ xả khi bộ lọc có dấu hiệu bị tắc. Van tiết lưu
Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 5


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

một chiều có nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ xylanh khi đi và về phù hợp với
yêu cầu đòi hỏi. Áp suất của van một chiều để mở là 3bar. Van một chiều
sau bơm để khi bảo dưỡng bơm thuận tiện hơn và tránh tải trọng tăng lên
đột ngột tác động lên bơm làm tuổi thọ của bơm và động cơ giảm. Van
chống rơi là hạn chế dịch chuyển của xylanh khi mất nguồn đột ngột.
2.3 Chọn khung máy ép

Chọn khung máy ép của hang Hi-Tech

+ Từ trái sang phải: 2800 (mm)
+ Từ trước ra sau: 1600 (mm)
+ Chiều cao tính từ sàn: 3500 (mm)
+ Khối lượng máy khoảng: 8 (tấn)

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 6


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC
CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP THỦY LỰC
160 TẤN
3.1 Tính toán xylanh thủy lực

3.1.1 Tính toán các thông số hình học:
- Đường kính trong xylanh:
Ta có:

F  P. A1 

 .D 2
4

.P

Trong đó: F: là lực tạo ra ở đầu cần piston (N)
P: là áp suất làm việc của xylanh (N/m2)
D: là đường kính trong của xylanh (m)
A1: là diện tích tác dụng (m2)
Lực ép thủy lực: F= 160 tấn = 160.103.9,8 (N)=1568.103 (N)
Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 7


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

Áp suất làm việc khi ép: Plv= 250 (bar)
Diện tích tính toán: A1 

F 1568.103

 0, 06272
Pep 250.105
4 A1

Đường kính tính toán của xy lanh: Dtt 





4.0, 06272



 0, 283 (m)

Dtt=283 (mm)
Chọn xy lanh theo bảng tiêu chuẩn ISO 6022
+ Đường kính piston: D=300(mm)= 0,3(m)
+ Đường kính cần piston: d=220(mm)=0,22(m)
Tính lại:
Diện tích làm việc của xy lanh: A1   D   .0,30  0.071(m2 )  7.1(dm2 )
2

4

Áp suất làm việc: Plv 

2

4

3

F 1568.10

 220,85.105 ( N / m 2 )  220,85(bar)
A1
0, 071

3.1.2 Tính toán các thông số động học
Lưu lượng cấp cho xylanh:
Q=F.v
Trong đó: Q: là lưu lượng cấp cho xylanh (m3/s)
F: là diện tích tác dụng của xylanh (m2)
v: là vận tốc của cần piston (m/s)
- Tốc độ của cần piston trong hành trình tịnh tiến là:
v1 

S 0.5

 0, 014(m / s )  14( mm / s)  8.4( dm / ph)
t1 35

Lưu lượng cấp cho xylanh trong hành trình ép là:
Q1  A1.v1 

 .D 2
4

.v1  7,1.8, 4  59, 64(l / ph)

- Tốc độ cần piston trong hành trình lùi về là:
v2 

S 0.5

 0.025(m / s )  25( mm / s )  15( dm / ph)
t2 20

Lưu lượng cấp cho xylanh trong hành trình lùi về là:
Q2  A2 .v2 

 .( D 2  d 2 )
4

.v2 

3,14.(0,32  0, 22 )
.0, 025  8,164.104 (m3 / s )  48,984(l / ph)
4

Nhận thấy Q1>Q2, do đó bơm nguồn chọn theo Q1
3.2 Chọn dầu làm việc cho hệ thống
- Dầu thủy lực đóng vai trò quan trọng giúp cho hệ thống thủy lực làm việc
an toàn và chính xác. Bên cạnh là tác nhân truyền tải áp lực và truyền
chuyển động, nó còn giúp bôi trơn các chi tiết chuyển động, chống lại mực
ma sát, nó cũng làm kín các bề mặt tiếp xúc, truyền thải nhiệt và ngăn ngừa
sự mài mòn.
Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 8


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

- Thông thường, dầu thủy lực được lựa chọn trên hai yếu tố chính: Thời tiết

nơi thiết bị sử dụng và các yêu cầu của bộ phận thủy lực sử dụng trong hệ
thống truyền động thủy lực. Có rất nhiều yêu cầu chất lượng khác nhau đối
với dầu thủy lực nhưng điều quan trọng nhất trong số đó là độ nhớt của dầu
không thay đổi nhiều với sự thay đổi của nhiệt độ.
- Nếu độ nhớt của dầu lựa chọn quá cao:
+ Ma sát trượt tăng lên, phát sinh ra nhiệt và tổn thất năng lượng lớn.
+ Tổn thất trong mạch dầu tăng lên và tổn thất áp suất cũng tăng lên
- Nếu độ nhớt của dầu lự chọn quá nhỏ:
+ Rò rỉ trong bơm sẽ tăng lên, hiệu suất thể tích không đạt được và do đó
áp suất làm việc yêu cầu không đáp ứng được
+ Do có sự rò rỉ bên trong của các van điều khiển, xylanh sẽ bị thu lại dưới
tác dụng của phản lực, còn motor không thể sản ra đủ mô-men yêu cầu trên
trục quay.
- Để đáp ứng các nhu cầu trên ta chọn dầu thủy lực: AW32 có các thông số
sau:
+ Cấp độ nhớt ISO: 32
+ Điểm chớp cháy,oC: 210
+ Cấp tải FZG: 10
+ Điểm rót chảy,oC: -33
+ Độ nhớt ở 40oC, mm2/s: 30,5
+ Độ nhớt ở 100oC, mm2/s: 5,3
+ Chỉ số độ nhớt: 106
+ Hàm lượng nước max: 0.02
+ Trọng lượng riêng ở 20oC, N/m3
3.3 Tính toán đướng ống thủy lực
- Trong đường ống thủy lực, chất lỏng công tác được vận chuyển từ bể dầu
qua bơm nguồn đến các van, cơ cấu chấp hành rồi hồi về bể nhờ hệ thống
các đường ống dẫn thủy lực.
- Đường ống thủy lực cần đảm bảo những yêu cầu sau:
+ Đảm bảo độ bền cần thiết

+ Đảm bảo hao phí áp suất là thấp nhất
+ Đảm bảo không rò rỉ
+ Đảm bảo không chứa và tạo bong bóng khí, nước
- Vì áp suất làm việc của hệ thống cao và môi trường hoạt động của máy
ép nên ta chọn ống dẫn cứng được sản xuất từ thép.
- Chia đường ống thủy lực của máy ép làm 3 đoạn:
+ Đường ống hút: là đoạn từ bể dầu đến bơm nguồn. Vận tốc hút
v1=(0,8÷1,5)m/s

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 9


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

+ Đường ống đẩy: Từ bơm nguồn đến các van rồi vào xylanh. Vận tốc đẩy
v2=(3÷5) m/s
+ Đường ống xả: là đường ống hồi về bể dầu. Vận tốc xả v3=(1÷1,6)m/s
- Đường kính trong của đường ống được tính theo công thức:
d

4.Q
 .v

Trong đó: d: là đường kính trong của ống (m)
Q: là lưu lượng chảy qua ống (m3/s)
v: là vận tốc của dầu qua ống (m/s)

- Bề dày ống được tính theo công thức


Pmax .d
.n
2. v

Trong đó:
: là bề dày ống (m)
Pmax : là áp suất lớn nhất của dầu qua ống (N/m2)
d : là đường kính trong của ống (m)
: là ứng suất tới hạn của vật liệu làm ống ;
= (0,3 0,35). ; chọn
vật liệu làm ống là thép có
= 380(Mpa)
= (0,3 0,35).380 =
(114 133) Mpa chọn = 125(Mpa)
n : là hệ số an toàn, chọn n = 1,5
+ Tính toán đường ống hút:
Đường kính trong đường ống hút là:
dh =

=

= (0,03 0,042) (m)

Chọn dh = 0,035(m)

v1=1,14(m/s)

Bề dày ống hút là :
=

.n =

.1,5 = 5,25.10-3(m)

+ Tính toán đường ống đẩy :
Đường kính trong đường ống đẩy là :
dd =
Chọn dd = 0,02(m)

=

= (0,0167 0,0215) (m)

v2=3,48(m/s)

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 10


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

Bề dày ống đẩy là :
=

.1,5 = 2,7.10-3(m)

.n =

+ Tính toán đường ống xả:
Đường kính trong đường ống xả là:
dx =

=

Chọn dx = 0,028(m)

= (0,0255 0,0322) (m)
v3=1,33(m/s)

Bề dày ống xả là :
=

.1,5 = 4,2.10-3(m)

.n =

- Chọn chiều dài tổng đường ống hút : l1=0,6(m) ; chiều dài tổng đường ống
đẩy : l2=4(m) ; chiều dài tổng đường ống xả : l3=3(m)
+ Tổn thất áp suất trên toàn bộ hệ thống :
P  P1  P2  P3

Trong đó : P1 : là tổn thất áp suất dọc đường do ma sát theo chiều dài
đường ống gây nên
P2 : là tổn thất áp suất do trở lực cục bộ

P3 : là tổng tổn thất qua các van và bộ lọc của hệ thống, chọn P3  2(bar)
- Ta có :

=

+

+

+ Hệ số Reynolds đường ống hút :
Re1 =

=

= 1308< 2300

=

=

= 0.0489

=

=

= 0,0280

= 1221<2300

=

=

= 0,0524

- Khối lượng riêng của dầu AW32 là :

= =

+ Hệ số Reynolds đường ống đẩy :
Re2 =

=

= 2282< 2300

+ Hệ số Renolds đường ống xả :
Re3 =

Vậy :

=

= 870.0,0489.

+ 870.0,0280.

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

= 870 (kg/m3)
+ 870.0,0524.
Page 11


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

= 34295(N/m2)
+ Ta có :

=

+ . .

+ . .

: là hệ số trở lực cục bộ phụ thuộc dạng trở lực cục bộ.
Chọn

= 0,15 ;

= 870. 0,15.

= 1,7 ;

= 1,7

+ 870.1,7.

+ 870.1,7.

= 10349(N/m2)

+

= 34295 + 10349 = 44644 (N/m2) = 0,45 (bar)

=

+

+

= 0,45 + 2 = 2,45 (bar)

3.4 Chọn mối nối thủy lực
+ Mối nối thủy lực đảm bảo việc lắp ghép ống dẫn thủy lực vào các phần tử
của hệ, ngoài ra mối nối còn được thiết kế theo yêu cầu tháo lắp của hệ.
+ Mối nối được phân ra làm mối nối tháo được và mối nối không tháo
được. Trong máy ép thủy lực 160 tấn thiết kế ta chọn cả hai mối nối tháo
được và mối nối không tháo được loại cố định.
Mối nối không tháo được ở vị trí các mối của bộ nguồn và các mối nối
của phần còn lại của mạch. Mối nối loại này được gia công bằng phương
pháp hàn, dán đối đầu hai ống hoặc dùng ống chuyển.
- Ưu điểm của mối nối loại này là giảm (25 30) về mựt khối
lượng so với mối nối tháo được ứng với cùng một hệ thống thủy
lực.
- Mối nối tháo được loại cố định ở vị trí nối giữa bộ nguồn và hệ

thống để ta có thể tháo lắp, bảo dưỡng bộ nguồn hay hệ thống
một cách thuận lợi. Mối nối tháo được loại cố định sử dụng mặt
côn ngoài:

Mối nối dạng này bao gồm ống dẫn 1(đoạn cuối ống dẫn 1 có dạng mặt
côn – góc lệch 300), ống chẹn 2, ống lồng 3 và đai ốc 4. Độ bít kín của mối
Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 12


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

nối được đảm bảo bởi sự tiếp xúc mặt côn trong giữa ống chẹn 2 và mặt côn
ngoài ống dẫn 1. Nhược điểm của mối nối dạng này là: làm giảm độ bền
của ống nối tại đoạn nối, khó nhận thấy bằng mắt thường vị trí rạn nứt, mô
men xoắn - kéo đối với đai ốc 4 tương đối lớn, ít về chủng loại, cần dụng cụ
chuyên dụng để tạo mặt côn cho ống dẫn 1.
3.5 Tính toán và chọn bơm nguồn
Để đảm bảo yêu cầu áp suất của bơm cấp cho hệ thống, xác định áp suất
bơm theo hệ số: Pbơm ≥ 1,1 Plv = 1,1 . 220,85 = 242,94 (bar)
Có: Qlv = 1,1Qbơm = 1,1 . 59,64 = 65,6 (l/ph) nên chọn Qbơm = 66 (l/ph)
Vậy thông số để chọn bơm là: Pbơm ≥ 242,94 (bar) và Qbơm= 66 (l/ph).
Chọn số vòng quay của bơm là 1500 (v/ph).

Lưu lượng riêng của bơm là q = =
= 44 (cm3/vg)
Căn cứ vào các thông số chọn bơm: Pbơm ≥ 242,94 (bar) và Qbơm= 66 (l/ph).

 Pbơm= 250 (bar)
 Qbơm= 66 (l/ph)
 Ndc=

=

 nbơm = 1500 vg/ph
 qbơm =

(cm3/vg)

Ta chọn loại bơm là bơm bánh răng ăn khớp ngoài của hãng Rexroth kí
hiệu là: AZPG-22-045RQC20MB

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 13


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

Trong đó:
Description
Product
designation

AZ

External gear unit

Function

P

Pump

Series

G

22.5 ... 100 cm³/rev

Series

2

Shaft Ø 26 mm

Version

2

corrosion-resistant, pinned

Nominal size

045

45.0 cm³/rev

Direction
rotation

of R

clockwise rotation

Drive shaft

Q

Conical 1:5

Front cover

C

Rectangular flange Ø 105 mm

Line
connection

20

Rectangular flange for fitting
ISO8434-1

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 14


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

Sealing
element

M

NBR

End cover

B

Standard

Technical data
Displacement volume

: 45

[cm³/rev]

Pressure in the suction port, absolute : 0.7...3.0 [bar]
Continuous pressure p1

: 250

[bar]

Intermittent pressure p2

: 280

[bar]

Pressure peak p3

: 300

[bar]

Min. speed at p2

: 500

[rpm]

Max. speed at p2

: 2600

[rpm]

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 15


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

3.6 Chọn động cơ điện
Công suất thủy lực của hệ thống:
N=

=

= 26,96 (Kw)

Để đảm bảo hệ thống làm việc ổn định và thực tế động cơ điện được sản
xuất ta chọn loại động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha roto lồng
sóc _ 50Hz, ký hiệu: 3K200La4; công suất: 30Kw; tốc độ 1475vg/ph; điện
áp mắc hình tam giác: 380V; điện áp mắc hình sao: 660V; dòng điện mắc
hình tam giác: 56,3A; dòng điện mắc hình sao: 32,5A; hiệu suất = 91 ;
hệ số công suất: Cos

= 0,89; tỷ số dòng điện khởi động:

= 6,5; khối

lượng 260kg; số cặp cực: 2.
3.7 Chọn các van cho hệ thống
3.7.1 Chọn van phân phối

- Hệ thống ép hoạt động liên tục theo một quy trình khép kín và dựa vào
tính kinh tế, lưu lượng và áp suất ta chọn van phân phối điều khiển điện.
Trong hệ thống thủy lực của máy, sử dụng hai loại van phân phối:
+ Loại van phân phối dầu có lưu lượng lớn, áp suất không cao từ bơm bánh
răng.
+ Loại van phân phối dầu có lưu lượng nhỏ, áp suất cao dẫn từ bơm pittong
cao áp.
Trong hệ thống máy ép thủy lực này ta chọn van phân phối loại lưu lượng
lớn, có áp suất không cao :
- Ta chọn van phân phối dạng 4/3 (4 cửa 3 vị trí)
Xác định van: Ta chọn van phân phối dạng 4/3. Tra catalogue của hãng
Camel ta chọn van phân phối có kí hiệu: WH 43-G03-C60-D24-N-20
Trong đó:
- WH: Wet type solenoid valve
- 43: 4 ways 3 positions
Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 16


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

- G03: Nominal dia
- C60: Spool type
- D24: DC 24V
- N: None: iso type; N: Din type
- 20: Design No

3.7.2 Chọn van an toàn
Van an toàn là phần tử thủy lực bảo vệ hệ thống trong trường hợp quá tải
như: xylanh bị kẹt khiến áp suất hệ thống tăng vọt, gây nên nhiều sự cố hư
hỏng bơm nguồn, vỡ đường ống nếu không được bảo vệ.
Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 17


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

Nguyên lý làm việc của van dựa trên sự cân bằng của các lực ngược
chiều: lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên con trượt với lực do áp suất dòng
chất lỏng gây nên.
Van an toàn được chia làm 2 loại theo nguyên lý hoạt động là van tác
động trực tiếp và gián tiếp. Van an toàn tác động gián tiếp được sử dụng
chủ yếu trong các hệ thống có lưu lượng lớn, áp suất tương đối cao.
Tra catalog của hãng Rexroth ta chọn van có kí hiệu: DB 6 K1 - 4X 315 YV
Trong đó:
+ DB: Pressure relief valve, pilot operated
+ 6: Nominal size 6
+ 1: Rotary knob
+ 4X: Component series 40 to 49
+ 315: Settable pressure up to 315 bar

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 18

ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

3.7.3 Chọn van chống rơi
Tra catalog của hãng Rexroth ta chọn van có kí hiệu: SV 6 P B 2 – 6 X
Trong đó:
+ SV: Pilot oil return internal
+ 6: Size 6
+ 2: Cracking pressure: 3 bar
+ 6X: Component series 60 to 69

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 19


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

3.7.4 Chọn bộ van tiết lưu một chiều
- Van tiết lưu một chiều có nhiệm vụ điều kiển vận tốc của xylanh trong
hành trình ép của máy ép.
- Ta chọn van của hang Enerpac – Nhật Bản; ký hiệu: MVM-72;
Pmax=350(bar); Qmax=38(l/ph); khối lượng: 1,4 (kg); nhiệt độ dầu: (0÷55)oC

3.7.5 Chọn van một chiều

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 20


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

- Hệ thống thủy lực máy ép thiết kế có một van một chiều ở vị trí sau bộ
nguồn làm nhiệm vụ cho chất lỏng chỉ chảy theo một chiều, giúp cho quá
trình bảo dưỡng bộ nguồn thuận tiện hơn. Ngoài ra nó còn tránh hiện tượng
áp suất tác động ngược lại bộ nguồn.
- Từ áp suất và lưu lượng của bộ nguồn hệ thống ta chọn van một chiều của
hãng Nachi – Nhật Bản; ký hiệu: OCH-G04-P1-10; Pmax = 350 (bar); Qmax =
300 (l/ph).

3.7.6 Chọn đồng hồ đo áp và khóa đồng hồ
- Chọn loại đồng hồ chân đứng có áp suất lớn nhất là: 350 (bar)
- Chọn khóa đồng hồ tương ứng với chân đồng hồ.
3.7.7 Chọn mắt thăm dầu và nắp đổ dầu
- Ta chọn của hãng ASHUN – Đài Loan, có mã kí hiệu như sau:
+ Nắp đổ dầu: HY – 06
+ Mắt thăm dầu: LS – 5
Các thông số kỹ thuật và kích thước lắp đặt được cho trong catalogue của
hãng.
3.7.8 Chọn bộ lọc dầu
- Nhiệm vụ của bộ lọc dầu: Trong quá trình hoạt động, dầu trong hệ thống
thường bị nhiễm bẩn do bụi, cặn bẩn từ môi trường hay do bản thân dầu
trong hệ thống tạo nên trong quá trình hoạt động. Những chất bẩn trong hệ

thống dễ dàng gây nên những hiện tượng như: Kẹt các cơ cấu chấp hành,
các van hay có thể gây nên xâm thực và phá hủy hoàn toàn hệ thống. Do đó
bộ lọc dầu có nhiệm vụ lọc các chất bẩn nói trên, tăng tính ổn định của hệ
Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 21


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

thống. Tuy nhiên bộ lọc cũng ngăn ngừa được một phần nhất định, sau một
thời gian ta đều phải tiến hành thay dầu cho hệ thống.
- Nguyên lý làm việc của bộ lọc dầu: Sử dụng các phần tử lọc làm vướng
lại các tạp chấp khi có dòng dầu thủy lực chảy qua các phần tử lọc này hoặc
sử dụng trường lực để tách các tạp chất ra khỏi dầu thủy lực. Trường hợp
thứ nhất, tạp chất bị vướng lại trên bề mặt phần tử lọc, hoặc phía dưới đáy
phần tử lọc của các bộ lọc thủy lực. Trường hợp hai, dầu thủy lực được dẫn
qua một trường nhân tạo (từ trường, điện trường, trường ly tâm, trọng
trường) làm các tạp chất bị lắng xuống.
- Phân loại bộ lọc
Dựa vào kích thước hạt bị giữ lại
+ Bộ lọc thô: Lọc được các loại hạt có kích thước ≥ 0,1 (mm). Bộ lọc thô có
thể được lắp đặt tại ống rót để lọc dầu thủy lực được rót vào thùng chứa,
được lắp đặt tại ống hút và ống nén để lọc sơ bộ dầu thủy lực.
+ Bộ lọc trung bình: Lọc được các hạt có kích cỡ từ (0,05÷0,1) (mm). Bộ
lọc trung bình được lắp tại đường ống nén hoặc đường ống xả.
+ Bộ lọc tinh: Lọc được các hạt có kích thước nhỏ hơn 0,05 (mm). Bộ lọc
tinh thường được lắp tại các vị trí có lưu lượng vừa phải, thường là các

nhánh phụ trong hệ thống hoặc phần tử của hệ thống đòi hỏi dầu hoạt động
phải là tinh.
Dựa vào vị trí lắp bộ lọc trong hệ thống thủy lực: Ta có bộ lọc dầu áp suất
cao và bộ lọc dầu áp suất thấp. Bộ lọc dầu áp suất cao thường được lắp ở
đường ống đẩy (sau van an toàn của bộ nguồn). Bộ lọc dầu áp suất thấp
thường được lắp ở đường ống xả.
Dựa vào kết cấu bộ lọc: Bộ lọc lưới; bộ lọc lá; bộ lọc giấy; bộ lọc nỉ; bộ
lọc nam châm;…
- Khi lựa chọn bộ lọc cho hệ thống thì cần chú ý các điều kiện sau:
+ Nguyên nhân tạo tạp chất
+ Độ nhạy của các chi tiết thủy lực với tạp chất
+ Chế độ công tác của máy thủy lực

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 22


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

+ Áp suất công tác
+ Thiết bị điều khiển thay không điều khiển được
+ Loại dầu công tác và điều kiện vận hành
+ Vị trí lắp bộ lọc có lưu lượng và áp suất như thế nào.
- Trong hệ thống thủy lực của máy ép 160 tấn ta chỉ lắp đặt một bộ lọc ở
đường ống xả dầu về bể. Lắp kèm theo bộ lọc này là một van một chiều có
áp suất là 3 (bar) có nhiệm vụ xả khi bộ lọc có dấu hiệu bị tắc, tăng tính vận
hành ổn định của hệ thống.

- Bộ lọc còn được trang bị thêm hệ thống giải nhiệt dầu. Chọn hệ thống
giải nhiệt dầu kí hiệu như sau: AOR-150L; Qmax = 150 (l/ph):

- Chọn bộ lọc trung bình có kí hiệu là : ACF – 06 do công ty thủy lực
Trung Anh phân phối. Các thông số kỹ thuật và kích thước lắp đặt được cho
trong catalogue của hãng đi kèm sản phẩm :

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 23


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

3.7.9 Tính toán thiết kế bể dầu
Việc tính toán kích thước bể dầu thường dựa trên lưu lượng lưu thông
qua hệ thống và dựa trên điều kiện tỏa nhiệt của hệ thống.
V = (3 ÷ 5) Qbơm = (3 ÷ 5) x 65,6 (l) = 196,8 ÷ 328 (l)
Lấy V = 250 (l)
Bể dầu thường có xu hướng kích thước hẹp cao hơn là rộng thấp để tăng
khả năng truyền nhiệt của dầu ra bên ngoài. Lượng dầu trong hệ thống phải
luôn được điền đầy, không có gián đoạn.
Để đảm báo cho sự lưu thông của dầu tạo điều kiện làm nguội tốt hơn,
bên trong bể ngăn thành từng buồng có cửa lưu thông tương ứng ở phía
dưới hai vách ngăn có cửa so le với nhau và có kích thước hợp lý. Hai vách
ngăn có chiều cao bằng chiều cao nhất trong bể. Mức dầu cao nhất trong bể
bằng 0,7÷0,8 chiều cao thành bể.
Ống hút của bơm và ống xả cần đặt ở vị trí đối nhau và phải ngập trong

dầu và cách đáy bể một khoảng bằng 2÷3 D (D là đường kính ngoài của ống
tương ứng).

Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 24


ĐỒ ÁN MÁY THỂ TÍCH

GVHD: PGSTS.NGÔ SỸ LỘC

Đầu ống xả vát một góc 45° và quay vào mặt thành bể, ta có thể dùng lưới
để khử xoáy của dầu khi hồi về bể.
Đáy bể nên làm nghiêng một góc để thay dầu qua lỗ thoát khi cần thiết.
Bể dầu nên được sơn màu sáng để tăng khả năng bức xạ nhiệt , tăng khả
năng làm mát của hệ thống.
Tham khảo cách tính toán và các công thức tính toán kích thước bể dầu
trang 350 ÷ 352/quyển [2], ta tính toán kích thước bể dầu như sau:
Ta chọn bể dầu có hình dạng hình chữ nhật, với các kích thước như sau
+ Chiều ngang bể: a (m)
+ Chiều dài bể: b = k1.a (m)
+ Chiều cao bể: H = k2.a (m)
Trong đó: k1, k2 là hệ số tỷ lệ, thông thường k1= 1 ÷ 3 và k2= 1 ÷ 2, ở đây
ta chọn k1=2; k2=1,5.
Thông thường, chiều cao của dầu trong bể chỉ ở mức 0,8 chiều cao của
bể là hợp lý
Chiều cao của dầu trong bể là: h = 0,8H = 1,2a
Vậy thể tích dầu trong bể là: V = a.b.h = a. 2a. 1,2a = 2,4.a3 = 250 (l)
Suy ra chiều ngang bể: a 

3

250.103
 0,47(m)
2,4

Chiều dài bể: b = 2a = 0,94 (m)
Chiều cao bể: H = 1,5a= 0,705 (m)
3.7.10 Thiết cơ bơm nguồn - thiết kế sơ bộ bơm bánh răng ăn khớp
ngoài
+ Tính bánh răng
Bơm bánh răng ta thiết kế là bơm bánh răng ăn khớp ngoài một cấp. Các
bánh răng của bơm là bánh răng trụ răng thẳng.
Chọn hiệu suất Q  0,85
Phạm Duy Bính-Máy và tự động thủy khí K56

Page 25