THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP RƠM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP RƠM

Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG MINH TOÀN
HỒ TẤN NGHĨA
Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ
Niên khóa: 2009-2013

Tháng 6/ 2013


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP RƠM

Tác giả

TRƯƠNG MINH TOÀN
HỒ TẤN NGHĨA

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành Cơ điện tử

Giáo viên hướng dẫn
KS. ĐÀO DUY VINH
PGS.TS. NGUYỄN VĂN HÙNG

Tháng 6 năm 2013

i

TÓM TẮT
Diện tích trồng lúa của nước ta khoảng 4 triệu ha, sau khi thu hoạch rơm rạ là
rất nhiều. Rơm rạ thường được đốt đi, việc này vừa lãng phí, gây ô nhiễm môi
trường, có nguy cơ cháy nổ và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe.
Để có hướng đi cho rơm rạ tránh việc lãng phí, dưới sự hướng dẫn của
PGS.TS Nguyễn Văn Hùng cùng KS Đào Duy Vinh thì nhóm em đã có ý tưởng ép
rơm thành củi đốt và đã thực hiện luận văn:” Thiết kế và chế tạo mô hình máy ép
rơm”.
Mục tiêu của đề tài là thiết kế và chế tạo thành công mô hình máy ép rơm bằng
piston thủy lực và các thông số tối ưu cho việc ép rơm thành củi.
Kết quả là chúng em đã thiết kế và chế tạo thành công mô hình máy ép rơm
với các thông số sau:
Khuôn ép có đường kính 21mm.
Áp lực ép:120: 240kg/cm2.
Lực kéo phá hủy:27N.

ii


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp là bước cuối cùng đánh dấu sự trưởng thành của một sinh
viên ở giảng đường Đại học. Để trở thành một kỹ sư đóng góp những gì mình đã
học được cho sự phát triển đất nước.
Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, chúng em đã được sự giúp đỡ,
hướng dẫn, hỗ trợ và động viên từ gia đình, quý thầy cô cùng các bạn.Nhờ đó mà
chúng em đã hoàn thành được luận văn như mong muốn, nay cho phép chúng em
được gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành đến:
Ba mẹ là người đã dạy dỗ và nuôi chúng em khôn lớn khi bước chân vào giảng

đường đại học, là người luôn bên cạnh và chia sẻ mỗi lúc chúng em gặp khó khăn.
Các thầy cô khoa Cơ Khí - Công Nghệ, bộ môn Cơ Điện Tử đã truyền đạt
những kiến thức quý báu để từ đó chúng em phát triển thêm vốn hiểu biết của mình
vận dụng trong công việc sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Hùng, KS. Đào Duy
Vinh người trực tiếp hướng dẫn đề tài. Trong quá trình làm luận văn, các thầy đã
hướng dẫn thực hiện đề tài, giúp chúng em giải quyết các vấn đề nảy sinh trong quá
trình làm luận văn và hoàn thành luận văn theo đúng định hướng ban đầu.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong hội đồng chấm luận văn đã cho em
những đóng góp quý báu để luận văn thêm hoàn chỉnh.
Cuối cùng xin được gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè là những người luôn chia sẻ
những chuyện buồn vui trong cuộc sống cũng như giúp đỡ chúng em những lúc khó khăn.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn. Chúc mọi người sức khỏe và
thành đạt.
Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
TRƯƠNG MINH
TOÀN HỒ TẤN NGHĨA

iii


MỤC LỤC
Trang
TRANG TỰA.............................................................................................................. i
TÓM TẮT .................................................................................................................. ii
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................iii 
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv 
DANH SÁCH CÁC BẢNG ..................................................................................... vii 
DANH SÁCH CÁC HÌNH .....................................................................................viii 
Chương 1 MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1 

1.1. Đặt vấn đề. .......................................................................................................... 1 
1.2.Mục đích............................................................................................................... 1 
Chương 2 TỔNG QUAN ......................................................................................... 2 
2.1. Đối tượng nghiên cứu. ........................................................................................ 2 
2.1.1. Sơ lược về rơm ................................................................................................. 2 
2.1.2. Máy ép rơm. ..................................................................................................... 3 
2.1.3 Các tính chất cơ lí của sản phẩm. ...................................................................... 4 
2.1.4 các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ép và chất lương sản phẩm ........................ 5 
2.2. Bơm dầu và động cơ điện. .................................................................................. 5 
2.2.1. Khái niệm và phân loại. ................................................................................... 5 
2.2.2. Công thức tính toán và động cơ điện. .............................................................. 6 
2.3. Bể dầu.................................................................................................................. 8 
2.3.1. Nhiệm vụ bể dầu .............................................................................................. 8 
2.3.2 Chọn kích thước bể dầu .................................................................................... 8 
2.4. Xylanh truyền động. ............................................................................................ 8 
2.4.1.Chức năng ......................................................................................................... 8 
2.4.2. Cấu tạo xylanh.................................................................................................. 8 
2.4.3. Phân loại. .......................................................................................................... 9 
2.4.4. Một số xilanh thông dụng ................................................................................ 9 
2.4.5. Tính toán xylanh truyền động. ....................................................................... 11 

iv


2.5. Van áp suất. ....................................................................................................... 13 
2.5.1. Nhiệm vụ. ....................................................................................................... 13 
2.5.2. Phân loại. ........................................................................................................ 13 
2.5.2.1. Van tràn và van an toàn............................................................................... 13 
2.5.2.2. Van giảm áp ................................................................................................ 15 
2.5.2.3. Van tiết lưu. ................................................................................................. 16 

2.5.2.4. Van solenoid................................................................................................ 16 
2.6. Công tắc hành trình. .......................................................................................... 17 
2.7 Bơm bánh răng ................................................................................................... 18 
2.7.1 Ưu điểm ........................................................................................................... 18 
2.7.2 Phân loại và nguyên lý hoạt động ................................................................... 19 
2.7.2.1. Phân loại ...................................................................................................... 19 
2.7.2.2. Nguyên lý hoạt động ................................................................................... 19 
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................... 21 
3.1. Nội dung đề tài. ................................................................................................. 21 
3.2. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 21 
3.3 Trang thiết bị và dụng cụ đo phục vụ khảo nghiệm đo lực kéo phá hủy. .......... 23 
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 25 
4.1. Tính toán thiết kế máy ép rơm. ......................................................................... 25 
4.1.1. Yêu cầu thiết kế.............................................................................................. 25 
4.1.2. Nguyên lí hoạt động. ...................................................................................... 27 
4.1.3 Thiết kế khuôn ép. ........................................................................................... 28 
4.1.4. Tính toán ứng suất và chuyển vị của khung................................................... 29 
4.2. Tính toán thiết kế hệ thống thủy lực của máy. .................................................. 31 
4.2.1. Tính chọn xylanh............................................................................................ 31 
4.2.2. Chon bơm và động cơ điện. ........................................................................... 32 
4.2.3. Tính toán đường ống thủy lực. ....................................................................... 33 
4.3. Sơ đồ điều khiển................................................................................................ 36 
4.4. Nguyên lí hoạt động và sơ đồ thủy lực. ............................................................ 36 

v


4.4.1 Nguyên lí hoạt động. ....................................................................................... 36 
4.4.2. Sơ đồ mạch thủy lực....................................................................................... 37 
4.4.3. Sơ đồ mạch điện điều khiển. .......................................................................... 38 

4.5. Kêt quả khảo nghiệm sơ bộ. .............................................................................. 39 
4.5.1. Sơ đồ và nguyên lí đo lực phá hủy ................................................................. 39 
4.5.2. Kết quả khảo nghiệm. .................................................................................... 39 
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................. 41 
5.1. Kết luận. ............................................................................................................ 41 
5.2. Hướng phát triển đề tài...................................................................................... 41 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 42 
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 43 

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bàng 2.1. Hiệu suất và áp lực ép ............................................................................. 12 
Bảng 4.1: Khảo nghiệm lực kéo phá hủy với áp suất bơm ..................................... 40 

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Hình ảnh rơm rạ được đốt ngay tại đồng và rơm bị bỏ khắp nơi ngoài đường. 2 
Hình 2.2: Máy ép rơm. ............................................................................................... 3 
Hình 2.3: Cấu tạo máy ép rơm. .................................................................................. 3 
Hình 2.4: Rơm sau khi ép........................................................................................... 4 
Hình 2.5: Lưu lượng, số vòng quay, thể tích. ............................................................ 6 
Hình 2.6: Áp suất, thể tích, mômen xoắn. .................................................................. 7 
Hình 2.7: Cấu tạo xylanh. ........................................................................................... 9 
Hình 2.8: Xylanh tác dụng đơn. ............................................................................... 10 

Hình 2.9:Xylanh tác dụng kép. ................................................................................ 10 
Hình 2.10: Giảm chấn cuối hành trình. .................................................................... 11 
Hình 2.11: Áp suất P, lực F trong xylanh. ............................................................... 11 
Hình 2.12: Liên hệ giữa lưu lượng, vận tốc và diện tích của xylanh. ...................... 13 
Hình2.13: Kết cấu kiểu van bi. ................................................................................. 14 
Hình 2.14:Kết cấu kiểu van con trượt. ..................................................................... 14 
Hình 2.15: Kết cấu của van điều chỉnh hai áp suất. ................................................. 15 
Hình 2.16: Kết cấu của van giảm áp. ....................................................................... 16 
Hình 2.17: Kết cấu và kí hiệu của van solenoid....................................................... 17 
Hình 2.18: Công tắc hành trình ................................................................................ 18 
Hình 2.19: Sơ đồ nguyên lý bơm bánh răng ăn khớp ngoài. .................................... 19 
Hình 2.20: Nguyên lý hoạt động bơm bánh răng ăn khớp trong. ............................. 20 
Hình 3.1: Phương pháp đo độ cứng. ........................................................................ 22 
Hình 3.2: Phương pháp đo khố lượng thể tích. ........................................................ 23 
Hình 3.3: Lực kế ....................................................................................................... 23 
Hình 4.1: Mối liên hệ giữa áp lực ép và khối lượng thể tích ................................... 25 
Hình 4.2: Mô hình máy ép rơm ................................................................................ 27 
Hình 4.3: Khuôn ép. ................................................................................................. 28 
Hình 4.4. Đầu xiết. ................................................................................................... 28 

viii


Hình 4.5: Ứng suất phân bố của khung. ................................................................... 29 
Hình 4.6: Sự chuyển vị của khung. .......................................................................... 30 
Hình 4.7. Mô hình sau khi chế tạo với khung máy có sẵn. ...................................... 31 
Hình 4.8. Sơ đồ mạch thủy lực. ................................................................................ 37 
Hình 4.9. Biểu đồ trạng thái xylanh. ........................................................................ 37 
Hình 4.10: Sơ đồ mạch điện điều khiển. .................................................................. 38 
Hình 4.11. Đo lực phá hủy ....................................................................................... 39 

Hình 4.12: Rơm sau khi ép 1 giờ. ............................................................................ 39 
Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa áp suất và lực kéo phá hủy ............. 40 

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề.
Nước ta là nước nông nghiệp, trồng cây lương thực là chủ yếu, đặc biệt là lúa
nước, là một trong những nước có xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới, mỗi năm xuất
khẩu trung bình hơn 6,5 triệu tấn. Hiện nay, diện tích trồng lúa của nước ta là
khoảng 4 triệu ha.
Sau khi thu hoạch lúa, số lượng rơm là rất lớn, rơm rạ một phần được dùng
làm thức ăn cho gia súc và trồng nấm, nhưng phần lớn thì bị người dân đốt đi vì
không thể có hướng đi cho rơm rạ, việc đốt rơm sau khi thu hoạch với quan niệm
trả lại cho đất việc này là không hợp lí vì đất sẽ ngày càng suy thoái và mất đi chất
dinh dưỡng đặc biệt là chất hưu cơ, ngoài ra còn ảnh hưởng tới môi trường, sức
khỏe và có nguy cơ cháy nổ.
Trước tình hình đó, cần phải có hướng đi cho rơm rạ, nhóm em đã có ý tưởng
ép rơm thành từng bánh để làm thành củi đốt nhằm tận dụng rơm rạ tại một số vùng
trọng điểm lúa nước như: Đồng bằng Sông Cửu Long, đồng bằng Bắc Bộ…
Do đó được sự hỗ trợ của khoa Cơ Khí - Công Nghệ trường Đại Học Nông
Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Nguyễn Văn Hùng
cùng KS Đào Duy Vinh chúng em đã thực hiện đề tài: “ Thiết kế, chế tạo mô hình
máy ép rơm “
1.2.Mục đích.
Thiết kế, chế tạo máy ép rơm sử dụng xylanh thủy lực ép rơm thành củi.
Điều tra số liệu tối ưu cho việc ép rơm thành củi.

1


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Đối tượng nghiên cứu.
2.1.1. Sơ lược về rơm
Việt Nam là nước xuất khẩu lúa gạo đứng thứ 2 trên thế giới. Từ năm 2002
đến nay trung bình nước ta xuất khẩu 34 triệu tấn thóc/năm. Năm 2008 sản lượng
lúa đã đạt 37,6 triệu tấn, chiếm 5,6% sản lượng lúa gạo toàn cầu.
Do đó, hàng năm nước ta sẽ thải ra khoảng 55 triệu tấn rơm tạ, Số rơm rạ này
một phần làm phân bón sinh học, còn chủ yếu được đốt bỏ ngay trên cánh đồng gây
lãng phí và ảnh hưởng đến môi trường.Nếu tận dụng được nguồn rơm rạ này để tạo
nguồn nhiên liệu làm chất đốt thì sẽ có ý nghĩa hết sức to lớn.

Hình 2.1: Hình ảnh rơm rạ được đốt ngay tại đồng và rơm bị bỏ khắp nơi ngoài đường.
Thành phần hóa học (% khối lượng) của rơm rạ gồm chủ yếu :
 Xenlulozo(60%) là hợp chất cao phân tử có công thức cấu tạo là (C6H10O5)n.
 Lignin(14%) là hợp chất cao phân tử có cấu trúc vô định hình khác với
xenlulozo. Lignin tồn tại ở 3 trạng thái:thủy tinh, dẻo, lỏng dính.
 Chất béo(1,9%) và protein(3,4%).
Thành phần nguyên tố(% khối lượng): C~44%, H~.5%, N~0,92%, O~49%.

2


Tuy nhiên, do nhiệt trị của rơm rất thấp( thấp hơn nhiều so với dầu mỏ) và
không thuận tiện cho việc vận chuyển, tích trữ nên rơm rạ không được sử dụng như
nhiên liệu công nghiệp. Vì vậy, việc chuyển hóa rơm rạ thành sản phẩm có giá trị
hơn dễ dàng vận chuyển, bảo quản, tích trữ có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với

các nước đang phát triển
2.1.2. Máy ép rơm.
Máy ép rơm cuả trường UNIVERSITY OF HOHENHEIM.

Hình 2.2: Máy ép rơm.

Hình 2.3: Cấu tạo máy ép rơm.

3


Máy gồm có các bộ phận chính: Khoang chứa rơm, đầu xiết và khuôn ép,
trục vít.
 Phểu cấp liệu: Là nơi để đựng rơm sau khi được xén nhỏ, phểu có thể
được thiết kế theo kiểu hinh trụ tròn, hình vuông hay theo kiểu tam giác.
 Trục vít: để đưa rơm vào khuôn ép và đùn rơm ra khỏi khuôn ép.
 Đầu xiết: Sản phẩm có đạt yêu cầu hay không, có đủ độ cứng hay không
không chỉ phụ thuộc vào áp lực ép còn phụ thuộc một phần vào đầu xiết này. Bộ
phận của đầu xiết gồm hai khối sắt đặt được vát tạo thành mái vòm để ép vừa vào
khuôn ép sau đó được xiết chặt bằng bulông.
 Khuôn ép: Bánh rơm có các kích cỡ khác nhau là do khuôn ép có đường
kính khac nhau.
Nguyên lý hoạt động: rơm sau khi được xén nhỏ được đưa vào phểu cấp liệu,
khi động cơ hoạt động sẽ làm trục vít quay, khi truc vít quay sẽ đưa rơm từ phểu
cấp liệu vào khuôn ép cứ thế rơm được đùn vào khuôn ép và được đưa ra ngoài.
Dưới tác dụng của đầu xiết thì rơm bị nén lại, viên rơm đi trước như là cửa chặn để
ép viên rơm đi sau.

Hình 2.4: Rơm sau khi ép
2.1.3 Các tính chất cơ lí của sản phẩm.

Kích thước sản phẩm: chiều dài, đường kính sản phẩm

4


Độ cứng của sản phẩm: là thước đo sức bền của sản phẩm chịu các lực tác
động trong quá trình vận chuyển, lưu trữ và quá trình vẫn chuyển.
Hệ số ma sát tĩnh.
Nhiệt lượng:
2.1.4 các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ép và chất lương sản phẩm
Độ ẩm: là một trong những yếu tố quan trọng ản hưởng tới chất lượng sản
phẩm sau khi ép, ở độ ẩm cao nước như là một chất bôi trơn và làm giảm đi tính
ràng buộc của rơm khi ép dẫn đến chất lượng sau khi ép kém. Theo một số nghiên
cứu thì ở một độ ẩm tối ưu thì sản phẩm sau khi ép sẽ cứng hơn và mật độ ( khối
lượng riêng) sẽ tăng lên. Theo nghiên cứu của Mani và các cộng sự thì: Thân cây
ngô xén nhỏ ở độ ẩm ( 5: 10%) sau khi ép có mật độ và cứng hơn so với độ ẩm (
15%).
Kích thước hạt: kích thước hạt sẽ ảnh hưởng tới mật độ và độ cứng của sản
phẩm. kích thước hạt nhỏ sẽ làm tăng mật độ
Áp lực có mối tương quan thuận với mật độ và độ cứng của sản phẩm. các
thành phần liên kết tự nhiên như tinh bột, protein, lignin trong nguyên liệu dưới tác
dụng của áp lực góp phần liên kết giữa các hạt ( đặc biệt là chất lignin sẽ như là một
chất keo).
2.2. Bơm dầu và động cơ điện.
2.2.1. Khái niệm và phân loại.
Bơm dầu là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để biến đổi cơ năng thành
năng lượng của dầu. Trong hệ thống dầu ép thường chỉ sử dùng bơm thể tích, tức là
loại bơm thực hiện biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích các buồng làm
việc, khi thể tích buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kì hút và khi thể
tích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kì nén.

Tùy thuộc vào lượng dầu do bơm đẩy ra trong một chu kì làm việc, ta có thể
phân ra hai loại bơm thể tích.
a) Bơm có lưu lượng cố định, gọi là bơm cố định:
 Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.

5


 Bơm bánh răng ăn khớp trong.
 Bơm piston hướng trục.
 Bơm trục vít.
 Bơm piston dãy.
 Bơm cánh gạt kép
 Bơm roto.
b) Bơm với lưu lượng thay đổi:
 Bơm piston hướng tâm.
 Bơm piston hướng trục ( truyền bằng đĩa nghiêng).
 Bơm piston hướng trục ( truyền bằng khớp cầu).
2.2.2. Công thức tính toán và động cơ điện.
a) Lưu lượng Qv, số vòng quay

và thể tích dầu trong một vòng quay V.

Hình 2.5: Lưu lượng, số vòng quay, thể tích.
Ta có:
 Lưu lượng bơm:
. .

 . 10

 Động cơ điện :
.
Trong đó:
: lưu lượng [lít/ phút];
: số vòng quay [vòng/ phút];

6

∙ 10


: thể tích dầu/ vòng [cm3/vòng];
: hiệu suất[%];
b) Áp suất, mômen xoắn, thể tích dầu trong một vòng quanh .

Hình 2.6: Áp suất, thể tích, mômen xoắn.
Theo định luật Pascal, ta có: P =
 Áp suất của bơm:
P=

∙

∙ 10

+ Áp suất của đông cơ:
P=

∙ 10

.

Trong đó:
P: áp suất [bar].
: mômen xoắn [N.m].
: thể tích dầu/ vòng [cm3/vòng].
: hiệu suất [%].
c) Công suất, áp suất, lưu lượng.
Công suất của bơm tính theo công thức tổng quát là:
 Công suất để truyền động bơm:
6.

∙ 10

 Công suất truyền động động cơ điện:
6

7

∙ 10

.


Trong đó:
: công suất , [kW].
P: áp suất [bar].
: lưu lượng dầu [lít/phút].
: hiệu suất [%].
2.3. Bể dầu
2.3.1. Nhiệm vụ bể dầu

Bể dầu có nhiệm vụ chính sau:
 Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu kì kín( cấp và nhận dầu
chảy về).
 Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc.
 Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc.
 Tách nước.
2.3.2 Chọn kích thước bể dầu
Đối với các loại bể dầu cố định, thể tích bể dầu được chọn như sau:
3

5 .

Trong đó:
: thể tích bể dầu [lít].
: lưu lượng dầu [lít/phút].
2.4. Xylanh truyền động.
2.4.1.Chức năng
Xylanh truyền động là cơ cấu chấp hành của truyền động thuỷ lực, thực hiện
truyền động cho tải bằng cách chuyển năng lượng thuỷ lực thành cơ năng.
2.4.2. Cấu tạo xylanh.
Xylanh gồm các bộ phận chính là thân (gọi là xylanh), piston, cần piston và
một số vòng làm kín. Hình 2.7. là ví dụ xylanh tác động kép có cần piston một phía.

8


Hình2.7: Cấu tạo xylanh.
2.4.3. Phân loại.
Xylanh thuỷ lực được chia làm 2 loại: xylanh lực và xylanh quay (còn gọi là
xylanh mômen). Trong xylanh lực, chuyển động tương đối giữa piston với xylanh là

chuyển động tịnh tiến. Trong xylanh quay chuyển động tương đối giữa piston với
xylanh là chuyển động quay, góc quay thường nhỏ hơn 360o.
Piston bắt đầu chuyển động khi lực tác dụng lên một trong hai phía của nó( lực
do áp suất dầu gây ra, do lò xo hoặc cơ khí) lớn hơn tổng các lực cản có hướng
ngược lại chiều chuyển động( lực ma sát, thuỷ động, phụ tải, lò xo…)
2.4.4. Một số xilanh thông dụng
a) Xylanh tác dụng đơn( hình 2.8).
Chất lỏng làm việc chỉ tác động một phía của piston và tạo nên chuyển động
một chiều. Chuyển động theo chiều ngược lại được thực hiện nhờ lực lò xo.

9


Hình2.8: Xylanh tác dụng đơn.
b) Xylanh tác dụng kép( hình 2.9) .
Chất lỏng làm việc tác động vào 2 phía của piston và tạo nên chuyển động 2
chiều.

Hình 2.9:Xylanh tác dụng kép.
A – xylanh tác dụng kép không có giảm chấn cuối hành trình.
B – xylanh tác dụng kép có giảm chấn cuối hành trình.
c) Kết cấu giảm chấn cuối hành trình
Ở giai đoạn cuối của hành trình, khi piston chạm lên mặt đầu xylanh có thể
xảy ra va đập nếu vận tốc chuyển động của piston hoặc xylanh lớn, đặc biệt là đối
với các piston xylanh có khối lượng lớn. Để giảm khả năng va đập này, trong
xylanh thường có các bộ phận giảm chấn. Phần lớn các bộ phận giảm chấn làm việc
theo nguyên lí tăng áp suất khoang đối áp ở cuối hành trình của piston. Áp suất
khoang đối áp tăng làm giảm vận tốc chuyển động.

10

Hình 2.10: Giảm chấn cuối hành trình.
a: Kết cấu; b: Biếu đồ giảm chấn.
2.4.5. Tính toán xylanh truyền động.
a)

Áp suất P, lực F, diện tích A.

Hình2.11: Áp suất P, lực F trong xylanh.

 
Trong đó:
4
A– tiết diện piston
Nếu tính đến tổn thất thể tích ở xylanh, để tính toán cho đơn giản ta chọn:
– Áp suất:

 

– Diện tích piston:

. 10
. 10

11


Trong đó:
A: tiết diện piston [cm2].

D: đường kính piston [mm].
P: áp suất [bar].
F: lực [kN]
: hiệu suất [%]
Bàng 2.1. Hiệu suất và áp lực ép
P (bar)

20

120

160

(%)

85

90

95

Như vậy, piston bắt đầu chuyển động được khi :
Trong đó:
: trọng lực;
: lực gia tốc;
: lực ma sát.
b) Liên hệ giữa lưu lượng Qv , vận tốc v và diện tích A
Lưu lượng chảy vào xylanh tính theo công thức:
.
Để tính toán đơn giản, ta chọn:

. . 10

Trong đó:
. 10

– tiết diện piston [cm2].

D: đường kính [mm].
: lưu lượng [lít/phút].
V: vận tốc [m/phút].

12


Hình 2.12: Liên hệ giữa lưu lượng, vận tốc và diện tích của xylanh.
2.5. Van áp suất.
2.5.1. Nhiệm vụ.
Van áp suất dùng để điều chỉnh áp suất, tức là cố định hoặc tăng, giảm chỉ số
áp trong hệ thống điều khiển bằng thủy lực.
2.5.2. Phân loại.
Van áp suất gồm có các loại sau đây:
 Van tràn và van an toàn.
 Van giảm áp.
 Van cản.
2.5.2.1. Van tràn và van an toàn
Van tràn dùng để hạn chế việc tăng áp suất trong hệ thống thủy lực nhằm đảm
bảo áp suất trong hệ thống không vượt quá mức quy định.
Van an toàn dùng để giới hạn sự tăng áp suất trong các thiết bị không vượt quá
áp suất quy định nhằm đảm bảo an toàn cho các thiết bị bằng cách xả dầu về bể khi

áp suất tăng quá mức cho phép.
Van tràn và van an toàn có kết cấu và nguyên lý hoạt động giống nhau và có
thể dùng thay thế lẫn nhau. Chúng chỉ khác nhau ở chức năng dùng trong hệ thống.
Sự khác nhau cơ bản giữa chức năng van tràn và van an toàn đó là: van tràn làm
việc thường xuyên và tự động điều chỉnh để giữ áp suất trong hệ thống không vượt
quá mức quy định, còn van an toàn chỉ mở dẫn dầu về bể khi áp suất ở các thiết bị
tăng cao quá mức cho phép, tránh quá tải cho thiết bị.

13


Theo nguyên lý hoạt động, van tràn được phân làm 2 loại: van tràn tác động
trực tiếp và van tràn tác động gián tiếp.
Kí hiệu van tràn và van an toàn:

Có nhiều loại
Kiểu van bi:

Hình2.13: Kết cấu kiểu van bi.
Kiểu van con trượt.

Hình 2.14:Kết cấu kiểu van con trượt.

14


Van điều chỉnh hai cấp áp suất.

Hình 2.15: Kết cấu của van điều chỉnh hai áp suất.
Trong van này có 2 lò xo: lò xo 1 tác dụng trực tiếp lên bi cầu và với vít điều

chỉnh, ta có thể điều chỉnh được áp suất cần thiết, lò xo 2 có tác dụng lên bi trụ, là lò
xo yếu, chỉ có nhiệm vụ thắng lực ma sát của bi trụ
2.5.2.2. Van giảm áp
Trong nhiều trường hợp hệ thống thuỷ lực một bơm dầu phải cung cấp năng
lượng cho nhiều cơ cấu chấp hành có áp suất khác nhau. Lúc này ta phải cho bơm
làm việc với áp suất lớn nhất và dùng van giảm áp đặt trước cơ cấu chấp hành nhằm
giảm áp suất đến giá trị cần thiết
Kí hiệu

15