Thủy lực và máy thủy lực

Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
Thuỷ lực và máy thuỷ lực
1. Khái niệm và tính chất cơ bản của chât lỏng :
1.1. Tính chất cơ bản của chất lỏng :
Tính di động cao, không có hình dạng nhất định.
Tinh chống lực cắt và lực kéo kém.
Tính chịu nén cao.
Có tính nhớt
Có khối lợng và trọng lợng
Khối lợng riêng :

=
M
W
(kg/m
3
)
M - Khối lợng chất lỏng có trong thể tích W
W - Thể tích chất lỏng có Khối lợng M
Trọng lợng riêng :

=
G
W
( N/m
3
)
G - Trọng lợng chất lỏng có trong thể tích W
W - Thể tích chất lỏng có trọng lợng G
Và ta có công thức liên hệ giữa khối lợng và trọng lợng :

=

.g
g - Gia tốc trọng trờng thờng lấy giá trị là : g = 9,81 (m/s
2
).
) Tỷ trọng:
=
n
cl


.
Tính liên tục.
Có sức căng mặt ngoài.
Cố hiện tợng xâm thực.
Thay đổi thể tích do thay đổi áp lực và nhiệt độ.
+ Thay đổi áp lực: Khi áp suất tăng thể tích chất lỏng bị nén lạivà ngợc
lại.
Hệ số thay đổi thể tích
Chất lỏng thực, chất lỏng lý tởng :
Trong thực. Tuy nhiên các tính chất của chât lỏng gây ra rất nhiều khó
khăn trong quá trình tính toán thuỷ lực. Vì vậy để đơn giản hoá quá trình tính
toán ngời ta đa ra một khái niệm mới đó là: Chất lỏng lý tởng.
Chất lỏng lý tởng có những tính chất :
Di động tuyệt đối.
Không có tính nhớt.
Biên soạn: Phan Văn Giản
p

W
W
1


=
p

Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
Hoàn toàn không chống đợc lực cắt và lực kéo.
Hoàn toàn không nén đợc.
1.2. Lực tác dụng lên chât lỏng
Dù ở trạng thái tĩnh hay trạng thái động chất lỏng đều chịu tác dụng của
các lực sau:
- Lực bề mặt ( Là lực từ ngoài tác dụng lên các phần tử chất lỏng thông
qua mặt tiếp xúc và tỷ lệ với diện tích mặt tiếp xúc )
- Lực khối ( Là lực tỷ lệ với khối lợng của chất lỏng tác dụng lên mỗi phần
tử chất lỏng).
1.3. Đơn vị dùng trong thuỷ l c và máy thuỷ l c.
- áp suất :Atmôtfe : ký hiệu at Ta có 1 at = 9,81.10
4
(N/m
2
)
+ bar : Ta có 1bar = 10 (N/cm
2
)
+ Pascal : ký hiệu [ Pa ] Ta có 1Pa =1 (N/m
2

)
- Vận tốc : Ký hiệu v có đơn vị (m/s).
+ Vận tốc tức thời tại 1 điểm v
A
: Là vận tốc trung bình tất cả các phần
tử chất lỏng v
TB
.
- Độ nhớt:
à
là độ nhớt động
à
=
T
S
du
dn
.
(N.s/m
2
)
Trong đó: + T - Lực nhớt trên diện tích S
+ S - Diện tích tiếp xúc giữa hai lớp chất lỏng trên đó xảy ra hiện t-
ợng nội ma sát .
+
du
dn
gradien vận tốc theo phơng n thẳng góc với hớng dòng chảy.
Độ nhớt động lực: v =
à

(m
2
/s)
*
à
: có đơn vị là P (Poadơ) l P =
1
10
(Ns/m
2
)
* v : có dơn vị là St (Stốc) l St = 1 cm
2
/s = 10
-4
/s
Ví dụ : Dầu AK15 là dầu bôi trơn cho ô tô máy kéo có độ nhớt động là :
Biên soạn: Phan Văn Giản
2
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
v
50
= 15 (cSt) (1cSt =
1
100
St)
Thể tích :m
3

, cm
3
, mm
3
.
Trọng lợng: N
2. Khái niệm, phân loại máy thuỷ lực.
2.1. Khái niệm .
Máy thuỷ lực là danh từ chung để chỉ các máy làm việc bằng cách
trao đổi năng lợng dòng chất lỏng theo nguyên lý thuỷ lực học nói riêng và cơ
học chất lỏng nói chung.
- Nếu máy thuỷ lực nhận năng lợng của dòng chất lỏng ngời ta gọi đó là
động cơ thuỷ lực.
- Nếu máy thuỷ lực truyền năng lợng cho dòng chầt lỏng ngời ta gọi đó
là bơm.
2.2. Phân loại máy thuỷ lực.
* Phân theo tính chất trao đổi năng lợng với dòng chất lỏng:
- Động cơ thuỷ lực.
- Bơm thuỷ lực.
* Phân theo nguyên lý, tác dụng với dòng chất lỏng:
- Máy thuỷ lực cánh dần (các tua bin, bơm cánh gạt, bơm ly tâm). Năng
lợng trao đổi bao gồm cả áp năng và động năng.
- Máy thuỷ lực thẻ tích ( kích, xi lanh -piston,(bơm)). Năng lợng trao
đổi chỉ có áp năng.
* Phân theo nguyên lý làm việc :
- Máy thuỷ lực thuỷ tĩnh : Nguyên lý trao đổi chủ yếu là áp năng và vị
năng.
( Z +
P

) = e
đn
- Máy thuỷ lực thuỷ động : năng lợng trao đổi chủ yếu là động năng.
e
đn
=
v
g
2
2
.
Biên soạn: Phan Văn Giản
3
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
2.3. Các thông số cơ bản của máy thuỷ lực.
2.3.1. Cột áp.
Là khả năng trao đổi năng lợng của máy thuỷ lực với chất lỏng, đợc
thực hiện bằng mức chênh lệch năng lợng đơn vị của chất lỏng ở đầu ra và đầu
vào của máy thuỷ lực.
Mức năng lợng ở A :
E
A
= Z
A
+
P
A

+

A A
V
g
2
2
- E
A
- E
B
= Z
B
- Z
B
+
P P v
g
v
g
A B A A B B


+
2 2
2 2
=E
AB

- Nếu : E
AB

< 0, thì máy thuỷ lực đã lấy thêm năng lợng của dòng
chất lỏng là bơm thuỷ lực .
- Nếu : E
AB
> 0, thì máy thuỷ lực là động cơ thuỷ lực.
E
AB
= H
t
+ H
đ
- gọi là cột áp của máy thuỷ lực.
H
t
= Z+
P

; H
đ
=
v
g
2
2
2.3.2. L u l ợng.
Lợng chất lỏng chảy qua máy thuỷ lực trong một đơn vị thời gian.
Q = F.v (m
3
/s)
- F: Diện tích mặt cắt của máy thuỷ lực.

- v: Vận tốc của dòng chất lỏng đi qua mặt cắt đó.
Lu lợng thể tích : Q = F . v
2
: gọi là.
lu lợng trọng lợng G = . Q.
( : Trọng lợng riêng của chất lỏng).
Lu lợng thực tế:
Q
tt
= Q
lt
.
Q
2.3.3. Công suất .
- Công suất của máy thuỷ lực : N
tl
.
Biên soạn: Phan Văn Giản
4
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
- Công suất làm việc ( công suất trên trục máy) :N.
Công suất thuỷ lực là cơ năng mà chất lỏng trao đổi với máy thuỷ
lực trong một đơn vị thời gian: N
tl
= .Q.H
Nếu bỏ qua tổn hao thì : N
tl
= N .( N
tl

> N : Máy thuỷ lực là động
cơ thuỷ lực ;N
tl
< N Máy thuỷ lực là bơm).
2.3.3. Hiệu suất.
Là chỉ tiêu đánh giá tổn thất năng lợng trong quá trình trao đổi năng
lợng giữa máy thuỷ lực với dòng chất lỏng. =
H
+
ck
+
tl

+
H
: Hiệu suất tổn thất cột áp.
+
ck
: Hiệu suất tổn thất cơ khí.
+
tl
: Hiệu suất tổn thất lu lợng.
2.3.3. Công suất. p
3. Cơ cấu biến đổi năng l ợng.
3.1. Bơm bánh răng.
3.1.1. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
+ Cấu tạo:
1. Thân bơm .
2. Bánh răng chủ động
1.. Bánh răng bị động

+ Nguyên lý làm việc:
- Khi bánh răng chủ động quay dẫn đến bánh răng bị động quay. Với
chiều quay của bánh răng răng chủ động (nh hình vẽ ) thì cửa A là cửa hút còn
cửa B là cửa đẩy.
- Khi các bánh răng ăn khớp quay thì phía cửa A các răng đợc mở ra dẫn
đến thể tích tăng và áp suất tại đó giảm nên nó hút dầu vào. Khi dầu vào và đợc
điền đầy vào các rãnh răng, dầu đợc đẩy đi bởi mô men quay của các bánh răng
Biên soạn: Phan Văn Giản
5
3
1
2
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
với khoang chứa là các rãnh răng và đờng giới hạn là nòng thân bơm và đợc đẩy
sang khoang B. Khoang B do các bánh răng ăn khớp lại do đó thể tích giảm, áp
suất tăng do đó dầu đợc đẩy ra.
-. Một phần 10 lợng dầu ở chân răng khi vào khớp nó bị nén lại gây lực
hớng kính tác dụng vào bánh răng và ổ trục để an toàn cho bơm ngời ta gia công
các rãnh giảm áp. Ngời ta có 2 phơng pháp khắc phục sau:
* Gia công rãnh giảm áp trên thân bơm.
* Gia công các lỗ giảm áp trên các rãnh răng ở bánh chủ động và bị động.
+ Nhợc điểm:
- Lu lợng không ổn định.
- Kết cấu cồng kềnh.
3.1.2. Bơm bánh răng ăn khớp trong.
+ Cấu tạo:
1. Bánh răng chủ động.
2. Vành răng bị động.
3. Vành chặn lỡi liềm.

4. Vỏ bơm.
+ Nguyên lý làm việc: Khi bánh răng chủ động (1) quay thì nhờ vành lỡi liềm
vành răng bị động quay theo và nó cũng hình thành hai phía :
Một phía các răng vào khớp và một phía các răng ra khớp và cũng tạo một
cửa hút và một cửa đẩy.
+ Đặc điểm:
Nhỏ gọn.
Tổn thất về thể tích nhỏ hơn bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
Chế tạo khó.
Biên soạn: Phan Văn Giản
6
21 3 4
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
3.1.3. Bơm bánh răng điều chỉnh.
+ Cấu tạo :
Có kết cấu tơng tự nh bơm bánh răng ăn khớp ngoài nhng nó có
thể điều chỉnh chiều dài răng thông qua việc điều chỉnh một bánh răng theo hớng
dọc trục.
+ Nguyên lý làm việc:
Tơng tự nh bơm bánh răng ăn khớp ngoài, nhng nó có thể điều
chỉnh đợc cửa hút và cửa đẩy, tức là nó có thể điều chỉnh đợc chiều dài của các
răng thông qua việc điều chỉnh bánh răng theo hớng dọc trục .
3.1.4. L u l ợng của bơm bánh răng.
Q = 2.10
-3
.b.n.Z..m
2
.
b - Chiều rộng răng.

n - Số vòng quay.
Z - Số răng của bánh răng chủ động.
m - mô dull của răng.
Trong thực tế :
Q = 2.10
-3
.b.n.Z. m
2
.
- Hiệu suất của bơm.
3.2. Bơm cánh gạt.
Là loại bơm sử dụng rộng rãi khi áp suất cần sử dụng là thấp và trung bình
(<100 at).
3.2.1. Bơm cánh gạt tác dụng đơn dẫn dầu từ ngoài.
+ Cấu tạo:
1. Rôto.
2. Cánh gạt.
3. Vỏ bơm.
4. Rãnh dẫn hớng.
5.Chốt ( bi đũa).
+ Nguyên lý làm việc:
Biên soạn: Phan Văn Giản
7
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
Khi rôto quay theo chiều mũi tên dẫn tới các cánh gạt di chuyển
trên rãnh dẫn hớng số (4). Các đầu cánh gạt di chuyển cỡng bức trên thành bơm
tạo thành các rãnh dầu. Tại cửa A các rãnh có xu thế tăng dần vì thế áp suất
giảm và dầu vào trong các khoang.Tại cửa đẩy B các rãnh của cánh gạt giảm vì
vậy áp suất tăng và đẩy dầu theo chiều B.

3.2.2. Bơm cánh gạt tác dụng đơn dẫn dầu từ trong.
+ Cấu tạo:
1. Vỏ bơm ( Stato).
2.Rôto.
3.Trục rãnh dầu.
4.Các cánh gạt.
+ Nguyên lý làm việc:
Giả sử rôto quay theo chiều mũi tên: Thì khi rôto quay các cánh gạt
đợc văng ra do lực ly tâm của rôto và nằm trong rãnh dẫn hớng của rôto. ở phần
trên các cánh gạt cảu bơm dần dần mở ra làm cho thể tích của bơm tăng. ở phần
trong của rôto ngời ta bố trí hai buồng dầu :
- Buồng hút A.
- Buồng đẩy B.
Khi rôto quay, đầu các cánh gạt áp sát vào stato (vỏ bơm) tạo thể
tích lớn, áp suất thấp vì vậy hút dầu ở buồng B thông qua các lỗ dẫn dầu ở rôto
và đợc các cánh gạt dẫn daàu đi .
ở phần dới của bơm, khi rôto klàm việc ( do rôto và stato đặt lệch
tâm) vì vậy thể tích hút giảm, áp suất tăng vì vậy dầu bị đẩy vào buồng A và đợc
dẫn đi.
+ Chú ý: Góc > .
+ Đặc điểm:
Kết cấu nhỏ gọn.
Lu lợng ổn định.
Có thể thay đổi đợc lu lợng.
3.2.3. Bơm cánh gạt tác dụng kép
+ Cấu tạo:
Biên soạn: Phan Văn Giản
8
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực

1. Vỏ bơm.
2. Cánh gạt.
+ Đặc điểm:
Không điều chỉnh đợc lu lợng vì không có độ lệch tâm.
Bơm có độ bền cao so với bơm tác dụng đơn vì độ lệch tâm e = 0 và
các cửa hút, cửa đẩy đối xứng nhau do vậy các lực tác dụng lên trục bằng 0, do đó
trục bơm và bơm bền hơn.
Các cánh gạt đặt lệch nhau với các đờng tâm một góc = 2 ữ 3
0
để
lực tác dụng của các cánh gạt cứng vững hơn, nhng chỉ quay đợc một chiều.
Ngời ta nối các cửa đẩy với nhau, và các cửa hút với nhau qua một đ-
ờng dẫn. Vì vậy nó hình thành một đờng hút và đờng đẩy.
3.2.4.Lu lợng của bơm.
Q = 2.10
3
.. e.n.(D.B + 4.b.d) - B.D.Z
Trong đó:
e : Độ lệch tâm .
B : Chiều rộng cánh gạt.
D : Chiều dài cánh gạt.
Z : Số cánh gạt.
d : Đờng kính chốt.
b : Chiều dài của chốt.
Biên soạn: Phan Văn Giản
9
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
3.3. Bơm piston
Bơm piston làm việc dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích xi lanh. Khi

piston dịch chuyển do cấu tạo piston và xi lanh là dạng tròn đều lên việc chế tạo
dễ dàng và đảm bảo độ chính xác cao. Vì vậy áp suất và hiệu suất của bơm có
thể đạt đợc rất cao.
Ngời ta phân ra làm hai loại sau: Bơm piston hớng trục và bơm piston h-
ớng kính.
3.3.1. Bơm piston h ớng trục.
* Bơm piston hớng trục đơn giản.
+ Nguyên lý làm việc:
Chuyển động quay của R thông qua thanh truyền biến thành
chuyển động tịnh tiến của piston trong xilanh. Khi piston chuyển động từ phải
qua trái thể tích hình thành giữa đỉnh piston và xi lanh sẽ tăng dần, áp suất giảm
van (4) mở ra, van (3) đóng, dầu đợc hút qua phao lọc (5) qua van (4) vào
xilanh. Khi piston chuyển động từ trái qua phải, thể tích giảm, dẫn đến áp suất
tăng mở van (3) đóng van (4) dẫn dầu qua van (3) theo ống dẫn (7) ra ngoài.
+ Lu lợng của bơm:
Q
H
= F.s ( F =

.d
2
4
)
F : Diện tích đỉnh piston. S : Hành trình piston. ( S = 2R).
d : Đờng kính piston. R : Bán kính tay quay.
n : Số vòng quay. Q
H
= n.

. d

2
4
.2R.
Nếu gọi số hành trình của piston là n ta có lu lợng của bơm là : Q = nQ
t
* Bơm piston hớng trục có nhiều piston song song.
+ Cấu tạo:
1. Piston.
4. Lò xo.
2. Rôto.
5. Trục bơm.
3. Đĩa nghiêng.
6. Đĩa dẫn dầu.
+ Nguyên lý làm việc:
Biên soạn: Phan Văn Giản
10
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
Khi trục (5) nhận chuyển động làm cho rôto (2) quay theo, đĩa
nghiêng (3) quay theo do sự đẩy của lò xo (4) vào piston. Piston dịch chuyển
trong xi lanh, ở nửa vòng quay mà thể tích tronh xi lanh giảm dần, dầu đợc
piston đẩy ra cửa dẫn dầu, hình thành các cửa đẩy và ngợc lại ở phía đối diện thể
tích các buồng xi lanh tăng dần và hình thành cửa hút.
Ngời ta có thể thay đổi lu lợng của bơm thông qua độ nghiêng của
đĩa. Trong trờng hợp tốc độ vòng quay lớn, các piston đợc nối với đĩa số (3)
thông qua khớp nối cát đăng. Bơm dầu piston có thể biến thành động cơ dầu
nếu dẫn dầu vào một cửa nào đó của bơm.
+ Lu lợng của bơm: Q = Z.n.D.

. d

2
4
.tg
Z : Số piston.
n : Số vòng quay.
D : Đờng kính tính tới tâm piston.
d : Đờng kính piston.
: Góc nghiêng của đĩa.
3.3.2.Bơm piston hớng kính.
Bơm piston hớng kính
là loại bơm có nhiều
piston chuyển động
theo hớng kính của
rôto. Khi làm việc dới
tác dụng của lực ly
tâmcác piston luôn tỳ
sát vào mặt trong của
thành bơm đặt lệch tâm
với rôto. Piston bị cỡng
bức thực hiện chuyển
động thẳngđi về, trên
cơ sở đó thực hiện quá
trình hút và nén chất
lỏng.
Về kết cấu: các lỗ của rôto (1) đặt các piston (2) rôto quay trên trục
dẫn dầu (3) đợc lắp cố định vào thân bơm, trên trục có lỗ hút A và lỗ nén dầu B.
Khi độ lệch tâm e = 0, quá trình hút, nén không còn. Chính vì vậy nên bơm
piston hớng kính tác dụng đơn có thể điều chỉnh lu lợng, ngoài ra để tăng lu lợng
của bơm và để lu lợng ổn định ngời ta có thể chế tạo bơm tác dụng nhiều lần và
nhiều hàm piston.

Biên soạn: Phan Văn Giản
11
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
+ Lu lợng của bơm đợc tính theo công thức:
Q =

. . . .d n Z c
2
2
10
3
- c : Độ lệch tâm.
- d ; Đờng kính piston.
- Z ; Số xilanh.
- n : Số vòng quay
3.4. Động cơ thuỷ lực thể tích.
3.4.1. Động cơ dầu bánh răng .
+ Cấu tạo : Tơng tự nh bơm bánh răng .
+ Nguyên lý làm việc:
Dỗu có áp suất cao đợc đa vào một phía
tạo ra áp lực đẩy, làm cho các bánh răng quay và
truyền chuyển động ra ngoài.Ngời ta có thể tăng
công suất của động cơ thông qua việc tăng áp suất, l- u
lợng đầu vào và làm giảm tổn thất bằng cách chế tạo
các bánh răng và vỏ động cơ với độ chính xác cao
hoặc tăng chiều rộng (b) của răng.
3.4.2. Động cơ dầu cánh gạt.
+ Kết cấu: Tơng tự nh bơm cánh gạt chỉ khác các cánh gạt đợc tỳ cỡng
bức vào thành stato thông qua lò xo hoặc áp lực dầu ở đờng vào

+ Động cơ dầu tác dụng đơn:
- Loại dẫn dầu từ ngoài.
- Loại dẫn dầu từ trong.
+ Nguyên lý làm việc:
Dầu đợc đa vào một cửa của động cơ với áp lực P, do lệch tâm e
giữa rôto và stat, mô men tác dụng nên các cánh gạt do áp lực dầu tạo ra không
cân bằng ở hai phía của đờng nối hai tâm rôto và stato.
Chính vì vậy nó làm cho rôto quay với vận tốc . Nếu không kể
chiều dài cánh gạt ta có :
Biên soạn: Phan Văn Giản
12
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
M
p
=
P B.
2
(
1
2
- R
2
)
M
p
- mô men bên phải .
P - áp lực dầu đờng vào.

1

- Bán kính di động của cánh gạt.
Tơng tự ta có:
M
t
=
P B.
2
(
2
2
- R
2
)
M
t
- mô men bên trái.
M = M
p
- M
t
=
P B.
2
(
1
2
-
2
2
)

Đây chính là mô men quay của động cơ dầu.
Việc tính toán động cơ dầu tác dung kép tơng tự nh động cơ dầu tác dụng
đơn.
3.4.3. Động cơ dầu piston.
- Động cơ dầu piston hớng trục:
+ Kết cấu tơng tự nh bơm
piston hớng trục. Nhng nó chỉ có
hêm một bánh đà để vợt qua điểm
chết trong quá trình làm việc.
+ Đặc điểm : Các mô men
quay và vận tốc vòng quay lớn.
- Động cơ dầu piston hớng kính:
+ Kết cấu: Tơng tự bơm dầu piston hớng kính.
+ Đặc điểm : Gồm động cơ dầu piston hớng kính tác dụng một lần và
động cơ dầu hớng kính tác dụng nhiều lần.
Biên soạn: Phan Văn Giản
13
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
Học trình II
Thiết bị điều khiển thuỷ lực.
1. Cơ cấu điều khiển, điều chỉnh.
1.1. Cơ cấu chỉnh áp.
Cơ cấu chỉnh áp dùng để điều chỉnh áp suất tức là cố định, tăng hoặc
giảm trị số áp suất trong hệ thống dầu ép.
1.1.1. Van an toàn và van tràn.
Nhiệm vụ: Van an toàn dùng để phòng quá tải trong hệ thống dầu
ép tức là khi áp suất vợt quá trị số giới hạn an toàn của các chi tiết ( có thể phá
hỏng các chi tiết, bộ phận máy) van an toàn sẽ mở để da dầu về bể dầu nhằm
giảm áp suất trong hệ thống dầu ép. Van tràn dùng để giữ áp suất không đổi

trong hệ thống dầu ép :
P =conts.
Ký hiệu :

* Van an toàn và van
tràn đơn giản : Do van
tràn ngoài việc giữ áp suất
P cố định, nó còn đảm bảo
cho hệ thống dầu ép đợc
an toàn nên ta chỉ xét tới
van van tràn.
Nguyên lý
làm việc: Khi áp suất P
1
tăng, tức là P
1
>P cố định
nó sẽ thắng lực lò xo đẩy
viên bi đa dầu về bể dầu.
Loại van này có kết cấu
đơn giản nhng làm việc ồn
ào, không sử dụng đợc áp
suất cao và độ tin cậy
thấp.
* Van tràn kiểu
piston :
Biên soạn: Phan Văn Giản
14
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực

- Cấu tạo :
(1) Cửa dầu vào;
(2) Rãnh giảm chấn;
(3) Buồng đẩy;
(4) Bulon điều chỉnh;
(5) Piston;
(6) Cửa dầu ra;
(7) Lỗ thoát dầu.
- Nguyên lý làm việc : Dầu có áp suất P
1
qua lỗ giảm chán (2) vào
buồng đẩy (3) đẩy piston một lực là : F.P
1
. Khi P
l
tăng lực đẩy F.P
1
tăng theo
thắng lực lò xo, đợc điều chỉnh bằng bulon (4) và trọng lợng của piston, lúc này
piston đi lên mở cửa dầu ra số (6) đa dầu về bể dầu làm cho áp suất P
1
giảm. Nếu
bỏ qua ma sát và trọng lợng của piston ta có phơng trình cân bằng:FP
1
- P
l
= 0
P
l
= P

1
F.
Do F không đổi nên muốn P
1
thay đổi ta điều chỉnh lực lõ xo P
l
.
Loại van này có u điểm làm việc êm, có thể sử dụng ở áp suất cao.
1.1.2. Van cản.
Dùng để tạo nên một lực cản trong
hệ thống dầu ép, nhằm làm cho hệ thống dầu
ép chuyển động êm nhẹ và khi dừng máy
không cho dầu trở về bể dầu để trnhs chấn
động khi khởi động máy.
Kết cấu của của van là sơ đồ lắp
trong hệ thống dầu ép đợc thể hiện nh hình vẽ,
van cản thờng lắp ở cửa ra của xi lanh với áp
suất đờng ra là P
2
.
Về nguyên lý tơng tự nh van tràn.
Ta có phơng trình cân bằng tĩnh là:
P
2
.F - P
1
= 0. Hay P
2
= P
1

/ F.
1.1.3. Van giảm áp.
Biên soạn: Phan Văn Giản
15
Trờng Đại học S phạm Kỹ thuật Hng yên
Khoa Cơ khí động lực
Trong trờng hợp một bơm dầu phải cung cấp cho nhiều cơ cấu chấp
hành làm việc ở các áp suất khác nhau thì ta cho bơm dầu làm việc ở công suất
lớn nhất và sử dụng van giảm áp.
Trong hệ thống này xilanh (1) làm việc với áp suất P
1
nhờ van giảm
áp (a) tạo ra áp suất P
2
< P
1
cung cấp cho xi lanh (2). Đặc điểm của van này là áp
suất cần điều chỉnh ở cửa ra P
2
ta có phơng trình cân bằng :
P
2
F - P
1
= 0 P
2
= P
1
/ F.
Nh vậy , để điều chỉnh P

2
ta thay đổi P
1.
Loại van nh hình vẽ thờng sử dụng ở áp suất thấp vì lực p
1
lớn khi áp suất
cao lò xo lớn cồng kềnh hơn nữa độ giảm chấn của loại này cũng kém
hơn. Để khắc phục ngời ta sử dụng loại van piston vi sai có bậc để tăng độ giảm
chấn và giảm kích thớc.
1.1.4. Rơ le áp lực.
Thờng dùng trong hệ thống dầu ép của máy tự động và bán tự động.
Nó đợc sử dụng nh cơ cấu phòng quá tải, vì khi P tăng nó cắt dòng điện làm bơm
dầu ngừng hoạt động.
1.2. Cơ cấu chỉnh l u l ợng.
Dùng để xác định lợng chất lỏng chảy qua nó trong một đơn vị thời
gian và nh thế điều chỉnh đợc vận tốc của cơ cấu chấp hành trong hệ thống dầu
ép làm việc với bơm dầu có một lu lợng cố định.
1.2.1. Van tiết l u.
Dùng để điều chỉnh lu lợng dầu và do đó điều chỉnh vận tốc của cơ cấu
chấp hành trong hệ thống dầu ép. Nó có thể đặt ở đờng ra hoặc đờng vào của cơ cấu
chấp hành. Với sơ đồ trên thì van tiết lu lắp ở đờng ra, cách lắp này đợc dùng phổ
biến vì van tiết lu có thể thay đổi cả van cản, tức là tạo ra áp suất nhất định trên đ-
ờng ra của xilanh và do đó làm chuyển động đợc êm.
Gọi F là tiết diện tác dụng và v là vận tốc của piston đồng thời
không kể đến tổn thất thể tích thí lu lợng qua van tiết lu là: Q
2
= F.v
Theo công thức của Torixeli về lu lợng chảy qua một khe hở có tiết
diện chảy là A
x

và hiệu áp P = P
2
- P
3
thì:
Q
2
= à.A
x

2g

p p
0 1
-
vì c =
2g

Q
2
= c. à.A
x
Suy ra v = với à.là hệ số thoát dầu phụ thuộc hình dạng, tiết
diện chảy có thể coi là một hằng số.
Biên soạn: Phan Văn Giản
16