đề cương truyền động thủy lực và khí nén

Câu 1. Hãy nêu các tính chất cơ - lý cơ bản của chất lỏng, so sánh với chất
khí?
 Chất lỏng thực
- Một số tính chất dễ nhận biết
+Tính liên tục: vật chất được phân bố liên tục trong không gian
+Tính chảy: chất lỏng khơng có hình dạng cụ thể mà phụ thuộc vào hình dạng
vật chứa
-Khối lượng riêng và trọng lượng riêng.
+Khối lượng riêng ρ của một chất lỏng phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ mơi
trường có chứa chất lỏng đó.
Áp suất cao thì khối lượng riêng tăng; nhiệt độ cao khối lượng riêng giảm.
+Trọng lượng riêng: là trọng lượng của một đơn vị thể tích chất lỏng
γ = (kG/m3)
Trong đó: + G là trọng lượng của chất lỏng, tính bằng kg.
+ W là thể tích của chất lỏng có trọng lượng G, tính theo m3.
Trọng lượng riêng của chất lỏng thay đổi theo áp suất và nhiệt độ của mơi
trường chứa chất lỏng đó. Nếu áp suất mơi trường tăng thì trọng lượng riêng
chất lỏng tăng, nhiệt độ tăng thì trọng lượng riêng chất lỏng giảm.
- Tính nén ép và giãn nỡ vì nhiệt
+ Tính nén: là một đặc tính của chất lỏng thể hiện thay đổi thể tích của nó dưới
tác động của ngoại lực. Tính nén đặc trưng bởi hệ số nén thể tích
Tính nén làm giảm độ cứng của hệ thống dẫn thủy - khí, tức là tiêu tốn năng
lương vào việc nén chất lỏng.
Tính nén có thể là ngun nhân tạo dao động trong hệ thống thủy lực, tạo độ
trễ trong việc điều khiển các thiết bị thủy lực và cả cơ cấu làm việc.
+ Tính giãn nở nhiệt: là sự thay đổi tương đối thể tích chất lỏng khi tăng nhiệt độ
khối chất lỏng lên 1 0C trong điều kiện giữ cố định áp suất.
-Tính nhớt của chất lỏng
Trong q trình chuyển động, các lớp chất lỏng trượt lên nhau phát sinh nội ma
sát làm cản trở chuyển động của các lớp chất lỏng và gây ra tổn thất năng lượng.
Nội ma sát đó làm cho chất lỏng có tính nhớt. Vậy tính nhớt là tính chất của chất

lỏng chống lại sự dịch chuyển, là đại lượng đặc trưng cho độ chảy của các phần
tử chất lỏng.
 Chất lỏng lý tưởng
Là chất lỏng có tính di động tuyệt đối, hồn tồn không kéo nén được, không
chống được lực cắt, không giản nở vì nhiệt và khơng có tính nhớt.


 So sánh với chất khí

_Giống:
Như các mơi trường liên tục được cấu tạo từ nhiều chất điểm gọi là hệ chất
điểm. Các phân tử của chất lưu có thể chuyển động hỗn loạn bên trong khối chất
lưu, vì vậy chất lưu ln có hình dạng thay đổi mà khơng phải cố định như vật
rắn.
_Khác
Chất khí khác với chất lỏng bởi vì thể tích của một khối khí biến đổi khơng
ngừng. Ở điều kiện bình thường, các phân tử của chất lỏng ln giữ khoảng
cách trung bình cố định ngay cả trong quá trình chuyển động hỗn loạn vì vậy
chất lỏng được xem là không chịu nén dưới tác động của ngoại lực. Trong chất
khí, lực đẩy của các phân tử chỉ xuất hiện khi các phân tử bị nén đến một
khoảng cách khá nhỏ, cho nên ở điều kiện bình thường chất khí bị nén dễ dàng.


Câu 2. Áp suất thủy tĩnh của chất lỏng phụ thuộc các yếu tố nào? Hãy vẽ
biểu đồ áp suất tuyệt đối và áp suất dư lên thành đứng của bể cho một bể
chứa nước thành đứng có P0 = Pa ?
 Áp suất thủy tĩnh
a. Định nghĩa: Áp suất thủy tĩnh là những ứng suất xuất hiện bởi các lực khối
và lực bề mặt tại phần tử chất lỏng đang xét.
b. Tính chất của áp suất thủy tĩnh

- Áp suất thủy tĩnh ln tác dụng thẳng góc và hướng vào mặt tiếp xúc
(chất lỏng tĩnh khơng có áp suất tiếp vì nếu có thì áp suất tiếp sẽ làm cho
chất lỏng khơng cịn tĩnh nữa).
- Áp suất thủy tĩnh tại mọi điểm theo mọi phương đều bằng nhau.
 Áp suất thủy tĩnh tại một điểm phụ thuộc vào
_ áp suất chất khí lên bề mặt chất lỏng
_ khối lượng thể tích của chất lỏng
_ vị trí phần tử chất lỏng đang xét trong khối chất lỏng đó
_ sức căng bề mặt của chất lỏng đối với các bề mặt tiếp xúc với chất lỏng
hoặc vật chứa nó
_độ nhớt của chất lỏng
_ hình dáng vật chứa chất lỏng


Câu 3. Hãy trình bày: chất lỏng lý tưởng, chất lỏng thực. Sự khác nhau
giữa chúng?
 Chất lỏng thực
- Một số tính chất dễ nhận biết
+Tính liên tục: vật chất được phân bố liên tục trong khơng gian
+Tính chảy: chất lỏng khơng có hình dạng cụ thể mà phụ thuộc vào hình dạng
vật chứa
-Khối lượng riêng và trọng lượng riêng.
+Khối lượng riêng ρ của một chất lỏng phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ mơi
trường có chứa chất lỏng đó.
Áp suất cao thì khối lượng riêng tăng; nhiệt độ cao khối lượng riêng giảm.
+Trọng lượng riêng: là trọng lượng của một đơn vị thể tích chất lỏng
γ = (kG/m3)
Trong đó: + G là trọng lượng của chất lỏng, tính bằng kg.
+ W là thể tích của chất lỏng có trọng lượng G, tính theo m3.
Trọng lượng riêng của chất lỏng thay đổi theo áp suất và nhiệt độ của mơi

trường chứa chất lỏng đó. Nếu áp suất mơi trường tăng thì trọng lượng riêng
chất lỏng tăng, nhiệt độ tăng thì trọng lượng riêng chất lỏng giảm.
- Tính nén ép và giãn nỡ vì nhiệt
+ Tính nén: là một đặc tính của chất lỏng thể hiện thay đổi thể tích của nó dưới
tác động của ngoại lực. Tính nén đặc trưng bởi hệ số nén thể tích
Tính nén làm giảm độ cứng của hệ thống dẫn thủy - khí, tức là tiêu tốn năng
lương vào việc nén chất lỏng.
Tính nén có thể là nguyên nhân tạo dao động trong hệ thống thủy lực, tạo độ
trễ trong việc điều khiển các thiết bị thủy lực và cả cơ cấu làm việc.
+ Tính giãn nở nhiệt: là sự thay đổi tương đối thể tích chất lỏng khi tăng nhiệt độ
khối chất lỏng lên 1 0C trong điều kiện giữ cố định áp suất.
-Tính nhớt của chất lỏng
Trong q trình chuyển động, các lớp chất lỏng trượt lên nhau phát sinh nội ma
sát làm cản trở chuyển động của các lớp chất lỏng và gây ra tổn thất năng lượng.
Nội ma sát đó làm cho chất lỏng có tính nhớt. Vậy tính nhớt là tính chất của chất
lỏng chống lại sự dịch chuyển, là đại lượng đặc trưng cho độ chảy của các phần
tử chất lỏng.
 Chất lỏng lý tưởng
Là chất lỏng có tính di động tuyệt đối, hồn tồn khơng kéo nén được, khơng
chống được lực cắt, khơng giản nở vì nhiệt và khơng có tính nhớt.


Câu 4*. Bạn hãy nêu ưu và nhược điểm của truyền động thủy lực so với các
dạng truyền động khác (truyền động cơ học, truyền động điện, truyền động
khí nén)?
 Ưu điểm
+ Truyền động được công suất cao và lực lớn, (nhờ các cơ cấu tương đối đơn
giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhưng địi hỏi ít về chăm sóc, bảo dưỡng).
+ Điều chỉnh được vận tốc làm việc nhanh và vơ cấp, (dễ thực hiện tự động
hố theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn).

+ Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn khơng lệ thuộc nhau.
+ Có khả năng giảm khối lượng và kích thước các bộ phận làm việc nhờ
chọn áp suất thủy lực cao.
+ Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, tính chịu nén của dầu
nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh (như trong cơ khí
và điện). Làm việc êm dịu, tăng tốc nhanh, ít ồn.
+ Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến
của cơ cấu chấp hành.
+ Dễ đề phòng quá tải nhờ các van an toàn.
+ Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.
+ Tự động hoá đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các
phần tử tiêu chuẩn hoá, các mạch điều khiển tích hợp.
 Nhược điểm
+ Ln tồn tại hao tổn thủy lực trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các
phần tử, làm giảm hiệu suất và hạn chế phạm vi sử dụng.
+ Khó giữ được vận tốc khơng đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của
chất lỏng thực và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
+ Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc
thay đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi.
+ Các thiết bị chế tạo cần độ chính xác cao, độ bền lớn và phải đồng bộ hệ
thống khi làm việc đa chế độ. Chăm sóc, điều chỉnh phức tạp.
+ Với các hệ thống đã có hao mịn nhiều, gây rị rỉ lớn (xé dầu) thì nhiệt độ
dầu sau thời gian làm việc tăng nhanh làm giảm khả năng làm việc toàn bộ hệ
thống.
+ Do áp suất thủy lực làm việc thay đổi biên độ lớn nên thường gây ra hiện
tượng “tróc rổ” thủy lực cho các chi tiết trong bơm, động cơ, hộp phân phối…;
các phần tử này lại làm tiền đề gây tắc kẹt, hư hỏng tiếp theo cho hệ thống TL.
+ Dầu truyền động thủy lực đắt tiền hơn các loại dầu bôi trơn do phải pha
thêm các phụ gia chịu nhiệt, chịu áp và ổn định độ nhớt…
+ Máy và thiết bị thủy lực chế tạo có độ chính xác cao [các khe hở e = (3-6

10) m] do đó cần phải lọc kỹ dầu thủy lực sau từng chu trình làm việc.


Câu 5. Hãy trình bày các thơng sớ cơ bản của máy thủy lực: viết biểu thức
về quan hệ giữa cột áp, lưu lượng, công suất, hiệu suất. Phân tích mối quan
hệ giữa các thông số đó?
 Cột áp


 Lưu lượng

 Công suất


 Hiệu suất


Câu 6*. Hiện tượng xâm thực trong máy thủy lực là gì? Hãy nêu ảnh hưởng
của hiện tượng xâm thực đến khả năng làm việc của bơm
Chất lỏng ở một nhiệt độ nhất định sẽ sôi, tức là bốc hơi bão hồ dưới một
áp suất nhất định, áp suất đó gọi là áp suất bốc hơi bão hoà(pbh). đối với nước áp
suất hơi bão hoà ứng với các nhiệt độ khác nhau như sau:
Nhiệt độ
t 0C

(m)

0

10

20

30

0,06 0,12 0,24 0,48

40

60

80

0,75

2,03

4,83

100

120

11,33 20,2

Vậy ở một nhiệt độ nào đó, khi áp suất trong chất lỏng bằng áp suất hơi bão
hồ thì chất lỏng sẽ sơi, tạo nên nhiều bọt khí trong dịng chảy. Các bọt khí bị
dịng chảy cuốn vào vùng có áp suất P > Pbh sẽ ngưng tụ lại đột ngột thành
những "giọt" chất lỏng có thể tích nhỏ hơn nhiều so với thể tích của bọt khí, tạo
ra những khoảng trống cục bộ, thu hút những phần tử chất lỏng xung quanh ập

tới với vận tốc rất lớn, làm cho áp suất tại đó đột ngột tăng lên. Áp suất cục bộ
rất lớn này làm rỗ bề mặt kim loại, phá hỏng các bộ phận của máy, gọi là hiện
tượng xâm thực. Hiện tượng này thường xảy ra trong các bộ phận của máy có áp
suất nhỏ và nhiệt độ cao, nhất là ở những nơi mà chất lỏng có vận tốc và áp suất
thay đổi đột ngột.
 Khi xảy ra hiện tượng xâm thực, dòng chảy trong máy bị gián đoạn, làm máy
rung nhiều và gây ra tiếng động bất thường làm cho lưu lượng, cột áp và hiệu
suất của máy bị giảm đột ngột.
Để tránh hiện tượng xâm thực, cần phải hạn chế áp suất làm việc của chất
lỏng không được bằng hoặc nhỏ hơn áp suất hơi bão hoà của chất lỏng ứng
với nhiệt độ làm việc. Tức là cần duy trì:


Câu 7. Hãy nêu và phân tích các thành phần của phương trình Ơle; Vì sao
nói đó là phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn?

Ta đã biết cột áp H của máy thủy lực là năng lượng đơn vị của dòng chất
lỏng trao đổi với máy thủy lực, nó chính là cơng của một đơn vị trọng lượng
chất lỏng trao đổi với máy.
Ta có:
Ntl = γ.QLT.HLT = ρ.g.QLT.HLT
Mặt khác, quan hệ giữa mômen M với công suất trên trục của bánh công tác là:
N = M.ω
Nếu không kể tới tổn thất thì cơng suất thủy lực bằng công suất trên trục quay,
tức là:
ρ.g.QLT.HLT =

N.ω

Thay giá trị của M vào và biến đổi, được:

H LT =

Vì:

( ±c2 R2 cos α 2 c1 R1 cos α1 ).ω
g

ω.R = u
H LT =

± c2 u 2 cos α 2 c1u1 cos α1
g

Theo tam giác vận tốc có:c1.cosα1 = c1u; c2.cosα2 = c2u nên viết thành:
H1∞ =

± c2u .u2 2 c1u .u11
g

(**)

(**) là phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn do Ơle lập ra đầu tiên
năm 1775, nên còn gọi là phương trình Ơle
 Ý nghĩa PT:


Phương trình cơ bản của máy thủy lực cánh dẫn: phương trình có đầy đủ
các thành phần cơ bản của chất lỏng chuyển động, có áp

Câu 8*. Hãy nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm ly tâm, từ đó nêu
ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng?
 Cấu tạo, nguyên lý hđ
1 - Bánh công tác
2- Trục bơm
3- Bộ phận hướng vào
4- Bộ phận dẫn hướng ra
(buồng xoắn ốc)
5- Ống hút
6- Ống đẩy

Trước khi làm việc cần phải cho thân bơm, ống hút đầy nước (chất lỏng)
gọi là mồi bơm.
Khi bơm làm việc, bánh công tác quay, các phần tử chất lỏng ở trong bánh
công tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoài, chuyển động
theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, gọi là quá trình đẩy
của bơm. đồng thời ở lối vào của bánh công tác tạo nên một vùng có chân khơng
và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào của bơm,
chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút. đó là q trình hút của
bơm. Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục tạo nên dịng chảy liên
tục qua bơm.
 Ưu điểm, nhược điểm
•

Ưu điểm

- Dùng để bơm được nhiều loại chất lỏng khác nhau như: Dầu, nước, nhiên liệu,
hoá chất, cả hỗn hợp lỏng và rắn.
- Cột áp H có thể từ 10 đến hàng nghìn mét cột nước.
- Lưu lượng bơm có thể từ 2 đến 70. 000 m3/h.

- Cơng suất từ 1 đến 6000 KW.
- Số vịng quay có thể từ 730 đến 6000 vg/ph.
- Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn.
- Hiệu suất cao n = 0,65-0,9
- Giá thành rẻ.
- Kích thước nhỏ gọn và trọng lượng bé hơn so với bơm piston.
- Ít nhạy cảm với chất lỏng có chứa các loại hạt rắn.
- Điều chỉnh lưu lượng đơn giản, dễ dàng.
- Độ an toàn khi làm việc cao.
- Kết nối được trực tiếp với động cơ mà không cần thông qua hộp giảm tốc.
- Do ít chi tiết động nên chi phí sửa chữa định kỳ thấp.
- Bơm ly tâm thủy lực có lưu lượng ổn định và đều do có cột áp khơng đổi.
- Thiết kế khá đơn giản và an toàn, dễ vận hành, phù hợp với cả chất lỏng có
chứa những hạt rắn.
- Ít phải sửa chữa trong q trình vận hành.
- Bơm có cột áp khơng đổi và lưu lượng đều, ổn định.
• Nhược điểm
- Hiệu suất thấp khi vịng quay nhỏ.
- Hiệu suất của bơm giảm nhiều khi độ nhớt của chất lỏng cần bơm tăng lên.
- So với bơm piston, kích thước đường ống hút của bơm ly tâm địi hỏi lớn hơn.
- Có sự phụ thuộc giữa hiệu suất của bơm đến chế độ làm việc của nó.
- Bơm không được trang bị khả năng tự hút nên giá thành và cấu tạo bơm ly tâm
khá phức tạp. Trước khi vận hành phải tiến hành mồi bơm.
 Phạm vi sử dụng
Bơm được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Bơm ly tâm được dùng để bơm và
vận chuyển các chất lỏng có độ nhớt thấp như nước ngọt, nước biển.
Máy bơm ly tâm sử dụng trong các hệ thống khơng địi hỏi cột áp cao nhưng
cần có lưu lượng đều và lớn, điển hình như các hệ thống làm mát trong các

phòng làm lạnh, trong phòng cháy chữa cháy, bơm cứu hoả hay sử dụng bơm
tưới trong ngành nông nghiệp. Máy bơm ly tâm trở thành một vật dụng không
thể thiếu trong cuộc sống hiện nay, ngay cả trong cuộc sống hàng ngày lẫn trong
công nghiệp xây dựng.


Câu 9*. Hãy nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm hướng trục, từ đó
nêu ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng.
 Cấu tạo, nguyên lý hđ

Bơm hướng trục gồm phần động và phần tĩnh:
• Phần động gồm bánh công tác gắn liền với trục. Bánh công tác có gắn các
cánh dẫn phân bố đều xung quanh.
• Phần tĩnh bao gồm vỏ bơm hình trụ rỗng, các cánh dẫn hướng của bánh
công tác và các bộ phận đỡ trục. Phía trên bộ phận dẫn hướng thân bơm
uốn cong để tiện bố trí các bộ phận dẫn động trục bơm.
Cũng như bơm ly tâm thì bơm này có cấu tạo gồm một hoặc nhiều cánh bơm
được ghép nối tiếp với nhau


Chất lỏng qua cánh bơm (3) có quỹ đảo chuyển động dọc trục, khi đó
chất lỏng được nhận thêm năng lượng từ động cơ truyền cho, thông qua bánh
cánh. Chất lỏng ra khỏi bánh cánh của bơm và đi vào các cánh của thiết bị
hướng dòng ở cửa ra. Do cấu tạo của thiết bị hướng dòng làm tốc độ của chất
lỏng giảm, biến cột áp động thành cột áp tĩnh. Ngồi ra thiết bị hướng dịng làm
cho hướng chảy của chất lỏng theo hướng của vỏ bơm. Chất lỏng đi qua bích nối
ống, qua đường ống đẩy và vào hệ thống. Số cánh của bơm hướng trục thường
bằng 3,4,5.
Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý làm việc của bơm hướng trục là nguyên
lý cánh nâng, thường được thiết kế đối với cánh máy bay. Khi bơm làm việc,

bánh công tác quay trong môi trường chất lỏng và làm cho các cánh bơm của
bánh cơng tác có dạng cơng xơn (cong theo không gian ba chiều) quay nên chất
lỏng được hút vào bơm và di chuyển theo phương dọc trục với lưu lượng lớn.
Trong bơm hướng trục chất lỏng không chuyển động theo phương bán kính ở
bất kỳ mặt cắt ngang và cơ cấu hướng dịng nào, nên khơng xuất hiện lực li tâm.
 Ưu điểm, nhược điểm

Ưu điểm
-Cấu tạo khá đơn giản; kích thước nhỏ gọn, chắc chắn.
-Có thể đặt bơm ở vị trí nằm ngang hoặc thẳng đứng.
-Bơm có khả năng làm việc đối với chất lỏng có hàm lượng bùn, cát lớn.
-Lưu lượng bơm lớn.
-Hiệu suất làm việc cao.
-Dễ dàng tháo lắp, sửa chữa và bảo dưỡng.
-Bơm có cột áp thấp, khả năng tự hút kém do đó chỉ dùng ở những nơi cần lưu
lượng lớn, cột áp thấp. Để bơm làm việc tốt thì cánh ánh bơm phải được đặt
dưới bề mặt chất lỏng.
•

 Phạm vi sử dụng

Máy bơm trục đứng cơng suất lớn có đầy đủ mọi ứng dụng của máy bơm trục
đứng công suất nhỏ và có thêm nhiều ứng dụng đặc biệt khác bao gồm:
- Ứng dụng trong ngành công nghiệp thủy điện
- Ứng dụng trong thủy lợi dùng cấp thoát nước cho ruộng đồng
- Ứng dụng trong các ngành công nghiệp xây dựng
- Ứng dụng trong ngành cung cấp và xử lý nước sạch, trạm cấp nước sạch, trạm
thoát và xử lý nước thải.

- Ứng dụng trong công nghiệp dầu thô
- Ứng dụng trong chưng cất dầu khí, ngành cơng nghiệp dầu khí
- Ứng dụng điều hịa khí và phục hồi lưu huỳnh
- Ứng dụng trong sản xuất và vận chuyển axit
- Ứng dụng trong hệ thống ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy
Câu 10*. Dầu dùng trong truyền động thủy lực cần có các đặc tính gì? Nêu
các tác dụng của dầu, mỡ bôi trơn dùng trong các máy và thiết bị cơ khí nói
chung?
Những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng chất lỏng làm việc là độ
nhớt, khả năng chịu nhiệt, độ ổn định tính chất hố học và tính chất vật lý, tính
chống rỉ, tính ăn mịn các chi tiết cao su, khả năng bơi trơn, tính sủi bọt, tính
chống bay hơi, nhiệt độ bắt lữa, nhiệt độ đông đặc…
Chất lỏng làm việc phải đảm bảo các u cầu sau:
+ Có khả năng bơi trơn tốt khi nhiệt độ và áp suất thay đổi lớn
+ Độ nhớt ít phụ thuộc vào nhiệt độ
+ Có tính trung hồ (tính trơ) với các bề mặt kim loại, hạn chế được khả năng
xâm nhập của khí, nhưng dễ dàng tách khí ra
+ Phải có độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít và khe hở của các chi tiết di
trượt, nhằm đảm bảo độ rò dầu bé nhất, cũng như tổn thất ma sát ít nhất; độ nhớt
ít thay đổi khi thay đổi nhiệt độ
+ Dầu phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, ít hồ tan trong nước và khơng khí,
dẫn nhiệt tốt, có mơđun đàn hồi, hệ số nở nhiệt và khối lượng riêng nhỏ
+ Chịu áp suất lớn mà khơng biến tính
Trong những yêu cầu trên, dầu khoáng chất được pha thêm các phụ gia thoả
mãn được đầy đủ nhất.
 Nêu các tác dụng của dầu, mỡ bôi trơn dùng trong các máy và thiết bị cơ khí
nói chung?
- Dầu thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc giúp cho hệ thống thủy lực
hoạt động chính xác và an tồn. Tác dụng chính của dầu nhớt thủy lực khơng chỉ
là truyền áp suất và điều khiển dịng chảy mà nó cịn giúp giảm lực ma sát, giảm

mài mòn của các thành phần chuyển động và bảo vệ bề mặt kim loại không bị rỉ
sét qua đó giúp hệ thống thủy lực hoạt động trơn tru và hiệu quả hơn.
- Ngoài ra nhớt thủy lực cịn có một số cơng dụng khác như: làm kín các khe hở,
chống oxy hóa, chống tạo cặn, chống rỉ sét và ăn mòn, chống tạo nhũ khi nhiễm
nước, tẩy rửa và làm sạch hệ thống thủy lực...


+Hỗ trợ bôi trơn
Nhờ khả năng bôi trơn mà các bề mặt ngâm trong dầu có tuổi thọ cao hơn rất
nhiều. Tránh các tình trạng bị xước đường dài trên bề mặt gây hao tổn dầu.
Việc bôi trơn này dựa trên nguyên lý là tinh thể dầu thủy lực yếu hơn nguyên tố
kim loại cấu thành lên vỏ chứa dầu. Do đó, khi các bề mặt kim loại trượt trên
nhau có sự hỗ trợ của dầu. Thì thay vì ma sát làm mòn tinh thể kim loại sẽ làm
mòn tinh thể dầu. Nhờ đó mà bảo vệ tốt hơn cho các bề mặt ngâm trong dầu.
+ Truyền tải
Các tinh thể dầu có khả năng chịu giãn nở rất tốt. Ít khi bị vỡ nên khi máy thủy
lực ép dầu. Lúc này thể tích dầu được nén lại, tạo ra phản lực muốn bật rộng ra
mà không được. Nhờ vậy mà nó làm rắn chắc thêm cho trục thủy lực. Có thể tải
hàng tốt hơn khi chưa bị nén.
Lúc không chịu tải, thể tích chứa lớn thì các tinh thể trong dầu thủy lực lúc này
đàn hồi trở lại hình dạng ban đầu. Điều quan trọng cho dầu thủy lực đó là khả
năng hồi lại nguyên trạng tốt. Nhờ đó mà khi truyền tải xong nó vẫn đảm bảo
chất lượng.
+ Chống ăn mịn và chống oxy hóa.
Khi làm việc bề mặt kim loại tiếp xúc với dầu thủy lực dễ bị ăn mịn bởi
các tác nhân có tính axit. Vì vậy sử dụng dầu thủy lực sẽ phủ lên bề mặt kim loại
một lớp màng bảo vệ. Lớp bảo vệ này sẽ bám chặt lên bề mặt kim loại và bảo vệ
kim loại khỏi các tác nhân gây ăn mòn. Giúp máy móc kéo dài tuổi thọ động cơ.
Bên cạnh đó dầu thủy lực cũng có khả năng chống oxy hóa tốt. Các chất
chống oxy hóa theo cơ chế gốc và oxy hóa phân hủy trong dầu có tác dụng làm

chậm quá trình phân hủy. Giúp kéo dài thời gian thay dầu và bảo dưỡng máy
móc.
+ Phân tách mơi trường trong ngoài cho hệ thủy lực.
Dầu thủy lực phân chia giữa mơi trường có áp suất thấp của đường vào
bơm với môi trường áp suất cao ở cửa ra máy bơm. Trong trường hợp dầu bẩn,
dầu kém chất lượng, hay dầu cấp thiếu sẽ gây ra hiện tượng xâm thực. Nó làm
cho bề mặt kim loại bị vỡ, làm hư hỏng bề mặt tiếp xúc dẫn tới giảm tuổi thọ
thậm chí gây hỏng động cơ.
Câu 11*. Vì sao cần phải lọc dầu thủy lực thật kỹ? Bộ phận lọc thường bố
trí như thế nào trong hệ thống thủy lực? Yêu cầu chung của dầu dùng trong
hệ thống thủy lực?


 Vì sao cần phải lọc dầu thủy lực thật kỹ:

Trong q trình làm việc, dầu khơng tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chất
bẩn từ bên ngoài vào, hoặc do bản thân dầu tạo nên. Những chất bẩn ấy sẽ làm
kẹt các khe hở, các tiết diện chảy có kích thước nhỏ trong các cơ cấu dầu ép, gây
nên những trở ngại, hư hỏng trong các hoạt động của hệ thống. Do đó trong các
hệ thống dầu ép đều dùng bộ lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên
trong các cơ cấu, phần tử dầu ép.
 Bộ lọc dầu thường đặt ở ống hút của bơm. Trường hợp dầu cần sạch hơn, đặt
thêm một bộ nữa ở cửa ra của bơm và một bộ ở ống xả của hệ thống dầu ép.
Ký hiệu:


Lắp đặt bộ lọc dầu thủy lực trong hệ thống thủy lực
Khi lựa chọn sơ đồ lắp đặt cần tính đến các điều kiện sau:
- Nguyên nhân tạo tạp chất
- Độ nhạy của các chi tiết của hệ thống thủy lực đối với tạp chất;

- Chế độ công tác của máy thủy lực;
- Áp suất công tác;
- Thiết bị điều khiên hay không điều khiển được;
- Loại dầu công tác;
- Điều kiện vận hành.
Lắp đặt bộ lọc có thể tại đường ống hút, đường ống nén, và đường ống xả và tại
các đường nhánh phụ tách ra từ các đường ống chính trên. (hình 8)

•

•

Lắp đặt các bộ lọc trên đườngống hút (hình 8a) nhằm bảo vệ tất cả các thiết
bị thủy lực trong hệ thống thủy lực. Nhược điểm: làm giảm khả năng hút của
máy bơm, tăng khả năng xuất hiện hiện tượng xâm thực. Đối với kiểu lắp đặt
bộ lọc trên đường ống hút thường cần bổ sung thêm đồng hồ kết hợp với van
một chiều, tác dụng khi dầu không quá nhiều tạp chất.
Lắp đặt các bộ lọc trên đườngống nén (hình 8b) nhằm bảo vệ tất cả các thiết
bị thủy lực trong hệ thống trừ máy bơm. Dầu thủy lực lẫn tạp chất, qua máy
bơm, dưới áp suất nén có thể phá hủy các phần tử lọc của bộ lọc. Để bảo vệ
bộ lọc cần lắp thêm van an toàn.


Lắp đặt bộ lọc trên đường ống xả (hình 8c) là kiểu phổ biến nhất, các bộ lọc
không làm việc với áp suất cao, không tạo ra cản trợ bổ súng trên ống hút và
ống nén, đồng thời có thể lọc bỏ tất cả tạp chất cơ khí chứa trong dầu thủy
lực trước khi đổ về thùng chứa. Nhược điểm của sơ đồ lắp đặt kiểu này đó là
làm nóng dầu thủy lực.
• Lắp đặt bộ lọc trên đường nhánh phụ khơng đảm bảo bảo vệ hồn tồn,
nhưng có thể làm giảm cơ bản tạp chất trong dầu thủy lực. Mang hiệu quả lọc

bổ sung cho các bộ lọc chính. Phổ biến và hiệu quả nhất là sơ đồ lắp đặt bộ
lọc dầu tinh trên đường nhánh phụ tách ra từ đường ống xả.
 Những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng chất lỏng làm việc là độ
nhớt, khả năng chịu nhiệt, độ ổn định tính chất hố học và tính chất vật lý,
tính chống rỉ, tính ăn mịn các chi tiết cao su, khả năng bơi trơn, tính sủi bọt,
tính chống bay hơi, nhiệt độ bắt lữa, nhiệt độ đông đặc…
Chất lỏng làm việc phải đảm bảo các u cầu sau:
+ Có khả năng bơi trơn tốt khi nhiệt độ và áp suất thay đổi lớn;
+ Độ nhớt ít phụ thuộc vào nhiệt độ;
+ Có tính trung hồ (tính trơ) với các bề mặt kim loại, hạn chế được khả năng
xâm nhập của khí, nhưng dễ dàng tách khí ra;
+ Phải có độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít và khe hở của các chi tiết
di trượt, nhằm đảm bảo độ rò dầu bé nhất, cũng như tổn thất ma sát ít nhất; độ
nhớt ít thay đổi khi thay đổi nhiệt độ.
+ Dầu phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, ít hồ tan trong nước và khơng khí,
dẫn nhiệt tốt, có mơđun đàn hồi, hệ số nở nhiệt và khối lượng riêng nhỏ.
+ Chịu áp suất lớn mà khơng biến tính.
Trong những yêu cầu trên, dầu khoáng chất được pha thêm các phụ gia thoả
mãn được đầy đủ nhất.
 Khe hở chế tạo các bộ phận chính trong hệ thống thủy lực là bao nhiêu?
•

Câu 12. Các chú ý khi sử dụng bơm ly tâm? Vì sao ở bơm ly tâm cợt áp hút
bị giới hạn nhỏ hơn 10,33 m?
 Chú ý khi sử dụng bơm ly tâm
Bơm ly tâm được sử dụng rất phổ biến vì tiện lợi và có nhiều ưu điểm, nhưng
khi sử dụng cần chú ý:
1. Trước khi cho bơm làm việc, phải mồi bơm và có thể mồi bằng nhiều cách:
+Tạo chân không trong bơm và ống hút bằng bơm chân không hoặc bơm phun
tia.

+Cho chất lỏng trên bể chứa chảy về bơm và ống hút qua ống đẩyhoặc một
đường ống phụ


+Dùng ống cao su dẫn nước máy vào mồi bơm.
2. Chọn bơm đúng yêu cầu kỹ thuật, dựa vào các đường đặc tính của hệ thống và
đường đặc tính của bơm, trong đó đặc biệt chú ý đường đặc tính cơ bản
.
3. Các thiết bị và đồng hồ đo áp suất, đo chân khơng, đo điện nên có đầy đủ. Khi
cần thiết cần lắp van một chiều ở ống hút và ống đẩy để dễ dàng khi mồi bơm và
khi khởi động bơm.
4. Trước khi khởi động bơm cần kiểm tra dầu mỡ trong bơm và động cơ, các
mối ghép bu lông, hệ thống điện...
5. Khi khởi động bơm, cho động cơ quay ổn định rồi mới từ từ mở khố ở ống
đẩy, nhưng với bơm áp suất thấp thì ngược lại mở khoá ống đẩy trước rồi mới
khởi động, nếu khơng động cơ sẽ khó khởi động và dễ bị quá tải.
6. Trong khi bơm làm việc, cần theo dõi đồng hồ đo, chú ý nghe tiếng máy để
phát hiện những hiện tượng bất thường và xử lý kịp thời.
7. Khi chuẩn bị tắt máy, làm thứ tự ngược lại với khi cho máy chạy: đóng van ở
ống đẩy trước, tắt máy sau.
8. Khi bơm làm việc chất lỏng khơng lên hoặc lên ít, cần dừng máy và kiểm tra
lại: Các khoá hoặc van ở đường ống đẩy và ống hút, lưới chắn rác có bị lấp kín
hoặc miệng ống hút không ở đúng độ sâu cần thiết cách mặt thống của bể hút.
Bánh cơng tác quay ngược, bơm điện hay bị đấu dây ngược pha.
 Vì sao ở bơm ly tâm cột áp hút bị giới hạn nhỏ hơn 10,33 m?

Bơm nào cũng có 2 q trình hút và đẩy chất lỏng. Trong q trình hút, bánh
cơng tác phải tạo ra được độ chênh áp suất nhất định giữa cửa hút của bơm và
mặt thoáng của bể hút
Trong thực tế của bơm ly tâm, không bao giờ đạt được cột nước H tối đa là

10,33m cột áp vì áp suất tại cửa vào của bơm khi nhỏ đến một mức nào đó bằng
áp suất hơi bảo hịa của chất lỏng thì xảy ra hiện tượng xâm thực trong bơm, làm
cho quá trình vận chuyển chất lỏng bị gián đoạn
Với bơm ly tâm: Hh < 10m, cịn Hđ khơng hạn chế, chỉ phụ thuộc N đc, n
(v/phút) và kết cấu của buồng bơm, bánh công tác…
Câu 13. Hãy nêu các chú ý khi sử dụng bơm hướng trục? Vì sao bơm
hướng trục không bị hiện tượng xâm thực và không cần mồi nước



Các chú ý khi sử dụng bơm hướng trục:

1.

Bơm hướng trục được đặt trong nhà trạm cố định

2.

Do chiều cao hút hz < 0 nên bơm đặt sâu dưới mặt thoáng của bể
hút


3.
4.
5.

Khi khởi động bơm khơng được đóng khóa ống đẩy và khơng nên
điều chỉnh bơm bằng khóa
Nên điều chỉnh bơm bằng điều chỉnh số vòng quay của bơm
Sử dụng bơm cánh điều điều chỉnh được với các bơm lớn công suất

lớn yêu cầu điều chỉnh

 Vì sao bơm hướng trục không bị hiện tượng xâm thực và không cần mồi

nước?
Máy bơm nước hướng trục có nguyên lý làm việc là nguyên lý cánh nâng,
nguyên lý này thường được áp dụng cho việc thiết kế cánh máy bay. Dòng chảy
của chất lỏng cần bơm sẽ di chuyển theo phương hình trụ có trục là trục của đầu
bơm. Trong máy bơm hướng trục, chất lỏng khơng chuyển động theo phương
bán kính ở bất cứ mặt cắt ngang và cơ cấu hướng dòng nào, do đó khơng xuất
hiện lực ly tâm, vậy nên trong q trình sử dụng bơm hướng trục khơng xảy
ra hiện tượng xâm thực.



Hiện tượng khí xâm thực và nguyên nhân phát sinh khí xâm thực ở
máy bơm nước

Hiện tượng khí xâm thực trong dịng nước, chất lỏng phát sinh trong trường
hợp, khi áp suất thủy tĩnh (p) ở một vùng nào của dòng chảy giảm bằng hoặc
nhỏ hơn áp suất hóa hơi (phh). Đối với nước, áp suất hóa hơi chỉ phụ thuộc vào
nhiệt độ và không vượt quá 0,4 m cột nước ở nhiệt độ t < 300C. Ở nơi áp suất
giảm thấp chất lỏng bị sôi và xuất hiện túi chứa đầy hơi nước và khí, gọi là bọt
khí. Bọt khí này bị kéo theo dịng chất lỏng đến vùng có áp suất thủy tĩnh cao
hơn áp suất hóa hơi thì hơi nước bên trong các bọt khí đột ngột ngưng tụ lại tạo
nên độ chân khơng sâu và chất lỏng xung quanh có xu thế lao vào tâm bọt khí để
chiếm chỗ. Q trình xâm thực lặp đi lặp lại trong lòng chất lỏng. Tốc độ lao
vào tâm bọt khí của các hạt chất lỏng đủ cao, bởi vậy kéo theo va đập thủy lực
cục bộ gây nên tiếng ồn và rung động.

Máy bơm nước gia đình
Ở nơi xảy ra khí thực áp suất có thể đạt hàng nghìn atm và làm tăng tổn
thất thủy lực dịng chảy. Nếu các bọt khí bị phá vỡ cạnh bề mặt tiếp xúc thì do
va đập thủy lực cục bộ với tần số cao sau một thời gian sẽ bắt đầu phá hoại bề
mặt tiếp xúc của bơm, hình thành những "nêm thủy lực" tác động xấu lên bề mặt
máy bơm
Một lượng nhỏ chất khí tách ra từ chất lỏng vào bọt khí do quá trình tiếp
xúc q nhanh khơng kịp hịa tan, do vậy chất khí bị nén và do nhiệt độ tăng đột
ngột phát sinh quá trình điện phân. Tất cả những nguyên nhân trên dẫn tới phát
sinh các tác nhân cơ học, điện phân, nhiệt và hóa học tăng tác động phá hoại của
khí xâm thực đối với bề mặt tiếp xúc giữa thành máy bơm và chất lỏng. Bề mặt
thành máy bơm bị rỗ, nặng hơn nữa sẽ bị thủng lổ chỗ.
Tác động phá hoại của khí thực có thể giảm nhỏ nếu dùng vật liệu chế tạo
máy bơm có độ bền về hóa học cao, vật liệu có tính đàn hồi và dẻo cao và gia
công bề mặt tiếp xúc nhẵn.
Nguyên nhân:
- Nơi đặt máy bơm nước càng cao so với mực nước biển càng dễ xuất hiện hiện
tượng xâm thực
-Vận tốc dòng chảy qua máy bơm nước càng lớn càng dễ xuất hiện hiện tượng
xâm thực, cột nước vận hành thấp cũng là nguyên nhân gây giảm áp suất.
- Tổn thất ống hút hmsh càng lớn càng có nguy cơ sinh hiện tượng khí xâm
thực.
- Thiết kế dạng cánh và gia cơng bề mặt tiếp xúc với dịng chảy (bề mặt càng
nhẵn càng giảm hiện tượng khí xâm thực) hình dáng thích hợp sẽ giảm nguy cơ
giảm áp và giảm nguy cơ khí xâm thực thực.
- Trong q trình vận hành máy bơm nước nếu hãm máy đột ngột hay đổi
hướng dòng chảy sẽ phát sinh nước va thủy lực làm tách dịng khỏi cánh cũng dễ
phát sinh khí thực.
- Khi máy bơm nước làm việc phát sinh rung động cũng gây tách dịng tạo bọt

khí. Bọt khí vỡ tăng giảm áp lực có chu kỳ, tăng tần số gây nên khí xâm thực
càng ác liệt hơn.



Câu 14. Hãy nêu những phương pháp nâng cao áp suất (cột áp) của bơm ly
tâm?
Các mép cánh dẫn ở lối vào phải vê tròn và dát mỏng, phần lối dẫn vào bánh
cơng tác phải làm nhẵn và có hình dáng thích hợp
Tăng các thơng số sau:
-Đường kính ngoài D2 bánh công tác.
-Số vòng quay n của bơm.
-Thành phần vận tốc C2u ở lối ra của bánh công tác
tức góc

β

2

.

Tuy nhiên không thể tăng mãi D2 ,số vòng quay n và

β

2

mãi được vì nếu n tăng quá ảnh hưởng đến hiện

tượng xâm thực, còn D2 và β 2 bị giới hạn bởi tổn thất

của dòng chất lỏng nên cột áp của bơm 1 cấp có
giới hạn.Trị số lớn nhất theo lí thuyết là H < 250 mH20.
Muốn có cột áp cao hơn ta dùng bơm có nhiều
cấp,thường chế tạo bơm 1 cấp có cột áp nhỏ hơn 100
mH20.
Muốn cột áp có lợi nhất và bơm có hiệu suất cao thì
phải chọn bánh công tác có số cánh phù hợp và
các thông số kết cấu góc hợp lý.
Câu 15*. Ưu, nhược điểm của bơm bánh răng? Nêu phạm vi sử dụng? So
sánh với bơm cánh lùa lệch tâm?
 Ưu điểm, nhược điểm
•

Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ tháo lắp, bảo trì, bảo dưỡng
- Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn, dễ di chuyển
- Số vịng quay và công suất trên một đơn vị trọng lượng lớn