Tài liệu Cách thức thiết kế chế tạo xy lanh dầu thủy lực ppt

Cách thức thiết kế chế tạo xy lanh dầu thủy lực
Xy lanh thủy lực là cơ cấu cung cấp chuyển động thẳng, dưới sự tác
động lại của một lực tác động dọc trục lên xy lanh.

Để tính toán các thông số của xy lanh, trước tiên chúng ta phải biết
các thông tin "đầu vào" như sau:
1- Lực tác động lên cán (hoặc vỏ) xy lanh - tính bằng kgs, tấn, N...:
Xy lanh sẽ phải được cung cấp dầu có áp suất để thắ
ng lại được lực
này.
2- Khoảng hành trình làm việc của xy lanh (quãng đường di chuyển =
S): m hoặc cm
3- Thời gian để xy lanh đi hết hành trình này - t: giây (s)
4- Ngành ứng dụng, sử dụng: để lựa chọn áp suất làm việc và loại kết
cấu xy lanh.

Khi đã có câu trả lời cho các câu hỏi ở trên rồi, ta cóthể tính được các
thông số làm việc và lựa chọn xy lanh.

a- Lựa chọn áp suất làm việc MAX của xy lanh.
Giá trị này đượ
c xem xét lựa chọn ở hai mặt:
- Nếu đã có sẵn hệ thống bơm thủy lực thì giá trị này là giá trị max mà
hệ thống bơm có thể cung cấp được và
- Nếu chưa có hệ thống bơm cấp thủy lực (có nghĩa là chúng ta phải
lựa chọn hệ thống bơm thủy lực này dựa trên yêu cầu của xy lanh
đang chọn) thì phải lựa chọn giá trị áp suất MAX. Về nguyên t
ắc, với
một lực tác dụng cho trước, áp suất càng cao thì xy lanh càng nhỏ,
gọn (về đường kính) và ngước lại. Tuy nhiên, áp suất cao cũng đồng
nghĩa với hệ thống nguồn cấp và điều khiển phải làm việc ở chế độ cao

áp và chi phí sẽ càng đắt. Do đó, tùy thuộc vào các ứng dụng - tính
chất công việc khác nhau, người ta sẽ quyết định mức áp suất sử dụng
khác nhau. Thông thường trong công nghiệ
p có hai dải áp suất chính
là: đến 200 bar và từ 250 - 400 bar.

Sau khi đã biết/chọn được áp suất MAX của hệ thống, sẽ tính toán đến
đường kính làm việc của xy lanh.

b- Xác định đường kính làm việc của xy lanh thủy lực
Đường kính xy lanh bao gồm hai thông số:
- D: Đường kính lòng xy lanh
- d: Đường kính cán xy lanh

Một cách chung nhất, các đường kính này được tính toán dựa trên Diện
tích làm việc (A) của xy lanh dưới tác dụng của áp suất dầu thủy lực
(p) để thắng lại lực cản lên nó (F)

A (cm2) = F (kg) / [p (kg/cm2) * 0.95] trong đó hiệu suất
chuyển đổi cơ khí -> thủy lực = 0.95



Các thông số theo hình vẽ trên:
Ak: Diện tích làm việc phía đuôi xy lanh
Fz: Lực đẩy tác dụng lên cán xy lanh
Ar: Diện tích làm việc phía cần xy lanh
Fd: Lực kéo tác dụng lên cán xy lanh

Nếu c

ấp vào hai phía xy lanh với cùng một áp suất p thì:
Ak = Fz / [0.95*p] và
Ar = Fd / [0.95*p]

Từ đây sẽ tính được đường kính làm việc của xy lanh: (SQRT là khai
căn bậc 2 nhé!)
D = SQRT(4*Ak/3.14) và
d = SQRT(D*D - 4*Ar/3.14)

c- Tính vận tốc và Lưu lượng cần cấp vào xy lanh
Vận tốc của cần xy lanh thò/thụt v (m/s) = S (m) / t (s)
Theo nghiên cứu trong phần lớn trường hợp, vận tốc của cán xy lanh
không nên vượt quá v = 0.5 m/s vì lý do làm kín của phần gioăng phớt
và đảm bảo an toàn làm việc.

Lưu lượng Q cần cấp vào xy lanh
để xy lanh đi hết hành trình trong
thời gian yêu cầu

Q (l/phút) = A * v * 6 / 0.95 trong đó hiệu suất lưu lượng của xy
lanh = 0.95

Lưu ý là lưu lượng cần cấp vào phía cán xy lanh Qr sẽ nhỏ hơn lưu
lượng cấp vào phía đầu xy lanh Qk.

d- Tính toán chiều dài chịu uốn của cần xy lanh
Kết cấu của xy lanh thủy lực có khả năng chịu kéo/nén đúng tâm rất
tốt nhưng khả năng chịu uốn của cán/vỏ xy lanh rất kém, nhấ
t là khi
xy lanh đã duỗi ra. Chính vì vậy phải tính toán chiều dài chịu uốn lớn

nhất (Lm) của xy lanh để quyết định kiểu lắp ghép của xy lanh.
Để xác định, cần dựa vào các thông số tính toán về đường kính cán d
và áp suất làm việc ở trên và tra trên biểu đồ sau để xác định được lực
lớn nhất trên cán xy lanh và giá trị Lm



Với mỗi kiểu lắp ghép khác nhau, chiều dài làm việc cho phép của cán
xy lanh L = Lm * k
Lm là kích thước "l" trong hình vẽ dưới đây:



Hệ số k được tra trong bảng dưới đây: