Tài liệu Đề tài " thủy lực " pdf

Đồ án TĐHQTSX G.V hướng dẫn: Phạm Thị Lý
MụcLục
Lời nói đầu :
ChươngI: Tổng quan về thị trường công nghệ trong nước về dây
chuyền
SƠ ĐỒ & TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC ĐỂ ĐÓNG/
MỞ PHỄU RÓT LIỆU
Nhóm 2
57
Đồ án TĐHQTSX G.V hướng dẫn: Phạm Thị Lý
Đặc trưng của các hệ thông tự động là không có sự can thiệp của con người trong
quá trình hoạt động của nó. Do đó, toàn bộ các trang thiết bị của hệ thống phải đảm
đương được tất cả các công việc của con người trong quá trình hoạt động như các thao
tác nâng chuyển, lắp ráp, kiểm tra… Các thiết bị cơ bản của hệ thông tự động có thể
phân ra làm ban nhóm chính: Các cơ cấu chấp hành, các thiết bị điều khiển và các loại
cảm biến.
Cơ cấu chấp hành có thể hiểu là một bộ phận máy móc, thiết bị có khả năng thực
hiện một công việc nào đó dưới tác động của tín hiệu điều khiển pháp ra từ thiết bị điều
khiển.
Cơ cấu chấp hành có thể phân ra thành ba nhóm chính dựa trên nguồn năng lượng sử
dụng:
- Các cơ cấu chấp hành thủy lực.
- Các cơ cấu chấp hành khí nén.
- Các cơ cấu chấp hành điện.
1./ Cơ cấu chấp hành thủy lực.
Ưu điểm của các thiết bị thủy lực là kích thước gọn nhẹ, không gây tiến ồn và công
suất cao. Tuy nhiên các thiết bị thủy lực thường khá đắt. Các cơ cấu chấp hành thủy lực
gồm các thiết bị sau: Bơm, van, xilanh, động cơ thủy lực.
a./ Các khái niệm cơ bản về thủy lực.
Chất lỏng được xem như là không thể nén được, bởi vì thể tích của nó không thay
đổi khi đổi áp suât. Trong các hệ thống thủy lực thì chất lỏng được sử dụng là dàu thủy

lực. Dầu thủy lực là dầu nhờn có thêm các phụ gia để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về
chỉ số độ nhớt, khả năng chông ôxy hóa, tính chất bôi trơng cao, sự ổn định về hóa học,
tỷ trọng thấp và không tạo bọt. Dầu thủy lực phải có khả năng chịu lửa để tránh gây hỏa
hoạn khi sử dụng trong các môi trường dễ cháy nổ. Các chất phụ gia của dầu thủy lực
nhằm chống lại sự mài mòn và hư hỏng của hệ thống thủy lực. Dầu thủy lực có độ nhớt
càng cao thì càng tốt. Trên thực tế cho thấy không khí có thể lọt vào, hòa lẫn vào dầu
thủy lực gay ra các bọt khí. Các bọt khí này có thể làm hỏng bơm và các thiết bị thủy
lực bởi ăn mòn bề mặt (hiện tượng xâm thực). Khí hòa tan này phá hủy tính chất quan
trọng là tính không chịu nén của chất lỏng. Điều này dẫn đến sai số và tính ổn định của
hệ thống thủy lực. Việc phòng ngừa chảy dầu trên đường áp lực và đường cấp dầu phải
nhúng vào trong thùng chứa dầu có khả năng hạn chế một phần bọt khí tạo ra. Đôi khi
để chống tạo ra bọt khí người ta một số phụ gia vào thùng chứa dầu.
Bôi trơn là tính chất quan trọng của dầu thủy lực, nếu không lực ma sát có thể gây ra
ăn mòn các thiết bị thủy lực.
b./ Các loại bơm thủy lực.
Bơm là thiết bị biến cơ năng thành năng lượng thủy lực. Khi nguồn năng lượng cơ
bản là cho piston của bơm chuyển động sang phía bên trái, do van đẩy đóng, một phần
chân không được tạo ra trên đầu vào của bơm. Chênh lệch áp suất giữa bên trong bơm là
chân không và bên ngoài bơm là áp suất khí quyển, dầu thủy lực bị đẩy từ thùng dầu vào
Nhóm 2
58
Đồ án TĐHQTSX G.V hướng dẫn: Phạm Thị Lý
bơm qua van hút. Khi piston chuyển động theo chiều ngược lại, van hút đóng lại và áp
lực trong buồng bơm tăng làm van đẩy mở cho dầu đã được tăng áp đi qua.
Có một số loại bơm như sau:
- Bơm piston.
- Bơm cánh gạt.
- Bơm cánh quạt.
- Bơm bánh răng.
* Bơm piston: là loại thường dùng để tạo áp suất cao. Nhược điểm là bơm làm việc gián

đoạn do chỉ làm việc có một nửa chu kỳ. Để khắc phục nhược điểm này đã thiết kế ra
các loại bơm gồm nhiều piston hướng tâm hoặc hướng trục. Nguồn áp lực tạo ra lúc này
sẽ liên tục, không có sự gián đoạn.
* Bơm cánh gạt: Loại bơm này được cấu tạo bởi ba phần tử chính là vỏ bơm, cánh gạt
và rôto. Rôto được đặt lệch tâm và có các rãnh để lắp cánh gạt. Các cánh gạt luôn được
tỳ sát vào bề mặt vỏ bơm vì có các lò co đẩy tỳ lên chúng. Do rôto lắp lệch tâm nên nó
hoạt động giống như một cơ cấu cam. Mặt khác, do có sự lệch tâm nên sự chênh lệch
thể tích trong nửa vòng quay lớn so với nửa vòng quay nhỏ, làm chất lỏng bị dồn nén và
đẩy qua đầu đẩy của bơm.
Thể tích chất lỏng được dịch chuyển tính như sau:
[ ]
[ ]
 .
24
22
ε
ππ
rotocamrotocam
ddddV
+=−=
Trong đó d
cam
: Đường kính vòng cam (m).
D
roto
: Đường kính Roto (m).
l : Chiều rộng roto (m).
ε : Độ lệch tâm (m).
V : Thể tích (m
3

)
* Bơm cánh quạt: Bơm này tạo ra lực đẩy nhờ sự thay đổi vị trí tương đối của cánh
quạt. Loại bơm này không tạo ra được áp lực cao. Thường được dùng để bơm nước.
* Bơm bánh răng: Là loại bơm có thể tạo được áp suất cao và lưu lượng lớn. Bơm
bánh răng chủ động quay và khe hở giữa các bánh răng tạo thành buồng chứa dầu. Dầu
bị tích ở đầu ra do bánh răng chủ động và bánh răng bị động ăn khớp kín, áp lực dầu ở
đầu ra tăng lên và sẽ làm mở van đẩy đưa dầu vào xi lanh hay động cơ xoay. Để tránh rò
dầu trở lại buồng hút, người ta thường có lắp các tấm bạc phẳng bằng hợp kim mềm ở
mặt đầu của bơm.
Thể tích chất lỏng được dịch chuyển:
[ ]
lddV .
4
2
1
2
0
−=
π
Lưu lượng lý tưởng của bơm: Q = V.N
Hiệu suất của bơm: η
V
=
%100.
Q
Q
t
Nhóm 2
59
Đồ án TĐHQTSX G.V hướng dẫn: Phạm Thị Lý

Trong đó d
0
– Đường kính ngoài của bánh răng [m].
d
1
– Đường kính trong của bánh răng [m].
l – chiều rộng rôto [m].
V – thể tích dịch chuyển của bơm [m
3
/vòng].
N – Tốc độ của Roto [vòng/phút].
Q
t
– Thể tích thực tế < thể tích lý tưởng do có sự rò rỉ qua
khe hở của răng.
c./ Các loại van.
Van là phần tử không thể thiếu được trong hệ thống thủy lực. Van có thể có nhiều
loại khác nhau tùy theo chức năng làm việc:
- Van điều khiển hướng của dòng chất lỏng, khống chế dòng chất lỏng chỉ đi theo
một chiều nhất định. Loại van này gồm các van một chiều, van con trượt, van an toàn,
van tràn….
- Van điều khiển áp lực.
- Van điều khiển lưu lượng (van tiết lưu).
- Van servo.
Van thủy lực có thể điều khiển bằng tay thông qua cần gạt, bằng nam châm điện,
bằng khí nén hay bằng thủy lực…..
• Van điều khiển hướng: Đây là loại van không điều khiển, khi áp lực trên đường
vào đủ lướn để thắng được lực của lò xo thì van được mở. Khi áp lực trên đầu
vào thấp hơn trên đầu ra thì lò xo đẩy van đóng lại không cho chất lỏng chảy
theo chiều ngược lại.

Van điều khiển hướng có thể là van con trượt có hai hay ba vị trí và có hai, ba, bốn
cửa.
Nhóm 2
60
Đồ án TĐHQTSX G.V hướng dẫn: Phạm Thị Lý
* Van điều áp: Loại van này có vai trò khống chế áp lực đến một giá trị cực đại nhất
định. Nếu áp lực vượt giá trị cho phép thì van sẽ mở cửa xả về thùng chứa. Van này còn
được gọi là van an toàn.
* Van tiết lưu: Đây là loại van có thể điều chỉnh được lưu lượng dầu đi đến xilanh
hay là động cơ thủy lực.
* Van servo: Đây là loại van có nhiều bậc khuyếch đại mà bậc cuối cùng là các van
con trượt. Các loại van này có cấu tạo đặc biệt hơn các lọai van thông thường ở chỗ bên
trong nó có hệ thống tự động điều chỉnh để có thể đạt vị trí chính sác và đạt được tốc độ
yêu cầu. Có ba loại van servo: Van servo con trượt, van tấm chắn và van vòi phun.
d./ Các loại xi lanh - động cơ thủy lực.
Xilanh thủy lực hay động cơ thủy là thiết bị biến đổi năng lượng của dầu thủy lực
thành cơ năng. Xilanh thủy lực là cơ cấu tạo chuyền động thẳng. Động cơ thủy lực là cơ
cấu tạo chuyển động tròn.
* Xianh thủy lực: Có hai loại là xilanh hành trình đơn và xilanh hành trình kép.
Xilanh hành trình đơn chỉ có một đường dầu cấp vào buồng dầu. Xi lành hành trình kép
có hai loại: có một đầu trục và hai đầu trục tùy theo chức năng làm việc.
* Động cơ thủy lực xoay:
+ Động cơ bánh răng: Không giống như bơm bánh răng mà là thiết bị tạo ra mômen
xoáy và chuyển động tròn xoay. Dưới tác dụng của áp lực chất lỏng đầu vào, làm đẩy
các bánh răng ăn khớp quay. Chiều của động cơ bánh răng có thể đảo ngược lại được
Nhóm 2
Van điều áp
Van tiết lưu
Hướng đẩy
Đường dầu vào Hướng kéo lại

Piston
Tải
Lò xo
Đường dầu vào/ra
Hướng đẩy
Piston
61