Bài giảng Truyền động thuỷ lực thể tích

FFDpDp pipi ( ) 254 4 D Fpp loxo pi =−⇒ 68 Nhận xét cas lắp BĐT tại cửa vào • Không thể ñảm bảo sự ổn ñịnh tuyệt ñối của vận tốc pittông: Khi lực phụ tải thay ñổi, lượng rò rỉ của CL trong XL lực cũng thay ñổi. • Phụ tải tăng, p1 tăng
ñộ chênh áp (p1–p2) trong XL lực tăng lên ⇒ lưu lượng rò rỉ trong hệ thống (XL lực, van phân phối, bộ ñiều tốc) tăng
vận tốc của pittông bị giảm xuống. 35 69 2. Lắp BĐT tại cửa ra • Van tràn ⇒ p1 = const, không phụ thuộc vào phụ tải • Phụ tải thay ñổi (↓)
p2 tăng
p3, p4 trong khoang a, b của van ñiều áp tăng. • b thông với c
áp suất trong c tăng
piston 4 bị ñẩy lên
thu hẹp cửa lưu thông giữa a và b
p4 ↓ về trị số cũ p1 p2 p3 a b c 3 2 p4 4 p5 1 70 • Bơm 1 ñẩy CL qua cơ cấu phân phối 2
khoang làm việc của XLL 3. • CL ở khoang phải qua cơ cấu phân phối 2
bộ ñiều tốc
chảy vào thùng chứa. • Van tràn
p1 trong khoang trái của XLL = const
không phụ thuộc vào lực phụ tải trên pis. • Lực phụ tải thay ñổi (↓) ⇒ p2 tăng ⇒ p3, p4 trong khoang a, b của van ñiều áp cũng tăng. • Do khoang b nối với khoang c
p trong khoang c tăng
pis 4 bị ñẩy lên
thu hẹp cửa lưu thông giữa khoang a và b ⇒ áp suất p4 ↓ về trị số cũ . p1 p3 a b c 3 2 p2 p4 4 p5 1 36 71 Nhận xét cas lắp BĐT tại cửa ra • Độ chênh áp (p4–p5) qua tiết lưu luôn không ñổi, không phụ thuộc vào sự thay ñổi của lực phụ tải ⇒ vận tốc của pittông XL lực ñược ổn ñịnh. • Lắp bộ ñiều tốc ở lối ra ⇒ chñộng của bộ phận chấp hành ñược êm hơn. • CL khi qua tiết lưu
ñược làm lạnh ở thùng chứa trước khi tiếp tục vào hệ thống ⇒ với các ñk như nhau, lượng rò rỉ trong XL lực nhỏ hơn cas 1. • Áp suất ra của bơm luôn luôn ổn ñịnh (do van tràn)
sự thay ñổi phụ tải không ảnh hưởng ñến sự rò rỉ CLtrong bơm. • Nhược ñiểm chung: Qbơm (Nbơm) của > Q (hoặc N) yêu cầu của cơ cấu chấp hành
lưu lượng thừa luôn luôn thoát ra khỏi van an toàn chảy về thùng ⇒ khi vận tốc của bộ phận chấp hành nhỏ, hiệu suất của toàn bộ hệ thống sẽ giảm nhiều. 72 • CLñược bơm ñẩy theo 2 ñường: - Tới XL lực - Tới bộ ñiều tốc rồi chảy về thùng chứa • Khi phụ tải tăng, áp suất dầu trên ñường có áp của bơm, trong khoang trái của XL lực, trong khoang a và b của van ñiều áp ñều tăng . • Khoang b của van ñiều áp thông với khoang c ⇒ p trong khoang c tăng • Kết quả: pittông ñược nâng lên, cửa lưu thông giữa a và b bị thu hẹp ⇒ làm tăng tổn thất cột áp ⇒ áp suất trong buồng b (=áp suất tiết lưu) giảm về trị số ban ñầu. 3. Lắp BĐT song song P1 P2 a b c P3 P4 37 73 • Áp suất trong ñường có áp của bơm phụ thuộc vào phụ tải vì van an toàn làm việc theo chức năng chống ñỡ (chỉ khi hệ thống bị quá tải) ⇒ công suất của bơm luôn biến ñổi phù hợp với yêu cầu của ñcơ thuỷ lực (của phụ tải) ⇒ làm việc kinh tế hơn trường hợp bộ ñiều tốc ñặt ở lối vào và lối ra của ñcơ thuỷ lực. • Công suất (lưu lượng) của bơm phụ thuộc vào phụ tải
sự rò rỉ trong bơm cũng phụ thuộc vào phụ tải
hệ thống làm việc kém nhạy và kém ổn ñịnh so với hai hệ thống trên, nhất là khi phụ tải thay ñổi nhiều
ch dùng khi không cn ñòi h"i cao v
n ñ#nh tc ñ ca b phn chp hành hoặc khi ph ti thay ñi rt ít. 74 Nhiệm vụ • Vẽ lại bộ ñiều tốc, nghiên cứu nguyên lý làm việc • Phân tích sự khác nhau, ưu nhược ñiểm, phạm vi sử dụng của 3 sơ ñồ lắp bộ ñiều tốc. • Khi nào cần sử dụng bộ ñiều tốc??? • Các tiêu chí ñể ñánh giá 1 tiết lưu. 38 75 §6. Phương trình ñặc tính của truyền ñộng – Khu vực ñiều chỉnh D d P Ví dụ: P=17 170 N, Fpiston=50cm2, QB=55 lit/ph, ptl=40 at ηQ=0.98 Xác ñịnh pt ñặc tính và khu vực ñiều chỉnh của truyền ñộng (sử dụng pp tiết lưu ñặt ở lối vào) tiết lưu 76 Các bước giải • Vận tốc cực ñại của piston ứng với tải trọng cho trước • Tải trọng Pmax ñể piston ngưng chuyển ñộng • Lưu lượng rò rỉ trong truyền ñộng: • Thông số ñiều chỉnh cực tiểu • Khu vực ñiều chỉnh của truyền ñộng • Vận tốc cực tiểu của piston ứng với tải trọng P cho trước (ñề bài) • Diện tich tiết diên lưu thông cực ñại của tiết lưu: pA Qftl ∆⋅=max • Pt Vận tốc chñộng của piston: P tltltl PP tl P F PpfA FF Q v −⋅⋅⋅⋅== ε 1 39 77 Phương trình ñặc tính của truyền ñộng Biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc cơ cấu chấp hành (piston) theo tải trọng tác dụng P phutai tltltl PP tl Pis F P pfA FF Q v −⋅⋅⋅⋅== ε 1 P phutai tltltltltltl F P pfApfAQ −⋅⋅⋅=∆⋅⋅⋅= εε • Qtl: lưu lượng chất lỏng qua tiết lưu • FP: diện tích piston γ α gA 2⋅=• A: hằng số lưu lượng của tiết lưu: •α=0,60 ÷ 0,85: hệ số phụ thuộc kết cấu của cơ cấu ñiều chỉnh • ftl: diện tích tiết diện lưu thông lớn nhất của tiết lưu •∆p : ñộ chênh áp trước và sau tiết lưu •εtl = εmin ÷ εmax ≈ 0 ÷ 1 : thông số ñiều chỉnh của tiết lưu; P phutai tl F P pp −=∆ 78 Khu vực ñiều chỉnh của truyền ñộng minmin max 1 tlQ Q D ε == max maxmax max min tlptl tl QF Pa Q Q ⋅ ⋅ = ∆ =εThông số ñiều chỉnh cực tiểu: amax = aBmax + aĐCmax : hệ số rò rỉ cực ñại (trong bơm và ñcơ) B B B p Q a maxmax ∆ = DC DC D p Q a maxmaxC ∆ = 40 79 Ví dụ 2 Cho TĐTLTT có chuyển ñộng làm việc là ch ñộng quay. Lưu lượng QB=160 lit/ph (cực ñại), nB=1470v/ph, áp suất CL làm việc là pB=35at. • Đcơ thủy lực chịu tác dụng của Moment quay Mñc=19900Ncm , nñc=340v/ph • ηQB=ηQñc=0,9 • Xác ñịnh pt ñặc tính và khu vực ñiều chỉnhNhim v : Phân tích s ñ!, so n bài gii Bơm Đcơ TL Bơm phụ 80 Bơm Đcơ TL 41 81 • Lưu lượng lý thuyết của bơm • Lưu lượng riêng của ñộng cơ • Lưu lượng rò rỉ trong bơm • Lưu lượng rò rỉ trong ñcơ • Hệ số rò rỉ (a) trong bơm và ñcơ • Hệ số rò rỉ của truyền ñộng • Hệ số moment của ñcơ
Kñc=Mñc/pñc • Pt ñặc tính: ñcñc ñc B ñc ltB ñc Kq Ma q Q n ⋅ ⋅ −⋅= εmax 82 • Svq cực ñại của ñcơ ứng với Mñc ñã cho trong ñề bài • Giá trị cực ñại của moment khi ñcơ ngừng quay 42 83 Xác ñịnh khu vực ñiều chỉnh • Thông số ñiều chỉnh cực tiểu của bơm: εBmin • Khu vực ñiều chỉnh: D = εBmax / εBmin= 1 / εBmin • Vận tóc quay nhỏ nhất của ñcơ thủy lực ứng với Mñc ñã cho trong ñề bài 84 Xác ñịnh cột áp và công suất của bơm piston. Cho lưu lượng dầu của hệ thống Q=3,5 lit/s, ñộ nhớt ñộng của dầu ν(nuy)=12cSt; γdầu=8720N/m3. Cho: Dñ=32mm; Lñ=15m; dh=50mm; Lh=5m;ζlưới=5; ζkhuỷu=0,5; ζvan=0,2;(trên ñường ống ñẩy có 3 khuỷu cong) Ở lối vào của Bình tích năng ζv=1; Áp suất trong bình tích năng: p=25 at Mặt thoáng bể hút: pa; Z=2m; ηBơm=0,82 Ví dụ 3 Bình tích năng Z 43 85 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG ỐNG HÚT - Tính vhút - Tính Re = vhút. Dhút/(nuy)
trạng thái chảy
Tính lamda(λ) - Tính tổn thất dọc ñường - Tính tổn thất cục bộ: lưới, khuỷu
hwh=hdh+hch - Tính vñẩy - Tính Re = vñẩy. Dñẩy/(nuy)
trạng thái chảy
Tính lamda(λ) - Tính tổn thất dọc ñường - Tính tổn thất cục bộ: 3 khuỷu, tại cửa vào bình tích năng, van
hwñ=hdñ+hcñ 86 Ví dụ 5 • Cho γd=8900N/m3; dầu ñược ñưa vào XL khuyêch ñại thủylực có D=80mm, d=30mm qua van trượt có cửa hình chữ nhật có diện tích lưu thông b.x (b=2mm, x thay ñổi). • Áp suất nguồn (tại cửa vào van trượt): pn=2000N/cm2; áp suất chất lỏng trên ñường hồi ph=0 x x p1p2 R 44 87 1. Lập quan hệ giữa vận tốc trong chuyển ñộng ñều của piston vp theo tải trọng R tác dụng lên cần pis khi cửa van trượt mở hoàn toàn xmax=2mm. • Khi R=0 thì vp=? • Khi vp=0 thì R=? 2. Xây dựng biểu ñồ biểu thị vận tốc pis theo ñộ mở x của van trượt với ñkiện R=const=70kN. Với x=2mm thì vpis=? Cho hệ số lưu lượng của van µ=const=0,5 Bài tập ở nhà • Bài tập số 6, 7, 8, 9, 21, 24 chương XIII, tài liệu Bài tập TL - MTL 88 Đường dầu công tác Đường dầu ñiều khiển Bơm – Động cơ Giảm chấn – Tiết lưu Cơ cấu ñiều khiển bằng lò xo Cơ cấu ñiều khiển bằng piston Cơ cấu ñiều khiển bằng nam châm có 2 cuộn dây 45 89 Bơm không ñiều chỉnh ñược Bơm ñiều chỉnh ñược Không ñảo chiều Đảo chiều Đcơ TL không ñiều chỉnh ñược Đcơ TL ñiều chỉnh ñược 90 Xi lanh lực thường Xi lanh lực vi sai Tiết lưu không ñiều chỉnh Tiết lưu ñiều chỉnh ñược Van một chiều 46 91 Điều tốc Van an toàn tùy ñộng Van ñiều áp Van giảm áp tùy ñộng 92 Con trượt phân phối piston ñiều khiển bằng thủy lực Con trượt phân phối piston ñiều khiển bằng ñiện Con trượt phân phối piston bốn cửa lưu thông Con trượt tùy ñộng 1 khe lưu thông (2 vị trí) Con trượt tùy ñộng 2 khe lưu thông (3 vị trí) Con trượt tùy ñộng 4 khe lưu thông (2 vị trí) 47 93 94 Ôn tập: Truyền ñộng thể tích - Toàn bộ phần lý thuyết. - Chú ý phân tích - Bài tập: Tính lực (moment) của ñộng cơ thủy lực Tính vận tốc cơ cấu chấp hành Chú ý: Các yếu tố gây tổn thất: rò rỉ, ma sát Phương trình ñặc tính, khu vực ñiều chỉnh của TDTT Chú ý: - Đơn vị ño - Điền số liệu vào công thức tính trước khi ghi kết quả. - Kết quả tính toán phải ghi rõ ñơn vị - Thẻ SV (hoặc CMND), máy tính cá nhân. - Không sử dụng ñiện thoại di ñộng dưới bất kỳ hình thức nào.