Transcript
Page 1: do án thủy lực 1343

Họ và tên :Võ Huy Thinh MSSV: 07138011

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình phát triển của nền kinh tế thị trường cùng với sự hoà nhập với nền

kinh tế khu vực và quốc tế, nghành công nghiệp nặng chiếm một vị trí quan trọng trong

sự phát triển của xã hội.Tự động hoá quá trình sản xuất ngày càng

được sử dụng rộng rãi vào các thành phần kinh tế. Bên cạnh đó, cùng với những úng

dụng tin học đã tạo cho quá trình sản xuất phát triển hoàn thiện bằng những máy móc

hiện đại có năng suất cao, chất lượng tốt và năng suất cao, chất lượng tốt và độ chính xác

cao. Trong đó các thiết bị thuỷ lực chiếm vị trí quan trọng và không thể thiếu dược đối

với một máy công cụ bởi nó tạo ra độ chính xác trong quá trình chuyển động cũng như

thực hiện các chu trình làm việc của máy theo yêu cầu một cách nhanh gọn, vận hành đơn

giản, hạn chế được chi phí chế tạo bảo dưỡng và sửa chữa .

So với các máy ép truyền dẫn bằng cơ khí thì máy ép thuỷ lực có những ưu điểm

nổi bật :

Kết cấu máy và các bộ phận đơn giản

Tạo được lực ép lớn và có giá trị thay đổi tuỳ theo yêu cầu gia công

Dễ tự động hoá trong quá trình gia công

Đề phòng quá tải, sử dụng được các chi tiết tiêu chuẩn

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, máy ép thuỷ khí lực ngày

càng được cải tiến và hoàn thiện nhằm đáp ứng được những yêu cầu về công nghệ phức

tạp.

Giới thiệu chung về hệ thống thuỷ lực :

Từ năm 1920, truyền động thuỷ lực được bắt đầu được sử dụng trong các máy công

cụ. Lúc đầu hệ thống thuỷ lực chủ yếu dùng để thực hiện chuyển động thẳng và có công

suất bé, về sau còn dùng để thực hiện các chuyển động vong tròn.

Hện nay chuyển động bằng hệ thống thuỷ lực đã được sử dụng rộng rãi trong hầu

hết các nghành kĩ thuật như tên lửa, hành không, trong các nghành cơ khí nông nghiệp,

Page 2: do án thủy lực 1343

giao thông vận tải hoá chất máy khai mỏ ...T Trong nghành cơ khí chế tạo máy, chuyển

động bằng thuỷ lực có thể nói được dùng rộng rãi nhất. Đặc biệt đối với máy cắt khim

loại như máy tổ hợp máy điều khiển theo chương trình, đường dây tự động đã dùng rộng

rãi thuỷ lực để thực hiện các chuyển động chạy dao, chuyển động chính cũng như điều

khiển các bộ phận máy.

Trong một số máy, thí dụ như máy mài , máy truốt, hầu như chỉ dùng dầu ép để

thực hiện truyền động.

Trong thời gian gần đây dầu ép đã được dùng trong thiết bị thực hiện chuyển động

đồng bộ, trong các hệ thống điều khiển tự động. Trong quá trình tự động hoá máy cắt kim

loại, cũng như tự động hoá nghành chế tạo máy, truyền động bằng dầu ép, các cơ cấu tự

động bằng dầu ép càng được sử dụng nhiều hơn nữa.

1 Nguyên lý hoạt động chung của cơ cấu thuỷ lực :

Hệ thống thuỷ lực là hên thống tạo ra các chuyển động nhờ chất lỏng, chủ yếu là

dầu công nghiệp. Chuyển động được thực hiện bằng cách cung cấp cho dầu một năng

lượng dưới dạng thế năng ( bơm dầu nén dầu tới một áp suất nhất định ) sau đó thế năng

của dầu được biến thành cơ năng ( áp suất đẩy piston chuyển động)

để thực hiện các chuyển động theo yêu cầu. Hệ thống thuỷ lực bao giờ cũng gồm

có hai phần chính : cơ cấu biến đổi năng lượng ( bơm dầu, động cơ dầu ) và cơ cấu

điều khiển chính gồm các loại van. Ngoài ra còn có một số thiết bị khác để đảm bảo sự

làm việc bình thường của hệ thống.

Cơ cấu biến đổi năng lượng :

Bơm dầu là phần dầu trong hệ thống thuỷ lực biến cơ năng thành thế năng và động

năng. Bơm dầu thường nhận truyền động từ các động cơ điện và nén dầu đến một áp suất

nhất định.

Động cơ dầu, xilanh truyền lực đều có tác dụng biến thế năng của dầu thành cơ

năng, nghĩa là biến áp suất do bơm dầu thành công cơ khí.

- Cơ cấu điều khiển :

Nối liền giữa bơm dầu và động cơ dầu hoặc xilanh truyền lực là cơ cấu điều

khiển và điều chỉnh để đảm bảo sự liên tục trong quá trình làm việc. Ngoài ra còn có một

số thiết bị phụ khác như ống dẫn, thiết bị lọc dầu, thiết bị đo lưu lượng.

Page 3: do án thủy lực 1343

A : Ưu điểm

Truyền đựơc công suất cao và lực lớn nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản

hoạt động với độ tin cậy cao đòi hỏi ít phải chăm sóc bảo dưỡng.

Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp, dễ thực hiện tự động hoá theo

điều kiện làm việc hay theo chương trình cho sẵn.

Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc với

nhau, các bộ phận nối thường là những đường ống dễ đổi chỗ.

Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thuỷ lực cao

- Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thuỷ lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có

thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh như trong trường hợp cơ khí hay

điện.

- Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ

cấu chấp hành .

- 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.

B : Nhược điểm

Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phàn tử, là giảm hiệu suất và hạn

chế phạm vi sử dụng.

Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của chất lỏng 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 lỏngthay đổi

3 -CHỌN LOẠI DẦU SỬ DỤNG

a : Yêu cầu đối với loại dầu sử dụng

Hệ thống dầu ép làm việc trong giới hạn vận tốc, áp suất và nhiệt độ khá lớn.

Trong điều kiện làm việc như thế, dầu dùng trong hệ thống dầu ép phải thoả mãn hàng

Page 4: do án thủy lực 1343

loạt các yêu cầu mới có thể đảm bảo cho các cơ cấu làm việc được bình thường. Dựa trên

những kinh nghiệm thực tế, các yêu cầu đối với dầu có thể tóm tắt như sau :

- Có khả năng bôi trơn tốt trong khoảng thay đổi lớn của nhiệt độ và áp suất

- Độ nhớt ít phụ thuộc vào nhiệt độ

- Có tính trung hoà ( tính trơ ) với các bề mặt, hạn chế được khả năng xâm nhập

của khí, nhưng dễ dàng tách khí ra.

- Phải có độ nhớt thích hợp 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.

- Dầu cần phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, ít hoà tan trong nước và không

khí, dầu dẫn nhiệt tốt.

- Trong những yêu cầu trên dầu khoáng vật được thỏa mãn đầy đủ nhất. Hiện nay

có rất nhiều loại dầu này được chế tạo với những chất phụ gia khác nhau nhằm cải thiện

những đặc tính như : Độ nhớt, độ bền hoá học và cơ học. Trong khi sử dụng chất lượng

của dầu được đánh giá bằng độ nhớt và độ bền.

b : Lựa chọn loại dầu

Trên thực tế ngành công nghiệp dầu mỏ đã sản xuất được rất nhiều loại dầu khác

nhau phục vụ cho những hệ thống dầu ép có những yêu cầu khác nhau. Do đó khi thiết kế

hệ thống dầu ép, việc lựa chọn loại dầu sử dụng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố và vì thế

khó đề ra nguyên tắc đồng nhất để lựa chọn, mà chỉ dựa trên những nguyên tắc tổng quát.

Nguyên tắc chung để lựa chọn dầu là hệ thống làm việc với áp suất cao cần dầu có

độ nhớt cao, và làm việc với vận tốc cao cần dầu có độ nhớt thấp.

Từ đó ta lựa chọn loại dầu sử dụng là dầu ký hiệu ISO VG 150.

4 - BỘ LỌC DẦU

Khi làm việc dầu bị nhiễm bẩn do các chât bẩn từ bên ngoài vào, hoặc do chất bẩn

trong bản thân dầu tạo nên. Những chất bẩn ấy sẽ làm kẹt các khe hở, các tiết diện chảy

có kích thước nhỏ trong cơ cấu dầu ép gây nên những trở ngại và hư hỏng trong hoạt

động của hệ thống dầu ép.Do đó trong các hệ thống dầu ép đều dùng những bộ lọc dầu

để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên trong các cơ cấu đó. Bộ lọc thường đặt ở ống

hút của bơm dầu. Trường hợp cần dàu tinh khiết hơn đặt thêm một bộ nữa ở của bơm và

một ở cửa ra của hệ thống dầu ép.

Page 5: do án thủy lực 1343

Tuỳ thuộc vào kích thứơc của chất bẩn có thể lọc được, bộ lọc dầu có các loại

sau :

- Bộ lọc thô : có thể lọc những chất bẩn có kích thước đến 0,1 (mm)

- Bộ lọc trung bình : có thể lọc những chất bẩn có kích thước

đến 0,01 (mm)

- Bộ lọc tinh : có thể lọc những chất bẩn có kích thước đến 0,005 (mm)

- Bộ lọc đặc biệt tinh : có thể lọc những chất bẩn có kích thước đến 0.001 (mm).

Trong may công cụ thường sử dụng bộ lọc trung bình và bộ lọc tinh, bộ lọc đặc

biệt tinh được sử dùng trong phòng thí nghiệm.

Dựa vào kết cấu ta có thể phân biệt được các loại bộ lọc dầu như sau :

Bộ lọc lưới, bộ lọc lá, bộ lọc giấy, bộ lọc nỉ bộ lọc nam châm..Ta đi xét các loại thông

dụng nhất.

a : Bộ lọc lưới

- Là bộ lọc dầu đơn giản nhất, cấu tạo gồm có một khung cứng và lưới bằng đồng

bao quanh. Dầu từ ngoài xuyên qua các mắt lưới và lỗ để vào ống hút. Hình dáng và kích

thước của bộ lọc lưởi rất khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí và công dụng của bộ lọc.

- Do sức cản của lưới nên dầu khi qua bộ lọc bị giảm áp suất, khi tính toán tổn

thất áp suất có thể lấy ∆ p = 0,3 ữ 0,5 (bar)

- Lưới để làm bộ lọc dùng loại có số lỗ từ 3100 ữ 17000 trên 1 cm2,

với lưới có số lỗ 17000 trên 1 cm 2 có thể lọc được chất bẩn có kích thước trên 0,05 mm

- Nhược điểm của bộ lọc lưới là chất bẩn dễ bám vào mắt lưới khó tẩy ra .Do đó

thường dùng để lọc thô, như lắp vào ống hút của bơm. Trường hợp này phải dùng bộ lọc

tinh ở ống ra.

b : Bộ lọc lá

- Bộ lọc lá là bộ lọc dầu dùng những lá thép mỏng để lọc dầu, đây là loại được

dùng sử dụng rộng rãi nhất trong hệ thống dầu ép của máy công cụ.

- Kích thước chất bẩn được lọc phụ thuộc chiều dày lá thép, bề dày này thường

là : 0,08; 0,12; 0,20; và 0,3 (mm).

- Số lá thép cần thiết sử dụng phụ thuộc vào lưu lượng cần lọc, chúng có giá trị

lớn nhất là : 1000 ữ 1200 (lá). Tổn thất áp suất lớn nhất

∆p = 4 (bar), lưu lượng lọc có thể là 8 ữ100 (lít/ phút)

Page 6: do án thủy lực 1343

- Bộ lọc lá chủ yếu được dùng để lọc thô, ưu điểm là khi tách chất bẩn không cần

dừng máy và tháo bộ lọc ra ngoài.

c : Bộ lọc giấy

- Ở những hệ thống dầu ép đòi hỏi độ sạch của dầu cao, phải dùng bộ lọc bằng

giấy hoạc bằng nỉ, dạ. Những bộ lọc này có thể lọc được những chất bẩn có kích thước

lớn hơn 0,005 (mm), đặc biệt có thể chế tạo những bộ lọc có thể lcọ chất bẩn có kích

thước lớn hơn 0,002 (mm).

- Bộ lọc giấy có thể chế tạo với lưu lượng Q = 10 ữ 120 (lít/phút) với áp suất lớn

nhất Pmax = 210 (bar). Nhược điểm của nó là chóng bẩn và việc tẩy sạch phức tạp hơn các

loại trên.

d : Tính toán bộ lọc dầu

- Để tính toán bộ lọc dầu, người ta dùng công thức tính lưu lượng chảy qua lưới

lọc.

Q = pA

(lít/ph).

Trong đó

Q = 80 (l/ph) là lưu lượng qua bộ lọc dầu.

A ( cm2 ) diện tích toàn bộ bề mặt lọc.

∆p = p1 + p2 = 0,4 bar là hiệu áp của bộ lọc.

= 27.10-2 poise độ nhớt động lực của dầu.

l/ cm2ph hệ số lọc, đặc trưng cho lượng dầu chảy qua bộ lọc trên đơn

vị diện tích và thời gian l/ cm2ph . Giá trị cụ thể tuỳ thuộc vào đặc điểm của bộ lọc với

bộ lọc sử dụng là bộ lọc lưới ta có = 0,05 l/ cm2ph .

Ta chọn bộ lọc dầu trên cơ sở diện tích A được suy ra từ công thức trên.

A = 2cmQ

Thay số ta được

A = 22

10804,005,0

10.2780cm

Page 7: do án thủy lực 1343

Máy ép kim loại : (ép Thép )A.Phần cơ khí và tính toán của máy ép kim loại :1. Sơ lược cấu tạo bô phận làm việc :

2. Xi lanh ép .

1. Xi lanh giữ chặt để ép

3.Bàn đỡ

4. Sản phẩm .

2.Nguyên lý làm việc :

Khi ta cấp liệu vào , 2 xi lanh (2) sẽ giữ chặt vật để từ đó xi lanh (1) bắt đầu công việc

đinh hình của mình , tùy theo hình dạng khung đỡ (3) mà ta sẽ có sản phẩm(4) khác nhau.

Phần tính toán thiết kế :Kích thước phôi : L = 50mm ; H= 2mm

Ta tìm lực q tác dụng lên phôi để làm phôi bị uốn cong

Chọn hệ tọa độ Oxy và xác định lực tác dụng như hình vẽVới : EF=GH=IJ=15mm

Page 8: do án thủy lực 1343

Momen quán tính chính trung tâm :

= = =33.33( )

= =20833,33( )

Vẽ biểu đồ , :

Ta có các phương trình :

Thay số vào :

Page 9: do án thủy lực 1343

Hai lực , > 0 nên chiều giả sử ban đầu là đúng.

Ta chia thanh làm 3 đoạn :

Đoạn 1-1 :

Với :

Đoạn 2-2:

Với :

Đoạn 3-3:

Với :

Page 10: do án thủy lực 1343

Ta chọn thép có ứng suất :

B- Ép:- Diện tích bàn ép S = 4500 cm2- Cường độ ép max p = 24 MPa = 240 kg/cm2- Lực ép cần thiết lên bàn khuôn là Fg = S*p (tấn)- Thực tế thì trọng lượng Ft cũng góp phần tạo lực ép lên bàn nên Lực ép thực tế F = Fg - Ft (tấn).- Từ lực ép này (khoảng 836.8 tấn) ta sẽ chọn áp suất làm việc p để tính ra đường kính xy lanh ép (buồng trên) theo công thức F/p = A với A là diện tích hình tròn của xy lanh.- Từ A, tính được đường kính D theo công thức A = 3.14*D*D/4- Lưu ý bạn là nếu áp suất p bạn chọn nhỏ thì đường kính D sẽ to và ngược lại. Sẽ có sự cân nhắc cụ thế ở đây vì p nhỏ thì dễ chọn bơm, và các bộ phận thủy lực khác như xy lanh to => Rất tốn tiền.. Ngược lại nếu chọn áp suất cao thì bơm lại phải là loại cao áp, cũng tốn tiền.- Ở quá trình ép này hành trình ép nhỏ, giả sử chỉ là 50 mm thì ta có thể tính được lưu lượng Q (lpm) cần cấp cho xy lanh. Q (lpm) = v * A- Ở đây v là vận tốc làm việc của xy lanh và được tính v = S/t (S = 50 mm là hành trình ép và t = 5 giây là thời gian ép).- Với giá trị áp suất p (bar) và lưu lượng Q (lpm), bạn sẽ tính được công suất N (kW) cần thiết cho bơm ở hành trình ép. N (kW) = p * Q / 612

C- Hành trình nhấc khuôn:- Khi nhấc khuôn thì chỉ cần thắng được trọng lực Ft = 3.2 tấn, thực tế còn cộng thêm một phản lực gây ra do nén lượng dầu lớn ở trong lòng xy lanh ép qua đường thoát về thùng. Lực này Ff = 2-3 bar trên diện tích A. Ff ~ 3 tấn. Tổng cộng lực nhấc khuôn = Ft + Ff = 6 tấn.- Lực này rất nhỏ nên người ta thường dùng một (hoặc 2) xy lanh nâng riêng. Đường kính xy lanh này (d) được tính tương tự như xy lanh ép.- Tương tự xy lanh ép, có thể tính được lưu lượng Q và công suất N cấp cho xy lanh nâng.

Như vậy là đã tính được các thông số tính toán của các hành trình làm việc. Lúc này bạn có thể lựa chọn các thông số làm việc chuẩn từ catalogue/tài liệu kỹ thuật cho hệ thống thủy lực máy ép.

Cụ thể sẽ chọn:- Đường kính xy lanh ép D & xy lanh nâng d.- Áp suất làm việc xy lanh ép & xy lanh nâng.- Lưu lượng cấp của bơm.

3.Tính toán :1 :Hệ thống bàn ép

A:Tính toán hệ thống xilanh ép

Page 11: do án thủy lực 1343

a: Tính lực ép cần thiết

Ta chọn sản phẩm :

chiều dài : 80 cm

chiều rộng : 40 cm

chiều cao : 10 cm

áp lực lớn nhất Pmax = 15 kg/cm2 = 15.105 N/m2

Diện tích tấm gỗ : Sg = a x b

Sg = 80 x 40 =3200 cm2

Lực ép toàn bộ trên tấm gỗ

P = Sg x Pmax

P = 3200 x 15 =48000 N

b: Tính khối lượng bàn máy

Bàn máy làm từ tôn có khối lượng riêng = 7,8 kg/dm3

Bàn máy gồm 1 bàn máy ép

Khối lượng 1 bàn máy ép m = v .

Mà V = V1 ..2 + V2 .25

V1 =20 x 2900 x1300 =75 400 000 mm3 =75,4 dm3

V2 = 20 x 120 x1300 = 3 120 000 mm3 =3,12 dm3

vậy

V =75,4 x2 +3,12 x25 =228,8 dm3

m =7,8 x 228,8 = 1784,64 kg

Khối lượng bàn máy là

M = 4x1784,64 =7138,56 kg

M chọn 7,5 tấn = 75000 N

Lực cần thiết để nâng bàn máy gồm :khối lượng 4 bàn máy +khối lượng xilanh

P-0 =85 000 N

c: Tính toán xilanh ép chính

Hình vẽ xilanh tăng lực

Page 12: do án thủy lực 1343

- Chọn các thông số của xilanh tăng lực

Đường kính D = 180 mm

Đường kính d =300 mm

Đường kính cần dc = 150 mm

Tiết diện làm việc của piston được xác định theo công thức:

F = F 1 + F2

Trong đó F1 = x R2 = 2

D2

=3,14 x2

18,02 = 0,025434 m2

=254,34 cm2

F2 =4

1 d2 - dc =

4

14,3 0,32 -0,152 =0,0529875 m2

=529,875 cm2

Diện tích làm việc piston

F =254,34 +529,875 =784,215 cm2

Trong hệ thống xilanh ép ta sử dụng hai bơm ,một bơm lượng và một bơm áp suất.

Bơm lưu lượng có nhiệm vụ cung cấp dầu cho xilanh để nâng bàn máy,khi quá trình ép

bắt đầu thì bơm áp suất hoạt động

e: Tính lưu lượng cho bơm lưu lượng

Page 13: do án thủy lực 1343

Chọn các vận tốc : Vép =0,5 ph

m ;Vmax =3

ph

m ;Vmin =0,2

ph

m

Lưu lượng cần cung cấp khi làm việc với vận tốc lớn nhất là :

Q max =F x Vmax =784,215 x300 =235264,5 cm3/ph

Q max = 235,2645ph

l

chọn Qmax =240 ph

l

Lưu lượng cần cung cấp khi làm việc với vận tốc nhỏ nhất là:

Qmin =F xVmin = 784,215 x 20 = 15684,3 cm3 /ph

Qmin =15,684 ph

l

Lưu lượng cần thiết khi ép :

Qép =F xVép =784,215 x50 =39210,75 cm3 /ph

Qép =39,21075 ph

l

Chọn Qép =40 ph

l

f: Tính áp suất

ÁP suất để nâng bàn máy được tính từ phương trình cân bằng

P1 F2 + P 1 F1 = G

P1 =FF

G

=

215,784

85000 =108,389 N/cm2

P1= 10,8389 bar

Chọn P1 =15 bar

ÁP suất cần để thực hiện quá trình ép được tính từ phương trình cân bằng sau:

P2 x F2 + P2xF1 =G + P

P2 = 21 FF

PG

=215,784

850005,117187

P2 =1602,717 N/cm2 =160,27 bar

Chọn P2 =165 bar

Page 14: do án thủy lực 1343

2 Bơm và động cơ

2.1 Bơm và động cơ thuỷ lực là hai thiết bị có chưc năng khác nhau.Bơm là phần tử

tạo ra năng lượng,còn động cơ thuỷ lực là thiết bị tiêu thụ năng lượng này.Tuy thế kết cấu

và phương pháp tính toán của bơm và động cơ thuỷ lực cùng loại giống nhau.

Bơm dầu là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để biến cơ năng thành năng lượng

của dầu (dòng chất lỏng). Trong hệ thống dầu ép thường chỉ dùng bơm thể tích, tức là

loại bơm thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích các buồng làm

việc (khi thể tích các buồng làm việc tăng, bơm rút dầu, thực hiện chu kỳ hút và khi thể

tích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kỳ nén ).

Tuỳ thuộc vào lượng dầu do bơm đẩy ra trong một chu kỳ làm việc, ta có thể phân ra hai

loại bơm thể tích:

- Bơm có lưu lượng cố định, gọi là bơm cố định.

- Bơm có lưu lượng có thể điều chỉnh, gọi tắt là bơm điều chỉnh.Những thông số

cơ bản của bơm là lưu lượng và áp suất.

Động cơ thuỷ lực là thiết bị dùng để biến năng lượng của dòng chất lỏng thành

động năng quay trên trục động cơ. Qúa trình biến đổi năng lượng là dầu có áp suất được

đưa vào bưồng công tác của động cơ. Dưới tác dụng của áp suất, các phần tử của động cơ

quay.

Những thông số cơ bản của động cơ thuỷ lực là lưu lượng của 1 vòng quay và

hiệu áp suất của đường vào và ra đường ra.

2.2 Tính công suất

Công suất cần thiết của bơm là:

Nb = 612

max

PoQ

Trong đó : Nb :là công suất cần thiết của bơm (kw)

:là hiệu suất của các cơ cấu trước bơm : =0,9

Qmax : là lượng dầu cần thiết ở buồng trái của xilanh ứng với tốc

độ lớm nhất

Po :là áp suất cần thiết ở cửa ra của bơm

Page 15: do án thủy lực 1343

Bơm lưu lượng : Qmax =240 ph

l

Po :áp suất dầu cần thiết ở của ra của bơm =15 bar

Nb = 6129,0

15240

= 6,5 (kw)

Bơm áp suất : Qmax = Qép = 40 ph

l

Po : áp suất dầu cần thiết ở cửa ra của bơm : Po = 165 bar

Nb = 6129,0

16540

=11,98 (kw)

3 : Tính toán đường kính ống dẫn dầu

3.1 : Giới thiệu đường ống dẫn dầu

Để nối liền các phân tử điều khiển với các cơ cấu chấp hành,với hệ thống biến đổi

năng lượng ( bơm dầu, động cơ dầu ) người ta dùng các ống dẫn, ống nối.

- ống dẫn.

Yêu cầu.

- Ống dẫn dùng trong hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực phổ biến là ống dẫn cứng

( ống đồng, ống thép ) và ống mềm ( vải cao su và ống mềm kim loại có thể làm việc ở

nhiệt độ 1350C )

- Ống dẫn cần đảm bảo độ bền cơ học và tổn thất áp suất trong ống nhỏ nhất.Để

giảm tổn thất trong ống nhỏ nhất, các ống dẫn càng ngắn càng tốt, ít bị uốn cong để tránh

sự biến dạng của tiết diện và sự đổi hướng chuyển động của dầu.

Phân loại.

- Ống đồng có ưu điểm là dễ làm biến đổi hình dáng nhưng đắt.Vì thế với những

ống dẫn có tiết diện lớn và không cần uốn cong nhiều người ta thường dùng ống thép, thí

dụ như ống dẫn chính, ống hút và ống nén của bơm dầu.

- Trong hệ thống dầu ép thường có những bộ phận di động. Để nối liền chúng với

những bộ phận cố dịnh người ta dùng các loại ống mềm. Nhược điểm của loại ống này là

thể tích bị thay đổi khi áp tăng.

Vận tốc dầu chảy trong ống thường dùng là :

Page 16: do án thủy lực 1343

- ở ống hút v = 0,5 1,5 m/s.

- ở ống nén p < 50 bar v = 4 5 m/s.

p = 50 100 bar v = 5 6 m/s .

p > 100 bar v = 6 7 m/s.

- ở ống xả v = 0,5 1,5 m/s

Chọn đường kính ống dẫn:

Để lựa chọn kích thước đường kính ống dẫn ta xuất phát từ phương trình lưu lượng

tổng quát qua ống dẫn ( bỏ qua tổn thất qua cơ cấu điều khiển, điều chỉnh)

Q = vd

4

2

Nếu ta chọn đơn vị cho các đại lượng trong công thức như sau

Q ( phl ) lưu lượng chất lỏng chảy qua ống

v ( sm ) là vận tốc chất lỏng chảy qua ống

d ( mm) đường kính trong của ống

60103

Q =v

2

4

001,0 d

d = 4,6 v

Q (mm)

Tính ống từ bơm áp suất đến van điều khiển ( đường ống nén )

Pmax = 165 bar

Vạn tốc dầu chọn là v = 7 ( sm )

d = 4,6 7

40 =10,99 (mm) chọn d = 15 (mm)

Tính bề dày của ống dựa vào công thức

= s

dP

2

Trong đó : là ứng suất phía trong ống dẫn ( 2cmkg )

=750 ( 2cmkg ) là ứng suất cho phép của vật liệu làm ống (thép)

P = 165 bar là áp suất lớn nhất của dầu trong ống dẫn

Page 17: do án thủy lực 1343

s : là bề dày của thành ống d = 15 mm

s 2

dP

s 7502

5,1165

= 0,165 (cm) chọn s = 0,2 cm

Tính ống từ bơm lượng đến van điều khiển ( đường ống nén)

Pmax = 15 bar chọn v = 5 ( sm )

d = 4,6 15

240 = 18,4 (mm) chọn d = 20 (mm)

Tính bề dày ống

s 2

dP

s 7502

215

= 0,02 chọn s = 0,02 cm

Tính ống từ bể tới bơm,từ van tràn tới bể dầu, từ van điều khiển tới bộ lọc, từ bộ lọc

đến dầu ( đường ống xả, đường nén )

P = 165

ống xả chọn v = 1 ( sm )

d =4,6 1

240 =71,26 chọn d = 75(mm)

chọn bề dày ống với d = 75 (mm)

s 7502

5,7165

= 0.825 cm chọn s = 1 cm

4: Tính toán hệ thống piston - xilanh đẩy phôi

Phôi gỗ kích thước Vg = 806251250 =62 500 000 3mm = 62,5 3dm

Khối lượng riêng của gỗ là : = 0,45 kg/dm 3

Vậy khối lượng một tấm gỗ : Gg = vg = 62,5 0,45 =28,125 kg

Page 18: do án thủy lực 1343

Gg 28 kg

Cho khối lượng của tấm đẩy là :

Chọn vật liệu là thép thanh có khối lượng theo m: = 7,8 kg

láy chiều dài thanh l = 2600 mm

ta có : G td =7,8 2,6 =20,28 Gtd = 20 kg

hệ số ma sát = 0,5

lực đẩy phôi cần thiết là :

Do xilanh nằm ngang và đặt 2 xilanh đẩy nên

P = 2 G td + G td

P = 220 0,5 + 28 0,5

P = 34 kg

Do 2 piston - xilanh đẩy nên lực cần thiết của xilanh = 17 kg

chọn piston có đường kính D= 60 mm

chọn đường kính cần đẩy d = 30 mm

Diện tích tác dụng cần thiết là

F1 = 4

2D =3,14

4

62

= 28,26 cm 2

F2 =

4

22 dD =3,14 22 36 = 21,195 cm 2

chọn vận tốc lớn nhất : Vmax = 15 m/ph

chọn vận tốc nhỏ nhất : Vmin =10 m/ph

Đối với van đảo chiều 5/3 ta thấy tổn hao áp suất cửa vào cũng như cửa ra

P1 =0,15 bar

chiều dài ống dẫn dầu vào và ra bằng 2 m

Nên tổn hao do ống dẫn là P2 =0,5 bar

P3 =0,5 bar

áp suất mà van tiết lưu cần đảm bảo trên đường ra :

P3 =2bar

Vậy áp suất ở đường ra là:

P2 =P3 +P3 +P1 = 2 + 0,15 + 0,5 =2,65 bar

Phương trình cân bằng tĩnh lực

Page 19: do án thủy lực 1343

P1 F1 = P2 F2 + P

P1 = 1

22

F

PFP = 26,28

34195,2165,2

P1 = 3,19 bar

lấy P1 = 4 bar

Lưu lượng cần thiết để đảm bảo Vmax là

Qmax = F2.. Vmax=21,195 150 =31,79 l/ph

Lưu lượng cần thiết để đảm bảo Vmin là

Qmin = F1. Vmin = 28,26 .100 = 28,26 l/ph

vậy thì phải chọn loại van tiết lưu có thể điều chỉnh được lưu lượng từ

28,26 l/ph 31,79 l/ph

Dùng hai bơm

5 Thiết kế về cơ khí

5.1 Hệ thống cấp phôi

Bàn cấp phôi

Bàn cấp phôi là một hệ thống gồm :

-Sáu ống thép có chiều dài là 2,7m, đường kính d = 35 mm.Được lắp vòng bi dùng để

lăn khi đẩy phôi.Vòng bi lắp với trục vát và đặt xuống hệ thống lỗ đã xẻ rãnh với

mục đích không cho trục quay và bật khỏi lỗ.

- Hai xilanh có đường kính D= 60 mm ;d = 30 mm gắn vò một thanh đẩy nằm

ngang.Hai xilanh này chuyển động tịnh tiến và đẩy phôi.Nó được điều khiển bởi hệ

thống điện và cơ cấu chấp hành.

5.2 Hệ thống nâng

- Hai thanh thép có kích thước 200 25 được đặt chéo nhau

chúng liên kết với nhau qua một chốt giữa. Các thanh này chuyển động trong 1 mặt

phẳng định sẵn.

- Chốt làm bằng thép hợp kim. Ngoài ra ta còn sử dụng bạc đồng để tránh bị mòn

chốt.

Con lăn làm bằng các vòng bi

Các thanh thép chữ U có l = 140 dùng để tạo mặt phẳng cho hai thanh chéo và gắn chốt

Page 20: do án thủy lực 1343

- Xilanh nâng có D = 80 mm; d = 40 mm được dặt vuông góc với một thanh chéo và

một đầu gắn với thanh chữ U.Thông qua chốt giúp xilanh có thể xoay được.


Top Related