máy thủy lực

M¸y thuû lùc

Ch¬ng IKh¸i niÖm chung vÒ m¸y thuû lùc

MTL lµ danh tõ chung ®Ó chØ çc m¸y lµm viÖc b»ng çnh trao ®æi n¨ng lîng víi chÊt láng theo çc nguyªn lý thuû lùc häc nãi riªng vµ c¬ häc chÊt láng nãi chung.1. Ph©n lo¹i m¸y thuû lùc.1. Theo tÝnh chÊt trao ®æi n¨ng lîng- §éng c¬ thuû lùc : tiÕp thu c¬ n¨ng cña chÊt láng ®Ó kÐo mét

m¸y kh¸c lµm viÖc kh¸c, cã t¸c dông nh mét ®éng c¬.- M¸y b¬m: truyÒn c¬ n¨ng cho chÊt láng ®Ó t¹o nªn ¸p suÊt

hoÆc vËn chuyÓn chÊt láng.- M¸y thuû lùc thuËn nghÞch. 2. Theo nguyªn lý t¸c dông cña MTL víi chÊt láng - MTL çnh dÉn : trao ®æi n¨ng lîng gi÷a m¸y vµ chÊt láng ®îc

thùc hiÖn b»ng n¨ng lîng thuû ®éng cña dßng chÊt láng qua m¸y.

- MTL thÓ tÝch : thùc hiÖn trao ®æi n¨ng lîng víi chÊt láng theo nguyªn lý nÐn chÊt láng trong mét thÓ tÝch kÝn díi ASTT.

2. Th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y thuû lùcCã 4 th«ng sè c¬ b¶n: H; Q; N; .

1. Cét ¸p:ThÓ hiÖn møc ®é chªnh lÖch n¨ng lîng ®¬n

vÞ cña dßng chÊt láng ë hai mÆt c¾t tríc vµ sau MTL.

(2-1)

H>0: dßng ch¶y ®îc cung cÊp thªm n¨ng lîng (m¸y b¬m)H<0: MTL ®îc dßng ch¶y ®îc cung cÊp thªm n¨ng lîng (§C

thuû lùc)

- cét ¸p tÜnh

- cét ¸p ®éng

H = Ht + H® (2-2)2. Lu lîng: Q (m3/s)3. C«ng suÊt:a) C«ng suÊt thuû lùc: lµ c¬ n¨ng mµ chÊt láng trao ®æi víi m¸y

trong mét ®¬n vÞ thêi gian.NTL = Q.H (2-3)

b) C«ng suÊt lµm viÖc: lµ c«ng suÊt trªn trôc cña m¸y khi lµm viÖc:- Víi m¸y b¬m: N = NTL/ (2-

4)

M¸y thuû lùc 1

- Víi ®éng c¬: N = .NTL (2-5)

HiÖu suÊt cña m¸y ()4. HiÖu suÊt:

§¸nh gi¸ tæn thÊt n¨ng lîng trong qu¸ tr×nh m¸y trao ®æi n¨ng lîng víi chÊt láng. Tæn thÊt n¨ng lîng trong m¸y gåm 3 lo¹i:- Tæn thÊt cét ¸p cña dßng ch¶y qua m¸y gäi lµ tæn thÊt thuû lùc:

hiÖu suÊt thuû lùc hau hiÖu suÊt cét ¸p: H- Tæn thÊt do rß rØ chÊt láng lµm gi¶m lu lîng gäi lµ tæn thÊt lu l-

îng: Q- Tæn thÊt ma s¸t cña c¸c bé phËn c¬ khÝ cña MTL gäi lµ tæn thÊt

c¬ khÝ: cVËy: = H Q c§å thÞ thÓ hiÖn mèi quan hÖ cña c¸c th«ng sè MTL gäi lµ ®-

êng ®Æc tÝnh.

M¸y thuû lùc 2

Ch¬ng IIKh¸i niÖm chung vÒ m¸y thuû lùc çnh dÉn

1. Kh¸i niÖm chung.Bé phËn quan träng vµ ®iÓn h×nh nhÊt cña MTL çnh dÉn lµ

b¸nh c«ng t¸c. B¸nh c«ng t¸c ®îc cÊu t¹o bëi çc b¶n çnh (thêng cã d¹ng mÆt cong) gäi lµ çc çnh dÉn vµ çc bé phËn cè ®Þnh kh¸c. B¸nh c«ng t¸c g¾n chÆt víi trôc, khi lµm viÖc sÏ quay trong m«i tr-êng chÊt láng.

Quü ®¹o chuyÓn ®éng cña çc ph©n tö chÊt láng qua b¸nh c«ng t¸c rÊt phøc t¹p, ®Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh to¸n ngêi ta thêng gi¶ thiÕt:- Dßng ch¶y qua b¸nh c«ng t¸c bao gåm çc dßng nguyªn tè nh

nhau.- Quü ®¹o chuyÓn ®éng t¬ng ®èi cña çc ph©n tö chÊt láng

trong b¸nh c«ng t¸c theo biªn d¹ng çnh dÉn.§iÒu kiÖn ®Ó cã dßng ch¶y theo gi¶ thiÕt trªn :

- B¸nh c«ng t¸c cã sè çnh dÉn nhiÒu v« cïng vµ mçi çnh máng v« cïng.

- ChÊt láng lµm viÖc lµ chÊt láng lý tëng.Víi gi¶ thiÕt trªn,

chuyÓn ®éng tuyÖt ®èi cña mçi ph©n tö chÊt láng qua b¸nh c«ng t¸c cã thÓ ph©n thµnh 2 chuyÓn ®éng: chuyÓn ®éng theo (quay cïng b¸nh c«ng t¸c) vµ chuyÓn ®éng t¬ng ®èi (theo biªn d¹ng çnh dÉn).

ChuyÓn ®éng cña çc ph©n tö chÊt láng qua b¸nh c«ng t¸c ®îc ®Æc trng bëi çc vËn tèc:

– VËn tèc tuyÖt ®èi.

– vËn tèc vßng cña C§ theo, cã ph¬ng vu«ng gãc víi híng kÝnh.

– vËn tèc t¬ng ®èi, tiÕp tuyÕn víi biªn d¹ng çnh dÉn.

(1); (2) – chç chÊt láng ®i vµo vµ ra khái b¸nh c«ng t¸c – gãc gi÷a vµ

– gãc gi÷a vµ (theo híng ngîc l¹i) biÓu thÞ gãc bè trÝ cña çnh dÉn.

cu – h×nh chiÕu cña lªn ph¬ng

cm – h×nh chiÕu cña lªn ph¬ng th¼ng gãc víi

2. Ph¬ng tr×nh c¬ b¶n cña m¸y thuû lùc çnh dÉn.1. Ph¬ng tr×nh m« men

M¸y thuû lùc 3

Sö dông ph¬ng tr×nh biÕn thiªn m« men ®éng lîng: BiÕn thiªn m«men ®éng lîng cña khèi chÊt láng chuyÓn ®éng qua b¸nh c«ng t¸c trong mét ®¬n vÞ thêi gian ®èi víi trôc quanh cña b¸nh c«ng t¸c th× b»ng tæng m«men ngo¹i lùc t¸c dông lªn khèi chÊt láng ®ã ®èi víi trôc, tøc lµ b»ng m«men quay cña b¸nh c«ng t¸c.

XÐt 1 dßng nguyªn tè trong khèi chÊt láng chuyÓn ®éng qua b¸nh c«ng t¸c:

§éng lîng t¹i mÆt c¾t 1-1 lµ: dK1 = dQc1.§éng lîng t¹i mÆt c¾t 2-2 lµ: dK2 = dQc2.

M«men ®éng lîng: dL1 = dK1.l1 =

dQc1.R1cos1. dL2 = dK2.l2 = dQc2.R2cos2.VËy: L = dL2 - dL1 = dQ(c2.R2cos2 - c1.R1cos1)

V× c¸c dßng nguyªn tè ch¶y qua b¸nh c«ng t¸c nhnhau nªn:M = L = dQ(c2.R2cos2 - c1.R1cos1)Hay:

M = QLT(c2.R2cos2 - c1.R1cos1) (2-1)

QLT – lu lîng ch¶y qua b¸nh c«ng t¸cM – m«men do ngo¹i lùc t¸c dông lªn trôc quay.§èi víi b¸nh c«ng t¸c cña ®éng c¬ th× ngîc l¹i:

M = QLT(c1.R1cos1 - c2.R2cos2) (2-2)

VËy ph¬ng tr×nh m«men tæng qu¸t cña MTL c¸nh dÉn lµ: M = QLT(c1.R1cos1 c2.R2cos2) (2-3)

DÊu trªn øng víi b¬m, dÊu díi øng víi tuabin.2. Ph¬ng tr×nh cét ¸p.

C«ng suÊt thuû lùc cña m¸y quan hÖ víi cét ¸p lµ:NTL = QLT.HLT.

trong ®ã: QLT – lu lîng lý thuyÕt.HLT – cét ¸p lý thuyÕt.

MÆt kh¸c, c«ng suÊt m¸y trªn trôc quay:N = M..

NÕu kh«ng kÓ ®Õn tæn thÊt th× c«ng suÊt thuû lùc ph¶i b»ng c«ng suÊt trôc quay:

M. = QLT.HLT.

M¸y thuû lùc 4

(2-

4)V× .R = u

(2-5)

L¹i cã: c1.cos1 = c1u

c2.cos2 = c2u

(2-6)

(2-6) – ph¬ng tr×nh ¥le (ph¬ng tr×nh c¬ b¶n MTL çnh dÉn)3. ý nghÜa cña ph¬ng tr×nh c¬ b¶n.

Cét ¸p thùc tÕ cña MTL çnh dÉn nhá h¬n cét ¸p lý thuyÕt. Sù kh¸c nhau nµy phô thuéc vµo tõng lo¹i m¸y vµ kÕt cÊu b¸nh c«ng t¸c.

§Ó râ h¬n quan hÖ cña çc thµnh phÇn vËn tèc dßng ch¶y víi çc thµnh phÇn cét ¸p, ta viÕt l¹i ph¬ng tr×nh c¬ b¶n:

Ta cã: w12 = c1

2 + u12 - 2u1c1cos1 = c1

2 + u12 - 2u1c1u.

w22 = c2

2 + u22 - 2u2c2cos2 = c2

2 + u22 - 2u2c2u.

VËy: u1c1u = (c12 + u1

2 - w12)/2

u2c2u = (c22 + u2

2 - w22)/2

Thay vµo (2-6):

- Víi b¬m: (2-7)

- Víi tua bin:

(2-7)Ta l¹i cã: HLT = H§éng + HTÜnh.

VËy:

VËy cét ¸p tÜnh cña dßng ch¶y qua b¸nh c«ng t¸c ®îc t¹o nªn bëi chªnh lÖch cña hai thµnh phÇn vËn tèc u vµ w ë lèi vµo vµ ra cña b¸nh c«ng t¸c.

- Tû lÖ víi sè vßng quay vµ ®êng kÝnh b¸nh c«ng t¸c biÓu thÞ

thµnh phÇn cét ¸p tÜnh t¬ng ®èi

- BiÓu thÞ lîng gi¶m (t¨ng) cét ¸p tÜnh do dßng ch¶y t¬ng

®èi qua m¸ng dÉn chuyÓn ®éng nhanh (chËm) dÇn

2. Sè vßng quay ®Æc trng ns

M¸y thuû lùc 5

Ch¬ng iIIKh¸i niÖm chung vÒ b¬m

1. C«ng dông vµ ph©n lo¹i.B¬m lµ MTL biÕn ®æi

c¬ n¨ng cña ®éng c¬ thµnh n¨ng lîng ®Ó vËn chuyÓn chÊt láng hoÆc t¹o lªn ¸p suÊt cÇn thiÕt trong hÖ thèng truyÒn dÉn thuû lùc.

Ph©n lo¹i b¬m:a) Theo nguyªn lý lµm viÖc:- B¬m çnh dÉn.- B¬m thÓ tÝch.b) Theo c«ng dông:- B¬m cÊp níc nåi h¬i.- B¬m dÇu.- .....c) Theo ph¹m vi cét ¸p.- B¬m cã cét ¸p cao.- B¬m cã cét ¸p trung b×nh.- B¬m cã cét ¸p thÊp.

S¬ ®å hÖ thèng b¬m:2. Çc th«ng sè c¬ b¶n cña b¬m.

Çc th«ng sè cña b¬m gåm: Q, H, N, , [Hck].1. Lu lîng: Q2. Cét ¸p: lµ n¨ng lîng ®¬n vÞ mµ b¬m truyÒn cho chÊt láng:

(2-1)

p2; p3 - ¸p suÊt tuyÖt ®èi.p2 = pa - pCK; p3 = pa + pAK; pCK; pAK – trÞ sè ®äc trªn ch©n kh«ng kÕ vµ ¸p kÕ.

Thay vµo (2-1) ta ®îc:

(2-2)

NÕu d1 = d2 vµ y ~ 0:

(2-3)

MÆt kh¸c theo ph¬ng tr×nh BÐcnuly:

(2-4)

- Cét ¸p tÜnh.

- cét ¸p ®éng.

H = Ht + H® (2-5)M¸y thuû lùc 6

BiÓu diÔn (2-4) trªn ®å thÞ ta ®îc ®êng ®Æc tÝnh cña hÖ thèng hay ®Æc líi tuyÕn.3. C«ng suÊt vµ hiÖu suÊt.

NLT = QH (2-6)C«ng suÊt lµm viÖc: N = NLT/.

- hiÖu suÊt b¬m.C«ng suÊt ®éng c¬: N®c = K.N.

K – hÖ sè an toµn.4. Cét ¸p hót vµ chiÒu cao hót cña b¬m.

§é chªnh lÖch ¸p suÊt gi÷a miÖng hót cña b¬m vµ mÆt tho¸ng cña bÓ hót lµ cét ¸p hót cña b¬m:

(2-7)

NÕu p1 = pa:

(2-8)ViÕt ph¬ng tr×nh BÐcnuly cho hai mÆt c¾t (1-1) vµ (2-2):

(2-9)

VËy cét ¸p hót dïng ®Ó kh¾c phôc chiÒu cao hót zh; tæn thÊt trong èng hót vµ tµo nªn ®éng n¨ng cÇn thiÕt cña dßng ch¶y.

Khi p1 = pa vµ p2 = 0 kh¶ n¨ng hót sÏ lín nhÊt: Hmax = 10mH2O. Trong thùc tÕ th× cét ¸p hót lu«n nhá h¬n 10 mH2O vµ ¸p suÊt t¹i miÖng b¬m khi nhá ®Õn mét møc ®é nµo ®ã b»ng ¸p suÊt h¬i b·o hoµ cña chÊt láng sÏ x¶y ra hiÖn tîng x©m thùc. §Ó tr¸nh hiÖn tîng x©m thùc th× cét ¸p hót ph¶i tho¶ m·n:

Hh <= [HCK]VËy chiÒu cao ®Æt b¬m cho phÐp:

(2-10)

[HCK] – tra b¶ng øng víi p = 1at; t = 200C.

M¸y thuû lùc 7

Ch¬ng IVB¬m ly t©m

1. Kh¸i niÖm chung. ¦u ®iÓm:- B¬m ®îc nhiÒu lo¹i chÊt láng.- Ph¹m vi sö dông lín vµ n¨ng

suÊt cao.+ Q = 2 – 70.000m3/h+ N = 1 – 6.000kW.+ n = 730 – 6.000v/ph

- KÕt cÊu nhá, gän, ch¾c ch¾n, lµm viÖc tin cËy.

- HiÖu suÊt t¬ng ®èi cao: =0,65~0,90

- Gi¸ thµnh t¬ng ®èi rÎ. KÕt cÊu:1: B¸nh c«ng t¸c.2: Trôc b¬m.3: Bé phËn dÉn híng ra.4: èng hót.5: èng ®Èy. Nguyªn lý lµm viÖc.

Tríc khi lµm viÖc ph¶i måi b¬m cho th©n b¬m vµ èng hót ®Çy chÊt láng.

B¸nh c«ng t¸c quay, çc ph©n tö chÊt láng trong b¸nh c«ng t¸c díi ¶nh hëng cña lùc ly t©m bÞ dån tõ trong ra ngoµi, chuyÓn ®éng theo çc m¸ng dÉn vµ ®i vµo èng ®Èy víi ¸p suÊt cao h¬n, ®©y lµ qu¸ tr×nh ®Èy.

§ång thêi, ë lèi vµo cña b¸nh c«ng t¸c t¹o nªn vïng cã ¸p suÊt ch©n kh«ng vµ díi t¸c dông cña ¸p suÊt trong bÓ chøa lín h¬n ¸p suÊt ë lèi vµo cña b¬m, chÊt láng ë bÓ chøa liªn tôc bÞ ®Èy vµo b¬m theo èng hót. §©y lµ qu¸ tr×nh hót cña b¬m. Qu¸ tr×nh hót vµ ®Èy cña b¬m lµ mét qu¸ tr×nh liªn tôc, t¹o nªn dßng ch¶y liªn tôc qua b¬m. Ph©n lo¹i b¬m.+ Theo cét ¸p cña m¸y b¬m:- Cét ¸p thÊp: H < 20mH2O.- Cét ¸p trung b×nh: H = (20 – 60) mH2O.- Cét ¸p cao: H > 60mH2O.+ Theo sè b¸nh c«ng t¸c l¾p trong b¬m:- B¬m 1 cÊp (1 b¸nh c«ng t¸c).- B¬m nhiÒu cÊp: gåm nhiÒu b¸nh c«ng t¸c l¾p nèi tiÕp nhau ®Ó

t¹o ra cét ¸p lín h¬n.+ Theo çch dÉn chÊt láng vµo b¸nh c«ng t¸c:- B¬m 1 miÖng hót- B¬m 2 miÖng hót

M¸y thuû lùc 8

2. Lý thuyÕt c¬ b¶n vÒ b¬m ly t©m.1. Ph¬ng tr×nh c¬ b¶n.

Nh ph¬ng tr×nh c¬ b¶n cña MTL çnh dÉn:

(2-1)

Trong çc b¬m ly t©m, çc b¸nh c«ng t¸c ®îc cÊu t¹o sao cho dßng chÊt láng ë lèi vµo cña m¸ng dÉn chuyÓn ®éng theo híng kÝnh (1 = 900) ®Ó cét ¸p cña b¬m cã lîi nhÊt:

(2-2)

2. Cét ¸p thùc tÕ.Cét ¸p tÝnh theo çc c«ng thøc trªn lµ øng víi çc gi¶ thiÕt cña

MTL. Trong thùc tÕ çc gi¶ thiÕt ®ã kh«ng tho¶ m·n. Do ®ã, cét ¸p thùc tÕ ph¶i nhá h¬n cét ¸p trªn:

H = z.H.HLT (2-3)z – hÖ sè kÓ ®Õn sè b¸nh c«ng t¸c cã h¹n.

Theo Pr«tskua: (z – sè çnh dÉn)

H – hÖ sè kÓ ®Õn tæn thÊt n¨ng lîng trong chÊt láng, gäi lµ hiÖu suÊt cét ¸p. (H = 0,70 – 0,90)

(2-4)

§èi víi çc b¬m cã kÕt cÊu vµ sè vßng quay th«ng thêng th×:

V× vËy trong tÝnh to¸n s¬ bé cã thÓ x¸c ®Þnh cét ¸p thùc tÕ cña b¬m theo c«ng thøc:

(2-5)

– hÖ sè cét ¸p thùc tÕ, phô thuéc sè vßng quay, tra b¶ng.3. Lu lîng cña b¬m ly t©m.Lu lîng lý thuyÕt: QL = Cm..D.b

(2-6)Cm – H×nh chiÕu cña vËn tèc tuyÖt ®èi c lªn ph¬ng vu«ng

gãc víi u.D - ®êng kÝnh b¸nh c«ng t¸c.b – chiÒu réng b¸nh c«ng t¸c øng víi ®êng kÝnh D.

Lu lîng thùc tÕ: Q = QQL (2-7)

Q = 0,95 – 0,98.3. §êng ®Æc tÝnh cña b¬m ly t©m.

Çc th«ng sè: Q; H; N; thay ®æi theo chÕ ®é lµm viÖc cña b¬m víi sè vßng quay n kh«ng ®æi hay thay ®æi.

Çc quan hÖ: H = f1(Q); N = f2(Q); = f2(Q) biÓu thÞ ®Æc tÝnh lµm viÖc cña b¬m:

M¸y thuû lùc 9

- BiÓu diÔn díi d¹ng ph¬ng tr×nh: ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh.- BiÓu diÔn díi d¹ng ®å thÞ: ®êng ®Æc tÝnh.

Çc ®êng ®Æc tÝnh x©y dùng tõ tÝnh to¸n gäi lµ ®êng ®Æc tÝnh tÝnh to¸n. NÕu x©y dùng tõ thùc ®o gäi lµ ®êng ®Æc tÝnh thùc nghiÖm.

§êng ®Æc tÝnh H = f1(Q) lµ ®êng ®Æc tÝnh quan träng nhÊt gäi lµ ®êng ®Æc tÝnh c¬ b¶n.

n = const: gäi lµ ®êng ®Æc tÝnh lµm viÖc.n <> const: gäi lµ ®êng ®Æc tÝnh tæng hîp.

C«ng dông cña ®êng ®Æc tÝnh: biÕt ®îc 1 çch tæng qu¸t çc ®Æc tÝnh lµm viÖc cña b¬m, cho phÐp ta më réng ph¹m vi lµm viÖc vµ sö dông hîp lý çc chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau cña b¬m. X©y dùng ®êng ®Æc

tÝnh thùc nghiÖm cña b¬m:

S¬ ®å hÖ thèng thÝ nghiÖm:1. BÓ.2. Kho¸ trªn èng hót.3. B¬m.CK – ch©n kh«ng kÕ.AK - ¸p kÕ.4. Dông cô ®o lu lîng.5. Kho¸ trªn èng ®ÈyTr×nh tù thÝ nghiÖm:1. Më kho¸ 2 (Kho¸ 5 ®ãng) vµ cho b¬m lµm viÖc ®Õn khi sè vßng quay trôc b¬m ®¹t yªu cÇu. Tõ çc trÞ sè ë AK vµ CK kÕ tÝnh ra H ë chÕ ®é kh«ng t¶i (Q = 0).2. Më kho¸ 5 ®Ó t¨ng Q ®Õn Qmax (n = const). T¹i mçi vÞ trÝ më kho¸ 5 ta ®Òu ®o çc gi¸ trÞ ®Ó tÝnh ra Q, H vµ ®o c«ng suÊt ®éng c¬ N®c.(thÝ nghiÖm cã thÓ tiÕn hµnh ngîc l¹i).

Tõ çc sè liÖu ®o ®îc Q, H tÝnh c«ng suÊt thuû lùc NTL vµ so s¸nh víi c«ng suÊt ®éng c¬ N®c ®îc hiÖu suÊt .

Cã çc sè liÖu Q; H; N; vÏ çc ®-êng ®Æc tÝnh: Q – H; N – Q; - Q.Tõ ®êng ®Æc tÝnh ta cã:- Chän ®îc chÕ ®é lµm viÖc sao cho

hiÖu suÊt lín nhÊt (thêng lÊy t¹i max-7%)

- Sö dông b¬m hîp lý.- Tõ [HCK] = f(Q) cã thÓ tÝnh to¸n èng

hót vµ x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®Æt b¬m.4. §iÓm lµm viÖc vµ sù ®iÒu chØnh b¬m ly t©m.1. §iÓm lµm viÖc.

M¸y thuû lùc 10

Giao cña ®êng ®Æc tÝnh b¬m vµ ®êng ®Æc tÝnh hÖ thèng lµ ®iÓm lµm viÖc.

a) b) c)2. Ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh.a) §iÒu chØnh b»ng kho¸: (b)- T¹o nªn tæn thÊt lµm ®êng ®Æc tÝnh hÖ thèng thay ®æi

Thay ®æi ®iÓm lµm viÖc.b) §iÒu chØnh sè vßng quay (c).

M¸y thuû lùc 11

Ch¬ng VB¬m híng trôc.

1. Kh¸i niÖm chung.1. Kh¸i niÖm. B¬m híng trôc lµ mét lo¹i b¬m çnh dÉn, ®îc dïng nhiÒu trong çc trêng hîp yªu cÇu lu lîng lín nhng cét ¸p nhá (VD nh trong n«ng nghiÖp).

Q = 0,1 – 25m3/s H = 4 – 10mH2O

2. KÕt cÊu.- PhÇn ®éng: gåm b¸nh c«ng

t¸c g¾n liÒn víi trôc. B¸nh c«ng t¸c h×nh khèi trô cã g¾n çc çnh dÉn mÆt cong, ph©n bè ®Òu xung quanh. (cã tõ 2-6 çnh).

- PhÇn tÜnh: lµ vá b¬m, h×nh trô rçng, phÝa trong cã g¾n çc çnh dÉn híng vµ bé phËn ®ì æ trôc.

3. Nguyªn lý lµm viÖc.Çc ph©n tö chÊt láng chuyÓn ®éng

trong çc mÆt trô ®ång t©m víi trôc b¬m: u1

= u2 = u.XÐt mét ph©n tö chÊt láng bÞ çnh dÉn

®Èy khi quay trßn. V× mÆt nghiªng cña çnh dÉn nªn ph©n tö chÊt láng chuyÓn ®éng theo quü ®¹o xo¾n èc theo trôc.

§Ó gi¶m bít tæn thÊt do dßng xo¾n èc, khi ra khái b¸nh c«ng t¸c ngêi ta dïng bé phËn dÉn híng ®Ó khö xo¾n èc. Qua bé phËn dÉn híng dßng ch¶y sÏ song song víi trôc.4. Ph¬ng tr×nh cét ¸p.

Nh ph¬ng tr×nh c¬ b¶n cña MTL çnh dÉn:

Víi b¬m híng trôc: u1 = u2 = uC1u = 0 (v× ë lèi vµo b¸nh c«ng t¸c, dßng

ch¶y cha cã thµnh phÇn chuyÓn ®éng quay)

(1-1)

Hay: (1-

2)

M¸y thuû lùc 12

VËy ë b¬m híng trôc kh«ng cã thµnh phÇn lùc ly t©m (u2/2g) do vËy:- Cét ¸p b¬m híng trôc < Cét ¸p b¬m ly t©m.- Cét ¸p tÜnh b¬m híng trôc chØ do ®é më réng cña çc çnh dÉn

cña b¸nh c«ng t¸c t¹o nªn (w1 > w2).- §Ó dßng chÊt láng qua b¸nh c«ng t¸c ®îc æn ®Þnh th× çnh dÉn

ph¶i cã kÕt cÊu sao cho: = const

5. Lu lîng.

(1-3)

D - ®êng kÝnh ngoµi cña b¸nh c«ng t¸c.d - ®êng kÝnh trong cña b¸nh c«ng t¸c.cm – vËn tèc híng trôc cña dßng chÊt láng.

H – cét ¸p toµn phÇn cña b¬m (H < HLT)kc – hÖ sè vËn tèc: kc = 0,0055ns

2/3

M¸y thuû lùc 13

Ch¬ng VIM¸y thuû lùc thÓ tÝch

1. Nguyªn lý lµm viÖc cña c¸c m¸y thuû lùc thÓ tÝch. M¸y thuû lùc thÓ tÝch thùc hiÖn trao ®æi n¨ng lîng víi chÊt láng theo nguyªn lý nÐn chÊt láng trong mét thÓ tÝch kÝn díi ¸p suÊt thuû tÜnh. BÊt kú MTL thÓ tÝch nµo còng cã thÓ lµm viÖc thuËn nghÞch. Nguyªn lý lµm viÖc MTL thÓ tÝch kiÓu

pitt«ng:Khi Pitt«ng 1 sang tr¸i, thÓ tÝch buång

lµm viÖc a t¨ng lªn, ¸p suÊt gi¶m, nªn chÊt láng tõ èng hót 5 qua van mét chiÒu 4 vµo xi lanh 2.

Khi Pitt«ng 1 sang ph¶i, chÊt láng trong xi lanh bÞ nÐn díi ¸p suÊt p, qua van mét chiÒu 5 vµo èng ®Èy.

NÕu buång lµm viÖc hoµn toµn kÝn vµ b¬m ®ñ c«ng suÊt th× ¸p suÊt lµm viÖc cña b¬m chØ phô thuéc vµo ¸p suÊt chÊt láng trong èng ®Èy. Ph©n lo¹i.+ Theo kÕt cÊu vµ d¹ng chuyÓn ®éng:- Lo¹i pitt«ng: cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn.- Lo¹i r«to: cã chuyÓn ®éng quay.- Lo¹i pitt«ng r«to: võa cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn, võa cã chuyÓn

®éng quay.2. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y thuû lùc thÓ tÝch.1. Lu lîng: lµ tæng thÓ tÝch lµm viÖc cña m¸y trong mét ®¬n vÞ

thêi gian.QL = qL.n (2-1)

trong ®ã: - qL – lu lîng riªng cña m¸y trong mét chu kú lµm viÖc

(thÓ tÝch m¸y trong mét chu kú)- n – sè chu kú trong mét ®¬n vÞ thêi gian.QL – lu lîng trung b×nh lý thuyÕt.

2. ¸p suÊt.Trong MTL thÓ tÝch thêng dïng ¸p suÊt ®Ó biÓu thÞ kh¼ n¨ng

t¶i cña m¸y. Quan hÖ cét ¸p vµ ¸p suÊt lµ:H = p/ (2-2)

¸p suÊt trong m¸y phô thuéc lùc t¸c dông hay m«men quay cña m¸y:- Víi MTL cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn:

P = p.S (2-3)P - ¸p lùc t¸c ®éng lªn pitt«ng.S – diÖn tÝch lµm viÖc cña mÆt pitt«ng.

- Víi MTL cã chuyÓn ®éng quay:M = kM.p (2-4)

M – m«men quay t¸c ®éng lªn m¸y.

M¸y thuû lùc 14

kM – hÖ sè m«men, lµ h»ng sè víi 1 m¸y nhÊt ®Þnh, phô thuéc vµo kÕt cÊu vµ kÝch thíc m¸y

T×m kM?c«ng suÊt lý thuyÕt: NLT = QL.H = QL.p/ = QL.p. (1)l¹i cã: NL = .M ( - vËn tèc gãc) (2)

tõ (1) vµ (2): (3)

tõ (2-4) vµ (3): (2-5)

3. HiÖu suÊt vµ c«ng suÊt.HiÖu suÊt toµn phÇn: = H Q cVíi MTL thÓ tÝch tæn thÊt thuû lùc t¬ng ®èi nhá (H) nªn = QcC«ng suÊt:- C«ng suÊt lµm viÖc cña b¬m thêng x¸c ®Þnh b»ng c¸c th«ng sè

thuû lùc:N = QL.H/ (2-6)

- C«ng suÊt lµm viÖc cña ®éng c¬ thêng x¸c ®Þnh b»ng c¸c th«ng sè c¬ khÝ:

+ §éng c¬ cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn: N§ = P.v (2-7)

v – vËn tèc pitt«ng.+ §éng c¬ cã chuyÓn ®éng quay: N§ = M. (2-7)

3. B¬m Pitt«ng.1. Kh¸i niÖm. Lo¹i b¬m pitt«ng cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn trong xilanh ®Ó hót vµ ®Èy chÊt láng qua hai van. Hai ®iÓm B1 vµ B2 cña pitt«ng t¬ng øng víi hai vÞ trÝ C1

vµ C2 cña tay quay. Khi trong buång lµm viÖc 5 chøa ®Çy chÊt láng, nÕu tay quay tõ vÞ trÝ C2 quay theo chiÒu mòi tªn th× pitt«ng di chuyÓn tõ B2 vÒ phÝa tr¸i. ThÓ tÝch buång 5 t¨ng dÇn, ¸p suÊt p trong ®ã gi¶m ®i vµ bÐ h¬n ¸p suÊt mÆt tho¸ng bÓ chøa. Do ®ã chÊt láng tõ bÓ hót qua van hót 6 vµo buång lµm viÖc 5, trong khi ®ã van ®Èy 4 ®ãng. Khi pitt«ng chuyÓn ®éng tõ B2 ®Õn B1 b¬m thùc hiÖn qu¸ tr×nh hót. Khi tay quay ®Õn C1

M¸y thuû lùc 15

(Pitt«ng ®Õn B1) th× qu¸ tr×nh hót kÕt thóc.

Sau ®ã, tay quay tiÕp tôc tõ C1 ®Õn C2 (Pitt«ng ®i tõ B1 ®Õn B2). ThÓ tÝch buång lµm viÖc gi¶m dÇn, ¸p suÊt chÊt láng t¨ng lªn, van hót 6 bÞ ®ãng, van ®Èy 4 më, chÊt láng ch¶y vµo èng ®Èy. §©y lµ qu¸ tr×nh ®Èy.

Qu¸ tr×nh hót ®Èy cña pitt«ng gi¸n ®o¹n vµ xen kÏ nhau. Mét qu¸ tr×nh hót vµ ®Èy kÕ tiÕp nhau gäi lµ mét chu kú lµm viÖc cña b¬m.

B¬m pitt«ng kh«ng cÇn måi.2. Lu lîng.a) Lu lîng trung b×nh lý thuyÕt.- Víi b¬m t¸c dông ®¬n:+ ThÓ tÝch lµm viÖc trong mét chu kú: q = S.L

S = D2/4 – diÖn tÝch lµm viÖc mÆt pitt«ng.L – hµnh tr×nh pitt«ng.

Lu lîng lý thuyÕt trung b×nh: (3-1)

n – sè vßng quay cña trôc b¬m trong 1 phót.- Víi b¬m cã t¸c dông nhiÒu lÇn ta lËp t¬ng tù.

b) Lu lîng trung b×nh thùc tÕ.Q = Q.QL (3-2)

c) Lu lîng tøc thêi:Q = S.v (3-3)

v – vËn tèc tøc thêi cña pitt«ng.3. §iÒu chØnh lu lîng.cã 4 c¸ch:- Thay ®æi sè vßng quay cña ®éng c¬ lµm thay ®æi chu kú lµm

viÖc.- §iÒu chØnh b»ng kho¸ ®Ó th¸o chÊt láng tõ buång ®Èy vÒ

buång hót.- Thay ®æi diÖn tÝch mÆt lµm viÖc cña pitt«ng b»ng c¸c c¬ cÊu

®Æc biÖt.- Thay ®æi hµnh tr×nh lµm viÖc cña pitt«ng.

4. B¬m b¸nh r¨ng.1. Kh¸i niÖm.

M¸y thuû lùc 16

B¬m b¸nh r¨ng gåm 2 b¸nh r¨ng ¨n khíp víi nhau trong vá b¬m. Lo¹i ®¬n gi¶n gåm 2 b¸nh r¨ng b»ng nhau. Sè r¨ng th-êng lµ z = 8 – 12. B¸nh chñ ®éng g¾n liÒn víi trôc chÝnh cña b¬m, ¨n khíp víi b¸nh bÞ ®éng, c¶ hai b¸nh ®Æt trong vá b¬m. Kho¶ng trèng A gi÷a vá b¬m, miÖng èng hót vµ 2 b¸nh r¨ng gäi lµ bäng hót. Kho¶ng trèng B gäi lµ bäng ®Èy. Khi b¬m lµm viÖc, b¸nh chñ ®éng quay lµm b¸nh bÞ ®éng quay theo, chÊt láng chøa trong çc r·nh a gi÷a çc b¸nh r¨ng ngoµi vïng ¨n khíp ®îc chuyÓn tõ bäng hót lªn bäng ®Èy theo vá b¬m. V× thÓ tÝch chÊt láng trong bäng ®Èy gi¶m khi çc b¸nh r¨ng ¨n khíp, nªn chÊt láng bÞ chÌn Ðp vµ dån vµo èng ®Èy víi ¸p suÊt cao. §©y lµ qu¸ tr×nh ®Èy.

§ång thêi víi qu¸ tr×nh ®Èy, th× ë bäng hót thÓ tÝch chøa chÊt láng t¨ng (khi çc r¨ng ra khíp) ¸p suÊt gi¶m xuèng thÊp h¬n ¸p suÊt mÆt tho¸ng bÓ chøa lµm chÊt láng ®i vµo èng hót.

Theo nguyªn lý trªn, ta thÊy: nÕu b¬m kh«ng cã khe hë th× ¸p suÊt chÊt láng chØ t¨ng khi nµo chÊt láng ®îc chuyÓn ®Õn bäng ®Èy. Nh vËy, ¸p suÊt do b¬m t¹o ra chØ phô thuéc vµo ¸p suÊt trong èng ®Èy.

Nhng trong thùc tÕ, bao giê còng cã khe hë nªn chÊt láng ®îc t¨ng ¸p tríc khi ®Õn bäng ®Èy.

ChÝnh çc khe hë nµy lµm tæn thÊt lu lîng trong b¬m, h¹n chÕ kh¶ n¨ng t¨ng ¸p. NÕu ¸p suÊt trong èng ®Èy qu¸ cao sÏ lµm Q = 0.

V× vËy, ®Ó h¹n chÕ ¸p suÊt lín trªn èng ®Èy thêng l¾p mét van an toµn. Van sÏ tù ®éng më cho chÊt láng tho¸t vÒ bÓ hót khi èng ®Èy bÞ t¾c hoÆc ¸p suÊt qu¸ møc quy ®Þnh.

2. Lu lîng.Coi kho¶ng trèng cña r¨ng vµ bá b¬m b»ng thÓ tÝch mét r¨ng:

QL = 2.D.m.b.n.n – sè vßng quay trong ®¬n vÞ thêi gian.

M¸y thuû lùc 17

b – chiÒu dµi r¨ng (chiÒu réng b¸nh r¨ng).m – m«®un cña b¸nh r¨ng. m = D/z.z – sè r¨ng.Khi sè r¨ng 2 b¸nh kh«ng nh nhau th× z lµ sè r¨ng cña b¸nh

chñ ®éng.

M¸y thuû lùc 18

máy thủy lực

Documents