Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống thủy lực - Cơ sơ lý thuyết 1.1. Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của HTTĐ thủy lực 1.2. Những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển bằng thủy lực 1.1.1. Ưu đi
Chơng 2: cấu biến đổi lợng hệ thống xử lý dầu 2.1 bơm động dầu (mô tơ thủy lực) 2.1.1 Nguyên lý chuyển đổi lợng Bơm động dầu hai thiết bị có chức khác Bơm thiết bị tạo lợng, động dầu thiết bị tiêu thụ lợng Tuy kết cấu phơng pháp tính toán bơm động dầu loại giống a Bơm dầu: cấu biến đổi lợng, dùng để biến thành lợng dầu (dòng chất lỏng) Trong hệ thống dầu ép thờng dùng bơm thể tích, tức loại bơm thực việc biến đổi lợng cách thay đổi thể tích buồng làm việc, thể tích buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực chu kỳ hút thể tích buồng giảm, bơm đẩy dầu thực chu kỳ nén Tuỳ thuộc vào lợng dầu bơm đẩy mét chu kú lµm viƯc, ta cã thĨ phân hai loại bơm thể tích: +/ Bơm có lu lợng cố định, gọi tắt bơm cố định +/ Bơm có lu lợng điều chỉnh, gọi tắt bơm điều chỉnh Những thông số bơm lu lợng áp suất b Đông dầu: thiết bị dùng để biến lợng dòng chất lỏng thành động quay trục động Quá trình biến đổi lợng dầu có áp suất đợc đa vào buồng công tác động Dới tác dụng áp suất, phần tử động quay Những thông số động dầu lu lợng vòng quay hiệu áp suất đờng vào đờng 2.1.2 Các đại lợng đặc trng a Thể tích dầu tải vòng (hành trình) Hình 2.1 Bơm thể tích Nếu ta gọi: V- Thể tích dầu tải vòng (hành trình); 17 A- Diện tích mặt cắt ngang; h- Hành trình pittông; VZL- Thể tích khoảng hở hai răng; Z- Số bánh hình 2.1, ta tích dầu tải vòng (hành trình): V = A.h hành trình V VZL.Z.2 vòng (2.1) (2.2) b áp suất làm việc áp suất làm việc đợc biểu diễn hình 2.2 Trong đó: p +/ áp suất ổn định p1; t = 6s p3 p2 +/ ¸p suÊt cao p2; p +/ ¸p suÊt ®Ønh p3 (áp suất qua van tràn) p1 t Hình 2.2 Sự thay đổi áp suất làm việc theo thời gian c Hiệu suất Hiệu suất bơm hay động dầu phụ thuộc vào yếu tố sau: +/ Hiệu suất thể tích v +/ Hiệu suất thủy lực hm Nh hiệu suất toàn phần: t = v hm (2.3) hình 2.3, ta có: +/ Công suất động điện: NE = ME E +/ Công suất cđa b¬m: N = p.Qv (2.5) ηh Nh− vËy ta cã c«ng thøc sau: ⎧M E NE ⎨ p.Q v N NE = = (2.6) ⎩n E ηtb ηtb η ηh p ηh Qv MA ⎫ ⎬N A nA ⎭ η (2.4) F⎫ ⎬N A v⎭ v v +/ C«ng suất động dầu: v NA = MA A hay NA = tMotor.p.Qv (2.7) Hình 2.3 ảnh hởng hệ số tổn thất +/ Công suất xilanh: đến hiÖu suÊt NA = F.v hay NA = ηtxilanh.p.Qv (2.8) Trong đó: NE, ME, E- công suất, mômen vận tốc góc trục động nối với bơm; NA, MA, A - công suất, mômen vận tốc góc động tải; NA, F, v - công suất, lực vận tốc pittông; N, p, Qv - công suất, áp suất lu lợng dòng chảy; txilanh- hiệu suất xilanh; tMotor- hiệu suất động dầu; 18 tb- hiệu suất bơm dầu 2.1.3 Công thức tính toán bơm động dầu a Lu lợng Qv, số vòng quay n thể tích dầu mét vßng quay V (2.9) Ta cã: Qv = n.V Q QV +/ Lu lợng bơm: Qv = n.V v.10-3 (2.10) V n n.V −3 V V 10 (2.11) +/ Động dầu: Qv = v n Trong đó: Hình 2.4 Lu lợng, số vòng quay, thể tích Qv- lu lợng [lít/phút]; n- số vòng quay [vòng/phút]; V- thể tích dầu/vòng [cm3/vòng]; v- hiệu suất [%] b áp suất, mômen xoắn, thể tích dầu vòng quay V Theo ®Þnh luËt Pascal, ta cã: M p= x V M áp suất bơm: p = x hm 10 V Mx 10 áp suất động dầu: p = V.ηhm (2.12) (2.13) (2.14) Trong ®ã: p p p [bar]; Mx Mx Mx [N.m]; V V V [cm /vßng]; hm [%] Hình 2.5 áp suất, thể tích, mômen xoắn c Công suất, áp suất, lu lợng (2.15) Công suất bơm tính theo công thức tổng quát là: N = p.Qv +/ Công suất để truyền động bơm: p.Q v N= 10 −2 (2.16) 6.ηt +/ C«ng st trun động động dầu: p.Q v t N= 10 −2 Trong ®ã: N [W], [kW]; p [bar], [N/m2]; Qv [lÝt/phót], [m3/s]; ηt [%] 19 (2.17) L−u l−ỵng cđa bơm lý thuyết không phụ thuộc áp suất (trừ bơm ly tâm), mà phụ thuộc vào kích thớc hình học vận tốc quay Nhng thùc tÕ sù rß rØ qua khe hë khoang hút khoang đẩy, nên lu lợng thực tế nhỏ lu lợng lý thuyết giảm dần áp suất tăng Một yếu tố gây mát lợng tợng hỏng Hiện tợng thờng xuất hiện, ống hút nhỏ dầu có độ nhớt cao Khi lọc đặt đờng hút bị bẩn, với tăng sức cản dòng chảy, lu lợng bơm giảm dần, bơm làm việc ngày ồn cuối tắc hẳn Bởi cần phải lu ý lúc lắp ráp để ống hút to, ngắn thẳng 2.1.4 Các loại bơm a Bơm với lu lợng cố định +/ Bơm bánh ăn khớp ngoài; +/ Bơm bánh ăn khớp trong; +/ Bơm pittông hớng trục; +/ Bơm trục vít; +/ Bơm pittông dÃy; +/ Bơm cánh gạt kép; +/ Bơm rôto b Bơm với lu lợng thay đổi +/ Bơm pittông hớng tâm; +/ Bơm pittông hớng trục (truyền đĩa nghiêng); +/ Bơm pittông hớng trục (truyền khớp cầu); +/ Bơm cánh gạt đơn 2.1.5 Bơm bánh a Nguyên lý làm việc Bánh chủ động Buồng đẩy B Bánh bị động nb Thân bơm Buồng hút A Hình 2.6 Nguyên lý làm việc bơm bánh Nguyên lý làm việc bơm bánh thay đổi thể tích: thể tích buồng hút A tăng, bơm hút dầu, thùc hiƯn chu kú hót; vµ nÐn thĨ tÝch giảm, bơm đẩy dầu 20 buồng B, thực chu kỳ nén Nếu nh đờng dầu bị đẩy ta đặt vật cản (ví dụ nh van), dầu bị chặn tạo nên áp suất định phụ thuộc vào độ lớn sức cản kết cấu bơm b Phân loại Bơm bánh loại bơm dùng rộng rÃi có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Phạm vi sử dụng bơm bánh chủ yếu hệ thống có áp suất nhỏ máy khoan, doa, bào, phay, máy tổ hợp, Phạm vi áp suất sử dụng bơm bánh từ 10 ữ 200bar (phụ thuộc vào độ xác chế tạo) Bơm bánh gồm có: loại bánh ăn khớp ăn khớp trong, thẳng, nghiêng chử V Loại bánh ăn khớp đợc dùng rộng rÃi chế tạo dễ hơn, nhng bánh ăn khớp có kích thớc gọn nhẹ Buồng đẩy a c Vành khăn b Buồng hút Buồng hút Buồng đẩy Hình 2.7 Bơm bánh a Bơm bánh ăn khớp ngoài; b Bơm bánh ăn khớp trong; c Ký hiệu bơm c Lu lợng bơm bánh Khi tính lu lợng dầu, ta coi thể tích dầu đợc đẩy khỏi rÃnh với thể tích răng, tức không tính đến khe hở chân lấy hai bánh có kích thớc nh (Lu lợng bơm phụ thuộc vào kết cấu) Nếu ta đặt: m- Modul bánh [cm]; d- Đờng kính chia bánh [cm]; b- Bề rộng bánh [cm]; n- Sè vßng quay mét [vßng/phót]; Z - Số (hai bánh có số nhau) Thì lợng dầu hai bánh chuyển nã quay mét vßng: 2.18) Qv = 2.π.d.m.b [cm3/vßng] [l/ph] Nếu gọi Z số răng, tính đến hiệu suất thể tích t bơm số vòng quay n, lu lợng bơm bánh là: Qb = 2..Z.m2.b.n t [cm3/phút] [l/ph] (2.19) 21 t = 0,76 ữ 0,88 hiệu suất bơm bánh d Kết cấu bơm bánh Kết cấu bơm bánh đợc thể nh hình 2.8 Hình 2.8 Kết cấu bơm bánh 2.1.6 Bơm trục vít Bơm trục vít biến dạng bơm bánh Nếu bánh nghiêng có số nhỏ, chiều dày góc nghiêng lớn bánh thành trục vít Bơm trục vít thờng có trục vít ăn khớp với (hình 2.9) Buồng hút Hình 2.9 Bơm trục vít Buồng đẩy Bơm trục vít thờng đợc sản xuất thành loại: +/ Loại áp suất thấp: p = 10 ữ15bar +/ Loại áp suất trung bình: p = 30 ữ 60bar +/ Loại áp suất cao: p = 60 ữ 200bar Bơm trục vít có đặc điểm dầu đợc chuyển từ buồng hút sang buồng nén theo chiều trục tợng chèn dầu chân ren 22 Nhợc điểm bơm trục vít chế tạo trục vít phức tạp Ưu điểm chạy êm, độ nhấp nhô lu lợng nhỏ 2.1.7 Bơm cánh gạt a Phân loại Bơm cánh gạt loại bơm đợc dùng rộng rÃi sau bơm bánh chủ yếu dùng hệ thống có áp thấp trung bình So với bơm bánh răng, bơm cánh gạt bảo đảm lu lợng hơn, hiệu suất thể tích cao Kết cấu Bơm cánh gạt có nhiều loại khác nhau, nhng chia thành hai loại chính: +/ Bơm cánh gạt đơn +/ Bơm cánh gạt kép b Bơm cánh gạt đơn Bơm cánh gạt đơn trơc quay mét vßng, nã thùc hiƯn mét chu kú làm việc bao gồm lần hút lần nén Lu lợng bơm điều chỉnh cách thay đổi độ lệch tâm (xê dịch vòng trợt), thể hình 2.10 a e Độ lệch tâm Vòng trợt Vùng hút Rôto Vùng nén Vòng trợt b Lò xo Điều chỉnh độ lệch tâm dầu Điều chỉnh độ lệch tâm c Pittông Rôto Hình 2.10 Nguyên tắc điều chỉnh lu lợng bơm cánh gạt đơn a Nguyên ký ký hiệu; b Điều chỉnh lò xo; c Điều chỉnh lu lợng thủy lực c Bơm cánh gạt kép Bơm cánh gạt kép trục quay vòng, thực hai chu kỳ làm việc bao gồm hai lần hút hai lần nén, hình 2.11 23 Buồng đẩy Buồng hút Cánh gạt Stato Chiều quay Rôto Hình 2.11 Bơm cánh gạt kép d Lu lợng bơm cánh gạt Nếu kích thớc hình học có đơn vị [cm], số vòng quay n [vòng/phút], lu lợng qua bơm là: (2.20) Q = 2.10-3.π.e.n.(B.D + 4.b.d) [lÝt/phót] Trong ®ã: D- ®−êng kÝnh Stato; B- chiều rộng cánh gạt; b- chiều sâu rÃnh; e- độ lệch tâm; d- đờng kính lăn 2.1.8 Bơm pittông a Phân loại Bơm pittông loại bơm dựa nguyên tắc thay đổi thể tích cấu pittông xilanh Vì bề mặt làm việc cấu mặt trụ, dễ dàng đạt đợc độ xác gia công cao, bảo đảm hiệu suất thể tích tốt, có khả thực đợc với áp suất làm việc lớn (áp suất lớn đạt đợc p = 700bar) Bơm pittông thờng dùng hệ thống dầu ép cần áp suất cao lu lợng lớn; máy truốt, máy xúc, máy nén, Dựa cách bố trí pittông, bơm phân thành hai loại: +/ Bơm pittông hớng tâm +/ Bơm pittông hớng trục Bơm pittông chế tạo với lu lợng cố định, lu lợng điều chỉnh đợc b Bơm pittông hớng tâm Lu lợng đợc tính toán việc xác định thể tích xilanh Nếu ta đặt d- đờng kính cđa xilanh [cm], th× thĨ tÝch cđa mét xilanh rôto quay vòng: 24 .d h [cm3/vòng] q= (2.21) Trong đó: h- hành trình pittông [cm] Vì hành trình pittông h = 2e (e độ lệch tâm rôto stato), nên bơm có z pittông làm việc với số vòng quay n [vòng/phút], lu lợng bơm là: 10 −3.π d e.z.h [lÝt/phót] (2.22) Q = q.z.n.10 [lÝt/phót] = Hành trình pittông thông thờng h = (1,3 ữ 1,4).d số vòng quay nmax = 1500vg/ph Lu lợng bơm pittông hớng tâm điều chỉnh cách thay đổi độ lệch tâm (xê dịch vòng trợt), hình 2.12 -3 Dầu Buồng hút Độ lệch tâm e Buồng đẩy Rôto Hình 2.12 Bơm pittông hớng tâm Pittông (3) bố trí lỗ hớng tâm rôto (6), quay xung quanh trục (4) Nhờ rÃnh lỗ bố trí thích hợp trục phân phối (7), nối lần lợt xilanh vòng quay rôto với khoang hút với khoang đẩy Sau vòng quay rôto, pittông thực khoảng chạy kép có lớn lần độ lệch tâm e Trong kết cấu mới, truyền động pittông lực ly tâm Pittông (3) tựa trực tiếp đĩa vành khăn (2) Mặt đầu pittông mặt cầu (1) đặt nghiêng tựa mặt côn đĩa dẫn Rôto (6) quay đợc nối với trục (4) qua ly hợp (5) Để điều khiển độ lệch tâm e, ta sử dụng vít điều chỉnh (8) c Bơm pittông hớng trục Bơm pittông hớng trục loại bơm có pittông đặt song song với trục rôto đợc truyền khớp đĩa nghiêng Ngoài u điểm nh bơm 25 pittông hớng tâm, bơm pittông hớng trục có u điểm kích thớc nhá gän h¬n, cïng mét cì víi b¬m h−íng tâm Ngoài ra, so với tất loại bơm khác, bơm pittông hớng trục có hiệu suất tốt nhất, hiệu suất hầu nh không phụ thuộc tải trọng số vòng quay Pittông; Xilanh; Đĩa dẫn dầu; Độ nghiêng; Pittông; 10 Trục truyền Hình 2.13 Bơm pittông hớng trục Nếu lấy ký hiệu nh bơm pittông hớng tâm đờng kính phân bố xilanh D [cm], lu lợng bơm là: .d .d h.z.n = 10 −3 .z.n.D.tgα [lÝt/phót] (2.23) 4 Loại bơm thờng đợc chế tạo với lu lợng Q = 30 ữ 640l/ph áp suất p = 60bar, số vòng quay thờng dùng 1450vg/ph 950vg/ph, nhng bơm có rôto không lớn số vòng quay dùng từ 2000 ữ 2500vg/ph Bơm pittông hớng trục hầu hết điều chỉnh lu lợng đợc, hình 2.15 Q = 10 Thân bơm; Pittông; Đĩa nghiêng; Lò xo; 5,6 Tay quay điều chỉnh góc nghiêng Hình 2.14 Điều chỉnh lu lợng bơm pittông hớng trục 26 Trong loại bơm pittông, độ không đồng lu lợng không phụ thuộc vào đặc điểm chuyển động pittông, mà phụ thuộc vào số lợng pittông Độ không đồng đợc xác định nh sau: Q Q k = max (2.24) Q max Độ không đồng k phụ thuộc vào số lợng pittông chẵn hay lẻ 2.1.9 Tiêu chuẩn chọn bơm Những đại lợng đặc trng cho bơm động dầu gồm có: a Thể tích nén (lu lợng vòng): đại lợng đặc trng quan trọng nhất, ký hiệu V[cm3/vòng] loại bơm pittông, đại lợng tơng ứng chiều dài hành trình pittông Đối với bơm: Q ~ n.V [lít/phút], động dầu: p ~ M/V [bar] b Số vòng quay n [vg/ph] c ¸p st p [bar] d HiƯu st [%] e Tiếng ồn Khi chọn bơm, cần phải xem xét yếu tố kỹ thuật kinh tế sau: +/ Giá thành; +/ Tuổi thọ; +/ áp suất; +/ Phạm vi số vòng quay; +/ Khả chịu hợp chất hoá học; +/ Sự dao động lu lợng; +/ Thể tích nén xố định thay đổi; +/ Công suất; +/ Khả bơm loại tạp chất; +/ Hiệu suất 2.2 Xilanh truyền động (cơ cÊu chÊp hµnh) 2.2.1 NhiƯm vơ Xilanh thđy lùc lµ cấu chấp hành dùng để biến đổi dầu thành năng, thực chuyển động thẳng 2.2.2 Phân loại Xilanh thủy lực đợc chia làm hai loại: xilanh lực xilanh quay (hay gọi xilanh mômen) Trong xilanh lực, chuyển động tơng đối pittông với xilanh chuyển động tịnh tiến 27 Trong xilanh quay, chuyển động tơng đối pittông với xilanh chuyển động quay (với góc quay thờng nhỏ 3600) Pittông bắt đầu chuyển động lực tác động lên hai phía (lực thể lực áp suất, lực lò xo khí) lớn tổng lực cản có hớng ngợc lại chiều chuyển động (lực ma sát, thủy động, phụ tải, lò xo, ) Ngoài ra, xilanh truyền động đợc phân theo: a Theo cấu tạo +/ Xilanh đơn ã Lùi nhờ ngoại lực ã Lùi nhờ lò xo +/ Xilanh kÐp • Lïi vỊ b»ng thđy lùc • Lïi vỊ b»ng thđy lùc cã gi¶m chÊn • Tác dụng hai phía ã Tác dụng quay Kiểu thực 28 +/ Xilanh vi sai ã Tác dụng đơn ã Tác dụng kép b Theo kiểu lắp ráp +/ Lắp chặt thân +/ Lắp chặt mặt bích +/ Lắp xoay đợc +/ Lắp gá đầu xilanh 2.2.3 CÊu t¹o xilanh 15 10 11 17 13 11 14 12 16 Hình 2.15 Cấu tạo xilanh tác dung kép có cần pittông phía Thân; Mặt bích hông; 3.Mặt bích hông; Cần pittông; Pittông; ổ trợt; Vòng chắn dầu; Vòng đệm; Tấm nối; 10 Vòng chắn hình O; 11 Vòng chắn pittông; 12 ống nối; 13 Tấm dẫn hớng; 14 Vòng chắn hình O; 15 Đai ốc; 16 Vít vặn; 17 ống nối hình 3.29 ví dụ xilanh tác dụng kép có cần pittông phía Xilanh có phận thân (gọi xilanh), pittông, cần pittông số vòng làm kín 29 2.2.4 Một số xilanh thông dụng a Xilanh tác dụng đơn Chất lỏng làm việc tác động phía pittông tạo nên chuyển động chiều Chiều chuyển động ngợc lại đợc thực nhờ lực lò xo Hình 2.16 Xilanh tác dụng đơn (chiều ngợc lại lò xo) ký hiệu b Xilanh tác dụng kép Chất lỏng làm việc tác động vào hai phía pittông tạo nên chuyển động hai chiều a b Hình 2.17 Xilanh tác dụng kép a Xilanh tác dụng képkhông có giảm chấn cuối hành trình ký hiệu; b Xilanh tác dụng kép có giảm chấn cuối hành trình ký hiệu 2.2.5 Tính toán xilanh truyền lực a Diện tích A, lực F, áp suất p +/ DiƯn tÝch pitt«ng ( π.D π D − d ; A2= A1= 4 ) (2.25) 30 A1 A2 Ft d m D p Hình 2.18 áp suÊt p, lùc F xilanh +/ Lùc Ft = p.A (2.26) +/ ¸p suÊt p= Ft A (2.27) Trong ®ã: A - diƯn tÝch tiÕt diƯn pitt«ng [cm2]; D - ®−êng kÝnh cđa xilanh [cm]; d - ®−êng kÝnh cần [cm]; p - áp suất [bar]; Ft - lùc [kN] NÕu tÝnh ®Õn tỉn thÊt thĨ tÝch ë xilanh, để tính toán đơn giản, ta chọn: F ã ¸p suÊt: p = t 104 A.η π.d 10 ã Diện tích pittông: A= d - đờng kính pittông [mm]; - hiệu suất, lấy theo bảng sau: B¶ng 3.5 p (bar) 20 120 160 85 90 95 (%) Nh pittông bắt đầu chuyển động ®−ỵc, lùc Ft > FG + FA + FR Trong ®ã: FG- träng lùc; FA- lùc gia tèc; FR- lực ma sát b Quan hệ lu lợng Q, vận tốc v diện tích A Lu lợng chảy vào xilanh tính theo công thức sau: Q = A.v (3.16) 31 (2.28) (2.29) A Để tính toán đơn giản, ta chän: Q = A.v.10-1 D π.D 10 −2 A= (3.17) Trong ®ã: Q D - ®−êng kÝnh [mm]; A - diƯn tÝch cđa xilanh [cm2]; Q - lu lợng [lít/phút]; Hình 2.19 Quan hệ Q, v vµ A v - vËn tèc [m/phót] v m 2.3 BĨ dÇu 2.3.1 NhiƯm vơ BĨ dÇu cã nhiƯm vơ sau: +/ Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình kín (cấp nhận dầu chảy về) +/ Giải tỏa nhiệt sinh trình bơm dầu làm việc +/ Lắng đọng chất cạn bà trình làm việc +/ Tách nớc 2.3.2 Chọn kích thớc bể dầu Đối với loại bể dầu di chuyển, ví dụ bể dầu xe vận chuyển tích bể dầu đợc chọn nh sau: (2.30) V = 1,5.Qv Đối với loại bể dầu cố định, ví dụ bể dầu máy, dây chuyền, thể tích bể dầu đợc chọn nh sau: (2.31) V = (3 ữ 5).Qv Trong đó: V[lít]; Qv[l/ph] 2.3.3 Kết cấu bể dầu Hình 2.16 sơ đồ bố trí cụm thiết bị cần thiết bể cấp dầu cho hệ thống điều khiển thủy lực Động điện; ống nén; Bộ lọc; Phía hút; Vách ngăn; Phía xả; Mắt dầu; Đổ dầu; ống xả Hình 2.20 Bể dầu 32 Bể dầu đợc ngăn làm hai ngăn màng lọc (5) Khi mở động (1), bơm dầu làm việc, dầu đợc hút lên qua lộc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu xả đợc cho vào ngăn khác Dầu thờng đổ vào bể qua cửa (8) bố trí nắp bể lọc ống xả (9) đợc đặt vào gần sát bể chứa Có thể kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu (7) Nhờ màng lọc lọc, dầu cung cấp cho hệ thống điều khiển đảm bảo Sau thời gian làm việc định kỳ lọc phải đợc tháo rữa thay Trên đờng ống cấp dầu (sau qua bơm) ngời ta gắn vào van tràn điều chỉnh áp suất dầu cung cấp đảm bảo an toàn cho đờng ống cấp dầu KÕt cÊu cđa bĨ dÇu thùc tÕ nh− ë hình 2.17 Hình 2.21 Kết cấu ký hiệu bể dầu 2.4 lọc dầu 2.4.1 Nhiệm vụ Trong trình làm việc, dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn chất bẩn từ bên vào, thân dầu tạo nên Những chất bẩn làm kẹt khe hở, tiết diện chảy có kích thớc nhỏ cấu dầu ép, gây nên trở ngại, h hỏng hoạt động hệ thống Do hệ thống dầu ép dùng lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên cấu, phần tử dầu ép Bộ lọc dầu thờng đặt ống hút bơm Trờng hợp dầu cần hơn, đặt thêm cửa bơm ống xả hệ thống dầu ép Ký hiệu: 2.4.2 Phân loại theo kích thớc lọc Tùy thuộc vào kích thớc chất bẩn lọc đợc, lọc dầu phân thành loại sau: a Bộ lọc thô: lọc chất bẩn ®Õn 0,1mm 33 b Bé läc trung b×nh: cã thĨ lọc chất bẩn đến 0,01mm c Bộ lọc tinh: lọc chất bẩn đến 0,005mm d Bộ lọc đặc biệt tinh: lọc chất bẩn đến 0,001mm Các hệ thống dầu máy công cụ thờng dùng lọc trung bình lọc tinh Bộ lọc đặc biệt tinh chủ yếu dùng phòng thí nghiệm 2.4.3 Phân loại theo kết cấu Dựa vào kết cấu, ta phân biệt đợc loại bé läc dÇu nh− sau: bé läc l−íi, bé läc l¸, bé läc giÊy, bé läc nØ, bé läc nam châm, Ta xét số lọc dầu th−êng nhÊt a Bé läc l−íi Bé läc l−íi lµ loại lọc dầu đơn giản Nó gồm khung cứng lới đồng bao xung quanh Dầu từ xuyên qua mắt lới lỗ để vào ống hút Hình dáng kích thớc lọc lới khác tùy thuộc vào vị trí công dụng lọc Do sức cản lới, nên dầu qua lọc bị giảm áp Khi tÝnh to¸n, tỉn thÊt ¸p st th−êng lÊy ∆p = 0,3 ữ 0,5bar, trờng hợp đặc biệt lấy p = ữ 2bar Nhợc điểm lọc lới chất bẩn dễ bám vào bề mặt lới khó tẩy Do thờng dùng để lọc thô, nh lắp vào ống hút bơm trờng hợp phải dùng thêm lọc tinh ống Hình 2.22 Màng lọc lới b Bộ lọc lá, sợi thủy tinh Bộ lọc lọc dùng thép mỏng để lọc dầu Đây loại dùng rộng rÃi hệ thống dầu ép máy công cụ Kết cấu nh sau: làm nhiệm vụ lọc lọc thép hình tròn thép hình Nhng thép đợc lắp đồng tâm trục, Giữa cặp lắp chen mảnh thép trục có tiết diện vuông Số lợng thép cần thiết phụ thuộc vào lu lợng cần lọc, nhiều 1000 ữ 1200lá Tổn thất áp suất lớn p = 4bar Lu lợng lọc từ ữ 100l/ph Bộ lọc chủ yếu dùng để lọc thô Ưu điểm lớn tẩy chất bẩn, khỏi phải dùng máy tháo lọc Hiện phần lớn ngời ta thay vật liệu thép vật liệu sợi thủy tinh, độ bền lọc cao có khả chế tạo dễ dàng, đặc tính vật liệu không thay đổi nhiều trình làm việc ảnh hởng hóa dầu 34 Hình 2.23 Màng lọc sợi thủy tinh Để tính toán lu lợng chảy qua lọc dầu, ngời ta dùng công thức tính lu lợng chảy qua lới lọc: A.p Q = [l/ph] (2.32) Trong đó: A- diện tích toàn bé bỊ mỈt läc [cm2]; ∆p = p1 - p2- hiệu áp lọc [bar]; - độ nhớt động học dầu [P]; - hệ số lọc, đặc trng cho lợng dầu chảy qua lọc đơn vị diƯn tÝch ⎤ ⎡ lÝt vµ thêi gian ⎢ cm phút Tùy thuộc vào đặc điểm cđa bé läc, ta cã thĨ lÊy trÞ sè nh− sau: ⎡ ⎤ lÝt α = 0,006 ÷ 0,009 ⎢ cm phút 2.4.4 Cách lắp lọc hệ thống Tùy theo yêu cầu chất lợng dầu hệ thống điều khiển, mà ta lắp lọc dầu theo vị trí khác nh sau: a Lắp lọc đờng hút b Lắp lọc đờng nén c Lắp lọc đờng xả a b c Hình 2.24 Cách lắp lọc hệ thống 35 2.5 đo áp suất lu lợng 2.5.1 Đo áp suất a Đo áp suất áp kế lò xo Nguyên lý đo ¸p st b»ng ¸p kÕ lß xo: d−íi t¸c dơng áp lực, lò xo bị biến dạng, qua cấu truyền hay đòn bẩy bánh răng, độ biến dạng lò xo chuyển đổi thành giá trị đợc ghi mặt số A B A B Hình 2.25 áp kế lò xo b Nguyên lý hoạt động áp kế lò xo Dới tác dụng áp suất, lò xo (1) bị biến dạng, qua trục đòn bẩy (2), chi tiết hình đáy quạt (3), chi tiết (4), kim (5), giá trị áp suất đợc thể mặt số Kim chỉ; Thanh răng; Chi tiết hình đáy quạt; Đòn bẩy; Lò xo p Hình 2.26 áp kế lò xo 2.5.2 Đo lu lợng a Đo lu lợng bánh hình ôvan bánh n n QV VK VK Hình 2.27 Đo lu lợng bánh ôvan bánh 36 Chất lỏng chảy qua ống làm quay bánh ôvan bánh răng, độ lớn lu lợng đợc xác định lợng chất lỏng chảy qua bánh ôvan bánh b Đo lu lựơng tuabin cánh gạt Chất lỏng chảy qua ống làm quay cánh tuabin cánh gạt, độ lớn lu lợng đợc xác định tốc độ quay cánh tuabin cánh gạt n QV n QV Hình 2.28 Đo lu lựơng tuabin cánh gạt c Đo lu lợng theo nguyên lý độ chênh áp Hai áp kế đợc đặt hai đầu màng ngăn, độ lớn lu lợng đợc xác định độ chênh lệch áp suất (tổn thất áp suất) hai áp kế p1 p2 QV = p1 ∆p ∆p p2 QV H×nh 2.29 Đo lu lợng theo nguyên lý độ chênh áp d Đo lu lợng lực căng lò xo Chất lỏng chảy qua ống tác động vào đầu đo, đầu đo có gắn lò xo, lu chất chảy qua lu lợng kế hay nhiều đợc xác định qua kim Hình 2.30 Đo lu lợng lực căng lò xo 2.6 bình trích chứa 2.6.1 Nhiệm vụ Bình trích chứa cấu dùng hệ truyền dẫn thủy lực để điều hòa lợng thông qua áp suất lu lợng chất lỏng làm việc Bình trích chứa làm việc theo hai trình: tích lợng vào cấp lợng Bình trích chứa đợc sử dụng rộng rÃi loại máy rèn, máy ép, cấu tay máy đờng dây tự động, nhằm làm giảm công suất bơm, tăng độ tin cậy hiệu suất sử dụng toàn hệ thủy lực 2.6.2 Phân loại 37 Theo nguyên lý tạo tải, bình trích chứa thủy lực đợc chia thành ba loại, thể hình 2.31 a b c d Hình 2.31 Các loại bình trÝch chøa thđy lùc a B×nh trÝch chøa träng vËt; b Bình trích chứa lò xo; c Bình trích chứa thđy khÝ; d Ký hiƯu a B×nh trÝch chøa träng vật Bình trích chứa trọng vật tạo áp suất lý thuyết hoàn toàn cố định, bỏ qua lực ma sát phát sinh chổ tiếp xúc cấu làm kín pittông không tính đến lực quán pittông chuyển dịch thể tích bình trích chứa thay đổi trình làm việc Bình trích chứa loại yêu cầu phải bố trí trọng vật thật đối xứng so với pittông, không gây lực thành phần ngang cấu làm kín Lực tác dụng ngang làm hỏng cấu làm kín ảnh hởng xấu đến trình làm việc ổn định bình trích chứa Bình trích chứa trọng vật cấu đơn giản, nhng cồng kềnh, thờng bố trí xởng Vì lý nên thực tế sử dụng loại bình b Bình trích chứa lò xo Quá trình tích lợng bình trích chứa lò xo trình biến lợng lò xo Bình trích chứa lo xo có quán tính nhỏ so với bình trích chứa trọng vật, đợc sử dụng để làm tắt va đập thủy lực hệ thủy lực giữ áp suất cố định cấu kẹp c Bình trích chứa thủy khí Bình trích chứa thủy khí lợi dụng tính chất nén đợc khí, để tạo áp suất chất lỏng Tính chất cho bình trích chứa có khả giảm chấn Trong bình trích chứa trọng vật áp suất hầu nh cố định không phụ thuộc vào vị trí pittông, bình 38 trích chứa lo xo áp suất thay đổi tỷ lệ tuyến tính, bình trích chứa thủy khí áp suất chất lỏng thay đổi theo định luật thay đổi áp suất khí Theo kết cấu bình trích chứa thủy khí đợc chia thành hai loại chính: +/ Loại ngăn: loại dùng thực tế (Có nhợc điểm: khÝ tiÕp xóc trùc tiÕp víi chÊt láng, qu¸ trình làm việc khí xâm nhập vào chất lỏng gây làm việc không ổn định cho toàn hệ thống Cách khắc phục bình trích chứa phải có kết cấu hình trụ nhỏ dài để giảm bớt diện tích tiếp xúc khí chất lỏng) +/ Loại có ngăn Hình 2.32 Bình trích chứa thủy khí có ngăn Bình trích chứa thủy khí có ngăn phân cách hai môi trờng đợc dùng rộng rÃi hệ thủy lực di động Phụ thuộc vào kết cấu ngăn phân cách, bình loại đợc phân thành nhiều kiểu: kiểu pittông, kiểu màng, Cấu tạo bình trích chứa có ngăn màng gồm: khoang bình trích chứa thủy khí, đợc nạp khí với áp suất nạp vào pn, chất lỏng làm việc bình trích chứa Nếu ta gọi pmin áp suất nhỏ chất lỏng làm việc bình trích chứa, pn pmin áp suất pmax chất lỏng đạt đợc thể tích chất lỏng bình có đợc ứng với giá trị cho phép lớn áp suất khí khoang Khí sử dụng bình trích chứa thờng khí nitơ không khí, chất lỏng làm việc dầu Việc làm kín hai khoang khí chất lỏng vô quan trọng, đặc biệt loại bình làm việc áp suất cao nhiệt độ thấp Bình trích chứa loại làm việc áp suất chất lỏng 100kG/cm2 Đối với bình trích chứa thủy khí có ngăn chia đàn hồi, nên sử dụng khí nitơ, không khí làm cao su mau hỏng 39 Nguyên tắc hoạt động bình trích chứa loại gồm có hai trình trình nạp trình xả Hình 2.33 Quá trình nạp Hình 2.34 Quá trình xả 40 ... Hiệu suất 2. 2 Xilanh truyền động (cơ cấu chấp hành) 2. 2.1 Nhiệm vụ Xilanh thủy lực cấu chấp hành dùng để biến đổi dầu thành năng, thực chuyển động thẳng 2. 2 .2 Phân loại Xilanh thủy lực đợc chia... A, lực F, áp suất p +/ DiƯn tÝch pitt«ng ( π.D π D − d ; A2= A1= 4 ) (2. 25) 30 A1 A2 Ft d m D p H×nh 2. 18 ¸p suÊt p, lùc F xilanh +/ Lùc Ft = p.A (2. 26) +/ ¸p suÊt p= Ft A (2. 27) Trong đó: A -. .. sử dụng toàn hệ thủy lực 2. 6 .2 Phân loại 37 Theo nguyên lý tạo tải, bình trích chứa thủy lực đợc chia thành ba loại, thể hình 2. 31 a b c d Hình 2. 31 Các loại bình trích chứa thủy lực a Bình trích