BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ BÁO CÁO NHÓM BÀI 6: BƠM THẾ TÍCH Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN BẢN Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Thiện Đinh Ngọc Gia Bảo Lê Ngọc Hải Võ Minh Thiện Lê Thanh Bình Đinh Văn Thắng Võ Ngọc Minh Thành Nguyễn Văn Hảo Nguyễn Văn Tuấn Phạm Đắc Khải Trình Thanh Thái Lê Phú Cường Trần Minh Đức Trần Gia Huy Lê Gia Cường TP Hồ Chí Minh, BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên : Lớp : MSSV : Tên đề tài : Điểm đánh giá : Xếp loại : TP Hồ Chí Minh, ngày tháng Giáo viên hướng dẫn (ký tên ghi rõ họ tên) năm 2017 MỤC LỤC Chương I: KHÁI NIỆM CHUNG, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, PHÂN LOẠI 1.1 Khái niệm chung 1.2 Nguyên lý hoạt động 1.3 Phân loại bơm thể tích 1.4 Các thơng số làm việc bơm thê tích Chương II: BƠM PISTON 2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc 2.2 Phân loại 2.3 Lưu lượng bơm piston 2.4 Chuyển động không ổn định chất lỏng bơm Phương trình bernoulli, cách khắc phục 2.5 Áp suất bơm trình hút 11 2.6 Áp suất piston trình đẩy 12 2.7 Vòng quay giới hạn bơm piston 13 2.8 Đường đặc tính 14 Chương III: BƠM ROTO 16 3.1 Khái niệm chung 16 3.2 Bơm bánh 17 3.3 Bơm trục vít 25 3.4 Bơm cánh gạt 29 Chương IV: BƠM PISTON-ROTO 34 4.1 Khái niệm chung, ưu nhược điểm, phân loại 34 4.2 Bơm piston-roto hướng kính 34 4.3 Bơm piston-roto hướng trục 41 Chương V: TỔNG KẾT 44 Chương I: KHÁI NIỆM CHUNG , NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC , PHÂN LOẠI 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG - Máy thủy lực thể tích nói chung bao gồm : bơm thể tích động thủy lực thủy tích - Bơm chất lỏng áp suất thủy tĩnh , dộng thủy lực thể tích biến áp dòng chất lỏng thành - Về nguyên tắc , máy thủy lực thể tích làm việc thuận nghịch tức làm hai nhiệm vụ :bơm động 1.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG - sơ đồ làm việc của bơm thể tích kiểu pittơng có chuyển động tịnh tiến , Khi pittơng di chuyển sang trái chất lỏng từ bể lên , thể tích buồng làm việc tăng lên áp suất giảm nên chất lỏng từ ống hút qua van chiều vao xilanh - Khi piston dang phải , áp lực p piston , chất lỏng xi lanh bị nén với áp suất p qua van chiều vào - Phần thể tích buồng làm việc thay đổi để hút đẩy chất lỏng gọi thể tích làm việc 1.3 PHÂN LOẠI BƠM THỂ TÍCH Bơm thể tích gồm nhiều loại: -Theo cơng dụng ta chia thành nhiều loại: +Bơm nước chất lỏng khác +Bơm dầu dung hệ thống chuyển động -Theo kết cấu dạng chuyển động ta chia làm ba loại: +Bơm piston (chuyển động tịnh tiến) +Bơm piston rato (chuyển động tịnh tiến quay) +Bơm rôto (chuyển động quay) 1.4 CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA BƠM THỂ TÍCH : - Theo nguyên lý áp suất chất lỏng máy bơm thể tích phụ thuộc vào phụ tải Nếu bảo đảm buồng làm việc hồn tồn kín lưu lượng bơm khơng phụ thuộc vào áp suất , áp suất tăng bào nhiêu tùy thuộc vào áp suất phụ tải áp suất bơm Khi lưu lượng bơm phụ thuộc vào vận tốc chuyển động piston Nếu vận tốc piston khơng đổi lưu lượng khơng đổi - Trong thực tế , buồng làm việc khơng tuyệt đối kín với số áp suất Khi tăng tải trọng làm việc đến mức định xảy tượng rò rỉ chất lỏng Nếu ta tiếp tục tang lưu lượng bơm bị mát rò rỉ Ngồi ra, áp suất làm việc phụ thuộc vào sức bền máy - Do để sử dung bơm hiểu bình thường cần hạn chế để bơm hoạt động với công suất tối đa việc dùng van an toàn ( van an toàn tự động thải chất lỏng bơm hoạt động với công suất tải ) 1.4.1 Lưu Lượng : - Lưu lượng lý thuyết Q1 ( lưu lượng chưa kể tới rò rỉ ) tổng thể tích làm việc máy đơn vị thời gian : Q1=Q1.n q1 – lưu lượng riêng máy (trong chu kỳ ) , thể tích làm việc máy chu kỳ n – số chu kỳ máy đơn vị thời gian ( thường số vòng quay trục máy ) Q1 - lưu lượng tính q trình ssonw vị thời gian nên gọi lưu lượng trung bình lý thuyết Khác với máy thủy lực cánh dẫn , lưu lượng tức thời máy thể lực thể tích thay đổi theo thời gian , kể máy làm việc ổn định 1.4.2 Áp suất : - Ta biết , cột áp máy thủy lực thể tích tạo nên chủ yếu bới thay đổi áp suất tĩnh chất lỏng chuyển động qua máy Do , máy thủy lực thể tích thường sử dụng áp suất để biểu thị khả tải máy - Cột áp H cột áp p liên hệ với công thức thủy tĩnh học: H= p γ γ - trọng lượng riếng chất lỏng làm việc Áp suất buồng làm việc có liên quan đến lực tác dụng momemt quay máy Đối với máy thể lực có chuyển động tịnh tiến , áp suất làm việc p tác dụng lên piston tạo nên áp lực p : P=p.F F – diện tích làm việc mặt piston Đối với máy thủy lực thể tích có chuyển động quay , áp suất làm việc p tác dụng lên roto tạo nên moment quay M : M= kM.P kM - Là số máy định phụ thuộc vào kết cấu kích thước máy , gọi hệ số moment Hệ số kM suy từ cơng thức tính cơng suất lý thuyết Nếu khơng kể đến tổn thất ta có : N=N1 N1 = γ1Q11.H Thay H=p/γ vào (6.5) ta : N1 = Q1.P Q Mặt khác : N1 = ώ.M , Nên M= 1p ώ So sánh (6.4) (6.7) ta có : kM= Q1 q1n q1 = = ώ 2πn 2π kM thực tế < kM lý thuyết phụ thuộc vào hiệu suất ή Moment quay M theo (6.7) trường hợp lý thuyết (chưa kể tới tổn thất ), trường hợp kể tới tổn thất moment quay bơm xác định theo công thức : p.Q=ή.m.ώ hay M= Q kM p= P ήώ ή 1.4.3 Hiệu suất cơng suất Hiệu suất tồn máy thủy lực xác định theo công thức chung : ή =ήQ.ήC.ήH Đối với bơm thể tích , tổn thất thủy lực tường đối nhỏ ( động nhỏ) nên thường cho ήH=1 Do : ή=ήQ.ήC Cơng suất làm việc bơm thường xác đinh thông số thủy lực : γQH PQ N= = ή ή Chương II: BƠM PISTON 2.1 Cấu tạo,nguyên lý làm việc -Cấu tạo: +piston; xilanh; cần piston; hộp van; ống đẩy; van đẩy; van hút; ống hút; bể hút; trượt; truyền; tay quay; trục khuỷu -Nguyên lý làm việc: +Bơm piston kéo động cơ,chuyển động quay trục động biến đổi thành chuyển động tịnh tiến piston xilanh nhờ hệ thống truyền tay quay với hành trình S=2R (R-chiều dài tay quay) +Hai điểm B1, B2 piston tương đương với hai vị trí C1, C2 tay quay; Trong buồng làm việc chứa đầy chất lỏng.Nếu tay quay tử vị trí C2 quay theo chiều mũi tên piston di chuyển từ B2 phía trái.Thể tích buồng tăng đần, áp suất p giảm bé áp suất mặt thống bể chứa Pa (PB2 bơm thực trình hút.Khi tay quay đến vị trí C1 (piston đến vị trí B1) q trình hút bơm kết thúc +Sau đó, tay quay tiếp tục quay từ C1->C2, piston đổi chiều chuyển động từ B1->B2 Thể tích buồng làm việc giảm dần, áp suất chất lỏng tăng lên, van hút bị đóng, van đẩy mở chất lỏng chảy vào ống đẩy Qúa trình piston di chuyển từ B1->B2 gọi q trình đẩy • Ưu điểm bơm piston: -Có thể tạo nên áp suất lớn -Cấu tạo đơn giản • Khuyết điểm: -Chuyển động chất lỏng qua bơm khơng Do lưu lượng bơm dao động -Kết cấu bơm tương đối cồng kềnh 2.2 Phân loại 2.2.1 Theo hình dáng piston: loại -Bơm piston đĩa -Bơm piston trụ 2.2.2 Theo số lần tác dụng -Bơm tác dụng đơn hay gọi bơm tác dụng chiều -Bơm tác dụng kép hay gọi bơm tác dụng chiều -Bơm tác dụng nhiều lần 2.2.3 Theo áp suất -Bơm áp suất thấp: p< 10at -Bơm áp suất trung bình: p= 10÷20 at -Bơm áp suất cao: p> 20 at 2.2.4 Theo lưu lượng - Lưu lượng nhỏ: Q< 15 /h -Lưu lượng trung bình: Q= 15÷60 -Lưu lượng lớn: Q> 60 /h /h 2.3 Lưu lượng bơm piston 2.3.1 Lưu lượng lý thuyết trung bình -Đối với bơm tác dụng đơn: q=F.S -Đối với bơm tác dụng kép : q=S(2F-f) Trong đó: F- diện tích mặt đầu piston F= Diện tích cần piston f= D- đường kính piston d- đường kính cần piston S- hành trình piston 2.3.2 Lưu lượng trung bình thực -Lưu lượng trung bình thực nhỏ lưu lượng lý thuyết ngun nhân: + Bộ phận lót kín bơm van khơng thể đảm bảo tuyệt đối kín bơm làm việc + Sự đóng mở chậm van hút van đẩy trình hút đẩy + Khơng kí lọt vào bơm -Lưu lượng trung bình thực bơm piston: Q= + - hiệu suất lưu lượng bơm + -0,85÷0,90 bơm nhỏ + -0,90÷0,95 bơm lớn + -0,95÷0,98 bơm lớn 2.3.3 Lưu lượng tức thời -Theo lý thuyết thủy lực, ta xác định lưu lượng bơm piston tác dụng đơn thời điểm bất kỳ: Q=F.v Trong đó: v- vận tốc tức thời dòng chất lỏng bơm F- diện tích piston - góc quay tay quay R- bán kính quay x- khoảng cách từ mặt làm việc piston đến vị trí giới hạn -Vận tốc tức thời piston v=.R.sin Lưu lượng bơm tác dụng đơn: Q= F..R.sin 2.4 Chuyển động không ổn định chất lỏng bơm Phương trình Bernoulli, cách khắc phục 2.4.1 Phương trình Bernoulli cho dòng chất lỏng bơm Chuyển động không ổn định: -Vận tốc chuyển động chất lỏng bơm phụ thuộ vận tốc chuyển động piston v=f(t), có gia tốc dv/dt #0 -Chất lỏng chuyển động có gia tốc thay đổi theo thời gian dọc theo dòng chảy Gia tốc (+) (-), tức dv/dt > dv/dt