Tài liệu Tự động hóa truyền động thủy khí trên máy công nghiệp - chương 2- tài liệu nội bộ đhktcn thái nguyên

  • Số trang: 26 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 1104 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

Tự động hóa truyền động thủy khí trên máy công nghiệp - Chương 2- tài liệu nội bộ ĐHKTCN thái nguyên
 CHƯƠNG 2 C¸c phÇn tö thuû lùc th«ng dông  2.1 Bơm và ñộng cơ dầu . 2.1.1. Khái niệm chung.  Bơm và ñộng cơ thuỷ lực ?  Các thông số cơ bản của bơm thuỷ lực :  Lưu lượng: Q ; Qt (l/ph)  Công suất do bơm cung cấp : N= p: áp suất của bơm (kG/cm2) η: Hệ số có ích của bơm; η = ηv. ηc. ηtl  Các thông số cơ bản của ñộng cơ thuỷ lực : ( ðại lượng ñặc trưng của ñộng cơ là momen xoắn với hiệu áp ở hai ñầu vào ra xác ñịnh và lượng dầu tiêu thụ trong một vòng quay q(l/ph).  Vận tốc vòng của ñộng cơ:  n=    Công suất trên trục ñộng cơ: N = N 0 .η =  Q ( p1 − p2 ) η 612 Moment trên trục ñộng cơ: M = 975 Q ηV q Qt p 612η N 975Q ( p1 − p2 ) = n 612QηV M = 1,59q ( p1 − p2 )η cη tl  1 2.1.2. Bơm và ñộng cơ bánh răng  Bơm và ñộng cơ bánh răng ăn khớp ngoài.  Bơm bánh răng dùng ổ trượt  Bơm bánh răng dùng ổ lăn Bơm bánh răng lắp liền ñộng cơ  Bơm bánh răng áp suất cao   Ký hiệu:  C. tao 2 1 2 3 4 D 2.1.3. Bơm và ñộng cơ cánh gạt S h=2e 3 d 2.1.4. Bơm và ñộng cơ piston e 4 2.2. Xi lanh thuỷ lực. * Nhiệm vụ: Xi lanh thuỷ lực là cơ cấu chấp hành dùng ñể biến ñổi thế năng của dầu thành cơ năng, thực hiện chuyển ñộng thẳng  Theo cấu tạo: a , Xilanh ñơn: - Lùi về nhờ ngoại lực * Phân loại:  Theo truyền ñộng - Xilanh lực: chuyển ñộng tương ñối giữa pittông và xilanh là chuyển ñộng thẳng - Xilanh quay: chuyển ñộng tương ñối giữa pittông và xilanh là chuyển ñộng quay - Lùi về nhờ lò xo 5 b , Xilanh kép: - Lùi về bằng thuỷ lực - Lùi về bằng ngoại lực có giảm chấn - Tác dụng cả hai phía - Tác dụng quay c , Xilanh vi sai: - Tác dụng ñơn 6 - Tác dụng kép 2.2.1. Sơ ñồ và kết cấu. 2.2.2. Tính toán vận tốc và lực tác dụng của xi lanh . 7 a. Diện tích A, lực F, và áp suất p * Diện tích của pittông * Lực Ft = p. A * Áp suất p = Ft/A * ðể tính toán ñơn giản Trong ñó: b. Quan hệ giữa lưu lượng Q, vận tốc v và diện tích A A - Diện tích của xilanh [cm2] * Lưu lượng chảy vào xilanh tính theo công thức: Q - Lưu lượng [lít/phút] D - ñường kính [mm] Q=Av v - vận tốc [m/phút] 2.2.3. Xi lanh quay . MK = P× R D−d  P = ∆P ×  × B  2  R= ω= ∆P × Q MK D+d 4 8 MK = P× R× Z ω= ∆P × Q MK 2.3. Thiết bị xử lý dầu ép . 2.3.1. Bể dầu . * Nhiệm vụ: - Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình kín - Giải toả nhiệt sinh ra trong quá trình bơm làm việc - Lánh ñọng các chất cạn bã trong quá trình làm việc - Tách nước * Chọn kích thước của bể dầu: - Các loại bể di chuyển: V = 1,5 Q - Các loại bể cố ñịnh: V = (3 - 5) Q * Kết cấu của bể dầu 2.3.2. Lọc chất lỏng * Ký hiệu: - Màng lọc bằng sợi thuỷ tinh * Kết cấu: - Màng lọc lưới 9 * Cách lắp ñặt bộ lọc trong hệ thống * ðo áp suất bằng áp kế lò xo tấm * ðo lưu lượng theo nguyên lý chênh lệch áp suất 2.3.3. ðo áp suất và lưu lượng a, ðo áp suất * ðo áp suất bằng áp kế lò xo a, ðo lưu lượng * ðo lưu lượng bằng bánh hình ôvan và bánh răng * ðo lưu lượng bằng lực căng lò xo 10 2.4. Các phần tử ñiều khiển, ñiều chỉnh 2.4.1. Các phần tử ñiều khiển 2.4.1.1. Cơ cấu phân phối kiểu van tịnh tiến * Nhiệm vụ: - ðóng mở các ống dẫn ñể khởi ñộng các cơ cấu biến ñổi năng lượng. - Dùng ñể ñảo chiều các chuyển ñộng của cơ cấu chấp hành * Các khái niệm: - Số cửa: là số lỗ ñể dẫn dầu vào hay ra (2,3 hay 4,5) - Số vi tri: là số ñịnh vị con trượt (2,3 vị trí) * Nguyên lý làm việc; +, Van ñảo chiều 3 cửa, 2 vị trí (3/2) +, Van ñảo chiều 2 cửa, 2 vị trí (2/2) 11 +, Van ñảo chiều 4 cửa, 2 vị trí (4/2) * Các loại tín hiệu tác ñộng +, Loại tín hiệu tác ñộng bằng tay +, Loại tín hiệu tác ñộng bằng cơ * Các loại mép ñiều khiển - Mép ñiều khiển dương - Mép ñiều khiển âm - Mép ñiều khiển không 2.4.1.2. Cơ cấu phân phối kiểu van quay 2.4.1.3. Cơ cấu phân phối kiểu van nút 12 2.4.2. Các phần tử ñiều chỉnh 2.4.2.1. Van tràn và Van an toàn. * Các loại van Van ñiều chỉnh hai cấp áp suất Van an toàn 2.4.2.2. Van giảm áp. 13 2.4.2.3. Van cản. 2.4.2.4. Van tiết lưu. 14 Lưu lượng qua van tiết lưu: A2 .v = µ . AX .c. ∆P Q2 = A2 × v Hiệu áp qua van tiết lưu: ∆P = P2 − P3 Lưu lượng dầu Q2 qua khe hở ñược tính theo công thức Torricelli như sau: Q2 = µ . AX . AX 2. g ρ . ∆P ⇒v=  c =   2. g   ρ  µ . AX .c. ∆P A2 Trong ñó: µ : hệ số lưu lượng : Diện tích mặt cắt của khe hở [m] ∆P = P2 − P3 :áp suất trước và sau khe hở [N/m2] ρ :khối lượng riêng của dầu [kg/m3] 15 2.4.2.5. Bộ ổn tốc. ðảm bảo hiệu áp không ñổi, do ñó lưu lượng không ñổi qua van, tức là làm cho vận tốc của cơ cấu chấp hành gần như không ñổi. ðiều kiện ñể bộ ổn tốc có thể làm việc ñược: P1>P2>P3>P4 Phương trình cân bằng tĩnh: 2.4.2.6. Bộ khuyếch ñại thuỷ lực. 16 2.5. Bộ ñiều chỉnh và ổn ñịnh tốc ñộ. 2.5.1. ðiều chỉnh bằng tiết lưu. * ðiều chỉnh bằng tiết lưu ở ñường vào. * ðiều chỉnh bằng tiết lưu ở ñường ra. 2.5.2. ðiều chỉnh bằng thể tích. 2.5.3. Ổn ñịnh vận tốc. * Bộ ổn tốc lắp trên ñường ñầu vào của cơ cấu chấp hành. * Bộ ổn tốc lắp trên ñường ra của cơ cấu chấp hành. 17 * Ổn ñịnh tốc ñộ khi ñiều chỉnh bằng thể tích kết hợp với tiết lưu ở ñầu vào. 2.6. Một số phần tử phụ khác. 2.6.1. Bộ biến ñổi thuỷ lực. * Bộ khuyếch ñại mô men. 1 2 12 δ 3 11 4 5 13 10 6 7 9 M 8 * Van an toàn. * Bộ biến ñổi tăng áp thuỷ lực. * Bộ biến ñổi giảm áp thuỷ lực. * Bộ biến ñổi quay thuỷ lực. 18 2.6.2. Van giới hạn. 2.6.3. Bộ chia dòng. 2.6.4. Van ñịnh lượng. 2.6.5. Van một chiều.  Van một chiều dùng ñể ñiều khiển dòng chất lỏng ñi theo một hướng,và ở hướng kia dầu bị ngăn lại.  Trong hệ thống thủy lực, thường ñặt ở nhiều vị trí khác nhau tùy thuộc vào những mục ñích khác nhau.  Ứng dụng của van một chiều: +/ ðặt ở ñường ra của bơm (ñể chặn dầu chảy về bể). +/ ðặt ở cửa hút của bơm (chặn dầu ở trong bơm). +/ Khi sử dụng hai bơm dầu dùng chung cho một hệ thống. 19  Ví dụ : sơ ñồ thủy lực sử dụng hai bơm dầu nhằm giảm tiêu hao công suất. * Van một chiều ñiều khiển ñược hướng chặn * Van tác ñộng khoá lẫn 2.6.6. Van mở nối tiếp. 2.6.7. Rơ le thuỷ lực. 2.6.8. Ac qui thuỷ lực. 20 2.6.10. ðường ống và các bộ nối ống.  ðể nối liền các phần tử ñiều khiển (các loại van) với các cơ cấu chấp hành, với hệ thống biến ñổi năng lượng (bơm dầu, ñộng cơ dầu), người ta dùng các ống dẫn, ống nối hoặc các tấm nối. * Ống dẫn : +/ Ống dẫn dùng trong hệ thống ñiều khiển bằng thủy lực phổ biến là ống dẫn cứng (vật liệu ống bằng ñồng hoặc thép) và ống dẫn mềm (vải cao su và ống mềm bằng kim loại có thể làm việc ở nhiệt ñộ 1350C). +/ Ống dẫn cần phải ñảm bảo ñộ bền cơ học và tổn thất áp suất trong ống nhỏ nhất. ðể giảm tổn thất áp suất, các ống dẫn càng ngắn càng tốt, ít bị uốn cong ñể tránh sự biến dạng của tiết diện và sự ñổi hướng chuyển ñộng của dầu. * Ống nối : +/ Trong hệ thống thủy lực, ống nối có yêu cầu tương ñối cao về ñộ bền và ñộ kín. Tùy theo ñiều kiện sử dụng ống nối có thể không tháo ñược và tháo ñược. 2.6.9. Cơ cấu làm kín.  Chắn dầu ñóng vai trò quan trọng trong việc ñảm bảo sự làm việc bình thường của các phần tử thủy lực.  Chắn dầu không tốt, sẽ bị rò dầu ở các ñầu nối, bị hao phí dầu, không ñảm bảo áp suất cao dẫn ñến hệ thống hoạt ñộng không ổn ñịnh.  ðể ngăn chặn sự rò dầu, người ta thường dùng các loại vòng chắn, vật liệu khác nhau, tùy thuộc vào áp suất, nhiệt ñộ của dầu. • Ký hiÖu, c«ng dông c¸c phÇn tö trong s¬ ®å thuû lùc: 1. §−êng èng: 2. §−êng èng x¶ dÇu, x¶ khÝ, håi dÇu …: 3. §−êng dÉn, ®−êng truyÒn tÝn hiÖu ®iÒu KhiÓn b»ng dÇu Ðp trong côm ®iÒu khiÓn: 4. §−êng èng mÒm: 21 5. Mèi nèi liÒn (a); Mèi nèi th¸o ®−îc (b): 12. §Çu nèi vÆn mét ®−êng dÇu (a); ba ®−êng dÇu (b): 6. §−êng èng kh«ng giao nhau: 13. §Çu nèi dÇu lång vµo nhau: 7. ThiÕt bÞ x¶ khÝ: 14. B¬m dÇu dung l−îng cè ®Þnh: 8. §−êng èng mét chiÒu (a); Hai chiÒu (b): 15. B¬m dÇu dung l−îng ®iÒu chØnh: 9. §Çu nèi ®Õn thiÕt bÞ ®o hoÆc côm thuû lùc: 10. §Çu nèi nhanh kh«ng cã van kiÓm (a); cã van kiÓm tra (b, c): 17. Xy lanh lùc mét phÝa (e); vi sai (f); ®¬n gi¶n (g) : 16. B¬m dÇu cã thÓ lµm ®éng c¬: 22. C«ng t¾c hµnh tr×nh : 23. Ac qui dÇu : 18. §éng c¬ (motor) dÇu : 24. Läc dÇu : 25. §éng c¬ ®iÖn : 19. (Van) Kho¸ dÇu b»ng tay : 20. ThiÕt bÞ ®o ¸p suÊt dÇu : 26. KhuÕch ®¹i ¸p suÊt : 21. C«ng t¾c ®iÖn ®ãng b»ng ¸p suÊt dÇu : 27. Van th−êng ng¾t 1 kªnh : 1. Ng¾t ; 2. Më 28. Van th−êng më 1 kªnh : 1. Më ; 2. Ng¾t 33. Van trµn : 34. Van gi¶m ¸p : 35. Van tiÕt l−u : 29. Van ®¶o chiÒu : P. B¬m ; T. bÓ chøa; A. Xy lanh 36. Van ®¶o chiÒu 2/2 : 30. Van an toµn : 37. Van ®¶o chiÒu 3/2 : 31. Van an toµn t¸c ®éng tõ xa : 38. Van ®¶o chiÒu 4/2 : 32. Van x¶ t¸c ®éng tõ xa : 22 39. Van ®¶o chiÒu 5/2 : 43. Van ®¶o chiÒu 4/3 : 40. Van ®¶o chiÒu 4/3 : 44. Van ®¶o chiÒu 4/3 : 41. Van ®¶o chiÒu 4/3 : 45. Van trµn tæ hîp : 42. Van ®¶o chiÒu 4/3 : 46. Van trµn tæ hîp t¸c ®éng tõ xa: 49. Van gi¶m ¸p tÝch hîp th−êng më ®iÒu chØnh ®−îc dïng trong ®¶o chiÒu ®éng c¬ : 50. Van gi¶m ¸p th−êng ng¾t ®iÒu chØnh ®−îc x¶ dÇu vÒ bÓ khi qu¸ ¸p : 47. Van th−êng ng¾t tæ hîp : 48. Van th−êng ng¾t t¸c ®éng tõ xa : 51. Van tù ®éng ®ãng ng¾t b¬m khi n¹p dÇu vµo ¨c qui . 52. Van ®iÒu khiÓn dßng víi ¸p suÊt Max. 55. Van tæ hîp (Trµn – tiÕt l−u) . 53. Van chia dßng tiÕt l−u. 54. Van tæ hîp (Gi¶m ¸p – tiÕt l−u – kiÓm tra) . 56. §Êu nèi tiÕp b¬m . 23 2.7. Ứng dụng và thiết kế hệ thống truyền ñộng thủy lực 2.7.1. Ứng dụng truyền ñộng thủy lực 2.7.1.1. Mục ñích  Trong hệ thống truyền ñộng bằng thủy lực, phần lớn do các nhà chế tạo, sản xuất ra va có những yêu cầu về các thông số kỹ thuật ñược xác ñịnh và tiêu chuẩn hóa.  Mục ñích của phần này là giới thiệu cho sinh viên các sơ ñồ lắp của hệ thống thủy lực trong các máy. * Cơ cấu rót tự ñộng cho quy trình công nghệ ñúc 2.7.1.2. Các sơ ñồ thuỷ lực.  Máy dập thủy lực ñiều khiển bằng tay. * Cơ cấu nâng hạ chi tiết trong lò sấy * Cơ cấu kẹp chặt chi tiết gia công 24 * Bàn máy khoan. 2.7.2. Thiết kế hệ thống truyền ñộng thủy lực 2.7.2.1. Mục ñích  Tất cả các bộ phận trong hệ thống thủy lực ñều có những yêu cầu kỹ thuật nhất ñịnh. Những yêu cầu ñó chỉ có thể ñược thỏa mãn, nếu như các thông số cơ bản của các bộ phận ấy ñược lựa chọn thích hợp.  Các cơ cấu chấp hành, cơ cấu biến ñổi năng lượng, cơ cấu ñiều khiển và ñiều chỉnh, cũng như các phần lớn các thiết bị phụ khác trong hệ thống thủy lực ñều ñược tiêu chuẩn hóa.  Do ñó, việc thiết kế hệ thống thủy lực thông thường là việc tính toán lựa chọn thích hợp các cơ cấu trên. 2.7.2.2. Thiết kế hệ thống truyền ñộng thủy lực  Trình tự: có những số liệu ban ñầu và các yêu cầu sau +/ Chuyển ñộng thẳng: tải trọng F, vận tốc (v, v’), hành trình x,...; +/ Chuyển ñộng quay: momen xoắn MX, vận tốc (n); +/ Thiết kế sơ ñồ thiết bị; +/ Tính toán p, Q của cơ cấu chấp hành dựa vào tải trọng và vận tốc; +/ Tính toán lưu lượng và áp suất của bơm; +/ Chọn các phần tử thủy lực (Pb, Qb); +/ Xác ñịnh công suất ñộng cơ ñiện. 25 2.7.2.2.1. Tính toán thiết kế hệ thủy lực chuyển ñộng tịnh tiến 2.7.2.2.2. Tính toán thiết kế hệ thủy lực chuyển ñộng quay. 26
- Xem thêm -