TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
KHOA CƠ KHÍ
YÊU CẦU VỀ ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC
***
1. MỤC TIÊU:
Áp dụng lý thuyết môn học truyền động thuỷ lực, các phần mềm hỗ trợ
và các Catalogue của các Hãng sản xuất để tính toán, thiết kế hệ truyền động
thủy lực của một hệ thống (máy) cụ thể.
2. NỘI DUNG:
A. PHẦN I : PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ PHẬN CHẤP
HÀNH.
1. Mô tả hoạt động:
2. Xây dựng sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống:
2.1 Xác đònh loại kỹ thuật điều khiển:
2.2 Xác đònh loại cho các phần tử:
2.3 Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống thủy lực
2.4 Sơ đồ hệ thống điều khiển
B. PHẦN II: TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG
1. Đường kính xilanh :
1.1 Đường kính cần piston của xilanh: d
1.2 Hành trình L:
1.3 Lưu lượng cần cung cấp cho từng xilanh
2. Xác đònh van phân phối:
2.1 Loại van:
2.2 Xác đònh van:
3. Xác đònh van điều khiển áp suất: ( pressure control valve)
3.1 Van tràn: (Relief valve ).
3.2 Van giảm áp: (Reducing valve ).
4. Van tiết lưu:
5. Van một chiều: (check valve)
¾
¾
Dùng sơ đồ hành trình - bước.
Dùng phương pháp GRAFCET.
Để làm quen sinh viên trình bày cả 2 cách.
2. Xây dựng sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Dựa vào sự mô tả hoạt động của hệ thống, sinh viên phải xây dựng được hệ thôùng
thủy lực đáp ứng được yêu cầu công nghệï đặt ra. Cụ thể là:
- Đúng yêu cầu.
- Đúng tiêu chuẩn.
- Đơn giản, dễ hiểu.
1.4 Xác đònh loại kỹ thuật điều khiển:
Tất cả các phần tử đều dùng thủy lực còn gọi là thuần thủy lực cho những trường hợp
đơn giản.
Dùng các phần tử điện thủy lực: solennoil thủy lực, relay điện từ cho các trường hợp
phức tạp hơn.
Dùng bộ điều khiển lập trình PLC cho tững trường hợp thiết bò hoạt động phức tạp, có
yêu cầu thay đổi qui trình hoạt động, nối kết với các thiết bò khác.
Để làm quen, sinh viên cần phải trình bày cả 3 phương án.
1.5 Xác đònh loại cho các phần tử:
Nếu điều khiển hệ thống thuỷ lực bằng khí cụ điện thì cần xác đònh rõ loại phần tử cần
dùng:
- Van phân phối: 3/2, 4/2, 4/3 tác động đơn hoặc kép, cuộn solenoid của van dùng
điện một chiều (DC) hay xoay chiều (AC), bao nhiêu volt.
- Sensor, công tắt hành trình.
- Relay, công tắt tơ, relay áp suất: 24VDC, 110 VAC, 220 VAC
Chú ý: - Phải thống nhất về dòng điện cho các phần tử trên.
- Thông thường dòng điện cho nhóm điều khiển trong mạch điều khiển là 24 VDC,
trong nhó động lực có thể là 24 VDC,110 VAC hoặc 220 VAC.
2.3 Vẽ sơ đồ nguyên lý:
Khoảng không gian trong máy hoặc trong dâ chuyền không cho phép xilanh có kích
thước lớn hơn ( do vậy để đảm bảo đủ lực cần thiết thì phải tăng ap suất làm việc của
hệ thống ).
Nếu không gian chổ đặt xilanh trong hệ thống không bò hạn chế t hì có thể chọn áp
suất làm việc của hệ thống là 60 bar.
Lực đẩy lý thuyết F
lt
được xác đònh như sau:
F
lt
= F
th
/η
Trong đo:ù F
th
là lực đẩy thực tế đã cho trong đầu đề. η là hệ số hiệu dụng η = 0.8
Từ quan hệ: 10
4
2
××
×
= p
D
F
lt
π
ta xác đònh đường kính D.
size
Có
giảm
chấn
Có
nam
châm từ
Hãng
Sản
Xuất
Mã hiệu
Của
Hãng
A
B
…
1.4 Lưu lượng:
Lưu lượng cần cho mỗi xilanh hoạt động dựa vào 2 thông số:
Đường kính xilanh D (Đường kính đã được xác đònh
theo tiêu chuẩn) và vận tốc làm
việc lớn nhất của xilanh.
Lưu lượng làm việc lớn nhất của xilanh được xác đònh dựa vào quan hệ:
S
Q
v
6
max
Hãng
Sản xuất
Mã hiệu
Theo Hãng
A
B
C
D
3 Xác đònh van điều khiển áp suất: ( pressure control valve)
3.1 Van tràn: (Relief valve ).
Loại van: Loại điều khiển trực tiếp hay tác động bằng điện.
Kích cỡ van:
- Lưu lượng lớn nhất: Lớn hơn 10% lưu lượng bơm.
- p suất làm việc lớn nhất: Tối thiểu phải lớn hơn 20% P
max
.
- p suất làm việc nhỏ nhất.
3.2 Van giảm áp: (Reducing valve ).
Loại van:
- Có hay không bảo vệ quá tải ở ngõ ra.
- Loại lắp trên đường ống hay lắp modul.
Kích cỡ van:
Lưu lượng lớn nhất.
p suất làm việc lớn nhất: Tối thiểu phải lớn hơn 20% P
max
.
p suất làm việc nhỏ nhất: Nhỏ hơn giá trò cần giảm áp.
4 Van tiết lưu:
max
p suất
P
max
p suất
P
min
Hãng
sản xuất
Mã hiệu
theo Hãng
1.
2.
…
Chú ý:
- Nếu chọn van modul cho hệ thống thì các van được chọn phải có cùng cỡ van
(size) với nhau: (01, 03, 04, 06, 08, 10…).
- Chỉ cần xác đònh những van có trong hệ thống thủy lực trong phạm vi đề bài của
mình.
7.
Cảm biến, công tắt hành trình, relay áp suất, relay điều khiển :
7.1 Cảm biến:
- Loại: Nam châm, điện từ, điện dung hoặc quang.
- Dòng điện: A, mA…
- Điện thế.
- Cách lắp trên hệ thống.
7.2 Công tắt hành trình:
max
của Hãng
A
B
C
D
Dây dẫn
vào bơm 9.
Xác đònh các loại khớp nối: Rắcco, ngã :
- Loại.
- kích cỡ.
- Kiểu ren.
Tra theo catalogue
C. PHẦN III:
XÁC ĐỊNH BỘ NGUỒN THỦY LỰC.
1. Xác đònh bơm thủy lực:
Có nhiều tiêu chí để lựa chọn 1 bơm thủy lực đáp ứng yêu cầu, ví dụ như:
• p suất làm việc
• Lưu lượng
• Tiếng ồn
• Giá thành
• Tuổi thọ
Ở đây ta chỉ xét 2 chỉ tiêu quan trọng nhất:
1.6 p suất làm việc lớn nhất
: P
max
∆P
15
10
05
Van A
0 10 20 30 40 50 Lưu lượng
(∆P của van A ở lưu lượng 40 lít/phút lá 05 bar).
Chỉ cần tính
∑ ∆p cho nhánh nào có nhiều tổn thất nhất (thông thường tính cho
trường họp nhánh có nhiều linh kiện nhất trên đường đi của dầu từ bơm đến xilanh
rồi về hùng chứa hoặc xilanh có đường kính lớn nhất ).
Các tổn thất
∆p của từng van thành phần được xác đònh dựa vào đường đặc
tuyến của van đó trong catalogue của Hãng mà ta đã chọn. Nó phụ thuộc vào áp
suất làm việc và lưu lượng qua van.
1.7 Xác đònh lưu lượng:
Tại một thời điểm có thể có
1 hoặc nhiều xilanh trong hệ thống làm việc đồng
thời (tiến hoặc lùi ) do đó cần xác đònh chính xác lưu lượng lớn nhất
của hệ thống
Q
max
. Cần xác đònh lưu lượng cần thiết cho mỗi Bước hoạt động trong hệ thống để
từ đó so sánh và xác đònh được lưu lượng lớn nhất
của hệ thống Q
max
.
v
< 1 hiệu suất thể tích, tra catalogue
Ta sẽ biết được giá trò lưu lượng riêng q của bơm cần chọn.
Dùng catalogue của Hãng sản xuất để chon bơm có thông số tương ứng.
Lập bảng:
Loại
bơm
p suất làm
việc P
max
(bar )
Lưu lượng riêng q
(cm
3
/vòng ).
Dãy vận tốc
quay n
(vòng /phút )
Hiệu suất
thể tích η
v
Mã hiệu
của Hãng
Xác đònh phương án làm mát dầu từ đó xác đònh bộ làm mát:
- Làm mát bằng gió
- Làm mát bằng nước.
- Cần xác đònh các thông số: lưu lượng nước, dầu trao đổi qua bộ làm
mát, các cửa ống (port size ).
Lập bảng:
Loại Port size (dầu) Port size (nước ) Lưu lượng
(lít/phút )
Mã hiệu của
Hãng 9. Xác đònh động cơ điện kéo bơm dầu:
Thực chất phần này chúng ta xác đònh công suất thủy lực.
Các máy móc công nghiệp có ứng dụng truyền động thủy lực được sử dụng
trong các nhá máy, xí nghiệp hầu hết dùng động cơ điện kéo bơm thủy lực thay vì
dùng động cơ nhiệt kéo bơm như các máy móc dùng trong cơ giới. Do đó trong
phạm vi đề tài ta chọn động cơ điện để kéo bơm thủy lực:
Chọn động cơ điện thích hợp:
Công suất: Công suất đònh mức của động cơ điện lớn hơn công suất thủy lực từ
15 % đến 20 %.
Xác đònh và chọn theo catalogue của Hãng sản xuất.
CHÚC CÁC BẠN THÀNH CÔNG!