Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................3
GIỚI THIỆU MÁY ÉP THỦY LỰC .........................................................................4
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ
PHẬN CHẤP HÀNH .............................................................................................5
1.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ................................................................................5
1.2 KẾT CẤU SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ...............................................................6
1.3

MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ...............................................7

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG .............................................................8
2.1 TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC XYLANH, CHỌN XYLANH: ..................8
2.1.1 Tính toán xylanh chính ........................................................................8
2.1.2 Tính toán 2 xylanh nhỏ ........................................................................9
2.2

TÍNH TOÁN CHỌN BƠM:.....................................................................10

2.2.1 Tính toán thông số bơm, chọn kiểu bơm ............................................10
2.2.2 Tính toán chọn động cơ .....................................................................11
2.3 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG ...................................................................12
2.3.1 Tính toán đường kính ống hút ..............................................................12
2.3.2 Tính toán đường kính ống đẩy ..............................................................12
2.3.3 Tính toán đường kính ống xả ...............................................................13
2.4

TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC BỂ DẦU ..................................................13



Tốc độ xuống bàn ép nhanh

100 mm/s

Tốc độ ép

9 mm/s

Tốc độ hồi bàn ép

90 mm/s

Ghi chú

Xylanh ép chính sử dụng loại xylanh chày, ép từ trên xuống. Sử dụng hay xylanh
nhỏ cho hành trình bàn ép nhanh và hồi bàn ép.
Yêu cầu:
- Đưa ra giải pháp bố trí các xylanh.
- Thiết kế sơ đồ thủy lực.
- Tính toán thông số xylanh ép chính (tự chọn áp suất làm việc), xylanh nhỏ,
bơm nguồn (p,Q), động cơ kéo bơm (tự chọn số vòng quay theo tiêu chuẩn)
dung tích bể dầu
- Lựa chọn các phần tử thủy lực phù hợp ( theo catalog của một nhà cung cấp
bất kỳ

GVHD: Mai Vĩnh Phúc

2


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén

GIỚI THIỆU MÁY ÉP THỦY LỰC
Trong những năm gần đây ở nước ta, kỹ thuật truyền động và điều khiển hệ
thống thủy lực thể tích đã có những ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực
công nghiệp như máy công cụ, máy xây dựng, phương tiện vận chuyển, máy bay,
tàu thủy…đó là do hệ thống thủy lực có rất nhiều ưu điểm quan trọng so vói các hệ
thống cơ khí hay điện: làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác,
công suất lớn và kích thước nhỏ gọn…
Chỉ nói riêng đến máy ép, từ loại nhỏ đến loại lớn, với những vật liệu ép, sản
phẩm ép đa dạng thì hệ thống dẫn động thủy lực đều có thể ứng dụng được, đặc
biệt là các máy ép cần công suất lớn do ưu điểm tạo ra được lực ép lớn mà các thiết
bị điện, cơ khí không làm đựoc. Ví dụ như: máy ép kim loại, máy ép phế liệu, máy
ép viên thuốc nén, máy ép gạch…

Máy ép gạch ngói
GVHD: Mai Vĩnh Phúc

4

SVTH: Chau Ngâu


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
CỦA BỘ PHẬN CHẤP HÀNH
1.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

1- Xylanh ép chính


7 – Bơm nguồn

16 – Van xả

8 – Bộ làm mát

17 – Bể dầu

9 – Cụm bộ lọc
1.2 KẾT CẤU SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
Trong sơ đồ thủy lực ta sử dụng các phần tử thủy lực sau :
-

Bơm nguồn : Cung cấp áp suất và lưu lượng cho toàn bộ hệ thống thủy lực.

Van an toàn : Để đảm bảo áp suất của hệ thống không vượt quá giá trị cho phép
nhằm bảo vệ an toàn cho các thiết bị hệ thống không bị phá hỏng và hệ thống làm
việc đúng yêu cầu của thiết kế .
-

Đồng hồ đo áp : Dùng để đo áp suất tại đầu ra của bơm ,từ đó xác định được
điều kiện làm việc cụ thể của bơm trong từng trường hợp khác nhau .

- Van phân phối 4/3 : Van có 4 cửa nhưng hoạt động ở 3 vị trí, van này có đặc
điểm là ở chế độ chờ (không tải) tại vị trí van chưa hoạt động.Dầu sẽ qua van
và hồi về bể .
-

Van 1 chiều có điều khiển : lấy tín hiệu từ áp suất dầu trong hệ thống để hoạt

điều chỉnh đúng tốc độ yêu cầu

- Hành trình ép chính: Lúc này van phân phối số 5 sẽ trở về vị trí ở giữa, dầu
sẽ được cấp qua van số 14 lên xylanh ép chính để thực hiện hành trình ép
- Chế độ giữ tải : là chế độ mà xilanh sau khi ép xong sẽ đứng im nhằm làm
cho vật liệu ép gắn kết bền chặt hơn, tạo sản phẩm đạt yêu cầu về độ bền cơ
học.Lúc này van an toàn sẽ hoạt động để áp suất hệ thống không lên cao gây
hỏng kết cấu sản phẩm.
- Hành trình lùi bàn ép : Đóng van số 14, đưa van số 5 về vị trí như hình vẽ.
Dầu sẽ cấp qua van số 5 lên 2 xylanh nhỏ giúp đẩy bàn ép lên . Trong thời
gian này, sản phẩm sẽ được lấy ra khỏi bàn ép

GVHD: Mai Vĩnh Phúc

7

SVTH: Chau Ngâu


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG
2.1 TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC XYLANH, CHỌN XYLANH:
2.1.1 Tính toán xylanh chính
Lực ép F = 150 tấn = 150 . 9,8 (kN)
Áp suất khi ép (làm việc): Plv = 200 bar
Diện tích tính toán của xylanh là: S tt 

F 150.9,8.10 3


SVTH: Chau Ngâu


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén
Diện tích làm việc của xylanh là: S lv 
Áp suất làm việc: Plv 

 .D 2
4



 .0,32 2
4

 0,0804 (m2 ) = 8,04 (dm2 )

3

150.9,8.10
F

 182,84.10 5 ( N/m2 ) = 182,84 bar
S lv
0.0804

Vận tốc khi ép: Vlv = 9(mm/s) = 5,4 (dm/ph)
Vậy lưu lượng qua xy lanh chính: Qlv = Slv . Vlv = 8,04 . 5,4 = 43,416 ( l/ph)
Áp suất và lưu lượng yêu cầu trong khi ép: Plv = 182,84 bar , Qlv = 43,416 (l/ph)


Chọn xylanh theo bảng tiêu chuẩn với D = 80 (mm) ; d = 50(mm)
Diện tích làm việc của xylanh là: S lv 
Áp suất làm việc: Plv

 .D 2
4



 .0,08 2
4

 0,00503 (m2 ) = 0,503 (dm2 )

0,5.3,925.9,8.10 3
F

 38,24.10 5 ( N/m2 ) = 38,24 bar

S lv
0.00503

Vận tốc hồi bàn ép: Vlv = 90(mm/s) = 54 (dm/ph)
GVHD: Mai Vĩnh Phúc

9

SVTH: Chau Ngâu



có tên gọi: 1PF2G3-3X/038 RA 07 MSK
Thông số của bơm:
- q = 38 (cm3/vg)
- pmax = 240( bar)
- nmax = 3100 (v/ph)

GVHD: Mai Vĩnh Phúc
Ngâu

10

SVTH: Chau


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén

2.2.2 Tính toán chọn động cơ
Việc tính toán chọn động cơ gồm các lựa chọn:
1) Chọn loại, kiểu động cơ: nếu chọn phù hợp thì động cơ sẽ có tính năng làm việc
thích hợp với yêu cầu truyền động của máy. Ở đây, chọn động cơ điện xoay
chiều ba pha, do cấu tạo và vận hành đơn giản, nối trực tiếp với mạng điện xoay
chiều, không cần biến đổi dòng điện.
2) Chọn công suất của động cơ Nđc: phải dựa trên công suất của bơm, có tính đến
tổn thất cơ khí. Việc chọn đúng công suất động cơ có ý nghĩa kinh tế và kỹ
thuật lớn. Nếu công suất động cơ nhỏ hơn công suất bơm thì động cơ sẽ làm
việc quá tải, nhiệt tăng qúa trị số cho phép, động cơ chóng hỏng. Khi động cơ
truyền công suất cho bơm dầu sẽ có tổn thất cơ khí trên đường truyền công suất
qua các thiết bị cơ khí hoặc do ma sát, thông thường tổn thất này chiếm khoảng
∆Nck ≈ 15% Nđc.
Ngoài lượng tổn thất này ra thì 85% Nđc sẽ được chuyển thành công suất thuỷ lực

Đối với ống xả : vxả ≤ 3  4 m/s.
Đường kính trong của ống tính theo công thức: d =

4.Q bom
.v

2.3.1 Tính toán đường kính ống hút
Để tính toán lấy vhút = 1,5 m/s, đường kính thiết kế của ống hút là:
dhút =

4Qbom
4.53.10 3

 0,0273 (m) = 27,3 (mm)
vhut
3,14.1,5.60

Theo tiêu chuẩn về đường ống thủy lực, ta chọn được đường kính trong ống hút
là :dhút = 28 (mm), và đường kính ngoài ống hút là: Dhút = 32 (mm).
2.3.2 Tính toán đường kính ống đẩy
Chọn vđẩy = 5 m/s,
Đường kính trong của ống đẩy theo thiết kế là:
ddây =

4Qbom
v day



4.53.10 3

Việc tính toán kích thước bể dầu thường dựa trên lưu lượng lưu thông qua hệ
thống và dựa trên điều kiện tỏa nhiệt của hệ thống.
V = ( 3  5 ) Qbơm = ( 3  5 )x 53 (l/ph) = 159  265 lit.
Tham khảo cách tính toán và các công thức tính toán kích thước bể dầu trang
350  352/quyển [2], ta tính toán kích thước bể dầu như sau:
Ta chọn bể dầu có hình dạng hình chữ nhật, với các kích thước như sau
Chiều ngang bể: a (m).
Chiều dài bể: b = k1.a (m)
Chiều cao bể; H = k2.a (m)
k1, k2 là hệ số tỷ lệ, thông thường k1= 1  3 và k2= 1  2, ở đây ta chọn k1=2,
k2=1,5
Thông thường, chiều cao của dầu trong bể chỉ ở mức 0,8 chiều cao của bể là hợp
lý
chiều cao của dầu trong bể là: h = 0,8H = 1,2a
Vậy thể tích dầu trong bể là: V = a.b.h = a. 2a. 1,2a = 2,4.a3 = 265 (lít)
Suy ra chiều ngang bể: a =
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
Ngâu

3

265.10 3
 0,48 (m).
2,4
13

SVTH: Chau


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén


ti: ti truyn ng thy lc v khớ nộn
Trong ú cỏc thụng s ca van :
- 4
: van 4 ca , 3 vi tr
- WE : iu khin van bng in ( Electro-Hydraulic)
- 6
: size 6
- J
: ti v trớ trung gian ca A v B thụng nhau
- 6X : series 6X ( t series 10 n 19)
- E : loi van cú hiu sut cao
- G24 : iu khin cun t bng in ỏp : 24DVC
õy l loi van phõn phi 2 cp: Pmax= 350 bar
Qmax=80 l/ph

3.2. VAN MT CHIU Cể IU KHIN.
Van này đ-ợc lắp ở đầu d-ới của xi lanh, đ-ợc điều khiển
bằng thủy lực.
Với l-u l-ợng :
p sut :

Qv = 44

(l/ph).

Pv = 183 (bar).

Tra Catalog hãng REXROTH ta chọn loại van nh- sau:
Ký hiệu: SV 6 P B 2-6X vi Pmax= 315 bar Qmax= 60 l/ph

16

SVTH: Chau


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén
- 315 : Áp suất max 315 bar

3.4 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU
Ống dẫn cần phải đảm bảo độ bền cơ học và tổn thất áp suất trong ống nhỏ nhất.
Để giảm tổn thất áp suất, các ống dẫn càng ngắn càng tốt, ít bị uốn cong để tránh sự
biến dạng của tiết diện và sự đổi hướng chuyển động của dũng dầu. Kớch thước
đường ống được xác định thông qua lưu lượng chảy qua ống và vận tốc chảy qua
cho phép.
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
Ngâu

17

SVTH: Chau


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén
- Loai ống : ống mềm
- Đường kính ống : hút , đẩy , xả tương ứng 32 , 20 , 28 [mm]
- áp suất cực đại của chất lỏng chảy trong ống : 220 (bar)
3.5 XÁC ĐỊNH LOẠI ỐNG NỐI
Chọn loại ống nối siết chặt bằng đai ốc, đường kính ống chọn sao cho khớp với
ống dẫn. hỡnh dạng như sau:




Ký hiệu :



Tên : RPL W/HC 6500 F 25..



áp suất làm việc cực đại : Pmax = 25 (bar).



L-u l-ợng cực đại : Qmax = 360 (l/ph).

GVHD: Mai Vnh Phỳc
Ngõu

19

SVTH: Chau


Đề tài: Đề tài truyền động thủy lực và khí nén

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Máy Thủy Lực Thể Tích. Các Phần Tử Thủy Lực Và Cơ Cấu Điều Khiển
Trợ Động. PGS.TS. Hoàng Thị Bích Ngọc. NXB Khoa học và kỹ thuật, 2007.
[2]. Truyền Động Thủy Lực Thể Tích. Lê Danh Liên.