Header Page 1 of 113.

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



150 tấn

Hành trình xylanh ép chính

600 mm

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

DƯƠNG cùng các thầy cô trong bộ môn Máy Tự Động Thủy Khí đã giúp em trong
suốt quá trình làm đồ án.

GVHD: Mai Vĩnh Phúc

Footer Page 3 of 113.

3

SVTH: Chau Ngâu


Header Page 4 of 113.

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


13 – Van 1 chiều

5 – Van phân phối

14 – Van phân phối

GVHD: Mai Vĩnh Phúc

Footer Page 5 of 113.

5

SVTH: Chau Ngâu


Header Page 6 of 113.

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

6 – Tiết lưu

15 – Van an toàn

7 – Bơm nguồn

16 – Van xả

8 – Bộ làm mát


Cụm làm mát : Thiết bị làm mát dùng để làm mát dầu của hệ thống ,tránh
trường hợp dầu quá nóng dẫn đến thay đổi tính chất của dầu dẫn đến dầu bị
sôi -> làm xuất hiện bọt khí trong dầu -> hệ thống làm việc không ổn định
(có thể gây rung ,giật...).

- Cụm lọc dầu : Cụm này gồm có bộ lọc đi kèm với van 1 chiều có đặt mức
áp suất. Dầu sẽ qua van 1 chiều khi bộ lọc hoạt động quá mức cho phép .
GVHD: Mai Vĩnh Phúc

Footer Page 6 of 113.

6

SVTH: Chau Ngâu


Header Page 7 of 113.

-

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

Bể dầu : Để đựng lượng dầu cần thiết cho hoạt động của hệ thống.

1.3 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
- Hành trình xuống bàn ép nhanh : Van phân phối ở vị trí như hình vẽ, dầu sẽ
qua van phân phối đến 2 xylanh nhỏ giúp kéo bàn ép xuống với tốc độ
nhanh. Tiết lưu sẽ giúp điều chỉnh lưu lượng vào 2 xylanh bằng nhau và
điều chỉnh đúng tốc độ yêu cầu


F 150.9,8.10 3

 0,0735 (m2 )
5
Pep
200.10

Đường kính tính toán của xylanh là: Dtt 

4S



2

0,0735



 0,306 (m)

Dtt = 306 mm
Chọn xylanh theo bàng tiêu chuẩn với :
+ Đường kính pittông: D = 320 (mm) = 0,32 (m)
+ Đường kính cần pittông: d = 240 (mm)
d
D

GVHD: Mai Vĩnh Phúc


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)

2.1.2 Tính toán 2 xylanh nhỏ
Chọn kích thước của bàn ép gắn cứng với cần pittong là (1m ; 1m ; 0,5m)
Khối lượng riêng của thép khoảng 7,85 tấn/m3
 Khối lượng của bàn ép m = V . ρ = 0,5 . 7,85 = 3,925 (tấn)
Áp suất làm việc : p = 50bar
 Diện tích làm việc của xylanh
S tt 

F
0,5.3,925.9,8.10 3

 0,00385 (m2 )
Pep
50.10 5

Đường kính tính toán của xylanh là:
Dtt 

4S



2

GVHD: Mai Vĩnh Phúc

Footer Page 9 of 113.

9

SVTH: Chau Ngâu


Header Page 10 of 113.

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

Vậy lưu lượng qua xy lanh nhỏ: Qlv = Slv . Vlv = 0,503 . 54 = 27,2 ( l/ph)
2.2 TÍNH TOÁN CHỌN BƠM:
2.2.1 Tính toán thông số bơm, chọn kiểu bơm
Việc tính chọn mẫu bơm dựa trên thông số thiết kế bơm:
Để đảm bảo yêu cầu áp suất của bơm cấp cho hệ thống, xác định áp suất bơm theo
hệ số: Pbơm ≥ 1,2 Plv=1,2.182,84 ≈ 220 (bar)
Vậy thông số để chọn bơm là: Pbơm = 220bar và Qbơm= 53 (l/ph).
Nbơm =

Q bom .Pbom 53.220

 19,05 (kw)
612
612

Chọn số vòng quay của bơm là 1450 (v/ph)
 Lưu lượng riêng của bơm là q =

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
mà bơm dầu cấp cho hệ thống.
Vậy công suất yêu cầu tối thiểu của động cơ là: Nđc =
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
Ngâu

Footer Page 11 of 113.

11

N bom 19,05kw
≈ 22(kw).

85%
85%


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
 0,015 ( m) = 15 (mm)
3,14.5.60

GVHD: Mai Vĩnh Phúc
Ngâu

Footer Page 12 of 113.

12

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

Footer Page 13 of 113.

3

265.10 3
 0,48 (m).
2,4
13

SVTH: Chau


Header Page 14 of 113.

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


SVTH: Chau


Header Page 15 of 113.

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



Tra Catalogue của hãng REXROTH ta chon được van có các thông số như sau :
Ký hiệu : DB 6 K 1- 4X/ 315...
Trong đó : - DB : van áp suất
- 6 :size 6
- 1 :núm xoay
- 4X: seri từ 40-49
GVHD: Mai Vĩnh Phúc
Ngâu

Footer Page 16 of 113.

16

SVTH: Chau


Header Page 17 of 113.

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

Footer Page 18 of 113.

18

SVTH: Chau


Header Page 19 of 113.

ti: ti truyn ng thy lc v khớ nộn

B lc du co nhim v lm sch du cụng tỏc khi cỏc cht cn bn t bờn
ngoi vo hoc do s mi mũn cỏc chi tit khi lm vic , bo m cho h thng lm
vic n nh , tng tui th cỏc chi tit . lm sch cỏc cht cn bn dng cng
ngi ta s dng phng phỏp c khớ. Trong mỏy ộp thu lc chn li lc bng
kim loi, b lc bng li kim loi cú u im l lu lng ln , bn tng i
cao, kh nng chu ỏp lc tt
Từ Q = 53 (l/ph)

và điều kiện là bộ lọc có thể lọc đ-ợc

chất bẩn có đ-ờng kính 0,025 mm.Ta có đ-ợc bộ lọc phù hợp


Ký hiệu :




Uyển. NXB Giáo Dục, 2007.
[5]. CATALOGUE HYDRAULIC của hãng REXROTH.

GVHD: Mai Vĩnh Phúc
Ngâu

Footer Page 20 of 113.

20

SVTH: Chau