Tài liệu Bài tập kĩ thuật thủy lực khí nén

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN PHẦN I: THỦY LỰC GVHD: TRẦN NGUYÊN DUY PHƯƠNG LỚP: CK10KSTN NHÓM 1 1. PHAN PHƯỚC THIỆN ...... 21003177 2. NGUYỄN CÔNG THỨC .... 21003348 3. NGÔ HỒNG THUẬN ......... 21003284 4. LÊ MINH CHỌN................. 21000315 5. LÊ MỘNG HẢI HOÀNG ..... 21001099 6. NGUYỄN XUÂN THỊNH .... 21003218 7. NGUYỄN ĐỨC HƯNG ...... 21001384 8. NGUYỄN TUẤN KHANH ... 21001465 9. NGUYỄN TIẾN KHANG .... 21001451 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 12 – 2012 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN BÀI TẬP VỀ NHÀ 5  1. Ví dụ 3.5 (trang 77) sách Power Hydraulics: Tỷ số hiệu suất của mạch điều khiển dòng “meter in” và “meter out”. Một xylanh tác dụng một áp lực 100kN và áp lực lùi lại là 10kN. Xét ảnh hưởng của việc chọn phương pháp đến việc điều chỉnh vận tốc tiến. Trong các sự lựa chọn, vận tốc lùi về là 5m/ph. Áp suất lớn nhất của bơm là 160bar và tổn thất áp suất lần lượt là: Qua bộ lọc = 3 bar Qua van phân phối = 2 bar Qua van điều chỉnh lưu lượng = 10 bar Qua van 1 chiều = 3 bar Xác định: a) Kích thước xylanh (tỷ lệ diện tích làm việc của pít tong là 2:1) b) Kích thước bơm. c) Hiệu suất mạch. Giải Trường hợp 1: không dùng điều chỉnh lưu lượng. a) Áp suất lớn nhất trong xylanh là: 160 – 3 – 2 = 155 bar NHÓM 1 – CK10KSTN 2 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Để cân bằng với áp suất tác động trở lại của xylanh là 2 bar cần áp suất 1 bar của dòng lưu chất tác động lên pít tông cuối hành trình (do tỷ lệ diện tích làm việc là 2:1). Do đó áp suất vượt qua tải lúc cuối hành trình là: 155 – 1 = 154 bar Diện tích xy lanh: 𝐹𝐹 100 × 103 𝐴𝐴 = = = 0.00649 𝑚𝑚2 5 𝑃𝑃 154 × 10 Đường kính pít tông: 4 𝐷𝐷 = � × 0.00649 = 0.0909𝑚𝑚 = 90.9 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜋𝜋 Chọn xylanh theo tiêu chuẩn đường kính 100mm, đường kính cần pít tông 70mm. Diện tích xylanh = 7.85x10-3 m2 Diện tích vành khăn = 4x10-3 m2 Tỷ lệ diện tích làm việc gần bằng 2. b) Lưu lượng cần cho hành trình về có vận tốc 5m/ph là: 𝑄𝑄 = 𝐴𝐴 × 𝑣𝑣 = 4 × 10−3 × 5 = 0.02 𝑚𝑚3 /𝑝𝑝ℎ = 20 𝑙𝑙/𝑝𝑝ℎ Vận tốc hành trình đi: 20 × 10−3 𝑣𝑣 = = 2.55 𝑚𝑚/𝑝𝑝ℎ 7.85 × 10−3 Áp suất lúc đi: 100 × 103 = 12.7 × 106 𝑁𝑁/𝑚𝑚2 = 127𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑃𝑃 = 7.85 × 10−3 Áp suất trong xylanh lúc lùi về: 10 × 103 𝑃𝑃 = = 2.5 × 106 𝑁𝑁/𝑚𝑚2 = 25𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 −3 4 × 10 (i) Áp suất ở bơm ở hành trình đi: Áp suất tổn thất qua van phân phối B qua T là 2bar × 0.5 = 1 bar Áp suất tác dụng lên tải ở hành trình đi = 127 bar Áp suất tổn thất qua van phân phối P qua A = 2 bar Áp suất tổn thất qua bộ lọc = 3 bar Áp suất yêu cầu của bơm hành trình đi = 133 bar Áp suất cài đặt trên van giới hạn áp suất là: 133 + 133×10% = 146 bar. (ii) Áp suất yêu cầu của bơm hành trình = (2×2) + 25 + 2 + 5 = 34 bar c) Hiệu suất mạch: 𝑛𝑛ă𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑙𝑙ượ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑡𝑡á𝑐𝑐 𝑑𝑑ụ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑙𝑙ê𝑛𝑛 𝑡𝑡ả𝑡𝑡 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = 𝑡𝑡ổ𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑛𝑛ă𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑙𝑙ượ𝑛𝑛𝑛𝑛 20 × 127 𝑄𝑄 × 𝑃𝑃 = = 0,955 = 95.5% 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = 𝑄𝑄𝑝𝑝 × 𝑃𝑃𝑝𝑝 20 × 133 20 × 25 𝜂𝜂𝑙𝑙ù𝑡𝑡 = = 0,735 = 73.5% 20 × 34 NHÓM 1 – CK10KSTN 3 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trường hợp 2: Dùng mạch điều chỉnh lưu lượng “meter in” với vận tốc tiến là 0.5m/ph Từ trường hợp 1 ta được: Diện tích xylanh = 7.85x10-3 m2 Diện tích vành khăn = 4x10-3 m2 Áp suất tải lúc đi tới: 127 bar Áp suất tải lúc lùi về: 25 bar Lưu lượng bơm: 20 l/ph Lưu lượng cần cho hành trình đi: 7.85×10-3 ×0.5 = 3.93×10-3 m3/ph = 3.93 l/ph Áp suất yêu cầu của bơm lúc lùi về: (2×2) + (2×3) + 25 + 2 + 3 = 40 bar Áp suất yêu cầu của bơm lúc tiến: (2×1/2) + 127 + 10 + 2 + 3 = 143 bar Áp suất cài đặt cho van giới hạn áp suất: 143 + 143×10% = 157 bar Hiệu suất mạch: 3.93 × 127 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = = 0.159 = 15.9% 20 × 157 20 × 25 = 0,625 = 62.5% 𝜂𝜂𝑙𝑙ù𝑡𝑡 = 20 × 40 NHÓM 1 – CK10KSTN 4 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trường hợp 3: Dùng mạch điều chỉnh lưu lượng “meter out” với vận tốc tiến là 0.5m/ph Kích thước xylanh, áp suất tải, lưu lượng và thông số bơm như 2 lựa chọn trên. Áp suất yêu cầu của bơm lúc lùi về: (2×2) + 25 + 2 + 3 + 3 = 37 bar Áp suất yêu cầu của bơm lúc tiến: (2×1/2) + (10×1/2) + 127 + 2 + 3 = 138 bar Áp suất cài đặt cho van giới hạn áp suất: 138 + 138×10% = 152 bar Hiệu suất mạch: 3.93 × 127 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = = 0.164 = 16.4% 20 × 152 20 × 25 = 0,676 = 67.6% 𝜂𝜂𝑙𝑙ù𝑡𝑡 = 20 × 37 Mạch “meter out” có hiệu suất cao hơn mạch “meter in”. Lưu lượng cần cho mạch là 3.93 l/ph Lưu lượng dư ra là 20 – 3.93 = 16.07 l/ph được xả ra van giới hạn áp suất 152 bar. Áp suất tác dụng lên xylanh là 152 – 3 – 2 = 147 bar Lực tác dụng bởi tải áp lực của dòng lưu chất: NHÓM 1 – CK10KSTN 5 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN P = 264 bar Hiệu suất tiến: 5 × 103 147 − = (2 + 10 + 𝑃𝑃) × 4/7.85 7.85 × 10−3 × 105 3.93 × 6.4 = 0,0083 = 0.83% 20 × 152 Hầu như tất cả công suất đầu vào đều bị hao phí nhiệt khi qua van tràn và van tiết lưu. 𝜂𝜂𝑡𝑡𝑡𝑡ế𝑛𝑛 = 2. Ví dụ 3.6 (trang 91) sách Power Hydraulics: Sơ đồ được trình bày như hình 3.44. Xác định tốc độ và lực lớn nhất: - Trong quá trình đóng khuôn. - Trong quá trình ép chặt. - Trong hành trình ép cuối. Bỏ qua áp suất trong các phần tử. Lưu lượng của các moto thủy lực là 20,5 và 5 cm3/vòng. (i) Hành trình đóng khuôn (kích cuộn C) Lưu lượng vào xy lanh = 10 l/phút Tốc độ quá trình đóng khuôn = 10.10 −3 0,04 = 0,25 m/phút 5 Lực lớn nhất của quá trình = 70.10 .0,04 = 280000 N = 280 kN (ii) Quá trình ép chặt (kích cuộn A và C) Lưu lượng vào xy lanh = (5+5) . 10 = 3,3 l/phút 20+5+5 3,3.10 −3 Tốc độ quá trình đóng khuôn = = 0,083 m/phút 0,04 20+5+5 Áp suất lớn nhất của quá trình =70. 5+5 = 210 bar Lực lớn nhất của quá trình ép chặt = 210.105.0,04 = 840000 N = 840 kN (iii)Gia đoạn cuối của quá trình ép Lưu lượng vào xy lanh = 5 . 10 = 1,67 l/phút 20+5+5 1,67.10 −3 Tốc độ quá trình đóng khuôn = = 0,0416 m/phút 0,04 20+5+5 Áp suất lớn nhất của quá trình =70. 5 = 420 bar Lực lớn nhất của quá trình ép chặt = 420.105.0,04 = 1680000 N = 1680 kN Sự tăng áp suất và lực là giá trị lý thuyết. Trong thực tế giá trị này sẽ thấp hơn do không hiệu quả ở việc phân phối dòng. Để an toàn áp suất không được vượt quá giới hạn của các phần tử. Van an toàn RV2 nên được cài đặt áp suất giới hạn lớn nhất cho hệ thống này. NHÓM 1 – CK10KSTN 6 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN 3. A1.11 – A1.20 sách Power Hydraulics: A.1.11: Cuộn dây A được kích trong suốt hành trình đi ra nhưng ngắt trong quá trình lùi về. Chức năng này tác động như thế nào trong mạch? --Mạch có thể cài đặt áp suất an toàn ở 2 cấp 300 bar hoặc 100 bar. Khi không kích cuộn A thì mạch được giới hạn áp suất ở 100 bar. Khi kích cuộn A thì áp suất an toàn được cài đặt ở 300 bar. Vì vậy với hành trình đi ra áp suất giới hạn ở 300 bar, khi lui về áp suất giới hạn ở 100 bar từ đó ta có khi hành trình đi ra tải lớn hơn nhiều so với tải khi lui về, việc sử dụng hệ thống như vậy sẽ đảm bảo mất mát năng lượng qua van an toàn là nhỏ. A.1.12: Sửa lỗi trong mạch và xác định thứ tự hoạt động của các xylanh: a. Khi cuộn 1 được kích. b. Khi cuộn 2 được kích. --Sai ở cụm van tuần tự, thay thế cụm trong bài bằng cụm như hình sau: a. Khi cuộn 1 được kích điện: Pittông của xy lanh A lui về trước sau đó đến cuối hành trình thì pittông của xylanh B tiến ra. Van tuần tự có tác dụng. b. Khi cuộn 2 được kích điện: Pittông của xy lanh B lui về trước sau đó đến cuối hành trình thì pittông của xylanh A tiến ra. Lúc này van tuần tự không có tác dụng. Tác dụng của van giảm áp C: do nhánh B có áp suất hoạt động nhỏ hơn áp suất trong mạch chính nên phải dùng van giảm áp để cài đặt áp suất hoạt động cho nhánh B. NHÓM 1 – CK10KSTN 7 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN A1.13: Cho mạch thủy lực, hãy giải thích hoạt động của mạch và tính toán áp suất cài đặt trên van an toàn. Biết tải 10 tấn, đường kính xy lanh là 100mm. --Nếu van phân phối được kích cuộn dây ở bên trái thì tải được nâng lên; kích cuộn bên phải thì hạ tải nhưng dòng dầu được qua van tiết lưu nên tốc độ hạ tải được điều khiển tùy vào van tiết lưu. Còn khi ở trạng thái giữa thì tải được giữ lại nhờ hệ thống van 1 chiều. Tính toán áp suất cài đặt cho van xả tải của hệ thống: Diện tích tác động của dòng dầu khi nâng tải: = A 3,14.0, = 25.D 2 7,85.10−3 (m2) Áp suất cài đặt ở van xả tải: F 100000 > = 127bar P= A 7,85.10−3 NHÓM 1 – CK10KSTN 8 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN A1.14: Cho mạch thủy lực như hình. Giải thích tính năng của mạch trên? Tại sao dùng van phân phối 2 cuộn dây lại tốt hơn dùng van phân phối 1 cuộn dây để thiết lập trạng thái cho van A. Kiểu chuyển đổi trạng thái của van trên là gì? Nếu thể tích riêng là 25ml/vòng và van chỉnh lưu được cài đặt ở giá trị thấp thì tốc độ lý thuyết cực đại của motor là bao nhiêu. A1.15: Cho mạch thủy lực như hình. Mạch được điều khiển bằng tay dùng để kẹp chi tiết. mục đích của bình tích áp trên là gì? Nếu van an toàn cài ở áp suất 200bar thì áp suất ở bình tích áp là bao nhiêu? --NHÓM 1 – CK10KSTN 9 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Mục đích của bình tích áp trong mạch thủy lực trên: khi piston kẹp chặt chi tiết trong 1 thời gian dài thì không cần hoặc cần 1 lưu lượng rất ít để duy trì trạng thái kẹp, khi ấy thì bình tích áp làm nhiệm vụ bổ sung lưu lượng ấy để chi tiết vẫn được kẹp chặt. Áp suất cài đặt của bình tích áp: Pbinh=(0,7:0,9).Plam việc= (0,7:0,9).200=140:180 bar. A1.16: Cho sơ đồ thủy lực như hình, hãy giải thích mạch. Van chỉnh lưu lượng trong sơ đồ dùng để làm gì. --Giải thích hoạt động: Khi áp suất hệ thống chưa đạt đến áp suất làm việc thì bơm tiếp tục bơm dầu lên tới hệ thống, khi đạt đến áp suất làm việc thì van tràn mở hoàn toàn cho dầu trả về bể, van A dùng để xả dầu ở bình tích áp. Khi van xả tải, áp suất của hệ thống được duy trì nhờ bình tích áp. Van chỉnh lưu dùng để ổn định lưu lượng vào hệ thống, từ đó ổn định tốc độ cho hệ thống. Giá trị của van A phải nhỏ hơn 200 bar. NHÓM 1 – CK10KSTN 10 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN A1.17: Một xylanh cần thiết để nâng cao tốc độ ban đầu nhưng với một chế độ tải trọng thấp. Khi đó công tắc giới hạn chuyển đổi hoàn tất với tốc độ thấp và tải trọng lớn. Hãy giải thích bằng cách nào mà mạch thủy lực này có thể làm được điều đó. Tại sao lại có 2 bình tích áp được sử dụng? Mục đích của công tắc áp suất P? --- Mạch thủy lực có thể làm được điều như trên là do: Lúc đầu khi lưu lượng được cấp từ bơm lên thì áp sẽ được tích lũy vào bình tích áp A và B. Khi thay đổi trạng thái của van điều khiển hướng thì đầu đẩy của piston bắt đầu di chuyển qua phải, khi đầu đẩy piston chưa chạm vào nút đẩy của công tắc áp suất trên thì piston chuyển động chậm, nhưng khi đầu đẩy của piston bắt đầu chạm vào nút đẩy của công tắc áp suất trên thì van trạng thái tại bình tích áp B sẽ chuyển trạng thái (do khi nút đẩy của công tắc áp suất bị đẩy xuống thì mạch kín,do đó sẽ cấp điện cho cuộn solenoid tại van điều khiển hướng tại bình tích áp B làm cho áp suất trong bình được dùng để đẩy piston) làm cho đầu đẩy của piston sẽ chuyển động nhanh hơn. Sau đó, nếu ta đổi trạng thái của van điều khiển hướng sang trạng thái đối diện thì piston sẽ chuyển động ngược lại với tốc độ nhanh, nhưng khi cần đẩy của piston không còn tác dụng lên nút đẩy của công tắc áp suất trên nữa thì sẽ làm cho van điều khiển hướng tại bình tích áp B chuyển về trạng thái ban đầu, lúc này áp lại được dùng để cấp thêm cho bình tích áp B nên sẽ làm cho piston di chuyển chậm lại. NHÓM 1 – CK10KSTN 11 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN - Trong mạch có sử dụng 2 bình tích áp vì: + Bình A: dùng để giữ cho áp suất trong đường dầu chính được ổn định. +Bình B: dùng để kết hợp với công tắc áp suất phía trên tác động làm thay đổi tốc độ chuyển động của piston. - Mục đích của công tắc áp suất P: công tắc áp suất P có tác dụng điều khiển trạng thái hoạt động của van điều khiển trạng thái trong cụm van xả tải thông qua việc cấp và cắt điện qua cuộn solenoid của van điều khiển trạng thái của cụm van xả tải. Với công dụng đó có tác dụng giúp xả tải ban đầu cho hệ được hiệu quả hơn và giúp ổn định áp trong mạch đảm bảo cho mạch hoạt động an toàn. A1.18: Hệ thống truyền lực thủy tĩnh không đảo chiều có một tải trọng quán tính lớn và được nhận thấy chạy quá tốc độ, dùng tốc độ dòng chảy để điều chỉnh giảm tốc độ. Hãy đề nghị sửa đổi lại cho phù hợp. --Vì tải trọng quán tính lớn và chạy với tốc độ cao nên chỉ với một bơm thể tích cùng với một mô tơ thủy lực thì không đủ đáp ứng cho tác động làm giảm tốc độ của tải. Do đó cần thay bơm thể tích ban đầu bằng 2 bơm thể tích giống nhau để tăng lưu lượng cho mạch và tăng 1 mô tơ thủy lực ban đầu bằng 2 mô tơ thủy lực giống nhau để tăng khả năng tác động, đồng thời giúp cân bằng cho hệ thống. NHÓM 1 – CK10KSTN 12 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN A1.19: Mục đích của phần tử van điều khiển hướng 3 vị trị, 3 cửa trong mạch truyền động thủy lực này là gì? Các van tràn có liên quan được cài đặt phù hợp là gì? --Mục đích của van điều khiển trạng thái 3 cửa, 3 vị trí là: khi lưu lượng dầu do bơm 2 chiều có lưu lượng riêng thay đổi cấp cho mạch mà ở hai nhánh của bơm có lưu lượng khác nhau thì bên nhánh có lưu lượng lớn hơn sẽ làm cho áp suất trong nhánh đó cao hơn,do đó làm cho van 3 cửa 3 vị trí sẽ chuyển sang trang thái sao cho đường dầu ở nhánh kia sẽ thông với van tràn để về bể thông qua van 3 cửa 3 vị trí này. Các van tràn được dùng hợp lý trong mạch: -Van tràn 1(được cài 5 bar): được gắn với đường dầu do bơm 1 chiều lưu lượng riêng cố định để xả tải ban đầu cho mạch đồng thời cấp lưu lượng đều cho cả 2 nhánh của bơm 2 chiều có lưu lượng riêng thay đổi được. -Van tràn 2(được cài 250 bar): có tác dụng xả dầu về van tràn 1 đồng thời cấp thêm lưu lượng cho 2 nhánh của mạch thủy lực khi áp suất trong mạch vượt quá 25 bar. -Van tràn 3: có tác dụng xả dầu về bể khi van 3 cửa 3 vị trí thay đổi vị trí. A.1.20: Hệ thống thủy lực này chịu áp lực rất lớn khi các van điều khiển hướng chuyển trạng thái.Hãy đề nghị sửa đổi để khắc phục giảm bớt áp lực này. NHÓM 1 – CK10KSTN 13 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Để giảm áp lực cho van điều khiển hướng khi chuyển trạng thái thì thay vì dùng 2 bơm 1 chiều có lưu lượng riêng cố định thì ta dùng 1 bơm 1 chiều có lưu lượng cố định (bơm chính cấp dầu cho mạch) và 1 bơm 2 chiều có lưu lượng thay đổi (lưu lượng cấp cho 2 nhánh khác nhau).Khi đó muốn giảm áp lực cho van điều khiển hướng thì ta chỉ cần thay đổi lưu lượng cấp cho 2 nhánh sao cho phù hợp là được. 4. Bài tập 34, chương 5 (trang 190) sách Fluid Power Engineering: Tốc độ của một xy lanh thủy lực được điều khiển bởi van điều khiển lưu lượng có bù áp (bộ ổn tốc) như mạch bên dưới. Cho biết: Bơm: Vg = 25 cm3/vg n = 1000 vg/ph ηv = 0,95 ηm = 0,93 ηh =1 Van phân phối: 𝑄𝑄 = 6. 10−7 √∆𝑃𝑃 Van tràn: Áp suất mở = 6 Mpa Áp suất thông = 0 Xy lanh thủy lực: f = 2000 Ns/m v = 0,1 m/s F = 9000 N Đường kính pittông D = 60 mm Đường kính ti d = 25 mm Không có rò rỉ bên trong Tính: P1, P2, P3, Pp, Q1, Q2, Công suất tổn thất qua van phân phối Công suất tổn thất qua van tiết lưu Lưu lượng thực của bơm. --Lưu lượng thực của bơm: 𝑄𝑄𝑝𝑝 = 𝜂𝜂𝑣𝑣 𝑉𝑉𝑛𝑛 𝑛𝑛 = 0,95.25. 10−3 . 1000 = 23,75 𝑙𝑙 ⁄𝑝𝑝ℎ Lực ma sát: 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑓𝑓𝑣𝑣 = 2000.0,1 = 200 𝑁𝑁 Diện tích tiết diện pittông : 𝜋𝜋𝐷𝐷2 𝜋𝜋. 0,062 = = 2,83. 10−3 𝑚𝑚2 𝐴𝐴 = 4 4 NHÓM 1 – CK10KSTN 14 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Diện tích vành khăn: 𝐴𝐴′ = Các giá trị áp suất: 𝜋𝜋 𝜋𝜋 2 (𝐷𝐷 − 𝑑𝑑 2 ) = (0,062 − 0,0252 ) = 2,34. 10−3 𝑚𝑚2 4 4 𝐹𝐹 + 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 9000 + 200 = = 3,25. 106 𝑁𝑁⁄𝑚𝑚2 = 32,5 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝐴𝐴 2,83. 10−3 200 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚 = = 8,547. 105 𝑁𝑁⁄𝑚𝑚2 = 0,8547 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑃𝑃2 = 2,34. 10−3 𝐴𝐴′ 𝑃𝑃𝑝𝑝 = 6 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑏𝑏 = 60 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 (Á𝑝𝑝 𝑚𝑚𝑠𝑠ấ𝑡𝑡 𝑚𝑚ở 𝑣𝑣𝑏𝑏𝑛𝑛 𝑡𝑡𝑏𝑏à𝑛𝑛) Lưu lượng qua xy lanh: 𝑄𝑄1 = 𝑄𝑄2 = 𝐴𝐴𝑣𝑣 = 2,83. 10−3 . 0,1 = 2,83. 10−4 𝑚𝑚3 ⁄𝑚𝑚 = 16,98 𝑙𝑙 ⁄𝑝𝑝ℎ Áp suất tổn thất qua van phân phối: 𝑃𝑃1 = 2 2 𝑄𝑄1 2,83. 10−4 � = 2,2247. 105 𝑁𝑁⁄𝑚𝑚2 = 2,2247 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝛥𝛥𝑃𝑃 = � = � � 6. 10−7 6. 10−7 ⇒ 𝑃𝑃3 = 𝑃𝑃1 + ∆𝑃𝑃 = 32,5 + 2,2247 = 34,7247 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 Công suất tổn thất qua van phân phối: 𝑄𝑄1 ∆𝑃𝑃 16,98.2,2247 𝑁𝑁𝐷𝐷𝐷𝐷𝑉𝑉 = = = 0,063 𝑘𝑘𝑘𝑘 600 600 Công suất tổn thất qua van tiết lưu: (𝑄𝑄𝑝𝑝 − 𝑄𝑄1 )𝑃𝑃𝑝𝑝 (23,75 − 16,98). 60 𝑁𝑁𝐹𝐹𝐷𝐷𝑉𝑉 = = = 0,677 𝑘𝑘𝑘𝑘 600 600 5. Gọi tên, giải thích hoạt động, vẽ Symbol chi tiết, vẽ một sơ đồ thủy lực ứng dụng (giải thích hoạt động của sơ đồ) của các van trong những hình sau: Hình 5.49 (trang 176) sách Fluid Power Engineering: - Gọi tên: Van một chiều (van lò xo nạp vận hành trực tiếp). Ký hiệu: - Giải thích hoạt động: áp suất ngõ A tác động lên con trượt chính, khi áp suất lớn thắng lực lò xo đẩy con trượt dịch chuyển, lưu chất chảy qua con trượt tới B. NHÓM 1 – CK10KSTN 15 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 5.51 (trang 177) sách Fluid Power Engineering: - Gọi tên: Van một chiều có điều khiển. Ký hiệu: - Giải thích hoạt động: Van cho phép chất lỏng chảy theo một hướng từ A đến B và con trượt điều khiển cho phép đảo ngược chiều lưu chất từ B về A. Theo hướng từ B về A con trượt chính và con trượt 5 đứng yên bởi lò xo và áp suất cài đặt. Khi áp lực tác động trên đường điều khiển đủ lớn đẩy con trượt chính dịch chuyển sang phải. Con trượt 5 mở lưu chất chảy từ B sang A. - Sơ đồ ứng dụng: NHÓM 1 – CK10KSTN 16 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 5.53 (trang 178) sách Fluid Power Engineering: - Gọi tên: Van một chiều có điều khiển. - Ký hiệu: - Giải thích hoạt động: Van cho phép chất lỏng chảy theo một hướng từ A đến B và con trượt điều khiển cho phép đảo ngược chiều lưu chất từ B về A. Theo hướng từ B về A con trượt chính đứng yên bởi lò xo và áp suất cài đặt. Khi áp lực tác động trên đường điều khiển X đủ lớn đẩy con trượt chính dịch chuyển sang phải. Con trượt chính mở lưu chất chảy từ B sang A. Ngoài ra khi có lưu chất tác dụng lên đường điều khiển Y sẽ làm cho con trượt chính ở trạng thái khóa lưu chất không đi qua van được. Hình 5.57 (trang 180) sách Fluid Power Engineering: - Gọi tên: Van tiết lưu. Ký hiệu: - Nguyên lý hoạt động: Van được cấu tạo bởi phần vỏ (1) bên ngoài và lõi (2). Van tiết lưu được cả hai chiều. Dầu vào thông qua ngõ (3) được tiết lưu bằng phần diện tích (4) và thông với ngõ ra. Điều chỉnh lưu lượng bằng xoay phần vỏ (1) qua đó thay đổi diện tích (4). NHÓM 1 – CK10KSTN 17 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN - Gọi tên: Van tiết lưu một chiều. - Ký hiệu: - Nguyên lý hoạt động: Cấu tạo giống van ở hình trên nhưng khác ở chổ là có thêm van một chiều. Tiết lưu chiều từ phải sang trái, chiều còn lại là chiều tự do. Chiều tiết lưu hoạt động giống van ở hình phía trên. Chiều tự do qua van một chiều gồm con trượt (5) được giử bởi lò xo (6). - Sơ đồ ứng dụng: Khi nâng tải dầu qua van 1 chiều cấp vào xilanh để nâng tải. Khi hạ tải dầu qua van tiết lưu để giảm lưu lượng nhằm mục đích tránh va đập. NHÓM 1 – CK10KSTN 18 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 5.59 (trang 181) sách Fluid Power Engineering: - Nguyên lý hoạt động: Phương trình cân bằng lực tác dụng lên lên con trượt: P1Ac = P2Ac + Flx Khi áp suất tại ngỏ ra P1 tăng có nghĩa là P1Ac > P2Ac + Flx con trượt dịch xuống làm giảm tiết diện lưu thông. Khi đó P2 tăng lên, cho đến khi trạng thái cân bằng mới được thiết lập. Tương tự khi áp suất P1 giảm lên thì con trượt dịch chuyển lên làm tăng tiết diện lưu thông, P2 giảm cho đến khi trạng thái cân bằng mới được thiết lập. Van dùng để ổn định lưu lượng vào xilanh. Hình 5.63 (trang 185) sách Fluid Power Engineering: - Gọi tên: Van điều khiển lưu lượng song song áp suất bù. NHÓM 1 – CK10KSTN 19 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 5.63 cho thấy một mạch thủy lực kết hợp van an toàn tác dụng trực tiếp có điều chỉnh và van tiết lưu có điều chỉnh. Tỷ lệ dòng chảy liên tục nếu chênh lệch áp suất qua van lớn hơn giá trị cài đặt trước ΔPt. Các bơm áp lực cao hơn so với áp lực tải, P1 = P2 + ΔPt, với ΔPt =4÷10 bar. Hình 5.67 (trang 188) sách Fluid Power Engineering: - Gọi tên: Van con trượt chia lưu lượng. - Giải thích hoạt động: Van bao gồm các bộ phận chính là: thân van(1),con trượt(2), và lò xo (3). Dòng chảy vào cổng (P) được chia thành hai dòng chảy. Các lò xo và áp lực giữ cho con trượt kiểm soát ở vị trí giữa. Bất kỳ dòng chảy chênh lệch tỷ lệ lưu lượng từ bất kỳ hai cửa ra (A hoặc B) tạo một sự khác biệt áp suất. Kết quả sự chênh lệch áp suất để tăng vận tốc các nhánh của dòng chảy. Kết quả là, trong trạng thái ổn định,tỷ lệ lưu lượng dòng chảy cả hai cửa còn lại thực tế bằng nhau. NHÓM 1 – CK10KSTN 20