BÀI 5. XILANH TRUYỀN ĐỘNG, ỐNG DẪN, ỐNG NỐI

Chia sẻ: Ngo Thi Huyen | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

293
lượt xem 84
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xilanh thuỷ lực được chia làm 2 loại: xilanh lực và xilanh quay (còn gọi là xilanh mômen). Trong xilanh lực, chuyển động tương đối giữa pít-tông với xilanh là chuyển động tịnh tiến. Trong xilanh quay chuyển động tương đối giữa pít-tông với xilanh là chuyển động quay, góc quay thường nhỏ hơn 360o. Pít-tông bắt đầu chuyển động khi lực tác dụng lên một trong hai phía của nó(lực do áp suất dầu gây ra, do lò xo hoặc cơ khí) lớn hơn tổng các lực cản có hướng ngược lại chiều chuyển động(lực ma sát, thuỷ động, phụ tải, lò xo…)....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI 5. XILANH TRUYỀN ĐỘNG, ỐNG DẪN, ỐNG NỐI

BÀI 5. XILANH TRUYỀN ĐỘNG, ỐNG DẪN, ỐNG NỐI Nội dung I – XILANH TRUYỀN ĐỘNG 1. Chức năng 2. Phân loại 3. Cấu tạo xilanh 4. Một số xilanh thông dụng 5. Tính toán xilanh truyền động II - ỐNG DẪN, ỐNG NỐI 1. Ống dẫn 2. Các loại ống nối 3. Vòng chắn 1. Chức năng Xilanh truyền động là cơ cấu chấp hành của truyền động thuỷ lực thực hiện truyền động cho tải bằng cách chuyển năng lượng thuỷ lực thành cơ năng. 2. Phân loại Xilanh thuỷ lực được chia làm 2 loại: xilanh lực và xilanh quay (còn g ọi là xilanh mômen). Trong xilanh lực, chuyển động tương đối giữa pít-tông với xilanh là chuyển động tịnh tiến. Trong xilanh quay chuyển động tương đối giữa pít-tông v ới xilanh là chuyển động quay, góc quay thường nhỏ hơn 360o. Pít-tông bắt đầu chuyển động khi lực tác dụng lên một trong hai phía c ủa nó(lực do áp suất dầu gây ra, do lò xo hoặc c ơ khí) l ớn h ơn t ổng các l ực c ản có hướng ngược lại chiều chuyển động(lực ma sát, thuỷ động, phụ tải, lò xo…). 3. Cấu tạo xilanh Xilanh gồm các bộ phận chính là thân (gọi là xilanh), pít-tông, cần pít-tông và một số vòng làm kín. Hình 5.2. là ví dụ xilanh tác động kép có cần pít-tông một phía. 4. Một số xilanh thông dụng a) Xilanh tác dụng đơn (hình 5.3) Chất lỏng làm việc chỉ tác động một phía của pít-tông và t ạo nên chuy ển đ ộng một chiều. Chuyển động theo chiều ngược lại được thực hiện nhờ lực lò xo. b) Xilanh tác dụng kép (hình 5.4) Chất lỏng làm việc tác động vào 2 phía của pít-tông và tạo nên chuy ển động 2 chiều.
Hình 5.1. Phân loại xilanh thuỷ lực Hình 5.2. Cấu tạo xilanh tác dụng kép có cần pít-tông một phía
Hình 5.3. Xilanh tác dụng đơn Hình 5.4. Xilanh tác dụng kép a – xilanh tác dụng kép không có giảm chấn cuối hành trình b – xilanh tác dụng kép có giảm chấn cuối hình trình c) Kết cấu giảm chấn cuối hành trình (hình 5.5) Ở giai đoạn cuối của hành trình, khi pít-tông chạm lên mặt đầu xilanh có th ể xảy ra va đập nếu vận tốc chuyển động của pít-tông hoặc xilanh l ớn, đ ặc bi ệt là đ ối với các pít-tông, xilanh có khối lượng lớn. Để giảm khả năng va đập này, trong xilanh thường có các bộ phận giảm chấn. Phần lớn các bộ ph ận gi ảm ch ấn làm vi ệc theo nguyên lý tăng áp suất khoang đối áp ở cuối hành trình c ủa pít-tông. Áp su ất khoang đối áp tăng làm giảm vận tốc chuyển động. Hình 5.5. Giảm chấn cuối hành trình a – kết cấu; b – biếu đồ giảm chấn 5. Tính toán xilanh truyền động a) Áp suất P, lực F, diện tích A(hình 5.6)
Hình 5.6. Áp suât P, lực F trong xilanh Trong đó: – tiết diện pít-tông Nếu tính đến tổn thất thể tích ở xilanh, để tính toán cho đơn giản ta chọn: – Áp suất: – Diện tích pít-tông: Trong đó: A – tiết diện pít-tông [cm2] d – đường kính pít-tông [mm] P – áp suất [bar] – hiệu suất [%] F – lực [kN] Như vậy, pít-tông bắt đầu chuyển động được khi : Trong đó: – trọng lực; – lực gia tốc; – lực ma sát. b) Liên hệ giữa lưu lượng Qv , vận tốc v và diện tích A(hình 5.7) Lưu lượng chảy vào xilanh tính theo công thức: Để tính toán đơn giản, ta chọn: – tiết diện pít-tông [cm2] Trong đó: d – đường kính [mm] – lưu lượng [lít/phút] v – vận tốc [m/phút] Hình 5.7. Liên hệ giữa lưu lượng, vận tốc và diện tích của xilanh
II - ỐNG DẪN, ỐNG NỐI Để nối liền các phần tử điều khiển (các loại van) với các cơ c ấu ch ấp hành, với hệ thống biến đổi năng lượng (bơm dầu, động cơ dầu), người ta dùng các ống dẫn, ống nối. 1. Ống dẫn a) Yêu cầu – Ống dẫn dùng trong hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực phổ biến là ống dẫn cứng (ống đồng và thép) và ống dẫn mềm (vải cao su và ống mềm bằng kim loại có thể làm việc ở nhiệt độ 135o). – Ống dẫn cần phải đảm bảo được độ bền cơ học và tổn th ất áp su ất trong ổng nhỏ nhất. Để giảm tổn thất áp suất, các ống dẫn càng ngắn càng tốt, ít b ị u ốn cong để tránh sự biến dạng của tiết diện và sự đổi hướng chuyển động của dầu. b) Vận tốc chảy trong ống Vận tốc dầu chảy trong ống thường dùng là: – Ở ống hút: v = 1.5 m/s – Ở ống nén: P < 50 bar: v = 4 m/s 50 < P < 100 bar , v = 4.5 m/s 100 < P < 150 bar , v = 5 m/s 150 < P < 200 bar , v = 5.5 m/s 200 < P < 300 bar , v = 6 m/s – Ở ống xả: v = 2 m/s Hình 5.8. Các đường ống hút, nén , xả trong mạch thuỷ lực c) Chọn kích thước ống dẫn Lưu lượng qua ống dẫn: Trong đó: tiết diện: Để cho đơn giản, ta chọn công đến tính vận tốc như sau:
Trong đó: d [mm]; qv [lít/phút]; v [m/s] Kích thước đường kính ống dẫn: [mm] d) Tổn thất áp suất trong ống dẫn, ống nối Khác với chất lỏng lý tưởng, chất lỏng thực có tính chịu nén và ma sát, do đó trong quá trình chuyển động của chất lỏng trong đường ống, xuất hiện ma sát giữa các lớp chất lỏng với nhau và ma sát giữa chất lỏng với thành ống dẫn, gây ra tổn thất áp suất khi chất lỏng chảy qua ống dẫn. Hao tổn áp suất tăng lên khi đ ộ nh ớt của chất lỏng tăng và do đó hao tổn áp suất trong các thi ết b ị th ủy l ực s ử d ụng d ầu cao hơn rất nhiều so với các thiết bị sử dụng môi chất có độ nh ớt nh ỏ (ví d ụ nh ư nước). Khi tính toán một thiết bị thủy lực đồng bộ cần phải tính đ ến c ả hao t ổn áp suất cục bộ tại các chỗ cong, gãy khúc và tại các van, các đường ống dẫn dầu. – Tổn thất áp suất trong đường ống dẫn Hình 5.9. Hao tổn áp suất trên đường ống thẳng Tổn thất áp suất trong đường ống tròn được xác định bởi công thức sau: Trong đó: : là hao tổn áp suất trong đoạn ống 1 từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2 [Pa]; d – đường kính trong của ống [m]; v – vận tốc dòng chảy [m/s]; – khối lượng riêng của chất lỏng [kg/m3]; - hệ số cản của đường ống, là một hàm số của số Reynold Re: với - là độ nhớt động học của chất lỏng.
Hình 5.10. Biểu đồ tính toán sức cản của đường ống – Tổn thất áp suất cục bộ Khi chảy qua ống cong và các phần tử đường ống như: đoạn phân nhánh, nh ập dòng, thay đổi mặt cắt ngang, nối ống, sức cản thủy lực s ẽ l ớn h ơn so v ới khi ch ảy qua ống thẳng đường kính không đổi. Để tính toán hao tổn áp su ất trong các ph ần t ử đường ống có thể sử dụng công thức: : là hao tổn áp suất; trong đó: v – vận tốc dòng chảy; – khối lượng riêng của chất lỏng; – hệ số cản cục bộ của các phần tử. Hình 5.11. Các loại phần tử đường ống a - ống cong; b - ống phân nhánh; c - ống nhập dòng Hình 5.12. Các dạng ống nối Giá trị đối với các trường hợp trên hình 5.11 được cho trên các bảng sau:
Bảng 1. Giá trị cho ống cong hình 5.11. a Bảng 2. Giá trị cho ống cong hình 5.11. b Bảng 3. Giá trị cho ống cong hình 5.11. c Bảng 4. Giá trị cho các phần tử ống nối hình 5.12 2. Các loại ống nối a) Yêu cầu Trong hệ thống thuỷ lực, ống nối có yêu cầu tương đối cao về độ bền và độ kín. Tuỳ theo điều kiện sử dụng ống nối có thể cố định (không tháo được) và tháo được. b) Các loại ống nối Có 3 loại ống nối: – ống nối vặn ren (hình 5.13.a) – ống nối siết chặt bằng đai ốc dùng khi đường ống làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao (hình 5.13.b). – ống nối khớp tháo, lắp nhanh (hình 5.14).
Hình 5.14. Ống nối khớp tháo, lắp nhanh c) Cách lắp ống nối mềm Khi lắp đường ống mềm với các bộ ống nối, cần đảm bảo độ uốn cong của ống mềm sau mối nối để tiết diện của ống mềm không bị biến dạng (hình 5.15).
3. Vòng chắn a) Chức năng Chắn dầu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo s ự làm vi ệc bình th ường của các phần tử thuỷ lực. Chắn dầu không tốt sẽ bị rò dầu ở các m ối n ối, b ị hao phí dầu, không đảm bảo được áp suất cao, không khí dễ thâm nhập vào hệ thống, dẫn đến hệ thống hoạt động không ổn định. b) Phân loại Để ngăn chặn rò dầu , người ta dùng các loại vòng ch ắn có k ết c ấu khác nhau với những vật liệu khác nhau, thuỳ thuộc vào áp suất, nhiệt độ dầu. Tuỳ thuộc vào bề mặt chắn khít, người ta phân thành 2 loại: – Loại chắn khít phần tử cố định – Loại chắn khít phần tử chuyển động c) Loại chắn khít phần tử cố định (hình 5.16) Chắn khit những phần tử cố định tương đối đơn giản, dùng các vòng chắn bằng chất dẻo hoặc bằng kim loại mềm, như đồng, nhôm. Để tăng đ ộ b ền, tu ổi th ọ của vòng chắn có tính đàn hồi, thường sử dụng các cơ cấu bảo vệ ch ế tạo từ vật liệu cứng hơn, như cao su nền vải, vòng kim loại, cao su lưu hoá cùng lõi kim loại. Hình 5.16. Vòng chắn cố định a – vòng chắn có dạng O(có tiết diện tròn) b – vòng chắn có dạng O(có tiết diện tròn và vòng làm kín) c – vòng chắn có dạng O(có tiết diện tròn) lắp mặt đầu d) Loại chắn khít các phần tử chuyển động tương đối với nhau (hình 5.17) Dùng rộng rãi nhất để chắn các phần tử chuyển động, người ta dùng vòng chắn có tiết diện chữ O, tiết diện chữ X, tiết diện chữ V và tiết diện hình phễu. Vật liệu được dùng chế tạo là cao su chịu dầu. Để chắn giữa 2 b ề m ặt chuy ển động tương đối, ví dụ giữa pít-tông và xilanh, cần ph ải tạo rãnh đặt vòng ch ắn có kích thước phụ thuộc vào đường kính tiết diện vòng chắn. Để tăng độ bền, tuổi thọ của vòng chắn có tính đàn hồi th ường sử d ụng các c ơ cấu bảo vẹ chế tạo từ vật liệu cứng hơn như vòng kim loại. Để chắn khít những chi tiết có chuyển động thẳng như cần pít-tông, cần đẩy con trượt điều khiển với nam châm điện…, thường dùng vòng ch ắn có ti ết di ện ch ữ V với vật liệu bằng da hoặc bằng cao su.
Hình 5.17. Vòng chắn khít phần tử chuyển động tương đối với nhau Câu hỏi ôn tập 1. Trình bày chức năng, phân loại, một số xi lanh thông dụng, và các công thức tính toán xilanh truyền động? 2. Trình bày các yêu cầu, vận tốc chảy trong ống, cách chọn kích thước ống dẫn?