• Nenhum resultado encontrado

Bai Tap Nha Tong Hop Ky Thuat Thuy Luc Va Khi Nen - Kstn 2015 - Ts. Tran Nguyen Duy Phuong

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Bai Tap Nha Tong Hop Ky Thuat Thuy Luc Va Khi Nen - Kstn 2015 - Ts. Tran Nguyen Duy Phuong"

Copied!
297
0
0

Texto

(1)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÀI TẬP LỚN THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN

NHÓM ONE GIRL

GVHD: Trần Nguyên Duy phương

STT Họ và tên sinh viên MSSV 1 Ngô Triết Lãm 21301995

2 Phan Minh Luật 21302265

3 Trần Nhật Minh 21302384 4 Nguyễn Văn Liêm 21302037 5 Nguyễn Văn Trí 21304360 6 Nguyễn Thanh Phúc 21303046 7 Trần Thị Thu Thúy 21304028 8 Huỳnh Thanh Tâm 21303503 9 Thái Hoàng Vũ 21304907 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2015

(2)

MỤC LỤC SÁCH POWER HYDRAULICS 1 BÀI TẬP A1 1 BÀI TẬP A2 21 CHƯƠNG 1 31 CHƯƠNG 2 32 CHƯƠNG 3 50 CHƯƠNG 4 55 CHƯƠNG 5 68 CHƯƠNG 6 69 SÁCH POWER PNEUMATICS 75 23 CÂU BÀI TẬP 75 CHƯƠNG 1 89 CHƯƠNG 2 94 CHƯƠNG 3 CHƯƠNG 4 102 CHƯƠNG 5 CHƯƠNG 6 107 CHƯƠNG 7 109 CHƯƠNG 8 CHƯƠNG 9 CHƯƠNG 10 109

(3)

CHƯƠNG 1 113 CHƯƠNG 2 121 CHƯƠNG 3 132 CHƯƠNG 4 139 CHƯƠNG 5 171 CHƯƠNG 6 194 CHƯƠNG 7 211 CHƯƠNG 8 227 CHƯƠNG 9 242 CHƯƠNG 10 109 CHƯƠNG 11 268

(4)

1 POWER HYDRAULICS

Bài tập A.1

Bài A.1.1 Correct the draughing error. Chỉnh sửa lại lỗi sai của mạch.

Hình A.1

Bài làm:

-Van giãm áp có tác dụng xả dầu về bể khi xylanh đi hết hành trình nhưng không cần thiết do bơm bằng tay.

-Đường dầu về bể ở van điều hướng đặt sai chỗ. Phải đặt ở ô trạng thái dưới.

-Van tiết lưu làm cho xylanh hạ tải từ từ nhưng chính xác nên dùng van tiết lưu điều chỉnh được.

Bài A.1.2 Correct the draughing error. Chỉnh sửa lại lỗi sai của mạch

(5)

2 Hình A.2

Bài làm:

-Van 1 chiều lắp sai hướng cần đổi chiều van 1 chiều lại.

Bài A.1.3 In the circuit shown in Figure A.3, given that the load included pressure on the extend stroke in 150 bar and on the retract stroke is 70 bar, and the relief valve pressure setting is 165 bar, draw a pressure-time for a complete extend and retract cylcle. The graph should start and end with directional control valve in the mid position. Assume the extend stroke takes 12 seconds and the retract stroke 9 seconds.

Một mạch thủy lực cho như hình A.3, áp suất khi đẩy là 150bar và khi lùi về với áp suất 70bar, van giới hạn áp suất gián tiếp 2 tầng được cài đặt ở 165bar. Vẽ biểu đồ qua hệ giữa áp suất với thời gian cho một chu trình đẩy và kéo về của xilanh. Biểu đồ bắt đầu và kết thúc với van điều hướng ở trạng thái giữa. Gia sử quá trình đẩy mất 12 giây và kéo về mất 9 giây.

(6)

3 Biểu đồ quan hệ giữa áp suất với thời gian.

Bài A.1.4

Hình A.4

What are the characteristics of this circuit and in what cercumstances is it most usually employed?

(7)

4

Đặc điểm của mạch thủy lực trên và mạch trên thường được dùng trong trong trường hợp nào?

Bài làm:

-Mạch thủy lực trên gồm: động cơ điên, bơm thủy lực một chiều lưu lượng cố định, van điều hướng, van giới hạn áp suất, xilanh tác động kép không giảm chấn.

-Van giới hạn áp suất có thể điều chỉnh được dùng để giới hạn áp suất tối đa trong mạch trong những trường hợp mạch hoạt động với tải khác nhau.

-Trạng thái ban đầu thì van trạng thái hoạt động ở ô bên phải, dầu từ động cơ đẩy xylanh lùi về và dầu qua van trạng thái về bể, áp suất tối đa trong mạch là áp suất cài đặt trên van an toàn. Khi van điều hướng chuyển sang trạng thái bên phải thì xilanh tiến ra với tốc độ nhanh do ngoài lượng dầu do bơm cung cấp còn có lượng dầu do nhánh kia của xylanh cấp. Do đó tiết kiệm được thời gian.

Mạch thủy lực trên thường được sử dụng trong các máy dập hoặc máy kẹp phôi trong công nghiệp.

Bài A.1.5 Correct the draughting error in this figure.

What advantage has this two pump circuit over a single pump system? Name a particular application where it is frequently used.

Sửa các lỗi sai trong mạch thủy lực. Lợi thế của việc sử dụng 2 bơm so với 1 bơm? Hệ thống được ứng dụng ở đâu?

(8)

5 -Lỗi sai: Van 1 chiều lắp sai hướngđổi chiều van 1 chiều lại, van xả tải bên trái nên dùng van xả tải loại gián tiếp.

- Bơm thứ 1 cung cấp lưu lượng lớn, áp suất nhỏ: bơm này có tác dụng đẩy xylanh đi nhanh trong quá trình chạy không tải và sẽ ngừng cung cấp lưu lượng khi chạm chi tiết.

-Bơm thứ 2 cung cấp áp suất lớn, lưu lượng nhỏ: bơm này luôn hoạt động, khi chạm chi tiết bơm 1 ngưng nhưng bơm này vẫn hoạt động và phát huy tác dụng của nó. ‘’tác dụng ép cần áp suất lớn’’.

-Ưu điểm của hệ 2 bơm: tiết kiệm thời gian và năng lượng do đặc tính của 2 bơm đã nêu trên. Dễ chế tạo và lắp ráp ‘’vì nếu hệ thống cần 1 bơm loại lớn thì rất khó đáp ứng, 2

bơm loại nhỏ thì dễ hơn’’

- Ứng dụng: trong các máy dập chi tiết...

Bài A.1.6 What advantage has apressure compensated pump in this application? How can the efficiency of the circuit emproved?

Ưu điểm của việc sử dụng bơm bù áp trong mạch? Làm thế nào để tăng hiệu suất hoạt động?

Hình A.6

(9)

6 -Mạch trên sử dụng bơm có lưu lượng riêng có thể thay đổi được với 2 ngõ điều khiển.

-Ở trạng thái xả (van điều hướng ở trạng thái giữa), áp trong mạch rất nhỏ do dầu được thông thẳng về bể. Khi đó tín hiệu đường điều khiển ngõ lớn sẽ thắng ngõ nhỏ ( bề mặt làm việc ngõ lớn lớn hơn ngõ nhỏ) làm cho góc nghiêng của đĩa nhỏ lại làm cho lưu lượng trong mạch giảm.

-Khi chuyển trạng thái van điều hướng bằng cách kích các cuộn dây thì áp trong mạch tăng lên làm cho van 3/2 chuyển trạng thái (đường điều khiển của ngõ lớn sẽ thông với bể), do đó tín hiệu điều khiển từ ngõ nhỏ sẽ làm tăng góc nghiêng của bơm, tăng lưu lượng dầu được đẩy lên mạch.

-Lợi thế của phương pháp điều khiển này là tạo ra được một lực ép lớn nhưng ít tổn hại tới bơm do lưu lượng khi ép thấp.Van điều khiển áp suất trực tiếp cũng ít bị hư hại hơn vì lưu lượng nhỏ. Thời gian đẩy ra nhanh do xy lanh được cung cấp một lưu lượng lớn. Hệ thống này gọn nhẹ hơn hệ thống sử dụng nhiều bơm.

Bài A.1.7 Should control circuit fail, what will be expect on the system? Modify the circuit to ‘fail sefe’.

Hình A.7

Mạch thủy lực như trên khi hoạt động có thể xảy ra sự cố gì? Ảnh hưởng đến hệ thống như thế nào?. Thay đổi mạch như thế nào để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống?

(10)

7 Trong trường hợp mạch bị hỏng dầu từ bơm vẫn tiếp tục được bơm lên không tới được bộ phận công tác làm tăng áp suất hệ thống gây hư hại mạch.

Nên mạch được thiết kế thêm 1 van phân phối bên nhánh trái. Trường hợp bình thường chịu tác động của lò xo ‘’Khi trong mạch xảy ra sự cố mà van tràn bên phải không hoạt động’’ thì ta tác động điện vào van này. Làm cho nó chuyển trạng thái xả dầu về thùng.

Giảm áp lực trong mạch..

Bài A.1.8 The cylinder shown in this circuit which contains draughing errors can not be extended. Using the standar valves modify the circuit so that cylinder can be extended and retracted by the manual direction control valve. The extend function must be initialy high speed changing to slow speed when the pressure induded by the load reaches a specified valve.

Mạch thủy lực điều khiển xilanh được cho như bên dưới, hình vẽ có một vài lỗi làm cho xilanh không thể đẩy đi được. Sử dụng một cái van cơ bản cơ bản để hiệu chỉnh mạch sao cho xilanh có thể đẩy đi và kéo về bằng cách điều khiển van điều hướng. Với chức năng đi ra, ban đầu phải di chuyển với tốc độ cao rồi chậm lại khi áp suất gây ra bởi tải đạt đến giá trị thiết lập.

M

A B

(11)

8 Van 1 chiều đặt sai hướng, van điều hướng B dùng trong trường hợp này là sai Đổi chiều van 1 chiều, thay van điều hướng B thành van 4/3

Bài A.1.9 what special about the check valve in this circuit and what is its purpose?

Hình A.9

Có gì đặc biệt ở van một chiều trong mạch và mục địch lắp van một chiều như vậy là gì?

Bài làm

Khi kích từ cho trạng thái 1 của van trạng thái A hoạt động, đường dầu chính sẽ tác động làm trạng thái thứ 3 của van trạng thái B hoạt động, áp suất tác dụng vào mặt pittông làm pittông chuyển động sang phải (hành trình đi). Tương tự, khi kích từ làm trạng thái 3 của van trạng thái A hoạt động, pittông sẽ di chuyển ngược về bên trái (hành trình về).

Nghĩa là van A và van B tác động đồng thời, điểu khiển hành trình pittông tốt hơn.

Van trạng thái B được nối với van một chiều có lò xo trước khi về bể, nên khi mạch không hoạt động thì pittông sẽ không di chuyển do được hãm dưới áp suất lò xo của van một chiều.

Bài A.1.10 When this circuit was built it would not operate. Why? Suggest a simple modification to correct this design fault.

M

` `

` `

(12)

9 Hình A.10

Tại sao mạch thủy lực như trên không làm việc được? Đề nghị một phương án đơn giản để hiệu chỉnh lại mạch để hoạt động đúng.

Bài làm

Đường điều khiển lấy tín hiệu từ đường dầu chính đến cùng lúc 2 công tắc từ. Do đó, trong mọi trường hợp, áp suất do công tắc từ được kích hoạt luôn bị triệt tiêu hay nói cách khác trạng thái 1 và 3 không thể hoạt động, đường dầu chính luôn di chuyển qua trạng thái 2 của van trạng thái, nên đường dầu không thể di chuyển lên pittông được.

Khắc phục: dùng them một van điều hướng nữa để điều khiên 2 ngõ điều khiển của van 4/3 trên.

Bài A.1.11 The solenoid A is energized during the extend stroke but not during retract. How does this effect the function of the circuit?

Cuộn dây A được kích suốt thời gian đẩy của xilanh nhưng ngắt trong quá trình về. Chức năng này tác động như thế nào trong mạch?

(13)

10

Bài làm:

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 áp suất 100 bar.Khi kích cuộn A thì áp suất an toàn 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 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.Và tiêu hao công suất của bơm là ít hơn khi không có van áp suất 100 bar ở phía sau Bài A.1.12 Correct the draughting errors and determine the sequence of operation of the cyclinder:

a. When solenoid 1 is energized. b. When solenoid 2 is energized.

What is purpose of valve C

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. Mục đích của van C để làm gì Hình A.12

Bài làm:

(14)

11 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

Bài A.1.13 This circuit is extended to hydraulically lock a loaded cylinder in any position and to control the retract speed. Comment on its suitability and modify if necessary. Suggest a pressure setting for the relief valve if the load is 10 tonnes and cylinder bore 100mm diameter.

Mạch có thể giữ tải ở bất kì vị trí nào và điều khiển vận tốc kéo về. Tính giá trị cách cài đặt van giới hạn áp suất nếu tải 10 tấn và đường kính xilanh là 100mm.

(15)

12 Hình A.13

-Khi cuộn dây bên trái của van điều khiển hướng được kích hoạt thì bơm sẽ bơm dầu lên buồng dưới của xy lanh, qua van một chiều. khi đó xy kanh sẽ đi lên, khi đó buồng trên của xy lanh sẽ thoát dầu ra thông qua van một chiều.

- Khi cuộn dây bên phải của van điều khiển hướn được kich hoạt thì bơm sẽ bơm dầu lên buồng trên của xy lanh, qua van tiết lưu, làm giảm lưu lượng bơm lên, giảm tốc độ hạn xuống của tải, đồng thì buồng dưới sẽ thoát dâu ra khi đường điều khiển van một chiều có tin hiếu, nghĩa là nhánh dầu bơm lên phải có áp suất, vi vây làm tải không rơi tư do

-Khi cả van điều khiển hướng ở trạng thái giữa thì, các hệ thống bên trong dâu có áp suất nhỏ, khi đó văn một chiều bên phải không mở cho dâu thoát ra, tải được giữ cố định.

- Áp suất cài đặt cho van ấn định áp suất phải lớn hơn áp suất tạo ra để đủ nâng tải lên.

Áp suất cài đặt ở van:

3 5 2 10.9,81.10 1,3. 1,3. .10 162,5 .0,1 4 F P bar A     

Bài A.1.14 Expand the function of circuit Why use adouble solenoid valve rather than a single solenoid spring offset valve for A? What type of transition centre condition do you recommend for this valve? If the motor displacement is 25ml/rev, and which the flow

(16)

13 controls set at valve shown, what is the theoretical maximum motor speed possible under the following condition?

a) Solenoids 1 and 2 both de-energized. b) Solenoids 1 energized.

c) Solenoids 2 energized.

Giải thích hoạt động của mạch. Tại sao sử dụng 2 nam châm điện lại tốt hơn việc sử dụng một nam châm điện và một lò lo để cài đặt ở 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.

a) Van 1 và 2 không được cấp điện. b) Van 1 được cấp điện.

c) Van 2 được cấp điện.

Bài làm:

-Van điều khiển hướng dùng hai cuộn dây sẽ, khi điều khiển dễ điều khiển và có độ chính xác cao hơn. Thời gian đáp ứng cảu cuộn dây điện cao hơn của loxo.

-Khi cả hai cuộn dây đều không có tín hiện điện, thì van điều khiển hướng sẽ kích hoạt ô trạng thái giữa, khi đó đường điều khiển của hai van một chiều đều không có tín hiệu áp, cả hai van đều đóng không cho lưu lượng qua, lưu lượng cung cấp cho hệ thống

chỉ là 1 l/min. Vận tốc theo lý thuyết của động cơ là:

3 1.10 . 40 25 min min l rev rev ml  .

-Khi cuộn dây số 1 có tín hiệu điện thì, ô trạng thái phên trái sẽ mở, khi đó đường điều khiển của van một chiều bên trái có tin hiệu áp, sẽ mở ra cho lưu lượng chay qua, đồng thời đường tín hiệu của van một chiều bên phải không có tín hiệu sẽ đóng lại, khi đó lưu lượng cấp lên hệ thống là 21 l/min. Vận tốc theo lý thuyết của động cơ là :

3 21.10 . 840 25 min min l rev rev ml

-Khi cuộn dây số 2 có tín hiệu điện thì, ô trạng thái phên phải sẽ mở, khi đó đường điều khiển của van một chiều bên phải có tin hiệu áp, sẽ mở ra cho lưu lượng chay qua,

(17)

14 đồng thời đường tín hiệu của van một chiều bên trái không có tín hiệu sẽ đóng lại, khi đó lưu lượng cấp lên hệ thống là 6 l/min.

Vận tốc theo lý thuyết của động cơ là

3 6.10 . 240 25 min min l rev rev ml  M 25 ml/rev 1 l/min 5 l/min 20 l/min 25 ml/min, maximum

Bài A.1.15 in this manually-operated hydraulic clamping circuit, what is the purpose of the 0.5-liter accumulator? If the relift valve setting is 200bar, suggest a gas precharge pressure for the accumulator.

Mạch được điều khiển bằng tay dùng để kẹp chi tiết, mục đích của bình tích áp 0,5lít là gì? Nếu van an toàn cài ở áp suất 200bar thì áp suất ở bình tích áp là bao nhiêu?

(18)

15 Bài A.15

Bài làm:

-Mục đích của bình tích áp: sau khi ép chi tiết ở một áp suất cần thiết, thì thì van điều khiển hướng sẽ kích hoạt ô trạng thái giữa, áp suất của bơm không còn cung cấp cho bittong, áp suât sẽ được giữ lại nhờ van một chiều. nhưng vẫn sẽ có rò dầu ở van một chiều, nen sẽ gây sụp áp khi giữ một thời gian dài, khi đó bình tích áp sẽ cung cấp thêm áp suất cho pittong đê chống sự sụp áp này.

-Áp suất cài đặt ở bình tích áp: (0,7…0,9).P = (0,7..0,9).200 = (140…180)bar

Bài A.1.16 The cylinder in the circuit is required to give a single high-speed stroke at infrequent intervals. Comment on its suitability and suggest any necessary modification. What is the function of the flow control valve? Suggest a pressure setting for the valve A.

Xi lanh trong mạch được yêu cầu một hành trình đơn tốc độ cao ở những khoảng thời gian bất thường. Hãy nhận xét và sửa đổi nếu cần thiết. Chức năng của van điều khiển lưu lượng là gì?

(19)

16 M 200bar A Bài làm

1. Lúc áp suất hệ thống chưa đạt tới áp suất cài đặt của van giới hạn áp suất thì chất lỏng vừa đi vào xilanh vừa vào chứa trong bình tích. Khi áp suất trong bình tích đạt tới áp suất cài đặt của van A, làm van A mở cho 1 lượng dầu nhỏ từ bơm chảy về bể chứa. Khi đó áp suất trong hệ thống sẽ giảm , bình tích hoạt động làm tăng áp, nhưng có van tiết lưu nên có thể điều chỉnh lưu lượng do bình tích áp cấp cho mạch. Cùng lúc đó vừa có dầu vào xi lanh do bơm cung cấp vừa có dầu do bình tích cung cấp, làm cho xilanh co tốc độ hành trình cao.Khi áp suất hệ thống đến và vượt quá 200 bar, làm cho van giới hạn áp suất ( cài đặt 200bar) mở lượng dầu sẽ chảy về bể chứa.

2. Nếu van A có lực lò xo cài đặt nhỏ hơn 200 bar thì khi áp suất trong mạch chưa đến 200 bar dầu đã bị xả về bể nên không đáp ứng được yêu cầu về áp lực làm việc. Do đó, ta có thể cài đặt giá trị lực lò xo trong van A lớn hơn áp suất giới hạn trong mạch khoảng 10%, nếu lớn quá thì sẽ ảnh hưởng đến đường ống dẫn dầu từ bình tích đến van A lúc bình tích xả áp.

Áp suất cài đặt cho van A = 200 * 1.1 = 220 bar

Bài A.1.17 Acylinder is required to extend initialy at high speed but under low load. When the limit sweetch is actuated the stroke is completed at low speed load and high

(20)

17 load. Explain how this is achieved by above circuit. Why are two accumulators used? What is the purpose of the pressure switch P?

Hệ thống xilanh-pittong được yêu cầu đẩy với tốc độ cao và tải nhỏ. Khi công tắc hành trình được kích hoạt (ở cuối hành trình) thì pittong quay về với tốc độ chậm và tải lớn. Giải thích làm sao mạch làm được như vây. Tại sao lại sử dụng 2 bình tích áp? Mục đích của công tác áp suất P? M Electrical supply Electric al supply 220bar 200bar B A P Bài làm:

Khi bơm hoạt động, ban đầu áp sẽ được tích vào các bình tích áp A, B.

Khi kích van điều hướng 4/3 cho pittong đẩy ra, khi pittong đến cuối hành trình chạm vào công tắc hành trình, mang tải và quay về. Khi công tắc hành trình đóng làm kích hoạt van điều hướng của bình tích áp B làm bình tích áp xả áp ra hệ thống hỗ trợ cho pittong kéo về.

Bình tích áp A có nhiệm vụ tăng tốc cho pittong trong quá trình đẩy.

Công tắc áp suất P có ta tác dụng giữ áp giới hạn 200bar trong mạch khi đẩy đi vói tải nhỏ, áp lớn 220bar khi kéo về với áp lớn.

(21)

18 Bài A.1.18 This non-reversing hydrostatic has a high interial load and is found to over-run as the flow rate is adjusted to reduce speed. Suggest a suitable modification.

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.

Hình A.18 Bài làm

-Để điều chỉnh lưu lượng cần phải có van tiết lưu để điều chỉnh lưu lượng vào động cơ, từ đó có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ.

-Vì tải có quán tính cao nên để giảm tốc cần đặt thêm một van over-center nối tiếp với động cơ thủy lực trong hệ thống để tránh quán tính của tải, giữ tải ở vị trí cân bằng hoặc phanh động cơ một cách từ từ.

Bài A.1.19 In this hydrostatic transmition what is the purpose of the portion of the circuit includes the three-position, three –port directional contrl valve? What is suitable setting the associated relief valve?

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?

(22)

19 M

250bar 5bar

Bài làm:

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.

- Van tràn 2(được cài 250 bar): có tác dụng xả dầu về van tràn 1 đồng thời

giãm lưu lượng cho 2 nhánh của mạch thủy lực khi áp suất trong mạch vượt quá 250 bar. - Van tràn 3: có tác dụng xả dầu về bể khi van 3 cửa 3 vị trí thay đổi vị trí.

Bài A.1.20 The hydrostatic transmission is subject to pressure surges when the directional control valve is switched. Suggest modification to alleviate these surges.

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.

(23)

20 HìnhA.20 M 8bar 150bar Bài làm

Ta có thể sử dụng bình chứa (loại thông dụng nhất là loại nén khí) để chống sốc cho các thiết bị trong mạch khi van phân phối chuyển hướng. Khi có dòng đột ngột vào, một phần chúng sẽ vào bình chứa, giảm cho thiết bị hoạt động chính, lượng lưu chất tích trữnày sẽ được dùng để bù vào dòng khi dòng đột ngột tắt. Lưu lượng có thể được điều chỉnh thông qua van tiết lưu.

(24)

1 BÀI TẬP A2:

Câu A2.1

A pump having a displacement (swept volume) of 1,7 cm3 per revolution is driven at 1500 rev/min. If the pump has a volumetric efficiency of 87% and overall efficiency of 76%Calculate:

A) the pump delivery in liters per minute

B) The power required to drive the pump when it is operating against a pressure of 150 bar.

Lưu lượng riêng của bơm là 1.7 cm3/vòng, tốc độ 1500 vòng/phút. Hiệu suất thể tích là 87% và hiệu suất tổng là 76%. Tính:

(a) Lưu lượng thực của bơm (lit/phút)

(b) Công suất cần thiết để vận hành bơm khi bơm hoạt động dưới áp suất 150 bar Bài làm (a) Lưu lượng thực bơm: (b) Công suất cần để vận hành bơm: Câu A2.2

A gear pupm delivery 15 l/min against a system pressure of 200 bar at a driven speed of 1430 rev/min. If the input is 6,8 kW and the torque efficiency of the pump is 87% calculate the pump displacement in cm3 per revolution.

Lưu lượng thực của bơm 15lit/phút, áp suất 200 bar, tốc độ 1430 vòng/phút. Nếu công suất đầu vào là 6.8kW và hiệu suất cơ là 87%. Tính lưu lượng riêng của bơm (cm3/vòng).

Bài làm

Công suất đầu vào:

Mà . . 1, 7.1500.0,87 2, 22 / min . p p v QD n    l 0 1 . 1 2, 22.150 . . 0.73 . 600 0, 76 600 Q p P kW     0 0 . 1 . 15.200 . 0, 735. 600 600 600.6,8 Q p Q p P P        0 0 0, 735 . 0,845. 0,87 v t v t           

(25)

2

Lưu lượng riêng của bơm:

Câu A2.3

A hydraulic system requires 32 l/min of fluid at a pressure of 260 bar. The pump to be used is a manually-vayiable axial piston punp having a maximum displaycement per revolution of 28 cm3. The pump is driven at 1430 rev/min and has an overall efficient of 85 and a volumetric efficiency of 0,90. Calculate

A) At what percentage of maximun displaycement the pump has to be set. What power nwt ro drive the pump.

Một hệ thống thủy lực cần lưu lượng 32lit/phút tại áp suất 260 bar. Bơm được sử dụng có lưu lượng riêng lớn nhất là 28 cm3/vòng. Tốc độ 1430 vòng/phút và hiệu suất tổng 0.85, hiệu suất thể tích 0.90. Tính:

(a) Phần trăm lưu lượng bơm so với lưu lượng lớn nhất của bơm (b) Công suất cần thiết để vận hành bơm

Bài làm

(a) Lưu lượng lớn nhất của bơm:

Suy ra phần trăm lưu lượng thực so với lưu lượng lớn nhất là:

(b) Công suất cần thiết:

Câu A2.4

A hydraulic pump having a displacement of 8,8 ml/rev runs at 2880 rev/min. If its volumetric efficiency and torque efficiency are 93% and 91% respectively determine:

A) The actual pump delivery

B) The input power to the pump when it operates against a pressure of 350 bar

Một bơm thủy lực có lưu lượng riêng là 8.8 ml/vòng, tốc độ 2880 vòng/phút. Nếu hiệu suất thể tích và hiệu suất cơ lần lượt là 93% và 91%. Xác định:

(a) Lưu lượng thục cùa bơm

(b) Công suất đầu vào khi bơm hoạt động dưới công suất 350 bar. Bài làm

(a) Lưu lượng thực của bơm:

3 15 12, 4 / . . 0,845.1430 p v p Q D cm vg n    

max v pmax p 0, 9.28.1430 36, 036 / min .

Q  D n   l max 32 % .100% .100% 88%. 36, 036 Q Q Q    0 1 . 1 32.260 . . 16, 3 . 600 0,85 600 Q p P kW    

(26)

3

(b) Công suất đầu vào:

Câu A2.5

A hydraulic cricuit using 35 liters of fluid per minute is supplied by a pump having a fixed displaycement of 12,5 cm3 /rev driven at 2280 rev/min. The pump has a volumetric efficiency of 0.85 and overall efficiency of 0,75. If the system pressure is set at 180 bar by the relief valve calculate:

1. The quanlity of fluid delivered by the pump. 2. The power required to drive the pump.

The heat generated owing to the excess flow passing over relief valve.

Một mạch thủy lực sử dụng 25lít chất lỏng trong một phút và được cung cấp bởi một máy bơm có lưu lượng riêng là 12.5 cm3/vòng và tốc độ 2880 vòng/phút. Bơm có hiệu suất thể tích là 0.85 và hiệu suất tổng là 0.75, áp suất của hệ thống là 180bar. Tính:

(a) Lưu lượng được cung cấp bởi bơm. (b) Công suất cần thiết để vận hành bơm.

(c) Công suất do dòng chảy chạy qua van an toàn. Bài làm (a) Lưu lượng bơm:

(b) Công suất cần thiết:

(c) Công suất do dòng chảy chạy qua van an toàn để đảm bào lưu lượng trong mạch là 25l/min:

Câu A2.6

A hydraulic circuit consists of a fixed-displaycement gear pump supplying hydraulic fluid to a cylinder which has a bore of 100-mm diamater, a rod of 56-mm diameter and a stroke of 400 mm. Pumps are available with displaycement increasing in steps of 1 ml/rev from 5 ml; the volumetric efficiency is 88% and its overall efficiency is 80%. The pupm is driven directly from an electric motor with an on-load speed of 1430 rev/min. Select a suitable pump so that the cylinder can be reciprocated through a complete cycle once every 12 seconds.

. . 0, 93.8,8.2880 23, 57 / min . v p p Q D n   l 0 1 . 1 23, 57.350 . . 16, 25 . 600 0, 93.0, 91 600 Q p P kW     . . 0,85.12, 5.2880 30, 6 / min . v p p Q D n   l 0 1 . 1 30, 6.180 . . 12, 24 . 600 0, 75 600 Q p P kW     ( ). (30, 6 25).180 1, 68 . 600 600 p Q Q p P   kW    

(27)

4 Một mạch thủy lực gồm 1 bơm có lưu lượng riêng không đổi cấp lưu chất cho một xy lanh có đường kính 100mm, đường kính trục 56mm và hành trình là 400mm. Bơm có lưu lượng tăng dần từng bước 1ml/vòng đến khi đạt 5ml; hiệu suất thể tích là 88%, hiệu suất tổng là 80%. Bơm được điều khiển trực tiếp thông qua một mô tơ điện có tốc độ 1430 vòng/phút. Lựa chọn bơm phù hợp để xy lanh có thể hoàn thành 1 chu kì mỗi 12 giây.

Bài làm

Thể tích cần để đẩy xylanh ở hành trình tiến ra:

Thể tích để đẩy xylanh ở hành trình thu về:

Gọi lưu lượng thực của bơm là Q, thời gian hoàn thành mỗi chu kì là:

Lưu lượng riêng của bơm:

Vậy ta cần chọn bơm có lưu lượng riêng là 21,2 ml/vg Câu A2.7

A pump having a displacement of 25 ml/rev is driven at 1440 rev/min by a 10 kW electric motor. If the pump’s overall and torque efficiencis are 85% and 90% respectively determine:

 the quantily delivered by the pump

 The maximum pressure the pump can operate against without overloading the motor.

Một máy bơm có lưu lượng riêng 25 ml/vòng, tốc độ 1440 vòng/phút, công suất máy bơm 10kW. Hiệu suất tổng và hiệu suất cơ lần lượt la 85% và 90%. Xác định:

(a) Lưu lượng thực của bơm

(b) Áp suất tối đa mà bơm có thể hoạt động mà không bị quá tải. Bài làm 2 2 1 .0,1 . .0, 4 3,14 . 4 4 D V  s  l 2 2 2 2 2 ( ) .(0,1 0, 056 ) . .0, 4 2, 2 . 4 4 D d V   s   l 1 2 1 2 3,14 2, 2 12 0, 445 / . 12 12 V V V V t Q l s Q Q          0, 445.60 21, 2 / . . 1430.0,88 p p v Q D ml vg n    

(28)

5 (a) Lưu lượng thực:

(b) Áp suất tối da để bơm không bị quá tải:

Câu A2.8

A pump having a thoretical delivery of 35 l/min and the volumetric efficiency of 90% drives a cylinder having a bore of 110mm, a rod diameter of 65 mm and a stroke of 700 mm. Determine:

1) The extend and retract velocities of the cylinder. 2) The time for one complete cycle.

Bơm có lưu lượng theo lý thuyết là 35 lít/phút và hiệu suất thể tích là 90%, đường kính xylanh là 110mm, đường kính trục là 65mm, hành trình pittông là 700mm. Tính:

(a) Vận tốc đi và về của xylanh. (b) Thời gian hoàn tất 1 chu trình.

Bài làm

(a) Diện tích xy lanh:

Diện tích mặt vành khuyên:

Suy ra vận tốc đi của xy lanh:

Vận tốc về của xy lanh:

(b) Thời gian hoàn tất 1 chu trình là:

Câu A2.9

A pump/ accumulator power pack is to supply the fluid flow demand by a hydrauic system as know in Figure A.21. The system working pressure is 125 bar and the maximum pressure at the accumulator is 200 bar. Assuming the accumulator pre-charge pressure is 90% of its maximum working pressure. Determine:

0,85 . . .25.1440 34 / min . 0, 9 v p p Q D n   l 0 max .600. 10.600.0,85 150 . 34 P p bar Q     2 2 3 1 .0,11 9, 5 . 4 4 D A    dm 2 2 2 2 3 2 ( ) .(0,11 0, 065 ) 6, 2 . 4 4 D d A      dm 1 1 35 . .0, 9 0, 055 / 60.9, 5 v Q v m s A     2 2 35 . .0, 9 0, 085 / 60.6, 2 v Q v m s A     1 2 1 2 0, 7 0, 7 20, 96 . 0, 055 0, 085 s s t t t s v v       

(29)

6

1. The actual pump delivery required.

2. The maximum volume of fluid to be stored in the accumulator.

3. The accumulator volume assuming isothermal charge and discharge of the accumulator.

Một bơm thủy lực dùng để cung cấp lưu lượng chất lỏng theo yêu cầu của một hệ thống thủy lực như hình A.21. Hệ thống làm việc với áp suất 125 bar và áp suất lớn nhất của bình là 200 bar. Áp suất được tích trữ trước là 90% áp suất làm việc lớn nhất. Xác định:

(a) Lưu lượng cấn thiết cho máy bơm

(b) Thể tích lớn nhất có thể chứa trong bình tích áp.

(c) Thể tích bình tích áp giả định qua trình xả và nạp dầu là đẳng nhiệt. Bài làm

(a) Lưu lượng cần cho máy bơm:

(b) Ta có bảng biểu thị lưu lượng vào hoặc ra khỏi bình tích áp ở các giai đoạn như sau:

Giai đoạn Lưu lượng hệ thống yêu cầu (l/s) Lưu lượng bơm cung cấp Thể tích vào hoặc ra khỏi bình tích áp 0-5s 0,75 0,25 Ra 0,5.5= 2,5 lít 5-10s 0 0,25 Vào 0,25.5=1,25 lít 10-15s 0,5 0,25 Ra 0,25.5= 1,25 lít 15-25s 0 0,25 Vào 0,25.10= 2,5 lít 25-30s 0,25 0,25 Vào 0 lít Từ các thông tin trên ta có biểu đồ: 45.5 30.5 15.5 15 / min 0, 25 / . 30 Q    ll s

(30)

7 Vậy thể tích lớn nhất mà bình tích áp có thể chứa được là 2,5 lít.

(c) Áp suất tích trữ trước trong bình tích áp: bar tuyệt đối.

Áp suất tối đa trong bình tích áp: tuyệt đối. Áp suất tối thiểu trong bình tích áp: tuyệt đối.

Gọi V1, V2, V3 lần lượt là thể tích lưu chất có trong bình tích áp ở các áp suất trên. Ta có mối liên hệ: V3-V2= 2,5 lít.

Áp dụng quá trình đẳng nhiệt cho 3 giai đoạn:

1 0, 9.125 112, 5 113, 5 p   bar 2 200 201 pbarbar 3 125 126 pbarbar 1 2 2 1 1 2 1 3 2 2 3 3 3 2 113, 5 0, 565 . 201 126 0, 627 . 201 p V V V V p V V p V V V p V        

(31)

8

Suy ra:

Vậy thể tích bình tích áp có thể xem như bằng 7,43 lít. Câu A2.10

A pressure cylinder having a bore of 140 mm and a 100 mm diameter rod is to have an initial approach speed of 5m/min and a final pressing speed of 0.5m.min. The system pressure for rapid approach is 40 bar and for final pressing 350 bar. A two-pump, high-low system is to be used; both pumps may be assumed to have volumetric and overall efficienes of 0,95 and 0,85 respectively. Determine:

 The flowes to the cyclinder for rapid approach and final pressing.

 Suitable deliveries for each pump

 The displaycement of each pump if the drive speed is 1720 rev/min.

 The retract speed if the pressure required for retraction is 25 bar maximum.

Một xylanh ép có đường kính 140 mm và đường kính trục là 100 mm có vận tốc ban đầu là 5 m/phút và vận tốc ép cuối cùng là 0,5 m/phút. Áp suất hệ lúc tiến nhanh là 40 bar và áp suất nén cuối cùng là 350 bar. Giả thiết 2 bơm có hiệu suất thể tích và hiệu suất tổng lần lượt là 0,95và 0,85. Xác định:

(a) Lưu lượng đến xylanh lúc tiến nhanh và ép cuối cùng. (b) Lưu lượng thích hợp cho mỗi bơm.

(c) Lưu lượng riêng của mỗi bơm nếu vận tốc là 1720 vòng/phút. (d) Công suất yêu cầu của motor bơm trong lúc tiến nhanh và nén. (e) Vận tốc lùi về nếu áp suất yêu cầu tối đa là 25 bar.

Bài làm

(a) Lưu lượng đến xylanh lúc tiến nhanh:

Lưu lượng đến xylanh lúc ép cuối cùng: (b) Lưu lượng thích hợp cho mỗi bơm:

Bơm dùng để đẩy xylanh tiến nhanh:

Bơm dùng cho quá trình ép: 1 2 3 7, 43 4, 2 6, 7 V l V l V l         2 1 1 .0,14 . 5. 77 / min . 4 Qv A   l 2 2 2 .0,14 . 0, 5. 7, 7 / min . 4 Qv A   l 1 1 2 77 7, 7 69, 3 . qQQ    l 2 2 7, 7 . qQl

(32)

9 (c) Bơm dùng để đẩy xylanh tiến nhanh:

Bơm dùng cho quá trình ép:

(d) Trong quá trình tiến nhanh:

Trong quá trình nén:

(e) Vận tốc lùi về:

Câu A2.11

A pump driven at 1440 rev/min having displacement of 12,5 ml/rev and a volumetric efficiency of 87% is used to supply fluid to a circuit with two cylinders. If the cylinder dimensions are 63 mm borex35 mm rodx250 mm stroke, and 80 mm bore x55mm rodx150mm stroke, find the minimum cycle time for both cylinders to extend and retract fully.

Một bơm thủy lực có số vòng quay là 1440 vòng/phút, lưu lượng riêng 12.5 ml/vòng, hiệu suất thể tích 87% cung cấp dầu cho hệ thống gồm hai xi-lanh thủy lực. Nếu một xi-lanh có kích thước 63 mm (đường kính đáy) x 35 mm (đường kính trục) x 250 mm (hành trình) và xi-lanh còn lại có kích thước 80 mm x 55 mm x 150 mm. Tính thời gian chu kì ngắn nhất để cả hai xi-lanh đẩy và thu về?

Bài làm Lưu lượng thực của bơm:

Thể tích cần để đẩy 2 xy lanh tiến ra:

Thể tích cần để đẩy 2 xy lanh thu về:

Vậy thời gian ngắn nhất để hoàn thành 1 chu kì là: 1 1 69, 3 42, 4 / . . 0, 95.1720 p v p q D ml vg n     2 2 7, 7 4, 7 / . . 0, 95.1720 p v p q D ml vg n     1 1 1 0 . 77.40 6, 04 . .600 0,85.600 Q p P kW     2 2 2 0 . 7, 7.350 5, 28 . .600 0,85.600 Q p P kW     3 1 2 2 77.10 .( ) 10, 2 / min . (0,14 0,1 ) 4 re re Q v A a v m         3 . . 0,87.12, 5.10 .1440 15, 66 / min . v p p Q D n    l 2 2 1 2 (0, 063 .0, 25 0, 08 .0,15) 1, 53 . 4 ex ex ex VVV    l 2 2 2 2 1 2 [(0, 063 0, 035 ).0, 25 (0, 08 0, 055 ).0,15] 0, 94 . 4 re re re VVV      l 0, 94 1, 53 0,158 min 9, 46 . 15, 66 re ex V V t s Q      

(33)

10 Câu A2.12

A hydraulic cylinder is required to exert a minimum forward dynamic thrust of 25 tonnes and a minimum return dynamic thrust of 15 tonnes. Determine a suitable standard size metric cylinder if the maximum system pressure is 200 bar. Assume that the dynamic thrust is 0.9 times the static thrust. What pressure is required at the cylinder to give the desired thrusts if the effect of back pressure is neglected?

Xi-lanh thủy lực tạo ra lực đẩy nhỏ nhất là 25 tấn và lực kéo về nhỏ nhất là 15 tấn. Tìm đường kính thích hợp của xi-lanh nếu áp suất lớn nhất của hệ thống là 200 bar. Giả thuyết rằng lực động bằng 0,9 lần lực tĩnh. Áp suất của xi-lanh để đáp ứng lực yêu cầu nếu bỏ qua hiệu suất áp suất?

Bài làm

Giả thiết:

Quá trình tiến ra:

Theo tiêu chuẩn ta chọn xy lanh có kích thước: Áp suất của xy lanh lúc tiến ra:

Áp suất của xy lanh lúc thu về: Câu A2.13

A hydraulic cylinder as shown infigure A.22 is to accelerate a load of 50 tonnes horizontally from rest to velocity of 10 m/min in 50 mm. Take the coefficient of fricition () betwen the load and the guides as 0,1 ; assume zero back-pressure. Determine:

a. A suitable size of standerd metric cylinder if the maximum allowable pressure at the cylinder is 180 bar.

b. The fluid flow rate required to drive the piston forward at 3 m/min.

Một xi-lanh thủy lực tác dụng lên tải nặng 50 tấn theo phương ngang từ trạng thái nghỉ đến vận tốc 10m/phút với quãng đường di chuyển là 50mm. Hệ số ma sát giữa tải và sàn là 0,1. Xác định:

(a) Đường kính xi-lanh nếu áp suất là tối đa là 180 bar.

(b) Lưu lượng cần cung cấp nếu vận tốc của pittong là 3m/phút.

3 1 1 3 2 2 .9,81 25.10 .9,81 272500 0, 9 0, 9 0, 9 .9,81 15.10 .9,81 163500 0, 9 0, 9 d t m Q N F F m Q N          2 1 max 5 4.272500 . 131, 7 4 200.10 . D Q pD mm      140 90mm 1 1 2 2 .4 272500.4 177 . .0,14 Q p bar D      2 2 2 2 2 2 .4 163500.4 181 . ( ) .(0,14 0, 09 ) Q p bar D d       

(34)

11 Bài làm Ta có phương trình cân bằng lực: Chiếu lên phương ngang ta được: Suy ra Vậy đường kính xy lanh:

Theo tiêu chuẩn ta chọn D= 80 mm.

(c) Lưu lượng cần cung cấp:

Câu A2.14

A cylinder having a bore of 50 mm with a rod diemater of 32 mm is used to lift a vartical load of 3 tonnes. The circuit used is shown in A.23. The quantity delivered by the pump is 8l/min, the relift valve is see at 180 bar and the cylinder extend meter-out flow-control valve is set at 4l.min , Calculator:

A) The extend speed.

B) The pressure reading at gauge P1 when the cylinder is extending at a steedy speed. C) The pressure regestered on gauge P1 if the cylinder is extended under no load conditions i.e. Load removed.

D) The setting of the retrct flow control valve in 1l/min if the retract speed is the same as

. ms p A F ma 2 . 2 . ms v m kmg s p A F ma A p      2 3 3 3 2 5 (10 / 60) 50.10 . 0,1.50.10 .9,81 2.0, 05 3, 5.10 . 180.10 Am    3 4 4.3, 5.10 66, 7 . A D mm       2 .0, 08 . 3. 15,1 / min . 4 Qv A   l

(35)

12

the extend speed.

Một xi lanh có đường kính xi-lanh là 50 mm và đường kính trục là 32 mm được sử dụng để nâng tải có khối lượng 3 tấn. Hệ thống như hình vẽ. Lưu lượng bơm là 8 lít/phút, van giảm áp cài đặt 180 bar. Khi xi-lanh đẩy thì lưu lượng qua van là 4 lít/phút. Tính:

(a) Vận tốc đẩy.

(b) Giá trị đọc được ở P1 khi xi-lanh đang đẩy với vận tốc ổn định. (c) Giá trị P1 nếu xi-lanh hoạt động ở trạng thái đẩy không tải.

(d) Giá trị cài đặt ở van lưu lượng khi xi-lanh lùi về để vận tốc lùi về bằng vận tốc đẩy.

Bài làm

(a) Vận tốc đẩy:

(b) Khi xy lanh đẩy ta có biểu thức:

Suy ra . 3 2 2 2 2 4 4.4.10 3, 45 / min . ( ) (0, 05 0.032 ) e e e Q Q v m A aD d          max. 1.( ) p Amgp A a 2 5 3 1 2 2 .0, 05 180.10 . 3.10 .9,81 4 51 (0, 05 0, 032 ) 4 p bar      

(36)

13 (c) Khi ở trạng thái không tải:

(d) Giả thiết vận tốc về bằng vận tốc đẩy suy ra

Câu A2.15

A hydraulic cylinder is required to lift a 600 kg load throght a vertical height of 4 m. The working pressure is not to exceed 100 bar at the cylinder inlet port; neglect the effect of back pressure. The cylinder is to be front flange mounted, the load fully guided with the piston rod connection being pivoted. Determine the sizes of a suitable standerd piston rod and cylinder bore.

Một xi-lanh thủy lực cần nâng một vật nặng 6000-kg theo phương thẳng đứng một đoạn 4m. Áp suất làm việc ở cổng vào không vượt quá 100 bar ; bỏ qua ảnh hưởng của áp suất đẩy. Xi-lanh được lắp mặt bích phía trước, vật nặng được dẫn hướng bằng trục piston lắc được. Tính đường kính thích hợp của trục piston và xi-lanh.

Bài làm

Ta có:

Với: K= 6000 kg. E= 2,1.106 kg/cm2

Suy ra:

Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính trục piston là d= 56mm.

Mặt khác khi nâng tải:

Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính xy lanh D= 100mm. Câu A2.16 2 1 2 2 .0, 05 180. 4 305 . (0, 05 0, 032 ) 4 p bar      2 2 .0, 05 . . 3, 45. 6, 77 / min . 4 4 r r e D Qv Av     l 4 2 2 . . 64 d E K L    2 2 Lm 2 4 4 4 3 3 6 64. . 64.8.10 .6000 46, 6 . . .2,1.10 L K d mm E      2 5 4. 4.6000.9,81 . 86, 6 4 . 100.10 . D mg p mg D mm p        

(37)

14

A hydralic cylinder having a bore of 125 mm and a rod diemeter of 90 mm is used to lift a load of 20 tonnes at a maximun speed of 5 m/min. The load has to be brought to rest in the cushion length of 50 mm at the end of the stroke, system pressure being applied to the full bore end of the cylinder during retardantion. Determine:

a. The pressure required ti lift the load assuming zero back pressure at the annulus side of the cylinder.

b. The fluid flow rate raise the load at 5m/min.

c. The average pressure in cushion during retardation.

Một xi lanh thủy lực có đường kính nòng là 125 mm và đường kính thanh đẩy là 90mm được sử dụng để nâng một tải 20 tấn với tốc độ tối đa là 5 m/phút. Tải được nâng đến trạng thái tĩnh trong đoạn giảm chấn dài 50 mm ở cuối hành trình, áp suất hệ thống tác dụng vào nòng của xi lanh trong suốt thời gian trễ. Xác định:

(a) Áp suất khi nâng tải, giả sử áp suất về tác động vào tiết diện vành khăn bằng 0. (b) Lưu lượng nâng tải với tốc độ 5m/phút.

(c) Áp suất trung bình trong đoạn giảm chấn trong hành trình trễ. Bài làm

(a) Áp suất nâng tải:

(b) Lưu lượng nâng tải: (c) Các lực tác dụng lên piston như sau: Động năng của tải: 3 2 2 4 4.20.10 .9,81 160 . . .0,125 mg p bar D      2 .0,125 . 5. 61, 35 / min . 4 Qv A   l 2 2 3 1 5 0, 5.20.10 . 69, 44 . 2 60 Kmv  N  

(38)

15 Lực trung bình trong đoạn làm chậm tải là:

Áp suất trung bỉnh trong đoạn giảm chấn:

Áp suất giảm chấn để thắng được áp suất dầu là:

Câu A2.17

A centre lathe head stock is to be driven by a ‘constant power’ hydrostatic transmission. The varibale- displacement non-reversing hydraulic motor is to have a speed range of 300 to 2500 rev/min. The maximum power required at the output of the hydraulic motor is 6 kW. The maximum pressure available at the pump delivery is 125 bar and the pressure drop between the pump and motor is 5 bar. The torque and volumertric efficiencies of both the pump and motor may be taken as 0,85. Assuming an open loop transmission, determine:

A) The ideal motor displacement and the actual pump delivery required. B) The input power required by the pump.

Một mũi dao máy tiện được dẫn động bởi một hệ thống thủy lực “công suất cố định”. Một môtơ thủy lực một chiều đa tốc có tốc độ quay từ 300 đến 2500 vòng/phút. Công suất tối đa ở đầu ra môtơ là 6 kW. Áp suất tối đa của bơm là 125 bar và sụt áp giữa bơm và môtơ là 5 bar. Hiệu suất cơ và hiệu suất thể tích của cả bơm và môtơ là 0,85. Giả sự hệ thống mạch hở, xác định:

(a) Lưu lượng riêng của môtơ và lưu lượng của bơm. (b) Công suất đầu vào của bơm.

Bài làm

(a) Sụt áp giữa bơm và môtơ là 5 bar suy ra áp suất motor: Hiệu suất tổng của bơm và motor là

Lưu lượng thực qua motor:

Mặt khác

Vậy lưu lượng riêng của motor:

69, 44 1389 . 0, 05 K K F N l    1 2 2 4.1389 2, 35 . (0,125 0, 09 ) K F p bar A a       2 2 2 . 160.0,125 332, 2 . 0,125 0, 09 c p A p bar A a      5 125 5 120 . m p pp     bar 2 0m 0p 0,85 0, 7225.     0 .600 6.600 41, 5 / min . . 120.0, 7225 m m m P Q l p     . . 41, 5.0,85 300 2500 m m vm m vm m D n Q Q D n        3 14 118 / min . m D   cm

(39)

16

Lưu lượng thực qua bơm:

(b) Công suất đầu vào của bơm:

Câu A2.18

A hydraulic cylinder has to move a load horizontally throught a distance of 3 m. The cylinder is font flange mounted and the load rigidly connected to the piston rod and fully guided. The extend force which has to be extend by the cylinder is 1.6 tonnes and the retract force 0,7 tonne. Assume the effective dynamic thrust is 0,9 times the static thrust.

If the maximum system pressure is limmited to 150 bar, determine a suitable standard metric size of cylinder and calculate the actual operating pressure.

Một xy lanh thủy lực di chuyển 1 tải đi ngang 1 khoảng cách là 3m. Tải được gắn cố định trên piston và có dẫn hướng. Lực đẩy tác dụng lên xy lanh khi có tải là 1,6 tấn, lực kéo về khi không tải là 0,7 tấn. Hiệu suất áp lực động bằng 0,9 lần áp lực tĩnh. Nếu áp suất tối đa của hệ thống là 150bar, hãy xác định kích thước xylanh và tính toán lại áp suất vận hành của hệ thống.

Bài làm  Đường kính trục piston:

Trục có dẫn hướng nên

Lực làm việc tối đa F= 1,6 tấn Hệ số an toàn: s= 3,5.

Suy ra

Mặt khác:

Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính trục piston là d= 36mm.  Đường kính xy lanh:

Khi xy lanh đẩy lên ta có quan hệ:

Suy ra 41, 5 / min . p m QQl . 1 41, 5.125 . 11, 96 . 600 600.0, 7225 p p p op Q p P kW     150 . 2 l L  cm 1777, 78 . 0, 9 S F F kg    . 1777, 78.3, 5 6222, 23 . S KF s  kg 4 2 2 2 4 4 2 3 3 6 . . 64. . 64.150 .6222, 23 64 34, 2 . . .2,1.10 d E L K K d mm L E          3 2 5 1, 6.10 .9,81 . 0, 0012 . 0, 9 0, 9. 0, 9.150.10 F F p A A m p      4 4.0, 0012 39 . A D mm     

(40)

17 Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính xy lanh là D= 50mm để phù hợp với với đường kính trục piston.

 Xác định lại áp suất vận hành của hệ thống:

Khi xy lanh tiến ra:

Khi xy lanh thu về:

Câu A2.19

A hydraulic cylinder has to move a load horizontally throught a distance of 3 m. The cylinder is font flange mounted and the load rigidly connected to the piston rod and fully guided. The extend force which has to be extend by the cylinder is 1.6 tonnes and the retract force 0,7 tonne. Assume the effective dynamic thrust is 0,9 times the static thrust.

If the maximum system pressure is limmited to 150 bar, determine a suitable standard metric size of cylinder and calculate the actual operating pressure.

Cho 1 máy công cụ dùng xylanh thủy lực có phản hồi, khi chu trình đi ra của xylanh là piston đi nhanh với tốc độ 10m/phút ứng với quãng đường 1m với lực đẩy lúc đó là 2.5 tấn. Khi công tắc áp suất chuyển trạng thái thì tốc độ di chuyển của piston khi đó là 0,25m/min ứng với quãng đường là 0,5m với lực đẩy khi đó là 10 tấn. Áp suất lớn nhất của xy lanh là 200 bar.

(a) Chọn kích thước xy lanh theo tiêu chuẩn

(b) Tính toán lưu lượng bơm cho cả hai giai đoạn trong hành trình đi ra của xi lanh. Bài làm

(a) Chọn kích thước cho xy lanh:  Đường kính trục piston:

Ta có:

Lực làm việc tối đa FS= 10 tấn. Hệ số an toàn: s= 3,5. Suy ra Mặt khác: 3 2 2 1, 6.10 .9,81 89 . .0, 05 0, 9. 0, 9. 4 4 e e F p bar D      3 2 2 2 2 0, 7.10 .9,81 81 . ( ) (0, 05 0, 036 ) 0, 9. 0, 9. 4 4 r r F p bar D d        100 50 75 . 2 2 l L    cm 3 . 10.10 .3, 5 35000 . S KF s  kg 4 2 2 2 4 4 2 3 3 6 . . 64. . 64.75 .35000 64 37,3 . . .2,1.10 d E L K K d mm L E         

(41)

18 Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính trục piston là d= 45mm.

 Đường kính xy lanh: Khi xy lanh đẩy lên ta có quan hệ:

Suy ra

Theo tiêu chuẩn ta chọn đường kính xy lanh là D= 80mm. (b) Lưu lượng bơm:

Do là mạch tái phản hồi nên: + Khi xy lanh tiến nhanh:

+ Khi xy lanh nén: Câu A2.20

A hydraulic cylinder having a bore of 125 mm, a rod of 80 mm diameter and a stroke of 350 mm is to fully extend and retract in a total of 15 seconds. The extend thrust to be exerted by the cylinder is 20 tonnes, the retract thrust being 10 tonnes. Determine:

 The theoretical system pressure when the cylinder is extending  The theoretical system pressure when the cylinder is retrscting  The theoretical pump delivery required.

 The actual pump diplacement if the volumetric efficiency is 90% and the pump driven at 1440 rev/min.

 Themaximum power input to the pump if the torque efficiency is 85%

Cho 1 xy lanh thủy lực có đường kính xylanh là D=125 mm, đường kính thanh đẩy là d=80mm, và quãng đường di chuyển là 350 mm, thời gian cả đi lẫn về là 15s. Áp lực đi ra là 20 tấn, áp lực kéo vào là 10 tấn. Xác định:

(a) Áp suất hệ thống khi xylanh đi ra. (b) Áp suất hệ thống khi xylanh đi vào. (c) Xác định lưu lượng lý thuyết của bơm.

(d) Lưu lượng riêng của bơm nếu hiệu suất thể tích là 90% và vận tốc bơm n=1440 rev/min.

(e) Công suất đầu vào lớn nhất của bơm nếu hiệu suất cơ là 85%. Bài làm 3 2 5 10.10 .9,81 . 0, 0049 . 200.10 F p A F A m p      4 4.0, 0049 79 . A D mm      2 2 1 1 1 .0, 045 . . 10. 15, 9 / min . 4 4 d Qv av     l 2 2 2 2 . .0, 08 . .0, 25 1, 257 / min . 4 4 D Q  v   l

(42)

19 (a) Áp suất khi xy lanh đi ra:

(b) Áp suất khi xy lanh đi vào:

(c) Thể tích cần thiết để đẩy xy lanh tiến ra: Thể tích cần thiết để đẩy xy lanh tiến ra:

Suy ra lưu lượng lý thuyết của bơm để hoàn thành 1 chu trình 15s:

(d) Lưu lượng riêng của bơm:

(e) Công suất đầu vào của bơm:

Câu A2.21

In a open-loop hydrostatic transmission the motor displaycement is 0,5 liter/rev and it is to run at 65 rev/min. The pump supplying fluid to the motor is driven at 1440 rev/min. If the torque and overall efficienies of both the pump and motor are 95% and 85% respectively, determine:

a) A suitable pump displacement.

b) The pressure at the motor if the torque required at the motor is 100 Nm

c) The input power to the pump if the pressure drop in the pipeword etc. Between the pump and motor is 5 bar.

Trong một vòng lặp truyền động thủy lực mở, môtơ có lưu lượng riêng là 0.5 l/vg và có tốc độ 65 vòng / phút. Nếu hiệu suất cơ và hiệu suất tổng của cả máy bơm và motor tương ứng là 95% và 85%, xác định:

a) Lưu lượng riêng của bơm.

b) Áp suất ở motor nếu mô-men xoắn yêu cầu của motor là 1.000 Nm.

c) Năng lượng đầu vào máy bơm nếu áp suất giảm trong các hệ thống đường ống, vv giữa bơm và động cơ là 5 bar.

Bài làm (a) Lưu lượng riêng của bơm:

3 2 2 4 4.20.10 .9,81 160 . . .0,125 mg p bar D      3 2 2 2 2 2 4 4.10.10 .9,81 135, 4 . .( ) .(0,125 0, 08 ) m g p bar D d        2 2 1 .0,125 . .0, 35 4, 3 . 4 4 D V  s  l 2 2 2 2 1 ( ) .(0,125 0, 08 ) . .0, 35 2, 54 . 4 4 D d V   s   l 1 2 4, 3 2, 54 27, 36 / min . 15 V V Q l t      27, 36 21,1 / . . 0, 9.1440 p v p Q D ml vg n     . 1 27, 36.160 . 9, 54 . 600 t. v 600.0,85.0, 9 Q p P kW     

(43)

20

Lưu lượng chảy trong mạch:

Suy ra:

(b) Ta có:

(c) Sụt áp trong mạch là 5 bar suy ra áp suất của bơm: pp=132,3+5=137,3 bar. Năng lượng máy bơm:

Câu A2.22

A hydraulic motor required to develop a torque of 100 Nm at a maximum speed of 600 rev/min. The maximum pressure drop across the motor is to be 150 bar. The torque and volumetric efficiencies are both 0,9. Determine:

a) A suitable motor displacement. b) The flow required to the motor.

Một động cơ thủy lực cần phải tác dụng một mô men 100Nm với tốc độ tối đa 600 vòng/ph. Áp suất tối đa sụt qua động cơ là 150 bar. Hiệu suất thể tích và cơ đều là 0,9. Xác định:

(a) Lưu lượng riêng động cơ.

(b) Lưu lượng cần thiết tới động cơ.

Bài làm (a) Lưu lượng riêng của bơm:

(b) Lưu lượng cần thiết tới động cơ:

Câu A2.23

A lather head stock is directly driven by a hydraclic motor. The lathe is used to turn a bar with a maximum diameter of 60 mm.The maximum tangential cutting force on the lathe tool is 2 kN and the maximum rotational speed of the head stock is 700 rev/min. The maximum pressure set by the relief valve is 200 bar and the total pressure drop between the relief valve and the hydraulic motor is bar, the back-pressure at the motor being 5 bar. Thr overall and volumetric efficiencies of the motor are 0,85 and 0,9 respectively. Determine: . 0, 5.65 36, 3 / min . 0,85 0, 95 m m m p m D n Q Q Q l             36, 3 28, 2 / . 0,85 . 1440. 0, 95 p p p p v Q D ml vg n           3 . . 2 . 2 .1000 132, 3 . 2 . 0, 5.10 .0, 95 m m m t m m m m m t D p T T p bar D           0 . 1 36, 3.137, 3 . 9, 77 . 600 600.0,85 p p p Q p P kW     5 . . 2 .100 46, 5 / . 2 150.10 .0, 9 m m m t m m p D TDml vg      3 . 46, 5.10 .600 31 / min . 0, 9 m m m m v D n Q l     

(44)

21

(a) The minimum displaycement in cm3/rad. (b) The flow rate to the motor at maximum speed. (c) The maximum hydraulic input power to the motor.

Một máy tiện được vận hành bởi một động cơ thủy lực. Máy tiện có thể tiện được một thanh có đường kính lớn nhất là 60mm. Lực cắt tiếp tuyến lớn nhất của máy tiện là 2kN và tốc độ quay lớn nhất của đầu máy tiện là 700 vòng/phút. Áp suất lớn nhất cài đặt ở van an toàn là 200bar, sự giảm áp giữa động cơ thủy lực và van an toàn là 10bar, áp suất sau bơm là 5bar. Hiệu suất tổng và hiệu suất thể tích của động cơ lần lượt là 0,85 và 0,9. Tính:

(a) Lưu lượng riêng lớn nhất của động cơ theo đơn vị cm3/rad. (b) Lưu lượng qua động cơ tại vận tốc lớn nhất.

(c) Công suất lớn nhất cần cung cấp cho động cơ. Bài làm (a) Moment do lực cắt gây ra:

Suy ra lưu lượng riêng của motor:

(b) Lưu lượng qua motor:

(c) Công suất lớn nhất cần cung cấp: Câu A2.24

A hydraulic motor with a displaycement of 475 cm3/rev is used to drive directly a conveyor drum having a diemeter of 0,7 m.The pressure drop over the motor is 140 bar and the actual flow into the motor 48 l/min. The overall and torque efficiency of the motor are 0,9 and 0,94 respectively. Determine:

A) The torque at the conveyor drum.

B) The power in kilowatts supplied to the conveyor drum. C) The linear speed of the conveyor belt.

Một động cơ thủy lực có lưu lượng riêng 475cm3/rev được sử dụng để vận hành trực tiếp một tang trống băng tải có đường kính 0.7m. Áp suất tác động lên động cơ là 140 bar và lưu lượng thực tế vào động cơ 48l/min. Hiệu suất tổng và hiệu suất cơ của động cơ lần lượt là 0,9 và 0,94. Xác định : 0, 06 . 2000. 60 . 2 2 m c d TF   Nm 5 . . 2 .60 21, 58 / 3, 43 / . 0,85 2 (200 10 5).10 . 0, 9 m m m t m m p D TDml vg ml rad         3 . 21, 58.10 .700 16,8 / min . 0, 9 m m m m v D n Q l      0 . 16,8.200 . .0,85 4, 76 . 600 600 m m m Q p P     kW

(45)

22 (a) Mô-men xoắn ở tang trống băng tải.

(b) Công suất tính bằng kW cung cấp cho tang trống băng tải. (c) Tốc độ dài của băng tải.

Bài làm (a) Moment xoắn ở tang trống băng tải:

(b) Công suất cần cung cấp cho tang trống:

(c) Tốc độ quay của tang trống:

Tốc độ dài của băng tải: Câu A2.25

A vehicle weighting 2 tonnes is to be driven up a slope of 1 in 10 (1 vartical in 10 measured along the slope) at a speed of 20 km/h. The coefficient of rolling resistance may be taken as 0,1. The vehicle is driven hydraulically by two fixed-displaycement motors fitted in the rear wheels which have an effective diameter of 850 mm. The volumetric and torque efficiency of the motors are both 0,95. The maximum pressure drop across the motors is 250 bar. Determine:

- The required motor displaycement.

- The fluid flow from the pump at maximum speed.

Một xe nặng 2 tấn di chuyển lên dốc tỉ lệ 1:10 với vận tốc 20 km/h. Hệ số ma sát lăn là 0,1. Xe được dẫn động thủy lực nhờ hai động cơ có lưu lượng riêng cố định nằm ở bánh sau với đường kính hiệu dụng là 850mm. Hiệu suất thể tích và cơ đều là 0,95. Sụt áp tối đa qua động cơ là 250 bar. Xác định:

(a) Lưu lượng riêng của động cơ cần dung. (b) Lưu lượng từ bơm ở tốc độ cao nhất của xe.

Bài làm (a) Ta có: Các lực tác dụng lên xe: Chiếu lên phương Ox ta được phương trình cân bằng lực: Suy ra 6 5 . . 0, 94.475.10 .140.10 995 . 2 2 m t m m m D p TNm       0 . 48.140 . .0, 9 10,1 . 600 600 m m m Q p P     kW 3 0, 9 48. . 0, 94 96, 75 / min 10,13 / . 475.10 m v m m Q n vg rad s D       0, 7 . 10,13. 3, 55 / 213 / min . 2 r m vn r  m sm sin 0,1cos 0, 995 sin . ms FFP  . .cos sin 2000.9,81.(0,1.0, 995 0,1) 3914, 2 . Fk mg mg     N

Referências

Documentos relacionados

o subitem 3.1.13, o candidato estará sujeito à desclassificação caso informações e/ou documentos apresentados por ele sejam falsos, inexatos e/ou incompletos,

Dispara balas de fuzil e devem ser disparados utilizando-se as duas mãos (Teste Difícil se usar apenas uma), mas se usar apoio adicional de ombro pode evitar

(3) A isenção de Imposto de Renda nos rendimentos distribuídos é concedida a pessoas físicas somente se o Fundo de Investimento Imobiliário possuir no mínimo 50 quotistas,

31º Caio Cesar de Oliveira Rosa 32º Gustavo Perna Filgueiras 33º Cosme José do Amaral 34º Adriana Martins Raposo 35º Fernanda Lobato Arantes 36º Thaiany Assis Dantas

Para as competições Taça de Portugal, Campeonato Nacional, bem como, para as restantes provas homologadas para ranking (ou, com classificação de Nível III IPSC),

Incentivo ao aperfeiçoamento com os aprendizados práticos do módulo. Orientação ao processo evolutivo do projeto para futura entrega em check point.. Identificar o

– Quando todas as seções estão desligadas, a válvula auxiliar fecha.. Para um sistema AccuFlow da Raven com válvula de controle, uma válvula. liga/desliga, e duas válvulas

Foi oferecido um minicurso voltado para alunos da sétima série do Ensino Fundamental em uma escola da rede pública de ensino de Ceilândia, a fim de discutir e comparar as médias