Bài giảng Máy thủy khí - Chương 4: Bơm và động cơ thủy lực thể tích kiểu roto

Chương 4 BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THỂ TÍCH KIỂU ROTO

§1. Đặc ñiểm chung:

• Roto chuy(cid:1)n ñ(cid:3)ng quay trong vỏ (stato) (cid:1) nén

CL (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)dòng ch(cid:4)y t(cid:5)(cid:6)ng ñ(cid:7)i ñ(cid:8)u.

• Áp su(cid:9)t làm vi(cid:10)c cao h(cid:6)n máy cánh d(cid:11)n, th(cid:9)p

h(cid:6)n máy piston

plv= (20 - 150) at

Ưu ñiểm :

- Kết cấu ñơn giản, kích thước gọn nhẹ ⇒ Công suất trên 1 ñơn vị trọng lượng của máy lớn. - Tuổi bền cao, chắc chắn. Làm việc tin cậy - Có thể làm việc với svq lớn so với bơm piston. Nhược ñiểm :

- Không ñiều chỉnh ñược lưu lượng khi n=const (bơm BR). - Hiệu suất lưu lượng thấp hơn so với bơm piston

Phạm vi sử dụng

• Truyền ñộng thuỷ lực kiểu thể tích (Máy

công trình)

• Hệ thống bôi trơn • Hệ thống trợ lực tay lái, hệ thống phanh

§2. Bơm - ñcơ thuỷ lực kiểu bánh răng:

Clip

Bơm 2 bánh răng

C

B

I. Kết cấu - nguyên lý làm việc (bơm 2 BR)

2 BR ăn khớp ngoài ñặt trong vỏ bơm • Dạng răng thân khai, 8 ñến 12 răng (cid:1) dịch chỉnh góc ñể tránh sự cắt chân răng.

• Vỏ bơm có miệng (bọng) hút nối với ống hút; miệng (bọng) ñẩy nối với ống ñẩy.

C

B

Nguyên lý làm việc

BR chủ ñộng (1) quay ⇒ BR bị ñộng (2) quay theo. • Tại buồng A , các răng ra

khớp, thể tích chứa CL của A (cid:1) CL tăng (cid:1) áp suất giảm: pck ñi từ bể hút lên buồng A. Buồng A: bọng hút.

• BR quay, rãnh răng chứa CL, ñưa CL từ A lên B theo con ñường vòng theo vỏ bơm. • Tại buồng B , các răng vào

khớp (cid:1) thể tích chứa CL của B giảm (cid:1) CL bị nén ñến áp suất yêu cầu của phụ tải (cid:1) CL ñi vào ống ñẩy (5) Buồng B: bọng ñẩy.

Nh(cid:12)n xét: • Quá trình hút, ñẩy diễn ra liên tục (cid:1) dchảy liên

tục.

• Cột áp (áp suất CL) do bơm tạo ra phụ thuộc

vào áp suất yêu cầu của phụ tải.

• Áp suất làm việc của bơm bị hạn chế, nếu áp

suất quá lớn thì CL sẽ rò rỉ hết qua khe hở - Khe hở giữa ñỉnh răng và vỏ bơm - Khe hở giữa mặt ñầu BR và vỏ bơm • Van an toàn: ñặt trên ñường ống ñẩy, hạn chế áp suất làm việc không vượt quá giá trị cho phép.

II. Phân loại

1) Bơm 2 BR ăn khớp ngoài 2) Bơm nhiều BR (3 BR ăn khớp, BR chủ ñộng ñược bố trí ở giữa): • Lưu lượng gấp ñôi so với bơm 2 BR có cùng kích thước và svq. – (1 ‚ 3 răng) (cid:1) sự lệch pha của lưu • Zbị ñộng =Zchủ ñộng

lượng (cid:1) giảm dao ñộng. 3) Bơm BR nhiều cấp:

• Gồm nhiều cặp BR ăn khớp lắp trên trục. • Số cấp i = số cặp BR • CL từ buồng ñẩy của cặp BR 1 ñi vào buồng hút của cặp BR 2, ñược nén 1 lần nữa (cid:1) bơm tạo áp suất cao

• Lưu lượng Q1> Q2> Q3>... do rò rỉ qua các cấp, • Sau mỗi cấp ñều có van an toàn ñể ñiều chỉnh áp suất

và lưu lượng ở mỗi cấp. 4) Bơm 2 bánh răng ăn khớp trong:

• Cứng vững; Kết cấu nhỏ gọn hơn. • Chế tạo phức tạp, giá thành ñắt.

Bơm 3 bánh răng

Bơm bánh răng nhiều cấp

III. Các thông số làm việc:

• Áp suất làm việc:

- Ngành chế tạo máy, ô tô: p = (15 ‚ 30)at - Ngành hàng không :

p = (100 ‚ 200)at

• Lưu lượng:

Qmax = 5000 lit/ph

• Số vòng quay:

n = 1.500 ‚ 3.000 v/ph nmax = (12.000 ‚ 15.000) v/ph

‚ 0,96; h

h = 0,87 - 0,90

• Hiệu suất: h

Q= 0,95 ‚

‚ ‚ h h

IV. Lưu lượng

1. Lưu lượng trung bình: Gi(cid:4) thi(cid:13)t: • CL ñiền ñầy rãnh răng • Vrãnh = Vrăng (trong thực

tế Vrãnh>Vrăng)

Đ(cid:15)nh nghĩa: • Z: số răng của BR chủ

ñộng n: svq của BR chủ ñộng

• • m: mô ñun •

b: bề rộng của BR

Lưu lượng riêng của bơm 2 BR:

Trong 1 vòng quay của BR chủ ñộng: • Thể tích CL do BR 1 cung cấp: Z.Vrãnh • Thể tích CL do BR 2 cung cấp: Z.Vrãnh (cid:1)q = 2.Z.Vrãnh = Z.(Vranh+Vrang) (cid:1) V giới hạn bởi

ñỉnh răng và chân răng của BR chủ ñộng

p 2

p (cid:215)=

(cid:215)= b

mbD

2 bD Z

(cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215)

- D=m.Z: ñkính vòng chia (vòng tròn trung bình giữa vòng ñỉnh và vòng chân) - h=2m : chiều cao của răng

Lưu lượng lý thuyết trung bình

qQlt

n ⇒(cid:215)= 60

nbD2 Z.60 Vrãnh > Vrăng (cid:1) thay p =3,5

(cid:215) (cid:215) (cid:215) p

nbD7 Z.60

(cid:215) (cid:215) (cid:215)

Tính theo BR chủ ñộng vì nñcơ là svq của BR chủ ñộng

(cid:215) - - (cid:215) (cid:215) (cid:215)

BR dịch chỉnh:

p 2

(

cos

)

Q lt

2 Rnb 2

2 1

bán kính vòng ñỉnh, vòng chân góc ăn khớp (20o)

R2, R1: o :

h h h Q h h h

Lưu lượng thực: Q = Qlt. h h Q = 0,7 - 0,9; phụ thuộc:

+ Độ lớn của các khe hở + Cấp chính xác gia công + Độ cứng vững của BR + Kết cấu bơm

a) Do rò rỉ CL qua các khe hở :

+ Giữa mặt ñầu BR và vỏ bơm: (70‚ 80)% D Q + Giữa ñỉnh răng và vỏ bơm

Tăng khe hở mặt ñầu 0,1 mm: h Q giảm 20% Tăng khe hở ñỉnh răng 0,1 mm: h Q giảm

0,25%

b) Do CL không ñiền ñầy rãnh răng: (do lực ly

(cid:1)CL không ñièn ñầy rãnh răng

‚ ‚

tâm) Khi plytâm > phút (cid:1) ‚ 8 m/s - Vận tốc vòng của ñỉnh răng: v<= 6‚ - Tăng áp suất hút: ñặt bơm thấp hơn mặt bể hút, tăng áp suất mặt thoáng bể hút. - Tăng khả năng ñiền ñầy: chọn kết cấu thích hợp của ống hút, ống ñẩy, vòng bao BR; - vhut = (2 - 3) m/s

c) Ảnh hưởng của ñộ nhớt: khi ñộ nhớt CL tăng(cid:1)rò rỉ giảm nhưng CL khó ñiền ñầy các rãnh răng.

• Hiện tượng CL không ñiền ñầy các rãnh răng gây ra dao ñộng áp lực trong bơm: khi răng quay ñ(cid:13)n vùng có áp su(cid:9)t cao, CL có áp su(cid:9)t cao tràn vào rãnh răng gây áp l(cid:18)c va ñ(cid:12)p.

2. Lưu lượng tức thời

• Bỏ qua tổn thất: N=p.Q=M.ω (cid:1) nếu M dao ñộng thì Q dao ñộng (cid:1) phải khảo sát lưu lượng tức thời

(cid:215)=

=⇒(cid:215) w

MQpN

: lưu lượng tức thời

• Lập công thức tính Moment cản (cân bằng với moment trên trục M) (cid:1) tính ñược Q • Nếu M dao ñộng theo t (cid:1)Qj

a) Moment cản

2 BR ñang tiếp xúc tại A* (ñiểm ăn khớp) • phía trên A*, áp suất

tác dụng là pñ,

(cid:215)

C

• phía dưới A* áp suất

tác dụng là ph

B

• D p = pñ - ph tác dụng vào mặt răng ñang ăn khớp (cid:1) lực cản (cid:1) momen cản.

Trên BR ch(cid:19) ñ(cid:3)ng: • Mặt răng A:

Từ A* ñến ñỉnh răng: pñ Từ A* ñến chân răng: ph ph • Mặt răng B: (cid:1) 2 mặt răng A,B chịu lực

C

không cân bằng do chênh lệch áp suất (cid:1) gây momen cản ngược chiều quay của trục

B

Trên BR b(cid:15) ñ(cid:3)ng: • Mặt răng A:

Từ A* ñến ñỉnh răng: ph Từ A* ñến chân răng: pñ pñ • Mặt răng C: (cid:1) 2 mặt răng A,C chịu lực

không cân bằng do chênh lệch áp suất (cid:1) gây momen cản

Momen cản trên BR chủ ñộng (M1)

• Trên cặp răng ăn khớp: từ A* ñến ñỉnh răng chịu lực không cân bằng.

C

D D

B

R 2

)

• Trên các cặp mặt răng khác: áp lực triệt tiêu từng ñôi một . • Lực:F =D D p.b.(R2- x) • Cánh tay ñòn so với tâm O1: +

2 ( Rbp 2

2 )2

- (cid:215) (cid:215)

( Rbp

1 D= 2

- (cid:215) (cid:215)

Momen cản trên BR bị ñộng (M2)

• F =∆p.b.(R2- y) • Cánh tay ñòn so với tâm O2:

C

B

R 2

)

R + 2 ( Rbp 2

- (cid:215) (cid:215)

)2

- (cid:215) (cid:215)

( Rbp

1 D= 2

Tổng Momen cản tác dụng lên trục bơm

D p = p

D D D

M = M1 + M2

]2 )

(cid:215)= bpM

- (cid:215)

[ 2

( x

1 2

Sơ ñồ ăn khớp

x2 = c2 + (R - k)2 = y2 = c2 + (R + k)2 =

c2 + R2 + k2 - 2R.k c2 + R2 + k2 + 2R.k

x2 + y2 = 2R2 + 2(k2 + c2) = 2(R2 + l2)

A y x l c

]2 )

kP O1 O2

(cid:215)= bpM

[ 2

( x

1 2

- (cid:215)

2 - R2- l2)

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) M = p.b.(R2

BR thông thường: R2= R + m ⇒ M = p.b.(2R.m + m2- l2)

2)

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)Moment c(cid:4)n ph(cid:20) thu(cid:3)c vào chi(cid:8)u dài ăn kh(cid:21)p l, l: khoảng cách từ ñiểm ăn khớp A* ñến tâm ăn khớp P, thay ñổi trong quá trình ăn khớp. l = lmax ⇒ Mmin = p.b.( 2R.m + m2- lmax l = 0 ⇒ Mmax = p.b.( 2R.m + m2) ⇒ momen quay dao ñộng: ảnh hưởng ñến: - S(cid:22)c b(cid:8)n của các chi tiết trong bơm - Gây dao ñ(cid:3)ng l(cid:5)u l(cid:5)(cid:23)ng

w(cid:215)

b) Lưu lượng tức thời

Q = w

.b.( 2Rm + m2- l2)

• Do l thay ñổi (cid:1) Q dao ñộng từ Qmax ñến Qmin. • Biên ñộ dao ñộng A phụ thuộc vào l (cid:1) phụ thuộc vào số răng Z và hệ số trùng khớp e .

2 bR o

p (cid:215) (cid:215) w (cid:215) e

Ro: bán kính vòng cơ sở

Hệ số dao ñộng lưu lượng Q

max

min

25,1

tbQ

cos Z

(BR trụ) (cid:215)

Biện pháp khắc phục dao ñộng lưu lượng : - Dùng BR có số răng Z lớn - Dùng BR nghiêng: vào và ra kh(cid:21)p t(cid:24) t(cid:24) trên chiều dài răng (cid:1) Q dao ñộng ít, bơm làm việc êm hơn: Hệ số dao ñộng lưu lượng phụ thuộc góc nghiêng bbb b của răng và b(cid:8) r(cid:3)ng b của BR. b càng lớn (cid:1) lực dọc trục càng lớn (cid:1) phải giảm p b b b ‚ ‚ ‚ ‚ b = (20 ‚ ‚ 30)o ; p = (3 ‚ ‚ 5) at. b b ‚ ‚ ‚ ‚ - Dùng BR chữ V: (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) khử ñược lực dọc trục (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) b (30‚ ‚ 45)o, p = (20‚ b = ‚ 40) at. Nh(cid:5)(cid:23)c: phức tạp, ñắt tiền.

V. Hiện tượng CL bị nén ở chân răng

1. Giải thích hiện tượng : • Khi 2 răng bắt ñầu vào khớp, 1 phần CL

bị giữ lại trong chân răng

• Trong quá trình vào khớp, CL bị nén ở trong chân răng n(cid:13)u không có khe thoát ra.

• Khi hệ số trùng khớp e <1 (có nhiều cặp

răng ăn khớp cùng một lúc) (cid:1) không gian CL chiếm chỗ trong chân răng lớn hơn (cid:1) CL ít bị nén so với trường hợp một cặp răng vào khớp .

C

B

• Khi bị nén: thể tích CL chiếm chổ giảm, áp

suất CL tăng => nhiệt ñộ CL tăng.

• Khi ra khớp: thể tích chứa CL tăng nhanh, áp

suất giảm nhanh (có thể giảm ñến pck). • Sự tăng giảm áp suất theo chu kỳ gây ra ứng

suất m(cid:25)ch ñ(cid:3)ng, ảnh hưởng ñến sức bền của răng và ổ trục.

• Nhiệt ñộ CL tăng nhanh khi bị nén, CL có thể

bốc hơi: hiện tượng xâm thực • Nhiệt ñộ cao: dầu bị biến chất.

2. Các biện pháp khắc phục:

h h h

- Làm rãnh thoát phía trong thành vỏ bơm tại vị trí ăn khớp của 2 BR, rãnh thoát thông với bọng hút hay bọng ñẩy. Nhược ñiểm: khe hở giữa mặt ñầu BR và vỏ bơm tăng (cid:1) h Q giảm.

- Khoan lỗ ở chân răng ñể ñưa CL về trục bánh

răng, tại ñây CL ñược tiếp tục dẫn vào buồng hút hoặc bọng ñẩy. Nhược ñiểm: khoan lỗ (cid:1) giảm sức bền của BR

- Dùng BR nghiêng hay BR chữ V. Khi một ñầu răng bắt ñầu vào khớp thì ñầu kia ñã ra khớp (cid:1) không tạo nên không gian kín ở chân răng.

VI. Tổn thất - hiệu suất trong bơm BR

1 . Tổn thất thuỷ lực: • Do ma sát của CL với các bề mặt làm việc • Do tổn thất dọc ñường và tổn thất cục bộ

trong chuyển ñộng từ ống hút ñến ống ñẩy

• Có giá trị nhỏ, thường bỏ qua (cid:1) h

H= 1

Q = 0,7 - 0,9

2 . Tổn thất lưu lượng: h - Do rò rỉ CL - Do CL không ñiền ñầy rãnh răng - Ảnh hưởng của ñộ nhớt:

3 . Tổn thất cơ khí - Do ma sát giữa BR và vỏ bơm - Do ma sát giữa các bề mặt làm việc của răng - Do ma sát trong ñệm lót và ổ trục

Hiệu suất toàn phần của bơm BR: 0,6 - 0,85

VII. Tải trọng tác dụng lên ổ trục

D p

Lực tác dụng lên trục bơm: • Lực hướng kính do ñộ chênh áp D • Lực do momen quay của trục bơm.

1. Lực hướng kính L1

• Nếu không có khe hở giữa ñỉnh răng và vỏ: lực

hướng kính chỉ xuất hiện ở bọng ñẩy.

• Do có khe hở: áp suất tăng dần từ bọng hút về bọng

ñẩy (cid:1) lực hướng kính tăng

• Lực hướng kính tác dụng lên 1 BR:

D D

7,0

(7,0

)

L 1

p d

p h

Db 2

; ph›

(cid:215) (cid:215) - (cid:215) (cid:215) D (cid:215)

Các bi(cid:10)n pháp gi(cid:4)m t(cid:4)i tr(cid:26)ng h(cid:5)(cid:21)ng kính: - Chế tạo ống ñẩy hợp lý có phần ñầu ống ñẩy bé - Chế tạo ống hút lớn: vh ﬂ

2. Lực do momen quay

truc

L 2

M 2 d

M r truc L2 làm tăng lực tác ñộng lên BR bị ñộng.

3. Lực tổng hợp

L = 0,75.b.D.D p

BR chủ ñộng:

L = 0,85.b.D.D

BR bị ñộng:

VIII . Động cơ thuỷ lực kiểu BR

• Có kết cấu như bơm BR nhưng chế tạo chính xác hơn (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) ñắt tiền hơn.

• Bơm BR có thể làm việc như một ñcơ nếu như ñưa

vào một dòng CL có áp suất lớn, áp lực tác ñộng lên mặt răng (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) làm BR quay.

Chú ý : • Do tổn thất cơ khí lớn nên áp suất dòng CL khởi ñộng lớn.

• Khởi ñộng không tải ñcơ piston roto: 0,5 ñến 1,5 at • Khởi ñộng không tải ñcơ BR tương ñương: 10 ñến 15 at

Momen quay tức thời của ñộng cơ BR: Mdc=D p.b.(2Rm + m2- l2)=D p.b.( m2.Z + m2- l2) l: chiều dài ăn khớp Ndc= Mdc.w

Moment quay: Công thức gần ñúng (ñcơ BR thẳng)

h(cid:215)

(

= dc M

ldc

) 1

)cmN .

M ldc

bp 10

b: chiều rộng BR (cm);

D p: (N/cm2) h(cid:215)

Qdc

(cid:215) D (cid:215)

Số vòng quay:

Q dc q

• Để tăng moment quay: dùng ñcơ nhiều BR. • Y/c(cid:27)u c(cid:19)a ñc(cid:6) nhi(cid:8)u BR: giảm ma sát trên bề

mặt làm việc của các chi tiết: + Giảm khe hở trong ổ trục (cid:1) BR ăn khớp chính xác + Đảm bảo khe hở ñể BR không cọ vào thành vỏ + Giảm lực tác dụng lên ổ trục: khắc phục lực hướng kính

IX . Tính bơm BR: cho Q, p, n - Tính mô ñun m:

(cid:215)= 7

nbmD

(cid:215)=(cid:215) 7

nZbmD

(cid:215)=

(cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215)

(cid:215)= ZmbDb

p(at)

10 1 (cid:2) 0,65

25 0,7(cid:2)0,5

70 0,4(cid:2) 0.25

(cid:215)

Q 2 nZb

h = 2.m

= ZmD

(

(cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215)

(cid:215)= ZmD

cos

vh £

(1,5 ‚ 2) m/s

(3 ‚ 5) m/s

• Vận tốc trên ống hút: • Vận tốc trên ống ñẩy: vñ £

(cid:215)

§3. BƠM VÀ ĐCƠ KIỂU CÁNH GẠT

I. Kết cấu - Nguyên lý làm việc

1. Bơm CG tác dụng ñơn

Thể tích làm việc

a) Kết cấu: • Vỏ (1) hình trụ rỗng • Roto (2) lệch tâm (e) trong vỏ • Cánh gạt (3): bản phẳng, hình chữ nhật, trượt trong rãnh

• Lò xo (4) • Thể tích làm việc: giới hạn

giữa roto, 2 CG (nằm ngang) và vỏ bơm

3’

• Cánh gạt có 2 chuyển ñộng: - Tịnh tiến trong rãnh (cid:1) làm thay ñổi thể tích bọng hút, bọng ñẩy - Quay cùng roto ñể gạt CL

b) Nguyên lý làm việc: • Roto quay (chiều mũi tên) (cid:1) thể tích vùng A tăng, áp suất giảm, CL ñược hút vào bơm • Ở vùng B, CL bị nén, áp suất

3’

tăng, CL ñược ñẩy vào ống ñẩy • Để CL không bị chảy ngược từ B về A và không bị kẹt trong thể tích làm việc ⇒ khi cánh gạt (3) bắt ñầu gạt CL (vị trí I) thì cánh gạt (3') thôi không gạt CL nữa (ra khỏi vị trí II).

b) Nguyên lý làm việc:

3’

B(cid:6)m 2 cánh g(cid:25)t: • Roto quay (chiều mũi tên) (cid:1) VA tăng (cid:1) pA (cid:1) CL ñược hút vào A • Tại B: CL bị nén(cid:1) pB tăng (cid:1) CL ñược ñẩy vào ống ñẩy 6 •Để CL không bị chảy ngược từ B về A và không bị kẹt trong thể tích làm việc ⇒ khi CG (3) bắt ñầu gạt CL (vào vị trí I) thì CG (3') thôi không gạt CL nữa (ra khỏi vị trí II)(cid:1)Luôn có 1 và chỉ 1 CG nằm trong thể tích làm việc

Q tức thời phụ thuộc: • Diện tích bề mặt cánh gạt tiếp xúc với CL

• Tốc ñộ chuyển ñộng quay

vòng của cánh gạt • Qmin: khi ñầu CG bắt ñầu vào vị trí I hoặc ra khỏi vị trí II

• Qmax: khi ñầu CG ở vị trí

3’

C (thẳng ñứng).

Bơm cánh gạt tác dụng ñơn - nhiều cánh gạt

• Z: số cánh gạt Z (6 ‚ 12 cánh)

360 Z

• a: Góc giữa 2 cánh gạt; • Gờ chắn AB, CD có góc chắn a (cid:1) luôn có một CG nằm trong gờ chắn (cid:1) CL không chảy ngược từ buồng hút về buồng ñẩy • CG gạt CL khi ñi qua AB: •- L(cid:5)u l(cid:5)(cid:23)ng nh(cid:28) nh(cid:9)t: ñầu cánh gạt ở A hoặc B •- L(cid:5)u l(cid:5)(cid:23)ng l(cid:21)n nh(cid:9)t: khi cánh gạt ở vị trí thẳng ñứng.

• Các ñầu rãnh trên roto thông với bọng ñẩy của bơm ⇒ CL có áp suất cao ñi vào rãnh ⇒ tác dụng vào chân cánh ⇒ ñẩy cánh gạt ñi ra .

• Nhận xét: trong một vòng quay (1 chu kì làm việc), 1 cánh g(cid:25)t th(cid:18)c hi(cid:10)n m(cid:3)t l(cid:27)n hút, m(cid:3)t l(cid:27)n ñ(cid:29)y: bơm cánh gạt tác dụng ñơn.

Nh(cid:5)(cid:23)c ñi(cid:1)m c(cid:19)a BCG tác d(cid:20)ng ñ(cid:6)n: lực ngang tác dụng lên roto do chênh lệch áp suất giữa bọng ñẩy và bọng hút ⇒ hạn chế áp suất làm việc.

2. Bơm cánh gạt tác dụng kép

H

G

Nguyên lý làm việc: Roto quay (cid:1) CL hút vào từ AB, EG (2 bọng hút, thông với ống hút) CL ñược nén, ñẩy ra CD , HK (2 bọng ñẩy, thông với ống ñẩy) Trong một vòng quay, 1 CG thực hiện 2 lần hút và 2 lần ñẩy CL: b(cid:6)m tác d(cid:20)ng kép. Do 2 bọng ñẩy ñối xứng: lực hướng trục triệt tiêu ⇒ áp suất làm việc lớn hơn so với bơm tác dụng ñơn .

3. Các thông số làm việc - Ưu nhược ñiểm

Nh(cid:5)(cid:23)c ñi(cid:1)m: So với bơm BR, bơm CG có áp suất làm việc thấp do: - Lực hướng kính tác dụng lên chân cánh gạt - Lực ngang (Bơm tác dụng ñơn) - Không thể làm kín tốt hơn so với bơm BR Bơm tác dụng ñơn : p < 30 at Q = (5 - 150) lit/s n=(1000-2000) v/ph Bơm tác dụng kép : p < 70 at Q = (5 - 200) lit/s n= (1000 - 2000) v/ph Hiệu suất nhỏ thua bơm BR: h = 0,5 (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 0,8

(cid:30)u ñi(cid:1)m - Kết cấu nhỏ gọn, ñơn giản. •

•

• • - Có khả năng ñiều chỉnh lưu lượng bằng cách thay ñổi ñộ lệch tâm e khi n=const (tác dụng ñơn). - Sử dụng trong hệ thóng bôi trơn, truyền ñộng thuỷ lực thể tích, hệ thống cường hoá tay lái. - Làm việc tốt hơn với chất lỏng là d(cid:27)u, - N(cid:5)(cid:21)c: sự rỉ rét gây ra ma sát lớn giữa cánh gạt và rãnh ⇒ làm giảm khả năng làm việc.

II. Lưu lượng của bơm CG tác dụng ñơn

1. Lưu lượng trung bình Qltb= q.n/60 (m3/s) q = Z.F.b (m3/vòng)

-- Z: số cánh gạt, -- b: bề rộng cánh, -- F: diện tích làm việc (giới hạn

3’

bởi roto, stato, 2 cánh gạt tại vị trí bắt ñầu và kết thúc việc gạt chất lỏng)

2. Lưu lượng tức thời

j =uC.F

j j

Qj C, F: trọng tâm, diện tích phần làm việc của cánh gạt

hmax

D b

r

h

e

O2 O1

j j j j

r: bán kính stato (O2D) d : chiều dày cánh gạt Z: số cánh gạt (2) h: chiều cao phần làm việc của cánh gạt hmax = 2e: chiều cao phần làm việc của cánh gạt khi ở vị trí cao nhất

a. Động học của cánh

hmax

D b

O1, O2: tâm roto, tâm stato, R = O1D: khoảng cách từ tâm roto ñến ñầu cánh

r

h

e

j = 0 (cid:1) R = 0 j = 90o (cid:1) R = Rmax

O2 O1

j j j j

)

b b

(cid:215)= rR (cid:215)= r

cos cos

(cid:215)+ e e

p cos( j cos

(cid:215) -

rRh

(

)

(cid:215)= r

(cos

(cid:215)+ e

cos

)

roto

- - - - -

(cid:215)= eh

cos

)

- » 1 ⇒ b nhỏ ⇒ cosb

b. Lưu lượng tức thời: Qj

hmax

j j j =uC.F

D b

r

h

w (cid:215)=

  

  

h 2

e

O2 O1

]j )

j j j j

[ r

cos

( e 15,0

cos

j ]j )

- - -

w (cid:215)= [ r

( 1

(cid:215) - cosb =1⇒

uC w (cid:215)= [ r

e 5,0

cos

( 1

(cid:215)= uhbQ C

(cid:215)= w

cos )j

- (cid:215) (cid:215) (cid:215) (cid:215) - (cid:215)

uC (cid:215)= w [ rbe

5,0 e ( 1 ( 1

e 5,0

cos

cos ] ) eb ] ( ) 1

cos

Q j

- (cid:215) (cid:215) - (cid:215) (cid:215)

hmax

Bơm tác dụng ñơn 2 cánh gạt: •

.(r-0,5e)

D b

•

r

h

.2.r j = 90o & 270o: Qj min = e.b.w j = 180o: Qj max = e.b.w

e

* Không xét cas j = 0o‚ 90o ;

O2 O1

j j j j j =270o‚ 360o

* Bỏ qua 0,5e: Qj max = 2Qj min

Bơm tác dụng ñơn nhiều cánh gạt j = 180o: Qj max = 2.r.e.b.w j = 180o-a/2 (cid:1) Qj min * Qj min > Qj min của bơm 2 CG ⇒ Q ñều hơn bơm 2 CG. * Qj min phụ thuộc số lượng CG vì phụ thuộc vào ñiểm bắt ñầu ñi vào gờ chắn AB.

3. Điều chỉnh lưu lượng

• Thay ñổi n • Bơm tác dụng ñơn: thay ñổi ñộ lệch tâm e. * Nếu 2 tâm trùng nhau: e = 0 (cid:2) Q=0: cánh gạt chỉ khuấy chất lỏng trong khu vực làm việc, không thực hiện việc hút và ñẩy chất lỏng.

* Độ lệch tâm cực ñại emax: Qltmax * Nếu xê dịch thành vỏ về phía bên kia (ñổi chiều của ñộ lệch tâm), máy làm việc ñổi chiều, buồng ñẩy trở thành buồng hút.

III . Lưu lượng của bơm tác dụng kép

Kết cấu: Mặt trong của vỏ bơm không phải là mặt trụ

Không có ñộ lệch tâm giữa roto và stato Mặt stato tạo bởi:

- Cung tròn bk R1, góc chắn a, - Cung tròn bk R2> R1, góc chắn a, - Các cung chuyển tiếp từ R2 ñến R1

Các CG liên tiếp nhau gạt trên các cung ñồng tâm R2; R1

(cid:1) • Chiều cao làm việc của CG: h= R2- R1=const. • Do các cánh thay nhau gạt CL trong 2 cung bk R2 j j j lưu lượng không thay ñổi theo j

• Q= 2.h.b.uC

Q= 2.h.b.uC

w(cid:215)

+ 1 R 2

R 2

R 1

h= R2-R1

(

)

= (cid:215) 2

b w

R 2

R 1

  

  

- (cid:215) (cid:215) (cid:215)

p 2

= (cid:215) w

)

( 2 b R 2

) = 2 R 1

2 ( 2 b R 2

2 R 1

(cid:215) (cid:215) - (cid:215) (cid:215) - : const

Nhận xét: Q = const (cid:1) áp su(cid:9)t làm vi(cid:10)c không dao ñ(cid:3)ng (cid:1)(cid:5)u ñi(cid:1)m n(cid:31)i b(cid:12)t c(cid:19)a b(cid:6)m cánh g(cid:25)t tác d(cid:20)ng kép