1
BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TRƯNG CAO ĐNG ĐẠI VIỆT SÀI GÒN
GIO TRNH
MÔN HC: CÔNG NGHỆ KÝ NÉN - THỦY LỰC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
TRNH Đ: CAO ĐNG
(Ban hành kèm theo Quyết định: 123/QĐ-ĐVSG ngày 15 tháng 11 năm 2021
của Tờng Cao đẳng Đại Việt Sài Gòn)
Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2021
(Lưu hành nội bộ)
Trường ðại hc Nông nghip Hà Ni – Giáo trình Truyn ñộng thu lc và khí nén…..……………….1
M ñầu
Trong ngành cơ khí, truyn ñộng thu lc khí nén ñược xếp vào chuyên ngành k
thut truyn lc. Nhim v ca k thut truyn lc xây dng h thng truyn lc ca máy
hay thiết b sao cho nhim c công ngh ca chúng ñược thc hin ti ưu. Thí d h thng
truyn lc ca mt xe hơi, h thng truyn lc ca mt máy ép,…
Hình 1. Sơ ñồ nguyên lý ca mt h thng truyn lc
Cu trúc cơ bn ca mt h thng truyn lc ñưc trình bày trên hình 1. Công sut
truyn lc ñược cung cp t ñộng cơ ñin hay ñộng cơ ñốt trong. Các thông s ra M
e
ω
e
ca ñộng cơ cn ñược chuyn ñổi thành các thông s vào yêu cu ca mt máy hay thiết b
chuyn ñộng quay M
a
, ω
a
, hoc các thông s vào ca máy hay thiết b chuyn ñộng tnh
tiến F
a
, v
a
nh mt b chuyn ñổi. Nhim v chuyn ñổi năng lượng y ñược các h thng
truyn ñộng ñảm nhn. ðối vi c máy công tác khác nhau, các nhà thiết kế rt nhiu
dng truyn ñộng khác nhau ñể la chn ra phương án phù hp vi ñiu kin c th.
Các h thng truyn ñộng th ñược phân loi theo loi phn t ñ chuyn ñổi các
thông s vào thành các thông s ra:
* Truyn ñộng cơ hc: Các phn t truyn năng lượng là các b truyn cơ hc (bánh
răng, ñai, xích, v.v.). Trong loi truyn ñộng y vic thay ñổi t s truyn cp ch th
thc hin trong khong gii hn. Truyn ñộng cơ hc yêu cu mt không gian lp ñặt c ñịnh
gia ñộng cơ truyn lc và máy công tác.
* Truyn ñộng ñin: Tn s quay ca ñộng cơ ñin hin nay có th thay ñổi trong
mt khong rng. Nh ñó mt phn chc năng truyn ñộng t ñộng cơ ñiu khin truyn
ñộng ñã ñược thc hin ngay trên ñộng cơ ñin. Trong ña s các trường hp, h thng truyn
ñộng ñin cn mt b truyn cơ hc vi t s truyn không ñổi ñể làm thích ng men
quay và tn s quay vi các thông s yêu cu ca thiết b cn dn ñộng. H thng truyn ñộng
ñin cũng yêu cu mt không gian lp ñặt xác ñịnh gia ñộng cơ và máy công tác.
* Truyn ñộng thu lc: Trong truyn ñộng thu lc vic truyn công sut trong h
thng do cht lng ñảm nhn. Tu theo vic s dng năng lượng ca dòng cht lng thế
năng hay ñộng năng h thng ñược gi là truyn ñộng thu tĩnh hay truyn ñộng thu
ñộng.
+ Truyn ñộng thu tĩnh làm vic theo nguyên choán ch. Trong trưng hp ñơn
gin nht, h thng gm mt bơm ñược truyn ñộng cơ hc cung cp mt lưu lượng cht lng
ñể m chuyn ñộng mt xy lanh hay mt ñộng cơ thu lc. Áp sut to bi ti trng trên
ñộng cơ hay xi lanh lc cùng vi lưu lượng ñưa ñến t bơm to thành công sut cơ hc truyn
ñến các máy công tác. ðặc tính ca truyn lc thu tĩnh tính cht: tn s quay cũng như
vn tc ca máy công c trong thc tế không ph thuc vào ti trng. Do có kh năng tách
bơm ñộng cơ theo không gian s dng các ñường ng rt linh ñộng nên không cn mt
không gian lp ñặt xác ñịnh gia ñộng cơ máy công c. Trên h thng truyn ñộng thu
tĩnh th thay ñổi t s truyn cp trong mt khong rng. Cht lng thu lc hin nay
ðộng
cơ
H thng
truyn ñộng Máy hay thiết b
cn dn ñộng
M
e
,
ω
e
M
a
,
ω
a
, (F
a
, v
a
)
Trường ðại hc Nông nghip Hà Ni – Giáo trình Truyn ñộng thu lc và khí nén…..……………….2
th ñược s dng du t du m, cht lng khó cháy, du có ngun gc thc vt hoc
nước.
+ Truyn ñộng thu ñộng ñược cu to t mt phn bơm mt phn ñộng cơ (tua
bin). Vic chuyn ñổi men tn s quay ñược thc hin nh ñộng năng ca khi cht
lng. ðường ñặc nh ca truyn ñộng thu ñộng tính cht: tn s quay ca phn b ñộng
gim khi men quay tăng. Trong s dng, truyn ñộng thu ñộng cu trúc gn nhưng
yêu cu có mt không gian xác ñịnh gia ñộng cơ và thiết b cn dn ñộng.
* Truyn ñộng khí nén: Cu trúc tng quát ca truyn ñộng khí nén cũng tương t
như cu trúc ca truyn ñộng thu tĩnh. ðiu khác bit cơ bn dn ñến s khác bit v tính
cht hot ñộng cu trúc ca các chi tiết môi cht truyn năng lượng. Trong các h thng
truyn ñộng khí nén môi cht không khí nén mt cht “lng” chu nén. Như vy th
ly không khí t môi trường, nén li, truyn dn làm hot ñộng các ñộng cơ khí nén hoc xy
lanh khí nén và li thi ra môi trường.
Ngoài ra ñể thiết kế mt h thng truyn lc còn các gii pháp kết hp: thu lc
khí nén; ñin – khí nén; ñin – thu lc, …
Gii pháp ti ưu cho mt nhim v ñiu khin truyn lc luôn ph thuc vào mc
ñộ thc hin các yêu cu công ngh, k thut kinh tế. Trong k thut có hàng lot các
trường hp ng dng các lĩnh vc ng dng tiêu biu. Khi ñó vic la chn s dng loi
truyn lc truyn ñộng nào da vào các li thế ñặc bit ca mt loi. Các b truyn lc
tnh tiến ñể khc phc lc ti ln vi vn tc nh thường ñược thc hin bng thu lc. T
d cho các trường hp này các máy nén ép trong công nghip ô công nghip chế to
vt liu nhân to, b phn nâng h trong các máy nâng hàng, máy xúc cn cu t hành,…
C truyn ñộng ca các máy công tác hng nng và các máy công nghip cũng ñược thc hin
bng thu lc. Trong các máy công c, trong k thut rô bt và chế to máy, trong chế to tàu
bin, hàng không, trên các xe vn ti cũng luôn gp các ng dng ca k thut thu lc và khí
nén. Trong k thut truyn lc, ñiu khin ñiu chnh ngoài thu lc khí n còn ng
dng c các gii pháp cơ hc, ñin - ñin t hoc liên hp các gii pháp. ðặc bit các b
truyn thu lc - ñin khí n - ñin ngày càng ñược phát trin rng rãi do ñược kết ni
vi máy tính ng dng k thut ñiu khin s. Các h thng thu lc và khí nén ñiu khin
s ngày càng có ý nghĩa ln trong sn xut.
Nhng cơ s vt lý, nhng kiến thc v cu trúc, các nguyên hot ñộng ca các
thiết b cũng như các mch thu lc khí n ñược trình bày trong cun sách s giúp cho
sinh viên và các k sư cơ khí th thiết kế ñược các h thng truyn lc thu lc khí nén
hot ñộng có hiu quchính xác. T ñó to ra kh năng m rng phm vi ng dng ca k
thut thu khí.
Trường ðại hc Nông nghip Hà Ni – Giáo trình Truyn ñộng thu lc và khí nén…..……………….3
Phn A
Truyn ñộng thu lc
Chương I
Cơ s k thut truyn ñộng thu lc
1.1. Cu trúc và hot ñộng ca mt b truyn ñộng thu lc
Cu trúc tác ñộng ln nhau ca các nhóm cu trúc truyn ñộng thu lc ñược trình
bày trên hình 1.1. Phn thu lc bao gm bơm thu lc ñể to dòng du áp sut, xy lanh
thu lc hoc ñộng cơ thu lc ph ti. Gia các phn t cơ bn còn có ng dn du, các
van ñiu khin các b phn ph tr thu lc ñc bit như bình lc, b làm mát, b tích áp
và các b phn khác.
Hình 1.1. Sơ ñồ truyn công sut trong mt thiết b thu lc
Máy ñộng lc thường ñược s dng ñộng cơ ñin hoc ñộng cơ ñốt trong, truyn
cho bơm mô men quay M
1
và tn s quay n
1
(v/s) và cung cp mt công sut cơ hc:
P
ch.
=2 πM
1
n
1
Công sut này ñược chuyn ñổi thành công sut thu lc trong bơm:
P
rl.
= pQ,
trong ñó: p áp sut du yêu cu t máy công tác; Q- lưu lưu lượng ñược tính t tn
s quay và kích thước ca bơm.
Dòng du có áp sut trong thiết b thu lc ñược dn qua các ñường ng các van
ñiu khin ñến xy lanh lc hoc ñộng cơ thu lc, ti ñó công sut thu lc li ñược biến ñổi
thành công sut cơ hc cn thiết ca máy công tác. ðối vi các xy lanh thu lc công sut cn
thiết ñược tính theo lc yêu cu trên cn pít tông và vn tc pít tông:
P
ch.
= Fv
ðối vi ñộng cơ thu lc công sut yêu cu ñược tính theo s liu ca máy công tác:
Máy ñ
ng
lc
(ñộng cơ
ñin hoc
ñộng cơ
ñốt trong)
Máy công
tác (máy nén
ép hoc
truyn lc
chuy
n ñộng
ca xe hơi)
Bơm
thu lc
ðường ng
Ph kin
Phn t
ñiu khin
Xy lanh
thu lc
hoc ñộng
cơ thu lc
Chuy
n ñổi
công sut
cơ hc
11ch
MP
ω
=
Công su
t
thu lc
P
rl
= p.Q
M
1
n
1
p
Q
F v
M
2
n
2
Chuyn ñổi công
sut cơ hc
P
ch
= F.v
hoc
22ch
MP
ω
=
Công sut
thu lc
P
rl
= pQ
Trường ðại hc Nông nghip Hà Ni – Giáo trình Truyn ñộng thu lc và khí nén…..……………….4
P
mech.
= 2 πM
2
n
2
Sơ ñồ k thut biu din b truyn theo hiu mch xy lanh thu lc ñược trình bày
trên hình 1.2. Hình trên cùng (1.2a) mô t hot ñộng chung ca bơm thu lc, xy lanh thu lc
và thùng du. Trong sơ ñồ này s dng bơm th tích làm vic không ñổi và mt xy lanh tác
ñộng kép. Bơm thu lc hút du t bình cung cp lưu lượng du Q vi áp sut p ñến xy
lanh. Lưu lượng Q t l thun vi tn s quay ca bơm du xác ñịnh vn tc ca pít tông.
Mô men truyn lc t l thun vi áp sut ñược to ra ng vi ti trng tác ñộng lên pít tông.
Hình 1.2. Truyn ñộng cho mt xy lanh thu lc
a- Cu trúc cơ bn; b- Hành tình tiến; c- Hành trình tr v.
Do bơm ch cung cp mt phía, trong khi ñó xy lanh li cn chuyn ñộng ñược c hai
chiu, cho nên cn b trí mt van phân phi ñể hướng dn dòng du ñến mi phía mong mun
ca pít tông. Van phân phi xác ñịnh vic khi hành, dng li chiu chuyn ñộng (nghĩa
toàn b quá trình chuyn ñộng) ca pít tông. Trên hình 1.2b van phân phi ñang v trí ñiu
khin hành trình tiến ca pít tông. Lúc ñó dòng du t bơm chuyn ñộng qua van ñến phn bên
trái ca xy lanh ñẩy pít tông chuyn ñộng sang phi, ñồng thi phn du ngăn bên phi
pít tông ñược chy qua van tr v thùng. Hành trình tr v ñược thc hin khi van phân phi
v trí ñối din (hình 1.2c). Ti v trí trung gian ca van phân phi c hai ñường du ñến xy lanh
ñều b chn li và dòng du t bơm có th chy gn như không có áp sut v thùng.
ðể ñảm bo an toàn cho thiết b thu lc hoc hn chế áp sut cc ñại người ta s
dng các van gii hn áp sut (hình 1.2b,c). Khi áp sut du to ra áp lc ln hơn lc xo,
a)
b)
c)