Giáo trình Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống thủy lực (Nghề: Cơ điện tử - Trình độ: Cao đẳng) - CĐ Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống thủy lực (Nghề: Cơ điện tử - Trình độ: Cao đẳng)" biên soạn với mục tiêu giúp người học phân tích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của các phần tử thủy lực; đọc và vẽ các bảng vẽ mạch điều khiển thủy lực; lắp ráp, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng hệ thống thủy lực. Mời các bạn cùng tham khảo giáo trình.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống thủy lực (Nghề: Cơ điện tử - Trình độ: Cao đẳng) - CĐ Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy - học tập, của Giáo viên - Sinh viên ngành Cơ điện tử … Bộ môn Tự động hoá - Khoa Điện, biên soạn giáo trình nội bộ dựa trên cơ sở tham khảo các tài liệu, giáo trình đang sử dụng để học tập, nghiên cứu tại các trường đại học trong nước và chương trình mô đun Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống thủy lực ngành Cơ điện tử. Căn cứ vào chương trình dạy nghề mô đun Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống thủy lực, tác giả đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến mô đun, đồng thời gắn những kiến thức lý thuyết với các vấn đề thường gặp trong thực tế sản xuất và có nhiều bài thực hành để người học nắm chắc hơn về lắp ráp, bảo dưỡng hệ thống thủy lực. Trong quá trình biên soạn tài liệu, mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng chắc chắn không tránh khỏi khiếm khuyết. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý đồng nghiệp và người học. Bình Định, ngày .... tháng .... năm ...... Tác giả Trần Hữu Huy
MỤC LỤC Bài 1: Khảo sát hệ thống truyền dẫn thủy lực...................................................................... 1 1.1. Sơ lược về lịch sử phát triển hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực.............................. 1 1.2. Ưu, nhược điểm của hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực........................................... 1 1.3. Các định luật của chất lỏng........................................................................................2 1.4. Khảo sát bơm thủy lực...............................................................................................7 Bài 2: Lắp đặt, vận hành mạch thủy lực cơ bản................................................................. 15 2.1. Thiết kế, lắp đặt và vận hành mạch thủy lực máy ép...............................................15 2.2. Thiết kế, lắp đặt và vận hành mạch thủy lực máy dập.............................................17 2.3. Thiết kế, lắp đặt và vận hành mạch thủy lực máy nâng hàng..................................20 Bài 3: Lắp đặt, vận hành mạch thủy lực theo phương pháp tuần tự...................................23 3.1. Thiết kế mạch thủy lực theo phương pháp tuần tự.................................................. 23 3.2. Lắp đặt mạch thủy lực theo phương pháp tuần tự................................................... 25 3.3. Vận hành, cân chỉnh hệ thống..................................................................................26 Bài 4: Lắp đặt, vận hành mạch thủy lực theo phương pháp chia tầng............................... 28 4.1. Thiết kế mạch thủy lực theo phương pháp chia tầng...............................................28 4.2. Lắp đặt mạch thủy lực theo phương pháp chia tầng................................................32 4.3. Vận hành, cân chỉnh hệ thống..................................................................................32 Bài 5: Bảo trì hệ thống truyền dẫn thủy lực....................................................................... 34 5.1. Kiểm tra hoạt động của hệ thống thủy lực...............................................................34 5.2. Bảo trì, bảo dưỡng, khắc phục sự cố hệ thống thủy lực.......................................... 37 5.3. Vận hành, cân chỉnh hệ thống 38
CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống thủy lực Mã mô đun: MĐ 18 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ (LT: 30; TH: 58; KT: 02) I. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Trước khi học mô đun này học sinh phải hoàn thành các mô đun: An toàn lao động; Đo lường điện, điện tử. - Tính chất: Mô đun này trang bị cho người học kiến thức và kỹ năng về lắp đặt và bảo trì hệ thống điều khiển thủy lực. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Mô đun này rất cần thiết cho sinh viên ngành cơ điện tử. Sinh viên có thể tiếp cận các thiết bị thực tế và lắp đặt các mạch thủy lực ứng dụng thực tế. II. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: Phân tích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng ... của các phần tử thủy lực. - Kỹ năng: + Đọc và vẽ các bảng vẽ mạch điều khiển thủy lực; + Lắp ráp, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng hệ thống thủy lực. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện tác phong công nghiệp, chủ động trong công việc; + Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra Bài 1: Khảo sát hệ thống truyền dẫn thủy 1 04 03 01 0 lực Bài 2: Lắp đặt, vận hành mạch thủy lực cơ 2 22 06 15 01 bản Bài 3: Lắp đặt, vận hành mạch thủy lực theo 3 23 08 15 0 phương pháp tuần tự Bài 4: Lắp đặt, vận hành mạch thủy lực theo 4 23 08 14 01 phương pháp chia tầng 5 Bài 5: Bảo trì hệ thống truyền dẫn thủy lực 18 05 13 0 Cộng 90 30 58 02
Bài 1: Khảo sát hệ thống truyền dẫn thủy lực Mã bài: MĐ18-01 Thời gian: 04 giờ (LT: 03; TH: 01; Tự học: 0) Giới thiệu: Trong quá trình công nghiệp hóa hiện nay, hệ thống truyền động thủy lực chiếm vai trò quan trọng trong tự động hóa sản xuất. Truyền động thủy lực làm việc với công suất cao và tải trọng lớn, vì vậy yêu cầu người học phải có kiến thức về các đại lượng cơ bản về hệ thống thủy lực, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại bơm dầu, tổn thất trong hệ thống thủy lực. Mục tiêu: - Trình bày được các đơn vị đo các đại lượng cơ bản: áp suất, lưu lượng, thể tích, công suất; - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động các loại bơm thủy lực; - Xác định được các loại tổn thất trong hệ thống thuỷ lực; - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo. Nội dung chính: 1.1. Sơ lược về lịch sử phát triển hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực Năm 1920, đã ứng dụng trong lĩnh vực máy công cụ. Năm 1925, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác như: nông nghiệp, máy khai thác mỏ, giao thông vận tải, hàng không... Năm 1960 đến nay ứng dụng trong công nghiệp tự động hóa và dây chuyền sản xuất với trình độ cao, có khả năng điều khiển bằng máy tính hệ thống truyền động với công suất lớn. 1.2. Ưu, nhược điểm của hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực 1.2.1 Ưu điểm: - Truyền động được công suất cao và lực lớn; - Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp; - Dễ biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ cấu chấp hành; - Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn; - Tự động hóa đơn giản. 1.2.2 Nhược điểm: - Mất mát trong đường ống và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu suất và hạn chế phạm vi sử dụng; - Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của chất 1
lỏng và tính đàn hồi của đường ống; 1.3. Các định luật của chất lỏng 1.3.1 Áp suất thủy tĩnh Trong chất lỏng, áp suất (do trọng lượng và ngoại lực) tác dụng lên mỗi phần tử chất lỏng không phụ thuộc vào hình đạng thùng chứa. Hình 1.1 Áp suất thủy tĩnh Ta có: Hình a: ps = h.g.ρ + pL 𝐹 Hình b: pF = 𝐴 𝐹1 𝐹2 𝑙2 𝐴2 𝐹2 Hình c: 𝐴1 = pF = 𝐴2 và 𝑙1 = 𝐴1 = 𝐹1 Trong đó: ρ – khối lượng riêng của chất lỏng h – chiều cao của cột nước g – gia tốc trọng trường ps – áp suất do lực trọng trường pL – áp suất khí quyển pF – áp suất của tải trọng ngoài A, A1, A2 – diện tích bề mặt tiếp xúc F – tải trọng ngoài. 1.3.2 Phương trình dòng chảy liên tục Lưu lượng Q chảy từ vị trí 1 đến vị trí 2 là không đổi. Lưu lượng Q của chất lỏng qua mặt cắt A của ống bằng nhau trong toàn ống. 2
Hình 1.2 Dòng chảy liên tục Ta có phương trình dòng chảy như sau: Q = A.v = hằng số (const) Với v là vận tốc chảy trung bình qua mặt cắt A. Nếu tiết diện chảy là hình tròn, ta có: Q1 = Q2 hay v1.A1 = v2.A2 2 2 𝑑1 π 𝑑2 π ⇔ 𝑣1 4 = 𝑣2 4 Vận tốc chảy tại vị trí 2: 2 𝑑1 𝑣2 = 𝑣1 2 𝑑2 Trong đó: Q1[m3/s], v1[m/s], A1[m2], d1[m] lần lượt là lưu lượng dòng chảy, vận tốc dòng chảy, tiết diện dòng chảy và đường kính ống tại vị trí 1; Q2[m3/s], v2[m/s], A2[m2], d2[m] lần lượt là lưu lượng dòng chảy, vận tốc dòng chảy, tiết diện dòng chảy và đường kính ống tại vị trí 2. 1.3.3 Phương trình Bernulli Theo hình 1.3 ta có áp suất tại một điểm chất lỏng đang chảy: 2 2 ρ𝑣1 ρ𝑣2 P1 + ρ.g.h1 + 2 = p2 + ρ.g.h2 + 2 = const Trong đó: ρ.g.h1 : áp suất thủy tỉnh ρ.g.h2 : áp suất thủy tỉnh 2 2 ρ𝑣1 ρ𝑣2 2 , 2 : áp suất thủy động γ=ρ.g: trọng lượng riêng 1.3.4. Các đại lượng cơ bản 3
1.3.4.1. áp suất (p) Theo đơn vị đo lường SI là Pascal (pa) 1pa = 1N/m2 = 1m-1kgs-2 = 1kg/ms2 Đơn vị này khá nhỏ, nên người ta thường dùng đơn vị: N/mm2, N/cm2 và so với đơn vị áp suất củ là kg/cm2 thì nó có mối liên hệ như sau: 1kg/cm2 ≈ 0.1N/mm2 = 10N/cm2 = 105N/m2 (Trị số chính xác: 1kg/cm2 = 9,8N/cm2; nhưng để dàng tính toán, ta lấy 1kg/cm2 = 10N/cm2). Ngoài ra ta còn dùng: 1bar = 105N/m2 = 1kg/cm2 1at = 9,81.104N/m2 ≈ 105N/m2 = 1bar. (Theo DIN- tiêu chuẩn Cộng hòa Liên bang Đức thì 1kp/cm2 = 0,980665bar ≈ 0,981bar; 1bar ≈ 1,02kp/cm2. Đơn vị kG/cm2 tương đương kp/cm2). 1.3.4.2. Vận tốc (v) Đơn vị vận tốc là m/s (cm/s). 1.3.4.3. Thể tích và lưu lượng a. Thể tích (V): m3 hoặc lít(l) b. Lưu lượng (Q): m3/phút hoặc l/phút. Trong cơ cấu biến đổi năng lượng dầu ép (bơm dầu, động cơ dầu) cũng có thể dùng đơn vị là m3/vòng hoặc l/vòng. 1.3.4.5. Lực (F) Đơn vị lực là Newton (N) 1N = 1kg.m/s2. 1.3.4.6. Công suất (N) Đơn vị công suất là Watt (W) 1W = 1Nm/s = 1m2.kg/s3. 1.3.5. Tổn thất trong hệ thống điều khiển bằng thủy lực Trong hệ thống thủy lực có các loại tổn thất sau: 1.3.5.1. Tổn thất thể tích Loại tổn thất này do dầu thủy lực chảy qua các khe hở trong các phần tử của hệ thống gây nên. Nếu áp suất càng lớn, vận tốc càng nhỏ và độ nhớt càng nhỏ thì tổn thất thể tích càng lớn. Tổn thất thể tích đáng kể nhất là ở các cơ cấu biến đổi năng lượng (bơm dầu, động cơ dầu, xilanh truyền lực) Đối với bơm dầu: tổn thất thể tích được thể hiện bằng hiệu suất sau: ηtb = Q/Q0 Q- Lưu lượng thực tế của bơm dầu; Q0- Lưu lượng danh nghĩa của bơm. Nếu lưu lượng chảy qua động cơ dầu là Q0đ và lưu lượng thực tế Qđ = qđ.ηđ thì hiệu suất của đông cơ dầu là: ηtđ = Q0đ/Qđ 4
Nếu như không kể đến lượng dầu dò ở các mối nối, ở các van thì tổn thất trong hệ thống dầu ép có bơm dầu và động cơ dầu là: ηt = ηtb. ηtđ 1.3.5.2. Tổn thất cơ khí Tổn thất cơ khí là do ma sát giữa các chi tiết có chuyển động tương đối ở trong bơm dầu và động cơ dầu gây nên. Tổn thất cơ khí của bơm được biểu thị bằng hiệu suất cơ khí: ηcb = N0/N N0- Công suất cần thiết để quay bơm (công suất danh nghĩa), tức là công suất cần thiết để đảm bảo lưu lượng Q và áp suất p của dầu, do đó: 𝑃.𝑄 N0 = 6.10 4 (kW) N- Công suất thực tế đo được trên trục của bơm (do mômen xoắn trên trục). Đối với dầu: N0đ = (p.Qđ)/6.104 Do đó: ηcđ = Nđ/N0đ Từ đó, tổn thất cơ khí của hệ thống thủy lực là: ηc = ηcb. ηcđ 1.3.5.3. Tổn thất áp suất Tổn thất áp suất là sự giảm áp suất do lực cản trên đường chuyển động của dầu từ bơm đến cơ cấu chấp hành (động cơ đầu, xilanh truyền lực). Tổn thất này phụ thuộc vào các yếu tố sau: + Chiều dài ống dẫn + Độ nhẵn thành ống + Độ lớn tiết diện ống dẫn + Tốc độ chảy + Sự thay đổi tiết diện + Sự thay đổi hướng chuyển động + Trọng lượng riêng, độ nhớt. 1.3.6. Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thủy lực 1.3.6.1. Độ nhớt Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng nhất của chất lỏng. Độ nhớt xác định ma sát trong bản thân chất lỏng và thể hiện khả năng chống biến dạng trượt hoặc biến dạng cắt của chất lỏng. Có hai loại độ nhớt: a. Độ nhớt động lực Độ nhớt động lực η là lực ma sát tính bằng 1N tác động trên một đơn vị diện tích bề mặt 1m2 của hai lớp phẳng song song với dòng chảy của chất lỏng, cách nhau 1m và có vận tốc 1m/s. Độ nhớt động lực η được tính bằng [Pa.s]. Ngoài ra, người ta còn dùng đơn vị poazơ (Poiseuille), viết tắt là P. 1P = 0,1N.s/m2 = 0,010193kG.s/m2 1P = 100cP (centipoiseuilles) 5
Trong tính toán kỹ thuật thường số quy tròn: 1P = 0,0102kG.s/m2 b. Độ nhớt động Độ nhớt động là tỷ số giữa hệ số nhớt động lực η với khối lượng riêng ρ của chất lỏng: η ν= ρ (1.26) Đơn vị độ nhớt động là [m2/s]. Ngoài ra, người ta còn dùng đơn vị stốc ( Stoke), viết tắt là St hoặc centistokes, viết tắt là cSt. 1St = 1cm2/s = 10-4m2/s 1cSt = 10-2St = 1mm2/s. c. Độ nhớt Engler (E0) Độ nhớt Engler (E0) là một tỷ số quy ước dùng để so sánh thời gian chảy 200cm3 dầu qua ống dẫn có đường kính 2,8mm với thời gian chảy của 200cm3 nước cất ở nhiệt độ 200C qua ống dẫn có cùng đường kính, ký hiệu: E0 = t/tn Độ nhớt Engler thường được đo khi đầu ở nhiệt độ 20, 50, 1000C và ký hiệu tương ứng với nó: E020, E050, E0100. 1.3.7.2. Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thủy lực Những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng chất lỏng làm việc là độ nhớt, khả năng chịu nhiệt, độ ổn định tính chất hoá học và tính chất vật lý, tính chống rỉ, tính ăn mòn các chi tiết cao su, khả năng bôi trơn, tính sủi bọt, nhiệt độ bắt lữa, nhiệt độ đông đặc. Chất lỏng làm việc phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Có khả năng bôi trơn tốt trong khoảng thay đổi lớn nhiệt độ và áp suất; + Độ nhớt ít phụ thuộc vào nhiệt độ; + Có tính trung hoà (tính trơ) với các bề mặt kim loại, hạn chế được khả năng xâm nhập của khí, nhưng dễ dàng tách khí ra; + Phải có độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít và khe hở của các chi tiết di trượt, nhằm đảm bảo độ rò dầu bé nhất, cũng như tổn thất ma sát ít nhất; + Dầu phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, ít hoà tan trong nước và không khí, dẫn nhiệt tốt, có môđun đàn hồi, hệ số nở nhiệt và khối lượng riêng nhỏ. Trong những yêu cầu trên, dầu khoáng chất thoả mãn được đầy đủ nhất. 1.3.7. Phạm vi ứng dụng Hệ thống điều khiển thủy lực được sử dụng trong lĩnh vực công nghiệp như: máy ép áp lực, máy nâng chuyển, máy công cụ gia công kim loại, máy dập, múc xúc, máy tời... Một số ứng dụng của điều khiển thủy lực: 6
Hình 1.3 Hệ thống nâng bảo dưỡng xe Hình 1.4 Máy ép thủy lực Hình 1.5 máy uốn ống thủy lực 1.4. Khảo sát bơm thủy lực 1.4.1 Lý thuyết liên quan 1.4.1.1 Bơm bánh răng: a. Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng: Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng là thay đổi thể tích: khi thể tích của buồng hút A tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút, và khi thể tích giảm, bơm đẩy dầu ra ở buồng B, thực hiện chu kỳ nén. Nếu như trên đường dầu bị đẩy ra ta đặt một vật cản (ví dụ như van), dầu bị chặn sẽ tạo nên một áp suất nhất định phụ thuộc vào độ lớn của sức cản và kết cấu của bơm. 7
Hình 1.6 Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng b. Phân loại: Bơm bánh răng là loại bơm dùng rộng rãi nhất vì: - Kết cấu đơn giản dễ chế tạo. - Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn. - Số vòng quay và công suất trên một đơn vị trọng lượng lớn. - Có khả năng chịu quá tải trong một thời gian ngắn. Các ưu điểm này cần thiết đối với một bơm dùng trong hệ thống truyền động thủy lực. Phạm vi sử dụng của bơm bánh răng chủ yếu trong những hệ thống thủy lực có áp suất trung bình: trên các máy khoan, doa, bào, phay, máy tổ học … Phạm vi áp suất sử dụng của bơm bánh răng có thể từ 10 – 200 bar. Trong những hệ thống thủy lực có áp suất cao, bơm bánh răng thường được dùng làm bơm sơ cấp. Bơm bánh răng là loại bơm không điều chỉnh được lưu lượng và áp suất khi số vòng quay cố định. Có hai loại bơm bánh răng là: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài và bơm bánh răng ăn khớp trong. Khi cần tăng lưu lượng người ta dùng bơm bánh răng có nhiều bánh răng ăn khớp. ❖ Bơm bánh răng ăn khớp ngoài: Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý bơm bánh răng ăn khớp ngoài 8
Bơm bánh răng làm việc theo nguyên lý dẫn và nén chất lỏng trong một thể tích kín thay đổi được dung tích. Quá trình hút đẩy được diễn ra như sau: - Bánh răng chủ động được nối với trục của bơm quay và kéo theo bánh răng bị động quay. Chất lỏng ở trong các rãnh răng theo chiều quay của các bánh răng vận chuyển từ khoang hút đến khoang đẩy vòng theo vỏ bơm. Khoang hút và khoang đẩy được ngăn cách với nhau bởi những mặt tiếp xúc của các bánh răng ăn khớp và được xem là kín. - Khi một cặp bánh răng vào khớp ở khoang đẩy, chất lỏng được đưa vào khoang đẩy bị chèn ép và dồn vào đường ống đẩy. Đó là quá trình đẩy. - Đồng thời với quá trình đẩy, tại khoang hút có một cặp bánh răng ra khớp, dung tích của khoang hút được dãn ra, áp suất ở khoang hút giảm và chất lỏng sẽ được hút vào buồng hút từ bể chứa thông qua ống hút vào bơm. Nếu áp suất trên mặt thoáng là áp suất khí quyển thì áp suất ở khoang hút sẽ là áp suất chân không. - Về nguyên lý, nếu bơm tuyệt đối kín nghĩa là giữa khoang hút và khoang đẩy không có sự dò rỉ chất lỏng qua nhau hoặc dò rỉ chất lỏng ra ngoài thì áp suất của bơm chì phụ thuộc vào tải. - Trong thực tế bơm không thể nào hoàn toàn kín do khả năng chế tạo hoặc nhiều trường hợp người ta phải cố ý tạo ra sự thoát lưu lượng nào đó thì áp suất không phải thuần túy chỉ tăng theo tải. - Để hạn chế áp suất làm việc tối đa của bơm cần bố trí một van an toàn trên ống đẩy. Van sẽ tự mở cho chất lỏng trở về bể hút khi trên đường ống đẩy bị tắc hoặc áp suất vượt quá mức qui định. ❖ Bơm bánh răng ăn khớp trong: Hình 1.8 Bơm bánh răng ăn khớp trong Bơm bánh răng ăn khớp trong thường được dùng trong những trường hợp yêu cầu độ cứng vững cao, độ ồn nhỏ. Bánh chủ động và bánh bị động luôn đặt lệch tâm. Khi bánh chủ động quay kéo theo bánh bị động quay cùng chiều trong Stato. Chất lỏng ở trong các rãnh răng theo chiều quay của các bánh răng vận chuyển từ khoang hút đến khoang đẩy vòng theo vỏ bơm. Khoang hút và khoang đẩy được ngăn cách với nhau bởi lưới chắn. Nhìn chung bơm bánh răng ăn khớp trong khó chế tạo nên giá thành cao. 1.4.1.2 Bơm cánh gạt: Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc: Máy thủy lực cánh gạt là máy thủy lực roto có kết cấu đơn giản làm việc ít ồn, có khả năng điều chỉnh được lưu lượng. Loại máy này yêu cầu việc lọc chất lỏng khắt khe 9
khi làm việc. Phạm vi làm việc của bơm cánh gạt tác dụng đơn tương đối hẹp nhưng đối với bơm tác dụng kép phạm vi làm việc được mở rộng nhiều. Máy thuỷ lực cánh gạt được sử dụng nhiều trong hệ thống máy công cụ, khoan, doa, phay, tiện, mài. Hình 1.9 Bơm cánh gạt tác dụng đơn Hình 1.10 Hình khối của bơm cánh gạt Cấu tạo của bơm cánh gạt tác dụng đơn gồm có một vỏ hình trụ trong đó có rôto. Tâm của vỏ và rôto lệch nhau một khoảng là e. Trên rôto có các bản phẳng. Khi rôto quay, các bản phẳng này trượt trong các rãnh và gạt chất lỏng, nên gọi là cánh gạt. Phần không gian giới hạn bởi vỏ bơm và rôto gọi là thể tích làm việc. Với kết cấu bơm cánh gạt như trên, một vòng quay máy thể hiện một lần hút và một lần đẩy còn gọi là bơm tác dụng đơn. Bơm càng nhiều cánh gạt thì lưu lượng càng đều, thông thường số cánh gạt có từ 4 đến 12 cánh. Nhược điểm của bơm cánh gạt tác dụng đơn là gây lên lực hướng kính lệch (từ khoang đẩy). 10
Hình 1.11 Bơm cánh gạt tác dụng kép Hình trên trình bày sơ đồ kết cấu của một bơm cánh gạt tác dụng kép. Khác với trường hợp bơm tác dụng đơn, để tăng thể tích làm việc trong quá trình hút và quá trình đẩy người ta không bố trí roto và stato lệch tâm nhau mà mặt trong của stato có dạng những cung tròn có bán kính khác nhau nối tiếp nhau. Hai khoang hút và 2 khoang đẩy được bố trí đối xứng nhau qua tâm của vỏ. Như vậy sau một lần quay bơm thực hiện hai lần hút và đẩy. Để tăng chiều dài khe hẹp, giảm lực dẫn động các cánh gạt và tránh cho cánh gạt không bị kẹt người ta bố trí các cánh gạt nằm nghiêng so với phương hướng kính một góc = 60 đến 1300 (Chú ý khi bố trí nghiêng như vậy, bơm chỉ làm việc theo một chiều). 11
Hình 1.12 – Điều chỉnh lưu lượng trong bơm cánh gạt đơn Hình trên thể hiện nguyên lý điều chỉnh lưu lượng trong bơm cánh gạt đơn bằng cách điều chỉnh khoảng lệch tâm giữa roto và vỏ bằng cách xê dịch vòng trượt. - Khoảng làm việc của bơm cánh gạt thông thường như sau: • Tốc độ tối thiểu khi có tải 500-600v/p • tốc độ tối đa khi có tải 2000-3000v/p • Lưu lượng tới 600 l/p • Áp suất làm việc liên tục tới 210at • Áp suất hút cho phép 0,16 at. - Vật liệu chế tạo: Vật liệu làm cánh gạt có thể là thép gió P18, thép 20X, thép 40X hoặc thép làm vòng bi nhiệt luyện đạt độ cứng 62HRC. - Động cơ cánh gạt: Kết cấu của động cơ cánh gạt tương tự như bơm cánh gạt nhưng đối với động cơ yêu cầu lực tỳ của cánh gạt lên stato phải thường xuyên và đủ lớn. 1.4.1.3 Bơm pittong Đặc điểm chung: nhóm bơm này có áp suất làm việc cao hơn nhóm bơm quay do việc chế tạo đạt độ chính xác cao, độ kín khít cao. Bơm pittong là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu pittong-xilanh. Vì bề mặt của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt được độ chính xác gia công cao, bảo đảm hiệu suất thể tích tốt, có khả năng thực hiện được với áp suất làm việc lớn (áp suất lớn nhất có thể đạt được là P=700bar). Bơm pittong thường dùng ở những hệ thống dầu ép, cần áp suất cao và lưu lượng lớn đó là máy truốt, máy xúc, máy nén… Dựa trên cách bố trí pittong, bơm có thể chia thành các loại: bơm pittong hướng tâm, bơm pittong hướng trục và bơm pittong kiểu dãy. Bơm pittong có thể chế tạo với lưu lượng cố định, hoặc lưu lượng điều chỉnh được. a. Bơm pittong hướng tâm: 12
Hình 1.13 Bơm pittong hướng tâm ❖ Bơm pittong hướng tâm điều chỉnh được lưu lượng Lưu lượng của bơm có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi độ lệch tâm (xê dịch vòng trượt – Hình vẽ) Pittong (3) bố trí trong các lỗ hướng tâm rôto (6), quay chung quanh trục (4). Nhờ các rãnh và lỗ bố trí thích hợp trên trục phân phối (7), có thể nối lần lượt các xi lanh trong một nửa vòng quay của rôto với khoang hút và nửa kia với khoang đẩy. Sau một vòng quay của rôto, mỗi pittong thực hiện một khoảng chạy kép có độ lớn bằng 2 lần độ lệch tâm e. Hình 1.14 Bơm pittong hướng tâm điều chỉnh được lưu lượng Trong các kết cấu mới, truyền động pittong bằng lực ly tâm. Pittong (3) tựa trực tiếp trên đĩa vành khăn (2). Mặt đầu của pittong là mặt cầu (1) đặt hơi nghiên và tựa trên mặt côn của đĩa dẫn. Rôto (6) quay được nối với trục (4) qua ly hợp (5). Để điều khiển độ lệch tâm e, ta sử dụng vít điều chỉnh (8). b. Bơm pittong hướng trục: Bơm pittong hướng trục là loại bơm có pittong đặt song song với trục của rôto và được truyền bằng khớp hoặc bằng đĩa nghiêng. Ngoài những ưu điểm của bơm pittong 13
hướng tâm, bơm pittong hướng trục còn có những ưu điểm nữa là kích thước của nó nhỏ gọn hơn, khi cùng một cỡ với bơm hướng tâm. Hình 1.15 Bơm pittong hướng trục Bơm pittong hướng trục hầu hết là điều chỉnh lưu lượng được. Trong công nghiệp người ta sử dụng loại bơm này khi lưu lượng yêu cầu ít nhất là 500 lít/phút. Ở áp suất lớn, lưu lượng nhỏ, bơm chỉ làm việc ở chế độ không liên tục, do khả năng làm nguội kém và chóng mòn. 1.4.2 Trình tự thực hiện Yêu cầu: Khảo sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng Bước 1: Khảo sát cấu tạo của bơm bánh răng - Sử dụng mô hình thủy lực trong suốt để khảo sát - Quan sát cấu tạo của bôm bánh răng Bước 2: Khảo sát nguyên lý làm việc của bơm - Vận hành bơm thủy lực - Quan sát hoạt động của các bộ phận bên trong Bước 3: Phân loại bơm bánh răng - Bơm bánh răng ăn khớp ngoài - Bơm bánh răng ăn khớp trong 1.4.3 Thực hành Nội dung: - Khảo sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng Hình thức thực hiện: - Từng người học thực hành một lần; - Thời gian 60 phút/lượt Hướng dẫn đánh giá: - Đánh giá từng người học thực hiện bài tập là một sản phẩm hoặc theo nhóm (2 đến 3 người); - Hình thức đánh giá: Giảng viên quan sát thao tác của người học và kết quả thực hiện; - Công cụ đánh giá: Bảng chấm điểm theo theo tiêu chí các bước thực hiện, an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp. 14
Bài 2: Lắp đặt, vận hành mạch thủy lực cơ bản Mã bài: MĐ18-02 Thời gian: 22 giờ (LT: 02; TH: 09; Tự học: 10, KT: 01) Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các phần tử điện, thủy lực; - Lắp đặt thuần thục các mạch thủy lực ứng dụng các phần tử thủy lực; - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo. Nội dung chính: 2.1. Thiết kế, lắp đặt và vận hành mạch thủy lực máy ép 2.1.1 Mô tả Máy ép dính được dùng để dán các bức tranh hoặc chữ viết lên trên tấm gỗ hoặc tấm nhựa. Áp suất làm việc được hiệu chỉnh cho phù hợp với vật liệu và chất kết dính và phải có khả năng giữ được trong thời gian lâu dài trong khi van điều khiển hướng được tác động. Hình 2.1 Máy ép thủy lực 2.1.2 Trình tự thực hiện Bước 1: Xác định yêu cầu điều khiển và lựa chọn thiết bị 15