Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Bài giảng truyền động thủy lực và khí nén - Đại học Cần Thơ.pdf
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ
KHOA CÄNG NGHÃÛ
BÄÜ MÄN KYÎ THUÁÛT CÅ KHÊ
BAØI GIAÛNG
Biãn soaûn:
Tráön Trung Tênh
Ngä Quang Hiãúu
Læu haình näüi bäü
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 1
MUÛC LUÛC
Muûc luûc ------------------------------------------------------------------------------------------ 1
Taìi liãûu tham khaío --------------------------------------------------------------------------- 3
PHÁÖN A: TRUYÃÖN ÂÄÜNG THUÍY LÆÛC
Chæång 1 : Âaûi Cæång VãöTruyãön Âäüng Thuíy Læûc ------------------------------- 4
1.1 : Nguyãn lyïtruyãön dáùn thuíy læûc ----------------------------------------- 4
1.2 : Vê duû vãötruyãön dáùn thuíy læûc -------------------------------------------- 4
1.3 : Caïc loaûi truyãön âäüng ------------------------------------------------------ 5
1.4 : Caïc âàûc træng cuía hãûthäúng thuíy læûc ---------------------------------- 6
1.5 : Caïc täøn tháút trong hãûthäúng thuíy læûc ---------------------------------- 7
1.6 : Âäü nhåït vaìyãu cáöu âäúi våïi dáöu thuíy læûc --------------------------- 10
1.7 : Caïc âàûc âiãøm cuía truyãön âäüng thuíy læûc ----------------------------- 11
1.8 : Âån vë âo caïc âaûi læåüng cå baín ---------------------------------------- 12
Chæång 2 : Båm Thuíy Læûc -------------------------------------------------------------- 13
2.1 : Cäng duûng ------------------------------------------------------------------ 13
2.2 : Phán loaûi --------------------------------------------------------------------- 13
2.3 : Âàûc tênh ---------------------------------------------------------------------- 13
2.4 : Kyï hiãûu ----------------------------------------------------------------------- 14
2.5 : Cäng thæïc tênh toaïn båm ------------------------------------------------ 14
2.6 : Caïc loaûi båm trong hãûthäúng thuíy læûc -------------------------------- 15
2.7 : Caïc maûch båm cå baín ---------------------------------------------------- 21
Chæång 3 : Cå Cáúu Taïc Âäüng --------------------------------------------------------- 23
3.1 : Phán loaûi xy lanh ---------------------------------------------------------- 23
3.2 : Cáúu taûo xy lanh ------------------------------------------------------------ 24
3.3 : Cäng thæïc tênh toaïn xy lanh -------------------------------------------- 25
3.4 : Âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía xy lanh ---------------------------------------- 27
3.5 : Phæång phaïp cäúâënh xy lanh ------------------------------------------ 27
3.6 : Tênh toaïn vaìkiãøm tra bãön cáön piston --------------------------------- 28
3.7 : Âäüng cå dáöu baïn quay --------------------------------------------------- 30
3.8 : Âäüng cå dáöu eïp ------------------------------------------------------------ 30
Chæång 4 : Van Thuíy Læûc -------------------------------------------------------------- 32
4.1 : Van âiãöu khiãøn aïp suáút -------------------------------------------------- 32
4.2 : Van âiãöu khiãøn læu læåüng ----------------------------------------------- 35
4.3 : Van âiãöu khiãøn hæåïng --------------------------------------------------- 37
Chæång 5 : Caïc Thiãút Bë Phuû ----------------------------------------------------------- 40
5.1 : Thuìng dáöu ------------------------------------------------------------------ 40
5.2 : Thiãút bë laìm maït ----------------------------------------------------------- 40
5.3 : Bäü loüc dáöu ------------------------------------------------------------------- 40
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 2
5.4 : Äïng dáùn, âáöu näúi ---------------------------------------------------------- 42
5.5 : ÀÕc quy thuíy læûc ------------------------------------------------------------ 43
Chæång 6 : Caïc Maûch Truyãön Âäüng Thuíy Læûc Cå Baín ------------------------- 45
6.1 : Maûch âiãöu khiãøn aïp suáút ------------------------------------------------ 45
6.2 : Maûch âiãöu khiãøn læu læåüng --------------------------------------------- 48
6.3 : Maûch âiãöu khiãøn træûc tiãúp ----------------------------------------------- 51
Chæång 7 : Mäüt SäúMaûch Âiãøn Hçnh ------------------------------------------------- 55
7.1 : Maïy dáûp thuíy læûc bàòng tay --------------------------------------------- 55
7.2 : Cå cáúu keûp chàût chi tiãút gia cäng -------------------------------------- 55
7.3 : Hãûthäúng cáøu taíi troüng nheû---------------------------------------------- 56
7.4 : Maûch thuíy læûc maïy khoan baìn ---------------------------------------- 56
PHÁÖN B: TRUYÃÖN ÂÄÜNG KHÊ NEÏN
Chæång 8 : Âaûi Cæång VãöKyîThuáût Khê Neïn ------------------------------------ 58
8.1 : Giåïi thiãûu vãökyîthuáût khê neïn ---------------------------------------- 58
8.2 : Âàûc âiãøm cuía khäng khê ----------------------------------------------- 58
8.3 : Caïc âaûi læåüng váût lyïvaìâån vë thæåìng duìng trong khê neïn --- 59
8.4 : Caïc âàûc âiãøm cuía truyãön âäüng khê neïn ---------------------------- 59
8.5 : Caïc âaûi læåüng vaìâënh luáût váût lyï ------------------------------------ 59
8.6 : Cáúu truïc cuía mäüt hãûthäúng truyãön âäüng bàòng khê neïn --------- 63
Chæång 9 : HãûThäúng Cung Cáúp VaìXæí LyïKhê Neïn --------------------------- 64
9.1 : Maïy neïn khê --------------------------------------------------------------- 64
9.2 : Bäü loüc ------------------------------------------------------------------------ 65
9.3 : Bäüâiãöu chènh aïp suáút --------------------------------------------------- 65
9.4 : Thiãút bë bäi trån ---------------------------------------------------------- 67
9.5 : Nhoïm thiãút bë âiãöu hoìa ------------------------------------------------- 67
9.6 : Hãûthäúng xæílyïkhê neïn trong cäng nghiãûp ------------------------ 68
9.7 : Hãûthäúng thiãút bë phán phäúi khê neïn -------------------------------- 69
Chæång 10 : Pháön TæíXæíLyï------------------------------------------------------------ 71
10.1 : Van âiãöu chènh aïp suáút ------------------------------------------------- 71
10.2 : Van âiãöu chènh læu læåüng --------------------------------------------- 71
10.3 : Van mäüt chiãöu ------------------------------------------------------------ 71
10.4 : Van logic ------------------------------------------------------------------- 71
10.5 : Caím biãún khê -------------------------------------------------------------- 74
Chæång 11 : Pháön TæíÂiãöu Khiãøn ---------------------------------------------------- 76
11.1 : Van phán phäúi ------------------------------------------------------------ 76
11.2 : Caïc phæång phaïp âiãöu khiãøn van âaío chiãöu --------------------- 77
11.3 : Caïc Van Âaío Chiãöu Thäng Duûng ------------------------------------- 77
Chæång 12 : Cå Cáúu Taïc Âäüng -------------------------------------------------------- 81
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 3
12.1 : Xy lanh --------------------------------------------------------------------- 81
12.2 : Âäüng cå khê neïn ---------------------------------------------------------- 85
12.3 : Van chán khäng ---------------------------------------------------------- 86
Chæång 13 : Caïc Maûch Khê Neïn Cå Baín -------------------------------------------- 87
13.1 : Caïc kyï hiãûu duìng trong så âäömaûch ------------------------------- 87
13.2 : Nguyãn tàõc trçnh baìy så âäömaûch ----------------------------------- 97
13.3 : Caïc maûch khê neïn ------------------------------------------------------- 88
Chæång 14 : Thiãút KãúMaûch Âiãöu Khiãøn TæûÂäüng Bàòng Khê Neïn------------- 92
14.1 : Caïc pháön tæílogic khê neïn ---------------------------------------------- 92
14.2 : Phæång phaïp thiãút kãúmaûch khê neïn tæûâäüng---------------------- 92
A. Phæång phaïp Karnaugh ----------------------------------------------- 93
B. Phæång phaïp Grafcet --------------------------------------------------- 98
TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO
1. Nguyãùn Ngoüc Phæång, Huyình Nguyãùn Hoaìng - Hãû thäúng âiãöu
khiãøn bàòng thuíy læûc - NXB Giaïo Duûc 2002.
2. Nguyãùn Ngoüc Phæång - Hãû thäúng âiãöu khiãøn bàòng khê neïn - NXB
Giaïo Duûc 1999.
3. Nguyãùn Thaình Trê (biãn dëch) - Âiãöu khiãøn bàòng khê neïn trong tæû
âäüng hoïa kyînghãû- NXB ÂaìNàông.
4. Phaûm Vàn Khaío - Truyãön âäüng tæû âäüng khê neïn - NXB Khoa Hoüc vaì
KyîThuáût 1999.
5. Hoaìng Thë Bêch Ngoüc - Maïy thuíy læûc thãøtêch - NXB Khoa Hoüc vaìKyî
Thuáût 2000.
6. Michael J.Pinches, John G.ASHB - Power Hydraulics.
7. Michael J.Pinches, Brian J.Callear - Power Pneumatics.
8. P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992.
9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992.
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 4
CHÆÅNG I: ÂAÛI CÆÅNG VÃÖTRUYÃÖN ÂÄÜNG THUÍY LÆÛC
1.1. Nguyãn LyïTruyãön Dáùn Thuíy Læûc
1.1.1 Âàûc âiãøm: coïmäüt kháu truyãön âäüng laìcháút loíng.
1.1.2 Tênh cháút: mäi cháút sæí duûng coïtè troüng khäng thay âäøi theo nhiãût âäü
vaìaïp suáút (khäng neïn âæåüc).
1.1.3 Âån vë: coï3 hãûthäúng âån vë chênh: hãûmeït, hãûAnh vaì hãû SI
1.1.4 Âënh luáût Pascal:
Ø AÏp suáút taïc duûng theo moüi hæåïng laìnhæ nhau taûi cuìng mäüt thåìi âiãøm.
Ø AÏp suáút luän luän taïc duûng vuäng goïc våïi bãö màût tiãúp xuïc våïi cháút
loíng.
1.2. Vê DuûVãöTruyãön Dáùn Thuíy Læûc
a
A
fi W = F.
2
1
1 1 2 2 2 1 A
A
fi P .A = P .A ¤ P = P .
Heä thoáng khueách ñaïi löïc
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 5
1.3. Caïc Loaûi Truyãön Âäüng
Sæû phaït triãøn cuía cäng nghiãûp âàût ra nhu cáöu phaíi taíi nàng læåüng trãn
nhæîng quaîng âæåìng låïn, tæìnguäön saín xuáút âãún nåi tiãu thuû. Tuyìtheo cäng
suáút vaìkhoaíng caïch váûn chuyãøn, ngæåìi ta coïthãø aïp duûng caïc loaûi truyãön âäüng
khaïc nhau. Trong thæûc tãúcoï3 daûng truyãön âäüng phäø biãún laìtruyãön âäüng âiãûn,
truyãön âäüng cå khê vaìtruyãön âäüng thuyílæûc.
1.3.1. Truyãön âäüng cå khê
Mäüt hãûtruyãön âäüng cå khê bao gäöm caïc bäüpháûn chênh sau:
- Bäüpháûn näúi (truûc truyãön âäüng, khåïp näúi,...)
- Bäüpháûn âaïp æïng (bäü giaím täúc hoàûc tàng täúc, häüp säú, cua ro, ...)
- Bäüpháûn an toaìn (phanh, bäü haûn chãúmämen,...)
Truyãön âäüng cå khê coïnhæîng âàûc âiãøm laì cho pheïp truyãön nhæîng cäng
suáút tæång âäúi låïn, hiãûu suáút cao, nhæng cäöng kãönh, khoaíng caïch truyãön haûn
chãú, âäü nhaûy vaìâäü chênh xaïc keïm.
1.3.2. Truyãön âäüng thuyílæûc
Trong truyãön âäüng thuyí læûc, cå nàng âæåüc truyãön thäng qua mäi cháút laì
cháút loíng. Mäüt hãûtruyãön âäüng thuyílæûc gäöm coïcaïc bäüpháûn chênh sau:
- Båm thuyílæûc laìm nhiãûm vuû biãún âäøi cå nàng thaình thuyí nàng
- Âäüng cå thuyí læûc laìm nhiãûm vuû biãún âäøi thuyí nàng thaình cå nàng åí
kháu ra cuía hãûtruyãön âäüng.
- Hãûthäúng âæåìng äúng vaìcå cáúu loüc cháút loíng.
- Caïc pháön tæí thuyí læûc (cå cáúu phán phäúi, cå cáúu an toaìn, cå cáúu âiãöu
chènh)
- Caïc thiãút bë kiãøm tra caïc thäng säúnhiãût âäü, aïp suáút, mæïc næåïc,...
Truyãön âäüng thuyí læûc coï æu âiãøm laì cäng suáút truyãön låïn, truyãön âäüng
ãm, phoìng âæåüc tçnh traûng quaïtaíi, âäü nhaûy vaìâäü chênh xaïc cao, truyãön âäüng
vä cáúp vaì cho pheïp âaío chiãöu chuyãøn âäüng. Hiãûu suáút cuía truyãön âäüng thuyí
læûc coï thãø so saïnh våïi truyãön âäüng âiãûn nhæng khäng cao bàòng hiãûu suáút
truyãön âäüng cå khê, vaì khi khoaíng caïch truyãön låïn thç truyãön âäüng âiãûn æu
viãût hån vãömàût hiãûu suáút. Khi mäi cháút laì cháút khê thç chuïng ta seîcoïtruyãön
âäüng khê neïn.
1.3.3. Truyãön âäüng âiãûn
Caïc bäü pháûn cuía truyãön âäüng âiãûn bao gäöm:
- Maïy phaït âiãûn laìm nhiãûm vuû biãún âäøi cå nàng thaình âiãûn nàng.
- Âäüng cå âiãûn (cå cáúu cháúp haình) laìm nhiãûm vuû chuyãøn âäøi laûi tæìâiãûn
nàng sang cå nàng.
- Caïc kháu trung gian nhæ dáy näúi, cäng tàõc, bäü âaïp æïng, cå cáúu phán
phäúi, cå cáúu an toaìn vaìcaïc thiãút bë kiãøm tra,...
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 6
Âàûc âiãøm cuía truyãön âäüng âiãûn laì cho pheïp truyãön cäng suáút åí khoaíng
caïch xa, âiãöu chènh váûn täúc våïi âäü chênh xaïc cao.
Mäùi loaûi truyãön âäüng âãöu coïnhæîng æu âiãøm vaìnhæåüc âiãøm cuía noïtuyì
theo phaûm vi æïng duûng. Viãûc læûa choün sæí duûng mäüt trong ba loaûi truyãön âäüng
cå baín trãn yãu cáöu sæû kãút håüp haìi hoaìvãöcaïc yãúu täúhiãûu suáút, khaí nàng thæûc
thi vaìgiaïcaíphuìhåüp.
1.4. Caùc Ñaëc Træng Cuûa Heä Thoáng Thuûy Löïc
1.4.1. Aïp suáút thuíy ténh.
Trong cháút loíng, aïp suáút (aïp suáút do troüng læåüng vaì aïp suáút do ngoaûi
læûc) taïc âäüng lãn mäùi pháön tæí cháút loíng khäng phuûthuäüc vaìo hçnh daûng thuìng
chæïa.
P = rgh + PL A
F
PF =
h_ Chiãöu cao cäüt cháút loíng
g_ Gia täúc troüng træåìng
P_ Aïp suáút taûi âiãøm khaío saït
PL_ Aïp suáút khê quyãøn
PF_ Aïp suáút cuía taíi troüng ngoaìi
A_Diãûn têch bãömàût tiãúp xuïc
F_ Taíi troüng ngoaìi.
1.4.2. Phæång trçnh doìng chaíy liãn tuûc.
Læu læåüng chaíy trong âæåìng äúng tæì vë trê 1 âãún vë trê 2 laì khäng âäøi.
Læu læåüng Q cuía cháút loíng qua màût càõt S cuía äúng bàòng nhau trong toaìn äúng
(âiãöu kiãûn liãn tuûc). Ta coïphæång trçnh doìng chaíy nhæ sau:
Q = S.v = Hàòng säú
Våïi v laìváûn täúc chaíy trung bçnh qua màût càõt S.
d1
d2
v1
v2
h h h
P
Ps
F
PF
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 7
Q_ Læu læåüng doìng chaíy taûi vë trê 1 vaì vë trê 2
V1_ Váûn täúc doìng chaíy taûi vë trê 1 (m/s)
V2_ Váûn täúc doìng chaíy taûi vë trê 2 (m/s)
A1_ Tiãút diãûn doìng chaíy taûi vë trê 1 (m2
)
A2_ Tiãút diãûn doìng chaíy taûi vë trê 2 (m2
)
Nãúu tiãút diãûn doìng chaíy hçnh troìn, ta coï:
4
πd
v
4
πd
v
2
2
2
2
1
1
× = ×
Váûn täúc doìng chaíy taûi vë trê 2:
2
2
2
1
2 1
d
d
v = v ×
Trong âoï: d1
, d2
laìâæåìng kênh äúng taûi vë trê 1 vaìvë trê 2
1.4.3. Phæång trçnh Bernulli
const
2
ρ v
p ρgh
2
ρ v
p ρgh
2
2
2 2
2
1
1 1 =
×
= + +
×
+ +
Aïp suáút taûi mäüt âiãøm cháút loíng âang chaíy, theo hçnh ta coï:
Trong âoï:
P + rgh: Aïp suáút thuíy ténh
2 g
v
γ
2
v
ρ
2 2
×
× = :Aïp suáút thuíy âäüng
g : Troüng læåüng riãng
1.5. Caùc Toån Tháút Trong Heä Thoáng Thuûy Löïc
1.5.1. Täøn tháút thãøtêch.
Täøn tháút thãø têch laìdo dáöu thuíy læûc chaíy qua caïc khe håí trong caïc pháön
tæí cuía hãû thäúng. Aïp suáút caìng låïn, váûn täúc caìng nhoí vaìâäü nhåït caìng nhoí thç
täøn tháút thãø têch caìng låïn. Täøn tháút thãø têch âaïng kãø nháút laìåí caïc cå cáúu biãún
âäøi nàng læåüng.
1.5.2. Täøn tháút cå khê,
Täøn tháút cå khê laìdo ma saït giæîa caïc chi tiãút coïchuyãøn âäüng tæång âäúi
våïi nhau.
h1
h2
V2
V1
P2
p1
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 8
1.5.3. Täøn tháút aïp suáút
Täøn tháút aïp suáút laìsæû giaím aïp suáút do læûc caín trãn âæåìng chuyãøn âäüng
cuía dáöu tæìbåm âãún cå cáúu cháúp haình. Täøn tháút âoïphuû thuäüc vaìo nhæîng yãúu
täúkhaïc nhau:
_ Chiãöu daìi äúng dáùn
_ Âäü nhàôn thaình äúng
_ Âäü låïn tiãút diãûn äúng dáùn
_ Täúc âäüdoìng chaíy
_ Sæûthay âäøi tiãút diãûn
_ Troüng læåüng riãng, âäü nhåït.
Nãúu aïp suáút vaìo hãû thäúng laì p0 vaì p1
laìaïp suáút ra, thç täøn tháút aïp suáút
âæåüc biãøu thë bàòng:
˜
¯
ˆ
Á
Ë
Ê
D = - = × ×
2
2
0 1
m
N
d
l
2g
ρ
p p p 10 ζ v
r_ Khäúi læåüng riãng cuía dáöu (914 kg/m3
)
g_ Gia täúc troüng træåìng (9.81 m/s
2
)
v_ Váûn täúc trung bçnh cuía dáöu (m/s)
z_ Hãû säútäøn tháút cuûc bäü
1.5.4. AÍnh hæåíng caïc thäng säúhçnh hoüc âãún täøn tháút aïp suáút.
a. Tiãút diãûn daûng troìn
Dp_ täøn tháút aïp suáút
l_ chiãöu daìi äúng dáùn
r_ khäúi læåüng riãng cuía cháút loíng
Q_ læu læåüng
D_ âæåìng kênh
n_ âäü nhåït âäüng hoüc
l_ hãû säúma saït cuía äúng
lLAM_ hãû säúma saït âäúi våïi chaíy táöng
lTURB_ hãû säúma saït âäúi våïi chaíy räúi
Täøn tháút:
D
l Q p 5
2
2
8 .r.
l
p
D =
Q
D v
LAM
.
.
256
p
l = l -
4
.
.
4
0.316
D v
Q
TURB
p
l = l
SäúReynold: 3000
.
.
4
Ò
D v
Q
p
Chaíy táöng
l
Q D
Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn
Trang 9
b. Tiãút diãûn thay âäøi âäülåïn âäüt ngäüt.
D
Q
D
D
p 4
1
2
2
2
.
8
.
2
2
2
1
1
r
p
˜
˜
¯
ˆ
Á
Á
Ë
Ê
D = -
c. Tiãút diãûn thay âäøi âäülåïn tæìtæì.
[ ]
D
Q
D
p
D 4
1
2
4 2
2
4
1
.
8
0.12 0.20 . 1 .
r
˙ p
˙
˚
˘
Í
Í
Î
È
D = ¸ -
d. Tiãút diãûn nhoíâäüt ngäüt.
D
Q
D
p
D 4
1
2
2 2
1
2
2
.
8
0.5. 1 .
r
˙ p
˙
˚
˘
Í
Í
Î
È
D = -
e. Tiãút diãûn nhoítæìtæì
Dp ª 0
f. Täøn tháút aïp suáút åívan
Âäúi våïi tæìng loaûi van cuû thãø, do tæìng haîng saín xuáút, thç seîcoïâæåìng âàûc
tênh täøn tháút aïp suáút cho tæìng loaûi van. Täøn tháút aïp suáút åí van theo âäöthë.
D Q D
D1 Q D2
D Q D
B
A
Q
Dp
Dp = f(Q)
A Æ B
75%
Cäng suáút âiãûn
Cäng suáút båm
Cäng
suáút ra
(hæîu êch)
5% Âäüng cå
5% Båm
10% ÄÚng dáùn,
5% Xilanh