Bài tập lớn môn Kỹ thuật thủy lực đề tài "Thiết kế mạch thủy lực cho hệ thống kích đẩy

lOMoARcPSD| 38841209
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG BÀI TẬP LỚN
MÔN: KỸ THUẬT THỦY LỰC
Đề tài: Thiết kế mạch thủy lực cho hệ thống kích đẩy Phương án: C48 lOMoARcPSD| 38841209
NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN BÀI TẬP LỚN
MÔN: KỸ THUẬT THỦY LỰC MỤC LỤC
NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN............................................................................................ 1
1. Phân tích và xây dụng sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực cho bộ phận chấp hành .......... 1
1.1 Xác định các yêu cầu của cơ cấu chấp hành ..................................................... 1
1.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lý làm việc .................................................................. 1
2. Tính toán xác định các thông số cần thiết các phần tử thủy lực của hệ thống ........ 3
2.1 Tính toán các thông số của xi lanh thủy lực ...................................................... 3
2.2 Tính toán tuy ô thủy lực .................................................................................... 4
2.3 Tính toán các thông số cơ bản của van phân phối ............................................ 4
2.4 Tính toán các thông số cơ bản của van điều khiển áp suất ............................... 4
2.5 Tính toán các thông số cơ bản của van một chiều ............................................ 5
2.6 Tính toán các thông số cơ bản của van tiết lưu ................................................. 5
3. Tính toán bộ nguồn thủy lực ................................................................................... 5
3.1 Bơm thủy lực ..................................................................................................... 5
3.2 Thùng dầu và lọc dầu ........................................................................................ 6
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bài giảng trên lớp và sơ đồ thủy lực một số máy Máy xây dựng
Truyền động thủy khí, PGS. TS. Đỗ Xuân Đinh, Trường ĐH XD,
2012 http://hydraulicspneumatics.com Catalog của các hãng:
• Xi lanh thủy lực: Riken | PDF | Pump | Valve (scribd.com)
• Tuy ô thủy lực: G2 Wire Braid Hose - EN 853 2SN | Gates Corporation • Van phân phối:
https://mydhl.express.dhl/content/dam/downloads/it/en/rateguide/service_and
_rate_guide_it_en_2023.pdf.coredownload.pdf
• Van an toàn: RDH103S50 - Direct Acting Differential Area Relief Valves | Parker NA lOMoARcPSD| 38841209
• Van an toàn: pressure control valve RV Series Supplier - OMAX Hydraulics Industrial
• Van một chiều: CIT-03-50-50 | Inline Type Check Valve | YUKENKOGYO |
MISUMI Vietnam (misumi-ec.com)
• Van tiết lưu: YUKEN Hydraulic Equipment (yuken-usa.com)
• Bơm thủy lực: RE 92801-01-B/11.2018 (boschrexroth-russia.ru)
• Thùng dầu: Thùng dầu thủy lực (sumac.vn)
• Bộ lọc dầu: HYDAC Filter Elements - Type R for Return Line Filters On HYDAC Technology Corporation lOMoARcPSD| 38841209
NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN
1. Phân tích và xây dụng sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực cho bộ phận chấp hành
1.1 Xác định các yêu cầu của cơ cấu chấp hành
Yêu cầu: Hệ thống sử dụng hai xi lanh như nhau, điều khiển trực tiếp bằng tay cùng
một van phân phối đảm bảo giới hạn áp lực cho mạch chính, loại van chống tải phản hồi
là van giới hạn áp lực (loại CBV), loại van hãm khi hạ tải là van tiết lưu và van một chiều mắc song song.
Bảng thông số của phương án C48
Lực đẩy của xi lanh F1 Lực đẩy của xi lanh F2 Vận tốc nâng v Hành trình của xi n (tấn) (tấn) (m/phút) lanh H (m) 32 32 3,7 Tùy chọn
1.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lý làm việc
Từ các yêu cầu và số liệu trên ta chọn những phần tử thủy lực chính sau: • Xy lanh thủy lực.
• Bơm thủy lực 1 chiều không có điều khiển.
• Van phân phối điều khiển bằng tay
• Van giới hạn áp lực (loại CBV) để chống tải phản hồi
• Van tiết lưu và van một chiều mắc song song để hãm khi hạ tải
Sơ đồ mạch thủy lực: Hình 1.1 lOMoARcPSD| 38841209
Hình 1.1 Sơ đồ mạch thủy lực
Giải thích phần tử thủy lực: 1. Thùng dầu 2. Bộ lọc dẩu
3. Bơm thủy lực một chiều không điều khiển
4. Van phân phối 4/3 điều khiển bằng tay
5. Van an toàn đảm bảo cho van phân phối
6. Van giới hạn áp lực loại CBV để chống tải phản hồi
7. Van tiết lưu và van một chiều mắc song song để hãm khi hạ tải8. Xi lanh thủy lực lOMoARcPSD| 38841209
Nguyên lý làm việc:
Ở trạng thái không làm việc: Khoang 0 của van phân phối hoạt động giảm tải cho
bơm giữ cho xi lanh ở trạng thái cố định. Máy bơm bơm dầu từ thùng lên bộ lọc dầu, do
4 cửa đã bị đóng nên khi quá tải áp suất trong đường ống vượt quá áp suất giới hạn của
van an toàn thì van an toàn sẽ mở và cho dầu đi qua nó rồi qua tấm lọc và về thùng dầu.
Ở trạng thái khoang 1 làm việc: Máy bơm bơm dầu từ thùng lên bộ lọc dầu đi vào
cửa của ống dẫn khoang 1 đi qua van giới hạn áp lực và đi lên xi lanh thủy lực làm cho
pit tông đẩy lên. Dòng dầu về được pit tông đẩy ra từ khoang trên về tới van tiết lưu và
van một chiều, đi qua cửa ống dẫn khoang 1 rồi đi qua bộ lọc trở về thùng dầu.
Ở trạng thái khoang 2 làm việc: Máy bơm bơm dầu từ thùng lên bộ lọc dầu đi vào
cửa của ống dẫn khoang 2 đi qua van tiết lưu và đi lên xi lanh thủy lực làm cho pít tông
đẩy xuống. Dòng dầu về được pit tông đẩy qua van an toàn trong van giới hạn áp lực, đi
qua cửa ống dẫn khoang 2 rồi đi qua bộ lọc trở về thùng dầu.
2. Tính toán xác định các thông số cần thiết các phần tử thủy lực của hệ thống
2.1 Tính toán các thông số của xi lanh thủy lực
Các thông số cho trước: F1 = F2 = 32 tấn = 313,72 kN và vn = 3,7 m/phút Từ
những yêu cầu ở trên ta chọn xi lanh thủy lực Riken D3.5-100 với thông số: Lực đẩy tối đa (kN) 350 Lực kéo tối đa (kN) 178
Hành trình nâng tối đa (mm) 100 Độ dài xi lanh (mm) 346 Khoảng cách hai cửa (mm) 139 Đường kình xi lanh (mm) 110
Đường kính pit tông (mm) 56
Diện tích mặt cắt của xi lanh buồng không có cán pít tông là: A1 = ΠD2 =
Π(110.10−3)2 = 9,5.10-3 (m2) 4 4
Diện tích mặt của xi lanh buồng có cán là:
A2 = Π(D2−d2) = Π[(110.10−3)2−(56.10−3)2] = 7,04.10-3 (m2) 4 4 lOMoARcPSD| 38841209
Áp suất nâng khi làm việc của xi lanh là: F1 313,72 2 − ) = 330,23 bar
Pn = A1 = 9,5.10 3 = 33023,16 (kN/m
Lưu lượng cấp cho xi lanh khi nâng là:
Qn = vn.An = 3,7.9,5.10-3 = 0,03515 (m3/phút) = 35,15 (l/phút)
2.2 Tính toán tuy ô thủy lực
Ta chọn ống thủy lực loại mềm Gates G2 - SAE 100R2AT/EN 856 2SN loại 5G2 với các thông số chính sau: Đường kính ngoài Đường kính trong Áp suất định mức Áp suất giới hạn (mm) (mm) (bar) (bar) 16,256 7,9375 350 1400
Độ dày thành ống là: s =
dngoài2−dtrong = 2 = 4,16 (mm) Diện tích mặt cắt là: Amc = Π
(dngoài¿¿2−dtrong2)¿ = Π (16,256¿¿2−7,93752)¿ = 158 (mm2) = 1,58.10-4 4 4 (m2)
Từ trên ta chọn được khớp nối MegaCrimp JIC 37 Độ loại 5G-5MJ với đường kính trong là 7,9375 mm
2.3 Tính toán các thông số cơ bản của van phân phối
Van phân phối là van 4/3 điều khiển bằng cần gạt, ở chế độ không làm việc đường
dẫn bị chặn. Qua đó ta chọn van phân phối thủy lực Italia SDHL 4/3 với các thông số: Dạng điều khiển Loại van Áp suất tối đa Lưu lượng tối đa (bar) (l/phút) Cần gạt 4/3 350 100
2.4 Tính toán các thông số cơ bản của van điều khiển áp suất
Chọn van an toàn cho mạch chính là van Parker RDH103S50
Chọn van an toàn trong van giới hạn áp lực loại CBV là van RV-04T lOMoARcPSD| 38841209 Chức năng van Lưu lượng tối Áp suất mở van Khoảng điều chỉnh đa (l/phút) (bar) áp suất
Đảm bảo an toàn cho mạch 75 34,5 34,5 - 350 chính
Chống tải phản hồi và đảm 100 6,86 6,86 – 68,65
bảo an toàn xi lanh thủy lực
2.5 Tính toán các thông số cơ bản của van một chiều
Chọn van một chiều lắc nằm trong van giới hạn áp lực loại CBV là van một chiều
CIT 03 với thông số như sau: Lưu lượng tối đa Áp suất tối đa (l/phút) (bar) 30 250
2.6 Tính toán các thông số cơ bản của van tiết lưu
Chọn van tiết lưu một chiều là van Yuken SRCT 03-50 có thông số:
Lưu lượng thông qua cho phép
Áp suất làm việc tối đa
Khoảng điều chỉnh lưu lượng (l/phút) (bar) (l/phút) 20 250 230
3. Tính toán bộ nguồn thủy lực 3.1 Bơm thủy lực
Ta chọn bơm thủy lực theo áp suất làm việc và lưu lượng làm việc của mạch thủy lực.
Tính áp suất làm việc lớn nhất của máy bơm:
pbơmmax = pn + ∑∆pi = 330,23 + 0,2. pmax = 330,23 + 0,2.330,23 = 396,276 (bar)
Tính lưu lượng làm việc lớn nhất của máy bơm:
Qbơmmax = Qn + ∑∆Q = 35,15 + 0,1. Qn = 35,15 + 0,1.35,15 = 38,665 (l/phút)
Từ những thông số trên ta chọn được loại bơm phù hợp với mạch thủy lực đó là bơm
piston có điều chỉnh lưu lượng Bosch Rexroth loại A15VSO. Loại bơm Lưu lượng Tốc độ quay Á p suất làm Khoảng điều riêng trung bình việc chỉnh lưu (l/vòng) (vòng/phút) (bar) lượng (l/phút) Pít tông loại có 0,36 1500 420 66-168 điều khiển lOMoARcPSD| 38841209
3.2 Thùng dầu và lọc dầu
3.2.1 Thùng dầu
a, Tính toán dung tích thùng dầu
Dung tích của thùng dầu: Vn = k.Qt
Trong đó: - Q là lưu lượng lớn nhất của tất cả các bơm (l/phút) t
- k là hệ số tỷ lệ, k = 2÷8 Chọn k = 5
Vậy dung tích của thùng dầu Vn = k.Qt = 5.38,665 = 193,325 (l/phút) b,
Dự định kết cấu thùng dầu
Thùng dầu phải có vách ngăn giữa cửa hút và cửa hồi, trên vách ngăn này có
rãnh lưu thông dầu. Khoảng cách từ cửa hút và cửa hồi càng xa càng tốt nhằm làm
nguội dầu và không tạo song trong thùng, đặt bộ lọc khí để tránh bụi bẩn dầu. Các
ống ra vào được làm kín (ngăn được sự tạo xoáy tại cửa hút, không lọt bụi vào đầu
nối, khả năng vệ sinh tốt, tỏa nhiệt tốt).
Ta chọn thùng dầu WXOWZ3 của hãng SUMAC với dung tích 200 lít, chiều dài 840
mm, chiều rộng 840mm và chiều cao 380 mm.
3.2.2 Bộ lọc dầu
Ta chọn bộ lọc dầu HYDAC loại 0660-R-010-BN/AM/V với thông số: Lưu lượng dòng chảy Áp suất hoạt động (l/phút) (bar) 660 10