Bài tập Thủy Lực Chương 8: Tính Toán Bơm và Xilanh | Môn Thủy lực khí nén - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

lOMoAR cPSD| 58797173
Bài tập Thuỷ Lực chương 8
Bài tập 1: Bơm dầu
Một máy bơm có lưu lượng riêng (thể tích dịch chuyển) là V = 14 cm3/vòng, quay ược ở
tốc ộ n = 1440 vòng/phút và hoạt ộng với áp suất tối a là p = 150 bar. Tính toán:
1. Tính lưu lượng bơm cung cấp theo QB [lít/ phút], khi biết hiệu suất thể tích là 0,9 ?
2. Công suất ầu vào yêu cầu ở trục bơm tính bằng Pan [KW], biết hiệu suất chung là 0,8? Giải:
1) lưu lượng bơm cung cấp theo QB [lít/ phút] là:
𝑄𝐵 = 𝑉 × 𝑛 × 0.9 = (14 × 1440)/1000 × 0.9 = 18.144 ( 𝑝ℎú𝑡𝐿í𝑡 )
2) Công suất ầu vào yêu cầu ở trục bơm là: 𝑄 × 𝑃 𝑃𝑎𝑛 = = 5.67(𝐾𝑊) 600 × 0.8
Bài tập Động cơ dầu:
Động cơ dầu có lưu lượng riêng (thể tích dịch chuyển) V = 90 c𝒎𝟑/vòng, quay với tốc
ộ n = 600 vòng/phút.
a. Xác ịnh lưu lương của ộng cơ dầu Q [ lít/phút]?
b. Tính mô men xoắn phát sinh M [N.m] khi ộng cơ phanh ột ngột gây ra áp suất là p = 80 bar . Giải:
lưu lương của ộng cơ dầu Q là: 𝑉 × 𝑛 600 ∗ 90 𝑙𝑖𝑡 𝑄𝐵 lOMoAR cPSD| 58797173
mô men xoắn phát sinh M [N.m] khi ộng cơ phanh ột ngột là:
M = P*V= 80*100000*90/1000000=720 (N.M)
Bài tập Tính toán Xilanh: Bài tập 1:
Một xi lanh thủy lực có ường kính xi lanh là 14 cm, ường kính cần là 100 mm, hành trình
của xi lanh là 0,5 m. Tốc ộ khi duỗi ra của xi lanh là 5 m/phút. Biết lưu lượng vào xi lanh
khi lùi về = lưu lượng vào xi lanh khi duỗi ra. Nếu áp suất tối a lên xi lanh là 100 MPa.
a) Tính Lực ẩy ra ộng theo [kN] ? (Giả sử Lực ẩy ộng = 0,9 Lực ẩy tĩnh). Gỉa thiết hiệu
suất của xi lanh bằng 1.
b) Tính vận tốc lùi về của Xi lanh [m/ph]. Giải: a) Lực ẩy ra ộng: a.
𝐴1 = 𝜋𝐷4 2 = 𝜋(14×104 −2)2 = 0.0154 (𝑚2)
- 𝑙ự𝑐 đẩ𝑦 𝑟𝑎 𝑡ĩ𝑛ℎ ∶
𝐹𝐴1 = 𝐴1 × 𝑝𝐸 × 𝜂 = 0.0154 × 100 × 106 = 1,54 × 103[𝑘𝑁] - Lực ẩy ra ộng :
𝐹𝐴Đ = 0.9𝐹𝐴1 = 1.39 × 103[𝑘𝑁] b.
Lưu lượng khi xi lanh duỗi ra 𝑚3
𝑄1 = 𝑉1 × 𝐴1 = 5 × 0.0154 = 0.077 [ ] 𝑝ℎ
- Vận tốc khi lùi về và duỗi ra là bằng nhau: 𝑉2 = 𝑄𝐴1 =
𝜋(0.140.0772 − 0.12) = 10.21 [𝑃𝐻 𝑀 ] 2 4 lOMoAR cPSD| 58797173 Bài tập 2:
Một Xi lanh vi sai (D/d = 2/1) có thể nâng tải trọng 40 kN lên 500 mm trong 5 giây. Áp
suất hệ thống tối a cho máy bơm là 160 bar (áp suất qua van tràn). Hiệu suất cơ học
và thuỷ lực của xi lanh là nhm = 0,95. Tổn thất áp suất trong ường ống lên ến 5 bar, tổn
thất áp suất trong van iều khiển hướng là 3 bar. Biết lưu lượng vào xi lanh khi lùi về
= lưu lượng vào xi lanh khi duỗi ra.
a. Tính ường kính xi lanh D [mm].
b. Tính toán lưu lượng bơm Q [l/ph],
c. Vận tốc nâng lên và hạ xuống của piston v [m/s]. Giải: a. Áp suất vào xi lanh :
𝑝 = (160 − 5 − 3) × 0.95 = 144.4[𝑏𝑎𝑟] = 14.44[𝑚𝑝𝑎] - Diện tích của cần : 𝐹 40 × 103 𝐴1 =
𝑝 = 14.4 × 106 = 2.77 × 10−3[𝑚2]
- đườ𝑛𝑔 𝑘í𝑛ℎ 𝑥𝑖 𝑙𝑎𝑛ℎ ∶ 𝜋𝐷2 𝐴1 =
→ 𝐷 = 60(𝑚𝑚) → 𝑑 = 30(𝑚𝑚) 4 lOMoAR cPSD| 58797173 b. thể tích cần nâng 500mm
𝑉 = 𝐴1 × 𝑆 = 2.77 × 10−3 × 500 × 10−3 = 1.38 [𝑙] - Lượng bơm trong 5s: 𝑄 = 60 × 1.38 = 16.56 [ 𝑙 ] = 2.76 × 10−4 5 𝑝ℎ
c. Vận tốc nâng lên:𝑉1 =
𝐴𝑄1 = 2.77×102.76×10−3−4 = 0.99 [𝑚 𝑠 ]
Vận tốc hạ xuống: 𝑉2 = 𝐴𝑄2 = 2.76×10𝜋(𝐷2−𝑑2−4) = 0.11 [𝑚𝑠 ] 4 Bài 3:
Vật có khối lượng m = 1.2 tấn ược tăng tốc theo phương ngang lên ến vận tốc 25 cm/s từ vị
trí nghỉ trên một khoảng cách 10 cm. Hệ số ma sát giữa tải trọng và thanh dẫn là 0,2.
Tìm tiết diện A xi lanh cần thiết (theo cm2) ể gia tốc cho tải trọng này nếu áp suất lớn nhất
cho phép ở nòng piston là p1 = 20 MPa. Lấy ma sát làm kín tương ương với ộ giảm áp suất
pg = 6 [bar]. Giả sử áp suất ngược ở phần tiết diện hình khuyên của xy lanh bằng không. (Biết g = {= 9.81} m/s2) lOMoAR cPSD| 58797173 Giải:
Khối lượng của vật (m) = 1.2 tấn = 1200 kg.
Vận tốc cần ạt ược (v) = 25 cm/s = 0.25 m/s.
Khoảng cách mà vật cần di chuyển (h) = 10 cm = 0.1 m.
Áp suất lớn nhất cho phép ở nòng piston (P_max) = 20 MPa = 20 * 10^6 Pa.
Hệ số ma sát giữa tải trọng và thanh dẫn (μ) = 0.2.
Độ giảm áp suất do ma sát = 6 bar = 6 * 10^5 Pa.
Gia tốc trọng trường (g) = 9.81 m/s².
Tính trọng lượng của vật (W):
W = m * g = 1200 kg * 9.81 m/s² = 11,772 N.
Tính áp suất ngược do ma sát P
P = μ * W = 0.2 * 11,772 N = 2,354.4 N
Tính áp suất làm việc tối a
Ptối a= P_max - Pgiammasat= 20 * 10^6 Pa - 6 * 10^5 Pa = 19.4 * 10^6 Pa.
Tính tiết diện A của xi lanh cần thiết: Sử dụng phương pháp của chất lỏng qua xi lãnh:
A = 0,25 m/s * 0,1 m / (19,4 * 10^6 - 6 * 10^5) = 0,0025 / 18,4 * 10^6 Bây
giờ, ể chuyển ổi diện tích A từ m² sang cm², ta nhân với 10^4:
A = 0,0025 m2 * 10^4 cm2/m2 = 25 cm2.
Vì vậy, diện tích A của xi lanh cần thiết kế là 25 cm².