Bài giảng Truyền động thủy lực và khí nén - Chương 9: Thiết kế hệ thống

Bài giảng “Truyền động thủy lực và khí nén - Chương 9: Thiết kế hệ thống“ trình bày những nội dung chính sau: Xác định các cơ cấu chấp hành, xy lanh B, cài đặt giá trị làm việc cho các van, động cơ thủy lực,… Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Truyền động thủy lực và khí nén - Chương 9: Thiết kế hệ thốngCENNITEC THIẾT KẾ HỆ THỐNG LE THE TRUYEN le the truyen THIẾT KẾ HỆ THỐNGMột hệ thống thủy lực bao gồm 2 xy lanh và 1 động cơ thủy lực làm việc với cácyêu cầu như sau: xy lanh A di chuyển một khối lượng 3600 kg trên hành trình 600mm với vận tốc trung bình là 0.2 m/s cho cả hai hành trình đi và về. Thời gian giatốc để đạt đến vận tốc trung bình trên là 1/5 trên toàn bộ thời gian của hành trình.Xy lanh B dịch chuyển một khối lượng là 6000 kg trên hành trình 350 mm. Trongđó, 200 mm đầu tiên xy lanh này dịch chuyển với vận tốc là 0.15 m/s và phầnhành trình còn lại với vận tốc là 0.05 m/s Vận tốc hành trình về là 0.2 m/s.Động cơ thủy lực được thiết kế quay một hướng và nó cung cấp mô-men quay là50 daNm với vận tốc quay 140 vòng/phút, chỉ trong hành trình đi ra của xy lanh B.Chu trình làm việc được qui định như sau:1. Xy lanh A đi ra2. Xy lanh B ra nhanh3. Xy lanh B ra chậm và động cơ thủy lực quay4. Xy lanh B trở về5. Xy lanh A trở vềDầu được sử dụng có độ nhớt là 30 cSt, áp suất làm việc là 90 bar. Cennitec le the truyen THIẾT KẾ HỆ THỐNGXác định các cơ cấu chấp hànhXy lanh A dịch chuyển khối lượng 3600 kg trên hành trình 0.6 m với vận tốc 0.2m/s. Lực cần thiết để cân bằng với khối lượng là:P = mg = 3600 x 10 = 36 000 N = 3600 daNLực cần để gia tốc khối lượng làF = mγ, với v = γt hay γ = v/t’Thời gian cần để xy lanh A thực hiện hết chu trình là:t = 0.6 / 0.2 = 3 sThời gian cần để xy lanh gia tốc làt’ = (1/5) x 3 = 0.6 s Cennitec le the truyen THIẾT KẾ HỆ THỐNGGia tốc của xy lanh làγ = v/t’= 0.2/0.6=0.333 m/s2Suy raF = mγ = 3600 x 0.333 = 1198 N = 120 dNaTổng lực tác động lên xy lanh sẽ là:3600 + 120 = 3720 dNaNếu hiệu suất của xy lanh là 0.9 thì diện tích của xy lanh sẽ làS = 3720 / (0.9 x 90) = 45.92 cm2Chọn xy lanh có đường kính piton là D = 80 mm, khi đó diện tích xy lanh sẽ là S= 50 cm2.Áp suất cần cung cấp cho xy lanh sẽ làP = F/S = 3720 / (0.9 x 50) = 82.6 bar Cennitec le the truyen THIẾT KẾ HỆ THỐNGTheo catalog, xy lanh có đường kính D = 80 mm có hai loại với đường kính tikhác nhau là 45 mm và 56 mm.Ti xy lanh A được giả định có đường kính là 45 mm. Cennitec le the truyen THIẾT KẾ HỆ THỐNG2. Xy lanh B Xy lanh B dịch chuyển một khối lượng 6000 kg trên hành trình 350 mm. Giai đoạn 200 mm đầu xy lanh chuyển động nhanh với vận tốc là 0.15 m/s. Thời gian thực hiện 200 mm đầu là: 200/150 = 1.33 s Thời gian cần để gia tốc là: t = 1.33/5 = 0.266 s Gia tốc của xy lanh B là: γ = 0.15/0.266 = 0.563 m/s2 Suy ra F = mγ = 6000x 0.563 = 3378 N = 338 dNa Cennitec le the truyen THIẾT KẾ HỆ THỐNGLực cần để cân bằng với tải làP = mg = 6000 x 10 = 60 000 N = 6000 daNTổng lực tác động lên xy lanh B là:6000 + 338 = 6338 daNNếu hiệu suất của xy lanh là 0.9 thì diện tích của xy lanh sẽ làS = 6338 / (0.9 x 90) = 78.24 cm2Chọn xy lanh có đường kính piston D = 100 mm, diện tích xy lanh sẽ là 78.5 cm2.Đường kính ti xy lanh là d = 56 mm. Cennitec le the truyen THIẾT KẾ HỆ THỐNG3. Động cơ thủy lực Động cơ thủy lực sẽ cung cấp một mô-men là 50 daNm dưới áp suất làm việc 90 bar. Giả thiết rằng hiệu suất thể tích của động cơ là 0.92. Thể tích riêng của động cơ là: q = M/(15.9 x Δp x η) = 500/(15.9 x 90 x 0.92)=0.379 lít Dựa trên catalog của các nhà sản xuất, ta chọn động cơ có thể tích riêng là 0.293 lít và hiệu suất của động cơ là: Hiệu suất cơ khí = 0.93 Hiệu suất thể tích = 0.95 Hiệu suất tổng = 0.883 Cennitec le the truyen THIẾT KẾ HỆ THỐNGÁp suất làm việc cho động cơ là:P = M/(15.9 x Thể tích riêng x Hiệu suất cơ khí )= 500/(15.9 x 0.293 x 0.93)=115.4 barLưu ...