Giáo trình Thủy lực - máy thủy khí: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Phần 2 của giáo trình "Thủy lực - máy thủy khí" tiếp tục cung cấp cho học viên những kiến thức về: máy thủy lực; động cơ thủy lực pít tông (Xi lanh lực); truyền động thủy lực - khí nén; khớp nối thủy lực; truyền động thủy lực thể tích;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Thủy lực - máy thủy khí: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh Chương 6 MÁY THỦY LỰC6.1. Máy thủy lực thể tích6.1.1. Khái niệm về máy thủy lực thể tích6.1.1.1. Khái niệm chung về máy và thiết bị thuỷ khí Máy thủy khí (MTK): Là danh từ chung để chỉ các máy làm việc bằng cách traođổi năng lượng với dòng lưu thể theo các nguyên lý cơ bản của thuỷ khí động lực học.MTK thường được chia thành hai nhóm: - Nhóm máy công tác: Khi làm việc cung cấp năng lượng cho dòng lưu thể, (như:máy bơm, máy quạt, máy nén khí). - Nhóm động cơ công tác (hay còn gọi là nhóm máy phát lực): Loại này muốn làmviệc được phải nhận năng lượng từ dòng lưu thể. Ví dụ: các loại tua bin thuỷ lực trong cácnhà máy thuỷ điện, động cơ chạy bằng sức gió... Thiết bị thuỷ khí (TBTK): Là phương tiện truyền dẫn năng lượng của dòng lưuthể và nó có thể tích luỹ, biến đổi một phần năng lượng ấy. Ví dụ: Mạng ống dẫn nước(khí), bình chứa nước (khí), các van, các bộ phận điều chỉnh dòng chảy... Đối với máy thuỷ khí thì cơ năng của bộ phận công tác (ở các máy tua bin, là bánhcông tác hay cánh quạt) sẽ được chuyển thành năng lượng của dòng chảy (áp suất toànphần) ptp , gồm: thế năng (áp suất tĩnh) ptĩnh và động năng (áp suất động) pđộng. ptp = ptĩnh + pđộng (đây là phương trình áp suất)ptĩnh: Có tác dụng nén là thành phần chủ yếu để di chuyển các lưu thể (dịch thể, khí thể) từnơi này đến nơi khác.pđộng pđộng: Tạo cho các lưu thể có vận tốc hay nói khác là lưu thể chuyển động từ nơi cónăng lượng lớn tới nơi có năng lượng bé. Dòng chảy của lưu thể trong công nghiệp chủyếu là do nhân tạo, nghĩa là chúng phải qua những máy tạo áp suất đó là: Những máybơm, máy nén khí. Còn trong tự nhiên lưu thể chuyển động từ nơi này đến nơi khác do sựchênh lệch tự nhiên của năng lượng hay áp suất. Ví dụ: Nước chảy trên sông, ngòi hoặckhông khí chuyển động trong không gian...6.1.1.2. Khái niệm về máy thuỷ lực thể tích Máy thủy lực thể tích bao gồm các loại bơm và động cơ thủy lực thể tích. Ta biếtbơm thể tích đẩy chất lỏng bằng áp suất thủy tĩnh, còn động cơ thủy lực thể tích thì biếnáp năng của chất lỏng thành cơ năng của nó. Qua nghiên cứu hoạt động bơm thủy lực thể tích, nếu buồng làm việc hoàn toànkín và bơm có đủ công suất thì áp suất làm việc của bơm p chỉ phụ thuộc vào áp suất chấtlỏng trong ống đẩy (áp suất phụ tải).6.1.2. Các thông số cơ bản của máy thủy lực thể tích Trong thực tế khi các máy thủy lực thể tích làm việc thì buồng làm việc của máykhông thể kín tuyệt đối được với mọi trị số áp suất. Khi tăng tải trọng làm việc đến giá trịnào đó sẽ xuất hiện sự rò rỉ chất lỏng, nếu tiếp tục tăng tải trọng thì sự rò rỉ càng tăng vàtới một trị số áp suất giới hạn nào đó thì lưu lượng của máy sẽ hoàn toàn mất mát do rò rỉ.Ngoài ra áp suất làm việc còn bị hạn chế bởi sức bền của máy. Vậy để bảo đảm sự làmviệc bình thường của máy thủy lực thể tích cần hạn chế áp suất làm việc tối đa bằng cách 75dùng van an toàn, Khi tải trọng ngoài tăng đến mức độ “nguy hiểm” thì van an toàn tựđộng thải bớt chất lỏng để giảm áp suất làm việc của máy.6.1.2.1. Lưu lượng - Gọi Q1 là lưu lượng lý thuyết của máy thủy lực thể tích: Q1 bằng tổng thể tích làm việc của máy trong một đơn vị thời gian. Q1 = q 1 . n (6-1) Trong đó: q1: Lưu lượng riêng của máy. n: Số chu kỳ làm việc của máy trong một đơn vị thời gian. - Vì thực tế có sự rò rỉ lưu lượng, nên lưu lượng thực tế của máy là Q: Q < Q16.1.2.2. Áp suất - Biết rằng cột áp của máy thủy lực thể tích được tạo nên chủ yếu bởi sự thay đổiáp suất tĩnh của chất lỏng khi chuyển động qua máy, nên thường dùng áp suất để biểu thịkhả năng tải của máy theo công thức cơ bản của thủy tĩnh có: P H= (6-2)  : Trọng lượng riêng của chất lỏng làm việc - Áp suất trong buồng làm việc có liên quan đến lực tác dụng hoặc mô men quaycủa máy. - Đối với máy thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến áp suất làm việc p tácdụng lên pit tông tạo nên một áp lực P: P = p.  (6-3) : Diện tích làm việc của mặt pít tông - Đối với máy thủy lực thể tích có chuyển động quay, áp suất làm việc p tác dụnglên rô to tạo nên mô men quay M. M = KM . P (6-4) KM: Là một hằng số đối với một máy nhất định nó phụ thuộc vào kết cấu và kích Q qthước máy, gọi là hệ số mô men: KM = 1 = 1 ...