TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CƠ KHÍ  BÁO CÁO BÀI TẬP NHÓM KĨ THUẬT THỦY LỰC-KHÍ NÉN Đề: Dịch ví dụ chương 1, 2, sách Power Hydraulics THỰC HIỆN: NHÓM HƯỚNG DẪN: TS TÔN THIỆN PHƯƠNG TP.HCM, THÁNG 10/2016 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương  Danh sách thành viên đánh giá Tên Nguyễn Tấn Lộc (Nhóm trưởng) Lưu Khánh Quân Trương Long Hưng Võ Công Nguyên Phạm Phùng Đăng Khoa Nguyễn Văn Tấn Thái Hoàng Long Nguyễn Chí Hiếu Ngô Đăng Minh Nguyễn Văn Trung Nguyễn Vĩnh Từ Hoàng Minh Trường Nhóm Mã số sinh viên 21202014 1413137 1411639 1412579 1411848 1413477 1412105 1411185 1412273 1414308 1414574 1414334 Đánh giá 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Mục lục CHƯƠNG : GIỚI THIỆU EXAMPLE 1.1 .4 EXAMPLE 1.2 .4 EXAMPLE 1.3 .5 CHƯƠNG : CÁC LOẠI BƠM EXAMPLE 2.1 .7 EXAMPLE 2.2 .8 EXAMPLE 2.3 .9 EXAMPLE 2.4 14 EXAMPLE 2.5 15 EXAMPLE 2.6 16 CHƯƠNG : CÁC LOẠI VAN THỦY LỰC 43 EXAMPLE 3.1 43 EXAMPLE 3.2 43 EXAMPLE 3.3 43 EXAMPLE 3.5: RELATIVE EFFICIENCY OF ‘METER-IN’ AND ‘METER OUT’ FLOW CONTROL 45 EXAMPLE 3.6 54 EXAMPLE 3.7 58 Nhóm Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương CHƯƠNG : GIỚI THIỆU EXAMPLE 1.1 The inlet to a hydraulic pump is 0,6 m below the top surface of the oil reservoir If the specific gravity of the oil used is 0,86 determine the static pressure at the pump inlet Pressure = wh Density of water is g / cm3 or 1000 kg / m2 Therefore the density of oil is 0.86 1 g / cm3 or 860 kg / m3 Pressure at pump inlet  860  0.6 kg / m2  516 kg / m2  0.0516 kg / cm3  0.0516  0.981bar Note 1kg / cm  0.981bar VÍ DỤ 1.1 Ngỏ vào bơm thủy lực nằm độ sau 0,6 m so với bề mặt thoáng dầu Nếu trọng lượng riêng dầu sử dụng 0,86, xác định áp suất tĩnh đường vào bơm Áp suất = wh Khối lượng riêng nước hay Vì trọng lượng riêng dầu hay EXAMPLE 1.2 Calculate the pipe bores required for the suction of a pump delivering 40 l/min using a maximum flow velocity in the suction line of 1.2 m/s and a maximum flow velocity in pressure line of 3.5 m/s Consider the suction line Let the bore of pipe be of diameter D Therefore, Nhóm Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Minimum bore of suction pipe = 0.0266 m = 26.6 mm Note: In all calculations great care must be taken to ensure that units are correct Alternatively, if a flow velocity of m/s is used then suction pipe bore can be shown to be of diameter 29 mm The required diameter of the pressure line can be calculate in a similar manner taking the flow velocity is 3.5 m/s Here, minimum bore of pressure pipe = 15.6 mm It is unlikely a pipe having the exact bore will be available, in which case select a standard pipe having a large bore Alternatively a smaller bore pipe may be chosen but it will be necessary to recheck the calculation to ensure that the flow velocity falls within recommended range, i.e a standard pipe with an outside diameter of 20 mm and a wall thickness of 2.5 mm is available This gives an internal diameter of 15 mm which is satisfactory It is also important to ensure that the wall thickness of the pipe is sufficient to withstand the working pressure of the fluid VÍ DỤ 1.2 Tính đường kính ống hút đường áp suất bơm có lưu lượng 40 l/min vận tốc lớn đường hút 1,2 m/s, đường áp suất 3,5 m/s Xét đường hút Đường kính ống D Vậy EXAMPLE 1.3 A hydraulic pump delivers 12 liters of fluid per minute against a pressure of 200 bar Calculate the hydraulic power If the overall pump efficiency is 60%, what size electric motor would be need to drive the pump? Nhóm 5 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương A summary of formula of hydraulic power is given in section 6.2 of Chapter VÍ DỤ 1.3 Cung hệ thống thủy lực cung cấp lưu lượng 12l/phút chống lại áp suất 200 bar Tính công suất thủy lực Nếu hiệu suất tổng thể bơm 60%, kích thước motor điện cần để điều khiển bơm Nhóm Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương CHƯƠNG : CÁC LOẠI BƠM EXAMPLE 2.1 A pump have a displacement of 14 is driven at and operates against a maximum pressure of 150 bar The volumetric efficiency is 0.9 and the overall efficiency is 0.8 Caculate: i) The pump delivery in liters per minute ii) The input power required at the pump shaft in kilowatts iii) The drive torque at pump shaft Pump delivery is: If the flow Q is in liters per minute and the pressure P in bar then, Torque at pump shaft, VÍ DỤ 2.1 Một bơm có lưu lượng riêng 14 cm3/vòng với tốc độ 1440 vg/ph Áp suất tối đa 150 bar Hiệu suất thể tích 0,9; hiệu suất tổng 0,8 Tính Lưu lượng bơm Công suất vào (kW) Momen bơm Giải Lưu lượng thực tế bơm Nhóm Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Momen trục bơm: EXAMPLE 2.2 A positive displacement pump with a delivery of l/min is fed into a pipe with a total volume of liter If the end of the pipe is suddenly blocked, calculate the rise in pressure after second ( The bulk modulus of the fluid being pumped may be taken as 2000 MPa (2000 bar); neglect any change in volume of the pipe.) Note : Pascal (Pa) is another name for the unit of pressure N/ m2 1Mpa ( Mega Pascal) =1,000,000 = 10 bar Bulk modulus is: Volumetric stress B= Volumetric strain P B V / V Where P is the change in pressure, V is the change in volume , and V is the original volume V  Pump flow in one second=1/60liters P=BV/V / 60 =2000 x ( MPa)  33.3MPa  333bar This rapid rise in pressure illustrate the necessity of having some form of control to limit the rise in pressure in a system should a pump be deadheaded The control may be built into the pump or may be an external pressure-limiting devive such as a relief valve VÍ DỤ 2.2 Một máy bơm chuyển tích cực với lưu lượng l / phút đưa vào ống với tổng khối lượng lít Nếu kết thúc đường ống bị chặn, tính toán việc tăng áp lực sau giây (Các module biến đổi thể tích chất lỏng bơm thực 2000 MPa (2000 bar); bỏ qua thay đổi khối lượng đường ống.) Lưu ý Pascal (Pa) tên khác cho đơn vị áp lực 1Mpa (Mega Pascal) = 1.000.000 = 10 bar Module biến đổi thể tích là: P B V / V Nhóm Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Với P thay đổi áp lực, V thay đổi khối lượng, V thể tích ban đầu V  Pump flow in one second=1/60 liters P=BV/V / 60 =2000 x ( MPa)  33.3MPa  333bar Sự gia tăng nhanh chóng áp lực minh họa cần thiết việc có số hình thức kiểm soát để hạn chế gia tăng áp lực hệ thống máy bơm Việc kiểm soát xây dựng vào máy bơm thiết bị áp lực giới hạn bên van xả EXAMPLE 2.3 A cylinder has to operate with the following time cycle: extend in seconds at 25 bar, flow rate 12 l/min; remain extended for 25 seconds at 200 bar , no flow; retract in aeconds at 35 bar, flow rate 12 l/min; remain retracted for 26 seconds at 200 bar, no flow Pressure/flow requirements are shown graphically in Figure 2.21 Flow is requirement for only 15% of the cycle With a single fixed-displacement pump circuit (Figure 2.22) the pump output of 12 liters/min will discharge over the relief valve at 200 bar for 85% of the cycle time Theoretical input power is Flow x Pressure= 12 x10-3 x200x105 =4000Nm/s=4kW 60 A major portion of which will be wasted as heat energy across the relief valve Considering the flow requirement curve in Figure 2.21 the flow needed during a one-minute cycle is; To extend the cylinder =12 x 5/60 To retract the cylinder =12 x 4/60 Total oil required per minute Nhóm Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Thus by storing the flow from the pump in an accumulator when the cylinder is at rest (see Figure 2.20) a pump with a delivery rate of 1.8liters/min will be sufficient However since a minimum pressure of 200 bar is required during the cylinder rest period, it will be necessary to operate above this pressure, to say 250 bar , and the variation in circuit pressure (see Figure 2.23) may be disadvantageous The pump output is continuously charing the accumulator up to be included to limit the discharge rate It is difficult to make the average pump supply exactly match the time average circuit demand so a larger pump would be chosen with the excess flow discharging over the relief valve If pump output greatly exceeds circuit demand so that the accumulator remains at maximum pressure for a large proportion of the operating cycle, a pump unloading system must be incorporated (preaaure relief/unloader valves are described in Section3.1 of Chapter 3) Theoretical power requirements assuming a pump delivery of 12 l/min with excess fllow discharging over the relief valve at 250 bar is: x10-3 x 250 x105 x10-3 = 0.83kW 60 Detailed examples of accumulator calculations are included in Section 6.4 and 6.6 of Chapter Nhóm 10 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương (100  5) 103 105  190 bar 0.005 This is greater than the 11.5 bar pressure needed to pilot the over-center valve open Therefore there will be no back-pressure set up on the annulus side of the piston during the pressing operation It was seen in Example 3.2 using a conventional counterbalance valve that a pressure of 213 bar was necessary to achieve the same pressing force The over-center valve also functions as a brake valve decelerating the load when the directional control valve is moved to its center position VÍ DỤ 3.3 Hãy xem xét ứng dụng ví dụ 3.2 sử dụng van qua trung tâm với tỉ lệ đầu vào 2:1 thí điểm, đặt áp suất 23 bar để cân công cụ, thay van đối trọng Áp lực việc thí điểm cần thiết để mở van = 23/2 = 11,5 bar, nghĩa áp suất phía nòng đầy đủ để tải xuống dụng cụ = 11,5 bar Áp lực cần thiết để đạt 100kN lực ép (100  5) 103 105  190 bar 0.005 Đây lớn so với áp suất 11,5 bar cần thiết để triển khai thí điểm van qua trung tâm mở Do áp lực trở lại thiết lập phía bên annulus piston hoạt động cấp bách Nó nhìn thấy ví dụ 3.2 sử dụng van đối trọng thường cho áp lực 213 bar cần thiết để đạt lực ép tương tự Các van qua trung tâm có chức van phanh giảm tốc tải van điều khiển hướng di chuyển đến vị trí trung tâm EXAMPLE 3.4 The primary part of a circuit is operating at 180 bar A secondary circuit supplied from the primary circuit via a pressure-reducing valve requires a constant flow of 30 1/min at 100 bar The power loss over the pressure-reducing valve will be: (kW) = kW This may well be more than can be dissipated by natural cooling In practice, the cost of fitting a heat exchanger and operating costs should be weighed against alternative circuitry such as a two-pump system VÍ DỤ 3.4 Phần mạch hoạt động 180 bar Một mạch thứ cấp từ mạch thông qua van giảm áp đòi hỏi dòng chảy liên tục 30l/ph 100 bar Năng lượng mát qua van giảm áp là: (kW) = kW Năng lượng tỏa nhiệt vào tự nhiên Trong thực tế, chi phí lắp đặt Nhóm 44 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương trao đổi nhiệt điều hành chi phí cần cân nhắc với mạch thay hệ thống hai máy bơm EXAMPLE 3.5: RELATIVE EFFICIENCY OF ‘METER-IN’ AND ‘METER OUT’ FLOW CONTROL A cylinder has to exert a forward thrust of 100 kN and a reverse thrust of 10kN The effects of using various methods of regulating the extend speed will be considered In all cases the retract speed should be approximately 5m/min utilizing full pump flow Assume the maximum pump pressure is 160 bar and the pressure drops over the following components and their associated pipe work (where they are used): Filter = bar Directional vale (each flow path) = bar Flow control vale (controlled flow) = 10 bar Flow control vale (check vale) = bar Determine: (a) the cylinder size (assume 2:1 ratio piston area to piston rod area), (b) pump size, and (c) circuit efficiency when using: Case 1: No flow controls (Figure 3.29) (calculate extend speed) Case 2: ‘Meter in’ flow control for extend speed 0.5 m/min Case 3: ‘Meter out’ flow control for extend speed 0.05 m/min Case 1: No flow controls (Figure 3.29) (a) Maximum available pressure at full bore end of cylinder is 160 – – = 155 bar Nhóm 45 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Back-pressure at annulus side of cylinder = bar This is equivalent bar at the full-bore end because of the 2:1 area ratio Therefore, maximum available pressure to overcome load at full bore end is 155 – = 154 bar Full bore area = Load/Pressure = (Nm2/N) = 0.00649 m2 Piston diameter = = 0.0909 m = 90.9 m Select a standard cylinder (refer to Table 4.1) say with 100-mm bore x 70-mm rod diameter Full bore area = 7.85 x 10-3 m2 Annulus area = 4.00 x 10-3 m2 This is approximately a 2:1 ratio (b) Flow rate required for a retract speed of 5m/min is Area x velocity = 4.00 x 10-3 x m3/min = 20 l/m Extend speed = = 2.55 m/min Pressure to overcome load on extend is = 12.7 x 106 N/m2 = 127 bar Pressure to overcome load on retract is = 2.5 x 106 N/m2 = 25 bar (i) Pressure at pump on extend (working back from directional valve tank port): Pressure drop over directional control valve B to T is bar x ½ (piston area ratio) = Load-induced pressure = Pressure drop over directional control valve P to A = Pressure drop over filter = Therefore pressure required at pump during extend stroke = 127 — 133 bar Relief valve setting = 133 + 10% = 146 bar Nhóm 46 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương (ii) Pressure required at pump on retract ( working from directional valve tank port as before) is (2 x 2) + 25 + + Note The relief will not be working other than at the extremities of the cylinder stroke Also when movement is not required, pump flow can be discharged to tank at low pressure through the center condition of the directional control valve (c) System efficiency This is = Efficiency on extend stroke = Efficiency on retract stroke = x 100 = 95.5% x 100 = 73.5% Case 2: ‘Meter – in” flow control for extend speed of 0.5m/min (Figure 3.30) From case 1, Cylinder 100 mm bore diameter x 70 mm rod diameter Full bore area = 7,85 x Annulus area = 4.00 x Load-induced pressure on extend = 127 bar Load-induced pressure on retract = 25 bar Pump flow rate = 20l/ Flow rate required for extend speed of 0.5 m/min is 7.85 x x 0.5 = 3.93 x /min = 3.93 l/min Working back from directional control-valve tank port: Nhóm 47 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Pressure required at pump on retract is (2x2) + (2x3) + 25 + + = 40 bar Pressure required at pump on extend is (2 x ½) + 127 + 10 + + = 143 bar Relief valve setting is 143 + 10% = 157 bar This is close to the maximum working pressure of the pump (160 bar) In practice, it would probably be advisable to select either a pump with a higher working pressure (210 bar) or use the next standard size of cylinder In the latter case, the working pressure would be lower but a higher flow-rate pump would be necessary to meet the speed requirements Now that a flow-control vale has been introduced when the cylinder is on the extend stroke, the excess fluid will be discharged over the relief value System efficiency on extend is System efficiency on retract is Case 3: ‘Meter-out” flow control for extend speed of 0.5m/min (Figure 3.31) Cylinder, load, flow rate and pump details are as before Working back from directional control vales tank port: Pressure required at pump on retract is ( 2) + 25 + + + = 37 bar Pressure required at pump on extend is ( x ½) + (10+ ½) + 127 + + = 138 bar Relief valve setting is 138 + 10% = 152 bar Nhóm 48 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương System efficiency on extend is: 3.93 x 127 x100 = 16.4 0 20 x 152 System efficiency on retract is: 20 x 25 x100 = 67.6 0 20 x 37 As can be seem, ‘meter out’ is marginally more efficient than ‘meter in’ owing to the ratio of piston area to piston rod area Both system are equally efficient when used with through rod cylinders or hydraulic motors It must be remembered that ‘meter out’ should prevent any tendency of the load to run away In both cases if the system is running light, i.e extending against a low load, excessive heat will be generated over the flow controls in addition to the heat generated over the relief valve Consequently there will be further reductions in the efficiency Also in these circumstances, with ‘meter-out’ flow control, very highpressure intensification can occur in the annulus side of the cylinder and within the pipework between the cylinder and the flow-control valve Take a situation where in the ‘meter out’ circuit just considered (Figure 3.31) the load on extend is reduced to kN without any corresponding reduction in the relief valve setting Flow into full bore end is 3.93 l/min Therefore, excess flow form pump is 20 – 3.93 = 16.07 l/min Which will pass over the relief valve at 152 bar The pressure at full bore end of cylinder is 152 – – =147 bar This exerts a force which is resisted by the load and the racactive back-pressure on the annulus side, Nhóm 49 Kĩ thuật thủy lực khí nén 147 – ( Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương ) =(2 + 10 + P) x 4.00/7.85 Where P=pressure within the annulus side of the cylinder and between the cylinder and the flow control valve, and P=[(147 – 6.4) x 7.85/4.00] – 12 = 264 bar The system efficiency on extend is x100 =0.83% Almost all of the input power is wasted and dissipates as heat into the fluid, mainly across the relief and flow-control vales VÍ DỤ 3.5: HIỆU SUẤT TƯƠNG ĐỐI CỦA ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG ĐẦU VÀO VÀ RA Một xy lanh tiến chịu lực 100 kN lùi 10 kN Ta xét hiệu phương pháp điều chỉnh tốc độ tiến xylanh Trong trường hợp tốc độ lùi xylanh l/ph sử dụng toàn lưu lượng bơm Giả sử áp suất làm việc bơm 160 bar tổn hao áp suất qua linh kiện hệ thống là: Bộ lọc = bar van phân phối (mỗi chiều) = bar van tiết lưu = 10 bar van chiều = bar Xác định: (a) Kích cỡ xylanh (biết tỉ lệ diện tích đầu piston với cần piston 2:1) (b) Lưu lượng áp suất bơm (c) Hiệu suất mạch Khi sử dụng: Trường hợp 1: Không điều khiển lưu lượng (Xác định tốc độ tiến xylanh) Trường hợp 2: Đặt van tiết lưu đường đầu vào với tốc độ tiến m/ph Trường hợp 3: Đặt van tiết lưu đường đầu với tốc độ tiến 0.05 m/ph Nhóm 50 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Hình 3.29 Ví dụ 3.5 với trường hợp không điều khiển lưu lượng Trường hợp 1: Không điều khiển lưu lượng (Hình 3.29) (a) Áp suất lớn mặt pistion là: 160 – – = 155 bar Áp suất đối mặt vành khăn xylanh = bar Tương đương với bar mặt pistion tỉ lệ diện tích 2:1 Do đó, áp suất lớn để đẩy tải mặt pistion là: 155 – = 154 bar Diện tích mặt piston = Tải trọng/Áp suất = Đường kính piston = (Nm2/N) = 0.00649 m2 = 0.0909 m = 90.9 m Theo tiêu chuẩn (tham khảo bảng 4.1) chọn pistion100-mm x 70-mm Diện tích mặt pistion = 7.85 x 10-3 m2 Diện tích mặt vành khăn = 4.00 x 10-3 m2 Đó gần với tỷ lệ 2:1 (b) Lưu lượng yêu cầu để vận tốc lùi 5m/phút Diện tích x vận tốc = 4.00 x 10-3 x m3/phút = 20 l/phút Tốc độ tiến = = 2.55 m/phút Áp suất để đẩy tải là: Nhóm 51 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương = 12.7 x 106 N/m2 = 127 bar Áp suất để đẩy tải lùi là: = 2.5 x 106 N/m2 = 25 bar (i) Áp suất bơm tiến (tính ngược từ bể chứa van phân phối): Tổn hao áp suất van phân phố B sang T bar x ½ (tỉ lệ diện tích pistion) Áp suất tải gây Tổn hao áp suất van phân phối P sang A Tổn hao áp suất lọc = = 127 = = — Do áp suất yêu cầu bơm hành trình tiến = 133 bar Cài đặt áp suất van an toàn = 133 + 10% = 146 bar (ii) Áp suất yêu cầu bơm lùi ( tính ngược từ bể chứa van phân phối trên) (2 x 2) + 25 + + Lưu ý Van an toàn không hoạt động trừ có tải hành trình xylanh Khi xylanh không yêu cầu chuyển động, lưu lượng bơm xả xuống hồ áp suất thấp thông qua trạng thái van phân phối (c) Hiệu suất hệ thống = Hiệu suất hành trình đẩy = x 100 = 95.5% Hiệu suất hành trình lùi = x 100 = 73.5% Nhóm 52 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Hiệu suất hệ thống xylanh tiến: 3.93 x 127 x100 = 16.4 0 20 x 152 Hiệu suất hệ thống xylanh lùi về: 20 x 25 x100 = 67.6 0 20 x 37 Có thể thấy, đặt van tiết lưu đầu hiệu suất cao đầu vào tỉ lệ diện tích đầu piston cần piston Cả hai hệ thống hiệu sử dụng thông qua cần xi lanh động thủy lực Phải nhớ ‘meter out’ phải ngăn chặn xu hướng trượt tải Trong hai trường hợp hệ thống chạy nhẹ, nghĩa xilanh duỗi với tải trọng thấp, nhiệt thừa sinh dòng điều khiển lượng nhiệt sinh van tràn Do hiệu suất tiếp tục giảm Cũng trường hợp , với van tiết lưu ‘meter out’ , áp suất cao tăng cướng gây thành xilanh hệ thống đường ống xilanh van tiết lưu Lấy tình mà mạch ‘meter out’ (hình 3.31) tải xilanh duỗi giảm 5kN mà không giảm thông số thiết lập van tràn Lưu lượng vào đầy : 3.93 l/phút Do đó, lưu lượng vượt bơm 20-3.93 =16.07 l/phút Điều vượt qua van an toàn 152 bar Áp suất xi lanh là: 152 -3.2=147 bar ĐIều tạo nên lực chống lại tải 147 – ( ) =(2 + 10 + P) x 4.00/7.85 Trong P = áp lực bên bên annulus xi lanh xi lanh van điều chỉnh lưu lượng P=[(147 – 6.4) x 7.85/4.00] – 12 Nhóm 53 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương = 264 bar Hiệu suất hệ thống: x100 =0.83% Hầu tất lượng vào lãng phí dạng nhiệt dòng, chủ yếu qua van an toàn van điều chỉnh lưu lượng EXAMPLE 3.6 A press circuit is as shown in Figure 3.44 Determine the speeds and maximum thrusts: During rapid closing During compaction During final forming Neglect any pressure drops in the circuit The capacities of the motor section are 20, and /rev as shown (i) Consider rapid closure (Solenoid C energized): Flow to closure speed = 10 x 103  m3 /    =0.25m/min 0.04  m  Maximum rapid closure thrust is 70 (bar) x 0.04 ( ) = 70x (N/ ) x 0.04( = 280kN (ii) Consider initial compacting (Solenoid A and C energized): Flow to cylinder = Nhóm   5  20   5 x10 l/min =3.3 l/min 54 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Initial compacting speed is 3.3 x 103  m3 /    = 0.083 m/min 0.04  m  Theoretical maximum pressure during initial compacting is 70 x  20   5   5 (bar) =210 bar Theoretical maximum thrust during initial compacting is 210 (bar)x 0.04( ) =840 (kN) Consider final forming (Solenoid A and C energized): Flow to cylinder = 5/(20+5+5) x10 l/min =1.67 l/min Final forming speed =0.0416 m/min Theoretical maximum pressure during final forming is 70 x  20   5 (bar) =420 bar Therefore, theoretical maximum final forming thrust is 420x x0.04x = 1680 kN The intensified pressure and consequently the thrust are theoretical values In practice, these figure will be lower because of the inefficiencies of the flow divider Nhóm 55 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Care must be taken not to exceed the pressure limitations of the components Relief valve RV2 should be set to limit the maximum pressure in this circuit VÍ DỤ 3.6 Một mạch thủy lực máy ép cho hình 3.44 Hãy xác định tốc độ tải trọng lớn trình xylanh: Chạy nhanh chưa ép – tốc độ nhanh Ép sơ - tốc độ vừa Ép hoàn tất tốc độ chậm Bỏ qua giảm áp mạch công suất động chọn 20, /rev hình (i) Xem xét trình chạy nhanh chưa ép (Solenoid C hoạt động) Lưu lượng đến xilanh= 10 l/min Tốc độ ép xilanh = 10 x 103  m3 /    =0.25 m/min 0.04  m  Lực ép lớn đạt được: 70 (bar) x 0.04 ( ) = 70x (ii) Xem xét trình ép sơ Lưu lượng vào xilanh = Nhóm   5  20   5 (N/ ) x 0.04( = 280kN x10 l/min =3.3 l/min 56 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Tốc độ ép xilanh: 3.3 x 103  m3 /    = 0.083 m/min 0.04  m  Theo lý thuyết áp suất lớn suốt trình ép: 70 x  20   5   5 (bar) =210 bar Theo lý thuyết lực ép lớn suốt trình ép: 210 (bar) x 0.04( )=840 kN (iii) Xem xét trình ép hoàn tất: Lưu lượng vào xilanh= 5/(20+5+5) x 10 l/min=1.67 l/min Tốc độ trình ép=0.0416m/min Theo lý thuyết áp suất lớn suốt trình ép 70 x  20   5 (bar) =420 bar Do theo lý thuyết lực ép lớn 420x x0.04x = 1680 kN Nhóm 57 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương Áp lực tăng cường lực ép giá trị lý thuyết Trong thực tế, số thấp hiệu suất chia dòng Cần phải cẩn thận không vượt giới hạn áp lực thành phần Van tràn RV2 nên thiết lập để hạn chế áp lực tối đa mạch EXAMPLE 3.7 Consider the valves shown in Figure 3.70 when the ratio If the force exerted by control spring is equivalent to bar and pilot pressure is bar, If When the flow is from A to B the pressure required at a to just open the valves is calculated by equating forces on poppet If the flow is form B to A, the pressure require at B to just open the valves is again obtained by equating forces on the poppet Thus Hence a very low pressure on the pilot port X can balance a hight pressure on port B In the absence of pressure at port X, the valve will open to flow in eight direction provided the pressure at port A or B is suficient to overcome the spring biassing force The actual pressure will be also depenment on the ratio of poppet areas In this example ( When when is zero the valves will open if Nhóm 58 [...]... 13 . 72 17 . 32 20. 95 24 .50 28 .10 33 .60 41 .50 16 .66 22 . 71 28 .77 33 . 23 37 . 85 45. 50 49. 35 25 0 25 0 25 0 25 0 25 0 21 0 21 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 24 .36 33 . 45 42. 45 49 .10 55 . 91 67. 32 73. 05 47.08 56 .20 65. 26 77 .19 92. 08 10 1.77 11 6. 85 25 0 25 0 25 0 21 0 1 75 16 0 14 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 2 25 0 ... 30 00 30 00 30 00 10 . 13 13 . 72 17 . 32 20. 95 24 .50 28 .10 33 .60 41 .50 16 .66 22 . 71 28 .77 33 . 23 37 . 85 45. 50 49. 35 25 0 25 0 25 0 25 0 25 0 21 0 21 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 24 .36 33 . 45 42. 45 49 .10 55 . 91 67. 32 73. 05 47.08 56 .20 65. 26 77 .19 92. 08 10 1.77 11 6. 85 25 0 25 0 25 0 21 0 1 75 16 0 14 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 25 0 0... 14 6 2PL 15 8 3PL 15 0 3PL 18 0 3PL 21 0 3PL 25 0 3PL 30 0 3PL 33 0 3PL 38 0 1ML 020 1ML 028 1ML 036 1ML 044 1ML 0 52 1ML 060 1ML 0 72 1ML 090 2ML 050 2ML 070 2ML 090 2ML 1 05 2ML 12 0 2ML 14 6 2ML 15 8 Nhóm 5 7. 02 9.46 11 .89 14 .33 16 .76 19 .20 22 .84 28 . 12 25 0 25 0 25 0 25 0 25 0 25 0 21 0 1 75 500 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 25 0 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00... 2 25 500 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 4000 4000 4000 4000 4000 1 .50 1. 95 2. 91 3. 95 5. 32 6 .27 7 .27 8. 95 11 . 73 7. 02 9.46 11 .89 14 .33 16 .76 19 .20 22 .84 28 . 12 25 0 25 0 25 0 25 0 25 0 25 0 21 0 1 75 500 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 25 0 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 30 00 10 . 13 ... 1PL 0 52 1PL 060 1PL 0 72 1PL 090 2PL 050 2PL 070 2PL 090 2PL 1 05 2PL 12 0 2PL 14 6 2PL 15 8 3PL 15 0 3PL 18 0 3PL 21 0 3PL 25 0 3PL 0ML 011 0ML 0 13 0ML 0 15 0ML 019 0ML 0 25 1ML 020 1ML 028 1ML 036 1ML 044 1ML 0 52 1ML 060 1ML 0 72 1ML 090 2ML 050 2ML 070 2ML 090 2ML 1 05 2ML 12 0 2ML 14 6 2ML 15 8 Nhóm 5 Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương 1. 22 1. 63 2 .18 2. 87 3. 81 4.46 5. 14 6 .26 8.08 28 0 28 0 28 0 28 0 28 0 28 0 28 0 28 0 2 25 . .. taken as 1. 4 PV 2 2  PV 3 3 where V3 V2   P2 P3  20 8 / 15 1  V3 V2   20 8 15 1  1  1. 25 7 Thus V3  V2  1. 8 15 V1  1 . 52 9V2 V3  1. 25 7 V2 From equation (2 .5) and (2. 7), 0. 25 7 V2 = 1. 8 15 V2 = 7.0 62 From equation (2. 6) Nhóm 5 24 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương V1 = 1 . 52 9 x 7.0 62 = 10 .8 liters An accumulator with a minimum capacity of 10 .8 liters precharged to 1 35 bars is required... 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 4000 4000 4000 4000 4000 Phân phối máy bơm tiêu chuẩn tại 15 0 0 vòng/phút (l/phút) 1 .50 1. 95 2. 91 3. 95 5. 32 6 .27 7 .27 8. 95 11 . 73 30 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương 0PL 019 0PL 0 25 1PL 020 1PL 028 1PL 036 1PL 044 1PL 0 52 1PL 060 1PL 0 72 1PL 090 2PL 050 2PL 070 2PL 090 2PL 1 05 2PL 12 0 2PL 14 6... 50 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 25 0 0 2 25 0 2 25 0 2 15 0 68.9 82 .5 96 .1 114 .1 136 .6 15 0 .9 17 3 .5 31 Kĩ thuật thủy lực khí nén Hướng dẫn: TS Tôn Thiện Phương 20 giây trong một chu kỳ 30 giây.Tổng năng lượng hữu ích tiêu thụ trong mỗi chu kỳ là từ 5 đến 10 giây và từ 20 đến 30 giây.Do đó Tổng năng lượng lý thuyết cung cấp =7.4x20kW(J x10 ^3) =14 0 kJ Tổng năng lượng hữu ích sử dụng =(6 .25 x5 /2) + (3. 3x10 /2) kJ= 32 . 12 kJ Hiệu... Bảng 2. 4 Dãy đường năng lượng của thiết bị bơm/mô-tơ Loại bơm 0PL 0 03 0PL 004 0PL 006 0PL 008 0PL 011 0PL 0 13 0PL 0 15 Loại motor 0ML 011 0ML 0 13 0ML 0 15 0ML 019 0ML 0 25 Nhóm 5 Chuyển lý thuyết ( /rev) Áp lực liên tục tối đa P1(bar) Min.pump (rev/min) Max.pump (rev/min) Min.motor (rev/min) Max.motor (rev/min) 1. 22 1. 63 2 .18 2. 87 3. 81 4.46 5. 14 6 .26 8.08 28 0 28 0 28 0 28 0 28 0 28 0 28 0 28 0 2 25 500 50 0 50 0 50 0... Lưu lượng trên 1 đv diện tích trên lý thuyết (cm3/rev) 4 8 12 16 4.4 8 .5 11 .9 17 .3 Lượng nước cung cấp trên lý thuyết ở 14 40 rev/min (l/min) 6 .34 12 .24 17 .14 24 .9 Áp suất lớn nhất (bar) Vận tốc lớn nhất (rev/min) Hiệu suất thể tích ở 1 75 bar (%) Lượng nước cung cấp trên thực tế (l/min) 25 0 25 0 24 0 22 0 30 00 30 00 25 0 0 20 00 90 91 92 92 5. 7 11 .1 15 . 8 22 .9 Với các bộ lọc ở vị trí trong hình 2. 31 , sẽ có một