s¬§ - " Sgt A] 7a es anaes > 2< = ih c e e SE yO ae i) SS HE THONG TRUYEN DONG ss *|_ NHA XUATBAN XAY DUNG TRẦN NGỌC HẢI (chủ biên) TRAN XUAN TUY GIAO TRINH HE THONG TRUYEN DONG THUY LUC VA KHi NEN (Tai ban) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DUNG HÀ NỘI - 2013 LỜI NÓI ĐÀU cho "Hệ thẳng truyền động thủy lẹc và khí nén” là giáo trình phục v' tập, nghiên cứu của ngành Chế tạo máy, ngành Cơ điện học g các đối tượn các cơ tử và ngành Tự động hoá ở các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật và sở sản xuất, nghiên cứu. Kỹ thuật truyền động, điều khiển của hệ thuỷ lực và khi nén đã tng đựng, rộng rãi trong các thiết bị, dây chuyên thiết bị ở hằu hết các lĩnh vực. Đặc lại đây, nhờ sự phát triển của công nghệ thông trở80 biệt từ những năm 19 tin và kỹ thuậ điện từtmà kỹ thuật điều khiển hệ tuợ lực và khí nén đã đạt được trình độ công nghệ cao. "Hệ thống truyền động thủy lực được ứng dung để truyền động nhữn g cơ vô cấp cấu chấp hành có công suất lớn, đặc biệt nhờ khả năng truyền động khi chỉnh xác mà nó được img dung dé điều khiến vô cắp cơ cầu chấp hành sử đựng "yêu cẩu độ chính xác điều khiển cao.
Hiện nay, hệ thủy lực được trong các thiết bị công nghiệp, ví dụ như: máy ép, hệthống nâng chuyển, máy. công cụ vn năng, mấy CNC, Robo công ngập hoặc rong các dây chườn sản xuất tự động. động những cơ Hệ thống truyền động khí nén được ứng dụng để truyền hợp giữa các cơ. cấu có công suất nhỏ hoặc sic dung để thực hiện sự phối đàn.
hồi của khí cấu công tác khi yêu cầu thời gian đáp ứng nhanh. Do độ cấu chấp hành khó. nén lớn, độ nhớt thấp nên hệ thắng khí nén: điều khiển cơ khí nén thường đạt được độ chính xác cao. Hiện nay, hệ thống truyền động thiết bị tự động.
sử dụng để điều khiển logic các thiất bi, day chuyên dây chuyển sản nhự: trong các thiết bị, dây chuyên sản xuất dược phẩm; gạch men; dây xuất thực phẩm đóng chai; đây chuyền sản xuất ximăng, thay đao, chuyền lắp ráp các sản phẩm cơ khi, điện, điện tứ; đồng mở cửa, kẹp phôi của các máy CNC. ng 1 đến chương 6) Giáo trình này bao gém 2 phén. Phẩn 1 (từ chươ và n lý làm việc là hệ thống truyền động thuỷ lực. trong đó trình bày nguyê pháp tính pháp tỉnh toán để lựa chọn các, phân tử cũng nh phương toán thiết kế một hệ thống truyền động thủy lực.
Các bài toán ứng dung g, Phần2 là hệ thông truyền được mình hoạ qua các ví dụ trong các chươn hiện qua bón chương cuối dong và điều khiến khí nén. Phản này được thể các phần đó chủ yễu giới thiệu của giáo trình (chương 7, 8, 9 và 10), trong loạÏ cảm biển thông dựng, phương. tử truyền động và điều khiển khí nén, các pháp xây dụng biểu đồ trạng thái, sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thắt truyền động bằng khi nén, điện khí nón và phương pháp thiết kế hệthẳng điều khiển. Nội dụng trình bày về điều khiển logic hệ thống bằng tín hiệu khí nén hoặc điện khí nén có thể suy luận để ứng dụng cho điều khiển lôgic bằng tín hiệu thuợ lực hoặc dign tha lực.
'Đây là giáo trình chuyên ngành được biên soạn trên cơ sở tham khảo nhiều tài liệu, giáo trình trong nước và nước ngoài, những nội dung trình bày phù hợp để có thể dùng làm tài liệu học tập, nghiên cứu, thiết kế, bảo dường, sửa chữa và khai thác thiết bị thuộc lĩnh vực thủy lực và khí nón. Nhing vdn dé lý thuyết và những vi dụ trình bày sẽ giúp cho người đọc có thể tiếp cận nhanh với những bài toán thực tế, nhất là trong giai đoạn hiện nay, kỹ thuật này đang phái triển ứng dụng mạnh mẽ. Chúng tôi mong nhận được các ý kiến đóng góp của bạn đọc để lần tái bản tới, giáo trình sẽ được hoàn thiện hơn. Chuong 1 CO SO TRUYEN DONG THUY LYC G CUA HE THONG 1.
LICH SU PHAT TRIEN VA KHA NANG UNG DUN TRUYEN DONG THUY LUC suất để kéo cối xay lương, 'Từ thời xưa, con người đã biết sử dụng sự chênh lệch áp nguy ên người Hy thực hoặc đưa nước vào đồng ruộng, vào thể kỷ thứ hai trước Công Tới thế kỷ XV nhà bác học Lạp đã sáng ché piston bing gỗ, để bơm nước lên cao. ly tâm và tới thế kỷ XVI bơm người Ý D.Franxi đã đưa ra khái niệm về bơm ly tâm viện sỹ người Nga là Euler và đã được chế tạo tại Pháp. Vào thé ky XVIII hai lực, lý chất lỏng và máy thủy Zucopsky đã nghiên cứu phát minh lý thuyết cơ học máy thủy lực và hệ thuyết này làm cơ sở cho nhiều phát minh khác về các loại truyền động thủy lực sau này. trong, các máy công cụ, 'Vào những năm 1920, truyền động thủy lực được ứng dụng biện chuyển động chạy dao dọc dùng để thực hiện chuyến động của bản.
máy như thực và ngang của máy phay, máy mài, v. với công suất nh. trong hầu hết các Từ đó đến nay, truyền động bằng thủy lực đã được sử dụng rộng rãi giao thông vận thác mỏ, hoá chất, ngành kỹ thuật như ngành cơ khí, nông nghiệp, khai ở các nước cong dải, xây dựng, hàng không và vi try, v. va đã phát triển mạnh mạnh của kỹ thuật triển nghiệp.
Đặc biệt, từ những năm 1980 trở lại đây nhờ sự pháp khiển hệ thống thủy lực đã phát triển có điện tử và công nghệ thông tin mà kỹ thuật điều độ tự động hóa cao. Kỹ thuật này được ứng dụng để truyền động cho những cơ cấu mức suất lớn, nhờ truyề n động vô cấp chín h xác mà nó được ứng, dụng để điều khiển có công h xác cao. yêu cầu độ chín vô cấp tốc độ, ải trọng và vị trí của cơ cầu chấp hành khicấu công tác của các thiết bị cơ Ngoài ra, sir dung để phối hợp sự hoạt động giữa cáê dy: hệ thủy lực ứng dụng để n logic. Vi hoặc dây chuyền thiết bị tự động, bằng điều khiể điều khiễ n các thiết bị như máy ép, rôbot công nghiệp, máy CNC, các truyền động và ệp khác.
thiết bị tự động công nghi đây chuyển sản xuất tự động hoặc trong các nhiều loại thiết bị, 6 Vit Nam, truyền động thủy lực đã được áp dụng rộng rãi trong động. các máytự động và hệ thống sản xuất tự 1. ƯU VÀ NHUGQC DIEM CUA HE TRUYEN DONG BANG THUY LUC 1. Ưu điểm - Truyền được công suất cao và tải trọng lớn, cơ cấu đơn giản và hoạt động với độ tin cây cao.
- Điều chinh được vô cắp vận tốc của cơ cầu chấp hành. - Vi tri của các phần tử dẫn và bị dẫn bé trí không lệ thuộc với nhau. ~ Có khả năng giảm khối lượng và kích thước các cơ cấu nhờ chọn áp suất cao, - Bơm và động cơ thủy lực có quán tính nhỏ, đầu có tính chịu nén nên có thể làm. việc ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh như hệ truyền động cơ khí hay truyền động điện.
~ Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn. - Có thể theo dõi tình trạng làm việc của hệ thống, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch nhờ áp kế. : ~ Thuận lợi trong việc thực hiện tự động hoá đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các phần tử tiêu chuẩn hoá. Nhược điểm ~ Tên thất trong đường ống dẫn và các phần tử thuỷ lực nên làm giảm hiệu suất làm việc.
~ Do đầu có tính đàn hồi nên khó ổn định vận tốc khi tải thay đổi. ĐỊNH LUẬT CỦA CHÁT LỎNG 1. Áp suất thủy tĩnh Áp suất là lực tác dụng lên một đơn vị điện tích. Đơn vị áp suất thường dùng là kg/emỶ.
Với chất lỏng lý tưởng thì chỉ có lực pháp tuyến. Có hai loại áp suất là áp suất đo trọng lượng và áp suất do ngoại lực. Áp suất do trọng lượng chỉ phụ thuộc chiều cao (h) từ mặt thoáng của chất lỏng tới điểm xét, áp suất này không phụ thuộc vào hình đáng của thùng chứa (hình 1. Áp suất ở 2 thùng chứa có hình đáng khánhau c Giả thiết chất lòng không nén được thì áp suất tuyệt đối tác động lên một phần tử của mặt chịu áp suất là: P= pgh * pụ =†h + pọ (1-1) trong đó: p - khối lượng riêng của chất lỏng; † - trọng lượng riêng của chất long; 8 - gia tốc trọng trường; po - áp suất khí quyển ở mặt thoáng chất lỏng.
'Vì áp kế thường chỉ đo hiệu số giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển nên kết quả đo của áp kế được gọi là áp suất tương đối: Sp =p-Po=pgh=yh (1-2) "Nếu Áp đo bằng kg/em, p đo bằng g/em” và h đo bằng m thì công thức này được viết: Ap=ph/10 (1-3) Trong một số phần từ của hệ thủy lực, nhất là trong các đường hút, áp suất có thể nhỏ hơn áp suất khí quyển. Khi đó hiệu áp được đo bằng áp kế thủy ngân (hình 1. Bơm ¬ Ap= pghị = pgh¿ =†ih\ +aha — (1-4) trong đó: pt và ị - khối lượng riêng và trọng lượng hy riêng của thủy ngân; = 62 Va ¿ - khối lượng riêng và trong lượng riêng của chất lòng làm việc. Đo áp suấ đường hút của bơm bằngáp kế túy ngân Áp suất tuyệt đối: P=Po~AP (1-5) lực 'Nếu chất lỏng chịu tác động của ngoại lực thi áp suất sẽ là tổng áp suất do ngoại suất và áp suất do trọng trường của chất lỏng gây ra.
Thông thường người ta bỏ qua áp do trong trường gây ra vì giá trí của nó chiếm một tỷ lệ không đáng kể. Khi đó ta coi áp toán. suất ở tất cả các điểm trong chất lỏng là bằng nhau. Đặc tính này được dùng để tính sự truyền lực trong các thiết bị thủy lực.
Phương trình dòng chảy liên tục Lam lượng (Q) chảy trong đường ống từ vị trí (1) đến vị trí (2) là không đổi (hình 1. Lưu lượng Q của chất lỏng qua các mặt cắt A của ống là bằng nhau trong toàn ống, (điều kiện liên tục). va Phuong trình dòng chẩy là: Q=A.v = hằng số (const) (1-6), 2 trong đó: v - vận tốc chảy trung bình của chất 1 2 lỏng qua mặt cắt A. Dòng chảy liên tục Nếu tiết diện chảy là hình tròn, ta có: =Q¿ hay vị.