TRUYệN ĩNG THUY ĩNG
1. Khái niệm và phân loại :
Muốn truyền cơ năng từ bộ phận ( làm việc ) dẫn động đến bộ phận làm việc
của các máy , ngoài các loại truyền động cơ khí , điện , khí nén , trong vài chục
năm gần đây xuất hiện loại truyền động mới là truyền động thuỷ lực , loại này
đáp ứng đợc yêu cầu là êm , ổn định , dễ tự động hoá ...
Tuỳ vào loại máy thuỷ lực sử dụng trong truyền động mà phân loại thành truyền
động thủy động và truyền động thủy tĩnh (thể tích) . Có đặc điểm sử dụng và
phạm vi làm việc khác nhau.
Ưu điểm :
- Dễ thực hiện việc điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc
chuyển động của bộ phận làm việc .
- Dễ dàng đảo chiều bộ phận làm việc .
- Đảm bảo cho máy làm việc ổn định , không phụ thuộc vào sự thay đổi
tải trọng ngoài .
- Truyền đợc công suất làm việc lớn .
- Kết cấu gọn nhẹ , có quán tính nhỏ do trọng lợng trên một đơn vị
truyền động nhỏ , điều này có ý nghĩa lớn trong các hệ thống tự động .
- Chất lỏng làm việc chủ yếu là dầu khoáng nên dễ có điều kiện bôi trơn
tốt các chi tiết , do đó truyền chuyển động êm , không ồn .
- Có thể đề phòng sự cố khi quá tải .
Nh ợc điểm :
- Vận tốc truyền động hạn chế do điều kiện chống xâm thực , đề phòng
va đập thủy lực ; do tổn thất cột áp ...
- Làm việc với chất lỏng do đó phải bảo đảm điều kiện làm kín , chất
lỏng dễ bị rò rỉ , không khí lọt vào truyền động . Vì vậy mà phải khắc phục ,do
đó kết cấu phức tạp , khó chế tạo .
- Yêu cầu về chất lỏng làm việc khá phức tạp
+ Độ nhớt ( tránh rò rỉ , tránh tổn thất năng lợng lớn ) .
1
+ Tính chất dầu ít thay đổi theo nhiệt độ và áp suất .

+ Tính chất hoá học bền vững .
+ Khó cháy, ít hoà tan với các chất khác, không ăn mòn kim loại.
+ Thờng làm việc với dầu khoáng là chất lỏng dễ cháy nên phải
chú ý làm nguội máy .
Truyền động thuỷ lực do có những u điểm kể trên nên đợc sử dụng ngày càng
nhiều trong công nghiệp . Để khắc phục những nhợc điểm của truyền động thủy
lực , hiện nay ngời ta dùng các loại truyền động liên hợp nh truyền động thủy -
cơ , điện thuỷ - cơ , thủy khí - cơ ...
Trong chơng này trình bày loại truyền động thủy động .
I. Sơ đồ kết cấu và nguyên lý làm việc của truyền động thuỷ động.
Truyền động thuỷ động là một thiết bị tổ hợp, chủ yếu gồm hai máy thuỷ lực
cánh dẫn là bơm ly tâm và turbine thuỷ lực, đợc sử dụng rộng rãi trong việc
truyền công suất lớn với vận tốc cao trong các ngành chế tạo máy vận chuyển
(ô tô, máy kéo, xe tăng , tàu thuỷ , tàu hoả). Ví dụ: trong tàu thuỷ là truyền
công suất lớn từ động cơ đến chân vịt tàu thuỷ.
Hinh 7.1
Phân loại :
1. Khớp nối thuỷ lực: là kết cấu đơn giản nhất của truyền động thuỷ động,
truyền momen quay từ trục dẫn đến trục bị dẫn mà không thay đổi momen đó.
Vì dùng môi trờng chất lỏng là khâu trung gian nên coi đây là nối mềm các trục
.
2
Hình 7.2
Sơ đồ bao gồm:
- Bánh bơm (1) lắp cố định trên trục dẫn (5) nối với động cơ.
- Bánh turbine (2) lắp cố định trên trục bị dẫn (4)
- Vỏ (3) của khớp nối lắp với bánh bơm và lắp lòng không trên trục bị
dẫn tạo thành buồng làm việc chứa chất lỏng .
Hai trục dẫn và bị dẫn tách rời nhau, vỏ (3) có thể quay lòng không trên trục
(4).

Khi trục dẫn (5) quay kéo bánh bơm (1) quay theo , chất lỏng chuyển động theo
hớng ly tâm ra ngoài và đợc cung cấp năng lợng. Sau đó chất lỏng đi vào bánh
turbine (2), qua các máng dẫn và truyền năng lợng cho bánh turbine làm cho nó
quay cùng chiều với bánh bơm .
Nh vậy momen quay đã truyền từ trục dẫn (5) đến trục dẫn (4), chất lỏng sau
khi ra khỏi bánh turbine lại đi vào bánh bơm thực hiện quá trình tiếp theo.
Mỗi phân tử chất lỏng thực hiện đồng thời 2 chuyển động :
- Quay vòng tuần hoàn theo phơng từ bánh bơm (1) đến turbine (2) .
- Quay vòng quanh trục của khớp nối .
Chuyển động tổng hợp là chuyển động xoắn ốc .
2. Biến tốc thuỷ lực :
Sử dụng khi cần biến đổi momen quay giữa trục dẫn và trục bị dẫn, thờng đợc
dùng để tăng momen quay của trục bị dẫn vì số vòng quay của trục bị dẫn thờng
3
nhỏ hơn số vòng quay của trục dẫn. Nh vậy, khi đó biến tốc thuỷ lực đóng vai
trò một hộp giảm tốc.
Kết cấu bao gồm:
- Bánh bơm (2) lắp cố định trên trục dẫn (1) .
- Bánh turbine (4) lắp cố định trên trục bị dẫn (5) .
- Bộ phận dẫn hớng hay bánh cảm ứng lắp cố định trên vỏ (6) của biến
tốc thuỷ lực.
Trong kết cấu này vỏ (6) đứng yên , vỏ chứa chất lỏng tạo thành buồng
làm việc của biến tốc thuỷ lực .
Nguyên lý làm việc :
Bánh phản ứng (bộ phận dẫn hớng ) có tác dụng :
- Thay đổi hớng dòng chảy cho phù hợp với lối vào của máng dẫn bánh
công tác tiếp theo (tránh va đập ) nhờ góc độ cánh dẫn hợp lý .
- Thay đổi trị số vận tốc của dòng chảy cho phù hợp với yêu cầu ở
lối vào bánh công tác đặt tiếp sau nó .
Chất lỏng từ bánh bơm đi vào bánh phản ứng truyền cho nó một momen quay,

nhng do bánh đó cố định với vỏ (không quay) nên nó truyền lại cho chất lỏng
một momen động lợng (moment phản ứng) và chất lỏng tiếp tục đi vào bánh
turbine .
Nếu bánh phản ứng không gắn với vỏ cố định nghĩa là có thể quay tự do thì
momen quay sẽ không đổi khi truyền từ trục dẫn đến trục bị dẫn . Khi đó biến
tốc thuỷ lực làm việc nh một khớp nối thuỷ lực .
Nh vậy dòng chất lỏng do bơm tạo nên lần lợt đi qua các máng dẫn của bơm
phản ứng và bánh turbine, kéo tuabin quay với vận tốc góc và moment thay đổi
tuỳ theo trị số momen cản tác dụng lên bánh turbine: tính chất tự động thay đổi
vô cấp vận tốc quay của trục bị dẫn tuỳ theo phụ tải tác dụng lên trục.
II . Các thông số c ơ bản của truyền động thuỷ động:
1. Các thông số cơ bản:
- Công suất làm việc trên trục dẫn (trục máy bơm ):
PB
B
trB
QH
N


=

Q : lu lợng chất lỏng chảy từ máy bơm đến máy turbine
4
H
B
: cột áp do bánh bơm tạo ra

B
: hiệu suất của bánh bơm


P
: hiệu suất của bánh phản ứng ( nếu có )
: trọng lợng riêng của chất lỏng làm việc
- Công suất làm việc trên trục bị dẫn :
TBtrT
QHN =

T
: hiệu suất của turbine
Vậy
===
trBTPBtrBTBT
NNQHN
: hiệu suất toàn phần của truyền động thuỷ động .
CKHQTPB
trB
trT
N
N
===
- Tỉ số truyền i của truyền động thuỷ động: là tỉ số giữa số vòng
quay trục bị dẫn với số vòng quay của trục dẫn.
B
T
n
n
i =
- Hệ số biến tốc K ( hệ số biến đổi momen ) :
B

T
M
M
K =
Mà :

==
N
MMN
in
n
N
N
K
T
B
trB
trT

==
Ki=
2. Các ph ơng trình cơ bản của truyền động thuỷ động :
- Phơng trình moment :
Hình 7.5
5
+ Đối với bánh bơm :

)DCDC(Q
2
1

M
1u12u2B
=
+ Đối với bánh turbine :
)DCDC(Q
2
1
M
3u34u4T
=
+ Đối với bánh phản ứng :
)DCDC(Q
2
1
M
5u56u6P
=
Đối với bánh bơm : M
B
> 0
Đối với bánh turbine : M
T
< 0
Đối với bánh phản ứng : M
P
có thể dơng hay âm tuỳ theo hớng tác dụng của
nó trùng với hớng tác dụng của M bánh bơm
B
M
hoặc ngợc lại .

Cộng đại số :
DCDCDC(Q
2
1
MMM
u41u12u2PTB
+=++ C
4

)DCDCD
5u56u63u3
+
Muốn có hiệu suất cao thì các bánh bố trí rất sát nhau nên không có sự
thay đổi momen động lợng trong khe hở giữa các bánh

momen động lợng =
const khi qua khe hở.
Kết luận : M
B
+ M
T
+ M
P
=0: Tổng đại số các momen quay trong truyền
động thuỷ động bằng 0.
- Phơng trình công suất và cột áp:
Tại chế độ ổn định công suất của bánh bơm N
B
truyền phần lớn cho trục bị dẫn
N

T
. Phần công suất còn lại dùng để khắc phục sức cản do chuyển động của chất
lỏng trong buồng làm việc của truyền động thuỷ động .
N
B
= N
T
+ N
w
( khi bánh phản ứng cố định )
N
B
= QH
B
: công suất thuỷ lực do máy bơm cung cấp cho dòng chất lỏng .
N
T
= QH
T
: công suất thuỷ lực do bánh turbine nhận đợc của dòng chất
lỏng.
N
w
= Qh
w
: công suất tổn thất.
6