ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ


BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 12 năm 2020


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: THỦY LỰC .................................................................................... 2
1.1 Bài tập 1 ....................................................................................................... 2
1.2 Bài tập 2 ....................................................................................................... 2
1.3 Bài tập 3 ....................................................................................................... 3
1.4 Bài tập 4 ....................................................................................................... 3
1.5 Bài tập 5 ....................................................................................................... 3
1.6 Bài tập 6 ....................................................................................................... 4
1.7 Bài tập 7 ....................................................................................................... 4
1.8 Bài tập 8 ....................................................................................................... 5
1.9 Bài tập 9 ....................................................................................................... 5
1.10 Bài tập 10 .................................................................................................. 6
1.11 Bài tập 11 .................................................................................................. 7
1.12 Bài tập 12 ................................................................................................ 11
1.13 Bài tập 13 ................................................................................................ 12
CHƯƠNG 2: KHÍ NÉN ...................................................................................... 13
2.1 Bài tập 1 ..................................................................................................... 13

2.2 Bài tập 2 ..................................................................................................... 13
2.3 Bài tập 3 ..................................................................................................... 14
2.4 Bài tập 4 ..................................................................................................... 14
2.5 Bài tập 5 ..................................................................................................... 15
2.6 Bài tập 6 ..................................................................................................... 16
2.7 Bài tập 7 ..................................................................................................... 17

1


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

I.

CHƯƠNG 1: THỦY LỰC
1.1 Bài tập 1
Một bơm có lưu lượng riêng là 14 cm3/vòng được kéo bởi một động cơ có số
vịng quay 1440 vịng/phút. Bơm có khả năng tạo ra áp suất là 150 bar. Tổn thất thể
tích qua bơm là 10%, hiệu suất cơ của bơm là 80%. Tính:
1. Lưu lượng ra khỏi bơm.
2. Cơng suất cần phải cung cấp trên trục bơm.
3. Moment xoắn trên trục bơm.
Giải:
1. Lưu lượng ra khỏi bơm
1440
𝑚3
× 0.9 = 3,024.10−4
60
𝑠
2. Cơng suất cần phải cấp trên trục bơm

1
1
1
1
𝑃𝑏ơ𝑚 = 𝑄𝑎 × 𝑃 ×
×
= 3,024.10−4 × 150.105 ×
×
𝜂𝑡𝑡 𝜂𝑐ơ
0.9 0.8
= 6300 𝑊
3. Moment xoắn trên trục bơm
1440.2𝜋
𝑇 = 𝑃𝑏ơ𝑚 ÷ 𝑛𝑃 = 6300 ÷
= 41,778 𝑁𝑚
60
𝑄𝑎 = 𝐷𝑟 × 𝑛𝑃 × 𝜂𝑡𝑡 = 14.10−6 ×

1.2 Bài tập 2
Một bơm có lưu lượng riêng là 100 cm3/vịng được điều khiển bởi một động cơ
có số vòng quay 1000vòng/phút. Lưu lượng ra khỏi bơm là 0,0015m3/s với áp suất
70bar. Moment xoắn trên trục bơm là 120Nm. Hiệu suất bơm là bao nhiêu?
Giải:
Tính hiệu suất của bơm cần tính hiệu suất thể tích và hiệu suất cơ của bơm:
𝑄𝑎
0,0015
𝜂𝑡𝑡 =
=
= 0,9
1000

𝐷𝑟 × 𝑛𝑀
−6
100.10 ×
60
1000.2𝜋
𝑃𝑏ơ𝑚 = 𝑇𝑃 × 𝑛𝑃 = 120 × (
) = 4000𝜋
60
𝑄𝑎 × 𝑝
0,0015 × 70.105
𝜂𝑐ơ =
=
= 0,9284
𝑃𝑏ơ𝑚 × 𝜂𝑡𝑡
4000𝜋 × 0,9
𝜂𝑏ơ𝑚 = 𝜂𝑡𝑡 × 𝜂𝑐ơ = 0,9 × 0,9284 = 0,8356

2


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

1.3 Bài tập 3
Một bơm có lưu lượng riêng là 1,7 cm3/vịng được điều khiển bởi một động cơ
có số vịng quay 1500vịng/phút. Nếu hiệu suất thể tích của bơm là 87% và hiệu suất
của cơ của bơm là 76% thì hãy tính:
1. Lưu lượng ra khỏi bơm.
2. Cơng suất cần thiết để cung cấp cho bơm nếu như áp suất do trên bơm là
150bar.
Giải:

1. Lưu lượng ra khỏi bơm
1500
𝑚3
−5
𝑄𝑎 = 𝐷𝑃 × 𝑛 × 𝜂𝑡𝑡 = 1,7.10 ×
× 0.87 = 3,7.10
60
𝑠
2. Công suất cần phải cấp trên trục bơm
1
1
1
1
𝑃𝑏ơ𝑚 = 𝑄𝑎 × 𝑃 ×
×
= 3,7.10−5 × 150.105 ×
×
𝜂𝑡𝑡 𝜂𝑐ơ
0.87 0.76
= 839,38 𝑊
−6

1.4 Bài tập 4
Lưu lượng ra khỏi một bơm bánh răng là 15lít/phút với áp suất 200bar. Tốc độ
quay của bơm là 1430 vịng/phút, cơng suất cung cấp là 6,8kW, hiệu suất cơ của bơm
là 87%. Hỏi hiệu suất tổng của bơm là bao nhiêu?
Giải:
𝑄𝑎 × 𝑃
𝜂𝑡𝑡 =
=

𝑃𝑏ơ𝑚 × 𝜂𝑐ơ
Hiệu suất tổng của bơm:

15.10−3
× 200.105
60
= 0,845
6800 × 0,87

𝜂𝑏ơ𝑚 = 𝜂𝑡𝑡 × 𝜂𝑐ơ = 0,87 × 0,845 = 0,735
1.5 Bài tập 5
Một bơm cánh gạt có lưu lượng riêng là 115 cm3/vịng. Đường kính rotor là
63,5mm, đường kính cam ngồi là 88,9mm. Chiều rộng cánh gạt là 50,8mm. Hỏi độ
lệch tâm giữa rotor và cam ngồi là bao nhiêu?
Giải:
Thể tích công tác tạo bởi khoảng giữa mặt trụ rotor và stato với các cánh gạc là:

V = 2 beD
3


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

e=

=>

V
115
=

= 0, 405 cm = 4, 05 mm
2 bD 2. .8,89.5, 08

Vậy độ lệch tâm giữa rotor và stato là 4,05 mm.
1.6 Bài tập 6
Lưu lượng riêng của một bơm 25 ml/vịng. Bơm được điều khiển bởi một động
cơ điện có số vịng quay là 1440 vịng/phút. Cơng suất ra của động cơ điện là 10 kW.
Cho hiệu suất tổng và hiệu suất cơ của bơm lần lượt là 85% và 90%. Tính:
1. Lưu lượng ra khỏi bơm
2. Áp suất lớn nhất của bơm có thể tạo ra mà khơng gây quá tải cho động cơ điện.
Giải:
1. Lưu lượng ra khỏi bơm
𝜂𝑏ơ𝑚 0,84 14
𝜂=
=
=
𝜂𝑡𝑡
0,9
15

1440 14
×
= 5,6.10−4 (𝑚3 /𝑠)
60
15
2. Áp suất lớn nhất mà động cơ có thể tạo ra
𝑃𝑏ơ𝑚
10.103
𝑝𝑚𝑎𝑥 =
=

= 15.106 (𝑁/𝑚2 )
1
1
1440
1
𝑄𝑎 ×
×
25.10−6 ×
×
𝜂𝑡𝑡 𝜂𝑐ơ
60
0.9
𝑄𝑎 = 𝐷𝑃 × 𝑛 × 𝜂𝑡𝑡 = 25.10−6 ×

1.7 Bài tập 7
Lưu lượng lý thuyết của một bơm là 35lít/phút và hiệu suất thể tích là 90%. Bơm
được dùng để điều khiển một xylanh có đường kính piston là 110mm, đường kính cần
là 65mm, chiều dài hành trình là 700mm. Tính:
1. Vận tốc duỗi ra và co vào của xylanh.
2. Thời gian để thực hiện một chu kỳ hoàn chỉnh.
Giải:
1. Vận tốc ra và vào của xylanh
35.103
𝑄𝑎 = 𝑄𝑟 . 𝜂𝑡𝑡 =
. 0,9 = 5,25.10−4
60
𝑄𝑎
5,25.10−4
𝑉𝑟𝑎 =
=

𝜋 = 0,055 𝑚/𝑠
𝐴𝑙ớ𝑛
0,112 .
4
𝑄𝑎
5,25.10−4
𝑉𝑣à𝑜 =
=
= 0,085 𝑚/𝑠
𝐴𝑛ℎỏ (0,112 − 0,0652 ). 𝜋
4
4


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

2. Thời gian để hồn thành 1 chu trình:
𝑠
𝑠
0,7
0,7
𝑇=
+
=
+
≈ 21𝑠
𝑉𝑟𝑎 𝑉𝑣à𝑜 0,055 0,085
1.8 Bài tập 8
Con đội thủy lực có đường kính cần là 65mm và được cung cấp năng lượng bởi
một bơm bằng tay có lưu lượng riêng là 5ml trên một hành trình kép. Áp suất tối đa

của hệ thống có thể đạt được là 350bar.
1. Tính số hành trình kép cần thiết của bơm để cần piston dịch chuyển 50mm.
2. Tính tải trọng tối đa mà con đội thủy lực nâng được.
Giải:
1. Tính số hành trình

𝜋
= 165831.25 𝑚𝑚3
4
165831,25
=
≈ 33 lần
3

𝑉 = 𝑆. 𝐴 = 50 × 652 .
𝑛=

𝑉
𝑣

5.10

2. Tải trọng tối đa mà con đội thủy lực nâng được
𝜋
𝐹 = 𝑝𝑚𝑎𝑥 × 𝐴 = 350.105 × 652 . . 106 = 116082 𝑁
4
1.9 Bài tập 9
Cho 3 xy lanh thủy lực:

Xylanh 1 có đường kính piston là 2cm

Xylanh 2 có đường kính piston là 4cm
Xylanh 3 có đường kính piston là 5cm

Cả 3 xylanh cùng chịu tải trọng 1000N, khi điều khiển van phân phối cho dầu từ
bơm vào xylanh. Cho mất mát trên đường ống là bằng không và mất mát áp suất tại
van phân phối là 2 bar. Tính:
1. Chỉnh van tràn ở áp suất bao nhiêu thì cả ba piston đều nâng được vật nặng
1000N.
2. Cần piston nào chạy lên đầu tiên và cần piston nào chạy lên cuối cùng.

5


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Giải:
1. Áp suất để nâng vật tại xylanh 1 là:

p1 =

F1
F
1000
= 12 =
= 3183099 Pa  31,8 bar
 .0, 022
A1  D1
4
4


Áp suất để nâng vật tại xylanh 2 là:

p2 =

F2
F
1000
= 22 =
= 795775 Pa  8, 0 bar
A2  D2  .0, 042
4
4

Áp suất để nâng vật tại xylanh 3 là:

p3 =

F3
F
1000
= 32 =
= 509296 Pa  5,1 bar
A3  D3  .0, 05 2
4
4

Áp suất cần thiết để nâng vật tại xy lanh 1 là lớn nhất, suy ra áp suất van tràn cần
cài đặt để cả ba piston đều nâng được vật nặng 1000N là:

p = ( p1 + 2).110% = 33,8 bar

2. Cần piston chạy lên đầu tiên là piston 3 vì xylanh 3 cần áp suất nhỏ nhất để
nâng vật ( p3 = 5,1 bar).
Cần piston chạy lên cuối cùng là piston 1 vì xylanh 1 cần áp suất lớn nhất để nâng
vật ( p1 = 31,8 bar).

1.10 Bài tập 10
Cho một đoạn mạch gồm các van một chiều nối với nhau, hướng di chuyển của
dầu chảy từ A đến B, sự mất mát áp suất khi dầu chảy qua từng van được ký hiệu p
như hình vẽ. Tính áp suất dầu tại B, C, D khi áp suất dầu tại A là 100bar. Bỏ qua mất
mát áp suất trên ống dầu và đường kính ống mọi nơi là bằng nhau.

6


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Giải:
Áp suất tại đầu B: 𝑃𝐵 = 𝑃𝐴 − 𝑝𝑛ℎỏ = 100 − 1 = 99 𝑏𝑎𝑟
Áp suất tại đầu C: 𝑃𝐶 = 𝑃𝐵 − 𝑝𝑛ℎỏ = 99 − 5 = 94 𝑏𝑎𝑟
Áp suất tại đầu D: 𝑃𝐷 = 𝑃𝐵 − 𝑃 = 94 − 1 − 3 = 90 𝑏𝑎𝑟
1.11 Bài tập 11
Một xy lanh phải thực hiện một lực đẩy là 100kN trong quá trình duỗi và lực đẩy
trong quá trình co lại là 10kN. Vận tốc khi lùi lại là 5m/phút. Giả sử rằng áp suất lớn
nhất trên bơm là 160bar và tổn thất áp suất trên các thiết bị được cho như sau:
Bộ lọc

p = 3 bar

Van phân phối


p = 2 bar (cho mỗi dòng chất lỏng qua van)

Van tiết lưu

p = 10 bar

Van một chiều

p = 3 bar

7


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Hãy xác định:
1. Kích thước của xy lanh (giả sử tỉ lệ diện tích ở piston là 2:1)
2. Áp suất do bơm tạo ra trong cả hai quá trình
Trong các trường hợp
a) Khơng có van tiết lưu
b) Tiết lưu đường dầu vào với vận tốc duỗi ra là 0,5m/phút
c) Tiết lưu đường ra với vận tốc duỗi ra là 0,5m/phút
Giải:
a) Không có van tiết lưu:
Áp suất lớn nhất tác động trên tồn diện tích piston (A – mm2):

p = 160 − 2 − 3 = 155 bar
Áp suất trên phần vành khăn (a – mm2) là 2 bar gây nên áp suất 1 bar trên phần
diện tích tồn phần diện tích toàn phần của piston, vậy áp suất lơn nhất thực tế tác động
lên phần diện tích A là:


pmax = 155 −1 = 154 bar
F
100.103
=
= 0, 00649 m2
Diện tích A =
5
pmax 154.10
Đường kính piston =

A.4.1000



= 0, 0909 m = 90,9 mm

Chọn đường kính piston và trục theo tiêu chuẩn: D = 100 mm, d = 70 mm.
Vậy A = 7,85.105 m2;

a = 4.105 m2.

Lưu lượng cần khi vận tốc lùi là 5 m/phút:

Q = v.a = 5.4.10−3 = 20 l / ph
Vì khơng có van tiết lưu nên:

Qextend = Qretract = 20 l / ph
Vận tốc tiến:


Q
20.10−3
V= =
= 2,55 m / ph
A 7,85.10−3
Áp suất để tiến tại xylanh là:
8


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

F1 100.103
p1 = =
= 12, 7.106 N / m 2 = 127 bar
−3
A 7,85.10
Áp suất để lùi tại xilanh là:

F2 10.103
p2 =
=
= 2,5.106 N / m 2 = 25 bar
−3
a 4.10
Áp suất tại bơm trong hành trình tiến xylanh:
- Tổn áp qua van dẫn hướng từ cổng B qua T là 2.1/2 = 1 bar.
- Áp suất tại xylanh = 127 bar.
- Tổn áp qua van dẫn hướng từ cổng P đến A là 2 bar.
- Tổn áp qua bộ lọc là 3 bar.
- Vậy áp suất tổng tại bơm cho hành trình tiến là:


p p −extend = 127 + 1 + 2 + 3 = 133 bar
Áp suất tại bơm trong hành trình lùi xylanh:
- Tổn áp qua van dẫn hướng từ cổng A qua T là 2.2 = 4 bar.
- Áp suất tại xylanh = 25 bar.
- Tổn áp qua van dẫn hướng từ cổng P đến B là 2 bar.
- Tổn áp qua bộ lọc là 3 bar.
- Vậy áp suất tổng tại bơm cho hành trình tiến là:

p p − retract = 25 + 4 + 2 + 3 = 34 bar
b) Tiết lưu đường dầu vào với vận tốc duỗi ra là 0,5m/phút
Từ TH1, ta có các thông số sau:
D = 100 mm, d = 70 mm.
A = 7,85.105 m2, a = 4.105 m2.
Áp suất gây ra bởi tải khi tiến = 127 bar.
Áp suất gây ra bởi tải khi lùi = 25 bar.
Lưu lượng bơm = 20 l/ph.
Lưu lượng cần cho quá trình tiến xylanh = 7,85.10-3.0,5 = 3,93 l/ph.
9


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Áp suất yêu cầu tại bơm trong quá trình lùi:

p p − retract = 25 + 2.2 + 2.3 + 2 = 40 bar
Áp suất tại bơm trong quá trình tiến:

p p −extend = 127 + 2.1/ 2 + 10 + 2 + 3 = 143 bar
Áp suất cài đặt tại van an toàn là: 143 + 10% = 157 bar.

Áp suất này gần áp suất lớn nhất tại bơm, trong thực tế phải chọn bơm có cơng
suất cao hơn, áp suất có thể đạt 210 bar hay sử dụng xylanh tiêu chuẩn lớn hơn. Trong
trường hợp tiếp theo, áp suất làm việc thấp hơn nhưng có lưu lượng lớn hơn.
Vậy bây giờ van lưu lượng đã cho thấy tính chất khi mà xylanh trong hành trình
tiến, lưu lượng dư sẽ tràn qua van an toàn.
c) Tiết lưu đường ra với vận tốc duỗi ra là 0,5m/phút
Từ TH1, ta có các thông số sau:
D = 100 mm, d = 70 mm.
A = 7,85.105 m2, a = 4.105 m2.
Áp suất gây ra bởi tải khi tiến = 127 bar.
Áp suất gây ra bởi tải khi lùi = 25 bar.
Lưu lượng bơm = 20 l/ph.
Lưu lượng cần cho quá trình tiến xylanh = 3,93 l/ph.
Áp suất yêu cầu tại bơm trong quá trình lùi:

p p − retract = 25 + 2.2 + 3 + 2 + 3 = 37 bar
Áp suất tại bơm trong quá trình tiến:

p p −extend = 127 + 2.1/ 2 + 10.1/ 2 + 2 + 3 = 138 bar
Áp suất cài đặt tại van an toàn là: 138 + 10% = 152 bar.

10


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

1.12 Bài tập 12
Một vật có khối lượng là 2000kg phải được gia tốc theo phương nghiêng 300 đến
vận tốc là 1m/s trong khoảng cách 50mm. Hệ số ma sát giữa tải và bề mặt làm việc là
0,15. Tính đường kính piston cần thiết để gia tốc vật nặng trên nếu áp suất tối đa ở cửa

vào xylanh là 100bar. Giả sử rằng tổn thất áp suất tại piston là 5bar và áp suất ở cửa ra
của xylanh là 4 bar và tỉ lệ diện tích tại tiết diện piston là 2:1.
Giải:

v 2 − v02
1
=
= 10 m / s 2
Gia tốc của vật là: a =
2s
2.0, 05
Lực ma sát tác dụng lên vật:

Fms = N . = M .g .cos . = 2000.9,81.cos30o.0,15 = 2548, 7 N
Áp dụng định luật II Newton cho vật, ta có:

F − Fms − P.sin = Ma
=>

F = Fms + P.sin + Ma
= 2548,7 + 2000.9,81.sin30o + 2000.10 = 32358,7 N

Áp suất tại ngõ vào thực: p1 = 100 − 5 = 95 bar
Áp dụng định luật II Newton cho piston, ta có:

p1. A − p2 .a = F

11



Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

<=>

p1. A − p2 .

A
=F
2

<=>

A=

F
32358, 7
=
= 3, 47943.10−3 m2 = 3479, 43 mm2
1
1
p1 − p2 95.105 − .4.105
2
2

Đường kính piston:

D=

4A


d=

4a





=
=

4.3479, 43



= 66,56 mm

4.3479, 43
= 47, 06 mm
 .2

Chọn đường kính piston theo tiêu chuẩn D = 80 mm,

d = 56 mm

1.13 Bài tập 13
Cho mạch thuỷ lực như sơ đồ. Xy lanh có đường kính piston là 100mm và đường
kính cần là 70mm. Tải trọng tối đa tại cần piston là 2000N. Giả sử tổn thất áp suất tại
van phân phối là 4 bar, tổn thất áp suất tại piston là 5bar. Tính áp suất cài đặt tại van
an tồn.


12


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Giải:
Gọi áp suất cài đặt tại van an toàn là p bar.
Áp suất tại cửa dầu ra của xylanh cũng là p bar.
Áp suất lớn nhất tại xylanh là p – 4 – 5 bar.
Cân bằng lực ở piston, ta có:

p1. A − p2 .a = F
<=>

( p − 4 − 5).10 .

<=>

p = 23,56 bar

5

 D2
4

− p.10 .
5

 .( D2 − d 2 )

4

= 2000

Vậy áp suất cài đặt tại van tràn là p = 23,56 + 10%.23,56 = 25,92 bar

II.

CHƯƠNG 2: KHÍ NÉN
2.1 Bài tập 1
Một bình chứa khơng khí có thể tích 6m3 phải được nạp đầy với khơng khí nén
để đạt áp suất tối đalà 900kPa (9bar). Tính thể tích của lượng khơng khí tự do của khí
quyển được máy nén khí bơm vào bình chứa. (Cho áp suất khí quyển là 1,013bar).
Giải:
p1V1 = p2V2

V2 =

=>

p1V1
9, 6
=
= 53,3 (m3 )
p2 1, 013

2.2 Bài tập 2
Một cơ cấu dẫn động bằng khí nén tác dụng kép được dùng để kẹp chi tiết trong
một máy cắt kim loại. Cơ cấu dẫn động có đường kính piston 125mm. Lực kẹp tính
tốn theo u cầu là 6000N. Áp suất tối thiểu của hệ thống để đạt được lực kẹp này là

bao nhiêu? Cho biết rằng mất mát do ma sát là 5%.
Giải:
Áp suất tối thiểu của hệ thống để đạt được lực kẹp 6000N:

p=

F
4F
4.6000
=
=
= 488923 (Pa)
2
A  .d
 .(125.10−3 )2
13


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Vì mất mát do ma sát là 5% nên áp suất tối thiểu của hệ thống để đạt được lực
kẹp trên thực tế là: p =

p
488923
=
= 514656 (Pa)  5,15 (bar)
95%
95%


2.3 Bài tập 3
Hãy tính lực đẩy ra và co vào đối với một cơ cấu dẫn động tuyến tính tác dụng
kép, có đường kính piston là 100mm và đường kính cần là 25mm. Áp suất tối thiểu
của hệ thống là 500kPa (5bar). Cho biết mất mát do ma sát bên trong là 12% so với lực
đẩy lý thuyết.
Giải:
Lực đẩy ra:

F1tt = F1lt .(100 − 12)% = p. A1.88% = p.
= 500.10 .
3

 .1002.10−6
4

 D2
4

.88%

.88% = 3456 (N )

Lực co vào:

F2tt = F2lt .(100 − 12)% = p. A2 .88% = p.
= 500.103.

 .(1002 − 252 ).10−6
4


 (D2 − d 2 )
4

.88%

.88% = 3240 (N )

2.4 Bài tập 4
Một cơ cấu dẫn động tuyến tính bằng khí nén phải nâng chậm một bệ đỡ với tải
trọng đặt bên trên. Bệ đỡ và tải trọng có khối lượng là 660kg. Áp suất tối thiểu của hệ
thống được điều chỉnh trên van giảm áp của bộ phận cung cấp khơng khí là 600kPa.
Mất mát do ma sát bên trong là 12%. Tính tốn và chọn xy lanh đủ khả năng nâng tải.
(Bỏ qua lực quán tính).
Giải:
Lực đẩy thực tế của xi lanh để nâng tải:

Ftt = Flt .88 = pA.88% = p. .D 2 .88%

Đường kính tối thiểu của xi lanh đủ để nâng tải:
D

4 Ftt
=
p. .88%

4mg
4.660.9,81
=
= 0,12495 (m)
p. .88%

600.103. .88%
14


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Như vậy, ta chọn đường kính xi lanh theo tiêu chuẩn là 125mm.
2.5 Bài tập 5
Một cơ cấu dẫn động tuyến tính bằng khí nén phải đẩy những kiện hàng lên một
cầu dốc để đưa vào băng chuyền phân loại. Đoạn dốc có độ nghiêng là 500. Hệ số ma
sát là 0,1 và khối lượng của kiện hàng là 130kg. Cơ cấu được giảm chấn bằng khí nén
với khoảng hành trình giảm chấn là 0,028m, gia tốc của khối lượng phải xảy ra trong
khoảng hành trình giảm chấn và phải đạt đến tốc độ ổn định là 0,5m/s. Áp suất tối thiểu
của hệ thống là 6bar. Hãy tính:
1. Lực đẩy tổng cộng của tất cả các ngoại lực tác dụng lên cơ cấu
2. Đường kính piston đối với hành trình duỗi ra nếu mất mát bên trong do ma sát
là 12%
Giải:

 = 50o ;  = 0,1; m = 130 ( kg ); v = 0,5 ( m / s); s = 0, 028 ( m)
Fms

v2
=  mg cos  ; Px = mg sin  ; Fa = ma = m.
2s

15


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén


Lực đẩy tổng cộng của tất cả các ngoại lực tác dụng lên cơ cấu:

Ftong = Fms + Px + Fa
=  mg cos  + mg sin  + m.

v2
2s

0,52
= 0,1.130.9,81.cos 50 + 130.9,81.sin 50 + 130.
= 1639,3 ( N )
2.0, 028
o

o

Lực đẩy thực tế của xi lanh để đẩy tải:

Ftt = Flt .88 = pA.88% = p. .D 2 .88%

Đường kính tối thiểu của piston đủ để đẩy tải (trong hành trình duỗi ra):
4 Ftt
4.1639,3
==
= 0, 06287 (m)
p. .88%
6.105. .88%

D


Như vậy, ta chọn đường kính piston theo tiêu chuẩn là 63 mm.
2.6 Bài tập 6
Thiết kế mạch khí nén tự động hoạt động theo chu trình sau: A+, B+, A-, C+, C-,
B-.
Bài làm:
Chia tầng điều khiển:

Bảng tín hiệu điều khiển xi lanh:
I

II

III

IV

V

VI

A+

B+

A-

C+

C-


B-

T1

T1xS2

T2

T2xS1

T3

T3xS5

16


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Bảng tín hiệu điều khiển tầng:
T1

T2

T3

E1 = StartxT3xS3

E2 = T1xS4


E3 = T2xS6

Mạch khí nén:

2.7 Bài tập 7
Thiết kế mạch khí nén tự động để thực hiện công việc sau: (Xylanh B được gắn
vào cần của xylanh A) Xylanh B hạ xuống gắp chi tiết bằng ống Ventury (V) tại vị trí
1. Xylanh A đẩy xylanh B đến vị trí 2 và nhả chi tiết. Sơ đồ làm việc như sau: B+,
(V+), B-, A+, B+, (V-), B-, A-.

17


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén

Chia tầng điều khiển:

Bảng tín hiệu điều khiển xylanh:

I

II

III

IV

V


VI

VII

VIII

B+

V+

B-

A+

B+

V-

B-

A-

T1

T1xS4

T2

T2xS3


T3

T3xS4

T4

T4xS3

Bảng tín hiệu điều khiển tầng:

T1

T2

T3

T4

E1 = StartxT4xS1

E2 = T1xS6

E3 = T2xS2

E4 = T3xS5

18


Bài tập lớn Kỹ thuật Thủy Lực và khí nén


Mạch khí nén:

19