PBL 1: THIẾT KẾ CƠ KHÍ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG
*****

Thuyết minh
Đồ án mơn học Truyền động cơ khí
PBL 1: THIẾT KẾ CƠ KHÍ- phần II

Sinh viên Thực Hiện : Lê Kim Hải
Giáo Viên Hướng dẫn: TS. Phan Thành Long
Lớp

: 18C4

Lớp học phần :
MSSV

:

STT

: 03

Giáo Viên Hướng dẫn: TS. Phan Thành Long


Đà Nẵng 2019

Phần II

Đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống truyền động thủy lực để nâng hàng
Công suất máy : 5.5 KW
Áp suất làm việc của dầu p= 1 Mpa
Phần 1: Xây dựng sơ đồ truyền động thủy lực


2 MÔ TẢ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG
1) Thùng dầu:là dung để chứa lượng dầu cần thiết cho hệ thống làm việc


2)Van an toàn:dung để khống chế áp suất chất lỏng trong hệ thống thủy lực
để không vượt quá giá trị cho phép

3)Van tiết lưu: điều chỉnh lưu lượng chất lỏng trong hệ thống thủy lực hoặc một bộ
phận nào đó của hệ thống thủy lực qua đó điều chỉnh được vận tốc cơ cấu chấp hành


4) Van phân phối 4/3:được sử dụng để điều hướng dầu thủy lực vào các vị trí
khoang trái phải của xi lanh

5)Xy lanh thủy lực:là bộ phận cơ cấu chấp hành biến đổi năng lượng từ thủy lực
sang cơ năng để tạo lực cần thiết để nâng hạ tải ở độ cao cho phép thực hiện chuyển
động thẳng Cấu tạo của xylanh thủy lực bao gồm ống xylanh, đế hoặc nắp hình trụ,
đầu xylanh, piston, con dấu và các thành phần khác như bulong, vít khóa, bạn đạn,


bích…Xylanh thủy lực có ưu điểm hơn so với các loại xylanh khác như xylanh khí
nén,… như việc xylanh thủy lực có tác động lực mạnh, nhanh và phù hợp với những
hệ thống làm việc với công suất lớn, xyalnh thủy lực có cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt

và sửa chữa, tuổi thọ cao nên khơng địi

6) Ap kế : Dùng để đo áp suất tại đầu ra của bơm nguồn. Từ đó xác định được điều
kiện làm việc cụthể của bơm trong từng trường hợp khác nhau. Ở đây ta sử dụng
đồng hồ đo áp suất của dầu


7) Đường dầu về
8) Van một chiều :có tác dụng cho dòng chảy đi qua theo 1 hướng nhất định và ngăn
cản dòng chảy theo hướng ngược lại


9) Động cơ điện :Là nguồn cung cấp năng lượng cho hệ ,biến đổi từ năng lương cơ
năng sang thủy lực .thông số của động cơ điện được lấy theo phần PBL I .Động cơ
điện chính là tạo ra năng lượng để bơm dầu hút lên qua bộ lọc để cung cấp cho hệ
thống điều khiển .

10) Khớp nối : Dùng để kết nối các trục với chi tiết nhằm đảm bảo cho việc truyền
tải liên tục không bị đứt quãng. Đồng thời giúp cho việc giảm tải trọng động cơ,
ngăn ngừa quá tải và điều chỉnh tốc độ hợp lí


11) Bộ lọc dầu: có nhiệm vụ lọc sạch cặn bẩn và dầu bôi trơn

12) Bơm
13): Đường ống cao áp :
14) Bộ ổn tốc : có nhiệm vụ giữ chênh áp qua van tiết lưu 1 không đổi


15) Van khóa lẫn

2. NGUN LÍ LÀM VIỆC CỦA MẠCH THỦY LỰC
Khi khởi động máy Bơm thủy lực làm việc, hút dầu từ bể đưa qua Bộ lọc dầu để
loại trừ những cặn bẩn, đảm bảo cho việc vận hành. Tiếp đến dầu sẽ được đưa qua
Van an toàn , nhiệm vụ của van này là đảm bảo áp suất ln được duy trì ổn định ở
mức cho phép. Nếu như áp suất dầu quá cao, van an toàn sẽ xả bớt dầu về lại bể để
đảm bảo độ an toàn cho hệ thống. Van giảm áp làm việc thường xun cịn van an
tồn làm việc khi q tải.
Đến đây, dầu sẽ được chia ra làm hai hướng. Một hướng chảy qua Van phân phối về
Cặp xilanh thủy lực , hướng còn lại chảy qua Van giảm áp qua Van phân phối và đi
vào Cặp xilanh thủy lực . Các van phan phối này dùng để quyết định dòng chảy
giúp cúng ta nâng hoặc hạ các xilanh.
Khi van phân phối ở vị trí bên trái thì dầu từ bơm vào khoang dưới của xilanh làm
cho piston chuyển động lên, lúc này thì khoang trên xilanh cũng sẽ thốt dầu qua bộ
ổn tốc rồi về thùng dầu.
Khi van phân phối ở vị trí bên phải thì dầu từ bơm vào khoang trên của xilanh làm
cho piston chuyển động xuống, đồng thời khoang dưới của xilanh cũng sẽ thoát dầu
đi về bể dầu.


Để cho vận tốc không đổi khi thay tải trọng thì ta lắp thêm Bộ ổn tốc vào đường ra
của hệ thống chấp hành. Bộ ổn tốc là một van ghép gồm có: một van giảm áp và
một van tiết lưu, có chức năng ổn định lưu lượng và giữu hiệu quả áp suất giữa hai
đầu van tiết lưu không đổi, đồng thời giúp cho hệ thống làm việc êm ái
3 ) Tính chọn các phần tử thủy lực
Cơng suất của động cơ điện:5.5 kw (động cơ AO2-42-2)
Có số vịng quay n=2910 vg/ph
Chọn hiệu suất bơm
Giả sử chọn
Ap suất làm việc của hệ thống (M/)
Công suất thủy lực của động cơ Ntl=Nđc5500

Lưu lượng của bơm Qb= 0.00495
Lưu lượng riêng của bơm q
Chọn bơm: LM 016
Bước 2: Tính chọn đường ống
Giả sử vận tốc của dòng chảy trong hệ thống là 1 m/s
V=


V=
Bước 3:chọn van P,Q
Ta chọn van tiết lưu mẫu Z2FS mẫu 6 với lưu lượng max = 80 (lít/phút)

Ta chọn van phân phối mẫu DSG-03_2B3


Ta chọn van một chiều mẫu AMCV-02A2
Ta chọn van một chiều mẫu AMCV-02A2

4.Tổn thất trên đường ống
Chọn dầu thuỷ lực Total Azolla Zs 46

ν = 46 () = 0.000046 (/s)


Hệ số reynold
Re = (v*d)/ ν == 691.304 là dòng chảy tầng
λ = 64/Re = 0.0925
Chọn chiều dài ông l= 1.2m
Tổn thất năng lượng dọc đường
hd = (λ*l*)/(d*2*g) = 0.44426(m)

Tổn thất áp suất dọc đường ∆p1 = hd* ρ *g= 3896.1602 pa
ρ = 0.877 (g/ml) = 877 (kg/)
ζ
Tổng tổn thất áp suất cục bộ ∆p= ρ * *= 877*(2.5+3)*(2.49^2/2)= 14953.0199 pa

Hệ số tổn thất cục bộ tại van phân phối :

ζ

- Hệ số tổn thất cục bộ tại van một chiều :

= 2,5
ζ

=3

Suy ra: Tổn thất áp suất trong ống = Tổn thất áp suất dọc đường + tổn thấp áp suất
cục bộ = 3896.1602+14953.0199= 18849.1801( pa)
5. Xác định công suất của cơ cấu chấp hành
Áp suất đầu vào cơ cấu chấp hành = p - ∆p = 1000000-18848.1801=981150.8199
(N/)
Qm = 95689(cc/phút) = 95.689 (lít/phút)
Ta chọn mơ tơ thuỷ lực kiểu OMP 80


THIẾT KẾ VAN THỦY LỰC
1. Van Tiết Lưu.
Van tiết lưu là cơ cấu tạo ra sức cản thủy lực cục bộ, đặt trên dòng chảy của chất
lỏng để điều chỉnh lưu lượng hoặc áp suất của dòng chất lỏng
Trong hệ thống thủy lực dùng phương pháp tiết lưu, lưu lượng của bơm và công

suất cần cho bơm là không đổi
Trong ngành chế tạo máy thường dùng hai loại van tiết lưu: van tiết lưu có nịng van
dịch chuyển theo chiều trục và van tiết lưu có nịng van quay.


Đối với van tiết lưu có nịng van chuyển dịch theo chiều trục, ta xét bề mặt của
nòng van là hình trụ

- Lưu lượng chất lỏng qua van tiết lưu:
µ. f .
Q=

2g
.∆P
γ

=

µ

.f.

2
.∆P
ρ

µ
= .f.

2

.( P1 − P2 )
ρ

Trong đó:
Q : Lưu lượng chất lỏng qua van (cm3/s)

µ

: hệ số lưu lượng

f : diện tích mặt cắt khe hở thơng của van
d: đường kính vịng van (cm)
∆p: độ chênh áp suất
p1: áp suất chất lỏng vào van
p2: áp suất chất lỏng ra van

[3]


ρ

: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)

-Diện tích mặt cắt thông lớn nhất trong tiết lưu theo công thức thực nghiệm :

fmax = 0.1.

d 02
4 ≈


0.83 = π.D.hmax

[3]

Trong đó : d0 là đường kính ống dẫn
fmax = 0,83*=5219.4467 (cm2 )
- Hệ số

µ

được xác đinh = 0.7

[3]

- Đặc tính hình học của mặt cắt thông:

- Khoảng dịch chuyển chiều trục lớn nhất của van: ( hmax )

hmax =

d 02
4D

= 19.825(cm) (D = do)

Khoảng dịch chuyển chiều trục của van: (h)
Giả sử khoảng dịch chuyển nhỏ nhất hmin bằng không
hmax > h > hmin ; 19.825> h > 0
Ta chọn h = 0,3



K=

f
f max

= = =

[3]
= = 0.06 (cm)

f = K.fmax = 0.06*5219.4467= 313.16(cm2 )

Độ chênh áp suất :∆p =

Q2
ρ µ 2 . f 2 .2

∆p = 87700* = 2.6371(pa)