Diễn đàn Kỹ Thuật Truyền Động Thủy Lực (Hydraulic Forum)

Diễn đàn Kỹ Thuật Truyền Động Thủy Lực (Hydraulic Forum) (http://forum.hydraulics.vn/index.php)
-   Xy lanh thủy lực (http://forum.hydraulics.vn/forumdisplay.php?f=30)
-   -   Cách thức thiết kế chế tạo xy lanh dầu thủy lực? (http://forum.hydraulics.vn/showthread.php?t=65)

MXD 20-08-2009 04:50 PM

Cách thức thiết kế chế tạo xy lanh dầu thủy lực?
 
Trong một vài bài viết em thấy bác Hải-trọc và bác Thợ máy có những bài viết hướng dẫn chi tiết tỉ mỉ thiết kế chọn lựa bơm, motor thủy lực em thấy rất là dễ ứng dụng.
Các bác hướng dẫn em cách thiết kế xy lanh thủy lực với ạ. Em cũng đã hiểu võ vẽ cách tính toán lực ép nhưng vẫn không biết đầy đủ các thông số khác nên gặp rất nhiều lúng túng.

Thợ máy 27-08-2009 11:24 AM

Xy lanh thủy lực là cơ cấu cung cấp chuyển động thẳng, dưới sự tác động lại của một lực tác động dọc trục lên xy lanh.

Để tính toán các thông số của xy lanh, trước tiên chúng ta phải biết các thông tin "đầu vào" như sau:
1- Lực tác động lên cán (hoặc vỏ) xy lanh - tính bằng kgs, tấn, N...: Xy lanh sẽ phải được cung cấp dầu có áp suất để thắng lại được lực này.
2- Khoảng hành trình làm việc của xy lanh (quãng đường di chuyển = S): m hoặc cm
3- Thời gian để xy lanh đi hết hành trình này - t: giây (s)
4- Ngành ứng dụng, sử dụng: để lựa chọn áp suất làm việc và loại kết cấu xy lanh.

Khi đã có câu trả lời cho các câu hỏi ở trên rồi, ta cóthể tính được các thông số làm việc và lựa chọn xy lanh.

a- Lựa chọn áp suất làm việc MAX của xy lanh.
Giá trị này được xem xét lựa chọn ở hai mặt:
- Nếu đã có sẵn hệ thống bơm thủy lực thì giá trị này là giá trị max mà hệ thống bơm có thể cung cấp được và
- Nếu chưa có hệ thống bơm cấp thủy lực (có nghĩa là chúng ta phải lựa chọn hệ thống bơm thủy lực này dựa trên yêu cầu của xy lanh đang chọn) thì phải lựa chọn giá trị áp suất MAX. Về nguyên tắc, với một lực tác dụng cho trước, áp suất càng cao thì xy lanh càng nhỏ, gọn (về đường kính) và ngước lại. Tuy nhiên, áp suất cao cũng đồng nghĩa với hệ thống nguồn cấp và điều khiển phải làm việc ở chế độ cao áp và chi phí sẽ càng đắt. Do đó, tùy thuộc vào các ứng dụng - tính chất công việc khác nhau, người ta sẽ quyết định mức áp suất sử dụng khác nhau. Thông thường trong công nghiệp có hai dải áp suất chính là: đến 200 bar và từ 250 - 400 bar.

Sau khi đã biết/chọn được áp suất MAX của hệ thống, sẽ tính toán đến đường kính làm việc của xy lanh.

b- Xác định đường kính làm việc của xy lanh thủy lực
Đường kính xy lanh bao gồm hai thông số:
- D: Đường kính lòng xy lanh
- d: Đường kính cán xy lanh

Một cách chung nhất, các đường kính này được tính toán dựa trên Diện tích làm việc (A) của xy lanh dưới tác dụng của áp suất dầu thủy lực (p) để thắng lại lực cản lên nó (F)

A (cm2) = F (kg) / [p (kg/cm2) * 0.95] trong đó hiệu suất chuyển đổi cơ khí -> thủy lực = 0.95

http://farm4.static.flickr.com/3511/...985a65a70e.jpg

Các thông số theo hình vẽ trên:
Ak: Diện tích làm việc phía đuôi xy lanh
Fz: Lực đẩy tác dụng lên cán xy lanh
Ar: Diện tích làm việc phía cần xy lanh
Fd: Lực kéo tác dụng lên cán xy lanh

Nếu cấp vào hai phía xy lanh với cùng một áp suất p thì:
Ak = Fz / [0.95*p] và
Ar = Fd / [0.95*p]

Từ đây sẽ tính được đường kính làm việc của xy lanh: (SQRT là khai căn bậc 2 nhé!)
D = SQRT(4*Ak/3.14) và
d = SQRT(D*D - 4*Ar/3.14)

c- Tính vận tốc và Lưu lượng cần cấp vào xy lanh
Vận tốc của cần xy lanh thò/thụt v (m/s) = S (m) / t (s)
Theo nghiên cứu trong phần lớn trường hợp, vận tốc của cán xy lanh không nên vượt quá v = 0.5 m/s vì lý do làm kín của phần gioăng phớt và đảm bảo an toàn làm việc.

Lưu lượng Q cần cấp vào xy lanh để xy lanh đi hết hành trình trong thời gian yêu cầu

Q (l/phút) = A * v * 6 / 0.95 trong đó hiệu suất lưu lượng của xy lanh = 0.95

Lưu ý là lưu lượng cần cấp vào phía cán xy lanh Qr sẽ nhỏ hơn lưu lượng cấp vào phía đầu xy lanh Qk.

d- Tính toán chiều dài chịu uốn của cần xy lanh

Kết cấu của xy lanh thủy lực có khả năng chịu kéo/nén đúng tâm rất tốt nhưng khả năng chịu uốn của cán/vỏ xy lanh rất kém, nhất là khi xy lanh đã duỗi ra. Chính vì vậy phải tính toán chiều dài chịu uốn lớn nhất (Lm) của xy lanh để quyết định kiểu lắp ghép của xy lanh.
Để xác định, cần dựa vào các thông số tính toán về đường kính cán d và áp suất làm việc ở trên và tra trên biểu đồ sau để xác định được lực lớn nhất trên cán xy lanh và giá trị Lm

http://farm3.static.flickr.com/2605/...cd3fe21b50.jpg

Với mỗi kiểu lắp ghép khác nhau, chiều dài làm việc cho phép của cán xy lanh L = Lm * k

Hệ số k được tra trong bảng dưới đây:

http://farm4.static.flickr.com/3500/...9a92bce7ee.jpg

admin 31-08-2009 09:32 PM

Cách tính toán như trên của bác Thợ máy chỉ dùng để thiết kế chế tạo theo yêu cầu đặt hàng riêng thôi. Thực tế việc chọn D/d theo các cỡ ống/cần có sẵn trên thị trường chứ. Ví dụ các cỡ thông dụng theo tiêu chuẩn Đức: 50/28 - 63/36 - 80/45 - 100/56 - 125/70 - 160/90 - 200/110...

Sau khi chọn được ống/cần thích hợp thì chỉ việc tính ngược lại các thông số làm việc (áp suất, lực, vận tốc, thời gian...) để kiểm tra xem có đáp ứng yêu cầu đầu bài không là đủ.

NTH 01-09-2009 06:41 PM

Trích:

Nguyên văn bởi admin (Post 276)
Cách tính toán như trên của bác Thợ máy chỉ dùng để thiết kế chế tạo theo yêu cầu đặt hàng riêng thôi. Thực tế việc chọn D/d theo các cỡ ống/cần có sẵn trên thị trường chứ. Ví dụ các cỡ thông dụng theo tiêu chuẩn Đức: 50/28 - 63/36 - 80/45 - 100/56 - 125/70 - 160/90 - 200/110...

Sau khi chọn được ống/cần thích hợp thì chỉ việc tính ngược lại các thông số làm việc (áp suất, lực, vận tốc, thời gian...) để kiểm tra xem có đáp ứng yêu cầu đầu bài không là đủ.

Việc chọn bơm cũng thế. Sau khi đã xác định được lưu lượng cần cấp như mục c thì phải xác định lưu lượng cấp từ bơm thủy lực lựa chọn. Thông thường phải chọn bơm có lưu lượng lớn cấp vào phía đầu xy lanh và do đó phải lập phương án "tiết lưu" hoặc "điều chỉnh" lưu lượng nhỏ hơn cấp vào phía cán xy lanh.

LẠC HẬU 01-09-2009 07:54 PM

Trích:

Nguyên văn bởi admin (Post 276)
Cách tính toán như trên của bác Thợ máy chỉ dùng để thiết kế chế tạo theo yêu cầu đặt hàng riêng thôi. Thực tế việc chọn D/d theo các cỡ ống/cần có sẵn trên thị trường chứ. Ví dụ các cỡ thông dụng theo tiêu chuẩn Đức: 50/28 - 63/36 - 80/45 - 100/56 - 125/70 - 160/90 - 200/110...

Sau khi chọn được ống/cần thích hợp thì chỉ việc tính ngược lại các thông số làm việc (áp suất, lực, vận tốc, thời gian...) để kiểm tra xem có đáp ứng yêu cầu đầu bài không là đủ.

Không biết có phải là do tôi chưa hiểu hết ý của bác "ADMIN" hay sao ấy! Chứ theo tôi thì ta phải tính toán theo yêu cầu đầu vào như bác "THỢ MÁY", sau khi đã có thông số tính toán của cặp D/d ta mới chọn sao cho D/d (tính toán)< hoặc = D/d (tiêu chuẩn) mới được chứ.

admin 01-09-2009 09:18 PM

Trích:

Nguyên văn bởi LẠC HẬU (Post 285)
Không biết có phải là do tôi chưa hiểu hết ý của bác "ADMIN" hay sao ấy! Chứ theo tôi thì ta phải tính toán theo yêu cầu đầu vào như bác "THỢ MÁY", sau khi đã có thông số tính toán của cặp D/d ta mới chọn sao cho D/d (tính toán)< hoặc = D/d (tiêu chuẩn) mới được chứ.

He he. Xem lại thì ra là tôi viết thiếu ý nên bác Lạc Hậu không hiểu. Cách tính-chọn cặp D/d của tôi muốn nói đúng như diễn giải của bác Lạc Hậu ở trên. Cám ơn bác góp ý nhé.:):):):)

Tôi chỉ muốn edit ý của bác Thợ Máy là sẽ phải chọn thông số cặp D/d dựa trên các kích cỡ tiêu chuẩn sẵn có để dễ kiếm vật tư chế tạo và thay thế về sau (ống - cần - và đặc biệt là bộ gioăng phớt làm kín).

Thợ máy 05-09-2009 09:31 AM

Cám ơn ý kiến đóng góp chính xác của các bác ADMIN - NTH - LẠC HẬU (theo thứ tự xuất hiện trên màn hình nhé:D:D:D).

Bài viết của tôi chỉ là một gợi ý thôi. Trong thực tế bài toán thiết kế sẽ thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu ban đầu và hệ thống có sẵn và yêu cầu về tối ưu thiết kế, giá trị

Oldman 05-09-2009 10:22 AM

Trích:

Nguyên văn bởi Thợ máy (Post 268)
d- Tính toán chiều dài chịu uốn của cần xy lanh[/b]
Kết cấu của xy lanh thủy lực có khả năng chịu kéo/nén đúng tâm rất tốt nhưng khả năng chịu uốn của cán/vỏ xy lanh rất kém, nhất là khi xy lanh đã duỗi ra. Chính vì vậy phải tính toán chiều dài chịu uốn lớn nhất (Lm) của xy lanh để quyết định kiểu lắp ghép của xy lanh.
Để xác định, cần dựa vào các thông số tính toán về đường kính cán d và áp suất làm việc ở trên và tra trên biểu đồ sau để xác định được lực lớn nhất trên cán xy lanh và giá trị Lm

http://farm3.static.flickr.com/2605/...cd3fe21b50.jpg

Với mỗi kiểu lắp ghép khác nhau, chiều dài làm việc cho phép của cán xy lanh L = Lm * k

Hệ số k được tra trong bảng dưới đây:

http://farm4.static.flickr.com/3500/...9a92bce7ee.jpg

Bạn Thợ Máy cho hỏi kích thước Lm này là hành trình max hay khoảng cách giữa hai tâm ắc lắp xy lanh?

Thợ máy 08-09-2009 08:35 PM

Lm là kích thước "l" trong hình vẽ dưới đây bác ạ:

http://farm3.static.flickr.com/2538/...936df56e7b.jpg

Haitroc 11-09-2009 11:32 AM

@ Thợ máy:
Bác chưa đề cập đến back-pressure trong xy lanh. Đối với những xy lanh cỡ lớn thì giá trị này cũng tương đối và nó cũng ảnh hưởng đến các đại lượng lực, vận tốc.


Múi giờ GMT. Hiện tại là 11:49 AM.

Powered by: vBulletin v3.7.3 Copyright ©2000-2024, Jelsoft Enterprises Ltd.
(c)2009-2013. Bản quyền thuộc về Công ty TNHH kỹ thuật Nam Hải