Chương III Máy thuỷ lực thể tích Nguyên lý làm việc của máy thuỷ lực thể tích: Máy thuỷ lực thể tích bao gồm các loại bơm và động cơ thuỷ lực thể tích. -Bơm thuỷ lực thể tích đẩy chất lỏng bằng áp suất thuỷ tĩnh. -Động cơ thuỷ lực thể tích biến áp năng của chất lỏng thành cơ năng của nó -Về nguyên tắc, bất kỳ máy thuỷ lực nào cũng có thể làm việc thuận nghịch tức là làm được hai nhiệm vụ bơm và động cơ.

• Nguyên lý hoạt động: Trên hình 3-1 là sơ đồ làm việc của bơm thể tích kiểu piston có chuyển động tịnh tiến. Khi piston 1 sang trái, thể tích buồng làm việc tăng lên , áp suất ở đây giảm nên chất lỏng hút từ ống 6 qua van một chiều 4 vào xi lanh 2. Khi piston 1 sang phải dưới áp lực P của piston, chất lỏng trong xi lanh bị nén với áp suất P qua van một chiều 5 vào ống đẩy. Phần thể tích buồng làm việc thay đổi để hút và đẩy chất lỏng gọi là thể tích làm việc nếu buồng làm việc hoàn toàn kín (không có rò rỉ) và bơm có đủ công suất thì áp suất làm việc của bơm chỉ phụ thuộc vào áp suất chất lỏng trong ống đẩy ( áp suất phụ tải). Trên hình 3-1 là sơ đồ làm việc của động cơ thuỷ lực thể tích có chuyển động quay, chất lỏng có áp suất cao vào động cơ tạo nên áp lực đẩy các cánh gạt 2 của rotor 1 làm cho trục động cơ quay. Máy thuỷ lực thể tích gồm nhiều loại bơm và động cơ thuỷ lực, nhưng phần lớn là bơm. • Phân loại máy thuỷ lực. Theo công dụng trên tầu thuỷ có thể chia máy thuỷ lực thể tích ra làm hai loại: -Bơm nước và các loại chất lỏng khác. -Bơm và động cơ dùng trong hệ thống truyền động. Theo kết cấu và dạng chuyển động có thể chia máy thuỷ lực thể tích ra làm ba loại chủ yếu: -Loại piston (có chuyển động tịnh tiến). -Loại piston rotor ( vừa có chuyển động tịnh tiến vừa có chuyển động quay). -Loại rotor (có chuyển động quay) Các thông số cơ bản của máy thuỷ lực. Một số đặc điểm của các thông số của máy thuỷ lực Theo nguyên lý, áp suất của chất lỏng trong máy thuỷ lực thể tích chỉ phụ thuộc vào tải trọng ngoài. Nếu đảm bảo buồng làm việc hoàn toàn kín chỉ lưu lượng của máy thuỷ lực thể tích không phụ thuộc vào áp suất, còn áp suất có thể tăng lên bao nhiêu cũng được tuỳ thuộc vào áp suất phụ tải và công suất của bơm. Khi đó lưu lượng của máy thuỷ lực thể tích chỉ phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của piston. Nếu vận tốc của piston không đổi thì lưu lượng cũng không đổi. Nhưng thực tế buồng làm việc của máy thuỷ lực thể tích không thể bảo đảm tuyệt đối kín với mọi trị số áp suất. Khi tăng tải trọng làm việc đến một mức nào đó sẽ xuất hiện chảy rò chất lỏng, nếu tiếp tục tăng tải trọng thì sự chảy rò càng tăng và đến một trị số giới hạn nào đó thì lưu lượng của máy hoàn toàn mất mát do rò rỉ . Ngoài ra áp suất làm việc bị hạn chế bởi sức bền của máy. Do đó để đảm bảo sự làm việc bình thường của máy thuỷ lực thể tích, phải hạn chế áp suất làm việc tối đa bằng cách dùng van an toàn. Khi tải trọng tăng lên đến mức độ nguy hiểm thì van an toàn sẽ thải bớt chất lỏng để giảm áp suất làm việc của máy. a. Lưu lượng. Lưu lượng lý thuyết Ql (lưu lượng chưa kể đến sự chảy rò ) của máy thuỷ lực thể tích bằng tổng thể tích làm việc của máy trong một đơn vị thời gian. Ql = ql. n Trong đó : ql - Lưu lượng riêng của máy ( trong một chu kỳ làm việc) nó cũng chính là thể tích làm việc của máy trong một chu kỳ. n - Số chu kỳ làm việc của máy trong một đơn vị thời gian ( thường bằng số vòng quay của trục máy) Lưu lượng lý thuyết Ql lớn hơn lưu lượng thực tế Q của máy vì thực tế còn có sự chảy rò. Ql là lưu lượng trong cả quá trình lý thuyết. Khác với máy thuỷ lực cánh dẫn , lưu lượng của máy thuỷ lực thể tích thay đổi theo thời gian, kể cả khi máy làm việc ổn định. b. áp suất: Ta biết cột áp của máy thuỷ lực thể tích được tạo nên bởi sự thay đổi áp suất tĩnh của chất lỏng khi chuyển động qua máy, do đó trong lĩnh vực máy thuỷ lực thể tích thường dùng áp suất để biểu thị khả năng tải của máy. Cột áp H và áp suất p liên hệ với nhau bằng công thức cơ bản của thuỷ tĩnh.

Trong đó  là trọng lượng riêng của chất lỏng làm việc. áp suất trong buồng làm việc có liên quan đến lực tác dụng hoặc mô men quay của máy Đối với máy thuỷ lực thể tích có chuyển động tịnh tiến áp suất làm việc p tác dụng lên piston tạo nên áp lực P. P = p. S (S: diện tích làm việc của mặt piston). Đối với máy thuỷ lực thể tích có chuyển động quay áp suất làm việc p tác dụng lên rotor tạo nên mô men quay M. M =KM. p (KM: là một hằng số đối với một máy nhất định phụ thuộc vào kết cấu và kích thước của máy, gọi là hệ số mô men). Hệ số mô men lý thuyết KM có thể suy ra từ công thức tính công suất lý thuyết Nl = .Ql.H = Ql .p ( do ) mặt khác Nl = .M   Trong đó: ql : lưu lượng riêng của máy. Hệ số mô men thực tế nhỏ hơn hệ số mô men lý thuyết và phụ thuộc vào hiệu suất toàn phần  của máy Mô men M tính theo công thức là trường hợp lý thuyết (chưa kể đến tổn thất dùng chung cho cả bơm và động cơ) Trường hợp kể đến tổn thất thì công thức tính mômen quay cho động cơ và bơm phải viết riêng biệt. Ta có thể viết: - Đối với bơm: p.Q = B.M. - Đối với động cơ: Đ.p.Q = M. Như vậy công thức tính mô men quay của trục bơm và động cơ thể tích (có chuyển động quay) là: - Đối với bơm: - Đối với động cơ: c. Hiệu suất và công suất. Hiệu suất toàn phần của máy thuỷ lực được xác định theo công thức chung  = Q.C.H Đối với máy thuỷ lực thể tích, tổn thất thuỷ lực tương đối nhỏ (vì động năng của các phần tử chất lỏng nhỏ) nên thường.H  1 Do đó:  = Q.C Công suất làm việc của bơm thường được xác định bằng các thông số thuỷ lực:

Công suất làm việc của động cơ thường xác định bằng các thông số cơ khí • Đối với động cơ có chuyển động tịnh tiến : NĐ = P.v + P : áp lực trên piston + v: Vận tốc của piston. • Đối với động cơ có chuyển động quay: NĐ = M. + M: Mô men quay trên trục. +  : Vận tốc góc I. Bơm piston 1. Khái niệm chung Bơm piston ra đời trước bơm ly tâm rất lâu. Năm 1640 nhà vật lý học người Đức Ôttô Henrich đã chế tạo thành công bơm piston đầu tiên để bơm nước và nén khí trong công nghiệp. Định nghĩa bơm piston là gì: Bơm trong đó cơ năng của động cơ lai bơm được biến thành năng lượng của dòng chất lỏng được bơm, được thực hiện nhờ piston chuyển động tịnh tiến qua lại trong xi lanh được gọi là bơm piston. Loại bơm piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh để hút và đẩy chất lỏng qua hai van là loại máy thuỷ lực thể tích đơn giản nhất và ra đời đầu tiên. 2. Cấu tạo và nguyên lý của một bơm piston đơn giản: a. Cấu tạo:

Hình 3.2 Sơ đồ cấu tạo của bơm Piston

1. Piston; 2. Xi lanh; 3. Đường ống đẩy ; 4. Van đẩy; 5. Thể tích công tác; 6. Van hút; 7. Đường ống hút; 8. Két chứa; 9. Trục khuỷu; 10. Thanh truyền

b. Nguyên lý hoạt động của bơm. Piston (1) chứa trong xi lanh (2), piston được truyền động nhờ tay biên(10) nối liền với trục khuỷu (9) , trục khuỷu nối với trục động cơ (động cơ lai bơm). Giả sử piston đi sang trái thì thể tích làm việc tăng lên do sự giải phóng của piston làm áp suất trong xi lanh giảm xuống (điều này cũng là nguyên nhân tách hơi và khí hoà tan trong chất lỏng). Lúc áp suất trong thể tích làm việc của xi lanh ( khoảng không gian giữa đỉnh piston và mặt trong của xi lanh) giảm đến trị số để lực của áp suất trên mặt thoáng của bể chứa Pa có thể thắng trọng lượng của van hút (4) và áp suất lên van phía xi lanh thì van hút sẽ được nâng lên. Bởi vậy, áp suất của không khí nằm trong ống hút (7) qua van đóng nhanh nối liền với xi lanh (2) sẽ giảm do sự giãn nở của không khí trong xi lanh. Nhờ thế dưới tác dụng của của áp suất Pa , chất lỏng đi vào ống hút và đi lên (Người ta lắp lưới vào đường ống hút để ngăn cặn, rác đi vào đường ống hút). Sau đó piston (1) sẽ kết thúc quá trình đi sang trái của mình (gọi là quá trình hút) và nó sẽ nằm ở vị trí cuối cùng bên trái, lượng không khí trong đường ống hút vào xi lanh lúc đó lớn nhất. Sau quá trình hút chất lỏng ở trong đường ống hút được nâng lên ở độ cao h. áp suất của không khí trong bình không khí và áp suất hút được đo bởi áp kế . Khi piston đi sang phải thì áp suất trong thể tích làm việc của xi lanh (2) càng tăng lúc piston đi sang phải. Khi áp lực phía xi lanh lên van (6) lớn hơn áp lực phía ống hút lên van đó thì van này sẽ đóng lại. piston chuyển động sang phải tiếp làm tăng áp lực trong thể tích làm việc của xi lanh (2). Khi áp lực này tác dụng bên dưới của van đẩy (4) đủ để thắng áp lực tác dụng lên phía trên van đó (do áp suất trong đường ống đẩy (3 ) thì van (4) sẽ mở. Nhờ vậy xi lanh (2) sẽ thông với ống đẩy (3). Khi đó piston chuyển động tiếp về sang phải và chiếm dần thể tích làm việc của xi lanh và sẽ đẩy không khí trong đó vào ống đẩy (3). Khi piston đi đến điểm cuối cùng sang phải thì quá trình đẩy kết thúc, tiếp đó lại trở lại quá trình hút và lặp lại chu kỳ của mình. Đầu tiên xi lanh nhận khí hút vào từ ống hút, còn chất lỏng trong đường ống hút dâng dần lên, tiếp đó trong xi lanh nhận không khí và chất lỏng được bơm, cuối cùng trong thể tích làm việc của xi lanh chỉ có chất lỏng, lúc đó bắt đầu quá trình làm việc bình thường của bơm 3.4 Phân loại và điều chỉnh lưu lượng bơm Piston 1. Phân loại Bơm piston có nhiều loại khác nhau,thường phân loại theo các cách như sau: Theo số lần làm việc trong một chu kỳ làm việc: • Bơm tác dụng đơn. • Bơm tác dụng kép • Bơm nhiều lần tác dụng : bơm tác dụng 3 lần và bơm tác dụng 4 lần. Theo áp suất mà bơm piston tạo ra, người ta chia ra: • Bơm áp suất thấp P < 5 at • Bơm áp suất trung bình P = 5 50 at • Bơm áp suất cao P > 50 at Theo lưu lượng bơm piston được chia thành: • Bơm có lưu lượng nhỏ Q < 20 m3/h • Bơm có lưu lượng trung bình Q = 20  60 m3/h • Bơm có lưu lượng lớn Q > 60 m3/h Theo mức độ chuyển động nhanh chậm của piston có thể chia ra: • Bơm thấp tốc n <80 v/ph. • Bơm trung tốc n = 80 150 v/ph. • Bơm cao tốc n = 150  350 v/ph. • Bơm đặc biệt cao tốc n = 350  750 v/ph. Theo loại chất lỏng các bơm piston được chia ra : • Bơm nước • Bơm dầu nhờn. • Bơm sản phẩm dầu hoả. • Bơm không khí. Theo đặc điểm kết cấu của bơm được chia ra : • Bơm piston đĩa: piston có dạng hình đĩa. • Bơm piston hình trụ. Theo cách nối đối với động cơ truyền động: • Các bơm truyền động gián tiếp: là các bơm piston mà sự chuyển động từ động cơ lai tơí bơm piston thông qua cơ cấu biên khuỷu. • Các bơm truyền động trực tiếp: là những bơm piston mà sự chuyển động của piston được trực tiếp truyền qua cam của piston máy hơi nước. Theo loại năng lượng dùng cho các động cơ lai bơm. • Bơm điện. • Bơm hơi nước. • Bơm động cơ đốt trong. • Bơm truyền động bằng tua bin thuỷ lực 2. Lưu lượng và mức độ không đồng đều lưu lượng của bơm piston a. Lưu lượng tức thời Lưu lượng tức thời phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của piston, mà vận tốc này thay đổi theo thời gian nên lưu lượng tức thời của bơm cũng thay đổi theo thời gian ngay cả khi chế độ làm việc của bơm ổn định. Đây là điểm khác nhau cơ bản giữa bơm piston và bơm ly tâm. Chúng ta hãy tìm qui luật biến đổi của lưu lượng đó và trị số của nó: Xét một bơm piston tác dụng đơn. lượng cung cấp dQ của bơm sau một khoảng dịch chuyển vô cùng bé là dS của piston có vận tốc chuyển động là C và trong khoảng không gian vô cùng bé là dt là dQ = F.dS =F.C.dt.

Quãng đường S mà piston dịch chuyển được từ vị trí trên cùng của piston. khi trục khưỷu quay một góc  nếu bỏ qua ảnh hưởng đến góc ngiêng của biên, được tính theo công thức: S = r + r.cos(180-) = r - r.cos = r(1-cos) Vậy vận tốc tức thời của piston lúc trục khưỷu quay đến góc  là:

Dựa vào công thức ta thấy vận tốc của piston ở các vị trí khác nhau của khuỷu trục thay đổi theo dạng hình sin và phụ thuộc vào góc quay của khuỷu trục tính từ điểm chết trên, là điểm xuất phát để tính toán.

Dựng hình sin thay đổi vận tốc của piston sau một hành trình: Lúc trục khuỷu quay từ 0 đến 1800 Dựng 1/4 vòng trong bán kính R = r. theo một tỷ lệ nào đó. Dọc theo A0O kéo dài đặt đoạn OE = 2..r theo một tỷ lệ nào đó. Trên đoạn OE đặt đoạn a0a'0 bằng chiều dài .r của nửu chu vi đường tròn do ngõng trục khuỷu quay vạch ra khi nó quay đến góc 1800. Chia 1/4 vòng tròn ra làm 4 phần bằng nhau biểu thị bởi các điểm A1 ,A2 ,A3 ,A4. Chia đoạn a0a'0 làm 8 phần bằng nhau, đánh dấu bởi các điểm a1 ,a2 ,a3 ,a4 , a'3 ,a'2, a'1dựng từ các điểm này các đường thẳng đứng. Kẻ từ các điểm A1 ,A2 ,A3 ,A4. những đường nằm ngang, các đường này cắt nhau với các đường thẳng đứng trên tại các điểm tương ứng ta nhận được các điểm đánh dấu là b1 ,b2 ,b3 ,b4 , b'3 ,b'2, b'1 nối các điểm này lại ta được hình sin cần dựng Tung độ của hình sin xác định sự biến đổi vận tốc của piston trong một hành trình của nó : A3K = b3a3 = r..sin Piston có vận tốc lớn nhất đạt được lúc  = 900 và C = r.. Lúc trục khuỷu quay tính từ góc  đến góc vô cùng bé d ta tính được lưu lượng tức thời của bơm trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ đó là: dQ = F.r..sin.dt = F.r.sin.d Chia góc quay của trục khuỷu trong hành trình nén bởi các góc vi phân d và cộng các lượngcung cấp tương ứng với các góc chia này ta nhận được lưu lượng Q :

Tích phân này là diện tích giới hạn bởi đường hình sin với trục hoành của nó. Đường hình sin biểu thị lưu lượng của bơm có thể được dựng bằng cách dựng 1/4 vòng tròn phụ có bán kính R bằng trị số tiết diện ngang của piston F. Trong trường hợp này mỗi tung độ của hình sin phụ thuộc vào góc quay  của trục khuỷu tính toán theo vòng tròn phụ sẽ bằng F.sin Chiều dài của cung chuyển dời của cổ khuỷu khi nó quay đến góc d là đoạn MN = r.d. Từ đó ta thấy diện tích gạch chéo MNTL bằng F.r.sin.d sẽ bằng lưu lượng tức thời của bơm khi quay đến góc d b. Lưu lượng trung bình Lưu lượng trung bình lý thuyết của bơm bằng tổng thể tích làm việc của bơm trong một đơn vị thơì gian. Lưu lượng của bơm khi góc quay trục khuỷu từ góc  = 00 đến  = 1800 hay thể tích làm việc trong một chu kỳ của bơm tác dụn đơn là:

Trong đó : diện tích làm việc của mặt piston. D- Đường kính của piston S - Hành trình của piston. Vậy lưu lượng lý thuyết trung bình của bơm piston tác dụng đơn là:

c. Lưu lượng thực tế của bơm piston Do có sự chảy rò trong quá trình làm việc do đó có tổn thất lưu lượng trong quá trình làm việc . Lưu lượng thực tế của bơm piston là Q = Q.Ql d. Hệ số không đều của bơm piston tác dụng đơn: + Gọi hệ số không đồng đều về lưu lượng  là tỷ số giữa lưu lượng tức thời cực đại qmax trên lưu lượng tức thời trung bình qtb sau một chu kỳ của piston hoặc tỷ số giữa vận tốc tức thời cực đại của piston Cmax và vận tốc tức thời trung bình theo giả thiết Ctb.

+ Mặt khác ta có: S.F = 2r.F = 2.r.ctb = 2.r.ftb Từ đó ta có:

Fmax= F nên

3.5 Điều chỉnh lưu lượng của bơm piston Lưu lượng của bơm piston được điều chỉnh bằng 4 biện pháp sau: - Thay đổi số vòng quay của trục động cơ ( thay đổi chu kỳ làm việc của bơm trong một đơn vị thời gian.Thường dùng cho động cơ hơi nước, bằng cách đòng mở van hơi trên đường ồng nạp hơi. Đối với động cơ điện mà dùng phương pháp điều chỉnh này phải lắp thêm thiết bị để biến đổi trị số vòng quay của động cơ điện nên bất tiện. - Điều chỉnh bằng van tắt để tháo bớt chất lỏng từ buồng ống đẩy về buồng ống hút của bơm ( Phương pháp náy không kinh tế ). - Thay đổi diện tích làm việc của piston bằng cơ cấu đặc biệt. - Thay đổi chiều dài hành trình của piston bằng cách thay đổi chiều dài của tay quay hoặc thanh truyền (biên) trong quá trình làm việc bằng cơ cấu đặc biệt. 3.6 Khắc phục sự chuyển động không ổn định của chất lỏng trong bơm piston. Sau khi nghiên cứu chuyển động không ổn định của chất lỏng trong quá trình làm việc của bơm piston, ta thấy rõ tính chất dao động của lưu lượng và áp suất gây ra nhiều tác hại làm tăng tốn thất thuỷ lực. Gây nên chấn động và nếu bơm làm việc trong hệ thống ống dài có thể xuất hiện va đập thuỷ lực làm hỏng các bộ phận của bơm và hệ thống. Trong trường hợp nhiều bơm cùng làm việc trong cùng một hệ thống, biên độ dao động của áp suất trong hệ thống có thể tăng lên rất lớn vì cộng hưởng. Ngoài ra dao động của áp suất và lưu lượng của bơm còn ảnh hưởng xấu đến chất lượng của hệ thống thuỷ lực. Vì nhược điểm cơ bản này mà bơm piston có hệ số không đều về lưu lượng lớn không được sử dụng trong các hệ thống truyền động thuỷ lực, hoặc các hệ thống đòi hỏi độ chính xác cao. Do đó đòi hỏi cần có biện pháp hạn chế tính chất không ổn định của dòng chảy trong bơm piston. Có ba biện pháp sau: a. Dùng bơm vi sai Bơm vi sai đường ống đẩy

Khi piston (1) chuyển động qua lại , từ ống hút (2), qua van hút (3) chất lỏng được hút vào thể tích làm việc (4) của xi lanh. Khi piston đi qua trái, chất lỏng qua van (5), một phần theo đường ống (6) vào thể tích bên phải (8) của xi lanh, còn một phần bị thể tích làm việc của cán piston (7) đẩy qua đường ống đẩy (6) đi vào đường ống đẩy.Khi piston lại đi về phải ở thể tích công tác bên phải (8) của xi lanh, chất lỏng bị đẩy vào đường ống đẩy, còn thể tích công tác ở bên trái (4) của xi lanh sẽ tiến hành hút chất lỏng. Như vậy loại bơm này cung cấp chất lỏng vào đường ống đẩy trong cả hai quá trình của piston.

Bơm vi sai đường ống hút

Lúc piston (1) đi sang trái thì bơm sẽ hút chất lỏng vào thể tích công tác (8) và đẩy chất lỏng trong thể tích công tác (4) của xi lanh qua van (5) vào đường ống đẩy. Khi piston dịch chuyển sang phải thì một phần chất lỏng từ thể tích công tác (8) qua ống (6) và một một từ ống hút được bơm hút vào đường ống hút (2) vào qua van hút (3) đi vào thể tích công tác (4)

b.Dùng bơm tác dụng hai chiều (bơm hai hiệu lực)

d. Dùng bơm ghép e.Dùng bình điều hoà không khí Bình không khí trên đường ống hút Cách làm việc của bình điều hoà lắp trên đường ống hút gọi tắt là bình điều hoà hút của bơm (hình 3.8).Trên đường ống của bơm đặt bình đIều hoà hút (1), nó chia đường ống hút ra làm hai phần: • Phần thứ nhất (2) là đoạn ống từ mặt thoáng của chất lỏng trong bể hút đến bình điều hoà, • Phần thứ hai (3) là đoạn ống ngắn từ bình điều hoà hút đến xilanh của bơm. Vì bình điều hoà có kích thước lớn hơn nhiều so với thể tích công tác của xilanh bơm, bởi vậy nên sự dao động của mức chất lỏng trong bình luôn luôn có không khí và có áp suất chân không. Bởi thế mà chất lỏng chảy từ bể hút lên bình một cách liên tục và có thể xem như dòng chảy ổn định. Chuyển động không ổn định của dòng chảy chỉ xuất hiện ở đoạn ngắn từ bình điều hoà đến mặt pitton. Do đó lực quán tính trong ống hút chỉ xuất hiện ở đoạn ngắn từ bình điều hoà đến bơm, giảm được tổn thất năng lượng trong ống hút. Bình điều hoà càng đặt sát xilanh càng có lợi.

Chúng ta hãy khảo sát tác dụng của bình điều hoà lắp trên đường ống hút trên đồ thị lưu lượng của bơm có tác dụng đơn ( hình 3.8) Thể tích chất lỏng hút từ bình điều hoà vào xilanh của sau quá trình hút của pitton cần phải bằng thể tích chất lỏng chảy vào bình điều hoà hút sau quá trình hút và quá trình đẩy. Bởi vì thực tế có thể xem sự chảy của mặt chất lỏng thoáng của bể hút đến bình điều hoà có thể xem là ổn định, nên vận tốc chảy của nó xem như không đổi. Tương ứng với nhận xét trên đây ta có thể kết luận: • Diện tích ADBECA bằng diện tích AHKGA, các tung độ của hình ADBECA là vận tốc chảy của chất lỏng trong đoạn ống ngắn, • Còn tung độ của đường AHKGA là vận tốc chảy ổn định của chất lỏng trong phần dài của ống hút. ở thời kỳ đầu của quá trình hút, vận tốc chảy trung bình của chất lỏng chảy đến bình điều hoà tỉ lệ theo tung độ AG. • Khi tay quay quay từ góc 00 đến góc 1 chỉ trên đồ thị vận tốc ổn định của chất lỏng chảy đến bình điều hoà ( tung độ AG ). • Khi tay quay đến góc 1 thì thể tích chất lỏng chảy vào bình điều hoà ( diện tích ADNA ). Bởi vậy mức chất lỏng trong bình điều hoà hút lúc tay quay từ  = 0 đến 1 sẽ tăng dần lên làm nén không khí chứa ở trong đó. • Khi tay quay quay từ góc 1 đến 2 vì vận tốc của pitton tăng lên ( tung độ của đoạn hình sin DBE ) mức chất lỏng trong bình điều hoà giảm dần xuống, • Lúc tay quay đến góc 2 - 1 thì thể tích chất lỏng đi vào bình điều hoà tương ứng với diện tích NDELN, còn thể tích mà bơm hút từ bình điều hoà vào xilanh tương ứng với diện tích NDBELN. • Khi tay quay đến góc 2 thì vận tốc chất lỏng trong ống hút và vận tốc pitton bằng nhau (điểm E trên hình vẽ). • Nếu từ góc 2 tay quay tiếp tục quay thì vận tốc của pitton bắt đầu giảm, bởi vậy thể tích chất lỏng được hút từ bình điều hoà vào xilanh bơm giảm xuống. Trong khi đó vận tốc chảy của chất lỏng vào bình điều hoà không đổi. Bởi vậy, mức chất lỏng trong bình điều hoà sẽ tăng lên. • Khi tay quay quay đến góc 3 thì kết thúc quá trình hút và bắt đầu quá trình đẩy. Trong các vị trí tiếp theo của quá trình đẩy của pitton, mức chất lỏng trong bình điều hoà dần dần tăng lên, không khí trong đó bị nén làm áp suất tăng dần lên. • Chất lỏng trong bình điều tăng lên suốt trong hành trình đẩy của bơm và trong thời gian quay đến góc 1 của quá trình hút. Thể tích chất lỏng chảy vào bình điều hoà hút trong quá trình đẩy của pitton tương ứng với diện tích CF1KHC. • Bởi vì phần đường ống trong đó chất lỏng chuyển động phụ thuộc vào qui luật thay đổi của vận tốc pitton rất ngắn, nên giá trị của tổng các thành phần nằm trong móc vuông giảm xuống nên cột nước trên đỉnh pitton tăng lên. Ngoài ra do cột nước quán tính giảm xuống nên cột nước trên đỉnh pitton trong cả quá trình hút sẽ đều hơn.

Bình điều hoà bằng không khí trên đường ống đẩy:

Bình điều hoà lắp trên đường ống đẩy được gọi tắt là bình điều hoà đẩy. Bình điều hoà đẩy lắp trên đường ống đẩy để • Làm đều quá trình cấp chất lỏng đến chỗ cần dùng • Làm giảm sự dao động cột áp trên đỉnh pitton trong quá trình đẩy, Bình điều hoà đẩy được đặt với xilanh của bơm và chia đường ống ra làm hai phần: phần ngắn 5 và phần dài 6 • Phần ngắn 5 của đường ống đẩy đặt giữa xilanh của bơm và bình điều hoà và lỗ đẩy chất lỏng ra khỏi đường ống đẩy. Ban đầu bơm (8) sẽ đẩy chất lỏng qua đoạn ngắn 5 vào bình điều hoà đẩy 4. Chất lỏng sẽ được cấp đến chỗ cần dùng nhờ áp suất của khí bị nén có trong bình điều hoà đẩy. Vì thể tích của bình điều hòa lớn khá nhiều hơn so với thể tích của xilanh bơm nên có thể xem sự chuyển động của chất lỏng trong ống dài ở phía sau bình điều hoà là chuyển động đều. Đoạn ống đẩy 5, chất lỏng sẽ chuyển động không ổn định và vận tốc của nó sẽ thay đổi theo qui luật thay đổi vận tốc của pitton bơm. Bây giờ chúng ta hãy khảo sát tác dụng của bình điều hoà theo đồ thị sản lượng của bơm trên hình. • Khi tay quay đến góc 4 - 3 thì mực chất lỏng trong bình điều hoà giảm xuống, bởi vì thể tích của chất lỏng do pitton đẩy từ xilanh vào bình điều hoà bé hơn thể tích cấp từ bình điều hoà đến chỗ cần dùng. Điều này làm cho áp suất của không khí trong bình điều hoà đẩy giảm xuống. Thật vậy, điều này có thể thấy rõ trên đồ thị: thể tích chất lỏng được đẩy vào bình đIều hoà khi tay quay quay đến góc 4 - 3 tương ứng với diện tích CD1N1C, bé hơn thể tích chảy ra khỏi bình điều hoà đến nơi tiêu thụ được đo bởi diện tích C1CN1D1C1. • Khi tay quay quay đến góc 4 vận tốc của chất lỏng đi vào bình điều hoà đẩy được đo bởi tung độ D1N1 của hình sin, còn vận tốc ổn định trung bình của dòng chất lỏng đi ra khỏi bình điều hoà được đo bằng tung độ của đường thẳng H1K1 sẽ bằng nhau (điểm D). • Nên thời điểm mà tay quay quay đến góc 4 thì thể tích chất lỏng được nén vào bình điều hoà và thể tích đi ra khỏi bình điều hoà sẽ bằng nhau. • Khi tay quay quay tiếp vận tốc của chất lỏng được cấp vào bình điều hoà sẽ lớn hơn vận tốc trung bình của sự chuyển động ổn định của chất lỏng trong đoạn ống dài ở sau bình điều hoà nên mức chất lỏng trong bình điều hoà tăng lên. • Khi tay quay quay từ góc 4 đến 3 thì chất lỏng đi ra khỏi chụp được đo bởi diện tích N1D1E1L1N1 và được cấp một thể tích N1B1E1D1.Điểm E trên đồ thị tương ứng với lúc tay quay đến góc 5, là lúc vận tốc chất lỏng chạy vào bình điều hoà và vận tốc đi ra khỏi bình đIều hòa là bằng nhau và cũng chính lúc đó áp suất không khí trong bình điều hoà đạt trị số lớn nhất. Từ thời điểm này vận tốc chảy của chất lỏng vào bình điều hoà bắt đầu giảm, còn vận tốc của chất lỏng đi ra vẫn như cũ, bởi vậy mức chất lỏng trong bình điều hoà giảm xuống và theo đó áp suất trong bình giảm xuống. • Quá trình hút của piston bắt đầu khi tay quay quay đến góc 6, nên bắt đầu từ đó chất lỏng cấp từ xi lanh vào bình bị đình chỉ và sự cấp chất lỏng đến nơI cần dùng là nhờ áp suất của khí bị nén trên bề mặt thoáng của chất lỏng trong bình. Như vậy nhờ có bình điều hoà trên đường ống đẩy mà hệ số không đều về lưu lượng của bơm được giảm xuống đáng kể

3.7. Đường đặc tính của bơm piston

Cũng như các máy thuỷ lực khác, máy thuỷ lực thể tích nói chung và bơm pitton nói riêng cũng có các đường đặc tính thể hiện đặc điểm và khả năng làm việc của máy. Hình 3.9 là đường đặc tính làm việc cơ bản của bơm piston H = f(Q) với hai số vòng quay làm việc khác nhau n2> n1. Theo lý thuyết của máy thuỷ lực thể tích, cột áp suất của máy không phụ thuộc vào lưu lượng nên đường đặc tính của bơm pitton cũng như đối với các máy thuỷ lực thể tích khác, được biểu diễn bằng các đường song song với trục OH ứng với các lưu lượng không đổi( đường AB, CD). Nhưng đường đặc tính thực nghiệm của bơm pitton thì không hoàn toàn như vậy, chúng được biểu diễn bởi các đường AG, CR( hình 3.9a) khi cột áp (áp suất ) của bơm tăng lên thì lưu lượng có giảm đi. Điều này cũng dễ hiểu vì ta biết rằng khi áp suất tăng thì tổn thất lưu lượng (do chất lỏng rò rỉ qua bộ phận lót khí) tăng, làm giảm lưu lượng thực tế của bơm. Nếu áp suất làm việc lớn quá thì lưu lượng có thể mất hoàn toàn vì rò rỉ, hoặc van an toàn được mở để xả chất lỏng về bể hút áp suất và lưu lượng lúc này được biểu diễn bằng đoạn GL(hình 3.9a) điểm G ứng với thời điểm van an toàn được mở. Sự chênh lệch giữa các đường đặc tính cột áp lý thuyết và thực nghiệm càng nhiều thì số vòng quay làm việc càng lớn, vì khi đó tổn thất lưu lượng tăng lên không phải chỉ do rò rỉ mà còn do sự đóng mở của các van đẩy và hút không kịp thời làm giảm lưu lượng thực tế của bơm. Hình 3.9b biểu diễn đặc tính làm việc Q= f(H): N=f(H): Q=f(H) ứng với số vòng quay n=cont. Đối với máy thuỷ lực thể tích có n=cont thường biểu diễn các thông số làm việc theo H vì khi lưu lượng Q không đổi thì việc điều chỉnh chế độ làm việc của các loại máy này thường được thực hiện bằng cách thay đổi áp suất làm việc. Khi áp suất làn việc của bơm không đổi (H=cont) nếu số vòng quay n tăng lên thì lưu lượng Q, công suất N và hiệu suất lưu lưọng Q cũng sẽ tăng lên. Hình 3.9c biểu diễn các đường cong đặc tính = f(n); Q=f(N); N=f(n) khi H=cont. Đường đặc tính xâm thực của bơm pitton cho ta biết khả năng làm việc bình thường (không xảy ra xâm thực) của bơm ứng với số vòng quay không đổi và nhiệt độ làm việc nhất định phụ thuộc vào độ chân không. Hình 3.9d thể hiện các đường đặc tính xâm thực của bơm pitton theo hai số vòng quay khác nhau n1 và n2 (n2>n1). Các điểm K1,K2 là điểm giới hạn phạm vi làm việc an toàn của bơm ứng với trị số áp suất chân không giới hạn H= Hck(gh).. Nếu độ chân không trong bơm vượt qúa các trị số giới hạn thì bơm sẽ làm việc trong tình trạng bị xâm thực. Từ đường đặc tính xâm thực, ta có thể xác định chiều cao hút cho phép của bơm theo công thức (2-23). Các đường đặc tính đã được giới thiệu ở trên thể hiện đầy đủ các tính chất và khả năng làm việc của bơm pitton. Các bơm thể tích khác cũng có các đường đặc tính tương tự như vậy, tuy nhiên về hình dạng có thể khác đi một ít. Sự khác nhau này là do kết cấu của từng loại bơm ảnh hưởng tới trị số lưu lượng Q, tổn thất lưu lượng và các tổn thất khác.

3.8 Những điều cơ bản cần biết về khai thác bơm piston.

Khi khai thác bơm pitton cần thực hiên tất cả các yêu cầu của quy phạm kỹ thuật khai thác bơm pitton và các chỉ dẫn của nhà máy chế tạo. Trước khi khởi động cho bơm làm việc cần xem xét kỹ ở bên ngoài a.Trước khi khởi động bơm - Xem xét bên ngoài bơm có vật gì cản trở hay không. - Quay bơm một đến hai vòng xem bơm có bị kẹt hay không. - Bôi trơn các bề mặt làm việc. - Kiểm tra van an toàn có bị kẹt hay không. b.Trong thời gian bơm đang làm việc cần theo dõi - Các dụng cụ đo và kiểm tra. - Sự cấp dầu đến các bề mặt làm việc. - Sự làm việc của các bình điều hoà,định kỳ giảm bớt không khí nén trong đó nhờ mở các van không khí ở mức độ thích hợp. - Kiểm tra sự rò rỉ từ bộ phận làm kín của bơm. - Khi xuất hiện những dấu hiệu làm việc bất thường của bơm thì phải tìm nguyên nhân xuất hiện dấu hiệu đó và nếu có thể xảy ra hư hỏng thì phải dừng bơm. c. Các sự cố thường xảy ra Bơm không bơm chất lỏng và sản lượng bơm bị giảm - Các van hút chưa mở. - Có vật cản trong phần nối ghép của ống dẫn. - Lưới hút và phin lọc quá bẩn. - Rò lọt không khí qua các bộ phận nối ghép của đường ống hút. - Rò van an toàn. - Rò chất lỏng qua bộ làm kín. - Do xéc măng của bơm bị mòn. - Hỏng van hút hoặc van đẩy, do kênh van.

Bơm có tiếng gõ - Vận tốc của piston quá lớn làm chất lỏng va đập với đỉnh piston. - Thừa không khí trong bình điều hoà hút và thiếu không khí trong bình điều hoà đẩy, do đó xảy ra va đập thuỷ lực. - Trong piston có vật rắn. - Phần đệm làm kín piston và cán piston quá mòn, làm khe hở tăng quá mức bởi thế xuất hiện va đập thuỷ lực. - Độ đàn hồi của lò xo bé, van bị hỏng, hoặc tải trọng của các van bé, chiều cao nâng của van quá lớn, vận tốc của piston quá lớn, các nguyên nhân đó làm van bị gõ.( Nếu van gõ lúc nâng thì nên tăng tải, còn lúc hạ thì nên giảm tải cho van) - Có khe hở ở các ê cu lắp ghép và các ốc lắp ghép các van của bơm. Nóng gối đỡ và đầu thanh truyền: - Không có dầu bôi trơn, hoặc bôi trơn không đúng. - Vặn quá căng các bu lông ở ổ trục. - Bề mặt bạc hay cổ trục bị xước. - Dầu nhờn cấp không đủ hoặc bị bẩn. - Các ổ trục lắp ráp không đúng.

II. Bơm bánh răng 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động a. Cấu tạo

Sơ đồcấu tạo của bơm bánh răng

1. Bánh răng chủ động 2. Bánh răng bị động 3. vỏ bơm 4. cửa hút 5. cửa đẩy 6. van an toàn

Bơm bánh răng gồm bánh răng chủ động và bánh răng bị động ăn khớp với nhau và nằm trong vỏ bơm Răng của các bánh răng được chế tạo với các dạng răng thẳng, nón chữ V hay xoắn ốc. Thông thường người ta chế tạo răng theo dạng thân khai vì tiện cho chế tạo và hiệu chỉnh. Số răng thường có trên mỗi bánh răng là Z = 8-12 Để giảm kích thước bao của bơm đôi khi người ta chế tạo bơm bánh răng ăn khớp trong

b. Nguyên lý hoạt động Khi bơm làm việc bánh răng chủ động quay, kéo bánh răng bị động quay theo chiều mũi tên.Tại khoang hút hai bánh răng ra khớp, thể tích tại khoang A tăng lên còn áp suất giảm xuống thấp hơn áp suất trên mặt thoáng của bể hút làm cho chất lỏng chảy qua ống hút vào bơm theo các rãnh a giữa các răng ngoài vùng ăn khớp được chuyển từ khoang hút qua khoang đẩy vòng theo vỏ bơm .Khi chất lỏng đến khoang đẩy, hai bánh răng vào khớp làm thể tích khoang đẩy giảm ,nên chất lỏng được nén vào đường ống đẩy với áp suất cao. Như vậy quá trình hút và đẩy của bơm xẩy ra đồng thời và liên tục lúc bơm làm việc. Do bơm có khe hở • Giữa đỉnh răng với vỏ bơm, • Giữa đầu bánh răng với vỏ bơm, • Giữa các mặt răng Do đó chất lỏng được tăng áp suất sớm hơn trước khi đến khoang đẩy. Bơm có các khe hở gây ra tổn thất lưu lượng trong bơm. Nếu bơm có phụ tải quá cao thì lưa lượng của bơm có thể mất hoàn toàn do bị tổn thất. Để hạn chế áp suất làm việc tối đa của bơm ngừơi ta lắp thêm van an toàn. * Nhược điểm : Bơm bánh răng không thực hiện được sự điều chỉnh lưu lượng và áp suất khi bơm làm việc với số vòng quay không đổi 2. Lưu lượng của bơm a. Lưu lượng trung bình Chất lỏng được chứa đầy trong các rãnh giữa các răng ngoài vùng ăn khớp khi dịch chuyển đến vùng ăn khớp bị răng của bánh răng kia chiếm chỗ và dồn vào ống đẩy Giả sử hai bánh răng có số răng như nhau là Z và thể tích của một rãnh bằng thể tích của răng. Trong một vòng quay lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển được bằng tổng thể tích các răng.

Gọi a là thể tích của một răng Trong đó : - t là bước của răng ( D là đường kính vòng lăn) - h là chiều cao ăn khớp h=2m (m là môdun răng) - b chiều dài răng (chiều rộng của bánh răng).

Trong một vòng quay thể tích chất lỏng được chuyển qua bơm là: q =2 Z.a Lưu lượng của bơm với số vòng quay n trong một đơn vị thời gian là: Q =2 Z.a.n =2.D.m.b.n. Do có sự rò chất lỏng chảy qua khe hở của bơm từ khoang đẩy đến khoang hút, bơm tổn thất lưu lượng do rò rỉ. Qt=2Q. .D.m.b.n (Q=0.8-0.9) Đối với tàu thuỷ người ta còn có công thức tính lưu lượng của bơm bánh răng có các răng khác nhau là: Qt =(f.b.Z1.n1+ f.b.Z2.n2). Q Trong đó f là tiết diện ngang của rãnh giữa các răng b. Lưu lượng tức thời Qtt= (2Rm+ m2- l)ựb l: Khoảng cách từ điểm tieps xúc của hai răng đến điểm tiếp xúc của hai vòng lăn R: Bán kính vòng lăn M: Mô đun của bánh răng ự:Tốc độ quay b: Chiều rộng bánh răng l thay đổi theo góc quay do đó lưu lượng tức thời cũng thay đổi theo góc quay. 3. Công suất và hiệu suất của bơm a. Hiệu suất của bơm  = C.Q  = 0.6 - 0.65 b. Công suất của bơm

trong đó p: Chênh lệch áp suất giữa khoang đẩy và khoang hút Công suất còn có thể tính theo công thức sau

pđ : áp suất đẩy (kg/cm2) C : hiệu suất cơ khí (0.95-0.98)  : Hệ số công suất của bơm tính đến lượng dự trữ công suất cần thiết. 4.Hiện tượng chất lỏng bị nén ở chân răng khi bơm làm việc

Không phải toàn bộ chất lỏng trong rãnh giưã các răng được đưa đến khoang đẩy. Một phần chất lỏng bị giữ lại ở chân răng khi hai răng ăn khớp với nhau. Nếu giữa mặt răng không có khe hở thì phần chất lỏng ở chân răng bị nén lại khi cặp răng vào khớp. Khi cặp răng sắp kết thúc quá trình vào khớp thì áp suất của chất lỏng lớn nhất, khi cặp răng ra khớp thể tích lớn dần, áp suất giảm xuống, áp suất chân không xuất hiện. Do đó một phần mặt răng khi vào khớp và ra khớp chịu tải trọng phụ đổi dấu, gây ảnh hưởng xấu đến sức bền của răng, bánh răng và ổ trục. Chất lỏng bị nén nóng lên và khi áp suất giảm chất lỏng bốc hơi, sủi bọt gây ra hiện tượng xâm thực. Nếu chất lỏng là dầu thì dễ bị oxi hoá Để khắc phục hiện tượng này người ta dùng các biện pháp sau

a) Làm rãnh thoát trên thành vỏ bơm ngang với vị trí ăn khớp của hai bánh răng. b) Khoan lỗ hướng kính ở chân răng.Các lỗ này thông với các rẵnh trên trục dẫn chất lỏng đến khoang hút và khoang đẩy. c)Dùng bánh răng ngiêng hoặc chữ V. 5. Các ưu điểm và ứng dụng của bơm bánh răng * Ưu điểm: - Có lưu lượng cung cấp đều. - Chế tạo đơn giản và an toàn trong công tác. - Lưa lượng lớn ở kích thước bé. - Có khả năng chịu tải trong thời gian ngắn. - Tháo lắp dễ dàng hơn các loại bơm khác. - Tạo ra áp suất 200 at và lưu lượng 400-500 lít/phút * ứng dụng: Để bơm chất lỏng có độ nhớt cao, cũng như loại có độ nhớt thấp 6. Tổn thất trong bơm bánh răng a) Tổn thất cơ khí do ma sát trên bề mặt làm việc của các chi tiết trong bơm c=0.8-0.95 b) Tổn thất do thể tích làm việc không được kín và do chất lỏng không nạp đầy thể tích các rãnh răng. Q= 0.7-0.9 *TN cho biết: Tăng khe hở giữa mặt đầu bánh răng và vỏ bơm lên 0,1 mm thì hiệu suất lưu lượng giảm 20%. Tăng khe hở đỉnh răng với vỏ bơm lên 0,1 mm thì hiệu suất chỉ giảm 0.25 %. * Khi các răng đi qua khoang hút không chứa đầy chất lỏng không những làm giảm lưu lượng của bơm mà khi đến khoang đẩy(ở đó chất lỏng có áp suất cao), chúng sẽ bị dòng chảy ngược tràn vào và gây nên hiện tượng dao động áp lực. Tải trọng phụ này tác động lên bánh răng và ổ trục. Ngoài ra nó còn gây ra hiện tượng xâm thực và làm cho dầu mất phẩm chất. Để làm cho chất lỏng điền đầy vào các rãnh răng (thể tích làm việc) thường có các biện pháp sau đây: a. Tạo áp suất thích hợp trong khoang hút, không để áp suất ở khoang hút nhỏ hơn áp suất do lực ly tâm sinh ra khi bánh răng quay bằng cách đặt bơm thấp hơn mực chất lỏng trong bể hút hoặc tăng áp suất trên mặt thoáng của bể hút. b. Cấu tạo của đường dẫn chất lỏng vào khoang hút phải hợp lý. Vận tốc chất lỏng vào khoang hút không nên vượt quá 2-3 m/s. Đường dẫn chất lỏng đến khoang hút có kết cấu hình "loa" có một cạnh mở rộng dần cho bằng bề mặt rộng của bánh răng ở miệng khoang hút và cung tròn của khoang hút không nên nhỏ quá 1/8 toàn bộ vòng bao bánh răng. c. Hạn chế vận tốc làm việc của bánh răng, vận tốc vòng ở đỉnh răng không nên quá 6-8 m/s ( Nếu chất lỏng có độ nhớt cao thì nên chọn nhỏ hơn). Vì khi vận tốc làm việc của bánh răng quá lớn, áp suất sinh ra của lực ly tâm trở nên đáng kể, làm cho áp suất của khoang hút bé hơn và có thể xảy ra hiện tượng xâm thực tại đấy. Thực nghiệm chứng tỏ rằng khi vận tốc đỉnh răng nhỏ hơn 8 m/s thì ảnh hưởng đến quá trình hút không đáng kể, nhưng vận tốc đỉnh răng đến 20 m/s thì bơm sẽ không hút được nữa hoặc hút rất kém. III. Bơm trục vít 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm trục vít a. Cấu tạo

1. Trục chủ động; 3. Bánh răng truyền động 2. Trục bị động; 4. Vỏ bơm

Bộ phận làm việc chủ yếu của bơm trục vít gồm hai hoặc ba trục vít ăn khớp với nhau đặt trong một vỏ cố định có lối chất lỏng vào và ra. Khe hở giữa trục vít và vỏ máy rất nhỏ. Trục vít thường có một hoặc hoặc hai mối ren. Biên dạng ren thường có ba loại • Ren hình chữ nhật • Ren hình thang. • Ren hình xicloit b. Nguyên lý làm việc của bơm Giả sử có một đai ốc ăn khớp với ren trục vít nếu giữ cho đai ốc không quay thì khi trục vít quay đai ốc sẽ chuyển động tịnh tiến dọc theo trục vít. Ta hình dung xung quanh ren vít chứa đầy chất lỏng tạo thành một "đai ốc chất lỏng" ăn khớp với thân ren trên trục vít nếu có một tấm chắn giữ cho"đai ốc chất lỏng" không quay theo trục vít khi trục vít quay thì khối chất lỏng giữa các mặt ren "đai ốc chất lỏng" . Sự vận chuyển chất lỏng trong bơm trục vít cũng theo nguyên tắc như vậy. Khi hai trục vít ăn khớp với nhau, rãnh ren của trục vít này ăn khớp với thân ren trên trục vít kia, có tác dụng như một tấm chắn không cho chất lỏng trong rẵnh ren quay theo trục mà chỉ cho chuyển động tịnh tiến từ khoang hút đến khoang đẩy. Chất lỏng từ khoang hút A điền đầy vào rãnh ren ở vị trí "a", khi trục vít quay được một vòng, thân ren "b" của trục vít kia ăn khớp với ránh ren "a" và đẩy khối chất lỏng trong đó từ vị trí "a" đến vị trí "a'". Khi trục vít quay được một vòng nữa tiếp theo thì lại chuyển đến "a"". Cứ như thế chất lỏng được chuyển từ khoang hút đến khoang đẩy. * Tổn thất lưu lượng trong bơm do: • Khe hở giữa các trục vít với vỏ bơm. • Khe hở giữa các mặt ren • Khe hở giữa đỉnh ren và thân ren. * Để giảm tổn thất lưu lượng trong bơm • Tăng số bước ren của mối ren trên trục vít, tức là tăng chiều dài làm việc của trục vít.cách này làm kích thước của bơm tăng lên nhiều • Giảm chiều dài bước ren, tức là giảm góc nâng của mỗi ren cách này làm giảm hiệu suất cơ khí của bơm (vì tính chất tự hãm của truyền động trục vít) • Trong kỹ thuật thường kết hợp dùng cả hai cách tức là tăng chiều dài của mối ren và giảm chiều dài bước ren tới mức có thể * Để khắc phục sự hãm của các mặt ren khi có góc nâng nhỏ, đặt thêm bộ truyền động bánh răng để làm nhiệm vụ hỗ trợ truyền động giữa hai trục vít * Để giảm tải trọng hướng trục: người ta làm các rãnh ab hoặc các trục vít có hai phần ren ngược nhau để cân bằng tải trọng hứơng trục * Với bơm hai trục vít ren vuông (hoặc ren hình thang): có nhược điểm khó đảm bảo được kín được thể tích làm việc (thể tích giới hạn giữa các mặt ren với vỏ bơm) nên tổn thất lưu lượng và thuỷ lực nhiều hơn, tổn thất cơ khí tương đối lớn nên hiệu suất của bơm tương đối thấp. áp suất và lưu lượng làm việc hạn chế P = 100at Q= 20  40 lít /phút

Bơm một trục vít 2. Các thông số của bơm trục vít a. Lưu lượng Mỗi vòng quay của trục vít thì vận chuyển được một khối chất lỏng có thể tích bằng thể tích rãnh ren t. là diện tích mặt cắt ngang của rãnh ren thì ta có lưu lượng lý thuyết: ql = F.t Lưu lượng lý thuyết trong một giây của bơm là : Lưu lượng thực tế trong một giây của bơm là :

Lưu lượng thực tế trong một giây của bơm trục vít có ren hình chữ nhật là :

• KB: Số trục vít bị động. • t: Bước ren của trục vít • Z: Số đầu ren. • n : Trị số vòng quay trong một phút • D: Đừơng kính đỉnh ren vít • d : Đừơng kính chân ren vít b. Công suất tiêu thụ của bơm trục vít

Trong đó • pđ , ph : áp suất đẩy và hút (at) • C Q : Hiệu suất cơ khí và lưu lượng • D: Đường kính vòng tròn đỉnh ren (cm) • Q: Lưu lượng thực tế của bơm c. Cột áp hút của bơm trục vít

Trong đó • Zh : chiều cao hình học của ống hút (m) • vh : Tốc độ chất lỏng trong đường ống hút (m/s) • i : Hệ số cản thuỷ lực của các phần ống hút tương ứng với tốc độ vi (m/s) 3 Các máy thuỷ lực trục vít có ưu điểm sau: • Nó là loại máy kết hợp tốt đặc tính của máy thuỷ lực piston và máy thuỷ lực ly tâm. • Lưu lượng điều hoà, ít dao động lưu lượng hơn các máy thuỷ lực bánh răng, kể cả bánh răng nghiêng. • Hiệu suất tương đối cao. • Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, làm việc tin cậy và không ồn. • Có thể làm việc với vòng quay cao có thể đến 18000 v/ph , áp suất cao 200at. • Có thể hút khô chất lỏng không chứa các hạt rắn • Mô men quán tính nhỏ nhất so với tất cả các máy thuỷ lực thể tích khác có cùng công suất, do đó máy làm việc có độ nhạy cao Một số thông số của MTL trục vít: - Lưu lượng Q = 0.5  1200 m3/h - Cột áp H = 30  2000 N/cm2 - Hiệu suất lưu lượng Q= 0.91  0.995 - Hiệu suất của bơm  = 0.7  0.8 - Hiệu suất cơ khí  = 0.75  0.86 IV. Bơm cánh gạt 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm cánh gạt tác dụng đơn a. Cấu tạo Bơm cánh gạt là một trong các loại máy thuỷ lực có cấu tạo đơn giản nhất

b. Nguyên lý hoạt động Khi rotor quay các bản phẳng trượt trong các rãnh của rotor và gạt chất lỏng nên gọi là cánh gạt. Phần không gian giới hạn vỏ bơm và rotor gọi là thể tích làm việc. Nhờ lực đẩy của lò xo (4) cánh gạt (3) luôn tỳ sát vào thành vỏ bơm. Giả sử khi bơm làm việc rotor quay theo chiều mũi tên, thể tích chứa chất lỏng từ A đến mặt cắt C-C tăng, áp suất trong chất lỏng giảm do đó chất lỏng được hút vào bơm. Khi cánh gạt di chuyển từ mặt cắt C-C đến, Nó làm giảm thể tích chứa chất lỏng, do đó làm tăng áp suất và đẩy chất lỏng vào đường ống đẩy. Để chất lỏng không chảy ngược từ khoang hút về khoang đẩy và không bị "chẹt" trong các thể tích làm việc thì vị trí của cánh gạt và rotor phải bố trí sao cho khi cánh gạt naỳ bắt đầu gạt chất lỏng (ở vị trí I) thì cánh gạt kia cũng vừa thôi không gạt chất lỏng nữa (ở vị trí II) Như vậy lưu lượng của bơm không đều, nó nhỏ nhất khi cánh gạt bắt đầu vào vị trí làm việc I và lớn nhất khi cánh gạt ở vị trí C-C. Để cho bơm có lưu lượng đều (ít dao động) hơn, ta tăng số cánh trong bơm, thường số cánh trong bơm từ 4  12. Hình trên là sơ đồ của bơm 6 cánh gạt. Các gờ chắn AB, CD ngăn không cho chất lỏng từ buồng đẩy chảy ngược về buồng hút. Để chất lỏng không bị "chẹt", gờ chắn AB phải có chiều dài thích hợp sao cho khi một cánh gạt bắt đầu vào vị trí A thì cánh gạt trước nó phải vừa đến vị trí B, nghĩa là cung AB chứa góc ở tâm a bằng góc giữa hai cánh gạt hướng tâm và đặt ở chính giữa cung ở trên vỏ. Như vậy ta thấy lưu lượng nhỏ nhất của bơm khi cánh gạt bắt đầu đến điểm A hoặc điểm B và lớn nhất khi cánh gạt ở giữa cung AB. Hình trên các cánh gạt không có lò xo đẩy tỳ vào thành vỏ, nên ta phải nối thông các đầu rãnh ở phía trong rotor với khoang đẩy, để chất lỏng có áp suất cao thay thể nhiệm vụ lò xo đẩy các cánh gạt tì sát vào thành vỏ Hai bơm khảo sát ở trên : trong một chu kỳ làm việc (một vòng quay của rotor ) thực hiện một lần đẩy một lần hút nên gọi là bơm tác dụng đơn. Nhược điểm của bơm tác dụng đơn là tải trọng tác dụng lên ổ trục lớn (do áp lực của chất lỏng từ phía khoang đẩy) nhất là khi bơm làm việc với áp suất cao. Chính nhược điểm này hạn chế áp suất làm việc của bơm cánh gat tác dụng đơn. Để giảm bớt tải trọng trên ổ trục và nâng cao áp suất làm việc người ta dùng bơm cánh gạt tác dụng kép. 2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm cánh gạt tác dụng kép

a. Cấu tạo Về kết cấu thì bơm tác dụng kép chỉ khác bơm tác dụng đơn ở vỏ bơm • Mặt trong của vỏ bơm không phải là mặt trụ • Tâm của rotor trùng với tâm của vỏ • Bơm có hai khoang hút là AB và GE • Hai khoang đẩy là CD và HK bố trí đối xứng từng đôi qua tâm vỏ • Các cung BC,DE,GH,KA nằm trên vòng tròn đồng tâm với rotor. b. Nguyên lý hoạt động Khi rotor quay theo chiều kim đồng hồ chất lỏng từ khoang hút AB chuyển qua khoang đẩy CD. Tiếp theo chất lỏng từ khoang hút EG chuyển qua khoang đẩy HK. Hai khoang hút thông với đường ống hút. Hai khoang đẩy thông với đường ống đẩy. Các khoang hút và khoang đẩy được bố trí trên các mặt bên của vỏ bơm. Như vậy trong một chu kỳ làm việc bơm thực hiện được hai lần hút và hai lần đẩy nên gọi là bơm tác dụng kép.Vì các khoang hút và khoang đẩy bố trí đối xứng nhau qua tâm nên giảm được tải trọng trên trục rotor rất nhiều. Để cánh gạt trượt được dễ dàng trong các rãnh của rotor, đôi khi người ta làm các rãnh không theo hướng kính mà lệch với hướng kính một góc  = 6 130 ( hình b)

3. Một số thông số của bơm cánh gạt Bơm cánh gạt tác dụng đơn: • áp suất làm việc không quá 20 at • Lưu lượng 5-150 lít /s • Vòng quay 1000  2000 v/ph Bơm cánh gạt tác dụng đơn: • áp suất làm việc không quá 70 at • Lưu lượng 5200 lít /s Hiệu suất của bơm cánh gạt tương đối thấp  = 0.5  0.8 a. Lưu lượng của bơm cánh gạt tác dụng đơn R: Khoảng cách từ tâm O2 của rotor đến mặt tiếp xúc của vỏ bơm r: Bán kính làm việc của vỏ bơm. h: Chiều dài phần làm việc của cánh gạt. b: Bề rộng của cánh gạt. C: Trọng tâm phần làm việc của cánh gạt  : Góc quay của rotor kể từ đường tâm thẳng đứng AB Vận tốc tương đối của cánh gạt trong rãnh

Phần làm việc của cánh gạt: h = R - (r - e) Xét tam giác  O1O2D ta có : do đó : Trong đó  rất nhỏ có thể xem cos 1

Vận tốc vòng của trọng tâm là việc của cánh gạt là

Vì coi cos  1

Lưu lượng tức thời Lưu lượng tức thời của bơm phụ thuộc vào diện tích và vận tốc trọng tâm của cánh gạt. Nếu không kể đến bề dầy của cánh gạt:

Lưu lượng trung bình của bơm Lưu lượng trung bình lý thuyết trong một vòng quay: q = q0 - q' q0 : Lưu lượng riêng của bơm khi chưa kể đến chiều dảy của cánh gạt. q' : Lượng giảm lưu lượng riêng ( trong một vòng quay ) do chiều dầy của cánh gạt Bơm có Z cánh gạt, q0 bằng Z lần thể tích chất lỏng chuyển qua gờ AB

Trong đó t1 : thời điểm cánh gạt bắt đầu vào khỏi gờ chắn AB , ứng với góc quay t2 : thời điểm cánh gạt bắt đầu ra khỏi gờ chắn AB , ứng với góc quay Nếu số cánh gạt Z đủ lớn thì có thể xem như sina  a ;

Lưu lượng có thể tính : q = Z.e.b(2ra - 2) a.Z = 2  q = 2.e.b(2r - Z) Gọi n là số vòng quay của bơm trong một phút thì lưu lượng trung bình lý thuyết của bơm trong một giây

Lưu lượng thực tế của bơm cánh gạt tác dụng đơn là:

b. Điều chỉnh lưu lượng của bơm cánh gạt

Một ưu điểm của bơm cánh gạt tác dụng đơn là có thể điều chỉnh được lưu lượng khi số vòng quay làm việc của rotor không đổi. Điều chỉnh lưu lượng bằng cách điều chỉnh độ lệch tâm e Khi vị trí tương đối của rotor trong vỏ bơm như (hình a) thì chất lỏng chuyển từ A đến B với e = emax thì Q= Qmax Khi đẩy vỏ bơm sang phải thì e giảm dần làm cho lưu lượng giảm dần và cho đến e = 0 thì Q =0 Khi vị trí tương đối của rotor trong vỏ bơm như (hình c) thì chất lỏng chuyển từ B đến A với e = emax thì Q= Qmax Để thay đổi vị trí vỏ bơm với rotor khi điều chỉnh thường gắn vỏ bơm với cơ cấu vít đai ốc . V. Bơm piston hướng kính 1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm a. Sơ đồ cấu tạo của bơm

1. Rotor 2. Stator 3. Piston 4. Trục phân phối

b. Nguyên lý hoạt động của bơm Giả sử bơm quay theo chiều kim đồng hồ, do sự bố trí lệch tâm giữa rotor và stator một khoảng là e nên khi rotor quay các piston quay theo rotor và đồng thời chuyển động tịnh tiến trong các xilanh. Quá trình hút được thực hiện khi các piston chuyển động hướng ra khỏi tâm rotor tại cung ABC làm thể tích làm việc của xi lanh tăng,áp suất trong xi lanh giảm, chất lỏng được hút qua rotor vào trong các xi lanh nhờ có lỗ dẫn a và khoang hút A. Khi piston bắt đầu chuyển động đến cung CDA thì piston bị thành stator ép chuyển động hướng về tâm do đó chất lỏng được nén vào khoang đẩy B và được dẫn ra ngoài theo đường dẫn b trên thân stator thực hiện quá trình đẩy của bơm. Nếu ta đổi chiều quay của rotor thì khoang hút là B và khoang đẩy là A. Nếu dẫn vào khoang A hoặc B một dòng chất lỏng có áp suất đủ lớn, dưới tác dụng của áp suất đẩy các piston chuyển động và một đầu tỳ vào thành stator, đẩy rotor quay, sau khi truyền áp năng cho piston chất lỏng sẽ bị đẩy ra ở khoang kia, như vậy máy là một động cơ. Để bơm có thể làm việc được, khi rotor quay đầu piston phải luôn tỳ sát vào thành stator. Để thực hiện được điều này, ngoài lực ly tâm tác dụng lên các piston, còn cần có lò xo hoặc cơ cấu đặc biệt khác để đẩy piston. Cũng có thể dùng một bơm phụ để đẩy chất lỏng vào bọng hút với áp suất đủ lớn để đẩy piston tỳ sát vào thành stator trong quá trình hút( Trong động cơ không cần thiết bị này vì dòng chất lỏng có áp suất cao khi đi vào các xi lanh luôn đẩy được các đầu piston tỳ sát vào vách stator). 2. Phương trình chuyển động của piston Ta thấy nguyên lý chuyển động của máy piston rotor hướng kính cũng là nguyên lý chuyển động của cơ cấu thanh chuyền tay quay trong đó tay quay l cố định, còn xilanh thì quay tròn quanh tâm o2 với vận tốc góc không đổi, và điểm A của piston thì quay quanh tâm o1 với bán kính r.Trong máy piston rotor hướng kính thì thanh truyền r được thay bằng một vành startor có tâm trùng với o1 .Như vậy khi rotor quay quanh tâm o2 thì đồng thời piston cũng thực hiện được chuyển động tịnh tiến trong các xilanh.Đoạn o1 o2 gọi là độ lệch tâm e có ảnh hưởng trực tiếp tới các thông số làm việc của bơm, vì thế người ta thay đổi giá trị độ lệch tâm e để thực hiện sự điều chỉnh trong quá trình máy làm việc. Thời điểm ban đầu piston ở vị trí A. Khi rotor quay theo chiều kim đồng hồ thì piston chuyển động hướng vào tâm, sau thời gian t, piston quay theo rotor được một góc đến vị trí C và khi đó piston đã chuyển động tịnh tiến tương đối với xilanh một đoạn x. x= r+e-R.(1) Xét  o1o2c ta có: R = e.cos + r.cos r.sin = e sin  sin2 = Khai triển cos theo nhị thức Niu-tơn bỏ qua các số hạng bậc 3 trở đi:  R= e. thay vào (1) ta có: x= r+e- e.  x= e. Ta có phương trình chuyển động của piston trong máy piston rotor hướng kính: x= e. a.Vận tốc chuyển động tương đối của piston trong xilanh Do thành phần rất nhỏ so với sin nên có thể bỏ qua và vận tốc đạt giá trị lớn nhất khi  =900 , ta có vmax=e. b.Vận tốc trung bình của piston chuyển động vào tâm là

Sự dao động của vận tốc tương đối v được đánh giá bằng tỷ số

c. Vận tốc đầu của piston theo vành stator

Gia tốc toàn phần của piston bằng tổng hình học của ba loại gia tốc: + Tương đối + Theo. + Kôrilôit. d.Lưu lượng Lưu lượng tức thời: Lưu lượng tức thời do mỗi piston tạo nên thay đổi theo thời gian và tỷ lệ thuận với vận tốc tương đối của piston trong xi lanh.

Với số piston là Z Số piston ở khoang đẩy là m Góc giữa 2 piston liền nhau

Lưu lượng trung bình • Trong một vòng quay của rotor: • Bơm có Z piston trong một chu kỳ làm việc: • Trong n vòng quay: Thực nghiệm chứng tỏ rằng khi số piston Z lớn thì hệ số dao động lưu lượng nhỏ. Hệ số dao động lưư lượng của bơm có số piston Z lẻ bao giờ cũng nhỏ hơn so với số bơm có số piston chẵn e. Mômen quay áp suất làm việc gây nên tác dụng lên các bộ phận của máy. Ta cần nghiên cứu các lực tác dụng để tính công suất yêu cầu của bơm hoặc mô men tác dụng của động cơ, đồng thời thấy rõ nguyên nhân gây ra hư hỏng các bộ phận làm việc chính để có biện pháp phòng ngừa và sử dụng máy được tốt. Khi rotor quay, vành startor tác dụng lên đầu piston một lực N hướng tâm O1 nén chất lỏng trong xi lanh Nếu áp suất trong xi lanh là p thì áp lực tác dụng lên piston là P ( theo phương của đường trục piston) .Trong đó d: đường kính của piston. Lực P như nhau đối với mọi piston trong buồng đẩy. Phân tích lực N thành hai thành phần: - P' có phương song song với trục piston là lực tạo nên áp suất P trong xi lanh .Nếu bỏ qua lực ma sát thì P' = P. -T có phương thẳng góc với trục piston gọi là lực vòng tạo nên mô men cản trên trục rotor của bơm, còn đối với động cơ thì T sẽ tạo nên mô men quay rotor.

nếu ta bỏ qua số hạng bé trong căn Ta có : Theo công thức thấy rằng T biến đổi theo góc quay  theo thời gian. + Khi  = 0 thì T = 0. + Khi  = 900 thì T = Tmax + Khi rotor tiếp tục quay từ  = 900 đến  = 1800 thì T sẽ giảm từ Tmax đến Tmin=0 Mô men quay tạo nên bởi lực vòng tác dụng trên một piston là : Mq = T.R

Mô men quay của rotor bằng tổng mô men quay trên trục rotor của các piston có trong khoang đẩy khi máy làm việc:

Ta cũng thấy mô men trên trục rotor tỷ lệ thuận với độ lệch tâm e. Độ lệch tâm e càng lớn thì M càng lớn ứng với e e =0 thì M=o do đó có thể điều chỉnh được M trên trục rotor bằng cánh thay đổi trị số của độ lệc tâm e mà không cần phải thay đổi áp suất làm việc trong máy. Đây cũng là phương pháp điều chỉnh chủ yếu của các động cơ thuỷ lực kiểu piston rotor hướng kính. f. Phương pháp giảm tải trong bơm Khi máy làm việc bao giờ cũng tạo nên trênh lêch áp suất trên hai phía của rotor, áp suất chất lỏng trong các xi lanh về phía buồng đẩy của bơm (hoặc lối vào của động cơ) luôn luôn lớn hơn nhiều so với áp suất ở phía kia, do đó gây ra tải trọng động không cần thiết, lệch về một phía của rotor. Trong các máy làm việc với áp suất lớn thì tải trọng này khá lớn gây ra hư hỏng trong ổ trục của rotor và làm mòn các bộ phận làm kín của trục phân phối. Để làm giảm bớt tải trọng tác động trên các bề mặt làm việc, nâng cao tuổi thọ của máy người ta có các phương pháp sau: Làm thêm các rãnh hẹp trên trục phân phối : Thông từ phía có áp suất cao (buồng đẩy) sang phía có áp suất thấp (buồng hút). Nhờ có các rãnh này mà một phần đáng kể tải trọng hướng kính tác dụng từ một phía trong khe hở giữa rotor và stator được cân bằng.

Làm các rãnh giảm tải hình xuyến (vòng quanh quanh trục phân phối) VI Bơm piston rotor hướng trục 1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động a. Cấu tạo

b.Nguyên lý hoạt động Nguyên lý làm việc của bơm này tương tự như bơm piston rotor hướng kính , nhưng về kết cấu có khác Trong máy piston rotor hướng trục: Các lỗ xi lanh phân bố đều trên lỗ rotor (1) nhưng không theo hướng kính mà song song với nhau theo hướng trục của rotor. Piston (2) trong các xi lanh luôn luôn tỳ sát vào mặt ngiêng của đĩa nghiêng nên các piston cũng đồng thời chuyển động tịnh tiến tương đối với xi lanh. Các lỗ xi lanh ở mặt cuối của rotor được lắp sát với một nắp cố định (4). Bên trong nắp này có hai rãnh hình vòng cung (5) được ngăn cách bởi hai gờ (6). Hai rãnh này được thông với hai lỗ để dẫn chất lỏng ra vào a và b Bơm: Khi rotor quay theo chiều mũi tên thì rãnh bên tráí (5) là khoang hút A, rãnh bên phải là khoang đẩy B Động cơ: Nếu dẫn chất lỏng vào máý có áp suất đủ lớn như đã phân tích ở trên, rotor sẽ quay và lúc đó máy là động cơ thuỷ lực. Máy piston rotor hướng trục thường dùng trong các trường hợp cần có số vòng quay cao (vận tốc lớn) và mô men thay đổi nhỏ Công suất trung bình của máy hướng trục vào khoảng 15  20 KW so với máy hướng kính thì máy hưóng trục có kích thước nhỏ hơn khoảng hai lần trong khi các điều kiện khác là như nhau. Các máy piston rotor hướng trục về kết cấu có ưu điểm là khoang đẩy và khoang hút ( các rãnh hình xuyến) có điều kiện bố trí riêng biệt trên đĩa phân phối (3) nên có thể chế tạo với kích thước lớn hơn mà không làm tăng kích thước chung của máy. Dođó cho phép nâng cao số vòng quay để có lưu lượng lớn hơn so với các máy piston rotor hướng kính. Do ưu điểm này về kết cấu cho nên các loại máy piston rotor hướng trục có trọng lượng trên một đơn vị công suất nhỏ hơn 2 3 lần so với các máy piston rotor hướng kính

2. Một số thông số của bơm piston rotor hướng trục Máy piston rotor hướng trục có mô men quán tính của rotor tương đối nhỏ, điều này có ý nghĩa quan trọng khi sử dụng máy làm động cơ, số xi lanh trong máy thường có từ 7 9. Góc điều chỉnh lớn nhất của bơm là  = 200 Góc điều chỉnh lớn nhất của động cơ là  = 300 Số vòng quay của máy thường n = 500  700 v/ph Bơm công suất lớn n = 4000 v/ph Trường hợp đặc biệt có thể lên tới n = 10000 v/ph Số vòng quay nhỏ của động cơ n = 5  10 v/ph áp suất của bơm p = 210  350 at với lưu lượng Q= 1800 l/ph Mô men ở áp suất cao (p = 200at) có thể đạt tới 8000  9000 Nm. Hiệu suất lưu lượng Q = 0.96  0.98 Hiệu suất của máy piston rotor hướng trục  = 0.95 3. Vận tốc chuyển động của piston trong máy piston rotor hướng trục:

Piston (2) và xi lanh (1) đều quay xung quanh trục của bơm, nhưng tay quay (4) lại quay xung quanh trục của nó. Trong kết cấu cụ thể tay quay (4) được đặt bằng một đĩa nghiêng (đặt trong mặt phẳng quay của tay quay) Nhờ có mặt phẳng của tay quay (đĩa nghiêng) bố trí nghiêng một góc  so với trục của bơm nên tạo ra được chuyển động tương đối giữa piston (2) và xi lanh (1) với hành trình S Để thực hiện sự chuyển động tương đối của piston trong xi lanh chỉ cần một trong hai bộ phận rotor hoặc đĩa ngiêng quay. Gọi x là quãng đường chuyển động của piston trong xi lanh ứng với góc quay  của đĩa nghiêng khi quay từ A đến B ta có : x = AB'.sin = ( OA-OB').sin = (R-R.cos).sin = R.( 1- cos).sin R: Bán kính quay của tay quay (đĩa nghiêng) Vận tốc chuyển động tương đối của piston là: ta thấy vận tốc của piston trong máy rotor hướng trục cũng thay đổi theo góc quay  một cách tuần hoàn. 4. Lưu lượng của bơm a. Lưu lượng tức thời Lưu lượng tức thời do mỗi piston tạo nên thay đổi theo thời gian nó phụ thuộc vào vận tốc tương đối v của piston trong xi lanh:

Lưu lượng tức thời của bơm (do tất cả các piston tạo nên) tại một thời điểm nào đó Gọi: • Z: là số piston trên rotor. • m : là số piston trong khoang đẩy của bơm • a : là góc giữa hai piston đo trên tâm rotor

b. Lưu lượng trung bình Lưu lượng trung bình lý thuyết trong một vòng quay của rotor là:

: Diện tích làm việc của piston S : Hành trình của piston z : Số piston trên rotor Lưu lượng trung bình lý thuyết trong n vòng quay của rotor là:

Ta có • S =D.sin = Dx . tg • D: Đường kính làm việc của đĩa nghiêng. • Dx: Đường kính của rotor trên đó phân bố các xi lanh

5. Mô men quay

áp suất trong xi lanh tác dụng lên mặt piston tạo thành một áp lực mà mô men trên trục bơm cần phải khắc phục hoặc tạo nên mô men quay trên trục động cơ. áp lực tác dụng lên piston là: p : Là áp suất trong buồng xi lanh. Giả sử cần của đĩa nghiêng nối với đĩa nghiêng bằng khớp cầu Phân lực P làm hai thành phần: Phân lực Q ra làm hai thành phần: T : Thẳng góc với bán kính của đĩa. R : Hướng vào tâm quay của đĩa Thành phần lực T sẽ tạo nên mô men quay trên trục máy M = T.r r: Bán kính của đĩa quay

rx : Bán kính vòng tròn trên đó phân bố các xi lanh Tổng tất cả các mô men gây ra do piston ở trong khu vực có áp suất tác dụng chính là mô men quay trên trục máy

Tức là mô men trên trục máy thay đổi theo lưu lượng của máy do đó việc điều chỉnh mô men làm việc của máy cũng theo phương pháp điều chỉnh lưu lượng, tức là thay đổi góc nghiêng  * Chú ý: Trong trường hợp các piston không nối với đĩa nghiêng bằng khớp cầu mà chỉ tiếp xúc hoặc tỳ vaò đĩa nghiêng khi máy làm việc thì các công thức tính toán ở trên vẫn đúng Câu hỏi 1. Trình bày các đặc điểm của máy thủy lực thể tích 2. Vẽ sơ đồ cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động, nêu các đặc điểm và ứng dụng của bơm piston. 3. Trình bày nguyên lý làm việc của bơm piston tác dụng kép và ứng dụng của nó. 4. Tại sao phải làm đều sản lượng của bơm piston. Trình bày các phương pháp làm đều sản lượng của bơm piston. 5. Vì sao các máy thủy lực thể tích đều phải được trang bị van an toàn. Vẽ và giải thích đặc tính H-Q của bơm piston. 6. Trình bày nguyên lý hoạt động, nêu các đặc điểm và ứng dụng của bơm piston hướng kính. 7. Trình bày nguyên lý hoạt động, nêu các đặc điểm và ứng dụng của bơm piston hướng trục. 8. Trình bày nguyên lý hoạt động, nêu các đặc điểm và ứng dụng của bơm bánh răng. 9. Trình bày nguyên lý hoạt động, nêu các đặc điểm và ứng dụng của bơm trục vít. 10. Trình bày nguyên lý hoạt động, nêu các đặc điểm và ứng dụng của bơm cánh gạt. 11. Trình bày nguyên lý hoạt động, nêu các đặc điểm và ứng dụng của bơm chân không vòng nước.