Nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực tải trọng 63t, dùng cho các phòng thí nghiệm xây dựng.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN THẾ ANH
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY THỬ UỐN THỦY LỰC TẢI TRỌNG
63T, DÙNG CHO CÁC PHÒNG THÍ NGHIỆM XÂY DỰNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH
Hà Nội - 2015

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................... - 3 -
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. - 4 -
PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................................. - 3 -
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY THỬ UỐN THỦY LỰC........................................ - 7 -
1.1. Đặc điểm các phòng thí nghiệm xây dựng ở nƣớc ta ......................................... - 7 -
1.2. Một số loại máy thử uốn thủy lực trên thế giới và ở nƣớc ta ............................. - 9 -
1.3. N .................................................................... - 12 -
guyên lý hoạt động và phân loại
1.3.1 Nguyên lý ho ....................................................................................... - 12 -
ạt động
1.3.2 Phân l i ......................................................................................................... - 13 -
oạ
1.4. Yêu cầu thiết kế và tính năng của máy thử uốn................................................ - 15 -
1.4.1.Yêu cầu về thiết kế ......................................................................................... - 15 -
1.4.2. ........................................................................ - 15 -
Yêu cầu về tính năng của máy
1.5. Thí nghiệm đo ứng suất pháp của dầm chịu uốn với máy thử uốn................... - 15 -
1.5.1.Mục đích thí nghiệm....................................................................................... - 15 -
1.6. Lựa chọn mô hình máy thử uốn thủy lực.......................................................... - 18 -
Chƣơng THIẾT THUẬT THỬ THỦY LỰC
2: KẾ KỸ MÁY UỐN ............................ - 25 -
2.1. Yêu cầu kỹ thuật của máy thử uốn thủy lực ..................................................... - 25 -
2.2. Tính chọn áp suất làm việc của hệ thống.......................................................... - 25 -
2.3. Thiết kế lựa chọn sơ đồ nguyên lý mạch thủy lực............................................ - 28 -
2.3.1. Chức năng các bộ phận của sơ đồ nguyên lý mạch thủy lực......................... - 28 -
2.3.2. Thiết kế sơ đồ nguyên lí mạch thủy lực của hệ thống.................................... - 29 -
2.3.3. Mạch đồng bộ vận tốc xylanh........................................................................ - 36 -
2.4. Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy ép thủy .................................................... - 39 -
lực
2.5. Tính toán thiết kế các phần tử thủy lực ............................................................ - 41 -
2.5.1.Tính toán các thông số kỹ thuật của từng chi tiết bộ phận............................. - 41 -
1.Tính toán piston-xy lanh ................................................................. - 41 -
cụm thủy lực
2. Lƣu lƣợng cần cấp cho xy lanh............................................................................ - 51 -
3. Tính toán đƣờng ống thủy lực: ............................................................................ - 52 -
4. Tính toán bơm nguồn........................................................................................... - 55 -
5. Tính chọn động cơ điện ....................................................................................... - 64 -

6. Tính chọn van ...................................................................................................... - 64 -
7. Chọn rơle áp suất ................................................................................................. - 69 -
8. ................................................................. - 70 -
Chọn đồng hồ đo áp và khóa đồng hồ
9. Chọn mắt thăm dầu và nắp đổ dầu....................................................................... - 70 -
10. Chọn bộ lọc........................................................................................................ - 70 -
11. Chọn bộ làm mát................................................................................................ - 73 -
12. Tính toán thiết kế bể dầu ................................................................................... - 74 -
Chƣơng 3: TÍNH KIỂM BỀN KẾT CẤU KHUNG MÁY THỬ UỐN......................... - 78 -
3.1. Chọn sơ đồ lực tác dụng lên khung máy dạng khung phẳng (hình 3.1) ........... - 78 -
3.2. Xác định ngoại lực tác dụng lên khung máy .................................................... - 78 -
3.3. Xác định nội lực trong khung máy ................................................................... - 79 -
3.4. Đặc trƣng hình học của các mặt cắt ngang nguy hiểm trên khung của máy .... - 81 -
3.5. Kiểm tra bền cho khung máy............................................................................ - 82 -
Chƣơng 4: N HÀNH, B O
VẬ Ả DƢỠNG VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ QUAN ................... - 85 -
TRỌNG CỦA MÁY THỬ UỐN THỦY LỰC .............................................................. - 85 -
4.1. V t g:........................................................................................... - 85 -
ận hành hệ hốn
4.2. B o d
ả ƣỡng hệ .......................................................................................... - 87 -
thống
4.3. Những vấn đề quan trọng của máy thử uốn thủy lực........................................ - 90 -
4.3.1. D u th b o qu n
ầ ủy lực và ả ả .............................................................................. - 90 -
4.3.2. S rò r và làm k
ự ỉ ín ......................................................................................... - 93 -
4.3.3. Kh p n i th c
ớ ố ủy lự ........................................................................................... - 97 -
4.3.4. Bi d ng àn h i tron
ến ạ đ ồ g hệ thố thủy lực
ng của các máy ép .......................... - 98 -
K T LU
Ế ẬN VÀ XU T Ý KI ........................................................................... - 103 -
ĐỀ Ấ ẾN

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện
Đào tạo sau đại học, Viện Cơ khí, Bộ môn Công nghệ chế tạo máy Trƣờng Đại học
Bách Khoa Hà Nội.
Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn trân trọng và sâu sắc nhất đến GS.TS. Trần Văn Địch
là những ngƣời đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu
và thực hiện đề tài này.
Trong thời gian học tập, cũng nhƣ việc nghiên cứu luận văn đã đƣợc sự hƣớng dẫn
tận tình của các thầy cô giáo trong các Bộ môn của Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà
Nội. Nhân dịp này cho tôi gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo đã tận tình giúp đỡ và
hƣớng dẫn.
Tuy nhiên dù đã có rất nhiều cố gắng nỗ lực của bản thân, song luận văn không thể
tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Kính mong nhận đƣợc những ý kiến đóng
góp bổ ích từ các thầy cô giáo, cùng các bạn đồng nghiệp giúp cho luận văn đƣợc
hoàn chỉnh hơn nữa để hạn chế bớt thiếu sót.
Tác giả
Nguyễn Thế Anh

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
-------------------
LỜI CAM ĐOAN
Tôi là: Nguyễn Thế Anh
Nơi công tác: Trƣờng cao đẳng xây dựng công trình đô thị.
Luận văn: Nghiên cứu thiết kế thử uốn thủy lực tải trọng P = 63T,
máy dùng
cho các phòng thí nghiệm xây dựng.
Chuyên ngành: Chế tạo máy
Tôi xin cam đoan, đây là luận văn của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trình bày
trong luận văn là do tôi phát triển, và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì một tài
liệu nào.
Tác giả
Nguyễn Thế Anh

Nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực tải trọng 63 t, dung
HVTH: Nguyễn Thế Anh - - GVHD:
1 TS. Trần Văn Địch
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang
Hình 1.1: Một số loại máy thử uốn thủy lực trên thế giới và ở nước ta 11
Hình 1.2: S nguyên t c h t
ơ đồ ắ oạ động của máy ép thủy lực 12
Hình 1.3: Sơ đồ phân loại máy thử uốn. 13
Hình 1.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm cho dầm bê tông cốt thép chịu uốn 16
Hình 1.5: Hình ảnh bố trí thí nghiệm cho dầm bê tông cốt thép chịu uốn 17
Hình 1.6: Biểu đồ mô men nội lực cho dầm bê tông cốt thép chịu uốn 17
Hình 1.7: Máy ép có trụ nh tâm
đị 20
Hình 1.8: Máy không
ép có nh
trụ đị tâm 22
Hình 2.1: Sơ đồ tính chọn áp suất làm việc của hệ thống 25
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lí mạch thủy lực cơ bản 29
Hình 2.3: Sơ đồ lực điều bằng thể
thuỷ khiển tích 31
Hình 2.4. Sơ đồ thuỷ lực điều khiển bằng tiết lưu 31
Hình 2.5. tác
Sơ đồ thuỷ lực với xi lanh động một chiều 33
Hình 2.6. Sơ đồ mạch thủy lực cho máy thử uốn 34
Hình 2.7. xylanh ghép
Các được song song sẽ không hoạt động đồng bộ. 35
Hình 2.8. lanh ghép
Các xy được nối tiếp sẽ hoạt động đồng bộ 37
Hình 2.9. Giai đoạn 1 của máy ép. 38
Hình 2.10. Giai n
đoạ 2 của máy ép 39
Hình 2.11. thành p n
Các hầ cơ của
n
bả xy lanh - piston. 40
Hình 2.12. - Piston tác
Xy lanh động đơn 41
Hình 2.13. Xy lanh - Piston tác động kép 42
Hình 2.14. Xy lanh - Piston kiểu bậc 43
Hình 2.15. Xy lanh - Piston kiểu pluger 43
Hình 2.16. Các thành phần của xy lanh 44
Hình 2.17. Sơ đồ tính chọn đường kính xylanh - piston 48
Hình 2.18. thành ph n
Các ầ cơ bản c m t máy
ủa ộ bơm 56
Hình 2.19. Các đồ ự ầ gạ
thị l c ép(ph n ch công t b m
là suấ ơ không sử dụng) 58

Hình 2.20. Hình ảnh cho bơm nguồn 62
Hình 2.21. Hình cho
ảnh động cơ điện 63
Hình 2.22. Van phân phối loại 4/3 66
Hình 2.23. Van phân phối loại DSG-3C3-03-AC220v/50Hz 66
Hình 2.24. Hình ảnh của van an toàn MRV-03-P-3 67
Hình 2.25. Hình ảnh của van MPCV- 03-W 68
Hình 2.26. Hình ảnh cho rơ le áp suất 69
Hình b trí c b l
2.27. Sơ đồ ố ủa ộ ọc. 72
Hình 2.28. K c u c b mát b ng
ết ấ ủa ộ làm ằ nước. 73
Hình 3.1. Sơ đồ lực tác dụng lên khung máy thử uốn 76
Hình 3.2. Biểu đồ nội lực Mx, Qy và Nz
78
Hình 3.3. Mặt cắt ngang tiết diện A-A 79
Hình 3.4. Mặt cắt ngang tiết diện B-B 80
Hình 4.1.B ng n c s d ng v i c
ả độ hớt yêu ầu ử ụ đối ới các th ết bị ủa Vickers 89
Hình 4.2. M t l
ộ số oại khớp n i
ố 95
Hình máy
4.3. tính toán
Sơ đồ ép 96

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Trên th gi i nay nhi c m
ế ớ hiện có ều công ty hế tạo áy ph c v ngành
ép ụ ụ cho
công các
ngh p n
iệ ặng và khác nhau, dùng cho
nhẹ loại mục đích khác nhau, nhƣ
máy trong s xu m
ép ản ất giày, áy ép dùng nong trong s xu ti máy,
để lỗ ản ất chi ết
máy dùng m
ép để đột, áy dùng g dùng ván m nhiên
ép để ép ạch, để ép dă …. Tuy
tính th
đ ạ
a d ng trong khâu i k s ph này ch a có, vì lí do nhu c u s
ết ế loại ản ẩm ƣ ầ ử
d ng hàng này không nhi Nên s
ụ mặt ều. đa ố các công ty chuyên s u m
ản x ất áy ép ở
cả trong và ngoài nƣớc phần lớn ất theo đơ đ ủ đố
sản xu n ặt hàng c a i tác.. Điều này
đ đ hự ƣớ ƣ tổ chức hoặc
ã dẫn ến t c trạng n c ta ch a có công ty nào i k ch
th ết ế và ế tạo
ra máy hoàn kinh c ng nh ngh
ép chỉnh, chuyên nghiệp. Do nghiệm ũ ƣ công ệ là
c a , các công
hƣ đủ mà ty ch y phân ph i s ph c a các
ủ ếu là ố lại ản ẩm ủ công ty nƣớc
ngoài ho nh n Nam r v các công ty chính ch
ặc ận đơ đặt hàng tại Việt ồi đƣa ề để ế
tạo..
Trong tình hình , khó
đó thì đây là một thực trạng khăn đặt ra cho việc cung cấp
các loại máy ép thử uốn các phòng thí nghiệm dựng ở Việt
chuyên dùng cho xây
Nam và là một bài toán đòi hỏi phải có cách giải quyết phù hợp. Hơn nữa, loại
máy ép dùng để thử uốn với đặc thù là cần gia tăng lực ép một cách tuyến tính từ
từ t
đòi hỏi hiết kế với những yêu cầu riêng về tính năng sử dụng cho thí nghiệm
thì l , .
ại càng chƣa có nơi nào tại Việt Nam thiết kế chế tạo Do đó việc nghiên cứu
thiết kế chế tạo máy thử uốn thủy lực chuyên dùng cho các phòng thí nghiệm xây
dựng là một yêu cầu cấp bách đặt ra cho các kỹ sƣ, cán bộ giảng dạy trƣờng
tại
Cao đẳng xây dựng ng trình đô thị Đặc biệt là đối với loại máy ép thủy lực thử
cô .
uốn chuyên dùng cho các phòng thí nghiệm xây dựng để thử các loại tải trọng đa
dạng khác nhau tại các phòng thí nghiệm xây dựng trên cả nƣớc là một nhu cầu
,
bức thiế cần phải có những nghiên cứu thiết kế phù hợp, đáp ứng nhu cầu phục vụ
t
thí nghiệm tại
với các loại tải trọng đa dạng , ..
trƣờng đại học cao đẳng

2. và n i dung c tài:
Mục đích ộ ủa đề
2.1 M ích:
ục đ
V nghiêng c và thi k máy th y l c t ng P = 6 p
ới đề tài ứu ết ế ép ủ ự có tải rọ 3 tấn để hục
v o
ụ ch phòng thí nghiệm xây dựng tại trƣờng Cao đẳng xây dựng công trình đô
thị. Hi n nay, nhà s ng m
ệ trƣờng đang ử dụ áy ép ã i nên i máy
đ lâu đờ các loạ ép đều
xu ng vì v y ho ng t
ố cấp, ậ ạt độ tiến hành các thí nghiệm không đạ đƣợc yêu cầu về
độ chính xác và độ tin cậy cao, hơn nữa điều này còn ảnh hƣởng nguy hiểm đến
an toàn c a , . Bên nh
ủ những ngƣời vận hành thao tác trong phòng thí nghiệm đó cạ
v n chính , không gian
ấ đề tài khó khăn sử dụng của phòng thí nghiệm khá nhỏ hẹp,
nên ã không m t s ch n l a tùy ý mua
đ đem lại cho nhà trƣờng ộ ự ọ ự trong việc các
loại máy ép th y l ang ào bán v m c c a
ủ ực đ ch trên thị trƣờng. Vì ậy ụ đích ủ đề tài
này i k t y l c có ng P = 63 t
là th ết ế máy ép hủ ự tải trọ ấn phục vụ cho công tác giảng
dạy và đào tạo tại các phòng thí nghiệm, là hợ điều kiện hiện ủ
phù p với nay c a nhà
trƣờng.
2.2 N i dung:
ộ
Thiết k máy ép th l c ng P = 63 bao g h sau:
ế ủy ự có tải trọ tấn ồm các p ần
+ s m th y l
Nghiên cứu và lựa chọn ơ đồ ạch ủ ực.
+ hi k s
Nghiên cứu và t ết ế ơ đồ nguyên lý máy ép t ủ ự
h y l c.
+ Nghiên cứu, thiết kế kết cấu phần khung cơ khí.
+ v
Bản ẽ lắp phần khung cơ khí máy ép th y l
ủ ực.
+ Tính chọn, thiết kế các phần tử thủy lực:
- h ng: Xy lanh Piston.
Bộ p ận tác độ –
- th ng Van.
Hệ ố
- Bơm.
- ng ng.
Đƣờ ố
- th ng m mát
Hệ ố là dầu.
- th ng l c d
Hệ ố ọ ầu.
- a d u.
Thùng chứ ầ
- Thân máy ép.

3. Đối trƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn là các sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy thủy
ép thủy lực chức năng
, , nguyên lý và
hoạt động thông số kỹ thuật của các phần tử
mạch thủy lực nguyên lý ứng dụng trong thiết kế các loại thủy lực chuyên
, máy ép
dùng cho các thí nghiệm nén mẫu vật liệu trong phòng thí nghiệm xây dựng.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu, thiết kế
Từ những phân tích trên đây về mục đích sử dụng, kết hợp với đặc thù của loại
máy thử uốn thủy lực dùng cho phòng thí nghiệm xây dựng. Đồng thời có thể đánh
giá tổng quan đƣợc những ƣu, nhƣợc điểm của các phƣơng án trong quá trình
nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực, trong luận văn này đƣa ra phƣơng pháp
nghiên cứu “ ” để có thể đánh giá đƣợ
Phân tích và lựa chọn phương án tối ưu c
từng phƣơng án và lựa chọn đƣợc phƣơng án tốt nhất.
5. Đóng góp của luận văn
Trong luận văn này, không có tham vọng giải quyết tất cả các vấn đề cần đặt ra
của lĩnh vực thiết kế máy ép thủy lực nói chung và máy ép thủy lực thử uốn
chuyên dùng cho các phòng thí nghiệm xây dựng nói riêng. Nhƣng bằng phƣơng
pháp phân tích và lựa chọn phƣơng án tối ƣu, nên đã đƣa ra đƣợc phƣơng án tối ƣu
cho việc lựa chọn đƣợc mô hình máy ép thủy lực không có trụ định tâm, thiết kế
loại máy ép dùng cho phòng thí nghiệm xây dựng , là loại công suất
này máy ép có
nhỏ, gọn nhƣng lại có độ chính xác cao, lực ép ra tăng tuyến tính từ từ và có thể
điều khiển lực ép nhờ hệ thống điều khiển cơ cấu chấp hành bằng các loại van
thủy lực nhƣ van tiết lƣu, van phân phối, van an toàn, van một chiều, van chống
lún..
Ngoài ra, khi hoàn thành luận văn này, nó sẽ giải quết bài toán thiết kế máy ép
thủy lực thử uốn P = 63 tấn, cho phòng thí nghiệm xây dựng của trƣờng cao đẳng
xây dựng công trình đô thị phục vụ cho công tác nghiên cứu và giảng dạy trong
nhà trƣờng.

6. Kết cấu của luận văn:
Luận văn này đƣợc chia làm năm phần chính, tƣơng ứng với năm chƣơng trong
luận văn. Bao gồm những phần cơ bản sau:
Chƣơng 1: Tổng quan về máy thử uốn thủy lực
Chƣơng 2: Thiết thuật thử uốn thủy
kế kỹ máy lực
Chƣơng 3: Tính toán kiểm bền khung máy thử uốn thủy lực
Chƣơng 4: Vận hành,bảo dưỡng và những vấn đề quan trọng của máy ép thủy lực.
Kết luận và đề xuất ý kiến

Nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực, tải trọng 63 tấn
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY THỬ UỐN THỦY LỰC
:
1.1. Đặc điểm các phòng thí nghiệm xây dựng ở nƣớc ta
Trong giai đoạn hội nhập kinh tế thế giới hiện nay, chất lƣợng của công tác thí
nghiệm, phân tích, chẩn đoán, đo lƣờng có ý nghĩa rất quan trọng đối với hoạt động
kiểm tra, kiểm soát, giám định chất lƣợng công trình, công tác nghiên cứu khoa học
và công nghệ, đặc biệt là các thí nghiệm phục vụ cho công tác giảng dạy và đào tạo
tại các trƣờng đại học, cao đẳng .
trong cả nƣớc
Việt Nam hiện phụ thuộc khá nhiều vào nhập khẩu, do đó cũng phải đối mặt với
những thách thức ngày càng lớn của quá trình toàn cầu hóa. Vấn đề quản lý
to và
nâng cao ,
chất lƣợng đào tạo nâng cao năng lực nghiên cứu tại các phòng thí
nghiệm trên cả nƣớc nói chung và các phòng thí nghiệm xây dựng nói riêng. Điều
nay chuyên
đang đặt ra những yêu cầu bức thiết cho các trƣờng đại học, cao đẳng
nghành xây dựng phải khảo sát, đánh giá lại thực trạng iệm để có
các phòng thí ngh
thể có những quyết sách phù hợp trong tinh hình mới, đây cũng là những mối quan
tâm chính của các bộ nghành đối với các phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia
hiện nay.
* Trang thiết bị, kỹ thuật cho thí nghiệm vừa thiếu, lạc hậu, phần lớn là nhập ngoại:
Với đặc thù Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp, lạc hậu mới tiến hành công nghiệp
hóa và hội nhập với thế trong một thời gian chƣa lâu. Do đó, các thành tựu về chế
tạo thiết bị nghành xây dựng ở nƣớc ta mới phát triển trong một thời gian gần đây
và còn là một nghành công nghiệp non trẻ. Chính vì thế mà việc đáp ứng đƣợc
những yêu cầu về các loại thiết bị phục vụ giảng dạy và nghiên cứu tại các phòng
thí nghiệm xây dựng là một đòi hỏi cấp bách. Hiện nay, hầu hết các những công
nghệ và thiết bị thí nghiệm phục vụ cho phân tích, chẩn đoán, nghiên cứu công nghệ
kỹ thuật nghành xây dựng có trình độ, độ chính xác và tin cậy cao đều chƣa sản
xuất đƣợc trong nƣớc. Đa số các thiết bị này đều phải nhập khẩu. Những năm qua,
mặc dù có sự quan tâm đầu tƣ của nhà nƣớc đối với công tác phân tích, đo lƣờng,

nhƣng các công nghệ, thiết bị sử dụng trong lĩnh vực này vẫn còn lạc hậu, không
đồng bộ, độ chính xác chƣa cao.
* Các phòng thí nghiệm xây dựng cần trang thiết bị đắt tiền, nhưng đều phục vụ
cho các nghiên cứu cơ bản:
Theo đó, nhằm tăng cƣờng một bƣớc cơ bản cơ sở vật chất kỹ thuật cho KHCN,
nâng cao chất lƣợng nghiên cứu, đào tạo và đƣa nhanh các thành tựu khoa học, tiến
bộ kỹ thuật vào sản xuất, góp phần thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại
hóa .
và xây dựng đất nƣớc Thủ tƣớng Chính phủ đã ra quyết định xây dựng 17
phòng thí nghiệm trọng điểm tại Việt Nam.
Hiện nay, 16/17 phòng thí nghiệm trọng điểm đã hoàn thành và đi vào hoạt động,
bao gồm: 5 phòng thí nghiệm thuộc lĩnh vực công nghệ sinh học, 2 phòng thí
nghiệm lĩnh vực công nghệ thông tin, 3 phòng thí nghiệm lĩnh vực công nghệ vật
liệu, 2 phòng thí nghiệm cơ khí tự động hóa, 1 phòng thí nghiệm hóa dầu, 1 phòng
thí nghiệm năng lƣợng và 2 phòng thí nghiệm xây dựng cơ sở hạ tầng.
Số vốn đầu tƣ xây dựng 17 phòng thí nghiệm trọng điểm tại Việt Nam là 966,745 tỷ
VNĐ, mỗi phòng tƣơng ứng với số tiền đầu tƣ là 60 tỷ đồng. Các phòng thí nghiệm
hiện nay đã thu hút 726 nhà khoa học trong nƣớc đến nghiên cứu và làm việc. Đây
là những khoản đầu tƣ rất tốn kém so với một nền kinh tế non trẻ, vừa mới phát
triển nhƣ Việt Nam. Do đó, cần phát huy tối đa năng lực nghiên cứu, thiết kế của
các chuyên gia, nhà khoa học trong nƣớc để phần nào có thể tạo ra những trang thiết
bị phù hợp với đặc điểm riêng của từng phòng thí nghiệm, phòng thí nghiệm đặc thù
riêng của từng tổ chức, cơ quan, nhằm mang lại khả năng tiết kiệm tối đa cho đất
nƣớc mà vẫn phát huy đƣợc tốt nhất vai trò của từng phòng thí nghiệm trong công
tác giáo dục đào tạo, cũng nhƣ công tác nghiên cứu ra những tri thức mới.
* ,
Thứ ba nhân lực hoạt động khoa học yếu kém, tổ chức bộ máy chưa thống nhất:
Một trong những đặc điểm nổi trội của các phòng thí nghiệm xây dựng tại Việt Nam
là nguồn nhân lực học nghệ làm việc tại các phòng thí nghiệm
khoa công này chƣa
đƣợc quan tâm đúng mức, cơ chế "mở" chƣa đƣợc phát huy tối đa. Bên cạnh yếu tố
về trang thiết bị vừa yếu và vừa thiếu, thì đây là một trong những rào cản khó khăn

nhất cho việc phát huy tối đa năng lực nghiên cứu và đào tạo của các phòng thí
nghiệm tại các trƣờng cao đẳng và đại học trên cả nƣớc nói chung và của trƣờng
Cao đẳng xây dựng công trình đô thị nói riêng. Để có thể đáp ứng đƣợc yêu cầu này
thì cần phải có một chính sách đãi ngộ nhân tài thật hấp dẫn, để có thể mang lại
những kết quả nghiên cứu có giá trị cao, có tính ứng dụng lớn phục vụ cho công
cuộc phát triển kinh tế, đồng thời, phát huy tối đa vai trò vừa là nơi tạo ra tri thức
mới, vừa là nơi đào tạo và phổ biến các tri thức khoa học trong công tác giáo dục.
Cuối cùng, vai trò của các bộ ngành có liên quan trong việc chỉ đạo, định hƣớng
hoạt động, đôn đốc, kiểm tra, đánh giá còn nhiều hạn chế.
Để khắc phục những hạn chế này, cần tạo cơ hội cho các tổ chức KHCN Việt Nam,
các doanh nghiệp, các tổ chức dịch vụ phân tích, kiểm định chất lƣợng, các hiệp
hội, ngành nghề có điều kiện tiếp xúc, tìm hiểu thông tin về những công nghệ và
thiết bị tiên tiến, hiện đại trên thế giới.
Bên cạnh đó, cần tạo môi trƣờng giao lƣu, trao đổi, hợp tác quốc tế với những đối
tác nƣớc ngoài, nâng cao trình độ kỹ thuật và công nghệ phân tích, chẩn đoán nhằm
tạo ra các sản phẩm có chất lƣợng cao, đáp ứng yêu cầu của sản xuất, kinh doanh,
xuất khẩu, nghiên cứu khoa học và bảo vệ sức khỏe con ngƣời.
1.2. Một số loại máy thử uốn thủy lực trên thế giới và ở nƣớc ta
Qua tìm hiểu các công ty chuyên sản xuất và chế tạo máy ép chủ yếu tập trung ở
những nƣớc có nền công nghiệp phát triển mạnh nhƣ tại Mĩ có công ty DENISON
đƣợc thành lập từ năm 1900, tại Ấn Độ có công ty VELJAN, công ty YOKEN của
Đài Loan chuyên cung cấp các loại van và bơm thủy lực khí nén, tại Đức có tập
đoàn REXROTH chuyên về sản xuất chế tạo, sửa chữa và bảo dƣỡng các loại máy
ép thủy lực cũng nhƣ cung cấp thiết bị phụ tùng cho các hệ thống thủy lực khí nén.
Tại Việt Nam có công ty TNHH máy ép thủy lực Tuyết Nga. Công ty cổ phần phát
triển công nghệ HITECH VIỆT NAM. Công ty T.A.T tại Tp HCM. Công ty Long
Quân tại Hà Nội là các công ty chuyên về phân phối, lấp đặt, thiết kế, tƣ vấn hệ
thống thủy lực khí nén hàng đầu tại Việt Nam. Nhìn chung, các công ty sản xuất

HVTH: Nguyễn Thế Anh . Trần Văn Địch
- - GVHD:
10 TS
máy ép áy
thủy lực ở Việt Nam là những công ty nhỏ, thiết kế và sản xuất các loại m
ép cỡ nhỏ và phần lớn là phân phối lại các sản phẩm của các hãng lớn trên thế giới.
Dƣới đây là một số hình ảnh về các loại máy ép thủy lực có ở Việt Nam:
a. b.
c.

- - GVHD:
11 TS
d. e.
f. g.
h. i.
Hình 1.1. Một số loại máy thử uốn thủy lực trên thế giới và ở nước ta

- - GVHD:
12 TS
a.Máy thử uốn mẫu bê tông bốn điểm cơ nhỏ
b& c.Máy thử uốn mẫu bê tông cốt thép dạng dầm cỡ lớn
d.Máy thử uốn mẫu bê tông cốt thép xy lanh dẫn hướng
e.Máy thử uốn mẫu bê tông cốt thép không có trụ định tâm
f.Máy thử ép mẫu dạng ván dăm
g.Máy thử ép mẫu bê tông cốt thép dạng trụ tròn cỡ nhỏ
h.Máy ép gạch thủy lực chịu lửa
i.Máy ép khung chữ H.
1.3. Nguyên lý hoạt động và phân loại
1.3.1 Nguyên lý ho ng
ạt độ
Máy uốn ủ ự hoạt độ ầu n ƣ tĩnh. iệc
th y l c là máy ng h h theo tác dụng Nguyên làm v
lý
c a máy th y l a trên s c a lu d
ủ uốn ủ ực dự cơ ở ủ định ật Pascal. Ở ạng chung nhất thì
máy 2 khoang: xy lanh piston và ng ng n N u
uốn có có các đƣờ ố ối. ế nh t
ƣ đặt mộ
l c P
ự 1 vào piston 1, thì nó sẽ tạo ra áp suất p =P1/f1. Theo nh lu thì
đị ật Pascal áp
suất p đƣợc truyề ới tất cả các điểm ủ ể tích ất lỏ ƣớ
n t c a th ch ng và có h
do ng tác
d ng vuông góc i m
ụ vớ ặt đáy c a p , nó s l c và l c này gây áp su tác
ủ iston ẽ tạo ra ự ự ất
dụng lên mẫu thí nghiệm. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy đƣợc thể thể hiện
nhƣ (hình 1.2) dƣới đây.
P2 = p x f2 = P 1 xf 2 /f1
Trên c s nh lu Pascal ta có: Di
ơ ở đị ật ện tích f2 l n h n d
ớ ơ iện tích f1 bao nhiêu lần thì
l c
ự P2 s l n n
ẽ ớ hơ lực P1 b y nhiê
ấ u lần.
Hình 1.2. S nguyên t c h
ơ đồ ắ oạt ng máy
độ của ép thủy lực

- - GVHD:
13 TS
1.3.2 Phân l i
oạ
Theo ch n máy c làm máy kim lo
ức ăng công nghệ các ép đƣợ chia ra ép để cho ại và
cho cho
v phi kim
ật liệu loại. Máy ép để kim loại đƣợc chia làm 5 nhóm: Để và
rèn
dập, để hảy, đ để hự ệ để ử phế
ép c ể dập tấm, t c hi n các công việc lắp và
ráp x lí các
liệu kim loại. Sơ đồ phân loại đƣợc thể hiện nhƣ (hình 1.3) dƣới đây.
Hình 1.3. Sơ đồ phân loại máy thử uốn.
- Máy rèn và dập thê tích gồm có: Rèn, Máy cắt phôi, Bẻ nguội, Dập, Cắt bavia,
Dập nổi- Dập tinh, Đột, Chuốt.
- .
Máy ép chảy gồm có: Thanh ống, Thanh định hình, Ép chảy nguội
- Máy dập tấm gồm có: Máy cắt vật liệu tấm, Dập tấm tác dụng đơn, kép, Dập bằng
cao su, Uốn và .
gấp mép, Kéo và dập dãn, Dập tấm dày, Uốn và gấp mép tấm dày
- May nắn sửa và lắp ráp à tinh chỉnh, Ép lắp ráp, Chồn…
: Nắn sửa v

- - GVHD:
14 TS
- Máy x .
ử lý phế liêu kim loại: Đóng bánh, Đóng gói, Ép bột kim loại
Do máy nhi lo khác nhau nên ng i dùng l c ép
các ép có ều ại ƣờ ta thƣờng ự định
m P
ức H là ín
thông ph bién nh Thông s ch
số ổ ất. ố h c a máy y l l ép
ủ ép thủ ực à lực
đị ứ
nh m c PH – đ ủ ất c ất lỏ ới diện tích ủ
ó tích c
là a su
áp h ng xy lanh v
trong c
có ích a
các các các
piston công c a máy ép. Ph u c vào
tác ủ ụ th ộ ch c n ng công
ứ ă nghệ mà
máy khác nhau c a các ti chính, v cách phân b s ng c a
ép kết cấu ủ chi ết ề ố và ố lƣợ ủ
chúng, c nh v s c a các thông c b n P
ũng ƣ ề trị ố ủ ơ ả H, Z, AxB - i
H, (Z là ch ều cao
hở ủ ập; – àn bộ ủ đ – ƣớ ủ
c a không gian d H hành trình to c a ầu ép; AxB kích th c c a
bàn máy).
T máy u c nhóm 1 th k Máy ép rèn t do d
rong số các ép th ộ có ể ể tên: để rèn – ự có ập
trong khuôn, PH = 5÷20 ; Máy d p d nóng các ti b ng
MN ép để ậ – ập chi ết ằ
m và h p kim nhôm, P
agiê ợ H = 10÷700MN; Máy t t nóng phôi b
ép độ – để độ các ằng
thép t c i kín, P
rong ố H = 1.5÷30MN; Máy u t kéo u t kéo các phôi rèn
ép để ch ố – ch ố
qua các vòng, PH = 0.75÷15MN.
Trong máy a nhóm 2 có k Máy thanh - và máy ép thanh -
số các ép củ thể ể: ép ống
ố để ép kim l
ng, dùng oại màu và thép, PH = 0.4÷120MN.
Trong nhóm 3 th k các Máy d k d ng n g
có ể ể tên loại: ép để ập tấm iểu tác ụ đơ iản,
PH = 0.5÷10M Máy vu v chi ti hình , P
N; ép ốt để uốt sâu các ết trụ H =
0.3÷4M Máy g m o m bích, n và l d t m
N; ép để ấp ép, tạ ặt để uố dập các vật iệu ạng ấ
dày, PH = 3÷45MN; M l u n l c v d ng dày và nóng, P
áy ép để ốc, để ố ố ật liệu ạ tấm H =
3÷200MN.
Trong nhóm 5 ph k lo máy óng gói và óng bánh, c dùng
ải ể tên các ại ép đ đ đƣợ để ép
các ph i h phoi kim lo
ế l ệu n ƣ ại, PH = 1÷6M Các m
N. áy th y l c dùng cho các
ép ủ ự
loại liệu
vật phi kim loại ại
gồm máy lo
có ép cho các bột, chất d ép các t m
ẻo và để ấ
phoi g , g á
ỗ ỗ d n….
Tính n ng c máy th y l c s quy
ă công nghệ ủa ép ủ ự ẽ ết ết cấu
định k c a
ủ thân máy (kiểu
c t, ki ,
ộ ểu 2 trụ kiểu chuyên dụng…), ết đị ố
quy nh kiểu và s xy lanh (kiểu plunger,
ki piston nhi b ki piston ).
ểu ều ật, ểu …

- - GVHD:
15 TS
1.4. Yêu cầu thiết kế và tính năng của máy thử uốn
1.4.1.Yêu cầu về thiết kế
T máy khi i k ch có yêu k u t quá ho
ất cả móc th ết ế ế tạo đều cầu ỹ th ậ để trình ạt
độ đạt h ả ƣớ đ à yêu cầu ỹ thuật ủ ủ ự
ng iệu qu . D
cao i ây l k c a máy ép th y l c:
+ c hàng m
Yêu ầu đầu là áy phải đủ độ ứ ữ g khi làm việc.
c ng v ng tron
+ Máy s ng ph ch c i k khí nóng Nam, vì
ử dụ ải an toàn, ịu đƣợ đ ều iện hậu ở Việt
nhiệt độ độ củ
cao làm nhiệt a chất lỏng tăng nhanh nh h ng áp su làm vi
ả ƣở đến ất ệc.
+ u ph n nh khi làm vi
Áp s ất ải ổ đị ệc.
+ s x
Khi có ự cố ảy ra ph d ng máy ngay lúc ó.
ải ừ đ
1.4.2.Yêu cầu về tính năng của máy
- th c c a máy c
Kích ƣớ ủ ép phải vừa đủ gọn mà vẫn đảm bảo độ tin ậy c a h th ng,
ủ ệ ố
làm việc an toàn, chịu đƣợc lực ép lớn trong quá trình thử các mẫu bê tông khác
nhau.
- Kh n b tính i l n c a t ng h m
ả ăng ảo trì, đổ ẫ ủ ừ bộ p ận trong áy, hệ ố an toàn, c ỉ
s h số
khả ă
n ng sẵn sàng.
- khác, b khung c a không gian l vi h n, u
Mặt ộ ủ máy phải tạo ta àm ệc nhiều ơ th ận
l i vi bê tông ..
ợ cho ệc thử uốn với nhiều loại mẫu với kích thƣớc khác nhau
- C thay th d , i u này
ần phải có khả năng ế đƣợc ầu ép đ ề sẽ giúp cho máy hoạt động
dễ dàng hơn.
- Ta có t g u th
hể ắn đầ định hình và hệ thống điều khiển có thể tạo ra khả năng ực
hiện gia tăng lực ép mẫu một cách từ từ.
1.5. Thí nghiệm đo ứng suất pháp của dầm chịu uốn với máy thử uốn
1.5.1.Mục đích thí nghiệm
1.Nghiên cứu sự phân bố ứng suất pháp trên mặt cắt của dầm chịu uốn thuần túy.
2.Nghiệm lại công thức tính ứng suất pháp tại một điểm bất kỳ của dầm chịu uốn
thuần túy: z = E. (1.1)
Trong đó:

- - GVHD:
16 TS
E: Mô đun đàn hồi của vật liệu (N/cm2
)
: Biến dạng của vật liệu.
Ở trong công thức (1.1) trên đây, ta thấy rằng với mỗi loại vật liệu cụ thể thì hệ số
mô đun đàn hồi là hằng số, dựa vào việc tra bảng thì hoàn toàn có thể xác định đƣợc
hệ số này. Do vậy, muốn tìm đƣợc ứng suất ta cần xác định đƣợc biến dạng .
Trong thí nghiệm ta sẽ dùng tenxơ mét để đo biến dạng cho mẫu thí nghiệm của

dầm chịu uốn.
1.5.2.Bố trí thí nghiệm
Sơ đồ thí nghiệm sẽ đƣợc bố trí theo hình vẽ dƣới đây: Dầm bê tông cốt thép đƣợc
đặt trên hai gối tựa A và D, tại hai điểm B và C ta đặt lực ép piston của máy thử uốn
thủy lực. Khi thí nghiệm, ta cho máy thủy lực thử gia tăng cƣờng độ lực ép một
cách từ từ thông qua cụm xy lanh – piston lên mẫu thí nghiệm, lực ép sẽ đƣợc tăng
lên cho đến khi mẫu bê tông bị phá hủy hoàn toàn. Ten sơ mét đƣợc gắn trên mẫu
dầm thí nghiệm bê tông cốt thép và đƣợc kết nối với bộ cảm biến, có nhiệm vụ để
đo độ biến dạng của mẫu dầm bê tông cốt thép. Trong quá trình gia tăng cƣờng độ
lực ép, khi dầm biến dạng đến đâu, ten sơ mét sẽ đo đến đó và truyền tín hiệu về
máy tính để xử lý, cho đến khi dầm bị phá hủy hoàn toàn. Sơ đồ thí nghiệm cho
mẫu thử uốn là dầm bê tông cốt thép đƣợc bố trí nhƣ hình vẽ (Hình 1.4) dƣới đây
dƣới đây.
Hình 1.4. o
Sơ đồ bố trí thí nghiệm ch dầm bê tông cốt thép chịu uốn

- - GVHD:
17 TS
Hình 1.5. Hình ảnh bố trí thí nghiệm cho dầm bê tông cốt thép chịu uốn
1.5.3.So sánh kết quả thí nghiệm với tính toán lý thuyết
Từ thí nghiệm ta tìm đƣợc biến dạng dài của dầm bê tông cốt thép, qua công thức
(1.1) ta sẽ tính đƣợc ứng suất bằng thực nghiệm với máy thử uốn thủy lực.Dựa vào
biểu đồ (hình 2.3) dƣới đây ta sẽ tính đƣợc mô men uốn cho một điểm M bất kỳ,
cách trục trung hòa một khoảng là y. Đồng thời ta dùng công thức (1.2) dƣới đây để
tính theo lý thuyết và so sánh kết quả giữa tính toán lý thuyết và thựcnghiệm.
= (M
 x/Jx).y (1.2)
Hình 1.6. Biểu đồ mô men nội lực cho dầm bê tông cốt thép chịu uốn

- - GVHD:
18 TS
1.6. Lựa chọn mô hình máy thử uốn thủy lực
16.1. giá ng d
Đánh khả năng ứ ụng máy thử uốn thủy lực tại trường Cao đẳng xây
dựng công trình đô thị
V i yêu
ớ cầu nâng cao chất lƣợng giảng dạy bằng việc đầu tƣ trang thiết bị cho
phòng thí nghiệm, để tạo ra năng lực cạnh anh
tr trong khối các trƣờng cao đẳng đại
học thuộc lĩnh vực xây dựng, mọi tổ chức đào tạo ố ồ tại đ
mu n t n ều phải luôn
luôn
đổ ớ ề phƣơng pháp giảng dạy, nâng cao trang thiết bị, công ệ
i m i v ngh trong quá
trình giảng dạy, đặc biệt là các loại máy móc phục vụ cho các phòng thí nghiệm,
đ ề đ đ đ sự đầu tƣ ị đại đ phục vụ tốt
i u ó ã dẫn ến cần có trang thiết b móc hi
máy ện ể
hơn cho yêu cầu nâng cao chất lƣợng giảng dạy trong nhà trƣờng.
Tuy nhiên không ph b nào i trang
ải ất cứ trƣờng cao đẳng, đại học đều có thể thay đổ
thiết bị phòng thí nghiệm ộ ễ đƣợ ụ ộ
m t cách d dàng c còn ph
mà u
th c vào tiềm
n kinh t và c
ăng ế chiến lƣợ phát triển cụ thể của từng trƣờng. Trƣờng Cao đẳng
xây dựng công trình đô thị là trƣờng ộc Bộ Xây Dựng ậ ự phụ uộ
u
th , do v y có s th c
rất nhiều đố ợ thiết kế đ
vào i tƣ ng ó m
là áy mó i b ph c v công tác
c, th ết ị, ụ ụ cho
giảng dạy của nhà trƣờng, là nơi cần phải có những thiết bị với tính năng thiết kế
chính xác và tối ƣu để có thể làm chuẩn thiết bị mô phạm cho nhiều thế hệ sinh viên
sau này, và nó đƣợc thiết kế để phục vụ cho công tác giảng dạy chứ không phải là
phục vụ cho các mục đích k hay thƣơng mại nhƣ của sản xuấ
inh tế doanh nghiệp t
kinh doanh. này ã nh n c c
Chính điều đ ả hƣởng lớn đế tiềm lự kinh tế ủa nhà trƣờng ,
ngh phân lu ng v i ng
ĩa là cần có sự ồ ề đố tƣợ thiết kế, chế tạo.
Các loại thí nghiệm thử uốn trong nhà trƣờng thƣờng là các loại thí nghiệm rất đa
dạng khác nhau, nhƣ thử bền và đo mức độ biến dạng, dịch chuyển của các mẫu thí
nghiệm nhƣ mẫu bê tông cốt thép, các loại thanh thép dùng làm dầm thép chịu tải
trọng uốn ngang phẳng, thử bền các loại vật liệu mới. Do đó hầu ƣ tất cả
nh các
thí nghiệm sức bền trong bất kỳ một mẫu thí nghiệm nào đề ử dụ
u cần s ng máy ép,
t khâu m t
ừ tạo tải trọng nhỏ cho tới ộ thí nghiệm vào loại phức tạp với tải trọng lớn
thì đều cần tới máy ép thủy lực nhờ vào ƣu điểm nổi trội của nó so với các loại máy
ép khác.

- - GVHD:
19 TS
M t ng quan, kh n ng d ng máy ép th y l c
ộ cách tổ ả ă ứng ụ ủ ự tại trƣờng Cao đẳng xây
dựng công trình đô thị là rất lớn ố lƣợ các thí nghiệm có liên quan đến
, kh i ng máy
ép thủy lực ộ ố lƣợ đ ể trong các thí nghiệm phục vụ cho công
i
ch ếm m t kh i ng áng k
tác của giảng dạy của nhà trƣờng ăm nhà trƣờng liên tục
. Hàng n 10 th
có áng các
phòng thí nghiệm phục vụ công tác giảng dạy cho sinh viên các khóa. Đây là một tần
suất hoạt động khá cao của các phòng thí nghiệm trong nhà trƣờng cần sử dụng máy
ép thủy lực.
Vì v y i v i hì máy ép óng vai trò
ậ đố ớ trƣờng Cao đẳng xây dựng công trình đô thị, t đ
r quan tr
ất ọng trong công tác thí nghiệm tại các phòng thí nghiệm xây dựng.
Từ những phân tích trên đây về mục đích sử dụng và đặc thù của loại máy ép thủy
lực dùng cho phòng thí nghiệm xây dựng. Đồng thời có thể đánh giá tổng quan
đƣợc những ƣu, nhƣợc điểm của các phƣơng án trong quá trình nghiên cứu thiết kế
máy ép thủy lực, trong luận văn này đƣa ra phƣơng pháp nghiên cứu “Phân tích và
lựa chọn phương án tối ưu”.
1.6.2. a ra các ph ng án
Đư ươ
Các ph ng k a ra d a trên nh tiêu chí sau: giá thành, kích
ƣơ án thiết ế đƣợc đƣ đều ự ững
th c c a máy tin c
ƣớ ủ ép, độ ậy c a h th ng, kh n b i l n c a t ng
ủ ệ ố ả ăng ảo trì, tính đổ ẫ ủ ừ
bộ p áy, hệ ố an toàn, c ỉ ố khả ă sàng… Dƣớ đ ƣơng
hận m
trong s h s n ng sẵn i ây là 2 ph
án i
th ết kế.
1.6.3. Phương án thiết kế 1
Ph án i k này thi k ép y l c có 4 tr ho c 2 tr
ƣơng th ết ế chính là ết ế máy thủ ự ụ ặ ụ để định
tâm một số máy đƣợc liệt kê ở dƣới đây ( hình 1.7).

- - GVHD:
20 TS
Hình 1.7 - Máy ép có trụ định tâm.
a. Máy ép thủy lực một trụ định tâm
b. Máy ép thủy lực bốn trụ định tâm
c. Máy ép thủy lực dập tấm kiểu bốn cột
d. Máy ép thủy lực hai trụ định tâm
a. b.
c. d.

- - GVHD:
21 TS
* Ƣu điểm của phƣơng án:
- th y l c ho ng n
Mạch ủ ự ạt độ ổ định.
- su gia công l n.
Năng ất ớ
- c n nh.
Lự ép ổ đị
- d ng cho máy ép có công su l n.
Sử ụ ất ớ
* Nhƣợ điểm ủ ƣơ
c c a ph ng án:
- h c
Quá trình gia công p ứ tạp.
- n ghép ph c
Công đoạ lắp ứ tạp.
- h c khung không u l i cho vi s xu
Kích t ƣớ th ận ợ ệc ản ất.
- th y l c k ph c ph an phân ph
Mạch ủ ự thiết ế ứ tạp vì cần ải có v ối.
- b trì khá ph c
Việc ảo ứ tạp.
- s ph khá cao.
Giá thành của ản ẩm
- i b d khá p c
Công v ệc ảo ƣỡng hứ tạp.
1.6.4. Phương án thiết kế 2:
Ph thi k này d a vào n ng m
ƣơng án ết ế là ự ền tả là áy y l c c a sau ó
ép thủ ự ủ công ty đ
hoàn i d b ng cách thêm vào nh n ng ph c h t th y l c
th ện ần ằ ững chức ă ụ ủa ệ hống ủ ự
nh l u, b , h th ng khi n b ng
ƣ làm mát, van tiết ƣ ộ tích trữ ệ ố điều ể ằ điện.
Tuy nhiên ph này i k s không ph tr tâm mà
ƣơng án th ết ế ẽ có ần ụ để định dùng trực
tiếp b ph
ộ ận ể
ng Xy lanh-Piston
tác độ đ định tâm nhƣ một số máy biểu diễn theo
hình dƣới đây (hình 1.8).

- - GVHD:
22 TS
c.
Hình 1.8. Máy ép có
không nh
trụ đị tâm
a.Máy ép thủy lực xy lanh liền bệ
b. Máy ép thủy lực dạng khung
c. .
Máy ép thủy lực một xy lanh định tâm
* Ƣu đ ể ủ ƣơ
i m c a ph ng án:
- b
Đảm ảo đầy nh ng c c n c a máy
đủ ữ hứ ăng ủ ép.
- th ng khi linh ho t v hành trình, áp su ng i n
Hệ ố điều ển ạ ề ất tƣơ đố ổ định.
a. b.

- - GVHD:
23 TS
- h c khung phù h p i d ng xu c a ty.
Kích t ƣớ ợ vớ ạ sản ất ủ công
- n g
Bảo trì đơ iản.
- th ng t ng n g
Hệ ố điện ƣơ đối đơ iản.
* Nh c a ph
ƣợc điểm ủ ƣơng án:
- khi n khá p c
Điều ể hứ tạp.
- th ng không v b ng h th
Hệ ố ững ằ ệ ống có trụ định tâm.
- H th này ch thích h p i máy có su n .
ệ ống ỉ ợ vớ công ất hỏ
1.6.5. Ch n t
ọ phương án ối ưu
Nh ã nói n trên, ph t i u ph ng t a mãn
ƣ đ ở phầ ƣơng án ố ƣ là ƣơ án mà hỏ những yêu
cầu trên. Ở đ ọ ương án ế ứ là phương án thiết kế
ây ta ch n ph i
th ết k th 2, dùng xy
lanh giá thành máy này s t n h n nh ng n g
định tâm, vì chế tạo ra ẽ ít ố kém ơ ư đơ iản
d s d
ễ ử ụng và phù hợp với quy mô phòng nghí nghiệm. khác, b khung c a
Mặt ộ ủ
máy s không gian l vi h n, u l i vi
ẽ cho ta àm ệc nhiều ơ th ận ợ cho ệc gá đặt nhiều
mẫu thí nghiệm hứ ạp có hình dạnh khác nhau.
p c t Ngoài ra, ta có thể thay thế
đƣợ đ đƣợ đ ề
c ầu ép mà c i u này khó m i i máy . Ta có
là hơn đố vớ ép có trụ định tâm
t g u h
hể ắn đầ định hình để t ực hiện thử uốn cho nhiều mẫu dầm bê tông có kích cỡ
khác nhau.
* Kết luận chương 1:
- Máy thử uốn thủy lực hay các loại máy ép thủy lực nói chung, đã đƣợc thiết kế,
chế tạo bởi nhiều công ty lớn trên thế giới và có ứng dụng rộng rãi từ rất lâu trong
các ngành công nghiệp chế tạo máy nói chung. Với đặc thù là loại máy tạo ra đƣợc
lực ép có tải tác dụng rất lớn, nên nó có vai trò đặc biệt lợi thế trong nghành xây
dựng và máy thử uốn thủy lực là một loại nhƣ thế, đƣợc sử dụng phổ biến trong thí
các nghiệm xây dựng. Nguyên lý hoạt động của máy dựa trên nguyên lý hoạt động
của bình thông nhau, có áp dụng định luật Pascal: “Áp suất chất lỏng được tạo ra
trong bình chứa, được truyền tới tất cả các điểm trong thể tích chất lỏng và có
hướng tác dụng vuông góc với mọi bề mặt bình chứa”.

- - GVHD:
24 TS
- Mục đích chính yếu của các loại máy thử uốn thủy lực nói chung là dùng để tạo ra
lực ép lên mẫu thí nghiệm trong quá trình ép làm thí nghiệm kiểm tra các cƣờng độ
bền, giới hạn phá hủy của vật liệu xây dựng.. Do đó, nó đƣợc thiết kế với yêu cầu
về tính năng phải đảm bảo đƣợc nhiều yêu cầu khác nhau:
+ Đủ độ ứ ữ trong khi làm việc.
c ng v ng
+ Máy s ng ph ch c i k khí nóng Nam.
ử dụ ải an toàn, ịu đƣợ đ ều iện hậu ở Việt
+ Áp su ph n nh khi làm vi
ất ải ổ đị ệc.
+ Kích th c
ƣớc phải vừa đủ gọn mà vẫn đảm bảo độ tin ậy c a h th ng,
ủ ệ ố
+ B khung c a
ộ ủ máy phải tạo ợ lắp đặt nhiều loại
không gian u
ta th ận l i vi
cho ệc
mẫu thí nghiệm có kích thƣớc đa dạng.
- Do vậy, phƣơng án thiết kế đƣợc lựa chọn phải là phƣơng án thỏa mãn đƣợc các
yêu cầu về tính năng nói trên. Đó là phương án thiết kế máy dùng xy lanh định tâm,
với các xy lanh và gối tựa của mẫu thí nghiệm có thể di chuyển được trong quá
trình làm mẫu thí nghiệm.

- -
25 GVHD: TS
Chƣơng THIẾT THUẬT UỐN THỦY LỰC
2: KẾ KỸ MÁY THỬ
2.1. Yêu cầu kỹ thuật của máy thử uốn thủy lực
T máy khi i k ch có yêu k u t quá trình ho ng
ất cả móc th ết ế ế tạo đều cầu ỹ th ậ để ạt độ
đạt hiệu qu . D i ây l k c a máy ép th y l
ả cao ƣớ đ à yêu cầu ỹ thuật ủ ủ ực:
+ Yêu c hàng m
ầu đầu là áy phải đủ độ ứ ữ
c ng v ng trong khi làm việc.
+ Máy ph ch c i k khí nóng Nam, vì
hoạt động ải an toàn, ịu đƣợ đ ều iện hậu ở Việt
nhi h l g nh h ng áp su làm vi
ệt độ của c ất ỏn tăng lên cao sẽ ả ƣở đến ất ệc.
+ Máy hoạt động êm, điều khiển nhẹ nhàng và nhạy
+ Áp su ph n nh khi làm vi
ất làm việc ải ổ đị ệc.
+Khi có sự cố xảy ra phải dừng đƣợc máy ngay tức thời.
2.2. Tính chọn áp suất làm việc của hệ thống
Để kết cấu của hệ thống máy ép nhỏ gọn cho phù hợp với điều kiện và tải trọng
trong phòng thí nghiệm, ta cần chọn áp suất làm việc của hệ thống ở mức cao. Tuy
nhiên, với một lực tác dụng cho trƣớc là hằng số, dựa theo công thức:
F = p.A = const
Trong đó:
F - là lực ép
p - áp suất hệ thống
A - diện tích tiết diện xy lanh
Ta thấy rằng, nếu áp suất càng cao thì xy lanh càng nhỏ gọn về đƣờng kính và
ngƣợc lại. Tuy nhiên, áp suất cao thì đồng nghĩa với hệ thống nguồn và bộ phận
điều khiển phải làm việc ở áp lực cao, do đó càng đắt tiền, tốn nhiều chi phí đầu tƣ.
Từ phân tích trên ta thấy, với yêu cầu lực ép có tải trọng F = 63.104
(N), chia đều
cho hai xy lanh công tác thì mỗi xy lanh sẽ tạo ra lực ép có tải trọng P = 31,5.104
(N). Để tạo ra lực ép có tải trọng tối đa cho mỗi piston là 31,5 tấn, ta đƣa thêm một
hệ số k = 1,3 vào cho lực ép của mỗi piston và lấy lực ép có tải trọng lớn nhất cho
mỗi piston là: P = 1,3x31,5 = 40,9.104
(N), .

- -
26 GVHD: TS
Vậy ta chọn tải trọng lực ép tạo ra từ mỗi piston là: P = 40.104
(N).
Ta chọn vận tốc ép trong hành trình ép của máy quá trình ép chậm:
v = 0,06 m/ph = 6 (cm/ph).
Vì đây là hệ thống dầu ép điều chỉnh bằng tiết lƣu. Lƣợng dầu chảy qua hệ thống
đƣợc điều chỉnh bằng van tiết lƣu đặt ở đƣờng vào/ ra của cơ cấu chấp hành xy lanh
- piston, do vậy lƣu lƣợng dầu tối thiểu chảy qua van tiết lƣu là:
Q1 = 1,32 (l/ph) = 1320 (cm3
/ph).
Với tải trọng P = 40.104
(N), không phải là một lực ép quá lớn, do vậy để dễ dàng
cho việc tính chọn, ta không cần áp suất hệ thống quá cao và cũng không cần xy
lanh lớn. Mặt khác, để phù hợp với quy mô vừa phải của phòng thí nghiệm thì cần
chọn một áp suất hệ thống đủ lớn.
* Tính chọn áp suất của hệ thống:
Hình 2.1. Sơ đồ tính chọn áp suất làm việc của hệ thống
Từ sơ đồ tính chọn xy trên đây, ta có phƣơng trình cân
lanh- piston theo (hình 2.1)
bằng tĩnh của piston là:
P1A1 - P2A2 - - P
T m = 0. (3.12)
Suy ra:
P1 =
2
2
1 1
m
T P
A
P
A A

 (3.13)

- -
27 GVHD: TS
Trong đó:
T - Tải trọng ép của máy. T = 40 tấn = 40.1000.9,81 = 392400 N.
P1 , A1 - Áp suất và tiết diện của piston đƣờng dầu ép đi vào.
P2 , A2 - Áp suất và tiết diện của piston đƣờng dầu ép đi ra.
Pm- Tải trọng của dầm ngang.
Vì kết cấu của máy không có dầm ngang, nên tải trọng ngang của nó Pm = 0.
Từ công thức tính lƣu lƣợng : Q1 = A1.v. Suy ra diện tích tiết diện của đƣờng ống
dầu ép đi vào: A1 = Q1/v = 1320/6 = 220 (cm2
)= 220.10-4
(m2
).
Thông thƣờng ta chọn hệ số tỷ lệ tiết diện ngang của piston,  = A1/A2 = 2,5.
Áp suất của đƣờng dầu ép đi ra: P2 = P3 P
+  ra
Vì P3 - là áp suất của bể dầu, do đó: P3= 0. Với lƣu lƣợng 1,32 (l/ph), tra bảng ta
xác định đƣợc tổn thất áp suất ở đƣờng ra, Pra = 3 bar. Vậy ta có P2 = 0+3 = 3 bar.
Thay các trị số vào phƣơng trình (1) ta có:
P1 =
2
2
1 1
m
T P
A
P
A A

 =
5
4
392400
1
3.10
2,5 22
0
00.10


P1 =
5
4
392400
1
3.10
2,5 22
0
0.10

 = 179,5.105
Pa = 179,5 (bar).
Áp suất làm việc của hệ thống:
P = P1 P
+  vào (3.14)
Vì tổng tổn thất áp suất trên đƣờng dầu vào Pvào qua bộ lọc và bơm là không đáng
kể, do đó ta lấy Pvào = 0. Vậy ta có áp suất làm việc của hệ thống:
P = 179,5 + 0 = 179,5 bar.
Trong công nghiệp, máy ép thủy lực thông thƣờng sử dụng hai dải áp suất hệ thống
chính là: Đến 200 bar và (200 250) bar. Do vậy, dựa vào tính toán ta chọn áp suất
-
làm việc của xy lanh này cũng nhƣ của toàn bộ hệ thống là P = 180 bar, để cho xy
lanh đủ nhỏ. Từ áp suất này ta tính chọn các thông số kĩ thuật của từng bộ phận hệ
thống nhƣ phần sau.

- -
28 GVHD: TS
2.3. nguyên lý
Thiết kế lựa chọn sơ đồ mạch thủy lực
2.3.1. các
Chức năng bộ phận của sơ đồ nguyên lý mạch thủy lực
Ta chọn hệ truyền động dùng cho máy ép là hệ truyền động thủy lực thể tích. Cơ
cấu chấp hành của hệ là xylanh điều khiển chày ép. Để điều khiển cơ cấu chấp hành
này ta sử dụng các van phân phối kiểu 4/3.
* và
Hệ truyền động gồm có các phần chính chức năng của nó nhƣ sau:
- Trạm nguồn: Có chức năng cung cấp năng lƣợng của dòng chất lỏng công tác cho
cơ cấu chấp hành. Thiết bị tạo năng lƣợng cho dòng chất lỏng ở đây là bơm thủy
lực, với động cơ dẫn động là loại động cơ điện xoay chiều ba pha. Ở vị trí trung
gian giữa thùng dầu và động cơ điện, là bộ lọc dầu có tác dụng lọc các chất cặn lắng
do bụi bẩn của thùng dầu để dầu không lẫn tạp chất trƣớc khi vào bơm, tránh mài
mòn cho các bộ phận chi tiết của hệ thống
- Van phân phối: Loại van đƣợc sử dụng là van điều khiển bằng điện xoay chiều
(điện áp 220V), kiểu 4/3. Van này có chức năng phân phối dòng chất lỏng làm việc
đến các khoang làm việc của các xy lanh.
- Cơ cấu chấp hành: Cơ cấu chấp hành dùng trong hệ truyền động ở đây chính là
piston- xy lanh. Cơ cấu chấp hành này có chức năng nhận năng lƣợng của dòng chất
lỏng công tác, rồi biến năng lƣợng đó thành động năng chuyển động (tịnh tiến).
- Van an toàn: Van an toàn đƣợc sử dụng trong hệ thống là loại van an toàn tác
động trực tiếp. Nó có nhiệm vụ ổn định áp suất hoạt động của hệ thống, khi áp suất
của hệ thống đột ngột tăng thì dòng chất lỏng sẽ đƣợc xả qua van an toàn về bể chứa
để hạ áp suất của hệ thống xuống một giá trị đã đặt.
- van van
Van chống lún: Van chống lún, chống tụt, chống rơi thủy lực là dạng nhƣ
một chiều thủy lực có tác dụng để khi dầu thủy lực từ bơm thủy lực đi lên thì đi theo
một chiều, nhƣng khi ngừng tác động điện, không cấp dầu lên nữa (ngừng điều
khiển hoặc tắt động cơ) thì sẽ có một đƣờng chích, một đƣờng dầu chích đó sẽ đóng
van một chiều lại để dầu không quay trở lại đƣợc. Do vậy, xi lanh sẽ đứng yên tại vị
trí không tác động điện của van nữa, mà xi lanh không bị tụt do tải trọng. Van thủy

- -
29 GVHD: TS
lực chống lún một chiều bắt ren thƣờng đƣợc lắp ở ngay đầu hoặc đuôi xi lanh thủy
lực.
- Rơle áp suất: Rơle áp suất có nhiệm vụ chuyển tín hiệu điện tới van phân phối để
dầu xả về bể khi áp suất thống đạt tới giá trị đã đặt.
trong hệ
- Các thiết bị đường ống và thiết bị hiển thị: Đây là những thiết bị dùng để kết nối
các thiết bị khác tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh và hoạt động đƣợc. Các đƣờng
ống để dẫn dòng chất lỏng công tác từ trạm nguồn đến cơ cấu chấp hành và ngƣợc
lại, bao gồm các đƣờng ống thép chịu áp (thƣờng là ống thép đúc) và đƣờng ống
mềm cao su chịu áp. Thiết bị hiển thị ở đây là đồng hồ đo áp. Thiết bị này có chức
năng hiển thị trị số áp suất của dòng chất lỏng tại những vị trí mà ta cần biết để có
thể điều chỉnh kịp thời nếu cần thiết.
- Nắp đổ dầu và mắt thăm dầu: Năp đổ dầu để đậy lỗ nạp dầu khi hết dầu và mắt
thăm dầu dùng để kiểm mức dầu thủy trong thùng còn bao nhiêu?
2.3.2. s g
Thiết kế ơ đồ nguyên lí mạch thủy lực của hệ thốn
1.Sơ lược về hệ thống thủy lực cơ bản
Hệ thống thủy lực cũng tƣơng tự nhƣ hệ thống khí nén, ngoại trừ có một số điểm
khác nhau (đặc biệt là mạch thủy lực vòng khép kín) so với khí nén. Ở đây dầu sau
khi hoạt động sẽ đƣợc dẫn trở về lại bình chứa đã qua bộ giải nhiệt để làm
sau khi
giảm nhiệt độ Một sơ đồ mạch thủy lực cơ bản nhƣ dƣới đây gồm có
. (hình 2.2)
những bộ phần chính nhƣ sau:
1.Bể chứa dầu, 2. Bộ lọc, 3.Motor và bơm, 4.Van tràn, 5. Bộ lọc, 6. Bình tích áp,
7.Van tiết lƣu, 8. Động cơ hoặc xy lanh, 9. Bộ giải nhiệt.
Ở một số hệ thống thủy lực phức tạp thì thƣờng có thêm những bộ phận khác, chi
tiết khác để tạo ra chức năng riêng biệt cho hệ thống đó, đặc biệt là những hệ thống
thủy lực cần tạo ra những tải tác dụng siêu trƣờng, siêu trọng hoặc có điều khiển
bằng kỹ thuật số thì lại càng nhiều bộ phận chi tiết khác. Tuy nhiên, với bất kỳ một
hệ thống thủy lực cơ bản nào thì cũng đòi hỏi phải có cấu tạo từ những thành phần
trên để tạo ra một hệ thống thủy lực hoạt động trơn tru, hiệu quả.

- -
30 GVHD: TS
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lí mạch thủy lực cơ bản
Bình chứa dầu hoặc bồn chứa có nhiều chức năng bên cạnh việc chứa dầu thì nó còn
đảm nhiệm một số chức năng của hệ thống nhƣ thiết bị làm nguội và bộ lọc thô các
tạp chất và nƣớc. Thƣờng ngƣời ta thiết kế thể tích bình chứa phải lớn hơn hoặc
bằng 3 lần lƣu lƣợng lớn nhất của bơm (Ví dụ nếu chúng ta có lƣu lƣợng lớn nhất
của bơm là 20 lít/phút thì thể tích bình chứa phải có khả năng chứa 60 lít). Tác dụng
làm nguội dầu sử dụng các cánh tản nhiệt đặt trực tiếp trong dầu hoặc dọc theo vách
ngăn của bình chứa. Các bộ lọc gắn ở đầu hút và đầu xả phải lọc đƣợc tạp chất có
kích thƣớc lớn hơn 100 micromet. Các bóng khí có thể có ảnh hƣởng đến chất lƣợng
dầu và hoạt động của hệ thống thủy lực vì vậy chúng ta cần loại trừ quá trình này
trong bình chứa. Chúng ta thức hiện các bƣớc nhƣ sau:
1- Gộp chung tất cả đƣờng hồi dầu về thành ống ống dẫn duy nhất về bình chứa
nhằm giảm thiểu quá trình tạo khí và sủi bọt trong dầu.
2- thành.
Đặt đƣờng vào gần đáy không cho tạo dòng khí xoáy đƣợc hình
3- Trong thùng dầu đặt lƣới thép nằm nghiêng để giữ lại bóng khí không cho chúng
đi vào bề mặt của dầu.

- -
31 GVHD: TS
Tuỳ vào yêu cầu thực tế mà chúng ta có số lƣợng bộ lọc và vị trí đặt bộ lọc. Chúng
ta có thể đặt ở đƣờng ra của bơm, trong đƣờng dẫn của hệ thống, đƣờng hồi dầu về
bể chứa, đƣờng hút của bơm… Chúng ta phải cẩn thận nhằm đảm bảo rằng độ giảm
áp suất khi đi qua bô lọc ờ đƣờng hút không gây ra hiện tƣợng sủi bót tạo bong ở
đƣờng vào của bơm. Tuy nhiên mỗi vị trí lọc đều có ƣu và nhƣợc điểm riêng đòi hỏi
ngƣời đọc phải tự tìn hiểu.
Mặc dù dầu thủy lực có module khối lớn (khả năng chịu nén lớn) nên để tích trử
năng lƣợng thƣờng sử dụng bình tích áp thủy lực dựa trên khả năng nén đƣợc của
khí nhƣ không khí hay nitơ. Khí và dầu đƣợc ngăn cách với nhau qua một piston
hoặc màng hoặc túi chứa khí bằng cao su đặt trong bình tích áp.
Piston là kiểu có khả năng tích trử lớn tuy nhiên yêu cầu về độ kín khít giửa piston
và xylanh. Khả năng chứa của kiều túi bằng cao su có giới hạn nhƣng nó có một ƣu
điềm là không di chuyển các chi tiết cơ khí. Sử dụng bộ tích áp nhƣ thiết bị tích trử
năng lƣợng cho phép bơm nhỏ hơn có thể làm việc để phục vụ hệ thống hoạt động
không lien tục hoặc không đều. Thêm vào đó để tránh hiện tƣợng nƣớc va, giảm
hoặc loại bỏ quá trình hoạt động theo chu kỳ của bơm và cho phép hệ thống hoạt
động trong một khoảng thời gian ngắn khi bơm ngừng hoạt động.
Tiêu hao do việc sinh nhiệt là không chỉ quan trong đối với hệ thống thủy lực mà
còn khá quan trong đối với hệ thống khí nén. Tiêu hao do ma sát trong các thiết bị
đặt biệt là trong các quá trình chuyển tiếp giữa các thiết bị hay chuyên động của
dòng lƣu chất qua các cổ ống, van tiết lƣu hay chuyên động qua các vòi là nguồn
gốc sinh ra nhiệt. Nguồn nhiệt này sẽ làm cho sụat áp qua các thiết bị và sẽ tích trử
lại trong lƣu chất gây ra ảnh hƣởng đến chất lƣợng lƣu chất và các tấm lót. Trong hệ
thống thủy lực nhiệt dộ tốt nhất đề làm việc là 45-50 độ C.
2. Các sơ đồ thuỷ lực cơ bản
Hệ thống thuỷ lực bao gồm nguồn cấp năng lƣợng (bơm), cơ cấu chấp hành (xi lanh
hoặc mô tơ), các cơ cấu điều khiển, điều chỉnh và bảo vệ hệ thống khỏi quá tải.

- -
32 GVHD: TS
Trong các hệ thống phức tạp có thể có nhiều bơm, nhiều cơ cấu chấp hành và các cơ
cấu điều khiển và điều chỉnh để điều khiển qui luật chuyển động của động cơ.
Hình 2.3. Sơ đồ thuỷ lực điều khiển bằng thể tích
Trên (hình 2.3) là sơ đồ thuỷ lực với bơm điều khiển 3, van trƣợt phân phối 2 điều
khiển bằng tay có thể đảo chiều chuyển động của xi lanh 1. ở vị trí trung gian của
van phân phối 2, tất cả các đƣờng đều nối với bể, lúc này bơm làm việc ở chế độ
không tải và xi lanh ở trạng thái tự do. Bộ lọc 4 lắp ở cửa hút của bơm 3, van an
toàn 6 bảo vệ cho hệ thống không bị quá tải.
Hình 2.4. Sơ đồ thuỷ lực điều khiển bằng tiết lưu

- -
33 GVHD: TS
Trên (hình 2.4) là sơ đồ thuỷ lực điều khiển bằng tiết lƣu đặt ở cửa vào của cơ cấu
chấp hành. Sơ đồ gồm bơm cố định 9, van tràn 7, van trƣợt phân phối bốn cửa ba vị
trí điều khiển bằng tay, van hai vị trí 5 điều khiển bằng vấu 4 trên piston của xi lanh
3 và trở về vị trí ban đầu bằng lò xo. ở vị trung gian của van phân phối 6, các đƣờng
nối thông với nhau, tƣơng ứng với chế độ giảm tải bơm và xi lanh ở trạng thái tự do.
Khi van phân phối 6 ở vị trí bên phải, chất lỏng từ bơm vào khoang trái của xi lanh
làm cho piston chuyển động sang phải. Ngoài ra khi piston bắt đầu chuyển động,
vấu 4 tỳ vào van 5 đẩy nó xuống dƣới, vì vậy chất lỏng từ khoang phải của xi lanh
cũng đi vào khoang trái của nó (tiết diện làm việc của xi lanh trƣơng trƣờng hợp này
là tiết diện của cần đẩy), tƣơng ứng với hành trình tăng tốc của xi lanh. Sau khi vấu
4 không còn tỳ vào van 5, dƣới tác dụng của lò xo nó dƣợc đẩy lên trên làm ngắt
khoang trái của xi lanh với khoang phải của nó và nối khoang này với bể. Kết quả là
khoang trái của xi lanh chỉ đƣợc cấp chất lỏng từ bơm qua van tiết lƣu 2, tƣơng ứng
với hành trình công tác của xi lanh. Khi van trƣợt 6 ở vị trí bên trái, chất lỏng đi vào
khoang phải của xi lanh 3, chất lỏng từ khoang trái của xi lanh thoát về bể qua van
một chiều 1.
Trên (hình 2.4), là sơ đồ thuỷ lực với xi lanh tác động một chiều 1 và bơm điều
chỉnh 4. Hệ thống đƣợc điều khiển bằng van phân phối ba cửa hai vị trí. Van an toàn
3 đƣợc lắp vào hệ thống để xả chất lỏng về bể khi áp suất tăng quá mức qui định. ở
vị trí của van 2 nhƣ trên hình 76, a, chất lỏng từ bơm đi vào xi lanh 1. Đƣờng hồi
lúc này bị ngắt. Khi dịch chuyển van 2 sang vị trí đối diện, chất lỏng từ bơm qua
van an toàn 3 về bể, xi lanh 1 nối với bể, piston của nó dƣới tác dụng của trọng lực
chuyển động xuống dƣới.

- -
34 GVHD: TS
Hình 2.5. tác
Sơ đồ thuỷ lực với xi lanh động một chiều
Trong sơ đồ này, nếu thay van 2 bằng van phân phối ba cửa, ba vị trí (hình ), ở vị
2.5
trí trung gian của con trƣợt có thể giữ piston ở vị trí cố định và bơm đƣợc nối với
bể.
3. nguyên lý m cho máy
Sơ đồ ạch thủy lực thử uốn:
Từ những phân tích trên đây ta sẽ thiết kế mạch thủy lực cho máy ép với những
phần tử của hệ thống theo một sơ đồ nguyên lý đơn giản nhất, để dùng cho mục đích
tạo tải lực ép cỡ nhỏ dùng trong phòng thí nghiệm.
Hình dƣới đây là sơ đồ nguyên lý mạch thủy lực của máy ép thủy lực thử
(Hình 2.6)
uốn cho mẫu ép là vật liệu bê tông cốt thép.

- -
35 GVHD: TS
Hình 2.6. Sơ đồ mạch thủy lực cho máy thử uốn
1.Bể dầu; 2.Bộ lọc; 3.Động cơ điện; 4.Bơm nguồn; 5.Đồng hồ đo áp
6.Van chống lún; 7.Role áp suất; 8.Xylanh thủy lực; phối
9.Van phân
10.Bộ làm mát; .Nắp đổ dầu; .Mắt thăm dầu.
11.Van an toàn; 12 13
* Thuyết minh hoạt động của sơ đồ nguyên lí:
Khi đóng điện từ tủ điều khiển trung tâm, động cơ điện (3) đƣợc cấp điện sẽ làm
việc. Khi cơ cấu chấp hành của hệ thống chƣa làm việc ứng với các van phân phối
4/3 điều khiển chúng đang ở vị trí trung gian, dầu đƣợc hồi ngay về bể. Hệ thống
thủy lực và hệ điều khiển điện của máy đƣợc thiết kế hoạt động ở 2 chế độ : chế độ
bằng tay và chế độ tự động. Chế độ tự động có thể đƣợc thay đổi trình tự logic làm
việc dễ dàng thông qua cách nối sơ đồ mạch điện. Đối với chế độ làm việc tự động:
K (9)
hi có tín hiệu tác động từ tủ điện điều khiển bắt đầu 1 chu trình, van phân phối
điều khiển xylanh (8) đƣợc điều khiển chuyển sang vị trí bên trái, dầu đƣợc cấp cho

- -
36 GVHD: TS
buồng trên của xylanh khiến cần piston đi xuống thực hiện quá trình ép. Khi đi hết
hành trình, chày bắt đầu ép. Đến một áp suất đã đặt thì rơle áp suất đóng lại chuyển
tín hiệu điện đến van phân phối(9), van phân phối chuyển sang hoạt động ở vị trí
trung gian, lúc này dầu từ bơm đƣợc xả toàn bộ về bể, đồng thời van chống lún(6)
giữ áp trong hệ thống một thời gian để sản phẩm cần ép đƣợc định hình. Sau một
thời gian nhất định (10s) thì van phân phối (9) đƣợc điều khiển chuyển sang vị trí
bên trái, chày đƣợc đẩy ình ép.
lên, xylanh trở về vị trí ban đầu, kết thúc một chu tr
Sản phẩm ép đƣợc lấy ra. Đối với chế độ làm việc bằng tay, tất cả các quá trình
chuyển động của xylanh đều đƣợc điều khiển bởi nút bấm.
2.3.3. xylanh
Mạch đồng bộ vận tốc
1. xylanh ghép song
Các được song
Hình 2.7. xylanh ghép
Các được song song sẽ không hoạt động đồng bộ.

- -
37 GVHD: TS
( 2.7)
Hình là một mạch rất hay đƣợc sử dụng, nó cho thấy cách để hai xylanh giống
nhau có thể đƣợc đồng bộ vận tốc bằng cách lắp đặt đƣờng ống song song đến
chúng. Tuy nhiên, thậm chí nếu hai xylanh giống nhau, cũng cần phải có tải trọng
lên hai xylanh nhƣ nhau để chúng duỗi ra đồng thời, co về cùng nhịp. Nếu các tải
trọng không thực sự nhƣ nhau ( thực tế thƣờng nhƣ vậy) thì xylanh có tải trọng nhỏ
hơn sẽ duỗi ra trƣớc vì nó di chuyển ở áp suất thấp hơn. Sau khi xylanh này duỗi hết
hành trình của nó, áp suất trong hệ thống sẽ tăng lên đến mức cao hơn đƣợc yêu cầu
để duỗi xylanh có tải lớn hơn. Trong thực tế thì không thể có hai xylanh thực sự nhƣ
nhau, do sự chênh lệch về ma sát trong xylanh khi chúng hoạt động. Chỉ riêng điều
này cũng đã ngăn cản sự hoạt động nhƣ nhau của hai xylanh.Trong thực tế, nếu
không yêu cầu cao thì một số trƣờng hợp có thế nối cứng hai đầu cần với nhau.
2. xylanh ghép
Các được nối tiếp
Sơ đồ nguyên lý đƣợc chỉ ra nhƣ trên hình dƣới đây ( cho thấy rằng ghép
Hình 2.8)
hai xylanh nối tiếp là các đơn giản để đồng bộ hai xylanh. Ví dụ, trong hành trình
duỗi của các xylanh, dầu từ bơm đƣợc đƣa đến khoang không có cán của xylanh 1
(XL1) qua van phân phối.
Khi XL1 duỗi, dầu từ đầu có cán của nó đƣợc đƣa đến khoang không có cán của
xylanh 2 (XL2). Đƣơng nhiên toàn bộ hai xylanh và toàn bộ đƣờng ống giữa các
xylanh đƣợc điền đầy dầu. Dầu từ phía có cán của XL2 qua van phân phối trở về
thùng khi nó duỗi ra. Đế hai xylanh đƣợc đồng bộ, diện tích piston của XL2 phải
bằng độ chênh lệc diện tích giữa piston và cán của XL1. Điều này ta có thế thấy
đƣợc từ phƣơng trình liên tục là lƣu lƣợng chất lỏng đi ra từ phía cán cảu XL1 phải
bằng lƣu lƣơng dầu đi vào XL2.
Ta có: Q ra (XL1) = Q vào (XL2).
Vì Q = A.v, trong đó A là diện tích làm việc mà dầu chảy qua, nên:
(Ap1 – Ar1).v1 = Ap2.v2. (2.1)
Trong đó:
Ap1: Diện tích lòng trong hay diện tích quả piston xylanh 1

- -
38 GVHD: TS
Ar1: Diện tích mặt cắt ngang cán của xylanh 1
Ap2: Diện tích lòng trong hay diện tích quả piston xylanh 2
Để đồng bộ thì v1 = v2, nên ta có: Ap1 – Ar1 = Ap2
Hình 2.8. ghép
Các xy lanh được nối tiếp sẽ hoạt động đồng bộ
Phải chắc chắn rằng áp suất làm việc trong hệ thống ta cài đặt phải bằng áp suất cần
thiết để piston của XL1 thắng tải trọng tác dụng lên cả hai xylanh khi đang duỗi.
Theo định luật Pascal thì áp suất ở khoang có cán của XL1 sẽ bằng áp suất ở khoang
không có cán của XL2.
Phƣơng trình lực tác dụng lên XL1 sẽ nhƣ sau:
p1.Ap1 p
– 2. (Ap1 – Ar1) = F1 (2.2)
Phƣơng trình lực tác dụng lên XL2 sẽ nhƣ sáu:
p2.Ap2 p
– 3. (Ap2 – Ar2) = F2 (2.3)

- -
39 GVHD: TS
Mặt khác: Ap2 = Ap1 – Ar1 (*) và p3 = 0 (do thông với thùng dầu).
Ta có kết quả:
p1 .Ap1 = F1 + F2 (2.4)
Phƣơng pháp này cho thấy nhƣợc điểm là XL1 phải đƣợc thiết kế để đảm bảo chắc
chắn rằng sẽ thắng đƣợc tải trong F1 + F2.
2.4. máy ép th y
Sơ đồ nguyên lý hoạt động ủ lực
Đố ủ
i với máy ép th y l c th ng ng ta chia ra thành 2 giai
ự ẳ đứ đoạn:
+ n 1: u i n x ng t n ch n giai
Giai đoạ (hình 2.9) Đầ ép đ từ trê uố hực hiệ ức ăng ép. Ở
đoạ ƣớ ụ ủ hủ ự bơ đĩ
n này d i tác d ng c a áp suất t y l c do m cung cấp phía
lên trên a
piston, anh n có g s d
th truyề ắn đầu ép ẽ ịch chuyể ụ thể ở đ
n ra ngoài c ây thanh
là
truy n d ch y x ng phía d i. o cách y
ề ị chu ển uố ƣớ Kh ảng dịch chu ển c a thanh
ủ
truy n ph u c vào ngu n áp l c c a dòng th y l c do m cung p, i
ề ụ th ộ ồ ự ủ ủ ự bơ cấ ch ều dài
c anh truy n và tác ng óng m c khi n
ủa th ề độ đ ở ủa cơ cấu điều ể chính.
Hình 2.9. n
Giai đoạ 1 của máy ép.
Van i enoid giai o này, c i tác d ng c a s
điều kh ển Sol ở đ ạn trụ chính dƣớ ụ ủ từ trƣờng ẽ
d chuy
ịch ể ổ ố ớ ổ để đƣa c ỏ
n này c
sang trái, lúc ng P n i thông v i c ng B hất l ng vào

- -
40 GVHD: TS
xy lanh, ng t i c A s ông i c ng T a ch l g v ch a thông
đồ hờ ổng ẽ th vớ ổ đƣ ất ỏn ề thùng ứ
qua b c tinh.
ộ lọ
+ n 2:
Giai đoạ (hình 2.10) Đây giai o u c nh tr v v ban
là đ ạn đầ ép đƣợ ấc lên ở ề ị trí
đ ƣơ ƣ ở đoạ ƣớ ụ ủ uất ơ
ầu. T ng tự nh giai n 1 d i d
tác ng c a áp s do b m cung cấp lên
phía m d c a piston làm thanh truy n chuy n ng phía mang
ặt ƣới ủ đĩa thì ề ể độ lên trên
theo ép.
đầu
Hình 2.10. n
Giai đoạ 2 của máy ép
Van Solenoid giai n này, c h d i c ng c a ng s d
ở đoạ trụ chín ƣớ tá độ ủ từ trƣờ ẽ ịch
chuyển phía ph
sang ải, này c
lúc ổng P s c n i thông v i c A a ch
ẽ đƣợ ố ớ ổng để đƣ ất
l ng vào trong xy lanh, ng i c ng T s c i thông v i c ng B
ỏ đồ thờ ổ ẽ đƣợ nố ớ ổ để đƣa
ch l ng v ch
ất ỏ ề thùng ứa c .
qua bộ lọ và bộ giải nhiệt

- - GVHD:
41 TS
2.5. Tính toán thiết kế các phần tử thủy lực
2.5.1.Tính toán các thông số kỹ thuật của từng chi tiết bộ phận
1. toán piston-
Tính cụm xy lanh thủy lực
Trong ph này, chúng ta s i tìm hi v b ph ng chuy n
ần ẽ đ ểu ề ộ ận tác độ ể động tịnh
tiến, tịnh
ó là: xy lanh - piston, ng c
đ độ ơ tiến, động cơ tuyến tính.
a. v a xy lanh piston
Nhiệm ụ củ –
Biến đổi năng lƣợng áp suất của chất lỏng thành cơ năng. Có 3 dạng bộ phận tác động:
- Bộ phận ng chuy n
tác độ ể động tịnh tiến - xy lanh thủ ự
y l c.
- Bộ phận ng chuy n ng qua - ng c th l
tác độ ể độ y Độ ơ ủy ực.
- Bộ phận ng bán quay (gi i h n góc quay).
tác độ ớ ạ
b. Các thành p n c a -piston
hần cơ bả ủ xy lanh ( H 2.11)
ình
Hì 2.11.
nh Các p n
thành hầ cơ của
n
bả xy lanh - piston.
Xy lanh piston b ph nh , piston
– là cụm ộ ận cố đị cơ bản chính của máy thử uốn
đƣợc lắp kín khít bên trong xy lanh, nó chuyển ng t bên trong xy
độ ịnh tiến qua lại
lanh theo kì . th n c i v
chu nhờ áp lực làm việc của dầu thủy lực Piston ƣờ g đƣợ nố ới
thanh truy n
ề trong một số máy cần chuyển đổi từ chuyển động tịnh sang chuyển
động quay và ngƣợc lại. Tuy nhiên, trong ệ ố ủ ự ề đƣợ ố
h th ng th y l c, truy
thanh n c n i

- - GVHD:
42 TS
vớ để độ
i piston nhận ng năng từ mẫu thí nghiệm ũ
pis và y
ton tru ền lên , c ng có
tr h p không dùng y
ƣờng ợ thanh tru ền piston ng c t
tác độ trự iếp lên tải, này
lúc
pi th c g i y hay
ston ƣờng đƣợ ọ tên là thanh đẩ trụ đẩy. ề
Phía xy lanh truy
có thanh n
nhô g i u và phía không có thanh tru n g n
ra ọ là ‟‟đầ thanh‟‟ yề ọ đ
i là ‟‟ ầu ắp‟‟
* u t piston:
Cấ rúc thanh truyền
Ho ng v ph và ngoài bu ng xy lanh. Ph m c a thanh
ạt độ ới cả 2 ần trong ồ ần ặt ngoài ủ
truy n ph ph c và vòng kín. Tính ng mòn ph
ề cần ải ẳng, ứng đai phải chố cần ải
đƣợ đ ƣờ ƣờng p ủ ớ ề ủ ề
c ý
chú ến. Ng i ta th h 1 l p crôm l b
ên các mặt c a thanh truy n,
tuy nhiên l p crôm này b d ng ong, nó s ki n v h
ớ có thể ị rổ ạ tổ ẽ tạo điều ệ cho iệc ấp
thụ ơ ƣớ nơi ấ
h i n c vào y và cu i d n nguyên nhân oxy hóa. Trong môi
ố cùng ẫn đế
trƣờ ƣ nghiệt, ƣờ ƣờ ử dụ đƣợ ủ
ng n ớc khắc ng i ta th ng s ng ép
th c ph 2 l p crôm và
ớ
niken. Thông th ng dày c a l p ph ÷150 o
ƣờ độ ủ ớ ủ từ 40 μm, thỉnh th ảng cũng sử dụng
thép chống gỉ để thay thế. Để khắc phục những khiếm khuyết của vật liệu kim loại
ngƣời ta phủ lên nó một lớp ceramic.
c. xy lanh-piston
Phân loại
a) b)
Hình 2.12. Xy lanh - tác
Piston động đơn
a. Xy lanh - Piston trụ đẩy đi lên;
b. Xy lanh - Piston trụ đẩy đi xuống

- - GVHD:
43 TS
Xy lanh-Piston tác ng n hình 2.12
độ đơ ( ):
Lo này c a n p v a là c a x chung trong xy lanh và piston ch sinh theo
ại có ử ạ ừ ử ả ỉ
m t ch
ộ chiều uyể độ hủ ự ợ ơ
n ng. d
Khi ầu t y l c đƣ c b m vào xy lanh, pi (hay tr
ston ụ
đẩ độ ẽ t ở ị đầu do t ọng lƣợ ủ
y) sẽ ển
chuy ng s công. Piston s
và inh r về v ban
trí r ng c a
t hay do l c
ải ự đẩy ủ ị ề ứa.
c a xo và d
lò ầu b ép trở v bình ch
♦ Xy lanh-Piston tác ng kép (h 2.13):
độ ình
Trong xy lanh-piston tác kép, piston sinh công theo c nh t
động sẽ ả 2 chiều tị iến.
D u th y l s , xy lanh bên piston vì v c xy lanh
ầ ủ ực ẽ vào ra trong ở cả 2 ậy trên ả 2 đầu
đề ử ử ƣ độ ủ hủ
u c
có a nạp và c a xả. Sự l u ng c a dầu t y lực c i n b i van 1
đƣợ điều kh ể ở
chiều hoặc bơm l c ch u.
thủy ự đảo iề
Hình 2.13. Xy lanh - Piston tác động kép
♦ Xy lanh- b hình 2.14
Piston kiểu ậc ( ):
Chi dài c xy lanh-piston ng ch c a òn, b c a piston,
ều ủa là tổ iều dài ủ thanh đ ề dày ủ
đáy, c a
đỉnh và chiều dài ủ thanh truyền. Kiểu xy lanh-piston nà s d ng
y đƣợc ử ụ
trong tr ng p h ch v dài c a máy. h xy lanh-piston b
ƣờ hợ ạn ế ề chiều ủ Hầu ết ki ểu ậc
đề đơ
u tác động n.

- - GVHD:
44 TS
Hình 2.14. Xy lanh - c
. Piston kiểu bậ
♦ Xy lanh- pluge
Piston kiểu r: (hình 2.15)
Hình 2.15. Xy lanh -
. Piston kiểu pluger

- - GVHD:
45 TS
Lo xy lanh-piston này không piston ho piston không kín v xy lanh. Xy lanh
ại có ặc ới
ch dùng xy lanh i u này s d piston m i quan h v b dà
ỉ nhƣ đẩy, đ ề ẽ ẫn đến có ố ệ ề ề y
v i
ớ thanh truyền.
d. Tính ch n xy lanh-piston
ọ
Trong ngành ch m
ế tạo áy hay s ng các xy lanh trên áy và trên
ép ử dụ có bệ đỡ đ
m B c a xy lanh
ặt bích. ệ đỡ ủ trên đáy h p n u xét nh b i vì
là ợ lý ế từ khía cạ độ ền, bở
trong ng h p nà lo c ng su do u n thành xy lanh i ph
trƣờ ợ y, sẽ ại trừ đƣợ ứ ất sự ố bở ản
lực củ ệ đỡ ủ
a b m
trên ặt bích. thành c
Ngoài ra a xy lanh không ch u các ng su t
sẽ ị ứ ấ
kéo theo chiều trục.
Thông th ng khi b xy lanh áy s làm ph c thêm a
ƣờ có ệ đỡ trên đ ẽ ứ tạp kết cấu củ
máy t kh i ng và kích th c c a nó. v
ép, ăng ố lƣợ ƣớ ủ Vì ậy trong ngành ép,
chế tạo máy
đƣợ ử ụn ộ
c s d g r ng nh
rãi ất xy lanh m bích.
là các có bệ đỡ trên ặt (hình 2.16).
Hình 2.16. Các thành phần của xy lanh
Theo a tr su thì xy lanh có th ch l ba vùng
các đặc điểm củ ạng thái ứng ất ể ia ra àm

- - GVHD:
46 TS
chính: Vùng hình vùng m B; vùng áy (hay vùng vòm) C. Do vùng
trụ A; ặt bích đỡ đ
hình tr khá l n so i vùng
ụ ớ vớ đáy và vùng m bích cho nên có h ng
ặt đỡ thể coi n ƣ ố
dày và c tính theo công th c Lame.
đƣợ ứ
N u nh ch su d xy lanh c a xy lanh
ế ƣ ỉ có áp ất trong tác ụng lên ,ở trên thành ủ có các
ứng suất sau:
- u h kính:
Ứng s ất ƣớng
(3.1)
- u
Ứng s ất tiếp tuyến:
(3.2)
- u c a áy:
Ứng s ất theo chiều trục do ảnh hƣởng ủ đ
(3.3)
- ó:
Trong đ σt > σz > σr.
Ứng suất ất ất ện ặt
l n
ớ nh xu hi trên bề m trong c xy lanh
ủa (r = rB).
Th n l ng v b n, ng su t c xác theo
eo thuyết ăng ƣợ ề độ ề ứ ất ƣơng đƣơng đƣợ định
phƣơng trình sau:
(3.4)
Ứng suất ất
l n
ớ nh e max trên thành bên trong:
(3.5)
Ứng suất cho phé c xác th
p đƣợ định từ biểu ức:

- - GVHD:
47 TS
(3.6)
Trong ó:
đ
στ - gi i h ch
ớ ạn ảy khi kéo;
n - h s b n d b
ệ ố ề ự trữ ền th i i h n ch
eo g ớ ạ ảy.
T ó ta có:
ừ đ
 
  3


H B
r r
p


(3.7)
Trị s cho phép i xy lanh úc 80÷100MPa; i v xy lanh rèn
ố ứng suất [σ] đố với đ là đố ới
b ng th .3 .35%C) 110÷150MPa; i rèn h p kim
ằ ép (0 ÷0 là đối vớ bằng thép ợ
(1.5÷2%Ni) là 150÷180Mpa.
Ta xác s t ng quan gi a và p khi ng kính ngoài c a xy lanh
định ự ƣơ ữ [σ] đƣờ ủ sẽ là nhỏ
nhất. Ta có:
PH = πrB
2 (3.8)
Với PH l c m c do xy lanh
ự định ứ tạo ra
T ó ta có:
ừ đ
 H
B
P
r
p
 (3.9)
Thay vào b th c r
iểu ứ H ta sẽ nhận đƣợc b th
iểu ức sau:
 
  3


H
H B
P
r r
p p

 
(3.10)
Từ đó ta tính đƣợc giá trị áp tối ƣu
suất pOT và rm i n nhƣ sau:
 
min 1,5.
 H
P
r

;
 
2 3

OT
p

(3.11)

- - GVHD:
48 TS
Trong đó:
[σ] ứng suất cho phép
- ;
rB- đƣờng kính trong xy lanh,
rH - đƣờng kính ngoài xy lanh).
Khi ch n s a t l ng công c ph ý ng, khi s p n g
ọ áp uất củ chấ ỏ tác, ần ải chú rằ trị ố tiế ần
tới pOT (b t m t su nào ó) s s g không áng kích th
ắt đầu ừ ộ áp ất đ ẽ có ự iảm đ kể ƣớc
c a xy lanh khi áp su .
ủ tăng ất
Vì vậy ng i n l
ƣờ ta thƣờ g ấy:
p = (0.70÷0.75) pOT
Và áp su g i là áp su h p lý.
ất p đƣợc ọ ất ợ
Các t c Lame úng i c a xy lanh n m khá xa c n mà
công hứ đ đố với tiết diện ủ ằ ác đoạ ở
đ ự
ó có s thay i i dày c a thành xy lanh. T c xy lanh
đổ ch ều ủ ại các tiết diện ủa
n m bích ho ph vòm cong s xu h ng su p
ằm gần ặt ặc nằm gần ần ẽ ất iện các ứ ất hụ có trị
s g b ng su công Lame. ích th c xy lanh
ố ần ằng các ứ ất tính theo các Vì vậy, k ƣớ thành
ở đƣợ ọ ố ệ từ thự
vùng vòm và vùng mặt bích c ch n theo m
các i quan h kinh nghiệm c
tế. Các piston c a xy lanh c m c r ng. Piston truy n l
ủ công tác đƣợ là đặ hoặc ỗ ề ực tới
đ chịu n ểu liên kết ữa piston với đ ể là ểu liên kết cứ
ầu ép và é Ki
n. gi ầu ép có th ki ng
( uôi piston ng m ch
đ ậ ặt đầu vào đầu ép).
Khi piston k c ng thì piston s ch d ng c a mô n do máy
liên ết ứ ẽ ịu tải bởi tác ụ ủ me
ép ch u này có t d s mài nhanh ng d h làm
ị tải lệch. Điều hể ẫn đến ự mòn ố ẫn ƣớng và
h ng ín. ng c s d ng trong m
ỏ đệm k Liên kết cứ đƣợ ử ụ áy m t xy lanh và dùng cho
ép ộ
pi i a c a máy ép ba xy lanh.
ston g ữ ủ
Các xy lanh th ng th ki t Cacbon 45 ho 60, b
ƣờ đƣợc chế tạo eo ểu rèn ừ thép ặc ề
m c a chúng tôi và bóng n th n ( nhám m không quá 0.63
ặt ủ đƣợc đánh cẩ ậ độ bề ặt
và xác t ng khi l vào ng d n h Các piston c
độ chính ƣơ đƣơng cấp 2 ắp ố ẫ ƣớng). đƣợ
liên thép
ng v ép, c ch
kết cứ ới dầu thƣờng đƣợ ế tạo từ h kim crôm môlipden,
ợp – độ
c ng b m công tác c a piston b ng 48÷60HRC.
ứ ề ặt ủ ằ
e xy lanh piston
. Tính toán các thông số đường kính của –
Sơ đồ tính chọn của cụm xy lanh – piston nhƣ hình dƣới đây (Hình 2.17). Giả sử:

- - GVHD:
49 TS
D - ng kính trong c xy lanh, mm.
đƣờ ủa
Dc - ng kính piston, m
đƣờ cán m.
A - t m trong xy lanh
diện ích ặt , diện tích đĩa piston, mm2.
p - c h t ng th y l m
áp suất ủa ệ hố ủ ực, N/ 2.
F - t
lực ép, ải trọng làm việc, N.
- Theo nhƣ yêu cầu thiết kế thì lực ép đầu cần của mỗi piston là :
92400
F = 40 tấn = 40.1000.9.81 = 3 N.
- Xy lanh làm từ thép đúc, là loại chuyên chế tạo cho xy lanh chịu áp lực cao, có
giá trị ứng suất cho phép là: [σ] = 80÷100 Mpa.
- áp s th P = 180bar, s
Từ uất hệ ống ta uy s c xy lanh piston theo
ra các thông ố ủa –
m qua k .
ối n hệ ỹ thuật
Hình 2.17. kính xylanh - piston
Sơ đồ tính chọn đường
* Tính đƣờng kính trong xy lanh.
Theo công thức tính lực ở hành trình tiến của xy lanh :
(3.15)
Trong đó :
F - lực tạo ra ở đầu cần piston, (N);
p - áp suất làm việc của xy lanh, (bar);
D - đƣờng kính trong của xy lanh, (m);
Suy ra đƣờng kính trong của xy lanh là :
D =
6
4. 4.1320.10
. 3,14.60.(3 5)
Q
v




166,6.10
= -3
(m) = 166,7(mm) (3.16)
Ta chọn đƣờng kính trong xy lanh là: D = 180 (mm).

- - GVHD:
50 TS
Đƣờng kính ngoài của xy lanh, Dng đƣợc tính bởi công thức sau:
Dng =
6
6 5
[ ] 100.10
D. 165.
[ ] 3 100.10 180.10 3
p



 
= 217,1(mm ). (3.17)
Vậy ta chọn đƣờng kính ngoài của xy lanh là: Dng = 200( ).
mm
Kiể ứ ố
m tra lại th h
eo công t c sau đây, ta có áp suất t i ƣ ủ
u c a h th ng:
ệ ố
POT =[]/2 3 = 100.106
/2 3= 28900000 = 289 bar. (3.18)
Nhƣ vậy: POT = 289 bar > 180 bar = P. Nên ta chấp nhận áp suất của hệ thống là:
P = 180bar.
* Tính đƣờng kính cán piston d:
Đƣờng kính cán piston đƣợc tính theo công thức:
d =
1 2,5 1
D. 165.
2,5
 



127,8(mm). (3.19)
=
Trong đó:
d - Đƣờng kính cán piston.
D- g kính piston
Đƣờn
 - Hệ số tỷ lệ,  = (1,25-2,5).
Ta chọn  = 2,5.
Vậy chọn đƣờng kính cán piston là : d = 100(mm).
* Chi :
ều dài cần piston L
Để s
đảm bảo ức c
bền ủa cần ệc, ều
piston khi vi
làm i
ch dài L c r piston
ủa t ục
phải thõa ứ bền
mãn công th c sức vật liệu sau:
(3.20)
K =
Trong đó:
K: Tải tr t
ọng ới kg.
hạn,
E: môđun đ ồi, E
àn h = 1.10
2, 6 kg/cm2 (đối ép);
với th
L: Mô me .d
n quán tính đối với tâm thanh truyền, J =  2
/4 cm4
.
Thay các số liệu vào công thức ta đƣợc:

- - GVHD:
51 TS
L = = = 1807 mm. (3.21)
- r piston n: L
Để đảm bảo độ bền t ục ta chọ p= 800(mm).
- Đối xy lanh, áp d ng th
với ụ công ức sau, ta có:
= 0,083(m). (3.22)
rHmin =
Vậy ta chọn xy lanh ép mẫu thí nghiệm là loại có thông số kỹ thuật nhƣ sau:
- 165
Ðuờng kính trong xy lanh : mm
- 0mm
Đƣờng kính ngoài xy lanh : 20
- ng kính cán piston : 130
Ðuờ mm
- c 0 bar.
Áp suất dầu dịnh mứ : 18
- 800 mm.
Hành trình piston :
2. Lưu lượng cần cấp cho xy lanh
Tính toán lƣu lƣợng cần cấp cho xy lanh là rất quan trọng trong tính toán thiết kế
các hệ thống thủy lực vì căn cứ vào những kết quả này ta mới tính chọn đƣợc bơm
nguồn phù hợp.
Lƣu lƣợng cần cấp cho xy lanh đƣợc tính theo công thức nhƣ sau :
Q = A. v (3.23)
Trong đó :
Q: là lƣu lƣợng cần cấp cho xy lanh;
A: là diện tích tác dụng của xy lanh (đối với hành trình tiến hay lùi);
khi ép.
v: là vận tốc dịch chuyển cần piston
Vì áp suất hệ thống đƣợc chọn P = 180 bar là khá lớn, do đó ta cần chọn tốc độ cần
piston trong hành trình ép: v
là vận tốc nhỏ 1 0,06 (m/ph) 1( ).
= = mm/s
Do đó, lƣu quá trình ép là:
lƣợng cần cấp cho xy lanh trong

- - GVHD:
52 TS
(3.24)
2
1
3,14.0,15
.0,005
4
Q   0,00009 m3
/s = 0,54 (l/ph).
Tốc độ cần piston trong hành trình lùi về là : v2 0,06 (m/ph) = 1(mm/s)
=
Lƣu lƣợng cần cấp cho xylanh trong hành trình lùi về là:
(3.25)
0,00004 m3
/s = 0,24(l/ph) .
Nhận thấy Q1 > Q2, dó đó lƣu lƣợng của bơm nguồn phải chọn theo lƣu lƣợng của
Q1 là lƣu lƣợng lớn hơn.
3. Tính toán đường ống thủy lực:
Trong hệ thống thủy lực, chất lỏng công tác đƣợc vận chuyển từ bể dầu qua bơm
nguồn đến các van, cơ cấu chấp hành rồi hồi về bể nhờ hệ thống các đƣờng ống.
Đƣờng ống đƣợc dùng phổ biến trong các hệ thống thủy lực nói chung hiện này là
các loại ống cứng (ống thép đúc) và ống mềm (ống cao su có các lớp thép) chịu áp.
Để hệ thống làm việc ổn định và hiệu suất cao thì tổn thất năng lƣợng trong hệ
đƣờng ống phải là nhỏ. Do vậy, phải giảm thiểu đƣợc độ dài của hệ thống đƣờng
ống, đồng thời giảm thiểu các khúc quanh để giảm đƣợc năng lƣợng tổn thất dọc
đƣờng và tổn thất cục bộ.
Nói chung, hệ thống đƣờng ống trong các hệ thống thủy lực nói chung đƣợc chia
làm 3 phần : đƣờng ống hút, đƣờng ống đẩy và đƣờng hồi. Đƣờng hút là đoạn
đƣờng ống từ bể dầu lên bơm, thƣờng khá ngắn. Đƣờng ống nối từ bơm tới các van,
cơ cấu chấp hành gọi là đƣờng đẩy, còn đƣờng về bể dầu đƣợc gọi là đƣờng hồi hay
đƣờng xả.
H n nay có 3 l i ng dùng trong th y l c: ng , ng pipe và ng m
iệ oạ ố ủ ự ố tube ố ố ềm.
♦Ống tube:
Ố đƣ ử dụn hệ ố đ ố ẫ
ng e
tub ợc s g g
tron th ng thủy lực u
yê cầu c
cá ƣờng ng d n có
2 2
2
3,14(0,15 0,11 )
.0,005
4
Q

 

Nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực tải trọng 63t, dùng cho các phòng thí nghiệm xây dựng.pdf

Nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực tải trọng 63t, dùng cho các phòng thí nghiệm xây dựng.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực tải trọng 63t, dùng cho các phòng thí nghiệm xây dựng.pdf

Similar to Nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực tải trọng 63t, dùng cho các phòng thí nghiệm xây dựng.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (19)

Nghiên cứu thiết kế máy thử uốn thủy lực tải trọng 63t, dùng cho các phòng thí nghiệm xây dựng.pdf