Giáo trình Hệ thống thủy lực - Chương 2: Cơ cấu biến đổi năng lượng và hệ thống xử lý dầu

 hình 2.11. 
Buồng đẩy 
 Buồng hút
Cánh gạt 
Stato 
Chiều quay 
 Rôto 
Hình 2.11. Bơm cánh gạt kép 
d. L−u l−ợng của bơm cánh gạt 
Nếu các kích th−ớc hình học có đơn vị là [cm], số vòng quay n [vòng/phút], thì l−u 
l−ợng qua bơm là: 
Q = 2.10-3.π.e.n.(B.D + 4.b.d) [lít/phút] (2.20) 
Trong đó: 
D- đ−ờng kính Stato; B- chiều rộng cánh gạt; b- chiều sâu của rãnh; e- độ 
lệch tâm; d- đ−ờng kính con lăn. 
2.1.8. Bơm pittông 
a. Phân loại 
Bơm pittông là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu pittông - 
xilanh. Vì bề mặt làm việc của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt đ−ợc độ chính 
xác gia công cao, bảo đảm hiệu suất thể tích tốt, có khả năng thực hiện đ−ợc với áp 
suất làm việc lớn (áp suất lớn nhất có thể đạt đ−ợc là p = 700bar). 
Bơm pittông th−ờng dùng ở những hệ thống dầu ép cần áp suất cao và l−u l−ợng 
lớn; đó là máy truốt, máy xúc, máy nén,.... 
Dựa trên cách bố trí pittông, bơm có thể phân thành hai loại: 
+/ Bơm pittông h−ớng tâm. 
+/ Bơm pittông h−ớng trục. 
Bơm pittông có thể chế tạo với l−u l−ợng cố định, hoặc l−u l−ợng điều chỉnh đ−ợc. 
b. Bơm pittông h−ớng tâm 
L−u l−ợng đ−ợc tính toán bằng việc xác định thể tích của xilanh. Nếu ta đặt d- là 
đ−ờng kính của xilanh [cm], thì thể tích của một xilanh khi rôto quay một vòng: 
 24
h.
4
d.
q
2π= [cm3/vòng] (2.21) 
Trong đó: h- hành trình pittông [cm] 
Vì hành trình của pittông h = 2e (e là độ lệch tâm của rôto và stato), nên nếu bơm 
có z pittông và làm việc với số vòng quay là n [vòng/phút], thì l−u l−ợng của bơm sẽ là: 
Q = q.z.n.10-3 [lít/phút] = h.z.e.d.
2
.10 2
3 π−
[lít/phút] (2.22) 
Hành trình của pittông thông th−ờng là h = (1,3 ữ 1,4).d và số vòng quay nmax = 
1500vg/ph. 
L−u l−ợng của bơm pittông h−ớng tâm có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi độ 
lệch tâm (xê dịch vòng tr−ợt), hình 2.12. 
 Dầu
Buồng hút 
Độ lệch tâm e
 Buồng đẩy
Rôto 
Hình 2.12. Bơm pittông h−ớng tâm 
Pittông (3) bố trí trong các lỗ h−ớng tâm rôto (6), quay xung quanh trục (4). Nhờ 
các rãnh và các lỗ bố trí thích hợp trên trục phân phối (7), có thể nối lần l−ợt các xilanh 
trong một nữa vòng quay của rôto với khoang hút nữa kia với khoang đẩy. 
Sau một vòng quay của rôto, mỗi pittông thực hiện một khoảng chạy kép có lớn 
bằng 2 lần độ lệch tâm e. 
Trong các kết cấu mới, truyền động pittông bằng lực ly tâm. Pittông (3) tựa trực 
tiếp trên đĩa vành khăn (2). Mặt đầu của pittông là mặt cầu (1) đặt hơi nghiêng và tựa 
trên mặt côn của đĩa dẫn. 
Rôto (6) quay đ−ợc nối với trục (4) qua ly hợp (5). Để điều khiển độ lệch tâm e, ta 
sử dụng vít điều chỉnh (8). 
c. Bơm pittông h−ớng trục 
Bơm pittông h−ớng trục là loại bơm có pittông đặt song song với trục của rôto và 
đ−ợc truyền bằng khớp hoặc bằng đĩa nghiêng. Ngoài những −u điểm nh− của bơm 
 25
pittông h−ớng tâm, bơm pittông h−ớng trục còn có −u điểm nữa là kích th−ớc của nó 
nhỏ gọn hơn, khi cùng một cỡ với bơm h−ớng tâm. 
Ngoài ra, so với tất cả các loại bơm khác, bơm pittông h−ớng trục có hiệu suất tốt 
nhất, và hiệu suất hầu nh− không phụ thuộc và tải trọng và số vòng quay. 
 5. Pittông; 
6. Xilanh; 
7. Đĩa dẫn dầu; 
8. Độ nghiêng; 
9. Pittông; 
10. Trục truyền. 
Hình 2.13. Bơm pittông h−ớng trục 
Nếu lấy các ký hiệu nh− ở bơm pittông h−ớng tâm và đ−ờng kính trên đó phân bố 
các xilanh là D [cm], thì l−u l−ợng của bơm sẽ là: 
απ=π= −− tg.D.n.z.
4
d.
.10n.z.h.
4
d.
.10Q
2
3
2
3 [lít/phút] (2.23) 
Loại bơm này th−ờng đ−ợc chế tạo với l−u l−ợng Q = 30 ữ 640l/ph và áp suất p = 
60bar, số vòng quay th−ờng dùng là 1450vg/ph hoặc 950vg/ph, nh−ng ở những bơm có 
rôto không lớn thì số vòng quay có thể dùng từ 2000 ữ 2500vg/ph. 
Bơm pittông h−ớng trục hầu hết là điều chỉnh l−u l−ợng đ−ợc, hình 2.15. 
1. Thân bơm; 
2. Pittông; 
3. Đĩa nghiêng; 
4. Lò xo; 
5,6. Tay quay điều 
chỉnh góc nghiêngα. 
Hình 2.14. Điều chỉnh l−u l−ợng bơm pittông h−ớng trục 
 26
Trong các loại bơm pittông, độ không đồng đều của l−u l−ợng không chỉ phụ thuộc 
vào đặc điểm chuyển động của pittông, mà còn phụ thuộc vào số l−ợng pittông. Độ 
không đồng đều đ−ợc xác định nh− sau: 
max
minmax
Q
QQ
k
−= (2.24) 
Độ không đồng đều k còn phụ thuộc vào số l−ợng pittông chẵn hay lẻ. 
2.1.9. Tiêu chuẩn chọn bơm 
Những đại l−ợng đặc tr−ng cho bơm và động cơ dầu gồm có: 
a. Thể tích nén (l−u l−ợng vòng): là đại l−ợng đặc tr−ng quan trọng nhất, ký hiệu 
V[cm3/vòng]. ở loại bơm pittông, đại l−ợng này t−ơng ứng chiều dài hành trình 
pittông. 
Đối với bơm: Q ~ n.V [lít/phút], 
và động cơ dầu: p ~ M/V [bar]. 
b. Số vòng quay n [vg/ph] 
c. áp suất p [bar] 
d. Hiệu suất [%] 
e. Tiếng ồn 
Khi chọn bơm, cần phải xem xét các yếu tố về kỹ thuật và kinh tế sau: 
+/ Giá thành; 
+/ Tuổi thọ; 
+/ áp suất; 
+/ Phạm vi số vòng quay; 
+/ Khả năng chịu các hợp chất hoá học; 
+/ Sự dao động của l−u l−ợng; 
+/ Thể tích nén xố định hoặc thay đổi; 
+/ Công suất; 
+/ Khả năng bơm các loại tạp chất; 
+/ Hiệu suất. 
2.2. Xilanh truyền động (cơ cấu chấp hành) 
2.2.1. Nhiệm vụ 
Xilanh thủy lực là cơ cấu chấp hành dùng để biến đổi thế năng của dầu thành cơ 
năng, thực hiện chuyển động thẳng. 
2.2.2. Phân loại 
Xilanh thủy lực đ−ợc chia làm hai loại: xilanh lực và xilanh quay (hay còn gọi là 
xilanh mômen). 
Trong xilanh lực, chuyển động t−ơng đối giữa pittông với xilanh là chuyển động 
tịnh tiến. 
 27
Trong xilanh quay, chuyển động t−ơng đối giữa pittông với xilanh là chuyển động 
quay (với góc quay th−ờng nhỏ hơn 3600). 
Pittông bắt đầu chuyển động khi lực tác động lên một trong hai phía của nó (lực đó 
thể là lực áp suất, lực lò xo hoặc cơ khí) lớn hơn tổng các lực cản có h−ớng ng−ợc lại 
chiều chuyển động (lực ma sát, thủy động, phụ tải, lò xo,...). 
Ngoài ra, xilanh truyền động còn đ−ợc phân theo: 
a. Theo cấu tạo 
+/ Xilanh đơn 
• Lùi về nhờ ngoại lực 
• Lùi về nhờ lò xo 
+/ Xilanh kép 
• Lùi về bằng thủy lực 
• Lùi về bằng thủy lực có giảm chấn 
• Tác dụng cả hai phía 
• Tác dụng quay 
Kiểu thực hiện
 28
+/ Xilanh vi sai 
• Tác dụng đơn 
• Tác dụng kép 
b. Theo kiểu lắp ráp 
+/ Lắp chặt thân 
+/ Lắp chặt mặt bích 
+/ Lắp xoay đ−ợc 
+/ Lắp gá ở 1 đầu xilanh 
2.2.3. Cấu tạo xilanh 
3 10 11 5 9 2 6 8 7 4
15 17 13 11 14 1 12 16 
Hình 2.15. Cấu tạo xilanh tác dung kép có cần pittông một phía 
1. Thân; 2. Mặt bích hông; 3.Mặt bích hông; 
 4. Cần pittông; 5. Pittông; 6. ổ tr−ợt; 
7. Vòng chắn dầu; 8. Vòng đệm; 9. Tấm nối; 
 10. Vòng chắn hình O; 11. Vòng chắn pittông; 12. ống nối; 
 13. Tấm dẫn h−ớng; 14. Vòng chắn hình O; 15. Đai ốc; 
 16. Vít vặn; 17. ống nối. 
ở hình 3.29 là ví dụ xilanh tác dụng kép có cần pittông một phía. Xilanh có các bộ 
phận chính là thân (gọi là xilanh), pittông, cần pittông và một số vòng làm kín. 
 29
2.2.4. Một số xilanh thông dụng 
a. Xilanh tác dụng đơn 
Chất lỏng làm việc chỉ tác động một phía của pittông và tạo nên chuyển động một 
chiều. Chiều chuyển động ng−ợc lại đ−ợc thực hiện nhờ lực lò xo. 
Hình 2.16. Xilanh tác dụng đơn (chiều ng−ợc lại bằng lò xo) và ký hiệu 
b. Xilanh tác dụng kép 
 Chất lỏng làm việc tác động vào hai phía của pittông và tạo nên chuyển động hai 
chiều. 
 a 
b 
Hình 2.17. Xilanh tác dụng kép 
a. Xilanh tác dụng képkhông có giảm chấn cuối hành trình và ký hiệu; 
b. Xilanh tác dụng kép có giảm chấn cuối hành trình và ký hiệu. 
2.2.5. Tính toán xilanh truyền lực 
a. Diện tích A, lực F, và áp suất p 
+/ Diện tích pittông 
A1=
4
D. 2π
; A2=
( )
4
dD. 22 −π
 (2.25) 
 30
Hình 2.18. áp suất p, lực F trong xilanh 
m D
d
p
A2 A1 
Ft 
+/ Lực 
Ft = p.A (2.26) 
+/ áp suất 
p =
A
Ft (2.27) 
Trong đó: 
A - diện tích tiết diện pittông [cm2]; 
D - đ−ờng kính của xilanh [cm]; 
d - đ−ờng kính của cần [cm]; 
p - áp suất [bar]; 
Ft - lực [kN]. 
Nếu tính đến tổn thất thể tích ở xilanh, để tính toán đơn giản, ta chọn: 
• áp suất: p = 4t 10.
.A
F
η (2.28) 
• Diện tích pittông: A = 2
2
10.
4
d. −π (2.29) 
d - đ−ờng kính của pittông [mm]; 
η- hiệu suất, lấy theo bảng sau: 
Bảng 3.5 
p (bar) 20 120 160 
η (%) 85 90 95 
Nh− vậy pittông bắt đầu chuyển động đ−ợc, khi lực Ft > FG + FA + FR
Trong đó: 
FG- trọng lực; 
FA- lực gia tốc; 
FR- lực ma sát. 
b. Quan hệ giữa l−u l−ợng Q, vận tốc v và diện tích A 
L−u l−ợng chảy vào xilanh tính theo công thức sau: 
Q = A.v (3.16) 
 31
Để tính toán đơn giản, ta chọn: 
Q = A.v.10-1 
A = 2
2
10.
4
D. −π (3.17) 
Trong đó: 
D - đ−ờng kính [mm]; 
A - diện tích của xilanh [cm2]; 
Q - l−u l−ợng [lít/phút]; 
A
m
Hình 2.19. Quan hệ giữa Q, v và A 
D
Q
v
v - vận tốc [m/phút]. 
2.3. Bể dầu 
2.3.1. Nhiệm vụ 
Bể dầu có nhiệm vụ chính sau: 
+/ Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình kín (cấp và nhận dầu chảy về). 
+/ Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc. 
+/ Lắng đọng các chất cạn bã trong quá trình làm việc. 
+/ Tách n−ớc. 
2.3.2. Chọn kích th−ớc bể dầu 
Đối với các loại bể dầu di chuyển, ví dụ bể dầu trên các xe vận chuyển thì có thể 
tích bể dầu đ−ợc chọn nh− sau: 
V = 1,5.Qv (2.30) 
Đối với các loại bể dầu cố định, ví dụ bể dầu trong các máy, dây chuyền, thì thể 
tích bể dầu đ−ợc chọn nh− sau: 
V = (3 ữ 5).Qv (2.31) 
Trong đó: V[lít]; 
 Qv[l/ph]. 
2.3.3. Kết cấu của bể dầu 
Hình 2.16. là sơ đồ bố trí các cụm thiết bị cần thiết của bể cấp dầu cho hệ thống 
điều khiển bằng thủy lực. 
Hình 2.20. Bể dầu
1. Động cơ điện; 
2. ống nén; 
3. Bộ lọc; 
4. Phía hút; 
5. Vách ngăn; 
6. Phía xả; 
7. Mắt dầu; 
8. Đổ dầu; 
9. ống xả. 
 32
Bể dầu đ−ợc ngăn làm hai ngăn bởi một màng lọc (5). Khi mở động cơ (1), bơm 
dầu làm việc, dầu đ−ợc hút lên qua bộ lộc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu xả về 
đ−ợc cho vào một ngăn khác. 
Dầu th−ờng đổ vào bể qua một cửa (8) bố trí trên nắp bể lọc và ống xả (9) đ−ợc đặt 
vào gần sát bể chứa. Có thể kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu (7). 
Nhờ các màng lọc và bộ lọc, dầu cung cấp cho hệ thống điều khiển đảm bảo sạch. 
Sau một thời gian làm việc định kỳ thì bộ lọc phải đ−ợc tháo ra rữa sạch hoặc thay mới. 
Trên đ−ờng ống cấp dầu (sau khi qua bơm) ng−ời ta gắn vào một van tràn điều chỉnh 
áp suất dầu cung cấp và đảm bảo an toàn cho đ−ờng ống cấp dầu. 
Kết cấu của bể dầu trong thực tế nh− ở hình 2.17. 
Hình 2.21. Kết cấu và ký hiệu bể dầu 
2.4. bộ lọc dầu 
2.4.1. Nhiệm vụ 
Trong quá trình làm việc, dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chất bẩn từ 
bên ngoài vào, hoặc do bản thân dầu tạo nên. Những chất bẩn ấy sẽ làm kẹt các khe hở, 
các tiết diện chảy có kích th−ớc nhỏ trong các cơ cấu dầu ép, gây nên những trở ngại, 
h− hỏng trong các hoạt động của hệ thống. Do đó trong các hệ thống dầu ép đều dùng 
bộ lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên trong các cơ cấu, phần tử dầu ép. 
Bộ lọc dầu th−ờng đặt ở ống hút của bơm. Tr−ờng hợp dầu cần sạch hơn, đặt thêm 
một bộ nữa ở cửa ra của bơm và một bộ ở ống xả của hệ thống dầu ép. 
Ký hiệu: 
2.4.2. Phân loại theo kích th−ớc lọc 
Tùy thuộc vào kích th−ớc chất bẩn có thể lọc đ−ợc, bộ lọc dầu có thể phân thành 
các loại sau: 
a. Bộ lọc thô: có thể lọc những chất bẩn đến 0,1mm. 
 33
b. Bộ lọc trung bình: có thể lọc những chất bẩn đến 0,01mm. 
c. Bộ lọc tinh: có thể lọc những chất bẩn đến 0,005mm. 
d. Bộ lọc đặc biệt tinh: có thể lọc những chất bẩn đến 0,001mm. 
Các hệ thống dầu trong máy công cụ th−ờng dùng bộ lọc trung bình và bộ lọc tinh. 
Bộ lọc đặc biệt tinh chủ yếu dùng các phòng thí nghiệm. 
2.4.3. Phân loại theo kết cấu 
Dựa vào kết cấu, ta có thể phân biệt đ−ợc các loại bộ lọc dầu nh− sau: bộ lọc l−ới, 
bộ lọc lá, bộ lọc giấy, bộ lọc nỉ, bộ lọc nam châm, ... 
Ta chỉ xét một số bộ lọc dầu th−ờng nhất. 
a. Bộ lọc l−ới 
Bộ lọc l−ới là loại bộ lọc dầu đơn giản nhất. Nó gồm khung cứng và l−ới bằng 
đồng bao xung quanh. Dầu từ ngoài xuyên qua các mắt l−ới và các lỗ để vào ống hút. 
Hình dáng và kích th−ớc của bộ lọc l−ới rất khác nhau tùy thuộc vào vị trí và công 
dụng của bộ lọc. 
Do sức cản của l−ới, nên dầu khi qua bộ lọc bị giảm áp. Khi tính toán, tổn thất áp 
suất th−ờng lấy ∆p = 0,3 ữ 0,5bar, tr−ờng hợp đặc biệt có thể lấy ∆p = 1 ữ 2bar. 
Nh−ợc điểm của bộ lọc l−ới là chất bẩn dễ bám vào các bề mặt l−ới và khó tẩy ra. 
Do đó th−ờng dùng nó để lọc thô, nh− lắp vào ống hút của bơm. tr−ờng hợp này phải 
dùng thêm bộ lọc tinh ở ống ra. 
Hình 2.22. Màng lọc l−ới 
b. Bộ lọc lá, sợi thủy tinh 
Bộ lọc lá là bộ lọc dùng những lá thép mỏng để lọc dầu. Đây là loại dùng rộng rãi 
nhất trong hệ thống dầu ép của máy công cụ. 
Kết cấu của nó nh− sau: làm nhiệm vụ lọc ở các bộ lọc lá là các lá thép hình tròn 
và những lá thép hình sao. Nh−ng lá thép này đ−ợc lắp đồng tâm trên trục, tấm nọ trên 
tấm kia. Giữa các cặp lắp chen mảnh thép trên trục có tiết diện vuông. 
Số l−ợng lá thép cần thiết phụ thuộc vào l−u l−ợng cần lọc, nhiều nhất là 1000 ữ 
1200lá. Tổn thất áp suất lớn nhất là p = 4bar. L−u l−ợng lọc có thể từ 8 ữ 100l/ph. 
Bộ lọc lá chủ yếu dùng để lọc thô. Ưu điểm lớn nhất của nó là khi tẩy chất bẩn, 
khỏi phải dùng máy và tháo bộ lọc ra ngoài. 
Hiện nay phần lớn ng−ời ta thay vật liệu của các lá thép bằng vật liệu sợi thủy tinh, 
độ bền của các bộ lọc này cao và có khả năng chế tạo dễ dàng, các đặc tính vật liệu 
không thay đổi nhiều trong quá trình làm việc do ảnh h−ởng về cơ và hóa của dầu. 
 34
Hình 2.23. Màng lọc bằng sợi thủy tinh 
Để tính toán l−u l−ợng chảy qua bộ lọc dầu, ng−ời ta dùng công thức tính l−u 
l−ợng chảy qua l−ới lọc: 
η
∆α= p.A.Q [l/ph] (2.32) 
Trong đó: 
A- diện tích toàn bộ bề mặt lọc [cm2]; 
∆p = p1 - p2- hiệu áp của bộ lọc [bar]; 
η- độ nhớt động học của dầu [P]; 
α- hệ số lọc, đặc tr−ng cho l−ợng dầu chảy qua bộ lọc trên đơn vị diện tích 
và thời gian ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
phút.cm
lít
2
Tùy thuộc vào đặc điểm của bộ lọc, ta có thể lấy trị số nh− sau: 
α = 0,006 ữ 0,009 ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
phút.cm
lít
2
2.4.4. Cách lắp bộ lọc trong hệ thống 
Tùy theo yêu cầu chất l−ợng của dầu trong hệ thống điều khiển, mà ta có thể lắp bộ 
lọc dầu theo các vị trí khác nhau nh− sau: 
a. Lắp bộ lọc ở đ−ờng hút 
b. Lắp bộ lọc ở đ−ờng nén 
c. Lắp bộ lọc ở đ−ờng xả 
ca b
Hình 2.24. Cách lắp bộ lọc trong hệ thống 
 35
2.5. đo áp suất và l−u l−ợng 
2.5.1. Đo áp suất 
a. Đo áp suất bằng áp kế lò xo 
Nguyên lý đo áp suất bằng áp kế lò xo: d−ới tác dụng của áp lực, lò xo bị biến 
dạng, qua cơ cấu thanh truyền hay đòn bẩy và bánh răng, độ biến dạng của lò xo sẽ 
chuyển đổi thành giá trị đ−ợc ghi trên mặt hiện số. 
 A 
B 
A B 
Hình 2.25. áp kế lò xo 
b. Nguyên lý hoạt động của áp kế lò xo tấm 
D−ới tác dụng của áp suất, lò xo tấm (1) bị biến dạng, qua trục đòn bẩy (2), chi tiết 
hình đáy quạt (3), chi tiết thanh răng (4), kim chỉ (5), giá trị áp suất đ−ợc thể hiện trên 
mặt số. 
1. Kim chỉ; 
2. Thanh răng; 
3. Chi tiết hình đáy quạt; 
4. Đòn bẩy; 
5. Lò xo tấm. 
p
3
2
1
 4
 5 
Hình 2.26. áp kế lò xo tấm 
2.5.2. Đo l−u l−ợng 
a. Đo l−u l−ợng bằng bánh hình ôvan và bánh răng 
n
VK 
QV 
VK 
n 
Hình 2.27. Đo l−u l−ợng bằng bánh ôvan và bánh răng 
 36
Chất lỏng chảy qua ống làm quay bánh ôvan và bánh răng, độ lớn l−u l−ợng đ−ợc 
xác định bằng l−ợng chất lỏng chảy qua bánh ôvan và bánh răng. 
b. Đo l−u lựơng bằng tuabin và cánh gạt 
n
Chất lỏng chảy qua ống làm quay cánh tuabin và cánh gạt, độ lớn l−u l−ợng đ−ợc 
xác định bằng tốc độ quay của cánh tuabin và cánh gạt. 
QV 
n QV 
Hình 2.28. Đo l−u lựơng bằng tuabin và cánh gạt 
c. Đo l−u l−ợng theo nguyên lý độ chênh áp 
Hai áp kế đ−ợc đặt ở hai đầu của màng ngăn, độ lớn l−u l−ợng đ−ợc xác định bằng 
độ chênh lệch áp suất (tổn thất áp suất) trên hai áp kế p1 và p2. QV = p∆ 
p1 p2 ∆p
 QV
Hình 2.29. Đo l−u l−ợng theo nguyên lý độ chênh áp 
d. Đo l−u l−ợng bằng lực căng lò xo 
Chất lỏng chảy qua ống tác động vào đầu đo, trên đầu đo có gắn lò xo, l−u chất 
chảy qua l−u l−ợng kế ít hay nhiều sẽ đ−ợc xác định qua kim chỉ. 
 37
Hình 2.30. Đo l−u l−ợng bằng lực căng lò xo 
2.6. bình trích chứa 
2.6.1. Nhiệm vụ 
Bình trích chứa là cơ cấu dùng trong các hệ truyền dẫn thủy lực để điều hòa năng 
l−ợng thông qua áp suất và l−u l−ợng của chất lỏng làm việc. Bình trích chứa làm việc 
theo hai quá trình: tích năng l−ợng vào và cấp năng l−ợng ra. 
Bình trích chứa đ−ợc sử dụng rộng rãi trong các loại máy rèn, máy ép, trong các cơ 
cấu tay máy và đ−ờng dây tự động,... nhằm làm giảm công suất của bơm, tăng độ tin 
cậy và hiệu suất sử dụng của toàn hệ thủy lực. 
2.6.2. Phân loại 
Theo nguyên lý tạo ra tải, bình trích chứa thủy lực đ−ợc chia thành ba loại, thể hiện 
ở hình 2.31 
 38
a b c
d 
Hình 2.31. Các loại bình trích chứa thủy lực 
a. Bình trích chứa trọng vật; 
b. Bình trích chứa lò xo; 
c. Bình trích chứa thủy khí; 
d. Ký hiệu. 
a. Bình trích chứa trọng vật 
Bình trích chứa trọng vật tạo ra một áp suất lý thuyết hoàn toàn cố định, nếu bỏ 
qua lực ma sát phát sinh ở chổ tiếp xúc giữa cơ cấu làm kín và pittông và không tính 
đến lực quán của pittông chuyển dịch khi thể tích bình trích chứa thay đổi trong quá 
trình làm việc. 
Bình trích chứa loại này yêu cầu phải bố trí trọng vật thật đối xứng so với pittông, 
nếu không sẽ gây ra lực thành phần ngang ở cơ cấu làm kín. Lực tác dụng ngang này sẽ 
làm hỏng cơ cấu làm kín và ảnh h−ởng xấu đến quá trình làm việc ổn định của bình 
trích chứa. 
Bình trích chứa trọng vật là một cơ cấu đơn giản, nh−ng cồng kềnh, th−ờng bố trí 
ngoài x−ởng. Vì những lý do trên nên trong thực tế ít sử dụng loại bình này. 
b. Bình trích chứa lò xo 
Quá trình tích năng l−ợng ở bình trích chứa lò xo là quá trình biến năng l−ợng của 
lò xo. Bình trích chứa lo xo có quán tính nhỏ hơn so với bình trích chứa trọng vật, vì 
vậy nó đ−ợc sử dụng để làm tắt những va đập thủy lực trong các hệ thủy lực và giữ áp 
suất cố định trong các cơ cấu kẹp. 
c. Bình trích chứa thủy khí 
Bình trích chứa thủy khí lợi dụng tính chất nén đ−ợc của khí, để tạo ra áp suất chất 
lỏng. Tính chất này cho bình trích chứa có khả năng giảm chấn. Trong bình trích chứa 
trọng vật áp suất hầu nh− cố định không phụ thuộc vào vị trí của pittông, trong bình 
trích chứa lo xo áp suất thay đổi tỷ lệ tuyến tính, còn trong bình trích chứa thủy khí áp 
suất chất lỏng thay đổi theo những định luật thay đổi áp suất của khí. 
Theo kết cấu bình trích chứa thủy khí đ−ợc chia thành hai loại chính: 
+/ Loại không có ngăn: loại này ít dùng trong thực tế (Có nh−ợc điểm: khí tiếp xúc 
trực tiếp với chất lỏng, trong quá trình làm việc khí sẽ xâm nhập vào chất lỏng và gây 
ra sự làm việc không ổn định cho toàn hệ thống. Cách khắc phục là bình trích chứa 
phải có kết cấu hình trụ nhỏ và dài để giảm bớt diện tích tiếp xúc giữa khí và chất 
lỏng). 
+/ Loại có ngăn 
Hình 2.32. Bình trích chứa thủy khí có ngăn 
Bình trích chứa thủy khí có ngăn phân cách hai môi tr−ờng đ−ợc dùng rộng rãi 
trong những hệ thủy lực di động. Phụ thuộc vào kết cấu ngăn phân cách, bình loại này 
đ−ợc phân ra thành nhiều kiểu: kiểu pittông, kiểu màng,... 
Cấu tạo của bình trích chứa có ngăn bằng màng gồm: trong khoang trên của bình 
trích chứa thủy khí, đ−ợc nạp khí với áp suất nạp vào là pn, khi không có chất lỏng làm 
việc trong bình trích chứa. 
Nếu ta gọi pmin là áp suất nhỏ nhất của chất lỏng làm việc của bình trích chứa, thì 
pn ≈ pmin. áp suất pmax của chất lỏng đạt đ−ợc khi thể tích của chất lỏng trong bình có 
đ−ợc ứng với giá trị cho phép lớn nhất của áp suất khí trong khoang trên. 
Khí sử dụng trong bình trích chứa th−ờng là khí nitơ hoặc không khí, còn chất lỏng 
làm việc là dầu. 
Việc làm kín giữa hai khoang khí và chất lỏng là vô cùng quan trọng, đặc biệt là 
đối với loại bình làm việc ở áp suất cao và nhiệt độ thấp. Bình trích chứa loại này có 
thể làm việc ở áp suất chất lỏng 100kG/cm2. 
Đối với bình trích chứa thủy khí có ngăn chia đàn hồi, nên sử dụng khí nitơ, còn 
không khí sẽ làm cao su mau hỏng. 
 39
Nguyên tắc hoạt động của bình trích chứa loại này gồm có hai quá trình đó là quá 
trình nạp và quá trình xả. 
Hình 2.33. Quá trình nạp 
Hình 2.34. Quá trình xả 
 40