Trình Tự Tính Toán Bơm Bánh Răng Ăn Khớp Ngoài

Hôm nay B2bmart tiếp tục giới thiệu đến các bạn đọc về tính bơm bánh răng ăn khớp ngoài và đo đạc thực nghiệm để xác định lại thông số của bơm.

Xác định các thông số cơ bản của bơm bánh răng

Sơ đồ kết cấu bơm hai bánh răng ăn khớp ngoài

1 – Bánh răng chủ động ; 2 – Bánh răng bị động ; 3 – Stato (vỏ)

4 – Ống hút ; 5 – Ống đẩy ; 6 – Van an toàn

 Đây là bơm bánh răng dùng để cung cấp dầu cho các thiết bị truyền động như: ly hợp, hộp số, hệ thống lái.

* Các thông số đã biết (B2bmart lấy bộ thông số bơm bánh răng để điều khiển các cơ cấu trên máy xúc đào PC200):

Lưu lượng thực tế: Q = 200 l/ph

Số vòng quay trục bơm: n = 2000 v/ph

Áp suất dầu làm việc: p = 33 at

* Thông số chọn :

Môdun m của bánh răng: m = 6  mm  

Hiệu suất lưu lượng : ηQ = 0,9

Hiệu suất cơ khí : ηck = 0,85

Tính toán bơm bánh răng

* Giả sử thể tích của mỗi răng là a, số vòng quay của bơm là n, nếu bánh răng chủ động và bánh răng bị động giống nhau và có số răng là z, thì lưu lượng lý thuyết trung bình của bơm với số vòng quay n trong một đơn vị thời gian là:

Qlt = 2.z.a.n                                                        ( 2.2)

Trong đó :

  với là bước răng.

D – đường kính vòng lăn.

b – chiều dày bánh răng.

h – chiều cao ăn khớp  (h = 2.m).

m – mô dun của bánh răng. Trong đó, m=D/z .

Như vậy :

Qlt = 2.π.D.m.b                                               ( 2.1)

Nếu như số răng của hai bánh răng không như nhau thì sẽ lấy số răng của bánh răng chủ động để tính. Đối với các bánh răng có số răng nhỏ ( z = 6 ÷ 12) thì thể tích của rãnh răng lớn hơn thể tích của răng. Trong thực tế lưu lượng thu được Q ít hơn, vì một phần chất lỏng bị rò rỉ theo các khe hở chảy về bọng hút.

Vậy lưu lượng thực tế của bơm bánh răng là:

Q = ηQ .Qlt =  ηQ.2.π.D.m.b.n                                  (2.3)

Trong đó η (Q) là hiệu suất lưu lượng, kể tới các tổn thất lưu lượng của bơm.

Từ công thức tính lưu lượng gần đúng của bơm ta có:

Q  =2.π. ηQ.D.m.b.n = 2.π. ηQ.m³.b’.Z².n m³/ph                 (2.4)

Trong đó :

D – đường kính của vòng lăn được xác định theo m và z bằng: D = m.z

b’ – chiều rộng tương đối của bánh răng.

b’ = ; b’ được chọn  phụ thuộc vào áp suất p của chất lỏng  làm việc như  sau:

Từ biểu thức tính lưu lượng (5-4) ta xác định được số răng của mỗi bánh răng là:

 

 

(2.5)

 

Trong đó:

Q – tính bằng   m ³/ph

n – vg/ph

Áp suất dầu làm việc là  p = 33 at nên chọn :  b’ =  0,7 

Thế số vào (2.5) ta có: 

            Chọn z = 10

Các kích thước khác của bánh răng ( đối với bánh răng không dịch chỉnh) được xác định theo m và z như sau:

– Chiều rộng bánh răng : b = b’.m.z = 0,6.6.10 = 36  mm

– Đường kính vòng lăn : D = m.z = 6.10 = 60 mm

– Chiều cao ăn khớp : h = 2.m = 2.6= 12 mm

– Đường kính vòng tròn đỉnh : D2 = D + h = D + 2m = m.( z + 2) = 6.( 10 + 2) = 72 mm

– Đường kính vòng tròn cơ sở : D (0) = m.z.cos α (0), α (0) là góc ăn khớp của thước ren, thông thường α (o) = 20° ; 

Vậy D (0) = 6.10.cos 20° = 48 mm

– Khoảng cách tâm giữa hai bánh răng : L = m.z = 6.10 = 60 mm

– Đường kính của ống hút và ống đẩy được xác định theo lưu lượng chất lỏng qua bơm và vận tốc cho phép của dòng chất lỏng trong đường ống.

Từ công thức tính lưu lượng :  

Ta có: Trong đó:

Q –  lưu lượng tính bằng  (m³/s)

v – vận tốc dòng chất lỏng tính bằng  (m/s)

– Đối với ống hút: vh ≤ 1,5 ÷ 2 m/s , chọn vh = 2 m/s

– Đối với ống đẩy: vd ≤ 3 ÷ 5  m/s , chọn  vd = 4 m/s

Từ công thức (2.6) ta có:

+  Đường kính ống hút :  

+ Đường kính ống đẩy: 

Ta lấy chẵn d (d) = 32 mm

– Công suất thuỷ lực của bơm:

 – Công suất của động cơ dẫn động trục bơm:

 

Trong đó:

Q –  lưu lượng tính bằng  (m3/s)

v – vận tốc dòng chất lỏng tính bằng  (m/s)

– Đối với ống hút: vh ≤ 1,5 ÷ 2 m/s , chọn vh = 2 m/s

– Đối với ống đẩy: vd ≤ 3 ÷ 5  m/s , chọn  vd = 4 m/s

Từ công thức (2.6) ta có:

+  Đường kính ống hút : dh =  = 0,046 m = 46 mm

+ Đường kính ống đẩy: d (d) =   = 0,032 mm

Ta lấy chẵn d (d) = 32 mm

Suy ra: Công suất thuỷ lực của bơm:

N (tl)  = γd.Q.H = p.Q = 33.9,81.102.0,0033 = 10791 W  (Q =   m3/s)  

  – Công suất của động cơ dẫn động trục bơm:

       N (dc) =   = 14341 W ≈ 14,3 KW

Đo đạc tính lại bơm khi mất hết thông số

Công thức đầu tiên được hiển thị sử dụng khoảng cách giữa các tâm trục (c) và như sau: 

(D² – c²) . gW . π / 2 

Một nguồn rất đáng nể khác trong “ngành thủy lực” nêu công thức tương tự như sau: (D² – c²) . gW . 1,57, 

về cơ bản giống nhau (π / 2 được thay thế bằng 1,57) sau đó bạn tìm thấy một công thức khác, sử dụng đường kính gốc của bánh răng (d): 

((D² – d²) / 4) . gW . π 

thì có một công thức khá phổ biến sử dụng chiều rộng bánh răng hoặc khoan chứa bánh răng(W): 

(2D – W) . (W – D) . gW . π

cũng có thể được tìm thấy dưới dạng: 

((2D – W) . (W – D) / 2) . gW . 6 

(ở đây π về cơ bản được thay thế bằng 6/2 vì một số lý do) 

Trên đây là trình tự tính toán bơm bánh răng ăn khớp ngoài và những lưu ý khi đo đạc lại bơm bánh răng khi bị mất thông số. B2bmart.vn hy vọng những kiến thức hữu ích trên có thể giúp mọi người ứng dụng và làm việc và hiệu quả hơn.