7 Hệ thống thủy lực điều khiển bằng sự thay đổi ỏp suất và lưu lượng .... Nhiệm vụ Van ỏp suất dựng để điều chỉnh ỏp suất, tức là cố định hoặc tăng, giảm trị số ỏp trong hệ thống điều kh
Hà mạnh tuấn giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học ngành : khí động lực Cơ khí động lực Nghiên cứu giải pháp cấu hình nâng cao hiệu suất hệ thống truyền động thủy lực hà mạnh tuấn 2006 - 2008 Hà Nội 2008 Hà Nội 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205045721000000 giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu giải pháp cấu hình nâng cao hiệu suất hệ thống truyền động thủy lực ngành : khí động lực mà số:23.04 hà mạnh tuấn Ngời hớng dẫn khoa học : Pgs.ts Ngô sỹ lộc Hà Nội 2008 MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƯƠNG CỚ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm 1.1.1 Hệ thống điều khiển 1.1.2 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều thủy lực 1.2 Van áp suất 1.2.1 Nhiệm vụ 1.2.2 Phân loại 1.3 Van đảo chiều ( van phân phối) 14 1.3.1 Nhiệm vụ 14 1.3.2 Các khái niệm 15 1.3.3 Nguyên lý làm việc 15 1.3.4 Các loại tín hiệu tác động 16 1.3.5 Các loại mép điều khiển van đảo chiều 17 1.4 Các loại van điện thủy lực ứng dụng mạch điều khiển tự động 18 1.4.1 Phân loại 18 1.4.2 Công dụng 18 1.4.3 Van solenoid 18 1.4.4 Van tỷ lệ 20 1.4.5 Van servo 20 1.5 Cơ cấu chỉnh lưu lượng 28 1.5.1 Van tiết lưu 28 1.5.2 Bộ ổn tốc 31 1.6 Van chặn 33 1.6.1 Van chiều 33 1.6.2 Van chiều điều khiển hướng chặn 36 1.6.3 Van tác động khoá lẫn 36 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG MẠCH THỦY LỰC 38 2.1 Giới thiệu chung hệ thống thủy lực 38 2.2 Hiệu suất hệ thống thủy lực 43 2.2.1 Hiệu suất lưu lượng 43 2.2.2 Hiệu suất thủy 44 2.2.3 Hiệu suất toàn phần 45 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất thủy lực 46 2.4 Đặt vấn đề nghiên cứu 48 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CẤU HÌNH HỆ THỐNG THỦY LỰC CÓ HIỆU SUẤT CAO 49 3.1 Hệ thống sử dụng bơm dung tích thay đổi, mơtơ 49 3.1.1 Điều khiển dịch chuyển bơm 50 3.1.2 Thiết kế mạch thuỷ lực 53 3.1.3 Giao diện điện hệ thống đo 57 3.2 Hệ thống sử dụng bơm dung tích khơng đổi, môtơ: 59 3.3 Hệ thống sử dụng bơm dung tích khơng đổi, n cấu chấp hành 60 3.4 Hệ thống sử dụng bơm đồng trục 62 3.5 Hệ thống sử dụng bình tích 63 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG 64 4.1 Giới thiệu chung 64 4.2 Mô tả sơ đồ nguyên lý hệ thống 64 4.3 Phương án 1: Cấu hình truyền thống có nguồn bơm cố định 66 4.4 Phương án II: Có nguồn sử dụng nhiều máy bơm 69 4.5 Phương án III: Có nguồn sử dụng máy bơm cố định bình tích 70 4.6 Phương án IV: Sử dụng máy bơm cố định khuyếch đại áp suất 80 4.7 Phương án V: Sử dụng van điền đầy (1 chiều điều khiển được) xi lanh tăng tốc 82 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Hệ thống điều khiển thủy lực Hình Cấu trúc thống điều khiển thủy lực Hình Kết cấu kiểu van bi Hình Kết cấu kiểu van trượt 10 Hình Kết cấu van điều chỉnh hai cấp áp suất 11 Hình Kết cấu van giảm áp 12 Hình Sơ đồ mạch thủy lực có lắp van giảm áp 13 Hình Mạch thủy lực có lắp van cản 14 Hình Van đảo chiều 2/2 15 Hình 10 Van đảo chiều 3/2 15 Hình 11 Van đảo chiều 4/2 16 Hình 12 Các ký hiệu cho tín hiệu tác động tay 16 Hình 13 Các ký hiệu cho tín hiệu tác động 17 Hình 14 Các loại mép điều khiển van đảo chiều 18 Hình 15 Kết cấu ký hiệu van solenoid điều khiển trực tiếp 19 Hình 16 Kết cấu ký hiệu van solenoid điều khiển gián tiếp 19 Hình 17 Kết cấu ký hiệu van tỷ lệ 20 Hình 18 Nguyên lý phận điều khiển trượt van servo 21 Hình 19 Sơ đồ nguyên lý hoạt động van servo 23 Hình 20 Bản vẽ thể kết cấu ký hiệu van servo 24 Hình 21 Kết cấu van servo cấp điều khiển 25 Hình 22 Kết cấu van servo cấp điều khiển 26 Hình 23 Kết cấu van servo cấp điều khiển có cảm biến 26 Hình 24 Kêt cấu van servo cấp điều khiển có cảm biến 27 Hình 25 Sơ đồ thủy lực có lắp van tiết lưu đường dầu 29 Hình 26 Độ chênh lệch áp suất lưu lượng dòng chảy qua khe hở 30 Hình 27 Tiết lưu điều chỉnh dọc trục 30 Hình 28 Tiết lưu điều chỉnh quanh trục 31 Hình 29 Kết cấu ổn tốc 32 Hình 30 Sơ đồ thủy lực có lắp ổn tốc 33 Hình 31 Kết cấu van bi chiều 34 Hình 32 Sơ đồ mạch thủy lực sử dụng hai bơm dầu 35 Hình 33 Van chiều điều khiển hướng chặn 36 Hình 34 Van tác động khóa lẩn 37 Hình Hệ thống điều khiển thủy lực thông thường 38 Hình Hệ thống thủy lực điều khiển tiết lưu 39 Hình Biểu đồ P-Q 40 Hình Hệ thống thủy lực điều khiển thay đổi áp suất 40 Hình Biểu đồ P-Q 41 Hình Hệ thống thủy lực điều khiển thay đổi áp suất lưu lượng 41 Hình Biểu đồ P-Q 42 Hình Sơ đồ điều khiển bơm trực tiếp 42 Hình 10 Biểu đồ P-Q 43 Hình 11 Đồ thị hiệu suất thủy lực 46 Hình 12 Sự ảnh hưởng loại dầu tới hiệu suất thủy lực 47 Hình 13 Mạch thủy lực với van tiết lưu van giảm áp (hiệu suất thấp) 47 Hình 14 Mạch thủy lực với hiệu suất cao tổn thất van 48 Hình Hệ thống điều chỉnh bơm với điều khiển lưu lượng nối tắt 49 Hình Sơ đồ bơm piston dung tích thay đổi 51 Hình 3 Điều khiển trực tiếp đĩa lắc với môtơ điện 1chiều 52 Hình Ký hiệu van hệ thống điều chỉnh bơm 54 Hình Hệ thống điều chỉnh bơm với điều khiển lưu lượng nối tắt 57 Hình Sơ đồ khối điều khiển môtơ điện chiều 58 Hình Giao diện phần điện thiết kế hệ thống đo 58 Hình Hệ thống sử dụng bơm dung tích khơng đổi, mơtơ 59 Hình Hệ thống sử dụng bơm dung tích khơng đổi, n cấu chấp hành 60 Hình 10 Hệ thống sử dụng bơm đồng trục 62 Hình 11 Hệ thống sử dụng bình tích 63 Hình Hệ thống sử dụng bơm cố định 66 Hình Hệ thống sử dụng nhiều máy bơm 69 Hình Hệ thống sử dụng bình tích 71 Hình 4 Biểu đồ lưu lượng chất lỏng vào khỏi bình tích 73 Hình Sơ đồ mạch thuỷ lực với bình tích áp suất thấp 75 Hình Sơ đồ điện mạch thủy lực với bình tích áp suất thấp 76 Hình Hệ thống sử dụng máy bơm cố định khuyếch đại áp suất 80 Hình Hệ thống sử dụng van điền đầy (1chiều điều khiển được) xi lanh tăng tốc 83 MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Các phận thủy lực mạch 57 Bảng Các thông số máy ép Wukerham 65 Bảng Số hiệu chức ký hiệu hình 4.5 77 Bảng Trình tự hoạt động (hình 4.5 4.6) 79 Bảng 4 Tóm tắt lượng phương án IV 82 Bảng Tóm tắt lượng phương án V 86 Bảng Bảng tổng hợp phương án 87 MỞ ĐẦU Từ xa xưa người ta biết vận dụng thủy lực vào số máy công cụ thô sơ máy giã gạo tự động, cối xay nước,… Người ta biết vận dụng thủy lực nguồn lượng hỗ trợ khả lao động người Khi thủy lực cịn khái niệm thô sơ, mộc mạc Đến lúc hệ thống máy nước đời làm thay đổi cục diện q trình lao động sản xuất, phải nói hệ thống máy nước phân tích kỹ hệ thống thủy lực Ở người ta dùng nhiệt để chuyển hóa thành ( áp suất ) truyền tới xi lanh làm cho xi lanh chuyển động tạo thành Từ trở khái niệm thủy lực hình thành nhanh chóng trở thành dạng truyền động phổ biến thiết bị máy móc Người ta nghiên cứu nhiều để thiết kế hệ van, khóa khác tham gia vào q trình truyền dẫn chất lỏng Từ van thông thường van chiều, van đảo chiều van đại van tỉ lệ van servo Song song với việc ứng dụng ạt công nghệ truyền động thủy lực bên cạnh người thiết kế hệ thống thủy lực thường quan tâm tới hiệu suất thủy lực Mà hiệu suất thủy lực thường lại thấp Trong luận văn tác giả xin trình bày vấn đề nghiên cứu tìm giái pháp cấu hình mạch để nâng cao hiệu suất hệ thống thủy lực Hướng nghiên cứu tác giả từ tổng quan tới chi tiết, từ lý thuyết tới ứng dụng thực tế để nhằm mục đích cấu hình hệ thống thủy lực làm thay đổi lớn đến hiệu suất thủy lực CHƯƠNG CỚ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm 1.1.1 Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển thủy lực mô tả qua sơ đồ hình 1.1, gồm cụm phần tử chính, có chức sau: a Cơ cấu tạo lượng: bơm dầu, lọc ( ) b Phần tử nhận tín hiệu: loại nút ấn ( ) c Phần tử xử lý: van áp suất, van điều khiển từ xa ( ) d Phần tử điều khiển: van đảo chiều ( ) e Cơ cấu chấp hành: xilanh, động dầu Hình 1 Hệ thống điều khiển thủy lực 1.1.2 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều thủy lực Cấu trúc hệ thống điều khiển thủy lực thể sơ đồ hình 1.2 Hình Cấu trúc thống điều khiển thủy lực 1.2 Van áp suất 1.2.1 Nhiệm vụ Van áp suất dùng để điều chỉnh áp suất, tức cố định tăng, giảm trị số áp hệ thống điều khiển thủy lực 1.2.2 Phân loại Van áp suất gồm có loại sau: +/ Van tràn van an toàn +/ Van giảm áp +/ Van cản +/ Van đóng, mở cho bình trích chứa thủy lực 1.2.2.1 Van tràn an tồn Van tràn van an toàn dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng hệ thống thủy lực vượt trị số quy định Van tràn làm việc thường