Đang tải... (xem toàn văn)
Như vậy, theo công thức (21), nếu biết quy luật thay đổi của áp suất p thì ta có thể xác định được QT . Giả sử quy luật thay đổi áp suất như ở H.22a, thì lưu lượng QL sẽ thay đổi đồng dạng với áp suất p (H.22b), vì QL = p RL và QC sẽ như ở H.22c vì QC = C.dpdt. Lưu lượng tổng cộng QT là tổng của QL và QC theo phép cộng đồ thị (H22d).
Điều khiển vị trí, vận tốc và tải trọng trong hệ truyền động thủy lực Hệ thống điều khiển tự động thủy lực có thể thực hiện các chức năng điều khiển sau: - Điều khiển vị trí (tịnh tiến hoặc quay) - Điều khiển vận tốc (tịnh tiến hoặc quay) - Điều khiển tải trọng (lực, mômen xoắn hay áp suất) Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng của thiết bị mà có thể thực hiện một, hai hoặc cả ba chức năng điều khiển. 4.1. Điều khiển vị trí Điều khiển vị trí là di chuyển cơ cấu chấp hành đến một vị trí nào đó theo yêu cầu. Nếu là xy lanh thủy lực thì vị trí là hành trình dịch chuyển của pittông. Nếu là động cơ dầu thì vị trí là góc quay trên trục của nó H.4-1. Các sơ đồ ví dụ về ứng dụng của xy lanh thủy lực và động cơ dầu a- động cơ dầu điều khiển góc quay; b- động cơ dàu-vít me bị điều khiển chuyển động thẳng; c- Động cơ dầu và xy lanh thủy lực bố trí phối hợp. Tuy nhiên, tùy theo yêu cầu mà pittông xy lanh hoặc động cơ dầu có thể truyền đến hệ truyền động cơ khí nào đó. Ví dụ nh: Vít me, bánh răng thanh răng, bộ truyền bánh răng và cũng có thể biến chuyển động tịnh tiến bằng thành chuyển động quay hoặc ngợc lại. Truyền động vít me bi có độ chính xác truyền động cao nên đợc sử dụng rộng rãi trong điều khiển tự động. ở sơ đồ H.4-1b, nếu vít me bi có bớc 5 mm, động cơ dầu 63 điều khiển đợc góc quay 1 0 thì bàn máy có thể di chuyển với độ chính xác là : 5 / 360 0 = 0,014 mm. Van trợt điều khiển thờng sử dụng loại ba vị trí: trái, phải và trung gian. ứng với 3 vị trí điều khiển của van thì xy lanh hoặc động cơ dầu chuyển động theo chiều thuận ngợc hay dừng. Ta sẽ nghiên cứu một số đặc điểm và khả năng ứng dụng của các loại van trong các mạch hệ điều khiển vị trí. 4.1.1. ứng dụng của van solenoid trong hệ điều khiển vị trí Van solenoid điều khiển có khả năng điều khiển đợc một số vị trí của con trợt nhờ kết cấu khống chế hành trình. ứng với mỗi nấc điều chỉnh sẽ cho ta một giá trị lu lợng nào đó. Nhờ các lỗ tiết lu trong đờng dẫn dầu về hai phía của con trợt mà con trợt di chuyển đều không va đập, tức là có thời gian nhất định để tăng hoặc giảm tốc (H. 4-2a). 64 H.4-2. Sơ đồ nguyên lý và đặc tính lu lợng về ứng dụng van solenoid điều khiển trong mạch điều khiển vị trí. a- Đặc tính lu lợng; b- Sơ đồ kết cấu van; c- Sơ đồ mạch điều khiển vị trí của van. 4.1.2. ứng dụng van tỷ lệ trong hệ điều khiển vị trí H.4-3. Sơ đồ khối của mạch điều khiển vị trí sử dụng van tỷ lệ có phản hồi Van tỷ lệ có phản hồi sẽ có bộ khuếch đại và bộ phản hồi riêng nh H. 4-3. Loại van này có thời gian tác động nhanh và sai số do hiện tợng trễ rất nhỏ. 4.1.3. ứng dụng van servo trong hệ điều khiển vị trí 65 Do hoàn thiện về thiết kế, chế tạo với đọ chính xác cao mà van servo có đặc tính tốt nhất hiện nay, phù hợp với các hệ thống điều khiển tự động thủy lực chất lợng cao. 4.2. Điều khiển vận tốc Để điều khiển tốc độ chuyển động tịnh tiến của pittông xy lanh thủy lực hoặc chuyển động quay của động cơ thủy lực , ta thay đổi lu lợng dầu cung cấp. hiện nay có các phơng pháp thay đổi lu lợng nh sau; - Thay đổi lu lợng cung cấp của máy bơm (sử dụng các loại máy bơm điều chỉnh đợc); - Thay đổi lu lợng bằng tiết lu (tiết diện lỗ tiết lu hoặc van điều khiển) 4.2.1. Điều khiển tốc độ bằng lỗ tiết lu Phơng pháp đơn giản là là sử dụng lỗ tiết lu cố định đặt ở lối vào hoặc ra của xy lanh hoặc động cơ thủy lực, nh H. 4-4 H. 4-4. sơ đồ nguyên lý điều khiển tự động bằng tiết lu Nếu một trong các yếu tố trên thay đổi trong quá trình chuyển động thì tự động của cơ cấu chấp hành sẽ thay đổi . H.4-5 là van tiết lu điều khiển bằng điện từ. tiết diện của nó thay đổi đợc là nhờ thay đổi dòng điện điều khiển nam châm. 66 h.4-5. Van tiết lu điều khiển bằng điện từ 4.2.2. Điều khiển tốc độ bằng van tỷ lệ hoặc van servo Van tỷ lệ hoặc van servo có thể thay đổi vô cấp lu lợng qua van thông qua việc thay đổi tiết diện lu thông của chất lỏng bằng điện từ. Điều này cho phép thay đổi tốc độ của pittông- xy lanh hoặc mô cơ thủy lực một cách dẽ dàng. Tuy nhiên đối với hệ điều khiển hở, khi áp suất hoặc tải trọng thay đổi thì lu lợng sẽ thay đổi. Để khắc phục tình trạng này cần sử dụng mạch bù áp suất nh H.4-6. Mạch này lấy hiệu áp suất giữa hai buồng xy lanh làm tín hiệu phản hồi để điều chỉnh áp suất vào. H.4-6. Sơ đồ ví dụ ứng dụng van tỷ lệ trong mạch điều khiển tốc độ 67 Tơng tự nh điều khiển vị trí, muốn điều khiển đợc tốc độ chính xác phải dùng mạch điều khiển hệ kín, tức là phải có bộ cảm biến tốc độ để đo và chuyển đổi thành tín hiệu điện để cung cấp cho bộ so sánh của bộ khuếch đại. Tín hiệu điều khiển so sánh với tín hiệu phản hồi từ bộ cảm biến chuyển về để hiệu chỉnh những sai số tốc độ do các nguyên nhân từ hệ thống chấp hành gây nên. 4.3. Điều khiển tải trọng Để điều khiển lực đối với chuyển động tịnh tiến hoặc điều khiển mômen xoắn đối với chuyển động quay, ngời ta thay đổi áp suất làm việc của hệ thống. Trong mạch điều khiển hệ kín, cảm biến là cảm biến lực hoặc cảm biến mômen. Tuy nhiên hiện nay ngời ta vẫn dùng cảm biến áp suất mà vẫn bảo đảm đợc độ chính xác cần thiết (H.4-7c,d). 68 H. 4- 7. Sơ đồ điều khiển tải trọng theo áp suất a- Hiệu chỉnh áp suất bằng van tràn; b - Hiệu chỉnh áp suất bằng van giảm áp c - Điều chỉnh áp suất theo hệ kín bằng van tràn điện-thủy lực ; d- Điệu chỉnh áp suất theo hệ kín bằng van tỷ lệ Điều chỉnh áp suất theo H. 4-7 a,b là theo hệ hở có độ chính xác thấp do ảnh h- ởng của các yếu tố liên quan đến điều kiện làm việc nh độ nhớt, lu lợng hay tải trọng thay đổi . Để có độ chính xác cao hơn, ngời ta dùng mạch điều khiển hệ kín nh H.4-7c,d. Tín hiệu phản hồi của cảm biến áp suất đa về bộ khuếch đại của van để so sánh và sử lý, nhằm ổn định áp suất theo yêu cầu tải trọng. 69 . Điều khiển vị trí, vận tốc và tải trọng trong hệ truyền động thủy lực Hệ thống điều khiển tự động thủy lực có thể thực hiện các chức năng điều khiển sau: - Điều khiển vị trí (tịnh. các hệ thống điều khiển tự động thủy lực chất lợng cao. 4.2. Điều khiển vận tốc Để điều khiển tốc độ chuyển động tịnh tiến của pittông xy lanh thủy lực hoặc chuyển động quay của động cơ thủy. đặc điểm và khả năng ứng dụng của các loại van trong các mạch hệ điều khiển vị trí. 4.1.1. ứng dụng của van solenoid trong hệ điều khiển vị trí Van solenoid điều khiển có khả năng điều khiển đợc