truyền động thủy lực Truyền động thủy lực có nhiều đặc điểm ưu việt hơn khi so sánh với nhữngdạng truyền động khác nhờ vào những tính chất cơ bản của dòng lưu chất.Những ưu điểm đó như s
Trang 1Power Hydraulics and Pneumatics
TS Ngô Quang Hiếu
TS Trần Trung Tính Ngày 27 tháng 12 năm 2013
Trang 21 Giới thiệu 2
1.1 Sơ lược các dạng truyền động 2
1.2 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực 3
1.3 Nguyên lý cơ bản của hệ thống thủy lực 6
1.3.1 Áp suất và áp suất thủy tĩnh 6
1.3.2 Nguyên lý Pascal 7
1.3.3 Phương trình dòng chảy liên tục 7
1.3.4 Phương trình Bernoulli 8
1.4 Tổn thất trong hệ thống thủy lực 9
1.4.1 Tổn thất thể tích 9
1.4.2 Tổn thất cơ khí 9
1.4.3 Tổn thất áp suất 9
1.5 Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thủy lực 9
1.5.1 Định luật Newton 10
1.5.2 Yêu cầu đối với dầu thủy lực 11
1.5.3 Cách lựa chọn dầu thủy lực 12
1.6 Đại lượng vật lý cơ bản trong truyền dẫn thủy lực 12
1.6.1 Áp suất 12
1.6.2 Lực 13
1.6.3 Công 13
1.6.4 Công suất 13
1.7 Ứng dụng hệ thống truyền dẫn thủy lực 13
2 Bơm thủy lực 17 2.1 Phân loại bơm thủy lực 17
2.2 Đại lượng đặc trưng 19
2.3 Bơm dùng trong hệ thống thủy lực 20
2.3.1 Bơm piston 20
2.3.2 Bơm bánh răng 23
2.3.3 Bơm cánh gạt 23
Trang 32.3.4 Bơm trục vít 26
3 Van thủy lực 28 3.1 Van điều khiển hướng chuyển động của chất lỏng 28
3.1.1 Van một chiều 28
3.1.2 Van đảo chiều (van phân phối) 29
3.2 Van điều khiển áp suất 34
3.2.1 Van an toàn 34
3.2.2 Van cân bằng - Counterbalance valve 34
3.2.3 Van tuần tự 36
3.2.4 Van giảm áp 36
3.3 Van điều chỉnh lưu lượng 37
3.3.1 Van tiết lưu 37
3.3.2 Van ổn định vận tốc 38
4 Cơ cấp chấp hành thủy lực 39 4.1 Xy lanh thủy lực 39
4.1.1 Cấu tạo xy lanh thủy lực 39
4.1.2 Phân loại xy lanh thủy lực 41
4.1.3 Cách lắp ghép xy lanh thủy lực 43
4.1.4 Tính toán xy lanh thủy lực 44
4.1.5 Kiểm tra bền cần piston (trạng thái uốn dọc) 44
4.1.6 Điều kiện làm việc của xy lanh thủy lực 46
4.1.7 Bảo quản và vận hành xy lanh thủy lực 46
4.2 Động cơ thủy lực 48
4.2.1 Động cơ dầu bán quay 48
4.2.2 Động cơ dầu 49
4.2.3 Công thức tính toán động cơ 51
5 Thiết bị phụ 52 5.1 Thùng dầu 52
5.2 Bộ lọc dầu 52
5.3 Thiết bị làm mát 54
5.4 Ống dẫn, đầu nối 54
5.4.1 Ống dẫn 54
5.4.2 Đầu nối 55
5.5 Ắc quy thủy lực 56
5.5.1 Bình ắc quy trọng lực 56
5.5.2 Bình ắc quy chứa lò xo 56
5.5.3 Bình ắc quy thủy khí 56
Trang 46 Mạch thủy lực thông thường 58
6.1 Mạch điều khiển áp suất 58
6.1.1 Mạch thủy lực với một van tràn trực tiếp 58
6.1.2 Mạch thủy lực với 2 van tràn trực tiếp 59
6.1.3 Mạch thủy lực với van tràn gián tiếp (unloading van) 59 6.1.4 Mạch tuần tự 59
6.1.5 Mạch hãm cân bằng 60
6.2 Mạch điều khiển lưu lượng 60
6.2.1 Mạch điều khiển lưu lượng vào 60
6.2.2 Mạch điều khiển lưu lượng ra 61
6.2.3 Mạch vi sai 62
6.2.4 Mạch thay đổi vận tốc 62
6.3 Mạch điều khiển trực tiếp 63
6.3.1 Mạch sử dụng công tắc hành trình và chuyển động của van bằng điện từ 63
6.3.2 Mạch sử dụng nhiều van điều khiển nối với nhau 63
6.4 Mạch thủy lực ứng dụng 67
6.4.1 Máy ép thủy lực 67
6.4.2 Ngàm kẹp thủy lực 67
7 Đại cương về khí nén 68 7.1 Giới thiệu về kỹ thuật khí nén 68
7.2 Đặc điểm của không khí 69
7.3 Đặc điểm của truyền động khí nén 71
7.4 Cấu trúc của một hệ thống truyền động khí nén 72
8 Cung cấp và xử lý khí nén 73 8.1 Máy nén khí 73
8.1.1 Máy nén khí thể tích 73
8.1.2 Máy nén khí kiểu root 75
8.1.3 Máy nén khí kiểu tuabin 75
8.2 Bộ lọc 76
8.3 Bộ điều chỉnh áp suất 77
8.3.1 Bộ điều chỉnh áp suất không có lỗ thoát 77
8.3.2 Bộ điều chỉnh áp suất có lỗ thoát 78
8.4 Thiết bị bôi trơn 78
8.5 Nhóm thiết bị điều hòa 79
8.6 Hệ thống xử lý khí nén trong công nghiệp 79
8.6.1 Bình ngưng tụ - Làm lạnh khí nén bằng không khí (bằng nước) 80
8.6.2 Sấy khô bằng chất làm lạnh 80
Trang 58.6.3 Sấy khô bằng hấp thụ 80
8.7 Hệ thống thiết bị phân phối khí nén 81
8.8 Ký hiệu sử dụng trong thiết bị khí nén 82
8.8.1 Biểu diễn các đường dẫn bằng ký tự 82
8.8.2 Biểu diễn bằng số 82
8.8.3 Nguyên tắc trình bày sơ đồ mạch khí nén 82
9 Phần tử xử lý 85 9.1 Van điều chỉnh áp suất 85
9.1.1 Van an toàn 85
9.2 Van một chiều 85
9.3 Van điều chỉnh lưu lượng (Van tiết lưu) 85
9.4 Van logic 87
9.4.1 Van logic AND 87
9.4.2 Van logic OR 87
9.4.3 Van xả khí nhanh 88
9.4.4 Van định thời 88
9.4.5 Van áp suất tuần tự 89
10 Phần tử điều khiển 90 10.1 Van phân phối (Van đảo chiều) 90
10.2 Ký hiệu vị trí và cửa của van phân phối 91
10.3 Phương pháp điều khiển van phân phối 91
10.4 Van đảo chiều thông dụng 93
11 Cơ cấu tác động 96 11.1 Xy lanh khí nén 96
11.1.1 Phân loại xy lanh khí nén 96
11.1.2 Phương pháp cố định xy lanh (xem mục 4.1.3) 96
11.1.3 Tính toán xy lanh 96
11.1.4 Tính toán và kiểm tra bền cần piston (xem mục 4.1.5) 97 11.1.5 Độ dài hành trình 97
11.1.6 Tốc độ piston 97
11.1.7 Sự tiêu thụ không khí 97
11.2 Động cơ khí nén 98
11.3 Van chân không 99
12 Mạch khí nén cơ bản 101 12.1 Điều khiển trực tiếp 101
12.2 Điều khiển gián tiếp 102
12.3 Mạch khí nén sử dụng van logic OR 102
Trang 612.4 Mạch khí nén dùng van xả khí nhanh 103
12.5 Mạch khí nén dùng van logic AND 103
12.6 Mạch khí nén dùng van 5/2 104
12.7 Mạch khí nén dùng công tắc hành trình 104
13 Thiết kế mạch khí nén hoạt động tự động 105 13.1 Phương pháp thiết kế mạch khí nén hoạt động tự động 105
13.2 Giản đồ hoạt động 106
13.3 Phương pháp biểu diễn trình tự làm việc theo Grafcet 107
13.4 Phương pháp thiết kế mạch theo module (mạch đếm bước) 108
13.5 Phương pháp thiết kế mạch bằng biểu đồ Karnaugh 109
13.5.1 Các khái niệm về đại số Boolean 110
13.5.2 Cấu trúc bảng chân trị và cách sử dụng 110
13.5.3 Bảng chân trị của các phần tử logic khí nén cơ bản 111
13.5.4 Biểu đồ Karnaugh 111
Trang 71.1 Thủy tĩnh và thủy động học 6
1.2 Nguyên lý truyền dẫn thủy lực 7
1.3 Phương trình Bernoulli 8
1.4 Tổn thất trong mạch thủy lực 10
1.5 Hệ thống cân bằng trên xe hơi 14
1.6 Hệ thống thắng trợ lực ABS 15
1.7 Máy xúc thủy lực 16
1.8 Máy gặt đập liên hợp 16
2.1 Phân loại bơm thủy lực 17
2.2 Bơm ly tâm 18
2.3 Bơm hướng trục 18
2.4 Bơm piston thông thường 21
2.5 Bơm piston hướng tâm 21
2.6 Bơm piston hướng trục 22
2.7 Điều chỉnh lưu lượng bơm piston hướng trục 22
2.8 Cấu tạo bơm bánh răng 23
2.9 Bơm bánh răng ăn khớp ngoài 24
2.10 Bơm bánh răng ăn khớp trong 24
2.11 Bơm cánh gạt điều chỉnh được lưu lượng 24
2.12 Kết cấu bơm cánh gạt điều chỉnh được lưu lượng 25
2.13 Bơm cánh gạt kép 25
2.14 Kết cấu bơm cánh gạt 25
2.15 Bơm trục vít 26
2.16 Kết cấu bơm trục vít 27
3.1 Ký hiệu van một chiều 29
3.2 Cấu tạo van một chiều tải lò xo 30
3.3 Tổn thất áp suất trên van một chiều 30
3.4 Dòng chảy bị ngăn từ B đến A 30
3.5 Dòng chảy từ A đến B 30
Trang 83.6 Dòng chảy từ B đến A khi có tín hiệu điều khiển 31
3.7 Mạch thủy lực sử dụng van một chiều có điều khiển 31
3.8 Cấu tạo cơ bản của van đảo chiều 31
3.9 Các phương pháp tác động vào van đảo chiều 32
3.10 Van đảo chiều 2 cửa, 2 vị trí 32
3.11 Van đảo chiều 3 cửa, 2 vị trí 32
3.12 Van đảo chiều 4 cửa, 2 vị trí 33
3.13 Van đảo chiều 4 cửa, 3 vị trí 33
3.14 Van an toàn điều khiển trực tiếp 35
3.15 Van an toàn điều khiển gián tiếp 35
3.16 Van an toàn kiểu nắp đậy 35
3.17 Van an toàn kiểu vi sai 35
3.18 Van cân bằng thông thường 36
3.19 Van cân bằng có điều khiển 36
3.20 Mạch thủy lực sử dụng van tuần tự 37
3.21 Van giảm áp 37
3.22 Van ổn định vận tốc (giảm tốc) 38
4.1 Cấu tạo xy lanh thủy lực 40
4.2 Xy lanh tác động đơn 41
4.3 Xy lanh tác động kép 42
4.4 Xy lanh nhiều tầng 42
4.5 Xy lanh tác động hai phía 42
4.6 Xy lanh quay (cơ cấu thanh răng - bánh răng) 43
4.7 Lắp xy lanh cố định 43
4.8 Lắp xy lanh có chuyển động 43
4.9 Bảng tra thông số xy lanh 45
4.10 Chiều dài tương đương theo phương pháp cố định xy lanh 46
4.11 Động cơ cánh gạt đơn 48
4.12 Động cơ cánh gạt kép 48
4.13 Động cơ bán quay kiểu thanh răng - bánh răng 48
4.14 Động cơ bánh răng 49
4.15 Động cơ cánh gạt 49
4.16 Động cơ dầu piston hướng kính 50
4.17 Động cơ dầu piston hướng trục 50
4.18 Động cơ dầu piston hướng trục thay đổi được lưu lượng riêng 50 5.1 Thùng dầu thủy lực 53
5.2 Các loại bộ lọc dầu 53
5.3 Các loại bộ lọc dầu 54
5.4 Ống dẫn thủy lực 55
Trang 95.5 Đầu nối ống thủy lực 55
5.6 Cách lắp ống dẫn mềm vào đầu nối 55
5.7 Ắc quy trọng lực 56
5.8 Ắc quy lò xo 57
5.9 Ắc quy thủy khí 57
5.10 Ắc quy thủy khí 57
6.1 Mạch thủy lực điều khiển bằng tay với van tràn trực tiếp 58
6.2 Mạch thủy lực với 2 van tràn trực tiếp 59
6.3 Mạch thủy lực với van tràn gián tiếp 60
6.4 Mạch thủy lực tuần tự 60
6.5 Mạch hãm cân bằng 61
6.6 Mạch điều khiển lưu lượng 61
6.7 Mạch vi sai 62
6.8 Mạch thay đổi vận tốc 62
6.9 Mạch điều khiển trực tiếp bằng các công tắc hành trình 63
6.10 Mạch nối song song 64
6.11 Mạch riêng lẻ 65
6.12 Mạch nối tiếp 66
6.13 Mạch máy ép thủy lực 67
6.14 Ngàm kẹp thủy lực 67
7.1 Thành phần không khí 70
7.2 Áp suất tuyệt đối và áp suất dư (áp suất tương đối) 71
7.3 Cấu trúc của một hệ thống truyền động khí nén 72
8.1 Máy nén khí kiểu piston 73
8.2 Máy nén khí kiểu piston ba cấp 74
8.3 Máy nén khí kiểu màng 75
8.4 Máy nén khí kiểu cánh gạt 75
8.5 Máy nén khí kiểu root 76
8.6 Máy nén khí kiểu tuabin 76
8.7 Bộ lọc khí 76
8.8 Bộ điều chỉnh áp suất khí không có lỗ thoát 77
8.9 Bộ điều chỉnh áp suất khí có lỗ thoát 78
8.10 Thiết bị bôi trơn 79
8.11 Nhóm thiết bị điều hòa 79
8.12 Thiết bị sấy khô khí nén bằng chất làm lạnh 80
8.13 Sấy khô khí nén bằng hấp thụ 81
8.14 Hệ thống thiết bị phân phối khí nén 81
Trang 109.1 Van khí nén một chiều 86
9.2 Ký hiệu van một chiều 86
9.3 Van tiết lưu 86
9.4 Ký hiệu van tiết lưu 86
9.5 Van logic AND 87
9.6 Van logic OR 87
9.7 Van xả khí nhanh 88
9.8 Van định thời 88
9.9 Van áp suất tuần tự 89
10.1 Van phân phối 90
10.2 Mô tả vị trí và cửa của van phân phối 91
10.3 Tác động vào van phân phối 92
10.4 Van phân phối 3/2, tác động bằng nút nhấn 93
10.5 Van phân phối 3/2, tác động bằng khí 93
10.6 Van phân phối 3/2, tác động bằng con lăn 94
10.7 Van phân phối 4/2, tác động bằng nút nhấn 94
10.8 Van phân phối 4/3, tác động bằng cần gạt có chốt định vị 94
10.9 Van phân phối 5/2, tác động hỗn hợp bằng khí và nút nhấn 95
11.1 Động cơ khí nén kiểu cánh gạt 98
11.2 Động cơ khí nén kiểu ly tâm và tuabin 98
11.3 Một số động cơ khí nén trên thị trường 99
11.4 Cấu tạo và ký hiệu van chân không 99
11.5 Van chân không 99
11.6 Thiết bị nâng tấm kiếng sử dụng van chân không 100
12.1 Điều khiển trực tiếp xy lanh đơn 101
12.2 Điều khiển gián tiếp xy lanh đơn 102
12.3 Mạch khí nén sử dụng van OR 102
12.4 Mạch khí nén sử dụng van xả khí nhanh 103
12.5 Mạch khí nén sử dụng van xả khí nhanh 103
12.6 Mạch khí nén sử dụng van 5/2 104
12.7 Mạch khí nén sử dụng công tắc hành trình 104
13.1 Bộ thiết bị cơ bản cho thiết kế mạch khí nén tư động 107
13.2 Module khí nén 109
13.3 Mạch khí nén với 5 module 109
13.4 Mạch khí nén theo chu trình A+, B+, B-, A- 110
13.5 Các định lý boolean (đầy đủ) 111
13.6 Phần tử OR) 112
13.7 Phần tử AND 112
Trang 1113.8 Phần tử YES 112
13.9 Phần tử NOT 112
13.10Phần tử MEMORY 113
13.11Chu trình làm việc 113
13.12Bảng Karnaugh của hệ thống 114
13.13Hàm điều kiện của các xy lanh 114
Trang 13Giới thiệu
Sự phát triển của công nghiệp đặt ra nhu cầu phải tải năng lượng trên nhữngquãng đường lớn, từ nguồn sản xuất đến nơi tiêu thụ Tuỳ theo công suất vàkhoảng cách vận chuyển, người ta có thể áp dụng các loại truyền động khácnhau Trong thực tế có 3 dạng truyền động phổ biến là truyền động điện,truyền động cơ khí và truyền động thuỷ lực
• Truyền động cơ khí
Truyền động cơ khí là phương pháp truyền động mà trong đó cơ năngđược biến đổi qua lại với nhau Truyền động cơ khí cho phép truyềnnhững công suất tương đối lớn, hiệu suất cao, nhưng cồng kềnh, khoảngcách truyền hạn chế, độ nhạy và độ chính xác kém Một hệ truyền động
cơ khí bao gồm các bộ phận chính sau:
– Bộ phận nối (trục truyền động, khớp nối, )
– Bộ phận đáp ứng (bộ giảm tốc hoặc tăng tốc, hộp số, dây đai, ).– Bộ phận an toàn (phanh, bộ hạn chế mômen, )
• Truyền động điện
Truyền động điện là phương pháp truyền động mà trong đó cơ năng vàđiện năng được biến đổi qua lại với nhau Đặc điểm của truyền độngđiện là cho phép truyền công suất ở khoảng cách xa, điều chỉnh vậntốc với độ chính xác cao Các bộ phận của truyền động điện bao gồm:– Máy phát điện làm nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành điện năng
Trang 14– Động cơ điện (cơ cấu chấp hành) làm nhiệm vụ chuyển đổi từ điệnnăng sang cơ năng.
– Các khâu trung gian như dây nối, công tắc, bộ đáp ứng, cơ cấuphân phối, cơ cấu an toàn và các thiết bị kiểm tra,
• Truyền động thủy lực
Truyền động thủy lực là phương pháp truyền động mà trong đó cơ năngđược truyền đi thông qua môi chất là chất lỏng Các bộ phận chínhcủa một hệ truyền động thủy lực gồm có:
– Bơm thuỷ lực làm nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành năng lượngthủy lực
– Động cơ thuỷ lực làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng thủy lựcthành cơ năng ở khâu ra của hệ truyền động
– Hệ thống đường ống và cơ cấu lọc chất lỏng
– Các phần tử thủy lực (cơ cấu phân phối, cơ cấu an toàn, cơ cấuđiều chỉnh)
– Các thiết bị kiểm tra các thông số nhiệt độ, áp suất, mức nước,
truyền động thủy lực
Truyền động thủy lực có nhiều đặc điểm ưu việt hơn khi so sánh với nhữngdạng truyền động khác nhờ vào những tính chất cơ bản của dòng lưu chất.Những ưu điểm đó như sau:
• Việc gia tăng nhiệt độ trong quá trình hoạt động là một giới hạn cơbản của bất kỳ thiết bị nào Dầu bôi trơn bị mất tính nhớt, cơ cấu cơkhí bị kẹt lại là những hiện tượng làm phá hỏng thiết bị khi nhiệt độtăng cao Lưu chất dùng trong truyền động thủy lực thể hiện khả năngtốt hơn khi chúng đóng vai trò là chất dẫn nhiệt làm giảm nhiệt độ
cơ cấu máy thông qua việc trao đổi nhiệt giữa lưu chất với dung dịchlàm mát của bộ trao đổi nhiệt Đặc tính này làm cho kích thước các
bộ phận nhỏ hơn cũng như khối lượng sẽ nhẹ hơn
• Lưu chất đóng vai trò như là dầu bôi trơn nên có khả năng kéo dài tuổithọ thiết bị
Trang 15• Moment tạo ra bởi cơ cấu chấp hành thủy lực (động cơ và xy lanh thủylực) thì tỉ lệ với độ chênh lệch áp suất và chỉ bị giới hạn bởi van antoàn Vì vậy cơ cấu chấp hành thủy lực có khả năng giảm khối lượng
và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao Đặc điểm này thể hiện
sự nổi trội của hệ thống thủy lực khi so sánh với đặc tính của động cơđiện Moment tạo ra bởi động cơ điện tỉ lệ với dòng điện và bị giới hạnbởi giá trị bảo hòa (magnetic saturation) Giá trị bảo hòa phụ thuộcvào vật liệu từ tính
• Đáp ứng vận tốc của động cơ điện thì chậm hơn cơ cấu chấp hành thủylực Vì vậy cơ cấu chấp hành thủy lực có khả năng khởi động, dừng vàđảo chiều một cách nhanh chóng
• Cơ cấu chấp hành thủy lực có thể hoạt động liên tục (continuous), giánđoạn (intermittent), đảo chiều (reversing) và khóa cứng (stalled) màkhông gây hư hỏng Với việc sử dụng van an toàn, cơ cấu chấp hànhthủy lực có thể dùng cho cơ cấu thắng động (dynamic breaking) Cơcấu chấp hành tuyến tính (linear actuator) và cơ cấu chấp hành quay(rotary actuator) được dùng mang lại tính linh hoạt cho hệ thống thủylực Chuyển động quay dễ biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của cơcấu chấp hành
• Cơ cấu chấp hành thủy lực có độ cứng cao khi so sánh với các cơ cấuchấp hành khác
• Điều khiển vòng hở và điều khiển vòng kín của cơ cấu chấp hành thủylực thì tương đối đơn giản nhờ vào các van (valves) và bơm (pumps).Điều chỉnh được vận tốc làm việc, dễ thực hiện tự động hóa theo điềukiện làm việc hay theo chương trình có trước
• Truyền được công suất cao và lực lớn nhờ các cơ cấu tương đối đơngiản, hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảodưỡng
• Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộcnhau, các bộ phận nối thường là những đường ống dễ đổi chỗ
• Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, có thể sử dụng ở vậntốc cao mà không sợ bị va đập mạnh như trong trường hợp cơ khí hayđiện
• Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn
• Dễ quan sát và theo dõi bằng áp kế
Trang 16Mặc dù truyền động thủy lực mang lại rất nhiều thuận lợi, nhưng nhữngkhó khăn sau làm cho việc ứng dụng chúng bị giới hạn.
• Nguồn thủy lực thì không sẳn sàng (phổ biến) như là nguồn điện
• Yêu cầu dung sai nhỏ của thiết bị thủy lực dẫn đến giá thành tươngđối cao
• Việc tăng cao nhiệt độ của dầu thủy lực có thể là nguyên nhân gây rahỏa hoạn nếu chúng được sử dụng gần những nguồn dễ bị bốc cháy.Tuy nhiên điều này có thể khắc phục bằng cách sử dụng loại dầu chịunhiệt
• Hệ thống thủy lực thì không được sạch sẽ bởi vì việc bảo trì hệ thốngthủy lực thì luôn gặp khó khăn do luôn tồn tại hiện tượng rò rỉ dầutrong hệ thống Mất mát trong đường ống và rò rỉ bên trong các phần
tử cũng làm giảm hiệu suất và hạn chế khả năng sử dụng của hệ thốngthủy lực
• Không thể bảo trì và bảo vệ dầu thủy lực khỏi bẩn Dầu bẩn có thểlàm tắt các van và cơ cấu chấp hành Chất bẩn tồn tại trong hệ thốngthủy lực làm cho hệ thống bị mài mòn nhanh chóng, điều này làm mất
đi những đặc tính tốt của hệ thống thủy lực hay làm cho hệ thống bịphá hủy Thuật ngữ dầu sạch (clean oil) và dầu tin cậy (reliability) làđồng nghĩa trong điều khiển thủy lực
• Qui trình thiết kế cơ bản thì không đủ và khó khăn để xác định vì độphức tạp của hệ thống thủy lực Ví dụ như dòng điện đi qua một điệntrở thì xác định dễ dàng bằng định luật Ohm Ngược lại, không tồn tạimột định luật cơ bản nào để mô tả trở lực của thiết bị khi dòng lưuchất chảy qua
• Hệ thống thủy lực thì không linh hoạt, tuyến tính, chính xác, và giá rẻnhư là thiết bị điện tử hay thiết bị cơ điện (electromechanical) trongviệc tạo ra tín hiệu công suất thấp cho việc tính toán, chuẩn lỗi, khuếchđại và đo lường Vì vậy thiết bị thủy lực thì không được mô tả trong
hệ thống điều khiển công suất thấp
• Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính đàn hồicủa đường ống dẫn
• Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làmviệc thay đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi
Trang 171.3 Nguyên lý cơ bản của hệ thống thủy lực
1.3.1 Áp suất và áp suất thủy tĩnh
Thủy lực là ngành khoa học về lực và mô men được truyền bằng chất lỏng.Thủy lực thuộc về cơ học chất lỏng Một sự khác biệt giữa thủy tĩnh và thủyđộng học là hiệu ứng động học gây ra bởi áp suất và tiết diện đối với hiệuứng gây ra bởi khối lượng và gia tốc khối lưu chất Chất lỏng có đặc tính lànén lên bề mặt thùng chứa một áp lực xác định Áp lực chất lỏng nén lên bềmặt thùng chứa có phương vuông góc với bề mặt của nó Áp lực tác độnglên mọi điểm trên bề mặt thùng chứa là khác nhau và chỉ phụ thuộc vào vịtrí của điểm đó so với mặt thoáng của chất lỏng Áp suất chất lỏng tại mộtđiểm có giá trị bằng áp lực lên một đơn vị diện tích tại điểm đó Trong chấtlỏng, áp suất (áp suất do trọng lượng và áp suất do ngoại lực) tác động lênmỗi phần tử chất lỏng không phụ thuộc vào hình dạng thùng chứa Áp suấtthủy tĩnh là áp suất trung bình của chất lỏng ở độ sâu h so với mặt thoángchất lỏng và được tính bằng:
p = pa+ ρgh,trong đó, p là áp suất thủy tĩnh hay là áp suất tĩnh của chất lỏng, pa là ápsuất khí quyển, và g là gia tốc trọng trường
Hình 1.1: Thủy tĩnh và thủy động học
Trang 18p1 = F1
A1 và p2 =
F2
A2.Khi hệ thống cân bằng p1 = p2:
F1
A1 =
F2
A2.
1.3.3 Phương trình dòng chảy liên tục
Chất lỏng lý tưởng là chất lỏng mà ta có thể bỏ qua lực ma sát nhớt của cácphần bên trong chất lỏng khi chuyển động tương đối với nhau Đối với chấtlỏng lý tưởng, đường đi của một phân tử chất lưu được biểu diễn bằng mộtđường dòng mà tiếp tuyến với nó tại mọi điểm có phương chiều trùng với véc
tơ vận tốc của chất lưu tại điểm đó Tập hợp toàn bộ các đường dòng biểu
Hình 1.2: Nguyên lý truyền dẫn thủy lực
Trang 19diễn cho cả khối chất lưu được gọi là ống dòng Nếu chúng ta cắt ống dòngbằng một mặt phẳng S vuông góc đồng thời với các đường dòng, thì tại mọiđiểm trên diện tích S này vận tốc các phân tử sẽ có độ lớn bằng nhau.Phương trình dòng chảy liên tục chính là định luật bảo toàn khối lượngđối với chất lưu Đối với chất lưu không nén được, khi xét một thể tích thamkhảo thì lưu lượng chất đi vào phải bằng lưu lượng chất đi ra thể tích đó.Hay nói cách khác, lưu lượng chất lỏng đi qua một mặt cắt S bất kỳ là bằngnhau tại mỗi điểm chứa mặt cắt đó.
Q = Sv = hằng số (constant),trong đó, Q là lưu lượng chất lỏng đi qua mặt cắt S, S là tiết diện mặt cắt,
và v là vận tốc trung bình của dòng chất lỏng đi qua mặt cắt S
2 = p2+ ρgz2+
ρv2 2
2 + pw,trong đó, các chỉ số 1 và 2 thể hiện các giá trị tại vị trí 1 và 2, pw là tổn thấtcột áp giữa hai vị trí 1 và 2 như hình 1.3
Hình 1.3: Phương trình Bernoulli
Trang 201.4 Tổn thất trong hệ thống thủy lực
1.4.1 Tổn thất thể tích
Tổn thất thể tích là do dầu thủy lực chảy qua các khe hở trong các phần
tử của hệ thống Áp suất càng lớn, vận tốc càng nhỏ và độ nhớt càng nhỏthì tổn thất thể tích càng lớn Tổn thất thể tích đáng kể nhất là ở các cơcấu biến đổi năng lượng Tổn thất thể tích được đánh giá bằng hiệu suất thểtích
Độ nhớt của một chất lỏng là thông số đại diện cho ma sát trong của dòngchảy Khi các dòng chất lưu sát kề có tốc độ chuyển động khác nhau, ngoài sự
va đập giữa các phần tử vật chất còn có sự trao đổi xung lượng giữa chúng.Những phần tử trong dòng chảy có tốc độ cao sẽ làm tăng động năng củadòng có tốc độ chậm và ngược lại phần tử vật chất từ các dòng chảy chậm sẽlàm kìm hãm chuyển động của dòng chảy nhanh Kết quả là giữa các lớp nàyxuất hiện một ứng suất tiếp tuyến τ gây nên ma sát (lực ma sát trong) Độnhớt xác định ma sát trong bản thân chất lỏng và thể hiện khả năng chốngbiến dạng trượt hoặc biến dạng cắt của chất lỏng
Trang 21τ = −µ∂u
∂y,trong đó, hằng số µ được gọi là độ nhớt động lực học hay còn gọi là độ nhớttuyệt đối (đơn vị kg.m−1.s−1 hay Pa.s)
Ngoài độ nhớt động lực học, khi nghiên cứu chuyển động của chất lưu,
để kể đến ảnh hưởng của lực quán tính, mà thực chất là khối lượng riêng
ρ, người ta còn đưa ra một đại lượng quan trọng khác là độ nhớt động học
ν Độ nhớt động lực ν là lực ma sát tính bằng 1 N tác động trên một đơn
vị diện tích bề mặt 1 m2 của 2 lớp phẳng song song với dòng chảy của chất
Hình 1.4: Tổn thất trong mạch thủy lực
Trang 22lỏng, cách nhau 1 m và có vận tốc 1 m/s.
ν = µ
ρ.Đơn vị của độ nhớt động học là m2/s Ngoài ra, người ta còn dùng đơn vịstốc (Stoke), viết tắt là St hoặc centistokes, viết tắt là cSt
1 St = 1 cm2/s = 10−4 m2/s,
1 cSt = 10−2 St = 1 mm2/s
1.5.2 Yêu cầu đối với dầu thủy lực
Dầu thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc giúp cho hệ thống thủy lựclàm việc an toàn và chính xác Bên cạnh là tác nhân truyền tải áp lực vàtruyền chuyển động, nó còn giúp bôi trơn các chi tiết chuyển động chống lạilực ma sát, nó cũng làm kín các bề mặt tiếp xúc, truyền thải nhiệt và ngănngừa sự mài mòn
• Yêu cầu
– Có khả năng bôi trơn tốt trong khoảng thay đổi lớn nhiệt độ và
áp suất
– Độ nhớt ít phụ thuộc vào nhiệt độ
– Không gây độc hại
– Có tính trung hòa (tính trơ) với các bề mặt kim loại, hạn chế đượckhả năng xâm nhập của khí, nhưng dễ dàng tách khí ra
– Phải có độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít và khe hở củacác chi tiết di trượt, nhằm đảm bảo độ rò dầu bé nhất, cũng nhưtổn thất bé nhất
– Dầu cần phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, ít hòa tan trongnước và không khí, dẫn nhiệt tốt
• Dầu sử dụng trong hệ thống cần chú ý một số điểm sau:
– Dầu đưa vào hệ thống cần qua bộ lọc
– Kiểm tra dầu và bổ sung dầu thường xuyên trong bể chứa.– Cần phải thay dầu thường xuyên theo định kỳ, 500 giờ đối với cácthiết bị có tần số lưu thông dầu lớn, 2000 giờ đến 5000 giờ đối vớicác thiết bị lưu thông dầu không lớn Nếu sự thay dầu này đượctiến hành trong thời gian quy định thì không cần thiết phải rửa
hệ thống
Trang 23– Tuyệt đối không dùng lẫn các loại dầu khác nhau.
– Không để dầu làm việc ở nhiệt độ quá giới hạn cho phép
1.5.3 Cách lựa chọn dầu thủy lực
Thông thường, dầu thủy lực được lựa chọn trên hai yếu tố chính: các yêucầu của bộ phận thủy lực sử dụng trong hệ thống truyền động thủy lực vàthời tiết nơi thiết bị sử dụng
Độ nhớt: Sau khi chọn chủng loại dầu thủy lực phù hợp, cần phải lựachọn cấp độ nhớt của dầu cho phù hợp với khoảng nhiệt độ làm việc củathiết bị thủy lực Theo ISO, cấp độ nhớt của dầu chỉ thị độ nhớt động lựchọc của dầu ở 40◦C Ví dụ, dầu thủy lực phẩm cấp VG46 có độ nhớt độnghọc (kinematic viscosity) là 46 cSt (centistokes) tại nhiệt độ (dầu làm việc)
40◦C Có rất nhiều yêu cầu chất lượng khác nhau đối với dầu thủy lực nhưngđiều quan trọng nhất trong số đó là độ nhớt của dầu không thay đổi nhiềuvới sự thay đổi của nhiệt độ
Lựa chọn dầu thủy lực theo độ nhớt Nếu độ nhớt của dầu được lựachọn quá lớn thì ma sát trượt tăng lên, phát sinh ra nhiệt và tổn thất nănglượng lớn, đồng thời tổn thất trong mạch dầu tăng lên và tổn thất áp suấtcũng tăng lên Nếu độ nhớt của dầu lựa chọn quá nhỏ thì rò rỉ trong bơm sẽtăng lên, hiệu suất thể tích không đạt được và do đó áp suất làm việc yêucầu không đáp ứng được Do có sự rò rỉ bên trong của các valve điều khiển,
xy lanh sẽ bị thu lại dưới tác dụng của phản lực, còn motor không thể sảnsinh ra đủ mô men yêu cầu trên trục quay
Lựa chọn dầu thủy lực theo vị trí địa lý nơi thiết bị làm việc.Theo vị trí địa lý và thời tiết từng vùng, người ta khuyến cáo nên sử dụngcác phẩm cấp dầu như sau: vùng nhiệt đới là VG46, vùng ôn đới là VG32.Loại VG68 chỉ được sử dụng khi thiết bị làm việc trong môi trường khôngkhí có nhiệt độ cao trong thời gian liên tục
thủy lực
1.6.1 Áp suất
Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lường SI là Pascal (Pa) 1 Pascal (Pa)
là áp suất phân bố đều lên bề mặt có diện tích 1m2 với lực tác động vuônggóc lên bề mặt đó là 1 Newton (N)
1 Pa = 1 N/m2
Trang 241 bar = 105 Pa = 1 at
Trong thực tế, đơn vị thường dùng trong truyền dẫn thủy lực là bar
1.6.2 Lực
Đơn vị của lực là Newton (N) 1 Newton (N) là lực tác động lên đối trọng
có khối lượng 1 kg làm cho đối trọng chuyển động với gia tốc 1 m/s2
Hiện nay, truyền động thuỷ lực đang được sử dụng rất phổ biến trên các loại
ô tô, máy kéo và thiết bị cơ khí:
Hệ thống lái cơ học trợ lực thuỷ lực: Trong hệ thống này, lực đòi hỏi ởngười điều khiển khi tác dụng vào vô lăng là đủ cho lực bánh lái mở các vanthuỷ lực để điều khiển các mạch thuỷ lực hoạt động tác động vào cơ cấuchấp hành giúp xe chuyển hướng một cách nhẹ nhàng
Hệ thống phanh trợ lực thuỷ lực: Bàn đạp phanh được liên kết với pistoncủa tổng phanh Khi tác động vào bàn đạp phanh, qua cơ cấu dẫn động,piston dịch chuyển, nén và đẩy dầu vào các đường ống dẫn đến các xy lanhphanh bánh, áp suất của dầu sẽ tác động làm cho các piston của xy lanhphanh bánh dịch chuyển và tác động vào guốc phanh, tạo ra mômen phanh
ở các bánh xe
Hệ thống nâng hạ trên các loại máy kéo hiện đại: Thông thường đi saumáy kéo là các loại máy công tác như máy cày, máy phay, máy bừa Trongquá trình làm việc chúng được nâng lên khi di chuyển, khi quay vòng hoặc
hạ xuống khi làm việc
Trang 25Hệ thống cân bằng thuỷ lực: Bao gồm hệ thống thăng bằng chất lỏng,
hệ thống điện và hệ thống thuỷ lực Khi máy đi vào đoạn đường dốc ngangtrên các sườn đồi, giả sử khi bánh xe bên trái thấp hơn bánh xe bên phảikhi làm việc, khi đó thiết bị cảm ứng chất lỏng khởi động hệ thống điện, sẽ
có dòng điện đi qua cuộn dây solenoid tạo ra từ trường làm dịch chuyển ốngvan thăng bằng và hướng dẫn dầu tới xy lanh thăng bằng tác dụng hai chiềutrên mỗi bánh xe, hai xylanh bên trái duỗi thẳng còn hai xylanh bên phải
co vào giúp cho hệ thống máy giữ được trạng thái thăng bằng khi ở độ dốcnhất định
Hệ thống thuỷ lực trên xe nâng chuyển: Máy nâng được điều khiển, nâng
và chất đống sản phẩm và nguyên liệu Hệ thống nâng thường gồm các xylanhthủy lực, tùy thuộc vào chuyển động của bộ phận chấp hành mà số xy lanh
là khác nhau Để nâng một vật nặng, người điều khiển tác động vào cần điềukhiển các van để đưa dầu có áp suất tới xy lanh nâng
Tóm lại, với những ưu điểm của mình, truyền động thủy lực ngày càngđược ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống máy phục vụ cho mỗi lĩnh vựcsản xuất Có nhiều vị trí truyền động phức tạp mà các hệ thống truyền động
cơ học không thể đáp ứng được như truyền động trên các máy xúc, ủi và cácmáy công trình khác Truyền động thủy lực đã mang lại nguồn lợi rất lớncho các hoạt động sản xuất của con người
Hình 1.5: Hệ thống cân bằng trên xe hơi
Trang 26Hình 1.6: Hệ thống thắng trợ lực ABS
Trang 27Hình 1.7: Máy xúc thủy lực
Hình 1.8: Máy gặt đập liên hợp
Trang 28Bơm thủy lực
Bơm thủy lực: là một thiết bị biến đổi năng lượng, dùng để biến cơ năngthành năng lượng của dầu thủy lực Thông số cơ bản của bơm là lưu lượng
Q và áp suất P
Bơm thủy lực được phân chia ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như:nguyên lý tác động của cánh bơm vào dòng lưu chất, dạng năng lượng truyềnđộng cho bơm, kết cấu bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm Trong
đó thường dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại bơm Theo đặc điểm này,bơm thủy lực được chia làm hai nhóm: bơm động học và bơm thể tích
Hình 2.1: Phân loại bơm thủy lực
Trang 29• Bơm động học (bơm lưu lượng): trong buồng công tác, chất lỏng đượcnhận năng lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ của vàođến cửa ra của bơm Các loại bơm sau thuộc loại bơm này:
Trang 30lỏng Bơm ly tâm hoạt động theo nguyên lý ly tâm còn bơm hướng trụchoạt động theo nguyên lý cánh nâng Cả hai bơm đều cho lưu lượngrất lớn đặc biệt là bơm hướng trục nhưng cột áp của cả hai loại bơmkhông lớn lắm Bơm động học thường được dùng để vận chuyển chấtlỏng.
• Bơm thể tích (bơm áp suất) làm việc theo nguyên lý nén chất lỏngtrong một thể tích kín Khi thể tích làm việc tăng thì bơm thực hiệnpha hút chất lỏng, còn khi thể tích làm việc giảm thì bơm thực hiệnpha nén chất lỏng Sau một chu kỳ hút và nén, bơm sẽ vận chuyển đượcmột thể tích chất lỏng xác định Như vậy bơm này chủ yếu tạo ra ápsuất chất lỏng cho nên còn gọi là bơm thủy tĩnh Cột áp của bơm thểtích chủ yếu là thành phần áp năng thể hiện ở áp suất, còn động năngthì rất nhỏ Bơm thể tích bao gồm:
– Bơm piston
– Bơm rotor
Trong truyền dẫn thủy lực, do yêu cầu áp suất lớn nên kiểu bơm thể tíchđược dùng phổ biến Do đó, chỉ có các loại bơm thể tích được trình bày trongcác phần sau
• Lưu lượng riêng Dp [m3/vòng] là lưu lượng mà bơm cung cấp cho hệthống khi trục bơm quay được một vòng
• Lưu lượng lý thuyết QT [m3/s]
v: vận tốc lưu chất trong ống dẫn [m/s]
• Hiệu suất thể tích µv
µv = QA
QT
Trang 31• Hiệu suất cơ µm
µm = Dp· Pp
2π · T
Pp: áp suất bơm [N/m2]
T : moment xoắn cung cấp trên trục bơm [N.m]
• Hiệu suất toàn phần µo
Bơm piston là loại bơm hoạt động dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của
cơ cấu piston – xylanh Bề mặt làm việc là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt được
độ chính xác gia công cao, bảo đảm hiệu suất thể tích tốt, khả năng thựchiện được với áp suất làm việc lớn
• Bơm piston thông thường (hình 2.4)
Dp = π · D
2
4 · LD: đường kính piston [m]
e: khoảng lệch tâm [m]
Trang 32Bơm piston hướng tâm là loại bơm có các piston được sắp xếp đối xứng
và vuông góc với trục quay Hành trình chuyển động của mỗi piston được tạo
ra bởi sự lệch tâm của trục hoặc vòng truyền động phía ngoài (vòng trượt).Lưu lượng của bơm có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi độ lệch tâm củatrục hoặc xê dịch vòng trượt Sau mỗi vòng quay của rotor, mỗi piston thựchiện một khoảng chạy kép bằng hai lần độ lệch tâm
• Bơm piston rotor hướng trục (hình 2.6)
Dp = n · π · D
2
4 · 2r · tan θr: bán kính vòng lắp piston [m]
θ: góc nghiêng của đĩa
Bơm piston hướng trục là loại bơm có các piston được đặt song songvới trục của rotor và được truyền động bằng khớp hoặc đĩa nghiêng Ngoài
Hình 2.4: Bơm piston thông thường
Hình 2.5: Bơm piston hướng tâm
Trang 33Hình 2.6: Bơm piston hướng trục.
Hình 2.7: Điều chỉnh lưu lượng bơm piston hướng trục
những ưu điểm như bơm piston hướng tâm, bơm hướng trục còn có ưu điểm
là kích thước nhỏ gọn hơn khi các thông số khác tương tự nhau
Bơm piston hướng trục hầu hết điều chỉnh được lưu lượng bằng cách thayđổi độ nghiêng của đĩa hoặc độ nghiêng trục Trong công nghiệp thường sửdụng loại bơm này khi lưu lượng yêu cầu ít nhất là 500 lít/phút Ở áp suấtlớn và lưu lượng nhỏ, bơm chỉ làm việc ở chế độ không liên tục do khả nănglàm nguội kém và chóng mòn
Trong các loại bơm piston, độ không đồng đều của lưu lượng không chỉphụ thuộc vào đặc điểm chuyển động của piston mà còn phụ thuộc vào sốlượng piston Độ không đồng đều của lưu lượng là đặc trưng cơ bản của bơm
Trang 342.3.2 Bơm bánh răng
Bơm bánh răng (hình 2.8) là loại bơm được dùng rộng rãi nhất vì nó có kếtcấu đơn giản, dễ chế tạo Phạm vi sử dụng của bơm bánh răng chủ yếu ởnhững hệ thống có áp suất nhỏ Các loại bơm bánh răng hiện nay có khoảng
áp suất từ 10 bar đến 100 bar Công thức tính lưu lượng riêng bơm bánhrăng:
Dp = π · (ro2− r2
i) · B
ro: bán kính vòng đỉnh răng [m]
ri: bán kính vòng chân răng [m]
B: chiều dài răng [m]
Bơm bánh răng bao gồm loại bánh răng ăn khớp ngoài (hình 2.9) và bánhrăng ăn khớp trong (hình 2.10) Hình dạng răng có thể là răng thẳng, răngnghiêng hoặc loại răng chữ V Loại bánh răng ăn khớp ngoài được dùng rộngrãi hơn vì chế tạo dễ hơn, nhưng bánh răng ăn khớp trong thì kích thướcnhỏ gọn hơn
Trang 35Hình 2.9: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
Hình 2.10: Bơm bánh răng ăn khớp trong
Hình 2.11: Bơm cánh gạt điều chỉnh được lưu lượng
bánh răng thì bơm cánh gạt đảm bảo lưu lượng đều hơn, hiệu suất thể tíchcao hơn Ngoài ra bơm cánh gạt còn có khả năng thay đổi được lưu lượngbằng cách điều chỉnh độ lệch tâm e (hình 2.11 và hình 2.12)
Có hai loại bơm cánh gạt Bơm cánh gạt đơn (hình 2.14) là khi trục quay
Trang 36một vòng, nó thực hiện một chu kỳ làm việc bao gồm một lần hút và mộtlần nén Bơm cánh gạt kép (hình 2.13) là khi trục quay một vòng, nó thực
Hình 2.12: Kết cấu bơm cánh gạt điều chỉnh được lưu lượng
Hình 2.13: Bơm cánh gạt kép
Hình 2.14: Kết cấu bơm cánh gạt
Trang 37hiện hai chu kỳ làm việc bao gồm hai lần hút và hai lần nén.
2.3.4 Bơm trục vít
Bơm trục vít là sự biến dạng của bơm bánh răng Nếu bánh răng nghiêng có
số răng nhỏ, chiều dài và góc nghiêng của răng lớn thì bánh răng sẽ thànhtrục vít (hình 2.15, hình 2.16) Bơm trục vít có 3 loại Loại áp suất thấp (10
- 15 bar), loại áp suất trung bình (30 - 60 bar), và loại áp suất cao (60 - 200bar) Bơm trục vít có đặc điểm là dầu được chuyển từ buồng hút sang buồngnén theo chiều trục, không có hiện tượng chèn dầu ở chân ren Nhược điểmcủa bơm trục vít là chế tạo trục vít khá phức tạp Ưu điểm là chạy êm, độnhấp nhô lưu lượng nhỏ
Hình 2.15: Bơm trục vít
Trang 38Hình 2.16: Kết cấu bơm trục vít.
Trang 39Van thủy lực
Các van thủy lực nằm giữa bơm và cơ cấu chấp hành trên mạch bơm cónhiệm vụ điều khiển và điều chỉnh dòng lưu chất trong mạch Về chức năng
có thể chia thành các loại sau:
• Nhóm các van điều khiển hướng chuyển động của chất lỏng
– Van một chiều
– Van phân phối (van đảo chiều)
• Nhóm van điều khiển áp suất
– Van an toàn (van tràn)
– Van cân bằng
– Van tuần tự
– Van giảm áp
• Nhóm các van điều chỉnh lưu lượng
– Van tiết lưu
Trang 40khác Van một chiều có thể được cài đặt một cách độc lập trong đường ốngthủy lực, hoặc có thể được kết hợp với các thiết bị khác để tạo thanh các vantuần tự, van cân bằng, hoặc van giảm áp Bộ làm kín của van thông thường
có dạng quả cầu hay nắp côn Lực đóng van được sử dụng thông thường là
lò xo, trọng lực và lực mở van thông thường là áp suất dòng chất lỏng Vanmột chiều được phân loại như sau:
• Van một chiều không tải trọng
• Van một chiều có tải lò xo
• Van một chiều có thể đóng mở được
Khi không có dòng chất lỏng qua van, lực lò xo nén mặt côn làm kíndòng chảy qua van Khi có dòng chất lỏng qua van, áp suất chất lỏng tácđộng lên mặt côn kín tạo ra lực tác động lớn hơn lực lò xo làm mặt côn dịchchuyển cho dòng chất lỏng chảy qua Khi chất lỏng chuyển động theo chiềungược lại, mặt côn sẽ càng ép chặt vào thân van ngăn dòng chất lỏng chảyqua Ngoài van một chiều đóng mở dòng lưu chất nhờ lò xo chỉ cho dòngchất lỏng đi một chiều, còn có van một chiều có thể đóng mở được cho phépdòng chất lỏng đi cả hai chiều dưới tác động điều khiển
3.1.2 Van đảo chiều (van phân phối)
Van đảo chiều (van phân phối, van điều khiển hướng) là một trong nhữngphần tử cơ bản nhất trong thiết bị thủy lực Chúng cho phép dòng chảy đitheo các đường khác nhau từ một hoặc nhiều nguồn Cấu tạo thông thườngcủa van phân phối bao gồm một con trượt di chuyển bên trong một xy lanhtrên thân van và con trượt thường được tác động (điều khiển) bằng cơ, bằngđiện hoặc bằng thủy lực Trên con trượt có cấu tạo gồm hai phần khác nhauthực hiện hai chức năng: ngăn chặn và cho phép dòng lưu chất di chuyển.Khi làm việc, chuyển động của con trượt sẽ tuần tự hạn chế hoặc cho phép
Hình 3.1: Ký hiệu van một chiều