giáo trình thủy lực khí nén

ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Mục lục MỤC LỤC Lời mở đầu Mục lục PHẦN I : ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Sơ lược hệ thống điều khiển khí nén thủy lực 1.2 Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển khí nén & thủy lực 1.2.1 Hệ thống khí nén 1.2.2 Hệ thống thủy lực 1.3 Phạm vi ứng dụng điều khiển khí nén & thủy lực công nghiệp 1.3.1 Ứng dụng hệ thống khí nén 1.3.2 Ứng dụng hệ thống thủy lực 1.4 Đơn vị đo đại lượng 1.4.1 Áp suất 1.4.2 Lực 1.4.3 Công 1.4.4 Công suất 1.4.5 Độ nhớt động 12 CHƯƠNG - CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ NGUỒN NĂNG LƯỢNG 2.1 Khí nén 2.1.1 Sản xuất khí nén 2.1.2 Phân phối khí nén 2.1.3 Xử lý nguồn khí nén 2.2 Thủy lực (dầu ép) 2.2.1 Cung cấp lượng dầu 2.2.2 Xử lý nguồn dầu PHẦN II: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 16 23 CHƯƠNG - PHẦN TỬ ĐƯA TÍN HIỆU VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN 3.1 Các phần tử đưa tín hiệu 3.1.1 Tín hiệu không điện 3.1.2 Tín hiệu điện 3.2 Các phần tử xử lý tín hiệu điều khiển 3.2.1 Phần tử YES 3.2.2 Phần tử NOT 3.2.3 Phần tử AND 3.2.4 Phần tử OR 3.2.5 Phần tử NAND 3.2.6 Phần tử NOR 3.2.7 Phần tử Nhớ Flip-Flop 32 39 CHƯƠNG - CÁC PHẦN TỬ CHẤP HÀNH 4.1 Động cô (motor) 46 ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 4.1.1 Động bánh 4.1.2 Động trục vít 4.1.3 Động cánh gạt 4.1.4 Động pít tơng hướng kính 4.1.5 Động pít tơng hướng trục 4.2 Xy lanh (Cylinder) 4.2.1 Xy lanh tác động đơn 4.2.2 Xy lanh tác động kép 4.2.3 Xy lanh màng 4.2.4 Xy lanh quay Mục lục 49 CHƯƠNG - CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU CHỈNH VÀ ĐIỀU KHIỂN 5.1 Khái niệm 5.2 Các phần tử điều chỉnh 5.2.1 Van an toàn van tràn 5.2.2 Van cản 5.2.3 Van giảm áp 5.2.4 Van tiết lưu 5.2.5 Van chân không 5.2.6 Van điều chỉnh thời gian 5.3 Các p hần tử điều khiển 5.3.1 Van moät chiều 5.3.2 Van đảo chiều 5.3.3 Các van tuyến tính 58 59 62 69 CHƯƠNG - TÍNH TỐN TRUYỀN ĐỘNG HỆ THỐNG KHÍ NÉN VÀ THỦY LỰC 6.1 Tổn thất hệ thống điều khiển khí nén & thủy lực 6.1.1 Tổn thất hệ thống khí nén 6.1.2 Tổn thất hệ thống thủy lực 6.2 Cơ sở tính tốn truyền động hệ thống 6.3 Tính tốn số mạch điển hình PHẦN III: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG - PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 7.1 Lý thuyết đại số boole 7.2 Phânloại phương pháp điều khiển 7.3 Phư ơng pháp thiết kế mạch điều khiển 7.3.1 Biểu diển chức trình điều khiển 7.3.1.1 Biểu đồ trạng thái 7.3.1.2 Sơ đồ chức 7.3.1.3 Lưu đồ tiến trình 7.3.2 Viết phương trình điều khiển 7.3.3 Vẽ sơ đồ mạch điều khiển 7.4 Điều khiển bằnh lập trình Tài liệu tham khảo 78 82 90 94 96 100 103 103 108 109 111 118 Lời nói đầu ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Chương – Đại cương điều khiển Khí nén & Thủy lực PHẦN I ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương – Đại cương điều khiển Khí nén & Thủy lực ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Chương – ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 1.1 SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN VÀ THỦY LỰC 1.1.1 Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển khí nén & thủy lực bao gồm phần tử điều khiển cấu chấp hành nối kết với thành hệ thống hoàn chỉnh để thực nhiệm vụ theo yêu cầu đặt Hệ thống mơ tả hình 1-1 Năng lượng điều khiển Tín hiệu đầu vào Xử lý thơng tin, điều khiển Cơ cấu chấp hành ( biến lượng -> năng) Phản hồi Hình 1.1 Hệ thống điều khiển khí nén & thủy lực - Tín hiệuđầu vào: nút nhấn, cơng tắc; cơng tắc hành trình; cảm biến - Phần xử lý thơng tin: xử lý tín hiệu nhận vào theo quy tắc logic xác định, làm thay đổi trạng thái phần tử điều khiển: van logic And, Or, Not, Yes, Flip-Flop, rôle… - Phần tử điều khiển: điều khiển dòng lượng ( lưu lượng, áp suất) theo u cầu, thay đổi trạng thái cấu chấp hành: van chỉnh áp, van đảo chiều, van tiết löu, ly hợp… - Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái đối tượng điều khiển, đại lượng mạch điều khiển: xy lanh khí-dầu, động khí nén-dầu - Năng lượng điều khiển: bao gồm phần thông tin công suất Phần thông tin: -điện tử - điện - khí - dầu - quang học - sinh học Phần cơng suất: - Điện: công suất nhỏ, điều khiển hoạt động dễ, nhanh - Khí: cơng suất vừa, qn tính, tốc độ cao - Thủy: công suất lớn, qn tính - dễ ổn định, tốc độ thấp 1.1.2 Các loại tín hiệu điều khiển Trong điều khiển khí nén thuỷ lực nói sử dụng hai loại tín hiệu: + tương tự (hình 1.2.a) Chương – Đại cương điều khiển Khí nén & Thủy lực ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC + rời rạc (số) (hình 1.2.b) S(signal) S(signal) Hình 1.2.a t (time) t (time) Hình 1.2.b 1.1.3 Điều khiển vòng hở Hệ thống điều khiển vòng hở khơng có so sánh tín hiệu đầu với tín hiệu đầu vào, giá trị thực thu giá trị cần đạt không điều chỉnh, xử lý Hình 1.3 mơ tả hệ thống điều khiển tốc độ động thủy lực Giá trị đặt Van điều khiển tỉ Lưu lượng - Lưu lượng Động thủy Tốc độ Thay đổi tải trọng Thay đổi lưu lượng bơm Thay đổi áp suất hệ Thay đổi t dầu Hình 1.3 Hệ thống điều khiển hở tốc độ động thủy lực 1.1.4 Điều khiển vòng kín (hồi tiếp) Hệ thống mà tín hiệu đầu phản hồi để so sánh với tín hiệu đầu vào Độ chênh lệch tín hiệu vào thông báo cho thiết bị điều khiển, để thiết bị tạo tín hiệu điều khiển tác dụng lên đối tượng điều khiển cho giá trị thực ln đạt mong muốn Hình 1.4 minh họa hệ thống điều khiển vị trí chuyển động cần pít tơng xy lanh thủy lực Bộ điều khiển tỉ lệ Tín hiệu điều khiển Lưu lượng Xy lanh (u) Van điều khiển tỉ lệ kp thủy lực Phần tử- so sánh Khuếch đại tỉ lệ Giá trị đặt + tr Vị í Đo lường vi trí Hình 1.4 Hệ thống điều khiển kín vi trí pít tơng thủy lực ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Chương – Đại cương điều khiển Khí nén & Thủy lực 1.2 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 1.2.1 Khí nén a) Öu điểm  Tính đồng lượng phần I P ( điều khiển chấp hành) nên bảo dưỡng, sửa chữa, tổ chức kỹ thuật đơn giản, thuận tiện  Khơng u cầu cao đặc tính kỹ thuật nguồn lượng: – bar  Khả tải lớn động khí  Độ tin cậy cao trục trặc kỹ thuật  Tuổi thọ lớn  Tính đồng lượng cấu chấp hành phần tử chức báo hiệu, kiểm tra, điều khiển nên làm việc môi trường dễ nổ, bảo đảm môi trường vệ sinh  Có khả truyền tải lượng xa, độ nhớt động học khí nén nhỏ tổn thất áp suất đường dẫn  Do trọng lượng phần tử hệ thống điều khiển khí nén nhỏ, nữakhả giãn nở áp suất khí lớn, truyền động đạt vận tốc cao b) Nhược điểm  Thời g ian đáp ứng chậm so với điện tử  Khả n ăng lập trình cồng kềnh so với điện tử , điều khiển theo h có sẵn.chương Khả điều trìn khiển phức tạp  Khả tích hợp hệ điều khiển phức tạp cồng kềnh  Lực truyền tải trọng thấp  Dòng khí nén đường dẫn gây tiếng ồn  Không điều khiển trình trung gian ngưỡng 1.2.2 Thủy lực a) Öu điểm - Truyền động công suất cao lực lớn nhờ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao, đòi hỏi chăm sóc, bảo dưỡng - Điều chỉnh vận tốc làm việc tinh không cấp nhờ thiết bị điều khiển kỹ thuật số hóa, dễ thực tự động hóa theo điều kiện làm việc chương trình cho sẵn - Kết cấunhỏ gọn, nối kết thiết với dễ dàng việc đổi oáng chỗ moái no - Dễ biến đổi chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến cấu chấp hành - Có khả giảm khối lượng kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao - Nhờ quán tính nhỏ bơm động thủy lực, nhờ tính chịu nén dầu nên sử dụng vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh trường hợp khí hay điện - Dễ theo dõi quan sát áp kế, hệ mạch phức tạp - Tự động hóa đơn giản dùng phần tử tiêu chuẩn hóa - Dễ đề phòng q tải nhờ van an tồn ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Chương – Đại cương điều khiển Khí nén & Thủy lực b) Nhược điểm - Mất mát đường ống dẫn rò rỉ bên phần tử, làm giảm hiệu suất phạm vi ứng dụng - Khó giữ vận tốc khơng đổi phụ tải thay đổi tính nén dầu tính đàn hồi đường ống dẫn - Nhiệt độ độ nhớt thay đổi làm ảnh hưởng đến độ xác điều khiển - Khả lập trình tích hợp hệ thống nên khó khăn thay đổi chương trình làm việc - Khi khởi động, nhiệt độ hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc thay đổi độ nhớt chất lỏng thay đổi 1.3 PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 1.3.1 Phạm vi ứng dụng điều khiển khí nén Hệ thống điều khiển khí nén sử dụng rộng rãi lĩnh vực mà vấn đề nguy hiểm, hay xảy cháy nổ, như: đồ gá kẹp chi tiết nhựa, chất dẻo; sử dụng ngành khí cấp phơi gia cơng; môi trường vệ sinh công nghệ sản xuất thiết bị điện tử Ngoài hệ thống điều khiển khí nén sử dụng dây chuyền sản xuất thực phẩm, như: rữa bao bì tự động, chiết nước vô chai…; thiết bị vận chuyển kiểm tra băng tải, thang máy c ong công nơng nghiệp, thiết bị lò hơi, đóng gói, bao bì, in ấn, phân loại sản phẩm tr ghiệp hóa chất, y khoa sinh học 1.3.2 Phạm vi ứng dụng điều khiển thủy lực Hệ thống điều khiển thủy lực sử dụng lĩnh vực công nghiệp, như: máy ép áp lực, máy nâng chuyển, máy công cụ gia công kim loại, máy dập, máy xúc, tời kéo,… ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Chương – Đại cương điều khiển Khí nén & Thủy lực 1.4 CÔNG THỨC VÀ ĐƠN VỊ ĐO CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG CÔ BẢN 1.4.1 Lực - Đơn vị lực Newton (N) Newton lực tác động lên đối trọng có khối lượng 1kg với gia tốc m/s N = kg.m/s 1.4.2 Ap suất - Đơn vị áp suất theo hệ đo lường SI pascal - Pascal (Pa) áp suất phân bố lên bề mặt có diện tích 1m với lực tác động vng góc lên bề mặt Newton (N) 2 2 Pascal = N/m = 1kg m/s /m = 1kg/ms - Ngoài dùng đơn vị bar: bar = 10 Pa = 1Kg/cm =1 at - Một số nước tư dùng đơn vị psi ( pound (0.45336 kg) per square inch (6.4521 cm ) Kí hiệu lbf/in (psi); bar = 14,5 psi - Ap suất tính theo cột áp lưu chất P = wh Trong đó: w trọng lượng riêng lưu chất h chiều cao cột áp 1.4.3 Lưu lượng - Lưu lươ ng vận tốc dòng chảy lưu chất qua tiết diện dòng chảy g Đơn vị thườn dùng l/min Q = v.A Trong đó: Q lưu lượng dòng chảy A Tiết diện dòng chảy v Vận tốc trung bình dòng chảy 1.4.3 Công - Đơn vị cơng Joule (J) Joule công sinh tác động lực N để vật dịch chuyển quãng đường m J =1Nm 2 J = m kg/s - Cơng tính theo cơng thức: Wk = F*L Trong đó: F L quảng đường vậtvào lực tác dụng vật 1.4.4 Công suất -Đơn vị cơng suất Watt -1 Watt công suất, thời gian giây sinh lượng joule W = Nm/s W = m kg/s - Cơng suất tính theo cơng thức: 12 Chương – Đại cương điều khiển Khí nén & Thủy lực ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC H= Q (l/min) * P (bar) 600 (kW) 1.4.5 Độ nhớt - Độ nhớt động chất có độ nhớt động lực Pa.s khối lng riờng kg/cm v = ỗ Trong đó: h: độ nhớt động lực [Pa.s] r: khối lượng riêng [kg/m ] v: độ nhớt động [m /s] - Ngồi ta sử dụng đơn vị độ nhớt động Stokes (St) centiStokes (cSt) Chú ý: độ nhớt động khơng có vai trò quan trọng hệ thống điều khiển khí nén mà quan trọng điều khiển thủy lực 13 Chương – Các phần tử đưa & xử lý tín hiệu ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 4.2 CÁC PHẦN TỬ XỬ LÝ TÍN HIỆU 4.2.1 Phần tử YES Sơ đồ mạch, bảng chân lý, kí hiệu phần tử YES trình bày hình 3.25 S=a a a p S Kí hiệu thủy-khí Kết cấu thủy - khí Kí hiệu điện Kí hiệu logic a P s=a Sơ đồ trạng thái L0 a L Bảng chân lý Tín hiệu vào a L Tín hiệu S S L Hình 3.25 Phần tử logic YES 4.2.2 Phần tử NOT Sơ đồ mạch, bảng chân lý, kí hiệu phần tử NOT trình bày hình 3.26 S=a a a S p a Kí hiệu điện a L s=a Kết cấu thủy-khí Sơ đồ trạng thái Tín hiệu vào L S Kí hiệu logic P Tín hiệu Kí hiệu thủy-khí Bảng chân a S lý L L 0 Hình 3.26 Phần tử logic NOT 39 Chương – Các phần tử đưa & xử lý tín hiệu ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 4.2.3 Phần tử OR Sơ đồ mạch, bảng chân lý, kí hiệu phần tử OR trình bày hình 3.27 s=a+b a S ³1 P b Kí hiệu điện cấu a Kí hiệu logic Sơ đồ trạng thái L a L b S b a b s=a+b Kí hiệu kết Kí hiệu thủy - khí Bảng chân lý a b S 0 L L L L L Tín hiệu vào Tín hiệu vào L Tín hiệu Hình 3.27 Phần tử OR 4.2.4 Phần tử AND Sơ đ mạch, bảng chân lý, kí hiệu phần tử AND trình bày S=a.b hình 3.28 Kí hiệu điện a & Kí hiệu b logic S a b s=a.b Kết cấu thủykhí b a S=a.b ab Kí hiệu thủy-khí P Sơ đồ trạng thái L a b L L0 Tín hiệu vào Tín hiệu vào Tín hiệu Bảng chân lý a b S 0 L 0 L 0 L L S Hình 3.28 Phần tử AND 40 Chương – Các phần tử đưa & xử lý tín hiệu ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 4.2.5 Phần tử NAND Sơ đồ mạch, bảng chân lý, kí hiệu phần tử NAND trình bày hình 3.29 S b a S & a b Kí hiệu logic Kí hiệu điện Kí hiệu thủy khí Sơ đồ tín hiệu a L Bảng chân lý a 0 L Tín hiệu vào L b S Tín hiệu vào L P L Tín hiệu b L S L L L Hình 3.29 Phần tử NAND 4.2.6 Phần tử NOR Sơ đồ mạch, bảng chân lý, kí hiệu phần tử NOR trình bày hình 3.30 Kí hiệu điện a a ³1 b Kí hiệu logic a b S L Sơ đồ tín hiệu Tín hiệu vào L Tín hiệu vào L Tín hiệu S P b S Kí hiệu thủy - khí Bảng chân l ý a b S 0 L L L 0 L L Hình 3.30 Phần tử NOR 41 Chương – Các phần tử đưa & xử lý tín hiệu ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 4.2.7 Phần tử nhớ Flip-Flop Như chúng biết phần tử trước, tín hiệu vào dạng xung bị tín hiệu ln Phần tử có nhiệm vụ nhớ, có nghĩa tín hiệu trì cho dù tín hiệu vào khơng cón Hình 3.31 trình bày sơ đồ mạch, bảng chân lý, kí hiệu phần tử nhớ cổng vào cổng ab RC Kí hiệu điện S & S a Bảng chân lý L b L S S Kí hiệu thủy - khí Kí hiệu logic Sơ đồ trạng thái a a b b L Tín hiệu vào Tín hiệu vào a b S Không đổi Tín hiệu L L L L L 0 Hình 3.32 Phần tử nhớ in / out Hình 3.33 trình bày sơ đồ mạch, bảng chân lý, kí hiệu phần tử nhớ cổng vào hai cổng XY a Kí hiệu điện a S b R ³1 Kí hiệu logic b Y ³1 X ab SS Kí hiệu thủy - khí 42 Chương – Các phần tử đưa & xử lý tín hiệu ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Sơ đồ trạng thái a b X Tín hiệu vào L L a 0 L L Tín hiệu vào L Tín hiệu L Bảng chân lý b X Y Không đổi L L 0 L L Không đổi Tín hiệu Y Hình 3.33 Phần tử nhớ in / out 4.2.8 Phần tử thời gian - Phần tử thời gian mở trễ theo chiều dương : biểu đồ thời gian kí hiệu mơ tả hình 3.34 A X Kí hiệu thủy - khí Biểu đồ thời gian Hình 3.34 Phần tử thời gian mở trễ theo chiều dương - Phần tử thời gian ngắt trễ theo chiều dương : biểu đồ thời gian kí hiệu mơ tả hình 3.35 A X X A R P t1 Biểu đồ thời gian Kí hiệu thủy khí Hình 3.35 Phần tử thời gian ngắt trễ theo chiều dương 43 X R A t Chương – Các phần tử đưa & xử lý tín hiệu ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC - Phần tử thời gian ngắt trễ theo chiều âm : biểu đồ thời gian kí hiệu mơ tả hình 3.36 A X X P R Kí hiệu thủy khí A t1 Biểu đồ thời gian Hình 3.36 Phần tử thời gian ngắt trễ theo chiều âm oooooo oooooo 44 Chương – Các phần tử chấp hành ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC CHƯƠNG CÁC PHẦN TỬ CHẤP HÀNH ĐỘNG CƠ Động có nhiệm vụ biến đổi lượng hay động lưu chất thành lượng học – chuyển động quay Đại lượng đặc trưng động độ lớn mô men xoắn hiệu áp suất đường vào đường xác định với lượng lưu chất cần tiêu thụ vòng quay q, l/ph Nếu động cấp lưu lượng Q, l/ph vận tốc quay tính theo công thức: Q vg / n= h, (4.1) ph v q Công suất mà áp suất lưu chất cung cấp cho động tính theo cơng thức: Q ( p1 - p2 ) N 0= (4.2) , 612 kW Công suất trục động cơ: N=N0 h = Q ( p1 - p2 )h , (4.3) kW 612 Mômen xoắn trục quay: M = 975 N = 975Q ( p1 - p2 )q =1,59q( p - p )h h , kG m (4.4) h n 612 Qhv c tl Hệ số có ích bơm: h = hvhtl h (4.5) h,hv, htl, hc - hệ số có ích bơm, hệ số có ích thể tích, hệ số có ích thủy lực, hệ số có ích khí p1, p 2– áp suất đường vo v ng ng ỗ v =Q QT - lưu lượng thực tế; Q – lưu lượng lý thuyết QT (4.6) c 4.1.1 Động bánh (gear motor) Động bánh phân thành loại: động bánh thẳng, động bánh nghiên, động bánh chữ V (hình 4.1) Chương – Các phần tử chấp hành ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC Cửa a b Kí hiệu a Động quay chiều b Động quay chiều Cửa vào Hình 4.1 Động bánh 4.1.2 Động cánh gạt (rotate motor) Nguyên lý hoạt động động cánh gạt (hình 4.2): lưu chất dẫn vào cửa 1, qua rãnh vòng vào lỗ dẫn lưu chất Dưới tác dụng áp suất lên cánh gạt, rơto quay Lưu chất thải ngồi lỗ (nếu dầu lỗ nối bể dầu, khí nén thải mơi trường khơng khí) 1 Cửu nối lưu chất vào Rãnh vòng Lỗ dẫn lưu chất vào Cánh gạt Roâto Stato Lỗ dẫn lưu chaát Lỗ dẫn lưu chất Hình 4.2 Động cánh gạt 4.1.3 Động pít tơng ( Piston motor) Động pít tơng có khả làm kín tốt so với bơm cánh gạt bánh răng, động pít tơng sử dụng rộng rãi hệ thống thủy – khí làm việc áp suất cao Phụ thuộc vào vị trí pít tơng rơto, phân biệt động hướng kính hướng trục 47 Chương – Các phần tử chấp hành ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC 4.1.3.1 Động pít tơng hướng kính Ngun lý làm việc động pít tơng hướng kính mơ tả hình 4.3: lưu chất vào khoang tác động áp suất lên pít tơng Do rơto lệch tâm với stato 2, nên làm cho rôto quay tròn lưu chất thải qua khoang 4.1.3.2 Động pít tơng hướng trục Ngun lý làm việc động pít tơng hướng trục mơ tả hình 4.4: Các pít tơng (1) dịch chuyển song song với trục rôto dịch chuyển áp suất lưu chất cửa vào tác động lên đáy pít tơng Khi pít tơng dịch chuyển tạo cho rôto (2) quay xung quanh stato (5) rôto nối đĩa trục quay (4) tạo chuyển động quay trục (3) 1 Hình 4.3 Động pít tơng hướng kính a2 Hình 4.4 Động pít tơng hướng trục Hình 4.5 Hình dáng Động cánh gạt Hình 4.6 Động pít tơng hướng kính Ví du: Một động dầu tích vòng quay 300cm tốc độ quay 200 rev/min với tổn thất áp suất 200 bar Hiệu suất thể tích 90% hiệu suất khí 95% Tính cơng suất động 48 Chương – Các phần tử chấp hành ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN & THỦY LỰC - Hiệu suất chung động : h0 = 0.9*0.95 = 0.855 - Lưu lượng lý thuyết cung cấp cho động là: 300 Q= * 200 = 60 l / t 1000 - Lưu lượng thật lưu chất vào động cơ: Qm = 60/hv = 60/0.9 = 66.7 l/min - Mơmen lý thuyết là: Tt = DmPm/2p -6 D P m m Tt = 2p 300 *10 * 200 *10 = 2p = 955 Nm - Mơ men thực tế: Tm = Tt * ht = 955*0.95 = 907 Nm Hm - Công suất thực tế đầu ra: = 2p* nm * T = 2ð ( 200 )*907 =18996 Nm / s =19 kW Ta tính tốn cách khác: - Công suất đầu lý thuyết động cơ: H = Q * P = 66.7 * 200 = 22.23 kW t 600 600 - Công suất đầu thực động cơ: Hm = Ht*h0 = 22.23*0.855 = 19 kW 4.2 XY LANH Xy lanh có nhiệm vụ biến đổi lượng hay động lưu chất thành n ) ăng lượng học – chuyển động thẳng chuyển động o quay( góc quay