Nghiên cứu một số phần tử thủy lực trong máy công cụ

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết số liệu nêu luận văn thân thực dƣới hƣớng dẫn TS Nguyễn Tiến Lƣỡng & TS Trần Thị Thanh Hải, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Những số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn đƣợc cám ơn thông tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Tác giả Lê Trí Thăng DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT C- Tỷ nhiệt trung bình (J/kg.K) V- Thể tích chất lỏng (m3) Q- Lƣu lƣợng (m3/s) N- Công suất (W) T - Nhiệt độ tính theo K q- Lƣu lƣợng riêng p- Áp suất (N/m2) - Khối lƣợng riêng chất lỏng (kg/m3) m - Khối lƣợng (kg) E0 - Độ nhớt Engler η- Hiệu suất p1: Tổng tổn hao áp suất trở thủy lực p2: Tổng tổn hao áp suất trở quán tính pd, p0: Tổng tổn hao áp suất gây biến dạng dầu vào ống, trở biến dạng C1, C2: Tổng dung kháng dầu ống dẫn e- Độ lệch tâm α- Góc nghiêng k- Hệ số khơng ε- Khe hở hƣớng tâm - Khe hở hƣớng tâm tƣơng đối d - Chiều dài dịch chuyển trƣợt van phân phối kx - Hệ số động lực học thủy lực dòng chất lỏng chảy qua van phân phối Fp - Diện tích tiết diện ngang van phân phối Δf : Hiệu diện tích biến đổi trƣợt Δρ: Hiệu áp tác dụng lên trƣợt van phân phối LHN: Liên hệ ngƣợc CHĐK: Chấp hành điều khiển KĐTL: Khuếch đại thủy lực DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hệ truyền dẫn động chuyển động quay 20 Hình 1.2 : Hệ truyền dẫn động tịnh tiến 20 Hình 1.3: Hệ truyền dẫn động tịnh tiến 20 Hình 1.4 Hệ truyền dẫn động quay lắc 20 Hình 1.5: Sơ đồ tổng quát truyền dẫn thủy lực 23 Hình 1.6: Sơ đồ khối mạch điều khiển thủy lực 24 Hình 1.7: Sơ đồ tổng quát tính hiệu suất thể tích hiệu suất áp suất 30 Hình 2.1.: Ký hiệu bơm dầu 34 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống thuỷ lực………………………………………………… 35 Hình 2.3: Bơm bánh ăn khớp ngồi 37 Hình 2.4: Bơm bánh ăn khớp 37 Hình 2.5: Sơ đồ tính tốn lƣu lƣợng bơm bánh 39 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý bơm cánh gạt đơn 41 Hình 2.7: Một số loại bơm cánh gạt 42 Hình 2.8: Bơm cánh gạt dẫn dầu từ 43 Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý bơm cánh gạt kép 44 Hình 2.10: Bơm pittơng hƣớng kính lệch tâm 46 Hình 2.11 : Bơm pittơng hƣớng trục 48 Hình 2.12: Sơ đồ tính tốn lƣu lƣợng bơm dầu 48 Hình 2.13: Bơm pittơng dãy 49 Hình 2.14: Động dầu cánh gạt 52 Hình 2.15: Hộp truyền động dầu ép cánh gạt 54 Hình 2.16: Sơ đồ tính động dầu pittơng hƣớng trục 56 Hình 2.17: Kết cấu động pittông hƣớng trục 56 Hình 2.18: Xilanh truyền lực 57 Hình 2.19: Một số loại xilanh 57 Hình 2.20: Phƣơng pháp dẫn dầu 58 Hình 2.21: Xilanh nhiều bậc 58 Hình 2.22: Xilanh truyền lực cánh gạt 59 Hình 2.23: Nguồn áp suất với bơm không điều chỉnh 59 Hình 2.24: Nguồn điều chỉnh áp suất lƣu lƣợng không đổi 60 Hình 2.25: Sơ đồ điều chỉnh áp suất bơm không đổi 60 Hình 2.26: Ký hiệu sơ đồ điều khiển bơm để lƣu lƣợng không đổi 61 Hình 2.27: Điều chỉnh thủy lực để công suất bơm không đổi 61 Hình 2.28: Van an toàn 64 Hình 2.29: Kí hiệu van tràn 64 Hình 2.30 : Van phân áp 64 Hình 2.31: Van cản 65 Hình 2.32: Ký hiệu van tiết lƣu 66 Hình 2.33: Van tiết lƣu điều chỉnh dọc trục 66 Hình 2.34: Sơ đồ tính tốn tiết diện chảy van tiết lƣu 67 Hình 2.35: Van tiết lƣu điều chỉnh quanh trục 67 Hình 2.36: Van chiều 68 Hình 2.37: Van chiều điều khiển đƣợc hƣớng chặn 69 Hình 2.38: Sơ đồ nâng hạ tải dùng van chiều điều khiển đƣợc hƣớng chặn 69 Hình 2.39: Van 2/2 70 Hình 2.40: Van 3/2 70 Hình 2.41: Sơ đồ dùng van 4/2 70 Hình 2.42: Sơ đồ van 4/3 71 Hình 2.43: Van 5/3 71 Hình 2.44: Ký hiệu số loại van 4/2 71 Hình 2.45: Ký hiệu số loại van 4/3 72 Hình 2.46: Cấu tạo ký hiệu van đảo chiều điều khiển trực tiếp 72 Hình 2.47: Cấu tạo ký hiệu van đảo chiều điều khiển gián tiếp 72 Hình 2.48: Nắp điều chỉnh van khí 73 Hình 2.49: Nắp điều khiển điện từ 74 Hình 2.50: Nắp điều khiển dầu ép 75 Hình 2.51: Van tỉ lệ 78 Hình 2.52: Cuộn cảm servo tỉ lệ 78 Hình 2.53: Van tỉ lệ lƣu lƣợng (Bosch Rexroth) 79 Hình 2.54: Van tỉ lệ lƣu lƣợng tầng 79 Hình 2.55: Van tỉ lệ tăng áp (Bosch Rexroth) 80 Hình 2.56 : Sơ đồ nguyên lý phận điều khiển trƣợt van servo 80 Hình 2.57: Sơ đồ nguyên lý hoạt động van servo 81 Hình 2.58: Vịi phun động servo nozzle-flapper (Moog) 82 Hình 2.59: Sơ đồ van servo dạng ống phun jet-pipe 83 Hình 2.60: Sơ đồ khối van servo dạng ống phun jet-pipe 83 Hình 3.1: Truyền dẫn servo chuyển động thẳng liên hệ ngƣợc khí theo vị trí 88 Hình 3.2: Liên hệ ngƣợc khí – thủy lực theo vị trí 88 Hình 3.3: Truyền dẫn servo chuyển động thẳng liên hệ ngƣợc điện thủy lực theo vị trí 89 Hình 3.4: Truyền dẫn servo chuyển động thẳng liên hệ ngƣợc theo tải trọng 89 Hình 3.5: Truyền dẫn servo chuyển động thẳng với van servo điện - thủy lực liên hệ ngƣợc điện theo tốc độ 90 Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý truyền dẫn servo chuyển động quay với van servo điện - thủy lực liên hệ ngƣợc điện theo tốc độ 90 Hình 3.7: Điều chỉnh tốc độ động với liên hệ ngƣợc điện - thủy lực 91 Hình 3.8: Sơ đồ truyền dẫn chuyển động quay liên hệ ngƣợc điện thủy lực liên hệ ngƣợc theo tốc độ với điều chỉnh lƣu lƣợng bơm 91 Hình 3.9: Truyền dẫn servo chuyển động thẳng với van servo điện thủy lực có liên hệ ngƣợc theo áp suất vận tốc 101 Hình 3.10: Đồng liên hệ khí 92 Hình 3.11: Đồng kế hợp hai bơm 93 Hình 3.12: Dùng van tiết lƣu điều chỉnh lƣu lƣợng vào xilanh lực 93 Hình 3.1.13: Sơ đồ đồng làm việc hai chiều hai xilanh lực van tiết lƣu lắp đƣờng 94 Hình 3.14: Đồng làm việc liên hệ ngƣợc khí theo vị trí 94 Hình 3.15: Đồng làm việc liên hệ ngƣợc điện theo vị trí tốc độ 95 Hình 3.16: Đồng làm việc nối tiếp xilanh lực 96 Hình 3.17: Đồng làm việc xilanh lực 96 Hình 3.18: Sơ đồ cấu tạo van trƣợt bốn mép điều khiển……………………………………97 Hình 3.19: Sơ đồ cấu tạo van trƣợt hai mép điều khiển……………………………………100 Hình 3.20: Giới hạn áp suất làm việc hệ thống 101 Hình 3.21: Giới hạn nhiệt sinh hệ thống 102 Hình 3.22: Duy trì áp suất thay đổi lƣu lƣợng hệ thống 102 Hình 3.23: Hộp truyền động thủy lực 103 Hình 3.24: Cơ cấu kẹp chặt chi tiết gia công 103 Hình 3.25: Sơ đồ mạch thủy lực cấu kẹp chặt chi tiết gia cơng 104 Hình 3.26: Sơ đồ mạch thủy lực máy khoan bàn 105 Hình 3.27: Sơ đồ hệ thống thuỷ lực máy phay CNC GV-503 106 Hình 3.28: Sơ đồ mạch thuỷ lực kẹp dao, mâm dao máy phay CNC GV-503 107 Hình 3.29: Sơ đồ mạch thuỷ lực lên xuống pallet 109 Hình 3.30: Sơ đồ thủy lực bôi trơn trục ổ bi máy phay CNC GV-503 110 Hình 3.31: Sơ đồ mạch điều khiển thuỷ lực máy ép song động thuỷ lực 100T/30T chuyển dập vuốt điều khiển PLC 111 Hình 3.32: Biểu đồ trạng thái hệ thống ép 112 Hình 3.33: Sơ đồ phân bố cấu kẹp dập phôi 112 Hình 3.34: Sơ đồ hệ thống thủy lực máy tiện CNC SL-153 114 Hình 3.35: Sơ đồ hệ thống thủy lực máy DECKEL MAHO 115 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các loại đƣờng nét quy ƣớc mã màu mạch thủy lực 31 Bảng 2.1 Những hƣ hỏng nguyên nhân cấu chấp hành 61 Bảng 2.2 Ký hiệu cửa nối van 69 Bảng 2.3 Ký hiệu phƣơng tiện điều khiển van 69 Bảng 2.4 Những điểm khác van servo van tỉ lệ 77 Bảng 2.5 Những hƣ hỏng nguyên nhân van áp suất van đảo chiều 84 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời gian nghiên cứu thực hoàn thành đề tài tốt nghiệp, nỗ lực thân nhận đƣợc nhiều giúp đỡ nhiều cá nhân, tập thể ngồi trƣờng Tơi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Tiến Lưỡng, TS Trần Thị Thanh Hải Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ngƣời hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đến q trình thực hồn chỉnh luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo, cô giáo giảng dạy Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội, thầy giáo, giáo Viện Cơ Khí, hƣớng dẫn tạo điều kiện cho làm tốt luận văn Mặc dù cố gắng nhiều song kinh nghiệm kiến thức có hạn nên luận văn khó tránh khỏi thiếu sót ngồi ý muốn Tôi mong thầy cô bạn bè bảo thêm để luận văn đƣợc hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn ! Ngƣời thực Lê Trí Thăng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 13 CHƢƠNG I: KHÁI NIỆM VỀ TRUYỀN DẪN THỦY LỰC 17 1.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY CÔNG CỤ 17 1.1.1 Sơ lƣợc phát triển 17 1.1.2 Phân loại máy 18 1.2 CƠ SỞ VỀ TRUYỀN DẪN THỦY LỰC 19 1.2.1 Khái quát chung truyền dẫn thủy lực 19 1.2.2 Nguyên lý hoạt động 22 1.2.3 Mạch động lực mạch điều khiển truyền dẫn thủy lực 23 1.2.3.1 Mạch động lực 23 1.2.3.2 Mạch điều khiển 24 1.2.4 Cơ sở truyền dẫn thủy lực 25 1.2.4.1 Thế 25 1.2.4.2 Động 26 1.2.4.3 Dƣới dạng nhiệt 26 1.2.4.5 Một số nhân tố ảnh hƣởng đến độ nhớt khả làm việc chất lỏng, chất lỏng Newton, dầu khoáng 26 1.2.4.6 Các vấn đề lựa chọn dầu bôi trơn 28 1.2.4.7 Hiệu suất hệ thống truyền dẫn dầu ép 28 1.2.5 Mã mầu quy ƣớc mạch truyền dẫn thủy lực (tiêu chuẩn ISO) 30 1.2.6 Kết luận 33 CHƢƠNG II: CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA CÁC PHẦN TỬ CHỨC NĂNG 34 2.1 CƠ CẤU BIẾN ĐỔI NĂNG LƢỢNG 34 2.1.1 Bơm dầu 34 2.1.1.1 Nguyên lý hoạt động bơm 34 2.1.1.2 Điều khiển bơm hệ thống 35 2.1.1.3 Hiện tƣợng lọt khí sủi bọt bóng bơm 36 2.1.2 Các loại bơm thủy lực 37 2.1.2.1 Bơm bánh 37 2.1.2.2 Bơm cánh gạt 40 2.1.2.3 Bơm piston 45 2.1.3 Động dầu 50 2.1.3.1 Động bánh 51 2.1.3.2 Động dầu cánh gạt 51 2.1.3.3 Động pittông 55 2.1.4 Xilanh truyền lực 57 2.1.4.1 Xilanh truyền lực đơn giản 57 2.1.4.2 Xilanh truyền lực vi sai 58 2.1.4.3 Xilanh truyền lực cánh gạt 59 2.1.5 Điều chỉnh bơm sơ đồ điều chỉnh 59 2.1.5.1 Điều chỉnh bơm 59 2.1.5.2 Một số sơ đồ điều chỉnh ổn định áp suất, lƣu lƣợng bơm 60 2.1.7 Hiện tƣợng hƣ hỏng nguyên nhân xảy 61 2.2 CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU CHỈNH 63 2.2.1 Cơ cấu chỉnh áp 63 2.2.1.1 Van an toàn 64 2.2.1.2 Van tràn 64 2.2.1.3 Van phân áp 64 2.2.1.4 Van cản 65 2.2.2 Cơ cấu chỉnh lƣu 65 2.2.2.1 Van tiết lƣu điều chỉnh dọc trục 66 2.2.2.2 Van tiết lƣu điều chỉnh quanh trục 67 2.2.3 Cơ cấu dẫn hƣớng 68 2.2.3.1 Van chiều 68 2.2.3.2 Van đảo chiều 69 2.2.4 Van tỉ lệ van servo 76 2.2.4.1 Van tỉ lệ 77 2.2.4.2 Van Servo 80 2.2.5 Hiện tƣợng hƣ hỏng nguyên nhân xảy 83 10 3.4 ỨNG DỤNG CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC TRONG MÁY CÔNG CỤ 3.4.1 Mạch thủy lực dùng máy khoan bàn Hình 3.26 mạch thuỷ lực dùng máy khoan bàn Trong xilanh A thực kẹp chi tiết, xilanh B mang đầu khoan di chuyển Ở hình 3.26 Để cho vận tốc trình khoan khơng đổi, tải trọng thay đổi, ta dùng ổn tốc 2.2 Áp suất cho kẹp chi tiết nhỏ, ta sử dụng van giảm áp 1.2 Hình 3.26: Sơ đồ mạch thủy lực máy khoan bàn 0.1 Cụm bơm; 0.2 Van tràn; 1.1 Van đảo chiều 4/2 điều khiển tay gạt; 1.2 Van giảm áp; 1.3 Van chiều; 1.0 Xilanh A; 2.1 Van đảo chiều 4/3 điều khiển tay gạt; 2.2 Bộ ổn tốc; 2.3 Van chiều; 2.4 Van cản; 2.5 van chiều; 2.6 van tiết lƣu chiều; 2.0 Xilanh B 105 3.4.2 Mạch thuỷ lực máy phay CNC GV-503 YV1541 YV701 YV1540 YV700 §IỊU CHØNH TèC §é L£N YV1081 §IÒU CHØNH TèC §é XUèNG P P T T B YV1080 A P P T T L£N XUèNG APC ARM L£N / XUèNG më KÑP KÑP DAO Từ 4.9MPA Có THể TảI ĐƯợC TớI 19.6MPA Từ 4.9MPA Có THể TảI ĐƯợC TớI 19.6MPA YV2591 mở KẹP VậT §ƯM KĐP më kĐp dơng ¸p st chÊt láng lên theo ống dẫn từ 2.9MPA Có THể TảI ĐƯợC TớI 63.7MPA ĐồNG Hồ ĐO áP SUấT CủA ĐƯờNG ốNG DẫN CHíNH Từ 6.9MPa(70kgf/cm) đƯờng ống dẫn chất lỏng thấp luợng chất lỏng tiêu thụ Hỡnh 3.27: S hệ thống thuỷ lực máy phay CNC GV-503 106 KÑP pallet Thực thao tác kẹp dao, kẹp mâm dao có sơ đồ nhƣ hình 3.28 a b a YV700 YV701 B1 A1 B1 b YV1080 YV1081 A1 r1 p1 B1 A1 10 11 P r A2 B2 A2 kÑp B2 më kĐp - më kĐp kĐp m©m dao më kĐp dơng Hình 3.28: Sơ đồ mạch thuỷ lực kẹp dao, mâm dao máy phay CNC GV-503 107  Cơ cấu kẹp dao (hình 3.28) Trạng thái ban đầu YV701 YV700 khơng có điện, dầu đƣợc bơm cung cấp qua van tràn Van tràn có tác dụng cấu hành trình hoạt động với áp suất cao, dầu chảy tới vị trí khác qua van tràn bể bảo đảm độ an toàn cao Dầu tiếp tục tới van giảm áp 3, van có tác dụng điều khiển áp suất cần thiết cho cấu, dầu đƣợc tới buồng van phân phối 4/3, dầu theo hai đƣờng: Theo đƣờng A bể, theo đƣờng B van chiều điều khiển gián tiếp, dầu vào cấu kẹp, vào xilanh tạo áp suất đủ lớn để thắng đƣợc lò so xilanh kẹp Lúc pittông xilanh kẹp di chuyển phía trái mở kẹp dao Khi YV700 có điện, dầu đƣợc bơm theo ống dẫn qua van tràn tới van giảm áp 3, van giảm áp điều chỉnh áp suất cho cấu chấp hành, dầu tiếp tục lên bên phải van phân phối 4/3 theo cửa A bể Lúc van chiều có tín hiệu điện, dầu B áp lực lò so xilanh mở kẹp giảm, lò xo đẩy pittông sang phải tạo nên lực kẹp dao Dầu bể qua van chiều bể Khi YV710 có điện, hoạt động tƣơng tự nhƣ YV700 có điện, khác vị trí van chiều  Cơ cấu kẹp mâm dao (hình 3.28) Khi YV1080 có điện, dầu đƣợc bơm lên tới van phân phối 4/3 bên phải, cửa van dầu tới van điều chỉnh chiều với áp suất thích hợp, dầu qua rơle áp lực 10 tới buồng dƣới xilanh kẹp Pittông đƣợc đẩy lên nhờ áp lực dầu vào buồng dƣới xilanh Xilanh lên có tác dụng kẹp chặt mâm dao, đồng thời đẩy dầu buồng xilanh theo đƣờng rơle áp lực 11 tới van phân phối 4/3 bể Khi YV1081 có điện, dầu theo đƣờng ống tới buồng trái van phân phối 4/3 Dầu qua rơle áp lực tới buồng xilanh kẹp Lƣợng dầu vào buồng xilanh tạo nên áp lực đẩy pittông xilanh xuống Lúc mâm dao đƣợc mở kẹp, pittông xuống tạo áp lực đẩy dầu vào buồng dƣới xilanh theo đƣờng tới van chiều điều khiển Dầu qua van theo đƣờng ống trở van phân phối 4/3 bể 108 - Thc hin lờn xung ca pallet (hỡnh 3.29) sơ đồ mạch phần tử (1) b a YV1540 YV1541 P1 r1 b1 a1 (2) §IỊU CHØNH TèC §é L£N (3) §IỊU CHØNH TèC §é XUèNG (P) RC1/2 RC1/2 (P) (R) RC1/2 RC1/2 (R) (4) RC3/8 ( A1 ) XUèNG L£N ( B1 ) RC3/8 APC7 APC ARM lªn/ xng 65mm Hình 3.29: Sơ đồ mạch thuỷ lực lên xuống pallet 109 Khi YV1540 có điện, dầu đƣợc dẫn lên van phân phối 4/2 bên phải van từ van dầu qua A1 tới buồng xilanh, dầun vào buồng tạo nên áp lực đẩy pittông xuống thực trình phay, đồng thời lƣợng dầu buồng dƣới xilanh đẩy theo 6ógn tới van chặn tiết lƣu chiều tới van tiết lƣu chiều qua van phân phối 4/2 bể Khi V1541 có điện, dầu đƣợc dẫn lên van phân phối 4/2 bên trái van, dầu từ van B1 qua van chặn tiết lƣu chiều qua van tóêt lƣu chiều tới buồng dƣới xilanh dầu vào buồng tạo nên áp lực đẩy pittông xilanh lên kết thúc q trình phay Pittơng lên đẩy lƣợng dầu bơm theo đƣờng ống dẫn van phân phối 4/2 buồng trái bể Hình 3.31 biểu thị mạch thuỷ lực cho hệ thống bơi trơn máy phay CNC GV-503 R¬ le áp suất Đồng hồ đo áp suất Van chiều Bộ loc Van điện điều khiển Van chỉnh áp Phao tự động bể dầu Máy lọc qua đuờng ống dầu m Phao dầu Bơm Động Bộ loc Thùng DÇu Hình 3.30: Sơ đồ thủy lực bơi trơn trục ổ bi máy phay CNC GV-503 110 3.4.3 Sơ đồ mạch điều khiển thủy lực máy ép song động thủy lực 100T/30T chuyển dập vuốt điều khiển PLC Hình 3.31: Sơ đồ mạch điều khiển thuỷ lực máy ép song động thuỷ lực 100T/30T chuyển dập vuốt điều khiển PLC - Các phần tử thủy lực hệ thống: + Bơm piston thủy lực: Bơm nối với động điện động diezel thông qua khớp nối mềm + Đồng hồ thủy lực: Chỉ thị việc theo dõi áp lực hệ thống + Van an toàn V.1: Bảo vệ bơm thủy lực chống tải áp suất cho hệ thống Khi hệ thống có vấn đề, áp lực đầu bơm cao qua quy định, van tràn hoạt động mở dầu thùng chứa + Van điều khiển Q 0.1: Loại van 4/3 điều khiển điện từ (e,f): cửa vị trí; Khi van vị trí cân bằng, đầu áp suất (P) nối thùng (T); Khi tín hiệu điện van điện từ Q 0.1 tác động để điều khiển trục van sang vị trí bên trái, P nối với A1, T nối 111 với B1, tác động cho Xi lanh Dập lên; Khi tín hiệu điện van điện từ Q 0.1 tác động để điều khiển van sang vị trí bên phải, P nối với B1, T nối với A1, tác động cho xi lanh Dập xuống + Van điện từ Q 0.2: Loại van 4/3 điều khiển điện từ (e,f): cửa vị trí; Khi van vị trí cân bằng, đầu áp suất (P) nối thùng (T); Khi tín hiệu điện van điện từ Q 0.2 tác động để điều khiển van sang vị trí bên trái, P nối với A2, T nối với B2, tác động cho Xi lanh Dập lên; Khi tín hiệu điện van điện từ Q 0.2 tác động để điều khiển van sang vị trí bên phải, P nối với B1, T nối với A1, tác động cho xi lanh Dập xuống + Van tràn V.2: Van tràn kiểm soát lực ép cho xi lanh Dập + Van tràn V.3: Van tràn kiểm soát lực ép cho 02 xi lanh kẹp + Van tiết lƣu V.4: Dùng điều chỉnh lƣu lƣợng áp suất hệ thống xi lanh Dập + Van V.5; V.6: Dùng điều chỉnh lƣu lƣợng áp suất hệ thống xi lanh Kẹp + LS1, LS2, LS3, LS4: Các công tắc hành trình - Nguyên lý làm việc (hình 3.32) Hình 3.32: Biểu đồ trạng thái hệ thống ép Hình 3.33: Sơ đồ phân bố cấu kẹp dập phơi 112 + Tác động tín hiệu khởi động, Pitston kẹp chặt dịch chuyển từ vị trí A tới vị trí B với tốc độ v1’ đoạn S0’S1’ chạy chậm từ B tới vị trí B1 với tốc độ v2’ đoạn S1’S2’ để kẹp chặt phôi, thực kẹp chặt phơi Việc kiểm sốt lực kẹp (30T) cho phù hợp với trình dập van V.3 đảm nhận, van V.3 điều chỉnh nhờ lực căng lò xo van + Lúc LS3 đƣợc tác động Pitston dập dịch chuyển từ vị trí C tới vị trí D với tốc độ v1 đoạn S0S1 chạy chậm từ D tới vị trí D1 với tốc độ v2 đoạn S1S2 để dập định hình phơi (Theo hình dạng khn) Việc kiểm sốt lực dập (100T) van V.2 đảm nhận, van V.2 điều chỉnh nhờ lực căng lò xo van + Lúc LS6 đƣợc tác động làm cho Pitston dập lùi với vận tốc lớn v3 từ D1 tới C LS4 đƣợc tác động + Khi LS4 tác động làm cho Pitston kẹp dịch chuyển từ B1 lùi nhanh A với tốc độ v3’ dừng trình dập Trong trình hoạt động hệ thống tốc độ v3>v1>v2; v3’>v1’>v2’ 113 3.4.4 Sơ đồ hệ thống thủy lực máy tiện CNC SL-153 Hình 3.34: Sơ đồ hệ thống thủy lực máy tiện CNC SL-153 114 3.4.5 Sơ đồ hệ thống thủy lực máy phay CNC DECKEL MAHO Hình 3.35: Sơ đồ hệ thống thủy lực máy DECKEL MAHO 115 Nhƣ vậy, cách phân tích nghiên cứu số mạch thủy lực máy công cụ, thấy phần tử thuỷ lực đóng vai trị quan trọng vấn đề tự động hoá nhằm nâng cao suất cài thiện tính linh hoạt hệ thống Hệ truyền dẫn thuỷ lực từ cho thấy đƣợc ƣu điểm bật hệ truyền dẫn khác chỗ: - Truyền động êm dịu, truyền đƣợc công suất cao lực lớn nhờ cấu tƣơng đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhƣng địi hỏi chăm sóc bảo dƣỡng - Điều chỉnh đƣợc vận tốc làm việc tinh không cấp, dễ thực tự động hoá theo điều kiện làm việc hay theo chƣơng trình cho sẵn - Kết cấu gọn nhẹ, vị trí phần tử dẫn bị dẫn không lệ thuộc với nhau, phận nối thƣờng đƣờng ống dễ đổi chỗ - Có khả giảm khối lƣợng kích thƣớc nhờ chọn áp thuỷ lực cao - Nhờ quán tính nhỏ bơm động thuỷ lực, nhờ tính chịu nén dầu nên sử dụng vận tốc cao mà khơng sợ bị va đập mạnh nhƣ trƣờng hợp khí hay điện - Dễ biến đổi chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến cấu chấp hành - Dễ đề phòng tải nhờ van an toàn - Dễ theo dõi quan sát áp kế, kể phận phƣớc tạp, nhiều mạch - Tự động hoá đơn giản, kể thiết bị phƣớc tạp, cách dùng phần tử tiêu chuẩn hố Bên cạnh tính ƣu việt mình, truyền dẫn thuỷ lực có vài hạn chế so với phƣơng pháp điều khiển khác nhƣ tổn thất lƣợng đƣờng ống dẫn, phần tử làm giảm hiệu suất hạn chế phạm vi sử dụng, không giữ đƣợc vận tốc không đổi phụ tải thay đổi (do tính nén đƣợc chất lỏng tính đàn hồi đƣờng ống dẫn), độ nhớt chất lỏng thay đổi làm cho vận tốc làm việc thay đổi, nhiệt độ hệ thống chƣa ổn định trƣờng hợp hệ thống khởi động 3.5 Kết luận Bằng việc kết hợp sử dụng phần tử thuỷ lực hệ truyền dẫn cho máy công cụ, mạch thuỷ lực đƣợc trở nên đơn giản Việc nghiên cứu hệ 116 điều khiển có liên hệ ngƣợc, nhƣ đồng hoá điều khiển mạch điều khiển cho thấy đƣợc vai trò phần tử chức việc điều khiển, từ cho phép ứng dụng cụ thể vào máy công cụ thực tế, nhằm phát huy tính ƣu việt phần tử lĩnh vực sản suất Bên cạnh đó, việc phân tích sơ đồ mạch thủy lực số máy cơng cụ điển hình cho nhìn cách tổng quan cấu trúc điều khiển hoạt động truyền dẫn thuỷ lực 117 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Ngày việc sử dụng máy công cụ hoạt động ngày nhiều đa dạng Việc nghiên cứu phần tử thuỷ lực mạch truyền dẫn có ý nghĩa vơ quan trọng Trong phạm vi đề tài nghiên tới phần tử thủy lực mạch truyền dẫn với đặc tính chức ứng dụng hệ thống máy cơng cụ Trong suốt trình làm luận văn, dƣới hƣớng dẫn tận tình TS Nguyễn Tiến Lƣỡng TS Trần Thị Thanh Hải, đến tác giả hoàn thành luận văn với nội dung sau: - Nghiên cứu khái quát hệ truyền dẫn thủy lực thông qua mạch động lực mạch điều khiển dùng thủy lực - Nghiên cứu đặc tính phần tử chức hệ thống điều khiển thủy lực: Cơ cấu biến đổi lƣợng, cấu điều khiển, điều chỉnh - Nghiên cứu vấn đề tự động điều chỉnh bơm, điều chỉnh động đảm bảo áp suất, lƣu lƣợng khơng đổi từ đƣa sơ đồ điều chỉnh thích hợp - Nghiên cứu cấu điều khiển, điều chỉnh loại van chỉnh áp, chỉnh lƣu lƣợng chỉnh hƣớng - Nghiên cứu tính ứng dụng phần tử thủy lực máy công cụ - Nghiên cứu vấn đề hƣ hỏng, cố thƣờng xảy với phần tử thủy lực hệ dẫn động Phƣơng pháp nghiên cứu: - Về lý thuyết: Nghiên cứu tổng quan tài liệu phần tử thuỷ lực - Về thực nghiệm: Đƣa sơ đồ điều chỉnh thích hợp, ứng dụng mạch, chẩn đốn, khắc phục cố phần tử thuỷ lực Tiếp tục nghiên cứu sâu với loại van tuyến tính, van phân phối đặc tính điều khiển, nhƣ ứng dụng phần mềm Automation studio vào việc mô phỏng, kiểm nghiệm hệ thống mạch thuỷ lực Đề tài phát triển lên thành đề tài nghiên cứu sinh đƣợc áp dụng rộng dãi vào sản suất Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Tiến Lƣỡng TS Trần Thị Thanh Hải tận tình bảo em hoàn thành luận văn ! 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Cẩn, Truyền động dầu ép máy cắt kim loại, trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội - 1974 Nguyễn Tiến Lƣỡng, Tự động hóa thủy - khí máy cơng nghiệp, NXB Giáo dục - 2008 Nguyễn Ngọc Phƣơng, Huỳnh Nguyễn Hoàng, Hệ thống điều khiển thủy lực, NXB Giáo dục - 2000 Trần Xuân Tùy, Hệ thống điều khiển thủy lực, NXB Giáo dục - 2000 Phạm Văn Nghệ, Máy công nghệ dập tự động Trần Xuân Tùy, Trần Minh Chính, Trần Ngọc Hải, Giáo trình truyền động thủy khí, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Lê Văn Tiến Dũng, Điều khiển khí nén thủy lực, Đại học Kỹ thuật công nghệ TPHCM - 2004 Trần Văn Đắc, Thủy lực đại cương, NXB Giáo dục - 2003 Nguyễn Kinh Luân, Giáo trình máy cơng cụ cắt gọt, NXB Hà Nội 10 www.hydraulicspneumatics.com 11 Eaton Corporation Training, Industrial Hydraulics Manua - 2001 12 Penton IPC, Cleveland, J E., Electrohydraulic servo systems, 2nd ed., 1977 13 Prokes J, Hydraulieke mechanizmy v automatizace, Praha - 1973 14 P.K MUKHER JEE & S ILANGO, Basic of hydraulic circuits - 1996 119 ... Nghiên cứu tính ứng dụng phần tử thủy lực máy công cụ 14 thông qua phân tích sơ đồ thủy lực, từ ƣu, nhƣợc điểm hệ truyền dẫn thủy lực - Nghiên cứu vấn đề hƣ hỏng, cố thƣờng xảy phần tử thủy lực. .. động Đối tượng nghiên cứu: - Cơ cấu biến đổi lƣợng hệ thống điều khiển thủy lực - Phần tử chức điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu phần tử thủy lực, cấu chấp... đích nghiên cứu: - Tầm quan trọng hệ thống điều khiển thủy lực máy công cụ - Tìm hiểu sở truyền dẫn thủy lực cấu trúc tổng quát mạch động lực mạch điều khiển dùng thủy lực - Nghiên cứu đặc tính phần