Đang tải... (xem toàn văn)
Van trµn vµ van an toµn dïng ®Ó h¹n chÕ viÖc t¨ng ¸p suÊt chÊt láng trong hÖ thèng thñy lùc v − ît qu¸ trÞ sè quy ®Þnh.. Van trµn lµm viÖc th − êng xuyªn, cßn van an toµn lµm viÖc khi [r]
(1)Chơng 3: các phần tử hệ thèng ®iỊu khiĨn b»ng thđy lùc
3.1 khái niệm
3.1.1 Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển thủy lực đ−ợc mô tả qua sơ đồ hình 3.1, gồm cụm phần tử chính, có chức sau:
a C¬ cấu tạo lợng: bơm dầu, lọc ( )
b Phần tử nhận tín hiệu: các loại nút Ên ( )
c PhÇn tư xư lý: van ¸p st, van ®iỊu khiĨn tõ xa ( )
d Phần tử điều khiển: van đảo chiều ( )
e Cơ cấu chấp hành: xilanh, động du
Hình 3.1 Hệ thống điều khiển thủy lùc
PhÇn tư nhËn tÝn hiƯu
PhÇn tư xử lý
Cơ cấu ấp hàn
ch h
Phần tử điều khiển
Cơ cấu tạo lợng Năng lợng điều khiển
Dũng nng lng tỏc ng
lên quy trình
3.1.2 S cu trúc hệ thống điều thủy lực
Cấu trúc hệ thống điều khiển thủy lực đ−ợc thể sơ đồ hình 3.2.
T C¬ cÊu
ấp hàn
ch h
Phần tử điều khiển
Cơ cấu tạo lợng
Dòng lợng
1.0
0.1 1.1
0.2
0.3 P
P T A B
H×nh 3.2 CÊu tróc thèng ®iỊu khiĨn b»ng thđy lùc
(2)3.2 van ¸p st 3.2.1 NhiƯm vơ
Van áp suất dùng để điều chỉnh áp suất, tức cố định tăng, giảm trị số áp hệ thng iu khin bng thy lc
3.2.2 Phân loại
Van áp suất gồm có loại sau:
+/ Van trµn vµ van an toµn +/ Van giảm áp
+/ Van cản
+/ Van đóng, mở cho bình trích chứa thủy lực.
3.2.2.1 Van trµn vµ an toµn
Van tràn van an toàn dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng hệ thống thủy lực v−ợt trị số quy định Van tràn làm việc th−ờng xuyên, cịn van an tồn làm việc q tải
p2 p1 Ký hiƯu cđa van trµn vµ van an toàn:
Có nhiều loại: +/ Kiểu van bi (trụ, cầu) +/ Kiểu trợt (pittông)
+/ Van điều chỉnh hai cấp áp suất (phối hỵp)
a KiĨu van bi
p1
p2
Lò xo (độ cứng C)
Bi trơ VÝt ®/c
p2
p1 x
x0 Vít đ/c
x Bi cầu
Lị xo (độ cứng C)
x0
H×nh 3.3 KÕt cÊu kiĨu van bi
Gi¶i thÝch: áp suất p1 bơm dầu tạo nên vợt mức điều chỉnh, thắng
lực lò xo, van mở cửa đa dầu bể Để điều chỉnh áp suất cần thiết nhờ vít điều chỉnh ë phÝa trªn
Ta cã: p1.A = C.(x + x0) (bá qua ma s¸t, lùc qu¸n tÝnh, p2≈ 0)
Trong ú:
x0 - biến dạng lò xo tạo lực căng ban đầu;
(3)F0 = C.x0 - lực căng ban đầu;
x - biến dạng lò xo làm việc (khi có dầu tràn); p1 - áp suất làm việc hệ thèng;
A - diện tích tác động bi
Kiểu van bi có kết cấu đơn giản nh−ng có nh−ợc điểm: khơng dùng đ−ợc áp suất cao, làm việc ồn Khi lò xo hỏng, dầu chảy bể làm cho áp suất hệ thống giảm đột ngột
b KiĨu van tr−ỵt
VÝt ®/c
3 A 2 1
x
Flx 4
Lỗ giảm chấn
p1
p2 C
x0 x
Hình 3.4 Kết cấu kiểu van trợt
Giải thích: Dầu vào cửa 1, qua lỗ giảm chấn vào buồng Nếu nh lực áp suất dầu tạo nên F lớn lực điều chỉnh lò xo Flx trọng lợng G pittông,
thì pittơng dịch chuyển lên trên, dầu qua cửa bể Lỗ dùng để tháo dầu rị buồng ngồi
Ta cã: p1.A = Flx (bỏ qua ma sát trọng lợng pittông)
Flx = C.x0
Khi p1 tăng F = p1.A>Flx pittông lên với dịch chuyÓn x ∗
⇒ p1∗.A=C.(x+x0)
Nghĩa là: p1 ↑ ⇒ pittông lên đoạn x ⇒ dầu cửa nhiều ⇒ p1 ↓ để ổn
định
Vì tiết diện A khơng thay đổi, nên áp suất cần điều chỉnh p1 phụ thuộc vào Flx
cđa lß xo
Loại van có độ giảm chấn cao loai van bi, nên làm việc êm Nh−ợc điểm tr−ờng hợp l−u l−ợng lớn với áp suất cao, lò xo phải có kích th−ớc lớn, làm tăng kích th−ớc chung van
c Van ®iỊu chØnh hai cấp áp suất
(4)loại lò xo yếu, có nhiệm vụ thắng lực ma sát bi trụ Tiết diện chảy rÃnh hình tam giác Lỗ tiết lu có đờng kính từ 0,8 ÷ mm
H×nh 3.5 KÕt cÊu cđa van ®iỊu chØnh hai cÊp ¸p st
Dầu vào van có áp suất p1, phía d−ới phía tr−ợt có áp suất dầu
Khi áp suất dầu cha thắng đợc lực lò xo 1, áp suất p1 phía dới áp suất p2 ë
phía tr−ợt nhau, tr−ợt đứng n
NÕu ¸p st p1 tăng lên, bi cầu mở ra, dầu qua trợt, lên van bi chảy
bể Khi dầu chảy, sức cản lỗ tiết lu, nên p1 > p2, tức hiệu áp p = p1 - p2
đ−ợc hình thành phía d−ới phía tr−ợt (Lúc cửa đóng)
3
2 1
2.p C x vµ C x p A
A > >
Khi p1 tăng cao thắng lực lò xo ⇒ lúc van hoạt động
Loại van làm việc êm, khơng có chấn động áp suất điều chỉnh phạm vi rộng: từ ữ 63 bar cao
3.2.2.2 Van giảm áp
Trong nhiu trng hp h thng thủy lực bơm dầu phải cung cấp l−ợng cho nhiều cấu chấp hành có áp suất khác Lúc ta phải cho bơm làm việc với áp suất lớn dùng van giảm áp đặt tr−ớc cấu chấp hành nhằm để giảm áp suất đến giá trị cần thiết
Ký hiÖu:
VÝt ®/c
Lị xo (độ cứng C2)
p1
p3 Bi trơ (con tr−ỵt) Bi cÇu
Lị xo (độ cứng C1)
A3 A2
1 3
2
Lỗ tiÕt l−u
p2 p1
Van an toàn (làm việc tải) Van tràn
(5)Hình 3.6 Kết cấu van giảm áp
Ví dụ: mạch thủy lực có lắp van giảm áp
1
p1 Vít đ/c
p1 p2
Flx
A Flx A
P p2
p1 Flx
L VÝt ®/c
p1> p2
Hình 3.7 Sơ đồ mạch thủy lực có lắp van giảm áp
Trong hƯ thèng nµy, xilanh lµm viƯc với áp suất p1, nhờ van giảm áp tạo nên ¸p
suÊt p1 > p2 cung cÊp cho xilanh áp suất p2 điều chỉnh đợc nhờ van giảm
áp
Ta có lực cân van giảm áp: p2.A = Flx (Flx = C.x)
⇒
A x C
(6)⇒ v =
2
10 d
Q
π (3.10)
⇒ KÝch th−íc ®−êng kÝnh èng dÉn lµ: d =
v
Q 10
π [mm] (3.11)
3.7.2 Các loại ống nối
a Yêu cầu
Trong hệ thống thủy lực, ống nối có yêu cầu t−ơng đối cao độ bền độ kín Tùy theo điều kiện sử dụng ống nối khụng thỏo c v thỏo c
b Các loại ống nối
Để nối ống dẫn với nối ống dẫn với phần tử thủy lực, ta dùng loại ống nối đợc thể hiển nh− ë h×nh 3.36
b a
H×nh 3.36 Các loại ống nối
a ống nối vỈn ren;
b èng nèi siÕt chỈt b»ng đai ốc
3.7.3 Vòng chắn
a NhiƯm vơ
Chắn dầu đómg vai trị quan trọng việc đảm bảo làm việc bình th−ờng phần tử thủy lực
(7)b Phân loại
ngn chn s rò dầu, ng−ời ta th−ờng dùng loại vòng chắn, vật liệu khác nhau, tùy thuộc vào áp suất, nhiệt độ dầu
Dựa vào bề mặt cần chắn khít, ta phân thành hai loại: +/ Loại chắn khít phần tử cố định
+/ Loại chắn khít phần tử chuyển động
c Loại chắn khít phần tử cố định
Chắn khít phần tử cố định t−ơng đối đơn giản, dùng vòng chắn chất dẻo kim loại mềm (đồng, nhôm) Để tăng độ bền, tuổi thọ vịng chắn có tính đàn hồi, ta th−ờng sử dụng cấu bảo vệ chế tạo từ vật liệu cứng (cao su vải, vịng kim loại, cao su l−u hóa lõi kim loại)
d Loại chắn khít phần tử chuyển động t−ơng
Loại đ−ợc dùng rộng rãi nhất, để chắn khít phần tử chuyển động Vật liệu chế tạo cao su chịu dầu, để chắn dầu bề mặt có chuyển động t−ơng đối (giữa pittơng xilanh)
Để tăng độ bền, tuổi thọ vịng chắn có tính đàn hồi, t−ơng tự nh− loại chắn khít phần tử cố định, th−ờng ta sử dụng cấu bảo vệ chế tạo từ vật liệu cứng (vịng kim loại)
Để chắn khít chi tiết có chuyển động thẳng (cần pittơng, cần đẩy điều khiển tr−ợt điều khiển với nam châm điện, ), th−ờng dùng vịng chắn có tiết diện chử V, với vật liệu da cao su