Bài giảng kỹ thuật thủy khí ứng dụng (đại học thủy lợi)

§ H T L CHƯƠNG CÁC VAN THỦY LỰC - Gi i thi u chung F P2 - Các ph n t th y l c b n (Van ĐK hư ng, van ĐK áp su t, van ĐK lưu lư ng) P1 Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC § H T L Các nội dung chính: 6.1 Giới thiệu chung 6.2 Van điều khiển hướng 6.3 Van điều khiển áp suất 6.4 Van điều khiển lưu lượng 6.5 Van tỷ lệ, Servo, cầu chì thủy lực Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.1 § H T L GiỚI THIỆU CHUNG Các chức bản: Điều chỉnh áp suất lớn mạch phần mạch Thay đổi chiều chuyển động cấu chấp hành Thay đổi tốc độ cấu chấp hành § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.1 GiỚI THIỆU CHUNG Phân loại: Van ĐK hư ng Directional control valves (DCVs) Van ĐK áp su t Pressure control valves (PCVs) Van ĐK lưu lư ng Flow control valves (FCVs) • Điều khiển hướng dịng chảy mạch • ➨ điều khiển chiều cấu chấp hành • Điều khiển mức áp suất • ➨ điều khiển lực xilanh mô men quay động thủy lực • Điều khiển lưu lượng chất lỏng • ➨ điều khiển vận tốc cấu chấp hành § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) Các chức bản: Dùng để thay đổi hướng dịng chất lỏng cơng tác phân phối chất lỏng vào đường ống mạch thủy lực theo quy luật định, nhờ đảo chiều chuyển động cấu chấp hành điều khiển chuyển động theo quy luật định § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.1 Van chiều: 6.2.1.1 Van m t chi u (Check valve, Non-return valve) Cho phép dòng chất lỏng Đế van Lò xo chảy qua theo chiều định ngăn không cho chảy theo chiều Nút van ngược lại Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.1 Van chiều: 6.2.1.2 Van m t chi u u n đư c (Pilot-Operated Check Valve) Cho phép dòng chất lỏng chảy tự theo chiều cho dịng chảy ngược lại có tác dụng áp suất điều khiển Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.2 Van lựa chọn (‘Or’ function Valve, Shuttle Valve): - Van lựa chọn dạng đặc biệt van chiều, cho phép nguồn nối tới mạch - Nó có đế van có phần tử van, cửa vào cửa - Cửa A nhận dịng từ cửa vào có áp suất cao Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.2 Van lựa chọn (‘Or’ function Valve, Shuttle Valve): Ứng dụng: - Hai bơm cung cấp cho mạch: bơm bơm dự phịng Bơm dự phịng cung cấp cho mạch bơm bị áp - Một ứng dụng điển hình mạch phanh mô tơ đảo chiều:Dùng để nhả phanh mô tơ dẫn động Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: Nhiệm vụ: Đóng mở đường ống dẫn để hướng dòng chất lỏng đến đường ống yêu cầu ➨ Đảo chiều chuyển động cấu chấp hành Có loại: van trượt van xoay Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: Van trượt: Gồm thân van nịng van - Thân van: có lỗ lưu thơng chất lỏng nối với lưới đường ống - Nòng van (con trư t): có dạng piston bậc, phận đổi hướng dòng chảy qua van Khi làm việc, nòng van chuyển động t nh ti n d c tr c, thành nịng van đóng mở cửa thân van Các đ c m k t c u c a van trư t Số vị trí làm việc Số cửa làm việc Loại tín hiệu điều khiển Cấu hình đường dẫn vị trí trung tâm Các dạng mép điều khiển Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 1/ Số vị trí làm việc: số định vị trượt van - Thường có vị trí (có thể 6) - Mỗi vị trí ký hiệu hình chữ nhật 2/ Số cửa làm việc: số lỗ để dẫn dầu vào Thường có 2, 3, nhiều P: cửa nối với bơm, đường có áp T: cửa nối với thùng, đường hồi A, B cửa nối với đường vào cấu công tác § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 3/ Loại tín hiệu điều khiển: Cần gạt Thủy lực-tháo áp Nút ấn Thủy lực- cấp áp Bàn đạp Tín hiệu đ/k thủy lực Cữ chặn lăn Tín hiệu đ/k khí nén Đầu dị Điện từ Lị xo Điện từ-thủy lực Cần gạt có rãnh định vị Khí nén-thủy lực § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 3/ Loại tín hiệu điều khiển: KHI CUỘN DÂY ĐƯỢC NẠP ĐIỆN LÕI Van bốn cửa, hai vị trí, hồi vị lị xo điều khiển tay LÕI BỊ KÉO TỲ VÀO CHỐT ĐẨY CUỘN DÂY CHỐT ĐẨY CON TRƯỢT CHỐT ĐẨY LÀM DI CHUYỂN CON TRƯỢT Van điều khiển hướng (DCV), bốn cửa, ba vị trí, hồi vị lị xo, điều khiển điện từ § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 4/ Cấu hình đường dẫn vị trí trung tâm: - Vị trí trung tâm hở: cửa nối với nhau, dịng từ bơm quay thẳng thùng AS khí trời Đồng thời, cấu chấp hành di chuyển tự tác dụng ngoại lực - Vị trí trung tâm đóng: tất cửa bị đóng kín, bơm phải cung cấp dịng chảy ASvan an tồn Tuy nhiên, dịng từ bơm dùng cho phần khác mạch Đồng thời, cấu chấp hành nối đến cửa A B bị khóa, nghĩa khơng thể di chuyển tác dụng ngoại lực - Kết cấu nối tiếp dẫn đến khóa cấu chấp hành, nhiên giảm tải cho bơm áp suất khí thơng thường Van ba v trí s d ng c n d ng ho c gi CCCH v trí trung gian ph m vi hành trình c a VỊ TRÍ TRUNG TÂM THƠNG CỬA ÁP SUẤT VÀ B ĐĨNG; A THƠNG VỚI BỂ VỊ TRÍ TRUNG TÂM ĐĨNG-TẤT CẢ CÁC CỔNG ĐĨNG CỬA ÁP SUẤT ĐĨNG; A & B THƠNG VỚI BỂ B ĐĨNG; CỬA ÁP SUẤT THƠNG VỚI BỂ QUA A NỐI TIẾP Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 4/ Cấu hình đường dẫn vị trí trung tâm: Tandem neutral: Dịng từ bơm thùng, sức cản dòng bơm thấp (100200 psi) Khi hệ thống tháo tải, tiêu thụ công suất giảm, tổn thất Closed neutral: Dòng từ bơm phải qua van an toàn, áp suất lớn giảm - Xi lanh giữ hệ thống vị trí cửa bị đóng - Mất mát công suất lớn, - Sinh nhiệt làm giảm độ nhớt dầu → Open neutral: Các cửa giảm hiệu bơi trơn, tăng mài mịn nối với thùng - Xi lanh giữ chắn vị - Dịng chảy có sức cản nhỏ trí - Xilanh trôi Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 4/ Cấu hình đường dẫn vị trí trung tâm: Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 5/ Các dạng mép điều khiển: Khi nòng van dịch chuyển theo chiều trục, thành đóng mở cửa nối với kênh dẫn dầu thân van Mép điều khiển dương (độ đóng chờm dương) Mép điều khiển âm Mép điều khiển không Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 5/ Các dạng mép điều khiển: Mép điều khiển dương (độ đóng chờm dương) Đảm bảo rị dầu nòng van vị trí trung gian vị trí Mặt khác áp suất hệ thống cấu chấp hành không bị van vị trí trung gian, độ cứng vững kết cấu cao Tuy nhiên gây nên as cao hệ thống tùy theo lưu lượng thời gian chuyển vị trí Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: 5/ Các dạng mép điều khiển: Mép điều khiển âm (độ đóng chờm âm) Khi van vị trí trung gian, cửa thơng với nhau, chuyển vị trí êm khơng tăng áp suất Tuy nhiên xảy di chuyển không mong muốn cấu chấp hành, mát chất lỏng qua khe lưu thông thùng Dạng dùng không yêu cầu cao độ rò rỉ độ cứng vững hệ thống Mép điều khiển không Được sử dụng hệ thống có độ xác cao (điều khiển van tuyến tính hay van servo) Cơng nghệ chế tạo tương đối khó khăn Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.2 § H T L VAN ĐiỀU KHIỂN HƯỚNG (van phân phối) 6.2.3 Van đảo chiều: Mạch song song: Mạch gồm xilanh nối song song, dịng từ bơm đến xilanh Nếu xilanh tác động đồng thời, xilanh có áp suất u cầu nhỏ nhận dịng từ bơm tới (vì sức cản min) Nếu xilanh có áp suất yêu cầu dịng từ bơm chia § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT 6.3.1 Van an toàn (Pressure Relief Valve): Ch c năng: giới hạn AS ĐẾN HỆ THỐNG THỦY LỰC hệ thống thủy lực đến giá VAN AN TOÀN trị lớn xác định, bảo BƠM vệ cho hệ thống không bị tải ĐƯỜNG THỦY LỰC Van thường bố trí BỘ LỌC đường ống chính, BỂ sau bơm Là loại van thường Nguyên lý chung: dựa đóng cân tác dụng lực (l c lò xo, đ i tr ng, áp l c ch t l ng) lên nút van § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT 6.3.1 Van an toàn (Pressure Relief Valve): a/ Van an toàn đơn giản: Cấu tạo: Đế van Nút van (d ng bi, côn, tr ) Nguyên lý: Lò xo Lò xo cứng chịu nén giữ cho nút Vít điều chỉnh van đóng kín vào đế van Khi áp suất hệ thống vượt Thân van, có cửa nối với đường bơm P giá trị quy định, thắng lực lò xo, đẩy nút van khỏi đế Khi đó, phần chất cửa nối thùng dầu T lỏng chảy qua van thùng chứa áp suất hệ thống giảm xuống mức quy định § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT F 6.3.1 Van an toàn (Pressure Relief Valve): a/ Van an toàn đơn giản: Fhyd = p1 A = F +p2.A p1 = áp suất đường vào p2 = áp suất đường (tank pressure) A = diện tích đế van F = Lực căng lò xo FF = (p1 – p2) A = Cx = C (xo + ∆x) x- độ nén lò xo xo- độ nén ban đầu lò xo ∆x- độ nén thêm lò xo van mở P2 P1 § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT 6.3.1 Van an toàn (Pressure Relief Valve): a/ Van an toàn đơn giản: Quan h gi a áp su t h th ng v i lưu lư ng qua van: Khi AS tăng đến AS m van AS toàn (cracking pressure) , tồn dịng từ dịng bơm cịn hệ thống AS Giữa AS mở van AS tồn mở dịng bơm (full pump flow pressure), van phần dầu ra, cịn phần cịn lại hệ thống di chuyển cấu chấp hành Khi AS đạt đến giá trị ‘full pump flow pressure’ tồn dầu qua van xilanh khơng thể di chuyển Lưu lượng Lưu lượng tồn dịng bơm qua van § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT 6.3.1 Van an toàn (Pressure Relief Valve): b/ Van an toàn kết hợp (Compound-relief valve): Van an tồn đơn giản khơng sử dụng hệ thống thủy lực có AS cao kích thước lớn, lực lị xo phải tăng mức cho TẦNG ĐIỀU KHIỂN phép Để giảm lực lò xo điều kiện AS lưu lượng lớn, tăng độ nhạy ổn định AS van, sử dụng van an toàn hai cấp PISTON CÂN BẰNG § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 LÕI VAN VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT 6.3.1 Van an toàn (Pressure Relief Valve): b/ Van an toàn kết hợp (Compound-relief valve): LÒ XO GIỮ CHO PISTON ĐÓNG KHI ĐẠT ĐẾN GIÁ TRỊ ĐẶT CỦA VAN, LÕI VAN MỞ LÀM GIẢM ÁP SUẤT TRONG KHOANG TRÊN NỐI THÔNG CHO PHÉP GIẢM TẢI BƠM QUA VAN AN TOÀN ÁP SUẤT VÀO Ở ĐÂY… ĐƯỢC TRUYỀN ĐẾN PHÍA TRÊN PISTON VÀ TRƯỚC VAN ĐIỀU KHIỂN QUA LỖ Ở TRONG PISTON HÌNH A ĐĨNG PISTON DI CHUYỂN LÊN TRÊN HƯỚNG DỊNG BƠM VỀ BỂ HÌNH B BẮT ĐẦU MỞ KHI ÁP SUẤT Ở ĐÂY CAO HƠN KHOANG TRÊN 20 PSI … HÌNH C THƠNG § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT 6.3.1 Van an toàn (Pressure Relief Valve): b/ Van an toàn kết hợp (Compound-relief valve): Cửa (về thùng chứa) Cửa vào Lỗ tiết lưu 4, Khoang Nút Nút van điều khiển (van trợ động) Lò xo van trợ động Vít điều chỉnh lực lị xo 10 Lị xo yếu nút van 11 Nút van 12 Rãnh tháo bên § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT 6.3.1 Van an toàn (Pressure Relief Valve): b/ Van an toàn kết hợp (Compound-relief valve): Nguyên lý hoạt động: Khi áp suất hệ thống (P) thấp áp suất xác định (đặt) van, áp suất tĩnh khoang 2, (Định luật Pascal) Piston 11 cân áp lực chất lỏng đóng kín vào đế van nhờ lực lò xo yếu 10 Khi P tăng đến as mở van, bị đẩy khỏi đế van chất lỏng bắt đầu chảy qua rãnh thoát 12 thùng, gây nên không cân áp lực lên piston 11 Độ chênh áp ∆p qua lỗ đẩy piston 11 khỏi đế, lò xo 10 bị nén mở đường tháo thùng Ngay as hệ thống thấp as mở nút van, đóng lại dòng chảy qua van phụ qua lỗ dừng lại, độ chênh áp ∆p biến mất, lị xo 10 đẩy piston đóng kín vào đế § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.3 VAN ĐiỀU KHIỂN ÁP SuẤT 6.3.2 Van giảm áp (Pressure Reducing Valve): Khi cần cung cấp từ bơm cho số cấu chấp hành có yêu cầu áp suất khác nhau, phải chọn bơm làm việc với áp suất lớn dùng van giảm áp đặt trước cấu chấp hành Chức năng: giảm áp suất vào đến giá trị định trì áp suất (ra) không thay đổi In Out Là loại van ‘thường mở’ 10 Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC § H T L 6.6 VAN LÔGIC (CARTRIDGE VALVE, van đơn vị) Van lôgic kết cấu lý tưởng, để cung cấp chức đầy đủ dạng ống nhỏ gọn có ren để lắp vào khối phân phối mạch thủy lực Các khối phân phối làm giảm loại bỏ đường ống đầu nối thường dùng để nối phần tử hệ thống thủy lực Nhờ chỗ rị rỉ lượng tổn thất giảm đến mức nhỏ Các van xem van không thân hay phần tử van vỏ Lõi van lắp vào lỗ chuẩn hóa khối phân phối Sau lắp vào, trở nên van hoàn chỉnh hoạt động van truyền thống (điều khiển hướng, an toàn, giảm áp, giảm tải, chống rơi, tuần tự, điều khiển lưu lượng.) Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC § H T L 6.6 VAN LÔGIC (CARTRIDGE VALVE, van đơn vị) Ưu m ch c van khác nhau: Sử dụng van mô đun cụm phân phối đưa số thuận lợi so với van riêng biệt thông thường lắp vị trí khác đường ống hệ thống thủy lực Ưu điểm bao gồm sau: Giảm số đầu nối đến đường ống thủy lực phần tử khác hệ thống Giảm rò rỉ dầu nhiễm bẩn số đầu nối Thời gian chi phí lắp đặt hệ thống thấp Giảm thời gian phục vụ van lơgic bị hư hỏng thay dễ dàng mà không cần tháo ống nối u cầu khơng gian nhỏ cho tồn hệ thống Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC § H T L 6.6 VAN LÔGIC (CARTRIDGE VALVE, van đơn vị) Khối phân phối lắp van lơgic Hình cắt van lơgic có ren 22 § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC 6.7 CẦU CHÌ THỦY LỰC THÁO VỀ BỂ CẦU CHÌ THỦY LỰC ÁP SUẤT VÀO ĐĨA KIM LOẠI MỎNG (a) HÌNH SƠ ĐỒ TRONG MẠCH (b) KÝ HIỆU Ngăn áp suất thủy lực không vượt giá trị cho phép để bảo vệ cho phần tử mạch không bị hỏng Khi áp suất thủy lực vượt giá trị thiết kế, đĩa kim loại mỏng thủng để giảm bớt áp suất dầu xả thùng dầu § H T L Chương 6: CÁC VAN THỦY LỰC Bài tập 8-45M; 8-51E; 8-57E; 8-47E; 8-53; 8-59M 8-49M; 8-55M; 8-50M; 8-56E; 23 § H T L CHƯƠNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC - Gi i thi u chung v h th ng TL - Các PP u ch nh CCCH - Phân tích m ch th y l c n hình Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC § H T L Các nội dung chính: 7.1 Khái niệm phân loại hệ thống TĐTL 7.2 Các PP điều chỉnh vận tốc CCCH 7.3 Phân tích mạch thủy lực điển hình Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.1 § H T L KHÁI NiỆM VÀ PHÂN LoẠI HỆ THỐNG TĐTL Khái ni m chung Hệ thống truyền động thủy lực tổ hợp bao gồm cấu thủy lực bơm, cấu chấp hành, van điều khiển đường ống để truyền từ phận dẫn động đến phận cơng tác, biến đổi vận tốc, lực, mô men biến đổi dạng hay quy luật chuyển động Hệ thống truyền động thủy lực gồm thành phần bản: Bơm Cơ cấu chấp hành: Xylanh Động thủy lực Các phần tử điều khiển (van) Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.1 § H T L KHÁI NiỆM VÀ PHÂN LoẠI HỆ THỐNG TĐTL Phân loại: a/ Theo tính chất chuyển động khâu (cơ cấu chấp hành) có hai dạng: b/ Theo tính chất tuần hoàn chất lỏng hệ thống: - Chuyển động tịnh tiến - Hệ thống hở - Chuyển động quay - Hệ thống kín Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.1 KHÁI NiỆM VÀ PHÂN LoẠI HỆ THỐNG TĐTL Chuyển động tịnh tiến Chuyển động quay Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.1 § H T L KHÁI NiỆM4 VÀ PHÂN LoẠI HỆ THỐNG TĐTL 5 § H T L Sơ đ kín: Chất lỏng từ động thủy lực không trở thùng mà chuyển ống hút bơm - Nâng cao áp suất khoang hút -> tăng áp suất làm việc, nâng công suất hệ thống - Nhiệt độ chất lỏng cao, tẳng rò rỉ - Phức tạp phải có bơm phụ Sơ đ h : Chất lỏng từ động thủy lực chuyển thùng chứa - Chất lỏng làm nguội trước vào hệ thống - Sơ đồ đơn giản, bổ sung dầu dễ dàng Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.2 § H T L CÁC PP ĐiỀU CHỈNH VẬN TỐC CCCH Hai phương pháp điều chỉnh vận tốc cấu chấp hành: - Phương pháp th tích: điều chỉnh thể tích làm việc bơm động thủy lực -Phương pháp ti t lưu: dùng van điều khiển lưu lượng để điều chỉnh lưu lượng chảy vào cấu chấp hành Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.2 § H T L CÁC PP ĐiỀU CHỈNH VẬN TỐC CCCH 7.2.1 Phương pháp thể tích: lưu lượng (cơng suất) bơm ln biến đổi phù hợp với lưu lượng yêu cầu (phụ tải) → hiệu suất cao (η = 0,75-0,98) Khâu chuyển động quay: Qđ = Qb → nđ = nb = const qb nb qđ Bỏ qua tổn thất Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.2 CÁC PP ĐiỀU CHỈNH VẬN TỐC CCCH 7.2.1 Phương pháp thể tích: Khâu chuyển động quay qb = qbmaxε b Điều chỉnh qb: ε= qđ = const ε: hệ số điều chỉnh (bơm, động cơ) n n nđ = b qb = b qbmaxε b = a1ε b qđ qđ pqđ = const 2π N b = N đ = Qb p = nb qbmaxε b p = a2ε b Mđ = § H T L e emax ε bmin = 0, ε bmax = Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.2 § H T L CÁC PP ĐiỀU CHỈNH VẬN TỐC CCCH 7.2.1 Phương pháp thể tích: Khâu chuyển động quay Điều chỉnh qđ: qđ = qđmax ε đ N qb = const nđ = Mđ nb qb nb qb b = max = qđ qđ ε đ ε đ pqđ pqđmax = ε đ = b2ε b 2π 2π N b = N đ = Qb p = const Mđ = nđ ε εb=0 Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.2 εđ=1 § H T L CÁC PP ĐiỀU CHỈNH VẬN TỐC CCCH 7.2.1 Phương pháp thể tích: Khâu chuyển động quay N Mđ nđ ε Điều chỉnh qb qđ: εb=0 1 εđ=1 0 Ban đầu cho εđ = điều chỉnh qb (εb = 1), sau điều chỉnh qđ (εđ = 1÷0) ➨ nđ = nmin nmax Mđ = Mđmax ÷ Mđmin Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.2 § H T L CÁC PP ĐiỀU CHỈNH VẬN TỐC CCCH 7.2.1 Phương pháp thể tích: Khâu chuyển động tịnh tiến: Dùng bơm điều chỉnh vp = qb nb Ap u: kinh tế Như c: khơng nhạy khó xác → Thường dùng cho hệ thống có cơng suất lớn khơng yêu cầu điều chỉnh xác vận tốc phận chấp hành Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.2 § H T L CÁC PP ĐiỀU CHỈNH VẬN TỐC CCCH 7.2.2 Phương pháp tiết lưu: Phương pháp khơng kinh tế phải phần lượng bơm tạo để khắc phục sức cản tiết lưu thải qua van an toàn u: kết cấu đơn giản, độ nhạy xác cao → Thường dùng cho hệ thống có cơng suất khơng lớn u cầu điều chỉnh nhạy xác vận tốc phận chấp hành Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.2 § H T L CÁC PP ĐiỀU CHỈNH VẬN TỐC CCCH 7.2.2 Phương pháp tiết lưu: Qxl = QFCV = Qbơm – QPRV Q FCV = CV ∆p = SG p1 − p2 SG p1 = pPRV = AS đặt van an tồn Hình 9-17 Điều khiển vận tốc lối vào xy lanh thủy lực hành trình duỗi p3 = van điều khiển lưu lượng.(DCV tác động tay) p2 = Ftải/Apiston Điều chỉnh: vxl = Qxl/Apiston = QFCV/Apiston v xl = CV Apiston p PRV − Ftai / Apiston SG -Mở hoàn toàn van điều khiển lưu lượng (FCV): Qxl = Qbơm → vxl max -Đóng phần FCV: ∆p tăng → p1 tăng, đến mở van an toàn: Qxl = Qbơm – QPRV → vxl giảm Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Khi phân tích thiết kế mạch thủy lực cần xem xét ba vấn đề quan trọng sau: Vận hành an toàn Thực chức yêu cầu Hoạt động hiệu Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Mạch xilanh tái tạo Để tăng tốc độ duỗi xylanh tác dụng hai chiều, khả mang tải giảm Hành trình duỗi: v Pext = Phần mạch mô tả piston duỗi Qp AR Khả mang tải: Fload-ext = pAR Hành trình co: v Pret = Qp AP − AR Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Mạch xilanh tái tạo Ứng dụng: Ứng dụng máy khoan: Vị trí giữa: tiến nhanh trục mũi khoan Vị trí bên trái: tốc độ khoan chậm mũi khoan bắt đầu cắt vào phôi Vị trí bên phải: co piston Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Ứng dụng van giảm tải: a) Mạch giảm tải bơm: Van giảm tải có tác dụng giảm tải cho bơm cuối hành trình duỗi co xy lanh van DCV vị trí Mạch giảm tải bơm Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Ứng dụng van giảm tải: b) Hệ thống thủy lực bơm kép: Van giảm tải có tác dụng giảm tải cho bơm cuối hành trình duỗi co xy lanh van DCV vị trí VAN AN TỒN ĐƯỜNG ÁP SUẤT CAO VAN GIẢM TẢI BƠM LƯU LƯỢNG THẤP BƠM LƯU LƯỢNG CAO (KHÔNG CẤP LƯU LƯỢNG ĐỂ DUỖI XY LANH KHI CĨ “ÁP SUẤT CAO” DO Q TRÌNH DẬP ĐANG DIỄN RA) ĐƯỜNG ÁP SUẤT THẤP Hệ thống thủy lực bơm kép Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Ứng dụng van chống rơi: Van chống rơi mở áp suất cao áp suất yêu cầu để ngăn xy lanh thẳng đứng khơng xuống trọng lượng Ứng dụng van chống rơi Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Ứng dụng van tuần tự: a) Mạch hoạt động trình tự XLTL: Van làm cho hoạt động mạch thủy lực diễn có tính liên tiếp theo trình tự thích hợp Mạch hoạt động trình tự xy lanh thủy lực ng d ng: xy lanh trái để kẹp phôi gia công, xy lanh phải để dẫn động mũi khoan để khoan lỗ phôi Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Ứng dụng van tuần tự: b) Hệ thống chuyển động qua lại tự động XL: Mạch đưa chuyển động qua lại liên tục xy lanh thủy lực Hệ thống chuyển động qua lại tự động xy lanh Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Dùng xilanh chiều có điều khiển để khóa XL: Khi cần khóa lanh để piston di chuyển ngoại lực tác dụng cần piston xy lên Dùng van chiều điều khiển khóa xy lanh Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Mạch đồng bộ: Các xilanh ghép song song: - Hai XL giống - Tải trọng lên hai XL Các xy lanh ghép song song không hoạt động đồng Nếu tải trọng khác nhau: xy lanh có tải trọng nhỏ duỗi trước (áp suất thấp hơn) Sau xy lanh hoàn thành hành trình nó, áp suất hệ thống tăng lên đến mức cao yêu cầu để duỗi xy lanh có tải lớn Thực tế khơng thể có hai xy lanh thực Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH 7.3 Mạch đồng bộ: Các xilanh ghép n i ti p: Để hai xy lanh đồng bộ: Ap2 = Ap1 – AR1 Các xy lanh ghép nối tiếp hoạt động đồng Lưu ý: bơm phải có khả cấp chất lỏng áp suất áp suất cần thiết để piston xy lanh thắng tải trọng tác dụng lên hai piston duỗi Theo định luật Pascal, áp suất khoang trống xy lanh áp suất khoang có cần xy lanh p1 Ap1 – p2 (Ap1 – AR1) = F1 p2 Ap2 – p3 (Ap2 – AR2) = F2 → p1Ap1 = F1 + F2 Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Mạch an tồn: a/ Đ phịng xy lanh du i khơng m c đích: Mạch an tồn ngăn cản xy lanh rơi ngẫu nhiên trường hợp đường thủy lực ngắt người vận hành vô ý tác động lên van điều khiển hướng có điều khiển lúc bơm Mạch an tồn khơng hoạt động Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Mạch an tồn: b/ H th ng an toàn ch ng t i: Mạch an toàn chống tải cho phận hệ thống hành trình duỗi xylanh Lưu ý: Van 4: van Mạch an tồn có bảo vệ q tải Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Mạch an tồn: c/ H th ng an toàn cho tay: Mạch an toàn bảo vệ người vận hành không bị thương Để thực chức mạch (duỗi co XL), người vận hành phải ấn hai van tác động tay qua nút ấn, phải nhả hai nút ấn để co XL Mạch an toàn tác động hai tay Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Hệ thống điều khiển động thủy lực: a/ Đi u n v n t c đ ng th y l c: Điều khiển vận tốc động thủy lực van lưu lượng có bù áp suất (b u t c, b n t c) Điều khiển vận tốc động thủy lực van điều khiển lưu lượng có bù áp suất Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Hệ thống điều khiển động thủy lực: b/ H th ng hãm đ ng th y l c: Khi động thủy lực dẫn động máy có qn tính lớn, việc ngắt dịng chảy đến động làm cho tác dụng bơm - Đường vào động xuất áp suất chân không: dầu từ bể qua van chiều vào động - Đường chất lỏng bị nén: áp suất tăng, mở van an toàn thùng chứa ➨ Dừng động nhanh chóng mà Hệ thống hãm động thủy lực không gây hư hại cho hệ thống 10 § H T L Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Hệ thống điều khiển động thủy lực: c/ H th ng th y tĩnh chi u m ch kín: - Điều chỉnh tốc độ động thủy lực: thay đổi qbơm Động điện - Điều chỉnh mô men quay động cơ: thay đổi áp suất van an toàn Truyền động thủy tĩnh chiều mạch kín Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Hệ thống điều khiển động thủy lực: d/ Truy n đ ng th y tĩnh đ o chi u m ch kín: Bơm đảo chiều có lưu lượng thay đổi Van chiều bổ xung dầu Bơm đảo chiều Bộ lọc Động có lưu lượng riêng cố định Bơm bổ xung dầu Động dẫn động theo hai chiều với vận tốc thay đổi vô cấp tùy thuộc vào vị trí cấu điều chỉnh thể tích quét Truyền động thuỷ tĩnh đảo chiều mạch kín bơm Van an toàn cho mạch bổ xung dầu Van chống tải Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Mạch khí dầu (Air – Over – OilCircuit): a FCV: a: duỗi xylanh b b: co xylanh Mạch khí dầu 11 § H T L Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH 10 Hệ thống trợ động thủy cơ: VÔ LĂNG TRỤC XE ỐNG TRƯỢT TRỤC XOAY BÁNH XE THANH LIÊN KẾT CON TRƯỢT VAN SERVO Ví dụ hệ thống trợ động thủy-cơ ơtơ § H T L Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH 11 Phân tích HTTL có xét đến tổn thất ma sát: Xác định: Lưu lượng bơm Áp suất đường bơm p1 Công suất đầu vào yêu cầu để dẫn động bơm Tốc độ động Công suất đầu động Mômen trục động Hiệu suất chung hệ thống Tải Động điện Động thủy lực bơm Bơm Hệ thống cho ví dụ 9-5 Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH 11 Phân tích HTTL có xét đến tổn thất ma sát: a Để xác định lưu lượng thực tế bơm, trước hết tính lưu lượng lý thuyết bơm: (QA)pump = (QT)pump x (ηv)pump b Để nhận áp suất đầu bơm p1 cần tính tổn thất áp suất ma sát (p1 – p2) đầu bơm Viết phương trình lượng hai điểm 2: Z1 + p1 γ + v12 2g + H p − H m − H L = Z2 + p2 γ + v 22 2g - Khơng có bơm hay động thủy lực vị trí 2, Hm = Hp = 0; v1 = v2, ➨ (p1 – p2)/γ = (Z2 –Z1) + HL 12 Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH 11 Phân tích HTTL có xét đến tổn thất ma sát: c Công suất truyền đến bơm = công suất thủy lực bơm / (ηo)pump = (pra – pvao)pump x (QA)pump/(ηvηm)pump d Tốc độ động = lưu lượng lý thuyết động cơ/ thể tích làm việc N motor = (QT ) motor (VD ) motor (QT)motor = (QA)pump x (ηv)motor Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH 11 Phân tích HTTL có xét đến tổn thất ma sát: e Công suất đầu động thủy lực = công suất đầu vào động x (ηo)motor Công su t đ u vào đ ng = (QA)pump x (p2 –pra)motor g Mômen quay c a đ ng = (công su t đ u c a đ ng cơ)/Nmotor h Hiệu suất chung hệ thống là: (ηo)chung = (công su t đ u c a đ ng cơ)/(công su t đ u vào c a bơm) Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC § H T L BÀI TẬP 9.13; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 25; 27; 29; 30; 31; 36; 37; 39; 41; 43 (19 bài) 13 ... để ngăn xy lanh thẳng ? ?ứng khơng xuống trọng lượng Ứng dụng van chống rơi Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Ứng dụng van tuần tự: a) Mạch... Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Ứng dụng van giảm tải: b) Hệ thống thủy lực bơm kép: Van giảm tải có tác dụng giảm tải cho bơm cuối hành... Pret = Qp AP − AR Chương 7: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 7.3 § H T L PHÂN TÍCH CÁC MẠCH THỦY LỰC ĐiỂN HÌNH Mạch xilanh tái tạo Ứng dụng: Ứng dụng máy khoan: Vị trí giữa: tiến nhanh trục mũi