Như đã phân tích trong chương 2 về các dạng mạch điều khiển thủy lực cơ bản, có thể lựa chọn nguồn thủy lực trong 3 phương án: nguồn áp suất, nguồn LS và nguồn lưu lượng. Để có độ chính xác điều khiển tốt hơn cả là sử
dụng nguồn áp suất với van tùy động đối với hệ thống tựđộng điều khiển vị
trí. Tuy nhiên để có chi phí thấp với độ chính xác chấp nhận được khi ứng dụng vào máy nông nghiệp có thể sử dụng van đóng ngắt và các nguồn thủy lực đơn giản khác nhau.
Mạch nguồn lưu lượng (Q=const)
Hình 3.9. Sơ đồ mạch nguồn lưu lượng
PDQ- Van giới hạn áp suất; VDR- Van tiết lưu; Q0,p0- Lưu lượng, áp suất bơm dầu; V0 - Thể tích ống dẫn; QDQ- Van phân phối 3/3; ; Q1,p1- Lưu lượng,
áp suất vào xi lanh; m – Khối lượng đẩy
Van VDR điều khiển lưu lượng Q1 theo yêu cầu; Van phân phối 3/3 có vị
trí trung gian (0) thông đường dầu không tải về thùng; Van PDQ giữ cho áp suất làm việc nằm trong giới hạn cho phép.
Khi van QDQ ở vị trí trung gian bơm hoạt động ở chếđộ không tải (p0 = 0), ở hành trình đẩy toàn bộ lưu lượng Q1 đưa tới xi lanh và áp suất tăng từ 0
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 65
Mạch nguồn áp suất đơn giản
Hình 3.10. Sơ đồ mạch nguồn áp suất đơn giản
Q0,p0- Lưu lượng, áp suất bơm dầu; Q1,p1- Lưu lượng, áp suất vào xi lanh; m – Khối lượng đẩy
Van áp suất để giới hạn áp suất Pmaxđồng thời cũng tạo áp suất nguồn: p0= pDQ= pmax. Van phân phối có vị trí trung gian (0) là vị trí chặn. Với kết cấu này, khi không hoạt động vẫn phải chi phí năng lượng để duy trì áp suất nguồn.
Mạch nguồn LS cơ học
Hình 3.11. Sơ đồ mạch nguồn LS cơ học
Trong mạch này: van LS giữđộ lệch áp trước và sau van không đổi (∆pLS
= const); Van phân phối có vị trí 0 là vị trí chặn. Khi ở vị trí 0, trạng thái tĩnh:
2 0 0 p (K A Q )
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 66
Mạch nguồn lưu lượng có tích áp
Hình 3.12 Nguồn lưu lượng có tích áp
Nguồn lưu lượng không đổi có ưu điểm giảm tải cho bơm dầu ở chế độ
không tải nhưng áp suất dư khởi đầu khi đóng mạch thủy lực bằng không nên hệ thống không ổn định. Nguồn áp suất đơn giản điều khiển ổn định hơn nhưng phải chi phí năng lượng ở giai đoạn không tải ở mức cực đại để duy trì pDQ = pmax. Để cải thiện tính chất mạch điều khiển thủy lực có thể thay
đổi kết cấu mạch nguồn lưu lượng đơn giản để tạo áp suất phân phối khi
đóng mạch bằng cách bố trí mạch tích áp nghĩa là: bình tích áp kết hợp với van một chiều và van 2/2 ở nguồn cung cấp (hình 3.12).
Khi van 3/3 ở vị trí chặn (vị trí 0), áp suất trong bình tích áp đủ lớn mở
van tác động thủy lực 2/2 để xả dầu về thùng, khi đó bơm hoạt động ở chế độ không tải. Khi van 3/3 ở vị trí 1, dầu có áp suất từ bình tích áp đưa tới xi lanh, khi áp suất tác động giảm van 2/2 ở vị trí chặn, bơm cung cấp dầu cho hệ thống qua van một chiều. Van áp suất nhằm giới hạn áp suất nguồn. Với kết cấu mạch nguồn như vậy, mạch thủy lực này có thể cải thiện được tính chất điều khiển cũng như hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 67
Lựa chọn bơm thủy lực
Như phần tính toán lựa chọn xy lanh thủy lực ta đã tính toán được lưu lượng cần thiết của xy lanh Qct= 0,6 l/ph, áp suất làm việc của bơm là 64,7 bar.
Để hệ thống làm việc ổn định thì thể tích dầu cung cấp cho bơm tối thiểu phải
đủ lưu lượng Qct để cho xy lanh làm việc. Đểđảm bảo tính kinh tế ta lựa chọn loại bơm bánh răng GP10013 của hãng Duplomatic Oleodinamica Spa theo bảng 3.3
Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật một số loại bơm
Đường đặc tính bơm GP10013được biểu diễn trên hình 3.13
Bơm GP100 13 có thông số như sau: V= 1,3 cm3/vg; Q=2 l/min; pmax=310 bar.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 68
Hình 3.13 Đường đặc tính bơm GP10013
Lựa chọn van chặn dòng cho hệ thống thủy lực
Ta chọn văn chặn dòng có mã hiệu M-SR 8 KE02-1X của hãng Bosch Rexroth
Sự hao tổn áp suất qua van được xác định qua đường đặc tính sau:
Hình 3.14 Đường đặc tính hao tổn áp suất qua van chặn dòng M-SR 8 KE02-1X
Lựa chọn van áp suất
Van giới hạn áp suất có thể là van điều khiển trực tiếp hoặc van điều khiển trước. Với áp suất làm việc của hệ thống là 64,7 bar thì ta chọn loại van giới hạn áp suất khoảng 70 bar. Khi đó áp suất trong hệ thống khi làm việc mà
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 69
vượt qua giới hạn 70 bar thì bơm sẽ ngừng cung cấp dầu cho động cơ. Khi đó lượng dầu do van bơm cung cấp sẽ đi qua van giới hạn áp suất và trả về
thùng. Vậy nên ta chọn van áp suất loại CRQ3 của hãng Duplomatic Oleodinamica Spa
Hình 3.15 Ký kiệu và dặc tính của van áp suất