Để thay đổi h−ớng chuyển động của dòng dầu trong hệ thống thuỷ l−c của máy ép ng−ời ta sử dụng các bộ phân phối kiểu van tr−ợt (hình 2-11). Khe hở giữa pittông và xilanh của van tr−ợt th−ờng vào khoảng 5 ữ 30 àm. Vỏ của bộ phận phân phối có kích th−ớc t−ơng đối lớn, nên bạc và van tr−ợt đ−ợc ghép căng.
Để tránh hiện t−ợng van tr−ợt bị ép vào một phía, đ−ờng dẫn dầu vào van sử dụng kết cấu rãnh vòng. Trên bề mặt của xi lanh có làm các rãnh có bề rộng 0,5 ữ 0,75 mm và sâu 0,3 ữ 0,5 mm. Vì vậy, lực để làm dịch chuyển pittông sẽ không lớn và không v−ợt quá 10 ữ 20N.
Hình 2-11. Bộ phân phối kiểu van tr−ợt
Các lực không cân bằng theo chiều trục, gây ra do tác dụng phản lực của dòng dầu, th−ờng đ−ợc xét khi thiết kế các bộ phân phối kiểu van tr−ợt.
Độ trùng δ (độ che) của vành giờ pittông đối với rãnh trên xilanh th−ờng lấy khoảng 2 ữ 3 mm.
Kích th−ớc các đ−ờng dẫn ở trong bộ phân phối, phụ thuộc vào khả năng thông qua và đ−ợc tính toán với vận tốc cho phép của dòng dầu là v = 3 ữ 6 m/s.
Diện tích tiết diện của đ−ờng dẫn (dm2): v Q f 600 = với Q - tính bằng lít/ph; v - m/s.
Độ kín tại các vị trí mối ghép giữa các chi tiết của bộ dẫn động thuỷ lực, nh− độ kín của các van kiểu van tr−ợt, phụ thuộc vào khe hở, vận tốc, áp suất và tính chất vật lý của chất lỏng công tác (phụ thuộc chủ yếu vào độ nhớt).
Các bộ phân phối kiểu van tr−ợt đ−ợc chế tạo với áp suất làm việc tới 50 MPa (500 kG/cm2) và l−u l−ợng từ 8 ữ 3000 lít/ph. Các bộ phân phối này th−ờng không đảm bảo độ kín tuyệt đối, nh−ng l−ợng rò rỉ qua nó th−ờng không đáng kể và giảm nhiều khi giảm khe hở giữa pittông và xi lanh của van.
Pittông 1 đ−ợc đặt đúng vị trí giữa nhờ các lò xo 4 và ống lót 3, khi đó bơm đ−ợc nối với thùng chứa dầu qua các đ−ờng dẫn trong pittông, các đ−ờng thoát từ xi lanh đ−ợc đóng kín. Khi pittông dịch chuyển sang trái, bơm cấp dầu vào đ−ờng S2, đ−ờng S1 thông với đ−ờng xả. Còn khi pittông dịch chuyển sang phải, đ−ờng S1 đ−ợc nối thông với bơm, đ−ờng S2 thông với đ−ờng xả.
Tuỳ theo số l−ợng các lỗ dẫn dầu tới và thoát dầu, các bộ phân phối kiểu van tr−ợt đ−ợc chia ra các loại: hai đ−ờng, ba đ−ờng, bốn đ−ờng dẫn v.v... Còn theo số l−ợng các vị trí làm việc của pittông thì các bộ phân phối đ−ợc chia ra: loại hai vị trí, ba vị trí v.v... Theo số các đ−ờng dẫn dầu từ bơm ở vị trí giữa của pittông thì các bộ phân phối đ−ợc chia ra làm bộ phận phân phối kiểu đóng ở giữa hoặc mở ở giữa.
Hình 2-11 trình bày kết cấu bộ phân phối bốn đ−ờng dẫn, ba vị trí và mở ở giữa.
Theo kiểu điều khiển sự dịch chuyển của van tr−ợt, các bộ phân phối có các loại: Điều khiển bằng tay, bằng cam, bằng thuỷ lực, bằng điện và bằng điện thủy lực.
Trên hình 2-11 ở phía d−ới có trình bày sơ đồ bộ phân phối bốn đ−ờng dẫn, ba vị trí có điều khiển bằng điện từ, sự dịch chuyển của pittông và đẩy ng−ợc lại bằng các lò xo để về vị trí giữa.
Pittông van tr−ợt đ−ợc chế tạo từ thép các bon cao (Y8A, Y10) hoặc thép thấm các bon (20X), đ−ợc tôi và ram thấp đạt độ cứng HRC 58 - 62. Bề mặt ngoài của pittông van tr−ợt đ−ợc mài bóng, áo van th−ờng đ−ợc làm từ hợp kim đồng bronz, từ thép chất l−ợng cao và có thể từ thép thấm các bon. Mặt trong của áo van đ−ợc rà bóng và đ−ợc cố định vào thân vỏ của bộ phận phân phối bằng cách ép căng.
Thân vỏ bộ phận phân phối đ−ợc chế tạo bằng công nghệ rèn từ thép 45. Các van trong các hệ thống thuỷ lực của máy ép thực hiện các chức năng sau đây: bảo vệ khỏi bị quá tải, đảm bảo một áp suất nhất định không đổi ở các phần khác nhau của hệ thống, làm giảm áp suất của dòng chất lỏng, đảm bảo thứ tự thực hiện hoạt động của các xi lanh công tác và áp suất biến đổi.
Van an toàn có kết cấu đơn giản nhất là kết cấu kiểu van bi, nh−ng kết cấu này không đảm bảo đ−ợc áp suất không đổi, đặc biệt là khi l−ợng chất lỏng tiêu thụ lớn và ở áp suất cao, vì không có định h−ớng và giảm chấn cho bi.
ở các hệ thống thủy lực của máy ép ng−ời ta sử dụng nhiều các van có sơ đồ nguyên lý đ−ợc trình bày ở hình 2-12. Điều chỉnh hoặc đạt áp suất cho van bằng cách thay đổi lực ép của lò xo 7 qua nút vặn 9. Cán nút vặn 9 đ−ợc bịt kín bằng đệm 8. Tiết diện l−u thông của van bi và lỗ 5 trong thân vỏ làm tăng tiết diện của lỗ 3 trong van 1. Lò xo 2 ép van 1 vào đế van. Khi đạt áp suất đặt tr−ớc, van 1 sẽ bị nâng lên trên và ép lò xo 2, do có độ chênh áp suất ở các khoang C và D (vì có dầu cấp qua lỗ 3). Lỗ A đ−ợc thông với bơm, lỗ B - thông với hệ thống và nhờ đó dầu đ−ợc đ−a về thùng chứa. Sau khi áp suất
ở khoang C giảm xuống, lò xo 2 sẽ đẩy van 1 trở về để đóng lại và giảm l−ợng dầu về thùng chứa. Van sẽ đóng chậm do pittông có lỗ thông nhỏ. Nếu áp suất tăng lên thì quá trình lại đ−ợc lặp lại.
ở đầu d−ới của van 1 có chi tiết 4 có chức năng làm triệt tiêu năng l−ợng của tia dầu phun qua khe dạng côn của van khi mở.
Các van kể trên có các loại khác nhau: - Van an toàn hoặc van tràn.
- Van giảm tải: có tác dùng làm giảm áp suất trong hệ thống hoặc trong một phần nào đó của hệ thống, bằng cách nối thông khoang D với đ−ờng xả, qua bộ phân phối dạng van tr−ợt đ−ợc điều khiển bằng cam hoặc nam châm điện.
- Van thứ tự tác dụng: đảm bảo thứ tự hoạt động của hai xi lanh N01 và N02. Trong tr−ờng hợp này, khoang A đ−ợc thông với bơm, khoang B nối thông với xi lanh N01, còn khoang C thông với xi lanh N02. Dầu đi qua van bi đ−ợc dẫn trở về thùng chứa bằng đ−ờng riêng, còn lỗ 10 ở van khi đó không làm việc. Sau khi áp suất ở xi anh N01 đạt mức đã định, van 1 đ−ợc nâng lên và dầu đ−ợc đ−a tới xi lanh N02.
- Van có tác dụng thay đổi liên tục áp suất của hệ thống: sử dung trong máy ép nắn. Trong tr−ờng hợp này, ở khoang D có đ−ờng thoát dầu tới bộ phận tiết l−u để làm thay đổi l−ợng dầu qua lỗ tiết l−u 3. Khoang ở sau bộ phận tiết l−u đ−ợc nối thông với thùng chứa.
Hình 2-13. Kết cấu và ký hiệu van
Trên hình 2-13.a biểu diễn cấu tạo của van an toàn. Lò xo 3 đ−ợc tính với lực t−ơng ứng đ−ờng kính của pittông trợ dẫn 2.
Nếu áp suất ở hệ thống cao hơn áp suất đã định, pittông 2 sẽ nâng lõi van tr−ợt 1 lên và chất lỏng từ hệ thống sẽ quay về thùng chứa. Khi lõi van tr−ợt hạ xuống, quá trình điều chỉnh đ−ợc lặp lại. áp suất thay đổi đều, vì lò xo 3 có lực ép không lớn. Đôi khi trên đ−ờng dẫn tới pittông trợ dẫn 2, ng−ời ta đặt bộ tiết l−u. Van có thể dùng với chức năng nh− van thứ tự tác dụng. Khi đó lỗ B đ−ợc nối với xi lanh N02. Sau khi đạt áp suất đã định ở hệ thống thì chất lỏng sẽ đi tới xi lanh N02.
Để tự động cấp các xung vào mạch điều khiển điện - thuỷ lực của máy ép khi đạt đ−ợc áp suất định tr−ớc, ng−ời ta th−ờng dùng rơ le áp suất. Trong rơ le áp suất, chi tiết làm việc (pittông) sẽ ép lò xo và làm đóng mạch điện của công tác.
Bảng 2.1
Các kí hiệu trong hệ thống thuỷ lực
Tên gọi Ký hiệu Tên gọi Ký hiệu
Đ−ờng áp suất cao Bơm l−u l−ợng không đổi
Đ−ờng điều khiển phụ Bơm l−u l−ợng điều chỉnh
Đ−ờng xả
H−ớng dòng chảy Động cơ điện
Chỗ nối Trục quay
Thùng chứa Lò xo
Bình tích áp Bộ lọc
Rơle áp suất Đồng hồ áp suất
Xilanh kiểu pittông trụ
Chỗ các đ−ờng ống cát nhau không có mối nối
Bố trí thiết bị thủy lực Xi lanh kiểu pittông
Ký hiệu của các thiết bị khác trên sơ đồ nguyên lí của hệ thống thuỷ lực, đ−ợc trình bày ở bảng 2-1.