3.4.1. Mạch thủy lực dựng trong mỏy khoan bàn
Hỡnh 3.26 là mạch thuỷ lực dựng trong mỏy khoan bàn. Trong đú xilanh A thực hiện kẹp chi tiết, xilanh B mang đầu khoan di chuyển
Ở hỡnh 3.26. Để cho vận tốc trong quỏ trỡnh khoan khụng đổi, mặc dự cú thể tải trọng thay đổi, ta dựng bộ ổn tốc 2.2. Áp suất cho kẹp chi tiết nhỏ, ta sử dụng van giảm ỏp 1.2.
Hỡnh 3.26: Sơ đồ mạch thủy lực mỏy khoan bàn
0.1 Cụm bơm; 0.2 Van tràn; 1.1 Van đảo chiều 4/2 điều khiển bằng tay gạt; 1.2 Van giảm ỏp; 1.3 Van một chiều; 1.0 Xilanh A; 2.1 Van đảo chiều 4/3 điều khiển bằng tay gạt; 2.2 Bộ ổn tốc; 2.3 Van một chiều; 2.4 Van cản; 2.5 van một chiều; 2.6 van tiết lƣu 2 chiều; 2.0 Xilanh B.
106
3.4.2. Mạch thuỷ lực trong mỏy phay CNC GV-503
XUốNG
APC ARM LÊN / XUốNG
ĐồNG Hồ ĐO áP SUấT CủA ĐƯờNG ốNG DẫN CHíNH
luợng chất lỏng tiêu thụ
Từ 6.9MPa(70kgf/cm)
áp suất chất lỏng đi lên theo ống dẫn
từ 2.9MPA Có THể TảI ĐƯợC TớI
63.7MPA LÊN đƯờng ống dẫn chất lỏng thấp VậT ĐệM mở KẹP KẹP DAO B YV1541 YV1540 T P A T P ĐIềU CHỉNH TốC Độ XUốNG ĐIềU CHỉNH TốC Độ LÊN mở kẹp dụng cụ YV2591 T
Có THể TảI ĐƯợC TớI Có THể TảI ĐƯợC TớI
KẹP KẹP pallet 19.6MPA 19.6MPA mở KẹP Từ 4.9MPA Từ 4.9MPA T YV701 P YV1081 YV1080 P YV700
107
- Thực hiện thao tỏc kẹp dao, kẹp mõm dao cú sơ đồ nhƣ hỡnh 3.28
k ẹp A2 B2 9 5 11 4 10 B2 A2 P r 7 a b A1 B1 B1 A1 3 r1 p1 6 YV700 YV701 YV1080 b a 2 1 8 A1 B1 YV1081 m ở kẹp mở kẹp kẹp mâm dao mở kẹp dụng cụ
108 Cơ cấu kẹp dao (hỡnh 3.28)
Trạng thỏi ban đầu cả YV701 và YV700 khụng cú điện, dầu đƣợc bơm cung cấp qua van tràn 5. Van tràn cú tỏc dụng khi cơ cấu hành trỡnh hoạt động với ỏp suất cao, hoặc dầu chảy tới cỏc vị trớ khỏc thỡ sẽ qua van tràn này về bể bảo đảm độ an toàn cao. Dầu tiếp tục đi tới van giảm ỏp 3, van này cú tỏc dụng điều khiển ỏp suất cần thiết cho cơ cấu, dầu đƣợc đi tới buồng giữa của van phõn phối 4/3, tại đõy dầu đi theo hai đƣờng: Theo đƣờng A về bể, theo đƣờng B về van một chiều điều khiển giỏn tiếp, dầu vào cơ cấu kẹp, vào xilanh và tạo một ỏp suất đủ lớn để thắng đƣợc lũ so của xilanh kẹp. Lỳc này pittụng của xilanh kẹp sẽ di chuyển về phớa trỏi mở kẹp dao.
Khi YV700 cú điện, dầu đƣợc bơm theo ống dẫn qua van tràn 5 tới van giảm ỏp 3, van giảm ỏp điều chỉnh ỏp suất cho cơ cấu chấp hành, dầu tiếp tục lờn bờn phải của van phõn phối 4/3 theo cửa A về bể. Lỳc này van một chiều cú tớn hiệu điện, dầu đi về B khi ỏp lực của lũ so của xilanh mở kẹp giảm, lũ xo sẽ đẩy pittụng sang phải tạo nờn một lực kẹp dao. Dầu về bể qua van một chiều 4 về bể.
Khi YV710 cú điện, thỡ hoạt động của nú tƣơng tự nhƣ khi YV700 cú điện, chỉ khỏc vị trớ của van là chiều đi.
Cơ cấu kẹp mõm dao (hỡnh 3.28)
Khi YV1080 cú điện, dầu đƣợc bơm lờn tới van phõn phối 4/3 bờn phải, cửa van dầu đi tới van điều chỉnh một chiều với ỏp suất thớch hợp, dầu đi qua rơle ỏp lực 10 tới buồng dƣới của xilanh kẹp. Pittụng đƣợc đẩy lờn nhờ ỏp lực của dầu vào buồng dƣới của xilanh. Xilanh đi lờn cú tỏc dụng kẹp chặt mõm dao, đồng thời đẩy dầu ở buồng trờn của xilanh theo đƣờng về của rơle ỏp lực 11 tới van phõn phối 4/3 về bể.
Khi YV1081 cú điện, dầu theo đƣờng ống đi tới buồng trỏi của van phõn phối 4/3. Dầu sẽ đi qua rơle ỏp lực tới buồng trờn của xilanh kẹp. Lƣợng dầu vào buồng trờn của xilanh này tạo nờn ỏp lực đẩy pittụng của xilanh đi xuống. Lỳc này mõm dao đƣợc mở kẹp, pittụng đi xuống tạo ỏp lực đẩy dầu vào buồng dƣới của xilanh theo đƣờng về tới van một chiều điều khiển. Dầu đi qua van theo đƣờng ống trở về van phõn phối 4/3 về bể.
109 - Thực hiện lờn xuống của pallet (hỡnh 3.29)
( P ) ( R ) ĐIềU CHỉNH TốC Độ LÊN XUốNG L ÊN (4) RC3/8 ( B1 ) RC1/2 RC1/2 RC3/8 ( A1 ) ( P ) RC1/2 ( R ) RC1/2 (3) ĐIềU CHỉNH TốC Độ XUốNG b1 r1 P1 (2) a YV1541 b YV1540 a1 (1) sơ đồ mạch phần tử
APC ARM lên/ xuống APC7
65mm
110
Khi YV1540 cú điện, dầu đƣợc dẫn đi lờn van phõn phối 4/2 bờn phải của van từ van dầu đi qua A1 tới buồng trờn của xilanh, dầun vào buồng này tạo nờn ỏp lực đẩy pittụng đi xuống thực hiện quỏ trỡnh phay, đồng thời lƣợng dầu của buồng dƣới xilanh sẽ đẩy đi theo 6úgn tới van chặn tiết lƣu một chiều 3 rồi tới van tiết lƣu một chiều 2 qua van phõn phối 4/2 và về bể.
Khi V1541 cú điện, dầu đƣợc dẫn đi lờn van phõn phối 4/2 bờn trỏi của van, tại đõy dầu đi từ van B1 qua van chặn tiết lƣu một chiều 2 rồi qua van túờt lƣu một chiều 3 đi tới buồng dƣới của xilanh. dầu vào buồng này tạo nờn ỏp lực đẩy pittụng của xilanh đi lờn kết thỳc quỏ trỡnh phay. Pittụng đi lờn sẽ đẩy lƣợng dầu bơm trờn theo đƣờng ống dẫn về van phõn phối 4/2 ở buồng trỏi về bể.
Hỡnh 3.31 biểu thị mạch thuỷ lực cho hệ thống bụi trơn trong mỏy phay CNC GV-503
m Phao dầu Bơm
Bộ loc Thùng Dầu Động cơ Van chỉnh áp Phao tự động trong bể dầu Máy lọc qua đuờng ống dầu Van điện điều khiển
Van một chiều Đồng hồ đo áp suất
Rơ le áp suất
Bộ loc
111
3.4.3. Sơ đồ mạch điều khiển thủy lực mỏy ộp song động thủy lực 100T/30T chuyển dập vuốt điều khiển bằng PLC chuyển dập vuốt điều khiển bằng PLC
Hỡnh 3.31: Sơ đồ mạch điều khiển thuỷ lực mỏy ộp song động thuỷ lực 100T/30T chuyển dập vuốt điều khiển bằng PLC
- Cỏc phần tử thủy lực trong hệ thống:
+ Bơm piston thủy lực: Bơm nối với động cơ điện hoặc động cơ diezel thụng qua khớp nối mềm
+ Đồng hồ thủy lực: Chỉ thị việc theo dừi ỏp lực hệ thống
+ Van an toàn V.1: Bảo vệ bơm thủy lực và chống quỏ tải về ỏp suất cho hệ thống. Khi hệ thống cú vấn đề, ỏp lực đầu ra bơm cao qua quy định, van tràn này sẽ hoạt động mở dầu về thựng chứa.
+ Van điều khiển Q 0.1: Loại van 4/3 điều khiển bằng điện từ (e,f): 4 cửa 3 vị trớ; Khi van ở vị trớ cõn bằng, đầu ỏp suất (P) nối về thựng (T); Khi tớn hiệu điện van điện từ Q 0.1 tỏc động để điều khiển trục van sang vị trớ bờn trỏi, P sẽ nối với A1, T sẽ nối
112
với B1, tỏc động cho Xi lanh Dập đi lờn; Khi tớn hiệu điện van điện từ Q 0.1 tỏc động để điều khiển van sang vị trớ bờn phải, P sẽ nối với B1, T sẽ nối với A1, tỏc động cho xi lanh Dập đi xuống
+ Van điện từ Q 0.2: Loại van 4/3 điều khiển bằng điện từ (e,f): 4 cửa 3 vị trớ; Khi van ở vị trớ cõn bằng, đầu ỏp suất (P) nối về thựng (T); Khi tớn hiệu điện van điện từ Q 0.2 tỏc động để điều khiển van sang vị trớ bờn trỏi, P sẽ nối với A2, T sẽ nối với B2, tỏc động cho Xi lanh Dập đi lờn; Khi tớn hiệu điện van điện từ Q 0.2 tỏc động để điều khiển van sang vị trớ bờn phải, P sẽ nối với B1, T sẽ nối với A1, tỏc động cho xi lanh Dập đi xuống
+ Van tràn V.2: Van tràn kiểm soỏt lực ộp cho xi lanh Dập + Van tràn V.3: Van tràn kiểm soỏt lực ộp cho 02 xi lanh kẹp
+ Van tiết lƣu V.4: Dựng điều chỉnh lƣu lƣợng và ỏp suất trong hệ thống xi lanh Dập
+ Van V.5; V.6: Dựng điều chỉnh lƣu lƣợng và ỏp suất trong hệ thống xi lanh Kẹp
+ LS1, LS2, LS3, LS4: Cỏc cụng tắc hành trỡnh. - Nguyờn lý làm việc (hỡnh 3.32)
Hỡnh 3.32: Biểu đồ trạng thỏi của hệ thống ộp.
113
+ Tỏc động tớn hiệu khởi động, Pitston kẹp chặt dịch chuyển từ vị trớ A tới vị trớ B với tốc độ v1’ đoạn S0’S1’ và sẽ chạy chậm từ B tới vị trớ B1 với tốc độ v2’ đoạn S1’S2’ để kẹp chặt phụi, thực hiện kẹp chặt phụi. Việc kiểm soỏt lực kẹp (30T) sao cho phự hợp với quỏ trỡnh dập do van V.3 đảm nhận, van V.3 cú thể điều chỉnh nhờ lực căng lũ xo của van
+ Lỳc này LS3 đƣợc tỏc động và Pitston dập dịch chuyển từ vị trớ C tới vị trớ D với tốc độ v1 đoạn S0S1 và sẽ chạy chậm từ D tới vị trớ D1 với tốc độ v2 đoạn S1S2 để dập định hỡnh phụi (Theo hỡnh dạng khuụn). Việc kiểm soỏt lực dập (100T) do van V.2 đảm nhận, van V.2 cú thể điều chỉnh nhờ lực căng lũ xo của van
+ Lỳc này LS6 đƣợc tỏc động làm cho Pitston dập lựi về với vận tốc lớn v3 từ D1 tới C và LS4 đƣợc tỏc động
+ Khi LS4 tỏc động làm cho Pitston kẹp dịch chuyển từ B1 lựi nhanh về A với tốc độ v3’ dừng quỏ trỡnh dập
114
3.4.4. Sơ đồ hệ thống thủy lực trong mỏy tiện CNC SL-153
115
3.4.5. Sơ đồ hệ thống thủy lực trong mỏy phay CNC DECKEL MAHO
116
Nhƣ vậy, bằng cỏch phõn tớch và nghiờn cứu một số mạch thủy lực trong mỏy cụng
cụ, chỳng ta thấy rằng cỏc phần tử thuỷ lực đúng một vai trũ quan trọng trong vấn đề tự động hoỏ nhằm nõng cao năng suất và cài thiện tớnh linh hoạt của hệ thống. Hệ truyền dẫn thuỷ lực từ đú cũng đó cho thấy đƣợc những ƣu điểm nổi bật hơn cỏc hệ truyền dẫn khỏc ở chỗ:
- Truyền động ờm dịu, truyền đƣợc cụng suất cao và lực lớn nhờ cỏc cơ cấu tƣơng đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhƣng đũi hỏi ớt về chăm súc và bảo dƣỡng.
- Điều chỉnh đƣợc vận tốc làm việc tinh và khụng cấp, dễ thực hiện tự động hoỏ theo điều kiện làm việc hay theo chƣơng trỡnh cho sẵn.
- Kết cấu gọn nhẹ, vị trớ của cỏc phần tử dẫn và bị dẫn khụng lệ thuộc với nhau, cỏc bộ phận nối thƣờng là những đƣờng ống dễ đổi chỗ.
- Cú khả năng giảm khối lƣợng và kớch thƣớc nhờ chọn ỏp thuỷ lực cao.
- Nhờ quỏn tớnh nhỏ của bơm và động cơ thuỷ lực, nhờ tớnh chịu nộn của dầu nờn cú thể sử dụng ở vận tốc cao mà khụng sợ bị va đập mạnh nhƣ trong trƣờng hợp cơ khớ hay điện.
- Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ cấu chấp hành.
- Dễ đề phũng quỏ tải nhờ van an toàn.
- Dễ theo dừi và quan sỏt bằng ỏp kế, kể cả bộ phận phƣớc tạp, nhiều mạch. - Tự động hoỏ đơn giản, kể cả cỏc thiết bị phƣớc tạp, bằng cỏch dựng cỏc phần tử tiờu chuẩn hoỏ.
Bờn cạnh những tớnh ƣu việt của mỡnh, truyền dẫn thuỷ lực cũng cú một vài hạn chế so với cỏc phƣơng phỏp điều khiển khỏc nhƣ tổn thất năng lƣợng trong đƣờng ống dẫn, trong cỏc phần tử làm giảm hiệu suất và hạn chế phạm vi sử dụng, khụng giữ đƣợc vận tốc khụng đổi khi phụ tải thay đổi (do tớnh nộn đƣợc của chất lỏng và tớnh đàn hồi của đƣờng ống dẫn), độ nhớt của chất lỏng thay đổi làm cho vận tốc làm việc thay đổi, nhiệt độ hệ thống chƣa ổn định trong trƣờng hợp hệ thống mới khởi động.
3.5. Kết luận
Bằng việc kết hợp và sử dụng cỏc phần tử thuỷ lực trong hệ truyền dẫn cho cỏc mỏy cụng cụ, cỏc mạch thuỷ lực đó đƣợc trở nờn đơn giản hơn. Việc nghiờn cứu hệ
117
điều khiển cú liờn hệ ngƣợc, cũng nhƣ đồng bộ hoỏ điều khiển và mạch điều khiển đó cho thấy đƣợc vai trũ của cỏc phần tử chức năng trong việc điều khiển, từ đú cho phộp chỳng ta ứng dụng cụ thể vào những mỏy cụng cụ thực tế, nhằm phỏt huy tớnh ƣu việt của cỏc phần tử trong lĩnh vực sản suất. Bờn cạnh đú, việc phõn tớch sơ đồ mạch thủy lực của một số mỏy cụng cụ điển hỡnh cũng cho chỳng ta nhỡn một cỏch tổng quan hơn về cấu trỳc điều khiển và hoạt động truyền dẫn thuỷ lực.
118
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay việc sử dụng cỏc mỏy cụng cụ trong hoạt động ngày càng nhiều và đa dạng. Việc nghiờn cứu cỏc phần tử thuỷ lực trong mạch truyền dẫn cú ý nghĩa vụ cựng quan trọng. Trong phạm vi đề tài chỉ nghiờn tới cỏc phần tử thủy lực trong mạch truyền dẫn với cỏc đặc tớnh chức năng và những ứng dụng của nú trong hệ thống mỏy cụng cụ. Trong suốt quỏ trỡnh làm luận văn, dƣới sự hƣớng dẫn tận tỡnh của TS. Nguyễn Tiến Lƣỡng và TS. Trần Thị Thanh Hải, đến nay tỏc giả đó hoàn thành
luận văn của mỡnh với cỏc nội dung sau:
- Nghiờn cứu khỏi quỏt hệ truyền dẫn thủy lực thụng qua mạch động lực và mạch điều khiển dựng thủy lực.
- Nghiờn cứu cỏc đặc tớnh cơ bản của cỏc phần tử chức năng trong hệ thống điều khiển thủy lực: Cơ cấu biến đổi năng lƣợng, cơ cấu điều khiển, điều chỉnh.
- Nghiờn cứu cỏc vấn đề về tự động điều chỉnh bơm, điều chỉnh động cơ đảm bảo ỏp suất, lƣu lƣợng khụng đổi từ đú đƣa ra sơ đồ điều chỉnh thớch hợp.
- Nghiờn cứu về cơ cấu điều khiển, điều chỉnh của cỏc loại van chỉnh ỏp, chỉnh lƣu lƣợng và chỉnh hƣớng
- Nghiờn cứu về tớnh năng ứng dụng của cỏc phần tử thủy lực trong mỏy cụng cụ. - Nghiờn cứu những vấn đề hƣ hỏng, sự cố thƣờng xảy ra với cỏc phần tử thủy lực trong hệ dẫn động.
Phƣơng phỏp nghiờn cứu:
- Về lý thuyết: Nghiờn cứu tổng quan tài liệu về cỏc phần tử thuỷ lực
- Về thực nghiệm: Đƣa ra sơ đồ điều chỉnh thớch hợp, ứng dụng mạch, chẩn đoỏn, khắc phục sự cố trong cỏc phần tử thuỷ lực
Tiếp tục nghiờn cứu sõu hơn với cỏc loại van tuyến tớnh, van phõn phối về đặc tớnh điều khiển, cũng nhƣ ứng dụng phần mềm Automation studio vào việc mụ phỏng, kiểm nghiệm hệ thống mạch thuỷ lực. Đề tài cú thể phỏt triển lờn thành một đề tài nghiờn cứu sinh và đƣợc ỏp dụng rộng dói vào sản suất.
Tỏc giả xin chõn thành cảm ơn TS. Nguyễn Tiến Lƣỡng và TS. Trần Thị Thanh Hải đó tận tỡnh chỉ bảo em hoàn thành luận văn này !
119
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Ngọc Cẩn, Truyền động dầu ộp trong mỏy cắt kim loại, trƣờng Đại
học Bỏch khoa Hà Nội - 1974
2. Nguyễn Tiến Lƣỡng, Tự động húa thủy - khớ trong mỏy cụng nghiệp, NXB
Giỏo dục - 2008
3. Nguyễn Ngọc Phƣơng, Huỳnh Nguyễn Hoàng, Hệ thống điều khiển bằng thủy
lực, NXB Giỏo dục - 2000
4. Trần Xuõn Tựy, Hệ thống điều khiển thủy lực, NXB Giỏo dục - 2000 5. Phạm Văn Nghệ, Mỏy và cụng nghệ dập tự động.
6. Trần Xuõn Tựy, Trần Minh Chớnh, Trần Ngọc Hải, Giỏo trỡnh truyền động
thủy khớ, Đại học Bỏch khoa Đà Nẵng.
7. Lờ Văn Tiến Dũng, Điều khiển khớ nộn và thủy lực, Đại học Kỹ thuật cụng