động cơ cú nhiệm vụ biến ủổi năng lượng thế năng hay ủộng năng của lưu chất thành năng lượng cơ học Ờ chuyển ủộng quay.
đại lượng ủặc trưng của ủộng cơ là ủộ lớn của mụ men xoắn ủối với hiệu ỏp suất ở ủường vào và ủường ra xỏc ủịnh với lượng lưu chất cần tiờu thụ trong một vũng quay q, l/ph. 2.2.2.1 động cơ bỏnh răng động cơ bỏnh răng ủược phõn thành 3 loại: ủộng cơ bỏnh răng thẳng, ủộng cơ bỏnh răng nghiờn, ủộng cơ bỏnh răng chữ V (hỡnh 2.7). Hỡnh 2.7: động cơ bỏnh răng 2.2.2.2 động cơ cỏnh gạt Nguyờn lý hoạt ủộng của ủộng cơ cỏnh gạt (hỡnh 2.8): lưu chất ủược dẫn vào cửa 1, qua rónh vũng 2 vào lỗ dẫn lưu chất 3. Dưới tỏc dụng ỏp suất lờn cỏnh gạt, rụto quay. Lưu chất ủược thải ra ngoài bằng lỗ 8 (nếu là dầu thỡ lỗ 8 ủược nối về bể dầu, cũn khớ nộn thỡ thải ra mụi trường khụng khớ).
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 49
Hỡnh 2.8: động cơ cỏnh gạt
2.2.2.3 động cơ piston
động cơ pớt tụng cú khả năng làm kớn tốt hơn so với bơm cỏnh gạt và bỏnh răng, bởi vậy ủộng cơ pớt tụng ủược sử dụng rộng rói trong cỏc hệ thống thủy Ờ khớ làm việc ở ỏp suất cao. Phụ thuộc vào vị trớ của pớt tụng ủối với rụto, cú thể phõn biệt ủộng cơ hướng kớnh và hướng trục.
* động cơ pớt tụng hướng kớnh
Nguyờn lý làm việc của ủộng cơ pớt tụng hướng kớnh ủược mụ tả hỡnh 2.9: lưu chất vào khoang 4 tỏc ủộng ỏp suất lờn pớt tụng 3. Do rụto 5 lệch tõm với stato 2, nờn làm cho rụto 5 quay trũn và lưu chất ủược thải ra qua khoang 1.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 50
* động cơ pớt tụng hướng trục
Nguyờn lý làm việc của ủộng cơ pớt tụng hướng trục ủược mụ tả hỡnh 2.10: Cỏc pớt tụng (1) dịch chuyển song song với trục của rụto và ủược dịch chuyển dưới ỏp suất của lưu chất ở cửa vào tỏc ủộng lờn ủỏy pớt tụng. Khi pớt tụng dịch chuyển tạo cho rụto (2) quay xung quanh stato (5) và do rụto ủược nối ủĩa trục quay (4) tạo ra chuyển ủộng quay ở trục
Hỡnh 2.10: động cơ pittụng hướng trục
2.2.3 đường ống dẫn từ van chia dũng tới ủộng cơ
để nối cỏc phần tửủiều khiển của mạch thuỷ lực (cỏc van ) với cỏc cơ cấu chấp hành, với hệ thống biến ủổi năng lượng( bơm dầu, xy lanh thủy lực) người ta dựng cỏc ống nối ống dẫn, hoặc tõm nối.
Hiện nay người ta thường dựng hai loại ống nối cứng và ống nối mềm:
* Ống nối cứng: ủược chế tạo bằng thộp chớnh xỏc, theo tiờu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế.
* Ống nối mềm: ủể nối giữa một vị trớ cố ủịnh với một thiết bị thuỷ lực chuyển ủộng, cũng ủược ở những nơi hay thay thế thiết bị. Cỏc ống mềm cú mặt trong và mặt ngoài ủàn hồi bằng cao su nhõn tạo và một vài nhiều bố sợi vải hay lưới thộp.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 51 Ưu ủiểm của ống nối mềm là dễ thỏo lắp, ngoài ra do khả năng gión nở cú thể làm giảm dao ủộng và ủỉnh ỏp suất. Ta chọn ống nối trờn hệ thống thuỷ lực này là ống nối mềm.
Hỡnh 2.11: Cỏc dạng ống nối
Khi nối ống mềm, ống ủược nối chặt giữa ủầu nối 1 và vũng ủai ốc 2. Trờn hỡnh 2.12 giới thiệu một kiểu nối nhanh, trong thực tế cấu tạo từ hai van chặn dũng. Khi cắm vào nhau, hai ủế tựa cụn sẽ ủẩy nhau ngược chiều lũ xo và mở thụng ủường dầu.
Từủú ta cú lưu lượng của bơm dầu:
Chọn kớch thước ủường ống:
Ta cú phương trỡnh lưu lượng chảy qua ống dẫn: Q=A.v
Trong ủú: + A là tiết diện của ủường ống dẫn( m2);
Hỡnh 2.13: Khớp nối nhanh
1- đầu nối; 2 - Khớp nối trong
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 52
+ Q là lưu lượng dầu chảy qua ống ( l/ph);
+ v là vận tốc dũng dầu khi di qua ủoạn ống dẫn (m/s)
2.2.4 Van chia dũng
Van chia dũng cú nhiệm vụ chia dũng dầu cung cấp từ bơm thành hai (hoặc nhiều) phần dũng theo tỷ lệ xỏc ủịnh trước. Yờu cõu với van chia dũng 2 ngả:
Q=Q1+Q2 với Q1/ Q2= const
Hỡnh 2.14: Van chia dũng
1,2 - Tấm chắn, 3 con trượt bơi
Dũng cung cấp ủược chia và xỏc dịnh nhờ cỏc phần tử tấm chắn 1,2. Cỏc phần dũng tương ứng với mặt cắt tiết lưu trờn tấm chắn. Nếu cỏc mặt cắt lớn như nhau thỡ lưu lượng tổng ủược chia theo tỉ lệ1:1.
2.2.5 Van phõn phối
Van phõn phối ủược phõn biệt theo chức năng là van phõn phối khụng tiết lưu và van phõn phối tiết lưu. Loại thứ nhất chỉ dựng ủểủiều khiển khởi hành, dừng lại và ủiều khiển chiều dũng dầu, cũn loại thứ hai cú thờm cỏc phương ỏn khuếch ủại lưu lượng. Chỳng cho phộp thay ủổi vụ cấp số lượng bất kỳ cỏc vị trớ trung gian giữa hai vị trớ ủầu và cuối của hành trỡnh. Do ủặc tớnh của hệ thống thủy lực thiết kế ta chọn loại van phõn phối khụng tiết lưu .
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 53
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 54
Bảng 2.3: Ký hiệu của cỏc loại van phõn phối
Van phõn phối khụng tiết lưu chỉ cú hai vị trớ cuối cựng, khụng cú cỏc vị trớ trung gian, chỉủiều khiển khởi hành, dừng lại và chiều của dũng dầu. Nú cũn ủược gọi là ỘVan phõn phối cú vị trớ mạch xỏc ủịnhỢ hoặc là ỘVan phõn phối ủúng ngắtỢ. Van phõn phối khụng tiết lưu thường ủược tỏc ủộng bằng cơ học và cũng cú thể bằng ủiện từ hoặc thuỷ lực.
2.2.6 Van tiết lưu
Van tiết lưu dựng ủể ủiều chỉnh lưu lượng dầu, và do ủú ủiều chỉnh vận tốc của cơ cấu chấp hành trong hệ thống thủy lực. Van tiết lưu cú hai loại là van tiết lưu cốủịnh và van tiết lưu thay ủổi ủược lưu lượng và cú thể lắp ủặt ở ủường dầu vào hoặc ủường dầu ra của cơ cấu chấp hành.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 55
Bảng 2.4: Ký hiệu tiờu chuẩn một số van tiết lưu
2.2.7 Van ỏp suất
Van giới hạn ỏp suất thường dựng làm van an toàn, giữ cho ỏp suất hoạt ủộng của thiết bị thuỷ lực ủược giới hạn bởi một giỏ trịủiều chỉnh ủược cho trước, ủể ngăn ngừa hỏng húc tại cỏc phần tử của thiết bị nhưủường ống, ống mềm, cỏc ủầu nối,Ầ điều kiện sau ủõy cần ủược thoả món:
p1 < p1max
Van giới hạn ỏp suất cú thể là van ủiều khiển trực tiếp hoặc van ủiều khiển trước.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 56 2.2.8 Thựng dầu 2.2.8.1 đặc ủiểm cấu trỳc thựng dầu đặc ủiểm cấu trỳc thựng dầu hở ủược giới thiệu trờn hỡnh 2.15. Trờn thớ dụ là thựng dầu chế tạo từ tụn mỏng. Cửa ra 1 ủược gắn với một lưới lọc thụ, phần cuối của ủường dẫn 1 nằm cỏch mặt thoỏng chất lỏng thấp nhất tối thiểu là 0,2m. Hỡnh 2.15: Bố trớ cỏc thiết bị trong thựng dầu Cửa tỏch khớ 3 và cửa ủổ dầu 4 cần cú cỏc lưới lọc thụ, cửa ủổ dầu cú thể ủược trang bị thước ủo dầu. Hai cửa 3 và 4 cũng cú thể ủược bố trớ kết hợp trong một cụm, thớ dụ cửa thụng khớ ủược bố trớ ngay trờn nỳm cầm của cửa ủổ dầu. đặc biệt quan trọng là khi bố trớ tấm bỡnh ổn dũng dầu 5, nú ủược lắp ủặt sao cho ủường dầu về cú khoảng cỏch ủến cửa nạp là dài nhất cú thể, ủể ngăn cỏch dũng dầu ủộng và làm bỡnh ổn dũng dầu trước cửa nạp. để tỏch bọt khớ người ta bố trớ một lưới 6 cú lỗ lưới khoảng 0,5 mm và ủặt dốc 300. đường kớnh của ủường dẫn dầu nạp và ủường dẫn dầu vềủược tớnh theo yờu cầu lưu lượng với vận tốc dũng chảy ủó cho.
2.2.8.2 Bộ lọc dầu * Nhiệm vụ
Trong quỏ trỡnh làm việc, dầu khụng trỏnh khỏi bị nhiễm bẩn do cỏc chất bẩn từ bờn ngoài vào, hoặc do bản thõn dầu tạo nờn. Những chất bẩn
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 57 ấy sẽ làm kẹt cỏc khe hở, cỏc tiết diện chảy cú kớch thước nhỏ trong cỏc cơ cấu dầu ộp, gõy nờn những trở ngại, hư hỏng trong cỏc hoạt ủộng của hệ thống. Do ủú trong cỏc hệ thống dầu ộp ủều dựng bộ lọc dầu ủể ngăn ngừa chất bẩn thõm nhập vào bờn trong cỏc cơ cấu, phần tử dầu ộp. Bộ lọc dầu thường ủặt ởống hỳt của bơm. Trường hợp dầu cần sạch hơn, ủặt thờm một bộ nữa ở cửa ra của bơm và một bộ ở ống xả của hệ thống dầu ộp. Hỡnh 2.16: Bỡnh lọc dầu 2.2.9 đồng hồủo ỏp suất
Nguyờn lý ủo ỏp suất bằng ỏp kế lũ xo: dưới tỏc dụng của ỏp lực, lũ xo bị biến dạng, qua cơ cấu thanh truyền hay ủũn bẩy và bỏnh răng, ủộ biến dạng của lũ xo sẽ chuyển ủổi thành giỏ trịủược ghi trờn mặt hiện số.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 58
2.3 Phõn tớch cỏc mạch ủiều khiển thuỷ lực thụng dụng
2.3.1 Mạch hệ thống thuỷ lực
đối với cỏc trường hợp sử dụng nhất ủịnh cú thể sử dụng cỏc hệ thống mạch ủó ủược tiờu chuẩn hoỏ. đú là cỏc mạch dưới ủõy:
-Mạch hở; -Mạch kớn;
-Mạch lưu lượng khụng ủổi; -Mạch ỏp suất khụng ủổi; -Mạch nhạy tải.
Áp dụng mạch kớn hay mạch hở là vấn ủềủặt ra khi thiết kế một hộp số thuỷ lực từ một bơm và một ủộng cơ thuỷ tĩnh. Mạch lưu lượng khụng ủổi, mạch ỏp suất khụng ủổi và mạch nhạy tải trước hết ủược sử dụng cho cỏc thiết bị cú số lớn cỏc phụ tải khỏc nhau, ủộng cơ và xy lanh thuỷ lực khỏc nhau. Việc lựa chọn hệ thống này hay hệ thống khỏc ủược xỏc ủịnh bởi mục ủớch sử dụng và nguyờn nhõn kinh tế.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 59
2.3.1.1 Mạch kớn và mạch hởủối với hệ thống thuỷ lực khụng ủảo chiều
Hỡnh 2.19: Mạch kớn và mạch hở trờn hệ thống khụng ủảo chiều
* Mạch hở
Bơm hỳt dầu từ thựng cung cấp cho ủộng cơ, ủộng cơ lại cung cấp dầu về thựng. Bơm chỉ cung cấp một chiều dũng cũn ủộng cơ chỉ quay một chiều. Tại vị trớ ra dầu từ bơm chảy tự do về thựng. Khi xuất hiện chõn khụng trong ủường ống sẽ cú nguy cơ xõm thực. Hệ thống này cú chi phớ ủầu tư thấp.
* Mạch kớn
Bơm cung cấp lưu lượng ủến phớa ỏp suất cao của ủộng cơ (thớ dụ 180 bar). Từ phớa ỏp suất thấp (thớ dụ 5-10 bar) ủộng cơ cung cấp dầu trực tiếp trở lại bơm. Do chiều dũng khụng ủổi nờn ủộng cơ chỉ cú một chiều quay. Người ta bố trớ thờm một bơm nhỏ cung cấp cho phớa ỏp suất thấp ủể cõn bằng lọt dũng. Cỏc lực phanh hóm cú thể truyền từ bơm ủến ủộng cơ. Hệ thống này cú chi phớ ủầu tư cao do cần thờm một bơm nhỏ và cỏc phụ tải ủặc biệt khỏc.
2.3.1.2 Mạch hở và mạch kớn cú thểủảo chiều dũng * Mạch hở * Mạch hở
điều khiển ủảo chiều quay ủộng cơ cú thể thực hiện nhờ van phõn phối 4/3. Bơm hỳt dầu từ thựng, ủộng cơ lại ủẩy dầu trả về thựng.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 60
* Mạch kớn
điều khiển ủảo chiều quay ủộng cơ nhờ ủiều khiển bơm. Khi ủú phớa ỏp suất cao và phớa ỏp suất thấp ủổi chỗ cho nhau. Do ủú cần bố trớ hai van chặn ủường vềủể bổ sung dầu ỏp suất thấp và hai van giới hạn ỏp suất ủể bảo vệ mỗi nhỏnh ỏp suất cao.
Hỡnh 2.20: Mạch hở và mạch kớn cú thểủảo chiều dũng
2.3.1.3 Mạch kớn truyền ủộng di ủộng trờn xe hơi
Mạch kớn truyền ủộng di ủộng bằng thuỷ lực trờn xe hơi cần thoả món cỏc yờu cầu sau:
- Bỏnh xe chủủộng quay ủược hai chiều; - Cú thểủiều khiển vụ cấp;
- Cú thể truyền lực và phanh khi tiến và lựi; - Cú thể thay ủổi và làm mỏt dầu núng.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ.. 61
Bơm chớnh 1, ủiều khiển ủược theo hai chiều dũng, cung cấp dầu cho ủộng cơ 2, cú thể là ủộng cơủiều khiển ủược hoặc khụng ủiều khiển ủược thể tớch làm việc. Từủú dầu lại ủược ủẩy trả về thựng. Trờn mỗi ủường ống ỏp suất thấp dầu ủược bơm bổ sung từ bơm 3 qua bộ lọc 4 và một trong hai van chặn dầu về 5. Áp suất cung cấp (5-10 bar) ủược ủiều khiển nhờ van giới hạn ỏp suất 6. Dầu cung cấp dư từ bơm 3 (khoảng 15% lưu lượng cực ủại, cú nghĩa là lớn hơn hao tổn lọt dũng) ủược dẫn qua van quột 7, van giới hạn ỏp suất 6, bộ làm mỏt 8 về thựng. Khi ủú nhờ ỏp suất dầu từ phớa ỏp suất cao mà van quột ủược chuyển mạch ủể cho dầu từ phớa ỏp suất thấp cú thể chảy về. Mỗi phớa ỏp suất cao ủều ủược bảo vệ nhờ một van giới hạn ỏp suất 9; khi vượt quỏ một ỏp suất cho trước dầu thuỷ lực cú thể chảy từ phớa ỏp suất cao qua van 9 về phớa ỏp suất thấp.
2.3.1.4 Mạch lưu lượng khụng ủổi (hỡnh 2.22)
Hệ thống gồm một bơm cú thể tớch làm việc khụng ủổi, một van giới hạn ỏp suất và một hay nhiều phụ tải ủược ủiều khiển nhờ một van phõn phối tiết lưu. Cỏc phụ tải này thụng thường ủược mắc theo mạch hở.
Bơm cú thể tớch làm việc khụng ủổi cung cấp một dũng dầu khụng ủổi ủến phụ tải Nếu cần thay ủổi vận tốc phụ tải thấp hơn giỏ trị cực ủại của nú thỡ cần giảm bớt lưu lượng qua van phõn phối (tiết lưu chia dũng). Phần dầu cần thiết tương ứng với vận tốc cần ủiều khiển ủược dẫn ủến phụ tải,