* Hệ thống bơm gồm có - Động cơ điện. - Bơm thủy lực. - Van thủy lực. - Bộ lọc hồi. - Thùng dầu thủy lực 2.3.1.1 Động cơ điện
* Cấu tạo của động cơ điện
Động cơ diện gồm 2 bộ phận chính là phần chuyển động rotor và phần đứng yên stato:
- Phần chuyển động Rotor
+ Lõi thép được làm bằng các lá thép được xử lý kỹ thuật điện + Thanh dẫn được làm bằng vật liệu đồng hoặc nhôm
+ Vòng đoản mạch gồm 2 vòng được đặt ở 2 đầu của rotor - Phần đứng yên stato
+ Vỏ lõi được làm bằng vật liệu thép đúc, thực hiện nhiệm vụ bảo vệ mạch từ cùng với tấm chắn để dảm bảo stato được cố định trong cấu trúc động cơ.
+ Lõi stato được làm từ sắt nõn, có cấu tạo tương tự với lõi stato của máy điện dị bộ dây quấn, phần ứng như dây quấn 3 pha của máy điện dị bộ. - Khi mắc động cơ vào mạng điện xoay chiều, từ trường quay do stato gây ra
làm cho rôto quay trên trục. Chuyển động quay của rôto được trục máy truyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyển động khác
- Động cơ điện xoay chiều được sản xuất với nhiều kiểu và công suất khác nhau. Theo sơ đồ nối điện có thể phân ra làm 2 loại: động cơ 3 pha và 1 pha, và nếu theo tốc độ có động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ.
- Từ trường quay được tạo ra bằng cách cho dòng điện ba pha chạy vào ba nam châm điện đặt lệch nhau trên một vòng tròn. Cách bố trí các cuộn dây tương tự như trong máy phát điện ba pha, nhưng trong động cơ điện người ta đưa dòng điện từ ngoài vào các cuộn dây 1, 2, 3.
- Khi mắc động cơ vào mạng điện ba pha, từ trường quay do stato gây ra làm cho rôto quay trên trục. Chuyển động quay của rôto được trục máy truyền ra ngoài và được sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyển động khác.
* Nguyên lý hoạt động của động cơ điện:
cơ điện, nhưng các loại động cơ dựa trên những nguyên lý khác như lực tĩnh điện và hiệu ứng áp điện cũng được sử dụng. Nguyên lý cơ bản mà các động cơ điện từ dựa vào là có một lực cơ học trên một cuộn dây có dòng điện chạy qua nằm trong một từ trường. Lực này theo mô tả của định luật Lorentz và vuông góc với cuộn dây và cả với từ trường.
- Phần lớn động cơ từ đều xoay nhưng cũng có động cơ tuyến tính. Trong động cơ xoay, phần chuyển động được gọi là rotor và phần đứng yên là stator. - Đa số động cơ điện không đồng bộ có thể điều khiển tốc độ bằng cách đổi kiểu
đấu nối (sao hoặc tam giác). Một số có thể được điều khiển bằng biến tần. Các động cơ bước phải sử dụng một bộ điều khiển riêng (cái này gọi là Driver).
Hình 2. 10 Các loại động cơ dựa trên những nguyễn lý khác như lực tĩnh điện và hiệu ứng áp điện cũng được sử dụng
* Ưu điểm và nhược điểm:
- Ư u điểm:
+ Cấu tạo đơn giản, dễ dàng sử dụng
+ Sử dụng nguồn điện trực tiếp từ lưới điện, không cần chỉnh lưu. + Khả năng điều khiển tốc độ quay đa dạng.
+ Kết cấu bền vững, khả năng chịu quá tải tốt nhờ cơ chế bảo vệ. + Giá thành thấp hơn so với truyền động dùng động cơ một chiều. - Nhược điểm:
+ Mô men khởi động nhỏ, không sử dụng được trong các ứng dụng cần momen khởi động lớn.
+ Tiêu tốn nhiều điện năng hơn so với động cơ một chiều.
* Ứng dụng:
- Động cơ điện hiện đang được ứng dụng trong rất nhiều các lĩnh vực khác nhau. Những sản phẩm này được ứng dụng trong những vật dụng, thiết bị sinh hoạt hàng ngày chẳng hạn như động cơ nhỏ dùng trong lò vi sóng giúp chuyển động đĩa quay hay trong các máy lọc đĩa,... Trong lĩnh vực xây dựng, người ta cũng trang bị loại động cơ này cho các máy móc quan trọng. Thậm chí, tại nhiều nước, động cơ điện được dùng trong các phương tiện vận chuyển, đặc biệt trong các đầu máy xe lửa.
- Trong lĩnh vực công nghệ thông tin, loại động cơ này còn xuất hiện trong các máy vi tính, cụ thể là được sử dụng trong các ổ cứng, ổ quang,...
2.3.1.2 Bơm thủy lực rexroth A4VSO * Nguyên lý làm việc: * Nguyên lý làm việc:
+ Bơm piston sẽ hoạt động như sau: Trục của bơm sẽ nối với động cơ/motor. Các piston sẽ được bố trí trong khoang bơm. Các đầu piston lắp tì vào đĩa nghiêng(Cam lắc). Khi motor quay sẽ làm trục bơm quay và làm các piston trong bơm quay theo. Đĩa nghiêng ngiêng 1 góc nên sẽ làm cho piston chuyển động tịnh tiến trong khoang bơm.
+ Trong nửa vòng quay đầu tiên, các piston sẽ biến đổi khoảng cách để tạo nên khoảng trống bên trong bơm làm giảm áp suất và hút dầu/chất lỏng thủy lực đi vào.
+ Tiếp nửa vòng quay còn lại, piston sẽ chuyển động để thể tích trong bơm giảm đi, dầu và chất lỏng bị ép ra ngoài với một áp nhất định. Và do kết nối với
motor nên khi motor quay vài nghìn vòng trên 1 phút thì lượng dầu hút và đẩy ra liên tục rất lớn.Khi thay đổi góc nghiêng của đĩa nghiêng cũng làm thay đổi lưu lượng trên 1 vòng của bơm từ đó làm thay đổi lưu lượng bơm.
Bơm piston hướng trục là loại bơm có các piston đặt song song nhau và hướng theo trục.
Hình 2. 11 Cấu tạo bơm
- Bơm pison hướng trục có nhiều ưu điểm như: độ tin cậy khi làm việc cao. Kích thước của bơm nhỏ gọn hơn nhiều so với bơm hướng tâm,cụ thể nhỏ hơn khoảng 2 lần. Khách hàng có thể nâng cao số vòng quay của bơm để có lưu lượng lớn hơn.
- Bơm piston hướng trục được phân chia thành 2 dòng: bơm piston
cong và bơm piston thẳng. Bơm cong là khi các piston chuyển động tịnh
tiến lệch phương so với trục còn bơm thẳng thì khi chuyển động tịnh tiến piston cùng phương với trục.
2.3.1.3 Van thủy lực * Van khóa * Van khóa
+ Cấu tạo của van khóa:
Hình 2. 12 Các loại van
- Van khóa nước hai chiều là loại khóa có cấu tạo van khóa nước đối xứng
khi mà chất lỏng có thể đi qua cả 2 chiều của van, khác với cấu tạo van khóa nước 1 chiều chỉ cho phép chất lỏng đi theo 1 hướng duy nhất.
- Van 2 chiều rất đa dạng về chủng loại và mẫu mã, van có thể là van cổng,
van bướm, van bi, v.v.. Có tác dụng chính là đóng mở thậm chí là điều tiết lưu lượng dòng chảy của lưu chất trong đường ống.
Hình 2. 13 Hệ thống đóng mở van
- Van 2 chiều là thiết bị đóng ngắt trên đường ống cho phép dòng chảy lưu thông trên ống theo 2 chiều ngược nhau ( Có thể lưu thông 2 hướng khác nhau ở các thời điểm khác nhau ). Van 2 chiều là dạng van phổ biến nhất hiện nay, vì đại đa số những van chúng ta đang sử dụng hiện nay đều là van 2 chiều. Chúng chiếm tỷ lệ rất lớn khoảng hơn 80% các loại van trên thị trường. Nó là một trong những loại van sử dụng nhiều nhất trên mỗi hệ thống đường ống nước.
+ Nguyên lý hoạt động :
Khi đóng van sẽ ngăn lưu lượng dầu đang chảy.
* Van tràn
Hình 2. 14 Cấu tạo van xả tràn
Cấu tạo của van xả cũng khá đơn giản bao gồm có 4 bộ phận chính đáng nói đến là thân, đế, cánh và lọc van. Dù van xả tràn này khá giống với van an toàn nhưng lại có thể điều khiển hệ thống xả nước theo 2 phương pháp đó chính là phương pháp cơ học và phương pháp điện học.
– Phương pháp cơ học: Nhờ sự vận động của dòng chảy khi được nạo vào van thì tác động tay quay làm cho chuông báo cháy vang lên giúp báo hiệu sự cố cho người dùng mau chóng.
– Phương pháp điện học: Nhờ áp lực của nước khi đi qua hệ thống xả làm cho công tắc áp lực hoạt động dẫn đến chuông báo cháy vang lên báo hiệu có cháy để có thể giúp mọi người nhận ra là có cháy và sơ tán khỏi đám cháy đó. Những bộ phận khác cũng đảm nhận rất nhiều nhiệm vụ để giúp cho van xả tràn hoạt động tốt hơn nhưng tôi sẽ tập trung nói về 4 bộ phận trên để cho các bạn thấy được chúng thực hiện việc xả nước ra như thế nào.
– Thân van thường làm từ chất liệu rất cứng và chắc chắn như gang, chúng mang rất nhiều áp lực từ ngoài vào cho đến đầu van giữ một trọng lượng nhất định làm cho thân van phải chịu một lực nên thân van phải luôn cố định để các bộ phận khác bên trong có thể thực hiện tính năng riêng của mình.
– Đế van nằm ở dưới cùng mang tính năng chịu trọng lượng của toàn bộ hệ thống van cũng giống như thân làm từ chất liệu gang.
– Cánh thường làm từ chất liệu inox hay thép chống gỉ vì dùng cho nhiều môi trường khác nhau nen cần đảm bảo sự chắc chắn và an toàn với người dùng thì hai chất liệu này làm được việc đó đồng thời thấy được cánh thực hiện chức năng xoay cùng với trục của van để cho van hoạt động.
– Hệ thống lọc van là hệ thống khi nạp nước từ đường ống vào sau đó sẽ đi sang đường ống khác để thực hiện nhiệm vụ xả nước thì trước khi xả nước sẽ đi qua hệ thống lọc để ngăn các tạp chất khác cho trong nước để khi nước được xả ra ngoài sẽ sạch hơn không làm ảnh hưởng đến người sử dụng.
+ Nguyên lý làm việc
Như đã nói ở trên thì cách hoạt động cảu loại van xả tràn này không khác gì mấy với van an toàn nhưng có một vài cấu trúc hơi khác so với van an toàn một chút qua việc van xả tràn có bộ cảm ứng nên dễ dàng nhận biết đám cháy sau đó gửi một tín hiệu đến tủ điện tử để mà làm cho mở van. Cũng chính lúc này mà nước từ thân van đang được màng ngăn ngăn lại thì sẽ mở ra làm cho nước thoát ra ngoài với một áp lực nước cũng khá cao làm cho nước chảy qua van xả tràn đến các đầu vòi dập lửa được mở sẵn và thế là nước cứ tràn ra để dập tắt được ngọn lửa đó.
Với chính cách hoạt động như thế này mà ta thấy được chúng hoạt động hoàn toàn trong trạng thái mở khác với van an toàn chỉ trong trạng thái đóng, van an toàn chỉ mở khi có các áp suất tác động thì van mới mở. Ngoài ra muốn cho đầu van giữ áp suất ổn định phải luôn liên tục rót các chất lỏng vào thùng chứa trong van để khi xảy ra vấn đề như cháy thì thùng chứa này sẽ đẩy nước lên qua màng ngăn sau đó làm cho ra một áp lực để màng ngăn mở ra rồi chúng đi qua van xả làm cho van mở và đưa nước ra ngoài. Thật ra đầu phun luôn được bố trí theo yêu cầu của người sử dụng để cho việc phun nước ra sẽ dàng hơn
nhưng các bộ phận luôn giữ một nhiệm vụ khác nhau hỗ trợ nhau để xả nước ra bên ngoài mà không làm ảnh hưởng nhiều đến đầu phun.
2.3.1.4 Bộ lọc dầu thủy lưc:
- Tạp chất cơ khí như mạt sắt, ba via,... vừa là sản phẩm của quá trình mài mòn do ma sát, hơn nữa đây cũng chính là mối nguy hại làm tăng quá trình mài mòn các chi tiết, đường ống, làm tắc kẹt chi tiết của thiết bị (lõi trượt, piston, lò xo nén,...) làm giảm sự bôi trơn giữa các chi tiết, làm giảm độ bền hóa học của dầu thủy lực, làm tắc các ống thủy lực nhỏ (các ống nhỏ thường là các ống dẫn dầu tín hiệu điều khiển khi hệ thống sử dụng phương pháp điều khiển bằng tín hiệu thủy lực).
- Vị trí lắp đặt lọc dầu Bộ lọc dầu thường được lắp đặt ở đường hút của bơm dầu. Nếu như cần chất lượng dầu sạch hơn (áp dụng với các hệ thống thủy lực nhỏ, đường ống dẫn dầu kích thước bé, hoạt động dưới áp suất cao có thể lên đến hàng chục Mpa) thì đặt thêm lọc dầu ở đầu ra của bơm và trên đường ống dầu trước khi hồi về két chứa dầu
* Loại lọc dầu thủy lực
Phân theo vị trí lắp đặt, bộ lọc dầu thủy lực bao gồm:
Bộ lọc dầu cao áp: được lắp đặt tại vị trí ống hút dầu. Nó có khả năng chịu
được áp suất lớn, làm việc liên tục
Bộ lọc dầu áp suất thấp: được lắp đặt tại ống xả, giúp tiết kiệm nhiên liệu, đảm
bảo độ bền.
Hình 2. 16 Các loại lọc dầu thủy lực
Trong đồ án lần này chúng em chọn bộ lọc lưới:
- Trong rất nhiều bộ lọc thủy lực thì bộ lọc lưới chính là thiết bị thủy lực có kết cấu đơn giản nhất. Bên cạnh các khung cứng thì nó còn có các lưới đồng bao bọc ở bên ngoài. Dầu có lẫn tạp chất sẽ được dẫn để xuyên qua các lỗ trên lưới vào ống hút. Với bộ lọc này thì phần tử lọc là lưới đồng. Kích thước của lỗ lọc sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của dầu sau khi lọc. Nếu lỗ lọc càng bé thì độ sạch của dầu càng cao. Lưới lọc có thể xếp 1 lớp hoặc nhiều lớp nhằm tăng khả năng cản trở tạp chất. Sự cản trở của các lớp lưới sẽ tạo nên trở lực gây nên sự hao tổn áp suất trong mạch. - Cấu tạo của 1 bộ lọc lưới hoàn chỉnh gồm: đai ốc, vòng đệm, vỏ lọc, lưới
lọc, ống dẫn, nắp. Bộ lọc sẽ được đóng kín bằng 2 đĩa ở 2 đầu.
thuộc vào vị trí lắp của lọc. Chúng ta có thể bắt gặp các bộ lọc dầu thủy lực lưới tại các ống rót dầu vào thùng, ống xả hay ống hút dầu, chất lỏng thủy lực. Trong thiết kế, để giảm thiểu sự cản trở, chậm tốc độ dòng dầu thì người ta sẽ tăng bề mặt lọc lớn nhất có thể.
- Nhược điểm duy nhất của bộ lọc lưới đó là rất khó để làm sạch các phần tử lọc, phải có những thiết bị chuyên dùng mới có thể loại bỏ được các tạp chất bám trên. Hình 2. 17 Cấu tạo hệ thống lọc 1. Vỏ 2. Lưới lọc 3. Nắp tròn 4. Ống dẫn 5. Đai ốc 6. Vòng đệm
* Nguyên lý hoat động
Bộ lọc dầu thủy lực làm việc dựa trên nguyên lý sử dụng các phần tử lọc, lớp lọc để
giữ lại các tạp chất khi có dòng dầu thủy lực chảy qua các phần tử lọc này hoặc sử dụng trường lực để tách các tạp chất ra khỏi dầu thủy lực. Trường hợp đầu tiên tạp chất bị vướng lại trên bề mặt hoặc dưới đáy phần tử lọc của các bộ lọc dầu thủy lực. Trường hợp thứ hai dầu thủy lực được dẫn qua một trường nhân tạo (từ trường, điện trường, trường ly tâm, trọng trường) làm các tạp chất bị lắng xuống và định kỳ tháo ra để loại bỏ.
Hình 2. 18 Nguyên lý hoạt động của bộ lọc
* Lắp đặt bộ lọc dầu
Khi lựa chọn vị trí và loại bộ lọc dầu lắp đặt cần tính đến các điều kiện sau: - Nguyên nhân tạo ra tạp chất - Độ nhạy của các chi tiết của hệ thống thủy lực đối với tạp chất - Chế độ làm việc của máy thủy lực - Áp suất làm việc - Thiết bị điều khiên hay không điều khiển được - Loại dầu thủy lực - Điều kiện vận