BÀI 4 CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC
5.1. Điều chỉnh bằng tiết lưu
Do kết cấu đơn giản nên loại điều chỉnh này được dùng nhiều nhất trong các hệ thống thủy lực của máy công cụ để điều chỉnh vận tốc của chuyển động thẳng cũng như chuyển động quay.
Ta có: p.c.A.QxÄà=
Khi Ax thay đổi ⇒ thay đổi Äp ⇒ thay đổi Q ⇒ v thay đổi.
ở loại điều chỉnh này bơm dầu có lưu lượng không đổi, và với việc thay đổi tiết diện chảy của van tiết lưu, làm thay đổi hiệu áp của dầu, do đó thay đổi lưu lượng dẫn đến cơ cấu chấp hành để đảm bảo một vận tốc nhất định. Lượng dầu thừa khơng thực hiện cơng có ích nào cả và nó được đưa về bể dầu.
Tuỳ thuộc vào vị trí lắp van tiết lưu trong hệ thống, ta có hai loại điều chỉnh bằng tiết lưu sau: +/ Điều chỉnh bằng tiết lưu ở đường vào.
+/ Điều chỉnh bằng tiết lưu ở đường ra.
5.1.1. Điều chỉnh bằng tiết lưu ở đường vào
Hình 4.1 Là sơ đồ điều chỉnh vận tốc bằng tiết lưu ở đường vào. Van tiết lưu (0.4) đặt
ở đường vào của xilanh (1.0). Đường ra của xilanh được dẫn về bể dầu qua van cản (0.5). Nhờ van tiết lưu (0.4), ta có thể điều chỉnh hiệu áp giữa hai đầu van tiết lưu, tức là điều chỉnh được lưu lượng chảy qua van tiết lưu vào xilanh (bằng cách thay đổi tiết diện chảy Ax), do đó làm thay đổi vận tốc của pittơng. Lượng dầu thừa (QT) chảy qua van tràn (0.2) về bể dầu.
Van cản (0.5) dùng để tạo nên một áp nhất định (khoảng 3÷8bar) trong buồng bên
phải của xilanh (1.0), đảm bảo pittông chuyển động êm, ngoài ra van cản (0.5) còn làm giảm chuyển động giật mạnh của cơ cấu chấp hành khi tải trọng thay đổi ngột.
phải của xilanh (1.0), đảm bảo pittơng chuyển động êm, ngồi ra van cản (0.5) còn làm giảm chuyển động giật mạnh của cơ cấu chấp hành khi tải trọng thay đổi ngột.
Trong đó: p0 là áp suất do bơm dầu tạo nên, được điều chỉnh bằng van tràn (0.2). Phương trình lưu lượng: Q1 qua van tiết lưu cũng là Q1 qua xilanh (bỏ qua rò dầu)
Hiệu áp giữa hai đầu van tiết lưu: Δp = p0 - p1 (4.2)
Khi Ax thay đổi ⇒ Δp thay đổi ⇒ Q1 thay đổi ⇒ v thay đổi
Nếu như tải trọng tác dụng lên pittông là FL và lực ma sát giữa pittơng và xilanh là Fms, thì phương trình cân bằng lực của pittơng là:
5.1.2. Điều chỉnh bằng tiết lưu ở đường ra
điều chỉnh vận tốc bằng tiết lưu ở đường ra. Van tiết lưu đảm nhiệm luôn chức năng của van cản là tạo nên một áp suất nhất định ở đường ra của xilanh. Trong trường hợp này, áp suất ở buồng trái xilanh bằng áp suất của bơm, tức là p1=p0.
Vì cửa van của tiết lưu nối liền với bể dầu, nên hiệu áp của van tiết lưu:
Khi Ax thay đổi ⇒ p2 thay đổi ⇒ Q2 thay đổi ⇒ v thay đổi. Phương trình cân bằng tĩnh là:
Ta cũng thấy: FL thay đổi ⇒ p2 thay đổi ⇒ Q2 thay đổi ⇒ v không ổn định. Nhận xét
Cả hai điều chỉnh bằng tiết lưu có ưu điểm chính là kết cấu đơn giản, nhưng cả hai cũng có nhược điểm là khơng đảm bảo vận tốc của cơ cấu chấp hành ở một giá trị nhất định, khi tải trọng thay đổi.
Thường người ta dùng điều chỉnh bằng tiết lưu cho những hệ thống thủy lực làm việc với tải trọng thay đổi nhỏ, hoặc trong hệ thống không yêu cầu cao về ổn định vận tốc.
Nhược điểm khác của hệ thống điều chỉnh bằng tiết lưu là một phần dầu thừa qua van tràn biến thành nhiệt, nhiệt lượng ấy làm giảm độ nhớt của dầu, có khả năng làm tăng lượng dầu rò, ảnh hưởng đến sự ổn định vận tốc của cơ cấu chấp hành, dẫn đến hiệu suất giảm.
Vì những lý do đó, điều chỉnh bằng tiết lưu thường dùng trong những hệ thống thủy lực có cơng suất nhỏ, thường khơng q 3÷3,5 kw. Hiệu suất của hệ thống điều chỉnh này khoảng 0,65÷0,67.