Máy chỉ chuyển động bình ổn khi có sự cân bằng giữa công phát động và công cản. Nhưng trong quá trình làm việc, tải trọng của máy có thể thay đổi bất thường, khi đó công phát động và công cản không cân bằng nhau nữa và chuyển động của máy sẽ mất bình ổn.
Để đảm bảo máy luôn chuyển động bình ổn mặc dù có sự thay đổi thất thường của tải trọng, cần phải điều chỉnh công phát động mỗi khi có sự thay đổi này.
Trong một số máy, việc điều chỉnh này do công nhân thực hiện, nhưng trong nhiều trường hợp, khi cần điều chỉnh kịp thời, phải dùng biện pháp điều chỉnh tự động.
Để điều chỉnh tự động chuyển động của máy, thường dùng các bộ điều chỉnh khác nhau, làm việc theo các nguyên lý thuộc về điện, điện tử, thủy lực hay cơ khí. Các khái niệm về lĩnh vực điều chỉnh tự động chuyển động của máy, các chỉ tiêu làm việc của các bộ điều chỉnh được trình bày ở các giáo trình khác. Ở phần này chỉ giới thiệu bộ điều chỉnh dùng các thiết bị cơ khí, đó là các bộ điều chỉnh vận tốc ly tâm.
2.1. Bộ điều chỉnh ly tâm trực tiếp:
- Trục OI được nối trực tiếp vào trục của máy. Khi máy chuyển động bình ổn, trục OI quay với một vận tốc góc nhất định. (H.6-5) A A I 0 D ω R E F V x Hình 6-5: Bộđiều chỉnh ly tâm trực tiếp
- Lực ly tâm của 2 quả cầu A là PA
PA = m.ω2 x (6-10)
với m : khối lượng quả cầu; ω : vận tốc góc của OI & x : khoảng cách từ quả cầu đến OI PA có tác dụng nâng quả cầu lên, sẽ cân bằng với các lực có tác dụng hạ quả cầu xuống là: trọng lượng quá nặng và các khâu, lực kéo của lò xo R.
- Khi tải trọng giảm, công cản Ac giảm, máy sẽ quay nhanh hơn, ω tăng, làm cho lực ly tâm tăng, lực nâng của quả cầu sẽ lớn hơn lực hạ. Quả cầu nâng lên làm cho con trượt D đi lên. Van V, qua hệ thống tay đòn, sẽ khép nhỏ lại, đóng bớt cửa nạp nhiên liệu vào máy, làm cho Ađ giảm, để bảo đảm Ac= Ađ và cơ cấu điều chỉnh sẽ chuyển động bình ổn với giá trị ω’. Ngược lại nếu Ac tăng, hệ thống điều chỉnh tự động này sẽ làm cho Ađ tăng theo.
ω ω'
t 0
Hình 6-6: Sự thay đổi vận tốc trong quá trình ổn định bằng bộđiều chỉnh ly tâm trực tiếp
2.2. Bộ điều chỉnh ly tâm gián tiếp:
- So với bộ điều chỉnh ly tâm trực tiếp, bộ điều chỉnh này có thêm 2 xy lanh A,B và các ống dẫn, chúng được gọi là động cơ trợ động.
A A I 0 D ω R x J K V C E F d e a c b G H A B Hình 6-7: Bộđiều chỉnh ly tâm gián tiếp
- Nguyên tắc làm việc:
+ Các ống a và b nối với bơm dầu, dầu trong ống sẽ có 1 áp suất nhất định, ống C xả dầu vào bộ phận chứa, nếu áp suất dầu bằng áp suất khí quyển. Ở vị trí cân bằng, chuyển động bình ổn, các lổ d và e ở xy lanh B bị pistông bịt kín. Pistông A ở vị trí cân bằng, vì áp suất dầu 2 phía như nhau. Van V có độ mở nhất định.
+ Khi tải trọng tăng, Ac tăng, ω giảm, 2 quả cầu hạ xuống. Con trượt D đi xuống. Lổ d và e mở ra ở xy lanh A, vì áp suất dầu phía trên (bằng áp suất bơm dầu) lớn hơn áp suất dầu phía dưới (bằng áp suất khí quyển), nên pistông A đi xuống. Qua hệ thống tay đòn, cửa van V sẽ mở rộng, Ađ tăng. Nhờ vậy ω sẽ bớt giảm và tăng dần, lực ly tâm của 2 quả cầu cũng tăng dần, và pistông B được kéo về vị trí cũ. Và khi các lổ d và e đã được bịt kín, pistông A ngừng đi xuống, van V ở vị trí bảo đảm Ađ = Ac, máy trở lại thời kỳ chuyển động bình ổn.
2.3. Ưu nhược điểm: của bộ điều chỉnh ly tâm gían tiếp so với bộ điều chỉnh ly tâm trực tiếp.
a) Ưu điểm:
- Độ nhạy cao: với những thay đổi vận tốc nhỏ, tức là những kích động nhỏ, bộ điều chỉnh vẫn làm việc.
- Sai số tĩnh của vận tốc góc bằng không: vận tốc góc của máy sau khi điều chỉnh sẽ trở lại vị trí ban đầu dù chế độ tải trọng thay đổi.
Hình 6-8: Sự thay đổi vận tốc trong quá trình ổn định bằng bộđiều chỉnh ly tâm gián tiếp
b) Nhược điểm :
- Chuyển vị của bộ phận chấp hành (hệ thống tay đòn và van V) xảy ra chậm, vì thế nó chỉ thích hợp đối với trường hợp tải trọng thay đổi chậm.
- Có thể xảy ra quá trình điều chỉnh mất ổn định, vận tốc góc ω có thể dao động liên tục.
2.4. Nhận xét về cấu trúc của một hệđiều chỉnh tựđộng