1.7.1. Ống dẫn thủy lực
Ống dẫn thủy lực giữ vai trò liên kết các phần tử của Hệ truyền dẫn thủy lực.
Ống dẫn thủy lực cần đảm bảo những yêu cầu sau:
- Đảm bảo độ bền cần thiết
- Đảm bảo hao phí áp suất thấp nhất - Đảm bảo không rò rỉ
- Đảm bảo không chứa, hoặc tạo bong bóng khí.
Ống dẫn thủy lực (ODTL) phân thành ODTL mềm và ODTL cứng dựa trên cấu tạo của ống dẫn.
Ống dẫn cứng: Được sản xuất từ thép, đồng, nhôm và hợp kim nhôm. Ống dẫn từ thép được sử dụng khi cần phải chịu áp suất lớn (<320 at). Ống dẫn từ hợp kim nhôm được sử dụng khi cần chịu áp suất <150 at. Ống dẫn từ đồng sử dụng khì cần chịu áp suất <50 at. Ống dẫn từ đồng thường được sử dụng tại các mối nối, để đảm bảo tính gọn nhẹ, và sử dụng làm đường ống thoát.
Ống dẫn mềm: Có 2 dạng ống dẫn mềm - Ống dẫn mềm cao su và ống dẫn mềm kim loại.
Ống dẫn mềm cao su: Được sản xuất từ cao su tự nhiên và cao su nhân tạo.
Cấu tạo của ống dẫn mềm cao su thường bao gồm một ống cao su đàn hồi ở phía trong và được hóa bền bằng vỏ bọc phía ngoài hoặc khung sợi nằm trong thành ống cao su. Ống mềm cao su được sử dụng để nối giữa 2 phần tử khi vận hành có thể di
chuyển tương đối lẫn nhau. Khi đó nhờ đặc tính đàn hồi ống dẫn cao su sẽ làm giảm các xung động áp suất trong hệ thủy lực. Tuy nhiên ống dẫn cao su có các nhược điểm sau: co giãn khi thay đổi áp suất, giảm độ cứng của toàn hệ thủy lực, tuổi thọ ngắn (1,5…3 năm).
Hình 1.35: Cấu trúc ống mềm cao su 1 - Lớp cao su trong cùng, 2 - Lớp kim loại mỏng,
3 - Lớp cao su ở giữa, 4 - Lớp cao su vỏ.
Ống dẫn mềm kim loại: Phía trong là một ống dẫn có nhiều nếp gấp, ống dẫn dạng này được chế tạo từ đồng hoặc thép lá; phía ngoài được bọc một lớp vỏ bền.
Giữa các vòng xoắn của ống được bit kín đề tránh rò rỉ (cấu tạo hình dưới). Vật liệu bít kín có thể là giấy chuyên dụng hoặc sợi atbet. Với vật liệu bít kín là giấy, ống dẫn có thể chịu được chất lỏng nóng tới 110 0C, còn với sợi atbet là 300 0C. Ống dẫn mềm kim loại được sử dụng khi mà hệ thủy lực sử dụng chất lỏng làm việc có tính xâm thực và ăn mòn mạnh.
Hình 1.36: Cấu trúc ống mềm kim loại
1 - Biên dạng miếng kim loại lá, 2 - Vật liệu bit kín, 3 – Vỏ ngoài.
1.7.2. Mối nối thủy lực
Mối nối thủy lực đảm bảo việc lắp ghép ống dẫn thủy lực vào các phần tử của hệ. Ngoài ra mối nối được thiết kế nhằm thích hợp với yêu cầu tháo lắp vận chuyển của hệ thủy lực.
Mối nối phân ra làm: Mối nối tháo được và mối nối không tháo được.
Mối nối không tháo được: Được sử dụng trong hệ thủy lực cố định, không phải di chuyển hoặc tháo rời. Mối nối không tháo được gia công bằng phương pháp hàn, dán đối đầu 2 ống hoặc dùng ống chuyển. Ưu điểm của mối nối không tháo được là giảm 25-30% về mặt khối lượng so với mối nối tháo được ứng với cùng một hệ thủy lực.
Mối nối tháo được: Là kiểu mối nối sử dụng mặt bích, đầu nối, ống chẹn,… Trong đó mối nối tháo được phân ra mối nối cố định và mối nối không cố định.
Mối nối cố định: Sử dụng mặt côn trong hoặc mặt côn ngoài với sự trợ giúp của vòng khớp và mặt bích.
Sử dụng mặt côn ngoài: (hình 1.37)
Hình 1.37: Mối nối cố định sử dụng mặt côn ngoài
Mối nối dạng này bao gồm ống dẫn 1 (chú ý đoạn cuối ống dẫn 1 có dạng mặt côn – góc lệch 300), ống chẹn 2, ống lồng 3 và đai ốc 4. Độ bít kín của mối nối được đảm bảo bởi sự tiếp xúc mặt côn trong giữa ống chẹn 2 và mặt côn nòoài ống dẫn 1. Nhược điểm của mối nối dạng này là: Làm giảm độ bền của ống nối tại đoạn nối, khó nhận thấy bằng mắt thường vị trí rạn nứt, mô men xoắn - kéo đối với đai ốc 4 tương đối lớn, ít về chủng loại, cần dụng cụ chuyên dụng để tạo mặt côn cho ống dẫn 1.
Sử dụng mặt côn trong: (hình 1.38)
Hình 1.38: Mối nối cố định sử dụng mặt côn trong
Mối nối cố định sử dụng mặt côn trong bao gồm ống lồng 4, ống 5, ống chẹn 2, đai ốc 1. Độ bít kín của mối nối được đảm bảo bới tiếp xúc giữa bề mặt trong ống lồng 4 với bề mặt ngoài của ống chẹn 2 kết hợp với lực kéo của đai ốc 1. Mối nối sử dụng mặt côn trong có ưu điểm là số lượng chi tiết nhiều ( làm giảm biến dạng không mong muốn đối với ống dẫn ). Ngoài ra do ống chẹn 2 có dạng mặt cầu hạn chế cong vênh ống nối.
Mối nối sử dụng vòng khớp. (hình 1.39)
Hình 1.39: Mối nối cố định sử dụng vòng khớp
Cấu tạo gồm đầu nối 1 với mặt côn trong 2, đai ốc 5 và vòng khớp 3, ống dẫn 4. Vòng khớp được chế tạo từ thép với bề mặt được thấm cacbon. Đầu mút vòng khớp 3 tì vào mặt côn 2 có dạng dao cắt ở phía trong tỳ lên ống dẫn. Khi đai ốc tạo lực kéo, kéo theo dịch chuyển vòng khớp 3, khi đó dao cắt trượt dọc ống dẫn 4 tạo thành mặt côn ngoài tại đầu ống dẫn 4. Kết quả thu được đảm bảo độ bít kín và độ bền cho mối nối.
Mối nối sử dụng mặt bích. (Hình 1.40)
Hình 1.40: Mối nối cố định sử dụng mặt bích
Sử dụng mặt bích để tạo mối nối (hình 1.40). Ứng dụng với ống nối có đường kính >32 mm và áp suất làm việc của hệ <32 MPa. Độ bít kín đảm bảo bởi vòng bít kín lắp giữa 2 mặt bích.
Mối nối không cố định: Ứng dụng với các hệ thủy lực trong máy đào đất, máy xây dựng. Đây là các loại máy thường sử dụng xy lanh thủy lực, mà các xy lanh thủy lực này trong quá trình vận hành thường xoay 1 góc nhỏ quanh trục tại điểm gắn xy lanh. Khi mà lắp ráp các hệ thủy lực này thường sử dụng mối nối không cố định, các mối nối này thường có bậc động động bằng 1, 2 hoặc lớn hơn (khái niệm bậc động).
Hình 1.41: Sử dụng mặt bích để tạo mối nối.
Hình a là ví dụ một mối nối xoay với bậc động bằng 1. Ở đó đầu nối 1 được lồng vào tai xoay 2 được. Vòng đệm 3 và 4 nhằm hạn chế di chuyển dọc trục tai xoay 2. Độ bít kín được đảm bảo bới vòng cao su 5 với vòng đệm bảo vệ 6.
Hình b là một ví dục khác về mối nối mềm. Mối nối dạng cuộn với ống dẫn xoắn ốc. Ở đây đoạn ống dẫn xoắn được cố định tại 2 điểm 1 và 2. Khi xylanh thủy lực xoay đoạn xoắn ốc có thể bị kéo. Mối nối dạng này có thể đảm bảo vài bậc động.
Hình 1.42: Mối nối nhanh
1 - Ổ nối ; 2,9 - Van một chiều; 3 - Vòng cao su; 4 - Bi chẹn; 5 - Khoang trống; 6 - Ống lót kẹp chặt; 7 - Chìa ăn khớp; 8 - Rãnh ăn khớp.
Ống lót 6 có thể trượt trên bề mặt ngoài ổ 1. Khi ghép nối ống lót 6 được cố định bằng lò xo và chốt hãm. Để tháo mối nối phải kéo ống lót 6 về bên trái và kéo chìa ăn khớp về bên phải. Van một chiều 2,9 có tác dụng bảo vệ - khi một trong 2 đoạn ống nối có sự có đứt hoặc rò rỉ, ngay lập tức van một chiều sẽ đóng lại. Ăn khớp giữa bi 4 - rãnh 8 bảo đảm độ bền, chắc cho mối nối.