II. Bộ làm mát phía đẩy
TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN BẰNG THỦY KHÍ 6.1 KHÁI NIỆM CHUNG
6.1- KHÁI NIỆM CHUNG
Truyền động là tổ hợp các cơ cấu dùng để truyền chuyển động, thông thƣờng có biến đổi tốc độ và mômen quay tƣơng ứng. Nhờ việc áp dụng truyền động giúp giải quyết đƣợc một số yêu cầu nhƣ thay đổi tốc độ, chiều chuyển động, biến đổi dạng hay qui luật chuyển động, dùng một động cơ lai nhiều máy công tác.
Theo đó, truyền động thủy lực là tổ hợp các cơ cấu thủy lực (bao gồm cả bơm thủy lực và động cơ thủy lực) dùng để truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến các bộ phận công tác bằng năng lƣợng thuỷ lực, trong đó có thể có biến đổi vận tốc, lực, mômen và biến đổi dạng hay qui luật chuyển động.
Tùy theo nguyên lý làm việc, truyền động thủy lực đƣợc chia làm 2 loại: truyền động thủy động và truyền động thủy tĩnh (thể tích).
Trong truyền động thủy động, việc truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận bị dẫn chủ yếu đƣợc thực hiện bằng động năng của dòng môi chất công tác (dầu thủy lực) tuần hoàn. Truyền động thủy động bao gồm bơm ly tâm và tuabin thủy lực đƣợc bố trí sát nhau sao cho các bánh công tác của chúng tạo thành một khoang hình xuyến chứa đầy môi chất công tác. Thiết bị truyền động thủy động bao gồm 2 dạng: khớp nối thủy lực và biến tốc thủy lực (truyền động vô cấp). Truyền động thủy động đƣợc dùng phổ biến trong hệ thống truyền lực ôtô, xe lửa, thiết bị động lực tàu thủy, …
Trong truyền động thủy tĩnh, việc truyền cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu nhờ áp năng của dòng chất lỏng làm việc (môi chất công tác); chuyển động của các bộ phận máy có thể là chuyển động tịnh tiến qua lại, chuyển động xoay qua lại hay chuyển động quay. Các khâu động chủ yếu của truyền động thủy tĩnh là bơm thủy lực thể tích và động cơ thủy lực thể tích. Truyền động thủy lực thủy tĩnh có rất nhiều dạng khác nhau đƣợc dùng phổ biến trong các ngành chế tạo máy, máy công trình, … và các hệ thống điều khiển tự động.
Điều khiển là một tổ hợp các tác động đƣợc chọn trên cơ sở thông tin xác định, nhằm duy trì hay thay đổi sự hoạt động của đối tƣợng theo chƣơng trình có sẵn hay theo mục tiêu hoạt động. Theo năng lƣợng sử dụng ta có điều khiển bằng cơ khí (bằng tay), điều khiển bằng thuỷ lực, điều khiển bằng khí nén và điều khiển bằng điện. Theo mức độ tự động ta có điều khiển tại chỗ, điều khiển từ xa và điều khiển tự động.
Theo đó, điều khiển bằng thuỷ lực là một tổ hợp các tác động làm thay đối chế độ hoạt động của đối tƣợng điều khiển thông qua năng lƣợng trung gian là thuỷ lực.
Truyền động và điều khiển bằng khí nén cũng tƣơng tự nhƣ thuỷ lực, chỉ khác ở chỗ là không khí nén sau khi làm việc đƣợc xả ra ngoài. Do đó, sơ đồ nguyên lý và thiết bị có phần đơn giản hơn.
Truyền động thuỷ khí bắt đầu đƣợc ứng dụng nhiều từ cuối thế kỷ 19 (1880 – phanh bằng khí nén), đặc biệt truyền động thuỷ lực đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực từ những năm 20 của thế kỷ 20 (1920 - trong máy công cụ, 1925 - trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác, 1960 – trong tự động hoá). Thiết bị khí nén đƣợc sử dụng nhiều trong truyền động (chuyển động thẳng, chuyển động quay – dẫn động máy công tác, đo kiểm chất lƣợng sản
97
phẩm) và đặc biệt là điều khiển tự động quá trình sản xuất (dây chuyền tự động) từ những năm 50 của thế kỷ 20.
6.2- TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC THUỶ ĐỘNG
Phƣơng thức truyền động thuỷ lực thuỷ động ra đời từ lâu và đƣợc áp dụng rộng rãi vì có nhiều ƣu điểm và ngày càng đƣợc cải tiến. Nguyên lý cơ bản của hệ truyền động này đƣợc thể hiện trên hình 6-1.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động thuỷ lực thuỷ động rất đơn giản. Khi động cơ lai bơm ly tâm hoạt động, môi chất công tác (ở dạng lỏng) từ két chứa đƣợc bơm ly tâm hút và truyền cơ năng (ở dạng động năng và áp năng). Môi chất mang năng lƣợng này đƣợc đƣa đến tuabin thuỷ lực và truyền lại cơ năng cho cánh tuabin làm quay trục. Sau khi ra khỏi tuabin, môi chất công tác đƣợc đƣa về két chứa chuẩn bị cho vòng tuần hoàn tiếp theo.
Hình 6.1- Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động thuỷ lực thuỷ động