II. Bộ làm mát phía đẩy
1. Bơm thủy lực; 2 Động cơ thủy lực; 3 Ống dẫn; 4 Rôto động cơ thủy lực;
3. Ống dẫn; 4. Rôto động cơ thủy lực; 5. Cơ cấu thay đổi vận tốc; 6. Van an toàn; 7. Van xả dầu để dừng động cơ thủy lực; 8. Van dùng để hãm động cơ
thủy lực; 9. Van cản
Hệ thống này gồm có bơm thủy lực 1 và động cơ thủy lực 2 có cấu tạo gần giống nhau và cùng đƣợc lắp trên một thân máy. Bơm thủy lực 1, do động cơ điện lai, hút dầu từ bể chứa và cấp vào ống dẫn 3 với áp suất p. Dầu với áp suất p đƣợc đƣa vào động cơ thủy lực 2 và tác động vào cánh gạt của rôto 4 làm cho rôto quay, truyền chuyển động và cơ năng cho cơ cấu chấp hành. Nhƣ vậy, chuyển động quay của bơm thủy lực đƣợc chuyển thành chuyển động quay của động cơ thủy lực. Vận tốc của động cơ thủy lực đƣợc điều chỉnh nhờ sự thay đổi lƣu lƣợng dầu cấp vào động cơ thủy lực bằng cách dùng cơ cấu thay đổi vận tốc 5 để làm thay đổi độ lệch tâm e của bơm thủy lực hoặc của động cơ thủy lực.
Van an toàn 6 dùng để giới hạn mômen xoắn của động cơ thủy lực, diễn biến nhƣ sau: khi động cơ thủy lực bị quá tải, áp suất dầu trong ống dẫn 3 vƣợt quá giới hạn cho phép thì van an toàn 6 tự động mở để xả bớt dầu về bể chứa. Van 7 dùng để dừng nhanh động cơ thủy lực mà không cần phải dừng bơm thủy lực. Van 9 dùng để phanh động cơ thủy lực. Van 9 cùng với van cản 8 làm nhiệm vụ chống va đập khi phanh hoặc khi đảo chiều động cơ thủy lực.
Hệ thống thủy lực thực hiện chuyển động quay thông thƣờng phức tạp và giá thành cao hơn hệ thống thủy lực thực hiện chuyển động thẳng, nhƣng nó có hiệu suất truyền động khá cao và nhất là nó có thể đảm bảo việc điều chỉnh vô cấp tốc độ quay của cơ cấu chấp hành. Vì thế, loại truyền động này ngày càng đƣợc dùng nhiều để thực hiện chuyển động chính
110
quay tròn trên hàng loạt máy cắt kim loại nhƣ máy tiện ren vít, máy mài tròn trong, …, hoặc để thực hiện chuyển động quay của bàn máy nhƣ ở máy mài mặt phẳng, máy phay điều khiển theo chƣơng trình.
Nếu bỏ qua tổn thất ma sát thì công suất của động cơ thủy lực cũng có dạng giống nhƣ công suất của bơm thủy lực: N p.Q.
Nếu tính theo tốc độ quay n và mômen trên trục thì công suất có dạng:
d n M M N .2 (6-10) Do đó: d n Q p M . 2 . (6-11)
Nếu gọi qđ là lƣu lƣợng riêng, tức là lƣợng dầu do động cơ thủy lực nhận để quay một vòng thì khi nó quay nd vòng ta có: Qqd.nd (6-12) Do đó: M p.qd 2 1 (6-13)
Gọi qb và nb là lƣu lƣợng riêng và tốc độ quay của bơm thủy lực thì lƣu lƣợng của bơm Q đƣợc tính theo biểu thức: Qqb.nb
Nếu không tính đến tổn thất thể tích thì động cơ thủy lực tiếp nhận toàn bộ lƣợng dầu do bơm thủy lực cấp đến, do đó: qb.nb qd.nd Nên b d b d n q q n (6-14)
Từ đó ta có thể điều chỉnh tốc độ quay của động cơ thủy lực nd bằng ba phƣơng pháp: + Thay đổi lƣu lƣợng riêng qd của động cơ thủy lực bằng cách thay đổi độ lệch tâm e. Trong trƣờng hợp này mômen của động cơ sẽ thay đổi và công suất của động cơ thủy lực sẽ không đổi với sự thay đổi tốc độ quay nd.
+ Thay đổi lƣu lƣợng riêng qb của bơm, nghĩa là lƣợng dầu đƣa vào động cơ thủy lực cũng thay đổi theo. Trƣờng hợp này công suất của động cơ sẽ thay đổi và mômen sẽ không đổi với sự thay đổi của tốc độ quay.
+ Thay đổi lƣu lƣợng riêng qd và qb, tức là thay đổi buồng nén của cả bơm và động cơ thủy lực. Trong trƣờng hợp này với sự thay đổi tốc độ quay của động cơ thủy lực, công suất và mômen cũng sẽ thay đổi.
6.3.2- Các mạch của hệ truyền động thủy lực thể tích
Theo hình thức cấp dầu thủy lực vào bơm còn có hệ thống thủy lực mạch hở, hệ thống thủy lực mạch kín và hệ vi sai.
Trong hệ thống thủy lực mạch hở (xem các hình 6-10, 6-11), đƣờng hút của bơm nối trực tiếp với két dầu, còn trên đƣờng đẩy của bơm áp suất thƣờng bằng không khi van phân phối ở vị trí trung gian (dùng van tràn hay xả dầu).
Còn trong hệ thống thủy lực mạch kín (xem hình 6-16), đƣờng hút của bơm đƣợc nối trực tiếp với đƣờng xả từ động cơ thủy lực, đƣờng dầu từ bơm đi ra có áp suất thƣờng xuyên lớn. Dầu thủy lực từ két dầu đƣợc cấp bổ sung cho hệ thống nhờ bơm phụ.
111
Hệ thống thủy lực vi sai chính là hệ thống thủy lực mạch kín với xilanh lực vi sai (xem hình 6-12). Hệ thống có két dầu phụ để điều hòa lƣu lƣợng cho bơm và hệ thống làm việc bình thƣờng.
6.3.3- Hệ thống điều khiển bằng thủy lực (thể tích)
Về cơ bản, hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực cũng giống nhƣ hệ thống truyền động bằng thuỷ lực, chỉ khác một điều là công suất nhỏ hơn nhiều. Hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực gồm có các phần tử chính: bộ phận tạo năng lƣợng (bơm thuỷ lực), phần tử nhận tín hiệu (các loại nút ấn), phần tử xử lý (van áp suất, van điều khiển từ xa), phần tử điều khiển (van đảo chiều), bộ phận chấp hành [động cơ thuỷ lực (xilanh lực)].
Hình 6.16- Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động thuỷ lực thể tích mạch kín
Hình 6.17- Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động thuỷ lực thể tích mạch vi
sai
6.4- CÁC BỘ PHẬN HỢP THÀNH CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIẺN BẰNG THỦY LỰC THỂ TÍCH KHIẺN BẰNG THỦY LỰC THỂ TÍCH
6.4.1- Các bộ phận biến đổi năng lượng
Bộ phận biến đổi năng lƣợng trong hệ thống thủy lực dùng để biến đổi năng lƣợng từ dạng này sang dạng khác nhằm thực hiện một công có ích. Theo dạng năng lƣợng cần biến đổi, bộ phận biến đổi năng lƣợng gồm có bơm thủy lực và động cơ thủy lực (kể cả xilanh lực).
Về mặt kết cấu, bơm thủy lực và động cơ thủy lực giống nhau (khác nhau về nguyên lý làm việc) và có thể thay thế chức năng cho nhau. Sự khác biệt chủ yếu là ở kích thƣớc khi chúng có cùng một yêu cầu nhƣ nhau.