Bài giảng trang bị thủy lực trên ôtô máy kéo chương III đh kỹ thuật công nghiệp thái nguyên

Các phần tử trung gian, kết nối 3.4 Các thiết bị thủy lực phụ Chương 3 CÁC LOẠI VAN, PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN, PHẦN TỬ TRUNG GIAN VÀ THIẾT BỊ THỦY LỰC PHỤ 3.5 Các kí hiệu thủy lực... Phần t

3.1 Các loại van thủy lực

3.2 Các loại van trượt điều khiển bằng điện

3.3 Các phần tử trung gian, kết nối 3.4 Các thiết bị thủy lực phụ

Chương 3 CÁC LOẠI VAN, PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN, PHẦN TỬ TRUNG

GIAN VÀ THIẾT BỊ THỦY LỰC PHỤ

3.5 Các kí hiệu thủy lực

Phần tử nhận

tín hiệu

Năng lượng điều khiển

Phần tử xử lý tín hiệu

Cơ cấu chấp

hành Phần tử điều

khiển

Cơ cấu tạo

năng lượng

Dòng Năng Lượng của hệ Thống Điều khiển

Sơ đồ hệ thống điều khiển thủy lực

Cơ cấu tạo năng lượng: bơm dầu

Phần tử nhận tín hiệu: các nút điều khiển (bằng tay,

bằng thủy lực, bằng khí nén, bằng điện )

Phần tử xử lý: van áp suất, van điều khiển

Phần tử điều khiển: cơ cấu phân phối, van tiết lưu

Cơ cấu chấp hành: xilanh thủy lực, động cơ thủy lực Chương 3 – Các loại van, phần tử điều khiển, phần tử

trung gian và thiết bị thủy lực phụ

CÁC LOẠI VAN THỦY LỰC

VAN PHÂN

PHỐI

VAN CHẶN

VAN

ÁP SUẤT

VAN DÒNG

VAN CẢN

VAN CON

TRƯỢT

QUAY

VAN CON TRƯỢT DỌC

VAN GIỚI HẠN

VAN GiẢM ÁP

VAN CẢN

VAN TiẾT LƯU ĐiỀU CHỈNH ĐưỢC

VAN TiẾT LƯU KHÔNG ĐiỀU CHỈNH ĐưỢC 3.1 Các loại van thủy lực

3.1.1 Van phân phối

Các dạng cấu trúc cơ bản:

- Số cửa: là số lỗ dẫn dầu vào hay ra

- Số vị trí: là số định vị trạng thái làm việc con trượt của van

- Tên van: số cửa/số vị trí

VD: van 4/2: gồm 4 cửa hai vị trí

Ký hiệu trên sơ đồ:

- Cửa: ký hiệu bằng dấu T,

- mỗi vị trí: là một ô vuông

- bên cạnh ô vuông: ký hiệu phương tiện điều khiển

Nhiệm vụ: dùng để khởi hành, dừng lại hoặc đảo chiều

dòng dầu, ngoài ra có thể thực hiện chức năng khuyếch đại lưu lượng

Ký hiệu trên sơ đồ: cửa ký hiệu bằng dấu T, mỗi vị trí là

một ô vuông, ở bên cạnh ô vuông có ký hiệu phương

tiện điều khiển

3.1.1 Van phân phối

Van 2/2

Van phân phối con trượt 3/3 tác động bằng tay có lò xo trả

về:

1- Con trượt; 2- Lò xo

a Van phân phối trượt dọc

b Van phân phối kiểu xoay

.Van phân phối con trượt quay 4/3 tác động bằng tay

Liên hợp van con trượt dọc và con trượt quay tác động bằng tay

c Van phân phối kiểu liên hợp

d Van phân phối kiểu đế tựa lệch tâm

Van đế tựa phân phối 3/3 tác động va đập lệch tâm

3.1.2 Van chặn

và cho lưu thông dòng dầu theo hướng ngược lại Các phần tử chặn được sử dụng là bi cầu hoặc đầu côn để tạo thành van đế tựa

Tương ứng với sức căng lò xo, đặc tính dòng chảy không bắt đầu từ điểm có hao tổn áp suất bằng không, mà tại một điểm có áp suất ban đầu xác định pA

3.1.3 Van áp suất:

Công suất thủy lực: P = p.Q

 có thể thay đổi P nhờ thay đổi lưu lượng Q hoặc

thay đổi áp suất p

+ Để điều khiển lưu lượng Q: có thể dùng van phân

3.1.3 Van áp suất:

a Van giới hạn áp suất:

Van giới hạn áp suất điều khiển trực tiếp:

a) Van giới hạn dạng con trượt; b) Dạng đế tựa côn; 1−Lò xo; 2−Lỗ khoan;3−Rãnh điều khiển; 4−Giảm chấn; 5−Đế tựa côn

3.1.3 Van áp suất:

a Van giới hạn áp suất:

- Thường dùng làm van an toàn, giữ cho áp suất hoạt động của thiết bị thủy lực được giới hạn bởi một giá trị điều chỉnh được cho trước, để ngăn ngừa hỏng hóc tại các phần tử của thiết bị như đường ống, ống mềm, các đầu nối v.v

- Điều kiện sau đây cần được thoả mãn: p1<p1max

- Van giới hạn áp suất có thể là van điều khiển trực tiếp hoặc van điều khiển trước

3.1.3 Van áp suất:

b Van giảm áp:

Được sử dụng khi cần cung cấp chất lỏng từ nguồn

(bơm) cho một số cơ cấu chấp hành có những yêu cầu

khác nhau về áp suất Trong trường hợp này người ta phải chọn bơm làm việc với áp suất lớn nhất và dùng van giảm

áp đặt trước cơ cấu chấp hành để giảm áp suất đến một giá trị cần thiết

Van giảm áp chia ra:

- Van giảm áp điều khiển trực tiếp

- Van giảm áp điều khiển gián tiếp

3.1.3 Van áp suất:

+ Van giảm áp điều khiển trực tiếp

Nguyên tắc làm việc của van giảm áp dựa trên sự cân bằng tác dụng của các lực ngược chiều nhau trên nút van: lực tạo thành bởi kết cấu van-lò so và áp suất chất lỏng tại cửa ra A

b) Van giảm áp:

+ Van giảm áp điều khiển gián tiếp

Dòng thủy lực sẽ chảy từ B qua A qua rãnh 7, khi áp suất được điều chỉnh giảm theo yêu cầu, khi đó nút côn 1 sẽ đóng lại Khi áp suất ở cửa A tăng lên tạo chênh lệch áp ở vòi phun 4 nút côn 1 sẽ mở ra, con trượt 5 sẽ dịch chuyển đi lên như vậy khe hở 7 nhỏ lại, áp suất

ở cửa A sẽ giảm xuống và giữ mức ổn định

Áp suất ở cửa A có giá trị: pA=pB-Δp

1.Nút côn 2.Lò so của van phụ trợ

3 Lò so van chính,

4 Vòi phun

5 Con trượt van chính

6 cửa nối phía giảm áp

7 khe hở giảm áp

8 cửa xả

b) Van giảm áp:

3.1 4 Van dòng (van tiết lưu)

Công dụng: dùng để điều chỉnh hay hạn chế lưu lượng chất

lỏng trong hệ thống bằng cách gây sức cản với dòng chảy

Phân loại:

- Van tiết lưu điều chỉnh được: sử dụng khi muốn điều chỉnh

tốc độ lưu thông của dòng chảy

- Van tiết lưu không điều chỉnh được hay tiết lưu cố định: khi

cần gây độ chênh áp giữa các khoang làm việc nào đó để hạn chế sự dao động áp suất của chất lỏng và do va đập giữa các chi tiết làm việc ví dụ trong hệ thống giảm chấn của ôtô

Cấu trúc đơn giản nhất của van tiết lưu không đổi

là lỗ tiết lưu hay còn gọi là tiết lưu chảy tầng và tấm

chắn

Tiết lưu không đổi:

a)Lỗ tiết lưu; b) Tấm chắn

Trong đó

- tỷ lệ mở;

Lỗ tiết lưu phụ thuộc nhiều vào độ nhớt Tấm

chắn phụ thuộc ít vào độ nhớt do có mặt cắt

ngang hẹp hơn và có tính chất chảy rối

Để tính lưu lượng qua tấm chắn có thể sử

dụng công thức:

a Van tiết lưu không đổi

3.1.4 Van dòng (van tiết lưu)

Van tiết lưu điều khiển được có thể có nhiều dạng cấu trúc khác nhau

b Van tiết lưu điều chỉnh được

3.1 5 Van cản

Van cản để tạo sức cản thủy lực thường được lắp trên đường dầu ra- về bể ( thường là cửa ra của xilanh lực) Nhiệm

vụ của van cản là để dòng chảy không bị gián đoạn, chuyển động êm, khi ngừng làm việc dầu không chảy hết về bể, không khí không chui vào hệ thống, khi khởi động lại pittông

di chuyển không va đập Van cản có tác dụng như van một chiều

3.2 Các loại van trượt điều khiển bằng điện

Theo chất lựợng điều khiển người ta sắp xếp theo trình tự từ thấp đến cao như sau :

Van trượt điều khiển bằng điện

Van solenoid

Van

tỷ lệ

Van servo

3.2.1.Van solenoid

Cấu tạo và ký hiệu của van solenoid a) loại điều khiển trực tiếp,(1, 5 - vít hiệu chỉnh vị trí của lõi sắt từ;2, 4 - lò xo; 3, 6 - cuộn dây của nam châm điện); b) Loại điều khiển gián tiếp (1 -van sơ cấp; 2 - van thứ cấp)

Cấu tạo: gồm các bộ phận

chính là:

+ loại điều khiển trực tiếp

(hình.a) gồm có thân van,

con trượt và hai nam châm

điện;

+loại điều khiển gián tiếp

(hình b) gồm có van sơ cấp

1(cấu tạo giống van điều

khiển trực tiếp) và van thứ

cấp 2 điều khiển con trượt

bằng dầu ép, nhờ tác động

của van sơ cấp

Con trượt của van sẽ hoạt

động ở hai hoặc ba vị trí tùy

theo tác động của nam

châm

3.2.1.Van solenoid

3.2.1.Van solenoid

3.2.2 Van tỷ lệ

Cấu tạo của van tỷ lệ có: Thân van, con trượt, nam châm điện

Để thay đổi tiết diện chảy của van, tức là thay đổi hành trình

của con trượt bằng cách thay đổi dòng điện điều khiển nam

châm Có thể điều khiển con trựợt ở vị trí bất kỳ trong phạm vi điều chỉnh nên van tỷ lệ có thể gọi là loại van điều khiển vô

cấp

a.Van tỷ lệ

b.Van tỷ lệ hiệu suất cao

Cảm biến vị trí dạng biến trở (potentiometer)đo vị trí của con trượt và truyền tín hiệu dưới dạng điện áp về bộ khuếch đại của van, tại bộ khuếch đại tín hiệu phản hồi so sánh với tín hiệu điều khiển nhằm truyền cho nam châm dòng điều khiển chính xác Nên nhờ bộ cảm biến này mà vị trí di chuyển của con trượt điều khiển được chính xác

Cấu tạo giống như van tỷ lệ thường và có thêm cảm biến dò

hành trình.

3.2.3 Van servo

Cấu tạo gồm:

- Nam châm vĩnh cửu;

- Phần ứng và hai cuộn dây;

- Cánh chặn và càng đàn hồi;

- Ống đàn hồi;

- Miệng phun dầu

hình thành tiết diện chảy qua van (tạo đường dẫn dầu qua

van) Quá trình trên thể hiện ở hình vẽ

+Khi dòng điện điều khiển

ở hai cuộn dây bằng nhau

hoặc bằng 0 thì phần ứng,

cánh, càng và con trượt ở

vị trí trung gian (áp suất ở

hai buồng con trượt cân

bằng nhau)

+ Tiếp theo khi con trượt sang trái

thì càng sẽ cong theo chiều di

chuyển của con trượt làm cho

cánh chặn dầu cũng di chuyển

theo

3.3 Các phần tử trung gian kết nối

3.3.1 Ống cứng và ống mềm

a) Ống cứng

Để nối dẫn giữa các vị trí đầu nối cố định với nhau

Các đường ống thủy lực được chế tạo bằng thép chính xác, trơn nhẵn theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế Thí

dụ theo tiêu chuẩn DIN 2391/C khi đường kính ống và áp suất của dầu đã biết, thì phải chọn loại thép và phương pháp gia công nhiệt luyện nhất định Tốt nhất nên lựa chọn ống cứng theo các bảng do các nhà sản xuất cung cấp, trên đó có cả thông tin về đường kính trong, đường kính ngoài, chiều dày thành ống và áp suất cho phép Phụ kiện kèm theo để nối ống cứng và ống mềm có rất nhiều dạng cấu trúc như đầu nối cong, đầu nối góc, nối chữ T v.v

b Ống mềm

- Để nối dẫn giữa một vị trí đầu nối cố định với một

thiết bị thủy lực chuyển động (Ví dụ: xi lanh lắc điều

khiển gầu xúc) hoặc được sử dụng ở những nơi hay thay thế thiết bị (thí dụ nối dòng giữa các “ổ cắm thủy lực” trên máy kéo nông nghiệp và các thiết bị thủy lực treo)

- Các ống mềm có mặt trong và ngoài đàn hồi bằng cao su nhân tạo và một hoặc nhiều lớp bố sợi vải hay lưới thép

do chuyển động khi làm việc

3.3.1 Ống cứng và ống mềm

3.3.Các phần tử trung gian kết nối

3.3.1 Ống cứng và ống mềm

3.3 Các phần tử trung gian kết nối

3.3.1 Ống cứng và ống mềm

3.3 Các phần tử trung gian kết nối

3.3.2 Nối ống cứng và nối ống mềm

a) Nối ống cứng Trên các hệ thống thủy lực thường sử dụng các dạng

nối ống tháo được:

+Khi đường kính ngoài của hai đầu ống cần nối nhỏ hơn 42 mm được nối ren,

+ nếu đường kính ống lớn hơn được nối bằng mặt bích

Thường gặp nhất là nối vòng ren, được cấu tạo từ đầu nối ren 1 đai ốc bao 2 và vành 3 lắp bao lấy ống 4 Khi vặn đai ốc 2, phần cạnh hình nêm của vành 3 sẽ ép chặt vào ống Dạng nối ống này đảm bảo đặc biệt an toàn chống tự tháo khi có dao động

b) Nối ống mềm:

- Ống mềm được nối chặt giữa đầu nối và vòng đai ốc

- Để thuận tiện cho lắp ghép và an toàn trong sử dụng, trên nhiều máy kéo và xe chuyên dụng người ta còn dùng các

khớp nối Các khớp nối về bản chất là hai van chặn dòng, đặt

ngược nhau, nối ghép với nhau Khi ép sát vào nhau nhờ mũ

ốc hay rãnh xoắn, hai đế tựa côn hoặc bi cầu sẽ đẩy nhau ngược chiều lò xo, mở thông đường dầu

3.3 Các phần tử trung gian kết nối

3.3.2 Nối ống cứng và nối ống mềm

Khớp nối các ống dẫn dầu:

a) Khi đã nối; b) Khi tháo mối nối;

1-Van bi; 2-Hai đầu nối bên trái và phải;

3-Mũ ốc nối; 4-Lò xo Khớp nối tự ngắt:

a) Khớp nối tự ngắt khi đã nối hai nửa với

nhau; b) Khớp nối khi đã tự ngắt ra khỏi nhau; 1-Các viên bi khóa; 2-Bạc; 3-Ổ đặt; 4, 7-Thân bên phải và bên trái của khớp nối; 5-

Lò xo khớp nối; 6-Vòng hãm

3.3 Các phần tử trung gian kết nối

3.3.2 Nối ống cứng và nối ống mềm

3.4.1 Tích áp thủy lực – acquy thủy lực

Các bộ tích áp thủy lực có nhiệm vụ chính là tiếp nhận một thể tích dầu xác định dưới một áp suất từ thiết bị thủy lực và lại dẫn dầu ra theo nhu cầu của thiết bị Cụ thể hơn, tích áp thủy lực được thiết kế với các mục đích sau đây:

- Chuẩn bị sẵn một lưu lượng dầu cho nhu cầu cực đại tức thời;

- Cân bằng dầu lọt và sự thay đổi thể tích do biến động nhiệt

3.4.1 Tích áp thủy lực – acquy thủy lực

Tích áp màng:

a) Thoát hết dầu; b) Tích đầy dầu; 1- Bình áp suất; 2- Màng đàn hồi; 3- Đĩa van; 4- Đầu nối

Tích áp bóng khí:

a) Khi đang nạp; b) Đã nạp;

1- Vỏ thép; 2- Bóng khí; 3- Đầu

nối; 4- Van đĩa

Tích áp thủy lực có thể được phân loại theo các dạng sau:

- Tích áp pittông;

- Tích áp màng;

- Tích áp bóng khí

3.4.1 Tích áp thủy lực – acquy thủy lực

3.4.1 Tích áp thủy lực – acquy thủy lực

3.4.1 Tích áp thủy lực – acquy thủy lực

Ba loại tích áp kể trên hiện nay thường được tích năng bằng khí (Nitơ) Thể tích khí bị nén lại dưới tác dụng của áp suất dầu và nhả năng lượng theo yêu cầu khi chất khí giãn nở Tỷ lệ áp suất của tích áp được xác định bằng tỷ lệ giữa áp suất làm việc cực đại với áp suất khí và thường được chọn là 10:1 và 4:1

Tích áp pittông Trong các tích áp pittông, chất lỏng và khí được phân cách bởi một pittông chuyển động tự do trong xylanh Tỷ lệ áp suất tích áp khoảng 10:1 Tích áp pittông được sử dụng thích hợp nhất

ở những nơi có yêu cầu lượng dầu ra lớn và áp suất cao Do có khối lượng pittông lớn nên tích áp pittông có quán tính lớn hơn tích áp màng hoặc tích áp bóng khí

3.4.1 Tích áp thủy lực – acquy thủy lực

Tích áp màng Tích áp màng có cấu tạo rất đơn giản, thường được

sử dụng để làm bộ giảm chấn Bộ tích áp màng cấu tạo từ một vỏ kim loại hàn 1, được gắn một màng cao su nhân tạo đàn hồi phần dưới được lắp một đĩa van 3 Đĩa van đóng lỗ khoan trên đầu nối 4 khi thoát hết dầu và ngăn ngừa màng chui vào lỗ khoan này Tùy theo cấu trúc

mà tỷ lệ áp suất của tích áp màng nằm giữa 4:1 và 10:1 Tích áp màng với cấu trúc hàn có thể tích danh nghĩa nhỏ hơn 3.10 -3 ÷ 4.10 -3 [m 3 ], với cấu trúc ren có thể tích danh nghĩa nhỏ hơn 2.10 -3 [m 3 ] và áp suất làm việc khoảng 100÷500 bar

Tích áp bóng khí Trong trường hợp muốn thể tích lớn hơn cần phải

sử dụng tích áp bóng khí Trong vỏ thép 1 được bố trí một bóng khí 2, đầu nối 3 và một đĩa van 4 Khi thoát dầu hoàn toàn bóng khí 2 giãn

nở và đóng kín van 4 ngược chiều lực lò xo Đến khi áp suất trong hệ thống thủy lực vượt quá áp suất cho trước trong bóng khí thì van 4

mở, dầu thủy lực đi vào và nén khí trong bóng khí

3.4.2 Bình chứa

Bình chất lỏng công tác của máy xúc thuỷ lực :

1- nút tháo; 2- thanh giằng; 3- khoá chặn; 4, 8- đai ốc; 5- van; 6- thành bình; 7- ống nhỏ; 9- thước đo dầu; 10- bộ phận lọc; 11- miệng rót; 12- bộ lọc thô; 13- nắp đậy miệng rót; 14- thân (cốc) bộ lọc; 15- van an toàn; 16- bulông; 17- lỗ thông hơi; 18- giá đỡ.

3.4.3 Thiết bị làm mát:

6, 10- bu lông; 7, 9- vòng đệm kín; 8- van áp lực

3.5 Các ký hiệu thủy lực

4.5 Các ký hiệu thủy lực

4.5 Các ký hiệu thủy lực

4.5 Các ký hiệu thủy lực

4.5 Các ký hiệu thủy lực

4.5 Các ký hiệu thủy lực

VD: