CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC
3.3 Lựa chọn sơ đồ thủy lực
3.3.1 Các phần tử thủy lực
Trong một hệ thống thủy lực có thể chia thành các nhóm bộ phận sau:
- Phần cấp nguồn: bơm, bộ lọc,..
- Phần xử lý: van áp suất,…
- Phần điều khiển: van đảo chiều,…
- Phần chấp hành: xy lanh, động cơ dầu,… Phần cấp nguồn : a – Bơm thủy lực:
Bơm thủy lực là nguồn năng lượng mà chuyển các chất lỏng trong các máy xúc tác để nâng, thấp, mở, đóng hoặc xoay các thành phần của bộ phận chấp hành.
Bơm cánh gạt:
Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc Máy thủy lực cánh gạt là máy thủy lực roto có kết cấu đơn giản làm việc ít ồn, có khả năng điều chỉnh được lưu lượng. Loại máy này yêu cầu việc lọc chất lỏng khắt khe khi làm việc. Phạm vi làm việc của bơm cánh gạt tác dụng đơn tương đối hẹp nhưng đối với bơm tác dụng kép phạm vi làm việc được mở rộng nhiều. Máy thuỷ lực cánh gạt được sử dụng nhiều trong hệ thống máy công cụ, khoan, doa, phay, tiện, mài.
Hình 3.8 Bơm cánh gạt.
Trang 39
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Cấu tạo của bơm cánh gạt tác dụng đơn gồm có một vỏ hình trụ trong đó có rôto. Tâm của vỏ và rôto lệch nhau một khoảng là e. Trên rôto có các bản phẳng. Khi rôto quay, các bản phẳng này trượt trong các rãnh và gạt chất lỏng, nên gọi là cánh gạt. Phần không gian giới hạn bởi vỏ bơm và rôto gọi là thể tích làm việc.
Với kết cấu bơm cánh gạt như trên, một vòng quay máy thể hiện một lần hút và một lần đẩy còn gọi là bơm tác dụng đơn. Bơm càng nhiều cánh gạt thì lưu lượng càng đều, thông thường số cánh gạt có từ 4 đến 12 cánh.
Nhược điểm của bơm cánh gạt tác dụng đơn là gây lên lực hướng kính lệch (từ khoang đẩy).
b - Bể dầu:
Bể dầu có nhiệm vụ chính sau:
- Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình khép kín.
- Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc.
- Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc.
- Tách nước.
Kết cấu của bể dầu:
Hình 3.9: Bể dầu
Trang 40
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Bể dầu được ngăn làm 2 ngăn bởi một màng lọc (5). Khi mở động cơ (1), bơm dầu làm việc, dầu được hút lên qua bộ lọc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu xả về được cho vào một ngăn khác.
Dầu thường đổ vào bể qua một cửa (8) bố trí trên nắp bể lọc và ống xả (9) được đặt vào gần sát bể chứa. Có thể kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu (7).
Nhờ các màng lọc và bộ lọc, dầu cung cấp cho hệ thống đảm bảo sạch. Sau một thời gian làm việc định kỳ thì bộ lọc phải được tháo ra rửa sạch hoặc thay mới. Trên đường ống cấp dầu (sau khi qua bơm) người ta gắn vào một van tràn điều chỉnh áp suất dầu cung cấp và đảm bảo an toàn cho đường ống cấp dầu
c- Bộ lọc:
Trong quá trình làm việc, dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chất bẩn từ bên ngoài vào, hoặc do bản thân dầu tạo nên. Những chất bẩn đó sẽ làm kẹt các khe hở, các tiết diện chảy có kích thước nhỏ gây nên những trở ngại, hư hỏng trong các hoạt động của hệ thống. Do đó trong các hệ thống dầu ép đều dùng bộ lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên trong các cơ cấu.
Bộ lọc thường đặt ở đầu ống hút của bơm. Trường hợp dầu cần sạch hơn, đặt thêm một bộ nữa ở đầu ra của bơm và một bộ ở hệ thống xả của hệ thống dầu ép.
Tùy thuộc vào kích thước chất bẩn có thể lọc được, bộ lọc dầu có thể được phân thành các loại sau:
- Bộ lọc thô: có thể lọc được chất bẩn đến 0,1 mm.
- Bộ lọc trung bình: có thể lọc được chất bẩn đến 0,01 mm.
- Bộ lọc tinh: có thể lọc được chất bẩn đến 0,005 mm.
- Bộ lọc đặc biệt tinh: có thể lọc được chất bẩn đến 0,001 mm.
Các hệ thống dầu trong máy công cụ thường dùng bộ lọc trung bình và bộ lọc tinh.
Trang 41
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Hình 3.10: Hình ảnh bộ lọc
Cách lắp bộ lọc trong hệ thống: Tùy theo yêu cầu chất lượng của dầu trong hệ thống điều khiển, mà ta có thể lắp bộ lọc dầu theo các vị trí khác nhau:
- Lắp bộ lọc dầu ở đường hút.
- Lắp bộ lọc dầu ở đường nén.
- Lắp bộ lọc dầu ở đường xả.
-
Hình3.11 Cách lắp bộ lọc trong hệ thống
Trang 42
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Phần xử lý:
Dòng dầu thủy lực được bơm đưa lên các đường ống dẫn dầu đến bộ phận chấp hành. Để kiểm soát vận tốc của các cơ cấu chấp hành ta dùng van tiết lưu
Để ngăn ngừa quá tải ta dùng van tràn,van an toàn.
Đặc điểm các loại van:
Van áp suất:
Van áp suất dùng để điều chỉnh áp suất, tức là cố định hoặc tăng, giảm trị số áp suất trong hệ thống điều khiển bằng thủy lực.
Van áp suất có thể chia thành các loại sau:
- Van tràn và van an toàn.
- Van giảm áp.
- Van cản.
- Van đóng mở cho bình trích chứa thủy lực. a. Van tràn và van an toàn:
Tác dụng của nó là "ngăn ngừa" áp suất vượt quá một giá trị đặt trước bởi người sử dụng nhằm bảo vệ hệ thống hoặc cụm thiết bị không bị phá hỏng do áp suất (vì vậy nó được gọi là valve an toàn). Thông thường valve này có hai cửa dầu. Một cửa nối với nguồn cấp/gây ra áp suất; cửa kia nối về thùng chứa để xả bỏ dầu về thùng chứa. Lưu ý là lưu lượng xả bỏ qua valve an toàn hầu như không phụ thuộc vào áp suất
Van tràn làm việc thường xuyên còn van an toàn làm việc khi quá tải.
Trang 43
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
3.12 Hình vẽ cấu tạo của van an toàn.
b- Van 1 chiều:
Van này chỉ cho phép dòng lưu chất đi qua theo 1 chiều và cấm theo chiều ngược lại.
Hình3.13 :Van 1 chiều
Trang 44
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
c – Van tiết lưu:
Thiết bị này được thiết kế để giảm tiết diện dòng chảy của khí . Nó có thể điều chỉnh được hoặc không điều chỉnh được.
Trong đề tài này ta chọn van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng được.
Để điều chỉnh lưu lượng theo 1 chiều điều chỉnh được ta kết hợp 2 van trên
Hình 3.14 Van tiết lưu Phần điều khiển:
Van đảo chiều:
Ta sử dụng van đảo chiều vì nó dùng để đóng mở các ống dẫn để khởi động các cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để đảo chiều các chuyển động của cơ cấu chấp hành. Một số loại van đảo chiều:
- Van đảo chiều 2 cửa, 2 vị trí (2/2).
- Van đảo chiều 3 cửa , 2 vị trí (3/2).
- Van đảo chiều 4 cửa , 2 vị trí (4/2).
- Van đảo chiều 4 cửa, 3 vị trí (4/3)…
Van đảo chiều còn phong phú về tín hiệu tác động.
Ở đây ta sử dụng van đảo chiều 4 cửa 3 vị trí, lò xo định tâm, điều khiển bằng solenoid vận hành lái thủy lực.
Phần chấp hành :
Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học.
Cơ cấu chấp hành chuyển động tịnh tiến va chuyển động quay tròn.
Trang 45
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Hệ thống xylanh:
Xylanh gồm 2 loại : Xylanh lực và xylanh moment.
٭ Trong xylanh lực,chuyển động tương đối giữa pistongvới xylanh là chuyển động tịnh tiến
٭ Trong kết cấu,xylanh lực chia ra làm 2 loại:
ە Xylanh tác động đơn.
ە Xylanh tác động kép.
+ Xylanh tác động kép:
Chất lỏng làm việc tác động một lực cần thiết khi đi cũng như khi về,tạo nên chuyển động ở cả 2 chiều khi đi cũng như khi về
Hình 3.15 Xy lanh tác động kép.
٭ Nguyên lý hoạt động:
Chất lỏng làm việc tác động lên cả hai phía của pittong và tạo nên chuyển động hai chiều.
Trang 46
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com