Bài giảng Truyền động thủy lực và khí nén - Chương 4: Van điều chỉnh lưu lượng - Lê Thể Truyền

Nội dung text: Bài giảng Truyền động thủy lực và khí nén - Chương 4: Van điều chỉnh lưu lượng - Lê Thể Truyền

1. CENNITEC VAN ĐIỀU CHỈNH LƯU LƯỢNG LE THE TRUYEN
2. le the truyen Van điều chỉnh lưu lượng Van điều chỉnh lưu lượng dùng để điều chỉnh lượng dầu cung cấp cho xy lanh từ đó quyết định vận tốc làm việc cho các cơ cấu chấp hành. Điều này đạt được bằng cách thay đổi tiết diện của dòng chảy, đồng thời hình dáng hình học của tiết diện cũng giữ vai trò quan trọng trong vấn đề thiết kế các van điều chỉnh lưu lượng. Lưu lượng khi đi qua một tiết diện nhỏ thường được xem như là một dòng rối và nó được tính theo công thức sau: q = C x (ΔP)1/2 trong đó, q là lưu lượng, x là diện tích lổ chảy, ΔP là độ chênh áp trược và sau lổ, C là hằng số phụ thuộc vào hình dáng của lổ chảy, độ nhớt của lưu chất và hệ số Reynolds ΔP q Con trượt x, tiết diện Hình 3.39 Lưu lượng qua tiết diện hẹp Cennitec
3. le the truyen Van chỉnh lưu lượng có bù áp suất Lưu lượng vào Tiết diện A Van một chiều Bộ phận cân bằng áp suất F lò xo P1 P2 Tiết diện a Con trượt P3 Lưu lượng ra Bộ tiết lưu Nút điều chỉnh Hình 3.41 Van chỉnh lưu lượng có bù áp suất Hình 3.41 trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của van điều chỉnh lưu lượng có bù áp suất. Gọi P1 là áp suất tại cửa vào của van, P2 là áp suất tại cửa ra của bộ phận cân bằng áp suất (cũng là áp suất tại cửa vào của bộ tiết lưu) và P3 là áp suất tại cửa ra của van. Cennitec
4. le the truyen Van giảm tốc Con trượt Con lăn Cam Cam Tiết lTưiuết lưu Van một chiều Tiết diện a Lưu lượng vào Lưu lượng ra Bộ phận cân bằng áp suất Bạc Tiết diện A Nút điều chỉnh Lổ tiết lưu g n ợ Nhanh ư l u ư L Hình 3.43 Sự thay đổi lưu lượng theo hành trình cam Giảm dần Chậm Hành trình Mở hòan tòan cam Con trượt đóng dần theo Đóng hòan tòan hành trình cam Cennitec
5. le the truyen Van giảm tốc Hình 3.45 Mạch dùng van giảm tốc Cennitec
6. le the truyen Van tiết kiệm năng lượng Sơ đồ dưới đây trình bày hệ thống thủy lực dùng van điều chỉnh lưu lượng 3 cửa đang ở trạng thái nghỉ. D 0 bar 1 b Chỉnh 50 l/min 50 l/min A P B T a Lò xo điều khiển-5 bar P 1 Chỉnh 100 bar 5 bar 50 l/min M 100 l/min Lưu lượng cung cấp bởi bơm là 100 l/min. Van điều chỉnh lưu lượng chỉnh ở 50 l/min. Lò xo điều khiển của van áp suất có giá trị là 5 bar (giá trị này dao động từ 4 đến 10 bar tùy theo nhà chế tạo). Trong trạng thái nghỉ như trong hình trên, lưu lượng 50 l/min xả về bể chứa dầu với độ chênh áp suất là 5 bar. Cennitec
7. le the truyen Van tiết kiệm năng lượng 100 bar D1 Chỉnh 50 l/min b A P 0 l/min T B Lò xo điều khiển-5 bar a P 1 Chỉnh 100 bar 100 bar 100 l/min M 100 l/min Khi tải của cơ cấu chấp hành tăng lên thì bộ điều chỉnh áp suất tự cân bằng để luôn giữ cho độ chên áp luôn là 5 bar. Khi tải tăng đến ngưỡng cài đặt của van, trong trường hợp này là 100 bar, thì toàn bộ lưu lượng của bơm sẽ trả về bể chứa dầu. Cennitec
8. le the truyen Bộ chia lưu lượng Bộ chia lưu lượng dạng này cũng có thể dùng để tăng áp suất đầu ra (xem hình 3.45). Động cơ thứ 2 được nối về bể chứa dầu. Nó kéo động cơ thứ nhất, hoạt động như bơm với áp suất vào là P. Giả thiết rằng hệ thống là lý tưởng, công suất thủy lực đầu vào và đầu ra bằng nhau. Do vậy, Q1P1 + Q2P2 = QP P1 Q1 P2 Q2 Q1 = Vg1n, Q2 = Vg2n và Q1 + Q2 = Q Vg1 Vg2 Vì P2 = 0 nên P1 = P(Vg1+ Vg2)/ Vg1 P Q Cennitec
9. le the truyen Bộ chia lưu lượng P2 P4 90 bar 0 bar A B D1 b P T a 30 l/min 30 l/min Để xy lanh có được vận tốc trung bình, vị trí các n i m / l A B van phân phối được điều khiển như trong hình. 0 c 3 Cuộn dây d được kích hoạt cho phép 30 l/min A B cấp thêm cho xy lanh. Lúc này áp suất làm việc P T d của bơm sẽ là 60 bar. T n i m / l 0 3 P1 120 bar 60 bar p0 P T M 90 l/min Cennitec
10. le the truyen Bộ chia lưu lượng P2 P4 90 bar 0 bar A B D1 b P T a 60 l/min 0 l/min Để xy lanh đi ra với vận tốc nhanh nhất, các n i m / van phân phối được điều khiển như trong l A B 0 c hình. Áp suất làm việc của bơm ở giai đoạn 3 A B này đúng bằng tải của xy lanh. P T d T n i m / l 0 3 P1 120 bar p 90 bar 0 P T M 90 l/min Cennitec
11. le the truyen Các phương pháp điều chỉnh vận tốc của xy lanh a) Điều chỉnh lưu lượng ngõ vào Lưu lượng do bơm cung cấp là Q (l/min) 2 A (cm2) a (cm ) Lưu lượng cần chỉnh cho xy lanh là q (l/min) Lưu lượng dư xả va van an tòan là (Q – q) (l/min) Năng lượng mất mát là [P x (Q - q)]/600 (kW), P (bar) là giá trị cài cho van giới hạn áp suất. Vận tốc của xy lanh trong trường hợp này là v = (Q-q) (l/min) q/6A (m/s). q (l/min) Dầu vào xy lanh sẽ bị nén trước khi xy lanh bắt p (bar) đầu chuyển động. Lực (hoặc áp suất) cần di chuyển xy lanh từ trạng thái đứng yên sẽ lớn hơn lực (hoặc áp suất) cần để duy trì chuyển động Q (l/min) của xy lanh. Khi tải bắt đầu chuyển động, lực cản giảm và áp suất trong piston rơi do sự tăng thể tích đột ngột. Do vậy với cách điều khiển này sẽ tồn tại những thời điểm không ổn định trong chuyển động của xy lanh. Cennitec
12. le the truyen Các phương pháp điều chỉnh vận tốc của xy lanh Lưu lượng dư xả qua van giới hạn áp 2 2 A (cm ) a (cm ) suất là 0 (l/min). Về lý thuyết đây là phương pháp mang lại hiệu suất cao nhất. Nhưng độ chính xác của phương q (l/min) pháp này phụ thuộc vào độ ổn định của (Q-q) (l/min) lưu lượng bơm. Phương pháp này nên được sử dụng cho hệ thống mà áp suất hầu như là một hằng số hoặc yêu 0 (l/min) cầu về độ chính xác của vận tốc cơ cấu chấp hành là không cao. p (bar) Q (l/min) Cennitec