Hệ truyền dẫn thủy lực dạng thể tích ( Phần 2): Phân loại , Nguyên lý hoạt động

Trong bài này mình giới thiệu tới các bạn phân loại và nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ truyền dẫn thủy lực dạng thể tích (trong bài mình nói gọn thành “Hệ truyền dẫn” ). Và một lưu ý nhỏ chất lỏng nhắc trong bài là chất lỏng làm việc
(hay chất lỏng vận hành ). 4 hình dưới đây sẽ minh họa nhiều cho bài . Các chi tiết ở 4 hình cùng chỉ số cùng chức năng: 1-máy bơm; 2- động cơ; 4a-van an toàn; 4b- van tràn; 5-van phân phối; 6-van tiết lưu; 7- van một chiều; 8-bộ lọc dầu; 9-thùng chứa; 11- đồng hồ đo áp suất.

>> Hệ truyền dẫn thủy lực dạng thể tích (Phần 1)

I. Phân loại:

Phân loại dựa trên cấu trúc và đặc tính các bộ phận, các thành phần tham gia vào hệ truyền dẫn. Chúng ta có thể phân loại dựa trên các tiêu chí sau.

1.  Dựa trên đặc tính chuyển động cơ cấu làm việc của động cơ phân ra:

Hệ truyền dẫn - động cơ chuyển động quay: Động cơ là motor thủy lực, dẫn động trục quay không giới hạn ( hình a )

Hệ truyền dẫn - động cơ tính tiến:Động cơ là xilanh thủy lực có khả năng chuyển động tịnh tiến khứ hồi ( hình b và c)

Hệ truyền dẫn - động cơ quay lắc:Động cơ là các động cơ quay lắc, dẫn động trục thực hiện quay khứ hồi một góc giới hạn, thường là nhỏ hơn 360⁰. (hình d)

2. Dựa trên khả năng điều khiển phân ra: hệ truyền dẫn điều khiển và hệ truyền dẫn không điều khiển.

Hệ truyền dẫn điều khiển:  Là hệ mà trong quá trình vận hành vận tốc của cơ cấu làm việc (cơ cấu chấp hành) có thể thay đổi theo yêu cầu. Để thay đổi vận tốc cơ cấu chấp hành cần phải thay đổi lưu lượng dòng chất lỏng.

- Dựa trên các cách thay đổi lưu lượng chất lỏng, Hệ truyền dẫn điều khiển phân ra: điều khiển dạng van tiết lưu (hình b và d) , điều khiển dạng thể tích (sử dụng máy bơm, động cơ có khả năng thay đổi thể tích làm việc – cũng chính là lưu lượng riêng) (hình a), điều khiển dạng kết hợp van tiết lưu – thể tích , điều khiển vận tốc dộng cơ dẫn động máy bơm thủy lực.

- Dựa trên đặc tính điều khiển hệ truyền dẫn điều khiển cũng có thể phân ra: điều khiển bằng tay, điều khiển tự động.

- Dựa vào yêu cầu nhiệm vụ điều khiển phân ra: điều khiển ổn định, điều khiển tuần tự, điều khiển lập trình.

Hệ truyền dẫn không điều khiển: là hệ trong quá trình vận hành không thể thay đổi vận tốc cơ cấu làm việc.

3. Dựa vào sơ đồ tuần hoàn chất lỏng phân ra:

Hệ truyền dẫn mạch kín:(hình a)  trong đó chất lỏng từ động cơ thoát ra được dẫn vào cửa hút của máy bơm. Hệ truyền dẫn mạch kín có ưu điểm nhỏ gọn, có khối lượng không lớn, trục quay máy bơm có thể đạt được tần số lớn mà không xuất hiện cavitation. Nhược điểm hệ này đó là làm nguội chất lỏng kém, và phải tháo toàn bộ chất lỏng ra khi sửa chữa.

Hệ truyền dẫn mạch hở( hình b,c,d):  trong đó chất lỏng được cung cấp từ bình chứa hoặc trực tiếp từ ngoài khí quyển. Ưu điểm: làm nguội, và lọc chất lỏng tốt. Nhược điểm: cồng kềnh, khối lượng lớn, tần số trục máy bơm giới hạn (do yêu cầu phòng ngừa cavitation).

( Hiện tượng cavitation - sẽ được trình bày trong một bài khác)

4. Dựa vào nguồn cung cấp chất lỏng cho hệ truyền dẫn phân ra:

Hệ truyền dẫn dùng máy bơm:chất lỏng đổ vào động cơ được cấp từ máy bơm. Máy bơm này tham gia vào thành phần hệ truyền dẫn.

Hệ truyền dẫn dùng bình tích:chất lỏng đổ vào động cơ được cấp từ bình tích. Bình tích duy trì áp suất từ một nguồn bên ngoài, nguồn này không tham gia vào thành phần hệ truyền dẫn.

Hệ truyền dẫn dùng mạng lưới:chất lỏng đổ vào động cơ được cấp từ mạng lưới chuyên dụng, mạng lưới này không tham gia vào thành phần của hệ truyền dẫn.

5. Dựa vào loại dẫn động của động cơ thủy lực: Hệ truyền dẫn tới máy phát điện, hệ truyền dẫn tới Tubin.

II. Nguyên lý hoạt động:

Hệ truyền dẫn hoạt động dựa trên định luật Pascan: Sự thay đổi áp suất tại một điểm tĩnh bất kỳ trong hệ chất lỏng mà không làm thay đổi trạng thái cân bằng của nó được truyền đi nguyên vẹn tới tất cả các điểm còn lại trong hệ đó.

Máy bơm 1 cung bơm chất lỏng theo đường ống 3, qua van phân phối 5 tới động cơ thủy lực. Van phân phối 5 có 2 vị trí  tương ứng với quá trình làm việc có tải và không tải của động cơ. Chất lỏng thoát ra từ máy bơm được đổ vào thùng chứa 9 (đối với mạch hở) hoặc đổ vào cửa hút của máy bơm (đối với mạch kín). Trong thùng chứa chất lỏng được làm nguội và lại quay trở lại hệ truyền dẫn.  Bộ lọc 8 dùng để lọc cặn bẩn trong chất lỏng đảm bảo độ tin cậy làm việc của hệ.

Điều khiển vận tốc cơ cấu làm việc của động cơ : sử dụng mạch dạng van tiết lưu hoặc mạch thể tích. Khi điều khiển bằng van tiết lưu, trong mạch lắp đặt máy bơm cố định ( máy bơm không điều chỉnh), điều chỉnh vận tốc cơ cấu làm việc thông qua điều chỉnh lưu lượng qua van 6. Khi điều khiển thể tích vận tốc cơ cấu chấp hành của động điều chỉnh thông qua điều chỉnh lưu lượng của máy bơm hoặc lưu lượng motor thủy lực.

Bảo vệ hệ truyền dẫn sử dụng van an toàn 4a và van tràn 4b. Kiểm tra áp suất bằng đồng hồ đo 11.

Trong hệ truyền dẫn không thể tránh khỏi rò rỉ. Đối với hệ truyền dẫn mạch kín để đảm bảo vận hành cần bộ phận bù rò rỉ - hệ máy bơm 1a ( hình a)