BÀI 3. VAN ĐẢO CHIỀU, VAN MỘT CHIỀU

Chia sẻ: Ngo Thi Huyen | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

1.222
lượt xem 155
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong hệ thống điều khiển khiển bằng thủy lực, việc điều khiển chiều chuyển động của xilanh thủy lực được thực hiện nhờ các van đảo chiều, các van loại này có thể thay đổi chiều cung cấp dầu hoặc ngừng việc cung cấp dầu vào các khoang của xilanh thủy lực. Vì vậy, trong hầu hết các hệ thống điều khiển bằng thủy lực đều sử dụng các van đảo chiều.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI 3. VAN ĐẢO CHIỀU, VAN MỘT CHIỀU

BÀI 3. VAN ĐẢO CHIỀU, VAN MỘT CHIỀU (Directional control valves and check valves) Nội dụng: I – VAN ĐẢO CHIỀU 1. Chức năng 2. Các khái niệm 3. Ký hiệu 4. Các loại tín hiệu tác động 5. Kết cấu van đảo chiều 6. Đặc tính lưu lượng của van đảo chiều II – VAN MỘT CHIỀU 1. Van một chiều tác động trực tiếp 2. Van một chiều tác động gián tiếp Trong hệ thống điều khiển khiển bằng thủy lực, việc điều khiển chiều chuyển động của xilanh thủy lực được thực hiện nhờ các van đ ảo chi ều, các van loại này có thể thay đổi chiều cung cấp dầu hoặc ngừng vi ệc cung c ấp d ầu vào các khoang của xilanh thủy lực. Vì vậy, trong h ầu h ết các h ệ th ống đi ều khi ển b ằng thủy lực đều sử dụng các van đảo chiều. I – VAN ĐẢO CHIỀU (DIRECTIONAL CONTROL VALVES) 1. Chức năng Điều khiển việc cung cấp dầu và hướng cấp dầu vào các khoang của xilanh thủy lực từ đó thực hiện khởi động, dừng hoặc đảo chiều chuyển động của xilanh thủy lực. 2. Các khái niệm Van đảo chiều được xác định bằng số cửa và số vị trí. – Số cửa: là số cửa để dẫn dầu vào van hay ra khỏi van, thường là 2, 3, 4 – Số vị trí: là số vị trí điều khiển của con trượt van, thông th ường là 2; ứng v ới mỗi vị trí, van đảo chiều dừng việc cung cấp dầu hay đảo chiều cung cấp dầu cho xilanh thủy lực. 3. Ký hiệu Van đảo chiều được ký hiệu theo những quy tắc sau: – Mỗi vị trí của van được ký hiệu bằng 1 ô vuông. – Mỗi cửa được biểu diễn bằng các chữ cái hoặc số. Các chữ cái thường dùng để ký hiệu các cửa, thông thường: P – cửa nối với đường dẫn dầu từ bơm T – cửa nối với đường dẫn dầu về bể A, B – cửa nối với cơ cấu chấp hành(xi-lanh) – Các mũi tên trong các ô vuông chỉ hướng dầu qua van, các v ị trí gi ữa ch ỉ đ ường dẫn dầu khi van ở vị trí chính giữa.
Hình 3.1. Van đảo chiều 4 cửa/ 3 vị trí đóng tâm Trên hình 3.1 giải thích ký hiệu của van đảo chi ều 4 cửa 3 v ị trí đóng tâm: 3 ô vuông là 3 vị trí van, trong mỗi ô: có 4 cửa vào ra, các đ ường và mũi tên ch ỉ đ ường đi của dầu qua van vào xilanh thủy lực; ở vị trí chính giữa, các cửa của van không đ ược nối với nhau, dầu không thể qua van, vì vậy van vày gọi là đ ảo chi ều 4 c ửa 3 v ị trí đóng tâm. 4. Các loại tín hiệu tác động Để điều khiển van đảo chiều, trên các van có bộ phận nh ận tác đ ộng đi ều khiển, chọn vị trí làm việc của van. Trong ký hiệu của van đảo chiều, các bộ phận nhận tác động điều khiển và điều khiển vị trí làm việc của van được biểu diễn ở 2 phía của van. Các tín hiệu tác động điều khiển vị trí làm việc của van có th ể là tín hiệu cơ do người sử dụng trực tiếp thực hiện, cũng có thể là các tác đ ộng gián ti ếp thông qua tín hiệu điện, thủy lực, khí nén. Trên hình 3.2 trình bày các lo ại tín hi ệu thường dùng của van đảo chiều. Hình 3.2. Các loại tín hiệu tác động thường dùng của van đảo chiều 5. Kết cấu van đảo chiều Các van đảo chiều có 2 kiểu kết cấu chính là: kiểu nút đậy và kiểu con trượt. a) Van đảo chiều kiều nút đậy (poppet valves)
Hình 3.3. Van đảo chiều kiểu nút đậy 3/2 Nút đậy có thể có hình cầu, nón cụt hoặc hình đĩa. – Ưu điểm: độ khít cao, tuổi thọ cao, tác động nhanh. – Nhược điểm: chế tạo phức tạp, hạn chế lưu lượng qua van, khó đạt nhiều vị trí, thường chỉ có 2 vị trí. Trên hình 3.3 mô tả cấu tạo và ký hiệu của van đảo chi ều ki ểu nút đ ậy 3 c ửa (A, P, T), 2 vị trí (a và b), ở mỗi phía có các tín hiệu tác đ ộng bằng đi ện t ừ và b ằng lò xo. Khi chưa có dòng điện vào cuộn dây điện từ a, van làm việc ở vị trí b, d ầu t ừ c ủa A về T. Khi có dòng điện vào cuộn dây điện từ a sinh ra lực hút điện từ, van làm vi ệc ở vị trí a, dầu từ cửa P ra cửa A. b) Van đảo chiều kiều con trượt (sliding spool - types) Van đảo chiều trên hình 3.1 là van kiểu con trượt. – Ưu điểm: chế tạo dễ, lưu lượng qua van lớn, có thể đạt nhiều vị trí. – Nhược điểm: độ kín khít không cao do có trượt; làm việc dễ bị mòn do đó tuổi thọ không cao. Van kiểu con trượt có nhiều ưu điểm lớn nên được dùng rất phổ biến. 6. Đặc tính lưu lượng của van đảo chiều kiểu con trượt Dựa vào chức năng của van, con trượt của van đảo chiều có các đ ộ ch ồng con trượt khác nhau. Theo độ chồng con trượt, van đảo chiều được phân chia thành: lo ại có độ chồng dương (over-lapping), loại có độ chồng bằng không (zero-lapping), và loại có độ chồng âm (under-lapping) (hình 3.4) . Hình 3.4. Độ chồng của van đảo chiều a – độ chồng dương; b – độ chồng âm; c – độ chồng bằng không Gọi : x là độ dịch chuyển của con trượt khỏi vị trí trung gian, – tiết diện tiết lưu cho dầu qua khi van mở. Từ hình 3.4, đối với van có đ ộ ch ồng d ương l ưu l ượng qua van đảo chiều kiểu con trượt được xác định như sau (coi diện tích mở các cửa của van tỷ lệ tuyến tính với độ mở cửa và bỏ qua sự rò dầu qua van): Khi , và Khi , và Khi , và
ở đây: – tiết diện cho dầu qua khi van mở, m2 – độ dịch chuyển của con trượt, m – độ chồng của con trượt = – hệ số tỷ lệ tuyến tính của tiết diện van với độ mở của van – độ rộng của cửa van Từ đó xây dựng được đặc tính biểu diễn sự phụ thuộc c ủa l ưu l ượng qua van vào độ dịch chuyển của con trượt đối với mỗi kiểu van có độ ch ồng khác nhau (nh ư trên hình 3.5). Dựa vào đặc tính này, có th ể hiểu được sự bi ến đ ổi l ưu l ương qua các kiểu van đảo chiều có độ chồng khác nhau và ưu nhược điểm cũng như ứng dụng của từng loại van đảo chiều có độ chồng khác nhau. a, b, c, Hình 3.5. Đặc tính lưu lượng của van đảo chiều kiểu con trượt Van đảo chiều có độ chồng dương được sử dụng trong những hệ thống cần đảm bảo sự dò dầu nhỏ khi con trượt ở vị trí trung gian, đồng thời đảm bảo đ ộ c ứng vững của kết cấu cao, tính ổn định cao trước sự thay đổi của tải và các tác đ ộng bên ngoài. Van đảo chiều có độ chồng bằng không được sử dụng phần lớn trong các hệ thống điều khiển thủy lực có độ chính xác cao,ví dụ ở van thủy l ực tỷ l ệ hay c ơ c ấu servo. Công nghệ chế tạo loại van này tương đối khó khăn. Van đảo chiều có độ chồng âm có mất mát dầu chảy qua khe thông về thùng chứa khi nòng van ở vị trí trung gian. Loại van này được sử dụng khi không có yêu cầu về sự dò chất lỏng, cũng như độ cứng vững của hệ thống.
II – VAN MỘT CHIỀU (CHECK VALVES) Trong hệ thống điều khiển bằng thủy lực, để điều khiển chỉ cho chất l ỏng chảy qua theo một chiều nhất định, người ta thường sử dụng các loại van một chiều. Các loại van một chiều thường dùng: là van một chiều tác động trực tiếp, van m ột chiều điều khiển được hướng chặn và van tác động khóa lẫn. 1. Van một chiều tác động trực tiếp (Direct-operated Check Valve) a b, Hình 3.6. Cấu tạo và ký hiệu của van một chiều tác động trực tiếp a– ký hiệu van 1 chiều không có lò xo hoặc lò xo có độ cứng nhỏ; b – ký hiệu van 1 chiều có lò xo Van một chiều chỉ cho chất lỏng đi qua 1 chiều. Đối với van một chiều tác động trực tiếp có lò xo (hình 3.6.b), áp suất mở (cracking pressure) P r thường nhỏ hơn 10 bar. Đối với van một chiều tác động trực tiếp không có lò xo ho ặc lò xo có đ ộ c ứng nhỏ, Pr thường nhỏ hơn 0.2 bar. Ví dụ sử dụng van một chiều tác động trực tiếp để gi ữ t ải trọng m (duy trì v ị trí của tải trọng) khi bơm mất điện được biểu diễn trên hình 3.7.
Hình 3.7. Một số kết cấu sử dụng van một chiều 2. Van một chiều tác động gián tiếp (Pilot-operated Check Valve) Van một chiều tác động gián tiếp cho chất lỏng chảy tự do qua van theo 1 chiều và chất lỏng có thể chảy qua van theo chiều ngược lại khi có tác động đi ều khi ển vào van. a) Van một chiều có điều khiển mở hướng chặn (Pilot – to – open check valve) (hình 3.8) Khi dầu chảy từ A qua B van thực hiện theo nguyên lý làm vi ệc c ủa van m ột chiều, nhưng khi dầu chảy từ B qua A thì cần có tín hiệu điều khiển bên ngoài tác động vào cửa X của van. Hình 3.8. Van một chiều có điều khiển mở hướng chặn Ví dụ ứng dụng van một chiều có điều khiển mở hướng chặn (hình 3.13). Hình 3.9. Van một chiều có điều khiển mở hướng chặn dùng trong mạch thuỷ lực để nâng, hạ tải trọng m Trên hình 3.9, khi nâng tải trọng, van đảo chiều làm việc ở vị trí bên trái, dầu từ nguồn cấp qua van một chiều theo chiều từ A sang B nâng tải trọng lên, khi đó van đảo chiều b phải làm việc ở vị trí bên phải. Khi hạ tải trọng xuống cần đi ều khi ển cho dầu qua van một chiều theo chiều từ B sang A, bằng cách sử dụng van đảo chiều b làm việc ở vị trí bên trái, áp suất dầu tại cửa X của van một chiều s ẽ làm nó m ở cho dầu chảy theo hướng từ B sang A.
b) Van một chiều có điều khiển khóa van (Pilot – to – close check valve) Trên hình 3.10.a trình bày cấu tạo và ký hiệu của van một chi ều có đi ều khi ển khóa van.Nguyên lý làm việc: thông thường khi không có tín hiệu điều khiển tác động vào cửa X thì dầu có thể chảy tự do theo 1 chi ều t ừ A sang B nh ư van m ột chiều thông thường, nhưng khi có tín hiệu điều khiển tác động vào c ửa X thì d ầu không thể chảy từ A sang B. Trên hình 3.10.b trình bày ứng dụng điển hình của van một chiều có điều khiển khóa van, trong đó nó cho phép tăng lưu l ượng dầu từ phía cuối cần đẩy pít-tông về bể, do đó tăng vận tốc chuyển động đẩy ra của pít-tông. a, b, Hình 3.10.Van một chiều có điều khiển khóa van. c) Van tác động khoá lẫn (hình 3.11) Hình 3.11. Van tác động khóa lẫn a – khi dòng chảy từ A1 qua B1 hoặc từ A2 qua B2 (như van một chiều); b - khi dòng chảy từ B2 về A2 thì phải có tín hiệu điều khiển A1; c – ký hiệu – Nguyên lý hoạt động: Kết cấu của van tác động khoá lẫn, th ực ra là l ắp 2 van một chiều có điều khiển mở hướng chặn. Khi dòng chảy từ A 1 qua B1 hoặc từ A2 qua B2 theo nguyên lý của van một chiều. Nhưng khi dầu chảy từ B 2 qua A2 thì phải có tín hiệu điều khiển A1 hoặc khi dầu chảy từ B 1 qua A1 thì phải có tín hiệu điều khiển A2. – Ví dụ mạch ứng dụng: Mạch ứng dụng van tác động khoá lẫn để nâng, hạ tải trong nh ư hình 3.11. Với van tác động khoá lẫn lắp trong mạch, tải trọng m sẽ được giữ vị trí chính xác và an toàn khi van điều khiển hướng ở vị trí trung gian.
Khi van đảo chiều làm việc ở vị trí trung gian như trên hình vẽ cả 2 van một chiểu điều khiển được hướng chặn trong van tác động khóa l ẫn đ ều đóng, t ải đ ược giữ lơ lửng ở vị trí nào đó. Khi van đảo chiều làm việc ở vị trí bên trái, van một chiều 1 mở theo hướng từ A1 sang B1, còn van một chiều 2 dưới tác động của áp suất dầu ở cửa A1 mở cho dầu chảy theo hướng từ B 2 sang A2, tải trọng được nâng lên. Khi van đảo chiều làm việc ở vị trí bên phải, van một chiều 2 m ở theo h ướng t ừ A 2 sang B2, còn van một chiều 2 dưới tác động của áp suất dầu ở c ửa A 2 mở cho dầu chảy theo hướng từ B1 sang A1, tải trọng được hạ xuống. Câu hỏi ôn tập 1. Trình bày chức năng, các khái niệm và giải thích ký hiệu của van đảo chiều? 2. Trình bày đặc tính lưu lượng của van đảo chiều kiểu con trượt? 3. Trình bày chức năng của van một chiều? Cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý hoạt động. Ví dụ sử dụng van một chiều tác động trực tiếp? 4. Trình bày chức năng của van một chiều? Cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý hoạt động, Ví dụ sử dụng van một chiều tác động gián tiếp?