Giáo trình Công nghệ khí nén và thủy lực ứng dụng

nghe thuyết trình trên lớp có thảo luận nhóm I. Khái niệm, yêu cầu vμ các thông số của thuỷ lực: 1. Khái niệm vμ yêu cầu: Thuỷ lực lμ các chất lỏng có áp suất cao hơn hoặc thấp hơn áp suất môi tr−ờng đ−ợc dùng lμm môi chất trung gian để truyền năng l−ợng (cơ năng). Các khái niệm cơ bản đ−ợc dùng trong hệ thống thuỷ lực bao gồm: - Bộ nguồn: lμ bộ phận cung cấp thuỷ lực cho các bộ phận khác trong hệ thống. Thông th−ờng bộ nguồn gồm có một động cơ điện vμ một máy nén chất lỏng. - Đ−ờng ống dẫn: lμ các ống kim loại hoặc phi kim loại chịu đ−ợc áp suất cao dùng để truyền dẫn dòng chất lỏng từ bộ nguồn đến các bộ phận khác. - Van khoá: lμ bộ phận dùng để đóng ngắt dòng chất lỏng trên các đ−ờng ống dẫn. - Van một chiều: lμ bộ phận chỉ cho dòng chất lỏng chạy qua theo một chiều nhất định. - Van tiết l−u: lμ bộ phận dùng để thay đổi l−u l−ợng dòng chất lỏng trên đ−ờng ống dẫn. - Van an toμn: lμ bộ phận dùng để xả bớt thuỷ lực trong hệ thống khi áp suất v−ợt quá mức cho phép. - Buồng chứa: lμ bộ phận cất giữ thuỷ lực từ bộ nguồn khi ch−a đ−ợc sử dụng. - Bầu áp lực, xi lanh lực: lμ bộ phận biến đổi áp suất thuỷ lực thμnh lực (tạo chuyển động tịnh tiến). - Cơ cấu tỷ lệ: lμ bộ phận khi nhận tín hiệu vμo sẽ cho một tín hiệu ra sai khác theo một tỷ lệ cho tr−ớc. - Động cơ thuỷ lực: lμ bộ phận biến đổi áp suất thuỷ lực thμnh mô men (tạo chuyển động quay). • Yêu cầu đối với thuỷ lực lμ: - Sạch: trong chất lỏng không có bụi. - Bảo đảm một áp suât nhất định vμ giữ giá trị ổn định. - Không tự cháy nổ. - Độ nhớt bé. 42 2. Các thông số của thuỷ lực: - áp suất: th−ờng ký hiệu lμ P, đơn vị đo: N/m2, kG/cm2, Pa, at, bar, mmHg, . . . - Thể tích: th−ờng ký hiệu lμ V, đơn vị đo: m3, lít, cc, . . . - L−u l−ợng: th−ờng ký hiệu lμ Q, đơn vị đo: m3/s. II. Các quy luật truyền dẫn của thuỷ lực: 1. Ph−ơng trình cột áp: P H= γ Trong đó: P lμ áp suất tuyệt đối, H lμ cột áp, γ lμ trọng l−ợng riêng chất lỏng. 2. Ph−ơng trình dòng liên tục: S1.v1 = S2.v2 = const Trong đó: S lμ tiết diện dòng chảy, v lμ vận tốc dòng chảy. 3. Ph−ơng trình becnuly: ρ v2 + P + ρ gh = const 2 Trong đó: P lμ áp suất tuyệt đối, v lμ vận tốc dòng khí, g lμ gia tốc trọng tr−ờng, h lμ cột áp của cột chất lỏng. III. Nhận dạng các thiết bị sử dụng thủy lực: Bơm thủy lực 43 Xi lanh lực Cụm van khóa 44 IV. Câu hỏi vμ bμi tập 1. Nêu các khái niệm về thμnh phần của thuỷ lực. 2. Nêu vμi ví dụ về các hệ thống sử dụng thuỷ lực trong thực tế ? 45 Bμi 4 cấu tạo hệ thống truyền động bằng thủy lực Mã bμi: HAR.02 09 04 Giới thiệu : Cấu tạo hệ thống truyền động bằng thuỷ lực lμ bμi học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về truyền động bằng thuỷ lực mμ những kiến thức nμy sẽ lμm cơ sở lý thuyết cho việc rèn luyện kỹ năng kỹ xảo để sử dụng vμ bảo d−ỡng tốt nhất các thiết bị vμ dụng cụ dùng để sửa chữa ô tô cũng nh− để sửa chữa các thiết bị khí nén thuỷ lực trên ô tô. Mục tiêu thực hiện: Học xong bμi nμy học viên có khả năng: − Phát biểu đúng yêu cầu,nhiệm vụ vμ phân loại hệ thống truyền động bằng thủy lực. − Giải thích đ−ợc sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng thủy lực. − Nhận dạng đ−ợc cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của các thiết bị truyền động bằng thủy lực. Nội dung chính: I- Nhiệm vụ,yêu cầu vμ phân loại. II- Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng thủy lực. 1. Sơ đồ cấu tạo. 2. Nguyên lý hoạt động. III- Cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống truyền động thủy lực. 1. Bơm thủy lực. 2. Xi lanh lực. 3. Động cơ thủy lực. 46 nghe thuyết trình trên lớp có thảo luận nhóm I. Nhiệm vụ, yêu cầu vμ phân loại: - Nhiệm vụ của của truyền động thuỷ lực lμ truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận lμm việc của các máy. Truyền động thuỷ lực dùng môi tr−ờng chất lỏng lμm khâu trung gian để truyền cơ năng, nó xuất hiện do yêu cầu truyền công suất lớn với đặc điểm êm, ổn định vμ dễ tự động hoá ... mμ các loại truyền động khác ch−a đáp ứng đ−ợc. - Yêu cầu: + Dễ thực hiện việc điều chỉnh vô cấp vμ tụ động điều chỉnh vận tốc chuyển động của bộ phận lμm việc trong các máy, ngay cả khi máy đang lμm việc, + Truyền đ−ợc công suất lớn. + Cho phép đảo chiều chuyển động bộ phận lμm việc của máy dễ dμng. + Truyền động êm không có tiếng ồn. + Kết cấu gọn nhẹ có quán tính nhỏ + Đối với chất lỏng lμm việc phải có độ nhớt thích hợp vμ ít thay đổi khi nhiệt độ, áp suất thay đổi, hệ số chịu nén nhỏ, ổn định vμ bền vững về mặt tính chất hoá học. Khó bị ôxi hoá, khó cháy, ít hoμ tan khí vμ hơi n−ớc - Phân loại: dựa theo nguyên lý lμm việc truyền động thuỷ lực đ−ợc chia thμnh: + Truyền động thuỷ động. * Khớp nối thuỷ lực. * Biến tốc thuỷ lực. + Truyền động thuỷ tĩnh. * Truyền động thuỷ tĩnh có chuyển động quay. * Truyền động thuỷ tĩnh có chuyển động tịnh tiến. II. Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng thuỷ lực: 1. Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên tắc hoạt động hệ thống truyền động thuỷ động. 47 ống nối Bộ phận dẫn h−ớng Động cơ ống hút Bơm ly vμo Tuabin tâm Chân vịt ống hút ra Thùng chứa chất lỏng Hình 4.1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống truyền động thuỷ động Truyền động thuỷ động lμ một thiết bị tổ hợp, trong đó chủ yếu có hai máy thuỷ lực cánh dẫn : bơm li tâm vμ tuabin thuỷ lực. Truyền động thuỷ động ra đời từ dầu thế kỷ 20, xuất phát từ việc tìm ph−ơng pháp truyền công suất lớn với vận tốc cao từ các động cơ đến chân vịt tầu thuỷ. Nh−ng nó mới đ−ợc nghiên cứu kỹ vμ sử dụng rộng rãi trong các ngμnh công nghiệp khoảng vμi ba m−ơi năm gần đây, nhất lμ trong ngμnh chế tạo máy vận chuyển (ôtô, máy kéo, xe tăng, tμu thuỷ, tμu hoả). Cấu tạo cơ bản nhất của truyền động thuỷ động bao gồm: Bơm ly tâm, động cơ, ống hút vμo của bơm ly tâm, thùng chứa chất lỏng, ống nối, tuabin, bộ phận dẫn h−ớng, ống hút ra của tuabin, các cơ cấu chấp hμnh. Để lμm kết cấu của hệ thống truyền động thuỷ động gọn nhẹ hơn ng−ời ta có ý nghĩ ghép bánh bơm vμ bánh tuabin đặt rất gần nhau trong một vỏ chung bỏ cả ống dẫn, mối nối vμ các bộ phận phụ. Trên cơ sở đó ng−ời ta thực hiện hai kết cấu truyền động thuỷ động khác nhau rõ rệt: đó lμ khớp nối thuỷ lực vμ biến tốc thuỷ lực. 2. Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên tắc hoạt động hệ thống truyền động thuỷ tĩnh. Khác với truyền động thuỷ động, truyền động thuỷ lực thể tích (truyền động thuỷ tĩnh) chủ yếu dựa vμo tính chất không nén đ−ợc của chất lỏng để truyền áp năng, nhờ đó có thể truyền động đ−ợc xa mμ ít tổn thất năng l−ợng. Để tạo ra áp năng lớn, nâng cao công suất truyền, trong truyền động thuỷ tĩnh ng−ời ta dùng các máy thuỷ lực thể tích ( bơm vμ động cơ thuỷ lực thể tich). 48 Hệ thống truyền động thuỷ lực thể tích có ba phần: − Bơm (nguồn năng l−ợng) − Động cơ thuỷ lực. − Phần biến đổi vμ điều chỉnh. Trong phần đầu cơ năng dẫn động (của động cơ điện chẳng hạn ) đ−ợc biến thμnh áp năng của chất lỏng. Phần thứ hai, áp năng của chất lỏng đ−ợc biến thμnh cơ năng của động cơ thuỷ lực lμm chuyển động bộ phận chấp hμnh. Phần biến đổi vμ điều chỉnh có nhiệm vụ điều chỉnh vμ điều khiển năng l−ợng dòng chất lỏng phù hợp với yêu cầu của động cơ thuỷ lực. Nhờ truyền động thuỷ tĩnh chúng ta có thể tạo ra đ−ợc nhiều dạng chuyển động của bộ phận chấp hμnh với quy luật tuỳ ý (chuyển động quay, chuyển động tịnh tiến ...) a. Truyền động thuỷ tĩnh có chuyển động tịnh tiến: Xi lanh lực Bơm pít tông Van một chiều 2 Cơ cấu phân phối 1 Thùng chứa Hình 4.2: Sơ đồ truyền động thuỷ tĩnh có chuyển động tịnh tiến Để hiểu nguyên lý hoạt động của loại nμy, chúng ta xét một sơ đồ đơn giản nhất của nó (hình 4.2). Nh− đã nói trên, nó gồm ba phần: phần thứ nhất lμ bơm pít tông, phần thứ hai lμ xi lanh lực, phần thứ ba gồm hai van một chiều vμ cơ cấu phân phối. Nhờ dẫn động cơ khí pít tông của bơm pít tông có chuyển động tịnh tiến lên xuống. Khi pít tông đó dịch chuyển lên, chất lỏng từ thùng chứa đ−ợc hút qua van một chiều (1) vμo xi lanh của bơm. Khi pít tông di chuyển xuống, van một chiều (1) phía 49 thùng chứa bị đóng lại, chất lỏng từ xi lanh của bơm bị đẩy qua van một chiều (2) qua cơ cấu phân phối vμo khoang d−ới hoặc khoang trên của xi lanh lực. Nếu cơ cấu phân phối ở vị trí nh− hình vẽ thì chất lỏng sẽ bị đẩy vμo khoang trên của xi lanh lực. D−ới áp lực cao của chất lỏng trong khoang trên của xi lanh lực, pít tông bị đẩy xuống d−ới tạo thμnh chuyển động tịnh tiến. Muốn đảo chiều chuyển động của pít tông chỉ cần xoay vị trí của cơ cấu phân phối một góc 90o. Nh− vậy trong hệ thống truyền động thuỷ lực trên (hình 4.2) cơ năng của pít tông trong bơm pít tông đ−ợc biến thμnh áp năng của chất lỏng. Sau đó, trong xi lanh lực (động cơ thuỷ lực) áp năng của chất lỏng lại đ−ợc biến thμnh cơ năng đẩy pít tông di chuyển. b. Truyền động thuỷ tĩnh có chuyển động quay. Động cơ thuỷ Cơ cấu phân lực rôto phối Van một chiều Bơm rôto Hình 4.3: Sơ đồ truyền động thuỷ tĩnh có chuyển động quay Khác với kiểu truyền động trên, để tạo ra chuyển động quay của bộ phận chấp hμnh, trong truyền động thuỷ lực thể tích loại nμy (hình 4.3) ng−ời ta dùng động cơ thuỷ lực rô to (hoặc động cơ pít tông rôto). Nh−ng nhìn chung nguyên lý lμm việc của loại nμy cũng nh− ở trên. 50 D−ới đây lμ một số sơ đồ truyền động thuỷ lực thể tich: Xy lanh lực F F P5 P2 Van giảm áp CCPP P5 Tiết l−u CCPP P4 P4 P5 Bơm P F C P A CCPP B P4 P5 III. Cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống truyền động thủy lực. 1. Sơ đồ vμ nguyên lý lμm việc của các bơm thuỷ lực: Bơm lμ loại máy thủy lực biến đổi cơ năng của động cơ thμnh năng l−ợng để vận chuyển chất lỏng hoặc tạo nên áp suất cần thiết trong hệ thống truyền dẫn thủy lực. Bơm đ−ợc sử dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất. Trong nông nghiệp, bơm lμ loại thiết bị không thể thiếu để thực hiện thủy lợi hóa vμ cơ khí hóa chăn nuôi trồng trọt. Trong công nghiệp, có thể nói không một nhμ máy hoặc cơ sở sản xuất nμo mμ không sử dụng bơm. Thực tế đã chứng minh bơm lμ một ph−ơng tiện vận chuyển rất thuận lợi vμ kinh tế. Trừ những bơm chuyên dùng trong truyền động thủy lực, thông th−ờng trong kỹ thuật có ba loại bơm đ−ợc sử dụng rộng rãi: bơm ly tâm, bơm h−ớng trục vμ bơm pít 51 tông. Trong phần nμy ta chỉ nghiên cứu đến các loại bơm thông dụng dùng trong động cơ vμ trong ô tô. D−ới đây lμ kết cấu của bơm cao áp kiểu pít tông h−ớng trục. Đĩa phân phối Pít tông xylanh Thân đĩa nghiêng (nắp) c a Cần b a) b) Hình 4.4 : Sơ đồ nguyên lý lμm việc của bơm pít tông h−ớng trục a) sơ đồ nguyên lý; b) đĩa phân phối. − Nguyên lý hoạt động: Khi động cơ hoạt động, đĩa nghiêng quay mang theo các pít tông cùng quay theo. Trên đĩa phân phối ng−ời ta khoét các rãnh đối xứng nh− trên hình (b). Một nối với cửa a (cửa đẩy), một nối với cửa b (cửa hút). Các pít tông khi đi qua rãnh hút thì hút dầu từ bể dầu thông qua cửa hút b vμo trong các khoang của xi lanh vμ khi các pít tông nμy đi qua rãnh đẩy sẽ đẩy dầu vμo cửa đẩy a để cung cấp dầu cho hệ thống. 52 Cấu tạo của một cụm bơm pít tông h−ớng trục đ−ợc thể hiện nh− trên hình 4.5. 7 6 2 4 3 1 5 Hình 4.5: Kết cấu của bơm thủy lực kiểu pít tông. 1. Cơ cấu điều chỉnh áp suất dầu, 2. ống điều áp, 3. Bu lông gá thân máy, 4. Pít tông nén, 5. Khớp nối trục dẫn động vμ đĩa cam, 6. Nắp chặn van, 7. Vòng chặn cụm van. Bơm l−u l−ợng lớn kiểu bánh răng. n1 n2 Hình 4.6 : Sơ đồ nguyên lý bơm bánh răng l−u l−ợng lớn. 53 2. Xi lanh lực: 9 8 7 6 5 4 10 3 11 2 12 1 Hình 4.7: Cấu tạo xi lanh lực tác động bằng tay. 1. Van xả, 2. Đế kích lực, 3. Vòng phớt lμm kín, 4. Xi lanh con, 5. ống dẫn h−ớng, 6.Khoang ngoμi, 7.Vỏ, 8.Pít tông lực, 9. Chụp đầu, 10. Pít tông bơm, 11. Xi lanh bơm, 12. Van nạp Cấu tạo của xi lanh lực về tổng quát bao gồm các bộ phận chính sau: Xi lanh chính, pít tông lực vμ cụm cơ cấu điều khiển. Tùy vμo cấu tạo của cơ cấu điều khiển hμnh trình lμm việc của xi lanh lực mμ ta có xi lanh lực tác động trực tiếp bằng tay vμ xi lanh lực tác động gián tiếp. Với loại xi lanh lực tác động bằng tay thông dụng nhất hiện nay lμ các thiết bị nh−: kích nâng hạ, pa lét nâng hạ, ... Với xi lanh lực tác động gián tiếp thông th−ờng đ−ợc ứng dụng trên các thiết bị nâng hạ ở máy công trình, các thiết bị nâng hạ ô tô .... 54 Nguyên lý lμm việc chung của xi lanh lực bao gồm hai hμnh trình chủ yếu đó lμ hμnh trình nén vμ hμnh trình trả. Trong cả hai hμnh trình đó đều dựa vμo sự thay đổi thể tích của các khoang trong xi lanh khi ta cấp dòng chất lỏng áp suất cao vμo từ đó tạo nên sự chuyển động của pít tông lực, cụ thể trên hình 4.8 ta có đ−ợc sự chuyển động tiến vμ lùi của pít tông lực nhờ sự thay đổi thể tích trong hai khoang của xi lanh lực (tức lμ sự thay đổi chiều cung cấp dòng chất lỏng áp suất cao vμo trong xi lanh). Chuyển động tiến Dòng chất lỏng từ bơm Dòng chất lỏng thoát tới với áp suất cao ra với áp suất thấp Chuyển động lùi Dòng chất lỏng thoát Dòng chất lỏng từ bơm ra với áp suất thấp tới với áp suất cao Hình 4.8 : Sơ đồ nguyên lý xi lanh lực. Hμnh trình nén: với xi lanh lực loại tác động trực tiếp bằng tay, khi tác động vμo cμng đẩy ép pít tông trong xi lanh bơm đi xuống tạo lực ép đẩy chất lỏng trong xi lanh bơm đi vμo trong xi lanh con (4) thông qua van một chiều vμ lỗ tiết l−u. Đồng thời khi đó dầu trong khoang ngoμi (6) đ−ợc cấp vμo trong xi lanh bơm thông qua van tiết l−u vμ van một chiều nhờ vμo độ chân không ở xi lanh bơm khi tác động cμng đẩy từ đó điền đầy vμo trong xi lanh bơm phục vụ cho hμnh trình nén tiếp theo. Hμnh trình trả: khi tác động vμo van xả (1) theo h−ớng nới lỏng ra thì đồng thời van một chiều cạnh van xả cũng đ−ợc mở ra theo. Khi đó chất lỏng từ xi lanh con theo van một chiều qua khoang ngoμi điền đầy thể tích trống ở khoang ngoμi do hμnh trình nén. Để đảm bảo cân bằng về thể tích trong xi lanh lực khi thực hiện hμnh trình nén vμ hμnh trình trả, ng−ời ta bố trí van một chiều trong xi lanh bơm để trong hμnh trình trả dầu trong khoang ngoμi sẽ l−u chuyển một phần vμo trong xi lanh bơm. 55 Đ−ờng dầu điều khiển Gối cố định Pít tông lực Gối di động Hình 4.9: Cấu tạo xi lanh lực tác động gián tiếp. Trên hình 4.9 lμ loại xi lanh lực tác động gián tiếp, chuyển động của pít tông lực lμ nhờ vμo sự thay đổi chiều tác động của dòng khí áp lực cao vμo trong xi lanh. Tải trọng Cụm van điều khiển trực tiếp Xi lanh lực Van cân bằng Bơm Động cơ điện Hình 4.10: Sơ đồ hệ thống xi lanh lực. Để đảm bảo cho hệ thống xi lanh lực hoạt động an toμn hiểu quả vμ có tính cơ động cao ng−ời ta th−ờng bố trí thêm trong hệ thống các cụm van đảo chiều, van an toμn, van tiết l−u vμ van một chiều. D−ới ta đây ta sẽ tìm hiểu các loại van th−ờng dùng trong hệ thống truyền động thủy lực. 56 • Van đảo chiều. Trong máy ép thủy lực, van đảo chiều có vai trò thay đổi h−ớng dầu chuyển động của hệ thống thủy lực. Cụ thể, van đảo chiều có nhiệm vụ đổi chiều dòng dầu vμo các buồng trái vμ phải của bồn tăng áp để thực hiện hμnh trình ép, van đảo chiều dùng để thay đổi đ−ờng dầu vμo các buồng trái vμ phải của pít tông xi lanh ép để thực hiện hμnh trình tiến vμ lùi không tải, van đảo chiều có tác dụng t−ơng tự van nh−ng đ−ợc thực hiện cho pít tông xi lanh chống tâm, van đảo chiều cho phép mở đ−ờng dầu vμo ra ắc quy dầu hoặc xả dầu về bể dầu, van đảo chiều ngắt hoặc xả dầu về bể khi kết thúc hμnh trình ép. Sơ đồ nguyên lý lμm việc đ−ợc thể hiện trên hình a). Pít tông đ−ợc đặt vμo vị trí giữa bằng các lò xo vμ ống lót, khi đó bơm đ−ợc nối với bể dầu qua các đ−ờng dẫn trong pít tông, các đ−ờng thoát từ xi lanh đ−ợc đóng kín. Khi pít tông dịch chuyển sang trái thì bơm cao áp cấp dầu vμo đ−ờng S2 còn đ−ờng S1 thông với đ−ờng xả. Khi pít tông dịch chuyển sang phải thì đ−ờng S1 đ−ợc nối với bơm, còn đ−ờng S2 thông với đ−ờng xả. Khi mất điện, pít tông sẽ ở vị trí giữa vμ các đ−ờng dầu đ−ợc nối với nhau. S22 SS11 Pít tông Xy lanh ống lót Lò xo Thân van HH b) a) Hình 4.11: Cấu tạo của van đảo chiều 4 cửa 3 vị trí. a) cấu tạo ; b) Ký hiệu • Van tiết l−u. Chức năng của van tiết l−u lμ tạo ra sức cản thủy lực cục bộ, nó đ−ợc đặt trên đ−ờng chảy của chất lỏng để điều chỉnh l−u l−ợng hoặc lμm giảm áp suất của dòng chất lỏng. Để thực hiện đ−ợc công việc nμy thì sức cản trong van tiết l−u phải lớn hơn sức cản chung trong nhánh chính của hệ thống thủy lực, còn vận tốc chất lỏng đi qua mặt cắt thông của van phải lớn hơn vận tốc trong đ−ờng ống nhiều lần. Van tiết l−u đ−ợc sử dụng trong hệ thống thủy lực của máy ép nμy đ−ợc dùng chủ yếu để điều chỉnh l−u l−ợng, tức lμ điều chỉnh vận tốc của pít tông xi lanh . 57 VítVít điềuđIều chỉnhchỉnh NútNút van van CửaCửa ra ra CửaCửa vμoo Hình 4.12 : Sơ đồ nguyên lý lμm việc của van tiết l−u Trên hình lμ sơ đồ nguyên lý lμm việc của van tiết l−u điều khiển tốc độ. Chất lỏng từ hệ thống máy ép đi vμo cửa, ta điều khiển nút van lên hoặc xuống nhờ phần có ren để mở rộng hoặc thu hẹp lỗ tiết l−u. Đ−ờng dầu sau khi đi qua lỗ tiết l−u thì vμo cửa ra để trở về bể dầu. Điều khiển bằng lỗ tiết l−u có −u điểm lμ van tiết l−u có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá rẻ. Nh−ợc điểm chủ yếu lμ không đảm bảo vận tốc chính xác của pít tông xi lanh ép ở một giá trị nhất định. Tuy nhiên, điều nμy phù hợp với máy thiết kế lμ không cần yêu cầu về độ chính xác vận tốc vì nó không ảnh h−ởng đến quá trình ép vμ lực ép chỉ định. Một nhựơc điểm nữa của hệ thống điều chỉnh bằng tiết l−u lμ trong quá trình tiết l−u, một phần năng l−ợng không dùng đến biến thμnh nhiệt. Nhiệt l−ợng ấy lμm giảm độ nhớt của dầu, có khả năng lμm tăng l−ợng dầu rò ảnh h−ởng đến sự ổn định vận tốc của pít tông xi lanh, lμm giảm hiệu suất của máy. Hiệu suất của điều khiển tiết l−u chỉ đạt: 0,65 - 0,67. • Van an toμn vμ van trμn: Công dụng của van an toμn lμ dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng trong hệ thống thủy lực v−ợt quá trị số quy định đề phòng quá tải. Nguyên tắc lμm việc của van lμ khi áp suất trong hệ thống v−ợt qua mức điều chỉnh, van an toμn mở ra để đ−a dầu về bể. Ta thiết kế van dựa vμo sự cân bằng tác dụng của lực ng−ợc chiều trên nút van (lực tạo thμnh bởi kết cấu van nh− lực lò xo lực đối trọng...) vμ áp suất của chất lỏng. Khi áp suất tăng v−ợt quá mức quy định, áp suất nμy sẽ thắng đ−ợc lực lò xo vμ hình thμnh khe hở thông giữa nút van vμ lỗ. Một phần chất lỏng sẽ qua khe hở nμy về thùng chứa vμ áp suất chất lỏng trong hệ giảm xuống mức quy định. Quá trình nμy không diễn ra liên tục nên gọi lμ van an toμn. 58 Nếu nh− van an toμn hoạt động liên tục để lμm nhiệm vụ giữ áp suất không đổi trong hệ thống thủy lực thì gọi lμ van trμn. Loại van trμn nμy có kết cấu hoμn toμn giống van an toμn nh−ng đ−ợc điều chỉnh sao cho luôn luôn có một phần chất lỏng từ mạch cung cấp đ−ợc dẫn qua van về thùng chứa. Do vậy, van trμn lμm việc th−ờng xuyên hơn với tác dụng giữ cho áp suất không đổi. Ng−ời ta phân van trμn thμnh các loại có tác động trực tiếp vμ tác động gián tiếp. Loại thứ nhất nh− van bi lò xo, van pít tông - lò xo chỉ sử dụng trong hệ thống có áp suất nhỏ, l−u l−ợng nhỏ. Khi áp suất vμ l−u l−ợng lớn, các kích th−ớc của van phải lớn. Loại thứ hai có nhiều −u điểm hơn, ta chọn thiết kế loại tổ hợp van bi vμ van pít tông có cấu tạo hình vẽ. • Van trμn tổ hợp bi vμ pít tông. Đối với loại van trμn tổ hợp van bi vμ van pít tông có sơ đồ nguyên lý đ−ợc thể hiện trên hình. Trong van nμy có 2 lò xo: lò xo ép van bi tác dụng trực tiếp lên bi, áp suất điều chỉnh đ−ợc nhờ vít điều chỉnh. Lò xo ép pít tông tác dụng lên pít tông lμ loại lò xo yếu chỉ có nhiệm vụ thắng lực ma sát của pít tông. Tiết diện chảy lμ những rãnh hình tam giác hoặc hình chữ nhật . Lỗ tiết l−u ở phía d−ới của pít tông có đ−ờng kính từ 0,8 -- 1 mm. Vít đIều Vít điềuVít chỉnh điều chỉnhchỉnh LòLò xo xo ép ép van bi van bi VanVan bi bi LòLò xo xo ép ép pítpít tôn tôngg Van Vanpít tông pít P p2 tông p1 P1 LỗLỗ tiết l−l−uu RãnhRãnh chảy chảy BểBể dầu dầu Hình 4.13: Sơ đồ nguyên lý kết cấu van trμn tổ hợp bi vμ pít tông 59 • Van an toμn hai cấp Khi dầu theo h−ớng mũi tên vμo van, phía d−ới vμ phía trên của pít tông đều có áp suất dầu. Khi áp suất dầu ch−a thắng đ−ợc lực lò xo, thì áp suất p1 ở phía d−ới vμ áp suất p2 ở phía trên pít tông bằng nhau, do đó pít tông đứng yên. Nếu áp suất tăng lên, bi sẽ mở ra, dầu sẽ qua pít tông lên van bi chảy về bể dầu. Khi dầu chảy, do sức cản của lỗ tiết l−u, nên p2 < p1, tức lμ có một hiệu áp hình thμnh ở giữa phía d−ới vμ phía trên pít tông lμm cho nó di đông lên phía trên vμ khi đó dầu sẽ theo các rãnh về bể dầu. Nếu áp suất giảm, van bi sẽ đóng lại lμm hiệu áp biến mất, lò xo sẽ đ−a pít tông về phía d−ới của van. Chất lỏng có áp suất p1 từ ngăn ăn khớp qua lỗ tiết l−u vμo ngăn b sau đó đ−ợc dẫn tới van an toμn phụ. D−ới tác dụng của lò xo vμ áp suất chất lỏng trong ngăn bánh, nút van một đ−ợc giữ ở vị trí đóng. Khi lực do chất lỏng có áp suất trong ngăn bánh đủ để thắng lực lò xo, van phụ sẽ mở. Khi đó, áp suất trong ngăn bánh do sức cản của lỗ tiết l−u sẽ bị giảm vμ nút van sẽ tách khỏi đế 5, áp suất p1 trong ngăn ăn khớp cũng giảm tới trị số mμ l−u l−ợng chất lỏng qua van sẽ bằng l−u l−ợng chất lỏng qua tiết l−u vμ ngăn b. Bằng cách điều chỉnh lực căng sơ bộ của lò xo của van phụ, ta có thể điều chỉnh đ−ợc van chính. Lỗ chọn chuẩn thông giữa ngăn d vμ e để cân bằng nút van. Kênh f đ−ợc dùng cho việc điều khiển bơm cung cấp chất lỏng từ xa. Khi nối kênh f với mạch chất lỏng ra (về thùng chứa), áp suất chất lỏng trong ngăn bánh giảm xuống bằng áp suất p2 của mạch ra. Nút van dịch chuyển sang phải, mạch cung cấp vμ mạch ra đ−ợc nối với nhau vμ bơm lμm việc ở chế độ không tải. Lò xo ép pít f c tông Van bi p2 Lò xo ép van bi p1 ab d Hinh 4.14: Sơ đồ van an toμn hai cấp 60 d. Van một chiều: Van một chiều đ−ợc lắp trên đ−ờng truyền dẫn với tác dụng chỉ cho phép dòng chất lỏng chảy theo một chiều nhất định. khi chất lỏng có xu h−ớng chảy theo chiều ng−ợc lại, do quán tính vμ lực lò xo, van tự động ngắt dòng chảy. Nếu muốn cho dòng chảy lμm việc theo chiều ng−ợc lại, ta phải điều khiển van một chiều, đó lμ loại van một chiều điều khiển đ−ợc. Yêu cầu của van lμ khi dòng chất lỏng chảy theo chiều thuận, mất mát trên van có giá trị nhỏ nhất, tức độ chênh áp (p = p1 - p2) giữa cửa vμo vμ cửa ra lμ nhỏ nhất. Đầu ra Thân van Lò xo ép Đế tỳ lò xo Van bi Đầu vμo Hình 4.15: Sơ đồ nguyên lý của van một chiều 3. Động cơ thủy lực: a. Động cơ thủy lực loại pít tông rô to. Động cơ thủy lực pít tông rô to thuộc loại máy thủy lực thể tích. Ra đời vμo những năm 1925 -1935 khi mμ truyền động thủy lực bắt đầu đ−ợc ứng dụng rộng rãi trong các ngμnh chế tạo máy công cụ, máy bay vμ tμu thủy. Các đặc điểm của loại động cơ thủy lực pít tông rô to lμ: - Hiệu suất t−ơng đối cao. - Phạm vi điều chỉnh lớn. - Số vòng quay lμm việc t−ơng đối lớn nên có khả năng nối trực tiếp với các phụ tải (máy phát điện, động cơ thủy lực khác...). Cấu tạo của động cơ thủy lực loại pít tông bao gồm các bộ phận chính sau: cụm pít tông, cụm xi lanh vμ cụm van nạp, xả. Bộ phận công tác chủ yếu của động cơ gồm nhiều pít tông hình trụ đặt trong các xi lanh. Các xi lanh nμy đ−ợc bố trí trong một khối 61 trụ tròn có chuyển động quay gọi lμ rô to. Khi tạo đ−ợc chuyển động tịnh tiến t−ơng đối giữa pít tông vμ xi lanh thì chuyển động quay của khối xi lanh (rô to) đ−ợc thực hiện. Về kết cấu, bơm vμ động cơ pít tông rô to có kết cấu hoμn toμn nh− nhau. Chính vì thế động cơ pít tông rô to có thể chia lμm hai loại chính: - Động cơ pít tông rô to h−ớng kính. - Động cơ pít tông rô to h−ớng trục. Phần cố định Pít tông a b Phần quay Hình 4.16: Kết cấu động cơ pít tông rô to h−ớng kính. Trên hình vẽ lμ động cơ pít tông rô to h−ớng kính với nguyên lý lμm việc nh− sau: dẫn vμo cửa (a) một dòng chất lỏng có áp suất đủ lớn, d−ới tác dụng của áp suất lμm các pít tông chuyển động tịnh tiến trong các xi lanh đồng thời một đầu tỳ vμo thμnh của phần cố định đẩy rô to quay. Sau khi truyền áp năng cho các pít tông chất lỏng sẽ bị đẩy ra ở cửa (b). 62 Đĩa nghiêng Lò xo ép a b Pít tông Hình 4.17: Sơ đồ động cơ pít tông rô to h−ớng trục. Trên hình 4.17 lμ động cơ pít tông rô to h−ớng trục, các lỗ xi lanh phân bố đều trên rô to nh−ng không theo h−ớng kính mμ song song với nhau theo h−ớng trục của rô to. Pít tông trong các xi lanh luôn luôn đ−ợc đẩy tỳ một đầu vμo đĩa cố định đặt nghiêng bằng các lò xo đặt trong xi lanh. Khi dẫn vμo máy một dòng chất lỏng có áp suất đủ lớn sẽ lμm rô to quay. b. Động cơ thủy lực loại bánh răng. Động cơ thủy lực loại bánh răng có kết cấu nh− bơm bánh răng, nh−ng đòi hỏi phải chế tạo chính xác vμ phức tạp hơn. Về đặc điểm, tổn thất cơ khí trong động cơ bánh răng lớn hơn trong các động cơ pít tông rô to, cho nên áp suất chất lỏng để khởi động động động cơ cũng yêu cầu lớn hơn. 1 2 n n Hình 4.18 : Sơ đồ nguyên lý động cơ bánh răng. 63 c. Động cơ thủy lực loại cánh dẫn. Động cơ thủy lực loại cánh dẫn đ−ợc sử dụng trên ô tô thông dụng nhất đó lμ biến mô thủy lực. Trong phần nμy ta sẽ nghiên cứu cấu tạo của biến mô. Cấu tạo: (hình 4.19 ) * Phần chủ động gồm có: Vỏ vμ bánh bơm - Bánh bơm Bánh bơm gồm nhiều cánh bơm lμm bằng thép hoặc hợp kim nhôm có dạng cong hình xuyến đ−ợc lắp theo h−ớng kính ở bên trong vỏ bơm, bánh bơm đ−ợc gắn liền với vỏ biến mô. - Vỏ biến mô men Vỏ biến mô đ−ợc lắp chặt với trục khuỷu thông qua tấm dẫn động vμ luôn quay cùng trục khuỷu, vỏ biến mô dùng để lắp bánh bơm, rô to tua bin, stato vμ chứa dầu hộp số. Vỏ biến mô Bánh bơm Cánh bơm Rô to tua bin Trục sơ cấp Tấm dẫn Stato Rô to tua bin Stato Hình 4.19: Cấu tạo biến mô men thuỷ lực * Phần bị động gồm có: rô to tua bin vμ stato (4.19) - Rô to tua bin gồm nhiều cánh hình xuyến, h−ớng cong ng−ợc chiều với các cánh của bánh bơm vμ lắp phía tr−ớc bánh bơm (tính từ động cơ đến hộp số), rô to tua bin có moayơ lắp với trục sơ cấp hộp số hμnh tinh. Bên ngoμi rô to còn có lò xo giảm chấn xoắn vμ pít tông ép ly hợp ma sát. - Stato đ−ợc đặt giữa bánh bơm vμ rô to tua bin, gồm nhiều cánh có h−ớng sao cho khi nhận dòng chất lỏng đi ra khỏi rô to tua bin, tác dụng vμo các cánh của bánh 64 bơm lμm c−ờng hoá bánh bơm. Stato lắp với trục ống lồng liên kết với vỏ hộp số hμnh tinh, thông qua khớp một chiều. Các cánh của bánh bơm, rô to tua bin vμ stato cấu tạo theo quy luật tạo nên không gian dòng chảy của chất lỏng ở gần tâm lớn, cμng ra ngoμi cμng thu nhỏ, tạo điều kiện nâng cao tốc độ dòng chảy khi chất lỏng đi ra xa tâm quay với động năng lớn. • Nguyên tắc hoạt động * Trạng thái truyền mô men xoắn (hình 4.20) - Khi động cơ hoạt động, bánh bơm đ−ợc dẫn động từ trục khuỷu, dầu trong bánh bơm sẽ quay theo các cánh bơm cùng một h−ớng. Khi tốc độ động cơ tăng lên, lực ly tâm tăng lên đẩy dầu từ tâm ra khỏi cánh bơm, đập vμo các cánh quạt của rô to tua bin lμm cho rô to tua bin vμ trục sơ cấp quay theo chiều của bánh bơm. Sau khi dầu mất năng l−ợng do va đập vμo các cánh quạt của rô to tua bin, dầu chảy vμo trong dọc theo các cánh vμ khi va đập vμo bề mặt cong các cánh rô to quay sẽ đổi h−ớng ng−ợc lại đẩy dầu về các cánh của bánh bơm để lặp lại chu kỳ ban đầu. - Nh− vậy việc truyền mô men (truyền công suất ở chế độ không tải) đ−ợc thực hiện bởi dòng dầu chảy qua các cánh bơm vμ các cánh của rô to tua bin. * Trạng thái khuyếch đại (biến) mô men (hình 4.20) - Sau khi dầu đi qua rô to tua bin đổi h−ớng nh− trên, dòng dầu chảy đi qua các cánh của stato. Do chênh lệch tốc độ quay của bánh bơm vμ rô to tua bin, dầu từ rô to đập vμo mặt tr−ớc của các cánh stato lμm cho stato quay theo h−ớng ng−ợc lại của bánh bơm vμ lμm cho khớp một chiều khoá cứng stato. Khi stato bị khoá cứng, dòng chảy đập vμo mặt cong của các cánh stato lμm thay đổi h−ớng dòng chảy (xiên góc) có tác dụng tăng c−ờng thêm chuyển động quay của bánh bơm (tăng mô men khi ô tô bắt đầu chuyển động). Do vậy khi đạp chân ga sẽ lμm cho rô to tua bin quay với mô men lớn hơn mô men do động cơ sinh ra (biến mô) để lμm cho ô tô khởi hμnh. 65 Bánh bơm Rô to tua bin Bánh bơm Rô to tua bin Dòng tăng mô men Stato Stato Dòng chảy truyền Stato Trục sơ cấp Stato Hình 4.20: Sơ đồ cấu tạo vμ hoạt động của biến mô men thuỷ lực Trạng thái tuyền công suất vμ trạng thái biến mô men • Trạng thái khớp nối thuỷ lực (hình 4.21) - Khi tốc độ quay của rô to tua bin tăng lên đạt đến tốc độ quay của bánh bơm, h−ớng của dòng chảy dầu đến stato cùng h−ớng với chiều quay bánh bơm lμm cho dầu đập vμo mặt sau của các cánh stato đẩy mở khớp một chiều cho stato quay cùng chiều với rô to tua bin vμ bánh bơm. Biến mô không còn chức năng khuếch đại mô men mμ nh− một khớp nối thuỷ lực để truyền lực (tỷ số truyền 1:1) từ động cơ đến hộp số hμnh tinh. Khi stato đ−ợc mở khoá, dòng chảy đập vμo mặt sau của các cánh stato lμm cho stato quay theo h−ớng dòng chảy (thẳng góc) từ rô to tua bin đến stato vμ bánh bơm để truyền mô men khi ô tô vận hμnh ở tốc độ thấp. - Khi xe chạy ở tốc độ thấp, dầu trong biến mô ở phía tr−ớc vμ phía sau cơ cấu khoá biến mô có áp suất bằng nhau lμm cho khóa biến mô mở ra, thông đ−ờng dầu qua các van rơ le vμ van tín hiệu. 66 Bánh bơm Stato Rô to tua bin Dòng truyền công suất a) Rô to tua bin Khoá biến mô Bánh bơm Van rơ le Stato Van tín hiệu b) Hình 4.21: Sơ đồ cấu tạo vμ hoạt động của biến mô men thuỷ lực Trạng thái khớp nối thuỷ lực vμ xe chạy ở tốc độ thấp a, b) Sơ đồ trạng thái bộ biến mô truyền công suất ; - Trong trạng thái khớp nối (không có sự khuếch đại mô men- hình 4.21), với tỷ số truyền 1:1, nh−ng giữa bánh bơm vμ rô to tua bin có sự chênh lệch về tốc độ từ 4- 5% (vì bánh bơm chủ động vμ rô to lμ bị động). Vì vậy biến mô không truyền đ−ợc 100% công suất của động cơ đến hộp số. Để ngăn chặn hiện t−ợng mất năng l−ợng vμ giảm tiêu hao nhiên liệu, trên rô to tua bin đ−ợc lắp cơ cấu khoá biến mô loại ma sát (hình 4.21). - Khi tốc độ ô tô tăng từ trung bình đến cao (trên 60 km/giờ) khoá biến mô sẽ nối cứng rô to tua bin với bánh bơm. 67 - Khi xe chạy ở tốc độ trung bình vμ cao (trên 60 km/giờ), do các bộ cảm biến tốc độ xe vμ bộ cảm biến độ mở b−ớm ga sẽ điều khiển van tín hiệu vμ van rơ le, mở đ−ờng dầu có áp suất phía sau khóa biến mô, đẩy tấm ma sát của cơ cấu khoá ép chặt vμo vỏ biến mô nối cứng rô to tua bin với bánh bơm để cho 100% công suất đ−ợc truyền đến rô to vμ hộp số. Bánh bơm Rô to tua bin Khoá biến mô Van rơ le Van tín hiệu Hình 4.22: Sơ đồ cấu tạo vμ hoạt động của khoá biến mô IV. Bảo d−ỡng vμ sửa chữa các chi tiết trong hệ thống truyền động thuỷ lực : 1. Sửa chữa: - Tháo vμ kiểm tra các cụm van: Vỏ, nắp, lò xo, các đầu van vμ bệ van. - Sửa chữa : Vỏ, nắp, các đầu van vμ bệ van. - Lắp đặt hệ thống truyền động thuỷ lực: Thay chất lỏng công tác vμ các đầu nối ống. 2. Bảo d−ỡng: - Kiểm tra: Vỏ, nắp, các bộ phận lμm kín trong hệ thống các van. Kiểm tra các chi tiết chấp hμnh nh−: cánh tuốc bin, pít tông, xilanh lực... - Bảo d−ỡng: Lμm sạch các bề mặt lμm việc, vỏ, nắp, thay thế các roăng lμm kín, các lò xo đặc biệt lμ những cánh dẫn th−ờng xuyên lμm việc trực tiếp với chất lỏng. 68 V. Câu hỏi vμ bμi tập: 1. Nhiệm vụ yêu cầu của hệ thống truyền động bằng thủy lực? 2. Trình bμy nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng thủy lực? 3. Nêu các nguyên nhân h− hỏng của xi lanh lực? thực hμnh bảo d−ỡng, sửa chữa các chi tiết trong hệ thống truyền động thuỷ lực I. tổ chức chuẩn bị nơi lμm việc 1. Mục đích: - Rèn luyện kỹ năng tháo lắp bộ biến mô vμ xi lanh lực. - Nhận dạng các bộ phận chính của bộ biến mô vμ xi lanh lực. 2. Yêu cầu: - Tháo, lắp thμnh thạo, đúng quy trình vμ đúng yêu cầu kỹ thuật. - Nhận dạng đ−ợc các bộ phận bộ biến mô vμ xi lanh lực. - Sử dụng dụng cụ hợp lý, chính xác. - Đảm bảo an toμn trong quá trình tháo, lắp. - Tổ chức nơi lμm việc khoa học, ngăn nắp, gọn gμng. 3. Chuẩn bị: a) Dụng cụ: - Dụng cụ tháo lắp bộ biến mô vμ xi lanh lực. - Khay đựng dụng cụ, chi tiết. - Giá nâng cầu xe, kích nâng vμ gỗ chèn kê lốp xe. - Đồng hồ so. - Pan me, th−ớc cặp, căn lá.. - Các thiết bị dùng kiểm tra, chẩn đoán h− hỏng bộ biến mô vμ xi lanh lực. b) Vật t−: - Giẻ sạch. - Giấy nhám. 69 - Nhiên liệu rửa, dầu mỡ bôi trơn. - Các van, bộ ly hợp, bộ phanh vμ joăng đệm thay thế. - Tμi liệu phát tay về các quy trình vμ tra cứu các yêu cầu kỹ thuật sửa chữa bộ biến mô vμ xi lanh lực. - Bố trí nơi lμm việc cho nhóm học viên đủ diện tích, ánh sáng vμ thông gió. II. THáO LắP Bộ biến mô. A. Quy trình tháo rời bộ biến mô. 1. Tháo bơm dầu (hình 4.23) - Tháo các bu lông hãm. - Dùng cảo tháo bơm dầu ra khỏi trục stato. 2.Tháo vỏ bánh bơm. - Tháo các bu lông hãm. 3. Tháo stato. - Tháo các bu lông hãm vμ stato. - Tháo trục stato. 4. Tháo rô to tua bin vμ khoá hãm. - Tháo rô to tua bin. - Tháo khoá hãm rô to. 5. Lμm sạch chi tiết vμ kiểm tra - Dùng dung dịch rửa vμ giẻ lμm sạch các chi tiết. - Dùng dụng cụ kiểm tra để kiểm tra các chi tiết. 70 Bộ biến mô men Trục khuỷu Đệm Bánh đμ Bộ biến mô men Trục sơ cấp Vỏ bộ biến mô Rô to tua bin vμ stato Bánh bơm men Hình 4.23: Cấu tạo bộ biến mô men. B. Quy trình lắp Ng−ợc lại quy trình tháo (sau khi thay thế các chi tiết h− hỏng) - Tra dầu, mỡ bôi trơn các chi tiết: ổ bi, các lỗ chốt. - Thay thế các chi tiết theo định kỳ bảo d−ỡng (tấm ma sát, phe hãm). - Thay dầu bôi trơn bộ biến mô. III. quy trình bảo d−ỡng Bộ biến mô. 1. Chuẩn bị dụng cụ vμ nơi lμm việc. - Vam cảo vμ bộ dụng cụ tay tháo bộ biến mô. - Dầu bôi trơn, bơm hơi, mỡ bôi trơn vμ dung dịch rửa. 2. Tháo vμ lμm sạch các chi tiết bộ biến mô. - Dùng dung dịch rửa, bơm hơi, giẻ sạch để lμm sạch, khô bên ngoμi bộ biến mô. - Dùng cờ lê vμ vam cảo tháo rời bộ biến mô. 3. Kiểm tra bên ngoμi các chi tiết . 71 - Dùng kính phóng đại vμ mắt th−ờng. - Quan sát bên ngoμi vμ bề mặt các chi tiết. 4. Bôi trơn các chi tiết . - Dùng mỡ bôi trơn. - Bôi trơn các lỗ, bạc xoay vμ tra mỡ bôi trơn các chi tiết. 5. Lắp các chi tiết của bộ biến mô. - Dùng cờ lê, vam cảo vμ tuýp đúng loại. - Lắp bộ biến mô (ng−ợc lại quá trình tháo). 6. Kiểm tra tổng hợp vμ vệ sinh công nghiệp. - Dùng chổi, giẻ lau. - Vệ sinh dụng cụ vμ nơi bảo d−ỡng sạch sẽ, gọn gμng. IV. THáO LắP XI LANH Lực. A. Quy trình tháo rời xi lanh lực. 1. Tháo gối cố định vμ gối di động (hình 4.24) - Tháo các bu lông hãm. - Tháo các phớt chắn dầu vμ vòng lμm kín. 2.Tháo nắp chặn đầu xi lanh lực. - Tháo nắp chặn đầu. 3. Tháo pít tông lực. - Tháo các phớt chắn dầu vμ đệm chữ o. - Tháo cụm pít tông lực vμ cμng đẩy. 4. Tháo cμng đẩy. - Tháo tháo cμng đẩy ra khỏi pít tông lực. - Tháo bu lông khóa. 5. Lμm sạch chi tiết vμ kiểm tra - Dùng dung dịch rửa vμ giẻ lμm sạch các chi tiết. - Dùng dụng cụ kiểm tra để kiểm tra các chi tiết. 72 Hình 4.24: Cấu tạo xi lanh lực loại tác động gián tiếp. Hình 4.25: Cấu tạo xi lanh lực loại tác động gián tiếp 73 B. Quy trình lắp Ng−ợc lại quy trình tháo (sau khi thay thế các chi tiết h− hỏng) - Tra dầu, mỡ bôi trơn các chi tiết: ổ bi, các lỗ chốt. - Thay thế các chi tiết theo định kỳ bảo d−ỡng (phớt lμm kín, phe hãm). - Thay dầu truyền động trong xi lanh lực. V. quy trình bảo d−ỡng xi lanh lực. 1. Chuẩn bị dụng cụ vμ nơi lμm việc. - Vam cảo vμ bộ dụng cụ tay tháo xi lanh lực. - Dầu bôi trơn, bơm hơi, mỡ bôi trơn vμ dung dịch rửa. 2. Tháo vμ lμm sạch các chi tiết xi lanh lực. - Dùng dung dịch rửa, bơm hơi, giẻ sạch để lμm sạch, khô bên ngoμi xi lanh lực. - Dùng cờ lê vμ vam cảo tháo rời xi lanh lực. 3. Kiểm tra bên ngoμi các chi tiết . - Dùng kính phóng đại vμ mắt th−ờng. - Quan sát bên ngoμi vμ bề mặt các chi tiết. 4. Bôi trơn các chi tiết . - Dùng mỡ bôi trơn. - Bôi trơn các lỗ, bạc xoay vμ tra mỡ bôi trơn các chi tiết. 5. Lắp các chi tiết của xi lanh lực. - Dùng cờ lê, vam cảo vμ tuýp đúng loại. - Lắp bộ xi lanh lực (ng−ợc lại quá trình tháo). 6. Kiểm tra tổng hợp vμ vệ sinh công nghiệp. - Dùng chổi, giẻ lau. - Vệ sinh dụng cụ vμ nơi bảo d−ỡng sạch sẽ, gọn gμng. 74 Đáp án các câu hỏi vμ bμi tập Đáp án - Bμi 1 1. Khí nén lμ các chất khí có áp suất cao hơn hoặc thấp hơn áp suất môi tr−ờng đ−ợc dùng lμm môi chất trung gian để truyền năng l−ợng (cơ năng). Thông th−ờng không khí đ−ợc sử dụng nhiều nhất trong các hệ thống khí nén. Các khái niệm cơ bản đ−ợc dùng trong hệ thống khí nén bao gồm: Bộ nguồn, đ−ờng ống dẫn, van khóa, van một chiều ..... 2. Một số thiết bị sử dụng khí nén:. - Bộ nguồn khí nén. - Súng bắn hơi, Xi lanh lực, van khóa. - Cụm van điều khiển. Đáp án - Bμi 2 1. Nêu yêu cầu, nhiệm vụ của các hệ thống truyền động khí nén. Nhiệm vụ của của truyền động khí nén lμ truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận lμm việc của các máy. Truyền động khí nén dùng môi tr−ờng chất khí lμm khâu trung gian để truyền cơ năng, nó xuất hiện do yêu cầu lμm việc tin cậy, lực tác dụng của ng−ời điều khiển nhỏ với đặc điểm êm, ổn định vμ dễ tự động hoá ... mμ các loại truyền động khác ch−a đáp ứng đ−ợc. - Điều kiển nhẹ nhμng, lực điều khiển nhỏ. - Lμm việc tin cậy (khi có rò rỉ nhỏ hệ thống vẫn tiếp tục lμm việc đ−ợc) - Dễ bảo d−ỡng vμ sửa chữa. - Hiệu suất vμ tuổi thọ cao. 2. Nêu các hiện t−ợng vμ nguyên nhân h− hỏng của hệ thống tháo lắp bu lông bằng khí nén. - Má chạy lồng không. - Tiếng kêu ồn. - Mô men sinh ra yếu. 75 3. So sánh −u nh−ợc điểm của truyền động bằng khí nén vμ truyền động bằng cơ khí. - Điều kiển nhẹ nhμng, lực điều khiển nhỏ. - Lμm việc tin cậy (khi có rò rỉ nhỏ hệ thống vẫn tiếp tục lμm việc đ−ợc) - Dễ bảo d−ỡng vμ sửa chữa. - Hiệu suất vμ tuổi thọ cao. Đáp án - Bμi 3 1. Nêu các khái niệm về thμnh phần của thuỷ lực. Thuỷ lực lμ các chất lỏng có áp suất cao hơn hoặc thấp hơn áp suất môi tr−ờng đ−ợc dùng lμm môi chất trung gian để truyền năng l−ợng (cơ năng). Các khái niệm cơ bản đ−ợc dùng trong hệ thống thuỷ lực bao gồm: - Bộ nguồn: lμ bộ phận cung cấp thuỷ lực cho các bộ phận khác trong hệ thống. Thông th−ờng bộ nguồn gồm có một động cơ điện vμ một máy nén chất lỏng. - Đ−ờng ống dẫn: lμ các ống kim loại hoặc phi kim loại chịu đ−ợc áp suất cao dùng để truyền dẫn dòng chất lỏng từ bộ nguồn đến các bộ phận khác. - Van khoá: lμ bộ phận dùng để đóng ngắt dòng chất lỏng trên các đ−ờng ống dẫn. - Van một chiều: lμ bộ phận chỉ cho dòng chất lỏng chạy qua theo một chiều nhất định. - Van tiết l−u: lμ bộ phận dùng để thay đổi l−u l−ợng dòng chất lỏng trên đ−ờng ống dẫn. - Van an toμn: lμ bộ phận dùng để xả bớt thuỷ lực trong hệ thống khi áp suất v−ợt quá mức cho phép. - Buồng chứa: lμ bộ phận cất giữ thuỷ lực từ bộ nguồn khi ch−a đ−ợc sử dụng. - Bầu áp lực, xi lanh lực: lμ bộ phận biến đổi áp suất thuỷ lực thμnh lực (tạo chuyển động tịnh tiến). - Cơ cấu tỷ lệ: lμ bộ phận khi nhận tín hiệu vμo sẽ cho một tín hiệu ra sai khác theo một tỷ lệ cho tr−ớc. - Động cơ thuỷ lực: lμ bộ phận biến đổi áp suất thuỷ lực thμnh mô men (tạo chuyển động quay). 2. Nêu vμi ví dụ về các hệ thống sử dụng thuỷ lực trong thực tế : - Bơm thủy lực. - Động cơ thủy lực. - Xi lanh lực. 76 Đáp án - Bμi 4 1. Nhiệm vụ yêu cầu của hệ thống truyền động bằng thủy lực. - Nhiệm vụ của của truyền động thuỷ lực lμ truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận lμm việc của các máy. Truyền động thuỷ lực dùng môi tr−ờng chất lỏng lμm khâu trung gian để truyền cơ năng, nó xuất hiện do yêu cầu truyền công suất lớn với đặc điểm êm, ổn định vμ dễ tự động hoá ... mμ các loại truyền động khác ch−a đáp ứng đ−ợc. - Yêu cầu: + Dễ thực hiện việc điều chỉnh vô cấp vμ tụ động điều chỉnh vận tốc chuyển động của bộ phận lμm việc trong các máy, ngay cả khi máy đang lμm việc, + Truyền đ−ợc công suất lớn. + Cho phép đảo chiều chuyển động bộ phận lμm việc của máy dễ dμng. + Truyền động êm không có tiếng ồn. + Kết cấu gọn nhẹ có quán tính nhỏ + Đối với chất lỏng lμm việc phải có độ nhớt thích hợp vμ ít thay đổi khi nhiệt độ, áp suất thay đổi, hệ số chịu nén nhỏ, ổn định vμ bền vững về mặt tính chất hoá học. Khó bị ôxi hoá, khó cháy, ít hoμ tan khí vμ hơi n−ớc 2. Trình bμy nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng thủy lực. Hệ thống truyền động thủy động: Trong phần đầu cơ năng dẫn động (của động cơ điện chẳng hạn ) đ−ợc biến thμnh cơ năng của chất lỏng. Phần thứ hai, cơ năng của chất lỏng đ−ợc biến thμnh cơ năng của động cơ thuỷ lực lμm chuyển động bộ phận chấp hμnh. Hệ thống truyền động thủy tĩnh: Trong phần đầu cơ năng dẫn động (của động cơ điện chẳng hạn ) đ−ợc biến thμnh áp năng của chất lỏng. Phần thứ hai, áp năng của chất lỏng đ−ợc biến thμnh cơ năng của động cơ thuỷ lực lμm chuyển động bộ phận chấp hμnh. Phần biến đổi vμ điều chỉnh có nhiệm vụ điều chỉnh vμ điều khiển năng l−ợng dòng chất lỏng phù hợp với yêu cầu của động cơ thuỷ lực. 3. Nêu các nguyên nhân h− hỏng của xi lanh lực. - Hỏng các vòng vμ phớt lμm kín dẫn đến rò rỉ dầu. - Hỏng cụm van đảo chiều. - Hỏng pít tông lực dẫn đến không nâng đ−ợc tải trọng. 77 Tóm tắt nội dung mô đun 1. Tóm tắt những nội dung trọng tâm: − Khái niệm, yêu cầu vμ các quy luật truyền dẫn năng l−ợng của các thiết bị khí nén vμ thủy lực. − Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển bằng khí nén. − Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển bằng thủy lực. − Cấu tạo vμ nguyên tắc hoạt động của các loại máy nén khí. − Cấu tạo vμ nguyên tắc hoạt động của các loại bơm thủy lực. − Nhận dạng các hệ thống truyền động bằng khí nén vμ thủy lực trên ô tô. − Sử dụng dụng cụ, thiết bị vμ kỹ thuật an toμn trong thực tập,bảo d−ỡng hệ thống điều khiển bằng khí nén. 2. Những điểm mấu chốt cần chú ý (về kiến thức, kỹ năng, thái độ ...) : KIếN THứC − Trình bμy đ−ợc đầy đủ các yêu cầu, nhiệm vụ vμ cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của các hệ thống truyền động bằng khí nén vμ thuỷ lực. − Giải thích đúng những hiện t−ợng, nguyên nhân h− hỏng vμ ph−ơng pháp bảo d−ỡng, kiểm tra vμ sửa chữa những h− hỏng của các bộ phận trong hệ thống truyền động. kỹ năng: − Tháo lắp, kiểm tra, bảo d−ỡng vμ sửa chữa đ−ợc các h− hỏng chi tiết, bộ phận đúng quy trình, quy phạm vμ đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật trong sửa chữa. − Sử dụng đúng, hợp lý các dụng cụ kiểm tra, bảo d−ỡng vμ sửa chữa đảm bảo chính xác vμ an toμn. − Chuẩn bị, bố trí vμ sắp xếp nơi lμm việc vệ sinh, an toμn vμ hợp lý. Thái độ − Chấp hμnh nghiêm túc các quy định về kỹ thuật an toμn vμ tiết kiệm trong bảo d−ỡng, sửa chữa. − Có tinh thần trách nhiệm hoμn thμnh công việc đảm bảo chất l−ợng vμ đúng thời gian . − Cẩn thận, chu đáo trong công việc luôn quan tâm đúng, đủ không để xảy ra sai sót. 78 3. Điều kiện cần thiết khi áp dụng trong thực tế : − Học sinh vμo học phải có trình độ tốt nghiệp trung học phổ thông hoặc t−ơng đ−ơng. − Học xong các môn học vμ mô đun sau: Điện kỹ thuật, Điện tử cơ bản, Cơ kỹ thuật, Vật liệu cơ khí, Dung sai lắp ghép vμ đo l−ờng kỹ thuật, Vẽ kỹ thuật, An toμn lao động, Thực hμnh nguội cơ bản, Thực hμnh hμn cơ bản, Thực hμnh mạch điện cơ bản, Nhập môn nghề sửa chữa ôtô, Kỹ thuật về động cơ đốt trong, Sửa chữa vμ bảo d−ỡng phần cố định của động cơ, Sửa chữa vμ bảo d−ỡng phần chuyển động của động cơ, Sửa chữa vμ bảo d−ỡng cơ cấu phân phối khí, Sửa chữa vμ bảo d−ỡng hệ thống bôi trơn, Sửa chữa vμ bảo d−ỡng hệ thống lμm mát, Sửa chữa vμ bảo d−ỡng hệ thống nhiên liệu động cơ xăng, Sửa chữa vμ bảo d−ỡng hệ thống nhiên liệu động cơ điêzen. 4. Thái độ vμ các biện pháp an toμn cần thiết: − Cẩn thận, chăm chỉ vμ chấp hμnh nghiêm túc các quy định về an toμn lao động. − Không đ−ợc lμm rách các mμng cao su trong cum van tổng phanh khí nén. − Điều chỉnh vμ lựa chọn áp suất dẫn động phù hợp với điều kiện vận hμnh của hệ thống truyền động. − Khi bảo d−ỡng cần l−u ý các roăng lμm kín, các bề mặt lμm việc của van. 79 Các thuật ngữ chuyên môn 1. Khí nén: lμ dòng khí đ−ợc nén với áp lực cao. 2. Máy thuỷ lực : lμ thiết bị sử dụng chất lỏng lμm khâu trung gían để truyền cơ năng. 3. L−u l−ợng: lμ mật độ chất lỏng chảy qua một tiết diện trong một đơn vị thời gian. 4. áp suất chân không: lμ áp suất nhỏ hơn áp suất khí trời. 5. Xi lanh lực: lμ bộ phận biến đổi áp suất của chất lỏng thμnh cơ năng. 6. Hiện t−ợng xâm thực: lμ hiện t−ợng chất lỏng khi chuyển động với vận tốc lớn tạo nên các bọt khí va đập mạnh vμo bộ phận chấp hμnh lμm giảm áp suất hút. 7. Tuabin: lμ cụm cơ cấu các cánh dẫn có nhiệm vụ biến động năng của chất l−u thμnh động năng của thiết bị chấp hμnh. 8. Khớp nối thuỷ lực: lμ cụm cơ truyền động năng từ khâu dẫn động đến khâu chấp hμnh. 9. Chảy tầng: lμ hiện t−ợng có những lớp chất lỏng chuyển động khác nhau trong cùng một dòng chất lỏng đang chảy. 10. Chảy rối: lμ hiện t−ợng các lớp chất lỏng trong cùng một dòng chất lỏng chuyển động không theo một quy luật nμo. 11. Biến mô thuỷ lực: lμ cụm cơ cấu thay đổi mô men từ khâu dẫn động đến khâu chấp hμnh. 80 Tμi liệu tham khảo 1. Tμi liệu đμo tạo kỹ thuật viên của Toyota. 2. Ngô Vĩ Châu - Nguyễn Ph−ớc Hoμng - Vũ Duy Quang - Thuỷ Lực Vμ Máy Thuỷ Lực, NXB Đại Học Vμ Trung Học Chuyên Nghiệp. 3. Thủy lực - Tập 1. Vũ văn Tảo vμ Nguyễn cảnh Cầm. 4. Thủy lực tập 2. Nguyễn Tμi. Hμ nội 1997. 5. Bμi tập thủy lực - Tập 1. Hoμng văn Qúy vμ Nguyễn Cảnh Cầm. 6. Bμi tập thủy lực tập 2 . Nguyễn cảnh Cầm.. . . Hμ nội 1979 7. Giáo trình " thủy lực " Vũ văn tảo, Nguyễn cảnh Cầm. NXBĐH THCN 1968. 81 Mục lục TT đề mục Trang 1. Lời tựa 3. Giới thiệu về mô đun 4. Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề 5. Các hoạt động học tập chính trong mô đun. 6. Bμi 1: khái niệm vμ các quy luật về truyền động bằng khí nén 7. Bμi 2: cấu tạo hệ thống truyền động bằng khí nén 8. Bμi 3: khái niệm vμ các quy luật về truyền động bằng thủy lực 9. Bμi 4: cấu tạo hệ thống truyền động bằng thủy lực 10. Đáp án câu hỏi vμ bμi tập 11. Tóm tắt nội dung chính trong mô đun 12. Thuật ngữ chuyên môn 13. Tμi liệu tham khảo 82 Chịu trách nhiệm xuất bản: Hμ tất thắng Q. giám đốc nhμ xuất bản lao động – xã hội Tổ chức bản thảo vμ chịu trách nhiệm nội dung: Tổng cục dạy nghề Tr−ờng cao đẳng công nghiệp huế Biên tập vμ hiệu đính: Diệp minh hạnh Châu anh khoa Trình bμy bìa: Thanh huyền Giáo trình Công nghệ khí nén Vμ thủy lực ứng dụng Mã số: HAR 02 11 In 83 bản, khổ 19x27 tại Công ty Cổ phần in Diên Hồng - 187B Giảng Võ – Hμ Nội. Số in 85/SXF số xuất bản 114-2008/CXB/29-12/LĐXH In xong vμ nộp l−u chiểu tháng 3/2008 83