giao trinh thuy khi và điều khiển điện khí nén

Giáo trình truyền động thủy khí

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:
1.1. Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của HTTĐ thủy lực
1.2. Những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực
1.2.1. Ưu điểm
1.2.2. Nhược điểm
1.3. Định luật chất của chất lỏng
1.3.1. Áp suất thủy tĩnh
1.3.2. Phương trình dịng chảy
1.3.3. Phương trình Bernulli
1.4. Đơn vị đo các đại lượng cơ bản
1.4.1. Áp suất
1.4.2. Vận tốc
1.4.3. Thể tích và lưu lượng
1.4.4. Lực (F)
1.4.5. Công suất (N)
1.5. Các dạng năng lượng
1.5.1. Sơ đổ thủy lực tạo chuyển động tịnh tiến
1.5.2. Sơ đồ thủy lực tạo chuyển động quay
1.6. Tổn thất trong hệ thống truyền động bằng thủy lực
1.7. Độ nhớt và yêu cầu đối với yêu cầu thủy lực
CHƯƠNG 3: CƠ CẤU BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG VÀ HỆ THỐNG XỬ LÝ DẦU
2.1. Bơm dầu và động cơ dầu
2.1.1. Nguyên lí chuyển đổi năng lượn
2.1.2. Các đại lượng đặc trưng
2.1.3. Các cơng thức tính tốn bơm và động cơ dầu
2.1.4. Các loại bơm
2.1.5. Bơm bánh răng
2.1.6. Bơm trục vít

2.1.7. Bơm cánh gạt
2.1.8. Bơm pittông
2.1.9. Tiêu chuẩn chọn Bơm
2.2. Xilanh truyền động (cơ cấu chấp hành)
2.2.1 Nhiệm vụ
2.2.2. Phân loại
2.2.3. Cấu tạo xilanh
2.2.4. Một số xilanh thơng dụng
2.2.5. Tính tốn xilanh truyền thủy lực
2.3. Bể dầu
Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-1-


Giáo trình truyền động thủy khí

2.3..1. Nhiệm vụ
2.3.2. Chọn kích thước bể dầu
2.3.4. Kết cấu bể dầu
2.4. Bộ lọc dầu
2.4.1. Nhiệm vụ
2.4.2. Phân loại theo kích thước lọc
2.4.3.Phân loại theo kết cấu
2.3.4. Cách lắp bộ lọc trong hệ thống
2.5. Đo áp xuất và lưu lượng
2.5.1. Đo áp suất
2.5.2. Đo lưu lượng
2.6. Bình trích chứa
2.6.1. Nhiệm vụ

2.6.2. Phân loại
CHƯƠNG 2: CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG THỦY LỰC
3.1. Khái niệm
3.2. Van áp suất
3.3. Van đảo chiều
3.4. Các loại van điện thủy lực ứng trong mạch điều khiển tự động
3.5. Cơ cấu chỉnh lưu lượng
3.6. Van chặn
3.7. Ống dẫn, ống nối
CHƯƠNG 4: ĐIỀU CHỈNH VÀ ỔN VẬN TỐC
4.1. Điều chỉnh bằng tiết lưu
4.2. Điều chỉnh bằng thể tích
4.3. Ổn định vận tốc
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY
LỰC
5.1. Ứng dụng truyền động thủy lực
5.2. Thiết kế hệ thống truyền động thủy lực
PHẦN 2: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN
CHƯƠNG 6: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
6.1. Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của HTTĐ khí nén
6.2. Khả năng ứng dụng của khí nén
6.2. Những ưu điểm và nhược điểm của HTTĐ bằng khí nén
6.3. Nguyên lý truyền động
Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-2-


Giáo trình truyền động thủy khí

6.4. Sơ đồ ngun lý truyền động
6.5. Đơn vị đo các đại lượng cơ bản
CHƯƠNG 5: CÁC PHẦN TỬ KHÍ NÉN VÀ ĐIỆN KHÍ NÉN
7.1. Cơ cấu chấp hành
7.2. Van đảo chiều
7.3. Van chặn
7.4. Van tiết lưu
7.5. Van điều chỉnh thời gian
7.6. Van chân không
7.7. Cảm biến bằng tia
CHƯƠNG 8: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN VÀ ĐIỆN KHÍ NÉN
8.1. Hệ thống điều khiển bằng khí nén
8.2. Hệ thống điều khiển bằng điện khí nén
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-3-


Giáo trình truyền động thủy khí

PHẦN 1: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG THỦY LỰC

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Mục tiêu của bài:
- Trình bày được những ưu điểm, nhược điểm của hệ thống thủy lực
- Vận dụng được phương trình Bernulli vào các bài toán.
Nội dung của bài:
Thời gian:

1.1.

Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của hệ thống truyền động thủy
lực:
Thủy khí động lực biểu thị sự liên hệ rất chặt chẽ giữa khoa học và yêu cầu
thực tế. Nơng nghiệp đã địi hỏi thủy lợi phát triển rất sớm như kênh đào, đập nước,
đóng thuyền, bè,…. Chẳng hạn như nhà bác học Acsimet (287-212, trước công
nguyên) đã phát hiện ra lực đẩy Acsimet.
Nhà danh họa Ý Leona D’vancy (1452-1519) đã đưa ra khái niệm về lực cản
của chất lỏng lên các vật chuyển động trong nó. Ơng cũng là người muốn tìm hiểu tại
sao lồi chim lại có thể bay được nhưng tận 400 năm sau hai nhà bác học Jucoxki và
kutta mới giải thích được đó là lực nâng. Hai nhà bác học người Thụy Sỹ:
L’Ơle(1707-1783) và D’.Bernuli(1700-1782) là những người đặt cơ sở lí thuyết cho
thủy khí động lực, tách khỏi cơ học lí thuyết để trở thành 1 ngành khoa học riêng. Đến
năm 1920 khoa học thủy khí đã ứng dụng trong trong lĩnh vực máy công cụ. Năm
năm sau (1925) đã ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nặng như: khai
thác mỏ, máy hóa chất, giao thơng vận tải, hang khơng,…
Từ năm 1960 đến nay đã ứng dụng rộng rãi trong các máy tự động hóa và dây
chuyền thiết bị với trình độ cao, có khả năng điều khiển bằng máy tính, hệ thống
truyền động bằng thủy lực với cơng suất lớn.
1.2. Những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực
1.2.1. Ưu điểm:(8 ưu điểm)
- Truyền động được công suất lớn, nhờ vào các cơ cấu trong hệ thống tương đối
đơn giản, và độ tin cậy cao, ít phải chăm sóc và bảo dưỡng.
- Điều khiển được nhiều vận tốc (dễ thực hiện tự động hóa theo chương trình có
sẵn)
- Kết cấu gọn nhẹ, có qn tính nhỏ, được dùng nhiều trong hệ thống tự động
- Có khả năng giảm khối lượng và kích thước (của hệ thống) nếu chọn chọn áp
suất thủy lực cao.
- Nhờ quán tính nhỏ và khả năng chịu nén của dầu nên có thể sử dụng ở vận tốc

cao mà khơng sợ bị va đập như hệ thống cơ khí.
- Khả năng tự bôi trơn rất tốt do trong truyền động thủy lực chủ yếu là dầu
- Truyền động êm, không gây tiếng ồn
- Dễ dàng đề phòng sự cố khi quá tải nhờ các van an toàn.
1.2.2. Nhược điểm:
- Đường ống dẫn khí và dầu hay rị rỉ, khó làm kín nên làm giảm hiệu suất
Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-4-


Giáo trình truyền động thủy khí

-

Khó giữ được vận tốc khơng đổi khi phụ tải thay đổi, do tính nén được của chất
lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn (chủ yếu là khí).
- Khi mới khởi động hệ thống làm việc chưa ổn định do nhiệt độ chưa ổn định,
do độ nhớt của chất lỏng phụ thuộc vào nhiệt độ.
1.3. Định luật của chất lỏng:
1.3.1. Áp suất thủy tĩnh
Trong các chất lỏng (áp suất do trọng lượng và áp suất do ngoại lực) tác động
lên mỗi phần tử của mặt chịu áp suất trong bình chứa khơng phụ thuộc vào
hình dạng của bình.

Hình 1.1. Áp suất thủy tĩnh
a) Ps = h.g.ρ + PL

(1.1)

F
b) PF =
A
F1
F2
l 2 A2 F 1
= PF =
c)
và = =
A1
A2
l 1 A1 F 2

(1.2)
(1.3)

Trong đó:
ρ – là khối lượng riêng của chất lỏng
h – là chiều cao của cột nước
g – là gia tốc trọng trường
Ps – là áp suất lực trọng trường
PL – là áp suất khí quyển
PF – áp suất của tải trọng ngồi(khi có sự tác động của lực F)
Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-5-


Giáo trình truyền động thủy khí

A,A1,A2 – diện tích bề mặt tiếp xúc
F – tải trọng ngồi
1.3.2. Phương trình dịng chảy liên tục
Lưu lượng chảy (Q) chảy trong đường ống từ vị trí 1 đến vị trí 2 là hằng số, lưu
lượng Q của chất lỏng qua mặt cắt A của ống bằng nhau trong toàn ống (đều
kiện liên tục).
Ta có phương trình dịng chảy như sau:
Q =A.v = Const
(1.4)
v: là vận tốc chảy trung bình qua mặt cắt A
Trong đó:
Q: là lưu lượng dịng chảy tại vị trí 1 và 2 (m3/giây)

Q1 = Q2

hay

2

2

⇔ v1. d14π = v2 . d24π

(1.5)

(nếu tiết diện chảy là hình trịn)
Từ (1.5) ta suy ra vận tốc chảy tại vị trí 2 là:

(Hình 1.2.Dịng chảy liên

tục)

v2

d12
=v1
d 22

(1.6)

v1: vận tốc dịng chảy tại vị trí 1 (m/giây)
v2: vận tốc dịng chảy tại vị trí 2(m/giây)
A1: tiết diện dịng chảy tại vị trí 1 (m2)
A2: tiết diện dịng chảy tại vị trí 2 (m2)
1.3.3. Phương trình Bernulli:
Áp suất tại một điểm chất lỏng dang chảy:
ρv2
ρ v2
P1 + ρ .g .h1 + 1 = P 2 + ρ .g .h 2 + 2 = const
2

2

Trong đó:

P1 + ρ.g.h1 
 là áp suất thủy tĩnh
P 2 + ρ.g.h 2 

ρ v12 ρ v22

,
: là áp suất thủy động
2
2
ρ v = γ : Trọng lượng riêng;
ρ .v.h = γ .h : Áp suất do trọng lượng

Hình 1.3. Phương trình Bernulli
1.4. Đơn vị đo các đại lượng cơ bản trong hệ thống điều khiển
1.4.1. Áp suất
Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-6-

(1.7)


Giáo trình truyền động thủy khí

Theo đơn vị đo trong hệ SI là Pascal (Pa)
1Pa = 1N/m2 = 1m-1kgs-2 = 1kg/ms2
Đơn vị này tương đối nhỏ nên ta thường dùng đơn vị: N/mm2, N/cm2 và so với đơn vị áp
suất cũ là kg/cm2 thì có mối liên hệ như sau:
1kg/cm2 = 0.1N/mm2 = 10N/cm2 = 105N/m2
Ngồi ra người ta cịn dùng đơn vị là Bar:
1bar = 105Pa = 105N/m2 = 1kg/cm2 = 1at
1at = 9.81.104N/m2 ≈ 105N/m2 = 1bar
Áp suất ghi trên tất cả các thiết bị thủy lực là hiệu áp suất của áp suất tuyệt đối và áp
suất khí quyển
1.4.2. Vận tốc

Đơn vị vận tốc là m/s (cm/s)
1.4.3. Thể tích và lưu lượng
a. Thể tích (V): m3 hoặc (lít)
b. Lưu lượng (Q): m3/phút hoặc l/phút.
Trong cơ cấu biến đổi năng lượng dầu ép (bơm dầu, động cơ dầu) cũng có thể dùng
đơn vị là m3/vịng, hoặc l/vịng.
1.4.4. Lực (F)
Đơn vị lực là Newton (N): 1N = 1kg.m/s2
1.4.5. Công suất (N)
Đơn vị công suất là Watt (W): 1W = 1Nm/s = 1m2.kg/s3
1.5. Các dạng năng lượng
Gồm có 3 dạng:
- Mang năng lượng: dầu
- Truyền năng lượng: ống dẫn
- Tạo ra năng lượng hoặc chuyển đổi thành năng lượng khác: hệ thống bơm,
động cơ, xilanh…
1.6. Tổn thất trong hệ thống truyền động bằng thủy lực
1.6.1. Tổn thất thể tích
Tổn thất này sinh ra do dầu thủy lực chảy qua các khe hở trong các phần tử
của hệ thống. Khi áp suất càng lớn, vận tốc càng nhỏ thì tổn thất thể tích càng lớn.
Tổn thất thể tích xảy ra chủ yếu ở các cơ cấu biến đổi năng lượng (bơm, xilanh,…)
Đối với bơm dầu: Tổn thất thể tích được thể hiện bằng hiệu suất sau
ηtb =

Q
Q0

(1.8)

Q: là lưu lượng thực tế của bơm dầu

Q0: Lưu lượng danh nghĩa của bơm
1.6.2. Tổn thất cơ khí
Tổn thất cơ khí là do ma sát giữa các chi tiết có chuyển động tương đối trong bơm
dầu và động cơ dầu gây nên
Tổn thất cơ khí được biểu thị bằng hiệu suất cơ khí:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-7-


Giáo trình truyền động thủy khí

ηcb =

N
N0

(1.9)

N0: Cơng suất cần thiết để quay bơm (Công suất danh nghĩa), là công suất
cần thiết để đảm bảo lưu lượng Q và áp suất P của dầu
N: Công suất thực tế đo được trên trục của bơm
1.6.3. Tổn thất áp suất
Tổn thất áp suất là sự giảm áp suất do lực cản trên đưởng chuyển động của
dầu từ bơm đến cơ cấu chấp hành. Tổn thất này phụ thuộc vào những yếu tố sau:
- Chiều dài ống dẫn
- Độ nhẵn bề mặt của đường ống dẫn
- Độ lớn tiết diện ống dẫn
- Tốc độ chảy

- Sự thay đổi tiết diện
- Sự thay đổi hướng chuyển động
- Trọng lượng riêng, độ nhớt
Nếu P0 là áp suất của hệ thống, P1 là áp suất ra thì tổn thất được biểu thị
bằng hiệu suất:
η=

P 0 − P1 ∆P
=
P0
P0

(1.10)

Hiệu áp suất ∆P là trị số tổn áp suất
Tổn thất áp suất do lực cản cục bộ gây nên được tính theo cơng thức
ρ
l  
ρ
l
∆P = 10.ξ . v 2 . ,  N2 ÷÷ = 10 −4.ξ . v 2 . ( bar )
(1.11)
m 
2g

d

2g

d

Trong đó:
ρ: là khối lượng riêng của dầu (914kg/m3)
g: gia tốc trọng trường (9,81m/s2)
v: vân tốc trung bình của dầu
ξ: hệ số tổn thất cục bộ
l: Chiều dài ống dẫn
d: đường kính ống
1.6.4. Ảnh hưởng các thơng số hình học đến tổn thất áp suất
a. Tiết diện dạng tròn
Giả sử:
∆p: là tổn thất áp suất
l: là chiều dài ống dẫn
ρ: là khối lượng riêng của chất lỏng
Q: lưu lượng
D: đường kính
v: độ nhớt động học
Hình 1.6. Dạng tiết diện trịn
λ: hệ số ma sát của ống
λLAM: Hệ số ma sát đối với chảy tầng
λTURB: Hệ số ma sát đối với chảy rối

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-8-


Giáo trình truyền động thủy khí

 Tổn thất : ∆p =

256 D.v
.
π Q
0.316
λ = λTURB .
4 Q
4
.
π D.v

8
l.ρ .Q 2
.
λ
.
π2
D5

λ = λLAM −

Hình 1.7. chảy tầng và chảy rối

4 Q
Hệ số Reynold: .
>3000
π D.v

b. Tiết diện thay đổi lớn đột ngột
2
 D12  8 ρ .Q 2

Tổn thất: ∆p =  1 − 2 ÷ . 2 . 4
D1
 D2  π
D1: đường kính ống dẫn vào
D2: đường kính ống dẫn ra
Hình: Tiết diện thay đổi lớn đột ngột
c. Tiết diện thay đổi nhỏ đột ngột
4 Q
R
.
> 3000 ≈ 4
π D.v
D

D1: đường kính ống dẫn vào
D2: đường kính ống dẫn ra
Hình: tiết diện thay đổi nhỏ đột
ngột
d. Tiết diện thay đổi lớn từ từ
2

 D12  8 ρ .Q 2
∆p = [ 0,12 ÷ 0, 2] 1 − 2 ÷ . 2 . 4
D1
 D2  π

Hình: Tiết diện thay đổi lớn từ từ
e. Tiết diện thay đổi nhỏ từ từ
Tổn thất: ∆p = 0

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

-9-


Giáo trình truyền động thủy khí

Hình: Tiết diện nhỏ từ từ
f. Vào ống dẫn
Khi chất lỏng vào ống dẫn tổn thất áp suất được tính theo cơng thức:
8 ρ .Q 2
∆p = ξ E . 2 . 4
π D
ξE: là hệ số thất thốt được chia theo bảng sau:
Cạnh
Sắc
Gãy khúc
Trịn
Có trước

a
b

Hệ số thất thốt ξE
0,5
0,25
0,06
<3

Hình: Dầu vào ống dẫn

g. Ra ống dẫn
Tổn thất áp suất được tính theo cơng thức:
8 ρ .Q 2
∆p = ξU . 2 . 4
π D
Hệ
Reynold
4
π
4
π

số Hệ số thất thoát ξU

2
Q
< 3000
D.v
1
Q
.
> 3000
D.v
.

h. Ống dẫn gãy khúc
R
≈4
D

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 10 -


Giáo trình truyền động thủy khí

∆p = ξU .

tổn

Góc α,β
α =20
α = 40
α = 60
β = 20
β = 40
β = 60
β = 80
β = 90

8 ρ .Q 2
.
π 2 D4

Hệ số thất thốt ξU
0.06
0.2
0.47
0.04

0.07
0.1
0.11
0.11

Hình:
Ống dẫn
gãy khúc
Ngồi ra cịn có tổn thất áp suất ở van, và
thất trong hệ thống thủy lực.

1.7. Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thỷ lực
1.7.1. Độ nhớt
Độ nhớt là một trong những tính quan trọng nhất của chất lỏng, độ nhớt xác
định ma sát trong chất lỏng và thể hiện khả năng chống biến dạng trượt hoặc biến
dạng cắt của chất lỏng. Có 2 loại độ nhớt
a. Độ nhớt động lực
Độ nhớt động lực μ là lực ma sát tính bằng 1N tác động trên 1 đơn vị diện tích
bề mặt 1m2 của 2 lớp phẳng song song với dòng chảy của chất lỏng, cách nhau
1m và có vận tốc là 1m/s
Độ nhớt động lực μ được tính bằng Poazơ (kí hiệu là P)
1P = 0,1N.s/m2 = 0,010193KG.s/m2
1P = 100cP (centi Poazơ)
b. Độ nhớt động

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 11 -

Giáo trình truyền động thủy khí

Độ nhớt động là tỉ số giữa hệ số nhớt động lực và khối lượng riêng của chất
lỏng
η
v = (m2/s)
ρ
c. Độ nhớt Engler(E0)
Độ nhớt Engler là một quy ước dùng để so sánh thời gian chảy của 300cm 3 qua
đường kính ống dẫn có đường kính 2,8mm với thời gian chảy của 300cm 3 nước
cất ở nhiết độ 20oC có cùng đường kính.
Kí hiệu: E0 = t/tn
1.7.2. Yêu cầu đối với dầu thủy lực
Chất lỏng làm việc phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo khả năng bôi trơn tốt trong khoảng thay đổi lớn về nhiệt độ và áp
suất
- Độ nhớt phải ít phụ thuộc vào nhiệt độ
- Có tính trung hoa(trơ) với các bề mặt kim loại, hạn chế khả năng sâm nhập
của khí, và dễ dàng tách khí ra ngồi.
- Độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít và khe hở của các chi tiết di
trượt
- Dầu phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, dẫn nhiệt tốt, ít hịa tan trong
nước và khơng khí, có mođun đàn hồi, hệ số nở về nhiệt và khối lượng
riêng nhỏ.

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 12 -

Giáo trình truyền động thủy khí

CHƯƠNG 2: CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG
THỦY LỰC
Mục tiêu của bài:
- Trình bày được cơng dụng và cấu tạo các loại van đảo chiều, van tiết lưu
2.1. Khái niệm
Hệ thống điều khiển bằng thủy lực gồm có các phần tử sau:
a. Cơ cấu tạo năng lượng (bơm dầu, bộ lọc…)
b. Phần tử nhận tín hiệu: Các loại nút nhấn…
c. Phần tử xử lí: van áp suất, van điều khiển từ xa…
d. Phần tử điều khiển: van đảo chiều…
e. Cơ cấu chấp hành: Xilanh, động cơ dầu

Hình 2.1: Hệ thống điều khiển bằng thủy lực
2.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển bằng thủy lực

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 13 -


Giáo trình truyền động thủy khí

Hình 2.2: Cấu trúc hệ thống điều khiển bằng thủy lực
2.3. Van áp suất
2.3.1. Nhiệm vụ
Van áp suất dùng để điều chỉnh áp suất, tức là cố định hoặc tăng, giảm trị số
áp trong hệ thống bằng thủy lực.
2.2.2. Phân loại

Van áp suất gồm 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
Van tràn và van an toàn được dùng để hạn chế cho việc tăng áp suất chất lỏng
trong hệ thống thủy lực khi vượt hệ số quy định. Van tràn làm việc dựa trên sự
cân bằng tác dụngcủa những lực ngược chiều nhau trên nút van thường xuyên,
van an toàn chỉ lam việc khi q tải

Kí hiệu van tràn và van an tồn
Ví dụ: Van tràn kiểu lò xo (van tràn điều khiển trực tiếp): Trạng thái chưa
tác động

Trạng thái tác bị tác động

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 14 -


Giáo trình truyền động thủy khí

b. Van tràn kiểu con trượt (điều khiển gián tiếp)

Hình2.3: van tràn điều khiển gián tiếp
-

Khi áp suất ở 3 tăng lên làm cho núm chặn 2 mở ra (về bên phải), khi đó dầu

sẽ theo rãnh chữ T đi ra thùng chứa. [(1) là đường vào của dầu]
Một trong những đặc tính quan trọng của van tràn là sự thay đổi áp suất điều
chỉnh, khi thay đổi lưu lượng Q. sự thay đổi này càng ít van làm việc càng ổn
định.

Đường biểu diễn sự thay đổi áp suất gọi là đường đặc tính của van.

Hình2.4: Đồ thị đường đặc tính của van tràn
1. Đường đặc tính của van tràn điều khiển trực tiếp
2. Đường đặc tính của van tràn
Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 15 -


Giáo trình truyền động thủy khí

3. Điều khiển gián tiếp
2.3.2. Van giảm áp
Trong nhiều trường hợp hệ thống thủy lực một bơm dầu phải cung cấp
năng lượng cho nhiều cơ cấu chấp hành có áp suất khác nhau. Lúc này ta phải cho
bơm thủy lực làm việc với áp suất lớn nhất. Và dùng van giảm áp đặt trước cơ cấu
chấp hành để giảm áp suất đến một giá trị cần thiết.
Nguyên tắc làm việc của van giảm áp dựa trên sự cân bằng tác dụng của
những lực ngược chiều nhau trên nút van. Lực tạo thành bởi kết cấu van (lò xo) và
áp suất của chất lỏng tại cửa ra A.

Hình 2.5: Kết cấu của van giảm áp
- Ví dụ về mạch thủy lực có van giảm áp:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 16 -


Giáo trình truyền động thủy khí

Hình2.6: Mạch thủy lực có van giảm áp
2.3.3. Van cản (van đóng, mở nối tiếp)
Van có nhiệm vụ tạo nên một sức cản trong thệ thống cho nên hệ thống ln có
dầu bơi trơn, bảo quản thiết bị, thiết bị làm việc êm.
- Ký hiệu:

Ví dụ về mạch có van cản : Trên sơ đồ van cản lắp vào của ra của xilanh

Hình 2.7: Mạch thủy lực có lắp van cản
2.4. Van đảo chiều:
2.4.1. Nhiệm vụ:
Van đảo chiều dùng để đóng, mở các ống dẫn để khởi động các cơ cấu biến đổi
năng lượng, dùng để đảo chiều các cơ cấu chấp hành.
2.4.2. Các khái niệm:
- Số cửa: là số lỗ để dẫn dầu vào hay ra, số cửa van đảo chiều thường là 2,3,4,5.
trường hợp đặc biệt có thể nhiều hơn.
- Số vị trí (số ô): là số định vị con trượt của van, thơng thường van có 2 hoặc 3 vị
trí
Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 17 -

Giáo trình truyền động thủy khí

2.4.3. Van đảo chiều 2 cửa, 2 vị trí (van 2/2):

Số cửa
Vị trí
-

Ví dụ về mạch lắp van 2/2:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 18 -


Giáo trình truyền động thủy khí

2.4.4. Van đảo chiều 3/2

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 19 -


Giáo trình truyền động thủy khí

-

Ví dụ mạch có lắp van 3/2:

2.4.5. Van đảo chiều 4/2

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 20 -


Giáo trình truyền động thủy khí

Trạng thái bị tác động:

Sơ đồ mạch có van 4/2

2.4.6. Van đảo chiều 4/3
Vị trí trung gian của P nối với cửa T

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 21 -


Giáo trình truyền động thủy khí

2.4.7: Các loại tín hiệu tác động
a. loại tín hiệu tác động bằng tay

Nút ấn tổng quát

nút bấm

Tay gạt

Bàn đạp

b. Loại tín hiệu tác động bằng cơ:

Đầu dị

Lị xo

Cữ chặn bằng con lăn

Bảng tóm tắt kí hiệu các loại van:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 22 -


Giáo trình truyền động thủy khí

2.5. Van tiết lưu
a. nhiệm vụ
Có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dịng chảy tức là điều chỉnh tốc độ hoặc thời
gian chạy của cơ cấu chấp hành.
b.Nguyên lí làm việc
- Làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay
đổi tiết diện
- Lưu lượng của dòng chảy được tính theo cơng thức Torrixlli như sau:
qv = α . A1

2.∆p
ρ1

(m3/giây)

Trong đó:
α: là hệ số lưu lượng
A1: Diện tích mặt cắt khe hở
Πd 2
; (m2)
4
∆p = ( p1 − p2 ) : áp suất trước và sau khe hở
A=

ρ: là khối lượng riêng của dầu

Kí hiệu:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 23 -


Giáo trình truyền động thủy khí

Van tiết lưu điều chỉnh theo kiểu dọc trục:

Van tiết lưu điều chỉnh theo kiểu quay quang trục:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 24 -


Giáo trình truyền động thủy khí

Hình 2.8: mối quan hệ giữa ∆p và qv
Ví dụ về mạch có lắp van tiết lưu

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- 25 -