Tải bản đầy đủ
Hình 2-18. Cấu trúc chân của AVR.

Hình 2-18. Cấu trúc chân của AVR.

Tải bản đầy đủ

CHƯƠNG III. MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.1. Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình hệ thống.
3.1.1. Các phương pháp điều khiển vận tốc cơ cấu chấp hành trong hệ thống
truyền động thủy lực.
Các thông số cơ bản của truyền động thủy lực có chuyển động tịnh tiến là vận tốc
và lực đẩy pit-tông của xylanh lực, còn thông số cơ bản trong truyền động thủy lực có
chuyển động quay là tốc độ quay và rôto động cơ thủy lực. Từ nguyên lý của truyền
động thủy lực ta có thể điều chỉnh vận tốc cơ cấu chấp hành bằng cách thay đổi lưu
lượng dầu chảy qua nó theo hai phương pháp sau:
3.1.1.1. Phương pháp điều khiển vận tốc bằng tiết lưu.
a. Sơ đồ điều chỉnh.
Trong truyền dẫn thuỷ lực, phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng tiết lưu được
sử dụng rất rộng rãi. Khác với phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thể tích, trong
phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng tiết lưu bơm dầu có năng suất cố định, nên nó
luôn luôn đẩy vào hệ thống truyền dẫn một lưu lượng dầu không đổi. Van tiết lưu có
nhiệm vụ điều tiết lưu lượng để có những vận tốc điều chỉnh khác nhau. Lượng dầu
thừa do bơm đẩy lên không sử dụng hết lại chảy về bể.
Căn cứ vào áp lực làm việc của bơm, người ta chia thành:
- Sơ đồ điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp tiết lưu với áp lực làm việc của bơm
không đổi; pb = const.
25

- Sơ đồ điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp tiết lưu với áp lực làm việc của bơm thay
đổi ; pb≠ const.
 Sơ đồ điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp tiết lưu với áp lực bơm không đổi.
 Van tiết lưu đặt trên đường dầu vào xi lanh (hình3.1 a).
Dầu từ bơm 1 (với năng suất không đổi) được đẩy lên qua van tiết lưu 4, van đảo chiều
5 rồi đi tiếp vào buồng làm việc của xi lanh. Dầu từ buồng kia của xi lanh qua van đảo
chiều 5, qua van giảm áp 3 trở về bể, van 3 sẽ tạo ra trên đường dầu về bể một áp lực
nhỏ nào đó để hệ thống làm việc được êm. Khi thay đổi lượng mở của van tiết lưu 4 sẽ
nhận được những giá trị khác nhau của vận tốc. áp lực làm việc của bơm p b = const
được xác định bằng van an toàn 2. Van 2 là van tràn nên cũng dùng để xả phần dầu
thừa qua nó về bể.
 Van tiết lưu đặt trên đường dầu ra (đường dầu về bể ) (hình3.1 b).
Dầu từ bơm 1, qua van đảo chiều 5 vào buồng làm việc của xi lanh. Dầu từ buồng kia
của xi lanh, qua van đảo chiều 5, theo đường ống rồi qua van tiết 4 về bể. Khi thay đổi
lượng mở của van tiết lưu 4 sẽ làm thay đổi lưu lượng dầu chảy về bể; do đó sẽ nhận
được những giá trị khác nhau của vận tốc. Van an toàn 2 dùng để giữ cho áp lực làm
việc của bơm là không đổi pb = const. Đồng thời để xả phần dầu thừa về bể.
Sơ đồ điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp tiết lưu với áp lực bơm không đổi được
dùng rất rộng rãi vì nó đơn giản, đồng thời chỉ với một bơm làm việc với áp lực không
đổi sẽ có thể cùng một lúc cung cấp cho một số truyền dẫn khác nhau trong hệ thống.
Sơ đồ van tiết lưu đặt trên đường dầu ra (đường dầu về bể) so với sơ đồ van tiết lưu
đặt trên đường dầu vào thì có nhiều ưu điểm hơn như:
- Nó cung cấp cho động cơ hoặc xi lanh lực có độ cứng vững cả hai phía (cả hai buồng
đều có áp lực). Vì vậy sơ đồ này được dùng nhiều trong hệ thống truyền dẫn mà tải
trọng có thay đổi dấu (thay đổi chiều tác động).
- Nó hạn chế được lực quán tính của các động cơ dầu có chuyển động quay.
- Nó có nhiều khả năng tự ổn định, chống lại tự dao động, nhất là ở những vận tốc
chuyển động thấp.

26

Hình 3-1. Sơ đồ mắc tiết lưu.
1 – Bơm; 2 – Van an toàn; 3 – Van giảm áp; 4 – Van tiết lưu; 5 – Van đảo chiều
 Sơ đồ điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp tiết lưu với áp lực bơm thay đổi.
Trong sơ đồ này van tiết lưu 2 đặt song song với xi lanh 3. Do đó dầu do bơm 1 đưa
lên sẽ chia làm hai dòng chảy song song: Một dòng đi vào xi lanh 3, còn dòng kia sẽ
chảy qua van tiết lưu 2 về bể. Vì van tiết lưu không đặt trực tiếp trên đường nối từ
bơm đến xi lanh nên áp lực làm việc của bơm phụ thuộc vào tải trọng tác động lên
piston ( pb≠ const). Như vậy công suất tiêu thụ của bơm sẽ tỷ lệ với tải trọng và sẽ tiết
kiệm được năng lượng; dầu ít bị nóng. Mặt khác sơ đồ lại đơn giản. Khi thay đổi lưu
lượng chảy qua van tiết lưu 2 ta sẽ thay đổi được vận tốc của piston. Tuy nhiên nhược
điểm chủ yếu của sơ đồ này là: Độ ổn định của vận tốc và độ cứng vững của hệ thống
đều kém hơn so với các sơ đồ khác; ngoài ra vì bơm làm việc với áp lực thay đổi nên
cứ mỗi một sơ đồ truyền dẫn lại đòi hỏi phải có một bơm riêng. Chính vì vậy mà sơ đồ
này ít được sử dụng rộng rãi.

Pb ≠ const
3

Q = const

1

a)

b)
27

p1= áp suất trong buồng làm việc, p2= áp suất trong buồng đối lưu.
1-Xylanh 2 – Tiết lưu 3 – Xy lanh.
Hình 3-2. Sơ đồ bố trí van tiết lưu với bơm có áp lực thay đổi.
b. Xác định tổn thất vận tốc khi điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp tiết lưu.
 Tổn thất vận tốc khi van tiết lưu đặt trên đường dầu vào xi lanh.

P1

Pb

P

P2

P0

Hinh 3-3 Sơ đồ tính toán điều chỉnh bằng tiết lưu ở đường dầu ra.
Từ lược đồ tính toán ta nhận thấy khi không có tải P = 0, phương trình cân bằng các
lực tác động lên piston sẽ là: p1F1 = p2F2 + Pm.s Từ đó:

Độ chênh áp suất ∆p trước và sau van tiết lưu:

Trong đó:
pb, p1, p2 - tương ứng là áp suất của bơm, áp suất trong buồng làm
việc và trong buồng đối áp của xi lanh.
F1 , F2 - diện tích làm việc của piston.
Pm.s - thành phần lực ma sát cản trở chuyển động của piston.
Khi có tải trọng P≠ 0 áp lực trong buồng làm việc của xi lanh là p'1 .

Khi không kể đến ảnh hưởng của sự dò chảy trong hệ thống ta có: vận tốc của piston
khi không tải:

28