Các phần tử làm việc trong hệ thống thuỷ lực bao gồm xi lanh, động cơ thuỷ lực và bình chứa thuỷ lực.
Xi lanh thuỷ lực
Xi lanh thuỷ lực thực hiện chuyển động thằng, hoạt động ổn định hơn xi lanh khí nén (trang 482) do áp suất làm việc cao và tính ít chịu nén của chất lỏng thuỷ lực (Hình 1). Xi lanh thuỷ lực được sản xuất theo loại tác động đơn (một chiều) và tác động kép (hai chiều), có hoặc không có giảm chấn.
Lực pittông: Lực pittiong được tính tương tự như xi lanh nén khí (Trang 482).
Tỷ lệ lực: Trong hẹ thống thuỷ lực kín, từng không gian riêng rẽ được kết nối với nhau, áp suất trong toàn bộ hệ thống Pe là bằng nhau (Hình 2). Khi áp suất tác động lên các bề mặt có diện tích khác nhau sẽ tạo ra lực khác nhau.
Vận tốc pittong và vận tốc lưu lượng (lưu tốc).
Vận tốc pittông v trong xi lanh thuỷ lực phụ thuộc vào lưu lượng dẫn vào Q và diện tích mặt pittông (hình 3). Lưu lượng được định nghĩa là lượng chất lỏng chảy qua một đơn vị thời gian, Thí dụ Q = 16 lít/phút. Vận tốc của lưu lượng v của chất lỏng trong ống và trong ống mềm càng lớn khi lưu lượng Q càng lớn và càng nhỏ khi tiết diện A của ống càng lớn (Hình 4)
Thí dụ: xi lanh thuỷ lực (Hình 3) nối với ống (d = 16 mm) và lưu lượng Q = 12 lít/phút. Vận tốc đi ra và trở về cũng như lưu tốc trong ống là bao nhiêu?
Lời giải:
Đi ra:
Động cơ thủy lực
Động cơ thủy lực chuyển đổi năng lượng chất lỏng bị nén trong bơm thành công quay (cơ năng) (Hình 1).
Trong đó chất lỏng bị nén tác động lên phần tử ép (bánh xe răng, cánh gạt, pittông).
Động cơ kiểu pittông hướng tâm đặc biệt phù hợp với số vòng quay truyền động thấp (chẳng hạn các động cơ tốc độ chậm). Động cơ thủy lực được sản xuất theo loại lưu lượng một hoặc hai chiều, cố định hoặc có thể điều chỉnh. Do đó các thiết bị được kết nối với bơm có thể vận hành theo một hoặc cả hai chiễu quay, với tốc độ quay cố định hoặc điều chỉnh được.
Thí dụ: Động cơ cố định nhận dung tích V = 10 cm3 trong mỗi vòng quay, lưu lượng Q = 2 lít/phút. Hãy tính tốc độ quay của động cơ.
Lời giải:
Đối với truyền động bàn máy bằng cơ thủy lực người ta sử dụng động cơ thủy lực và trục ren (Hình 2).
Chiều quay của động cơ thủy lực và chiều chuyển động của bàn máy được điểu khiển thông qua van dẫn hướng 4/3 (van một chiều).
Bình chứa thủy lực
Trong bình chứa thủy lực, chất lỏng được nén và tích trong bình kín chứa nitơ (Hình 3).
Trong bình chứa kiểu bong bóng, chất lỏng chứa trong bình nén bong bóng lại với nhau cho đến khi áp suất khí trong bong bóng cân bằng với áp suất chất lỏng. Khi áp suất trong ống dẫn của bình giảm, bong bóng nén chất lỏng trở về ống dẫn cho đến khi đạt được sựcân bằng áp suất giữa dẩu và khí trong bình (xả tải). Trong bình chứa kiểu màng, tấm màng ngăn cách giữa buồng chứa chất lỏng và buồng chứa khí. Trong bình kiểu xi lanh, pittông chuyển động tựdo ngăn cách giữa buồng chứa chất lỏng và buồng chứa khí.
Nhiệm vụ của bình thủy lực
- Tích trữ chất lỏng thủy lực trong khi xi lanh và động cơ thủy lực ngừng hoạt động
- Bổ sung thêm chất lỏng thủy lực tăng khi cần chuyển động nhanh
- Giảm chấn và xung
- Cân bằng rò rỉ
- Thay thế trong thời gian ngắn khi bơm ngưng hoạt động trong trường hợp tác động khẩn cấp.
Điều khiển với bình thủy lực trên thiết bị kẹp (Hình 1).
Khi xi lanh kẹp tiến tới hoặc lui lại, bơm và bình cùng cung cấp dầu thủy lực cho xi lanh, qua đó bình trống. Bình được nạp đầy trở lại cho đến khi xi lanh tiến đến vị trí cuối. Khi bình đẩy, van tiếp theo sẽ mở và bơm tải chất lỏng trực tiếp đến bình chứa.
Các bình có tích số giữa áp suất (bar) và dung tích danh định (lít) lớn hơn 200 bar/lít phải được trang bị các thiết bị an toàn dưới đây (Hình 1):
- Áp kế không thể ngắt được (0Z1)
- Van giới hạn áp suất riêng (0V1)
- Van một chiều cho các thiết bị còn lại (0V2)
- Van xả để làm trống bình chứa (0V3)
