Câu hỏi: Trình bày khái niệm, các cơ cấu và phần tử chính, kênh điều khiển, kênh biến đổi năng lượng của hệ thống thủy lực? Vẽ sơ đồ cấu trúc mạch hở – mạch kín của hệ thống điều khiển bằng thủy lực và nêu ứng dụng của sơ đồ này?

Hệ thống thủy lực là gì?

Khái niệm hệ thống thủy lực (Hydraulic systems) hay hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực là hệ thống điều khiển sử dụng năng lượng của dòng chất lỏng chịu áp suất để thực hiện nhiệm vụ điều khiển.

Các cơ cấu và phần tử chính của hệ thống thủy lực

Tóm tắt sơ lược cơ cấu – phần tử chính của hệ thống điều khiển bằng thủy lực gồm có:

• Cơ cấu tạo tín hiệu điều khiển: dùng để tạo tín hiệu điều khiển đưa vào hệ thống, ví dụ: công tắc, nút bấm, công tắc hành trình, các loại cảm biến…
• Cơ cấu so sánh: tạo ra tín hiệu sai lệch giữa tín hiệu điều khiển và tín hiệu phản hồi để đưa vào cơ cấu điều khiển.
• Cơ cấu điều khiển: dùng để điều khiển cơ cấu chấp hành, có thể bao gồm các phần tử: bộ khuếch đại điện tử, bộ khuếch đại công suất điện-thuỷ lực, các cơ cấu hiệu chỉnh tạo quy luật điều khiển.
• Cơ cấu chấp hành: Van trượt phân phối thuỷ lực, xi lanh thuỷ lực…
• Cơ cấu cung cấp dầu: cung cấp dầu với áp suất cao tới và thu hồi dầu trở về với áp suất thấp từ cơ cấu chấp hành, có thể bao gồm các phần tử: các máy bơm dầu, bộ lọc dầu, bể dầu, bể trích chứa, van áp suất…
• Cơ cấu phản hồi: là các cảm biến xác định tín hiệu đầu ra va tạo tín hiệu phản hồi đưa về cơ cấu so sánh.
• Kênh điều khiển (thông tin): là kênh truyền và xử lý tín hiệu điều khiển từ khâu vào của hệ tới đối tượng điều khiển.
• Kênh biến đổi năng lượng: là kênh phân phối và biến đổi năng lượng từ nguồn cấp năng lượng(cơ cấu cung cấp dầu) tới đối tượng điều khiển.

Ứng dụng của hệ thống thủy lực

Các ứng dụng cơ bản của hệ thống thuỷ lực gồm 2 lĩnh vực chính là thủy lực tự hành và thủy lực cố định.

• Thuỷ lực cố định (stationary hydraulics): hệ thống làm việc ở một vị trí cố định, vì vậy chúng thường sử dụng các van điện từ kết hợp với các thiết bị điều khiển điện- điện tử…

• Thuỷ lực tự hành (mobile hydraulics): hệ thống có thể di chuyển được bằng bánh xe hoặc đường ray… Phần lớn trong số này có đặc điểm là hay sử dụng các van được điều khiển bằng tay…

Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển thủy lực

Ưu điểm:

• Truyền được công suất và lực lớn với các phần tử có kích thước nhỏ, cơ cấu tưởng đối đơn giản
• Khả năng điều khiển – điều chỉnh được vận tốc, dễ dàng thực hiện được tự động hóa trong điều kiện làm việc hoặc chương trình lập sẵn
• Có thể sử dụng cho tải trọng nặng
• Dễ dàng phòng quá tải nhờ van an toàn, giám sát hiệu quả bằng áp kế…
• Hoạt động trơn tru, không phụ thuộc nhiều vào tải trọng vì chất lỏng hầu như không chịu nén
• Vận hành và đảo chiều êm ả, dễ dàng biến đổi chuyển động quay của động cơ –-> chuyển động tịnh tiến của cơ cấu chấp hành
• Tự động hóa đơn giản – dễ dàng điều khiển, điều chỉnh hệ thống.

Nhược điểm:

• Hiệu suất thấp, gây ôi nhiễm môi trường, nguy cơ hỏa hoạn… do mất mát dầu. Nguyên nhân thường do: rò rỉ tại đường ống hoặc các phần tử trong hệ thống…

Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển bằng thủy lực

Sơ đồ cấu trúc mạch hở 

Sơ đồ cấu trúc mạch hở thường được sử dụng trong các hệ thống có công suất vừa hoặc lớn, nhưng không yêu cầu khắt khe về chất lượng điều khiển, như điều khiển các máy công trình (máy xúc, máy ủi, máy đào….), các máy vận chuyển (máy nâng, cần cẩu, băng chuyền….), các máy khai thác vật liệu, trên các phương tiện giao thông (phanh ô tô, tàu hoả…)…

Sơ đồ cấu trúc mạch kín

Sơ đồ cấu trúc mạch kín thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động điện-thuỷ lực đòi hỏi chất lượng điều khiển cao, ví dụ trong công nghiệp: các hệ thống bám điều khiển theo vị trí, các hệ thống tự ổn định, các bộ điều chỉnh tự động…

Trong các thiết bị quân sự như: khí tài phòng không (pháo phòng không cố định và trên xe tự hành, bệ phóng tên lửa), các loại tên lửa lục quân, hải quân, tàu hải quân, máy bay, xe tăng…

Giáo trình Hệ thống điều khiển thủy lực- Nguyễn Ngọc Phương: TẢI MIỄN PHÍ TẠI ĐÂY!

Giáo trình Hệ thống điều khiển khí nén- Nguyễn Ngọc Phương: TẢI MIỄN PHÍ TẠI ĐÂY!

>>>Chuyên mục tham khảo: Kiến thức hệ thống thủy lực khí nén!

>>>Nhiều hơn giáo trình, tài liệu, sách, slide… bạn vui lòng truy cập: Chuyên mục tài liệu!

Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc hay cần tư vấn về thiết bị dịch vụ vui lòng comment phía dưới hoặc Liên hệ chúng tôi!

Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!

Youtobe Facebook Twitter