Thiết bị truyền động thủy lực là một loại thiết bị cơ khí được sử dụng để thay đổi năng lượng thành chuyển động thẳng bằng cách sử dụng thủy lực. Nói chung, thiết bị nặng chủ yếu phụ thuộc vào các bộ truyền động thủy lực khác nhau để hoạt động. Ví dụ; một máy ủi có khả năng nâng hàng tấn đống đổ nát nhờ các cơ cấu truyền động được tìm thấy trong cánh tay nâng của nó. Chúng được sử dụng rộng rãi bất cứ khi nào yêu cầu các hoạt động tốc độ cao và lực lớn như trong các hệ thống điều khiển vòng kín. Bộ truyền động thủy lực được phân thành ba loại tuyến tính, quay và bán quay. Bài viết này thảo luận về một loại thiết bị truyền động thủy lực cụ thể là; Bộ truyền động quay - làm việc với các ứng dụng.
Thiết bị truyền động quay là gì?
Thiết bị truyền động quay là một thiết bị điện, chạy bằng chất lỏng hoặc bằng tay được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện thành chuyển động quay hoặc dao động. Các thiết bị truyền động này chủ yếu được sử dụng trong vận hành van thủ công hoặc van tự động, nơi khả năng tiếp cận của các tiện ích như khí nén hoặc năng lượng điện đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị truyền động.
Loại thiết bị truyền động này khác với thiết bị truyền động tuyến tính vì thiết bị truyền động tuyến tính sử dụng chuyển động thẳng để truyền công suất khi ngược lại với chuyển động quay; tuy nhiên, một bộ truyền động quay được kết nối với các thiết bị để tạo thành bộ truyền động tuyến tính. Các thiết bị truyền động này được sử dụng trên các thiết bị thủy lực di động, trên máy bay và trong các hệ thống điều khiển chuyển động.
Bộ truyền động quay hoạt động như thế nào?
Đối với hệ thống điện chất lỏng, bộ truyền động quay hoạt động giống như một thiết bị o / p vận chuyển chuyển động dao động trên một phạm vi giới hạn trong một vòng quay hoàn toàn của vòng tròn. Vì vậy, một thiết bị truyền động quay bên phải tạo ra công việc thông qua tác động của áp suất chất lỏng trực tiếp chống lại các cánh gạt bên trong. Ở đây, công việc có thể được định nghĩa là năng lượng được áp dụng trên một khoảng cách. Cơ cấu truyền động quay chủ yếu được sử dụng để cung cấp chuyển động quay hoặc chuyển động góc bằng cách đơn giản cho phép một hành trình trong chuyển động dao động theo một góc xác định. Các bộ truyền động này tạo ra một dạng công tác quay đặc biệt được gọi là mô-men xoắn.
Trong sơ đồ mạch bộ truyền động quay đơn giản ở trên, chúng ta có thể quan sát thấy rằng một khi lực tác dụng lên một mômen thì mômen quay sẽ xuất hiện. Khi các bộ truyền động này làm việc ở tốc độ thấp hơn thông qua mô-men xoắn cao, thì đầu ra của mô-men xoắn được sử dụng thay cho mã lực cho các mục đích xác định và đánh giá. Khi chọn một thiết bị truyền động quay, tốc độ là yếu tố cần xem xét cho một ứng dụng cụ thể.
Để đo mô-men xoắn, các đơn vị điển hình là foot-pound (lb.ft). Ví dụ, nếu một cơ cấu truyền động quay với bán kính hai feet được sử dụng để nâng vật nặng 200 pound, thì mô-men xoắn cần thiết để đạt được công việc sẽ là 400 lb • ft.
Hiểu được mối quan hệ chính giữa hệ thống vật lý và mô-men xoắn o / p cần thiết sẽ cho phép các nhà thiết kế quyết định lựa chọn thiết bị truyền động quay phù hợp cho mọi ứng dụng duy nhất.
Các loại thiết bị truyền động quay
Thiết bị truyền động quay có sẵn trong các loại khác nhau được thảo luận dưới đây.
Bộ truyền động quay bằng tay
Các bộ truyền động quay bằng tay thường sử dụng bộ truyền động sâu để nâng cao mô-men xoắn mà người vận hành có thể áp dụng thủ công để đóng van. Các loại cơ cấu chấp hành này thường gặp trên van bi & bướm vòng tứ bất cứ nơi nào khả năng tự khóa của một số bộ truyền động sâu giúp duy trì van đóng. Các thiết bị truyền động này thường xuyên sử dụng bánh xe tay lớn để nâng cao mô men xoắn có sẵn của người lao động. Đôi khi các thiết bị này được gọi là ghi đè bằng tay hoặc bộ điều khiển bánh răng trong ngành van.
Thiết bị truyền động quay điện
Bộ truyền động quay điện được sử dụng để truyền động quay các bộ phận thông qua nguồn điện từ một động cơ điện . Chúng thường cung cấp khả năng lập chỉ mục & kiểm soát để cho phép nhiều vị trí dừng lại bằng các cú đánh. Phần tử quay của thiết bị truyền động này là một trục tròn, nếu không thì là một cái bàn. Trục tròn thường bao gồm các rãnh then hoa trong khi các bảng cung cấp mô hình bu lông để gắn các thành phần bổ sung.
Các thông số kỹ thuật của thiết bị truyền động này bao gồm nguồn cung cấp điện áp, mô-men xoắn cực đại, độ lặp lại, khả năng chịu tải, nhiệt độ hoạt động, góc quay và hành trình tuyến tính. Thiết bị truyền động quay điện được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như bánh răng chuyển mạch công suất cao, công nghiệp năng lượng điện, công nghiệp ô tô và các ứng dụng đóng gói.
Bộ truyền động quay được cấp nguồn bằng chất lỏng
Thiết bị truyền động quay chạy bằng chất lỏng còn được gọi là thiết bị truyền động quay bằng khí nén hoặc thủy lực. Trong các loại thiết bị truyền động này, năng lượng chất lỏng được cung cấp cho các xi lanh để thay đổi các nan xoay và cụm thanh răng và bánh răng hoặc cho các rôto để truyền động trục thẳng từ không khí hoặc dầu thủy lực. Nói chung, các loại thiết bị truyền động này di chuyển trong khoảng dừng từ 90 ° đến 360 ° dựa trên các yêu cầu quay của một bộ phận hoặc van cụ thể.
Rack & Pinion Rotary Actuators
Đây là những thiết bị cơ khí chủ yếu được sử dụng để điều khiển tự động van giảm chấn hoặc van trong các ứng dụng công nghiệp. Trong bộ truyền động này, thanh răng & bánh răng là tên gọi chung được sử dụng cho một vài bánh răng thay đổi chuyển động từ tuyến tính sang quay. Một thanh răng thẳng được gọi là thanh răng kết nối các răng trên một bánh răng tròn được gọi là bánh răng trụ. Khi có lực thẳng tác dụng lên thanh răng sẽ gây ra chuyển động quay của bánh răng.
Thiết bị truyền động quay Scotch Yoke
Loại cơ cấu chấp hành này bao gồm một thanh trượt được kết nối với van ở một đầu trong khi một cái chạc được kết nối ở đầu kia, bao gồm một rãnh cho một khối chỉ đơn giản là trượt về phía sau và phía trước. Khối trượt được kết nối đơn giản với một pít-tông, do đó, một khi pít-tông di chuyển các khối sẽ truyền động thì chốt sẽ quay và sau đó, nó di chuyển thanh để mở van.
Thiết bị truyền động này được sử dụng trong Dầu khí để kích hoạt van tách dòng chảy trong đường ống, được sử dụng trong khai thác mỏ để kích hoạt van tách vòi phun trong dây chuyền rửa đá, và nước và nước thải để kích hoạt van tách đường cấp, bể chứa & bộ lọc.
Thiết bị truyền động xoắn ốc
Bộ truyền động quay xoắn sử dụng một bộ bánh răng xoắn & một xi lanh để chuyển đổi i / p tuyến tính thành đầu ra dao động, quay. Hình trụ trong bộ truyền động này sẽ chứa ba chốt quay và ba rãnh xoắn được gia công trong ống ngoài cùng. Vì vậy, ống này cũng bao gồm ba phím ở phần phụ của nó để tránh nó di chuyển quá xa qua các lùm cây bên trong hình trụ giữa. Khi xi lanh đang chuyển động, lực không khí sẽ đẩy xuống hình trụ ngoài cùng để mở van và ép một lò xo ở bên ngoài của ống ngoài cùng. Khi lực không khí được giải phóng, lò xo đẩy van đóng lại.
Thiết bị truyền động điện thủy lực
Bộ truyền động thủy lực điện sử dụng chất lỏng thủy lực có áp suất để vận hành van nhưng nguồn năng lượng chính của chúng là điện. Năng lượng điện được cung cấp được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện để điều khiển bơm thủy lực sau đó nó cung cấp chất lỏng có áp để vận hành thiết bị truyền động thủy lực để điều khiển van. Toàn bộ hệ thống là khép kín, loại bỏ yêu cầu về một bộ nguồn thủy lực riêng biệt để đơn giản hóa việc xây dựng hệ thống và nâng cao độ tin cậy và an toàn.
Bộ truyền động này sử dụng van quay hoặc van tuyến tính dựa trên các yêu cầu ứng dụng. Các thiết bị truyền động này hoàn hảo cho các van vận hành đòi hỏi lực đẩy hoặc mô men xoắn lớn ở những nơi cần tốc độ vận hành cao hoặc hệ thống an toàn không hoạt động.
Bộ truyền động quay cánh
Bộ truyền động kiểu cánh gạt khí nén & thủy lực chỉ cần sử dụng tối thiểu một hoặc hai cánh gạt được kết nối với một trung tâm trong một buồng hình tròn hoặc hình nêm, bất cứ nơi nào cánh gạt có thể quay từ 90 - 280 độ. Trong các bộ truyền động này, trung tâm chỉ cần quay giữa các điểm dừng bằng cách sử dụng dầu hoặc không khí để tạo ra chuyển động ở đầu ra. Bộ truyền động cánh kép bao gồm hai cánh gạt đối diện cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn nhưng chuyển động quay rất hạn chế so với bộ truyền động một cánh trong một buồng tròn hoàn chỉnh.
Cánh trong bộ truyền động này quay khi điều áp và tiếp tục quay cho đến khi nó đạt được kết thúc của hành trình. Một khi áp suất không khí được áp dụng ở một đầu khác của cánh có thể làm quay trục theo hướng ngược lại.
Các thiết bị truyền động này được sử dụng khi không gian bị hạn chế vì kích thước rắn chắc của chúng; thường được sử dụng để chuyển, kẹp hoặc đặt tải nhẹ trong các ứng dụng tốc độ trung bình.
Ưu điểm và nhược điểm
Các ưu điểm của thiết bị truyền động quay r bao gồm những điều sau đây.
- Chúng bền và cung cấp mô-men xoắn tương đối cao cho kích thước.
- Nó làm giảm các vấn đề bảo trì.
- Các bộ truyền động này xoay, vì vậy chúng có thể dễ dàng di chuyển những thứ khác nhau ở mọi góc độ cần thiết
- Bộ truyền động này rất ổn định sau khi hoạt động và thậm chí ở tốc độ thấp hơn.
- Nó cung cấp hoạt động tăng tốc và giảm tốc rất mượt mà.
- Cơ cấu truyền động quay với động cơ bước, điều chỉnh tốc độ và vị trí có thể được thực hiện đơn giản.
Các nhược điểm của thiết bị truyền động quay bao gồm những điều sau đây.
- Bộ truyền động cánh gạt có mô-men xoắn và vòng quay hạn chế so với bộ truyền động thanh răng & bánh răng, thường lên đến cao nhất 280 ° đối với một mẫu cánh gạt duy nhất. Vì vậy, chúng có thể áp dụng trong tải nhẹ trong các ứng dụng tốc độ trung bình.
- Các bộ truyền động này chỉ có thể chứa các tải nhẹ vì trục sử dụng các ổ trục kiểu ống lót nhỏ.
- Công suất xung kích tối thiểu.
- Các điểm dừng bên ngoài thường cần thiết cho các ứng dụng dựa trên tốc độ cao hơn.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của thiết bị truyền động quay bao gồm những điều sau đây.
- Chúng được sử dụng trong một số hệ thống điều khiển chuyển động và cũng để vận hành kẹp hoặc bộ xử lý chọn và đặt.
- Bộ truyền động quay được sử dụng thường xuyên trong hàng không vũ trụ để chuyển đổi chuyển động quay tốc độ cao, mô-men xoắn thấp, v.v.
- Các thiết bị truyền động quay chuyên dụng khác cũng được thiết kế để sử dụng dưới nước.
Chúng được sử dụng trong các ứng dụng nông nghiệp để xoay cánh tay, cần nâng hoặc các thiết bị khác trên một thiết bị cụ thể - phạm vi.
- Bộ truyền động quay thủy lực thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu mô men xoắn cao.
- Chúng được sử dụng trong các ngành công nghiệp để định vị, chuyển và kẹp các bộ phận.
- Đây là một xi lanh khí nén được sử dụng để tạo ra một chuyển động theo góc hoặc quay bằng cách đơn giản cho phép một hành trình trong một chuyển động dao động với một góc xác định.
- Chúng được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, hàng hải, vật liệu xử lý, robot, xử lý kim loại, v.v.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về bộ truyền động quay - các loại có ứng dụng. Việc lựa chọn thiết bị truyền động này chủ yếu phụ thuộc vào mô-men xoắn, vòng quay, kích thước của gói, phương pháp cấp nguồn, ứng dụng, đặc tính cơ học của vật được quay, sự tồn tại của khí quyển không ổn định, v.v. Những thiết bị truyền động này được sử dụng thường xuyên nhất trong khí & các ngành công nghiệp dầu mỏ. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, thiết bị truyền động là gì?
