Chương 6: TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN TÀU THỦY
6.1. KHÁI NIỆM VỀ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN Hệ truyền động khí nén là một hệ truyền động sử dụng khí nén (không khí được nén dưới một áp suất nhất định) làm môi chất trung gian vận chuyển và truyền năng lượng. Trong kỹ tHUẬT, KHỚ NỘN CŨN được gọi là CHẤT LỎNG CỤNG TỎC. KHỎI NIỆM "CHẤT LỎNG CỤNG TỎC" ở đây tương tự như "CHẤT LỎNG" TRONG CỎC HỆ THỐNG THỦY LỰC. Hiện nay, các hệ thống truyền động khí nén được sử dụng khá phổ biến trong nhiều ngành kỹ thuật khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ công nghệ từ đơn giản như kẹp, giữ, nâng, hạ... đến phức tạp như kiểm tra, đo lường, điều khiển từ xa, tự động điều khiển, tự động điều chỉnh... Điểm cơ bản của hệ truyền động khí nén là gồm các thiết bị sử dụng năng lượng khí nén, có sự tham gia hỗ trợ của điện và thủy lực để tăng tính hoàn thiện trong các khâu truyền động. Tính chất vật lÝ Cơ bản của khí nén là tồn tại tính nén được của chất khí (thông thường là KHỤNG KHỚ) và hiệu ứng động học của chất khí. Như vậy, trong hệ thống truyền động khí nén có thể có các phần động, dịch chuyển trong quá trỠNH LàM VIỆC, NHưng cũng có thể hoàn toàn không có các phần động. Tập hợp toàn bộ các phần tử của thiết bị khí nén được liên hệ và tác động qua lại với nhau bằng một thể thức nhất định, nhằm đảm bảo hỠNH THỎI TRUYỀN động theo thiết kế được gọi là một hệ truyền động khí nén. Các hệ thống truyền động khí nén được sử dụng khá phổ biến trong lĩnh vực tàu thủy bởi có nhiều ưu điểm, đó là: • Độ tin cậy làm việc cao; • Đặc biệt đảm bảo được an toàn hệ thống truyền động trong điều kiện làm việc có nhiệt độ cao, dễ cháy nổ, môi trường hóa chất...; • Có tác động truyền động nhanh trong hệ thống điều khiển từ xa; • Có thể tích trữ năng lượng; • Không gây độc hại cho người khai thác. TUY NHIỜN, HỆ THỐNG KHỚ NỘN LẠI CÚ MỘT SỐ HẠN CHẾ SAU: • Hệ truyền động khí nén thường có kích thước lớn hơn so với hệ thống truyền động thủy lực có cùng công suất; • Tính chịu nén của chất khí khá lớn cho nên ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của hệ thống; • Việc điều khiển theo quy luật vận tốc cho trước và dừng ở các vị trí trung gian đối với bộ phận chấp hành khó thực hiện được chính xác; và • Khi làm việc, các hệ thống khí nén thường ồn hơn so với truyền động thủy lực.
6.2. CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NẪN CỎC THIẾT BỊ KHỚ nén được phân loại thành các nhóm chức năng sau: 1. TRẠM CẤP KHỚ NỘN (NGUỒN CẤP): Là nhóm thiết bị, máy móc có nhiệm vụ nén và tích trữ không khí (khí nén) ở áp suất cao để tạo nguồn sẵn sàng cung cấp cho hệ thống truyền động hoạt động. 2. Cơ cấu chấp hàNH (CŨN được gọi là bộ phận chấp hành hoặc động cơ khí nén cũng có thể là phần tử thực hiện: Được sử dụng để biến đổi trực tiếp năng lượng khí nén thành động năng chuyển động cơ học nhằm thực hiện công đoạn công nghệ hay các thao tác (hoạt động) đÓ được sắp đặt trước. 3. Thiết bị phân phối và điều khiển khí nén (các phần tử khí nén): Được dùng để thay đổi hướng đi của dŨNG KHỚ NỘN TỪ NGUỒN, TẠO LẬP Và đảm bảo trỠNH TỰ LàM VIỆC CHO CỎC BỘ PHẬN CHẤP HàNH Và SAU đó xả ra môi trường (khí quyển).
6.3. PHÂN LOẠI CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NẪN Thông thường, các hệ truyền động khí nén được phân loại theo một số cách sau: 1- Theo dạng chuyển động của cơ cấu chấp hành (cơ cấu thực hiện). Theo cách này, các hệ truyền động khí nén được chia thành 2 nhóm chính: chuyển động tịnh tiến (với cơ cấu chấp hành kiểu xi lanh khí nén) và chuyển động quay (với cơ cấu chấp hành kiểu rô-to khí nén). 2- Theo số lượng cơ cấu chấp hành khí nén. Được phân ra là hệ truyền động khí nén có một hoặc nhiều cơ cấu chấp hành. 3- THEO TỚNH CHẤt của thiết bị điều khiển. Các hệ truyền động khí nén có thể chia ra nhiều loại: điều khiển bằng khí nén, điều khiển bằng điện hay điều khiển cơ khí hoặc kết hợp. 4- THEO TỚNH CHẤT LàM VIỆC CỦA CẢ HỆ THỐNG, chúng được chia thành hai nhóm: • Hệ truyền động khí nén làm việc theo chế độ liên tục; • Hệ truyền động khí nén làm việc theo chế độ ngắt quÓNG Và CHẾ độ xung. 5- Theo phương pháp điều khiển, các hệ truyền động khí nén có thể là loại điều khiển theo vị trí, theo áp suất hoặc theo thời gian. Ngoài cỏc cỏch phân loại trên, các hệ truyền động khí nén cũn cú thể phõn loại theo một số cỏch nữa như đặc điểm kết cấu của cơ cấu chấp hành, đặc diểm của cơ cấu truyền tải... Các hệ truyền động khí nén cũng có thể được sử dụng kết hợp với các hệ truyền động điện hoặc thủy lực... để tạo thành các hệ truyền động hỗn hợp thủy - khí hoặc điện - thủy - khí nén... Việc quyết định sử dụng hệ truyền động khí nén kiểu nào phụ thuộc vào yêu cầu và đặc điểm làm việc cụ thể của đối tượng. Thông thường, những yêu cầu kỹ thuật và làm việc như vậy được đưa ra từ đầu cho người thiết kế. Trên cơ sở đó, người thiết kế sẽ lựa chọn hệ truyền động khí nén thích hợp, đáp ứng được các yêu cầu đặt ra. Trong thực tế, việc phân loại và ứng dụng các hệ truyền động khí nén rất đa dạng và phong phỳ, bởi lĩnh vực sử dụng của chỳng ngày càng mở rộng.
