Kích truyền động truyền thẳng: xilanh khí nén hoặc xilanh thủy lực là ví dụ VỀ thành phần kích -truyền động thẳng, về nguyên lí xilanh hệ thủy lực và khí nén là tương tự, sự khác nhau ở kích thước do áp ở hệ thủy lực cao hơn. Xilanh thuỷ lực là một ống rỗng, ưong dó piston có thể trượt dọc. Hình 2.47 thể hiện hai loại xi lanh đặc trưng nhất, loại hoạt động đúp (tác động hai chiều) và loại hoạt động đơn (lác động một chiều). Chuyển động thẳng do xilanh thuỷ lực sinh ra thường được sử dụng đổ vận hành van ống.

Việc chọn xilanh được quyết định bởi lực yêu cầu dịch chuyển tải và tốc độ dịch chuyển. Xilanh thuỷ lực có khả năng truyền lực cao hơn nhiều so với xilanh khí nén, Tuy nhiên xilanh khí nén lại cấp tốc độ dịch chuyển nhanh hơn.

Lực sinh bởi xilanh thủy lực : F=A.p

Với A là tiết diện ngang của xilanh, p là áp suất làm việc của xilanh

Nếu tốc độ dòng chất lỏng vào xilanh là một khối lượng Q trong 1 giây, piston có tiết diện ngang A, dịch chuyển một khoảng V ưong 1 giây, lúc đó: Q=A.v. => V=Q/A, như vậy tốc độ của xilanh thủy lực bằng lượng chất lỏng Q chìa cho tiết điện A của piston.

Tốc độ của xilanh khí nén không thể tính theo cách trên do phụ thuộc vào tốc độ tại đó không khí dịch chuyển piston.

Các hệ thống khí nén luôn có van để điều chỉnh tốc độ.

Kích - truyền động quay, áp suất dòng chất lưu (dầu hoặc khí) có thể sử dụng để sinh chuyển dộng ưòn. Hình 2.48 (a) thể hiện biểu đồ đơn giản của bộ kích truyền động quay kiểu cánh gạt. Áp suất chất lưu tại đường vào làm quay cánh quạt. Bằng việc tạo chuyển động quay liên tục khi sử dụng các cánh quạt chịu kéo bởi lò xo kéo có thể tạo ra động cơ thủy lực/khí nén như hình 2.48 b).

Bộ kích truyền động màn ngăn là dạng kích truyền động phổ thông của hệ khí nén, gồm một màng ngăn một bên tín hiệu áp suất đầu vào tù bộ điều khiển và một bên áp suất môi trường, chênh lệch của hai áp suất này gọi là áp suất đo (gauge presure). Sự thay đổi trong áp lực đầu vào gây chuyển động chi tiết trung tâm giữa màng ngăn (hình 2.49). Chuyển động này truyền tới thành phần điều khiển cuối thông qua trục gắn liền với màng ngăn. Lực tác dụng lén trục F bằng áp lực đo p(hiển thị trên đồng hồ) nhân với A, tiết điện của màng, tức F=P.A. Mặc khác, lực hồi được cấp bởi lò xo. Như vậy, nếu lò xo dịch chuyển một đoạn X, thì lực F tương ứng với lực nén lò xo: F= k.x (k -hệ số đàn hồi của lò xo, giá trị không đổi) . Suy ra kx=P.A.

Như vậy dịch chuyển của trục tỉ lệ thuận với áp lực do

Bộ kích -truyền động màng ngăn là loại kích truyền động tịnh tiến đo tín hiệu từ bộ điều khiển được chuyển thành chuyển động thẳng. Chuyển động thẳng này thường được sử dụng để vận hành các van điều khiển quá trình.

Van điều chỉnh quá trình khí nén thường là thành phần điều khiển cuối, được kích động bởi chuyển động của cơ cấu chấp hành hệ kích truyền động. Kết quả là lưu lượng và tốc độ dòng ra được quyết định bởi hình dạng phần nắp - thân van. Trong thực tế các van được sử dụng khá phổ thông, theo hình dạng phần đầu bít thường là một trong các kiểu sau:

- Mở nhanh (quick opening), tạo thay dôi tốc độ dòng lớn cho một dịch chuyển nhỏ .

• Biên dạng tuyến tính (liniar-contoured), tạo thay đổi tốc độ dòng tỉ lệ với sự thay đổi dịch chuyển phần đầu bít.
• Phần trăm bằng nhau (equal percentage), tạo thay đổi đòng theo phần trăm bằng với phần trăm sự thay đổi vị trí phần đầu bít.

Trong thiết kế hoặc lựa chọn kích thước của van, người ta thường dùng thuật ngũ kích cỡ van điều khiển quá trình (procccs control valve size). Đó là kích cỡ thân van được xác định theo lưu lượng và tốc độ dòng, lượng giảm áp qua van cho phép khi biết tỉ trọng của chất lưu.

Hình 2.50 thể hiện sự kết hợp của van ống với một xilanh thủy lực , tạo thành bộ khuếch đại thủy lực. Van ống có áp suất cao- cố định, chuyển đổi tác động lên các mặt bên của xilanh (actuator) theo chuyển động đẩu vào của trục van ống . Lực tác dụng lênxilanh là tích của điện tích công tác của xilanh với hiệu của áp suất cao và áp suất thoát [Fct= A (F_c- F_t)]. Lực này cao hơn nhiều so với lực dịch chuyển trục van ống Kết cấu này được sử dụng làm thành phần điều khiển cuối để tạo lực lớn cần thiết, dịch chuyển phôi trong một máy công cụ. Hình 2.51 thể hiện việc sử dụng van ống với một động cơ piston hướng trục tạo thành một động cơ thủy lực. Van ống có thể hoạt động hoạt động như van điều chỉnh hướng.

Cơ điện tử, các thành phần cơ bản,TS.Trương Hữu Trí, TS.Võ Thị Ry