e-Industrial Technology Center

 

 

 

รูปที่  7  แสดงวงจรควบคุมอัตราการไหลแบบ  Pressure  Control

 หลักการทำงาน : ในสภาวะปกติน้ำมันจะไหลออกมาปั๊มไปยัง  Servo  Cylinder  ด้านก้านสูบมีผลทำให้ด้านสูบเลื่อนเข้าจึงทำให้ค่ามุม  a  มากขึ้นอัตราการไหลจึงมีค่าปริมาณมากขึ้น  น้ำมันส่วนหนึ่งที่ไหลจากปั๊มจะพยายามไปดันให้  Control  Valve 3/2 เลื่อนไปทางขวามือและอีกส่วนหนึ่งไปรออยู่ที่รูป  P  ของ  Control  Valve  เมื่อความดันในระบบไฮดรอลิกสูงขึ้น  ซึ่งเป็นผลมาจากอุปกรณ์ทำงานรับภาระเพิ่มมากขึ้นหรือหยุดการเคลื่อนที่ แรงเนื่องจากความดันของน้ำมันที่ไปดัน  Control  Valve  จะชนะแรงกดของสปริงทำให้  Control Valve  เลื่อนไปทางขวามือ  น้ำมันที่จะไหลผ่าน  Control  Valve  ไปยัง  Servo  Cylinder  ด้านหัวลูกสูบทำให้ก้านสูบเลื่อนออกมาทำให้ค่าของมุม a  จะลดลงทำให้ค่าอัตราการไหลจากปั๊มลดลง  เมื่ออุปกรณ์ทำงานรับภาระน้อยลงหรือมีการเคลื่อนที่หรือมีการรั่วซึ่งทำให้ความดันในระบบไฮดรอลิกน้อยลงไปด้วย  ดังนั้นแรงเนื่องจากความดันของน้ำมันที่ไปดัน  Control  Valve  จะมีค่าน้อยกว่าแรงต้านของสปริง  Control  Valve  จะเลื่อนไปทางซ้ายมือเป็นผลทำให้น้ำมันบริเวณหัวลูกสูบของ  Servo  Cylinder  ระบายผ่าน  Control  Valve  ทิ้งลงถังพักและเป็นจังหวะเดียวกับที่น้ำมันจากปั๊มไหลไปยังก้านสูบของ  Servo  Cylinder  ทำให้ก้านสูบเลื่อนเข้าส่งผลให้ค่ามุม  a  เพิ่มมากขึ้นอัตราการไหลของน้ำมันที่ส่งไปยังอุปกรณ์ทำงานจึงเพิ่มมากขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับความเร็วในการเคลื่อนที่หรือชดเชยการรั่วของน้ำมันเพื่อให้มีความดันคงที่

 

  5.2    ชนิดควบคุมช่องทางการไหล  (Flow  Control)

รูปที่  8  แสดงวงจรควบคุมอัตราการไหลแบบ  Flow  Control

 

 

ข้อกำหนดเบื้องต้น : การปรับตั้งFlow Control Valve เปรียบเสมือนการเปิด DC. Valve ให้  กว้างขึ้น หรือ การเปิด DC. Valve หลาย ๆ ตัว

หลักการทำงาน : ในสภาวะปกติน้ำมันไหลออกจากปั๊มไปยังด้านก้านสูบของ  Servo  Cylinder  ทำให้ก้านสูบเลื่อนเข้ามีผลทำให้ค่ามุม  a  มากขึ้นทำให้ค่าอัตราการไหลจากปั๊มมีปริมาณมาก  น้ำมันบางส่วนที่ไหลจากปั๊มจะพยายามไปดันให้  Control  Valve  3/2  เลื่อนไปทางขวามือและอีกส่วนหนึ่งไปอยู่ที่รู  P  ของ  Control  Valve  น้ำมันส่วนดังกล่าวข้างต้นเป็นน้ำมันที่ใช้ควบคุมการทำงานของ  Servo  Cylinder   ส่วนอัตราการไหลน้ำมันหลักจะไหลผ่าน  Flow  Control  Valve  (F) 

ไปสู่อุปกรณ์ทำงาน  เมื่อเราต้องการปรับลดอัตราการไหลของปั๊มกระทำได้ด้วยปรับ  Flow  Control  Valve  ให้มีช่องทางการไหลของน้ำมันแคบลง  ดังนั้นน้ำมันบริเวณระหว่าง  Flow  Control  Valve  และด้านจ่ายของปั๊มจะไหลไม่สะดวกความดันบริเวณดังกล่าวจึงมีค่าเพิ่มขึ้น  จึงทำให้น้ำมันส่วนที่ไปดัน  Control  Valve  3/2  มีแรงมากพอที่จะดัน  Control  Valve  ให้เลื่อนไปทางขวา  ดังนั้นน้ำมันจะไหลผ่าน  Control  Valve  เข้าไปยังด้านหัวลูกสูบของ  Servo  Cylinder  ทำให้ก้านสูบเลื่อนออกมีผลทำให้ค่ามุม  a  ลดลงอัตราการไหลที่ออกจากปั๊มมีปริมาณลดลงด้วยถ้าปรับ  Flow  Control  Valve  ให้มีช่องทางการไหลน้ำมันแคบเท่าใด  ความดันที่จะไปดันControl  Valve  3/2  ให้เลื่อนไปทางขวามากขึ้นเท่านั้น  น้ำมันที่ไหลไปดันให้ก้านสูบเลื่อนออกจะมากขึ้นตามไปด้วย  ดังนั้นค่ามุม  a  และอัตราการไหลก็จะลดลงตามลำดับ  ถ้าต้องการปรับเพิ่มอัตราการไหลกระทำโดยปรับที่  Flow  Control  Valve  ให้มีช่องทางการไหลของน้ำมันกว้างขึ้น  ดังนั้นความดันที่จะไปดันทางด้านหัวลูกสูบ  Servo  Cylinder  จะมีค่าน้อยลงแต่ความดันด้านก้านสูบจะมีค่ามากกว่าก้านสูบจะเลื่อนเข้าอัตราการไหลจะเพื่มขึ้น  ซึ่งอัตราการไหลที่ผ่าน  Flow  Control  Valve  ไปยังอุปกรณ์ทำงานให้เคลื่อนนั้นเป็นอัตราการไหลเริ่มต้นหลังจากปรับ  Flow  Control  Valve  เมื่ออุปกรณ์ทำงานมีภาระมากขึ้นหรือหยุดการเคลื่อนที่ทำให้ความดันในระบบสูงขึ้นความดันที่ไป  Control  Valve  มีค่ามากขึ้นจึงสามารถดัน  Control  Valve  ไปทางขวาได้มากขึ้นน้ำมันจึงไหลไปดันให้ก้านสูบเลื่อนออกมามากขึ้นค่ามุม  a  ลดลงค่าอัตราการไหลจากปั๊มมีปริมาณลดลงเมื่ออุปกรณ์ทำงานมีการเคลื่อนที่ความดันในระบบลดลงความดันที่ไปกด  Flow  Control  Valve  น้อยลง  น้ำมันที่ผ่านไปดันหัวลูกสูบน้อยลงแต่เข้าไปดันก้านสูบของ  Servo  Cylinder  มากกว่า  จึงทำให้ก้านสูบเลื่อนเข้าค่ามุม  a  เพิ่มมากขึ้นทำให้ค่าอัตราการไหลจากปั๊มมีปริมาณมากขึ้นอีกครั้ง

 

    5.3    ชนิดควบคุมความดันและช่องทางการไหล  (Pressure  and Flow Control)

รูปที่  9  แสดงวงจรการควบคุมอัตราการไหลแบบ  Pressure  and  flow  Control

หลักการทำงาน : ชนิดควบคุมนี้เป็นการนำชนิดที่  5.1  และ  5.2  มารวมกัน  ซึ่งหลักการทำงานในการควบคุมอัตราการไหลโดยใช้การควบคุมช่องทางการไหลของน้ำมันเป็นไปดังแบบ  5.1  เมื่อปรับ  Flow  Control  Valve  ให้ช่องการไหลแคบลงความดันระหว่าง  Flow  Control  Valve  และด้านจ่ายของปั๊มมากขึ้น  Control  Valve  3/2  ตัวบนเลื่อนเปิดน้ำมันไปยังหัวลูกสูบ  Servo  Cylinder  มากขึ้นก้านสูบเลื่อนออกมาปรับค่ามุม α  และอัตราการไหลเริ่มต้นให้ลดลง  และถ้าต้องการให้อัตราการไหลเริ่มต้นเพิ่มขึ้นกระทำโดยการเปิด  Flow  Control  Valve  ให้กว้างมากขึ้น  เมื่ออุปกรณ์ทำงานรับภาระมากขึ้นมีผลทำให้ระบบมี

 ความดันมากขึ้น  ทำให้น้ำมันจะไปดันให้  Control  Valve  3/2  ตัวบนเลื่อนไปทางขวามากขึ้น  ซึ่งจะมีแนวโน้มทำให้อัตราการไหลของปั๊มลดลง  และจะให้ความเร็วของอุปกรณ์ทำงานลดลงตามกันด้วยแต่การควบคุมของปั๊มชนิดสามารถทำให้อัตราการไหลและความเร็วคงที่ได้โดยการต่อสายสัญญาณ  Load  Sensing  เข้ามาที่รูป  X  และไปช่วยสปริงต้านการเคลื่อนที่มาทางขวาของ  Control  Valve  3/2  ตัวบน  ด้วยเหตุนี้เมื่ออุปกรณ์ทำงานมีภาระมากขึ้น  Control  Valve  3/2  ตัวบนจะไม่เลื่อนไปทางขวามากขึ้น  ดังนั้นอัตราการไหลและความเร็วจะยังคงที่อยู่  เมื่ออุปกรณ์ทำงานหยุดการเคลื่อนที่  ความดันในระบบสูงขึ้นทำให้น้ำมันไปดันให้  Control  Valve  3/2  ทั้ง  2  ตัวเลื่อนไปทางขวามือจนสุด  ดังนั้นน้ำมันจะไหลผ่าน  Control  Valve  3/2  ไปยังหัวลูกสูบของ  Control  Cylinder  ทำให้ก้านสูบเลื่อนออกมาปรับมุม  α  ให้ลดลง  ดังนั้นอัตราการไหลจากปั๊มจะลดลงต่ำสุดเพื่อสอดคล้องกับสภาวะที่อุปกรณ์ทำงานหยุดการเคลื่อนที่  และเมื่ออุปกรณ์ทำงานมีการเคลื่อนที่ทำให้ระบบมีความดันลดลงทำให้สปริงของ  Control  Valve  3/2  ตัวล่างดันวาล์วดังกล่าวเลื่อนไปทางซ้ายมือ  ดังนั้นน้ำมันบริเวณหัวลูกสูบของ  Control  Cylinder  สามารถระบายทิ้งไปได้  นอกจากนี้  Spring  ของ  Control  Cylinder  ตัวล่างจะดันให้มุมของ  Swash  Plate  เพิ่มมากขึ้นทำให้ปั๊มจ่ายอัตราการไหลเพิ่มขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับสภาวะการทำงานของอุปกรณ์ทำงาน


 5.4    ชนิดการควบคุมกำลังไฮดรอลิกคงที่  (Constant  Hydraulic  Power  Control)

รูปที่  10  แสดงวงจรควบคุมอัตราการไหลแบบ  Constant  Hydraulic Power  Control

หลักการทำงาน :  ในสภาวะปกติน้ำมันไหลจากปั๊มไปยังด้านก้านสูบของ  Servo  Cylinder  ดันให้ก้านสูบเลื่อนเข้าค่ามุม  a  เพิ่มขึ้นทำให้อัตราการไหลมีปริมาณมาก  เมื่ออุปกรณ์ทำงานรับภาระเพิ่มขึ้น  ค่าความดันในระบบเพิ่มมากขึ้นน้ำมันที่เข้าไปด้านก้านสูบและห้องว่างภายในลูกสูบมากขึ้นจนทำให้สามารถยกแกนกด  Control  Valve  3/2  ให้เลื่อนขึ้นไปด้านบนได้  มีผลทำให้น้ำมันจากปั๊มบางส่วนไหลผ่าน  Control  Valve  ไปยังด้านหัวลูกสูบทำให้ด้านสูบเลื่อนออกมามีผลให้ค่ามุม  a  และอัตราการไหลมีปริมาณลดลง  จากกราฟจะเห็นว่าค่าอัตราการไหลจะค่อย ๆ ลดลงขณะที่ค่าความดันค่อย ๆ เพิ่มขึ้น

 ถ้าคำนวณพื้นที่ใต้กราฟจะพบว่ากำลังไฮดรอลิกจะคงที่ตลอด  ขณะทำการปรับอัตราการไหลเมื่ออุปกรณ์ทำงานมีภาระน้อยลง  ความดันของน้ำมันที่ดันแกนกด  Control  Valve  จะลดลงตามไปด้วย  ดังนั้นสปริงของ  Control  Valve  จะดัน  Valve  เลื่อนลงมาเปิดทางให้น้ำมันบริเวณหัวลูกสูบของ  Servo  Cylinder  ระบายลงถังน้ำมันจากปั๊มบางส่วนจะดันก้านสูบให้เลื่อนเข้าทำให้ค่ามุม  a  และค่าอัตราการไหลมีปริมาณเพิ่มมากขึ้นอีกครั้ง

 

 

  5.5    ชนิดแบบรวมการควบคุม  ความดันการควบคุมอัตราการไหลและ การควบคุมกำลังคงที่

รูปที่  11  แสดงวงจรการควบคุมแบบรวม

จากการควบคุมแบบ  5.4  จะพบว่าไม่สามารถตั้งค่าอัตราการไหลเริ่มต้นได้ดังนั้นเพื่อตอบสนองการควบคุมแบบ  5.4  จึงได้นำเอาวงจรของการควบคุมแบบ  5.3  มาติดตั้ง  วาล์วระบายความดัน  ซึ่งในที่นี้ทำหน้าที่เป็น  Constant  Power  Valve  ดังรูปที่  11  โดยที่หลักการทำงานและปรับตั้งอัตราการไหลเริ่มต้นนั้นเหมือนกับการควบคุมแบบข้อ  5.3  สวนการปรับอัตราการไหลให้ลดลงขณะเมื่อมีภาระสูงขึ้นนั้นมีหลักการทำงานดังนี้  เมื่อระบบมีความดันสูงขึ้นจนสามารถชนะแรงดันสปริงของ  Control  Valve  3/2  ตัวบนได้     โดยปกติ  Valve  ตัวบนตั้งค่าความดันไว้ต่ำกว่าตัวล่างทำให้น้ำมันไหลผ่าน  Control  Valve  ตัวบนมายังห้องหัวลูกสูบของ  Control  Cylinder  ทำให้ก้านสูบเลื่อนออกปรับมุม  a  ของ  Swash  plate  เป็นการเริ่มต้นลดอัตราการไหล  และเมื่อพิจารณา ขณะอัตราการไหลลดลงมาจะมีผลทำให้ความดันของระบบเพิ่มขึ้นเนื่องจากก้านสูบของ  Control  Cylinder  เลื่อนไปกดสปริงของ  Constant  Power  Valve  และเมื่อความดันในระบบสูงขึ้นจนสามารถชนะแรงดันสปริงของ  Control  Valve  3/2  ข้างล่างได้ทำให้อัตราการไหลลดลงอย่างช้า ๆ โดยพิจารณาความชันของการลดอัตราการไหลช่วงที่  2  จะมีความชันน้อยกว่า  แต่ถึงอย่างไรความดันก็จะเพิ่มขึ้นขณะอัตราการไหลลดลง  และถ้าพิจารณาพื้นที่ใต้กราฟบนทุก ๆ จุดบนเส้นกราฟที่ได้ค่าจากpคูณกับ  Q  ได้ค่ากำลังไฮดรอลิกคงที่ตลอด