BÀI GIẢNG: THIẾT BỊ THỦY LỰC – KHÍ NÉN (Hydraulic and pneumatic equipments)

BÀI GIẢNG: THIẾT BỊ THỦY LỰC – KHÍ NÉN (Hydraulic and pneumatic equipments)

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O TR NG Đ I H C THÁI NGUYểN Đ I H C CỌNG NGH THỌNG TIN VÀ TRUY N THỌNG KHOA CỌNG NGH T Đ NG HịA B môn Công ngh vƠ thi t b t đ ng BÀI GI NG THI T B TH Y L C – KHÍ NÉN (Hydraulic and pneumatic equipments) Thái Nguyên 2013 M cl c CH NG I M Đ U 1.1 Tổng quan v h truy n đ ng thuỷ l c-khí nén 1.2 L ch sử phát tri n c a môn học 1.3 Đ i t ng, ph ng pháp nghiên c u c a môn học- ng d ng 1.4 C u trúc vƠ ho t đ ng c a b truy n đ ng th y l c ậkhí nén 1.η u, nh c m c a b truy n đ ng th y l c-khí nén 10 CH NG II C S Lụ THUY T TRUY N Đ NG TH Y L C-KHÍ NÉN 12 2.1 C s lỦ thuy t v truy n đ ng th y l c 12 2.1.1 Ch t l ng th y l c 12 2.1.1.1 Đ nh nghĩa vƠ yêu c u ch t l ng th y l c 12 2.1.1.2 Phơn lo i ch t l ng th y l c 12 2.1.2 M t s đ nh nghĩa, đ n v đo vƠ tính ch t c lỦ c a ch t l ng 13 2.1.3 C s kĩ thu t th y tĩnh 18 2.1.3.1 Áp su t th y tĩnh Phơn bi t lo i áp su t 18 2.1.3.2 Ph ng trình vi phơn c a ch t l ng- Ph ng trình Ole tĩnh 21 2.1.3.3 Ph ng trình c b n th y tĩnh 23 2.1.3.4 Tính áp l c th y tĩnh 24 2.1.3.η M t s đ nh lu t th y tĩnh 32 2.1.4 C s kĩ thu t th y đ ng 33 2.1.4.1 Khái ni m chung vƠ gi thi t c a đ ng học ch t l ng 33 2.1.4.2 Ph ng pháp nghiên c u chuy n đ ng c a ch t l ng 34 2.1.4.3 Các đặc tr ng đ ng học 35 2.1.4.4 Ph ng trình liên t c 39 2.1.4.η Ph ng trình Becnuli đ i với ch t l ng th c 41 2.1.4.θ Áp d ng ph ng trình Becnuli 44 2.2 C s lỦ thuy t v truy n đ ng khí nén 46 2.2.1 Đặc m c a h th ng truy n đ ng khí nén 46 2.2.2 Đ n v đo h th ng u n 46 2.2.3 C s tính tốn khí nén 47 CH NG III MÁY VÀ THI T B TH Y L C- KHÍ NÉN 56 3.1 Máy vƠ thi t b th y l c 56 3.1.1 Các b ph n chuy n đổi l ng th y tĩnh 56 3.1.1.1 B m vƠ đ ng c th y l c 56 3.1.1.2 Xi lanh th y l c vƠ đ ng c l c 67 3.1.2 Các van th y l c 72 3.1.2.1 Các ph ng ti n tác đ ng van 72 3.1.2.2 Phơn lo i van 73 3.1.2.3 Các d ng k t n i van 89 3.1.3 Các b ph n truy n dẫn l ng th y l c 91 3.1.3.1 Các ph n tử n i dòng 91 3.1.3.2 Kỹ thu t lƠm kín 92 3.1.3.3 Thùng d u 94 3.1.3.4 Bình lọc 95 3.1.3.η B ph n trao đổi nhi t 98 3.1.4 Các thi t b đóng ng t m ch vƠ thi t b đo 99 3.1.η Kí hi u m ch th y l c 101 3.2 Máy vƠ thi t b khí nén 104 3.2.1 Các ph n tử chuy n đổi l ng khí nén 104 3.2.1.1 Máy nén khí 104 3.1.1.2 Đ ng c khí nén 114 3.2.1.3 Xi lanh khí nén 117 3.2.1.4 B bi n đổi áp l c 119 3.2.2 Thi t b xử lỦ khí nén 120 3.2.2.1 Yêu c u v khí nén 120 3.2.2.2 Các ph ng pháp xử lỦ khí nén 121 3.2.2.3 B lọc 124 3.2.3 H th ng thi t b phơn ph i khí nén 126 3.2.3.1 Yêu c u 126 3.2.3.2 Bình trích ch a khí nén 127 3.2.3.3 M ng đ ng ng dẫn khí nén 128 CH NG IV: THI T K M CH ĐI U KHI N TH Y L C-KHÍ NÉN 130 4.1 Thi t k m ch u n th y l c 130 4.1.1 Các ví d th y l c 130 4.1.2 Thi t k vƠ tính tốn h th ng th y l c 134 4.1.3 Phơn tích tính ch t ho t đ ng c a h th ng truy n đ ng th y l c 140 4.1.4 Thí d ng d ng truy n đ ng th y l c 142 4.2 Thi t k m ch u n khí nén 147 4.2.1 Khái ni m c b n 147 4.2.2 Bi u di n ph n tử logic c a khí nén 150 4.2.2.1 Ph n tử NOT 154 4.2.2.2 Ph n tử OR vƠ NOR 155 4.2.2.3 Ph n tử AND v Ơ NAND 156 4.2.2.4 Ph n tử EXC- OR 158 4.2.2.η M t s m ch thông d ng 159 4.2.2.6 Quy t c c b n c a đ i s Boole với ph n tử khí nén 162 4.2.3 Bi u di n ch c trình u n 165 4.2.3.1 Bi u đồ tr ng thái 165 4.2.3.2 S đồ ch c 167 4.2.3.3 L u đồ ti n trình 169 4.2.4 Phơn lo i ph ng pháp u n 171 4.1.4.1 Đi u n tay 171 4.2.4.2 Đi u n tùy đ ng theo th i gian 172 4.2.4.3 Đi u n tùy đ ng theo hƠnh trình 175 4.2.4.4 Đi u n theo ch ng trình c c u chuy n m ch 182 4.2.4.η Đi u n theo t ng 182 4.2.4.θ Đi u n theo nh p 192 4.2.4.7 Đi u n b chọn theo b ớc 198 4.2.5 Thi t k m ch tổng h p u n theo nh p 199 4.2.η.2 M ch u n theo nh p với chu kì th c hi n lặp l i 201 4.2.η.3 M ch u n theo nh p với chu kì th c hi n đơng th i 202 4.2.5.3 M ch u n theo nh p với chu kì th c hi n tu n t 203 4.2.6 Thi t k m ch khí nén bi u đồ Karnaugh 203 4.2.θ.1 Thi t k m ch khí nén cho quy trình với xilanh 203 4.2.6.2 Thi t k m ch khí nén cho quy trình với xilanh 210 4.2.6.3 Thi t k m ch khí nén với ph n tử nhớ trung gian 215 CH NG V: H TH NG ĐI U KHI N ĐI N - TH Y L C , ĐI N - KHÍ NÉN219 5.1 Khái quát h th ng u n n ậ th y l c, n-khí nén 219 5.2 H th ng u n n-th y l c 219 η.2.1 Các ph n tử n ậ th y l c 219 η.2.2 Thi t k h th ng n ậ th y l c 223 η.2.3 Nguyên t c thi t k 223 η.2.4 M ch u n n ậ th y l c với xilanh 223 η.2.η M ch u n n ậ th y l c với xilanh 224 η.2.θ B d ch chuy n theo nh p 225 η.2.7 M ch u n theo t ng 227 η.3 H th ng u n n-khí nén 230 η.3.1 Các ph n tử n ậ khí nén 230 η.3.2 Thi t k h th ng n ậ khí nén 240 η.3.2.1 Nguyên t c thi t k 240 η.3.2.2 M ch u n n-khí nén với xilanh 241 η.3.2.3 M ch u n n-khí nén với xilanh 245 η.3.2.η M ch u n theo t ng 249 CH NG I M Đ U 1.1 Tổng quan v h truy n đ ng thuỷ l c-khí nén Trong h thơng t đ ng hóa vƠ u n t đ ng, truy n đ ng th y l c khí nén đ c x p vƠo chuyên ngƠnh kĩ thu t truy n l c Nhi m v c a kĩ thu t truy n l c lƠ xơy d ng h th ng truy n l c c a máy hay thi t b cho nhi m v công ngh c a chúng đ c th c hi n t i u.VD: h th ng truy n l c c a máy ép, c a máy xúcầ Đ ng C Truy n đ ng Me ,e H th ng truy n đ ng Ma ,a,(Fa,va) Máy hay thi t b C n dẫn đ ng Hình 1.1: Sơ đồ ngỐyên lý hệ ỏh ng ỏrỐyền lực C u trúc c b n c a m t h th ng truy n l c đ c trình b y nh hình1 Đơng c truy n đ ng có th lƠ đ ng c n (DC,AC ) đ ng c đ t (diezen, đ ng c xăng ), cung cơp công su t ,truy n l c cho h th ng,d ới d ng chuy n đ ng quay đặc tr ng b i thông s Me ( mô men xo n ), e( v n t c góc ) Các thong s nƠy đ c đ c chuy n đổi thƠnh thông s vƠo c a máy hay thi t b công tác chuy n đ ng quay Ma, a chuy n đ ng t nh ti n Fa,va nh m t b chuy n đổi Nhi m v chuy n đổi l ng nƠy đ c h th ng truy n đ ng đ m nhi m Đ i với máy , thi t b công tác khác nhau, nhƠ thi t k có r t nhi u dang truy n đ ng khác đ l a chọn phù h p với u ki n c th Các h th ng truy n đ ng có th đ c phơn lo i theo lo i ph n tử dùng đ chuy n đổi thông s vƠo thƠnh thông s Truy n đ ng c h c – c khí : Các ph n tử truy n l ng lƠ b ph n, chi ti t c khí ( vd: bánh răng, đai, xích )ầ Lo i truy n đ ng nƠy, c n yêu c u v không gian l p đặt xác đ nh gi a đ ng c dẫn đ ng vƠ máy công tác,trong nhi u tr ng h p yêu c u thi t k , mƠ kích th ớc chi tiêt c khí r t cồng k nh, gia công ch t o r t khó khăn Truy n đ ng n : Do mi n thay đổi vƠ u n v n t c quay c a lo i đ ng c n ngƠy đ c m r ng Nên m t ph n ch c truy n đ ng từ đ ng c vƠ u n truy n đ ng, đƣ đ c th c hi n đ ng c n Tuy v y, đa s tr ng h p, h th ng truy n đ ng n c n k t h p với b truy n c học, có tỷ s truy n xác đ nh, nhằm đồng b hóa, thích ng mơ men quay, v n t c quay c a đ ng c n với thông s yêu c u c a thi t b công tác H th ng truy n đ ng n yêu c u m t không gian xác đ nh gi a đ ng c vƠ máy công tác Truy n đ ng th y l c: Trong h th ng truy n đ ng th y l c, vi c truy n công su t ch t l ng đ m nhi m Tùy theo vi c sử d ng l ng c a dòng ch t l ng lƠ th hay đ ng năng, mƠ h th ng đ c gọi lƠ truy n đ ng th y tĩnh hay truy n đ ng th y đ ng -Truyền động thủy tĩnh :làm vi c theo nguyên lỦ choán ch Trong tr ng h p c b n, h th ng gồm b m, đ c truy n chuy n đ ng c học s c p m t l u l ng ch t l ng đ lƠm chuy n đ ng m t xi lanh, m t đ ng c th y l c Áp su t t o b i t i trọng đ ng c hay xi lanh l c với l u l ng đ a đ n từ b m t o thƠnh công su t c học truy n đ n máy cơng tác Đặc tính c a truy n l c th y tĩnh có tính ch t : t n s quay nh v n t c c a máy công tác th c t không ph thu c vƠo t i trọng Do có kh tách b m vƠ đ ng c theo không gian vƠ sử d ng đ ng ng r t linh đ ng nên không c n m t không gian l p đặt xác đ nh gi a đ ng c vƠ máy công tác Trên h th ng truy n đ ng th y tĩnh có th thay đổi tỷ s truy n vơ c p m t kho ng r ng Ch t l ng th y l c hi n có th đ c sử d ng lƠ d u m , ch t l ng khó cháy, d u có nguồn g c th c v t n ớc -Truyền động thủy động: đ c c u t o từ m t ph n b m vƠ m t ph n đ ng c ( tuabin) Vi c chuy n đổi mô men vƠ t n s quay đ c th c hi n nh đ ng c a kh i ch t l ng Đ ng đặc tính c a truy n đ ng th y đ ng có tính ch t: t n s quay c a ph n b đ ng gi m mô men quay tăng Trong sử d ng, truy n đ ng th y đ ng có c u trúc gọn nh ng u c u có m t khơng gian xác đ nh gi a đ ng c vƠ thi t b c n dẫn đ ng -Truyền động khí nén : C u trúc tổng quát c a truy n đ ng khí nén t ng t nh c u trúc c a truy n đ ng th y tĩnh Đi u khác bi t c b n dẫn đ n s khác bi t v tính ch t ho t đ ng vƠ c u trúc c a chi ti t lƠ môi ch t truy n l ng Trong h th ng truy n đ ng khí nén mơi ch t lƠ khơng khí nén ậ m t ch t ắ l ng” ch u nén Nh v y có th l y khơng khí từ mơi tr ng, nén l i, truy n dẫn lƠm ho t đ ng đ ng c khí nén xy lanh khí nén vƠ l i th i môi tr ng NgoƠi ra, đ thi t k m t h th ng truy n l c cịn có gi i pháp k t h p: th y l c- khí nén: n- khí nén; n ậ th y l c, v vầ.Gi i pháp t i u cho m t nhi m v u n vƠ truy n l c ph thu c vƠo m c đ th c hi n yêu c u công ngh , kỹ thu t vƠ kinh t Trong kỹ thu t có hƠng lo t tr ng h p ng d ng vƠ lĩnh v c ng d ng tiêu bi u Khi vi c l a chọn sử d ng lo i truy n l c vƠ truy n đ ng nƠo lƠ đ a vƠo l i th đặc bi t c a m i loai Các b truy n l c t nh ti n đ kh c ph c t i lớn với v n t c nh th ng đ c th c hi n th y k c Thí d cho tr ng h p nƠy lƠ máy nén ép công nghi p ô tô, vƠ công ngh p ch t o v t li u nhơn t o, b ph n nơng h máy nơng h hƠng hóa Máy xúc vƠ c n cẩu t hƠnhầ C truy n đ ng c a máy công tác h ng nặng vƠ máy công nghi p đ c th c hi n thuy k c Đặc bi t b truyêng th y l c- n vƠ khí nén ậ n ngƠy cƠng đ c phát tri n r ng rƣi đ c k t n i với máy tính vƠ ng d ng kỦ thu t u n s Các h th ng th y l c vƠ khí nén u n s ngƠy cƠng có Ủ ngĩa lớn s n xu t 1.2 L ch sử phát tri n c a môn h c 1.2.1 L ch sử phát tri n c a truy n đ ng th y l c - 1920 h th ng truy n đ ng th y l c đƣ ng d ng lĩnh v c máy công c - 192η h th ng truy n đ ng th y l c đ c ng d ng nhi u lĩnh v c công nghi p khác nh : nông nghi p, máy khai thác m , máy hóa ch t, giao thông v n t i, hƠng khôngầ - 19θ0 đ n nay, h th ng truy n đ ng th y l c đ c ng d ng t đ ng hóa thi t b vƠ dơy chuy n thi t b với trình đ cao, có kh u n máy tính t o nh ng h th ng truy n đ ng th y l c với công su t r t lớn ậ u n linh ho t h n, tin c y h n 1.2.2 L ch sử phát tri n c a truy n đ ng khí nén ng d ng c a khí nén ng i đƣ bi t đ n từ tr ớc công nguyên thông qua thi t b b n đá, b n tênầ, ti p đ n lƠ m t s phát minh sáng ch c a Klesibios vƠ Heron nh thi t b đóng, m cửa khí nén;b m; súng phun lửa đ c ng d ng - Mƣi cho đ n th kỷ 17 nhƠ kỹ s ch t o ng i Đ c Otto von Guerike (1θ021θ89), nhƠ toán học vƠ tri t học ng i Pháp Blaise Pascal (1θ23-1θθ2), nhƠ v t lỦ ng i Pháp Denis Papin (1θ47-1712) đƣ xơy d ng nên n n t ng c b n ng d ng truy n đ ng khí nén - Cho đ n th kỷ 19, m t s thi t b sử d ng l ng khí nén l n l t đ c phát minh nh vi c v n chuy n đ ng ng khí nén (183η), u n phan xe khí nén (1880), búa tán đinh khí nén (18θ1)ầ - NgƠy vi c ng d ng l ng khí nén kỹ thu t u n phát tri n m nh Các d ng c , thi t b , ph n tử khí nén đ c c i ti n, sáng ch vƠ ng d ng nhi u lĩnh v c khác nhau, s k t h p khí nén với n ậ n tử s m nhi u tri n vọng vƠ sé lƠ m t nh ng nhơn t quy t đ nh s phát tri n c a kỹ thu t u n t đ ng 1.3 Đ i t ợng, ph ng pháp nghiên c u c a môn h c- ng d ng 1.3.1 Đ i t ợng Đ i t ng nghiên c u c a môn học lƠ ch t l ng.Ch t l ng đơy hi u theo nghĩa r ng bao gồm ch t l ng th n ớc - ch t l ng không nén đ c ( kh i l ng riêng  không thay đổi) vƠ ch t l ng th khí- ch t l ng nén đ c ( kh i l ng riêng thay đổi  ≠ const) Kĩ thu t th y l c khí nén, nghiên c u quy lu t vƠ chuy n đ ng c a ch t l ng, từ xác đ nh đ c s phơn b v n t c,áp su t, kh i l ng riêng vƠ nhi t đ ch t l ng nh xác đ nh đ c tác d ng t ng h gi a ch t l ng vƠ v t r n xung quanh nó, nhằm ng d ng vƠo máy th y khí.( gi i nh ng bƠi toán thi t k h th ng th y l c ậ khí nén ) 1.3.2 Ph ng pháp nghiên c u môn h c Dùng ph ng pháp sau đơy: -Ph ng pháp lỦ thuy t: sử d ng cơng c tốn học ch y u nh gi i tích, ph ng trình vi phơn ( sử d ng đ nh lỦ tổng quát c a c học: đ nh lí b o toƠn kh i l ng, l ng, đ nh lí bi n thiên đ ng l ng, mơ men đ ng l ngầ ) -Ph ng pháp th c nghi m: dùng m t s tr ng h p mƠ khơng th gi i bƠi tốn lỦ thuy t vd: xác đ nh h s l c c n c c b -Ph ng pháp bán th c nghi m, k t h p gi a lí thuy n vƠ th c nghi m 1.3.3 ng d ng ng d ng r ng rƣi ngƠnh kĩ thu t ch t o máy, u n t đ ng ầcũng nh ngƠnh giao thông v n t i, hƠnh không 1.4 C u trúc vƠ ho t đ ng c a b truy n đ ng th y l c –khí nén C u trúc vƠ tác đ ng lẫn c a nhóm c u trúc truy n đ ng th y l c đ c trình b y nh hình 1.1 Ph n th y l c bao gồm b m th y l c đ t o dịng d u có áp su t, xy lanh th y l c đ ng c th y l c lƠ ph t i Gi a ph n tử c b n cịn có ng dẫn d u , van u n vƠ b ph n ph tr th y l c đặc bi t nh bình loc, b lƠm mát , b tích áp vƠ b khác Hình 1.2: Sơ đồ ỏrỐyền công sỐấỏ ỏrong ỏhiếỏ bị ỏh y lực Máy đ ng l c th ng đ c sử d ng lƠ đ ng c n đ ng c đ t trong, truy n cho b m mô men quay M1 vƠ t n s quay n1(v/s) vƠ cung c p m t công su t c học: Công su t nƠy đ Pch  2 M 1n1 c chuy n đổi thƠnh công su t th y l c b m: Prl  pQ Trong : p lƠ áp su t d u yêu c u từ máy công tác; Q- l u l ng đ c tính từ t n s quay vƠ kích th ớc c a b m Dịng d u có áp su t thi t b th y l c đ c dẫn qua đ ng ng vƠ van u n đ n xy lanh l c đ ng c th y l c, t i cơng su t th y l c l i đ c bi n đổi thƠnh công su t c học c n thi t c a máy công tác, Đ i với xy lanh th y l c công su t c n thi t đ c tính theo l c yêu c u c n pittong vƠ v n t c pittong: Pch  Fv Pmech  2 M n2 Đ i với đ ng c th y l c công su t yêu c u đ c tính theo s li u c a máy công tác: S đồ kỹ thu t bi u di n b truy n theo kí hi u m ch xy lanh th y l c đ c trình bày hình 1.3 Hình (1.3a) mô t ho t đ ng chung c a b m th y l c, xy lanh th y l c vƠ thùng d u, Trong s đồ nƠy sử d ng b m có th tích lƠm vi c không đổi vƠ m t xy lanh tác đ ng kép.B m th y l c hút d u từ bình vƠ cung c p l u l ng d u Q với áp su t p đ n xy lanh L u l ng Q tỷ l thu n với t n s quay c a b m d u vƠ xác đ nh v n t c c a pittong Mô men truy n l c tỷ l thu n với áp su t đ c t o ng với t i trọng tác đ ng lên pittong Hình 1.3: TrỐyền động cho mộỏ xy lanh ỏh y lực a-C u trúc c b n; b- HƠnh trình ti n;c- HƠnh trình tr v Do b m ch cung c p m t phía, khí xylanh l i c n chuy n đ ng đ c c hai chi u , c n b trí m t van phơn ph i đ h ớng dẫn dịng d u đ n m i phía mong mu n c a pittong Van phơn ph i xác đ nh vi c kh i hƠnh , dừng l i vƠ chi u chuy n đ ng ( nghĩa lƠ toƠn b trình chuy n đ ng ) c a pittong Trên hình 1.3b van phơn ph i v trí u n hƠnh trình ti n c a pittong Lúc dịng d u từ b m chuy n đ ng qua van đ n ph n bên trái c a xylanh vƠ đẩy pittong chuy n đ ng sang ph i, đồng th i ph n d u ngăn bên ph i pittong đ c ch y qua van tr v thùng HƠnh trình tr v đ c th c hi n van phơn ph i v trí đ i di n ( hình 1.3c) T v trí trung gian c a van phơn ph i c hai đ ng d u đ n xy lanh đ u b chặn l i vƠ dịng d u từ b m có th ch y g n nh khơng có áp su t v thùng Đ đ m b o an toƠn cho thi t b th y l ck h n ch áp su t c c đ i, ng i ta sử d ng van giới h n áp su t ( hinh 1,3b 1,3c) Khi áp su t d u t o áp l c lớn h n l c lò xo, van s m vƠ dòng d u từ b m s ch y qua van v thùng mang theo c ph n nhi t l ng sinh h th ng S đồ truy n đ ng cho m t đ ng c th y l c có th đ c sử d ng t ng t S đồ ho t đ ng vƠ s đồ m ch th y l c đ i với đ ng c th y l c khơng thay đổi th tích lƠm vi c đ c trình bƠy hình 1.4 Đ ng c có th quay hai chi u nh chuy n m ch van phơn ph i Van giới h n áp su t đ c b trí đ giới h n mô men quay t i Hình 1.4: TrỐyền động cho mộỏ động ỏh y lực 1- Van giới h n áp su t; 2-Van phơn ph i 4/3; 2- Đ ng c th y l c 1.5 u, nh ợc m c a b truy n đ ng th y l c-khí nén Trong nhi u tr ng h p sử d ng c n tìm nh ng gi i pháp thích h p cho h th ng truy n l c Khi c n bi t u m, nh c m c a m i lo i truy n l c.Các tính ch t u vi t c a truy n đ ng th y l c ậ khí nén đ c tóm t t nh sau 1.5.1 u nh ợc m c a h th ng truy n đ ng th y l c u điểm +Truy n đ ng đ c công su t cao vƠ l c lớn, ( nh c c u t ng đ i đ n gi n, ho t đ ng với đ tin c y cao nh ng địi h i v chăm sóc, b o d ỡng) + Đi u ch nh đ c v n t c lƠm vi c tinh vƠ vô c p, ( d th c hi n t đ ng hóa theo u ki n lƠm vi c hay theo ch ng trình có sẵn) + K t c u gọn nhẹ, v trí c a ph n tử dẫn vƠ b dẫn không l thu c + Có kh gi m kh i l ng vƠ kích th ớc nh chọn áp th y l c cao + Nh có qn tính nh c a b m vƠ đ ng c th y l c, nh tính ch u nén c a d u nên có th sử d ng v n t c cao mƠ không s b va đ p m nh (nh c khí vƠ n ) + D bi n đổi chuy n đ ng quay c a đ ng c thƠnh chuy n đ ng t nh ti n c a c c u ch p hƠnh +B o v t i đ n gi n nh van an toƠn giới h n áp su t + D theo dõi vƠ quan sát áp k , k c h ph c t o, nhi u m ch +Có kh t đ ng hóa đ n gi n, k c thi t b ph c t p, cách dùng ph n tử tiêu chuẩn hóa Nh ợc điểm +M t mát đ ng ng dẫn vƠ rit bên ph n tử, lƠm gi m hi u su t vƠ h n ch ph m vi sử d ng R le th i gian hình 5.35: Mộỏ s hình nh ốề rơle R le trung gian d, Công ỏắc hành ỏrình điện-cơ Khi lăn ch m c hƠnh trình ti p m n i với Hình 5.36: Cơng ỏắc hành ỏrình điện-cơ Hình 5.37: kí hiệỐ a.Tr ng thái cơng t c th ng đóng khơng có tác đ ng b Tr ng thái cơng t c th ng đóng có tác đ ng d,Cơng t c hƠnh trình nam chơm cơng t c hƠnh trình nam chơm thu c lo i cơng t c hƠnh trình khơng ti p xúc Hình 5.38: Cơng ỏắc hành ỏrình nam châm M t s hình nh v cơng t c hƠnh trình ảình 5.39: Mộỏ s hình nh cơng ỏắc hành ỏrình e, C m biến c m ng ỏừ Nguyên t c ho t đ ng c a c m bi n c m ng từ: B t o dao đ ng s phát t n s cao Khi có v t c n kim lo i nawmgf vùng d ng suwac c a từ tr ng, kim lo i s hình thƠnh dịng n xốy Nh v y nawg l ng c a b dao đ ng s gi m d n, dịng n xốy s tăng, v t c n cƠng g n cu n c m ng Qua biên đ dao đ ng c a bọ dao đ ng s gi m Qua b so, tín hi u đ c khu ch đ i Trong tr ng h p tín hi u lƠ tin hi u nh phơn, m ch Schmitt trigo s đ m nh n nhi m v nƠy Hình 5.40 : NgỐyên lý ho ỏ động c a c m ng điện ỏừ g,C m biến điện dỐng B t o dao đ ng phát t n s cao Khi có v t c n kim lo i phi kim nằm vùng đ ng s c c a n tr ng, n dung c a t n thay đổi Nh v y t n s riêng c a b dao đ ng thay đổi Qua b so, vƠ b n n dịng tín hi u đ c khu ch đ i Trong tr ng h p tín hi u lƠ tín hi u nh phơn, m ch Schmitt trigo s đ m nhi m nhi m v nƠy Hình 5.41: NgỐyên lý ho ỏ động c a c m biến điện dỐng h,C m biến qỐang c m bi n quang gồm ph n: -B ph n phát -B ph n nh n B ph n phát s phát tia hồng ngo i điot phát quang Khi gặp v t ch n, tia hồng ngo i s ph n hồi l i vƠo b ph n nh n Nh v y b ph n nh n, tia hồng ngo i ph n hồi s đ c xử lỦ m ch vƠ cho tín hi u sau khu ch đ i Hình 5.42: C m biến qỐang Tùy theo v trí s p x p c a b ph n phát vƠ b ph n nhơn, ng i ta phơn bi t thƠnh lo i chính: c m bi n quang m t chi u vƠ c m bi n quang ph n hồi Hình 5.43: Phân lo i c m biến qỐang a.c m bi n quang m t chi u b.c m bi n quang ph n hồi 5.3.2 Thi t k h th ng n – khí nén 5.3.2.1 Nguyên tắc thi t k S đồ m ch n ậ khí nén gồm hai ph n: + S đồ m ch n u n + S đồ m ch khí nén KỦ hi u ph n tử n theo DIN 40713 đ - Ti p m: - Nút n: c trình bƠy nh hình d ới đơy: - R le: - Cơng tắc hƠnh trình: - Cảm bi n: A1 K K A2 A1 A1 K A2 A1 K A2 A2 A1 K A2 5.3.2.2 M ch u n n-khí nén v i xilanh a,M ch u n với ti p m t trì C s đ thi t k m ch u n n-khí nén lƠ bi u đồ tr ng thái S đồ m ch khí nén: S đồ m ch n u n: Hình 5.44 Hình 5.45 Hình 5.46: M ch điếỐ khiển ốới ỏiếp điểm ỏự dỐy ỏrì Khi tác đ ng vƠo nút nh n S2, r le K2 có n, ti p m t ng ng c a r le K2 s đóng, lƠ ti p m K2 nhánh th vƠ K2 nhánh th η Khi nh nút S2, nh ti p m trì K2 nhánh th 3, r le K2 có n, vƠ ti p m K2 nhánh th η ậ ti p m đóng đ dịng n qua cu n c m ng với van đ o chi u, xilanh tới Khi tác đ ng vƠo nút nh n S1, dòng n nhánh m t, r le K2 m t n, ti p m t ng ng m vƠ xilanh s lùi v b, M ch u n với role th i gian tác đ ng mu n bi u đồ tr ng thái: Hình 5.47: Sơ đồ m ch khí nỨn Hình 5.48: Sơ đồ m ch điềỐ khiển ỏự dỐy ỏrì ốới rơle ỏhời gian ỏác động mỐộn Hình 5.49 c,M ch u n k t h p với th y l c Quy trình gia cơng c a máy khoan đ c bi u di n nh hình d ới: Trong tr ng h p máy không ho t đ ng, d u khoan ph i nằm v trí phía trên, chọn van đ o chi u 4/2, u n nam chơm n vƠ lị xo Hình 5.50: QỐy ỏrình gia cơng c a máy khoan Hình 5.51 Các b ớc th c hi n đ c minh họa s đồ ch c Hình 5.52: Sơ đồ ch c Ph ng trình an toƠn cho gia cơng: Ph ng trình kẹp chi ti t K1  S  S  S 7.4 K  S  S3 v trí gia cơng Ph ng trình b ớc th c hi n 0: Khi l ới b o v đƣ m ( K1 ), chi ti t đ K  K1  K  K c tháo ( K ), b ớc th c hi n (K3=1) - B ớc th c hi n 1: Khi l ới b o v đƣ đóng, chi ti t đ c kẹp (K2 =1) vƠ đ u khoan nằm v trí S7.0 b ớc s th c hi n (K4=1), t c đ u khoan ch y dao nhanh tới y1 =1 đ c B ớc th c hi n ph i đ c xóa - B ớc th c hi n 2: Khi ch m công t c hƠnh trình 7.1 vƠ luois b o v đ c đóng (K1=1) b ớc s th c hi n vƠ ph i đ c nhớ B ớc th c hi n ph i đ c xóa - B ớc th c hi n 3: Khi đ u khoan ch m cơng t c hƠnh trình 7.2 vƠ l ới b o v đ c đóng (K1=1) b ớc s th c hi n B ớc th c hi n ph i đ c xóa Hai van đ o chi u ph i tr v v trí ban đ u(v trí 0) Đ u khoan quay lui nhanh tr v B ớc th c hi n khơng c n ph i nhớ Hình 5.53: Sơ đồ m ch khí nỨn Ch c Đ u khoan tới (nhanh) Khoan (ch m) Đ u khoan lùi v (nhƠnh) Y1 1 Y2 0 S đồ m ch n u n thi t k theo h bi u di n: ng pháp u n theo nh p đ c Hình 5.55: Sơ đồ m ch điện điềỐ khiển qỐy ỏrình khoan 5.3.2.3 M ch u n n-khí nén v i xilanh A,M ch u n theo nh p Quy trình m ch u n theo nh p với xilanh \ Hình 5.56: QỐy ỏrình điềỐ khiển xilanh M i nh p đ u có m ch t trì Sau nh n nút kh i đ ng Sη, l n l t nh p cho đ n nh p ti p theo s đóng m ch Nh p cu i tác đ ng cho quy trình v v trí ban đ u Hình 5.57: Sơ đồ m ch điện điềỐ khiển qỐy ỏrình khoan N u chọn van đ o chi u 4/2 xung, c phía t c đ ng nam chơm n, s đồ m ch u n n nh hihf d ới Mặc dù m i nh p đ u có m ch t trì nh ng n u nh p ti p theo đ c th c hi n, nh p tr ớc ph i đ c xóa Hình 5.58: QỐy ỏrình điềỐ khiển ốới ốan đ o chiềỐ xỐng 4/2 b,M ch u n với chọn ch đ lƠm vi c Quy trình gia cơng di n t ng t ví d Đi u ki n yêu c u ti p theo lƠ xilanh B chuy n đ ng, th a mƣn u ki n lƠ áp su t xilanh A đ t đ c giá tr cho phép Nh v y áp su t xilanh(xilanh kẹp chi ti t) đ c ki m soát r le aps su t -đi n Sθ Hình 5.59: QỐy ỏrình gia cơng chọ chế độ làm ốiệc Ch đ lƠm vi c: ch đ tay vƠ ch đ t đ ng T t c cjuyeenr đ ng vƠ v trí c a xilanh đ c ki m soát đèn báo hi u Hình 5.60: Sơ đồ m ch điềỐ khiển 5.3.2.4 Bộ dịch chuyển theo nhịp B d ch chuy n theo nh p lƠ kh i l p ráp phẩn tử khí nén vƠ n, có nhi m v lƠ kẹp, d ch chuy n chi ti t theo chu kì Hình 5.61: Bộ dịch chỐyển ỏheo nhịp ỏrong máy dập Các b d ch chuy n theo nh p (c a hƣng FESTO) có kho ng d ch từ 0-1000mm M i lo i b d ch chuy n theo nh p đ c tiêu chuẩn hóa vƠ có kho ng d ch vhuyeenr nh t đ nh Hình 5.62: BiểỐ đồ ỏr ng ỏhái c a dịch chỐyển Nguyên t c ho t đ ng c a b d ch chuy n theo nhip: - T i v trí c b n c a b d ch chuy n theo nh p, c a A n i với nguồn P (P=θ bar) đ u kẹp đ ng yên s kẹp d i kim lo i, đ u kẹp d ch chuy n (n i với cửa B) m (hình 5.63a) - Khi có tín hi u n Y1, van đ o chi u đổi v trí Đ u kẹp d ng yên s m ra, đ u kẹp d ch chuy n (n i với cửa B) đóng l i (hình 5.63b) - Khi áp su t đ t đ c nh t lƠ η0% (kho ng bar) ng dẫn B, van đ o chi u đổi v trí, đ ng kính nịng van hai đ u khác nhau, pittong d ch chuy n đẩy tới (hình 5.63c) - Khi tín hi u n Y1 m t đi, van đ o chi u đổi v trí Đ u kẹp đ ng yên s kẹp d i kim lo i, đ u kẹp d ch chuy n (n i với c a B) m Khi áp su t ng B gi m xu ng kho ng η0% van đ o chi u đ o v trí,pittong d ch chuy n lùi v (hình 5.63d) Hình 5.63: NgỐyên ỏắc ho ỏ động điềỐ khiển ỏheo nhịp 5.3.2.5 M ch u n theo t ng Nguyên t c thi t k m ch u n theo t ng lƠ chia b ớc th c hi n ch c thƠnh ph n riêng bi t Ph n tử c b n c a u n theo t ng lƠ ph n tử nhớ - van đ o chi u 4/2 van đ o chi u η/2 Đi u n theo t ng lƠ b ớc hoƠn thi n c a u n theo hƠnh trình - M ch u n theo t ng Nguyên t c ho t đ ng: t ng I có khí nén t ng II s khơng có khí nén vƠ ng c l i t ng II có khí nén t ng I khơng có nén Khơng tồn t i t ng có khí nén m t lúc I II e1 a1 a2 e2 e1, e2 : tín hi u u n vƠo a1, a2: tín hi u u n I: t ng th nh t II: t ng th hai ảình 5.64: M ch điềỐ khiển ỏầng - M ch u n t ng: Nguyên t c ho t đ ng: Khi t ng I có khí nén, t ng II vƠ t ng II khơng có khí nén Nghĩa lƠ m t t ng có khí nén t ng cịn l i khơng có nén I II III a1 e1, e2, e3 : tín hi u u n vƠo a1, a2, a3: tín hi u u n I: t ng th nh t II: t ng th hai III: t ng th ba a2 e2 e1 e3 P ảình 5.65: M ch điềỐ khiển ỏầng - M ch u n t ng Nguyên t c ho t đ ng: Khi t ng I có khí nén t ng I, t ng II, t ng III khơng có khí nén Nghĩa lƠ m t t ng có khí nén ba t ng cịn l i khơng có nén N u s t ng th c hi n lƠ ắn” s van đ o chi u c n thi t lƠ ắ n-1” I II II IV a1 a2 a3 e2 e3 e1 a4 e1, e2, e3, e4 : tín hi u u n vào a1, a2, a3, a4 : tín hi u u n I: t ng th nh t II: t ng th hai III: t ng th ba IV: t ng th b n e4 ảình 5.66: M ch điềỐ khiển ỏầng Ví d ng d ng Ví d 1: Thi t k m ch u n khí nén theo ph c a thi t b khoan với bi u đồ tr ng thái sau: Xylanh A Xylanh B ng pháp u n t ng + + - B ớc th c hi n Hình 5.67: BiểỐ đồ ỏr ng ỏhái c a xylanh Theo bi u đồ tr ng thái ta chia lƠm hai t ng u n: T ng I: A + vƠ B + T ng II: B - A ậ Đi u ki n chia t ng lƠ ch không đ c xu t hi n nhi u l n t ng (ví d B + vƠ B ậ không đ c phép t ng) Cơng t c hƠnh trình S2 S3 s đ c bi u di n phía đ ng bi u di n t ng, b i khơng có s thay đổi c a t ng Cơng t c hƠnh trình S S3 s u n tr c ti p v trí c a van đ o chi u b ớc th c hi n S2 A+ S3 B+ A+ B+ S4 I S1 II Cơng t c hƠnh trình S4 S1 s đ c bi u di n phía d ới đ ng bi u di n t ng, b i có s thay đổi c a t ng Cơng t c hƠnh trình S S4 s u n tr c ti p v trí thay đổi c a t ng ảình 5.68: Cách chia ỏầng ảình 5.69: Sơ đồ m ch điềỐ khiển ỏheo ỏầng c a ỏhiếỏ bị khoan ... Pz =  VAL lƠ v t th áp l c, gọi m E lƠ hình chi u c a A lên mặt thoáng VAL = b SABE = b ( S ABO ậ S BOE ) sin( AOB) = H/R = 2/4 =1/2 v y góc AOB = 30o 30 R  4,186 (m2) SABO = 360 SBOE = V... yc bh h ;  = b. h yC = ; J c  12 Với: Th vƠo công th c (2.3η) ta có: bh h 2h yD = 12  = h b. h (2.42) hC C h P p =  Nhận xỨỏ: h b Hình 2.10 + V tr s : Ta th y:  h h b lƠ th tích c a bi u... có áp su t, xy lanh th y l c đ ng c th y l c lƠ ph t i Gi a ph n tử c b n có ng dẫn d u , van u n vƠ b ph n ph tr th y l c đặc bi t nh b? ?nh loc, b lƠm mát , b tích áp vƠ b khác Hình 1.2: Sơ đồ