Bài tập kttl và kt phần ii khí nén

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN PHẦN II: KHÍ NÉN GVHD: TRẦN NGUYÊN DUY PHƯƠNG LỚP: CK10KSTN NHÓM 1 PHAN PHƯỚC THIỆN 21003177 NGUYỄN CÔNG THỨC 21003348 NGÔ HỒNG THUẬN 21003284 LÊ MINH CHỌN 21000315 LÊ MỘNG HẢI HOÀNG 21001099 NGUYỄN XUÂN THỊNH 21003218 NGUYỄN ĐỨC HƯNG 21001384 NGUYỄN TUẤN KHANH 21001465 NGUYỄN TIẾN KHANG 21001451 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 12 – 2012 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN BÀI TẬP VỀ NHÀ  Ví dụ 1.1 đến ví dụ 10.5 sách Power Pneumatics Chương 1: NGUN LÝ KHÍ NÉN Ví dụ 1.1: Một vật có khối lượng kg, trọng lượng khi: (a) Trên trái đất có gia tốc trọng trường 9,81 m/s2 (b) Trên hành tinh có gia tốc trường m/s2 Giải: (a) Trọng lượng vật trái đất: W = mg =1× 9,81 = 9,81 kgm/s2 = 9,81 N (b) Trọng lượng vật hành tinh: W = mg =1× = kgm/s2 = N Ví dụ 1.2: Một vật nặng kg treo lò xo, gia tốc lớn lên xuống 3, tính khối lượng vật nặng lị xo: (a) Khi gia tốc hướng lên (b) Khi gia tốc hướng xuống Giải: (a) Khi gia tốc hướng lên: Trọng lượng vật: W = m(g + a) = 1.(3 + 9,81) = 12,81 N Khối lượng vật: 12,81 = 1,306 𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑀𝑀 = 9,81 (b) Khi gia tốc hướng xuống: Trọng lượng vật: W = m(g - a) = 1.(9,81 - 3) = 6,81 N Khối lượng vật: 6,81 𝑀𝑀 = = 0,694 𝑘𝑘𝑘𝑘 9,81 Ví dụ 1.3: Một xy lanh khí nén có đường kính 100 mm đẩy lực 3000N, xác định áp suất khí yêu cầu Giải: Áp suất khí cấp cho xy lanh: 𝐹𝐹 𝐹𝐹 3000 𝑁𝑁 𝑝𝑝 = = = = 3,82 10 = 3,82 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝐴𝐴 𝜋𝜋𝐷𝐷2 𝜋𝜋 0,12 𝑚𝑚2 Áp suất tuyệt đối khí xy lanh: 3,82 + = 4,82 bar NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Ví dụ 1.4: Một máy nén có lưu lượng 500 m3/giờ có áp suất tương đối bar nhiệt độ 400C khí sau nén có độ ẩm 80%, nhiệt độ 200C tính lượng nước tách từ khơng khí Giải: Ở 20 C bar (tương đối), 100m khơng khí có chứa 1,73 kg nước Ở độ ẩm 80%, lượng nước chứa 100 m3 khơng khí 1,384 kg Lượng nước chứa khơng khí có nhiệt độ 400C, áp suất khí bar 0,728 + 0,567 = 0,647 𝑘𝑘𝑘𝑘 Lượng nước tách khỏi khơng khí là: M = lượng nước vào – lượng nước = 5.(1,384 – 0.647) 3,68 kg Ví dụ 1.5: Một máy nén có lưu lượng m3/ph 7bar (áp suất tương đối).biết PV1,3 = const tính cơng lý thuyết q trình Giải: Ta có: P1 = áp suất khí = bar, n = 1,3 V1 = 3m3/ph = 0,05m3/s P2 = bar (áp suất tương đối) = bar ( áp suất tuyệt đối) (𝑃𝑃1 𝑉𝑉1 )1,3 = (𝑃𝑃2 𝑉𝑉2 )1,3 1,3 𝑚𝑚3 𝑃𝑃1 1,3 𝑉𝑉2 = 𝑉𝑉1 � � = 0,05 × � � = 0,0102 𝑃𝑃2 𝑠𝑠 Cơng q trình nén: 104 𝑁𝑁𝑁𝑁 1,3 × (8 × 0,0102 − × 0,05) × 105 = 1,37 × = 13,7𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑊𝑊 = 𝑠𝑠 1,3 − Ví dụ 1.6: Tính cơng đẳng nhiệt ví dụ 1.5 Giải: Ta có: P1 = bar, V1 = 3m3/ph = 0,05m3/s P2 = bar ( áp suất tuyệt đối) Cơng q trính đẳng nhiệt: 𝑊𝑊 = × 0,05 × 105 × ln � � = 10,4 × 103 𝑁𝑁𝑁𝑁/𝑠𝑠 = 10,4𝑘𝑘𝑘𝑘 Ví dụ 1.7: Cho máy nén khí bậc lưu lượng, có áp suất tương đối bar, tính áp suất bình lạnh trung gian để cơng suất nguồn vào nhỏ Giải: 𝑃𝑃𝑖𝑖 = �[(7 + 1) × 1] = 2,82 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡ệ𝑡𝑡 đố𝑖𝑖 = 1,82 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑡𝑡ươ𝑛𝑛𝑛𝑛 đố𝑖𝑖 NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Ví dụ 1.8: Xem xét tổn thất áp suất qua L = 100m ống có đường kính d = 50mm, lưu lượng dịng Q = 100 l/s, với áp suất tuyệt đối Pm = bar tương đối = bar tuyệt đối, hệ số ma sát f = 500 Giải: 𝑓𝑓𝑓𝑓𝑄𝑄 500 × 100 × 1002 ∆𝑃𝑃 = = = 0,27 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑑𝑑 𝑃𝑃𝑚𝑚 505 × Đường kính ống dẫn tăng làm giảm tổn thất áp suất Tính tốn lại tổn thất áp suất d = 60 mm: 𝑓𝑓𝑓𝑓𝑄𝑄2 500 × 100 × 1002 ∆𝑃𝑃 = = = 0,107 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑑𝑑 𝑃𝑃𝑚𝑚 605 × Ví dụ 1.9: Một máy nén lưu lượng 200 l/s, áp suất bar, biết vận tốc lớn 6m/s, tính đường kính ống cần thiết Giải: Hệ số nén máy nén: 𝑃𝑃𝑜𝑜 + =8 𝑘𝑘 = = 𝑃𝑃𝑖𝑖 Lưu lương máy nén: 200 𝑄𝑄 = = 25 𝑙𝑙/𝑠𝑠 = 0,035 𝑚𝑚3 /𝑠𝑠 𝜋𝜋𝜋𝜋 𝑄𝑄 = × 𝑣𝑣 4.0,025 4𝑄𝑄 =� = 0,073𝑚𝑚 = 73𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜋𝜋 × 𝑣𝑣 6𝜋𝜋 ⟹ 𝑑𝑑 = � Chương 2: SẢN XUẤT VÀ PHÂN PHỐI KHÍ NÉN Ví dụ 2.1: Một dịng khí lý tưởng có luu lượng 10m3/phút áp suất bar Lưu lượng trung bình m3/phút dao động khoảng áp suất từ đến bar Thể tích thực tế sử dụng 4m3 Xác định số lần máy nén khí ép tải ? Giải a) Ở bar: PV PV 1 = 2 T1 T2 P1=1 bar V1=? P2=(7+1)bar V2=4m3 T1=T2 = V1 PV 8× 2 = = 32m3 P1 NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN b) Tương tự bar: PV PV 3 = 4 T3 T4 V3=4m3 P3=1 bar P4=(6+1)bar V4=? m3 PV 7×4 3 = V4 = = 28m3 P4 4m3 Thời gian hút cần thiết= 3m3/min 4m3 Thời gian xả cần thiết := =1,33 phút 7m3/min =0,57phut Tổng thời gian hút xả : 1,33+0,57=1,9 phút Ví dụ 2.2: Một xy lanh có đường kính 100mm, đường kính cần xylanh 32 mm chiều dài xylanh 300mm với áp suất bar Nếu xylanh thực 25 chu kỳ chuyển động /1 phút; tính tốn lượng khí tiêu thụ ? Giải Dung tích xylanh là: π ×1002 × 300 mm3 = 2,355l π (1002 − 322 ) × 300mm3 = 2,114l Dung tích tính có cần : Tổng dung tích : 2,355+2,114=4,469l Lưu lượng khí qua xy lanh :=4,469x25=111,7l/phút PV PV Ta có: 1 = 2 T1 T2 P1=1bar V1? P2=6bar V2=111,7L/phút T1=T2 P1V1=P2V2 V1=(6+1)x111,7=782l/phut V2= 782 28,6 =27,4ft3/phút Ví dụ 2.3: Tính tốn phần trăm thay đổi lưu lượng vd2.2 áp suất trình 2bar Giải Với p=2bar ta có: NHĨM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN P1V1=P2V2 PV +1 × 2,114 =6,34l V1 = 2 = P1 Với p=6bar ta có: P1V1=P2V2 PV + V1 = 2 = × 2,355 =18, 48l P1 Tổng dung tích khí : 18,48+6,34=24,82l Quay 25 vịng/phút : 24,8x25=620l/phút Phần trăm thay đổi lưu lượng khí : 782−620 782𝑋𝑋100 =20,7% Ví dụ 2.4: Xylanh ví dụ 2.2.Tính tăng lên lưu lượng khí tiêu thụ van xylanh đường kính ống dẫn 12mmva2 khoảng cách xylanh van 1m Giải Thể tích ống làm việc là: 122 mm3 0, 226l π× ×1000= × 2mm3 226, 224 = Áp suất tác động lên thành ống 6bar : Lưu lượng khí qua ống : 0,226x( 6+1 )x25=39,6l/phút Ví dụ 2.5: Cho biết: Q = 20m3/phút; Pmin= 5bar bar Q = 35m3/phút hệ thống hoạt động áp suất bar cịn p=5bar van khóa n=20, xác định thể tích nhận vào ? Giải 3𝑥𝑥20 Thời gian cần thiết := 35 =1,714 phút Thể tích khí nhận vào :1,286x20=25,72m3 Thể tích khí tự bar là: Vx( 5+1 Thể tích khí tự 5bar :Vx( ∆V = 8V − 6V = 2Vm3 7+1 )m3=8V m3 )m3=6V m3 2V=25,72m3V=12,86m3 chọn V=13m3 NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Ví dụ 2.6: Tương tự ví dụ 2.5 lưu lượng giới hạn 15m3/phút bar Q=35m3/phút Thể tích khí nhận vào 13m3.xác định số lần khởi động bar hệ thống hoạt động? Giải Thể tích khí nhận vào bar là: 13x( 7+1 Thể tích khí nhận vào bar là: 13x( 5+1 ∆V = 104 − 78= 26m3 Lưu lượng khí giảm :35-15=20m3 1 )m3=104 m3 )m3=78 m3 26 Thời gian nạp khí : =1,3 phút 20 Thời gia xả là:1,73+1,3=3,03phut Số lần khởi động máy nén khí là: 60 3.03 =19,9 Chọn số lần khởi động 20 lần Ví dụ 2.7: Cho hệ thống khí nén vd2.4 với Q thay đổi từ 20->25m3/phút.tính tốn số lần cơng tắc đóng mở số lần khởi động 20 lần/1 giờ.hệ thống chịu Pmax=7bar Giải Thời gian xả khí := 26 Thời gian nạp là: := =2,6phut 25 26 10 =1,04phut Tồng thời gian chu kỳ là:1,04+2,6=3,64 phút Thể tích khí sử dụng =13xP m3 13𝑥𝑥𝑥𝑥 Thời gian := 25 phút Thời gian xả khí : 13P 35 − 25 13P P + 25 10 13P 13P + ≥3 25 10 0,52 P + 1,3P ≥ 1,82 P ≥ ⇒ P ≥ 1, 65bar Ví dụ 2.8: Một thiết bị cần lưu lượng khí 0.1 m3/ph cho xy lanh áp suất tương đối bar, có 25 xy lanh hoạt động phút Khí cấp hệ dây dẫn vòng áp suất tương đối bar thay đổi tuyến tính, hành trình xy lanh 20s Tính kích thước bình chứa thiết bị hệ dây dẫn vòng, áp suất nhỏ bar thiết bị NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Biết độ chênh hệ dẫn vòng bar cho 5s xylanh Đây thời gian để bình chứa có đủ khí để thiết bị hoạt động áp suất lớn bar, áp suất trung bình nhỏ 4bar Giải: Gọi thể tích bể chứa V, thể tích khí từ bình chứa là: 5+1 4+1 𝑉𝑉5𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 − 𝑉𝑉4𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 = 𝑉𝑉 × − 𝑉𝑉 × = 𝑉𝑉 𝑚𝑚3 𝑓𝑓 𝑎𝑎 𝑑𝑑 (1) 1 Thể tích cần cho thiết bị 5s lượng khí tiêu thụ cho xylanh 5s: 0.1 × 25 × = 0.208 𝑚𝑚3 𝑓𝑓 𝑎𝑎 𝑑𝑑 (2) 60 Do thể tích nhỏ bể chứa xác định từ (1) (2): V = 0.208 m3 Ví dụ 2.9: Trong lần kiểm tra hệ dây dẫn vòng, thấy bình chứa đầy đến bar ngắt điện máy nén 10 phút cho độ chênh áp suất 6.5 bar (áp suất tương đối) Bình có dung tích 20m3 hệ dây dẫn có đường kính 100mm chiều dài 800m Xác định dòng rò từ hệ thống Nếu tổng công suất vào 100kW, xác định phần trăm lượng cơng suất bị rị so với cơng suất vào Giải: Thể tích hệ dây dẫn là: 0.12 𝑉𝑉 = 𝜋𝜋 × 800 = 6.28 𝑚𝑚3 Tổng thể tích bình chứa hệ dây dẫn là: 20 + 6.28 = 26.8 m3 Thể tích khí bình chứa hệ dây dẫn áp suất giảm từ bar đến 6.5 bar: (7 − 6.5) × 26.8 = 13.14 𝑚𝑚3 Lưu lượng dịng khí rò rỉ 600s là: 13.14 = 0.0219 𝑚𝑚3 /𝑠𝑠 𝑓𝑓 𝑎𝑎 𝑑𝑑 600 NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hay dịng khí rị rỉ từ hệ thống áp suất trung bình 6.75 bar 1.314 m3/ph Như phần trước, 75l/ph f.a.d áp suất tương đối bar yêu cầu nguồn vào 1kW Do đó, cơng suất u cầu để cấp 1.314 m3/ph 6.75 bar là: 1.314 × 1000 6.75 + × = 16.97 𝑘𝑘𝑘𝑘 7+1 75 Do đó, phần trăm cơng suất rị rỉ là: 16.97 × 100 = 16.97 % 100 Chương 3: VAN Ví dụ 3.1: từ hình 3.18 ( sách power pneumatics), áp suất cung cấp P1 = bar, áp suất P2 = bar, ta tìm lưu lượng dịng Qn = 1500l/ph Ví dụ 3.2: Giống điều kiện ví dụ trên, áp suất sụt cịn 4bar lưu lượng dịng tăng lên đến 1900 l/ph Chương 4: CƠ CẤU CHẤP HÀNH Ví dụ 4.1: Một xy lanh tác động kép dùng kẹp phôi với lực thực tế kN Áp suất cung cấp nhỏ bar, xy lanh trở tải cực tiểu Tính kích thước xy lanh cần thiết với giả thiết hiệu suất 96% Giải 𝐹𝐹𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = 𝑃𝑃 × 𝐴𝐴 × 𝜂𝜂 3000 𝐹𝐹𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = = 0.00626 𝑚𝑚2 ⟹ 𝐴𝐴 = 𝑃𝑃 × 𝜂𝜂 × 105 × 0.96 𝐴𝐴 = 𝜋𝜋𝐷𝐷2 4𝐴𝐴 × 0.00626 ⟹ 𝐷𝐷 = � = � = 0.0893 𝑚𝑚 = 89.3 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜋𝜋 𝜋𝜋 Trong trường hợp nên chọn xy lanh có đường kính 100 mm, giá trị gần đường kính xy lanh tiêu chuẩn mà đảm bảo lực cần thiết Ví dụ 4.2: Một xy lanh khí nén dùng để di chuyển thùng giấy 200 kg lên mặt phẳng nghiêng 600 khoảng 600 mm Hệ số ma sát 0.15 Giả thiết gia tốc tải xuất chiều dài đệm (30 mm) tải đạt vận tốc 0.6 m/s Áp suất tối đa pittơng bar, xác định: (a) Kích thước cần thiết cấu chấp hành (b) Lượng khí tiêu thụ xy lanh vận hành mức 15 chu kỳ/phút Giả thiết ma sát cộng thêm mát khác tương dương 10% tổng lực đạt Giải Xác định tổng lực trực đối chuyển động: 𝐹𝐹𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 = 𝐹𝐹1 + 𝐹𝐹𝑡𝑡 + 𝐹𝐹𝑎𝑎 NHÓM – CK10KSTN BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trọng lực: 𝐹𝐹1 = 𝑚𝑚 × 𝑔𝑔 × 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠600 = 200 × 9.81 × 0.866 = 1699 𝑁𝑁 Lực ma sát: 𝐹𝐹𝑡𝑡 = 𝑚𝑚 × 𝑔𝑔 × 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐600 × 𝜇𝜇 = 200 × 9.81 × 0.5 × 0.15 = 147 𝑁𝑁 Lực gia tốc: 𝐹𝐹𝑎𝑎 = 𝑚𝑚 × 𝑎𝑎 Từ phương trình chuyển động: 𝑉𝑉 = 𝑈𝑈 + 2𝑎𝑎𝑎𝑎 Vật chuyển động từ trạng thái nghỉ nên U = 𝑉𝑉 ⟹ 𝑎𝑎 = 2𝑠𝑠 𝑚𝑚𝑚𝑚 200 × 0.62 ⟹ 𝐹𝐹𝑎𝑎 = 𝑚𝑚 × 𝑎𝑎 = = = 1200 𝑁𝑁 2𝑠𝑠 × 0.03 ⟹ 𝐹𝐹𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 = 𝐹𝐹1 + 𝐹𝐹𝑡𝑡 + 𝐹𝐹𝑎𝑎 = 1699 + 147 + 1200 = 3046 𝑁𝑁 Ma sát + tổng tổn thất = 0.1 × 3046 𝑁𝑁 Tổng lực tác dụng: 𝑅𝑅𝑇𝑇 = 1.1 × 3046 𝑁𝑁 Đường kính pittơng: 4𝑅𝑅𝑇𝑇 × 1.1 × 3046 =� = 0.085 𝑚𝑚 = 85 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜋𝜋𝜋𝜋 𝜋𝜋 × × 105 𝐷𝐷 = � Theo tiêu chuẩn chọn D = 100 mm Tính lưu lượng cần thiết xy lanh: 2𝐷𝐷2 − 𝑑𝑑 𝑃𝑃1 − 𝑃𝑃0 × 0.12 − 0.0252 5−1 𝑄𝑄 = 𝜋𝜋 × × 𝐿𝐿 × 𝑛𝑛 × = 𝜋𝜋 × × 0.6 × 15 × 𝑃𝑃0 3⁄ ⁄ = 0.55 𝑚𝑚 𝑝𝑝ℎ = 9.13 𝑙𝑙 𝑠𝑠 Ví dụ 4.3: Một xy lanh khí nén hồn hảo với van phân phối ghép nối với dùng để di chuyển khối lượng kg với áp suất cung cấp bar Dự đốn thời gian hành trình Giải Dữ liệu nhà sản xuất xy lanh là: D = 50 mm; L = 240 mm; Lc = 29 mm Và cho van là: Ce = 2.76 T1 = 0.05 Thời gian cần thiết để đến chỗ giảm chấn = T2 1.2(𝐿𝐿 − 𝐿𝐿𝑐𝑐 )𝐷𝐷2 1.2(240 − 29) × 502 = = 0.229 𝑠𝑠 𝑇𝑇2 = 𝐶𝐶𝑒𝑒 × 106 2.76 × 106 Mặt khác, 0.05(𝐿𝐿 − 𝐿𝐿𝑐𝑐 ) × �𝑚𝑚⁄𝑃𝑃1 0.05(240 − 29) × �3⁄8 = = 0.129 𝑠𝑠 𝐷𝐷 50 Trường hợp T2 < T2, thiết bị giảm chấn không bị hỏng Vận tốc giảm chấn tối đa là: 𝑇𝑇2 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = NHÓM – CK10KSTN 10 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN • Vẽ kí hiệu: Hình Kí hiệu van phân phối 4/2 Hình 4: Hình Van phân phối 5/2 NHÓM – CK10KSTN 56 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN • Gọi tên: Van phân phối cửa trạng thái có ngõ điều khiển, có trạng thái ưu tiên • Giải thích hoạt động: Khi tác động tín hiệu lên ngõ Y, trượt di chuyển từ phải sang trái làm P thông B A thông R Khi tác động tín hiệu lên ngõ X, trượt di chuyển từ trái sang phải làm P thông A B thơng S Khi tác động tín hiệu đồng thời X Y, diện tích tác động ngõ X lớn diện tích tác động ngõ Y nên trượt di chuyển từ trái sang phải làm P thơng A B thơng S • Vẽ kí hiệu: Hình Kí hiệu van phân phối 5/2 NHĨM – CK10KSTN 57 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 3: a) Cho biết chân trị RS-Flipflop khí nén sau ? b) Vẽ sơ đồ giải thích hoạt động mạch khí nén sử dụng hai RS-Flipflop ? RS-Flipflop 1: Hình RS-Flipflop 5/2 Bảng Bảng chân trị RS-Flipflop 5/2 X Y 0 1 1 A B Nhớ trạng thái trước 1 Nhớ trạng thái trước NHÓM – CK10KSTN 58 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN RS-Flipflop 2: Hình RS-Flipflop 4/2 có ưu tiên Bảng Bảng chân trị RS-Flipflop 4/2 có ưu tiên X Y A B 0 Nhớ trạng thái trước 1 1 1 NHÓM – CK10KSTN 59 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Sơ đồ mạch khí nén: Pittơng tự động di chuyển Hình Sơ đồ mạch pittơng tự lùi • Giải thích hoạt động: Khi nhấn nút START, có tín hiệu kích vào ngõ X van phân phối 5/3, trạng thái bên trái van kích hoạt, dịng khí nén đẩy pittơng Khi pittơng chạm cơng tắc hành trình, có tín hiệu kích vào ngõ Y van phân phối, trạng thái bên phải van kích hoạt, dịng khí nén đẩy pittơng lùi Lúc hệ thống trở trạng thái chờ nút START NHÓM – CK10KSTN 60 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 4: a) Giải thích hoạt động, vẽ biểu đồ thời gian phần tử khí nén sau? b) Vẽ sơ đồ giải thích hoạt động mạch khí nén sử dụng hai phần tử khí nén này? Phần tử khí nén 1: Bộ hẹn tác động cạnh lên (delay-on) Hình Bộ hẹn delay-on • Giải thích hoạt động: Khi có tín hiệu kích (12), dịng khí qua phần tiết lưu van tiết lưu chiều, phải chờ khoảng thời gian ∆t dịng khí điền đầy bình tích áp có tín hiệu kích van phân phối, lúc thơng Khi tín hiệu kích, lực lị xo làm van phân phối chuyển trạng thái ngắt lập lức, dịng khí qua van chiều xả ngồi • Biểu đồ thời gian: Hình 10 Biểu đồ thời gian Time delay-on, van thường đóng NHĨM – CK10KSTN 61 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Phần tử khí nén 2: Bộ hẹn tác động cạnh xuống (delay-off) Hình 11 Bộ hẹn delay-off • Giải thích hoạt động: Khi có tín hiệu kích (10), dịng khí qua van chiều tiết lưu chiều, tác động kích trạng thái bên trái van phân phối lập tức, lúc ngắt Khi tín hiệu kích, lực lò xo tác dụng làm chuyển trạng thái bên phải van phân phối, nhiên chuyển trạng thái phải khoảng thời gian ∆t dòng khí phải tích đầy bình tích áp qua phần tiết lưu van tiết lưu chiều • Biểu đồ thời gian: Hình 12 Biểu đồ thời gian Time delay-off, van thường mở NHÓM – CK10KSTN 62 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Mạch ứng dụng: Hình 13 Mạch ứng dụng Time delay-on điều khiển xy lanh • Giải thích hoạt động: Khi nhấn nút START (1S1), dịng khí tác động lên hẹn tác động cạnh lên (1V1), sau khoảng thời gian ∆t1 có tín hiệu kích van phân phối làm thơng 2, có tín hiệu kích trạng thái bên trái van phân phối 5/3 (1V3), pittông (1A) tiến Khi pittông chạm công tắc hành trình (1S2), có tín hiệu kích hẹn tác động cạnh lên (1V2), sau khoảng thời gian ∆t2 có tín hiệu kích van phân phối làm thơng 2, có tín hiệu kích trạng thái bên phải van phân phối 5/3 (1V3), pittông (1A) lùi Lúc hệ thống trở trạng thái chờ nút nhấn START NHÓM – CK10KSTN 63 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 5: Cho sơ đồ mạch khí nén Hình 14 Sơ đồ mạch khí nén điều khiển hai xy lanh a) Giải thích hoạt động? b) Cho biết biểu đồ trạng thái? c) Vẽ sơ đồ chức năng? a) Giải thích hoạt động: Hệ thống hoạt động theo sơ đồ: (1.0)+ (2.0)+ (2.0)– (1.0)– Trạng thái ban đầu: cơng tắc hành trình S.1 S.3 bị kích, S.2 S.4 chưa bị kích Khi nhấn nút S.0, có tín hiệu khí nén qua S.0, qua S.1 tác động lên ngõ a van 1.1 ngõ bên trái van 0.1, pittông 1.0 tiến Khi pittơng 1.0 chạm S.2, có dịng khí qua S.2, qua van 0.1, kích ngõ a van 2.1, pittông 2.0 tiến Khi pittông 2.0 chạm S.4, có dịng khí qua S.4, tác động lên ngõ b van 2.1 ngõ bên phải van 0.1, pittơng 2.0 lui NHĨM – CK10KSTN 64 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Khi pittơng 2.0 lui chạm S.3, có dịng khí qua S.3, qua van 0.1, tác động vào ngõ b van 1.1, dịng khí vào xy lanh 1.0 bị ngắt, tác động lực lị xo pittơng 1.0 lui Khi pittông 1.0 chạm S.1, hệ thống trở trạng thái chờ b) Biểu đồ trạng thái: Hình 15 Biểu đồ trạng thái hệ thống chu kỳ NHÓM – CK10KSTN 65 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN c) Sơ đồ chức hệ thống: Ví dụ mơ hình ứng dụng hệ thống Hình 16 Hệ thống vận chuyển hàng hóa theo bậc NHĨM – CK10KSTN 66 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 6: Cho hai sơ đồ grafcet sau Vẽ hệ thống khí nén với mạch điều khiển dùng sổ ghi hoạt động mô tả sơ đồ? Sơ đồ 1: Hình 17 Sơ đồ Grafcet khơng rẽ nhánh NHĨM – CK10KSTN 67 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Từ sơ đồ grafcet, ta chuyển vể sơ đồ mạch dùng sổ ghi sau: Hình 18 Mạch điều khiển dùng sổ ghi NHÓM – CK10KSTN 68 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Sơ đồ 2: Hình 19 Sơ đồ Grafcet rẽ nhánh lựa chọn NHÓM – CK10KSTN 69 BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Từ sơ đồ grafcet, ta chuyển vể sơ đồ mạch dùng sổ ghi sau: Hình 20 Mạch điều khiển dùng sổ ghi NHÓM – CK10KSTN 70