Bằng cách biểu diễn này, mỗi ô của bìa Karnaugh tượng ứng với một tổ hợp giá trị các biến của hàm mà nó biểu diễn Các số ghi khong đậm ở góc trên-trái của mỗi ô chỉ thứ tự của ô tương ứng với thứ tự hàng của bảng trạng thái Các con số ghỉ đậm ở giữa mỗi 6 cho biết giá trị của hàm tại tổ hợp biến tương ứng Các ô có gid tri logic 1 ở bìa Karnaugh tương ứng với các minterm trong biểu thức logic của hàm
Bảng trạng thái, biểu thức logic và bìa Karnaugh là ba đạng biểu
diễn khác nhau của một hàm logic Từ đạng biểu diễn này hoàn toàn có thể chuyển sang đạng biểu điễn khác một cách để dàng uu ý: Số thứ tự của các hàng trong bảng trạng thái và các ô trong bia Karnaugh được tính theo quy ước biến A có trọng số lớn nhất
Một bìa Karnaugh cho hàm hai biến cũng có thể có dạng như ở hình 5.2a, ở đó các ô được sắp xếp trên cùng một hàng
Trang 2Nhận xét:
- Số nhị phân thứ tự cột và hàng của bìa Karnaugh được đánh theo mã
Grey
~ Céc ô của bìa Karnaugh được đánh số thứ tự ở góc trên-trái Số thứ tự nầy tương ứng với thứ tự hàng của bảng trạng thái Các số đánh ở giữa mỗi ô cho biết giá trị của hàm tại tổ hợp biến tương ứng Các ð có giá trị logic | ở bìa Karnaugh tương ứng với các minterm trong biểu thức logic cla ham
- Hai 6 cạnh nhau của bìa theo hàng ngang hoặc hàng dọc tương ứng với hai minterm trong đó có một biến nhận các giá trị đảo của nhau, còn tất cả các biến khác đều giống nhau
- Hai ô ở na trái và rìa phải trên cùng một hàng cũng như hai 6 trên cùng và đưới cùng của cùng một cột cũng được coi là gần nhau theo nghĩa như vậy
- Do tinh chất của hai ô gần nhau chí khác nhau ở một biến, nên có thể nhóm bai minterm cạnh nhau trong bìa Karnaugh để có được một số hạng duy nhất với một biến ít hơn so với các minterm
Khi số biến n của hàm tăng lên, cách biểu diễn bằng bìa sẽ không còn thích hợp vì khi đó số ô (= 2") sẽ rất lớn, và việc phân biệt các ô gần nhau sẽ rất khó khăn
5.2 Rút gọn các biểu thức logic
Có thể rút gọn các biểu thức logic dựa theo các quy tắc của đại số Boole Một phương pháp khác để rút gọn các biểu thức là sử dụng bìa Karaugh Phương pháp rút gọn biểu thức logic bằng bìa Karraugh- đựa trên việc nhóm hai ô cạnh nhau trong bìa để giảm một số hạng và một biến tham gia vào số hạng đó
Trang 3A 0 0 0 0 1 1 1 1 =|—lclcl—l—-lel=l =l|cl-l|el-le|-l=lo —l—l|-lc=|—-lcl|c|e|~< Hình 5.3 - Nhóm từng cặp hai minterm ứng với các ơ cạnh nhau: m;+m;=Ầ BC +ABC =BC m+m;=ABC +ABC AC m+m,=ABC +ABC = AB - Biểu thức logic rút gọn của hàm Y = f (A, B, C) sé 1a: Y=BC+AC+AB
- Để thực hiện hàm này bây giờ ta chỉ cần một cổng OR ba lối vào và
ba cổng AND, mỗi cổng hai lối vào Không cần các cổng NOT
Nhận xế: Trong ví dụ này, để rút gọn hàm y, số hạng m; được sử đụng tới ba lần Điều đó không làm ảnh hưởng gì tới hàm Y, vì m; + m; + m; =m;
5.3, Hàm với những “điểm? không xác định
Một hàm logic được xác định bằng cách chỉ ra giá trị logic của nó (0 hoặc 1) ở tất cả các tổ hợp biến Thực tế, nhiều khi một hàm logic f được cho bởi giá trị của nó chỉ ở một số (chứ không phải tất cả) các tổ hợp biến của nó Người ta không quan tâm tới các tổ hợp biến còn lại và gọi đó là các tổ hop “don’t care” Giá trị của hàm ở các tổ hợp biến “don’t care” 1a khong xdc dinh, do:
Trang 4- không cần quan tâm xem hàm f có giá trị nào ở các tổ hợp biến đó; - biết chắc rằng các tổ hợp biến đó không bao giờ xuất hiện
Ví dụ, hàm f (A, B, C, D) nhận giá trị I ở các tổ hợp biến thứ 0, 2, 4, 6, 8 nhận giá trị Ö tại các tổ hợp thứ 1, 3, 5, 7, 9 và không xác định ở các tổ hợp còn lại Dạng chuẩn tổng của hàm như vậy là:
F(A, B,C D) = Em(0, 2, 4, 6, 8) + Ed(10, 11, 12, 13, £4, 15) Bìa Karraugh- của hàm f đó được cho trên hình 5.4 Trong bìa Karnaugh này các ö ứng với các minterm của hàm f được đánh số 1, các ô ứng với các tổ hợp “đon't care” được đánh dấu x CD 00 ol 1] 10 AB 00 9 1 3 2 1 1 Ø1 4 $ ? 6 1 1 11 2 13 115 14 x x x x 10 8 9 IL 1 1 x Hinh 5.4 Hàm f được rút gọn theo quy tắc trên có đạng: Y= AD+BCD
Tuy nhiên, khi rút gọn biểu thức bằng bìa Karnaugh dạng này, các ô đánh dấu x được coi như có giá trị I nếu điều đó có lợi, nếu không thì chúng được coi như có giá trị 0
Hàm f trên sau khi rút gọn có chú ý đến các tổ hợp bién “don't care” sé ]a:
Y=D
Trang 55,4 Một vài điều lưu ý khi sử dụng bìa Karnaueh 4.4.1 Hàm 4ã cho không ở dạng chuẩn
Vi du: Cho ham f(A, B,C, D)= ABCD+BCD+AC+A Bìa Karnaugh của hàm có dạng như trên bình 5.5 (Chú ý cách chuyển các số hạng tích không chứa đủ bốn biến) Sau khi rút gọn: f(A, B,C, D)=A4+C CD 00 01 11 10 AB 00 9 1 Ø1 Hình 5.5 3.4.2 Quy tắc sử dụng bia Karnaugh
Biểu thức rút gọn của hàm logic biểu diễn bằng bìa Karnaugh thường được viết dưới dạng tổng các tích Để có được biểu thức tối thiểu thực sự, khi rút gọn hàm bằng bìa Karnaugh cần thực hiện các bước sau:
1 Viết biểu thức tích logic cho những ô không thể nhóm được với các ô khác
2 Tìm những ô có thể kết hợp với các ô khác thành nhóm hai ô theo một cách duy nhất và viết biểu thức tích logic cho chúng Những ô có thể kết hợp thành nhóm hai ö theo các cách khác nhau tạm thời để lại
Trang 63 Tiến hành tương tự như vậy cho các nhóm 4 6, 8 6 ,
4 Sau khi đã tiến hành các bước nói trên, nếu vẫn còn các ö chưa được tính đến thì có thể nhóm chúng với các ô khác cho đến khi tính hết các ô chứa 1 trên bìa Karnaugh
3.4.3 Kết luận
~ Biểu điễn hàm bằng bìa Karnaugh, bảng trạng thái và các dạng
biểu thức logic là tương đương nhau;
- Với một bìa Karnaugh n biến, việc rút gọn hàm với m (m = 2', ie [0,n-1}) ô cạnh nhau sẽ tạo ra một số hạng dạng tích của n- ¡ biến Số các số hạng cũng như các biến tham gia vào mỗi số hạng càng giảm khi càng có nhiều 6 cạnh nhau được kết hợp Nếu m=2n, bìa Karnaugh biểu diễn hàm đơn giản nhất, hang s6 Y=1;
- Biểu thức được rút gọn bằng bìa Karnaugh thường được viết dưới
đạng tổng của các tích;
- Số hạng tích đã được rút gọn chứa các biến không thay đổi giá trị trong tồn bộ các ơ được nhóm;
- Biểu thức đơn giản nhất khi rút gọn bằng bìa Karnaugh có thể có
nhiều dạng khác nhau;_
- Một ô chứa I trên bìa Karnaugh có thể được dùng lại nhiều lần trong quá trình rút gọn hàm;
- Trong quá trình rút gọn hàm bằng bìa Karnaugh, giá trị của hàm tại các tổ hợp biến “on ? care” có thể được coi là 0 hoac 1
5.5 Ký hiệu các cổng logic
Các ký hiệu cổng logic đã trình bày trong chương này và sẽ được sử dụng trong toàn bộ giáo trình là các ký hiệu có phân biệt theo hình dạng Các ký hiệu này dựa theo bộ chuẩn các ký hiệu logic của ANSI
(American National Standards Institute)
Trang 7Ngoài ra, ]EEE' (Institute of Electrical and Electronic Engineers) cũng giới thiệu bộ chuẩn các ký hiệu logic và được chấp nhận sử dụng rộng rãi trong các tài liệu khoa học kỹ thuật, cũng như trong các sơ đồ thiết bị số
Bộ chuẩn của IEEE chấp nhận hai kiểu ký hiệu khác nhau có thể sử dung để mô tả các cổng logic và các sơ đồ mạch điện tử số Hai kiểu ký hiệu này được coi là bình đẳng trong việc mô tả các sơ đồ mạch logic
Kiểu thứ nhất sử dụng các ký hiệu có phân biệt theo hình đạng
như đã mô tả ở trên
Trang 8Phần thứ hai
NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT
ĐIỀU KHIỂN, ĐIỀU CHỈNH CÁC HỆ CƠ KHÍ - THUY LUC VA KHi NEN
Chuong I
HE THONG DIEU KHIEN BANG CO KHi
1.1 Khai niém chung
Trang 9Kết cấu của một hệ thống điều khiển cơ khí được minh hoạ qua ví dụ trên hình 1.1 Một động cơ điện truyền quay cho trục dẫn động, trục này liên kết với trục quay đầu ra nhờ khớp nối và các bộ truyền bánh răng Khớp nối đóng vai trò là một khâu điều chỉnh và nhận tín hiệu điều khiển qua một tay đòn mà đầu mút bên trên của nó có con lăn ăn khớp với rãnh của cam thùng lắp trên trục điều khiển Trục điều khiển này cũng được truyền quay từ động cơ qua các bộ bánh rãng giảm tốc Chu trình cấp tín hiệu tác động vào khớp nối được xác định bởi biên dạng của rãnh cam thùng Nàng lượng truyền dẫn ị
Truyền động Cap tin _higw
diều chỉnh được Cơ khí F=-; Ve beg = === == = Khí nén i Phin cấp fee Khopndi |) | Thuy ve ‘ Điện ‘ ÍChuyển dạng i thing ' Chuyển oo H
động gián — đoạn Thing đểu Không đều ;
Vi du: Dia Mantic Vidor Bs Vidue ¬—
Bộ truyền chữ thập vit-dai ée-bi Cơ cấu cam 2
Hình 1.2 Sơ đồ điều khiển cơ khí
Khi rãnh cam quay dân con lăn địch chuyển sang phải, khớp nối trục nhờ tay đồn tác động sẽ đóng lại và trực truyền động chính sẽ quay (khởi động); nếu con lăn dịch chuyển sang trái, khớp nối trục mở ra vä trục truyền động chính sẽ đứng yên (dừng) Trình tự tác động của các tín hiệu khởi động
Trang 10và đừng được lặp lại sau mỗi vòng quay của trục điều khiển, trong trường hợp nay đã hình thành một chương trình điều khiển
Hệ thống điều khiển chung bao gồm: trục điều khiển, khớp nối, cam thùng, tay đồn và lò xo Còn trục truyền động chính là đối tượng dược điều khiển
Những đặc trưng phổ biến trong các hệ thống điều khiển cơ khí có thể
tổng kết như ở hình 1.2: Năng lượng truyền dẫn được cấp vào (chắng hạn từ một động cơ điện) đi tới các bộ truyền động điều chỉnh được Nhờ vậy vòng quay, chiéu quay và thời gian duy trì (khởi động - dừng) có thể được điều khiển với các tín hiệu cơ khí, khí nén, thuỷ lực hoặc tín hiệu
điện Trong những bộ truyền động phân cấp tốc độ, việc cấp tín hiệu thường dựa vào các khớp nối Còn trong các bộ truyền động vô cấp tốc độ sẽ phải dùng các thiết bị điều khiển đặc biệt
mà
Trên các trục truyền mang các bộ truyền động có khả năng điều chỉnh, đều sản có một nguồn năng lượng truyền quay điều khiển được Năng lượng này có thể được sử dụng để trực tiếp tạo ra chuyển động quay kế tiếp Tuy nhiên, nếu chuyển động quay cẩn phải được biến đổi thành
chuyển động thẳng, ví dụ chuyển động chạy đao cho xe dao máy tiên, thì
phải sử dựng một bộ truyền thanh răng - bánh răng Nếu cần có các truyền động thẳng chính xác cao, ít ma sát, thì phải trang bị bộ truyền vít
me - đai ốc - bị để tạo ra những chuyển động thẳng đều
Nếu chuyến động thẳng lại diễn ra không đều, chẳng hạn để tách riêng
một chuyến động điều chỉnh nhanh từ một chuyển động công tác chậm, người ta dùng các bộ truyền động theo biên dạng (cam hoặc dưỡng) Các bộ truyền động theo biên dạng còn được dòng vào việc cấp tín hiệu
Trang 11chu ky hoá một chuyển động liên tục bằng một bộ truyền động theo chu kỳ (đĩa Mantic, bộ truyền chữ thập)
1.2 Các hệ thống truyền động điều chỉnh được bằng cơ khí
Trang 12Hiệu ứng trượt được hiểu là sự trượt giữa các phân tử truyền dẫn (số vòng quay n,) và phần tử bị dẫn (số vòng quay n;) ví dụ, xảy ra ở các khớp trượt Độ trượt s được tính theo phân trăm của số vòng quay trục dẫn:
s=.RL="2 I0o%
ny
Truyền động phân cấp được chia thành truyền động puli phân cấp, trong đó việc truyền lực được thực hiện bởi dây đai và các bộ puli của chúng, và truyền động bánh răng phân cấp tốc độ, trong đó việc truyền lực xảy ra trực tiếp qua các bánh răng ăn khớp với nhau
Việc điều khiển số vòng quay và chiều quay trong các truyền động phân cấp được thực hiện một cách tự động nhờ các khớp nối và cơ cấu phanh A2 Trục truyền động (22/22 Khớp nối 2 Khóp nối 1 ‘True truyén BY dong
Pali dai thang
Hình 1.4 Điều khiển số vòng quay của
một bộ truyền phân cấp
Trang 13Bằng bộ truyền dai thang (hình 1.4), có thể điều khiển được hai số vòng quay mà không phải thay đổi vị trí day dai Việc cấp tín hiệu đổi s vòng quay thực hiện bằng điện với hai khớp nối trục điện từ và một bộ phanh
Khi khớp nối trục điện từ 2 qua công tắc được nối với mạch điện, thì đường truyền động đi qua puli dai số #: hành trình chạy chậm của hệ truyền đẫn được điều khiển Đồng thời khớp nối trục J phải mở và puli đai số 3 quay tự do Khi đảo mạch sang hành trình chạy nhanh, khớp nối trục điện từ 2 sẽ mở, bộ phanh được tác dong dé ham trục truyền động đầu ra dừng lại
Sau đó khớp nối trục / sẽ đóng và trục truyền động đầu ra quay theo hành trình chạy nhanh cùng với puli đai số 3
Trong hệ truyền động bánh răng phân cấp tốc độ điều khiển bằng cơ khí (hình 1.5) có thể điều khiển được hai số vòng quay theo cả hai chiều quay Một động cơ điện truyền dẫn cho trục đầu vào nằm dưới Để có hành trình chạy nhanh của trục chính công tác, khớp nối K; phải đóng Các vỏ ngoài của hai khớp nối K, va K, lien hệ với trục đầu vào phía dưới thông qua các đĩa xích và dây xích
Để có hành trình chạy chậm, đường truyền động sẽ trích từ trục đầu Vào bên trên, là trục nhận quay gián tiếp từ trục đầu vào phía dưới thông qua một cập bánh răng giảm tốc nên quay chậm hơn Đó là đường truyền đi qua khớp nối trục K, và hai bộ truyền xích liên kết với vỏ ngoài của các khớp nối trục tương ứng là K, và K, Thời điểm đóng mạch đế cấp tín hiệu cơ khí tác động vào các khớp nối trục K, và K; được xác định bởi số vòng quay của trục điểu khiển và biên dạng của cam thùng phía phải (Cam thùng điều khiển thay đổi tốc độ) Cam thùng phía trái dùng cho điều khiển đảo chiều quay Khi chạy trái, khớp nối trục K, sẽ đóng, còn khi chạy phải , khớp nối trục K; sẽ đóng
Trang 14"em thang dé din dong Dong co ‘Dang khop na
"Nhanh Chậm | KsvaKi | KavaKi ‘Chay phả Kivà K2 | KavàK¿
Hình 1.5 Điều khiển tốc độ quay và chiều quay bằng
truyền động bánh răng phân cấp (theo chỉ số)
Những hệ thống truyền động được điều khiển bằng trục điều khiển,
bằng cam thùng hay tổ hợp các bánh cam phẳng thường được ứng dụng trong các máy tiện tự động, chẳng hạn để truyền dẫn cho các chuyển động chạy dao Biên dạng của rãnh cam thùng được xác định phù hợp với từng, chỉ tiết gia công, sao cho các chỉ tiết có sản lượng loạt lớn có thể được chế tạo theo phương thức này một cách rất kinh tế
Thuộc về các hệ truyền động vô cấp tốc độ có thể kể đến các bộ truyền dùng thiết bị dịch chỉnh các bánh dẫn và bị dẫn, các bộ truyền ma sát và bộ truyền trục vít
Các bộ truyền có thiết bị dịch chỉnh các bánh truyền động (hình 1.6.) thường được sử dụng để truyền tải công suất đến 100 kW Nó bao gồm hai bánh dẫn động, trong đó ít nhất một trong hai bánh được cấu thành từ hai nửa với má rãnh hình côn Các nửa bánh có má rãnh hình côn này cho phép dịch trượt dọc theo trục lắp chúng, nhờ vậy những bán kính dẫn của dai thang hoặc của dây xích bằng thép được điều chỉnh và số vòng quay
Trang 15trên trục bị dẫn cũng như mômen quay có thể điều khiển thay đổi được Ví dụ trên vị trí œ của hình 1.6 khi puli hai nửa của bánh chủ động bị kéo ra xa nhau, mặt bên của đai thang không chịu tải nữa và tụt sâu vào bên trong tạo ra một bán kính dan nhỏ hơn Theo cách tương tự, hai nửa puli của bánh bị động do tác động của hệ thống tay đòn bị đồn ép lại Đai thang nhận lực truyền từ các mật bên và bị đẩy xa ra ngoài tạo thành bán kính bị dân lớn hơn Với các vị trí khác của hệ thống tay đòn, chẳng hạn vị trí ð và ©, tả sẽ tạo được các tỷ số truyền khác nhau trong một phạm vi điều khiển Puli cng | sub cên i Đại thang
đình 1.6 Truyền động vô cấp dùng các puli rãnh côn thay đổi bán kính quay
Trong những bộ truyền động chạy khô không bôi trơn, các dai thang rộng bản thường được sử dụng Chúng chạy rất êm và gần như không có sự trượt Khi cần làm việc với lực kéo lớn, lại phải đảm bảo tuổi thọ lâu
Trang 16bên, người ta dùng bộ truyền sử dụng dây xích bằng thép cho chạy qua một bể đầu Tuỳ theo tốc độ xích và công suất truyền tải, chúng được phân chia thành xích lá mỏng, xích con lăn và xích ghép áp lực (xem bang 1.1.) Bảng 1.1 Phương tiện kéo cho truyền dẫn đổi tốc độ
Phương tiên kế Tốcđộ |Công | Cóthểdiểu Phương tiện kéo đến suất đến | khiển đừng Dai rang rong ban 2S mis 75 kW Không Bộ xích Lamen 10 mis 1OKW Không Xích con lan 25 ml | 751W ce
í li Trong điều khiến
arial , 30m } 100KW [thế dừng theo lựa vô cấp thuỷ lực có chọn trước Xích lá mỏng có những mắt xích tạo thành từ các lá thép mỏng, đặt cắt ngang hướng kéo và lệch nhau, sao cho chúng ăn khớp được với các răng mặt bên của bánh truyền động có má côn Nhờ vậy sự truyền tải đạt
được gần như ổn định ‘
Trang 17Irong các dây xích ghép áp lực, các mắt xích liên hệ với nhau nhờ các khớp nối đòn cân Khớp này bao gồm các bulông đồn cân xâu qua lỗ mất xích, chính những bulông này tạo ra sự tiếp xúc giữa đây xích với các má nhấn của bánh truyền dẫn hình côn Xích này rất nhẹ và có mắt xích nhỏ nên có thể chạy được tốc độ nhanh ngay cả với đường kính truyền dẫn nhỏ nhất của các bánh quay trong bộ truyền
Puli hình côn Các con lăn trụ
Xích vào côn Nhà xích khi
khi chạy không chạy
linh ?.7 Nguyên tac tac đụng của các viên bì hình trụ
Trang 18hai bộ bánh xe kéo, vừa để cân đối các bán kính chạy khác nhau của từng
bộ
Đường đặc tính của các bộ truyền dùng thiết bị dịch chỉnh bánh truyền động và thiết bị ép vào phụ thuộc mômen tải thể hiện được một quá trình truyền dẫn thích hợp với nhiều loại máy công tác (hình 1.3) “Trong vùng điểu khiển có Số vòng quay thấp ta có mômen quay lớn và mômen này sẽ nhỏ đi khi số vòng quay tăng lên Diễn biến này phù hợp với như cầu vẻ mômen quay của nhiều bộ truyền động trong máy
Trang 19Dé day dai giữ được sức cảng ban đầu, hai nửa má côn của puli dân động được ép vào với nhau nhờ một lực đàn hồi không đôi của lò xo hoặc nhờ một bộ phận điểu chỉnh lực ép vào theo mômen quay Dụng cụ diều chỉnh có thể là một tay quay trục vít hoặc một động cơ điện điều chỉnh Vùng điều chỉnh tốc độ của trục bị dẫn so với trục chủ động được giới hạn đến tỷ lệ 1 : 3 Trục truyền dẫn Trục Tay quay truyén dan 1 Trục ren — Hình.1.0 Điều chỉnh số vòng quay
thông qua điều chỉnh Puli côn
Nếu khoảng cách trục giữa các bánh truyền động không thay đổi được hoặc nếu phạm vi điều chỉnh phải lớn hơn I : 3 thì việc điều khiển tốc độ trên trục bị động phải dựa vào cả bánh puli côn hai nửa lắp trên nó Trong kết cấu này, hoặc là hai bánh puli đồng thời được điều chỉnh dịch trượt nhờ tay quay, trục vịt và hệ thống tay đòn (hình 1.6) hoặc chỉ cần dich chỉnh một puli hai nửa (hình 1.9) Bánh puli đối diện sẽ dùng một lồ xo ép
để đảm bảo lực căng cần thiết
Các bộ truyền dùng kết cấu dịch chỉnh bánh truyền động cũng có thể được điểu khiển bằng các xilanh khí nén hay thuỷ lực hoặc bằng hệ thống
Trang 20servo thuỷ lực hay hệ thống điều khiển điện Loại kết cấu có nguyên lý tác dụng như vậy rất cần thiết trong trường hợp hệ truyền dẫn đó được ứng dung trong thiết bị điều chỉnh với vai trò là một khâu hiệu chỉnh
Trong các bộ truyền vô cấp làm việc bằng các bánh ma sát, mômen quay được truyền tải nhờ ma sát trên hai đĩa có thể địch chỉnh được Số
Trang 21Khớp nối chịu lực đẩy đọc trục được lắp trên một trục có rãnh trượt, nó có hai vấu an khớp với vấu có hình đáng phù hợp trên nửa đối điện gắn với vành ma sát, nhờ vậy mêmen quay từ phía dẫn động được truyền sang trục bị dân Khi mômen quay trên trục bị dẫn giảm, hai nửa khớp nối có Sự trượt trên mật nghiêng của hai vấu khiến cho lò xo bị nén lại làm tăng lực ép đọc trục trên khớp nối Lực ép lò xo thông qua nửa khớp nối bên phải, tác động đến vành ma sát và đĩa côn theo chiều hướng mômen quay trên trục dẫn càng lớn thì lực ép ma sát càng tăng Mômen quay M6 men quay yy * Ị Ị 1 1 : Số vòng quay trục ra
Hình 1.11 Đường đặc tính bộ truyền đĩa ma sát
Đường đặc tính mômen quay phụ thuộc số vòng quay của trục bị động (hình 1.11) ở cơ cấu truyền động bánh ma sát gần như là đường tuyến tính
Trong cơ cấu truyền động bằng hệ thống trục ép điều chỉnh được, momen quay duoc truyén qua các trục ép thông thường có cấu trúc đầu mút là chỏm cầu hoặc chỏm côn
Hình I,12 trình bày một bộ truyền trực ép sử dụng kết cấu đĩa côn hành tính quay xung quanh trục dẫn động
Các đĩa côn hành tỉnh này có một mép liên kết với mặt đầu của trục dẫn động thông qua lực ép của lò xo trong khi quay Để không bị hiện
Trang 22tượng tự rời ra khỏi vành ngoài do kết cấu hình côn của mép đĩa hành tính, mép này liên kết với vành kẹp ngoài bằng hai đĩa vành cố định Các trục quay của đĩa hành tình lắp vào guốc trượt của đầu trục bị dẫn và cho phép dịch động theo phương hướng kính Nhờ các trục của đĩa quay hành tính mà mômen quay được truyền sang trục bị động Khi số vòng quay của trục bị động cần tăng lên thì các đĩa hành tỉnh phải được đẩy gần vào tâm quay của trục chủ động Điều đó được thực hiện thông qua tác đụng lực của hai đĩa kẹp của vành ngoài Các đĩa hành tính bị tụt sâu hơn vào mối liên kết với mặt đầu trục dẫn và do vậy thu nhỏ bán kính quay của trục bị động Dia hanh tinh Ñ ~— Lực diều chỉnh Trục dẫn Trực ra tl I dong | Hl (Anna Z| n Guy TÌ Bich ah ` truyền động — Z Vanh ngoai Hình 1.12, Chuyén déng điều chỉnh bằng
đĩa hành tỉnh (theo Lanze)
Các đĩa hành tỉnh quay nhanh hơn cùng trục chủ động và do vậy làm tăng thêm số vòng quay của trực bị động
Trang 23ngoài làm cho chúng quay chậm đi, số vòng quay trên trục bị đản do vậy cũng giảm theo Lực điều chỉnh hai dia kẹp vành ngoài được sản sinh nhờ một bánh cam phẳng quay hướng kính Nó hoạt động tương tự như kết cấu ép của bộ truyền bánh ma sát trên hình I.10
Đường đặc tính mômen quay ở bộ truyền trục ép dùng đĩa côn quay hành tỉnh (hình 1.13) có độ cong nhỏ Nó bát đầu từ một số vòng quay tối thiểu khoảng 175 vòng / phút và đạt tới số vòng quay lớn nhất cỡ 1000 vòng / phút Mômen quay Số vòng quay TỤC ra /?~—== Hình 1.13 Đường đặc tính của bộ truyền điều chỉnh bằng đĩa hành tỉnh
Bằng các bộ truyền điều chỉnh ta có thể điều khiển được cả số vòng
quay và chiều quay Để biến đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng như nhiều máy công tác đòi hỏi, ta phải sử dụng các bộ truyền bổ sung để biến đổi hình thức chuyển động Ví dụ trong các cơ cấu điều khiển chạy dao tự động trên các máy công cụ điều khiển số, thường dùng bộ truyền chuyển động thẳng đều không có khe hở Do có thêm các viền
bi ăn khớp giữa đường ren của trục vítme và đường ren của đai ốc (hình 1.14), ma sắt trong bộ truyền vítme - dai ốc - bi chi tồn tại ở đạng ma sát lan
Trang 24
Hình 1.14 Bộ vítne - đai ốc - bi
Các viên bị chạy trong một lồng kín, có đường hồi bị giữa víưne và dai ốc khi bộ truyền hoạt động Nhờ sự điều chính lực căng bằng đai ốc hai nửa mà khe hở ăn khớp giữa các đường ren có thể được loại trừ hoàn toàn Nếu bộ truyền chịu tải trọng nặng, thay cho những viên bị, ta có thể dùng các con lăn hoặc các chỉ tiết khác có dạng bị lăn hình trụ
Góc nâng của đường ren trong bộ truyền vítme - đai ốc - bị được xác định bởi độ lớn của các viên bi nhưng không cho phép chọn bị có đường kính nhỏ hơn một đường kính bí tối thiểu để có thể truyền được lực và mômen yêu cầu Bởi vậy, thường thì lượng nâng của đường ren là tương đối lớn, nó nằm trong khoảng 1O mm Bộ truyền vítme - đai ốc - bi chuyển động rất trơn nhẹ và không có độ tự hãm như các bộ vítme - dai ốc khác
1.3 Các hệ thống truyền động có tỷ số truyền không ổn định
Thuộc về những bộ truyền có tỷ số truyền không ổn định có thể kể đến các cơ cấu nhiều khâu khớp (quay và trượt): cơ cấu tay biên - con trượt, các cơ cấu tay quay thanh truyền (hình 1.15) Cơ cấu tay quay thanh truyền thường bao gồm một tay quay (tay biên) có liên hệ chặt chẽ với khâu truyền dân Khâu kết nối giữa thân máy cố định và tay quay thường là con trượt và cần lắc Nếu có một khớp là khớp trượt ta gọi đó là bộ truyền tay biên - con truot
Trang 25Grey Coca Covi Creda Tay quay + Cần lắc Tay quay - Côn ướt ngang “Ty quay - Cẩn lắc chữ thap Tay quay’ Con trata dọc “Thanh truyền Tay quay _—_ Con trượ Tay quay bf Con train Cấn lác Z_ Thanh truyén `=Thân máy Con trun ‘Thun mấy Hinh 1.15 Truyén d6ng tay quay - cần lắc - con trượt
Nếu có đến hai khớp trượt, ta gọi đó là cơ cấu con trượt chữ thập
Các cơ cấu tay quay thanh truyền thường được sử dụng như những khâu truyền lực và biến đổi các chuyển động quay sang chuyển động
thắng, ví dụ như máy cát đột thẳng đứng, máy đột dập nằm ngang hay các
máy ép Nhưng ở động cơ đốt trong, các chuyển động thẳng lại được biến
đổi thành chuyển động quay nhờ bộ truyền con trượt - biên - trục khuỷu Với những quá trình chuyển động diều khiển bằng cơ khí và diễn ra phức tạp hơn, thay cho những cơ cấu tay quay thanh truyền, người ta dùng cơ cấu truyền động theo biên dạng hay là cơ cấu bánh cam, ví dụ điều khiển chuyển động chạy dao ở một số máy công cụ Cơ cấu này hoặc bao gồm một trục lắp bánh cam quay tròn và một khâu dẫn thẳng hay còn gọi là cần đẩy (cơ cấu cam cần đẩy) hoặc là một trục lắp bánh cam và một tay đòn có thể quay được hay còn gọi là cần lác (cơ cấu cam cần lắc) Vật trên đó có biên dạng (bánh cam) thường ở dạng đĩa phẳng (cam phẳng) hoặc dạng hình trống (cam thùng) Để giảm bớt ma sát thường đùng con lăn lắp ở đầu khâu dẫn cho lăn trên biên dang cam
Trong các cơ cấu cam cẩn lắc, người ta phân biệt thành cơ cấu truyền
Trang 26Với cơ cấu cam cần lắc, nếu thực hiện truyền động phẳng, truc que, của bánh cam và trục quay của cần lắc phải lấp đặt song song với nhau nhưng khi thực hiện truyền động không gian thì hai trục này lại phải dat vuông góc với nhau Đường biên dạng của cam cẩn lắc truyền động không gian thường được phay trên mặt ngoài của một chỉ tiết hình trống (hình 1.17) Lực ép giữa con lăn và đường biên dạng cam có thể được đảm bảo hoặc theo nguyên tắc lực hoặc theo nguyên tác hình đạng Trong các cơ cấu cam phẳng về hình dạng có thể có hai loại
Phuong án thứ nhất là trên các bánh cam người ia phay đường biên đạng thành một rãnh, trong đó con lăn sẽ chuyển động Các con lãn phải có ít
Trang 27Các máy công tác điều khiển bằng cơ khí thường có đòi hỏi điều chỉnh nhanh một dụng cụ nào đó bên cạnh một chuyển động công tác đều đặn Máy xọc dùng cơ cấu cam cần đẩy (hình 1.16) có thể thực hiện một chuyển động đều theo từng đoạn hành trình nếu như biên dạng bánh cam có lượng nâng tăng đều (chẳng hạn dạng đường xoắn Acximet) Để tinh được biên đạng cho một hành trình tịnh tiến đều, ta hãy đặt một vị trí góc ©° trên đường tròn và tiến hành khai triển chu vi của vòng tròn cơ bản Sau đó đặt vào giá trị góc mà tại đấy cần đẩy phải đạt được vị trí cao nhất của nó, ví dụ 240° Vùng giữa giá trị 0° và 240° được chia đều thành một số bất kỳ các phần nhỏ bằng nhau, chẳng hạn bốn phần Trên mặt đĩa cam ta vẽ vào các tia bất đầu từ 0° theo chiều quay của bánh cam, chia thành các phần bằng nhau Nếu giả định giữ cho đĩa cam đứng yên, trong khi cần đẩy quay quanh nó, thì tại mỗi vị trí tương ứng có thể đặt vào một lượng
nâng thích hợp suy từ đường khai triển vòng tròn cơ bản Để tìm được vị
trí đúng của cần đẩy ta vẽ qua tâm con lăn một đường tròn phụ trợ Đối với tỉa đầu tiên đi qua góc Ø°, lượng nâng (độ cao) của hành trình là bằng 0 Đối với tia thứ hai, lượng năng thích hợp được rút ra từ đường khai triển và đặt dọc theo tia này kể từ đường tròn phụ trợ Với tia thứ 3, thứ 4 cũng làm theo cách tương tự Khi nối các điểm cắt tìm được trên mỗi tia, ta sẽ xác định được biên dạng đi qua tâm con lăn Bằng compa ta có thể vẽ vô số các vòng tròn với đường kính bằng đường kính con lăn, có tâm nằm trên biên đạng đi qua tâm con lăn Đường bao bên trong của các vòng tròn con lăn chính là biên dạng ngoài của bánh cam cần tìm để diều khiển một hành trình tịnh tiến đều của đầu xọc Độ chính xác của biên dạng cam có thể được cải thiện bằng cách chia tỉnh hơn nữa các phần bằng nhau Để quá trình động học không có điểm giật cục, tại những góc thay đổi lượng nâng hành trình, người ta vê tròn các đầu nhọn chẳng hạn đưới dạng hình sin
Trong cơ cấu cam cần lắc (hình 1.17) đường biên dạng cam để điều khiển một sự tăng đều (ví dụ cho một chuyển động chạy dao) cũng được
Trang 28tổng hợp theo cách tương tự Cũng ở đây ta giả định cần lắc chuyển động xung quanh bánh cam trong khi bánh này đứng yên Các tỉa trên đó chứa điểm tâm con lăn của cần lắc ở mỗi thời điểm của động trình, bây giờ sẽ
trở thành các cung tròn có đường kính bằng chiều dài cần lắc (tính từ tâm quay đến tâm con lăn) Tam quay cần lắc dịch chuyển trên một đường tròn phụ trợ có bán kính 1a r, bằng khoảng cách giữa tâm quay bánh cam và tâm quay cần lắc Hãy chia hành trình tổng cộng và góc quay tương ứng thành những phần đều nhau, ta có thể đặt trên mỗi một tia một lượng nâng tương ứng suy ra từ đường khai triển (đánh số cho từng tỉa) Hành trình lớn nhất chia làm 4 phần bằng
Duong bao bing bien dang cam
Đường dẫn con lan Hình 1.17 Cam cần lắc
Ta sẽ tổng hợp được biên dạng của đường dịch chuyển tâm con
lăn khi nối bằng thước cong các giao điểm tìm được giữa các tỉa và các đoạn hành trình nâng tương ứng Sau đó lại vẽ vô số các đường tròn có tâm nằm trên biên dạng vừa tổng hợp, có bán kính bằng bán kính con lăn
Trang 29học của máy trên đó sẽ gia công bánh cam, ta có thể dùng các dưỡng hoặc các đồ gá đò hình để chế tạo bánh cam
Khi có sẵn một đồ gá dò hình, việc gia công cam có thể làm bằng tay với các công nghệ đũa và mài Nếu dùng dưỡng chép hình hoặc tính được bảng giá trị toạ độ của các điểm trên biên dạng cam, ta có thể dùng một máy phay và máy mài điều khiển số để gia công bánh cam
Bánh cam thường được dùng như một vật mang tin bằng cơ khí (bộ nhớ chương trình bằng cơ khí) Nhờ biên dạng cam mà quá trình động học của một cần đẩy hoặc một một tay đòn được xác định Trong một vòng quay của bánh cam, các động trình riêng lẻ được thực hiện theo một thứ tự
xác định (chương trình chuyển động) Theo cách tương tự ta cũng có thể sử
dụng các đĩa hay trống lắp công tắc cữ chặn hành trình để tác động vào các
phần tử điều khiển cơ khí, khí nén, thuỷ lực hoặc phần tử điều khiển điện và qua đó điều khiển được toàn bộ chương trình
Ưu điểm của các cơ cấu cam, với tư cách là một vật mang chương trình, là quá trình dẫn động trực tiếp theo nguyên tắc tác đụng lực hoặc tác dụng theo đạng rãnh cam cũng như quá trình truyền tín hiệu điều khiển Nhờ vậy mà các khoảng thời gian chết vì đóng ngắt mạch, ví dụ như ở các công tắc điện từ (nam châm điện), sẽ được loại bỏ Nhược điểm cơ bản của các cơ cấu cam là những tiêu hao lớn trong quá trình chế tạo va lap đặt các bánh cam Với những lực tác động điều khiển nhỏ, ta có thể dùng các bánh cam đơn giản tiếp xúc theo nguyên tắc tác dụng lực thông qua một lò xo Nếu lực điều khiển lớn hơn, phải ưu tiên ứng dụng các bánh cam tiếp xúc theo nguyên tắc hình đáng rãnh hoặc đùng cam thùng, là những cam có biên đạng rãnh được phay trên mật ngoài của một chỉ tiết hình trống Các máy tiện tự động điều khiển bằng cơ khí sẽ được điều khiển nhờ hệ thống các bánh cam như là vật mang chương trình Bộ cam này thường được lắp trên cùng một trục, gọi là trục điều khiển, nó q"1ay một vòng xung quanh tâm trục trong khi thực hiện chu trình gia công cho một chỉ tiết xác định (hình 1.18)
Trang 30Thôi thành “Truyền động - Thit bị kẹp Dn hướng cổ định Cam điều khiển v trục chính Chuyển động
trực điểu khiến Cụm bàn đạo xoay Trục điều khiển D Hình 1.18 Điều khiển cơ khí trong một máy tiện
Ví dụ: một loại định tán cần được gia công trên máy tiện (hình 1.18) trong 9 bước điều khiển (hình 1.19) Thanh phôi được đẩy vào qua nòng trục chính khi các chấu kẹp mở ra và dựa vào vị trí của đao cất đứt số 2 lam cit chan Sau đó ụ trục chính lòi lại một đoạn dài đúng bằng chiều dai chỉ tiết, lúc đó chấu kẹp vẫn mở, Tiếp theo, các chấu kẹp đóng lại và việc gia công chỉ tiết bát đầu Hai con dao tiện được điều khiển dịch động bằng bàn dao xoay, trong khi chuyển động chạy dao đo chỉ tiết thực hiện thông qua ụ trục chính
Chỉ tết tiên: + —?F{ Daotign2 Y Đ mơi 9 Jrwc chính|
Dhhún EU hư quy
l.o~ Í Daotinl /]
Bude) — ?ẲÑŸ pmÿz„Btớc+ có {Dao tiện ] vào 2 eT ON es
Mở gá kẹp 2 ¡2 Daw tien 2 lùi eh „ 2 [Baie 5 2
Bước 2 |Utrục tiến đều về
Lài ụ trục chính phía trước (cháy TN lào) Ut \ Bước 3 ỐC 8 Bước 6 cs hes | 4 122 Đồng gákẹp OT JPeleluw —— HÁN 4 ¬—— Vy uN FT Lf
Trang 31Trình tự gia công được bố trí sao cho ụ trục chính chỉ có chuyển động chạy đao về phít trước Chuyển động này được thực hiện bởi cam điều khiển dành cho ụ trục chính và hệ thống cánh tay đòn đổi phương tác dung Dich động của bàn đao sẽ do cam bàn đao xoay điều khiển
Quá trình điều khiển có thể được diễn tả bằng một giản đồ các bước dịch động (hình 1.20) Các động trình được mô tả theo sự phụ thuộc vào thời gian hoặc theo các bước của chương trình điều khiển
Trên hình 1.20, hàng ngang đưa vào các bước điều khiển và thời gian duy trì của tiến trình điều khiển, còn hang doc đưa vào các địch động của đáo cụ và các bộ phận máy khác Cách trình bày này còn có thể thực hiện trên một mạng lưới, không cần đùng đến một thang đo thời gian Bên trái giản đồ có hai cột biểu thị ký hiệu và tên gọi của các cụm máy Một cột tiếp theo dành để biểu diễn vị trí và chức năng, chuyển động của các cụm
máy này Cột bên phải của giản đồ mô tả quá trình chuyển động theo thời gian và các bước điều khiển Nếu các chuyển động của máy quá đơn giản, ta chỉ cần đưa vào cột này một đồ thị hành trình là đủ Các chuyển động chạy nhanh không cát được mô tả bằng nét đứt với các mũi tên chỉ hướng, còn chuyển động công tác thì dùng nét liền và các mũi tên đậm chỉ hướng chạy dao cắt hisjui aioe 13 Bước 28 4 Cụm máy Trạng thái Meat ay [Chuyên dong cry ky hie] Têu gọi wi
Sp | Gákẹp | Kep phot Mis ong
oy Shaya [Ve pia NpSL | Nrue N chính Tom oa Dao tiên 2 sins dae aay lip ụ bw Damien 1] “bb Lian tigen 2/85” Cdy| ME wh hạnh do
Trang 32Dé chế tạo các đĩa cam, quá trình thời gian hay thứ tự các tín hiệu điều khiển được ghi rõ trên chu vi biên dạng cam Bên cạnh dạng kết cấu của đĩa cam còn cần biết thêm các điều kiện công nghệ như dạng vật liệu, chế độ cất gọt và các điều kiện kỹ thuật khác Vì lẽ đó, các công ty chế tạo máy tiện tự động đã đưa ra những phiếu quy chuẩn, trên đó có thể tập hợp được mọi số liệu quan trọng cho điều khiển
Nếu biết trước số vòng quay của trục chính và số vòng quay của trục
điểu khiển, ta sẽ tính quy đổi thời gian điều khiển thành các góc độ cụ thể Để nhìn rõ tổng quan cả quá trình động học, tất cả các bước điều
khiển đều được ghi vào các tia ở những góc độ tương ứng trên biên dạng cam điều khiển ụ trục chính Trong đó phải tính đến cả những đoạn ngừng, nghỉ sao cho thống nhất với hoạt động của các đĩa cam khác (hình 1.21) Cấu trúc lượng nâng tăng đều trên biên dạng cam của cam chạy dao được
tổng hợp theo nguyên tắc điễn tả ở hình 1.17 1.Mở máy Nott 2: Lavy tac chinh a 3) 37) Đông gá kẹp 7 „ 4 Dao Tiện 1 tiến vào 8, CẢI đứi và 9 Tiện mặt đầu i ii /ÿƑ~ 5, U trục chính tiến vào chạy dao Nght
6, Ụ trục chỉnh tiến S5 = Cam dig khể i
đủ chiều dài đình tần Cam điều khiển ụ trục chính
6, Lũi đao tiện 1
4 Dao tiện † 8 89 Chạy cất đứt tiến vào = và Gan mặt đầu
5 U trực chính
tiến vào chạy dao
6.L0iđaotgn+ — Cam điểu khiển bản dao xoay
Hình L21
Trang 33Chương trình bất đầu ở tía 0° Trong phạm vi 10° đầu tiên, các chấu kẹp nhờ được điều khiển bởi dia lap cit chan sé mở ra Trong lúc đó ụ trục chính thực hiện các động trình do cam riêng của nó điều khiển (hình 1.18) Sau đó trong phạm vi tit 10” dén 20°, trục chính lùi lại một đoạn
bằng chiều đài của chiếc đỉnh tán (hình 1.19) Giữa khoang 20° va 35°
trên vòng quay của cam, các chấu kép được đồng lại do điều khiển của dia lap cit chan Trong bước 4 cha chương trình điều khiển, dao tién / sé tiến vào và từ góc 54” trở đi nó bất đầu tiện đọc theo chỉ tiết Dịch động ăn vào theo chiều sâu cát của dao tiện ¿ được điều khiển bởi cam bàn dao Xoay, còn chuyển động chạy dao dọc được điểu khiển bởi cam ụ trục chính với lượng nâng tăng đều cho đến vị trí góc 200” Sau một đoạn nghỉ tir 200° đến 203° để can bang vị trí của hai bánh cam, dao tiện J sé duoc kéo lùi ra để đỉnh tán có thể tiến thêm một độ dai 2 mm với sự điều khiển của cam ụ trục chính Từ góc 219° dạo tiện 2 được cam bàn dao xoay đẩy tiến vào đều đặn để cất rời đinh tán.khỏi thanh phôi và đồng thời dừng ở đó để làn chức năng như một cữ chặn phôi khi chương trình gia công bắt đầu trở lại Thanh phôi được đẫn qua một tấm dẫn hướng đi vào nòng trục chính nhờ cơ cấu sử dựng một trọng vật và hệ thống dây kéo
1.4 Các bộ truyền có chuyển động không liên tục
Trang 34tiếp theo Đó là khoảng thời gian bị gián đoạn của chuyển động chấp hành
Bộ truyền mantic có thể thực hiện với các bánh có ba hoặc nhiều hơn nữa số rãnh trượt, sao cho phù hợp với số trạm cần dừng lại (hình 1.23) Bộ truyền sẽ hoạt động càng êm hơn nếu số trạm cần dừng càng nhiều hơn, mặt khác chuyển động phân chia của bánh bị dẫn không thể lớn hơn
1/3 vòng vì số rãnh trượt tối thiểu phải là 3 Bánh manic =>
Hình 1.23 Truyền động chữ thap mantic
với số vị trí nhiều không giới hạn
Trang 35Đối với các chuyển động không liên tục mà mỗi bước là một nửa hoặc là một vòng quay chẩn, người ta dùng bộ truyền bánh răng hình sao (hình 1.24) Trong bộ truyền này bánh răng lớn quay với tốc độ đều, bánh răng hình sao có đường kính nhỏ hơn được giữ lại ở vị trí hãm Chừng nào các con lăn của bánh dẫn ăn khớp với
rãnh răng hình sao, nó Hình 1.24 Truyền động bánh răng ngôi sao sẽ kéo theo bánh này
quay toàn vòng Còn ở các thời điểm khác thì bánh răng hình sao đứng yên Nhờ sự sắp xếp con lăn khác nhau và số răng khác nhau, ta có thể đạt được những sự phối hợp giữa thời gian chạy và thời gian dừng theo nhiều phương án
Trong bộ truyền có chuyển động không liên tục (hình 1.25) các trục truyền động đặt theo phương vuông góc với nhau (trực giao) Bánh dẫn động thực chất là một cam thùng, mặt bao quanh có những đường gân nổi với thiết diện ngang là hình thang Các đường gân nổi này có tới 2/3 chu vi bánh cam thùng là nằm vuông góc một cách chính xác so với trục quay của bánh bị dẫn và do vậy cản trở được chuyển động của bánh con lan (vị trí hãm) Trong khoảng 1/3 chu vi còn lại của bánh cam thùng, các gân nổi tạo thành một rãnh có dạng ren hướng ra ngoài Rãnh ren này vừa đủ chỗ cho một con lăn của bánh bị dẫn vào khớp để quay theo cam thùng một đoạn (vị trí quay theo)
Trang 37Chương II
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ N
2.1 Khái niệm chung
Khí nén (hay kỹ thuật khí nén) ngày càng tìm được nhiều lĩnh vực ứng dụng cùng với sự phát triển của tự động hoá Với năng lượng khí nén, các công cụ (như dao cắt hay dụng cụ tháo lấp) được truyền động để gia công, hoặc lắp ráp Cũng với khí nén, các thiết bị công nghiệp có thể được điều khiển, các hệ thống công nghệ được theo dõi, kiểm tra và các bộ tự động được khởi động Việc chế tạo các phần tử tiêu chuẩn theo nguyên tắc cụm cấu kiện và sự cung cấp các hệ thống điều khiển thiết kế sẵn, hợp thành từ hệ thống các khối chức nang đã khiến cho kỹ thuật khí nén phát huy được tính kinh tế ngay cả đối với các xí nghiệp có quy mô nhỏ và trung bình
Do một số ưu điểm quan trọng mà khí nén có thể được ưu tiên ứng dụng hơn là những dạng năng lượng khác Ví dụ: tốc độ hành trình của pitông trong xilanh khí nén có thể đạt tới 3 m/s, số vòng quay của động cơ khí nén đạt tới 30.000 vòng/ phút và những tuabin nhỏ chạy bằng khí nén có thể quay với tốc độ tới 450.000 vòng/ phút Tốc độ và lực truyền có thể điều chỉnh được vô cấp Các dụng cụ truyền động bằng khí nén cũng như các đồ gá khí nén có thể chịu tải tĩnh lớn, có độ an toàn quá tải và ngoài ra còn có một mômen khởi động cao Các phần tử khí nén có trọng lượng nhẹ, có cấu trúc đơn giản và tuổi bẻn cao lại dễ dàng sửa chữa Hệ thống khí nén không cần tới đường đẫn hồi khí nên có thể lấp đặt rất gọn nhẹ, chiếm ít không gian Khí nén có thể được ứng dụng trong các buồng làm việc để bị nổ, bị cháy, chúng hầu như không nhạy cảm với sự đao động của nhiệt độ Việc vận chuyển khí nén trong các bình chứa hay ứng đụng các máy nén khí di động tạo điều kiện sử dụng năng lượng khí nén ở khắp mọi nơi Nhưng khí nén cũng có một số nhược điểm hạn
Trang 38chế việc ứng dụng chúng Ví dụ như các xilanh khí nén chỉ có thể ứng đụng tốt trong phạm vi lực truyền dưới 10.000 N và độ đài hành trình dưới 2 m Tiếng ồn lớn của các máy nén khí và các tiếng rít của động cơ khí nén và hệ thống van khiến môi trường làm việc trở nên khó chịu và đòi hoi chi phí tốn kém khi phải chống lại tiếng ồn của chúng Do khả năng nén của không khí phụ thuộc vào tải trọng của truyền động mà tốc độ của pitông khí nén thường không thể nhỏ và khó giữ được ồn định Những tổn hao bởi hiện tượng dò khí nói chung là cao (10 - 25%) khiến giá thành sử dụng năng lượng tăng nhanh
2.2 Nguyên tắc cấu trúc của một hệ thống thiết bị khí nén
Một hệ thống thiết bị khí nén bao gồm thiết bị sinh áp, cụm gia biến chất lượng dòng khí và hệ điều khiển với các khâu truyền tín hiệu, khâu điều khiển, khâu điều chỉnh và khâu truyền động
Trong thiết bị sinh áp, buồng nén khí hút không khí từ khí quyển qua bộ lọc và nén các phần tử khí lại với nhau Không khí nóng lên do bị nén sẽ được làm nguội di trong bình làm mát Tại đây lượng nước ngưng tụ sẽ được thải ra ngoài Dòng khí nén tiếp tục đồn vào bình chứa khí nén (khoang gió) Bình này cũng có một cửa thải nước ngưng tụ và được trang bị một đồng hồ áp kế và một van giới hạn áp suất (hay van an
tồn)
Thơng qua một mạng lưới ống dẫn, dòng khí nén được chuyển tới các vị trí sử dụng Trước khi đồng khí di qua van chính của hệ thống điều khiển, nó phải được lọc qua cụm gia biến chất lượng đòng khí, được điều chỉnh đến áp suất làm việc và để bôi trơn cho các phần tử khí nén nó được dan qua mét bể dầu
Trang 39Bang 1 Sdn sinh năng lượng truyền tái năng lượng chuẩn bị kỹ thuật theo DỊN.ISO 1219
Tên gọi | Giảithích | Biểmtượng | Têngọi | Giải thích
TỰh chức nâng| Chiều dòng chảy |
Đường thối khơng cổ gã lấp nối ghép, i Thuy we Khí nén i i a a Đường thoát có ren lắp chật với ấu nóổi Còn dường vi |: cÝ= Maton |lGngcha bmmgeác| Gam itn in {Có khả nàng quay | Ne Ne
Tu ha tho Khi Ding i co Mũi tên nghiêng] ing di chính (ae an hiệu ⁄ cha
tượng tông thể Binh wich dp
5 ~| Gay wing che ona —
Ô gi nan biel hgh aay | 7) crude cp me ast chim eal ma ky một | | mm cum efi triết
- Be lee
Sia inh very
tải Nàng lượng: Dung cu khai irae huy làm Kín các nhúng tên dạng “Tách nước Nên tụng MA nước cận tung im ki khí Khí g bi khí nén thao tác: bing ey Nguồn Spin Tích nước tự dong
Ding ov igo — on tach me wenger
May phic mit
diện “2mm dy thô không Khí [Không khí dự tưa Khô, VÍ dụ nhờ Trạc quny — | Màighếu Tà hiếu + & họa chi Irngmptm-|“Dưngmeiitr | TT | twd& Đâu nhờ lượng khí
làn tưng d| t8 nh | tích án lương an Sivonen dụng cụ kín kí
Date ông dẫn | Để uyền al ne ~ ae
điều khiến —_ | lượng đikhiếm Comebuin 6145 | Cam dung tha Rộ lự, vàn diễu ex gm Đxêng xà hay, | Đường xi chat chín áp và hộ cấp
đường ấp CC | MgRuAeHhi da
tư “Tinh bay de
Day do diện 4# Ten i
Đường dân con —— tam mae Í®9H Đến Lâm mát chấ ng
Ghep nếi dưêng Í gy h lâm mút trình bày đường dẫn
dân thú, hội bụ lông + chả lầm mái
CTU TIT Cũ tình hày dưng
không nơi ghếp —]— dẫn lầm mát
vi dau