1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Nghề Cơ điện tử Trình độ Cao đẳng)

52 5 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Giáo trình Điều khiển điện khí nén
Tác giả Đỗ Hữu Hậu, Lê Hữu Nghĩa
Trường học Cao đẳng nghề Cần Thơ
Chuyên ngành Cơ điện tử
Thể loại sách giáo trình
Năm xuất bản 2021
Thành phố Cần Thơ
Định dạng
Số trang 52
Dung lượng 2,45 MB

Cấu trúc

  • BÀI 1: HỆ THỐNG KHÍ NÉN (5)
    • 1. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN (4)
      • 1.1. ĐỊNH NGHĨA (4)
      • 1.2. ỨNG DUNG (6)
      • 1.3. CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÀ LUỒNG TÍN HIỆU (4)
    • 2. CÁC THÀNH PHẦN KHÍ NÉN VÀ KÍ HIỆU (7)
      • 2.1. MÁY NÉN KHÍ (4)
      • 2.2. VAN ĐẢO CHIỀU (4)
      • 2.3. VAN CHẶN (4)
      • 2.4. VAN TIẾT LƯU (4)
      • 2.5. VAN ÁP SUẤT (5)
      • 2.6. VAN LOGIC (5)
      • 2.7. VAN ĐIỀU CHỈNH THỜI GIAN (11)
      • 2.8. VAN CHÂN KHÔNG (5)
    • 3. BỘ TRUYỀN ĐỘNG VÀ THIẾT BỊ ĐẦU RA (12)
    • 4. THIẾT BỊ ĐẦU VÀO (13)
    • 5. Lắp đặt mạch khí nén (5)
      • 5.1. LOẠI ĐIỀU KHIỂN (5)
      • 5.2. ĐIỀU KHIỂN NHIỀU XI LANH (5)
    • 6. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM FESTOFLUIDSIM (19)
    • 7. THỰC HÀNH (5)
      • 7.1. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN (THEO PHƯƠNG PHÁP PHÂN TẦNG) (5)
      • 7.2. NỘI DUNG THỰC HÀNH (5)
  • BÀI 2: HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN (31)
    • 1. VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ ĐIỆN KHÍ NÉN (31)
    • 2. CÁC PHẦN TỬ ĐIỆN KHÍ NÉN (31)
    • 3. Lắp đặt mạch điện khí nén (5)
      • 3.1. LOẠI ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN (5)
      • 3.2. ĐIỀU KHIỂN NHIỀU XI LANH (5)
    • 4. THỰC HÀNH (5)
      • 4.1. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN (THEO PHƯƠNG PHÁP PHÂN TẦNG) (5)
      • 4.2. NỘI DUNG THỰC HÀNH (5)

Nội dung

HỆ THỐNG KHÍ NÉN

NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN

1.3 Cấu trúc hệ thống và luồng tín hiệu

2 Các thành phần khí nén và kí hiệu 2.5 2.5

2.7 Van điều chỉnh thời gian

3 Bộ truyền động và thiết đầu ra 1 1

5 Lắp đặt mạch khí nén 1 1

5.2 Điều khiển nhiều xi lanh

6 Hướng dẫn sử dụng phần mềm

2 Bài 2: Hệ thống điện khí nén 22 6 15 1

1 Những vấn đề cơ bản 1 1

2 Các phần tử điện khí nén 3 3

3 Lắp đặt mạch điện khí nén 2 2

3.1 Loại điều khiển điện khí nén

3.2 Điều khiển nhiều xi lanh

BÀI 1: HỆ THỐNG KHÍ NÉN

Các phần tử trong hệ thống khí nén đóng vai trò quan trọng, vì vậy để hiểu và thực hiện hiệu quả, chúng ta cần nắm vững nguyên lý và cấu tạo của các thành phần như Reed Switch, Actuators, Final control, Processing, Sensors và Supply trong mạch cần thiết.

Hệ thống khí nén bao gồm nhiều phần tử với cấu tạo và nguyên lý hoạt động đa dạng Việc hiểu rõ về các phần tử này là cần thiết để tối ưu hóa việc điều khiển và thiết kế mạch khí nén.

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén.

- Lắp đặt được hệ thống điều khiển khí nén cơ bản

- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong thực hành

1 Những vấn đề cơ bản

Khí nén là lĩnh vực nghiên cứu các đặc tính cơ học của chất lỏng đàn hồi Trong ngành công nghiệp, thuật ngữ "khí nén" thường đề cập đến việc sử dụng khí nén để truyền tải công suất và chuyển động.

Công nghệ khí nén ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy móc, góp phần quan trọng vào sự phát triển của sản xuất trong đời sống.

Các dụng cụ,thiết bị máy va đập:

Trong lĩnh vực khai thác, các thiết bị và máy móc đóng vai trò quan trọng, đặc biệt trong khai thác đá và than Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng trong các công trình xây dựng như xây dựng hầm mỏ và đường hầm.

Động cơ quay sử dụng năng lượng khí nén có chi phí vận hành cao hơn 10 đến 15 lần so với động cơ điện có cùng công suất Tuy nhiên, ưu điểm của động cơ khí nén là thể tích và trọng lượng nhỏ hơn khoảng 30% so với động cơ điện cùng công suất.

Các dụng cụ như máy khoan và máy vặn vít có công suất khoảng 3,5 kW, cùng với máy mài có công suất khoảng 2,5 kW, đều cho thấy tính hiệu quả khi sử dụng truyền động bằng khí nén Đặc biệt, máy mài có công suất nhỏ nhưng đạt tốc độ lên đến 100.000 vòng/phút cũng rất phù hợp với hệ thống này.

Truyền động thẳng bằng áp suất khí nén được ứng dụng rộng rãi trong các dụng cụ và đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh và hệ thống phanh của ô tô.

Trong các thiết bị đo và kiểm tra máy nén khí

1.3 Cấu trúc hệ thống và luồng tín hiệu

Hệ thống khí nén được phân chia thành nhiều cấu trúc và lưu lượng tín hiệu khác nhau Các thành phần cơ bản trong hệ thống này được biểu diễn bằng các ký hiệu, cho thấy chức năng của từng phần tử Những ký hiệu này có thể được kết hợp để tạo ra một giải pháp toàn diện cho các nhiệm vụ điều khiển cụ thể thông qua sơ đồ mạch khí nén.

CÁC THÀNH PHẦN KHÍ NÉN VÀ KÍ HIỆU

Hệ thống điều khiển khí nén hoạt động hiệu quả khi được cung cấp khí nén với số lượng và áp suất phù hợp, đảm bảo công suất tối ưu cho toàn bộ hệ thống.

Hình 1.1: Máy nén khí và kí hiệu nguồn cấp khí

Van đảo chiều là thiết bị điều chỉnh hướng dòng năng lượng, hoạt động chủ yếu bằng cách mở, đóng hoặc chuyển đổi vị trí để thay đổi hướng của dòng năng lượng.

Nếu lò xo được ký hiệu nằm bên phải van đảo chiều, van đó đang ở vị trí "không", biểu thị bằng ô vuông ký hiệu "0" Điều này có nghĩa rằng khi không có lực tác động lên pít tông trượt trong nòng van, lò xo sẽ giữ pít tông ở vị trí này Các tín hiệu tác động vào pít tông trượt, cả trực tiếp và gián tiếp, sẽ làm thay đổi vị trí của nó (hình 1.2).

Nút bấm Nút nhấn tổng quát Tay gạt

Tác động bằng cơ Đầu dò

Cữ chặn bằng hành trình tác động 2 chiều

Cữ chặn bằng hành trình tác động 1 chiều

Lò xo Nút nhấn có rãnh định vị

Trực tiếp Bằng nam châm điện và van phụ trợ

Tác động bằng khí và dầu

Có bốn phương pháp chính để điều chỉnh dòng khí: trực tiếp bằng dòng khí đầu vào, trực tiếp bằng dòng khí đầu ra, gián tiếp bằng dòng khí đầu vào qua van phụ, và gián tiếp bằng dòng khí đầu ra qua van phụ.

Hình 1.2: Tín hiệu tác động

2.2.2 Kí hiệu van đảo chiều

Van đảo chiều có nhiều dạng khác nhau, nhưng có thể phân loại chúng dựa trên các đặc điểm chung như số lượng cửa, vị trí và số tín hiệu tác động.

Số vị trí của van đảo chiều thể hiện số chỗ định vị con trượt, thường có hai hoặc ba vị trí, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt, số vị trí có thể nhiều hơn.

Thường kí hiệu: bằng các chữ cái o, a, b,… hoặc các con số 0,1, 2,…

Số cửa của van đảo chiều là số lỗ dùng để dẫn khí hoặc dầu vào hoặc ra, thường gặp là 2, 3, 4, hoặc 5 cửa, và đôi khi có thể nhiều hơn.

Thường kí hiệu: Cửa nối với nguồn : P

- Số tín hiệu: là tín hiệu kích thích con trượt chuyển từ vị trí này sang vị trí khác Có thể là 1 hoặc 2 Thường dùng các kí hiệu: X, Y, …

Hình 1.3: Kí hiệu van đảo chiều

Bảng 1.1: Quy ước về đặt tên các cửa van

Cửa nối van được ký hiệu như sau: ISO 5599 ISO 1219

Cửa nối với nguồn(từ bộ lọc khí) 1 P

Cửa nối tín hiệu điều khiển 12 , 14… X , Y …

2.2.3 Một số van đảo chiều thông dụng

Van hoạt động bằng cơ – lò xo tác động lên nòng van, với vị trí "không" được ký hiệu bên phải Tín hiệu tác động lên phía đối diện nòng van (ô vuông bên trái) có thể là cơ, khí nén, dầu hoặc điện Khi không có tín hiệu tác động, tất cả các cửa nối của van sẽ ở vị trí ô vuông bên phải, áp dụng cho van đảo chiều hai vị trí Đối với van đảo chiều ba vị trí, vị trí "không" nằm ở ô vuông giữa.

Van đảo chiều 3/2 thường đóng

Van đảo chiều 3/2 thường mở

Hình 1.4: Kí hiệu van đảo chiều

Van một chiều là thiết bị điều khiển dòng năng lượng chỉ cho phép lưu thông theo một hướng, trong khi hướng ngược lại bị chặn Trong hệ thống điều khiển khí nén và thủy lực, van một chiều thường được lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau, tùy thuộc vào mục đích sử dụng cụ thể.

Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng khí đi qua, tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian hoạt động của cơ cấu chấp hành.

Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng khí nén qua van phu thuộc vào sự thay đổi tiết diện.

Van tiết lưu hai chiều

Van tiết lưu hai chiều có tiết diện không thay đổi

Lưu lượng dòng chảy qua khe hở của van có tiết diện không thay đổi, được kí hiệu như trên hình 1.6

Hình 1.6: Kí hiệu van tiết lưu có tiết diện không thay đổi

Van tiết lưu hai chiều có tiết diện thay đổi

Van tiết lưu với tiết diện thay đổi giúp điều chỉnh dòng lưu lượng qua van Nguyên lý hoạt động và ký hiệu của van tiết lưu này được mô tả trong Hình 1.7.

Hình 1.7: Van tiết lưu 2 chiều Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay

Hình 1.8: Van tiết lưu 1 chiều Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng cữ chặn

Vận tốc của xylanh thay đổi trong quá trình chuyển động tùy thuộc vào hành trình Để điều chỉnh vận tốc này, thường sử dụng van tiết lưu một chiều kết hợp với cữ chặn.

Hình 1.9: Cấu tạo van tiết lưu 1 chiều điều chỉnh bằng cữ chặn

Cơ cấu chỉnh áp là thiết bị dùng để điều chỉnh áp suất trong hệ thống truyền động khí nén, với khả năng cố định hoặc thay đổi trị số áp suất Các loại phần tử của cơ cấu chỉnh áp bao gồm nhiều kiểu dáng và chức năng khác nhau.

Van an toàn giữ áp suất tối đa cho hệ thống Khi áp suất vượt quá giới hạn cho phép, dòng áp suất sẽ thắng lực lò xo, dẫn đến việc khí nén thoát ra ngoài qua cửa T, hoặc dầu sẽ chảy trở lại thùng chứa.

Hình 1.10: Van an toàn Van tràn

Nguyên tắc hoạt động của van tràn tương tự như van an toàn, nhưng khi áp suất tại cửa P đạt giá trị xác định, cửa P sẽ kết nối với cửa A và hệ thống điều khiển.

Hình 1.11: Kí hiệu van tràn Van điều chỉnh áp suất (van giảm áp)

Trong hệ thống điều khiển khí nén, máy nén cung cấp năng lượng cho nhiều cơ cấu chấp hành với áp suất khác nhau Để đảm bảo hiệu suất, máy nén cần hoạt động với áp suất tối đa, trong khi van giảm áp được lắp đặt trước cơ cấu chấp hành để điều chỉnh áp suất xuống mức cần thiết.

Hình 1.12: Van giảm áp Rơle áp suất

BỘ TRUYỀN ĐỘNG VÀ THIẾT BỊ ĐẦU RA

Xy lanh tác dụng đơn hoạt động với áp lực chỉ tác động từ một phía, trong khi phía đối diện được hỗ trợ bởi lò xo hoặc lực tác động từ bên ngoài.

Hình 1.24: Xy lanh tác động đơn

Xy lanh màng hoạt động như xy lanh tác dụng đơn (hình 1.25)

Xy lanh màng với hành trình dịch chuyển lớn nhất lên đến 80mm được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển Chúng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô để điều khiển các chức năng như thắng và li hợp, cũng như trong ngành công nghiệp hóa chất để thực hiện việc đóng mở van.

Xy lanh tác dụng kép Áp lực tác động vào xy lanh kép theo hai phía

Hình 1.26: Xy lanh tác động kép

Xy lanh quay có khả năng tạo ra mômen quay lớn, với góc quay phụ thuộc vào số lượng cánh gạt trên trục Đặc biệt, đối với xy lanh có một cánh gạt, góc quay có thể đạt từ 270 đến 280 độ.

Hình 1.27: Xy lanh quay khí

Lắp đặt mạch khí nén

5.2 Điều khiển nhiều xi lanh

6 Hướng dẫn sử dụng phần mềm

2 Bài 2: Hệ thống điện khí nén 22 6 15 1

1 Những vấn đề cơ bản 1 1

2 Các phần tử điện khí nén 3 3

3 Lắp đặt mạch điện khí nén 2 2

3.1 Loại điều khiển điện khí nén

3.2 Điều khiển nhiều xi lanh

BÀI 1: HỆ THỐNG KHÍ NÉN

Các phần tử trong hệ thống khí nén đóng vai trò rất quan trọng Để hiểu và thực hiện hiệu quả, chúng ta cần nắm vững nguyên lý và cấu tạo của các phần tử như Reed Switch, Actuators, Final control, Processing, Sensors và Supply trong mạch cần thiết.

Hệ thống khí nén bao gồm nhiều phần tử khí nén với cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau Việc hiểu biết về các phần tử này là cần thiết để tối ưu hóa việc điều khiển và thiết kế mạch khí nén.

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén.

- Lắp đặt được hệ thống điều khiển khí nén cơ bản

- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong thực hành

1 Những vấn đề cơ bản

Khí nén là lĩnh vực nghiên cứu các đặc tính cơ học của chất lỏng đàn hồi Trong ngành công nghiệp, thuật ngữ "khí nén" thường được sử dụng để mô tả việc áp dụng khí nén nhằm truyền tải công suất và chuyển động hiệu quả.

Công nghệ khí nén ngày càng trở nên phổ biến trong ngành chế tạo máy móc, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất sản xuất và phục vụ cho sự phát triển kinh tế trong cuộc sống hiện đại.

Các dụng cụ,thiết bị máy va đập:

Trong lĩnh vực khai thác, các thiết bị và máy móc đóng vai trò quan trọng trong việc khai thác đá và than Chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng, đặc biệt là trong việc xây dựng hầm mỏ và đường hầm.

Động cơ quay sử dụng năng lượng khí nén có chi phí vận hành cao hơn từ 10 đến 15 lần so với động cơ điện cùng công suất Tuy nhiên, ưu điểm của động cơ khí nén là thể tích và trọng lượng nhỏ hơn 30% so với động cơ điện tương đương.

Các dụng cụ như máy vặn vít, máy khoan với công suất khoảng 3,5 Kw và máy mài có công suất khoảng 2,5 Kw, cùng với máy mài có số vòng quay lên đến 100.000 vòng/phút, đều có thể sử dụng hiệu quả với hệ thống truyền động bằng khí nén.

Truyền động thẳng bằng áp suất khí nén được ứng dụng rộng rãi trong các dụng cụ, đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh và hệ thống phanh ô tô.

Trong các thiết bị đo và kiểm tra máy nén khí

1.3 Cấu trúc hệ thống và luồng tín hiệu

Hệ thống khí nén được phân chia thành nhiều cấu trúc và lưu lượng tín hiệu, với các phần tử cơ bản được biểu diễn bằng ký hiệu thể hiện chức năng của chúng Những ký hiệu này có thể được kết hợp để tạo thành một giải pháp toàn diện cho nhiệm vụ điều khiển cụ thể thông qua sơ đồ mạch khí nén.

2 Các thành phần khí nén và kí hiệu

Hệ thống điều khiển khí nén hoạt động hiệu quả nhờ vào nguồn cung cấp khí nén với lượng và áp suất phù hợp, đảm bảo công suất tối ưu cho hệ thống.

Hình 1.1: Máy nén khí và kí hiệu nguồn cấp khí

Van đảo chiều là một thiết bị điều chỉnh hướng, có chức năng kiểm soát dòng năng lượng thông qua việc mở, đóng hoặc chuyển đổi vị trí, nhằm thay đổi hướng của dòng năng lượng.

Nếu lò xo nằm bên phải kí hiệu van đảo chiều, van này ở vị trí “không”, được biểu thị bằng ô vuông bên phải và kí hiệu “0” Điều này có nghĩa là khi không có lực tác động vào pít tông trượt trong nòng van, lò xo sẽ giữ pít tông ở vị trí đó Các tín hiệu tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến pít tông trượt được thể hiện như trong hình 1.2.

Nút bấm Nút nhấn tổng quát Tay gạt

Tác động bằng cơ Đầu dò

Cữ chặn bằng hành trình tác động 2 chiều

Cữ chặn bằng hành trình tác động 1 chiều

Lò xo Nút nhấn có rãnh định vị

Trực tiếp Bằng nam châm điện và van phụ trợ

Tác động bằng khí và dầu

Trong hệ thống khí nén, có bốn phương pháp chính để điều chỉnh dòng khí: Trực tiếp bằng dòng khí đầu vào, Trực tiếp bằng dòng khí đầu ra, Gián tiếp bằng dòng khí đầu vào qua van phụ, và Gián tiếp bằng dòng khí đầu ra qua van phụ Những phương pháp này giúp tối ưu hóa hiệu suất và kiểm soát dòng khí trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau.

Hình 1.2: Tín hiệu tác động

2.2.2 Kí hiệu van đảo chiều

Van đảo chiều có nhiều loại khác nhau, nhưng có thể phân loại chúng dựa trên các đặc điểm chung như số cửa, số vị trí và số tín hiệu tác động.

Số vị trí của van đảo chiều là số chỗ định vị con trượt, thường có hai hoặc ba vị trí, nhưng trong những trường hợp đặc biệt, số vị trí có thể nhiều hơn.

Thường kí hiệu: bằng các chữ cái o, a, b,… hoặc các con số 0,1, 2,…

THỰC HÀNH

2 Bài 2: Hệ thống điện khí nén 22 6 15 1

1 Những vấn đề cơ bản 1 1

2 Các phần tử điện khí nén 3 3

3 Lắp đặt mạch điện khí nén 2 2

3.1 Loại điều khiển điện khí nén

3.2 Điều khiển nhiều xi lanh

BÀI 1: HỆ THỐNG KHÍ NÉN

Các phần tử trong hệ thống khí nén đóng vai trò quan trọng, vì vậy việc hiểu nguyên lý và cấu tạo của các thành phần như Reed Switch, Actuators, Final control, Processing, Sensors và Supply là cần thiết trước khi thực hiện bất kỳ công việc nào liên quan.

Hệ thống khí nén bao gồm nhiều thành phần khí nén với cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau Việc nắm vững kiến thức về các thành phần này là cần thiết để tối ưu hóa việc điều khiển và thiết kế mạch khí nén.

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén.

- Lắp đặt được hệ thống điều khiển khí nén cơ bản

- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong thực hành

1 Những vấn đề cơ bản

Khí nén là lĩnh vực nghiên cứu các đặc tính cơ học của chất lỏng đàn hồi Trong ngành công nghiệp, thuật ngữ "khí nén" thường được sử dụng để chỉ việc áp dụng khí nén nhằm truyền tải công suất và chuyển động.

Công nghệ khí nén ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy móc, góp phần thúc đẩy sự phát triển sản xuất trong đời sống.

Các dụng cụ,thiết bị máy va đập:

Trong lĩnh vực khai thác, các thiết bị và máy móc đóng vai trò quan trọng, đặc biệt trong khai thác đá và than Ngoài ra, chúng còn được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng như xây dựng hầm mỏ và đường hầm.

Động cơ quay sử dụng năng lượng khí nén có chi phí cao hơn nhiều so với động cơ điện, với giá thành tiêu thụ điện cao hơn từ 10 đến 15 lần Tuy nhiên, động cơ khí nén lại có ưu điểm về kích thước và trọng lượng, nhỏ hơn 30% so với động cơ điện có công suất tương đương.

Các dụng cụ như máy vặn vít, máy khoan với công suất khoảng 3,5 kW và máy mài có công suất khoảng 2,5 kW, cùng với máy mài có số vòng quay lên đến 100.000 vòng/phút, rất phù hợp với việc sử dụng truyền động bằng khí nén.

Truyền động thẳng bằng áp suất khí nén được ứng dụng rộng rãi trong các dụng cụ và đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh, cũng như trong hệ thống phanh của ô tô.

Trong các thiết bị đo và kiểm tra máy nén khí

1.3 Cấu trúc hệ thống và luồng tín hiệu

Hệ thống khí nén có thể được phân loại theo nhiều cấu trúc và lưu lượng tín hiệu khác nhau Các thành phần cơ bản trong hệ thống này được biểu diễn bằng các ký hiệu, phản ánh chức năng của từng phần tử Những ký hiệu này có thể được kết hợp để tạo thành một giải pháp toàn diện cho các nhiệm vụ điều khiển cụ thể thông qua sơ đồ mạch khí nén.

2 Các thành phần khí nén và kí hiệu

Hệ thống điều khiển khí nén hoạt động hiệu quả nhờ vào nguồn cung cấp khí nén ổn định, với lượng và áp suất phù hợp để đáp ứng công suất của hệ thống.

Hình 1.1: Máy nén khí và kí hiệu nguồn cấp khí

Van đảo chiều là một thiết bị điều chỉnh hướng, có chức năng kiểm soát dòng năng lượng bằng cách mở, đóng hoặc chuyển đổi vị trí, từ đó thay đổi hướng của dòng năng lượng.

Nếu lò xo được kí hiệu nằm bên phải kí hiệu van đảo chiều, van đó sẽ ở vị trí "không", được biểu thị bằng ô vuông bên phải và kí hiệu "0" Điều này có nghĩa là khi không có lực tác động lên pít tông trượt trong nòng van, lò xo sẽ giữ pít tông ở vị trí đó Các tín hiệu tác động vào pít tông trượt, cả trực tiếp và gián tiếp, sẽ làm thay đổi vị trí của nó (hình 1.2).

Nút bấm Nút nhấn tổng quát Tay gạt

Tác động bằng cơ Đầu dò

Cữ chặn bằng hành trình tác động 2 chiều

Cữ chặn bằng hành trình tác động 1 chiều

Lò xo Nút nhấn có rãnh định vị

Trực tiếp Bằng nam châm điện và van phụ trợ

Tác động bằng khí và dầu

Có bốn phương pháp chính để điều khiển dòng khí: Trực tiếp bằng dòng khí đầu vào, trực tiếp bằng dòng khí đầu ra, gián tiếp bằng dòng khí đầu vào qua van phụ, và gián tiếp bằng dòng khí đầu ra qua van phụ Những phương pháp này giúp tối ưu hóa quy trình và cải thiện hiệu suất trong hệ thống khí.

Hình 1.2: Tín hiệu tác động

2.2.2 Kí hiệu van đảo chiều

Van đảo chiều có nhiều loại khác nhau, nhưng chúng được phân loại dựa vào các đặc điểm chung như số cửa, số vị trí và số tín hiệu tác động.

Số vị trí của van đảo chiều là số chỗ định vị con trượt, thường có hai hoặc ba vị trí, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt, số vị trí có thể nhiều hơn.

Thường kí hiệu: bằng các chữ cái o, a, b,… hoặc các con số 0,1, 2,…

HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN

VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ ĐIỆN KHÍ NÉN

Các thành phần điện được minh họa trong bài này có các vai trò sau:

Thiết bị truyền động khí nén thực hiện nhiều nhiệm vụ quan trọng liên quan đến chuyển động thẳng và quay Các ứng dụng của điện khí nén tương tự như khí nén, nhưng điểm khác biệt là điện khí nén kết hợp sử dụng khí nén và cung cấp điện đồng thời.

Hệ thống điều khiển được phân chia thành bốn nhóm thành phần cơ bản Cấu trúc chính của hệ thống điện khí nén bao gồm các cấp khác nhau.

• Cung cấp năng lượng (khí nén và tín hiệu điện)

• Các yếu tố đầu vào (công tắc hành trình/nút bấm/cảm biến tiệm cận)

• Các phần tử xử lý (logic chuyển mạch, van điện từ, bộ chuyển đổi khí nén sang điện)

• Bộ truyền động và các phần tử điều khiển cuối cùng (xi lanh, động cơ, van điều khiển hướng, đèn, còi)

Hệ thống được thể hiện qua các ký hiệu biểu thị chức năng của từng thành phần Những ký hiệu này được kết hợp lại để tạo ra giải pháp cho nhiệm vụ điều khiển cụ thể, từ đó hình thành nên sơ đồ mạch.

Khi vẽ mạch, các ký hiệu linh kiện thường được đặt phù hợp với các cấp của hệ thống.

Các cấp của cấu trúc hệ thống trong bản vẽ mạch được bố trí phù hợp với luồng tín hiệu.

Lắp đặt mạch điện khí nén

3.1 Loại điều khiển điện khí nén

3.2 Điều khiển nhiều xi lanh

THỰC HÀNH

BÀI 1: HỆ THỐNG KHÍ NÉN

Các phần tử trong hệ thống khí nén đóng vai trò rất quan trọng Để nắm vững và thực hiện hiệu quả, chúng ta cần hiểu rõ nguyên lý và cấu tạo của các thành phần như Switch Reed, Bộ truyền động, Kiểm soát cuối, Xử lý, Cảm biến và Cung cấp trong mạch cần thiết.

Hệ thống khí nén bao gồm nhiều phần tử với cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau Việc nắm vững kiến thức về các phần tử này sẽ giúp chúng ta điều khiển và thiết kế mạch khí nén một cách tối ưu hơn.

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén.

- Lắp đặt được hệ thống điều khiển khí nén cơ bản

- Chủ động, sáng tạo và an toàn trong thực hành

1 Những vấn đề cơ bản

Khí nén là lĩnh vực nghiên cứu các đặc tính cơ học của chất lỏng đàn hồi Trong ngành công nghiệp, thuật ngữ "khí nén" thường được sử dụng để mô tả việc sử dụng khí nén nhằm truyền tải công suất và chuyển động.

Công nghệ khí nén đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy móc, góp phần quan trọng vào sự phát triển sản xuất trong đời sống.

Các dụng cụ,thiết bị máy va đập:

Trong lĩnh vực khai thác và xây dựng, các thiết bị và máy móc đóng vai trò quan trọng, bao gồm khai thác đá, khai thác than, cũng như trong các công trình như xây dựng hầm mỏ và đường hầm.

Động cơ quay sử dụng năng lượng khí nén có giá thành cao hơn nhiều so với động cơ điện, với chi phí tiêu thụ điện cao gấp 10 đến 15 lần Tuy nhiên, ưu điểm của động cơ khí nén là thể tích và trọng lượng nhỏ hơn tới 30% so với động cơ điện cùng công suất.

Dụng cụ vặn vít, máy khoan với công suất khoảng 3,5 Kw, và máy mài có công suất khoảng 2,5 Kw, cũng như máy mài có công suất nhỏ nhưng đạt tốc độ vòng quay khoảng 100.000 vòng/phút, đều thích hợp sử dụng với truyền động bằng khí nén.

Truyền động thẳng bằng áp suất khí nén được áp dụng rộng rãi trong các dụng cụ và đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh, cũng như trong hệ thống phanh ô tô.

Trong các thiết bị đo và kiểm tra máy nén khí

1.3 Cấu trúc hệ thống và luồng tín hiệu

Hệ thống khí nén có thể được phân chia thành nhiều cấu trúc và lưu lượng tín hiệu khác nhau Các cấu trúc cơ bản bao gồm các phần tử hoặc thành phần, được biểu diễn bằng các ký hiệu thể hiện chức năng của chúng Những ký hiệu này có thể được kết hợp để tạo thành một giải pháp toàn diện cho nhiệm vụ điều khiển cụ thể thông qua sơ đồ mạch khí nén.

2 Các thành phần khí nén và kí hiệu

Hệ thống điều khiển khí nén hoạt động hiệu quả nhờ vào nguồn cung cấp khí nén ổn định, với lưu lượng và áp suất được điều chỉnh phù hợp với công suất của hệ thống.

Hình 1.1: Máy nén khí và kí hiệu nguồn cấp khí

Van đảo chiều là thiết bị điều chỉnh hướng, có chức năng kiểm soát dòng năng lượng bằng cách mở, đóng hoặc chuyển đổi vị trí, nhằm thay đổi hướng của dòng năng lượng.

Khi kí hiệu lò xo nằm bên phải kí hiệu van đảo chiều, van này ở vị trí "không", được đánh dấu bằng ô vuông "0" Điều này có nghĩa là lò xo sẽ giữ vị trí đó cho đến khi có lực tác động vào pít tông trượt trong nòng van Các tín hiệu tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến pít tông trượt được mô tả trong hình 1.2.

Nút bấm Nút nhấn tổng quát Tay gạt

Tác động bằng cơ Đầu dò

Cữ chặn bằng hành trình tác động 2 chiều

Cữ chặn bằng hành trình tác động 1 chiều

Lò xo Nút nhấn có rãnh định vị

Trực tiếp Bằng nam châm điện và van phụ trợ

Tác động bằng khí và dầu

Dòng khí đầu vào có thể được điều khiển trực tiếp, trong khi dòng khí đầu ra cũng có thể được quản lý theo cách tương tự Ngoài ra, việc sử dụng van phụ cho phép điều chỉnh gián tiếp dòng khí đầu vào và đầu ra, mang lại sự linh hoạt trong hệ thống.

Hình 1.2: Tín hiệu tác động

2.2.2 Kí hiệu van đảo chiều

Van đảo chiều có nhiều loại khác nhau, nhưng chúng có thể được phân loại dựa trên các đặc điểm chung như số lượng cửa, vị trí lắp đặt và số tín hiệu tác động.

Số vị trí của van đảo chiều là số chỗ định vị con trượt, thường có hai hoặc ba vị trí, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt, số vị trí có thể nhiều hơn.

Thường kí hiệu: bằng các chữ cái o, a, b,… hoặc các con số 0,1, 2,…

Ngày đăng: 16/12/2023, 15:52