Đang tải... (xem toàn văn)
Máy uốn tôn thuỷ lực dài 3 m lắp ráp với 2 xy lanh được liên kết bằng dấm máy ép như hình . Hai xy lanh phải thực hiện hành trình làm việc ở cùng một tốc độ. Áp suất làm việc phải được hiệu chỉnh thích hợp với vật liệu của chi tiết phôi. Tải trọng tĩnh cực đại tác dụng lên pittong là 2000 kg , vận tốc chuyển động ổn định của pittong là 0.05 ms , thời gian tăng tốc từ 0 tới 0.05ms là 1 (s) là ; thời gian giảm tốc ở cuối hành trình bằng thời gian tăng tốc; thời gian pittong thực hiện được một hành trình bằng 5s; áp suất của chất lỏng làm việc p=60at. Máy ép phải có khả năng chỉ vận hành trong chế độ từng bước (INCHING). Máy ép phải đi đến trạng thái dừng nếu nút ấn dừng khẩn cấp (EMERGENCY STOP) được nhấn 2. Hoạt động của sinh viên Nội dung 1: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình của hệ thống? Nội dung 2: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, và thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? Nội dung 3: Thiết kế mạch điện điều khiển để có thể vận hành cửa với 4 nút đóng, mở, dừng và nút dừng khẩn (sử dụng mạch rơ le giữ trạng thái) 3. Sản phẩm nghiên cứu : Bài thu hoạch và các chương trình mô phỏng Fluid Sim.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ DIỀU KHIỂN ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THUỶ KHÍ VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn: TS.Phan Đình Hiếu Nhóm sinh viên thực hiện: Đậu Phú Dương 2019605745 Phùng Thế Hoà 2019605239 Nguyễn Trung Hiếu 2019604420 Hà Nội - 2021 (BM01) PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung 1.Tên lớp: Khóa 2.Tên nhóm: Nhóm 18 Họ tên thành viên II Nội dung học tập Tên chủ đề : Máy uốn tôn thuỷ lực dài m lắp ráp với xy lanh liên kết dấm máy ép hình Hai xy lanh phải thực hành trình làm việc tốc độ Áp suất làm việc phải hiệu chỉnh thích hợp với vật liệu chi tiết phôi Tải trọng tĩnh cực đại tác dụng lên pittong 2000 kg , vận tốc chuyển động ổn định pittong 0.05 m/s , thời gian tăng tốc từ tới 0.05m/s (s) ; thời gian giảm tốc cuối hành trình thời gian tăng tốc; thời gian pittong thực hành trình 5s; áp suất chất lỏng làm việc p=60at Máy ép phải có khả vận hành chế độ bước (INCHING) Máy ép phải đến trạng thái dừng nút ấn dừng khẩn cấp (EMERGENCY STOP) nhấn Hoạt động sinh viên - Nội dung 1: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống? - Nội dung 2: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? - Nội dung 3: Thiết kế mạch điện điều khiển để vận hành cửa với nút đóng, mở, dừng nút dừng khẩn (sử dụng mạch rơ le giữ trạng thái) Sản phẩm nghiên cứu : Bài thu hoạch chương trình mơ Fluid Sim III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án theo thời gian quy định (từ ngày 25/04/2020 đến ngày 05/05/2020) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao trước giảng viên sinh viên khác IV Học liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án Tài liệu học tập: Bài giảng hệ thống tự động thủy khí, tài liệu Fluid Sim Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA/TRUNG TÂM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS.Nguyễn Anh Tú TS.Phan Đình Hiếu Mục lục Phần I: Hệ Thống Thuỷ Khí Chương I: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống 1.1.Biểu đồ trạng thái .5 1.2 Lưu đồ tiến trình hệ thống Chương II: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu thiết kế mạch thuỷ lực 2.1 Các thành phần thủy lực .7 2.2 Các kích thước xy lanh lực : Chương III:Thiết kế mạch điện điều khiển để vận hành cửa với nút đóng, mở, dừng nút dừng khẩn (sử dụng mạch rơ le giữ trạng thái) 13 3.1 Giới thiệu phần mềm mô Festo Fluidsim: 13 3.2 Mô mạch điện hoạt động theo đè tài 14 3.3 Sơ đồ pittong hoạt động 15 3.4 Kết luận 19 Phần II : Động điện .20 Bài .20 Bài 2: 22 Bài 3: 23 Bài 4: 25 Bài 5: 27 Phần I: Hệ Thống Thuỷ Khí Chương I: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống 1.1.Biểu đồ trạng thái 5s 5s Start Hình 1.1: Biểu đồ trạng thái 1.2 Lưu đồ tiến trình hệ thống Hình 1.2: Lưu đồ thuật tốn *Chú thích : -Cảm biến A0, A1, B0, B1 - pittong 1,2 : A+,B+ - pittong 1,2 vào : A-,B- Nút S1 : nút bắt đầu cho trình đẩy pittong - Nút S2 : nút bắt đầu cho trình đẩy pittong vào Chương II: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu thiết kế mạch thuỷ lực 2.1 Các thành phần thủy lực - Xylanh tải trọng - Van Servo - Ác quy thủy lực - Đồng hồ đo áp suất - Van tràn - Bơm dầu ( Bơm bánh răng) - Van cản - Van tiết lưu chiều 2.2 Các kích thước xy lanh lực : a, Do đề tài có xylanh lực nhau, nên ta tính cho xylanh : - Đường kính xy lanh - Chiều dài hành trình piston - Đường kính cần piston b, Để xác định kích thước xy lanh lực trước tiên phải xác định tải trọng cực đại tác dụng lên piston Tài trọng bao gồm tải trọng tĩnh tải trọng động Tài trọng tĩnh dược xác định đề tài tải trọng động xuất pittong tăng tốc hay giảm tốc xác định công thức: Pd =m a (1.1) + Trong đó: m : khối lượng vật thể chuyển động tịnh tiến a : gia tốc vật thể trước đạt tốc độ ổn định - Đường kính xylanh lực xác định theo công thức : D= √ 4P K πpp (1.2) + Trong đó: P = Pd + P t Pd :tải trọng động Pt : tải trọng tĩnh ; K : hệ số kể tới ảnh hưởng tổn thất p : áp suất chất lỏng làm việc p = 60 at = 607,95 N/cm2 - Tải trọng động : Pd =m a= Pt ∆ v 10000 0,05 =50 N = 10 g ∆t - Tải trọng tổng cộng : P = Pd + P t = 10000 + 50 = 10050 N Vậy: D= √ 4P 4.10050 K = 1,3 = 5,22 cm πpp 3,14.607,95 √ Lấy đường kính D theo tiêu chuẩn D = 50 mm Xác định lại áp suất chất lỏng làm việc xy lanh thắng tải trọng tác dụng : p= PK 10050.1,3 = =665,732 N /cm2=65,7 at 2 πp D 3,14.5 d - Đường kính cần d pittong xác định gần phụ thuộc vào áp suất p theo tỷ số D sau: Bảng 1: Áp suất tỷ lệ với đường kính p≤15at 15 at ¿ p≤ 50 at 50at ¿ p≤ 80 ÷ 100 at d =0,3 ÷0,35 D d =0,5 D d =0,7 D - Áp suất chất lỏng làm việc điều kiện toán p = 665,732 N /cm2=65,7 at > 50 at d Vì ta chọn D =0,7 => Đường kính cần pittong có giá trị d = 0,7.D = 35 mm c, Xác định hành trình pittong: - Đoạn đường pittong chuyển động có gia tốc: S1=2 × at2 =50× =50(mm) - Đoạn đườngpittong chuyển động đều: S2=V p t=50 ×2=100 (mm) - Hành trình pittong : S=S 1+ S 2=100+50=150 (mm) d, Xác định lưu lượng xylanh làm việc: - Với xylanh tác động kép : Q=L πp (2 D 2−d2 ) πp (0,52−0,35 2) n i=1,5 .12 60,23=321,434 (l/ phút ) 4 Trong đó: D : đường kính xylanh ( D= 0,5 dm) d : đường kính cần pittong (d= 0,35 dm) L: hành trình xylanh ( L= 12,5 dm) n : số hành trình khép kín xylanh/đơn vị thời gian ( n = 12 hành trình/phút) i: tỷ số nén, I tính : i=1,013+ P ¿ ¿ P : áp suất nguồn cấp cho xylanh ( P= 60 bar) e, Tổn thất hệ thống thủy lực Tổn thất thể tích Tổn thất thể tích dầu thủy lực chạy qua khe hở phân tử hệ thống Áp suất lớn, vận tốc nhỏ độ nhớt nhỏ tổn thất thể tích lớn Tổn thất thể tích đáng kể cấu biến đổi lượng Tổn thất khí Tổn thất khí ma sát chi tiết có chuyển động tương Tổn thất áp suất Tổn thất áp suất giảm áp suất lực cản đường chuyển động dâu từ bơm đến cấu chấp hành, phụ thuộc vào yếu tố khác như: + Chiều dài ống dẫn + Độ nhẵn ống dẫn + Tốc độ dòng chảy + Độ lớn tiết diện ống dẫn - Cơng thức tính tổn thất áp suất hệ thống truyền động thủy lực: ∆ p=P0−P1=10 ξ ρ V g d (1.3) Trong đó: P0 :áp suất vào hệ thống P1 : áp suất hệ thống ρ :khối lượngriêng dầu (914 kg /m2) ξ :hệ thống tổn thất cục V : vận tốc trung bình dầu (m/s) g: gia tốc trọng trường ( 10 m/ s2 ¿ 10 Hình 1.3: Sơ đồ mạch điện điều khiển Nút ON/OFF : nút cấp nguồn hoạt động cho toàn mạch Nút EMERGENCY_STOP : nút dừng khẩn cấp Nút S1 : nút bắt đầu cho trình đẩy pittong Nút S2 : nút bắt đầu cho trình đẩy pittong vào 3.3 Sơ đồ pittong hoạt động 15 Khi pittong bắt đầu đẩy 16 Khi pittong bắt đầu vào 17 Biểu đồ trạng thái hệ thống thủy lực hoạt động mô phỏng: 18 3.4 Kết luận - Khi mơ hoạt động có nhiều sai số tính tốn nên có nhiều sai số - Do tổn thất tình hoạt động nên trình hoạt động chưa chuẩn theo đề tài 19 Phần II : Động điện Bài 1: Cho động chiều kích từ độc lập có thơng số: Pđm = 2,2 KW; Uđm = 110V; Iđm = 25,6A; nđm = 1430 vg/phút Vẽ đặc tính tự nhiên, đặc tính nhân tạo với Rưf = 0,78 Giải: a, Xây dựng đường đặc tính tự nhiên Đường đặc tính tự nhiên vẽ qua số điểm: Điểm định mức [Mđm; ωđm]; Điểm không tải lý tưởng [M = 0; ω = ω0]; Điểm ngắn đm]; Điểm không tải lý tưởng [M = 0; ωđm]; Điểm không tải lý tưởng [M = 0; ω = ω0]; Điểm ngắn = ωđm]; Điểm không tải lý tưởng [M = 0; ω = ω0]; Điểm ngắn 0]; Điểm ngắn mạch [Mnm; ωđm]; Điểm không tải lý tưởng [M = 0; ω = ω0]; Điểm ngắn = 0] Tốc độ góc định mức: w đm= M đm= πp nđm πp ×1430 = =149.75( rad /s)Mômen (cơ) định mức: 60 60 Pđm 2200 = =14.7(N m) w đm 149.75 Như ta có điểm thứ đặc tính tự nhiên cần tìm điểm định mức: [14.7; 149.75] Ta tính được: k ❑đm = M đm 14.7 = =0.57(Wb ) I đm 25.6 Tốc độ không tải lý tưởng: W 0= U đm 110 = =193 ( rad /s ) k ❑đm 0.57 Ta có điểm thứ hai đặc tính [0; 193] ta dựng đường đặc tính tự nhiên (đường 1) 20