Phần thuỷ khí: Một thiết bị nâng những tải nặng được trang bị hai xy lanh thuỷ lực như hình vẽ.. Để thực hiện điều này, hai trụcpiston nối tới bàn máy phải kéo ra vớicùng vận tốc.. Tải t
lOMoARcPSD|39222806 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CƠ KHÍ - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN Hà Nội–Năm 2021 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM I Thông tin chung 1 Tên lớp:………… Khóa : 2 Tên nhóm: Nhóm 17 3.Họ và tên thành viên : Nội dung học tập Một thiết bị nâng những tải nặng được trang bị hai 1 Phần thuỷ khí: xy lanh thuỷ lực như hình vẽ Giả thiết 2 xy lanh giống hệt nhau và lực phân bố đều Để thực hiện điều này, hai trục piston nối tới bàn máy phải kéo ra với cùng vận tốc Tải trọng tĩnh cực đại tác dụng lên 2 pittong là 200 kg, vận tốc chuyển động ổn định của pittong là 0.05 m/s, thời gian tăng tốc từ 0 tới 0.05m/s 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 4s; áp suất của chất lỏng làm việc p=60at Một mạch phải được mở rộng sử dụng một bộ chia lưu lượng Hai van một chiều được yêu cầu dẫn dòng thuỷ lực trở về qua bộ chia lưu lượng Một trọng lượng được đặt ở một xy lanh để minh hoạ cho tải một phía Hoạt động của sinh viên - Nội dung 1: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình của hệ thống? Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 - Nội dung 2: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, và thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? 2 Phần động cơ điện Bài 1: Cho động cơ một chiều kích từ độc lập có thông số: Pđm = 2,2 KW; Uđm = 110V; Iđm = 25,6A; nđm = 1430 vg/phút Vẽ đặc tính cơ tự nhiên, đặc tính cơ nhân tạo với Rưf = 0,78 Bài 2: Tìm trị số của các cấp mở máy của động cơ một chiều kích từ độc lập có: Pđm = 13,5 KW; Uđm = 110 V; Iđm = 145 A; nđm = 1050 vg/ph Biết rằng M mm max 200%Mđm, mở máy với 3 cấp điện trở Bài 3: Động cơ một chiều kích từ độc lập có thông số: Pđm = 29 KW; Uđm = 440 V; Iđm = 79 A; nđm = 1000 vg/ph; Rư = 0,05 Rđm làm việc ở chế độ hãm tái sinh Xác định khi Iư = 60 A, Rưf = 0 Bài 4 Động cơ không đồng bộ ba pha có thông số Pđm = 22,5 kW; Uđm = 380V; nđm = 1460vg/ph; r1 = 0,2; r’2 = 0.24; x1 = 0,39; x’2 = 0,46 Hãy xác định tốc độ động cơ khi mô men phụ tải bằng định mức, trong mạch rôto mắc thêm điện trở phụ đã quy đổi về stato là 1,2Ω; trong mạch stato mắc thêm điện kháng X1f = 0,75 Câu 5: Cho một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc có các thông số sau: Công suất định mức của động cơ: Pđm = 55 KW Áp dây định mức: Vđm = 660V / 380V – Y/ (Tần số nguồn điện f = 50 Hz ) Tốc độ định mức của động cơ : nđm = 980 vòng/phút Hiệu suất định mức là : đm = 93,5% Hệ số công suất lúc tải định mức: cosđm =0,86 Bội số dòng điện mở máy của động cơ là mI =6 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Khi cấp nguồn áp 3 pha 380V (áp dây) vào động cơ, lúc mang tải định mức xác định: 1 Tần số của rotor? 2 Dòng điện định mức cấp vào stator động cơ? 3 Công suất điện từ? Khi biết tổn hao ma sát cơ, quạt gió chiếm 15% tổng tổn hao của động cơ; tổn hao thép chiếm 25% tổng tổn hao III Nhiệm vụ học tập 1 Hoàn thành tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án theo đúng thời gian quy định (từ ngày …/…/2020 đến ngày …/…/2020) 2 Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước giảng viên và những sinh viên khác IV Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án 1 Tài liệu học tập: Giáo Trình Truyền Động Điện, Hệ Thống Tự Động Thủy Khí 2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài 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 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 MỤC LỤC MỤC LỤC 5 DANH MỤC HÌNH ẢNH 6 LỜI NÓI ĐẦU 7 CHƯƠNG 1 : PHẦN THỦY KHÍ 8 1.1 Biểu đồ trạng thái 8 1.2 Lưu đồ tiến trình của hệ thống 9 1.3 Tính chọn xy lanh 10 1.4 Tính chọn bơm dầu .11 1.5 Thiết kế mạch thủy lực điều khiển 12 CHƯƠNG 2 : ĐỘNG CƠ ĐIỆN .14 Bài 1 : .14 Bài 2 : .15 Bài 3 : .16 Bài 4 : .18 Bài 5 : .20 Tài liệu tham khảo .22 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Biểu đồ trạng thái 8 Hình 1.2: Lưu đồ tiến trình của hệ thống 9 Hình 1.3: Mạch thủy lực và điện điều khiển 12 Hình 1.4: Thời gian hành trình đi 12 Hình 1.5 : Thời gian hành trình về 13 Hình 2.1: Đường đặc tính cơ tự nhiên và nhân tạo của động cơ .15 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, khoa học k礃̀ thuật phát triển ngày càng mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống và xản xuất Việc ứng dụng khoa học k礃̀ thuật vào các hoạt động sản xuất đòi hỏi con người phải không ngừng học hỏi và nâng cao trình độ hiểu biết để kịp thời cập nhật những tiến bộ mới nhất của thế giới Chính vì vậy, phát triển ngành cơ điện tử có ý nghĩa hết sức quan trọng vì các sản phẩm của ngành phục vụ trong tất cả các ngành khác trong nền kinh tế như: phục vụ trong lĩnh vực tự động hóa, k礃̀ thuật robot, chế tạo, điều khiển và cảm ứng, … Bài tập lớn môn Cơ cấu chấp hành và điều khiển giúp cho sinh viên có thể tìm hiểu và khai thác hiệu quả các loại thủy khí và động cơ điện, hệ thống hay các dây chuyền công nghiệp Động cơ điện được dùng trong hầu hết mọi lĩnh vực, từ các động cơ nhỏ dùng trong lò vi sóng để chuyển động đĩa quay, hay trong các máy đọc đĩa (máy chơi CD hay DVD), đến các đồ nghề như máy khoan, hay các máy gia dụng như máy giặt, sự hoạt động của thang máy hay các hệ thống thông gió cũng dựa vào động cơ điện Hệ thống điều khiển thủy lực được sử dụng vô cùng rộng rãi ở rất nhiều lĩnh vực mà ở đó môi trường lao động có sự nguy hiểm, nên hạn chế có sự góp mặt của con người, những nơi hay xảy ra cháy nổ như: ở vị trí làm việc của các đồ gá kẹp các chi tiết làm bằng vật liệu nhựa, chất dẻo… Hoặc được sử dụng trong ngành cơ khí chế tạo sản xuất như là cấp phôi cho quá trình gia công Trong đề tài bài tập lớn môn Cơ cấu chấp hành và điều khiển này, nhóm sinh viên chúng em xin trình bày một cách cụ thể về quá trình nghiên cứu tìm hiểu và tính toán về hệ thống thủy lực cũng như động cơ điện Thông qua đó có thể áp dụng nó vào các bài nghiên cứu khoa học hay vào đồ án tốt nghiệp chuyên ngành khi ra trường Để bài báo cáo được hoàn thiện hơn, nhóm chúng em hi vọng nhận được những góp ý từ phía các thầy cô Qua đây, chúng em Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 cũng xin được gửi lời cảm ơn đến thầy Phan Đình Hiếu đã nhiệt tình hướng dẫn đồ án môn cho chúng em CHƯƠNG 1 : PHẦN THỦY KHÍ 1.1 Biểu đồ trạng thái Hình 1.1: Biểu đồ trạng thái Chú giải: S1, S2: Công tắc cảm biến hành trình A+, A-,B+,B- : Trạng thái hoạt động của Xilanh t: Thời gian pittong thực hiện được một hành trình - Qua biểu đồ trạng thái ta thấy được quá trình di chuyển của 2 xilanh.Hai quá trình di chuyển là di chuyển lên và di chuyển về Trong quá trình di chuyển lên, 2 xilanh đã tăng tốc 0-0.05m/s trong 1s đầu và giữ tốc độ 0.05m/s trong 2s tiếp theo và cuối cùng giảm tốc từ 0.05m/s-0 trong 1s cuối hành trình Khi xi lanh di chuyển về với vận tốc lớn để tiết kiệm thời gian cho hành trình mới bắt đầu Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 1.2 Lưu đồ tiến trình của hệ thống Hình 1.2: Lưu đồ tiến trình của hệ thống - Hành trình xilanh di chuyển lên (hành trình đẩy): Khi bắt đầu khởi động trạng thái của xilanh Khi đó, 2 xilanh ở trạng thái A1,B1 xilanh không chuyển động Khi nhấn nút S1 và bắt đầu di chuyển đẩy lên Trong quá trình đẩy lên xi lanh đã thực hiện tăng tốc từ 0-0.05m/s trong thời gian 1s đầu và duy trì tốc độ 0.05m/s trong 2s tiếp theo và cuối cùng xilanh giảm tốc ở cuối hành trình từ 0.05-0m/s trong 1s cuối cùng của hành trình - Hành trình xilanh di chuyển xuống (hành trình về): Khi nhấn nút S2, khi đó 2 xilanh đang ở vị trí A2,B2 và bắt đầu quá trình di chuyển về Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, và thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 1.3 Tính chọn xy lanh Khi pittong tăng tốc hay giảm tốc sẽ xuất hiện tải trọng động được xác định bằng công thức: Pd = ma (1.3.1) Trong đó: m : khối lượng của vật thể chuyển động tịnh tiến a : gia tốc của vật thể chuyển động trước khi đạt tốc độ ổn định Đường kính của xy lanh lực được xác định theo công thức: √D = 4 P K (1.3.2) πp Trong đó: K: hệ số kể tới ảnh hưởng của tổn thất ( K = 1.3) p: áp suất của chất lỏng làm việc Tải trọng động: Tải trọng tĩnh : Ps = mg = 100.10 = 1000 (N) (chọn gia tốc lực hấp dẫn g=10m/s2 ) Tải trọng tổng cộng: P = Ps + Pd = 1000 + 5 = 1005 (N) Ta có 1 at = 98066.5 N/m2 -> 60at = 588.399( N/cm2) Vậy đường kính của xi lanh là : √D = 4∗1005 ∗1.3 =1.68 (cm) π∗588.399 Lấy tròn đường kính D theo tiêu chuẩn D = 20 (mm) Xác định lại áp suất của chất lỏng làm việc để cho xy lanh thắng được tải trọng tác dụng: Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Đường kính cần pittong d xác định gần đúng phụ thuộc vào áp suất p theo tỷ lệ d như sau: D P