tiểu luận báo cáo môn họcaut211mô hình khoan hai lỗ tự động môn điều kiển thủy lực khí nén

Giúp xe chạy em hơn rất nhiều so với các loại bánh xe cứng khác trước đó.- Khí nén được ứng dụng trong các nhạc cụ như đại phong cầm.- Khí nén trong các quả bóng bay, phao cứu hộ, xuồng

TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNIC HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO MÔN HỌCAUT211

MÔ HÌNH KHOAN HAI LỖ TỰ ĐỘNG

GVHD: ThS KIỀU TRƯỜNG SƠNNHÓM SVTH: NHÓM 1 LỚP: AE_18201

ĐẶNG NGỌC TIẾN PS27359NGUYỄN ĐÌNH THANH SƠN PS26755

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2023

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 4

LỜI MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 6

1 Giới thiệu chung 6

1.1 Khái niệm 6

1.2 Đặc điểm của hệ thống khí nén 6

1.3 Ứng dụng của hệ thống khí nén 6

2 Tổng quan máy khoan 6

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6

I Giới thiệu về đề tài 6

II Các thiết bị sử dụng trong đề tài 6

to read later onyour computer

Save to a Studylist

2 Sơ đồ nguyên lý 17

II Thi công mô hình 17

1 Nhân sự thi công và mô tả công việc 17

2 Phương án thi công 17

3 Thi công lắp đặt mô hình 17

LỜI CẢM ƠN

Trước khi đi vào phần nội dung báo cáo, nhóm chúng em xin trântrọng cảm ơn nhà trường và các thầy cô bộ môn quan tâm tạo điều kiệncho chúng em có môi trường học tập tốt và trang thiết bị đầy đủ, giúp chocác buổi học dễ hiểu cũng như thực tế hơn Đặc biệt nhóm chúng em gửilời cảm ơn chân thành đến thầy Kiều Trường Sơn, giáo viên bộ môn“Điều khiển thủy lực và khí nén” đã luôn quan tâm hướng dẫn nhiệt tìnhcho chúng em Từ đó, giúp cho chúng em có thêm kiến thức cũng nhưkinh nghiệm về môn học này.

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, khi đất nước đang trong giai đoạn tiến tới công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước thì ngành tự động hóa nói chung và ngành côngnghệ chế tạo máy nói riêng trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn đểphát triển đất nước Bên cạnh các máy móc cơ khí khác như máy tiện,máy phay, dần dần chúng đang được tự động hóa theo một dây chuyềnngày càng hiện đại Máy khoan cũng không ngoại lệ, máy khoan lỗ tựđộng là hệ thống thông dụng trong lĩnh vực điều khiển tự động nhằmnâng cao năng suất và giảm sự nặng nhọc cho người công nhân Dựa vàothực tiễn đó, nhóm em đã chọn nghiên cứu đề tài: “Mô hình khoan 2 lỗ tựđộng có 2 chế độ Man và Auto” Đề tài này giới thiệu về kế mô hình hóaquy trình khoan lỗ của máy khoan đứng điều khiển bằng điện-khí nénmột cách tự động.

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU1 Giới thiệu chung

- Ứng dụng khí nén đã có từ thời trước Công Nguyên, tuy nhiên sự phát triểncủa khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp giữa kiến thứcvề cơ học, vật lý, vật liệu còn thiếu, cho nên phạm vi ứng dụng của khí néncòn rất hạn chế.

- Mãi đến thế kỷ thứ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén mớilần lượt được phát minh Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện thìvai trò sử dụng năng lượng bằng khí nén bị giảm dần Tuy nhiên, việc sử dụngnăng lượng bằng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khisử dụng điện sẽ không an toàn Khí nén được sử dụng ở những dụng cụ nhỏnhưng truyền động với vận tốc lớn như: búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh… nhấtlà các dụng cụ, đồ gá kẹp chặt trong các máy Sau chiến tranh thế giới thứ hai,việc ứng dụng năng lượng bằng khí nén trong kỹ thuật điều khiển phát triểnkhá mạnh mẽ Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng chế vàứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau Sự kết hợp khí nén với điện - điện tửsẽ quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai.

❖Nguồn khí có sẵn khắp nơi

❖Sạch sẽ, an toàn và không ô nhiễm sau khi sử dụng.❖Dễ dự trữ, khi dùng ít có thể để dành cho lúc dùng nhiều ❖An toàn tuyệt đối trong môi trường cháy nổ.

❖Không đòi hỏi cao về độ ổn định nguồn như điện hoặc điện tử ❖Hoạt động tin cậy ít hư hỏng

❖Vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa đơn giản, chi phí thấp.❖Các động cơ khí nén có thể đạt tốc độ cao

b Nhược điểm của hệ thống khí nén

❖ Do tính chất nén được của không khí, làm cho chuyển động của cơ cấu chấp hành không đều và định vị không chính xác.

❖ Thời gian đáp ứng không nhanh như điện-điện tử Do đó, trong trường hợp yêu cầu thực hiện số lượng lớn các phép xử lý thông tin điều khiển vớitốc độ nhanh thì công nghệ khí nén không đáp ứng được.

❖ Khí nén không dùng ở áp suất cao vì rất nguy hiểm, dễ xảy cháy nổ Thông thường chỉ dùngáp suất 6-8bar (trừ trường hợp dùng khí nén trong thăm dò và khai thác tầng sâu trong lòng đất có thể tới vài trăm bar).❖ Giá thành khí nén đắt hơn vài lần đến hàng chục lần so với nguồn điện do phải tạo gián tiếp từ nguồn điện qua động cơ điện hoặc nguồn nhiệt qua động cơ nhiệt để kéo máy nén khí.

❖ Dòng khí thoát ra ở đường dẫn ra gây tiếng ồn.

1.3 Ứng dụng của hệ thống khí nén.

Khí nén được ứng dụng rộng khắp các ngành nghề sản xuất, cũng như đời sốngcủa chúng ta Tầm quan trọng của nó không thể chối cãi Khí nén đã đóng góp rất nhiều trong cách mạng cải thiện cuộc sống, sản xuất của con người.- Khí nén trong lốp xe đạp, xe máy, ô tô, máy bay Chales goodyear đã phát mình ra lốp xe chứa khí nén Giúp xe chạy em hơn rất nhiều so với các loại bánh xe cứng khác trước đó.

- Khí nén được ứng dụng trong các nhạc cụ như đại phong cầm.- Khí nén trong các quả bóng bay, phao cứu hộ, xuồng hơi cứu hộ,…- Cung cấp năng lượng cho thiết bị chấp hành điều khiển như: xi lanh khí nén, động cơ khí nén Ứng dụng này có thể ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: xy lanh điều khiển tại máy cắt tôn; xi lanh tại van điều khiển bằng khí nén; tại các máy tháo, lắp ốc trong xưởng lắp giáp; máy khoan nha khoa,…

- Sử dụng khí nén như năng lượng sạch cung cấp cho công nghệ dược phẩm, thực phẩm: Khí nén tinh khiết để sấy thuốc, thực phẩm; tạo khí sạch cung cấp trong thí nghiệm nôi cấy vi sinh; sục khí trong sản xuất bia,…

2 Tổng quan máy khoan

Máy khoan là một trong những phương pháp phổ biến và cơ bản nhất để gia công lỗ trên vật liệu đặc Ngoài ra nó còn dùng để khoét, doa, cắt ren, taro hoặc

gia công các bề mặt có tiết diện nhỏ thẳng góc hoặc cùng chiều trục với lỗ khoan.

Máy khoan bàn tự động dùng khí nén

Máy khoan bàn tự động dùng khí nén là loại máy khoan mà trục chính vẫn quay theo motor điện, nhưng hành trình gia công được điều khiển bởi hệ thống khí nén Vì vậy máy thường được ứng dụng cho các nhu cầu gia công chính xác, khoan lỗ lớn, trên những vật liệu đặc biệt và tận dụng nhâncông lao động.

Đặc điểm

– Kiểu dáng giống như một máy khoan bàn bình thường.

– Motor chính vẫn là motor điện nhưng bộ phận truyền động dây đai kiểu pulley răng.

– Pulley trung gian là loại pulley răng.

– Chỉ cho phép thay đổi tốc độ khi motor ngừng hoạt động.– Có bộ phận cấp khí nén riêng (không bao gồm máy nén khí).– Áp lực khí nén cung cấp thông thường từ 5-7kg/cm2.– Xy lanh khí nén được tích hợp sẵn ngay bên trong trục chính.– Điều khiển tốc độ ăn phôi bằng vale khí nén.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾTI Giới thiệu về đề tài.

Mô hình khoan 2 lỗ tự động được điều khiển bởi 4 xylanh A, B, C, D Hệ thốngđược điều khiển thông qua 2 chế độ Man (bằng tay) và Auto (tự động): A+ B+(lỗ 1) B- C+ B+ (Lỗ 2) B- C- A- D+ D-

* Chế độ MAN:- START 1: A+- STOP 1: A START 2: B+- STOP 2: B START 3: C+- STOP 3: C START 4: D+- STOP 4: D-* Chế độ AUTO:

- Nhấn nút START: Xylanh A đẩy phôi vào vị trí cần khoan lỗ 1 => xylanhB đi xuống khoan lỗ 1, sau khi khoan xong lỗ 1 thì xylanh B hồi về vị trí banđầu => xylanh C đẩy phôi vào vị trí cần khoan lỗ 2 => xylanh B đi xuốngkhoan lỗ 2, sau khi khoan xong lỗ 2 thì xylanh B hồi về vị trí ban đầu =>xylanh C hồi về vị trí ban đầu => xylanh A hồi về vị trí ban đầu => xylanh Dđẩy sản phẩm đã khoan 2 lỗ vào thùng, sau đó xylanh D hồi về vị trí ban đầu làkết thúc 1 chu kỳ Hệ thống tự động lặp lại chu kỳ.

- Nhấn nút E-STOP: Hệ thống dừng khẩn cấp và đèn báo hiệu sáng nhấpnháy

II Các thiết bị sử dụng trong đề tài.1 Xy lanh

Khái niệm

Xi lanh khí nén là thiết bị cơ được vận hành bằng khí nén, là bộ phận khôngthể thiếu trong hệ thống máy khí nén Xi lanh khí nén hoạt động theo nguyêntắc chuyển hóa năng lượng của khí nén thành động năng để làm piston của xilanh chuyển động theo hướng như mong muốn.

Hình 2: cấu tạo xy lanh

Ứng dụng

a Ứng dụng trong cửa thông minh

Hiện nay, trên các trang thông tin đại chúng nói rất nhiều về cửa thông minh,nó chính là một phần ứng dụng của xi lanh khí nén.

Ví dụ: Cửa trên xe bus: xi lanh khí nén được ứng dụng để đóng mở cửa Khi ta bấm nút (xi lanh hoạt động) thì piston sẽ thu lại hoặc đẩy ra để mở và đóng cửa xe

Một ví dụ nữa về cửa tự động tại các siêu thị hoặc các tòa chung cư thông minh Khi ta đứng trước cửa - tức lúc đó cảm biến phát hiện người thì xi lanh sẽ hoạt động điều khiển piston hoạt động để đóng, mở cửa.

b Ứng dụng của xi lanh khí nén trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp

Ví dụ đơn giản là tại các nhà máy đóng gói bánh kẹo, khi dây chuyển sản xuất hoạt động, tại vị trí được lắp đặt xi lanh khí nén khi thấy sản phẩm thì cánh tay máy sẽ được piston điều khiển đẩy ra hoặc thu về để giữ sản phẩm và đưa vào các công đoạn tiếp theo.

c Ứng dụng của xi lanh khí nén trong lĩnh vực xây dựng

Chúng ta có thể gặp xi lanh khí nén rất nhiều trong các máy cẩu, máu xúc, máy ủi hoặc các loại máy móc có công dụng di chuyển vật nặng.

2 Van điện từ 5/2 Khái niệm

Van điện từ 5/2 là loại van đảo chiều, có 5 cổng làm việc và 1 cửa nhận và 1cửa xả khí Đây là loại van điều khiển bằng xi lanh tác động kép Van giúp điềuchỉnh hướng dòng khí nén đi qua van và có tác dụng đóng hoặc ngắt.

Hình 3: van điện từ 5/2

Cấu tạo

Thân van điện từ gồm 5 cửa lỗ và 2 vị tríĐầu coi điện sử dụng điện DC24V và AC220VPiston nằm trong thân van dùng để đóng mở vanNút đóng mở van điện từ 5/2

Lò xo đàn hồi

Các bulong ốc vít cố định vanVai trò của các cửa trên van điện từ 5/2:Cửa 1 là cửa cấp khí vào van

Cửa 2 và 4 là cửa raCửa 3 và 5 là cửa xả khí

Hình 4: Cấu tạo van điện từ

Nguyên lý hoạt động

Khi được cấp nguồn điện vào trong cuộn coli điện, lúc này từ trường đượcsinh ra tạo nên lực hút Lực của điện từ sẽ hút trục van chuyển động dọc trụckhiến các cửa van được mở ra để khí nén thông qua cửa, tức là: Khi van hoạtđộng, cửa 1 thông với cửa số 4, cửa số 2 và cửa số 3 đóng Cửa số 4 thông vớicửa số 5, khí sẽ đi qua van đến xi lanh.

Hình 5: Nguyên lý hoạt động van 5/2

Chân trái: Cấp nguồn.

Chân giữa: Thường đóng và sẽ mở khi nhấn nút.Chân phải: Thường mở và sẽ đóng khi nhấn nút.

Hình 6: Công tắc hành trình

Nguyên lý hoạt động

Công tắc hành trình dùng để đóng cắt mạch điện ở lưới điện hạ áp Nócó tác động tương tự nút ấn, chỉ khác là động tác ấn bằng tay sẽ đượcthay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, từ đó quá trìnhchuyển động cơ khí thành tín hiệu điện.

4 Nút nhấn Khái niệm

Công tắc nút nhấn là thiết bị, nút điều khiển được sử dụng để thực hiệnhoạt động chuyển đổi đóng/ngắt cho các thiết bị điện tử khác nhau từ xa.Là loại công tắc đơn giản và được làm bằng vật liệu là nhựa hoặc kimloại Kích thước nhỏ để dễ dàng thao tác sử dụng Chức năng, công dụngchính mà công tắc này mang lại chính là đóng/ ngắt nguồn điện từ xa chocác thiết bị sử dụng điện trong hệ thống, góp phần giúp các thiết bị điệntrong hệ thống vận hành ổn định.

Hình 7: Nút nhấn phi 22

Cấu tạo

Cấu tạo của nút nhấn gồm: hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểmthường hở (NO) – thường đóng (NC) và vỏ bảo vệ.

Đối với nút nhấn nhả: Các tiếp điểm sẽ chuyển trạng thái khi có lực tácđộng vào nút ấn Ngược lại, tiếp điểm sẽ trở lại trạng thái ban đầu khikhông còn lực tác động vào nút ấn.

Đối với nút nhấn giữ: Các tiếp điểm sẽ chuyển trạng thái khi có lực tácđộng vào nút nhấn Khi không còn lực tác động vào nút ấn, trạng thái tiếpđiểm vẫn duy trì, tác động lực vào nút nhấn thêm một lần nữa để tiếpđiểm trở lại trạng thái ban đầu.

Nguyên lý hoạt động

Nút nhấn có ba phần: Bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và cácrãnh Bộ truyền động sẽ đi qua toàn bộ công tắc và vào một xy lanh mỏngphía dưới Bên trong là một tiếp điểm đô žng và lò xo Khi nhấn nút, nóchạm vào các tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm Trongmột số trường hợp, người dùng cần giữ nút hoặc nhấn liên tục để thiết bịhoạt đô žng Với các nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi ngườidùng nhấn nút lần nữa.

5 Công tắc 2 vị trí Khái niệm:

Công tắc xoay 2 vị trí là một thiết bị điện được ứng dụng nhiều trongcác hệ thống mạch điện công nghiệp trong những khu vực nhà xưởng,xưởng sản xuất,… Chúng còn có tên gọi khác là công tắc chuyển mạch 2vị trí Chúng có thể thực hiện được các nhiệm vụ đóng/ ngắt thiết bị điệntừ xa thông qua 2 nấc vị trí khác nhau.

Hình 8: Công tắc chuyển mạch

Cấu tạo

Công tắc xoay thường dùng trong những tủ điện 3 pha để đóng/ ngắtnguồn điện là chính Do đó để thiết bị có thể hoạt động tốt thì sẽ cónhững phần cấu tạo chính bao gồm:

Các tiếp điểm để công tắc hoạt động: tiếp điểm tĩnh, tiếp điểm động,tiếp điểm phụ để đóng và tiếp điểm dùng để mở.

Hệ thống thanh dẫn để dẫn nguồn điện qua các thanh giúp công tắcxoay vận hành đúng công suất đã được cài đặt sẵn

Nam châm điện: được xem là thiết bị quan trọng không thể thiếu trongcác công tắc xoay Chúng giúp chuyển đổi mạch điện từ 1 chiều thànhxoay chiều nhanh chóng khi có dòng điện đi qua

Cuộn dây dẫn để quá trình xoay đổi chiều diễn ra nhanh chóng, dễdàng hơn

Các lò xo nhả, lò xo tiếp điểm, lò xo giảm chẩn giúp cho khi sử dụngcông tắc vận hành trơn tru hơn

Buồng dập hồ quang để giảm nhiệt cho công tắc xoay trong quá trìnhsử dụng

Nút vặn, vít đầu nối,

Hình 9: Cấu tạo công tắc 2 vị trí

6 Động cơ 775 Khái niệm

Motor 775 là một loại động cơ điện một chiều có chổi than sử dụngnguồn điện 12V-24V Một số loại đặc biệt sử dụng nguồn điện lên đến36V hoặc hơn.

Gọi tên là 775, 550, 390 hay 380 dựa theo chiều dài động cơ.

Motor 775 được trang bị quạt tản nhiệt tích hợp luôn trong thân độngcơ.

Hình 10 :Động cơ 775

Nguyên lý hoạt động

Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châmvĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối vớinguồn điện một chiều, một phần quan trọng khác của động cơ điện 1chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trongkhi chuyển động quay của rotor là liên tục Thông thường bộ phận nàygồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.

Hình 11: Nguyên lý hoạt động của động cơ 775

Cấu tạo:

Hình 12: Cấu tạo Động cơ 755

7 Đèn (24V) Khái niệm:

Đèn báo được hiểu là đèn chỉ thị được sử dụng rất rộng rãi trong cáclĩnh vực như trong các loại tàu thuỷ, máy móc thiết bị sản xuất, trong cáctủ điện điều khiển, tủ điện phân phối Đèn báo tuy có giá thành không caonhưng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp vì đènbáo giúp người sử dụng biết được trạng thái nguồn điện đang bật hay tắt,đèn báo trên thiết bị có vai trò thể hiện tình trạng hoạt động của thiết bịhay một hệ thống có bình thường hay đang bị lỗi.

Hình 13: Đèn 24V

Chức năng:

Là một thiết bị có chức năng thông báo cho người lao động biết đượcsự cố hoặc những tín hiệu cần thông báo trong quá trình hoạt động củacác dây chuyền sản xuất, hệ thống tự động hóa xảy ra vấn đề bất thường.Khi đó, đèn báo sẽ sáng và nháy cùng với tiếng chuông báo động, ngườilao động sẽ biết và tìm cách khắc phục, lường trước được vụ việc.

Ngoài ra, còn báo pha điện, báo tín hiệu ON, OFF của nguồn thiết bị(trạng thái hoạt động của thiết bị màu xanh chạy, màu đỏ dừng ).

8 Relay (24V)Khái niệm:

Khái niệm: Relay trung gian hay còn gọi là rơ le trung gian, là mộtthiết bị điện tử có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển và khuếchđại chúng với kích thước nhỏ Trong sơ đồ điện, relay được lắp ở vị trítrung gian Cụ thể hơn, relay nằm giữa thiết bị điều khiển công suất nhỏvà thiết bị điều khiển công suất lớn.

Cấu tạo:

Relay được cấu tạo bởi cuộn hút và mạch tiếp điểm Trong đó, cuộnhút hay còn gọi là nam châm điện gồm có lõi thép động, lõi thép tĩnh vàcuộn dây Trong đó, cuộn dây được dùng để cuộn cường độ và điện áp.Còn lõi thép sẽ được định vị bằng vít điều chỉnh găng bởi lò xo Mạchtiếp điểm gồm có tiếp điểm thuận và tiếp điểm nghịch Tiếp điểm nghịchcó nhiệm vụ là đóng cắt tín hiệu thiết bị tải với dòng nhỏ được cách ly vớicuộn hút.

Hình 13: relay 24V