Giáo án số: . Thời gian thực hiện: ……… Lớp:……… Số giờ đã giảng: …………………………… Thực hiện ngày: … tháng … năm ………. Tên bài: TỔNG QUAN VỀ KHÍNÉN Mục đích: - Lịch sữ phát triển về khínén - Đặc trưng của khínén & khả năng ứng dụng của khínén - Một số ưu nhược điểm của hệ thống bằng khínén - Đơn vị đo lường của hệ thống khínén Yêu cầu: - Biết được các hãng sản xuất và ứng dụng về khínén - Ưu nhược điểm của hệ thống bằng khínén - Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển I. ỔN ĐịNH LỚP: Thời gian ………… Số học vắng:…………………. Tên học sinh vắng: . . ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… II. KIỂM TRA BÀI CŨ: Thời gian ………… Câu hỏi kiểm tra: . . . Dự kiến học sinh kiểm tra: . Tên ……………… ………………… ………………. …………… Điểm ……………… ………………… ………………. …………… III. GIẢNG BÀI MỚI: Thời gian ………… Đồ dùng và phương tiện dạy học: - Bảng, giáo trình về khí nén, một số thiết bị khínén của 1 số hãng đang có mặt trên thị trường. - Máy chiếu, máy vi tính, màn chiếu (nếu có),máy tính (nếu có). Nội dung, phương pháp: TT Nội dung giảng dạy Phương pháp giảng dạy Thời gian 1 2 3 4 I. Lịch Sử Phát Triển: - Cách đây hơn 2000 năm (bơm, súng phun lửa) nhưng khoa học kĩ thuật còn kém nên không phát triển. - Đến thế kỉ 17,Otto Von Guerke (Đức; chế tạo), Blaise Pascal (Pháp; toán học và triết học), Denis Papin (Pháp; vật lí) xây dựng nênnền tảng cơ bản ứng dụng khí nén. - Đến thế kỷ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khínén lần lượt được phát minh.[phanh khínén (1880), búa tán đinh bằng khínén (1861),…] - Sự phát triển mạnh mẽ của điện làm vai trò sử dụng năng lương bằng khínén bị giảm. Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng khí đóng vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực năng lượng điện nguy hiểm(dụng cụ dập, tán đinh và gá kẹp chi tiết) - Ứng dụng rộng trong công nghiệp:Xi mạ, sơn, khai thác dầu khí … _Nguyên lí hoat động: Không khí nén bô lọc + bộ bảo dưỡng sấy khô bình chứa sử dụng - Một số hãng cung cấp thiết bị khínén hiện nay: Festo(Đức), Herion (), Drumag Nói,ghi bảng,ví dụ về các ứng dụng của khí nén: Hãng công nghệ GIMM của Mỹ vừa ra mắt phiên bản chạy bằng khínén của mẫu Porsche Boxster, với tên gọi MIIN-AER Boxster, tại Hội chợ các phương tiện giao thông thay thế (AltCar) diễn ra ở California, Mỹ.Đây là sản phẩm được phát triển dựa trên mẫu Boxter 1999, sử dụng động cơ thế hệ mới chạy bằng khí nén, ứng dụng công nghệ tái tạo năng lượng, không có pít-tông và không khí thải. Các bình khínén được đặt ở cả trước và sau xe.Theo GIMM, chiếc xe này có tốc độ cực đại 105 km/h, có thể chạy quãng đường gần 80km với một bình đầy khí nén. Mất khoảng 10 phút để nénkhí bằng máy nén áp suất 4.500psi.GIMM hiện vẫn còn giữ bí mật thiết kế động cơ, nhưng có kế hoạch sẽ ký hợp đồng nhượng quyền ứng dụng công nghệ này vào đầu năm tới. Hiện tại công ty đang chủ động tìm kiếm đối tác và các nhà đầu tư tại Mỹ cũng như nước ngoài để tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ. Hệ thống phanh trên xe tải và xe buýt: - Máy nénkhí (air compressor): nén và bơm khí tới các bình chứa để sẵn sàng sử dụng. - Van điều áp của máy nénkhí (air compressor governor): điều khiển thời điểm bơm khí của máy nén vào (), Bosh (), V.V… II. Đặc Trưng Và Khả Năng Cơ Bản Của Hệ Thống Khí Nén: - Về số lượng: vô số; điều chỉnh: vô cấp; cháy nổ: an toàn; quá tải: không gây ra quá tải; vận chuyện(truyền tải): trong đường ống; tốc độ cao Lưu ý: khí thoát ra ngoài gây ồn có thể khắc phục bằng bộ giảm chấn - Khả năng ứng dụng: trong lĩnh vực điều khiển (ở nơi nguy hiểm dễ cháy nổ: thiết bị phun sơn, các đồ gá kẹp chi tiết nhực dẻo, nơi mà điều kiện môi trường cần phải tốt: điện tử, linh kiện điện tử), hệ thống truyền động: truyền động quay(dụng cu vặn vít, máy khoan 3.5kw, máy mài 2.5kw, hay các máy có số vòng quay cao 100.000 vòng/phút) sử dụng động cơ bằng khínén là phù hợp; truyền động thẳng: thiết bị gá kẹp,gia công gỗ, làm lạnh, đóng gói, và phanh hãm ô tô; trong các hệ thống đo và kiểm tra: thiết bị đo và kiểm tra chất lương sản phẩm. các bình chứa để đảm bảo thể tích khí đủ tiêu chuẩn. - Các bình chứa (air reservoir tanks): chứa khínén cho toàn hệ thống. - Các van xả hơi nước (drain valves): nằm phía dưới thân các bình chứa, dùng để xả hơi nước lẫn trong khí nén. - Tổng van phanh (foot valve): khi nhận tác động từ chân phanh sẽ điều khiển nhả khínén từ các bình chứa. - Bầu phanh (brake chambers): thường là một bình hình trụ có nhiệm vụ tạo lực đẩy lên đòn điều chỉnh khe hở má phanh thông qua một cần đẩy để quay cơ cấu cam phanh xe. - Cần đẩy (push rod): một thanh nối bằng thép hoạt động tương tự như một pit-tông nối giữa bầu phanh với đòn điều chỉnh khe hở má phanh. - Đòn điều chỉnh khe hở má phanh (slack adjusters): một tay đòn nối cần đẩy với cơ cấu cam kiểu chữ S để điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và tang phanh. - Cam kiểu chữ S (brake s-cam): cơ cấu cam kiểu chữ S ép các guốc phanh vào sát tang phanh để phanh xe. - Guốc phanh (brake shoes): các kim loại được phủ một lớp vỏ đặc biệt nhằm tạo ra ma sát với tang phanh. - Lò xo hồi vị (return spring): một lò xo cứng được nối với các guốc phanh ở mõi bánh xe nhằm giữ các guốc ở vị trí không phanh khi không bị ép bởi cơ cấu cam. III. Ưu Nhược Điểm Của Hệ Thống Khí Nén: - Ưu: Thành lập trạm bơm trích chứa khínén (khả năng chịu nén đàn hồi nên chứ khínén thuận lợi). Khả năng truyền tải xa (độ nhớt động lực nhỏ & tổn thất áp suất ít) Đường dẫn khínén ra (thải ra) không cân thiết (ra ngoài không khí) Chi phí lắp đặt thấp (các xí nghiệp đã có hệ thống dẫn khí đã có sẵn). Hệ thống phòng ngừa áp suất giới hạn được đảm bảo - Nhược: Lực truyền tải trọng thấp Vì khả năng đàn hồi lớn nên không thể thực hiện chuyển động thẳng đều hoặc quay đều. Hệ thống hiện nay kết hợp giữa cơ điện khínénnên khó xác định ưu nhược của từng hệ thống. Tuy nhiên có thể so sánh một số khía cạnh, đặc tính của truyền động bằng khínén đối với truyền động bằng cơ, bằng điện. IV. Đơn Vị Đo Trong Hệ Thống Điêu Khiển: Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lường SI là Pascal (Pa) Trong thực tế người ta dùng đơn vị bội số của Pascal là Megapascal (MPa) Ngoài ra người ta còn dùng đơn vị là bar Ghi bảng : - Đặc trưng và một lưu ý - Ghi bảng và nói 1 ví dụ: Đối với phanh khí nén, điều tài tình nhất là nếu toàn bộ khí bị rò rỉ hết ra ngoài thì cơ cấu phanh dừng sẽ được kích hoạt tự động và hãm cả đoàn tàu lại. Trong khi đó, nếu phanh thuỷ lực bị rò rỉ hết dầu phanh thì sẽ thực sự là một thảm họa. Tàu hỏa, xe buýt và các xe đầu kéo đều lựa chọn phanh khínén mà không sử dụng phanh thuỷ lực bởi vì dầu phanh có thể bị chảy hết khỏi hệ thống nếu có rò rỉ, còn khínén thì không bị như vậy! Mặt khác, các phương tiện nêu trên thuộc nhóm vận tải hạng nặng (cả người và hàng hóa) nên yêu cầu về độ an toàn là tối quan trọng. Một đoàn tàu cao tốc sử dụng phanh thủy lực sẽ trở thành một đoàn tàu tử thần lao đi với tốc độ của một viên đạn nếu chẳng may dầu phanh bị rò rỉ.Trước khi phanh khínén ra đời, các đoàn tàu hỏa sử dụng một hệ thống phanh thô sơ cần có người điều khiển ở mỗi toa (người gác phanh) để kéo phanh tay khi có hiệu lệnh của lái tàu. Kiểu phanh thủ công thiểu hiệu quả này sau đó bị thay thế bằng hệ thống phanh khínén trực tiếp, tức là sử dụng một máy nén cung cấp khínén thông qua một ống dẫn vào bình chứa khí của mỗi toa. Khi lái tàu nhấn phanh, các đường ống được điền đầy khínén để ép cứng các má phanh. Nói và ghi bảng 1 số thông số về đơn vi chuyển đổi: 1 Pascal (Pa) = 1 N/m 2 1 Pa = 1 kg m/s 2 /m 2 = 1 kg/ms 2 1 MPa = 1.000.000 Pa Trong thực tế người ta coi 1 bar = 1 kp/cm 2 = 1 at Ngoài ra nước Anh, Mỹ còn sử dụng đơn vị đo áp suất là: Pound (0,45336 kg) per square inch (6,4521 cm 2 ) Kí hiệu lbf/ln 2 (psl) Lưu ý thêm 1 số đặc điểm của hệ thống bằng khí nén: Độ an toàn khi quá tải (không có sự cố hay hư hỏng xảy ra khi quá tải, tới hạn) Sự truyền tải năng lương (tổn thất áp suất và giá đầu tư thiết bị tương đối thấp) Tuổi thọ và bảo dưỡng (hoạt động tốt không gây ảnh hưởng với môi trường, tuy nhiên đòi hỏi cao về vấn đề lọc bẩn của áp suất không khí) Khả năng thay thế các phần tử (dễ dàng) Vận tốc truyền động( phần tử trong hệ thống nhỏ, khả năng giản nở của áp suất khí lớn nên truyền động đạt vận tốc cao). Khả năng điều chỉnh lưu lượng dòng và áp suất (đơn giản) 1 bar = 10 5 Pa = 100.000 Pa 1 kp/cm 2 = 0,980665 bar = 0,981 bar 1 bar = 1,01972 kp/cm 2 = 1,02 kp/cm 2 1 bar = 14,5 psl 1 psl = 0,06895 IV. TỔNG KẾT BÀI: Nội dung Phương pháp thực hiện Thời gian -Lịch sữ phát triển -Ưu và nhược điểm -Đơn vị và cách chuyển đổi đơn vị Hỏi một số câu hỏi ôn lại bài tập Cho một số bài toán về chuyển đổi đơn vị V. CÂU HỎI, BÀI TẬP: Nội dung Hình thức thực hiện Thời gian 1.Tìm hiểu về các hãng thiết bị khínén 2.Tập đổi các bài toán chuyển đổi đơn vị 3. Tìm hiểu về bài tiếp theo Các học sinh đi tìm hiểu trong thực tế Cho một số bài toán về chuyển đổi đơn vị Cho các học sinh xem qua các thiết bị khí về các cấu tạo của các van nén của các hãng ban đầu đã chuẩn bị VI. TỰ RÚT KINH NGHIỆM (chuẩn bị, tổ chức, thực hiện) . . . . . . . . . . TRƯỞNG BAN / TRƯỞNG BỘ MÔN Ngày …. tháng…. năm …… Chữ ký giáo viên . Tên bài: TỔNG QUAN VỀ KHÍ NÉN Mục đích: - Lịch sữ phát triển về khí nén - Đặc trưng của khí nén & khả năng ứng dụng của khí nén - Một số ưu nhược điểm. bằng khí nén - Đơn vị đo lường của hệ thống khí nén Yêu cầu: - Biết được các hãng sản xuất và ứng dụng về khí nén - Ưu nhược điểm của hệ thống bằng khí nén