BÀI 2: HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHÂN PHỐI VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH Hệ thống thiết bị phân phối khí nén 1.1 Yêu cầu Hệ thống phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển khơng khí từ máy nén khí đến khâu cuối để sử dụng, ví dụ động khí nén, máy ép dùng khí nén, máy nâng hạ dùng khí nén, dụng cụ cầm tay dùng khí né hệ thống điều khiển khí nén (cơ cấu chấp hành, phần tử điều khiển…) Truyền tải khơng khí nén thực hệ thống ống dẫn khí nén, cần phân biệt mạng đường ống lắp ráp cố định (như nhà máy) mạng đường ống lắp ráp thiết bị, máy(như hình vẽ) Máy nén khí Bình trích chứa Bình trích chứa trung gian Bình ngưng tụ nước Van xả nước Thiết bị lọc Bình chứa cho thiết bị, máy móc Độ nghiêng đường ống 1%- 2% Hình 3.1: Hệ thống phân phối khí nén u cầu hệ thống thiết bị phân phối khí nén đảm bảo cho áp suất p, lưu lượng Q chất lượng khí nén cho nơi tiêu thụ, cụ thể thiết bị, máy mác Ngoài tiêu chuẩn chọn hợp lý máy nén khí, tiêu chuẩn chọn thơng số hệ thống ống dẫn (ví dụ: đường kính ống dẫn, vật liệu ống dẫn), cách lắp đặ hệ thống ống dẫn, bảo hành hệ thống thiết bị phân phối khí nén đống vai trị quan trọng phương diện kinh tế yêu cầu kỹ thuật cho hệ thống điều khiển khí nén Yêu cầu tổn thất áp suất hệ thống thiết bị phân phối khí nén (từ bình trích chứa nơi tiêu thụ, cụ thể thiết bị máy móc) khơng vượt qua 1.0bar cụ thể sau: - Tổn thất áp suất ống dẫn 0.1bar - Tổn thất áp suất ống nối 0.1bar - Tổn thất áp suất thiết bị xử lý, bình ngưng tụ 0.2bar - tổn thất áp suất thiết bị lọc tinh 0.6bar 1.2 Bình trích chứa khí nén Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến, trích chứa ngưng tụ, tách nước Kích thước bình chứa phụ thuộc vào cơng suất tiêu thụ máy nén khí cơng suất tiêu thụ thiết bị máy móc sử dụng, ngồi cịn phụ thuộc vào phương pháp sử dụng khí nén: ví dụ sử dụng liên tục hay gián đoạn Bình trích chứa khí nén nên lắp ráp khơng gian thoáng để thực nhiệm vụ ngưng tụ tách nước khí nén a b c Hình 3.2: Các loại bình trích chứa khí nén a Loại bình trích chứa thẳng đứng b Loại bình trích chứa nằm ngang c Loại bình trích chứa nhỏ gắn trực tiếp vào ống dẫn khí 1.2 Mạng đường ống dẫn khí nén Mạng đường ống dẫn khí nén phân chia làm loại: + Mạng đường ống lắp ráp cố định(trong nhà máy, xí nghiệp) + mạng đường ống lắp ráp di động(ví dụ đường ống dây chuyền máy móc thiết bị) a) Mạng đường ống lắp cố định Thông số cho mạng đường ống lắp ráp cố định ngồi lưu lượng khí nén cịn có vận tốc dịng chảy, tổn thất áp suất đường ống dẫn khí, áp suất yêu cầu, chiều dài ống dẫn phụ tùng nối ống - Lưu lượng: phụ thuộc vào vận tơc dịng chảy Vận tốc dịng chảy lớn, tổn thất áp suất ống dẫn lớn - Vận tốc dòng chảy: chọn khoảng từ 6m/s đến 10m/s vận tốc dòng chảy qua phụ tùng nối ống tăng lên hay vận tốc dòng chảy tăng lên thời dây chuyền, máy móc vận hành - Tổn thất áp suất: đường ống dẫn 0.1bar Tuy nhiên thực tế sai số cho phép tính đến 5% áp suất u cầu Nếu ống dẫn có lắp thêm phụ tùng ống nối, van tổn thất áp suất hệ thống ống dẫn tăng lên Khi lắp ráp hệ thống ống dẫn khí nén thường nghiêng góc từ 1% - 2% so với mặt phẳng nằn ngang (hình 3.1) Vị trí thấp hệ thống ống dẫn so với mặt phẳng nằm ngang, lắp ráp bình ngưng tụ nước, để nước ống chứa đụng b) Mạng đường ống lắp ráp di động: Mạng đường ống lắp ráp di động đa dạng mạng đường ống lắp ráp cố định Ngoài đường ống kim loại có thành ống mỏng ống dẫn đồng, người ta sử dụng thêm loại ống dẫn nhựa, vật liệu tổng hợp, đường ống dẫn cao su Đường kính ống dẫn lựa chọn phải tương ứng với đường kính mối nối phần tử điều khiển Ngồi mối lắp ghép ren, mạng đường ống di động sử dụng mối nối cắm với đầu kẹp Tùy theo áp suất khí nén cho loại máy mà chọn loại ống dẫn có nhứng tiêu chuẩn khác * Hệ thống đường ống dẫn khí số nhà máy Cơ cấu chấp hành 2.1 Khái niệm Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi lượng khí nén thành lượng học Cơ cấu chấp hành thực chuyển động thẳng (xylanh) chuyển động quay (động khí nén) 2.2 Xy lanh 2.2.1 Xy lanh tác động đơn ( xylanh tác động môt chiều) a) Khái niệm Hình 3.2: xy lanh tác động chiều Xy lanh tác động chiều xy lanh mà áp lực tác động vào xylanh phía, phía ngược lại lực lò xo tác động hay ngoại lực tác độn b) Ký hiệu Hình 3.4: Ký hiệu xy lanh tác động chiều Chiều tác động ngược lại ngoại lực Chiều tác động ngược lại lực lò xo 2.2.2 Xy lanh tác động chiều (xy lanh tác động kép) a) Nguyên lý làm việc Nguyên tắc hoạt động xylanh tác động kép áp suất khí nén dẫn vào phía xylanh b) Ký hiệu - Xylanh tác động chiều khơng có giảm chấn Hình 3.5: Xylanh tác động chiều khơng có giảm chấn - Xylanh tác động chiều có giảm chấn: Nhiệm vụ cấu giảm chấn ngăn chặn va đập pittong vào thành xylanh vị trí cuối hành trình Người ta dùng van tiết lưu chiều để thực giảm chấn Hình 3.6: Xylanh tác động chiều có giảm chấn điều chỉnh Xylanh tác động chiều có giảm chấn khơng điều chỉnh 2.3 Động khí nén 2.3.1 Khái niệm chung Động khí nén cấu chấp hành, có nhiệm vụ biến đổi lượng năng, động khí nén thành lượng học- chuyển động quay Động khí nén có ưu điểm: - Điều chỉnh đơn giản mơmen quay số vịng quay - Đạt số vịng quay cao điều chỉnh vơ cấp - Khơng xảy hư hỏng, có tải trọng q tải - Giá thành bảo dưỡng thấp Tuy nhiên, động khí nén có nhược điểm: - Giá thành cao (khoảng 10 lần so với động điện) - Số vòng quay phụ thuộc vào tải trọng - Xảy tiếng ồn lớn xả khí Hình 3.7: Ký hiệu động khí nén Động quay chiều Động quay hai chiều 2.3.2 Động bánh Động bánh chia làm loại: Động bánh thẳng, động bánh nghiêng, động bánh chữ V Động bánh thường có cơng suất đến 59KW với áp duất làm việc 6bar mô men quay đạt đến 540Nm - Động bánh thẳng: Mômen quay tạo áp suất khí nén lên mặt bên Ống thải khí thiết kế dài có nhiệm vụ giảm tiếng ồn - Động bánh nghiêng: nguyên lý hoạt động bánh thẳng, điểm ý ổ lăn phải chọn để khử lực hướng trục lực dọc trục - Động bánh chữ V: có ưu điểm giảm tiêng ồn Hình 3.7: Động bánh ký hiệu Động bánh thẳng Động bánh nghiêng Động bánh nghiêng 2.3.3 Động trục vít Hai trục quay động trục vít có bánh ăn khớp với nhau, số trục lồi số trục vít lõm từ 1-2 Để trục vít quay ăn khớp với hai trục phải quay đồng Hình 3.8: Động trục vít 2.3.4 Động cánh gạt Nguyên lý hoạt động động cánh gạt: Khí nén dẫn vào cửa 1, qua rãnh vào lỗ dẫn khí nén Dưới tác dụng cánh gạt, rô to quay khí nén thải cửa Hình 3.9: Động cánh gạt 2.3.5 Động Tuốcbin Nguyên lý hoạt động động tuốcbin biến đổi động dịng khí nén qua vịi phun thành Vì số vịng động đạt cao (10.000 vòng/ phút) Động tuốc bin phân chia theo hướng dịng khí nén vào tuốc bin thành loại: dọc trục, hướng trục, Hình 3.10: Động tuốc bin ... chấp hành 2. 1 Khái niệm Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi lượng khí nén thành lượng học Cơ cấu chấp hành thực chuyển động thẳng (xylanh) chuyển động quay (động khí nén) 2. 2 Xy lanh 2. 2.1 Xy... xy lanh tác động chiều Chiều tác động ngược lại ngoại lực Chiều tác động ngược lại lực lò xo 2. 2 .2 Xy lanh tác động chiều (xy lanh tác động kép) a) Nguyên lý làm việc Nguyên tắc hoạt động xylanh... nghiêng 2. 3.3 Động trục vít Hai trục quay động trục vít có bánh ăn khớp với nhau, số trục lồi số trục vít lõm từ 1 -2 Để trục vít quay ăn khớp với hai trục phải quay đồng Hình 3.8: Động trục vít 2. 3.4