Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu giảng dạy mô đun khí nén cơ bản và khí nén nâng cao cho các trường dạy nghề. Tai liệu viết theo ngyên bản của nhà cung cấp Festo didactic, được giảng dạy tại hơn 20 trường nghề và đại học. Giúp cho học viên nắm vững kiển thức cơ bản và nâng cao khi thiết kế lắp đặt các hệ thống khí nén
C-1 Phần C – Bài giải Bài giải 1: Thiết bò cấp phôi C-3 Bài giải 2: Thiết bò phân loại cho chi tiết kim loại dập C-7 Bài giải 3: Thiết bò tách bưu kiện C-11 Bài giải : Thiết bò di chuyển thẳng đứng cho than bánh C-15 Bài giải 5: Thiết bò uốn mép tôn C-19 Bài giải 6: Máy đánh dấu C-23 Bài giải 7: Tách rời chi tiết trục tròn C-31 Bài giải 8: Thiết bò hàn nhựa thành ống C-31 Bài giải 9: Thiết bò đổi hướng chi tiết C-35 Bài giải 10: Thiết bò rung lắc thùng sơn C-39 Bài giải 11: Thiết bò tách rời chi tiết ray C-45 Bài giải 12: Máy hàn chất dẻo C-51 Bài giải 13: Thiết bò phân loại đá mỏ C-57 Bài giải 14: Thiết bò ép rác gia đình C-63 Bài giải 15: Thiết bò kẹp thân máy ảnh C- 77 Bài giải 16: Thiết bò nạp phôi cho máy cắt laser phương án mạch khác B C, D C-75 Bài giải 17: Thiết bò bán tự động cho máy mài phương án mạch khác B C C-87 Bài giải 18: Máy khoan trục phương án mạch khác B C-95 Bài giải 19: Máy khoan với thiết bò nạp phôi tự trọng phương án mạch khác B C-101 Bài giải 20: Bộ đếm khí nén C-109 TP101 • Festo Didactic C-2 TP101 • Festo Didactic C-3 Bài giải Thiết bò cấp phôi 1A 1S 0Z2 0Z1 Mô tả chi tiết xử lý khí có van đóng-mở TP101 • Festo Didactic Hình 1/2a: Sơ đồ mạch C-4 Bài giải Hình 1/2b: Sơ đồ mạch 1A 1S 0Z2 0Z1 Mô tả đơn giản xử lý khí có van đóng-mở Hình 1/3: Biểu đồ bướcdòch chuyển 3=1 1A Mô tả đơn giản đường tín hiệu 1 Biểu đồ bước-dòch chuyển Từ tập trở đi, tất biểu đồ thể trọn vẹn với đường tín hiệu TP101 • Festo Didactic C-5 Bài giải Mô tả lời giải thể liên quan đến sơ đồ mạch biểu đồ bướcdòch chuyển Liên quan đến sơ đồ mạch, phân biệt mô tả chi tiết mô tả đơn giản Bộ xử lý khí có van đóng mở chia khí Phần tử (0Z2) đại diện cho chia khí (8 đầu nối) (xem thiết kế mạch) Phần tử (0Z1) ký hiệu cho xử lý khí có van đóng mở Vò trí ban đầu (đường thẳng đứng biểu đồ chuyển động) Vò trí ban đầu2 xy lanh van xác đònh chắn từ sơ đồ mạch Lò xo bên xy lanh (1A) giữ cần piston vò trí co vào hết Khối lượng khí xy lanh thoát qua van 3/2 (1S) Bước 1-2 Qua vận hành van 3/2 (1S) thông qua nút ấn, khí nén tác động vào khoang bên phía cần piston xy lanh (1A) Cần piston xy lanh ra, đẩy thân van khổi ổ chứa Nếu van (1S) tiếp tục tác động, cần piston giữ vò trí vươn hết Bước 2-3 Sau nhả nút kích hoạt van, khí nén xy lanh xả qua van 3/2 (1S) Lực lò xo hồi đẩy piston trở vò trí ban đầu Thân van cấp từ ổ chứa trọng lực Điều kiện biên Nếu nút ấn (1S) ấn nhanh, cần piston (1A) phần hành trình trở Vò trí ban đầu Phần tử giữ trạng thái danh nghóa yêu cầu cho khởi động hoạt động, Ví dụ: van đóng mở (0Z1) mở hệ thống cấp áp suất Nếu nút khởi động (1S.) ấn, cần piston xy lanh (1A) TP101 • Festo Didactic Mô tả lời giải C-6 Bài giải Hình 1/4: Thiết kế mạch 1A 1S 0Z2 0Z1 Danh sách phần tử Phần tử Mô tả 0Z1 Bộ xử lý khí có van đóng mở 0Z2 Bộ chia khí 1A Xy lanh tác dụng đơn 1S Van 3/2 với nút ấn, thường đóng Ngoại trừ phần tử nói trên, anh cần có nhôm rãnh Festo Didactic, lắp ráp hệ thống nguồn khí nén Tiếp theo Tắt nguồn khí nén có nghóa tắt van đóng mở 3/2 (0Z1) Trao đổi đầu nối van nút ấn 3/2 (1S) Kiểm tra lại vận hành hệ thống điều khiển sau mở khí nén TP101 • Festo Didactic C-7 Bài giải Thiết bò phân loại chi tiết kim loại dập 1A 1Z2 1A 1Z2 1V 1V 1Z1 1Z1 1S 1S 0Z2 0Z1 a) Mô tả đơn giản xử lý khí có van đóng-mở TP101 • Festo Didactic b) Mô tả xử lý khí với van đóng mở chia khí Hình 2/2: Sơ đồ mạch C-8 Bài giải Hình 2/3: Biểu đồ bướcdòch chuyển 3=1 1A t = 0,4s Mô tả đơn giản đường tín hiệu Mô tả lời giải Trong sơ đồ mạch, phân biệt khác mô tả đơn giản xử lý khí với van đóng-mở kiểu xử lý khí với van đóng mở chia khí, (xem sơ đồ mạch tập 1) Sơ đồ mạch tập đến 20 thể phần tử Vò trí ban đầu Trong vò trí ban đầu, cần piston vò trí co vào hết Khối lượng khí xy lanh xả qua van nút ấn van 3/2 (1S) Bước 1-2 Bằng tác động van 3/2 (1S), khoang xy lanh (1A) bên phía có cần piston cấp áp suất qua van tiết lưu chiều (1V) Xy lanh tác dụng đơn tiến đến vò trí vươn hết Thời gian cho chuyển động tiến đặt van tiết lưu chiều (đồng hồ bấm giây) Hiệu chỉnh điều khiển lưu lượng đảm bảo đai ốc khoá Áp kế (1Z1) thò áp suất hoạt động thời gian chuyển động xy lanh đến điểm dừng vò trí hết Mặt khác, đồng hồ (1Z2) áp suất xây dựng nên Hơn nữa, sau hoàn thành chuyển động ra, áp suất tiếp tục tăng lên tới đạt áp suất làm việc Nếu nút ấn van (1S) tiếp tục tác động, xy lanh dừng vò trí vươn hết Bước 2-3 Sau nhả van tác động (1S), khí nén xy lanh thoát qua van tiết lưu chiều (1V) van 3/2 (1S) Xy lanh trở vò trí co vào hết TP101 • Festo Didactic C-9 Bài giải Điều kiện biên Nếu nút ấn (1S) van 3/2 (1S) ấn nhanh, cần piston (1A) phần hành trình trở 1A 1Z2 1V 1Z1 1S 0Z2 0Z1 TP101 • Festo Didactic Hình 2/4: Thiết kế mạch C-10 Bài giải Danh sách phần tử Tiếp theo Phần tử Mô tả 0Z1 Bộ xử lý khí có van đóng mở 0Z2 Bộ chia khí 1A Xy lanh tác dụng đơn 1S Van 3/2 với nút ấn, thường đóng 1V Van tiết lưu chiều 1Z1 Áp kế 1Z2 Áp kế Đổi chiều đầu nối van tiết lưu chiều (1V) Quan sát hoạt động thay đổi hệ thống điều khiển Với xy lanh tác dụng đơn, khác biệt điều khiển dòng khí cấp (hành trình ra) điều khiển khí xả (hành trình trở về) Bài tập cho ví dụ tác động xy lanh tác dụng đơn với điều khiển khí cấp khí xả TP101 • Festo Didactic C-100 Bài giải 18 Hình 18/5: Mạch tương đương B Thiết kế maïch 1S1 1S2 1A 1V6 1V7 1V5 1S4 4 1V4 1Z2 1V3 1Z3 P1 P2 P3 P4 A2 A1 A4 A3 1Z1 1V2 Y Y P Z L P Z L X1 X3 X2 X4 1V1 12 1S3 2 1S1 3 1S2 TP101 • Festo Didactic C-101 Bài giải 20 Máy khoan với thiết bò nạp phôi tự trọng 2V2 0Z3 1V1 1S2 1V2 1S3 1V3 1V4 1A 1S1 P1 P2 3S1 2S1 1Z1 2V1 2S2 2V4 2A 2V3 0V2 2S1 0V1 2S2 1S1 3V1 3V2 3A 3S1 Hình 19/3: Sơ đồ mạch TP101 • Festo Didactic C-102 Bài giải 20 Ghi chữ với chia theo nhóm 1A+ 2A+ 2A– 1A– 3A+ 3A– Có thể nhìn thấy từ ghi chữ trình tự đặt trước chuyển động yêu cầu chia thành hai nhóm Để thiết lập hai đường dẫn khí, cần van đảo chiều Tuy nhiên, mạch không thực Để đạt độ tin cậy mức độ cao hơn, điều cần thiết phải phải mang phần tử từ thiết bò cho trình độ thứ khác sang để sử dụng phải sử dụng phần tử thiết bò cho trình độ nâng cao (TP102) Hãy xem ghi lời giải tương đương B Hình 19/4: Biểu đồ bướcdòch chuyển 1S1 7=1 1A 1S1 2V1 p 2A 2S2 2S1 0V1 t 3A 3S1 TP101 • Festo Didactic C-103 Bài giải 20 Vò trí ban đầu Ở vò trí ban đầu, tất xy lanh giữ trạng thái co vào hết Xy lanh kẹp (1A) tác động Van cần đẩy lăn (1S1) Van cần đẩy lăn (2S1) bò đè xuống xy lanh nạp (2A) Đường P1 xả khí Đường P2 cấp khí van đảo chiều (0V2) giữ vò trí chuyển mạch Bước 1-2 Bằng tác động lên van nút ấn khở động (1S2) làm phần tử điều khiển cuối (1V3) đảo chiều Xy lanh kẹp (1A) với tiết lưu khí xả (1V4), đẩy phôi khỏi ổ cấp phôi vào phía trục máy khoan giữ vò trí kẹp đối diện với cữ chặn Áp suất tiếp tục tăng xy lanh kẹp (1A) Khi áp suất p = bar (= 400 kPa) đạt xy lanh, Van rơle áp suất (2V1) chuyển đổi Bước 2-3 Với chuyển mạch qua Van rơle áp suất (2V1), cấp khí tư đường P2, van điều khiển cuối (2V3) đảo chiều chống lại lò xo hồi Xy lanh nạp (2A) tiến với điều khiển lưu lượng (2V4) Van cần đẩy lăn (2S2) tác động vò trí vươn hết Bước 3-4 Ngay vò trí vươn hết đạt được, xy lanh phôi (2A) trở lại vò trí khởi động ban đàu Hành trình trở bắt đầu tác động lên Van cần đẩy lăn (2S2), làm van đảo chiều (0V2) bò đảo chiều Đường P1 cấp khí Đường P2 xả khí phần tử điều khiển cuối (2V3) trở độc lạp Xy lanh nạp (2A) tác động lên Van cần đẩy lăn (2S1) vò trí co vào hết Bước 4-5 Khi Van cần đẩy lăn (2S1) chuyển đổi hoàn toàn, van điều khiển cuối (1V3) đảo chiều, đường P1 xả khí Xy lanh kẹp (1A) trở không bò điều khiển lưu lượng Ở vò trí co vào hết, cam di động xy lanh đè lên cần đẩy Van cần đẩy lăn (1S1) TP101 • Festo Didactic Mô tả lời giải C-104 Bài giải 20 Bước 5-6 Phần tử điều khiển cuối (3V1) đảo chiều tác động Van cần đẩy lăn (1S1) Xy lanh đẩy (3A) đẩy chi tiết phôi hoàn thiện khỏi máy.ỷTong thời gian, khoang tích khí Van rơle thời gian (0V1) nạp khí qua tiết lưu Van rơle thời gian (0V1) tác động áp suất điều khiển p = bar (= 300 kPa) Bước 6-7 Khi Van rơle thời gian (0V1) chuyển mạch xong Xy lanh đẩy (3A) trpr nhanh Chuyển động nhanh thực sử dụng Van xả nhanh (3V2) Ở vò trí co vào hết, xy lanh đẩy (3A) tác động lên Van cần đẩy lăn (3S1) Khi Van 5/2 với công tắc xoay chọn (1S3) chuyển đổi, bắt đầu chu trình Chu kỳ liên tục / chu kỳ đơn Khi van có công tắc xoay chọn (1S3) vò trí chỉ, tín hiệu khởi động bắt đầu nút ấn (1S2) khởi động chu kỳ đơn Chu kỳ liên tục bắt đầu đảo chiều Van 5/2 với công tắc xoay chọn (1S3) Nếu van khoá đặt lại, điều khiển Vò trí ban đầu kết thúc chu kỳ TP101 • Festo Didactic TP101 • Festo Didactic 1S2 1V2 1S3 51 51 1V1 1V3 1V4 1A P1 P2 1S1 3S1 0Z3 2S1 2V1 1Z1 12 2S2 2 3 2V2 2V3 2V4 2A 0V2 51 4 51 2S1 12 0V1 2S2 1S1 3V1 51 3 3V2 3A 3S1 C-105 Bài giải 20 Hình 19/5: Thiết kế mạch A C-106 Bài giải 20 Danh sách phần tử Tiếp theo Ghi chữ Phần tử Mô tả 0V1 Van rơle thời gian, thường đóng 0V2 Van 5/2 tác động kép 0Z1 Bộ xử lý khí có van đóng mở 0Z2 Bộ chia khí 0Z3 Áp kế 1A Xy lanh tác dụng kép 1S1 Van 3/2 cần lăn, thường đóng 1S2 van 3/2 with push-button, thường đóng 1S3 Van 5/2 với công tắc xoay chọn 1V1 Van song áp 1V2 Van thoi 1V3 Van 5/2 tác động kép 1V4 Van tiết lưu chiều 1Z1 Áp kế 2A Xy lanh tác dụng kép 2S1 Van 3/2 cần lăn, thường đóng 2S2 Van 3/2 cần lăn, thường đóng 2V1 Van áp suất 2V2 Bộ điều chỉnh áp suất có Áp kế 2V3 Van 5/2 tác động đơn 2V4 Van tiết lưu chiều 3A Xy lanh tác động đơn 3S1 Van 3/2 cần lăn, thường đóng 3V1 Van 5/2 tác động kép 3V2 Van xả nhanh Xây dựng mạch tương tự B Những ưu điểm có chia thành ba nhóm chia thành hai nhóm? Với chia thành nhóm mạch tương đương B 1A+ 2A+ 2A– 1A– 3A+ 3A– TP101 • Festo Didactic TP101 • Festo Didactic 0Z3 0S1 1V1 1V2 3 51 0V4 0V3 0S2 2S1 51 2V1 1Z1 12 0V1 3S1 0V5 0V7 51 12 0V2 51 51 4 2V2 2V3 2V4 2 0V6 1S1 51 2S2 0V8 3V1 3V2 C-107 Baøi giải 20 Hình 19/6: Mạch tương đươngï B Thiết kế mạch C-108 Bài giải 20 TP101 • Festo Didactic C-109 Bài giải 20 Bộ đếm khí nén 1A Hình 20/1 Sơ đồ mạch 1S1 2A 1S2 1V1 2S2 2V1 3V5 3V1 3V2 3Z 1S1 0V2 0V1 0S1 TP101 • Festo Didactic 2S1 3V6 3V3 1S2 3V4 2S1 2S2 C-110 Baøi giải 20 Ghi chữ 2A+ 1A+ 2A2 2A+ 1A2A6 9=1 Hình 20/3: Biểu đồ bướcdòch chuyển 0S1 0S1 0S1 0S1 1S2 1A 2A 1S1 2S2 Mô tả lời giải 2S2 2S1 2S1 Khi trình đếm hoàn thành, xy lanh thực chuyển động nó, Van cần đẩy lăn tác động xy lanh Tín hiệu cần tiếp tục cộng (tín hiệu đếm), cho van cần đẩy lăn (1S1) (1S2) Xy lanh (1A) đại diện cho chữ số bên trái (21) hệ nhò phân, chu kỳ đếm (1,2,3,0) đảo ngược phần tử điều khiển cuối (1V)hai lần Van song áp (3V2) cấp tín hiệu cho van điều khiển cuối (1V) tiến Van song áp (3V4) cấp tín hiệu cách chocùng van co vào Xy lanh (2A) đại diện cho chữ số bên phải (20) hệ nhò phân, chu kỳ đếm chuyển mạch cuối (2V) lần Hai van thoi (3V5) (3V6) xử lý tín hiệu cho van điều khiển cuối (2V) Van song áp (3V1) đếm từ đến Van song áp (3V2) đếm từ đến Van song áp (3V3) đếm từ đến Van song áp (3V4) đếm từ đến TP101 • Festo Didactic C-111 Bài giải 20 Hình 20/4: thiết kế mạch 1A 1S1 1V1 2A 1S2 2V1 2S1 2S2 3Z1 3V5 3V1 3V2 1S1 0V2 0V1 0S1 TP101 • Festo Didactic 3V6 3V3 1S2 3V4 2S1 2S2 C-112 Bài giải 20 Danh sách phần tử Tiếp theo Phần tử Mô tả 0S1 Van 3/2 với nút ấn, thường đóng 0V1 Van tiết lưu chiều 0V2 Van 5/2 tác động đơn 0Z1 Bộ xử lý khí có van đóng mở 0Z2 Bộ chia khí 1A Xy lanh tác dụng kép 1S1 Van 3/2 cần lăn, thường đóng 1S2 Van 3/2 cần lăn, thường đóng 1V1 Van 5/2 tác động kép 2A Xy lanh tác dụng kép 2S1 Van 3/2 cần lăn, thường đóng 2S2 Van 3/2 cần lăn, thường đóng 2V1 Van 5/2 tác động kép 3V1 Van song aùp 3V2 Van song aùp 3V3 Van song aùp 3V4 Van song aùp 3V5 Van thoi 3V6 Van thoi Thay xắp xếp tín hiệu vào (0S), (0V1) (0V2) tạo xung với tần số tín hiệu f = 1/3 Hz (Hertz), cộng liên tục Các đặc tính cho tạo xung: - Hệ khí nén tự khoá với "đặc tính ngắt trội" - Van rơle thời gian - Van song áp van thoi Hình 20/5: Xy lanh (2A) thực chuyển động kép cho chu kỳ Trong trường hợp điều khiển tầng, cần phải có van đảo chiều (xem tập 18) TP101 • Festo Didactic C-113 Bài giải 20 Hình 20/5: Tiếp theo lời giải thiết kế mạch TP101 • Festo Didactic C-114 Bài giải 20 TP101 • Festo Didactic