BTL Hệ thống tự động thủy khí xy lanh máy uốn tôn thủy lực trường ĐHCN HN Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình của hệ thống? Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, và thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? Thiết kế mạch điện điều khiển để có thể vận hành cửa với 3 nút đóng, mở, dừng (sử dụng mạch rơ le giữ trạng thái)
(BM01) PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung 1.Tên lớp: Khóa 2.Tên nhóm: Nhóm 18 Họ tên thành viên II Nội dung học tập Tên chủ đề : Máy uốn tôn thuỷ lực dài m lắp ráp với xy lanh liên kết dấm máy ép hình Hai xy lanh phải thực hành trình làm việc tốc độ Áp suất làm việc phải hiệu chỉnh thích hợp với vật liệu chi tiết phôi Tải trọng tĩnh cực đại tác dụng lên pittong 2000 kg , vận tốc chuyển động ổn định pittong 0.05 m/s , thời gian tăng tốc từ tới 0.05m/s (s) ; thời gian giảm tốc cuối hành trình thời gian tăng tốc; thời gian pittong thực hành trình 5s; áp suất chất lỏng làm việc p=60at Máy ép phải có khả vận hành chế độ bước (INCHING) Máy ép phải đến trạng thái dừng nút ấn dừng khẩn cấp (EMERGENCY STOP) nhấn Hoạt động sinh viên - Nội dung 1: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống? - Nội dung 2: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? - Nội dung 3: Thiết kế mạch điện điều khiển để vận hành cửa với nút đóng, mở, dừng nút dừng khẩn (sử dụng mạch rơ le giữ trạng thái) Sản phẩm nghiên cứu : Bài thu hoạch chương trình mơ Fluid Sim III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án theo thời gian quy định (từ ngày 25/04/2020 đến ngày 05/05/2020) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao trước giảng viên sinh viên khác IV Học liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án Tài liệu học tập: Bài giảng hệ thống tự động thủy khí, tài liệu Fluid Sim Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA/TRUNG TÂM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC CHƯƠNG thống Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ 1.Biểu đồ trạng thái Lưu đồ tiến trình hệ thống *Chú thích : -Cảm biến A0, A1, B0, B1 - pittong 1,2 : A+,B+ - pittong 1,2 vào : A-,B- Nút S1 : nút bắt đầu cho trình đẩy pittong - Nút S2 : nút bắt đầu cho trình đẩy pittong vào CHƯƠNG Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề 2.1 Các thành phần thủy lực - Xylanh tải trọng - Van Servo - Ác quy thủy lực - Đồng hồ đo áp suất - Van tràn - Bơm dầu ( Bơm bánh răng) - Van cản - Van tiết lưu chiều 2.2 Các kích thước xy lanh lực : a, Do đề tài có xylanh lực nhau, nên ta tính cho xylanh : - Đường kính xy lanh - Chiều dài hành trình piston - Đường kính cần piston b, Để xác định kích thước xy lanh lực trước tiên phải xác định tải trọng cực đại tác dụng lên piston Tài trọng bao gồm tải trọng tĩnh tải trọng động Tài trọng tĩnh dược xác định đề tài tải trọng động xuất pittong tăng tốc hay giảm tốc xác định cơng thức + Trong đó: m : khối lượng vật thể chuyển động tịnh tiến a : gia tốc vật thể trước đạt tốc độ ổn định - Đường kính xylanh lực xác định theo cơng thức + Trong đó: P= : tải trọng tĩnh ; K : hệ số kể tới ảnh hưởng tổn thất p : áp suất chất lỏng làm việc p = 60 at = 607,95 N/ - Tải trọng động : = - Tải trọng tổng cộng : P = = 10000 + 50 = 10050 N Vậy: = = 5,22 cm Lấy đường kính D theo tiêu chuẩn D = 50 mm Xác định lại áp suất chất lỏng làm việc xy lanh thắng tải trọng tác dụng : - Đường kính cần d pittong xác định gần phụ thuộc vào áp suất p theo tỷ số sau: p15at 15 at p 50 at 50at p 80 at - Áp suất chất lỏng làm việc điều kiện toán p = > 50 at Vì ta chọn => Đường kính cần pittong có giá trị d = 0,7.D = 35 mm c, Xác định hành trình pittong: - Đoạn đường pittong chuyển động có gia tốc: - Đoạn đườngpittong chuyển động đều: - Hành trình pittong : c, Xác định lưu lượng xylanh làm việc: - Với xylanh tác động kép : Trong đó: D : đường kính xylanh ( D= 0,5 dm) d : đường kính cần pittong (d= 0,35 dm) L: hành trình xylanh ( L= 12,5 dm) n : số hành trình khép kín xylanh/đơn vị thời gian ( n = 12 hành trình/phút) i: tỷ số nén, I tính : P : áp suất nguồn cấp cho xylanh ( P= 60 bar) d, Tổn thất hệ thống thủy lực • Tổn thất thể tích Tổn thất thể tích dầu thủy lực chạy qua khe hở phân tử hệ thống Áp suất lớn, vận tốc nhỏ độ nhớt nhỏ tổn thất thể tích lớn Tổn thất thể tích đáng kể cấu biến đổi lượng • Tổn thất khí Tổn thất khí ma sát chi tiết có chuyển động tương • Tổn thất áp suất Tổn thất áp suất giảm áp suất lực cản đường chuyển động dâu từ bơm đến cấu chấp hành, phụ thuộc vào yếu tố khác như: + Chiều dài ống dẫn + Độ nhẵn ống dẫn + Tốc độ dòng chảy + Độ lớn tiết diện ống dẫn - Cơng thức tính tổn thất áp suất hệ thống truyền động thủy lực: Trong đó: V : vận tốc trung bình dầu (m/s) g: gia tốc trọng trường ( 10 m/ Ta có phương trình cân tĩnh lực tác dụng lên piston : p1.A1 = p2.A2 + P Trong : p1 p2 : áp suất buồng xylanh P = 10050(N) : Tổng tải trọng A1, A2 diện tích hai phía piston A1= 19,63 cm2 ; A2= 10,01 cm2 p1 = p = 665,732 N/cm2 =6,57 Mpa => p2 = 3,01 (MPa) Phương trình lưu lượng Xét hành trình cơng tác : Q1 = Q1 lưu lượng cần cung cấp hành trình cơng tác Vct : vận tốc chuyển động hành trình cơng tác , (Vct=Vmax = cm /s) Act=A1: diện tích bề mặt làm việc piston ( D = cm ) Q1=vmax.A1=6 (l / ph ) Do hệ thống hoạt động với xylanh => ∑Q1 = Q1 = 12 (l/ph) Xét hành trình lùi : Q1 = 10 Q2 lưu lượng cần cung cấp hành trình Vv : vận tốc chuyển động hành trình , (Vv=Vmax = cm /s) Av=A2: diện tích bề mặt làm việc piston ( D = cm ) Q2=vmax.A2=3 (l / ph ) Do hệ thống hoạt động với xylanh => ∑Q2 = Q2 = (l/ph) Van tiết lưu chiều H = e, Tính chọn thơng số bơm -Lưu lượng bơm Qb=Q1=12 (l/ph) ( bỏ qua tổn thất ) -Áp suất bơm Pb= P0=P1=665,732 N/ -Công suất bơm Nb = Pb*Qb/612=13,05 [ kW ] -Công suất động điện dẫn động bơm : Ta có : Nđc = Nb/(Hb.Hd) Nđc: Cơng suất động điện Hb: hiệu suất bơm , Hb=( 0,6 -> 0,9 ) , chọn Hb=0,87 Hd: hiệu suất truyền động từ động qua bơm , chọn Hd=0.985 => Nđc=15,23(kW) f, Tính tốn ống dẫn : Ta có lưu lượng chảy qua ống Q = π.d’2.v/4 Q: lưu lượng chảy qua ống ( l/ph ) d’ : đường kính ống ( mm ) v : vận tốc chảy qua ống ( m/s ) 11 -Đối với ống nén v= ( 6-7 m/s ) , chọn v= m/s => dn= 2,546 ( mm ) -Đối với ống hút v= ( 0,5-1,5 m/s) , chọn v=1,5 m/s =>dh = 10,19 ( mm ) -Đối với ống xả v = ( 0,5-1,5 m / s ) , chọn v= 1,5 m/s =>dx= 10,19 ( mm ) 12 CHƯƠNG Thiết kế mạch điện điều khiển để vận hành cửa với nút đóng, mở, dừng nút dừng khẩn (sử dụng mạch rơ le giữ trạng thái) 3.1 Giới thiệu phần mềm mô Festo Fluidsim: • Phần mềm mơ thuỷ lực khí nén Festo Fluidsim - - - - - • Fluidsim thường gói phần mềm mà bạn sử dụng để mô , hệ nghiên cứu khí nén thủy lực Cơng cụ sử dụng để xây dựng kiểm tra mạch ảo Tất chức chương trình kết hợp cách độc đáo, dễ dàng sử dụng Phần mềm trình soạn thảo mạch mơ chi tiết tốt, có tính chi tiết tất thành phần Các mặt thuận lợi Fluissim làm cho trở nên hoàn hảo đến việc hướng dẫn tạo học Các công cụ tốt cho việc chuẩn bị phần mềm tự học Tất bạn muốn làm để xác định xây dựng đầu vào chất lỏng dạng hình học trường mơ chất lỏng thúc đẩy chuyển động chất lỏng cách sử dụng phương trình Euler cộng thêm phương trình Navier-Stokes Những phương trình minh họa tính chất vật lý chất lỏng Festo Fluidsim khí nén thủy lực cung cấp số khả liên quan đến kết nối số phần mềm khác thông qua DDE OPD Công cụ chắn chứa mặt cắt, vẽ xi-lanh, van quản lý dòng chảy thiết bị Kéo thả tính hỗ trợ mà cho phép bạn vẽ mạch dễ dàng Tóm lại Festo Fluidsim khí nén thủy lực thường công cụ hiệu mà cho phép bạn mơ khí nén thủy lực Đặc điểm Festo Fluidsim khí nén thủy lực Dưới số tính đáng ý mà bạn gặp sau Festo Fluidsim khí nén thủy lực tải miễn phí 13 - Có thể tạo mơ cho khí nén thủy lực - Tất chức dễ dàng tiếp cận - Một biên tập mạch tương tác bao gồm + Kéo thả the tính hỗ trợ - Có thể sử dụng để tự nghiên cứu hướng dẫn - Cung cấp loạt khả thông tin liên lạc sản phẩm phần mềm khác - Chứa hình mặt cắt vẽ xi lanh, van 3.2 Mô mạch điện hoạt động theo đè tài 14 Nút ON/OFF : nút cấp nguồn hoạt động cho toàn mạch Nút EMERGENCY_STOP : nút dừng khẩn cấp Nút S1 : nút bắt đầu cho trình đẩy pittong Nút S2 : nút bắt đầu cho trình đẩy pittong vào 15 3.3 Sơ đồ pittong hoạt động Khi pittong bắt đầu đẩy 16 Khi pittong bắt đầu vào 17 Biểu đồ trạng thái hệ thống thủy lực hoạt động mô phỏng: 18 3.4 Kết luận - 19 Khi mơ hoạt động có nhiều sai số tính tốn nên có nhiều sai số Do tổn thất tình hoạt động nên trình hoạt động chưa chuẩn theo đề tài ... thước xy lanh lực : a, Do đề tài có xylanh lực nhau, nên ta tính cho xylanh : - Đường kính xy lanh - Chiều dài hành trình piston - Đường kính cần piston b, Để xác định kích thước xy lanh lực trước... Fluidsim khí nén thủy lực thường công cụ hiệu mà cho phép bạn mơ khí nén thủy lực Đặc điểm Festo Fluidsim khí nén thủy lực Dưới số tính đáng ý mà bạn gặp sau Festo Fluidsim khí nén thủy lực tải... pittong vào CHƯƠNG Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề 2.1 Các thành phần thủy lực - Xylanh tải trọng - Van Servo - Ác quy thủy lực - Đồng hồ đo áp suất