Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Lắp đặt và bảo trì khí nén thủy lực nhằm cung cấp cho học sinh, sinh viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về phương pháp và kỹ thuật lắp đặt một số mạch ứng dụng cơ bản điều khiển bằng hệ thống điện khí nén và điều khiển thủy lực.
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIÁO TRÌNH MƠN ĐUN: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: 01 /QĐ-CĐN ngày 04 tháng 01 năm 2016 Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Lắp đặt bảo trì khí nén thủy lực” nhằm cung cấp cho học sinh, sinh viên kiến thức, kỹ phương pháp kỹ thuật lắp đặt số mạch ứng dụng điều khiển hệ thống điện-khí nén điều khiển thủy lực Giáo trình gồm 10 Yêu cầu học sinh sau học xong module học sinh phải, biết sử dụng thiết, lắp đặt thành thạo số mạch ứng dụng hệ thống thủy lực, khí nén Giáo trình tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên chuyên nghành Cơ điện tử, điện công nghiệp, điện tử cơng nghiệp Trong q trình biên soạn chắn chúng tơi có nhiều thiếu sót, mong q độc giả góp ý để chúng tơi hồn thiện tốt cho lần chỉnh sữa sau Mọi góp ý xin gửi Email: trunghq@brtvc.edu.vn Tôi xin chân thành cảm ơn! Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày02 tháng 01 năm 2016 Biên soạn Hà Quốc Trung LỜI GIỚI THIỆU .3 BÀI CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN Giới thiệu: Mục tiêu: Nội dung chính: Cơ sở tính tốn: Phương trình trạng thái nhiệt động học .10 Khả ứng dụng khí nén 13 Ưu- nhược điểm hệ thống truyền động khí nén 15 BÀI 17 CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN 17 Giới thiệu: 17 Mục tiêu: 17 Nội dung chính: .17 Máy nén khí .17 Thiết bị xử lý khí nén 25 BÀI 31 CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ DẦU 31 Giới thiệu: 31 Mục tiêu: 31 Nội dung chính: .31 Bể dầu 31 Bộ lọc dầu 32 Bơm động dầu 33 BÀI 36 CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC 36 Giới thiệu: 36 Mục tiêu: 36 Nội dung chính: .36 I Kiến thức lý thuyết: .36 Khái niệm 36 Cơ cấu chấp hành .36 II Công tác chuẩn bị 52 Nghiên cứu sơ đồ .52 Thiết bị .53 Vật tư 53 III Trình tự thực 53 Lựa chọn phần tử khí nén 53 Bố trí phần tử .53 Lắp đặt mạch .53 Kiểm tra mạch 53 Cấp nguồn vận hành 53 BÀI 55 CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN – KHÍ NÉN 55 Giới thiệu: 55 Mục tiêu: 55 Nội dung chính: .55 I Kiến thức lý thuyết 55 Khái niệm 55 Một số hình ảnh nút ấn: 57 II Công tác chuẩn bị 69 Nghiên cứu sơ đồ: 69 Thiết bị .70 Vật tư 70 III Trình tự thực 70 Lựa chọn thiết bị, kiểm tra thiết bị .70 Bố trí thiết bị 71 Lắp đặt mạch 71 Kiểm tra mạch 71 Cấp nguồn cho mạch vận hành 72 BÀI 73 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 73 Biểu diễn chức trình điều khiển: 73 Hình 6.3: Sơ đồ mạch khí nén quy trình điều khiển xy lanh A 74 1.4 Các phương pháp điều khiển 80 Ví dụ 2: Mạch điều khiển trực tiếp sử dụng hai phần tử 81 Một số kí hiệu hệ thống khí nén 99 Kí hiệu thiết bị khí nén 99 Kí hiệu tín hiệu tác động 101 BÀI .103 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN 103 Giới thiệu: 103 Mục tiêu: 103 Nội dung chính: .103 Kiến thức lý thuyết 103 Công tác chuẩn bị 104 Các bước tiến hành 105 BÀI .107 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY LẮP RÁP ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG ĐIỆN - KHÍ NÉN 107 Giới thiệu: 107 Mục tiêu: 107 Nội dung chính: .107 Kiến thức lý thuyết 107 Công tác chuẩn bị 109 Các bước tiến hành 109 BÀI .112 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP BẰNG TAY ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG THỦY LỰC 112 Giới thiệu: 112 Mục tiêu: 112 Nội dung chính: .112 Kiến thức lý thuyết: 112 Công tác chuẩn bị .114 Các bước tiến hành 115 BÀI 10 .117 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG THỦY LỰC 117 Giới thiệu: 117 Mục tiêu: 117 Nội dung chính: .117 Kiến thức lý thuyết 117 Công tác chuẩn bị .119 Các bước tiến hành 120 MƠN ĐUN LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC Mã mơ đun: MĐ17 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trò mơn học: - Vị trí: Trước học mơn học cần hồn thành mơn học sở, đặc biệt môn học, mô đun: Mạch điện, Điện tử bản, Đo lường điện Trang bị điện - Tính chất: Là mơn học chun mơn nghề, thuộc môn học nghề bắt buộc Mục tiêu mơn học: - Trình bày cấu tạo, ngun lý hoạt động ứng dụng loại cảm biến; - Vận dụng khái niệm lỉnh vực Khí nén để giải thích, thiết kế mạch điều khiển Khí nén đơn giản cơng nghiệp - Ứng dụng cơng thức để tính tốn thơng số, đại lượng mạch điều khiển khí nén, kiện Khí nén Thủy lực - Nhận biết chức năng, nhiệm vụ chi tiết, linh kiện hệ thống điều khiển - Giải thích số mạch ứng dụng khí nén, thủy lực cơng nghiệp - Thực thao tác việc lắp mạch điều khiển điện khí nén, thủy lực cách an tồn, thao tác - Rèn luyện tính kiên nhẫn, tỉ mỉ thực cơng việc có sử dụng thiết bị máy móc - Rèn luyện tính cẩn thận, xác cơng việc cần có độ an tồn cao Nội dung mơn học: STT TÊN CÁC BÀI TRONG THỜI GIAN MODUN Bài 1: Cơ sở lý thuyết khí nén-thủy lực Bài 2: Cung cấp xử lý khí nén Bài 3: Cung cấp xử lý dầu Bài 4: Các phần tử hệ thống Khí nén - thủy lực Bài 5: Các phần tử hệ thống Điện - khí nén HÌNH THỨC GIẢNG DẠY Lý thuyết Tích hợp Tích hợp 10 Tích hợp 15 Tích hợp 10 11 12 13 Kiểm tra 1,2,3,4,5 Bài 6: Thiết kế mạch khí nén Kiểm tra Bài 7: Lắp đặt mạch máy dập điều khiển hệ thống điện khí nén Bài 8: Lắp đặt mạch máy lắp ráp điều khiển hệ thống điện khí nén Kiểm tra 7,8 Bài 9: Lắp đặt mạch máy dập tay điều khiển hệ thống thủy lực Bài 10: Lắp đặt mạch máy khoan tự động điều khiển hệ thống thủy lực Kiểm tra 9,10 10 10 Tổng 120 Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp Tích hợp 15 Tích hợp 15 Tích hợp 20 Tích hợp Tích hợp Tích hợp BÀI CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN Giới thiệu: Bài trình bày khái niệm phương trình cơng thức tính tốn hệ thống khí nén-thủy lực Mục tiêu: - Biết sở tính tồn khả ứng dụng hệ thống khí nén - Phân tích thành phần cấu tạo nên hệ thống khí nén - Trình bày khái niệm truyền động thủy lực - Xác định thông số áp suất lưu lượng - Trình bày ưu-nhược điểm hệ thống khí nén-thủy lực Nội dung chính: Cơ sở tính tốn: 1.1 Thành phần hóa học khí nén: Ngun tắc hoạt động thiết bị khí nén khơng khí khí hút vào nén máy nén sau áp suất khí nén từ máy nén khí đưa vào hệ thống khí nén khơng khí loại hỗn hợp bao gồm thành phần sau: N2 78 % O2 21% Hình 1.1 Phần trăm chất khí khơng khí Hơi nước loại khí khác: 1% Ngồi nước khơng khí có bụi, thành phần gây cho thiết bị khí nén bị ăn mòn, gỉ, Vì phải có biện pháp hay thiết bị để loại trừ giới hạn đến mức thấp thành phần hệ thống 1.2.Đơn vị đo hệ thống: 1.2.1.Định nghĩa loại áp suất: - Áp suất khí quyển:là áp suất khơng khí mực nước biển đơn vị đo: 760mmhg = 1,013 bar - Áp suất tương đối: áp suất chất khí so với áp suất khí (p=0) a) Áp suất tuyệt đối: áp suất chất khí có kể đến áp suất khí (p=14,5 psi) ptuyệt đối = p tương đối + pkhí 1.2.2 Các đơn vị đo áp suất khơng khí theo tiêu chuẩn Iso: N/m2 , kN/m2 , pa, kpa 1.2.3 Các đơn vị thường dùng: kg/cm2 , bar 1.2.4.Đơn vị áp suất: kN/m2, kpa, bar, kg/cm2 , psi bar = 100kpa = 100kN/m2 = 14,5psi kg/cm2 = 0,981 bar = 14,2233 psi psi = 0,0689 bar = 0,0702 kg/cm2 Phương trình trạng thái nhiệt động học: Giả thiết khí nén hệ thống gần lý tưởng Phương trình trạng thái nhiệt tổng qt khí nén: pabs.V = m.R.T (1-1) Trong đó: pabs : áp suất tuyệt đối (bar) V : thể tích khí nén (m3) m : khối lượng (kg) R : số nhiệt (J/ kg.K) T : Nhiệt độ Kelvin (K) 2.1 Định luật Boyle- Mariotte: Khi nhiệt độ không thay đổi (T = số), theo phương trình nhiệt tổng quát (1-1) ta có: pabs.V = số (1-2) 10 Cách kiểm tra nút nhấn rơ le trung gian thực học môn thực hành trang bị điện Cách kiểm tra van điện từ: + Dùng VOM để thang đo điện trở- đo cuộn hút van điện từ + Cấp điện cho cuộn hút van cấp khí cho van để kiểm tra điều khiển dòng khí nén van 3.2 Bố trí thiết bị: Các thiết bị bố trí bảng mạch phải đảm bảo chắn, gọn đẹp đồng thời dễ dây sửa chữa 3.3 Lắp đặt mạch: - Lắp mạch động lực - Lắp mạch điều khiển: + Lắp điểm dây âm trước + Lắp từ xuống, từ trái sang phải 3.4 Kiểm tra mạch: 114 Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển: - Đặt thang đo điện trở x1 ( x 10) - Đặt đầu VOM vào đầu cấp nguồn mạch, đo điện trở A- , Nhấn START, đo điện trở K 3.5 Vận hành mạch: Cấp nguồn khí nén, điện - Nhấn START mạch hoạt động - Nhấn SET mạch gặp cố - Nhấn( Mở) STAR để dùng mạch CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI Thiết kế mạch máy Lắp ráp hoạt động lặp lại 115 BÀI LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP BẰNG TAY ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG THỦY LỰC Giới thiệu: Bài trình bày nguyên lý lắp đặt mạch máy dập tay điều khiển hệ thống thủy lực mơ hình Mục tiêu: - Biết u cầu kỹ thuật - Trình bày nguyên lý hoạt động máy dập tay - Lắp đặt vận hành mạch thủy lực máy dập tay yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Có ý thức kỹ luật, phát huy tính sáng tạo cơng việc Nội dung chính: Kiến thức lý thuyết: Yêu cầu kỹ thuật: Khi có tín hiệu tác động tay, xinh lanh A mang đầu dập tịnh tiến xuống để dập chi tiết Xinh lanh A lùi thả tay 116 - Sơ đồ hành trình bước: - Sơ đồ mạch động lực: 117 - Sơ đồ mạch điều khiển: Nguyên lý hoạt động: - Khi tác động tay piston duỗi chậm để dập chi tiết - Trong trình piston duỗi để dập, muốn thụt nhanh ta thả tay Công tác chuẩn bị: 2.1 Nghiên cứu sơ đồ mạch: - Phân tích sơ đồ mạch - Xác định cách thức lắp đặt mạch 2.2 Thiết bị: Các phần tử điện khí nén: - Van điện từ 5/2 khơng trì - Xy lanh tác động kép - Cơng tắc - Rơ le - Van tiết lưu chiều 2.3 Vật tư: - Ống dẫn khí nén - Dây điện 118 - Dầu 2.4 Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít Các bước tiến hành: 3.1.Lựa chọn, kiểm tra phần tử: - Nút nhấn: - Công tắc hành trình: - Rơ le trung gian: - Xy lanh tác động kép : - Van tiết lưu chiều : - Van điện từ 5/2 : Cách kiểm tra nút nhấn rơ le trung gian thực học môn thực hành trang bị điện Cách kiểm tra van điện từ: dùng VOM để thang đo điện trở- đo cuộn hút van điện từ 3.2 Bố trí thiết bị: Các thiết bị bố trí bảng mạch phải đảm bảo chắn, gọn đẹp đồng thời dễ dây sửa chữa 3.3 Lắp đặt mạch: - Lắp mạch động lực 119 - Lắp mạch điều khiển: 3.4 Kiểm tra mạch: Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển: - Đặt thang đo điện trở x1 ( x 10) - Đặt đầu VOM vào đầu cấp nguồn mạch 3.5 Vận hành mạch: Cấp nguồn khí nén, điện, dầu - Nhấn Start mạch hoạt động - Nhấn Stop để dừng mạch cần CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI Thiết kế mạch máy Xúc điều khiển hệ thống thủy lực 120 BÀI 10 LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG THỦY LỰC Giới thiệu: Bài 10 trình bày nguyên lý lắp đặt mạch máy khoan tự động điều khiển hệ thống thủy lực mơ hình Mục tiêu: - Biết yêu cầu kỹ thuật - Trình bày nguyên lý hoạt động máy khoan tự động - Lập phương trình điều khiển trạng thái, phương trình tải - Lắp đặt vận hành mạch thủy lực máy khoan tự động yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Có ý thức kỹ luật, phát huy tính sáng tạo cơng việc Nội dung chính: Kiến thức lý thuyết: Yêu cầu kỹ thuật: Đưa chi tiết cần khoan vào vị trí cần khoan, ta ấn nút Start PB, đầu khoan tịnh tiến đến khoan chi tiết Đạt đến chiều sâu cần thiết (S2) đầu khoan tự động quay Trong trình khoan xảy cố ta ấn nút Stop PB đầu khoan tự động lùi - Sơ đồ hành trình bước: 121 - Sơ đồ mạch động lực: + Phương trình điều khiển: + Phương trình tải: 122 - Sơ đồ mạch điều khiển: Nguyên lý hoạt động: - Nhấn nút Start xy lanh duỗi để dập chi tiết - Cuối hành trình tác động S2, lực đàn hồi lò xo làm vị trí nòng van dịch chuyển vị trí ban đầu nên piston thụt vào.( piston duỗi chậm, thụt vào nhanh nhờ van tiết lưu chiều) Trong trình piston duỗi để dập Muốn dừng ta nhấn Stop piston thụt vào Công tác chuẩn bị: 2.1 Nghiên cứu sơ đồ mạch: - Phân tích sơ đồ mạch - Xác định cách thức lắp đặt mạch 2.2 Thiết bị: 123 Các phần tử điện khí nén: - Van điện từ 5/2 khơng trì - Xy lanh tác động kép - Công tắc - Rơ le - Van tiết lưu chiều 2.3 Vật tư: - Ống dẫn khí nén - Dây điện - Dầu 2.4 Dụng cụ: VOM, tuốt nơ vít Các bước tiến hành: 3.1 Lựa chọn, kiểm tra phần tử: - Nút nhấn: - Cơng tắc hành trình: - Rơ le trung gian: - Xy lanh tác động kép : - Van tiết lưu chiều : - Van điện từ 5/2 : Cách kiểm tra nút nhấn rơ le trung gian thực học môn thực hành trang bị điện Cách kiểm tra van điện từ: dùng VOM để thang đo điện trở- đo cuộn hút van điện từ 3.2 Bố trí thiết bị: Các thiết bị bố trí bảng mạch phải đảm bảo chắn, gọn đẹp đồng thời dễ dây sửa chữa 3.3 Lắp đặt mạch: 124 - Lắp mạch động lực - Lắp mạch điều khiển: 3.4 Kiểm tra mạch: Dùng VOM để kiểm tra mạch điện điều khiển: - Đặt thang đo điện trở x1 ( x 10) - Đặt đầu VOM vào đầu cấp nguồn mạch 125 3.5 Vận hành mạch: Cấp nguồn khí nén, điện, dầu - Nhấn Start mạch hoạt động - Nhấn Stop để dừng mạch cần CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 10 Thiết kế hệ thống cẩu tải trọng nhẹ điều khiển hệ thống thủy lực 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Công Ngô, “Lý thuyết điều khiển tự động” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1996 [2] Trần Chấn Chỉnh – Lê Thị Minh Nghĩa, “Cơ học chất lỏng kỹ thuật” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1992 [3] Nguyễn Ngọc Phương, “Hệ thống điều khiển khí nén” Nhà xuất giáo dục, 1999 Nhà xuất giáo dục, 1999 [4] Trần Dỗn Đình – Hà Văn Vui –Đỗ Văn Chi, “Truyền dẫn thủy lực chế tạo máy” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1984 [5] Nguyễn Ngọc Cẩn, “Truyền dẫn dầu ép máy cắt kim loại” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1978 [6] Ron Tocci, “Digiatal System” Prentice-Hall [7] Robert N.Bateson, “Introduction To Control System Technology” Maxwell Macmillan International Editions 127 128 ... THIỆU Giáo trình Lắp đặt bảo trì khí nén thủy lực nhằm cung cấp cho học sinh, sinh viên kiến thức, kỹ phương pháp kỹ thuật lắp đặt số mạch ứng dụng điều khiển hệ thống điện -khí nén điều khiển thủy. .. Thiết kế mạch khí nén Kiểm tra Bài 7: Lắp đặt mạch máy dập điều khiển hệ thống điện khí nén Bài 8: Lắp đặt mạch máy lắp ráp điều khiển hệ thống điện khí nén Kiểm tra 7,8 Bài 9: Lắp đặt mạch máy... Tích hợp BÀI CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN Giới thiệu: Bài trình bày khái niệm phương trình cơng thức tính tốn hệ thống khí nén- thủy lực Mục tiêu: - Biết sở tính tồn khả ứng dụng hệ thống khí nén - Phân