Tự động hóa thủy khí trong máy công nghiệp nguyễn tiến lưỡng

THƯ VIỆN ĐẠI HỌC NHA TRANG TS NGUYỄN TIẾN LƯỠNG M 621.2 Ng 527 L TựĐỘNGHQÁ THUY w TRONG MÁY CƠNG NGHIỆP TS NGUYỄN TIẾN LƯỠNG Tự DỘNG HỐTHUỶ-KHÍ TRONG MÁY CÔNG NGHIỆP NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC 113-2008/CXB/56-175/GD Mã số: 7B702Y8 LỊI NĨI ĐẦU Trong nhiều năm gần đây, phát triển nhanh chóng khoa học cơng nghệ nâng cao mức độ tự động hố q trình sản xuất máy móc thiết bị lên mức đáng kể Sự kết hợp phương tiện truyền động điện, điện tử - khí thuỷ lực - khí nén ngày có hiệu Tính ưu việt riêng truyền động thuỷ lực khí nén truyền dẫn vơ cấp tốc độ, vô cấp tải trọng, làm việc môi trường khắc nghiệt góp phần đáng kể tự động hố ngành khí chế tạo, luyện kim, công nghiệp thực phẩm, hàng không, giao thông Cuốn sách "T đ n g hố th u ỷ - k h í m áy công nghiêp" trang bị cho sinh viên trường đại học cao đẳng kỹ thuật kiến thức truyền động điều khiển dùng thuỷ lực - khí nén; đồng thời ứng dụng tự động hố máy cơng nghiệp ngành liên quan khác Cuốn sách biên soạn sở giáo trình giảng dạy nhiều năm cho sinh viên ngành Chế tạo máy trường Đại học Bách khoa Hà Nội đặc biệt tham khảo tài liệu tác giả viết điều khiển thuỷ lực - khí nén trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Đại học Bách khoa Đà Nắng tài liệu khác C uốn sá ch g m ba p h ầ n chính: - Hệ thống truyền dẫn điều khiển thuỷ lực: chương 1, chương 2, chương - Hệ thống truyền dẫn điều khiển khí nén: chương - Hệ thống kếừhợp điều khiển điện - thủy lực - khí nén: chương Trong hệ thống truyền dẫn gọi mạch động lực - đề cập đến nguyên lý làm việc, số kết cấu điều chỉnh bơm dầu, máy nén khí cấu chấp hành Với mạch điều khiển, giới thiệu nguyên lý làm việc, kết cấu phần tử điều khiển chỉnh áp suất, chỉnh lưu lượng chỉnh hướng Đặc biệt trình bày kỹ điều chỉnh ổn định tốc độ Các mạch điều khiển liên hệ ngược theo tốc độ, theo vị trí, theo tải trọng, theo áp suất, theo công suất; vấn đề liên quan đến đồng làm việc nhiều cấu chấp hành dùng thuỷ - khí Phần cuối sách giới thiệu cách thiết kế mạch điện điều khiển cho số sơ đồ đơn giản số ví dụ ứng dụng Phần lý thuyết tài liệu để cập kiến thức để xác định tính kỹ thuật cho mạch động lực nêu đặc tính kỹ thuật, khả sử dụng số phần tử chức mạch điều khiển nhằm giúp bạn đọc thiết kế khai thác máy có hiệu Cuốn sách hẳn khiếm khuyết, mong nhận nhiều ỹ kiến đóng góp bạn đọc cho nội dung sách để lần tái sau hoàn chỉnh Mọi ý kiến góp ý xin gửi Công ty c ổ phần Sách Đại học - Dạy nghề (HEVOBCO), 25 Hàn Thuyên, Hà Nội TÁC GIẢ Bài mỏ đầu GIỚI THIỆU CÁC PHẦN TỬ CHỨC NÂNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN DAN THUỶ KHÍ Yêu cầu chung cho máy móc thiết bị phải bảo đảm yêu cầu kỹ thuật cần thiết, bảo đảm độ tin cậy, tuổi thọ, an toàn giảm giá thành bảo trì suốt thời gian sử dụng Mỗi phần tử hay phận cấu thành hệ thống truyền dẫn cho máy móc thiết bị phải thể nhiệm vụ xác định - ta gọi phần tử chức Ví dụ: Chức động điện biến điện thành quay trục động cơ, bơm dầu truyền dẫn thuỷ lực có chức biến (động điện quay) thành chất lỏng dạng áp suất lưu lượng Cịn chọn loại bơm phải yêu cầu kỹ thuật cụ thể xác định Dù đơn giản hay phức tạp với máy móc hay thiết bị tồn hai dòng lượng cho mạch động lực mạch điều khiển Hình 0.1 giới thiệu sơ đồ tổng quát cho truyền dẫn thuỷ - khí máy, gồm mạch động lực mạch điều khiển Hình 0.1 Sơ đồ tổng quát truyền dẫn thuỷ - khí Mạch động lực; - Mạch điều khiển Sơ đồ truyền dắn thuỷ - khí máy: Trung tâm xử lý điều khiển; Động điện' BỚm dầu máy nén khí; Cơ cấu điều khiển, điểu chỉnh; Động dầu khí chuyển động quay: Động dầu khí chuyển động thẳng; Cơ cấu chấp hành trường hợp chuyển động quay thẳng; cảm biến; 9- Liên hệ ngược 0.1 MẠCH ĐỘNG Lực Xuất phát từ động điện quay (cơ năng) bơm dầu máy nén khí tạo lượng chất lỏng dạng áp suất (thế năng) truyền theo đường ống qua cấu điều khiển, điều chỉnh tới động chuyển động quay (cơ năng), tới cấu chấp hành quay trục máy khoan, quay bàn máy, quay đầu vặn vít ; tới động chuyển động thẳng (pittông xilanh) mang cấu chấp hành đầu bào, chuyển động thẳng cho bàn máy ; tới cấu chấp hành nhận đồng thời hai chuyển động thẳng quay lượng chất lỏng đầu búa khoan thuỷ lực (quay tròn để cắt, dao động thẳng để đập) Đặc trưng kỹ thuật cho cấu chấp hành hệ thống truyền dẫn phải bảo đảm yêu cầu: - Về động học: Tốc độ nmin - nmax vmin * vmax - Về động lực học: Tải trọng lớn Pmax cho chuyển động thẳng; mômen truyền Mxcho chuyển động quay công suất truyền động N - Về mức độ tự động hoá: chủ yếu hệ thống điều khiển định 0.2 MẠCH ĐIỀU KHIỂN Mạch điều khiển phải bảo đảm thoả mãn yêu cầu kỹ thuật cấu chấp hành động học, động lực học chế độ làm việc kể đến mức độ tự động tồn hệ thống Tín hiệu điều khiển vào X (hình 0.1) qua trung tâm xử lý điều khiển đến cấu, phận chấp hành điều khiển (đơn lẻ kết hợp điều khiển): động điện 2, bơm 3, cấu điều chỉnh điều khiển qua động đến cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành coi đại lượng Y Đại lượng Y là: tốc độ, thời gian, vị trí, lực công suất truyền Sơ đồ khối mạch điều khiển kín cho hệ thống thuỷ khí hình 0.2a Hình 0.2 Mạch điêu khiển X tín hiệu vào thường đại lượng vật lý hành trình dịch chuyển tốc độ, thời gian, lực áp suất tác dụng, điện từ kể ánh sáng chuyển vào vật mang tin (dưỡng, bìa đục lỗ, đĩa từ ), qua phận xử lý tín hiệu đến khuếch đại (KĐ), sau đến chấp hành điều khiển (CHĐK) van, rơ le, cuối đến cấu chấp hành Y Kiểm tra yêu cầu kỹ thuật cấu chấp hành với điều khiển mạch kín phải dùng cảm biến (hình 0.1) (cảm biến hành trình, tốc độ, thời gian, lực áp suất ) chuyển qua phận liên hệ ngược (LHN) xử lý gửi phận nhận tín hiệu để bảo đảm cho tương thích với yêu cầu kỹ thuật cấu chấp hành Hình 0.2b mơ tả mơ hình tốn học chung cho hệ điều khiển với nhiều tín hiệu vào sử dụng tham số thời gian t Phương trình để giải dạng hàm tường Y(t) = F(Xt) ẩn F(X, Y) = Truyền dẫn chất lỏng (dầu) khí, hai dạng truyền dẫn chất tức dùng lượng áp suất (thế năng) biến thành để quay tịnh tiến cho cấu chấp hành, v ề hình thức, kết cấu chức phần tử hệ thống truyền dẫn dầu khí gần giống Song cơng dụng, ưu nhược điểm có khác Các cơng thức tính tốn cho truyền dẫn gần giống nhau, khác hệ số phản ánh chất vật lý dầu khí Chương ĐẠI CƯƠNG VỂ TRUYỂN DẪN THỦY L ự c 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG V É TRUYỀN DÂN BĂNG CHẤT LỎNG Nối từ nguồn truyền động đến cấu chấp hành truyền dẫn khí dùng truyền như: đai truyền, bánh ma sát, xích, bánh răng; cịn truyền dẫn chất lỏng tức khâu truyền dẫn dùng chất lỏng Truyền lượng chất lỏng thực dạng sau đây: 1.1.1 Thế - dưói dạng áp suất p Nếu tích chất lỏng V(đơn vị m3) với áp suất p (đơn vị N/m2) tích trữ lượng E j: E, - p v [Nm] Công suất lượng là: XT_ dE, _ d p w dV dt dt dt Ở chế độ ổn định p = const — = dt dV —- = Q [m /s dt Q - gọi lưu lượng Nếu có dịng chất lỏng với áp suất p chuyển động với lưu lượng Q cơng suất thực là: N= pQ 60.1000 Với p đơn vị N/m2; Q đơn vị m3/ph [kW] (1.1) Hoăc: N = -^ 612 [kW ] (1.2) Trong đó: d ^ p đơn vi bar = kg/cm2; Q đơn vi l - [l/phútj Ph 1.1.2 Động Như ta biết lượng khối lượng m (kg), chuyển động với vận tốc v(m/s) là: E2 = ị mv2 = ị V.p.v2 [N.m] V - thể tích (m3); p - khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) Trong truyền dẫn máy khối lượng chất lỏng vận tốc chuyển động khơng cao, nên tính tốn truyền dẫn cho mạch động lực bỏ qua lượng 1.1.3 Dưói dạng nhiệt E3 = m c AT [J = N.m] c - tỷ nhiệt trung bình (J / kg.K) AT - nhiệt độ tính theo K Trong truyền dẫn chất lỏng không dùng truyền dẫn nhiệt đặc biệt phải giảm nhiệt sinh hệ thống ống truyền dẫn Vậy truyền dẫn thuỷ lực máy dùng dạng áp suất 1.2 HỆ THỐNG THUỶ Lực THỰC HIỆN CHUYÊN động thang Hình 1.1 giới thiệu sơ đồ hệ thống thuỷ lực thực chuyển động thẳng với bơm lưu lượng không đổi Hình 1.1 Bể dấu- 2, 2' Bộ lọc thô, tinh; Bơm; Van cản; Van trượt điều khiển 5/2; Xilanh; Pittông; Càng gạt điều khiển; Van tiết lưu; 10 Van chiều; 11 Áp kế; 12 Van an toàn Nguyên lý làm việc: Bơm dầu hút dầu từ bể dầu lqua lọc thô tới lọc tinh 2', qua van chiều 10 (van chiều 10 để giữ dầu đường ống bơm ngừng hoạt động) c) Hình 5.30 Sơ đồ điều khiển dùng tiếp điểm tự trì cơng tắc hành trình a) Sơ đổ nguyên lý; b) Sơ đổ mạch điều khiển; c) Biểu đồ trạng thái làm việc Nguyên lý hoạt động; Ấn nút s cuộn dây K rơle có điện, tiếp điểm thường mở KI đóng để trì dịng điện cho K, nam châm Y có điện xilanh 1.0 tiến sang phải (+) Ớ cuối hành trình cán pittơng tác dụng vào cơng tắc hành trình S2, K điện, nam châm Y điện lò xo đẩy trượt van 1.1 vị trí phải xilanhl.o lùi sang trái (-) Trạng thái hoạt động phần tử điều khiển cấu chấp hành có nhiều cách Có thể dùng cách biểu diễn hình 5.30c Điện dùng cho mạch điểu khiển đóng mở dùng dòng điện xoay chiều hay chiều được, dùng điện chiều ổn định hơn, để điều khiển van sécvơ phải dùng dịng chiều Nếu khơng dùng cơng tắc hành trình S2 mà dùng cảm biến phải thêm rơ le trung gian K2 hình 5.31 Điều khiển hai chiều chuyển động cho xilanh lực, hình 5.32 162 a) - 1.0 + b) s Hình 5.32 Điểu khiển hai chiều chuyển động xilanh a) Sơ đồ nguyên lý thuỷ lực; b) Sơ đồ điều khiển; c) Chu kỳ làm việc tự động liên tục 5.3.2.2 Mạch điều khiển làm việc xilanh lực Nếu nhiều xilanh lực làm việc với van điều khiển làm việc đồng pha hay ngược pha phụ thuộc vào bố trí cơng tắc hệ thống Nếu cấu chấp hành hay xilanh lực dùng van điểu khiển riêng ghép nối dựa vào mạch trình bày Ví dụ: hình 5.33 giới thiệu điều chỉnh làm việc đồng theo vị trí cho xilanh lực đối Nguyên lý làm việc sơ đồ hình 5.32: Chu kỳ làm việc liên tục: Ắt s, K, có điện, nam châm Y, hút, van đảo chiều 1.1 vị trí trái, pittơng 1.0 chuyển động sang phải Cuối hành trình phải, pittơng tác động vào cơng tắc hành trình S2 đồng thời ngắt điện K|, đóng điện cho K2 làm Y2 có điện, van đảo chiều 1.1 vị trí trái, pittơng 1.0 chuyển động sang trái Cuối hành trình trái, pittơng tác động vào s ,, ngắt điện K2, đóng điện Kị, chu trình lặp lại Lưu ý sơ đồ hình 5.33b: Với sơ đổ hình 5.33, ta thiết kế mạch điện điều khiển, điều khiển xi lanh lực 1.0 2.0 làm việc với nhiều chu kỳ đồng khác Xét hai trường hợp sau đây: - Đồng pha : hai xilanh lực 1.0 2.0 vào lên xuống: ấn đồng thời s S5, K, K, có điện, Y, Y2 có điện van trượt điều khiển 1.1 1.2 tác động làm hai pittông 1.0 2.0 tiến vào Cuối hành trình hai pittơng 1.0 2.0 tác động vào hai công tắc hành trình S2 S4, K, K, điện đồng thời đóng điện cho K2 K4, Y2 Y4 có điện đảo chiều cho 1.0 2.0, hai pittỏng 1.0 2.0 lùi vị trí ban đầu lại tác động vào s, S3 để lặp lại chu kỳ làm việc tự động 163 - Đ ồng làm việc nối tiếp song song : Giả sử yêu cầu : xi lanh lực 1.0 vào trước sau đến xilanh 2.0 vào, cuối hành trình hai xilanh lùi vị trí ban đầu Với sơ đồ điện trên, ta lắp thay đổi vị trí cơng tắc hành trình Thứ tự làm việc sau: Ấn nút S, K, có điện, dẫn đến Y, có điện, pittơng 1.0 tiến vào Cuối hành trình 1.0 tác động vào S3 Kv K3 có điện, dẫn đến Y3 có điện, pittơng 2.0 tiến vào Cuối hành trình pittơng 2.0 tác động đồng thời vào cặp cơng tắc hành trình S2, S4 K2, K4 dẫn đến Y2, Y4 có điện điều khiển 1.0 2.0 lùi Cuối hành trình lùi 1.0 tác động vào Sj K| để chu kỳ lặp lại cũ b) a) 1.0 S1 S3 S2 A Y1 E2EL r 2.0 S4 2A B B 1.1 ZXkaY2 yW SE A I s a Y3 © c)' Xi lanh Cơng tắc 1.0 2.0 +A +B KT +A +B KT s S2 S1 S5 S4 S3 Y2 Y3 Y4 Nam châm Y1 5.3.3 Ví dụ ứng dụng vể thiết kế mạch điểu khiển Trong tài liệu [2], [4] [5], nêu nhiều ví dụ ứng dựng sử dụng truyền dẫn thuỷ - khí nhiều lĩnh vực hệ thống nâng hạ, cấp đốt kim loại lò, tự dộng kiểm tra sản phẩm, máy dập Đặc biệt nêu cụ thể thiết kế mạch điều khiển tự động cho máy khoan Do không trình bày lại mà nêu ví dụ ứng dụng thuỷ - khí mang tính chất điển hình K5, Y4 / Hình 5.33 Điều khiển đồng theo vị trí hai xiianh lực a) Sơ đồ nguyên lý thuỷ lực ; b) Sơ đổ điểu khiển; c) Biểu đồ trạng thái làm việc chu kỳ 164 Ví dụ 1: Hệ thống truyền dẫn thuỷ lực điều khiển máy ép phun nhựa Truyền dẫn diều khiển máy thiết bị phải xuất phát từ quy trình cơng nghệ oia cơng sản phẩm Trong máy ép phun nhựa quy trình cơng nghệ theo sơ đồ khối hình 5.34 Hình 5.34 Sơ đồ điểu khiển công nghệ Trên sơ đồ công nghệ gia công sản phẩm thành lập chu kỳ hoạt động cần cẩu chấp hành cho máy lưu tâm nhiều đến thời gian làm việc cấu Hình 5.35 giới thiệu biểu đồ thời gian hoạt động máy ép phun Trình tự chu kỳ hoạt động máy ép phun t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 Đẩy cụm nhựa hố vào Đóng khn Ép phun Làm mát Tiếp liệu, nhựa hố ủ nhiệt Mỏ khn Đẩy sản phẩm Hình 5.35 Biểu đồ thời gian trình tự hoạt động chu kỳ máy ép phun _ Chọn phương án máy: tất cấu chấp hành dùng truyền dẫn thuỷ lực với van điều khiển dùng van khuếch đại điện - thuỷ lực Sơ đổ nguyên lý hoạt động máy ép phun dẫn sơ đồ hình 5.36 165 C ụ m nhưa hố Hình 5.36 Sơ đồ nguyên lý thuỷ lực máy ép phun 167 C h ế độ làm việc máy: a) C hế độ điều chỉnh tay Chuyển mạch vị trí Ấn SI đồng thời ấn nút cấu mở kẹp khuôn đẩy sản phẩm, đẩy dài, đẩy sản phẩm ép phun điều chỉnh độc lập cấu - Điều khiển xilanh đẩy đài sau máy: Ấn công tắc khởi động nam châm điện Y9 (hình 5.36), dịng dầu từ cửa p qua van đảo chiều A5 vào buồng a xilanh đẩy đài Làm cho đài tiến lên, dầu từ buồng b xilanh đẩy đài qua cửa T van đảo chiều A5 bể dầu Khi cảm biến CB9 nhận tín hiệu, nam châm Y9 ngắt, đài phun nhựa dừng lại suốt trình làm việc máy Kết thúc ca làm việc ấn công tắc nam châm Y8 đóng dầu từ p vào buồng b xilanh đẩy đài làm cho đài chuyển động ngược lại, dầu buồng a xilanh qua van cửa xả van đảo chiều bể dầu Khi cảm biến CB10 nhận tín hiệu nam châm Y8 ngắt đài phun nhựa dừng lại b) Điều khiển chu kỳ làm việc máy Chuyển mạch vị trí (hình 5.37) Ân công tắc khởi động KV nam châm điện Y1 hoạt động Dầu từ cửa p qua van đảo chiều AI (hình 5.36) lên vào buồng a xilanh kẹp khuôn Tấm động khuôn tiến nên trình kẹp khn bắt đầu với áp suất kẹp áp cao Dầu buồng b xilanh kẹp khuôn qua cửa xả T van đảo chiều AI bể dầu Cảm biến CB2 nhận tín hiệu, điều khiển điều khiển van tổng Van tổng thực q trình giảm áp để xilanh kẹp khn với chế độ áp thấp, động tiếp tục chuyển động phía trước, q trình kẹp khn diễn Cảm biến CB3 nhận tín hiệu Tín hiệu đưa điều khiển, điều khiển điều khiển van tổng tăng áp suất lên, trình kẹp khuôn với áp suất cao Đồng thời rơle thời gian bắt đầu hoạt động Sau khoảng thời gian tj tuỳ thuộc vào sản phẩm Nam châm Y1 điện, van AI trở vị trí trung gian, dầu không lên xilanh Lúc nam châm Y6 nhận tín hiệu dầu từ cửa p qua van đảo chiều A3 vào buồng a xilanh bơm nhựa đẩy pittơng phía trước, q trình bơm nhựa bắt đầu Dầu từ buồng b xilanh bơm nhựa qua cửa T van đảo chiều A3 bể dầu Khi cảm biến CB4 nhận tín hiệu, tín hiệu đưa điều khiển, điều khiển điều khiển van tổng tăng áp suất lên để phù hợp với trình giữ áp cao sau phun Thời gian giữ áp điều khiển rơ le thời gian Thời gian phụ thuộc vào loại sản phẩm vật liệu mà ta đưa vào khuôn Sau thời gian giữ áp cao t2, nam châm điện Y5 nhận tín hiệu dầu từ cửa p qua van đảo chiều A3 vào buồng b xilanh phun nhựa đẩy trục vít quay trở lại Dầu buồng a xilanh bơm nhựa qua cửa xả T van đảo chiều A3 bể dầu Khi nam châm điện Y5 nhận tín hiệu đồng thời nam châm Y7 nhận tín hiệu hoạt động Dầu từ cửa p van sécvô A4 qua van sécvô làm cho động thuỷ lực hoạt động, dẫn đến trục vít quay theo Q trình nạp liệu vào xilanh bất đầu 168 Cám biến CB5 nhận tín hiệu, nam châm điện Y7 ngừng hoạt động Dầu khôn» vào động cơ, lúc động ngừng quay, trục vít ngừng quay, q trình nạp liệu kết thúc Trục vít tiếp tục lùi lại đến cảm biến CB6 nhận tín hiệu đưa tín hiệu diều khiển nam châm điện Y5 ngừng hoạt động Do trục vít dừng lại (q trình trực vít chuyển động mà động ngừng quay từ cảm biến CB5 nhận tín hiệu đến cảm biến CB6 nhận tín hiệu trình giảm áp) Khi cảm biến CB4 nhận tín hiệu sau khoảng thời gian t3 điều khiển cảm biến thời gian, thời gian thời gian làm mát sản phẩm khuôn Sau khoảng thời gian t3 nam châm Y2 đóng, dầu từ cửa p qua van đảo chiều AI vào buồng b xilanh kẹp khn Tấm động lùi ra, q trình mở khuôn với áp suất cao Dầu từ buồng a xilanh kẹp khuôn qua cửa xả T van đảo chiều AI bể dầu Cảm biến CB1 nhận tín hiệu, nam châm điện Y1 ngắt, dầu khơng qua van đảo chiều Al, động dừng lại Cùng lúc nam châm Y4 đóng, dầu từ cửa p qua van đảo chiểu A2 vào buồng a xilanh đẩy sản phẩm (quá trình đẩy sản phẩm bắt đầu) Dầu buồng b xilanh đẩy sản phẩm qua cửa xả T van đảo chiều A2 bổ dầu Khi cảm biến CB8 nhận tín hiệu, nam châm điện Y3 đóng, dầu từ cửa p qua van dảo chiều A2 vào buồng b xilanh đẩy sản phẩm làm cho xilanh đẩy sản phẩm lùi lại Dầu buồng a xilanh đẩy sản phẩm qua cửa xả T van đảo chiều A2 bể dầu Cảm biến CB7 nhận tín hiệu, nam châm điện Y3 ngừng hoạt động, van A2 trở vị trí ban đầu, q trình đẩy sản phẩm kết thúc bắt đầu chu kỳ Trong trình hoạt dộng máy, khoảng cách chu kỳ xác định rơ le thời gian Chú ỷ: Trong sơ đồ điều khiển để đảm bảo an toàn cho chế độ phải ấn đồng thời nút điều khiển (S0 Sị) nút ấn mạch - Ngoài an toàn cho kẹp khn có bố trí cấu an tồn ra, chu kỳ máy hoạt động tự động dóng cửa ấn nút CB11 - Trong sơ đồ điện khơng bố trí rơ le thời gian chuyển giai doạn bước thực liịên tự động Ví dụ 2: Thiết kế hệ thống thuỷ lực điều khiển cho máy ép xuôi với chế độ làm việc bán tụ động tụ động ịphục vụ cho nhiều dạng công nghệ gia công khác nhau) Yêu cầu kv thuật cho cấu: Đầu ép chuyển động chế độ: chạy nhanh chạy công tác Cơ cấu kẹp sản phẩm chế độ chạy nhanh kẹp Cấp phôi lấy sản phẩm vào, với tốc độ không đổi chu kỳ làm việc - Tất chế độ chuyển động điều chỉnh vô cấp 169 Chọn phương Ún thiết kế: Chu kỳ làm việc máy ép mô theo biểu đổ hình 5.38 V C ấp phơi Ra X uống Bàn kẹp Lên Xuống Đầu dâp Lên Lên Nâng sản phẩm r í X uống Sản phẩm Hình 5.38 Chu kỳ làm việc máy ép /) Nguyên tắc ỉàm việc đầu ép Chếdộ chạy nhanh; Y1 có điện, dầu q ual.l vào hai xilanh phụ (van 1.2 vị trí trái) r.o kéo xilanh 1.0 xuống chạy nhanh, dầu chảy từ bổ dầu qua van chiều có điều khicn 1.4 vào khoang 1.0 Khi bàn ép chạm vật ép áp suất tăng lèn đẩy 1.2 vị trí bên phải dồng thời dầu 1.0 van chiều 1.4 đóng lại thực chế độ chạy cơng tác Dầu r.o qua van chiều có điều khiển 1.3 chạy qua 1.1 bể (hình 5.39) Chế độ bàn ép lên: Y2 có điện, dầu qua van 1.1 đến van chiều 1.3 vào phần xilanh phụ 1’.0 - bàn máy lên Dầu phía xilanh qua van chiều có điều khiển 1.4 bể Chú ý: dùng bơm dầu thực chế độ chạy nhanh công tắc 2) Nguyên lý làm việc xilanh kẹp phôi Ở dùng bơm thực chế độ làm việc, bơm 0.2 bơm lưu lượng (phục vụ chạy nhanh), bơm áp suất 0.3 bơm áp lực tạo lực kẹp (và phụ vào đế chạy nhanh) Chế độ chạy nhanh: hai bơm 0.2 0.3 đưa dầu vào van đảo chiều 2.1 Khi Y3 có điện, dầu qua van 2.1 vào van 2.3 vào buồng xilanh kẹp 2.0 đường dầu chạy qua van tiết lưu 2.2 qua 2.1 van tiết lưu chung 3.2, bằn máy chạy nhanh xuống Khi bàn ép chạm vào phôi ép áp suất hệ thống tăng lên, van chiều 2.4 đóng lại dâu B2 qua van giảm tải 2.5 mở dầu tự chạy bể Khi có bơm 03 kẹp chi tiết Y4 có điện thực trinh bàn kẹp lên Chú ý dùng làm việc cúa xilanh 2.0 tiết lưu đường Van tiết lưu 3.2 để điều chỉnh tốc độ chung cho hệ 170 3) Các xilanh cấp phôi đẩy sản phẩm khơng có đặc biệt Hình 5.39 Sơ đồ làm việc máy ép ^ ^ J U J L -T i-< Hình 5.40 Sơ đổ nguyên lý thuỷ lực máy ép 172 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Ngọc cẩn, Giáo trình truyền động dầu ép máy cắt kim loại, trường Đại học Bách khoa, 1974 [2] TS Nguyễn Ngọc Phương, ThS Huỳnh Nguyên Hoàng, Hệ thống điều khiển thuỷ lực, Nhà xuất Giáo dục, 2000 [3] TS Trần Xuân Tuỳ, Hệ thống điều khiển tự động thuỷ lực, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2002 [4] PGS.TS Tạ Duy Liêm, Kỹ thuật điều khiển điều chỉnh lập trình khai thác máy công cụ, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật trường Đại học Bách khoa Hà Nội Chương trình hợp tác đào tạo quốc tế - ITP, 2005 [5] TS Nguyễn Ngọc Phương, Hệ thống điều khiển khí nén, Nhà xuất Giáo dục, 1999 [6] TS Phạm Văn Khảo, Truyền động khí nén [7] TS Phạm Văn Khảo, Các phần tử thiết bị thuỷ lực - khí nén cơng nghiệp, trường đại học Bách khoa Hà Nội, 1997 [8] TS Nguyễn Tiến Lưỡng, Cúc phần tửThuỷ - Khí tự động hố (tài liệu dùng cho cao học), Đại học Bách khoa Hà Nội, 1997 Ị9 ] TS Nguyễn Tiến Lưỡng, Tự động hoá Thuỷ - Khí máy, giảng cho sinh viên ngành chế tạo máy, công nghệ thiết bị gia công chất dẻo [10] Prokes J.Hydraulieke mechanizmy V automatiza'cu Praha 1973 [11] Ing Juraj Ihring, CSc Projektovanie Hydrauliokých a Pneumatických obvodov, Praha 1983 112] Yuken Hydraulics (TW) Co.LTD.Licensee of yuken kogyo, Japan 173 MUC LỤC ì.ơi nói cíần Bài mở đầu GIỚI THIỆU CÁC PHẦN TỬCHỨC NÃNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN d ẫ n THƯỶ k h í 0.1 Mạch động lực 0.2 Mạch điều khiển Chương ĐẠI CƯƠNG VỀ TRUYỀN DAN t h ủ y L ực 1.1 Khái niệm chung truyền dẫn chất lỏng 1.1.1 Thế - dạng áp suất p 1.1.2 Động 1.1.3 Dưới dạng nhiệt 1.2 Hệ thống thuỷ lực thực chuyển động thẳng 1.3 Hệ thống thuỷ lực thực chuyển động quay 11 1.4 Một sơ' tính chất lý chất lỏng dùng truyền dẫn 13 1.4.1 Độ nhớt 13 1.4.2 Một số nhân tố ảnh hưởng đến độ nhớt khả nâng làm việc chất lỏng - chất lỏng Niutơn - dầu khoáng 15 1.4.3 Lựa chọn dầu 17 1.5 Hiệu suất hệ thống truyền dẫn dầu ép 19 1.5.1 Tổn thất khí 19 1.5.2 Tổn thất thể tích 20 1.5.3 Tổn thất áp suất 21 1.5.4 Hiệu suất truyền dẫn hệ thống 25 Chương C CẤU BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG 2.1 Bơm dầu .27 2.1.1 Bơm bánh răn g 28 2.1.2 Bơm cánh gạt 34 2.1.3 Bơm pittông 41 2.2 Động dầu 54 2.2.1 Động dầu bánh 54 2.2.2 Động dầu cánh g t 54 2.2.3 Động dầu pittông 60 2.3 Xilanh truyền lực 66 2.3.1 Nguyên lý làm việc 66 2.3.2 Kết cấu xilanh truyền lực 71 2.3 Tính tốn xilanh truyền lực 72 Chương MỘT SỐ PHẦN TỬCHỨC NĂNG ĐlỀư KHIÊN t r u y ề n d ẫ n THUỶ lụ c 3.1 Cơ cấu chinh p 74 3.1.1 Van an toàn, van tràn 74 3.1.2 Van phân áp 76 3.1.3 Van cản 77 3.2 Cơ cấu chỉnh lưu 77 3.2.1 Van tiết lưu điểu chỉnh dọctrục (hình 3.8) 78 3.2.2 Van tiết lưu điều chỉnh quanh t.u c .80 nA ’.3 Cơ càu chinh hướng 81 3.3.1 Van chiều 82 3.3.2 Van đáo chiều .83 3.3.3 Bộ dảo chiều 89 3.4 Một sò' phán tử thuv lực khác .91 3.4.1 Rơle áp lực 91 3.4.2 Rơle thời gian .91 3.4.3 Ảcquy dầu .’ 92 3.5 Điều Vi'! ổn định vận tốc 96 3.5.1 Điều chỉnh thê tích .96 3.5.2 Điều chỉnh tiết lưu 97 3.5.3 Bộ ổn tốc 99 3.6 Van trượt điều khiển 106 3.6.1 Van trượt có bốn mép điều khiển 108 3.6.2 Van trượt có hai mép điều khiển 111 3.6.3 Van Servo dùng cho chép hình dầu ép 113 3.6.4 Van tỷ lệ - van Servo 121 Chương HỆ THỐNG TRUYỀN DAN v ĐIỂư k h iê n b ằ n g k h í n é n 4.1 Đại cương truyền dẫn khí nén 125 4.1.1 Truvền dẫn nàng lượng khí nén 125 4.1.2 Tính cơng suất truyền .126 4.2 Cấu trúc hệ thống truyền dẫn khí nén 128 4.2.1 Thiết bị xử lý khí 128 4.2.2 Máy nén k h í 131 4.2.3 Động khí nén 131 4.3 Một số phần tử chức điều khiển khí nén 134 4.3.1 Van chỉnh hướns 134 4.3.2 Van chỉnh áp suất 136 4.3.3 Van tiết lưu 137 4.3.4 Một số loại van khác 139 Chương ÚNG DỤNG TRUYỀN DAN THUỶ k h í t r o n g TựĐỘNG HOÁ m y 5.1 Cơ cấu diều khiển có liên hệ ngược 145 5.1.1 Liên hệ ngược theo vị trí 145 5.1.2 Liên hệ ngược theo tốc độ .' 147 5.1.3 Liên hệ ngược theo tải trọng 148 5.1.4 Liên hộ ngược theo công suất 149 5.1.5 Điều chỉnh bơm 149 5.2 Đồng làm việc cùa nhiều cấu chấp hành 152 5.2.1 Đồng hoá dùng liên hệ khí 152 5.2.2 Đồng phối lượng bơm 152 5.2.3 Đồng dùng tiết lưu 153 5.2.4 Đổng nhờ liên hệ ngược khí theo vị trí 155 5.2.5 Đồng lièn hệ ngược điện 155 5.2.6 Chu kỳ làm viẽc noi tiếp (đồng nối tiếp) nhiều xilanh lực .156 5.2.7 Cơ câu kẹp 5.3 Mạch diều khiển tự dộng hoá thuỷ khí 160 5.3.1 Mạch điều khiển dùng khí *60 5.3.2 Mạch điều khiển điện - thuỷ lực - khí nén .161 5.3.3 Ví dụ ứng dụng thiết kế mạch điều khiển *64 Chịu trách nhiệm xuất bản: Chủ tịch HĐQT kiêm Tổng Giám đốc NGƠ TRÂN ÁI Phó Tổng Giám đốc kiêm Tổng biên tập NGUYÊN QUÝ THAO Tô chức thảo chịu trách nhiệm nội dung: Chủ tịch HĐQT kiêm Giám đổc Công ty CP Sách ĐH—DN TRẦN NHẬT TÂN Biên tập nội dung sửa in: NGUYỄN DUY MẠNH Biên tập m ĩ thuật: ĐINH XUÂN DŨNG Trình bày bia: HỔNG NHUNG C hế bản: ĐINH XUÂN DŨNG T ự ĐỘNG HỐ THƯỶ KHÍ TRONG MÁY CƠNG NGHIỆP Mã số: 7B702Y8-DAI In 1.500 (QĐ:63), khổ 19 X 27cm, Công ty CP In Phúc Yên SỐĐKKH xuất bản: 113 - 2008/CXB/56 - 175/GD In xong nộp lưu chiểu tháng 10 năm 2008 ... dầu ép máy công cụ, thực lượng chạy dao máy tổ hợp, máy doa, máy tiện, máy phay; thực chuyển động bàn máv cấu khác máy mài, băng truyền, cấu kẹp chặt, cấp phôi máy tự động đường dây tự động Kết... - khí Mạch động lực; - Mạch điều khiển Sơ đồ truyền dắn thuỷ - khí máy: Trung tâm xử lý điều khiển; Động điện'' BỚm dầu máy nén khí; Cơ cấu điều khiển, điểu chỉnh; Động dầu khí chuyển động. ..TS NGUYỄN TIẾN LƯỠNG Tự DỘNG HỐTHUỶ-KHÍ TRONG MÁY CƠNG NGHIỆP NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC 113-2008/CXB/56-175/GD Mã số: 7B702Y8 LỊI NĨI ĐẦU Trong nhiều năm gần đây, phát