Bài giảng Truyền động dầu ép và khí nén được tổng hợp từ những kiến thức cơ bản của các lĩnh vực liên quan. Hy vọng qua nội dung này bạn đọc có thể tính toán thiết kế, lắp đặt và điều khiển được một hệ thống truyền động dầu ép và khí nén theo các yêu cầu khác nhau.
Lời nói đầu Cùng phát triển không ngừng lĩnh vực tự động hóa, ngày thiết bị truyền dẫn, điều khiển dầu ép khí nén sử dụng máy móc trở nên rộng rÃi hầu hết lĩnh vực công nghiệp máy công cụ CNC, phương tiện vận chuyển, máy dập, máy xây dựng, máy ép phun, máy bay, tàu thủy, máy y khoa, dây chuyền chế biến thực phẩm, thiết bị làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo xác, công suất lớn với kích thước nhỏ gọn lắp đặt dễ dàng không gian chật hẹp so với thiết bị truyền động điều khiển khí hay điện Nhằm trang bị cho bạn đọc kiến thức tốt để tiếp cận nhanh chóng với thiết bị hệ thống điều khiển dầu ép khí nén thực tế Bằng kinh nghiệm tác giả đúc kết nhiều năm làm việc thực tiễn máy, công nghệ điều khiển số đại tác giả đà biên soạn sách Bài giảng Truyền động dầu ép khí nén tổng hợp từ kiến thức lĩnh vực liên quan Hy vọng qua nội dung bạn đọc tính toán, thiết kế, lắp đặt điều khiển hệ thống Truyền động dầu ép khí nén theo yêu cầu khác Trong trình biên soạn, tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Tác giả Mục lục Lời nói đầu Phần Hệ thống truyền động dầu ép Ch¬ng 1: Đại cương hệ thống truyền động dầu ép 1.1 Quá trình phát triển hệ thống truyền động dầu ép 1.2 Ưu nhược điểm hệ thống truyền động dầu ép 1.2.1 Ưu điểm 1.2.2 Nhược điểm 1.3 Các phương trình lưu chất 1.3.1 ¸p st thđy tÜnh 1.3.2 Phương trình dòng chảy liên tôc 1.3.3 Phương trình Bernulli 1.4 TÝnh chÊt vµ đặc điểm dầu 1.4.1 Đặc điểm dầu dïng hƯ thèng dÇu Ðp 1.4.2 Các đơn vị đo lường dÇu 10 1.5 Tỉn thÊt hƯ thèng dÇu Ðp 11 1.5.1 Tỉn thÊt thĨ tÝch 11 1.5.2 Tæn thÊt c¬ khÝ 11 1.5.3 Tỉn thÊt ¸p st 12 1.5.4 ảnh hưởng thông số hình học ®Õn tỉn thÊt ¸p st 12 Tiết diện dạng tròn 12 Câu hỏi tập chương 17 Chương 2: Các phần tử hệ thống điều khiển dầu ép 18 2.1 Cơ cấu biến đổi lỵng 18 2.1.1 Bơm dầu 18 2.1.2 Bơm bánh 19 2.1.3 Bơm cánh gạt 22 2.1.4 Bơm pittông 24 2.1.5 §éng dầu ép 27 2.1.6 C«ng thøc tÝnh toán bơm động dầu 29 2.1.7 Xi lanh truyÒn lùc 31 2.1.8 Xi lanh chuyển động thẳng: đơn, kép 33 2.1.9 Xi lanh m«men 34 2.1.10 TÝnh to¸n xilanh trun lùc 35 2.2 Cơ cấu điều khiển, điều chỉnh 37 92.2.1 Cơ cấu chỉnh áp (Van áp suất) 37 2.2.2 C¬ cÊu chØnh lu lỵng .41 2.2.3 C¬ cÊu chØnh híng 49 2.2.4 C¬ cấu điều khiển dầu ép 59 2.3 Thiết bị phụ trợ 60 2.3.1 BĨ dÇu 60 2.3.2 Bé läc dÇu 62 2.3.3 èng dÉn, èng nèi 65 Câu hỏi tập chương .68 Chương 3: Thiết kế hệ thống điều khiển b»ng dÇu Ðp 69 3.1 Điều chỉnh ổn định vận tốc 69 3.1.1 §iỊu chØnh b»ng tiÕt lu 69 3.1.2 §iỊu chØnh b»ng thĨ tÝch .72 3.1.3 ổn định vận tốc 73 3.2 ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iỊu khiĨn xi lanh .76 3.2.1 Mơc ®Ých 76 3.2.2 Thiết kế hệ thống truyền động dầu ép 76 3.3 HÖ thèng ®iỊu khiĨn nhiỊu xi lanh .80 Câu hỏi tập chương .82 Phần Hệ thống truyền động khí nén 84 Chương 4: Đại cương truyền động khí nén 84 4.1 Quá trình phát triển khả ứng dụng khí nén 84 4.2 Cấu trúc đặc điểm hệ thèng trun ®éng khÝ nÐn 85 4.2.1 CÊu tróc cđa hƯ thèng trun ®éng khÝ nÐn 85 4.2.2 Đặc điểm cđa hƯ thèng trun ®éng b»ng khÝ nÐn .86 4.3 TÝnh chÊt cđa khÝ nÐn vµ đơn vị đo lường 87 4.3.1 TÝnh chÊt cña khÝ nÐn 87 4.3.2 Đơn vị đo lường khí nén 88 4.4 Các định luật khí nén 88 4.4.1 Định luật Boyle - Mariotte 89 4.4.2 Định luật Gay - Lussac .88 4.4.3 Các phương trình khí lý tưởng 88 4.4.4 C¸c tỉn thÊt hƯ thèng khÝ nÐn 90 Câu hỏi tập chương .95 Ch¬ng 5: Các phần tử hệ thống truyền động khí nÐn 91 5.1 M¸y nÐn khÝ thiết bị xử lý 92 5.1.1 HƯ thèng t¹o nguån khÝ nÐn 92 5.1.2 Máy nén khí công nghiệp 92 5.1.3 ThiÕt bÞ xư lý khÝ nÐn 95 5.1.4 ThiÕt bị phân phối khí nén 97 5.2 Các phần tử hƯ thèng ®iỊu khiĨn 101 5.2.1 CÊu tróc hƯ thèng ®iỊu khiĨn 101 5.2.2 Van 101 5.2.3 Phần tử cảm biến 110 5.2.4 Cơ cấu chấp hành 113 C©u hái tập chương 116 Ch¬ng ThiÕt kÕ hƯ thèng ®iỊu khiĨn b»ng ®iƯn khÝ nÐn 117 6.1 C¬ së lý thut cđa ®¹i sè Boole 117 6.1.1 Các phép biến đổi hàm bieán 117 6.1.2 Các luật đại số Boole 117 6.2 C¸ch biểu diễn trình điều khiển 120 6.2.1 Biểu đồ chức 120 6.2.2 Biểu đồ trạng thái 121 6.2.3 Lưu đồ tiến trình 122 6.3 Phân loại phương pháp điều khiển 122 6.4 ThiÕt kÕ m¹ch khÝ nÐn 129 6.5 ứng dụng PLC vào điều khiển hệ thống dÇu Ðp, khÝ nÐn 136 6.5.1 Phần mềm Simatic S7 -300 138 6.5.2 Khai báo phần cứng thiết bị điều khiển lập trình PLC 141 6.5.3 Các bước thiết kế chương trình điều khiển 145 6.5.4 Viết chương trình điều khiển 146 6.5.5 Ví dụ 149 6.5.6 Bµi tËp: 152 C©u hỏi tập chương 159 Tµi liƯu tham kh¶o 166 PhÇn HƯ thống truyền động dầu ép Chương 1: Đại cương Hệ thống truyền động dầu ép 1.1 Quá trình phát triển hệ thống truyền động dầu ép Vào đầu kỷ XX, hệ thống truyền động dầu ép đà phát triển chia thành nhiều ngành chuyên sâu, ứng với kỹ thuật khác nhau, như: Dầu ép công trình xây dựng, dầu ép công nghệ chế tạo máy, dầu ép công nghệ đóng tàu, dầu ép công nghệ hóa học Ngoài ra, hệ thống truyền động dầu ép ngày gắn bó với học chất lỏng, phương pháp nghiên cứu thí nghiệm phương pháp nghiên cứu lý luận ngày kết hợp chặt chẽ với Đồng thời hình thành hệ thống phương pháp nghiên cứu vấn đề dầu ép, như: Phương pháp nghiên cứu phần tử chất lỏng; Phương pháp nghiên cứu trị số trung bình; Phương pháp tương tự; Phương pháp phân tích thứ nguyên; Phương pháp thực nghiệm v.v Những thành tựu học chất lỏng thúc đẩy việc nghiên cứu ứng dụng truyền động dầu ép Đó là: Lý thuyết nửa thực nghiệm rối với Pơranlơ, Taylo, Cácman; Sự phân bố vận tốc sức cản dòng rối ống Cácman Với thắng lợi Cách mạng xà hội chủ nghĩa Tháng 10 Nga vĩ đại đà giải phóng sức sản xuất đẩy mạnh công xây dựng kinh tế Cộng hòa Liên bang Nga, làm cho khoa học kỹ thuật nước có bước tiến vượt bậc Truyền động dầu ép Nga đà phát triển nhanh nhiều mặt đà đứng hàng đầu giới Việt Nam, sau Cách mạng tháng Tám năm 1945 thành công, hệ thống truyền động dầu ép đà ứng dụng lĩnh vực, như: Công trình thủy điện (Thác Bà, Nahan, suối Củn, Cấm Sơn), công trình thủy lợi, ngành công nghiệp, giao thông vận tải v.v Nội dung Truyền động dầu ép khí nén đà đưa vào giảng dạy, nội dung sở kỹ thuật cho đào tạo ngành kỹ thuật nước ta Từ năm 1960 đến nay, hệ thống truyền động dầu ép đà ứng dụng thiết bị, dây chuyền sản xuất tự động hóa với trình độ cao, có khả điều khiển máy tính hệ thống truyền động dầu ép với công suất lớn 1.2 Ưu nhược điểm hệ thống truyền động dầu ép 1.2.1 Ưu điểm Truyền động công suất cao lực lớn, (nhờ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao đòi hỏi chăm sóc, bảo dưỡng) Điều chỉnh vận tốc làm việc tinh vô cấp, (dễ thực tự động hoá theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn) Kết cấu gọn nhẹ, vị trí phần tử dẫn bị dẫn không lệ thuộc Có khả giảm khối lượng kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao Nhờ quán tính nhỏ bơm động thủy lực, nhờ tính chịu nén dầu nên sử dụng vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh (như khí điện) Dễ biến đổi chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến cấu chấp hành Dễ đề phòng tải nhờ van an toàn Dễ theo dõi quan sát áp kế, kể hệ phức tạp, nhiều mạch Tự động hoá đơn giản, kể thiết bị phức tạp, cách dùng phần tử tiêu chuẩn hoá 1.2.2 Nhược điểm Mất mát đường ống dẫn rò rỉ bên phần tử, làm giảm hiệu suất hạn chế phạm vi sử dụng Khó giữ vận tốc không đổi phụ tải thay đổi tính nén chất lỏng tính đàn hồi đường ống dÉn Khi míi khëi ®éng, nhiƯt ®é cđa hƯ thèng chưa ổn định, vận tốc làm việc thay đổi độ nhớt chất lỏng 1.3 Các phương trình lưu chất 1.3.1 áp suất thủy tĩnh Trong chất lỏng, áp suất (do trọng lượng ngoại lực) tác dụng lên phần tử chất lỏng không phụ thuộc vào hình dạng thùng chứa thay đổi a) b) Hình 1.1 áp suất thủy tĩnh c) - Khối lượng riêng chất lỏng; h- Chiều cao cột níc; g- Gia tèc träng trêng; pS- ¸p st lùc träng trêng; pL- ¸p st khÝ qun; pF- ¸p suất tải trọng ngoài; A, A1, A2- Diện tích bề mặt tiếp xúc; F- Tải trọng 1.3.2 Phương trình dòng chảy liên tục Lưu lượng (Q) chảy ®êng èng tõ vÞ trÝ (1) ®Õn vÞ trÝ (2) không đổi (const) Lưu lượng Q chất lỏng qua mặt cắt A ống toàn ống (điều kiện liên tục) Hình 1.2 Lưu lượng chảy đường ống Ta có phương trình dòng chảy sau: Q = A.v = h»ng sè (const) Víi v vận tốc chảy trung bình qua mặt cắt A Nếu tiết diện chảy hình tròn, ta có: Q1 = Q2 hay v1.A1 = v2.A2 (1.4) (1.5) VËn tèc chảy vị trí 2: (1.6) Trong đó: Q1[m3 /s], v1[m/s], A1[m2], d1[m] lưu lượng dòng chảy, vận tốc dòng chảy, tiết diện dòng chảy đường kính ống vị trí 1; Q2[m3/s], v2[m/s], A2[m2], d2[m] lưu lượng dòng chảy, vận tốc dòng chảy, tiết diện dòng chảy đường kính ống vị trí 1.3.3 Phương trình Bernulli Theo hình 1.3 ta có áp suất điểm chất lỏng chảy: (1.7) Hình 1.3 áp suất điểm chất lỏng chảy 1.4 Tính chất đặc điểm dầu 1.4.1 Đặc điểm dầu dùng hệ thống dầu ép Độ nhớt Độ nhớt nh÷ng tÝnh chÊt quan träng nhÊt cđa chÊt láng Độ nhớt xác định ma sát thân chất lỏng thể khả chống biến dạng trượt biến dạng cắt chất lỏng Có hai loại ®é nhít: a §é nhít ®éng lùc §é nhít động lực lực ma sát tính 1N tác động đơn vị diện tích bề mặt 1m2 hai lớp phẳng song song với dòng chảy chất lỏng, cách 1m có vận tốc 1m/s Độ nhớt động lực tính [Pa.s] Ngoài ra, người ta dùng đơn vị poazơ (Poiseuille), viết tắt P 1P = 0,1N.s/m2 = 0,010193kG.s/m2 1P = 100cP (centipoiseuilles) Trong tÝnh to¸n kü thuËt thêng sè quy tròn: 1P = 0,0102kG.s/m b Độ nhớt động lỏng: Độ nhớt động tỷ số hệ số nhớt động lực với khối lượng riêng chất (1.8) = / Đơn vị độ nhớt động [m2/s] Ngoài ra, người ta dùng đơn vị stốc (Stoke), viết tắt St centistokes, viết tắt cSt 1St = 1cm2/s = 10-4m2/s 1cSt = 10-2St = 1mm2/s c Độ nhớt Engler (E0) Độ nhớt Engler (E0) tỷ số quy ước dùng để so sánh thời gian chảy 200cm3 dầu qua ống dẫn có đường kính 2,8mm víi thêi gian ch¶y cđa 200cm3 níc cÊt ë nhiƯt ®é 200C qua èng dÉn cã cïng ®êng kÝnh, ký hiệu: E0 = t/tn Độ nhớt Engler thường đo đầu nhiệt độ 20, 50, 1000C ký hiƯu t¬ng øng víi nã: E020, E050, E0100 Yêu cầu dầu thủy lực Những tiêu để đánh giá chất lượng chất lỏng làm việc độ nhớt, khả chịu nhiệt, độ ổn định tính chất hoá học tính chất vật lý, tính chống rỉ, tính ăn mòn chi tiết cao su, khả bôi trơn, tính sủi bọt, nhiệt độ bắt lữa, nhiệt độ đông đặc Chất lỏng làm việc phải đảm bảo yêu cầu sau: + Có khả bôi trơn tốt khoảng thay đổi lớn nhiệt độ áp suất; + Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ; + Có tính trung hoà (tính trơ) với bề mặt kim loại, hạn chế khả xâm nhập khí, dễ dàng tách khí ra; + Phải có độ nhớt thích ứng với điều kiện chắn khít khe hở chi tiết di trượt, nhằm đảm bảo độ rò dầu bé nhÊt, cịng nh tỉn thÊt ma s¸t Ýt nhÊt; + Dầu phải sủi bọt, bốc làm việc, hoà tan nước không khí, dẫn nhiệt tốt, có môđun đàn hồi, hệ số nở nhiệt khối lượng riêng nhỏ Trong yêu cầu trên, dầu khoáng chất thoả mÃn đầy đủ 1.4.2 Các đơn vị đo lường dầu áp suất (p) Theo đơn vị đo lường SI Pascal (pa) 1pa = 1N/m2 = 1m-1kgs-2 = 1kg/ms2 Đơn vị nhỏ, nên người ta thường dùng đơn vị: N/mm2, N/cm2 so với đơn vị áp suất cũ kg/cm2 có mối liên hệ sau: 1kg/cm2 0.1N/mm2 = 10N/cm2 = 105N/m2 (Trị số xác: 1kg/cm2 = 9,8N/cm2; để dễ dàng tính toán, ta lấy 1kg/cm2 = 10N/cm2) Ngoài ta dùng: bar = 105N/m2 = 1kg/cm21at = 9,81.104N/m2 ≈ 105N/m2 = 1bar (Theo DIN- tiêu chuẩn Cộng hòa Liên bang Đức 1kp/cm2 = 0,980665bar 0,981bar; 1bar 1,02kp/cm2 Đơn vị kG/cm2 tương đương kp/cm2) Vận tốc (v) Đơn vị vËn tèc lµ m/s (cm/s) ThĨ tÝch vµ lu lượng a Thể tích (V): m3 lít(l) b Lưu lượng (Q): m3/phút l/phút Trong cấu biến đổi lượng dầu ép (bơm dầu, động dầu) dùng đơn vị m3/vòng l/vòng Lực (F) Đơn vị lực Newton (N) 1N = 1kg.m/s2 Công suất (N) Đơn vị công suất Watt (W) 10 HƯ thèng kÕt nèi nh h×nh 6.39 Ban đầu xi lanh vị trí thu vào, mô tơ chấm mực phía Khi có tín hiệu Start hệ thông khởi động Xi lanh1 đẩy băng giấy vào vị trí, Xilanh đẩy hộp mực vào vị trí, mô tơ quay chấm mực cho dấu Sau chấm xong mô tơ quay vị trí đầu, Xilanh thu Hình 6.39: Hệ thống đóng dấu Trong đó: 1- Xi lanh ®Èy giÊy (X1) 2- Xi lanh ®Èy hộp mực dấu (X2) 3- Mô tơ quay chấm mực (M3) 4- Xi lanh chỈn giÊy (X4) 5- Xi lanh đẩy dao cắt giấy (X5) Giản đồ thời gian Star t X1 X2 M3 A1 B1 C 0 A2 B2 C2 H×nh 6.40: Giản đồ bước phần tử khí tác động Ghi chú: A1, A2, B1, B2, C1, C2 cảm biến hành trình tác động điện Lựa chọn thiết bị, khai báo phần cứng điều khiển lập trình PLC kết nối thiết bị phần cứng a Lựa chọn thiết bị 153 STT Tên phần tử Ký hiệu Thông số kỹ thuật Nút khởi động ON Putton 5A, 220v CÇu dao CD pha, 15A, 380V Mô hình đóng dấu xxx Thiết bị KFV 10 11 12 Nót dõng R¬ le trung gian OFF K1; K6 Mét chiỊu 24v Nguồn câp khí xxx Mô đun nguồn PS Dây dẫn điện PVC Mô đun xử lý Mô đun mở rộng đầu vào số Mô đun mở rộng đầu số Bộ dụng cụ lắp đặt Putton 5A, 220v Thiết bÞ KFV 1x 0,75 CPU PLC –S7300 DI DO Kìm, tuốc lô vÝt Sè lỵng 01 chiÕc 01 chiÕc 01 chiÕc 06 bé 01Bé 01Bé 10 mÐt 01 module 01 module 01module 01 module 01 Hình 6.41: Lựa chọn thiết bị cho nhóm thực tập b Khai báo phần cứng điều khiển lập trình PLC Sử dụng phần mềm simatic manager khai báo phần cứng (hardware) theo thứ tự bước : Đặt tên New project Insert station simatic 300 Hardware Rack 300 Rail; Lựa chọn khai báo mô đun mô đun đến mô đun mở rộng (chú ý mà của, thông số vị trí khai báo mô đun liên quan tới địa quản lý liệu) ; Lưu cấu hình phần cứng PLC đà khai báo c Kết nối thiết bị phần cứng + Kết nối mạch động lực (Mạch khí nén) 154 1Y2 2Y1 1Y1 50% 50% 50% 50% B2 50% B1 A2 50% A1 2Y2 1Y3 1 2Y3 H×nh 6.42: Sơ đồ mạch khí nén + Kết nối PLC với phần tử vào, - Các phần tử đầu vào kết nối với mô đun mở rộng đầu vào - Các phần tử chấp hành kết nối với mô ®un më réng ®Çu - KÕt nèi nguån cho PLC cuộn dây rơ le (nguồn chiều 24v cấp cho PLC) Hình 6.43: Sơ đồ kết nối PLC 155 Xác định địa miền nhớ cho phần tử vào phân tử trung gian điều khiển lập trình PLC a Các phần tử đầu vào D I4.0 ; M I4.1; b Các phần tử chấp hành (1Y1) K1 Q8.0 ; (2Y1) K2 Q8.1; (1Y2) K3 Q8.2; (2Y2) K4 Q8.3; (1Y3)K5 Q8.4; (2Y3)K6 Q8.5 c Các phần tử trung gian biến cờ M Bé thêi gian Timer : S- ODT BiÕn cê M0.0 M0.7 Lập trình điều khiển Sử dụng phần mềm Trình quản lý Simatic S7- 300 tập lệnh viết chương trình điều khiển hệ thống đóng dấu sau: 156 157 Nạp chương trình chạy thử a Cấp nguồn cho thiết bị lập trình điều khiển + Nguồn (+)/(-) 24v DC cho PLC + Nguồn khí cho phần tử chấp hành b Chuẩn bị nạp chương trình + Bật công tắc chuyển đổi chế độ làm việc thiết bị lập trình vị trí Reset để xóa nhớ + Bật công tắc chọn chế độ Stop, download chương trình lên thiết bị điều khiển lập trình c Chạy thử + Bật công tắc chọn chế độ Run, chạy thử chương trình, sửa lỗi + Kiểm tra hoàn thiện Một số lỗi thường gặp phương pháp khắc phục STT Hư hỏng (lỗi) Nguyên nhân PP khắc phục Phần cứng Kết nối không tiếp xúc Kiểm tra, nối lại cho tiếp xúc Chương trình Lệnh, giải thuật chưa Kiểm tra lại lệnh, giải thuật Thao tác, vận Không trình tự, Thao tác trình tự không tác động chạy sai hành yêu cầu điều khiển tốt Bảng 6.8 Một số lỗi thường gặp phương pháp khắc phục 158 Câu hỏi Bài tập chương Cho sơ đồ mạch khí nén nh h×nh vÏ: 1.0 1.3 1.4 2.0 2.0 1.5 1.2 1.1 Hình 6.44 Sơ đồ mạch khí nén điều khiển cấu chấp hành a Nêu tên ghi ký hiệu thiết bị sơ đồ; b Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên; c Thiết kế mạch điện - khí nén điều khiển 1.0 2.0 theo quy trình hoạt động 159 Cho sơ đồ mạch khí nén hình vẽ: 1.0 1.5 1.4 1.2 1.6 2.0 1.7 1.3 1.1 Hình 6.45 Sơ ®å m¹ch khÝ cã ®iỊu khiĨn tèc ®é cho cấu chấp hành a Nêu tên ghi ký hiệu thiết bị sơ đồ; b Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên; c Thiết kế mạch ®iƯn - khÝ nÐn ®iỊu khiĨn 1.0 vµ 2.0 theo quy trình hoạt động 160 Cho sơ đồ mạch khí nén hình vẽ: 1.0 1.4 1.5 1.6 1.8 2.0 1.3 1.2 1.7 1.1 Hình 6.46 Sơ ®å m¹ch khÝ cã ®iỊu khiĨn tèc ®é cho cấu chấp hành a Nêu tên ghi ký hiệu thiết bị sơ đồ; b Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên; c Thiết kế mạch ®iƯn - khÝ nÐn ®iỊu khiĨn 1.0 vµ 2.0 theo quy trình hoạt động Cho sơ đồ mạch khí sau: Yêu cầu: - Chú thích tên giải thích chức phần tử sơ đồ - Thiết kế sơ đồ mạch điện - khí nén - Phân tích nguyên lý làm mạch ®iÖn - khÝ nÐn 161 A0 A1 2 12 A0 3 50% 1 2 A1 1 3 Hình 6.47 Mạch khí nén tự động ®¶o chiỊu Xy lanh 1.0 1S2 v2 X1 v24 Y1 2S2 v3 Y2 X2 2S1 40% 40% v1 2.0 1S3 2 v1 H×nh 6.48 Mạch khí nén điều khiển tốc độ Xy lanh 162 A1 50% 50% 2S 50% 50% A0 A0 2 1 A1 2S 1 3 12 Hình 6.49 Mạch khí nén điều khiển đảo chiỊu Xy lanh (sư dơng CTHT) 1.0 1S2 2.0 1S3 2S1 40% 40% 1v4 2v2 1v1 2v3 s s1 1 1S3 2S2 1v3 2v1 1v2 2S1 2S2 3 2v4 2v5 s s2 1S2 3 Hình 6.50 Mạch khí nén điều khiển đảo chiều Xy lanh(sử dụng CTHT) 163 A1 A0 60% 1 V2 X1 X2 12 V1 Y1 Hình 6.51 Mạch khí nén điều khiển đảo chiều Xy lanh (cã ®iỊu chØnh tèc ®é) A1 A0 60% 1 A1 open 3 1 12 30% A0 Hình 6.52.Mạch khí nén điều khiển tự động đảo chiều Xy lanh Một cánh cửa đóng, mở điều khiển hƯ thèng trun ®éng ®iƯn - khÝ nÐn nh sau: 164 NhÊn hai nót S1 hc S2 xy lanh tác động phía làm mở cánh cửa.khi nhả nút nhấn cánh cửa chờ khoảng thời gian xy lanh vào đóng cánh cửa Yêu cầu: - HÃy vẽ sơ đồ mạch ®iỊu khiĨn ®iƯn - khÝ nÐn - Chó thÝch tªn giải thích chức phần tử sơ đồ - Phân tích nguyên lý làm việc mạch Một truyền xy lanh tác động phía di chuyển cách tác động vào nút nhấn, cuối hành trình đồng thời đạt đến áp suất 10 bar xy lanh tự quay Yêu cầu: - HÃy vẽ sơ đồ mạch điều khiển điện - khí nén - Phân tích nguyên lý làm việc mạch - Chú thích tên giải thích chức phần tử sơ đồ Những thùng carton cần mang đến băng tải khác, nhấn nút Start xy lanh A chậm nâng thùng carton lên phía trên, đến cuối hành trình xy lanh B chậm để đẩy thùng carton vào băng tải Sau xy lanh B trở vào, đến cuối hành trình xy lanh A tiếp tục vào hoàn tất chu trình Yêu cầu: - HÃy vẽ sơ đồ mạch điều khiển điện - khí nén - Chú thích tên giải thích chức phần tử sơ đồ - Phân tích nguyên lý làm việc mạch Một chi tiết nhôm cần đóng nhÃn hiệu ®ỵc ®iỊu khiĨn b»ng hƯ thèng ®iƯn- khÝ nÐn nh sau: Nhấn nút Start xy lanh tác động phía chậm để đẩy chi tiết vào vị trí dập, sau xy lanh tác động phía B ®i ®Ĩ ®ãng nh·n hiƯu chi tiÕt, ci cïng xy lanh A B trở lúc Yêu cầu: - - HÃy vẽ sơ ®å m¹ch ®iỊu khiĨn ®iƯn - khÝ nÐn Chó thÝch tên giải thích chức phần tử sơ đồ - Phân tích nguyên lý làm việc mạch Các chi tiết dạng trụ sau gia công xong dây truyền khác cần phải kiểm tra kích thước, điều khiển hệ thống sau: 165 NhÊn nót nhÊn xy lanh 1.0 ®i víi thêi gian T1=0,6s ®ång thêi ®Èy chi tiÕt vào phận kiểm tra, đến cuôí hành trình chờ khoảng thời gian T2-1s sau xy lanh 1.0 quay trở với thời gian T3=0,4s.Chu trình điều khiển tự động ( Yêu cầu hết phôi để kiểm tra chu trình tự dừng lại) Yêu cầu: + Vẽ mạch điều khiển điện - khí nén + Phân tích nguyên lý làm việc mạch 10 Một chi tiết cần khoan lỗ giống điều khiển hệ thống sau: Chi tiết đặt vµo b»ng tay, nhÊn nót Start xy lanh A mang ®Çu khoan sÏ ®i thùc hiƯn chun ®éng khoan lỗ thứ nhất, cuối hành trình quay trở Sau ®ã xy lanh B ®i vµo ®Ĩ di chun chi tiết đến lỗ khoan thứ hai, xy lanh A thực khoan lỗ khoan thứ hai lùi , xy lanh C vào để di chuyển chi tiết đến lỗ khoan thứ ba, xy lanh A lại thực khoan lỗ thứ ba ®i vỊ, xy lanh B ®i ®Ĩ di chun chi tiết đến lỗ khoan thứ tư sau xy lanh A lại thực khoan lỗ khoan thø t råi lïi vỊ, xy lanh C ®i để trở vị trí ban đầu hoàn tất chu trình khoan Yêu cầu: + Vẽ mạch điều khiển điện - khí nén + Phân tích nguyên lý làm việc mạch 11 Trình bày phép biến đổi đại số Boole 166 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Ngọc Cẩn, Truyền động dầu ép máy cắt kim loại, NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2002 [2] Nguyễn Ngọc Phương, Hệ thống điều khiĨn b»ng khÝ nÐn, NXB Gi¸o dơc, 2001 [3] Ngun Ngọc Phương - Huỳnh Nguyễn Hoàng, Hệ thống điều khiển b»ng thđy lùc, NXB Gi¸o dơc, 1999 [4] Ngun Ngäc Cẩn, Điều khiển tự động, NXB Đại học Quốc gia Tp Hå ChÝ Minh, 2000 [5] Automation with PLC Simatic S7-300, Siemens, Germany [6] John J., The technology of fluid power, Prentice Hall, 1993 [7] Hydraulics Applications, Lab Volt, 2000 [8] Werner Deppert - Kurt Stoll, Pneumatic Application, Vogel Buchverlag, 1983 167