Đang tải... (xem toàn văn)
Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình Truyền động thủy lực và khí nén: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Cơ sở lý thuyết về truyền động khí nén; sản xuất, phân phối và xử lý khí nén; hệ thống điều khiển khí nén và điện khí nén; ứng dụng và thiết kế hệ thống điều khiển khí nén.
Phần thứ hai TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 125 126 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN Ứng dụng khí nén có từ thời trước Công Nguyên, nhiên phát triển khoa học kỹ thuật thời khơng đồng phạm vi ứng dụng khí nén cịn hạn chế Mãi đến kỷ thứ 19, máy móc thiết bị sử dụng lượng khí nén phát minh Với phát triển mạnh mẽ lượng điện, vai trò sử dụng lượng khí nén bị giảm dần Tuy nhiên, việc sử dụng lượng khí nén đóng vai trị cốt yếu lĩnh vực mà sử dụng điện khơng an tồn Khí nén sử dụng dụng cụ nhỏ truyền động với vận tốc lớn như: Búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh dụng cụ, đồ gá kẹp chặt máy Sau chiến tranh giới thứ hai, việc ứng dụng lượng khí nén kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén sáng chế ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Sự kết hợp khí nén với điện - điện tử định cho phát triển kỹ thuật điều khiển tương lai 5.1 Khả ứng dụng khí nén 5.1.1 Trong lĩnh vực điều khiển Những năm 50 60 kỷ 20 giai đoạn kỹ thuật tự động hóa q trình sản xuất phát triển mạnh mẽ Kỹ thuật điều khiển khí nén phát triển rộng rãi đa dạng nhiều lĩnh vực khác Chỉ riêng Cộng hoà Liên bang Đức có 60 hãng chuyên sản xuất phần tử điều khiển khí nén Hệ thống điều khiển khí nén sử dụng lĩnh vực mà hay xảy vụ nổ nguy hiểm thiết bị phun sơn, loại đồ gá kẹp chi tiết nhựa, chất dẻo lĩnh vực sản xuất thiết bị điện tử, điều kiện vệ sinh mơi trường tốt an toàn cao Ngoài ra, hệ thống điều khiển khí nén cịn sử dụng dây chuyền rửa tự động, thiết bị vận chuyển kiểm tra thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì cơng nghiệp hóa chất 5.1.2 Trong hệ thống truyền động - Các dụng cụ, thiết bị, máy làm việc va đập: Các thiết bị, máy móc lĩnh vực khai thác như: Khai thác đá, khai thác than, cơng trình xây dựng như: Xây dựng hầm mỏ, đường hầm - Truyền động quay: Truyền động động quay với công suất lớn lượng khí nén giá thành cao Nếu so sánh giá thành tiêu thụ điện động quay lượng 127 khí nén động điện có cơng suất, giá thành tiêu thụ điện động quay lượng khí nén cao 10 đến 15 lần so với động điện Nhưng ngược lại thể tích trọng lượng nhỏ 30% so với động điện có cơng suất Những dụng cụ vặn vít, máy khoan, cơng suất khoảng 3,5 kW, máy mài, công suất khoảng 2,5 kW máy mài với cơng suất nhỏ với số vịng quay cao khoảng 100.000 (v/ph) khả sử dụng động truyền động lượng khí nén phù hợp - Truyền động thẳng: Sử dụng truyền động áp suất khí nén cho truyền động thẳng dụng cụ, đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, loại máy gia cơng gỗ, thiết bị làm lạnh hệ thống phanh hãm ôtô - Trong hệ thống đo kiểm tra: Dùng thiết bị đo kiểm tra chất lượng sản phẩm 5.2 Ưu, nhược điểm hệ thống truyền động khí nén 5.2.1 Ưu điểm - Do khả chịu nén (đàn hồi) lớn khơng khí, trích chứa dễ dàng Như vậy, có khả ứng dụng để thành lập trạm trích chứa khí nén - Có khả truyền lượng xa, độ nhớt động học khí nén nhỏ tổn thất áp suất đường ống nhỏ - Đường dẫn khí nén thải khơng cần thiết - Chi phí thấp để thiết lập hệ thống truyền động khí nén, phần lớn xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén có sẵn - Hệ thống phịng ngừa áp suất giới hạn bảo đảm 5.2.2 Nhược điểm - Lực truyền tải thấp - Khi tải trọng hệ thống thay đổi vận tốc thay đổi Bởi khả đàn hồi khí nén lớn, thực chuyển động thẳng quay - Dịng khí nén đường dẫn gây tiếng ồn Hiện nay, lĩnh vực điều khiển, người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển khí nén với điện điện tử Cho nên khó xác định cách xác, rõ ràng ưu nhược điểm hệ thống điều khiển Tuy nhiên, so sánh số khía cạnh, đặc tính truyền động khí nén truyền động cơ, điện 128 5.3 Một số đặc điểm hệ thống truyền động khí nén Ký hiệu: (+), (=), (-) có nghĩa thích hợp hơn/ bằng/ so với truyền động khí nén - Độ an tồn q tải Khi hệ thống đạt áp suất làm việc tới hạn, truyền động an tồn, khơng có cố, hư hỏng xảy Truyền động điện - (-); truyền động thủy lực (=), truyền động (-); - Sự truyền tải lượng Tổn thất áp suất giá đầu tư cho mạng truyền động khí nén tương đối thấp Truyền động điện (+); truyền động thủy lực (-), truyền động (-); - Tuổi thọ bảo dưỡng Hệ thống truyền động điều khiển khí nén hoạt động tốt, mạng đạt tới áp suất tới hạn không gây ảnh hưởng mơi trường Tuy nhiên hệ thống địi hỏi cao vấn đề lọc chất bẩn áp suất khơng khí hệ thống Truyền động điện - (- / =); Truyền động (-),Truyền động thủy lực (=),Truyền động điện (+) - Khả thay phần tử, thiết bị Trong hệ thống truyền động khí nén, khả thay phần tử dễ dàng Truyền động điện (+);Truyền động (-),Truyền động thủy lực (=) - Vận tốc truyền động Do trọng lượng phần tử hệ thống điều khiển khí nén nhỏ, khả giãn nở áp suất khí lớn, nên truyền động đạt với vận tốc cao Truyền động điện - (-),Truyền động (-),Truyền động thủy lực (+) - Khả điều chỉnh lưu lượng dòng áp suất Truyền động khí nén có khả điều chỉnh lưu lượng áp suất cách đơn giản Tuy nhiên với tải trọng thay đổi vận tốc thay đổi Truyền động điện - (-),Truyền động (-),Truyền động thủy lực (+) - Vận tốc truyền tải Vận tốc truyền tải xử lý số liệu tương đối chậm: Truyền động điện (+), Truyền động (-), Truyền động thủy lực (+); Phạm vi ứng dụng thích hợp hệ thống truyền động liệt kê bảng 5.1: 129 Bảng 5.1 Phạm vi ứng dụng thích hợp hệ thống truyền động TT Trường hợp ứng dụng K Đ-K Đ-C Đ C TL Truyền động quay với công suất >2kW + 0 x 1.1 Truyền động quay với công suất 10.000 v/ph Truyền động thẳng, quãng đường