Chöông 2 : Caùc thieát bò cô baûn trong heä thoáng töï ñoäng
2.2 Cô caáu chaáp haønh
2.2.3 Caùc phaàn töû thuûy – khí
Trong kỹ thuật điều khiển tự động các hệ thống công nghiệp, khí nén và thủy lực được ưa dùng vì dễ điều khiển và thiết bị tạo khí nén và dầu ép thường đi kèm theo máy công tác
1- Các xylanh khí nén
Khí nén được sử dụng rộng rãi trong các ngành : cơ khí cắt gọt, chế biến thực phẩm chế biến dược phẩm … Sau đây giới thiệu một số xylanh thường dùng để tác động vào đối tượng và để tạo lực kẹp chặt.
Loại xylanh một chiều thường dùng trong các bộ phận đẩy và lùi nhanh về hoặc dùng trong kẹp chặt khi gia công cơ. Để điều khiển khí nén vào xylanh ta có thể dùng các loại van như van 3/2 .
Xylanh hai chiều có hai đường khí nén vào ra đổi chiều nhau nhờ van 4/2 hoặc 5/2. Xylanh này dùng trong các trường hợp phải điều khiển cả đi và về.
Hình 2.47 là xylanh tác dụng hai phía, khi đi sang phải tác động về phía phải, khi chuyển động qua trái tác động vào bên trái. Loại xylanh này tiết kiệm năng lượng, thường được dùng trong các hệ thống đóng mở, đẩy kéo .
Hình 2.48 là một loại xylanh có hai piston, khi khí nén tác động vào piston trái thanh răng sẽ chuyển động qua phải làm cho bánh răng quay theo chiều kim đồng hồ. Khi khí nén tác động vào xylanh phải thanh sẽ chuyển động qua trái làm cho bánh răng quay ngược chiều kim đồng hồ.
Hình 2.47 Xylanh tác dụng hai phía và ký hiệu a)
b)
c) d)
Hình 2.46 a), b) xylanh 1 chiều và kí hiệu; c),d) xylanh 2 chiều và kí hiệu Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM
Loại xylanh trên hình 2.48 thường dùng trong hệ thống cấp dao tự động cho máy CNC, hệ thống quay góc của Robot…
2- Các van đảo chiều
Để phân phối khí nén cho xylanh phải sử dụng các van đảo chiều, sau đây giới thiệu một số van thông dụng :
-Van 3/2 :
Van 3/2 tức là van có 3 cửa (1,2,3) và 2 vị trí (phải và trái).
Hình 2.49 trình bày nguyên lí làm việc của van 3/2 : cửa 1(P) nối nguồn khí nén, cửa 2(A) nối với xylanh, cửa 3(R) nối với đuờng ra (thường xả ra ngoài). Phía phải điều khiển bằng lò xo, phía trái (12) có nhiều cách điều khiển khác nhau : Hình 2.49b ký hiệu điều khiển bằng tay hoặc cơ khí; Hình 2.49b cơ khí (tác động đi tới của đầu piston chẳng hạn); Hình 2.49c,d ký hiệu điều khiển bằng tay và bằng điện (một cái thường đóng và một cái thường mở). Ta thấy trên hình 2.49a, lúc này khí nén từ nguồn vào cửa số 1(P) và đang bị chặn lại, không khí từ xylanh đang theo cửa 2(A) thông sang cửa 3(R) ra ngoài.
Khi tác động bằng điện thường có ký hiệu thêm chữ Y, ví dụ Y1, Y2, Y3, Y4. Van 3/2 thường dùng để điều khiển piston một chiều. Để biết thêm chi tiết có thể tìm hiểu ở tài liệu “hệ thống điều khiển bằng khí nén”.
Hình 2.48 Xylanh hai piston và kí hiệu
a)
b) c) d) e)
Hình 2.49 Cấu tạo van 3/2 và kí hiệu Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM
-Van 5/2 :
Van 5/2 tức là van có 5 cửa (1,2,3,4,5) và 2 vị trí (phải và trái), thường dùng để điều khiển xylanh hai chiều.
Hình 2.50a trình bày nguyên lí làm việc của van 5/2 : cửa 1(P) nối nguồn khí nén, cửa 2(B) và 4(A) nối với xylanh, cửa 3(S) và 5(R) nối với đuờng ra (thường xả ra ngoài). Trên hình vẽ khí nén đang đi vào cửa 1(P) thông qua cửa 2(B) vào một pía của xylanh hai chiều, phía còn lại của xylanh không khí sẽ theo cửa 4(A) qua cử 5(R) ra ngoài.
Hình 2.50b là ký hiệu van 5/2 điều khiển bằng cơ khí, hình 2.50c ký hiệu van 5/2 điều khiển bằng điện và bằng tay.
Hình 2.51 là cấu tạo tổng quát của một loại van 5/2 điều khiển bằng điện cả hai phía, lực tác động vào piston trong van là lực khí nén nhưng điều khiển nó thế nào lại dựa vào nguồn điện cung cấp cho hai cuộn dây.
3- Kết luận
Các phần tử chấp hành bằng khí nén chủ yếu là các loại xylanh, động cơ khí…Ngoài ra để điều khiển hệ thống khí nén còn cần nhiều thiết bị khác như các loại van tiết lưu, van áp suất, role thời gian khí…
Các phần tử chấp hành bằng thủy lực cũng tương tự khí nén, người đọc có thể tìm hiểu kỹ hơn trong tài liệu “hệ thống điều khiển bằng thủy lực”. Thông số cơ bản để chọn lựa các loại xylanh chính là lực cần tác động, từ đó chọn được áp suất p và Dxylanh.
a) b)
c)
Hình 2.50 Cấu tạo van 5/2 và kí hiệu
Hình 2.51 Van 5/2 điều khiển bằng điện Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM