7. THIẾT KẾ SẢN PHẨM
7.3.1.2. Cấu tạo của mạch điểu khiển xylanh khí nén
Bao gồm các khối thiết bị sau:
Nguồn khí nén: Máy nén khí, bình tích áp.
Các phần tử điều khiển: van phân phối 5/3 có cuộn solenoid, các cảm biến tiệm cận, van tiết lưu, van an toàn.
Phân phối khí nén: gồm hệ thống các ống dẫn để phân phối khí nén tới cơ cấu chấp hành.
Nguồn khí nén.
Trong công nghiệp, theo quy mô sản xuất, người ta thường xây dựng một vài trạm khí nén phục vụ sản xuất với các mục đích khác nhau. Hệ thống khí nén muốn làm việc bền vững, liên tục, tin cậy thì nguồn khí nén phải được tăng cường ổn định về áp suất, phun dầu bôi trơn cho các phần tử điều khiển, cơ cấu chấp hành… Do đó, cần được trang bị một loạt phần tử nối tiếp nhau như máy nén khí có thể tích hành trình không đổi, bình tích áp, bộ lọc hơi nước, bộ tra dầu, van điều chỉnh áp suất có cửa tràn,…
Hình 7.6. Hệ thống máy nén khí trong công nghiệp.
Các phần tử điều khiển
Van phân phối điện từ 5/2.
Van 5/2 là một loại van điện từ có 5 cổng và 2 vị trí, bao gồm 1 cổng cấp khí tổng, 2 cổng phân chia khí và 2 cổng xả. Cấu tạo của van phân phối 5/2 gồm:
+ Phần coil điện: khi được cấp nguồn điện 1 chiều hoặc dòng điện xoay chiều từ bên ngoài thì van sẽ hoạt động. Tùy thuộc nguồn điện từ 24V, 220V mà van sẽ hoạt động khác nhau.
+ Phần thân van: được phân thành 5 cửa với 2 vị trí đảo chiều hoạt động. Đây cũng là lý do van có tên gọi là van 5/2 điện từ (van đảo chiều 5/2).
Hình 7.7. Van phân phối 5/2. Van tiết lưu.
Van tiết lưu là loại van có chức năng điều chỉnh lưu lượng của dòng chất qua van, dựa trên nguyên lý: lưu lượng phụ thuộc vào tiết diện của dòng chảy qua van. Hình trên là nguyên lí hoạt động và kí hiệu của van tiết lưu có tiết diện thay đổi, tiết lưu được cả 2 chiều, dòng khí nén đi từ A qua B và ngược lại. Tiết diện thay đổi bằng vít điều chỉnh.
Hình 7.8. Kí hiệu van tiết lưu có tiết diện thay đổi (Hãng Herion). Van an toàn.
Van an toàn khí nén là loại van dùng cho hệ thống khí nén, vai trò chính của van giúp cho hệ thống khí nén không bao giờ vượt qua ngưỡng áp suất cài đặt. Khi ở trong trạng thái bình thường, do lực ép của lò xo nên van đóng kín, chỉ đến khí áp suất của khí nén không nằm trong giới hạn an toàn lớn hơn lực căng của lò xo, làm cho van an toàn
của máy nén khí mở. Khi đó, khí sẽ thoát ra ngoài, giảm lượng áp suất dư bên trong bình chứa khí, giữ ở mức độ ổn định đảm bảo được an toàn và ổn định.
Hình 7.9. Cấu tạo van an toàn. Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensors).
Cảm biến tiệm cận (hay được gọi là “Công tắc tiệm cận”) phản ứng khi có vật ở gần cảm biến, khoảng cách này tính vài mm. Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự
chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện.
Hình 7.10. Cấu tạo cảm biến tiệm cận. Các phần tử chấp hành.
Trong hệ thống mạch điểu khiển, phần tử chấp hành là xy lanh khí nén tác động kép. Xy lanh khí nén là một thiết bị cơ học được vận hành bằng khí nén, có khả năng chuyển hóa năng lượng khí nén thành động năng. Nguyên lí: không khí được nén vào trong xy lanh thông qua một đầu piston và chiếm không gian bên trong xy lanh, làm cho
piston di chuyển theo hướng trục của xy lanh. Khi hết hành trình, xy lanh lại đẩy khí nén ra ngoài tiếp tục vòng tuần hoàn. Nhờ vậy đã sinh ra công, điều khiển thiết bị bên ngoài.
Hình 7.11. Xy lanh tác động kép (tác động hai chiều).
1. Cửa nối khoang piston 2. Cửa nối khoang cần piston 3. Cần piston 4. Khoang cần piston 5. Tiết diện cần piston 6. Piston 7. Tiết diện piston