BAI TAP TONG HOP KHI NEN

Views:
 
     
 

Presentation Description

bài tập khí nén ĐHBK tp HCM

Comments

Presentation Transcript

slide 1:

1 MỤC LỤC Phần I: Bài tập số 1 sách POWER PNEUMATICS .................................................... 2 Phần II: Bài tập số 2 .................................................................................................. 17 Phần III: Bài tập số 3 ................................................................................................. 42 Phần IV: Bài tập số 4 ................................................................................................. 43 I. Chương 3 ............................................................................................................... 43 II. Chương 4 .............................................................................................................. 44 Phần V: Bài tập số 5 .................................................................................................. 45 I. Xi lanh tác dụng đơn Xi lanh tác dụng một chiều ................................................. 45 II. Xi lanh màng......................................................................................................... 46 III. Xi lanh tác dụng hai chiều Xi lanh tác dụng kép ................................................ 46 Phần VI: Bài tập số VI ............................................................................................... 47 Phần VII: Bài tập số VII ............................................................................................ 50 Phần VIII: Bài tập số VIII .......................................................................................... 63 Phần IX: Bài tập số IX ............................................................................................... 73 Phần X: Bài tập số X ................................................................................................. 79 Phần XI: Bài tập số XI ............................................................................................... 88

slide 2:

2 PHẦN I: BÀI TẬP SỐ 1 SÁCH POWER PNEUMATICS 1. Lưulượngyêucầucủahệthốnglà40dm 3 /skhôngkhítựdo.ởápsuất7bar.Xácđịnhđườn g kính chuẩn gần nhất của ốngdẫn khí vớivận tốc không đổi là 6m/s. Bài làm: Tỷ số nén á ấ ệ đ ố õ á ấ ệ đ ố õ à Giả sử ápsuất tuyệt đối ngõ vào là 1 bar Tỷ số nén 8 Lưu lượng của khí nén 5 ⁄ Ta có: Lưu lượng diện tíchvận tốc ⇒ 5 ∗ 10 ⁄ 4 ∗ 6 ⇒ 5 ∗ 10 ∗ 4 6 ∗ 0033 Chọn d 40 mm 2.Một đông cơ khí nén sử dụng nén không khí với lưu lượng riêng 05dm 3 / vg. Xác định đường kính tiêu chuẩn nhỏ nhất của hệ thống ống dẫn khi đông cơ đang chạy ở 240 vg/ph. Vận tốc tối đa của không khí không vượt quá 8 m/s. Bài làm:  Lưu lượng thực của khí . 240.05 120 / 2 / Q n D l phut l s    

slide 3:

3  Đường kính ống dẫn khí : 3 4 4.2.10 001784 1784 .8 Q d m mm v        Theo tiêu chuẩn ta chọn d20mm 3. Một hệ thống khí nén hoạt động ở áp suất 6 bar bao gồm 3 xi lanh tác động kép có đường kính là 100 mm và chiều dài làm việc lần lượt là 200 300 450 mm. Tổng thời gian chu kỳ cho hệ thống là 15 giây. Bỏ qua ảnh hưởng của trục xylanh và thể tích làm việc của các ống dẫn khí đến xylanh xác định nhu cầu của hệ thống. Tính toán kích thước đường tiêu chuẩn gần nhất của các đường ống cung cấp chính nếu tốc độ khí nén không được vượt quá 6 m/s. Bài làm: Tổng thể tích của 3 xylanh là:   2 3 3 .01 02 03 045 . 75.10 4 V m       Vậy yêu cầu của hệ thống : 3 3 3 75.10 .2 10 / 15 m s    Chọn đường kính ống dẫn khí: 3 2 4 2 3 0 10 . 167.10 . 6 6 4 00 10 146 146 o d A m d m mm A             Chọn ống theo tiêu chuẩn d0 15mm. 4. Một đường ống vận chuyển khí có đường kính 100 mm và chiều dài 150 m. Xác định lưu lượng dòng chảy trong ống nếu áp sự sụt áp là 1 bar và áp suất đầu vào là 7 bar. Dùng phương trình P tại f 500 Xác định vận tốc trung bình trong đường ống Bài làm: Lưu lượng dòng chảy:

slide 4:

4 5 2 5 5 1.100 .7 966 / 1000 / 500.150 ave ave Pd P flQ P Q l s l s d P fl       Vận tốc trung bình: 2 966 1229.95 / 123 / 1 . 4 Q V dm s m s A      5. Khí thải từ một nhà máy hoạt động bằng khí nén trong một nhà máy sản xuất thực phẩm có đường ống để xả không khí ra bên ngoài nhà máy. Lưu lượng khí thải ra là 100 dm 3 /s không khí tự do ống xả có đường kính 50 mm và dài 100 m. Tính áp suất vào tại đường ống. Bài làm: Tương tự như bài 4 2 5 . . . m f l Q P d P   Với f500 l100m Q100 dm 3 /s d50mm Pdrop108 bar 14815 P bar   6. Một thiết bị cần cấp khí từ một hệ thống khí nén 200 dm 3 /s f.a.d ở áp suất 4 bar. Được đánh giá là trong 5 năm tiếp theo hệ thống cần lưu lượng gấp đôi 400 dm 3 /s f.a.d. Một máy nén khí có lưu lượng 500 dm 3 /min f.a.d. Áp suất được cài đặt lớn nhất là 7 bar. Xác định làm tròn đến m 3 kích thước bình chứa khí để số lần bật thiết bị không quá 20. Biết áp suất tổn thất trên đường ống là 0.5 bar. Số lần khởi động trong một giờ là bao nhiêu nếu hệ thống chỉ yêu cầu một nửa khả năng nén.. Bài làm: Với số lần mở của máy nén khí là 20 lần/giờ thời gian nhỏ nhất giữa hai lần mở là 3 phút giả thuyết làm việc ổn định. Trong 3 phút thì hệ thống yêu cầu một lượng không khí là: 3x60x200 36000 dm 3 /s f.a.d 36m 3 . Để cung cấp khí cho hệ thống thì máy nén khí cần chạy một khoảng thời gian: 3.60.200 72 500 s  Suy ra khoảng thời gian mà hệ thống sử dụng khí trong bình khí nén bộ phận nén khí đã ngưng hoạt động 3.60 72 108 s    Thể tích khí trong thời gian 108s mà hệ thống nhận từ bình chứa là 3 3 200.108 21600 216 dm m  

slide 5:

5 Tính thể tích không khí tự do có trong bình chứa:  Ở áp suất dư 7 bar. 1 1 2 2 1 2 . PV P V T T  với P11 bar P27+1bar V2V là thể tích bình chứa V1 là không khí tự do trước khi nén.T1T2 →V18V.  Ở áp suất 45bar tương tự ta tính được. V355V Do đó thể tích khí tự do chênh lệch được nén trong bình chứa là 25V đây cũng chính là thể tích khí mà hệ thống nhận trong thời gian bộ phận nén đã ngưng chạy. Từ đây ta tính được thể tích bình chứa khí cần thiết: 25 215 V  3 864 V m   Ta chọn bình chứa có thể tích 9m 3 . Ta tính toán lại các thong số ban đầu  Thể tích khí tự do bình nạp vào cho đến khi bộ phận nén ngưng chạy: 3 25.9 225 m   Thời gian để máy nén khí tích đủ không khí cho bình chứa: 225.1000 75 500 200 s    Thời gian hệ thống nhận khí cho đến khi bộ phận nén bật lại: 225.1000 1125 200 s   Thời gian giữa 2 lần mở máy là : 75+11251875 s  Số lần bật máy trong 1 giờ là: 3600 19 2 1875  7. Một máy nén khí cung cấp 200 dm 3 /s không khí hoàn thành một lần chu kỳ của nó chu kỳ 25s. Áp suất không khí tại máy là 6 bar và áp suất làm việc nhỏ nhất của máy là 45 bar . Một bình chứa khí được lắp ở thượng nguồn của mấy để cung cấp khí. Xác định thể tích bình chứa Bài làm: Gọi thể tích bể chứa là V thể tích khí đi ra từ bình chứa là: 3 6 45 6 1 45 1 . . 15 1 1 bar bar V V V V V m       1

slide 6:

6 Thể tích cần cho thiết bị trong 25s là lượng khí tiêu thụ cho xylanh trong 5s: 3 02.25 5m  2 Do đó thể tích nhỏ nhất của bể chứa được xác định từ 1 và 2: V 5 15  33m 3 8 Một xy lanh khí nén có đường kính D 80 mm đường kính cần là d 28 mm chiều dài xy lanh là 400 mm. Nếu xy lanh thực hiện 3 hành trình/phút được cung cấp áp suất khí 65 bar. Xác định lượng khí tiêu thụ. Nếu áp suất cấp lúc về giảm còn 25 bar xác định lượng khí tiết kiệm được trong 1 phút. Bài làm:  Diện tích hình tròn : 2 2 2 .08 05 4 4 D S dm       Diện tích hình xuyến : 2 2 2 2 2 1 08 0 28 0 441 4 4 D d S dm         Tổng thể tích khi đi tiến ra trong 1 phút 65bar: 3 1 . .3 75.05.4.3 45 . . V S L dm f a d     Tổng thể tích khi đi về trong 1 phút 65bar: 3 2 1 75. . .3 7.5.0.441.4.3 37 . . V S L dm f a d     Tổng lượng khí tiêu thụ cả đi và về trong 1 phút 65 bar 3 1 2 45 37 82 V V V dm       Lượng khí tiết kiệm khi giảm áp suất còn 25bar 3 3 1 35. . .3 35.0 441.4.3 18522 V S L dm    9. Không khí được nén đoạn nhiệt từ áp suất 1 bar đến áp suất tuyệt đối 8 bar. Nếu ban đầu không khí có nhiệt độ 20 C xác định nhiệt độ sau khi nén lấy chỉ số đoạn nhiệt là 1.4. Bài làm: Do là quá trình đoạn nhiệt nên 1 14 1 14 2 1 2 2 1 2 8 53075 25775 273 20 1 k k o o T P T T K C T P                     

slide 7:

7 10.Mộtmáynénđượcyêucầucungcấp12m 3 /phútf.a.dtạiápsuất8bar.Xácđịnhcông suấttiêu thụ củamáynénmộttầng.Nếumộtmáynénhaitầngđượcsửdụngxácđịnhcôngsuất tiết kiệmlớn nhất nếu giả sử sau khinén P.V 1.3 C trong mọitrường hợp. Bài làm: Ta có: 1 3 3 1 2 1 13 12 / 02 / 9 . kq P P bar n V m ph m s P bar       Công suất: 5 13 .9.00371 02.10 582 03 W kW    Áp suất lớn trong máy nén khí 2 tầng là 7 bar 13 13 1 1 2 2 1 1 13 13 3 1 2 1 2 1 02 00448 / 7 PV PV P V V m s P                   Công suất tiêu thụ tiết kiệm khi dùng van 2 tầng: 5 13 .9.00371 7.00448.10 89 03 W kW    11. Đường khí vào của máy nén có nhiệt độ là 20 o C với độ ẩm là 70. Máy nén cái mà có lưu lượng cung cấp là 80 dm 3 /s f.a.d. với áp suất dư đo được là 7 bar hệ thống làm mát làm giảm nhiệt độ xuống còn 30 o C. Hãy ước tính lượng nước mà được chiết suất từ máy nén khí mỗi giờ 13 13 1 1 2 2 1 1 13 13 3 1 2 1 2 1 02 00371 / 9 PV PV P V V m s P                  

slide 8:

8 Bài làm:  80dm 3 /s288 m 3 /h  Ở 20 o C và 0bar dư 100m 3 không khí bão hòa nặng chứa 173kg hơi nước khi độ ẩm 70 thì khối lượng hơi nước là 1211kg trên 100m 3 .Không khí ra khỏi máy nén là hơi bão hòa. Hơi nước ở 30 o C và 7bar là : 6bar 7bar 8bar 20 0247 02195 0192 30 03435 40 0728 06475 0567  Lượng hơi nước nhận vào trong 1 giờ: 288.1211 3488kg   Lượng hơi nước cung cấp ra trong 1 giờ: 288.03435 09893kg   Lượng nước thu được do ngưng tụ trong 1 giờ : 3448 09893 24587kg   12. Một tác động đơn bằng khí nén với chiều dài làm việc 50 mm và tạo ra lực làm việc là 18 kN. Xác định xylanh tiêu chuẩn cần sử dụng trong trường hợp này và bao nhiêu không khí sẽ được sử dụng cho mỗi chu kỳ của xylanh. Bài làm: Chọn xylanh có đường kính làm việc là 200 mm. Ta có : 2 2 . .02 . . . 18 4 4 d F p A p p kN       Suy ra : 5 2 18 .10 573 ar .02 4 p b     Mỗi chu kỳ xylanh cần thể tích khí cung cấp là: 2 3 3 .02 .005 157.10 4 V m     13. Một xilanh khí nén tác động kép có hành trình là 500 mm tác động một lực 1KN trong hành trình đẩy và 03 KN trong hành trình lùi về. Xác định kích thước nhỏ nhất của xilanh theo tiêu chuẩn biết áp suất khí cung cấp là 6 bar. Giả sử rằng lực tác động bằng

slide 9:

9 06 lần áp lực tĩnh. Vẽ hệ thống để biểu diễn quá trình điều khiển và điều chỉnh áp lực tác động lên xilanh. Nếu xilanh có chu kì hoạt động 10s dự đoán lưu lượng khí tiêu thụ khi xilanh bắt đầu hoạt động. Bài làm: Quá trình đẩy: +Ps A Pb A – a + Fe +Ps A – a Pb A + Fr Với Pb 06 Pe giải hệ phương trình tren ta được: A 307.10 -3 m 2 Đường kính xilanh: 3 3 4 4.307.10 .10 625 A D mm       Theo tiêu chuẩn ta chọn D 63 mm đường kính cần d 20 mm Vẽ hệ thống:

slide 10:

10 Lưu lượng khí: 2 2 2 2 3 1 0 0 2 2.0063 002 6 1 . . . . . .05.6. 00888 / min 148 / 4 4 1 tot P P D d Q L n m l s P                                   14. Một xylanh khí nén được dùng đẻ nâng tải có khối lượng là 07 tấn lên thẳng đứng với chiều cao là 40 m. Xylanh được định vi mặt đầu và cuối đầu ti pittông được lắp khớp để có thể quay và tải được dẫn hướng hình 4.23. Áp suất khí nén cung cấp lớn nhất cho xylanh là 65 bar. Sử dụng công thức: K π 2 EJ/L 2 Trong đó: K là tải trọng ổn định kg của cần pittông có đường kính là d cm E là môđun đàn hồi có giá trị là 21.10 6 kg/cm 2 . Hệ số an toàn của cần pittông là S 4 khi đó tải để cần pittông là việc an toàn là F K/S. Chọn đường kính pittông theo tiêu chuẩn với giả thuyết là tải động bằng 06 lần tải tĩnh.

slide 11:

11 Bài làm:  Ta có: 2 2 EJ K L   và . K F S  4 64 d J   4 2 2 2 4 4 2 3 3 6 . . . . .64 700.4.400 .64 458 458 64 .21.10 d F S L F S L d cm mm E E             Tải trọng động 06 x Tải trọng tĩnh 06 x Áp suất x tiết diện xylanh 2 5 700.981 00176 06.65.10 A m     Đường kính xylanh: 4 01497 1497 A D m mm      Theo tiêu chuẩn ta chọn xylanh có:  Đường kính xylanh D160mm  Đường kính cần xylanh d40mm. 15. Bàn nâng xe được vận hành bằng pittông thủy-khí. Tổng khối lượng tải mà pittông nâng là 12 tấn và chiều dài quảng đường nâng là 2 m. Bàn nâng có khả năng khóa ở bất kì vị trí nào. Thiết kế hệ thống thích hợp sử dụng xylanh tiêu chuẩn để nâng tải. Ảnh hưởng của áp suất thủy lực ở xylanh bằng 04 lần áp suất khí ở mặt phân cách của khí và dầu. Vẽ chu trình vận hành bằng tay thích hợp và tính toán đường kính xylanh khí nén tiêu chuẩn. Biết áp suất khí cung cấp tối đa là 7 bar. Nếu máy nén cung cấp 25 l/s f.a.d để vận hành hệ thống tính toán khoảng thời gian nâng tải lên hết cả hành trình dưới điều kiện tải trọng tối đa. Bài làm:  Diện tích xylanh: 2 2 5 1200.981 0042043 420 43 7.0 4.10 A m cm     Đường kính xylanh: 4 4.42043 23136 23136 A D cm mm       Theo bảng tiêu chuẩn ta chọn Xylanh đường kính 250mm và đường kính cần 50mm

slide 12:

12  Diện tích xylanh lúc này: 2 2 004909 4 D A m     Áp suất khí vận hành trong mạch lúc này: 1200.981 5995111 6 .04 004909.0 4 F P Pa bar A      Tỷ số nén: 6 1 7 1    Lưu lượng thực cung cấp vào mạch: 25 357 / 7 Q l s    Thời gian đi hết chu trình tiến ra: . 20.491 275 357 L A t s Q    16. Một xylanh khí nén có đường kính xylanh là D80 mm đường kính ti là d25mm kéo một tải nặng 1500N với vận tốc không đổi là 1m/ph ở điều kiện ổn định. Xy lanh được điều khiển bởi van 5 ngõ 2 trạng thái với độ sụt áp suất 01bar khi qua mỗi phần tử. Nếu áp cung cấp là 6 bar tính lưu lượng dòng khí khi sử dụng. 1 Van tiết lưu 1 chiều vào 2 Van tiết lưu 1 chiều ra Như hình A2.1.Tính giá trị P1 và P2 theo 2 điều kiện.

slide 13:

13 Bài làm:  Trường hợp 1: Ta có phương trình cân bằng: + Trong đó: . 5. 10 − 45. 10 0.1 Suy ra: 307  Trường hợp 2: − Δ 6 − 0.1 59 + : suy ra: 3.23 Lưu lượng từng trường hợp chưa tính được. 18. Một van có hệ số Cv 17 được đặt trong hệ thống và cấp áp là 8 bar nếu độ sụt áp không vượt quá 05 bar hãy tính lưu lượng khí cần thiết.

slide 14:

14 Trả lời:  Lưu lượng cần thiết:     3 6844. . 1 6844.17. 05 8 1 05 2398 / v s Q C P P P dm s                  19. Mộttảitrọng là250kg đượcnânglênthẳngđứngquãngđường là900mmbởimộtxy lanhthủylực.Giả sử rằng quátrìnhtăngtốcvà giảmtốcdiễnratrongđoạnđường28mmgiảm chấnvà tảiđạtđượctốcđộ là08m/s.Giả sử mấtmát do ma sátgâyrachiếm8tổngtảitrọng. Áp suất lớn nhất ở đồng hồ đo áp là 6 bar. Xácđịnhkíchthướcxylanhvà lưulượngkhôngkhí vàoxylanhnếu xy lanhhoạt động 10 chu kỳ/phút. Bài làm: xác định đường kính xylanh: Tổng lực tác dụng: day 1 a F F F 24525 285714 530964N      Trong đó: 1 a F mg 250.981 24525N F ma 250a         Mặt khác: 2 2 2 2 0 a v v 08 a 1143m / s 2s 2.0028 F 250.1143 285714N        Suy ra đường kính piston là: 5 4.530964.108 D 01103m 1103mm .6.10     Theo tiêu chuẩn ta chọn D125 mm d32 mm  lưu lượng không khí vào xylanh là: 2 2 3 tot 2.0125 0032 7 1 Q . .09.10. 1282m / min 2137l / s 4 1      

slide 15:

15 20. Một xy lanh thủy lực được dùng để di chuyển một khối lượng 5 kg. Nếu áp suất cung cấp là 6 bar. Xác định thời gian hành trình và vận tốc lớn nhất của piston. Với các dữ kiện như sau: Xy lanh: • d 50mm • L 200mm • Lc 30mm Van: • Cv 115 • T0 005 s • Hệ số Ce 2.4 Bài làm:  Thời gian đáp ứng van điều khiển: 1 0 005 T T s    Thời gian hành trình đi đến giảm chấn 2 05. 005.200 30 5 . . 0155 50 6 c L L m T s D P       Vận tốc lúc giảm chấn: 30 30.50 300 / 5 i D V mm s m     Thời gian giảm chấn: 3 30 01 300 c i L T s V     Tổng thời gian hành trình pittông: 1 2 3 005 0155 01 0305 T T T T s         Vận tốc cực đại: 3 3 max 2 10 . 10 .2 4 1 22 / 50 4 e C V m s a     21. Xi lanh khí nén và van đường ống liên kết trong câu hỏi trước là cho tải tăng lên đến 10kg. Xác định thời gian chu kỳ làm việc cho các điều kiện tải mới. Xylanh Van D50mm Cv115 L200mm T0005s Lc30mm Cho Ce24 dùng cho van và ống làm việc . Bài làm:

slide 16:

16 Thời gian đẩy pittong trước khi đến vị trí giảm chấn : 2 2 2 6 6 12 . 12200 30.50 02125 .10 24.10 C e L L D T s C      Mặt khác 1 2 min 005 . / 005200 30. 10 / 6 02195 50 C L L m P T s D      Trong trường hợp này thời gian đẩy pittong bị ảnh hưởng bởi quá trình giảm chấn vì T2min T2 do đó chọn T2 T2min 02195 s. Từ công thức V1 30D/m1 vận tốc chấn lớn nhất có thể ước tính là: 1 30 30.50 150 / 10 D V mm s m    Vận tốc này không vượt quá vận tốc cho phép là 300 mm/s do đó ta tính được thời gian chấn T3: 3 1 30 02 150 C L T s V    Vậy thời gian thực tế nhỏ nhất của một chu kỳ T1 + T2 + T3 005 + 02195+ 02 04695 s ≈ 047 s 22. Một vật có khối lượng 30 Kg được nâng thẳng đứng bằng một xilanh có vận tốc 12 m/s. Áp suất cung cấp là 10 bar và áp suất làm việc lớn nhất của xilanh là 12 bar. Xác định kích thước xilanh phù hợp với sự giảm chấn bên trong Bài làm: Ta có: 2 2 2 1 30.1 2 . 216 2 2 2.1 x cush cush x mV F E mV E Nm F      Trong đó: Fx 1 Đồ thị 4.28 Power Pneumatics Với Ecush 216 Nm ta chọn đường kính xilanh là 50 mm Ecush 144 Nm Áp suất giảm chấn:

slide 17:

17 2943 10. 10 10. 85 12 1960 e cush s F P P bar bar a       Trong đó: Fe m.g 30.981 2943 N a 196 cm 2 Bảng 4.3 Power Pneumatics ứng với Ecush 216 Nm Vậy đường kính xilanh là 50 mm 23. Một xy lanh không ti có đường kính 63 mm dài 6 m mang một tải 200 kg. Xác định số giá đỡ tối thiểu cần thiết và bước của chúng nếu khoảng cách từ cuối xy lanh đến điểm giữa bàn dao là 430 mm và độ uốn tối đa là 1 mm. Bài làm:  Trọng lượng tải: . 200.981 1962 P m g N     Dò theo hình 4.31 ta chọn L12100mm  Số bước tối thiểu: 1 min 1 430 6000 306 2100 A stroke t L       Chiều dài thực giữa các bước theo kiểu c 1 430 6000 1608 4 sel A stroke L mm t       Chiều dài thực giữa các bước theo kiểu d 1 430 6000 1429 45 sel A stroke L mm t      PHẦN II: BÀI TẬP SỐ 2  Giới thiệu chung Khí nén được tạo ra từ máy nén khí ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc của động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Máy nén khí được hoạt động theo hai nguyên lý sau: Nguyên lý thay đổi thể tích: không khí được dẫn vào buồng chứa ở đó thể tích của buồng chứa sẽ nhỏ lại. Như vậy theo định luật Boyle-Matiotte áp suất trong buồng chứa sẽ tăng

slide 18:

18 lên. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như kiểu máy nén khí piston bánh răng cánh gạt. Nguyên lý động năng: không khí được dẫn trong buồng chứa và được gia tốc bởi một bộ phận quay với tốc độ cao ở đó áp suất khí nén được tạo ra nhờ sự chênh lệch vận tốc nguyên tắc này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này như máy nén khí ly tâm.  Máy nén khí kiểu piston Máy nén khí piston một cấp: ở kì nạp chân không được tạo lập phía trên piston do đó không khí được đẩy vào buồng nén thông qua van nạp. Van này mở tự động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt piston. Khi piston đi xuống tới “điểm chết dưới” và bắt đầu đi lên không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van nạp đóng lại và quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất trong buồng nén tăng tới một mức nào đó sẽ làm cho van thoát mở ra khí nén sẽ thoát qua van thoát để đi vào hệ thống khí nén. Cả hai van nạp và thoát thường có lò xo và các van đóng mở tự động do sự thông khí sự chênh lệch áp suất ở phía của mỗi van. Sau khi piston lên đến “điểm chết trên” và bắt đầu đi xuống trở lại van thoát đóng và một chu trình nén khí mới bắt đầu. Máy nén khí kiểu piston một cấp có thể hút được lưu lượng đến 10m/phút và áp suất nén được 6 bar có thể trong một số trường hợp áp suất nén đến 10 bar. Máy nén khí kiểu piston 2 cấp có thể nén đến áp suất 15 bar. Loại máy nén khí kiểu piston 34 cấp có thể nén áp suất đến 250 bar. Loại máy nén khí một cấp và hai cấp thích hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén trong công nghiệp. Máy nén khí piston được phân loại theo số cấp nén loại truyền động và phương thức làm nguội khí nén. Ưu nhược điểm của máy nén khí kiểu piston Ưu điểm: kết cấu gọn trọng lượng máy nhỏ chiếm diện tích lắp đặt không lớn tiện lợi khi tháo lắp các cụm chi tiết có thể tạo ra áp suất lớn từ 2 – 1000kg/cm 2 và có thể lớn hơn nữa giá thành thấp và có tính cơ động cao. Do vậy máy nén khí kiểu piston trong thực tế sử dụng rộng rãi. Nhược điểm: do có các khối lượng tịnh tiến qua lại nên máy nén khí piston hoạt động không cân bằng làm việc còn khá ồn và rung động. Khí nén cung cấp không được lien tục do đó phải có bình chứa khí nén đi kèm. Hiệu suất thấp tuổi thọ kém.

slide 19:

19

slide 20:

20 Máy nén khí piston FUSHENG dạng A

slide 21:

21 Các thông số kỹ thuật Máy nén khí PUMA TK-200300

slide 22:

22 Model: TK-200300 Loại máy: Máy nén khí piston Dung tích bình chứa L: 300 Lưu lượng l/ph: 1980 Công suất hP/kW: 20/15 Điện áp sử dụng V: 380 Áp lực làm việc kg/cm 2 : 12 – 16 Kích thước D x R x C mm: 1910 x 760 x 1420 Trọng lượng kg: 425 Xuất xứ: Đài Loan  Máy nén khí trục vít Máy nén khí trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Máy nén khí trục vít gồm có hai trục. Trục chính và trục phụ. Máy nén khí trục vít có khoảng năm 1950 và đã chiếm lĩnh một thị trường lớn trong lĩnh vực khí nén loại máy nén khí này có một vỏ đặc biệt bao bọc quanh hai trục vít quay một lồi một lõm. Các răng của hai trục vít ăn khớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn trục

slide 23:

23 vít lõm 1 đến 2 răng. Hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau giữa các trục vít và vỏ bọc có khe hở rất nhỏ. Khi các trục vít quay nhanh không khí được hút vào bên trong vỏ thông qua cửa nạp và đi vào buồng khí ở giữa các trục vít và ở đó không khí được nén giữa các răng khi buồng khí nhỏ lại sau đó khí nén đi tới cửa thoát. Cả cửa nạp và cửa thoát sẽ được đóng hoặc được mở tự động khi các trục vít quay hoặc không che các cửa. Ở cửa thoát của máy nén khí có lắp một van một chiều để ngăn các trục vít tự quay khi quá trình nén đã ngừng. Lưu lượng từ 14m 3 /phút và có thể lên tới 60m 3 /phút. Máy nén khí trục vít thường được sử dụng trong các hệ thống vận chuyển thu gom khí ở các mỏ hoặc cung cấp nguồn khí nén cho các thiết bị đo và điều khiển tự động. Ưu điểm: 1/ Tuổi thọ cao: Do không có van hút van xả và vòng xéc măng nên máy nén khí trục vít có tuổi thọ cao. Tin cậy khi làm việc. Nó gồm hai trục vít với nhiều đầu mối răng ăn khớp và quay ngược chiều nhau. Một trục dẫn động nhận truyền động từ động cơ và truyền cho trục bị dẫn động qua cặp bánh răng nghiêng. Không khí được hút từ đầu này ở phía trên cặp trục vít và được nén đẩy sang đầu kia phía dưới của cặp trục. Khe hở giữa hai trục vít và giữa đỉnh răng với xi lanh rất nhỏ chỉ

slide 24:

24 vào khoảng 01 – 04 mm nên không tạo ma sát khi làm việc không gây ăn mòn các chi tiết. 2/ Hiệu suất làm việc cao Vì máy nén trục vít được cấu tạo theo nguyên lý ăn khớp giữa các trục vít với nhau hoặc qua một cặp hay vài cặp bánh răng ăn khớp nên máy có thể làm việc với số vòng quay cao với số vòng từ 3000 vòng/phút trở lên thậm trí lên đến 15.000 vòng/phút. Thêm vào đó máy có tỉ số nén cao với mức cực đại là 25 hiệu suất lưu lượng đều và tăng theo thời gian 14m/phút và có thể lên tới 60m/phút. 3/ Cấu tạo nhỏ gọn vận hành êm Máy nén khí trục vít có cấu tạo gọn nhẹ hơn dễ di chuyển và không cần phải có đế đặc biệt khi hoạt động. Thêm vào đó máy vận hành rất ổn định không dao động trong khí thoát ít rung động và tiếng ồn nhỏ. Ngoài ra loại máy nén khí này cũng không bị nóng khi hoạt động so với các loại máy nén khí khác. 4/ Công bảo trì chi phí vận hành thấp Việc bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí trục vít rất đơn giản do khe hở giữa hai trục vít và giữa đỉnh răng với xi lanh rất nhỏ không tạo ma sát khi hoạt động nên các chi tiết không bị mài mòn và không phải thay thế nhiều. Máy có thể làm việc ở chế độ hoàn toàn tự động. Để vận hành máy nén khí trục vít nhân viên chỉ cần được đào tạo trong thời gian ngắn và có thể dễ dàng điều khiển sự hoạt động cũng như giám sát quy trình vận hành của toàn bộ hệ thống. Hơn nữa tất cả thông số kỹ thuật lưu lượng áp suất lượng dầu thời gian phải bảo hành các thiết bị lọc các lỗi phát sinh…đều hiển thị trên màn hình PLC nên rất dễ xử lý. Nhược điểm: 1/ Giá thành đắt So với máy nén khí piston máy nén khí trục vít có giá thành cao đầu tư ban đầu lớn. Bù lại máy có độ ồn thấp dưới 76 dB do có vỏ cách âm hoạt động bằng các khớp nối mềm tiết kiệm điện năng tới 30 so với việc dùng 1 máy piston cùng công suất vì nó có thể tạo lưu lượng khí lớn hơn 30 máy piston.

slide 25:

25 2/ Khó chế tạo và sửa chữa Các trục vít yêu cầu độ chính xác cao nên khó chế tạo và sửa chữa đòi hỏi thợ sửa chữa phải có tay nghề cao để xử lý các sự cố kỹ thuật. Các thông số kỹ thuật Máy nén khí EAS2000 Model: EAS2000 Công suất: 160 kW Áp suất làm việc: 8 bar Lưu lượng: 27 m 3 /min

slide 26:

26 Chiều dài: 2700mm Chiều rộng: 1700mm Chiều cao: 1800mm Trọng lượng: 3800kG Máy nén khí Hanbell Model: AA2 – 55A Công suất: 55 kW Áp suất làm việc: 7 bar Lưu lượng: 10 m 3 /min Chiều dài: 2400mm Chiều rộng: 1420mm Chiều cao: 1800mm Trọng lượng: 2200kG

slide 27:

27 Máy nén khí Hanbell 40HP Model: AE2 – 30A Công suất: 30 kW Áp suất làm việc: 8 bar Lưu lượng: 47 m 3 /min Chiều dài: 1330mm Chiều rộng: 970mm Chiều cao: 1525mm Trọng lượng: 2200kG

slide 28:

28 Máy nén khí ELGI Global series E11-E75

slide 29:

29

slide 30:

30  Máy nén khí ly tâm Nguyên tắc làm việc - Sự biến đổi áp suất của khí khi qua guồng động làm thay đổi khối lượng riêng của khí. - Khi guồng động quay khí sẽ văng từ tâm ra xung quanh dưới tác dụng của lực ly tâm. Làm tăng khối lượng riêng của khí và tạo ra áp lực tĩnh. - Đồng thời vận tốc của khí cũng tăng lên và như vậy tăng áp lực động của khí. Cấu tạo chung - Vỏ máy gồm cả cửa hút cửa xả - Vỏ trong - Vách ngăn - Rôto gồm trục bánh guồng - ổ đỡ ổ chặn - Vòng làm kín khuất khúc giữa các cấp - Bộ làm kín hai đầu trục 1/ Vỏ máy

slide 31:

31 Vỏ máy là chi tiết có cấu tạo phức tạp có khối lượng lớn là giá đỡ cho các chi tiết khác. Trong vỏ máy có các ổ trục để đỡ các trục máy có các áo nước để dẫn nước làm mát có các khoang để dẫn khí. Vỏ máy được chế tạo thành 2 nửa để thuận tiện cho việc tháo lắp tuy nhiên cũng có loại vỏ máy được chế tạo liền khối. Vỏ máy thường được chế tạo bằng gang xám hay bằng gang hợp kim. 2/ Trục máy nén ly tâm Trục để lắp các bánh công tác lên đó nhận truyền động từ động cơ dẫn động quay với vận tốc cao để thực hiện quá trình nén khí. Trục máy được lắp vào các các ổ đỡ trên vỏ máy. Trục máy được chế tạo bằng thép hợp kim. 3/ Bánh công tác Bánh công tác được lắp trên trục máy quay theo trục máy để làm biến đổi động năng chất khí thực hiện quá trình nén khí trên bánh công tác có các bánh cong. Có 3 loại bánh công tác bánh công tác hở bánh công tác nửa hở bánh công tác kín.

slide 32:

32 4/ Cánh định hướng hay vách ngăn hay cánh tĩnh Là một tấm kim loại đặt sát với bánh công tác đóng vai trò dẫn hướng dòng khí đi từ cửa xả của cấp nén này tới cửa nạp của cấp nén kế tiếp cánh định hướng được chế tạo bằng gang hoặc thép hợp kim. Cánh định hướng được gắn với vỏ và không quay theo trục máy. 5/ Bộ phận làm kín vòng bít a Bộ đệm kín khuất khúc hay làm kín kiểu răng lược Vì cánh định hướng không quay theo trục máy do vậy giữa chúng phải có một khe hở. Để tránh hiện tượng lọt khí nén ngược lại cửa nạp qua khe hở này người ta dung vòng đệm kín khuất khúc. Vòng có dạng răng cưa các răng này không chạm vào trục để tránh làm hư hỏng trục khi chạm phải vòng được làm bằng kim loại mềm giữa các răng hình thành không gian khí nén lọt vào không gian này chúng sẽ đổi hướng và chậm lại nhờ đó mà hạn chế được sự rò rỉ khí nén sang cửa nạp. Loại này không ngăn được hoàn toàn sự lọt khí do vậy chỉ dùng ở những nơi có áp suất thấp. Cũng có máy nén khí dùng loại vòng đệm này để làm kín giữa trục máy và vỏ máy để hạn chế sự lọt khí ra bên ngoài. Nếu máy nén khí độc hại thì cần có rãnh để gom khí rò rỉ ra để dẫn tới một nơi an toàn.

slide 33:

33 b Vòng bịt kín kiểu tiếp xúc cơ học hay bộ phận làm kín cơ khí Các bộ phận chính của vòng bịt này là các vòng tĩnh và vòng động. Vòng động được bắt chặt với trục máy và quay theo trục các mặt tiếp xúc giữa vòng tĩnh và vòng động ngăn không cho khí nén rò rỉ ra ngoài. Có loại phải sử dụng dầu bôi trơn bề mặt tiếp xúc để giảm ma sát. Vòng đệm này lắp ở đầu trục máy nén với vỏ để ngăn không cho khí nén lọt ra ngoài. Loại này thường được sử dụng với máy nén khí có áp suất tới 7 at.

slide 34:

34 c Đệm màng lỏng oil seal Để làm kín những máy nén khí có áp suất cao người ta dùng đệm màng lỏng. Các bộ phận chính gồm ống lót trong và ống lót ngoài không quay theo trục và có một khe hở với trục. Khi trục quay dầu sẽ đi vào khe hở để làm kín không cho khí nén lọt rangoài. Loại đệm này ngăn sự lọt khí tốt nhất tuy nhiên phải có một hệ thống dầu caoáp liên tục dẩu phải cực sạch. Dầu sau khi nhiễm bẩn phải dược thu hồi để làm sạch và làm nguội. Nếu áp suất dầu trong hệ thống này giảm đi chứng tở đệm làm kín đãgiảm hiệu quả làm kín do mài mòn. 6/ Ngăn cân bằng Trong máy nén khí ly tâm nhiều cấp lực do áp suất tác dụng lên 2 chiều của trục không cân bằng nhau phía áp suất cao có lực tác dụng lớn hơn. Do vậy trục có xu hướng dịch chuyển về phía của nạp. Sự dịch chuyển này sẽ gây va đập gây mài mòn các chi tiết liên quan. Ngăn cân bằng có tác dụng gi bớt sự mất cân bằng này. Ngăn cân bằng này là một bộ phận được gắn với trục gồm 2 phần phần phía cửa nạp thì chịu áp suất khí xả phần phía cửa xả thì chịu áp suất khí nạp. Theo cách phân tích lực như vậy kết quả là lực tác dụng lên trục cân bằng hơn.

slide 35:

35 Hiện tượng SURGING: khi xảy ra hiện tượng này dòng khí trong máy nén lên xuống nhanh trồi sụt và liên tục. Nguyên nhân là do máy nén vận hành với lưu lượng thấp dưới mức tối thiểu làm máy nén và đường ống rung động tăng lên đột ngột gây phá hủy máy nén. Vì vậy máy nén sẽ xảy ra hiện tượng này nếu lưu lượng khí cung cấp tới dưới mức tới thiểu. Máy nén được trang bị các thiết bị để bảo vệ máy nén tránh hiện tượng này. Surging có thể định nghĩa là: khi lưu lượng cấp cho máy nén thấp hơn mức tối thiểu và máy nén hoạt động không ổn định. Điều kiện để xảy ra surging là lưu lượng vào máy nén giảm dưới giới hạn riêng cho phép. Điều này dẫn đến sự mất đi khả năng phát triển áp suất của máy nén. Ở một tốc độ đã cho khi lưu lượng cấp vào bị giảm trong khi áp suất đầu ra của máy nén tiếp tục tăng lên. Khi xảy ra hiện tượng surging khí áp suất cao ở đầu ra của máy nén chảy ngược trở lại máy nén. Một khi áp suất đầu xả bị giảm đi đủ để tránh hiện tượng dòng chảy ngược lại các hiện tượng gây ra sự mất áp sẽ sớm mất đi và máy nén sẽ phục hồi áp suất xả và dòng chảy bình thường qua máy nén. Nếu hiện tượng ở đầu xả không thay đổi sự mất đi khả năng tạo áp suất lại lặp lại. Phần trăm lưu lượng khi mà xảy ra surging trong một máy nén ly tâm phụ thuộc vào thiết kế khí động học các tính chất của khí được nén sự ổn định của lưu lượng các đặc tính các cấp và bộ phận thiết kế của hệ thống. Tất cả sự phòng ngừa cần thiết trong suốt thời gian lắp đặt máy nén trong một hệ thống sẽ ngăn ngừa hiện tượng surging theo những lý do sau đây: Hiện tượng surging gây ra các ứng suất ngắn theo chu kỳ tự nhiên trên máy nén. Các giới hạn an toàn được xây dựng bên trong máy nén để hấp thụ sự surging nhỏ tránh sự phá hủy máy. Ảnh hưởng của hiện tương surging là gây ra rung động quá mức cho phép và hậu quả là làm các chi tiết trên rô to tiếp xúc cọ xát với các bộ phận cố định sự truyền nhiệt quá mức từ máy cho dòng khív.v… Vì vậy phải có biện pháp áp dụng tốt nhất để lắp đặt máy với đường ống thích hợp sự điều khiển hợp lý hệ thống lưu lượng v.v…để tránh những tiềm ẩn làm phá hủy máy. a Khái niệm: Surge là hiện tượng máy nén bị xung động mạnh đặc biệt là theo chiều trục. Đây là hiện tượng mang tính đặc thù đối với các MN ly tâm. b Tác hại: - Làm cho các thông số: lưu lượng áp suất bị giảm và mất ổn định. - Nhiệt độ trong máy nén tăng cao do sự va đập của dòng khí gây ra. - Độ rung tăng cao làm hư hỏng các chi tiết trước hết là các ổ và các bộ phận làm kín của máy nén.

slide 36:

36

slide 37:

37 c Nguyên nhân: - Lưu lượng đầu vào quá thấp sẽ không đủ khí để liên tục điền đầy và tại thời điểm nhất định sẽ có khoảng trống và xuất hiện dòng khí từ phía đầu ra ngược về. Ngay sau đó khí lại được điền đầy vào khoang hút và tạo ra dòng khí mới tiếp the ova đập với dòng khí quay ngược về nói trên tạo ra sự xung động. Theo tính toán khi lưư lượng đấu vào xuống thấp hơn khoảng 75 lưu lượng thiết kế hiện tượng Surge sẽ bắt đầu xuất hiện. - Chênh lệch áp suất giữa đầu vào ra của máy nén cao quá giới hạn qui định làm tăng khả khả năng dội ngược của dòng khí như đã trình bày trên. Thực tế vì lý do gì đó mà áp suất đầu vào bị tụt giảm hoặc áp suất đầu ra bị tăng đều thường xảy ra hiện tượng Surge. - Vị trí của Rôto bị sai lệch làm cho cửa ra của các bánh công tác không nằm chính tâm cửa thoát của Stator dòng khí sẽ va đập với thành cửa thoát này tạo ra sự rối dòng. Lúc đó nó như cái nút cản trở sự lưu thông của dòng khí tiếp theo và cũng chính sự va đập của dòng khí với nút sẽ tạo ra sự xung động. - Do máy nén quá bẩn hoặc có sự tắc nghẽn trên đường vào ra của máy nén. d Các biện pháp khắc phục - Đảm bảo các biện pháp công nghệ để duy trì lưu lượng áp suất đầu vào ra đúng như thiết kế. - Bố trí đường hồi từ đầu ra quay lại đường vào trên có van có thể điều khiển tiết lưu theo tín hiệu chênh áp giữa đầu vào và đầu ra. - Kiểm tra làm sạch và đảm bảo không còn sự tắc nghẽn trên hệ thống đường ống. - Lắp ráp và căn chỉnh máy nén theo đúng như các thông số thiết kế.

slide 38:

38 Ưu nhược điểm Ưu điểm: dải công suất rộng điều chỉnh tải rất linh hoạt hiệu suất cao độ cân bằng động cao. Nhược điểm: giá thành cao độ ồn cao yêu cầu công nghệ chế tạo khắt khe. Các thông số kỹ thuật Máy nén khí ly tâm FUSHENG

slide 39:

39  Máy nén khí dọc trục Máy nén khí dọc trục hay máy nén dọc trục là loại máy nén khí mà dòng lưu chất chủ yếu chạy song song trục quay. Máy nén dọc trục có lưu lượng khối lượng lớn và hiệu suất cao nhưng độ tăng áp suất trên mỗi tầng nhỏ hơn máy nén ly tâm. Máy nén dọc trục được áp dụng rộng rải trong các tua bin khí đặc biệt ở các động cơ của máy bay phản lực. Các động cơ sử dụng máy nén dọc trục được gọi như là động cơ dọc trục. Hầu hết tất cả các động cơ hiện đại là loại dọc trục ngoại trừ ở trong các máy bay trực trăng máy nén được sử dụng là loại ly tâm vì kích thước nhỏ hơn. Máy nén dọc trục về bản chất như một tua bin hơi đảo ngược thay vì khí áp suất cao chạy vào tua bin và làm nó quay để tạo ra năng lượng ở máy nén năng lượng được cấp từ nguồn bên ngoài để làm quay hệ thống và nén khí. Một máy nén dọc trục điển hình có một rôto nó giống như một cái quạt có các cánh viền xung quanh kế tiếp các bộ cánh tĩnh được gọi là stator. Như ở sơ đồ minh họa các cánh máy nén/cánh hướng thì có tiết diện tương đối phẳng. Cánh của tua bin thì có độ

slide 40:

40 uốn cong đáng kể. Mỗi một cặp rô to và stato được gọi là một tầng và hầu hết các máy nén đều có nhiều tầng bố trí dọc trục. Các cánh của stator là cần thiết để đảm bảo hiệu suất hợp lý của máy nén nếu không có các cánh này khí có thể quay cùng với cánh của rô to và giảm nhiều hiệu suất. Có một số cải tiến bằng cách thay stator bằng một bộ quạt thứ hai quay theo chiều ngược lạituy nhiên các thiết kế này thường quá phức tạp. Các tầng nén sau thì nhỏ hơn tầng trước vì thể tích khí đã bị giảm xuống do bị nén ở tầng trước. Vì thế máy nén dọc trục thường có dạng hình nón rộng nhất ở phần đầu vào. Máy nén thông thường có từ 9 đến 15 tầng. Trong các động cơ máy bay phản lực máy nén được cấp năng lượng từ tua bin đặt ở phần khói thoát và sử dụng một phần năng lượng này. Trong các hệ thống như vậy máy nén sử dụng vào khoảng 60 đến 65 năng lượng của động cơ để làm việc. Điều này giải thích tại sao các động cơ phản lực không được sử dụng trong xe hơi vì khi xe hơi ở trong tình trạng đứng yên động cơ phản lực vẫn phải làm việc gần ở chế độ đầy tải như thế làm giảm rất thấp hiệu suất. Trong các máy bay thì đây không phải là vấn đề vì nó không bao giờ ở trạng thái đứng yên và động cơ của nó luôn luôn làm việc ở chế độ đầy tải trong toàn bộ hành trình. Ưu nhược điểm Ưu điểm: lưu lượng khối lượng lớn hiệu suất cao. Nhược điểm: độ tăng áp nhỏ hơn máy nén khí ly tâm.

slide 41:

41 Các thông số kỹ thuật Máy nén khí MAN AR090

slide 42:

42 PHẦN III: BÀI TẬP SỐ 3 Tên và chức năng của các chi tiết 1: mô tơ điện 2: máy nén khí 1 chiều 3: thiết bị lọc bụiđể làm sạch khí 4: van 1 chiều chỉ cho khíđi 1 chiều 5: bộ phậnlàm mát với dòng chảy nước làm mát 6: bộ tách nước xả tự động 7: bình tích khí 8: van giới hạnáp suất xả khí khi áp suất vượt quá giá trị cho phép 9:van cách ly khíđã khí hútẩm 10: bộ làm khô khí hútẩm 11: đồng hồđoáp suất

slide 43:

43 PHẦN IV: BÀI TẬP SỐ 4 I. CHƯƠNG 3 1. Dùng 1 máy nén khí của hang INGERSOL- RAND có lưu lượng 235 l/p bình dự trữ 230 lít cho phép dùng với ASTĐ là 11 bar công suất động cơ điên 3HP. a Dùng cho 1 mạng có lưu lượng tiêu thụ 156 lít/phút ở ASKQ với áp suất làm việc yêu cầu 6 bar thì máy nén đó có thể nghỉ gián đoạn bao lâu trong thời gian làm viêc b Nếu muốn cho máy nghỉ gián đoạn 15 phút thì bình dự trữ có thể tích bao nhiêu c Khi bình dự trữ đã có thể tích đủ lớn cho máy nghỉ 15 phút gián đoạn thì thời gian máy làm việc làm việc trở lại đủ để phục hồi áp suất ban đầu 11 bar là bao lâu. Bài làm: a Áp suất ban đầu P0 11 bar Áp suất làm việc P 6 bar Lưu lượng khí nén tiêu thụ ở áp suất khí quyển 1 bar: QKQ 156l/p Thể tích bình dự trữ V 230 lít Thời gian máy nén nghỉ gián đoạn: T . △ . 737 b Thể tích bình dự trữ V . △ . 468 lít c Thời gian để máy nén hoạt động trở lại cho tới khi đạt được áp suất ban đầu Ta có : QM QKQ.1 + TM T / − 1 15/ − 1 2962 phút 2. Một mạng khí nén có lưu lượng tiêu thụ 315 lít/phút ở áp suất khí quyển cho phép bình dự trữ có độ xụt áp cho phép △p4 bar. a Muốn có tỉ lệ thời gian nghỉ T với thời gian làm việc TM để phục hồi áp suất ban đầu là 05 thì máy nén phải có lưu lượng bao nhiêu.

slide 44:

44 b Với máy nén có lưu lượng đó và muốn cho máy nghỉ gián đoạn T 30 phút thì bình dự trữ phải có thể tích bao nhiêu Bài làm: a Lưu lượng máy nén để phục hồi áp suất ban đầu: Ta có: QM QKQ.1 + 315 1 + 05 4725 lít/phút b Thể tích bình dự trữ V . △ . 23625 lít II. CHƯƠNG 4 1. Khí nén ở 70° C chứa 150gr/m 3 hơi nước. Muốn lấy ra 130gr/m 3 hơi nước dưới dạng đọng sương thì phải hạ nhiệt độ đến bao nhiêu Bài làm: Khí nén chứa 150gr/m 3 hơi nước lấy ra 130gr/m 3 hơi nước dưới dạng đọng sương thì lượng hơi nước chứa trong khí nén là 20gr/m 3 Từ bảng điểm đọng sương trang 39 sách công nghệ khí nén. Nội suy tuyến tính suy ra nhiệt độ cần hạ xuống là: T 26 ° C 2. Nếu làm lạnh khí nén tới 10° C thì chắc chắn đạt chất lượng cấp mấy về hơi nước Bài làm: Theo bảng phân định chất lượng khí nén khi khí ở 10° C thì đạt cấp 4 về chất lượng 3. Nếu nhiệt đô 30° C mà khí nén chứa 5 gr/m 3 hơi nước thì đạt cấp mấy về chất lượng Nhận xét gì về quan hệ giữa cấp chất lượng với nhiệt độ Bài làm:

slide 45:

45 Nếu khí nén ở nhiệt độ 30° C thì đạt cấp 5 về chất lượng Nhận Xét: khi nhiệt độ cao lương hơi nước chứa trong không khí nhiều dẫn đến chất lượng khí nén giảm 4. Khí quyển ở 30° C chứa 24 gr/m 3 hơi nước độ ẩm tương đối là 80 được máy nén hút vào và nén tới 6 bar. Có bao nhiêu nước chứa trong mỗi m 3 khí đã nén Bài làm: Khí nén được đi qua bộ tản nhiệt và bình chứa cho nên nhiệt độ ha xuống còn 40° C. Hỏi có bao nhiêu nước đọng lại dưới dạng lỏng từ 1 m 3 khí nén đó Nếu máy nén hút vào 120 lít/phút thì sau mỗi giờ lượng nước đọng lại cần phải xả là bao nhiêu Khối lượng không khí 24/08 30 gr/ m 3 khối lượng nước chứa trong 1 m 3 khí 24/6 4 5. Trung bình ở Việt Nam nhiệt độ khí quyển 30° C với độ ẩm tương đối là 70. Nén không khí tới 6 bar và nhiệt độ khí vào mạng dẫn là 40° C thì chất lượng khí nén đó đạt cấp mấy muốn đạt cấp 3 phải dùng cách gì Bài làm: Chất lượng khí nén đạt cấp 5 theo bảng phân định cấp chất lượng khí nén Nếu muốn đạt cấp 3 thì cần hạ nhiệt độ tới 2°C để hơi nước đọng lại làm giảm lượng hơi nước chứa tron PHẦN V: BÀI TẬP SỐ 5 I..XI LANH TÁC DỤNG ĐƠN XI LANH TÁC DỤNG MỘT CHIỀU Áp lực tác động vào xi lanh đơn chỉ có một phíaphía ngược lại do lò xo tác động hay do ngoại lực tác động.Lực tác dụng lên pittong được tính theo công thức: FzA.pe-FR-FF Trong đó :

slide 46:

46 Fz :Lực tác động lên pittong A . : Diện tích pittong D : Đường kính pittong Pe:Áp suất khí nén trong xi lanh FR :Lực ma sátở trạng thái vận hành bình thường lực ma sát FR ≈015.A.p FF :Lực lò xo. Xi lanh tác dụng đơn được dùng cho thiết bị đồ gá kẹp chi tiết. II.XI LANH MÀNG Xi lanh màng hoạt động tương tự như xi lanh tác dụng một chiều.Do khoảng chạy của pittong nhỏ lớn nhất hmax 80 mmxi lanh màng được sử dụng trong điều khiểnví dụ trong công nghiệp ô tô điều khiển phanh li hợptrong công nghiệp hóa chất. III..XI LANH TÁC DỤNG 2 CHIỀU XI LANH TÁC DỤNG KÉP Chia làm hai loại: a.Xi lanh tác dụng 2 chiều không có giảm chấn. b.Xi lanh tác dụng 2 chiều có giảm chấn Tính toán: -Lực tác động lên cần pittong:  Lực tác động khi cần pittong đi ra: 1 2 . . A e F A p   FA :Lực tác động khi cần pittong đi ra. A1 :Diện tích mặt đáy pittongA1 .D 2 /4 D :Đường kính mặt đáy pittong pe2 : Áp suất khí nén trong xi lanh  : hiệu suất khí nénthông thường  08  Lực tác động khi cần pittong đi vào:

slide 47:

47 2 2 . . E e F A p   FE : Lực tác động khi pittong đi vào A2 :Diện tích vòng găng pittong A2 .D 2 - d 2 /4 D :Đường kính mặt đáy pittong d :Đường kính cần pittong pe2 : Áp suất khí nén trong xi lanh  :Hiêu suất xilanhthông thường là 08  Kiểm tra tải trọng cho phép của cần pittong + Trường hợp lh FK . . . . . . +Trường hợp l2h FK . . . . . +Lực uốn cho phépđược tính theo công thức sau: FKzul ≤ Trong đó: E : Modul đàn hồi FK : Lực uốn FKzul :Lực uốn cho phép J :Momen quán tính S :Hệ số an toàn 3 ≤ S ≤ 5 PHẦN VI: BÀI TẬP SỐ VI

slide 48:

48 - Đây là van 4 cửa 2 vị trí điều khiển bằng áp + Cổng 1 là cổng nối với nguồn khí nén + cổng R là cổng thông với sả ra ngoài không khí + các cổng A B là các cổng nối với các thiết bị công tác + còn các cổng X Y là các cổng điều khiển bằng áp - Nguyên lý hoạt động + khí áp được đưa vào cổng điều khiển X thì áp suất tác động và hình vành khuyên bên phải của con trượt giữa làm con trược trược sang trái làm vòng đềm bên dưới cũng trượt sang trai làm thông cổng R với công A khí đó cổng A thông với cổng sả còn công B thì được thông với nguồn áp từ cổng P + khi áp được đưa vào cổng Y thì áp suất sẽ tác động vào hình vành khuyên bên trái đẩy con trược sang phải làm vòng đệm giưa cũng trược sang phải làm thông cổng R với cổng B khí đó cổng B được thông với không khí sả còn cổng A được thông với nguồn áp từ cổng P cung cập

slide 49:

49 - Khí hiệu Trong đó Cổng 1 tương ứng cổng P Cổng 2 tương ứng cổng A Cổng 3 tương ứng cổng R Cổng 4 tướng ứng công B Cổng 12 tương tướng cổng Y Cổng 14 tương ứng cổng X - Sơ đồ mạch sử dụng van 4/2

slide 50:

50 PHẦN VII: BÀI TẬP SỐ VII I- Phần tử điều khiển khí nén: 1-Van đảo chiều: Nguyên lý làm việc: khi chưa có tín hiệu tác động vào cửa 12 thì cửa 1 bị chặn và cửa 2 nối với cửa 3. Khi có tín hiệu tác động vào cửa 12 ví dụ tác động bằng khí nén nòng van sẽ dịch chuyển về phía bên phải cửa 1 nối với cửa 2 và cửa 3 bị chặn. Trường hợp tìn hiệu tác động vào cửa 12 mất đi dưới tác động của lực lò xo nòng van trở về vị trí ban đầu 4 2 1 3 2 1 3 2 1 3

slide 51:

51 Kết cấu và kí hiệu: Thông số: + Số vị trí số cửa +Tín hiệu tác động 2-Van chắn: Van một chiều: Van một chiều có tác dụng chỉ cho lưu lượng khí đi qua một chiều chiều ngược lại bị chặn. Nguyên lý hoạt động và kí hiệu van một chiều hình: dòng khí nén đi từ A qua B chiều từ B qua A dòng khí nén bị chặn. Van logic OR:

slide 52:

52 Nguyên lí hoạt động và kí hiệu van logic OR hình: khi có dòng khí nén qua cửa P1 sẽ đẩy pittong trụ của van sang vị trí bên phải chắn cửa P2 như vậy cửa P1 nối với cửa A. Hoặc là khi có dòng khí nén qua cửa P2 sẽ đẩy pittong tru của van sang vị trí bên trái chắn cửa P1 như vậy cửa P2 nối với cửa A. Như vậy van logic OR có chức năng là nhận tín hiệu điều khiển ở những vị trí khác nhau trong hệ thống điều khiển. Van logic AND: Nguyên lí hoạt động và kí hiệu của van logic AND hình: khi có dòng khí nén qua cửa P1 sẽ đẩy pittong trụ của van sang vị trí bên phải như vậy cửa P1 sẽ bị chặn. Hoặc là khi có dòng khí nén qua cửa P2 sẽ đẩy pittong tru của van sang vị trí bên trái cửa P2 sẽ bị chặn. Nếu dòng khí nén đồng thời qua cửa P1 và P2 cửa A sẽ nhận được tín hiệu tức là khí nén sẽ đi qua cửa A. Như vậy van logic AND có chức năng nhận là tín hiệu điều khiển cùng một lúc ở những vị trí khác nhau trong hệ thống điều khiển. Van xả khí phanh:

slide 53:

53 Khi dòng khí nén đi qua cửa P sẽ đẩy pittong trụ sang phải chắn cửa R như vậy cửa P nối với cửa A. Trường hợp ngược lại khi dòng khí nén đi từ A sẽ đẩy pittong trụ sang trái chắn cửa P và như vậy cửa P nối với cửa R hình Van xả khí nhanh thường lắp ở gần vị trí cơ cấu chấp hành ví dụ như pittong có nhiện vụ xả khí nhanh ra bên ngoài. 3-Van Tiết Lưu: Van tiết lưu dùng để điều chỉnh lưu lượng dòng khí và do đó điều chỉnh vận tốc của cơ cấu chấp hành trong hệ thống thủy lực. Van tiết lưu có thể đặt ở đường dầu vào hoặc đường dầu ra của cơ cấu chấp hành. Van tiết lưu có loại: + Tiết lưu có tiết diện không thay đổi + Tiết lưu có tiết diện thay đổi được +Van tiết lưu một chiều

slide 54:

54 4-Van Áp Suất: Van an toàn: Van an toàn có nhiệm vụ giữ áp suất lớn nhất mà hệ thống có thể tải. Khi áp suất lớn hơn áp suất cho phép của hệ thống thì dòng áp suất khí nén sẽ thắng lực lò xo và như vậy khí nén sẽ theo cửa R ra ngoài không khí. Van tràn: Nguyên tắc hoạt động của van tràn tương tự như van an toàn. Nhưng chỉ khác ở chỗ là khi áp suất cửa P đạt giá trị xác định thì cửa P sẽ nối với cửa A nối với hệ thống điều khiển. Kí hiệu: Van điều chỉnh áp suất van giảm áp: Nguyên lý hoạt động: Van điều chỉnh áp suất có công dụng giữ áp suất được điều chỉnh không đổi mặc dù có sự thay đổi bất thường của tải trọng làm việc ở phía đường ra hoặc sự dao động của áp suất ở đường vào van. Nguyên tắc hoạt động của van điều chỉnh áp suất hình: khi điều chỉnh trục vít tức điều chỉnh đĩa van trong trường hợp áp suất ở đường ra tăng lên so với áp suất được điểu chỉnh khí nén sẽ qua lỗ thông tác động lên

slide 55:

55 màng vị trí kim van thay đổi khí nén qua lỗ xả khí ra ngoài. Cho đến chừng nào áp suất ở đường ra giảm xuống bằng áp suất được điều chỉnh ban đầu thì vị trí kim van về vị trí ban đầu. Van áp suất điều chỉnh từ xa: Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của van áp suất điều chỉnh từ xa hình 4.38: khi có tín hiệu áp suất X có thể từ một nguồn khí nén khác tác động thì cửa P nối với cửa A. Tín hiệu tác động X có thể trực tiếp lên van đảo chiều hình 4.38 hay tín hiệu tác động gián tiếp Z qua van tràn hình 4.39

slide 56:

56 Bộ chuyển đổi xung: Bộ chuyển đổi xung có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu liên tục lưu lượng dòng khí nén thành những tín hiệu rời rạc – xung chuyển mạch ngắn lưu lượng khí nén được đóng mở theo xung tác động Dòng khí nén đi từ cửa P qua A hình. Đồng thời dòng khí nén cũng qua lỗ nhỏ của pittong nòng van và sẽ đẩy nòng van từ từ sang trái cho đến khi cửa P và cửa A bị chặn. Thời gian bị chặn trong vòng 1s. Tại vị trí này của nòng van cửa A thông với cửa R. Khi dòng khí nén ở cửa P không còn nữa dòng khí nén phía sau nòng van sẽ được thoát ra và dưới tác dụng của lực lò xo đầy nòng van về vị trí ban đầu.

slide 57:

57 Rơle áp suất: Role áp suất có nhiệm vụ đóng mở công tắc điện khi áp suất trong hệ thống vượt quá mức yêu cầu. Nguyên lý hoạt động cấu tạo và kí hiệu role áp suất. Trong hệ thống điều khiển điện-khí nén role áp suất có thể coi như phần tử chuyển đổi tín hiệu khí nén-điện. Công tắc điện đóng mở tương ứng với những giá trị khác nhau có thể điều chỉnh bằng vít. 5-Van điều chỉnh thời gian: Role thời gian đóng chậm: Role thời gian đóng chậm gồm cụm các phần tử: van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay bình trích chứa van đảo chiều 3/2 ở vị trí “không” cửa P bị chặn hình. Nguyên lý hoạt động của role đóng chậm như sau: Khí nén qua van tiết lưu một chiều cần thời gian t1 để làm đầy bình chứa sau đó tác động lên nòng van đảo chiều van đảo chiều chuyển đổi vị trí cửa P nối với cửa A hình

slide 58:

58 Role thời gian ngắt chậm: Role thời gian ngắt chậm nguyên lí cấu tạo cũng tương tự như role thời gian đóng chậm nhưng van tiết lưu một chiều có chiều ngược lại. 6-Van chân không: Van chân không là cơ cấu có nhiệm vụ hút và giữ chi tiết bằng lực chân không chân không được tạo ra bằng cách bơm chân không hay bằng nguyên lý ống venturi. Kí hiệu:

slide 59:

59 Ta có lực hút chân không:   2 . . 4 a u d F p p p p       Trong đó: F-lực hút chân không N D-đường kính đĩa hút m Pa-áp suất không khí ở dktc N/m 2 Pu-áp suất chân không tại cửa U N/m 2 Lực F phụ thuộc vào D và pu. II-Phần Tử Xử Lý Khí Nén: 1-Phần tử logic NOT phủ định Phần tử logic NOT phủ định minh họa trong hình. Khi nhấn nút b1 role c có điện bóng đèn h mất điện và ngược lại khi nhả nút b1 bóng đèn h sáng. 2-Phần tử logic AND và Phần tử logic AND minh họa trong hình. Khi nhấn nút b1 đồng thời nhấn nút b2 role c có điện bóng đèn h sáng.

slide 60:

60 3-Phần tử logic NAND và – không Phần tử logic NAND và-không minh hỏa trong hỉnh. Khi nhấn nút b1 đồng thời nhấn nút b2 role c mất điện bóng đèn h tắt. 4-Phần tử logic AND-NAND Phần tử logic AND-NAND có hai tín hiệu h1 và h2. Sơ đồ bên dưới cho thấy rằng với sự liên hệ cứng giữa c c1 c2 thì tín hiệu h1 và h2 không bao giờ đồng thời.

slide 61:

61 5-Phần tử logic AND-NAND với 4 tín hiệu vào Sơ đồ mạch logic AND-NAND với 4 tín hiệu vào b1 b2 b3 b4 và 2 tín hiệu ra h1 h2 biểu diễn ở hình. Tín hiệu h1 và h2 se thay đổi. Khi cả 4 nút ấn các tín hiệu vào đều phải thực hiện đồng thời. Theo bảng chân lý với 4 tín hiệu vào có 2 4 16 khả năng mạch kết hợp có thể.

slide 62:

62 6-Phần tử logic OR hoặc Đèn h sáng khi nhấn nút b1 hoặc b2. Kí hiệu sơ đồ tín hiệu bảng chân trị của các phần tử OR được trình bày ở hình sau: 7-Phần tử logic NOR hoặc – không Khi một trong 2 nút ấn b1 hoặc b2 được thực hiện thì đèn h tắt. Đèn h sáng khi không có tín hiệu nào thực hiện cả. Kí hiệu sơ đồ tín hiệu và bảng chân trị của các phần tử logic NOR được trình bày ờ hình sau: 8-Phần tử logic OR/NOR Phần tử logic OR/NOR với 2 tín hiệu vào b1 b2 và 2 tín hiệu ra h1 và h2 được trình bày ở hình sau:

slide 63:

63 9-Phần tử logic XOR EXC-OR Đèn h sáng khi nút ấn b1 thực hiện hoặc b2 thực hiện. Khi nhấn cả hai nút đồng thời đèn h1 mất điện. Kí hiệu sơ đồ tín hiệu bảng chân trị của phần tử logic XOR được trình bày ở bảng sau: PHẦN VIII: BÀI TẬP SỐ VIII Ví dụ 1. Điều khiển trực tiếp xi lanh tác động đơn

slide 64:

64 Van điều khiển được sử dụng cho xy lanh tác động đơn là van 3/2. Trong trường hợp này vì xi lanh có dung tích nhỏ việc hoạt động có thể được điều khiển trực tiếp bởi một nút ấn của van điều khiển hướng 3/2 phản hồi bằng lò xo. Ngoài ra còn có bộ xử lí khí OZ và van khởi động OS. Khi khởi động nút ấn khí nén đi qua van từ cửa 1 tới cửa 2 thông qua van 1S vào buồng piston của xy lanh 1A tạo áp suất đẩy cần piston chống lực phản hồi bằng lò xo của xy lanh. Khi thả nút ấn lò xò tác động làm van 3/2 trở lại vị trí ban đầu và xy lanh co về. Khí nén trở lại từ xy lanh đi qua cửa xả 3. Ví dụ 2: điều khiển gián tiếp một xy lanh tác động đơn

slide 65:

65 Các phần tử tham gia: xy lanh tác động đơn 1A 3 van 3/2. Van 1S được tác động kji nút ấn được khởi động và áp suất cửa điều khiển 12 của van điều khiển 1V. Van điều khiển tác động chống lại lực lò xo vì vậy làm dòng khí thông. Áp suất tại mặt piston tăng làm cần piston của xy lanh tác dụng đơn được tiến ra. Tín hiệu tại cửa điều khiển 12 được giữ trong khoảng thời gian nút ấn được tác động. Khi cần piston đã tiến ra vị trí tận cùng nó chỉ trở lại vị trí ban đầu sau khi nút ấn được thả. Khi nút án được thả ra van 1S trở lại vị trí ban đầu của nó. Cửa điều khiển 12 của van 1V xả ra ngoài khí quyển và tín hiệu được xác lập lại. Van điều khiển cũng hồi trở lại vị trí ban đầu. Lò xo phản hồi làm cho xy lanh lui về. Khí nén từ buồng xy lanh được xả ra khí quyển thông qua van điều khiển.

slide 66:

66 Ví dụ 3: Chức năng logic AND Các phần tử tham gia: xy lanh tác động đon van 5/2 van 3/2. Các đầu vào 1 và 13 của van song áp 1V1 được kết nối tới cửa làm việc 2 của các van 1S1 và 1S2. Van đòn bẩy con lăn 3/2 1S2 được tác động bởi sự cấp phôi và sau đó tạo một tín hiệu tại một đầu vào của van song áp. Khi chỉ có một đầu vào được tác động điều kiện AND không được thỏa mãn và đầu ra của van song áp vẫn đóng. Nếu nút ấn của van 3/2 1S1 bây gi72 cũng được đóng một tín hiệu cũng được đưa tới đầu vào thứ hai. Điều kiện AND bây giờ được thỏa mãn và một tín hiệu được sinh ra tại đầu ra 2 của van song áp. Van khí nén 5/2 1V2 thay đổi trạng thái tác động vào mặt piston và cần xy lanh tiến ra. Nếu một torng hai van 1S1 và 1S2 không được tác động nữa thì điều kiện AND sẽ không được thỏa mãn và tín hiệu đầu ra của van song áp sẽ được xác lập lại. Tín hiệu áp suất tải cửa điều khiển 14 của thiết bị điều khiển 1V2 được xả ra khí quyển thông qua van xác lập 1S1 hoặc 1S2. Thiết bị điều khiển 1V2 thay đổi trạng thái trở lại áp suất tác động lên mặt cần piston làm piston lui về. Ví dụ 4: chức năng logic OR.

slide 67:

67 Các phần tử tham gia: xy lanh tác động kép van 3/2 van 5/2 khớp nối có van một chiều. Các đầu vào 1 và 13 của van con thoi 1V1 được kết nối tới đầu nối làm việc của vanb 1S1 và 1S2. Khi một nút ấn khởi động van phản hồi 1S1 hoặc 1S2 được tác động và một tín hiệu được sinh ra tai mặt 1 hoặc mặt 13 của van con thoi. Điều kiện OR được thỏa mãn và tín hiệu đi qua van con thoi và được phát ra tại cửa 2. Tín hiệu áp suất cản sự thoát qua đường xả van không được tác động do đóng đường đó trong van con thoi. Tín hiệu ảnh hưởng tới thay đổi trạng thái của thiết bị điều khiển 1V2. Mặt piston của xy lanh được cấp áp và cần piston tiến ra. Khi nút án tác động được thả tín hiệu áp suất xả qua các van 1S1 và 1S2 và thiết bị điều khiển được thay đổi trạng thái trở lại vị trí ban đầu của nó. Áp suất lúc này tang9 trên mặt cần piston đảm bảo sự co về của cần piston. Ví dụ 5: mạch nhớ và điều khiển tốc độc của xy lanh.

slide 68:

68 Các phần tử tham gia: xy lanh tác động kép van tiết lưu kết hợp một chiều van 5/2 van 3/2. Khi vận hành nút ấn van 1S1 được tác động vì vậy một tín hiệu được sinh ra tại cửa 14 của thiết bị điều khiển 1V1. Thiết bị điều khiển 1V1 thay đổi trạng thái áp tác động vào mặt piston cần piston tiến ra. Trong khi dòng khí nén cung cấp không bị tiết lưu qua van tiết lưu một chuyề 1V2 khí nén dịch chuyển qua van tiết lưu một chiều 1V3 trên mặt cần piston bị tiết lưu. Tốc độ tiến của cần piston giảm. Trạng thái thay đổi trạng thái của van 1V1 được duy trì nếu van 1S1 được thả vì đây là một van nhớ. Nếu van 1S2 được tác động một tín hiệu được sinh ra tại cửa điều khiển 12 của thiết bị điều khiển. Van thay đổi trạng thái áp tác động vào mặt cần piston làm piston lui về. Điều khiển lưu lượng khí xả bị tiết lưu bởi van 1V2. Nếu van 1V2 được thả vị trí thay đổi trạng thái của thiết bị điều khiển 1V1 được duy trì vì chức năng nhớ của nó. Ví dụ 6: điều khiển phụ thuộc vào áp suất. Các phần tử tham gia: xy lanh tác động kép van 5/2 van 3/2 van giới hạn áp suất.

slide 69:

69 tác động nút ấn chguyen63 mạch van 1S thì lưu lượng và tín hiệu được cung cấp tại cửa điều khiển 14 của van điều khiển hai phía 1V2. Van 1V2 thay đổi trạng thái áp tác động vào mặt piston xy lanh tiến. Trạng thái thay đổi trạng thái của van điều khiển hai phía 1V2 vẫn không bị ảnh hưởng nếu nút ấn 1S được thả ra. Khi cần piston tiến ra chạm phôi chuyển dịch bị dừng lại và áp suất bắt đầu tăng trên mặt piston khiến lực ép khuôn tăng. Ví dụ 7: Van role thời gian

slide 70:

70 Các phần tử tham gia: xy lanh tác động kép van tiết lưu một chiều van 5/2 van 3/2 bình tích áp. Khi có tín hiệu khởi động van song áp 1V1 được thay đổi trạng thái để dòng và một tín hiệu được cung cấp tại cửa điều khiển 14 của van điều khiển hai phía 1V3. Van 1V3 đảo chiều ngược lại áp tác động vào mặt piston làm piston tiến. Sau một thời gian dịch chuyển ngắn cần piston tách khỏi công tắc 1S2. Điều kiện AND lúc này thỏa tại van song áp 1V1 tín hiệu tại cửa điều khiển 14 của van điều khiển hai phía 1V3 được xác lập lại trong khi vị trí thay đổi trạng thái của nó không đổi. Một tác động lặp lại của van 1S1 không có ảnh hưởng cho tới khi hệ thống trở lại trạng thái cần bằng của nó lần nữa. Lúc này công tắc giới hạn 1S3 được tác động bình tích áp trong van role thời gian 1V2 bắt đầu được điền đầy thông qua van tiết lưu một chiều. Khi áp suất đủ lớn van 3/2 chu7yen63 mạch và một tín hiệu được cấp tại cửa điều khiển 12 của van điều khiển 2 phía 1V3. Van 1V3 đảo ngược áp tác động vào mặt cần piston xi lanh lui về. Khi đang lùi công tắc giới hạn 1S3 đảo chiều và bình tích áp xả ra khí quyển qua van một chiều và công tắc giới hạn 1S3. Khi cần piston tới vị trí ban đầu công tắc giới hạn 1S2 được tác động và một chu trình mới đucợ bắt đầu. Ví dụ 8: chuyển động phối hợp Các phần tử tham gia: xy lanh tác động kép van 3/2 van 5/2.

slide 71:

71 1. Nếu nút ấn 1S1 được ấn van 5/2 1V2 thay đổi trạng thái xi lanh 1A tiến. Chi tiết được đẩy ra khổi ổ chứa. 2. Khi xy lanh 1A tiến ra vị trí cuối cùng công tắc giới hạn 1S3 được tác động. Van điều khiển 5/2 vị trí sau đó thay đổi trạng thái và xy lanh 2A tiến. Chi tiết được di chuyển lên trên cầu trượt. 3. Khi xy lanh 2A tiến ra đến vị trí xa nhất công tắc giới hạn 2S2 thay đổi trạng thái. Điều này làm phần tử điều khiển 1V2 thay đổi trạng thái và xy lanh 1A lui về. 4. Khi xy lanh 1A lui về đến cuối hành trình công tắc giới hạn 1S2 thay đổi trạng thái và phần tử 2V thay đổi trạng thái. Xy lanh 2A lui về và tác động công tắc giới hạn 2S1 ở trên co về vị trí cuối cùng. 5. Trở lại vị trí ban đầu của hệ thống. Một chu trình mới có thể được khởi động bởi tác động vào nút ấn 1S1. Vậy chu trình là: 1 3 2 2 1 1 1 2 1 2 S S S Start A A A A                Ví dụ 9: chồng tín hiệu Các phần tử tham gia: xy lanh tác động kép van 5/2 van 3/2. Sự chồng tín hiệu xảy ra trong bước 1 và bước 3. Tại vị trí ban đầu một tín hiệu được cấp tại cửa điều khiển 12 của van điều khiển hai phía 1V2 thông qua tác động vào công tắc giới hạn 2S1. Nếu nút ấn 1S1 được tác động một tín hiệu được cấp tại cửa điều khiển 14 của van điều khiển hai phía 1V2. Trong bước 3 một tín hiệu chồng xảy ra tại van điều khiển hai phía 2V. Cần piston của xy lanh 1A tiến tác động vào công tắc giới hạn 1S3.

slide 72:

72 Xy lanh 2A tiến tác động vào công tắc giới hạn 2S2 thay đổi trạng thái gây tín hiệu cho cần xy lanh lui về ngay lập tức. Nếu công tắc giới hạn 1S3 vẫn được tác động ở vị trí đó hai tín hiệu được cung cấp đồng thời tại van 2V và van không thể thay đổi trạng thái. Cách loại trừ tín hiệu chồng: dùng công tắc giới hạn là van đòn bẩy con lăn một phía. Ví dụ 10: van đảo chiều Các phần tử tham gia: xy lanh tác động kép van 5/2 van 3/2. Van đảo chiều 0V cung cấp khí nén cho các đường P1 và P2 hoặc xả khí ra khí quyển. Khi tác động vào nút ấn 1S1 van đảo chiều oV thay đổi trạng thái. Đường P1 cung cấp khí và P2 xả xy lanh 1A tiến. Công tắc 1S3 được tac`1 động khi xy lanht iến ra vị trí tận cùng và van 2V đảo chiều. Xy lanh 2A tiến. Sau khi cần piston rời vị trí ban đầu công tắc 2S1 được xác lập lại. Khi đạttới vị trí cuối cùng công tắc 2S2 được tác động. Van đảo chiều 0V thay đổi trạng thái P2 cấp áp và P1 không có áp. Van 2V thay đổi trạng thái xy

slide 73:

73 lanh 2V lui về. Khi vị trí ban đầu đạt tới công tắc 2S1 được tác động van 1V thay đổi trạng thái xy lan 1A lui về tác động vào công tắc 1S2 chu trình trở lại ban đầu. Ví dụ 11: các van đảo chiều Các phần tử tham gia: xy lanh tác động kép van 5/2 van 3/2 van tiết lưu một chiều. Chuỗi tuần tự có 3 bước: 1A + -1A - 2A + -2A - Trong bước 1 có sự chồng tín hiệu xảy ra trên van 1V1 tại cửa 14 và 12. Van 1S1 có thể được dùng để khử tín hiệu chồng đầu tiên. Trong bước 3 khi xy lanh co về ngay lập tức sau khi tiến ra hết. Để dỡ bỏ sự chồng tín hiệu này mạch van đảo chiều được phát triển với ba đường cung cấp cho ba bước. PHẦN IX: BÀI TẬP SỐ IX

slide 74:

74 - Đây là bộ thực hiện các thao tác trình tự theo nhịp - Extremité de têle : thiết bị đầu vào được kích hoạt bằng tín hiệu điện ở cổng A khí được đưa vào từ cổng P cổng B đưa tín hiệu điện ra để thực hiện sự lặp lại. Module étape: mođun phân tầng các bước tuần tự với tín hiệu ra và tín hiệu vào là tín hiệu điện. Tín hiệu vào ở phía dưới tín hiệu ra ở phía trên. Tín hiệu vào của phần tử này làm kích hoạt phần tử tiếp theo trong mođun tín hiệu ra để thực hiện các thao tác nhất định trong dãy tuần tự. Dérivation: bộ phận rẽ mạch nhận tín hiệu từ phần tử trong modun phân tầng ở phía trước để thực hiện các thao tác trong tầng này. Extremité de queue: thiết bị đầu ra nhận tín hiệu cuối cùng trong dãy tuần tự để đưa về thiết bị đầu vào để lặp lại chu trình làm việc hoặc kết thúc chu trình.  Gọi tên:

slide 75:

75 A: Module thiết lập đầu – cuối thường gắn ở đầu và cuối mạch dùng để chia các cổng khí vào Module điều khiển tuần tự B B: Module điều khiển tuần tự. Module này gồm 3 phần:  Nền để lắp ráp các module và phụ kiện trên hình là 1 thanh xà gồ  Một bộ cổng nhận các tín hiệu  Phần điều khiển và phản hồi Hình minh họa

slide 76:

76 C: Module độ lệch dùng để chia các cổng khí dùng trong các kiểu điều khiển tuần tự song song tùy chọn lặp lại nhảy cóc...  Nguyên lí hoạt động:

slide 77:

77 Hoạt động chủ yếu của bộ tuần tự chủ yếu do Module điều khiển quyết định. Module này gồm có các cổng: A: Cổng tín hiệu điều khiển P: Cổng nguồn B: Cổng ngưng kích hoạt R: Cổng đưa về không Khi có tín hiệu điều khiển đến cổng A Module 1 van được kích hoạt và mở cho khí từ nguồn P qua. Khi có khí từ cảm biến ví dụ công tắc hành trình đến kết hợp thì tín hiệu này sẽ kích hoạt cho Module 2 mở. Một phần dòng khí qua Module 2 được dẫn vào cổng B làm ngưng kích hoạt Module 1 dòng khí qua Module bị chặn lại. Module 1 cũng sẽ ngưng kích hoạt khi có tín hiệu từ cổng R trường hợp có nút nhấn khẩn cấp. Quá trình cứ lặp lại tuần tự như vậy. - Sơ đồ kí hiệu

slide 78:

78 - Ta có sơ đồ chi tiết như sau MẶT BỊT ĐẦU MẶT BỊT CUỐI MÔ-ĐUN 1 MÔ-ĐUN 2 MÔ-ĐUN 3 MÔ-ĐUN 4 - Vi dụ mạch dùng hệ thống trên Sơ đồ tuần tự

slide 79:

79 Só đồ mạch MẶT BÍT ĐẦU MẶT BÍT CUỐI MÔ-ĐUN 1 MÔ-ĐUN 2 MÔ-ĐUN 3 MÔ-ĐUN 4 A B 1 2 4 3 5 1 2 4 3 5 b 1 a 2 b 2 DCA DCB 12 12 14 14 1 2 3 12 10 1 2 3 12 10 1 2 3 12 10 a 2 b 1 b 2 1 2 3 12 10 Start 1 2 3 12 10 a 1 a 1 Trạng thái NO normal open R P A B PHẦN X: BÀI TẬP SỐ X I. Giải thích mạch Hình 7.36

slide 80:

80 Mạch điều khiển theo tầng. Gồm 3 tầng I II III khi 1 tầng có khí nén thì 2 tầng còn lại sẽ không có.  Khi nhấn nút khởi động van phân phối 4/2 phần tử nhớ 1 chuyển trạng thái tầng I có khí lên. Van phân phối 5/2 của xylanh A chuyển trạng thái xylanh A di chuyển a0 chuyển trạng thái. Khi xyalnh A đi hết hành trình a1 đổi trạng thái xylanh B di chuyển b0 đổi trạng thái. Khi xylanh đi hết hành trình b1 đổi trạng thái van phân phối 4/2 phần tử nhớ 2 chuyển trạng thái. Tầng I hoạt động có tác dụng cho mạch tuần tự A+ B+ chuyển qua trạng thái tầng II  Khi van phân phối 4/2 phần tử nhớ 2 chuyển trạng thái tầng II có khí xylanh B di chuyển về b0 đổi trạng thái xylanh A đi về a0 đổi trạng thái xylanh C di chuyển c0 đổi trạng thái. Khi xylanh C đi hết hành trình c1 đổi trạng thái van 4/2 phần tử nhớ 1 đổi trạng thái. Tầng II hoạt động có tác dụng cho mạch tuần tự B- A- C+ chuyển qua trạng thái tầng III

slide 81:

81  Khi van 4/2 phần tử nhớ 1 đổi trạng thái tầng III có khi van phân phối 5/2 của xylanh C chuyển trạng thái xylanh C đi hết hành trình. Tầng III hoạt động có tác dụng cho mạch C- chuyển trạng thái van 4/2 phần tử nhớ 2 về vị trí ban đầu cấp khí cho van 4/2 co chờ nhấn nút để hoạt động lại  Khi ta nhấn nút nhấn 1 lần nữa mạch lại hoạt động tuần tự như trên. II. Giải thích mạch Hình 7.46 Nhấn van định hướng cho mọi phần tử trở về vị trí ban đầu. Nhấn nút khởi độngphần tử nhớ của khối nhịp điều khiển thứ nhất chuyển hướng Van phân phối của xylanh A chuyển hướng Xylanh A đi raS1 chuyển trạng thái. Khi Xylanh đi hết hành trình S2 chuyển trạng thái phần tử AND của khối nhịp điều khiển chuyển hướng đồng thời phần tử nhớ của khối nhịp điều khiển thứ nhất trở về trạng thái cũ. Khi phần tử AND của khối nhịp điệu khiển thứ nhất chuyển hướng Phần tử nhớ của khối điều khiển thứ hai chuyển hướng van phân phối của Xylanh B chuyển hướng Xylanh B đi ra S3 đổi trạng thái Khi Xylanh B đi hết hành trình S4 đổi trạng thái Phần tử AND cuả khối nhịp điều khiển thứ 2 chuyển hướng đồng thời phần tử nhớ của khối nhịp điều khiển thứ hai trở về trạng thái cũ. Khi phần tử AND của khối nhịp diều khiển thứ hai chuyển hướng 4 2 5 1 3 4 2 5 1 3 S1 S2 S3 S4 1 1 2 2 1 3 S2 2 1 3 S4 2 1 3 S3 2 1 3 S1 2 1 3 2 1 3 2 1 3

slide 82:

82 phần tử nhớ của khối nhịp điều khiển thứ 3 chuyển hướng Xylanh B di chuyển về S3 đổi trạng thái phần tử AND của khối nhịp điều khiển thứ 3 chuyển hướng đồng thời phần tử nhớ cũng chuyển về trạng thái cũ. Khi phần tử AND của khối nhịp điều khiển thứ 3 chuyển hướng phần tử nhớ của khối nhịp điều khiển thứ 4 chuyển hướng Xyalnh A đi về. Khi Xylanh A đi hết hành trình S1 chuyển trạng thái phần tử AND của khối nhịp điều khiển thứ 4 chuyển hướng đồng thời phần tử nhớ chuyển về trạng thái cũ. Hành trình cứ lặp lại như vậy. III. Giải thích mạch Hình 7.49 Khi nhấn nút S0A1 có giá trị van phân phối ở xylanh A đổi chiều Xylanh A đi ra a0 đổi trạng thái. Khi hết hành trình a1 đổi trạng thái A2 có tín hiệu A1 mất tín hiệu Xylanh B đi ra b0 đổi trạng thái.Khi đến cuối hành trình b1 đổi trạng thái A3 có tín hiệu A2 mất tín hiệu xylanh C đi ra c0 đổi trạng thái. Khi hết hành trình c1 đổi trạng thái A4 có tín hiệu A3 mất tín hiệu Xylanh C lùi về khi đến cuối hành trình c0 đổi trạng thái B5 có tín hiệu A4 mất tín hiệu van phan phối của xylanh A đổi trang thái

slide 83:

83 Xyalanh A lui về. Đồng thời van phân phối của Xylanh B cũng đổi trạng thái Xylanh B lui về. Khi cả hai xylanh đến cuối hành trình a0 và b0 đổi trạng thái A6 có tín hiệu Xylanh B tiến ra d0 đổi trạng thái. Khi hết hành trình d1 đổi trạng thái A7 có tín hiệu A6 mất tín hiệu Xylanh D lùi về .Hành trình vẫn tiếp diễn như trên. IV. Giải thích mạch Hình 59 Mạch hoạt động với hai chương trình: tùy vào trạng thái của van dảo chiều mà ta sẽ có được các chế độ hoạt động khác nhau: Khi van đảo chiều ở vị trí nấc thứ nhất thì van 3/2 đơn ổn điều khiển bằng khí sẽ ở trạng thái bên trái lúc này các pittong thực hiện theo trình tự sau:

slide 84:

84 Khi van đảo chiều ở vị trí nấc thứ hai van 3/2 đơn ổn điều khiển bằng khí sẽ ở trạng thái bên phải mạch thực hiện nhảy cóc lúc này chỉ có xy lanh A và B hoạt động trình tự như sau:

slide 85:

85 V. Giải thích mạch Hình 7.65 Khi van đảo chiều ở nấc thứ nhất mạch vận hành không lặp lại do cụm van AND và OR khi van đảo chiều ở nấc thứ hai mạch vận hành lặp lại như biểu đồ sau: B C A D a1 b1 a0 b0 c1 c0 d1 d0 Lặp lại chu kỳ

slide 86:

86 VI. Giải thích mạch Hình 7.88 Khi nhấn nút khởi động làm van 1 chuyển trạng thái sang A + xylanh A đi ra a0 chuyển từ đóng sang mở khi xylanh A đi hết hành trình a1 chuyển từ trạng thái mở sang đóng van 2 cũng chuyển sang trạng thái B + xylanh B đi ra b0 chuyển từ đóng sang mở. Khi xylanh B đi hết hành trình b1 chuyển từ trạng thái mở sang đóng X chuyển trạng thái sau 1 thời gian xylanh B lùi về b1 chuyển từ đóng sang mở xylanh B lùi vế. Khi xylanh B lùi về hết hành trình b0 chuyển từ mở sang đóng van 3 chuyển sang trạng thái C - xylanh C lùi về c1 chuyển từ đóng sang mở. Khi xylanh C đi hết hành trình c0 chuyển trạng thái xylanh B lại đi ra b1 chuyển trạng thái X chuyển 4 2 1 3 +A -A 2 1 3 2 1 3 A0 A0 A1 2 1 3 C1 B0 2 C0 2 2 1 3 A1 4 2 1 3 +B -B B0 B1 1 1 2 2 2 1 3 C0 C1 2 100 2 1 12 3 1 1 2 2 C1 2 C0 C1 4 2 1 3 +C -C 2 2 2 1 3 B0 4 2 1 3 X C1 2 C0 2 2 1 3 B1

slide 87:

87 trạng thái xylanh B đi vào b0 đổi trạng thái xylanh C di chuyển vào X đổi trạng thái xylanh A đi vào xylanh C đi ra. Hành trình tiếp diễn như cũ. VII. Giải thích mạch Hình 7.97: Khi nhấn nút khởi động van 1 sẽ chuyển sang trạng thái A + xy lanh A tiến ra a0 chuyển từ trạng thái đóng sang mở. Khi xylanh A đi đến hết hành trình thì a1 sẽ chuyển trạng thái từ đóng sang mở X chuyển vị trí. Khi X chuyển vị trí sẽ làm van 1 chuyển sang trạng thái A -- khi đó xylanh A di chuyển về cho tới khi đụng a0 thì xylanh B bắt đầu tiến ra van 2 đổi trạng thái. Khi đó b0 sẽ chuyển từ trạng thái đóng sang mở và khi xylanh B đến cuối hành trình b1 chuyển từ mở sang đóng. Khi b1 đóng Y chuyển trạng thái làm cho van 2 chuyển sang B - Xylanh B lùi về khi về hết chu trình b0 đóng lại van 3 đổi trạng thái làm xylanh C di chuyển ra c0 đổi trạng thái khi Xylanh C đi hết 4 2 1 3 +A -A 2 1 3 A0 A1 4 2 1 3 +B -B B0 B1 C0 C1 4 2 1 3 +C -C 4 2 1 3 X 1 1 2 2 1 3 A0 1 1 2 2 1 3 B0 1 1 2 2 1 3 A1 2 1 3 C1 4 2 1 3 X 2 1 3 B1 2 1 3 C0

slide 88:

88 hành trình c1 đổi trạng thái làm X cũng đổi trạng thái van 3 chuyển sang C — làm xylanh C trở về khi về hết hành trình c0 đổi trạng thái mạch trở về vị trí ban đầu PHẦN XI: BÀI TẬP SỐ XI  Sơ đồ a  Sơ đồ mạch như sau:

slide 89:

89 A1 A0 B0 B1 C0 C1 4 2 5 1 3 4 2 5 1 3 4 2 5 1 3 2 1 3 2 1 3 A0 1 1 2 2 1 3 B1 2 1 3 C1 1 1 2 2 1 3 B0 2 1 3 C0 1 1 2 4 2 5 1 3 4 2 5 1 3 2 1 3 A1

slide 90:

90  Sơ đồ b

slide 91:

91  Sơ đồ mạch như: A1 A0 B0 B1 C0 C1 4 2 5 1 3 4 2 5 1 3 4 2 5 1 3 2 1 3 2 1 3 A0 1 1 2 2 1 3 B0 2 1 3 C0 1 1 2 4 2 5 1 3 2 1 3 A1 2 1 3 B1 2 1 3 C1 4 2 5 1 3 2 1 3 2 1 3 1 1 2

slide 92:

92

authorStream Live Help