(NB) Giáo trình Điều khiển khí nén thủy lực phần 1 Điều khiển khí nén, điện - khí nén gồm có 6 bài, cung cấp cho người học những kiến thức như: Cơ sở lý thuyết về khí nén; hệ thống thiết bị sản xuất và phân phối khí nén; các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén; cơ cấu chấp hành; điều khiển bằng khí nén, điện – khí nén; tìm và sửa lỗi trong hệ thống điều khiển khí nén, điện - khí nén.
ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN, ĐIỆN - KHÍ NÉN
Sự phát triển của kỹ thuật khí nén
Những đặc trưng cơ bản và ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khí nén
nhược điểm của hệ thống truyền động khí nén
Các đại lượng vật lý và đơn vị đo
2 Bài 2: Hệ thống thiết bị sản xuất và phân phối khí nén
Mạng đường ống dẫn khí nén
3 Bài 3: Các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén
Van chân không
4 Bài 4: Cơ cấu chấp hành
Xi lanh khí nén
Bộ biến đổi áp lực
5 Bài 5: Điều khiển bằng khí nén, điện – khí nén
Khái niệm về hệ thống điều khiển khí nén
Biểu diễn chức năng của quá trình điều khiển
Thiết kế mạch điều khiển bằng khí nén
Các phần tử điện và điện - khí nén
Thiết kế mạch điều khiển điện – khí nén
6 Bài 6: Tìm và sửa lỗi trong hệ thống điều khiển khí nén, điện - khí nén
ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC
Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của truyền động thủy lực
dụng của truyền động thủy lực.
So sánh đặc trưng các loại truyền động
Tổn thất trong hệ thống thủy lực
Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thủy lực
Các định luật cơ bản của chất lỏng
8 Bài 2: Cung cấp và xử lý dầu
1 Bơm và động cơ dầu
5 Đo áp suất và lưu lượng
6 Điều khiển, điều chỉnh áp suất và lưu lượng bơm
9 Bài 3: Các phần tử trong hệ thống điều khiên thủy lực
6 Xi lanh thủy lực (cơ cấu chấp hành)
10 Bài 4: Điều khiển thủy lực và điện
2 Mạch thủy lực điều khiển bằng tay
3 Mạch điều khiều bằng điện -
Thi kết thúc mô đun 4 4
Phần 1: ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN, ĐIỆN - KHÍ NÉN BÀI 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN
Mã bài: MĐ CĐT 29- 01 - 01 Giới thiệu:
Bài viết này cung cấp kiến thức và khái niệm về khí nén, điện – khí nén, cùng với những ứng dụng của chúng trong hệ thống tự động hóa và cơ điện tử.
- Trình bày được các khái niệm và đặc điểm hệ truyền động bằng khí nén
- Phân tích được các đại lượng đặc trưng của khí nén và ứng dụng của chúng trong công nghiệp
- Rèn luyện tính chủ động, nghiêm túc trong học tập và trong công việc
1 Sự phát triển của kỹ thuật khí nén
Như chúng ta đã biết, không khí nén là một dạng năng lượng cũ mà con người đã sử dụng thay thế cho các lực cơ học
Từ hàng ngàn năm trước, không khí đã được nén đến mức có thể chảy, và nó được coi là một trong bốn yếu tố cơ bản của tự nhiên Con người đã sử dụng không khí một cách có ý thức hoặc vô thức trong cuộc sống hàng ngày.
Kỹ thuật khí nén, ứng dụng không khí nén để thực hiện công việc, đã có lịch sử lâu dài từ hơn 2000 năm trước khi Ktesibios, một người Hy Lạp, chế tạo ra máy bắn đá đầu tiên sử dụng khí nén Vào thời điểm đầu Công Nguyên, một trong những cuốn sách đầu tiên đã ghi lại việc sử dụng không khí nén như một nguồn năng lượng, mô tả các bộ phận điều khiển bằng không khí nóng.
Từ "Pneuma" là từ cổ Hy lạp có nghĩa là gió, là hơi thở và trong Triết học nó có nghĩa là linh hồn
"Pneumatic" là thuật ngữ liên quan đến "Pneuma", mô tả lĩnh vực khoa học về khí động lực học và các hiện tượng liên quan.
Sự hiểu biết về khoa học khí nén của nhân loại đã có từ những thế kỷ đầu, nhưng đến thế kỷ này, chúng ta mới tiến hành nghiên cứu một cách hệ thống Kỹ thuật khí nén đã trở thành một phần quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực khai thác quặng mỏ, đường sắt, dệt may và công nghiệp thực phẩm.
Mặc dù ban đầu gặp nhiều khó khăn, nhưng nhờ vào việc bổ sung liên tục kiến thức và kinh nghiệm thực tế, kỹ thuật khí nén đã được phát triển mạnh mẽ hơn.
Ngày nay không khí nén được dùng rộng rải trong các nhà máy hiện đại, được bố trí thành hệ thống nguồn cung cấp như hệ thống điện
2 Khả năng ứng dụng của khí nén
2.1 Trong lĩnh vực điều khiển
Hệ thống điều khiển bằng khí nén được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực tiềm ẩn nguy hiểm như cháy nổ, đặc biệt trong các thiết bị phun sơn, đồ gá, kẹp chi tiết và sản xuất thiết bị điện tử Ngoài ra, hệ thống này còn được sử dụng trong dây chuyền rửa tự động, thiết bị vận chuyển, kiểm tra lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì và trong ngành công nghiệp hóa chất.
- Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: máy khai thác đá, khai thác than, xây dựng hầm mỏ, đường hầm …
- Truyền động quay: các động cơ quay với công suất lớn, mặc dù giá thành đắt gấp
Động cơ điện có hiệu suất cao hơn từ 10 đến 15 lần so với các động cơ khác cùng công suất, nhưng lại có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn tới 30% Các dụng cụ như máy vặn vít từ M4 đến M30, máy khoan với công suất khoảng 3,5kW và máy mài có công suất khoảng 2,5kW đều cho thấy sự ưu việt của động cơ điện trong ứng dụng công nghiệp.
Truyền động thẳng là một công nghệ quan trọng, thường được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như đồ gá kẹp chặt, thiết bị đóng gói, máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh và hệ thống phanh ô tô.
- Trong các hệ thống đo và kiểm tra, trong các hệ thống vận chuyển xi măng
3 Những đặc trưng cơ bản và ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khí nén
3.1 Những đặc trưng cơ bản của hệ thống truyền động khí nén
- Có thể người ta sẽ ngạc nhiên về những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực khí nén với một thời gian quá ngắn
Sự kiện này cho thấy rằng không có phương pháp nào đơn giản và hợp lý hơn để giải quyết các vấn đề liên quan đến cơ khí hóa và tự động hóa.
- Các đặc trung cơ bản của không khí nén là:
Không khí có sẵn ở khắp nơi, cho phép nén với số lượng vô hạn Việc vận chuyển không khí nén có thể thực hiện qua các đường ống trong một khoảng cách nhất định Tuy nhiên, các đường ống dẫn ra ngoài không cần thiết, vì khí sẽ được thải ra môi trường sau khi đã sử dụng.
Máy nén khí không cần hoạt động liên tục, vì khí nén có thể được lưu trữ trong các bình chứa Những bình chứa này được kết nối trong hệ thống ống dẫn, giúp cung cấp khí nén khi cần thiết.
+ Về nhiệt độ: không khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ
Hệ thống khí nén không gây ra nguy cơ cháy nổ, giúp tiết kiệm chi phí cho việc phòng cháy Với áp suất hoạt động khoảng 6 bar, việc đảm bảo an toàn phòng nổ trở nên đơn giản hơn.
Khí nén có tính sạch sẽ cao, đảm bảo không có nguy cơ gây ô nhiễm trong các đường ống và thiết bị Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp như thực phẩm, dệt may, lâm sản và thuộc da, nơi yêu cầu tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt.
+ Về cấu tạo các trang thiết bị: đơn giản nên rẻ tiền
Khí nén là một dòng chảy có lưu tốc lớn, cho phép đạt được tốc độ cao trong các ứng dụng công nghiệp Vận tốc làm việc của các xy lanh thường dao động từ 1-2 m/s, và trong một số trường hợp đặc biệt, có thể đạt đến 5 m/s.
+ Về tính điều chỉnh: vận tốc và lực của những thiết bị công tác bằng khí nén được điều chỉnh một cách vô cấp
Đo áp suất và lưu lượng
6 Điều khiển, điều chỉnh áp suất và lưu lượng bơm
9 Bài 3: Các phần tử trong hệ thống điều khiên thủy lực
Van một chiều
Xi lanh thủy lực (cơ cấu chấp hành)
Ống dẫn, ống nối
10 Bài 4: Điều khiển thủy lực và điện
Mạch thủy lực điều khiển bằng tay
Mạch điều khiều bằng điện - thủy lực
Thi kết thúc mô đun 4 4
Phần 1: ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN, ĐIỆN - KHÍ NÉN BÀI 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN
Mã bài: MĐ CĐT 29- 01 - 01 Giới thiệu:
Bài viết này cung cấp kiến thức và khái niệm về khí nén, điện - khí nén, cùng với các ứng dụng của chúng trong hệ thống tự động hóa và cơ điện tử.
- Trình bày được các khái niệm và đặc điểm hệ truyền động bằng khí nén
- Phân tích được các đại lượng đặc trưng của khí nén và ứng dụng của chúng trong công nghiệp
- Rèn luyện tính chủ động, nghiêm túc trong học tập và trong công việc
1 Sự phát triển của kỹ thuật khí nén
Như chúng ta đã biết, không khí nén là một dạng năng lượng cũ mà con người đã sử dụng thay thế cho các lực cơ học
Từ hàng ngàn năm trước, không khí đã được nén đến mức có thể chảy, và nó được coi là một trong bốn yếu tố cơ bản của tự nhiên Con người đã sử dụng không khí này một cách có ý thức hoặc vô thức trong đời sống hàng ngày.
Một trong những bước đầu tiên trong việc ứng dụng kỹ thuật khí nén là hiểu biết về việc sử dụng không khí nén để thực hiện công việc Kỹ thuật này đã được khởi đầu bởi Ktesibios, một nhà phát minh người Hy Lạp cách đây hơn 2000 năm, người đã chế tạo máy bắn đá đầu tiên sử dụng khí nén Ngoài ra, một trong những cuốn sách đầu tiên ghi lại việc sử dụng không khí nén như một nguồn năng lượng vào thời kỳ đầu Công Nguyên đã mô tả các bộ phận điều khiển bằng không khí nóng.
Từ "Pneuma" là từ cổ Hy lạp có nghĩa là gió, là hơi thở và trong Triết học nó có nghĩa là linh hồn
"Pneumatic" là một thuật ngữ liên quan đến "Pneuma", phản ánh ngành khoa học về khí động lực học và các hiện tượng liên quan.
Sự hiểu biết về khoa học khí nén đã có từ những thế kỷ đầu, nhưng chỉ đến thế kỷ này, chúng ta mới tiến hành nghiên cứu một cách hệ thống Kỹ thuật khí nén đã thực sự được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp quan trọng, bao gồm khai thác quặng mỏ, đường sắt, dệt, và công nghiệp thực phẩm.
Mặc dù ban đầu còn nhiều thiếu sót, nhưng nhờ việc thường xuyên cập nhật tri thức và kinh nghiệm thực tế, kỹ thuật khí nén đã ngày càng được phát triển mạnh mẽ.
Ngày nay không khí nén được dùng rộng rải trong các nhà máy hiện đại, được bố trí thành hệ thống nguồn cung cấp như hệ thống điện
2 Khả năng ứng dụng của khí nén
2.1 Trong lĩnh vực điều khiển
Hệ thống điều khiển bằng khí nén được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực có nguy cơ cao như cháy nổ, đặc biệt trong các thiết bị phun sơn, đồ gá, kẹp chi tiết và sản xuất thiết bị điện tử Bên cạnh đó, hệ thống này còn được sử dụng trong dây chuyền rửa tự động, thiết bị vận chuyển, kiểm tra lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì và trong ngành công nghiệp hóa chất.
- Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: máy khai thác đá, khai thác than, xây dựng hầm mỏ, đường hầm …
- Truyền động quay: các động cơ quay với công suất lớn, mặc dù giá thành đắt gấp
Động cơ điện có hiệu suất cao gấp 10 đến 15 lần so với động cơ thông thường cùng công suất, đồng thời có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn 30% Các dụng cụ như máy vặn vít từ M4 đến M30, máy khoan với công suất khoảng 3,5kW và máy mài với công suất khoảng 2,5kW là những ứng dụng tiêu biểu cho công nghệ này.
Truyền động thẳng là công nghệ quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như đồ gá kẹp chặt, thiết bị đóng gói, máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh và hệ thống phanh ô tô.
- Trong các hệ thống đo và kiểm tra, trong các hệ thống vận chuyển xi măng
3 Những đặc trưng cơ bản và ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khí nén
3.1 Những đặc trưng cơ bản của hệ thống truyền động khí nén
- Có thể người ta sẽ ngạc nhiên về những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực khí nén với một thời gian quá ngắn
Sự kiện này nhấn mạnh rằng không có phương pháp nào đơn giản và hợp lý hơn để giải quyết các vấn đề liên quan đến cơ khí hóa và tự động hóa.
- Các đặc trung cơ bản của không khí nén là:
Không khí có sẵn ở khắp nơi và có thể nén với số lượng vô hạn, điều này mang lại lợi ích lớn trong việc sử dụng Ngoài ra, không khí nén có thể dễ dàng vận chuyển qua các đường ống trong một khoảng cách nhất định Tuy nhiên, việc sử dụng đường ống dẫn về không cần thiết, vì khí nén sẽ được xả ra môi trường sau khi hoàn tất công tác.
Máy nén khí không cần hoạt động liên tục, vì khí nén có thể được lưu trữ trong các bình chứa Những bình chứa này được kết nối với hệ thống ống dẫn, cho phép cung cấp khí nén khi cần thiết.
+ Về nhiệt độ: không khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ
Hệ thống khí nén không gây ra nguy cơ cháy nổ, giúp tiết kiệm chi phí cho việc phòng cháy Hoạt động với áp suất khoảng 6 bar, việc thiết kế phòng nổ trở nên đơn giản hơn.
Khí nén có tính sạch sẽ cao, đảm bảo không có nguy cơ ô nhiễm trong quá trình lưu thông qua các đường ống và thiết bị Tính chất này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp chuyên biệt như thực phẩm, dệt may, lâm sản và thuộc da.
+ Về cấu tạo các trang thiết bị: đơn giản nên rẻ tiền
Khí nén là một dòng chảy có vận tốc lớn, cho phép đạt được tốc độ cao trong quá trình làm việc Các xy lanh thường hoạt động với tốc độ từ 1-2 m/s, và trong một số trường hợp đặc biệt, tốc độ có thể đạt đến 5 m/s.
+ Về tính điều chỉnh: vận tốc và lực của những thiết bị công tác bằng khí nén được điều chỉnh một cách vô cấp