Chương 1 : TỔNG QUAN về hệ THỐNG KHÍ nén các THIẾT bị KHÍ nén

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN CÁC THIẾT BỊ KHÍ NÉN LỜI MỞ ĐẦU Cùng sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển khí nén sử dụng trong máy m[.]

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày naycác thiết bị truyền dẫn, điều khiển khí nén sử dụng trong máy móc trở nênrộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ CNC, phươngtiệnvận chuyển, máy dập, máy xây dựng, máy ép phun, máy bay, máy ykhoa, dây chuyền chế biến thực phẩm,… do những thiết bị này làm việclinh hoạt, điều khiển tối ưu, đảmbảo chính xác, công suất lớn với kíchthước nhỏ gọn và lắp đặt dễ dàng ở những không gian chật hẹp so với cácthiết bị truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện Nhằm trang bị chosinh viên nền kiến thức tốt nhất để tiếp cận nhanh chóng với các thiết bị của

hệ thống điều khiển khí nén trong thực tế tác giả đã biên soạn ra cuốn sáchnày Cuốn sách “Kỹ thuật điều khiển khí nén ” được tác giả tổng hợp từnhững kiến thức cơ bản của các lĩnh vực liên quan

Giáo trìngh này gồm hai chương :

Chương 1 : Tổng quan về hệ thống khí nén - Các thiết bị khí nén

Chương 2: Phương pháp thiết kế mạch

Hy vọng qua nội dung của cuốn sách này bạn đọc có thể tính toán,thiết kế, lắp đặt và điều khiển được một hệ thống truyền dẫn khí nén cácyêu cầu khácnhau Trong quá trình biên soạn cuốn sách này, không thểtránhkhỏi những thiếu sót Rất mong sự đóng góp của các độc giả gần xa

Vinh, ngày 05 tháng 08 năm 2010 Tác giả

2.3.2 Van điều chỉnh áp suất

2.3.3 Van tra dầu

Bài 3 : CÁC LOẠI VAN KHÍ NÉN, XY LANH VÀ NGUYÊN TẮC

3.4.1 Van đảo chiều không duy trì 3/2

3.4.2 Van đảo chiều không duy trì 5/2

3.4.3 Van đảo duy trì 3/2

3.4.4 Van đảo duy trì 5/2

3.5.1 Xy lanh tác động đơn

3.5.2 Xy lanh tác động kép

Bài 2 : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MỘT XY

2.2.5 Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục

Bài 3 : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HAI XY

3.2.5 Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục

Bài 4 : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HAI XY

4.2.5 Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục

Bài 5 : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BA XY

5.2.5 Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục

Bài 6 : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG BA XY

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN - CÁC THIẾT BỊ KHÍ NÉN

 Sơ lược về hệ thống điều khiển khí nén

 Ưu và nhược điểm của hệ thống điều khiển thủy lực & khí nén

Bài 1 : KHÁI NIỆM VỀ KHÍ NÉN

- Tín hiệu đầu vào: nút nhấn, công tắc; công tắc hành trình; cảm biến.

- Phần xử lý thông tin: xử lý tín hiệu nhận vào theo một quy tắc logic xác định, làm thay

đổi trạng thái của phần tử điều khiển: van logic And, Or, Not, Yes, Flip-Flop, rơle…

- Phần tử điều khiển: điều khiển dòng năng lượng ( lưu lượng, áp suất) theo yêu cầu, thay

đổi trạng thái của cơ cấu chấp hành: van chỉnh áp, van đảo chiều, van tiết lưu, ly hợp…

- Cơ cấu chấp hành: thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lượng ra của mạch

điều khiển: xy lanh khí-dầu, động cơ khí nén

- Năng lượng điều khiển: bao gồm phần thông tin và công suất

 Phần thông tin : Khí

 Phần công suất : Khí: công suất vừa, quán tính, tốc độ cao

1.2 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA 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 nén đến mức có thể chạy được Nó còn làmột trong bốn phần tử cơ bản được thừa nhận bởi người xưa Người ta sử dụng chúngmột cách có ý thức và vô thức.

Một trong những bước đầu tiên là sự hiểu biết của chúng ta về việc ứng dụng kỹthuật khí nén, có nghĩa là dùng không khí nén đến mức có thể chảy được để công tác Mộtngười Hy Lạp tên KTESIBOS, cách đây hơn 2000 năm, đã chế tạo ra máy bắn đá đầu tiênbằng khí nén Một trong những cuốn sách đầu tiên đã ghi lại việc sử dụng không khí nénnhư một nguồn năng lượng vào ngày đầu tiên của công nguyên Nó đã mô tả lại các bộphận điều khiển bằng không khí nóng

Từ “Pneuma” là từ cổ Hy Lạp có nghĩa là gió, là hơi thở và trong triết học cónghĩa là linh hồn

“Pneuma” là một trong những cách miêu tử từ “Pneuma” Đó là ngành khoa học

về khí động lực học và các hiện tượng liên quan đã được đúc kết

Sự hiểu biết của nhân loại về khoa học khí nén từ những thế kỷ đầu, song phải chờđến thế kỷ này mới được chúng ta nghiên cứu có hệ thống Từ khi đó kỹ thuật khí nén đãthực sự đi vào các ngành công nghiệp

Điều đáng quan tâm là không khí nén được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vựcquan trọng, ví dụ như trong công nghiệp khai thác quặng mỏ, đường sắt, dệt, công nghiệpthực phẩm

Mặc dù ban đầu có nhiều thiếu sót nhưng sự bổ sung thường xuyên những tri thức,kinh nghiệm thực tế nên sự áp dụng kỹ thuật khí nén được phát triển ngày càng mạnhhơn

Ngày nay không khí nén được dùng rộng rãi trong các nhà máy hiện đại, được bốtrí thành hệ thống nguồn cung cấp như thế thống điện

1.3 NHỮNG ĐẶC TRƯNG CỦA KHÔNG KHÍ NÉN

Có thể người ta sẽ ngạc nhiên về những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực khí nénvới một thời gian quá ngắn

Điều này có thể tự hiểu như một sự kiện mà ta không thể không nhận biết rằngkhông một cách nào đơn giản hơn và hợp lý hơn để giải quyết những vấn đề cơ khí hoá và

tự động hoá

Các đặc trưng cơ bản của khí nén là:

- Về số lượng: Không khí có sẵn khắp nơi nên có thể nén với số lượng vô hạn

- Về vận chuyển: Không khí nén có thể vận chuyển trong các đường ống với một

khoảng cách nhất định Các đường ống dẫn về thì không cần thiết vì khí sẽ được cho thoát

ra ngoài môi trường sau khi đã công tác

- Về nhiệt độ: Không khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ

- Về chống cháy nổ: Không một nguy cơ nào gây cháy bởi khí nén, nên không tốn

chi phí phòng cháy Hoạt động với áp suất khoảng 6 bar nên phòng nổ không quá phứctạp

- Về tính sạch sẽ: Khí nén thì trong sạch, ngay cả trong trường hợp là dòng chảy

trong các đường ống hay là trong các thiết bị, không một nguy cơ gây bẩn nào được quantâm đến Tính chất này rất cần thiết trong cách ngành công nghiệp chuyên biệt như côngnghiệp thực phẩm, vải sợi, lâm sản và thuộc da

- Về cấu tạo các trang thiết bị: đơn giản nên rẻ tiền

- Về vận tốc: Không khí nén là một dòng chảy có lưu tốc lớn, cho phép đạt được

tốc độ cao (vận tốc làm việcc ác xy lanh thường từ 1 – 2m/s, cá biệt có thể đạt đến 5m/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

- Về sự quá tải: Các công cụ và các thiết bị khí nén đảm nhận tải trọng cho đến

khi chúng dừng hoàn toàn, cho nên sẽ không xảy ra quá tải

Để phân định một cách cặn kẽ các lãnh vực áp dụng kỹ thuật khí nén, cần phải biếtđến các tính chất không thể không chú trọng đến như:

- Cách xừ lý: Không khí nén phải được chuẩn bị sao cho không chứa bụi bẩn, tạpchất hay nước, vì chúng sẽ gây mòn cho các phần tủ khí nén

- Tính chụi nén: Không khí có thể nén được cho phép thay đổi và điều chỉnh cácvận tốc của piston

- Độ lớn lực tác dụng: Không khí được nén sẽ không kinh tế nếu chưa đạt mộtcông suất nhất định áp suất làm việc thường được chấp nhận 7 bars Độ lớn lực giới hạn

Không khí chung quanh ta có áp suất thay đổi, nó phụ thuộc vào:

* Độ cao so với mực nước biển

* Vị trí địa lý

* khí tượng

Chúng ta có thể phân loại các loại áp suất như sau:

- Áp suất khí trời: là áp suất không khí chung quanh ta áp suất này bằng 1013mbar

ở mực nước biển, 0o và ở vĩ tuyến 450

- Áp suất chân không: Nếu khí quyển biến mất chung quanh quả đất, áp suất khôngcòn nữa, ta có chân không tuyệt đối là áp suất tuyệt đối

- Áp suất dư: Là áp suất đọc được so với áp suất khí quyển

Không khí dùng trong công nghiệp lúc đầu là không khí ở áp suất khí trời, đượctăng lên một áp suất cao gọi là áp suất tương đối hay còn gọi là áp suất dư

Còn lại là một số khí khác như: Carbonic, hy dro, neon, heli, cryton và xenon

Để hiểu rõ thêm các định luật về ong lực học và trạng thái của không khí, người ta

đã liệt kê ra sau đây các thông số về vật lý và cùng với các hệ thống đo lường

Để thuận lợi trong việc nghiên cứu và ứng dụng, người ta thường dùng hai hệthống đo: hệ thống đó “Kỹ thuật” và hệ thống đó “SI”

a – gia tốc

g – gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s2)Giữa các công thức trên tồn tại mối quan hệ sau:

Khối lượng 1(kg) = 1Kp.S2/9,81.m

Lực 1(kg) = 9,81 (N)

Để đơn giản cho tính toán ta lấy 1 (Kp) = 10 (N)

Nhiệt độ ở điểm O: O0C = 273 K (Kelvin)

* Milimét cột nước, mm cột nước

1000 mm cột nước = 1at = 0,981 bar

* Milimet thủy ngân, mm Hg

1 mm Hg = 1 Torr

1 at = 736 Torr

1 bar = 750 Torr

Định luật Boyly - Mariotte

ở nhiệt độ cố định, tích số thể tích và áp suất tuyệt đối của một khí lý tưởng là hằng

số Ptuyệt đối x V = Constant

Hình 1-2.Định luật Boyly - Mariotte

Định luật Gay - Lussac

Ở một áp suất cố định, tỷ số giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của một khí lýtưởng là hằng số

Định luật tổng hợp cả 3 biến (áp suất, thể tích, nhiệt độ) được cho bởi

Phương trình trạng thái nhiệt tổng quát của khí nén:

1.6 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA KHÍ NÉN

Trong lĩnh vực điều khiển

Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở những lĩnh có khả năng nguyhiểm nhiều nhất như: cháy, nổ, ví dụ như các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá, kẹp chitiết, plastic, hoặc được sử dụng trong những lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử Ngoài

ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền rửa tự động,trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra lò, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì và trongcông nghiệp hoá chất

Hình 1-3 Kẹp phôi

Hệ thống truyền động

- 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

10 đến 15 lần so với động cơ điện có cùng công suất, nhưng thể tích và trọng lượng nhỏhơn 30% Những dụng cụ vặn vít từ M4 đến M30, máy khoan có công suất khoảng3,5KW, máy mài có công suất khoảng 2,5 kW

- Truyền động thẳng: được sử dụng trong các đồ gá kẹp chặt, các thiết bị đóng gói,máy gia công gỗ, trong các thiết bị làm lạnh, cũng như trong các hệ thống phanh hãm củaôtô

- Trong các hệ thống đo và kiểm tra, trong các hệ thống vận chuyển xi măng

Hình 1-4 Dây chuyền vận chuyển trên băng tải

1.7 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN

1.7.1 Ưu điểm

− Tính đồng nhất năng lượng giữa phần I và P ( điều khiển và chấp hành) nên bảo dưỡng, sửa chữa, tổ chức kỹ thuật đơn giản, thuận tiện

− Không yêu cầu cao đặc tính kỹ thuật của nguồn năng lượng: 3 – 8 bar

− Khả năng quá tải lớn của động cơ khí

− Độ tin cậy khá cao ít trục trặc kỹ thuật

− Tuổi thọ lớn

− Tính đồng nhất năng lượng giữa các cơ cấu chấp hành và các phần tử chức năng báo hiệu, kiểm tra, điều khiển nên làm việc trong môi trường dễ nổ, và bảo đảm môi trường sạch vệ sinh.

− Có khả năng truyền tải năng lượng xa, bởi vì độ nhớt động học khí nén nhỏ và tổnthất áp suất trên đường dẫn ít

− Do trọng lượng của các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén nhỏ, hơn nữakhả năng giãn nở của áp suất khí lớn, nền truyền động có thể đạt được vận tốc rất cao

1.7.2 Nhược điểm

− Thời gian đáp ứng chậm so với điện tử

− Khả năng lập trình kém vì cồng kềnh so với điện tử , chỉ điều khiển theo chương trình có sẵn Khả năng điều khiển phức tạp kém

− Khả năng tích hợp hệ điều khiển phức tạp và cồng kềnh

− Lực truyền tải trọng thấp

− Dòng khí nén thoát ra ở đường dẫn gây tiếng ồn

− Không điều khiển được quá trình trung gian giữa 2 ngưỡng

Do đó hiện nay, trong lĩnh vực điều khiển người ta thường kết hợp hệ thống điềukhiển bằng khí nén với cơ khí, hoặc khí nén với điện, điện tử Do vậy rất khó xác địnhmột cách chính xác ưu khuyết điểm của từng hệ thống điều khiển

Bài 2 : MÁY KHÍ NÉN VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN

2.1 HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHÂN PHỐI KHÍ NÉN

Hệ thống thiết bị phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển không khí từ máy khí nénđến khâu cuối cùng để sử dụng

Yêu cầu đối với hệ thống thiết bị phân phối khí nén là bảo đảm áp suất p, lưulượng Q và chất lượng của khí nén cho nơi tiêu thụ, đồng thời về tổn thất áp suất đối với

hệ thống thiết bị phân phối khí nén không được vượt qua 1 bar

Hình 1-5 Hệ thống phân phối khí nén

2.2 MÁY NÉN KHÍ

Đối với máy nén khí ta phân biệt hai loại:

* Nguyên lý thay đổi thể tích:

Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích của buồng chứa sẽ nhỏ lại Nhưvậy theo định luật Boyle - Mariotte áp suất trong buồng chứa sẽ tăng lên

* Nguyên lý động năng:

Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất khí nén được tạo ra bằng động năng của bán dẫn Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn

2.2.1 Máy nén khí kiểu Piston

* Nguyên lý: Không khí sau khi qua bộ lọc và được nén ở thân máy nén khí nhờ

các van đóng và mở trên đầu piston, sau đó được đẩy vào bình chứa

Để có thể nén đến áp suất từ 15 bar người ta thường sử dụng máy nén khí kiểupiston 2 cấp hoặc nhiều cấp, tuy nhiên vì không khí được nén nhiều lần do đó chúng phải

có bộ phận làm mát trung gian

Hình 1-6 Máy nén kiểu Pittông

Ưu khuyết điểm:

- Cứng vững

- Hiệu suất cao

- Bảo quản giản đơn

- Gây ra các hiện tượng dao động đáng kể như: tiếng ồn

- Giá thành bảo quản cao

- Tạo ra khí nén theo xung và thường có dầu

2.2.2 Máy nén khí kiểu cánh gạt

* Nguyên lý:

Không khí được nén vào buồng hút, nhờ rotor và stator đặc lệch nhau, nên khirotor quay thì không khí sẽ vào buồng nén, sau đó khí nén sẽ vào đẫy

Hình 1-7 Máy nén kiểu cánh quạt

* Ưu khuyết điểm

- Không cồng kềnh

- Không dao động, do đó êm hơn máy nén khí kiểu Piston

- Sữa chữa dễ dàng

- Lưu lượng là hằng số: khí không bị xung

- Hiệu suất nhiệt động kém hơn máy nén khí kiểu piston

- Khí nén thông thường bị nhiễm dầu

2.3 XỬ LÝ KHÍ NÉN

Khí nén được tạo ra từ máy nén khí có chứa nhiều chất bẩn, độ bẩn có thể ở cácmức độ khác nhau Chất bẩn có thể là bụi, độ ẩm của không khí hút vào, những cặn bảcủa dầu bôi trơn và truyền động cơ khí Hơn nữa trong quá trình nén nhiệt độ của khí néntăng lên, có thể gây ra ôxy hóa một số phần tử của hệ thống Do đó việc xử lý khí nén cầnphải thực hiện bắt buộc Khí nén không được xử lý thích hợp sẽ gây hư hỏng hoặc gây trởngại tính làm việc của các phần tử khí nén Đặc biệt sử dụng khí nén trong hệ thống điềukhiển đòi hỏi chất lượng khí nén rất cao Mức độ xử lý khí nén tùy thuộc vào từngphương pháp xử lý Trong thực tế người ta thường dùng bộ lọc để xử lý khí nén

tử lọc nên chọn từ 20μm – 50μm.

Hình 1-9 Van lọc khí nén

2.3.2 Van điều chỉnh áp suất

Nhiệm vụ của van áp suất là ổn định áp suất điều chỉnh, mặc dù có sự thay đổi bất thường của áp suất làm việc ở đường ra hoặc sự dao động của áp suất ở đầu vào Ap suất

ở đầu vào luôn luôn là lớn hơn áp suất ở đầu ra

Hình 1-10 Van điều chỉnh áp suất

Van điều chỉnh áp suất được điều chỉnh bằng vít điều chỉnh tác động lên màng kín.Phía trên của màng chịu tác dụng của áp suất đầu ra, phía dưới chịu tác dụng của lực lò xosinh ra do vít điều chỉnh Bất kỳ sự tăng áp ở đầu tiêu thụ gây cho màng kín dịch chuyểnchống lại lực căn của lò xo vì vậy hạn chế dòng khí đi qua miệng van cho tới lúc có thểđóng sát Khi khí nén được tiêu thụ, áp suất đầu ra giảm, kết quả là đĩa van được mở bởlực căn lò xo lực Để ngăn chặn đĩa van dao động chập chờn phải dùng đến lò xo cản gắntrên đĩa van

2.3.3 Van tra dầu

Van tra dầu được sử dụng đảm bảo cung cấp bôi trơn cho các thiết bị trong hệ thống điều khiền khí nén nhằm giảm ma sát, sự ăn mòn và sự gỉ

Hình 1-11 Van tra dầu

Bài 3 : CÁC LOẠI VAN KHÍ NÉN, XY LANH VÀ NGUYÊN TẮC TRÌNH BÀY

SƠ ĐỒ MẠCH 3.1 VAN ĐẢO CHIỀU

Van đảo chiều là cơ cấu chỉnh hướng có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng đi qua van chủ yếu bằng cách đóng, mở hay chuyển đổi vị trí để thay đổi hướng của dòng

năng lượng Các thành phần được mô tả ở hình 1-12.

Hình 1-12 Các thành phần van chỉnh hướng

3.2 TÍN HIỆU TÁC ĐỘNG

Nếu kí hiệu lò xo nằm ngay phía bên phải của kí hiệu van đảo chiều, thì van đảo chiều đó có vị trí “không”, vị trí đó là ô vuông nằm bên phải của kí hiệu van đảo chiều và được kí hiệu là “0” Điều đó có nghĩa là chừng nào chưa có lực tác động vào pít tông trượt trong nòng van, thì lò xo tác động vẫn giữ ở vi trí đó Tác động vào làm thay đổi trực tiếp hay gián tiếp pít tông trượt là các tín hiệu sau

- Tác động bằng tay

Hình 1-13 Tín hiệu tác động bằng tay

3.3 KÝ HIỆU VAN ĐẢO CHIỀU

Van đảo chiều có rất nhiều dạng khác nhau, nhưng dựa vào đặc điểm chung là số

cửa, số vị trí và số tín hiệu tác động để phân biệt chúng với nhau (hình 1-17.):

- Số vị trí: là số chỗ định vị con trượt của van Thông thường van đảo chiều có hai

hoặc ba vị trí; ở những trường hợp đặc biệt thì có thể nhiều hơn Thường kí hiệu: bằng cácchữ cái o, a, b,… hoặc các con số 0,1, 2,…

- Số cửa ( đường): là số lỗ để dẫn khí hoặc dầu vào hay ra Số cửa của van đảo chiềuthường dùng là 2, 3, 4, 5 Đôi khi có thể nhiều hơn

Thường kí hiệu: Cửa nối với nguồn : P

Cửa nối làm việc: A, B, C…

Cửa xả lưu chất: R, S, T…

- Số tín hiệu: là tín hiệu kích thích con trượt chuyển từ vị trí này sang vị trí khác

Có thể là 1 hoặc 2 Thường dùng các kí hiệu: X, Y, …

Hình 1-17 Kí hiệu van

3.4 MỘT SỐ VAN ĐẢO CHIỀU THÔNG DỤNG

3.4.1 Van đảo chiều không duy trì 3/2

Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều không duy trì 3/2 như sau:

Khi chưa có tín hiệu, nguồn từ cửa P sẽ bị chẵn lại ở ký hiệu T, khi có tín hiệu ở đường điều khiển 12, thì van nóng sẽ dịch sang phải và nguồn từ cửa P sẽ di chuyển theo chiều mũi tên đi lên đường A, và khi tín hiệu ở đường điều khiển 12 mất, thì do áp lực của lò xo nòng van sẽ tự di chuyển sang trái; lúc này nguồn từ cửa P sẽ thôi cấp tín hiệu

Hình 1-18 Van đảo chiều không duy trì 3/2

3.4.2 Van đảo chiều không duy trì 5/2

Hình 1-19 Van đảo chiều không duy trì 5/2

Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều không duy trì 5/2 như sau:

Khi chưa có tín hiệu nguồn từ cửa P sẽ đi theo chiều của mũi tên lên cửa A, khi đường điều khiển 14 có tín hiệu thì nòng van sẽ dịch chuyển sang phải và nguồn từ cửa P

sẽ di chuyển sang phải và nguồn từ cửa P sẽ di chuyển theo hướng mũi tên lên cửa B, khi tín hiệu ở đường 14 mất, thì do áp lực của lò xo nòng van sẽ tự di chuyển theo chiều mũi tên đi lên cuả A

3.4.3 Van đảo duy trì 3/2

Hình 1-20 Van đảo chiều duy trì 3/2

Nguyên lý hoạt động của Van đảo chiều duy trì 3/2 như sau:

Khi chưa có tín hiệu, nguồn từ cửa P sẽ bị chẵn lại ở ký hiệu T, khi có tín hiệu ở đường điều khiển 12, nòng van sẽ dịch chuyển sang phải và nguồn từ cửa P sẽ di chuyển theo chiều mũi tên đi lên đường A, và khi tín hiệu ở đường điều khiển 12 mất, nòng van không tự di chuyển về vị trí ban đầu được, nếu muốn thay đổi trạng thái thì đồng thời tín hiệu ở đường điều khiển 10 phải có tín hiệu ở đường 12 phải mất đi, nòng van sẽ bị tác động và di chuyển sang trái, lúc này nguồn từ cửa P sẽ thôi cấp tín hiệu

Lưu ý: Do hai đầu của van đảo chiều đều có đường tín hiệu vào, do đó người ta ước rằng vị trí khởi đầu của van đảo chiều duy trì là ở ô vuông phía bên phải.

3.4.4 Van đảo duy trì 5/2

Hình 1-21 Van đảo chiều duy trì 5/2

Nguyên lý hoạt động của Van đảo chiều duy trì 5/2 như sau:

Khi chưa có tín hiệu, nguồn từ cửa P sẽ di chuyển theo chiều mũi tên đi lên cửa A, khi có tín hiệu ở đường điều khiển 14, nòng van sẽ di chuyển sang phải và nguồn từ cửa P

sẽ di chuyển theo chiều mũi tên đi lên đường B, và khi tín hiệu ở đường điều khiển 14 mất, nòng van không tự di chuyển về vị trí ban đầu được, nếu muốn thay đổi trạng thái thìđồng thời tín hiệu ở đường điều khiển 12 phải có và tín hiệu ở đường 14 mất đi, nòng van

sẽ bị tác động và di chuyển sang trái, lúc này nguồn từ cửa P sẽ thôi cấp tín hiệu

Lưu ý: Do hai đầu của Van đảo chiều đều có đường tín hiệu vào, do đó người ta quy ước rằng Vị trí khởi đầu của Van đảo chều duy trì là ở vị trí ô vuông phía bên phải

3.5 CƠ CẤU CHẤP HÀNH

3.5.1 Xy lanh tác động đơn

Hình 1-22 Xy lanh tác động đơn

Xy lanh tác động đơn được cung cấp khí nén bởi một phía duy nhất Như vậy nó chỉ có thể cho hành trình làm việc ở một chiều duy nhất Hành trình ngược lại của piston được thể hiện bởi lò xo hoặc lực ngoài Cho nên khí nén chỉ cần thiết cho việc di chuyển

ở một chiều duy nhất Sự xác định kích thước lò xo tuỳ thuộc kiểu có thể đưa pistin đi ( hay về) vi trí khởi động một cách nhanh chóng

Trong xy lanh tác động đơn phản hồi bằng lò xo, hành trình là một hàm theo độ dàicủa lò xo Thường trong xy lanh tác động đơn hành trình không vượt quá 100mm Như thế chỉ sử dụng chúng giới hạn trong các công việc đơn giản như: siết chặt, đẩy ra, nâng lên, lắp vào của các chi tiết, cấp chuyển động

3.5.2 Xy lanh tác động kép

Hình 1-23 Xy lanh tác động kép

Trong trường hợp này lực tác dụng bởi khí nén kích thích lên piston một chuyểnđộng về một phía Một lực tác động tương tự làm di chuyển một hành trình ngược

Xy lanh tác động kép được sử dụng trong trường hợp đòi hỏi cần thực hiện 2 chiều

có điều kiện Độ kín giữa xy lanh và piston được đảm bảo các đệm ở mép của piston hoặccủa màng

3.6 NGUYÊN TẮC TRÌNH BÀY SƠ ĐỒ MẠCH

Để có thể đọc và hiểu các sơ đồ mạch trình bày trong các bản vẽ, cần nắm vữngcác khái niệm và quy ước sau

+ Mạch điều khiển: Gồm nhiều thành phần khác nhau

Nguồn: Thiết bị phục vụ và ống dẫn khí

Cảm biến: Đưa tín hiệu đến bộ phận xử lý

Bộ phận xử lý: Đưa tín hiệu đến thiết bị điều khiển

Thiết bị điều khiển: Điều khiển các dòng tín hiệu khí nén đến các cơ cấu chấp hành

Cơ cấu chấp hành: Nhận tín hiệu và chấp hành

Trong mạch điều khiển khi trình bày bằng sơ đồ, các xi lanh thường được đánh các

số theo đúng quy định sau:

* Số chẵn cho vị trí ra của xi lanh ( 1.2,1.4,1.6)

* Số lẽ cho vị trí đi vào của xi alnh ( 1.3)

*.Nếu xi lanh là cơ cấu chấp hành duy nhất trong mạch thì được ký hiệu 1.0 và vanđiều khiển xi lanh được đánh số 1.1

+ Ký hiệu các thiết bị nguồn

* Những ký hiệu trình bày được sử dụng theo tiêu chuẩn DIN ISO 1219 “ ký hiệucác hệ thống và thiết bị lưu chất”

* Các ký hiệu của nguồn cung cấp có thể thiể hiện như các thiết bị riêng lẻ haynhư các thiết bị tổ hợp

* Thông thường ở các chỗ ghi chú các yêu cầu kỹ thuật đặc biệt nhưkhông bôi trơnhay lọc cực mịn thì pahỉ sử dụng ký hiệu đầy đủ Thông thường nếu nguồn cung cấpchung cho tất các thiết bị thì sử dụng các thiết bị đơn giản

* Sơ đồ chi tiết rất hữu ịch khi sữa chữa và nghiện cứu, nhưng không nên thêmvào vì nó sẽ làm phức tạp sơ đồ

+ Ký hiệu các van điều khiển

* Van điều khiển được thể hiện bởi số đầu nối để điều khiển và số vị trí Để mô tảđầy đủ các chức năng, các thông tin khác như phương pháp tác động và thông số về cácđường đi đặc biệt được thêm vào

* Mỗi vị trí van được mô tả bởi một hình vuông riêng biệt, việc thể hiện các cửarất quan trọng khi giải thích sơ đồ và lắp van vào hệ thống

* VIệc thể hiện các van điều khiển phù hợp với dư luật DIN ISO 5599 Trước khingười ta sử dụng hệ thống chữ cái, nhưng hiện nay sử dụng cả hai hệ thống ( chữ cái vàsố)