Co dien tu 16 md16 gt lap dat van hanh he thong khi nen sua lai docx 1191

LỜI GIỚI THIỆUNhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy - học tập, của Giáo viên - Sinh viên ngànhĐiện công nghiệp … Bộ môn tự động hoá - Khoa Điện, biên soạn giáo trình nội bộ dựatrên cơ sở tham k

Trang 1

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: 99 /QĐ-KTCNQN ngày 14 tháng 3 năm 2018

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn

Bình Định, năm 2018

Trang 2

dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanhthiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Trang 3

LỜI GIỚI THIỆU

Nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy - học tập, của Giáo viên - Sinh viên ngànhĐiện công nghiệp … Bộ môn tự động hoá - Khoa Điện, biên soạn giáo trình nội bộ dựatrên cơ sở tham khảo các tài liệu, giáo trình đang sử dụng để học tập, nghiên cứu tại các

trường đại học trong nước và chương trình mô đun Lắp đặt, vận hành hệ thống khí nén

ngành Điện công nghiệp

Nội dung tài liệu Lắp đặt, vận hành hệ thống khí nén gồm 7 bài:

Bài 1: Khảo sát hệ thống khí nén

Bài 2: Lắp đặt, vận hành mạch khí nén cơ bản

Bài 3: Lắp đặt, vận hành mạch khí nén theo phương pháp tuần tự

Bài 4: Lắp đặt, vận hành mạch khí nén theo phương pháp chia tầng

Bài 5: Lắp đặt, vận hành mạch điện khí nén cơ bản

Bài 6: Lắp đặt, vận hành mạch điện khí nén theo phương pháp tuần tự

Bài 7: Lắp đặt, vận hành mạch điện khí nén theo phương pháp chia tầng

Căn cứ vào chương trình dạy nghề mô đun Lắp đặt, vận hành hệ thống khí nén,

tác giả đã cố gắng cập nhập những kiến thức mới có liên quan đến môn học, đồng thờigắn những kiến thức lý thuyết với các vấn đề thường gặp trong thực tế sản xuất và cónhiều bài thực hành để người học nắm chắc hơn về điều khiển

Trong quá trình biên soạn tài liệu, mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng chắc chắnkhông tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quýđồng nghiệp và người học

Quy Nhơn, ngày tháng năm 20

Tác giả

Phạm Văn Phát

Trang 4

MỤC LỤC

1.2 Một số đặc điểm của hệ truyền động bằng khí nén 4

2.1 Lắp đặt và vận hành mạch khí nén sử dụng van đảo chiều 92.2 Lắp đặt và vận hành mạch khí nén sử dụng van chắn 122.3 Lắp đặt và vận hành mạch khí nén sử dụng van tiết lưu 16

Bài 3: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH MẠCH KHÍ NÉN THEO PHƯƠNG PHÁP TUẦN

3.1 Thiết kế mạch khí nén theo phương pháp tuần tự 21

Bài 5: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH MẠCH ĐIỆN KHÍ NÉN CƠ BẢN 30

5.1 Lắp đặt và vận hành mạch điện khí nén sử dụng van đảo chiều điện từ đơn 305.2 Lắp đặt và vận hành mạch điện khí nén sử dụng van đảo chiều điện từ kép 32

Bài 6: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH MẠCH ĐIỆN KHÍ NÉN THEO PHƯƠNG PHÁP

6.1 Thiết kế mạch điện khí nén theo phương pháp tuần tự 34

Trang 5

Tài liệu tham khảo: 43

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Lắp đặt, vận hành hệ thống khí nén

Mã mô đun: MĐ 16

Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ (LT: 30 giờ; TH: 58 giờ; KT: 02)

I Vị trí, tính chất của mô đun:

- Vị trí: Trước khi học mô đun này người học phải hoàn thành các mô đun: Antoàn lao động; Đo lường điện, điện tử;

- Tính chất: Mô đun này trang bị cho học viên kiến thức và kỹ năng về lắp đặt hệthống điều khiển khí nén trong công nghiệp

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Mô đun này rất cần thiết cho sinh viên ngành cơđiện tử

II Mục tiêu mô đun:

- Kiến thức: Phân tích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng củacác phần tử khí nén

+ Rèn luyện tác phong công nghiệp, chủ động trong công việc;

+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

III Nội dung mô đun:

Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:

Số

T

T Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

2 Bài 2: Lắp đặt, vận hành mạch khí nén cơ bản 12 03 09 0

3 Bài 3: Lắp đặt, vận hành mạch khí nén theo phươngpháp tuần tự 8 03 05 0

4 Bài 4: Lắp đặt, vận hành mạch khí nén theo phươngpháp chia tầng 16 03 13 0

5 Bài 5: Lắp đặt, vận hành mạch điện khí nén cơ bản 16 06 10 0

6 Bài 6: Lắp đặt, vận hành mạch điện khí nén theophương pháp tuần tự 16 06 09 01

7 Bài 7: Lắp đặt, vận hành mạch điện khí nén theophương pháp chia tầng 16 06 09 01

Trang 6

Bài 1: KHẢO SÁT HỆ THỐNG KHÍ NÉN

MÃ BÀI: MĐ16 – 01Thời gian: 06 giờ (LT: 01; TH: 3; Tự học: 02)

Giới thiệu:

Trong quá trình công nghiệp hóa hiện nay, hệ thống truyền động khí nén chiếm vaitrò quan trọng trong tự động hóa sản xuất Truyền động khí nén làm việc với công suấtcao và tải trọng lớn, vì vậy yêu cầu người học phải có kiến thức về các đại lượng cơ bản

về hệ thống khí nén, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống khí nén

Mục tiêu của bài:

- 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 trongcông nghiệp;

- Tỉ mỉ, chính xác, linh hoạt trong tính toán và sử dụng các đơn vị đo

Nội dung bài:

1.1 Khái niệm chung

- Ứng dụng khí nén đã có từ thời trước Công Nguyên, tuy nhiên sự phát triểncủa khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp các kiến thức về cơhọc, vật lý, vật liệu còn thiếu, cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế

- Đến thế kỷ thứ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượtđược phát minh.Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện, vai trò sử dụng nănglượng bằng khí nén bị giảm dần Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng bằng khí nén vẫnđóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng điện sẽ không an toàn Khínén được sử dụng ở những dụng cụ nhỏ nhưng truyền động với vận tốc lớn như: búahơi, dụng cụ dập, tán đinh…đặc biệt là các dụng cụ gá kẹp trong các máy

- Sau chiến tranh thế giới thứ hai, việc ứng dụng năng lượng bằng khí nén trong

kỹ thuật điều khiển phát triển khá mạnh mẽ Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nénmới được sáng chế và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau Sự kết hợp khí nén vớiđiện - điện tử ngày càng phát triển Nhiều hệ thống tự động sử dụng khí nén ra đời vàđáp ứng được những yêu cầu mà điện không thể làm được

1.2 Một số đặc điểm của hệ truyền động bằng khí nén

- Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Các thiết bị, máy móc trong lĩnh vực khai

thác như: khai thác đá, khai thác than, trong các công trình xây dựng như: xây dựnghầm mỏ, đường hầm

- Truyền động quay: truyền động xylanh, động cơ quay với công suất lớn bằng

năng lượng khí nén

- Trong các hệ thống đo và kiểm tra: được dùng trong các thiết bị đo và kiểm tra

chất lượng sản phẩm

- Truyền động thẳng: vận dụng truyền động bằng áp suất khí nén cho chuyển

động thẳng trong các dụng cụ, đồ gá kẹp chặt chi tiết, trong các thiết bị đóng gói, trongcác loại máy gia công gỗ, trong các thiết bị làm lạnh cũng như trong hệ thống phanhhãm của ôtô

1.3 Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển

1.3.1 Áp suất

- Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lường SI là Pascal (Pa) 1 Pa là áp suấtphân bố đều lên bề mặt có diện tích 1m2với lực tác động vuông góc lên bề mặt đó là 1Newton (N)

1Pa = 1N/m2

Trang 7

1psi = 0,06895bar 1bar = 14,5psi

Trong thực tế thường coi

1.4.1 Lý thuyết liên quan

Nguyên lý thay đổi thể tích: không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích củabuồng chứa sẽ nhỏ lại Như vậy theo định luật Boyle – Mariotte, áp suất trong buồngchứa sẽ tăng lên Ví dụ: máy nén khí kiểu piston, trục vít, cánh gạt

+ Nguyên lý động năng: không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất khí nén đượctạo ra bằng động năng của bánh dẫn Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lưu lượng vàcông suất rất lớn Ví dụ: máy nén khí kiểu ly tâm

- Phân loại:

+Phân loại theo áp suất

Máy nén khí áp suất thấp p ≤ 15 bar

Máy nén khí áp suất cao p ≥ 15 bar

Máy nén khí áp suất rất cao p ≥ 300 bar

+ Phân loại theo nguyên lý hoạt động

Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khí kiểu piston, máy nén khíkiểu cánh gạt, máy nén khí kiểu trục vít, máy nén khí kiểu root

Máy nén khí tuabin: máy nén khí ly tâm và máy nén khí theo chiều trục

1.4.1.1.Máy nén khí kiểu Piston

Trang 8

Nguyên lý hoạt động:

- Hoạt động trên nguyên lý thay đổi thể tích.

- Việc nén khí thực hiện bằng cách hút khí vào và nén thể tích khí nằm giữa piston và

vỏ xy lanh

- Máy nén khí piston 1 cấp có thể hút được lưu lượng đến 10 m3/phút và áp suất đượcnén được là 6 bar, có thể trong một số trường hợp áp suất nén đến 10 bar Máy nén khíkiểu piston 2 cấp có thể nén đến áp suất 15 bar Loại máy nén khí kiểu piston 3, 4 cấp

có thể nén áp suất 250 bar

- Loại máy nén khí một cấp và 2 cấp thích hợp cho hệ thống điều khiển bằng khí néntrong công nghiệp Máy khí nén kiểu piston được phân loại theo số cấp nén, loại truyềnđộng và phương thức làm nguội khí nén Ngoài ra người ta cũng phân loại theo vị trípiston

1.4.1.2 Máy nén khí kiểu cánh gạt:

Trang 9

Nguyên lý hoạt động:

- Sử dụng rotor lệch tâm với các cánh gạt có thể trượt theo hướng hướng tâm để nén khí

- Không khí đi vào buồng tạo bởi cánh gạt, rotor và vỏ máy nén khí, thể tích buồng nàyđược nới rộng ra và hình thành thể tích buồng là lớn nhất

- Khi các cánh gạt quay tiến đến cửa ra, khí sẽ được nén lại vì thể tích buồng chứa ngàycàng nhỏ

- Khi thể tích giảm thì áp suất tăng cho đến khi áp suất khí đạt được lớn nhất 1.4.1.3 Máy nén khí trục vít:

- Hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích Thể tích khoảng trống giữa các răng sẽ thay đổi khi trục vít quay được một vòng.

- Như vậy sẽ tạo ra quá trình hút (thể tích khoảng trống tăng lên), quá trình nén (thể tích khoảng trống nhỏ lại) và cuối cùng là quá trình đẩy.

Trang 10

- Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít một cấp có hệ thống dầu bôi trơn: không

khí được hút vào máy nén khí thông qua bầu lọc 1 Sau khi nén, khí nén cùng với dầu bôitrơn tạo thành một hỗn hợp trong bình lọc khí 5 Trong bình lọc khí nén thoát ra theo đườngống dẫn phía trên và dầu bôi trơn mang nhiệt (tạo ra trong quá trình nén) sẽ theo đường dẫnphía dưới bình lọc 5 Khí nén sẽ được chuyển đến hệ thống điều khiển, sau khi qua bộ phậnlàm mát bằng gió 7 Dầu bôi trơn mang nhiệt sẽ được làm nguội bằng ống dẫn qua quạt gióhoặc đã đạt được nhiệt độ làm mát theo yêu cầu qua rơ le nhiệt quay về bình chứa dầu bôitrơn

1.4.2 Trình tự thực hiện

Yêu cầu: Khảo sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu pittong

Bước 1: Khảo sát cấu tạo của máy nén khí kiểu pittong

Bước 2: Khảo sát nguyên lý làm việc của máy nén khí kiểu pittong

Bước 3: Phân loại máy nén khí kiểu pittong

- Thời gian 60 phút/lượt

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Câu 1: Trình bày khái niệm và đặc điểm hệ truyền động bằng khí nén;

Câu 2: Phân tích đại lượng đặc trưng của khí nén và ứng dụng của chúng trong công

nghiệp

Trang 11

Bài 2: LẮP ĐẶT,VẬN HÀNH MẠCH KHÍ NÉN CƠ BẢN

MÃ BÀI: MĐ16 – 02Thời gian: 12 giờ (LT: 01; TH: 07; Tự học: 04)

Mục tiêu của bài:

- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động cuả các phần tử khí nén;

Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều

- Khi chưa có tín hiệu tác động vào cửa (12), thì cửa (1) bị chặn, cửa (2) nối vớicửa (3) Khi có tín hiệu tác động vào cửa (12), thì nòng van sẽ dịch chuyển về phía bênphải, cửa (1) sẽ nối với cửa (2) và cửa (3) bị chặn Trường hợp tín hiệu tác động vào cửa(12) mất đi, thì dưới tác dụng của lò xo thì nòng van sẽ trở về vị trí ban đầu

b Kí hiệu của van đảo chiều:

- Chuyển đổi vị trí của nòng van được biểu diễn bằng các ô vuông liền nhau vớicác chữ cái o, a, b, c … hay các số 0, 1, 2,…

Hình 2.2: Kí hiệu chuyển đổi vị trí của nòng van

Trang 12

Bảng 2.1: Kí hiệu các cửa van đảo chiều

Hình 2.3: Kí hiệu cửa xả khí

Cửa xả khí không có mối nối cho ống dẫn Cửa xả khí có mối nối cho ống dẫn

Hình 2.4: Kí hiệu các cửa nối của van đảo chiều

- Nếu chỉ xét ở một vị trí (một ô vuông) thì số cửa chính là điểm tiếp xúc của cácđường thẳng có hình mũi tên với ô vuông đó Số vị trí chính là số ô vuông

Van đảo chiều 3/2

Tổng số vị trí (ô vuông)Tổng số cữa vào/ra của một vị trí

Hình 2.5: Kí hiệu và tên gọi van đảo chiều

Hình 2.6: Một số kí hiệu của các loại van đảo chiều

Trang 13

c Tín hiệu tác động:

- Tín hiệu tác động bằng tay:

- Tín hiệu tác động bằng cơ, khí nén và bằng điện:

Tác động bằng đầu dò Trực tiếp bằng dòng khínén vàoTác động bằng lò xo Trực tiếp bằng dòng khínén raTác động bằng cữ chặn hai

chiều Trực tiếp dòng khí nén vàoqua van phụ trợTác động cữ chặn một

chiều Trực tiếp dòng khí nén raqua van phụ trợTác động nút nhấn có rãnh

định vị

Trực tiếp dòng khí nén vàovời đường kính hai đầunòng van khác

Tác động bằng nam châm điện

Tác động trực tiếp bằng nam châm điện

Tác động trực tiếp bằng nam châm điệnqua van phụ trợ

Tác động theo cách hướng dẫn cụ thể

- Lắp đặt, vận hành mạch điều khiển khí nén dùng van đảo chiều tín hiệu tác độngđơn, kép

Bước 1: Phân tích yêu cầu điều khiển

Dùng van đảo chiều tín hiệu tác động đơn, kép điều khiển xy lanh hoạt độngBước 2: Lựa chọn thiết bị

Trang 14

Stt Tên Thiết Bị Số Lượng Ghi Chú

Mạch dùng van đảo chiều tín hiệu tác

động đơn Mạch dùng van đảo chiều tín hiệu tác độngképBước 4: Lắp đặt mạch khí nén trên Panel thực tập

- Lắp đặt các thiết bị khí nén trên Panel thực tập

- Lắp đặt ống dẫn khí (theo sơ đồ mạch đã cho)

2.1.3 Thực hành

Nội dung:

- Chuẩn bị các thiết bị khí nén: Van đảo chiều, ống dẫn khí, dao cắt ống;

- Lắp mạch khí nén theo sơ đồ, theo trình tự các bước;

- Nhận xét kỹ năng lắp đặt, kiểm tra;

- Nhận xét tác phong và vệ sinh, an toàn công nghiệp

Trang 15

Hình 2.8: Van logic OR

2.2.1.2 Trình tự thực hiện

Bước 1 Phân tích yêu cầu điều khiển

Lắp đặt mạch khí nén hai nơi khác nhau có thể điều khiển chuyển động của xylanh

Bước 2 Lựa chọn thiết bị

Bước 4: Lắp đặt mạch khí nén trên Panel thực tập

Trang 16

Đánh giá:

2.2.2 Lắp đặt và vận hành mạch khí nén sử dụng van logic AND:

Hình 2.9: Van logic AND

Nhấn cùng lúc hai nút nhấn thì xylanh đi ra Nhấn một nút nhấn thì xylanh khônghoạt động

2.2.2.3 Thực hành

Trang 17

2.2.3 Lắp đặt và vận hành mạch khí nén sử dụng van logic van xả khí

nhanh:

2.2.3.1 Mô tả

- Khi dòng khí nén đi qua cửa P sẽ đẩy pittong trụ sang bên phải, chặn cửa R khi

đó cửa P nối với cửa A Trường hợp ngược lại, khi dòng khí nén đi từ cửa A, sẽ đẩypittong trụ sang trái, chắn cửa P và khi đó cửa A nối với cửa R

- Van xả khí nhanh thường lắp ở vị trí gần cơ cấu chấp hành

Hình 2.10: Van xả khí nhanh

Nhấn nút nhấn start pittong trong xy lanh đơn đi ra Nhấn nút nhấn stop pittong

đi về nhanh

Trang 18

2.3 Lắp đặt và vận hành mạch khí nén sử dụng van tiết lưu

2.3.1 Mô tả

a) Van tiết lưu:

- Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộcvào sự thay đổi tiết diện

Trang 19

- Có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy (điều chỉnh vận tốc hoặc thờigian chạy của cơ cấu chấp hành) Ngoài ra van tiết lưu còn có nhiệm vụ điều chỉnh thờigian chuyển đổi vị trí của van đảo chiều.

b) Van tiết lưu một chiều:

- Nguyên lý hoạt động: tiết diện Ax thay đổi bằng cách điều chỉnh vít điều chỉnhbằng tay Khi dòng khí nén đi từ A qua B thì dòng khí đẩy màn chắn lên đi qua tiết diệncủa màn chắn và của lò xo, khi dòng khí đi từ cửa B qua A thì màn chắn bị đè xuống,dòng khí chỉ đi qua tiết diện của lò xo

a) Nhấn nút nhấn start pittong trong xy lanh đơn đi ra chậm Nhấn nút nhấn stoppittong đi về chậm

b) Nhấn nút nhấn start pittong trong xy lanh kép đi ra chậm Nhấn nút nhấn stoppittong đi về chậm

Trang 20

2.4 Lắp đặt và vận hành mạch khí nén sử dụng van điều chỉnh thời gian

2.4.1 Mô tả

a Van điều khiển thời gian đóng chậm

- Rơle thời gian đóng chậm, bao gồm

các phần tử: van tiết lưu một chiều điều

chỉnh bằng tay, bình trích chứa, van đảo

chiều 3/2 ở vị trí "không" với cửa 1 bị

chặn

- Khí nén qua van tiết lưu một chiều,

cần một khoảng thời gian t để làm đầy

Trang 21

bình chứa, sau đó tác động lên nòng

van đảo chiều, van đảo chiều chuyển

đổi vị trí, cửa 1 nối với cửa 2

Hình 2.17: Rơle thời gian đóng chậm

b Van điều khiển thời gian ngắt chậm

- Rơle thời gian ngắt chậm có nguyên lý, cấu tạo và cũng như rơle thời gian đóngchậm nhưng van tiết lưu một chiều có chiều ngược lại

a) Nhấn nút nhấn start sau 3 giây pittong trong xy lanh đơn đi ra Nhấn nút nhấnstop pittong đi về chậm

b) Nhấn nút nhấn start sau 3 giây pittong trong xy lanh kép đi ra chậm Nhấn nútnhấn stop pittong đi vào

Trang 22

Sử dụng van điều khiển thời gian ngắt

chậm điều khiển xy lanh đơn

Sử dụng van điều khiển thời gian ngắtchậm điều khiển xy lanh kép

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Câu 1: Vẽ ký hiệu các loại van logic và van đảo chiều;

Câu 2: Trình bày nguyên lý hoạt động của van logic và van đảo chiều

Tiêu đề	Cơ Điện Tử 16 MD16 GT Lắp Đặt Vận Hành Hệ Thống Khi Nen Sửa Lại Docx 1191
Tác giả	Phạm Văn Phát
Trường học	Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật
Thể loại	giáo trình
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Quy Nhơn

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	1,86 MB