Thiết kế mô hình của thiết bị nâng hạ hoạt động bằng khí nén và điều khiển điện

Các hệ khí nén được sử dụng rộng rãi như vậy bởi có nhiều ưu điểm màcác hệ truyền động khác không có được, đó là : - Kết cấu, sử dụng và điều khiển đơn giản - Độ tin cậy làm việc cao - D

LỜI MỞ ĐẦU

Kĩ thuật Khí nén là một ngành khoa học nghiên cứu, khảo sát, vận dụng,ứng dụng lí thuyết truyền động và các lí thuyết điều khiển tự động trong sảnxuất và trong công nghiệp Chúng được sử dụng dưới dạng các hệ truyền độngkẹp giữ, vận chuyển, nâng hạ , phanh hãm, các cơ cấu tự động hóa, thiết bị đokiểm

Các hệ khí nén được sử dụng rộng rãi như vậy bởi có nhiều ưu điểm màcác hệ truyền động khác không có được, đó là :

- Kết cấu, sử dụng và điều khiển đơn giản

- Độ tin cậy làm việc cao

- Dễ sửa chữa bảo dưỡng thay thế

- Độ an toàn làm việc cao trong các môi trường dễ cháy, nổ, có thể làmviệc cả trong những môi trường khắc nghiệt ( phóng xạ, hóa chất )

Với những ưu điểm trên, khí nén ngày càng được ứng dụng rộng rãi trongcác lĩnh vực công nghiệp và kĩ thuật , góp phần làm tăng năng suất lao động ,đem lại hiệu quả cao trong kinh tế

Một trong những ứng dụng của hệ thống khí nén trong công nghiệp đó là:Máy nâng sản phẩm tự động

Với đề tài : “THIẾT KẾ MÔ HÌNH CỦA THIẾT BỊ NÂNG HẠ HOẠT ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN” Chúng em đã đi sâu tìm

hiểu, nghiên cứu về kết cấu và nguyen lý làm việc của thiết bị nâng hạ , phuơngthức bảo dưỡng và những khuyến cáo cần thiết cho người vận hành máy, nhằmnâng cao hiệu quả làm việc, phòng chống hư hỏng, góp phần quan trọng đảmbảo an toàn trong hoạt động sản xuất

Đồ án đựơc chia làm 3 chương :

Chương 1 : Kĩ thuật khí nén.

Chương 2 : Xây dựng thiết kế máy nâng hạ.

Chương 3 : Đánh giá về máy - Bảo dưỡng.

Đựơc sự hướng dẫn tận tình của thầy Nhã Tường Linh và trung tâm ĐàoTạo Bảo Dưỡng Công Nghiệp đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành bản đồ

em kính mong nhận được sự góp ý chân thành, sự chỉ bảo tận tình của quí thầy

cô để bài viết của chúng em được hoàn thiện

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

CHƯƠNG I

KỸ THUẬT KHÍ NÉN

Trong những năm cuối thế kỷ 20 và bước sang thế kỷ 21, cùng với sựphát triển của nền kinh tế hội nhập với nền kinh tế thế giới, ngành công nghiẹpViệt Nam đang thay đổi một cách nhanh chóng Công nghệ và thiết bị dần dầnthay thế các công nghệ lạc hậu và thiết bị cũ kĩ Các thiết bị, công nghệ tiên tiếnvới các hệ thống điều khiển bằng khí nén, bằng dầu ép, bằng điện - điện tử,bằng máy tính đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp: các dây chuyền

tự động chế biến thực phẩm bia, nước ngọt, dây truyền tự động chế biến thức ăngia súc, các máy dập tự động Có thể nói khí nén là một ngành được ứng dụngnhiều trong ngành công nghiệp hiện đại ở Việt Nam hiện nay

1.1 Ưu nhược điểm của khí nén :

Việc chọn lựa một công nghệ thích hợp luôn luôn đòi hỏi một sự hiểubiết sâu về những đặc điểm của công nghệ này

 Ưu điểm.

Số lượng: Không khí có ở khắp mọi nơi, sẵn sàng để nén với số lượngkhông hạn chế

Vận chuyển: Khí nén có thể vận chuyển dễ dàng bằng đường ống, ngay

cả ở khoảng cách xa Các đường ống trở về là không cần thiết

Lưu trữ : Máy nén khí không cần thiết phải luôn luôn hoạt động Khí nén

có thể được đựng trong các bình chứa, có thể dùng dần dần theo nhu cầu; khínén cũng có thể được vận chuyển trong các bình chứa (trong chai chẳng hạn)

Nhiệt độ : Khí nén không nhạy với sự thay đổi nhiệt độ

Chống cháy nổ : Không có nguy hiểm về nổ , về cháy đối với khí nén Sạch sẽ : Khí nén sạch; ngay cả trường hợp bị rò rỉ trên đường ống hoặcthiết bị; không sợ gây ô nhiễm Đặc tính này là cần thiết trong vài ngành kỹnghệ chẳng hạn kỹ nghệ thực phẩm, dệt, gỗ và da

Chế tạo các thiết bị: Việc thiết kế các linh kiện khí nén khác nhau đơngiản Điều này dẫn đến giá thành thấp

Vận tốc: Khí nén là một lưu chất chảy rất nhanh, điều này cho phép đạt

Điều chỉnh: Vận tốc và lực tác dụng của các thiết bị khí nén có thể điềuchỉnh được một cách từ từ (tăng dần).

Quá tải: Các công cụ và các thiết bị khí nén cho phép quá tải mà không

bị phá hỏng (thí dụ không làm kẹt động cơ hay kẹt xylanh) Để hạn chế mộtcách chính xác phạm vi ứng dụng của khí nén, ta cũng cần thiết phải biết đếncác nhược điểm của khí nén

Lực sinh ra: Thông thường áp suất làm việc là 6 bars Do vậy, lực sinh ra

bị giới hạn bởi tiết diện của piston

Thoát: Thoát khí gây ra tiếng ồn, nhưng nhờ vào các bộ giảm tiếng ồn,ngày nay vấn đề này phần lớn đã được giải quyết

Giá thành: Khí nén là một nguồn năng lượng đắt khi sản xuất nhưng giáthành này phần lớn được bù lại nhờ giá thành tương đối thấp và hiệu suất caocủa các thiết bị

1.2 Đặc tính của không khí trong môi trường

Lớp không khí bao quanh chúng ta gồm 78 % azốt, 21 % ôxygen, 1 % khícacbonic, hydrô gien, acgôn, krypton, xê non, hêlium

Ở áp suất khí quyển

- Khối lượng riêng của không khí ở 0°C là 1,293 kg/ m3

- Nhiệt độ hoá lỏng là –192°C

Độ ẩm của không khí và điểm đông sương

Không khí chứa hơi nước bên trong với số lượng tùy thuộc vào các điềukiện về nhiệt độ và áp suất

Ở một nhiệt độ đã cho :

- Áp suất sôi là áp suất mà tại đó nước bốc hơi

- Áp suất hơi nước bão hoà là áp suất tại đó nước không còn bốc hơi nữa

- Độ ẩm tương đối =

Không khí được gọi là khô nếu độ ẩm tương đối = 0% (đo độ ẩm 0) Không khí được gọi là bão hoà nếu độ ẩm tương đối = 100% (đo độ ẩm100) Điểm đông sương là nhiệt độ tại đó phải giảm thể tích không khí để độ ẩmcủa nó trở thành 100

1.3 Đặc tính của khí nén

Không khí xung quanh ta có áp suất thay đổi theo:

- Cao độ so với mực biển

- Vị trí địa lý

- Khí tượng

1.3.1 Khái niệm về áp suất khí quyển.

Khối lượng khí quyển chịu tác dụng của trọng lực tạo ra một áp suất trêntất cả các phần tử, áp suất này gọi là áp suất khí quyển Áp suất này bằng 1013mbar ở mực nước biển, ở 0°C và ở vĩ tuyến 45°

1.3.2 Khái niệm chân không tuyệt đối.

Nếu khí quyển biến mất xung quanh quả đất, áp suất không còn nữa: ta

có chân không tuyệt đối Chân không tuyệ t đối dùng để tham chiếu Áp suấtđược biểu diễn so với chân không tuyệt đối có tên là áp suất tuyệt đối

1.3.3 Áp suất tương đối hay áp suất đo.

Áp suất tương đối là áp suất đọc được so với áp suất khí quyển

Khí dùng trong công nghiệp lúc đầu là không khí ở áp suất khí quyển,được tăng lên một áp suất cao gọi là áp suất tương đối hay áp suất đo

1.3.4.3 Tính nén được

Khí nén sẵn sàng thay đổi thể tích theo ý muốn

Tính chất cuối này cho ta trạng thái:

- Nén nếu ta giảm thể tích

- Dãn nếu ta tăng thể tích

1.4 Máy nén khí đại cương

Để sản xuất ra khí nén, người ta dùng thiết bị gọi là máy nén khí: máy nàycung cấp áp suất làm việc

Ta phân biệt hai loại máy nén khí:

- Các máy nén khí thể tích làm việc theo nguyên lý thể tích, có nguyên lýhoạt động là nén không khí hút vào bằng cách làm giảm thể tích

- Nén lưu chất trong một thể tích lớn:

+ Thể tích tăng -> pha hút + Thể tích giảm -> pha nén

Chuyển động tạo ra sự nén có thể chia làm 2 nhóm

• Tịnh tiến : piston tác động đơn có bôi trơn hoặc không piston tác độngkép có bôi trơn hoặc không piston vi sai màng

• Quay : cánh gạt có bôi trơn hoặc không vis có bôi trơn hoặc khôngbánh răng

- Các máy nén khí động học có nguyên lý hoạt động là năng lượng áp suất

có được nhờ tăng vận tốc của khối không khí hút vào Đây là các loại máy nén

ly tâm, loại dọc trục hoặc hướng kính Để chọn một máy nén khí, ta phải đánhgiá các thông số khác nhau của hệ thống: áp suất, lưu lượng, chất lượng khôngkhí,cách chọn công suất trong một kiểu máy nén đã cho để có được hiệu suấtcao nhất

Ghi chú:Nếu cần lực, ta phải ưu tiên cho áp suất Nếu cần vận tốc, ta phải

ưu tiên cho lưu lượng

Các kiểu máy nén khác nhau:

1.4.1 Máy nén kiểu piston

Đây là các may nén xưa nhất; từ lâu chúng là các máy nén phổ biến nhấttrong công nghiệp

1.4.1.1 Nguyên lý.

- Không khí được hút vào xuyên qua một bộ lọc thích hợp và sạch.

Khi piston đi xuống Van nén đóng Van hút mở bởi giảm áp: PHA HÚT

- Ở điểm chết phía dưới, van hút đóng, buồng nén khép kín

- Piston trở lên, áp suất tăng, van nén mở: PHA NÉN

- Ở điểm chết phía trên, van nén đóng Các lò xo đặt ở các van cho phéptạo việc mở trễ và đóng sớm của các van này để:

• Tăng sự sụt áp nhằm giúp việc điền đầy

• Tăng việc nén Các piston có thể là loại tác động đơn, tác động képhoặc vi sai

 Ưu điểm.

Các máy nén kiểu piston có ưu điểm :

- Cứng vững

- Có hiệu suất cao

- Nguyên lý về mặt công nghệ đơn giản và dễ hiểu

- Bảo quản đơn giản Ngoài ra, các máy nén piston cho phép chúng ta cóđược các áp suất rất cao nếu nén nhiều tầng

 Nhược điểm

Các nhược điểm máy nén khí piston thể hiện là:

- Gây ra các hiện tượng dao động đáng kể: tiếng ồn, đòi hỏi nền đất thíchhợp

- Giá thành bảo quản cao: thay các van và secmăng

- Cung cấp lưu lượng khí nén không đều

Chú ý: Có những máy nén piston không bôi trơn dùng cho các ứng dụngđặc biệt

1.4.1.2 Máy nén kiểu máy nén piston khác

Piston không bôi trơn:

- Không khí không bôi trơn đưa vào bên trong máy nén là không khí nóng

và bão hoà hơi nước Như vậy có nhiều khả năng ôxy hóa, ngoài ra các phần tửmài mòn cũng được đưa vào Do vậy, các chi tiết chuyển động được làm bằngthép nhiệt luyện và bằng nhôm, các secmăng bằng teflon

Các ứng dụng: kỹ nghệ sấy, quân đội, ngành nha, bệnh viện, các dụng cụthiết bị, phòng thí nghiệm, máy lạnh, điện tử, khí (butan, propan)

- Hai tầng, áp suất có được từ 15 đến 18 bars

- Ba tầng, áp suất có đưọc đạt đến 130 bars

- Bốn tầng, áp suất có được đạt đến 350 bars

Ghi chú: Không khí luôn luôn được làm lạnh ở ngõ ra của tầng cuối cùngnếu như máy nén khí có nhiều tầng Việc làm lạnh có thể tiến hành bằng khôngkhí hay bằng nước

Ứng dụng: Những máy nén có áp suất từ 30 đến 50 bars thường dùng đểkhởi động các động cơ diesel, thử các van

Những máy nén có áp suất từ 100 đến 350 bars (thăm dò dầu khí, làmđầy bình chứa, tạo áp các bình chứa thủy lực)

- Nhiệt độ trong buồng nén.

Một trục lệch tâm kéo một rô to quay trong một các-te gồm hai mảnh vàmột thân hình ống (stato) Các cánh gạt đặt trên rôto trượt bên trong các rãnh.Chúng tạo nên các buồng trong đó không khí bị hút, giam rồi nén

Để tăng hiệu suất và trao đổi nhiệt, thông thường các máy nén khí kiểucánh gạt được bôi trơn

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

- Khí nén thông thường bị nhiễm dầu: dùng bộ tách khí / dầu

Ghi chú: Có loại máy nén khí cánh gạt không bôi trơn

 Ứng dụng

Cho các công suất nhỏ, máy lưu lượng lớn

1.4 4 Máy nén kiểu vis

Các máy nén này ra đời khoảng năm 1957 (nghiên cứu của người ThụyĐiển Lyslon) Chúng ngày càng được dùng trong công nghiệp thay chỗ cho cácmáy nén piston

1.4 4.1 Nguyên lý.

Hai trục vít song song (một trục có 4 răng và rô to còn lại có 6 rãnh) códạng xoắn ốc quay trong một vỏ kín và nén khí bằng cách giảm thể tích giữa các

1.4.4.2 Máy nén khí kiểu vis không bôi trơn

Để tránh tiếp xúc trực tiếp giữa các rô to, ta dùng bộ bánh răng đồng bộlắp vào đầu trục vít

1.4.4.3 Máy nén kiểu vis có bôi trơn

Dầu được phun vào giữa tầng nén Dầu có nhiều chức năng:

- Bôi trơn ổ và các bánh răng

- Giải nhiệt

- Tạo một lớp mỏng giữa các rô to để đảm bảo độ kín khít của tầng nén, từ

đó bảo đảm được tỉ số nén (% chân không đạt được: 95 %)

 Ưu điểm:

- Có các ưu điểm của kỹ thuật vis: ta có thể đạt được áp suất 10 đến 14bars với một tầng

- Tỉ số nén cao

- Nhiệt độ thấp và vận tốc vòng của các rô to nhỏ

- Hiệu suất cao hơn hiệu suất của máy nén vis không bôi trơn

- Hai bánh nén được truyền động nhờ cặp bánh răng gắn ở đầu trục

Không khí được nén không có sự thay đổi thể tích

Sử dụng: lưu lượng lớn, áp suất nhỏ

Máy nén khí kiểu bánh răng khô

Cần biện pháp xử lý chống mòn giữa các răng và xy lanh

Trong một vài lãnh vực (qui trình hóa chất ) cần các công suất lớn hơn100kW Ta dùng nguyên lý nén động

1.4.6 Máy nén tuốc bô dọc trục

1.4.6.1 Nguyên lý.

Gồm các cánh cố định và cánh động xen kẽ nhau Các cánh động lắp trênrôto Khi quay, mỗi cặp cánh tạo thành một cấp nén Các cánh của một haynhiều tuốc bin làm tăng đáng kể dòng không khí Khi dòng không khí đi qua cáccánh, động năng được chuyển đổi thành áp năng Dòng chảy là liên tục và theochiều trục của rô to

1.4.6.2 Ưu điểm

- Khí nén có chất lượng tốt

- Các răng trên stato di động cho phép chỉnh lưu lượng

- Các máy nén khí kiểu này tuổi thọ cao và chi phí bảo trì thấp

- Hiệu suất rất cao

Nguyên lý ly tâm và được chế tạo nhiều cấp Việc nén được thực hiệntheo phương hướng kính của trục rôto

1.4.7.2 Ưu - nhược điểm

Giống như máy nén tuốc bô dọc trục

1.4.7.3 Áp dụng.

Các qui trình có các thông số hoạt động ổn định

Lưu lượng gần bằng từ 1 m3/s đến 60 m3/s Áp suất đến 600 bars Cácmáy nén khí động dùng cho không khí, hơi nước, các khí trong kỹ nghệ nôngnghiệp - thực phẩm, hóa học, kỹ nghệ giấy, kỹ nghệ muối biển, kỹ nghệ luyệnkim

1.5 Xy lanh

1.5.1 Chức năng

Thực hiện các chức chuyển động tuyến tính Các thông số làm việc

cơ bản của xy lanhlà lưu lượng và áp suất để tạo ra vận tốc và lực

Kết cấu xy lanhthông thường gồm:

- Các bộ phận cố định (vỏ, đáy trước, đáy sau)

-Xy lanhtác động đơn khi đẩy

-Xy lanhtác động đơn khi kéo

Lò xo dùng để đưa cần về vị trí ban đầu

Tất cả các xy lanhđều cấu thành từ hai chi tiết:

- Các chi tiết tiêu chuẩn hoá như: đáy, đường kính piston…

- Các chi tiết phi tiêu chuẩn: kích thước các chi tiết này thay đổi theo hànhtrình thân, cần, thanh kéo, lò xo…

1 Đáy sau của xylanh: làm bằng đồng thau, thép, chất dẻo, nhôm

2 Vành làm kín : làm bằng nhôm, đồng, chất dẻo, klingélite

3 Vành xiết

4 Đệm kín

5 Đệm piston: làm bằng pertuan, viton, teflon Đệm đảm bảo kín khíptheo một chiều

6 Piston: bằng nhôm, hợp kim nhẹ

7 Thân xy lanh: đa số các xy lanh có đường kính lớn hơn 25mm đượclắp chặt và không thể tháo được Thân xy lanh cũng có thể được chế tạo từ cácvật liệu khác:

- Nhựa EPOXY ( lợi về trọng lượng, chống ăn mòn, trạng thái bề mặt tốt.)

- Đồng thau cho các xy lanh dạng nhỏ

11 Đệm: ngăn bụi vào xy lanh

12 Cần: thép mạ crôm, thường ghép bằng ren vào piston Xy lanh nhỏngười ta dán hoặc lắp chặt

A: lỗ nối được lỗ ren cho phép nối xy lanh với nguồn khí nén

B: lỗ nối được hoặc không tuỳ theo kích thước và sự tiêu chuẩn hoá của

xy lanh Lỗ xả khí thường được chế tạo có ren hoặc không có ren cho phép xảkhí vào khí quyển của buồng phản hồi (đôi khi có thể lọc)

Ngoài ra còn có kiểu thiết kế khác như:

- Đáy sau đúc liền với xy lanh: bằng gang hoặc bằng hợp kim nhẹ

- Xy lanh lắp chặt

- Xy lanh chất dẻo

- Xy lanh làm việc khi kéo: chức năng của các lỗ A và B đảo ngược nhau

Xy lanh được gắn thêm đệm phụ để tăng độ kín khít của cần

Trong trường hợp này, đệm (4) phải làm việc theo chiều ngược lại

-Khe hở dẫn hướng của cần

Khi độ hở không bình thương thì cần phải kiểm tra lại cần, vòng chống

ma sát và độ thẳng của xy lanh

-Độ đàn hồi của lò xo

Lực lò xo nằm trong khoảng từ 0.2 đến 20daN tuy theo đượng kính xylanh

-Bảo dưỡng xy lanh

Trước khi tiến hành tháo phải phải lau chùi kĩ bên ngoài xy lanh

Sau giai đoạn này để xy lanh trên một miếng vải sạch Tất cả các chi tiểtcủa xy lanh cũng để trên miếng vải này, lau chùi từng chi tiết và rồi kiểm tra:

 Tình trạng bề mặt ống (7) Tất cả các vết xước do phôi hoặc va chạmđều làm hư đệm kín(4)

 Vết tiếp xúc của piston

 Tình trạng của các đệm kín (4), (2), (11)

 Tình trạng lò xo phản hồi

 Tình trạng của cần piston cũng như của bạc chống ma sát

 Kiểm tra độ sạch của các ống dẫn khí, các mạch khí giảm chấn nếu có

 lắp xy lanh, vô một ít dầu vào các chi tiết trượt cũng như các bề mặttrong của đường ống

Ghi chú: các đệm phải được bảo quản nơi khô, không có ánh sáng Ta

nên lưu trữ các đệm theo đường kính tiêu chuẩn hơn hơn là theo chiều dài hànhtrình

Được cấp khí nén theo cả hai chiều đi và chiều về

Để sinh công theo một chiều, ta phải cấp khí cho một buồng và buồng kiaxả

Thí dụ: Nếu muốn xy lanh sinh ra một lực khi đẩy, ta cấp khí cho buồng

A còn buồng B thông khí trời

Kết cấu:

Ngoài một số đặc điểm giống như các xy lanh tác động đơn ở trên, các xylanh tác động kép có các đặc điểm khác biệt sau:

4 Đệm kín của piston (làm bằng perbunan, viton hoặc teflon) Đệm nàyđảm bảo kín khít theo hai chiều.

13 Đệm kín: Perbunan, viton, teflon Như xy lanh tác động đơn làm việckhi kéo, đệm đảm bảo kín khít của buồng trước với ti

A-B các lỗ nối ren cho phép khí nén vào và thoát ra

Ghi chú: Đa số các xy lanh tác động đơn và tác động kép phải dùng khôngkhí sạch, lọc ở 40μ có dầu Việc sử dụng vật liệu mới, vật liệu gia công cao vàcác đệm kín tốt cho phép một số nhà thiết kế tạo ra các xy lanh làm việc vớikhông khí khô

1.6 Van phân phối

1.6.1 Chức năng.

Van phân phối có thể thực hiện nhiều chức năng trên một mạng khí nén.Một cách tổng quát, van phân phối có nhiệm vụ:

- Cho hoặc không cho dòng khí qua (mở hoặc đóng)

- Tập trung định hướng dòng chảy của luồng khí (phân phối) Lưu lượngkhó có thể đi từ nguồn cấp đến bộ phận chấp hành và từ bộ phận chấp hành ralối thoát

Chức năng của van phân phối có thể cho phép việc cấp nguồn khí cho các

bộ phận chấp hành (van phân phối công suất) hoặc có thể chuyển đổi một tínhiệu hay một lệnh (cảm biến cuối hành trình, bộ khuếch đại, bộ nhớ…)

1.6.2 Nguyên lý và kết cấu.

Van phân phối có hai loại:

- Các van phan phối kiểu nắp đậy

- Các van phân phối kiểu con trượt

Sự hiểu biết về các ưu nhược điểm của thiết bị này cho phép ta chọn lựachúng một cách chính xác

Chúng ta hãy khảo sát các loại van phân phối khác nhau

1.6.2.1 Van phân phối kiểu nắp đậy.

Thân (1) thường làm bằng nhôm, ta thấy: Một hoặc nhiều nắp đậy (2) tựatrên đế tựa (3), các lõ xo (4), các đệm tĩnh (5) và một bộ phận điều khiển (6) cóthể dùng tay, cơ khí, khí nén, điện… để diều khiển khí vào cửa

Tập hợp các nắp đậy và đế tựa bảo đảm một hoặc các chưc năng của vanphân phối Các nắp đậy dạng bi, côn hoặc phẳng đè lên đế tựa có dạng phù hợpthì đường khí bị ngắt Khi nhấc các nắp đậy khỏi đé tựa thì dòng khí nén lưuthông từ cửa có áp suất mạnh đến của có áp suất yếu hơn

 Ưu điểm

- Kín khít: Chỉ có các van phân phối kiểu nắp đậy dảm bảo được độ kínkhít hoàn hảo giữa các lỗ của van phân phối

- Tuổi thọ cao: Các chi tiết ít bị mòn trong các van phân phối

- Có thể lam việc với không khí không bôi trơn vì các van phân phối nàykhông nhạy với bụi

- Tác động rất nhanh: Với lượng dịch chuyển nhỏ của nắp đậy cũng chođược một lượng không khí đáng kể đi qua

Nhược điểm

- Lực lái cao: Thông thường phải thắng được lực lò xo và áp suất nguồn

để sử dụng được tầng lái thường xuyên

- Chế tạo: Ngoài loại van phân phối kiểu bi là loại rẻ chế tạo một vanphân phối kiểu van phức tạp hơn kiểu ngăn kéo Do vậy giá thành đắt hơn

- Con trượt quay

1.6.2.2.1 Con trượt kiểu trụ.

Các loại van phân phối này rẻ và phổ biến nhất

Trong thân (1),thường làm bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm, một con trượthình trụ (2) di chuyển.

Theo vị trí của con trượt điều khiển bởi khí nén,bằng điện,bằng tay…các

lỗ được thông nhau và luồng khí có thể được thiết lập hoăc ngắt

Độ kín khít,thông thường được bảo đảm bằng các đệm (3) (thông thườnghình xuyến)gắn trên thân hoặc lắp trên piston.Với mục đích làm giảm các cạnhsắc khi khoan các lỗ để giảm mòn cho đệm, một chi tiết gọi là ống lót (4) đượcđưa vào giữa thân và các ngăn trượt.Các lỗ nhỏ được khoan trên toàn bộ chu vibảo đảm việc phân phối lưu lượng

Ta cũng thấy các loại van phân phối không có đệm.Độ kín khít được đảmbảo bằng cách chỉnh giữa ngăn trượt và lỗ.Các khe hở là rất nhỏ ( vàimicromet).Các van phân phối này có tuổi thọ lớn nhưng giá thành cao và đòi hỏikhông khí lọc

Nhược điểm

- Độ kín khít : do khe hở cần thiết để hoạt động và do độ mòn của cácđệm, nên độ kín khít không cao

- Bảo quản – tuổi thọ : con trượt làm việc nhiều làm mòn các đệm Cácđệm phải được thay thế, các van phân phối này cần khí có bôi trơn và lọc đểđảm bảo cho hàng hiệu chu trình làm việc.

- Thời gian đáp ứng : do hành trình cần thiết để dịch chuyển con trượt,thời gian đáp ứng chậm hơn van phân phối kiểu nắp đậy

1.6.2.2.2 Con trượt kiểu phẳng

Việc hoán đổi các dòng khí giữa các lỗ khác nhau được thực hiện bởi cáccon trượt phẳng (1) trên đế (2) Con trượt được kéo bởi thanh kéo hình trụ điềukhiển bằng khí nén hoặc bằng điện, con trượt này được áp vào đế (2), bởi lò xo(3) và bởi áp lực khí

Mâm xoay (1) được kéo bởi một bộ điều khiển thường là bằng tay (3)(đòn bẩy hoặc bàn đạp), trượt trên bề mặt (2) Dịch chuyển này cho phép các lỗthông với nhau Các van phân phối này cứng vững, sử dụng hạn chế, chủ yếuđược dùng dưới dạng van phân phối 3 vị trí.

1.6.3 Các loại van phân phối chính

1.6.3.1 Van phân phối 3/2

Loại van hay loại thanh kéo, nhị ổn hoặc đơn ổn, thường đóng hoặcthường mở, hoặc vạn năng

Thí dụ

3/2 NF (thường đóng)

Điều khiển nút nhấn cơ trưc tiếp

Phản hồi lò xo

Lỗ thoát không nối được

Ta ghi nhận rằng với kết cấu này ta đóng lỗ thoát 2 qua 3 trước khi mở 1qua 2

Với kết cấu này nếu việc đảo vị trí chậm không khí thoát từ 1 qua 3

Như vậy, ta có thể với cùng một van phân phối, thực hiện một van thườngđóng hoặc thường mở.

-Van 3/2 nhị ổn

Các van phân phối 3/2, có một cửa dùng duy nhất, được sử dụng để cấpnguồn một xy lanh tác động đơn hoặc để truyền thông tin từ một tín hiệu bênngoài: cảm biến cuối hành trình, nút ấn…

Van phân phối 3/2 (A) cấp nguồn.cho

xy lanh (công suất)

Van phân phối 3/2 (B)truyền thông tin (điều khiển)

1.6.3.2 Van phân phối 5/2

Thông thường là loại con trượt đơn ổn hoặc nhị ổn

Thí dụ

-5/2 đơn ổn điều khiển bằng bàn đạp, phản hồi lò xo

-/2 nhị ổn, điều khiển kép bằng điện trực tiếp

Kích thước của van phân phối phải được chọn theo nhu cầu cấp thoát khícủa các bộ phân chấp hành nối với van Các nhà chế tạo quy định kích thước cácvan

Trong khí nén, ta thường gặp nhất các kích thước từ 1 đến 4 Các kíchthước này tương ứng với các lỗ nối từ 2/4 inch đến 1 inch vầ tương ứng với cácđường kính lỗ dẫn từ 6mm đến 20 mm ( các giá trị gần đúng theo các nhà chếtạo: tham khảo catalogue) Ta cũng thất có loại van phân phối nhỏ hơn (lỗ M5hay 1/8) hoặc lớn hơn(lớn hơn 1 inch)

Lưu lượng đi qua van phân phối quyế định vân tốc cần thiết của xy lanhhoặc của động cơ Lưu lượng này phụ thuộc vào áp suất cung cấp, phụ thuộcvào tổn thất tải ∆p ở hai đầu của van phân phối, và phụ thuộc vào hệ số lưulượng KV (phụ thuộc vào hình dáng và kích thước)

Ghi chú: KV (Ở Mỹ CV) là hệ số thực nghiệm cho số lít nước trong 1

phút (hoặc m3/h ) đi qua thiết bị dưới ∆p=1 bar

1.6.5 Lắp và bảo trì

Các van phân phối được nối trực tiếp hoặc được lắp trên các đế (tiêuchuẩn hóa hoặc không) Các đế này có thể độc lập hoặc nối kết với nhau

Các van phân phối phải ở vị trí gần nhất với các cơ cấu chấp hành Cácvan phân phối con trượt nên lắp đặt ở vị trí nằm ngang để tránh trọng lực khimáy không có áp

Tổng quát, việc bảo trì bao gồm việc thay đổi các đệm của van con trượttrụ và gồm việc lau chùi hoặc thay thế các bộ giảm thanh khi thoát

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG THIẾT KẾ MÁY NÂNG HẠ

2.1 Các thiết bị nâng hạ đơn giản.

- Ưu điểm: Cấu tạo gọn nhẹ, dễ di chuyển.

- Nhược điểm: chiều cao nâng bé, vận tốc thấp.

 Phân loại kích: kích vít, kích thanh răng, kích thuỷ lực

 Kích vít:

Thực hiện độ cao nâng H = 0,2 – 0,4 mét

Ren dùng cho vít là ren hình thang có góc nâng α = 4 – 5o

Đầu kích lắp trên trục vít như là ổ chặn

Quan hệ giữa lực P và tải trọng Q:

Trong đó:

dm: đường kính trung bình của ren vít

Dm: đường kính trung bình của đầu tựa

f: hệ số ma sát ở mặt tựa

ϕ: góc ma sát ở mặt ren

Hiệu suất của kích vít:

 Kích thanh răng:

Sơ đồ nguyên lý được thể hiện như hình vẽ

Đầu kích được dẫn động bằng bộ truyền bánh răng – thanh răng Theoquy phạm an toàn, kích được trang bị tay quay an toàn

P = Q.r/(R.io.η) r: bán kính vòng lăn bánh răng ăn khớp với thanh răng) r: bán kính vòng lăn bánh răng ăn khớp với thanh răng

* Kích thủy lực:

Đầu kích chuyển động đi lên nhờ bơm thuỷ lực bơm dầu vào đáy đầunâng Việc hạ đầu nâng được thực hiện khi mở van xả dầu Kích vít có thể đạtđến trọng tải 750 tấn và độ cao nâng đến 0,7 mét.Theo nguyên tắc áp suất khôngđổi trong thành bình kín, ta có:

Do tỷ số d/D nên kích vít có thể đạt được trọng tải lớn

2.1.2 Tời:

Tời là thiết bị nâng chỉ có trang bị cơ cấu nâng Dùng để thực hiện việcnâng hạ vật nặng theo phương thẳng đứng hoặc phương nghiêng Tời có thể làthiết bị độc lập hoặc là bộ phận máy của một thiết bị máy trục khác Tời đượclắp đặt cố định trên nền, tường hoặc trên kết cấu kim loại của máy trục

Các bộ phận chính của tời gồm: Bộ phận dẫn động, bộ phận truyền động,tang cuốn cáp và thiết bị phanh hãm Tuỳ thuộc nguồn dẫn động, phân biệt tờitay và tời máy Tời có thể dẫn động một tang hoặc nhiều tang Có thể có tời 1hoặc hai cấp tốc độ.

 Phân loại; tời tay, tời điện

 Tời xây dựng:

- Sử dụng hai tỷ số truyền để tăng năng suất

u0 = Z6/Z5.Z2/Z1

Là loại thiết bị nâng – cáp cuốn lên tang hoặc xích ăn khớp với đĩa xích.Thường được treo trên cao do vậy yêu cầu kích thước nhỏ gọn.

Ngoài ra còn có cần trục và cầu trục để nâng các tải nặng

 Phân loại:

Tuỳ thuộc nguồn dẫn động có palăng tay và palăng điện

 Palăng tay: Dẫn động bằng tay - thường qua xích kéo

- Dây được sử dụng là xích

- Dẫn động tay bằng cách kéo xích làm quay bánh kéo an toàn

- Để giảm kích thước: