Giáo trình Lắp đặt và bảo trì khí nén thủy lực Nghề: Cơ điện tử CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu

(NB) Giáo trình Lắp đặt và bảo trì khí nén thủy lực nhằm cung cấp cho học sinh, sinh viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về phương pháp và kỹ thuật lắp đặt một số mạch ứng dụng cơ bản điều khiển bằng hệ thống điện khí nén và điều khiển thủy lực.

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ

GIÁO TRÌNH

MÔN ĐUN: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC

NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP

Ban hành kèm theo Quyết định số: 01 /QĐ-CĐN ngày 04 tháng 01 năm 2016

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phépdùng 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

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình “Lắp đặt và bảo trì khí nén thủy lực” nhằm cung cấp cho học sinh,sinh viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về phương pháp và kỹ thuật lắp đặtmột số mạch ứng dụng cơ bản điều khiển bằng hệ thống điện-khí nén và điềukhiển thủy lực Giáo trình này gồm 10 bài

Yêu cầu đối với học sinh sau khi học xong module này học sinh phải, biết sửdụng thiết, lắp đặt thành thạo một số mạch ứng dụng cơ bản trong hệ thống thủylực, khí nén

Giáo trình này là tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên chuyên nghành Cơđiện tử, điện công nghiệp, điện tử công nghiệp

Trong quá trình biên soạn chắc chắn chúng tôi còn có nhiều thiếu sót, mong quýđộc giả góp ý để chúng tôi hoàn thiện tốt hơn cho lần chỉnh sữa sau Mọi góp ýxin gửi về Email: trunghq@brtvc.edu.vn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày02 tháng 01 năm 2016

Biên soạn

Hà Quốc Trung

LỜI GIỚI THIỆU 3

BÀI 1 9

CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN 9

Giới thiệu: 9

Mục tiêu: 9

Nội dung chính: 9

1 Cơ sở tính toán: 9

2 Phương trình trạng thái nhiệt động học 10

3 Khả năng ứng dụng của khí nén 13

4 Ưu- nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén 15

BÀI 2 17

CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN 17

Giới thiệu: 17

Mục tiêu: 17

Nội dung chính: 17

1 Máy nén khí 17

2 Thiết bị xử lý khí nén 25

BÀI 3 31

CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ DẦU 31

Giới thiệu: 31

Mục tiêu: 31

Nội dung chính: 31

1 Bể dầu 31

2 Bộ lọc dầu 32

3 Bơm và động cơ dầu 33

BÀI 4 36

CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC 36

Giới thiệu: 36

Mục tiêu: 36

Nội dung chính: 36

I Kiến thức lý thuyết: 36

1 Khái niệm 36

2 Cơ cấu chấp hành 36

II Công tác chuẩn bị 52

1 Nghiên cứu sơ đồ 52

2 Thiết bị 53

3 Vật tư 53

III Trình tự thực hiện 53

1 Lựa chọn các phần tử khí nén 53

2 Bố trí các phần tử 53

3 Lắp đặt mạch 53

4 Kiểm tra mạch 53

5 Cấp nguồn vận hành 53

BÀI 5 55

CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN – KHÍ NÉN 55

Giới thiệu: 55

Mục tiêu: 55

Nội dung chính: 55

I Kiến thức lý thuyết 55

1 Khái niệm 55

 Một số hình ảnh nút ấn: 57

II Công tác chuẩn bị 69

1 Nghiên cứu sơ đồ: 69

2 Thiết bị 70

3 Vật tư 70

III Trình tự thực hiện 70

1 Lựa chọn thiết bị, kiểm tra thiết bị 70

2 Bố trí thiết bị 71

3 Lắp đặt mạch 71

4 Kiểm tra mạch 71

5 Cấp nguồn cho mạch vận hành 72

BÀI 6 73

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN 73

1 Biểu diễn chức năng của quá trình điều khiển: 73

Hình 6.3: Sơ đồ mạch khí nén của quy trình điều khiển xy lanh A 74

1.4 Các phương pháp điều khiển 80

Ví dụ 2: Mạch điều khiển trực tiếp sử dụng hai phần tử 81

 Một số kí hiệu trong hệ thống khí nén 99

1 Kí hiệu các thiết bị khí nén 99

2 Kí hiệu các tín hiệu tác động 101

BÀI 7 103

LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG ĐIỆN - KHÍ NÉN 103

Giới thiệu: 103

Mục tiêu: 103

Nội dung chính: 103

1 Kiến thức lý thuyết 103

2 Công tác chuẩn bị 104

3 Các bước tiến hành 105

BÀI 8 107

LẮP ĐẶT MẠCH MÁY LẮP RÁP ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG ĐIỆN - KHÍ NÉN 107

Giới thiệu: 107

Mục tiêu: 107

Nội dung chính: 107

1 Kiến thức lý thuyết 107

2 Công tác chuẩn bị 109

3 Các bước tiến hành 109

LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP BẰNG TAY ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ

THỐNG THỦY LỰC 112

Giới thiệu: 112

Mục tiêu: 112

Nội dung chính: 112

1 Kiến thức lý thuyết: 112

2 Công tác chuẩn bị 114

3 Các bước tiến hành 115

BÀI 10 117

LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG HỆ THỐNG THỦY LỰC 117

Giới thiệu: 117

Mục tiêu: 117

Nội dung chính: 117

1 Kiến thức lý thuyết 117

2 Công tác chuẩn bị 119

3 Các bước tiến hành 120

MÔN ĐUN LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC

Mã mô đun: MĐ17

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học:

- Vị trí: Trước khi học môn học này cần hoàn thành các môn học cơ sở, đặc biệtcác môn học, mô đun: Mạch điện, Điện tử cơ bản, Đo lường điện và Trang bịđiện

- Tính chất: Là môn học chuyên môn nghề, thuộc môn học nghề bắt buộc

Mục tiêu của môn học:

- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các loại cảmbiến;

- Vận dụng được các khái niệm về lỉnh vực Khí nén để giải thích, thiết kế các mạch điều khiển Khí nén đơn giản trong công nghiệp

- Ứng dụng các công thức để tính toán các thông số, đại lượng cơ bản của mạch điều khiển khí nén, kiện Khí nén và Thủy lực

- Nhận biết các chức năng, nhiệm vụ của từng chi tiết, linh kiện trong hệ thống điều khiển

- Giải thích một số mạch ứng dụng khí nén, thủy lực trong công nghiệp

- Thực hiện các thao tác trong việc lắp mạch điều khiển điện khí nén, thủy lực một cách an toàn, đúng thao tác

- Rèn luyện tính kiên nhẫn, tỉ mỉ khi thực hiện các công việc có sử dụng các thiết bị máy móc

- Rèn luyện tính cẩn thận, chính xác trong các công việc cần có độ an toàn cao

Nội dung của môn học:

STT TÊN CÁC BÀI TRONG

Tích hợpTích hợp

Tích hợpTích hợpTích hợp8

Tích hợpTích hợp

Tích hợp

BÀI 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN Giới thiệu:

Bài 1 trình bày được các khái niệm phương trình và công thức tính toán hệthống khí nén-thủy lực

Mục tiêu:

- Biết được cơ sở tính toàn và khả năng ứng dụng của hệ thống khí nén

- Phân tích được các thành phần cấu tạo nên hệ thống khí nén

- Trình bày được các khái niệm cơ bản về truyền động thủy lực

- Xác định được các thông số cơ bản về áp suất và lưu lượng

- Trình bày được ưu-nhược điểm hệ thống khí nén-thủy lực

Hình 1.1 Phần trăm các chất khí của không khí

Hơi nước và các loại khí khác: 1%

Ngoài hơi nước không khí còn có bụi, chính nhưng thành phần đó gây ra chocác thiết bị khí nén bị ăn mòn, sự gỉ,

Vì vậy phải có những biện pháp hay thiết bị để loại trừ hoặc giới hạn đến mứcthấp nhất những thành phần đó trong hệ thống

N2

78 %

O

2 21%

1.2.Đơn vị đo trong hệ thống:

1.2.1.Định nghĩa các loại áp suất:

- Áp suất khí quyển:là áp suất không khí tại mực nước biển.

đơn vị đo: 760mmhg = 1,013 bar

- Áp suất tương đối: là áp suất chất khí so với áp suất khí quyển (p=0)

a) Áp suất tuyệt đối: là áp suất chất khí có kể đến áp suất khí quyển

(p=14,5 psi)

ptuyệt đối = p tương đối + pkhí quyển

1.2.2 Các đơn vị đo áp suất không khí theo tiêu chuẩn Iso:

N/m2 , kN/m2 , pa, kpa

1.2.3 Các đơn vị thường dùng: kg/cm2 , bar

1.2.4.Đơn vị áp suất: kN/m2, kpa, bar, kg/cm2 , psi

1 bar = 100kpa = 100kN/m2 = 14,5psi

1 kg/cm2 = 0,981 bar = 14,2233 psi

1 psi = 0,0689 bar = 0,0702 kg/cm2

2 Phương trình trạng thái nhiệt động học:

Giả thiết là khí nén trong hệ thống gần như là lý tưởng Phương trình trạng tháinhiệt tổng quát của khí nén:

2.1 Định luật Boyle- Mariotte:

Khi nhiệt độ không thay đổi (T = hằng số), theo phương trình nhiệt tổng quát(1-1) ta có:

pabs.V = hằng số (1-2)

Nếu gọi:

V1(m3) thể tích khí nén tại thời điểm áp suất p1

V2(m3) thể tích khí nén tại thời điểm áp suất p2

p1abs (bar) áp suất tuyệt đối khí nén có thể tích V1

p2abs (bar) áp suất tuyệt đối khí nén có thể tích V2

Theo phương trình 1-2 ta có:

Hình 1.2: biểu diễn sự phụ thuộc áp suất và thể tích khi nhiệt độ thay đổi là

đường cong parabol

2.2 Định luật 1 Gay – Lussac:

Khi áp suất không thay đổi (p = hằng số), theo

phương trình 1-1 ta có:

Trong đó:

T1 : nhiệt độ tại thời điểm có thể tích V1 (K)

T2 : nhiệt độ tại thời điểm có thể tích V2 (K)

Hình1 3 biểu diễn sự thay đổi thể tích khi áp suất là hằng số Năng lương nén và

năng lượng giãn nở không khí được tính theo phương trình:

1 2Hình 1.2: Sự phụ thuộc áp suất và thể

tích khi nhiệt độ không đổi

P(bar )

2.3 Định luật 2 Gay – Lussac:

Khi thể tích V thay đổi, theo phương trình

2.4 Phương trình dòng chảy liên tục:

Lưu lượng (Q) chảy trong đường ống từ

vị trí (1) đến vị trí (2) là không đổi (const)

Lưu lượng Q của chất lỏng qua mặt cắt A

của ống bằng nhau trong toàn ống

(điều kiện liên tục)

Ta có phương trình dòng chảy như sau:

Q = A.v = hằng số (const)

Với v là vận tốc chảy trung bình qua mặt cắt A

Nếu tiết diện chảy là hình tròn, ta có:

Q1 = Q2 hay v1.A1 = v2.A2

Tổng năng lượng bao gồm:

- Thế năng (sức áp của trọng lực) phụ thuộc vào chiều cao của cột chất lỏng và

áp suất thủy tĩnh

- Động năng (năng lượng do chuyển động) phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy

Có một dòng chảy như hình vẽ

3 Khả năng ứng dụng của khí nén :

3.1 Trong lĩnh vực điều khiển:

Hệ thống điều khiển khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực có khả năng nguyhiểm nhiều như: cháy, nổ, … VD: Các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá, kẹp chitiết, plastic hoặc dược sử dụng trong 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 xe

tự động, trong các thiết bị vận chuyển và kiểm ra lò hơi, thiết bị mạ điện, đónggói bao bì và trong công nghiệp hóa chất…

- Truyến động thẳng: Được sử dụng trong các đồ gá kẹp, các thiết bị đóng gói,máy gia công gổ, trong các thiết bị làm lạnh, cũng như trong các hệ thống phanhhãm ôtô.

- Trong các hệ thống đo và kiểm tra, trong các hệ thống vận chuyển xi măng,kiểm tra chất lượng sản phẩm

 Một số ứng dụng của khí nén:

Ưu- nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén.

4.1 Ưu điểm:

Do khả năng chịu nén( đàn hồi) lớn của không khí , do vậy khả năng tích chứa

áp suất nén một cách thuận lợi Như vậy có khả năng ứng dụng để thành lập mộttrạm tích chứa khí nén

- Có khả năng truyền tải năng lượng xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ

và tổn thất áp suất trên đường dẫn ít

- Đường dẫn khí ra ( khí thải) không cần thiết

- Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén

- Hệ thống phòng ngừa quá tải áp suất giới hạn được đảm bảo

4.2 Nhược điểm:

- Lực truyền tải trọng nhỏ

- Khi tải trọng hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi, vì khả năngđàn hồi của khí lớn, do đó không thể thực hiện được những chuyển động quayđều

- Khí thoát ra nhanh gây ra tiếng ồn

Hình 1.8: Điều khiển rôbốtHình 1.9: Dụng cụ cầm tay khoan tay

dụng cụ vặn vít

- Do đó, hiện nay trong lĩnh vực điều khiển người ta thường kết hợp hệ thốngđiều khiển bằng khí nén với cơ khí hoặc khí nén với điện, điện tử do vậy rất khóxác định được một cách chính xác ưu, khuyết điểm của từng hệ thống điềukhiển.

CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 1

1 Khí nén là gì? Điều khiển khí nén được thiết kế với mục đích gì? Hãy nêumột số ứng dụng của hệ thống điều khiển khí nén?

2 Nêu các định luật của khí nén?

3 Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển khí nén?

4 Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, khí nén có bị lạc hậu không? Vì sao?

BÀI 2 CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN

Giới thiệu:

Bài 2 trình bày được các nguyên lý hoạt động, ưu điểm và nhược điểm của hệthống cung cấp và phân phối khí nén

Mục tiêu:

- Biết được nhiệm vụ của hệ thống cung cấp và phân phối khí nén

- Nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của các loại máy nén khí, các bộ bảodưỡng, các phương pháp xử lý khí nén

- Phân tích được các quá trình xử lý khí nén

- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, sáng tạo và khoa học, nghiêm túc tronghọc tập và trong công việc

Nội dung chính:

1 Máy nén khí:

Máy nén khí phân ra làm 2 loại: ( theo nguyên lý hoạt động)

 Nguyên lý thay đổi thể tích: không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thểtích của buồn chứa sẽ nhỏ lại Như vậy theo định luật Boyle – Mariotte ápsuất trong buồn chứa sẽ tăng lên

 Nguyên lý động năng: không khí được dẫn vào buồng chứa,ở đó áp suấtkhí nén được tạo ra bằng động năng của bánh dẫn Nguyên tắc hoạt độngnày tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn

1.1 Máy nén khí kiểu piston:

Trong doanh nghiệp, các máy nén piston được sử dụng rộng rãi cho cả nén khí

và làm lạnh Các máy nén khí này hoạt động trên nguyên lý của bơm xe đạp vàđược đặc trung bởi sự ổn định của lưu lượng khi áp suất đẩy thay đổi năng suấtcủa máy tỷ lệ thuận với tốc độ Tuy nhiên công suất của máy nén lại thay đổi

- Máy nén khí piston là loại máy nén khí tác động đơn nếu quá trình nén chỉ sửdụng một phía của piston Nếu máy nén sử dụng cả 2 phía của piston là máy nén tácđộng kép.

- Máy nén một cấp là máy nén có quá trình thực hiện bằng một xylanh đơn hoặcmột số xylanh song song

Hình 2.1: Mặt cắt của máy nén piston

Hình 2.2 Máy nén khí kiểu piston.

- Ưu – nhược điểm:

+ Cứng vững

+ Hiệu suất cao

+ Bảo quản đơn giản

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

+ Tạo ra khí nén theo xung và thường có dầu

* Một số máy nén khí kiểu pittôngđược sử dụng trong thực tế:

Hình 2.3: Máy nén piston công nghiệpHình 2.4: Máy nén piston áp suất

thấp

1.2 Máy nén khí kiểu cánh gạt:

 Cấu tạo máy nén khí kiểu cánh gạt

Máy nén khí kiểu cánh gạt bao gồm: Thân máy, mặt bích thân máy, mặt biwchstrục, rôto lắp trên trục Trục và rôto lắp lệch têm so với bánh dẫn truyền động.Khi rôto quay tròn, dưới tác dụng của lực ly tâm các bánh gạt chuyển động tự dotrong các rãnh ở trên rôto và các đầu cánh gạt tựa vào bánh dẫn chuyển động.Thể tích giới hạn giữa các bánh gạt sẽ bị thay đổi Như vậy quá trình hút và nénđược thực hiện

Để làm mát khí nén, trên thân máy có các rãnh để dẫn nước vào làm mát Bánhdẫn được bôi trơn và quay tròn trên thân máy để giảm bớt sự hao mòn khi cáccánh tựa vào nhau

Hình 2.5: Máy nén piston bơm dầu Hình 2.6: Máy nén khí xylanh đơn

 Nguyên lý làm việc của máy nén khí kiểu cánh gạt:

- Lưu lượng và hằng số khí không bị xung

- Hiệu suất nhiệt động học kém hơn kiểu piston

- Khí nén thông thường bị nhiễm dầu

*Một số máy nén khí kiểu cánh gạt được sử dụng trong thực tế:

Hình 2.7: Mặt cắt của máy nén khí kiểu cánh gạt

Hình 2.8: Nguyên lý làm việc của máy nén khí kiểu cánh gạt

1.3 Máy nén khí kiểu trục vít:

 Cấu tạo máy nén kiểu trục vít

Máy nén khí trục vít có khoảng năm 1950 và đã chiếm một thị trường lớn trong lĩnh vực nén khí, loại máy nén khí này có vỏ đặc biệt bao bọc quanh hai trục vít,một lồi, môt lõm

Máy nén khí kiểu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích Máy nénkhí trục vít gồm hai trục: Trục chính và trục phụ Các răng của hai trục vít ănkhớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn số răng trục vít lõm từ 1 đến 2 răng,hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau

Hình 2.9: Máy nén khí kiểu cánh gạt

Hình 2.10: Máy nén khí kiểu cánh gạt

 Ưu- khuyết điểm:

- Không khí sạch và không bị xung

- Rất tin cậy: tuổi thọ của máy cao ( 15.103 đến 40.103 h)

1.4 Máy nén khí kiểu Root:

 Cấu tạo:

Máy nén khí kiểu root gồm có 2 hoặc 3 cánh quạt (Pittông có dạng hình số 8)

Hình 2.13: Máy nén khí kiểu root

Nguyên lý hoạt động:

Hình 2.12: Máy nén khí kiểu trục vít lưu động

Các piston được quay đồng bộ bằng bộ truyền động ở ngoài thân máy, trong quátrình quay không tiếp xúc nhau Như vậy khả năng hút của máy phụ thuộc vàokhe hở giữa 2 piston, ke hở giữa phần quay và thân máy.

 Ưu – khuyết điểm:

- Khí nén tạo ra không bị xung và ít bị nhiễm dầu

- Ít tạo ra dao động

- Có độ mòn giữa các răng và xy lanh

1.5 Máy nén khí kiểu Turbin:

 Cấu tạo của máy nén khí kiểu ly tâm

Máy nén khí ly tâm sử dụng đĩa xoay hình cánh quạt hoặc bánh đẩy để ép khívào phầm rìa của bánh đẩy làm tăng tốc độ của khí Bộ phận khuếch tán củamáy sẽ chuyển đổi năng lượng của tốc độ thành áp suất Máy nén khí ly tâmthường sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và trong môi trường làm việcliên tục Chúng thường được lắp cố định Công suất của chúng có thể từ hàngtrăm đến hàng ngàn mã lực Với hệ thống làm việc gồm nhiều máy nén khí lytâm, chúng có thể tăng áp lực đầu ra hơn 10000 lbf/in² (69 MPa)

Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén này Chúng có thể sửdụng động cơ đốt trong, bộ nạp hoặc động cơ tua-bin Máy nén khí ly tâm được

sử dụng trong một động cơ tua-bin bằng gas nhỏ hoặc giống như là tầng nén khícuối cùng của động cơ tua-bin gas cỡ trung bình

Hình 2.14: Máy nén khí kiểu Turbin

 Nguyên lý hoạt động:

Là những máy nén khí dòng liên tục, đặc biệt có lưu lượng lớn, gồm 2 loại dọctrục và hướng tâm Tốc độ của dòng chảy khí rất lớn, có thể tăng tốc bằng cáctăng số lượng cánh Turbin

 Ưu – khuyết điểm:

- Khí nén có lưu lượng tốt

- Các răng trên stator di động cho phép chỉnh được lưu lượng

- Tuổi thọ cao ít đòi hỏi bảo trì

- Hiệu suất cao

Do vậy khí nén được sử dụng trong kỹ thuật nhất thiết phải được xử lý, mức độ

xử lý phụ thuộc vào phương pháp xử lý và phạm vi ứng dụng

2.2 Phương pháp xử lý khí nén:

2.2.1 Bình ngưng tụ- làm lạnh bằng không khí (bằng nước):

Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí sẽ được dẫn vào bình ngưng tụ Tại đây áp suất khí nén sẽ được làm lạnh và phần lớn lượng hơi nước chứa trong không khó

sẽ được ngưng tụ và tác ra Làm lạnh bằng không khí, nhiệt độ khí nén trong bình ngưng tụ sẽ đạt được trong khoảng từ 300C đến 350C Làm lạnh bằng nước(nước làm lạnh có nhiệt độ100C) thì nhiệt độ trong bình ngưng tụ sẽ đạt được là 200C

Hình 2.15 Nguyên lý hoạt động của bình ngưng tụ bằng nước

2.2.2 Thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh:

Nguyên lý của phương pháp sấy khô bằng chất làm lạnh là: khí nén đi qua bộphận trao đổi nhiệt khí- khí Tại đây, dòng khí nén vào sẽ được làm lạnh sơ bộbằng dòng khí nén đã được sấy khô và xử lý từ bộ ngưng tụ đi lên

Sau khi được làm lạnh sơ bộ, dòng khí nén vào bộ phận trao đổi nhiệt khí- chấtlàm lạnh Quá trình làm lạnh sẽ được thực hiện bằng cách cho dòng khí nénchuyển động đảo chiều trong những ống đẫ Nhiệt độ hóa sương ở đây là 20C.Như vậy lượng hơi nước trong dòng khí nén vào sẽ được ngưng tụ

Dầu, nước, chất bẩn sau khi được tách ra khỏi dòng khí nén sẽ được đưa rangoài qua van thoát nước ngưng tụ tự động(4) Dòng khí nén được làm sạch vàcòn lạnh sẽ được đưa đén bộ phận trao đổi nhiệt (1) để nâng nhiệt độ lên khoảng

từ 60C đến 80C trước khi đưa vào sử dụng

Chu kỳ hoạt động của chất làm lạnh được thực hiện bằng máy nén để phát chấtlàm lạnh (5) Sau khi chất làm lạnh được nén qua máy nén, nhiệt độ sẽ tăng lên,bình ngưng tụ(6) sẽ có tác dụng làm nguội chất làm lạnh đó bằng quạt gió Vanđiều chỉnh lưu lượng (8) và rơle nhiệt độ(7) có nhiệm vụ điều chỉnh dòng lưulượng chất làm lạnh hoạt động trong khi có tải, không tải và hơi quá nhiệt

Hình 2.16 Cấu tạo thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh

2.2.3 Thiết bị sấy khô bằng chất hấp thụ:

Sấy khô bằng chất hấp thụ có thể là quá trình vật lý hay quá trình hóa học

- Quá trình vật lý: Chất sấy khô hay gọi là chất háo nước sẽ hấp thụ lượng hơinước ở trong không khí ẩm Thiết bị gồm 2 bình Bình thứ nhất chứa chất sấykhô và thực hiện quá trình hút ẩm Bình thứ hai tái tạo lại khả năng hấp thụ củachất sấy khô

Chất sấy khô thường được sử dụng: silicagen SiO2, nhiệt độ điểm sương -500C,tái tạo từ 1200C đến 1800C

sẽ theo cửa (4) vào hệ thống

Nguyên lý hấp thụ bằng phản ứng hóa học

2.3 Bộ lọc (cụm bảo dưỡng):

2.3.1 Van lọc:

Van lọc có nhiệm vụ tách các thành phần chất bẩn và hơi nước ra khỏi khí nén

Có 2 nguyên lý thực hiện:

- Chuyển động xoáy của dòng áp suất khí nén trong van lọc

- Phần tử lọc xốp làm bằng các chất như: vảy dây kim loại, giấy thấm ướt, kimloại thiêu kết hay là vật liệu tổng hợp

2.3.2 Van điều chỉnh áp suất:

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

Bộ chỉnh

áp suất

Bộ lọc

Bộ bôi trơn

Vách ngăng

Lưới lọc

Vít xảnước

Bình lọc

Nước Ngưng tụ

2.3.3 Van tra dầu:

Để giảm ma sát, sự ăn mòn và sự gỉ của các phần tử trong hệ thống điều khiểnbằng khí nén, trong thiết bị lọc có thêm van tra dầu.( Nguyên tắc tra dầu thựchiện theo nguyên lý tra dầu Venturi)

CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 2

1 Máy nén khí hoạt động chủ yếu theo nguyên lý nào?

2 Hãy kể tên một số máy nén khí đã học, trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động Ưu nhược điểm của từng loại?

3 tại sao khí nén cho ra từ máy nén khí lại không đêm sử dụng trực tiếp được

mà phải qua quá trình xử lý?

4 Trình bày các giai đoạn xử lý khí nén?

BÀI 3 CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ DẦU

Giới thiệu:

Bài 3 trình bày được cấu tạo, kích thước và nguyên lý của bộ lọc dầu

Mục tiêu:

- Biết được nhiệm vụ của bể dầu trong hệ thống thủy lực

- Trình bày được kích thước và cấu tạo của bể dầu

- Phân tích được nguyên lý hoạt động của các loại bơm và động cơ dầu

- Rèn luyện tính chính xác, chủ động, sáng tạo và khoa học, nghiêm túc tronghọc tập và trong công việc

Nội dung chính:

1 Bể dầu:

1.1 Nhiệm vụ:

- Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình lớn

- Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc

- Lắng đọng các căn giơ, bẩn trong quá trình làm việc

- Ngăn chặn những chất bẩn trong quá trình làm việc.

- Đặt ở đầu ống hút của bơm dầu, và cửa ra

2.2 Phân loại theo kích thước lọc:

- Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng mà ta chọn bộ lọc có kích thước khác nhau

Bơm và động cơ dầu là hai thiết bị có chức năng khác nhau

Bơm là phần tử tạo ra năng lượng

Động cơ dầu là thiết bị tiêu hao năng lượng

Nhưng tính toán và kết cấu của hai loại này giống nhau

3.2 Bơm bánh răng:

 Nguyên lý làm việc:

Theo nguyên lý thay đổi thể tích

Khi V buồng hút tăng bơm hút dầu thực

hiện kỳ hút A, Khi V giảm bơm đẩy dầu

ra cửa B thực hiện kỳ nén

Nếu trên đường đi ta đặt một vật cản thì

dầu sẽ bị chặn lại tạo nén một áp suất nhất định

phụ thuộc vào độ lớn của vật cản và kết cấu của bơm Lưu lượng bơm bánh răng được tính theo công thức:

Trong đó: m: mô đun của bánh răng ( cm)

 Nguyên lý làm việc: bơm cánh gạt dùng

rộng rải hơn bơm bánh răng vỡ:

Ổn định lưu lượng

Hiệu suất và thể tích cao

Lưu lượng được tính theo công thức

Lưu lượng được tính theo công thức:

Trong đó: d: đường kính piston

h: khoảng chạy piston h = 2e = (1.3 – 1.4)d

e: độ lệch tâm

i: số piston

n: số vòng quay của rô to

3.5 Bơm hướng trục:

- Chọn bơm cần phải căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật và kinh tế

- Giá thành tuổi thọ, áp suất, phạm vi số vòng quay, khả năng chịu hợp chất hóa học, sự dao động của lưu lượng , công suất , hiệu suất

CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI 3

1 Trình bày nhiệm vụ, kích thước và kết cấu của bể dầu?

2 Hãy kể tên một số bơm và động cơ dầu đã học, trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động Công thức tính của từng loại?

BÀI 4 CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN-THỦY LỰC

Giới thiệu:

Bài 4 trình bày được cấu tạo, ký hiệu của các phần tử trong hệ thống khí thủy lực

nén-Mục tiêu:

- Biết được nhiệm vụ , hoạt động của các van đảo chiều, nút nhấn, các cơ cấuchấp hành, công tắc hành trình.

- Lắp đặt và vận hành được các loại van

- Rèn luyện tính chủ động, tư duy khoa học, nghiêm túc trong học tập và trong côngviệc

Nội dung chính:

I Kiến thức lý thuyết:

1 Khái niệm:

Một hệ thống điều khiển thông thường bao gồm các phần tử sau:

- Nguồn: đây là nguồn khí nén với áp suất làm việc ( 6- 8 bar)

- Phần tử đưa tín hiệu vào: nhận những gi trị của tín hiệu vào, cũng là phần tửđầu tiên của mạch như: nút nhấn, công tắc hành trình, cảm biến,…

- Phần tử xử lý tín hiệu: tín hiệu vo được xử lý theo quy tắc logic xác định, làmthay đổi trạng thái của phần tử điều khiển như: Van tiếc lưu, van logic ANDhoặc OR

- Phần tử điều khiển: điều khiển dịng năng lượng theo yêu cầu, thay đổi trangthái của cơ cấu chấp hành như: Van đảo chiều, ly hợp

- Cơ cấu chấp hành: làm thay đổi trang thái của đối tượng điều khiển, là đạilượng ra của mạch điều khiển như; xy lanh, động cơ

2 Cơ cấu chấp hành:

2.1 Xy lanh:

- Xy lanh tác động một phía phục hồi bằng lò xo

Hình 4.1: xy lanh tác động 1 phía

- Xy lanh tác động 2 phía, piston có một trục

Hình 4.2: xy lanh tác động 2 phía

2.2 Động cơ khí nén: