các bài tập dành cho sinh viên ôn luyện mở rộng kiến thức về điều khiển khí nénBaøi taäp 1 Ñeå coá ñònh 1 thanh treân moät eâ toâ khí neùn caàn 1 löïc 2000N. AÙp suaát cuûa nguoàn thay ñoåi töø 67 bar haõy tính dieän tích piston cuûa xy lanh vaø ñöôøng kính cuûa noùBaøi taäp 2 Dòch chuyeån ngang moät taûi caàn moät löïc 800N, aùp suaát treân maïng ñöôïc chænh ôû 6 bar. Haõy tính tieát dieän caàn thieát cuûa xy lanh.Ta phaûi choïn loaïi xy lanh naøo ñeå laøm vieäc khi ñaåy, khi keùoBaøi taäp 3 : Duøng van phaân phoái 3 cöûa 2 vò trí ñieàu khieån baèng nuùt nhaán, ñieàu khieån xy lanh taùc ñoäng ñôn phaûn hoài lo xo.Baøi taäp 4 : Duøng 2 van nhö treân ñieàu khieån xy lanh taùc ñoäng keùpBaøi taäp 5 : Duøng 2 van nhö sau ñieàu khieån ñoäng cô khí neùn hai chieàu keát hôïp vôùi boä giaûm thanh
Trang 1A PHẦN LÝ THUYẾT
1 C¬ cÊu chÊp hµnh.
Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơ học Cơ cấu chấp hành có thể thực hiện chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay ( động cơ khí nén)
Công thức tổng quát: F= Pe x A
Pe : Áp suất
A : Diện tích
F : Lực sinh ra
1/ Xy lanh:
Có hai loại xy lanh : Xy lanh tác động đơn, xy lanh tác động kép
a/ Xy lanh tác động đơn: ( tác dụng một chiều) Áp lực tác động
vào xy lanh đơn chỉ một phía, phía ngược lại do lò xo tác động hay do ngoại lực tác động
F= A.Pe - FR - FF
Trong đó
F : Lực tác động lên piston
A : Diện tích Piston
Pe : Áo suất khí nén trong xy lanh
FR : Lực ma sát, FR 0.15 A.P
FF : Lực lò xo
b/ Xy lanh tác động kép
Trái với loại tác động đơn, loại xy lanh này cho một lực cần thiết để sinh công khi đi cũng như lïi ve.à
Có hai loại:
* Không có giảm chấn
Xy lanh tác động 2 chiều, không có bộ phận giảm chấn ở cuối khoảng chạy ( như hình vẽ trên)
* Xy lanh tác độn kép có giảm chấn
Nhiệm vụ của giảm chấn là ngăn sự va đập của piston vào thành xy lanh ở cuối khoảng chạy
Xy lanh tác động kép có giảm chấn
Xy lanh tác động kép có giảm chấn điều chỉnh được
Lực tác động khi cần xy lanh đi ra
FA =A1 P
FA : Lực tác dụng
A : Diện tích mặt đáy piston
P : Áp suất nén trong xy lanh
: Hiệu suất xy lanh
Trang 2 = 0.8 Lực tác động khi cần piston đi vào
FE =A2 P
A2 = (D2 -d2) /4
D : Đường kính mặt đáy piston
d : Đường kính cần piston
2/ Động cơ
Có nhiều loại động cơ khí nén : Loại piston và loại cánh gạt Ở phòng thí nghiệm chỉ có loại động cơ cánh gạt và đây là loại thông dụng nhất
* Ưu điểm
-Động cơ rất tốt với trong lượng và thể tích nhỏ
-Kết cấu đơn giản và giá thành bảo quản thấp
-Hiệu quả đảm bảo với mọi môi trường làm việc
-Không có nguy cơ bị quá tải
-Kẹt động cơ không bị hư hại
* Ứng dụng : Sinh viên nêu 5 ứng dụng
3/ Tính vận tốc dịch chuyển của xy lanh.
a/ Lưu lượng trong ống dẫn
Q = 90 St p
Trong đó:
Q : (lit/ phút)
St : tiết diện ống( cm2) p:áp suất (bar)
b/ Vận tốc dịch chuyển của xy lanh
Không tải : v0 = 10 Q X / S Có tải : v= v0 ( 1- K)
Với K = C / S p
Trong đó:
X =1 với xy lanh tác động đơn
X= 0.9 với xy lanh tác động kép, xả nhanh
X= 0.72 với xy lanh tác động kép
v, v0 (m/phút)
S : tiết diện piston
C : tải trọng (kg)
4/ Ký hiệu:
-Xy lanh tác động đơn phản hồi bằng lực không xác định
Trang 3-Xy lanh tác động đơn làm việc khi kéo phản hồi bằng lò xo -Xy lanh tác động đơn nhiều tầng
-Xy lanh tác động kép với giảm chấn khi phía sau không chỉnh được
-Động cơ khí nén quay một chiều
-Động cơ khí nén quay hai chiều
-Động cơ khí nén xy lanh thay đổi, dòng khí một chiều
-Động cơ khí nén xy lanh thay đổi, dòng khí hai chiều
-Bộ nhân áp suất
-Bộ chuyển đổi khí dầu
- Bộ giảm thanh
- Van một chiều:
- Van tiết lưu kết hợp với van một chiều
Chú ý: khi điều chỉnh tốc độ của xy lanh ta nên điều chỉnh lưu lượng ở ngõ ra.
2 Giao tiếp khí nén –điện.
a/Bộ chuyển đổi điện khí:
b/ Bộ chuyển đổi khí điện
Trang 4Công tắc loại áp
Công tắc loại chân không
Công tắc loại vi sai 2/ Ống Ventury
3/ Logic khí nén
Chức năng có s = a
Chức năng không s = ā
Chức năng cấm s = a.b
Chức năng và s = a.b
Chức năng và s = a.b
Chức năng hoặc s = a+b
Chú ý : Tránh dùng không khí bôi trơn cho các phần tử logic.
B / PHẦN THỰC HÀNH
Bài tập 1
Để cố định 1 thanh trên một ê tô khí nén cần 1 lực 2000N Áp suất của nguồn thay đổi từ 6-7 bar hãy tính diện tích piston của xy lanh và đường kính của nó
Trang 5Bài tập 2
Dịch chuyển ngang một tải cần một lực 800N, áp suất trên mạng được chỉnh ở 6 bar Hãy tính tiết diện cần thiết của xy lanh
Ta phải chọn loại xy lanh nào để làm việc khi đẩy, khi kéo
Bài tập 3 : Dùng van phân phối 3 cửa 2 vị trí điều khiển bằng nút
nhấn, điều khiển xy lanh tác động đơn phản hồi lo xo
Bước 1 : Chọn xy lanh và van mắc lên bàn thí nghiệm
Bước 2 : Nối dây khí từ van đến xy lanh
Bước 3 : Nối dây từ nguồn khí vào van
Bước 4 : Kiểm tra hành trình của xy lanh có vướng gì không
Bước 5 : Mở van khí ở nguồn và tác động vào nút nhấn ở van
Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí nghiệm.
Bài tập 4 : Dùng 2 van như trên điều khiển xy lanh tác động kép
Bước 1 : Chọn xy lanh và van mắc lên bàn thí nghiệm
Bước 2 : Nối dây khí từ van đến xy lanh
Bước 3 : Nối dây từ nguồn khí vào van
Bước 4 : Kiểm tra hành trình của xy lanh có vướng gì không ?
Bước 5 : Mở van khí ở nguồn và tác động vào nút nhấn ở van
Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí nghiệm
Bài tập 5 : Dùng 2 van như sau điều khiển động cơ khí nén hai chiều
kết hợp với bộ giảm thanh
Bước 1 : Chọn động cơ khí nén và van
Bước 2 : Nối dây khí từ van đến động cơ, và từ động cơ đến giảm thanh
Bước 3 : Nối dây từ nguồn khí vào van
Bước 4 : Mở van khí ở nguồn và tác động vào nút nhấn ở van
Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí nghiệm
Bài tập 6: Lắp mạch điều chỉnh tốc độ xy lanh
Trang 6- Điều chỉnh theo chiều thuận.
- Điều chỉnh theo chiều nghịch
- Điều chỉnh theo cả hai chiều với tốc độ đi ra khác với tốc độ
đi vào
Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí nghiệm
Bài tập 7: Lắp mạch điều chỉnh tốc độ động cơ.
Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí nghiệm
Bài tập 8: Khảo sát sự phụ thuộc của tốc độ động cơ vào áp
suất
Cách làm: - Cấp cho động cơ khí nén 5 áp suất khác nhau, ghi
nhận kết quả vẽ đồ thị và kết luận
- Khi cấp áp suất nhỏ hơn 10 psi động cơ có hoạt động không? Tại sao?
Bài tập 9:
- Giải thích sơ đồ mạch trên
- Nêu ứng dụng
- Lắp trên bàn thí nghiệm và cho chạy thử
Bài tập 10:
Cho giản đồ như trên
Trang 7- Giải thích sơ đồ mạch trên.
- Nêu ứng dụng
- Lắp mạch trên bàn thí nghiệm và cho chạy thử
Bài tập 11:
- Giải thích sơ đồ mạch trên
- Nêu ứng dụng
- Lắp mạch trên bàn thí nghiệm và cho chạy thử
Bài tập 12:
Trang 8- Giaỷi thớch sụ ủoà maùch treõn.
- Neõu ửựng duùng
- Laộp maùch treõn baứn thớ nghieọm vaứ cho chaùy thửỷ
Baứi taọp 13:
- Giaỷi thớch sụ ủoà maùch cuỷa maựy khoang sau
- Neõu ửựng duùng
- Laộp maùch treõn baứn thớ nghieọm vaứ cho chaùy thửỷ
Baứi taọp 14:
Sửỷ duùng boọ ủeỏm vaứ boọ timer vaứ boọ ủeỏm thieỏt keỏ maùch sau:
- Xy lanh taực ủoọng ủụn A ủi ra vaứo 5 laàn seừ dửứng laùi
- Xy lanh taực ủoọng keựp A ủi ra sau 5 giaõy tửù ủoọng ủi vaứo
Bài tập 15:
Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
Trang 92.0 1.0
2.0 1.0
a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy trình hoạt động trên
Bài tập 16:
Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
Trang 102.0 1.0
2.0 1.0
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy trình hoạt động trên
Bài tập 17:
Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy trình hoạt động trên
Bài tập 18:
Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
Trang 112.0 1.0
a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy trình hoạt động trên
Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy trình hoạt động trên
1.1
0.1
1.2 1.4
2.1
0.2