Lời giải khí nén thủy lực (Bài tập tổng hợp khí nén)

Đề 1: Một hệ thống khí nén một xi lanh tác dụng đơn với những yêu cầu:
- Có thể điều chỉnh tốc độ piston đi ra. Tốc độ đi về được tăng cường;
- Dùng van đảo chiều điều khiển một phía; cấu trúc điều khiển tự duy trì với hai nút
điều khiển: START ( cho hành trình đi ra) và STOP ( cho hành trình rút về).
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí
nén
b. Điều khiển điện – khí nén
Giải:
a. Sơ đồ hệ thống điều khiển hoàn
toàn bằng khí nén:
- Điều chỉnh tốc độ piston đi ra
bằng tiết lưu 1V3
- Tăng cường tốc độ rút về bằng
van xả nhanh 1V4
- Lưu giữ khí nén điều khiển van
1V2 bằng van OR 1V1
b. Sơ đồ Điện –khí nén:
- Phần khí nén được giữ nguyên
theo yêu cầu công nghệ
- Phần điều khiển thực hiện bằng
mạch điện.
1
2
1 3
35%
1
2
3
1 1
2

2
1 3
2
1 3
START
STOP
1V1
1V2
1V3
1V4
1 A
Câu 2:
Thiết bị phân phối phôi liệu , sơ đồ công nghệ và biểu đồ hành trình bước cho trên hình vẽ:

Thời gian t phụ thuộc vào số lượng phôi được chuyển qua trong mỗi nhịp.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
Điều khiển bằng điện – khí nén, sử dụng công tắc hành trình điện cơ
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén:
- Thiết kế theo cấu trúc tầng: với 2 tầng điều khiển
2
1A
2A
1 2 3 4 5=1
1
1
0
0
t
1S2

2S1
2S2
S0
- Thiết kế theo hành trình – dùng công tắc hành trình một chiều
b.Hệ thống
điện khí nén
được thiết kế
theo cấu trúc
tầng điện.
3
Câu 3
Hệ thống có biểu đồ hành trình bước ( hình vẽ),
cho xi lanh tác dụng đơn, sử dụng van đảo chiều điều
khiển một phía, có thể điều chỉnh tốc độ khi piston đi ra;
piston rút về có van xả nhanh.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển điện – khí nén
Giải
a. Sơ đồ điều khiển hoàn toàn bằng khí nén:
4
b.điện –khí nén
5
41%
2
1 3
1 1
2
2
1 3

2
1 3
1S3
1S4
1V1
1V2
1S1 1S2
2
1 3
1S2
2
1 3
1S1
1
2
3
1 A
1V3
1V4
Câu 4:
Điều khiển ba xi lanh có biểu
đồ hành trình bước như hình vẽ.
Hành trình đi ra của các xi lanh
cần có điều chỉnh vận tốc mong
muốn.
Hãy vận dụng cấu trúc tầng thiết
kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển
hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển

bằng điện – khí nn , sử dụng công tắc hành trình điện - cơ. é

\
Giải:
a. Điều khiển
hoàn toàn
6
bằng khí nén theo cầu trúc tầng
b.Điều khiển bằng điện – khí nén , sử dụng công tắc hành trình điện - cơ. Thiết kế theo
cấu trúc tầng.
Câu 5:
Hệ thống có biểu đồ hành trình bước như hình vẽ, dùng xi
lanh tác dụng đơn, có thể điều chỉnh vận tốc cho hành trình đi ra và
tăng cường vận tốc rút về;
Người ta dùng van đảo chiều điều khiển một phía, cấu trúc
mạch điều khiển tự duy trì;
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển bằng điện – khí nén , sử dụng công tắc từ tiệm cận
7
b.điện –khí nén
8
41%
2
1 3
2
1 3
2
1 3
1S4

1S2
1V2
1S1
2
1 3
2
1 3
1S1
1 A
1V3
1V4
1 1
2
1 1
2
1
2
3
1S3
Câu 6:
Hệ thống rót liệu như hình vẽ.
Mô tả: Tại đầu chu trình, xilanh 2A ở vị trí đưa ra
để chặn các chai và được xác định bởi B4, xi lanh
1A lùi về vị trí trong để đóng van xả liệu – xác
định bằng B1.
Khi nhấn một nút khởi động S1– điểu kiện S1, B1
và B4 thỏa mãn xi lanh 1A đi ra để mở khóa rót
liệu – Khóa được mở là khi B2 tác động và tính
thời gian rót ( 2s). Kết thúc thời gian rót liệu 1A
lùi về đóng khóa, 2A lùi về cho chai có liệu đi qua.

B3 tác động 2A đi ra chặn chai tiếp theo- kết thúc
một chu trình làm việc.
Yêu cầu:
- Vẽ biểu đồ hành trình bước của chu trình.
- Thiết kế mạch điều khiển điện – khí nén ( các hành trình đi ra, đi về đề có thể khống
chế được vận tốc)
Giải
- Biểu đồ hành trình bước:
-Mạch điều khiển điện – khí nén
9
Câu 7: Thiết bị kẹp – khoan mô tả như hình vẽ.
- Xi lanh 1A vào kẹp chi tiết khi đủ điều kiện: nhấn S0 và
S1 tác động.
- Xi lanh 2A dẫn khoan đi xuống khoan khi cảm biến về
áp suất đặt tại 1A đạt tới giá trị cần thiết.
- Xi lanh 2A rút lên khi S4 tác động, theo đó 1A rút về khi
S3 tác động.
Yêu cầu:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước
b. Thiết kế sơ đồ điều khiển điện – khí nén
Giải
a. Hành trình bước
10
b. Sơ đồ khí nén
Câu 8:
11
Thiết bị nạp phôi cho máy cắt laser và mô tả hành trình bước như hình vẽ. Chi tiết cần gia
công được đặt vào giá kẹp phôi, các xilanh 2A, 1A phối hợp đưa vào vị trí gia công. Thời
gian t cần cho quá trình gia công. Kết thúc quá trình ra công, chi tiết được vận chuyển ra khỏi
vị trí gia công bởi một khâu khác.

Tùy chọn cấu trúc điều khiển.
a. Thiết kế hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.
b. Thiết kế hệ thống điều khiển điện- khí nén ( sử dụng công tắc từ tiệm cận).
Gải
a. Chọn cấu trúc tầng cho sơ đồ điều khiển bằng khí nén
12
b. Chọn cấu trúc tầng cho sơ đồ điều khiển điện - khí nén
13
Câu 9:
Hệ thống có biểu đồ hành trình bước ( hình vẽ), dùng
xi lanh tác dụng đơn. Dùng van đảo chiều điều khiển một
phía. Có thể điều chỉnh vận tốc cho hành trình đi ra, hành
trình đi về dùng van xả nhanh;
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
c. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
d. Điều khiển bằng điện – khí nén, sử dụng
cảm biến quang
Giải:
a. Sơ đồ điều khiển hoàn toàn bằng khí nén:
14
41%
2
1 3
2
1 3
2
1 3
1S4
1S2
1V2

1S1
2
1 3
2
1 3
1S1
1 A
1V3
1V4
1 1
2
1 1
2
1
2
3
1S3
b. Sơ đồ điều khiển bằng điện – khí nén

Câu 10:
Thiết bị uốn chi tiết như hình vẽ.
- S1-S6 là các công tắc hành trình, S0 là nút nhấn khởi động.
- Xy lanh 1A đi ra kẹp chi tiết khi đủ điều kiện S0&S1&S5
- Xy lanh 2A đi ra khi S2 tác động, đi về khi S4 tác động
- Xy lanh 3A đi ra khi S3 tác động, đi về cùng với 1A khi S6 tác động.
Yêu cầu:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước
b. Tự chọn cấu trúc điều khiển để thiết kế mạch điều khiển bằng điện- khí nén.

15
Giải:
a. Biểu đồ hành trình bước
b. Chọn cấu trúc điều khiển
tầng điện
16
Câu 11:
Một thiết bị khuấy nguyên liệu sử dụng Motor khí nén dạng xoay (góc quay 0-270
o
) được
mô tả bằng biểu đồ hành trình bước và sơ đồ hệ thống khí nén chưa hoàn thiện ( hình vẽ)
4 2
5
1
3
46%
46%
V 2
1 M
V 3
V 1
a. Hãy hoàn thiện sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Thiết kế sơ đồ điều khiển điện – khí nén, sử dụng cảm biến điện dung \
Giải
a. Hoàn thiện sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén (2 điểm)
S1
S2
63%
29%
4 2

5
1
3
1 1
2
2
1 3
S1
50%
2
1
12
3
2
1 3
2
1 3
S2
54%
2
1
12
3
17
b. Thiết kế sơ đồ điều khiển điện – khí nén, sử dụng cảm biến điện dung (2 điểm)
S1
S2
63%
29%
4 2

5
1
3
Y1 Y2
+24V
KT2
K
KT1
K
K
S1 S2
0V
KT2 5 KT1 5
Y1 Y2
K
1 2 3 4 6 8 9
3
8
9 2 1

Câu 12:
Băng tải vận chuyển sản phẩm ( hình vẽ bên)
- B1 đến B4 là các công tắc từ tiệm cận
- Xy lanh 1A nâng khi đủ điều kiện B1&B3&B5
- Xy lanh 2A đi ra khi: B2 tác động
- Xy lanh 2A đi về khi: B4 tác động và trễ sau 3s
- Xy lanh 1A đi về khi: B3 tác động
 !
"#$!%&'()*+
- Hành trình đi ra và đi về của xy lanh có thể điều

chỉnh được vận tốc.
Yêu cầu:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước
b. Thiết kế hệ thống điều khiển điện – khí nén.
-
Giải:
a. Biểu đồ hành trình bước
18
b. Sơ đồ điều khiển điện- khí nén
19
Câu 13:
Điều khiển hai cylinder có biểu đồ bước như hình vẽ
Hành trình đi ra của các xi lanh đều có điều chỉnh
tốc độ.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển điện – khí nén
Giải
b. Điều khiển điện – khí nén
20
Câu 14:
Một hệ thống khí nén được mô tả bởi biểu đồ hành trình bước cho trên hình vẽ dưới đây
Hệ điều kiện: Như cho trên biểu đồ ( Khi cấp 3hnguồn khí nén, trạng thái của piston tương
ứng mức 1 – đây cũng là trạng thái kết thúc một chu trình điều khiển). Số hành trình qua lại
của piston tuỳ thuộc vào khoảng thời gian đặt t.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống :
a. Điều khiển bằng khí nén
b. Điều khiển điện – khí nén
Hành trình đi ra và đi về cần có điều chỉnh tốc độ. Số hành trình qua lại của piston tuỳ thuộc
vào khoảng thời gian đặt t.

Giải:
a. Sơ đồ điều khiển bằng khí nén.
21
S1 S2 S3
1 A
22
S1 S2 S3
4 2
5
1
3
71%
65%
1 V4
1 V5
1 A
1 V6
1 1
2
2
1 3
S3
2
1 3
S2
S 0
4 2
1 3
50%
2

1
12
3
2
1 3
2
1 3
1 1
2
2
1 3
S1
TANG 1
TANG 2
b.Sơ đồ điều khiển điện – khí nén
- Phương án điều khiển theo tầng điện
- Phương án điều khiển theo nhịp
23
Câu 15: >40
Điều khiển một cylinder có biểu đồ hành trình bước cho
trên hình vẽ bên.Thời gian và áp suất đặt tuỳ ý.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển bằng điện – khí nén
Câu 16:
Thiết bị ép cỏ khô cho gia súc, sơ đồ công nghệ cho trên
hình vẽ bên.
Khi nguyên liệu đã được nạp đủ, khởi động xi lanh 1A
khi nhấn nút START & S3 , xi lanh 1A tác động S2 
điều khiển cho 2A xuống ép, đến ½ hành trình, tác động S4

 cho 1A về và 2A tiếp tục ép đến áp suất P cần thiết 
rút về và kết thúc chu trình.
Các hành trình đi ra của các piston có thể lựa chọn được
vận tốc.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước
b. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
c. Điều khiển điện – khí nén , sử dụng công tắc hành trình điện - cơ.
Giải:
a. Biểu đồ hành trình bước
b. Sơ đồ điều khiển hoàn toàn bằng khí nén:
-Phương án thiết kế theo tầng
24
1A
1
2
S0
3=1
S1
t
P
25
2
1 3
START
4 2
5
1
3
40%

S2
4 2
5
1
3
40%
1 A
2 A
S3 S4
4 2
1 3
TANG I
TANG II
2
1 3
S3
2
1 3
S2
4 2
1 3
2
12 1
3
2
1 3
S4
TANG III