THIẾT kế và CHẾ tạo máy đột 2 lỗ tự ĐỘNG

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự nỗ lực của nhiều ngành kĩ thuật trong công cuộc công nghiệp hóa
và hiện đại hóa đất nước, ngành tự động hóa đang tự khẳng định mình trong vai trò
nâng cao chất lượng và sản lượng sản xuất của nhiều ngành kinh tế.Tự động hóa đã
mang lại hiệu quả kinh tế to lớn và đang là đòi hỏi của rất nhiều ngành sản xuất khác
nhau.
Để đáp ứng nhu cầu này, đi đôi với công việc nghiên cứu, thiết kế là trang bị
đầy đủ những kiến thức sâu rộng về hệ thống điều khiển và trang thiết bị cơ khí cũng
như khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộ khoa
học kỹ thuật là không thể thiếu được.
Đề tài ”THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐỘT 2 LỖ TỰ ĐỘNG ” sử dụng
các phần tử xilanh khí nén,công tắc hành trình,van khí nén,… thực hiện tất cả các quá
trình cần thiết trong dây chuyền.Hệ thống làm việc bằng khí nén cho độ an toàn cao,
vệ sinh môi trường tốt, đơn giản, hiệu quả mà kinh tế...
Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi khó khăn, bỡ ngỡ nhưng được sự hướng
dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của thầy Bùi Trương Vỹ, cùng với tìm hiểu thực tế và những
kiến thức đã được trang bị nhóm đã tiếp cận được những vấn đề về hệ thống điều
khiển, cơ cấu chấp hành, và các hệ dẫn động khác. Với kiến thức và tài liệu còn hạn
chế nên không tránh khỏi những sai sót mong được các thầy và các bạn góp ý thêm.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Trương Vỹ đã giúp nhóm hoàn
thành đồ án môn học này.
Đà Nẵng, tháng 6năm 2016
Sinh viên thực hiện:
Dương Minh Mẫn
Huỳnh Ngọc Thảo

Trang 1


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1Giới thiệu về hệ thống sản xuất tự động.

Ngày nay, việc tự động hoá trong sản xuất là một nhu cầu cấp thiết nhằm nâng
cao năng xuất lao động. Hệ thống sản xuất tự động ngày càng được ứng dụng rộng rãi
trong các phân xưởng, nhà máy. Sự phát triển của kỹ thuật bán dẫn điện tử, cùng với
việc ra đời của các linh kiện điện tử, chúng đã được áp dụng trong hệ thống cơ khí và
từ đó các loại máy móc tự động ra đời.
Chiếc máy tự động đầu tiên được sử dụng trong công nghiệp do một thợ cơ khí
người Nga, ông Pôdunôp chế tạo vào năm 1765. Nhờ nó mà mức nước trong nồi hơi
được giữ cố định không phụ thuộc vào lượng tiêu hao hơi nước. Để đo mức nước
trong nồi, Pôdunôp dùng một cái phao. Khi mức nước thay đổi phao sẽ tác động lên
cửa van, thực hiện điều chỉnh nước trong nồi. Nguyên tắc điều chỉnh của cơ cấu này
được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác nhau, nó được gọi
là nguyên tắc điều chỉnh theo sai lệch hay nguyên tắc Pôdunôp - Giôn Oat. Đầu thế kỷ
19, nhiều công trình có mục đích hoàn thiện các cơ cấu điều chỉnh tự động của máy
hơi nước đã được thực hiện. Cuối thế kỷ 19 các cơ cấu điều chỉnh cho tuabin hơi nước
bắt đầu xuất hiện. Năm 1712 ông Narrtôp, một thợ cơ khí người Nga đã chế tạo được
máy tiện chép hình để tiện các chi tiết định hình. Việc chép hình theo mẫu đã được
thực hiện. Chuyển động dọc của bàn dao do bánh răng - thanh răng thực hiện. Cho
đến năm 1798 ông Henry Nandsley người Anh mới thay thế chuyển động này thành
chuyển động của vitme - đai ốc. Năm 1873 Spender đã chế tạo được máy tiện tự động
có ổ cấp phôi và trục phân phối mang các cam đĩa và cam thùng. Năm 1880 nhiều
hãng trên thế giới như Pittler Ludnig Lowe (Đức), RSK (Anh) đã chế tạo được máy
tiện rơvônve dùng phôi thép thanh. Năm 1887 Đ.G Xtôlepôp đã chế tạo được phần tử
cảm quang đầu tiên, một trong những phần tử hiện đại quan trọng nhất của kỹ thuật tự
động hoá. Cũng trong giai đoạn này, các cơ sở của lý thuyết điều khiển và điều chỉnh
hệ thống tự động bắt đầu được nghiên cứu, phát triển. Một trong những công trình đầu
tiên về lĩnh vực này thuộc về nhà toán học nổi tiếng P.M.Chebưsep. Có thể nói, ông tổ
của các phương pháp tính toán kỹ thuật của lý thuyết điều chỉnh hệ thống tự động là
I.A. Vưsnhegratxki, giáo sư toán học nổi tiếng của trường đại học công nghệ thực
Trang 2

nghiệm Xanh Pêtecbua. Năm 1876 và 1877 ông đã cho đăng các công trình “ Lý
thuyết cơ sở của các cơ cấu điều chỉnh” và “ Các cơ cấu điều chỉnh tác động trực
tiếp”.
Các phương pháp đánh giá ổn định và chất lượng của các quá trình quá độ do
ông đề xuất vẫn dùng cho tới tận bây giờ.
Không thể không kể tới đóng góp to lớn trong sự nghiệp phát triển lý thuyết điều
khiển hệ thống tự động của các nhà bác học A.Xtôđô người Sec, A.Gurvis người Mỹ,
A.K.Makxvell và Đ.Paux người Anh, A.M.Lapunôp người Nga và nhiều nhà bác học
khác.
Các thành tựu đạt được trong lĩnh vực tự động hoá đã cho phép trong những thập
kỷ đầu của thế kỷ 20 chế tạo các loại máy tự động nhiều trục chính, máy tổ hợp và các
đường dây tự động liên kết cứng và mềm dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối.
Cũng trong thời gian này, sự phát triển mạnh mẽ của điều khiển học, một môn khoa
học về các quy luật chung của các quá trình điều khiển và truyền tin trong các hệ
thống có tổ chức đã góp phần đẩy mạnh sự phát triển và ứng dụng của tự động hoá các
quá trình sản xuất vào công nghiệp.
Trong những năm gần đây, các nước có nền công nghiệp phát triển tiến hành
rộng rãi tự động hoá trong sản xuất loạt nhỏ. Điều này phản ánh xu thế chung của nền
kinh tế thế giới chuyển từ sản xuất loạt lớn và hàng khối sang sản xuất loạt nhỏ và
hàng khối thay đổi. Nhờ các thành tựu to lớn của công nghệ thông tin và các ngành
khoa học khác, ngành công nghiệp gia công cơ của thế giới trong những năm cuối của
thế kỷ 20 đã có sự thay đổi sâu sắc. Sự xuất hiện hàng loạt các công nghệ mũi nhọn
như kỹ thuật linh hoạt (Agile engineering), hệ thống điều hành sản xuất qua màn hình
(Visual Manufacturing), kỹ thuật tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping) và công nghệ
Nanô đã cho phép thực hiện tự động hoá toàn phần không chỉ trong sản xuất hàng
khối mà cả trong sản xuất loạt nhỏ và đơn chiếc. Chính sự thay đổi nhanh của sản xuất
đã liên kết chặt chẽ công nghệ thông tin với công nghệ chế tạo máy, làm xuất hiện
hàng loạt các thiết bị và hệ thống tự động hoá hoàn toàn mới như các loại máy điều

Trang 3


khiển số, các trung tâm gia công,các hệ thống điều khiển bằng lôgic PLC, các hệ
thống sản xuất linh hoạt FMS…
1.2Nhu cầu và xu thế phát triển.
Tự động hoá là một quá trình cho phép giảm giá thành sản phẩm, giảm sức lao
động của con người, nâng cao năng xuất lao động. Trong mọi thời đại, một sản phẩm
làm ra vấn đề giá thành sản phẩm là một trong những vấn đề rất được quan tâm bởi lẽ
nếu cùng một loại sản phẩm của hai nhà sản xuất đưa ra nếu giá thành sản phẩm nào
rẻ hơn nhưng với chất lượng như nhau thì dĩ nhiên người ta sẽ lựa chọn sản phẩm rẻ
hơn. Chính vì lẽ đó mà con người luôn tìm tòi mọi phương pháp để giảm giá thành sản
phẩm và đó là cơ sở cho nghành tự động hoá ra đời. Một trong những động lực cho sự
phát triển của tự động hoá đó là giảm sức lao động của con người, nâng cao chất
lượng sản phẩm và năng xuất lao động. Người ta từ lâu đã nhận ra rằng lao động của
con người không thể sánh bằng máy móc kể cả về năng suất và chất lượng đặc biệt là
các loại máy móc tự động.Vì vậy việc ra đời của ngành tự động hoá không những
giảm bớt lao động của con người mà còn nâng cao được năng suất và chất lượng sản
phẩm.
Quá trình tự động hoá đã làm cho việc quản lí trở nên rất đơn giản, bởi vì nó
không những thay đổi điều kiện làm việc của công nhân mà còn có thể giảm số lượng
công nhân đến mức tối đa. Ngoài ra tự động hoá còn cải thiện được điều kiện làm việc
của công nhân, tránh cho công nhân những công việc nhàm chán, lặp đi lặp lại, có thể
thay cho con người lao động ở những nơi có điều kiện làm việc nguy hiểm, độc hại…
Tự động hoá có thể áp dụng cho nhiều loại hình sản xuất hàng loạt và đơn chiếc
với một trình độ chuyên môn hoá cao cũng chính vì thế mà năng suất cũng như chất
lượng sản phẩm rất cao. Ngày nay để đánh giá mức độ của một nền sản xuất, người ta
đánh giá vào mức độ tự động hoá của nền sản xuất đó.
Với tầm quan trọng như thế, ngành tự động hoá rất được các quốc gia trên thế
giới quan tâm bởi đó không những là bộ mặt của nền sản xuất mà trong thời buổi kinh

tế thị trường việc cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường là rất khó khăn, nó đòi hỏi
không những về chất lượng sản phẩm mà còn cả về giá thành.
Trang 4


Trong thời gian gần đây, tự động hoá được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực của đời sống từ kinh tế đến chính trị - xã hội, như: Trong công nghiệp, y tế, ngân
hàng, thư viện…
1.3Giới thiệu về mô hình khoan lỗ tự động đạt kích thước.
1.3.1 Giới thiệu.
Ngày nay, khi đất nước đang trong giai đoạn tiến tới công nghiệp hóa, hiện đại
hóa đất nước thì ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng
trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn để phát triển đất nước. Bởi vì nó là ngành
cơ bản để phát triển các ngành khác. Vì vậy đi sâu vào tập trung nghiên cứu nó là hết
sức quan trọng.
Như chúng ta đã biết máy khoan được sử dụng rất phổ biến trong các nhà máy
cơ khí. Bên cạnh các máy móc cơ khí khác như máy tiện, máy phay, máy bào giường,
máy doa, may xọc…dần dần chúng đang được tự động hóa theo một dây truyền ngày
càng hiện đại. Máy khoan cũng không ngoại lệ nó cũng đang được tư động hóa theo
dây chuyền nhất định nhằm nâng cao năng suất và giảm sự nặng nhọc cho người công
nhân. Đồ án này giới thiệu về thiết kế và mô hình hóa qui trình khoan lỗ của máy
khoan đứng điều khiển bằng điện khí nén một cách tự đông. Để biết được hoạt động
của máy khoan cần như thế nào chúng ta bước sang phần tìm hiểu mô hình của hệ
thống và nguyên lý hoạt động của máy ở phần sau.

1.3.2 Mô hình chung của hệ thống.
Xylanh A : Đẩy phôi ra từ thùng cấp phôi và kẹp chặt.
Xylanh B : Mang đầu đột đi xuống và lùi về
Xylanh C : Đẩy đầu đột để đột lỗ chi tiết 1 và 2.
Trang 5

XylanhD : Đẩy phôi ra.

Xi lanh B
Xi lanh C

Xi lanh A

Xi lanh D

Hình 1.1 : Mô hình chung của hệ thống.
CHƯƠNG 2 . PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH
2.2 Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống.
2.2.1 Các chuyển động chính.

Chuyển động tịnh tiến của piston nhằm đẩy, kẹp chặt chi tiết vàmang đầu đột.
2.2.2 Các yêu cầu khi thiết kế.
Nhìn chung, khi xây dựng phương án bố trí cho các hệ thống tự động cần phải
đảm bảo các điều kiện như sau:
•
•
•

Hệ thống đơn giản, dễ điều khiển và đáng tin cậy.
Công nhân làm việc được thoải mái, không phải chịu áp lực lao động.
Ngoài ra phải đảm bảo được tính an toàn và tính kinh tế.

Trang 6

2.3Phân tích lựa chọn phương án thiết kế.
2.3.1 Giới thiệu.
2.3.1.1 Truyền động bằng thủy lực ( xi lanh ).
•

Ưu điểm:
Truyền được công suất cao và tải trọng lớn và hoạt động với độ tin cậy cao.
Điều chỉnh đươc vô cấp vận tốc của cơ cấu chấp hành.
Vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn bố trí không lệ thuộc vào nhau Bơm và

động cơ thủy lực có quán tính nhỏ, dầu có tính chịu nén nên có thể làm viêc ở vận tốc
cao mà không sợ bị va đập mạnh như hệ truyền động cơ khí hay truyền động điện.
Dễ dàng phòng quá tải nhờ van an toàn.
Có thể theo dõi tình trạng làm việc của hệ thống, kể cả hệ phức tạp nhiều mạch
nhờ áp kế.
•

Nhược Điểm:
Tổn thất trong đường ống và các phần tử thủy lực nên làm giảm hiệu suất làm

việc.
Đầu có tính đàn hồi nên khó ổn định vận tốc khi tải thay đổi.
2.3.1.2 Truyền động bằng khí nén ( xi lanh ).
•

Ưu điểm:
Có khả năng truyền động với công suất lớn và áp suất cao.
Cơ cấu đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao, đòi hỏi bảo dưỡng chăm sóc
ít.

Có khả năng điều chỉnh vận tốc làm việc tinh cấp hoặc vô cấp.
Kết cấu gọn nhẹ, vị trí các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc với nhau.
Giảm kích thước, khối lượng cả hệ thống bằng cách nâng cao áp suất làm
việc.
Trang 7


Nhờ quán tính nhỏ của máy bơm và động cơ, khả năng chịu nén cao của
dầu mà hệ thống có thể làm việc với tốc độ cao mà không cần tính toán tới
yếu tố va đập như hệ thống điện và cơ khí.
Khâu ra của hệ thống dễ dàng biến đổi từ chuyển động quay - tịnh tiến, tịnh
tiến - quay.
Phòng ngừa quá tải nhờ van an toàn.
Dễ theo dõi quan sát mạch thủy lực với sự hỗ trợ của áp kế.
Các phần tử được tiêu chuẩn hóa tạo điều kiện thiết kế chế tạo.
•

Nhược Điểm:
Hiệu suất không cao do mất mát đường ống, sự rò rỉ của các phần tử.
Khi phụ tải thay đổi khó giữ tốc độ làm việc ổn định do tính nén của chất
lỏng và độ đàn hổi của đường ống.
Khi mới khởi động, nhiệt độ hệ thống thay đổi dẫn tới thay đổi độ nhớt chất
lỏng và kéo theo thay đổi vận tốc làm việc.

2.3.1.3 Truyền động bằng cơ khí .
2.3.2Chọn cơ cấu mang đầu đột.
•
•
•

Phương án 1: Dùng xi lanh thủy lực.
Phương án 2: Dùng xi lanh khí nén.
Phương án 3: Dùng kết cấu cơ khí.
Ta chọn phương án 2 vì nó rẽ, không gây ô nhiễm môi trường và khí nén dược

lấy từ không khí nên được xem la nguồn nguyên liệu vô tận.
2.3.3 Chọn cơ cấu đẩy và kẹp phôi.
Ta chọn phương án 2 vì nó có những ưu điểm như dã kể trên, ngoài ra không
khí ở xung quanh ta được xem như vô tận nên nó rẻ và một điểm không thể bỏ qua
nữa là nó hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trường.

Trang 8


CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
3.1 Biểu đồ trạng thái và giải thích nguyên lý hoạt động.
3.1.1 Biểu đồ trạng thái.

Châu

3.1.2 Giải thích nguyên lý hoạt động.
Phôi được xếp sẵn trong thùng chứa phôi, khi nhấn nút hoạt động ( Start) thì
xilanh A tiến hành đẩy phôi vào vị trí đột và kẹp chặt. khi xi lanh A đã kẹp chặt chi
tiết chạm vào công tắc hành trình a 1 tác động cho xi lanh B mang đầu đột đi xuống
khoan lỗ thứ nhất, sau khi đạt chiều sâu, đầu đột chạm công tắc hành trình b 1 thì trở
về vị trí ban đầu. Sau khi xi lanh B chạm vào công tắc hành trình b 0 thì xi lanh C đẩy
đàu đột tới vị trí lỗ thứ 2 và khi chạm vào công tắc hành trình c 1 thì xi lanh B mang
đầu đột tiến hành đi xuống đột lỗ thứ hai, sau khi đạt chiều sâu, đầu đột chạm vào
công tắc hành trình b1 thì trở về vị trí ban đầu. Sau khi xi lanh B chạm vào công tắc
hành trình b0 thì xi lanh A lùi về để nhả phôi và chạm vào công tắc hành trình a 0 thì

Trang 9


xilanh D sẽ duỗi ra đẩy chi tiết ra ngoài, khi D chạm vào công tắc hành trình d 1 thì sẽ
tự động lùi về cho đến khi chạm vào công tác hành trình c 0 thì xi lanh C sẽ trở về vị trí
ban đầu. Kết thúc một chu trình và nó sẽ tự động lặp lại chu trình cho tới khi ta nhấn
nút Stop.
3.1.3 Phân tích trình tự làm việc của hệ thống.
Cơ cấu chấp hành gồm có 4 xi lanh làm việc theo trình tự nhất định gồm 10
bước được ký hiệu và có chức năng như sau:
3.1.3.1 Ký hiệu và chức năng.
Xy lanh A: Đẩy phôi từ thùng cấp phôi vào vị trí khoan và kẹp chặt.
Xy lanh B: Dẫn hướng cho đầu đột.
Xy lanh C: Đẩy đầu đột tới vị trí lỗ 1 và 2.
Xy lanhD: Đẩy phôi đã gia công xong xuống thùng chứa phôi.
3.1.3.2 Bước thực hiện.
Bước 1: Xy lanh Ađẩy phôi từ thùng cấp phôi vào vị trí đột và kẹp chặt.
Bước 2: Xy lanh B mang đầu đột đi xuống đột lỗ thứ 1.
Bước 3: Xy lanh B mang đầu đột lùi về vị trí ban đầu.
Bước 4: Xy lanh C đẩy đầu đột tới vị trí lỗ 2.
Bước 5: Xy lanh B mang đầu đột đi xuống đột lỗ thứ 2.
Bước 6: Xi lanh B mang đầu đột lùi về vị trí ban đầu.
Bước 7: Xy lanh A lùi về vị trí ban đầu.
Bước 8: Xy lanh D đẩy chi tiết đã gia công xong xuống thùng chứa phôi.
Bước 9: Xilanh D lùi về vị trí ban đầu.
Bước 10: Xilanh C lùi về vị trí ban đầu.
3.1.3.3 Đặc tính của trình tự làm việc.
Quá trình gia công mỗi chi tiết gồm 10 bước theo một trình tự nhất định.
Trang 10

Bước tiếp theo làm việc khi bước trước nó đã hoàn thành.
Mổi bước được hoàn thành tương ứng với hành trình di chuyển của piston
thông qua công tắc hành trình.
Bước tiếp theo sẽ làm việc khi nhận được tín hiệu kết thúc của bước liền trước
đó thông qua van đảo chiều 5/2 hoặc 5/3.
Để đáp ứng yêu cầu làm việc của mổi bước, cần có thêm các phần tử phụ sẽ nói
ở các phần sau.
3.2 Lựa chọn các phần tử điều khiển.
3.2.1 Công tắc hành trình.
Công tắc hành trình có rất nhiều loại và kích thước khác nhau, loại nhỏ được sử
dụng trong các thiết bị nhỏ và dụng cụ đo, loại lớn được sử dụng trong công nghiệp
nặng.
Trong nhiều ứng dụng tự động thì công tắc hành trình là khâu yếu nhất trong hệ
thống, gần 90% các lỗi gây ra do công tắc hành trình hay cảm biến.
Công tắc hành trình chịu sự tác động trực tiếp của lực làm cho sai số và là cơ
cấu tác động cơ nên hạn chế số lần tác dụng.

Trang 11


Công tắc hành trình gồm các tiếp điểm bằng điện tác động bằng cơ khí, các tiếp

điểm này mở hay
đóng khi xi lanh đạt tới vị trí giới hạn và tác động lên công tắc.
Hình 1.4 Công tắc hành trình
Có một số dạng thường sử dụng như sau:
Dạng chốt/ bản lề ngắn/ bản lề/ bản lề dài.

Trang 12

- Dạng bản lề giả con lăn/dạng
ngắn/dạng dài.

Công tắc hành trình điện cơ.

Trang 13


Tiếp điểm của cảm biến chia ra làm 2 loại: thường đóng (Normal Closed – NC)
và thường mở (Normal Open – NO). Công tắc hành trình thường có cả 2 loại tiếp
điểm NO và NC nhưng với một cực chung. Khi có tín hiệu tác động thì sẽ chuyển đổi
trạng thái của 2 tiếp điểm này: tiếp điểm thường hở đóng lại và tiếp điểm thường đóng
hở ra.

Công tắc hành trình nam châm.

Hai lò xo lá còn gọi là lưỡi gà được gắn trong một ống nhỏ. Với 2 đầu của 2 lá
này xếp chồng lên nhau và gần chạm.
Khi từ trường đi qua ống, lưỡi gà có hai cực đối nghịch nhau tiếp xúc lại với
nhau, công tắc lưỡi gà tác động không cần tiếp xúc vật lý.
Công tắc lưỡi gà được điền đầy khí vào trong ống chứa để hạn chế mài mòn và
bụi. Các lưỡi gà chồng lên nhau thường là dạng phẳng để giảm điện trở tiếp xúc. Vì
vậy công tắc lưỡi gà có thời gian hoạt động dài khoảng 100 triệu lần làm việc.

Trang 14


Trong hệ thống khí nén, các công tắc lưỡi gà thường được gắn trên vỏ xy lanh

có từ để làm công tắc hành trình cho việc điều khiển hệ thống khí nén. Khi pittông
di chuyển ngang qua công tắc lưỡi gà thì sẽ đóng tiếp điểm lại và cho dòng điện đi
qua.

Kết luận.
Ta chọn công tắc hành trình dạng con lăn và bản lề vì nó có kết cấu nhỏ gọn, đơn
giản, dễ bố trí, cũng như giá thành rẽ.
3.2.2 Rơle điều khiển.

Trang 15


Nguyên lý hoạt động của rơle điều khiển như sau: Khi dòng điện vào cuộn dây cảm
ứng, xuất hiện lực từ trường sẽ hút lõi sắt, trên đó có lắp các tiếp điểm.
Có hai loại: tiếp điểm thường hở và tiếp điểm thường đóng. Khi rơle có điện, các tiếp
điểm thường hở đóng lại, các tiếp điểm thường đóng hở ra. Khi rơle mất điện, trạng
thái của các tiếp điểm này trở về như ban đầu

Ro le thời gian đóng chậm

Nguyên lý hoạt động của rơle thời gian đóng chậm tương tự như rơle tác động
muộn của phần tử khí nén, diod tương đương như van một chiều, tụ điện như bình
trích chứa, biến trở R1 như van tiết lưu. Đồng thời tụ điện có nhiệm vụ giảm điện áp
quá tải trong quá trình ngắt.
3.2.3 Các phần tử chuyển đổi tín hiệu.
•

Van điên từ.
Trang 16

Van điện từ ( van solenoid ): khi cuộn dây soleloid có điện thì sẽ tác dộng cho
van đảo vị trí làm việc.
Giải thích: khi có dòng điện chạy qua cuộn dây kim loai thì sẽ sinh ra từ trường
trong cuộn dây đó. Độ mạnh của từ trường tỉ lệ với cường độ dòng diện. Từ trường

hút sắt, niken va coban. Từ trường càng mạnh thì lực hút càng mạnh.
Cuộn dây kim loại chính là một nam châm điện, khi cuộn dây kim loại có điện,
nó sẽ hoạt động giống như một nam châm, có khả năng hút sắt , niken va coban.

Các phần tử chuyển đổi tín hiệu.
Các phần tử điều khiển trong hệ thống điều khiển điện – khí nén là các van đảo
chiều điều khiển bằng nam châm điện hay còn gọi là van điện từ (van solenoid).
Các loại van này kết hợp với khí nén có thể điều khiển trực tiếp ở hai đầu nòng van
hoặc là gián tiếp qua van phụ trợ.

Van điều khiển trực tiếp bằng nam châm

Trang 17


Normally Closed (NC)

Normally Open (NO)

Van điện từ 2/2.

Khi cuộn dây solenoid có điện,
trạng thái của van như sau:
Cuộn dây solenoid có điện, lực từ

sinh ra tác dụng vào ống sắt từ
(3), kéo ống sắt từ lên, lúc này
dòng khí theo khe hở nhỏ đi
xuống đẩy nòng van (4) trượt
xuống, làm cho cửa số 3 bị chặn
lại bởi vòng đệm (5), lúc này loxo
(6) bị ép nên cửa số 1 sẽ thông
khí với cửa số 2 như hình vẽ
minh họa.
Cửa số 1 thông với cửa số 2.
Cửa số 3 bị chặn.

Trang 18


Van điện từ 3/2, 1 trạng thái.

Ứng dụng:
Van điện từ 3/2, 1 trạng thái chỉ có một cổng ra nên được ứng dụng để điều
khiển xy lanh tác đụng đơn.

Trang 19


Khi tác động vào nút ấn, cuộn dây có điện, van đảo vị trí làm việc, lúc này cửa
số 1 thông với cửa số 2, dẫn khí đi vào buồng xi lanh đẩy xi lanh duỗi ra.

Van điện từ 5/2, 1 trạng thái.
1 Hai chấu kết nối với nguồn điện.
Trang 20

2 Hộp nam chậm điện có chứa cuộn dây solenoid.
3 Ống sắt từ.
4 Nòng van.
5 Lò xo.
Cửa số 1: Nối với nguồn khí.
Cửa số 2,4 : Cửa nối làm việc.
Cửa số 3,5: Cửa xả khí.
Khi cuộn dây solenoid có điện, trạng thái của van như sau:
Cuộn dây solenoid có điện, lực từ sinh ra tác động vào ống sắt (3), kéo ống sắt
từ qua bên trái , lúc này dòng khí theo khe hở nhỏ di qua đẩy nòng van (4) trượt qua
bên phải ép lo xo (5) lại. Vị trí nognf van lúc này làm cho cửa số 1 thông khí với cửa
số 4, dẫn khí lên, cửa số 2 thông với cửa số 3, còn cửa số 5 bị chặn.
Ứng dụng: Van điện từ 5/2, 1 trạng thái được dùng để điều khiển xy lanh tác

dụng kép.
Khi tác động vào nút ấn, cuộn dây có điện, van đảo vị trí làm việc, lúc này của
số 1 thông với cửa số 4, dẫn khí đi vào buồng xi lanh đẩy xy lanh duỗi ra.
Van điện từ 5/2, 2 trạng thái.
Trang 21


1 hai chấu kẹp.
2 Hộp nam châm có chứa cuộn dây solenoid.
3 Ống sắt từ.
4 Nòng van.
Cửa số 1: nối với nguồn khí.
Cửa số 2,4 : cửa nối làm viêc.
Cửa số 3,5 : Cửa xả khí.

Khi cuộn dây solenoid có điện trạng thái của van như sau:
Cuộn dây solenoid 14 có điện, lực từ sinh ra tác dụng vào ống sắt từ (3) bên
trái, kéo ống sắt từ qua bên trái, lúc này dòng khí theo khe hở nhỏ di qua đẩy nòng van
(4) trượt qua been phải. Vị trí của nòng van lúc này làm cho cửa số 1 thông khí với

cửa số 4, dẫn khí nén len, cửa số 2 thông với cửa số 3, còn cửa số 5 bị chặn.
Ứng dụng:
Trang 22


Khi tác động vào nút nhấn, cuộn dây có điện, van đảo chiều vị trí làm việc, lúc
này buồng cửa số 1 thông với cửa số 4, dẫn khí vào buồng xi lanh đẩy, xy lanh duỗi
ra.
3.2.3.1 Nguyên tắc chọn van đảo chiều.
Van đảo chiều được chọn dựa vào chu trình làm việc của van, đường kính
của dây nối khí và hiệu điện thế tác dụng.
3.2.3.2 Van đảo chiều cho xi lanh A( xi lanh dẩy phôi và kẹp chặt).
Chu trình hoạt động của van tác động lên xi lanh làm cho xi lanh dịch chuyển
ra, khi đạt giá trị giới hạn thì nó sẽ giữ nguyên vị trí để kẹp chặt chi tiết cho tới khi
khoan xong nên ta chọn van điện từ 5/2 ,2 trạng thái.
3.2.3.3 Van đảo chiều cho xi lanh B ( xi lanh mang bầu khoan ).
Chu trình hoạt động của van tác động lên xi lanh làm cho xi lanh dịch chuyển ra, khi
đạt giá trị giới hạn thì nó sẽ trở về vị trí ban đầu,ta chọn van điện từ 5/2, 2 trạng thái.
3.2.3.4 Van đảo chiều cho xi lanh C ( xi lanh đẩy bàn máy ).
Chu trình hoạt động của van tác động lên xi lanh làm cho xi lanh dịch chuyển
ra và dừng lại tại vị trí bất kì( tại 2 vi trí ma ta định kích thước sẵn) nên ta chọn van
điện từ 5/3, 2 trạng thái.
3.2.3.5 Van đảo chiều cho xi lanh D( Xi lanh đẩy chi tiết sau khi gia công xong).
Chu trình hoạt động của van tác động lên xi lanh làm cho xi lanh dịch chuyển
ra, khi đạt giá trị giới hạn thì nó sẽ trở về vị trí ban đầu, ta chọn van điện từ 5/2, 1

trạng thái.
3.2.1 Xi lanh.
Ta chọn xi lanh theo tiêu chuẩn và kích thước tính toán , tác động 1 chiều hay 2
chiều ( sẽ được nói rõ hơn trong phần tính toán).
•

Xylanh tác động đơn
(tác dụng một chiều).
Trang 23


Xylanh tác động đơn tạo ra lực khí nén ở một hướng, thường là hướng duổi ra
của cần pittông, chiều ngược lại do lực lò xo tác động, hoặc do tải trọng. Do đó áp lực
của không khí nén theo chiều ngược lại bị giảm đi do lực đôi nghịch của lò xo hoặc
của tải trọng.
Ký hiệu:

Khi có dòng khí nén đi vào cửa 1 tác động vào thân piston làm cần piston duỗi
ra.
Khi dòng khí nén thôi tác dụng, lực lò xo sẽ đẩy cần pittong lùi về. Ngoài ra
người ta còn dùng cơ cấu tác động đơn đặc biệt dùng cho những hành trình ngắn như
cơ cấu dẫn động màng, cơ cấu loại túi không khí.
Xy lanh tác động kép

•

(tác dụng hai chiều).
Cả hai hành trình tiến lùi của pittong đều dùng

Ký hiệu

lực tác động khí nén. Lực đẩy ở hành trình thụt lùi nhỏ
hơn ở hành trình duổi ra, do diện tích tác độngở hành
trình lùi nhỏ hơn ( diện tích hình vành khăn ).
Khi có dòng khí nén vào cổng, áp suất khí sẽ tác động lên diện tích A 1 làm cần
pittong duổi ra. Đồng thời dòng khí khí nén ở buồng đối diện sẽ được xả ra cổng 2.
Chiều ngược lại sẽ được thực hiện khi có dòng khí nén đi vào cổng 2 tác động lên
diện tích hình vành khăn A2 cần piston lùi về.

Trang 24


Cơ cấu tác động kép

•

không có giảm chấn:
Ký hiệu:

Cơ cấu tác động kép

•

có

giảm

chấn

( không điều chỉnh

được).
Ký hiệu:

Cơ cấu tác động kép

•

có giảm chấn (điều
chỉnh được).
Ký hiệu:

Trang 25