chương 1: cơ sở lý thuyết khí nén

TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ TỈNH BÌNH DƯƠNG
------O0O------

Hydraulics-Pneumatics power in industry

Lecturer:

NGUYỄN HỮU TRUNG

Email:


Mục đích của môn học



Hiểu chức năng, nguyên lý làm việc của các phần tử khí nén, điện -khí nén,
thủy lực, điện thủy lực.



Có kiến thức để thiết kế mạch điều khiển khí nén, điện khí nén, thủy lực, điện
thủy lực.



Đọc và phân tích được các hệ thống điều khiển bằng khí nén, thủy lực, điện
thủy lực trong thực tế.



Phát hiện lỗi cúa các phần tử và hệ thống, sữa chữa và bảo dưỡng hệ thống.


Tài liệu tham khảo



Tài liệu tham khảo chính:
[1] Nguyễn Ngọc Phương, Hệ thống điều khiển bằng khí nén, NXB Giáo dục, 1999.
[2] Nguyễn Ngọc Phương, Hệ thống điều khiển bằng thủy lực, NXB Giáo dục, 2000



Các tài liệu khác
[1] Andrew A. Parr, Hydraulics and Pneumatics, Elsevier Science & Technology
Books


Phương pháp đánh giá





Báo cáo (Report)

10%

Thi giữa kỳ (Midterm Exam)
Thi cuối kỳ (Final Exam)

20%
70%


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU

1.1. Tổng quan
1.1.1. Lịch sử
1.1.2. Ứng dụng
1.1.3. Ưu và nhựơc điểm
1.2. Cơ sở lý thuyết
1.2.1. Đơn vò sử dụng
1.2.2. Áp suất
1.2.3. Lực
1.2.4. Lưu lượng
1.2.5. Các đònh luật khí
1.3. Cấu trúc cơ bản của HT điều khiển tự động khí nén
1.4. Các phương pháp điều khiển tự động trong HT khí nén


TỔNG QUAN



Khí nén là một phần của lưu chất với không khí hoặc các
loại khí khác được nén lại.
Pneumatics: xuất phát từ tiếng Hy Lạp là Pneuma có nghóa là khí, gió hoặc
hơi thở.



Điều khiển khí nén được thiết kế với mục đích hướng dòng
chảy của khí nén theo các mạch để điều khiển cơ cấu
chấp hành.



Các dòng chảy dưới dạng năng lượng khí nén sẽ điều
khiển cơ cấu chấp hành thực hiện chuyển động tònh tiến
hay quay.


LỊCH SỬ



Cuối thế kỷ XVII, Torricelli, Mariotte và sau đó là Bernoulli đã tiến hành nghiên
cứu các lý thuyết và ứng dụng liên quan đến áp suất và lực đi ra từ các lỗ
trên các thùng chứa nước và các đường dẫn. Blaise Pascal đưa ra các đònh luật
nền tảng của khoa học thủy lực.



Cuối những năm 1930 và đặc biệt là trong khoảng thời gian chiến tranh TG thứ II,
các hệ thống điều khiển bằng lưu chất được sử dụng rộng rãi và phát triển
khá mạnh, được ứng dụng rộng rãi trong các máy móc sản xuất.



Vào năm 1951 các ứng dụng trong công nghiệp tăng rất nhanh, các hội nghò
được tổ chức như Detrit, Michigan với mục đích hình thành nên một tiêu chuẩn cho
các thiết bò khí nén và thủy lực.



Vào năm 1966, một hệ thống ký hiệu được đưa ra bởi Viện tiêu chuẩn Hoa Kỳ
(United States America Standards Institute). Khi chúng ta sử dụng các ký hiệu này,
người bảo trì dễ dàng thay thế và sửa chữa các thiết bò trong hệ thống, dễ
dàng phán đoán các lỗi hư hỏng của hệ thống bằng cách tham khảo các
catalogue của nhà sản xuất.


ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN

 Có thể sử dụng ở trong những môi trường khắc nghiệt,
lónh vực nguy hiểm.

 Sản xuất, lắp ráp các thiết bò điện tử & chế biến thực
phẩm vì điều kiện vệ sinh môi trường rất tốt và độ an
toàn cao.

 Các dây chuyền tự động: đóng gói, vận chuyển, cấp
phôi, gá đặt… sản xuất dược phẩm, hoá chất, nước giải
khát,….


ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN

Máy cắt giấy và hệ thống cấp dung dòch vào chai
bằng hệ thống khí nén





ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN










ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN


ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN BẰNG KHÍ NÉN

S1
S2
S3

S4
Xy lanh A
B1

Xy lanh B

Quy trình đẩy chi tiết với hai xy lanh


So sánh hệ thống khí nén, thủy lực và điện

Điện

Thủy lực

Khí nén

Thường sử dụng nguồn cung cấp bên

Động cơ điện hoặc động cơ diesel

Động cơ điện hoặc động cơ diesel

Giới hạn (pin)

Giới hạn (bộ tích áp)

Cao nhất

Tốt với rò rỉ ít

Giới hạn do thiết bị

Tốt có thể phân phối khắp nhà máy

Hệ thống phân phối

Động cơ Ac và DC. Điều khiển động

Trung bình

Khoảng thay đổi tốc độ lớn. Khó điều

Giá thành năng lượng

cơ Dc dễ. Động cơ AC rẻ

Tốc độ di chuyển chậm. Dễ điều

khiển chính xác tốc độ

Cơ cấu chấp hành quay

Khoảng hành trình ngắn sử dụng

khiển.

Cơ cấu chấp hành tuyến tính

solenoid hoặc thông qua chuyển đổi

Nguồn năng lượng

ngoài

Tích trữ năng lượng

cơ khí

Lực có thể điều khiển

Có thể điều khiển với động cơ DC và

Xylanh, lực trung bình

solenoid. Tuy nhiên cần giải nhiệt

Lức có thể thay đồi được

Nguy hiểm khi giật điện

Có thể dừng
Xylanh. Lực lớn
Lức có thể điều khiển

Nhược điểm chính
Rò rỉ gây nguy hiểm,
có thể gây cháy nổ

Tiếng ồn