Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực Khí Nén

SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

LỜI MỞ ĐẦU
Hệ thống truyền động thủy lực khí nén là một lĩnh vực lớn và được ứng dụng rất
rộng rãi trong đời sống sản xuất. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ thông
tin và các lĩnh vực điện tử, vi điều khiểu và việc ứng dụng của thủy lực và khí nén
ngày càng sâu rộng hơn. Điển hình là các hệ thống dây chuyền sản xuất, các máy công
cụ, máy CNC, Robot công nghiệp …
Với sự phát triển và ứng dụng rộng rãi như vậy thì sinh viên cần nắm được cơ hội
cũng như nắm vững được các nguyên tắc hoạt động, các cơ cấu, ứng dụng của nó. Và
để làm được điều này thì học phần Thực Hành hệ thống truyền động thủy lực khí nén
là vô cùng cần thiết để giúp sinh viên có được cái nhìn trực quan cũng như nắm rõ hơn
các nguyên tắc và rèn luyện kĩ năng thực hành.
Trong quá trình thực hành truyền động thủy lực khí nén thì phần mềm Automation
Studio là một phần mềm ứng dụng tuyệt vời cho việc thiết kế hệ thống thủy lực khí
nén. Vì vậy, sau khi kết thúc học phần Thực Hành hệ thống truyền động thủy lực khí
nén, mỗi sinh viên phải hiểu và ứng dụng được phần mềm này.
Báo cáo gồm 2 phần.
 Phần I: Giới thiệu tổng quan phần mềm mô phỏng hệ truyền động thủy lực và
khí nén; trình bày các bước để thiết lập mô phỏng một mạch khí nén.
 Phần II: Tổng quan các phần tử tại phòng thí nghiệm truyền động và điều khiển
khí thủy khí; Phương pháp thiết kế, lắp ráp một mạch điều khiển (cho ví dụ cụ
thể).
Sinh viên chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy
Nguyễn Văn Tuấn trong suốt quá trình hoàn thành học tập thực hành truyền động thủy
lực, khí nén. Xin chân thành cảm ơn Thầy !

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

1


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG
THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN; TRÌNH BÀY CÁC BƯỚC ĐỂ THIẾT LẬP MÔ
PHỎNG MỘT MẠCH KHÍ NÉN:
1. Tổng quan về phần mềm mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực và khí nén:
1.1.

Giới thiệu về phần mềm Automation Studio :

Automation Studio là một phần mềm chuyên nghiệp dùng để thiết kế mạch, tình
toán và mô phỏng trong hệ thống truyền động điện – thủy lực – khí nén do hãng
FAMICTechnologies Inc (Canada) phát triển (). Nó
là một công cụ mới cho ngành công nghiệp Tự Động Hóa và năng lượng chất
lỏng. Với Automation Studio việc thiết kế các dự án thủy khí trở nên đơn giản và
nhanh chóng hơn nhiều nhờ có simulation đa chức năng và hiệu quả đồng thời mang
tính trực quan và dễ sử dụng . Nó đáp ứng được nhu cầu của các kỹ sư, kỹ thuật viên,
giảng viên, sinh viên trong việc nghiên cứu, thiết kế.
Automation Studio thích hợp trong công tác học tập, nghiên cứu, … Để làm quen
với Automation Studio thì chúng ta phải nắm vững về nguyên lý kết cấu và điều
khiển của hệ thủy lực – khí nén, trên cơ sở đó sẽ xây dựng một sơ đồ hoàn chỉnh.
Ngoài ra kết hợp các đường đặc tính và mô hình mô phỏng động xuất ra từ phần
mềm khi điều khiển, chúng ta có thể đánh giá được quá trình làm việc của từng máy.
Trên cơ sở đó vận dụng vào quá trình làm việc của nó tong thực tế.
Ở trong môi trường của Automation Studio thì tất cả các công cụ thiết kế đều rất

khả thi. Bản thân chương trình bao gồm 3 phần hỗ trợ chính, đó là:
● Bộ soạn thảo biểu đồ ( Daigram Editor )
● Tham khảo đề tài ( Project Explorer )
● Thư viện tìm kiếm ( Library Explorer )
Bộ soạn thảo biểu đồ cung cấp cho người dùng sử dụng cách tạo, mô phỏng biểu đồ
và làm báo cáo . Trong khi đó tham khảo đề tài lại giải quyết việc quản lý file và phân
loại tất cả các tài liệu được liên kết với đề tài mô phỏng.
Thư viện tìm kiếm cung cấp những thư viện dạng ký hiệu, cần thiết cho việc tạo
biểu đồ để làm nên một đề tài của bạn.
Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

2


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Cuối cùng, phần mềm này cho phép bạn tìm được hồ sơ (Document) trong đề tài
(Project) của bạn. Bạn có thể in và xuất biểu đồ một cách dễ dàng.
1.2.

Hướng dẫn cài đặt:

Sau khi download về, bạn giải nén các file đó ra rồi tiến hành cài đặt bình thường.
Khi cài đặt xong chú ý không được mở ngay, hãy vào thư mục tìm đến file crack, copy
toàn bộ file trong thư mục đó đến thư mục cài đặt C:\Program Files… rồi mở lên và sử
dụng. Để lấy thư viện của nó, các bạn tìm vào phần Library rồi tìm đường dẫn để lấy
thư viện của chương trình trong thư mục cài đặt …
1.3.

Tiến hành sử dụng phần mềm mô phỏng

Bước 1: Để tiến hành vẽ mạch mô phỏng, ta cần khở động chương trình:
Start  AllPrograms  Automation Studio 5.0  Automation Studio

Hoặc biểu tượng
Ta có giao diện :

trên desktop

● Bước 2 : Khởi tạo một dự án mới (project):
File  New Project hoặc Ctrl+N
Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

3


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Để quản lý các project một cách dễ dàng ta có thể đổi tên cho nó
Window  Display Project Explorer hoặc F8
* Một số phím tắt hữu hiệu trong quá trình vẽ:
◦ Ctrl + + : Zoom In
◦ Ctrl + -: Zoom Out hoặc giữ Ctrl và kéo chuột giữa
◦ Ctrl + X : Cut ;
◦ Ctr + C: Copy
◦ Ctrl + V:Paste

◦ Ctrl + D : Duplicate (nhân đôi phần tử) hoặc chọn phần tử, giữ Ctrl và kéo thả
◦ Alt + Enter : Component Properties ( Thuộc tính của phần tử)
◦ F8: Ẩn/Hiện Project Explorer
◦ F9: Ẩn/Hiện Library Explorer
◦ F10: Ẩn/Hiện Plotter
Bước 3: Mở thư viện:
Trên thanh công cụ ta kick vào biểu tượng
để xuất hiện hộp thoại library Explorer.

Để mở thư viện ta kích vào

hoặc ấn phím F9

chọn thư viện Main

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

4


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Nó sẽ xuất hiện danh sách các lĩnh vực môphỏng và các phần tử của mỗi lĩnh vực.
Trong giới hạn của bài này, ta chỉ dùng thư
viện Pneumatic để mô phỏng dùng khí nén.Tick vào Pneumatic sẽ xuất hiện tên của
các phần tử.

2. Các bước thiết lập mô phỏng mạch khí nén sau:

Xét mạch truyền động khí nén sau:

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

5


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

2.1. Chọn các phần tử:
+ Chọn Xilanh Kép:
Acctuators  Double-Acting Cylinders  Double-Acting Cylinder

Kích phải lên xilanh vào Component Properties để hiệu chỉnh các thông số cho xilanh
Kích vào Builder để thay đổi kết cấu của xilanh
Kích vào Builder để thay đổi kết cấu của xilanh

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

6


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

+ Chọn van tiết lưu một chiều :
Flow Controls  Throttle Valves  Variable Non Return Throttle Valve

Để thay đổi kích cỡ van cho gọn đẹp , ta kích chọn van rồi rê chuột đến các góc và
kéo thay đổi kích thước.

+ Chọn Van đảo chiều 5/2 có tín hiệu điều khiển bằng khí nén :
Directional Valves  5/2 – way Valves NC  5/2-Way NC
Lúc này van của chúng ta chưa giống với yêu cầu của sơ đồ cần thiết kế.
Cách hiệu chỉnh một Valve đảo chiều theo ý muốn:
Giả sử ta chọn 1 valve cần hiệu chỉnh thì ta nhấp kép chuột vào valve đó.
Cửa sổ Component Properties hiện ra, ta tìm đến mục Builder ở góc trái bên dưới.

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

7


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Để thay tín hiệu tác động tại vị trí có dấu hỏi bằng 1 thành phần cụ thể, ta nhấp chuột
kép vào nó sẽ xuất hiện cửa sổ Command Seclection ( bao gồm tất cả các tín hiệu tác
động của van).

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

8


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Van sau khi hiệu chỉnh:

Tiếp theo ta bố trí các đường khí vào ra
Flow Lines and Connections  kéo thả vào các cửa của van điều khiển và đặt
tên cho nó

Lưu ý : Để ghí chú thích cho các phần tử, ta vào Insert Text
Vì 3 nhóm xi lanh có sơ đồ giống nhau, nên ta xây dựng một nhóm rồi nhân lên cho 2
nhóm sau, tiếp đó ta sửa tên cho các công tắc hành trình bằng cách vào Component ->
Properties
->Variable-> Assignment -> Modify-> đổi tag name .

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

9


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

+Các van đảo chiều 3/2
Làm tương tự như trên, thay tín hiệu điều khiển van bằng Roller : Cữ chặn bằng con
lăn tác động 2 chiều

+Chọn van logic AND:
Flow Controls -> Other Valves -> AND Vales
2.2. Sắp xếp các phần tử trên bản vẽ thiết kế:

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

10


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Để vẽ nhanh :
Trước tiên, ta xây dựng nhóm xilanh A, sau đó nhân đôi lên và kéo sang vị trí khác,
đồng thời sửa đổi tên lại.
Để đảm bảo hành trình của pittong đủ tác động đến các cữ ta làm như sau:
Vào Component Properties của xilanh  Technical Data thay đổi giá trị Extension
(%) =100, để pittong kéo dài ra, sau đó ta nhân đôi van điều khiển 3/2 rồi kéo thả đến
đúng vị trí như hình vẽ.
Sau khi xác định chính xác vị trí 2 cữ, ta trả giá trị Extension về 0.

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

11


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Sau khi hoàn thành nhóm xilanh A, ta tiến hành xây dựng nhóm B bằng cách copy
hoặc duplicate và tiến hành sửa đổi tên nhờ công cụ text.
Bố trí các van đảo chiều.

2.3. Kiểm tra lại và nối dây:
Rê chuột đến phần tử cần nối sẽ xuất hiện vòng tròn đỏ
Kích và sau đó kéo dây đến các phần tử khác cần nối.

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

12


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

2.4. Chạy mô phỏng:

* Khi chưa nhấn ta được như hình vẽ dưới
Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

13


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

* Khi nhấn

* Trong quá trình mô phỏng ta có thể có thể xem cấu tạo của các phần tử
* Để xem cấu tạo phần tử, ta kích chuột phải lên phần tử chọn Animation.Để mô

phỏng tín hiệu phần tử ta chọn chức năng Ploter
* Trước khi chuyển sang môi trường mô phỏng ta kéo phần tử cần mô phỏng vào ô
ploter, tiến hành chạy mô phỏng

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

14


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

II. TỔNG QUAN CÁC PHẦN TỬ TẠI PHONG THÍ NGHIỆM TRUYỀN
ĐỘNG THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ, LẮP RÁP
MỘT MẠCH ĐIỀU KHIỂU (VÍ DỤ CỤ THỂ):
1.Tổng quan các phần tử tại phòng thí nghiệm:

a. Xilanh Khí nén :
 Xilanh tác dụng một chiều :
Kí hiệu

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

15


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

 Xilanh tác dụng hai chiều :
Ký hiệu

 Xilanh tác dụng hai chiều có giảm chấn cuối hành trình :

Ký hiệu

b. Van đảo chiều ( Van điều khiển )
 Van 3/2 :

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

16


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

 Van 4/2 :

 Van 5/2 :

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

17


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

 Công tắc hành trình 3/2

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

18


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Van ấn, van xoay, van gạt

Van ấn 3/2
(có
rãnh định vị)

Van ấn 3/2
(không có rãnh định vị)

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

Van xoay 3/2
(có
rãnh định vị)

19

SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

 Van ấn 3/2

Ký hiệu

 Van xoay 5/2

 Van gạt 5/2 :

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

20


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

c. Van chặn ( van logic OR, van logic AND, van xả khí nhanh, van giảm âm )
 Van logic OR :
Ký hiệu

 Van logic AND
Ký hiệu

 Van xả khí nhanh :
Ký hiệu

 Van giảm âm :

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

Ký hiệu

21


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

d. Van tiết lưu một chiều

Ký hiệu

e. Rơle thời gian
Ký hiệu

f. Các phần tử khác

Đầu nối chữ T

Đầu nối nguồn

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

22


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

Nguồn phân phối khí

Máy khí nén

2. Phương pháp thiết kế lắp ráp một mạch điều khiển:
 Nghe hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn để biết được cách thức tiến hành,
nhận biết các thiết bị.
 Trước khi lắp ráp phải chuẩn bị sẵn sơ đồ nguyên lý, tốt nhất là sơ đồ đã được
chạy mo phỏng trên máy.
 Xác định các kí hiệu ở trong sơ đồ với các thiết bi ngoài thực tế.
 Tiến hành bố trí các thiết bị như trên sơ đồ, các thiết bị được bố trí sao cho gọn,
dễ nhìn, đặc biệt vơi các cơ cấu xi lanh thì phải chú ý hành trình của xi lanh
không ảnh hưởng đến các thiết bi khác.
 Sauk hi bố trí không gian cho các thiết bị, ta tiến hành nối dây, chú ý nối dây
phải nối kín để tránh rò rĩ, đồng thời cần phải chú ý chiều dài dây nối, không
dài quá cũng không ngắn quá, tránh gấp dây gãy.
 Kiểm tra lại mạch có đúng sơ đồ có đúng với thiết kế không. Cuối cùng nối dây,
cấp khí cho mạch hoạt động.
Phương pháp thiết kế dựa trên các phần tử thủy khí, các chức năng của
chúng và dựa trên phần mềm automation studio 5.0 thủy lực để có thể thấy
được cách thức mô phỏng trước khi lắp ráp thực tế. Ngoài ra còn dựa trên cuốn
sách Hệ Thống Truyền Động Thủy Lực Và Khí Nén do Th.S Trần Ngọc Hải và

PGS.Ts Trần Xuần Tùy trình bày để thiết kế và lắp ráp mạch thủy khí tối ưu
nhất.

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

23


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

3. Ví dụ cụ thể:
Tiến hành lắp ráp mạch khí nén sau: mạch điều khiểu 3 Xilanh

Tiến hành như sau:
 Chọn các phần tử có trong mạch gồm:
- 3 Xilanh tác dụng 2 chiều có giảm chấn cuối hành trình và 6 van tiết lưu
- 4 van 4/2
- 6 công tắc hành trình 3/2
- 1 van 3/2
- 1 van logic AND
- ống nối
- đầu nối chữ T
 Gắn các phần tử lên bàn theo thứ tự trong mạch mô phỏng, , khi lắp rắp các công
tắc hành trình phải đảm bảo chạm vào đầu xilanh ở đầu và cuối hành trình.
 Nối dây dẫn khí theo mạch mô phỏng chú ý các ký hiệu của các phần tử để nối
đúng và các đường ống phải được nối chặt tránh xì khí.

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

24


SVTH: Nguyễn Sỹ Nam

GVHD: Nguyễn Văn Tuấn

 Đóng nguồn khí để chạy thử, mạch hoạt động tức là đã hoàn thành. Trường
hợp không hoạt động thì cần kiểm tra lại các phần tử, cách đấu ống , kiểm tra
các van, nguồn khí.
Kết quả tại phòng thực hành của tổ 2:

Trong quá trình thực hành dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Văn Tuấn
cùng với các trang thiết bị khá hiện đại đã mang lại nhiều kiến thức bổ ích, giúp cho
người học có cái nhìn trực quan về bộ môn hệ thống truyền động thủy lực và khí nén.
Em Cảm Ơn Thầy !

Báo Cáo Thực Hành Truyền Động Thủy Lực - Khí Nén

25