BTL Hệ thống tự động thủy khí xy lanh tác động kép đóng mở buồng đốt

(BM01)

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM
I. Thông tin chung
1. Tên lớp:Cơ điện tử 03

Khóa:13

2. Tên nhóm (nếu giao phiếu học tập nhóm)…………………………………
Họ và tên thành viên :
II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề :

Một xy lanh tác động kép được sử dụng để mở và đóng

cửa buồng đốt như hình 1. Tải trọng tĩnh cực đại tác dụng lên pittong là 150 kg ,
vận tốc chuyển động ổn định của pittong

là

0.05 m/s , thời gian tăng tốc từ 0 tới
0.05m/s là 1 (s) là ; thời gian giảm tốc ở
cuối hành trình bằng thời gian tăng tốc;
thời gian pittong thực hiện được một hành
trình bằng 4s; áp suất của chất lỏng làm
việc p=30at. Đóng cửa phải tiến hành trơn
tru và hiệu chỉnh tốc độ hằng số. Tốc độ
được hiệu chỉnh bằng van tiết lưu một
chiều. Van an toàn phải được lắp để giữ
đối áp và ngăn cản cánh cửa nặng không kéo cần piston ra khỏi xy lanh trong thời
gian vận hành đóng cửa.

2. Hoạt động của sinh viên
- Nội dung 1: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình của hệ thống?
- Nội dung 2: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, và thiết kế mạch thủy
lực đáp ứng yêu cầu đề bài?


- Nội dung 3: Thiết kế mạch điện điều khiển để có thể vận hành cửa với 3
nút đóng, mở, dừng (sử dụng mạch rơ le giữ trạng thái)
3. Sản phẩm nghiên cứu : Bài thu hoạch và các chương trình mô phỏng Fluid
Sim.
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hoàn thành tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án theo đúng thời gian quy
định (từ ngày 25/04/2020 đến ngày 05/05/2020)
2. Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước giảng viên và
những sinh viên khác
IV. Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
1. Tài liệu học tập: Bài giảng hệ thống tự động thủy khí, tài liệu Fluid Sim.
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu
có): Máy tính.
KHOA/TRUNG TÂM

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


I.Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình của hệ thống?
1.

Biểu đồ trạng thái.

A+

4s

2.

Lưu đồ tiến trình của hệ thống.

A-

4s


Bắt đầu

Y2=1

Y1=1

1S2=1

1S1=1

-

-

+

+

A+

A-

1S2=1

1S1=1

Kết thúc


II. Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, và thiết kế mạch
thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài?
1. Tính chọn xy lanh
Các kích thước cơ bản của xilanh lực là: đường kính trong của xy lanh, chiều dài
hành trình pittong, đường kính cần pittong. Để xác định các kích thước cơ bản của
xy lanh lực trước tiên phải xác định tải trọng cực đại tác dụng lên pittong. Tải trọng
đó bao gồm tải trọng tĩnh và tải trọng động. Tải trọng tĩnh đề đã có, tải trọng động
xuất hiện khi pittong tăng tốc hay giảm tốc và có thể đước xác định bằng công
thức:
P= ma
Trong đó:

m: khối lượng của vật thể chuyển động tịnh tiến.
a: gia tốc của vật thể chuyển động trước khi đạt vận tốc tối đa.

a) Đường

D=

kính của xy lanh được xác định bởi công thức:

4P
.K
πp

Trong đó:

P = Ps + Pd

K: hệ số kể tới ảnh hưởng của tổn thất
P: áp suất của chất lỏng làm việc.
Tải trọng động:
Pd = ma =

Pt ∆v 1500 0.05
.
=
.
= 7.65 N
g ∆t
9 .8 1

Tải trọng tổng cộng:
P = Pt + Pd = 1500 + 7.65 = 1507.65 N

Vậy:
D=

4.1507,65
.1,3 = 2,9cm
3,14.294,3

Lấy tròn đường kính D theo tiêu chuẩn D=40mm. Xác định lại áp xuất của chất
lỏng làm việc để cho xy lanh thắng được tải trọng tác dụng:


p=

4 PK 4.1507,65.1,3
=
= 156,05 N / cm 2 = 15,96at
2
2
πD
3,14.4

Đường kính cần pittong d xác định gần đúng phụ thuộc vào áp suất p theo tỉ số
sau:
p ≤ 15at

15at ≤ p ≤ 50at

50at ≤ p ≤ 80 ÷ 100at

d
= 0,3 ÷ 0,35
D

d
= 0,5
D

d
= 0,7
D

Áp xuất của chất lỏng làm việc trong điều kiện bài toán p=15,96at vì vật ta chọn
d
= 0,5
D

Đường kính cần pittong có gí trị bằng d=20mm, D=40mm.
b) Xác

định hành trình pittong:

Đoạn đường pittong chuyển động có gia tốc là:



2 S1 = 2

at 2
= 0.05.12 = 0.05m = 50mm
2

Đoạn đường pittong chuyển động đều:



S 2 = V p .t = 0., 05.2 = 0.1m = 100mm

Hành trình pittong:



S = 2 S1 + S 2 = 50 + 100 = 150mm
2.

Tính chọn bơm dầu



Thể tích cần để đẩy xy lanh ở hành trình tiến ra:

V1 =

πD 2
π 0.04 2
.s =
.0,15 = 0.19l
4
4



Thể tích để đẩy xy lanh ở hành trình thu về:

d
D


V2 =



t=

π (D2 − d 2 )
π (0,04 2 − 0.02 2 )
.s =
.0,15 = 0,14l.
4
4

Gọi lưu lượng thực của bơm là Q, thời gian hoàn thành mỗi chu kỳ là:
V1 V2
V +V
0,19 + 0,14
+ =8⇒Q = 1 2 =
= 0,04125l / s.
Q Q
8
8

Lấy bơm có lưu lượng tăng dần từng bước 1ml/vòng đến khi đạt 5ml; hiệu suất thể
tích là 88%, hiệu suất tổng là 80%. Bơm được điều khiển trực tiếp thông qua một
mô tơ điện có tốc độ 1430 vòng/phút.

Ta có lưu lượng riêng của bơm:
Q
0,04125.60
=
= 1,97 ml / vg.
n p .nv
1430.0,88

Dp =

Vậy ta cần chọn bơm có lưu lượng riêng là 1,97ml/vg.
Công suất truyền động động cơ:

N=

p.Q.n −2
.10 = 0,08kw
6

3.

Thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu của đề bài.


III. Thiết kế mạch điện điều khiển để có thể vận hành cửa
với 3 nút đóng, mở, dừng (sử dụng mạch rơ le giữ trạng
thái)


1.

Mạch điều khiển

Danh sách các thiết bị sử dụng.
STT

Thiết bị

Số lượng

1

Bộ bơm cấp dầu

1

2

Van giảm áp

1

3

Xilanh tác động kép

1

4

Van đảo chiều 4/3 điện tử tác đọng kép

1


5

Van tiết lưu

2

6

Nút nhấn thường mở

2

7

Nút nhấn thường đóng

1

8

Rơ le

2