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

Trường Đại Học SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

A.

Bài tập chương
Điều khiển hệ thống khí nén thủy lực

BÀI TẬP CHƯƠNG
Điều khiển hệ thống khí nén - thủy lực
Phần khí nén

Bài 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
Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.

SVTH: Nguyễn Đức Trọng
Lớp :Đ-ĐTK7.1

Trang 1


Trường Đại Học SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

Bài tập chương
Điều khiển hệ thống khí nén thủy lực

b. Hệ thống điều khiển bằng điện - khí nén

Bài 2: Thiết bị phân phối phôi liệu , sơ đồ công nghệ và biểu đồ hành trình
bước cho trên hình vẽ:

Yêu cầu công nghệ:
Thời gian t phụ thuộc vào số lượng phôi được chuyển qua trong mỗi nhịp.
Hãy thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống:
SVTH: Nguyễn Đức Trọng
Lớp :Đ-ĐTK7.1

Trang 2


Trường Đại Học SPKT Hưng Yên
Khoa Điện – Điện Tử

Bài làm:

Bài tập chương
Điều khiển hệ thống khí nén thủy lực

a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển bằng điện - khí nén, sử dụng công tắc hành trình điện cơ

a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.

SVTH: Nguyễn Đức Trọng
Lớp :Đ-ĐTK7.1

Trang 3


b. Hệ thống điều khiển bằng điện-khí nén.


Bài 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

Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.

b. Hệ thống điều khiển bằng điện-khí nén.



Bài 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 nén sử dụng công tắc hành trình điện cơ

Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén


2

5

3
1
2S1

3S
1

60%

60%

60%

4

2S
2

4

5

2

2

4

3

5

1

1

3S2

60%

2S
1

1S2

60%

60%

1S1

2

3
1

2

3

3
12

2

1

2

1S2

1S1
1

1

3

4

2

5

3
4

1

3

2
2

2S2
1

2
5

3S1
1

3

3

3
1

2

2
12
1

3

20%

3
1

b. Hệ thống điều khiển bằng điện- khí nén


4

2

5

3

Y1

Y2
+24V1

1

4

2

5

3

Y4

Y3

2

3S1

4

2

5

3

Y6

Y5

1

3

K

4

K

5

6

3S1

10

1

7

K1
K1

8

9

1S2
KT

1S1

2S1

P
Y4
K1

Y6

Y1

K

KT

Y2

5

Y3
Y5

0V

11 2
3

5 4
7

11

K

K1

2S2

3S2

60%

2S2

60%

60%

2S1

60%

60%

1S2

60%

P

1S1

1


Bài 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
Bài làm:
a. Điều khiển hệ thống hoàn toàn bằng khí nén.
1S
v=0
2
1

30%

3

2
2
1
2

1

3

1
S
11

3
2

1

1

2
1

2

1

1

2

3

1

3

3

b. Điều khiển hệ thống bằng điện-khí

nén

1S1

v=0
2
1

30%

3

2
Y
1
+24V

1

2

S2

S1

3

K

3

4

5

6

1S1

7

K1

STOP

K1
K2
K2
K

Y
0V

3

6

1

8


Bài 6: 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&B5
- Xy lanh 2A ñi ra khi: B2 tác động
- Xy lanh 2A ñi về khi: B4 tác động và trễ sau 3s
- Xy lanh 1A ñi về khi: B3 tác động
Chú ý: B5 là cảm biến quang dùng để phát hiện phôi khi ñến vị trí của xy lanh 1A
Hành trình đi ra của các 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 bằng điện - khí nén

Bài làm:
a. Biểu đồ hành trình bước.


b. Điều khiển hệ thống bằng điện khí nén.
S1

S3

S2

S4

v=0

4

2

5

3

Y1

Y2

60%

60%

60%

60%

v=0

4

2

5

3

Y3

Y4

1

1

+24V1
2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17
S1
KS1

K

S2

S3

Q

S4

K

KS4
K
KQ

KS2

KS3

KS4

KQ

KS1
KS2

KS3

KT
Y2
Y1

Y3

KT

5 Y4

K

0V

6

2
3

1

1

4

7

5

1


Bài 7 : Thiết bị kẹp - khoan mô tả như hình vẽ.
- Xilanh 1A vào kẹp chi tiết khi đủ điều kiện: Nhấn S0 và S1 tác động
- Xilanh 2A dẫn khoan đi xuống khoan khi cảm biến về áp suất đặt tại 1A đạt giá trị
cần thiết
- Xilanh 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

Bài làm:
a. Vẽ biểu đồ hành trình bước


b. Điều khiển hệ thống bằng điện – khí nén.

Bài 8: 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.

Bài làm:
a. Điều khiển hệ thống hoàn toàn bằng khí nén(theo hành trình và thời gian)
1S1

1S2

2S2

4

5

40%

40%

v=0

40%

40%

v=0

2

4

3

5

1

2

3
1
2
1S1
1
2

2
12

2S2
1

3

20%

2

1

2
1

3

1S2
1

3

3

3



b. Điều khiển hệ thống hoàn toàn bằng điện – khí nén.(theo tầng)
1S1

1S2

2S2
v=0

4

2

Y1

Y2

0V 1

2

K

1

4

2

5

3

Y

Y3

3

5

40%

40%

40%

40%

v=0

3

4

5

1

6

K

K

2S2

1S2
7

KT

1S1

Y2
K

Y1

Y3

Y4
KT

5

+24V

6

2
3

1

4


Bài 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:
a. Điều khiển hoàn toàn bằng khí nén
b. Điều khiển bằng điện- khí nén, sử dụng cảm biến quang
Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén.
S1

S2

v=0
2
1

30%

3

2

2

1

1
2

3

1

3

S2

2
1
2

S1
1
2

1

3

3

1

3


b. Điều khiển hệ thống bằng điện – khí nén.
S1

S2

+24V1

2

K

2
1

3

K

S1

30%

3

2

Y1
S2

Y1

1

3

K

0V

2
3


Bài 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.

Bài làm:
a. Biểu đồ hành trình bước.


b. Điều khiển hệ thống bằng điện – khí nén.


Bài 11: Một thiết bị khuấy nguyên liệu sử dụng Motor khí nén dạng xoay (góc quay 0270o) được mô tả bằng biểu đồ hành trình bước và sơ đồ hệ thống khí nén chưa hoàn
thiện ( hình vẽ)

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

Bài làm:
a. Hệ thống điều khiển hoàn toàn bằng khí nén


b. Hệ thống điều khiển bằng điện- khí nén.


Bài 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
Chú ý: B5 là cảm biến quang dùng ñể
phát hiện phôi khi ñến vị trí của xy lanh
1A
Hành trình đi ra và ñi 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.
Bài làm:
a. Biểu đồ hành trình bước.