Bai tap điều khiển khi nen

Bµi tËp khÝ nÐn
A. PHẦN LÝ THUYẾT
1. C¬ cÊu chÊp hµnh.
Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén
thành năng lượng cơ học. Cơ cấu chấp hành có thể thực hiện chuyển
động thẳng hoặc chuyển động quay ( động cơ khí nén)
Công thức tổng quát: F= Pe x A
Pe : Áp suất
A : Diện tích
F : Lực sinh ra
1/ Xy lanh:
Có hai loại xy lanh : Xy lanh tác động đơn, xy lanh tác động kép
a/ Xy lanh tác động đơn: ( tác dụng một chiều) Áp lực tác động
vào xy lanh đơn chỉ một phía, phía ngược lại do lò xo tác động hay do
ngoại lực tác động

F= A.Pe - FR - FF
Trong đó
F : Lực tác động lên piston
A : Diện tích Piston
Pe : Áo suất khí nén trong xy lanh
FR : Lực ma sát, FR  0.15 A.P
FF : Lực lò xo
b/ Xy lanh tác động kép
Trái với loại tác động đơn, loại xy lanh này cho một lực cần thiết
để sinh công khi đi cũng như lïi ve.à
Có hai loại:
* Không có giảm chấn
Xy lanh tác động 2 chiều, không có bộ phận giảm chấn ở cuối
khoảng chạy ( như hình vẽ trên)

* Xy lanh tác độn kép có giảm chấn
Nhiệm vụ của giảm chấn là ngăn sự va đập của piston vào
thành xy lanh ở cuối khoảng chạy

Xy lanh tác động kép có giảm chấn
Xy lanh tác động kép có giảm chấn điều chỉnh được
Lực tác động khi cần xy lanh đi ra
FA =A1 P
FA : Lực tác dụng
A : Diện tích mặt đáy piston
P : Áp suất nén trong xy lanh
 : Hiệu suất xy lanh
17


Bµi tËp khÝ nÐn
 = 0.8
Lực tác động khi cần piston đi vào
FE =A2 P
A2 = (D2 -d2) /4
D : Đường kính mặt đáy piston
d : Đường kính cần piston
2/ Động cơ
Có nhiều loại động cơ khí nén : Loại piston và loại cánh gạt. Ở
phòng thí nghiệm chỉ có loại động cơ cánh gạt và đây là loại thông
dụng nhất

* Ưu điểm
-Động cơ rất tốt với trong lượng và thể tích nhỏ
-Kết cấu đơn giản và giá thành bảo quản thấp

-Hiệu quả đảm bảo với mọi môi trường làm việc
-Không có nguy cơ bò quá tải
-Kẹt động cơ không bò hư hại
* Ứng dụng : Sinh viên nêu 5 ứng dụng
3/ Tính vận tốc dòch chuyển của xy lanh.
a/ Lưu lượng trong ống dẫn
Q = 90 . St . p
Trong đó:
Q : (lit/ phút)
St : tiết diện ống( cm2)
p:áp suất (bar)
b/ Vận tốc dòch chuyển của xy lanh
Không tải : v0 = 10 . Q . X / S
Có tải : v= v0 ( 1- K)
Với K = C / S. p
Trong đó:
 X =1 với xy lanh tác động đơn.
 X= 0.9 với xy lanh tác động kép, xả nhanh.
 X= 0.72 với xy lanh tác động kép.
 v, v0 (m/phút)
 S : tiết diện piston
 C : tải trọng (kg).
4/ Ký hiệu:
-Xy lanh tác động đơn phản hồi bằng lực không xác đònh

18


Bµi tËp khÝ nÐn
-Xy lanh tác động đơn làm việc khi kéo phản hồi bằng lò xo

-Xy lanh tác động đơn nhiều tầng
-Xy lanh tác động kép với giảm chấn khi phía sau không chỉnh
được
-Động cơ khí nén quay một chiều
-Động cơ khí nén quay hai chiều
-Động cơ khí nén xy lanh thay đổi, dòng khí một chiều

-Động cơ khí nén xy lanh thay đổi, dòng khí hai chiều
-Bộ nhân áp suất

-Bộ chuyển đổi khí dầu

- Bộ giảm thanh.
- Van một chiều:
- Van tiết lưu kết hợp với van một chiều

Chú ý: khi điều chỉnh tốc độ của xy lanh ta nên điều
chỉnh lưu lượng ở ngõ ra.

2. Giao tiếp khí nén –điện.
a/Bộ chuyển đổi điện khí:
b/ Bộ chuyển đổi khí điện
19


Bµi tËp khÝ nÐn

Công tắc loại áp

Công tắc loại chân không

Công tắc loại vi sai
2/ Ống Ventury

3/ Logic khí nén
Chức năng có

s=a

Chức năng không s = ā

Chức năng cấm

s = a.b

Chức năng và

s = a.b

Chức năng và s = a.b

Chức năng hoặc

s = a+b

Chú ý : Tránh dùng không khí bôi trơn cho các phần tử logic.

B / PHẦN THỰC HÀNH
Bài tập 1
Để cố đònh 1 thanh trên một ê tô khí nén cần 1 lực 2000N. Áp

suất của nguồn thay đổi từ 6-7 bar hãy tính diện tích piston của xy lanh
và đường kính của nó

20


Bµi tËp khÝ nÐn
Bài tập 2
Dòch chuyển ngang một tải cần một lực 800N, áp suất trên
mạng được chỉnh ở 6 bar. Hãy tính tiết diện cần thiết của xy lanh.
Ta phải chọn loại xy lanh nào để làm việc khi đẩy, khi kéo
Bài tập 3 : Dùng van phân phối 3 cửa 2 vò trí điều khiển bằng nút
nhấn, điều khiển xy lanh tác động đơn phản hồi lo xo.

Bước 1 : Chọn xy lanh và van mắc lên bàn thí nghiệm.
Bước 2 : Nối dây khí từ van đến xy lanh.
Bước 3 : Nối dây từ nguồn khí vào van.
Bước 4 : Kiểm tra hành trình của xy lanh có vướng gì không.
Bước 5 : Mở van khí ở nguồn và tác động vào nút nhấn ở van.
Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí
nghiệm.
Bài tập 4 : Dùng 2 van như trên điều khiển xy lanh tác động kép

Bước
Bước
Bước
Bước
Bước

1

2
3
4
5

:
:
:
:
:

Chọn xy lanh và van mắc lên bàn thí nghiệm
Nối dây khí từ van đến xy lanh
Nối dây từ nguồn khí vào van
Kiểm tra hành trình của xy lanh có vướng gì không ?
Mở van khí ở nguồn và tác động vào nút nhấn ở van

Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí
nghiệm
Bài tập 5 : Dùng 2 van như sau điều khiển động cơ khí nén hai chiều
kết hợp với bộ giảm thanh

Bước 1
Bước 2
thanh.
Bước 3
Bước 4

: Chọn động cơ khí nén và van.
: Nối dây khí từ van đến động cơ, và từ động cơ đến giảm

: Nối dây từ nguồn khí vào van.
: Mở van khí ở nguồn và tác động vào nút nhấn ở van.

Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí
nghiệm
Bài tập 6: Lắp mạch điều chỉnh tốc độ xy lanh
21


Bµi tËp khÝ nÐn
-

Điều chỉnh theo chiều thuận.
Điều chỉnh theo chiều nghòch.
Điều chỉnh theo cả hai chiều với tốc độ đi ra khác với tốc độ
đi vào.

Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí
nghiệm

Bài tập 7: Lắp mạch điều chỉnh tốc độ động cơ.
Yêu cầu vẽ kết nối và lắp mạch thực tế trên bàn thí
nghiệm

Bài tập 8: Khảo sát sự phụ thuộc của tốc độ động cơ vào áp
suất
Cách làm: - Cấp cho động cơ khí nén 5 áp suất khác nhau, ghi
nhận kết quả vẽ đồ thò và kết luận
- Khi cấp áp suất nhỏ hơn 10 psi động cơ có hoạt động không?
Tại sao?

Bài tập 9:
- Giải thích sơ đồ mạch trên.
- Nêu ứng dụng .

-

Lắp trên bàn thí nghiệm và cho chạy thử.

Bài tập 10:
Cho giản đồ như trên.

22


Bµi tËp khÝ nÐn

- Giải thích sơ đồ mạch trên.
- Nêu ứng dụng.
- Lắp mạch trên bàn thí nghiệm và cho chạy thử.
Bài tập 11:

- Giải thích sơ đồ mạch trên.
- Nêu ứng dụng.
- Lắp mạch trên bàn thí nghiệm và cho chạy thử.
Bài tập 12:

23


Bµi tËp khÝ nÐn

- Giải thích sơ đồ mạch trên.
- Nêu ứng dụng.
- Lắp mạch trên bàn thí nghiệm và cho chạy thử.
Bài tập 13:
- Giải thích sơ đồ mạch của máy khoang sau.
- Nêu ứng dụng.
- Lắp mạch trên bàn thí nghiệm và cho chạy thử.

Bài tập 14:
Sử dụng bộ đếm và bộ timer và bộ đếm thiết kế mạch
sau:
- Xy lanh tác động đơn A đi ra vào 5 lần sẽ dừng lại .
- Xy lanh tác động kép A đi ra sau 5 giây tự động đi vào.
Bµi tËp 15:

Cho s¬ ®å m¹ch khÝ nÐn nh h×nh vÏ:
24


Bài tập khí nén
1.0

2.0

a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy
trình hoạt động trên.
Bài tập 16:

Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
1.0

2.0

a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
25


Bài tập khí nén
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy
trình hoạt động trên.
Bài tập 17:
Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
1.0
2.0

a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy
trình hoạt động trên.
Bài tập 18:
Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
1.0
2.0

26

Bài tập khí nén

a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy
trình hoạt động trên.
Cho sơ đồ mạch khí nén nh hình vẽ:
1.0

1.2

1.4

2.0

1.1
2.1
0.1
0.2

a/ Nêu tên và ghi ký hiệu các thiết bị trong sơ đồ;
b/ Thuyết minh sơ đồ mạch khí nén trên;
c/ Thiết kế mạch điện-khí nén điều khiển 1.0 và 2.0 theo cùng quy
trình hoạt động trên.

27