ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH NINH THUẬN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN -------------------------------------------------- GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 28: ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-. năm 2017 của Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận) Ninh Thuận, năm 2017 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Trong hầu hết các trường hợp, khí nén được sử dụng để thực hiện các di chuyển và tạo ra lực.
Các động cơ khí nén có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng lưu trữ trong không khí đã nén thành động năng. Mặt khác, các thành phần chính của hệ thống khí nén bao gồm các thiết bị hoạt động bằng không khí như xi lanh và động cơ ở một mặt và các bộ phận điều khiển (van). Ngày nay, các hệ thống khí nén được sử dụng chủ yếu cho tự động hóa, do đó thường phục vụ cho việc tinh giản các quy trình kỹ thuật. Để đáp ứng nhu cầu về tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên và tài liệu cho giáo viên khi giảng dạy.
Khoa Cơ khí - Xây dựng Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận đã biên soạn bộ giáo trình “Điều khiển khí nén”. Đây là môn học bắt buộc trong chương trình đào tạo của bậc cao đẳng nghề Cơ điện tử. Người biên soạn đã có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Ninh Thuận, ngày….
năm 2017 Người biên soạn MỤC LỤC III. NỘI DUNG MÔ ĐUN. 1 BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ KHÍ NÉN, ỨNG DỤNG CỦA KHÍ NÉN. Khái niệm chung.
Vài nét về sự phát triển. Khả năng ứng dụng của khí nén. Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén. Một số đặc điểm của hệ truyền động bằng khí nén.
Độ an toàn khi quá tải. Sự truyền tải năng lượng. Tuổi thọ và bảo dưỡng. Khả năng thay thế những phần tử thiết bị.
Vận tốc truyền động. Khả năng điều chỉnh lưu lượng dòng và áp suất. Vận tốc truyền tải. Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển.
Cơ sở tính toán khí nén. Thành phần hoá học của khí nén. Phương trình trạng thái nhiệt động học. Độ ẩm không khí.
Phương trình dòng chảy. Lưu lượng khí nén qua khe hở. Tổn thất áp suất của khí nén. 14 BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN.
Nguyên tắc hoạt động và phân loại máy nén khí. Máy nén khí kiểu pít- tông. Máy nén khí kiểu cánh gạt. Máy nén khí kiểu bánh răng- trục vít.
Máy nén khí kiểu Root. Máy nén khí kiểu tuabin. Thiết bị xử lý khí nén. Yêu cầu về khí nén.
Các phương pháp xử lý khí nén. Bình trích chứa khí nén .2 Xilanh tác động kép.3 Xi lanh có giảm chấn ở cuối hành trình.4 Ngoài ra còn có các kiểu giảm chấn khác:. Động cơ khí nén .1 Động cơ kiểu bánh răng.2 Động cơ kiểu Pittông .3 Động cơ kiểu cánh gạt. Van đảo chiều:.
Van đảo chiều 2/2. Van đảo chiều 3/2. Van đảo chiều 4/2. Van xoay đảo chiều 4/3.
Van điều khiển 5/3. Van một chiều:. Van logic OR:. Van logic AND:.
Van xả khí nhanh:. Van chân không:. Công tắc hành trình điện – cơ. Cảm biến điện từ.
Cảm biến điện dung. Cảm biến quang điện. Cảm biến áp suất. 64 BÀI 3: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN ỨNG DỤNG.
Biểu diễn chức năng của quá trình điều khiển .1 Biểu đồ trạng thái: .3 Lưu đồ tiến trình:. Phân loại phương pháp điều khiển. Điều khiển bằng tay. Điều khiển tùy động theo thời gian:.
Điều khiển tùy động theo hành trình. Các phần tử điện - khí nén. Các van đảo chiều bằng nam châm điện. Các phần tử điện.
Thiết kế mạch điều khiển điện – khí nén. Nguyên tắc thiết kế. Mạch dạng xung. Mạch trigơ một trạng thái bền:.
Mạch điện điều khiển điện khí nén với một xy lanh. Mạch điện điều khiển điện khí nén với hai xy lanh. Bộ dịch chuyển theo nhịp. Mạch tổng hợp dịch chuyển theo nhịp.
Mạch điều khiển với chu kỳ đồng thời. Mạch điều khiển với chu kỳ thực hiện tuần tự. Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo biểu đồ Karnaugh. Một số mạch ứng dụng điều khiển theo tầng.
112 BÀI 4: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA HỆ THỐNG KHÍ NÉN. Mạch trigơ một trạng thái bền bằng khí nén. Mạch điều khiển điện khí nén với một xy- lanh. Mạch điều khiển với tiếp điểm tự duy trì.
Mạch điều khiển với rơle thời gian tác động muộn. Mạch điều khiển điện khí nén với 2 xy- lanh. Bộ dịch chuyển theo nhịp. Mạch tổng hợp điều khiển theo nhịp.
Mạch điều khiển với chu kì đồng thời. Mạch điều khiển với các chu kì thực hiện tuần tự. Thiết kế mạch điều khiển khí nén theo biểu đồ Karnaugh. Các mạch ứng dụng.
Mạch điều khiển điện khí nén của máy cắt giấy. Mạch điều khiển điện khí nén của máy khoan. 136 BÀI 5: TÌM VÀ SỬA LỖI TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN. Lắp ráp phần cơ khí lắp đặt và vận hành trạm cấp phôi .1 Bàn thí nghiệm .2 Tấm nhôm có rãnh .3 Bảng điều khiển .4 Module tay xoay .5 Module cấp phôi .6 Hiệu chỉnh cảm biến.
Phân tích vận hành trạm cấp phôi .1 Phân tích – nhận dạng thiết bị.2 Phân tích – Nối cáp .3 Phân tích – Địa chỉ cổng xuất/nhập .4 Phân tích – Địa chỉ cổng nhập/xuất mở rộng. 151 TÀI KIỆU THAM KHẢO. 152 MÔ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN Mã số mô đun: MĐ 28 I. VỊ TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRÒ CỦA MÔ ĐUN: Vị trí: Mô đun này là mô đun kỹ thuật chuyên ngành, chuẩn bị các kiến thức cần thiết cho các phần học kỹ thuật chuyên môn tiếp theo.
Mô đun này học sau các môn học: MH9, MH15, MH16, MH19-MH22 Tính chất: Là mô đun thuộc mô đun đào tạo bắt buộc nghề Cơ Điện tử. Ý nghĩa, vai trò mô đun: Là mô đun có vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử, truyền đạt các nguyên tắc cơ bản về khí nén. Thiết lập được sơ đồ hệ thống điều khiển truyền động khí nén theo yêu cầu đặt ra cho những thiết bị công nghệ đơn giản, điển hình II. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN: Thiết lập được sơ đồ hệ thống điều khiển truyền động khí nén theo yêu cầu đặt ra cho những thiết bị công nghệ đơn giản, điển hình.
Lựa chọn, kiểm tra chức năng, lắp ráp và hiệu chỉnh được các phần tử khí nén cho sơ đồ hệ thống đã thiết lập. Chạy thử, vận hành và kiểm tra hệ thống điều khiển khí nén. Phát hiện và khắc phục được các lỗi thông thường trong hệ thống. Thực hiện đúng các quy tắc an toàn trong vận hành, bảo dưỡng các thiết bị của hệ thống truyền động khí nén.
Chủ động, sáng tạo và an toàn trong thực hành. NỘI DUNG MÔ ĐUN: Thời gian (giờ) STT Tên các bài trong môn học Thực Kiểm Lý hành tra Tổng số thuyết (Bài (LT- tập) BT) Khái niệm về khí nén, ứng dụng của 1 6 4 2 0 khí nén 2 Các phần tử khí nén. 23 6 16 1 Thiết kế và lắp đặt hệ thống điều 3 26 5 20 1 khiển khí nén ứng dụng. Lắp đặt, vận hành và kiểm tra hệ 4 26 4 20 2 thống khí nén.
Tìm và sửa lỗi trong hệ thống điều 5 9 1 8 0 khiển khí nén. 1 Tổng cộng 90 20 66 4 Nội dung bài học BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ KHÍ NÉN, ỨNG DỤNG CỦA KHÍ NÉN Mã bài: 28.1 Giới thiệu: Bài học này sẽ giới thiệu tới sinh viên các vấn đề về lịch sử hình thành phát triển và cơ sở tính toán khí nén, từ đó giúp sinh viên có được nguồn kiến thức cơ bản để phục vụ cho các bài học tiếp theo. Mục tiêu: Trình bày được các khái niệm và đặc điểm hệ truyền động bằng khí nén. Phân tích được các đại lượng đặc trưng của khí nén và ứng dụng của chúng trong công nghiệp.
Rèn luyện tính chủ động, nghiêm túc trong học tập và trong công việc. Khái niệm chung 1. Vài nét về sự phát triển - Ứng dụng khí nén đã có từ thời trước Công Nguyên, tuy nhiên sự phát triển của khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp giữa kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu. còn thiếu, cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế.
- Mãi đến thế kỷ thứ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén mới lần lượt được phát minh. Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện thì vai trò sử dụng năng lượng bằng khí nén bị giảm dần. Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng bằng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng điện sẽ không an toàn. Khí nén được sử dụng ở những dụng cụ nhỏ nhưng truyền động với vận tốc lớn như: búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh… nhất là các dụng cụ, đồ gá kẹp chặt trong các máy.
Sau chiến tranh thế giới thứ hai, việc ứng dụng năng lượng bằng khí nén trong kỹ thuật điều khiển phát triển khá mạnh mẽ. Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng chế và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự kết hợp khí nén với điện - điện tử sẽ quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai. Khả năng ứng dụng của khí nén 1.
Trong lĩnh vực điều khiển - Những năm 50 và 60 của thế kỷ 20 là giai đọan kỹ thuật tự động hóa quá trình sản xuất phát triển mạnh mẽ. Kỹ thuật điều khiển bằng khí nén được phát triển rộng rãi và đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Chỉ riêng ở Cộng Hoà Liên 2 Bang Đức đã có 60 hãng chuyên sản xuất các phần tử điều khiển bằng khí nén.
