CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.1 Giới thiệu đề tài: Đề tài "Thiết bị thủy lực và khí nén" là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực cơ khí và tự động hóa. Trong thế kỷ 21, việc sử dụng các thiết bị thủy lực và khí nén đã trở nên phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp từ sản xuất đến vận hành hệ thống. Nghiên cứu về thiết bị thủy lực và khí nén không chỉ mở ra những cánh cửa của hiểu biết sâu sắc về cơ sở lý thuyết mà còn cung cấp cho chúng ta những kiến thức thực tiễn quan trọng cho việc thiết kế, vận hành và bảo trì các hệ thống.
Điều này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của các thiết bị này và còn tạo ra cơ hội để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng trong các quy trình công nghiệp và sản xuất. Trong bối cảnh công nghệ phát triển không ngừng, việc nghiên cứu và áp dụng các thiết bị thủy lực và khí nén là một yếu tố quan trọng đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành công nghiệp hiện đại.2 Mục đích thực hiện đề tài: Nghiên cứu về thiết bị thủy lực và khí nén không chỉ mang lại hiểu biết sâu sắc về công nghệ mà còn có thể đóng góp vào sự phát triển và cải tiến của nhiều ngành công nghiệp và hệ thống kỹ thuật khác nhau. Các kiến thức thu được từ nghiên cứu này có thể được áp dụng để tối ưu hóa quy trình sản xuất, gia tăng hiệu suất làm việc và giảm thiểu tổn thất trong quá trình vận hành. Đồng thời, việc áp dụng công nghệ thủy lực và khí nén cũng mở ra những cơ hội mới cho việc thiết kế các hệ thống tự động hóa và điều khiển thông minh, giúp tăng cường sự linh hoạt và tính hiệu quả của các quy trình sản xuất và vận hành trong các ngành công nghiệp đa dạng.
VAN ĐIỀU KHIỂN, VAN ĐIỆN TỪ CÓ BỘ KHUẾCH Đề tài 11 ĐẠI BẰNG KHÍ NÉN VÀ HỆ THỐNG MÁY DẬP PHÔI TỰ ĐỘNG BÁO CÁO CUỐI KỲ KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trang 6 1.3 Yêu cầu của đề tài: Đề tài báo cáo cuối kỳ môn kỹ thuật thủy lực và khí nén bao gồm 2 phần chính là phần A và phần B: a) Phần A: Yêu cầu sinh viên thực hiện việc tìm hiểu và tổng quan về cơ sở của các loại van thủy lực, khí nén hiện hành. Thiết bị điều hòa không khí: Thiết bị tách nước, thiết bị giảm áp và ổn định áp suất, thiết bị bôi trơn. Ứng dụng 1, 2, 3, 4, 5 trong hệ thống thực tế. Bản vẽ thiết kế của 1, 2, 3, 4, 5.
Làm mô hình có sử dụng 1, 2, 3, 4, 5. b) Phần B: Thiết kế hệ thống máy dập thủy lực tự động bằng cách sử dụng các kiến thức về xylanh, piston, PLC, SolidWork để thực hiện chính xác việc mô phỏng. Tổng quan về đề tài. Phương pháp thực hiện đề tài.
Tính toán động học. Bản vẽ thiết kế. Thiết kế hệ thống điều khiển. Kết nối liên kết giữ FluidSim và TIA Portal.
VAN ĐIỀU KHIỂN, VAN ĐIỆN TỪ CÓ BỘ KHUẾCH Đề tài 11 ĐẠI BẰNG KHÍ NÉN VÀ HỆ THỐNG MÁY DẬP PHÔI TỰ ĐỘNG BÁO CÁO CUỐI KỲ KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trang 7 1.4 Phạm vi nghiên cứu: Các phần mềm liên quan chi tiết đến việc thiết kế các sản phẩm từ thủy lực và khí nén như phần mềm FluidSim Hydraulics, PLC, Proteus,… Tài liệu chuyên ngành, các tạp chí, bài báo nghiên cứu khoa học, tài liệu và giáo trình liên quan. Nghiên cứu cả khả năng mô phỏng của sản phẩm, lý thuyết và khả năng thực thi trực tiếp của sản phẩm hoặc đề tài có khả thi hay không.5 Ý tưởng và phương pháp thực hiện: a) Phần A: Đối với việc tìm hiểu các loại van hiện hành như van 3/2, 4/2, 4/3, 5/2 và 5/3 và các thiết bị điều hòa không khí chúng tôi tìm hiểu cơ sở lý thuyết của từng loại thông qua các tài liệu có sẵn, cũng như các tờ báo, tạp chí và website trên mạng để hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và công dụng của từng loại van cũng như thiết bị điều hòa không khí. b) Phần B: Lấy ý tưởng từ đời sống thực tế với những sản phẩm như bọc chân bàn, chân ghế, ép khuôn công suất lớn như sản xuất ô tô, chúng tôi nhận ra máy dập phôi tự động là một thiết bị cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng phát triển của nền công nghiệp hiện đại. Để có thể mô phỏng chính xác hệ thống máy dập phôi tự động chúng tôi đã nghiên cứu, tính toán và sử dụng các phần mềm mô phỏng hiện hành như TIA Portal, FluidSim, SolidWork, Autocad để cho ra được kết quả như mong muốn.
VAN ĐIỀU KHIỂN, VAN ĐIỆN TỪ CÓ BỘ KHUẾCH Đề tài 11 ĐẠI BẰNG KHÍ NÉN VÀ HỆ THỐNG MÁY DẬP PHÔI TỰ ĐỘNG BÁO CÁO CUỐI KỲ KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trang 8 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN 2.1 Thủy lực và khí nén: Thủy lực và khí nén là hai hệ thống truyền động khác nhau, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và cơ khí. Thủy lực là quá trình vận chuyển lực và chuyển động của các chất lỏng trong môi trường bị giới hạn. Chất lỏng đó có thể là dầu, nhớt, nước… Trong môi trường thủy lực thông thường, năng lượng sẽ truyền tải thông qua sự đẩy lên của chất lỏng.
Khí nén là một nhánh của kỹ thuật sử dụng khí có áp suất hoặc không khí để tác động đến chuyển động cơ học dựa trên nguyên lý hoạt động của động lực học và áp suất. Khí nén là năng lượng được tạo ra từ các phản ứng hóa học hoặc lấy ra từ không khí tự nhiên, được nén ở mức áp suất cao. Cả hai hệ thống đều sử dụng một máy bơm như một thiết bị truyền động, được điều khiển bởi các van và sử dụng chất lưu qua ống hơi khí nén, ống thủy lực để truyền năng lượng cơ học. Sự khác biệt lớn nhất giữa khí nén và thủy lực là cách sử dụng và ứng dụng của nó.
Khí nén sử dụng các loại khí dễ nén như không khí và các loại khí tinh khiết khác, trong khi thủy lực sử dụng chất lỏng như dầu thủy lực, dầu khoáng, ethylene glycol, nước hoặc chất lỏng chịu lửa ở nhiệt độ cao.2 Ứng dụng của thủy lực và khí nén: Thủy lực và khí nén có nhiều ứng dụng trong đời sống thực tế và công nghiệp. Dưới đây là một số ví dụ: a) Ứng dụng của thủy lực: VAN ĐIỀU KHIỂN, VAN ĐIỆN TỪ CÓ BỘ KHUẾCH Đề tài 11 ĐẠI BẰNG KHÍ NÉN VÀ HỆ THỐNG MÁY DẬP PHÔI TỰ ĐỘNG BÁO CÁO CUỐI KỲ KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trang 9 • Trong ngành công nghiệp khai khoáng: khai thác và vận chuyển quặng, khoáng sản, than đá. • Trong dây chuyền sản xuất ô tô. • Trong lĩnh vực hóa học.
• Trong ngành giao thông vận tải, phương tiện đường sắt, đường bộ, đường thủy. • Trong các loại máy nông nghiệp, máy xây dựng, máy đóng gói sản phẩm. • Trong các loại máy bơm cấp nước sinh hoạt. b) Ứng dụng của khí nén: • Trong các lĩnh vực tiềm ẩn nguy hiểm và có nguy cơ xảy ra cháy nổ cao như các đồ giá kẹp các chi tiết nhựa, chất dẻo, ứng dụng cấp phôi gia công trong các ngành gia công cơ khí, chế tạo máy.
• Trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị điện tử, yêu cầu môi trường làm việc sạch. • Trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm như chiết nước vào chai, rửa bao bì tự động, sấy khô thực phẩm. • Trong các thiết bị vận chuyển như băng tải, thang máy công nghiệp. • Trong ngành in ấn, đóng gói bao bì sản phẩm.
• Trong lĩnh vực sản xuất, chế tạo ô tô: Hệ thống khí nén rất cần thiết để tạo ra khí sạch, khí khô và áp suất khí ổn định, giúp thực hiện những thao tác sửa chữa, lắp ráp các bộ phận xe một cách tự động. VAN ĐIỀU KHIỂN, VAN ĐIỆN TỪ CÓ BỘ KHUẾCH Đề tài 11 ĐẠI BẰNG KHÍ NÉN VÀ HỆ THỐNG MÁY DẬP PHÔI TỰ ĐỘNG BÁO CÁO CUỐI KỲ KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trang 10 Như vậy, thủy lực và khí nén đều đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghiệp. Chúng giúp tăng hiệu quả công việc và tạo ra nhiều tiện ích cho con người.3 Tầm quan trọng của thủy lực và khí nén: Thủy lực và khí nén đều là các công nghệ quan trọng trong ngành công nghiệp, mang lại hiệu suất cao và linh hoạt. Dưới đây là một số điểm quan trọng về tầm quan trọng của thủy lực và khí nén: • Huyết mạch của sản xuất: Thủy lực và khí nén được xem là huyết mạch của các hoạt động sản xuất.
Thiếu nó, nền văn minh nhân loại không thể phát triển được. • Ứng dụng rộng rãi: Cả thủy lực và khí nén đều có ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp với các mức độ công suất khác nhau. • Hiệu quả và an toàn: Hệ thống thủy lực hoạt động ổn định, hiệu quả ở điều kiện môi trường khắc nghiệt và có khả năng cung cấp tỉ lệ công suất trên trọng lượng lớn hơn rất nhiều so với các hệ thống dẫn động bằng điện khác. Khí nén là nguồn năng lượng sạch tự nhiên với số lượng vô tận và không chịu sự thay đổi của nhiệt độ.
• Tiết kiệm chi phí: Hệ thống khí nén thủy lực cho khả năng truyền tải đi xa thông qua hệ thống đường ống với chi phí ít, tổn thất nhỏ. • Không gây ô nhiễm: Sau khi thực hiện công cơ học, khí nén thải ra ngoài môi trường không gây ô nhiễm, ảnh hưởng đến môi trường. • Tốc độ truyền động cao: Tốc độ truyền động khí nén cao, linh hoạt. VAN ĐIỀU KHIỂN, VAN ĐIỆN TỪ CÓ BỘ KHUẾCH Đề tài 11 ĐẠI BẰNG KHÍ NÉN VÀ HỆ THỐNG MÁY DẬP PHÔI TỰ ĐỘNG BÁO CÁO CUỐI KỲ KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Trang 11 CHƯƠNG 3.
PHẦN A: VAN ĐIỀU KHIỂN, VAN ĐIỆN TỪ CÓ BỘ KHUẾCH ĐẠI BẰNG KHÍ NÉN 3.1 Van điều khiển, Van điện từ có bộ khuếch đại bằng khí nén: 3.1 Mô tả: Van điện từ khí nén là loại sản phẩm được dùng để đóng mở hoặc điều tiết dòng lưu chất khí nén trong hệ thống khí nén và có thể điều chỉnh được hướng của khí nén áp lực và lưu lượng cung cấp cho cơ cấu chấp hành.2 Khái niệm: Là dòng van điều khiển hướng được sử dụng trong các hệ thống khí nén để định hướng hoặc ngăn chặn dòng khí nén hoặc dầu đến các thiết bị của chúng.