Kỹ thuật điều khiển thuỷ khí
1
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN THỦY KHÍ
Kỹ thuật điều khiển thuỷ khí
2
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN THỦY KHÍ
Mục đích:
- Cung cấp cho sinh viên các kiến thức về nguyên lý cấu tạo, hoạt động, ứng
dụng của các phần tử điều khiển, thực hiện trong hệ thống điều khiển bằng thủy
lực, khí nén.
- Cung cấp cho sinh viên các kỹ năng về phân tích, thiết kế các mạch điều
khiển bằng thủy lực, khí nén.
Yêu cầu:
Để đạt các mục đích trên, cần thực hiện các yêu cầu sau:
- Đáp ứng mục tiêu đào tạo của các trường đại học và đặc điểm của sinh viên.
- Đảm bảo tính sư phạm: Trình bày rõ ràng, logic; sau mỗi chương có tóm tắt,
câu hỏi ôn tập và tài liệu tham khảo tương ứng.
PHẦN I: KHÍ NÉN ......................................................................................................................
Chương 1. Khái niệm chung về hệ thống khí nén ..........................................................
1.1 Khái niệm chung ................................................................................................
1.2 Ưu điểm của hệ thống vận hành bằng khí nén ...................................................
1.3 Nhược điểm của hệ thống vận hành bằng khí nén .............................................
1.4 So sánh hệ thống khí nén với hệ thống thủy lực ................................................
1.5 Ứng dụng của khí nén ........................................................................................
1.5.1 Trong lĩnh vực điều khiển .......................................................................
1.5.2 Hệ thống truyền động..............................................................................
1.6 Các đơn vị đo trong hệ thống khí nén ................................................................
1.6.1 Áp suất ....................................................................................................
1.6.2 Lực .........................................................................................................
1.6.3 Công ........................................................................................................
Chương 2. Nguồn cung cấp khí nén ................................................................................
2.1 Nguyên lý chung ................................................................................................
2.2 Máy nén khí .......................................................................................................
2.2.1 Máy nén tịnh tiến ....................................................................................
2.2.2 Máy nén cánh quay .................................................................................
2.2.3 Máy nén trục vít ......................................................................................
2.3 Xử lý khí nén .....................................................................................................
2.3.1 Bộ lọc khí ................................................................................................
Kỹ thuật điều khiển thuỷ khí
3
2.3.2 Bộ điều chỉnh áp suất ..............................................................................
2.3.3 Bộ bôi trơn khí ........................................................................................
2.3.4 Bộ xử lý khí nén FRL .............................................................................
2.4 Hệ thống phân phối khí nén ...............................................................................
2.4.1 Yêu cầuchung ..........................................................................................
2.4.2 Bình trích chức khí nén ...........................................................................
2.4.3 Mạng đường ống dẫn khí nén .................................................................
Chương 3. Hoạt động và ứng dụng các phần tử khí ......................................................
3.1 Xy-lanh ..............................................................................................................
3.1.1 Xy-lanh tác động đơn ..............................................................................
3.1.2 Xy-lanh tác động kép ..............................................................................
3.1.3 Xy-lanh không có cần piston ..................................................................
3.2 Động cơ khí nén .................................................................................................
3.2.1 Động cơ piston ........................................................................................
3.2.2 Động cơ cánh gạt ....................................................................................
3.2.3 Động cơ bánh răng ..................................................................................
3.2.4 Động cơ tuốc-bin ....................................................................................
3.3 Điều khiển xy-lanh tác động đơn .......................................................................
3.4 Điều khiển xy-lanh tác động kép .......................................................................
3.4.1 Điều khiển xy-lanh tác động kép bằng van 5 cửa ...................................
3.4.2 Van điều khiển khí ..................................................................................
3.4.3 Điều khiển xy-lanh ở 2 vị trí ...................................................................
3.4.4 Điều khiển đồng thời 2 xy-lanh ..............................................................
3.4.5 Đồng bộ 2 xy-lanh ..................................................................................
3.5 Lực và tốc độ tạo ra bởi 1 xy-lanh .....................................................................
3.5.1 Lực tác động ở hành trình ra của 1 xy-lanh ............................................
3.5.2 Lực tác động ở hành trình vào của 1 xy-lanh .........................................
3.5.3 Công thực hiện trong xy-lanh .................................................................
3.5.4 Tính toán đường kính xy-lanh ................................................................
3.5.5 Lực tạo ra bởi khí xả ...............................................................................
3.5.6 Tốc độ piston ...........................................................................................
3.6 Lượng khí tiêu thụ trong xy-lanh .......................................................................
3.6.1 Với xy-lanh tác động đơn .......................................................................
3.6.2 Với xy-lanh tác động kép ........................................................................
3.7 Điều khiển tốc độ piston ....................................................................................
3.7.1 Bộ điều chỉnh lưu lượng .........................................................................
3.7.2 Bộ giới hạn lưu lượng .............................................................................
3.8 Mạch trễ thời gian ..............................................................................................
3.9 Mạch xung .........................................................................................................
3.10 Khí thoát và mạch nhạy cảm áp suất .................................................................
Kỹ thuật điều khiển thuỷ khí
4
3.10.1 Van nhạy cảm áp suất .............................................................................
3.10.2 Mạch khí thoát ........................................................................................
3.10.3 Mạch nhạy cảm áp suất ...........................................................................
Chương 4. Mạch điều khiển .............................................................................................
4.1 Điều khiển tự động .............................................................................................
4.1.1 Điều khiển bán tự động ...........................................................................
4.1.2 Khóa liên động ........................................................................................
4.1.3 Xy-lanh dao động tự động ......................................................................
4.1.4 Mạch tự động điều khiển tốc độ 1 phần hành trình ................................
4.1.5 Mạch trễ tự động .....................................................................................
4.1.6 Mạch tự động nhạy cảm áp suất .............................................................
4.2 Điều khiển chuỗi ................................................................................................
4.2.1 Mạch chuỗi có trễ thời gian ....................................................................
4.2.2 Mạch chuỗi nhiều xy-lanh ......................................................................
4.2.3 Mạch chuỗi ngược ..................................................................................
4.2.4 Mạch chuỗi không khả thi ......................................................................
4.2.5 Tín hiệu xung ..........................................................................................
4.3 Điềukhiển phân nhóm nối tiếp các chuỗi ..........................................................
4.3.1 Mạch nối tiếp 2 nhóm, 2 xy-lanh ............................................................
4.3.2 Mạch nối tiếp 2 nhóm, 3 xy-lanh ............................................................
4.3.3 Mạch nối tiếp nhiều nhóm ......................................................................
4.3.4 Thiết kế mạch nối tiếp nhiều nhóm ........................................................
4.3.5 Biểu đồ chuỗi ..........................................................................................
Chương 5. Các phần tử và mạch logic khí ......................................................................
5.1 Một số hàm logic cơ bản ....................................................................................
5.1.1 Hàm AND ...............................................................................................
5.1.2 Hàm OR ..................................................................................................
5.1.3 Hàm NOT ................................................................................................
5.1.4 Hàm NAND ............................................................................................
5.1.5 Hàm NOR ...............................................................................................
5.1.6 Hàm có nhớ .............................................................................................
5.1.7 Hàm có nhớ giới hạn ...............................................................................
5.1.8 Hàm có nhớ vô hạn .................................................................................
5.2 Số nhị phân ........................................................................................................
5.3 Đại số Boole .......................................................................................................
5.4 Các phần tử logic khí và ứng dụng của đại số Boole ........................................
5.5 Một số ví dụ về phương trình điều khiển ...........................................................
5.6 Sử dụng bảng Karnaugh-Veitch để thiết kế mạch khí .......................................
5.6.1 Biểu đồ Karnaugh-Veitch .......................................................................
5.6.2 Thiết kế mạch khí với biểu đồ K-V ........................................................
Kỹ thuật điều khiển thuỷ khí
5
5.7 Một số bài toán điều khiển đơn giản ..................................................................
Chương 6. Điều khiển điện trong mạch khí ....................................................................
6.1 Khái quát chung .................................................................................................
6.2 Van điện từ .........................................................................................................
6.2.1 Cơ cấu nam châm ....................................................................................
6.2.2 Cấu tạo van điện từ .................................................................................
6.3 Công tắc hành trình ............................................................................................
6.4 Công tắc và tiếp điểm ........................................................................................
6.5 Rơ-le điện từ ......................................................................................................
6.6 Các phương thức chuyển mạch ..........................................................................
6.7 Mạch điện khí ....................................................................................................
6.8 Các ví dụ về sơ đồ điện khí đơn giản .................................................................
PHẦN II: THỦY LỰC .................................................................................................................
Chương 1. Khái niệm chung về hệ thống thủy lục .........................................................
1.1 Khái niệm chung về hệ thống thủy lực ..............................................................
1.2 Ưu nhược điểm của hệ thống thủy lực ...............................................................
1.3 Cấu trúc chung của hệ thống thủy lực ...............................................................
1.4 Các đặc tính của dầu thủy lực ............................................................................
Chương 2. Nguồn thủy lực và hệ thống phân phối thủy lực .........................................
2.1 Bơm thủy lực .....................................................................................................
2.1.1 Bơm bánh răng .......................................................................................
2.1.2 Bơm cánh gạt .........................................................................................
2.1.3 Bơm trục vít ...........................................................................................
2.1.4 Bơm piston hướng trục ..........................................................................
2.1.5 Bơm piston hướng kính ..........................................................................
2.1.6 Bơm con lăn ống mềm ............................................................................
2.1.7 Bơm màng ..............................................................................................
2.2 Đường ống thủy lực và co nối ...........................................................................
2.3 Két chứa dầu .....................................................................................................
2.4 Bộ lọc dầu .........................................................................................................
2.5 Bộ làm mát dầu .................................................................................................
2.6 Bộ sấy dầu .........................................................................................................
Chương 3. Các phần tử điều khiển trong hệ thống thủy lực.........................................
3.1 Giới thiệu chung ................................................................................................
3.2 Van 1 chiều ........................................................................................................
3.2.1 Van 1 chiều ........................................................................................................