Đề cương bài giảng Mô đun: Điều khiển khí nén, thủy lực

Chia sẻ: Huyền Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:186

Thêm vào BST

Báo xấu

58
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Những nội dung chính trong giáo trình gồm có: Tổng quan về hệ thống thủy lực, khí nén; các phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén; phương pháp điều khiển theo nhịp; phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén; phương pháp điều khiển theo tầng trong hệ thống điện khí nén; ứng dụng PLC trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén; thiết kế, vận hành các mạch khí nén, thủy lực ứng dụng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề cương bài giảng Mô đun: Điều khiển khí nén, thủy lực

BỘ LAO ĐỘNG THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƢỜNG CAO ĐẲNG KỸ NGHỆ II ĐỀ CƢƠNG BÀI GIẢNG Mô đun: ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN, THỦY LỰC GIÁO VIÊN: BÙI QUANG HÒA TP.HCM 3/2018
1 BÀI 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN 1.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN: Hệ thống khí nén (Pneumatic Systems) đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp lắp ráp, chế biến, đặc biệt ở những lĩnh vực cần phải đảm bảo vệ sinh, chống cháy nổ hoặc ở môi trƣờng độc hại. Ví dụ, lĩnh vực lắp ráp điện tử; chế biến thực phẩm; các khâu phân loại, đóng gói sản phẩm thuộc các dây chuyền sản xuất tự động; Trong công nghiệp gia công cơ khí; trong công nghiệp khai thác khoáng sản… • Các dạng truyền động sử dụng khí nén: + Truyền động thẳng là ƣu thế của hệ thống khí nén do kết cấu đơn giản và linh hoạt của cơ cấu chấp hành, chúng đƣợc sử dụng nhiều trong các thiết bị gá kẹp các chi tiết khi gia công, các thiết bị đột dập, phân loại và đóng gói sản phẩm… + Truyền động quay: trong nhiều trƣờng hợp khi yêu cầu tốc độ truyền động rất cao, công suất không lớn sẽ gọn nhẹ và tiện lợi hơn nhiều so với các dạng truyền động sử dụng các năng lƣợng khác, ví dụ các công cụ vặn ốc vít trong sửa chữa và lắp ráp chi tiết, các máy khoan, mài công suất dƣới 3kW, tốc độ yêu cầu tới hàng chục nghìn vòng/phút. Tuy nhiên, ở những hệ truyền động quay công suất lớn, chi phí cho hệ thống sẽ rất cao so với truyền động điện. 1.2. NHỮNG ƢU ĐIỂM VÀ NHƢỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 1.2.1. Ƣu điểm : + Có khả năng truyền năng lƣợng đi xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đƣờng dẫn nhỏ. + Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, nên có thể trích chứa khí nén rất thuận lợi. Vì vậy có khả năng ứng dụng để thàỡnh lập một trạm trích chứa khí nén. + Không khí dùng để nén, hầu nhƣ có số lƣợng không giới hạn và có thể thải ra ngƣợc trở lại bầu khí quyển. + Hệ thống khí nén sạch sẽ, dù cho có sự rò rỉ không khí nén ở hệ thống ống dẫn, do đó không tồn tại mối đe dọa bị nhiễm bẩn.
2 + Chi phí nhỏ để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, bởi vì phần lớn trong các xí nghiệp, nhà máy đã có sẳn đƣờng dẫn khí nén. + Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn đƣợc đảm bảo, nên tính nguy hiểm của quá trình sử dụng hệ thống truyền động bằng khí nén thấp. + Các thành phần vận hành trong hệ thống (cơ cấu dẫn động, van, ...) có cấu tạo đơn giản và giá thành không đắt. + Các van khí nén phù hợp một cách lý tƣởng đối với các chức năng vận hành logic, và do đó đƣợc sử dụng để điều khiển trình tự phức tạp và các móc phức hợp. 1.2.2. Nhƣợc điểm : + Lực để truyền tải trọng đến cơ cấu chấp hành thấp. + Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi theo, bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn. (Không thể thực hiện đƣợc những chuyển động thẳng hoặc quay đều). + Dòng khí thoát ra ở đƣờng dẫn ra gây nên tiếng ồn. 1.3. ĐƠN VỊ ĐO TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: 1.3.1. Áp suất: Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lƣờng SI là Pascal 1. Pascal là áp suất phân bố đều lên bề mặt có diện tích 1m2 với lực tác động vuông góc lên bề mặt đó là 1 Newton (N) 1 Pascal (Pa) =1 N/m2 1 Pa = 1 kg m/s2/m2 = 1kg/ms2 Trong thực tế ngƣời ta dùng đơn vị bội số của Pascal là Megapascal (MPa). 1 MPa = 1.000.000Pa Ngoài ra còn dùng đơn vị bar: 1 bar = 105Pa = 100.000Pa 1 kp/cm2 = 0,980665 bar = 0,981 bar 1 bar = 1,01972kp/cm2 = 1,02 kp/cm2 Trong thực tế ngƣời ta coi : 1 bar = 1 kp/cm2 = 1 at Ngoài ra một số nƣớc (Anh, Mỹ) còn sử dụng đơn vị đo áp suất: Pound (0,45336kg) per square inch (6,4521 cm2) Kí hiệu lbf/in2 (psi)
3 1 bar = 14,5 psi 1psi = 0,06895 bar 1.3.2. Lƣu lƣợng : Lƣu lƣợng dòng khí nén đƣợc tính: Trong đó: Q: lƣu lƣợng; V: thể tích khí chuyển qua tiết diện ngang của đƣờng ống hay buồng xilanh trong 1 đơn vị thời gian t Lƣu lƣợng dòng khí nén có ý nghĩa quan trọng trong xác định tốc độ làm việc của các cơ cấu chấp hành. 1.3.3. Lực: Lực đẩy hay kéo của Piston gây bởi tác dụng của khí nén có áp suất P đƣợc tính theo công thức: F = P.A [N] Trong đó: P là áp suất khí nén [Pa] A là điện tích bề mặt Piston[m2] F lực tác dụng vuông góc với bề mặt Piston [N] Trong hình vẽ, các diện tích A1 , A2 khác nhau (A2 = A1 –A3), A3 là diện tích tiết diện của cần piston, nên các lực tác dụng cũng khác nhau tại cùng một nguồn khí nén có áp suất P. F1 = P.A1; F2 = P.A2 F1 > F2 1.3.4. Tốc độ truyền động của xy lanh: Khi tải trọng của truyền động không đổi, tốc độ truyền động đƣợc xác định theo quan hệ:
4 Khi Q[m3/s]; A[m2] thì v[m/s], nhƣ vậy, trong trƣờng hợp dung tích hành trình của cơ cấu chấp hành và tải trọng không đổi, tốc độ truyền động tỷ lệ với lƣu lƣợng Q. Trong kỹ thuật khí nén, ngƣời ta dùng các van tiết lƣu ( điều tiết lƣu lƣợng) để khống chế tốc độ của các cơ cấu chấp hành. 1.4. CÁC ĐỊNH LUẬT KHÍ: 1.4.1. Định luật khí lý tƣởng: Biểu diễn mối liên hệ giữa áp suất, thể tích và nhiệt độ. Khi áp dụng các định luật này chúng ta chỉ sử dụng áp suất và nhiệt độ tuyệt đối.  Đẳng áp : V/T = const  Đẳng tích : P/T = const  Đẳng nhiệt : P.V = const 1.4.2. Định luật Boyle: Tích của áp suất tuyệt đối và thể tích của khối khí luôn là hằng số nếu nhiệt độ của khí không thay đổi. 1.4.3. Định luật Pascal: Áp suất tác dụng lên dòng chảy sẽ đƣợc chuyền đi theo mọi hƣớng với lực bằng nhau. Với A là diện tích bề mặt tác dụng, P là áp suất và F là lực tạo ra.
5 Lực tạo ra ở piston khí nén 1.5. CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG KHÍ NÉN: Hệ thống khí nén thƣờng bao gồm các khối thiết bi: - Trạm nguồn gồm: Máy nén khí, bình tích áp, các thiết bị an toàn, các thiết bị xử lý khí nén( lọc bụi, lọc hơi nƣớc, sấy khô…),… - Khối điều khiển gồm: các phần tử xử lý tín hiệu điều khiển và các phần tử điều khiển đảo chiều cơ cấu chấp hành. - Khối các thiết bị chấp hành: Xilanh, động cơ khí nén, giác hút… Hình 1.1. Cấu trúc hệ thống điều khiển bằng khí nén.  Một số ứng dụng của khí nén:
6 1.6. MÁY NÉN KHÍ VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG: Áp suất khí đƣợc tạo ra từ máy nén khí, ở đó năng lƣợng cơ học của động cơ điện hoặc của động cơ đốt trong đƣợc chuyển đổi thành năng lƣợng khí nén và nhiệt năng. 1.6. 1. Nguyên tắc hoạt động và phân loại máy nén khí: a/ Nguyên tắc hoạt động:  Nguyên lý thay đổi thể tích: không khí đƣợc dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích của buồng chứa sẽ nhỏ lại. Nhƣ vậy theo định luật Boyle – Mariotte áp suất trong buồng chứa sẽ tăng lên. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này, ví dụ như máy nén khí kiểu pittông, bánh răng, cánh gạt.  Nguyên lý động năng : không khí đƣợc dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất khí nén đƣợc tạo ra bằng động năng của bánh dẫn. Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lƣu lƣợng và công suất rất lớn. Máy nén khí hoạt động theo nguyên lý này, ví dụ như máy nén kiểu li tâm. b/ Phân loại: - Theo áp suất:
7 * Máy nén khí áp suất thấp p < 15 bar * Máy nén khí áp suất cao p ≥ 15 bar. * Máy nén khí áp suất rất cao p ≥ 300 bar.. - Theo nguyên lý hoạt động: * Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: Máy nén khí kiểu pít - tông, máy nén khí kiểu cánh gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít. * Máy nén khí tua - bin: Máy nén khí kiểu ly tâm và máy nén khí theo chiều trục. 1.6. 2. Cấu tạo máy nén khí kiểu pittông : Đây là dạng cơ bản nhất của các loại máy nén khí. Việc nén khí thực hiện bằng cách hút khí vào và nén thể tích khí nằm giữa piston và vỏ xy lanh. Máy nén khí piston một cấp có thể hút đƣợc lƣu lƣợng đến 10 m3/phút và áp suất nén là 6 bar, có thể trong một số trƣờng hợp thì áp suất có thể lên 10 bar. Máy nén khí piston hai cấp có thể nén đến áp suất 15 bar, loại máy nén khí piston ba, bốn cấp có thể nén đến áp suất 250 bar Hình 1.2. Nguyên lý máy nén khí kiểu pittông. 1- BỘ PHẬN NEÙN KHÍ 2- BÌNH CHỨA KHÍ 3- RỜ - LE AÙP SUAÁT 4- VAN AN TOAØN 5- QUAÏT LAØM MAÙT 6- ĐỒNG HOÀ AÙP LỰC 7- BỘ LỌC 8- VAN XẢ Hình 1.3. Cấu tạo máy nén khí kiểu pittông.  Bình chứa khí:
8 - Để chứa khí nén. - Để làm giảm sự dao động áp suất. - Nơi ngƣng tụ hơi nƣớc giúp cho khí nén cung cấp cho hệ thống đƣợc khô ráo.  Van an toàn: - Để bảo đảm áp lực khí nén trong bình chứa khí không vƣợt quá áp lực cho phép - Khi áp lực tăng quá giới hạn điều chỉnh, lò xo sẽ bị nén lại để khí nén thoát ra ngoài không khí.  Quạt làm mát: Thổi không khí vào cánh tản nhiệt của bộ phận nén khí nhằm làm mát bộ phận nén khí.  Đồng hồ áp lực: Để chỉ thị áp lực khí nén trong bình chứa khí  Bộ lọc: - Nhằm làm sạch không khí trƣớc khi đƣa vào bộ phận nén khí. - Lõi lọc đƣợc làm bằng mút, giấy.  Van xả: Để xả nƣớc ngƣng tụ trong bình chứa khí. * Một số máy nén khí kiểu pittôngđƣợc sử dụng trong thực tế: Hình 1.4. Các dạng máy nén khí kiểu pittông.
9 1.6.3. Máy nén khí kiểu cánh gạt: Máy nén khí cánh gạt sử dụng rotor lệch tâm với các cánh gạt có thể trƣợt theo hƣớng hƣớng tâm để nén khí. Không khí đi vào buồng tạo bởi cánh gạt, rotor và vỏ máy nén khí, thể tích buồng này đƣợc nới rộng ra và hình thành thể tích buồng là lớn nhất. Khi các cánh gạt quay tiến đến cửa ra, khí sẽ đƣợc nén lại vì thể tích buồng chứa ngày càng nhỏ. Hình 1.5. Nguyên lý hoạt động của MNK kiểu cánh gạt 1.6.4. Máy nén khí kiểu trục vít: Máy nén khí trục vít vận hành với 2 rotor xoắn ốc ăn khớp với nhau. Khi rotor bên trái quay theo chiều kim đồng hồ, thì rotor bên phải sẽ quay ngƣợc chiều kim đồng hồ. Khi các rotor này quay thì sẽ cƣỡng bức khí bên trong các buồng đƣợc nén lại với nhau theo hƣớng dọc trục. Nhƣ vậy khí vào một cổng và ra cổng đối diện theo hƣớng dọc trục. Hình 1.6. Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu trục vít 1.7. THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN Khí nén đƣợc tạo ra từ máy nén khí có chứa đựng nhiều chất bẩn bao gồm bụi, độ ẩm của không khí, những phần tử nhỏ của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí. Ngoài ra trong quá trình nén, nhiệt độ khí nén tăng lên, có thể gây nên quá trình oxy hoá một số phần tử đƣợc kể trên. Nhƣ vậy, khí nén chứa đựng những chất bẩn đó đƣợc tải đi trong những ống dẫn khí sẽ gây nên sự mài mòn, gỉ trong ống và trong các phần tử của hệ thống điều khiển. Do đó khí nén cần
10 phải đƣợc xử lý, tuỳ thuộc vào mức độ xử lý, phƣơng pháp xử lý để xác định đƣợc chất lƣợng của khí nén tƣơng ứng cho từng trƣờng hợp vận dụng cụ thể. 1.7.1. Các cấp độ xử lý khí nén : Hình 1.7. Các cấp độ xử lý khí nén 1.7.2. Các phƣơng pháp xử lý khí nén:  Hệ thống làm lạnh bằng không khí – bình ngƣng tụ: Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí sẽ đƣợc dẫn vào bình ngƣng tụ. Tại đây khí nén sẽ đƣợc làm lạnh và phần lớn lƣợng hơi nƣớc chứa trong không khí sẽ đƣợc ngƣng tụ và tách ra. Hình 1.8. Xử lý khí nén bằng không khí  Thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh:
11 Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh nhƣ sau: khí nén từ máy nén khí sẽ qua bộ phận trao đổi nhiệt khí – khí. Tại đây dòng khí nén vào sẽ đƣợc làm lạnh sơ bộ. Sau khi đƣợc làm lạnh sơ bộ, dòng khí nén vào bộ phận trao đổi nhiệt khí – chất làm lạnh. Quá trình làm lạnh sẽ đƣợc thực hiện bằng cách: dòng khí nén sẽ đƣợc đổi chiều trong những ống dẫn nằm trong thiết bị này. Nhiệt độ hoá sƣơng tại đây là +20C. Nhƣ vậy lƣợng hơi nƣớc trong dòng khí nén vào sẽ đƣợc tạo thành từng giọt nhỏ một. Hình 1.9. Sấy khô bằng chất làm lạnh  Thiết bị sấy khô bằng hấp thụ: Sấy khô bằng hấp thụ có thể là quá trình vật lý hay là quá trình hoá học.  Quá trình vật lý: chất sấy khô hay gọi là chất háo nƣớc sẽ hấp thụ lƣợng hơi nƣớc ở trong không khí ẩm ở trong hai bình sấy khô. Hình 1.10. Sấy khô bằng hấp thụ vật lý
12  Quá trình hoá học: Thiết bị gồm 1 bình chứa, trong đó có chứa chất hấp thụ, chất hấp thụ bằng quá trình hoá học thƣờng là NaCl. Hình 1.11. Sấy khô bằng hấp thụ hóa học 1.7.3. Bộ lọc : Ở phần trên đã giới thiệu một số phƣơng pháp xử lý khí nén trong công nghiệp. Tuy nhiên trong một số lĩnh vực, ví dụ những dụng cụ cầm tay sử dụng truyền động khí nén hoặc một số hệ thống điều khiển đơn giản thì không nhất thiết phải thực hiện tuần tự nhƣ vậy. Đối với những hệ thống nhƣ thế, nhất thiết phải dùng bộ lọc, gồm 3 phần tử: van lọc, van điều chỉnh áp suất, van tra dầu. Bộ lọc khí nén Van lọc có nhiệm vụ tách các thành phần chất bẩn và hơi nƣớc ra khỏi khí nén. Có hai nguyên lý thực hiện: - Chuyển động xoáy của dòng áp suất khí nén trong van lọc. - Phần tử lọc xốp làm bằng các chất nhƣ: vải dây kim loại, giấy thấm ƣớt, kim loại thêu kết hay là vật liệu tổng hợp. Khí nén sẽ tạo chuyển động xoáy khi
13 qua lá xoắn kim loại, sau đó qua phần tử lọc, tùy theo yêu cầu chất lƣợng của khí nén mà chọn loại phần tử lọc có những loại từ 5 m đến 70 m. Trong trƣờng hợp yêu cầu chất lƣợng khí nén rất cao, vật liệu phần tử lọc đƣợc chọn là sợi thủy tinh có khả năng tách nƣớc trong khí nén đến 99 . Những phần tử lọc nhƣ vậy thì dòng khí nén sẽ chuyển động từ trong ra ngoài. Hình 1.12. Nguyên lý làm việc của van lọc và ký hiệu Hình 1.13. Phần tử lọc Van điều chỉnh áp suất có công dụng giữ cho áp suất không đổi ngay cả khi có sự thay đổi bất thƣờng của tải trọng làm việc ở phía đƣờng ra hoặc sự dao động của áp suất đƣờng vào. Hình 1.14. Nguyên lý hoạt động của van điều chỉnh áp suất và ký hiệu.
14 Nguyên tắc hoạt động của van điều chỉnh áp suất (hình 2.15): khi điều chỉnh trục vít, tức là điều chỉnh vị trí của đĩa van, trong trƣờng hợp áp suất của đƣờng ra tăng lên so với áp suất đƣợc điều chỉnh, khí nén sẽ qua l thông tác dụng lên màng, vị trí kim van thay đổi, khí nén qua l xả khí ra ngoài. Đến khi áp suất ở đƣờng ra giảm xuống bằng với áp suất đƣợc điều chỉnh, kim van trở về vị trí ban đầu. Để giảm lực ma sát, sự ăn mòn và sự rỉ sét của các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén, trong thiết bị lọc có thêm van tra dầu. Nguyên tắc tra dầu đƣợc thực hiện theo nguyên lý Ventury: (hình 1.15). Hình 1.15. Nguyên lý tra dầu ventury Theo hình : điều kiện để dầu có thể qua ống Ventury là độ sụt áp p phải lớn hơn áp suất cột dầu H. Phạm vi tra dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có lƣu lƣợng của khí nén. 1.8. THIẾT BỊ PHÂN PHỐI VÀ ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN. 1. 8.1. Khái quát chung: Hệ thống thiết bị phân phối khí nén có nhiệm vụ vận chuyển không khí nén từ máy nén khí đến thiết bị sử dụng. Truyền tải không khí nén đƣợc thực hiện bằng hệ thống ống dẫn khí nén. Ở đây hệ thống đƣờng ống dẫn đƣợc lắp cố định. Yêu cầu đối với hệ thống thiết bị phân phối khí nén là đảm bảo áp suất P, lƣu lƣợng Q và chất lƣợng của không khí nén cho thiết bị tiêu thụ. Việc lựa chọn tiết diện ống dẫn cũng nhƣ cách bố trí mạng khí nén cần phải đƣợc chú trọng để đảm bảo tính kinh tế cũng nhƣ yêu cầu sử dụng. Yêu cầu tổn thất áp suất của hệ thống không đựơc lớn hơn 1par, cụ thể là. - Tổn thất áp suất trong ống dẫn chính 0,1 par - Tổn thất áp suất trong ống nối 0,1 par
15 - Tổn thất áp suất trong thiết bị sử lý khí nén (tách nước, bình ngưng…) 0,1 par - Tổn thất áp suất trong thiết bị lọc 0,6 par Hình 1.16. Sơ đồ nguồn cung cấp 1.8. 2. Bình trích chứa khí nén Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ là cân cân bằng áp suất khí nén từ máy én khí chuyển đến, trích chứa và ngƣng tụ, tách nƣớc. Kích thƣớc bình trích chứa phụ thuộc và công suất của máy nén khí và công suất tiêu thụ của thiết bị máy móc sử dụng, ngoài ra còn phụ thuộc vào phƣơng pháp sử dụng khí nén Bình trích chứa khí nén nên lắp ráp trong không gian thoáng, để thực hiện đƣợc nhiệm vụ nhƣ vừa nêu trên là ngƣng tụ và tách nƣớc trong khí nén. Hình 1.17. Các loại bình trích chứa. a. Loại bình trích chứa th ng đứng b. Loại bình trích chứa nằm ngang c. Loại bình trích chứa nhỏ ng n trực tiếp vào ống dẫn khí
16 1.8.3. Mạng đƣờng ống khí nén Mạng đƣờng ống dẫn khí nén thông thƣờng đƣợc chia làm 2 loại: - Mạng cố định (ví dụ là mạng khí nén trong nhà máy). - Mạng di động (mạng khí nén trong dây chuyền s n xuất). *) Mạng l p ráp cố định. Khi l p đ t và thiết kế mạng khí nén cần ph i quan tâm các thông số sau: - Lưu lư ng: Phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy, vận tốc dòng chảy càng lớn thì tổn thất càng nhiều. - ận tốc d ng ch y: Đƣợc chọn nằm trong khoảng vận tốc từ 6 đến 10 m/s. Vận tốc dòng chảy khi qua các cút nối sẽ tăng lên, hoặc vận tốc sẽ tăng tức thời khi vận hành thiết bị. - Tổn thất áp suất: Tổn thất trên đƣờng ống cho phép là 0.1 và nó cho phép sai số 5 áp suất yêu cầu. Nếu trong hệ thống có lắp các cút nối thì tổn thất sẽ tăng lên. Để xác định tổn thất của cút nối, van ta tra theo bảng sau (b ng 3.1): ng 1.1: Hệ số cản  của phụ tùng nối tính theo chiều dài ống dẫn. CHI U D I ĐƢ NG NG D N TƢƠNG ĐƢƠNG (m) PH T NG N I ư ng kính trong của ống dẫn (mm) 25 40 50 80 100 125 150 an kiểu màng 1,2 2,0 3 4,5 6 8 10 mỏng an khoá 6 10 15 25 30 50 60 an mở một 3 5 7 10 15 20 25 phần an ch n 0,3 0,5 0,7 1 1.5 2 2,5 Nối vuông góc 1.5 2.5 3.5 5 7 10 15
17 ộ cong R d 0,3 0,5 0,6 1 1,5 2 2,5 0,1 0,2 ộ cong R 2d 0,3 0,5 0,8 1 1,5 5 5 ng nối T 2 3 4 7 10 15 20 ng nối thu nhỏ 0,5 0,7 1 2 2,5 3,5 4 Trong thực tế để xác định các thông số cho mạng đƣờng ống lắp ráp cố định ngƣời ta dùng biểu đồ sau (Hình 1.9): Hình 1.18. iểu đồ sự phụ thuộc các thông số của đư ng ống cố định. í dụ: - Áp suất yêu cầu p = 8 bar - Chiều dài ống dẫn L = 200 m - Lƣu lƣợng qv = 170 lít/s - Tổn thất áp suất cho phép p = 0.1 bar Theo biểu đồ ta có đư ng kính trong của ống là:  70 mm
18 - Đƣờng ống thƣờng đƣợc lắp nghiêng một góc 10 đến 20 so với mặt phẳng ngang và lắp bình ngƣng tụ để nƣớc trong đƣờng ống tích tụ tại đó. - Mạng đƣờng ống lắp cố định trong nhà máy thƣờng đƣợc lắp ở dạng vòng tròn (hình 1.8). Hình 1.19. Sơ đồ mạng khí nén cố định trong nhà máy, l p kiểu v ng tr n. 1.9. THIẾT BỊ CHẤP HÀNH TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN. Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lƣợng khí nén thành năng lƣợng cơ học. Cơ cấu chấp hành có thể thực hiện chuyển động thẳng (xylanh) hoặc chuyển động quay (động cơ khí nén). 1.9.1. Xilanh: Xilanh tác động đơn chỉ đƣợc cung cấp khí nén từ một phía do đó chỉ tạo ra hành trình làm việc theo một chiều. Hành trình ngƣợc lại của Piston đƣợc thực hiện bởi lò xo. Việc xác định kích cỡ lò xo tùy thuộc kiểu có thể đƣa Piston đi (hay về) vị trí khởi động một cách nhanh chóng. Hình 1.20. Cấu tạo xilanh tác động đơn (loại pittong).
19 Trong xi lanh có lò xo hồi vị, hành trình của Pittong là một hàm theo chiều dài của lò xo. Thông thƣờng hành trình này không quá 100 mm. Loại này đƣợc sử dụng cho các công việc đơn giản: đẩy vào, đẩy ra, nâng lên, đƣa chi tiết vào, cung cấp chuyển động ... Độ kín khít đƣợc bảo đảm bởi vật liệu nhựa d o hoặc vật liệu mềm đƣợc lắp vào trong một Piston kim loại. Chuyển động ở mép Pittong là chuyển động trƣợt kín trong bề mặt trụ của xi lanh. Thứ hai là loại xi lanh mà lò xo thực hiện hành trình làm việc, còn khí nén thực hiện hành trình ngƣợc lại. Thƣờng trong trƣờng hợp này ngƣời ta sử dụng khí nén để dừng, hãm (xe t i, xe con, toa xe) để bảo đảm sự chắc chắn phanh hãm. Xilanh kiểu màng. Màng có thể là cao su, nhựa d o hay cũng có thể bằng kim loại, đảm nhận vai trò của Pittong. Cần Pittong đƣợc cố định ở trung tâm của màng, không có đệm kín. Hành trình về đƣợc thực hiện bởi tính đàn hồi của vật liệu màng. Hình 1.21. Xilanh tác động đơn (loại màng) Hành trình đi và về của Pittong đều có tác động bởi khí nén. Sử dụng trong trƣờng hợp đòi hỏi phải có chuyển động hai chiều có điều khiển. Độ kín giữa xi lanh và Pittong đƣợc bảo đảm nhờ có các đệm ở mép Pittong hoặc của màng. Hình 1.22. Xi lanh tác động kép (loại không có gi m chấn).