CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II
GIÁO TRÌNH
KHÍ NÉN THỦY LỰC
NGHỀ CẮT GỌT KIM LOẠI
(Ban hành theo quyết định số 59/QĐ-CĐHHII, ngày 25 tháng 1 năm 2021 của Hiệu
trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II)
(lưu hành nội bộ)
TP. HCM, năm 2021
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 đich khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Mã tài liệu: ….
LỜI GIỚI THIỆU
Ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển khí nén - thủy lực sử dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ, thiết bị nghành hàn, phương
tiện vận chuyển, phương tiện nâng hạ,... do những thiết bị này làm việc linh
hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác , công suất lớn với kích thước nhỏ
gọn và lắp đặt dễ dàng trong những không gian chật hẹp so với các thiết bị
truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện.
Giáo trình này nhằm trang bị cho sinh viên Khoa Cơ Khí, Trường Cao đẳng
hàng hải II những kiến thức cơ bản của hệ thống điều khiển khí nén - thủy lực để
sinh viên có thể tiếp cận và ứng dụng tốt hơn trong thực tế.
Giáo trình gồm hai phần: khí nén và thủy Lực. Nội dung được tác giả tổng hợp
từ những kiến thức cơ bản của các lĩnh vực liên quan, có tham khảo một số sách,
tài liệu trong và ngoài nước. Hy vọng nội dung của giáo trình sẽ đem đến cho
độc giả nhữn kiến thức cơ bản, có thể ứng dụng trong thực tế.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về: Khoa Cơ Khí Chế Tạo, Trường Cao Đẳng
Hàng Hải II, số 232, Nguyễn Văn Hưởng, Thảo điền, TP Thủ Đức, TP.Hồ Chí
Minh
Tp. Hồ Chí Minh, năm 2021
MỤC LỤC
Trang
PHẦN I: KHÍ NÉN ........................................................................................1
BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ KHÍ NÉN ..............................................................1
1.Lịch sử công nghệ khí nén .............................................................................1
2.Ưu và nhược điểm hệ thống điều khiển bằng khí nén .......................................2
2.1. Ưu điểm ...................................................................................................2
2.2 Nhược điểm...............................................................................................2
3.Đặc tính của không khí nén ...........................................................................2
4.Các đại lượng cơ bản trong hệ thống khí nén ...................................................3
4.1. Áp suất ....................................................................................................3
4.2 Lực ...........................................................................................................3
4.3. Công ......................................................................................................3
4.4. Công Suất ................................................................................................3
4.5 Độ nhớt ....................................................................................................3
5.Các định luật cơ bản trong hệ thống khí nén ....................................................4
6. Khả năng của khí nén ..................................................................................6
BÀI 2: MÁY NÉN KHÍ .................................................................................8
1. Khái niệm và phân loại.................................................................................8
1.1. Khái quát chung ........................................................................................8
1.2. Phan loại máy nén khí ...............................................................................8
2. Các thông số cơ bản của máy nén ................................................................ 17
3. Đặc tính máy nén khí ................................................................................. 18
4. Yêu cầu động cơ cho máy nén..................................................................... 20
5. Tự động điều khiển máy nén ....................................................................... 20
BÀI 3: PHÂN PHỐI VÀ ĐIỀU HÒA KHÍ NÉN ........................................... 22
1. Dẫn khí bằng đường ống ............................................................................ 22
1.1. Yêu cầu ................................................................................................. 22
1.2. Hệ thống khí nén..................................................................................... 23
1.3. Mạng đường ống dẫn khí nén .................................................................. 24
2. Các bộ nối ống .......................................................................................... 28
3. Nhóm điều hòa không khí........................................................................... 30
3.1. Bộ lọc khí nén ........................................................................................ 31
3.2. Điều chỉn áp suất khí nén ........................................................................ 31
3.3. Bôi trơn khí nén ..................................................................................... 32
BÀI 4: CƠ CẤU CHẤP HÀNH KHÍ NÉN ................................................... 32
1. Giới thiệu.................................................................................................. 33
2. Phân loại ................................................................................................... 33
3. Cylinder Piston chuyển động thẳng ............................................................. 33
4. Cylinder Piston chuyển động quay .............................................................. 34
5. Cylinder Piston đặc biệt.............................................................................. 34
6. Động cơ khí nén ........................................................................................ 34
7. Tay gắp .................................................................................................... 37
8. Tính toán Cylinder Piston ........................................................................... 37
BÀI 5: CÁC VAN TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN .................................... 38
1. Khái niệm ................................................................................................. 38
2. Các phần tử khí nén ................................................................................... 39
2.1. Van đảo chiều ......................................................................................... 39
2.2. Van chặn ................................................................................................ 49
2.3. Van tiết lưu ............................................................................................ 51
2.4. Van áp suất............................................................................................. 52
2.5.Van điều chỉnh thời gian ........................................................................... 54
2.6. Cảm biến bằng tia ................................................................................... 56
3. Các phần tử điện, điện- khí nén ................................................................... 58
3.1. Các phần tử điện ..................................................................................... 58
3.2. Van đảo chiều điều khiển bằng nam châm điện .......................................... 66
BÀI 6: THIẾT KẾ MÁCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THÔNG KHÍ NÉN ............... 69
1. Lý thuyết đại số Boole ............................................................................... 69
1.1. Phần tử lôgic NOT (Phủ định) .............................................................. 69
1.2. Phần tử lôgic AND ( và ) ..................................................................... 69
1.3. Phần tử NAND (và- không) ................................................................. 70
1.4. Phần tử OR (hoặc) .............................................................................. 70
1.5. Phần tử NOR (hoặc - không) ................................................................ 71
1.6 Phần tử NOT (phủ định) ....................................................................... 72
1.7. Phần tử AND (và) ............................................................................... 72
1.8. Phần tử NAND ................................................................................... 73
1.9. Phần tử OR......................................................................................... 73
1.10. Phần tử NOR .................................................................................... 73
2. Các phần tử điều khiển trong khí nén .......................................................... 75
2.1. Biểu đồ trạng thái................................................................................ 75
2.2. Sơ đồ chức năng ................................................................................. 78
2.3. Lưu đồ tiến trình ................................................................................. 82
3. Các phương pháp điều khiển. ...................................................................... 84
2.1. Điều khiển bằng tay ............................................................................ 84
2.2. Điều khiển tùy động theo thời gian ....................................................... 87
2.3. Điều khiển tùy động theo hành trình ..................................................... 90
2.4. Điều khiển theo tầng ........................................................................... 96
2.5. Điều khiển theo nhịp ......................................................................... 100
4. Thiết kế điều khiển điện- khí nén .............................................................. 108
3.1. Nguyên tắc thiết kế: .......................................................................... 108
3.2. Các phương pháp điều khiển .............................................................. 109
PHẦN II: THỦY LỰC............................................................................... 118
BÀI 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
CỦA HỆ THỐNG TRUYỂN ĐỘNG THỦY LỰC ......................................... 118
1.2.NHỮNG ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM
CỦA HỆ THỐNG TRUYỂN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC .............................. 118
1.3.ĐỊNH LUẬT CỦA CHẤT LỎNG ........................................................... 118
1.3.1.Áp suất thủy tĩnh ............................................................................. 119
1.3.2.Phương trình dòng chảy liên tục ....................................................... 119
1.3.3.Phương trình Bernulli ...................................................................... 120
1.4.ĐƠN VỊ ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN (Hê mét) ................................ 121
1.4.1.Áp suất (p)...................................................................................... 121
1.4.1.Vận tốc (v) ..................................................................................... 121
1.4.2.Lực (F) ........................................................................................... 121