Giáo trình Khí nén - Trường CĐ nghề Số 20

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Khí nén gồm có những nội dung chính sau: Bài 1: Khái niệm về khí nén, ứng dụng của khí nén; Bài 2: Các phần tử khí nén; Bài 3: Lắp đặt và vận hành hệ thống điều khiển điện khí nén; Bài 4: Vận hành và kiểm tra hệ thống điều khiển khí nén; Bài 5: Tìm và sửa lỗi trong hệ thống điều khiển khí nén. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Khí nén - Trường CĐ nghề Số 20

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 NÓI ĐẦU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ CĐN và TCN của trường Cao đẳng nghề số 20/BQP, giáo trình mô đun Điều khiển khí nén là một trong những giáo trình đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh và Xã hội phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ logíc với nhau. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 45 giờ gồm có: Bài 1: Khái niệm về khí nén, ứng dụng của khí nén Bài 2: Các phần tử khí nén Bài 3: Lắp đặt và vận hành hệ thống điều khiển điện khí nén Bài 4: Vận hành và kiểm tra hệ thống điều khiển khí nén Bài 5: Tìm và sửa lỗi trong hệ thống điều khiển khí nén Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Phù hợp với cơ sở vật chất của trường. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiện chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................2 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN ....................................Error! Bookmark not defined. BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ KHÍ NÉN, ỨNG DỤNG CỦA KHÍ NÉN ...................5 Mục tiêu: ............................................................................................................ 5 Nội dung chính: .................................................................................................. 5 1. Một số đặc điểm hệ thống truyền động bằng khí nén .................................. 5 2. Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển ............................................................. 5 2.1. Áp suất ..................................................................................................... 5 2.2. Lực ........................................................................................................... 5 2.3. Công ......................................................................................................... 5 2.4. Công suất ................................................................................................. 6 2.5. Độ nhớt động ........................................................................................... 6 3. Cơ sở tính toán ............................................................................................... 6 4. Các loại máy nén khí, phạm vi ứng dụng. ..................................................... 7 4.1. Khái niệm máy nén khí ............................................................................ 7 4.2. Máy nén khí kiểu pittông ......................................................................... 7 5. Thiết bị xử lý khí nén ..................................................................................... 8 6. Thiết bị phân phối và điều khiển khí nén....................................................... 9 7. Thiết bị chấp hành trong hệ thống khí nén. ................................................... 9 BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ KHÍ NÉN.................................................................. 11 Mục tiêu: .......................................................................................................... 11 Nội dung chính: ................................................................................................ 11 1. Van đảo chiều............................................................................................... 11 1.1. Nguyên lí hoạt động ............................................................................... 11 1.2. Ký hiệu van đảo chiều ........................................................................... 11 1.3. Van đảo chiều có vị trí “ không” ........................................................... 12 1.4. Van đảo chiều không có vị trí “ không” ................................................ 14 2. Van chặn....................................................................................................... 16 2.1. Nguyên lý làm việc ................................................................................ 16 2.2. Ký hiệu van một chiều ........................................................................... 16 3. Van tiết lưu ................................................................................................... 16 3.1. Van tiết lưu có tiết diện không thay đổi được ....................................... 16 3.2. Van tiết lưu có tiết diện điều chỉnh được............................................... 16 4. Van áp suất ................................................................................................... 17 4.1. Van an toàn ............................................................................................ 17 4.2. Van tràn .................................................................................................. 17 4.3. Van điều chỉnh áp suất ........................................................................... 17 5. Van Logic ..................................................................................................... 18 5.1 Van logic OR .......................................................................................... 18 5.2. Van lôgic AND ...................................................................................... 19 6. Rơ le áp suất ................................................................................................. 19 7.Van điều chỉnh thời gian ............................................................................... 19
7.1. Van điều chỉnh thời gian đóng chậm ..................................................... 19 7.2. Rơ le thời gian ngắt chậm ...................................................................... 20 8. Các cơ cấu chấp hành..................................................................................... 20 9. Cấu trúc của hệ thống điều khiển................................................................. 20 10. Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển ..................................................... 21 11. Biểu đồ trạng thái ....................................................................................... 22 11.1 Ký hiệu .................................................................................................. 22 11.2. Thiết kế biểu đồ trạng thái ................................................................... 23 12. Sơ đồ chức năng ......................................................................................... 23 BÀI 3: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN ỨNG DỤNG. ................................................................................................................25 Mục tiêu: .......................................................................................................... 25 Nội dung chính: ................................................................................................ 25 1. Điều khiển bằng tay ..................................................................................... 25 1.1. Điều khiển trực tiếp ............................................................................... 25 1.2. Điều khiển gián tiếp ............................................................................... 25 2. Điều khiển tùy động theo thời gian.............................................................. 26 3. Điều khiển tùy động theo hành trình ........................................................... 26 4. Điều khiển theo tầng .................................................................................... 27 5. Điều khiển theo nhịp .................................................................................... 30 5.1. Cấu tạo khối của nhịp điều khiển .......................................................... 30 5.2. Các khối điều khiển theo nhịp ............................................................... 31 6. Phần mềm FESTO FluidSIM.................................................................... 33 6.1. Giới thiệu chung: ................................................................................... 33 6.2. Cài đặt phần mềm festo fluidsim 3.6 ..................................................... 33 BÀI 4: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA HỆ THỐNG KHÍ NÉN .......38 Mục tiêu: .......................................................................................................... 38 Nội dung chính: ................................................................................................ 38 1. Giới thiệu về mô hình thực tập khí nén ....................................................... 38 2. Điều khiển một xy lanh. ............................................................................... 39 2.1 Cho sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 1 xy lanh .................................... 39 2.2. Thực hành lắp mạch điều khiển khí nén ................................................ 39 3. Điều khiển hai xy lanh. ................................................................................ 39 3.1 Cho sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 1 xy lanh .................................... 39 3.2. Thực hành lắp mạch điều khiển khí nén ................................................ 40 4. Điều khiển xy lanh kết hợp với tay quay. .................................................... 40 4.1 Cho sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 1 xy lanh .................................... 40 4.2. Thực hành lắp mạch điều khiển khí nén ................................................ 40 BÀI 5: TÌM VÀ SỬA LỖI TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN ....41 Mục tiêu: .......................................................................................................... 41 Nội dung chính: ................................................................................................ 41 1. Phương pháp tìm và sửa lỗi. ........................................................................ 41 2. Các bài tập thực hành sửa lỗi. ...................................................................... 41
BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ KHÍ NÉN, ỨNG DỤNG CỦA KHÍ NÉN Mục tiêu: - Trình bày được các đơn vị đo và cơ sở tính toán khí nén. - Nắm vững các thiết bị xử lý khí nén, phân phối sử dụng trong hệ thống khí nén. - Chủ động, sáng tạo và an toàn trong thực hành. Nội dung chính: 1. Một số đặc điểm hệ thống truyền động bằng khí nén  Hệ thống khí nén (Pneumatic Systems) được 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 trường 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 ưu thế của hệ thống khí nén do kết cấu đơn giản và linh hoạt của cơ cấu chấp hành, chúng được 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 trường 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 lượng khác, ví dụ các công cụ vặn ốc vít trong sửa chữa và lắp ráp chi tiết, các máy khoan, mài công suất dưới 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. 2. Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển 2.1. Áp suất Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lường SI là Pascal (Pa) Pascal là áp suất phân bố đều trên bề mặt có diện tích 1m2 với lực tác động vuông góc lên bề mặt đó là 1Newton (N) 1Pa = 1N/m2 1Pa = 1 kgm/s2/m2 = 1 kg/m2 Ngoài ra còn sử dụng đơn vị bar: 1 bar = 105 Pa Ở một số nước Anh, Mỹ còn sử dụng đơn vị đo áp suất (psi) : 1bar = 15.4 psi 2.2. Lực Đơn vị của lực là Newton (N) 1 N là lực tác động lên đối tượng có khối lượng 1kg với gia tốc 1m/s2 2.3. Công Đơn vị của công là Joule (J)
1J là công sinh ra dưới tác dộng của lực 1N để vật có thể dịch chuyển quãng đường là 1m 1J = 1N.m 2.4. Công suất Đơn vị của công suất là Watt (W) 1W là công suất trong thời gian 1giây sinh ra năng lượng 1J 1W = 1Nm/s 2.5. Độ nhớt động Độ nhớt động không có vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển khí nén. Đơn vị của độ nhớt động là m2/s. 1m2/s là độ nhớt động của một chất có độ nhớt động lực 1Pa.s và khối lượng riêng 1kg/m2 v = /  Trong đó: : Độ nhớt động lực (Pa.s)  : khối lượng riêng (kg/m3) v : độ nhớt động (m2/s) 3. Cơ sở tính toán Bảng các đại lượng và đơn vị thường dùng trong kỹ thuật khí nén Đại lượng Ký hiệu Tên gọi Đơn vị Tiếng Anh Tiếng Việt l Length Chiều dài m m Mass Khối lượng Kg t Time Thời gian S T Temperature Nhiệt độ K F Force Lực N A Area Diện tích m2 V Volume Thể tích m3 qV Volumetric flow rate Lưu lượng m3/ qB Air consumption Khí tiêu thụ l/mi s qn Nominal flow rate Lưu lượng danh định l/mi n p Pressure Áp suất bar(Pa) n pab Absolute pressure Áp suất tuyệt đối bar(Pa) pamb s Ambient pressure Áp suất môi trường bar(Pa) pe Excess or vacuum pressure Áp suất dư hoặc chân không bar(Pa) ∆p Differential pressure Chênh lệch áp suất bar(Pa) pn Standard pressure Áp suất tiêu chuẩn Pn= 101325 Pa A Piston surface Diện tích mặt Pittông m2 A’ Annular surface (ring area) Diện tích vành khăn m2 d Piston rod diameter Đường kính cần Pittông m D Cylinder diameter Đường kính trong Xilanh m Fe Effective piston force Lực tác dụng bởi pittông N FF ff Force of retract spring Lực phản hồi bởi lò xo N FR Friction force Lực ma sát N s Stroke length Khoảng tác dụng(của pittông) cm n Revolutions per minute Tốc độ quay ( cho động cơ) 1/min (rpm) v Velocity of piston Vận tốc của Pittông m/s
4. Các loại máy nén khí, phạm vi ứng dụng. 4.1. Khái niệm máy nén khí Áp suất khí được tạo ra từ máy nén khí, ở đó ăng lượng cơ học của động cưo điện hoặc của động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Phân loại: - Theo áp suất: + Máy nén khí áp suất thấp p < 15bar + Máy nén khí áp suất thấp p  15bar + Máy nén khí áp suất thấp p ≥300bar - Theo nguyên lý hoạt động: + Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khi kiểu pittong, máy nén khí kiểu cánh gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít. + Máy nén khí theo nguyên lý động năng: máy nén khí ly tâm, máy nén theo trục. 4.2. Máy nén khí kiểu pittông - Máy nén pittông có rất nhiều cấu tạo khác nhau, bốn loại được sử dụng nhiều nhất là: thẳng đứng, nằm ngang, nối tiếp và nằm ngang cân bằng - đối xứng. 4.3. Máy nén khí kiểu cánh gạt. Máy nén khí kiểu cánh gạt bao gồm: Thân máy, mặt bích thân máy, mặt biwchs trục, rôto lắp trên trục. Trục và rôto lắp lệch tâm so với bánh dẫn truyền động. Khi rôto quay tròn, dưới tác dụng của lực ly tâm các bánh gạt chuyển động tự do trong các rãnh ở trên rôto và các đầu cánh gạt tựa vào bánh dẫn chuyển động. 4.4. Máy nén khí kiểu trục vít. Máy nén khí trục vít có khoảng năm 1950 và đã chiếm một thị trường lớn trong lĩnh vực nén khí, loại máy nén khí này có vỏ đặc biệt bao bọc quanh hai trục vít, một lồi, môt lõm. Máy nén khí kiểu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Máy nén khí trục vít gồm hai trục: Trục chính và trục phụ. Các răng của hai trục vít ăn khớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn số răng trục vít lõm từ 1 đến 2 răng, hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau. 4.5. Máy nén khí kiểu Root. Máy nén khí kiểu root gồm có 2 hoặc 3 cánh quạt (Pittông có dạng hình số 8). Các pittong đó được quay đồng bộbằng bộ truyền động ở ngoài thân máy và trong quá trình quay không tiếp xúc với nhau. Như vậy khả năng hút của máy phụ thuộc vào khe hở giữa 2 pittông, khe hở giữa phần quay và thân máy. 4.6. Máy nén khí kiểu ly tâm.
Máy nén khí ly tâm sử dụng đĩa xoay hình cánh quạt hoặc bánh đẩy để ép khí vào phầm rìa của bánh đẩy làm tăng tốc độ của khí. Bộ phận khuếch tán của máy sẽ chuyển đổi năng lượng của tốc độ thành áp suất. Máy nén khí ly tâm thường sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và trong môi trường làm việc liên tục. Chúng thường được lắp cố định. Công suất của chúng có thể từ hàng trăm đến hàng ngàn mã lực. Với hệ thống làm việc gồm nhiều máy nén khí ly tâm, chúng có thể tăng áp lực đầu ra hơn 10000 lbf/in² (69 MPa). 5. Thiết bị xử lý khí nén Các giai đoạn xử lý khí nén: - Lọc thô: làm mát sơ bộ để tách chất bẩn, bụi; tiếp tục vào bình ngưng tụ để tách hơi nước. - Sấy khô: Ứng dụng quá trình vật lý hoặc quá trình hoá học. - Lọc tinh: Dùng bộ lọc và cụm bảo dưỡng * Sấy khô bằng quá trình hóa học (hình 1.1) Hình 1.2 Thiết bị sấy khô bằng Hình 1.1. Thiết bị sấy khô bằng quá quá trình vật lý trình hóa học Hình 1.1 khí nén được đưa qua tầng chất làm khô (ví dụ muối NaCl), tại đây, hơi nước chứa trong không khí sẽ được trao đổi với chất làm khô và đọng lại thành chất lỏng chảy xuống buồng chứa nước ngưng và được tháo ra ngoài. Phương pháp này có chi phí vận hành cao, thường xuyên phải thay thế, bổ sung chất làm khô, tuy nhiên lắp đặt đơn giản, không yêu cầu nguồn năng lượng từ bên ngoài. * Bộ lọc và sấy khô ứng dụng quá trình vật lý (Hình 1.2) Nguyên lý hoạt động: khí nén từ máy nén khí qua bộ phận trao đổi nhiệt. Tại đây dòng khí nén vào đang nóng sẽ được làm lạnh nhờ trao đổi nhiệt với dòng khí đi ra đã được sấy khô và làm lạnh. Như vậy, tại khâu này : khí nén vào được làm mát, khí nén đi ra được sưởi ấm. Một phần hơi nước trong khí nén vào được ngưng tụ rơi xuống bình ngưng. Sau khi được làm lạnh sơ bộ, dòng khí nén tiếp tục đi vào bộ trao đổi nhiệt với chất làm lạnh trong thiết bị làm lạnh. Tại đây, dòng khí nén được
làm lạnh đến nhiệt độ hóa sương ( khoảng +20C), các giọt sương ngưng tụ tiếp tục rơi xuống bình ngưng thứ hai. Thiết bị ứng dụng công nghệ này làm việc chắc chắn, chi phí vận hành thấp. * Bộ điều hoà phục vụ Bộ điều hòa phục vụ được lắp đặt nối tiếp với nguồn khí nén thông thường, nhằm cung cấp nguồn khí nén chất lượng cao và bổ sung chức năng cung cấp dầu bôi trơn và bảo quản các phần tử của hệ thống khí nén, hình dáng bên ngoài và ký hiệu trên sơ đồ của một bộ điều hòa phục vụ, gồm: - Bộ lọc hơi nước - Van điều chỉnh áp suất - Đồng hồ chỉ thị - Bộ tra dầu bảo quản 6. Thiết bị phân phối và điều khiển khí nén. Hình 2.13 mô tả một hệ thống phân phối khí nén. Hệ thống ống dẫn thường được đặt dốc theo hướng cung cấp khí nén, với độ dốc từ 1-2%. Hình 1.2 Một hệ thống phân phối khí nén Đường kính của ống dẫn được lựa chọn phụ thuộc vào yêu cầu về tổn thất áp suất trên đường dẫn tính từ nguồn đến nơi tiêu thụ, theo tiêu chuẩn không vượt quá 0,1 bar. Cơ sở lựa chọn: - Lưu lượng cần thiết - Độ dài đường dẫn - Tổn thất áp suất cho phép - Áp suất vận hành - Số điểm cần kiểm tra lưu lượng trên đường dẫn 7. Thiết bị chấp hành trong hệ thống khí nén. 7.1. Khái niệm Cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơ học. Cơ cấu chấp hành có thể thực hiện chuyển động thẳng (xylanh) hoặc chuyển động quay (động cơ khí nén).
7.2. Xy lanh - Xy lanh tác động đơn ( xylanh tác động môt chiều) - Xy lanh tác động 2 chiều (xy lanh tác động kép) 7.3. Động cơ khí nén Động cơ khí nén là cơ cấu chấp hành, có nhiệm vụ biến đổi năng lượng thế năng, động năng của khí nén thành năng lượng cơ học- chuyển động quay Động cơ khí nén có những ưu điểm: - Điều chỉnh đơn giản mômen quay và số vòng quay - Đạt được số vòng quay cao và điều chỉnh vô cấp - Không xảy ra hư hỏng, khi có tải trọng quá tải - Giá thành bảo dưỡng thấp Động cơ quay một chiều Động cơ quay hai chiều Hình 1.3: Ký hiệu động cơ khí nén
BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ KHÍ NÉN Mục tiêu: - Miêu tả chức năng của các phần tử khí nén được ứng dụng trong công nghiệp. - Biểu diễn được các qui trình công nghệ điều khiển bằng khí nén dưới các dạng biểu đồ trạng thái. - Ứng dụng lắp ráp thành thạo các mạch điều khiển khí nén đơn giản với các phần tử khí nén trong công nghiệp. - Chủ động, sáng tạo và an toàn trong thực hành. Nội dung chính: 1. Van đảo chiều Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng bằng cách đóng, mở hay chuyển đổi vị trí, để thay đổi hướng của dòng năng lượng 1.1. Nguyên lí hoạt động Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều (hình 4.2): khi chưa có tín hiệu tác động vào cửa (12) thì cửa (1) bị chặn và cửa (2) nối với cửa (3). Khi có tín hiệu tác động vào cửa (12), ví dụ tác động bằng dòng khí nén, nòng van sẽ dịch chuyển về phía bên phải, cửa (1) nối với cửa (2) và cửa (3) bị chặn. Trường hợp tín hiệu tác động vào cửa (12) mất đi, dưới tác động của lực lò xo, nòng van sẽ trở về vị trí ban đầu. Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của van đảo chiều 1.2. Ký hiệu van đảo chiều Chuyển đổi vị trí của nòng van được biểu diễn bằng các ô vuông liền nhau với các chữ cái o,a,b,c… hay các chữ số 0, 1, 2, 3…. a o b a b Vị trí “ không” được ký hiệu là vị trí mà khi van chưa có tác động của tín hiệu ngoài vào. Đối với van có 3 vị trí, vị trí ở giữa là vị trí “ không”. Đối với van có 2 vị trí thì vị trí “ không” có thể là “a” hoặc là “ b “, thông thường vị trí “b” là vị trí “ không”.
Bên trong ô vuông của mỗi vị trí là các đường thẳng có hình mũi tên, biểu diễn hướng chuyển động của dòng qua van. Trường hợp dòng van bị chặn được biểu diễn bằn dấu gạch ngang. 1.3. Van đảo chiều có vị trí “ không” Van đảo chiều có vị trí “ không” là van có tác động bằng cơ – lò xo nên nòng van và ký hiệu lò xo nằm ngay vị trí bên cạnh ô vuông phía bên phải của ký hiệu van. a. Van đảo chiều 2/2: tác động cơ học – đầu dò Hình 2.2: Van đảo chiều 2/2 tác động cơ - Van có 2 cửa P và R, 2 vị trí 0 và 1. Ở vị trí 0: cửa P và R bị chặn. Nếu đầu dò tác động vào, từ vị trí 0 van sẽ được chuyển sang vị trí 1, khi đó cửa P và R sẽ nối với nhau. Khi đầu dò không còn tác động thì van sẽ trở lại vị trí ban đầu do lực nén của lò xo. b. Van đảo chiều 3/2 : tác động cơ học – đầu dò. Van có 2 cửa P, A và R. Có 2 vị trí 0, 1. Ớ vị trí 0: cửa P bị chặn, cửa A nối với cửa R. Nếu đầu dò tác động vào từ vị trí 0 van sẽ chuyển sang vị trí 1, khi đó cửa P nối với cửa A, cửa R sẽ bị chặn. Khi đầu dò không còn tác động nữa thì van sẽ trở về vị trí ban đầu bằng lực nén của lò xo Hình 2.3. Ký hiệu van 3/2 tác động đầu dò
- Van đảo chiều 3/2 tác động bằng tay – nút ấn Hình 2.4. Ký hiệu van 3/2 tác động nút ấn - Van đảo chiều 3/2 tác động bằng nam châm điện qua van phụ trợ Hình 2.5. Ký hiệu van 3/2 Tác động bằng nam châm Tại vị trí “ không” cửa P bị chặn, cửa A nối với cửa R. Khi dòng điện vào cuộn dây, pittong trụ bị kéo lên, khí nén sẽ theo hướng P1, 12 tác động lên pittong phụ, pittong phụ bị đẩy xuống, van sẽ chuyển xang vị trí “1” cửa A nối với cửa P cửa R bị chặn. Khi dòng điện mất đi, pittong trụ bị lò xo kéo xuống, và khí nén ở phần trên pittong phụ sẽ theo cửa R thoát ra ngoài. - Van đảo chiều 3/2 tác động bằng tay- công tắc. Hình 2.6. Ký hiệu van 3/2 tác động bằng công tác c. Van đảo chiều 4/2: - Van đảo chiều 4/2 tác động bằng tay – bàn đạp Hình 2.7. Ký hiệu van 4/2 tác động bằng bàn bạp - Van đảo chiều 4/2 tác động trực tiếp bằng nam châm điện Hình 2.8. Ký hiệu van 4/2 tác động bằng Nam châm Tại vị trí 0: cửa P nối với cửa B, cửa A nối với cửa R. Khi có dòng điện vào cuộn dây van sẽ chuyển sang vị trí 1. Khi đó cửa A nối với P, cửa B nối với R.
d. Van đảo chiều 5/2 - Tác động bằng cơ – đầu dò Hình 2.9. Ký hiệu van 5/2 tác động bằng cơ- đầu dò - Tác động bằng khí nén: Hình 2.10. Ký hiệu van 5/2 tác động bằng khí nén 1.4. Van đảo chiều không có vị trí “ không” Van đảo chiều không có vị trí “ không” là loại van sau khi tác động lần cuối lên nòng van không còn nữa thì van sẽ giữ nguyên vị trí tác động cuối cùng, chừng nào chưa có tín hiệu tác động lên phía đối diện của nòng van. Tác động lên nòng van có thể là: - Tác động bằng tay, bàn đạp. - Tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi vào hoặc đi ra từ hai phía. - Tác động trực tiếp bằng điện từ hay gián tiếp bằng dòng khí nén qua van phụ trợ. a. Van trượt đảo chiều 3/2 tác động bằng tay a A b P R Hình 2.11. Van trượt đảo chiều tác động bằng tay
Khi dịch chuyển ống lót sang vị trí a, thì cửa P nối với A và cửa R bị chặn. Khi dịch chuyển ống lót sang vị trí b, thì cửa A sẽ nối với với R và cửa P bị chặn. b. Van xoay đảo chiều 4/3 tác động bằng tay A B P R Hình 2.12. Van xoay đảo chiều tác động bằng tay gạt c. Van đảo chiều xung 4/2 tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi ra từ 2 phía của nòng van: hai nòng van được khoan lỗ có đường kính  1mm và thông với cửa P. Khi có áp suất ở cửa P, dòng khí nén diều khiển sẽ vào cả 2 phía đối diện của nòng van qua lỗ và nòng van ở vị trí cân bằng. Khi cửa X là cửa xả khí ,nòng van sẽ được chuyển sang vị trí b, cửa P nối với của A và cửa B nối với cửa R. Khi cửa X ngừng xả khí, thì vị trí của nòng van vẫn nằm ở vị trí b, chừng nào chưa có tín hiệu xả khí ở cửa Y A B X Y P R Hình 2.13 Ký hiệu van 4/2 d. Van đảo chiều xung 5/2 tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi ra từ 2 phía nòng van: Nguyên tắc hoạt động tương tự van đảo chiều 4/2 tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi ra từ 2 phía của nòng van A B X Y S P R Ký hiệu van 5/2 Hình 2.14: Van xoay đảo chiều xung 5/2 tác động bằng dòng khí nén đi ra
2. Van chặn 2.1. Nguyên lý làm việc Van một chiều có tác dụng chỉ cho lưu lượng khí nén đi qua theo một chiều, chiều ngược lại bị chặn. Dòng khí nén đi từ A qua B, chiều từ B qua A dòng khí bị chặn Hình 2.15: Van một chiều 2.2. Ký hiệu van một chiều A B 3. Van tiết lưu Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, tức là điều chỉnh tốc độ hoặc thời gian chạy của cơ cấu chấp hành. 3.1. Van tiết lưu có tiết diện không thay đổi được Lưu lượng dòng chảy qua khe hở của van có tiết diện không thay đổi được Hình 2.16. Ký hiệu van tiết lưu 3.2. Van tiết lưu có tiết diện điều chỉnh được a. Nguyên lý hoạt động Có thể điều chỉnh được lưu lượng dòng khí nén đi qua van. Dòng khí nén đi từ A qua B và ngược lại. Tiết diện A thay đổi bằng vít điều chỉnh Hình 2.17:Van tiết lưu có tiết diện thay đổi (hãng Herion)
b. Ký hiệu A B 4. Van áp suất 4.1. Van an toàn a. Nguyên lý làm việc Van an toàn có nhiệm vụ giữ cho áp suất lớn nhất mà hệ thống có thể tải Khi áp suất lớn hơn áp suất cho phép của hệ thống thì dòng áp suất khí nén sẽ thắng lực lò xo và như vậy khí nén sẽ theo cửa R ra ngoài không khí Hình 2.19. Van an toàn b. Ký hiệu van an toàn P R 4.2. Van tràn a. Nguyên lý làm việc Nguyên tắc hoạt động của van tràn tương tự như van an toàn, nhưng khác ở chỗ là khi áp suất ở cửa P đạt được giá trị xác định thì cửa P nối với cửa A và nối với hệ thống điều khiển. b. Ký hiệu P A 4.3. Van điều chỉnh áp suất a. Nguyên lý làm việc Van điều chỉnh áp suất có nhiệm vụ giữ cho áp suất không đổi cả khi có sự thay đổi bất thường của tải trọng làm việc ở phía đầu ra hoặc sự dao động áp suất ở đầu vào. Nguyên lý làm việc: khi điều chỉnh trục vít, tức là điều chỉnh vị trí của đĩa van. Trong trường hợp áp suất của đầu ra tăng so với áp suất được điều
chỉnh, khí nén sẽ qua lỗ thông tác dụng lên màng, vị trí kim van sẽ thay đổi, khí nén sẽ qua cửa xả khí ra ngoài. Đến khi áp suất ở đầu ra giảm xuống bằng áp suất được điều chỉnh thì kim van sẽ trở về vị trí ban đầu.(hình 4.21) b. Ký hiệu van điều chỉnh áp suất P R A P A Hình 2.20a. Van điều chỉnh áp suất Hình 2.20b. Van điều chỉnh áp suất không có cửa xả khí có cửa xả khí Hình 2.21: Van điều chỉnh áp suất 5. Van Logic 5.1 Van logic OR a. Nguyên lý làm việc Van lôgic OR có chức năng là nhận tín hiệu điều khiển ở những vị trí khác nhau trong hệ thống điều khiển.Khi có dòng khí nén qua cửa P1 sẽ đẩy pittong của van sang bên phải chắn cửa P2, khi đó cửa P1 sẽ nối với cửa A. Hình 2.22: Van lôgic OR b. Ký hiệu van OR A P1 P2
5.2. Van lôgic AND Van lôgic AND có chức năng nhận tín hiệu điều khiển cùng một lúc ở những vị trí khác nhau trong hệ thống điều khiển Khi có dòng khí nén qua cửa P1 sẽ đẩy pittong trụ của van sang vị trí bên phải, khi đó cứ P1 sẽ bị chặn, Hoặc khí có dòng khí nén đi cửa P2, sẽ đẩy pittong trụ của van sang vị trí bên trái, cửa P2 sẽ bị chặn. Nếu dòng khí nén đồng thời đi qua cửa P1 và cửa P2 thì cửa A sẽ nhận được tín hiệu. Hình 2.23: Van lôgic AND b. Ký hiệu van lôgic AND A P1 P2 6. Rơ le áp suất Rơle áp suất có nhiệm vụ đóng mở công tắc điện, khi áp suất trong hệ thống vượt quá mức yêu cầu. Hình 2.24: Rơle áp suất và ký hiệu 7.Van điều chỉnh thời gian 7.1. Van điều chỉnh thời gian đóng chậm a. Nguyên lý làm việc Rơle thời gian đóng chậm gồm các phần tử: van tiết lưu một chiều điều khiển chỉnh bằng tay, bình trích chứa, van đảo chiều 3/2 ở vị trí “0” cửa P bị chặn. Khí nén qua van tiết lưu một chiều, cần thời gian t1 để làm đầy bình chứa, sau đó tác động lên nòng van đảo chiều, van đảo chiều chuyển đổi vị trí, cửa P nối với cửa A.
b. Ký hiệu và biểu đồ thời gian A X X A P R t1 7.2. Rơ le thời gian ngắt chậm a. Nguyên lý làm việc Rơ le thời gian ngắt chậm có cấu tạo và nguyên lý làm việc tương tự như rơ le thời gian đóng chậm, nhưng van tiết lưu một chiều có chiều ngược lại Hình 2.25: Rơ le thời gian ngắt chậm chậm b. Ký hiệu và giản đồ thời gian A X X P R A t1 8. Các cơ cấu chấp hành Tổng quát: Các cơ cấu chấp hành có chức năng biến đổi năng lượng được tích lũy trong khí nén thành động năng. Cụ thể cung cấp các chuyển động: - Chuyển động thẳng: Xilanh tác dụng đơn, xilanh tác dụng kép - Chuyển động quay: Động cơ khí nén, Xilanh quay ,Giác hút 9. Cấu trúc của hệ thống điều khiển Hệ thống khí nén thường 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 nước, sấy khô…),…