intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình mô đun Điện khí nén (Nghề Điện Công nghiệp - Trình độ cao đẳng) – CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR–VT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST
Báo xấu
49
lượt xem 8
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình mô đun Điện khí nén gồm có 9 bài: Bài mở đầu: Cơ sở lý thuyết khí nén; Bài 1: Cung cấp và xử lý khí nén; Bài 2: Các phần tử trong hệ thống Khí nén Bài 3: Thiết kế mạch Khí nén Bài 4: Các phần tử trong hệ thống Điện – khí nén; Bài 5: Lắp đặt mạch Máy dập; Bài 6: Lắp đặt mạch Máy Lắp ráp; Bài 7: Lắp đặt mạch Máy khoan; Bài 8: Lắp đặt mạch Máy khoan- Doa.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình mô đun Điện khí nén (Nghề Điện Công nghiệp - Trình độ cao đẳng) – CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR–VT

  1. BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: 3 UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ BÀ RỊA VŨNG TÀU GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: ĐIỆN KHÍ NÉN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 297/QĐ-CĐKTCN ngày 24 tháng 08 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2020 1
  2. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu cho giảng viên và sinh viên nghề Điện công nghiệp trong trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu. Chúng tôi đã thực hiện biên soạn tài liệu Điện khí nén này. Tài liệu được biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy và học tập, lưu hành nội bộ trong nhà trường 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. 2
  3. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 LỜI GIỚI THIỆU Cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển khí nén sử dụng trong máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ CNC, phương tiện vận chuyển, máy dập, máy khoan-doa, máy ép phun, tàu thủy, dây chuyền chế biến thực phẩm…do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác, công suất lớn với kích thước nhỏ và lắp đặt dễ dàng ở những không gian chật hẹp so với các thiết bị truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện. Nội dung của mô đun gồm có 9 bài: Bài mở đầu: Cơ sở lý thuyết khí nén. Bài 1: Cung cấp và xử lý khí nén. Bài 2: Các phần tử trong hệ thống Khí nén Bài 3: Thiết kế mạch Khí nén Bài 4: Các phần tử trong hệ thống Điện – khí nén. Bài 5: Lắp đặt mạch Máy dập. Bài 6: Lắp đặt mạch Máy Lắp ráp. Bài 7: Lắp đặt mạch Máy khoan. Bài 8: Lắp đặt mạch Máy khoan- Doa. Giáo trình Điện Khí Nén được tác giả tổng hợp những kiến thức cơ bản của các lĩnh vực có liên quan. Hy vọng qua nội dung của giáo trình này người học sẽ có thể thiết kế và lắp đặt được một hệ thống truyền dẫn khí nén theo các yêu cầu khác nhau. Trong quá trình biên soạn ra giáo trình này, không thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong sự đóng góp để giáo trình có thể hoàn thiện hơn. Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày…. tháng…năm… Tham gia biên soạn Hà Quốc Trung 3
  4. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................. 3 BÀI MỞ ĐẦU: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN .............................................. 9 1. Cơ sở tính toán: ........................................................................................... 9 1.1.Thành phần hóa học của khí nén. ........................................................... 9 1.2. Đơn vị đo trong hệ thống: ..................................................................... 9 A. 2.Phương trình trạng thái nhiệt động học: ............................................. 10 2.1. Định luật Boyle- Mariotte: .................................................................. 10 2.2. Định luật 1 Gay – Lussac: .................................................................. 10 2.3. Định luật 2 Gay – Lussac .................................................................... 11 3. Khả năng ứng dụng của khí nén: ................................................................ 11 4. Ưu- nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén: ........................... 13 BÀI 1: CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN ....................................................... 14 1. Máy nén khí: ............................................................................................. 14 1.2. Máy nén khí kiểu cánh gạt: ................................................................. 16 1.3. Máy nén khí kiểu trục vít: ................................................................... 18 1.4. Máy nén khí kiểu Root: ...................................................................... 19 1.5. Máy nén khí kiểu Turbin: ................................................................... 20 2. Thiết bị xử lý khí nén: ............................................................................... 21 2.1. Yêu cầu về khí nén: ............................................................................ 21 2.2. Phương pháp xử lý khí nén: ................................................................ 21 2.3. Bộ lọc (cụm bảo dưỡng): .................................................................... 24 BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN .............................. 26 I. Kiến thức lý thuyết: ................................................................................... 26 1. Khái niệm: ................................................................................................ 26 2. Cơ cấu chấp hành: ..................................................................................... 26 2.1. Xy lanh: ............................................................................................. 26 2.2. Động cơ khí nén: ................................................................................ 27 3. Van đảo chiều: .......................................................................................... 28 3.1. Van đảo chiều không duy trì 3/2: ........................................................ 29 3.2. Van đảo chiều duy trì 5/2: .................................................................. 29 4. Nút nhấn: .................................................................................................. 30 4.1. Nút nhấn 3/2: ..................................................................................... 30 4.2. Nút nhấn 5/2: ..................................................................................... 30 5. Công tắc hành trình: .................................................................................. 31 6. Van tiếc lưu: ............................................................................................. 32 7. Van logic: ................................................................................................. 33 7.1. Van OR (van con thoi): ...................................................................... 33 7.2. Van AND (van 2 áp lực) ..................................................................... 34 7.8. Van trì hoãn thời gian: ........................................................................ 34 7.8.1. Van trì hoãn thời gian thường đóng: ................................................ 34 9. Van áp suất: .............................................................................................. 35 9.1. Van an toàn: ....................................................................................... 35 9.2. Van tràn: ............................................................................................ 36 4
  5. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 9.3. Van điều chỉnh áp suất: ...................................................................... 36 9.4. Rơ le áp suất: ..................................................................................... 38 10. Van xả nhanh: ......................................................................................... 38 11. Van chân không: ..................................................................................... 39 12. Van kiểm tra: (Van một chiều) ................................................................ 40 13. Van tuần tự: ............................................................................................ 40 14. Cảm biến bằng tia: .................................................................................. 41 14.1. Cảm biến bằng tia rẽ nhánh: ............................................................. 41 14.2. Cảm biến bằng tia phản hồi. .............................................................. 41 14.3. Cảm biến bằng tia qua khe hở: .......................................................... 42 II. Thực hành: ............................................................................................... 42 1. Công tác chuẩn bị: .................................................................................... 42 1.1. Nghiên cứu sơ đồ: .............................................................................. 42 1.2. Thiết bị: Các phần tử khí nén. ............................................................. 43 1.3. Vật tư: Ống dẫn khí. ........................................................................... 43 1.4. Dụng cụ: Kéo cắt ống dẫn khí. ............................................................ 43 2. Trình tự thực hiện: .................................................................................... 43 2.1. Lựa chọn các phần tử khí nén: ............................................................ 43 2.2. Bố trí các phần tử: .............................................................................. 43 2.3. Lắp đặt mạch: ..................................................................................... 43 2.4. Kiểm tra mạch: ................................................................................... 43 2.5. Cấp nguồn vận hành: .......................................................................... 43 BÀI 3: THIẾT KẾ MẠCH KHÍ NÉN ............................................................. 44 1. Biểu diễn chức năng của quá trình điều khiển. ........................................... 44 1.1. Biểu đồ trạng thái: .............................................................................. 44 1.2. Sơ đồ chức năng. ................................................................................ 46 1.3. Lưu đồ tiến trình. ............................................................................... 49 2. Các phương pháp điều khiển. .................................................................... 51 2.1. Điều khiển bằng tay. ........................................................................... 51 2.2. Điều khiển tùy động theo thời gian. .................................................... 53 2.3. Điều khiển theo tầng: ......................................................................... 55 3. Một số kí hiệu trong hệ thống khí nén. ...................................................... 60 3.1. Tác động do con người: ...................................................................... 63 3.2. Tác động bằng cơ khí: ........................................................................ 64 3.3. Tác động bằng khí nén: ...................................................................... 64 3.4. Tác động bằng nam châm điện: ........................................................... 64 BÀI 4: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN-KHÍ NÉN ................... 68 1. Khái niệm ................................................................................................. 68 2. Nút nhấn: .................................................................................................. 69 2.1. Nút ấn đóng thường mở ...................................................................... 69 2.2. Nút ấn đóng thường đóng ................................................................... 69 2.3. Nút ấn chuyển mạch sẽ chuyển trạng thái của mạch ............................ 70 2.4. Công tắc( nút nhấn duy trì): ................................................................ 70 3. Rơ le: ........................................................................................................ 71 3.1. Rơ le đóng mạch ( công tắc tơ): .......................................................... 71 5
  6. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 3.2. Rơle điều khiển ( rơle trung gian): ...................................................... 72 3.3. Rơle thời gian tác động muộn( Timer ON): ......................................... 72 3.4. Rơle thời gian nhả muộn (Timer OFF): ............................................... 72 4.Van điện từ 3/2 không duy trì ( một trạng thái): .......................................... 74 4.1. Van điện từ 5/2 không duy trì ( một trạng thái): .................................. 75 4.2. Van điện từ 5/2 duy trì ( hai trạng thái): .............................................. 76 5. Công tắc hành trình ................................................................................... 77 6. Cảm biến................................................................................................... 78 6.1. Cảm biến cảm ứng từ .......................................................................... 78 6.2. Cảm biến điện dung ............................................................................ 79 6.3. Cảm biến quang điện .......................................................................... 80 II. Thực hành: ............................................................................................... 81 1. Công tác chuẩn bị: .................................................................................... 81 1.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch: ..................................................................... 81 1.2. Lựa chọn thiết bị ................................................................................ 82 1.3. Vật tư ................................................................................................. 82 2. Trình tự thực hiện ..................................................................................... 82 2.1. Lựa chọn thiết bị, kiểm tra thiết bị ...................................................... 82 2.2. Bố trí thiết bị ...................................................................................... 83 2.3. Đấu mạch điện – khí nén .................................................................... 83 2.4. Kiểm tra mạch .................................................................................... 83 2.5. Cấp nguồn cho mạch vận hành ........................................................... 83 BÀI 5: LẮP ĐẶT MẠCH MÁY DẬP ............................................................. 84 1. Kiến thức lý thuyết:................................................................................... 84 2. Công tác chuẩn bị...................................................................................... 85 2.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch ...................................................................... 85 2.2. Thiết bị .............................................................................................. 85 2.3. Vật tư ................................................................................................. 86 2.4. Dụng cụ ............................................................................................. 86 3. Trình tự thực hiện ...........................................................................................86 3.1. Lựa chọn, kiểm tra các phần tử ........................................................... 86 3.2. Bố trí thiết bị ...................................................................................... 87 3.3. Lắp đặt mạch ...................................................................................... 87 3.4. Kiểm tra mạch .................................................................................... 87 3.5. Vận hành mạch ................................................................................... 87 4. Các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục: ....................... 88 BÀI 6: LẮP ĐẶT MẠCH MÁY LẮP RÁP ..................................................... 89 1. Kiến thức lý thuyết:................................................................................... 89 2. Công tác chuẩn bị...................................................................................... 91 2.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch ...................................................................... 91 2.2. Thiết bị .............................................................................................. 91 2.3. Vật tư ................................................................................................. 91 2.4. Dụng cụ ............................................................................................. 92 3. Trình tự thực hiện ..................................................................................... 92 3.1. Lựa chọn, kiểm tra các phần tử ........................................................... 92 6
  7. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 3.2. Bố trí thiết bị ...................................................................................... 93 3.3. Lắp đặt mạch ...................................................................................... 93 3.4. Kiểm tra mạch .................................................................................... 93 3.5. Vận hành mạch ................................................................................... 93 4. Các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục: ....................... 94 BÀI 7: LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN ....................................................... 95 1. Kiến thức lý thuyết .................................................................................... 95 2.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch ...................................................................... 97 2.2. Thiết bị .............................................................................................. 97 2.3. Vật tư: ................................................................................................ 98 2.4. Dụng cụ: 3. Trình tự thực hiện: .................................................................................... 98 3.1. Lựa chọn, kiểm tra các phần tử: .......................................................... 98 3.2. Bố trí thiết bị ...................................................................................... 99 3.3. Lắp đặt mạch ...................................................................................... 99 3.4. Kiểm tra mạch .................................................................................... 99 3.5. Vận hành mạch ................................................................................... 99 4. Các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục: ..................... 100 BÀI 8: LẮP ĐẶT MẠCH MÁY KHOAN DOA ............................................ 101 1. Kiến thức lý thuyết:................................................................................. 101 2. Công tác chuẩn bị.................................................................................... 104 2.1. Nghiên cứu sơ đồ mạch .................................................................... 104 2.2. Thiết bị ............................................................................................ 104 2.3. Vật tư ............................................................................................... 105 2.4. Dụng cụ ........................................................................................... 105 3. Trình tự thực hiện ................................................................................... 105 3.1. Lựa chọn, kiểm tra các phần tử ......................................................... 105 3.2. Bố trí thiết bị .................................................................................... 106 3.3. Lắp đặt mạch .................................................................................... 106 3.4. Kiểm tra mạch .................................................................................. 106 3.5. Vận hành mạch ................................................................................. 106 4. Các sai hỏng thường gặp- nguyên nhân và cách khắc phục: ..................... 107 7
  8. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ–CĐKTCN ngày tháng năm của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu) Tên mô đun: Điện khí nén Mã mô đun: MĐ 18 Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 25 giờ; Kiểm tra: 5 giờ) I. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Mô đun này cần phải học sau khi đã học xong các mô đun cơ sở và nên học sau mô đun An toàn điện, Đo lường điện, Khí cụ điện, Trang bị điện, Kỹ thuật cảm biến. - Tính chất: Là môn học chuyên môn nghề, thuộc môn học nghề bắt buộc. II. Mục tiêu mô đun: Về kiến thức: - Biết được phạm vi ứng dụng, ưu và nhược điểm của hệ thống truyền động khí nén. - Biết được quy trình cung cấp và xử lý khí nén. - Giải thích được nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống khí nén – điện khí nén. - Phân tích được mạch điều khiển của các hệ thống khí nén – điện khí nén. Về kỹ năng: - Sử dụng được các phần tử trong hệ thống khí nén – điện khí nén. -Thiết kế được mạch điều khiển Khí nén, Điện khí nén. -Thực hiện các bài tập ứng dụng về điện khí nén đảm bảo đúng, trình tự, an toàn cho người và thiết bị Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Người học có khả năng làm việc độc lập hoặc làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau trong học tập và rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc. 8
  9. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 BÀI MỞ ĐẦU: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN Giới thiệu. Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng trình bày được các khái niệm phương trình và công thức tính toán hệ thống khí nén. Mục tiêu: - Biết được thành phần hóa học của không khí - Biết được các đơn vị đo áp suất. - Biết được ứng dụng khả năng ứng dụng của khí nén. - Phân tích được ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén Nội dung chính: 1. Cơ sở tính toán: 1.1.Thành phần hóa học của khí nén. Nguyên tắc hoạt động của các thiết bị khí nén là không khí trong khí quyển được hút vào và nén trong máy nén. sau đó áp suất khí nén từ máy nén khí được đưa vào hệ thống khí nén. trong không khí là loại hỗn hợp bao gồm những thành phần chính sau: N2 78 % O2 21% Hình 1.1. Phần trăm các chất khí của không khí. Hơi nước và các loại khí khác: 1% Ngoài hơi nước không khí còn có bụi, ...chính nhưng thành phần đó gây ra cho các thiết bị khí nén bị ăn mòn, sự gỉ, ... Vì vậy phải có những biện pháp hay thiết bị để loại trừ hoặc giới hạn đến mức thấp nhất những thành phần đó trong hệ thống. 1.2. Đơn vị đo trong hệ thống: 1.2.1. Định nghĩa các loại áp suất. - Áp suất khí quyển: là áp suất không khí tại mực nước biển. đơn vị đo: 760mmhg = 1,013 bar - Áp suất tương đối: là áp suất chất khí so với áp suất khí quyển (p=0) - Áp suất tuyệt đối: là áp suất chất khí có kể đến áp suất khí quyển. (p=14,5 psi) ptuyệt đối = p tương đối + pkhí quyển 1.2.2. Các đơn vị đo áp suất không khí theo tiêu chuẩn iso. 9
  10. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 N/m2, kN/m2 , pa, kpa. 1.2.3. Các đơn vị thường dùng: kg/cm2 , bar. 1.2.4. Đơn vị áp suất: kN/m2, kpa, bar, kg/cm2 , psi. 1 bar = 100kpa = 100kN/m2 = 14,5psi 1 kg/cm2 = 0,981 bar = 14,2233 psi 1 psi = 0,0689 bar = 0,0702 kg/cm2 2.Phương trình trạng thái nhiệt động học: Giả thiết là khí nén trong hệ thống gần như là lý tưởng. Phương trình trạng thái nhiệt tổng quát của khí nén: P(bar pabs.V = m.R.T ) (1-1) 8 Trong đó: pabs: áp suất tuyệt đối (bar) V: thể tích khí nén (m3) 4 m: khối lượng (kg) 2 R: hằng số nhiệt (J/ kg.K) 1 T: Nhiệt độ Kelvin (K) 1 2 4 8 V Hình 1.2: Sự phụ thuộc áp suất và(m thể3) 2.1. Định luật Boyle- Mariotte: tích khi nhiệt độ không đổi Khi nhiệt độ không thay đổi (T = hằng số), theo phương trình nhiệt tổng quát (1-1) ta có: pabs.V = hằng số (1-2) Nếu gọi: V1(m3) thể tích khí nén tại thời điểm áp suất p1 V2(m3) thể tích khí nén tại thời điểm áp suất p2 p1abs (bar) áp suất tuyệt đối khí nén có thể tích V1 p2abs (bar) áp suất tuyệt đối khí nén có thể tích V2 Theo phương trình 1-2 ta có: Hình 1.2: Biểu diễn sự phụ thuộc áp suất và thể tích khi nhiệt độ thay đổi là đường cong parabol. P(ba r) 2.2. Định luật 1 Gay – Lussac: Khi áp suất không thay đổi (p = hằng số), theo P phương trình 1-1 ta có: V1 V2 V(m Trong đó: Hình 1.3: Sự thay đổi thể tích3)khi áp T1: nhiệt độ tại thời điểm có thể tích V1 (K) suất là hằng số 10
  11. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 T2: nhiệt độ tại thời điểm có thể tích V2 (K) Hình 1.3: Biểu diễn sự thay đổi thể tích khi áp suất là hằng số. Năng lương nén và năng lượng giãn nở không khí được tính theo phương trình: W = p(V2 – V1) P(bar 2.3. Định luật 2 Gay – Lussac: ) Khi thể tích V thay đổi, theo phương trình P1 (1-1) ta có: P2 Hình 1.4: biểu diễn sự thay đổi áp suất khi V V(m3 thể tích là hằng số. Vì thể tích V không thay đổi Hình 1.4: Sự thay đổi áp suất khi thể tích ) nên năng lượng nén và năng lượng giãn nở bằng là hằng số 0 W=0 - Phương trình trạng thái nhiệt khi cả 3 đại lượng áp suất, nhiệt độ và thể tích thay đổi Theo phương trình (1-1) ta có: hay: 3. Khả năng ứng dụng của khí nén: 3.1. Trong lĩnh vực điều khiển: Hệ thống điều khiển khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực có khả năng nguy hiểm nhiều như: cháy, nổ, … VD: Các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá, kẹp chi tiết, plastic hoặc dược sử dụng trong lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền rửa xe tự động, trong các thiết bị vận chuyển và kiểm ra lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói bao bì và trong công nghiệp hóa chất… 3.2. Trong hệ thống truyền động: - Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Máy khai thác đá, khai thác than, xây dựng hầm mỏ, đường hầm…. - Trong truyền động quay: Các động cơ quay với công suất lớn, mặc dù giá thành gấp 10 đến 15 lần so với động cơ điện có cùng công suất nhưng thể tích và trọng lượng nhỏ hơn 30% . Như dụng cụ văn vít M4÷ M30, máy khoan có công suất khoảng 3,5 kw, máy mài có công suất khoảng 2,5 kw. Cũng như những máy mài với công suất nhỏ, nhưng với số vòng quay cao 100.000 vòng/ phút thì khả năng sử dụng động cơ truyền động bằng khí nén là phù hợp. -Truyến động thẳng: Được sử dụng trong các đồ gá kẹp, các thiết bị đóng gói, máy gia công gổ, trong các thiết bị làm lạnh, cũng như trong các hệ thống phanh hãm ôtô. 11
  12. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 - Trong các hệ thống đo và kiểm tra, trong các hệ thống vận chuyển xi măng, kiểm tra chất lượng sản phẩm * Một số ứng dụng của khí nén: Hình 1.4: Máy hàn Hình 1.5: Máy khoan đ iể m Hình 1.6: Hệ thống lắp ráp Hình 1.7: Hệ thống điều khiển ôtô động Hình 1.8: Dụng cụ cầm tay khoan tay 12
  13. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 4. Ưu- nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén: 4.1. Ưu điểm: Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, do vậy khả năng tích chứa áp suất nén một cách thuận lợi. Như vậy có khả năng ứng dụng để thành lập một trạm tích chứa khí nén. - Có khả năng truyền tải năng lượng xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẫn ít. - Đường dẫn khí ra (khí thải) không cần thiết. - Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén. - Hệ thống phòng ngừa quá tải áp suất giới hạn được đảm bảo. 4.2. Nhược điểm: - Lực truyền tải trọng nhỏ. - Khi tải trọng hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi, vì khả năng đàn hồi của khí lớn, do đó không thể thực hiện được những chuyển động quay đều. - Khí thoát ra nhanh gây ra tiếng ồn. - Do đó, hiện nay trong lĩnh vực điều khiển người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén với cơ khí hoặc khí nén với điện, điện tử. do vậy rất khó xác định được một cách chính xác ưu, khuyết điểm của từng hệ thống điều khiển. CÂU HỎI BÀI TẬP BÀI MỞ ĐẦU 1. Khí nén là gì? Điều khiển khí nén được thiết kế với mục đích gì? Hãy nêu một số ứng dụng của hệ thống điều khiển khí nén? 2. Nêu các định luật của khí nén? 3. Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển khí nén? 4. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, khí nén có bị lạc hậu không? Vì sao? 13
  14. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 BÀI 1: CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ KHÍ NÉN Giới thiệu: Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng trình bày được các nguyên lý hoạt động, ưu điểm và nhược điểm của hệ thống cung cấp và phân phối khí nén Mục tiêu: - Biết được nhiệm vụ của hệ thống cung cấp và phân phối khí nén. - Nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của các loại máy nén khí, các bộ bảo dưỡng, các phương pháp xử lý khí nén.. - Phân tích được các quá trình xử lý khí nén. - Rèn luyện tính chính xác, chủ động, sáng tạo và khoa học, nghiêm túc trong học tập và trong công việc. Nội dung chính: 1. Máy nén khí: Máy nén khí phân ra làm 2 loại: (theo nguyên lý hoạt động) Nguyên lý thay đổi thể tích: Không khí được dẫn vào buồng chứa, ở đó thể tích của buồn chứa sẽ nhỏ lại. Như vậy theo định luật Boyle – Mariotte áp suất trong buồn chứa sẽ tăng lên. Nguyên lý động năng: Không khí được dẫn vào buồng chứa,ở đó áp suất khí nén được tạo ra bằng động năng của bánh dẫn. Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn. 1.1. Máy nén khí kiểu piston: Trong doanh nghiệp, các máy nén piston được sử dụng rộng rãi cho cả nén khí và làm lạnh. Các máy nén khí này hoạt động trên nguyên lý của bơm xe đạp và được đặc trung bởi sự ổn định của lưu lượng khi áp suất đẩy thay đổi. năng suất của máy tỷ lệ thuận với tốc độ. Tuy nhiên công suất của máy nén lại thay đổi. 1.1.1. Cấu tạo: Hình 2.1: Mặt cắt của máy nén piston. 14
  15. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 - Máy nén piston 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. - Máy nén piston trục đứng được sử dụng trong khoảng công suất từ 50 – 150 cfm (foot khối/ phút) - Máy nén nằm ngang cân bằng đối xứng sử dụng trong khoảng công suất từ 200– 5000 cfm (foot khối/ phút) được sử dụng với nhiều cấp và lên tới 10.000cfm với các thiết kế một cấp. - Máy nén khí piston là loại máy nén khí tác động đơn nếu quá trình nén chỉ sử dụng một phía của piston. Nếu máy nén sử dụng cả 2 phía của piston là máy nén tác động kép. - Máy nén một cấp là máy nén có quá trình thực hiện bằng một xylanh đơn hoặc một số xylanh song song. 1.1.2. Nguyên lý hoạt động: Hình 2.2. Máy nén khí kiểu piston. Không khí sau khi qua bộ lọc khí và được nén ở thân máy nén khí nhờ các van đóng và mở trên đầu piston, sau đó được đẩy vào bình chứa. Để có thể nén đến áp suất từ từ 15bar người ta thường sử dụng Máy nén khí kiểu piston 2 cấp hoặc nhiều cấp. Tuy nhiên vì không khí được nén nhiều lần do đó chúng phải có bộ phận làm mát trung gian bằng nước hay bằng không khí. 1.1.3. Ưu – nhược điểm: - Cứng vững. - Hiệu suất cao. - Bảo quản đơn giản. - Gây ra các hiện tượng dao động đáng kể như: tiếng ồn lớn. - Tạo ra khí nén theo xung và thường có dầu. 15
  16. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 * Một số máy nén khí kiểu pittông được sử dụng trong thực tế: Hình 2.3: Máy nén piston công nghiệp Hình 2.4: Máy nén piston áp suất thấp Hình 2.5: Máy nén piston bơm dầu Hình 2.6: Máy nén khí xylanh đơn 1.2. Máy nén khí kiểu cánh gạt: 1.2.1. Cấu tạo 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 têm 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. Thể tích giới hạn giữa các bánh gạt sẽ bị thay đổi. Như vậy quá trình hút và nén được thực hiện. Để làm mát khí nén, trên thân máy có các rãnh để dẫn nước vào làm mát. Bánh dẫn được bôi trơn và quay tròn trên thân máy để giảm bớt sự hao mòn khi các cánh tựa vào nhau. 16
  17. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 Hình 2.7: Mặt cắt của máy nén khí kiểu cánh gạt 1.2.2. Nguyên lý làm việc của máy nén khí kiểu cánh gạt: Hình 2.7: Nguyên lý làm việc của máy nén khí kiểu cánh gạt Không khí được nén vào buồng hút, nhờ rotor và stator đặt lệch nhau, nên khi rotor quay thì không khí sẽ vào buồng nén, sau đó khí nén sẽ được đưa vào buồng đẩy. 1.2.3. Ưu- khuyết điểm: - Không cồng khềnh. - Không dao động do đó êm hơn máy nén khí kiểu piston. - Sửa chữa dễ dàng. - Lưu lượng và hằng số khí không bị xung. - Hiệu suất nhiệt động học kém hơn kiểu piston. - Khí nén thông thường bị nhiễm dầu. 17
  18. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 * Một số máy nén khí kiểu cánh gạt được sử dụng trong thực tế: Hình 2.8: Máy nén khí kiểu cánh gạt 1.3. Máy nén khí kiểu trục vít: 1.3.1. Cấu tạo máy nén 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. Hình 2.9: Máy nén khí kiểu trục vít. 1.3.2. Nguyên lý hoạt động: Hai rotor có trục đặt song song (1 rotor có 4 răng và rotor còn lại có 6 rãnh). Hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Thể tích khoảng trống giữa các răng sẽ thay đổi khi trục vít quay được 1 vòn. Như vậy sẽ tạo ra quá trình hút (thể khí khoảng trống tăng lên), quá trình nén ( thể tích khoảng trống nhỏ lại)Và cuối cùng là quá trình đẩy. 1.3.3. Ưu- khuyết điểm: - Không khí sạch và không bị xung. - Rất tin cậy: tuổi thọ của máy cao ( 15.103 đến 40.103 h) 18
  19. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 - Nhỏ gọn. - Không sinh ra dao động. - Tỷ số nén bị hạn chế bởi tầng. - Giá thành cao. - Gây ra tiếng ồn. * Một số máy nén khí kiểu trục vít được sử dụng trong thực tế: Hình 2.10: Máy nén khí kiểu trục vít lưu động 1.4. Máy nén khí kiểu Root: 1.4.1. Cấu tạo: Máy nén khí kiểu root gồm có 2 hoặc 3 cánh quạt (Pittông có dạng hình số 8). Hình 2.11: Máy nén khí kiểu root 1.4.2. Nguyên lý hoạt động: Các piston được quay đồng bộ bằng bộ truyền động ở ngoài thân máy, trong quá trình quay không tiếp xúc nhau. Như vậy khả năng hút của máy phụ thuộc vào khe hở giữa 2 piston, ke hở giữa phần quay và thân máy. 1.4.3. Ưu – khuyết điểm: - Khí nén tạo ra không bị xung và ít bị nhiễm dầu. - Ít tạo ra dao động. - Có độ mòn giữa các răng và xy lanh. 19
  20. BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 1.5. Máy nén khí kiểu Turbin: 1.5.1. Cấu tạo của 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). Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén này. Chúng có thể sử dụng động cơ đốt trong, bộ nạp hoặc động cơ tua-bin. Máy nén khí ly tâm được sử dụng trong một động cơ tua-bin bằng gas nhỏ hoặc giống như là tầng nén khí cuối cùng của động cơ tua-bin gas cỡ trung bình. Hình 2.12: Máy nén khí kiểu Turbin. 1.5.2. Nguyên lý hoạt động: Là những máy nén khí dòng liên tục, đặc biệt có lưu lượng lớn, gồm 2 loại dọc trục và hướng tâm. Tốc độ của dòng chảy khí rất lớn, có thể tăng tốc bằng các tăng số lượng cánh Turbin. 1.5.3. Ưu – khuyết điểm: - Khí nén có lưu lượng tốt. - Các răng trên stator di động cho phép chỉnh được lưu lượng. - Tuổi thọ cao ít đòi hỏi bảo trì. - Hiệu suất cao. - Kết cấu phức tạp. - Làm việc với tốc độ cao nên rất nhạy với ăn mòn. - Khó điều chỉnh. 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2412 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2