TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992....

100
TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ KHOA CÄNG NGHÃÛ BÄÜ MÄN KYÎ THUÁÛT CÅ KHÊ BAØI GIAÛNG Biãn soaûn: Tráön Trung Tênh Ngä Quang Hiãúu Læu haình näüi bäü

Transcript of TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992....

Page 1: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

TTRRÆÆÅÅÌÌNNGG ÂÂAAÛÛII HHOOÜÜCC CCÁÁÖÖNN TTHHÅÅ

KKHHOOAA CCÄÄNNGG NNGGHHÃÃÛÛ BBÄÄÜÜ MMÄÄNN KKYYÎÎ TTHHUUÁÁÛÛTT CCÅÅ KKHHÊÊ

BAØI GIAÛNG

Biãn soaûn: Tráön Trung Tênh Ngä Quang Hiãúu

Læu haình näüi bäü

Page 2: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 1

MUÛC LUÛC Muûc luûc ------------------------------------------------------------------------------------------ 1 Taìi liãûu tham khaío --------------------------------------------------------------------------- 3

PHÁÖN A: TRUYÃÖN ÂÄÜNG THUÍY LÆÛC Chæång 1 : Âaûi Cæång Vãö Truyãön Âäüng Thuíy Læûc ------------------------------- 4

1.1 : Nguyãn lyï truyãön dáùn thuíy læûc ----------------------------------------- 4 1.2 : Vê duû vãö truyãön dáùn thuíy læûc -------------------------------------------- 4 1.3 : Caïc loaûi truyãön âäüng ------------------------------------------------------ 5 1.4 : Caïc âàûc træng cuía hãû thäúng thuíy læûc ---------------------------------- 6 1.5 : Caïc täøn tháút trong hãû thäúng thuíy læûc ---------------------------------- 7 1.6 : Âäü nhåït vaì yãu cáöu âäúi våïi dáöu thuíy læûc --------------------------- 10 1.7 : Caïc âàûc âiãøm cuía truyãön âäüng thuíy læûc ----------------------------- 11 1.8 : Âån vë âo caïc âaûi læåüng cå baín ---------------------------------------- 12

Chæång 2 : Båm Thuíy Læûc -------------------------------------------------------------- 13 2.1 : Cäng duûng ------------------------------------------------------------------ 13 2.2 : Phán loaûi --------------------------------------------------------------------- 13 2.3 : Âàûc tênh ---------------------------------------------------------------------- 13 2.4 : Kyï hiãûu ----------------------------------------------------------------------- 14 2.5 : Cäng thæïc tênh toaïn båm ------------------------------------------------ 14 2.6 : Caïc loaûi båm trong hãû thäúng thuíy læûc -------------------------------- 15 2.7 : Caïc maûch båm cå baín ---------------------------------------------------- 21

Chæång 3 : Cå Cáúu Taïc Âäüng --------------------------------------------------------- 23 3.1 : Phán loaûi xy lanh ---------------------------------------------------------- 23 3.2 : Cáúu taûo xy lanh ------------------------------------------------------------ 24 3.3 : Cäng thæïc tênh toaïn xy lanh -------------------------------------------- 25 3.4 : Âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía xy lanh ---------------------------------------- 27 3.5 : Phæång phaïp cäú âënh xy lanh ------------------------------------------ 27 3.6 : Tênh toaïn vaì kiãøm tra bãön cáön piston --------------------------------- 28 3.7 : Âäüng cå dáöu baïn quay --------------------------------------------------- 30 3.8 : Âäüng cå dáöu eïp ------------------------------------------------------------ 30

Chæång 4 : Van Thuíy Læûc -------------------------------------------------------------- 32 4.1 : Van âiãöu khiãøn aïp suáút -------------------------------------------------- 32 4.2 : Van âiãöu khiãøn læu læåüng ----------------------------------------------- 35 4.3 : Van âiãöu khiãøn hæåïng --------------------------------------------------- 37

Chæång 5 : Caïc Thiãút Bë Phuû ----------------------------------------------------------- 40 5.1 : Thuìng dáöu ------------------------------------------------------------------ 40 5.2 : Thiãút bë laìm maït ----------------------------------------------------------- 40 5.3 : Bäü loüc dáöu ------------------------------------------------------------------- 40

Page 3: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 2

5.4 : Äïng dáùn, âáöu näúi ---------------------------------------------------------- 42 5.5 : ÀÕc quy thuíy læûc ------------------------------------------------------------ 43

Chæång 6 : Caïc Maûch Truyãön Âäüng Thuíy Læûc Cå Baín ------------------------- 45 6.1 : Maûch âiãöu khiãøn aïp suáút ------------------------------------------------ 45 6.2 : Maûch âiãöu khiãøn læu læåüng --------------------------------------------- 48 6.3 : Maûch âiãöu khiãøn træûc tiãúp ----------------------------------------------- 51

Chæång 7 : Mäüt Säú Maûch Âiãøn Hçnh ------------------------------------------------- 55 7.1 : Maïy dáûp thuíy læûc bàòng tay --------------------------------------------- 55 7.2 : Cå cáúu keûp chàût chi tiãút gia cäng -------------------------------------- 55 7.3 : Hãû thäúng cáøu taíi troüng nheû ---------------------------------------------- 56 7.4 : Maûch thuíy læûc maïy khoan baìn ---------------------------------------- 56

PHÁÖN B: TRUYÃÖN ÂÄÜNG KHÊ NEÏN Chæång 8 : Âaûi Cæång Vãö Kyî Thuáût Khê Neïn ------------------------------------ 58

8.1 : Giåïi thiãûu vãö kyî thuáût khê neïn ---------------------------------------- 58 8.2 : Âàûc âiãøm cuía khäng khê ----------------------------------------------- 58 8.3 : Caïc âaûi læåüng váût lyï vaì âån vë thæåìng duìng trong khê neïn --- 59 8.4 : Caïc âàûc âiãøm cuía truyãön âäüng khê neïn ---------------------------- 59 8.5 : Caïc âaûi læåüng vaì âënh luáût váût lyï ------------------------------------ 59 8.6 : Cáúu truïc cuía mäüt hãû thäúng truyãön âäüng bàòng khê neïn --------- 63

Chæång 9 : Hãû Thäúng Cung Cáúp Vaì Xæí Lyï Khê Neïn --------------------------- 64 9.1 : Maïy neïn khê --------------------------------------------------------------- 64 9.2 : Bäü loüc ------------------------------------------------------------------------ 65 9.3 : Bäü âiãöu chènh aïp suáút --------------------------------------------------- 65 9.4 : Thiãút bë bäi trån ---------------------------------------------------------- 67 9.5 : Nhoïm thiãút bë âiãöu hoìa ------------------------------------------------- 67 9.6 : Hãû thäúng xæí lyï khê neïn trong cäng nghiãûp ------------------------ 68 9.7 : Hãû thäúng thiãút bë phán phäúi khê neïn -------------------------------- 69

Chæång 10 : Pháön Tæí Xæí Lyï ------------------------------------------------------------ 71 10.1 : Van âiãöu chènh aïp suáút ------------------------------------------------- 71 10.2 : Van âiãöu chènh læu læåüng --------------------------------------------- 71 10.3 : Van mäüt chiãöu ------------------------------------------------------------ 71 10.4 : Van logic ------------------------------------------------------------------- 71 10.5 : Caím biãún khê -------------------------------------------------------------- 74

Chæång 11 : Pháön Tæí Âiãöu Khiãøn ---------------------------------------------------- 76 11.1 : Van phán phäúi ------------------------------------------------------------ 76 11.2 : Caïc phæång phaïp âiãöu khiãøn van âaío chiãöu --------------------- 77 11.3 : Caïc Van Âaío Chiãöu Thäng Duûng ------------------------------------- 77

Chæång 12 : Cå Cáúu Taïc Âäüng -------------------------------------------------------- 81

Page 4: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 3

12.1 : Xy lanh --------------------------------------------------------------------- 81 12.2 : Âäüng cå khê neïn ---------------------------------------------------------- 85 12.3 : Van chán khäng ---------------------------------------------------------- 86

Chæång 13 : Caïc Maûch Khê Neïn Cå Baín -------------------------------------------- 87 13.1 : Caïc kyï hiãûu duìng trong så âäö maûch ------------------------------- 87 13.2 : Nguyãn tàõc trçnh baìy så âäö maûch ----------------------------------- 97 13.3 : Caïc maûch khê neïn ------------------------------------------------------- 88

Chæång 14 : Thiãút Kãú Maûch Âiãöu Khiãøn Tæû Âäüng Bàòng Khê Neïn ------------- 92 14.1 : Caïc pháön tæí logic khê neïn ---------------------------------------------- 92 14.2 : Phæång phaïp thiãút kãú maûch khê neïn tæû âäüng ---------------------- 92 A. Phæång phaïp Karnaugh ----------------------------------------------- 93 B. Phæång phaïp Grafcet --------------------------------------------------- 98

TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO

1. Nguyãùn Ngoüc Phæång, Huyình Nguyãùn Hoaìng - Hãû thäúng âiãöu khiãøn bàòng thuíy læûc - NXB Giaïo Duûc 2002.

2. Nguyãùn Ngoüc Phæång - Hãû thäúng âiãöu khiãøn bàòng khê neïn - NXB Giaïo Duûc 1999.

3. Nguyãùn Thaình Trê (biãn dëch) - Âiãöu khiãøn bàòng khê neïn trong tæû âäüng hoïa kyî nghãû - NXB Âaì Nàông.

4. Phaûm Vàn Khaío - Truyãön âäüng tæû âäüng khê neïn - NXB Khoa Hoüc vaì Kyî Thuáût 1999.

5. Hoaìng Thë Bêch Ngoüc - Maïy thuíy læûc thãø têch - NXB Khoa Hoüc vaì Kyî Thuáût 2000.

6. Michael J.Pinches, John G.ASHB - Power Hydraulics. 7. Michael J.Pinches, Brian J.Callear - Power Pneumatics. 8. P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992.

Page 5: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 4

CHÆÅNG I: ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ TRUYÃÖN ÂÄÜNG THUÍY LÆÛC

1.1. Nguyãn Lyï Truyãön Dáùn Thuíy Læûc 1.1.1 Âàûc âiãøm: coï mäüt kháu truyãön âäüng laì cháút loíng. 1.1.2 Tênh cháút: mäi cháút sæí duûng coï tè troüng khäng thay âäøi theo nhiãût âäü

vaì aïp suáút (khäng neïn âæåüc). 1.1.3 Âån vë: coï 3 hãû thäúng âån vë chênh: hãû meït, hãû Anh vaì hãû SI 1.1.4 Âënh luáût Pascal: Ø AÏp suáút taïc duûng theo moüi hæåïng laì nhæ nhau taûi cuìng mäüt thåìi âiãøm. Ø AÏp suáút luän luän taïc duûng vuäng goïc våïi bãö màût tiãúp xuïc våïi cháút

loíng. 1.2. Vê Duû Vãö Truyãön Dáùn Thuíy Læûc

aAF.W =⇒

2

1

122211 AA.PP.AP.AP =⇔=⇒

Heä thoáng khueách ñaïi löïc

Page 6: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 5

1.3. Caïc Loaûi Truyãön Âäüng Sæû phaït triãøn cuía cäng nghiãûp âàût ra nhu cáöu phaíi taíi nàng læåüng trãn

nhæîng quaîng âæåìng låïn, tæì nguäön saín xuáút âãún nåi tiãu thuû. Tuyì theo cäng suáút vaì khoaíng caïch váûn chuyãøn, ngæåìi ta coï thãø aïp duûng caïc loaûi truyãön âäüng khaïc nhau. Trong thæûc tãú coï 3 daûng truyãön âäüng phäø biãún laì truyãön âäüng âiãûn, truyãön âäüng cå khê vaì truyãön âäüng thuyí læûc.

1.3.1. Truyãön âäüng cå khê Mäüt hãû truyãön âäüng cå khê bao gäöm caïc bäü pháûn chênh sau: − Bäü pháûn näúi (truûc truyãön âäüng, khåïp näúi,...) − Bäü pháûn âaïp æïng (bäü giaím täúc hoàûc tàng täúc, häüp säú, cua ro, ...) − Bäü pháûn an toaìn (phanh, bäü haûn chãú mämen,...) Truyãön âäüng cå khê coï nhæîng âàûc âiãøm laì cho pheïp truyãön nhæîng cäng

suáút tæång âäúi låïn, hiãûu suáút cao, nhæng cäöng kãönh, khoaíng caïch truyãön haûn chãú, âäü nhaûy vaì âäü chênh xaïc keïm.

1.3.2. Truyãön âäüng thuyí læûc Trong truyãön âäüng thuyí læûc, cå nàng âæåüc truyãön thäng qua mäi cháút laì

cháút loíng. Mäüt hãû truyãön âäüng thuyí læûc gäöm coï caïc bäü pháûn chênh sau: − Båm thuyí læûc laìm nhiãûm vuû biãún âäøi cå nàng thaình thuyí nàng − Âäüng cå thuyí læûc laìm nhiãûm vuû biãún âäøi thuyí nàng thaình cå nàng åí

kháu ra cuía hãû truyãön âäüng. − Hãû thäúng âæåìng äúng vaì cå cáúu loüc cháút loíng. − Caïc pháön tæí thuyí læûc (cå cáúu phán phäúi, cå cáúu an toaìn, cå cáúu âiãöu

chènh) − Caïc thiãút bë kiãøm tra caïc thäng säú nhiãût âäü, aïp suáút, mæïc næåïc,... Truyãön âäüng thuyí læûc coï æu âiãøm laì cäng suáút truyãön låïn, truyãön âäüng

ãm, phoìng âæåüc tçnh traûng quaï taíi, âäü nhaûy vaì âäü chênh xaïc cao, truyãön âäüng vä cáúp vaì cho pheïp âaío chiãöu chuyãøn âäüng. Hiãûu suáút cuía truyãön âäüng thuyí læûc coï thãø so saïnh våïi truyãön âäüng âiãûn nhæng khäng cao bàòng hiãûu suáút truyãön âäüng cå khê, vaì khi khoaíng caïch truyãön låïn thç truyãön âäüng âiãûn æu viãût hån vãö màût hiãûu suáút. Khi mäi cháút laì cháút khê thç chuïng ta seî coï truyãön âäüng khê neïn.

1.3.3. Truyãön âäüng âiãûn Caïc bäü pháûn cuía truyãön âäüng âiãûn bao gäöm: − Maïy phaït âiãûn laìm nhiãûm vuû biãún âäøi cå nàng thaình âiãûn nàng. − Âäüng cå âiãûn (cå cáúu cháúp haình) laìm nhiãûm vuû chuyãøn âäøi laûi tæì âiãûn

nàng sang cå nàng. − Caïc kháu trung gian nhæ dáy näúi, cäng tàõc, bäü âaïp æïng, cå cáúu phán

phäúi, cå cáúu an toaìn vaì caïc thiãút bë kiãøm tra,...

Page 7: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 6

Âàûc âiãøm cuía truyãön âäüng âiãûn laì cho pheïp truyãön cäng suáút åí khoaíng caïch xa, âiãöu chènh váûn täúc våïi âäü chênh xaïc cao.

Mäùi loaûi truyãön âäüng âãöu coï nhæîng æu âiãøm vaì nhæåüc âiãøm cuía noï tuyì theo phaûm vi æïng duûng. Viãûc læûa choün sæí duûng mäüt trong ba loaûi truyãön âäüng cå baín trãn yãu cáöu sæû kãút håüp haìi hoaì vãö caïc yãúu täú hiãûu suáút, khaí nàng thæûc thi vaì giaï caí phuì håüp. 1.4. Caùc Ñaëc Træng Cuûa Heä Thoáng Thuûy Löïc

1.4.1. Aïp suáút thuíy ténh. Trong cháút loíng, aïp suáút (aïp suáút do troüng læåüng vaì aïp suáút do ngoaûi læûc) taïc âäüng lãn mäùi pháön tæí cháút loíng khäng phuû thuäüc vaìo hçnh daûng thuìng chæïa. LPghP +ρ=

AFPF =

h_ Chiãöu cao cäüt cháút loíng g_ Gia täúc troüng træåìng P_ Aïp suáút taûi âiãøm khaío saït PL_ Aïp suáút khê quyãøn PF_ Aïp suáút cuía taíi troüng ngoaìi A_Diãûn têch bãö màût tiãúp xuïc F_ Taíi troüng ngoaìi.

1.4.2. Phæång trçnh doìng chaíy liãn tuûc. Læu læåüng chaíy trong âæåìng äúng tæì vë trê 1 âãún vë trê 2 laì khäng âäøi. Læu læåüng Q cuía cháút loíng qua màût càõt S cuía äúng bàòng nhau trong toaìn äúng (âiãöu kiãûn liãn tuûc). Ta coï phæång trçnh doìng chaíy nhæ sau: Q = S.v = Hàòng säú Våïi v laì váûn täúc chaíy trung bçnh qua màût càõt S.

d1 d2 v1

v2

h h h

P

Ps

F

PF

Page 8: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 7

Q_ Læu læåüng doìng chaíy taûi vë trê 1 vaì vë trê 2 V1_ Váûn täúc doìng chaíy taûi vë trê 1 (m/s) V2_ Váûn täúc doìng chaíy taûi vë trê 2 (m/s) A1_ Tiãút diãûn doìng chaíy taûi vë trê 1 (m2) A2_ Tiãút diãûn doìng chaíy taûi vë trê 2 (m2) Nãúu tiãút diãûn doìng chaíy hçnh troìn, ta coï:

4πdv

4πdv

22

2

21

1 ⋅=⋅

Váûn täúc doìng chaíy taûi vë trê 2:

22

21

12 ddvv ⋅=

Trong âoï: d1, d2 laì âæåìng kênh äúng taûi vë trê 1 vaì vë trê 2 1.4.3. Phæång trçnh Bernulli

const2vρρghp

2vρρghp

22

22

21

11 =⋅

++=⋅

++

Aïp suáút taûi mäüt âiãøm cháút loíng âang chaíy, theo hçnh ta coï: Trong âoï:

P + ρgh: Aïp suáút thuíy ténh

g2

vγ2vρ

22

⋅=⋅ :Aïp suáút thuíy âäüng

γ : Troüng læåüng riãng 1.5. Caùc Toån Tháút Trong Heä Thoáng Thuûy Löïc

1.5.1. Täøn tháút thãø têch. Täøn tháút thãø têch laì do dáöu thuíy læûc chaíy qua caïc khe håí trong caïc pháön tæí cuía hãû thäúng. Aïp suáút caìng låïn, váûn täúc caìng nhoí vaì âäü nhåït caìng nhoí thç täøn tháút thãø têch caìng låïn. Täøn tháút thãø têch âaïng kãø nháút laì åí caïc cå cáúu biãún âäøi nàng læåüng.

1.5.2. Täøn tháút cå khê, Täøn tháút cå khê laì do ma saït giæîa caïc chi tiãút coï chuyãøn âäüng tæång âäúi våïi nhau.

h1

h2 V2

V1

P2

p1

Page 9: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 8

1.5.3. Täøn tháút aïp suáút Täøn tháút aïp suáút laì sæû giaím aïp suáút do læûc caín trãn âæåìng chuyãøn âäüng cuía dáöu tæì båm âãún cå cáúu cháúp haình. Täøn tháút âoï phuû thuäüc vaìo nhæîng yãúu täú khaïc nhau: _ Chiãöu daìi äúng dáùn _ Âäü nhàôn thaình äúng _ Âäü låïn tiãút diãûn äúng dáùn _ Täúc âäü doìng chaíy _ Sæû thay âäøi tiãút diãûn _ Troüng læåüng riãng, âäü nhåït. Nãúu aïp suáút vaìo hãû thäúng laì p0 vaì p1 laì aïp suáút ra, thç täøn tháút aïp suáút âæåüc biãøu thë bàòng:

⋅⋅=−=∆ 2

210 m

Ndl

2gρζ10pp p v

ρ_ Khäúi læåüng riãng cuía dáöu (914 kg/m3) g_ Gia täúc troüng træåìng (9.81 m/s2) v_ Váûn täúc trung bçnh cuía dáöu (m/s) ζ_ Hãû säú täøn tháút cuûc bäü

1.5.4. AÍnh hæåíng caïc thäng säú hçnh hoüc âãún täøn tháút aïp suáút. a. Tiãút diãûn daûng troìn

∆p_ täøn tháút aïp suáút l_ chiãöu daìi äúng dáùn ρ_ khäúi læåüng riãng cuía cháút loíng Q_ læu læåüng D_ âæåìng kênh ν_ âäü nhåït âäüng hoüc λ_ hãû säú ma saït cuía äúng λLAM_ hãû säú ma saït âäúi våïi chaíy táöng λTURB_ hãû säú ma saït âäúi våïi chaíy räúi

Täøn tháút: DQl

p 5

2

2

..8 ρλ

π=∆

QvD

LAM

..256π

λ λ −=

4.

.4316.0

vDQTURB

π

λ λ=

Säú Reynold: 3000.

.4⟩

vDQ

π Chaíy táöng

l

Q D

Page 10: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 9

b. Tiãút diãûn thay âäøi âäü låïn âäüt ngäüt.

DQ

DDp 4

1

2

2

2

.8.22

211

ρ

π

−=∆

c. Tiãút diãûn thay âäøi âäü låïn tæì tæì.

[ ]DQ

DDp 4

1

2

24

2

4

1 .8.1.20.012.0ρ

π

−÷=∆

d. Tiãút diãûn nhoí âäüt ngäüt.

DQ

DDp 4

1

2

22

1

2

2 .8.1.5.0ρ

π

−=∆

e. Tiãút diãûn nhoí tæì tæì

∆p ≈ 0 f. Täøn tháút aïp suáút åí van Âäúi våïi tæìng loaûi van cuû thãø, do tæìng haîng saín xuáút, thç seî coï âæåìng âàûc

tênh täøn tháút aïp suáút cho tæìng loaûi van. Täøn tháút aïp suáút åí van theo âäö thë.

Q DD

D1 D2 Q

Q DD

B

A

Q

∆p

∆p = f(Q)

A → B

75%

Cäng suáút âiãûn

Cäng suáút båm

Cäng suáút ra

(hæîu êch)

5% Âäüng cå

5% Båm

10% Ä Úng dáùn,

5% Xilanh

Page 11: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 10

1.6. Âäü Nhåït Vaì Yãu Cáöu Âäúi Våïi Dáöu Thuíy Læûc. Âäü nhåït xaïc âënh ma saït trong baín thán cháút loíng vaì thãø hiãûn khaí nàng chäúng biãún daûng træåüt hoàûc biãún daûng càõt cuía cháút loíng.

1.6.1. Âäü nhåït âäüng læûc: Âäü nhåït âäüng læûc η laì læûc ma saït tênh bàòng 1 N taïc âäüng trãn mäüt âån vë diãûn têch bãö màût 1 m2 cuía 2 låïp phàóng song song våïi doìng chaíy cuía cháút loíng, caïch nhau 1 m vaì coï váûn täúc 1 m/s. Âäü nhåït âäüng læûc η âæåüc tênh bàòng [ Pa.s]. Ngoaìi ra, ngæåìi ta coìn duìng âån vë poise (Poiseuille), viãút tàõt laì P. 1 P = 0.1 N.s/m2 = 0.010193 KG.s/m2

1.6.2. Âäü nhåït âäüng Âäü nhåït âäüng laì tyí säú giæîa hãû säú nhåït âäüng læûc η våïi khäúi læåüng riãng ρ cuía cháút loíng

ρη

ν =

Âån vë âäü nhåït âäüng laì [m2/s]. Ngoaìi ra, ngæåìi ta coìn duìng âån vë stäúc (Stoke), viãút tàõt laì St hoàûc centistokes, viãút tàõt laì cSt. 1 St = 1 cm2/s = 10-4 m2/s 1 cSt = 10-2 St = 1 mm2/s

1.6.3. Âäü nhåït theo âäü Engler (E0) Âäü nhåït theo Engler (E0) laì mäüt tyí säú quy æåïc duìng âãø so saïnh thåìi gian chaíy 200 cm3 cháút loíng âæåüc thæí qua läù nhåït kãú (φ2.8 mm) våïi thåìi gian chaíy 200 cm3 næåïc cáút qua läù naìy åí nhiãût âäü + 200C.

tEn

t=0

1.6.4. Yãu cáöu âäúi våïi dáöu thuíy læûc. − Coï khaí nàng bäi trån täút trong khoaíng thay âäøi låïn nhiãût âäü vaì aïp suáút − Âäü nhåït êt phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü − Khäng gáy âäüc haûi − Coï tênh trung hoìa (tênh trå) våïi caïc bãö màût kim loaûi, haûn chãú âæåüc khaí nàng

xám nháûp cuía khê, nhæng dãù daìng taïch khê ra − Phaíi coï âäü nhåït thêch æïng våïi âiãöu kiãûn chàõn khêt vaì khe håí cuía caïc chi tiãút

di træåüt, nhàòm âaím baío âäü roì dáöu beï nháút, cuîng nhæ täøn tháút beï nháút − Dáöu cáön phaíi êt suíi boüt, êt bäúc håi khi laìm viãûc, êt hoìa tan trong næåïc vaì

khäng khê, dáùn nhiãût täút. Ø Dáöu sæí duûng trong hãû thäúng cáön chuï yï mäüt säú âiãøm sau:

− Dáöu âæa vaìo hãû thäúng cáön qua bäü loüc − Kiãøm tra dáöu vaì bäø sung dáöu thæåìng xuyãn trong bãø chæïa

Page 12: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 11

− Cáön phaíi thay dáöu thæåìng xuyãn theo âënh kyì, 500 giåì âäúi våïi caïc thiãút bë coï táön säú læu thäng dáöu låïn, 2000 giåì âãún 5000 giåì âäúi våïi caïc thiãút bë læu thäng dáöu khäng låïn. Nãúu sæû thay dáöu naìy âæåüc tiãún haình trong thåìi gian quy âënh thç khäng cáön thiãút phaíi ræía hãû thäúng.

− Tuyãût âäúi khäng duìng láùn caïc loaûi dáöu khaïc nhau − Khäng âãø dáöu laìm viãûc åí nhiãût âäü quaï giåïi haûn cho pheïp

Ø Tênh cháút cuía mäüt säú loaûi dáöu thäng duûng

Loaûi dáöu Troüng læåüng riãng åí 200C

(kg/m3)

Âäü nhåït åí 500C (cSt)

Nhiãût âäü ngæng tuû

(0C)

Giåïi haûn nhiãût âäü laìm viãûc

(0C) Diezel 8 Diezel 11 Diezel 14 Cäng nghiãûp 12 Cäng nghiãûp 20 Cäng nghiãûp 30 Tuabin 22 Tuabin 30 Truyãön âäüng

905

881 ÷ 909

901 901 896

8 ÷ 9 10,5 ÷ 12,5 13,5 ÷ 15,5

10 ÷ 14 17 ÷ 23 27 ÷ 33 20 ÷ 23 28 ÷ 32

9,6

-2 -13 -10 -30 -20 -15 -15 -10 -45

30 ÷ 40 0 ÷ 50

10 ÷ 50 5 ÷ 50

10 ÷ 50 -10 ÷ 90

1.7. Caïc Âàûc Âiãøm Cuía Truyãön Âäüng Thuíy Læûc

1.7.1. Æu âiãøm: − Truyãön âæåüc cäng suáút cao vaì læûc låïn nhåì caïc cå cáúu tæång âäúi âån giaín, hoaût âäüng våïi âäü tin cáûy cao nhæng âoìi hoíi êt vãö chàm soïc, baío dæåîng. − Âiãöu chènh âæåüc váûn täúc laìm viãûc, dãù thæûc hiãûn tæû âäüng hoïa theo âiãöu kiãûn laìm viãûc hay theo chæång trçnh coï træåïc. − Kãút cáúu goün nheû, vë trê cuía caïc pháön tæí dáùn vaì bë dáùn khäng lãû thuäüc nhau, caïc bäü pháûn näúi thæåìng laì nhæîng âæåìng äúng dãù âäøi chäù. − Coï khaí nàng giaím khäúi læåüng vaì kêch thæåïc nhåì choün aïp suáút thuíy læûc cao. − Nhåì quaïn tênh nhoí cuía båm vaì âäüng cå thuíy læûc, coï thãø sæí duûng åí váûn täúc cao maì khäng såü bë va âáûp maûnh nhæ trong træåìng håüp cå khê hay âiãûn. − Dãù biãún âäøi chuyãøn âäüng quay thaình chuyãøn âäüng tënh tiãún cuía cå cáúu cháúp haình. − Dãù âãö phoìng quaï taíi nhåì van an toaìn. − Dãù quan saït vaì theo doîi bàòng aïp kãú.

1.7.2. Nhæåüc âiãøm: − Máút maït trong âæåìng äúng vaì roì rè bãn trong caïc pháön tæí, laìm giaím hiãûu suáút vaì haûn chãú khaí nàng sæí duûng.

Page 13: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 12

− Khoï giæî âæåüc váûn täúc khäng âäøi khi phuû taíi thay âäøi do tênh âaìn häöi cuía âæåìng äúng dáùn. − Khi måïi khåíi âäüng, nhiãût âäü cuía hãû thäúng chæa äøn âënh, váûn täúc laìm viãûc thay âäøi do âäü nhåït cuía cháút loíng thay âäøi. 1.8. Âån Vë Âo Caïc Âaûi Læåüng Cå Baín:

1.8.1. AÏp suáút: Âån vë cå baín cuía aïp suáút theo hãû âo læåìng SI laì Pascal (Pa) 1 Pascal (Pa) laì aïp suáút phán bäú âãöu lãn bãö màût coï diãûn têch 1m2 våïi læûc taïc âäüng vuäng goïc lãn bãö màût âoï laì 1 Newton (N). 1 Pa = 1 N/m2 1 bar = 105Pa = 1 at

1.8.2. Læûc Âån vë cuía læûc laì Newton (N). 1 Newton (N) laì læûc taïc âäüng lãn âäúi troüng coï khäúi læåüng 1 kg laìm cho âäúi troüng chuyãøn âäüng våïi gia täúc 1 m/s2

1 N = 1 kg.m/s2

1.8.3. Cäng Âån vë cuía cäng laì Joule (J). 1 Joule (J) laì cäng sinh ra dæåïi taïc âäüng cuía læûc 1 N âãø váût dëch chuyãøn quaîng âæåìng 1 m. 1 J = 1 N.m

1.8.4. Cäng suáút Âån vë cuía cäng suáút laì watt (W). 1 watt laì cäng suáút trong thåìi gian 1 s, sinh ra nàng læåüng 1 J. 1 W = 1 N.m/s

Page 14: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 13

CHÆÅNG II: BÅM THUÍY LÆÛC

2.1. Cäng Duûng Váûn chuyãøn cháút loíng vaì neïn cháút loíng dæåïi mäüt aïp suáút naìo âoï. Thæûc

hiãûn quaï trçnh chuyãøn âäøi nàng læåüng, biãún cå nàng thaình nàng læåüng cuía doìng cháút loíng. 2.2. Phán Loaûi

Hçnh 2.1: Så âäö phán loaûi båm thuíy læûc

2.3. Âàûc Tênh

Thäng säú quan troüng cuía mäüt båm thuíy læûc laì læu læåüng vaì aïp suáút. Tuìy theo muûc âêch sæí duûng thç coï thãø duìng båm cho læu læåüng cao hoàûc aïp suáút cao. Thäng thæåìng trong truyãön dáùn thuíy læûc chè sæí duûng båm taûo ra aïp suáút cao.

2.3.1. Båm âäüng hoüc (båm læu læåüng): Bäü pháûn quan troüng laì guäöng âäüng coï gàõn caïnh dáùn, khi quay thäng

qua caïc caïnh dáùn thæûc hiãûn quaï trçnh váûn chuyãøn cháút loíng. Båm ly tám hoaût âäüng theo nguyãn lyï ly tám coìn båm hæåïng truûc hoaût âäüng theo nguyãn lyï caïnh náng. Caí hai båm âãöu cho læu læåüng ráút låïn âàûc biãût laì båm hæåïng truûc nhæng cäüt aïp cuía caí hai loaûi båm khäng låïn làõm. Cäüt aïp cuía båm ly tám vaìo

BÔM THUÛY LÖÏC

BÔM ÑOÄNG HOÏC BÔM THEÅ TÍCH

BÔM LY

TAÂM

BÔM HÖÔÙNG TRUÏC

BÔM PISTON

BÔM ROTOR

BÔM BAÙNH RAÊNG

BÔM CAÙNH GAÏT

BÔM TRUÏC

VÍT

HÖÔÙNG TRUÏC

HÖÔÙNG TAÂM

BÔM MAØNG

Page 15: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 14

khoaíng 100m næåïc. Båm âäüng hoüc thæåìng âæåüc duìng âãø váûn chuyãøn cháút loíng.

2.3.2. Båm thãø têch (båm aïp suáút): Laìm viãûc theo nguyãn lyï neïn cháút loíng trong mäüt thãø têch kên. Khi thãø

têch laìm viãûc tàng thç båm thæûc hiãûn pha huït cháút loíng coìn khi thãø têch laìm viãûc giaím thç båm thæûc hiãûn pha neïn cháút loíng. Sau mäüt chu kyì huït vaì neïn, båm seî váûn chuyãøn âæåüc mäüt thãø têch cháút loíng xaïc âënh. Nhæ váûy båm naìy chuí yãúu taûo ra aïp suáút cháút loíng cho nãn coìn goüi laì båm thuíy ténh. Cäüt aïp cuía båm thãø têch chuí yãúu laì thaình pháön aïp nàng thãø hiãûn åí aïp suáút coìn âäüng nàng (v2/2g) thç ráút nhoí. 2.4. Kyï Hiãûu 2.5. Cäng Thæïc Tênh Toaïn Båm

2.5.1. Læu læåüng riãng Dp [m3/voìng] Laì læu læåüng maì båm cung cáúp khi quay âæåüc mäüt voìng.

2.5.2. Læu læåüng lyï thuyãút QT [m3/s] QT = Dp.np/60

np: säú voìng quay cuía âäüng cå trong 1 phuït [voìng/phuït] 2.5.3. Læu læåüng thæûc QA [m3/s]

QA = S.v S: tiãút diãûn äúng dáùn [m2] v: váûn täúc læu cháút trong äúng dáùn [m/s]

2.5.4. Hiãûu suáút thãø têch ηv

T

Av Q

Qη =

2.5.5. Hiãûu suáút cå ηm

T2π.PDη PP

m ⋅=

Dp: læu læåüng riãng [m3/voìng] Pp: aïp suáút [N/m2] T: mo men xoàõn cung cáúp cho truûc båm [N.m]

2.5.6. Hiãûu suáút toaìn pháön η0 η0 = ηv. ηm

2.5.7. Cäng suáút lyï thuyãút cuía båm NT [W] NT = QA.PP

QA: læu læåüng thæûc cuía båm [m3/s] Pp: aïp suáút [N/m2]

nP Dp

Q

Page 16: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 15

2.5.8. Cäng suáút cung cáúp cho båm NA [W]

0ηTN

AN =

2.6. Caïc Loaûi Båm Trong Hãû Thäúng Thuíy Læûc 2.6.1. Båm piston

Båm piston laì loaûi båm dæûa trãn nguyãn tàõc thay âäøi thãø têch cuía cå cáúu piston - xy lanh. Bãö màût laìm viãûc laì màût truû, do âoï dãù daìng âaût âæåüc âäü chênh xaïc gia cäng cao, baío âaím hiãûu suáút thãø têch täút, khaí nàng thæûc hiãûn âæåüc våïi aïp suáút laìm viãûc låïn (aïp suáút låïn nháút coï thãø âaût âæåüc laì 700 bar). Ä Båm piston thäng thæåìng

L4dπD

2

P ⋅⋅

=

L: haình trçnh piston [m] d: âæåìng kênh piston [m] DP: læu læåüng riãng [m3/voìng]

Ä Båm piston rotor hæåïng tám (hçnh 2.2)

2e4dπYD

2

P ⋅⋅

⋅=

Y: säú læåüng piston cuía båm d: âæåìng kênh piston [m] e: khoaíng lãûch tám [m] DP: læu læåüng riãng [m3/voìng]

Hình 2.2: Màût càõt ngang vaì kãút cáúu cuía båm piston

Page 17: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 16

Læu læåüng cuía båm coï thãø âiãöu chènh âæåüc bàòng caïch thay âäøi âäü lãûch tám (xã dëch voìng træåüt). Sau mäüt voìng quay cuía rotor, mäùi piston thæûc hiãûn mäüt khoaíng chaûy keïp coï âäü låïn bàòng 2 láön âäü lãûch tám. Ä Båm piston rotor hæåïng truûc (hçnh 2.3)

( )θtanD4dπYD

2

P ⋅⋅⋅

⋅=

Y: säú læåüng piston cuía båm d: âæåìng kênh piston [m] DP: læu læåüng riãng [m3/voìng]

D: âæåìng kênh voìng làõp piston [m] θ: goïc nghiãng cuía âéa

Hçnh 2.3: Kãút cáúu cuía båm piston hæåïng truûc Båm piston hæåïng truûc laì loaûi båm coï piston âàût song song våïi truûc cuía

rotor vaì âæåüc truyãön bàòng khåïp hoàûc bàòng âéa nghiãng. Ngoaìi nhæîng æu âiãøm nhæ båm piston hæåïng tám, båm piston hæåïng truûc coìn coï æu âiãøm laì kêch thæåïc cuía noï nhoí goün hån khi caïc thäng säú khaïc tæång tæû nhau.

Båm piston hæåïng truûc háöu hãút âiãöu chènh âæåüc læu læåüng. Trong cäng nghiãûp thæåìng sæí duûng loaûi båm naìy khi læåüng yãu cáöu êt nháút laì 500 lêt/phuït. Å Í aïp suáút låïn vaì læu læåüng nhoí, båm chè laìm viãûc åí chãú âäü khäng liãn tuûc do khaí nàng laìm nguäüi keïm vaì choïng moìn.

Page 18: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 17

Hçnh 2.4: Læu læåüng båm piston phuû thuäüc vaìo âäü nghiãng cuía âéa

Trong caïc loaûi båm piston, âäü khäng âäöng âãöu cuía læu læåüng khäng chè phuû thuäüc vaìo âàûc âiãøm chuyãøn âäüng cuía piston maì coìn phuû thuäüc vaìo säú læåüng piston.

2.6.2. Båm baïnh ràng

( ) LDD4πD 2

I2OP ⋅−⋅=

DO: âæåìng kênh âènh ràng [m] DI: âæåìng kênh chán ràng [m] L: chiãöu räüng baïnh ràng [m]

DP: læu læåüng riãng [m3/voìng]

Hçnh 2.5: Màût càõt ngang cuía båm baïnh ràng

Båm baïnh ràng laì loaûi båm duìng räüng raîi nháút vç noï coï kãút cáúu âån giaín, dãù chãú taûo. Phaûm vi sæí duûng cuía båm baïnh ràng chuí yãúu åí nhæîng hãû thäúng coï aïp suáút nhoí. Caïc loaûi båm baïnh ràng hiãûn nay coï khoaíng aïp suáút tæì 10 - 200 bar.

Page 19: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 18

Hçnh 2.6: Båm baïnh ràng

Båm baïnh ràng gäöm: Loaûi baïnh ràng àn khåïp ngoaìi (hçnh 2.5, hçnh 2.6) hoàûc àn khåïp trong (hçnh 2.7). Hçnh daûng ràng coï thãø ràng thàóng, ràng nghiãng hoàûc ràng chæî V. Loaûi baïnh ràng àn khåïp ngoaìi âæåüc duìng räüng raîi hån vç chãú taûo dãù hån, nhæng baïnh ràng àn khåïp trong thç coï kêch thæåïc goün nheû hån.

Hçnh 2.7: Båm baïnh ràng àn khåïp trong

2.6.3. Båm caïnh gaût ( ) LeDD

2D RCp ⋅⋅+⋅

π=

DP: læu læåüng riãng [m3/voìng] DC: âæåìng kênh trong cuía cam [m] DR: âæåìng kênh truûc rotor [m] e: khoaíng lãûch tám [m] L: chiãöu räüng caïnh [m]

Page 20: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 19

Båm caïnh gaût (hçnh 2.8) cuîng laì loaûi båm âæåüc duìng räüng raîi sau båm baïnh ràng vaì âæåüc duìng trong hãû thäúng coï aïp suáút tháúp vaì trung bçnh. So våïi båm baïnh ràng thç båm caïnh gaût âaím baío læu læåüng âãöu hån, hiãûu suáút thãø têch cao hån. Ngoaìi ra båm caïnh gaût coìn coï khaí nàng thay âäøi âæåüc læu læåüng bàòng caïch âiãöu chènh âäü lãûch tám e (hçnh 2.9).

Hçnh 2.8: Màût càõt ngang båm caïnh gaût

Hçnh 2.9: Båm caïnh gaût âiãöu chènh âæåüc læu læåüng

Coï hai loaûi båm caïnh gaût: - Båm caïnh gaût âån (hçnh 2.8) laì khi truûc quay mäüt voìng, noï thæûc hiãûn mäüt chu kyì laìm viãûc bao gäöm mäüt láön huït vaì mäüt láön neïn. - Båm caïnh gaût keïp (hçnh 2.11) laì khi truûc quay mäüt voìng, noï thæûc hiãûn hai chu kyì laìm viãûc bao gäöm hai láön huït vaì hai láön neïn.

Hçnh 2.10: Kãút cáúu båm caïnh gaût âiãöu chènh âæåüc læu læåüng

Page 21: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 20

Hçnh 2.11: Båm caïnh gaût keïp

2.6.4. Båm truûc vêt Båm truûc vêt laì sæû biãún daûng cuía båm baïnh ràng. Nãúu baïnh ràng

nghiãng coï säú ràng nhoí, chiãöu daìi vaì goïc nghiãng cuía ràng låïn thç baïnh ràng seî thaình truûc vêt (hçnh 2.12, 2.13).

Båm truûc vêt coï 3 loaûi: - Loaûi aïp suáút tháúp (10 - 15 bar) - Loaûi aïp suáút trung bçnh (30 - 60 bar) - Loaûi aïp suáút cao (60 - 200 bar) Båm truûc vêt coï âàûc âiãøm laì dáöu âæåüc chuyãøn tæì buäöng huït sang

buäöng neïn theo chiãöu truûc, khäng coï hiãûn tæåüng cheìn dáöu åí chán ren. Nhæåüc âiãøm cuía båm truûc vêt laì chãú taûo truûc vêt khaï phæïc taûp. Æu âiãøm laì chaûy ãm, âäü nháúp nhä læu læåüng nhoí.

Hçnh 2.12: Båm ba truûc vêt

Page 22: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 21

Hçnh 2.13: Kãút cáúu båm ba truûc vêt

2.7. Caïc Maûch Båm Cå Baín

2.7.1. Maûch båm coï Dp cäú âënh Maûch båm coï Dp cäú âënh chè coï æu âiãøm laì âån giaín nhæng coï nhæåüc

âiãøm laì do Dp khäng âäøi nãn toaìn bäü læåüng dáöu trong maûch âãöu qua båm, van an toaìn åí aïp suáút cao seî laìm dáöu noïng lãn laìm täøn hao cäng suáút (hçnh 2.14).

Hçnh 2.14: Maûch båm coï Dp cäú âënh 2.7.2. Maûch båm coï Dp cäú âënh vaì làõp thãm àõc quy thuíy læûc

Hçnh 2.15: Maûch båm coï Dp cäú âënh vaì làõp thãm àõc quy thuíy læûc Khi àõc quy thuíy læûc naûp âuí aïp suáút, cäng tàõc dáöu eïp taïc âäüng, læu

læåüng qua van C maì khäng qua van an toaìn nãn dáöu khäng bë noïng, båm laìm viãûc ráút nheû (hçnh 2.15).

nP Dp

Q M

Hãû thäúng

ÀÕc quy thuyí læûc

nP Dp

Q M

Hã thäúng

Nguoàn ñieän

Coâng taéc On/Off

C

Page 23: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 22

2.7.3. Maûch nhiãöu båm

Hçnh 2.16: Maûch nhiãöu båm Khi yãu cáöu maûch coï nhiãöu mæïc læu læåüng vaì aïp suáút khaïc nhau thç

trong maûch phaíi màõc nhiãöu båm. Våïi 3 båm A, B, C laìm viãûc nhåì vaìo 3 van âiãûn tæång æïng a, b, c nhæ hçnh 2.16 seî cho 7 giaï trë læu læåüng khaïc nhau (Âäüng cå dáöu quay våïi 7 váûn täúc khaïc nhau).

Maûch sæí duûng hai båm (muûc 6.1.3), mäüt båm cho aïp suáút cao vaì mäüt båm cho læu læåüng låïn.

2.7.4. Maûch båm coï DP thay âäøi Maûch sæí duûng båm piston hæåïng tám vaì båm caïnh gaût thay âäøi âæåüc

âäü lãûch tám vaì båm piston hæåïng truûc thay âäøi âäü nghiãng cuía âéa. Khi thay âäøi âäü lãûch tám vaì âäü nghiãng cuía âéa seî laìm cho Dp thay âäøi. Læu læåüng trong maûch seî thay âäøi theo Dp.

A B C

a b

c

M np

Page 24: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 23

CHÆÅNG III: CÅ CÁÚU TAÏC ÂÄÜNG

A. XY LANH

3.1. Phán Loaûi 3.1.1. Xy lanh taïc duûng âån

Hçnh 3.1: Xy lanh taïc duûng âån

3.1.2. Xy lanh taïc duûng keïp

3.1.3. Xy lanh nhiãöu táöng (xy lanh vi sai)

Hçnh 3.2: Xy lanh vi sai

3.1.4. Xy lanh taïc duûng hai phêa

Hçnh 3.3: Xy lanh hai cáön

3.1.5. Xy lanh quay

Page 25: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 24

Hçnh 3.4: Xy lanh quay (cå cáúu baïnh ràng thanh ràng)

3.2. Cáúu Taûo Xy Lanh

Hçnh 3.5: Cáúu taûo xy lanh

Page 26: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 25

3.3. Cäng Thæïc Tênh Toaïn Xy Lanh 3.3.1. Xy lanh chiãúm chäù (con âäüi thuíy læûc)

Læûc taïc duûng låïn nháút [N]

.P4πd.F

2

== PA

d: âæåìng kênh cáön piston [m] P: aïp suáút [N/m2]

Hçnh 3.6: Con âäüi thuíy læûc

Váûn täúc cáön piston [m/s]

4πdv.v.AQ

πd4.Qv

2

2 ==⇒=

d: âæåìng kênh cáön piston [m] Q: læu læåüng vaìo xy lanh [m3/s]

3.3.2. Xy lanh taïc âäüng keïp

Hçnh 3.7: Xy lanh taïc âäüng keïp

Page 27: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 26

3.3.3. Váûn täúc khi tiãún (extend)

AQv E

E =

3.3.4. Váûn täúc khi luìi (retract)

aA

qv RR −

=

3.3.5. Taíi troüng ténh cuía xy lanh Læûc taïc âäüng låïn nháút trãn cáön piston

Fmax = P.A Trong træåìng håüp täøng quaït

4πD.P

4πd

4πDPF

4πd

4πDP

4πD.PF

2

1

22

2R

22

2

2

1E

−=

−−=

3.3.6. Taíi troüng âäüng cuía xy lanh Khi kãø âãún læûc quaïn tênh, læûc ma saït thç taíi âäüng cuía xy lanh nhoí hån.

Thäng thæåìng Fâäüng=0,9.Fténh. 3.3.7. Géan âäö aïp cuía xy lanh khi laìm viãûc

Xeït mäüt xy lanh laìm viãûc åí traûng thaïi nhæ hçnh

Nhæ hçnh veî, âãø náng mäüt váût coï khäúi læåüng M. Læûc âãø âáøy piston âi ra.

F = P1A - P2a

a

A P1

P2

M

t

Aïp suáút dáöu cung cáúp

t

t

P 2

P 1

Spee

d

Z Y X W

Aïp suáút dáöu vãö

Page 28: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 27

Màût khaïc âãø náng âæåüc váût lãn thç læûc F > Mg + f _ g: gia täúc troüng træåìng _ f: Læûc ma saït ténh Theo âënh luáût Newton thi gia täúc tæïc thåìi laì:

M

a F a=

Tuy nhiãn Fa = P1A - P2a - Mg - f Fa khäng âäøi vç aïp suáút P1 vaì P2 seî thay âäøi. Taûi âiãøm Z, váûn täúc cuía

xylanh âæåüc xaïc âënh bàòng maximum læåüng dáöu vaìo hoàûc maximum læåüng dáöu ra. Aïp suáút dáöu ra coï thãø âæåüc xaïc âënh bàòng aïp suáút bãn ngoaìi. Aïp suáút dáöu vaìo âæåüc xaïc âënh nhæ sau:

AafMg PP 2

1

++=

Thåìi gian tæì W âãún Y (træåïc khi xylanh bàõt âáöu di chuyãøn) âæåüc goüi laì

thåìi gian chãút. Noï âæåüc xaïc âënh bàòng viãûc giaím aïp suáút ra. Thåìi gian naìy cuîng coï thãø giaím âi bàòng caïch måí räüng cæía thoaït cuía dáöu ra. 3.4. Âiãöu Kiãûn Laìm Viãûc Cuía Xy Lanh

Mäüt xy lanh laìm viãûc âãöu coï hai quaï trçnh tàng täúc tæì traûng thaïi nghè âãún vmax vaì giaím dáön tæì vmax âãún traûng thaïi nghè. Khi tàng täúc chuï yï âãún váûn täúc vaì gia täúc cuía xy lanh (sinh ra læûc quaïn tênh). Cuäúi haình trçnh phaíi coï kãút cáúu laìm cháûm chuyãøn âäüng cuía xy lanh nhàòm giaím quaï trçnh va âáûp gáy hoíng cho xy lanh (thæûc hiãûn quaï trçnh giaím cháún).

Váûn täúc låïn nháút cuía xy lanh khäng giaím cháún vmax (8 m/phuït), xy lanh giaím cháún trong vmax ( 12 m/phuït), xy lanh giaím cháún ngoaìi vmax ( 45 m/phuït). Tuy nhiãn chè nãn cho xy lanh laìm viãûc åí váûn täúc vmax ( 12 m/phuït).

Nhiãût âäü laìm viãûc cuía dáöu khäng væåüt quaï 5000C. ÅÍ nhiãût âäü 8000C coï thãø laìm hæ voìng chàõn cuía piston.

Hiãûu suáút cuía xy lanh phuû thuäüc vaìo âiãöu kiãûn laìm viãûc, aïp suáút trong maûch thuíy læûc vaì âæåüc xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm:

P (bar) 20 120 160 η [%] 85 90 95

3.5. Phæång Phaïp Cäú Âënh Xy Lanh

- Cäú âënh giaï chán

Page 29: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 28

- Cäú âënh màût bêch træåïc

- Cäú âënh màût bêch sau

- Cäú âënh bàòng ngäùng truûc

- Cäú âënh bàòng khåïp baín lãö

- Piston gàõn våïi bäü pháûn cäng taïc bàòng ren, khåïp baín lãö.

Hçnh 3.8: Kãút cáúu xy lanh giaím cháún

3.6. Tênh Toaïn Vaì Kiãøm Tra Bãön Cáön Piston (Traûng Thaïi Uäún Doüc) Cäng thæïc Euler

2

2

L.E.JπK =

Page 30: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 29

K: læûc tåïi haûn E: mo âun âaìn häöi cuía váût liãûu laìm piston Thäng thæåìng E=2,1.106 kg/cm2

J: moment quaïn tênh [cm4]

64.dπJ

42

=

L: chiãöu daìi tæång âæång phuû thuäüc vaìo phæång phaïp cäú âënh xy lanh

Taíi troüng âàût lãn cáön piston

SKF ≤

S: hãû säú an toaìn. Thäng thæåìng S = 3 ÷ 5 K: læûc tåïi haûn theo Euler K=F.S Mäúi quan hãû giæîa chiãöu daìi cáön piston, traûng thaïi khäng äøn âënh vaì

phæång phaïp cäú âënh xy lanh âæåüc tra theo hçnh 3.9.

Hçnh 3.9: Mäúi quan hãû giæîa chiãöu daìi cáön piston,

traûng thaïi khäng äøn âënh vaì phæång phaïp cäú âënh xy lanh

Page 31: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 30

B. ÂÄÜNG CÅ THUÍY LÆÛC

Âäüng cå thuíy læûc laì thiãút bë duìng âãø biãún âäøi nàng læåüng cuía doìng cháút loíng thaình âäüng nàng quay trãn truûc âäüng cå. Quaï trçnh biãún âäøi nàng læåüng laì dáöu coï aïp suáút âæåüc âæa vaìo buäöng cäng taïc cuía âäüng cå. Dæåïi taïc duûng cuía aïp suáút, caïc pháön tæí cuía âäüng cå quay.

Thäng säú cå baín cuía âäüng cå dáöu laì læu læåüng cuía 1 voìng quay Dm vaì hiãûu aïp suáút vaìo vaì aïp suáút ra. 3.7. Âäüng Cå Dáöu Baïn Quay

Caïc loaûi âäüng cå quay våïi goïc quay < 3600, âaío chiãöu, âi vãö laìm cho cå cáúu cäng taïc queït mäüt goïc laìm viãûc cáön thiãút.

Coï 3 loaûi: - Caïnh gaût âån, caïnh gaût keïp (hçnh 3.10) - Piston kãút håüp cå cáúu thanh ràng, baïnh ràng (hçnh 3.4). - Vêt xoàõn + piston .

Hçnh 3.10: Caïnh gaût âån, caïnh gaût keïp

3.8. Âäüng Cå Dáöu EÏp

Taûo váûn täúc quay liãn tuûc, tuìy loaûi âäüng cå coï thãø quay âaío chiãöu (quay liãn tuûc). Nguyãn lyï laìm viãûc cuía âäüng cå dáöu giäúng nhæ nguyãn lyï laìm viãûc cuía båm chè khaïc laì âäüng cå dáöu biãún aïp nàng thaình cäng cå hoüc coìn båm thç ngæåüc laûi, biãún cäng cå hoüc thaình aïp nàng.

Page 32: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 31

Caïc kiãøu âäüng cå dáöu giäúng nhæ båm thuíy læûc: âäüng cå baïnh ràng, caïnh gaût, piston (âäüng cå dáöu piston hæåïng kênh, âäüng cå dáöu piston hæåïng truûc).

Hçnh 3.11: Âäüng cå dáöu kiãøu baïnh ràng

v Cäng Thæïc Tênh Toaïn Âäüng Cå - Læu læåüng riãng Dm [m3/voìng]: laì læu læåüng cung cáúp cho âäüng cå âãø

âäüng cå quay âæåüc mäüt voìng. - Læu læåüng lyï thuyãút QT [m3/s]

QT = Dm.nm/60 - Læu læåüng thæûc (cung cáúp) QA [m3/s] - Hiãûu suáút thãø têch ηv

A

Tv Q

Qη =

- Hiãûu suáút cå ηm

m.PmDTπ2

mη⋅=

Pm: aïp suáút vaìo âäüng cå [N/m2] T: mo men xoàõn taûo ra trãn truûc âäüng cå [N.m]

- Hiãûu suáút toaìn pháön η0 η0 = ηv. ηm

- Cäng suáút lyï thuyãút cuía âäüng cå NT [W] mAT .PQN =

- Cäng suáút ra thæûc tãú cuía âäüng cå NA [W] 0TA η.NN =

Page 33: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 32

CHÖÔNG IV: VAN THUÛY LÖÏC

Caïc van thuíy læûc nàòm giæîa båm vaì cå cáúu cháúp haình trãn maûch båm coï nhiãûm vuû âiãöu khiãøn vaì âiãöu chènh doìng læu cháút trong maûch.

Vãö chæïc nàng coï thãø chia thaình caïc loaûi sau: v Nhoïm van âiãöu khiãøn aïp suáút

• Van an toaìn (van traìn) • Van cán bàòng • Van tuáön tæû • Van giaím aïp

v Nhoïm caïc van âiãöu chènh læu læåüng • Van tiãút læu • Van äøn âënh váûn täúc

v Nhoïm caïc van âiãöu khiãøn hæåïng chuyãøn âäüng cuía cháút loíng • Van phán phäúi (van âaío chiãöu) • Van mäüt chiãöu

v Van laìm chæïc nàng âiãöu khiãøn tên hiãûu • Van logic • Van tè lãû

4.1. Van Âiãöu Khiãøn AÏp Suáút

4.1.1. Van an toaìn Chæïc nàng: phoìng quaï taíi cho båm vaì caïc bäü pháûn khaïc cuía hãû thäúng thuíy læûc

Kyï hiãûu: Caïc loaûi van an toaìn:

- Van an toaìn âiãöu khiãøn træûc tiãúp (hçnh 4.1) - Van an toaìn âiãöu khiãøn giaïn tiãúp (bàòng aïp suáút, bàòng âiãûn - van phán

phäúi ...) - hçnh 4.2.

Hçnh 4.1: Van an toaìn âiãöu khiãøn træûc tiãúp

P T

Page 34: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 33

Hçnh 4.2: Van an toaìn âiãöu khiãøn giaïn tiãúp

Vãö cäng nghãû thç caïc van an toaìn coï hai kiãøu - Van an toaìn kiãøu nàõp âáûy (hçnh 4.3) - Van an toaìn kiãøu vi sai (hçnh 4.4) - Van an toaìn kiãøu con træåüt (hçnh 4.2)

Hçnh 4.3: Van an toaìn kiãøu nàõp âáûy

Hçnh 4.4: Van an toaìn kiãøu vi sai

Læûc måí van F = p(a - b) 4.1.2. Van cán bàòng

Laì loaûi van âiãöu khiãøn aïp suáút duìng âãø cán bàòng hoàûc taûo ra âäúi aïp âäúi våïi xy lanh khi laìm viãûc. Khi cáön aïp suáút laìm viãûc laì P thç van phaíi chènh åí aïp suáút 1,3P (hçnh 4.5).

Page 35: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 34

Hçnh 4.5: Kãút cáúu vaì æïng duûng van cán bàòng trong maûch thuíy læûc

Âãø haûn chãú âäúi aïp gáy täøn hao cäng suáút taûi van khi laìm viãûc ngæåìi ta coìn sæí duûng mäüt van cán bàòng kiãøu khaïc (hçnh 4.6).

Hçnh 4.6: Hai loaûi van cán bàòng trong maûch thuíy læûc

4.1.3. Van giaím aïp - Van giaím aïp âiãöu khiãøn træûc tiãúp (hçnh 4.7)

Hçnh 4.7: Van giaím aïp âiãöu khiãøn træûc tiãúp

- Van giaím aïp âiãöu khiãøn giaïn tiãúp (hçnh 4.8) Doìng thuíy læûc seî chaíy tæì B qua A qua raînh 7, khi aïp suáút âæåüc âiãöu

chènh giaím aïp theo yãu cáöu, khi âoï nuït cän 1 seî âoïng laûi. Khi aïp suáút åí cæía A tàng lãn, taûo chãnh lãûch aïp åí voìi phun 4, nuït cän 1 seî måí ra, con træåüt 5 seî dëch

Page 36: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 35

chuyãøn lãn, nhæ váûy khe håí 7 nhoí laûi, aïp suáút åí cæía A seî giaím xuäúng vaì giæî åí mæïc äøn âënh.

AÏp suáút åí cæía A coï giaï trë: PA = PB - ∆P

Hçnh 4.8: Van giaím aïp âiãöu khiãøn giaïn tiãúp

4.1.4. Van âoïng, måí näúi tiãúp Van âoïng måí näúi tiãúp coï chæïc nàng tæång tæû nhæ van traìn. Van âæåüc

sæí duûng khi coï yãu cáöu måí, âoïng hai doìng læu cháút maì quaï trçnh âoïng, måí mäüt doìng âæåüc thæûc hiãûn nhåì tên hiãûu aïp suáút cuía doìng kia hoàûc aïp suáút tæì nguäön khaïc qua cæía Z.

4.1.5. Van âoïng, måí cho bçnh trêch chæïa thuíy læûc (hçnh 4.9) Khi bçnh trêch chæïa thuíy læûc âæåüc naûp âãún aïp suáút yãu cáöu, van seî

âoïng laûi, dáöu theo cæía thoaït cuía van tråí vãö thuìng. Khi aïp suáút trong bçnh chæïa thuíy læûc giaím xuäúng âãún mæïc cho pheïp thç bçnh trêch chæïa thuíy læûc âæåüc naûp laûi qua van. 4.2. Van Âiãöu Khiãøn Læu Læåüng

Van âiãöu khiãøn læu læåüng âæåüc duìng âiãöu chènh täúc âäü doìng læu cháút tåïi cå cáúu cháúp haình vaì nhæ váûy seî âiãöu khiãøn âæåüc täúc âäü cuía cå cáúu cháúp haình. Viãûc âiãöu khiãøn âæåüc thæûc hiãûn båíi sæû thay âäøi tiãút diãûn cuía läù vaì âàûc tênh doìng chaíy qua läù âoïng vai troì quan troüng trong viãûc thiãút kãú caïc thiãút bë âiãöu khiãøn thuíy læûc. Doìng læu cháút chaíy qua läù thæåìng âæåüc xem laì häùn læu vaì læu læåüng chaíy qua läù âæåüc tênh båíi cäng thæïc Q = k.A.(∆P)1/2, k laì hàòng säú phuû thuäüc vaìo âàûc tênh cuía läù vaì cuía doìng læu cháút, A laì tiãút diãûn läù, ∆P laì suût aïp qua läù. Khi coï yãu cáöu âiãöu khiãøn täúc âäü chênh xaïc dæåïi âiãöu kiãûn taíi troüng thay âäøi thç cáön phaíi giæî sæû giaím aïp khäng âäøi qua läù. Mäúi liãn hãû giæîa læu

Page 37: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 36

læåüng vaì vë trê cuía thiãút bë âiãöu chènh goüi laì âàûc tênh cuía thiãút bë âoï (tuyãún tênh, logarit hay mäüt âæåìng cong âàûc biãût naìo âoï).

Hçnh 4.9: Van âoïng måí cho bçnh trêch thuíy læûc

4.2.1. Van tiãút læu (hçnh 4.10) Van tiãút læu coï nhiãûm vuû âiãöu chènh læu læåüng doìng chaíy, tæïc laì âiãöu chènh váûn täúc vaì thåìi gian chaûy cuía cå cáúu cháúp haình. Van laìm viãûc dæûa trãn nguyãn lyï læu læåüng doìng chaíy qua van phuû thuäüc vaìo sæû thay âäøi tiãút diãûn. Kyï hiãûu

Hçnh 4.10: Van tiãút læu

Dæûa vaìo phæång phaïp âiãöu chènh læu læåüng van tiãút læu âæåüc chia laìm hai loaûi chênh: van tiãút læu âiãöu chènh doüc truûc vaì van tiãút læu âiãöu chènh ngang truûc.

Dæûa vaìo âàûc tênh hoaût âäüng cuía van tiãút læu coï thãø chia laìm hai loaûi: van tiãút læu mäüt chiãöu vaì van tiãút læu hai chiãöu.

A B

Page 38: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 37

4.2.2. Van giaím täúc Van tiãút læu âæåüc âiãöu khiãøn bàòng con làn hay cáön con làn, coï thãø

thæåìng âoïng hoàûc thæåìng måí cho doìng chaíy vaì nhæ thãú coï thãø âiãöu khiãøn sæû tàng täúc hoàûc giaím täúc.

Hçnh 4.11: Van giaím täúc

Hçnh 4.12: Maûch sæí duûng van giaím täúc

4.3. Van Âiãöu Khiãøn Hæåïng

Van coï chæïc nàng - Hæåïng doìng læu cháút âi theo caïc âæåìng laìm viãûc cáön thiãút (lãn phêa

traïi hay phêa phaíi cuía xy lanh).

Page 39: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 38

- Cho doìng læu cháút âi qua hoàûc khäng âi qua. - Cho mäüt tên hiãûu âiãöu khiãøn.

4.3.1. Van 1 chiãöu Van chè cho pheïp læu cháút âi mäüt chiãöu vaì ngàn doìng chaíy theo

hæåïng ngæåüc laûi (coï hoàûc khäng coï âiãöu khiãøn). Van mäüt chiãöu coï thãø duìng våïi caïc loaûi loì xo khaïc nhau âãø cho caïc aïp suáút måí khaïc nhau. Sæû giaím aïp qua van tuìy thuäüc vaìo täúc âäü chaíy (hçnh 4.13).

Kyï hiãûu

Hçnh 4.13: Van mäüt chiãöu

Van mäüt chiãöu coï tên hiãûu âiãöu khiãøn (coï thãø hoaût âäüng theo hai chiãöu nhåì vaìo tên hiãûu âiãöu khiãøn) - hçnh 4.14

Hçnh 4.14: Van mäüt chiãöu coï tên hiãûu âiãöu khiãøn

4.3.2. Van phán phäúi Van phán phäúi hay laì van âaío chiãöu duìng âãø âoïng måí caïc äúng dáùn âãø

khåíi âäüng caïc cå cáúu biãún âäøi nàng læåüng, duìng âãø âaío chiãöu caïc cå cáúu cháúp haình. Tãn goüi van phán phäúi theo säú cæía, säú vë trê. Thäng thæåìng van phán phäúi coï hai hoàûc ba vë trê (traûng thaïi äøn âënh cuía van), mäùi vë trê kyï hiãûu bàòng mäüt ä vuäng. Säú läù dáùn dáöu vaìo vaì ra van goüi laì säú cæía (2, 3, 4, 5). Mäùi cæía âæåüc kyï hiãûu bàòng caïc chæî caïi:

P: nguäön coï aïp; T: cæía thoaït vãö bãø dáöu; A, B: cæía dáöu âi laìm viãûc (lãn xy lanh, âäüng cå); X, Y laì caïc tên hiãûu âiãöu khiãøn.

a. Van phán phäúi 2 cæía, 2 vë trê (van 2/2)

P

A

Page 40: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 39

b. Van phán phäúi 3 cæía, 2 vë trê (van 3/2) c. Van phán phäúi 4 cæía, 2 vë trê (van 4/2) d. Van phán phäúi 4 cæía, 3 vë trê (van 4/3)

e. Caïc phæång phaïp âiãöu khiãøn van phán phäúi: Âoìn báøy (cáön gaût) Cå khê Nuït nháún Baìn âaûp

AÏp suáút dáöu Nam chám âiãûn (solenoid)

Loì xo

P T

B A

T P

A B

A B

P T P T

A B A B

P T

T P

A

Page 41: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 40

CHÆÅNG 5: CAÏC THIÃÚT BË PHUÛ

5.1. Thuìng Dáöu Ø Nhiãûm vuû

Cung cáúp dáöu cho hãû thäúng laìm viãûc theo chu trçnh kên (cáúp vaì nháûn dáöu chaíy vãö)

Giaíi toía nhiãût sinh ra trong quaï trçnh båm dáöu laìm viãûc Làõng âoüng caïc cháút càûn baî trong quaï trçnh laìm viãûc Taïch næåïc

Ø Choün kêch thæåïc bãø dáöu Âäúi våïi caïc loaûi bãø dáöu di chuyãøn (bãø dáöu trãn xe váûn chuyãøn) thç choün

nhæ sau: V =1,5.Q våïi Q laì læu læåüng cáön thiãút trong maûch thuíy læûc. Âäúi våïi caïc loaûi bãø dáöu cäú âënh (bãø dáöu trong caïc maïy, dáy chuyãön) thç

bãø dáöu âæåüc choün nhæ sau: V = (3 ÷ 5).Q 5.2. Thiãút Bë Laìm Maït

Dáöu thuíy læûc sau khi tråí vãö thuìng thæåìng coï nhiãût âäü cao luïc âi vaìo hãû thäúng. Tuìy theo aïp suáút laìm viãûc cuía hãû thäúng maì nhiãût âäü cuía dáöu cao hay tháúp. Âãø laìm haû nhiãût âäü cuía dáöu thuíy læûc phaíi duìng hãû thäúng laìm maït, thæåìng giäúng nhæ hãû thäúng laìm maït cuía âäüng cå (laìm maït bàòng næåïc) (hçnh 5.1).

Hçnh 5.1: Thiãút bë laìm maït

5.3. Bäü Loüc Dáöu 5.3.1. Nhiãûm vuû

Bäü loüc coï caïc kêch thæåïc vaì chuíng loaûi khaïc nhau. Trong quaï trçnh laìm viãûc, dáöu khäng thãø traïnh khoíi bë nhiãùm báøn do caïc cháút báøn tæì bãn ngoaìi vaìo hoàûc do baín thán dáöu taûo nãn. Nhæîng cháút báøn áúy laìm keût caïc khe håí, caïc tiãút

Page 42: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 41

diãûn chaíy coï kêch thæåïc nhoí trong caïc cå cáúu dáöu eïp, gáy nãn nhæîng tråí ngaûi hæ hoíng trong hoaût âäüng cuía hãû thäúng. Bäü loüc dáöu thæåìng âàût åí äúng huït cuía båm dáöu. Trong træåìng håüp cáön dáöu saûch hån, âàût thãm mäüt bäü næîa åí cæía ra cuía båm vaì mäüt bäü åí äúng xaí cuía hãû thäúng dáöu eïp.

5.3.2. Phán loaûi bäü loüc: tuìy theo kêch thæåïc cháút báøn coï thãø loüc âæåüc. Bäü loüc thä: Coï thãø loüc nhæîng cháút báøn âãún 0,1 mm Bäü loüc trung bçnh: Coï thãø loüc nhæîng cháút báøn âãún 0,01 mm Bäü loüc tinh: Coï thãø loüc nhæîng cháút báøn âãún 0,005 mm Bäü loüc âàûc biãût tinh: Coï thãø loüc nhæîng cháút báøn âãún 0,001 mm

5.3.3. Phán loaûi bäü loüc theo kãút cáúu a. Bäü loüc læåïi

Bäü loüc læåïi laì loaûi bäü loüc dáöu âån giaín nháút gäöm coï khung cæïng vaì læåïi bàòng âäöng bao chung quanh. Dáöu tæì ngoaìi xuyãn qua caïc màõc læåïi vaì caïc läù âãø vaìo äúng huït. Hçnh daûng vaì kêch thæåïc cuía bäü loüc læåïi ráút khaïc nhau tuìy thuäüc vaìo vë trê vaì cäng duûng cuía bäü loüc. Do sæïc caín cuía læåïi nãn dáöu khi qua läù loüc bë giaím aïp suáút, täøn tháút aïp suáút thæåìng láúy ∆p = 1 - 2 bar.

Nhæåüc âiãøm cuía bäü loüc læåïi laì cháút báøn dãù baïm vaìo bãö màût læåïi vaì khoï táøy ra. Do âoï thæåìng duìng noï âãø loüc thä, nhæ làõp vaìo äúng huït cuía båm. Træåìng håüp naìy phaíi duìng thãm bäü loüc tinh åí äúng ra.

b. Bäü loüc laï, såüi thuíy tinh Bäü loüc laï laì bäü loüc duìng nhæîng laï theïp moíng âãø loüc dáöu. Nhæîng laï theïp

hçnh troìn vaì nhæîng laï theïp hçnh sao. Nhæîng laï theïp naìy âæåüc làõp âäöng tám trãn truûc, táúm noü trãn táúm kia. Yãu cáöu cháút loíng loüc loüc phuû thuäüc vaìo bãö daìy cuía laï theïp. Bãö daìy naìy thäng thæåìng laì 0,08; 0,12; 0,2; 0,3 mm.

Säú læåüng laï theïp cáön thiãút phuû thuäüc vaìo læu læåüng cáön loüc, nhiãöu nháút laì 1000 ÷ 1200 laï. Täøn tháút aïp suáút låïn nháút laì ∆p = 4 bar. Læu læåüng loüc coï thãø tæì 8 ÷ 100 lêt/phuït.

Ngaìy nay ngæåìi ta thay laï theïp bàòng såüi thuíy tinh. Âäü bãön cuía bäü loüc naìy cao vaì coï khaí nàng chãú taûo dãù daìng, caïc âàûc tênh váût liãûu khäng thay âäøi nhiãöu trong quaï trçnh laìm viãûc do aính hæåíng vãö cå vaì hoïa cuía cháút loíng gáy ra.

Cäng thæïc tênh toaïn:

η∆

α=p.AQ

[l/ph] A_ Diãûn têch toaìn bäü bãö màût ∆p = p1 - p2 Hiãûu aïp cuía bäü loüc η_ Âäü nhåït âäüng læûc cuía dáöu α = 0,006 ÷ 0,009 [l/cm2.ph] Hãû säú loüc

Page 43: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 42

5.4. ÄÚng Dáùn, Âáöu Näúi 5.4.1. ÄÚng dáùn

Ä Úng dáùn duìng trong hãû thäúng thuíy læûc phäø biãún laì äúng cæïng (äúng âäöng vaì äúng theïp) vaì äúng dáùn mãöm (vaíi cao su vaì äúng dáùn mãöm bàòng kim loaûi coï thãø laìm viãûc åí nhiãût âäü 1350C). ÄÚng dáùn cáön phaíi baío âaím âäü bãön cå hoüc vaì täøn tháút aïp suáút trong äúng nhoí nháút. Âãø giaím täøn tháút aïp suáút, caïc äúng dáùn caìng ngàõn caìng täút êt bë uäún cong âãø traïnh sæû biãún daûng cuía tiãút diãûn vaì sæû thay âäøi hæåïng chuyãøn âäüng cuía dáöu.

Váûn täúc dáöu chaíy trong äúng: Ä Úng huït: v = 0,5 ÷ 1,5 m/s Ä Úng neïn: v = 4 ÷ 5 m/s vôùi p < 50 bar v = 5 ÷ 6 m/s vôùi p = 50 ÷ 100 bar

v = 6 ÷ 7 m/s vôùi p > 100 bar Ä Úng xaí: v = 0,5 ÷ 1,5 m/s

⇒ Kyï hiãûu: Caïc âæåìng äúng huït Caïc âæåìng äúng neïn Caïc âæåìng äúng xaí

⇒ Choün kêch thæåïc âæåìng äúng dáùn Læu læåüng qua äúng dáùn Q = A.v

4. 2dA

π=

Váûy váûn täúc trong äúng âæåüc tênh nhæ sau: 102

2.

4..6 πd

Qv =

d_ [mm] Q_ [l/ph] v_ [m/s]

Váûy kêch thæåïc âæåìng kênh äúng dáùn v

dQ

..3

.2.10

π=

5.4.2. Âáöu näúi Trong hãû thäúng thuíy læûc äúng näúi coï yãu cáöu tæång âäúi cao vãö âäü bãön vaì

âäü kên. Tuìy theo âiãöu kiãûn laìm viãûc ta coï thãø cäú âënh hay thaïo âæåüc. Coï hai loaûi äúng näúi:

Page 44: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 43

− Ä Úng näúi vàûn ren âæåüc − Ä Úng näúi våïi khåïp thaïo làõp nhanh

5.4.3. Táúm näúi Caïc pháön tæí thuíy læûc âæåüc làõp trãn mäüt táúm theïp phàóng, bãn trong coï

caïc läù khoan, caïc raînh tæång æïng âãø näúi liãön chuïng våïi nhau. 5.5. ÀÕc Quy Thuíy Læûc

ÀÕc quy thuíy læûc laì cå cáúu duìng trong hãû thäúng truyãön dáùn thuíy læûc âãø âiãöu hoìa nàng læåüng thäng qua aïp suáút vaì læu læåüng cuía cháút loíng laìm viãûc.

5.5.1. Bçnh àõc quy troüng váût (hçnh 5.2) ÀÕc quy taûo ra mäüt aïp suáút lyï thuyãút hoaìn toaìn cäú âënh, nãúu boí qua læûc

ma saït phaït sinh åí chäù tiãúp xuïc giæîa cå cáúu laìm kên piston vaì khäng tênh âãún læûc quaïn tênh cuía piston chuyãøn dëch khi thãø têch bçnh àõc quy thay âäøi trong quaï trçnh laìm viãûc. ÀÕc quy loaûi naìy yãu cáöu phaíi bäú trê troüng váût tháût âäúi xæïng so våïi piston, nãúu khäng sãù gáy ra læûc thaình pháön ngang åí cå cáúu laìm kên. Læûc taïc duûng ngang naìy seî laìm hoíng cå cáúu laìm kên vaì aính hæåíng xáúu âãún sæû laìm viãûc äøn âënh cuía bçnh chæïa.

Hçnh 5.2: ÀÕc quy troüng váût

5.5.2. Bçnh àõc quy chæïa loì xo (hçnh 5.3) Quaï trçnh têch luîy nàng læåüng åí bçnh loì xo laì quaï trçnh biãún daûng cuía

loì xo. Bçnh àõc quy loì xo coï quaïn tênh nhoí hån so våïi bçnh àõc quy troüng váût, vç váûy noï âæåüc sæí duûng âãø laìm tàõt nhæîng va âáûp thuíy læûc trong caïc hãû thuíy læûc.

Hçnh 5.3: ÀÕc quy loì xo

Page 45: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 44

5.5.3. Bçnh àõc quy thuíy khê (hçnh 5.4) Bçnh àõc quy thuíy khê låüi duûng tênh neïn âæåüc cuía khê, âãø taûo ra aïp suáút

cháút loíng. Tênh cháút naìy laìm cho bçnh coï khaí nàng giaím cháún. Trong bçnh àõc quy troüng váût aïp suáút háöu nhæ cäú âënh khäng phuû thuäüc vaìo

vë trê piston. Trong bçnh àõc quy loì xo, aïp suáút thay âäøi tè lãû tuyãún tênh, coìn trong bçnh àõc quy thuíy khê, aïp suáút thay âäøi theo nhæîng âënh luáût thay âäøi aïp suáút cuía cháút khê.

Hçnh 5.4: ÀÕc quy thuíy khê

Page 46: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 45

CHÆÅNG VI: CAÏC MAÛCH TRUYÃÖN ÂÄÜNG THUÍY LÆÛC CÅ BAÍN 6.1. Maûch Âiãöu Khiãøn AÏp Suáút

6.1.1. Maûch thuíy læûc våïi mäüt van traìn træûc tiãúp . Háöu hãút caïc maûch thuíy læûc våïi mäüt xylanh vaì mäüt van traìn (relief valve). Khi van âiãöu khiãøn åí vë trê trung gian, dáöu tæì båm âi vãö thuìng thäng qua cæía thoaït. Khi van âiãöu khiãøn di chuyãøn qua traïi hay phaíi, tæång æïng laì piston âi vaìo hoàûc âi ra. Khi piston âãún cuäúi haình trçnh thç aïp suáút dáöu tàng lãn vaì van traìn måí ra cho dáöu tråí vãö thuìng. Trong quaï trçnh laìm viãûc nãúu piston gàûp træåìng håüp quaï taíi tæïc aïp suáút tàng lãn thç van traìn láûp tæïc måí ra. Chæïc nàng chênh cuía van traìn laì baío vãû xylanh vaì båm traïnh træåìng håüp quaï taíi.

6.1.2. Maûch thuíy læûc våïi 2 van traìn træûc tiãúp Maûch naìy âiãöu chènh aïp suáút åí maûch chênh bàòng viãûc làõp thãm van

traìn taûi mäüt vë trê thêch håüp. Båm khi khåíi âäüng trong âiãöu kiãûn khäng taíi båíi vç dáöu âi thàóng vãö thuìng thäng qua cæía thoaït.

M

Page 47: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 46

6.1.3. Maûch thuíy læûc våïi van traìn giaïn tiãúp (unloading van). Maûch naìy coìn âæåüc goüi laì maûch Hi - Lo. Maûch naìy coï taïc duûng nhanh nhåì viãûc sæí duûng 2 båm. Båm A laì båm coï aïp suáút tháúp nhæng læu læåüng cao. Båm B laì båm coï aïp suáút cao nhæng læu læåüng tháúp. Khi maûch hoaût âäüng dáöu cung cáúp cho maûch tæ hai båm. Khi aïp suáút maûch tàng vaì âaût giåïi haûn 20 kg/cm2 thç van C måí ra vaì dáöu tråí vãö thuìng. Chè coï båm B chëu taíi troüng cuía maûch. Khi aïp suáút cuía maûch tàng âãún 70 kg/cm2 thç van D måí ra dáöu tråí vãö thuìng.

15Kg/cm2

70Kg/cm2 M

B A

D 70 kg/cm2

C 20 kg/cm2 M

Page 48: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 47

6.1.4. Maûch tuáön tæû Laì maûch phaíi coï nhiãöu hån 2 xylanh âæåüc näúi våïi nhau. Maûch naìy phaíi âæåüc xaïc âënh nguyãn lyï laìm viãûc træåïc. Vê duû nhæ trãn maïy cäng cuû.

6.1.5. Maûch giaím aïp suáút Trong træåìng håüp xylanh hoaût âäüng dæåïi aïp suáút cuía maûch chênh, mäüt maûch nhaïnh âæåüc taûo thaình bàòng viãûc sæí duûng van giaím aïp. Aïp suáút låïn nháút cuía maûch chênh âæåüc âàût båíi van aïp suáút. Aïp suáút cuía maûch nhaïnh âæåüc âàût bàòng van giaím aïp.

3 4 B A 1 2

A

B

M

Page 49: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 48

6.1.6. Maûch ha îm cán bà òng. Maûch naìy laìm giaím chuyãøn âäüng tæû do cuía váût maì khäng cáön cå cáúu âåî. Nhæ trong træåìng håüp maïy khoan, cáön thiãút phaíi laìm giaím chuyãøn âäüng âi xuäúng cuía muîi khoan. 6.2. Maûch Âiãöu Khiãøn Læu Læåüng.

6.2.1. Maûch âiãöu khiãøn læu læåüng vaìo. Váûn täúc cuía xylanh âæåüc âiãöu khiãøn bàòng van tiãút læu (flow control valve) trãn âæåìng dáöu cung cáúp. Cáön thiãút näúi våïi bäü haîm cán bàòng. Trong maûch naìy båm luän luän cung cáúp læu læåüng dáöu trãn âæåìng äúng væåüt mæïc giåïi haûn vaì qua van traìn vãö thuìng. Aïp suáút P1 khäng phuû thuäüc våïi aïp suáút P2 . Khi taíi troüng nhoí, cäng suáút máút âi låïn vaì cuîng laì nguyãn nhán gáy cho dáöu tàng nhiãût âäü.

W

M

P2

P1

M

Page 50: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 49

6.2.2. Maûch âiãöu khiãøn læu læåüng ra Trãn âæåìng dáöu vãö thuìng âæåüc làõp van tiãút læu, nhàòm giæî cho váûn täúc âi ra cuía xylanh khäng âäøi khi taíi troüng thay âäøi tæïc thåìi. Aïp suáút dáöu cung cáúp khäng phuû thuäüc våïi aïp suáút âàût åí xylanh vaì cuîng laì nguyãn nhán taûo nhiãût trong dáöu.

6.2.3. Maûch caín doìng dáöu vãö (Bleed - off circuit) Våïi hãû thäúng naìy, trãn âæåìng dáöu vaìo xylanh coï làõp van tiãút læu. Thãø têch dáöu cung cáúp tåïi xylanh khaïc våïi thãø têch dáöu maì båm cung cáúp. Våïi maûch naìy khi dáöu trãn âæåìng äúng væåüt mæïc giåïi haûn thç dáöu seî vãö thuìng qua van tiãút læu vaì læu læåüng máút låïn, van traìn khäng hoaût âäüng vaì aïp suáút cung cáúp cuía båm bàòng våïi aïp suáút taíi troüng. Våïi maûch naìy nhiãût cuía dáöu vaì cäng suáút máút âi êt so våïi hai træåìng håüp trãn.

P2 P1

M

M

Page 51: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 50

6.2.4. Maûch vi sai Maûch vi sai laì maûch âæåüc sæí duûng âãø tàng váûn täúc hoaût âäüng tæïc thåìi cuía piston. Viãûc tàng váûn täúc piston maì khäng tàng læu læåüng cung cáúp dáöu cuía båm.

6.2.5. Maûch thay âäøi váûn täúc

M Váût cáön khoan

Ls-2 Ls-1

Sol_1

Sol_2

M

M

M

Page 52: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 51

6.3. Maûch Âiãöu Khiãøn Træûc Tiãúp. 6.3.1. Maûch sæí duûng cäng tàõc haình trçnh vaì chuyãøn âäüng cuía van bà òng

âiãûn tæì. Khi xylanh âãún cuäúi haình trçnh, cäng tàõc haình trçnh hoaût âäüng, tæïc laì cung cáúp âiãûn cho solenoid relay âiãöu khiãøn van træûc tiãúp.

6.3.2. Maûch sæí duûng nhiãöu van âiãöu khiãøn näúi våïi nhau. 6.3.2.1 Maûch näúi song song.

Maûch näúi song song laì maûch näúi nhiãöu cuía cäøng van song song våïi nhau. Moüi van âiãöu coï thãø hoaût âäüng âäöng thåìi. Cå cáúu cháúp haình coï taíi troüng nhoí thç seî hoaût âäüng træåïc båíi vç aïp suáút dáöu cáön thiãút cho hoaût âäüng nhoí. Aïp suáút dáöu trong maûch âæåüc taíi troüng cuía cå cáúu cháúp haình. Maûch naìy cáön coï mäüt check van âãø traïnh taïc âäüng quaï taíi xaíy ra báút ngåì.

M

Page 53: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 52

Page 54: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 53

6.3.2.2 Maûch riãng leí Maûch riãng leí khäng thãø hoaût âäüng âäöng thåìi nhiãöu cå cáúu cháúp haình. Båíi vç dáöu cung cáúp tåïi cå cáúu naìy thç cå cáúu khaïc dáöu khäng âæåüc cung cáúp.

Page 55: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 54

6.3.2.3 Maûch näúi tiãúp (Series circuit) Maûnh naìy doìng dáöu vãö cuía cå cáúu cháúp haình naìy thç noï tråí thaình doìng dáöu cung cáúp cho cå cáúu khaïc. Maûch naìy noï coï thãø hoaût âäüng hån 2 cå cáúu cháúp haình cuìng luïc, nhæng aïp suáút cung cáúp cho 2 cå cáúu naìy phaíi nhoí hån aïp suáút åí van traìn chênh (relief valve).

Page 56: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 55

CHÆÅNG VII: MÄÜT SÄÚ MAÛCH ÂIÃØN HÇNH 7.1. Maïy Dáûp Thuíy Læûc Bà òng Tay.

Hçnh 7.1: Maïy dáûp thuíy læûc bàòng tay

7.2. Cå Cáúu Keûp Chàût Chi Tiãút Gia Cäng.

Hçnh 7.2: Cå cáúu keûp chàût chi tiãút khi gia cäng

M

M

Page 57: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 56

7.3. Hãû Thäúng Cáøu Taíi Troüng Nheû Dáy caïp näúi våïi moïc cáøu vaì âáöu piston âæåüc màõc qua caïc roìng roüc

cäú âënh. Piston âi ra, moïc cáöu taíi troüng haû xuäúng cháûm, khi piston âi vãö, taíi troüng âæåüc náng lãn.

Hình 7.3: Caàn caåu taûi troïng nheï 7.4. Maûch Thuíy Læûc Maïy Khoan Baìn Hãû thäúng thuíy læûc âiãöu khiãøn 2 xylanh. Xilanh A laìm nhiãûm vuû keûp chi tiãút trong quaï trçnh khoan, xilanh B mang âáöu khoan âi xuäúng våïi váûn täúc âãöu âæåüc âiãöu chènh trong quaï trçnh khoan. Khi khoan xong, xilanh B mang âáöu khoan luìi vãö. Sau âoï xi lanh A luìi vãö måí haìm keûp. Chi tiãút âæåüc thaïo råìi ra.

Hình 7.4: Maùy khoan baøn thuyû löïc

M

Page 58: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 57

B A

M

Page 59: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 58

CHÆÅNG VIII: ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ KYÎ THUÁÛT KHÊ NEÏN

8.1. Giåïi Thiãûu Vãö Kyî Thuáût Khê Neïn Ø Hiãûn nay kyî thuáût khê neïn ráút laì phaït triãøn, âaî chãú taûo ra nhæîng pháön tæí

logic khê neïn vaì âaî âæåüc thæång maûi hoïa bãn caûnh caïc cå cáúu cháúp haình khaïc nhæ laì xy lanh, âäüng cå, van phán phäúi khê neïn. Âiãöu naìy taûo ra sæû phaït triãøn cuía cäng nghãû tæû âäüng hoïa dæûa vaìo kyî thuáût khê neïn ngaìy caìng maûnh meî. Bãn caûnh âoï coï thãø kãút håüp caïc pháön tæí logic khê neïn våïi caïc maûch âiãûn tæí laìm cho quaï trçnh tæû âäüng hoïa hãû thäúng khê neïn âaût täúc âäü vaì âäü chênh xaïc cao. Ngoaìi ra coìn coï thãø kãút håüp âiãöu khiãøn khê neïn våïi bäü âiãöu khiãøn logic láûp trçnh âæåüc (PLC). Ø Trong lénh væûc dáöu khê thç caïc thiãút bë âiãöu khiãøn cuîng chè duìng khê neïn

maì khäng duìng caïc linh kiãûn âiãûn tæí Ø Tuy nhiãn sæí duûng khê neïn cuîng coï nhæîng nhæåüc âiãøm nhæ: khäng khê

thæåìng qua maïy neïn khê âãø taûo aïp suáút cáön thiãút, phaíi xæí lyï taûp cháút nhæ buûi, håi næåïc, dáöu âãø âæåüc khê neïn coï cháút læåüng cao (nãúu khäng seî gáy gè, moìn vaì mau laìm hoíng thiãút bë). Tênh neïn âæåüc cuía khäng khê laìm váûn täúc chuyãøn âäüng khäng äøn âënh. Læûc laìm viãûc cuía khê neïn khäng låïn làõm do bë giåïi haûn aïp suáút laìm viãûc (p < 10 bar). Laìm viãûc äön (xaí khê), khàõc phuûc bàòng caïc bäü giaím thanh. 8.2. Âàûc Âiãøm Cuía Khäng Khê

Thaình pháön khäng khê trong khê quyãøn bao gäöm N2 (78%), O2 (21%), coìn laûi laì caïc thaình pháön håi næåïc, buûi, khê CO2, H2,... Ngoaìi nhæîng thaình pháön chênh cuía khê thç caïc thaình pháön coìn laûi laì caïc taïc nhán gáy ra sæû hoaût âäüng khäng chênh xaïc cuía caïc pháön tæí khê neïn (moìn nhanh, gè seït,...), vç váûy cáön phaíi coï nhæîng biãûn phaïp cáön thiãút âãø loaûi boí caïc thaình pháön âoï ra khoíi hãû thäúng khê neïn.

Thaình pháön khäng khê: N2 O2 Ar CO2 H2 Ne. 10- 3 He. 10- 3 Kr. 10- 3 X. 10- 6

Thãø têch % 78,08 20,95 0,93 0,03 0,01 1,8 0,5 0,1 9 Khäúi læåüng % 75,51 23,01 1,286 0,04 0,001 1,2 0,07 0,3 40

AÏp suáút cuía khäng khê coï hai daûng: aïp suáút tæång âäúi vaì aïp suáút tuyãût âäúi. Trong kyî thuáût khê neïn chè sæí duûng aïp suáút tuyãût âäúi (chán khäng tuyãût âäúi coï aïp suáút tuyãût âäúi bàòng 0). AÏp suáút khê quyãøn phuû thuäüc vaìo âäü cao âëa lyï, khi tênh toaïn láúy Pa = 1bar.

AÏp suáút tuyãût âäúi so våïi chán khäng tuyãût âäúi. AÏp suáút tæång âäúi so våïi aïp suáút khê quyãøn.

Page 60: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 59

8.3. Caïc Âaûi Læåüng Váût Lyï Vaì Âån Vë Thæåìng Duìng Trong Khê Neïn Chieàu daøi l m Quaûng ñöôøng s m Dieän tích A m2 Theå tích V m3 Thôøi gian t s Vaän toác v m/s Gia toác a m/s2 Löu löôïng Q m3/s Khoái löôïng m kg Khoái löôïng rieâng ρ kg/m3 Löïc F N AÙp suaát P N/m2 Nhieät ñoä T K 8.4. Caïc Âàûc Âiãøm Cuía Truyãön Âäüng Khê Neïn • Âäü an toaìn khi quaï taíi: Khi hãû thäúng âaût âæåüc aïp suáút laìm viãûc tåïi haûn, thç

truyãön âäüng váùn an toaìn, khäng coï sæû cäú, hæ hoíng xaíy ra. • Sæû truyãön taíi nàng læåüng: Täøn tháút aïp suáút vaì giaï âáöu tæ cho maûng truyãön

taíi bàòng khê neïn tæång âäúi tháúp. • Tuäøi thoü vaì baío dæåîng: Hãû thäúng âiãöu khiãøn vaì truyãön âäüng bàòng khê neïn

hoaût âäüng täút, khi maûng âaût tåïi aïp suáút tåïi haûn vaì khäng gáy nãn aính hæåíng âäúi våïi mäi træåìng. Tuy nhiãn hãû thäúng âoìi hoíi ráút cao váún âãö loüc cháút báøn cuía aïp suáút khäng khê trong hãû.

• Khaí nàng thay thãú nhæîng pháön tæí, thiãút bë: Trong hãû thäúng truyãön âäüng bàòng khê neïn, khaí nàng thay thãú nhæîng pháön tæí dãù daìng.

• Váûn täúc truyãön âäüng: Do troüng læåüng cuía caïc pháön tæí trong hãû thäúng âiãöu khiãøn bàòng khê neïn nhoí, hån næîa khaí nàng giaîn nåí cuía aïp suáút khê låïn, nãn truyãön âäüng coï thãø âaût âæåüc våïi váûn täúc ráút cao.

• Khaí nàng âiãöu chènh læu læåüng doìng vaì aïp suáút: Truyãön âäüng bàòng khê neïn coï khaí nàng âiãöu chènh læu læåüng vaì aïp suáút mäüt caïch âån giaín. Tuy nhiãn våïi sæû thay âäøi taíi troüng taïc âäüng, thç váûn täúc bë thay âäøi.

• Váûn täúc truyãön taíi: Váûn täúc truyãön taíi vaì xæí lyï tên hiãûu tæång âäúi cháûm. 8.5. Caïc Âaûi Læåüng Vaì Âënh Luáût Váût Lyï.

8.5.1 Cäng thæïc Newton I. F = ma

Trong âoï: m _ khäúi læåüng.

Page 61: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 60

a _ gia täúc. g _ gia täúc troüng træåìng ( g = 9,81 m/s2 ).

8.5.2 Âënh luáût Boye-Mariotte Khi nhiãût âäü khäng thay âäøi (T = hàòng säú), theo phæång trçnh trãn ta coï: PabsV = hàòng säú Nãúu goüi: V1 [m3] thãø têch khê neïn taûi thåìi âiãøm aïp suáút P1. V2 [m3] thãø têch khê neïn taûi thåìi âiãøm aïp suáút P2. P1abs [bar] aïp suáút tuyãût âäúi khê neïn coï thãø têch V1 P2abs [bar] aïp suáút tuyãût âäúi khê neïn coï thãø têch V2

Ta coï: PP

VV

abs

abs

1

2

2

1 =

Nàng læåüng neïn vaì nàng læåüng giaîn nåí khäng khê âæåüc tênh theo phæång trçnh sau:

PPVPW

2

111 ln**=

8.5.3 Âënh luáût 1.Gay-Lussac Khi aïp suáút khäng thay âäøi (P = hàòng säú)

TT

VV

2

1

2

1 =

T1: nhiãût âäü taûi thåìi âiãøm coï thãø têch V1. T2: nhiãût âäü taûi thåìi âiãøm coï thãø têch V2. Nàng neïn vaì nàng læåüng giaîn nåí khäng khê âæåüc tênh theo phæång trçnh sau: W = P(V2 - V1)

2 4 8

P

2

4

8

bar

dm3

Page 62: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 61

8.5.4 Âënh luáût 2.Gay-Lussac Thãø têch V khäng thay âäøi, ta coï

TT

PP

abs

abs

2

1

2

1 =

Thãø têch V khäng thay âäøi, nãn nàng læåüng neïn vaì nàng læåüng giaîn nåí bàòng khäng. W = 0

8.5.5 Phæång trçnh traûng thaïi cuía cháút khê.

PabsV = mRT Pabs _ aïp suáút tuyãût âäúi [bar]. V _ Thãø têch cuía khê neïn [ m3 ]. T _ Nhiãût âäü Kelvin [K]. R _ Hàòng säú khê [J/kg.K], ( âäúi våïi khäng khê laì 29,27 ) m _ Khäúi læåüng [Kg ] + Phæång trçnh traûng thaïi nhiãût khi caí 3 âaûi læåüng aïp suáút, nhiãût âäü vaì thãø

têch thay âäøi. Ta coï PabsV = mRT

== mRT

VPabs hàòng säú

F V2 V1

V

P

P1

P2 P

V

Page 63: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 62

hay T

VPT

VP absabs

2

22

1

11 =

Khäúi læåüng khäng khê m âæåüc tênh theo cäng thæïc sau: m = V. ρ [kg] hay

ρmV =

Theo âënh luáût Boyle- Mariotte, T = hàòng säú

PP absabs

mm12

21

:: =ρρ

Nhæ váûy sæû phuû thuäüc khäúi læåüng riãng ρ vaì aïp suáút P, khi nhiãût âäü T khäng thay âäøi âæåüc viãút nhæ sau:

PP

abs

abs

1

2

12ρρ =

Sæû phuû thuäüc khäúi læåüng riãng ρ vaì nhiãût âäü T, khi aïp suáút P khäng thay âäøi:

TT

2

1

12ρρ =

Sæû phuû thuäüc khäúi læåüng riãng ρ vaìo caí 3 âaûi læåüng thay âäøi aïp suáút P, nhiãût âäü T vaì thãø têch V nhæ sau:

PTPT

abs

abs

12

121

2

ρρ =

Vê duû: Læu læåüng huït cuía mäüt maïy neïn khê laì Vn = 2,5 m3/phuït, (Khäng khê huït

vaìo laì tiãu chuáøn Tn = 273K, Pn = 1,013 bar). Phaíi cáön thåìi gian bao láu âãø laìm âáöy bçnh chæïa våïi thãø têch V = 1m3, coï aïp suáút P = 6 bar vaì nhiãût âäü khê neïn trong bçnh chæïa T = 298K.

+ Âäü áøm khäng khê Khê quyãøn laì khê häùn håüp cuía håi næåïc vaì khäng khê. Theo âënh luáût

Dalton, aïp suáút toaìn pháön cuía khê häùn håüp laì täøng cuía caïc aïp suáút riãng pháön. Khi næåïc âæåüc dáùn vaìo mäüt khäng gian kên coï chæïa khäng khê, næåïc seî

bäúc håi cho âãún chæìng naìo håi næåïc âaût âæåüc aïp suáút baîo hoìa P’w, aïp suáút p cuía khê häùn håüp trong khäng gian kên âoï, theo Dalton laì:

P = pkhäng khê + p’w _ p: aïp suáút toaìn pháön (håi næåïc vaì khäng khê) _ pkhäng khê: aïp suáút riãng pháön (aïp suáút khäng khê khä) _ p’w: aïp suáút riãng pháön (aïp suáút cuía håi næåïc baîo hoìa) Læåüng næåïc bäúc håi cáön thiãút (x’w) âãø âaût âæåüc aïp suáút baîo hoìa (p’w) chè

phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü khäng khê vaì læåüng khäng khê, chæï khäng phuû thuäüc vaìo aïp suáút cuía khäng khê.

Page 64: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 63

Læåüng håi næåïc chæïa nhiãöu nháút trong 1 kg khäng khê goüi laì læåüng áøm baîo hoìa x’ [g/kg].

Læåüng håi næåïc thæûc tãú chæïa trong 1 kg khäng khê (åí cuìng nhiãût âäü) goüi laì áøm baîo hoìa x’[g/kg]

Âäü áøm tæång âäúi khäng khê âæåüc biãøu thë dæåïi daûng % cuía tè säú læåüng áøm tuyãût âäúi vaì læåüng áøm baîo hoìa.

%.[g/kg]x' hoìa baíoáøm Læåüng

x[g/kg] âäúituyãût áøm Læåüng âäúi tæång áøm Âäü 100=ϕ

Baíng dæåïi âáy cho ta biãút læåüng håi næåïc chæïa nhiãöu nháút trong 1 kg khäng khê åí nhæîng nhiãût âäü khaïc nhau: Nhiãût âäü [oC] -18 -10 0 5 10 15 20 30 50 70 90 100 Læåüng áøm baîo hoìa x’ [g/kg]

0,78 1,62 3,82 5,47 7,73 10,78 14,88 27,55 87,52 152,75 409,16 409,21

8.6. Cáúu Truïc Cuía Mäüt Hãû Thäúng Truyãön Âäüng Khê Neïn

Hçnh 8.1: Cáúu truïc hãû thäúng truyãön âäüng khê neïn

Cô caáu chaáp haønh

- Xy lanh - Ñoäng cô

Phaàn töû ñieàu khieån

- Van ñaûo chieàu

Phaàn töû xöû lyù

- Van chaën - Van aùp suaát - Van tieát löu

Phaàn töû ñöa tín hieäu vaøo

- Coâng taéc

Nguoàn aùp suaát khí/ Cô caáu baûo döôõng

Page 65: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 64

CHÆÅNG IX: HÃÛ THÄÚNG CUNG CÁÚP VAÌ XÆÍ LYÏ KHÊ NEÏN

9.1. Maïy Neïn Khê Kyï hiãûu

9.1.1. Maïy neïn khê thãø têch Maïy neïn khê thãø têch hoaût âäüng theo nguyãn lyï thay âäøi thãø têch. Khäng

khê âæåüc dáùn vaìo buäöng chæïa, åí âoï thãø têch buäöng chæïa seî nhoí laûi, aïp suáút trong buäöng chæïa tàng lãn. Sæû thay âäøi aïp suáút seî laìm âoïng måí caïc van huït, xaí cuía maïy neïn khê, âáøy khê vaìo bçnh chæïa.

Hçnh 9.1: Maïy neïn khê mäüt cáúp Hçnh 9.2: Maïy neïn khê hai cáúp

Hçnh 9.3: Maïy neïn khê kiãøu caïnh gaût Hçnh 9.4: Maïy neïn khê kiãøu maìng

Page 66: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 65

9.1.2. Maïy neïn khê kiãøu tuabin Maïy neïn khê kiãøu tuabin hoaût âäüng theo nguyãn lyï âäüng nàng. Khäng khê

âæåüc dáùn vaìo buäöng chæïa, åí âoï aïp suáút khê neïn âæåüc taûo ra bàòng âäüng nàng cuía caïc caïnh dáùn. Nguyãn lyï hoaût âäüng naìy taûo ra læu læåüng vaì cäng suáút ráút låïn.

Hçnh 9.5: Maïy neïn khê kiãøu tuabin

9.2. Bäü Loüc (hçnh 9.6) Khäng khê neïn vaìo bçnh chæïa qua cæía xoàõn phaït sinh mäüt chuyãøn âäüng

xoàõn vaì læûc ly tám coï taïc duûng laìm làõng caïc pháön tæí nhoí cháút loíng, cháút ràõn. Caïc taûp cháút âæåüc thaíi ra åí âaïy bçnh chæïa. Kêch thæåïc läù loüc thæåìng khoaíng 5 ÷ 70 µm, cuîng coï nhæîng bäü loüc coï kêch thæåïc läù âãún 0,01µm. Trong træåìng håüp yãu cáöu cháút læåüng khê neïn ráút cao, váût liãûu pháön tæí loüc âæåüc choün laì såüi thuíy tinh, coï khaí nàng taïch næåïc trong khê neïn âãún 99,9%. Khi læåüng næåïc ngæng tuû âãún vaûch mæïc giåïi haûn, coï thãø thaíi ra ngoaìi bàòng vêt hay thaíi bàòng hãû thäúng tæû âäüng.

Mæûc næåïc ngæng tuû âæåüc kiãøm tra mäüt caïch håüp lyï theo âiãöu kiãûn laìm viãûc vaì mäi træåìng âãø noï khäng væåüt quaï vaûch chè thë trãn bçnh chæïa. Nãúu mæûc næåïc væåüt quaï giåïi haûn cho pheïp, noï coï nguy cå xám haûi vaìo trong maûng læåïi phán phäúi cuía khê neïn. 9.3. Bäü Âiãöu Chènh AÏp Suáút

Bäü âiãöu chènh aïp suáút coï 2 chæïc nàng quan troüng: • Duy trç aïp suáút thæï cáúp (aïp suáút âiãöu chènh) gáön nhæ khäng âäøi,

khäng phuû thuäüc vaìo sæû dao âäüng cuía aïp suáút phêa så cáúp (phêa naûp). • Duy trç aïp suáút thæï cáúp gáön nhæ khäng âäøi, khäng phuû thuäüc vaìo sæû

dao âäüng vãö læu læåüng yãu cáöu åí phêa thæï cáúp (phêa ra). 9.3.1. Bäü Âiãöu Chènh AÏp Suáút Khäng Coï Läù Thoaït (hçnh 9.7)

Vêt âiãöu chènh neïn loì xo, dáùn tåïi âáøy maìng. Tuìy theo sæû âiãöu chènh cuía vêt vaì læûc loì xo maì caïc doìng khê åí phêa så cáúp, thæï cáúp tàng lãn hoàûc giaím âi vaì cå cáúu âáøy lãûch thãm hoàûc keïm âi maì màût tæûa cuía van seî âæåüc âoïng kên.

Nãúu læåüng khê thæï cáúp tàng, maìng seî bë eïp vaì di chuyãøn ngæåüc våïi chiãöu taïc âäüng cuía loì xo. Luïc báúy giåì loì xo phêa trãn eïp cå cáúu xuäúng phêa dæåïi vaì bãö

Page 67: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 66

màût âåî cuía van haîm laûi sæû âi qua cuía doìng khê, læåüng khê åí bãn thæï cáúp coï thãø tuû laûi nåi nguäön phaït sinh thuäüc phêa så cáúp.

Hçnh 9.6: Bäü loüc khê Hçnh 9.7: Bäü âiãöu chènh aïp suáút khäng coï läù thoaït

9.3.2. Bäü Âiãöu Chènh AÏp Suáút Coï Läù Thoaït (hçnh 9.8)

Hçnh 9.8: Bäü âiãöu chènh aïp suáút coï läù thoaït

AÏp suáút âæåüc giæî äøn âënh båíi maìng, khi aïp suáút så cáúp tàng lãn laìm con træåüt âi xuäúng laìm giaím tiãút diãûn doìng khê, giæî aïp suáút thæï cáúp khäng âäøi. Khi

Page 68: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 67

aïp suáút så cáúp giaím xuäúng, loì xo âáøy con træåüt âi lãn laìm tàng tiãút diãûn doìng khê. Kãút quaí aïp suáút thæï cáúp váùn khäng âäøi. Nãúu aïp suáút phêa thæï cáúp tàng maûnh, maìng seî bë neïn maûnh ngæåüc våïi læûc taïc âäüng cuía loì xo, bäü pháûn chênh giæîa cuía maìng hçnh thaình läúi âi qua vaì khê coï thãø thoaït qua åí hai läù bãn dæåïi. 9.4. Thiãút Bë Bäi Trån

Thiãút bë bäi trån khäng khê âæåüc sæí duûng räüng raîi nhàòm laìm giaím sæû ma saït vaì àn moìn trong caïc van khê, caïc bäü pháûn taïc âäüng tuyãún tênh vaì caïc âäüng cå khê. Dáöu bäi trån âæåüc träün vaìo khê neïn dæåïi daûng sæång vaì âi vaìo caïc thiãút bë, khe håí vaì caïc baûc loït,... nhæîng nåi coï sæû træåüt trong chuyãøn âäüng coï thãø gáy nãn sæû maìi moìn.

Caïc bäü bäi trån khäng khê æïng duûng sæû chãnh lãûch aïp suáút khi doìng khê chaíy qua mäüt äúng khuãúch taïn (äúng Ventury). Trong äúng khuãúch taïn, váûn täúc doìng chaíy seî gia tàng vç noï âi qua âoaûn äúng coï kêch thæåïc bë nhoí laûi vaì phêa sau chäù giåïi haûn (chäù âæåìng äúng bë nhoí laûi) aïp suáút ténh seî giaím. Chênh sæû giaím aïp suáút naìy laì nguyãn nhán træûc tiãúp huït dáöu bäi trån vaìo doìng khê.

Hçnh 9.9: Bäü bäi trån khê neïn Hçnh 9.10: Nhoïm thiãút bë âiãöu hoìa 9.5. Nhoïm Thiãút Bë Âiãöu Hoìa

Nhoïm naìy bao gäöm ba bäü pháûn näúi tiãúp nhau: bäü loüc khê (F), bäü âiãöu chènh aïp suáút (R), bäü thiãút bë bäi trån (L).

Khi sæí duûng cáön tuán thuí nghiãm ngàût caïc qui âënh cuía nhaì saín xuáút. AÏp suáút cung cáúp khäng âæåüc væåüt quaï giaï trë biãøu thë trãn nhoïm. Nhiãût âäü mäi træåìng khäng âæåüc væåüt quaï 600C.

Page 69: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 68

9.6. Hãû Thäúng Xæí Lyï Khê Neïn Trong Cäng Nghiãûp Hãûthäúng xæí lyï khê neïn trong cäng nghiãûp âæåüc chia thaình ba giai âoaûn:

* Loüc thä: Laìm maït taûm thåìi khê neïn tæì maïy neïn khê ra âãø taïch cháút báøn, buûi. Sau âoï

khê neïn âæåüc âæa vaìo bçnh ngæng tuû âãø taïch håi næåïc. Giai âoaûn loüc thä laì giai âoaûn cáön thiãút nháút cho váún âãö xæí lyï khê neïn.

* Sáúy khä: Giai âoaûn naìy xæí lyï khê neïn tuìy theo cháút læåüng yãu cáöu cuía khê neïn.

* Loüc tinh: Xæí lyï khê neïn trong giai âoaûn naìy træåïc khi âæa vaìo sæí duûng. Giai âoaûn

naìy ráút cáön thiãút cho hãû thäúng âiãöu khiãøn 9.6.1. Bçnh ngæng tuû - Laìm laûnh khê neïn bàòng khäng khê (bà òng næåïc)

Khê neïn sau khi ra khoíi maïy neïn khê seî âæåüc dáùn vaìo bçnh ngæng tuû. Taûi âáy aïp suáút khê seî âæåüc laìm laûnh vaì pháön låïn læåüng håi næåïc chæïa trong khäng khê seî âæåüc ngæng tuû vaì taïch ra.

Laìm laûnh bàòng khäng khê, nhiãût âäü khê neïn trong bçnh ngæng tuû seî âaût âæåüc trong khoaíng tæì +300C âãún +350C. Laìm laûnh bàòng næåïc (vê duû næåïc laìm laûnh coï nhiãût âäü laì +100C) thç khê neïn trong bçnh ngæng tuû seî âaût âæåüc laì +200C.

9.6.2. Sáúy khä bà òng cháút laìm laûnh (hçnh 9.11)

Hçnh 9.11: Thiãút bë sáúy khä khê neïn bàòng cháút laìm laûnh

Nguyãn lyï hoaût âäüng cuía phæång phaïp sáúy khä bàòng cháút laìm laûnh: Khê neïn tæì maïy neïn khê qua bäü pháûn trao âäøi nhiãût, laìm giaím nhiãût âäü cuía khäng khê neïn âãún nhiãût âäü âiãøm sæång. Læåüng håi næåïc trong doìng khê neïn âi vaìo

Page 70: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 69

seî âæåüc taûo thaình tæìng gioüt nhoí. Ngoaìi læåüng næåïc ngæng tuû thç caïc cháút báøn, dáöu bäi trån cuîng âæåüc taïch ra.

9.6.3. Sáúy khä bà òng háúp thuû (Hçnh 9.12) Doìng khê neïn tæì maïy neïn khê seî âæåüc dáùn vaìo bçnh chæïa cháút sáúy khä

(cháút haïo næåïc). Taûi âáy læåüng khäng khê áøm seî âæåüc giæî laûi, khê neïn seî âæåüc dáùn vaìo hãû thäúng âiãöu khiãøn. Cháút sáúy khä thæåìng duìng laì NaCl.

Hçnh 9.12: Sáúy khä khê neïn bàòng háúp thuû

9.7. Hãû Thäúng Thiãút Bë Phán Phäúi Khê Neïn (Hçnh 9.12)

Hãû thäúng thiãút bë phán phäúi khê neïn coï nhiãûm vuû chuyãøn khäng khê neïn tæì maïy neïn khê âãún kháu cuäúi cuìng âãø sæí duûng. Hãû thäúng phán phäúi khê neïn phaíi âaím baío aïp suáút p, læu læåüng Q vaì cháút læåüng khê neïn nåi tiãu thuû. Ngoaìi tiãu chuáøn choün håüp lyï maïy neïn khê, choün âuïng thäng säú cuía hãû thäúng äúng dáùn; caïch làõp âàût hãû thäúng äúng dáùn vaì baío haình hãû thäúng thiãút bë khê neïn cuîng âoïng vai troì quan troüng vãö phæång diãûn kinh tãú cuîng nhæ vãö yãu cáöu kyî thuáût cho hãû thäúng âiãöu khiãøn bàòng khê neïn. Bçnh trêch chæïa khê neïn laì thaình pháön quan troüng trong hãû thäúng, coï nhiãûm vuû cán bàòng aïp suáút khê neïn tæì maïy neïn khê chuyãøn âãún, trêch chæïa vaì ngæng tuû, taïch næåïc. Âæåìng äúng dáùn khê neïn thæåìng nghiãng goïc tæì 10 âãún 20 so våïi màût phàóng nàòm ngang. Vë trê tháúp nháút cuía hãû thäúng äúng dáùn so våïi màût phàóng nàòm ngang âæåüc làõp raïp bçnh ngæng tuû næåïc âãø næåïc trong äúng dáùn seî âæåüc chæïa åí âoï.

Page 71: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 70

Hçnh 9.13: Hãû thäúng thiãút bë phán phäúi khê neïn

Page 72: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 71

CHÆÅNG X: PHÁÖN TÆÍ XÆÍ LYÏ

10.1. Van Âiãöu Chènh AÏp Suáút 10.1.1. Van an toaìn

Van an toaìn coï nhiãûm vuû giæî aïp suáút låïn nháút maì hãû thäúng coï thãø taíi. Khi aïp suáút låïn hån aïp suáút cho pheïp cuía hãû thäúng thç doìng aïp suáút khê neïn seî thàõng læûc loì xo vaì nhæ váûy khê neïn seî theo cæía R ra ngoaìi khäng khê.

10.1.2. Van traìn Nguyãn tàõc hoaût âäüng cuía van traìn tæång tæû nhæ van an toaìn nhæng chè

khaïc åí chäù laì aïp suáút åí cæía P âaût âæåüc giaï trë xaïc âënh thç cæía P seî näúi våïi cæía A vaì âi âãún hãû thäúng âiãöu khiãøn.

10.2. Van Âiãöu Chènh Læu Læåüng (Van Tiãút Læu)

Van tiãút læu coï tiãút diãûn thay âäøi âiãöu chènh âæåüc doìng khê qua van. Doìng khê qua van phuû thuäüc vaìo tiãút diãûn khe håí Ax, tiãút diãûn naìy coï thãø âæåüc thay âäøi nhåì vaìo vêt âiãöu chènh. Tiãút diãûn Ax coï thãø cäú âënh hoàûc coï thãø thay âäøi.

10.3. Van Mäüt Chiãöu

Van mäüt chiãöu coï taïc duûng chè cho khê neïn âi qua mäüt chiãöu, chiãöu ngæåüc laûi bë chàûn. Nguyãn lyï hoaût âäüng vaì kyï hiãûu van mäüt chiãöu: doìng khê neïn âi tæì A qua B, chiãöu tæì B qua A doìng khê neïn bë chàûn. 10.4. Van Logic

10.4.1. Van logic AND Khi coï doìng khê neïn qua cæía X seî âáøy piston truû sang vë trê bãn phaíi, nhæ

váûy cæía X bë chàûn. Khi coï doìng khê neïn qua cæía Y, seî âáøy piston truû sang vë trê bãn traïi, cæía Y bë chàûn. Nãúu doìng khê neïn âäöng thåìi âi qua cæía X vaì Y thç tên

A B A B

A B

P R

P A

Page 73: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 72

hiãûu âáöu tiãn seî dëch chuyãøn loîi van vaì tên hiãûu yãúu hån hoàûc laì tên hiãûu âãún thæï hai seî âæåüc thäng âãø âi âãún cäøng A (hçnh 10.1).

Hçnh 10.1: Van logic AND

10.4.2. Van logic OR

Hçnh 10.2: Maûch sæí duûng van logic OR

Khi coï doìng khê neïn qua cæía P1 seî âáøy piston truû cuía van sang vë trê bãn phaíi chàõn doìng khê qua cæía P2, nhæ váûy cæía P1 näúi våïi cæía A. Khi coï doìng khê neïn qua cæía P2, piston truû seî dëch chuyãøn sang traïi chàõn doìng khê qua cæía P1

Page 74: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 73

vaì näúi cæía P2 våïi cæía A. Nhæ váûy van logic OR seî näúi cäøng P1 hoàûc laì cäøng P2 våïi cäøng ra A.

10.4.3. Van xaí khê nhanh Van xaí khê nhanh tæång tæû nhæ van logic OR nhæng cæía P2 tråí thaình cæía

xaí. Khi doìng khê neïn qua cæía P seî âáøy piston truû sang phaíi chàõn cæía R, cæía P seî näúi våïi cæía A. Khi doìng khê neïn âi tæì A seî âáøy piston truû chàõn cæía P vaì nhæ váûy cæía A näúi våïi cæía R (hçnh 10.3).

Hçnh 10.3: Van xaí khê nhanh

Van xaí khê nhanh thæåìng làõp åí vë trê gáön cå cáúu cháúp haình, vê duû gáön piston, coï nhiãûm vuû xaí khê nhanh ra ngoaìi.

10.4.4. Van âënh thåìi

Hçnh 10.4: Van âënh thåìi (laìm trãø)

Khê neïn qua van tiãút læu mäüt chiãöu cáön thåìi gian t1 dãù laìm âáöy bçnh chæïa, sau âoï taïc âäüng lãn noìng van âaío chiãöu, van âaío chiãöu chuyãøn âäøi vë trê, cæía P näúi våïi cæía A (hçnh 10.4).

Page 75: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 74

10.5. Caím Biãún Khê 10.5.1. Caím biãún khäng tiãúp xuïc - tia reî nhaïnh

Doìng khê neïn seî âæåüc phaït ra åí cæía P (aïp suáút nguäön), nãúu khäng coï váût caín thç doìng khê neïn seî âi thàóng, nãúu coï váût caín thç doìng khê neïn reî nhaïnh qua cæía X. AÏp suáút reî nhaïnh phuû thuäüc vaìo aïp suáút nguäön vaì khoaíng caïch s (hçnh 10.6).

10.5.2. Caím biãún khäng tiãúp xuïc - tia phaín häöi Âàûc âiãøm cuía caím biãún bàòng tia phaín häöi laì khi váût caín dëch chuyãøn

theo hæåïng doüc truûc cuía caím biãún (khoaíng caïch a) hoàûc theo hæåïng vuäng goïc våïi truûc (khoaíng caïch s) thç tên hiãûu âiãöu khiãøn váùn nháûn giaï trë X=1 (hçnh 10.5).

Hçnh 10.5: Caím biãún tiãúp xuïc - tia phaín häöi

Hçnh 10.6: Caím biãún tiãúp xuïc - tia reî nhaïnh

10.5.3. Caím biãún tiãúp xuïc - van con làn Caím biãún tiãúp xuïc laì hçnh thæïc âæåüc sæí duûng räüng raîi nháút cuía cå cáúu

taïc âäüng hoàûc laì sæû caím biãún vë trê (hçnh 10.7).

Page 76: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 75

Hçnh 10.7: Caím biãún tiãúp xuïc - van con làn

10.5.4. Caím biãún tiãúp xuïc - aïp suáút ngæåüc Bäü caím biãún aïp suáút ngæåüc laì bäü caím biãún vë trê khê neïn maì coï thãø âaût

âæåüc âäü chênh xaïc caím nháûn âãún 0,2mm vaì âæåüc sæí duûng trong nhæîng haình trçnh cæûc ngàõn cuía cå cáúu taïc âäüng, khi mäüt hoàûc caí hai vë trê âáöu cuäúi haình trçnh cuía cå cáúu taïc âäüng phaíi âæåüc caím nháûn maì åí âoï âäü chênh xaïc caím nháûn vë trê cuía van con làn vaì cáön âáøy khäng thoía maîn âæåüc yãu cáöu (hçnh 10.8).

Hçnh 10.8: Caím biãún tiãúp xuïc - aïp suáút ngæåüc

Page 77: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 76

CHÆÅNG XI: PHÁÖN TÆÍ ÂIÃÖU KHIÃØN

11.1. Van Phán Phäúi (Van Âaío Chiãöu) - Hçnh 11.1

Hçnh 11.1: Caïc loaûi van phán phäúi

11.1.1. Van phán phäúi 2 cæía, 2 vë trê (Van 2/2)

11.1.2. Van phán phäúi 3 cæía, 2 vë trê (Van 3/2)

11.1.3. Van phán phäúi 4 cæía, 2 vë trê (Van 4/2)

11.1.4. Van phán phäúi 4 cæía, 3 vë trê (Van 4/3)

Page 78: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 77

11.2. Caïc Phæång Phaïp Âiãöu Khiãøn Van Âaío Chiãöu 11.2.1. Âoìn báøy (cáön gaût) 11.2.2. Cå khê

11.2.3. Nuït nháún 11.2.4. Baìn âaûp 11.2.5. AÏp suáút dáöu 11.2.6. Nam chám âiãûn (solenoid)

11.2.7. Loì xo

11.3. Caïc Van Âaío Chiãöu Thäng Duûng 11.3.1. Van 3/2, taïc âäüng bà òng nuït nháún (hçnh 11.2)

Hçnh 11.2: Van 3/2

Page 79: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 78

11.3.2. Van 3/2, taïc âäüng bà òng khê (hçnh 11.3)

Hçnh 11.3: Van 3/2 11.3.3. Van 3/2, taïc âäüng bà òng con làn (hçnh 11.4)

Hçnh 11.4: Van con làn

Page 80: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 79

11.3.4. Van 4/2, taïc âäüng bà òng nuït nháún (hçnh 11.5)

Hçnh 11.5: Van 4/2 11.3.5. Van 4/3, taïc âäüng bà òng cáön gaût (hçnh 11.6)

Hçnh 11.6: Van 4/3

Page 81: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 80

11.3.6. Van 5/2, taïc âäüng häøn håüp bà òng khê hoàûc bàòng nuït nháún

Hçnh 11.7: Van 5/3

Page 82: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 81

CHÆÅNG XII: CÅ CÁÚU TAÏC ÂÄÜNG

12.1. Xy Lanh 12.1.1. Caïc loaûi xy lanh

a. Xy lanh taïc duûng âån

b. Xy lanh taïc duûng keïp (hçnh 12.1)

Hçnh 12.1: Xy lanh khê neïn taïc âäüng keïp coï giaím cháún

Hçnh 12.2: Xy lanh khê neïn taïc âäüng keïp khäng coï giaím cháún c. Xy lanh taïc duûng hai phêa

Page 83: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 82

d. Xy lanh quay

e. Xy lanh coï giaím cháún âiãöu chènh âæåüc (hçnh 12.2)

Hçnh 12.3: Kãút cáúu xy lanh giaím cháún

12.1.2. Caïc phæång phaïp cäú âënh xy lanh (xem muûc 3.5) 12.1.3. Tênh toaïn xy lanh Taíi troüng maì cå cáúu dáùn âäüng khê neïn phaíi dëch chuyãøn coï thãø âæåüc chia

ra thaình: læûc náng, læûc ma saït cuía taíi troüng vaì læûc âãø gia täúc khäúi læåüng váût nàûng (læûc quaïn tênh).

Læûc náng: Fl = m.g.sin(θ) Læûc ma saït: Ff = µ.m.g.cos(θ) Læûc quaïn tênh: Fm = m.v2/2s m: khäúi læåüng váût nàûng [kg] g: gia täúc troüng træåìng [g=9,81 m/s2] θ: goïc nghiãng maì khäúi læåüng váût nàûng di chuyãøn µ: hãû säú ma saït v: váûn täúc váût nàûng [m/s] s: quaîng âæåìng gia täúc [m] Læûc täøng cäüng: FT = Fl + Ff + Fm Do ma saït bãn trong xy lanh vaì sæû âaìn häöi cuía khäng khê nãn hiãûu suáút

cuía xy lanh seî nhoí hån 100%. Thäng thæåìng læûc âáøy thæûc tãú cuía xy lanh thay âäøi trong khoaíng (0,6 ÷ 0,88)× læûc âáøy hiãûu duûng cuía xy lanh.

Page 84: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 83

Âäúi våïi xy lanh thäng thæåìng thç læûc âáøy hiãûu duûng tênh nhæ sau:

P.4

)2d2π.(DRF

P.4

2π.DEF

−=

=

12.1.4. Tênh toaïn vaì kiãøm tra bãön cáön piston (xem muûc 3.6) 12.1.5. Ñoä daøi haønh trình

Âäü daìi haình trçnh cuía mäüt cylinder khê neïn thæåìng khäng væåüt quaï 2000mm. Khi haình trçnh quaï daìi, âæåìng kênh cylinder quaï låïn thç viãûc æïng duûng khê neïn laì khäng kinh tãú. Khi haình trçnh væåüt quaï mäüt giaï trë giåïi haûn nháút âënh, âäü moíi cå hoüc cuía truûc piston vaì cuía baûc seî giaím quaï âäü. Âãø traïnh táút caí nhæîng nguy cå cuía sæû uäún doüc, ngæåìi ta tàng âæåìng kênh cuía cáön piston lãn khi haình trçnh daìi.

12.1.6. Toác ñoä piston Täúc âäü piston cuía mäüt cylinder khê neïn laì mäüt haìm cuía sæïc caín, aïp suáút

khê, âäü daìi cuía maûng læåïi phán phäúi, tiãút diãûn trong cuía caïc cå cáúu phán phäúi âiãöu khiãøn vaì caïc thiãút bë laìm viãûc, læu læåüng cuía caïc bäü phán phäúi âiãöu khiãøn. Thãm vaìo âoï, täúc âäü coìn bë aính hæåíng båíi sæû giaím cháún åí cuäúi haình trçnh.

Âäúi våïi caïc loaûi cylinder, täúc âäü trung bçnh cuía piston thay âäøi trong khoaíng tæì 0,1 - 1,5 m/s. Våïi caïc cylinder âàûc biãût, täúc âäü piston coï thãø âaût tåïi 10 m/s. Täúc âäü cuía piston coï thãø âiãöu chènh âæåüc nhåì vaìo caïc loaûi van âàûc biãût nhæ van mäüt chiãöu coï tiãút læu hay van thoaït khê nhanh.

12.1.7. Söï tieâu thuï khoâng khí Våïi aïp suáút cung cáúp xaïc âënh, âæåìng kênh piston vaì mäüt haình trçnh cho

træåïc, sæû tiãu thuû khäng khê coï thãø âæåüc tênh nhæ sau:

Tè säú neïn * Tiãút diãûn bãö màût laìm viãûc cuía piston * Haình trçnh

101,3(kPa) 3,101

Pe1Pe2 cáúp cungsuáút AÏp neïnsäú Tè +

==

• Âäúi våïi cylinder taïc âäüng âån:

II. neïnsäú Tè.4

2 π•••= dnSQ ( l/phuït )

• Âäúi våïi cylinder taïc âäüng keïp.

neïnsäú Tè•

−+••=

44

222 dDDnSQ π ( l/Phuït )

Q _ Læåüng khê neïn tiãu thuû (l/phuït)

Page 85: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 84

S _ Chiãöu daìi haình trçnh (cm) n _ Säú haình trçnh keïp trong mäüt phuït

• Cäng thæïc xaïc âënh læåüng khê tiãu thuû. • Âäúi våïi cylinder taïc âäüng âån.

Q = S.n.q (1/ph)

q: læåüng khê tiãu thuû 1 cm haình trçnh (tra baíng)

• Âäúi våïi cylinder taïc âäüng keïp. Q = 2.S.n.q (1/ph)

Vê duû: Haîy tênh læåüng khê tiãu thuû cho mäüt cylinder taïc âäüng keïp coï âæåìng

kênh cylinder laì 50 mm, âæåìng kênh cáön piston laì 12 mm vaì chiãöu daìi haình trçnh laì 100 mm. Cylinder taïc âäüng keïp thæûc hiãûn 10 haình trçnh trong mäüt phuït, aïp suáút cung cáúp laì 600 kPa.

Giaíi Xaïc âënh tè säú neïn:

6,9101,3

600101,3kPa 101,3

(kPa) cáúp cungsuáút AÏpkPa101,3=

+=

+•

Læåüng khê tiãu thuû:

phlphcmcmcmcmphcmQ /6,26138,302.269,64

244,12254

22511010 =−•=•

−+•−•= π

Page 86: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 85

12.2. Âäüng Cå Khê Neïn 12.2.1. Âäüng cå caïnh gaût

Hçnh 12.4: Âäüng cå caïnh gaût hai chiãöu

12.2.2. Âäüng cå baïnh ràng 12.2.3. Âäüng cå roots 12.2.4. Âäüng cå tuabin

12.2.5. Âäüng cå piston hæåïng truûc 12.2.6. Âäüng cå piston hæåïng kênh

Page 87: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 86

12.3. Van Chán Khäng Van chán khäng laì cå cáúu coï nhiãûm vuû huït vaì giæî chi tiãút bàòng læûc huït

chán khäng (trong caïc dáy chuyãön làõp raïp...). Chán khäng âæåüc taûo ra bàòng båm chán khäng hay bàòng nguyãn lyï äúng

Ventury. Khê neïn våïi aïp suáút P trong khoaíng 1,5 bar ÷ 10 bar seî qua äúng Ventury vaì theo cæía R thoaït ra ngoaìi. Taûi pháön cuäúi cuía äúng Ventury chán khäng seî âæåüc taûo thaình. Nhæ váûy cæía näúi U seî taûo ra chán khäng. Cæía U näúi våïi âéa huït laì nhæîng âéa daûng troìn laìm bàòng váût liãûu täøng håüp hoàûc bàòng cao su. AÏp suáút chán khäng taûi cæía U coï thãø âaût âãún 0,7 bar vaì phuû thuäüc vaìo aïp suáút P cuía doìng khê neïn.

Hçnh 12.5: Van chán khäng

Læûc huït chán khäng thäng thæåìng âaût âãún 200N, phuû thuäüc vaìo âæåìng

kênh D cuía âéa huït vaì aïp suáút chán khäng âæåüc taûo ra taûi cæía U:

∆P = Pa - Pu

Trong âoï: F læûc huït chán khäng [N] D âæåìng kênh âéa huït [m] Pa aïp suáút khäng khê åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn [N/m2] Pu aïp suáút chán khäng taûi cæía U [N/m2] Trong thæûc tãú læûc huït chán khäng F phuû thuäüc vaìo caïc yãúu täú sau:

• Cháút læåüng bãö màût chi tiãút huït • Sæû biãún daûng vaì troüng læåüng chi tiãút huït • AÍnh hæåíng cuía læûc taïc duûng nàòm ngang

Ρ= .Δ4

π.DF2

Page 88: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 87

CHÆÅNG XIII: CAÏC MAÛCH KHÊ NEÏN CÅ BAÍN

13.1. Caïc Kyï Hiãûu Duìng Trong Så Âäö Maûch 13.1.1. Biãøu diãùn caïc âæåìng dáùn bàòng kyï tæû: v A, B, C Âæåìng cäng taïc v P Âæåìng cung cáúp khê v R, S, T Âæåìng thoaït v X, Y, Z Âæåìng âiãöu khiãøn

13.1.2. Biãøu diãùn bà òng säú: v 1 Âæåìng cung cáúp khê v 2, 4, 6 Âæåìng cäng taïc v 3, 5, 7 Âæåìng thoaït v 16, 14, 12 Âæåìng âiãöu khiãøn

13.2. Nguyãn Tàõc Trçnh Baìy Så Âäö Maûch v Maûch âiãöu khiãøn: gäöm nhiãöu thaình pháön khaïc nhau. Ø Nguäön: : thiãút bë phuûc vuû vaì äúng dáùn khê. Ø Caím biãún : âæa tên hiãûu âãún bäü pháûn xæí lyï. Ø Bäü pháûn xæí lyï : âæa tên hiãûu âãún bäü pháûn âiãöu khiãøn. Ø Thiãút bë âiãöu khiãøn : âiãöu khiãøn caïc doìng tên hiãûu khê neïn âãún cå cáúu

cháúp haình. Ø Trong maûch âiãöu khiãøn khi trçnh baìy bàòng så âäö, caïc cylinder thæåìng âæåüc

âaïnh säú theo qui âënh sau. • Säú chàôn cho vë trê co cuía cylinder (1.2, 1.4, 1.6,...) • Säú leí cho vë trê giaîn nåí cuía cylinder ( 1.3, 1.5,...) • Nãúu cylinder laì cå cáúu cháúp haình duy nháút trong maûch thç âæåüc kyï hiãûu 1.0

vaì van âiãöu khiãøn cylinder âæåüc âaïnh säú 1.1. v Kyï hiãûu caïc thiãút bë nguäön. Ø Nhæîng kyï hiãûu trçnh baìy âæåüc sæí duûng theo chuáøn DIN ISO 1219 “ kyï hiãûu

cuía caïc hãû thäúng vaì thiãút bë læu cháút “. Ø Caïc kyï hiãûu cuía nguäön cung cáúp coï thãø thãø hiãûn nhæ caïc thiãút bë riãng leí

hay nhæ caïc thiãút bë täø håüp. Ø Thäng thæåìng åí nhæîng chäù ghi chuï caïc yãu cáöu kyî thuáût âàûc biãût nhæ

khäng bäi trån hay loüc cæûc mën thç phaíi sæí duûng kyï hiãûu âáöy âuí. Thäng thæåìng nãúu nguäön cung cáúp chung cho táút caí caïc thiãút bë thç sæí duûng caïc kyï hiãûu âån giaín.

Ø Så âäö chi tiãút ráút hæîu êch khi sæía chæîa vaì nghiãn cæïu, nhæng khäng nãn thãm vaìo vç laìm phæïc taûp så âäö.

Page 89: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 88

v Kyï hiãûu caïc van âiãöu khiãøn. Ø Van âiãöu khiãøn âæåüc thãø hiãûn båíi säú âáöu näúi âãø âiãöu khiãøn vaì säú vë trê. Âãø

mä taí âáöy âuí caïc chæïc nàng, caïc thäng tin khaïc nhæ phæång phaïp taïc âäüng vaì thäng säú vãö caïc âæåìng âi âàûc biãût âæåüc thãm vaìo.

Ø Mäùi vë trê van âæåüc mä taí båíi mäüt hçnh vuäng riãng biãût. Viãûc thãø hiãûn caïc cæía ráút quan troüng khi giaíi thêch så âäö vaì khi làõp van vaìo hãû thäúng.

Ø Viãûc thãø hiãûn caïc âiãöu khiãøn phuì håüp våïi dæû luáût DIN ISO 5599. Træåïc kia ngæåìi ta sæí duûng hãû thäúng chæî caïi, nhæng hiãûn nay sæí duûng caí hãû thäúng chæî vaì säú.

III. MÄÚI QUAN HÃÛ GIÆÎA HÃÛ THÄÚNG CHÆÎ VAÌ SÄÚ. Cæía DIN ISO 5599 Hãû thäúng chæî caïi

Nguäön 1 P Cæía xaí 3 R ( van 3/2 ) Cæía xaí 5, 3 R, S ( van 5/2 ) Cæía xuáút doìng tên hiãûu 2, 4 A, B Cæía taïc âäüng cho tên hiãûu tæì 1 âãún 2 12 Z ( taïc âäüng âån 3/2 ) Cæía taïc âäüng cho tên hiãûu tæì 1 âãún 2 12 Y ( van 5/2 ) Cæía taïc âäüng cho tên hiãûu tæì 1 âãún 4 14 Z ( van 5/2 ) Cæía taïc âäüng âãø ngàõt nguäön 10 Z, Y Nguäön khê tråü læûc 81, 91 Pz v Nguyãn tàõc thiãút kãú så âäö maûch. Ø Moüi chi tiãút phaíi âæåüc thãø hiãûn trãn så âäö maûch åí vë trê ban âáöu. Nãúu van

âæåüc veî tæång æïng våïi vë trê cháúp haình ban âáöu thç noï phaíi âæåüc thãø hiãûn (muîi tãn, cam...)

Ø Hãû thäúng säú caïc thiãút bë tuìy thuäüc vaìo säú cuía nhoïm cäng taïc. 13.3. Caïc Maûch Khê Neïn

13.1.1. Âiãöu khiãøn træûc tiãúp

1.0

P

a b A

Page 90: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 89

13.1.2. Âiãöu khiãøn giaïn tiãúp

13.1.3. Âiãöu khiãøn giaïn tiãúp sæí duûng van logic OR

A 1.3 b.Y a.X

1.0

a

R R

b A

P

a b A 1.1 1.2

Page 91: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 90

13.1.4. Maûch khê neïn duìng van xaí khê nhanh

13.1.5. Maûch khê neïn duìng van 5/2

Page 92: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 91

13.1.6. Maûch khê neïn duìng van logic AND

13.1.7. Maûch khê neïn duìng cäng tàõc haình trçnh

Page 93: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 92

CHÆÅNG XIV: THIÃÚT KÃÚ MAÛCH ÂIÃÖU KHIÃØN TÆÛ ÂÄÜNG BÀÒNG KHÊ NEÏN

14.1. Caùc Phaàn Töû Logic Khí Neùn

Phaàn töû OR a b S S = a + b 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

Phaàn töû AND a b S S = a . b 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Phaàn töû YES a S S = a 0 0 1 1

Phaàn töû NOT a S aS = 0 1 1 0

Phaàn töû MEMORY a b S1 S2

0 0 ϕ ϕ 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 ϕ ϕ 14.2. Phöông Phaùp Thieát Keá Maïch Khí Neùn Töï Ñoäng

Ñeå thieát keá moät maïch khí neùn töï ñoäng thì coù raát nhieàu phöông phaùp nhöng trong phaïm vi baøi giaûng chæ nghieân cöùu hai phöông phaùp chính: phöông phaùp Karnaugh vaø phöông phaùp Grafcet.

Ñeå deã daøng trong vieäc nghieân cöùu, xaây döïng maïch khí neùn töï ñoäng ta kí hieäu ñôn giaûn caùc phaàn töû nhö sau:

A, B, C, … laø kí hieäu teân goïi caùc xy lanh A+: xylanh A thöïc hieän haønh trình duoãi ra A−: xylanh A thöïc hieän haønh trình co laïi a0: coâng taéc haønh trình xaùc ñònh traïng thaùi co (ban ñaàu) cuûa xylanh A a1: coâng taéc haønh trình xaùc ñònh traïng thaùi duoãi (coâng taùc) cuûa xylanh A

a ≥1 b S

a & b S

a =1

S

a & S

a S1

b S2

Page 94: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 93

A. PHÖÔNG PHAÙP KARNAUGH 14.2.1. Thieát keá maïch ñieàu khieån hai xy lanh laøm vieäc theo trình töï sau:

A+, B+, A−, B− (hình vuoâng)

a. Moâ hình laøm vieäc cuûa heä thoáng

b. Thieát laäp baûng Karnaugh cuûa heä thoáng Coù hai xy lanh, moãi xy lanh coù hai traïng thaùi

A: a0, a1 B: b0, b1 ⇒ Coù hai bieán logic ⇒ baûng Karnaugh coù 4 oâ

c. Xaùc ñònh caùc haøm ñieàu kieän (ϕ laø giaù trò tuøy ñònh) A+ = m. b0 B+ = a1

A− = b1 B− = a0

d. Maïch khí neùn

A+ A−

B+

B−

A+

B+

B−

A−

a0

a1

b0 b1

a0

a b

S

1

ϕ

0

0

a0

a1

b0 b1

a0

a b

S

0

1

0

ϕ

a0

a1

b0 b1

a0

a b

S

0

0

ϕ 1

a0

a1

b0 b1

a0

a b

S

ϕ 0

1

0

a0

a1

b0 b1

a0

a b

S

Page 95: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 94

14.2.2. Thieát keá maïch ñieàu khieån hai xy lanh laøm vieäc theo trình töï sau: A+, B+, B−, A− (chöõ L)

a. Moâ hình laøm vieäc cuûa heä thoáng

Khi thay ñoåi traïng thaùi töø B+ sang B− do bò choàng laép tín hieäu neân phaûi söû duïng moät bieán nhôù. Khi ñoù trình töï laøm vieäc nhö sau:

A+, B+, X+, B−, A−, X−

b. Thieát laäp baûng Karnaugh cuûa heä thoáng Coù hai xy lanh, moãi xy lanh coù hai traïng thaùi vaø moät traïng thaùi nhôù

A: a0, a1 B: b0, b1 X: x0, x1 ⇒ Coù ba bieán logic ⇒ baûng Karnaugh coù 8 oâ

c. Xaùc ñònh caùc haøm ñieàu kieän (ϕ laø giaù trò tuøy ñònh) A+ = S. x0 B+ = a1 . x0

A+ A−

B+

B− Traïng thaùi nhôù

A+

B+

X−

A−

a0

a1

x0 x1

a0

S

X+ B−

a0

a1

b0

b1

1

ϕ

0

0

a0

a1

x0 x1

a0

S

ϕ ϕ

a0

a1

b0

b1

0

1

0

0

a0

a1

x0 x1

a0

S

ϕ 0

a0

a1

b0

b1

Page 96: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 95

X+ = b1

B− = x1

A− = b0 . x1 X− = a0

d. Maïch khí neùn

0

0

0

ϕ

a0

a1

x0 x1

a0

S

1

ϕ

a0

a1

b0

b1

ϕ 0

ϕ ϕ

a0

a1

x0 x1

a0

S

0

1

a0

a1

b0

b1

0 0

ϕ 1

a0

a1

x0 x1

a0

S

0

0

a0

a1

b0

b1

ϕ ϕ

1 0

a0

a1

x0 x1

a0

S

0

0

a0

a1

b0

b1

Page 97: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 96

14.2.3. Thieát keá maïch ñieàu khieån hai xy lanh laøm vieäc theo trình töï sau: A+, A−, B+, A+, A−, B− (chöõ U)

a. Moâ hình laøm vieäc cuûa heä thoáng

b. Thieát laäp baûng Karnaugh cuûa heä thoáng Coù hai xy lanh, moãi xy lanh coù hai traïng thaùi vaø moät traïng thaùi nhôù, traïng

thaùi hoaït ñoäng nhö sau A+, X+, A−, B+, A+, X−, A−, B− A: a0, a1 B: b0, b1 X: x0, x1

⇒ Coù ba bieán logic ⇒ baûng Karnaugh coù 8 oâ

c. Xaùc ñònh caùc haøm ñieàu kieän (ϕ laø giaù trò tuøy ñònh) A+ = S. b0. x0 + b1. x1 X+ = a1 . b0

A+ A− B+

B−

A+ A−

1

ϕ

0

0

a0

a1

x0 x1

a0

S

0 ϕ

0

1

a0

a1

b0

b1

0

1

ϕ ϕ

a0

a1

x0 x1

a0

S

0

0

0

ϕ

a0

a1

b0

b1

A+

X+

B+

A−

a0

a1

x0 x1

a0

S

A− X−

B−

A+

a0

a1

b0

b1

Page 98: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 97

B+ = x1. a0

X− = b1. a1

A− = b1 . x0 + b0 . x1 B− = a0 . x0

d. Maïch khí neùn

0

0

1 0

a0

a1

x0 x1

a0

S

ϕ ϕ

0

ϕ

a0

a1

b0

b1

ϕ 0

0 0

a0

a1

x0 x1

a0

S

ϕ

1

ϕ

0

a0

a1

b0

b1

0 0

ϕ 1

a0

a1

x0 x1

a0

S

1

0

ϕ

0

a0

a1

b0

b1

ϕ ϕ

0 ϕ

a0

a1

x0 x1

a0

S

0

0

1

0

a0

a1

b0

b1

Page 99: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 98

B. PHÖÔNG PHAÙP GRAFCET Grafcet laø coâng cuï moâ taû moät chu trình laøm vieäc lieân tieáp cuûa caùc giai ñoaïn

vaø caùc chuyeån tieáp theo moät tieâu chuaån quoác teá. (Giai ñoaïn laø traïng thaùi laøm vieäc cuûa heä thoáng, chuyeån tieáp laø ñieàu kieän ñeå chuyeån töø giai ñoaïn thöù n sang giai ñoaïn thöù n+1).

14.2.4. Nhöõng Qui Öôùc Khi Moâ Taû Baèng Grafcet Ä Moãi giai ñoaïn (traïng thaùi) bieåu dieãn baèng moät oâ vuoâng, rieâng traïng thaùi ñaàu

tieân bieåu dieãn baèng moät oâ vuoâng keùp. Ä Taïi moãi traïng thaùi thì coù theå xuaát ra moät hay nhieàu tín hieäu ñieàu khieån. Ä Giöõa caùc traïng thaùi laø moät ñöôøng chuyeån tieáp. Ñöôøng vuoâng goùc vôùi ñöôøng

chuyeån tieáp laø ñieàu kieän chuyeån tieáp. Ä Coù söï noái tieáp giöõa traïng thaùi thöù n roài ñeán chuyeån tieáp (coù ñieàu kieän

chuyeån tieáp) vaø ñeán traïng thaùi thöù n+1. 14.2.5. Moâ Taû Baèng Grafcet

Moät chu trình laøm vieäc cuûa thieát bò daäp toân goàm coù hai nhaùt daäp nhö sau: Xylanh B thöïc hieän coâng vieäc keïp toân nhôø vaøo hai coâng taéc haønh trình b0, b1. Xylanh A thöïc hieän coâng vieäc daäp toân nhôø vaøo ba coâng taéc haønh trình a0, a1, a2.

Chu trình laøm vieäc nhö sau: Keïp toân B+ Daäp laàn 1 A+ Xylanh A ñi leân A− Daäp laàn 2 A+ Xylanh A ñi leân A− Thaùo keïp B− Coù 6 giai ñoaïn laøm vieäc ⇒ sô ñoà Grafcet coù 6 oâ vaø moät oâ ban ñaàu

a0

a2

a0

a1

b0

b1

1

2

3

4

5

6

B+

A+

A−

A+

A−

B−

Page 100: TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC CÁÖN THÅ · 2015. 8. 4. · P.Croser - Pneumatics textbook - Festo 1992. 9. D.Merkle, B.Shrader - Hydraulics textbook- Festo 1992. Truyeàn ñoäng Thuûy

Truyeàn ñoäng Thuûy löïc vaø Khí neùn

Trang 99

BAÛNG ÑÔN VÒ DUØNG TRONG TRUYEÀN ÑOÄNG THUÛY LÖÏC VAØ KHÍ NEÙN Ñaïi löôïng Kyù hieäu Ñôn vò Chieàu daøi L m Dieän tích A m2

Theå tích V m3

Thôøi gian t s Löu löôïng Q m3/s Löu löôïng rieâng DP m3/vg Löu löôïng lyù thuyeát QT m3/s Löu löôïng thöïc QA m3/s Vaän toác daøi v m/s Vaän toác quay n voøng/phuùt Vaän toác goùc ω rad/s Gia toác a m/s2

Khoái löôïng m kg Löïc F N Mo men M N.m Mo men xoaén T N.m Aùp suaát P N/m2 (1N/m2 =10-5bar, 1 Pa = 1N/m2) Coâng A J (1J = 1 N.m) Coâng suaát N W (1W =1 N.m/s) Nhieät ñoä T K

BAÛNG CAÙC XYLANH THUÛY LÖÏC TIEÂU CHUAÅN

Ñöôøng kính piston

40 50 63 80 100 125 140 160 180 200 220 250 280 320

Ñöôøng kính caàn

Nhoû 20 28 36 45 56 70 90 100 110 125 140 160 180 200

Lôùn 28 36 45 56 70 90 100 110 125 140 160 180 200 220

BAÛNG CAÙC XYLANH KHÍ NEÙN TIEÂU CHUAÅN

Ñöôøng kính

piston

10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320

Ñöôøng kính caàn

4 6 8 10 12 16 20 20 25 25 32 40 40 50 63