Bài tập Kỹ thuật thủy lực và khí nén - Phần II: Khí nén

Nội dung text: Bài tập Kỹ thuật thủy lực và khí nén - Phần II: Khí nén

1. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Hình 6.26: Bìa Karnaugh để gia công lại bao gồm các trạng thái tùy định. Nếu bàn quá ngắn thì bị bỏ đi: Bo đi=W. XYZ +++ W. XYZ W. XYZ W. XYZ Trạng thái không thể xảy ra ở tín hiệu ra của cảm biến: W XYZ+++ W XYZ W XYZ W XYZ Để rút gọn biểu thức vẽ bìa Karnaugh cho những trạng thái gia công lại hình 6.25. Những trạng thái không xảy ra và phải gia công lại hình 6.26. Nhóm tín hiệu theo nhóm gồm 2 hay 4 hay 8. Có 3 nhóm gồm 4 tín hiệu bao gồm tất cả các tín hiệu báo gia công lại và không chứa tín hiệu không xảy ra ( tùy định). Gia cong lai=++ Y. Z W. Y X . Y Bìa Karnaugh cho các tín hiệu không xảy ra hình 6.27: 1 = bỏ đi X = không xảy ra WX 10 YZ 00 01 11 00 01 11 1 1 1 1 10 X X X X Hình 6.27: Bìa Karnaugh gồm các trạng thái bỏ đi và không xảy ra. Kết luận: Đúng = W.XYZ . . Bỏ đi = Y Gia công lại = W.XYZ . . + Y Từ các cổng logic có sẵn ta có thể được xuất ra một cách đơn giản. Ví dụ 6.4: Tuần tự: A+ B – A – B + Sơ đồ được thể hiện như hình 6.40. Vận hành A+ và B+ một cách đồng thời, có thể A+ sẽ hoàn thành trước, từ hình vuông 1 đến hình vuông 2 đến hình vuông 4. Nếu B+ hoàn thành trước thì đi từ hình vuông 1 đến hình vuông 3 và hình vuông 4. NHÓM 1 – CK10KSTN 25
2. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Chương 8: BỘ ĐIỀU KHIỂN KHẢ LẬP TRÌNH Ví dụ 8.1: Phân tích mạch hãm điện như hình Trên xylanh A, tín hiệu của khóa giới hạn hành trình a0 cho biết piston đã lui về đến giới hạn dưới, a1 báo piston đã tiến ra hết hành trình giới hạn trên với khoảng hành trình từ a0 đến a1. Tương tự cho các tín hiệu b0 và b1 cho xylanh B. b0 báo piston lùi đến cận dưới, b1 lùi đến cận trên của đoạn hành trình b0 đến b1. Mạch vận hành khi kích các cuộn A+ B+ A- B-. Xác định thứ tự các lệnh điều khiển, giả sử rằng 1 công tắc S được mở? Giải: Tín hiệu A+ xuất hiện khi nút nhấn tại đầu tương ứng với nó được kích và khi đó xylanh B bắt đầu đi ra, khóa giới hạn tại b0 được vận hành. Công thức: A+p=S AND b0 =s.b0 Tín hiệu A- xuất hiện khi cylanh B đi ra hết hành trình đến b1, hay: A-p=b1 Tương tự: B+p=a1 và B-p=a0 Ví dụ 8.2: Viết các lệnh nạp cho PLC được trình bày trong hình 8.7[1]. Các lệch được thực hiện theo thứ tự bản 8.4.[1] NHÓM 1 – CK10KSTN 27
3. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN • Mở ở S2 • Cố định tại S1 • Tắt khi S1 bù. Tại bơm A, A-p=S2, ngừng hoặc tắt tín hiệu ở S2 bù. Ngược lại ngắt tín hiệu của mạch chốt, bởi vậy: Ad=bù(A-p) Hoặc Bơm A ngắt đường điều khiển. Tương tự đối với bơm B: B-p=bù(S1) và Bd=bù(B-p) Chú ý: ở ví dụ 1 bơm sẽ hoạt động trực tiếp Ví dụ 8.4: Cho mạch hãm điện H.8.12 [1] sử dụng cuộn dây tác động đơn với các tín hiệu điều khiển tuần tự là A+ B+ A- B- Chú ý: Van ổn định đơn và tín hiệu cuôn dây bị khóa NHÓM 1 – CK10KSTN 29
4. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Nhóm I=bù (W) Nhóm II=W Luôn luôn các tín hiệu bắt đầu tuần tự bằng việc phản hồi bằng việc ngắt nguồn điện. Kế tiếp xác định các câu lệnh với từng bước , sử dụng tín năng on/off của công tắc S. Các câu lệnh tuần tự được viết như sau: A+p=S.bù(W) đầu tiên vận hành nhóm I B+p=bù(W).a1 B-p=W đầu tiên vận hành nhóm II A-p=W.b0 Các bước lệnh cho tín hiệu điều khiển: Wp=bù(W).b1 Bù(Wp)=W.a0 Nếu sự phản hồi bên trong của PLC có set/reset điện dung thì biểu thức của Wp và Wd là: Wd=bù(Wp)=bù(W.a0)=bù(W)+bù(a0) NHÓM 1 – CK10KSTN 31
5. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Do đó: Ad = = B + p = .a.b0. 60 �𝐴𝐴��−���𝑝𝑝� 𝑊𝑊� (Chú ý: giống như B+ được điều khiển bởi chức năng đếm, B không phải kéo dài để mở rộng � ����� cho đến khi nó hoạn toàn rút ngắn lại). 𝑊𝑊 𝐶𝐶 B – p = .b1 Vậy: Bd = . 1 = W + 1 𝑊𝑊� Wp = .b0.C60 �𝑊𝑊����𝑏𝑏��� �𝑏𝑏�� Ta có: 𝑊𝑊� = W.a0 Wd = . 0 = + 0 𝑊𝑊����𝑊𝑊� Bộ đếm phải được thiết lập lại sau khi quá trình đếm hoàn tất.Trong trường hợp, lúc bắt đầu của �������� � ���� nhóm 2: 𝑊𝑊 𝑎𝑎 𝑊𝑊 𝑎𝑎 Counter reset CR = W Hàm đếm là bước đầu tiên trong hoạt động đếm, chẳng hạn như B+.Hệ số đếm K là số mà hoạt động yêu cầu. Do đó: Counter function CF = .b1 (K = 3). Bây giờ, có thể xây dựng sơ đồ bậc thang như hình dưới. 𝑊𝑊� NHÓM 1 – CK10KSTN 33
6. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Do vậy: Wd = . 50 = + 50 Bộ đếm thời gian cho phép (đầu vào): phần cao này biểu diễn cho thời gian trễ.Cho phép bộ đếm ��������� � ����� thời gian được cài đặ𝑊𝑊t ở 𝑇𝑇A – tín𝑊𝑊 hiệu 𝑇𝑇của nhóm II. Cho rằng mở rộng trục của xy lanh mất 3 s, sau đó cài đặt thời gian trễ, cho biết, 4s.Điều này có thể được điều chỉnh khi máy đã hoạt động.Do đó: T enable = W.a0 (K = 4s). Sơ đồ bậc thang cho các biểu thức được biểu diễn trong hình trên. Lệnh báo cáo cho sơ đồ bậc thang được cho như bảng dưới đây: NHÓM 1 – CK10KSTN 35
7. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Kiểm tra Kết quả Hành động Khí vào xy lanh qua cổng mở Khí hiện tại Xy lanh bị kẹt: thoát khí trên rộng B cổng thu hẹp Ống xả hẹp bị khóa Van VB không làm việc Khí ở cổng điều khiển VB+ Tiến hành kiểm tra tiếp theo Không có khí Tất cả khí ở cổng điều khiển của ống đang khóa VB Khí hiện tại V1 không làm việc (cả nhóm được cung cấp với khí) Cổng duy nhất không làm việc của VB Tiến hành kiểm tra tiếp theo Đường VB bị khóa Kiểm tra nguồn cấp a1, nếu nguồn cấp và van điều khiển Khí ở đầu ra a1 hướng, van phải không làm việc. Không có khí Khí hiện tại Không có khí NHÓM 1 – CK10KSTN 37
8. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN 2.Trình tự dừng lại ứng với xy lanh A, B và chính xác.Van VD bị kẹt. thêm cả D, xy lanh C bị rút lại. Áp suất khí cung cấp quá thấp. 3.Sau một thời gian tắt máy sẽ không khởi động. Van V2 ở một vị trí trung gian. Không khí bị kẹt trên cả 2 mặt của van VA. Van VA bị kẹt. Không có đầu ra từ d2 Dấu hiệu lỗi trên xy lanh D. Rò rỉ bên trong van VD. 4.Xy lanh D di chuyển bình thường nhưng không khí thoát qua cổng thải VD khi xy lanh mở rộng hoàn toàn. Áp suất khí thấp 5.Xy lanh B bị giật nẩy trên trục xy lanh mở Quá tải trên xy lanh rộng. Xy lanh dẫn hướng hoặc tải dẫn hướng cần bôi trơn. Van V4 bị kẹt. 6.Máy dừng lại với xy lanh B và C mở rộng và Thời gian trễ bị thu hẹp tổn hại hoàn toàn hoặc A và D thu lại. bị khóa. Van VB bị kẹt. Chương 10: THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHÍ NÉN Ví dụ 10.1: Xy lanh khí nén với kích thước lỗ là 100 mm và trục piston là 200 mm hoàn thành 40 chu kỳ trong 1 phút. Bỏ qua khối lượng trục piston, xác định khả năng tiêu thụ của bình khí nén nếu như nó được cung cấp với áp suất là 6,5 bar. Giải NHÓM 1 – CK10KSTN 39
9. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Ví du 10.3: Xac đinh đương kinh ông cua đương dân khi chinh co lưu lương 6m3/ph ơ ap suât lam viêc la 6,5 bar. Giai Chuyên sang đơn vi chuân l/s: 6 1000 = 100 60 Xac đinh thê tich không khi khi no bi nen𝑥𝑥 ơ 6,5 bar. Công𝑙𝑙 thêm 1 bar khi tinh ap suât tuyêt đôi, ti lê ap suât la: (6,5+1):1 = 7:1. Vi vây 6m3 đươc nen ơ 6,5𝑠𝑠 bar la: 6/7,5 = 0,8m3 Vây tôc tôi đa qua ông la 5m/s, đương kinh ông đươc tinh như sau: 0,8 2 = 5 60 4 𝜋𝜋𝑑𝑑 4 0,8 𝑥𝑥 = = 0,0583 = 58,3 60 5 𝑥𝑥 Theo tiêu chuân ta chon đương𝑑𝑑 ông� co kich thươc 65mm. 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝜋𝜋𝜋𝜋 𝑥𝑥 Ví du 10.4: Đương ông sư dung trong bai 10.3 dai 300m. Xac đinh đô rơi ap trên đương ông co đương kinh 65 mm va 50 mm. Lưu lương la 100 l/s. Ti lê nen la: CR = 6,5 +1 : 1 = 7,5 : 1 Rơi ap trên đương kinh ông 65 mm 800 300 1002 = 0,079 7,5 655,3 𝑥𝑥 𝑥𝑥 Rơi ap trên đương kinh ông 50 mm 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 800 300𝑥𝑥 1002 = 0,32 7,5 505,3 𝑥𝑥 𝑥𝑥 Trong trương hơp nay đô mât ap la 0,32 bar la không qua lơ𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏n. Tuy nhiên, đê đam bao nhu câu ap suât cua hê thông ta nên lây đương kinh ô𝑥𝑥ng la 65 mm. Ví du 10.5: Kiến thức liên quan tới điều khiển PLC, bài quá phức tạp, tạm thời bỏ qua. NHÓM 1 – CK10KSTN 41
10. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 4: Một đường ống vận chuyển khí nén có đường kính 100 mm và dài 150 m. Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống nếu áp suất rơi là 1 bar và áp suất vào là 7 bar. 2 5 Sử dụng công thức P = flQ /d Pave, cho f = 500. Xác định vận tốc trung bình trong đường ống. Giải 2 5 5 5 P = flQ /d Pave trong đó : P = 7 bar = 7.10 Pa; Pave = 1bar = 10 Pa l = 150 m d = 100 mm = 0,1 m Q = 0,98m3/s ≈ 1000 l/s ππd 22.0,1 Ta có Q = v.A với Am= = = 7,85.10−32 44 v=124,8m/s Bài 5: Khí thải từ một nhà máy hoạt động bằng khí nén trong một nhà máy sản xuất thực phẩm có đường ống để xả không khí ra bên ngoài nhà máy. Lưu lượng khí thải ra là 100 dm3/s; ống xả có đường kính 50 mm và dài 100 m. Tính áp suất vào tại đường ống. Giải 2 5 Tương tự bài 4 từ công thức P = flQ /d Pave trong đó: P = ? l = 100 m d = 50 mm=0,05 m Q = 100 dm3/s = 0,1 m3/s P = 148030 Pa ≈ 1,48 bar Bài 6: Một thiết bị cần cấp khí từ một hệ thống khí nén 200 dm3/min f.a.d, ở áp suất 4 bar. Được đánh giá là trong 5 năm tiếp theo, hệ thống cần 400 dm3/min f.a.d. Một máy nén khí có lưu lượng 500 dm3/min f.a.d. Áp suất được cài đặt lớn nhất là 7 bar. Xác định kích thước bình chứa khí để số lượng bắt đầu không quá 20. Biết áp suất tổn thất trên đường ống là 0.5 bar. Số lần khởi động trong một giờ là bao nhiêu nếu hệ thống chỉ yêu cầu nửa tải. Giải Thể tích khí nhận vào ở 7 bar là: 7 + 1 0.4 x = 3.2 m3 1 Thể tích khí nhận vào ở 4 bar là: � � 4 + 1 0.2 x = 1 m3 1 3 ∆�V = 2.2� m Lưu lượng khí giảm đi là: 0.2 m3/ph Thời gian nạp khí là : 2.2 = 11 0.2 NHÓM𝑝𝑝 1ℎ – CK10KSTN 43
11. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 9: Không khí được nén đoạn nhiệt từ áp suất 1 bar đến áp suất tuyệt đối 8 bar. Nếu ban đầu không khí có nhiệt độ 200C, xác định nhiệt độ sau khi nén, lấy chỉ số đoạn nhiệt là 1.4. Giải Quá trình nén khí đoạn nhiệt K −1 1,4− 1 K 5 1,4 TP22 T28.10 0 Ta có phương trình: = = =>TC2 = 36,22 TP2005 C 1.10 11  Bài 10: Một máy nén được yêu cầu cung cấp 12 m3/phút f.a.d tại áp suất 8 bar. Xác định công suất tiêu thụ của máy nén một tầng. Nếu một máy nén hai tầng được sử dụng, xác định công suất tiết kiệm lớn nhất, nếu giả sử sau khi nén P.V1.3 = C trong mọi trường hợp. Giải Ta có: P1 = áp suất khí quyển = 1 bar, n = 1,3. V1 = 12m3/ph = 0,2m3/s P2 = 8 bar (áp suất tương đối) = 9 bar (áp suất tuyệt đối). 1,3 1,3 ( 1 1) = ( 2 2) 1,3 1,3 3 1 1 2 = 1 𝑃𝑃 𝑉𝑉= 0,2 × 𝑃𝑃 𝑉𝑉 = 0,0115 2 9 𝑃𝑃 𝑚𝑚 𝑉𝑉 𝑉𝑉 � � � � Công suất tiêu thụ trên máy nén mộ𝑃𝑃t tầng. 𝑠𝑠 Bài 11: Đường khí vào của máy nén có nhiệt độ là 20oC với độ ẩm là 70%. Máy nén, cái mà có lưu lượng cung cấp là 80 dm3/s f.a.d. với áp suất đo được là 7 bar, hệ thống làm mát làm giảm nhiệt độ xuống còn 30oC. Hãy ước tính lượng nước mà được chiết suất từ máy nén khí mỗi giờ? Giải Ta có phương trình trạng thái khí lý tưởng: P.V = G.R.T . 7.105.80.10 3 G1 = = 8314 .3600 = 2399,99 kg . .(273+20− ) 𝑃𝑃 𝑉𝑉 29 5 3 𝑅𝑅.𝑇𝑇 7.10 .80.10 G2 = = 8314 .3600 = 2177,09 kg . .(273+50− ) 𝑃𝑃 𝑉𝑉 29  𝑅𝑅 =𝑇𝑇 G1 - G2 = 2399,99 – 2177,09 = 223 kg. Bài 12: Một xylanh khí nén tác∆𝐺𝐺 động đơn với đường kính trục piston là 50 mm được yêu cầu để kẹp một chi tiết với một lực là 18 kN. định tiêu chuẩn Hãy xác xylanh nhỏ nhất để sinh ra lực đó khi được cung cấp với áp suất khí lớn nhất là 7 bar.Cần những yêu cầu gì với áp suất không khí được cung cấp để tạo lực chính xác 18 kN và lượng khí được sử dụng trên trục xylanh là bao nhiêu? Giải  Ta có diện tích mặt piston chịu tác dụng của lực khi piston kẹp chi tiết: NHÓM 1 – CK10KSTN 45
12. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 14: Một xilanh khí nén được dùng đẻ nâng tải có khối lượng là 0,7 tấn lên thẳng đứng với chiều cao là 4,0 m. Xilanh được định vi mặt đầu và cuối đầu ti pittong được lắp khớp để có thể quay và tải được dẫn hướng (hình 4.23). Áp suất khí nén cung cấp lớn nhất cho xilanh là 6,5 bar. Sử dụng công thức: K = π2EJ/L2. Trong đó: K là độ uốn (kg) của ti pittong có đường kính là d (cm), E là môđun đàn hồi có giá trị là 2,1.106 kg/cm2. Hệ số an toàn của ti pittong là S = 4 khi đó tải để ti pittong là việc an toàn là F = K/S. Chọn đường kính pittong theo tiêu chuẩn với giả thuyết là tải động bằng 0,6 lần tải tỉnh. Giải • Tính toán cho đường kính ti: Ta có công thức tính tải theo lý thuyết để chọn xilanh là: K = π2EJ/L2 π d 4 J = 64 K F=⇒= K FS =700.4 = 2800kg S ππ2EJ 34 Ed 64LK2 64.4002 .2800 K = = ⇒=d 4 =4 =4, 58cm (1) LL264 2 E.ππ3 2,1.1063 . • Tính toán cho dường kính pittong: Áp lực động lúc xilanh làm việc bằng 0,6 lần lúc đứng yên nên áp lực lúc xilanh làm việc sẽ là: F 700 F=0,6 PA ⇒= A = =183cm2 0,6P 0,6.6,5.0,981 4A 4.183 ⇒=D = =15,26cm (2) ππ Từ (1) và (2) theo tiêu chuẩn ta chọn xilanh có: đường kính xilanh 200 mm; đường kính ti 50 mm. Bài 15: Bàn nâng xe được vaabj hành bằng pittong khí nén. Tổng khối lượng tải mà pittong nâng là 1,2 tấn và chiều dài quảng đường nâng là 2 m. Bàn nâng có khả năng khóa ở mọi vị trí. Thiết kế hệ thống thích hợp sử dụng xilanh tiêu chuẩn để nâng tải. Ảnh hưởng của áp suất thủy lực ở xilanh bằng 0,4 lần áp suất khí ở mặt thoáng của khí và dầu. Vẽ chu trình vận hành bằng tay thích hợp và tính toán đường kính xilanh khí nén tiêu chuẩn. Biết áp suất khí cung cấp tối đa là 7 bar. Biết máy nén cung cấp 25 l/s f.a.d để vận hành hệ thống tính toán khoảng thời gian nâng tải (hết cả hành trình) dưới điều kiện tải trọng tối đa. Giải Tính toán đường kính pittong : NHÓM 1 – CK10KSTN 47
13. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 16: Một xylanh vận hành bằng khí nén có đườngn kính xylanh là D=80 mm, đường kính ti là d=25mm kéo một tải nặng 1500N với vận tốc không đổi là 1m/ph ở điều kiện ổn định. Xy lanh được điều khiển bởi 1 van 2 trạng thái 5 ngõ với độ sụt áp suất ở 2 đường đều không được lớn hơn 0,1bar. Nếu áp cung cấp là 6bar, tính lưu lượng dòng khí khi sử dụng Giải Diện tích của mặt tác dụng lực: π ()Dd22− A = = 45cm2 4 -4 Áp suất ra là: P2 = F/A = 1500/45.10 = 3,3 bar Ta có áp vào là P1 = 6bar và ra là P2 = 3,3 bar Tra hình 3.18 [1] ta được: Qn = 2100 l/phút Nếu độ sụt áp tối đa là 0,1bar thì lưu lượng sẽ tăng lên nhưng không đáng kể, khi đó: Qn = 2150 (l/phút). Bài 17: Cho 2 xylanh vận hành tuần tự A+ B+ B- A- B+ B-. Các thông số của 2 xy lanh như sau: Xy lanh 1: Đường kính xylanh D1 = 80 mm Đường kính ti là d1 = 25 mm Hành trình l1 = 150 mm Xy lanh 2: Đường kính xylanh D2=200 mm Đường kính ti: d2=40mm Hành trình là l2= 50mm Nguồn khí nuôi xylanh cung cấp ở áp suất là 6bar. Nếu thời gian đi hết hành trình là 10s, hãy tính toán lượng không khí cần dùng trong 1 phút. Giải Trình tự hoạt động sẽ là: A+ B+ A– B– Xy lanh kẹp tiến hành kẹp phôi và giữ yên (B+), thiết bị phải dừng khi phần chứa phôi hết, cần 1 van để ngừng xy lanh trong trường hợp này. Trong trường hợp phần cấp khí bị lỗi xy lanh kẹp phải được cấp điện. Hình bên dưới mô tả kết cấu thiết bị: NHÓM 1 – CK10KSTN 49
14. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Theo tiêu chuân ta chon D = 125 mm, d = 32 mm. Lưu lương không khi vao: 2 2 2 1 + 0 = . . . . 4 0 𝐷𝐷 − 𝑑𝑑 𝑃𝑃 𝑃𝑃 2. 0,1252 0𝑄𝑄,𝑡𝑡032𝑡𝑡𝑡𝑡 2 𝜋𝜋 � 6 +�1𝐿𝐿 𝑛𝑛 � � = . . 0,9.10. = 1,4956𝑃𝑃 3/ min = 24,92 / 4 1 − 𝜋𝜋 � � � � 𝑚𝑚 𝑙𝑙 𝑠𝑠 Bai 20: Môt xy lanh thuy lưc đươc dung đê di chuyên môt khôi lương 5 kg. Nêu ap suât cung câp la 6 bar. Xac đinh thơi gian hanh trinh va vân tôc lơn nhât cua piston. Vơi cac dư kiên như sau: Xy lanh: Van: • d = 50mm • CV = 1,15 • L = 200mm • T0 = 0,05 s • Lc = 30mm • Hê sô Ce= 2.4 Giai Ta co: Thơi gian đap ưng cua van điêu khiên hương la: T0 = 0,05 s Thơi gian hanh trinh T2, đươc tinh như sau: 5 0,05( ) 0,05(200 30) 1 6 2 = 𝑚𝑚 = = 0,155 𝐿𝐿 − 𝐿𝐿𝑐𝑐 50 �𝑃𝑃 − � Thơi gian giam chân𝑇𝑇 đươc tinh như sau: 𝑠𝑠 Ta co, vân tôc giam chân: 𝐷𝐷 30 30.50 = = = 300 / 5 𝐷𝐷 Thơi gian giam chân: 𝑉𝑉𝑖𝑖 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑠𝑠 𝑚𝑚 30 = = = 0,1 3 300 𝐿𝐿𝑐𝑐 Thơi gian hanh trinh piston: 𝑇𝑇 𝑠𝑠 𝑉𝑉𝑖𝑖 T = T0 + T2 +T3 = 0,05 + 0,155 + 0,1 = 0,305s Vân tôc lơn nhât cua piston: 103 103 2,4 = = 2 = 1,22 / 𝑒𝑒 . 50 𝑥𝑥𝐶𝐶 4𝑥𝑥 𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑠𝑠 𝑎𝑎 𝜋𝜋 NHÓM 1 – CK10KSTN 51
15. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 23: Một xy lanh không ti có đường kính 63 mm, dài 6 m mang một tải 200 kg. Xác định số giá đỡ tối thiểu cần thiết và bước của chúng nếu khoảng cách từ cuối xy lanh đến điểm giữa bàn dao là 430 mm và độ uốn tối đa là 1 mm. Giải Trọng lượng tải = 200 × 9.81 = 1962 N Theo hình 4.31, ta có L1 = 2100 mm. Số bước tối thiểu: 1 + à ì 430 + 6000 = = = 3.062 1 2100 𝐴𝐴 𝐻𝐻 𝑛𝑛ℎ 𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑛𝑛ℎ Chiều dài thực giữa các𝑡𝑡 𝑚𝑚bư𝑚𝑚𝑚𝑚ớc, hệ thống giá đỡ (c): 𝐿𝐿 1 + à ì 430 + 6000 = = = 1607.5 4 𝐴𝐴 𝐻𝐻 𝑛𝑛ℎ 𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑛𝑛ℎ (với hệ thống giá đỡ (c),𝐿𝐿 tsel = 4) 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑚𝑚𝑚𝑚 Theo hình 4.31, giá trị cực đại là 2100𝑡𝑡 mm, do đó hệ thống giá đỡ có thể chấp nhận được. NHÓM 1 – CK10KSTN 53
16. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 2: Gọi tên, giải thích hoạt động, vẽ ký hiệu của những van có kết cấu cho trong những hình sau ? 1. Hình 2: Hình 2: Van phân phối 4/2 • Gọi tên: Van phân phối 4 cửa 2 trạng thái có ngõ điều khiển. • Giải thích hoạt động: Khi tác động tín hiệu lên ngõ Y, con trượt di chuyển từ trái sang phải làm P thông A và B thông R. Khi tác động tín hiệu lên ngõ X, con trượt di chuyển từ phải sang trái làm P thông B và A thông R. Khi tác động tín hiệu đồng thời X và Y, do diện tích hai bề mặt tác động như nhau nên van giữ nguyên vị trí trước đó. NHÓM 1 – CK10KSTN 55
17. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN • Gọi tên: Van phân phối 5 cửa 2 trạng thái có ngõ điều khiển, có trạng thái ưu tiên. • Giải thích hoạt động: Khi tác động tín hiệu lên ngõ Y, con trượt di chuyển từ phải sang trái làm P thông B và A thông R. Khi tác động tín hiệu lên ngõ X, con trượt di chuyển từ trái sang phải làm P thông A và B thông S. Khi tác động tín hiệu đồng thời X và Y, do diện tích tác động ở ngõ X lớn hơn diện tích tác động ở ngõ Y nên con trượt di chuyển từ trái sang phải làm P thông A và B thông S. • Vẽ kí hiệu: Hình 5. Kí hiệu van phân phối 5/2 NHÓM 1 – CK10KSTN 57
18. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN 2. RS-Flipflop 2: Hình 7. RS-Flipflop 4/2 có ưu tiên Bảng 3. Bảng chân trị RS-Flipflop 4/2 có ưu tiên X Y A B 0 0 Nhớ trạng thái trước 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 NHÓM 1 – CK10KSTN 59
19. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 4: a) Giải thích hoạt động, vẽ biểu đồ thời gian của các phần tử khí nén sau? b) Vẽ sơ đồ và giải thích hoạt động một mạch khí nén sử dụng một trong hai phần tử khí nén này? 1. Phần tử khí nén 1: Bộ hẹn giờ tác động cạnh lên (delay-on) Hình 9. Bộ hẹn giờ delay-on • Giải thích hoạt động: Khi có tín hiệu kích (12), dòng khí qua phần tiết lưu của van tiết lưu một chiều, phải chờ một khoảng thời gian ∆t dòng khí điền đầy bình tích áp thì mới có tín hiệu kích van phân phối, lúc này 1 thông 2. Khi mất tín hiệu kích, lực lò xo làm van phân phối chuyển trạng thái ngắt 1 và 2 ngay lập lức, dòng khí qua van một chiều xả ra ngoài. • Biểu đồ thời gian: Hình 10. Biểu đồ thời gian Time delay-on, van thường đóng NHÓM 1 – CK10KSTN 61
20. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN 3. Mạch ứng dụng: Hình 13. Mạch ứng dụng Time delay-on điều khiển xy lanh • Giải thích hoạt động: Khi nhấn nút START (1S1), dòng khí tác động lên bộ hẹn giờ tác động cạnh lên (1V1), sau một khoảng thời gian ∆t1 có tín hiệu kích van phân phối làm 1 thông 2, có tín hiệu kích trạng thái bên trái của van phân phối 5/3 (1V3), pittông (1A) tiến ra. Khi pittông chạm công tắc hành trình (1S2), có tín hiệu kích bộ hẹn giờ tác động cạnh lên (1V2), sau một khoảng thời gian ∆t2 có tín hiệu kích van phân phối làm 1 thông 2, có tín hiệu kích trạng thái bên phải của van phân phối 5/3 (1V3), pittông (1A) lùi về. Lúc này hệ thống trở về trạng thái chờ nút nhấn START. NHÓM 1 – CK10KSTN 63
21. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Khi pittông 2.0 lui về chạm S.3, có dòng khí qua S.3, qua van 0.1, tác động vào ngõ b của van 1.1, dòng khí vào xy lanh 1.0 bị ngắt, dưới tác động của lực lò xo pittông 1.0 lui về. Khi pittông 1.0 chạm S.1, hệ thống trở về trạng thái chờ. b) Biểu đồ trạng thái: Hình 15. Biểu đồ trạng thái hệ thống trong một chu kỳ NHÓM 1 – CK10KSTN 65
22. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 6: Cho hai sơ đồ grafcet như sau. Vẽ hệ thống khí nén với mạch điều khiển dùng sổ ghi tuần tự hoạt động như mô tả trong sơ đồ? 1. Sơ đồ 1: Hình 17. Sơ đồ Grafcet không rẽ nhánh NHÓM 1 – CK10KSTN 67
23. BÀI TẬP KỸ THUẬT THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN 2. Sơ đồ 2: Hình 19. Sơ đồ Grafcet rẽ nhánh lựa chọn NHÓM 1 – CK10KSTN 69