T H Ư V IỆ N ĐẠI HỌC NHA TRANG ẦN THẾ SAN - TRẦN THỊ KIM LANG HỌC Sư PHẠM KỸ THUẬT TP Hồ CHÍ MINH NÉN TRẦN THẾ SAN - TRAN t h ị k i m l a n g TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHÍ NÉN , THỦY Lực NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT KHÍ NÉN VÀ THỦY Lực TRẦN THẾ SAN - TRẦN THỊ KIM LANG C h ịu tr c h n h iệ m x u ấ t b ả n : TS.PHẠM V Ă N DIỄN B iên t ậ p : TRƯƠNG Q U A N G H Ù N G V ẽ b ìa : KHÁNH THÀNH K ỷ t h u ậ t vi tín h : KHÁNH THÀNH Liên k ế t x u ấ t b ả n C TY V Ă N H Ó A TRÍ DÂN - NS NGUYỄN TRẢI /7 D u y T â n - p - Q P hú N h u ậ n - Tp H C M ĐT: 08 39901846 - Fax: 08 39971765 NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 70 TRẦN HƯNG ĐẠO - HÀ NỘI In 1000 cu ố n khổ (lố X 24 Cm) tợ i xưởng c ty c ổ ph â n văn h ó a V ợn Xuân Theo số đ ã n g kí 294 - 009/CXB/05 NXBKHKT c â p n g y 13-4-2009 Inxong nộp lưu chiểu quí năm 2009 - / j / '/ s '/ i ru khiến tự dộng may móc ca qua trình sán Xíiât công nghiệp trơ phận kh ổ n g t h ế thiêu hệ thống sán x u t, nghiên cứu khổng gian, quản sự, sống hàng May nioc k h ổ n g thờ vận hanh cách bán tự dộng vờ tự động ÌÌCU không co họ thông diếu khiên Diều khiến tự dộng bao quát lĩnh vực rộng Hơn 50 n ă m qua, hệ thong diều k h iể n chu yếu bao gồm điểu khiến k h í nén, điểu kh iển thúy lực, diều khiến diện - điện tủ, điều khiển lập trình với m áy tính, Các hệ thông có t h ế hoạt động dộc lập, thường tích hợp với Mỗi hệ thống dều co ưu, nhược dicììi va p h m VI ứng d ụ n g riêng, tích hợp chúng sà phát huy cúc mạnh dặc thù, cho p h e p tăng độ chinh xác, dô tin cậy, tính vận hành, hiệu suàt, vờ g iả m giá thành Khi nán va th ủ y lực hệ thòng sứ d ụ n g rộng rãi nhiều ngành công nghiệp, v è nguyên tấc dây trình chuyên dối nang lượng, chuyên dộng quay thành chuyến dộng tịnh tiên ngược lại, thông qua lưu chát (chất công tác) lóng khí Nguồn lượng m áy bơm thủy lực vờ máy nen khí, kết hợp với hệ thống dường ô ng ( C I C valve, cam biên, va tác dộng Khỉ nen va tỉiuy lực dang ứng d ụ n g rộng rãi (ý nước ta Các trương dụi học kỹ thuật, trường dạy nghè, dẻu co chương trình đào tạo vê lĩnh vực này, tạo chuyên ngành thủy lực k h í nén có vài trường S ự quan tám nhà quán ly công nghiệp, kỹ sư, công nhân hệ thông khí nén thúy lực ngày cao Đó nhu cầu thực tế Mong ràng sách T h ủ y L ự c v K h í N é n c ỏ t i g N g h i ệ p cung cấp du thông tin ban vả hữu ich vẻ thúy lực khí nen cho tát cá người quan tâm đèn lĩnh vực Đ NGUYÊN LÝ cd BẢN Cũ CÁU TRUYỀN NĂNG LƯỢNG CÔNG NGHIỆP Hầu h ế t tr ìn h công nghiệp đòi hỏi v ật th ể thực th ể chuyên dịch từ vị trí sang vị trí khác, tác dụng lực để n ắm giữ, tao hình nén ép m ột sản phẩm N hữ ng h o t động thực h iệ n nhờ cấu truyền lượng, máy móc tru y ền động tro n g sản xuất công nghiệp T rong nhiều trường hợp, cấu truyền động thường sử dụng điện nầng C huyển động quay động điện tạo Chuyển động tịn h tiến chuyến đối từ chuyền động quay th ô n g qua cấu, chẳng hạn cấu tay quay - trượt, bánh - th a n h Đôi có th ể sử dụng cuộn dây solenoid để tạo lực chuyển động th ẳ n g trê n k h o án g cách ngần Tuy nh iên , tlìiêt bị diện không phai phương tiện n h ấ t cung cấp n ă n g lượng tru y ền động Lưu chất hệ th ố n g kín (gồm ch ấ t lỏng c h ấ t khí) dùng đè truyền lượng từ vị trí đến vị trí khác, có Ihế tạo chuyển động quay, tịn h tiến, tác dụng lực N hững hệ th ố n g dựa tr ê n sở lưu chất dùng ch ấ t lỏng làm môi ch ất tru y ền động gọi hệ thống thủy lực (bắt nguồn từ tiến g Hy Lạp hydra nước aulos ống; hydraulic) N hững hệ th ố n g dựa tr ê n sở c h ấ t k h í gọi hệ thống khí nén (từ tiế n g Hy Lạp p n e u m n , pneumatics) H ầu h ế t khí thường dùng đơn giản không khí nén Sự kh ác biột hệ thnpg khí n én thùv lưc ohât khí (trọng lượng riên g th ấp ) có thê nén được, c h ấ t lỏng (trọng lượng riêng tương đối cao) không th ể nén Ví dụ, hệ th ố n g khí nén có khuynh hướng h o t động “linh h o ạt hơn”, hộ th ố n g thủy lực thường gây tiếng ồn, mài mòn, va đập bên ống dẫn Tuy nhiên, hệ thống thủy lực sở c h ấ t lỏng có th ể vận h n h với áp su ấ t cao nhiều so với hệ thống khí n én , thế, có th ể áp dụng để tạo lực r ấ t lớn SO SÁNH CÁC HỆ THONG TRUYỀN Lực Điều cần xem xét phương pháp nâng v ậ t n ặ n g lên k h o ản g cách 500 mm Đây loại h o t động phố biến tro n g sả n xuất công nghiệp Hệ thống diện Với hệ thống điện có ba lựa chọn bản: cuộn dây solenoid, động điện m ột chiều (DC), động cảm ứng xoay chiều (AC) Trong hệ th ố n g này, cuộn solenoid tạo h n h trìn h tuyến tín h m ột cách trực tiếp thường bị giới h n khoảng cách cực đại 100 mm Cả động m ột chiều (DC) xoay chiều (AC) th iế t bị quay đầu cua chúng cần chuyến đổi th n h chuyền động th ẳ n g b ằ n g cấu khí, ch ẳn g h n trục vít b án h ră n g - th a n h Điều áp dụng nhiều sản xuất thực tế Việc lựa chọn động phụ thuộc p h ần lớn vào yêu cầu điều k h iể n tốc độ Động m ột chiều DC lắp với tốc k ế dẫn động b ằn g m ạch điều khiên th y risto r có thê cung cấp điều khiển tốc độ tu y ệ t vời, yêu cầu bảo dường cao chổi điện vành góp Tăng Động 30 ■-j í - o 415 V 1Y Quá tải Giảm (a) Mạch điện LS1 Công tẳc giới hạn LS2 Công tắc giới hạn Hình 1-1 Giải pháp điện sở động ba pha D ộng xoay chiều AC háu không cần bảo dưỡng, cần th iè t bị th ay đòi tốc độ cò định (với tốc độ xác định báng sô cực tần sô nguồn) Tốc độ điều chinh b ằn g điều k h iể n th ay đổi tần số (m ạch biến tần), phải tr n h n h iệ t, dù ph ần lớn động làm m t quạt bên gắn tr ê n trục động Nêu yẻu cáu tốc độ tần g /g iam theo giá trị xác định, động xoay chiều AC dần động kích vít có lẽ lựa chọn hợp lý K hông loại động dược phép ngừng quay tiế n đến cừ chặn h n h trìn h , (điều không hoàn toàn đúng; động m ột chiều DC th iế t k ế dặc biệt, có thổ điều dòng điện ốn định với điều k h iể n th y risto r với quạt làm m át bên ngoài, có th ê phép ngừng quay), th ê cuối giới hạn h àn h trìn h cần phải dừng truyền động Hệ th ố n g trìn h bày H ìn h 1-1 gồm th iế t bị n â n g khí dán đọng bân g động xoay chiều AC, động điều k h iến khơi động đảo T h iế t bị phụ gồm hai công tắc giới h n m ạch bảo vệ tai động Không có giới hạn tai thực tế theo ti sô tru y ền giừa hộp số/trục vít, kích thước động công suất công tắc tơ tín h toán xác Hệ thống thủy lực Giải p h áp thủy lực trìn h bày trê n H ình 1-2 Bộ tác động thủy lực tuvên tín h phù hợp với ứng dụng nàv piston trụ trượt, trìn h bày d ạn g sơ đồ trê n H ìn h l-2a, gồm piston di trượt nối trực tiếp với trục đầu Nếu lưu c h ấ t bơm vào ông A, piston di chuyền lên trục lên; lưu ch â t bơm vào ống B, trục lùi lại T ấ t nhiên phai phôi hợp vài phương pháp thu chất long từ phía khô n g có áp suất piston Lực tối đa từ piston - cylinder tùy thuộc vào áp su ất lưu ch ấ t diộn tích bề m ặ t piston Ví dụ, áp suất ch ất lỏng 150 b a r sè tạo áp lực n ân g 150 kg/cm2 diện tích piston Vì th ế đường k ín h bề m ặ t piston 4.2 cm co thé n àn g tai đến 2000 kg Hộ th o n g thuy lực trình bày H ình l-2b Hệ th ô n g cần dòng c h ấ t long đê vận h n h , đắt tiền dề bị bụi bám , thê đường ống phái h o ạt động theo vòng kín, chất lỏng từ th ù n g chứa đèn phía cua piston trơ th u n g chứa từ phía khác piston C h ấ t lóng bơm khỏi th ù n g chứa bơm thủy lực, với lưu lượng theo yêu cầu áp suất 150 bar Nếu bơm liên tục, áp suất sè tă n g cao đ ến mức phá hủy hệ th ố n g đường ống, cần có th iế t bị điều áp đưa lưu ch ấ t trở th ù n g chứa theo kiêu vòng kín H oạt động cylinder điều khiển b ằ n g valve chuyền đổi ba vị trí Đế kéo dài cylinder, cổng A nối với đường áp su ất cổng B nối với th ù n g chứa Đế đáo ngược chuyên động, cổng B nối với đường áp su ấ t cống A nối với th ù n g chứa, vị trí giữa, valve ngăn không cho dòng ch ất lỏng vào cylinder (do giừ nguyên vị trí đó) đóng đường Cylinder (b) Những phận vật lý Hình 1-2 Giải pháp thủy lực ch ât long (làm cho toàn c h ấ t long bơm trở th ù n g chứa qua điều chinh áp suất) Có vài vấn đề cần xem xét Thứ n h ấ t, điều k h iển tốc độ thực b ằn g cách điều chỉnh lưu lượng th ể tích ch ấ t lỏng đ ến cylinder Điều k h iể n xác k h o ản g tốc độ th ấ p m ột tro n g nh ữ n g ưu điếm hệ th ố n g thủy lực Thứ hai, giới h n h n h trìn h xác định b ằn g h n h tr ìn h cylinder, nói chung, cylinder thường dừng lại cuối h n h trìn h , t h ế k h ô n g cần bảo vệ vượt h n h trìn h l() Thứ ba, bơm quay nguồn n ă n g lượng bên ngoài, thường sử dụng động cam ứng xoay chiều AC, khới động động m ạch bảo vệ tải T tư, c h ấ t lóng cần phải r ấ t sạch, lọc dùng đế loại bỏ tạ p c h ấ t (H ình l-2b) chất lỏng từ th ù n g chứa đ ến bơm Điều đ n g quan tâ m cuối ch ấ t lỏng rò rỉ khỏi hệ th ố n g d ần đôn ỏ nhiẻm , trơn trượt (do gây nguy ) ả n h hưởng xấu đ ến môi trường Khi quan sát, H ình l-2b dường phức tạ p so với hệ th ố n g đ iện (H ình 1-1), nên nhớ rằ n g t ấ t n hữ ng chi tiế t đóng khu n g đường n é t đứt H ìn h 1-2 b ìn h thường th iế t bị th ủ y lực công nghiệp, r ấ t th ô n g dụng tro n g n h iều hệ th ố n g tru y ền lực Hệ thông khí nén H ìn h 1-3 m inh họa phận hệ th ố n g k h í nén Bộ d ẫ n động ban vẩn cylinder, với lực cực đại trê n trục xác định b ằn g áp su ất khí diện tích bề m ặ t piston Áp su ất vận h n h tro n g hệ th ố n g khí n én th ấ p nhiều so với áp suất tro n g hệ th ố n g thủy lực, th ô n g thường 10 bar, có áp lực n â n g 10 kg/cm2 diện tích piston, th ê cần dùng piston đường k ính 16 cm đế n â n g 2000 kg tải trọng Do đó, hệ th ố n g k h í n én yêu cầu d ẩn động lớn hệ th ố n g thủy lực với tả i trọng Valve p h â n phối khí đến cylinder vận h n h tương tự hệ th ố n g thủy lực Sự khác biệt không khí mua, k h ô n g khí trở đơn giản xả xung quanh Không khí h ú t từ khí quyến qua lọc khí n é n đến áp su ất yêu cầu b ằn g ináy n én khí (thường d ẫn động b ằ n g động xoay chiều AC) N h iệ t độ khí sau nén tă n g đ án g kể K hông k h í luôn chứa m ột lượng nước đ án g kể Trước sử dụng, k h ô n g khí 11 phải làm nguội k ết tạo nước ngưng tụ Vì th ế , máy nén khí phải kèm theo làm nguội xử lý k h ô n g khí Do tín h nén không khí nên cần tích trừ m ột lượng khí nén bình chứa đê đưa vào tải Nếu b ìn h chứa này, tă n g áp su ất theo h àm số mũ làm cho cylinder chuyền động k h ô n g ổn định Do dó xứ lý khí kèm theo bình chứa khí Hệ thống thủy lực cần có điều chỉnh áp su ấ t để đưa c h ấ t lỏng dư trở th ù n g chứa, ng điều khiển áp su ấ t tro n g hệ th ố n g khí n én thường đơn g iản nhiều Công tắc áp suất lắ p b ìn h chứa khí khởi động động m áy n é n áp su ấ t giảm xuống dừng động áp su ất đ t mức yêu cầu N hiều n h máy sả n xuất khí nén trạ m tru n g tâ m p h ân phối đường ống đ ến p h ận sử dụng, tương tự hệ th ố n g điện, nước, khí đốt So sánh Bảng 1-1 trìn h bày đặc điểm so sán h sơ hệ th ố n g điện, thủy lực, khí nén Bảng 1-1 So sánh hệ thống diện, thủy lực khí nén Đ iện Thủy lực K h í nén Nguồn lượng Nguổn bẽn Động điện, động đốt Động điện, động đot Tích lũy lượng Hạn chế (Ăcqui) Han chế (bô tích lũy) Tốt (bình chứa) Hệ thống phân phối Tổn thất nhỏ Hạn chế Tốt Chi phí lượng Thấp Trung bình Cao Bộ dẫn động quay Động AC DC Điều khiển tót với động DC Động AC rẻ Tốc độ thấp Điều khiển tốt Có thể dửng lại Phạm vi tốc độ rộng Khó điều khiển tốc độ xác Bộ dần động tuyến tỉnh Solenoid, cấu khí Cylinder Lực cao Cylinder Lực trung bình Điều khiển lực Cuộn dây solenoid, động DC Yéu cầu làm nguội Dễ điều khiển lực cao Dễ điều khiển lực trung bình Nhược điểm Nguy hiểm, điện giật, cháy nổ Nguy hiểm dơ bẩn rò rĩ Dễ bắt cháy ỏn 12 Tuy n h iê n , có k h ác b iệ t b ản phương p h áp tiếp cận Hệ th ố n g điện có nhiều điểm kiểm tra điện áp, đ ặ t dò điên áp vào vị trí p h ậ n b ấ t kỳ tro n g m ạch điện, có th ế tạ m n g ắ t m ạch để đo cường độ dòng điện T rong hệ th ố n g lưu chất, dầu khí chứa tro n g ống ống m ềm , đo đạc có th ể thực h iệ n tạ i n hữ ng điểm kiếm tr a lắp sẵ n m ột p h ầ n th iế t k ế gốc Các điểm k iểm tr a có th ể nối ống theo yêu cầu, có th ể d ẫ n đến nguy bị n h iễm bụi cắt h n ống, k h ô n g k hỉ lọt vào hệ th ố n g thủy lực phải xả bỏ hoàn toàn N h th iế t kè phải dự đoán vị trí có th ế xảy cố, đưa điểm kiểm tra cần th iế t n h m ột p h ầ n th iế t k ế ban đầu Kỹ th u ậ t th ô n g dụng n h ấ t lắp sẵ n công tắc xoay chọn áp su ấ t (H ình 8-2) phép đo áp su ất từ vị trí chiến lược khác M ột kỹ th u ậ t k h ác sử dụng khớp nối n h a n h để lắp áp k ế xách tay vào vị trí cần đo Đo lưu lượng tương đối khó, chuyển dổi lưu lượng b ả n cần gắn vào hệ thống Có th ể dùng lưu lượng k ế xách tay (H ình 8-3), lưu lượng k h ả dụng cho cylinder kiểm tr a b ằn g hai valve tay đóng, Vi V-2 , nối lưu lượng k ế vào khớp nối n h a n h A B Hình 8-2 Hệ thống kiểm tra khí nén thủy lực thông dụng, công tắc chọn kiểu quay 178 Hệ th ố n g u c c 2 dụng cụ kiểm tra ba tro n g m ột “nối vào hệ thong" đế đo áp suất, lưu lượng, n h iệ t độ tạ i điềm lắp đ ặ t với n ú t tro n g dụng cụ kiểm tra T h iết bị cần lắp sau từ n g bơm í trước valve an toàn th ứ n h ất) phép đo kiểm lượng p h ân phoi cua bơm đièm chu yếu, h n đường áp su ấ t đên cylinder động c ầ n lưu ý, với hệ th ố n g thủy lực khí nén nhữ ng điểm k iểm tra phải th iế t k ế bên Đồng hồ đo phích cắm valve solenoid sè h iển th ị điện áp đ en solenoid (H ình - ), điều chưa th ể k h ẳ n g định solenoid vận h àn h Ví dụ, cuộn nàv bị hở m ạch có mối nối bị long phích cám Các linh kiện RS kiểm tr a solenoid r ấ t hừu dụng, chúng sè p h t sáng đ ặ t tro n g từ trư ờng m n h Với kích cỡ bút m áy, có th ể chạm kiểm tr a lên th â n solenoid để b iế t cuộn solenoid có h o ạt động hay không TÌM Sự CÔ Tìm cố thực h iện m ột cách ngẫu n h iê n tùy ý đưa đ ến thay th ê nhiều p h ậ n , dù lý đáng Phương p h p có th ế đ t k ế t (khi phận th a y th ế ) ng tốn nhiều thời gian, công sức, chi phí Trong nh iều trường hợp, k ế t có hại có lợi, th ậ m chí gảy nhiễm bẩn hệ thống Có ba cấp độ bảo dường Cấp bảo dưỡng thứ n h ấ t đưa th iế t bị vận h n h trở lại Khi tìm nguyên n h ân cố, kỹ th u ậ t viên lựa chọn phương p h áp xứ lý, sửa chữa (ví dụ, thay vòng đệm kín bị hỏng) thay thê toan cụm bị hong Quyết dịnh dựa vào chi phí, thời gian, phụ tù n g có sẵn , tr ìn h độ kỹ th u ật, môi trường n h máy, sách cua còng ty Câp bảo dường th ứ hai sửa chữa toàn cụm bị cố nhóm kỳ th u ậ t viên th ứ n h ấ t th áo thay H o ạt động n ày phải thực xưởng tra n g bị tốt, thường nh ó m công việc dươc quy định rù úruiig Su tay hưóng dân n h a chê tạo cung càp Cấp bảo dường cuối trá th iế t bị cần sửa chữa cho n h ch ế tạo Cấp độ cần xác định theo độ phức tạ p th iế t bị, k h ả n ă n g n h â n viên, chi phí, thời gian, chế độ bảo h n h n h s ả n xuất Trong ba cấp độ này, cấp bảo dưỡng thứ n h ấ t v ấ t vả n h ấ t, phải xác định hư hỏng, áp lực lớn từ phận sả n xuất trá c h n h iệm cao Các bước chẩn đoán, xác định nguyên n h â n cố m in h họa m ột each dơn g ian t r ê n H ìn h 8-4 Thu th ậ p h iệ n tượng cô đế đ án h giá xom xét nguyên nhân Kiểm tra sơ để k h o an h vùng nguyên n h â n k h ả dĩ, sau thực h iệ n lặp lại chu kỳ cho đ ến p h t xác nguyên n h â n cố Các bước cuối (H ình 8-4) ghi nhận, báo cáo p h â n tích cố Qui trìn h báo cáo p h ân tích cô p h át h iệ n tín h lặp lại cố, cho biêt vấn đề th iế t kê ứng dụng Báo cáo r ấ t hữu ích, 179 cho phép p h t lổ hống kiến thức n h â n v iên cai tiến chương trìn h đào tạo, h u ấn luyện n ân g cao Các máy h iện đại ngày phức tạ p yêu cầu độ tin cậy n g ày cao Điều có nghĩa n h â n viên bảo dưỡng phải th n g xuyên xem xét th iế t bị cách chi tiế t theo quy trìn h bảo dưỡng (M ột cách lý tưởng, đội ngũ bảo dường n ê n th a m gia vào giai đoạn lắ p đ ặ t v ậ n h n h thử nghiệm) Không nhớ ban vè kỹ th u ậ t t ấ t chi tiế t, dù đơn giản n h ấ t hệ thống, th ế cần phải có sơ đồ hệ thống Điều quan trọ n g k ế tiếp ghi th n h tà i liệu lầ n k iể m t r a hệ th ố n g làm việc tốt Sê không tác dụng k h i b iết, ví dụ áp su ấ t T P ;Ỉ 15 bar, dòng điện động 75 A, lưu lượng đ ế n tác động quay c 1500 1/phút điều k iện cố, k h ô n g b iế t số liệu hệ th ố n g vận h n h bình thường Bảo dưỡng mức thứ ▼ Quản lý bảo dưỡng Hình 8-4 Quy trình chẩn đoán cố 180 T hường khó xác địn h nguyên nhân thực sự; thường có th ô n g tin dơn gián “ Máy F irk lin g không làm việc” Vì th ế bước chẩn đoán thứ n h ấ t xác đ ịn h vị tr í vận h àn h khống bình thường - có m ộ t n h iều cô từ nguyên n h â n thông thường Có th ể kiểm tr a b ằn g m ắ t b ằ n g tay dấu hiệu cô, chầng h ạn tiế n g ồn, rung, n h iệ t, rò rỉ, dong điện động b ấ t thường Từ báo cáo bảo dưỡng có th ể b iết công việc thực gần đây, cố giải Vài điểm cần kiểm tr a kỹ: • Quy tr ìn h lắp đ ặ t th iế t bị, chi tiế t cụm chi tiết, kể valve, bơm, tá c động, nguồn • T ấ t valve tay có mở đóng xác hay không N hiều hệ th ố n g lắp bơm máy nén dự phòng với th a y tay Đây có th ể nguồn cố sau th ay Valve có th ể tự mở tro n g vận h àn h H ình 8-5 đưa m ột tìn h cố th ô n g thường VỚI hai cụm thủy lực, m ột sử dụng m ột dự phòng Nếu tro n g bốn valve n g tay Vj đến v mở k h ô n g đũng tr ê n cụm ch ín h cụm dự phòng, dòng lưu ch ấ t từ cụm đ an g vận h àn h trở th ù n g chứa qua vị trí (ngắt) valve điều k h iể n hướng dự phò n g tác động không di chuyển • Sau cấp điện, kiếm tr a hướng quay bơm m áy nén Hầu h ế t th i ế t bị n ày quay theo m ột chiều, thường xác đ ịn h b ằn g mũi tê n tr ê n vỏ, th iế t bị có th ể bị hư hỏng chạy ngược chiều thời gian dài • Kiểm tra kỹ điều chinh giá trị xác lập sau thay Hình 8-5 N g u ổ n sụ cố phổ biến; hệ thống chính/dự phò ng với valve cỏ lập (ngắt) b ằ n g tay Xác lập valve sai giá trị dẫn đến nhiều cố bất thư ờng 181 chi tiế t Ví dụ, valve điều k h iến hướng, tốc độ vận h n h từ ống cuộn d ần hướng đến ống cuộn xác lập b ằ n g khóa lục giác Nếu valve bị điều chỉnh sai, ống cuộn có thê không di chuyến Nếu hệ th ố n g tạm dừng m ột thời gian, kiểm tra n h a n h không tim th ấ y nguyên n h â n cố, có thê áp dụng quy trìn h trê n Hình 8-4 Ưu điểm hệ th ố n g khí nén tự p h ân chia th n h hai p h ầ n riêng biệt: (1) P h ầ n nguồn cung cấp kế bình chứa, (2) m ột nhiều p h ần ứng dụng ph ía sau b ình chứa Đồng hồ áp su ấ t tr ê n bình chứa cho phép p h â n chia p h ầ n chấn đoán cố V ấn đề thường m ột ba loại sau: th iếu lực, tốc độ th ấ p (hoặc kh ô n g có tốc độ), vận h n h t h ấ t thường T h iếu lực kh ô n g có chuyển động thường cố liên quan đến áp suất V ận tốc th ấ p p h t sin h cô" dòng lưu động V ận h n h t h ấ t thư ng valve bị dính k h ô n g k h í lọt vào hệ th ố n g thủy lực G iám s t áp su ấ t thường dễ giám s t dòng lưu động, ng dễ bị hiếu sai Ví dụ, điểm kiểm tr a áp suất nêu tr ê n H ìn h -6 Đến thời điếm A, hệ th ố n g dờ tả i qua valve Vi vận h n h n h solenoid Khi valve Vị kích hoạt, áp su ấ t tă n g đến giá trị xác lập valve T ại thời điểm c , valve điều k h iể n hướng v tác động vào cylinder để th a n h piston Áp suất giảm cylinder gia tốc cylinder đ t tốc độ không đổi với P = F/A thời điểm D, cylinder đến cuối h n h tr ìn h áp su ấ t tă n g trở lại đến giá trị xác lập valve an toàn Valve d ẫ n hướng v n g ắ t E Chú ý áp suất th ấ p trê n đường trở điểm k iể m tra H n h trìn h rú t lại th a n h piston xảy tro n g k h o ản g F đến I Áp su ấ t giừa G H th ấ p c D, ma s t ngược chiều chuyến động Valve tải sè n g ắ t thời điểm Jt Điều quan trọ n g giám s t đường áp suất trở Sự cố tồn tạ i từ thời gian X trở đi, đường trở từ cylinder bị khóa, có th ể ống cuộn tro n g valve điều k h iể n dòng bị kẹt, kh ô n g cho lưu c h ấ t trở Tại thời điểm Y, valve điều k h iể n hướng h o ạt động làm áp su ấ t điểm kiểm tr a T P tă n g đến giá trị xác lập valve an toàn Do bị kh ó a đường trở về, điếm TP;< tă n g đến áp su ất cao diện tích v àn h k h ă n nhỏ tr ê n phía trớ cua piston (P]A = p a) Vì th ế , áp su ấ t th ô n g số cho phép dự đoán điều xảy hệ thống Áp su ấ t yêu cầu th ấ p n h ấ t valve tải/dờ tải, valve an to àn , tải Bơm thủy lực th iế t bị dịch chuyển dương (Chương 2), điều n ày r ấ t hữu ích chẩn đoán cố Nếu bơm vận h n h , lưu c h ấ t p h i trờ th ù n g chứa qua đường ống hồi lưu Nếu k h ô n g trở về, áp su ấ t sè tầ n g dầu sè tr n Theo dõi đường lưu động dầu thủy lực tương đối đơn giản, ch ẳn g h n kiểm tra b ằn g tay xem ống d ẫ n dầu có nóng lên khỏng Các yếu tố b ản cần nhớ chẩn đoán cố: • T h iế t bị quan trọ n g n h ấ t bơm p h ân phối lưu chất Nếu k h ỏ n g có hệ v2 182 • • • • th ố n g UOC22 cảm biến lưu lượng p h ía sau bơm trước valve an to n th ứ n h ấ t, cần láp cảm biến lưu lượng Bưm thủy lực th iế t bị dịch chuyền dương N ếu bơm p h â n phối lưu chất, dầu th ủ y lực phải đưa đến nơi sử dụng Gia tôc xác định áp suất Lực xác đ ịn h bằn g áp suất Vận tốc xác định lưu lượng ! » A B C ! l DE Thanh piston I I F G ; l i H I J Thanh piston rút vào ! X Sựcô' Thanh piston b) Đo áp suất Hình 8-6 Tim cố với điểm kiểm tra áp suất 183 • Áp su ấ t điểm b ấ t kỳ xác đ ịn h b ằn g áp su ấ t th ấ p n h ấ t hệ th ố n g có th ể cung cấp tro n g điều kiện h iệ n h àn h Giao diện với điều k h iển điện có th ể gây n h ầ m lẫn N ên hiểu rõ chuỗi thứ tự điều khiển H ình 8-7 m inh họa sơ đồ đ iện /th ủ y lực d ù n g đế xây dựng hệ th ố n g đối tượng m ột cách c h ặ t chè M ột đối tượng đ ặ t tr ê n th a n h trư ợt p h t h iện b ằ n g th i ế t bị dò nối k ế t để cung cấp tín hiệu cho ngõ vào điều k h iể n logic lập tr ìn h (PLC) Khi p h t h iệ n đối tượng, PLC kích h o t valve tải, th a n h p isto n công tắc giới h n p h ía trước LSi h o t động (với vài đối tượng ) công tắc áp suất P S h o ạt động (hoàn t ấ t chuỗi thứ tự đối tượng) thời gian (biểu thị cô") C ylinder trở công tắc giới h n L S thời gian chờ đợi (sự cố) k h i valve tả i bị n g PLC giám s t h o t động bơm qua công tắc p su ất PSi, thực h iện kích h o t valve tải C ần có k iế n thức hệ th ống hoàn chỉnh, đ iện th ủ y lực t r ê n ứng dụng C h ẩ n đoán cố liên quan đến k iể m tr a chuỗi th ứ tự b ằ n g cách giám s t tr n g th i tín hiệu điện x u ất đến solenoid tín h iệu vào từ công tắc giới h ạn Mọi valve solenoid có đồng hồ lắ p đầu phích cắm để giám s t tín hiệu điện đến valve H iện có đồng hồ lắ p k h p phích cắm valve đê lắp lại vào hệ thống Tuy n h iê n , k ế t đo giá trị điện áp, chưa th ế k h ẳ n g định cuộn solenoid bị hở m ạch 184 Cuộn solenoid eó thể vận hành với nguồn AC ( 10V 2 V) DC (24V) Cuộn solenoid DC có đặc tín h vận h n h hoàn toàn khác Cuộn solenoid AC có d ò n g kích từ cao tạo lực han đầu lớn tr ê n ống cuộn dẫn hướng Khi ống cuộn vào, độ tự cảm cuộn solenoid tă n g dòng 185 ■op -ic i: o* •3 ■c o 05 c~ •C s > -i «3- O £) °c •Ọ «o ■*o o o w S I >s o o- o o JC o o a> * O ■0 1- o o o Q T_ A 10 y- u JC 00 o O >- w O i? ifre o* O (J jó D ế ‘i5 ►" o ■> 0< E * a * “ — co co X n *♦ o ■Õ iO) h g c w o *o =J II Ằ ao P0 r‘x:0c3 có Thay C ế *0 Õ Tìm VỊ tri bi kẹ t ° en j^ D H T ’" L , h v - - CJ oCữE s co E H C-0 3ư) ô ổ "l 187 điện giam xuống giá trị trì th ấ p (và lực th ấ p tr ê n ống cuộn dẫn hướng) N ếu ống cuộn d ẫn hướng bị k ẹ t, dòng trì cao, cầu chì công tắc bảo vệ n g ắ t m ạch, cuộn solenoid bị cháy bảo vệ khỏng đủ Sự vận h n h hệ th ố n g solenoid 1 V với dầu làm nguội cần k ế t hợp với cầu chì bảo vệ Dòng điện solenoid DC xác định b ằn g điện trờ cuộn dây k h ô n g th ay đổi theo vị trí ống cuộn dẫn hướng Vì th ế, ống cuộn bị kẹt, cuộn solenoid kh ô n g có tác dụng không bị cháy Dòng điện solenoid DC có xu hướng cao hơn, yêu cầu kích cỡ dây cáp cao hơn, đặc biệt đường trở m t sử dụng từ m ộ t khối gồm nhiều solenoid T h iế t bị giám s t hữu dụng khớp nối - th ô n g k ế t hợp với đo dòng điện (H ình -8 ) T h iế t bị có th ể xác định cuộn dây bị hở mạch, k ế t hợp với đồng hồ tr ê n phích cắm solenoid cho phép p h t h iệ n hầu h ế t cố điện T rên hầu h ế t valve vận h n h b ằ n g điện, ống cuộn d ẫn hướng có th ể vận h n h b ằ n g tay b ằn g cách đẩy ống cuộn b ằ n g th a n h b ấ t kỳ có kích cở phù hợp Tuy n h iên , cần n g ắ t tín hiệu điện v ận h n h valve b ằn g tay, đẩy theo hướng ngược chiều, solenoid có th ể bị cháy Người th iế t k ế hệ th ố n g có th ể đơn giản hóa ch ế độ bảo trì b ằ n g cách xây dựng phương p h áp luận chẩn đoán cố từ đầu Phương p h áp thường có dạn g lưu đồ H ình 8-9 m inh họa hệ thống có th ể ch ẩ n đoán theo lưu đồ trê n H ình 8-10 Các lưu đồ không th ể giải vấn đề, r ấ t hừu ích với hầu h ế t cố th ô n g thường N ếu có th ể lắp chuyên đối đế giám s t hệ th ô n g máy tín h điều k h iể n logic lập trìn h (PLC), lưu đồ trê n H ình 8-10 sở cho hệ th ố n g dựa tr ê n máy tính BẢO DƯ0NG PHÒNG NGỪA N hiều n h sả n xuất nghĩ rằ n g phòng/ban bảo trì thực t ế chi để sửa chữa cô chúng xảy Tuy n h iên , phần quan trọ n g n h ấ t trá c h nhiệm p h ận bảo trì thực h iệ n bảo dưỡng theo k ế hoạch, bảo dường th iế t bị định kỳ, kiểm tra vận hành, xác định n h ữ n g hư h ỏng tiềm ẩ n có 'thể điều ch ỉn h trước chúng làm g ián đoạn sả n xuất Quy trìn h bảo dưỡng theo k ế hoạch yêu cầu đào tạo kỹ th u ậ t viên bảo tr ì cấu trúc t h iế t bị c h ế độ v ận h n h , ph ân công trá c h n h iệ m hợp lý Thời k h ó a biểu bảo dưỡng định kỳ có th ể dựa vào lịch công tá c (công việc h n g ngày, h n g tuần, h n g th n g , v.v ) ch ế độ vận h n h dựa theo thời k h ó a biểu (công việc thực sau nhiều vận h n h nhiều chu kỳ) với thời gian vận h n h số chu kỳ ghi lại từ th iế t bị điều khiển Các p h ậ n khác cua hệ th ố n g cồ th ế có thời khóa biểu bảo dưỡng k h ác Xác đ ịn h công việc cần thực hiện, v sở thời kh ó a biểu cho p h ậ n nghệ th u ậ t bảo dường có k ế hoạch, tùy thuộc vào b ản ch ấ t th iế t bị, ví dụ, lọc khí n h 188 m áy th é p đầy bụi cần kiểm tra thường xuyên tro n g n h m áy thực p h ẩ m Với tiế n tu y ệt vời cua máy tính cá n h â n , h iện có nhiều chương tr in h quy hoạch báo dường sở máy tính Chương trìn h m áy tín h cung cấp thời k h ó a biểu công việc chi tiết, đầy đủ tr ê n sở ca sản x u ấ t can h báo cỏng việc k h ẩn cấp Tuy n h iên , người dùng v ẫn phải chuyên b iệ t từ ng công việc cần thực thi sở thời k h ó a biểu T rong hệ th ố n g thúy lực, vấn đề dầu (mức dầu tro n g th ù n g chứa, n h iễ m bẩn, k h ô n g khí nước) thường chiếm k h o ản g ba p h ầ n tư số cố Do đó, kiểm tr a định kỳ ch ấ t lượng mức dầu quan trọng C ầ n k h ảo s t đ n h giá kịp thời th ay đổi đột ngột mức dầu N h iệ t độ dầu phải kiểm tra đặn N h iệ t độ cao n h iệ t từ d ò n g xá với độ sụ t áp su ất cao Ngoài cố rõ r n g với trao đổi n h i ệ t (ví dụ k h ô n g có dòng nước), nguyên n h â n k h ác có th ể vận h n h k h ô n g đ úng valve xả valve an to n (bơm tả i liên tục), rò rỉ b ên tro n g độ n h t lưu c h ấ t cao C ần ghi lại áp su ấ t hệ th ố n g kiểm tr a dựa vào giá trị th iế t kế Sự sai lệch có th ế cho th ấ y điều chĩnh sai cố tiề m ẩn Xác lập áp suất cao gây lã n g phí n ăn g lượng rú t n g ắn tuổi thọ h o t động Xác lập áp su ấ t th ấ p có thê làm cho valve an toàn v ận h n h mức cần th iế t cua tác động, dần đến chuyển động Độ lệch áp su ấ t có th ê cho th ấ y p h t triể n hư h ỏng bên hệ thống Ví dụ, vận h n h sai đối tượng tác động cung cấp n ă n g lượng có th ể làm tă n g áp su â t trước xảy cố Dòng điện động bơm động máy n é n cần kiểm tra theo tr n g th i dỡ tả i làm việc, (lý tưởng n h ấ t lắp am p ere k ế tr ê n b an g điện cua động cơ) Sự th ay đổi dòng điện có th ể cho th ấ y động làm việc n ă n g (hoặc n h ẹ hơn) bình thường Các lọc r ấ t quan trọ n g hệ th ố n g thủy lực k h í nén T rạ n g th i hầu h ế t lọc thủy lực đo b ằ n g áp k ế nối qua p h ần tứ lọc Bộ lọc phải thay trước bị n g h ẹt Bộ lọc khí ngõ vào trê n hộ th ô n g khí n cần làm thường xuyên (nhưng k h ô n g dùng ch ất lỏng dễ cháy n h x ăn g dầu hỏa) N ên lưu giữ báo cáo thay lọc N hiều k iểm tr a k h đơn giản, k hông yêu cầu dụng cụ th iế t bị dặc biệt N ên kiểm tra b ằ n g m ắ t rò ri tr ê n hệ th ố n g thủy lực (rò rỉ khí hệ th ố n g khí n én thường p h t h iện qua tiế n g ồn chung gây ra!) Thường xuyên kiểm tra m ắ t hệ th ố n g ống d ẫn ống mềm để xem chúng có bị hư hỏng va đập không, giá đỡ phải nguyên vẹn an toàn Các nôi k ế t chịu rung động cần kiểm tra độ bền độ biến dạng Khi th iế t bị h o t động theo chuỗi th ứ tự, cần kiểm t r a v ận h n h để đảm bảo th i ế t bị phụ v ận h n h ổn định, ch ẳ n g h n công tắc giới h ạn Thời gian thực h iện chuỗi thứ tự phải ghi lại, thời g ian thực 189 bị kéo dài có th ể cho th ấ y k h ả n ăn g xảy cố, ví dụ, rò ri cylinder Bộ tá c động có yêu cầu bảo dưỡng riên g ghi tro n g sổ tay nhà san xuất Ví dụ, vòng đệm kín ống lót tro n g cylinder cần kiểm tr a th n g xuyên th ay mới, hư hỏng Kiểm tr a mức độ mòn vết xước tr ê n th a n h đẩy piston, dấu hiệu cylinder bị bụi bẩn Các tác đ ộng di chuyển v ận h n h bình thường cần kiểm tr a định kỳ, cho chạy th để kiểm tra k h ả n ăn g làm việc (và để giúp bói trơn vòng đệm kín) C ầ n xứ lý rò rĩ xung quanh th a n h đẩy piston m ột cách k h ẩ n cấp Nếu dầu rò rỉ xung quanh cổ vòng dệm k ín tro n g thời gian dài, bụi lọt vào h ệ th ố n g theo h n h tr ìn h trở piston, rò rỉ nhỏ có th ể n h a n h ch ó n g trở t h n h hư h ỏ n g hệ th ố n g Bảo trì p hòng ngừa hệ th ố n g khí n é n tương tự quy tr ìn h bảo trì hệ th ố n g thủy lực (nhưng k h ô n g có dầu th ủ y lực để kiểm tra) N hữ ng điểm k h c n h đường ống, lọc, khớp nối, chuỗi th ứ tự cần kiểm tra theo phương p h áp tương tự hệ th ố n g thủy lực Máy n é n có yêu cầu bảo dường riêng H ầu h ế t m áy n én d ầ n động b ằ n g dây đai, cần định kỳ kiểm tr a tìn h tr n g dây đai lực căng Mức dầu trục khuỷu lỗ th ô n g khí cần kiểm tra M áy n é n xác định kích cỡ theo công su ấ t ban đầu cộng với p h ầ n dự p h ò n g cho tương lai Do đó, m áy n é n b ắ t đầu h o t động với chu kỳ tả i thâ'p tă n g d ần tă n g tải Khi đ t đến công su ấ t d an h định, m áy nén v ận h n h với 100% chu kỳ tải Tải tă n g th ê m làm giảm áp su ấ t hộ th ố n g tro n g bình chứa Rò rĩ củng làm tă n g chu kỳ tải máy n én , giám hiệu su ấ t m áy nén Do đó, chu kỳ tái m áy n é n yếu tô quan trọ n g đế đ n h giá c h ấ t lượng điều kiện làm việc m áy n é n tro n g hệ thống H iệu s u ấ t m áy n é n xác đ ịn h chủ yếu dựa vào điều k iệ n valve, bạc se g m e n t (vòng găng) đệm kín piston, p h ậ n chịu m ài mòn m a sát N hữ ng p h ậ n phải dược kiểm t r a đ ịn h kỳ theo quy tr ìn h tro n g sổ tay hướng d ẫn n h sản xuất Các k iể m t r a bảo dưỡng k h í n én th ô n g thường k h c xác đ ịnh vận h n h valve an toàn tr ê n th ù n g chứa, bổ sung dầu bôi trơn vào khí xả nước khỏi sấy không khí 190 MỤC LỤC Chương Nguyên lý Cơ b ả n C cáu truyền n ăn g lượng công n g h i ệ p So sá n h hộ thông truyền l ự c T h u ậ t ngữ kỹ t h u ậ t 13 Đ ịnh luật P a s c a l 19 Đo áp s u ấ t 22 Lưu lượng lưu c h ấ t 24 N h iệ t đ ộ 28 Đ ịnh luật c h ấ t k h í 30 Chương Bơm thủy lực điều chỉnháp s u ấ t 32 Điều chỉnh áp s u ấ t 35 Các loại b m 38 Valve t ả i 46 Bộ l ọ c 46 Chương Máy nén khí, xử lý không khí điều chỉnh áp s u ấ t 50 Các loại máy n é n 52 Bình chứa khí điều k h iển máy n é n 58 Xử lý không k h í 61 Điều chinh áp s u ấ t 67 Bộ phụ t ù n g 71 Chương Valve điều k h iể n 72 Ký hiệu tr ê n sơ đ 74 Các loại valve điều k h i ế n 76 Valve vận h n h dản h n g 81 Valve điều k h i ể n 84 Valve tịn h tiế n đảo chiều valve xả n h a n h 90 Valve chuỗi th ứ t ự 91 Valve tác động t r ễ 92 Valve cân b ằ n g 93 Valve trợ đ ộ n g 103 Valve điều khiển module g ó p 107 Valve logic kiêu h ộ p 108 191 Chương Bộ tác đ ộ n g 110 Bộ tá c động tuyến t í n h 110 Vòng đệm k í n 120 Bộ tác động q u a y 122 ữ n g dụng 127 Bộ tác động kiểu hộp x ế p 138 Chương Các phận hệ thông thủy lực khí n é n 139 Binh chứa thủy lực 139 Bộ tích lũy thủv l ự c 141 Bộ trao đổi n h iệ t làm nguội thủy l ự c 144 Lưu c h ấ t thủy l ự c 146 Đường ống khí n én , ống m ềm khớp n ố i 149 Đường ống th ủ y lực, ống m ềm khớp n ố i 151 Chương Quá trình điều khiến khí n é n 153 Tín hiệu tiêu c h u ẩ n 153 Đầu phun kiểu cán h t r ậ p 155 Bộ tă n g lưu l ợ n g 156 Nguvên 1v cân b ằn g lực relay k h í 157 Bộ điều k h iể n khí n é n 159 Valve điều k h iể n trìn h tác đ ộ n g 163 Bộ chuyên đ ổ i 170 Các ứng dụng chuỗi thứ t ự 171 Chương An toàn, chấn đoán cô" bảo d ỡ n g 176 An t o n 176 Vệ sinh công n g h i ệ p 176 Khí cụ ch ấn đoán c ô 177 Tìm c ố 179 Bảo dưỡng phòng n g a 188 192 ... vo nh ng tớn h c h t v t lý ph thuc n h i t 28 B B Cụ inh Núng, kim loi A dan n nhiu hn kim loi B Ngui H ỡnh 1-21 Di lng kim S gión n cỳa m t c h t theo n h it cú th gõy s th a y i th ... k thuy ngõn hoc n h i t k cn S bin d n g ca dai lng kim (H ỡnh 1-21), hai ming kim loi k h ỏc nh au cú h s gión n khac nh au lm cho dai kim loi b un cong theo n h i t K th u t ny l c s ca... ny duoc bien doi th n h chuyờn dụng quay cỹa kim dụng hụ b õn g ca cõu gục p h õn tu v b õ n h rang N ờu cn cụ tin hiờu diờn ụ ngụ ra, cụ th th ay kim dụng hụ b õn g chiờt õp (H inh l-13b) Hờ