http://www.ebook.edu.vn Bài giảng "Điềukhiển khí nén " CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN 1.1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KỸ THUẬT KHÍ NÉN Ứng dụng khí nén có từ thời trước Công Nguyên, nhiên phát triển khoa học kỹ thuật thời không đồng bộ, kết hợp kiến thức học, vật lý, vật liệu thiếu, phạm vi ứng dụng khí nén hạn chế Mãi đến kỷ thứ 19, máy móc thiết bị sử dụng lượng khí nén phát minh Với phát triển mạnh mẽ lượng điện, vai trò sử dụng lượng khí nén bị giảm dần Tuy nhiên, việc sử dụng lượng khí nén đóng vai trò cốt yếu lónh vực mà sử dụng điện không an toàn Khí nén sử dụng dụng cụ nhỏ truyền động với vận tốc lớn như: búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh… dụng cụ, đồ gá kẹp chặt máy Sau chiến tranh giới thứ hai, việc ứng dụng lượng khí nén kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén sáng chế ứng dụng vào nhiều lónh vực khác Sự kết hợp khí nén với điện - điện tử định cho phát triển kỹ thuật điều khiển tương lai 1.2 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA KHÍ NÉN 1.2.1 Trong lónh vực điều khiển Những năm 50 60 kỷ 20 giai đọan kỹ thuật tự động hóa trình sản xuất phát triển mạnh mẽ Kỹ thuật điều khiển khí nén phát triển rộng rãi đa dạng nhiều lónh vực khác Chỉ riêng Cộng Hoà Liên Bang Đức có 60 hãng chuyên sản xuất phần tử điều khiển khí nén Hệ thống điều khiển khí nén sử dụng lónh vực mà hay xảy vụ nổ nguy hiểm thiết bị phun sơn, loại đồ gá kẹp chi tiết nhựa, chất dẻo lónh vực sản xuất thiết bị điện tử, điều kiện vệ sinh môi trường tốt an toàn cao Ngoài ra, hệ thống điều khiển khí nén sử dụng dây chuyền rửa tự động, thiết bị vận chuyển kiểm tra thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì công nghiệp hóa chất 1.2.2 Trong hệ thống truyền động - Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Các thiết bị, máy móc lónh vực khai thác như: khai thác đá, khai thác than, công trình xây dựng như: xây dựng hầm mỏ, đường hầm - Truyền động quay: Truyền động động quay với công suất lớn lượng khí nén giá thành cao Nếu so sánh giá thành tiêu thụ điện động quay lượng Chương 1: Cơ sở lý thuyết khí nén http://www.ebook.edu.vn Bài giảng "Điềukhiển khí nén " khí nén động điện có công suất, giá thành tiêu thụ điện động quay lượng khí nén cao 10 đến 15 lần so với động điện Nhưng ngược lại thể tích trọng lượng nhỏ 30% so với động điện có công suất Những dụng cụ vặn vít, máy khoan, công suất khoảng 3,5 kW, máy mài, công suất khoảng 2,5 kW máy mài với công suất nhỏ, với số vòng quay cao khoảng 100.000 v/ph khả sử dụng động truyền động khí nén phù hợp - Truyền động thẳng: Vận dụng truyền động áp suất khí nén cho truyền động thẳng dụng cụ, đồ gá kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, loại máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh hệ thống phanh hãm ôtô - Trong hệ thống đo kiểm tra: 1.3 NHỮNG ĐẶC TRƯNG CỦA KHÍ NÉN - Về số lượng: có sẵn khắp nơi nên sử dụng với số lượng vô hạn - Về vận chuyển: khí nén vận chuyển dễ dàng đường ống, với khoảng cách định Các đường ống dẫn không cần thiết khí nén sau sử dụng cho thoát môi trường sau thực xong công tác - Về lưu trữ: máy nén khí không thiết phải hoạt động liên tục Khí nén lưu trữ bình chứa để cung cấp cần thiết - Về nhiệt độ: khí nén thay đổi theo nhiệt độ - Về phòng chống cháy nổ: không nguy gây cháy khí nén, nên không chi phí cho việc phòng chống cháy Không khí nén thường hoạt động với áp suất khoảng bar nên việc phòng nổ không phức tạp - Về Tính vệ sinh: khí nén sử dụng thiết bị lọc bụi bẩn, tạp chất hay nước nên thường sạch, không nguy mặt vệ sinh Tính chất quan trọng ngành công nghiệp đặc biệt như: thực phẩm, vải sợi, lâm sản thuộc da - Về cấu tạo thiết bị: đơn giản nên rẻ thiết bị tự động khác - Về vận tốc: khí nén dòng chảy có lưu tốc lớn cho phép đạt tốc độ cao (vận tốc làm việc xy - lanh thường từ - m/s) - Về tính điều chỉnh: vận tốc áp lực thiết bị công tác khí nén điều chỉnh cách vô cấp - Về tải: công cụ thiết bị khí nén đảm nhận tải trọng chúng dừng hoàn toàn không xảy tải 1.4 ƯU NHƯC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 1.4.1 Ưu điểm: Chương 1: Cơ sở lý thuyết khí nén http://www.ebook.edu.vn Bài giảng "Điềukhiển khí nén " - Do khả chịu nén (đàn hồi) lớn không khí, trích chứa dễ dàng Như vậy, có khả ứng dụng để thành lập trạm trích chứa khí nén - Có khả truyền lượng xa, độ nhớt động học khí nén nhỏ tổn thất áp suất đường ống nhỏ - Đường dẫn khí nén thải không cần thiết - Chi phí thấp để thiết lập hệ thống truyền động khí nén, phần lớn xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén có sẵn - Hệ thống phòng ngừa áp suất giới hạn bảo đảm 1.4.2 Nhược điểm: - Lực truyền tải thấp - Khi tải trọng hệ thống thay đổi vận tốc thay đổi Bởi khả đàn hồi khí nén lớn, thực chuyển động thẳng quay - Dòng khí nén thoát đường dẫn gây tiếng ồn Hiện nay, lónh vực điều khiển, người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển khí nén với điện điện tử Cho nên khó xác định cách xác, rõ ràng ưu nhược điểm hệ thống điều khiển Tuy nhiên, so sánh số khía cạnh, đặc tính truyền động khí nén truyền động cơ, điện ST T 1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 Baûng 1.1 Phạm vi ứng dụng hệ thống điều khiển Trường hợp ứng dụng K Đ-K Đ-C Đ C TL Truyền động quay với công suất > 2kW Truyền động quay với công suất < kW Số vòng quay > 10.000 v/ph Truyền động thẳng, quảng đường