Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, ngành kỹ thuật thủy khí ngày càng trở nên có ý nghĩa và chiếm một vịtrí quan trọng trong một số lĩnh vực.
Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, ngành kỹ thuật thủy khí ngày trở nên có ý nghĩa chiếm vịtrí quan trọng số lĩnh vực sống, đặc biệt ngành chế tạo máy kỹ thuật ôtô, máy công trình truyền động thủy lực khí nén có vai trị đáng kể có mật độ cơng suất cao, kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao đặc biệt việc bố trí phần tử tự linh động theo không gian van điều khiển, có chi phí cơng suất nhỏ ưu điểm bật cơng nghệ truyền động khí nén thủy lực Nhằm giúp cho sinh viên nắm số kiến thức truyền động thủy lực khí nén, tiếp cận dần với cơng việc sửa chữa thiết bị có liênquan thực tế Giáo trình biên soạn dựa kế thừa nhiều tàiliệu trường đại học, cao đẳng, trường cao đẳng nghề Để giúp cho người học nắm kiến thức mơn học thủy lực khí nén ứng dụng, giáo trình xếp môn học theo chương theo thứ tự: Chương 1: Khái niệm quy luật truyền động khí nén Chương 2: Hệ thống truyền động khí nén Chương 3: Khái niệm quy luật truyền động thủy lực Chương 4: Cấu tạo hệ thống truyền động thủy lực Kiến thức giáo trình biên soạn theo chương trình khung Bộ lao động Thương binh Xã hội ban hành Do người đọc hiểu cách dễ dàng nội dung chương trình Mặc dù cố gắng chắn không tránh khỏi sai sót, nhóm tác giả mong nhận ý kiến đóng góp người đọc để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Nhóm tác giả Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM VỀ CÁC QUY LUẬT VÀ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN KHÁI NIỆM, U CẦU VÀ CÁC THƠNG SỐ CỦA KHÍ NÉN 1.1 Khái niệm, yêu cầu 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Sản xuất khí nén 1.1.3 Phân phối khí nén 1.1.4 Xử lý khí nén 1.2 Yêu cầu hệ thống truyền động khí nén .11 1.2.1 Ưu điểm hệ thống truyền động khí nén 11 1.2.2 Nhược điểm hệ thống truyền động khí nén 11 1.2.3 Yêu cầu hệ thống truyền động khí nén 12 1.2 Các thơng số khí nén 12 1.2.1 Lực 12 1.2.2 Áp suất 12 1.2.3 Lưu lượng 12 1.2.4 Công 13 1.2.5 Công suất 13 1.2.6 Độ nhớt 13 CÁC QUY LUẬT TRUYỀN DẪN BẰNG KHÍ NÉN 13 2.1 Các phương trình tính tốn dịng chảy khí nén 13 2.1.1 Các đại lượng vật lý khơng khí 13 2.1.2 Các phương trình tính tốn 14 2.2 Các định luật dịng chất khí 18 2.2.1 Định luật pascal 18 2.2.2 Lưu lượng lưu chất 18 2.2.3 Định luật chất khí 19 NHẬN DẠNG CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG KHÍ NÉN 19 3.1 Cơ cấu chấp hành 19 3.2 Van đảo chiều 21 3.2.1 Nguyên lý hoạt động van đảo chiều 21 3.2.2 Ký hiệu van đảo chiều 21 3.2.3 Các tín hiệu tác động 22 3.2.4 Van đảo chiều có vị trí "0" 24 3.2.5 Van đảo chiều khơng có vị trí "0" 26 3.3 Van chặn 27 3.3.1 Van chiều 27 3.3.2 Van logic OR 27 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề n Bái 3.3.3 Van logic AND 28 1.3.3.4 Van xả khí nhanh 28 3.4 Van tiết lưu 28 3.5 Van điều chỉnh thời gian 29 3.5.1 Rơle thời gian đóng chậm 29 3.5.2 Rơle thời gian ngắt chậm 29 3.6 Van chân không 29 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 31 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 31 1.1 Nhiệm vụ 31 1.2 Yêu cầu 31 1.2.1 Về khí nén 31 1.2.2 Về kỹ thuật 31 1.3 Phân loại 31 SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 31 2.1 Sơ đồ cấu tạo 31 2.1.1 Nguyên lý truyền động 31 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý truyền động 32 2.2 Nguyên lý hoạt động 33 2.2.1 Điều khiển tay 33 2.2.2 Điều khiển theo thời gian 34 2.2.3 Điều khiển theo hành trình 36 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ 37 3.1 Máy nén khí loại rơ to 37 3.1.1 Máy nén khí kiểu cánh quay 37 3.1.2 Máy nén khí kiểu trục vít 38 3.2 Tuốc bin khí 39 3.3 Nhận dạng Cấu tạo nguyên lý hoạt động loại hệ thống truyền động khí nén 40 CHƯƠNG 3: KHÁI NIỆM VÀ CÁC QUY LUẬT VỀ TRUYỀN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC 45 KHÁI NIỆM, YÊU CẦU VÀ CÁC THÔNGSỐ CỦA THỦY LỰC 45 1.1 Khái niệm, yêu cầu 45 1.1.1 Khái niệm 45 1.1.2 Yêu cầu 45 1.2 Các thông số chất lỏng 46 CÁC QUY LUẬT TRUYỀN DẪN BẰNG THỦY LỰC 48 2.1 Truyền động thuỷ tĩnh 48 2.1.1 Khái quát truyền động thuỷ tĩnh 48 2.1.2 Cơ sở kỹ thuật truyền động thuỷ tĩnh 48 2.2 Truyền động thuỷ động 50 2.2.1 Khái quát truyền động thuỷ động 50 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái 2.2.2 Cơ sở kỹ thuật truyền động thuỷ động 50 NHẬN DẠNG CÁC THIẾT BỊ THỦY LỰC 51 3.1 Cơ cấu biến đổi lượng hệ thống xử lý dầu 51 3.1.1 Bơm dầu động dầu 51 3.1.2 Xy lanh truyền động (cơ cấu chấp hành) 57 3.1.3 Bể dầu 58 3.1.5 Đo áp suất lưu lượng 59 3.2 Các phần tử hệ thống điều khiển thuỷ lực 60 3.2.1 Van áp suất 60 3.2.3 Van giảm áp 62 3.2.4 Van đảo chiều 63 CHƯƠNG 4: CẤU TẠO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC 67 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI 67 1.1 Nhiệm vụ 67 1.3 Phân loại 67 SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC 67 2.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động mạch điều khiển thủy lực chuyển động quay 67 2.1.1 Sơ đồ hệ thống 67 2.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động mạch điều khiển thuỷ lực chuyển động tịnh tiến 68 2.3.2 Cơ cấu kẹp chặt chi tiết gia công 69 2.3.3 Máy khoan bàn 70 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY THỦY LỰC 70 3.1 Máy thủy lực cánh dẫn 70 3.2 Tuốc bin thủy lực 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM VỀ CÁC QUY LUẬT VÀ TRUYỀN ĐỘNG KHÍ NÉN KHÁI NIỆM, U CẦU VÀ CÁC THƠNG SỐ CỦA KHÍ NÉN Bên cạnh chất lỏng thủy lực nước dầu, khí nén mơi chất mang lượng tín hiệu quan trọng kỹ thuật thủy khí Trong hệ thống truyền động khí nén mơi chất khơng khí nén chất “lỏng” chịu nén Như lấy khơng khí từ môi trường, nén lại, truyền dẫn làm hoạt động động khí nén xy lanh khí nén lại thải mơi trường Ứng dụng khí nén có từ trước Cơng ngun Năm 140 trước Cơng nguyên, nhà triết học người Hylạp Ktesibiosvà học trò ông chế tạo thiết bị bắn tên hay ném đá sử dụng lượng khí nén Đến kỷ 17, nhà kỹ sư chế tạo người Đức Otto von Guerike (1602 1686), nhà toán học triết học người Pháp Blaise Pascal (1623 -1662), nhà lý người Pháp Denis Papin(1647 -1712) xây dựng nên tảng ứng dụng khí nén Trong kỷ 19 máy móc thiết bị sử dụng lượng khí nén phát minh, thư vận chuyển ống khí nén (1835), phanh khí nén (1880)… Sau chiến tranh Thế giới thứ 2, việc ứng dụng lượng khí nén kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, với nhiều dụng cụ, thiết bị phần tử khí nén sáng chế ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Tuy nhiên lịch sử phát triển kỹ thuật khí nén có bước thăng trầm Một mặt trình độ kỹ thuật cơng nghệ thời kỳ trước chưa tương xứng, mặt khác cịn có cạnh tranh gay gắt hệ thống truyền lượng khác động nhiệt, truyền động điện… mà đến năm gần kỹ thuật khí nén lại có vai trị xứng đáng trongsản xuất Thời kỳ bùng nổ kỹ thuật khí nén bắt đầu với phát triển mạnh mẽ kỹ thuật điều khiển tự động hóa q trình sản xuất, có tham gia kỹ thuật điện tử kỹ thuật tính đại Ngày khí nén tham gia vào hầu hết lĩnh vực sản xuất chế tạo máy, xây dựng, kỹ thuật xe hơi, kỹ thuật y học, kỹ thuật rơ bot, khai khống… 1.1 Khái niệm, yêu cầu 1.1.1 Khái niệm Là hệ thống truyền động lấy khơng khí từ mơi trường ngồi, nén lại truyền dẫn làm hoạt động động khí nén xy lanh khí nén lại thải mơi trường 1.1.2 Sản xuất khí nén Hệ thống điều khiển khí nén hoạt động dựa vào nguồn cung cấp khí nén, Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái nguồn khí phải sản xuất thường xuyên với lượng thể tích đầy đủ với áp suất định thích hợp cho lượng hệ thống a Máy nén khí Máy nén khí máy có nhiệm vụ thu hút khơng khí, ẩm, khí đốt áp suất định tạo nguồn lưu chất có áp suất cao b Các loại máy nén khí cơng suất nhỏ thường sử dụng Máy nén khí phân loại theo áp suất theo nguyên lý hoạt động Đối với nguyên lý hoạt động ta có: - Máy nén theo nguyên lý thể tích: máy nén pít tơng, máy nén khí kiểu trục vít, máy nén cánh gạt - Máy nén tuốc bin dùng cho công suất lớn không kinh tế sử dụng lưu lượng mức 600 m3/phút Vì khơng mang lại áp suất cần thiết cho ứng dụng điều khiển khí nén sử dụng * Máy nén kiểu piston Máy nén pít tơng (hình 1.1) máy nén phổ biến cung cấp suất đến 500 m 3/phút Máy nén pít tơng nén khí khoảng bar ngoại lệ đến 10 bar; máy nén kiểu pít tơng hai cấp nén đến 15 bar; 3-4 cấp lên đến 250 bar Hình 1.1 Máy nén khí kiểu piston * Máy nén khí kiểu trục vít Máy nén trục vít làm việc theo nguyên lý thay đổi thể tích Thể tích không gian hai kề vỏ thay đổi trục trục vít quay Do rơ to chế tạo dạng trục vít nên điểm nén dịch chuyển từ cửa nạp đến cửa đẩy Phần máy nén trục vít gồm roto: roto rơ to phụ 1, (hình 1.3) Số đầu mối ren rô to xác định thể tích làm việc máy, có nghĩa thể tích khơng khí vào vịng quay Số đầu mối ren lớn thể tích làm việc nhỏ Số đầu mối ren hai rô to khác cho hiệu suất cao Hình 1.2 Cấu tạo máy nén khí kiểu trục vít Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề n Bái Hình 1.3 Quá trình hút, nén đẩy máy nén trục vít * Máy nén kiểu cánh quạt (Rotary compressors) Nguyên lý hoạt động máy nén khí kiểu cánh gạt mơ tả hình 1.2: khơng khí vào buồng hút Nhờ rôto stato đặt lệch tâm, nên rơto quay chiều sang phải, khơng khí vào buồng nén Sau khí nén buồng đẩy Hình 1.4 Máy nén khí kiểu cánh gạ t 1.1.3 Phân phối khí nén a Phân phối khí nén Hệ thống phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển khơng khí nén từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, đảm bảo áp suất p lưu lượng Q chất lượng khí nén cho thiết bị làm việc, ví dụ van, động khí, xy lanh khí… Hình 1.5 Hệ thố ng, thiết bị phân phối khí nén Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề n Bái Truyền tải khơng khí nén thực hệ thống ống dẫn khí nén, ý hệ thống ống dẫn khí mạng đường ống lắp ráp cố định (trong toàn nhà máy) mạng đường ống lắp ráp thiết bị, máy mô tả hình 1.3 Đối với hệ thống phân phối khí nén ngồi tiêu chuẩn chọn máy nén khí hợp lí, tiêu chuẩn chọn thông số hệ thống ống dẫn (đường kính ống, vật liệu ống); cách lắp đặt hệ thống ống dẫn, bảo hành hệ thống phẫn phối đóng vai trị quan trọng phưng diện kinh tế yêu cầu kỹ thuật cho hệ thống điều khiển khí nén * Bình nhận trích khí nén Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân áp suất khí nén máy nén khí chuyển đến, trích chứa, ngưng tụ tách nước trước chuyển đến nơi tiêu thụ Kích thước bình trích chứa phụ thuộc vào cơng suất máy nén khí, cơng suất tiêu thụ thiết bị sử dụng vàphương pháp sử dụng khí nén Bình trích chứa khí nén đặt nằm ngang, nằm đứng Đường ống khí nén nằm vị trí cao bình trích chứa (hình 1.6) Hình 1.6 Các loạ i bình trích chứa khí nén * Đường ống Đường ống dẫn khí nén có đường kính vài milimet trở lên Chúng làm vật liệu cao su, nhựa kim loại Thông số kích thước ống (đường kính bên trong) phụ thuộc vào: vận tốc dòng chảy cho phép, tổn thất áp suất cho phép, áp suất làm việc, chiều dài ống, lưu lượng, hệ số cản trở dòng chảy phụ kiện nối ống - Lưu lượng: phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy (Q=v.F) Vận tốc dòng chảy lớn, tổn thất áp suất ống lớn - Vận tốc dòng chảy: vận tốc dòng chảy khí nén ống dẫn nên chọn từ ÷ 10 m/s Vận tốc dịng chảy qua chỗ lượn ống nối ống, van, nơi có tiết diện nhỏ lại tăng lên, hay vận tốcdòng chảy tăng lên thời thiết bị hay máy móc vận hành - Tổn thất áp suất: tốt không vượt 0.1 bar Thực tế sai số cho Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái phép đến 5% áp suất làm việc Như tổn thất áp suất 0.3 bar chấp nhận với áp suất làm việc bar - Hệ số cản dịng chảy: lưu lượng khí qua chỗ nối khớp, van, khúc cong gây tượng cản dòng chảy Bảng 1, biểu thị hệ số cản tương đương chiều dài ống dẫn l’ phụ kiện nối Bảng Giá trị hệ số cản tương đương chiều dài ống dẫn l Phụ kiện nối Chiều dài ống dẫn tương đương l’ (m) Đường kính ống dẫn (mm) 25 Van kiểu màng mỏng Van khóa Van mở phần Van chắn Nối vng góc Độ cong R=d Độ cong R=2d Ống nối T Nối ống thu nhỏ 40 50 80 100 125 150 1,2 2,0 3,0 4,5 10 10 15 25 30 50 60 10 15 20 25 0,3 0,5 0,7 1,5 2,5 1,5 2,5 3,5 10 15 0,3 0,5 0,6 1,5 2,5 0,15 0,25 0,3 0,5 0,8 1,5 10 10 15 20 0,5 0,7 2,5 2,5 3,5 1.1.4 Xử lý khí nén Khí nén tạo từ máy nén khí có chứa nhiều chất bẩn, độ bẩn mức độ khác Chất bẩn bụi, độ ẩm khơng khí hút vào, cặn bả dầu bơi trơn truyền động khí Hơn q trình nén nhiệt độ khí nén tăng lên, gây xy hóa số phần tử hệ thống Do việc xử lý khí nén cần phải thực bắt buộc Khí nén khơng xử lý thích hợp gây hư hỏng gây trở ngại tính làm việc phần tử khí nén Đặc biệt sử dụng khí nén hệ thống điều khiển địi hỏi chất lượng khí nén cao Mức độ xử lý khí nén tùy thuộc vào phương Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái pháp xử lý Trong thực tế người ta thường dùng lọc để xử lý khí nén (hình 1.7) Hình 1.7 Bộ lọc khí Van lọc khí (hình 1.8) làm chất bẩn ngưng tụ nước chứa Khí nén tạo chuyển động xoắn qua xoắn kim loại, sau qua phần tử lọc, chất bẩn tách bám vào màng lọc, với phân tử nước để lại nằm đáy bầu lọc Tùy theo yêu cầu chất lượng khí nén mà chọn phần tử lọc Độ lớn phần tử lọc nên chọn từ 20µm - 50µm Hình 1.8 Van lọc khí nén Van điều chỉnh áp suất: nhiệm vụ van áp suất ổn định áp suất điều chỉnh, có thay đổi bất thường áp suất làm việc đường dao động áp suất đầu vào Áp suất đầu vào luôn lớn áp suất đầu (hình 1.9) Hình 1.9 Van điều chỉnh áp suấ t 10 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái CÂU HỎI ƠN TẬP Câu Trình bày khái niệm, u cầu thơng số khí nén? Câu Trình bày quy luật truyền dẫn khí nén? 30 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 1.1 Nhiệm vụ Biến khí nén dạng áp suất (P) lưu lượng (Q), thành dạng chuyển động tịnh tiến chuyển động quay 1.2 Yêu cầu 1.2.1 Về khí nén Khí nén tạo từ máy nén khí chứa đựng nhiều chất bẩn theo mức độ khác Chất bẩn bao gồm bụi, nước khơng khí, phần tử nhỏ, cặn bã dầu bơi trơn truyền động khí Khí nén mang chất bẩn tải ống dẫn khí gây nên ăn mịn, rỉ sét ống phần tử hệ thống điều khiển Vì vậy,khí nén sử dụng hệ thống khí nén phải xử lý Tùy thuộc vàophạm vi sử dụng mà xác định yêu cầu chất lượng khí nén tương ứng cho trường hợp cụ thể Hệ thống xử lý khí nén phân thành giai đoạn : - Lọc thô: dùng phận lọc bụi thơ kết hợp với bình ngưng tụ để tách nước - Phương pháp sấy khô: dùng thiết bị sấy khơ khí nén để lọai bỏ hầu hết lượng nước lẫn bên Giai đoạn xử lý tùy theo yêu cầu sử dụng khí nén - Lọc tinh: lọai bỏ tất lọai tạp chất, kể kích thước nhỏ 1.2.2 Về kỹ thuật Đảm bảo thông số đầu đạt tiêu chuẩn - Đối với chuyển động tịnh tiến phải đảm bảo tiêu chuẩn lực (F); hành trình dịch chuyển piston(S); Tốc độ dịch chuyển piston (V) - Đối với chuyển động quay đảm bảo tiêu chuẩn mô men xoắn(Mx); tốc độ rotor (n) Ngồi cịn đảm bảo yêu cầu làm việc êm dịu(tốc độ tiếng ồn) 1.3 Phân loại Đối với hệ thống truyền động khí nén thơng thường phân loại theo phương pháp điều khiển Bao gồm phương pháp sau - Điều khiển tay: điều khiển trực tiếp điều khiển gián tiếp - Điều khiển theo thời gian - Điều khiển theo hành trình - Điều khiển theo tầng - Điều khiển theo nhịp SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 2.1 Sơ đồ cấu tạo 2.1.1 Ngun lý truyền động 31 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái Thế khí nén Thế khí nén P.Q P.Q 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý truyền động Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển phần tử 2.1.3 Biểu đồ trạng thái - Biểu đồ trạng thái biểu diễn trạng thái phần tử mạch, mối liên phần tử trình tự chuyển mạch phần tử - Trục tọa độ thẳng đứng biểu diễn trạng thái (hành trình chuyển động, áp suất, góc quay, ), trục tọa độ nằm ngang biểu diễn bước thực thời gian hành trình Hành trình làm việc chia thành bước, thay đổi trạng thái bước biểu diễn đường đậm, liên kết tín hiệu biểu diễn đường nét mảnh chiều tác động biểu diễn mũi tên - Xilanh ký hiệu dấu (+), lùi ký hiệu (-) - Các phần tử điều khiển ký hiệu vị trí "0" vị trí "1" (hoặc "a", "b') - Một số ký hiệu biểu diễn biểu đồ trạng thái: 32 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái 2.2 Nguyên lý hoạt động 2.2.1 Điều khiển tay - Điều khiển trực tiếp Biểu đồ trạng thái - Điều khiển gián tiếp 33 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái Biểu đồ trạng thái 2.2.2 Điều khiển theo thời gian Biểu đồ trạng thái 34 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái - Điều khiển theo thời gian có chu kỳ tự động Biểu đồ trạng thái 35 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái 2.2.3 Điều khiển theo hành trình Biểu đồ trạng thái 36 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ Hiện máy nén khí sản phẩm kỹ thuật đồng đại, có chức kiểm tra, điều chỉnh điều khiển thơng minh Máy nén khí sử dụng dạng tĩnh di động Áp suất tạo từ máy nén, lượng học động điện động đốt chuyển đổi thành lượng khí nén nhiệt 3.1 Máy nén khí loại rơ to - Có hai loại máy nén khí kiểu roto thường sử dụng: + Máy nén khí kiểu cánh quay + Máy nén khí kiểu trục vít 3.1.1 Máy nén khí kiểu cánh quay Máy nén cánh quay máy thủy tĩnh có tỷ số nén xác định theo cấu trúc Nhờ bố trí rơ to lệch tâm mà thể tích giới hạn cánh quay stator nén lại quay rô to Kết cấu nhỏ gọn chuyển động liên tục rô to cho phép tần số quay cực đại đạt đến 3000vM/ph a Cấu tạo Hình 2.2 Cấu tạo máy nén kiểu roto cấp 1- Thân máy; 2- Nắp máy; 3- Mặt bích đầu trục; 4- Rơ to; 5- Cánh quay Trên hình 2.2 giới thiệu cấu tạo máy nén khí cánh quay cấp, bao gồm: thân máy 1; nắp máy 2; mặt bích đầu trục 3; stator 4; rơ to cánh quay Khi rô to quay, tác dụng lực ly tâm cánh quay văng 37 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái theo rãnh rô to tựa đầu mút ngồi vào stator Q trình hút nén thực theo thay đổi thể tích giới hạn cánh quay mặt tựa stator b Nguyên lý hoạt động Cấu tạo máy nén khí kiểu cánh gạt cấp (hình 2.3) bao gồm: thân máy (1), mặt bích thân máy, mặt bích trục, rơto (2) lắp trục Trục rôto (2) lắp lệch tâm e so với bánh dẫn chuyển động Khi rôto (2) quay tròn, tác dụng lực ly tâm cánh gạt (3) chuyển động tự rãnh ởtrên rôto (2) đầu cánh gạt (3) tựa vào bánh dẫn chuyển động Thể tíchgiới hạn cánh gạt bị thay đổi Như trình hút nén đượcthực Để làm mát khí nén, thân máy có rãnh để dẫn nước vào làm mát Bánh dẫn bôi trơn quay tròn thân máy để giảm bớt hao mòn đầu cánh tựa vào Hình 2.3 Cấu tạo máy nén khí kiểu cánh gạt 3.1.2 Máy nén khí kiểu trục vít Máy nén khí kiểu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích Thể tích khoảng trống thay đổi trục vít quay Như tạo q trình hút (thể tích khoảng trống tăng lên), q trình nén (thể tích khoảng trống nhỏ lại) cuối q trình đẩy Máy nén khí kiểu trục vít gồm có hai trục: trục trục phụ Số (số đầu mối) trục xác định thể tích làm việc (hút, nén) Số lớn, thể tích hút nén vịng quay giảm Số (số đầu mối) trục trục phụ khơng cho hiệu suất tốt Hình 2.4 Nguyên lý họat động máy nén khí kiểu trục vít * Ưu điểm : khí nén khơng bị xung, sạch; tuổi thọ vít cao (15.000 đến 40.000 giờ); nhỏ gọn, chạy êm * Khuyếtđiểm : Giá thành cao, tỷ số nén bị hạn chế 38 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề n Bái Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống máy nén khí kiểu trục vít có hệ thống dầu bơi trơn 3.2 Tuốc bin khí Hình 2.6 Tuốc bin nén khí lắp động ôtô Là loạiđộng nhiệt, dạngrotor chất giãn nở sinh cơng khơng khí Động gồm ba phận khối máy nén khí (tiếng Anh: compressor) dạng rotor (chuyển động quay); buồng đốt đẳng áp loại hở; khối tuốc bin khí rotor Khối máy nén khối tuốc bin có trục nối với để tuốc bin làm quay máy nén Khí nén đưa vào buồng đốt, trộn với khí nhiên liệu đốt, khơng khí nén nhận nhiệt từ khí đốt giãn nở -> khơng khí giãn nở làm quay turbine 39 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái 3.3 Nhận dạng Cấu tạo nguyên lý hoạt động loại hệ thống truyền động khí nén 3.3.1 Nhận dạng cấu tạo loại hệ thống truyền động khí nén * Các chi tiết phận hệ thống truyền động khí nén 3.3.2 Nguyên lý hoạt động loại hệ thống truyền động khí nén a Điều khiển tay - Điều khiển trực tiếp 40 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái - Điều khiển gián tiếp Biểu đồ trạng thái b Điều khiển theo thời gian 41 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái Biểu đồ trạng thái Điều khiển chu kỳ tự động theo thời gian có - Biểu đồ trạng thái 42 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái c Điều khiển theo hành trình Biểu đồ trạng thái 43 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái CÂU HÔI ÔN TẬP Câu Trình bày nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống truyền động khí nén? Câu Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy nén khí? Câu Trình bày ngun lý làm việc hệ thống truyền động khí nén loại điều khiển tay? Câu Trình bày nguyên lý làm việc hệ thống truyền động khí nén loại điều khiển theo thời gian? 44 ... van, động khí, xy lanh khí? ?? Hình 1.5 Hệ thố ng, thiết bị phân phối khí nén Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề n Bái Truyền tải khơng khí nén thực hệ thống ống dẫn khí nén, ý hệ... làm quay máy nén Khí nén đưa vào buồng đốt, trộn với khí nhiên liệu đốt, khơng khí nén nhận nhiệt từ khí đốt giãn nở -> khơng khí giãn nở làm quay turbine 39 Giáo trình thủy lực khí nén Trường... thái 42 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề n Bái c Điều khiển theo hành trình Biểu đồ trạng thái 43 Giáo trình thủy lực khí nén Trường Cao đẳng nghề Yên Bái CÂU HÔI ÔN TẬP Câu Trình
