Giáo trình Điều khiển thủy lực khí nén (Nghề: Sửa chữa thiết bị tự động hóa - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Điều khiển thủy lực khí nén (Nghề: Sửa chữa thiết bị tự động hóa - Trung cấp) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển khí nén, thủy lực; thuyết minh được các ký hiệu phần tử thủy lực khí nén.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điều khiển thủy lực khí nén (Nghề: Sửa chữa thiết bị tự động hóa - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số:216/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén được biên soạn dành cho sinh viên trung cấp nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) của Trường Cao Đẳng Dầu Khí và thuộc môn học chuyên ngành. Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước khi học môn học này cần hoàn thành môn học cơ sở ngành. Nội dung của giáo trình gồm 05 bài: Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Bài 2: Các phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén Bài 3: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén Bài 5: Phương pháp điều khiển theo nhịp Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tham khảo và trích dẫn từ nhiều tài liệu được liệt kê tại mục Danh mục tài liệu tham khảo. Chúng tôi chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu mà chúng tôi đã tham khảo. Bên cạnh đó, giáo trình cũng không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Nhóm tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, các bạn người học và bạn đọc. Trân trọng cảm ơn./. Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: ThS. Nguyễn Xuân Thịnh 2. ThS. Ngô Trí Tùng 3. ThS. Nguyễn Thái Bảo
MỤC LỤC BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN .......................... 7 1.1. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN ..................................................................... 8 1.1.1. Áp suất ........................................................................................................ 8 1.1.2. Lực: ........................................................................................................... 10 1.1.3. Công: ......................................................................................................... 10 1.1.4. Công suất:.................................................................................................. 10 1.2. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN: ........... 11 1.2.1. Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển bằng khí nén: .................................. 11 1.2.2. Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển bằng thủy lực:................................. 11 BÀI 2: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN ..................................................................................... 14 2.1. PHẦN TỬ CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG: ............................................... 15 2.1.1. Máy nén khí: ............................................................................................. 15 2.1.2. Hệ thống bể dầu, bơm thủy lực: ................................................................ 17 2.2. PHẦN TỬ TÍN HIỆU VÀO: .................................................................... 20 2.2.1. Nút nhấn: ................................................................................................... 10 2.2.2. Cảm biến: .................................................................................................. 11 2.2.3. Công tắc hành trình: .................................................................................. 12 2.3. PHẦN TỬ XỬ LÝ TÍN HIỆU:................................................................. 22 2.3.1. Van áp suất: ............................................................................................... 22 2.3.2. Van Logic: ................................................................................................. 23 2.4. PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN: ........................................................................ 24 2.4.1. Nguyên lý hoạt động của phần tử điều khiển: .......................................... 24 2.4.2. Các phần tử điều khiển được sử dụng trong mạch điều khiển:................. 26 2.5. PHẦN TỬ CHẤP HÀNH: ........................................................................ 28 2.5.1. Xi lanh: ...................................................................................................... 28 2.5.2. Động cơ: .................................................................................................... 30 2.6. CÁC PHẦN TỬ KHÁC:........................................................................... 32 2.6.1. Timer, Counter: .......................................................................................... 32 2.6.2. Van tiết lưu:............................................................................................... 33 2.6.3. Van thoát nhanh: ....................................................................................... 34
BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN ................................................................................................. 69 3.1. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG: .................... 70 3.2. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG: .............................................................. 73 BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO TẦNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN ................................................................................................. 49 4.1. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THEO TẦNG: .................... 49 4.2. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC CƠ CẤU/ MÁY THỰC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIA TẦNG: .............................................................. 48 BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP ................................. 59 5.1. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP HỆ THỐNG THỦY LỰC, KHÍ NÉN: ............................................................ 60 5.2. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THEO NHỊP HỆ THỐNG ĐIỆN KHÍ NÉN ........................ Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 85
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ĐK Điều khiển TLKN Thủy lực khí nén P Áp suất F Lực A Tiết diện KN Khí nén ĐKN Điện khí nén HTB Hành trình bước J Joule W Watt
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu diễn áp suất 8 Hình 1.2: Dải áp suất thường được sử dụng trong công nghiệp 10 Hình 2.1: Cấu trúc mạch ĐK và các phần tử 15 Hình 2.2: Chu kỳ hoạt động máy nén khí Pittông 16 Hình 2.3: Máy nén khí kiểu cánh gạt 16 Hình 2.4: Máy nén khí kiểu Root 17 Hình 2.5: Máy nén khí kiểu trục vít 17 Hình 2.6: Máy nén khí ly tâm 17 Hình 2.7: Bồn dầu thủy lực 18 Hình 2.8: Bộ lọc khí nén 18 Hình 2.9: Van lọc khí nén 19 Hình 2.10: Van điều áp 19 Hình 2.11: Van tra dầu 20 Hình 2.12: Nút nhấn thường đóng 20 Hình 2.13: Cảm biến tiệm cận điện cảm 20 Hình 2.14: Kí hiệu cảm biến tiệm cận điện dung 20 Hình 2.15: Cảm biến tiệm cận quang 20 Hình 2.16: Công tắc hành trình 22 Hình 2.17: Kí hiệu van tràn, van an toàn 23 Hình 2.18: Cấu tạo van an toàn, kiểu bi 23 Hình 2.19: Kí hiệu van giảm áp 23 Hình 2.20: Cấu tạo, kí hiệu van AND 23 Hình 2.21: Cấu tạo, kí hiệu van OR 24 Hình 2.22: Quy ước van đảo chiều 25 Hình 2.23: Trạng thái ban đầu van đảo chiều không duy trì 3/2 25 Hình 2.24: Trạng thái khi cổng điều khiển tác động 25 Hình 2.25: Trạng thái ban đầu van đảo chiều duy trì 3/2 26 Hình 2.26: Trạng thái khí 12 tác động, 14 không tác động 26 Hình 2.27: Trạng thái khi 14 tác động, 12 không tác động 26 Hình 2.28: Tín hiệu tác động bằng tay 27 Hình 2.29: Tín hiệu tác động bằng cơ 27 Hình 2.30: Tín hiệu tác động bằng khí nén 28 Hình 2.31: Tín hiệu tác động bằng điện khí nén 28 Hình 2.32: Xi lanh tác động đơn 28 Hình 2.33: Xi lanh tác động kép 29 Hình 2.34: Xi lanh màng 29 Hinh 2.35: Xi lanh quay 29 Hình 2.36: Xi lanh lồng 29 Hình 2.37: Xi lanh giảm chấn 20 Hình 2.38: Xi lanh có vị trí pit - tông trung gian 20 Hình 2.39: Ký hiệu động cơ khí nén. 20 Hình 2.40: Động cơ bánh răng hình chữ V 20 Hình 2.41: Động cơ cánh gạt 31 Hình 2.42: Động cơ pit-tông hướng trục 31 Hình 2.43: Động cơ trục vít 32 Hình 2.44: Timer khí nén T-ON 32
Hình 2.45: Van 1 chiều 33 Hình 2.46: Van tiết lưu 1 chiều 33 Hình 2.47: Van thoát nhanh 33 Hình 2.48: Van áp suất tuần tự 34 Hình 2.49: Bộ ổn tốc 34 Hình 2.50: Rơ le đóng mạch 35 Hình 2.51: Rơ le điều khiển 35 Hình 2.52: Rơ le đóng chậm 35 Hình 2.53: Rơ le mở chậm 36 Hình 2.54: Cách khai báo Công tắc hành trình 2 chiều 36 Hình 2.55: Cách khai báo Công tắc hành trình 1 chiều 37 Hình 2.56: Cách khai báo Van đảo chiều không duy trì 37 Hình 2.57: Cách khai báo Van đảo chiều duy trì 37 Hình 2.58: Cách khai báo Công tắc hành trình 37 Hình 2.59: Cách khai báo Công tắc áp suất 38 Hình 2.60: Cách khai báo Giác hút chân không 38 Hình 2.61: Cách khai báo Timer 38 Hình 2.62: Cách khai báo Counter 39 Hinh 2.63: Cách khai báo công tắc hành trình 39 Hinh 2.64: Cách khai báo van điện từ duy trì 40 Hinh 2.65: Cách khai báo van điện từ không duy trì 40 Hinh 2.66: Cách khai báo cuộn dây van điện từ 40 Hinh 2.67: Cách khai báo Relay 41 Hinh 2.68: Cách khai báo bộ đếm 41 Hinh 2.69: Cách khai báo cảm biến tiệm cận 41 Hinh 3.1: Chia tầng trực tiếp trên sơ đồ HTB 36 Hinh 3.2: Ví dụ gộp tầng 37 Hinh 3.3: Chia tầng theo chu trình kín 37 Hinh 3.4: Mạch điều khiển khí nén 2 tầng 38 Hinh 3.5: Mạch điều khiển khí nén 3 tầng 38 Hinh 3.6: Mạch điều khiển khí nén 4 tầng 39 Hinh 3.7: Mạch ĐK KN 2 tầng – trùng hành trình 39 Hinh 3.8: Mạch ĐK KN 3 tầng – trùng hành trình 39 Hinh 3.9: Mạch ĐK KN 4 tầng – trùng hành trình 40 Hinh 3.10: Ví dụ chia tầng KN 40 Hinh 3.11: Thiết kế phương trình chia tầng KN 40 Hinh 3.12: Sơ đồ mạch điều khiển 41 Hinh 3.13: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng KN 41 Hinh 4.1: Chia tầng trực tiếp trên sơ đồ HTB 49 Hinh 4.2: Ví dụ gộp tầng 50 Hinh 4.3: Chia tầng theo chu trình kín 50 Hinh 4.4: Mạch điều khiển 2 tầng ĐKN 51 Hinh 4.5: Mạch điều khiển 3 tầng ĐKN 51 Hinh 4.6: Mạch điều khiển 4 tầng ĐKN 51 Hinh 4.7: Ví dụ chia tầng ĐKN 52 Hinh 4.8: Thiết kế phương trình chia tầng ĐKN 52 Hinh 4.9: Sơ đồ mạch ĐK ĐKN 53 Hinh 4.10: Sơ đồ ví dụ ĐK theo tầng ĐKN 53
Hinh 5.1: Chuyển đổi biểu đồ chuyển động 59 Hinh 5.2: Biểu đồ hành trình thời gian 59 Hinh 5.3: Biểu đồ điều khiển 60 Hinh 5.4: Biểu đồ chức năng 60 Hinh 5.5: Biểu đồ hành trình bước 61 Hinh 5.6: Kí hiệu biểu đồ trạng thái 61 Hinh 5.7: Module điều khiển theo nhịp khí nén kiểu A 62 Hinh 5.8: Module điều khiển theo nhịp kiểu B 63 Hinh 5.9: Module điều khiển theo nhịp kiểu C 63 Hinh 5.10: Mạch Logic điều khiển theo nhịp 63 Hinh 5.11: Mạch Logic điều khiển theo nhịp 64 Hinh 5.12: Quy trình thực hiện theo nhịp nhảy cóc 64 Hinh 5.13: Quy trình thực hiện theo nhịp lặp lại 64 Hinh 5.14: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp KN 64 Hinh 5.15: Mạch điều khiển theo nhịp ĐKN (5 nhịp) 67 Hinh 5.16: Sơ đồ minh họa ĐK theo nhịp ĐKN 67
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng qui đổi các đơn vị áp suất 9 Bảng 2.1: Kí hiệu phần tử tín hiệu vào thông dụng 22 Bảng 2.2: Kí hiệu các phần tử điều khiển thông dụng 27
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC KHÍ NÉN 1. Tên mô đun: Hệ thống điều khiển thủy lực - khí nén 2. Mã mô đun: AUTM54113 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 60 giờ) Số tín chỉ: 04 3. Vị trí, tính chất ý nghĩa và vai trò của mô-đun: 3.1 Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học đo lường điện, kỹ thuật số, khí cụ điện; 3.2 Tính chất: Giáo trình cung cấp kiến thức, kỹ năng và năng lực tự chủ và trách nhiệm cho người học liên quan đến cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các loại thiết bị trong hệ thống điều khiển thủy lực – khí nén. Người học sẽ thiết kế, vận hành và lắp ráp được các hệ thống điều khiển trong hệ thống thủy lực khí nén. 3.3 Ý nghĩa và vai trò của mô-đun: là môn học khoa học mang tính thực tế và ứng dụng thực tiễn dành cho đối tượng là người học chuyên ngành sửa chữa thiết bị tự động hóa. Mô-đun này đã được đưa vào giảng dạy tại trường Cao Đẳng Dầu Khí từ năm 2018 đến nay. Nội dung chủ yếu của mô-đun này nhằm cung cấp các kiến thức và kỹ năng thuộc lĩnh vực thủy lực khí nén: (1) Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén; (2) Các phần tử cơ bản trong hệ thống điều khiển thủy lực khí nén; (3) Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống thủy lực, khí nén; (4) Phương pháp điều khiển theo tầng hệ thống điện khí nén; (5) Phương pháp điều khiển theo nhịp. 4. Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + A1. Trình bày nguyên lý hoạt động của các phần tử khí nén, thủy lực. + A2. Phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển khí nén, thủy lực. + A3. Thuyết minh được các ký hiệu phần tử thủy lực khí nén. - Về kỹ năng: + B1. Thiết kế được mạch điều khiển thủy lực khí nén. + B2. Lắp đặt và đấu nối được các phần tử và vận hành được mạch điều khiển hệ thống thủy lực khí nén. + B3. Khắc phục được các lỗi cơ bản của hệ thống thủy lực, khí nén. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + C1. Có thái độ tự tin, vững vàng khi làm việc với phần tử và mạch điều khiển hệ thống thủy lực khí nén. + C2. Tuân thủ các bước, nguyên tắc an toàn trong quá trình học tập. + C3. Chủ động, sáng tạo, phối hợp tốt phương pháp làm việc theo nhóm. + C4. Có ý thức bảo quản thiết bị, vệ sinh an toàn lao động. Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 1
5. Chương trình mô-đun: 5.1. Chương trình khung: Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Mã Thực hành/ Kiểm tra Tên môn học, mô đun tín Tổng MH/MĐ/HP thực tập/ chỉ số Lý thí nghiệm/ thuyết LT TH bài tập/ thảo luận Các môn học chung/đại I 14 285 117 153 10 5 cương COMP52001 Giáo dục chính trị 2 30 15 13 2 COMP51003 Pháp luật 1 15 9 5 1 COMP51007 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 2 Giáo dục quốc phòng và COMP52009 2 45 21 21 1 2 An ninh COMP52005 Tin học 2 45 15 29 1 FORL54002 Tiếng Anh 4 90 30 56 4 SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 Các môn học, mô đun II chuyên môn ngành, 56 1275 421 801 32 21 nghề II.1 Môn học, mô đun cơ sở 19 345 169 157 15 4 AUTM52023 Toán kĩ thuật 2 30 14 14 2 0 AUTM53024 Hình học lắp đặt 3 45 15 27 3 0 Bản vẽ thiết bị đo AUTM53006 3 45 42 0 3 0 lường AUTM52101 An toàn TĐH 2 45 14 29 1 1 ELEI53154 Điện kỹ thuật 1 3 60 28 29 2 1 AUTM53102 Điện tử cơ bản 3 60 28 29 2 1 AUTM53104 Mạch logic số 3 60 28 29 2 1 Môn học, mô đun II.2 chuyên môn ngành, 37 930 252 644 17 17 nghề AUTM55005 Thiết bị đo lường 5 90 56 29 4 1 AUTM54108 Lắp đặt hệ thống TĐH 1 4 90 28 58 2 2 Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 2
Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Mã Thực hành/ Kiểm tra Tên môn học, mô đun tín Tổng MH/MĐ/HP thực tập/ chỉ số Lý thí nghiệm/ thuyết LT TH bài tập/ thảo luận Cơ sở điều khiển quá AUTM53110 3 60 28 29 2 1 trình Hiệu chuẩn thiết bị đo AUTM55107 5 120 28 87 2 3 lường AUTM54109 Lắp đặt hệ thống TĐH 2 4 90 28 58 2 2 AUTM52112 Đấu nối dây 2 45 14 29 1 1 Hệ thống điều khiển AUTM54113 4 90 28 58 2 2 thủy lực - khí nén AUTM55115 PLC 5 120 28 87 2 3 AUTM55222 Thực tập sản xuất 5 225 14 209 0 2 Tổng cộng 70 1560 538 954 42 26 5.2. Chương trình chi tiết mô-đun: Thời gian (giờ) Thực hành, Số TT Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra số thuyết thảo luận, bài tập LT TH 1 Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén 2 2 0 Bài 2: Các phần tử cơ bản trong hệ thống 2 22 12 9 1 điều khiển thủy lực khí nén Bài 3: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ 3 24 5 18 1 thống thủy lực khí nén 4 Bài 4: Phương pháp điều khiển theo tầng hệ 22 5 17 thống điện khí nén 5 Bài 5: Phương pháp điều khiển theo nhịp 20 4 14 1 1 Cộng 90 28 58 2 2 6. Điều kiện thực hiện mô-đun: Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 3
6.1. Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: - Phòng học lý thuyết: đáp ứng phòng học chuẩn. - Phòng thực hành: Phòng thủy lực – khí nén. 6.2. Trang thiết bị máy móc: - Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn, bút viết bảng/phấn trắng và màu, giẻ lau - Các thiết bị, máy móc: các thiết bị thủy lực khí nén, các bàn gá đặt thiết bị, các dây và ống nối, kìm cắt, cờ lê, đồng hồ số và các thiết bị/ công cụ/dụng cụ khác như đã liệt kê ở mục III. 6.3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: - Giáo trình, giáo án. - Các bản vẽ cấu tạo các thiết bị thủy lực, khí nén. - Qui trình thực hành (nếu có). - Phiếu đánh giá thực hành. - Phần mềm chuyên dụng. 6.4. Các điều kiện khác: 7. Nội dung và phương pháp đánh giá 7.1. Nội dung: - Kiến thức: bài 1, bài 2, bài 3, bài 4, bài 5. - Kỹ năng: bài 2, bài 3, bài 4, bài 5. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong công việc; + Tuân thủ nghiêm túc các quy định an toàn trong hệ thống thủy lực khí nén. 7.2. Phương pháp đánh giá: 7.1 Kiểm tra thưởng xuyên: - Số lượng bài: 02. - Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện tại thời điểm bất kỳ trong quá trình học thông qua việc kiểm tra vấn đáp trong giờ học, kiểm tra viết với thời gian làm bài bằng hoặc dưới 30 phút, kiểm tra một số nội dung thực hành, thực tập, chấm điểm bài tập. 7.2 Kiểm tra định kỳ: - Số lượng bài: 04, trong đó 02 bài lý thuyết và 02 bài thực hành. - Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện theo theo số giờ kiểm tra được quy định trong chương trình môn học ở mục III có thể bằng hình thức kiểm tra viết từ 45 đến 60 phút, chấm điểm bài tập lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực tập. Giáo viên biên soạn đề kiểm tra lý thuyết kèm đáp án và đề kiểm tra thực hành kèm biểu mẫu đánh giá thực hành theo đúng biểu mẫu qui định. Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 4
7.3 Thi kết thúc môn học: lý thuyết và thực hành. - Hình thức thi: Tích hợp trắc nghiệm và thực hành - Thời giant thi: 90÷120 phút. - Chuẩn đầu ra đáp ứng: A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3, C4. Stt Bài kiểm tra Hình thức Nội dung Chuẩn đầu Thời gian kiểm tra ra đáp ứng 1. Bài kiểm tra Lý thuyết: tự Bài 1, bài 2 A1, A2 45÷60 phút số 1 luận/trắc nghiệm/báo cáo 2. Bài kiểm tra Thực hành Bài 2 và bài 3 B1, B2, C1, 90÷120 số 2 C2, C3, C4. phút 3. Bài kiểm tra Lý thuyết: tự Bài 3, bài 4 và A2, A3 45÷60 phút số 3 luận/trắc bài 5 nghiệm/báo cáo 4. Bài kiểm tra Thực hành Bài 4 và bài 5 B1, B2, B3, 90÷120 số 4 C1, C2, C3, phút C4. 5. Thi kết thúc Lý thuyết + Bài 1, bài 2 và A1, A2, 90÷120 mô đun thực hành bài 3, bài 4, A3, B1, B2, phút bài 5 B3, C1, C2, C3, C4. 8. Hướng dẫn thực hiện mô-đun 8.1. Phạm vi áp dụng chương trình - Chương trình mô đun này được áp dụng cho nghề sửa chữa thiết bị tự động hóa, trình độ trung cấp và cao đẳng. 8.2. Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy, học tập môn học: - Đối với giảng viên/giáo viên: + Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết hoặc tích hợp hoặc thực hành phù hợp với từng chương/bài học với thời lượng theo giờ dạy hoặc theo buổi dạy. + Tổ chức giảng dạy: tập trung đối với giờ lý thuyết và chia ca đối với giờ thực hành theo qui định. - Đối với người học: + Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 5
+ Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. + Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 6-8 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. + Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. + Tham dự thi kết thúc môn học. + Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 8.3. Những trọng tâm chương trình cần chú ý: Các bài có nội dung quan trọng như nhau. 9. Tài liệu cần tham khảo: [1]. Điều khiển điện khí nén, Trường Cao Đẳng Nghề Phú Thọ [2]. PGS TS Lê Hiếu Giang, TS Nguyễn Hồng Hạnh,, Công nghệ thủy lực và khí nén, NXB Đại học quốc gia [3]. Nguyễn Văn Ban, Chu Văn Đức, Giáo trình điều khiển điện khí nén, Trường Cao Đẳng Nghề Đắc Lắk (2014) [4]. Nguyễn Phúc Đáo, Hệ thống khí nén – thủy lực, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật [5]. Bùi Minh Thảo, Hệ thống điều khiển thủy lực khí nén, Trường Cao Đẳng Dầu Khí (2013) [6]. Phan Đình Huấn, Thực hành khí nén, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, (2015) [7]. Nhiều tác giả, chuyên ngành Cơ điện tử, tủ sách Nhất nghệ tinh, NXB Trẻ, năm 2017; [8]. Nhiều tác giả, Sổ tay cơ khí, NXB Thế giới, tủ sách chuyên ngành Châu Âu, năm 2018; [9]. Table, Standards, Formulas, Mechanical and Metal Trades Handbook, Europa- Technical Book Serier, Europa Lehrmittel [10]. W. Haring, M. Metger, R.-C. Weber, Electropneumatics Advanced level, Festo Didactic GmbH & Co. KG. [11]. W. Braungardt, P. Lobelenz, G.Mark, FESTO Pneumatische Grundsteuerungen, Festo Didactic GmbH & Co. KG. [12]. J. P. Hasebrink, R. Kobler, FESTO Fundamentals of pneumatic control engineering, Festo Didactic GmbH & Co. KG. Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 6
[13]. M. Pany, S. Scharf, FESTO Electropneumatics Basic level, Festo Didactic GmbH & Co. KG. [14]. Doris Schwarzenberger, FESTO Pneumatics Basic level, Festo Didactic GmbH & Co. KG. BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THỦY LỰC KHÍ NÉN GIỚI THIỆU BÀI 1: Bài 1 là bài giới thiệu tổng quan về hệ thống thủy lực khí nén: các đại lượng cơ bản, Ưu nhược điểm hệ thống thủy lực, khí nén MỤC TIÊU CỦA BÀI 1 LÀ: Về kiến thức: Trình bày được ưu nhược điểm của hệ thống thủy lực khí nén. Ứng dụng của hệ thống thủy lưc khí nén. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Nghiêm túc, tuân thủ đúng qui định an toàn trong hệ thống thủy lực khí nén. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 7
Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm). Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng thủy lực – khí nén. Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu và các thiết bị dạy học khác Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan, các thiết bị thủy lực khí nén, các bàn gá đặt thiết bị, các dây và ống nối, kìm cắt, cờ lê, đồng hồ số và các thiết bị/ công cụ/dụng cụ khác. Các điều kiện khác: không có KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng hoặc kiểm tra viết dưới 30 phút.) Kiểm tra định kỳ lý thuyết/thực hành: không có. 1.1. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN 1.1.1. Áp suất a. Định nghĩa: Áp suất (P) là một đại lượng vật lý, được định nghĩa là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể. Trong hệ SI, đơn vị của áp suất bằng Newton trên mét vuông (N/m2), được gọi là Pascal (Pa) mang tên nhà toán học và vật lý người Pháp Blaise Pascal. Áp suất 1 Pa là rất nhỏ. Hình 1.1: Biểu diễn áp suất b. Các đơn vị áp suất thông dụng: Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 8
Pa bar KG/cm2 atm mmH20 mmHg psi Pa 1 1x10-5 1,01972x10-5 9,86923x10-6 1,01972x10-1 7,50062x10-3 1,45038x10-8 bar 1x105 1 1,01972 9,86923x10-1 1,01972x104 7,50062x102 1,45048x10 KG/cm2 9,80665x104 9.80665x10-1 1 9,67841x10-1 1x104 7,35559x102 1,42234x10 atm 1,01325x105 1,01325 1,03323 1 1,03323x104 7,60x102 1,46960x10 mmH20 9,80665 9,80665x10-5 1x10-4 9,67841x10-5 1 7,35559x10-2 1,42234x10-3 mmHg 1,33322x102 1,33322x10-5 1,35951x10-3 1,31579x10-3 1,35951x10-3 1 1,93368x10-2 psi 6,89473x103 6,89473x10-2 7,03065x10-2 6,80457x10-2 7,03067x102 5,17147x10 1 Bảng 1.1: Bảng qui đổi các đơn vị áp suất c. Phân loại áp suất: - Áp suât tương đối: Áp suất so với áp suất khí quyển (Áp suất khí quyển có giá trị bằng 1atm). Kí hiệu bằng chữ g phía sau mỗi đơn vị hoặc không có ghi kí hiệu. Ví dụ 1 psig hay 1 psi... - Áp suất tuyệt đối: Áp suất so với chân không tuyết đối (Môi trường không tồn tại không khí hay hút hết không khí). Kí hiệu bằng chữ a phía sau mỗi đơn vị. Ví dụ 1 psia... - Áp suất chênh áp: Chênh lệch giữa 2 nguồn áp suất (Hiệu áp suất), có phân biệt dấu ±. Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 9
AÙp suaát tuyeät ñoái AÙp suaát dö 17 16 16 15 15 14 Khoaûng aùp suaát 14 13 coâng nghieäp 13 12 môû roän g 12 11 11 10 10 9 Khoaûng aùp suaát 9 8 thöôøng söû duïng 8 7 7 6 6 5 AÙp suaát thaáp 5 4 4 3 3 2 2 1 1 0 AÙp suaát khí quyển 0 Chaân khoâng tuyeät ñoái Hình 1.2: Dải áp suất thường được sử dụng trong công nghiệp 1.1.2. Lực: Áp lực là lực tác động lên diện tích bề mặt của một vật. Lực ép vuông góc với diện tích bề mặt chịu lực. Áp lực là đại lượng véc-tơ, tuy nhiên vì đã xác định được phương (vuông góc với bề mặt chịu lực) và chiều (hướng vào mặt chịu lực) nên khi nói về áp lực, người ta có thể chỉ nói về độ lớn (cường độ). Đơn vị đo của áp lực là Newton (N), F = P. A . 1.1.3. Công: Khi lực không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: A = F .s.cos(α ) Đơn vị của công là Joule (J), 1 Joule là công sinh ra dưới tác dụng 1 Newton để vật thể m 2 kg dịch chuyển quãng đường 1m.= 1J 1= Nm 1 2 s 1.1.4. Công suất: A Công suất là đại lượng được đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian P = , t đơn vị của công là Joule/giây (J/s) hoặc Watt (W). Bài 1: Tổng quan hệ thống thủy lực khí nén Trang 10