Giáo trình Khí nén - thủy lực (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Khí nén - thủy lực (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu giúp sinh viên trình bày được cấu trúc, phân tích được sơ đồ của một số hệ thống điều khiển khí nén-thủy lực thông dụng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Khí nén - thủy lực (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

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. 1
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Khí nén-Thủy lực được biên soạn dựa theo chương trình đào tạo chất lượng cao đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Cắt gọt kim loại hệ Cao đẳng. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có ví dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết. Trong quá trình thực hiện, ban biên soạn đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn, khoa học và trách nhiệm của nhiều chuyên gia, biên soạn giáo trình dựa trên năng lực thực hiện, tuy nhiên, không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để giáo trình được hoàn thiện hơn, đáp ứng được yêu cầu thực tế sản xuất của các doanh nghiệp hiện tại và trong tương lai. Cần Thơ, ngày tháng năm 20 Tham gia biên soạn 1.Chủ biên: Võ Thanh Giang 2.Huỳnh Chí Linh 2
MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ............................................................................................ 1 LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................................ 2 MỤC LỤC ....................................................................................................................... 3 BÀI 1: HỆ THỐNG KHÍ NÉN ....................................................................................... 7 1. Khái niệm chung ......................................................................................................... 7 2. Ứng dụng khí nén ........................................................................................................ 7 3. Đơn vị đo ..................................................................................................................... 7 4.Máy nén khí.................................................................................................................. 9 5.Bộ lọc khí ................................................................................................................... 10 6.Van khí nén trong hệ thống điều khiển ...................................................................... 12 6.1.Van đảo chiều .......................................................................................................... 12 6.2.Van chặn.................................................................................................................. 16 6.3.Van tiết lưu .............................................................................................................. 18 6.4.Van áp suất .............................................................................................................. 19 6.5.Van điều chỉnh thời gian ......................................................................................... 19 7.Xy lanh ....................................................................................................................... 20 7.1. Xy lanh tác động đơn ............................................................................................. 20 7.2.Xy lanh tác động kép............................................................................................... 21 7.3.Xy lanh màng .......................................................................................................... 21 7.4.Xy lanh quay bằng thanh răng ................................................................................ 22 7.5.Lực đẩy của xy lanh ................................................................................................ 22 8.Thiết kế mạch điều khiển khí nén .............................................................................. 23 8.1.Biểu đồ trạng thái .................................................................................................... 23 8.2.Thiết kế mạch điều khiển theo tầng ........................................................................ 24 9.Điều khiển điện-khí nén ............................................................................................. 27 9.1.Các phần tử điện ...................................................................................................... 27 9.2.Van đảo chiều điều khiển bằng nam châm điện...................................................... 29 9.3.Mạch điều khiển điện-khí nén ................................................................................. 30 10.Thực hành ................................................................................................................. 33 BÀI 2: HỆ THỐNG THỦY LỰC ................................................................................. 38 1.Định luật của chất lỏng .............................................................................................. 38 2.Đơn vị đo các đại lượng cơ bản ................................................................................. 39 3.Thiết bị cung cấp và xử lý dầu ................................................................................... 40 4.Van thủy lực ............................................................................................................... 45 4.1. Van áp suất ............................................................................................................. 45 4.2. Van đảo chiều ......................................................................................................... 47 4.3.Van tiết lưu .............................................................................................................. 49 4.4. Bộ ổn tốc ................................................................................................................ 50 4.5.Van Chặn ................................................................................................................. 50 5.Xi lanh truyền động .................................................................................................... 52 5.1.Phân loại .................................................................................................................. 52 5.2.Tính toán xi lanh truyền lực .................................................................................... 53 6. Thực hành .................................................................................................................. 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 58 3
MÔ ĐUN KHÍ NÉN-THỦY LỰC Tên mô đun: KHÍ NÉN-THỦY LỰC Mã mô đun: MĐ 20 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun - Vị trí: Mô đun được bố trí giảng dạy sau khi học xong môn học, mô đun cơ sở khác như điện cơ bản, máy cắt, đồ gá... - Tính chất của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc trong chương trình đào tạo cao đẳng Cắt gọt kim loại - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Hệ thống khí nén-thủy lực có vai trò quan trọng trong các nghành công nghiệp. Theo thống kê chưa đầy đủ, khoảng 80% các nhà máy sản xuất hoạt động cần đến sự hoạt động của hệ thống khí nén. Các ngành công nghiệp ngày càng mở rộng sản xuất đòi hỏi nhu cầu ngày càng cao hơn về hệ thống khí nén cả về chất lượng lẫn số lượng. Mô đun này cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về xi lanh, van, cảm biến... làm cơ sở để thiết kế và vận hành các máy và hệ thống điều khiển bằng khí nén-thủy lực… Mục tiêu của mô đun: Sau khi học xong môn học này học viên có năng lực - Kiến thức: + Trình bày được cấu trúc, phân tích được sơ đồ của một số hệ thống điều khiển khí nén-thủy lực thông dụng - Kỹ năng: + Thiết lập được sơ đồ hệ thống điều khiển khí nén-thủy lực theo yêu cầu cho những thiết bị công nghệ đơn giản, điển hình. + Lựa chọn, lắp ráp và hiệu chỉnh được các phần tử khí nén, thủy lực trong sơ đồ hệ thống khí nén cơ bản. + Chạy thử, vận hành và kiểm tra các hệ thống điều khiển khí nén. + Phát hiện và khắc phục được các lỗi cơ bản trong hệ thống. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ. + Có năng lực lập kế hoạch, điều phối, phát huy trí tuệ tập thể + Có năng lực đánh giá và cải tiến các hoạt động chuyên môn ở quy mô trung bình Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 1 BÀI 1: HỆ THỐNG KHÍ NÉN 25 9 15 1 1. Khái niệm chung 0,25 0,25 2. Ứng dụng khí nén 0,25 0,25 4
3. Đơn vị đo 0,25 0,25 4.Máy nén khí 0,25 0,25 5.Bộ lọc khí 6.Van khí nén trong hệ thống điều khiển 2 2 6.1.Van đảo chiều 6.2.Van chặn 6.3.Van tiết lưu 6.4.Van áp suất 6.5.Van điều chỉnh thời gian 7.Xy lanh 7.1. Xy lanh tác động đơn 7.2.Xy lanh tác động kép 7.3.Xy lanh màng 7.4.Xy lanh quay bằng thanh răng 7.5.Lực đẩy của xy lanh 8.Thiết kế mạch điều khiển khí nén 4 4 8.1.Biểu đồ trạng thái 8.2.Thiết kế mạch điều khiển theo tầng 9.Điều khiển điện-khí nén 2 2 9.1.Các phần tử điện 9.2.Van đảo chiều điều khiển bằng nam châm điện 9.3.Mạch điều khiển điện-khí nén 10.Thực hành 15 15 Kiểm tra 1 1 2 BÀI 2: HỆ THỐNG THỦY LỰC 20 6 13 1 1.Định luật của chất lỏng 0,25 0,25 2.Đơn vị đo các đại lượng cơ bản 0,5 0,5 3.Thiết bị cung cấp và xử lý dầu 0,25 0,25 4.Van thủy lực 3 3 4.1. Van áp suất 4.2. Van đảo chiều 4.3.Van tiết lưu 4.4. Bộ ổn tốc 5
4.5.Van Chặn 5.Xi lanh truyền động 2 2 5.1.Phân loại 5.2.Tính toán xi lanh truyền lực 6. Thực hành 13 13 Kiểm tra 1 1 Cộng 45 15 28 2 6
BÀI 1: HỆ THỐNG KHÍ NÉN Mã bài: MĐ20- 01 Giới thiệu: Các phần tử trong hệ thống khí nén quan trọng vô cùng. Vì vậy trước khi hiểu được và làm được thì chúng ta phải hiểu được nguyên lý, các cấu tạo của các phần tử van, cơ cấu chấp hành khí nén trong mạch cần làm. Một hệ thống khí nén có rất nhiều các phần tử khí nén và mỗi phần tử có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau. Như vậy chúng ta cần nắm được những kiến thức trên thông qua bài này để điều khiển, thiết kế mạch được tối ưu hơn. Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén. - Lắp đặt được hệ thống điều khiển khí nén cơ bản. - Chủ động, sáng tạo và an toàn trong thực hành. Nội dung chính: 1. Khái niệm chung Hệ thống khí nén là hệ thống mà trong đó các thiết bị hoạt động nhờ sự tác động của dòng khí nén. Bằng việc nén khí, năng lượng khí được tích lũy để cung cấp cho các hệ thống khí. Năng lượng khí nén là nguồn khí lấy từ môi trường, nó bị nén bởi máy nén nhằm giảm thể tích và tăng áp lực. 2. Ứng dụng khí nén Công nghệ khí nén đang được khoa học áp dụng một cách phổ biến để chế tạo các loại máy móc phục vụ cho phát triển sản suất trong cuộc sống. Các dụng cụ,thiết bị máy va đập: Các thiết bị, máy móc trong lĩnh vực như khai thác như: khai thác đá, khai thác than, trong các công trình xây dựng như: xây dựng hầm mỏ, đường hầm. Truyền động quay: Truyền động động cơ quay với công suất lớn bằng khí nén giá thành rất cao. Nếu so sánh giá thành tiêu thụ điện của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén và một động cơ điện có cùng công suất, thì giá thành tiêu thụ điện của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén cao hơn 10 đến 15 lần so với động cơ điện. Nhưng ngược lại thể tích và trọng lượng nhỏ hơn 30% so với động cơ điện có cùng công suất. Những dụng cụ vặn vít, máy khoan, công suất khoảng 3,5 Kw, máy mài, công suất khoảng 2,5 Kw cũng như máy mài với công suất nhỏ, nhưng số vòng quay khoảng 100.000 vòng/phút thì khả năng sử dụng truyền động bằng khí nén là phù hợp. Truyền động thẳng: Vận dụng truyền động thẳng bằng áp suất khí nén cho truyền động thẳng trong các dụng cụ, đồ gá kẹp chi tiết, trong các thiết bị đóng gói, trong các loại máy gia công gỗ, thiết bị làm lạnh cũng như trong hệ thống phanh hãm của ô tô. Trong các thiết bị đo và kiểm tra máy nén khí 3. Đơn vị đo 3.1.Áp suất Ký hiệu: Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lường SI là Pascal (Pa). Pascal là áp suất phân bố đều trên bề mặt có diện tích 1m2 với lực tác động vuông góc lên bề mặt đó là 1Newton (N). 7
1Pa = 1N/m2 1Pa = 1 kgm/s2/m2 = 1 kg/ms2 Trong thực tế người ta dùng đơn vị bội số của Pascal là Megapascal (MPa) 1Mpa = 106 Pa Ngoài ra còn sử dụng đơn vị bar: 1 bar = 105 Pa Và đơn vị Kp/cm2 (theo tiêu chuẩn Cộng hòa liên bang Đức) 1 Kp/ cm2 = 0,980665 bar = 0,981 bar 1 bar = 1,02 Kp/ cm2 Trong thực tế có thể coi: 1bar = 1Kp/cm2 = 1at (Atmosphere) Ngoài ra một số nước Anh, Mỹ còn sử dụng đơn vị đo áp suất (psi) 1bar = 15,4 psi 3.2.Lực Ký hiệu: F Đơn vị của lực là Newton (N) 1N là lực tác động lên đối tượng có khối lượng 1kg với gia tốc 1m/s2 F = ma Một kgf tạo ra gia tốc 1g (9,81m/s2) khi tác dụng vào khối lượng 1kg Do đó: 1kgf = 9,81N Hệ Anh: pound lực (lbsf) 1kg = 2,2046 pound (lb) 3.3.Công Ký hiệu: A Đơn vị của công là Joule (J) 1J là công sinh ra dưới tác động của lực 1N để vật có thể dịch chuyển quảng đường là 1m. 1 J = 1 Nm. 3.4.Công suất Ký hiệu: P Đơn vị của công suất là Watt (W) 1W là công suất của một thiết bị thực hiện công bằng 1J trong 1s. 1 W = 1 J/s = 1 Nm/s. 3.5.Độ nhớt động Độ nhớt động không có vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển khí nén. Đơn vị của độ nhớt động là m2/s. 1m2/s là độ nhớt động của một chất có độ nhớt động lực 1Pa.s và khối lượng riêng 1kg/m2 v = η/ρ Trong đó: η: Độ nhớt động lực (Pa.s) ρ : khối lượng riêng (kg/m3) v : độ nhớt động (m2/s) Ngoài ra, người ta còn sử dụng đơn vị đo độ nhớt động là Stokes (St) hoặc là CentiStockes (cSt). 8
Hình 1.1: Sự phụ thuộc áp suất, nhiệt độ và độ nhớt động của không khí 4.Máy nén khí Hệ thống điều khiển khí nén hoạt động dựa trên nguồn cung cấp khí nén, khí nén phải được cung cấp với số lượng và áp suất phù hợp với công suất của hệ thống. Áp suất khí được tạo ra từ máy nén khí, ở đó năng lượng cơ học của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong được chuyển đổi thành năng lượng khí nén và nhiệt năng. Ký hiệu: Hình 1.2: Máy nén khí kiểu Pittong Hình 1.3: Máy nén khí kiểu cánh gạt 9
Hình 1.4: Máy nén khí kiểu trục vít 5.Bộ lọc khí Ký hiệu: Hình 1.5: Bộ lọc khí Bộ lọc khí có 3 phần tử: van lọc, van điều chỉnh áp suất và van tra dầu. -Van lọc khí là làm sạch các chất bẩn và ngưng tụ hơi nước chứa trong nó. Khí nén sẽ tạo chuyển động xoắn khi qua lá xoắn kim loại, sau đó qua phần tử lọc, các chất bẩn được tách ra và bám vào màng lọc, cùng với những phân tử nước được để lại nằm ở đáy của bầu lọc. Tùy theo yêu cầu chất lượng của khí nén mà chọn phần tử lọc. Độ lớn của phần tử lọc nên chọn từ 20µm - 50µm. -Van điều chỉnh áp suất: nhiệm vụ của van áp suất là ổn định áp suất điều chỉnh, mặc dù có sự thay đổi bất thường của áp suất làm việc ở đường ra hoặc sự dao động của áp suất ở đầu vào. Áp suất ở đầu vào luôn luôn là lớn hơn áp suất ở đầu ra. 10
Hình 1.6: Van lọc khí nén Van điều chỉnh áp được điều chỉnh bằng vít điều chỉnh tác động lên màng kín. Phía trên của màng chịu tác dụng của áp suất đầu ra, phía dưới chịu tác dụng của lực lò xo sinh ra do vít điều chỉnh. Bất kỳ sự tăng áp ở đầu tiêu thụ gây cho màng kín dịch chuyển chống lại lực căn của lò xo vì vậy hạn chế dòng khí đi qua miệng van cho tới lúc có thể đóng sát. Khi khí nén được tiêu thụ, áp suất đầu ra giảm, kết quả là đĩa van được mở bởi lực căn lò xo lực. Để ngăn chặn đĩa van dao động chập chờn phải dùng đến lò xo cản gắn trên đĩa van. Hình 1.7: Van điều chỉnh áp suất - Van tra dầu: được sử dụng đảm bảo cung cấp bôi trơn cho các thiết bị trong hệ thống điều khiền khí nén nhằm giảm ma sát, sự ăn mòn và sự gỉ Hình 1.8: Van tra dầu 11
6.Van khí nén trong hệ thống điều khiển 6.1.Van đảo chiều Van đảo chiều là cơ cấu chỉnh hướng có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lượng đi qua van chủ yếu bằng cách đóng, mở hay chuyển đổi vị trí để thay đổi hướng của dòng năng lượng. 6.1.1.Nguyên lý hoạt động Khi chưa có tín hiệu tác động vào cửa (12) thì cửa (1) bị chặn và cửa (2) nối với cửa (3). Khi có tín hiệu tác động vào cửa (12) nòng van sẽ dịch chuyển về phía bên phải, cửa (1) nối với cửa (2) và cửa (3) bị chặn. Trường hợp tín hiệu tác động vào cửa (12) mất đi, dưới tác động của lực lò xo, nòng van trở về vị trí ban đầu. Hình 1.9: Van đảo chiều 6.1.2.Ký hiệu van đảo chiều Van đảo chiều có rất nhiều dạng khác nhau, nhưng dựa vào đặc điểm chung là số cửa, số vị trí và số tín hiệu tác động. Chuyển đổi vị trí của nòng van được biểu diễn bằng các ô vuông liền nhau với các chữ cái 0, a, b, c, … hay các số 0, 1, 2, 3 … Vị trí “0” là được ký hiệu là vị trí mà khi van chưa có tín hiệu tác động của ngoài vào. Đối với van có 3 vị trí, thì vị trí giữa là vị trí “0”, còn đối với van có 2 vị trí, thì vị trí “0” có thể là a hoặc b, thường thì vị trí b là vị trí “0”. Bên trong ô vuông của mỗi vị trí là các đường thẳng có hình mũi tên, biểu diễn hướng chuyển động của dòng khí qua van. Trường hợp dòng khí bị chặn, được biểu diễn bằng dấu gạch ngang. - Số cửa (đường): là số lỗ để dẫn khí hoặc dầu vào hay ra. Số cửa của van đảo chiều thường dùng là 2, 3, 4, 5. Đôi khi có thể nhiều hơn. Thường kí hiệu: Cửa nối với nguồn : P Cửa nối làm việc: A, B, C… Cửa xả lưu chất: R, S, T… 12
- Số tín hiệu: là tín hiệu kích thích con trượt chuyển từ vị trí này sang vị trí khác. Có thể là 1 hoặc 2. Thường dùng các kí hiệu: X, Y, … Cửa nối van được ký hiệu như sau: ISO 5599 ISO 1219 Cửa nối với nguồn(từ bộ lọc khí) 1 P Cửa nối làm việc 2 , 4, 6, … A , B , C, … Cửa xả khí 3 , 5 , 7… R , S , T… Cửa nối tín hiệu điều khiển 12 , 14… X,Y… Một số van đảo chiểu thông dụng: -Van đảo chiều 2/2 -Van đảo chiều 3/2 -Van đảo chiều 4/2 -Van đảo chiều 5/2 -Van đảo chiều 4/3 6.1.3.Tín hiệu tác động Nếu ký hiệu lò xo nằm ngay phía bên phải của ký hiệu van đảo chiều, thì van đảo chiều đó có vị trí “không”, vị trí đó là ô vuông phía bên phải của ký hiệu van đảo chiều và được ký hiệu “0”. Điều đó có nghĩa là khi nào chưa có tác động vào nòng van, thì lò xo tác động giữ vị trí đó. Tác động phía đối diện của van, ví dụ: tín hiệu tác động bằng cơ, bằng khí nén hay bằng điện giữ ô vuông phía bên trái của van và được ký hiệu “1”. 13
Tác động bằng tay Nút bấm Nút nhấn tổng quát Tay gạt Bàn đạp Tác động bằng cơ Đầu dò Cữ chặn bằng hành trình tác động 2 chiều Cữ chặn bằng hành trình tác động 1 chiều Lò xo Nút nhấn có rãnh định vị Tác động bằng điện Trực tiếp Bằng nam châm điện và van phụ trợ Tác động bằng khí Trực tiếp bằng dòng khí đầu vào Trực tiếp bằng dòng khí đầu ra Gián tiếp bằng dòng khí đầu vào qua van phụ Gián tiếp bằng dòng khí đầu ra qua van phụ 6.1.4.Van đảo chiều có vị trí “không” (không duy trì) -Van đảo chiều có vị trí “không” là loại van nếu không có tín hiệu tác động thì van chỉ dừng ở một vị trí duy nhất (đối với van có hai vị trí thì thường vị trí b; loại van có 3 vị trí thì vị trí “không” nằm ô vuông ở giữa). -Van đảo chiều 2/2, tác động cơ học-đầu dò: Hình 1.10: Van đảo chiều 2/2 14
-Van đảo chiều 3/2, tác động cơ học-đầu dò: Hình 1.11: Van đảo chiều 3/2 -Van đảo chiều 3/2, tác động bằng tay-nút ấn: -Van đảo chiều 4/2, tác động bằng bàn đạp: -Van đảo chiều 5/2, tác động bằng cơ – đầu dò: Hình 1.12: Van đảo chiều 5/2 -Van đảo chiều 5/2, tác động bằng khí nén: Hình 1.13: Van đảo chiều 5/2 15
6.1.5.Van đảo chiều không có vị trí “không” (có duy trì) Van đảo chiều không có vị trí “không“ là loại van sau khi tín hiệu tác động lần cuối lên nòng van không còn nữa, thì van sẽ giữ nguyên vị trí lần đó, khi nào chưa có tác động lên phía đối diện nòng van. Vị trí tác động được ký hiệu a, b, c… Tác động lên nòng van có thể là: - Tác động bằng tay, bàn đạp. - Tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi vào hay đi ra từ hai phía nòng van. - Tác động trực tiếp bằng điện từ hay gián tiếp bằng dòng khí nén đi qua van phụ trợ. Loại van đảo chiều chịu tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi vào hay đi ra từ hai phía nòng van hay tác động trực tiếp bằng điện từ hoặc gián tiếp bằng dòng khí nén đi qua van phụ trợ được gọi là van đảo chiều xung bởi vì vị trí của van được thay đổi khí có tín hiệu xung tác động lên nòng van. -Van trượt đảo chiều 3/2 tác động bằng tay: Hình 1.14: Van trượt đảo chiều 3/2 Khi dịch chuyển ống lót sang vị trí a, thì cửa P nối cửa A và cửa R bị chặn. Khi dịch chuyển ống lót sang vị trí b, thì cửa A nối với cửa R và cửa P bị chặn. -Van xoay đảo chiều 4/3 tác động bằng tay: Hình 1.15: Van trượt đảo chiều 4/3 6.2.Van chặn Van chặn là loại van chỉ cho lưu lượng khí đi qua một chiều, chiều ngược lại bị chặn. 16
6.2.1.Van một chiều Van một chiều có tác dụng chỉ cho lưu lượng khí nén đi qua một chiều, chiều ngược lại bị chặn. Nguyên lý hoạt động và ký hiệu van một chiều, dòng khí nén đi từ A qua B, chiều từ b qua A bị chặn. Hình 1.16: Van một chiều 6.2.2.Van OR Nguyên lý hoạt động và ký hiệu van logic OR như sau: Khi có dòng khí nén qua cửa P1 sẽ đẩy piston trụ của van sang vị trí bên phải chắn cửa P2, như vậy cửa P1 nối với cửa A. Khi có dòng khí nén qua cửa P2 sẽ đẩy piston trụ của van sang vị trí bên trái chắn cửa P1, như vậy cửa P2 nối với cửa A. Như vậy, van logic OR có chức năng là nhận tín hiệu điều khiển ở những vị trí khác nhau trong hệ thống điều khiển. Hình 1.17: Van OR 6.2.3.Van AND Khi có dòng khí nén qua cửa P1 sẽ đẩy piston trụ của van sang vị trí bên phải như vậy cửa P1 bị chặn. Khi có dòng khí nén qua cửa P2 sẽ đẩy piston trụ của van sang vị trí bên trái, cửa P2 bị chặn. Nếu dòng khí nén đồng thời đi qua cửa P1 và P2, cửa A sẽ nhận được tín hiệu, tức là khí nén sẽ đi qua cửa A. Như vậy van logic AND có chức năng là nhận tín hiệu điều khiển cùng một lúc ở những vị trí khác nhau trong hệ thống điều khiển. Hình 1.18: Van AND 17
6.2.4.Van xả khí nhanh Khi dòng khí nén đi qua cửa P2 sẽ đẩy piston trụ sanh phải chắn cửa R, như vậy cửa P nối với cửa A. Trường hợp ngược lại, khi dòng khí nén đi từ A sẽ đẩy pít - tông trụ sang trái chắn cửa P và như vậy cửa A nối với cửa R. Van xả khí nhanh thường lắp ở vị trí gần cơ cấu chấp hành, ví dụ piston có nhiệm vụ xả khí nhanh ra ngoài. Hình 1.19: Van xả khí nhanh 6.3.Van tiết lưu Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian chạy của cơ cấu chấp hành. Ngoài ra van tiết lưu cũng có nhiệm vụ điều chỉnh thời gian chuyển đổivị trí của van đảo chiều. Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện. 6.3.1.Van tiết lưu có tiết diện không đổi: Löu löôïng doøng chaûy qua khe hôû cuûa van coù tieát dieän khoâng thay ñoåi ñöôïc. Hình 1.20: Van tiết lưu 6.3.2.Van tiết lưu có tiết diện thay đổi: Van tiết lưu có tiết diện thay đổi điều chỉnh được lưu lượng dòng chảy qua van. Hình vẽ là nguyên lý hoạt động và ký hiệu của van tiết lưu có tiết diện thay đổi, tiết lưu được cả hai chiều của dòng khí nén đi từ A qua B và ngược lại. Tiết diện được thay đổi bằng vít điều chỉnh. Hình 1.21: Van tiết lưu có tiết diện thay đổi 18
6.4.Van áp suất 6.4.1.Van an toàn Van an toàn có nhiệm vụ giữ áp suất lớn nhất mà hệ thống có thể tải. Khi áp suất lớn hơn áp suất cho phép của hệ thống thì dòng áp suất khí nén sẽ thắng lực lò xo và khí nén sẽ theo cửa R thoát ra ngoài môi trường. 6.4.2.Van tràn Nguyên tắc hoạt động của van tràn tương tự như van an toàn nhưng chỉ khác ở chỗ là khi áp suất ở cửa P đạt được giá trị xác định thì cửa p sẽ nối với cửa A nối với hệ thống điều khiển. 6.4.3.Van điều chỉnh áp suất: Van điều chỉnh áp suất có công dụng giữ áp suất không đổi ngay cả khi có sự thay đổi bất thường của tải trọng làm việc ở phía đường ra hoặc sự dao động của áp suất đường vào van. Nguyên tắc hoạt động của van điều chỉnh áp suất như sau: khi điều chỉnh trục vít, tức là điều chỉnh vị trí của đĩa van, trong trường hợp áp suất của đường ra tăng lên so với áp suất được điều chỉnh, khí nén sẽ qua lỗ thông tác dụng lên màng, vị trí kim van thay đổi, khí nén qua lỗ xả khí ra ngoài. Đến khi áp suất ở đường ra giảm xuống bằng với áp suất được điều chỉnh, kim van trở về vị trí ban đầu. Hình 1.22: Van điều chỉnh áp suất 6.5.Van điều chỉnh thời gian 6.5.1.Rơle thời gian đóng chậm Rơle thời gian đóng chậm gồm cụm các phần tử: van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay, bình trích chứa, van đảo chiều 3/2 ở vị trí “không” cửa P bị chặn. 19
Hình 1.23: Van điều chỉnh đóng bằng rơ le thời gian Khí nén qua van tiết lưu một chiều, cần thời gian t1 để làm đầy bình chứa, sau đó tác động lên nòng van đảo chiều, van đảo chiều chuyển đổi vị trí, cửa P nối với cửa A. 6.5.2.Rơle thời gian ngắt chậm Rơle thời gian đóng chậm, về nguyên lý, cấu tạo cũng tương tự như rơle thời gian đóng chậm, nhưng van một chiều có chiều ngược lại. Hình 1.24: Van điều chỉnh mở bằng rơ le thời gian 6.6.Van chân không Van chân không là cơ cấu có nhiệm vụ hút và giữ chi tiết bằng lực chân không, chân không được tạo ra bằng bơm chân không hay bằng nguyên lý ống Ventury. Hình 1.25: Van chân không 7.Xy lanh Xy lanh có nhiệm vụ biến đổi năng lượng của nguồn khí nén thành công cơ học dưới dạng chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay 7.1. Xy lanh tác động đơn 20