ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm Nhận xét của giáo viên hướng dẫn …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 1 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm Lời nói đầu Để theo kịp sự phát triển của thế giới về lĩnh vực khoa học, đáp ứng nhu cầu về nhân lực của sự phát triển công nghiệp hóa hiên đại hóa đất nước với nhiều ngành nghề. Trong các ngành đang phát triển mạnh mẽ gần đâycó một ngành mà thế giới đang đầu tư vào khai thác bởi lợi ích nó đem lại cho con người là rất lớn đó là ngành Cơ Điện Tử. Việt Nam là một nước đang phát triển việc đi tắt đón đầu các thành tựu công nghệ tiến bộ của thế giới là một bước đi hoàn hảo đúng đắn của đảng và nhà nước ta do vậy việc đưa nganh Cơ Điện Tử vào giảng dạy là một điều tất yếu. Ngành Cơ Điện Tử là ngành đem lại nhiều lợi ích cho con người, với khả năng tự động hóa cao giúp con người một lúc có thể sản xuất nhiều sản phẩm, giảm lao động bằng chân tay của con người… Để tạo ra một hệ thống tự động đưa vào sản xuất trong các nhà máy xí nghiệp thì yêu cầu phải nắm bắt được nhiều công nghệ như: Cơ khí, Tin học, Điện Tử… Nhưng bộ môn Công nghệ thủy lực khí nén là một trong những bộ môn quan trọng của ngành Cơ Điện Tử. Ngày nay , ngành công nghiệp phát triên mạnh đòi hỏi quy trình làm việc nhanh và hiệu quả. Quy trình công nghệ Thiết bị phân loại sản phẩm mà em thực hiện là một phần rất nhỏ trong thời đại công nghiệp hóa ngày nay. Có nhiều phương pháp để thiết kế một hệ thống điều khiển Thiết bị phân loại sản phẩm khác, nhưng ở đây em xin trình bày hệ thống Thiết bị phân loại sản phẩm bằng khí nén kết hợp với điện. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Hoàng Hữu Tân đã tận tình chỉ bảo cho em để em có thể hoàn thành xong đồ án này. Trong quá trình thực hiện đồ án mặc dù em đã rất cố gắng nhưng chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót. Vì vậy, em rất mong có những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để bản đồ án của em có thể hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 2 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm DẪN NHẬP I. HIỆN TRẠNG Ngày nay,tự động hóa là sự ưu tiên lựa chọn trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tếquốc dân. Chính nhờ sự phát triển của tự động hóa mà con người tạo ra nhiều sản phẩm chất lượng cao nhằm đáp ứng nhiều nhu cầu phức tạp của dời sống xã hội. Hiện nay để sử dụng thiết bị phân loại sản phẩm trong các phân xưởng cơ khí người ta cần ít nhất 2 công nhân. Vì vậy yêu cầu tự động hóa hệ thống này là cân thiết để tiết kiệm nhân công và nâng cao năng suất hệ thống. II. VÀI NÉT VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THỦY LỰC KHÍ NÉN Không khí xung quanh ta nhiều và đó là một nguồn năng lượng rất lớn mà con người đã biết sử dụng chúng từ trước Công Nguyên. Tuy nhiên dự phát triển và ứng dụng của khí nén lúc đó còn rất hạn chế do chưa có sự phối hợp giữa các ngành vật lí, cơ học v.v Mãi cho đến thế kỉ XVII, nhà kĩ sư chế tạo người Đức Otto von Guerike, nhà toán học và nhà triết học người Pháp Blaise Pascal, cũng như nhà vật lí người Pháp Denis Papin đã xây dựng nên nền tảng cơ bản ứng dụng khí nén. Trong thế kỉ XIX, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượt được phát minh như: thư vận chuyển trong ống bằng khí nén (1835) của Joef Ritter, phanh bằng khí nén (1880), búa tán đinh bằng khí nén (1861) … Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện, vai trò sử dụng bằng khí nén giảm dần. Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng bằng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu trong nhiều lĩnh vực, mà khi sử dụng năng lượng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng năng lượng khí nén ở những dụng cụ nhỏ, nhưng truyền động với vận tốc lớn; sử dụng năng lượng khí nén ở những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, phun sơn, giá kẹp chi tiết …, và nhất là các dụng cụ, đò giá kẹp trong các máy. Cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, này nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển bằng thủy lực khí nén sử dụng trong các máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ CNC, phương tiện vận chuyển , máy cắt, máy ép phun, dây chuyền chế biến thực phẩm, …do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác cao, công suất lớn với kích thước nhỏ gọn và lắp đặt dễ dàng ở những không gian chật hẹp so với các thiết bị truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện. III. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA THỦY LỰC 1. Ưu điểm GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 3 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm - Truyền được công suất cao nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc bảo dưỡng. - Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và không cấp,dễ thực hiện tự động hóa tạo điều kiện làm việc theo chương trình cho sẵn. - Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc với nhau, các bộ phận nối thường là những đường ống dễ đổi chỗ. - Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao. - Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không bị va đập mạnh như trong trường hợp cơ khí hay điện. - Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ cấu chấp hành. - Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn. - Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch. - Tự động hóa đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các phần tử tiêu chuẩn hóa. 2. Nhược điểm - Mất mát trong đường ống và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu suất và hạn chế phạm vi sử dụng. - Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính được của chất lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn. - Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc thay đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi. 3. Yêu cầu giới hạn đề tài Thiết kế mô hình hệ thống thiết bị kiểm tra sản phẩm dùng năng lượng thủy lực(xilanh nén) kết hợp điều khiển bằng điện (điện-thủy lực nén). GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 4 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. NGUỒN THỦY LỰC 1. Bơm dầu và động cơ dầu - Bơm và động cơ dầu là hai thiết bị có chức năng khác nhau. Bơm là phần tử tạo ra năng lượng, còn động cơ là thiết bị tiêu thụ năng lượng này. Tuy thế kết cấu và phương pháp tính toán của bơm và động cơ dầu cùng loại giống nhau. - Bơm dầu là một loại biến đổi năng lượng, dùng để chế biến cơ năng thàng năng lượng của dầu. Trong hệ thống dầu ép thường chỉ dùng bơm thể tích, tức là loại bơm thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm rút dầu, thực hiện chu kỳ hút và khi thể tích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kỳ nén. Tùy thuộc vào lượng dầu do bơm đẩy ra trong một chu kỳ làm việc, ta có thể phân ra hai loại bơm thể tích: + Bơm có lưu lượng cố định, gọi tắt là bơm cố định + Bơm có lưu lượng có thể điều chỉnh, gọi tắt là bơm điều chỉnh - Động cơ dầu là thiết bị dùng để biến năng lượng của dòng chất lỏng thành động năng quay trên trục của động cơ. Quá trình biến đổi năng lượng là dầu có áp suất được đưa vào buồng công tác của động cơ. Dưới tác dụng của áp suất, các phần tử của động cơ quay. a) Bơm thể tích Hình 1.1: bơm thể tích b) Bơm bánh răng GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 5 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm Hình 1.2: bơm bánh răng a. Bơm bánh răng khớp ngoài b. Bơm bánh răng khớp trong c. Ký hiệu bơm - Kết cấu bơm bánh răng Hình 1.3: kết cấu bơm bánh răng 1. Cặp bánh răng 2. Vành chắn 3. Thân bơm 4.1 ; 4.2 Mặt bích 5. Vòng chắn dầu ở trục quay 6. Ổ đỡ 7. Vòng chắn để điều chỉnh độ hở mặt hông của cặp bánh răng và vành chắn c) Bơm trục vít GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 6 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm Hình 1.4: bơm trục vít d) Bơm cánh gạt - Bơm cánh gạt là loại bơm được dùng rộng rãi sau bơm bánh răng và cũng chủ yếu dùng ở hệ thống có áp suất trung bình. So với bơm bánh răng, bơm cánh gạt đảm bảo một lưu lượng đều hơn hiệu suất thể tích cao hơn. Kết cấu bơm bánh răng có nhiều loại khác nhau, nhưng có thể chia làm 2 loại chính: + Bơm cánh gạt đơn + Bơm cánh gạt tác dụng kép Hình 1.4: Bơm cánh quạt - Bơm cánh gạt đơn là khi trục quay một vòng nó thực hiện một chu kỳ làm việc bao gồm một lần hút và một lần nén. - Bơm cánh gạt kép là khi trục quay một vòng, nó thực hiện hai chu kỳ làm việc bao gồm hai lần hút và hai lần nén. e) Bơm pittông GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 7 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm - Bơm pittông là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu pittông-xilanh. Vì bề mặt làm việc của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt được độ chính xác gia công cao, bảo đảm hiệu suất tốt, có khả năng thực hiện được với áp suất làm việc lớn. - Bơm pittông thường dùng ở những hệ thống dầu ép cần áp suất cao và lưu lượng lớn đó là máy tuốt, may xúc, máy nén… - Phân loại: + Bơm pit tông hướng tâm Hình 1.5: Bơm pit tông hướng tâm GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 8 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm Hình 1.6: Một số kết cấu của bơm hướng tâm a. Bơm pit tông hướng tâm đơn b. Bơm pit tông hướng tâm kép c. Bơm pit tông hướng tâm 3 pit tông d. Bơm pit tông hướng tâm 5 pit tông + Bơm pit tông hướng trục 1. pit tông 2. Xilanh 3. Đĩa dẫn dầu 4. Độ nghiêng 5. Pit tông 6. Trục chuyển động Hình 1.7: Bơm pit tông hướng trục 2. Bể dầu a) Nhiệm vụ - Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình kín GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 9 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm -Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm làm việc - Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc - Tách nước b) Kết cấu của bể dầu Hình 1.7: Kết cấu bể dầu 1: Động cơ điện 2: Ống nén 3: Bộ lọc 4: Phía hút 5: Vách ngăn 6: Phía xả 7: Mắt dầu 8: Đổ dầu 9: Ống xả Bể dầu được ngăn làm hai ngăn bởi một màng lọc (5). Khi động cơ (1), bơm dầu làm việc, dầu được hút lên qua bộ lọc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu xả về được cho và ngăn khác. Dầu thường đổ vào bể qua một cửa (8) bố trí nắp bể lọc và ống xả (9) được đặt gần sát đáy bể dầu. Có kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu (7). 3. Bộ lọc dầu a) Nhiệm vụ: Ngăn ngừa chất bẩn xâm nhập vào bên trong cơ cấu GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 10 [...]... thúc quá trình điều khiển của một chu kì Lưu đồ tiến trình: GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 24 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Thiết b kiểm tra sản phẩm Page 25 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm Sơ đồ mạch điều khiển thuần thủy lực *Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển thuần thủy lực: Cấp nguồn cho hệ thống: tầng 3 có dầu... bằng thủy lực là phù hợp vì có công suất lớn Từ sơ đồ hành trình bước ta có thể miêu tả hành trình làm việc của thiết bị phân loại sản phẩm như sau: GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 19 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm Bắt đầu hoạt động xilanh A đưa sản phẩm ra, xilanh B đưa sản phẩm về trạm kiểm tra rồi sau đó đẩy trở ra Nếu đạt yêu cầu thì xilanh C đẩy sản phẩm. .. NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Thiết b kiểm tra sản phẩm Page 29 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm MỤC LỤC CHƯƠNG I: DẪN NHẬP……………………………………… ……… 3 I HIỆN TRẠNG…………………………… .………… … ….3 II VÀI NÉT VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THỦY LỰC KHÍ NÉN…….….… 3 III ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA THỦY LỰC-KHÍ NÉN……………………… 3 1 Ưu điểm……………………………………………………………… .3 2 Nhược điểm………………………………………………………... ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm Ký hiệu: Break switch 5 Công tắc hành trình điện – cơ (tiếp xúc) Ký hiệu: 6 Nam châm điện Ký hiệu: Valve solenoid 7 Van 4/3 điều khiển trực tiếp bằng nam châm điện Ký hiệu: 4 1 GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức 2 3 Page 18 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm CHƯƠNG III THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG A THẾT KẾ MẠCH THUẦN THỦY... D : đưa sản phẩm đi -với thiết bị của trạm phân loại sản phẩm ta có thể điều khiển bằng thủy lực hoặc khí nén + Đối với thủy lực: tổn thất năng lượng do mất mát đường ống lớn, công suất cao, lực truyền tải lớn + Với mạch khí nén: ít tổn thất năng lượng do ma sát với đường ống , tác động nhanh, truyền tải nhỏ và sạch hơn so với thủy lực Từ những phân tích trên ta chọn thiết bị phân loại sản phẩm là... lưu được 2 chiều từ A qua B và ngược lại Hình 2.3:van tiết lưu 2 chiều 3 Xilanh thủy lực a Nhiệm vụ Xilanh thủy lực là cơ cấu chấp hành của truyền dẫn thủy lực để thực hiện chuyển động thẳng b Cấu tạo của xilanh thủy lực GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 15 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm Hình 2.4: cấu tạo xilanh tác dụng kép có cần pit tông 1 phía 1: Thân 7: Vòng... bình trích chứa thủy khí, áp suất chất lỏng thay đổi theo những định luật thay đổi áp suất của khí Theo kết cấu bình chứa được chia làm hai loại chính: + Bình trích chứa không có ngăn + Bình trích chứa có ngăn GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 12 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm Hình 1.10: Bình trích chứa thủy khí có ngăn a b c d e II 1 - Ống cho khí vào Thân bình... lưu một chiều Và cuối cùng là một số thiết bị cần thiết như trạm cấp dầu và các ống dẫn dầu 1.3 Thiết kế sơ đồ chức năng Sơ đồ chức năng gồm các bước thực hiện và các lệnh Sơ đồ chức năng gồm 5 bước thực hiện Sơ đồ chức năng của hệ thống như sau: GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 22 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm Biểu đồ chức năng của quá trình điều khiển -Nguyên... tin cậy và hiệu suất sử dụng của toàn hệ thủy lực Phân loại Bình trích chứa trọng vật GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 11 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết b kiểm tra sản phẩm Bình trích chứa trọng vật tạo ra một áp suất lý thuyết hoàn toàn cố định, nếu bỏ qua ma sát phát sinh ở chỗ tiếp xúc giữa cơ cấu làm kín và pit tông và không tính đến lực quán tính của pit tông chuyển dịch khi thể... THUẦN THỦY LỰC 1.1 Biểu đồ trạng thái và quy trình làm việc 1.1.1 Biểu đồ trạng thái: Biểu diễn trạng thái của các phần tử trong mạch, mối quan hệ giữa các phần tử và trình tự chuyển mạch của các phần tử Biểu đồ trạng thái 1.1.2 Quy trình làm việc: Từ sơ đồ hành trình bước ta có thể nhận thấy hệ thống trạm kiểm tra sản phẩm có 4 xilanh + xilanh A : đưa sản phẩm vào + xilanh B : đẩy phân loại sản phẩm +xilanh . Page 18 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm CHƯƠNG III THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG A. THẾT KẾ MẠCH THUẦN THỦY LỰC. 1.1. Biểu đồ trạng thái và quy trình làm việc. 1.1.1. Biểu đồ trạng. sản phẩm dùng năng lượng thủy lực( xilanh nén) kết hợp điều khiển bằng điện (điện -thủy lực nén). GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 4 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra. giảm công suất của bơm, tăng độ tin cậy và hiệu suất sử dụng của toàn hệ thủy lực. b) Phân loại - Bình trích chứa trọng vật GVHD: Hoàng Hữu Tân SVTH: Phùng Anh Đức Page 11 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ