BÀI TẬP VÀ ĐÁP ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Bài 1: (3 điểm) a Điền thông tin thiết bị thiếu hệ thống truyền động điều khiển thủy lực vào bảng (Với thông tin thiếu từ đến điền thông tin tiếng Việt) (1 điểm) Bảng 1: Bảng thiết bị Bài Mô tả - tên thiết bị Xylanh tác động chiều (Double-Acting cylinder) Van chiều (Non- return or Check valve) Van áp suất (Pressure-control valve) Van giảm áp (Pressure-reducing valve) Số lượng Ký hiệu Ghi Áp suất cài đặt 30 bar 1 Y2 Y1 Khối bơm (bơm, van tràn, bể chứa…) (Pump) Rơle (Relay) Nút nhấn S1 S2 (Điện – thường mở) (Button – NO) Công tắc hành trình S3 (Limit switch) Áp suất bơm 50 bar S3 b Cho biểu đồ hành trình bước hình Quy trình hoạt động sau: Nhấn nút S1 xylanh (cylinder) A (A+), đủ áp suất cài đặt xylanh B tự động (B+), xylanh B tới cuối hành trình chạm công tắc đặt cuối hành trình S3 dừng lại Sau nhấn nút S2 xylanh B tự động (B-), đủ áp suất cài đặt xylanh A (A-) Sử dụng thiết bị thuộc bảng (số lượng nhỏ số lượng thiết bị đề cập bảng 1) để thiết kế mạch truyền động thủy lực hệ thống điều khiển điện với sơ đồ hành trình bước hình (2 điểm) 1 Nút nhân S1 Nút nhân S2 Xylanh A 1 Xylanh B S3 10 15 20 25 30 35 40 45 50 (giây) Hình 1: Sơ đồ hành trình bước Bài (b) Bài 2: (3 điểm) Cho hệ thống tự động với xylanh A, B C với sơ đồ hành trình bước hình Ngoài có cảm biến để phân lọai sản phẩm Khi nhấn nút nhấn START xylanh A (A+) đến cuối hành trình chạm công tắc hành trình S2 Nếu có tín hiệu cảm biến (CB =1) xylanh B ra, tín hiệu cảm biến (CB=0) xylanh C Sau tùy theo tín hiệu cảm biến xylanh A B A C Sau xylanh A lần để hoàn thành chu kỳ hoạt động Hệ thống truyền động khí nén hình Các xylanh tác động chiều B C điều khiển bới van 5/2 tác động bên solenoid quay trở lò xo Xylanh tác động chiều A điều khiển van 5/2 tác động bên solenoid Yêu cầu sinh viên vẽ mạch điện điều khiển xylanh A, B, C với sơ đồ hành trình bước cho Bước Xylanh Điều kiện Công tắc hành trình S2 Xylanh A S1 S4 Xylanh B CB=1 Xylanh C CB=0 S3 S6 S5 Hình 2: Sơ đồ hành trình bước S1 S2 S3 Y1 Y2 S4 S5 Y3 Y4 5 Hình 3: Sơ đồ truyền động khí nén 2 S6 Bài 3: (2 điểm) Cho sơ đồ mạch điều khiển hệ thống khí nén hình Tín hiệu tác động nút nhấn Start Thời gian di chuyển đầu piston (pittông) từ công tắc hành trình S1 đến S2 giây S2 đến S1 ngược lại giây Với tín hiệu nút nhấn Start cho sơ đồ hành trình bước hình 5, vẽ biểu đồ đáp ứng xylanh (Vẽ trực tiếp vào hình 5) S1 S2 1 Start 4 5 5 1 2 S1 S2 3 Hình 4: Sơ đồ mạch điều khiển khí nén Nút nhấn Start S2 Xylanh 0 10 15 20 25 30 35 Hình 5: Sơ đồ hành trình bước 3 40 45 S1 50 (giây) Bài 4: (2 điểm) Một khối lượng 2000 kg xylanh thủy lực đẩy mặt phẳng nằm ngang từ trạng thái đứng yên đến vận tốc chuyển động bình ổn 1m/giây với khoảng di chuyển 50 mm Hệ số ma sát tải 0.15 Áp suất dầu lên xylanh 100 bar Trong trình chuyển động, ma sát xy lanh thủy lực rò rỉ làm cho áp suất giảm bar Giả sử áp suất cửa xả xylanh bar Tính đường kính piston (pittông) để di chuyển khối lượng ĐÁP ÁN Bài 1: (3 điểm) a Điền thông tin thiết bị hệ thống truyền động thủy lực điều khiển thiếu vào bảng (Với thông tin thiếu từ đến 5) (1 điểm) Bảng 1: Bảng thiết bị Bài Mô tả - tên van Xylanh tác động chiều Van chiều Số lượng Ký hiệu Ghi Van áp suất Van giảm áp Van đảo chiều 4/3 tác động bên solenoid Áp suất cài đặt 30 bar Y2 Y1 Khối bơm (bơm, van tràn, bể chứa…) Áp suất bơm 50 bar Relay (Rơle) Nút nhấn S1 S2 (Điện – thường mở) Công tắc hành trình S3 S3 b Biểu đồ hành trình bước hình 2.Nhấn nút S1 xylanh A (A+) 10 giây, sau xylanh B tự động (B+) 10 giây tiếp theo, xylanh B tới cuối hành trình chạm công tắc đặt cuối hành trình S3 dứng Sau nhấn nút S2 xylanh B tự động (A-) 10 giây, sau xylanh A (A-) 10 giây Sử dụng thiết bị thuộc bảng (số lượng nhỏ số lượng thiết bị đề cập bảng1) để thiết kế mạch truyền động thủy lực hệ thống điều khiển điện với sơ đồ hành trình bước hình ( điểm) Nút nhân S1 Nút nhân S2 Xylanh A Xylanh B 0 10 15 20 25 30 35 40 45 S1 50 (giây) Hình 1: Sơ đồ hành trình bước Bài (b) Bài 3: (3 điểm) Cho hệ thống tự động với xylanh A, B C với sơ đồ hành trình bước hình Ngoài có cảm biến để phân lọai sản phẩm Khi nhấn nút nhấn START xylanh A (A+) đến cuối hành trình chạm công tắc S2 Nếu có tín hiệu cảm biến (CB =1) xylanh B ra, tín hiệu cảm biến (CB=0) xylanh C Sau tùy theo tín hiệu cảm biến xylanh A B A C Sau xylanh A lần để hoàn thành chu kỳ hoạt động Hệ thống truyền động khí nén hình Các xylanh tác động chiều B C điều khiển bới van 5/2 tác động bên solenoid quay trở lò xo Xylanh tác động kép A điều khiển van 5/2 tác động bên solenoid Yêu cầu sinh viên vẽ mạch điện điều khiển xylanh A, B, C với sơ đồ hành trình bước cho Bước Xylanh Xylanh A Điều Công tắc kiện hành trình S2 S1 S4 Xylanh B CB=1 S3 S6 Xylanh C CB=0 S5 Hình 2: Sơ đồ hành trình bước S1 Y1 S2 S3 Y2 S4 S5 Y3 S6 Y4 1 Hình 3: Sơ đồ truyền động khí nén +24V 10 11 12 13 14 S3 K1 K3 S4 S6 K2 15 16 K1 K1 S2 S2 17 S2 S5 K4 S1 K1 K3 K4 K2 S1 K1 K3 K4 CB CB K2 K2 K3 K1 K4 K1 K2 K3 K4 Y1 Y2 Y3 Y4 CB 0V 11 15 16 14 12 13 16 15 Bài 4: (2 điểm) Cho sơ đồ mạch điều khiển hệ thống khí nén hình Tín hiệu tác động nút nhấn Start Thời gian di chuyển đầu piston từ công tắc hành trình S1 đến S2 giây S2 đến S1 ngược lại giây Hãy vẽ sơ đồ hành trình bước hệ thống náy (Vẽ trực tiếp vào hình) S1 S2 1 Start 5 3 1 5 1 2 S1 S2 3 Hình 4: Sơ đồ mạch điều khiển khí nén Nút nhấn Start S2 Xylanh 0 10 15 20 25 30 35 40 45 S1 50 (giây) Bài 4: (2 điểm) Một khối lượng 2000 kg xylanh (cylinder) thủy lực đẩy mặt phẳng nằm ngang từ trạng thái đứng yên đến vận tốc chuyển động bình ổn 1m/giây với khoảng di chuyển 50 mm Hệ số ma sát tải 0.15 Tính đường kính piston (pittông) với áp suất 100 bar (Trong trình chuyển động ma sát xy lanh thủy lực rò rỉ làm cho áp suất giảm bar) Giả sử áp suất cửa xả xylanh 0) Trong trường hợp u = 0; v = m/s; s= 0.05 Với công thức v2 = u2 +2as Giá tốc: a = 10 m/s2; Lực quán tính vật là: F=(W/g)a = 20000 N Lực cần thiết để thắng lực ma sát: P = W= 0.15 x 20000 x 0.91 = 2943 N Tổng lực quán tính lực chống lại ma sát 22943 N Áp suất thực tế 95 bar = 95 x 105 N/m2 Diện tích pittông: S= D2/4 = 2415 mm2 = 0.002415 m2 Vì đường kính pittông là: D= 55.4 mm Chọn đường kính xylanh > 55.4 mm - Hết - Bộ môn Cơ điện tử ... kỳ hoạt động Hệ thống truyền động khí nén hình Các xylanh tác động chiều B C điều khiển bới van 5/2 tác động bên solenoid quay trở lò xo Xylanh tác động chiều A điều khiển van 5/2 tác động bên... kỳ hoạt động Hệ thống truyền động khí nén hình Các xylanh tác động chiều B C điều khiển bới van 5/2 tác động bên solenoid quay trở lò xo Xylanh tác động kép A điều khiển van 5/2 tác động bên... bước S1 S2 S3 Y1 Y2 S4 S5 Y3 Y4 5 Hình 3: Sơ đồ truyền động khí nén 2 S6 Bài 3: (2 điểm) Cho sơ đồ mạch điều khiển hệ thống khí nén hình Tín hiệu tác động nút nhấn Start Thời gian di chuyển đầu piston