Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) cung cấp cho học viên những nội dung về: tổng quan khí nén; điều khiển điện – khí nén; thiết kế mạch điều khiển theo nhịp; thiết kế mạch điều khiển theo tuần tự; nguyên tắc thiết kế và biểu đồ trạng thái;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CĐN XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN NGHÀNH/ NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Quảng Ninh, 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại 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 Cùng với sự phát triển của các thiết bị điện các thiết bị điều khiển khí nén cũng được ứng dụng rộng rãi như thư vận chuyển trong ống bằng khí nén, Phanh bằng khí nén, búa tán đinh bằng khí nén... búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh hay các xy lanh trong các dây truyền đóng gói sản phẩm... Giáo trình điều khiển điện khí nén trang bị đầy đủ kiến thức để nghiên cứu thiết kế các mạch điều khiển khí nén tiêu biểu sử dụng nhiều trong các dây truyền sản xuất công nghiệp và là tài liệu quan trọng, có ý nghĩa thiết thực cho việc giảng dạy của giáo viên và học tập của sinh viên. Giáo trình này biên soạn trên cơ sở chương trình môđun nghề điện. Giáo trình này có cấu trúc gồm bốn bài là: Chương 1: Tổng quan về khí nén Chương 2: Điều khiển điện – khí nén Trong quá trình biên soạn giáo trình, không tránh khỏi khiếm khuyết, tác giả rất mong sự cộng tác và góp ý phê bình của bạn đọc, để ngày một hoàn thiện hơn. Tác giả biên soạn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHÍ NÉN 1. Cơ sở lý thuyết về khí nén 1.1. Sự phát triển của kỹ thuật khí nén Ứng dụng của khí nén đã có từ thời kỳ trước công nguyên, tuy nhiên sự phát triển khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu còn thiếu. Cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế. Mãi đến thế kỷ 17, nhà kỹ sư chế tạo người Đức Guerike, nhà toán học và nhà triết học người Pháp Pascal, cùng nhà vật lý người Pháp Papin đã xây dựng nên nền tảng cơ bản ứng dụng của khí nén. Trong thế kỷ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượt ra được phát minh: thư vận chuyển trong ống bằng khí nén (1835), Phanh bằng khí nén(1880), búa tán đinh bằng khí nén (1861). Trong lĩnh vực xây dựng đường hầm xuyên dãy núi Alpes ở Thụy sĩ (1857) lần đầu tiên người ta sử dụng khí nén với công suất lớn. Vào những năm 70 của thế kỷ thứ 19 xuất hiện ở Pari một trung tâm sử dụng năng lượng khí nén với công suất lớn 7350KW. Khí nén được vận chuyển tới nơi tiêu thụ trong đường ống với đường kính 500mm và chiều dài km. Tại nơi đó khí nén được nung nóng lên tới nhiệt độ từ 50 oC đến 150oC để tăng công suất truyền động động cơ, các thiết bị búa hơi… Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện, vai trò sử dụng năng lượng bằng khí nén bị giảm dần. Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng năng lương điện sẽ nguy hiểm, sử dụng năng lượng bằng 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, tán đinh…. Và nhiều dụng cụ khác như đò gá kẹp chi tiết. Sau chiến tranh thế giới thứ 2, việc ứng dụng năng lượng khí nén trong kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ. Với những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng chế và được ứng dụng trong những lĩnh vực khác nhau, sự kết hợp của nguồn năng lượng khí nén với điện – điện tử là nhân tố quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai. Hãng FESTO (Đức) có những chương trình phát triển hệ thống điều khiển bằng khí nén rất đa dạng, không những phục vụ cho công nghiệp mà còn phục vụ cho sự phát triển các phương tiện dạy học. 1.2. Khả năng ứng dụng của khí nén - Trong lĩnh vực điều khiển, hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực mà ở đó cần độ an toàn cao như ở các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp các chi tiết nhựa, chất dẻo hoặc các lĩnh vực sản xuất thiết bị điện tử, vì điều kiện vệ sinh môi trường của điều khiển dùng khí nén rất tốt và độ an toàn cao. Ngoài ra, hệ thống điều khiển bằng khí nén còn được sử dụng trong các dây chuyền rửa tự động, trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì và trong công nghiệp hóa chất. - Trong các hệ thống truyền động : + Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Các thiết bị, máy móc trong lĩnh vực 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 năng lƣợng 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 những máy mài với công suất nhỏ, nhưng với số vòng quay cao khoảng 100.000 v/ph thì khả năng sử dụng động cơ truyền động bằng khí nén là phù hợp. + Truyền động thẳng: Vận dụng truyền động 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, trong các thiết bị làm lạnh cũng như trong hệ thống phanh hãm của ôtô. 1.3. Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển khí nén 1.3.1. Áp suất - Đơn vị cơ bản của áp suất trong hệ đo lường SI là Pascal (Pa). 1 Pascal là áp suất phân bố đều lên bề mặt có diện tích 1m2 với lực tác động vuông góc lên bề mặt đó là 1 Newton (N). 1 Pascal (Pa) = 1 N/m2. - Trong thực tế người ta dùng đơn vị ...