Đồ Án Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy dập tự động

Lời nói đầu

Ngày nay, ngành công nghiệp phát triển mạnh địi hỏi quy trình lm việc nhanh v hiu quả.
Quy trình cơng nghệ dập phơi tự động mà chúng tôi thực hiện chỉ là một phần rất nhỏ trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày nay. Có nhiều cách để thiết kế một hệ thống điều khiển dập phôi tự động khác nhau, ở đây chúng tôi thiết kế hệ thống điều khiển dập phôi tự động điều khiển bằng thuần khí v điện khí nén
Trong qu trình thực hiện đồ án mặc dù chúng tôi đ cố gắng hết sức chắc chắn sẽ khơng thiếu những sai xĩt. Vì vậy, chng tơi - những người làm đồ án này rất mong những ý kiến đóng góp của quý thầy cô v cc bạn.
Nhân đây xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Hồng Hữu Tn cùng các bạn đ gip chng tơi hồn thnh đồ án này.
Xin chân thành cảm ơn!

















CHƯƠNG I

DẪN NHẬP

1. Hiện trạng:
Ngày nay, tự động hoá là sự ưu tiên lựa chọn trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Chính nhờ sự phát triển của tự động hoá mà con người tạo ra nhiều sản phẩm chất lượng cao nhằm đáp ứng nhiều nhu cầu phức tạp của đời sống xã hội.
Hiện nay để sử dụng hệ thống dập phôi trong các phân xưởng cơ khí người ta cần ít nhất hai công nhân. Vì vậy yêu cầu tự động hóa hệ thống này là cần thiết để tiết kiệm nhân công và nâng cao năng suất của hệ thống.

2. Vài nét về sự phát triển của công nghệ thủy lực - khí nén:

Không khí xung quanh ta nhiều vô kể và nó là một nguồn năng lượng rất lớn mà con người đã biết sử dụng chúng từ trước Công Nguyên. Tuy nhiên sự phát triển và ứng dụng khí nén lúc đó còn rất hạn chế do chưa có sự phối hợp giữa các ngành vật lý, cơ học v.v
Mãi cho đến thế kỷ XVII, nhà kĩ sư chế tạo người Đức Otto von Guerike, nhà toán học và triết học người Pháp Blaise Pascal, cũng như nhà vật lý 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 Josef 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 năng lượng bằng khí nén bị 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, đồ gá kẹp chặt trong các máy.

Cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển bằng thủy lực – khí nén sử dụng trong 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 uốn, 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.

Ưu – nhược điểm của khí nén:
Ưu điểm:
· Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, cho nên có thể trích chứa khí nén một cách thuận lợi. Như vậy có khả năng ứng dụng để thành lập các trạm trích chứa khí nén.
· Khả năng truyền tải năng lượng của khí nn xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp xuất trên đường dẫn ít.
· Không gây ô nhiễm môi trường.
· Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, bởi vì phần lớn trong các xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn.
· Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn được đảm bảo.
Nhược điểm:
· Lực truyền tải trọng của khí nn thấp.
· Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi, bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn, cho nên không thể thực hiện những chuyển động thẳng hoặc quay đều.
· Dòng khí thoát ra ở đường dẫn ra gây nên tiếng ồn.
· Hiện nay, trong lĩnh vực điều khiển, người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén với cơ, hoặc với điện tử, PLC. Cho nên rất khó xác định một cách chính xác, rõ ràng ưu, nhược điểm của từng hệ thống điều khiển.
3. Yêu cầu và giới hạn đề tài:
Thiết kế mô hình hệ thống dập phôi tự động dùng năng lượng thuần khí nén và điều khiển bằng Điện - Khí nén.



CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

A. NGUỒN KHÍ NÉN

1. Máy nén khí:
Khái niệm:
Máy nén khí là thiết bị tạo ra áp suất 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.
Phân loại:
a. Theo áp suất:
· Máy nén khí áp suất thấp: p 15 bar
· Máy nén khí áp suất cao: p 15 bar
· Máy nén khí áp suất rất cao: p 300bar
b. Theo nguyên lý hoạt động:
· Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: máy nén khí kiểu pittông, máy nén khí kiểu cách gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít.
· Máy nén khí tuabin: máy nén khí ly tâm và máy nén khí theo chiều trục.