Giáo trình Kỹ thuật thủy lực và khí nén

 1
 MOÂN HOÏC:KYÕ THUAÄT THUYÛ LÖÏC VAØ KHÍ NEÙN. 
 Ngöôøi bieân soaïn:Ths.Phuøng chaân Thaønh 
 Boä moân Cheá taïo maùy, Khoa cô khí. 
 (Chöông trình giaûng daïy cho lôùp kyõ sö taøi naêng ). 
CAÙC ÖÙNG DUÏNG 
MÁY ÉP THỦY 
LỰC
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 2
 GIỚI THIỆU MÔN HỌC. 
 MÔN HỌC KỸ THUẬT THUỶ LỰC VÀ KHÍ NÉN 
 ( FLUID POWER ) 
 Ffluid power = Hydraulic power + Pneumatic. 
 -Hydraulic power:Truyền động thuỷ lực 
 -Pneumatic : Truyền động khí nén. 
 I. Nội dung môn học:Trình bày kiến thức cơ bản về các 
 phần tử, linh kiện,thiết bị thuỷ lực và khí nén. 
 Phương pháp tính toán,thiết kế các mạch thuỷ lực 
 ,khí nén cơ bản. 
 Môn học gồm có 3 phần cả lý thuyết và thí nghiệm 
 thực hành.: 
 -Phần I: Truyền động thuỷ lực (lý thuyết). 
 -Phần II: Truyền động khí nén (lý thuyết). 
 -Phần thí nghiệm thực hành :Tại phòng thí 
 nghiệm. 
II.Yêu cầu: Hoàn thành phần thí nghiệm là điều kiện 
tiên quyết để được dự thi cuối học kỳ. 
III.Tài liệu tham khảo: 
 1.MICHAEL J.PINCHES – JOHN.ASHBY. 
 POWER HYDRAULICS. 
 2.KHÍ NÉN. Dịch giả Phan Đình Huấn, dịch từ 
 nguyên bản tiếng Pháp .Trung tâm bảo dưỡng 
 công nghiệp. 
 3.Nguyễn Ngọc Cẩn.Truyền động dầu ép trong máy 
 cắt Kim loại. Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 3
CAÙC ÖÙNG DUÏNG 
MÁY ÉP THỦY 
LỰC
CAÙC ÖÙNG DUÏNG CUÛA HEÄTHOÁNG 
ÑIEÀU KHIEÅN THUÛY LÖÏC
THIẾT BỊ NGOẠM
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 4
PHẦN I: TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC. 
 CHƯƠNG1: 
 ĐẠI CƯƠNG VỀ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC 
 (INTRODUCTION) 
 1.1.Các nguyên lý thuỷ lực. 
 1.1.1.Các tính chất của lưu chất. 
 1-Tỷ trọng của chất lỏng thay đổi rất ít khi 
 thay đổi áp suất và nhiệt độ nên có thể coi 
 là không bị nén. 
 2-Độ nhớt là thông số làm việc rất quan 
 trọng: 
 -Độ nhớt động lực: kí hiệu η , đơn vị 
 là:Poadơ P 
 1P = 
m
sN
2
..
10
1 
 -Độ nhớt động:ký hiệu : ע 
 Với ע : = ηγ
 Thứ nguyên là : 
S
m2 . Gọi : 
S
m2410− là stốc 
 ký hiệu là St và 1/100 của Stốc là centi stốc ký 
 hiệu là : cSt. 
 1.1.2.Các hệ thống đơn vị dùng trong thuỷ lực. 
 -Hệ mét:Đơn vị cơ sở : mét,kg ,sec. 
 -Hệ Anh: foot,pound,second 
 -Hệ SI: mét,Newton,sec. 
 -Khối lượng : 1 kg = 2.2 lb(hay 1 lb = 0.456 kg)- 
 (pound mass) 
 -Lực : (pound force) : 1 lbf = 4.45 N. 
 -Công suất : 1 hp = 745,7 W . 
 1.1.3.Áp suất của chất lỏng : 
-Áp suất thuỷ tĩnh Hình 1.1 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 5
- Định luật Pascal: Áp suất bằng Lực/ diện tích: 
 Hinh 1.1b 
a
F
A
Wp == . 
 -Công sinh ra: Công = W.L = p.A.L. 
 -Cột áp tĩnh: Bằng tích tỷ trọng chất lỏng và 
 chiều cao cột chất lỏng: pt = w.h. 
 Bài tập 1.1.(trang 5). 
Cửa hút của bơm đặt thấp hơn mặt thoáng của bể chứa 
0.6m .Biết tỷ trọng của dầu là 0.86 ,Xác định cột áp tĩnh 
tại cửa hút của bơm ? 
 Bài giải : 
 Áp d ụng c ông thức: pt = w.h 
 pt = 0.86.1000.0.6 = 516 kg/m2 
 =0.0516 kg/cm2 
 =0.0506 bar.(Chú ý 1kg/cm2 =0.981 bar) 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 6
 Hình 1.1b. 
1.1.4.Dòng lưu chất. Hình 1.2 
 .Chiều dòng chảy: Từ nơi có áp suất cao đến 
 nơi áp suất thấp. 
 .Tổn hao áp suất trong đường ống:Phụ thuộc 
vào số Râynôl : 103.ϑ
DvRe = ,với : 
 V (m/s), D(mm), ϑ : độ nhớt động (cst). 
 1.Chảy tầng (steamline flow): Re < 2300 
 a.Tỉ lệ thuận với l,d của ống. 
 b.Tỉ lệ thuận với lưu lượng Q 
 c.Không phụ thuộc vào áp suất 
 d.Không phụ thuộc độ nhám thành ống. 
 e.Phụ thuộc rất nhiều vào độ nhớt của 
 chất lỏng ,độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt 
 độ. 
 2-Chảy rối(turbulent flow): Re > 2300 
 a.Tỉ lệ thuận với l,d của ống. 
 b.Tỉ lệ bậc hai với lưu lượng Q 
 c.Không phụ thuộcvào áp suất 
 d Phụ thuộc rất nhiều vào độ nhám 
 thành ống. 
 e.Không thuộc vào độ nhớt của chất lỏng 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 7
 Hình 1.2 : Quan hệ giữa tổn thất áp suất và lưu lượng 
 Bài tập 1.2.(Trang 7) 
T ính toán đ ường kính ống hút và ống 
đẩy của bơm có lưu lượng 40l/ph,vận tốc lớn nhất c ửa 
hút là 1.2 m/s, c ửa đ ẩy là 3.5 m/s. 
 -Lưu lượng : Q = A. v 
 -Kết quả tính ra : dh = 26.6 mm và dđ = 15.6mm,phải 
làm tròn và lấy theo tiêu chuẩn :dh = 29mm,dđ = 20mm. 
1.1.5.Công và công suất thuỷ lực. 
 1.Công thuỷ lực: 
 Công = Lực × Quãng đường =Áp suất × thể tích. 
 Công = p.A.L = p.V. 
 2.Công suất: 
 Công suất =Áp suất × lưu lượng. 
 KWQpP
600
×= 
 Bài tập 1.3.( trang 9) 
Một bơm có lưu lượng 12 l/ph, làm việc với áp suất 200 
bar. 
1.Hãy tính công suất thuỷ lực của bơm. 
2.Cho biết hiệu suất chung của bơm là 60%,hãy xác 
định công suất động cơ điện quay bơm? 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 8
1.2.Các loại mạch thuỷ lực(Hydraulic circuitd): 
 Hình 1.3 
 1.Mạch thuỷ lực hở (Open-circuit 
 transmission) 
 2.Mạch thuỷ lực kín(Closed-circuit 
 transmission) 
 Hình 1.3.Các loại mạch thuỷ lực 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 9
3.Sơ đồ dặt bơm( Hình 1.4) 
 Hinh.1.4.Sơ đồ đặt bơm 
 Hinh.1.5.Bể dâù 
1.3. Ký hiệu tiêu chuẩn hoá các linh kiện của hệ thống 
 thuỷ lực (hydraulic symbols). 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 10
CHƯƠNG 2: 
 BƠM TRONG HỆ THỐNG THUỶ LỰC 
 (PUMPS). 
2.1 PHÂN LOẠI BƠM (TYPES OF PUMP) 
 Trong hệ thống thuỷ lực bơm cung cấp cho chất 
 lỏng một áp suất cần thiết để khắc phục các trở lực và 
 một lưu lượng yêu cầu để đảm bảo tốc độ làm việc.Có 
 hai nhóm bơm chính: 
 1-Nhóm bơm động học hay còn gọi là bơm cánh 
 dẫn(non-positive displacement): 
 Hình 2.1. 
 Hình 2.1.Bơm động học 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 11
 Hinh2.1b. Bơm ly tâm 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 12
 Hình 2.1c,Bơm hướng trục 
 Hình 2.1d.Cánh bơm hướng trục 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 13
2-Nhóm bơm thể tích(positive displacement). 
 Chú ý đường đặc tính của 2 nhóm . 
 Ta chỉ quan tâm đến nhóm bơm thể tích. 
 Khảo sát 1 bơm piston đơn : 
 Hình 2.2 . 
 Các thông số làm việc của bơm: 
 a.Lưu lượng riêng của bơm: Dp [cm3/vòng) 
 b.Lưu lượng lý thuyết : Qlt [lít/phút] 
 c.Lưu lượng thực tế của bơm: Qp [lít/phút] 
 d.Hiệu suất thể tích của bơm: p ηv % 
nD
Q
pp
p
v
p ×=η 
 e.Hiệu suất mô men xoắn : p ηt % 
T
PD
p
pp
T
p
.2πη
×= 
 f.Hiệu suất chung của bơm: pηo % 
 )()(
0 ηηη Tv ppp ×= 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 14
 Bài tập 2.1: (Example 2.1) - Trang 17. 
Một bơm có Dp=0.14 cm3/v quay np=1440 v/ph, áp suất 
làm việc 150 bar.Hi ệu suất thể tích 0.9,hi ệu suất chung 
0.8. 
1.H ãy x ác đ ịnh l ưu l ượng thực của bơm. 
2.Công suất vào trên trục bơm. 
3.Mô men xoắn trên trục bơm. 
Bài tập 2.2: Trang 18. 
M ột bơm thể tích có lưu lượng 1 l/ph . trữ vào một ống 
có thể tích l à 1 l ít. 
Nếu cuối ống bị chặn đột ngột .Hãy tính áp su ất tăng 
lên sau 1 giây? 
Cho biết mô đun đàn hồi c ủa dầu là B = 20.000 bar. 
V
B
V
PΔΔ= 
 Xuy ra: 
V
B V
P
ΔΔ = . .Tính ra 333 bar. 
 Nhận xét. 
2.1.1.Bơm quay. 
 Các loại bơm quay(Rotary pumps) gồm: 
 1.Bơm bánh răng ăn khớp ngoài. 
 H ình 2.3: Bơm bánh răng 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 15
 Hinh2.3.Bơm bánh răng 
 Bôm baùnh raêng aên khôùp ngoaøi 
 2.Bơm bánh răng ăn khớp trong. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 16
 Bôm baùnh raêng trong 
 H ình2.4:Gerotor pump. 
 H ình2.4:Gerotor pump. 
Bơm bánh răng cho áp suất cung cấp 200 bar, 
 loại chính xác có thể đến 300 bar. 
 3.Bơm cánh gạt. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 17
 H ình 2.5: Bơm cánh gạt 
 -Bơm cánh gạt đơn (simple vane pump): Áp suất 
 cung cấp: 70 bar. 
 -Bơm cánh gạt kép(balanced vane pump): Áp 
 suất : 175 bar. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 18
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 19
2.1.2.Bơm piston(Reciprocating pumps). 
 Có 3 loại bơm piston: Bơm piston dọc trục,bơm 
 piston hướng kính và bơm kiểu dãy . 
 Đặc điểm chung: Nhóm bơm này cho áp suất làm 
 việc cao hơn nhóm bơm quay do việc chế tạo đạt độ 
 chính xác cao,độ kín khít cao. 
 1.Bơm piston dọc trục.(Axial piston pump). 
 Hình 2.6 và hình 2.7 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 20
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 21
 Hình 2.7a.b 
 - Áp suất làm việc: p= 350-700 bar(Thường p=350-400 
 bar) 
 -Qp: 200-3500 l/phút. 
 Hình 2.7c 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 22
 2.Bơm piston hướng kính (Radial piston pump). 
 Bôm piston höôùng kính 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 23
 Heä thoáng bôm- ñoäng cô ñieän 
 Hình . 2.8. và hình 2.8 b 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 24
 Hình.2.8b 
 Hình 2.8 c 
 -Áp suất làm việc: p=350-750 bar và cao hơn nữa. 
 -Lưu lượng: Qp=200-1000 l/phút. 
3.Bơm piston dãy(Plunger pump). 
 Hình 2.9. 
 -Áp suất : p=1000 bar. 
 -Lưu lượng: Qp = 600l/phút. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 25
 2.1.3.Các hệ thống điều khiển bơm có lưu lương riêng 
 thay đổi(Variable-displacement pump- control 
 systems). 
 -Phần này đề cập đến các bơm có lưu lương riêng 
 điều chỉnh được.(Dp thay đổi ). 
 1.Kiểu điều khiển trợ động bằng tay(Manual 
 servocontrol). 
 Hình 2.10 và hình 2.11. 
 Dùng tay để điều khiển van trợ động. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 26
 2.Điều khiển kiểu bù trừ áp suất(Presure- 
 compensated control). 
 Hình 2.12 và hình 2.13. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 27
 Dùng một van giới hạn áp suất và một xy lanh tác 
 động đơn. 
 3.Điều khiển có công suất không đổi (Constant power 
 control). 
 Hình 2.14, hình 2.15 và hình 2.16. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 28
ưu lượng không đổi(Constant-flow 
 Theo định luật Toricelli . 
 4.Điều khiển có l
 control). 
 Hình 2.17. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 29
2.1.4.Lựa chọn bơm. 
 1. Các thông số chính khi lựa chọn bơm thuỷ lực.Trang 30. 
 2. Các bảng tiêu chuẩn : 
 - Bảng2.1:Hệ thống áp suất max cho các ứng dụng. 
 -Bảng 2.2: Phạm vi áp suất và lưu lượng của một 
 số loại bơm. 
 - Bảng 2.3:Hiệu suất của bơm. 
2.2.MẠCH BƠM. 
 Có một số mạch bơm thường dùng trong hệ thống 
 thuỷ lực: 
 1.Mạch dùng 1 bơm có lưu lượng cố định(Mạch hở) 
 2.Mạch kết hợp 1 bơm có lưu lượng cố định và bình 
 tích áp(Mạch hở). 
 3.Mạch kết hợp nhiều bơm có lưu lượng cố 
 định(Mạch hở). 
 4.Mạch chuyển đổi thuỷ tĩnh(Mạch thuỷ lực kín). 
 2.2.1.Mạch dùng 1 bơm có lưu lượng cố định. 
 Hình 2.18 và hình 2.19. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 30
 Chú ý đến các trường hợp ứng dụng có hiệu quả. 
 2.2.2.Mạch kết hợp 1 bơm lưu lượng cố định và bình 
 tích áp (acumulator). 
 Hình 2.20. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 31
 Bài tập ứng dụng 2.3: Trang 37 So sánh hiệu quả 
khi dùng bình tích áp. 
Một xilanh làm việc theo chu kỳ áp su ất và lưu lượng 
như : Hình 2.21 và hình 2.22 v à h ình 2.23. 
T ính to án c ông su ất tiêu thụ trong hai trường hợp 
dùng bơm có lưu lượng cố định và hệ thống có bình 
tích áp. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 32
2.2.3.Mạch có nhiều bơm(Multi-pump). 
 - Mạch có 3 b ơm: 
 Bài tập 2.4 -H ình 2.24 
 - M ạch c ó 2 bơm : H ình 2.15. 
 Bài tập 2.5 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 33
2.2.4.Mạch dùng bơm có lưu lượng riêng thay đổi 
được. 
2.3.DẪN ĐỘNG CHO BƠM. 
 -Động cơ điện. 
 -Động cơ đốt trong. 
 -Động cơ khí nén. 
 -Động cơ thuỷ lực. 
 Hình 2.26.Mạch giảm tải cho bơm bằng van 
 thoát(Vent valve). 
 Hình 2.27.Mạch bơm dùng van thoát không 
 khí.(airbleed valve). 
 Hình 2.28.Mạch dùng động cơ khí nén. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 34
2.4.THIẾT KẾ MẠCH BƠM. 
 (Pump circuit design stady). 
Bài tập 2.6:Bài tập tập tổng hợp. 
Dữ liệu thiết kế: Hệ thống thuỷ lực cấp dầu bởi 1 bơm , 
yêu cầu có đường đặc tính làm việc về lưu lượng và áp 
suất như hình 2.29. Thời gian toàn bộ chu kỳ là 30 
giây.Hệ thống yêu cầu lưu lượng một nửa chu kỳ,còn áp 
suất cần thiết trong 2/3 chu kỳ.Sử dụng dầu khoáng và 
không có yêu cầu gì đặc biệt. Với cùng dữ liệu trên có 4 
giải pháp để thực hiện : 
1.Dùng 1 bơm có lưu lượng cố định. 
2.Dùng kết hợp 2 bơm có lưu lượng cố định. 
3.Dùng mạch có kết hợp với bình tích áp. 
4.Dùng mạch bơm có bù trừ áp suất. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 35
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 36
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 37
CHƯƠNG III: VAN THUỶ LỰC 
 (HYDRAULIC VALVE). 
Trong mạch van thuỷ lực nằm giữa bơm và cơ cấu tác 
động. theo chức năng có 3 nhóm van : 
1.Van điều khiển áp suất(presure control valves). 
3.Van điều khiển lưu lượng(flow-control valves). 
3.Van điều khiển hướng (directional control valves). 
4.Van c ạc t út(cartridge valves). 
Tín hiệu điều khiển : 
 -Tính hiệu số(digital signal). 
 -Tín hiệu tương tự(analogue signal). 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 38
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 39
3.1.VAN ĐIỀU KHIỂN ÁP SUẤT. 
Nhóm van điều khiển áp suất chia ra 4 loại với chức 
năng khác nhau: 
1.Van an toàn hay van tràn(Rilief valves) :Chức năng 
giới hạn áp suất lớn nhất của mạch ,bảo vệ mạch tránh 
bị quá tải. 
2.Van cân bằng(counterbalance valves):Chức năng là 
tạo ra một đối áp để cân bằng với một tải trọng không 
cho nó dịch chuyển khi mạch nghỉ(do ảnh hưởng của 
trọng lượng). 
3.Van tuần tự(presure sequence valves):Chức năng cho 
phép sự làm việc theo thứ tự trước sau của các cơ cấu 
tác động khi đạt ngưỡng áp suất cài đặt. 
4.Van giảm áp(presure-reduccing valves):Chức năng 
giảm áp suất để cấp cho các mạch có yêu cầu áp suất 
làm việc khác nhau với cùng 1 nguồn chung. 
3.1.1.Van an toàn. 
Chức năng:Cái đặt áp suất lớn nhất cho mạch và bảo vệ 
quá tải cho mạch. 
 1.Các loại van an toàn. 
 Hình 3.1 
 Hình3.2 
 Hình3.3 
 Hình 3.4 
 Hình3.5 
 Hình 3.6 và hình 3.7. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 40
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 41
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 42
 2.Các ứng dụng: 
 a.Mạch có 2 van an toàn bảo vệ xy lanh thuỷ lực. 
 Hình.3.8. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 43
 b.Mạch giảm tải cho bơm: 
 Hình 3.9. 
 Hình 3.10 và Hình 3.11. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 44
3.1.2.Van cân bằng: Chức năng là tạo ra một đối áp để 
cân bằng với một tải trọng không cho nó dịch chuyển 
khi mạch nghỉ(do ảnh hưởng của trọng lượng). 
 C ó 2 loại van c ân bằng: 
 -Van cân bằng thông thường. 
 Hình 3.12. 
 -Van cân bằng có điều khiển(over-center valve). 
 Hình 3.13. 
 Hình 3.15. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 45
 Bài tập 3.1 
 Bài tập 3.2 và bài tập 3.3. 
3.1.3.Van tuần tự: Chức năng cho phép sự làm việc theo 
thứ tự trước sau của các cơ cấu tác động khi đạt 
ngưỡng áp suất cài đặt. 
 Hình 3.16 và hình 3.18. 
 A+ , B+, B-, A-. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 46
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 47
3.1.4.Van giảm áp: Chức năng giảm áp suất để cấp 
cho các mạch có yêu cầu áp suất làm việc khác nhau 
với cùng 1 nguồn chung. 
 Hình ... bò giôùi haïn nhoû. 
-Khoâng oån ñònh vaän toác 
-Söï xaû khí. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 121
1.2.Thaønh phaàn khoâng khí. 
Khoâng khí chöùa 78%khí ni tô,21% khí oâ xy,vaø 1% caùc khí 
coøn laïi nhö caùc boâ níc,hy ñôø roâ,aùc goâng,heâ li,xeâ noângÔÛ 
ñieàu kieän aùp suaát khí quyeån khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí 
ôû 0oc laø 1,293kg/m3.Nhieät ñoä hoaù loûng laø -192 ñoä C. 
1.3.Caùc ñaëc tính cuûa khí neùn. 
-Khaùi nieäm aùp suaát khí quyeån.Hình 1.1. 
Aùp suaát khí quyeån: pa = 1013 mbar, ôû 0oc,ôû möïc nöôùc bieån 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 122
-Chaân khoâng tuyeät ñoái. 
-Aùp suaát töông ñoái. 
AÙp suaát tuyeät ñoái
AÙp suaát khí quyeån 
Chaân khoâng tuyeät ñoái
AÙp suaát töông ñoái
AÙp suaát 
(bar) 
 Ptyueät ñoái = Pkhí quyeån + Ptöông ñoái 
 Hình 1.1 
-Caùc tính chaát:Tính neùn ñöôïc,tính loûng vaø ñaøn hoài. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 123
1.4.Caùc ñaïi löôïng cô baûn. 
 1.Ñôn vò aùp suaát: 
 1Pa =1n/m2 
Tuy nhieân ñôn vò naøy nhoû neân thöôøng duøng caùc ñôn vò ño 
 coù giaù trò lôùn hôn nhö :bar,kgf/cm2,aùt ,PSI 
1bar =105Pa = 105N/m2, 
1kgf/cm2 = 0.981 bar 
1 aùt = 1.013 bar. 
1bar = 14,5 PSI. 
Gaàn ñuùng coù theå laáy 1bar ~1 aùt ~1kgf/cm2 
2.Ñôn vò nhieät ñoä. 
 Baûng 1-1.Chuyeån ñoåi nhieät ñoä 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 124
 Baûng 1-1 
-40 
-20 
0 
20 
40 
60 
80 
100 
120 
233
253
273
293
313
333
353
373
393
OK 
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
OF OC
 Ñoä Kelvin 0K 
z 0OC Nhieät ñoä nöôùc 
z 100 0C nhieät ñoä soâi cuûa nöôùc 
z 0K = 0C + 273.15 
z 0F = 0C. 9/5 + 32 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 125
1.5.Caùc ñònh luaät nhieät ñoäng duøng cho khí neùn. 
1.Ñònh luaät Boyle-Mariotte(Khi giöõ cho nhieät ñoä khoâng ñoåi) 
 p.V = const [1-1] 
0 2 4 6 8 16 
0 
2 
4 
6 
8 
10 
12 
10 12 14 
14 
16 
 V 
Aùp suaát P 
bar 
P1.V1 = P2.V2 = const 
0 2 4 6 8 16 
0 
2 
4 
6 
8 
10 
12 
14 
16 
10 12 14 V 
Aùp suaát P 
bar 
= c 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 126
2.Ñònh luaät Gay-Lussac(Khi giöõ aùp suaát khoâng ñoåi) 
 const
T
V = [1-2] 
0 0.2 0.5 0.7 1 2 
-60 
-40 
-20 
0 
20 
40 
60 
V 
Nhieät ñoä (0C)
1.2 1.5 1.7
80 
100 
Beáp ñieän 
293
V1 V2 
T1(K) T2(K) 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 127
3.Ñònh luaät Charles(khi V khoâng ñoåi): const
T
P = [1-3] 
Phöông trình traïng thaùi nhieät khi caû 3 ñaïi löôïng thay 
ñoåi: 
 TRmVp ... = [1-4] 
 -Khoái löôïng khí m: m = V. ρ 
 - R:haèng soá khí lyù töôûng R . 
(Chuù yù aùp suaát laø aùp suaát tuyeät ñoái,nhieät ñoä Ken vin, oK.) 
0 5 10 20
-60 
-40 
-20 
0 
20 
40 
60 
Temperature 
Celsius 
15 
80 
100 
0 
2 
4 
6 
8 
bar 
10 
12 
14 
16 
P1 P2
T1(K) T2(K) = c= 
0 5 10 20 
-60 
-40 
-20 
0 
20 
40 
60 
Temperature 
Celsius 
80 
100 
0
2
4
6
8
ba
1
1
1
1
15 
P1 
T1(K) T2(K) = = 
Aùp suaát 
tuyeät ñoái(bar) 
P2 c 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 128
4.Tính toaùn löôïng khí tieâu thuï. 
Muïc ñích ñeå bieát löôïng khí neùn caàn tieâu thuï laøm cô sôû ñeå 
choïn size maùy neùn khí vaø kích thöôùc bình chöùa. 
Löôïng khí tieâu thuï ñöôïc tính khí ñöa veà ñieàu kieän chuaån: 
013,1
).013,1( VpQ += [1-5] 
Trong ñoù p laø aùp suaát ño.V theå tích khí tieâu thuï ôû aùp suaát ño p 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 129
1.6.Khaùi quaùt moät heä thoáng khí neùn coâng nghieäp. 
-Boä phaän saûn xuaát khí neùn -Boä phaän söû lyù - Löu tröõ 
-maïng löôùi phaân phoái. 
 Hình 1.2.Heä thoáng khí neùn coâng nghieäp 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 130
 Hình 1.3.Phaân phoái khí neùn 
 Hình 1.4. Heä thoáng khí neùn. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 131
1.Boä phaän laøm laïnh cuoái cuøng 
2.Boä taùch li taâm. 
3.Boä laøm khoâ(saáy) baèng haáp phuï. 
4.Boâ F-R-L: Filter-Regulator-Lubrificator. 
 Baøi taäp vaän duïng. 
 R 
L 
F 
 Hình 1.5.Boä ñieàu hoøa khí neùn F-R-L 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 132
Chöông 2.Saûn xuaát vaø löu tröõ khí neùn. 
SAÛN XUAÁT 
LÖU TRÖÕ 
XÖÛ LYÙ 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 133
2.1.Caùc loaïi maùy neùn khí. 
1.Phaân loaïi maùy neùn. 
Theo nguyeân lyù laøm vieäc phaân ra: 
-Maùy neùn khí theå tích. 
-Maùy neùn ñoäng hoïc. 
Theo aùp suaát sinh ra phaân ra: 
-Aùp suaát thaáp -Aùp suaát trung bình -Aùp suaát cao. 
2.Coâng suaát maùy neùn: N = Q.(pr –pa) 
Q:löu löôïng maùy neùn cung caáp trong moät ñôn vò thôøi gian. 
(Pr – pa) :Aùp suaát do maùy neùn taïo ra coøn goïi laø aùp suaát chæ 
thò cuûa maùy neùn. 
3.Hieäu suaát maùy neùn thaáp: 0.1< η < 0.4 do coù caùc loaïi 
toån thaát theå tích,toån thaát cô khí,toån thaát nhieät. 
4.Maùy neùn theå tích. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 134
a.Maùy neùn piston 1 caáp: Hình 2.1 
 Hình 2.1 Maùy neùn piston moät caáp 
 1 caáp: p = 4-8 bar 2 caáp: p = 15-18 bar 
 3 caáp: p = 130 bar 4,5 caáp: p > 200 bar. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 135
 Hình 2.2.Maùy neùn piston 2 caáp 
 Hình 2.3.Moät soá kieåu maùy neùn piston 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 136
b.Maùy neùn kieåu caùnh gaït. 
 Hình 2.4 
 Hình 2.5 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 137
c.Maùy neùn kieåu vít. 
 Hình 2.6 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 138
Moâ tô
Bình chöùa daàu
Cuïm vít neùn
Boä taùch daàu
Cuïm ñieàu khieån 
coâng suaát
Phin loïc 
khí vaøo
Thieát bò laøm maùt
d.Maùy neùn kieåu Root. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 139
5.Maùy neùn khí kieåu li taâm. 
6.Maùy neùn khí kieåu doïc truïc. 
5.ÖÙng duïng: 
 -Truyeàn ñoäng khí neùn: p = 8 – 10 bar 
-Khôûi ñoäng ñoäng cô Diezen,thöû roâbineâ : p = 30 – 50 bar 
-Laøm ñaày bình chöùa ngaønh daàu khí: p = 100 – 350 
bar. 
2.2.Söû lyù khí neùn. 
1 .Söû lyù nöôùc vaø hôi nöôùc:Thieát bò laøm laïnh ,boä taùch vaø boä 
 saáy theo nguyeân lyù haáp phuï. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 140
 Khí vaøo
M
Khí ra
Maùy neùn laøm
Ñöôøn
g
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 141
 2.Söû lyù caùc hydroâ cacbua (Daàu vaø hôi daàu);Töông töï 
 nhö söû lyù nöôùc. 
 3.Söû lyù buïi: Duøng caùc boä loïc. 
 Boä söû lyù khí neùn: F-R-L 
R 
L
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 142
 -Van giaûm aùp. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 143
 -Boä boâi trôn 
P1 P2 2 
4 6 
8 
1
0
4
8
12
0
lbf/in
2
ba
P1 P1 P1 P1 P1 P1 P2 P1 P2 P1 
Taùc 
ñoäng 
Taùc 
ñoäng 
tröïc tieáp giaùn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 144
R 
L 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 145
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 146
 Bộ giảm áp 
5.Boä boâi trôn 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 147
2.3.Löu tröõ khí neùn vaø phaân phoái. 
-Bình chöùa khí neùn:Caùc linh kieän caàn laép treân bình trích 
chöùa.Coù nhieàu loaïi bình trích chöùa. 
-Maïng löôùi oáng daãn hình veõ. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 148
Chöông 3.Caùc cô caáu taùc ñoäng vaø caùc loaïi 
 van khí neùn 
3.1. caùc loaïi xy lanh vaø moâ tô khí neùn. 
3.1.1.Xy lanh khí neùn taùc ñoäng ñôn. 
 Hình 3.1 
3.1.2.Xy lanh khí neùn taùc ñoâng keùp. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 149
 Hình 3.2. 
3.1.3.Moät soá loaïi xy lanh khí neùn khaùc. 
-Xy lanh maøng 
-Xy lanh tendem 
-Xy lanh khoâng coù caàn (santige) 
3.1.4.Xy lanh khí neùn coù giaûm chaán. 
 Hình.3.3 
3.1.5.Moâ tô khí neùn vaø caùc öùng duïng. 
3.2.Tính toaùn xy lanh khí neùn. 
1.Xaùc ñònh löïc taùc duïng leân xy lanh. 
 Trong tröôøng hôïp toång quaùt :Löïc taùc duïng leân xy lanh 
ñöôïc 
 tính theo coâng thöùc : 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 150
30o 
 Hình 3.3 F = Fms + Fqt + Fn 
 Trong ñoù : 
 Löïc naâng : Fn =m.g.sinα. 
 Löïc ma saùt: Fms = μ.m.g 
 Löïc quaùn tính : Fqt = m.a 
2.Tính ñöôøng kính xy lanh chòu taûi tónh. 
 Veõ hình. 
 Khi xy lanh coù haønh trình laøm vieäc ngaén nhö caùc xy lanh 
 duøng ñeå keïp chaët.Heä soá hieäu duïng choïn baèng 0.88 
3.Tính ñöôøng kính xy lanh chòu taûi troïng ñoäng. 
 Veõ hình. 
Do toån hao veà ma saùt,do coù tính ñaøn hoài vì vaäy heä soá hieäu 
duïng giaõm thöôøng choïn baèng 0,5. 
4.Sô ñoà phaân boá aùp suaát trong moät xy lanh khí neùn. 
 Hình. 
-AÙp suaát khoang laøm vieäc. 
-AÙp suaát khoang thoaùt khí. 
-AÙp suaát toái thieåu 
-Aùp suaát dòch chuyeån. 
-AÙp suaát giaûm chaán. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 151
5.Tính ñöôøng kính caàn xy lanh theo coâng thöùc 
Euler’s. 
3.3.Caùc loaïi van khí neùn. 
 3.3.1.Van phaân phoái. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 152
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 153
Van khí neùn cuõng nhö van thuyû löïc coù 5 tieâu chuaån 
ñaùnh giaù van :Soá cöûa,soá vò trí,traïng thaùi oån ñònh,kieåu 
ñieàu khieån vaø traïng thaùi giöõa vôùi van 3 vò trí. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 154
?
T1 T2
SOIL12SOIL14
 1.Maïch döøng khaån caáp xy lanh. 
 Ty tröôt
Piston ñieàu khieàn 
khí
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 155
2.Maïch öu tieân cho tieán vaø cho luøi xy lanh. 
3.3.2.Van löu löôïng. 
1.Van tieát löu 
 Van tieát löu 2 chieàu Van tieát löu 2 chieàu 
 Ñieàu chình ñöôïc khoâng ñieàu chình ñöôïc 
14 2 3 5
14 12
1 
2 4 
5 3 
14 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 156
 21
 21 1 2 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 157
2.Van thoaùt nhanh 
 2 
2 
3 
3 
1 
 1 
 Hình.Sô ñoà vaän haønh van thoaùt nhanh. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 158
3.Van 1 chieàu coù ñieàu khieån 
 2 
 x 
1 
3.3.4.Caùc van logic khí neùn. 
-Van OR 
-Van AND. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 159
Chöông 4.Caùc linh kieän khí neùn khaùc. 
4.1. Caùc loaïi caûm bieán. 
4.2. Thieát bò taïo chaân khoâng 
4.3. Boä ñònh thôøi vaø boä taïo xung khí neùn. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 160
Chöông 5. Logic khí neùn. 
5.1.Caùc phaàn töû logic khí neùn. 
1.Phaàn töû taùi taïo: YES 
Baûng chaân trò 
 a S 
 0 0 
 1 1 
Ma traän 
 a 
 0 1 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 161
.Phaàn töû logic ñaûo : NO ( phaàn töû vaïn naêng). 
2
aûn chaân trò 
B g
a S 
0 1 
1 0 
Matrice
a 0 1
01
3.Phaàn töû VAØ : AND 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 162
Matrice
a
0
0
1
1
0
01
0
b
.Phaàn töû OR 
Table de vérité 
a 
b 
S 
0 
0 
1 
0 
1 
0 
0 
1 
1 
0 
0 
1 
4
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 163
aûng chaân trò Ma traän 
S 
 1 
 1 1 
 0 1 
B
 a b a 0 1 
 0 0 0 0 1 
 0 1 
 1 1 1 
 1 
• Kyù hieäu 
 Coâng ngheä (ISO) Baùn nguyeät Hình vuoâng 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 164
5.Phaàn tö: EXNOR (Phaàn töû so saùnh gioáng nhau). 
6.Phaàn töû: EXNOR (So saønh khaùc nhau) 
7.Phaàn töû nhôù. 
a.Phaàn töû nhôù loaïi 1. 
b.Phaàn töû nhôù loaïi 2. 
 Chuù yù :caùc van nhò oån coù chöùc naêng nhôù. 
5.2.Caùc phöông phaùp bieåu dieãn vaø ruùt goïn moät haøm logic. 
1.Phöông phaùp ñaïi soá logic. 
2.Phöông phaùp duøng baûng Karnaugh. 
3.Ví duï minh hoaï. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 165
Chöông6.Thieát keá maïch ñieàu khieån töï ñoäng khí neùn. 
6.1. Caùc phöông phaùp moâ taû hoaït ñoäâng cuûa maïch. 
1.Moâ taû baèng ñoà hoïa. 
Chu trình hình vuoâng 
Chu trình chöõ L 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 166
2.Moâ taû baèng giaûn ñoà pha(hay bieåu ñoà traïng thaùi). 
Söû duïng caùc kyù hieäu chöùc naêng ñeå moâ taû.Phöông phaùp naøy duøng 
nhieàu ôû Taây ñöùc 
3.Phöông phaùp : GRAFCET-theo löu ñoà tieán trình. 
(Graphe Fonctionnel de Command Etap - Transition) 
-Söû duïng caùc kyù hieäu ñôn giaûn ñeå moâ taû.Phöông phaùp naøy duøng 
nhieàu ôû Phaùp vaø caùc nöôùc khaùc vì roõ raøng vaø deã hieåu. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 167
6.2.Caùc loaïi phöông phaùp ñieàu khieån. 
 Phöông phaùp ñieàu khieån coù nhieàu loaïi nhö : 
-Ñieàu khieån baèng tay 
-Ñieàu khieån tuyø ñoäng theo thôøi gian 
-Ñieàu khieån tuyø ñoäng theo haønh trình 
-Ñieàu khieån theo chöông trình baèng cô caáu chuyeån maïch 
-Ñieàu khieån theo taàng 
-Ñieàu khieån theo nhòp. 
-Ñieàu khieån baèng boä choïn theo böôùc. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 168
6.3.Caùc phöông phaùp thieát keá maïch. 
1.Phöông phaùp thieát keá maïch. 
Coù nhieàu phöông phaùp thieát keá maïch ñieàu khieån töï ñoäng khí neùn 
nhö : 
-Phöông phaùp Karnaugh. 
-Phöông phaùp GRAFCET. 
Coù 2 daïng baøi toaùn cô baûn :Baøi toaùn logic toå hôïp vaø baøi toaùn 
logic tuaàn töï. 
a.Caùc baøi toaùn logic toå hôïp. Duøng ñaïi soá Bool vaø baûng Karnaugh 
ñeå giaûi . 
b.Baøi toaùn logic tuaàn töï. Coù nhieàu phöông phaùp giaûi : 
-Duøng bìa Karnaugh 
-Phöông phaùp baäc 
-Duøng boä tuaàn töï thích hôïp vôùi GRAFCET. 
2. Ta khaûo saùt baøi toaùn maùy khoan goã (Hình). 
a.Moâ taû hoaït ñoäng cuûa maïch. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 169
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 170
b.Bieåu dieãn sô ñoà GRAFCET 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 171
c.Giôùi thieäu boä tuaàn töï. 
Böôùc Ra Sn
Xoùa bôûi S(n+1)
Ñöa veà 1 cuûa
S(n+1)
Phaûn hoài
Caáp nguoàn boä nhôù
Ñöa veà zeùr o
Kích hoaït moâñun bôûi
S(n-1) vaø r (n-1)
Ngöng kích hoaït
S(n-1)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 172
d.ÖÙng duïng cho maïch maùy khoan ôû treân. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 173
3.Caùc kieåu GRAFCET khaùc nhau. 
a.Taùc ñoäng ñoàng thôøi. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 174
b.Taùc ñoäng coù laëp laïi 
c.Taùc ñoäng coù ñònh thôøi. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 175
 d.Taùc ñoäng boû qua 1 soá traïng thaùi(nhaûy coùc). 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 176
e.Taùc ñoäng coù laëp laïi 1 soá traïng thaùi. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 177
f.Taùc ñoäng coù ñieàu kieän kieåu logic OR. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 178
g.Taùc ñoäng coù ñieàu kieän kieåu logic AND 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 179
4.Baøi taäp öùng duïng. Caùc chu trình cô baûn trong coâng 
nghieäp: 
-Chu trình carreù: A+,B+,A-,B- 
-Chu trình chöõ L: A+,B+,B-,A- 
-Chu trình vaän chuyeån saûn phaåm: A+,A-,B+,A+,A-,B- 
Ñoái töôïng ñieàu khieån
Cô caáu chaáp haønh
Ñaïi löôïng vaøo
(Ñaïi löôïng vaät lyù)
Löu löôïng, aùp suaát
Phaàn töû ñöa tín hieäu
Phaàn töû ñieàu khieån
Phaàn töû xöû lyù tín hieäu
 Cấu trúc mạch điều khiển khí nén. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 180
Xylanh BXylanh A
a0a1 b1 b0
A+ A- B+ B-
Star t
a0 b0b1a1
10s
 Mạch khí nén điển hình. 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
 181
 -------------------@ & @--------------------- 
 HEÁT 
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -