Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Dùng cho hệ trung cấp nghề Điện công nghiệp): Phần 1

Phần 1 giáo trình gồm nội dung 4 chương đầu: Chương 1 - Cơ sở lý thuyết về khí nén, chương 2 - Cung cấp và xử lý nguồn khí nén, chương 3 - Các phần tử trong hệ thống điều khiển khí nén. Giáo trình dùng cho hệ trung cấp nghề Điện công nghiệp. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Điều khiển điện khí nén (Dùng cho hệ trung cấp nghề Điện công nghiệp): Phần 1 UBND TỈNH NAM ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NAM ĐỊNH ThS. Trần Đức Nghị (Chủ biên) GIÁO TRÌNHĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN (Dùng cho hệ trung cấp nghề Điện công nghiệp) NĂM 2013Giáo trình điều khiển điện – khí nén CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN* MỤC ĐÍCH YÊU CẦU- Mục đích: Chương 1 nhằm cung cấp cho người đọc những kiến thức về quátrình phát triển của hệ thống điều khiển khí nén, các ưu nhược điểm của hệthống điều khiển khí nén cũng như các đơn vị tính toán cơ bản.- Yêu cầu: + Hiểu đúng các ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển khí nén, từ đóphát huy nhửng ưu điểm và hạn chế nhược điểm + Hiểu rõ khả năng ứng dụng của khí nén từ đó ứng dụng vào trongnhững trường hợp cụ thể + Nắm được các đơn vị tính toán khí nén để tính toán thiết kế hệ thốngkhí nén phù hợp với yêu cầu1.1. Lịch sử ra đời Ứng dụng khí nén có từ thời trước công nguyên. Ví dụ: Nhà triết họcngười Hi Lạp Ktesibios và học trò của ông là Heron đã chế tạo ra thiết bị bắntên hay ném đá. Sau đó có một số phát minh sáng chế của hai ông: thiết bịđóng, mở cửa bằng khi nén, bơm, súng phun lửa được ứng dụng. Tuy nhiên sự phát triển của 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, chínhvì vậy phạm vi ứng dụng của khí nén còn yếu. Mãi cho đến thế kỷ thứ 17, nhà kỹ sư chế tạo người Đức Ottovon nhàtoán học và triết học người pháp Pascal cũng như nhà vật lý người pháp DenisPapin đã xây dựng nền tảng cơ bản ứng dụng khí nén. Trong thế kỷ thứ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nénlần lượt được phát minh như: thư vận chuyển trong ống bằng khí nén, phanhbằng khí nén, búa tán đinh bằng khí nén. Trong lĩnh vực xây dựng đườnghầm xuyên dãy núi Alpes ở Thụy sĩ lần đầu tiên người ta sử dụng khi nén vớicông suất lớn. Váo những năm 70 của thế kỷ thứ 19 xuất hiện ở Pari mộttrung tâm sử dụng năng lượng khí nén với công suất lớn. Khí nén được vậnchuyển trong đường ống tới nơi tiêu thụ có bán kính 250mm và dài nhiều km.Tại đó khí nén được nung nóng lên nhiệt độ từ 500C đến 1500C để tăng côngsuất truyền động trong động cơ, các thiết bị búa hơi.Khoa Điện – Điện tử 2 Trường Cao đẳng nghề Nam ĐịnhGiáo trình điều khiển điện – khí nén Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện, vai trò sử dụng nănglượng bằng khi nén giảm dần. Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng bằng khínén vẩn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng nănglượng điện sẽ nguy hiển, sử dụng năng lượng khí nén ở dụng cụ nhỏ nhưngtruyền với vận tốc cao,những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh … vànhiều nhất là các dụng cụ, đồ gá kẹp chặt trong các máy. Thời gian sau chiến tranh thế giới thứ 2, việc ứng dụng năng lượngbằng khí nén trong lĩnh vực điều khiển phát triển khá mạnh mẽ. Với nhữngdụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng chế và được ứng dụng vàonhiều lĩnh vực khác nhau, sự kết hợp khí nén với điện – điện tử là nhân tốquyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai.1.2. Khả năng ứng dụng của khí nén.1. Trong lĩnh vực điều khiển Sau chiến tranh thế giới thứ 2, nhất là vào những năm 50 và 60 của thếkỷ thứ 20, là thời gian phát triển mạnh mẽ của giai đoạn tự động hóa quá trìnhsản xuất, kỹ thuật điều khiển bằng khí nén phát triển mạnh mẽ và đa dạngtrong nhiều lĩnh vực khác nhau. Chỉ riêng ở Cộng hòa liên bang Đức đã có 60hãng chuyên sản xuất các phần tử bằng khì nén. Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở nhiều lĩnh vực khácnhau như các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp, các chi tiết nhựa, chất dẻo,hoặc là được sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử, vì điềukiện vệ sinh môi trường rất tốt và an toàn cao. Ngoài ra hệ thống điều khiểnbằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền rửa tự động, các thiết bị vậnchuyển và kiểm tra của lò hơi, thiết bị mạ, đóng gói bao bì và công nghiệphóa chất.1.3. Ưu, nhược điểm của hệ thóng truyền động bằng khí néna, Ưu điểm - Do khả năng chịu nén 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 một trạm trích chứa khí nén. - Có khả năng truyền tải năng lượng xa, vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẩn ít.Khoa Điện – Điện tử 3 Trường Cao đẳng nghề Nam ĐịnhGiáo trình điều khiển điện – khí nén - Đường dẫn khí nén ra không cần thiết (ra ngoài không khí) - Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, vì phần lớn trong các xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn. - Hệ thống phòng ngửa quá áp suất giới hạn được đảm bảo.b, Nhược điểm - Lực truyền tải trọng thấp - Khi tải trọng ...