Các bộ phận điều khiển khí nén và các mạch cơ bản
Trong hệ thống khí nén, các bộ phận điều khiển là thành phần quan trọng để kiểm soát và điều chỉnh áp suất, tốc độ dòng chảy, hướng dòng khí nén và gửi tín hiệu. Bằng cách sử dụng chúng, các mạch khí nén khác nhau có thể được hình thành để đảm bảo rằng các bộ phận dẫn động bằng khí nén hoạt động bình thường theo yêu cầu. Các bộ phận điều khiển khí nén có thể được phân thành ba loại chính dựa trên chức năng và ứng dụng của chúng: van điều khiển áp suất, van điều khiển lưu lượng và van điều khiển hướng. Ngoài ra, còn có các thành phần logic khí nén đạt được nhiều chức năng logic khác nhau bằng cách thay đổi hướng và-bật luồng khí.
①Van điều khiển áp suất và mạch điều khiển áp suất
Van điều khiển áp suất chủ yếu được sử dụng để kiểm soát áp suất của khí trong hệ thống và đáp ứng các yêu cầu áp suất khác nhau. Van điều khiển áp suất có thể được phân thành ba loại: Loại thứ nhất là van giảm áp có tác dụng giảm và ổn định áp suất; Loại thứ hai là van an toàn dùng để hạn chế áp suất và bảo vệ an toàn, đó là van giảm áp. Loại thứ ba là van tuần tự thực hiện các điều khiển nhất định dựa trên áp suất dòng khí khác nhau.
1. Van an toàn
Van an toàn đóng vai trò bảo vệ an toàn trong hệ thống. Khi áp suất hệ thống vượt quá giá trị quy định, van an toàn sẽ mở ra để giải phóng một phần khí vào khí quyển, đảm bảo áp suất hệ thống không vượt quá giá trị cho phép và do đó ngăn ngừa tai nạn do áp suất quá cao trong hệ thống. Cấu trúc và ký hiệu đồ họa của van an toàn được thể hiện trong hình.
Hình: Cấu tạo và ký hiệu đồ họa của van an toàn
2. Van giảm áp-
Chức năng của van giảm áp-là giảm áp suất của nguồn cung cấp khí đến áp suất mà thiết bị yêu cầu và đảm bảo rằng giá trị áp suất vẫn ổn định sau khi giảm áp suất. Hiệu suất cơ bản của van giảm áp bao gồm phạm vi điều chỉnh áp suất, đặc tính áp suất và đặc tính dòng chảy. Đặc điểm áp suất và đặc điểm dòng chảy là hai tính năng quan trọng của van giảm áp-và đóng vai trò là cơ sở quan trọng cho việc lựa chọn và sử dụng nó. Khi chọn van giảm áp-, loại van này và độ chính xác điều chỉnh áp suất phải được xác định dựa trên yêu cầu sử dụng, sau đó đường kính của van phải được chọn theo lưu lượng đầu ra tối đa được yêu cầu. Cấu trúc của van giảm áp-được thể hiện trong Hình. Áp suất nguồn không khí của van phải lớn hơn áp suất đầu ra tối đa 0,1MPa. Van giảm áp{11}}thường được lắp đặt sau bộ tách nước và bộ lọc không khí cũng như trước bộ bôi trơn phun sương dầu, như minh họa trong Hình. Xin lưu ý không đảo ngược đầu vào và đầu ra của nó. Khi không sử dụng van, nên nới lỏng núm để tránh màng ngăn thường xuyên bị biến dạng dưới áp lực, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của nó.
Hình: Cấu trúc của van giảm áp-
Hình: Vị trí lắp đặt van giảm áp-
3. Mạch điều khiển áp suất
Mạch điều khiển áp suất là mạch cơ bản giúp giữ áp suất trong mạch trong một phạm vi nhất định hoặc cho phép mạch đạt được áp suất ở các mức khác nhau. Những cái thường được sử dụng bao gồm mạch điều khiển áp suất sơ cấp và mạch điều khiển áp suất thứ cấp.
Mạch điều khiển áp suất sơ cấp
Mạch điều khiển áp suất sơ cấp dùng để điều khiển áp suất của bình chứa khí sao cho không vượt quá giá trị áp suất quy định. Van giảm áp điều khiển bên ngoài và đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện thường được sử dụng để điều khiển khởi động và dừng máy nén khí, giữ áp suất trong bình chứa khí trong phạm vi quy định. Đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện được sử dụng, có yêu cầu cao đối với động cơ và điều khiển. Chúng thường được sử dụng để điều khiển máy nén khí nhỏ, như trong Hình.
Hình: Sơ đồ mạch điều khiển áp suất sơ cấp
2) Mạch điều khiển áp suất thứ cấp
Vòng điều khiển áp suất thứ cấp chủ yếu điều khiển áp suất nguồn không khí của hệ thống khí nén. Trong truyền động khí nén, bộ tách nước và bộ lọc không khí, van giảm áp và bộ bôi trơn phun sương dầu thường được gọi chung là bộ ba{1}}khí nén. Như minh họa trong Hình, đây là mạch điều khiển áp suất thứ cấp bao gồm các bộ ba-khí nén.
Hình: Mạch điều khiển áp suất thứ cấp
② Van điều khiển lưu lượng và mạch điều khiển tốc độ
Để đảm bảo xi lanh hoạt động trơn tru và đáng tin cậy, cần kiểm soát tốc độ chuyển động của xi lanh. Một phương pháp phổ biến là sử dụng van điều khiển dòng chảy để đạt được điều này. Van điều khiển lưu lượng điều khiển tốc độ di chuyển của bộ truyền động khí nén bằng cách điều chỉnh tốc độ dòng khí và việc kiểm soát lưu lượng khí đạt được bằng cách thay đổi diện tích dòng chảy của van điều khiển lưu lượng. Các van điều khiển lưu lượng thường được sử dụng bao gồm van tiết lưu, van tiết lưu một chiều, van tiết lưu xả, v.v.
van tiết lưu một chiều
Van tiết lưu một chiều là Van điều khiển kết hợp bao gồm một van một chiều và một van tiết lưu song song. Cấu trúc và biểu tượng đồ họa của nó được thể hiện trong hình. Khi luồng không khí chảy từ cổng P đến cổng A, nó được điều tiết qua van tiết lưu. Khi chảy từ A đến P, van một chiều mở ra mà không cần tiết lưu. Van tiết lưu một chiều thường được sử dụng trong mạch điều chỉnh tốc độ và trễ của xi lanh.
Hình: Cấu trúc và ký hiệu đồ họa của van tiết lưu một chiều
2. Vòng điều khiển tốc độ
Xi lanh tác động kép-có hai phương pháp điều chỉnh: điều chỉnh lượng khí nạp và khí thải. Hình vẽ thể hiện mạch điều chỉnh tiết lưu khí nạp. Trong quá trình điều tiết lượng nạp, khi hướng tải ngược với hướng của piston, chuyển động của piston dễ xảy ra hiện tượng mất cân bằng, tức là hiện tượng bò. Khi hướng tải trùng với hướng piston thì tải dễ bị chạy khô khiến xi lanh mất kiểm soát. Vì vậy, mạch điều chỉnh tiết lưu khí nạp chủ yếu được sử dụng cho các xi lanh lắp thẳng đứng. Đối với các xi lanh được lắp đặt theo chiều ngang, mạch điều chỉnh thường sử dụng mạch điều chỉnh tiết lưu khí thải, như trong Hình. Như trên hình là sơ đồ mạch điều khiển tốc độ gồm các van tiết lưu. Khi khí nén được nạp từ đầu A và thoát ra từ đầu B, van một chiều của van tiết lưu một chiều A sẽ mở ra để bơm nhanh khoang không cần trục của xi lanh. Do van một chiều của van tiết lưu một chiều B đóng nên khí trong khoang thanh truyền chỉ có thể được xả qua van tiết lưu. Bằng cách điều chỉnh độ mở của van tiết lưu B, tốc độ di chuyển khi xi lanh mở rộng có thể thay đổi được. Ngược lại, việc điều chỉnh độ mở bướm ga A có thể làm thay đổi tốc độ chuyển động của xi lanh khi nó rút lại. Phương pháp điều khiển này đảm bảo piston hoạt động ổn định và là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất.
Hình: Mạch điều chỉnh một chiều cho xi lanh tác động kép
Hình: Mạch điều khiển tốc độ gồm các van tiết lưu Hình
③ Van điều khiển hướng điện từ và mạch điều khiển khí nén
1. Van điều khiển hướng
Van điều khiển hướng được sử dụng để điều khiển hướng dòng khí nén và sự gián đoạn của dòng khí. Van điều khiển hướng bằng khí nén có thể được phân thành nhiều loại khác nhau dựa trên cấu trúc của lõi van, chẳng hạn như loại van trượt, loại cầu, loại bề mặt phẳng, loại phích cắm và loại màng ngăn, trong đó loại cầu và loại van trượt được sử dụng rộng rãi hơn. Theo các phương pháp điều khiển khác nhau, chúng có thể được phân loại thành loại điều khiển điện từ, loại điều khiển khí nén, loại điều khiển cơ học, loại điều khiển thủ công và loại điều khiển thời gian, v.v. Theo đặc điểm chức năng của chúng, chúng có thể được phân loại thành loại một chiều và loại đảo chiều. Theo số lượng cổng và số lượng vị trí làm việc của lõi van, nó có thể được phân thành nhiều loại khác nhau như hai-vị trí hai-cách, hai-vị trí ba-cách và ba-vị trí năm-cách, như được hiển thị trong Bảng.
Bảng: Các cổng và vị trí làm việc của van điều khiển hướng
2. Van điều khiển hướng điện từ
Van điều khiển hướng điện từ sử dụng lực hút của nam châm điện để đẩy lõi van thay đổi vị trí làm việc của van, từ đó điều khiển hướng dòng chảy của luồng khí. Vì nó có thể được điều khiển bằng các tín hiệu được gửi bằng công tắc-nút ấn, công tắc giới hạn, công tắc lân cận, v.v., nên dễ dàng đạt được điều khiển kết hợp điện-khí nén và có thể được vận hành từ xa, với nhiều ứng dụng. Cách phân loại phổ biến nhất của van điện từ dựa trên số lượng cổng và vị trí làm việc của lõi van, bao gồm hai-vị trí hai{6}}cách, hai-vị trí ba-cách, ba-vị trí năm{10}}cách và nhiều vị trí khác. Tùy theo số lượng cuộn dây được dẫn động bởi nam châm điện, van điện từ được phân loại thành loại điều khiển-đơn và loại điều khiển{13}}kép. Nam châm điện van được phân thành ba loại theo các nguồn điện khác nhau được sử dụng: loại AC, loại DC và loại cục bộ. Loại này là loại chỉnh lưu cục bộ AC. Bản thân nam châm điện này được trang bị bộ chỉnh lưu nửa sóng, có thể sử dụng trực tiếp dòng điện xoay chiều AC trong khi có cấu tạo và đặc tính của nam châm điện một chiều. Khi sử dụng, nên chọn van điều khiển hướng điện từ thích hợp theo yêu cầu điều khiển.
Hình này thể hiện sơ đồ nguyên lý hoạt động của van điều khiển hướng điện từ một chiều-được điều khiển bằng điện hai-ba{2}}vị trí bằng điện.
Hình: Sơ đồ nguyên lý làm việc của van điều khiển hướng điện từ-tác động trực tiếp bằng điện
Nguyên lý làm việc: Khi nam châm điện không được cấp điện, lõi van được lò xo đẩy về đầu trên, nối 7 và A. Khi nam châm điện được cấp điện, lõi sắt sẽ đẩy lõi van về đầu dưới thông qua cần đẩy, nối P và A.
Hình này thể hiện sơ đồ nguyên lý làm việc của một van điều khiển hướng điện từ hai chiều-hoạt động trực tiếp, hai{1}}vị trí năm{2}}hai chiều được điều khiển bằng điện. Hình này thể hiện sơ đồ nguyên lý hoạt động của van điều khiển hướng kép được điều khiển bằng điện-được vận hành bằng thí điểm.
Hình: Sơ đồ nguyên lý làm việc của van điện từ hai chiều-hoạt động kép được điều khiển bằng điện hai-năm{2}}vị trí năm{2}}
Hình: Sơ đồ nguyên lý làm việc của van điều khiển hướng-điều khiển bằng điện kép được vận hành bằng thí điểm
Trên đây là các linh kiện điều khiển khí nén và nội dung mạch cơ bản. Để tìm hiểu thêm thông tin liên quan, hãy truy cậphttps://www.joosungauto.com/.
