ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Hoàng Hữu Tân đã tận tình chỉ bảo
cho em để em có thể hoàn thành xong đồ án này. Trong quá trình thực hiện đồ
án mặc dù em đã rất cố gắng nhưng chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót. Vì vậy,
em rất mong có những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để bản đồ án của
em có thể hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG I
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 2
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
DẪN NHẬP
I. HIỆN TRẠNG
Ngày nay,tự động hóa là sự ưu tiên lựa chọn trong hầu hết các lĩnh vực của
nền kinh tếquốc dân. Chính nhờ sự phát triển của tự động hóa mà con người
tạo ra nhiều sản phẩm chất lượng cao nhằm đáp ứng nhiều nhu cầu phức tạp
của dời sống xã hội.
Hiện nay để sử dụng thiết bị phân loại sản phẩm trong các phân xưởng cơ
khí người ta cần ít nhất 2 công nhân. Vì vậy yêu cầu tự động hóa hệ thống này
là cân thiết để tiết kiệm nhân công và nâng cao năng suất hệ thống.
II. VÀI NÉT VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THỦY LỰC KHÍ NÉN
Không khí xung quanh ta nhiều và đó là một nguồn năng lượng rất lớn mà
con người đã biết sử dụng chúng từ trước Công Nguyên. Tuy nhiên dự phát
triển và ứng dụng của khí nén lúc đó còn rất hạn chế do chưa có sự phối hợp
giữa các ngành vật lí, cơ học v.v
Mãi cho đến thế kỉ XVII, nhà kĩ sư chế tạo người Đức Otto von Guerike, nhà
toán học và nhà triết học người Pháp Blaise Pascal, cũng như nhà vật lí 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 Joef Ritter, phanh
bằng khí nén (1880), búa tán đinh bằng khí nén (1861) … Với sự phát triển

của cơ cấu chấp hành.
- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.
- Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.
- Tự động hóa đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các
phần tử tiêu chuẩn hóa.
2. Nhược điểm
- Mất mát trong đường ống và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu
suất và hạn chế phạm vi sử dụng.
- Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính được của
chất lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
- Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc
thay đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi.
3. Yêu cầu giới hạn đề tài
Thiết kế mô hình hệ thống thiết bị kiểm tra sản phẩm dùng năng lượng
thủy lực(xilanh nén) kết hợp điều khiển bằng điện (điện-thủy lực nén).
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 4
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
CHƯƠNG II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I. NGUỒN THỦY LỰC
1. Bơm dầu và động cơ dầu
- Bơm và động cơ dầu là hai thiết bị có chức năng khác nhau. Bơm là phần
tử tạo ra năng lượng, còn động cơ là thiết bị tiêu thụ năng lượng này. Tuy
thế kết cấu và phương pháp tính toán của bơm và động cơ dầu cùng loại
giống nhau.
- Bơm dầu là một loại biến đổi năng lượng, dùng để chế biến cơ năng
thàng năng lượng của dầu. Trong hệ thống dầu ép thường chỉ dùng bơm
thể tích, tức là loại bơm thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách
thay đổi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm rút dầu, thực hiện chu kỳ

d) Bơm cánh gạt
- Bơm cánh gạt là loại bơm được dùng rộng rãi sau bơm bánh răng và
cũng chủ yếu dùng ở hệ thống có áp suất trung bình. So với bơm bánh
răng, bơm cánh gạt đảm bảo một lưu lượng đều hơn hiệu suất thể tích
cao hơn. Kết cấu bơm bánh răng có nhiều loại khác nhau, nhưng có thể
chia làm 2 loại chính:
+ Bơm cánh gạt đơn
+ Bơm cánh gạt tác dụng kép
Hình 1.4: Bơm cánh quạt
- Bơm cánh gạt đơn là khi trục quay một vòng nó thực hiện một chu kỳ
làm việc bao gồm một lần hút và một lần nén.
- Bơm cánh gạt kép là khi trục quay một vòng, nó thực hiện hai chu kỳ
làm việc bao gồm hai lần hút và hai lần nén.
e) Bơm pittông
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 7
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
- Bơm pittông là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu
pittông-xilanh. Vì bề mặt làm việc của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ
dàng đạt được độ chính xác gia công cao, bảo đảm hiệu suất tốt, có khả
năng thực hiện được với áp suất làm việc lớn.
- Bơm pittông thường dùng ở những hệ thống dầu ép cần áp suất cao và
lưu lượng lớn đó là máy tuốt, may xúc, máy nén…
- Phân loại:
+ Bơm pit tông hướng tâm
Hình 1.5: Bơm pit tông hướng tâm
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 8
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Hình 1.6: Một số kết cấu của bơm hướng tâm

dầu làm việc, dầu được hút lên qua bộ lọc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu
xả về được cho và ngăn khác. Dầu thường đổ vào bể qua một cửa (8) bố trí nắp
bể lọc và ống xả (9) được đặt gần sát đáy bể dầu. Có kiểm tra mức dầu đạt yêu
cầu nhờ mắt dầu (7).
3. Bộ lọc dầu
a) Nhiệm vụ: Ngăn ngừa chất bẩn xâm nhập vào bên trong cơ cấu
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 10
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Hình 1.8: Bộ lọc dầu
b) Phân loại
- Phân loại theo kích thước chọn lọc:
+ Bộ lọc thô: có thể lọc chất bẩn đến 0,1mm
+ Bộ lọc trung bình : có thể lọc chất bẩn đến 0,01 mm
+ Bộ lọc tinh: có thể lọc chất bẩn đến 0,005 mm
+ Bộ lọc đặc biệt tinh: có thể lọc chất bẩn đến 0,001 mm
- Phân loại theo kết cấu
+ Bộ lọc ướt: là bộ lọc dầu đơn giản nhất, nó gồm có khung cứng và lưới
đồng bao quanh
+ Bộ lọc lá, sợi thủy tinh: là bộ lọc dùng những lá thép mỏng để lọc dầu
4. Bình trích chứa
a) Nhiệm vụ
- Bình trích chứa là cơ cấu dùng trong các hệ truyền thủy lực để điều hòa
năng lượng thông qua áp suất và lưu lượng của chất lỏng làm việc. Bình
trích chứa làm việc theo hai quá trình: tích năng lượng vào và cấp năng
lượng ra.
- Bình trích chưa được sử dụng rộng rãi trong các loại máy rèn, máy ép,
trong các cơ cấu tay máy và đường dây tự động… Nhằm làm giảm công
suất của bơm, tăng độ tin cậy và hiệu suất sử dụng của toàn hệ thủy lực.
b) Phân loại

Theo kết cấu bình chứa được chia làm hai loại chính:
+ Bình trích chứa không có ngăn
+ Bình trích chứa có ngăn
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 12
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Hình 1.10: Bình trích chứa thủy khí có ngăn
a. Ống cho khí vào
b. Thân bình trích chứa
c. Màng ngăn
d. Đế van
e. Ống cho dầu vào
II. CÁC PHẦN TỬ ĐIỂU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG THỦY LỰC
1. Van đảo chiều
- nhiệm vụ: dùng đóng mở các ống dẫn để khởi động các cơ cấu biến đổi
năng lượng, dùng để đảo chiều các chuyển động của cơ cấu chấp hành
- khái niệm:
+ Số vị trí:là số định vị con trượt của van. Thông thường van đảo chiều
có 2 hoặc 3 vị trí. Trong những trường hợp đặc biệt số vị trí có thể có
nhiều.
+ Số cửa: là số để dẫn dầu vào hay ra. Số cửa của van đảo chiều thường
là 2; 3 và 4 trong những trường hợp đặc biệt số của có thể nhiều hơn.
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 13
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Hình 2.1: Van đảo chiều 3/2
a. Van 3/2 tác động bằng nút nhấn giữ
Ký hiệu:
2
1 3

Van tiết lưu 2 chiều:khi điều chỉnh vít (2) ,tiết diện (3) thay đổi . Tiết lưu
được 2 chiều từ A qua B và ngược lại.
Hình 2.3:van tiết lưu 2 chiều
3. Xilanh thủy lực
a. Nhiệm vụ
Xilanh thủy lực là cơ cấu chấp hành của truyền dẫn thủy lực để thực hiện
chuyển động thẳng
b. Cấu tạo của xilanh thủy lực
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 15
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Hình 2.4: cấu tạo xilanh tác dụng kép có cần pit tông 1 phía
1: Thân 7: Vòng chắn dầu 12: ống nối 17: Ống nối
2;3: Mạch bích hông 8: Vòng đệm 13 : Tấm dẫn hướng
4: Cần pit tông 9: Tấm nối 14: Vòng chắn O
5: Pit tông 10: Vòng chắn hình O 15: Đai ốc
6: Ổ trượt 11: Vòng chắn pit tông 16: Vít vặn
III. CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN THỦY LỰC
1. Công tắc đóng chậm
Khi chưa tác động thì chưa có dòng điện chạy qua (mở), khi tác
động (nhấn) thì có dòng điện đi qua.
Hình 3.1: công tắc đóng chậm
Ký hiệu:
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 16
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Detent switch (make)
2. Rơle điều khiển
Nguyên lý hoạt động: khi dòng điện vào cuộn dây cảm ứng, xuất
hiện lực từ trường sẽ hút lõi sắt, trên đó có lắp các tiếp điểm. Các tiếp

1.1.1. Biểu đồ trạng thái:
Biểu diễn trạng thái của các phần tử trong mạch, mối quan hệ giữa các phần tử
và trình tự chuyển mạch của các phần tử.
Biểu đồ trạng thái
1.1.2. Quy trình làm việc:
Từ sơ đồ hành trình bước ta có thể nhận thấy hệ thống trạm kiểm tra sản
phẩm có 4 xilanh.
+ xilanh A : đưa sản phẩm vào
+ xilanh B : đẩy phân loại sản phẩm
+xilanh C và xilanh D : đưa sản phẩm đi
-với thiết bị của trạm phân loại sản phẩm ta có thể điều khiển bằng thủy
lực hoặc khí nén.
+ Đối với thủy lực: tổn thất năng lượng do mất mát đường ống lớn, công
suất cao, lực truyền tải lớn.
+ Với mạch khí nén: ít tổn thất năng lượng do ma sát với đường ống , tác
động nhanh, truyền tải nhỏ và sạch hơn so với thủy lực.
Từ những phân tích trên ta chọn thiết bị phân loại sản phẩm là hệ thống
điều khiển bằng thủy lực là phù hợp vì có công suất lớn .
Từ sơ đồ hành trình bước ta có thể miêu tả hành trình làm việc của thiết
bị phân loại sản phẩm như sau:
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 19
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Bắt đầu hoạt động xilanh A đưa sản phẩm ra, xilanh B đưa sản phẩm về
trạm kiểm tra rồi sau đó đẩy trở ra. Nếu đạt yêu cầu thì xilanh C đẩy sản
phẩm tới trậm tiếp theo. Nếu sản phẩm không đạt thì xilanh D đi ra đẩy
sản phẩm qua máng thải loại sản phẩm.
1.1.3. Xác định hệ điều kiện.
Từ biểu đồ trạng thái ta xác định được điều kiện các xilanh sẽ thực hiện
như sau:

Xác định hệ điều kiện
- Các tầng tín hiệu:
+ Tầng 1: A+; B-
+ Tầng 2: B+; C+; D+
+ Tầng 3: A-; C-; D-
1.2. Thiết kế mạch tầng
*Chia tầng dựa vào hệ điều kiện ta xác định các bước có hệ điều kiện
giống nhau.
+ Bước 2 và bước 4
+ Bước 1 và bước 6
-Áp dụng nguyên tắc chia tầng: xét từ đầu chu trình đến các bước tiếp
theo khi có điều kiện trùng nhau thì lùi lại một bước để chia tầng tức là
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 20
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
chuyển sang một tầng khác ở bước đó. Sau khi chuyển sang tầng khác thì
tiếp tục xét ở bước kế tiếp.
-Theo hệ điều kiện ta thấy có hai nhóm hệ điều kiện giống nhau:
+ Nhóm 1: bước 2 và bước 4
+ Nhóm 2: bước 1 và bước 6
Nên ta có thể chia tầng như sau:
+ Tầng 1: từ bước 1 đến bước 3: do bước 2 và bước 4 trùng nhau nên ta
lùi lại một bước để chia tầng.
+Tầng 2: từ bước 3 tới bước 5
+Tầng 3: từ bước 5 tới bước 6
S2
S1
S4
S3
S6

sang tầng II. Khi đó tầng I và tầng II không có dầu. Tương tự ta thấy: khi
s6 tác động thì khí sẽ được đảo tầng lần nữa từ tầng II sang tầng III và khi
đó ngừng cấp dầu ở tầng I và tầng II. Để chuyển lại dầu lên tầng I thì lúc
đó s1 sẽ bị tác động làm cho dầu được đảo tầng để tầng I có dầu.
• Xác định các phần tử của mạch
Để xác định được các phần tử của mạch ta phân tích sơ đồ hành trình
bước và sơ đồ mạch tầng. Theo sơ đồ hành trình bước thì chúng ta cần
4 xilanh tác động kép lần lượt là xilanh A, xilanh B, xilanh C và
xilanh D. Theo sơ dồ mạch tầng chúng ta cần có 6 công tắc hành trình
trong số đó có một công tắc tác động chiều về. Một nút ấn 3/2 tác
động đóng ngắt mạch điều khiển. Theo mạch tầng thì chúng ta cần
thêm hai van đảo chiều xung 5/2. Để diều khiển 4 xilanh ta cần 4 van
đảo chiều xung 5/2 và 4 van tiết lưu một chiều. Và cuối cùng là một số
thiết bị cần thiết như trạm cấp dầu và các ống dẫn dầu.
1.3. Thiết kế sơ đồ chức năng
Sơ đồ chức năng gồm các bước thực hiện và các lệnh. Sơ đồ chức năng
gồm 5 bước thực hiện.
Sơ đồ chức năng của hệ thống như sau:
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 22
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
Biểu đồ chức năng của quá trình điều khiển
-Nguyên tắc hoạt động của mạch điều khiển như sau:
+ Bước thực hiện thứ nhất:
Khi các xilanh đang ở vị trí ban đầu (s1=1; s2=0; s3=0; s4=1; s5=1;
s6=0; s7=1; s8=0 và Start=0)
Khi tác động nút ấn Start=1 làm cho xilanh A đi ra với tín hiệu A+
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 23
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm

+Bước thứ nhất: khi xilanh A ở vị trí ban đầu (s1=1, s2=0) sau khi ấn
nút khởi động Start tác động vào làm cho xilanh A đi ra (A+)
+Bước thứ hai: xilanh A đi ra đến cuối hành trình chạm s2 làm cho
xilanh B đi về (B-)
+Bước thứ ba: xilanh B đi về chạm s3 đổi chiều đi ra (B+)
+Bước thứ tư: xilanh B đi ra chạm s4 làm cho xilanh C và xilanh D đi
ra (C+, D+)
+Bước thứ năm: khi xilanh C và xilanh D đi ra cuối hành trình xilanh
C chạm s6 làm cho đông thời cả 3 xilanh A, xilanh C và xilanh D
cùng đi về (A-, C-, D-)
→ Kết thúc quá trình điều khiển của một chu kì.
Lưu đồ tiến trình:
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 24
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THUỶ LỰC-KHÍ NÉN Thiết bịkiểm tra sản phẩm
GVHD: Hoàng Hữu Tân
SVTH: Phùng Anh Đức Page 25