BÀI TẬP VÀ ĐÁP ÁN MÔN TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN
Bài 1: (3 điểm)
a. Điền các thông tin thiết bị còn thiếu của hệ thống truyền động và điều khiển thủy lực vào bảng 1. (Với 5
thông tin còn thiếu từ 1 đến 5 và điền thông tin 3 bằng tiếng Việt). (1 điểm)
Bảng 1: Bảng thiết bị của Bài 1
Mô tả - tên thiết bị
Xylanh tác động 2
chiều (Double-Acting
cylinder)
Van một chiều (Non- 1
return or Check
valve)
Van áp suất
(Pressure-control
valve)
Van giảm áp
2
(Pressure-reducing
valve)
3

Số lượng

Ký hiệu

Ghi chú

2

4



5
2

1

S3

b. Cho biểu đồ hành trình bước như hình 1. Quy trình hoạt động như sau: Nhấn nút S1 thì xylanh (cylinder)
A đi ra (A+), khi đủ áp suất cài đặt thì xylanh B tự động đi ra (B+), khi xylanh B đi ra tới cuối hành trình
chạm công tắc đặt ở cuối hành trình S3 thì dừng lại. Sau đó nhấn nút S2 thì xylanh B tự động đi về (B-), khi
đủ áp suất cài đặt thì xylanh A cũng về (A-). Sử dụng các thiết bị thuộc bảng 1 (số lượng nhỏ hơn hoặc bằng
số lượng thiết bị đề cập trên bảng 1) để thiết kế mạch truyền động thủy lực và hệ thống điều khiển điện với
sơ đồ hành trình bước như hình 1. (2 điểm)

1


1
Nút nhân S1
0
1
Nút nhân S2

Xylanh A

0
1
0
1

ra còn có 1 cảm biến để phân lọai sản phẩm. Khi nhấn nút nhấn START xylanh A đi ra (A+) khi đến cuối
hành trình chạm công tắc hành trình S2. Nếu có tín hiệu cảm biến (CB =1) thì xylanh B đi ra, nếu không có
tín hiệu cảm biến (CB=0) thì xylanh C đi ra. Sau đó tùy theo tín hiệu cảm biến thì xylanh A và B hoặc A và
C đi về. Sau đó xylanh A ra và về 1 lần nữa để hoàn thành chu kỳ hoạt động. Hệ thống truyền động khí nén
như hình 3. Các xylanh tác động 2 chiều B và C được điều khiển bới van 5/2 tác động 1 bên bằng solenoid
quay trở về bằng lò xo. Xylanh tác động 2 chiều A được điều khiển bởi van 5/2 tác động 2 bên bằng
solenoid. Yêu cầu sinh viên vẽ mạch điện điều khiển 3 xylanh A, B, C với sơ đồ hành trình bước đã cho.
Bước
Xylanh

1

2

3

5

4

Điều
kiện

Công tắc
hành trình
S2

Xylanh A

S1

5

3
1

S4

S5

2

Y3

4

2

Y4
5

3
1

5

3
1

Hình 3: Sơ đồ truyền động khí nén của bài 2.
2

4

3

2
4

5

2

3
5

1

3
1

4

2

5

3

4

2


5

10

15

20

25

30

35

Hình 5: Sơ đồ hành trình bước bài 3.
3

40

45

S1
50 (giây)


Bài 4: (2 điểm) Một khối lượng 2000 kg được xylanh thủy lực đẩy ra trên mặt phẳng nằm ngang từ trạng
thái đứng yên đến vận tốc chuyển động bình ổn là 1m/giây với khoảng di chuyển là 50 mm. Hệ số ma sát
giữa tải và nền là 0.15. Áp suất dầu lên xylanh là 100 bar. Trong quá trình chuyển động, ma sát trong xy lanh
thủy lực và sự rò rỉ làm cho áp suất giảm đi 5 bar. Giả sử áp suất của cửa xả của xylanh là 0 bar. Tính đường

3 Van đảo chiều 4/3
tác động 2 bên bằng
solenoid

1

Áp suất cài
đặt 30 bar

Y2

Y1

Khối bơm (bơm, van 4
tràn, bể chứa…)

1

Áp suất bơm
50 bar

2
Relay (Rơle)
Nút nhấn S1 và S2
(Điện – thường mở)

2

5



10

15

20

25

30

35

40

45

S1
50 (giây)

Hình 1: Sơ đồ hành trình bước của Bài 2 (b).

Bài 3: (3 điểm)
Cho hệ thống tự động với 3 xylanh A, B và C với sơ đồ hành trình bước như hình 2. Ngoài ra còn có 1 cảm
biến để phân lọai sản phẩm. Khi nhấn nút nhấn START xylanh A đi ra (A+) khi đến cuối hành trình chạm
công tắc S2. Nếu có tín hiệu cảm biến (CB =1) thì xylanh B đi ra, nếu không có tín hiệu cảm biến (CB=0) thì
xylanh C đi ra. Sau đó tùy theo tín hiệu cảm biến thì xylanh A và B hoặc A và C đi về. Sau đó xylanh A ra
và về 1 lần nữa để hoàn thành chu kỳ hoạt động. Hệ thống truyền động khí nén như hình 3. Các xylanh tác
động 2 chiều B và C được điều khiển bới van 5/2 tác động 1 bên bằng solenoid quay trở về bằng lò xo.
5

Xylanh C

CB=0

S5

Hình 2: Sơ đồ hành trình bước của bài 2.
S1

4

2

5

3

Y1

S2

S3

Y2

4

2

5

+24V

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

S3
K1


K3

K4

K2

S1
K1

K3

K4

CB

CB

K2

K2

K3

K1
K4

K1

K2


3

7
8
12

6

1
9
13

16 15

6


Bài 4: (2 điểm) Cho sơ đồ mạch điều khiển hệ thống khí nén như hình 4. Tín hiệu tác động là nút nhấn Start.
Thời gian di chuyển của đầu piston từ công tắc hành trình S1 đến S2 là 5 giây và S2 đến S1 ngược lại cũng
là 5 giây. Hãy vẽ sơ đồ hành trình bước của hệ thống náy (Vẽ trực tiếp vào hình).
S1

4

1

2

5

3
1

1
4

2

5

3

4

2

5

3
1

1
2
2
S1
S2
1

3
1


35

40

45

S1
50 (giây)


Bài 4: (2 điểm) Một khối lượng 2000 kg được xylanh (cylinder) thủy lực đẩy ra trên mặt phẳng nằm ngang
từ trạng thái đứng yên đến vận tốc chuyển động bình ổn là 1m/giây với khoảng di chuyển là 50 mm. Hệ số
ma sát giữa tải và nền là 0.15. Tính đường kính piston (pittông) với áp suất 100 bar (Trong quá trình chuyển
động ma sát trong xy lanh thủy lực và rò rỉ làm cho áp suất giảm 5 bar). Giả sử áp suất của cửa xả của
xylanh là 0).
Trong trường hợp này u = 0; v = 1 m/s; s= 0.05
Với công thức v2 = u2 +2as
Giá tốc: a = 10 m/s2;
Lực quán tính của vật là: F=(W/g)a = 20000 N
Lực cần thiết để thắng lực ma sát: P = W= 0.15 x 20000 x 0.91 = 2943 N
Tổng lực quán tính và lực chống lại ma sát là 22943 N.
Áp suất thực tế là 95 bar = 95 x 105 N/m2
Diện tích pittông: S= D2/4 = 2415 mm2 = 0.002415 m2
Vì vậy đường kính pittông là: D= 55.4 mm.
Chọn đường kính xylanh > 55.4 mm.
------------------- Hết ---------------------

Bộ môn Cơ điện tử