Giáo trình Công nghệ khí nén – thủy lực ứng dụng

tô. Ngoμi ra khi nắm vững kiến thức về khí nén ng−ời thợ sẽ sử dụng vμ bảo d−ỡng tốt hơn các dụng cụ thiết bị hổ trợ trong công nghệ sửa chữa ô tô. Mô đun nμy đ−ợc giảng dạy sau các mô đun: Ch−ơng trình công nhân lμnh nghề cấp II vμ Lý thuyết điều khiển tự động. Mục tiêu của mô đun: Nhằm đμo tạo cho học viên có đầy đủ kiến thức về các khái niệm cơ bản, các thông số, các quy luật truyền dẫn năng l−ợng vμ nguyên lý hoạt động của các hệ thống khí nén vμ thủy lực. Đồng thời có đủ kỹ năng nhận dạng vμ phân biệt đ−ợc cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của các thiết bị khí nén vμ thủy lực ứng dụng trên ô tô, với việc sử dụng đúng vμ hợp lý các trang thiết bị, dụng cụ khí nén vμ thuỷ lực cầm tay đảm bảo đúng quy trình, yêu cầu kỹ thuật vμ an toμn. Mục tiêu thực hiện của mô đun: Học xong mô đun nμy học viên sẽ có khả năng: 1. Trình bμy đầy đủ các khái niệm, yêu cầu, nhiệm vụ vμ các quy luật truyền dẫn năng l−ợng của truyền động khí nén vμ thủy lực. 2. Giải thích đ−ợc sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của các hệ thống truyền động bằng khí nén vμ thủy lực. 3. Trình bμy đ−ợc cấu tạo vμ nguyên tắc hoạt động của các loại máy nén khí vμ bơm thủy lực. 4. Nhận dạng đ−ợc cấu tạo các loại truyền động bằng khí nén vμ thủy lực trên ô tô. Nội dung chính của mô đun: 1. Khái niệm, yêu cầu vμ các quy luật truyền dẫn năng l−ợng của các thiết bị khí nén vμ thủy lực. 2. Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển bằng khí nén. 3. Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển bằng thủy lực. 4. Cấu tạo vμ nguyên tắc hoạt động của các loại máy nén khí. 5. Cấu tạo vμ nguyên tắc hoạt động của các loại bơm thủy lực. 6. Nhận dạng các hệ thống truyền động bằng khí nén vμ thủy lực trên ô tô. 7. Sử dụng dụng cụ, thiết bị vμ kỹ thuật an toμn trong thực tập, bảo d−ỡng hệ thống điều khiển bằng khí nén. Trong quá trình tiến hμnh thực hiên mô đun nμy cần nhấn mạnh cho học viên: Thái độ thận trọng, tỉ mỉ trong đo kiểm đảm bảo chính xác. An toμn lao động ý thức bảo quản thiết bị dụng cụ trong thực tập. TT Danh mục các bμi học lý thuyết (tiết) thực hμnh (giờ) Bμi 1 Khái niệm vμ các quy luật về truyền động bằng khí nén 9 8 Bμi 2 Cấu tạo hệ thống truyền động bằng khí nén 9 8 Bμi 3 Khái niệm vμ các quy luật về truyền động bằng thủy lực 9 8 Bμi 4 Cấu tạo hệ thống truyền động bằng thủy lực 9 8 Tổng cộng 36 32 HAR 01 01 HAR 01 08 HAR 01 09 HAR 01 10 HAR 01 11 HAR 01 12 HAR 01 13 HAR 01 14 Điện kỹ thuật Kỹ thuật đIện tử Cơ kỹ thuật Vật liệu cơ Dung sai lắp ghépvμ An toμn Thực hμnh HAR 01 17 Nhập môn nghề s/c ô tô HAR 01 18 Kỹ thuật về động cơ đốt trong HAR 01 19 động cơ HAR 01 20 SC- BD phần chuyển động động cơ HAR 02 06 HAR 02 07 khiển bằng điện tử HAR 02 08 HAR 02 09 thủy lực ứng dụng HAR 02 10 Nhiệt kỹ thuật HAR 02 13 Công nghệ phục hồi chi tiết trong sửa C Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề HAR 01 24 HAR 01 25 HAR 01 26 HAR 01 27 HAR 01 28 SC-BD Hệ nhiên liệu thống xăng SC-BD Hệ thống nhiên liệu SC-BD Hệ thống khởi động SC-BD Hệ thống đánh lửa SC-BD Trang thiết bị điện ô HAR 01 29 HAR 01 30 HAR 01 31 HAR 01 32 HAR 01 33 SC-BD Hệ thống truyền lự c SC-BD Cầu chủ động SC-BD Hệ thống di chuyển SC-BD Hệ thống lái SC-BD Hệ thống phanh Bằng công nhÂn lμnh nghề ( II) HAR 02 19 Tổ chức quản lý vμ sản xuất 7 HAR 02 17 SC-BD Hệ thống đ/khiển bằng HAR 02 16 SC-BD BCA điều khiển HAR 02 15 SC-BD Hệ thống phun xăng điện tử HAR 02 14 SC-BD bộ HAR 02 12 Chẩn đoán hệ thống truyền động ô tô HAR 02 11 Chẩn đoán động cơ ô tô HAR 02 18 SC-BD Li HAR 01 35 SC Pan ô tô HAR 01 34 K.tra tình trạng kỹ thuật Đcơ vμ ô tô HAR 01 36 nâng cao hiệu qủa công việc HAR 01 23 SC-BD Hệ thống lμm HAR 01 22 SC-BD Hệ thống bôi trơn HAR 01 21 SC-BD Cơ cấu 9 Các hoạt động học tập chính trong mô đun 1. Học trên lớp về : - Các quy luật truyền dẫn khí nén vμ thuỷ lực. - Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của các hệ thống truyền dẫn khí nén vμ thuỷ lực. - Quy trình bảo d−ỡng các bộ phận chính của hệ thống truyền dẫn khí nén vμ thuỷ lực. 2. Thực tập tại x−ởng thực hμnh của Nhμ tr−ờng về : Nhận dạng vμ bảo d−ỡng các bộ phận chính của hệ thống truyền dẫn khí nén vμ thuỷ lực. 3. Tham quan thực tế về : Các thiết bị sử dụng khí nén vμ thuỷ lực ở các cơ sở sản xuất vμ lắp ráp ô tô hiện đại nhằm phát triển nhận thức về cách sử dụng, bảo d−ỡng các thiết bị truyền động bằng khí nén vμ thuỷ lực. 4. Tự nghiên cứu vμ lμm bμi tập về : - Các tμi liệu tham khảo về khí nén vμ thuỷ lực. - Các tμi liệu tham khoả về thiết bị sử dụng khí nén vμ thuỷ lực. - Lập các sơ đồ về truyền động khí nén, thuỷ lực vμ tự trình bμy nguyên lý lμm việc của các sơ đồ đó. 10 Yêu cầu về đánh giá hoμn thμnh mô đun Kiến Thức:  Trình bμy đ−ợc đầy đủ các khái niệm, yêu cầu vμ các định luật truyền dẫn năng l−ợng của truyền động khí nén vμ thủy lực.  Giải thích đầy đủ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng khí nén vμ thủy lực.  Ph−ơng pháp đánh giá:  Qua các bμi kiểm tra viết vμ trắc nghiệm điền khuyết đạt yêu cầu 60% cơ sở đánh giá.  Qua sự đánh giá của giáo viên vμ tập thể giáo viên. kỹ năng:  Nhận dạng cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của các thiết bị truyền động bằng khí nén vμ thủy lực.  Sử dụng hợp lý các dụng cụ, thiết bị; đảm bảo đúng quy định vμ an toμn.  Chuẩn bị, bố trí vμ sắp xếp nơi lμm việc vệ sinh, an toμn vμ hợp lý.  Ph−ơng pháp đánh giá:  Qua qúa trình thực tập của học viên.  Qua các bμi thực hμnh đạt yêu cầu 60%.  Cơ sở đánh giá:  Qua sự quan sát của giáo viên trong quá trình thực tập của học viên.  Kết quả bμi thực hμnh đạt yêu cầu 70% . Thái độ  Chấp hμnh nghiêm túc các quy định về kỹ thuật, an toμn tiết kiệm trong bảo d−ỡng,sửa chữa.  Có tinh thần trách nhiệm hoμn thμnh công việc đảm bảo chất l−ợng vμ đúng thời gian.  Cẩn thận, chu đáo trong công việc, luôn quan tâm đúng, đủ không để xảy ra sai sót. 11 Bμi 1 khái niệm vμ các quy luật về truyền động bằng khí nén Mã bμi: HAR.02 09 01 Giới thiệu : Khái niệm vμ các quy luật về truyền động bằng khí nén lμ bμi học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về truyền động bằng khí nén mμ những kiến thức nμy sẽ lμm cơ sở lý thuyết cho việc rèn luyện kỹ năng kỹ xảo để sử dụng vμ bảo d−ỡng tốt nhất các thiết bị vμ dụng cụ dùng để sửa chữa ô tô cũng nh− để sửa chữa các thiết bị khí nén thuỷ lực trên ô tô. Mục tiêu thực hiện: Học xong bμi nμy học viên có khả năng:  Phát biểu đúng các khái niệm, yêu cầu vμ các thông số của truyền động bằng khí nén.  Giải thích đ−ợc các quy luật truyền dẫn của khí nén.  Nhận dạng đ−ợc các thiết bị sử dụng khí nén. Nội dung chính: I- Khái niệm, yêu cầu vμ các thông số của khí nén. 1. Khái niệm, yêu cầu 2. Các thông số của khí nén II- Các quy luật truyền dẫn bằng khí nén. III- Nhận dạng các thiết bị sử dụng khí nén. 12 nghe thuyết trình trên lớp có thảo luận nhóm I. Khái niệm, yêu cầu vμ các thông số của khí nén: 1. Khái niệm vμ yêu cầu: Khí nén lμ các chất khí có áp suất cao hơn hoặc thấp hơn áp suất môi tr−ờng đ−ợc dùng lμm môi chất trung gian để truyền năng l−ợng (cơ năng). Thông th−ờng không khí đ−ợc sử dụng nhiều nhất trong các hệ thống khí nén. Các khái niệm cơ bản đ−ợc dùng trong hệ thống khí nén bao gồm: - Bộ nguồn: lμ bộ phận cung cấp khí nén cho các bộ phận khác trong hệ thống. Thông th−ờng bộ nguồn gồm có một động cơ điện vμ một máy nén khí. - Đ−ờng ống dẫn: lμ các ống kim loại hoặc phi kim loại chịu đ−ợc áp suất cao dùng để truyền dẫn dòng khí từ bộ nguồn đến các bộ phận khác. - Van khoá: lμ bộ phận dùng để đóng ngắt dòng khí trên các đ−ờng ống dẫn. - Van một chiều: lμ bộ phận chỉ cho dòng khí chạy qua theo một chiều nhất định. - Van tiết l−u: lμ bộ phận dùng để thay đổi l−u l−ợng dòng khí ở các đ−ờng ống dẫn. - Van an toμn: lμ bộ phận dùng để xả bớt khí nén trong hệ thống khi áp suất v−ợt quá mức cho phép. - Buồng chứa: lμ bộ phận cất giữ khí nén từ bộ nguồn khi ch−a đ−ợc sử dụng. - Bầu áp lực, xi lanh lực: lμ bộ phận biến đổi áp suất khí nén thμnh lực (tạo chuyển động tịnh tiến). - Cơ cấu tỷ lệ: lμ bộ phận khi nhận tín hiệu vμo sẽ cho một tín hiệu ra sai khác theo một tỷ lệ cho tr−ớc. - Động cơ khí nén: lμ bộ phận biến đổi á p suất khí nén thμnh mô men (tạo chuyển động quay). Yêu cầu đối với khí nén lμ: - Sạch: trong khí nén không có bụi. - Khô: trong khí nén không có hơi n−ớc. - Bảo đảm một áp suât nhất định vμ giữ giá trị ổn định. - Không tự cháy nổ. 13 2. Các thông số của khí nén: - áp suất: th−ờng ký hiệu lμ P, đơn vị đo: N/m2, kG/cm2, Pa, at, bar, mmHg, . . . - Thể tích: th−ờng ký hiệu lμ V, đơn vị đo: m3, lít, cc, . . . - L−u l−ợng: th−ờng ký hiệu lμ Q, đơn vị đo: m3/s. II. Các quy luật truyền dẫn của khí nén: 1. Ph−ơng trình trạng thái: hoặc P ρn Trong đó: P lμ á p suất tuyệt đối, V lμ thể tích, R lμ hằng số khí, T lμ nhiệt độ, lμ tỷ trọng. 2. Ph−ơng trình dòng liên tục: S1.v1 = S2.v2 = const Trong đó: S lμ tiết diện dòng chảy, v lμ vận tốc dòng chảy. 3. Ph−ơng trình becnuly: v2 Trong đó: P lμ áp suất tuyệt đối, v lμ vận tốc dòng khí, g lμ gia tốc trọng tr−ờng, h lμ cột áp của cột chất khí (đối với khí nén h=const). III. Nhận dạng các thiết bị sử dụng khí nén: Máy tháo lắp bu lông 14 IV. Câu hỏi vμ bμi tập 1. Nêu các khái niệm về thμnh phần của khí nén. 2. Nêu vμi ví dụ về các hệ thống sử dụng khí nén trong thực tế ? 15 Bμi 2 cấu tạo hệ thống truyền động bằng khí nén Mã bμi: HAR.02 09 02 Giới thiệu : Cấu tạo hệ thống truyền động bằng khí nén lμ bμi học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về truyền động bằng khí nén mμ những kiến thức nμy sẽ lμm cơ sở lý thuyết cho việc rèn luyện kỹ năng kỹ xảo để sử dụng vμ bảo d−ỡng tốt nhất các thiết bị vμ dụng cụ dùng để sửa chữa ô tô cũng nh− để sửa chữa các thiết bị khí nén thuỷ lực trên ô tô. Mục tiêu thực hiện: Học xong bμi nμy học viên có khả năng: Phát biểu đúng yêu cầu,nhiệm vụ vμ phân loại hệ thống truyền động bằng khí nén. Giải thích đ−ợc sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng khí nén. Nhận dạng đ−ợc cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của các thiết bị truyền động bằng khí nén. Nội dung chính: I- Nhiệm vụ,yêu cầu vμ phân loại II- Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng khí nén 1. Sơ đồ cấu tạo. 2. Nguyên lý hoạt động. III- Cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của máy nén khí. 1. Máy nén khí loại rô to. 2. Tuốc bin khí. 3. Nhận dạng cấu tạo vμ hoạt động của các loại hệ thống truyền động bằng khí nén. 16 nghe thuyết trình trên lớp có thảo luận nhóm I. Nhiệm vụ, yêu cầu vμ phân loại của hệ thống truyền động bằng khí nén: 1. Nhiệm vụ: Nhiệm vụ của của truyền động khí nén lμ truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận lμm việc của các máy. Truyền động khí nén dùng môi tr−ờng chất khí lμm khâu trung gian để truyền cơ năng, nó xuất hiện do yêu cầu lμm việc tin cậy, lực tác dụng của ng−ời điều khiển nhỏ với đặc điểm êm, ổn định vμ dễ tự động hoá ... mμ các loại truyền động khác ch−a đáp ứng đ−ợc. Với đặc điểm đó, truyền động khí nén hiện nay đ−ợc sử dụng rất rộng rãi trên các ôtô máy kéo cỡ trung bình vμ cở lớn, cũng nh− đ−ợc áp dụng rộng rãi trong các thiết bịu bảo d−ỡng sửa chữa ôtô (máy tháo lắp bu lông bằng khí nén, máy mμi bằng khí nén, súng phun sơn vμ máy dập ghim bằng khí nén...). 2. Yêu cầu: - Điều kiển nhẹ nhμng, lực điều khiển nhỏ. - Lμm việc tin cậy (khi có rò rỉ nhỏ hệ thống vẫn tiếp tục lμm việc đ−ợc) - Dễ bảo d−ỡng vμ sửa chữa. - Hiệu suất vμ tuổi thọ cao. 3. Phân loại: - Theo kết cấu của máy nén khí: + Loại máy nén khí kiểu pít tông. + Loại máy nén khí kiểu rô to. + Loại máy nén khí kiểu cánh dẫn. - Theo dạng năng l−ợng truyền động: + Truyền áp năng. + Truyền động năng. II. Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng khí nén : 1. Các dạng truyền động bằng khí nén: 17 a. Truyền áp năng: Hệ thống truyền áp năng bằng khí nén với cấu tạo cơ bản nhất bao gồm các cụm chi tiết chính sau: Máy nén khí, bình chứa khí nén, van điều á p, tổng van chính, van phân phối, van cấp khí vμ bộ phận chấp hμnh. Khác với truyền động năng bằng khí nén, truyền áp năng bằng khí nén chủ yếu dựa vμo tính chất á p suất cao của khí nén để truyền á p năng, nhờ đó có thể truyền động đ−ợc xa mμ ít tổn thất năng l−ợng. Để tạo ra áp năng lớn, nâng cao công suất truyền, trong truyền động áp năng bằng khí nén ng−ời ta dùng các máy nén khí (máy nén khí loại rô to, máy nén khí loại pít tông). Nguyên lý lμm việc của hệ thống truyền áp năng bằng khí nén nh− sau: Khí nén có áp suất cao từ máy nén khí đ−ợc đ−a vμo bình khí nén qua van điều áp rồi dẫn đến tổng van chính. Van điều áp có nhiệm vụ lμm ổn định áp suất của khí nén, nhờ đó khí nén khi đ−a tới tổng van chính luôn có áp suất ổn định. Từ tổng van chính khí nén đ−ợc cung cấp đến các van phân phối, các van nμy có nhiệm vụ điều khiển quá trình đóng mở các van cấp khí. Quá trình đóng mở các van cấp khí nhằm thực hiện việc cấp khí nén đến bộ phận chấp hμnh, tai đây áp năng của khí nén đ−ợc chuyển thμnh áp năng của bộ phận chấp hμnh. Van điều áp van cấp khí Đến bộ phận chấp hμnh Bình nén khí Van phân phối Tổng van chính Hình 2.1: Sơ đồ truyền áp năng bằng khí nén. 18 b. Truyền động năng: Cấu tạo cơ bản nhất của hệ thống truyền động năng bằng khí nén bao gồm: Tuabin truyền động, bộ phận dẫn h−ớng, ống hút ra của tuabin, máy nén khí, cụm van cấp khí nén, các cơ cấu chấp hμnh. Nguyên tắc lμm việc của hệ thống truyền động năng bằng khí nén nh− sau: Khí nén á p lực cao từ máy nén khí đ−ợc đ−a vμo tua bin truyền động nhờ cụm van cấp khí, tại đây nhờ bộ phận h−ớng dòng mμ khí nén đ−ợc dẫn vμo các cánh của tua bin lμm cánh tua bin chuyển động thực hiện quá trình biến áp năng của chất khí thμnh động năng của cánh tua bin. Động năng của cánh tua bin lμm chuyển động cơ cấu chấp hμnh, tuỳ theo cấu tạo của bộ phận truyền động mμ ta có thể thu đ−ợc chuyển động của bộ phận chấp hμnh lμ chuyển động quay hay chuyển động tịnh tiến. Truyền động áp năng bằng khí nén đ−ợc sử dụng rất rộng rãi, nó đ−ợc ứng dụng trong các dụng cụ tháo lắp bu lông trên ô tô. Không những thế truyền động khí nén còn đ−ợc sử dụng trong các thiết bị cơ khí nh−: máy mμi, máy khoan, máy cắt, máy búa bằng khí nén. Tua bin Cơ cấu chấp hμnh Dòng khí nén áp suất cao đi ra Dòng khí nén áp suất cao đi vμo Cánh tua bin truyền động Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý truyền động năng bằng khí nén. 19 2. Hệ thống tháo lắp bu lông bằng khí nén: Cấu tạo cơ bản nhất của hệ thống tháo lắp bu lông bằng khí nén bao gồm: Tuabin truyền động, bộ phận dẫn h−ớng, ống hút ra của tuabin, máy nén khí, cụm van cấp khí nén, các cơ cấu chấp hμnh (cơ cấu tháo, lắp bu lông), cơ cấu giảm tốc vμ cụm trợ lực. Nguyên tắc lμm việc của hệ thống truyền động năng bằng khí nén nh− sau: Khí nén á p lực cao từ máy nén khí đ−ợc đ−a vμo tua bin truyền động nhờ cụm van cấp khí, tại đây nhờ bộ phận h−ớng dòng mμ khí nén đ−ợc dẫn vμo các cánh của tua bin lμm cánh tua bin chuyển động thực hiện quá trình biến áp năng của chất khí thμnh động năng của cánh tua bin. Động năng của cánh tua bin lμm chuyển động cơ cấu chấp hμnh, tuỳ theo cấu tạo của cơ cấu chấp hμnh mμ ta có thể thu đ−ợc chuyển động của cơ cấu chấp hμnh lμ chuyển động tháo hay lắp bu lông. Để đảm bảo thiết bị cung cấp một mô men đủ lớn để tiến hμnh quá trình tháo lắp bu lông thì trong thiết bị ng−ời ta có thể bố trí thêm một cánh công tác, khi đó động năng của thiết bị đ−ợc nâng cao hơn. Đồng thời thông qua cơ cấu giảm tốc mμ vận tốc chuyển động của cơ cấu chấp hμnh đ−ợc giảm xuống nh−ng mô men chịu tải của thiết bị lại tăng đáp ứng đ−ợc yêu cầu về lực khi tiến hμnh tháo lắp bu lông. Cụm van cấp khí trong thiết bị có nhiệm vụ điều chỉnh l−u l−ợng của dòng khí nén cấp vμo trong cánh tua bin nhờ vậy có thể điều chỉnh đ−ợc tốc độ chuyển động của cơ cấu chấp hμnh, đồng thời thông qua van đảo chiều mμ thiết bị tháo lắp bu lông còn thực hiện đ−ợc các chuyển động khác nhau. Thực tế đã chứng minh tính −u việt của các thiết bị khí nén, vừa đảm bảo đ−ợc kết cấu gọn nhẹ vừa đảm bảo tạo ra đ−ợc công suất đủ lớn phục vụ cho công việc. Tuy nhiên các thiết bị sử dụng khí nén th−ờng tồn tại nh−ợc điểm lớn nhất đó lμ các bộ phận lμm kín mau bị chai cứng, hoặc rách, trầy. Đa số các thiết bị khí nén lμm việc khá tin cậy, rất ít bị h− hỏng. Nh−ng khi đã bị thay đổi các thông số hoặc hoạt động sai th−ờng lμ do trong khí nén có bụi, hơi ẩm vμ dầu. Sau một thời gian lμm việc, th−ờng các chi tiết bằng cao su nh− mμng tỷ lệ, đệm chữ o, gioăng lắp ghép... có thể bị chai cứng, hoặc rách, trầy. Bên cạnh đó nếu các cánh tua bin hoạt động quá lâu có thể gây hiện t−ợng mμi mòn, rỗ các bề mặt lμm việc, rơ các ổ bi đỡ tạo nên tiếng kêu khi thiết bị lμm việc. Vì thế, việc bảo trỡ hệ thống khí nén th−ờng tập trung vμo một số hạng mục nh− sau: - Theo dõi vμ kiểm tra hệ thống máy nén, bồn chứa khí nén, đ−ờng ống. - Th−ờng xuyên kiểm tra để bảo đảm hệ thống tách ẩm khí nén hoạt động hiệu quả. - Thay các bộ lọc bụi định kỳ. 20 - Định kỳ vệ sinh, thông các đ−ờng ống tín hiệu có áp lực thấp. - Khi có thay đổi về trị số tác động, thì cần cân chỉnh lại. Nh−ng tr−ớc khi cân chỉnh phải vệ sinh, thông tất cả các đ−ờng ống từ nguồn cung cấp khí nén, cụm van cấp khí nén vμ ống tín hiệu. Nhiều khi chỉ cần nh− thế, thiết bị đó trở lại hoạt động bình th−ờng. - Khi thiết bị quá cũ cần phải thay một số chi tiết, hoặc có thể thay cả cụm. - Th−ờng, áp lực khí nén bồn rất lớn. Các thiết bị điều khiển sẽ có bộ điều áp giảm xuống cho phù hợp với yêu cầu công suất của thiết bị do vậy cần kiểm tra thông số của dòng khí nén cấp vμo cho thiết bị tr−ớc khi sử dụng thiết bị. Cơ cấu giảm tốc Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý máy tháo lắp bu lông bằng khí nén. Đầu lắp cơ cấu tháo lắp bu lông Van điều khiển cấp khí Đầu cấp khí nén vμo Hình 2.4: Máy tháo lắp bu lông bằng khí nén. g kh n ra g kh n vμo 21 10 9 3 4 6 11 12 13 14 15 16 1 2 5 7 8 18 19 21 23 20 17 22 24 3. Sơ đồ cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của súng phun sơn bằng khí nén: Hình 2.5: Cấu tạo súng phun sơn bằng khí nén 1. Nắp bảo vệ; 2. Đầu phun khí; 3. Vòi phun; 4. Thân vòi phun; 5,19,21. Đệm chữ o; 6. Đêm đai ốc; 7. Đệm; 8. Thân thiết bị phun sơn; 9. Vít điều chỉnh; 10. Thanh điều khiển; 11.Lá thép cố định; 12. ống lót điều chỉnh kim phun; 13.ống dẫn h−ớng kim phun; 14.Van; 15.Nút che ống dẫn h−ớng; 16. Vỏ kim phun; 17,22. Lò xo; 18.Kim phun; 20. Van cấp khí; 23.Bu lông khoá; 24. Thân van. Một trong các ứng dụng của công nghệ khí nén vμo trong các thiết bị dụng cụ phục vụ cho công nghệ sản xuất ô tô đó lμ súng phun sơn bằng khí nén. Về mặt cấu tạo súng phun sơn bằng khí nén t−ơng tự nh− cụm van cấp khí nén vμ hoạt động của hệ thống dựa trên nguyên lý tạo độ chân không ở cửa van cấp sơn. Cấu tạo của một súng phun sơn bằng khí nén bao gồm các cụm chính sau: Nắp bảo vệ, đầu phun khí, vòi phun, thân vòi phun, đệm, thân thiết bị phun sơn, vít điều chỉnh, thanh điều khiển, lá thép cố định, ống lót điều chỉnh kim phun, ống dẫn h−ớng kim phun, van, nút che ống dẫn h−ớng, vỏ kim phun, lò xo, kim phun, van cấp khí, bu lông khoá, thân van. Nguồn cung cấp khí nén đ−ợc đ−a từ máy nén khí đến thông qua cụm van cấp khí vμ bầu lọc tách ẩm, sau đó khí nén đ−ợc đ−a vμo trong thiết bị. Nguyên lý lμm việc của súng phun sơn bằng khí nén lμ dựa vμo độ chân không khi dòng khí áp suất cao chuyển động trong ống nhỏ. Khi thiết bị ở trạng thái lμm việc, van cấp khí (20) mở ra đ−a dòng khí nén á p lực cao vμo trong thiết bị. Khí nén chuyển động dọc theo thân kim phun (18), theo ống dẫn h−ớng kim phun (13) đến đầu vòi phun (3), tại đây nhờ vμo áp lực cao của khí nén mμ kim phun đ−ợc mở ra đẩy khí nén ra ngoμi. Chính lúc khí nén thoát ra ngoμi, tại cửa vμo lắp đặt bình sơn sẽ tạo nên một 22 áp suất chân không có tác dụng hút sơn trong bình chứa vμo trong thân vòi phun (4). Nguyên liệu sơn khi đi vμo trong thân vòi phun sẽ hòa trộn đều với khí nén áp lực cao nhờ vậy lμm cho hỗn hợp khí ra khỏi vòi phun đạt chất l−ợng đồng đều hơn. Việc thực điều chỉnh l−u l−ợng khí nén đi vμo đ−ợc thực hiện nhờ thanh điều khiển (10) vμ lá thép cố định (11), bên cạnh đó hμnh trình dịch chuyển của kim phun đ−ợc điều chỉnh thông qua ống lót (12). Nhờ đặc tính áp suất cao của khí nén mμ hỗn hợp sơn sau khi ra khỏi vòi phun đạt chất l−ợng cao vμ có thể điền đầy những bề mặt góc cạnh trên sản phẩm đem sơn. Hiện nay công nghệ sơn bằng súng phun sơn đ−ợc ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngμnh công nghiệp nh−: công nghiệp hμng hải, công nghiệp hμng không, công nghiệp chế tạo xe hơi vμ xe gắn máy, đến các lĩnh vực nh− sơn trang trí, xây dựng công nghiệp, xây dựng dân dụng, vỡ nú mang những dặc tớnh ưu việt sau. * Về kinh tế: - 99% sơn đ−ợc sử dụng triệt để. - Lμm sạch dễ dμng những khu vực bị ảnh h−ởng khi phun sơn hay do phun sơn không đạt yêu cầu. - Tiết kiệm thời gian hoμn thμnh sản phẩm * Về đặc tính sử dụng: - Quy trình sơn có thể đ−ợc thực hiện tự động hóa dễ dμng (dùng hệ thống phun sơn bằng súng tự động sử dụng khớ nộn để điều khiển). * Về chất l−ợng: - Tuổi thọ thμnh phẩm lâu dμi - Độ bóng cao - Mμu sắc phong phú vμ có độ chính xác. III. Cấu tạo vμ nguyên lý hoạt động của máy nén khí: Máy nén khí lμ loại máy dùng để biến đổi cơ năng của động cơ thμnh năng l−ợng áp năng của chất khí. Chất khí đ−ợc sử dụng trong máy nén khí chủ yếu lμ không khí, ngoμi ra ng−ời ta còn dùng máy nén khí để nén các chất khí khác nh−: khí CO2, khí N2, khí O2... Máy nén khí đ−ợc sử dụng rất rộng rãi trong công nghệ sửa chữa vμ bảo d−ỡng ô tô. nhiều khi máy nén khí còn lμ bộ phận quan trọng của một cơ sở sản xuất nh− trong công trình xây dựng, trong nhμ máy sản xuất các bình khí nén phục vụ gia công cơ khí. Hiện nay trong kỹ thuật vận chuyển hμng không, ng−ời ta còn á p dụng kỹ thuật nén khí để chế tạo các tua bin phản lực. Chính vì máy nén khí đ−ợc sử dụng rộng rãi nh− vậy, nên nó có rất nhiều loại, nhiều kiểu khác nhau. 23 Theo nguyên lý lμm việc máy nén khí đ−ợc chia lμm hai loại chủ yếu: - Máy nén khí loại cánh dẫn: Máy nén khí loại ly tâm, máy nén khí loại h−ớng trục. - Máy nén khí loại thể tích: Máy nén khí loại pít tông, loại rô to.... Theo phạm vi áp suất ng−ời ta còn chia máy nén khí thμnh các loại: máy nén khí có áp suất cao, trung bình, thấp. Theo công dụng máy nén khí còn phân loại thμnh: - Máy nén khí cấp khí để truyền động (trong các hệ thống truyền động khí nén). - Máy nén khí cấp khí để phục vụ sản xuất (trong xây dựng). - Máy nén khí phục vụ tích trữ khí trong các bình (trong y tế, trong cơ khí. ) 1. Máy nén khí loại rô to. Máy nén khí loại rô to lμ loại máy nén khí có cấu tạo đơn giản nhất trong tất cả các loại máy nén khí. Cấu tạo của nó bao gồm những bộ phận chính sau: Cửa cấp khí vμo, cửa cấp khí nén áp suất cao đi ra, trục máy nén khí, cánh công tác vμ vỏ máy nén khí. Dòng khí áp suất cao đi ra Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý máy nén khí loại rô to. Nguyên lý lμm việc của máy nén khí loại rô to chủ yếu lμ dựa vμo sự thay đổi thể tích của các khoang chứa khí, nhờ đó chất khí trong các khoang nμy bị nén lại vμ cung cấp ra ngoμi qua các van cấp khí. Trên hình 2.7 lμ sơ đồ nguyên lý của máy nén khí loại rô to cánh gạt, quá trình nén khí trải qua ba hμnh trình. Hμnh trình nạp, lúc nμy các van cấp khí mở ra để đ−a chất khí vμo trong các khoang trống giữa hai cánh gạt. Các cánh gạt có thể chuyển Vỏ 24 Hμnh trình nạp nén động tịnh tiến trong các rãnh trên rô to nhờ lò xo ép. Khi rô to quay hết hμnh trình nạp, với kiểu bố trí rô to vμ vò máy nén khí lệch tâm lμm thể tích của khoang trống giữa hai cánh gạt bị thay đổi khi rô to quay. Chính điều nμy lμm thể tích của chất khí giữa hai cánh gạt thay đổi (bị nén lại), đó lμ hμnh trình nén của máy nén khí rô to cánh gạt. Chất khí bị nén với áp suất cao sẽ đ−ợc cấp ra ngoμi khi rô to quay ở hμnh trình cấp khí nén. Với máy nén khí rô to cánh gạt, vấn đề bao kín rất đ−ợc quan tâm vì nó quyết định tới hiệu suất của máy nén khí. Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý máy nén khí rô to cánh gạt. 2. Máy nén khí loại cánh dẫn. Máy nén khí loại cánh dẫn đ−ợc dùng phổ biến nhất trong tất cả các loại máy nén khí vì nó có nhiều −u điểm nổi bật nh−: - Phạm vi sử dụng lớn vμ năng suất cao. - Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, lμm việc tin cậy. - Hiệu suất của máy nén khí loại cánh dẫn cao hơn so với các loại máy nén khí khác. Dựa vμo chiều của khí nén áp suất cao đi ra mμ ng−ời ta phân máy nén khí loại cánh dẫn thμnh: - Máy nén khí cánh dẫn ly tâm. - Máy nén khí cánh dẫn h−ớng trục. 25 Kết cấu của một máy nén khí loại cánh dẫn bao gồm các bộ phận chủ yếu sau: bánh công tác, trục máy nén khí, bộ phận dẫn h−ớng vμo, bộ phận dẫn h−ớng ra, ống dẫn khí vμo vμ ống dẫn khí ra. Trên hình 2.8 lμ sơ đồ nguyên lý máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm, chiều của dòng chất khí khi vμo bơm theo h−ớng trục nh−ng khi ra khỏi bơm lμ theo h−ớng kính. Nguyên lý lμm việc của máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm nh− sau: Khi máy nén khí lμm việc, bánh công tác quay, các phần tử chất khí ở trong bánh công tác d−ới ảnh h−ởng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoμi, chuyển động theo các máng dẫn (bộ phận dẫn h−ớng ra) vμ đi vμo ống dẫn khí ra với áp suất cao hơn đó lμ quá trình tạo khí nén áp suất cao của máy nén khí. Đồng thời, ở lối vμo của bánh công tác tạo nên một vùng có chân không vμ d−ới tác dụng của áp suất khí quyển lớn hơn áp suất ở lối vμo của máy nén khí, chất khí liên tục đ−ợc hút vμo máy nén khí theo ống dẫn khí. Đó lμ hμnh trình hút của máy nén khí. Quá trình hút vμ đẩy chất khí của máy nén khí lμ quá trình liên tục tạo nên dòng chất khí chạy liên tục qua bơm. Khí nén áp suất cao Không khí vμo Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm Bộ phận dẫn h−ớng ra (đối với máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm th−ờng có dạng xoắn ốc nên còn gọi lμ buồng xoắn ốc) để dẫn chất khí từ bánh công tác ra ống dẫn khí ra đ−ợc điều hoμ, ổn định vμ còn có tác dụng biến một phần động năng của dòng khí thμnh áp năng cần thiết. dòng 26 Trên hình 2.9 lμ cấu tạo của máy nén khí cánh dẫn loại h−ớng trục, về mặt kết cấu cơ bản nó cũng nh− máy nén khí cánh dẫn loại h−ớng kính. Tuy nhiên về mặt nguyên lý lμm việc nó khác với máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm, dòng chất khí chuyển động qua máy nén không thẳng góc với trục bơm mμ chuyển động trong các mặt trụ đồng tâm với trục bơm. Vμ dòng chất khí đi ra khỏi bơm theo h−ớng song song với trục bơm. Cánh dẫn h−ớng Khí nén á p suất cao đi ra Trục bơm Bánh công tác Hình 2.9: Cấu tạo máy nén khí cánh dẫn loại h−ớng trục. 3. Máy nén khí loại pít tông. Trên ô tô máy kéo sử dụng phổ biến nhất lμ máy nén loại pít tông, một hoặc hai xi lanh. Dẫn động máy nén khí có thể bằng đai, xích hoặc bánh răng, lấy công suất từ một trục nμo đó của động cơ. Hệ thống lμm mát vμ bôi trơn máy nén đ−ợc lμm kết hợp với các hệ thống t−ơng ứng của động cơ. Lμm mát bằng không khí hμu nh− không dùng. Kết cấu điển hình của máy nén pít tông hai xi lanh thê hiện trên hình 2. bao gồm các bộ phận chính sau: Pu ly, hai xi lanh, pít tông vμ nắp xi lanh, trục khuỷu, thanh truyền, van nén, van nạp vμ van điều chỉnh á p suất.  Nguyên tắc hoạt động: Khi động cơ hoạt động, pu ly quay nhờ lμm cho trục khuỷu vμ pít tông của máy nén khí chuyển động. Khi pít tông đi xuống tạo chân không trong xi lanh hút mở van 27 nạp, cho không khí ngoμi trời đ−ợc hút qua bầu lọc vμ nạp vμo xi lanh. Khi pít tông đi lên, van nạp đóng kín, không khí trong xi lanh bị nén đẩy mở van nén, đ−a không khí nén qua nắp xi lanh đến bình chứa khí nén. Khi á p suất trong bình chứa khí nén đạt á p suất quy định thì van điều chỉnh á p suất bắt đầu hoạt động. Lúc nμy không khí nén tăng á p suất mở van áp suất đi theo đ−ờng ống, đẩy mở mở thông van nạp giữa hai xi lanh, cắt đ−ờng dẫn khí nén đến bình chứa vμ không khí nén đ−ợc thông từ xi lanh nμy qua xi lanh khác. Khi áp giảm xuống, van điều chỉnh á p suất sẽ đóng kín, mở thông đ−ờng dẫn khí nén đến bình chứa khí nén nh− ban đầu. Ngoμi ra trên máy nén khí còn lắp đặt thêm các chi tiết để đảm bảo tính an toμn cho hệ thống khí nén đó lμ: van an toμn, van điều chỉnh áp suất. Khe hở điều chỉnh áp suất khí nén Vít điều chỉnh áp suất khí nén Đầu nối với n−ớc lμm mát Van hồi khí Van cấp khí nén Đ−ờng nạp khí Bầu lọc khí Van kiểm tra dầu bôi trơn Bơm dầu Van hạn chế áp suất dầu bôi trơn Hình 2.10: Cấu tạo máy khí loại pít tông (2 xi lanh). a. Bộ điều chỉnh áp suất. Dùng để duy trì á p suất trong hệ thống ở mức qui định vμ giảm tải cho máy nén khi áp suất trong các bình chứa đã đạt đến giá trị trên của giới hạn điều chỉnh. 28 2. . 3. . 4,9. Piston. 7. Van giảm tải 8. Phần tử lọc 10 Lò xo Van xả Van giảm tải Phần tử lọc Hình 2.11 : Bộ điều chỉnh suất Để giảm tải cho máy nén lμ : mở c−ỡng bức các van nạp, để không khí tự do l−u thông từ xi lanh nμy sang xi lanh khác vμ ng−ợc lại, khi máy nén lμm việc.  Nguyên lý lμm việc : Đ−ờng đẩy của máy nén của khoang C của bộ điều chỉnh. Không khí đ−ợc đẩy từ máy nén qua phần tử lọc, van ng−ợc đến khoang D, rồi đi vμo bình chứa. Đồng thời không khí nén từ khoang D, cũng theo rãnh, đi tới khoang A. Khi áp suất trong bình chứa đạt giá trị quy định, piston sẽ bị ép lên trên nén lò xo lại. Pít tông chuyển động lên trên sẽ lμm van xả đóng lại vμ van n