Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT MÁY NÉN KH Í PISTON TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY NÉN Sinh viên thực hiện : Hồ Mạnh Cường Lớp : 05C4B Giáo viên hướng dẫn : TS. Phạm Thị Kim Loan Giáo viên duyệt : KS. Phan Thành Long Đà Nẵng – 2010 1 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc  KHOA : CƠ KHÍ GIAO THÔNG BỘ MÔN : THỦY KHÍ - MÁY THỦY KHÍ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : HỒ MẠNH CƯỜNG Lớp : 05C4B Khóa: 2005-2010 Ngành : Cơ Khí Động Lực. Giáo viên hướng dẫn : TS. PHẠM THỊ KIM LOAN 1.Tên đề tài: KHẢO SÁT MÁY NÉN KHÍ PISTON TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY NÉN. 2.Các số liệu ban đầu: Các số liệu lấy từ mô hình máy nén piston FUSHENG TA80 tại phòng thí nghiệm máy nén. 3.Nội dung các phần thuyết minh: - Mục đích - ý nghĩa của đề tài. - Đặc điểm máy nén khí và thiết bị xử lý khí nén. - Khảo sát máy nén khí piston TA80 tại phòng thí nghiệm máy nén. - Tính toán các thông số kỹ thuật của máy nén FUSHENG TA80. + Các quá trình cơ bản của máy nén. + Lưu lượng của máy nén TA80. + Công và công suất lý thuyết của máy nén TA80. + Tỷ số nén cho phép. + Tính toán làm mát. + Tính lực tác dụng lên piston và xylanh. - Cách lắp đặt, vận hành, tháo lắp và sửa chữa máy nén khí TA80. - Sự cố thường gặp của máy nén khí TA80 và cách phòng tránh. 4. Các bản vẽ. Bản vẽ 1: Đồ thị các quá trình làm việc của máy nén khí (A3) Bản vẽ 2: Van tiết lưu. (A3) Bản vẽ 3: Van điều chỉnh áp suất (A3) 2 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén Bản vẽ 4: Van an toàn. (A3) Bản vẽ 5: Piston. (A3) Bản vẽ 6: Thanh truyền. (A3) 5. Cán bộ hướng dẫn : TS. PHẠM THỊ KIM LOAN 6. Ngày giao nhiệm vụ : / /2010 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : / /2010 Thông qua bộ môn Ngày .… tháng năm 2010 Ngày .… tháng năm 2010 Tổ trưởng bộ môn Cán bộ hướng dẫn TS. PHẠM THỊ KIM LOAN TS. PHẠM THỊ KIM LOAN Kết quả đánh giá: Sinh viên đã hoàn thành và nộp toàn bộ bản báo cáo cho bộ môn. Ngày .… tháng .… năm 2010 Ngày …. tháng …. năm 2010 Chủ tịch hội đồng 3 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén MỤC LỤC Lời nói đầu Nước ta là một nước đang phát triển, cùng với sự phát triển nền kinh tế thị trường đang hòa nhập với nền kinh tế thế giới, ngành công nghiệp đang thay đổi một cách nhanh chóng và là một trong những ngành chủ đạo trong mục tiêu đưa đất nước trở thành một nước công nghiệp hoá hiện đại hoá trong tương lai. Công nghệ khí nén được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành của nền kinh tế quốc dân: luyện kim; hoá chất; cơ khí; xây dựng; giao thông vận tải v.v. 4 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén Để đáp ứng khí nén cho tất cả các ngành kinh tế thì ngành chế tạo máy nén khí ra đời và phát triển rất nhanh. Do đó khảo sát máy nén khí piston TA80 tại phòng thí nghiệm máy nén chính là đề tài mà em chọn làm đồ án tốt nghiệp đại học. Em xin cảm ơn nhà trường cùng khoa Cơ Khí Giao Thông đã tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình học tập của em, em xin cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình và chu đáo của cô giáo Phạm Thị Kim Loan và sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Cơ Khí Giao Thông trong quá trình làm đồ án tốt nghiêp. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, ngoài việc vận dụng kiến thức đã học ở nhà trường, kiến thức trong quá trình thực tập tốt nghiệp và các tài liệu liên quan chắc chắn trong đồ án còn nhiều thiếu sót em mong được sự góp ý và giúp đỡ thêm của quý thầy cô. Đà Nẵng, ngày… tháng….năm 2010 Sinh viên thực hiện Hồ Mạnh Cường 1. Mục đích ý nghĩa của đề tài. 1.1. Mục đích, ý nghĩa. Khảo sát máy nén khí nhằm mục đích tính toán kiểm nghiệm lại các thông số của máy nén, tìm hiểu nguyên lý làm việc, kết cấu của máy, cách vận hành lắp đặt, bảo quản và xử lý sự cố của máy nén. Ngoài ra còn tiếp cận với các ứng dụng và công nghệ sử dụng khí nén. 5 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén Hiện nay đất nước đang phát triển mạnh mẽ, đang từng bước chuyển mình và tương lai sẽ trở thành một nước công nghiệp phát triển. Do vậy ngành công nghiệp là ngành chủ đạo cho một nước phát triển. Để phục vụ cho phát triển công nghiệp thì các ngành phụ trợ cũng phát triển không ngừng. Sản xuất máy nén khí là một trong số các ngành phụ trợ đó. Máy nén khí được dùng rất phổ biến trong các nhà máy xí nghiệp, trong những ngành công nghiệp nhẹ cũng như công nghiệp nặng. Máy nén khí đang khảo sát là máy nén FUSHENG TA80, là loại máy nén khí kiểu piston được đặt tại phòng thí nghiệm máy nén. Khảo sát máy nén giúp cho em là một sinh viên ngành động lực biết nhìn nhận đánh giá và củng cố lại những kiến thức đã học. Tạo cho em một cách nhìn tổng quát về một vấn đề liên quan trực tiếp đến kiến thức mà mình được trang bị. 1.2. Khả năng ứng dụng. Không khí nén là một dạng năng lượng quan trọng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành của nền kinh tế quốc dân: luyện kim, hoá chất, cơ khí xây dựng, giao thông vận tải, nông nghiệp… Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong lĩnh vực điều khiển như trong các thiết bị phun sơn, các đồ gá kẹp các chi tiết nhựa và nhất là sử dụng cho lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử, lắp ráp các chi tiết máy bằng đai ốc. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất tự động, trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra các thiết bị của lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói bao bì và trong công nghiệp hoá chất. Trong các lĩnh vực mà con người không trực tiếp điều khiển do không an toàn thì người ta có thể bố trí bằng hệ thống điều khiển bằng khí nén để thay thế con người. 6 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén Hình 1-1 Máy gắp sản phẩm bằng khí nén Hình 1-2 Hệ thống nâng bảo dưỡng xe Trong hệ thống truyền động, hệ thống khí nén sử dụng trong: a, Các thiết bị máy va đập, các thiết bị máy móc sử dụng trong lĩnh vực khai thác như: khai thác đá, khai thác than. Trong các công trình xây dựng như: xây dựng hầm mỏ, đường hầm… b, Hệ thống khí nén có thể được phân loại tùy theo cách truyền động. +Truyền động thẳng: 7 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén Vận dụng truyền động bằng áp suất khí nén cho chuyển động thẳng trong các dụng cụ đồ gá kẹp, thiết bị đóng gói. Trong các loại máy gia công gỗ, hệ thống phanh hãm của ô tô…. +Truyền động quay: Truyền động quay sử dụng năng lượng bằng khí nén ít được sử dụng vì tốn kém hơn rất nhiều so với các dạng năng lượng khác nếu cùng công suất. Nếu so sánh giá thành tiêu thụ điện của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén và một động cơ điện có cùng công suất thì giá thành tiêu thụ điện của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén cao hơn 10 đến 15 lần so với động cơ điện. Tuy nhiên động cơ quay bằng năng lượng khí nén lại có thể tích và trọng lượng nhỏ hơn 30% so với động cơ điện có cùng công suất. Ngày nay ứng dụng của khí nén rất rộng rãi trong nhiều ngành nghề khác nhau, ta có sơ đồ ứng dụng hệ thống khí sau : 6 4 7 6 5 4 3 2 1 X IX VIII VII VI V IV III II I Hình 1-3 Sơ đồ ứng dụng hệ thống khí 8 I- Máy nén khí piston; II- Máy nén khí trục vít;III- Máy nén khí ly tâm IV- Máy sấy khô không khí (dạng trao đổi nhiệt); V- Máy sấy khô không khí (dạng dùng tác nhân hấp thụ); VI- Ứng dụng trong các ngành: kiến trúc; vệ sinh; công nghiệp; gia công thép; gia công công trình; ép áp lực. VII- Ứng dụng trong các ngành: thiết bị hơi; CN dân dụng; điều kiển; VIII- Ứng dụng trong các ngành: sơn tĩnh điện; công nghiệp chính xác; dụng cụ chính xác; điện, lắp ráp IX- Ứng dụng trong các ngành: công nghiệp thực phẩm; công nghiệp chế biến thuốc; sấy chế biến đóng gói; vệ sinh y tế; hô hấp. X-Ứng dụng trong các ngành: kỹ nghệ sấy cạo; hô hấp; công nghệ đo lường; công nghiệp chế biến; công nghiệp hoá chất. 1- Bộ phận tách nước; 2- Bình chịu áp lực; 3- lọc khí( m µ 40 ); 4- lọc dầu ( m µ 3 ) 5- Lọc khí ( m µ 03,0 ); 6- Lọc khí ( m µ 01,0 ); 7- Lọc chuyên dùng (than hoạt tính) Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén 2. Đặc điểm máy nén khí và thiết bị xử lý khí nén. 2.1. Giới thiệu phòng thí nghiệm máy nén. Phòng thí nghiệm máy nén thuộc khoa Cơ Khí Giao Thông, Trường ĐHBK Đà Nẵng, được xây dựng vào năm 2008 với sự đầu tư của công ty FUSHENG. Phòng thí nghiệm máy nén nằm trong khu vực xưởng cơ khí và các phòng thí nghiệm khác của khoa Cơ Khí Giao Thông. Với sự đầu tư khá chu đáo của công ty FUSHENG, hiện nay tại phòng thí nghiệm máy nén có giàn trang thiết bị với đầy đủ các trang thiết bị cơ bản phục vụ cho đào tạo, nghiên cứu… Các trang thiết bị hiện có tại phòng thí nghiệm : -Máy nén khí piston. -Máy nén khí trục vít. -Hệ thống thí nghiệm truyền động thuỷ lực. -Các mô hình thiết bị cắt bổ chi tiết bên trong máy Mục đích chính của phòng thí nghiệm : nhằm giúp sinh viên nắm vững phương pháp, hiểu rõ thêm về lý thuyết, hướng dẫn cho sinh viên sử dụng các thiết bị mô phỏng, nâng cao kiến thức, đồng thời giúp sinh viên tiếp cận sát hơn với thực tế . 2.2. Tổng quan về máy nén khí. 2.2.1. Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén. * Ưu điểm: 9 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén − Không khí nén có tính đàn hồi, trong suốt, không độc hại, khó bén lửa, không bị lắng đọng, và không khí có vô tận trong thiên nhiên. − Khả năng quá tải lớn của động cơ khí. − Độ tin cậy khá cao, ít trục trặc kỹ thuật. − Tuổi thọ lớn. − Tính đồng nhất năng lượng giữa các cơ cấu chấp hành và các phần tử chức năng báo hiệu , kiểm tra, điều khiển nên làm việc trong môi trường dễ nổ, và đảm bảo môi trường sạch vệ sinh. − Do trọng lượng của các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén nhỏ, hơn nữa khả năng giãn nở của áp suất khí lớn, nên truyền động có thể đạt được vận tốc rất cao. − Do khả năng chịu nén (đàn hồi) 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 đi xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường ống ít. − Chi phí thấp để thiêt lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, bởi vì phần lớn trong các xí nghiệp các hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn. − Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn được đảm bảo. * Nhược điểm: − Thời gian đáp ứng chậm so với điện tử. − Khả năng lập trình kém vì cồng kềnh so với điện tử, chỉ điều khiển theo chương trình có sẵn. Khả năng điều khiển phức tạp kém. − Hệ thống truyền động bằng khí nén có lực truyền tải trọng thấp. − Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn cho nên không thực hiện nhưng chuyển động thẳng hoặc quay đều. − Dòng khí nén thoát ra ở đường dẫn ra gây nên tiếng ồn, làm ảnh hưởng dến sức khỏe con người. − Hiện nay trong lĩnh vực điều khiển người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén với cơ hoặc điện, điện tử. 10 [...]... 7- Bi lắp trung gian; 8- Cửa xã khí; 9-Màng van; 10-Lỗ thơng khí; 11-Đường khí nén ra 32 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén 3 Khảo sát máy nén khí piston TA80 tại phòng thí nghiệm máy nén 3.1 Giới thiệu chung 3.1.1 Phạm vi sử dụng của máy nén khí piston FUSHENG TA80 Máy nén khí piston TA80 là loại máy nén khí hiện đại, do cơng ty FUSHENG sản xuất Máy được sử dụng rộng rãi trong... nghiệm máy nén Hình 2-3 Máy nén khí piston giải nhiệt bằng gió - Theo áp suất : Hình 2-4 Máy nén khí piston bố trí kiểu chữ v o Máy nén áp suất thấp p ≤ 15 bar o Máy nén áp suất cao p ≥ 15 bar o Máy nén áp suất rất cao p ≥ 300 bar - Theo số cấp: Máy nén một cấp và máy nén nhiều cấp - Theo loại khí: Máy nén khơng khí và máy nén các loại khí khác 20 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén. . .Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén 2.2.2 Cơ sở tính tốn khí nén 2.2.2.1 Thành phần hố học của khí nén Ngun tắc hoạt động của các thiết bị khí nén là khơng khí trong khí quyển được hút vào và nén trong máy nén khí Sau đó khí nén từ máy nén khí được đưa vào hệ thống khí nén Khơng khí là loại khí hỗn hợp bao gồm những thành phần chính sau: Bảng 2-1 Các thơng số thống kê Loại khí. .. lực ma sát, sự ăn mòn và sự gỉ của các phần tử trong hệ thống điều khiển 26 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén 2.2.6 Các thiết bị phân phối 2.2.6.1 u cầu Hệ thống thiết bị phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển khơng khí nén từ máy nén khí đến khâu cuối cùng để sử dụng, ví dụ như động cơ khí nén, máy ép dùng khơng khí nén, máy nâng dùng khơng khí nén … Truyền tải khơng khí nén được... trí máy tại phòng thí nghiệm như hình: Bçnh chỉïa khê nẹn Bäü tạch áøm Mạy nẹn piston TA80 Mä hçnh mạy nẹn piston Âáưu mạy nẹn piston Mä hçnh mạy nẹn trủc vêt Hãû thäúng thê nghiãûm truưn âäüng thu lỉûc Bn lm viãûc Mạy nẹn trủc vêt läúi vo Hình 3-1 Sơ đồ bố trí máy nén khí TA80 trong phòng thí nghiệm máy nén 33 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén 3.1.2 Ngun lý làm việc của máy nén. .. phân phối khí nén 2.2.6.2 Bình trích chứa khí nén Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ là cân bằng áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến, trích chứa, ngưng tụ và tách nước 27 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén Kích thước bình trích chứa phụ thuộc vào cơng suất của máy nén khí và cơng suất của các thiết bị máy móc sử dụng, ngồi ra còn phụ thuộc vào phương pháp sử dụng khí nén, ví... chính của máy nén piston TA80 là cung cấp khí nén cho các thiết bị làm sạch chi tiết máy, các thiết bị máy khơng thể làm sạch bằng tay và nước được, dùng cung cấp khí nén cho các máy tự động, dây chuyền tự động, máy phun, máy sơn… .Máy nén TA80 gồm 3 piston, được bố trí cách nhau 60 độ Là loại máy được làm mát bằng gió Máy nén khí TA80 là loại máy nén piston duy nhất tại phòng thí nghiệm máy nén, sơ đồ... trình nén khí 34 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén Hình 3-2 Kết cấu bên trong đầu máy nén piston TA80 1-Ống giải nhiệt; 2-Van hút; 3-Nắp xi lanh; 4 -Piston; 5-Trục khuỷu; 6-Xecmăng; 7-Tay biên; 8-Bạc đạn ;9-Lọc khí; 10-Bộ ngắt tự động; 11-Puly đầu máy; 12-Hộp trục khuỷu 3.1.3 Thơng số kỹ thuật của máy nén FUSHENG TA80 - Loại máy nén : TA 80 - Chất liệu nén : Khơng khí - Số đầu nén: ... lực hút khí : Thường áp - Áp lực làm việc: 7 [kg/cm2G] - Áp lực lớn nhất của bình chứa: 10 [kg/cm2G] - Tốc độ đầu nén : 850 - Hành trình piston : 0,06 [m] 35 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén - Đường kính xylanh : 0,08 [m] - Nhiệt độ dầu bơi trơn trong thân máy : ≤ 500C - Trọng lượng chính của máy nén : 180 [kg] 3.2 Các chi tiết thuộc máy nén TA80 3.2.1 Thân máy Thân máy là giá... rất cần thiết cho hệ thống điều khiển a Bình ngưng tụ - Làm lạnh bằng khơng khí hoặc bằng nước Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí sẽ được dẫn vào bình ngưng tụ Tại đây khơng khí sẽ được làm lạnh và phần lớn lượng hơi nước chứa trong khơng khí sẽ được ngưng tụ và tách ra 22 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén 1 2 3 4 7 6 5 Hình 2-6 Sơ đồ ngun lý hoạt động của bình ngưng tụ làm lạnh . làm việc: Máy nén thể tích, Máy nén cánh dẫn. 19 Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén Hình 2-3. Máy nén khí piston giải nhiệt bằng gió - Theo áp suất : o Máy nén áp suất. Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT MÁY NÉN KH Í PISTON TẠI PHÒNG THÍ. LOAN 1.Tên đề tài: KHẢO SÁT MÁY NÉN KHÍ PISTON TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY NÉN. 2.Các số liệu ban đầu: Các số liệu lấy từ mô hình máy nén piston FUSHENG TA80 tại phòng thí nghiệm máy nén. 3.Nội dung các