Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. LỜI NÓI ĐẦU Máy bơm là thuyết bị dùng để chuyển chất lỏng hoặc chất khí từ nơi có áp suất thấp hơn đến nơi có áp suất cao hơn. Một định nghĩa rất uyên chuyển dễ nhớ. Archimedes đã mô tả các máy bơm đầu tiên vào thế kỉ thứ 3 trước công nguyên. Điển hình là bơm piston , bơm piston là loại chuyên dụng trong sản xuất, hoạt động nhờ tạo lực hút và lực đẩy hoàn toàn dựa vào hành trình nén và xả của piston trong xilanh. Nguyên tắc làm việc của bơm piston rất đơn gian, nhưng hiệu suất lai rất cao. Tuy nhiên hiện loại bơm piston này ít được sử dụng rộng rải trong sinh hoạt và trong nông nghiệp vì hành trình của bơm piston là chuyển động trượt, điều dó rất bất loi5cho cơ khí hay khí điện hoá và vì muốn chuyển từ chuyển động quay sang chuyển động trượt phải có them cơ cấu cam và cơ cấu biên tay quay, cồng kềnh và phứt tạp.hiện nay nó vẫn được sử dụng trong các bơm truyền động thủ công như hút khô dưới tàu thuyền, bơm xe đạp, xe máy. Chì đến khi hệ thống thuỷ lực và khí nén ra dời, bơm piston mới trở lại vị trí thống trị của nó trong công nghiệp vì ở hai loại truyền động hiện đại này việc điều khiển hành trình hút và nén của piston hoàn toàn nhờ vào áp suất của dòng khí nén trong chất lỏng. vì thế hôm nay, nhóm chúng tôi sẽ giới thiệu về “máy bơm piston” trong quá trình làm bái có sơ soát mong thầy và cá bạn góp ý. Xin cảm ơn thầy và các bạn!!. Trang: 1 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. Bảng phân công công việc: Truong Minh Hoà THU THẬP TÀI LIỆU Nguyễn Phương Quang TỔNG HỢP VÀ KẾT LUẬN MÁY BƠM PISTON. I. SƠ LƯỢC VỀ MÁY BƠM PISTON: 1. Khái niệm máy bơm piston: Trang: 2 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. -Bơm piston làm việc theo nguyên lí nén chất lỏng trong một thể tích kín dưới tác dụng của piston (chuyển động tịnh tiến của piston trong xilanh) hay roto ( chuyển động quay của roto trong sto). Do bị nén nên thế năng của dòng chảy thay đổi còn động năng thì hầu như không đổi do đó còn gọi là máy thể tích là máy thủy tĩnh. Có 3 loại thể tích điển hình là máy piston ( vật chèn có chuyển động tĩnh tiến ) và máy roto ( vật chèn có chuyển động quay ) và máy piston roto ( vật chèn có chuyền động tịnh tiến nhờ chuyển động quay của khối roto. 2. Phân loại bơm piston: a) phân loại theo phương pháp dẫn động: - bơm tay: dẫn động bằng tay. - bơm dẫn động thẳng: cần piston nối trực tiếp với cần piston của động cơ dận động. - bơm dẫn động bằng cơ cấu tay quay thanh truyền. - phân loại theo kết cấu piston Piston dạng đĩa: Mặt bên piston tiếp xúc với thành xilanh, lót kính bằng các segment- dặt trên piston, cả piston và long xilanh đều phải được chế tạo chính xác. - piston dạng trụ: Đường kính piston nhỏ, mặt tiếp xúc là piston và cổ xilanh, do đó long xilanh không cần chế tạo với độ chính xác cao. Bộ phận lót kín là những điệm lót nằm trên cổ xilanh do đó có thể chế tạo để lót kín rất tốt. Phân loại theo số lần tác dụng: Số lần tác dụng là số chu kì làm việc của chất lỏng qua bơm trong một vòng quay của tai quay. Ta có các loại sau: Bơm piston tác dụng đơn: Trong một vòng quay của tai quay chỉ có một chu kì làm việc của chất lỏng qua bơm với loại bơm này chất lỏng làm việc ở một phía của piston. Bơm piston tác dụng kép: bơm tác dụng hai chiều. Phân loại theo áp suất làm việc: Dựa vào áp suất làm việc bơm piston được chia ra: Bơm áp suất thấp bơm P nhỏ hơn 10at. Bơm áp suất trung bình: p=(10, 20). Bơm áp suất cao: p>20at. Phân loại theo lưu lượng: Dựa vào lưu lượng bơm piston được chia ra: Bơm lưu lượng nhỏ : Q < 15m 3 /h. Bơm lưu lượng trung bình: Q = (15, 60) m 3 /h. Trang: 3 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. Bơm lưu lượng lớn: Q > 60m 3 /h. II.CẤU TẠO PISTON: - Piston có dạng hình trụ và chia làm 3 phần: đỉnh, đầu và thân + Đỉnh piston có 3 dạng: đỉnh bằng, đỉnh lồi, đỉnh lõm. Đỉnh piston nhận áp suất khí đốt và phải chịu nhiệt độ cao. + Đầu piston có các rãnh để lắp các xec măng khí và xec măng dầu. Đáy rãnh lắp xec măng dầu có khoan các lỗ nhỏ thông vào bên trong để cấp và thoát dầu. + Thân piston có nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xi lanh và liên kết với thanh truyền để truyền lực làm quay trục khuỷu. Trên thân piston có lỗ ngang đề lắp chốt liên kết piston và thanh truyền. Hình 1: Cấu tạo piston. Cấu tạo bơm piston gồm có: 1. Piston. 2. Xilanh. 3. ống đầu thoát(đấy). 4. Van đấu thoát. 5. Buồng làm việc(hộp van). 6. Van đầu hút. 7. ống đầu hút. 8. Bồn chứa chất lỏng Co, Bo, C, B 9. Tay quay. 10. Thanh truyền. III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BƠM PISTON. Trang: 4 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. - Piston là một bộ phận của động cơ máy bơm dạng piston, máy nén khí hoặc xi lanh hơi. - Đối với động cơ đốt trong: + Piston có nhiệm vụ cùng với xi lanh và nắp máy tạo thành buồng đốt. + Piston nhận áp suất do sự giãn nở của khí cháy rồi truyền lực cho trục khuỷu để sinh công trong quá trình nổ và nhận lực từ trục khuỷu để thực hiện các quá trình nạp, nén và thải (động cơ đốt trong 4 thi) ở động cơ đốt trong hai thì: piston còn thực hiện chức năng làm van đóng mở cửa hút và cửa xả. -Trong máy bơm, piston làm nhiệm vụ đẩy, hút chất lỏng. Nguyên lý làm việc của piston tác dụng đơn: Bộ phận chù yếu là piston 1 tịnh tiến trong xilanh 2. Thề tích làm việc của bơm là không gian giới hạn bỏi xilanhbe62 mặt piston và hộp van 5. Khi piston 1 chuyển động qua trái, thể tích buồng làm việc tăng lên , áp suất trong buồng làm việc giảm tạo ra độ chân không trong buồng làm việc, van hút 6 mở, chất lỏng theo ống hút 7 được hút vào buồng làm việc. Khi piston chuyển động sang phải, chất lỏng bị nén, áp suất trong buồng làm việc tăng, van hút 6 đóng lại, khi áp suất trong buồng làm việc thắng trong đường ống đẩy(áp suất phụ tải) thì van đẩy 4 mở thì chất lỏng được đẩy ra theo đường ống 3. Piston được dẫn động bằng động cơ điện,thong qua cơ cấu tay quay 9 và thanh truyền 10 biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của piston. Chất lỏng làm việc là nước sạch, dầu khoáng, yêu cầu chất lỏng làm việc là phải sạch, không có các hạt cứng vì khe hở làm việc giữa thành xilanh và piston là rất bé. Đảm bảo độ kín, nhằm đáp ứng nhu cầu cao của áp suất làm việc, do đó các hạt cứng sẽ có nguy cơ gây kẹt hoạt trầy xướt bờ mặt của piston, xilanh. Máy thể tích có ưu điểm là tạo được áp suất cao với lưu lượng bé, nhưng đồng thời có các nhược điểm sau: yêu cầu chất lỏng làm việc phải sạch, dòng chảy qua ống hút và ống đẩy là không liên tục, có hiện tượng giao động lưu lượng và áp suất trong máy thể tích. Đây là nhược điểm cơ bản cần khắc phục trong máy thể tích nói chung và máy bơm piston nói riêng. Hiện nay để khắc phục hiện tượng dao động lưu lượng và áp suất ta sử dụng bình điểu hòa hoặc đường ống đẩy. Nguên lý làm việc của bơm piston tác dụng kép: Trang: 5 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. Trong loại bơm này piston làm việc cả hai phía, ta có hai buồng làm việc A, B; hai van hút 1, 2 và hai van đẩy 3, 4. Trong một chu kỳ làm việc của bơm piston tác dụng kép có hai quá trình hút và hai quá trình đẩy. Khi piston qua phải buồng A là buồng đẩy buồng B là buồng hút. Khi piston qua trái thì ngươc lại thể tích buồng A tăng thực hiện quá trình hút chất lỏng, buồng B thực hiện quá trình đẩy chất lỏng, AB là ống hút chung và ống đẩy chung. Nguên lý làm việc của bơm piston tác dụng 3: Đây chính là tác dụng của 3 bơm tác dụng đơn ghép lại, trục của 3 bơm được dẫn động bằng một trục khuỷu với góc lệch cổ khuỷu là 120 0 , chất lỏng được đưa vào và các xilanh bằng đường ống hút chung và mọt đường ống đẩy chung. Nguyên lý làm việc của bơm piston tác dụng 4: Là 2 bơm tác dụng kép ghép với nhau, trục của 2 bơm được dẫn động bằng một trục khuỷu với góc lệch cổ khuỷu là 90 độ, chất lỏng được đưa vào và ra các xilanh được ra bằng một ống hút chung và vào bằng một ống đầy chung. Các phương pháp dẫn động piston: 1 dẫn động piston bằng tay quay thanh truyền: Kiểu vận động này thường được áp dụng đối với các máy bơm đon và kép. Tay quay 1 quay tròn nhờ dẫn động của động cơ điện làm cho thanh truyền hai chuyển đông lắt theo số 3 rổi tĩnh tiến qua lại. 2 dẫn động piston thành trục khuỷu: Kiểu dẫn động này thường áp dụng cho máy piston dai phẳng. tùy theo số lượng của piston mà góc lệch tay quay sẽ khác nhau. 3 dẫn động piston bằng truc cam: Phương pháp dẫn động này được áp dụng trong máy piston hướng kính(hướng tâm). Có 2 loại thường dùng là cam ngoài và cam trục. Cam trục: Cam trục là dạng cam được bố trí trong(tâm trục) xilinh quay. Với kết cấu máy piston có dẫn động bằng cam trục thì thường camdong1 vai trò chi tiết quay còn block xilanh đứng yên. Đặc điểm này tiện cho việc phân phối chất lỏng bằng van bố trí ngay trên block xilanh không quay. Cam ngoài: Cam ngoài la dạng cam bao ngoài block xilanh(còn gọi là tròn lệch tâm). 4 dẫn đọng bằng đĩa: Dẫn động bằng đĩa cũng có hai loại là: Đĩa cố định Đĩa quay: các piston hướng trục trên một block(cùng bán kính) quay. Trang: 6 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. IV. CHỨC NĂNG CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY BƠM PISTON. Pít - tông thường đánh bằng hộp kim nhôm thành một khối hình trụ, phần trên kín, phần dưới rỗng và phía trong có gân để tăng độ bền. Một pít - tông thường được chia ra thành 3 phần: 1.Đầu pít - tông: Thường bằng phẳng, mo lên hay có bướu, để chịu áp lực lớn tuỳ theo mỗi nhà chế tạo. Trên đầu thường có ghi cỡ (code) pít - tông đang dùng và dấu mũi tên hoặc chữ IN định vị lắp ráp. Ví dụ: đối với xe Nhật thường có 5 cỡ (code): standard (STD), cỡ 1,2,3,4 và mỗicỡ cách nhau 0.25mm (STD; 0,25; 0.50; 0.75; 1,00). Ví dụ: trên đầu pít - tông có ghi 0.75 có nghĩa là pít - tông cỡ 3, đường kính nó lớn hơn đường kính nguyên thuỷ là 0mm75. Dấu mũi tên thường hướng về phía trước (phía ống thoát) hay chữ IN ở về phía xu - páp hút. 2.Thân trên pít - tông: Có móc rãnh xung quanh để lắp các vòng xéc - măng. Số rãnh tuỳ theo nhà chế tạo. Thường ở xe gắn máy loại 2 thì có 2 rãnh, 4 thì có 3 rãnh. Trên rãnh pít - tông động cơ 2 thì có gắn chốt định vị (ạc gô) để xéc - măng không quay tròn. Dưới các rãnh có khoan một lỗ để gắn trục (axe) pít - tông. 3.Thân dưới pít - tông: Dùng để kềm pít - tông và truyền nhiệt cho xylanh, thân dưới thường có hình bầu dục, pít - tông động cơ 2 thì thân dưới thường khoét trống một lỗ để hoà khí theo đó vào catte. Vì đầu và thân trên trực tiếp với khí ép và nhiệt độ cao nên bao giờ cũng nóng hơn thân dưới nên người ta thường tiện đường kính thân trên nhỏ hơn thân dưới từ 0.03 – 0.05% đường kính. 4.Trục pít - tông (axe pít - tông): Dùng để nối pít - tông và chân thanh truyền. Có nhiệm vụ nhận và truyền lực từ pít - tông qua Trang: 7 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. thanh truyền làm quay cốt máy. Trục pít - tông thường làm bằng thép trụi cứng gắn vừa vặn qua khâu thau ở chân thanh truyền và hai lỗ khoan ở pít - tông. Để giữ cho trục pít - tông không chạy ra ngoài làm trầy lòng xylanh, người ta gắn hai vòng khoá (cirlip) ở hai đầu trục trên lỗ pít - tông. V. THÔNG SỐ KĨ THUẬT: 1.Vận hành bơm piston: Các thong số làm việc trong bơm piston: Cột áp H: Trong bơm thể tích, năng lượng dòng chảy trao đồi với máy chủ yếu là áp năng. Gọi: E vào là năng lượng đơn vị của chất lỏng tại mặt cắt vào của bơm. E ra là năng lượng đơn vị của chất lỏng tại mặt cắt ra của bơm. Cột áp H của bơm được định nghĩa: H = E ra - E vào Áp suất phụ tải Khả năng lót kín của thể tích làm việc, nếu lót kín không tốt, dưới áp suất lớn sẽ gây ra rò rỉ lớn dẫn tới mất mát lưu lượng và cột áp. Công suất của bơm và độ bền chi tiết phải đáp ứng được yêu cầu cột áp. Nếu bường làm việc hoàn toàn kín, nếu bơm có dủ công suất và các chi tiết đủ bền thì áp suất làm việc của bơm phụ thuộc hoàn toàn vào yêu cầu của phụ tải và có thể tăng đến vô cùng. Trong thực tế, dến một giá trị nào có của cột áp, chất lỏng sẽ hoàn toàn bị mất mát do rò rỉ, nghĩ là áp suất làm việc của bơm bị giảm. Lưu lượng q: Lưu lượng riêng q của là thể tích làm việc của bơm trong một chu kỳ(thể tích chất lỏng vận chuyển qua bơm trong một chu kỳ). Gọi n là số chu kỳ làm việc của máy (số vòng quay) trong một phút. Lưu lượng thực tế khi tính đến rò rỉ: Q = Qlt - DQ DQ là lưu lượng rò rỉ trong bơm (từ khoảng áp suất cao đến khoảng áp suất thấp) và lưu lượng rò rỉ ra ngoài bơ. DQ phụ thuộc vào chất lượng đệm lót, chất lỏng làm việc và áp suất làm việc. áp suất làm việc càng lớn, độ nhớt chất lỏng làm việc càng nhỏ thì lưu lượng rò rỉ càng lớn. Lưu lượng tức thời: xác tại một thời diểm. Lưu lượng trung bình: xác định trong một khoảng thời gian làm việc. Lực: Trang: 8 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. Đối với bơm piston, để tạo cho một chất lỏng tăng sức làm việc Dp thì phài tác dụng lên piston một lực: P = F.Dp F là diện tích làm việc của bơm piston. Lưu lượng của bơm piston: Lưu lượng lý thuyết trung bình được định nghĩa theo công thức: Qlt = q Bơm tác dụng đơn q đơn = F.s = F.2RT Bơm tác dụng kép q kép = (2F - f).s Bơm tác dụng ba q ba = 3F.s Trong đó: F: diện tích bề mặt của piston. f: diện tích cần piston. S = 2RT: hành trình piston. RT: chiều dài tay quay của cơ cấu tay quay thanh truyền. Do có rò rỉ nên lưu lượng trung bình là: Q = hQ.Qlt Hiệu suất lưu lượng phụ thuộc vào đường kính của piston: D < 150 mm hQ = 0.85, 0.90 150 mm < D < 300 mm hQ = 0.90, 0.95 D > 300 mm hQ = 0.95, 0.98 Bơm piston được đặc trưng bởi tỉ số S/D và vận tốc tịnh tiến của piston, thông thường khi vận tốc bơm càng cao thì S/D càng nhỏ. Ta có: S/D = 0.8, 2 Vtb piston = 0.5, 0.9 m/s Lưu lượng tức thời: Trong một vòng quay của tay quay của bơm piston tác dụng đơn, dòng chất lỏng qua ống hút và ông dẩy là không liên tục, chỉ xuất hien65trong ½ chu kỳ. Ngoài ra khi có dòng chất lỏng xuất hiện trong long ống hút(hoặc trong ống dẩy) thì lưu lượng dòng chảy củng không là hằng số mà gia động theo thời gian, chí vì vậy mà ta khảo sát lưu lượng tức thời là lưu lượng tại từng thời điểm. Lưu lượng tức thời tại thời điểm t ứng với góc quay được tính bằng tích số của diện tích mặt làm việc của piston với vận toc61chuyen63 động của piston. Qj = F.vpisj Gọi G x: quãng đường dịch chuyển của piston ứng với góc quay j của tay quay. Trang: 9 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. l: chiều dài thanh truyền: l >> RT (l > 5RT). b: góc giữa thanh truyền và đường tâm xilanh ứng với góc quay j. khi ta quay một góc j thì piston chuyển dời một đoạn x là: x = BBO = OBO – OB = (RT+l)-(RT.cosj+l.cosb) thường cosb rất bé nên cosb=1 x = RT.(1-cosj) = RT.(1-coswt) Kết luận lưu lượng tức thời có quy luật dao động hình sin. Tại một thời điểm lưu lượng tức thời là lưu lượng của quá trình hút hoặc lưu lượng của quá trình đẩy. Điều chỉnh lưu lượng bơm piston: Để có lưu lượng bơm cung cấp phù hợp với yêu cầu của phụ tải, ta tiến hành điều chỉnh lưu lượng bơm. Dựa vào công thức tính lưu lượng Q=hQF2RTn=Fsn ta suy ra các phương pháp điều chỉnh: Thay đổi số vòng quay n của tay quay nghĩa là thay đổi số chu kỳ làm việc của bơm trong một đơn vị thời gian. Phương pháp này có các nhược diểm: Dòi hỏi động cơ có số vòng quay thay đổi được do dó rất đắt tiền hoặc dùng them bộ biến tốc. Số vòng quay của bơm còn được giới hạn bởi lực quán tính dodo1 chuyển động không ổn định của chất lỏng trong bơm. Thay đổi hành trình làm việc của piston bằng cách thay đổi RT hoặc thay đổi diện tích mặt làm việc của piston(biện pháp nỳ khó thực hiện vì phải có những cơ cấu đặc biệt rất phứt tạp). Dùng tiết lưu để xả bớt chất lỏng từ buồng đẩy về buồng hút. Phương pháp này thường được sử dụng. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Error: Reference source not found BẢNG PHÂN CONG CÔNG VIỆC. 2 I.SƠ LƯỢC VỀ MÁY BƠM PISTON 3 Trang: 10 [...]...Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê 1.KHÁI NIỆM MÁY BƠM PISTON 3 2.PHÂN LOẠI MÁY BƠM PISTON 3 II CẤU TẠO MÁY BƠM PISTON 4 III NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BƠM PISTON 5 IV.CHỨC NĂNG CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY BƠM PISTON 7 1.ĐẦU PISTON 7 2.THÂN TRÊN PISTON 7 3THAN6 DƯỢI PISTON . do đó còn gọi là máy thể tích là máy thủy tĩnh. Có 3 loại thể tích điển hình là máy piston ( vật chèn có chuyển động tĩnh tiến ) và máy roto ( vật chèn. Trang: 4 Bài Tiểu Luận GVHD: Đào Thanh Khê. - Piston là một bộ phận của động cơ máy bơm dạng piston, máy nén khí hoặc xi lanh hơi.