Nội dung và yêu cầu cần giải quyết trong đồ án tốt nghiệp (lý thuyết, thực hành, số liệu tính toán, hình vẽ). Được sự đồng ý của nhà trường và các thầy cô trong khoa, em được giao đề tài tốt nghiệp: “Tìm hiểu về hệ thống khí nén, phân tích chuyên sâu về nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít”.
QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN
Tìm hiểu khí nén và những đặc trưng của khí nén
Về điều chỉnh: tốc độ và áp suất của thiết bị làm việc bằng khí nén có thể điều chỉnh vô hạn. Máy nén khí có thể nhanh chóng tạo ra khí nén với áp suất cao và hiệu suất ấn tượng.
Sự phát triển của kỹ thuật máy nén khí
Với vai trò và tầm quan trọng của khí nén thì việc sử dụng các công cụ tạo ra khí nén là điều cần thiết. ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG MÁY NÉN KHÍ Hệ thống khí nén được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp lắp ráp, chế biến và đặc biệt.
Những đặc điểm cơ bản của hệ thống máy nén khí
Sau Thế chiến thứ hai, việc sử dụng năng lượng khí nén (máy nén khí) trong công nghệ điều khiển phát triển vượt bậc. Các công cụ, thiết bị và bộ phận khí nén mới được phát minh và sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự kết hợp giữa khí nén với điện và điện tử sẽ quyết định sự phát triển của công nghệ lái trong tương lai.
Cấu trúc của hệ thống khí nén
Dựa vào năng lượng của tín hiệu điều khiển người ta chia làm hai loại hệ thống khí nén. Hệ thống điều khiển điện khí nén: các phần tử điều khiển hoạt động thông qua tín hiệu điện hoặc kết hợp các tín hiệu điện khí nén (Hình 1.2).
Các thiết bị quan trọng trong hệ thống khí nén
Dung tích bình được chọn phụ thuộc vào công suất của máy nén khí. Đây là hệ thống đảm bảo chất lượng và độ tinh khiết của khí nén được cung cấp bởi máy nén khí pittông.
Nguyên lý hoạt động chung và phân loại máy nén khí
NGUYÊN TẮC CHUNG VẬN HÀNH VÀ PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ Nhiệm vụ của máy nén là tăng áp suất của một loại khí nhất định và đảm bảo đủ lưu lượng. Nguyên lý thay đổi thể tích (piston, bánh răng, cánh gạt, máy nén khí trục vít…): không khí được dẫn vào buồng, tại đây bộ phận làm việc (piston trong xi lanh hoặc rôto trong stato) sẽ chuyển động, làm giảm thể tích làm việc. buồng, nén không khí trong buồng và áp suất trong buồng sẽ tăng lên.
Những ưu nhược điểm cơ bản
Khi cần công suất truyền động lớn thì giá thành của bộ truyền động khí nén sẽ cao gấp 10 – 15 lần so với bộ truyền động điện cùng công suất nhưng kích thước và trọng lượng chỉ bằng 30% so với bộ truyền động điện. Khi tải thay đổi thì tốc độ truyền động luôn có xu hướng thay đổi, do độ đàn hồi của khí nén khá lớn nên khả năng duy trì chuyển động thẳng đều hoặc quay đều thường khó đạt được.
Cơ sở tính toán trong khí nén
Pamb là áp suất xung quanh hay áp suất khí quyển, nó thường dao động theo địa hình hoặc thời tiết, Pamb ≈ 1bar so với chân không tuyệt đối (Chân không). Do đó, trong trường hợp công suất hành trình của bộ truyền động và tải không đổi, tốc độ truyền tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy Q.
Khả năng ứng dụng của hệ thống khí nén
Chạy động cơ quay công suất cao bằng khí nén rất tốn kém. Ứng dụng truyền động trực tiếp sử dụng áp suất khí nén để truyền động trực tiếp trong các dụng cụ, thiết bị kẹp chi tiết, thiết bị đóng gói, máy chế biến gỗ, thiết bị làm mát cũng như hệ thống phanh phanh ô tô.
TÌM HIỂU CÁC HỆ THỐNG KHÍ NÉN
Máy nén khí piston
Lọc khí: Có nhiệm vụ ngăn chặn các mảnh vụn bên ngoài xâm nhập vào cụm đầu nén của máy nén khí công nghiệp trong quá trình hoạt động. Rơ-le áp suất: có nhiệm vụ tự động bật tắt máy nén khí khi máy đạt áp suất định sẵn. Van một chiều: Bộ phận này được tìm thấy trong máy bơm khí piston và máy nén khí trục vít.
Nếu không có van một chiều trên máy nén khí pittông thì khí nén sẽ đi qua đường hút và quay trở lại van hút. Máy nén khí một chiều một cấp và máy nén khí hai chiều một cấp. Máy nén khí một cấp, một chiều: không khí được hút vào trực tiếp từ bên ngoài thông qua bộ lọc khí trên piston, có tác dụng nén không khí và đẩy vào bình chứa khí nén.
Máy nén khí hai chiều một cấp: không khí đi vào máy nén từ môi trường bên ngoài, đi qua bộ lọc khí đến piston. Máy nén khí pittông được sử dụng rất rộng rãi và tham gia vào nhiều hoạt động sản xuất và thương mại của con người. Trong chăm sóc sức khỏe: máy nén khí pittông không dầu tạo ra khí nén sạch dùng để pha chế thuốc, cung cấp oxy cho bệnh nhân, hỗ trợ thiết bị nha khoa, v.v.
Máy nén khí ly tâm
Để đáp ứng nhu cầu này, máy nén khí ly tâm ra đời như một giải pháp kịp thời. Ngoài ưu điểm về kết cấu, máy nén khí ly tâm còn có khả năng tạo ra lượng khí nén lớn với mức tiêu thụ năng lượng thấp. Loại này thường được sử dụng với máy nén khí có áp suất lên tới 7 atm.
Phớt màng lỏng được sử dụng để làm kín máy nén khí áp suất cao. Khác với máy nén khí hướng trục, máy nén khí ly tâm có cấu tạo rất đơn giản. Máy nén khí ly tâm là thiết bị sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội được người dùng đánh giá cao hiện nay.
Máy nén khí ly tâm có thể tạo ra khí nén với mức tiêu thụ điện năng rất thấp khi hoạt động ở dải công suất của máy. Được thiết kế hoạt động theo nguyên lý động học, máy nén khí ly tâm có công suất và lưu lượng khí nén rất lớn. Ngoài ra, máy nén khí ly tâm còn được sử dụng trong nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo.
Máy nén khí cánh gạt
Để có hiệu quả tốt nhất khi sử dụng máy nén khí ly tâm và tránh cho máy hoạt động ở chế độ áp suất bão hòa, chúng ta cần sử dụng van xả ở đầu bơm của máy. Vì vậy, máy nén khí ly tâm rất thích hợp sử dụng trong các ngành công nghiệp nặng như khai thác dầu khí, khoáng sản và chế biến thực phẩm với tải trọng công suất lớn. Máy bơm khí nén kiểu cánh gạt sử dụng rôto lệch tâm với các cánh gạt có thể trượt hướng tâm để nén không khí.
Khi các cánh quạt quay tiến đến đầu ra, khí sẽ bị nén làm thể tích buồng ngày càng nhỏ đi. Do máy hoạt động theo nguyên lý thủy lực nên ít tạo ra ma sát và ăn mòn giữa các bộ phận nên máy nén khí dạng cánh quạt hiếm khi xảy ra hỏng hóc, sửa chữa. Nhờ ma sát thấp và công suất làm việc cao nên máy nén khí chống ồn chạy êm, ít gây tiếng ồn và tiêu hao ít điện năng hơn so với máy nén khí piston hoặc máy nén khí trục vít.
Ngoài ra, do cấu tạo của máy khá đơn giản nên việc sửa chữa, thay thế phụ kiện máy nén khí cũng dễ dàng hơn và có chi phí bảo trì thấp hơn. Nếu để máy nén khí cánh gạt ngoài trời thì phải che chắn cẩn thận. Máy nén khí cánh gạt thường được sử dụng trong ngành sản xuất ô tô và nuôi trồng thủy sản.
PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY
Tuy nhiên, do sử dụng dầu trong quá trình vận hành nên khí thải của máy nén khí trục vít chứa dầu sẽ chứa một lượng dầu nhất định. Van điện từ: van điện từ đóng mở tải máy nén khí. Không khí ở áp suất xung quanh được hút vào máy nén khí thông qua bộ lọc (1) và đi vào máy nén 3 qua van khí (2).
Áp suất này tùy thuộc vào loại máy nén khí nhưng thường dao động từ 7-13 bar. Dễ dàng theo dõi tình trạng hoạt động và điều khiển máy: máy nén khí trục vít có thể hoạt động ở chế độ tự động. Năng lượng khí nén từ máy nén khí trục vít được sử dụng để hỗ trợ sản xuất linh kiện điện tử và lắp ráp linh kiện.
Đặt máy nén khí ở nơi sạch sẽ, khô ráo, nền nhà xưởng chắc chắn. Việc điều chỉnh đai máy nén khí phải theo đường thẳng, vuông góc với động cơ. Xả toàn bộ áp suất khí nén trong hệ thống trước khi bảo dưỡng, sửa chữa máy nén khí để đảm bảo an toàn.
Không thay đổi cài đặt của máy nén khí làm ảnh hưởng đến hoạt động của van an toàn. MỘT SỐ VẤN ĐỀ THƯỜNG XUYÊN XUẤT HIỆN KHI SỬ DỤNG MÁY NÉN KHÍ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA XÃ HỘI.
