Đồ án Khảo sát máy nén khí piston tại phòng thí nghiệm máy nén

t cấp 9, các ngõng trục để lắp hộp đệm, lắp bánh răng, ro to động cơ có độ bóng bề mặt cấp 7. - Các phần không lắp ráp của trục chỉ cần đúng kích thước và tiện sạch . 3.2.3. Thanh truyền. Hình 3-3 Thanh truyền 1- Đầu nhỏ thanh truyền ; 2- Đầu to thanh truyền ; 3- Bulông đầu to thanh truyền Bộ phận thanh truyền kết nối trục khuỷu và piston. Thanh truyền có nhiệm vụ truyền chuyển động quay từ trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của piston, trong thân thanh truyền có lỗ dầu thông suốt, đầu to thanh truyền liên kết với trục khuỷu, đầu nhỏ liên kết với piston thông qua chôt piston. Đầu to thanh truyền chia thành hai nửa và ghép bằng bu lông đai ốc kép, bên trong có lắp bạc hợp kim babit, khi lắp mới hay thay bạc biên thì dung căn thép lá dày 0,25 mm đệm giữa hai bích của biên. Các lá căn giúp ta chỉnh được khe hở cần thiết. Sau một thời gian làm việc bạc bị mòn thì bỏ bớt căn đi để điều chỉnh. 3.2.4. Xylanh. Xylanh có nhiệm vụ tạo ra không gian hút và nén khí. Cùng với xylanh, van khí và khoang làm việc với khí nén, do bề mặt xylanh, nắp xylanh và nắp van áp lực tạo thành. Van khí được lắp trên thân xylanh, các chi tiết cùng với xylanh và piston phải lắp đảm bảo độ đồng trục, đảm bảo chính xác điểm chết trên và điểm chết dưới. Xylanh làm việc với nhiệt độ và áp suất luôn thay đổi theo chu kỳ hút và nén. Vật liệu chế tạo xylanh là gang xám đúc và gia công nguội. Độ cứng của xylanh khoảng 170- 240 HB. Bề mặt làm việc có độ cứng khoảng 320-380 HB được tôi bằng điện cao tần. Xylanh của máy nén được sử dụng nguyên liệu nhôm đúc chống gỉ, giải nhiệt tốt. Độ bền cao. Hình 3-4. Piston. 3.2.5. Van nạp và van xả (van khí). Hình 3-5 Các chi tiết của van nạp, van xã a-Các lá van; b-Bệ van; c-Bộ phận hạn chế hành trình nâng. c b a Van khí có nhiệm vụ đóng mở để cho dòng khí vào và ra khỏi xylanh. Đây là bộ phận quan trọng nhất của máy nén. Nó ảnh hưởng rất lớn đến hệ số cấp của máy nén khí, cho nên yêu cầu van khí phải đóng mở thời điểm, khi đóng phải kín khi mở phải ít gây tổn thất trở lực, đảm bảo tuổi thọ cao, dễ chế tạo và không tạo ra không gian chết. Các bộ phận của van khí do bệ van, bộ hạn chế hành trình nâng, tấm van, lò xo và các bu lông liên kết cấu thành.Tấm van được lò xo ép kẹp phân bố đồng đều trên mặt kín bệ van, lợi dụng áp lực khí trong và ngoài van khí công tác sẽ tự động đóng mở. Trong quá trình làm việc các tấm van có thể gãy do đó các van khí thường bố trí sao cho dễ tháo lắp. 3.2.6. Hệ thống làm mát. Trong máy nén hệ thống làm mát rất quan trọng, nó đảm bảo dữ cho nhiệt độ khí nén và dầu bôi trơn được ổn định. Hệ thống làm mát của máy nén piston TA80 là hệ thống làm mát bằng gió. Gió được tạo ra bởi các cánh quạt trên puli máy nén. Khi máy nén làm việc, puli quay thổi gió qua làm mát các xylanh của máy nén. Do đó bề mặt bên ngoài của xylanh được cấu tạo đặc biệt với các đường gân tản nhiệt, giúp tản nhiệt nhanh chóng. Khi máy nén làm việc với tải lớn thì số vòng quay của puli càng lớn, lượng gió làm mát càng lớn, giúp làm mát các xylanh của máy nén. 3.2.7. Hệ thống bôi trơn. Hệ thống bôi trơn của máy nén khí piston TA80 là kiểu bôi trơn tự nhiên. Dầu bôi trơn được chứa trong cacte. Khi máy làm việc, trục khuỷu quay, các khuỷu và đầu to thanh truyền quay ngập trong dầu, dầu vung té lên bôi trơn piston và thành xylanh, đường dầu trong trục khuỷu dùng bôi trơn cổ khuỷu, và các bộ phận ma sát khác ở các cơ cấu truyền động. Dầu bôi trơn được đổ vào đúng mức quy định. Duy trì mức dầu luôn nằm ở mức giới hạn trên và giới hạn dưới của kính thăm dầu. Máy nén khí TA80 sử dụng nhớt SAE 20 vào mùa đông, SAE 30 vào mùa hè. Sử dụng nhớt hợp lý thì tốc độ của máy sẽ đạt được như mong muốn, nằm trong tốc độ giới hạn. 3.2.8. Hệ thống điều chỉnh lưu lượng. Các máy nén đều gắn liền với hệ thống mà nó phục vụ. Khi máy nén dùng để tạo ra dòng khí có áp suất phục vụ cho nguồn tiêu thụ của công nghệ nào đó, thì áp suất hút của nó luôn là pa (áp suất khí quyển nơi đặt máy ), còn áp suất đẩy (áp suất cửa đẩy của cấp cao nhất ) luôn phụ thuộc vào nguồn tiêu thụ nhiều hay ít hơn năng suất của máy. Trong hệ thống lạnh thì lưu lượng của máy nén gắn liền với năng suất lạnh của hệ thống. Năng suất nhiệt của các thiết bị bay hơi lớn hay nhỏ hơn năng suất của máy nén sẽ dẫn tới áp suất hút của nó sẽ cao hay thấp. Như vậy hệ thống điều chỉnh lưu lượng của máy nén khí dùng để thay đổi lượng khí nén cho phù hợp với mức tiêu thụ của thiết bị, nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ sử dụng khí nén, sao cho năng suất, chất lượng tốt nhất, giá thành hạ, tuổi thọ máy được lâu dài an toàn. Việc điều chỉnh lưu lượng của máy nén có thể tiến hành thủ công hay tự động. Điều chỉnh thủ công thì đơn giản độ chính xác và an toàn kém. Điều chỉnh tự động thì chính xác an toàn cao nhưng giá thành cao. Các phương pháp điều chỉnh lưu lượng: - Điều chỉnh thông qua số vòng quay n của trục máy là tốt nhất, nhưng cần có được động cơ thay đổi được số vòng quay. đối với động cơ đốt trong, hay tuabin dùng kéo máy nén thì dễ dàng thay đổi số vòng quay hơn động cơ điện. - Điều chỉnh thông qua hệ số không gian vô ích bằng cách tăng hay giảm dung tích không gian vô ích. Cách điều chỉnh này áp dụng cho máy nén có một cụm xylanh và piston. Dùng piston có cơ cấu dịch chỉnh lắp ở đầu xylanh đối đỉnh với piston làm việc. Khi cần giảm lưu lượng của máy thì dich xa piston phụ để tăng không gian chết và ngược lại. Phương pháp này có thể giảm tối đa 50% lưu lượng và thường áp dụng cỡ vừa và cỡ lớn nhưng phương pháp này không kinh tế. - Điều chỉnh bằng cách dùng van và đường vòng để xả khí từ cửa đẩy về cửa hút của máy nén. Cách này đơn giản nhưng không kinh tế đồng thời làm tăng cao nhiệt độ khí nén. - Điều chỉnh bằng cách dùng van chặn giảm bớt khí hút về máy nén. - Điều chỉnh bằng cách kênh van hút làm cho các van hút của máy nén luôn ở trạng thái mở. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong các loại máy nén piston một cấp và nhiều cấp có các cụm pittông- xilanh. Cứ cụm piston- xylanh nào bị kênh lá van hút là năng suất của nó bằng không vì khí được hút vào xylanh bao nhiêu thì sẽ lại quay ra khỏi xylanh trở về khoang hút bấy nhiêu. Cách này khi muốn giảm bao nhiêu lưu lượng thì làm kênh bấy nhiêu cụm van hút. 3.2.9. Hệ thống điều chỉnh áp suất . Máy nén khí piston TA80 là loại máy nén có hệ thống điều chỉnh áp suất tự động điều khiển bằng rơle áp suất. Là sử dụng đóng ngắt tiếp điểm điện của rơ le áp suất để điều khiển tình trạng dừng và vận hành của máy nén khí. Khi áp lực trong hệ thống đạt đến áp lực cài đặt trên (7kg/cm2) tiếp điểm của rơle mở, máy ngừng hoạt động. Khi áp lực trong hệ thống giảm thấp hơn áp lực cài đặt dưới (5kg/cm2) thì tiếp điểm điện của rơle đóng lại, máy hoạt động có tải bình thường. 4. Tính toán các thông số kỹ thuật của máy nén TA80. 4.1. Các quá trình cơ bản của máy nén TA80. 4.1.1. Quá trình lý thuyết. Máy nén piston làm việc theo nguyên lý nén cưỡng bức, với các quá trình tiến hành tuần tự như sau: hút, nén, đẩy khí. Toàn bộ các quá trình này được lặp lại trong mỗi vòng quay của trục máy nén và được gọi là chu trình lý thuyết của máy nén. Hình 4-1 Đồ thị biểu diễn chu trình nén lý thuyết. Các quá trình lý thuyết của máy nén TA80 biểu diễn trên đồ thị P-V (hình 4-1): Đường 4-1 là đường hút khí khi áp suất không đổi; Đường 1-2 là nén khí từ Ph đến Pd; Đường 2-3 là đẩy khí khi áp suất không đổi. Quá trình hút và đẩy không phải là quá trình nhiệt động, vì trong quá trình này khí trong xylanh chỉ biến đổi về lượng chứ không biến đổi trạng thái. Ở chu trình lý thuyết, quá trình hút chỉ xảy ra trong cả khoảng chạy của piston. Ở thời điểm thay đổi hướng chạy (điểm 1), xupap hút đóng lại và quá trình nén bắt đầu. Quá trình này kéo dài đến khi áp suất trong xylanh đạt tới áp suất đẩy P2 , xylanh đẩy mở ra và quá trình đẩy khí ra khỏi xylanh bắt đầu. Khi piston thay đổi hướng chạy lần thứ 2 (điểm 3) thì xupap đẩy đóng lại và xupap hút bắt đầu mở ra. Chu trình lý thuyết chỉ đúng khi: trở lực của xupáp hút và đẩy bằng không, áp suất trong ống hút và đẩy không đổi, nhiệt độ khí trong giai đoạn hút và đẩy không đổi; cuối quá trình nén, tất cả khí trong xilanh phải được đẩy vào đường đẩy (thể tích không gian vô ích bằng 0); không có tổn hao khí trong qua khe xupáp và xécmăng. Các máy nén thực hiện được chu trình lý thuyết gọi là máy nén lý tưởng. 4.1.2. Quá trình thực. Các máy nén thực tế đều thực hiện chu trình thực. Chu trình thực của máy nén thể hiện bằng đồ thị chỉ thị (hình 4-2). Đồ thị chỉ thị biểu diễn sự biến đổi áp suất khí trong xylanh theo khoảng rời của piston hay theo sự thay đổi của không gian làm việc. Các ký hiệu trên đồ thị: Vh ,VH , Vx - thể tích không gian có hại của xylanh, thể tích quét được của piston và thể tích xylanh. V’H - thể tích của khí được hút vào xylanh ở điều kiện áp suất Pa và nhiệt độ Ta VH - thể tích khí hút được ở điều kiện áp suất của khí trên đường hút P1 và nhiệt độ T1. V4 - khoảng không gian do khí giãn nở từ khoảng hại chiếm mất. a, c – các điểm ứng với lúc xupáp hút và đẩy đóng. b,d – các điểm ứng với lúc xupáp hút và đẩy mở. Đường ad - ứng với quá trình hút . Đường ab - ứng với quá trình nén Đường bc - ứng với quá trình đẩy Đường cd - ứng với quá trình giãn nở của khí . Hình 4-2 Đồ thị chỉ thị thực của máy nén TA80 Qua đồ thị (Hình.4-2) cho thấy chu trình thực của máy nén khác chu trình lý thuyết ở các điểm sau: khi piston đổi chiều, quá trình hút không xảy ra ngay mà còn có quá trình giãn, đường hút và đường đẩy là những đường cong. Có sự khác nhau như vậy giữa chu trình thực và lý thuyết của máy nén là: 1. Xylanh có khoảng hại Vh: vì có khoảng hại nên khi kết thúc quá trình đẩy không phải tất cả khí được đẩy khỏi xylanh , mà còn lại một phần khí trong khoảng hại, gồm phần thể tích giữa piston và xylanh, ở trong hộp xupap và các rãnh xupap. Do có khoảng hại, nên việc hút khí vào xilanh chỉ bắt đầu khi áp suất của khí còn lại trong khoảng hại giảm xuống bằng áp suất hút. Do sự có mặt của khoảng hại đã làm xuất hiện các đường cong giãn cd, làm giảm thể tích có ích của xylanh trong quá trình hút. 2. Xupáp hút và đẩy có trở lực nên quá trình hút và đẩy chỉ xảy ra khi áp suất khí trong xylanh thấp hơn áp suất khí trong đường hút và cao hơn áp suất khí trên đường đẩy. Trở lực xupáp biến đổi trong cả khoảng dời của piston vì vận tốc của khí biến đổi và giá trị lớn nhất của trở lực xuất hiện khi xupáp bắt đầu mở cho nên đường hút và đường đẩy luôn là đường cong. Còn có ảnh hưởng của sự rò rỉ khí, sự trao đổi nhiệt giữa khí và xylanh cùng piston làm cho sự khác nhau giữa chu trình thực và chu trình lý thuyết. 3. Áp suất trong ống hút và ống đẩy thay đổi (hoặc dao động) tuỳ theo vị trí của piston: sự thay đổi áp suất gây ra do chuyển động không ổn định của dòng khí. 4. Có sự trao đổi nhiệt giữa khí và xylanh cùng piston: do lần lượt bị đốt nóng và làm lạnh nên nhiệt độ của thành xylanh và piston có giá trị trung gian giữa nhiệt độ khí hút và khí đẩy. 5. Có sự rò khí qua xupap, xecmăng và hộp đệm: nếu khí rò qua xupap hút, xecmăng, hộp đệm thì đường cong nén sẽ thoải hơn và đường cong dãn sẽ dốc hơn. Như vậy chỉ số đa biến biểu kiến của đường cong nén sẽ thấp hơn và của đường cong dãn sẽ cao hơn chỉ số đa biến thực khi không có sự rò khí. 4.2. Lưu lượng của máy nén TA80. Lưu lượng khối lượng quá trình hút của máy nén tại xylanh I được tính ở điều kiện áp suất vào là áp suất khí trời và khối lượng riêng của không khí là = 1,2 kg/m3. (4.1) trong đó : [kg/s]- Lưu lượng khối lượng lý thuyết của quá trình hút - Khối lượng riêng của không khí = 1,2 kg/m3 [m3/s]- lưu lượng thể tích lý thuyết của quá trình hút được tính ở quá trình hút và bỏ qua tổn thất và bằng thể tích hút của xilanh I. (m3/s) (4.2) Trong đó: F - Diện tích của piston (m2) F= = = 0,005 (m2) S- Hành trình của piston (m) S = 60 . 10-3 (m) d- Đường kính của xylanh, d= 0,08 (m) n - Số vòng quay của trục trong một phút (vòng/phút) n = 850 (vòng/ phút) Thay các giá trị của các đại lượng trên vào phương trình (4.2) ta được. (m3/s) Hay : (m3/phút) vậy ta có lưu lượng khối lượng quá trình hút của máy nén tại xylanh I: 0,306 (kg/ phút) Glt = 0,306.3 = 0,918 (kg/phút) Máy nén piston TA80 là loại máy nén có 3 piston, kích thước các piston giống nhau nên lưu lượng được tính: Qmn = .3 = 0,255.3 = 0,765 (m3/phút) Gmn = .3 = 0,306.3 = 0,918 (kg/ phút) Kết luận: Giá trị tìm được phù hợp với số liệu nhà sản xuất đưa ra. Lưu lượng thực của máy nén khác với lưư lượng lý thuyết. Nguyên nhân sinh ra sự khác biệt đó là do có sự khác nhau giữa chu trình thực và chu trình lý thuyết. Năng suất thực được xác định theo công thức : (m3/s) (4.3) Trong đó : - Hệ số lưu lượng (hay hệ số năng suất ) và 1. Hệ số này kể tới các nguyên nhân gây ra sự sai khác giữa năng suất thực, lý thuyết và được xác định theo công thức : (4.4) Trong đó : VH - Thể tích làm việc của xy lanh (m3) Theo [3] thì các giá trị được cho như sau: - hệ số ảnh hưởng của khoảng không gian vô ích đến khả năng hút của máy nén , chọn - hệ số kín, là tỷ số giữa thể tích khí được đẩy vào đường đẩy quy về điều kiện hút Vo và thể tích hút Vht ().Thực nghiệm tìm được , chọn - hệ số ảnh hưởng của quá trình trao đổi nhiệt giữa hơi và thành xi lanh , chọn - hệ số áp suất nói đến ảnh hưởng của áp suất của khí trong xylanh ở cuối quá trình hút.(PoP1) lúc này thể tích xylanh không sử dụng hết. Áp suất P1 đạt được khi khí bắt đầu nén., chọn Thay các hệ số vào (4.4) ta được : Thay các giá trị tìm được vào (4.3) ta có: (m3/ phút). Vậy sau khi tính toán kiểm nghiệm, lưu lượng tìm được phù hợp với giá trị của nhà sản xuất đưa ra (catalog). 4.3. Công và công suất lý thuyết của máy nén TA80. Khi tính công nén lý thuyết của máy nén TA80. Ta xác định công nén của máy nén piston một cấp lý tưởng cho 1kg khối lượng không khí. Hình 4-3 Đồ thị chỉ thị lý tưởng của máy nén piston một cấp Công tiêu hao để thực hiện chu trình lý thuyết biễu diễn bằng diện tích 1-2-3-4 (hình 4-3) và bằng tổng công của các quá trình hút, đẩy, nén. Công do khí sinh ra trong quá trình hút là công âm: Trong đó: V1 - thể tích hút trong một vòng quay (m3) Trên đồ thị công này biểu diễn bằng diện tích (---). Công nén khí từ áp suất p1 = ph tới p2 = pd biểu diễn bằng diện tích . Cách tính công này như sau: Công ứng với chuyển dịch vô cùng nhỏ của piston trong khoảng nén là công dương (tiêu hao) và bằng – pdV (có dấu âm vì dV 0) Như vậy công nén là : Công trong quá trình đẩy biểu diễn bằng diện tích và bằng : Ld = p2V2 . Trong đó : V2 - thể tích đẩy trong một vòng quay (m3) Công của cả chu trình : Mặt khác : ; Vậy: , (J). (4.9) Công riêng để nén 1kg không khí sẽ là : , (J/kg) . (4.10) Trong đó: G- khối lượng khí đẩy ra trong một vòng quay, kg. Đối với máy nén khí thì khi tính toán ta chỉ xét cho chu trình tổng quát nhất đó là chu trình đa biến. Xét chu trình đa biến với khí lý tưởng tức là chỉ số nén đa biến không đổi (n= const) thì được đặc trưng bởi công thức: const (4.11) hoặc từ đó rút ra : (4.12) Mặt khác ta lại có: Phương trình trạng thái của khí lý tưởng có dạng : (4.13) Trong đó : R- hằng số khí, J/kgok; v- thể tích riêng của khí, m3/kg; p- áp suất tuyệt đối T- nhiệt độ tuyệt đối, ok. Từ (4.11) và (4.13) ta có : Tương tự có : Thay v1 và v2 theo p1 và p2 ta có : ; Thay v ở (4.8) vào (4.6) ta có: (J/kg). Vậy công khí nén G kg sẽ là. G lưu lượng khí đẩy ra trong một vòng quay. , (J) (4.14a) Công nén riêng lý thuyết được tính theo: , (J/kg) (4.14b) hay (J/kg) Công lý thuyết của máy nén TA80. lmn= (J) (4.15) -v1- thể tích riêng của chất khí v1= 1/= 1/1,2 (với= 1,2 kg/m3) -n - chỉ số nén đa biến chọn n= 1,2 -p1- áp suất khí quyển chọn p1 = 1at = 105 N/m2 -p2- áp lực khí thải . p2=7.105 N/m2 Thay tất cả các giá trị trên vào phương trình (4.15) ta có công của máy nén TA80 sẽ là: lmn= (J/kg) Ta có công suất nén lý thuyết của máy nén TA80 là. Nlt = Glt.llt (kW) Trong đó: Glt - khối lượng hơi hút nén được trong đơn vị thời gian, kg/s; Nlt = = 3060 (W) Nlt = 3,06 (KW). Kết luận: Công suất lý thuyết tìm được phù hợp với giá trị mà nhà sản xuất đưa ra theo máy (catolog) 4.4. Tỷ số nén cho phép. Ta tính tỷ số nén trên phương diện lý thuyết với giả thiết công của máy nén sinh ra là nhỏ nhất. Đối với máy nén piston một cấp, việc tăng áp suất cuối quá trình nén p2 bị hạn chế vì lượng vào khí hút vào xylanh giảm (do ảnh hưởng của thể tích thừa), hơn nữa nhiệt độ cuối quá trình nén T2 cũng tăng và có hại cho sự làm việc của dầu bôi trơn, có thể làm phân huỷ các khí bị nén. Đối với máy nén có lưu lượng lớn thì nén một cấp chỉ áp dụng với tỷ số nén nhỏ hơn 4. Còn lại máy nén piston một cấp thông thường lấy bằng 5 trong trường hợp làm mát tốt thì tỷ số nén nằm trong khoảng từ 6-8.. Tỷ số nén của máy nén piston một cấp bị giới hạn bởi thể tích của khoảng trống có hại và nhiệt độ cho phép ở cuối quá trình nén. Xuất phát từ điều kiện Vs = 0 (không có quá trình hút không khí vào máy nén) hay ta xác định được tỷ số nén cho phép [] do tồn tại khoảng trống có hại. Ta có: . Vậy . Trong đó : Hệ số m (0,02 < m < 0,06); Chỉ số đa biến n (1 < n < 1,4); k = 1,4; Nếu lấy các giá trị tới hạn của m và n tức m=0,06 và n=1 ta sẽ có giới hạn cho phép [] xác định bởi sự tồn tại của khoảng trống có hại bằng: Ta thấy mặc dù với các giá trị tới hạn của m và n ta vẫn được giá trị [] khá lớn. Tiếp theo ta xác định tỷ số nén cho phép giới hạn bởi nhiệt độ của không khí nén ở cuối quá trình nén. Trong máy nén để giảm ma sát và sự mài mòn các bề mặt làm việc, người ta dùng dầu bôi trơn dặc biệt, dầu này có hiệt độ bốc hơi t = (230-250)0C. Hơi dầu nhẹ trộn với không khí tạo thành hỗn hợp dễ cháy, nó là nguyên nhân gây ra nổ trong máy nén và trong bình chứa khí nén. Vì vậy nhiệt độ của khí nén ở cuối quá trình nén không được lớn quá nhiệt độ tới hạn 2500C. Nếu coi quá trình nén không khí là quá trình đoạn nhiệt (vì máy nén làm việc có thể gây tắc đường làm mát), thì nhiệt độ của không khí nén ở cuối quá trình nén được xác định : (4.16) Nếu ta chọn nhiệt độ T2 = ( 250 + 273 )0K = 5230K và T1 = 20 + 273 = 2930K ta sẽ xác định được tỷ số nén cho phép bởi nhiệt độ của không khí nén ở cuối hành trình nén: []=== 7,6. Như vậy tỷ số nén cho phép tìm được phù hợp với tỷ số nén của máy nén. Tỷ số nén cho phép của máy nén là [] = 7. 4.5. Tính toán làm mát cho máy nén piston TA80. Máy nén piston TA80 là loại máy nén được làm mát bằng gió. Trong quá trình nén, không khí bị nóng lên, piston chuyển động trong xylanh sinh ra nhiệt, không khí bị nóng lên, truyền nhiệt cho xylanh và piston của máy nén. Do vậy xylanh của máy nén được làm mát bằng quạt gió lắp trên puly máy nén, khi đó bề mặt ngoài của xylanh có cấu tạo đặc biệt để tăng diện tích tiếp xúc với môi trường. Quá trình làm mát giúp máy nén hoat động ổn định hơn và nhiệt độ khí nén được hạ thấp, đảm bảo an toàn cho quá trình nén khí vào bình. Nhiệt lượng của 1 kg không khí tỏa ra môi trường xung quanh qua xylanh được xác định bằng công thức: ; (4.17) Trong đó: Cnk :nhiệt dung riêng đa biến của không khí Với n = 1,2; k = 1,4; Cvk là nhiệt dung riêng đẳng tích của không khí: Cvk=0,7193(J/kg.0K). Vậy (J/kg.0K); Mặt khác: Với tỷ số nén của máy nén khí piston TA80 (ε = 7) ta có thể tính được: Nhiệt độ của không khí khi đi ra khỏi xylanh của máy nén: (0K) ; T1 = 300C = 3030K Vậy = -149(KJ/Kg); qn < 0 chứng tỏ phải làm mát xylanh trong quá trình nén; Vậy lượng nhiệt cần lấy đi sẽ là: Qlm = Cpk(T2kn-T1kn) (4.18) Với T1kn= 35 0C = 308 0K ; T2kn= 2370C = 510 0K ; Cpk= 1,0061 (KJ/Kg.0K), nhiệt dung riêng của không khí trong quá trình đẳng tích.. Qlm=1,0061. (510 - 308)= 203 (KJ/Kg). 4.5.1. Lưu lượng của không khí làm mát. Khi tính lưu lượng của không khí làm mát thì ta chọn nhiệt độ ban đầu của không khí vào làm mát là T1n = 350C = 308 0K.Và nhiệt độ của không khí ra sẽ là: T2n = T1n+ (25-35) 0K Hay T2n = 318-328 0K Chon T2n = 318 0K Nhiệt độ của khí nén đi vào bình chọn là Tv = 400C = 313 0K. Nhiệt độ của khí khi đi ra khỏi xylanh. Tr = 237 oC= 510 0K . Lúc này lưu lượng của nước làm mát Qlm được tính theo công thức sau: [ kg/s] (4.19) Trong đo: =1,29 [kg/m3] - khối lượng riêng của khí . Qlm- lượng không khí làm mát [Kg/s]. Cpk = 1,0061 [KJ/kg.0K]- nhiệt dụng riêng đẳng áp của khí. Ckk = 0,7088 [KJ/kg.0K]- nhiệt dung riêng của không khí . Qmn = 0,575 [m3/ph] = 0,0096(m3/s) lưu lượng thực của máy nén (được tính ở 4.2). Thay tất cả các giá trị trên vào (4.19) ta được lưu lượng không khí làm mát sẽ là : [Kg/s]; Hay [m3/h]; 4.5.2. Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị làm mát. Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt được xác định theo công thức : [m2] (4.19) Trong đó : [oK]- hiệu số trao đổi nhiệt trung bình và được xác định: [oK] 2,1 [0K] K - hệ số truyền nhiệt, k= 50-70 W/m2.độ. Ta có : [m2] 4.6. Tính lực tác dụng lên piston và xylanh: Hình 4-4 Sơ đồ chuyển động của các bộ phận máy Trên hình 4-4 biểu diễn sơ đồ chuyển động các bộ phận chính của máy nén piston. Độ dịch chuyển của piton, vận tốc, gia tốc của nó phụ thuộc vào goác quay của tay quay và tỷ số độ dài tay quay r và thanh truyền l, thường tỷ số = 0,15 ÷ 0,3 = µ. Ban đầu piston ở vị trí cao nhất (điểm A), khi tay quay quay một góc 1800 thì piston sẽ nằm ở vị trí thấp nhất , lúc này thanh truyền và tay quay nằm trên cùng đường thẳng. Các điểm đặc biệt của đầu thanh truyền và tay quay được gọi là các điểm chết, có điểm chết trong và điểm chết ngoài. Điểm chết trong của tay quay,khi tay quay quay được một góc chuyển dời đến điểm đối diện với điểm E, điểm này gọi là điểm chết ngoài của tay quay. Tương tự đối với piston cũng có điểm chết trong và ngoài . a. Động học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. Khi tay quay quay được một góc α thì piston chuyển dời được một khoảng S: Từ trên sơ đồ ta có: Hay là: sinβ=μsinα ; Từ hệ thức lượng giác ta có: ; Phân tích biểu thức thành chuỗi ta có: Bỏ qua các số hạng bậc cao (bậc 4 trở lên) và thay vào công thức tính S ta có: (m) (4.20) Vận tốc V và gia tốc j của piston xác định bằng cách lấy đạo hàm bậc một và hai của độ dịch chuyển S ta có: Đại lượng chính là vận tốc góc ω của máy do đó: ; n - Số vòng quay làm việc của máy (v/ph); Từ đó ta nhận được: ; (4.21) Lấy đạo hàm phương trình trên theo thời gian t ta nhận được gia tốc j của piston: ; (4.22) Trong đó số hạng thứ hai mang dấu (±), dấu (+) của biểu thức ứng với hành trình khi piston chuyển động về phía trục còn mang dấu (-) ứng với hướng ngược lại. Các phần động trong cơ cấu thanh truyền tay quay bao gồm trục khuỷu, tay quay, thanh truyền, piston hoặc nhóm piston. Khi làm việc các chi tiết chuyển động tịnh tiến và các chi tiết chuyển động quay là xuất hiện lực quán tính và lực ly tâm. Lực quán tính xuất hiện do các chuyển động tịnh tiến của các thành phần chuyển động tịnh tiến. Lực ly tâm của các khối lượng không cân bằng xuất hiện do trong máy có những phần không cân bằng theo hướng kính và khi tay quay quay xuất hiện lực ly tâm hướng theo bán kính tay quay. Vậy ta xét trong trường hợp tại: Góc α = 300; μ = =0,169; Thay các giá trị vào các biểu thức ta có: Từ (4.20) =0,0042 (m) Từ (4.21) =1,38 (m/s) Từ (4.22) =195 (m/s2) b. Động lực học máy nén piston: lực tác dụng lên piston được tính theo công thức: (N) (4.23) Lực do áp suất khí tác dụng được xác định theo công thức: (N) ( 4.24) Lực quán tính tác dụng lên piston được xác định theo công thức: (N) (4.25) Trong đó: p1 – áp suất khí thải : p1=7.105 (N/m2). p2 – áp suất khí quyển : p2 = 105 (N/m2). F – diện tích bề mặt piston. r – bán kính tay quay. – vận tốc góc tay quay. ms: Là khối lượng của các phần chuyển động tịnh tiến. ms = m + m1. m1 : Khối lượng tập trung tại đầu nhỏ thanh truyền. m1 Có thể xác định sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau đây: m1 = (0,275¸0,35)m ; chọn m1=0,3mtt=0,3.0,0948=0,02844(kg) mnp- khối lượng nhóm piston. mnp=0,1402(kg) Þ ms=0,1402+0,02844=0,16864(kg); (Các thông số được đo đạc trên máy) Þ =3000 (N); Þ = ; Vậy Từ đó ta vẽ được đồ thị P=f(a) ( với giá trị a=0÷3600); Hình 4-5 Đồ thị biểu diễn P=f(a) 5. Cách lắp đặt, vận hành, tháo lắp và sửa chữa máy nén khí TA80. 5.1. Cách lắp đặt. Máy nén khí làm việc với nguồn khí phải sạch, khô ráo và nhiệt độ thấp, do đó máy nén khí phải được lắp đặt cách xa khu có khói bụi, đầu vào khí của máy nén khí phải lắp đặt bộ lọc ẩm, đầu vào khí của máy nén khí có thể dựa vào đường ống dẫn đến phòng ngoài chỗ lắp máy. Chọn nơi khô ráo và sạch sẽ với nền xưởng vững chắc để đặt máy nén khí. Nhiệt độ môi trường xung quanh lớn nhất mà ở đó động cơ và máy nén có thể vận hành là 400 (1040 F), bởi vậy nó phải được đặt ở nơi đủ thông thoáng. Khi dùng dây cáp để dịch chuyển máy nén khí tránh tình trạng làm tổn hại bề mặt sơn phía ngoài của máy nén khí. Máy nén khí và mặt tường nhà xưởng phải có khoảng cách nhất định. Lắp đặt máy nén khí là một việc rất cần sự cẩn trọng và vô cùng quan trọng, yếu tố tốt hay xấu của chất lượng lắp đặt đều ảnh hưởng tới quá trình sử dụng và vận hành của máy nén khí. Do đó dưới sự hướng dẫn của các nhân viên có kinh nghiệm, các tài liệu lắp đặt kỹ thuật tiêu chuẩn, ghi chép các số liệu lắp đặt, khi lắp đặt nhất thiết phải dùng các công cụ chuyên dùng. 5.1.1. Công tác chuẩn bị trước khi lắp đặt. Trước khi lắp đặt máy nén cần có những người hiểu rõ về máy nén để giám sát. Những người lắp đặt phải thành thạo các tài liệu kỹ thuật có liên quan đến máy nén, biết về sơ đồ thiết bị. Do đại bộ phận các linh kiện khi xuất xưởng đều đã được lắp đặt và thông qua gioăng dầu nên trước khi lắp khách hàng phải tiến hành vệ sinh và chú ý trong việc tháo rời các linh kiện đã dán mác, khi làm sạch và tách các linh kiện. Nền xưởng không được gồ ghề, rãnh trống, sự chênh lệnh về độ bằng phẳng và các thiếu sót khác không vượt quá yêu cầu cho phép. Phải kiểm tra xem máy nén có ảnh hưởng đến môi trường xung quanh như thế nào (tiếng ồn, độ rung...) 5.1.2. Lắp đặt thân máy. Máy nén piston TA80 là loại máy nhỏ, phục vụ sản xuất kinh doanh nhỏ nên máy được đặt trên 4 bánh xe. Nhằm mục đích di chuyển thuận tiện. Bình chứa khí nén được gắn các thanh nối với bánh xe. Đặt máy ở vị trí cân bằng, do máy tiép xúc với mạt đất bằng 4 bánh xe nên khi đặt máy phải chú ý, không để máy bị gập ghềnh, ảnh hưởng đến động cơ, trong khi máy hoạt động sẽ rung, làm hư hỏng các chi tiết khác của hệ thống. Cơ cấu thân máy phải ở trạng thái cân bằng. 5.1.3. Lắp đặt động cơ. Trước khi lắp động cơ điện, phải kiểm tra nguồn điện cung cấp như số pha, điện áp, tần số được thể hiện. Động cơ điện được đặt trên bình chứa, được gắn với bề mặt phẳng hàn trên bình chứa bằng bốn đai ốc. Cân chỉnh sao cho trục động cơ phải song song với trục của máy nén. Sau khi lắp đặt động cơ điện cần lắp dây đai nối giữa trục động cơ điện và trục máu nén. Hình 5.1. Sơ đồ bố trí dây đai. Sau đó kiểm tra độ căng đai. Dây đai nên được lắp sao khi ta dùng một lực (3-4,5) kg ở giữa dây đai thì đạt được độ võng vào khoảng 10-13 mm. 5.1.4. Lắp đặt thanh truyền vào piston . Trước khi lắp đặt phải làm sạch và tra dầu bôi trơn đầu nhỏ thanh truyền và chốt piston, kiểm tra khe hở miệng của xec măng đã đạt chưa. Lắp đặt chốt piston liên kết đầu nhỏ thanh truyền với piston. Dùng xeclip giữ cho chốt piston không bị dịch chuyển ra ngoài trong khi máy hoạt động. 5.1.5. Lắp đặt thanh truyền vào trục khuỷu. Trước khi lắp đặt thanh truyền cần kiểm tra bạc lót đầu to thanh truyền, đầu nhỏ và trục khuỷu, độ tiếp xúc phải đạt trên 70%. Làm sạch và tra dầu bôi trơn bề mặt trục khuỷu và bạc lót đầu to thanh truyền. Khi đã đặt đầu to thanh truyền vào đúng vị trí thì xiết chặt các bu lông thanh truyền, tránh hiện tượng bị bó kẹt. Lắp thanh truyền theo thứ tự từ ngoài vào trong. Sau đó kiểm tra khe hở giữa các đầu to thanh truyền trên trục khuỷu. 5.1.6. Lắp đặt ống nối trung gian và xylanh. Trước khi lắp cần kiểm tra các xylanh và ống nối trung gian, ngoài việc tránh những vết tỳ trên bề mặt thì các bu lông liên kết cần được xiết chặt và đối xứng. Làm sạch và và kiểm tra ống nối trung gian, xilanh. Các bu lông ống nối trung gian phải được liên kết chặt, tránh hiện tượng bị rò rĩ khí ở các khớp nối. trước khi lắp đặt xylanh cần cho dầu bôi trơn vào thành xylanh. Lắp đặt bệ đỡ xylanh, dùng dụng cụ chuyên dùng kẹp chặt các xecmăng lại rồi đẩy piston vào xylanh, xiết chặt 4 bulông liên kết giữa xylanh và thân máy lại, đồng thời đạt được độ ngang của xi lanh khi ta đo được độ vuông góc. Khi lắp đặt cho phép sai số khi xilanh ở điểm chết trên là 0,05mm/m. 5.1.7. Giá trị sai số cơ cấu khi lắp đặt (mm). - Độ phẳng hướng dọc và hướng ngang thân máy không lớn hơn : 0,05/1000. - Độ đồng trục của trục chính động cơ và trục khuỷu máy nén khí không lớn hơn 0,02. 5.1.8. Chú ý khi lắp đặt thiết bị thuộc máy nén khí và đường ống. - Trước khi lắp đặt bộ phận áp lực phải đạt được tiêu chuẩn về chất lượng. Các đường ống thép ống khí khác phải có tiêu chuẩn vật liệu phù hợp đạt giấy chứng nhận về tiêu chuẩn. - Trước khi đặt vị trí của các bộ phận và đường ống, cần kiểm tra hướng đặt của máy, phải đối chiếu vị trí miệng ống và kích thước vị trí tương ứng, đặc biệt phải làm vệ sinh sạch. Sau khi đã hoàn tất việc nối ống, cắt, hàn nối, đường ống bên trong phải làm sạch, không cho phép rớt kim loại nóng chảy, tạp chất tàn dư hoặc các vật bẩn khác. - Khi lắp đặt đường ống, hàn nối, thử áp, làm sạch phải đảm bảo chất lượng căn cứ vào quy trình theo dõi an toàn, quy định chuyên ngành tiêu chuẩn và các điều kiện kỹ thuật để tiến hành. - Để có thể giảm bớt dao động của khí dẫn đến sự chấn động của các đường ống khi sử dụng thì khi thiết kế khung giá, cố gắng giảm bớt hướng đi lệch của đường ống, đường ống phải dùng giá cố định và áp lực kẹp ống, nhằm tránh xuất hiện chấn động mạnh và dịch chuyển vị trí. - Việc lắp đặt các loại van và van một chiều nên chú ý đường đi của khí trong đường ống, tránh không được lắp ngược. 5.2. Vận hành máy nén TA80. 5.2.1. Vận hành không tải. - Tháo toàn bộ van thải và van hút khí ở các xylanh, dùng lưới lọc đậy các lỗ van lại. - Bấm nháy động cơ rồi dừng lại ngay, kiểm tra lại toàn bộ máy nén khí có tiếng kêu khác thường và sự cố gì không. - Cho động cơ chạy 5 phút, kiểm tra âm thanh, tình hình phát nhiệt và tình hình và tình hình làm việc của các bộ phận của máy nén khí, đặc biệt chú ý đến hệ thống bôi trơn làm việc có bình thường không và điều chỉnh lượng dầu thích hợp theo yêu cầu của máy này. Nếu có khiếm khuyết gì thì phải dừng máy ngay rồi kiểm tra, sau đó khởi động máy lần thứ ba cho máy chạy trong 30 phút, khởi động lần thứ tư cho chạy 2-4 giờ, máy chạy bình thường rồi mới cho chạy có tải, cần chú ý khoảng cách giữa các lần khởi động phải lớn hơn 20 phút mới đảm bảo. - Khi chạy có tải phải đo và ghi chép lại thời gian thời gian từ khi ngắt nguồn điện đến khi máy nén khí hoàn toàn dừng lại. Tuỳ thời gian vận hành vận hành kéo dài thì thời gian giãn cách cũng kéo dài. Nếu thời gian ngắn dưới 3 dây thì có thể biết là máy không bình thường cần kiểm tra tìm hiểu nguyên nhân và cách khắc phục . - Sau khi kết thúc vận hành không tải phải kiểm tra nhiệt độ tăng ở các vị trí có ma sát và độ chặt của các bu lông, đặc biệt là chống nới lỏng ở chốt piston với đầu nhỏ thanh truyền, thanh truyền với trục khuỷu . 5.2.2. Thổi sạch máy nén khí, máy phụ trợ và hệ thống đường ống dẫn khí. Sau khi chạy không tải thành công thì bắt đầu tiến hành thổi sạch hệ thống, thổi sạch bụi bẩn và các chất bẩn khác trong hệ thống đường ống và trong bình trích khí, những nơi mà khí nén không thổi sạch được thì dung nhân công làm sạch. Việc làm sạch ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của máy nén khí nên không được xem nhẹ và bỏ qua. - Đường ống khí vào xilanh , bộ lọc khí đi vào, bộ phận điều chỉnh lưư lượng đi vào phải dùng biện pháp thủ công làm sạch triệt để, đồng thời phải làm sạch các chất bám bên trong khoang van hút, lắp van hút thải khí, nối bộ phận điều chỉnh lưu lượng và đường ống thải khí tương ứng. - Việc thổi sạch phải tiến hành từng bước, khi thổi phải tháo hết các bộ phận như van tiết lưu các đồng hồ đo áp lực và van an toàn trên đường ống, bịt kín hết các điểm bị rò rỉ khí. Áp lực khí thổi xem tình hình để tăng dần từ 0,1-0,3 MPa. Thời gian thổi không hạn chế, thổi khi nào sạch thì thôi. - Sau khi thổi sạch phải kiểm tra trong khoang hút, xả khí và trong xylanh còn bẩn không. Tháo bộ lọc khí đi vào và cụm chi tiết van hút, xả khí đem rửa sạch và lắp trở lại, khôi phục những điểm bị kẹt và lắp van đồng hồ tương ứng. 5.2.3.Chạy thử có tải . Chạy thử có tải là giai đoạn chạy thử quan trọng nhất, cũng là bước trọng yếu để kiểm tra toàn bộ tính năng của máy nén khí và xem tình trạng làm việc của tất cả các cơ cấu có thoả mãn yêu cầu của nhà thiết kế. - Quay vài vòng máy kiểm tra các vị trí bộ phận, các hệ thống và đồng hồ đo và làm cho chúng phù hợp với yêu cầu, mở hết tất cả van thoát khí ra. - Cho máy nén khí chạy không tải 20 phút, chờ cho máy chạy ổn định rồi từ từ đóng van thoát khí lại, làm cho máy nén khí từ từ đi vào trạng thái mang tải. - Theo quy trình sau đây cho máy vận hành nâng tải từng bước, mỗi lần vận hành nâng tải yêu cầu vận hành trên 1 giờ. Khi áp suất khí đạt được giá trị cuối cùng thì cho máy chạy liên tục 4 giờ. Máy nén khí trong quá trình vận hành phải sau khi không có các hiện tượng khác thường mới cho áp suất năng dần từng bước cho đến khi vận hành ổn định áp suất. - Bước nâng áp suất: lần thứ nhất, áp lực xả khí chưa kịp nâng lên đến 1/4 giá trị định mức, vận hành trong 1 giờ. Lần thứ hai, áp lực xả khí chưa nâng đến 1/2 giá trị định mức và vận hành trong một giờ. Lần thứ ba, áp lực xả khí chưa nâng đến 3/4 giá trị định mức và vận hành trong một giờ. Lần thứ thứ tư, áp lực xả khí chưa nâng đến giá trị định mức và vận hành trong bốn giờ. - Khi máy nén vận hành đầy tải thì tiến hành khảo sát hiệu chỉnh và nghiệm thu đúng đối với van an toàn. Áp lực khơi động của van nhà chế tạo đã cho sẵn. - Trong khi vận hành thử máy nén khí cần tiến hành đồng thời kiểm tra các mục sau và ghi chép lại : áp lực, nhiệt độ, tình trạng cấp dầu bôi trơn. Tình tạng tăng nhiệt độ làm kín các vị trí bộ phận, có tạp âm hay không, có tiếng gõ hay không, có tình trạng chấn động khác thường hay không, có tình trạng nới lỏng các mối liên kết hay không. Tình trạng làm việc của van vào và xả khí các xylanh. Nhiệt độ khí nén hút xả của máy nén khí, lượng xả khí của máy nén khí. Độ nhạy của các đồng hồ đo và trang bị khoá. Dòng điện của động cơ, áp suất và nhiệt độ tăng. Công việc kiểm tra nói trên trong hai giờ khởi đầu thì mỗi 15 phút thì ghi một lần, sau đó cứ mỗi giờ ghi một lần. Phải chú ý tuỳ lúc tiến hành quan sát và kiểm tra, và kịp thời xử lý các vấn đề xẩy ra trong khi vận hành, khi có sự cố hoặc có vấn đề ở thân máy nén khí hoặc ở đường ống thì phải dừng máy ngay để khắc phục, không được tiến hành công tác sửa chữa trong khi máy đang vận hành. 5.2.4. Dừng máy nén khí. - Dừng máy bình thường : vì sản suất yêu cầu hoặc vì sự cố ngoài đến nói chung, cần dừng máy gọi là dừng máy bình thường. Các bước thao tác như sau: + Thông báo cho các nơi dung khí nén biết sẽ dừng máy. + Dừng vận hành động cơ chính.(Tắt công tắc điện) + Nếu máy nén khí dừng thời gian lâu, các mặt gia công phải bôi mỡ chống gỉ và định kỳ phải vần máy làm thay đổi các chi tiết tiếp xúc với nhau để tránh lâu ngày dầu mỡ kết cứng hoặc sinh gỉ, nếu có điều kiện thì thì dung khí Nitơ bịt kín xi lanh hơi để bảo vệ. - Dừng máy khẩn cấp : còn gọi là dừng máy mang phụ tải. Khi máy nén khí phát sinh sự cố lớn hoặc các bộ phận khác của hệ thống sản suất phát sinh sự cố cần phải dừng máy gọi là dừng máy khẩn cấp. Lúc này tổ máy đang ở trạng thái mang phụ tải, để tránh không cho khí nén cao áp đi vào bộ phận thấp áp để gây ra sự cố cần tuân thủ các thao tác sau đây: + Đóng động cơ lại, lập tức mở van thông bên hông làm cho hệ thống nhanh chóng tháo tải. + Cắt sự liên hệ của van cửa vào, ra liên hệ với hệ thống sản xuất, phải chú ý đầu tiên đóng van cửa ra, sau mới đóng van cửa vào. + Dừng máy khẩn cấp nhất định ngăn khí ở bộ phận cao áp tràn sang bộ phận thấp áp sinh ra sự cố vượt áp suất. + Tìm rõ nguyên nhân, xử lý kịp thời. Nếu thời gian dừng máy lâu thì yêu cầu giống như yêu cầu khi dừng máy bình thường. + Trong các trường hợp sau phải dừng máy khẩn cấp và tìm ra nguyên nhân để khắc phục: a. Áp lực dầu bôi trơn xuống thấp hoặc đột nhiên bị đứt đoạn, nhiệt độ dầu bôi trơn tăng lên cao quá. b. Nhiệt độ khí xả hoặc áp suất xả khí các cấp vượt quá giá trị giới hạn cho phép. c. Dòng điện ở bảng điện biểu thị phụ tải của động cơ vượt quá giá trị bình thường. d. Máy nén khí hoặc động cơ có tiếng kêu không bình thường. e. Máy nén khí bị lọt khí hoặc lọt nước nghiêm trọng. 5.2.5. Duy tu máy nén khí khi vận hành. - Thường xuyên kiểm tra dầu bôi trơn trong bể dầu thân máy, phải ở trong mức quy định, thải chất bẩn trong bộ lọc khí. - Thường xuyên chú ý kiểm tra các trị số quy định trên đồng hồ áp lực, nhiệt độ phải phù hợp với giá trị quy định. - Chú ý lắng nghe âm thanh của máy nén khí trong khi làm việc có bình thường không, đồng thời kiểm tra nắp van hút, xả khí có hiện tượng nóng quá không. - Thỉnh thoảng kiểm tra nhiệt độ tăng của động cơ và chỉ số đọc của dòng điện. - Các loại thời kỳ kiểm tu, phải chú ý kiển tra tình trạng mài mòn của vòng dẫn hướng của pittông, vòng gioăng, có điều kiện thì ghi lại sự mài mòn theo thời gian, nắm vững tỉ lệ tổn hao mài mòn giữa lượng đơn vị tổn hao với thời gian. - Van an toàn máy nén khí và đồng hồ đo phải điều chỉnh mỗi năm một lần, nếu thấy có nghi vấn thì phải kịp thời kiểm tra ngay. - Để đảm bảo máy nén khí được vận hành bình thường và có tuổi thọ cao thì nhất thiết phải tiến hành định kỳ kiểm tra, sửa chữa, công tác kiển tu máy máy nén khí phải tiến hành từng bước theo đúng kế hoạch. 5.3. Tháo và lắp máy nén khí. 5.3.1. Những điều cần biết khi tháo. Có thể tháo toàn bộ hoặc từng bộ phận của máy nén khí. Nhưng nói chung khi đại tu máy nén khí thì cần phải tháo toàn bộ. duy tu bảo dưỡng bình thường hoặc khắc phục sự cố bình thường có thể chỉ tháo từng bộ phận, khi tháo cần chú ý những điểm sau : - Căn cứ vào nội dung kiểm tra để xác định phạm vi tháo và để chọn sử dụng những công cụ thông thường và công cụ chuyên dùng cần thiết. - Các chi tiết sau khi tháo cần được giữ gìn cẩn thận, không được để va chạm làm chầy xước, phải rửa sạch sẽ và bôi mỡ chống gỉ, vít, bulông, và đai ốc sau khi tháo phải vặn lại vị trí để tránh thất lạc. - Khi tháo các chi tiết quan trọng phải chú ý vị trí lắp ghép ban đầu của nó, phân loại, sắp xếp để tránh sai sót phải lắp đi lắp lại. - Khi tháo các chi tiết cần chú ý dùng lực đều, nếu chặt quá thì kiểm tra nguyên nhân tránh dùng sức mạnh để tháo sẽ làm hỏng chi tiết. 5.3.2. Trình tự tháo. - Sau khi xác định hệ thống phải tuyệt đối không có khí nén mới tiến hành tháo. - Tháo ống hút xả khí, đồng hồ và các đường ống dẫn khí nén đến đồng hồ. - Tháo van khí các xylanh ra và rửa sạch. - Tháo hết dầu bôi trơn trong máy ra. - Nới lỏng bulông liên kết xylanh với thân máy, từ từ rút xylanh ra và giữ vững piston - Tháo bulông đầu to thanh truyền ra, lấy cả thanh truyền và piston ra. Chú ý đánh dấu thứ tự của các thanh truyền, piston và hướng của các thanh truyền. .(cần chú ý cụm bạc lót trục và vòng đệm phải đặt đúng vị trí ban đầu của nó và không được làm lẫn vòng đệm) - Tháo chốt piston để tách piston và thanh truyền ra. - Tháo nắp ổ trục và lấy trục khuỷu ra . 5.3.3. Những chú ý khi lắp ghép. - Lắp ghép có thể tiến hành theo tuần tự các bước ngược với quá trình tháo và tham khảo bản vẽ mặt cắt và bản vẽ lắp ghép để tiến hành lắp ghép. - Trước khi lắp phải rửa sạch tất cả các chi tiết, dùng khí nén để thổi sạch, hoặc dùng khăn sạch để lau chùi sạch sẽ, khi dùng xăng dầu để rửa sạch thì phải chờ cho bay hơi hết mới được lắp ghép. - Khi lắp ghép phải kiểm tra khe hở lắp ghép của các chi tiết chính và điều chỉnh mối ghép sửa chữa đến giá trị quy định. - Tất cả các đệm lót, sự bịt kín cần đảm bảo tuyệt đối, không được sử dụng đệm lót bị hỏng hoặc khuyết tật. - Khi lắp cụm hoặc lắp cả máy không được làm thiếu sót một chi tiết nào và phải kiểm tra trong xylanh có vật lạ nào không. - Kiểm tra lại toàn bộ bằng cách vần máy để cho pittông dịch chuyển bên trong xylanh. 5.4. Sửa chữa các chi tiết chủ yếu của máy nén khí. 5.4.1. Sửa chữa khối xylanh. Khối xylanh thường được chế tạo bằng vật liệu gang đúc. Bên ngoài được thiết kế các gân tản nhiệt. Hư hỏng chủ yếu của nó là bề mặt làm việc của xilanh bị mài mòn, bị cào xước, khối xilanh bị nứt, các lỗ bắt bu lông bị mòn hoặc đứt ren… Xylanh làm việc làm việc lâu ngày sẽ bị mài mòn không đều theo chiều dài xilanh gây nên độ côn và bị mài mòn không đều theo chiều hướng tâm gây nên độ ô van. Nếu xilanh mà có các dạng hư hỏng sau đây thì phải loại bỏ, thay thế bằng các xilanh tốt: - Có vết nứt trên bề mặt làm việc của xilanh - Các gân tản nhiệt bi gãy, mất Nhưng cho phép sử dụng tiếp các xilanh có các vết rỗ với đường kính nhỏ hơn 5 mm, sâu không quá 1mm, hoặc các xilanh có các đám rỗ nhỏ có tổng diện tích không quá 10cm2. Khi xylanh bị mài mòn quá mức cho phép, người ta sửa chữa chúng bằng cách khoét rộng xylanh và ép vào đó ống lót xylanh. Ống lót xylanh được khoét và mài bóng bề mặt trong đến kích thước sửa chữa. 5.4.2. Sửa chữa piston. Hư hỏng chủ yếu của piston là bị mài mòn bề mặt ngoài, giảm nhỏ đường kính, tăng bề rộng rãnh xecmăng, tăng đường kính lỗ ắc piston Những piston có mức độ hư hỏng sau đây thì cần loại bỏ: - Có vết nứt, vỡ. - Khe hở khe hở giữa piston và xylanh lớn hơn 0,5mm. - Rãnh xécmăng bị mòn đến mức có khe hở quá 0,03-0,04 mm theo chiều cao, khi lắp với xécmăng tiêu chuẩn. Khi sửa chữa lớn người ta thay thế các piston cũ bằng các piston mới chế tạo theo các kích thước sửa chữa. Các piston này cần đảm bảo các yêu cầu sau đây: - Độ côn và độ ôvan của đường kính ngoài không quá 0,04 mm. - Độ bóng bề mặt ngoài không thấp hơn cấp 6 - Độ đảo rãnh vòng gioăng không quá 0,03 mm - Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ ắc piston và đường tâm piston không quá 0,03mm/ 200m. Khi khe hở giữa lỗ ắc và ắc pittông lớn quá mức cho phép, mà điều kiện kỹ thuật khác còn đảm bảo có thể sử dụng lại piston, thì người ta sử dụng bằng cách sau: - Khoét lỗ ắc pittông rộng ra - Ép bạc lót vào ắc piston, bạc lót có kích thước bẳng kích thước sửa chữa. Đồng thời sử dụng ắc piston tương ứng. 5.4.3. Thay xécmăng. Xécmăng là chi tiết chịu mài mòn nhiều nhất trong quá trình làm việc của máy nén này. Vì vậy cần thay thể chúng trong quá trình sửa chữa lớn và sửa chữa vừa. Xécmăng thường có các dạng hư hỏng sau : bị mài mòn, mất tính đàn hồi, nứt gãy. Hư hỏng xecmăng sẽ làm giảm rất lớn đến năng suất của máy nén. Vì vậy mỗi đời piston thường thay thế vài ba lần xécmăng . Thường người ta không sửa chữa xécmăng, mà chỉ thay thế chúng bằng xécmăng mới chế tạo. Các xécmăng máy nén khí cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Mặt phẳng đáy xécmăng cong vênh không quá 0,03-0,04 mm. - Mép ngoài xécmăng phải sắc, không có độ vát hoặc cong với bán kính cong quá 0,1 mm. 5.4.4. Sửa chữa thanh truyền. Trong quá trình làm việc thì thanh truyền thường có các dạng hư hỏng sau: bị cong , xoắn, đầu to bị biến dạng, mặt lắp ghép đầu to bị mòn, lỗ lắp bạc lót đầu nhỏ bị mòn. Thanh truyền bị cong, xoắn được nắn lại bằng cách đặt lên giá đỡ và tạo lực gây ra biến dạng ngược chiều. Mặt lắp ghép đầu to bị mòn có thể sửa chữa bằng phương pháp hàn đắp rồi gia công cơ khí. Khi hàn, thanh truyền thường bị biến dạng vì vậy phải hàn từng đợt, mỗi đợt không quá 1,5 mm, chờ nguội xong mới hàn tiếp đợt khác. Lỗ đầu nhỏ thanh truyền bị mòn, thường được sửa chữa bằng cách ép bạc lót mới có đường kính ngoài thích hợp với lỗ đầu nhỏ. Khi ép bạc lót vào đầu nhỏ cần chú ý kiểm tra: lỗ dẫn dầu bôi trơn trên bạc lót phải trung với lỗ dầu trên thanh truyền. 5.4.5. Sửa chữa trục khuỷu. Hư hỏng chủ yếu của trục khuỷu là mòn cổ trục chính, cổ khuỷu và cổ lắp buli, bánh đà bị cong, xoắn, hỏng rãnh then, hỏng ren đầu trục. Các cổ trục lắp với ổ lăn nếu bị mòn quá 0,05 mm thì được hàn đắp rồi mài mòn đạt được kích thước ban đầu. Các cổ trục hoặc cổ khuỷu tiếp xúc với bạc lót bị mòn thì người ta sữa chữa mài chúng đến kích thước sửa chữa rồi sử dụng bạc lót tương ứng. Để nắn trục khuỷu bị cong xoắn người ta dùng một thiết bị gá chuyên dùng và đặt trục khuỷu lên để nắn. Khi nắn trục khuỷu cần có các dụng cụ đo chính xác để kiểm tra mức độ cong xoắn. Trục khuỷu sau khi sửa chữa cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Độ không song song giữa đường tâm cổ khuỷu và đường tâm cổ trục chính cho phép nhỏ hơn 0,02mm trên 100mm chiều dài. - Những vết xây xước trên bề mặt cổ trục có diện tích không quá 1-2 % diện tích cổ trục. 6. Sự cố thường gặp của máy nén khí TA80 và cách phòng tránh. 6.1. Các bề mặt làm việc bị đốt nóng. -Nếu đốt nóng tất cả bề mặt đồng đều thì chính là do dầu bôi trơn cung cấp không đủ, dầu bôi trơn quá bẩn, áp lực dầu quá thấp.Chất lượng dầu không tốt, trong dầu có hàm lượng nước quá nhiều thì phải căn cứ vào kết quả kiểm tra để áp dụng các biện pháp tương ứng để khắc phục. Nếu chỉ một phần bề mặt bị đốt nóng thì do lắp ghép không đúng. - Máy nén khí phát ra âm thanh lạ: * Âm thanh lạ ví dụ như: âm thanh phát ra từ kim loại, căn cứ vào giác quan của người thao tác và âm thanh từ mặt ống để phán đoán vị trí và lập tức cho máy dừng hoạt động và cho kiểm tra các nguyên nhân sau: * Tấm kim loại rất cứng bị rơi xuống giữa pittông và nắp xilanh phát ra âm thanh ( có thể làm đứt tấm van lò xo, khi kiểm tra phát hiện những vật thể lạ rơi trong xi lanh …) * Sau khi bạc lót đầu to thanh truyền bị mài mòn thì khe hở sẽ lớn hoặc bu lông đầu to thanh truyền bị rơ lỏng . * Van khí nới lỏng * Khe hở điểm chết không đạt, pittông va chạm với nắp xilanh. * Nắp ép van khí không ép chặt van hút khí và thoát khí hoạt động không bình thường. * Độ đàn hồi của lò xo không đủ hoặc là lò xo đã mất tác dụng cần điều chỉnh hoặc thay lò xo mới. * Đế van bị ăn mòn hoặc cạnh van bị cong vênh thì cần mài nhẵn hoặc thay thế. * Lò xo hoặc đế van đứt đoạn hoặc bị ép chặt làm cho van đóng không khít * Khí hút không sạch làm ảnh hưởng đến việc đóng mở của cạnh van . - Xec măng bị mòn * Do khí hút vào không sạch bụi đặc biệt là khí hút vào mang hơi nước * Xec măng có chất lượng không tốt, độ chịu mòn kém * Khe hở điểm mở của xec măng quá nhỏ, hoặc khe hở hướng kính giữa xi lanh và xec măng quá nhỏ dẫn đến bị kẹt chặt. * Lưu lượng, dung tích không đủ, tiêu hao công suất vượt quá giới hạn quy định * Hoạt động của van khí không bình thường * Khí hút vào bị rò rỉ quá nhiều. - Phân phối áp suất theo các cấp không đúng do xupap đóng không kín, lắp ghép xupap không đúng, xupap bị gãy. 6.2. Yêu cầu an toàn khi sử dụng máy nén. Khi sử dụng máy nén khí cần chú ý đảm bảo các yêu cầu an toàn sau: - Sử dụng nắp che đai để che kín hoàn toàn dây đai và có thể đặt hường về bức tường, khoảng cách tối thiểu thuận lợi cho việc bảo dưỡng là 0.6 m. - Ngắt công tắc điện khi không làm việc để tránh máy khởi động ngoài mong muốn. - Xả hết áp lực khí nén trong hệ thống trước khi bảo trì sửa chữa để đảm bảo an toàn. - Khi lắp điện không được bỏ qua rơle bảo vệ dòng quá tải của động cơ. - Không được thay đổi việc lắp đặt làm ảnh hưởng đến hoạt động của van an toàn. Bên cạnh đó cần lưu ý một số vấn đề bất thường hay xảy ra và cách khắc phục BẢNG XỬ LÝ CÁC VẤN ĐỀ BẤT THƯỜNG HIỆN TƯỢNG NGUYÊN NHÂN BIỆN PHÁP Chiều quay không đúng Cách đấu dây động cơ không đúng Đấu lại dây cho đúng Ổ quay nóng 1. Thiếu dầu bôi trơn 2. Dầu bôi trơn dơ bẩn 3. Trục khuỷu lắp sai Bổ sung dầu bôi trơn Thay dầu Tháo ra và lắp lại Vòng quay chậm Sử dụng dầu bôi trơn có độ nhớt cao Sụt áp Cực than bị mòn Sử dụng dầu có độ nhớt nhẹ hơn Liên hệ công ty điện hoặc lắp máy biến áp Thay cực than Máy rung động Trục khuỷu bị cong Chuyển về công ty hoặc nơi chuyên sửa trục khuỷu Tiếng ồn bất bình thường Van lắp lỏng Piston chạm nắp xylanh Ổ quay bị lỏng Siết lại đai ốc và bulông Đặt thêm đệm lót vào đầu xylanh Sửa chữa hoặc thay mới Áp suất không thể tăng cao hoặc tăng tới một mức nào đó không thể tăng được nữa Lá van mòn Lò xo van yếu Lá van bị bẩn Rò rỉ van an toàn Rò rỉ từ các lỗ bulông Bề mặt tiếp xúc lá van không phẳng Rò rỉ từ xecmăng piston Đệm kín không đạt (đệm quá dày) Rò rỉ các van xả Sửa chữa hoặc thay lá van Thay lò xo Tháo và vệ sinh lá van Sửa chữa hoặc thay thế Siết chặt bulông đai ốc Tháo và làm sạc bề mặt Thay xecmăng mới Thay đệm mới Thay mới Đồng hồ đo áp không chính xác Đồng hồ đo áp bị hỏng Thay mới đồng hồ Dầu bôi trơn tiêu hao nhiều Xecmăng piston bị mòn Piston bị mòn Xylanh bị mòn Thay mới Thay mới Thay mới Dây đai bị trượt Áp suất sử dụng quá cao Độ căng dây đai không phù hợp Dây đai mòn 1. Giảm bớt áp suất sử dụng 2. Đìều chỉnh lại độ căng 3. Thay mới Nhiệt độ động cơ điện quá cao Áp suất sử dụng vượt quá áp suất thiết kế, dẫn đến quá tải cho động cơ điện Piston bị cháy Ổ quay bị cháy Sụt áp 1. Giảm áp suất sử dụng 2. Sửa chữa đầu nén 3. Sửa chữa hoặc thay thế 4. Liên hệ nhà máy điện hoặc lắp máy biến thế Không hoạt động 1. Cúp điện 2. Dây điện bị đứt 3. Động cơ điện bị hỏng 1. Liên hệ nhà máy điện 2. Thay dây điện 3. Liên hệ nhà máy cung cấp moto Cầu chì dễ đứt 1. Cầu chì quá nhỏ 2. Đấu dây sai 3. Động cơ điện quá tải 4. Trục khuỷu của máy nén quá chặt 1. Thay cầu chì lớn 2. Đấu lại dây 3. Giảm tải động cơ điện 4. Tháo và sửa chữa trục khuỷu Tài liệu tham khảo Nguyễn Minh Tuyển. “Bơm quạt máy nén”, NXB Khoa học kỷ thuật, 1985. Nguyễn Văn May . “Bơm quạt máy nén”, NXB Khoa học kỷ thuật V.M.CHERKASSKY . “Pumps-fans-compressors”. Nhà xuất bản Mir Pulishers_Moscow.1985 Tài liệu hướng dẫn vận hành máy nén khí FUSHENG . Bùi Quốc Thái . “Máy nén khí”, Nhà xuất bản Bách Khoa-Hà Nội,2007. Đinh Ngọc Ái . “Thủy lực và máy thủy lực”.Tập 2 NXB Đại học và Trung cấp chuyên nghiệp-Hà Nội.