Nghiên cứu chế tạo toàn bộ phần tĩnh quạt root GM 10s thông số q=8,71m3 ph; p 0,5 bar; n 15kw

Bộ công thơng viện nghiên cứu khí báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp năm 2010 Tên đề tài: nghiên cứu chế tạo toàn phần TĩNH quạt root gm10s có thông số : Q=8,71m3/ph, P=0,5 bar, n=15kw ” Ký hiƯu: 202- 10 RD/H§ - KHCN Cơ quan chủ quản : Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì đề tài : Viện Nghiên cứu Cơ khí Chủ nhiệm đề tài : ThS Trần Thị Hoàng Thanh 8531 Hà Nội, năm 2010 Bộ công thơng viện nghiên cứu khí báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp năm 2010 Tên đề tài: nghiên cứu chế tạo toàn phần tĩnh quạt root gm10s có thông số : Q=8,71m3/ph, P=0,5bar, n=15kw ” Ký hiƯu: 202- 10RD/H§ - KHCN ViƯn tr−ëng Phan Thch H chủ nhiệm đề tài ThS Trần Thị Hoàng Thanh Hà Nội, năm 2010 ti: 202-10RD/H-KHCN MC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung quạt roots 1.2 Các ứng dụng quạt roots 1.3.Tình hình nghiên cứu quạt roots nước 1.4.Tình hình nghiên cứu quạt roots nước ngồi 11 Chương 2: QUY TRÌNH LẮP ĐẶT, QUY TRÌNH VẬN HÀNH, KIỂM TRA CHI TIẾT QUẠT ROOT GM 10S 11 2.1 Phương pháp nghiên cứu 11 2.2 Quy trình lắp đặt, vận hành quạt root 12 2.2.1.Sơ đồ bố trí quạt roots hệ thống silô xi măng 12 2.2.2 Mơ tả hệ thống cấp khí vào máng khí động 12 Chương 3:CẤU TẠO VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA QUẠT ROOT 16 3.1 Cấu tạo Quạt roots 16 3.2 Yêu cầu kỹ thuật Quạt roots GM 10S 23 3.2.1 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi 23 3.2.2 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc truyền 26 Chương 4:QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO QUẠT ROOTS R8 33 4.1.Các vấn đề chung cơng nghệ chế tạo 33 4.2 Quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết Quạt roots 35 4.2.1.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Thân quạt 35 4.2.2 Quy trình cơng nghệ chế tạo: Cánh chủ động 37 4.2.3.Quy trình công nghệ chế tạo: Cánh bị động 40 4.2.4 Quy trình cơng nghệ chế tạo: Thân ổ bi 42 4.2.6.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Nắp hộp 46 4.2.7.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Nắp hộp 48 4.2.8.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Bánh 49 NARIME-TTNCTK   1  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   4.2.9.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Bánh 50 4.2.10.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Bạc xéc măng 51 4.2.11.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Bạc làm kín 51 4.2.12.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Vịng xéc măng 52 4.2.13.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Đệm làm kín 54 4.2.15.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Bạc chặn 55 4.2.16.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Bạc chặn 55 4.2.17.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Nắp chặn bi 56 4.2.18.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Vớt dầu bánh 56 4.2.19.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Vớt dầu ổ bi 57 4.2.20.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Đệm 58 4.2.21.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Đệm 58 4.2.22.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Bạc chặn 59 4.2.23.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Thân mắt dầu 59 4.2.24.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Đai ốc hãm 60 4.2.25.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Tấm nhựa 61 4.2.26.Quy trình cơng nghệ chế tạo: Tấm chặn 61 4.3.Quy trình, trình tự lắp Quạt roots 62 Chương 5: LẮP ĐẶT QUẠT ROOTS VÀ CHẠY THỬ TRÊN DÂY TRUYỀN SẢN XUẤT- QUY TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHẢO NGHIỆM- QUY TRÌNH 63 KHẢO NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM 5.1 Lắp Quạt roots chạy thử 63 5.2 Quy trình lắp đặt hệ thống khảo nghiệm 65 5.3 Quy trình khảo nghiệm đánh giá kết 66 5.3.1 Quy trình khảo nghiệm: 66 5.3.2 Kết đạt 67 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT NARIME-TTNCTK  68  2  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   Chương TỔNG QUAN Quạt roots thuộc nhóm máy thủy khí gồm: Bơm; quạt; máy nén khí, máy làm việc có dịng chất lỏng ( nước khí) qua Bơm dùng động để vận chuyển chất lỏng Quạt, máy nén khí dùng để cung cấp khí nén có áp suất cho cơng việc khác như: Hàn; vận chuyển hạt nhiên liệu nhỏ Trong nhà máy sản xuất xi măng, băng truyền máng khí động Máy thủy khí dùng nhiều sản xuất sinh hoạt Có thể khẳng định khơng có ngành kỹ thuật mà khơng sử dụng máy thủy khí Hiện có nhiều loại máy thủy khí khác như: Bơm ly tâm, bơm hướng trục, bơm bánh loại quạt, loại máy nén khí Trong phần nghiên cứu đề tài quan tâm đến quạt root loại máy thủy khí dùng cơng nghiệp sản xuất xi măng Quạt root dùng để biến đổi nhận từ động điện thành dịng chất khí Quạt rt tạo dịng khí có áp suất Trong ngành chế tạo máy thuỷ khí, quạt rt máy quan trọng, địi hỏi công nghệ chế tạo cao Quạt root ứng dụng nhiều ngành công nghiệp khác công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nặng…Trong ngành sản xuất xi măng quạt Root dùng để cấp khí cho silo liệu; silo xi măng; cấp khí thổi than vào lị nung klinke Hiện Việt Nam chưa chế tạo hoàn chỉnh quạt root mà phải nhập từ nước ngồi Do giá thành cao, khơng chủ động thời gian Nhu cầu sử dụng quạt roót nhà máy xi măng nhiều NARIME-TTNCTK   3  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   khơng thể thiếu Vì nước ta cần phải đầu tư nghiên cứu để tiến tới nội địa hóa sản phẩm quạt roót Tuy năm qua việc nghiên cứu chuyên sâu loại quạt roots nước chưa thực đầu tư mức Năm 2008 TT Nghiên cứu Thủy khí-Viện NCCK đề xuất giao nhiệm vụ KHCN cấp bộ: “Nghiên cứu chế tạo phần động quạt root có thơng số: Q=8,71m3/ph, P=0.5bar, N=15kW” Sản phẩm đưa vào khảo nghiệm, thông số đạt với kết tốt Để hoàn chỉnh toàn sản phẩm quạt root với mục tiêu nội địa hóa Viện NCCK đề xuất Bộ Công Thương chấp nhận chế tạo phần tĩnh quạt root có thơng số: Q=8,71m3/ph, P=0.5bar, N=15kW” Từ tạo sản phẩm hồn chỉnh, khẳng định cho việc làm chủ thiết kế chế tạo quạt root cỡ nhỏ, tiến tới nội địa hóa sản phẩm 1.1 Giới thiệu chung Quạt roots Quạt root dạng máy thể tích, thường sử dụng ứng dụng mà khối lượng lớn không khí phải chuyển qua với áp lực khác biệt tương đối nhỏ Điều bao gồm ứng dụng chân không thấp với quạt Roots hoạt động mình, sử dụng phần hệ thống chân không cao kết hợp với máy bơm khác Các phận Thân quạt Quạt roots gồm có: Thân quạt, Roto chủ động, Roto bị động Roto chủ động Roto bị động Hình 1.1 Quạt Root Nguyên lý hoạt động Quạt roots minh họa hình đây: NARIME-TTNCTK   4  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   (1) (2) (3) (4) Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động quạt root Mỗi roto Quạt roots quay với tốc độ ngược chiều Điều đạt cách sử dụng cặp bánh tỷ số 1:1 gắn vào trục roto chủ động bị động Sử dụng kết cấu quạt chạy mà không cần dầu bôi trơn nội roto, chúng khơng tiếp xúc với với vỏ bên ngồi, khơng khí cung cấp hồn tồn khơng lẫn dầu Khi roto quay theo thứ tự từ đến hình biểu diễn, khơng khí hút vào phía đầu vào quạt xung quanh vỏ quạt phần thùy roto Khi đến cửa xả, không khí đẩy ngồi Q trình làm việc khơng có thay đổi thể tích khơng khí (tức khơng có nén khơng khí ) Quạt roots cung cấp luồng khơng khí thường xuyên, độc lập với điều kiện áp lực cửa xả, lưu lượng khí chủ yếu định tốc độ quay roto Tùy thuộc vào kích thước, Quạt roots có lưu lượng đạt đến 84 000 m3/h Roto Quạt roots thường có cấu tạo thùy, số hãng nghiên cứu chế tạo loại roto xoắn, kết cấu cho dịng khí NARIME-TTNCTK   5  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   êm Với kích cỡ nhỏ roto thường chế tạo đặc liền trục, với kích thước lớn roto thường làm rỗng có trục rời Dưới số hình ảnh Quạt roots: Hình 1.3 Một số mẫu quạt root NARIME-TTNCTK   6  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   1.2 Các ứng dụng Quạt roots Quạt roots sử dụng rộng rãi hệ thống cấp nước sạch, nhà máy cấp nước, hệ thống xử lý nước thải chất thải, khu công nghiệp, công nghiệp chế biến, nuôi trồng thủy sản, nông nghiệp, công nghiệp xi măng, lâm nghiệp, chế biến gỗ, hệ thống sấy khô, hệ thống xông công nghiệp, hệ thống xông khách sạn, công nghiệp in, công nghiệp chế biến sản xuất giấy, hệ thống lọc cấp khí … Chuyển hạt cách nhanh Chuyển bột viên, xốp, hạt chất rắn chóng hiệu cao nhẹ khác Khuấy động kết tủa bể bơi để Trợ giúp tăng cường đốt cháy đẩy làm cho nước mạnh khí thải Làm bụi rỉ sét thay đường ống làm đường ống NARIME-TTNCTK  Khơng khí di chuyển hồ làm cho nước mạ đồng chất lượng tốt  7  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN Cung cấp khơng khí nhiên liệu vào lị đốt Di chuyển giấy trình in ấn Trợ giúp công việc tách khuôn NARIME-TTNCTK    Cung cấp ô xi nước Cung cấp khí nguồn cho q trình phun cát Xơng khí nhà ngồi trời, hồ bơi cho hiệu ứng thuốc thư giãn  8  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   Chương LẮP ĐẶT QUẠT ROOTS VÀ CHẠY THỬ TRÊN DÂY TRUYỀN SẢN XUẤT- QUY TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHẢO NGHIỆM- QUY TRÌNH KHẢO NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM 5.1 Lắp Quạt roots chạy thử Quạt roots QR sau chế tạo hoàn chỉnh lắp thay quạt mẫu dây truyền sản xuất, thực vận hành theo trình tự: Chạy thử khơng tải 36 giờ, đo kiểm tra độ ồn, nhiệt độ thân quạt, lưu lượng khí khơng tải, cơng suất điện tiêu thụ … Chạy thử có tải 72 giờ: tăng dần tải từ đến tải định mức vòng giờ, trình tiến hành đo lưu lượng khí hút vào, nhiệt độ thân quạt, công suất điện tiêu thụ, công suất mang tải (ví dụ sản phẩm/giờ) … Từ thông số thu ta tiến hành so sánh đánh giá tiêu kỹ thuật quạt chế tạo so với quạt mẫu Khi quạt chạy ổn định sau 72 mang tải, tiếp tục cho quạt hoạt động song song với quạt mẫu khác tiến hành lập sổ nhật ký theo dõi hiệu suất tuổi thọ quạt Tất thông số thử nghiệm thông số thu vận hành quạt, phân tích xem xét để có điều chỉnh, cải tiến đợt sản xuất b-Tính tốn kiểm nghiệm thơng số kỹ thuật Q,H,P Các kích thước hình học đo đạc lấy mẫu thân quạt, hai thân ổ bi, hai cánh quạt, ta tiến hành tính kiểm nghiệm lưu lượng quạt qua cơng thức tính sau: 1- Lưu lượng quạt root, cánh quạt có thùy Q=3ηttkπR2Ln (m3/ph) ηtt=0,65÷0,85 -Hiệu suất thể tích quạt NARIME-TTNCTK   63  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   k=0,53÷0,59 - Hệ số tính đến diện tích có ích so với diện tích mặt cắt ngang buồng xi lanh R- Bán kính buồng xi lanh (m) L- Chiều dài buồng xi lanh (m) n- Số vòng quay roto phút Trong trường hợp tính tốn cụ thể lấy giá trị hệ số sau: ηtt= 0,7 K =0,53 π= 3,14 R= 0,065m L= 0,21m N= 3750 v/ph Q= 3.0,7.0,53.3,14.0,0652.0,21.3750 = 11m3/ph Vậy: Q= 660m3/h 2- ¸p suÊt: thông số ly đồng hồ áp suất gn quạt GM10S chạy P=0,7 bar 3- Tính công suất quạt: Theo công thức: P=K.Q.H (kW) - K: Hệ số lu lợng - Q: lu lợng - H: áp suất Nếu: - áp suất có thứ nguyên bar - lu lợng có thứ nguyên l/s Tra ra: - K =1/10 Hệ số lu lợng tra bảng 1-27 [9] H =0,7 bar Q= 183,3 l/s NARIME-TTNCTK   64  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN ⇒ P=   0,7.183,3 = 12,8kW 10 5.2 Quy trình lắp đặt hệ thống khảo nghiệm Sơ đồ hệ thống khảo nghiệm: 10 11 Hình 5.1 Bố trí hệ thống khảo nghiệm Hệ thống khảo nghiệm gồm: 1.Bệ 6.Ống hút 2.Động điện N=15KW 7.Ống xả 3.Pu ly 8.Đồng hồ đo áp suất 4.Dây đai 9.Van tiết lưu 5.Quạt root GM-8 10.Tủ điện 11.Dây cáp điện Trước lắp đặt vào hệ thống cần kiểm tra: + Kiểm tra động điện: Độ cách điện vỏ dây +Kiểm tra tủ điện NARIME-TTNCTK   65  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   +Sau lắp xong, cánh quạt quay nhẹ nhàng Tuần tự lắp đặt: Lắp quạt lên bệ Lắp động lên bệ Lắp pu ly vào động quạt Lắp dây đai vào hai pu ly Căn chỉnh pu ly, dây đai: Phẳng , thẳng, có độ căng dây đai thích hợp Lắp ống hút vào miệng hút quạt5 Lắp ống xả vào miệng xả quạt Lắp đồng hồ áp lực vào ống xả Lắp van tiết lưu vào ống xả Lắp dây cáp 11 vào tủ điện 10 động 5.3 Quy trình khảo nghiệm đánh giá kết Thiết bị đo bao gồm: -Đồng hồ đo lưu lượng Ký hiệu: -Đồng hồ đo áp suất ký hiệu: -Động hồ đo dòng điện ampe ký hiệu: -Đồng hồ đo độ ồn 5.3.1 Quy trình khảo nghiệm: - Trước cho máy chạy phải kiểm tra chiều quay động có chiều quay quạt hay chưa -Quạt root quạt thể tích nên chạy khởi động ban đầu phải điều chỉnh van tiết lưu vị trí mở hồn tồn -Tiến hành chạy khảo nghiệm: +Bật attômát tủ bảng điện động quạt làm việc, quạt chạy ổn định phút ta đo Q,H,N, dB vị trí số (van mở hết) +Đo xong vị trí ta điều chỉnh van tiết lưu hẹp dần đến vị trí 2, quạt chạy ổn định phút ta đo Q,H,N, dB vị trí số NARIME-TTNCTK   66  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   +Đo xong vị trí ta điều chỉnh van tiết lưu hẹp dần đến vị trí 3, quạt chạy ổn định phút ta đo Q,H,N, dB vị trí số +Đo xong vị trí ta điều chỉnh van tiết lưu hẹp dần đến vị trí 4, quạt chạy ổn định phút ta đo Q,H,N, dB vị trí số Tuần tự thao tác ta đo đến vị trí thứ Các thơng số: Q,P,N,dB đo đạc vị trí thể : Sơ đồ vị 5.3.2 Kết đạt Lưu lượng Lưu lượng Áp suất (m3ph) Vị trí đo (m3/h) (Bar) 11,94 11,42 10,6 10,1 9,5 9,01 8,43 8,02 716,4 685,2 636 606 570 540,6 505,8 481,2 NARIME-TTNCTK  0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,6 Áp suất (mmH2O) Cường độ Dòng điện (A) 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 6000 9,3 10,2 12,8 14,2 15,5 17,8 18,8 22,2 Cơng suất động Số vịng quay(v/ph) Quạt Động 4,9 5,4 6,8 7,5 8,18 9,2 9,93 11,7 3.750 2.925 Độ ồn (db) 107 113 114 110 113 114 113 112  67  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   P(bar) 0,6 0,5 Q-P 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 8,03 8,43 9,01 9,5 10,1 10,6 11,42 11,9 Q(m3 /p) Đường đặc tính Q – P N(kw) P-N 11,7 9,93 9,2 8,18 7,5 6,8 5,4 4,9 0,2 0,25 0,3 NARIME-TTNCTK  0,35 0,4 0,45 0,5 Đường dặc tính P - N 0,6 P(bar)  68  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   Kết luận kiến nghị, đề xuất Tác giả Đề tài : 202-10RD/HĐ-KHCN kết hợp sản phẩm đề tài: 241-08.RĐ/HĐ-KHCN thực năm 2008 Đã chế tạo hoàn chỉnh 01 quạt root Nhóm tác giả đưa vào khảo nghiệm xưởng sản xuất quạt roots QR có kết Q, P, N tương đương quạt root GM10S có thơng số: Q=8,71m3/ph; P=0,5bar; N=15kW chạy êm Trên tác giả giới thiệu sơ lược quạt root trình bày bước cơng nghệ để chế tạo chi tiết quạt roots: QR8 trình tự lắp vận hành quạt Tin tưởng với công nghệ trình bày kết hợp với lực sở sản xuất nước chế tạo thành công quạt roots: QR8 loại quạt roots có cơng suất lớn hơn, đáp ứng yêu cầu ngành công nghiệp nước Mặc dù tác giả cố gắng vận dụng kiến thức, kinh nghiệm để biên soạn tài liệu này, nhiên khả trình độ có hạn, chắn tài liệu cịn nhiều sai sót Rất mong góp ý đồng nghiệp để tài liệu hoàn thiện Trân trọng cảm ơn! NARIME-TTNCTK   69  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Thị Bích Ngọc Máy thuỷ lực thể tích.Trường ĐHBK Hà Nội [2] Ths- Lê Thị Dung Sổ tay máy bơm [3] TS- Trần Đức Hạ Máy bơm thiết bị cấp thoát nước [4] TS Lê Phú- TS Đặng Xuân Thi Bơm ly tâm, bơm hướng trục [5] Phạm Quang Lộc Kỹ thuật đúc [6] GS-TS Trần Văn Địch Công nghệ chế tạo bánh [7] E.I.ZAZERSKI Sổ tay thợ tiện [8] MACHINERY and SYSTEMS MARINE AUXILIARY [9] Đào Tấn Lộc- TS Võ Sỹ Huỳnh Bơm - Quạt cánh dẫn tua bin nước [10] TORISHIMA PUMP HAND BOOK [11] A.K.MUXAUΛOB ΛOΠACTHUE HACOCU [12] GS-TS Trần Văn Địch Công nghệ CNC [13] Nguyễn Thành Trí Hệ thống thủy lực máy công cụ NARIME-TTNCTK   70  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   PHỤ LỤC Phụ Lục Ảnh chạy khảo nghiệm quạt Root NARIME-TTNCTK   71  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN NARIME-TTNCTK     72  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN NARIME-TTNCTK     73  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN   Phụ Lục Ảnh chạy khảo nghiệm quạt Root nhà máy xi măng Hoàng Mai NARIME-TTNCTK   74  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN NARIME-TTNCTK     75  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN NARIME-TTNCTK     76  Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN NARIME-TTNCTK     77  .. .Bộ công thơng vi? ?n nghi? ?n cứu khí báo cáo đề tài nghi? ?n cứu khoa học công nghệ c? ?p n? ?m 2010 T? ?n đề tài: nghi? ?n cứu chế tạo to? ?n ph? ?n tĩnh quạt root gm1 0s có thông số : Q=8,71m3/ ph, P= 0,5bar,... vụ KHCN c? ?p bộ: ? ?Nghi? ?n cứu chế tạo ph? ?n động quạt root có thơng số: Q=8,71m3/ ph, P= 0.5bar, N= 15kW? ?? S? ?n phẩm đưa vào khảo nghiệm, thông số đạt với kết tốt Để ho? ?n chỉnh to? ?n s? ?n phẩm quạt root. .. công nghi? ?p, công nghi? ?p chế bi? ?n, nuôi trồng thủy s? ?n, n? ?ng nghi? ?p, công nghi? ?p xi măng, lâm nghi? ?p, chế bi? ?n gỗ, hệ thống sấy khô, hệ thống xông công nghi? ?p, hệ thống xông khách s? ?n, công nghiệp