Nghiên cứu chế tạo hệ thống làm kín tích cực bằng phương pháp tăng áp, dùng cho ổ trục chịu tải nặng, làm việc trong môi trường nóng, bụi

B CễNG THNG TNG CễNG TY MY NG LC & MY NễNG NGHIP VIN CễNG NGH BO CO TNG KT TI M S 245.07 RD/H KHCN Tờn ti: Nghiên cứu chế tạo hệ thống làm kín tích cực bằng phơng pháp tăng áp dùng cho ổ trục chịu tải nặng làm việc trong môi trờng nóng, bụi C QUAN CH QUN: B CễNG THNG C QUAN CH TRè: VIN CễNG NGH CH NHIM TI: KS. TNG BCH THY 6799 12/4/2008 H NI, 3 2008 B CễNG THNG TNG CễNG TY MY NG LC & MY NễNG NGHIP VIN CễNG NGH BO CO TNG KT TI M S 245.07 RD/H KHCN Tờn ti: Nghiên cứu chế tạo hệ thống làm kín tích cực bằng phơng pháp tăng áp dùng cho ổ trục chịu tải nặng làm việc trong môi trờng nóng, bụi C QUAN CH TRè CH NHIM TI KS. TNG BCH THU H NI, 3 2008 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH 1. KS. Tăng Bích Thuỷ CNĐT Viện Công Nghệ 2. TS. Đỗ Quốc Quang CTV Viện Công Nghệ 3. KS. Hoàng Việt Quang CTV Viện Công Nghệ 4. KS. Cao Văn Mô CTV Viện Công Nghệ 5. KS. Trần Xuân Thành CTV Viện Công Nghệ ` TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 1 mục lục Trang mục lục 1 chơng I: báo cáo TNG QUAN 3 1. Tổng quan về các phơng pháp làm kín 3 2. Tình hình nghiên cứu chung về hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp. 8 chơng II: các bài toán khí động cơ bản, cơ sở lý thuyết cho tính toán khí động của hệ thống làm kín điển hình. 10 1. Dòng chảy giữa hai mặt phẳng song song chuyển động tơng đối với nhau 10 2. Dòng chảy giữa hai mặt phẳng song song cố định 11 3. Dòng chảy dừng trong ống 12 4. Dòng chảy trong khe hở giữa hai hình trụ đồng trục và quay tơng đối với nhau 13 5. Hiện tợng khuếch tán 14 chơng III: nghiên cứu bài toán khí động của hệ thống làm kín ổ trục điển hình bằng phơng pháp tăng áp 17 1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp. 17 2. Phân tích bài toán khí động của hệ thống làm kín điển hình. 18 3. áp dụng hệ thống làm kín cho ổ trục của bánh lăn trong máy nghiền đứng. 29 ` TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 2 4. Kết luận và các nguyên tắc tính toán hệ khí động trong hệ thống làm kín bằng tăng áp. 33 chơng iV: thiết kế và chế tạo mô hình. Khảo nghiệm hệ thống và đánh giá kết quả 36 1. Mc ớch kho nghim. 36 2. Thit k v ch to mụ hỡnh. 37 3. Tớnh toỏn lp t h thng lm kớn . 41 4. Chy kho nghim h thng lm kớn. 45 5. Nhn xột kt qu kho nghim v kt lun. 51 Kết luận 55 tài liệu tham khảo 57 ` TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 3 Chơng I báo cáo tổng quan 1. Tổng quan về các phơng pháp làm kínc: Trong ngành chế tạo máy ngời ta sử dụng nhiều phơng pháp cũng nh dạng cơ cấu làm kín khác nhau để bít kín các bề mặt của mối ghép nốí tĩnh và ghép nối động của các chi tiết máy nh: các mối ghép ren của đờng ống, các mối ghép giữa thân ổ lăn, ổ trợt với trục truyền, giữa pít tông và xi lanh Cơ cấu làm kín đợc phân thành loạl tiếp xúc, không tiếp xúc và liên hợp. Cơ cấu làm kín tiếp xúc thờng là các vòng bít bằng phớt và vòng bít cao su. Cơ cấu làm kín không tiếp xúc thờng là các kiểu khe hở rãnh vòng giữa hai bề mặt đối tiếp cần làm kín có chứa dầu hoặc mỡ trong quá trình làm việc. Tuỳ thuộc vào môi trờng, các điều kiện làm việc (vận tốc, nhiệt độ, áp suất ) của cụm chi tiết máy cần làm kín, ngời ta có thể chọn các loại cơ cấu làm kín khác nhau với các loại vật liệu làm kín khác nhau. Dới đây là đặc tính của một số vật liệu chế tạo vòng bít tơng ứng với các môi trờng làm việc, điều kiện làm việc của cụm chi tiết làm kín. Bảng 1. Vật liệu chế tạo vòng bít Vt liu Mụi trng lm vic Nhit mụi trng, 0 C max p sut mụi trng lm vic N/mm 2 , max Chỡ Axit - 0,2 Cao su c Nc, khụng khớ, chõn khụng 30 0,3 Cactụng k thut tm du Nc, du m, du nhn 40 1,0 Paronit Khụng khớ 60 5,0 Cao su cú cỏc lp vi bt Nc, khụng khớ 60 0,6 Policlovinyl Axit, xng 60 4,0 Cao su cú li (ct) kim loi Nc, khụng khớ 90 1,0 Policlovinyl OH Xng, du ho, du nhn 100 2,0 ai vi bt cú ct Nc, khụng khớ 150 - ng Hi 250 3,5 Amian kim loi cú v bc bng ng Hi 250 3,5 ng Nc 250 10,0 Nhụm Hi 300 2,0 Nhụm Du m, du nhn 300-400 3,0-6,0 Amian kim loi cú v bc bng niken Hi 300 2,0 Paronit OH Nc, hi 200 5,0 ` TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 4 Vt liu Mụi trng lm vic Nhit mụi trng, 0 C max p sut mụi trng lm vic N/mm 2 , max Paronit OH Hi nc 450 5,0 Amian Hi, khớ t 450 0,15 Thộp mm Nc, hi 470 10,0 a. Làm kín mối ghép tĩnh: Mối ghép tĩnh thờng là các mối ghép nối ống và mối ghép ren. Hính 1.1. Làm kín mối ghép nối ống và mối ghép ren. b. Làm kín mối ghép động: Mối ghép động thờng là các mối ghép giữa xi lanh và pít tông, các mối ghép trong các ổ trục Các kiểu làm kín mối ghép động đợc lựa chọn phụ thuộc vào tốc độ và hớng dịch chuyển tơng đối của các chi tiết đợc làm kín, thể loại, nhiệt độ và áp suất của môi trờng đợc làm kín, tình trạng của môi trờng xung quanh, sự rò rỉ cho phép của chất lỏng và khí. Để làm kín mối ghép động có thể sử dụng vòng đệm cao su, vòng phớt, vòng bít cao su có cốt, nắp có các rãnh vòng, cơ cấu làm kín khuất khúc, cơ cấu làm kín liên hợp Đối với các ổ trục làm việc ở tốc độ không lớn hơn 2m/s nên dùng phớt sợi len thô và nửa thô. Khi tốc độ trên 2m/s đến 5m/s nên dùng phớt sợi len mảnh. Đối với các kết cấu quan trọng làm việc trong môi trờng bụi bẩn hoặc làm việc ở nhiệt độ cao thì không nên dùng vòng phớt. Vòng bít bằng cao su có cốt kim loại có thể làm kín các mối ghép động có tốc độ đến 20m/s và nhiệt độ tại chỗ tiếp xúc của vòng bít với trục từ 45 o C đến 150 o C nhng hiệu quả không cao, tuổi thọ ngắn vì dới tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao dần dần vòng bít sẽ bị biến dạng, bị mài mòn nên sẽ mất tác dụng làm kín, bụi bẩn sẽ thâm nhập vào ổ trục gây h hỏng. ` TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 5 c. Một số cơ cấu làm kín các mối ghép động: Đệm kín cao su mặt cắt tròn thờng dùng làm kín cho các thiết bị thuỷ lực và khí nén với tốc độ dịch chuyển của các mối ghép này đến 0.5 m/s. Chúng đợc dùng để làm kín các mối ghép làm việc ở áp suất : Đến 50 N/mm 2 (500 kG/cm 2 ) - trong các mối ghép cố định và đến 32 N/mm 2 (320 kG/cm 2 ) - trong các mối ghép động, với môi trờng làm việc là dầu khoáng, nhiên liệu lỏng, êmunxi, dầu bôi trơn, nớc ngọt và nớc biển; Đến 40 N/mm 2 (400 kG/cm 2 ) - trong các mối ghép tĩnh và đến 10 N/mm 2 (100 kG/cm 2 ) trong các mối ghép động, với môi trờng làm việc là khôngkhí nén. Hình 1.2. Làm kín dùng vòng đệm cao su không có vòng bảo vệ. Hình 1.3. Làm kín dùng vòng đệm cao su với các vòng bảo vệ Hình 1.4. Vòng đệm cao su dùng trong các mối ghép ren ` TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 6 Hình 1.5. Làm kín dùng vòng phớt với bạc lắp trên trục Hình 1.6. Làm kín dùng vòng phớt đợc ép Hình 1.7. Làm kín dùng vòng phớt kết hợp với vòng bít có rãnh vòng Hình 1.8. Làm kín dùng vòng phớt kết hợp với vòng bít khuất khúc Hình 1.9. Làm kín dùng vòng phớt kết hợp với vòng bít khuất khúc-rãnh vòng Hình 1.10. Làm kín dùng vòng bít cao su có cốt sơ đồ gá lắp. 1. Trục 2. Vòng bít 3. Vòng đêm 4. Bạc ` TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 7 d. Tầm quan trọng của việc làm kín ổ trục: Việc làm kín các ổ trục, nhất là đối với ổ trục chịu tải nặng, làm việc trong các môi trờng nhiều bụi và nóng có tầm quan trọng đặc biệt vì nó ảnh hởng trực tiếp tới chất lợng làm việc của ổ trục, cũng nh độ an toàn trong sản suất và tuổi thọ của thiết bị. Làm kín ổ là để ngăn ngừa không cho bụi, nớc hay các dị vật từ bên ngoài thâm nhập vào, giữ cho chất bôi trơn trong ổ không bị bẩn hay rò rỉ ra ngoài, tăng hiệu quả cho hệ thống bôi trơn, đảm bảo ổ trục làm việc ổn định, an toàn và tăng tuổi thọ. Thông thờng ngời ta làm kín ổ trục bằng gioăng, phớt, vòng bít kết hợp các loại nắp chặn (nắp có rãnh vòng, nắp có rãnh khuất khúc ). Tuy nhiên đối với các thiết bị có ổ trục chịu tải trọng nặng, làm việc trong môi trờng nóng, bụi, đặc biệt là bụi có tính mài mòn thì dới tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao, các loại gioăng, vòng bít sẽ bị biến dạng, bị mài mòn do đó mất tác dụng làm kín, bụi bẩn sẽ thâm nhập vào ổ trục gây h hỏng, thậm chí bản thân chúng còn trở thành tác nhân gây phá huỷ ổ trục. Để tăng hiệu quả làm kín cũng nh tăng độ an toàn cho ổ khi làm việc trong môi trờng nóng, bụi, chịu tải trọng lớn, hiện nay trên thế giới ngời ta sử dụng hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp. e. Các yêu cầu kỹ thuật khi lắp các cơ cấu làm kín: Chất lợng làm kín cho các mối ghép phụ thuộc chất lợng các loại gioăng, vòng bít, vòng phót, đồng thời để đảm bảo hiệu quả làm kín, khi lắp ráp các cơ cấu làm kín cần tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật sau : Cần đảm bảo các vòng đệm, vòng bít không bị nghiêng, vặn làm thay đổi hình dáng hình học của các chi tiết này. Không làm h hỏng về cơ học, không gây ra các vết cắt. Bề mặt các chi tiết ghép phải sạch, không dính các chất gây ăn mòn, mài mòn. Các bề mặt chi tiết tiếp xúc với vòng đệm, vòng bít phải đợc bôi trơn bằng loại dầu không gây tác động có hại cho vật liệu chế tạo vòng làm kín hoặc bằng các chất lỏng công tác có tính bôi trơn tốt. [...]... có nồng độ bụi rất cao (bụi chính là sản phẩm công nghệ), vì vậy việc làm kín ổ trục là rất quan trọng, đảm bảo độ ổn định cho thiết bị khi làm việc, đảm bảo độ an toàn trong sản xuất và nâng cao tuổi thọ thiết bị Đề tài Nghiên cứu chế tạo hệ thống làm kín tích cực bằng phơng pháp tăng áp, dùng cho ổ trục chịu tải nặng, làm việc trong môi trờng nóng, bụi nhằm hoàn thiện hệ thống làm kín ổ trục các bánh... vào khoang ổ và đảm bảo áp suất trong khoang làm việc của ổ cao hơn so với môi trờng bên ngoài Hiệu quả của làm kín ổ trục bằng phơng pháp tăng áp rất cao do khí sạch thờng xuyên đợc đa vào khoang ổ tạo lớp đệm ngăn cách không cho bụi thâm nhập vào ổ, giúp cho chất bôi trơn trong ổ trục luôn sạch, đảm bảo đợc độ ổn định của thiết bị trong quá trình làm việc, tăng tuổi thọ thiết bị và an toàn trong sản... lửng trong chất lỏng càng lớn, còn độ nhớt và kích thớc hạt càng lớn sẽ làm giảm khả năng khuếch tán của chúng TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 16 ` Chơng III nghiên cứu bài toán khí động của hệ thống làm kín ổ trục điển hình bằng phơng pháp tăng áp (sau đây gọi tắt là hệ thống làm kín, viết tắt là HTLK) 1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống làm kín: Làm kín ổ trục theo phơng pháp tăng áp là phơng pháp. .. kế, chế tạo hệ thống làm kín điển hình bằng phơng pháp tăng áp Thit k, ch to mụ hỡnh kho nghim h thng lm kớn Khảo nghiệm hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp trên mô hình khảo nghiệm Đo đạc, phân tích v đánh giá các thông số khảo nghiệm của hệ thống TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 9 ` Chơng II Các bài toán khí động cơ bản, Cơ sở lý thuyết cho tính toán khí động của hệ thống làm kín ổ bằng. .. tiết của mối ghép làm kín cần có độ nhám, kết cấu phù hợp để lắp ráp dễ dàng Khi lắp các loại vòng làm kín cần sử dụng dụng cụ gá chuyên dùng thích hợp 2 Tình hình nghiên cứu chung về hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp: Làm kín ổ trục bằng phơng pháp tăng áp dựa trên nguyên lý dòng khí chỉ di chuyển từ nơi có áp suất cao tới nơi có áp suất thấp Để ngăn không cho bụi thâm nhập vào ổ trục, ngời ta... hệ thống, độ bền cơ khí 3 áp dụng HTLK cho ổ trục của bánh lăn trong máy nghiền đứng: 3.1 Sơ đồ hệ thống: Hình 3.6 Sơ đồ HTLK áp dụng cho máy nghiền đứng Quạt 1: dùng cho hệ thống làm kín Quạt 2: dùng cho hệ phân ly sản phẩm 3.2 Hệ khí động trong buồng nghiền của máy nghiền đứng: 3.2.1 Phân tích hệ khí động trong buồng nghiền của máy nghiền đứng: Trong máy nghiền đứng, môi trờng bên ngoài khoang ổ. .. khoang ổ nên phơng pháp làm kín này còn có tác dụng làm mát ổ, giúp duy trì khả năng bôi trơn của các loại dầu, mỡ Khi làm kín bằng phơng pháp tăng áp, ngời ta thờng kết hợp với sử dụng vòng bít cao su có cốt kim loại để chúng hỗ trợ nhau, tăng hiệu quả làm kín Tác dụng làm mát ổ của dòng khí còn giúp cho kéo dài tuổi thọ vòng bít Với những tính năng u việt nh trên, làm kín bằng phơng pháp tăng áp... gim, hoc tổn thất áp suất trong toàn hệ thống PHT giảm hoc l c hai u gim Trong hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp, lu lợng Q không nên chọn quá nhỏ do ngoài tác dụng làm kín dòng khí còn có tác dụng làm mát khoang ổ giúp chất bôi trơn và vòng bít không bị hỏng nhanh Do đó để giảm công suất tiêu thụ thì nên giảm tối đa tổn thất áp suất trong toàn hệ thống Trong HTLK lu lợng dòng khí trong hệ thng... bị chịu tải nặng, làm việc trong môi trờng nóng, bụi (nh máy nghiền, máy cán, thiết bị áp lực ) của nhiều nớc tiên tiến trên thế giới áp dụng rất nhiều Còn ở Việt Nam, ngành công nghiệp chế tạo các thiết bị công nghiệp có ổ trục chịu tải lớn, làm việc trong môi trờng nóng, bụi cha phát triển Các thiết bị loại này của một số cơ sở trong nớc đều là thiết bị nhập ngoại, nên các tài liệu về nghiên cứu. .. trục các bánh lăn nghiền trong hệ thống máy nghiền đứng, giúp cho máy nghiền hoạt động ổn định hơn, an toàn hơn, đáp ứng nhu cầu mở rộng sản xuất hiện nay Các nội dung của đề tài là: Nghiên cứu, phân tích v gii bài toán khí động của hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp Xây dựng cơ sở cho vic la chn s kt cu, la chn cỏc thụng s khớ ng m bo hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng ỏp lm vic n nh, t . Đề tài Nghiên cứu chế tạo hệ thống làm kín tích cực bằng phơng pháp tăng áp, dùng cho ổ trục chịu tải nặng, làm việc trong môi trờng nóng, bụi nhằm hoàn thiện hệ thống làm kín ổ trục các bánh. KHCN Tờn ti: Nghiên cứu chế tạo hệ thống làm kín tích cực bằng phơng pháp tăng áp dùng cho ổ trục chịu tải nặng làm việc trong môi trờng nóng, bụi C QUAN CH TRè CH NHIM . KHCN Tờn ti: Nghiên cứu chế tạo hệ thống làm kín tích cực bằng phơng pháp tăng áp dùng cho ổ trục chịu tải nặng làm việc trong môi trờng nóng, bụi C QUAN CH QUN: B CễNG THNG