Báo cáo cuối kỳ bơm thuỷ lực trục vít (1, 2, 3 trục cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm thủy lực trục vít

Theo đó, chúng mô phỏng lại hoạt động vặn xoắn của một con ốc vít và được định nghĩa như sau:“Máy bơm trục vít là một loại máy bơm quay được trang bị các vít nối với nhau và quay trong m

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINHGiảng viên hướng dẫn: ThS Trần Thái SơnSinh viên thực hiện: Nhóm 12

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): ………

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn

ThS Trần Thái Sơn

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

1 Đoàn Văn Tịnh 20145729 - Chỉnh sửa nội dung- Tổng hợp nội dung và làm ppt Hoàn thành

Trưởng nhóm: Đoàn Văn Tịnh

SĐT: 0386149613

Email: doanvantinh.12a1@gmail.com

MỤC LỤC

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC TRỤC VÍT 6

1.1 Khái niệm, phân loại 6

2 2 Bơm thủy lực trục vít hai trục 14

2 2 1 Cấu tạo (Thành phần và chức năng) 14

2 2 2 Nguyên lý hoạt động 16

2.3 Bơm thuỷ lục trục vít 3 trục 17

2 3 1 Cấu tạo và chức năng 17

2 3 1 Nguyên lý hoạt động 17

PHẦN 3: QUY TRÌNH THÁO LẮP VÀ BẢO DƯỠNG 18

3 1 Quy trình tháo lắp bơm thuỷ lực trục vít 18

3 2 Một số lỗi thường gặp và cách khắc phục 19

3 3 Quy trình bảo dưỡng bơm thuỷ lực trục vít 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

GIỚI THIỆU

Máy bơm trục vít có tên gọi bình dân là bơm ruột gà hay có một số nơi gọi là bơm đuôi chuột Sở dĩ có tên này là cấu tạo bên trong thân bơm được dẫn động chính bằng trục vít xoắn, và bên trong thân bơm trông giống như ruột gà vậy Bơm trục vít có nhiều loại, thường được gọi với tên như là xoắn đơn, xoắn đôi hay đa xoắn Tùy thuộc vào dung dịch chất lỏng cần bơm và nhiệt độ bơm, mà máy bơm screw pump sẽ có chất liệu chế tạo từ inox 304, inox 316, nhựa hay carbon… Bơm trục vít có cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động khác hoàn toàn với các loại máy bơm công nghiệp khác Theo đó, chúng mô phỏng lại hoạt động vặn xoắn của một con ốc vít và được định nghĩa như sau:

“Máy bơm trục vít là một loại máy bơm quay được trang bị các vít nối với nhau và quay trong một khoang hình trụ hoặc ống lót Chất lỏng đi vào từ phía hút của máy bơm và di chuyển tuyến tính dọc theo trục vít này đến phía xả của máy bơm Khe hở giữa trục vít và ống lót là rất nhỏ, do đó chất lỏng tăng áp suất trong khi di chuyển qua máy bơm.”

Có nhiều ứng dụng cho máy bơm trục vít trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm Sản xuất, Khai thác và Dầu khí Hầu hết các ứng dụng này xử lý chất lỏng có độ nhớt cao, chẳng hạn như dầu hoặc nhựa đường, hoặc chất lỏng trộn lẫn hơi và tạp chất… Bơm hỗn hợp chất lỏng và hơi với nhau và được biết đến là một trong những ứng dụng bơm thách thức nhất Những hư hỏng nghiêm trọng có thể xảy ra đối với máy nén khi chất lỏng tràn vào, giống như hư hỏng nghiêm trọng có thể xảy ra đối với hầu hết các máy bơm khi không khí vào Khi được chế tạo đúng cách, máy bơm trục vít có thể là sự kết hợp giữa máy bơm và máy nén trục vít, có thể xử lý cả chất lỏng và khí Và ứng dụng phổ biến trong trường hợp này nằm trong nhiều ngành công nghiệp, tiêu biểu là dầu khí.

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC TRỤC VÍT.

1.1 Khái niệm, phân loại.1.1.1 Khái niệm.

Bơm thủy lực trục vít là loại máy bơm trục vít dạng xoắn có ứng dụng trong hệ thống thuỷ lực, đóng vai trò như trái tim của hệ thống được dùng rất phổ biến trong các loại xe, máy công trình hiện nay, và nhiều loại máy khác.

Máy bơm thủy lực trục vít thuộc loại bơm hoạt động với lưu lượng ổn định thường được đặt ở giữa hoặc cuối hệ thống thủy lực vì khả năng hút chất bơm kém.

Hình 1.1 Bơm thủy lực trục vít

Bơm trục vít là một nhóm nhỏ trong trong bơm thể tích, sử dụng một hoặc nhiều trục vít Một chiếc bơm lắp ráp hoàn chỉnh bao gồm 2 bộ phận chính: động cơ điều khiển và cụm bơm Động cơ cung cấp chuyển động quay cần thiết đến trục vít, kết hợp với khe hở giữa trục vít để tạo ra lực hút.

Hình 1.2 Trục vít của bơm thủy lực

Với khả năng hút tốt và yêu cầu chế độ bảo trì thấp nên nó là lựa chọn đáng tin cậy cho nhiều công việc Một bơm trục vít được biết là loại chảy rối thấp, dễ dàng sử dụng cho các loại chất lỏng có độ nhớt cao, dao động phân tử chất lỏng thấp, khả năng tự mồi và có thể làm việc với những trường có các bong bóng khí trong chất lỏng, vận hành gây ra tiếng ồn thấp.

1.1.2 Phân loại.

Dựa vào cấu tạo bơm trục vít được chia thành ba loại chính:

 Loại bơm ba trục vít (Three-screw pump)  Loại bơm hai trục vít (Two-screw pump)  Loại bơm một trục vít (One-screw pump)  Ngoài ra còn có bơm 4 trục nhưng ít dùng.

Dựa vào cách lắp đặt bơm được chia làm hai loại:

 Bơm trục vít đứng  Bơm trục vít ngang

Ngoài ra có thể chia làm nhiều loại khác như: Bơm mini, Bơm công suất thấp, bơm công suất cao, …

1.2 Đặc điểm.1.2.1 Ưu điểm.

Máy bơm trục vít thủy lực có nhiều ưu điểm so với các dòng máy bơm công nghiệp khác có mặt trên thị trường như:

 Máy bơm trục vít bền bỉ.

 Thiết kế bơm thông minh, đơn giản nhưng có hiệu quả sử dụng cao, ổn định.

 Máy bơm hoạt động ổn định và ở nhiều mức tần số khác nhau  Động cơ máy bơm êm ái, không gây tiếng ồn.

 Máy bơm có thể hoạt động ổn định.

 Có ứng dụng đa dạng dùng bơm chất đặc, bơm chất lỏng sệt, bơm chất lỏng có độ nhớt cao.

 Bơm trục vít có hiệu suất làm việc cao nhất trong các loại bơm có mặt trên thị trường.

 Bơm trục vít được vận hành nhanh, giúp tiết kiệm được rất nhiều thời gian, ít hư hỏng, tiết kiệm chi phí bảo dưỡng.

1.2.2 Nhược điểm.

Với nhiều ưu điểm nổi bật, bơm trục vít cũng có một số nhược điểm mà chúng ta nên để ý khi sử dụng.

Bơm trục vít trong quá trình làm viê ‘c có thể sẽ khiến các bô ‘ phâ ‘n kém chất lượng theo thời gian Vâ ‘y nên để nâng cao tuổi thọ cho máy bơm trục vít, cần tránh cho máy ma sát khô, cải thiê ‘n khả năng bơm hút bằng cách đổ nước hoă ‘c chất lỏng khác được bơm vào từ môi trường trung tính.

1.3 Ứng dụng.

Ứng dụng chủ yếu của máy bơm trục vít thủy lực, máy bơm trục vít dạng xoắn là dùng ép chất lỏng với áp lực cực mạnh, dùng bơm dầu DO, FO trong các nhà máy nhiệt điện, ứng dụng trong lò hơi khi đòi hỏi chất bơm ở dạng tơi, mịn hơn sương nhằm cho hiệu suất bơm cao nhất.

Hình 1.3 Nhà máy có sử dụng bơm thủy lực trục vít

Ngoài ứng dụng trong hệ thống thủy lực, máy bơm thủy lực trục vít còn có nhiều ứng dụng khác trong đời sống và trong các ngành công nghiệp điển hình như:

 Bơm các loại hóa chất ăn mòn, mài mòn, hóa chất độc  Bơm bùn, bơm keo, bơm sơn.

 Bơm xăng dầu, bơm nhớt, bơm nhựa  Bơm dầu cá, rỉ mật, bơm cao su.

 Bơm dược phẩm, thực phẩm: bia, rượu, nước giải khát, mắm, tương…  Ứng dụng trong hệ thống bôi trơn và thủy lực: Ứng dụng này sử dụng

bơm trục vít 3 trục dùng cung cấp cho các máy móc lớn, cung cấp năng lượng thủy lực cho các hệ thống thủy lực áp suất cao hoặc vận hành thang máy trong các tòa nhà.

 Ứng dụng trong đường ống dẫn dầu thô.

 Ứng dụng trong xử lý nước thải, xử lý nước hồ bơi  Ứng dụng bơm các chất đặc như sơn đặc, keo đặc, mực đặc.

 Ứng dụng dùng bơm bơm socola, nước tương, nước mắm, tương ớt, dầu ăn hay nước giải khát, mật, bia rượu hay kem đánh răng, nước rửa chén, nước súc miệng…trong các nhà máy chế biến thực phẩm Bơm trục vít ứng dụng rất tốt cho các công việc như: Bơm nhiên, phun nhiệt liệu với áp suất lớn, công nghiệp tàu thủy, nhà mày lọc, nhà máy chế biến thực phẩm, nhà máy hóa chất, công nghiệp nặng với hệ thống thủy lực.

Tóm lại, bơm trục vít thủy lực là máy bơm trục vít dạng xoắn 3 trục với cấu tạo đơn giản, nguyên lý hoạt động đơn giản nhưng có áp lực bơm cao, có nhiều ứng dụng trong các hệ thống thủy lực nâng hạ, ép phun tơi chất lỏng, phun sương trong lò hơi…

Việc lựa chọn sử dụng bơm trục vít thủy lực là sự lựa chọn tuyệt vời cho các nhu cầu bơm phun trong hệ thống thủy lực Tuy nhiên, nhược điểm của dòng bơm này là giá thành cao và khó sửa chữa, bảo dưỡng, người sử dụng cần cân nhắc kỹ khi lựa chọn.

PHẦN 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.

Hình 2.1 Cấu tạo của bơm trục vít một trục

Cấu tạo chính của bơm một trục vít gồm: Đầu vào, Đầu ra, Khớp nối, Trục

vít (Rotor), Stato, Thân bơm.

Cổng hút và cổng xả: Cổng hút và cổng xả của bơm trục vít được phân biệt

khi chất lỏng di chuyển chuyển dọc theo trục để đến cổng xả Cổng hút và cổng xả được thiết kể như nhau, nó cũng đủ để giữa chất lỏng lại trong bơm khi bơm dừng Điều này giúp cung cấp một lượng chất lỏng ban đầu cho bơm, để tránh hiện tượng chạy khô Cổng hút phải trong điều kiện chân không cục bộ bởi vì áp suất khác nhau giữa cổng hút và cổng xả.

Hình 2.2 Biểu đồ biểu thị tốc độ ở cổng hút và xả

Khớp nối: Chức năng, nhiệm vụ của khớp nối thủy lực cũng tương tự như

các loại khớp nối cơ khí thông thường khác Nó dùng để kết nối các trục với chi tiết nhằm đảm bảo cho việc truyền tải được liên tục, không bị đứt quãng Đồng thời, giúp cho việc giảm tải trọng động cơ, ngăn ngừa quá tải và điều chỉnh tốc độ hợp lý.

Hình 2.3 Khớp nối

Trục vít (Rotor): Trục vít chủ động là bộ phận quan trọng nhất của bơm trục

vít thủy lực với chức năng tạo chuyển động cho máy bơm, trục bơm chịu ăn mòn tốt và thường xuyên tiếp xúc với chất bơm vì vậy sử dụng vật liệu inox.

Ổ lăn: Trong nhiều loại bơm trục vít, ổ bi (bạc đạn) là bộ phận chịu tải lớn,

với lục hướng tâm và lực dọc trục trong quá trình bơm vận hành Nó còn có nhiệm vụ quan trọng trong việc luôn luôn giữ cân bằng các bộ phận.

Hình 2.4 Ổ lăn

Stato: Stato giữ vai trò là tạo ra từ trường và cơ chế hỗ trợ động cơ Các

cuộn dây quấn stato được nhúng vào lõi thép stato và khi dòng điện chảy qua lõi stato, nó sẽ tạo ra lực điện động cảm ứng để chuyển đổi năng lượng điện Khi động cơ hoạt động, nhiệt phát sinh do tổn thất nội bộ được truyền qua lõi sắt và chiếu từ bề mặt của cơ sở ra không khí xung quanh Vì vậy, người ta thường thiết kế động cơ như tấm tản nhiệt trên bề mặt ngoài của đế để tăng diện tích tản nhiệt.

Hình 2.5 Lõi thép stato

2 1 2 Nguyên lý hoạt động.

Nguyên lý làm việc của bơm một trục vít theo nguyên tắc “đai ốc dẻo” Khi trục vít quay, sự chuyển động của nó tạo với mặt trong vỏ bơm các khoang chứa

lưu chất, lưu chất lúc này đóng vai trò như đai ốc dẻo được đẩy dần từ đầu vào đến đầu ra của bơm.

2 2 Bơm thủy lực trục vít hai trục.2 2 1 Cấu tạo (Thành phần và chức năng).

Cấu tạo chính của bơm hai trục vít gồm: Đầu vào, đầu ra, trục vít chủ động,

trục vít bị động, vỏ bơm, cặp bánh răng ăn khớp.

Hình 2.6 Cấu tạo của bơm trục vít hai trục

Trục vít chủ động:

 Đây là bộ phận làm nhiệm vụ quay của bơm, giúp cho bơm chất lỏng với thể tích không đổi tại bất kỳ điểm quay nào Một bên kết nối với trục truyền động và bên còn lại kết nối với bánh răng điều phối, trục vít chủ động quay với một khe hở được tạo với trục bị động để đẩy chất lỏng di chuyển theo góc quay Một trục vít cơ bản là một trục quay được làm từ thép có khả năng chịu kéo cao Nhiệm vụ chính của bộ phận này trong bơm là truyền động cho trục vít bị động trông qua bánh răng điều phối.

 Chuyên động của trục vít cùng với khe hẹp được tạo với trục bị động giúp tạo ra lực ép Hơn nữa giúp cải thiện tuổi thọ của bơm tránh những trường hợp nhũ tương hóa chất lỏng.

 Được làm từ loại vật liệu hoàn toàn giống với trục chủ động, bộ phận này chuyển động được là nhờ vào những bánh răng phân phối Trục này sẽ chuyển động ngược chiều so với trục chủ động với một khe hở không đổi Điều này giúp giữ chất lỏng bên trong khe hở Khi cả 2 trục vít quay ngược hướng nhau thì nó sẽ không có nhiều thay đổi khẻ hở, nó di chuyển chất lỏng theo góc quay cho đến khi chất lỏng ra ngoài.

 Để đảm bảo cân bằng thủy lực ở trục giữa, cả 2 trục (chủ động và bị động) phải có hướng ngược nhau Điều này có nghĩa là: Nếu trục chủ động là loại ren phải thì trục bị động phải là ren trái và ngược lại Hơn nữa, trong điều kiện lý tưởng trục vít động mất 1/12 đến 1/14 tổng momen của vít chủ động.

Hình 2.7 Trục vít bị động và chủ động

Bánh răng điều phối:

 Với cả 2 trục vít (chủ động và bị động) chuyên động với khe hở rất nhỏ, luôn luôn có những xác suất ăn khớp nhau Sự ăn khớp này có thể làm bào mòn các cạnh của trục vít và dẫn đến giảm áp suất đầu ra một cách đáng kể Nếu không được kiểm tra (bảo trì) nó sẽ làm cho bơm kém hiệu quả về mặt kinh và hoạt đông kém hiệu quả Do đó, bánh răng điều phối được lắp vào trong bơm trục vít để khắc phục những vấn đề nêu trên.

 Bánh răng điều phối về cơ bản nó làm nhiệm vị truyền động từ trục chủ đông sang trục bị động, 2 trục này không phải ăn khớp nhau nên sẽ không dẫn đến hiện tượng mòn trục vít Hơn thế nữa, bộ phận này

cũng đảm bảo cho 2 trục vít không ăn khớp nhau trong trường hợp bơm chạy không tải (chạy khô).

2 2 2 Nguyên lý hoạt động.

Bơm này sẽ hoạt động theo nguyên lý sau: Khi trục vít chủ động của nó quay thì sẽ kéo theo trục vít bị động quay Lúc này nhờ vào bánh răng được lắp ở hai đầu trục vít và việc quay ổn định Lúc 2 trục vít cùng quay thì nó sẽ làm kín và làm cho dòng chất được đẩy từ đầu hút đến đầu xả.

Loại này hay còn gọi là trục vít đôi, có dòng chảy kép và khả năng tự mồi Máy có bốn cấu hình trục chính, bơm sẽ được cân bằng theo trục và lắp hướng tâm Việc này sẽ giúp trục không phụ thuộc vào ổ đỡ lực, tăng tuổi thọ Dòng dầu khi đi vào trong vỏ bơm thì sẽ được chuyển đến các bên của trục chính dòng chảy đôi và sau đó được điều áp để xả chung.

Bên cạnh đó, mô men xoắn của trục truyền động thông qua các bánh răng mà sẽ truyền tới trục dẫn động Nhờ vậy mà trong suốt quá trình hoạt động, nó không có sự tiếp xúc giữa vỏ, trục chính Bơm có thể hút đẩy cả những chất có độ nhớt từ 0,4 cSt đến hơn 10.000 cSt và đảm bảo tốc độ 5.000 m³/h Chưa hết, nó đặc biệt hơn khi có thể chạy khô khi làm rỗng đường ống, bồn chứa hoặc chạy với chất lỏng có áp suất thấp.

2.3.Bơm thuỷ lục trục vít 3 trục.2 3 1 Cấu tạo và chức năng.

Cấu tạo chính bao gồm: đầu vào lưu chất, đầu ra lưu chất, trục vít chủ động,

2 trục vít bị động, bánh răng điều phối và thân bơm.

Hình 2.9 Cấu tạo của bơm trục vít ba trục

Chức năng từng bộ phận thì cũng tương tự như các bộ phận của bơm thuỷ lực 2 trục, chỉ khác là có thêm 1 trục bị động.

2 3 1 Nguyên lý hoạt động.

Tương tự như bơm trục vít 2 trục, khi ta cấp điện vào thì motor quay làm cho trục chủ động quay theo Trục chủ động quay đồng thời làm cho các bánh răng ngoài quay làm cho hai trục bị động quay theo Ba trục vít làm kín mối chất được truyền tải trong khoang chia lưới và đẩy môi chất đến đầu ra liên tục và đồng đều dọc theo trục vít để cung cấp một áp suất ổn định nhất cho hệ thống Khi hệ thống làm việc thì áp suất của môi chất tác dụng lên 2 đầu vào, ra và sinh ra lực đẩy dọc trục.

PHẦN 3: QUY TRÌNH THÁO LẮP VÀ BẢO DƯỠNG.

3 1 Quy trình tháo lắp bơm thuỷ lực trục vít.

Hình 3.1 Các bộ phận của bơm trục vít

Các bước cơ bản để tháo lắp bơm thuỷ lực trục vít như sau:

 Bước 1: Tháo các bulong nắp bảo vệ các bánh răng  Bước 2: Tháo nắp bảo vệ bánh răng.

 Bước 3: Tháo đầu ngàm các vòng bi  Bước 4: Tháo các ổ bi.

 Bước 5: Trục đầu vào ra khỏi motor  Bước 6: Tháo bulong nắp trục đầu vào  Bước 7: Tháo đầu ngàm vòng bi  Bước 8: Tháo ổ bi.

3 2 Một số lỗi thường gặp và cách khắc phục.

Lỗi máy bơm trục vít bị mất áp suất đột ngột

Máy bơm trục vít nếu sử dụng không đúng cách có thể bị mất áp suất đột ngột khi đang sử dụng Đây là lỗi nghiêm trọng nhất của bơm trục vít bởi dòng bơm này hoạt động chủ yếu dựa vào áp suất do stator cung cấp.

Nguyên nhân: Trong Stator có phần cao su giúp làm kín bơm trong quá trình hoạt động, khi phần cao su này mòn đi, trục vít quay sẽ không còn kín như lúc đầu nữa Lúc này tình trạng mất áp suất đột ngột rất dễ xảy ra.

Cách sửa chữa bơm trục vít mất áp suất đột ngột: Thay thế phần cao su khác cho stator này, nếu stator cũ quá có thể thay thế stator để đảm bảo bơm hoạt động hiệu suất cao nhất.

Lỗi máy bơm trục vít bị hỏng phớt.

Phớt là bộ phận quan trọng trong hầu hết các loại máy bơm, phót thường có chức năng làm kín bơm trong quá trình hoạt động Phớt của bơm trục vít thường là phớt tết có nhiều ưu điểm, ít khi hư hỏng và có giá thành cao Tuy nhiên, sau thời gian sử dụng quá dài phớt của bơm trục vít cũng có thể hư hỏng.

Nguyên nhân hỏng phớt: Thường do sử dụng quá lâu phớt bị mòn gây giảm áp suất máy hoặc mất áp suất đột ngột.

Cách sửa chữa bơm trục vít hỏng phớt: Cách dễ dàng đơn giản nhất để khắc phục lỗi hỏng phớt trong bơm trục vít là thay phớt mới.

Ngoài hai lỗi cơ bản trên đây, máy bơm trục vít cũng có thể gặp phải nhiều lỗi khác như tiếng ồn kêu to, nghẽn bơm, máy bơm chảy chậm…những lỗi này thường do việc lựa chọn máy bơm trục vít không phù hợp công suất bơm dẫn đến lưu lượng bơm quá lớn làm bơm bị nghẽn Để sửa chữa bơm trục vít trong trường hợp này chỉ cần giảm bớt lưu lượng bơm hoặc lựa chọn bơm trục vít chính xác từ ban đầu sử dụng.