đề tài cấu tạo nguyên lý hoạt động ứng dụng của một số thiết bị cơ học thông

Nguyên lý hoạt động của bơm pittông tác dụng đơn .... Bơm piston tác dụng đơn - Bơm piston là kiểu bơm sử dụng sự dịch chuyển dao động của trục hoặc piston để tác động lên chất lỏng, thu

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA KHOA H C NG D NG Ọ Ứ Ụ

BÀI BÁO CÁO MÔN H C Ọ

QUÁ TRÌNH VÀ THI T BẾ Ị CƠ HỌ C (MÃ MÔN H C 602034) Ọ

Đề tài: CẤU TẠO NGUYÊN LÝ HO– ẠT ĐỘNG - ỨNG DỤNG

C ỦA MỘ T S THI T B Ố Ế Ị CƠ HỌC THÔNG D NG Ụ

Giảng viên hướng d n: ẫ GVC, Th y Nguy n Quầ ễ ốc Hải

Nhóm sinh viên th c hi n: ự ệ Nguyễn Thị Hoài Thi - 62000241

Lê Th B o Trân ị ả - 62000658 Nguy n Th ễ ị Anh Phương - 62000866 Nguy n Võ Hoàng Tân ễ - 62000889 Nguy n Th Ti u Y n ễ ị ể ế - 62000953

1

BÁO CÁO MÔN H C QUÁ TRÌNH VÀ THI T B Ọ Ế Ị CƠ HỌC

CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG - NG DỨ ỤNG C A MỦ ỘT SỐ

THIẾT BỊ CƠ HỌC THÔNG DỤNG

BẢNG PHÂN CÔNG NHI M V CHO CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHÓM Ệ ỤSTT Họ và tên sinh viên MSSV Nhiệm vụ được phân

công

Ghi chú

1 Nguyễn Th Hoài Thi ị 62000241 Bơm piston tác dụng đơn

2 Trịnh Thu Phương 62000635 Bơm piston tác dụng kép

3 Lê Th B o Trân ị ả 62000658 Bơm ly tâm

4 Nguyễn Th ị Anh Phương 62000866 Bơm cánh nâng

5 Nguyễn Võ Hoàng Tân 62000889 Bơm bánh răng

6 Nguyễn Th Ti u Y n ị ể ế 62000953 Máy nén piston m t c p ộ ấ

7 Hà Th Kim ị 62100021 Máy nén piston hai c p ấ

8 Huỳnh Văn Hậu 62100073 Máy nghi n tr c ề ụ

9 Trần Đỗ Huê 62100145 Máy nghi n búa ề

10 Huỳnh Th ị Nghĩa 62100164 Máy nghi n bi ề

2

Mục lục

1 Bơm piston tác dụng đơn 5

1.1 C u tấ ạo bơm pittông tác dụng đơn 5

1.2 Nguyên lý hoạt động của bơm pittông tác dụng đơn 6

1.3 Ưu nhược điể- m của bơm piston tác dụng đơn 7

1.4 Ph m vi ng d ng cạ ứ ụ ủa bơm piston tác dụng đơn 7

2 Bơm piston tác dụng kép 8

2.1 C u t o : 8 ấ ạ 2.2 Nguyên lý hoạt động : 9

2.3 Ưu nhược điể- m của bơm piston tác d ng kép: 9 ụ 2.4 Ph m vi ng d ng hoạ ứ ụ ạt động: 10

3 Bơm ly tâm 10

3.1 C u t o cấ ạ ủa máy bơm ly tâm 10

3.1.1 Bánh công tác 11

3.1.2 Trục bơm 11

3.1.3 Ống x và bu ng xo n c 11 ả ồ ắ ố 3.1.4 Đầu hút nước và van điều ti t 11 ế 3.1.5 Vỏ máy bơm 11

3.2 Một số loại máy bơm ly tâm 12

3.2.1 Máy bơm ly tâm trục ngang 12

3.2.2 Máy bơm ly tâm trục đứng 12

3.3 Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm 12

3.5 Ưu nhược điể- m của bơm ly tâm 13

4 Bơm cánh nâng 14

4.1 C u tấ ạo bơm cánh nâng 14

4.1.1 C u tấ ạo bơm cánh nâng đơn 14

3

4.1.2 C u tấ ạo bơm cánh nâng kép 15

4.2 Nguyên lý hoạt động của bơm cánh nâng 16

4.2.1 Nguyên lý hoạt động của bơm cánh nâng đơn 16

4.2.2 Nguyên lý làm vi c cệ ủa bơm cánh nâng kép: 16

4.3 Ưu nhược điể - m của bơm cánh nâng 17

4.4 Ứng d ng 17 ụ 5 Bơm bánh răng 18

5.1 C u t o c a ấ ạ ủ bơm bánh răng 18

5.2 Nguyên lý hoạt động bơm bánh răng 19

5.3 Ưu nhược điể - m c a ủ bơm bánh răng 20

5.4 Ứng d ng ụ bơm bánh răng 21

6 Máy nén piston m t c p 22 ộ ấ 6.1 C u t o 22 ấ ạ 6.2 Nguyên lý hoạt động 23

6.3 Ưu nhược điể- m c a máy nén piston m t c p 25 ủ ộ ấ 6.4 Ứng dụng của máy nén khí piston 1 cấp 26

7 Máy nén piston hai c p 26 ấ 7 26

7.1 C u t o: 26 ấ ạ 7.2 Nguyên lý hoạt động: 27

7.3 Ưu – nhược điểm c a máy nén piston hai c p: 27 ủ ấ 7.4 Ph m vi ng d ng hoạ ứ ụ ạt động: 27

8 Máy nghi n tr c 28 ề ụ 8.1 C u t o máy nghi n tr c: 28 ấ ạ ề ụ 8.2 Nguyên lý hoạt động: 29

10 Máy nghi n bi 34 ề10.1 C u t o c a máy nghi n bi: 34 ấ ạ ủ ề10.2 Nguyên lý hoạt động c a máy nghi n bi 36 ủ ề10.3 Ưu nhược điể- m c a máy nghi n bi 37 ủ ề10.4 Ph m vi ng d ng hoạ ứ ụ ạt động 37 TÀI LIỆU THAM KH O 39 Ả

5

1 Bơm piston tác dụng đơn

- Bơm piston là kiểu bơm sử dụng sự dịch chuyển dao động của trục hoặc piston

để tác động lên chất lỏng, thuộc nhóm bơm thể tích - một trong những kiểu bơm truyền thống được thế ới s d gi ử ụng t r t s m ừ ấ ớ

Điểm đặc trưng của kiểu bơm này là áp suất cao và tốc đ dòng chảy l n ộ ớ

- Theo cách làm việc, bơm chia thành: bơm tác dụng đơn, bơm tác dụng kép, tác dụng ba hay bốn,…

- Bơm piston tác dụng đơn có hai loại chính: loại nằm ngang và loại thẳng đứng Ngoài ra còn có bơm nhúng chìm và bơm màng

Hình 1.1: Bơm nhúng chìm Hình 1.2: Bơm màng

1.1 Cấu tạo bơm pittông tác dụng đơn

Hình 1.3: bơm piston tác dụng đơn loại thẳng đứng

6

- Ống hút : N i hình tr v i bình ch a, mố ụ ớ ứ ột đầu của nó với hình tr ụ và đầu kia chìm trong nước M t van ph ng và mộ ẳ ột bình đặt dưới nó

- Xi lanh: Trong xi lanh này, một piston quay qua lại để nước dâng lên t ừbình ch a nh áp su t ứ ờ ấ

- Đường ng dố ẫn nước: Nước từ xi lanh được dẫn đến bằng đường ống này

- Van hút: được lắp đặt giữa xi lanh mộ ống hút cho phép nước đi vào xi t lanh t b chừ ể ứa nhưng ngăn không cho nước quay tr l i tở ạ ừ ống hút xi lanh

- Van phân phối: Xi lanh này được lắp đặt gi a mữ ột đường ng phân ph i ố ốCho phép nước đi qua xi lanh vào ống phân phối nhưng không cho phép nước quay trở l i ạ

1.2 Nguyên lý hoạt động của bơm pittông tác dụng đơn

Hình 1.4: Nguyên lý hoạ ột đ ng của bơm piston tác dụng đơn

- Bơm pittông hoạt động dựa trên nguyên lý: Thay đổi thể tích, nghĩa là, quá trình hút ch t l ng th y lấ ỏ ủ ực hay đẩy lưu chất đều ph thu c vào sụ ộ ự thay đổi thể tích công tác trong bơm Nó được thực hiện nh vào các piston chuyờ ển động tịnh tiến qua l i bên trong xi lanh ạ ở

- Bơm piston tác dụng đơn có hoạt động không quá phức tạp khi trong 1 chu kỳ quay nó ch thỉ ực hiện 1 l n hút - y ch t l ng Tầ đẩ ấ ỏ rong bơm có hai van, một van hút và một van đẩy Sau m i vòng quay cỗ ủa trục thì piston chuyển động một lượng sang ph i và mả ột lượt sang trái:

7

- Van hút: Nhờ được truyền lực từ bên ngoài theo chiều kim đồng hồ mà trục quay của bơm quay Nó kéo theo piston di chuyển xuống dưới trong xi lanh, tạo chân không t i bu ng van và xi lanh Van hút s m ạ ồ ẽ ở ra để lưu chất đi vào xi lanh và buồng van

- Van đẩy: Tr c quay cụ ủa bơm sẽ quay theo chiều kim đồng h , các piston ồtrong bơm sẽ chuyển động t nh tiị ến theo chiều đi lên để ép lưu chất trong xi lanh và buồng Van đẩy mở cửa và van hút đóng lại Piston lại tiếp tục di chuyển để đẩy lưu chất ra ngoài thông qua cửa đẩy

- Ở bơm nhúng chìm: Van đẩy được bố trí ngay trên piston Khi piston chuyển động lên phía trên, chất lỏng từ bể chứa qua van hút vào xi lanh, đồng thời khối ch t lấ ỏng n m trên piston ằ được đẩy vào ống đẩy Khi piston chuy n xu ng phía ể ốdưới, van hút đóng và van đẩy m , chất lở ỏng bên dưới piston đi lên phần trên piston Link video mô ph ng nguyên lý hoỏ ạt động:

https://www.youtube.com/watch?v=Gfz_lOGV9zk

1.3 Ưu - nhược điểm của bơm piston tác dụng đơn

- Ưu điểm:

Chỉ có 1 van đẩy và một van hút nên khả năng hư hỏng ít hơn và

dễ sửa chữa hơn so với bơm piston tác d ng kép ụ

Chi phí rẽ hơn so với bơm piston tác d ng kép ụ

Nhỏ gọn hơn và dễ ận hành hơn so với bơm v piston tác d ng kép ụ

1.4 Ph ạm vi ng d ng cứ ụ ủa bơm piston tác dụng đơn

Bơm piston tác dụng đơn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, ngành nghề như trong công nghiệp như: khai thác khoáng s n, d u khí, s n xu t thép, dùng ả ầ ả ấtrong h th ng th y l c cệ ố ủ ự ủa các xe cẩu, trong xây d ng, trong hóa chự ất và dược phẩm,

Hình 2.1: Bơm tác dụng kép

Hình 2.2: Bơm piston tác động kép

9

2.2 Nguyên lý hoạt động :

- Khi piston bên trong xi lanh bơm dịch chuyển về bên trái thì cũng là lúc buồng bên trái th c hiự ện quá trình đẩy và bu ng bên ph i s thồ ả ẽ ực hiện hút

- Khi piston di chuy n v bên ph i thì bu ng bên ph i s th c hi n quá trình hút ể ề ả ồ ả ẽ ự ệ

và bu ng bên ph i s thồ ả ẽ ực hiện đẩy Bơm piston kép là trong 1 chu kỳ quay bơm thực hiện 2 quá trình đẩy-hút

- Lưu lượng lý thuyết của bơm này tính theo công thức :

Ql = (2𝐹 − 𝑓).𝑆.𝑛60 ; (m /s) 3

- Trong đó:

F, f lần lượt là : Diện tích tiết diện ngang trong của xi-lanh, diện tích

tiết di n ngang cệ ủa cần piston (m ) 2

S : Quãng đường c a piston (m) ủ

n : Vòng quay tr c chính ( vòng/ phút) ụ

- Chất lỏng được đẩy vào ống đẩy trong c hai kho ng ch y c a piston Ta l p ả ả ạ ủ ậđược biểu đồ cung cấp chất lỏng của bơm tác dụng kép gồm hai đường cong hình sin cạnh nhau ng v i góc quay b ng 180 , vì ứ ớ ằ 0 ảnh hưởng c a cán piston nên th tích ch t ủ ể ấlỏng được đẩy ra khỏi buồng xi-lanh (nơi có cán piston chuyển động qua lại) nhỏ hơn lượng chất lỏng đẩy ra khỏi buồng kia (nơi không có cán piston qua lại)

Link video mô ph ng hoỏ ạt động:

Có t i 4 van (là b ph n d h ng nhớ ộ ậ ễ ỏ ất trong bơm)

Loại bơm này có chiều dài lớn, lực ép của piston lên hai phía khác nhau, hộp chèn kín phức tạp và hay hỏng

Chi phí đắt hơn so với tác dụng đơn

10

2.4 Ph ạm vi ng d ng hoứ ụ ạt động:

Piston tác dụng kép đượ ức ng d ng trong nhà máy luy n thép, s n xu t xi- ụ ệ ả ấmăng, xử lý rác thải, chế biến gỗ, sản xuất giấy, cơ khí chế tạo, sản xuất vật liệu xây dựng,…

3 Bơm ly tâm

- Bơm ly tâm thực chất là một loại bơm công nghiệp thủy lực cánh dẫn, hoạt động trên nguyên tắc của lực ly tâm, năng lượng thủy động của dòng chảy nhờ cánh quạt cơ năng của máy

- Theo đó, nước được đem vào tâm quay của cánh bơm và nhờ lực ly tâm đẩy văng

ra mép cánh bơm Sự phối hợp giữa các yếu tố như: lưu lượng, áp suất, tần suất trọng lực cùng với trọng lượng riêng của chất lỏng tạo thành động năng khiến nước chuyển động

3.1 Cấu t o cạ ủa máy bơm ly tâm

Hình 3.1: C u tấ ạo máy bơm li tâmMột máy bơm ly tâm có cấu tạo khá đơn giản, chúng bao g m các b ph n chính: ồ ộ ậ

11

3.1.1 Bánh công tác

- Được k t c u v i 3 kiế ấ ớ ểu chính đó là: cánh mở hoàn toàn, cánh m m t ph n và ở ộ ầcánh kín Bánh công tác là b phộ ận đượ ắc l p trên tr c cụ ủa bơm cùng các chi tiết khác

cố nh v i trđị ớ ục tạo nên ph n quay cầ ủa bơm gọi là roto

- Bánh công tác được đúc bằng chất liệu gang hoặc thép theo phương pháp đúc chính xác Các b mề ặt đĩa là cánh dẫn và đĩa bánh công tác cần đảm bảo độ nhẵn tương đối cao (tam giác 3 đến 6) để giảm tổn thất Bánh công tác và roto của máy bơm nước

đều phải đư c cân bằng tĩnh và cân bằng động để khi làm việc chúng không cọ xát vào ợthân bơm

3.1.2 Tr c bơm ụ

Trục bơm máy bơm nước ly tâm là b phộ ận được chế t o b ng thép h p kim cho ạ ằ ợ

độ bền cao, chống ăn mòn hiệu quả Thiết b ị được lắp với bánh công tác thông qua các mối ghép then

3.1.3 Ống xả và buồng xoắn ốc

Các b phộ ận này còn được coi là b phộ ận hướng ra phía của bơm ly tâm, thường được đúc từ chất liệu gang và có hình dạng tương đối phức tạp

3.1.4 Đầu hút nước và van điều ti ết

Đây còn gọi là bộ phận về phía được đúc bằng gang, tôn hàn hoặc cao su có tác dụng hướng nước vào máy bơm

12

3.2 Một số loại máy bơm ly tâm

Trên thị trường hiện có hai loại máy bơm ly tâm chủ yếu là bơm ly tâm trục đứng, bơm ly tâm trục ngang Cả hai loại bơm nước này đều dễ dàng sử dụng, điều chỉnh lưu lượng nước đơn giản và dễ dàng kết nối với động cơ cao tốc mà không cần đến hộp giảm tốc

3.2.1 Máy bơm ly tâm trục ngang

- Bơm ly tâm trục ngang được đánh giá là thiết b hoàn h o cho h thị ả ệ ống máy bơm nước sạch, hệ thống làm mát, hệ thống điều hòa không khí ở tháp giải nhiệt, cấp và xử

lý nước, trạm bơm tăng áp,

- Hầu h t, mế ỗi gia đình đều s h u m t chiở ữ ộ ếc bơm trục ngang để bơm hút nước cung cấp cho sinh ho t hàng ngày ạ

- Phần tr c cụ ủa máy được thi t k ki u nế ế ể ằm ngang và cũng có các bộ ph n giậ ống như các loại máy bơm nước ly tâm khác Bên cạnh đó, máy cho hoạt động rất êm ái, có chế độ t ng t khi quá nhiự ắ ệt, đảm b o s thoả ự ải mái và an toàn Đồng thời h n ch phát ạ ếsinh th i gian và chi phí b o trì s n ph m trong quá trình s d ng ờ ả ả ẩ ử ụ

3.2.2 Máy bơm ly tâm trục đứng

- Bơm ly tâm trục đứng là thiết bị được ứng dụng nhiều trong các công trình xây dựng, bơm nước tưới tiêu trồng trọt vùng đồi núi, bơm nước sinh hoạt cho các chung

cư cao tầng hay trong s n xu t công nghi p v i c t áp cao trong khoả ấ ệ ớ ộ ảng 250m Đây sản phẩm được lựa chọn hàng đầu khi cần bơm nước lên các vị trí cao

- Điểm khác bi t c a lo i này so vệ ủ ạ ới máy bơm ly tâm trục ngang đó là phần thiết

kế động cơ nằm trên đỉnh của máy, hoạt động tản nhiệt tốt hơn, thoáng gió và tránh được các r i ro về ẩm hay rò r nguủ ỉ ồn nướ ừ máy bơm c t

3.3 Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm

- Mặc dù được chia thành hai loại trục bơm khác nhau nhưng về cơ bản loại nào cũng cần m i ch t lồ ấ ỏng cho máy trước khi hoạt động, đây là quá trình làm cho thân bơm chứa ch t l ng cấ ỏ ần bơm

- Nguyên lý bơm ly tâm tương đối dễ hiểu: Khi máy được kích hoạt, phần bánh công tác s quay làm nh ng ch t lẽ ữ ấ ỏng phía trong công tác văng ra phía ngoài nhờ vào tác d ng ly tâm Lúc này, ch t l ng s theo m t s máng d n chụ ấ ỏ ẽ ộ ố ẫ ảy đầ ốy ng áp su t ở ấcao Và đây chính là quá trình đẩy của bơm

29

8.2 Nguyên lý hoạt động:

- Nguyên lý làm việc của máy nghi n tr c là cho s n ph m c n nghiề ụ ả ẩ ầ ền đi qua khe

hở gi a 2 tr c nghi n Hai tr c nghi n hình trữ ụ ề ụ ề ụ, đặ ằt n m ngang, có b mề ặt r t c ng, trên ấ ứ

bề m t có thặ ể trơn hoặc được gia công tùy theo nguyên liệu được nghiền

- Ðối v i s n ph m nghi n thô, trên b m t tr c có x ớ ả ẩ ề ề ặ ụ ẻ rãnh để đưa nguyên liệu vào

dễ hơn Trường h p c n nghi n th t m n, b m t tr c ợ ầ ề ậ ị ề ặ ụ thường trơn

- Nguyên liệu khi đi qua khe hở ữ gi a 2 tr c s bụ ẽ ị ép, kích thước nh l i Ð i v i ỏ ạ ố ớquá trình nghi n th t m n, nhi u khi nguyênli u c n nghi n u t Ð ề ậ ị ề ệ ầ ề ớ ể đảm bảo kích thước hạt sau khi nghi n, có th nghi n nhi u l n b ng cách hề ể ề ề ầ ằ ồi lưu lạ ải s n ph m nghi n hay ẩ ềnghiền qua nhi u máy liên t c ề ụ

- Bộ ph n thoát t i là h thậ ả ệ ống lò xo ép 2 tr c nghi n vụ ề ới nhau Khi v t c ng qua ậ ứkhe hở máy nghi n hay khi v t li u qua quá nhi u, b ph n thoát t i làm viề ậ ệ ề ộ ậ ả ệc, khi đó hệ thống lò xo bị ép l i, khe hạ ở lớn ra và v t c ng ậ ứ đi qua dễ dàng mà không làm hư máy

- Ðối v i các máy nghi n m n không có b ph n thoát t i (ch có nghi n thô và ớ ề ị ộ ậ ả ỉ ở ềtrung bình)

Hình 8.3: Hình vẽ mô tả cách hoạt động c a máy nghi n tr c ủ ề ụ

Cấu tạo đơn giản

Làm vi c tin c y, hoệ ậ ạt động êm ái

Dễ dàng v n hành và v sinh ậ ệ

Tiêu hao năng lượng ít

Giá cả phải chăng

- Nhược điểm:

Năng suất th p ấ

Mức độ nghi n và chề ất lượng s n ph m không cao do ch a nhi u h t d t ả ẩ ứ ề ạ ẹ

và h t thanh, nh t là khi n p liạ ấ ạ ệu không đều Độ ề b n của đá đem nghiền b h n ch ị ạ ế

31

- Máy còn được ứng dụng trong khai thác đất đá, quặng Ví dụ máy nghiền cát trục đứng

9 Máy nghi n búa ề

Máy nghi n búa là 1 lo i máy nghiề ạ ền thô, lý tưởng cho các v t li u h n h p ậ ệ ỗ ợChúng có th nghiể ền đất sét, b i b n ho c kim lo i tr n vụ ẩ ặ ạ ộ ới đá Ngoài ra, chúng còn có thể nghi n nát các v t li u cề ậ ệ ứng nhưng chủ ế yu v n là các loẫ ại đá từ ềm đế m n trung bình Tùy theo quy mô và công ngh mà máy nghi n búa có thệ ề ể đượ ử ụng như loạc s d i máy nghiền sơ cấp, th c p hoứ ấ ặc thậm chí là máy nghi n b c ba ề ậ

9.1 C ấu t o chung cạ ủa máy nghi n búa: ề

Máy nghiền búa được dùng để nghi n v t liề ậ ệu có độ ẩm không quá 15% Nó có cấu t o g m vạ ồ ỏ (1) ằ b ng gang hay thép Trên tr c quay n m ngang ụ ằ (5) có lắp đĩa (2) Trên đĩa gắn các búa (3); búa có thể lắp cứng hay lắp động, được làm bằng thép cứng Khi trục quay, búa đập m nh vào v t li u làm v nh ra V t li u sau khi nghiạ ậ ệ ỡ ỏ ậ ệ ền đưa qua lưới sàng (6) để phân loại Sàng có thể điều chỉnh kích thước lỗ theo độ nghiền

Hình 9.2: Hình nh m t máy nghi n ả ộ ềbúa trong thực tế

Hình 9.1: Các quá trình TB trong

CNHC&TP c a GS.TS.Nguy n Bin (T p 2) ủ ễ ậ