nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống máy nén khí Đi sâu nghiên cứu các phương pháp tìm hỏng sửa chữa bảo dưỡng, tính toán thay thế các thiết bị

Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực mà ở đó hay xảy ra những vụ nỗ nguy hiểm như các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp cho các chỉ tiết nhựa, chất dẻo hoặc

TRUONG DAI HQC HAI PHONG KHOA DIEN - CO

====o0===

ĐỎ ÁN MÔN HỌC

ĐẺ TÀI: Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống máy nén khí

Đi sâu nghiên cứu các phương pháp tìm hỏng sửa chữa bảo

dưỡng, tính toán thay thế các thiết bị khi có hỏng hóc trên hệ

thống máy nén khí PiHong có công suất 5kw trong quả trình

khai thác, vận hành

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Đoàn Đức Trọng

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Anh Lớp: Điện TĐCN

TRUONG DAI HQC HAI PHONG KHOA DIEN - CO

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Đoàn Đức Trọng

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Anh

MUC LUC MUC LUC

Lời nói dau

Chương I: Tổng quan về máy nén kkhí - c1 2 2211111231115 2111155115181 211 1111 xe 4

1.4.1 Máy nén khí kiểu pít- tông + 1 1 1221 121121111112112111112121111 121 1201 ru 7 1.4.2 Máy nén khí kiểu cánh gạt 5-5 5s 912221111111 1127111211 2111111211121 11 ru § 1.4.3 Máy nén khí kiêu bánh răng- trục vÍt + 2c S112 EE1 1211111127211 etrteg 9 1.4.4 May nén khi kiéu Root ccccccccccccecsesecsesscsessesessescsessssesevsesevsuseeseseesevevsnsesesevesees 10 1.4.5 Máy nén khí kiểu tuabin 2-5 12111 S51111111111111111 11111111 11012101111 ga 10

CHƯƠNG III: TÌM HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THÓNG 5 sec 21

3.1 các lỗi thường gặp phải ở máy nén pitong -2- + s+s+E2E 2111212121212 xee 21

1 Máy nén khí piston tự dựng không hoạt động: - ¿c2 2 c2 2211222 rrrrea 21

2 Máy phát ra tiếng ồn lớn khi hoạt động s2 2E 1211218711122121112 c1 xe 21

4 Máy nén khí không sinh ra được áp lực nén và bị dội ngược qua đường lọc khí: 22

5 Áp lực của máy lên rất chậm do máy có áp suất thấp: -s s2 te 22

6 Máy nén khí không thê khởi động: 2-5 SE EE2E12E8211112711111121211 11 cm te 23

7 Khi máy nén khí bị dừng lại, khí bị rò rỉ qua đường van không tải hoặc là công tắc áp

0 23

8 Nhiệt độ xi lanh máy nén khí lên quá cao - 2 222222 2212222112221 1521 11155111 xe 23

9, Nước bị lẫn ¡90 384ì80:.2i 00007 -.a 23

10 Rơ le bị nhảy do quá nhiệt / rơ le qua tai trong may nén khi 52-555: 24

11 Có âm thanh rít lên đặc biệt khi bạn khởi động máy nén khií - 5s: - 24

3.2 Quy trình vận hành khai thác hệ thống - 5-5221 SEE21E71112212111121211E1E.te 24

3.3 Sửa chữa các sự cô thường gặp 5 St SE E.1121211211 212112211111 ryg 25

KÉT LUẬN

PHỤ LỤC

LOI NOI DAU

Nước ta là một nước đang phát triển, cùng với sự phát triển nền kinh tế thị trường đang hòa nhập với nền kinh tế thế giới, ngành công nghiệp đang thay đôi một cách nhanh chóng và là một trong những ngành chủ đạo trong mục tiêu đưa đất nước trở thành một nước công

nghiệp hoá hiện đại hoá trong tương lai

Công nghệ khí nén được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành của nên kinh tế quốc dân: luyện kim; hoá chất; cơ khí; xây đựng: giao thông vận tải v.v

Đề đáp ứng khí nén cho tất cả các ngành kinh tế thì ngành chế tạo máy nén khí ra doi va

phát triển rất nhanh Nhóm em đã được đèềa tài: Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thông máy nén khí ĐI sâu nghiên cứu các phương pháp tìm hỏng sửa chữa bảo dưỡng, tính toán thay

thé các thiết bị khi có hỏng hóc trên hệ thống máy nén khí Pittong trong quá trình khai thác,

vận hành

Em xin cảm ơn nhà trường cùng khoa Điện cơ đã tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình học tap cua em, em xin cam ơn sự hướng, dẫn nhiệt tình và chu đáo của thay giao Doan Duc Trọng và sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Điện cơ trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, ngoài việc vận dụng kiến thức đã học ở nhà trường, kiến thức trong quá trình thực tập tốt nghiệp và các tài liệu liên quan chắc chắn trong đồ án còn nhiều thiêu sót em mong được sự góp ý và g1up đỡ thêm của quý thây cô

Em xin chân thành cảm ơn thầy cô

Hải Phòng, ngày 20 tháng lÌ năm 2023 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thế Anh

Chương I: Tổng quan về máy nén khí

1.1 Khái quát

1.1.1 Vài nét về sự phát triển

- Ứng dụng khí nén đã có từ thời trước Công Nguyên, tuy nhiên sự phát triển của khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp giữa kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu còn thiêu, cho nên phạm vị ứng dụng của khí nén còn rât hạn chê

- Mãi đến thế kỷ thứ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén mới lần lượt

được phát minh Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện thì vai trò sử dụng năng lượng bằng khí nén bị giảm dẫn Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng bằng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng điện sẽ không an toản Khí nén được sử dụng ở những dụng cụ nhỏ nhưng truyền động với vận tốc lớn như: búa hơi, dụng cụ dập, tán định nhất là các dụng cụ, dé sá kẹp chat trong cac may Sau chiến tranh thế giới thứ hai, việc ứng dụng năng lượng bằng khí nén trong kỹ thuật điều

khiến phát triển khá mạnh mẽ Những dụng cụ, thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng

chế và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau Sự kết hợp khí nén với điện - điện tử sẽ quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai

-Trone lĩnh vực điều khiến: Những năm 50 và 60 của thế ky 20 la piai đọan kỹ thuật tự

động hóa quá trình sản xuất phát triển mạnh mẽ Kỹ thuật điều khiên bằng khí nén được

phát triển rộng rãi và đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Chỉ riêng ở Cộng Hoả Liên Bang Đức đã có 60 hãng chuyên sản xuất các phần tử điều khiến bằng khí nén Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực mà ở đó hay xảy ra những vụ nỗ nguy hiểm như các thiết bị phun sơn, các loại đồ gá kẹp cho các chỉ tiết nhựa, chất dẻo hoặc ở các lĩnh vực sản xuất thiết bị điện tử, vì điều kiện vệ sinh môi trường rất tốt và độ an toàn cao Ngoài ra, hệ thống điều khiển bằng khí nén còn được

sử dụng trong các dây chuyền rửa tự động, tronp các thiết bị vận chuyên và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì và trong công nghiệp hóa chất -Trong hệ thống truyền động :Các dụng cụ, thiết bị máy va đập: Các thiết bị, máy móc

trong lĩnh vực khai thác như: khai thác đá, khai thác than; trong các công trình xây dựng

như: xây dựng ham mo, duong ham

- Truyền động quay: Truyền động động cơ quay với công suất lớn bằng năng lượng khí nén giá thành rất cao Nếu so sánh giá thành tiêu thụ năng lượng của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén và một động cơ điện có cùng công suất, thì giá thành tiêu thụ năng lượng của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén cao hơn 10 đến 15 lần so với động cơ điện Nhưng ngược lại thế tích và trọng lượng nhỏ hơn 30% so với động cơ điện có cùng công suất Những dụng cụ vặn vít, máy khoan, công suất khoảng 3,5 kW, máy mài, công suất khoảng 2,5 kW cũng như những máy mài với công suất nhỏ, nhưng với số vòng quay cao khoảng 100.000 v/ph thì khả năng sử dụng động cơ truyền động bằng khí nén là phù hợp - Truyền động thắng: Vận dụng truyền động bằng áp suất khí nén cho truyền động thẳng trong các dụng cụ, đồ gá kẹp chỉ tiết, trong các thiết bị đóng gói, trong các loại máy gia công gỗ, trong các thiết bị làm lạnh cũng như trong hệ thống phanh hãm của ôtô

1.1.2 Máy nén khí

Máy nén khí là một thiết bị được sử dụng đề nén khí và tăng áp lực của nó Nó hoạt động bằng cách hút không khí từ môi trường xung quanh, sau đó nén và lưu trữ nó trong

một bể chứa hoặc hệ thống ống dẫn Máy nén khí được sử dụng trong nhiều ứng dụng

khác nhau, bao gồm công nghiệp, xây dựng, hệ thống điều hòa không khí, và các hoạt động sửa chữa và bảo dưỡng

1.2 Phân loại

- Theo áp suất:

+ Máy nén khí áp suất thấp p < 15 bar

+ Máy nén khí áp suất cao p >15 bar

+ Máy nén khí áp suất rất cao p > 300 bar

- Theo nguyên lý hoạt động:

+ Máy nén khí theo nguyên lý thay đôi thể tích: Máy nén khí kiêu pít - tông, máy nén khí kiểu cánh sat, máy nén khí kiéu root, máy nén khí kiểu trục vít

+ Máy nén khí tua - bin: Máy nén khí kiểu ly tâm và máy nén khí theo chiều trục 1.3 Câu trúc hệ thống máy nén khí

Máy nén khí bà

Bình trích chứa cho thiết bị,

máy

N

Bình ngưng tụ

(oo an Xa nuoc Dau ra thiét bi °

Designer by TVC

Hinh 1.1: Cau tric hệ thống máy nén khí

1 Máy nén khí: là thiết bị để nén khí từ môi trường xung quanh và đây nó vào hệ

thống khí nén Có nhiều loại máy nén khí, bao gồm máy nén khí piston, máy nén khí trục vít, máy nén khí tự động và máy nén khí ly tâm

2 Bộ lọc khí: loại bỏ các tạp chất trong khí như bụi, dầu và nước Bộ lọc khí thường được bố trí trước khi khí nén được lưu trữ trong bình chứa

3 Bình chứa: lưu trữ khí nén để sử dụng khi cần thiết Bình chứa có thê được làm bằng thép hoặc nhôm và thường được trang bị van an toàn vả van xả

4 Hệ thống ống dẫn khí: dẫn khí nén từ máy nén khí đến các thiết bị sử dụng khí nén, bao gồm van khí nén, bơm khí nén và các thiết bị khác

5 Dau ra thiết bị nối với thiết bị sử dụng khí nén bao gồm các loại động cơ, bơm, đồng hồ đo, máy cắt, máy mài, máy khoan, máy bắn đính và nhiều thiết bị khác Tất cả các thành phần này được kết nối với nhau bằng ống dẫn khí nén để tạo thành một hệ thống khí nén hoàn chỉnh Hệ thống nảy có thé được điều khiển bằng các thiết bị

điều khiển như van điều khiển áp suất và van điều khiển dòng khí để đảm bảo hoạt động

ổn định và hiệu quả

1.4 Nguyên lí hoạt động

1.4.1 Máy nén khí kiểu piston

Chu kì hút Chu kì nén và đây

Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiêu pít- tông | cap

- Máy nén khí kiểu pit- tông một cấp có thê hút được lưu lượng đến 10m3 /phút và áp suất nén từ 6 đến 10 bar Máy nén khí kiểu pít - tông hai cấp có thê nén đến áp suất 15 bar Loại máy nén khí kiểu pít- tông một cấp và hai cấp thích hợp cho hệ thống điều khiến bằng khí nén trong công nghiệp

- Máy nén khí kiêu pít - tông được phân loại theo cấp số nén, loại truyền động và

phương thức làm nguội khí nén Ngoài ra người ta còn phân loai theo vi tri cua pit -

Hình 1.4: Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu cánh gat

- Không khí được hút vào buông hút (trên biểu đỗ p - V tương ứng đoạn d - a) Nhờ rôto

va stato đặt lệch nhau một khoảng lệch tâm e, nên khi rôto quay theo chiều kim đồng

hồ, thì không khí sẽ vào buồng nén (trên biêu đồ p - V tương ứng đoạn a - b) Sau đó khí nén sẽ vào buồng đây (trên biểu đồ p - V tương ứng đoạn b - c)

- Ưu điểm: Máy nén khí kiểu cánh gạt có kết cầu gọn gàng, máy chạy êm, dòng khí nén không bị xung d -Nhược điêm: Máy nén khí kiểu cánh gạt có hiệu suất thấp, khí nén bị nhiễm dầu

1.4.3 Máy nén khí kiểu bánh răng- trục vít

- Máy nén khí kiêu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đôi thẻ tích Thê tích khoảng trống giữa các răng sẽ thay đổi khi trục vít quay Như vậy sẽ tạo ra quá trình hút (thê tích khoảng trông tăng lên), quá trình nén (thể tích khoảng trống nhỏ lại) và cuối cùng

là quá trình đây.

- May nén khi kiéu trục vít gồm có hai trục: trục chính và trục phụ Số răng (số đầu mỗi) của trục xác định thể tích làm việc (hút, nén) Số răng càng lớn, thê tích hút nén của một vòng quay sẽ giảm Số răng (số đầu mỗi) của trục chính và trục phụ không bằng nhau sẽ cho hiệu suất tốt hơn

Hình 1.5: Nguyên lý họat động máy nén khí kiểu trục vít

- Ưu điểm : Khí nén không bị xung, sạch; tuôi thọ vít cao (15.000 đến 40.000 giờ); kết

cầu máy nhỏ gọn, chạy êm

- Nhược điểm :Giá thành cao, tỷ số nén bị hạn chế

1.4.4 Máy nén khí kiểu Root

- Máy nén khí kiểu root gồm có hai hoặc ba cánh quạt Các pít - tông đó được quay đồng bộ bằng bộ truyền động ở ngoài thân máy và trong quá trình quay không tiếp xúc với nhau Như vậy khả năng hút của máy phụ thuộc vào khe hở giữa hai pít - tông, khe

hở giữa phần quay và thân máy

- Máy nén khí kiêu Root tao ra áp suất không phải theo nguyên lý thay đôi thẻ tích, mà

có thể gọi là sự nén từ đòng phía sau Điều đó có nghĩa là: khi rôto quay được 1 vòng thì vẫn chưa tạo được áp suất trong buồng đấy, cho đến khi rôto quay tiếp đến vòng thứ

2, thì đòng lưu lượng đó đây vào dòng lưu lượng thứ 2, với nguyên tắc này tiếng ồn sẽ tăng lên

| Budng hút

Buồng đẩy

Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu Root

1.4.5 Máy nén khí kiểu tuabin

- Là những máy nén khí dòng liên tục, đặc biệt có lưu lượng lớn, gom hai loai doc truc

và hướng tâm Tốc độ dòng chảy của khí rất lớn có thể tăng tốc bằng cách tăng số lượng cảnh turbin

CHƯƠNG lI: TÍNH TOÁN LỰA CHON THIEU BI HE THONG

2.1 Co sé li thuyét

May nén khí chính là thiết bị nguồn của một hệ thống điều khiển khí nén Có 2 loại

máy nén khí chính là máy nén khí trục vít mà máy nén khí piston Tuy nhiên trong các

hệ thống khí nén công nghiệp, người ta thường sử dụng máy nén khí trục vít, máy nén khí piston chỉ được sử dụng trong các hệ thông sản xuat mini, trong cac garage sua chữa

Máy nén khí có nhiệm vụ lấy khí từ ngoài môi trường và tạo áp lực chuyển không khí

đó thành khí nén Đối với các hoạt động sản xuất thực phẩm, người ta thường sử dụng máy nén khí không dầu, với các ngành công nghiệp thông thường, sẽ dùng máy nén khí

cả đầu

2.2 Tính toán lựa chọn thiết bị

Sơ đồ cầu tạo:

11

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo trạm nén khí

Air delivery _Luu lượng khi nén: 840 L/min

Max pressure_ Áp suất làm việc Max : 10 KG/cm2G

Dimension_Kich thudc may: 1640x560 1330 mm

Air Tank Binh chia: 270 L

12

Wieght_Trong luong: 157 Kg

2.2.2 Bau loc khéng khi dau vào cấp 1:

- Cầu tạo như hình vẽ

- Bâu lọc không khí bao gồm : Đề phim loc(1), phim loc(2), nap bao vé 3.Phim loc ché tao bang giấy xốp được xếp lớp theo hình trụ, mục đích của việc xếp lớp là tạo cho bề mặt lọc khí lớn, piảm lực cản khôn khí đi qua phim loc nay, tao điều kiện cho việc nạp không khí vào cấp 1 được dé dàng

Hình 2.2 - Bâu lọc không khí

1 Đai ốc vặn dang tai; 2 mang loc; 3 nap vo bau loc; 4 ti vặn

+ Với bầu lọc đầu vào này có tác dụng ø1ữ lại những hạt bụi chưa trong không khí bao

quanh máy nén, nếu lọc vảo xi lanh sẽ làm mòn rất nhanh thành xi lanh, piston, vòng xec

măng và van Khi xâm nhập vào dâu bôi trơn, chúng ta sẽ làm tăng tốc đô mài mòn trục khuýu và các ô đỡ Khi máy nén làm việc trong không khí bụi mà không có bau loc thi

tuôi thọ của các chị tiết máy giảm ổi nhiêu Vì vậy bâu lọc không khí nảy cũng góp phân

quan trọng trong trạm nén khí

2.2.3 Máy nén khí:

+C4u tao như hình vẽ

13

Hinh 2.3 - May nén khi

1 môtơ điện 2 Bánh đai rãnh chữ

3 dây đai 4 để động cơ

5 dé may 6 vỏ bảo vệ đai

7 bộ phận làm mát sau 8.bau loc không khí

9 ông làm mát trung gian 10 Rơle không chế mức dâu thấp

Máy nén trong trạm nén khí là máy dạng piston hai cấp tác dụng lớn, hai xi lanh bố trí như hình chữ V.Bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu bôi trơn trong hộp các te Làm mát bằng khí đối lưu, khi máy nén hoạt động quạt ø1ó tạo một lưu lượng không khí đối lưu qua máy nén, nhiệt lượng của máy nén được truyền ra ngoài qua những cánh tản nhiệt trên thân máy nén

2.2.4 Thiết bị làm mát trung gian:

14