tiểu luận về ứng dụng điện khí nén

LỜI MỞ ĐẦU Những năm 50 và 60 của thế kỉ 20 là giai đoạn kỹ thuật tự động hoá quá trình sản xuất phát triển mạnh mẽ. Kỹ thuật điều khiển bằng khí nén được phát triển rộng rãi và đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Cùng sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hoá , ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển khí nén sử dụng trong máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ, phương tiện vận chuyển, máy dập, máy xây dựng, máy ép phun, máy bay, máy y khoa, dây chuyền chế biến thực phẩm,…do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác, công xuất lớn với kích thước nhỏ gọn và lắp đặt dẽ dàng ở những không gian chật hẹp so với các thiết bị truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện. Trong quá trình làm bài tiểu luận này, chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp của Thầy. Chúng em xin chân thành cảm ơn.

LỜI MỞ ĐẦU Những năm 50 và 60 của thế kỉ 20 là giai đoạn kỹ thuật tự động hoá quá trình sản xuất phát triển mạnh mẽ. Kỹ thuật điều khiển bằng khí nén được phát triển rộng rãi và đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Cùng sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hoá , ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển khí nén sử dụng trong máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ, phương tiện vận chuyển, máy dập, máy xây dựng, máy ép phun, máy bay, máy y khoa, dây chuyền chế biến thực phẩm,… do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác, công xuất lớn với kích thước nhỏ gọn và lắp đặt dẽ dàng ở những không gian chật hẹp so với các thiết bị truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện. Trong quá trình làm bài tiểu luận này, chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp của Thầy. Chúng em xin chân thành cảm ơn. Vũng Tàu, ngày 26/04/2011 Sinh viên : Huỳnh Thanh Vân PhạmQuang Tuyến MỤC LỤC Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT Trang LỜI MỞ ĐẦU 2 MỤC LỤC 3 I. Các ứng dụng điện khí nén 4 1) Ưu điểm 4 2) Nhược điểm 5 II. Các thiết bị điện khí nén 5 1) Máy nén khí kiểu piston 5 2) Máy nén khí kiểu trục vít 6 3) Máy nén khí ly tâm 8 4) Máy nén Scroll (xoắn ốc) 13 III. Thông số kỹ thuật của một vài thiết bị điện khí nén 15 1) Hitachi OSP – 37S5AI 15 2) Hitachi OSP – 75S5AI 16 3) Hitachi OSP – 15U5AI 17 4) Hitachi OSP – 55U5AI 18 5) Hitachi DSP – 15A51 không dầu 19 6) Mitsuiseiki Z155A 20 7) Máy nén khí piston cao áp KA-3 21 8) Máy nén khí piston thấp áp KA-4 22 9) Máy nén khí piston không dầu 0.75OP-9.5GS5A 23 10) Máy nén khí Scroll(xoắn ốc) SRL- 2.2DMA5………………24 SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT I. Các ứng dụng khí nén : Hệ thống điều khiển khí nén được sử dụng rộng rãi ở những lĩnh vực mà ở đó vấn đề nguy hiểm hay xảy ra các cháy nổ như: các đồ gá kẹp các chi tiết nhựa, máy gia công gỗ, chất dẻo; hoặc được sử dụng trong nghành cơ khí như cấp phôi gia công; hoặc trong môi trường vệ sinh sạch như công nghệ sản xuất các thiết bị điện tử. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây truyền sản xuất thực phẩm như: rửa bao bì tự động, chiết nước vô chai, thiết bị mạ điện,…; trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của băng tải, thang máy công nghiệp,thiết bị lò hơi, đóng gói, bao bì, in ấn, phân loại sản phẩm và trong công nghiệp hoá chất, y khoa và sinh học,…; truyền động quay, truyền động xilanh, động cơ quay với công suất lớn bằng năng lượng khí nén. Tay máy gắp sản phẩm bằng khí nén Khuôn tạo dè xe máy Phân loại sản phầm Đóng gói sản phẩm 1) Ưu điểm: • Bảo dưỡng, sửa chữa, tổ chức kỹ thuật đơn giản, thuận tiện. • Không yêu cầu cao đặc tính kỹ thuật của nguồn năng lượng : 3 – 8 bar. • Khả năng quá tải lớn của động cơ khí. • Độ tin cậy khá cao, ít trục trặc kỹ thuật, tuổi thọ lớn. • Truyền tải năng lượng xa vì độ nhớt động học khí nén nhỏ và tổn thất áp xuất trên đường dẫn ít. • Do trọng lượng các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén nhỏ, khả năng dãn nở của áp suất khí lớn nên truyền động có thể đạt được vận tốc rất cao. SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT • Hệ thống khí nén sạch sẽ, dù cho có sự rò rỉ không khí nén ở hệ thống ống dẫn, do đó không tồn tại mối đe doạ bị nhiễm bẩn. • Các thành phần vận hành trong hệ thống có cấu tạo đơn giản và giá thành không đắt. 2) Nhược điểm: • Thời gian đáp ứng chậm so với điện tử. • Khả năng lập trình kém, chỉ điều khiển theo chương trình có sẵn. • Lực truyền tải trọng thấp, dòng khí nén thoát ra ở đường dẫn gây tiếng ồn. • Không điều khiển được quá trình trung gian giữa 2 đường. • Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi theo, bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn. II. Các thiết bị điện khí nén 1) Máy nén khí kiểu piston a. Cấu tạo SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT b. Nguyên lí hoạt động Ở kì nạp, chân không được tạo lập phía trên piston, do đó không khí được đẩy vào buồng nén thông qua van hút. Van này mở tự động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề mặt piston. Khi piston đi xuống tới “điểm chếch dưới” và bắt đầu đi lên. Không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới nên van hút đóng lại và quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất trong buồng nén tăng tới một mức nào đó sẽ làm cho van xả mở ra, khí nén sẽ thoát ra van hút để đi vào hệ thống khí nén. *Cả 2 van xả và hút thường có lò xo và đóng mở tự động do sự chênh lệch áp suất ở mỗi phía của mỗi van. *Sau khi piston lên đến “điểm chết trên” và bắt đầu đi xuống trở lại, van xả đóng và 1 chu trình khí nén mới bắt đầu. 2) Máy nén khí kiểu trục vít a. Cấu tạo Máy nén khi trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Máy nén khí trục vít gồm có hai trục. Trục chính và trục phụ. Loại máy nén khí này có một vỏ đặt biệt bao boc quanh hai trục vít quay, 1 lồi 1 lõm. Các răng của hai trục vít ăn khớp với nhau và số răng trục vít lồi ít hơn trục vít lõm 1 đến 2 răng. Hai trục vít phải quay đồng bộ với nhau, giữa các trục vít và vỏ bọc có khe hở rất nhỏ. SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT b. Nguyên lí hoạt động SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT Khi các trục vít quay nhanh, không khí được hút vào bên trong vỏ thông qua cửa hút và đi vào buồng khí ở giữa các trục vít và ở đó không khí được nén giữa các răng khi buồn khí nhỏ lại, sao đó khí nén đi tới cửa xả. Cả cửa hút và cửa xả sẽ được đóng hoặc được mở tự động khi các trục vít quay hoặc không che các cửa, Ở cửa xả của máy nén khí có lắp một van một chiều để ngăn các trục vít tự quay khi quá trình nén đã ngừng. Nguyên lí hoạt động Đường đi của khí nén trục vít SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT 3) Máy nén khí ly tâm a. Cấu tạo Máy nén ly tâm loại thân hai nửa theo phương ngang SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT Máy nén ly tâm loại có bích theo phương đứng (Vertically Split Case) Vỏ máy là chi tiết có cấu tạo phức tạp, có khối lượng lớn, là giá đỡ cho các chi tiết khác. Trong vỏ máy có các ổ trục để đỡ các trục máy, có các áo nước để dẫn nước làm mát, có các khoang để dẫn khí. Vỏ máy được chế tạo thành 2 nửa để thuận tiện cho việc tháo lắp, tuy nhiên cũng có loại vỏ máy được chế tạo liền khối. Vỏ máy thường được chế tạo bằng gang xám hay bằng gang hợp kim. Trục để lắp các bánh công tác lên đó nhận truyền động từ động cơ dẫn động, quay với vận tốc cao để thực hiện quá trình nén khí. Trục máy được lắp vào các các ổ đỡ trên vỏ máy. Trục máy được chế tạo bằng thép hợp kim. Bánh công tắc được lắp trên trục máy quay theo trục máy để làm biến đổi động năng chất khí, thực hiện quá trình nén khí, trên bánh công tắc có các bánh cong. Có 3 loại bánh công tắc, bánh công tắc hở, bánh công tắc nửa hở, bánh công tắc kín. SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT Màng ngăn là một tấm kim loại đặt sát với bánh công tắc, đóng vai trò dẫn hướng dòng khí đi từ cửa xả của cấp nén này tới cửa nạp của cấp nén kế tiếp, màng ngăn được chế tạo bằng gang hoặc thép hợp kim. Màng ngăn được gắn với vỏ và không quay theo trục máy. Đệm kín khuất khúc: vì vách ngăn không quay theo trục máy, do vậy giữa chúng phải có một khe hở. Để tránh hiện tượng lọt khí nén ngược lại cửa nạp qua khe hở này người ta dùng vòng đệm kín khuất khúc. Vòng có dạng răng cưa, các răng này không chạm vào trục, để tránh làm hư hỏng trục khi chạm phải, vòng được làm bằng kim loại mềm, giữa các răng hình thành không gian, khí nén lọt vào không gian này chúng sẽ đổi hướng và chậm lại nhờ đó mà hạn chế được sự rò rỉ khí nén sang cửa nạp. Loại này không ngăn được hoàn toàn sự lọt khí do vậy chỉ dùng ở những nơi có áp suất thấp. Cũng có máy nén khí dùng loại vòng đệm này để làm kín giữa trục máy và vỏ máy để hạn chế sự lọt khí ra bên ngoài. Nếu máy nén khí độc hại thì cần có rãnh để gom khí rò rỉ ra để dẫn tới một nơi an toàn. Đệm màng mỏng :để làm kín những máy nén khí có áp suất cao, người ta dùng đệm màng lỏng. Các bộ phận chính gồm ống lót trong và ống lót ngoài không quay theo trục và có một khe hở với trục. Khi trục quay, dầu sẽ đi vào khe hở để làm kín không cho khí nén lọt ra ngoài. Loại đệm này ngăn sự lọt khí tốt nhất, tuy nhiên phải có một hệ thống dầu cao áp liên tục, dẩu phải cực sạch. Dầu sau khi nhiễm bẩn phải được thu hồi để làm sạch và làm nguội. Nếu áp suất dầu trong hệ thống này giảm đi, chứng tỏ đệm làm kín đã giảm hiệu quả làm kín (do mài mòn). SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân [...]... Máy nén khí Mitsuiseiki Model Z155A Công suất 22kw Lưu lượng khí nén 3.6m3/min Áp suất làm việc 0.69 Mpa Điện áp sử dụng 380V/3Ph/50Hz Chủng loại máy Máy nén khí không dầu Lĩnh vực sử dụng Sử dụng trong các ngành công nghiệp,thự phẩm.y tế Thời gian bảo hành 12 tháng Hãng sản xuất Mitsuiseiki 7) Máy nén khí piston cao áp KA-3 SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén. .. việc 0.69 Mpa Điện áp sử dụng 380V/3Ph/50Hz Chủng loại máy Máy nén khí có dầu Lĩnh vực sử dụng Sử dụng trong các ngành công nghiệp Thời gian bảo hành 12 tháng Hãng sản xuất Hitachi 3) Hitachi OSP-15U5AI SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Trường Đại Học BR-VT Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Thông số kỹ thuật : Loại Máy nén khí Hitachi Model OSP-15U5AI Công suất 15 Kw Lưu lượng khí nén 2.1 m3/min... thuật : Loại Máy nén khí Hitachi Model DSP-15A5I Công suất 15 Kw Lưu lượng khí nén 2.1 m3/min Áp suất làm việc 0.69 Mpa Điện áp sử dụng 380V/3Ph/50Hz Chủng loại máy Máy nén khí trục vít loại không dầu Lĩnh vực sử dụng Sử dụng trong các ngành công nghiệp,thực phẩm,y tế Thời gian bảo hành 12 tháng Hãng sản xuất Hitachi SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại... suất làm việc 0.69 Mpa Điện áp sử dụng 380V/3Ph/50Hz Chủng loại máy Máy nén khí có dầu Lĩnh vực sử dụng Sử dụng trong các ngành công nghiệp Thời gian bảo hành 12 tháng Hãng sản xuất Hitachi 2) Hitachi OSP-75S5AI SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Thông số kỹ thuật : Loại Máy khí nén Hitachi Model OSP-75S5AI Công suất 75 Kw Lưu lượng khí nén 12.6 m3/min Áp suất... SRL-2.2DMA5 SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT Thông số kỹ thuật : Loại Máy nén khí scroll (xoắn ốc) Model SRL-2.2DMA5 Công suất 2,2kw Lưu lượng khí nén 240lít/min Áp suất làm việc 0.85 Mpa Điện áp sử dụng 380V/3Ph/50Hz Chủng loại máy Máy nén khí kkông dầu và có dầu Lĩnh vực sử dụng Sử dụng trong các ngành công nghiệp,thự phẩm.y tế Thời gian... Công suất 55 Kw Lưu lượng khí nén 9.5 m3/min Áp suất làm việc 0.69 Mpa Điện áp sử dụng 380V/3Ph/50Hz Chủng loại máy Máy nén khí trục vít loại có dầu - may nen khi Hitachi Lĩnh vực sử dụng Sử dụng trong các ngành công nghiệp Thời gian bảo hành 12 tháng Hãng sản xuất Hitachi 5) Hitachi DSP-15A51 không dầu SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT... thống làm việc gồm nhiều máy nén khí ly tâm,chúng có thể tăng áp đầu ra hơn 1000lbf/in2(69Mpa) Nhiều hệ thống làm tuyết nhân tạo sử dụng loại máy nén khí này.Chúng có thể sử dụng động cơ đốt trong,bộ nạp hoặc động cơ turbin.Máy nén khí ly tâm được sử dụng trong một động cơ tuabin bằng gas nhỏ hoặc gần giống như tầng khí nén cuối cùng của động cơ turbin cỡ trung bình 4) Máy nén Scroll (xoắn ốc) SVTH :... thiết Quá trình hút và nén gas diễn ra đều đặn, liên tục không xảy ra sự rung động và chấn động Nguyên lí làm việc SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén III Trường Đại Học BR-VT Thông số kỹ thuật của một vài thiết bị điện khí nén 1) Hitachi OSP-37S5AI Thông số kỹ thuật : Loại Máy nén khí Hitachi Model OSP-37S5AI Công suất 37 Kw Lưu lượng khí nén 6.6 m3/min Áp suất... Đại Học BR-VT Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT Thông số kỹ thuật : Loại Máy nén khí Piston thấp áp có dầu Model KA-4 Công suất 4Hp/3Kw Lưu lượng 0,4m3/min Áp suất tối đa 0.8Mpa Thể tích bình chứa 130lit Điện áp sử dụng 380V/3ph/50Hz Kich thước/Trọng lượng 1310x500x960/160Kg Chủng loại máy Máy nén khí piston loại có dầu Hãng sản xuất Kaishan 10) Máy nén khí piston không dầu 0.75OP-9.5GS5A... Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT Thông số kỹ thuật : Loại Máy nén khí piston không dầu Model 0.75OP-9.5GS5A Công suất 1Hp/0.75Kw Lưu lượng 0,075m3/min Áp suất tối đa 0.93Mpa Thể tích bình chứa 80lit Điện áp sử dụng 220V/1ph/50Hz Kich thước/Trọng lượng 1155x380x850/69Kg Chủng loại máy Máy nén khí piston không dầu Hãng sản xuất Hitachi 11) Máy nén khí Scoll (Xoắn ốc) . hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT Trang LỜI MỞ ĐẦU 2 MỤC LỤC 3 I. Các ứng dụng điện khí nén 4 1) Ưu điểm 4 2) Nhược điểm 5 II. Các thiết bị điện khí nén 5 1) Máy nén khí. Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học BR-VT I. Các ứng dụng khí nén : Hệ thống điều khiển khí nén được sử dụng rộng rãi ở những lĩnh vực mà ở đó vấn. khả năng đàn hồi của khí nén lớn. II. Các thiết bị điện khí nén 1) Máy nén khí kiểu piston a. Cấu tạo SVTH : Phạm Quang Tuyến-Huỳnh Thanh Vân Tìm hiểu về các thiết bị điện khí nén Trường Đại Học