Công nghệ chế tạo Hệ thống làm kín

Công nghệ chế tạo Hệ thống làm kín

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 32. Tình hình nghiên cứu chung về hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp. 8chơng II: các bài toán khí động cơ bản, cơ sở lý thuyết cho tính toán khí động của hệ thống làm kín điển hình. 101. Dòng chảy giữa hai mặt phẳng song song chuyển động tơng đối với nhau 102. Dòng chảy giữa hai mặt phẳng song song cố định 113. Dòng chảy dừng trong ống 124. Dòng chảy trong khe hở giữa hai hình trụ đồng trục và quay tơng đối với nhau 135. Hiện tợng khuếch tán 14chơng III: nghiên cứu bài toán khí động của hệ thống làm kín ổ trục điển hình bằng phơng pháp tăng áp 171. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp. 172. Phân tích bài toán khí động của hệ thống làm kín điển hình. 183. 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. 33chơng iV: thiết kế và chế tạo mô hình. Khảo nghiệm hệ thống và đánh giá kết quả 361. Mc ớch kho nghim. 362. Thit k v ch to mụ hỡnh. 373. Tớnh toỏn lp t h thng lm kớn . 414. Chy kho nghim h thng lm kớn. 455. Nhn xột kt qu kho nghim v kt lun. 51Kết luận 55tài 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, 0C maxp sut mụi trng lm vic N/mm2, 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, 0C maxp sut mụi trng lm vic N/mm2, 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 45oC đến 150oC 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/mm2 (500 kG/cm2) - trong các mối ghép cố định và đến 32 N/mm2 (320 kG/cm2) - 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/mm2 (400 kG/cm2) - trong các mối ghép tĩnh và đến 10 N/mm2 (100 kG/cm2) 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. [...]... 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 lăn nghiền trong hệ thống máy nghiền... 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 hiu qu lm kớn ti u Tính toán, thiết 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... dòng khí làm kín tại khe hở phải đảm bảo điều kiện: v > 0.914 m/s TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 32 ` 4 Kết luận và các nguyên tắc tính toán hệ khí động trong HTLK: Sau khi phân tích hệ khí động trong khe hở làm kín, ta rút ra kết luận và các nguyên tắc cơ bản trong tính toán hệ thống làm kín bằng tăng áp nh sau: a Tính toán hệ thống làm kín phải đảm bảo điều kiện cơ bản của nguyên lý làm kín bằng... xác định theo công thức: QE = Q ( 1 + 3 e2 ) 22 (3.10) khi độ lệch tâm lớn nhất (e = ) có : QE max = 2.5 Q Vậy khi tính lu lợng cho hệ thống làm kín thì lu lợng tính sẽ là lu lợng qua khe hở có độ lệch tâm f Công suất tiêu thụ điện của hệ thống làm kín đợc xác định theo công thức: NHT = k QHT PHT , Kw 102 Q (3.11) Trong đó: QHT lu lợng cần thiết của hệ thống PHT tổn thất áp trong toàn hệ thống Q hiệu... tính toán, thiết kế hệ thống làm kín bằng phơng pháp tăng áp hầu nh không có, trong khi đó nhu cầu chế tạo máy nghiền để phục vụ ngành sản xuất xi măng trong nớc ngày càng cao Năm 2003 ữ 2005, Viện Công Nghệ đã thực hiện đề tài khoa học công nghệ cấp nhà nớc "Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy nghiền bột siêu mịn hiệu TBT_TTCK&TĐH Đề tài 245.07.RD/HĐ-KHCN 8 ` suất cao ứng dụng trong công nghiệp, mã số... cấu điển hình của hệ thống làm kín (hình 3.1, 3.2a và 3.2b), sau khi nghiên cứu lý thuyết thuỷ khí động lực, áp dụng các dạng bài toán khí động cơ bản cho hệ khí động trong HTLK, ta có những nhận xét và phân tích sau: Khi làm việc, phần ổ trục quay, vành làm kín lắp trên ổ quay theo, vành làm kín lắp trên phần cố định sẽ đứng yên Dòng khí đợc hút từ quạt (hoặc hệ thống khí nén) qua hệ thống ống dẫn vào... (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 thổi khí vào khoang làm việc của ổ, khí sẽ điền đầy các ngóc ngách trong khoang Khi áp suất trong khoang lớn hơn áp suất bên ngoài, dòng khí sẽ qua khe hở ra ngoài và có tác dụng ngăn chặn không cho bụi xâm nhập vào khoang ổ Phơng pháp làm kín này dựa trên... loại quạt k là hệ số dự trữ ( k = 1.1 ữ 1.3 ) Nh vậy để công suất điện tiêu thụ giảm thì hoc l lu lợng QHT 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... của dòng khí làm kín, đặc biệt là dòng trong khe sẽ có tác động tới khả năng và hiệu quả làm kín ổ Do đó ngoài việc đảm bảo điều kiện cơ bản của phơng pháp làm kín thì cần nghiên cứu, phân tích các điều kiện để đảm bảo tính ổn định của dòng khí làm kín, đặc biệt là dòng khí trong khe hở là không gian chuyển tiếp giữa khoang ổ và môi trờng bên ngoài để đảm bảo hiệu quả làm kín của hệ thống đạt mức... vào 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 . 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.. 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