18- Bầu sinh hàn, 19 Kính thuỷ
2.2.3. Tính toán thiết kế hệ thống bôi trơn
2.2.3.1. Tính toán bơm dầu nhờn 1. Nhiệm vụ của bơm dầu nhờn
Cung cấp dầu nhờn với áp suất nhất định, tạo điều kiện cho dầu tuần hoàn dễ dàng tới tất cả các chi tiết, các bề mặt cần bôi trơn và làm mát.
2. Cấu tạo bơm.
Dầu cung cấp đến các vị trí bôi trơn cần có áp suất lớn và lưu lượng ổn định. Do đó dùng bơm bánh răng để cung cấp dầu nhờn.
Cấu tạo loại bơm này gồm hai bánh răng ăn khớp với nhaụ Một bánh răng là chủ động có thể do động cơ trực tiếp laị Bánh răng thứ hai ăn khớp trong với bánh răng thứ nhất. Khi hai bánh răng này quay ngược chiều sẽ tạo sự chênh áp rất lớn ở hai vùng trước và sau bánh răng.
3. Nguyên lý hoạt động
- Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu lai trục bánh răng quay dẫn động bánh răng kia quay theọ Khi hai bánh răng quay tại khoang phía trước tạo được chân không, dầu từ cửa khoang đó được hút vào khoang rồi được gạt vào các rãnh răng của hai bánh răng rồi đưa sang khoang thoát bên kia và ra cửa thoát của nó để đi bôi trơn theo chiều quay của nó.
- Các van bố trí trên bơm có nhiệm vụ luôn đảm bảo áp lực trên đường thoát luôn ở một giá trị giới hạn nhất định. Trường hợp áp lực trong đường ống thoát lên cao quá giới hạn cho phép van sẽ mở và dầu từ đường ống thoát trở về đường ống hút của khoang trước rồi lại vào bơm.
4.Tính toán bơm
Việc tính toán bơm dầu nhờn là tính chọn. Do đó thông số cần tính là lưu lượng và cột áp của bơm sau đó căn cứ vào đó để chọn cho phù hợp.
ạ Cột áp của bơm
Đối với từng loại động cơ thì áp suất dầu bôi trơn khác nhaụ Với động cơ điezel trung tốc người ta thường chọn áp suất bơm dầu nhờn là: Pb = 0,2ữ0,4 (MN/m2)
Cột áp của bơm sẽ được tính theo công thức sau: H = P / γ (7- 1) Trong đó:
H - Cột áp của bơm
P - áp suất đẩy của bơm; chọn P = 0,25 (MN/m2)
γ - Trọng lượng riêng của dầu bôi trơn; γ = 9,2.103 (N/m3) Thay các giá trị vào công thức (7- 1) ta được: H = 27 (mH2O)
b. Lưu lượng của bơm.
Được xác định theo lượng nhiệt do động cơ sản sinh ra và được dầu nhờn mang đị Lượng nhiệt đó được xác định bằng công thức:
Q = (30 - 60). Ne Trong đó:
Q - Lượng nhiệt do động cơ sản sinh ra
chọn Q = 60.Ne (7-2)
Ne - Công suất có ích của động cơ; Ne = 1760 (KW)
Thay các giá trị trên vào công thức (7-2) ta được: Q = 105600 (kJ) = 25344 (kcal) Lưu lượng của bơm dầu nhờn xác định theo công thức:
t C d Q k G ∆ = . . . (7-3) Trong đó: G - Lưu lượng bơm dầu nhờn k - Hệ số dự trữ của bơm; chọn k = 1,5 Q - Lượng nhiệt do động cơ sản sinh ra
d - Trọng lượng riêng của dầu nhờn; d = 0,92 (kg/lít) C - Tỉ nhiệt của dầu nhờn; C = 0,5 (kcal/kg.oC)
∆t - Hiệu nhiệt độ dầu vào và dầu ra khỏi động cơ; chọn ∆t = 100C Thay các giá trị vào công thức (7-3) được kết quả: G = 8264 (lít/h) Vậy cần chọn bơm dầu nhờn có: Cột áp: H = 27 mH2O
Lưu lượng: Q = 8500 (lít/h)
2.2.3.2. Tính toán bầu lọc 1.bầu lọc thô
ạ kết cấu
Về cơ bản bầu lọc thô của hệ thống bôi trơn cũng giống như bầu lọc của hệ thống nhiên liệụ Cấu tạo gồm vỏ bầu lọc, lõi lọc có thể bằng các tấm kim loại hoặc lưới đồng.
b.Nguyên lý làm việc
Dầu từ két theo đường ống dẫn vào không gian bên ngoài lõi lọc. Vì dầu lưu động dưới áp suất nhất định, nên dầu chui qua khe lọc lên khoang phía trên rồi đi tới bơm chuyển để đi bôi trơn. Các tạp chất có kích thước từ 0,07mm trở lên bị giữ lại bên ngoài lõi lọc. Trên bầu lọc có bố trí các thanh gạt, cứ định kì phải quay tay gạt trên trục lõi lọc quay quanh trục, các tấm kim loại sẽ gạt tạp chất rơi xuống đáy bầu lọc và sau một thời gian nhất định sẽ xả cặn bẩn hoặc vệ sinh bầu lọc.
Nếu lõi lọc bị tắc, áp lực dầu trong bầu lọc tăng lên, van an toàn sẽ tự động mở ra dầu nhờn đi thẳng vào đường dầu chính đi bôi trơn mà không cần vào bầu lọc để đảm bảo an toàn cho hệ thống và động cơ.
c. Tính toán bầu lọc
Tính toán khả năng lọc của bầu lọc thô dùng lõi lọc lưới kim loại chủ yếu là xác định khả năng thông qua của bầu lọc bằng hệ số tiết diện thông qua
+ Hệ số thiết diện thông qua:
%360 360 1 . . 100 s ktp + − = δ ϕ δ (7-4) Trong đó: δ - khe hở lọc; δ = 0,07 mm
s - Chiều dầy của lưới lọc; s = 0,13 mm
ϕ - Góc chiếm chỗ của phiến gạt; ϕ = 450
+ Tiết diện thông qua của lõi lọc d b tp v V F . 6 10 . 2 = (7-5)
Vb - Lưu lượng của bơm dầu nhờn; Vb = 91,8 (lít/ph)
vd - Tốc độ trung bình của dầu nhờn qua lọc; chọn kiểu lọc lưới thì vd = 2 (cm/s) Thay các giá trị vào công thức (7-5) được kết quả: Ftp = 765 (cm2) = 0,0765 (m2) + Diện tích lõi lọc F= tp tp k F (7-6) Trong đó:
Ftp - Tiết diện thông qua của lõi lọc; Ftp = 0,0765 (m2) Ktp - Hệ số tiết diện thông qua của lõi lọc; ktp = 0,306 Thay vào công thức (7-6) được kết quả: F = 0,25 (m2) + Chiều cao của lõi lọc:
h = d F . π (7-7) Trong đó:
H - Chiều cao lõi lọc
F - Diện tích lõi lọc; F = 0,25 (m2)
d - Đường kính trung bình của lõi lọc; chọn d = 0,9 (m)
Thay các giá trị vào công thức (7-7) được kết quả: h = 0,088 (m)
2. Bầu lọc tinh ạ Cấu tạo
Sử dụng bầu lọc ly tâm để lọc dầu nhờn.
Cấu tạo cơ bản của bầu lọc ly tâm gồm vỏ và một rô to quay quanh trục. Rô to quay quanh trục sẽ tạo ra lực ly tâm. Ngoài ra trên thân bầu lọc còn có đường ống cho dầu vào và dầu ra khỏi bầu lọc.
Dầu nhờn có áp suất cao đi vào bầu lọc theo khoang rỗng giữa ống vào và trụ quay vào đầy rô to và theo hai ống dẫn phun qua vòi phun ra ngoàị Dưới tác dụng của phản lực khi có tia phun rô to quay với tốc độ rất lớn. Khối dầu bên trong quay theọ Dưới tác dụng của lực ly tâm, các hạt cặn bẩn bị văng ra phía vỏ rô tọ Do đó khối dầu ở sát trục vỏ rô to được lọc sạch. Dầu sạch theo lỗ dầu chẩy qua ống dẫn đến đường dầu chính để đi bôi trơn.
Lượng dầu sau khi phun ra khỏi vòi phun chảy về các tẹ Các tạp chất tích tụ lại trong bầu lọc tinh bám trên vỏ đế rô tọ
c. Tính toán
- Việc tính toán máy phân ly dầu nhờn là tính chọn. Vì vậy chỉ cần tính dung tích của máy phân ly, từ đó sẽ chọn loại máy có dung tích phù hợp với kết quả tính.
Dung tích của máy lọc ly tâm xác định theo công thức: Q = γ Ne gm. . 36 , 1 (lít/h) (7-8) Trong đó:
Q - Dung tích của máy lọc
gm- Suất tiêu hao dầu nhờn của động cơ; gm = 1,7 (kg/cv.h) Ne - Công suất có ích của động cơ; Ne = 1760 (KW)
γ - Tỉ trọng của dầu nhờn; γ = 0,92 (kg/lít)
Thay các giá trị vào công thức (7-8) được kết quả Q = 4422 (lít/h)
2.2.3.3. Tính toán bầu làm mát dầu nhờn 1. Nhiệm vụ
Giữ cho nhiệt độ dầu ở giới hạn nhất định để độ nhớt ít thay đổi, đảm bảo lưu thông và bám trên các bề mặt cần bôi trơn
2. Kết cấu
3. Nguyên tắc trao nhiệt
- Dầu làm chất trao nhiệt đi bên ngoài ống và có chiều ngược với chiều lưu động của nước để tăng tác dụng truyền nhiệt.
4. Tính toán bầu làm mát
ạ Nhiệt lượng của động cơ truyền cho dầu nhờn
Qd = Cd.Vd .ρ. (tdr - tdv ) (7-9) Trong đó:
Qd - Nhiệt lượng của động cơ truyền cho dầu nhờn Cd - Tỉ nhiệt của dầu nhờn Cd = 0,5 (kcal/kg.0 C)
ρ - Trọng lượng riêng của dầu nhờn ρ = 0,92 (kg/lit) tdv , tdr - Nhiệt độ dầu vào và ra khỏi động cơ
Đối với động cơ điesel thì ∆t = tdr - tdv = 20 ữ 400C chọn ∆t = 300C
Vd - Lưu lượng dầu tuần hoàn trong động cơ; Vd = Vb = 5509 (lit/h) Thay các giá trị vào công thức (7-9) được kết quả: Qd = 76024 (kcal/h)
b. Diện tích tản nhiệt của bầu làm mát
(d k)d d d k t t K Q F − = . (7-10) Trong đó:
Fk - Diện tích tản nhiệt của bầu làm mát
Qd - Nhiệt lượng của động cơ truyền cho dầu nhờn; Qd = 76024 (kcal/h)
Kd - Hệ số truyền nhiệt tổng quát giữa dầu nhờn và môi chất làm mát chọn bầu làm mát dùng kiểu ống thẳng và nhẵn thì Kd = 100ữ300 (kcal/m2.h0C)
chọn Kd = 200 (kcal/m2.h0C)
td,tk - Nhiệt độ trung bình của dầu nhờn và của môi chất làm mát; chọn ∆t = td - tk = 300C
Thay các giá trị vào công thức (7-10) được kết quả: Fk = 12,6 (m2)
c. Các kích thước cơ bản của bầu làm mát dầu nhờn
- Chọn số ống là n = 300 ống
- Chiều dài của ống được tính theo công thức
π . . . 2 n d F l= k Thay số vào ta được: l = 1,8 (m)
2.2.3.4. Tính lượng dầu nhờn chứa trong các te
Lượng dầu nhờn chứa trong các te Vct có thể xác định theo công thức kinh nghiệm sau: Vct = (0,2 ữ0,45).Ne