3. Phễu trộn
4.3.3. Quy trình tháo, lắp cụm thuỷ lực
Chuẩn bị đầy đủ toàn bộ dụng cụ, đồ gá, thiết bị cần thiết như trong danh mục đã lập để phục vụ cho công việc tháo, lắp.
Chuẩn bị và vệ sinh mặt bằng để tháo, lắp chi tiết. Chuẩn bị vị trí để cẩu trục phục vụ làm việc.
Trước khi tháo chi tiết, làm sạch sơ bộ bên ngoài bằng tay và bằng khí nén.
Trước khi lắp ráp chi tiết, cần làm sạch các bề mặt lắp ghép và rửa các chi tiết bằng dầu. Các chi tiết sau khi rửa được thổi sạch bằng khí nén và lau chùi bằng giẻ sạch.
Khi tháo, lắp phải tuân theo nguyên tắc :
Tháo từ trên xuống dưới, từ ngoài vào trong. Lắp từ trong ra ngoài, từ dưới lên trên.
Sơ đồ tháo lắp cụm thuỷ lực của máy bơm YHБ – 600 mô tả bằng các hình vẽ : 4.1, 4.2 và 4.3.
Hình 4.1. Sơ đồ tháo lắp cụm thuỷ lực Bảng 4.2. Các chi tiết trong sơ đồ cụm thuỷ lực
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Bulông 24 Đinh vít 2 Đai ốc 25 Đinh vít 3 Ống hình trụ 26 Nắp xilanh 4 Đệm cao su 27 Đai ốc 5 Vòng chặn 28 Bulông 6 Ống lót 29 Bulông
7 Ốc nối 30 Vòng đệm
8 Đai ốc 31 Bulông
9 Vòng đệm 32 Hộp tiếp nhận
10 Vít cấy 33 Bulông
11 Hộp thuỷ lực phía phải 34 Mặt bích 12 Hộp thuỷ lực phía trái 35 Đệm cao su
13 Gioăng làm kín 36 Đai ốc
14 Thân máy 37 Đệm cao su
15 Đai ốc 38 Đệm cao su 16 Đinh vít 39 Bulông 17 Đinh vít 40 Lá van 18 Đai ốc 41 Vòng chặn 19 Mặt bích 42 Vòng chặn 20 Ren nối 43 Ống chèn 21 Vòng chặn 44 Nắp ép van
22 Thân van an toàn 45 Đai ốc
Hình 4.2. Sơ đồ tháo, lắp cụm van của cụm thuỷ lực Bảng 4.3. Các chi tiết cụm van của cụm thuỷ lực
Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Van 9 Vòng kẹp 2 Nắp đậy 10 Đệm làm kín bằng cao su 3 Ống định vị 11 Vòng đệm 4 Gioăng làm kín 12 Bộ phận định hướng 5 Gioăng làm kín 13 Ống định vị 6 Gioăng làm kín 14 Ổ tựa 7 Lò xo 15 Đệm làm kín bằng cao su
8 Đĩa van 16 Đệm làm kín bằng cao su
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết 1 Đĩa phản xạ 14 Lồng nối 2 Đai ốc khoá 15 Vòng đệm 3 Đai ốc 16 Gioăng làm kín 4 Piston 17 Vòng đệm 5 Cần piston 18 Ống lót 6 Đai ốc 19 Ống lót 7 ống lót 20 Đai ốc chịu áp lực 8 Lồng định vị trong 21 Ốc hãm 9 Lồng định vị ngoài 22 Ống lót 10 Ống lót dầy 23 Vòng đệm 11 Ống lót mỏng 24 Vòng đệm 12 Vòng chặn 25 Vòng đỡ 13 Ống bọc xilanh 4.3.3.1. Trình tự tháo lắp
Quy trình tháo các chi tiết trong cụm thuỷ lực được tiến hành như sau : Hình 4.1 tháo rời các phần của cụm thuỷ lực.
Dùng cờlê tháo toàn bộ đinh vít 16 và đai ốc 15 để tách phần thân máy bơm 14 ra khỏi hai hộp thuỷ lực.
Dùng cờlê tháo toàn bộ vít cấy 10, đai ốc 8 và vòng đệm 9 để tháo rời giá máy và hộp thuỷ lực 11, 12.
Dùng cờlê tháo toàn bộ bulông 31 và vòng đệm 30 để tháo chạc ba ra khỏi phần hộp thuỷ lực.
Dùng cờlê tháo toàn bộ đinh vít 24 và đai ốc 23 ra để tháo mặt bích 19 và ren nối 20 ra khỏi hộp thuỷ lực.
Dùng cờlê vặn đai ốc 7 để tháo cụm van an toàn 22 ra ngoài. Nếu cần kiểm tra van an toàn thì tháo rời các chi tiết : nắp ép van 44 rồi đến ống chèn 43, các vòng chặn 41, 42, lá van 40 ra khỏi thân van 22 để kiểm tra.
Tháo cụm van hút, van xả ra khỏi hộp thuỷ lực ( hình 4.2 ). Nếu cần kiểm tra cụm van thì tháo rời các chi tiết ra theo thứ tự từ trên xuống dưới như hình vẽ 4.2 : tháo nắp 2, ống định vị 3, các gioăng làm kín 4, 5, 6, đến lò xo 7, đĩa van 8, vòng kẹp 9, đệm cao su 10, vòng đệm 11, tiếp đến là tháo bộ phận dẫn hướng 12, ống định vị 13 và ổ tựa 14.
Dùng cờlê tháo toàn bộ đinh vít 25 và đai ốc 27 để tháo hai nắp xilanh 26 ra khỏi hai hộp thuỷ lực 11, 12.
Sau khi tách được hai hộp thuỷ lực ra khỏi thân bơm, ta đưa hai hộp này đến vị trí khác để tiến hành thao tác các chi tiết bên trong hộp thuỷ lực. Hình 4.3 thao tác các chi tiết bên trong hộp thuỷ lực.
Dùng cờlê vặn đai ốc 6 để tháo đĩa 1.
Dùng cờlê vặn đai ốc 2, 3 ra để tháo piston 4 ra khỏi cần piston 5.
Tháo đai ốc chịu áp 20, ống lót 19, các vòng đệm 25, 24, 23, ống lót 22, ốc hãm 21, ống lót 18, vòng đệm 17, gioăng làm kín 16, vòng đêm 15 ra khỏi lồng nối 14. Sau đó, dùng van thuỷ lực tháo xilanh ra khỏi hộp thuỷ lực. Tháo ống lót 17, lồng định vị ngoài 9, lồng định vị trong 8 ra khỏi xilanh.
Tháo ống lót dầy 10, ống lót mỏng 11, vòng chặn 12, đến xilanh 13, lồng nối 14 ra khỏi hộp thuỷ lực.
4.3.3.2. Trình tự lắp
Quy trình lắp cụm thuỷ lực ngược với quy trình tháo. Trình tự tiến hành như sau :
hình vẽ 4.3 lắp các chi tiết bên trong hộp thuỷ lưc.
Lắp xilanh 13, vòng chặn 12, ống lót mỏng 11, ống lót dầy 12 vào lồng nối 14. Lắp các gioăng làm kín, lồng định vị trong 8, lồng định vị ngoài 9 vào ống lót 7 vào
trong xilanh 13.
Dùng cờlê xiết chặt đai ốc 2, 3 để lắp piston 4 vào cần piston 5, sau đó xiết chặt đai ốc 6 để lắp ty trung gian và đĩa 1.
Lắp piston vào xilanh, sau đó lắp cụm xilanh – piston vào cụm thuỷ lực.
Lắp các vòng đệm 15, 16, 17, ống lót 18, đến ốc hãm 21, ống lót 22, các vòng đệm 23, 24, vòng đỡ 25, ống lót 19 và đai ốc chịu áp lực 20 vào lồng nối 14. Hình 4.2 lắp cụn van.
Lắp ống định vị 13 vào cối van 14, sau đó lắp bộ phận dẫn hướng 12, vòng đệm 11, đệm làm kín bằng cao su 10, vòng kẹp 9, đĩa van 8, lò xo 7, các gioăng làm kín 4, 5, ống định vị 3 và nắp van.
Sau khi lắp các chi tiết của cụm van với nhau, ta lắp cụm van vào hộp thuỷ lực như hình vẽ, van hút ở dưới, van xả ở trên.
Hình 4.1 lắp các phần của cụm thuỷ lực.
Dùng cờlê xiết bulông và đai ốc 1, 2 để lắp ống hình trụ 3 vào chạc ba, lắp đệm cao su 4, vòng chặn 5, ống lót 6 và xiết đai ốc 7 để nối ống hình trụ 3 với thân van an toàn 22.
Dùng cờlê xiết toàn bộ đai ốc 26 và đinh vít 25 để lắp xilanh 26 vào hộp thuỷ lực. Dung cờlê xiết chặt các đai ốc 23 và đinh vít 24 để lắp mặt bích 119 vào ren nối 20
vào cụm thuỷ lực.
Vặn chặt tất cả các vòng đệm 30 và bulông 31 để lắp hộp thuỷ lực 11 và 12 vào chạc ba.
Dùng cờlê xiết chặt toàn bộ đai ốc 8, vòng đệm 9 vào vít cấy 10 để lắp hộp thuỷ lực trái và phải vào giá máy.
Xiết chặt tất cả các đai ốc 15 và đinh vít 16 để lắp hộp thuỷ lực vào thân máy 14. Cuối cùng lắp bình điều hoà và lắp phần thuỷ lực vào với phần cơ khí thành máy bơm hoàn chỉnh.
Kiểm tra
Sau khi lắp cụm thuỷ lực, cần kiểm tra việc lắp ráp đã đạt yêu cầu chưa, công việc bao gồm :
Căn chỉnh độ thăng bằng của phần thuỷ lực :
Dùng hai kích van đặt phía dưới đáy hộp thuỷ lực để hiệu chỉnh độ thăng bằng.
Sau khi đã thăng bằng, tiến hành xiết chặt các bu lông chân máy và bulông chân đường ống hút.
Kiểm tra tổng thể máy lần cuối :
Kiểm tra đồng hồ và đầy đủ các chi tiết.
Mở các thiết bị khoá, đóng trước khi cho bơm chạy thử. Xiết chặt các đai ốc, đinh ốc của hệ thống bảo vệ an toàn.
CHƯƠNG 5
NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG HỎNG CỦA CỤM VAN MÁY BƠM 5.1 Một số dạng hư hỏng, nguyên nhân và dấu hiệu nhận biết.
Do môi trường làm việc của các van thủy lực là dòng dung dịch có vận tốc lớn và áp suất cao đồng thời chứa các hạt mài. Chính vì vậy sự mòn hỏng của các van thủy lực là không thể tránh khỏi.
Sau đây là hai dạng hỏng cơ bản của cụm van: - Hỏng do mòn.
- Hỏng do va đập.
5.1.1. Phân tích sự mòn cơ học của van
Khi van làm việc thì các hạt mài trong dung dịch teo dòng chảy bắt đầu gây ra va đập, cọ xát vào bề mặt các chi tiết của van và gây ra mòn. Các hạt mài ở đây là do chính bản thân dung dịch cũng chữa các hạt rắn như các hạt làm nặng BaSO4, Fe2O3, chất kết tủa Na2CO3... và phải kể đến các hạt rắn như thạch anh, đá, cát, nham thạch… từ dưới giếng khoan lên do quá trình làm sạch dung dịch vẫn còn sót lại. Các hạt này có độ cứng lớn hơn rất nhiều so với kim loại chế tạo chi tiết của van. Khi các hạt mài này tiếp xúc với bề mặt chi tiết của van thì xảy ra hai khả năng: va đập vào chi tiết và trượt trên bề mặt chi tiết. Khi các hạt này va đập vào bề mặt các chi tiết làm cho bề mặt các chi tiết bị biến dạng đồng thời phá vỡ kết cấu kim loại cấu tạo lên chi tiết và làm cho bề mặt chi tiết xuất hiện các vết rỗ và bong các vẩy kim loại. Khi các hạt trượt trên bề mặt chi tiết thì sẽ cắt xén vật liệu của chi tiết và làm cho bề mặt chi tiết bị xước. Tuy nhiên các hạt tiếp xúc với các chi tiết chủ yếu là ở dạng va đập. Nhiều lần như vậy sẽ gây nên sự mòn hỏng cho các chi tiết của cụm van thủy lực làm ảnh hưởng đến tuổi thọ và khả năng làm việc của van.
Ngoài ra các hạt mài còn có thể bị nhét vào giữa các bề mặt lắp ghép cứng của đế van và đĩa van khi đóng. Lúc đầu các hạt có kích thước nhỏ sau đó đến các hạt có kích thước lớn dần. Tại thời điểm các hạt mài phân vụn trong bề mặt lắp ghép cứng thì các vị trí tiếp xúc của chi tiết với hạt mài xuất hiện các ứng xuất cực đại. Ứng xuất này lớn hơn nhiều so với ứng xuất giới hạn cho phép của các mối ghép trong van. Sự lặp đi lặp lại nhiều lần như vậy trong quá trình làm việc của van gây ra mòn hỏng bề mặt các chi tiết của van. Khi giữa các chi tiết bị mòn tạo độ rơ thì lúc này vị trí tương đối giữa các đĩa van và bề mặt đế van bị mất đi, đồng thời lò xo nén đĩa van bị yếu do biến dạng mòn và các ống dẫn hướng của đĩa van bị mòn ô van đường kính trong làm cho đĩa van làm việc không còn vuông góc với bề mặt lắp ghép của mặt đế van, dẫn đến đế van bị cong và kéo theo đệm làm kín bị rách.
Lúc này van đóng không còn được kín dẫn đến quá trình mòn hỏng của van diễn ra một cách nhanh chóng.
Sự mòn hỏng của van do trong chất lỏng có pha rắn tạo ra một số dạng hỏng ở van như sau:
- Mòn vảy nhỏ: là bề mặt chi tiết xuất hiện các vết rỗ nhỏ nông và thưa. Dạng mòn hỏng này ứng với cuối giai đoạn chạy mài.
- Mòn vảy lớn: là bề mặt chi tiết xuất hiện các vết rỗ lớn, sâu và dày. Dạng mòn hỏng này ứng với giai đoạn mài mòn.
- Mòn lỗ thủng (mòn toàn bộ bề mặt): là bề mặt chi tiết bị mòn thủng trầm trọng, không còn khả năng tiếp tục làm việc. Dạng mòn này ứng với giai đoạn mài mòn sự cố.
Máy bơm piston thực hiện nhiệm vụ bơm dung dịch khoan, vì thế nên van thủy lực thường xuyên phải tiếp xúc với dung dịch khoan dẫn đến hiện tượng bề mặt của van xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa. Sự ăn mòn điện hóa này gây ra sự bào mòn bề mặt chi tiết của van. Cộng với áp suất dòng chảy của dung dịch tạo lên sự xói mòn bề mặt chi tiết. Quá trình ăn mòn cứ như vậy diễn ra cho đến khi gây hỏng van.
Dòng chảy của dung dịch tạo lên sự xói mòn bề mặt chi tiết. Quá trình ăn mòn cứ như vậy diễn ra cho đến khi gây hỏng van.
5.1.2. Hỏng do va đập.
5.1.2.1. Hỏng do va đập cơ khí
Do trong quá trình làm việc của van thì chuyển động của van là chuyển động lên xuống theo chuyển động của dòng chất lỏng (van hút và van xả có chuyển động ngược nhau trong mỗi chu trình chuyển động của piston trong xi lanh). Với chuyển động như vậy thì xảy ra hiện tượng va đập cơ khí giữa nắp van và cối van.
Hình 5.2
Hình 5.1. Dạng mô phỏng van
1. Cối van 2. Đĩa van 3. Lò xo Xét với dòng chảy có lưu lượng
Q = µ.c.1.h ( 5.1 ) Q = F.r.ω.sin α ( 5.2 ) Trong đó :
h: Chiều cao nâng van (mm).
Q: Lưu lượng của dòng chảy qua van. F: Diện tích mặt làm việc của piston.
µ: Hệ số dòng chảy ở khe hở của van. l: Chu vi đĩa van .
c: Tốc độ dòng chất lỏng qua khe hở. r: Bán kính quay của tay biên.
ω: vận tốc góc .
α: Góc quay tay biên.
Có phương trình chiều cao nâng của van: α µ ω.sin . . . . l c r F h= ( 5.3 ) l c r F h . . . . max ϖ ω = ( 5.4 ) Có h = hmax khi sin α = 1 , hay α = 900
* Xét với Van hút, khi van lên đến chiều cao lớn nhất (h = hmax) thì piston ở điểm chết phải và kết thúc quá trình hút. Piston chuyển động ngược lại về điểm chết trái thực hiện quá trình xả, khi này áp lực chất lỏng trong khoảng không xilanh tác dụng lên nắp van hút. Van hút vừa chịu áp lực này đi từ độ cao hmax về vị trí ban đầu (h = 0), gây ra va đập với đế van tạo ra những vết rỗ trên bề mặt của van (do biến dạng cấu trúc kim loại ở bề mặt đĩa van và đế van). Càng nhiều các vết rỗ thì mối ghép xuất hiện độ rơ, làm mất vị trí tương đối giữa đĩa van và mặt đế van cộng thêm với sự nhấp nhô bề mặt của chi tiết làm cho quá trình mòn xảy ra nhanh hơn.
5.1.2.2. Hỏng do va đập thuỷ lực
Va đập thuỷ lực là hiện tượng biến đổi áp suất đột ngột khi có sự thay đổi đột ngột của vận tốc dòng chảy.
Trong quá trình làm việc của van ở máy bơm piston khó tránh khỏi hiện tượng va đập thuỷ lực, nó gây ra sự mòn hỏng các chi tiết của van. Gây ra tiếng ồn và giảm hiệu suất làm việc của van.
Hiện tượng va đập thuỷ lực trong máy bơm piston chủ yếu là do hiện tượng xâm thực .
Hiện tượng xâm thực là hiện tượng xuất hiện các bộ khí hơi trong dòng chất lỏng do nguyên nhân giảm áp suất động tới một giá trị giới hạn nào đó. Thông thường giá trị tới hạn này là áp suất hơi bão hoà.
Đây là hiện tượng thường xảy ra với các máy thuỷ lực thể tích. Với máy bơm piston thì hiện tượng xâm thực xảy ra là do các nguyên nhân sau:
- Tốc độ dòng chảy ở cửa vào quá cao làm áp suất chất lỏng giảm nhanh, đến khi áp suất đó nhỏ hơn áp suất hơi bão hoà của chất lỏng thì sẽ xảy ra hiện tượng