Hộp giảm tốc là cơ cấu dựng để giảm số vũng quay nhờ vào cặp bỏnh răng ăn khớp. Vỡ vậy hộp giảm tốc yờu cầu luụn đảm bảo chế độ bụi trơn tốt nhằm giảm ma sỏt, giảm độ mũn cỏc bề mặt tiếp xỳc của cặp bỏnh răng ăn khớp.
Hỡnh 3.1: Kiểm tra độ đảo trục
Để bảo dưỡng tốt hộp giảm tốc, ngoài việc tuõn thủ cỏc yờu cầu về bụi trơn như đó trỡnh bày, ta cũng nờn thực hiện việc kiểm tra định kỳ độ chớnh xỏc của cỏc trục truyền nhằm đề phũng cỏc răng ăn khớp bị hư hỏng do va đập khi cỏc trục truyền bị đảo. Việc kiểm tra độ đảo của trục cú thể thực hiện như sau:
- Dựng đồng hồ đo tỡ vào đầu trục và vỏ hộp giảm tốc
- Xoay trục. Quan sỏt cỏc chỉ số mà kim đồng hồ đó chỉ. Độ đảo trục được tớnh bằng hiệu giữa chỉ số lớn nhất và nhỏ nhất.
- Nếu cú đảo trục, ta căn chỉnh cỏc ổ đỡ trục bằng cỏch thờm vào hoặc bớt ra cỏc tấm đệm điều chỉnh ổ cho đến khi đạt yờu cầu, là quay bằng tay nhẹ nhàng và khụng cú độ rơ dọc trục.
Khi chế độ làm việc quỏ khắc nghiệt, phải thường xuyờn kiểm tra cỏc khớp nối trục. Việc kiểm tra được tiến hành như sau:
- Kiểm tra việc căn tõm của cụm bơm cú chớnh xỏc khụng?
- Kiểm tra vũng làm kớn và đệm lút xem cú mũn hoặc hư hỏng gõy rũ rỉ khụng để thay thế.
- Kiểm tra thanh truyền lực lũ xo, cỏc thõn khớp nối và thay thế nếu cú hư hỏng. Sau đú bụi mỡ rồi lắp rỏp lại.
3.3.2.5 Động cơ dẫn động:
Sau 500 giờ hoạt động hoặc sau 3 thỏng làm việc phải kiểm tra định kỳ động cơ điện. Động cơ phải luụn giữ gỡn sạch sẽ và thoỏng khớ.
Bề mặt trong và ngoài của động cơ khụng được dớnh bẩn, dầu mỡ, nước, bụi. Vỡ đú là nguyờn nhõn gõy cản trở sự thụng giú của động cơ. Nếu động cơ khụng được thụng giú tốt sẽ núng quỏ mức do khụng thoỏt được nhiệt gõy hỏng húc động cơ.
3.3. Quy trỡnh xõy lắp
Để bơm được lắp đặt hợp lý thỡ cần phải cú kế hoạch trước khi vận chuyển bơm ra vị trớ lắp đặt, bởi vỡ sẽ rất tốn kộm và khú khăn khi sửa những lỗi về đường ống, lắp đặt bỡnh điều hũa, cố định bơm sau khi đó được lắp đặt và hàn vào vị trớ. Để trỏnh những sai sút cần phải thực hiện theo những nguyờn tắc chung sau:
3.3.1. Nền múng
Lắp đặt bơm: Tớnh mức cao của bơm là cần thiết cho sự phõn bố hợp lý của dầu bụi trơn trong cụm truyền động khi bơm làm việc.
Bệ đỡ tạm thời: Trọng lượng của bơm cần phải được phõn bố đều lờn bệ đỡ trong suốt chiều dài của bơm.
Bệ đỡ cố định: Những lắp đặt cố đinh hay lõu dài cần được tớnh toỏn độ cao và độ thăng bằng. Lực từ bơm tỏc dụng lờn nền múng phải phõn bố đều suốt chiều dài của bơm. Khụng gỡ bơm xuống dầm khi lực phõn bố khụng đều vỡ nú sẽ gõy ra nhưng biến dạng khụng cần thiết.
Sau khi lắp đặt cụm bơm, hộp giảm tốc và động cơ lờn giỏ đỡ, chỳng ta tiến hành căn tõm, cõn bằng cụm mỏy trước hết ta căn tõm giữa phần bơm và hộp giảm tốc, sau đú căn chỉnh giữa phần hộp giảm tốc và động cơ. Căn chỉnh phải đảm bảo được độ chớnh xỏc cao theo sự hướng dẫn của tài liệu
Bảng 3.1: Tiờu chuẩn căn tõm bơm FMC
Khoảng cỏch ±10% Lệch gúc (x – y) Lệch tõm – p Khoảng cỏch Lệch gúc (x – y) Lệch tõm -p Max mm Max mm Max mm Max mm Max mm Max mm 1090T 3 0,18 0,20 7,26 0,71 0,41 1100T 5 0,20 0,25 10,9 0,84 0,51 3.3.2. Lắp đặt đường ống
Xỏc định kớch thước và vật liệu đường ống phự hợp với cỏc yờu cầu trờn, sau đú tiến hành lắp đặt đường ống lờn cỏc giỏ đỡ. Cỏc giỏ đỡ đường ống khụng liờn kết với giỏ đỡ bơm và nờn dựng cỏc khớp nối đàn hồi để giảm hiện tượng rung động đường ống.
3.3.2.1. Lắp đặt đường ống hỳt
Đường ống sử dụng trong trường hợp tự hỳt phải ngắn nhất cú thể, và khụng cú chỗ uốn cong. Đường kớnh lớn hơn hoặc bằng đường kớnh đường nạp của bơm và phải lớn hơn nếu ống dài hơn 6 ft.
Trong trường hợp nạp ta phai dựng 1 bơm khỏc để nạp. Đường ống trong trường hợp này cú thể cú chổ uốn cong nếu chỗ uốn đú cần thiết
3.3.2.2. Lắp đặt đường ống xả
Khảo sỏt mặt bằng để xỏc định tuyến đường ống xả và xỏc định kớch cỡ của đường ống bằng việc tớnh toỏn khả năng giảm ỏp trờn mỗi feet của đường ống .
Lựa chọn tải trọng đường ống để chịu được ỏp suất yờu cầu, việc lựa chọn và ghi rừ cỏc thụng số đỏnh giỏ khả năng làm việc của đường ống lờn bề mặt ngoài của nú.
Lắp đường ống xả vào bơm và cố định vững chắc đường ống lờn cỏc giỏ đỡ.
Lắp ỏp kế trờn đường ống xả, ỏp kế cho phộp đỏnh giỏ ỏp suất đang làm việc của bơm nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh chế độ làm việc và bảo vệ bơm.
Lắp van an toàn trờn đường xả ngay sỏt phần thủy lực của bơm để đảm bảo quỏ trỡnh làm việc liờn tục và an toàn.
Lắp bỡnh điều hũa trờn đường ống xả càng gần bơm càng tốt, nú cho phộp giảm sự giao động của dũng chất lỏng khi ra khỏi bơm để dũng chảy được ổn định và liờn tục.
3.3.3. Lắp đặt van
Van trờn đường ống hỳt: Luụn sử dụng những van cú thể mở hoàn toàn như van cửa hay van bướm.
Van an toàn: Nờn lắp đặt một van an toàn giữa đường hỳt của bơm và đường xả của bơm nạp. Áp suất làm việc của van là khoảng 70 psi. Van an toàn này cú tỏc
dụng ngăn ngừa sự phỏ hủy bơm nạp và bỡnh điều hũa hỳt trong trường hợp ỏp suất của ống hỳt tăng lờn cao.
Lắp van xả nước tại điểm thấp nhất trờn đường ống hỳt, van này cú tỏc dụng xả toàn bộ chất lỏng trong đường ống khi cần sửa chữa hoặc nhiệt độ hạ thấp cú thể làm đụng đặc chất lỏng
Lắp van chặn trờn đường ống hỳt gần bể chứa chất lỏng van này mở khi cú sức nõng do hỳt và nú cho phộp luụn duy trỡ chất lỏng trong đường ống hạn chế việc mồi nước khi khởi động, lắp phin lọc ở đầu vào của đường ống để loại bỏ cỏc cặn bẩn cú thể gõy hư hỏng bơm và ảnh hưởng đến bơm
CHƯƠNG 4
KHẮC PHỤC SỰ CHUYỂN ĐỘNG KHễNG ỔN ĐỊNH CỦA CHẤT LỎNG
4.1. Độ khụng ổn định lưu lượng
Hỡnh 4.1: Sơ đồ hoạt động của bơm piston
Lưu lượng của mỏy bơm piston được xỏc định theo cụng thức: Q = F.C = Fωrsinα (4.1) Trong đú:
- F : Tiết diện piston
- C : Vận tốc chuyển động của piston trong xilanh - r : Bỏn kớnh tay quay
- ω : Vận tốc gúc của tay quay - Q > 0 : Quỏ trỡnh đẩy
- Q < 0 : Quỏ trỡnh hỳt.
Ta thấy lưu lượng tức thời của bơm dao động theo hàm số hỡnh sin và đạt giỏ trị cực đại (Qmax) khi α=k
2
π
; cực tiểu (Qmin) khi α =k2π ( k = 1,2…)
Tốc độ chuyển động của chất lỏng ở ống hỳt (Vh) và ống đẩy (Vđ) cũng tuõn theo quy luật của piston (V):
h . . .sin h h Q F V r F F ω α = = (4.2) d . . .sin h d Q F V r F F ω α = = (4.3) Trong đú : Fd và Fh là tiết diện của ống đẩy và ống hỳt
Qua đú ta thấy cỏc mỏy bơm khỏc nhau cú mức độ ổn định lưu lượng Q khỏc nhau:
Ta xột đồ thị lưu lượng của từng loại bơm.
4.1.1. Bơm tỏc dụng đơn
Giả sử khi α = 0 là bắt đầu quỏ trỡnh đẩy
QTb
0 π α
Q
2π
Hỡnh 4.2: Đồ thị lưu lương của bơm một xilanh tỏc dụng đơn
+ Khi α= 0 ữ 2
π
thỡ Q tăng dần và đạt max khi α= 2
π
+ Khi α= 2
π πữ thỡ Q giảm dần và bằng 0 khi α=π
+ Khi α=π ữ2π thỡ Q thực hiện quỏ trỡnh hỳt Gọi m là hệ số khụng đồng đều về lưu lượng: max tb Q m Q = (4.4) Ta biết : Qmax = F.r.ω = F.r. . 30 n π (4.5)
QTb = . . . . 60 30
F S n = F r n (4.6)
Thay (4.5) và (4.6) vào (4.4) ta được: m = π = 3,14
4.1.2. Bơm tỏc dụng kộp
4.1.2.1. Bơm 1 xi lanh tỏc dụng kộp
Do ảnh hưởng của cần piston nờn lưu lượng của 2 buồng làm việc sẽ khỏc nhau nờn hệ số khụng đồng đều về lưu lượng m > 1,57
4.1.2.2. Hai xi lanh tỏc dụng đơn:
Trục khuỷu đặt lệch nhau 1 gúc 180º π 2π α Qmax QTb 0 Q
Hỡnh 4.3: Đồ thị lưu lượng của bơm hai xilanh tỏc dụng đơn
Khi xilanh thứ nhất thực hiện quỏ trỡnh đẩy thỡ xi lanh thứ 2 thực hiện quỏ trỡnh hỳt và ngược lại. Hệ số khụng đồng đều về lưu lượng m được tớnh như sau.
max 2 1,57 tb Q m Q π = = = 4.1.3. Bơm tỏc dụng ba
Gồm 3 bơm tỏc dụng đơn, tay quay đặt lệch nhau 1 gúc 120º
0 π 2π α
Q Qmax
QTb
Hỡnh 4.4: Đồ thị lưu lượng của bơm 3 xilanh tỏc dụng đơn
Ở những phần mà 2 xi lanh cựng bước đẩy thỡ ta phải dựng phương phỏp cộng đồ thị để tỡm Q tổng cộng trờn ống đẩy.
Cuối cựng ta được đồ thị của Q tổng cộng cú 6 lần đạt giỏ trị max sau mỗi vũng quay của trục khuỷu.
Như vậy : Hệ số khụng đồng đều về lưu lượng 1, 047 3 m= =π 4.1.4. Bơm tỏc dụng bốn π 2π α Q Qmax QTb 0
Hỡnh 4.5: Đồ thị lưu lượng của bơm bốn xilanh tỏc dụng đơn
Sau mỗi vũng quay của trục khuỷu, bơm 4 lần đạt giỏ trị Qmax. Lưu lượng lớn nhất của bơm
ax . 2. . . 30 m n Q = F r π
Lưu lượng trung bỡnh của bơm QTb =4.F.r. .
30
n
π
Vậy ta cú hệ số khụng đồng đều về lưu lượng m:
ax . 2 1,11 4 m Tb Q m Q π = = =
Đối với mỏy bơm 2 xi lanh tỏc dụng kộp, do ảnh hưởng của cần piston do đú m > 1,11
4.1.5. Bơm tỏc dụng năm
Q
2
O 72
Qtb
Hỡnh 4.5 Đồ thị lưu lượng của bơm piston năm tỏc dụng đơn
Gồm 5 piston tỏc dụng đơn, tay quay đặt lệch nhau 1 gúc 72º
Ở những phần mà 2 xi lanh cựng bước đẩy thỡ ta phải dựng phương phỏp cộng đồ thị để tỡm Q tổng cộng trờn ống đẩy.
Cuối cựng ta được đồ thị của Q tổng cộng cú 10 lần đạt giỏ trị max sau mỗi vũng quay của trục khuỷu.
Lưu lượng trung bỡnh của bơm tỏc dụng ba bằng 3 lần bơm tỏc dụng đơn. Như vậy : Hệ số khụng đồng đều về lưu lượng m = π/10 = 0,314
4.2. Yờu cầu
Sau khi nghiờn cứu chuyển động khụng ổn định của chất lỏng trong quỏ trỡnh làm việc của bơm piston, ta thấy rừ tớnh chất dao động của lưu lượng và ỏp suất, gõy ra nhiều tỏc hại làm tăng tổn thất thủy lực, gõy chấn động va đập thủy lực làm hỏng cỏc bộ phận của bơm và của cả hệ thống. Trong trường hợp nhiều bơm cựng làm việc trong một hệ thống, biờn độ dao động của ỏp suất trong hệ thống cú thể tăng lờn rất lớn vỡ cộng hưởng.
Ngoài ra dao động của ỏp suất và lưu lượng của bơm cú ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc của hệ thống thủy lực, vỡ nhược điểm cơ bản này mà bơm piston cú hệ số khụng đều về lưu lượng khụng được sử dụng trong cỏc hệ thống truyền động thủy lực hoặc hệ thống điều khiển đũi hỏi chớnh xỏc cao.
4.3. Cỏc biện phỏp khắc phục sự chuyển động khụng ổn định
Vấn đề đặt ra cho cỏc nhà chế tạo và sử dụng là làm thế nào hạn chế đến mức thấp nhất độ dao động ỏp suất và lưu lượng trong quỏ trỡnh bơm, từ mặt thoỏng của bể hỳt cho đến cuối của đầu đẩy. Qua biểu đồ lưu lượng của cỏc loại bơm một piston
tỏc dụng đơn, hai piston tỏc dụng kộp, ba piston tỏc dụng đơn, năm piston tỏc dụng đơn ta nhận thấy khi liờn kết càng nhiều piston trong một vũng quay của mỏy thỡ sự dao động ỏp suất càng ớt. Nhưng người ta khụng thể tăng số piston trong một mỏy lờn quỏ lớn vỡ như thế sẽ phải giải quyết nhiều vấn đề phức tạp về kỹ thuật như: độ bền, kớch thước, giỏ thành.v.v..Ngoài ra người ta cú thể dựng bỡnh điều hũa, dựng bơm tỏc dụng hai chiều.
Một trong những giải phỏp tối ưu hiện nay là người ta sử dụng bỡnh điều hũa để lắp vào đầu vào và đầu ra của mỏy bơm piston. Sự tớnh toỏn lựa chọn chớnh xỏc loại bỡnh và cỏc thụng số của bỡnh ổn ỏp sử dụng cho mỗi loại bơm piston là làm giảm sự dao động và ỏp suất đến mức thấp nhất. Nú gúp phần nõng cao hiệu quả sử dụng bơm piston.
Để trỏnh việc xảy ra gõy nổ trong bất kỳ điều kiện làm việc nào như : mụi chất cụng tỏc, sự thay đổi thể tớch đột ngột… người ta chỉ nạp vào bỡnh khớ trơ, thường là khớ nitơ. Việc tớnh toỏn và xỏc định giỏ trị của ỏp suất khớ nạp vào trong bỡnh phải đảm bảo cho hiệu suất làm việc của bỡnh là lớn nhất.
Trong điều kiện bỡnh thường, ỏp suất khớ nạp được xỏc định theo ỏp suất làm việc bộ nhất của hệ thống, nhưng cú thể cũng phụ thuộc vào (chịu ảnh hưởng) cỏc thụng số khỏc của hệ thống. Và sau hết, theo yờu cầu của nhà sản xuất.
4.4. Sử dụng bỡnh điều hũa 4.4.1. Phõn loại bỡnh điều hũa
Tựy theo cỏc tiờu chớ khỏc nhau mà người ta chi ra cỏc loại bỡnh điều hũa - Phụ thuộc vào hướng chuyển động:
+ Bỡnh điều hũa kớn (chất lỏng đi qua bỡnh điều hũa thỡ hướng chuyển động bị thay đổi và thay đổi cỏc khoang chuyển động bờn trong bỡnh: đú là sự tăng giảm về thể tớch của khoang khớ và lỏng)
+ Bỡnh điều hũa hở, hay cũn gọi là bỡnh ổn ỏp chảy (chất lỏng trong bỡnh chuyển động theo một hướng khụng đổi từ đầu vào đến đầu ra)
- Theo cấu tạo:
+ Bỡnh điều hũa dựng ống đục lỗ + Bỡnh điều hũa dựng van định hướng + Bỡnh điều hũa dựng van tự do - Theo vị trớ lắp đặt:
+ Bỡnh điều hũa cửa hỳt + Bỡnh điều hũa cửa đẩy.
- Theo nguyờn lý làm việc của bỡnh ổn ỏp: + Bỡnh ổn ỏp khụng màng (dạng ống)
+ Bỡnh ổn ỏp dạng màng + Bỡnh ổn ỏp dạng piston
4.4.2. Đặc điểm, cấu tạo, nguyờn lý làm việc của bỡnh ổn ỏp4.4.2.1. Bỡnh ổn ỏp dạng ống 4.4.2.1. Bỡnh ổn ỏp dạng ống
Hỡnh 4.6 Bỡnh ổn ỏp dạng ống
Cấu tạo của bỡnh là: Dạng ống vỏ ngoài chế tạo bằng thộp hợp kim, phần trờn trong bỡnh chứa khụng khớ, (khớ trời) phần dưới được lắp mặt bớch để lắp rỏp với đường ống bờn trong được chia làm hai nửa: Nửa trờn là khụng khớ ỏp suất khớ mụi trường pa. Mụi chất được tiếp xỳc trực tiếp với khụng khớ trong bỡnh.
Nguyờn tắc hoạt động:
Khi hỳt: Trong hộp khụng khớ hỳt cú chõn khụng nhưng nhỏ hơn chõn khụng ở xylanh. Do đú khi bơm chất lỏng từ hộp khụng khớ chảy vào bơm và mực nước trong hộp giảm xuống nếu hộp đủ lớn so với xylanh thỡ mực nước giảm khụng đỏng kể. Và do đú ỏp suất trờn mặt thoỏng của hộp xem như khụng đổi, mà chất lỏng chảy vào hộp khụng khớ là do độ chờnh ỏp suất giữa mặt thoỏng bể và mặt thoỏng hộp khụng khớ. Hai đại lượng này là khụng đổi, do đú chất lỏng chuyển từ bể chứa đến hộp khụng khớ là ổn định, chỉ cũn từ hộp khụng khớ tới bơm là khụng ổn định
Khi đẩy: Chất lỏng được đẩy lờn hộp khụng khớ, khụng khớ trong hộp bị nộn lại. Áp suất khớ trong hộp ộp chất lỏng lờn ống đẩy. Như vậy thể tớch trong hộp cần