- Các dạng hỏng thường gặp:
5.5.3. Biện pháp khắc phục và sửa chữa các dạng hỏng của cụm piston xi lanh
theo chiều dài của xi lanh.
- Vùng mòn nhiều nhất của xi lanh là ở sát điển chết trên vì tại đó nhiệt độ và áp suất là cao nhất, điều kiện bôi trơn khó khăn nhất. Tại vị trí gần điểm chết dưới của xi lanh điều kiện bôi trơn tốt hơn áp lực khí trong xi lanh cũng giảm đạt giá trị nhỏ nhất, tốc độ trượt của pistông ở đây cũng có giá trị nhỏ nên độ mòn ở đây ít nhất. Toàn bộ bề mặt xi lanh có một phần phía trên cùng (từ điểm chết của xéc măng trở lên) là không bị mòn do không chịu ma sát trượt của pistông. Phần này chính là kích thước nguyên thuỷ của xi lanh khi bắt đầu làm việc nhờ đó ta có thể dễ dàng xác định đựoc lượng mòn của xi lanh và thường dùng để rà gá định tâm xi lanh khi gia công sửa chữa.
- Độ mòn cho phép của xi lanh trong thực tế thường được xác định: U = C × D
D: Đường kính xi lanh C: Hệ số mòn
C = 0,002 ÷ 0,003 trường hợp xi lanh mòn đều theo vòng tròn C = 0,001 ÷ 0,002 đối với độ ô van tới hạn
C = 0,001 đối với độ côn tới hạn
5.5.2.2. Piston
- Trong quá trình làm việc piston thường mòn đường kính ngoài phần dẫn hướng, mòn các rãnh lắp xéc măng, đầu pistông bị rỗ, thân piston bị xước, có vết nứt. Do piston làm việc trong điều kiện tải trọng thay đổi đột ngột, áp suất và nhiệt độ cao, chịu ma sát lớn.
- Sau một thời gian làm việc các rãnh xéc măng cũng bị mòn. Ban đầu các rãnh xéc măng thường có hình chữ nhật, khi mòn nó bị côn tạo thành các tiết diện hình thang. Các rãnh xéc măng trên cùng một pistông thường mòn không đều nhau, rãnh xéc măng trên cùng hay bị mòn nhiều nhất.
5.5.3. Biện pháp khắc phục và sửa chữa các dạng hỏng của cụm piston xilanh lanh
- Trong quá trình làm việc của máy nén thì piston – xi lanh là cụm chi tiết rất quan trọng. Do vậy khi mòn hỏng nó ảnh hưởng rất lớn tới quá trình làm việc và năng suất của máy. Vì đây là cụm chi tiết đóng vai trò vô cùng quan trọng nên khi chế tạo cụm chi tiết này cần phải tuân thủ điều kiện:
+ Quá trình gia công phải đảm bảo độ chính xác cao
+ Dầu bôi trơn phải được lọc sạch trước khi đưa vào sử dụng
+ Phải kiểm tra kỹ trước khi vận hành, tránh tình trạng có các hạt mài mòn sót lại trong quá trinh gia công cuối cùng.
5.5.3.1. Xi lanh
- Xi lanh có nhiệm vụ tạo ra không gian hút và nén khí, làm việc với nhiệt độ và áp suất luôn thay đổi theo chu kỳ hút và nén.
- Vật liệu chế tạo xilanh là gang xám chất lượng cao như gia công nguội. Độ cứng của xilanh là HB 170 – 241, riêng bề mặt làm việc phải có độ cứng HB 320 – 380 bằng tôi điện cao tần.
- Thường khi sửa chữa lớn, người ta tiến hành kiểm tra và sửa chữa xilanh. Để kiểm tra tình trạng của xilanh cần quan sát xilanh qua các cửa van, khi kiểm tra phải dùng đèn chiếu sáng xách tay.
- Khi sửa chữa lớn và vừa cần phải kiểm tra xilanh trong điều kiện nắp được tháo, pittông được đưa ra khỏi nòng xilanh.
- Cần phải kiểm tra xilanh bằng panne đo trong hoặc đồng hồ đo lỗ, sẽ xác định được độ mài mòn, ô van của xilanh. Các kích thước được lấy trung bình sau 3 lần đo trong khoảng cách 20 – 30 mm, kể từ mặt đầu của ống lót xilanh theo 2 mặt nằm ngang và thẳng đứng.
- Khi phát hiện được mòn do tác động cơ học, nứt, xước và các hư hỏng cục bộ. Xilanh cần phải được doa lại khi đường kính của nó tăng 0,51 – 0,7 mm hoặc khi chiều sâu vết xước lớn hơn 0,5 mm.
- Xi lanh bị mòn theo kiểu ô van hoặc côn thì phải được doa lại để lấy lại độ trụ. + Nếu sửa chữa theo kích thước sửa chữa tiêu chuẩn thì doa đến đường kính của cốt sửa chữa.
+ Nếu sửa chữa theo kích thước nguyên thuỷ thì đem mạ crôm để đạt được kích thước cần sửa chữa.
Chiều dày lớp mạ được tính: δ = δ1 + δ2
δ1: Lượng kim loại bù đắp kích thước mòn δ2: Lượng kim loại dùng làm lượng dư gia công.
- Nến sau khi gia công đường kính tăng phải tiến hành thay thế xéc măng và chạy không tải.
Hình 5.6 Cấu tạo pistong cấp I và cấp III 1. Piston cấp I 2. Piston cấp III 3, 4. Trục piston 5,6. Long đen hãm 7. Ê cu 8. Xéc măng cấp I 9. Xéc măng cấp III
- Trong quá trình làm việc piston có nhiệm vụ sau:
+ Tiếp nhận lực từ trục cơ, tay biên để truyền động và thực hiện các quá trình nàp, nén, xả khí.
+ Bảo đảm làm kín khít các không gian công tác không cho khí trong đó lọt xuống cacte và ngăn ngừa dầu bôi trơn từ cácte lên không gian công tác.
* Yêu cầu kỹ thuật của pistông
- Các rãnh xéc măng phải song song với nhau
- Mặt phẳng tựa lực của rãnh lắp xécmăng phải vuông góc với đường tâm trục dẫn hướng của pittông.
- Piston không được có khuyết tật ở chỗ lắp xécmăng và chỗ ghép trục nối.
- Độ mòn và độ ôvan của piston không vượt quá 0,5 đường kính lắp ghép cho phép. Độ không vuông góc của mặt trụ với mặt cắt đỉnh pittông không vượt quá 0,02 trên 100 mm chiều dài.
- Độ mòn phần dẫn hướng theo đường kính không lớn hơn d/750.
Trong đó d: Đường kính phần dẫn hướng pittông.
- Chiều rộng rãnh lắp xécmăng được đo bằng dụng cụ đo chính xác 0,05 mm. Nếu các rãnh xécmăng bị mòn, người ta sửa rãnh xécmăng theo kích thước phù hợp với
kích thước cho phép, quá trình sửa chữa phải đảm bảo sao cho các rãnh không vượt quá 0,05 mm.
- Độ không song song giữa các rãnh không vượt quá 0,05 mm.
- Việc kiểm tra các đường kính của piston bằng dụng cụ đo có độ chính xác 0,01 mm, đo tại phần đầu, phần giữa và phần đáy pittông.
* Khắc phục và sửa chữa pistong
- Người ta dùng ca líp nút để kiểm tra độ mòn ở nắp chốt và tiến hành đo các rãnh xéc măng sau đó gia công.
- Thông thương piston được thay mới theo cốt sửa chữa, trường hợp không có buộc phải tiến hành sửa chữa như sau:
+ Tiện khôi phục mặt trụ ngoài. + Tiện rộng rãnh.
+ Hàn lấp rãnh xéc măng và hàn đắp các mặt trụ. + Tiện mặt ngoài, tiện rãnh xéc măng.
* Xéc măng
- Là chi tiết luôn có chuyển động tương đối với mặt gương của xilanh, trong quá trình làm việc của máy. Vì vậy xécmăng là chi tiết hao mòn nhanh nhất.
- Trong máy nén khí 2BM4 – 9/101 xéc măng gồm 2 loại: Xéc măng hơi và xecmăng dầu.
+ Xéc măng hơi có nhiệm vụi bịt kín khe hở giữa xilanh và piston, muốn vậy thì xécmăng phải khít với thành rãnh ở piston, phải tỳ kín mặt ngoài lên mặt trong của xilanh, có độ ép đạt 13,74 – 10,8 N/cm2 với đường kính 40 -100 mm và 10,8 – 4,9 N/cm2 với đường kính 100 – 300 mm. Độ ép này phụ thuộc vào độ đàn hồi của xécmăng,vật liệu chế tạo, phương pháp chế tạo và thời gian làm việc
- Vật liệu chế tạo xécmăng là gang chịu mòn đặc biệt, hợp kim crôm – Niken hay Molipden.
- Độ cứng của xécmăng cho pittông 200 mm là HRB 98 – 106 nhỏ hơn độ cứng của xilanh từ 5 – 10 đơn vị HB
- Độ không song song của đường sinh mặt ngoài xécmăng có đường kính đến 200 mm là 0,04 mm và 0,05 cho đường kính 200 – 500 mm.
- Độ bóng mặt ngoài của xécmăng (tì lên xilanh) phải đạt đến độ bóng ∇8 cho piston 200 mm và ∇7 cho piston 200 – 500 mm. Hai mặt bên đạt ∇7.
Hình 5.7 Các loại xécmăng Trong đó:
a): Xéc măng khí b): Xéc măng dầu
c): Các khe tạo dứt cho xéc măng
* Các dạng mòn hỏng của xéc măng
- Xéc măng chủ yếu bị mòn theo đường kính, mòn bề mặt tiếp xúc với xi lanh, xong lượng mòn không đều trên chu vi của nó. Vùng mòn nhiều nhất là ở miệng xéc măng. Xéc măng mòn làm khe hở giữa nó và xi lanh tăng, gây rò rỉ khí làm giảm hiệu suất của máy.
- Ngoài ra xéc măng còn bị mòn ở hai mặt tiếp xúc trong rãnh piston làm giảm độ dày, độ bền của xéc măng và làm cho nó có khả năng bị gãy. Xéc măng bị giảm độ đàn hồi thì khả năng bung ra ép sát vào xi lanh cũng sẽ giảm dẫn đến lão hoá.
- Các biểu hiện hư hỏng của xécmăng: + Chi phí dầu nhờn tăng nhanh. + Áp suất khí nén giảm.
* Phưong án sửa chữa thay thế xéc măng
- Thông thường khi xéc măng hỏng người ta không tiến hành sửa chữa mà thay thế xéc măng mới.
- Để kiểm tra xéc măng hay thay thế nó ta dựa vào thông số về độ đàn hồi sẽ được kiểm tra trên cân chuyên dụng theo các bước sau:
+ Đặt vòng gioăng lên mặt tấm phẳng đi qua tâm vòng gioăng.
+ Dùng giá tự động ép vòng gioăng tới khi khe hở miệng còn 0,2 – 0,3 mm. + Điều chỉnh quả cân cho cân bằng sau đó đọc trị số trên cân.
- Khe hở miệng của xécmăng được xác định bằng thước lá hay căn mẫu khi cho xéc măng vào mẫu hay xilanh mới.
- Khe hở cạnh xécmăng là hiệu số giữa bề rộng của rãnh lắp xécmăng với bề dày của xécmăng. Khe hở cạnh được kiểm tra bằng căn lá. Cho phép mài xéc măng trên máy mài phẳng.
- Độ kín sát giữa mặt lưng xécmăng với mặt gương xilanh đòi hỏi xécmăng cần phải có thuộc tính cơ học cao, độ đàn hồi tốt, luôn tỳ sát lên thành xilanh và tác dụng lên thành xilanh một áp lực nhất định theo chu vi.
- Để nâng cao thuộc tính đàn hồi của xécmăng cho phép làm vân khía mặt trong xécmăng.
- Bề mặt xéc măng cần tỳ sát vào mặt gương xilanh theo chu vi không nhỏ hơn 2/3 chu vi xécmăng, phần còn lại cho phép không lớn hơn 0,04 mm. Trị số này được xác định bằng soi hay căn lá. Bề mặt rãnh xécmăng phải vuông góc với mặt cạnh của nó.
- Không sử dụng xécmăng có vết xước hay khuyết tật, xécmăng phải được lắp tự do trong rãnh xécmăng.
Bảng (5.10): Thông số lắp ráp piston – xécmăng các cấp:
Tên gọi Khe hở cạnh (khe hở dầu) mm Khe hở miệng (khe hở nhiệt)
mm Khi chế tạo Khi sửa chữa
Max Min Max Min
Cấp I 0,098 0,040 0,180 0,040 0,6+0,2
Cấp II 0,098 0,040 0,120 0,040 0,4+0,2
Cấp III 0,078 0,030 0,120 0,030 0,2+0,1
Cấp IV 0,078 0,030 0,120 0,030 0,13+0,07
Bảng (5.11): Tiêu chuẩn kỹ thuật cụm Piston – xilanh Tên gọi Tiêu chuẩn kỹ thuật
Độ bóng mặt gương xilanh có đường
kính đến 150 mm Đạt độ bóng ∇9
Khi đường kính lớn hơn 150 mm Đạt độ bóng ∇8
Bề mặt ngoài, chỗ lắp với thân máy Đạt độ bóng ∇7
Mặt đỉnh xilanh lắp đĩa van Đạt độ bóng ∇10
Khe hở mặt ngoài của Piston và mặt
trong xilanh Bằng 0,001 đường kính lỗ xilanh Độ không vuông góc của trục xilanh với
trục quay của máy
Không vượt quá 0,02 mm trên 100 mm chiều dài
Độ lệch tâm giữa đường trục xilanh và lỗ xilanh
Không vượt quá 0,02 mm trên 100 mm chiều dài
Độ mòn cho phép mặt gương xilanh Độ mòn cho phép 0,002 – 0,003 mm
Blốc xilanh – Piston lắp với thân theo
kiểu lắp ∅250 Hh89 − + 081 , 0 0 , 0 000 , 0 013 , 0
Bảng (5.12): Các thông số cơ bản của Piston – xilanh. Tên gọi Xilanh cấp I Xilanh cấp II Xilanh cấp
III
Xilanh cấp IV
Áp suất trong khoang 2,6 – 2,8 kG/cm2 10,8 – 12,2 kG/cm2 30 – 34 kG/cm2 100 kG/cm2 Áp suất thử độ bền 4,2 kG/cm2 18,3 kG/cm2 51 kG/cm2 150 kG/cm2 Độ mòn cho phép 0,7 0,7 0,7 0,7
Piston cấp I Piston cấp II Piston cấp III Piston cấp IV Chiều dài hành trình 150 mm 150 mm 150 mm 150 mm
Khe hở mặt đầu 8 mm 19-1 2+1 14 mm
Độ không song song cho phép giữa các xécmăng ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,05 5.6. Các van hút – xả 5.6.1. Cấu tạo
- Van của máy nén khí 2BM4 – 9/101 là van đĩa được lắp trên xi lanh, với nhiệm vụ chỉ cho dòng khí đi vào xi lanh hoặc đi ra từ xi lanh. Nó có thể làm việc với tần số cao và có thể mở hoặc đóng ngay lập tức khi có sự chênh lệch áp suất mà không cần sự can thiệp của bất kì một thiết bị cơ khí nào.
- Mỗi van cần phải đóng mở ngay lập tức trong mỗi vòng quay của trục khuỷu. Khi trục khuỷu quay với vận tốc 750 vòng/ phút thì đòi hỏi những van này phải đóng mở rất nhanh để cho khí đi qua. Do vậy van phải thực hiện công việc với lực cản nhỏ nhất để giảm thiểu tổn hao năng lượng một cách tối đa. Vì làm việc trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao nên hệ thống van phải đáp ứng được những điều kiện như:
+ Có hình thể khí động học phù hợp + Làm việc êm
+ Dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa
+ Vật liệu chế tạo đáp ứng được các tiêu chuẩn khi van làm việc + Cấu trúc van bền vững có khả năng chịu được va đập liên tục + Có khả năng chịu mòn, mỏi tốt.
- Tất cả các van được lắp đồng bộ, các phần tử được bắt chặt với nhau bằng bu lông.
97 7 1 8 4 5 2 3 10 6
Hình 6.8 Cấu tạo của van hút 1. Đĩa van 2. Trục van 3, 4. Chốt xoay định vị 5. Lò xo 6. Đĩa làm kín 7. Đĩa van 8. Cối tỳ lò xo 9. Ê cu 10. Cửa van hút 1 7 8 6 4 5 2 9 10 3
Hình 5. 9 Cấu tạo van xả 1. Đĩa van 2. Trục van 3, 4. Chốt chống xoay 5. Đĩa làm kín
6. lò xo 7. Đĩa lò xo 8. Cối tỳ lò xo 9. Ê cu 10, 11, 12. Cửa van xả