Đồ án Tìm hiểu các hệ thống khí nén, đi sâu phân tích nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LP HẢI PHÒNG  
ISO 9001:2015  
TÌM HIỂU CÁC HỆ THỐNG KHÍ NÉN, ĐI SÂU  
PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CA  
MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT  
ĐỒ ÁN TT NGHIỆP ĐẠI HC HỆ CHÍNH QUY  
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP  
HẢI PHÒNG - 2020  
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LP HẢI PHÒNG  
ISO 9001:2015  
TÌM HIỂU CÁC HỆ THỐNG KHÍ NÉN,ĐI SÂU  
PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CA  
MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT  
ĐỒ ÁN TT NGHIỆP ĐẠI HC HỆ CHÍNH QUY  
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP  
Sinh viên: Nguyn Viết Anh  
Người hướng dẫn: ThS.Đinh Thế Nam  
HẢI PHÒNG - 2020  
Cộng Hoà Xã Hi ChNghĩa Việt Nam  
Độc lp TDo Hạnh Phúc  
----------------o0o-----------------  
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG  
NHIM VỤ ĐỀ TÀI TT NGHIP  
Sinh viên : Nguyn Viết Anh MSV : 1412101100  
Lp : ĐC1901- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp  
Tên đề tài : Tìm hiểu các hệ thống khí nén, đi sâu phân tích  
nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít.  
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI  
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (  
về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp..........................................................................:  
CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP  
Người hướng dẫn thứ nhất:  
Họ và tên  
:
Đinh Thế Nam  
Học hàm, học vị  
:
Thạc sĩ  
Cơ quan công tác :  
Nội dung hướng dẫn :  
Trường Đại học dân lập Hải Phòng  
Toàn bộ đề tài  
Người hướng dẫn thứ hai:  
Họ và tên  
:
Học hàm, học vị  
:
Cơ quan công tác :  
Nội dung hướng dẫn :  
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2019.  
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày......tháng.......năm 2019  
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N  
Sinh viên  
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N  
Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N  
ThS.Đinh Thế Nam  
Ngyễn Viết Anh  
Hải Phòng, ngày........tháng........năm 2020  
HIỆU TRƯỞNG  
GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ  
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  
Độc lp - Tdo - Hạnh phúc  
PHIU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DN TT NGHIP  
Họ và tên giảng viên:  
Đơn vị công tác:  
...................................................................................................  
........................................................................ ..........................  
.......................................... Chuyên ngành: ...............................  
.......................................................... ........................................  
Họ và tên sinh viên:  
Nội dung hướng dn:  
....................................................................................................................................  
1. Tinh thần thái đcủa sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghip  
....................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận (so vi nội dung yêu cầu đã đề ra trong  
nhim vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thc tiễn, tính toán số liệu…)  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
..........................................................................................................................................  
3. Ý kiến ca giảng viên hướng dn tt nghip  
Được bo vệ  
Không được bo vệ  
Điểm hưng dn  
Hải Phòng, ngày … tháng … năm ......  
Giảng viên hướng dn  
(Ký và ghi rõ họ tên)  
QC20-B18  
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  
Độc lp - Tdo - Hạnh phúc  
PHIU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHN BIN  
Họ và tên giảng viên:  
..............................................................................................  
........................................................................ .....................  
...................................... Chuyên ngành: ..............................  
......................................................................... ....................  
Đơn vị công tác:  
Họ và tên sinh viên:  
Đề tài tốt nghip:  
................................................................................................................................  
................................................................................................................................  
1. Phn nhận xét của giáo viên chấm phn bin  
..... ................................................................................................................................  
..... ................................................................................................................................  
..... ................................................................................................................................  
..... ................................................................................................................................  
2. Nhng mặt còn hn chế  
................................................................................................................................  
..... ................................................................................................................................  
..... ................................................................................................................................  
..... ................................................................................................................................  
3. Ý kiến ca giảng viên chấm phn bin  
Được bo vệ  
Không được bo vệ  
Điểm hưng dn  
Hải Phòng, ngày … tháng … năm ......  
Giảng viên chấm phn bin  
(Ký và ghi rõ họ tên)  
MC LC  
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................ 1  
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN.............................. 2  
1.1. Tìm hiu khí nén và nhng đặc trưng ca khí nén................................... 2  
1.2. Sự phát trin ca kthut máy nén khí.................................................... 3  
1.3. Những đặc điểm cơ bản ca hthống máy nén khí................................. 4  
1.4. Cấu trúc của hthống khí nén.................................................................. 5  
1.5. Các thiết bquan trng trong hthống khí nén........................................ 7  
1.6. Nguyên lý hoạt động chung và phân loại máy nén khí............................ 14  
1.7. Những ưu nhược điểm cơ bản................................................................. 15  
1.8. Cơ sở tính toán trong khí nén.................................................................. 16  
1.9. Khả năng ứng dng ca hthống khí nén............................................... 21  
CHƯƠNG 2. TÌM HIỂU CÁC HỆ THỐNG KHÍ NÉN ............................... 23  
2.1. Máy nén khí piston................................................................................... 23  
2.2. Máy nén khí ly tâm................................................................................... 32  
2.3. Máy nén khí cánh gạt ............................................................................... 43  
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY  
NÉN KHÍ TRỤC VÍT, NHỮNG LƯU Ý VÀ GIẢI PHÁP ĐỂ SỬ DỤNG  
HỆ THỐNG MÁY NÉN KHÍ HIỆU QUẢ VÀ AN TOÀN........................... 48  
3.1. Máy nén khí trục vít ................................................................................. 48  
3.2. Những lưu ý khi sử dng hthống máy nén khí...................................... 64  
3.3. Giải pháp tối ưu để nâng cao hiu qusdụng năng lượng khí nén....... 69  
3.4. Mt sscố thường xảy ra trong quá trình sử dụng máy nén khí và các  
phương pháp sửa chữa đi kèm......................................................................... 79  
KT LUN .................................................................................................... 85  
LỜI NÓI ĐẦU  
Ngày nay, nền kinh tế của nước ta đang trên đà phát triển mnh mẽ, đời sng ca  
người dân ngày càng nâng cao. Nhu cầu sdụng điện năng trong đời sng sinh  
hoạt cũng như trong các nghành công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ là tăng  
không ngừng. Đây là cơ hội nhưng cũng là thách thức cho ngành điện vi việc phát  
triển điện năng, phục vnhu cu của xã hội. Sau thi gian hc tp tại trường, được  
schbảo hướng dn nhiệt tình của thầy cô giáo trong ngành Điện tự động công  
nghiệp trường Đại học Dân lập Hải Phòng, em đã kết thúc khoá học và đã tích luỹ  
được vn kiến thc nhất định. Được sự đồng ý của nhà trường và thầy cô giáo  
trong khoa em được giao đề tài tốt nghip: “Tìm hiểu các hệ thống khí nén, đi  
sâu phân tích nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít”.  
Đồ án tốt nghip ca em gồm ba chương:  
Chương 1: Tổng quan vhthống khí nén.  
Chương 2: Tìm hiểu các hệ thống khí nén.  
Chương 3: Phân tích nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít, nhng lưu ý và  
giải pháp để sdng hthống máy nén khí hiệu quả và an toàn.  
1
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VHTHỐNG KHÍ NÉN  
1.1. TÌM HIU KHÍ NÉN VÀ NHNG ĐẶC TRƯNG CA KHÍ NÉN  
1.1.1 Tìm hiểu về khí nén  
Khí nén là không khí tự nhiên được nén lại ở một áp suất khá cao, đây là loại năng  
lượng có sẵn trong tự nhiên và được dùng để thay thế so với các loại năng lượng  
khác. Khí nén thường được cấu thành từ không khí thiên nhiên sạch và với một áp  
suất 3000 hoặc 3600psi. Ngày nay khí nén được tạo ra và ứng dụng trong nhiều  
lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống, từ những ngành nghề sản xuất, công nghiệp  
hay trong cả lĩnh vực y tế, thực phẩm hay trong gia đình. Và để có thể sử dụng  
được loại khí này thì rất cần tới sự hỗ trợ của máy nén khí. Đây là thiết bị có khả  
năng tạo ra nguồn khí nén nhanh chóng và chất lượng cao.  
1.1.2 Đặc trưng của khí nén  
- Về số lượng: có sẵn ở khắp nơi nên có thể sử dụng với số lượng vô hạn.  
- Về vận chuyển: khí nén có thể vận chuyển dễ dàng trong các đường ống,với  
một khoảng cách nhất định.Các đường ống dẫn về không cần thiết vì khí nén  
sau khi sử dụng sẽ được thoát ra ngoài môi trường sau khi thực hiện xong  
công tác.  
- Về lưu trữ: máy nén khí không nhất thiết phải hoạt động liên tục.Khí nén có  
thể được lưu trữ trong các bình chứa để cung cấp khi cần thiết.  
- Về nhiệt độ: khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ.  
- Về phòng chống cháy nổ: không một nguy cơ nào gây cháy bởi khí nén,nên  
không mất chi phí cho việc phòng cháy.Không khí nén thường hoạt động với  
áp suất khoảng 6 Bar nên việc phòng nổ không quá phức tạp.  
2
- Về tính vệ sinh: khí nén được sử dụng trong các thiết bị đều được lọc các bụi  
bẩn,tạp chất hay nước nên thường sạch,không một nguy cơ nào về mặt vệ  
sinh.Tính chất này rất quang trọng trong các ngành công nghiệp đặc biệt  
như: thực phẩm,vải sợi,lâm sản và thuộc da.  
- Về cấu tạo thiết bị: đơn giản nên rẻ hơn các thiết bị khác.  
- Về vận tốc: khí nén là một dòng chảy có lưu tốc lớn cho phép đạt được tốc  
độ cao (vận tốc làm việc trong các xy lanh thường từ 1-2m/s).  
- Về tính điều chỉnh: vận tốc và áp lực của những thiết bị công tác bằng khí  
nén được điều chỉnh một cách vô cấp.  
- Về sự quá tải: các công cụ và các thiết bị khí nén đảm nhận tải trọng cho đến  
khi chúng dừng hoàn toàn cho nên sẽ không xẩy ra quá tải.  
- Với vai trò và tầm quan trọng của khí nén thì việc sử dụng những công cụ  
tạo ra khí nén là điều cần thiết. Đó cũng là lý do vì sao máy nén khí ngày  
càng được sử dụng phổ biến và ứng dụng nhiều lĩnh vực từ sản xuất đến thực  
phẩm, y tế và càng được sử dụng nhiều trong các gia đình. Máy nén khí có  
thê tạo ra khí nén nhanh chóng với áp suất cao, hiệu suất ấn tượng.  
1.2. SỰ PHÁT TRIN CA KTHUT MÁY NÉN KHÍ  
Ứng dụng máy nén khí có từ thời trước Công nguyên, tuy nhiên sự phát triển của  
khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ,nhất là kiến thức về cơ học, vật lý, vật  
liệu … còn thiếu,cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế.  
Mãi đến thế kỷ thứ 18,các thiết bị máy móc sử dụng năng lượng khí nén lần lượt  
được phát minh.Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện,vai trò sử dụng  
năng lượng bằng khí nén giảm dần.Tuy nhiên,việc sử dụng năng lượng bằng khí  
nén vẫn đóng vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà sử dụng điện sẽ không an  
3
toàn.Khí nén được sử dụng ở những dụng cụ nhỏ nhưng truyền động với vận tốc  
lớn hơn như;búa hơi,dụng cụ đập,tán đinh … nhất là các dụng cụ,đồ gá kẹp chặt  
trong máy công cụ.  
Sau chiến tranh thế giới thứ hai,việc ứng dụng năng lượng bằng khí nén(máy nén  
khí) trong kỹ thuật điều khiển phát triển khá mạnh mẽ.Những dụng cụ,thiết bị,phần  
tử khí nén mới đực sáng chế và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau.Sự kết hợp  
khí nén với điện-điện tử sẽ quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển  
trong tương lai.  
1.3. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CA HTHỐNG MÁY NÉN KHÍ  
Hthống khí nén được sdng rộng rãi trong công nghiệp lắp ráp, chế biến, đặc  
bit những lĩnh vực cn phải đảm bo vsinh, chống cháy nổ hoc ở môi trường  
độc hại. Ví dụ, lĩnh vực lắp ráp điện t, chế biến thc phm, các khâu phân loại,  
đóng gói sản phm thuộc các dây chuyền sn xut tự động, trong công nghiệp gia  
công cơ khí, trong công nghiệp khai thác khoáng sản…  
Các dạng truyền động sdụng khí nén:  
Truyền động thng: là ưu thế ca hthng khí nén do kết cấu đơn giản và  
linh hot của cơ cấu chấp hành, chúng được sdng nhiều trong các thiết bị giá  
kẹp các chi tiết khi gia công, các thiết bị đột dập, phân loại và đóng gói sản  
phẩm…  
Truyền động quay: trong nhiều trường hợp khi yêu cầu tốc độ truyền động  
rt cao, công suất không lớn sgn nhẹ và tiện lợi hơn nhiều so với các dạng  
truyền động sdụng các năng lượng khác.  
1.4. CẤU TRÚC CỦA HTHNG KHÍ NÉN  
Hệ thống khí nén thường bao gồm các khối thiết bị :  
4
- Trạm nguồn : Máy nén khí, bình tích áp, các thiết bị an toàn, các thiết bị xử lý khí  
nén ( lọc bụi, lọc hơi nước, sấy khô )  
- Khối điều khiểm : các phần tử xử lý tín hiệu điều khiển và các phần tử điều khiển  
đảo chiều cơ cấu chấp hành.  
- Khối các thiết bị chấp hành : Xi lanh, động cơ khí nén, giác hút.  
Dựa vào năng lượng của tín hiệu điều khiển, người ta chia ra hai dạng hệ thống khí  
nén :  
- Hệ thống điều khiển bằng khí nén: trong đó tín hiệu điều khiển bằng khí nén và do  
đó kéo theo các phần tử xử lý và điều khiển sẽ tác động bởi khí nén (Hình 1.1).  
5
Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống điều khin bằng khí nén  
- Hthống điều khiển điện - khí nén: các phần tử điều khin hoạt động bằng tín  
hiệu điện hoc kết hợp tín hiệu điện - khí nén (Hình1.2)  
6
Hình 1.2 : Hthng điện - khí nén  
1.5. CÁC THIẾT BQUAN TRNG TRONG HTHỐNG KHÍ NÉN  
Hthống khí nén hoàn chỉnh sbao gm nhiu thiết bị khác nhau và mỗi thiết bị  
gimt nhim vụ riêng hỗ trợ nhau trong quá trình vận hành của hthng. Nhng  
thành phần quan trng ca mt hthống khí nén sẽ bao gồm các thiết bị như: máy  
nén khí, bình tích áp, máy sấy và một hthng lọc khí nén.  
7
Hình 1.3: Hthống máy nén khí công nghiệp  
1.5.1. Máy nén khí  
Máy nén khí được coi là một thiết bị vô cùng quan trọng trong mt hthống khí  
nén, vì chính nó trực tiếp sản sinh ra khí nén để cung cấp đến các loại bphn  
khác. Nếu có vấn đề gì đối với đầu nén thì các thiết bị khác trong hệ thống đương  
nhiên cũng bị ảnh hưởng theo. Nhim vụ chính của thiết bị này là nén khí ở nhit  
độ và áp suất cao, cung cấp cho các loại máy móc khác hoạt động. Chất lượng ca  
khí nén phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng không khí bên ngoài, môi  
trường đặt máy nén và máy nén có bị hỏng hóc không… Thiết bị được ng dng  
trong nhiều lĩnh vực khác nhau như khai thác khoáng sản,chế biến thc phẩm, dược  
phẩm,giao thông vận tải,…  
8
Hình 1.4 : Máy nén khí  
Tùy vào từng nhu cu sdụng và tính chất ca từng công việc mà lựa chọn các loại  
máy nén cho hệ thống. Các loại máy thường sdng trong hthống máy nén khí  
bao gồm: máy nén khí piston, máy nén khí trục vít, máy nén khí ly tâm, máy nén  
khí Turbo,máy nén khí cao áp,máy nén khí cánh gạt(máy nén khí đối lưu)…  
Khi la chọn mua máy nén khí công nghiệp cho hthng ta cn phải cân nhắc các  
yếu tố như:  
- Công suất của máy nén khí: để tính toán công suất ti thiểu mà máy cần đạt  
được thì phải tính tổng lưu lượng mà các thiết btrong hthng ssdng,  
sau đó nhân với 0,5 hsdự phòng tổn tht, cuối cùng cộng với áp lực cao  
nhất mà thiết bị đạt được.  
- Tính toán đến độ rung và ồn ca thiết b.  
- Thương hiệu máy bơm khí nén và địa chỉ phân phối máy nén khí.  
Như vậy ta mới có thể la chọn được sn phẩm máy nén khí phù hợp vi mục đích  
sdụng và yêu cầu ca hthống khí nén.  
9
1.5.2. Bình tích áp  
Bình tích áp thường được gọi là bình chứa khí nén, với chức năng chính là tích trữ  
lượng khí nén mà máy nén khí sản suất, đồng thi cung cp li cho hthng khi có  
nhu cu sdụng đột xut(tức là bù áp suất cho hthống máy nén khí).  
Bình này giúp duy trì áp suất làm việc được ổn định, không bị gim xuống đột ngt  
gây ảnh hưởng đến quá trình làm việc ca thiết bị cũng như các loại máy móc hoạt  
động bằng khí nén. Bên cạnh đó, bình tích áp còn có chức năng như một thiết bị  
ngưng tụ nước, bi bẩn trong không khí và làm giảm nhiệt độ cho các thiết bị khác  
như máy sấy khí, lọc khí,…  
Dung tích của bình được la chn sphải tùy thuộc vào công suất của máy nén khí.  
Ví dụ cthể: Đối với dòng máy có công suất t7,5 – 15 KW thì ta nên chọn bình  
có dung tích từ 200- 400l, hay đối với dòng máy có công suất 22KW thì nên lựa  
chọn bình có dung tích cao hơn như khoảng t400- 700l.  
Hình 1.5: Bình tích áp  
10  
1.5.3. Máy sấy khí  
Máy sấy khí có một vai trò quan trọng trong hệ thống nén khí, với nhiệm vụ đảm  
bảo độ khô cho khí nén, và ngăn chặn việc hơi nước lẫn trong khí nén đến các thiết  
bị mà gây han gỉ.  
Hình 1.6: Máy sấy khí  
Có 2 loại máy sấy khí thông dụng trên thị trường hiện nay đó là: dòng máy sấy khí  
hp thụ và dòng máy sấy khí tác nhân lạnh.  
Trong đó, máy sấy tác nhân lạnh là dòng máy được sdng phbiến hơn do sản  
phẩm này giá thành khá rẻ và cách lắp đặt cũng khá đơn giản. Dòng máy này chỉ  
thích hợp với các đơn vị không yêu cầu cao về độ khô của khí nén.  
11  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 94 trang yennguyen 30/03/2022 5380
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tìm hiểu các hệ thống khí nén, đi sâu phân tích nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdo_an_tim_hieu_cac_he_thong_khi_nen_di_sau_phan_tich_nguyen.pdf