Giáo trình Khí nén-thuỷ lực (Nghề: Công nghệ kỹ thuật cơ khí - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Hà Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:126

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Khí nén-thuỷ lực (Nghề: Công nghệ kỹ thuật cơ khí - Trung cấp) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đại cương về khí nén; Phân phối và điều hòa khí nén; Cơ cấu chấp hành khí nén; Các van trong hệ thống khí nén; Phương pháp thiết kế mạch khí nén; Tổng quan về hệ thống thủy lực; Cơ cấu chấp hành thủy lực;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Khí nén-thuỷ lực (Nghề: Công nghệ kỹ thuật cơ khí - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Hà Nam

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: KHÍ NÉN – THUỶ LỰC NGHỀ: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….tháng….năm ......... …………........... của………………………………. Năm ………..
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hoá, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều kiển khí nén – thuỷ lực sử dụng trong các máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ CNC, phương tiện vận chuyển, máy dập,… do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo độ chính xác, công suất lớn với kích thước nhỏ gọn và lắp đặt dễ dàng ở những không gian chật hẹp so với các thiết bị truyền động và điều kiển bằng cơ khí hay bằng điện. Nhằm trang bị cho học sinh sinh viên nền kiến thức tốt nhất để tiếp cận nhanh tróng với các thiết bị của hệ thống điều khiển khí nén thuỷ lực trong thực tế. Bằng những kinh nghiệm có được của nhiều năm làm việc thực tiễn trên các máy cắt gọt kim loại góp phần đào tạo nguồn nhân lực chất lương cao tôi đã biên soạn ra giáo trình này. Giáo trình được tổng hợp từ những kiến thức cơ bản của các lĩnh vực liên quan. Hy vọng qua nội dung của giáo trình bạn đọc có thể tính toán, thiết kế, lắp đặt và điều kiển được một hệ thống truyền dẫn khí nén – thuỷ lực theo các yêu cầu khác nhau. Trong quá trình biên soạn giáo trình này không thể tránh được những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp của bạn đọc gần xa. Hà Nam, ngày…..........tháng….....năm… Tham gia biên soạn Chủ biên: Đào Văn Hiệp 1
MỤC LỤC Contents TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ....................................................................... 1 LỜI GIỚI THIỆU ...................................................................................... 1 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN ........................................................................... 3 BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ KHÍ NÉN ......................................................... 5 BÀI 2: MÁY NÉN KHÍ .......................................................................... 13 BÀI 3: PHÂN PHỐI VÀ ĐIỀU HOÀ KHÍ NÉN ..................................... 16 Bài 4: CƠ CẤU CHẤP HÀNH KHÍ NÉN ............................................... 25 Bài 5: CÁC VAN TRONG HỆ THỐNG KHÍ NÉN ................................ 30 BAI 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KIỂN BẰNG KHÍ NÉN ............. 51 BÀI 7: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THUỶ LỰC.............................. 73 BÀI 8: BƠM DẦU .................................................................................. 80 BÀI 9: CƠ CẤU CHẤP HÀNH THUỶ LỰC.......................................... 95 BÀI 10: CÁC VAN THUỶ LỰC .......................................................... 108 BÀI 11: THIẾT BỊ PHỤ DÙNG TRONG THUỶ LỰC ........................ 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 124 2
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Khí nén – Thuỷ lực Mã mô đun: MĐ 17 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: - Vị trí: + Mô-đun Khí nén-thủy lực được bố trí sau khi sinh viên đã học xong các môn học, mô-đun đào tạo nghề bắt buộc. + Mô đun được kết thúc trước khi học sinh đi thực tập tốt nghiệp. - Tính chất: + Là mô-đun đào tạo nghề tự chọn. + Là mô-đun tạo điều kiện cho học sinh làm quen với các mô hình thiết bị tự động hóa được ứng dụng trong sản xuất. Mô-đun giúp sinh viên tự động hóa một số cụm thiết bị gia công cơ khí tự động. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là mô đun có vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo nghề Công nghệ kỹ thuật cơ khí, người học được trang bị những bước đầu những kiến thức, kỹ năng cơ bản về hệ thống khí nén – thuỷ lực. Mục tiêu của mô đun: - Kiến thức: + Trình bày được cấu tạo, phân loại, nguyên lý làm việc cơ cấu khí nén – thuỷ lực + Phân tích được ký hiệu, chức năng, ứng dụng các loại cơ cấu chấp hành khí nén - thủy lực - Kỹ năng: - Vận dụng được những kiến thức của các môn học, mô-đun trong chương trình đã học để tổ chức, thực hiện thiết kế một hệ thống gá lắp, gia công chi tiết tự động. - Làm được những công việc của người thợ trình độ Cao đẳng nghề (đạt yêu cầu kỹ thuật: nhận dạng được các thiết bị khí nén-thủy lực thường sử dụng trong ngành cơ khí. Đọc được một số mạch nguyên lý cơ bản trong hệ thống khí nén- thủy lực. Có khả năng thao tác, điều chỉnh các thông số kỹ thuật cần thiết trong hệ thống khí nén. Có khả năng thay thế các linh kiện khí nén-thủy lực khi cần bảo trì, sửa chữa - Sử dụng thành thạo các thiết bị khí nén-thủy lực thông dụng và phổ biến của nghề, bảo quản và hiệu chỉnh được các thông số đúng yêu cầu. - Có khả năng thiết kế một vài mạch điều khiển hệ thống có từ 2 đến 4 cơ cấu chấp hành. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: 3
+ Có khả năng làm việc độc lập, làm việc theo nhóm, sáng tạo ứng dụng kỹ thuật, công nghệ vào công việc trong điều kiện làm việc thay đổi; Có ý thức kỷ luật, tác phong công nghiệp. + Hướng dẫn, giám sát những người có trình độ thấp hơn thực hiện công việc đã định sẵn theo sự phân công; + Đánh giá hoạt động của cá nhân và kết quả thực hiện của nhóm; + Quản lý, kiểm tra và giám sát quá trình thực hiện công việc của cá nhân, tổ, nhóm. Nội dung của mô đun: Thời gian (giờ) Thực hành, Số thí Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 1 Bài 1: Đại cương về khí nén 1 1 0 0 2 Bài 2: Máy nén khí. 1,5 1 0,5 0 3 Bài 3: Phân phối và điều hòa khí nén. 1 1 0 0 4 Bài 4: Cơ cấu chấp hành khí nén. 2 1 1 0 5 Bài 5: Các van trong hệ thống khí nén. 4 2 2 0 Bài 6: Phương pháp thiết kế mạch khí 6 9 3 5 1 nén Bài 7: Tổng quan về hệ thống thủy 7 1 1 0 0 lực. 8 Bài 8: Bơm dầu 2,5 2 0,5 0 9 Bài 9: Cơ cấu chấp hành thủy lực 2 1 1 0 10 Bài 10: Các van thủy lực 3 2 1 0 Bài 11: Thiết bị phụ dùng trong thủy 11 3 1 1 1 lực Cộng 30 16 12 2 4
BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ KHÍ NÉN Mã bài: MĐ17-01 Giới thiệu: Trong bài này sẽ cung cấp cho người học đặc điểm khí nén, các đại lượng và định luật khí nén, những ứng dụng trong hệ thống tự động hóa, cơ điện tử. Mục tiêu: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: - Kiến thức: + Khái quát được đặc điểm hệ thống khí nén, tính chất không khí nén. + Trình bày được các đại lượng và định luật cơ bản trong hệ thống khí nén - Kỹ nằng: + Quy đổi được các đại lượng trong hệ thống khí nén. + Nhận biết được các thiết bị sử dụng hệ thống điều khiển khí nén - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Học tập nghiêm túc; có ý thức kỷ luật; làm việc độc lập, làm việc theo nhóm; hướng dẫn, giám sát những người có trình độ thấp hơn thực hiện công việc đánh giá được kết quả thực hiện của bản thân và các thành viên trong nhóm. Nội dung chính: 1. Lịch sử công nghệ khí nén Như chúng ta đã biết, không khí nén là một dạng năng lượng cũ mà con người đã sử dụng thay thế cho các lực cơ học. Từ hàng ngàn năm trước, không khí đã nén đến mức có thể chảy được. Nó còn là một trong bốn phần tử cơ bản được thừa nhận bởi người xưa. Người ta sử dụng chúng một cách có ý thức hoặc vô thức. Một trong những bước đầu tiên là sự hiểu biết của chúng ta về việc ứng dụng kỹ thuật khí nén, có nghĩa là dùng không khí nén đến mức có thể chảy được để công tác. Một người Hy lạp tên KTESIBIOS, cách đây hơn 2000 năm, đã chế tạo ra máy bắn đá đầu tiên bằng khí nén. Một trong những cuốn sách đầu tiên đã ghi lại việc sử dụng không khí nén như một nguồn năng lượng vào ngày đầu tiên của công nguyên. Nó đã mô tả lại các bộ phận điều khiển bằng không khí nóng. Từ "Pneuma" là từ cổ Hy lạp có nghĩa là gió, là hơi thở và trong Triết học nó có nghĩa là linh hồn. "Pneumatic" là một trong những cách miêu tả từ "Pneuma". Đó là ngành khoa học về khí động lực học và các hiện tượng liên quan đã được đúc kết. 5
Sự hiểu biết của nhân loại về khoa học khí nén từ những thế kỷ đầu, song phải chờ đến thế kỷ này mới được chúng ta nghiên cứu có hệ thống. Từ khi đó kỹ thuật khí nén đã thực sự đi vào các ngành công nghiệp. Điều đáng quan tâm là không khí nén được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực quan trọng, ví dụ như trong công nghiệp khai thác quặng mỏ, đường sắt, dệt, công nghiệp thực phẩm,... Mặc dù ban đầu có nhiều thiếu sót nhưng sự bổ sung thường xuyên những tri thức, kinh nghiệm thực tế nên sự áp dụng kỹ thuật khí nén được phát triển ngày càng mạnh hơn. Ngày nay không khí nén được dùng rộng rải trong các nhà máy hiện đại, được bố trí thành hệ thống nguồn cung cấp như hệ thống điện. 2. Ưu và nhược điểm hệ thống điều khiển bằng khí nén 2.1. Ưu điểm Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí, do vậy khả năng tích chứa áp suất nén một cách thuận lợi. Như vậy có khả năng ứng dụng để thành lập một trạm tích chứa khí nén. - Có khả năng truyền tải năng lượng xa, bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẫn ít. - Đường dẫn khí ra (khí thải) không cần thiết - Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén - Hệ thống phòng ngừa quá tải áp suất giới hạn được bảo đảm. 2.2. Nhược điểm - Lực truyền tải trọng nhỏ - Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi, vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn, do đó không thể thực hiện được những chuyển động thẳng hoặc quay đều. - Khí thoát ra gây ra tiếng ồn Do đó hiện nay, trong lĩnh vực điều khiển người ta thường kết hợp hệ thống điều khiển bằng khí nén với cơ khí, hoặc khí nén với điện, điện tử. Do vậy rất khó xác định một cách chính xác ưu khuyết điểm của từng hệ thống điều khiển. 3. Đặc tính của không khí nén + Về số lượng: không khí có sẵn ở khắp nơi nên có thể nén với số lượng vô hạn 6
+ Về vận chuyển: không khí nén có thể vận chuyển trong các đường ống, với một khoảng cách nhất định. Các đường ống dẫn về thì không cần thiết vì khí sẽ được cho thoát ra ngoài môi trường sau khi đã công tác. + Về lưu trữ: máy nén khí không nhất thiết phải hoạt động liên tục. Khí nén có thể đuợc lưu trữ trong các bình chứa, được lắp nối trong các hệ thống ống dẫn để cung cấp cho sử dụng khi cần thiết. + Về nhiệt độ: không khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ. + Về chống cháy nổ: không một nguy cơ nào gây cháy bởi khí nén, nên không tốn chi phí phòng cháy. Hoạt động với áp suất khoảng 6 bar nên phòng nổ không quá phức tạp. + Về tính sạch sẽ: khí nén thì trong sạch, ngay cả trong trường hợp là dòng chảy trong các đường ống hay là trong các thiết bị, không một nguy cơ gây bẩn nào được quan tâm đến. Tính chất này rất cần thiết trong các ngành công nghiệp chuyên biệt như công nghiệp thực phẩm, vải sợi, lâm sản và thuộc da. + Về cấu tạo các trang thiết bị: đơn giản nên rẻ tiền + Về vận tốc: không khí nén là một dòng chảy có lưu tốc lớn, cho phép đạt được tốc độ cao (vận tốc làm việc các xy lanh thường từ 1-2m/s, cá biệt có thể đạt đến 5 m/s). + Về tính điều chỉnh: vận tốc và 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 xảy ra quá tải. 4. Các đại lượng cơ bản và đơn vị đo trong hệ thống khí nén 4.1. Các đại lượng vật lý Bề mặt địa cầu được bao quanh bởi một lớp không khí. Đây là một hỗn hợp các khí cần thiết cho sự sống, có tỷ lệ tương ứng như sau: - Nitơ chiếm 78% thể tích - Oxy chếm 21% thể tích 7
- Còn lại là một số khí khác như: carbonic, argon, hydro, neon, heli, cryton, và xenon Để hiểu rõ thêm các định luật về động lực học và trạng thái của không khí, người ta đã liệt kê ra sau đây các thông số về vật lý và cùng với các hệ thống đo lường. Để thuận lợi trong việc nghiên cứu và ứng dụng, người ta thường dùng hai hệ thống đo: hệ thống đo "Kỹ thuật" và hệ thống đo "SI". Các thông số cơ bản Thông số Ký hiệu Hệ kỹ thuật Hệ SI Chiều dài l Mét (m) Mét (m) Khối lượng m Kp.s2/m Kg Thời gian t Giây (s) Giây (s) Nhiệt độ T 0 C 0 K Cường độ dòng điện I Ampere (A) A Cường độ ánh sáng Cd Cadela Các thông số dẫn xuất Ký Thông số Hệ kỹ thuật Hệ SI hiệu Lực F Kp = kg.f =9,8N 1N = 1 kg.m/s2 Diện tích A m2 m2 Thể tích V m3 m3 Lưu lượng Q m3/s m3/s Ap suất P at Pa ( kỹ thuật ) 1 Pa = 1 N/m2 kp/cm2 Bar 1 Bar = 105 Pa Kết hợp giữa hệ thống đo lường kỹ thuật và quốc tế ta có công thức Newton F=m.a 8
trong đó : m - khối lượng, a - gia tốc, g - gia tốc trọng trường ( g = 9,81 m/s ) Giữa các công thức trên tồn tại mối quan hệ sau: 2 Khối lượng 1 (kg) = 1 kp.s2/ 9,81.m Lực 1 (kp) = 9,81 (N) Để đơn giản cho tính toán ta lấy 1 (kp) = 10 (N) Nhiệt độ Ở điểm 0: 00C = 273 K (Kelvin) Ở nhiệt độ khác: 10C = 1 K (Kelvin) Áp suất * Atmosphere, [at]: 1 at = 1 kp/cm2 = 0,981 bar * Pascal, Pa ; bar: 1 Pa = 1N/m2 = 10-5 bar và 1 bar = 10 -5 N/m2 = 105 Pa = 1,02 at * Atmosphere vật lý, atm: 1 atm = 1,033 at = 1,013 bar * Milimét cột nước, mm cột nước: 1000 mm cột nước = 1at = 0,981 bar *Milimet thủy ngân, mmHg: 1 mmHg = 1 Torr, 1at = 736 Torr, 1 bar = 750 Torr 4.2. Các đơn vị đo 4.2.1. Áp suất Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lƣờng SI là Pascal (Pa) Pascal là áp suất phân bố đều trên bề mặt có diện tích 1m2 với lực tác động vuông góc lên bề mặt đó là 1Newton (N) 1Pa = 1N/m2 1Pa = 1 kgm/s2/m2 = 1 kg/m2 Trong thực tế ngƣời ta dùng đơn vị bội số của Pascal là Megapascal (MPa) 1Mpa = 1000000 Pa Ngoài ra còn sử dụng đơn vị bar: 1 bar = 105 Pa Và đơn vị Kp/cm2 (theo tiêu chuẩn cộng hòa liên bang Đức) 1 Kp/ cm2 = 0.980665 bar = 0.981 bar 1 bar = 1.02 kp/ cm2 Trong thực tế có thể coi: 1bar = 1kp/cm2 = 1at 9
Ngoài ra một số nƣớc Anh, Mỹ còn sử dụng đơn vị đo áp suất (psi) : 1bar = 15.4 psi 4.2.2. Lực Đơn vị của lực là Newton (N) 1 N là lực tác động lên đối tượng có khối lượng 1kg với gia tốc 1m/s2 4.2.3. Công Đơn vị của công là Joule (J) 1J là công sinh ra dưới tác dộng của lực 1N để vật có thể dịch chuyển quãng đường là 1m 1J = 1N.m 4.2.4. Công suất Đơn vị của công suất là Watt (W) 1W là công suất trong thời gian 1giây sinh ra năng lƣợng 1J 1W = 1Nm/s 4.2.5. Độ nhớt động Độ nhớt động không có vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển khí nén. Đơn vị của độ nhớt động là m2/s. 1m2/s là độ nhớt động của một chất có độ nhớt động lực 1Pa.s và khối lƣợng riêng 1kg/m2 10
5. Các định luật cơ bản trong hệ thống khí nén 5.1. Định luật Boyle – Mariotte Ở nhiệt độ cố định, tích số thể tích và áp suất tuyệt đối của một khí lý tưởng là hằng số. Ptuyệt đối x V = constant 5.2. Định luật Gay-Lussac Ở một áp suất cố định, tỷ số giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của một khí lý tưởng là hằng số 11
Ghi chú: Nhiệt độ tuyệt đối luôn luôn được tính bằng độ Kelvin 00 K (Kelvin) = -2370C (Celcius) 5.3. Định luật Charles Ở một thể tích cố định, tỷ số giữa áp suất tuyệt đối và nhiệt độ tuyệt đối của một khí lý tưởng là hằng số. PTĐ = cons tan t TTĐ Định luật tổng hợp cả 3 biến (áp suất, thể tích, nhiệt độ được cho bởi Phương trình trạng thái nhiệt tổng quát của khí nén: Trong đó : Pabs [bar] : áp suất tuyệt đối V [cm3] : thể tích khí nén m [kg] = V . r : khối lượng, r là khối lượng riêng của không khí tính bằng kg/m3 R [J/kg.K] : hằng số khí T [K] : nhiệt độ tính bằng Kelvin CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Hãy nêu những đặc trưng về lịch sử ra đời và phát triển hệ thống điều khiển điện khí nén? 2. Bạn hãy cho biết những ưu và nhược điểm của khí nén ứng dụng trong hệ thống tự động hóa. 3. Hãy liệt kê những đặc tính của khí nén trong công nghiệp. 12
BÀI 2: MÁY NÉN KHÍ Mã bài: MĐ 17-02 Giới thiệu Trong bài này sẽ cho người học có những kiến thức về máy nén khí Mục tiêu Sau khi học xong bài này người học có khả năng: - Kiến thức: Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc điểm của các loại máy nén khí thông dụng, phạm vi sử dụng máy nén. - Kỹ năng: + Chọn được máy nén cho hệ thống Khí nén cụ thể. + Xác định được nguyên tắc điều khiển máy nén. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Học tập nghiêm túc; có ý thức kỷ luật; làm việc độc lập, làm việc theo nhóm; hướng dẫn, giám sát những người có trình độ thấp hơn thực hiện công việc đánh giá được kết quả thực hiện của bản thân và các thành viên trong nhóm. Nội dung chính: 1. Khái niệm và phân loại 1.1. Khái niệm Máy nén khí là một loại máy bao gồm các máy móc (hệ thống cơ học) có chức năng làm tăng áp suất của chất khí, giúp cho năng lượng cho dòng khí tăng lên và đồng thời nén khí lại khiến nó tăng áp suất và nhiệt độ. Máy nén khí hút không khí từ môi trường ngoài và dự trữ trong một bình hơi, do đó áp suất khí trong bình rất lớn. Từ bình hơi, khí sẽ đc phân phối đến các công cụ khác nhau như súng phun hơi để thổi bụi hoặc nước, hoặc đến các loại máy có bộ phận quay như máy vít đinh, máy khoan, máy đánh nhám... Trong các loại máy này có một tuốc-bin hơi nhỏ, khi cho dòng khí áp suất cao vào sẽ đẩy các cánh quạt của tuốc-bin quay, nhờ cơ cấu truyền động thích hợp mà các máy đó có thể vận hành, hoạt động theo đúng chức năng của mình. Máy nén khí được sử dụng rất phổ biến hiện nay, nó góp mặt khá nhiều trong các hoạt động sống của con người.. 13
1.2. Phân loại - Theo áp suất: + Máy nén khí áp suất thấp p ≤ 15 bar. + Máy nén khí áp suất cao p ≥15 bar. + Máy nén khí áp suất rất cao p > 300 bar. - Theo nguyên lý hoạt động: + Máy nén khí theo nguyên lý thay đổi thể tích: Máy nén khí kiểu pít - tông, máy nén khí kiểu cánh gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít. + Máy nén khí tua - bin: Máy nén khí kiểu ly tâm và máy nén khí theo chiều trục. 2. Các thông số cơ bản của máy nén 2.1. Công suất máy nén khí Hiện nay, máy bơm khí nén được sản xuất với nhiều loại công suất khác nhau phù hợp cho nhiều mục đích sử dụng. Do đó, người dùng nên chọn lựa máy theo công suất có biểu hiện bằng số lượng mã lực cần thiết cho dây chuyền sản xuất của mình. Công suất được tính theo đơn vị Kw hoặc HP (sức ngựa) với công thức quy đổi: • 1kw = 1,35HP • 1HP = 0,746Kw 2.2. Lưu lượng khí Lưu lượng khí nén là thông số thể hiện chính xác về lượng khí nén được cung cấp cho các máy móc, thiết bị. Dụng cụ khí nén càng nhiều cũng đồng nghĩa với việc lưu lượng khí cần càng cao. Lưu lượng khí của sản phẩm này thường được tính theo đơn vị: lít/phút, m3/phút, CFM, Nm3/phút. Đơn vị được quy đổi như sau: * 1 m3/phút = 1000 lít/phút * 1 m3/phút = 1,089 x 1 Nm3/phút * 1 CFM = 0,0283 m3/phút Lưu lượng của thiết bị, dụng cụ cần sử dụng khí nén và tổng lưu lượng khí nén của máy sẽ bằng tổng lưu lượng của toàn bộ các dụng cụ cộng thêm 25%. Ví dụ: Một tiệm rửa xe ô tô có các thiết bị cần đến khí nén như cầu nâng 1 trụ rửa xe, bình phun bọt tuyết, súng xì khô. Khi đó: Lưu lượng máy nén khí = lưu lượng (cầu nâng 1 trị rửa xe+ bình phun bọt tuyết +súng xì khô) x 1.25 Công thức chung: Lưu lượng máy nén khí = Lưu lượng (Thiết bị 1 + Thiết bị 2 +….+ Thiết bị n) x 1.25 Đơn vị được sử dụng là Mpa, bar, kgf/cm2, Psi, Atm… Với công thức quy đổi: 14
* 1 Mpa = 10 thanh * Áp suất 1 Atm = 1,01325 bar * 1 Bar = 14,5038 Chó * 1 Bar = 1,0215 kgf / cm2 2.3. Nguồn điện áp của máy nén khí Nếu dòng điện 1 pha thì hiệu điện thế sẽ là 110V hoặc 220V. Lúc này, nên lựa chọn máy có công suất 1HP trở xuống để sử dụng cho dòng điện 110V, còn 1HP trở lên thì có thể sử dụng với dòng điện 220V. Còn với máy có công suất 5HP hoặc lớn hơn thì nên sử dụng nguồn điện 2 pha. Nếu tiệm rửa xe của bạn dùng các dụng cụ đòi hỏi nguồn khí biến động và thời gian chịu tải lớn hơn 5 phút thì bạn nên cân nhắc mua sử dụng máy biến tần. 3. Đặc tính máy nén khí 3.1. Máy nén khí kiểu pít- tông - Máy nén khí kiểu pít - tông có kết cấu chắc chắn, đơn giản, dễ dàng trong khâu vận hành và hiệu suất cao. - Máy nén khí kiểu pít - tông tạo ra khí nén theo xung, thường nhiễm cặn dầu và khi vận hành thường rất ồn. 3.2. Máy nén khí kiểu cánh gạt - Máy nén khí kiểu cánh gạt có kết cấu gọn gàng, máy chạy êm, dòng khí nén không bị xung. - Máy nén khí kiểu cánh gạt có hiệu suất thấp, khí nén bị nhiễm dầu. 3.3. Máy nén khí kiểu bánh răng- trục vít - Khí nén không bị xung, sạch; tuổi thọ vít cao (15.000 đến 40.000 giờ); kết cấu máy nhỏ gọn, chạy êm. - Giá thành cao, tỷ số nén bị hạn chế. 3.4. Máy nén khí kiểu Root. Máy nén khí kiểu root gồm có hai hoặc ba cánh quạt. Các pít - tông đó được quay đồng bộ bằng bộ truyền động ở ngoài thân máy và trong quá trình quay không tiếp xúc với nhau. Như vậy khả năng hút của máy phụ thuộc vào khe hở giữa hai pít - tông, khe hở giữa phần quay và thân máy. 3.4. Máy nén khí kiểu tuabin Là những máy nén khí dòng liên tục, đặc biệt có lưu lượng lớn, gồm hai loại dọc trục và hướng tâm. Tốc độ dòng chảy của khí rất lớn có thể tăng tốc bằng cách tăng số lượng cánh turbin. 4. Yêu cầu động cơ cho máy nén - Tận dụng được nguồn nguyên liệu đầu. 15
- Do đặc tính động cơ khí nén thường được thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, nên việc vận chuyển và sử dụng là dễ dàng. - Hầu hết các loại máy khuấy sơn, máy khuấy hóa chất, máy khuấy trong phòng thí nghiệm sử dụng loại động cơ khuấy là động cơ khí nén vì tính an toàn với cháy nổ của nó. - Khả năng điều chỉnh vận tốc quay (hay công suất của động cơ) - Đặc biệt, khí nén đảm nhiệm tải trọng từ khi bắt đầu cho tới khi động cơ dừng hoàn toàn nên sẽ không ảnh hưởng đến khả năng tải trọng của động cơ. - Đảm bảo tính vệ sinh. 5. Tự động điều khiển máy nén Thiết bị tự động điêu khiển máy khí là rơ le áp suất. Khi máy nén khí hoạt động áp suất bình chứa đến giới hạn cho phép thì lúc này rơ le sẽ tự ngắt mạch điện để đảm bảo an toàn cho máy nén khí. Ngược lại khi áp suất bình chứa khí xuống tới mức cho phép thì rơ le sẽ tự mở để máy nén khí làm việc. CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Hãy nêu thông số cơ bản của máy nén khí? 2. Trình bày những đặc tính cơ bản của máy nén khí? BÀI 3: PHÂN PHỐI VÀ ĐIỀU HOÀ KHÍ NÉN Mã bài: MĐ 17 – 03 Giới thiệu Trong bài này sẽ cung cấp cho người học chức năng, nguyên lý và kí hiệu n nén khí Mục tiêu Sau khi học xong bài này người học có khả năng: - Kiến thức: 16
+ Trình bày được chức năng và nguyên lý hoạt động của nhóm điều hòa không khí. + Phân tích được thông số của nhóm điều hòa không khí - Kỹ năng: Vẽ được ký hiệu của nhóm điều hòa không khí. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Học tập nghiêm túc; có ý thức kỷ luật; làm việc độc lập, làm việc theo nhóm; hướng dẫn, giám sát những người có trình độ thấp hơn thực hiện công việc đánh giá được kết quả thực hiện của bản thân và các thành viên trong nhóm. Nội dung chính: 1. Dẫn khí bằng đường ống 1.1. Mạng đường ống lắp đặt cố định Thông số co bàn cho mạng đường ống láp ráp cố định gồm: lưu lượng khí nén, độ giảm áp suất, áp suát tông thể cùa hệ thổng, chiều dài ông dẫn và các phụ tùng nối ống. Ở mạng đường ống này thường sừ dụng vặt liệu ống dẫn lả kim loại. Lưu lượng: Lưu lượng vận chuyền của hệ thông dược xác định ưên co sở mức tiêu thụ khí nén của các thiết bi và chu kỳ làm việc của chủng. - Độ giảm áp suất: Là điều không tránh khói trong các hệ thống. Nó phụ thuộc vào vân tốc dòng khí, chất lượng ống dẫn. câu trúc tiết diện trong các phụ kiện nôi ống (các góc, chỗ uổn cong...). Vặn tốc càng cao thi tổn thấp áp suất càng lớn. vì vậy thường được không chế V < lOm/s. - Cbiều dài đường ồng: Chiều dài thực của đường ổng: khoảng cách thực tế đo được từ máy nén khí đến cuối đường ống đối với hệ thống 1 đường, và là một nửa cúa tổng chiều dãi của vòng đo được đối vén hệ thống vòng tròn. - Đường kính ống: cỏ thề xác định bằng tính toán nhưng thông thường người ta hay dùng các dạng toán đồ (hỉnh 3.1) kết hợp các bảng tra dể xác định vận tốc dỏng khi V như hình 3.2, hình 3.3. Trong đó, các thông số yêu cầu như áp suất p, lưu lượng q„ tôn thất áp suất Ap và các thông số sỉ chọn là chiều dài ống dẫn L, đường kính ưong của ống dẫn phụ thuộc lẫn nhau 17
Hình 3.1. Biểu đồ sự phụ thuộc các thông số đường ống 18
Hình 3.2. Toán đồ xác định vận tốc dòng khí trong ống Hình 3.3. Toán đồ xác định sự giảm áp xuất trong ống 19