mở đầu - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ khái niệm, công dụng, phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí. Phân biệt được các loại máy nén khí và ứng dụng của chúng trên tàu thuỷ - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: không có Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 11 1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1.1 Máy nén khí Máy nén khí là máy thủy khí tạo ra khí nén với áp suất P > 3 at 1.1 Phân loại máy nén khí a.
Dựa vào cấu tạo Được phân làm 3 loại: - Máy nén khí kiểu piston - Máy nén khí kiểu rôto - Máy nén khí kiểu ly tâm b. Dựa theo nguyên lý nén khí Được phân làm hai loại: Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc biến đổi động năng: với loại máy nén khí này, khí được truyền với một vận tốc lớn và được nén nhờ sự biến đổi động năng của dòng khí chuyển động thành công nén (máy nén khí ly tâm). Máy nén khí hoạt động theo nguyên tắc giảm thể tích chứa: với loại máy nén khí này, khí lấy từ không gian có áp suất nhỏ đưa vào một không gian kín (không gian công tác) sau đó được nén và tăng áp suất do giảm thể tích (máy nén khí kiểu piston và máy nén khí kiểu rôto). Dựa theo áp suất khí nén Được phân làm 4 loại: - Máy nén khí áp suất thấp: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất P = 3 - 10 at - Máy nén khí áp suất trung bình: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất P = 10 - 100 at - Máy nén khí áp suất cao: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất P = 100 - 1000 at - Máy nén khí áp suất siêu cao: là những máy nén khí dùng để nén khí với áp suất P > 1000 at d.
Dựa vào phương án dẫn động - Máy nén khí dẫn động bằng động cơ đốt trong (động cơ xăng, động cơ diezel). - Máy nén khí dẫn động bằng động cơ điện (động cơ 1 pha hoặc 3 pha). - Máy nén khí dẫn động bằng tuabin (tuabin hơi hoặc tuabin khí). Dựa vào năng suất - Máy nén khí năng suất thấp : từ 0,04- 10 m3/phút - Máy nén khí năng suất trung bình : từ 10 -100 m3/phút - Máy nén khí năng suất cao : từ 100 m3/phút trở lên.
Dựa theo cấp số nén - Máy nén khí 1 cấp: khí nén được nạp và nén 1 lần. - Máy nén khí nhiều cấp: khí nén được nạp và nén nhiều lần. Muốn có áp suất khí nén lớn thì càng phải có nhiều cấp nén.2 Các thông số làm việc cơ bản của máy nén khí Trên thực tế khi sử dụng máy nén khí thì có rất nhiều loại với nguyên lý làm việc và cấu tạo khác nhau nhưng dù là loại nào cũng có các thông số đặc trưng sau: 12 a. Tỷ số nén Trong đó: - R: Tỷ số nén.
- P2: Áp suất khí xả (at). Năng suất Q (m3/phút) Năng suất nén Q được tính bằng thể tích khí nén máy cung cấp trong một đơn vị thời gian quy về điều kiện phút. ■ Q: Năng suất của máy nén khí (m3/s). ■ L: Năng lượng của máy nén khí (J/kg).
■ Vv: Hiệu suất thể tích tổn hao do rò rỉ qua khe hở. ■ ^m : Hiệu suất cơ học, dùng để tính công suất tổn hao do ma sát cơ học và các thành phần bổ trợ khác. ■ p: Mật độ phân tử khí đi vào máy nén khí (kg/m3). ■ Giá trị và ^m phụ thuộc vào kiểu máy nén khí.
Hiệu suất máy nén khí Hiệu quả làm việc của máy nén khí không được đánh giá bằng hiệu suất công suất quy ước mà nó là tỉ số giữa năng lượng cấp cho khí và năng lượng tiêu thụ trong quá trình làm việc của máy nén khí.3 Phạm vi sử dụng e. Máy nén pison Sử dụng yêu cầu lưu lượng nhỏ, áp suất cao f. Máy nén roto: Sử dụng yêu cầu lưu lượng thấp, áp suất trung bình g. Máy nén ly tâm: Sử dụng yêu cầu lưu lượng lớn, áp suất trung bình h.
Máy nén hướng trục: Sử dụng yêu cầu lưu lượng lớn, áp suất nhỏ 1.4 Ưu, nhược điểm của máy nén khí i. Ưu điểm - Cấu tạo của máy nén và thiết bị cung cấp khí nén đơn giản 13 - Điều khiển và điều chỉnh đơn giản, dễ dàng, thuận tiện. - Độ an toàn trong sử dụng cao. Đối với các máy ép, búa, dập sử dụng năng lượng khí nén an toàn hơn năng lượng điện.
- Thiết bị khí nén có độ chính xác tin cậy cao. Nhược điểm - Giá thành cao, đắt. - Khó đảm bảo độ kín của hệ thống. PHÂN LOẠI MÁY NÉN KHÍ PISTON 1.
Theo số chiều nén khí trong xylanh - Máy nén khí một chiều. - Máy nén khí hai chiều. Theo cấp số nén khí - Máy nén khí một cấp. - Máy nén khí nhiều cấp.
CẤU TẠO MÁY NÉN KHÍ PISTON Mặt cắt máy nén được minh họa ở hình vẽ dưới đây: Hình 1. Cấu tạo của máy nén piston Trong máy nén khí piston, khí được nén nhờ sự chuyển động qua lại của piston trong xylanh. Để đáp ứng yêu cầu đó, xylanh có thể được lắp khít với ống lót. Phần cuối của xylanh thường được trang bị với đầu có khả năng di chuyển.
Những đầu đó có thể chứa chất lỏng để làm nguội ra bên ngoài xylanh. Phần cuối cán piston (tay quay) bao gồm một bộ vòng làm kín bằng kim loại để ngăn sự rò rỉ của khí xung quanh cán piston. Cán piston được kẹp chặt với con trượt. Con trượt được dùng để liên kết cán piston với thanh truyền.
Con trượt được trang bị với ống lót bằng hợp kim babit, ống lót này làm nhiệm vụ dẫn hướng cho con trượt trượt qua lại. Thanh truyền chuyển động nhờ trục khuỷu. Khi trục khuỷu quay, thanh truyền chuyển động qua lại. Chuyển động quay của trục khuỷu đã được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của piston nhờ vào thanh truyền 14 và con trượt.
Máy nén khí nhiều xylanh có một vài xylanh trên cùng một cơ cấu. Mỗi piston được truyền lực thông qua cùng một trục khuỷu. Van hút và van xả Các máy nén lớn thường sử dụng van như minh họa ở hình vẽ dưới đây : Bộ phận dùng để đóng tỳ sát vào bệ đỡ van là một đĩa kim loại phẳng. Van được kẹp giữa mặt tựa và đĩa chặn, đĩa van tì vào mặt tựa van nhờ lò xo.
Cấu tạo van hút và van xả Chẳng hạn với hình vẽ dưới đây, khi áp suất phía trên lớn hơn phía dưới, đĩa van tì vào mặt tựa nên không có khí đi qua, khi áp suất phía dưới lớn hơn phía trên thì đĩa van bị đẩy lên và khí đi qua. Đĩa chặn có mục đích giữ đĩa van lại. Cấu tạo đĩa van Một kiểu van khác cũng được sử dụng như minh họa ở hình vẽ dưới đây. Nó có hình dạng giống như xupap trong động cơ ôtô, gọi là van đặt.
Chúng được sử dụng riêng rẽ và được đặt tỳ sát xung quanh lỗ bên trong bệ đỡ van. Van đặt Vật liệu chế tạo loại van đặt thường là bakêlit hay một số loại vật liệu khác có ma sát thấp. Loại van này có mức giảm áp thấp, thường được sử dụng khi tỷ số nén thấp và phù hợp với lưu lượng lớn. Van là một bộ phận quan trọng của máy nén piston.
Khi van bị ma sát và hao mòn, khí sẽ bị rò rỉ ngược trở lại. Nếu giảm nhiệt độ đột ngột tại đầu van có thể gây ra vỡ đĩa van do ứng suất nhiệt gây ra. Bụi bẩn có thể làm cho van không đóng kín. Van phải được lắp đặt hợp lý.
Van hút phải mở khi áp suất trong xylanh thấp hơn áp suất của khí trong miệng hút. Van hút và van xả phải được lắp đặt thích hợp để có thể đẩy đĩa vào theo hướng tâm của xylanh đối với van hút và đi ra xa tâm của xylanh đối với van xả. Nếu lặp ngược chiều thì van sẽ không thể hoạt động được, ngoài ra còn có thể gây hư hại máy do khí nén không đi ra ngoài được. Khi máy nén đang hoạt động, van sẽ rất nóng, nếu khí đi có chất lỏng đi theo vào sẽ có tác dụng làm lạnh nhanh van gây hư hỏng van.
Vì vậy cần bảo đảm trong khí không có chất lỏng. Xylanh và ống lót xylanh Để giảm chi phí cho việc sửa chữa khi xylanh mòn, người ta thường đặt thêm ống lót vào xylanh. ông lót xylanh phải được gắn chặt để không bị trượt trong ổ đặt của nó. Xylanh hoặc ống lót thường bị mòn ở đầu nơi mà các xécmăng luôn luôn tỳ sát vào nó.
Do trọng lượng của piston, sự mài mòn thường xảy ra nhiều hơn ở phần đáy theo phương ngang của xylanh. Ống lót xylanh thường được nong rộng gần cuối của hành trình piston, nơi xécmăng dừng lại và piston đổi chiều. Trừ khi xécmăng vượt quá hành trình ống lót xylanh, gờ có thể được tạo thành bên trong ống lót tại điểm xécmăng kết thúc hành trình. Việc nong rộng đầu ống lót giúp ngăn ngừa sự hình thành của gờ trong ống lót.
Xy lanh và ống lót xy lanh Ngoài ra, khi đặt ống lót xylanh cần phải đặt chính xác để không che khuất lỗ cung cấp dầu bôi trơn. Khi thay đổi hay lắp đặt lại thanh truyền, vị trí của piston có thể thay đổi so với ống lót xylanh, vì vậy cần phải điều chỉnh.