Lý thuyết chung về máy nén khí Piston

Nước được bơm theo đường (E) vào các khoang làm mát cho piston – xilanh, sau đó tràn qua các bình làm mát: bình làm mát sau cấp I (3), bình làm mát sau cấp II (20), bình làm mát sau cấp III (2) và bình làm mát sau cấp IV (26) rồi theo đường (E|) vào két làm mát bằng quạt gió và trở lại bơm thực hiện một vòng tuần hoàn khép kín. Trên cửa đẩy của bơm người ta gắn đồng hồ báo áp suất nước qua đường nổi (Eọ).

Lý thuyết chung về máy nén khí Piston

1. Cấu tạo chung

– Máy nén 2BM4 – 9/101 có chiều dài 2.990 mm, rộng 1870 mm, cao 1550 mm, khối lượng 4040kg.

Nó là máy nén có piston – xi lanh nằm ngang bàn trượt dẫn hướng, xi lanh phân bố về hai phía của trục cơ, với kết cầu này lực quán tính là do khối lượng của hai bàn trượt phân bố về hai phía ngược chiều, điều này đảm bảo cho lực quán tính luôn cân bằng.

– Thân máy (1) là giá đỡ các bộ phận khác của máy, thân máy có độ ổn định rất lớn, đủ nặng và bền, vật liệu chế tạo thân thường là gang xám CY18 – 36 hay CY 21-40 theo tiêu chuẩn của Nga.

Thân máy là không gian chuyên động quay tròn của trục khuỷu và chứa dầu bôi trơn. Trên thân máy bên phải nắp bloc cấp I và bloc cấp III, bên trái lắp bloc cấp II và bloc cấp IV.

Trong thân máy người ta gia công các vị trí lắp trục cơ, bàn dẫn hướng, tay biên. Để thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng và sửa chữa phía trên thân người ta làm nắp đậy (8), nắp đậy được kẹp chặt với thân nhờ các bulông kẹp.

Để gắn bloc xi lanh – piston cấp I và cấp III, cấp II và cấp IV người ta gia công các lỗ vít để liên kết bắt chặt với thân. Trên thân máy có gia công lồ đế lắp bàn trượt, bàn trượt có tác dụng dẫn hướng cho con trượt chuyến động tịnh tiến qua lại, bàn trượt dạng ống được chế tạo bằng gang có khả năng chịu mài mòn cao. Để thông cacte với môi trường bên ngoài nắp đậy người ta có lắp nắp đậy có lồ, cũng trên nắp đậy này người ta gia công lỗ đổ dầu bôi trơn cho các chi tiết máy phía trong. Trên thân người ta có gia công lỗ đế xả dầu khi làm sạch cacte. Trên thân người ta gia công lỗ gen để bắt đường hút cho bom dầu bôi trơn cho cổ trục cơ, bàn trượt và một số chi tiết chuyển động khác. Phía trên thân người ta lắp đặt két làm mát khí nén sau cấp I (6). Để làm kín khoang cấp I và khoang cấp II với cácte người ta lắp bộ làm kín (10). Để liên kết giữa con trượt và piston người ta dùng trục nối (9) nhằm mục đích thực hiện chuyển động tịnh tiến của piston trong quá trình nén ép. Tay biên được lắp trên cô tại cơ thông qua bulông biên và được kẹp chặt bằng đai ốc đầu còn lại lắp với con trượt thông qua chốt con trượt. Trên bloc cấp I và III người ta gia công các lỗ đế lắp các van hút xả của cấp I và III, các đường ống dần khí và nước làm mát. Ở blốc cấp I và cấp III người ta gia công bằng phương pháp đúc để tạo ra các khoang dẫn khí và nước làm mát. Blốc cấp II và IV cũng được đúc bằng gang, có các khoang cho khí vào, ra khỏi các cấp và các khoang chứa nước làm mát cho cụm piston – xi lanh II và IV. Trên blốc này người ta cũng khoan các lỗ dẫn dầu bôi trơn thông qua các van 1 chiều để bôi trơn định lượng cho cụm piston – xi lanh cấp II và IV.

anh-1

Ở blốc này người ta gia công các lỗ để bắt bulông kẹp block van cấp II và cấp IV, các đường ống dẫn khí nén và nước làm mát.

1.1. Phần phát lực

– Phần phát lực của máy nén khí 2BM4 – 9/101 là động cơ diezel của Liên Xô với công suất 220 KW hay 300 Hp, tốc độ vòng quay của động cơ là 1350 vòng/phút áp suất khởi động là 9,3 KPa, tốc độ vòng quay không tải vượt quá 1515 vòng/phút và không nhỏ hơn 500 vòng/phút, chiều quay trục động cơ ngược chiều kim đồng hồ, động cơ có 12 xi lanh với đường kính 150 mm, hành trình pistông 180 mm dung tích làm việc của xi lanh là 38,8 lít. Động cơ sẽ tạo chuyên động quay 1350 vòng/phút truyền tới phần truyền lực trung gian.

1.2. Phần truvền lực trung gian

Phần này gồm ly hợp và trục nối. Khi đóng ly hợp thì chuyên động quay tròn từ đồng cơ sẽ tniyen tới trục nối. Hệ thống đóng mở ly hợp gồm 4 van điện tò Ki, K2, K3, K4 và cụm piston – xi lanh đóng mở ly hợp khi Ki, K4 mở, K2 và K3 đóng. Đóng ly hợp khi K2 và K3 mở, K1 và K4 đóng.

2. Ngyên lý làm việc của máy nén khi 2BM4 – 9/101

3.3. Các thông số cơ bản

– Áp suất ra khỏi các cấp:

+ Cấp I : 3,2 KG/cm2

+ CấpII: 11 KG/cm2

+ CấpIII: 40 KG/cm2

+ CấpIV: 100 KG/cm2

– Công suất yêu cầu của máy nén khí có kể tới cả hộp số không lớn hơn

144 KW

– Làm mát cho máy nén và khí được nén bằng nứoc qua bơm

– Tốc độ vòng quay trục cơ: 750 vòng/phút

– Đường kình trong cua xi lanh:

+ Cấp I : 420 mm + Cấp II : 250 mm + Cấp III : 120 mm + Cấp IV : 70 mm

3.2.1. Nguvên lý hoạt động

– Trạm nén khí 2BM4 – 9/101 là tổ hợp trạm máy nén khí – Diezen dùng để gọi dòng dầu, khí công nghiệp dưới áp suất làm việc 100 kG/cm2 ở cấp cuối cùng của máy nén. Máy nén khí 2BM4 – 9/101 là máy nén khí có xi lanh nằm ngang gồm 4 cấp nén. Phần giữa là thân chứa cơ cấu tay quay thanh truyền gồm trục khuỷu, biên, bàn trượt. Bên phải là cụm piston – xi lanh nén cấp I và cấp III, bên phải là cụm piston xi lanh cấp II và cấp IV. Máy nén khí 2BM4 – 9/101 nhận truyền động từ máy phát lực Diezen D-l2 thông qua cơ cấu ly hợp, hộp giảm tốc một cấp và đến trục của máy nén khí tạo tốc độ vòng tua của máy nén khí là 750 vòng/phút.

Hệ thống làm mát khí nén sau các cấp và làm mát xi lanh là nước với vòng tuần hoàn kín. Nước làm mát sẽ được làm nguội sau khi đi qua các cấp bằng két làm mát quạt gió.

Máy nén khí 2BM4 – 9/101 có hệ thống tự động khi vận hành khá cao

– Theo bản vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy nén khí 2BM4 – 9/101:

Khi piston cấp I đi từ điêm chết trái sang điếm chết phải khi đó trong khoang nén cấp I xuất hiện sự chênh áp so với áp suất môi trường (áp suất ở khoang nén cấp I nhỏ hơn áp suất của môi tnrờng) do đó van hút cấp I mở khí tràn vào khoang nén cấp I theo đường (A). Khi piston đến cận phải áp suất trong xi lanh cân bằng với áp suất môi trường và van hút cấp I đóng lại. Khi piston chuyển động ngược lại thì quá trình nén xảy ra và có sự chênh áp với áp suất bên ngoài, van xả cấp I mở khí đi ra ngoài qua đường dẫn (A) qua hệ thông làm mát khí nén cấp I vào cửa hút cấp II.

Trên đường dây cấp I người ta gắn hai đường cổng (Aị) và (A2) tới đồng hồ đo nhiệt và áp suất cấp I

Mọi thông số nhiệt độ, áp suất cấp I quá quy định hệ thong tự động sẽ ngắt ly hợp để dừng máy nén.

– Khi pistông cấp II đi từ điếm chết phải sang điểm chết trái:

Trong xi lanh cap II xảy ra quá trình hút, do sự chênh áp van hút cap II mở, không khí có áp suất từ van xả cấp I vào khoang xi lanh cấp II. Khi piston đi từ điểm chết trái đến điểm chết phải sẽ thực hiện quá trình nén, và khi có sự chênh áp với bên ngoài thì van xả cấp II mở. Khí nén sau cấp II đi theo đường (B) vào hệ thống làm mát khí nén cấp II đế sang tiếp cấp III

Trên đường đây cấp II người ta lắp hai đường ổng (Bó và (B2) tới đồng hồ đo nhiệt và áp suất cap II.

Mọi thông số nhiệt độ, áp suất cấp II quá quy định hệ thống tự động sẽ ngắt ly hợp để dừng máy nén.

– Khi pistông cấp III đi từ điếm chết phải sang điếm chết trái:

Trong xi lanh cấp III xẩy ra quá trình hút, do sự chênh áp van hút cấp III mở, không khí có áp suất từ van xả cấp II vào khoang xi lanh cấp III. Khi piston đi từ điếm chết trái đến điểm chết phải sẽ thực hiện quá trình nén, và khi có sự chênh áp với bên ngoài thì van xả cấp III mở. Khí nén sau cấp III đi theo đường (C) vào hệ thống làm mát khí nén cap III để sang tiếp cấp IV

Cũng như cấp I, II trên đường đây cấp III người ta lắp hai đường ống (C|) và (C2) tới đồng hồ đo nhiệt và áp suất cap III.

Mọi thông số nhiệt độ, áp suất cấp II quá quy định hệ thống tự động sẽ ngắt ly hợp để dừng máy nén.

– Khí nén sau cấp 3 được làm mát và tiếp tục theo đường c đi về phía khoang xi lanh cấp IV

Khi piston cấp IV đi từ điểm chết trái qua điêm chết phải van hút cấp IV mở ra, khí nén sau cấp III tràm vào khoang xi lanh cấp IV. Khi piston đến cận phải thì áp suất trong xi lanh cấp IV cân bằng với áp suất trên ống xả cấp III và van hút cấp IV đóng lại. Khi piston chuyên động từ điểm chết phải qua điểm chết trái thì trong khoang xi lanh xảy ra quá trình nén khí, van xả cấp IV mở, khí sau cấp IV qua ra theo đường (D) qua két làm mát cap IV đến nơi tiêu thụ, lúc này áp suất sau cấp IV sẽ đạt tới 100KG/cm2

Giông như các cấp trên, trên đường ra của van cấp IV có lắp hai đường ống dẫn (D|) và(D2) tới đồng hồ đo nhiệt và áp suất cấp IV. Nếu nhiệt độ và áp suất vượt quá trị số quy định thì hệ thống tự động sẽ ngắt ly hợp, máy nén dừng lại.

– Khí sau cấp IV sẽ theo đường ống dẫn đến nơi tiêu thụ:

Trên đường ra cấp IV người ta có nối với một bình chứa, bình chứa này sẽ chịu được áp suất 160 KG/cm2 nhằm dự trữ áp suất cho việc đóng mở ly hợp của máy nén khi và khởi đồng bằng khí nén cho động cơ Diezen. Bình chứa khí (17) cũng được nối với hệ thống áp suất nén khí để nạp khi cần thiết. Nối tiếp với bình chứa khí (17) có bình chứa khí nhỏ (21) bình nhỏ này nhằm mục đích dự trữ áp suất khí nén cho việc đóng mở ly họp của máy nén. Sau bình chứa khí (21) người ta lắp van giảm áp (19), van giảm áp này có khả năng giảm áp suất từ 100 KG/cm2 xuống 15÷20 KG/cm2 cho xi lanh đóng mở ly hợp. Người ta có thế kiểm tra áp suất ly hợp (Plh) bằng đồng hồ báo qua đường dẫn (D6). Đồng hồ chỉ trong khoảng 15÷20 KG/cm2 là đạt yêu cầu. Nếu áp suất không đảm bảo theo yêu cầu thì không thể đóng mở ly hợp được. Người ta cũng có thê kiêm tra áp suất bình chứa lớn bằng đồng hồ áp suất.

Hệ thống đóng mở ly hợp gồm hệ thống 4 van điện từ Ki K2, K3, K4 và cụm pistông xi lanh đóng mở ly hợp. Khi Ki, K4 mở và K2, K3 đóng thi ly hợp đóng. Khi K|, K4 mở và K2 K3 đóng thì ly hợp được ngắt.

– Hệ thống làm mát khí nén bằng nước vói hệ thống bom tuần hoàn khép kín (12)

Nước được bơm theo đường (E) vào các khoang làm mát cho piston – xilanh, sau đó tràn qua các bình làm mát: bình làm mát sau cấp I (3), bình làm mát sau cấp II (20), bình làm mát sau cấp III (2) và bình làm mát sau cấp IV (26) rồi theo đường (E|) vào két làm mát bằng quạt gió và trở lại bơm thực hiện một vòng tuần hoàn khép kín. Trên cửa đẩy của bơm người ta gắn đồng hồ báo áp suất nước qua đường nổi (Eọ).

– Việc bôi trơn cho bạc, biên, con trượt, hộp giảm tốc thông qua bơm bánh răng (11)

Trên trục cơ người ta khoan người ta khoan các rãnh dẫn dầu dọc theo trục đến các cổ biên, dọc tay biên được gia công rãnh dẫn dầu tới chốt trên, trên tay biên người ta khoan một lỗ đế dầu tràn ra bôi tron tới chốt trên trên tay biên người ta khoan một lồ đê dầu tràn ra bôi trơn hệ thống con trượt. Việc bôi trơn bạc biên, bạc

ắc, con trượt thông qua đường (Fj), đường (F3) là đường bôi trơn cho hộp giảm tốc. Đường (F4)là đường nối với đồng hồ đo áp suất dầu của bơm. Nếu áp suất dầu bôi trơn không đủ theo quy định thì hệ thống đóng mở ly hợp không làmviệc.

– Để bôi trơn cho hệ thống xi lanh – piston cấp I, II, III, IV và hệ thống làm kín.

Người ta dùng piston longzơ (4) và các van một chiều lắp trên đường dẫn tới vị trí bôi trơn

+ S|, s2 bôi trơn cho piston xilanh cap II và cap IV + s4, s5 bôi trơn cho xi lanh cap I và cap III + S3, s6 bôi trơn cho hệ thống làm kín

Việc kiêm tra chế độ làm việc của bơm thông qua một báo dầu trên bơm và điều chỉnh lưu lượng bơm bằng vít chỉnh.

– Hệ thống thổi

Hệ thống này dùng đê làm sạch các chất ngưng đọng chứa trong két làm mát trong thời gian trạm hoạt động

Hệ thống này bao gồm:

+ Két làm mát cấp I + Két làm mát cấp II + Két làm mát cấp III + Két làm mát cấp IV + Đường dần cấp 2 và cấp 4 + Bộ góp cấp 4

Trên hệ thống này được đồng bộ 5 cụm van, chúng được lắp trên bộ góp. Khi mở các van này chất lỏng ngưng tụ dạng condensât dưới tác động của áp suất không khí chúng được xả ra ống xả vào bộ góp và dẫn ra phía ngoài của trạm, thời gian thông xả một tiếng.

Để an toàn cho người sử dụng và chi tiết máy: trên hệ thống ống dẫn sau mỗi cấp nén người ta gắn van an toàn. Áp suất để van an toàn làm việc có giá trị bằng 1,25 áp suất của mỗi cấp nén.