Nghiên cứu chế tạo toàn bộ phần tĩnh quạt root GM 10s thông số q=8,71m3 ph; p 0,5 bar; n 15kw

Trong phần nghiên cứu của đề tài này chúng ta quan tâm đến quạt root một loại máy thủy khí dùng trong công nghiệp sản xuất xi măng.. Quạt roots được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống c

8531

Hµ Néi, n¨m 2010

viÖn nghiªn cøu c¬ khÝ

NARIME-TTNCTK   1 

MỤC LỤC

1.4.Tình hình nghiên cứu quạt roots ở nước ngoài 11

Chương 2: QUY TRÌNH LẮP ĐẶT, QUY TRÌNH VẬN HÀNH, KIỂM TRA CHI

Chương 3: CẤU TẠO VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA QUẠT ROOT 16

Chương 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO QUẠT ROOTS R8 33

4.2 Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết Quạt roots 35

NARIME-TTNCTK   2 

Chương 5: LẮP ĐẶT QUẠT ROOTS VÀ CHẠY THỬ TRÊN DÂY TRUYỀN SẢN XUẤT- QUY TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHẢO NGHIỆM- QUY TRÌNH

NARIME-TTNCTK   3 

Chương 1 TỔNG QUAN

Quạt roots thuộc nhóm máy thủy khí gồm: Bơm; quạt; máy nén khí, máy làm việc có dòng chất lỏng ( nước hoặc khí) đi qua Bơm dùng cơ năng của động cơ để vận chuyển chất lỏng Quạt, máy nén khí dùng cơ năng để cung cấp khí nén có áp suất cho những công việc khác nhau như: Hàn; vận chuyển các hạt nhiên liệu nhỏ Trong nhà máy sản xuất xi măng, các băng truyền máng khí động

Máy thủy khí được dùng nhiều trong các sản xuất cũng như sinh hoạt

Có thể khẳng định rằng không có một ngành kỹ thuật nào mà không sử dụng máy thủy khí

Hiện nay có rất nhiều các loại máy thủy khí khác nhau như: Bơm ly tâm, bơm hướng trục, bơm bánh răng các loại quạt, các loại máy nén khí Trong phần nghiên cứu của đề tài này chúng ta quan tâm đến quạt root một loại máy thủy khí dùng trong công nghiệp sản xuất xi măng

Quạt root dùng để biến đổi cơ năng nhận được từ động cơ điện thành cơ năng của dòng chất khí Quạt roót tạo ra dòng khí có áp suất Trong ngành chế tạo máy thuỷ khí, quạt roót là một trong những máy quan trọng, đòi hỏi công nghệ chế tạo cao

Quạt root được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp khác nhau như công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nặng…Trong ngành sản xuất xi măng quạt Root dùng để cấp khí cho silo liệu; silo xi măng; cấp khí thổi than vào lò nung klinke Hiện nay tại Việt Nam chưa chế tạo hoàn chỉnh được quạt root mà phải nhập khẩu từ nước ngoài Do vậy giá thành cao, không chủ động được về thời gian Nhu cầu sử dụng quạt roót trong các nhà máy xi măng nhiều

địa hóa sản phẩm

1.1 Giới thiệu chung và Quạt roots

Quạt root là một dạng máy thể tích, thường được sử dụng trong các ứng dụng mà một khối lượng lớn không khí phải được chuyển qua với một áp lực khác biệt tương đối nhỏ Điều này bao gồm các ứng dụng chân không thấp với quạt Roots hoạt động một mình, hoặc sử dụng như là một phần của một hệ thống chân không cao nếu kết hợp với máy bơm khác

Nguyên lý hoạt động của Quạt roots minh họa như hình dưới đây:

Roto bị động Roto chủ động Thân quạt

Hình 1.1 Quạt Root

NARIME-TTNCTK   5 

Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động quạt root

Mỗi roto của Quạt roots quay với một tốc độ bằng nhau nhưng ngược chiều nhau Điều này đạt được bằng cách sử dụng một cặp bánh răng tỷ số 1:1 gắn vào trục roto chủ động và bị động Sử dụng kết cấu này quạt có thể chạy

mà không cần dầu bôi trơn nội bộ roto, vì chúng không tiếp xúc với nhau cũng như với vỏ bên ngoài, do đó không khí được cung cấp hoàn toàn không lẫn dầu

Khi roto quay theo thứ tự từ 1 đến 4 như hình biểu diễn, không khí được hút vào phía đầu vào của quạt và đi xung quanh vỏ ngoài của quạt trong phần giữa mỗi thùy của các roto Khi đến cửa xả, không khí được đẩy ra ngoài Quá trình làm việc không có sự thay đổi thể tích không khí (tức là không có sự nén không khí ) Quạt roots do đó có thể cung cấp một luồng không khí thường xuyên, độc lập với các điều kiện áp lực ở cửa xả, lưu lượng khí chủ yếu quyết định bởi tốc độ quay của roto

Tùy thuộc vào kích thước, Quạt roots hiện nay có lưu lượng đạt đến 84

000 m3/h Roto của Quạt roots thường có cấu tạo 2 hoặc 3 thùy, hiện nay một

số hãng đã nghiên cứu chế tạo loại roto xoắn, kết cấu cho dòng khí ra đều và

Hình 1.3 Một số mẫu quạt root

NARIME-TTNCTK   7 

1.2 Các ứng dụng của Quạt roots

Quạt roots được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống cấp nước sạch, các nhà máy cấp nước, các hệ thống xử lý nước thải và chất thải, khu công nghiệp, công nghiệp chế biến, nuôi trồng thủy sản, nông nghiệp, công nghiệp xi măng, lâm nghiệp, chế biến gỗ, hệ thống sấy khô, hệ thống xông hơi công nghiệp, hệ thống xông hơi khách sạn, công nghiệp in, công nghiệp chế biến và sản xuất giấy, hệ thống lọc và cấp khí …

Làm sạch bụi hoặc rỉ sét khi thay thế

các đường ống hoặc làm sạch đường

ống

Không khí di chuyển trong hồ làm cho nước mạ đồng đều và chất lượng tốt

NARIME-TTNCTK   8 

Cung cấp không khí và nhiên liệu vào

Di chuyển giấy trong quá trình in ấn Cung cấp khí nguồn cho quá trình phun

cát

Trợ giúp công việc tách khuôn Xông khí trong nhà hoặc ngoài trời, hồ

bơi cho các hiệu ứng thuốc và thư giãn

NARIME-TTNCTK   9 

Ở nước ta một ứng dụng điển hình và thường thấy của Quạt roots là trong ngành công nghiệp xi măng Tại các nhà máy: xi măng Hoàng Thạch, xi măng Hoàng Mai, xi măng Bỉm Sơn và các nhà máy khác, Quạt roots được sử dụng để cung cấp khí cho hệ thống máng khí động dưới các Xi lô xi măng (mỗi xi lô bố trí một hệ thống khoảng 10 quạt tùy theo yêu cầu công nghệ) Bột xi măng ( và các loại bột, hạt khác) khi được trộn với không khí sẽ có hiệu ứng linh động như chất lỏng, rễ dàng chảy trong máng khí động đến các vị trí theo yêu cầu công nghệ

Hiện nay các hệ thống quạt roots sử dụng trong nước đều phải nhập ngoại từ các nước công nghiệp phát triển, điều này tiêu tốn một lượng ngoại tệ nhất định, góp phần làm tăng vốn đầu tư xây dựng công trình Việc nghiên cứu thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo quạt roots ở trong nước không chỉ

có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa về mặt khoa học kỹ thuật khi chúng ta từng bước làm chủ được thiết kế và công nghệ chế tạo các thiết bị máy móc để thay thế nhập ngoại Đây cũng là hoạt động khoa học công nghệ nằm trong định hướng, chương trình “Nội địa hóa các sản phẩm cơ khí” của Đảng và Chính phủ

1.3.Tình hình nghiên cứu quạt roots trong nước

Rửa ngược các bộ lọc và vật liệu lọc Di chuyển khí Nitơ, Carbon dioxide và

khí thành phố

Năm 1991 Phòng bơm (nay là Trung tâm Nghiên Cứu Thuỷ Khí) - Viện Nghiên Cứu Cơ Khí đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo quạt có công suất 75KW nhưng khi chạy kiểm tra thông số lưu lượng Q; áp suất P không đạt yêu cầu đề

ra, quạt làm việc cánh va đập gây tiếng ồn lớn hơn 90 dB Quạt làm việc chảy dầu từ buồng dầu bôi trơn bánh răng ổ bi vào ống xả quạt gây hao dầu Qua 2 lần nghiên cứu thiết kế chế tạo ta có thể rút ra những vấn đề mấy năm trước đây còn tồn tại

- Chưa đi sâu nghiên cứu lý thuyết, chưa có một giáo trình biên soạn bằng tiếng Việt về quạt root

- Các quạt root thiết kế, chế tạo đều từ quạt mẫu

- Chưa đi sâu nghiên cứu để có kết cấu quạt tối ưu

Năm 1995 phòng Bơm - Viện Nghiên Cứu Cơ Khí tiếp tục nghiên cứu, thiết kế chế tạo hai cánh theo mẫu quạt có công suất N =155KW, lưu lượng Q

=14000m3/h cột áp P= 0,3 bar của Trung Quốc Thông số lưu lượng Q, áp suất

P đạt yêu cầu thiết kế hay không là do chất lượng chế tạo hai cánh Sau khi đo đạc thông số hình học profin cánh Thiết kế, chế tạo cánh theo dưỡng, lắp vào

vỏ quạt Trung Quốc, quạt làm việc ổn định, độ ồn nhỏ hơn 90dB Quạt chạy khảo nghiệm, đạt các thông số: Lưu lượng Q =14000 m3/h; P=0,3 bar dầu không bị phun ra đầu quạt, như vậy hai cánh quạt thiết kế, chế tạo đạt yêu cầu

về chất lượng

Năm 2008 Trung tâm Nghiên cứu thuỷ khí Viện nghiên cứu Cơ khí đã tiến hành nghiên cứu thiết kế phần động theo mẫu quạt root GM10S của Cộng

NARIME-TTNCTK   11 

Hoà Liên Bang Đức thuộc hãng: AERZENER MACHINENFAB BRIKGMBH quạt có các thông số: Q=8,71m3/ph, P=0,5bar, N=15KW Lý do Trung tâm Nghiên cứu Thủy Khí đã lựa chọn quạt hãng AERZENER MACHINENFAB BRIKGMBH làm quạt mẫu Bởi đây là một hãng có thương hiệu lớn trên thị trường thiết bị máy CN Thế Giới trong đó có Việt Nam

1.4.Tình hình nghiên cứu quạt roots ở nước ngoài

Các nước trên thế giới có nền công nghiệp phát triển, ngành công nghiệp chế tạo máy nói chung ngành chế tạo máy thuỷ khí nói riêng đã được ưu tiên phát triển, các thiết bị máy đã được hoàn chỉnh đồng bộ đạt trình độ công nghệ cao, trong đó có cả các loại quạt root có công suất bé 5KW đến công suất cực lớn vài nghìn KW Tại các nước SNG đã xây dựng được những trung tâm, trường Đại học chuyên sâu về ngành máy thuỷ khí như trường Đại học Bách khoa Lêningrad, trường cao đẳng kỹ thuật Maxcova, Viện Máy thuỷ lực toàn Liên bang, Nhà máy chế tạo bơm M.I.KALININ ở Maxcova Hàng năm đã đào tạo ra các chuyên gia nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy thuỷ khí Tại CHLB Đức có những nhà máy chuyên môn hóa SX các loại máy thủy khí, những TT nghiên cứu máy Thủy khí với trình độ công nghệ tối ưu ( Aerzener

là một trong những hãng chuyên sản xuất các loại quạt roots)

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, QUY TRÌNH LẮP ĐẶT, QUY TRÌNH

VẬN HÀNH, KIỂM TRA CHI TIẾTQUẠT ROOT GM10

2.1 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng

Nghiên cứu khảo sát thực tế quạt roót làm việc trong dây truyền công nghệ sản xuất xi măng tại các nhà máy xi măng

Chế tạo hoàn chỉnh đầu quạt root GM10S

Sau khi chế tạo và lắp ráp xong tiến hành chạy rà, hiệu chỉnh và kiểm tra các thông số kỹ thuật quạt, đánh giá chất lượng thiết kế chế tạo

Năm 2008 TT Nghiên cứu Thủy khí đã thiết kế chế tạo phần tĩnh của quạt root GM 10S theo mẫu, đưa vào khảo nghiệm ( phần vỏ quạt được dùng

nguyên bản của quạt mẫu) với thông số tương đương quạt mẫu

2.2.Khảo sát quy trình lắp đặt, vận hành quạt root

Địa điểm khảo sát: Nhà máy xi măng Hoàng Mai, nhà máy xi măng Hoàng Thạch, nhà máy xi măng Bỉm Sơn Nhìn chung các nhà máy bố trí số lượng cũng như vị trí các loại quạt gần như nhau

Sau đây là sơ đồ bố trí quạt Root trong hệ thống si lô xi măng (hình1 )

2.2.1.Sơ đồ bố trí quạt Root trong hệ thống silô xi măng

1-Silô chứa xi măng

NARIME-TTNCTK   13 

1,5m

QS1 QS2 QS3 QS4 QS5 QS6

QS10 QS9

QS8 QS7

2 3 4

III

Hình 2.1 Sơ đồ lắp đặt quạt root trong hệ thống

Quạt có Ndc=15 kW; Q= 8,71 m3/ph ; P = 0,5bar

NARIME-TTNCTK   14 

2.2.2.1 Quy trình lắp đặt

- Lắp ráp hệ thống ống chính (4) cung cấp khí: các van một chiều (3), van hai chiều(7), ống nhánh (5), quạt Root (2)

- Dưới chân đáy silô xi măng lắp 10 quat Root GM10S

- Lắp 10 ống nhánh ∅100 từ quạt Root kết nối đường ống chính và lắp 10 van một chiều sau quạt

- Lắp hệ thống ống dẫn chính ∅100

- Lắp 3 van tiết lưu hai chiều trên đường ống chính

- Lắp đường ống nhánh ∅100 từ ống chính lên hệ thống máng khí động

2.2.2.2 Quy trình vận hành hệ thống cung cấp khí dưới đáy silô xi măng

- Trước khi vận hành kiểm tra quạt root có bị sự cố gì không

- Mở van hai chiều 7 vào các nhánh cần vận hành

- Cho quạt hoạt động để cung cấp khí có áp suất đến các máng khí động

2.2.2.3 Vận hành theo yêu cầu năng suất nhiều hay ít

- Ta cần năng suất lớn: vận hành cả ba nhánh Nhánh I có quạt số 8, số 9 hoạt động còn quạt số 10 dự phòng; nhánh II có quạt số 5, số 6 hoạt động quạt số 7

dự phòng; nhánh III quạt số 1, số 3 hoạt động quạt 4 dự phòng

- Nếu cần năng suất trung bình ta vận hành nhánh II-III hoặc I-III hoặc I-II

NARIME-TTNCTK   15 

2.3 Kiểm tra chi tiết quạt roots GM 10S

Các chi tiết chính của quạt roots:

Hình 2.2 Các chi tiết quạt root

NARIME-TTNCTK   16 

Chương 3 CẤU TẠO VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA QUẠT ROOT

3.1 Cấu tạo Quạt roots

Hình 3.1 Cụm quạt thổi khí

NARIME-TTNCTK   17 

Quạt roots QR8 được thiết kế theo mẫu quạt GM 10S của hãng Aerzener Maschinenfabrik GmbH Các thông số chính của quạt thể hiện trong bảng dưới đây:

Bảng 3.1 đặc tính không khí với 3 loại quạt(p 1 =1,0 bar; t 1 =200C; ρ=1,189kg/m 3 ) áp suất dư

Kích thước quạt

t2 [°C] Nhiệt độ cửa ra Lp(A) w/o.H Độ ồn khi có vỏ bọc

Các thông số về kích thước, vật liệu chế tạo, yêu cầu kỹ thuật của từng chi tiết được thể hiện đầy đủ trong tập bản vẽ thiết kế chế tạo Trong các hình minh họa dưới đây trình bày sơ lược cấu tạo của Quạt roots 600 m3/h:

Hình 3.2 Hình dạng Quạt roots lắp hoàn chỉnh

NARIME-TTNCTK   19 

Hình 3.3 Quạt roots được cắt một phần để nhìn thấy các chi tiết bên trong:

NARIME-TTNCTK   20 

Hình 3.5 Các chi tiết của Quạt root

NARIME-TTNCTK   21 

Bảng 3.2 Bảng kê các chi tiết của Quạt roots QR 8 :

27 DIN 1804 - M35x1.5 - N Đai ốc tròn M35x1.5 2 0,12 0,24 C45 Mua ngoài

28 DIN 1804 - M24x1.5 - N Đai ốc tròn M24x1.5 2 0,063 0,126 40X Mua ngoài

31 DIN 1804 - M30x1.5 - C Đai ốc tròn M30x1.5 1 0,096 0,096 C45 Mua ngoài

33 A10 x 8 x 70 DIN 6885 Then bằng 10x8x70 1 0,043 0,043 C45 Mua ngoài

NARIME-TTNCTK   23 

3.2 Yêu cầu kỹ thuật của Quạt roots QR 8

Quạt roots khi chế tạo cần phải đảm bảo đúng vật liệu, độ chính xác kích thước gia công và các yêu cầu kỹ thuật quy định trong bản vẽ thiết kế

Mục đích của quá trình: thiết kế -lập quy trình công nghệ chế tạo - chế tạo sản phẩm, là tạo ra quạt roots có các thông số kỹ thuật giống như quạt mẫu Phân tích bảng thông số kỹ thuật hãng Aerzener đưa ra với quạt GM 10 S chúng ta có thể thấy rằng: khi càng tăng mức chênh lệch áp suất thì công suất động cơ càng cần lớn hơn Trong phạm vi đề tài này đề xuất một tổ hợp các thông số kỹ thuật cần phải đạt được:

- Lưu lượng khí: 600 m3/h (10 m3/ph)

- Công suất động cơ: 15 kW

- Số vòng quay động cơ: 2930 v/phút

- Số vòng quay quạt roots: 4440 v/phút

- Áp suất đầu vào: 1 bar

- Mức chênh lệch áp suất: 400 mbar

- Nhiệt độ đầu ra: 58 0c

Cách tốt nhất để đánh giá là sau khi chế tạo quạt được lắp thay thế quạt mẫu và tiến hành đo kiểm tra các thông số cần thiết cũng như theo dõi quạt về công suất, độ ổn định, tuổi thọ của quạt

3.2.1 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

dj j

K

s

σ ψ σ

σ

σ σ

σ

.

1

+

NARIME-TTNCTK   24 

mj aj

dj j

K

s

τ ψ τ

τ

τ τ

- σ-1; τ-1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng

- σ-1 = 0,35σb + 70 MPa = 0,35 600 + 70 = 280 MPa (vật liệu chế tạo trục: thép có giới hạn bền σb = 600 MPa); và τ-1 = 0,58 σ-1 = 0,58 280 = 162,4 MPa

- σaj, τaj , σmj, τmj: biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j

σaj = (σmaxj - σminj)/2 ; σmj = (σmaxj + σminj)/2

Do trục quay, vì vậy ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, do đó:

σmj = 0; σaj = σmaxj = Mj/Wj

(Mj: mômen uốn tại tiết diện j; Wj: mômen cản uốn tại tiết diện j)

Bộ truyền quay 1 chiều do đó: τmj = 0; τaj = τmaxj = Tj/W0j

(Tj: mômen xoắn tại tiết diện j; W0j: mômen cản xoắn tại tiết diện j)

(mm) bxh t1

W (mm3)

W0(mm3)

M (Nmm)

T (Nmm)

+ Kσ vµ Kτ: hÖ sè tËp trung øng suÊt thùc tÕ khi uèn vµ khi xo¾n

* Víi ®o¹n trôc cã r·nh then: Kσ = 2,01; Kτ = 1,88 (c¾t r·nh then b»ng dao phay ngãn) → Kσ/εσ = 2,01/0,7 = 2,87; Kτ/ετ = 1,88/0,7 = 2,7

* Víi ®o¹n trôc cã gãc l−în: Kσ = 3; Kτ = 2 → Kσ/εσ = 3/0,7 = 4,3;

ưu điểm như khả năng truyền lực lớn, đảm bảo tỷ số truyền ổn định, hệ số có ích lớn truyền động êm Truyền động bánh răng là truyền động quan trọng trong truyền động xe ô tô, máy kéo, máy công cụ, máy nông nghiệp, máy cẩu

và nhiều loại thiết bị khác

Quạt root làm việc để tạo ra lưu lượng khí và áp suất nhờ có cặp bánh răng Động cơ truyền mô men xoắn vào trục cánh quạt chủ động, cánh chủ động truyền mô men xoắn cho cánh bị động nhờ bánh răng nghiêng, hai cánh quay ngược chiều nhau để hút và đẩy không khí có áp suất đến nơi sử dụng Vật liệu dùng để chế tạo bánh răng là : 20X Ưu điểm của bánh răng nghiêng

là độ bền cao, ăn khớp êm, không gây va đập, vì vậy bánh răng nghiêng hay được dùng ( nhược điểm của bánh răng nghiêng là chế tạo phức tạp, trong quá trình làm việc tạo ra lực dọc trục lớn, nên gây ra kẹt giữa cánh quạt và thân ổ bi)

3.2.2 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của bộ truyền răng

NARIME-TTNCTK   27 

độ bền tiếp xúc

Tính toán độ bền uốn

lệch giới hạn bước ăn khớp

Bánh răng chủ động Ra = 1,25 Ra = 1,25Nhám bề mặt răng (àm)

tăng bền (mm)

Bánh răng bị động δγ2 0,8 - 1,1 - Bánh răng chủ động

NARIME-TTNCTK   29 

Bánh răng chủ động

σch1

60 Giới hạn chảy của vật liệu

cos 2

0

20 2 sin

22 , 16 cos 2

= 2,92

w w Hv

K K T

d b W

2000

.

1

1 =

11 , 1 1 , 1 8 , 2 2000

4 , 85 30 92 , 2

b

K K

W w

1 +

= 1,727 86,6 0,783

1

1 1 4 , 85

6 ,

19 HÖ sè an toµn SH §èi víi b¸nh r¨ng t¨ng bÒn mÆt r¨ng: SH1 =

27 ứng suất tiếp cho phép

đối với vùng I, ở đây đầu

răng bánh răng nhỏ ăn

khớp với chân răng bánh

răng lớn: σHPI (kG/mm2)

àk1 σHPI = àk2 σHPI = 1,22.102,3 = 124,8

27 ứng suất tiếp cho phép

đối với vùng II, ở đây chân

răng bánh răng nhỏ ăn

khớp với đầu răng bánh

răng lớn: σHPI (kG/mm2)

àk1 σHPII = àk2 σHPII = 1,22.102,3 = 124,8

28 ứng suất tiếp xúc cho

phép qui −ớc đối với

truyền động bánh răng

nghiêng: σHP (kG/mm2)

2 2

2 1

Nh− vậy điều kiện bền tiếp xúc của bộ truyền hoàn toàn đảm bảo:

σH = 42,4 < 119,7 = [σ HP ]

NARIME-TTNCTK   33 

Chương 4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO QUẠT ROOTS R8

4.1.Các vấn đề chung về công nghệ chế tạo

Chuyên đề này được viết trên cơ sở tập bản vẽ thiết kế: Quạt roots QR8

Vì vậy tài liệu này cần phải đọc cùng tập bản vẽ thiết kế Quạt roots QR8 Tất

cả các hình vẽ, kích thước trong tài liệu chỉ mang tính chất minh họa, khi vận dụng vào sản xuất phải kiểm tra và tuân thủ đúng theo bản vẽ thiết kế

Mục tiêu của chuyên đề là đưa ra giải pháp công nghệ để chế tạo các chi tiết, bộ phận của Quạt roots QR8 đạt các yêu cầu thiết kế đề ra và phù hợp với điều kiện chế tạo thiết bị trong nước

Vấn đề công nghệ chế tạo phụ thuộc nhiều vào khả năng công nghệ của thiết bị gia công Trong những thập niên gần đây với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, sự phát triển nhanh và ổn định của nền kinh tế trong nước các do vậy cơ sở chế tạo trong nước đã trang bị được khá nhiều thiết bị gia công có khả năng công nghệ hiện đại Tuy nhiên để phù hợp với đại đa số các cơ sở sản xuất trong nước, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, chuyên đề sẽ trình bày giải pháp công nghệ tối thiểu, thông thường nhất, tùy thuộc vào khả năng của cơ sở chế tạo có thể áp dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến hơn

Chuyên đề chỉ tập chung trình bày giải pháp công nghệ chính để chế tạo sản phẩm mà không trình bày sâu vào các công nghệ đặc thù cũng như các thông số công nghệ cụ thể ví dụ như: công nghệ đúc, nhiệt luyện hay các thông

số cụ thể của chế độ cắt khi gia công cơ khí… Mặc định các điều kiện sau được đáp ứng đầy đủ tại cơ sở sản suất:

- Máy móc thiết bị, dụng cụ đo lường …hoạt động tốt, độ chính xác đảm bảo

- Công nhân, thợ vận hành máy có tay nghề phù hợp đảm bảo vận hành tốt máy móc thiết bị và tuân thủ các bước công nghệ đã vạch ra

NARIME-TTNCTK   34 

- Các quy trình công nghệ đặc thù đã được xây dựng kiểm duyệt phù

hợp với trang thiết bị máy móc công nghệ tại cơ sở sản xuất và vật liệu chế tạo

+ Quy định an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp, phòng chống

cháy nổ …

- Các tiêu chuẩn áp dụng khi chế tạo và thử nghiệm:

Các phương pháp và định nghĩa đối với công

tác thử nghiệm cơ khí cho sản phẩm thép

ASTM-A370

Thử nghiệm kéo căng với vật liệu kim loại

ảnh hưởng tới thép có rãnh khía

ISO / R82 - 1959 ASTM – E23 ISO / R83 - 1976

Chuẩn bị các bề mặt sơn thép bằng thổi hạt SIS 05- 5900

- Các tiêu chuẩn và quy phạm khác được sử dụng nếu nó tương đương

hoặc tốt hơn hoặc bổ xung cho các tiêu chuẩn trên

Vật liệu chế tạo phải đúng yêu cầu thiết kế, có giấy chứng nhận xuất xứ

hàng hóa- C/O (certificate of origin), giấy chứng nhận chất lượng hàng hóa

NARIME-TTNCTK   35 

phù hợp với tiêu chuẩn: C/Q (certificate of quality), phải là loại mới, có chất lượng loại một, không có khiếm khuyết hoặc hư hỏng, và phải được kiểm tra đối chứng với từng loại Đối với chủng loại vật liệu có số lượng nhỏ cho phép thay thế C/Q bằng cách kiểm tra 100% số lượng bằng các thí nghiệm kiểm tra hợp chuẩn theo quy định như: phân tích hóa học, thử nghiệm cơ học, kiểm tra phá hủy, thử nghiệm không phá hủy…

Các chi tiết mua phải đúng chủng loại yêu cầu trong thiết kế, có C/O, C/Q và phải là loại mới có chất lượng loại một

Phân tích bản kê chi tiết của quạt roots, chúng ta nhận thấy rằng có 40 loại chi tiết cấu thành quạt roots, trong đó có 16 chi tiết thuộc về chi tiết tiêu chuẩn, phương án tối ưu cho các chi tiết này là mua đúng chủng loại, kích thước, số lượng yêu cầu Trong phần tiếp theo của tài liệu sẽ tập trung trình bày các bước công nghệ để chế tạo 24 loại chi tiết còn lại và trình tự lắp quạt roots

4.2 Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết Quạt roots

4.2.1.Quy trình công nghệ chế tạo: Thân quạt

Ký hiệu bản vẽ: QR8-1-001

Vật liệu: GX 21-40 Trọng lượng: 37,33 kg

Số lượng: 01

4.2.1.1 Đúc tạo phôi

Hình 4.1 Thân quạt

NARIME-TTNCTK   36 

Có nhiều phương pháp đúc như: đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn

vỏ cứng, đúc chính xác bằng mẫu chảy, đúc bằng khuôn dùng mẫu cháy, đúc chính xác dùng mẫu vĩnh cửu, đúc trong khuôn kim loại, đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc hút chân không …Cơ sở chế tạo dựa theo năng lực, kinh nghiệm, thiết

bị máy móc hiện có, lựa chọn phương pháp đúc phù hợp

Các yêu cầu của vật đúc:

- Dung sai kích thước kích thước vật đúc lấy theo cấp CT8 TCVN

- Vạch dấu bổ tâm theo 3 phương x,y, z,

- Vạch dấu kích thước gia công hai mặt đầu có kích thước L=210

- Vạch dấu kích thước khoảng cách hai mặt bích A=314

4.2.1.3 Phay

- Phay hai mặt đầu kích thước L=210: gá kẹp một mặt đầu của chi tiết lên bàn máy, căn chỉnh theo dấu đã vạch, phay bán tinh mặt đầu còn lại để lượng dư 1,5 mm, tiếp tục gá kẹp vào mặt vừa gia công phay bán tinh và tinh mặt đầu còn lại để lượng dư 0,2 mm cho mài phẳng, đảo gá phay tinh mặt đầu còn lại để lượng dư 0,2 mm cho mài phẳng

- Phay hai mặt bích kích thước A=314: gá kẹp một mặt bích của chi tiết lên bàn máy, căn chỉnh theo dấu đã vạch, phay bán tinh mặt đầu còn lại để lượng dư 1,5 mm, tiếp tục gá kẹp vào mặt vừa gia công phay bán tinh và tinh mặt đầu còn lại để lượng dư 0,2 mm cho mài phẳng, đảo gá phay tinh mặt đầu còn lại để lượng dư 0,2 mm cho mài phẳng

4.2.1.4 Mài phẳng

NARIME-TTNCTK   37 

- Mài phẳng hai mặt đầu và hai mặt bích đúng kích thước bản vẽ đảm bảo các mặt tương ứng song song và vuông góc với nhau, độ bóng hai mặt đầu đạt Ra3,2 độ bóng hai mặt bích đạt Ra6,3

4.2.1.5 Doa lỗ

Máy doa CNC:

- Doa bán tinh và tinh lỗ dọc thân quạt có R 65,15 đúng kích thước bản

vẽ đảm bảo vuông góc với hai mặt đầu và dung sai khoảng cách tâm hai lỗ, khoan lỗ Ø6,8 để ta rô lỗ M8

- Doa hai lỗ côn đầu vào và đầu ra của quạt đúng kích thước bản vẽ, khoan 16 lỗ Ø18 ổ hai mặt bích

4.2.1.6 Xọc

- Xọc dúng hai hốc kích thước 70x3 dọc theo lỗ R65,15

4.2.1.7 Khoan

- Vạch dấu và khoan 4 lỗ Ø11 ở hai 4 vấu trên thân quạt

- Vạch dấu và khoan 2 lỗ M14 ở hai mặt bích thân quạt

4.2.1.8 Làm cùn cạnh sắc toàn bộ

4.2.1.9 Kiểm tra tổng thể chi tiết

4.2.1.10 Chuyển công đoạn lắp quạt

4.2.2 Quy trình công nghệ chế tạo: Cánh chủ động

Ký hiệu bản vẽ: QR8-01-002

Vật liệu: 35MnSi Trọng lượng: 12,6 kg

Số lượng: 01

4.2.2.1 Tạo phôi

Hình 4.2 Roto chủ động