Cơ Khí - Giáo trình Máy Phụ Tàu Thủy phần 9 potx

Nếu khi cần nhu cầu7 thì thực hành cấu tạo máy nén nhiều cấpSau cấp thứ 1 không khí được làm mát đến gần nhiệt độ ban đầu mới đưa vào cấp thứ 2, ởmáy nén nhiều tầng thì không khí được l

Không khí hút vào sẽ bị sấy nóng khi qua các bề mặt van và thành vách xylanh làm tăngriêng của khí tăng, điện năng được đánh giá bằng hệ số nhiệt; ký hiệu nh= Vs1/Vs

Do dò lọt khi qua khe hở các xecmăng điều này đánh giá bằng hệ số dò lọt: dl =Vs2/VS

Do đó V hút thực tế vào xylanh là V1

V1=o nh dl Vn

Lưu lượng máy nén: Q1 = V1 W =o nh dl Vn W

N: Vòng quay trục khuỷu của máy nén

Đặt =o nh dl Gọi là hệ số tổn thất lưu lượng của máy nén

Bài 3: Máy nén nhiều cấp

Khi không khí bị nén lại nhiệt độ khí tăng, bảng sau đây cho các nhiệt độ cuối của máynén Khi nhiệt độ đầu= 2930C ở các điều kiện nén có đường kính piston = 0,7mm

 = P2/P1

Nhiệt độ cuối

Nén

đoạn T 0

Nén đa biến có làm mát xy lanh

Nén đa biến + làm mát xylanh+ nắp

Ta biết nhiệt độ bôi cháy dầu bôi trơn 493- 5330K Như vậy theo bản TK này ta thấy tỷ

số nén của máy nén = 8 thì cho nhiệt độ cuối rơi vào vùng có nhiệt độ làm bốc cháy của dầubôi trơn, mặt khác các cáu muội, cặn cácbon có thể gây trong vùng nén làm máy nén nổ nênlượng hơi cháy dần trong không khí sẽ cao

Khi tỷ số nén đạt được 8 thì áp suất cửa đẩy khoảng 8KG/cm3còn kém xa các áp suất khi

được sử dụng hiện nay Điều đó dẫn đến tỷ số nén sẽ bị giới hạn bởi 1 giá trị để đảm bảo antoàn về cháy nổ vơi dần trong máy nén, các máy nén ngày nay 1 cấp thì 7

http://kimcokynhan.wordpress.com

Nếu khi cần nhu cầu7 thì thực hành cấu tạo máy nén nhiều cấp

Sau cấp thứ 1 không khí được làm mát đến gần nhiệt độ ban đầu mới đưa vào cấp thứ 2, ởmáy nén nhiều tầng thì không khí được làm mát gần đến quá trình đẳng nhiệt

Bài 4: Làm mát trung gian trong máy nén nhiều cấp

Nhiệt độ cuối quá trình nén cao do không thể thực hiện được quá trình nén gọi là đẳngnhiệt

Làm mát trung gian sẽ giảm được công dần động máy nén

Hình vẽ

Xét một máy nén có tỷ số nén là  và đồ thị chỉ thị là 1,2,3.4 như hình vẽ; giả thiết máynén được tách thành máy nén 2 cấp với tỷ số tương ứng là 1 và2

Ta có  = 1.2 Máy nén 2 cấp nên sẽ có đồ thị như đồ thị trên Không khí được nén từP1P với P/P1 = 1 tương ứng điểm 1 trên đồ thị, thì nó được đưa qua bầu làm mát trunggian, tại đây không khí trao nhiệt cho nước làm mát và sau đó cấp vào máy nén 2 và được nén

đến 2’tiết kiệm được phần công nén (gạch chéo)

Đối với các máy nén nhiều cấp ta tiến hành làm mát trung gian theo sơ đồ sau:

Hình vẽ

Hệ số tăng áp suất mất:=1.2 n

Trong các máy nén ngày nay sử dụng chủ yếu các phương pháp làm mát sau: Làm mát =ncấp vào các lối đi xung quanh trong vỏ máy Phương pháp này cải thiện nhiều sự bôi trơn củamáy nén nhưng không tiết kiệm được W đáng kể, không đưa được gần quá trình đẳng nhiệt vìkhó khăn cho việc trao đổi nhiệt giữa nước và không khí

Làm mát trung gian giữa các tầng riêng Phương pháp này có thể đưa lại hiệu quả lớn vì

có thể được sử dụng các cổng dẫn chất làm mát để tăng diện tích bề mặt trao nhiệt đến giá trịtheo yêu cầu

Kết hợp giữa làm mát trong và làm mát trung gian đạt hiệu quả cao hơn Được dùng phổbiến trong các máy nén hiện nay

Dùng nước phun vào không khí trước khi vào các máy nén, nước bay hơi lấy 1 phần nhiệtnhưng làm tăng độ ẩm của máy nén

Bài 5: Các dạng kết cấu của maý nén nhiều cấp

http://kimcokynhan.wordpress.com

Trên thực tế các máy nén chủ yếu là 2 cấp thường C2 khí nén trong khoảng 25  35Kg/cm2 Máy nén 2 cấp thường kết cấu Piston sai ( hạ bậc và đường kính Piston cấp 2 bao giờnhỏ hơn Piston cấp 1)

1 Máy nén 2 cấp Piston vi sai tác dụng 2 phía

đó nhỏ hơn áp suất trong bầu làm mát trung gian van hút mở hút khí từ bầu làm mát trunggian vào bơm song lúc đó ở xylanh cấp 1 không khí bị nén lại đến khi chênh áp xylanhcấp 1 và áp suất bầu làm mát trung gian đủ lớn để thắng sức cản thực hiện cấp khí vàoBLMTG

Toàn quá trình được chỉ thị như hình vẽ

1.2 nén cấp 1

2.3 Cấp khí vào BLMTG C1

3.4 Giãn khí trong khối lượng chết

41 Hút khí từ ngoài vào xylanh cấp1

1’2’Nén khí trong xylanh cấp 2

2’3’Cấp khí đến nơi tiêu thụ

3’4’Giãn nở khí trong khối lượng chết cấp 2

2 Máy nén 2 cấp Piston vi sai tác dụng 1 phía.

Hình vẽ

Điểm 2 cao hơn đường P’, điểm 4’thấp hơn P

Pd: áp suất khí BLMTG cuối quá trình cấp khí cấp1

P’: áp suất khí BLMTG cuối quá trình cấp khí cấp2

là có hạn nên qúa trình hút khí vào xylanh sẽ làm giảm áp suất bầu làm mát trung gian từ P

đến P’ Khi Piston từ phải sang trái diễn ra song quá trình đẩy 2 cấp CI tương ứng 12, CIItương ứng 1’2’

Điểm 2 tương ứng việc mở van đẩy CI để cấp không khí vào trong BLMTG, quá trình cấpkhí kèm tăng áp suất trong BLMTG từ P’ P(đoạn 23)

Quá trình cung cấp khí C2 là quá trình điểm áp biểu diễn = 2’3’

Không gian giữa xylanh CI, CII c\và BLMTG luôn được phân cách nhau, không bị ảnhhưởng của quán tính đẩy khí

Trên đồ thị tỷ lệ xích trên trục hoành 2 máy nén khác nhau

3 Máy nén Piston sai 3 cấp

Sự bố trí các cấp sao cho 2 tầng kế tiếp tạo 1 máy nén 2 cấp

8.Van đẩy cấp 3

Công tiêu tốn cho mỗi tầng như nhau (nén khối lượng khí như nhau)  việc bố trí 3 tầnggây nên hiện tượng tải không đều lên chi tiết chuyển động, để khắc phục người ta chế tạo 3 cấp

có tầng 1 nhân 2

Hình vẽ

Ngoài ra bố trí 2 tầng nhiều tiếp tạo ra máy nén nhiều tầng, máy nén nhiều tầng Piston visai như trên đã nghiên cứu người ta còn thiết kế cấu tạo máy nén nhiều cấp có xylanh độc lậpnhau, mỗi cấp nén ứng với 1 xylanh riêng biệt dựa theo nguyên tắc động cơ Diezel nhiềuxylanh

Như trên ta thấy đối với máy nén 2 cấp Piston vi sai tác dụng như 1 phần tử thì phải tácdụng nên 2 phía là không đều gây bất lợi về lực đối với nhóm chi tiết chuyển động Tuy nhiênthực tế cấu tạo các máy nén 2 cấp được cấu tạo theo kiểu kết cấu máy nén này vị

áp suất không khí ra cửa máy nén thường 25 30 KG/cm2 < so với áp suất áp suất độngcơ Diezel và có cấu tạo dạng kết cấu b khủng

Việc bố trí 2 cấp nén cùng phía Piston thuận lợi cho làm khí Xecmăng Piston

Bài 6: Điều chỉnh lưu lượng của máy nén

Tuỳ theo nhu cầu nơi tiêu thụ của lưu lượng khí nên C2 phải được phải đảm bảo được

áp suất, yêu cầu + nơi tiêu thụ như vậy và đặt ra ta phải điều chỉnh lưu lượng máy nén khí, ápsuất không điểm Hệ thống điều chỉnh phải đảm bảo tính kinh tế trong mọi kiểu điều chỉnh,thiết kế đơn giản và tự động hoá nếu có thể

Lực t/đ ban đầu để điều chỉnh lưu lượng máy nén phải là sự biến thiên áp suất trong hệthống do lưu lượng thay đổi gây nên, các thay đổi hoạt động thì đạt đến độ áp suất rất ít.1.Điều chỉnh lưu lượng Q bằng cách thay đổi vòng quay của máy nén

Ta biết: Q=.Vh n tức là lưu lượng phụ thuộc tỷ lệ với vòng quay do vậy để biến thiênlưu lượng máy nén ta biến thiên vòng quay của nó, phương pháp này đơn giản tiết kiệm nhưng

đối với động cơ lai máy nén phải biến thiên được tốc độ áp suất  Các máy nén được lai =Diezel hoặc tuabin khí

http://kimcokynhan.wordpress.com

2 Tiết lưu hệ thống đường ống hút.

Ta biết khi sức cản đường hút tăng, lưu lượng máy nén giảm đi như trên đồ thị ta thấy:Hình vẽ

Ta thấy khi làm tăng sức cản trên đường ống hút vào máy nén, muốn vẫn hút được khôngkhí vào xylanh thì áp suất trong đường ống hút phải giảm nhỏ để khắc phục sức cản làm cho đồthị chỉ thị máy nén trở thành 1’2’3’4’ dẫn đến V không khí đẩy ra giảm ứng với 2’3 nhỏ hơn đểthực hiện phương pháp này ta dùng sơ đồ như hình vẽ

Lưu lượng khí xả từ chai 1vào đường ống đẩy giảm làm áp suất trong đó tăng lên, truyềnqua ống dẫn 2 đến buồng thiết bị kiểu

3 Giữ cho van hút mở

Theo phương pháp này khi nào lưu lượng nơi tiêu thụ mà giảm thì ta giữ cho van hút mở.Thực hiện được như sơ đồ trong hình vẽ

Như vậy lưu lượng máy nén được điều chỉnh nhảy cóc từ giá trị bằng 0 đến giá trị địnhmức Phương pháp này không kinh tế vì ở hành trình không tải máy nén, chỉ số tiêu tốn ít nhất15%

http://kimcokynhan.wordpress.com

Các máy nén hiện đại cũng ứng dụng phương pháp này nhưng chỉ giữ cho van mở trong 1giai đoạn của hành trình nén để đảm bảo thay đổi lưu lượng không có bước nhảy từ 1 – 0,1 (Q

điều chỉnh thể tích bằng sự thay đổi Piston

Phương pháp này kinh tế, được phổ biến trong máy nén

(2 kiểu đầu không kinh tế, ít dùng)

Với máy nén nhiều cấp phải điều chỉnh đều các tầng nén cố định 1 tầng thì công sẽ phân

bổ lại giữa các tầng và nhiệt độ tầng cuối có thể tăng quá giới hạn

Phần 3: Thiết bị phụ

A Thiết bị trao nhiệt

Bài 1: Phân loại

Chương 4 Bơm thể tích

Bài 1 Giới thiệu chung

Là 1 dạng bơm Pison nhiêù lần tác dụng có các xylanh công tác bố trí theo hướng kính vàhướng trục, các xylanh đặt trên 1 roto quay để tạo ra quá trình hút và đẩy,

Bơm roto Piston có các đặc điểm

Vòng quay làm việc của bơm lớn, xuyền động đơn giản, không thích hợp với các vòngquay nhỏ

Lưu lượng bơm đến khoảng điều chỉnh lớn, lưu lượng có thể điều chỉnh bằng 0,3

50m3/h

Cột áp lớn có thể đạt đến 200 cm-2 Kg

http://kimcokynhan.wordpress.com

Bơm có thể thay đổi chiều chấp hoặc lưu lượng mà không cần thay đổi vòng quay củabơm.

Bơm roto piston được sử dụng trên tàu trong các ht: Máy lái thuỷ lực, ht neo và ht tới cẩu.Phân loại

Phân theo cách bố trí Piston, có 2 loại chủ yếu

Là bơm roto Piston hướng kính và bơm roto Piston hướng trục

Bài 2: kết cấu và nguyên lý làm việc

1 Bơm roto Piston gồm 2 phần chính vỏ bơm cố định trên bệ có kết cấu dạng hình trụbên trong chứa 1 roto (dạng hình trụ) trên roto có bố trí các xylanh có 1 Pýton có đầu trượt tại

vỏ bơm, roto đặt lệch tâm so với vỏ bơm 1 khoảng là e

2 Khi roto quay các piston quay theo dưới tác dụng của lực ly tâm, các piston luôn tỳ lênthành vỏ bơm và trượt trên đó

(chú ý vẽ 5 piston đều nhau trên vòng tròn)

Nếu độ lệch tâm e=0 (tâm roto = tâm vỏ bơm) thì V khoang công tác trong các xylanhkhông thay đổi trong qúa trình roto quay nên khí không có quá trình hút, đẩy chất lỏng

Khi e0 V khoang công tác thay đổi theo từng vị trí của roto sẽ hình thành quá trìnhhút, đẩy chất lỏng

Như trên hình vẽ ở nửa đường tròn abc các xylanh thựuc hiện đẩy chất lỏng vào khoang

đẩy (5) ở nửa vòng tròn còn lại adc thì thực hiện qúa trình hút chất lỏng vào trong xylanh.Khi e = 0e max thì lưu lượng Q sẽ thay đổi

Q= 0Q max nếu thay đổi độ lệch tâm

e = - e thì qúa trình hút đẩy sẽ ngược lại tức là khoang hút tới đẩy và đẩy tới hút

Bài 2: Bơm roto piston hướng trục

11 Tết làm kín

Khi roto quay làm cả 2 khối Piston xylanh quay theo nhờ tác dụng của khớp cầu màpiston trượt trên vành cầu 2, tuỳ theo vị trí của roto mà tương ứng với piston ở hành trình húthoặc đẩy

Khi cần thay đổi Q ta thay đổi(đĩa – trục)

Muốn thay đổi chiều tốc của bơm ta co đĩa nghiêng theo chiều ngược lại khi đĩa vuônggóc với trục bơm (= 0) suy ra Q= 0

D Bơm trục vít

Bài 1: Giới thiệu chung

Là 1 dạng bơm thể tích gồm 1 3 chiếc trục vít ăn khớp với nhau trong 1 thân chung,cũng như các bơm thể tích khác, bơm trục vít truyền trực tiếp

Bơm trục vít có các đặc điểm sau

Hiệu suất truyền động thấp

Bơm trục vít được sử dụng trên tàu ở các hệ thống như hệ thống dầu bôi trơn (dầu nhờn),

hệ thống cấp dầu đốt cho nồi hơi, hệ thống chuyển nhiên liệu

Dựa theo số trục vít ăn khớp nhau mà chia ra bơm 1 trục vít, 2,3 trục vít

Bài 2: kết cấu và nguyên lý làm việc

Để thấy được nguyên lý làm việc bơm trục vít ta xét chuyển động của 1 trục vít như hìnhvẽ

Hình vẽ

Giả sử có 1 đai ốc ăn khớp với ren trục vít ta giữ cho đai ốc không quay thì đai ốc chuyển

động tịnh tiến dọc trục vít Nguyên lý chuyển động chất lỏng trong bơm trục vít cũng tương tựnhư vậy, khi trục vít quay ta hình dung chất lỏng như 1 đai đối chất lỏng nên có 1 thanh rằngnhư hình vẽ chặn không cho chất lỏng quay thì c/y sẽ bị đẩy cho chuyển động dọc trục vítDùng thanh rằng như trên thì phải có chiều dài vô cùng nên ta phải dùng trục vít thứ 2 cótác dụng như thanh rằng chặn không cho chất lỏng quay

Lực dọc trục trong bơm trục vít rất lớn nên trong quá trình chế tạo phải thiết kế để cânbằng lực

Khoan lỗ trên trục để đưa chất lỏng tăng có áp suất cao về nơi có áp suất thấp

Dùng đĩa lớn tại đầu trục phía cửa đẩy

Hình vẽ photo

Phần 4 Hệ thống lái

Giới thiệu chung

Hệ thông lái là hệ thống các thiết bị có mục đích giữ ổn định hướng đi và điều khiển quaytrở tàu

Các hệ thông lái gồm: Bánh lai, bộ truyền động lái, máy lai, bàn điều khiển (cả vô lăng)Hình vẽ

http://kimcokynhan.wordpress.com

Bộ hãm lái là thiết bị đảm bảo góc lái của bánh lái ở vị trí bất kỳ theo lệnh của thuyềntrưởng và kẹp giữa bánh lái ở mép dọc thân tàu.

Ngoài ra các HTL hiện đại có thêm bộ tự dừng để đảm bảo góc quay bánh lái giá trị cầnthiết

Chương 1: Bánh lái

(xem giáo trình lý thuyến tàu)

Chương 2: Bộ truyền động lái

Bài 1: Giới thiệu chung

Là cơ cấu các chi tiết liên kết động nhau có nhiệm vụ truyền lực, mô men cho bánh lái (từmáy lái cho trục lái)

Vị trí có thể đặt ở buồng máy hoặc đuôi tàu, hiện nay hay đặt ở chỗ đuôi tàu để giảm diệntích và rút ngắn khoảng cách từ máy lái đến trục lái nên giảm tổn thất ma sát và tăng tính tincậy hệ thống

Dựa theo kết cấu và nguyên lý làm việc bộ truyền động lái chia ra

+ BTĐ kiểu dây cáp hoặc xích (hay dùng)

+ BTĐ kiểu trục cac đăng (đối hướng < 900)

+ BTĐ kiểu trục vít

+ BTĐ kiểu cung răng bánh lái (hay dùng)

+ BTĐ thuỷ lực (rất hay dùng)

Yêu cầu với BTĐ lái

+ Phải đảm bảo 35ođối với tàu biển, 45ođối với tàu sông

+ Phải trang bị máy lái chính và phụ, bố trí sao cho máy này gặp sự cố thì không làm ảnhhưởng hoạt động máy kia

Thường có 2 máy lái chính thì không cần máy lái phụ, ở tàu lớn, tàu chở hoá chất thì bốtrí ít nhất 2 bộ phận phát công suất khác nhau

+ Tốc bẻ lái đối với máy lái chính phải đảm bảo khi tàu tiến với vận tốc lớn nhất ởchiều lớn nhất thì t/g bẻ lái từ 350mạn kia không quá 28 (s)

http://kimcokynhan.wordpress.com

Khi trục bánh lái lớn hơn 120 (mm) thì phải bẻ lái bằng công suất (không dùng bằng láitay )

+ Máy lái phụ bẻ lái từ 150 mạn này đến 150 mạn kia không quá 60 (s) ở chiều chùmmax và ở vận tốc bằng 1/2 V max (quy định của đăng kiểm) Máy lái phụ phải có khả năngkhởi động nhanh Khi máy lái chính bị sự cố và phải vận hành bằng thay đổi khi trục bánh lái >350mm

+ Đối với nguồn thay đổi dự phòng phải đảm bảo cơ cấu tự động trong phạm vi 45 (s) saukhi mà hệ thống chính bị sự cố

Bài 2: Bộ truyền động dây

Bộ truyền động lái kiểu dây thường dùng cho các hẹ thống lái tay, các hệ thống lái cómáy lái, có mô men bể lái nhỏ và thường dùng trên các tàu cỡ nhỏ

Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ: Khi quay vô lăng thì chuyển động sẽ được truyền qua cac

hệ trục các khớp cac đăng để làm quay trục 8, bố trí truyền sao cho vô lăng bẻ phía nào thì trục

sé quay về phía đó Thường bộ truyền này đường kính các trục không nhỏ hơn 110 mm, chiềudài các đoạn trục chọn phụ thuộc đường kính trục, với trục đặc thì l 6d

Với trục rỗng l5d

Khi góc chuyển hướng bằng 900dùng BZ nón, khi góc < 360dùng khớp cac đăng

Ưu điểm: Êm, tin cậy, điều kiện bảo dưỡng tốt nhưng nếu kết cấu phức tạp, nó được dùngnhiều trong các tàu cỡ nhỏ hoặc làm lái sự cố cho các tàu lớn

Bài 4: Bộ truyền động kiểu trục vít

Trên 1 trục chung nên BZ quay BR lại ăn khớp cung răng làm cung răng quay, cung răng

3 lắp lỏng không trên trục lái nó truyền lực thông qua cần lái 2 và lo xo 7 (để làm êm)

Đặc điểm: Gọn nhẹ, thích hợp cho buồng máy lái đặt sau đuôi

Đơn giản dễ tháo, lắp bảo dưỡng

Nếu mô men bẻ lái lớn suy ra kích thước bộ truyền lớn

Công suất máy lái phải lớn đặc biệt khi điều động tàu sẽ ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ độngcơ Hơn nữa nó thường được đk bằng công tắc từ hoặc tay nếu đóng ngắt liên tục ở chế độ lái tự

động khi gặp cầu thì sẽ gây hư hỏng hệ thống điều khiển

Bộ truyền động BZ được sử dụng làm lái chính trên các tàu trung bình có mô men bẻ lái

15 (tấn.mét) hoặc được dùng lái sự cố tàu có trọng tải lớn

Bài 6: Đặc điểm Bộ truyền động thuỷ lực

- Hiệu suất ct cao