Kết cấu ổ trục và vòng làm máy nén khí trục vít

Kết cấu ổ trục máy nén khí trục vít

Ta có khái niệm kết cấu ổ trục máy nén khỉ trục vít như sau:

Ổ trục máy trục vít cỏ đặc trưng trước tiên là vận tốc vòng cao. Đối với máy nén vít áp suất thấp và kích thước nhỏ, thường chọn ồ lãn theo tiêu chuần chung hoặc chuyên ngành. Sử dụng ổ lăn cho máy nén vít đơn giản kết cấu và rẻ tiền hơn, phía buồng đẩy lắp ổ lăn và ổ chặn kiểu con lăn. Ổ chặn chịu lực ảnh hưởng của lực hướng trục theo hai hướng ngược nhau. Điều đó xảy ra khi khởi động máy hay khi làm việc của máy nén khí trục vít có hệ số nén thấp, trước tiên hay xảy ra đối với trục vít bị động.

Lưu ý: cần phải hiểu rõ các kết cấu này nhằm phục vụ cho công tác kiểm định máy nén khí tốt hơn.

Điểm định vị rotor vói vỏ phải đặt ở phía đẩy bởi vi khe hở mặt đầu của vít với vỏ theo phía đẩy phải tối thiểu. Thưởng nó nằm trong giới hạn 5 = 0,05-H), 1 mm. Khi làm việc khe hở này sẽ không thay đồi đáng kể nếu như khoảng cách giữa điểm định vị với buồng đẩy càng nhỏ. Việc lắp đặt ổ chặn phía hút đòi hỏi tăng đáng kể khe hở hướng trục của vít với vỏ phía đẩy, điều đó làm tăng lò rỉ khí nén về buồng hút.

Trong máy nén khí có hệ số nén thấp, độ chênh nhiệt độ không lớn, có thể lắp ổ chặn ở phía hút, ổ thứ hai là ổ lăn để chịu lực hướng kính và không cần hạn chế dịch chuyển hướng trục của rotor.

Việc dùng ổ trục lăn trong máy nén trục vít còn có ưu điểm so với ổ trượt là nó đảm bảo ổn định giá trị khe hở giữa các vít và cho phép đơn giản hóa về độ tin cậy khi tính toán khe hở trong trạng thái làm việc.

Máy nén trục vít có lưu lượng trung bình và lớn thường có áp suất buồng đẩy khoảng 4-5 at và cao hơn. Có giá trị lực hướng kính của nó đến vài tấn. Trong trường hợp này, tính thêm điều kiện số vòng quay lớn, không thể chọn ổ lăn được mà chọn ổ trượt.

Ổ trục trượt đòi hỏi phải có tra dầu cưỡng bức để bôi trơn và làm mát. Một số kết cấu người ta dùng bơm dầu. Chính điều đó dẫn đến tính toán phức tạp và không đạt độ tin cậy cao. Khó khăn là ở chỗ khi thay đổi số vòng quay hình hoc sẽ thay đổi đáng kể (từ 0 đến giá trị nào đó) trong khi tính và chon các giá trị của các thông số khác chỉ trong một số lượng giới hạn chế độ làm việc (vị trí của trục).

Để tránh cọ sát giữa vít với vỏ phải khống chế khe hở tối thiểu giữa chúng nên yêu cầu khe hở hướng kính giữa ngõng trục và ống lót nhỏ hơn 1,5 đến 2 lần giá trị ổ trục làm việc trong điều kiện tương tự của máy khác.

Trường hợp sử dụng ổ trục trượt trong máy nén trục vít cần phải tính đến nguyên tắc ổn định chiều lực tác dụng trên tất cả 4 ổ lăn do tổng lực tác động, kể cả trọng lượng của rotor, điều đó tránh được sự cọ sát giữa các vít hay kẹt giữa hai vít.

Khi thiết kế các bộ phận ổ trục trượt đặc biệt chú ý tới sự dẫn dầu và dẫn dầu ra một cách tự nhiên, cũng như bảo đảm lượng dầu chảy theo hướng trục trên vít từ phía buồng hút.

Các ống lót của ổ trượt thường làm dạng tháo được. Trong các loại vỏ có mặt tháo được dọc trục, các ống lót không tháo được sẽ là sự bất tiện, nhưng nó được sử dụng để tạo ra màn dầu vững chắc ngay cả khi có nguyên nhân nào đó làm thay đổi hướng lực tác dụng lên ổ tựa.

Các ổ chặn trượt trong máy nén trục vít người ta sử dụng má rẻ quạt dạng Mitrec. Ổ chặn trượt thường lắp đặt ở phía buồng đẩy. Ổ trượt chặn từ hai phía, trong đó phía không làm việc các má rẻ quạt có số ỉượng ít hơn hoặc đơn giản là vòng babit.

Đối với ổ này vì phía không làm việc, khe hở giữa mặt đầu rotor và vỏ ở phía đẩy phải đặt nhỏ tối thiểu. Di chuyển đầu trục của rotor phụ thuộc vào kích thước máy và kết cấu ổ chặn trục, có giá trị trung bình khoảng 0,12 mm÷2 mm. Giá trị lớn nhất của khe hở phía buồng đẩy giữa vít và phải khác xa với giá trị nhỏ nhất của độ di chuyển này.

Kết cấu vòng làm kín máy nén khí trục vít

Ta có khái niệm kết cấu vòng làm kín máy nén khí trục vít như sau:

Các vòng làm kín cổ trục dùng để ngăn cản theo hưáng dọc trục dòng khí và dầu chảy vào buồng hút và dòng khí từ buồng đẩy ra ngoài. Người ta dùng các loại làm kin bằng than, răng vòng, kiểu mặt đầu, kiểu hổn hợp, bằng kim loại với đá chuyên dùng hay làm kín bằng buồng chất lỏng hay buồng khí,…

Khó khăn của bộ làm kín máy nén trục vít là làm kín trên hai trạc sao cho rò khí trong máy nén là không lớn.

Các đường đặc tính của máy nén khí trục vít

Ta có khái niệm đường đặc tính của máy nén trục vít như sau:

Một trong những đường đặc tính cơ bản của máy nén khí trục vít là tương quan phụ thuộc giữa năng suất và số vòng quay.

Đối với máy nén khí dùng nguyên lý nén thể tích, năng suất lý thuyết phụ thuộc tuyến tính vào số vòng quay. Đường thẳng QT = f(n) được biểu diễn trên hình 3-15. Cũng trên đó bố trí các đường công suất thực Qb = f(n) của máy nén khí với các cấp độ nén khác nhau.

Thông thường, năng suất thực của máy nén khí được quy đổi theo các điều kiện hút, nghĩa là theo các thông số không khí trong buồng hút.

Hiệu suất tung độ năng suất lý thuyết Qt và năng suất thực Qb nếu cùng vòng quay cho ta thấy trị số tổn thất năng suất do sự lọt khí và sức cản trong quá trình hút phụ thuộc và cấp độ nén n. Nếu số vòng quay thấp thì trị số lọt khí khá lớn. Các đường cong năng suất thực trong vùng số vòng quay của máy nén khí nhỏ giảm xuống theo đường dốc đứng. Nếu tăng số vòng quay thì trị số lọt khí tương đối giảm xuống và đường cong năng suất thực tiến gần sát đường lý thuyết. Nếu tiếp tục tăng số vòng quay thì bắt đầu xuất hiện rõ rệt hơn sự ảnh hưởng của các yếu tố khác – sức cản thủy lực hoặc trong trường hợp thông thường là tổn thất động học trên đường hút. Sự tăng năng suất và số vòng quay trong trường hợp này làm xấu đi sự nạp khí của các khoang.

Nếu tốc độ quay của trục vít và tốc độ chuyển động của không khí hút vào là đáng kể thì yếu tố này bắt đầu có ưu thế trước các yếu tố còn lại xuất hiện trong sự tăng độ lệch của các đường cong năng suất thực so với lý thuyết.

Các đường cong năng suất thực trong hàm số của số vòng quay máy nén khí chỉ ra sự phụ thuộc tuyến tính gần đúng giữa lưu lượng và số vòng quay, nếu loại trừ các đoạn làm việc ban đầu của máy nén khí ở số vòng quay thấp và vùng số vòng quay quá cao.

Một đặc tính không kém quan trọng là tương quan phụ thuộc giữa năng suất thực Qb và cấp độ nén n ở các số vòng quay n không đổi khác nhau (hình 3-16), tương quan này chỉ ra hai đặc điểm tiếp sau đây của các máy nén khí trục vít:

1) Năng suất thực giảm xuống gần như là tuyến tính nếu tăng cấp độ nén, hơn nữa sự giảm xuống này có tính thoải.

2) Sự thay đổi năng suất ở các số vòng quay thấp (tốc độ thấp) với sự tăng cấp độ nén diễn ra mạnh hơn so với các điều kiện nếu số vòng quay cao.

Hiệu suất lưu lượng của máy nén khí trục vít và tỉ số giữa năng suất thực, được quy theo các điều kiện hút (nghĩa là theo các thông số của không khí trong buồng hút), và năng suất lý thuyết ở các số vòng quay đã cho. Hiệu suất lưu lượng này tính đến sự ảnh hưởng của sự nạp khí của các khoang máy nén khí và sự lọt khí đến năng suất thực.

Trên hình 3-17 và 3-18 đưa ra các đường cong thực nghiệm sự biến thiên của hiệu suất lưu lượng TỊv và hiệu suất đoạn nhiệt chung T|k trong hàm số của cấp độ nén ở các số vòng quay với các giá trị n không đổi khác nhau.

Giá trị hiệu suất đoạn nhiệt khá cao và ít thay đổi trong phạm vi thay đổi số vòng quay hoặc cấp độ nén rộng thu hút được sự chú ý. Tính chất rất quan trọng này của máy nén khí trục vít chỉ ra tính thích hợp của nó để làm việc trong các chế độ thay đổi.

So sánh tính kinh tế kỹ thuật của máy nén khí trục vít với các loại máy nén khí khác

Ta có có thể so sánh tính kinh tế kỹ thuật của máy nén khí trục vít như sau:

Hiện nay ở một loạt các nước công nghiệp phát triển, các máy nén khí trục vít được thiết kế và chế tạo để nén các chất khí khác nhau, trong các điều kiện làm việc khác nhau. Việc chế tạo chúng từ sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ lớn mạnh dần đến loạt lớn.

Sự so sánh của các máy nén đã nêu trên vì những lý do đã biết chỉ là quy ước, nhưng nó cho ta một nhận xét khách quan về một số loại máy.

Qua bảng số liệu ta nhận thấy máy nén khí trục vít có nhiều ưu điểm hơn so với các loại máy nén khí khác. Giá thành tuy cao hơn một chút nhưng chi phí bảo trì thấp, giảm năng lượng tiêu thụ, …