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

Bộ công thơng
viện nghiên cứu cơ khí





báo cáo
đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ
cấp bộ năm 2010


T
ên đề tài:

nghiên cứu chế tạo toàn bộ phần TĩNH quạt root
gm10s có thông số : Q=8,71m
3
/ph, P=0,5 bar, n=15kw
Ký hiệu: 202- 10 RD/HĐ - KHCN

C quan ch qun : B Cụng Thng
Cơ quan chủ trì đề tài : Viện Nghiên cứu Cơ khí
Chủ nhiệm đề tài : ThS Trần Thị Hoàng Thanh








8531


Hà Nội, năm 2010

Bộ công thơng
viện nghiên cứu cơ khí





báo cáo
đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ
cấp bộ năm 2010

T
ên đề tài:

nghiên cứu chế tạo toàn bộ phần tĩnh quạt root
gm10s có thông số : Q=8,71m
3
/ph, P=0,5bar, n=15kw
Ký hiệu: 202- 10RD/HĐ - KHCN







Viện trởng chủ nhiệm đề tài




Phan Thch H ThS Trần Thị Hoàng Thanh

Hà Nội, năm 2010
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK1

MỤC LỤC
Chương 1:
TỔNG QUAN

3

1.1. Giới thiệu chung và quạt roots. 4

1.2. Các ứng dụng của quạt roots. 7
1.3.Tình hình nghiên cứu quạt roots trong nước. 9
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
TIẾT QUẠT ROOT GM 10S.

11

2.1. Phương pháp nghiên cứu 11

2.2. Quy trình lắp đặt, vận hành quạt root. 12
2.2.1.Sơ đồ bố trí quạt roots trong hệ thống silô xi măng 12
2.2.2. Mô tả hệ thống cấp khí vào các máng khí động 12
Chương 3:
CẤU TẠO VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA QUẠT ROOT

16

3.1. Cấu tạo Quạt roots . 16

3.2. Yêu cầu kỹ thuật của Quạt roots GM 10S . 23
3.2.1. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi. 23
3.2.2. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của bộ truyền răng.

26

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

33

4.1.Các vấn đề chung về công nghệ chế tạo 33
4.2. Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết Quạt roots 35
4.2.1.Quy trình công nghệ chế tạo: Thân quạt 35
4.2.2 Quy trình công nghệ chế tạo: Cánh chủ động 37
4.2.3.Quy trình công nghệ chế tạo: Cánh bị động 40
4.2.4 Quy trình công nghệ chế tạo: Thân ổ bi 1 42
4.2.6.Quy trình công nghệ chế tạo: Nắp hộp 1 46
4.2.7.Quy trình công nghệ chế tạo: Nắp hộp 2 48
4.2.8.Quy trình công nghệ chế tạo: Bánh răng 1 49
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK2

4.2.9.Quy trình công nghệ chế tạo: Bánh răng 2 50

4.2.10.Quy trình công nghệ chế tạo: Bạc xéc măng 51
4.2.11.Quy trình công nghệ chế tạo: Bạc làm kín 51
4.2.12.Quy trình công nghệ chế tạo: Vòng xéc măng 52
4.2.13.Quy trình công nghệ chế tạo: Đệm làm kín 54
4.2.15.Quy trình công nghệ chế tạo: Bạc chặn 55
4.2.16.Quy trình công nghệ chế tạo: Bạc chặn 55
4.2.17.Quy trình công nghệ chế tạo: Nắp chặn bi 56
4.2.18.Quy trình công nghệ chế tạo: Vớt dầu bánh răng 56
4.2.19.Quy trình công nghệ chế tạo: Vớt dầu ổ bi 57
4.2.20.Quy trình công nghệ chế tạo: Đệm 58
4.2.21.Quy trình công nghệ chế tạo: Đệm 58
4.2.22.Quy trình công nghệ chế tạo: Bạc chặn 59
4.2.23.Quy trình công nghệ chế tạo: Thân mắt dầu 59
4.2.24.Quy trình công nghệ chế tạo: Đai ốc hãm 60
4.2.25.Quy trình công nghệ chế tạo: Tấm nhựa 61
4.2.26.Quy trình công nghệ chế tạo: Tấm chặn 61
4.3.Quy trình, trình tự lắp Quạt roots 62
Chương 5:
LẮP ĐẶT QUẠT ROOTS VÀ CHẠY THỬ TRÊN DÂY TRUYỀN
SẢN XUẤT- QUY TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHẢO NGHIỆM- QUY TRÌNH
KHẢO NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM

63

5.1. Lắp Quạt roots và chạy thử 63
5.2. Quy trình lắp đặt hệ thống khảo nghiệm 65
5.3. Quy trình khảo nghiệm và đánh giá kết quả 66
5.3.1. Quy trình khảo nghiệm: 66
5.3.2. Kết quả đạt được 67
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT 68

Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

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 độ
ng.
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.
Qu
ạt 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 quạ
t 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
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK4

và không thể thiếu được. Vì vậy nước ta cần phải đầu tư nghiên cứu để tiến tới
nội địa hóa sản phẩm quạt roót.
Tuy vậy trong những năm qua việc nghiên cứu chuyên sâu các loại quạt
roots trong nước chưa thực sự được đầu tư đúng mức.
Năm 2008 TT Nghiên cứu Thủy khí-Viện NCCK đề xuất và đã được
giao nhiệm vụ KHCN cấp bộ: “Nghiên cứu và ch
ế tạo phần động quạt root có
thông số: Q=8,71m
3
/ph, P=0.5bar, N=15kW”. Sản phẩm đã được đưa vào
khảo nghiệm, thông số đạt với kết quả tốt. Để hoàn chỉnh được toàn bộ sản
phẩm quạt root với mục tiêu nội địa hóa. Viện NCCK đề xuất và được Bộ
Công Thương chấp nhận chế tạo phần tĩnh quạt root có thông số:
Q=8,71m
3
/ph, P=0.5bar, N=15kW”. Từ đó sẽ tạo được sản phẩm hoàn chỉnh,
khẳng định cho việc làm chủ thiết kế và chế tạo quạt root cỡ nhỏ, tiến tới nội
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 l

ực
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.

Các bộ phận chính của
Quạt roots gồm có: Thân quạt, Roto
chủ động, Roto bị động







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

Roto bị động
Roto chủ động
Thân quạt
H
ình 1.1
Q
u
ạ
t Root
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK5

(1)

(2)

(3)

(4)

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 l
ực 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 m
3
/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
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK6

êm hơn. Với các kích cỡ nhỏ roto thường được chế tạo đặc và liền trục, với các
kích thước lớn hơn roto thường được làm rỗng và có trục rời. Dưới đây là một
số hình ảnh và về Quạt roots:










Hình 1.3. Một số mẫu quạt root
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

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 s
ạn, công nghiệp in, công nghiệp chế biến và sản xuất

giấy, hệ thống lọc và cấp khí …
Chuyển các hạt một cách nhanh
chóng và hiệu quả cao
Chuyển bột viên, xốp, hạt và chất rắn
nhẹ khác


Khuấy động kết tủa trong bể bơi để
làm cho nước sạch
Trợ giúp tăng cường đốt cháy và đẩy
mạnh thoát khí thải

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.
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK8



Cung cấp không khí và nhiên liệu vào
lò đốt
Cung cấp ô xi dưới nước


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


Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

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 v
ới 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 k
ế 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
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK10

Quạt root là thiết bị quan trọng, sử dụng nhiều trong các ngành Công
nghiệp khác nhau.
Năm 1970-1980 cơ sở duy nhất là nhà máy chế tạo bơm Hải Dương
thuộc Bộ Cơ khí Luyện kim cũ nay là bộ Công thương đã nghiên cứu, thiết kế,
chế tạo quạt roót công suất 75KW. Nhưng qua khảo nghiệm còn những nhược
điểm: Quạt chạy va đập gây tiếng ồn lớn hơn 150 dB, quạt không đạ
t các
thông số kỹ thuật về lưu lượng Q, áp suất P.
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 r
ăng 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 c

ấu 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
=14000m
3
/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 m
3
/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
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK11

Hoà Liên Bang Đức thuộc hãng: AERZENER MACHINENFAB BRIKGMBH
quạt có các thông số: Q=8,71m
3
/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 ch
ỉnh 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, ch
ế 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 sả
n xuất xi măng tại các nhà máy xi măng .
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK12

Nghiên cứu quy trình lắp đặt, vận hành quạt thổi khí vào silo xi măng và
silo cấp liệu.
Thiết kế theo mẫu toàn bộ các chi tiết quạt root GM10S của CHLB Đức.
Nghiên cứu lập quy trình công nghệ chế tạo quạt root.
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 tạ
o.
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
2-Quạt Root GM10 S
3-Van một chiều tự động đóng mở
4-Đường ống chính
5-Đường ống nhánh
6-Máng khí động
7-Van tiết lưu hai chiều trên đường ống chính
2.2.2. Mô tả hệ thố
ng cấp khí vào các máng khí động
Đáy silô bố trí 10 quạt Root GM10S có công suất, lưu lượng, áp suất
như nhau. Có van một chiều, có ống dẫn khí.

Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK13

1m
1,5m

QS1
QS2
QS3
QS4
QS5
QS6
QS10
QS9
QS8
QS7
2
3
4
5
7
6
5
2
1
I
II
III


Hình 2.1. Sơ đồ lắp đặt quạt root trong hệ thống
Quạt có N
dc
=15 kW; Q= 8,71 m
3
/ph ; P = 0,5bar.

Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

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 su
ất 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.

Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

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

Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK16

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

3.1. Cấu tạo Quạt roots .

Một máy thổi không khí Roots có các bộ phận chính như sau:


1- Quạt roots
2- Hộp khí ra và bệ
máy
3- Bộ lọc không khí
vào kết hợp giảm thanh
4- Động cơ điện
5- Bộ truyền đai
6- Hộp kết nối đầu ra
7- Van áp suấ
t
8- Van một chiều
9- Đầu nối ống mềm




Trong các bộ phận trên, bộ phận quan trọng nhất, có ảnh hưởng quyết
định đến toàn bộ máy là Quạt roots. Đây cũng là mục tiêu nghiên cứu chính

của đề tài.

H
ình 3.1. Cụm
q
uạt th
ổ
i khí
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

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
=20
0
C;
ρ
=1,189kg/m
3
) áp suất dư
Kích thước
q
u

ạ
t
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK18

Trong đó: n G [rpm] Tốc độ quạt
V [m
3
/min]
Lưu lượng cửa
vào
n M [rpm] Tốc độ động cơ
p
1
[bar abs] Áp suất cửa vào P
k
[kW]
Công suất tại trục
quạt
∆p [mbar]
Chênh lệch áp
suất
P
mot
[kW] Công suất động cơ
t
1
[°C]
Nhiệt độ cửa

vào
Lp(A)w/o.H.
Độ ồn khi không có
vỏ bọc
t
2
[°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 m
3
/h:


Hình 3.2. Hình dạng Quạt roots lắp hoàn chỉnh
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK19



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

Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK20






Hình 3.5. Các chi tiết của Quạt root











Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK21




Bảng 3.2. Bảng kê các chi tiết của Quạt roots QR 8 :
Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

NARIME-TTNCTK22

TT Ký hiệuTên gọiS.lg
K.lg đ.vị
(kg)
K.lg tổng
(kg)
Vật liệuGhi chú
1 QR8-001 Thân quạt 1 37,331 37,331 GX21-40
2 QR8-002 Cánh chủ động 1 12,6 12,6 35MnSi
3 QR8-003 Cánh bị động 1 11,6 11,6 35MnSi
4 QR8-004 Thân ổ bi 1 1 13,649 13,649 GX21-40
5 QR8-005 Thân ổ bi 2 1 13,497 13,497 GX21-40
6QR8-006 Nắp hộp 1 1 9,874 9,874 GX21-40
7QR8-007 Nắp hộp 2 1 4,312 4,312 GX21-40
8 QR8-008 Bánh răng 1 1 1,199 1,199 20XM
9 QR8-009 Bánh răng 2 1 1,199 1,199 20XM
10 QR8-010 Bạc xéc măng 4 0,2 0,8 C45
11 QR8-011 Bạc làm kín 4 0,5 2 C45
12 QR8-012 Vòng xéc măng 16 0,007 0,112
Gang chịu
mài mòn

13 QR8-013 Đệm làm kín 0.20mm 2 0,047 0,094 Đồng lá
14 QR8-014 Đệm làm kín 0.20mm 2 0,024 0,048 Đồng lá
15 QR8-015 Bạc chặn 3 0,102 0,306 CT38
16 QR8-016 Bạc chặn 1 0,085 0,085 CT38
17 QR8-017 Nắp chặn bi 2 0,3 0,6 CT38
18 QR8-018 Vớt dầu bánh ră
ng 1 0,1 0,1 CT38
19 QR8-019 Vớt dầu ô bi 1 0,1 0,1 CT38
20 QR8-020 Đệm100CT38
21 QR8-021 Đệm100CT38
22 QR8-022 Bạc chặn 1 0,1 0,1 C45
23 QR8-023 Mắt dầu 2 0,049 0,098
24 QR8-024 Tấm chặn 2 0,1 0,2 CT38
25
O-ring 38.7x3.55-B-ISO 3601-1
Gioăng cao su 4 0,0013 0,0052 Cao su
Mua ngoài
26 DIN 472 - 75x2.5 Vòng hãm 4 0,02 0,08 65Mn
Mua ngoài
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
29 SKF-2207 E Ổ bi đỡ lòng cầu 3 0,366 1,098
Mua ngoài
30 W61620-sodemann Đệm lò xo 3 0,006 0,018 65Mn
Mua ngoài
30 SKF NJ 2208 EC Ổ đỡ trụ 10,50,5
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
34 Din 3760 A 45x72x8 Vòng bít 1 0,029 0,029
Mua ngoài
35 ISO 4017 - M10 x 25-N Bu lông M10x25 6 0,026 0,156 10,9
Mua ngoài
36 ISO 4017 - M5 x 10-N Bu lông M5x10 1 0,003 0,003 10,9
Mua ngoài
37 M8x100 ГОСТ 15589-70 Bu lông M8x100 22 0,045 0,99 10,9
Mua ngoài
38 DIN 910 - M20 x 2 Nút tháo dầu M20x2 4 0,071 0,284 C45
Mua ngoài
39 ISO 2339 - B - 10x40 Chốt côn 10x40 4 0,026 0,104 C45
Mua ngoài
40 ISO 8734 -10x30 Chốt trụ 10x30 4 0,018 0,072 C45
Mua ngoài

Đề tài: 202-10RD/HĐ-KHCN 

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 m
3
/h (10 m
3
/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
- Nhiệt độ đầu vào: 20
0
c
- Mức chênh lệch áp suất: 400 mbar
- Nhiệt độ đầu ra: 58
0
c
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.
s
j
= s
σ
j
. s
τ
j
/

22
jj
ss
τσ
+ ≥ [s]
Trong ®ã:
- [s]: hÖ sè an toµn cho phÐp; [s] = 2,5 - 3
- s
σ
j
; s
τ
j
: hÖ sè an toµn chØ xÐt riªng øng suÊt ph¸p vµ hÖ sè an toµn chØ
xÐt riªng øng suÊt tiÕp t¹i tiÕt diÖn j

mjajdj
j
K
s
σψσ
σ
σσ
σ

1
+
=
−