Nghiên cứu Đặc Điểm kết cấu của các loại bơm nhớt

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>NGUYỄN MINH LỢINGUYỄN THANH TÂM</b>

<b>PHAN NGỌC QUANGNGUYỄN NGỌC SƠN</b>

<b>Đồng Nai, 14/4/2024</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

<b> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC ThS. NGUYỄN HOÀNG LUÂN</b>

<b>Đồng Nai, 14/4/2023</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>LỜI CẢM ƠN</b>

<b>Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo TS. Nguyễn Hoàng Luân, giảngviên Bộ mơn Tính tốn động cơ đốt trong - trường Đại Học Lạc Hồng người đã tận tình</b>

hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm báo cáo.

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại Học Lạc Hồng nói chung, các thầy cơ trong Khoa Cơ Điện – Điện Tử nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các mơn chun ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bài báo cáo.

Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một học viên, báo cáo này khơng thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cơ để tơi có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này.

Đồng Nai, ngày 14 tháng 4 năm 2024 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Minh Lợi Nguyễn Thanh Tâm Phan Ngọc Quang Nguyễn Ngọc Sơn

Y

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>MỤC LỤC</b>

<b>YCHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH, ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA CÁC LOẠI BƠMNHỚT (SƠ Đ</b>

<b>1.1 Hệ thống bôi trơn...1</b>

<b>1.2 Các bộ phận chính của hệ thống bơi trơn...2</b>

<b>1.3 Các phương pháp bôi trơn động cơ thông thường...3</b>

<b>1.4 Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn...5</b>

<b>1.5 Bơm nhớt trong hệ thơng bơi trơn...6</b>

<b>1.5.1 Bơm Piston...7</b>

<b>1.5.2 Bơm trục vít...15</b>

<b>1.5.3 Bơm màng...24</b>

<b>1.5.4 Bơm bánh răng...30</b>

<b>CHƯƠNG 2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CON ĐỘI THUỶ LỰC...37</b>

<b>2.1 Tổng quan về con đội thuỷ lực...37</b>

<b>2.2 Cấu tạo của con đội thuỷ lực...37</b>

<b>2.3 Nguyên lý hoạt động của con đội thuỷ lực...38</b>

<b>2.4 Các loại con đội thuỷ lực phổ biến...39</b>

<b>2.5 Ứng dụng của con đội thuỷ lực trong các lĩnh vực...40</b>

<b>2.6 Cách sử dụng con đội thuỷ lực đạt hiệu quả cao nhất...40</b>

<b>2.7 Ưu điểm...41</b>

<b>CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN SỨC BỀN CỦA HỆ THỐNG BƠI TRƠN...42</b>

<b>3.1. u cầu trong tính tốn của hệ thống bơi trơn...42</b>

<b>3.1.1. Nhiệt độ của dầu bôi trơn...42</b>

<b>3.1.2. Lưu lượng dầu bôi trơn...42</b>

<b>3.2. Xác định kích thước và cơng suất dẫn động bơm...45</b>

<b>3.2.1. Xác định kích thước bơm...45</b>

<b>3.2.2. Cơng suất dẫn động của bơm...45</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>Hình 1.1 Hệ thống bơi trơn...1</b>

<b>Hình 1.2 Bộ phận lọc dầu trong hệ thống bơi trơn...2</b>

<b>Hình 1.3 Hoạt động vung té được diễn ra khi trục khuỷu hoạt động...4</b>

<b>Hình 1.4 Phương pháp bơi trơn hỗn hợp...4</b>

<b>Hình 1.5 Hệ thống bơi trơn cưỡng bức...5</b>

<b>Hình 1.6 Sơ đồ ngun lý làm việc của hệ thống bơi trơn...6</b>

<b>Hình 1.7 Đường bơm nhớt của xe...7</b>

<b>Hình 1.8 Bơm Piston dùng làm bơm tay...9</b>

<b>Hình 1.9 Bơm piston hướng tâm...10</b>

<b>Hình 1.10 Bơm piston hướng trục...11</b>

<b>Hình 1.11 Bơm thuỷ lực piston trục thẳng...12</b>

<b>Hình 1.12 Bơm piston trục cong...13</b>

<b>Hình 1.13 Nguyên lý hoạt động của bơm piston...14</b>

<b>Hình 1.14 Máy bơm trục vít...16</b>

<b>Hình 1.15 Cấu tạo bơm trục vít dạng xoắn...18</b>

<b>Hình 1.16 Cấu tạo bơm trục vít 2 trục...19</b>

<b>Hình 1.17 Cấu tạo bơm trục vít 3 trục...20</b>

<b>Hình 1.18 Ngun lý bơm trục vít 2 trục...21</b>

<b>Hình 1.19 Ngun lý bơm trục vít 3 trục...21</b>

<b>Hình 1.20 Phân loại máy bơm trục vít...22</b>

<b>Hình 1.21 Bên trong máy bơm trục vít...23</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>Hình 1.27 Ngun lý hoạt động của bơm bánh răng...32</b>

<b>Hình 1.28 Bơm bánh răng ăn khớp trong...33</b>

<b>Hình 1.29 Chiều quay của bơm sẽ đi từ khoang hút đến khoang đẩy...34</b>

<b>Hình 1.30 Cấu tạo của bơm bánh răng ăn khớp ngồi...35</b>

<b>Hình 1.31 Hoạt động của bánh răng ăn khớp ngồi...36</b>

<b>Hình 2.1 Con đội thuỷ lực...37</b>

<b>Hình 2.2 Cấu tạo của con đội thuỷ lực...38</b>

<b>Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của con đội thuỷ lực...39</b>

<b>Hình 2.4 Con đội thuỷ lực...40</b>

<b>Hình 3.1 Lõi lọc kim loại...46</b>

<b>Hình 3.2 Các dạng lỗ phun thường dùng trong bầu lọc ly tâm...49</b>

<b>DANH MỤC BẢNG BIỂ</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>Bảng 7.1 Tốc độ trung bình của dầu nhờn qua lọc...47Bảng 7.2 Kích thước lõi lọc...48Bảng 7.3 Hệ số </b>



và

¹

của các dạng lỗ phun...49

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH, ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA CÁCLOẠI BƠM NHỚT (SƠ ĐỒ)</b>

<b>1.1 Hệ thống bôi trơn</b>

Hệ thống bôi trơn là bộ phận cực kỳ quan trọng trong bất kỳ loại máy móc, động cơ nào. Hệ thống bôi trơn giúp phân phối nhớt đến các chi tiết trong động cơ nhằm giảm lực ma sát, hạ nhiệt trong suốt quá trình hoạt động.

Hệ thống bơi trơn cịn đóng vai trị như một bộ phận lọc tạp chất chứa trong dầu nhờn sau quá trình tẩy rửa các mặt ma sát. Đồng thời bảo vệ tính lý – hóa của dầu nhờn bằng cách làm mát nó.

Nhờ có hệ thống bơi trơn đưa dầu nhờn đến các chi tiết mà máy móc đỡ bị hoen gỉ, các kẽ hở giữa pittông và xilanh được bao kín, giúp động cơ hoạt động trơn tru, êm ái hơn.

Có rất nhiều loại dầu nhờn được sử dụng cho hệ thống bôi trơn và tùy thuộc vào cường độ hóa của động cơ cũng như mức độ phụ tải ổ trục, tính năng tốc độ. Người vận hành nên kiểm tra và lựa chọn dầu nhờn phù hợp để bảo vệ và tăng tuổi thọ động cơ, giảm tiêu hao năng lượng, đem lại hiệu quả làm việc tốt hơn.

<b>Hình 1.1 Hệ thống bơi trơn</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>1.2 Các bộ phận chính của hệ thống bơi trơn</b>

Hệ thống bơi trơn gồm 4 bộ phận chính đó là bơm dầu, lọc dầu, thơng gió hộp trục khuỷu, két làm mát dầu. Mỗi bộ phận đều đem lại cơng dụng riêng trong q trình hoạt động của hệ thống, cùng tìm hiểu cụ thể về chúng trong nội dung tiếp theo nhé!

<b>Bơm dầu</b>

Bộ phận này có tác dụng trong việc cung cấp dầu nhờn áp lực cao đến các bề mặt thường xuyên bị ma sát liên tục để bôi trơn và làm mát, tránh hư hỏng trong suốt q trình làm việc.

Có rất nhiều loại bơm dầu được sử dụng hiện nay như pittơng, trục vít, phiến trượt, tuy nhiên loại bánh răng là phổ biến nhất.

<b>Bộ phận lọc dầu</b>

Bộ phận lọc dầu trong hệ thống bôi trơn đóng vai trị cực kỳ quan trọng, giúp giữ lại toàn bộ cặn bẩn khi dầu đi qua các chi tiết máy. Giúp dầu luôn đạt độ sạch nhất định, hạn chế tình trạng ổ trục bị mài mịn, kẹt, hư hỏng do tạp chất gây ra. Các tạp chất thường thấy trong màng lọc dầu sau một thời gian sử dụng đó là muội than, cát, bụi, tạp chất trong khơng khí, mạt kim loại,…

Hiện nay, người ta thường ứng dụng khá nhiều loại bầu lọc dầu, có thể kể đến như: lọc hóa chất, từ tính, ly tâm, thấm, cơ khí,…

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>Hình 1.2 Bộ phận lọc dầu trong hệ thống bơi trơn</b>

<b>Thơng gió hộp trục khuỷu</b>

Bộ phận thơng gió hộp trục khuỷu có cơng dụng lớn trong việc hạ nhiệt, làm mát động cơ để tránh làm ảnh hưởng đến tính chất lý – hóa của dầu nhờn. Thơng gió hộp trục khuỷu cũng góp phần bảo vệ dầu nhờn khỏi tình trạng ơ nhiễm, phân hủy khi tạp chất cháy trong quá trình hoạt động.

Hiện nay có 2 phương pháp thơng gió hộp trục khuỷu phổ biến nhất đó là thơng gió kín (cưỡng bức) và hở (gió tự nhiên).

<b>Két làm mát dầu</b>

Các bộ phận trong hệ thống bôi trơn đều hoạt động bổ trợ cho nhau, giúp q trình hoạt động ln trơn tru, êm ái. Vì vậy, két làm mát dầu có nhiệm vụ bảo đảm nhiệt độ của dầu nhờn ln ở mức ổn định, khơng để xảy ra tình trạng q nóng làm hư hỏng, gián đoạn q trình hoạt động.

Có hai cách thường được ứng dụng trong két làm mát dầu đó là dùng khơng khí hoặc nước.

<b>1.3 Các phương pháp bôi trơn động cơ thông thường</b>

Hệ thống bôi trơn thường được thiết kế với 4 phương pháp phổ biến nhất.

<b>Phương pháp bôi trơn bằng vung té dầu</b>

Phương pháp này được hiểu là các chi tiết như các-te, xilanh sẽ nhận được dầu từ quá trình vung té dầu khi bánh răng, thanh truyền, trục khuỷu hoạt động. Ngoài ra, kết cấu hứng dầu của các chi tiết cần bôi trơn khác trong động cơ cũng sẽ nhận được nhờ vung té dầu dạng phun sương rơi vào.

Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn bằng vung té dầu khá đơn giản nhưng lại khó tính tốn và đảm bảo lượng dầu đủ dùng cho các cổ trục. Vì vậy, phương pháp này chỉ được dùng cho các loại động cơ có cơng suất nhỏ như máy bơm, thuyền máy và thường không ứng dụng trong xe ô tô, xe tải.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>Hình 1.3 Hoạt động vung té được diễn ra khi trục khuỷu hoạt động</b>

<b>Phương pháp bôi trơn hỗn hợp</b>

Đây là phương pháp kết hợp giữa vung té dầu và cưỡng bức để bôi trơn động cơ. Trong khi phương pháp bôi trơn vung té dầu dùng cho các chi tiết như ống dẫn hướng, thân xupap, con đội, mặt gương xilanh và pittông thì phương pháp bơi trơn cưỡng bức sẽ sử dụng cho các chi tiết phải chịu tải trọng lớn như bạc địn mở của cấu trúc phân phối khí, bạc đầu to thanh truyền, bạc cổ trục chính.

<b>Hình 1.4 Phương pháp bôi trơn hỗn hợp</b>

<b>Hệ thống bôi trơn cưỡng bức</b>

Phương pháp này thường có cấu tạo phức tạp và chỉ ứng dụng cho các động cơ đặc biệt, dầu được chứa ở thùng thay vì các-te.

Hệ thống bơi trơn cưỡng bức sẽ đưa dầu đến các bề mặt thường xuyên bị ma sát để làm sạch, hạ nhiệt, đem đến hiệu suất hoạt động tốt nhất. Dầu bôi trơn trong hệ thống ln được lưu động tuần hồn và đảm bảo duy trì ở mức áp suất ổn định.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>Hình 1.5 Hệ thống bơi trơn cưỡng bức</b>

<b>Bơi trơn bằng dầu pha vào nhiên liệu</b>

Hệ thống bôi trơn ứng dụng phương pháp này được thiết kế cho động cơ xăng 2 kỳ có 3 cửa nạp – xả – thổi trên xilanh và các-te chứa hịa khí.

Theo đó, hỗn hợp dầu bôi trơn và nhiên liệu theo tỷ lệ 1/20 – 1/25 sẽ được pha theo 3 cách như sau:

Cách 1: Dầu sẽ được phun trực tiếp vào vị trí bướm ga hoặc ống khuếch tán.

Cách 2: Chứa dầu và nhiên liệu trong 2 bình riêng biệt, khi hoạt động sẽ được hòa trộn song song, theo định lượng đã quy định.

Cách 3: Hòa trộn dầu và nhiên liệu theo tỷ lệ đã quy định trước khi cho vào hệ thống bôi trơn.

Nguyên lý hoạt động của phương pháp bôi trơn này khá đơn giản nhưng lại được đánh giá là kém an tồn vì khó kiểm sốt lượng dầu cần thiết. Muội than bị đốt cháy trong q trình hoạt động sẽ bám lên pittơng, làm giảm khả năng thoát nhiệt, gây nên hiện tượng bugi đoản mạch do động cơ q nóng. Ngồi ra, nếu lượng dầu và nhiên liệu pha ít hơn sẽ làm giảm khả năng bôi trơn, dẫn đến pittông bị kẹt trong xilanh.

<b>1.4 Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn</b>

Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn là sự lưu thơng tuần hồn của dầu bơi trơn trong hệ thống, động cơ hoạt động dầu ở đáy các te được hút thông qua phao dầu đến các

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

bầu lọc thô, bầu lọc tinh rồi đi đến các ống lỗ dẫn dầu. Từ đó bơi trơn cho cổ trục cam trục đòn mở và bạc cổ trục chính qua các ống dẫn dầu nhánh. Dầu từ trong trục khuỷu rỗng sẽ chảy đến bạc đầu to thanh truyền và các cổ trục khác của trục khuỷu. Bên cạnh đó dầu di chuyển qua các lỗ và rãnh nhỏ trên thanh truyền bơi trơn cho chốt pitton

Ngồi ra có một số động cơ có các lỗ khaon phun dầu trong đầu to của thành truyền và được đặt nghiêng so với đường tâm của thanh truyền một góc 40-45 độ. Dầu sẽ được phun hoặc văng té để bôi trơn cho thành xi lanh, cam và con đội khi mà lỗ phun dầu thông hoặc trùng với lỗ dầu ở cổ biên. Kết thúc q trình bơi trơn dầu sẽ chảy về đáy các te để tiếp tục chu trình bơi trơn tiếp theo.

<b>Hình 1.6 Sơ đồ ngun lý làm việc của hệ thống bôi trơn</b>

<b>1.5 Bơm nhớt trong hệ thông bôi trơn </b>

Bơm nhớt trong hệ thống bôi trơn là một thiết bị cung cấp chất bôi trơn (như dầu hoặc mỡ) đến các bộ phận chuyển động trong máy móc, giúp giảm ma sát và độ mòn, tăng tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống.

Bơm nhớt trong hệ thống bơi trơn có chức năng cung cấp chất bôi trơn đến các bộ phận chuyển động theo một chu kỳ nhất định. Nó thường được lắp đặt trong hệ thống bôi trơn bao gồm ống dẫn, ống hút, van điều khiển, bộ lọc, bình chứa, cảm biến áp suất và

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

các thiết bị khác. Bơm nhớt có thể được điều khiển bằng cơ hoặc bằng điện, tùy thuộc vào yêu cầu.

Bơm nhớt hoạt động bằng cách tạo áp lực và chuyển động chất bơi trơn từ bình chứa đến các bộ phận chuyển động của máy móc. Áp lực và lưu lượng của chất bơi trơn được kiểm sốt bằng cách sử dụng van điều khiển và các thiết bị điềm

Các loại bơm nhớt thông dụng trong hệ thống bôi trơn bao gồm bơm piston, bơm trục vít, bơm màng và bơm gear. Mỗi loại bơm nhớt có ưu điểm và hạn chế riêng.

Các loại bơm nhớt trong hệ thống bôi trơn được thiết kế để cung cấp chất bôi trơn đến các bộ phận chuyển động để giảm ma sát và độ mòn, tăng tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống.

<b>Hình 1.7 Đường bơm nhớt của xe</b>

<b>1.5.1 Bơm Piston</b>

Bơm piston sử dụng một hoặc nhiều piston di chuyển đẩy chất lỏng qua ống hút và ống đẩy. Các piston này được điều khiển bởi một bộ phận cơ khí hoặc điện tử. Bơm piston thường được sử dụng trong các hệ thống bơi trơn có áp suất và lưu lượng cao. Nó cũng thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu mức độ chính xác cao.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Bơm piston trong hệ thống bôi trơn được sử dụng để cung cấp chất bôi trơn, như dầu hoặc mỡ, đến các bộ phận chuyển động trong máy móc. Bơm piston hoạt động bằng cách sử dụng các piston (pít tơng) để tạo ra áp lực và di chuyển chất bơi trơn từ bình chứa đến các bộ phận chuyển động.

Đây là loại bơm có piston chuyển động tịnh tiến trong xilanh để hút và đẩy chất lỏng. Nếu bơm piston được kéo bởi một động cơ, thì chuyển động quay của trục động cơ được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của piston trong xilanh.

Trong hệ thống bôi trơn, bơm piston thường được sử dụng để cung cấp dầu hoặc mỡ đến các vòng bi, bạc đạn, van, piston và các bộ phận khác cần đựng mỡ hoặc dầu.

Bơm piston có thể được điều khiển bằng tay hoặc bằng cơ cấu điều khiển tự động, như một bộ điều khiển đơn giản hoặc một hệ thống điều khiển thông minh, tùy thuộc vào yêu cầu.

Để bôi trơn các xi lanh cơng tác của động cơ có số vịng quay trung bình cần phải sử dụng bơm nhiều piston (có thể đến 16 piston) các bơm này có thể tạo được áp suất 6+10 Mpa. Số điểm cấp đến xilanh động cơ có thể 4+10 điểm. Khi cấp thì một lượng dầu nhất định được đưa đến phần gương của xilanh vào một thởi điểm nhất định khi áp suất dư nhỏ 0,3+0,5 Mpa.

Các đặc tính của bơm piston bao gồm khả năng tạo ra áp lực cao và lưu lượng lớn, độ bền và độ tin cậy cao, và dễ bảo trì. Tuy nhiên, nó có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với một số loại bơm khác và có thể có tiếng ồn lớn hơn. Để tăng cường hiệu suất của hệ thống bôi trơn, các loại bơm khác như bơm gear và bơm vít cũng có thể được sử dụng kế hoạch.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>Hình 1.8 Bơm Piston dùng làm bơm tay</b>

1.Trục dẫn động ngang; 2. Ống dẫn dầu công tác; 3. Ống dẫn dầu kiểm tra; 4. Bộ phân phối ; 5. Piston; 6 và 7. Đệm định dạng của cơ cấu dẫn động của bộ phân phối và các piston tương ứng; 8.

Van hút; 9. Trục dẫn động ác đĩa đệm piston và các bộ phân phối; 10. Bánh xe trục vít.

Trong trường hợp nhiều bơm cùng làm việc trong một hệ thống,biên độ dao động của áp suất trong hệ thống có thể tăng lên rất lớn vì cộng hưởng. Ngồi ra dao động của áp suất và lưu lượng của bơm còn ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc của hệ thống thuỷ lực . Vì nhược điểm cơ bản này mà bơm piston có hệ số không đều về lưu lượng lớn, không liên tục,do đó nó khơng được sử dụng trong các hệ thống truyền động thuỷ lực hoặc hệ thống điều khiển địi hỏi độ chính xác cao.

<b>Phân loại bơm piston</b>

Người ta sẽ phân bơm piston thủy lực thành 2 loại chính đó là: bơm piston hướng kính và hướng trục.

<b>- Bơm piston hướng kính (Hướng tâm)</b>

Bơm piston hướng kính hay cịn gọi là bơm hướng tâm là một thiết bị cũng được sử dụng phổ biến tại Việt Nam. Đặc điểm của nó là các piston trong bơm đều chuyển động hướng tâm với trục quay của rotor.

Lưu lượng của bơm này sẽ phụ thuộc vào số lượng piston

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Có một điều mà chúng tơi muốn lưu ý với khách hàng đó là bơm thủy lực piston hướng kính cấu trúc phức tạp nên chế tạo khó khăn, kích thước lớn nên khi di chuyển khá cồng kềnh.

Cấu tạo của loại bơm này gồm các bộ phận như: Phanh hãm phớt làm kín, piston, rotor, stator, buli khớp nối, vòng bi vành nổi, vành nổi, vòng bi đỡ trục, bệ trượt, vành trượt điều khiển vành nổi, vỏ bơm, nắp bơm, trục bơm, đường dẫn dầu, đường xả dầu, trục phân phối dầu, phớt làm kín cổ trục bơm, cần điều khiển độ lệch tâm.

<b>Hình 1.9 Bơm piston hướng tâm</b>

Do cấu tạo bơm có vành nổi và rotor bị lệch 1 khoảng nhất định nên khi rotor quay sẽ kéo theo piston vừa chuyển động tịnh tiến trong xi lanh vừa quay theo rotor.

+ Quá trình hút: Các piston sẽ dịch chuyển hướng ra khỏi tâm rotor ở vị trí cung phía trên. Lúc này, thể tích xi lanh tăng nhưng áp suất lại giảm. Dầu sẽ được hút đi qua trục phân phối ở tâm rotor đến các lỗ dẫn dầu và đi vào bên trong xi lanh.

+ Quá trình đẩy: Các piston sẽ dịch chuyển về cung phía dưới thì bị các vành nổi ép piston chuyển động hướng tâm. Lúc này, trên trục phân phối sẽ có đường dầu nên dầu sẽ được đẩy vào đó rồi dẫn ra ngồi thơng qua ống phân phối.

<b>- Bơm piston hướng trục</b>

Đặc điểm của loại bơm thủy lực piston hướng trục đó là: Các piston sẽ được bố trí đặt song song với trục quay của bơm. Chúng được truyền động thông qua đĩa nghiêng

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

hoặc khớp. Các piston sẽ tỳ sát vào đĩa nghiêng nên chúng sẽ đồng thời vừa chuyển động quay của rotor vừa chuyển động tịnh tiến piston.

Cấu tạo bơm piston hướng trục gồm có các bộ phận như: Lị xo, piston, rotor, vỏ bơm, nắp cố định, đĩa nghiêng, gờ ngăn, đĩa phân phối có 2 khoang chứa dầu thiết kế hình bán nguyệt.

<b>Hình 1.10 Bơm piston hướng trục</b>

Nếu so với bơm piston hướng kính thì bơm hướng trục có kích thước nhỏ hơn khoảng 2 lần dù có cùng thông số áp hay lưu lượng. Trong thiết kế bơm, khoang đẩy và khoang hút dạng hình bán nguyệt được bố trí riêng biệt nhau trên đĩa van. Người ta có thể chế tạo van với kích thước lớn hơn để nâng cao số vòng quay cũng tăng lưu lượng mà khơng làm tăng kích thước chung của bơm.

Bên cạnh đó, nó cịn mang tại sự tin cậy cao khi làm việc. Vì thế mà bơm thường được dùng cho những công việc yêu cầu thay đổi momen nhỏ, số vòng quay trên 1 đơn vị thời gian lớn.

<b>- Bơm piston trục thẳng (Axial piston pump)</b>

Loại bơm thủy lực piston trục thẳng là bơm các có các piston dịch chuyển tịnh tiến cùng phương với trục của bơm. Lưu lượng của bơm sẽ được thay đổi dễ dàng nhờ vào

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

việc điều chỉnh đĩa nghiêng nên trong 1 số trường hợp người ta gọi là bơm piston đĩa nghiêng trục thẳng.

<b>Hình 1.11 Bơm thuỷ lực piston trục thẳng</b>

<b>- Bơm piston trục cong (Bent axis piston pump)</b>

Bơm thủy lực piston cong là loại mà các piston bên trong sẽ chuyển động tịnh tiến lệch so với phương của trục bơm 1 góc xác định là Anpha (α). Đặc điểm của bơm này đó). Đặc điểm của bơm này đó là:

+ Trọng lượng: 5kg – 88kg.

+ Áp suất làm việc tối đa: 400 bar hoặc cao hơn tùy loại. + Lưu lượng làm việc: Dao động từ 11.6 CC/V -160 CC/V. + Tốc độ: 1900 rpm – 6000 rpm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<b>Hình 1.12 Bơm piston trục cong</b>

<b>Nguyên lý hoạt động</b>

Bơm piston hoạt động dựa trên nguyên lý: Thay đổi thể tích. Tức nghĩa là, q trình hút chất lỏng thủy lực hay đẩy lưu chất đều phụ thuộc vào sự thay đổi thể tích cơng tác trong bơm. Nó được thực hiện nhờ vào các piston chuyển động tịnh tiến qua lại ở bên trong xi lanh.

Động cơ sẽ được kết nối với trục của bơm. Trong khoang bơm sẽ có các piston. Đầu của piston sẽ tỳ trên đĩa nghiêng. Khi động cơ quay thì trục bơm sẽ quay và kéo theo các piston quay. Lúc này đĩa nghiêng sẽ nghiêng 1 góc cố định làm piston tịnh tiến trong khoang bơm.

Ở nửa vòng quay đầu, các piston sẽ dịch chuyển để tạo nên những khoảng trống làm giảm áp suất và hút dòng chất đi vào. Nửa vòng còn lại, piston chuyển động làm thể tích bơm giảm đi, dầu thủy lực sẽ được ép ra ngoài.

Nếu người dùng muốn thay đổi lưu lượng của bơm thì chỉ cần điều chỉnh góc nghiêng của đĩa nghiêng, rất đơn giản.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<b>Hình 1.13 Nguyên lý hoạt động của bơm piston</b>

Ưu và nhược điểm của bơm piston

Bơm piston cũng có những điểm ưu việt và những nhược điểm nhỏ tương tự như bơm nhông hay bơm lá mà chúng tôi đã giới thiệu trước đây.

<b>Ưu điểm của bơm piston</b>

Đầu tiên, bơm piston đảm bảo hiệu suất cao, tổn thất lưu lượng không đáng kể nên có thể tiết kiệm được chi phí cho người dùng và hiệu quả vận hành cho hệ thống.

Bơm có khả năng tự hút khá tốt. Chính áp lực cao của các xi lanh trong bơm sẽ giúp dòng lưu chất được di chuyển linh hoạt, nhanh hơn so với các thiết bị khác.

Điểm đổi bật của loại piston bơm cao áp đó là có thể điều chỉnh được lưu lượng làm việc của bơm theo yêu cầu của từng giai đoạn khác nhau

Vỏ bơm được làm từ các vật liệu tốt nhất như: thép, inox sẽ giúp thiết bị chống chịu được lực va đập cũng như sự ăn mòn

Bên cạnh đó, bơm cịn có thể làm giảm tối đa những rung động trong máythủy lực khi làm việc với mức áp suất cao.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Bơm có nhiều loại như: Bơm piston đơn, kép, bơm trục cong, bơm trục thẳng, bơm hướng kính để khách hàng có thể lựa chọn dễ dàng.

Tuổi thọ của bơm khá tốt tuy nhiên người dùng cần phải chú ý để bơm không làm việc quá tải, dầu thủy lực phải sạch và sắp xếp vệ sinh bảo dưỡng bơm định kỳ để tăng độ bền.

<b>Nhược điểm của bơm piston</b>

Tất nhiên, những bơm piston thủy lực cũng sẽ có nhược điểm mà các kỹ sư, hãng sản xuất đang tìm kiếm giải pháp để khắc phục như:

+ Cấu trúc của bơm phức tạp với nhiều chi tiết, bộ phận. Tổng thể thì bơm có kích thước lớn, trọng lượng nặng hơn nếu so với các loại bơm khác.

+ Tuy có hiệu quả làm việc tốt nhưng giá thành cao là một điều khiến nhiều người cân nhắc.

+ Bên trong các xi lanh của bơm sẽ thường xảy ra hiện tượng lưu lượng dòng chất di chuyển không đồng bộ, áp suất không ổn định.

<b>1.5.2 Bơm trục vít</b>

Bơm trục vít là một loại bơm cơng nghiệp mà tên tiếng Anh của nó là Screw pump. Một số nơi người ta gọi là bơm ruột gà hay bơm đi chuột bởi vì trong cấu tạo của nó có 1 trục vít xoắn. Đối với loại trục xoắn thì nó cịn có tên gọi tiếng Anh khác là Progressive cavity pump.

Bơm trục vít trong hệ thống bôi trơn là một loại bơm được sử dụng để cung cấp dầu hoặc chất bôi trơn cho các bộ phận chuyển động trong các thiết bị cơ khí, như động cơ, hộp số, trục và vòng bi.

Loại bơm này sẽ không giống với các loại bơm như: piston, bơm nhơng, bơm lá. Nó hoạt động mơ phỏng lại sự vặn xoắn của 1 con ốc vít.

Máy bơm này được trang bị các vít chủ động, vít bị động nối với nhau và quay trong 1 ống lót hoặc 1 khoang hình trụ. Dầu sẽ đi vào từ cửa hút của bơm và dịch chuyển

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

tuyến tính theo dọc trục vít đến cửa xả của bơm. Do kết cấu của nó kín, khe hở giữa ống lót và trục vít nhỏ nên chất lỏng sẽ tăng áp lực khi di chuyển qua máy bơm.

Mỗi hệ thống khác nhau thì việc chọn model bơm cũng sẽ khơng giống nhau về cơng suất, lưu lượng cũng như kích thước.

<b>Hình 1.14 Máy bơm trục vít</b>

Đặc điểm kết cấu của bơm trục vít là có khả năng cung cấp dầu hoặc chất bôi trơn với lưu lượng lớn và áp suất cao, đồng thời giảm thiểu sự cố và tiết kiệm năng lượng. Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng cơng nghiệp và máy móc có nhu cầu bơi trơn liên tục và đáng tin cậy.

Mơmen qn tính nhỏ nhất so với tất cả các loại máy thuỷ lực thể tích khác có cùng cơng suất. Do đó máy làm việc có độ nhạy cao. Bộ phận làm việc chủ yếu của máy thuỷ lực trục vít gồm có 2 hoặc 3 trục vít ăn khớp với nhau đặt trong vỏ máy cố định có lõi dẫn chất lỗng vảo và ra. Khe hở giữa các trục vít và vỏ máy rất nhỏ. Trục vít thường có một hoặc hai mối ren và biên dạng ren thưởng có ba loại : Ren hình chữ nhật,hình thang và xiclơit.

Trục vít chủ động I ăn khớp với trục vít bị động 2, thân bơm có hai lần vỏ để tản nhiệt được tốt hơn. Các trục vít được định vị bằng các ổ trục đặt trong vỏ bơm vỏ bơm có họng hút a và bọng đẩy b.

<b>Cấu tạo của bơm trục vít:- Bơm trục vít dạng xoắn</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Loại bơm dạng xoắn có tên tiếng Anh là progressing cavity. Nó được thiết kế tiêu chuẩn với các bộ phận và chi tiết sau:

<b>Trục bơm</b>

Bộ phận này hay còn gọi là rotor. Nó là bộ phận cứng cáp nhất, cũng là bộ phận đặc biệt và có vai trị quan trọng. Nó thường sẽ được làm bằng thép mạ, thép không gỉ và được sơn phun 1 lớp để chống oxy hóa. Trục khơng trơn thẳng như các loại bơm khác mà sẽ ở dạng xoắn. Trục và vít tải sẽ được kết nối với nhau 1 cách chặt chẽ, nhờ vậy mà bơm có thể hút đẩy được chất có thành phần rắn cao.

<b>Thân bơm</b>

Một số nơi gọi là buồng bơm, chính là lớp vỏ bên ngồi của bơm vít. Để bơm có thể làm việc trong mơi trường khắc nghiệt thì lớp vỏ cần có độ dày, cứng cáp được làm từ thép loại không rỉ hoặc thép mạ. Thân bơm dạng hình ống trụ, dài nhưng vẫn đảm bảo nhỏ gọn, đơn giản.

Bộ phận này sẽ giúp giảm bớt các ma sát trong bơm. Nếu so sánh với các chi tiết khác trong bơm thì nó khá quan trọng. Người ta thường sử dụng vật liệu cao su PTFE để sản xuất nó có dạng xoắn. Với các tính năng, mềm, dẻo, chịu ma sát cao sẽ giúp nó bền bỉ hơn.

<b>Motor giảm tốc</b>

Chức năng chính của bộ phận này đó là làm giảm tốc độ và giúp bơm có thể làm việc êm ái mà vẫn đảm bảo hiệu quả.

<b>Nguồn điện bơm</b>

Những bộ phận cung cấp nguồn điện ổn định, không ngắt quãng như: tủ điện, máy phát điện, motor bơm sẽ giúp duy trì bơm làm việc.

<b>Quạt bơm</b>

Bộ phận này được gắn ở phía đầu của động cơ và nằm trên thân của bơm. Chất liệu sản xuất vật này thường là thép hay thép khơng rỉ. Nhiệm vụ của nó là giải nhiệt dòng lưu chất trong bơm, làm mát động cơ và các thiết bị có liên quan trong q trình hoạt động.

<b>Một số bộ phận khác</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

Phụ kiện tuy bé nhỏ nhưng nếu thiếu nó thì sẽ ảnh hưởng rất nhiều: Cổng vào, van, cổng ra, gioăng phớt làm kín…

<b>Hình 1.15 Cấu tạo bơm trục vít dạng xoắn</b>

<b>- Bơm trục vít 2 trục</b>

Cịn có tên gọi là máy bơm trục vít đơi. Nó chính là loại bổ biến nhất trong các loại bơm trục vít. Tiêu biểu ứng dụng của nó à bơm dầu trên đường ống dẫn. Một vít của bơm sẽ được dẫn động bằng động cơ có nguồn điện. Sau đó, nó kéo theo vít thứ 2 quay thông qua 1 bánh răng liên kết 2 trục với nhau.

Cấu tạo của nó gồm các bộ phận cơ bản như sau: Trục vít bị động, trục vít chủ động, đầu hút lưu chất vào, đầu xả lưu chất, cặp bánh răng kim loại ăn khớp ở hai đầu trục vít, thân bơm hay cịn gọi là buồng bơm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<b>Hình 1.16 Cấu tạo bơm trục vít 2 trục</b>

<b>- Bơm trục vít 3 trục</b>

Để dùng cho các ứng dụng nhỏ thì người ta sẽ sử dụng bơm trục vít 3 trục. Loại thiết bị này thường dùng cho hệ thống bôi bơn, phun sơn… Một trong 3 trục vít sẽ được dẫn động bởi nguồn điện được cung cấp motor. Hai trục vít cịn lại sau đó được quay thì khơng cần phải sử dụng bánh răng.

Bộ phận của bơm này gồm có: Đầu vào lưu chất, đầu ra lưu chất, thân bơm, trục vít chủ động, trục vít bị động số 1, trục vít bị động số 2.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<b>Hình 1.17 Cấu tạo bơm trục vít 3 trục</b>

<b>Nguyên lý làm việc bơm trục vít</b>

Tất cả các máy bơm trục vít sẽ đều theo 1 nguyên lý đơn giản: Xoay trục vít của bơm.

Những chất lỏng đi vào bơm sẽ được định hướng di chuyển sao cho dọc theo ren trục vít, từ phía hút đi sang phía ả. Do bên trong bơm có khe hở rất nhỏ nên hiệu suất thể tích bơm cao, cho dù là chất lỏng nhớt.

Bơm này không tạo ra áp lực, nó chỉ tạo ra chuyển động dòng lưu chất. Tuy nhiên, khi ứng dụng thực tế, nó sẽ tạo ra các áp suất ngược do hiện tượng mất ma sát xuất hiện.

<b>- Bơm trục vít dạng xoắn</b>

Loại bơm này sẽ dựa trên nguyên lý chuyển động đai ốc để làm việc. Khi trục vít quay quanh trục và tạo với mặt trong của bơm thành 1 khoang chứa lưu chất, có thể là dầu, nhớt… Các chất lỏng này sẽ như 1 đai ốc dẻo sẽ được đẩy dần từ phía đầu hút di đến đầu xả.

<b>- Bơm trục vít hai trục</b>

Bơm này sẽ hoạt động theo nguyên lý sau: Khi trục vít chủ động của nó quay thì sẽ kéo theo trục vít bị động quay. Lúc này nhờ vào bánh răng được lắp ở hai đầu trục vít và việc quay ổn định. Lúc 2 trục vít cùng quay thì nó sẽ làm kín và làm cho dòng chất được đẩy từ đầu hút đến đầu xả.

Loại này hay cịn gọi là trục vít đơi, có dịng chảy kép và khả năng tự mồi. Máy có bốn cấu hình trục chính, bơm sẽ được cân bằng theo trục và lắp hướng tâm. Việc này sẽ giúp trục không phụ thuộc vào ổ đỡ lực, tăng tuổi thọ. Dòng dầu khi đi vào trong vỏ bơm thì sẽ được chuyển đến các bên của trục chính dịng chảy đơi và sau đó được điều áp để xả chung.

Bên cạnh đó, mơ men xoắn của trục truyền động thông qua các bánh răng mà sẽ truyền tới trục dẫn động. Nhờ vậy mà trong suốt quá trình hoạt động, nó khơng có sự tiếp xúc giữa vỏ, trục chính. Bơm có thể hút đẩy cả những chất có độ nhớt từ 0,4 cSt đến hơn 10.000 cSt và đảm bảo tốc độ 5.000 m³/h. Chưa hết, nó đặc biệt hơn khi có thể chạy khơ

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<b>Hình 1.18 Ngun lý bơm trục vít 2 trục</b>

<b>- Bơm trục vít ba trục</b>

Các bơm trục vít 3 trục có nguyên lý tương đối giống với loại 2 trục tuy nhiên vẫn có những điểm khác biệt: Khi con người cấp nguồn điện thì các trục vít chủ động của bơm sẽ liên kết với mô tơ dầu nên quay. Do trục chủ động quay nên các bánh răng ngoài quay và cuối cùng là kéo theo 2 trục bị động quay. Do cấu tạo của nó có 3 trục vít nên khả năng làm kín khít của bơm sẽ tốt hơn so với 2 loại cịn lại.

Thơng thường các bơm 3 trục vít được xem là máy bơm dịch chuyển dịng chất với 3 trục chính, có 1 nguồn cấp điện áp và có khả năng tự mồi khí có dải áp thấp. Bơm này được dùng cho những ứng dụng cần vận chuyển chất lỏng bôi trơn khơng ăn mịn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<b>Hình 1.19 Ngun lý bơm trục vít 3 trục</b>

<b>Phân loại máy bơm trục vít- Theo thân bơm</b>

Nếu dựa trên thân bơm thì sẽ phân chia thành các loại:

Loại 4 trục và loại 5 trục thường ít phổ biến hơn so với các loại cịn lại.

<b>Hình 1.20 Phân loại máy bơm trục vít</b>

<b>- Theo cách lắp</b>

Nếu dựa trên cách lắp thì có bơm trục vít đứng, bơm trục vít ngang.

Việc phân chia bơm trục vít cịn thành nhiều loại khác như: Bơm mini, bơm cơng suất thấp, bơm cơng suất cao, dạng trục vít ngang, dạng trục vít dọc…

<b>Cơng thức tính máy bơm trục vít- Loại hai trục vít</b>

Trước tiên là tìm lưu lượng của máy bơm trục vít thơng qua cơng thức: Qlt = n × qlt

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

qlt: Chính là lưu lượng riêng lý thuyết. Nó được xác định thơng qua phương pháp tính tốn với cơng thức có sẵn: qlt = [π×( D2- d2)/4] × t.π×( D2- d2)/4] × t.

t là bước của trục vít, d là đường kính chân ren của trục, D là đường kính đỉnh ren của trục.

n: Số vịng quay của trục vít, có đơn vị là vịng/ phút.

Khi làm việc thực tế thì việc xác định lưu lượng lại khác đi với công thức: Qtt = ηQ × QltQ × Qlt

Và ηQ × QltQ chính là hiệu suất lưu lượng, ηQ × QltQ = 0.75÷ 0.85.

<b>Hình 1.21 Bên trong máy bơm trục vít</b>

<b>- Loại ba trục vít</b>

Lưu lượng lý thuyết của bơm thì người mua có thể tính theo cơng thức: Qlt = n × qlt hoặc Qlt = (d3× n)/14.5

Với qlt: Là lưu lượng riêng lý thuyết, được tính bằng qlt = [π×( D2- d2)/4] × t.π×( D2- d2)/4] × t n là số vịng quay của trục vít theo đơn vị vịng/phút.

t là bước của trục vít.

D là đường kính đỉnh ren của trục và d là đường kính chân ren.

<b>Ưu, nhược điểm Screw pump</b>

</div>