TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề Tài:

TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ LỰA CHỌN MÁY NÉN KHÍ
DÙNG TRONG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT VỎ LON BIA
VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG
MÁY NÉN KHÍ

Hà Nội 2016


ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ

---------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề Tài:

TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ LỰA CHỌN MÁY NÉN KHÍ
DÙNG TRONG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT VỎ LON BIA
VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG
MÁY NÉN KHÍ

Sinh viên thực hiện:

Hà Quang Cường

XƯỞNG SẢN XUẤT VỎ LON BIA VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG
HOẠT ĐỘNG MÁY NÉN KHÍ
2. Số liệu cần thiết để thiết kế :
-Quá trình làm việc tại nhà máy Hanacans JSC.
-Máy nén khí.
-Phần mềm công nghệ.
3. Nội dung của bản thuyết minh, yêu cầu giải thích quá trình tính toán,thiết
kế đồ án tốt nghiệp
- Lời nói đầu
- Tổng quan về quá trình làm việc
- Quá trình làm việc tại phân xưởng sản xuất lon bia.
- Tổng quan về máy nén khí.
- Tính toán lựa chọn máy nén khí dùng trong phân xưởng.
- Ứng dụng phần mềm mô phỏng.
- Kết luận.


4.Các bản vẽ chính :
- 1 bản vẽ lắp khổ A2
-Một số bản vẽ chi tiết khác
5. Nhưng yêu cầu bổ sung thêm trong nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp hoặc
chuyên đề :
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
6.Cán bộ hướng dẫn:
● Giáo viên hướng dẫn: TS.Ngô Anh Vũ
7.Ngày giao nhiệm vụ:

15/2/2016



MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ
1.1 Lịch sử phát triển của máy nén khí trên thế giới và Việt Nam
1.2 Nguyên lý hoạt động và phân loại
1.2.1 Nguyên lý hoạt động
1.2.2 Phân loại
1.3 Các thông số cơ bản của máy nén khí
1.3.1Tỷ số nén
1.3.2 Năng suất Q (m³/phút)
1.3.3 Công suất N (KW)
1.3.4 Hiệu suất máy nén khí
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC TẠI NHÀ MÁY
HANACANS JSC
2.1 Khái quát chung về nhà máy nhà máy Hanacans JSC
2.2 Quá trình làm việc tại nhà máy Hanacans JSC
2.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống tự động hóa trong nhà máy
2.4 Nhiệm vụ của trạm máy nén khí
2.5 Lựa chọn loại máy nén khí phù hợp với nhà máy
CHƯƠNG III : TỔNG QUAN VỀ MÁY NÉN KHÍ TRỤC VÍT
3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
3.2 Các đặc điểm đặc biệt của máy nén khí trục vít
3.3 Phân loại máy nén khí trục vít


3.3.1 Máy nén khí trục vít không dầu
3.3.2 Máy nén khí trục vít có dầu
3.4 Các đường đặc tính của máy nén khí trục vít

- vận hành - bảo dưỡng - sửa chữa các thiết bị này phải thực sự thành thạo, nắm vữ
nguyên lý hoạt động của chúng cho phù hợp với các yêu cầu về năng lượng của
từng khâu sản xuất, nhằm nâng cao năng suất, tuổi thọ của các thiết bị đó.
Máy nén khí là một trong những thiết bị máy cần thiết phải có trong hệ thống sản
xuất công nghiệp. May mắn được thực tập tại nhà máy Hanacans JSC, em có cơ
hội tiếp cận trức tiếp về hệ thống sản xuất cũng như máy nén khi và hệ thống khí
nén tại đây. Vì vậy e chọn đề tài “Tính toán, thiết kế lựa chọn máy nén khí dùng
trong phân xưởng sản xuất vỏ lon bia và ứng dụng phần mềm mô phỏng hoạt động
của máy nén khí.
Trong thời gian làm đề tài tốt nghiệp em được sự hướng dẫn của quý thầy cô trong
khoa đặc biệt là cô giáo Ngô Anh Vũ đã tận tình chỉ bảo cho em để em có thể hoàn
thành tốt đề tài của mình, qua đề tài này em có thể đúc kết lại kiến thức mà em đã
học trong khoảng thời gian bốn năm tại trường, bên cạnh những kiến thức cơ bản
đó là tiền đề để em tự đi sâu vào nghiên cứu trong các lĩnh vực kỹ thuật.
Mặc dù có rất nhiều cố gắng để hoàn thành tốt đề tài của mình, do trình độ còn có
hạn và thời gian thực hiện không dài nên khó tránh khỏi những sai sót, kính mong
các quý thầy cô tận tình có ý kiến để em có thể hoàn thiện hơn sau khi ra trường.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội,ngày tháng

năm 2016

Sinh viên thực hiện

Hà Quang Cường


TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ
1.1 Lịch sử phát triển của máy nén khí trên thế giới và Việt Nam


1.2.1 Nguyên lý hoạt động
- Nguyên lý thay đổi thể tích (máy nén khí kiểu pittong,bánh băng,cánh gạt, trục
vít…): không khí được dẫn vào buồng chứa,tại đây bộ phận làm việc (piston
trong xilanh hoặc ro to trong stato) sẽ chuyển động làm thể tích buồng làm việc
giảm đi; nén không khí trong buồng chứa, áp suất buồng chứa sẽ tăng lên.
- Nguyên lý động (máy nén cánh dẫn kiểu: ly tâm,hướng trục): Không khí được
dẫn vào buồng chứa, ở đó áp suất được tạo ra bằng một động năng của bánh dẫn.
Nguyên tắc hoạt động này tạo ra lưu lượng và công suất rất lớn.
1.2.2 Phân loại
Máy nén khí được phân ra nhiều loại khác nhau từng mục đích phân loại. Nhưng
cơ bản nhất là phân loại theo nguyên lý làm việc. Theo đó ta phân ra làm hai loại
chính: máy nén khí động học và máy nén khí thể tích.
a.Máy nén khí động học
Ở loại này, áp suất khí được nâng lên cao bằng cách cấp động năng cưỡng bức
cho khí từ các cơ cấu làm việc, lúc này khí biến chuyển động cưỡng, bức và động
năng thành thế năng.
Trong thực tế, chuyển động của khí ở loại này có biên độ và tần số lớn nên có thể
coi là ổn định. Tiêu biểu trong hai loại máy nén khí động học này là máy nén khí ly
tâm.

Hình 1.1: Máy nén khí ly tâm


+ Nguyên tắc làm việc: Sự biến đổi áp suất của khí khi qua guồng động làm thay
đổi khối lượng riêng của khí. Khi guồng động quay, khí sẽ văng từ tâm ra xung
quanh dưới tác dụng của lực ly tâm. Làm tăng khối lượng riêng của khí và tạo áp
lực tĩnh. Đồng thời vận tốc của khí cũng tăng lên và như vậy tăng áp lực động của
khí.
+ Máy nén khí ly tâm thường sử dụng trong ngành công nghiệp nặng và trong môi

+ Cấu tạo chung của máy nén khí trục vít

Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo máy nén khí trục vít
1: Vỏ máy; 2: Trục vít chủ động; 3: Trục vít bị động; 4: Ổ tỳ; 5-6: Ổ đỡ;7-8 cặp
bánh răng; 9: Bộ làm kín; 10: Khoang dẫn chất lỏng làm mát tuần hoàn.
*Máy nén khí piston
+ Nguyên lý hoạt động của máy nén khí pistong tương tự như hệ thống trong xe
gắn máy của bạn bao gồm: Trục khửu, thanh truyền, xupap( có thể được thay bằng
lá van)… Áp dụng cho những trường hợp cần lưu lượng nhỏ từ khoảng vài lít/phút
đến khoảng 1,6 m³/phút tùy từng hãng sản xuất . Công suất trong khoảng từ 1 HP
-30H .


Hình 1.5: Mô hình máy nén khí piston
+ Máy nén khí piston có nhược điểm là hiệu suất thấp ( cùng một công suất động
cơ của máy nén khí thì máy nén khí trục vít bao giờ cũng cho lưu lượng khí nén
lớn hơn máy nén khí piston ), độ ồn lớn ( lớn hơn khoảng 40-50% ) và rung do
chuyển động tịnh tiến qua lại của piston, khí nén cung cấp không được liên tục do
đó phải có bình chứa khí nén đi kèm,tuổi thọ kém. Ưu điểm của nó là giá thành
thấp, tính cơ động cao.
c. Ngoài ra còn có thể phân loại máy nén khí theo các cách sau:
- Phân loại theo lưu lượng:
+ Máy nén khí có lưu lượng lớn:

Q > 100 (m³/phút ).

+ Máy nén khí có lưu lượng trung bình: Q = 10÷100 (m³/phút ).
+Máy nén khí có lưu lượng nhỏ:

Q = 0,04÷10 (m³/phút)

- Phân loại theo kiểu làm mát:
+ Máy nén làm mát bằng nước
+ Máy nén khí làm mát bằng không khí.
- Phân loại theo tần số tác dụng :
+Máy nén khí có tác dụng đơn.
+Máy nén khí có tác dụng kép.


- Phân loại theo số cấp nén:
+ Máy nén khí một cấp
+ Máy nén khí nhiều cấp.
1.3 Các thông số cơ bản của máy nén khí
1.3.1Tỷ số nén
ε=
Trong đó
- ε : Tỷ số nén.
- P2 : Áp xuất khí xả (at).
- P1 : Áp suất khí hút (at).
1.3.2 Năng suất Q (m³/phút)
Năng suất Q được tính bằng khối lượng khí máy cung cấp bởi khí nén trong một
đơn vị thời gian hay thể tích khí máy cung cấp trong một đơn vị thời gian quy định
về điều kiện hút.
1.3.3 Công suất N (KW)
Là công suất tiêu hao để nén và truyền khí :
N= KW
Trong đó:


- N: Công suất của máy nén khí (KW)
- Q: Năng suất của máy nén khí (m3/s)

nén đẳng nhiệt là không thích hợp.
- Một máy nén khí trong quá trình làm việc được đánh giá bằng hiệu suất đẳng
nhiệt ŋn ,hiệu suất đẳng Entropi ŋe và hiệu suất nhiệt động. Ta không thể đánh giá
chất lượng làm việc của máy nén khí chỉ bằng hiệu suất công suất ŋ .
- Với quá trình nén đa biến, số mũ đa biến n và năng lượng L thì :
Hiệu suất Entropi :

ŋe =

Hiệu suất đẳng nhiệt :

ŋn =

Trong đó :
- Ln : Năng lượng riêng của quá trình đẳng nhiệt.
- Le : Năng lượng riêng của quá trình Entropi.
- Hiệu suất đẳng Entropi được sử dụng như một tiêu chuẩn đặc trưng cho máy nén
khí hướng trục và máy nén khí ly tâm với bộ làm mát bằng nước ở mức độ thấp.
- Hiệu suất đẳng nhiệt được sử dụng như một tiêu chuẩn đặc trưng cho máy nén
khí piston và Roto với bộ làm mát bằng nước ở mức độ cao.

CHƯƠNG II


TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC TẠI NHÀ MÁY HANACANS
SJC
2.1 Khái quát chung về nhà máy nhà máy Hanacans SJC
- Hanacans JSC là nhà máy chuyên về sản xuất vỏ lon với chất liệu nhôm loại
250ml,330ml và 550ml


-

Cho thông khí và bàn giao hệ thống cho Cty

Tất cả quá trình lắp đặt tạt nhà máy đều đảm bảo các nội quy ra vào và tuyệt đối
an toàn trong quá trình thi công dưới sự giám sát nghiêm ngặt của cán bộ nhà
máy.
-Một số hình ảnh thực tập:


Hình 2.3: Hệ thống máy nén khí trong nhà máy

Hình 2.4 : Kiểm tra mối hàn trước khi đưa là lắp đặt đường ống


Hình 2.5 : Công nhân thao tác lắp ống trên dàn giáo
2.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống tự động hóa trong nhà máy


Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ của máy nén khí
1-

Van 1 chiều

Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu các thiết bị trong nhà máy đều là các thiết bị
mới, hiện đại, có tuổi thọ cao. Các hệ thống làm việc chính xác cao,đáng tin cậy.
2.4 Nhiệm vụ của trạm máy nén khí
Nhiệm vụ chính của trạm máy nén là cung cấp nguồn khí sạch, khô, áp suất ồn
định, luôn được duy trì để phục vụ cho hệ thống sản xuất tự động hóa, ứng dụng
của nguồn khí này tại nhà máy cụ thể như sau:


Máy nén khí piston Máy nén khí trục
vít

Máy nén kiểu ly
tâm

Đặc điểm

- Hoạt động chủ
yếu dựa vào
chuyển động tịnh
tiến của piston

- Gồm hai loại cơ
bản:có dầu và
không dầu.

Ưu điểm

- Giá thành rẻ
- Cấu tạo đơn
giản,dễ sửa
chữa,bảo dưỡng

Nhược điểm

- Hiệu suất máy
thấp
- Tỉ số nén thấp

- Lượng dầu bôi
trơn cần cung cấp
cho máy nhiều.
- Độ ồn cao

Bảng1: so sánh giữa các loại máy nén khí

Các thông số so sánh

Kiểu máy nén
Piston

Trục Vít

Ly Tâm

Năng suất khi PH = 8 at,
[m3/ph]

100

250

250

Diện tích trên một đơn vị
năng suất

1,0
1,0