Giáo trình Hệ thống phát lực (Nghề: Khoan khai thác dầu khí - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Hệ thống phát lực cung cấp cho người học đầy đủ các kiến thức về sơ đồ tổng hợp về hệ thống phát lực, cấu tạo và nguyên lý hoạt động, quy trình vận hành và bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống phát lực. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hệ thống phát lực (Nghề: Khoan khai thác dầu khí - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN : HỆ THỐNG PHÁT LỰC NGHỀ : KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 211/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 3 năm 2022 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Hệ thống phát lực” được biên soạn theo chương trình đào tạo nghề “Khoan khai thác dầu khí” của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ lôgic chặt chẽ. Tuy vậy, giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn. Hệ thống phát lực là một trong những hệ thống thiết bị, thiết bị không thể thiếu trong Khoan dầu khí, là thiết bị cần thiết phục vụ cho việc tạo ra những giếng khoan để có thể thăm dò và để có thể khai thác được nguồn tài nguyên quý giá này. Việc vận hành hệ thống phát lực cần đòi hỏi phải có đội ngũ công nhân, kỹ sư vận hành lành nghề, có nhiều kinh nghiệm để có thể luôn nắm vững quy trình vận hành và xử lý được các sự cố trong quá trình vận hành. Khi biên soạn giáo trình chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới liên quan đến mô đun “Hệ thống phát lực” phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao. Nội dung của giáo trình gồm 3 bài. Qua nội dung các bài học giúp cho học sinh hiểu được sơ đồ tổng hợp hệ thống phát lực, cấu tạo và nguyên lý hoạt động, quy trình vận hành và bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống phát lực. Giáo trình sẽ phục vụ tốt cho việc nghiên cứu, giảng dạy và học tập của giáo viên và sinh viên trong Trường. Với lòng mong muốn giáo trình này có thể góp phần nâng cao chất lượng học tập mô đun “Hệ thống phát lực”, chúng tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp nhận những ý kiến đóng góp của các em sinh viên và đồng nghiệp về những thiếu sót không thể tránh khỏi trong nội dung và hình thức để giáo trình hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn./. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ths. Phạm Thị Nụ 2. Ks. Lý Tòng Bá 3. ThS. Phạm Hữu Tài Trang 2
MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ................................................................................................ 1 LỜI GIỚI THIỆU............................................................................................................... 2 MỤC LỤC ........................................................................................................................... 3 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN .................................................................................................... 5 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÁT LỰC .................................................... 11 1.1. CHỨC NĂNG, SƠ ĐỒ, NGUYÊN LÝ TỔ HỢP HỆ THỐNG ............................. 12 1.2. CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN ĐỘNG NĂNG ................................................. 12 1.2.1. Hệ thống cung cấp năng lượng ............................................................................ 12 1.2.2. Hệ thống truyền lực trung gian ........................................................................... 13 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP DẪN ĐỘNG ....................................................................... 13 1.3.1. Các phương pháp dẫn động trong cơ khí ........................................................... 13 1.3.2. Các phương pháp dẫn động tổ hợp thiết bị khoan ............................................ 24 BÀI 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHÁT LỰC ................................................................................................................................... 25 2.1. HỆ THỐNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG ............................................................. 26 2.1.1. Phương pháp truyền tải cơ năng ............................................................................. 26 3.1.1. Phương pháp truyền tải điện năng .......................................................................... 39 3.2. HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRUNG GIAN ......................................................... 47 3.2.1. Côn thủy lực ........................................................................................................... 47 3.2.2. Côn thủy lực biến đổi mômen ................................................................................ 48 3.2.3. Côn ly hợp .............................................................................................................. 48 3.2.4. Hộp truyền động (hộp số của tời) ........................................................................... 49 3.2.5. Các hệ thống truyền động sử dụng trong công tác khoan ...................................... 49 BÀI 3. VẬN HÀNH HỆ THỐNG PHÁT LỰC .............................................................. 51 3.1. VẬN HÀNH HỆ THỐNG PHÁT LỰC ................................................................... 52 3.1.1. Vận hành động cơ diesel ...................................................................................... 52 3.1.2. Vận hành động cơ điện không đồng bộ 3 pha .................................................... 53 Trang 3
3.1.3. Vận hành máy phát điện ...................................................................................... 56 3.2. ĐIỀU KHIỂN THÔNG SỐ QUÁ TRÌNH ............................................................... 69 3.2.1. Thay đổi tốc độ của turbine khí chạy máy phát điện ............................................... 69 3.2.2. Thay đổi tốc độ động cơ diesel................................................................................ 69 3.2.3. Thay đổi tốc độ, chiều quay của động cơ điện và các cơ cấu truyền động .............. 70 3.3. PHÁT HIỆN VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ ............................................................................. 74 3.3.1. Phát hiện và xử lý sự cố động cơ ............................................................................. 74 3.3.2. Phát hiện và xử lý sự cố đối với máy phát điện ....................................................... 76 3.3.3. Các sự cố, hỏng hóc đối với hệ thống truyền lực trung gian.................................... 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 88 Trang 4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên môn đun: HỆ THỐNG PHÁT LỰC 2. Mã môn học: PETD62138 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3.1. Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học Địa chất dầu khí, cơ sở khoan và khai thác dầu khí, địa chất môi trường. 3.2. Tính chất: Đây là mô đun thực hành áp dụng cho đào tạo nghề khoan khai thác dầu khí. 3.3. Ý nghĩa và vai trò: Cung cấp cho người học đầy đủ các kiến thức về sơ đồ tổng hợp về hệ thống phát lực, cấu tạo và nguyên lý hoạt động, quy trình vận hành và bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống phát lực. 4. Mục tiêu của mô đun: 4.1. Về kiến thức: A1: Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống phát lực. Xây dựng được quy trình vận hành hệ thống phát lực. 4.2. Về kỹ năng: B1: Vận hành được hệ thống phát lực. 4.3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1: Rèn luyện cho học sinh tác phong làm việc khoa học, có ý thức tổ chức kỷ luật, tính cẩn thận, kiên nhẫn và an toàn cao trong quá trình vận hành hệ thống phát lực. 5. Nội dung của mô đun : 5.1. Chương trình khung Thời gian đào tạo (giờ) Trong đó Số Mã Tên môn học, Thi/ Kiểm tín Tổng Thực hành/ MH/MĐ/HP mô đun tra chỉ số Lý thí nghiệm/ thuyết bài tập/ thảo luận LT TH Các môn học chung/ I 23 465 180 260 17 8 đại cương COMP64002 Giáo dục chính trị 4 75 41 29 5 0 COMP62004 Pháp luật 2 30 18 10 2 0 COMP62008 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 0 4 Trang 5
Giáo dục quốc phòng COMP64010 4 75 36 35 2 2 và An ninh COMP63006 Tin học 3 75 15 58 0 2 FORL66001 Tiếng Anh 6 120 42 72 6 0 An toàn vệ sinh lao SAEN52001 2 30 23 5 2 0 động Các môn học, mô II. đun chuyên môn 64 1575 443 1052 31 49 ngành, nghề Môn học, mô đun kỹ II.1. 13 255 120 122 9 4 thuật cơ sở MECM52003 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 14 29 1 1 ELEO53012 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 36 6 3 0 Cơ sở điều khiển quá AUTM52111 2 45 14 29 1 1 trình PETR63001 Hóa Đại cương 3 45 42 0 3 0 PETD53031 Địa chất cơ sở 3 75 14 58 1 2 Môn học, mô đun II.2. chuyên môn ngành, 51 1320 323 930 22 45 nghề PETD62032 Địa chất dầu khí 2 30 28 0 2 0 PETD53033 Cơ sở khoan 3 45 42 0 3 0 PETD53034 Cơ sở khai thác 3 45 42 0 3 0 PETD62035 Địa chất môi trường 2 30 28 0 2 0 Nguyên lý phá hủy PETD62036 2 30 28 0 2 0 đất đá Thí nghiệm dung dịch PETD53137 3 75 14 58 1 2 khoan PETD62138 Hệ thống phát lực 2 45 14 29 1 1 PETD62139 Hệ thống khí nén 2 45 14 29 1 1 PETD54140 Hệ thống nâng hạ 4 105 14 87 1 3 Hệ thống tuần hoàn PETD54141 4 105 14 87 1 3 dung dịch Vận hành hệ thống chuỗi cần khoan và PETD55142 5 135 14 116 1 4 dụng cụ phá hủy đất đá Hệ thống chống ống PETD54143 4 105 14 87 1 3 và trám xi măng Hệ thống kiểm soát PETD55144 5 135 14 116 1 4 giếng khoan 1 PETD63145 Hệ thống kiểm soát 3 75 14 58 1 2 Trang 6
giếng khoan 2 PETD54246 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 PETD63247 Khóa luận tốt nghiệp 3 135 14 108 1 12 Tổng cộng 87 2040 623 1312 48 57 5.2. Chương trình chi tiết mô đun Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Kiểm tra Tên bài, mục Tổng Lý TT nghiệm, số thuyết thảo luận, bài tập LT TH Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát 1 2 2 0 0 0 lực 1. Sơ đồ chức năng và nhiệm vụ của 0.5 0.5 hệ thống phát lực 2. Hệ thống dẫn động và hệ thống 1.5 1.5 truyền động 2 Bài 2: Cấu tạo và nguyên lý hoạt 12 11 0 1 0 động của hệ thống phát lực 1. Hệ thống dẫn động 6 6 0 2. Hệ thống truyền động 6 5 1 3 Bài 3: Vận hành hệ thống phát lực 31 1 29 0 1 1. Vận hành hệ thống dẫn động 12.5 0.5 12 2. Vận hành hệ thống truyền động 12.5 0.5 12 3. Phát hiện và xử lý sự cố khi vận 6 0 5 1 hành hệ thống phát lực Cộng 45 14 29 1 1 6. Điều kiện thực hiện mô đun: 6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: + Phòng học lý thuyết: Đáp ứng phòng học chuẩn. + Phòng thực hành: Mô hình mô phỏng Lọc hóa dầu 6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn. 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, qui trình thực hiện, phòng mô phỏng lọc khai thác dầu khí, phòng mô phỏng khoan dầu khí. 6.4. Các điều kiện khác: Trang 7
7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun theo quy định. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy mô đun như sau: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc mô đun 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời điểm đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột kiểm tra Thường xuyên Vấn đáp/ Hỏi đáp/ Trắc A1 1 Trước mỗi Viết nghiệm/ Tự buổi học / luận Sau mỗi 2 giờ. Định kỳ Viết/ Thông Tự luận/ A1, B1, C1 2 Sau mỗi Trang 8
qua sản phẩm Trắc nghiệm/ 15 giờ LT/ học tập Thực hành trên sau 30 giờ mô hình TH Kết thúc mô Viết/ Thông Tự luận và A1, B1, C1 1 Sau 45 giờ đun qua sản phẩm trắc nghiệm/ học tập Thực hành trên mô hình 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân. 8. Hướng dẫn thực hiện mô đun 8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Nghề Khoan khai thác dầu khí hệ Cao đẳng, trường Cao đẳng Dầu khí. 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 8.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: nêu vấn đề, thuyết trình, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận… * Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học mô đun này (trang web, thư viện, tài liệu...) Trang 9
- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% các buổi thực hành. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết hoặc > 0% số tiết thực hành phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc mô đun. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo: [1] “Thiết bị khoan”, Trường Cao đẳng nghề Dầu khí. [2] “Thiết bị khoan thăm dò”, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội. [3] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, “Kỹ thuật điện”, NXB Giáo dục, 1999. Trang 10
BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÁT LỰC ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 là bài cung cấp cho người học kiến thức tổng quan về hệ thống phát lực (Chức năng, sơ đồ, nguyên lý tổng hợp hệ thống, các hệ thống truyền dẫ động năng, các phương pháp dẫn động). ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được sơ đồ chức năng nhiệm vụ của hệ thống phát lực - Phân biệt hệ thống dẫn động và hệ thống truyền đồng ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/ phòng mô hình và quy chế của nhà trường. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: + Thiết kế giáo án theo bài hoặc buổi dạy phù hợp với bài học. + Áp dụng phương pháp dạy học tích cực: nêu vấn đề, thuyết trình, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận… + Tổ chức giảng dạy: học tập chung, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp) - Đối với người học: + Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ; + Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập; + Tuân thủ quy định an toàn, giờ giấc. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: không - Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn, bút viết bảng. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/ phòng mô hình và quy chế của nhà trường. Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 11
- Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: Không ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không ✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: Không ❖ NỘI DUNG BÀI 1 1.1. CHỨC NĂNG, SƠ ĐỒ, NGUYÊN LÝ TỔ HỢP HỆ THỐNG Hệ thống phát lực là một tổ hợp các thiết bị dùng để biến đổi điện năng hoặc nhiệt năng thành cơ năng nhằm mục đích phục vụ cho mục đích công nghệ khoan. Nó bao gồm: + Động cơ + Các bộ truyền trung gian + Các bộ phận điều khiển Hệ thống phát lực phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Công suất của động cơ phải đáp ứng được điều kiện làm việc của chúng + Độ tin cậy cao, kinh tế trong sử dụng và làm việc + Trọng lượng riêng nhỏ + Đơn giản và thuận tiện trong sử dụng 1.2. CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN ĐỘNG NĂNG 1.2.1. Hệ thống cung cấp năng lượng Hai phương pháp truyền tải năng lượng là truyền tải cơ năng và truyền tải điện năng được sử dụng rộng rãi. a. Phương pháp truyền tải cơ năng Chủ yếu còn gặp trên các thiết bị khoan cỡ nhỏ. Công suất của các động cơ phát được hòa chung nhờ nối các động cơ với nhau thông qua cách nối thủy lực, các vòng chuyển đổi và xích tải. Việc bố trí xích tải này được xem như “sự phối hợp” vì một số động cơ được nối với nhau và cùng làm việc. Việc phân phối công suất động cơ còn thông qua bánh răng phát động truyền bằng xích phụ để nâng thả bộ khoan cụ. Các dây cu-roa bản lớn thường được sử dụng để quay các máy bơm dung dịch. b. Phương pháp truyền tải điện năng Là phương pháp được sử dụng phổ biến để phát động phần lớn các máy móc trên giàn khoan. Các động cơ diezel trang bị cho các thiết bị khoan, thường đặt xa các thiết bị khoan, làm quay các bộ đổi chiều. Các bộ đổi chiều này sinh ra dòng điện xoay chiều và tiếp tục truyền qua cáp đến cơ cấu kiểm soát và chuyển đổi điện. Từ đây phần Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 12
lớn năng lượng phát ra đổi thành một chiều và truyền ngược lại bằng cáp đến các động cơ điện nối trực tiếp với các thiết bị liên quan Hệ thống điện – diezel có nhiều ưu điểm so với hệ thống truyền tải cơ năng. Hệ thống điện diezel loại trừ mọi chuyển đổi năng nề, phức tạp. Chính vì vậy các động cơ có thể đặt xa giàn khoan để giảm tiếng ồn cho công nhân làm việc trên sàn khoan. 1.2.2. Hệ thống truyền lực trung gian Là một tập hợp các cơ cấu truyền động như: côn, xích, bánh răng,...với mục đích truyền chuyển động từ các động cơ phát lực đến các bô phận làm việc của các thiết bị như tời khoan, bàn quay roto, máy bơm,.v.v.. Hệ truyền lực trung gian được thiết kế để phối hợp công suất của tất cả các động cơ phát lực, đồng thời cho phép các động cơ hoạt động riêng lẻ và nếu xảy ra tình trạng một trong những động cơ không làm việc thì cũng không làm ảnh hưởng tới sự hoạt động của sàn khoan. 1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP DẪN ĐỘNG 1.3.1. Các phương pháp dẫn động trong cơ khí a. Dẫn động bằng bộ truyền đai ❖ Giới thiệu chung về bộ truyền đai: Bộ truyền đai thường được dùng để tuyền chuyển động giữa hai trục song song và quay cùng chiều, trong một số trường hợp có thể truyền chuyển động giữa các trục song song quay ngược chiều – truyền động đai chéo, hoặc truyền giữa hai trục chéo nhau - truyền động đai nửa chéo Hình 1.1: Bộ truyền đai a) Bộ truyền đai thông thường b) Bộ truyền đai chéo và nửa chéo Bộ truyền đai thông thường gồm 4 bộ phận chính: Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 13
+ Bánh đai dẫn số 1, đường kính d1, được lắp trên trục I, quay với số vòng quay n1, công suất truyền động P1, mô men xoắn trên trục T1 + Bánh đai bị dẫn số 2, đường kính d2, được lắp trên trục II, quay với số vòng quay n2, công suất truyền động P2, mô men xoắn trên trục T2 + Dây đai 3, mắc vòng qua hai bánh đai + Bộ phận căng đai: tạo lực căng ban đầu 2F0 kéo căng 2 nhánh đai. Để tạo lực căng F0, có thể dùng trọng lượng của động cơ (Hình 1.2a), dùng vít đẩy (Hình 1.2b) hay dùng bánh căng đai. Nguyên lý làm việc của bộ truyền đai: dây đai mắc căng trên hai bánh đai, trên bề mặt tiếp xúc giữa dây đai và bánh đai có áp suất, có lực ma sát Fms. Lực ma sát cản trở chuyển động tương đối giữa dây đai và bánh đai. Khi đó bánh dẫn quay kéo dây đai chuyển động và dây đai lại kéo bánh bị dẫn quay. Như vậy chuyển động được truyền từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn nhờ lực ma sát giữa dây đai và bánh đai. Hình 1.2: Bộ phận căng đai ❖ Phân loại bộ truyền đai: Tùy theo hình dạng của dây đai, người ta chia ra thành các loại: - Đai dẹt, hay còn gọi đai phẳng. Tiết diện đai hình chữ nhật hẹp, bánh đai hình trụ tròn, đường sinh thẳng hoặc hình tang trống, bề mặt làm việc là mặt rộng của đai (Hình 1.3a) Kích thước b và h của tiết diện đai được tiêu chẩn hóa. Giá trị bề dầy h thường dùng là: 3, 5, 6, 7.5 mm. Giá trị chiều rộng b thường dùng là: 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100 mm. Vật liệu chế tạo đai dẹt là: da, sợi bông, sợi len, sợi tổng hợp, vải cao su. Trong đó đai vải sợi cao su được dùng rộng rãi nhất. - Đai thang, tiết diện đai hình thang, bánh đai có rãnh hình thang, thường dùng nhiều dây đai trog một bộ truyền (Hình 1.3b) Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 14
Vật liệu chế tạo đai thang là vải cao su. Gồm lớp sợi xếp hoặc sợ bện chịu kéo, lớp vải bọc quanh phía ngoài đai, lớp cao su chịu nén và tăng ma sát. Đai thang làm việc theo hai mặt bên. - Đai tròn, tiết diện đai hình tròn, bánh đai có rãnh hình trò chứa dây đai. Đai tròn thường dùng để truyền công suất cỡ nhỏ (Hình 1.3c) Hình 1.3: Bộ truyền đai dẹt, đai thang, đai tròn - Đai hình lược, là trường hợp đặc biệt của bộ truyền đai thang. Các đai được làm liền nhau như răng lược. Mỗi răng làm việc như một đai (Hình 1.4a). - Đai răng là một dạng biến thể của bộ truyền đai. Có hình dạng giống như thanh răng, bánh đai có răng gần giống bánh răng. Bộ truyền đai răng làm việc theo nguyên lý ăn khớp là chủ yếu, ma sát là phụ. Lực căng trên đai khá nhỏ (Hình 1.4b). Hình 1.4: Bộ truyền đai lược, đai răng ❖ Các thông số làm việc chủ yếu của bộ truyền đai: - Số vòng quay trên trục dẫn n1, số vòng quay trên trục bị dẫn n2; v/p. - Tỷ số truyền u; u = n1/n2. - Công suất trên trục dẫn P1, công suất trên trục bị dẫn P2; kW - Hiệu suất truyền động η; η = P1/P2 - Vận tốc dài bánh dẫn v1, vận tốc bánh bị dẫn v2, vận tốc dài của dây đai vđ; m/s - Lực căng ban đầu của nhánh đai F0; N Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 15
Ngoài ra thì còn các thông số hình học của bột truyền đai như: đường kính bánh đai dẫn d1; mm, bánh đai bị dẫn d2; mm, khoảng cách trục a; mm, chiều dài dây đai L; mm, số dây đai trong bộ truyền đai hình thang z, tiết diện của dây đai A; mm2, chiều rộng bánh đai B1, B2… b. Bộ truyền bánh răng ❖ Giới thiệu chung về bộ truyền bánh răng Bộ truyền bánh răng thường dùng để truyền chuyển động của 2 trục song song hoặc chéo nhau – bộ truyền bánh răng trụ, hoặc 2 trục cắt nhau – bộ truyền bánh răng nón. Bộ truyền bánh răng thường có 2 bộ phận chính: - Bánh răng dẫn 1, có đường kính d1, được lắp trên trục dẫn I, quay với số vòng quay n1, công suất truyền động P1, momen xoắn trên trục T1. - Bánh răng bị dẫn 2, có đường kính d2, được lắp trên trục bị dẫn II, quay với số vòng quay n2, công suất truyền động P2, momen xoắn trên trục T2. Trên bánh răng có các răng, khi truyền động các răng ăn khớp với nhau, tiếp xúc và đẩy nhau trên đường ăn khớp. Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng tóm tắt như sau: trục I quay với số vòng quay n1, thông qua mối ghép then làm cho bánh răng 1 quay. Răng của bánh răng 1 ăn khớp với răng của bánh răng 2, đẩy răng của bánh răng 2 chuyển động, làm bánh răng 2 quay, nhờ mối ghép then trục 2 quay với số vòng quay n2. a b Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 16
c Hình 1.4: a.Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, b. răng nghiêng và c. răng nón ❖ Phân loại bộ truyền bánh răng Tùy theo hình dạng bánh răng, phương răng và đoạn biên dạng răng, người ta có thể chia ra các loại bộ truyền bánh răng sau: - Bộ truyền bánh răng trụ: bánh răng là hình trụ tròn xoay, đường sinh thẳng, thường dùng để truyền chuyển động giữa 2 trục song song với nhau, quay ngược chiều nhau. Bộ truyền bánh răng trụ có 2 loại: + Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, phương của răng trùng với phương của đường sinh của mặt trụ. Sơ đồ biểu diễn bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng như (Hình 1.4a). + Bộ truyền bánh răng trụ nghiêng, phương của răng nghiêng so với phương của đường sinh hình trụ 1 góc β, sơ đồ biểu diễn bộ truyền bánh răng trụ nghiêng như (Hình 1.4b). - Bộ truyền bánh răng chữ V, bánh răng được tạo thành từ 2 bánh răng nghiêng có góc nghiêng như nhau, chiều nghiêng ngược chiều nhau, sơ đồ biểu diễn như (Hình 1.7) Hình 1.5: Bộ truyền bánh răng ăn khớp Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 17
Hình 1.6: Răng bánh răng - Bộ truyền bánh răng nón, còn được gọi là bộ truyền bánh răng côn, bánh răng có dạng hình nón cụt, thường dùng để truyền chuyển động cho 2 trục vuông góc với nhau. Bộ truyền bánh răng nón có các loại sau: + Bộ truyền bánh răng nón thẳng: đường sinh thẳng trùng với đường sinh của mặt nón chia. + Bộ truyền bánh răng nón nghiêng: đường sinh thẳng nằm nghiêng so với đường sinh của mặt nón chia. + Bộ truyền bánh răng nón cung tròn: đường răng là 1 cung tròn. - Bộ truyền bánh răng thân khai: biên dạng răng là 1 đoạn của đường thân khai của đường tròn. Đây là dạng được dùng phổ biến, đa số các cặp bánh răng trong thực tế thuộc loại này. Hình 1.7: Bộ truyền bánh răng hình chữ V Ngoài ra thì còn có 1 số loại bộ truyền bánh răng khác như: bộ truyền bánh răng Novikov, bộ truyền bánh răng Xicloit, bộ truyền bánh răng – thanh răng, bộ truyền bánh răng hành tinh, bộ truyền bánh răng ăn khớp trong… ❖ Các thông số làm việc của bộ truyền bánh răng: Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 18
Hình 1.8: Các thông số hình học cơ bản của bánh răng thân khai - Số vòng quay trên trục dẫn n1, số vòng quay trên trục bị dẫn n2; v/p - Tỷ số truyền u, u = n1/n2 = d2/d1 = z2/z1. Trong đó d1, z1 và d2, z2 lần lượt là đường kính đường tròn thân khai, số răng trên bánh dẫn và bánh bị dẫn. - Công suất trên trục dẫn và trục bị dẫn lần lượt là P1, P2; kW - Hiệu suất truyền động η, η = P2/P1 - Momen xoắn trên trục dẫn và trục bị dẫn T1, T2; Nmm - Vận tốc vòng của bánh dẫn, bánh bị dẫn v1, v2; m/s - Thời gian phục vụ của bộ truyền, còn gọi là tuổi thọ của bộ truyền tb; h c. Bộ truyền xích ❖ Giới thiệu chung về bộ truyền xích: Bộ truyền xích thường được dùng để truyền chuyển động cho 2 trục song song và cách xa nhau (Hình 1.9), hoặc truyền chuyển động từ 1 trục dẫn tới nhiều trục bị dẫn (Hình 1.10) Bài 1: Tổng quan về hệ thống phát lực Trang 19