Tham khảo luận văn - đề án 'luận văn: phân tích quy trình chế tạo chân vịt trong nước hiện nay', luận văn - báo cáo, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Luận văn: Phân tích quy trình chế tạo chân vịt trong nước hiện nay
- Luận văn
Phân tích quy trình chế tạo
chân vịt trong nước hiện
nay
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
CHƯƠNG I:
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN
Như chúng ta đã biết tàu thủy là công trình kỹ thuật phức tạp
bao gồm ba bộ phận chính là động cơ – vỏ tàu và chân vịt, trong
đó chân vịt là một bộ phận quan trọng làm nhiệm vụ chuyển công
suất động cơ thành lực đẩy để khắc phục sức cản vỏ tàu nhằm đẩy
tàu chuyển động. Do đó chân vịt có ảnh hưởng rất lớn đến mức độ
an toàn và hiệu quả khai thác của liên hợp nên vấn đề tính toán và
chế tạo chính xác chân vịt theo các thông số thiết kế đã tính có ý
nghĩa rất quan trọng nên đã và đang được nhiều nước trên thế giới
quan tâm nghiên cứu. Riêng ở các nước có ngành đóng tàu phát
triển, đa số các tàu đều thiết kế chuẩn hóa theo mẫu theo đó chân
vịt cũng được sản xuất hàng loạt theo những mẫu đã được thử
nghiệm trước nên thường tính toán và chế tạo chân vịt theo công
nghệ CAD/CAM trên các máy chuyên dụng.
Tuy nhiên, vì nhiều lý do về mặt công nghệ, giá thành và nhất là
do tính đơn lẻ trong sản xuất nên công nghệ chế tạo chân vịt hiện
đại này hầu như chưa được áp dụng ở nước ta hiện nay. Thực tế
nhận thấy, việc tính toán và thiết kế chân vịt tàu nói chung và tàu
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
đánh cá nói riêng ở nước ta hiện nay thường chỉ được thực hiện
theo những mẫu chân vịt có sẵn hoặc sử dụng những chân vịt lắp
sẵn theo máy và chế tạo chân vịt theo cách thủ công bằng công
nghệ đúc đơn chiếc trong khuôn gỗ hay khuôn cát và tiến hành gia
công trên máy công cụ thông thường.
Việc chế tạo chân vịt theo công nghệ này có các nhược điểm chính
như sau:
- Độ chính xác và độ nhám bề mặt chân vịt thường không đạt
yêu cầu, do đó phải qua giai đoạn gia công tinh và đánh bóng nên
mất nhiều thời gian, công sức, phụ thuộc tay nghề công nhân và
trong nhiều trường hợp chân vịt có thể không phù hợp chân vịt có
thể không phù hợp với tàu.
- Để chế tạo ra mỗi chân vịt, trước tiên phải cần chế tạo một
chân vịt mẫu và một khuôn đúc nên giá thành còn cao.
- Hạn chế việc chế tạo các mẫu chân vịt có đường kính lớn và
có yêu cầu độ chính xác cao như chân vịt của các tàu cao tốc, tàu
cánh ngầm v..v…
- Sau khi chế tạo, không thể sửa chữa được khi chân vịt không
phù hợp với tàu thiết kế
Từ những trình bày trên đây chúng tôi đề xuất thực hiện đề tài
“Phân tích quy trình chế tạo chân vịt trong nước hiện nay” với
mục tiêu khảo sát thực tế chế tạo chân vịt tại các cơ sở để phân
tích và đánh giá các ưu nhược điểm của quá trình chế tạo chân vịt
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
ở nước ta hiện nay và dựa trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp khả
thi để phần nào có thể khắc phục được các nhược điểm của công
nghệ chế tạo truyền thống như đã nêu.
1.2 GIỚI HẠN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.
Giới hạn nội dung: Hiện nay ở nước ta chủ yếu là cơ sở chế tạo
chân vịt cỡ nhỏ và áp dụng cho tàu cá
1.3 ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
CỦA CHÂN VỊT.
1.3.1 Đặc điểm hình học của chân vịt
Cánh chân vịt được hình thành từ mặt xoắn ốc có bước xoắn
không đổi hoặc thay đổi, do đó để tìm hiểu đặc điểm hình học cánh
chân vịt, cần tìm hiểu đặc điểm mặt xoắn ốc.
Đường xoắn ốc và mặt xoắn ốc.
- Đường xoắn ốc là quỹ tích của điểm A di chuyển dọc theo bề
mặt hình trụ bán kính r, thực hiện cùng lúc 2 chuyển động, chuyển
động tịnh tiến dọc trục hình trụ với tốc độ V và chuyển động quay
quanh trục hình trụ với tốc độ góc w (hình 1.1).
- Bước xoắn H là quãng đường điểm A chuyển động được sau
khi quay đúng một vòng.
- Duỗi thẳng đường xoắn ốc trên mặt phẳng thành tam giác
bước xoắn.
- Hai thông số đặc trưng cho đường xoắn ốc.
+ Bước xoắn H
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
H
+ Góc bước xoắn xác định theo công thức tg
2r
Hình 1.1
- Mặt xoắn ốc là mặt hình thành khi đoạn thẳng ab thực hiện
cùng lúc hai chuyển động, chuyển động dọc theo trục hình trụ bán
kính r với vận tốc chuyển động tịnh tiến là và chuyển động xoay
quanh trục hình trụ đó với vận tốc góc w không đổi (hình 1.2).
- Mặt cánh chân vịt là do hai mặt xoắn ốc có chung đường giao
nhau tạo nên (hình 1.3). Cánh chân vịt có hai cạnh (mép), cạnh đi
trước theo chiều quay chân vịt khi tàu chạy tới là cạnh dẫn, cạnh
còn lại là cạnh theo. Mặt cánh nằm về phía đi tới của tàu gọi là mặt
hút, mặt còn lại là mặt đẩy (hay mặt đạp).
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
b'
a'
H
b
r
a
Hình 1.2 Hình 1.3
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Cấu tạo chân vịt
Chương 2:
- Chân vịt có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính: củ chân vịt và cánh
chân vịt
+ Cấu tạo củ chân vịt:
Củ chân vịt là một khối côn trụ thường được đúc liền với cánh
có cấu tạo như
(hình 1.4). Ở giữa củ chân vịt có lỗ hình côn (hoặc ren) và xẻ rãnh
then dùng để lắp vào bề mặt côn của trục chân vịt bằng then.
Hình1.4: Cấu tạo củ chân vịt
Trên hình 1.4 1. Rãnh then.
2. Bề mặt côn trong củ chân vịt.
3. Gốc cánh chân vịt.
4. l: Chiều dài củ chân vịt.
5. do là đường kính trung bình của chân vịt.
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
+ Cánh chân vịt:
- Căn cứ vào đường bao mà người ta phân loại chân vịt có 2
dạng cánh khác nhau. Trên hình 1.5 biểu diễn 4 dạng cánh thường
được sử dụng:
Cánh chân vịt hẹp đối xứng (hình 1.5a)
Cánh chân vịt hẹp không đối xứng (hình 1.5b).
Cánh chân vịt rộng đối xứng (hình 1.5c).
Cánh chân vịt rộng không đối xứng (hình 1.5d).
Hình 1.5: Các dạng cánh chân vịt
c. Prôfin cánh
- Prôfin cánh là tiết diện của cánh chân vịt bị cắt bởi một mặt
trụ đồng trục với trục chân vịt.
- Chiều dày prôfin cánh chính là chiều dày của tiết diện tại bán
kính đã cho.
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
- Prôfin cánh chân vịt được chế tạo dựa trên 3 dạng phổ biến,
được biểu diễn như trên hình ( hình 1.6)
Prôfin hình bán nguyệt (hình 1.6a).
Prôfin dạng cánh máy bay (hình 1.6b).
Prôfin dạng đặc biệt (hình 1.6c).
Hình 1.6: Các dạng profin cánh chân vị
Cấu tạo đầy đủ cánh chân vịt được thể hiện trên (hình 1.7)
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Hình 1.7: Cấu tạo chân vịt
Trong đó:
- Q là chiều quay của chân vịt.
- T là chiều tiến của tàu.
1. Lõi chân vịt. 6. Mặt đạp nước
2. Lỗ côn lắp trục chân vịt. 7. Mặt hút.
3. Rãnh then. 8. Đỉnh cánh.
4. Cánh chân vịt. 9. Cạnh dẫn.
5. Mặt cắt cánh (profin cánh). 10. Cạnh theo.
1.3.1.2 Các thông số đặc trưng của chân vịt.
Một chân vịt được đặc trưng bởi các thông số sau:
- Kiểu loại chân vịt: Định bước hay biến bước.
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
- Số cánh chân vịt: Z.
- Đường kính chân vịt: D = 2R.
- Đường kính trung bình củ chân vịt: Do.
- Tỷ số bước xoắn: H/D.
- Tỷ số mặt đĩa: .
- Độ nghiêng của cánh chân vịt: mr (và góc r).
- Chiều quay của chân vịt.
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Nguyên lý làm việc của
Chương 3:
chân vịt
- Cánh chân vịt làm việc theo nguyên lý cánh chịu tải, thực hiện
cùng lúc 2 chuyển động chuyển động theo tàu với tốc độ tịnh
tiến Vp và chuyển động quay với tốc độ quay n.
- Do đó khi xét phân tố cánh ở bán kính r và xem chân vịt đứng
yên, theo nguyên tắc chuyển động tương đối sẽ thấy các dòng
chất lỏng chạy đến phân tố cánh như sau.
- Dòng chất lỏng chạy với vận tốc Vp do chân vịt chuyển động
tịnh tiến cùng với tàu
- Dòng chất lỏng chạy ngược chiều quay chân vịt do chuyển
động quay của chân vịt với vận tốc vòng là = 2rn (n - tốc độ
quay của chân vịt trong 1 giây)
Hình 1.2
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
- Các dòng chất lỏng phụ
+ Dòng chất lỏng tốc độ V bị đẩy lùi ra sau khi chân vịt
hoạt động
+ Dòng chất lỏng tốc độ bị cuốn theo chuyển động
quay của chân vịt Vận tốc tổng hợp W của dòng chất lỏng
nghiêng phân tố cánh góc (góc tiến)
- Do phân tố cánh chân vịt đặt nghiêng với phương dòng chất
lỏng chạy đến góc nên trên phân tố xuất hiện lực nâng dY
vuông góc vận tốc W và lực cản dX song song vận tốc W.
- Chiếu các lực này lên hai phương vuông góc Lực đẩy
dP = dPY – dPx
Lực cản dQ = dQY – dQx
Hình 1.3
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Xét trên toàn bộ chân vịt sẽ nhận được lực đẩy P và mômen
cản M như sau:
R R
P = z dP M = z rdQ
ro ro
Trong đó:
z - số cánh chân vịt.
ro – bán kính đo ở gốc cánh chân vịt.
R – bán kính đo ở đỉnh cánh chân vịt.
- Trong nghiên cứu thực nghiệm mô hình chân vịt ở bể thử
thường tính lực đẩy P và mômen cản M theo hệ số lực đẩy K1
và hệ số mômen K2 như sau:
P
- Hệ số lực đẩy: K1 =
n 2 D 4
M
- Hệ số mômen: K2 =
n 2 D 5
Trong đó:
D – đường kính chân vịt (m).
n – tốc độ quay của chân vịt trong 1 giây (s-1).
– khối lượng riêng chất lỏng
1.4 THỰC TRẠNG CÔNG TÁC CHẾ TẠO CHÂN VỊT
TRONG NƯỚC HIỆN NAY.
1.4.1 Các cơ sở chế tạo chân vịt trong nước.
- Hiện nay các cơ sở chế tạo chân vịt ở nước ta còn ít. Phần lớn
các cơ sở chế tạo chân vịt đều tập trung tại thành phố Hồ Chí
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Minh, Biên Hòa. Các cơ sở của nhà nước chế tạo chân vịt như
Công Ty Đóng Sửa Nhà Bè, Nhà Máy Liên Hợp Ba Son, Nhà Máy
Đóng Tàu Sài Gòn, Xí Nghiệp Cơ Khí Thủy Sản 3.
- Ở miền Bắc và miền Trung: việc chế tạo chân vịt được chế tạo
ở các cơ sở sửa chữa và đóng mới tàu thuyền như nhà máy đóng
tàu Bạch Đằng, nhà máy đóng tàu Sông Lô, nhà máy đóng tàu Hạ
Long… Ngoài ra việc chế tạo chân vịt còn được thực hiện ở các cơ
sở đúc tư nhân thường được tập trung ở những nơi có cảng, hay
ven các vùng khai thác thủy sản.
1.4.2 Quy mô sản xuất chân vịt trong nước.
Do tàu thuyền ở nước ta hiện nay chủ yếu là tàu cỡ nhỏ, dùng để
khai thác thủy hải sản ven bờ, mặc dù chủ trương của nhà nước
đang khuyến khích nhân dân đóng các tàu đánh cá cỡ lớn dùng để
đánh bắt xa bờ nhưng số lượng chưa nhiều. Vì vậy qui mô sản xuất
chân vịt cũng phụ thuộc tình trạng này. Đối với các chân vịt có
đường kính nhỏ (D 1000 mm) có qui mô sản xuất đơn chiếc và được sản
xuất theo đơn đặt hàng.
Trước những khó khăn về tài liệu, điều kiện nghiên cứu, cơ sở
vật chất,… nên công tác chế tạo chân vịt ở nước ta còn chưa được
chú trọng và thực hiện đồng bộ. Đa số tàu đóng mới chưa thực
hiện vấn đề thiết kế và chế tạo chân vịt, hầu hết lắp các máy có
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
kèm theo chân vịt, hoặc lắp chân vịt theo kinh nghiệm dựa trên
mẫu có sẵn của các cơ sở đóng tàu.
Các cơ sở sản xuất tư nhân có quy mô sản xuất nhỏ thường chỉ
thực hiện một công đoạn trong qua trình chế tạo, việc thiết kế tạo
mẫu do khách hàng đảm nhiệm hoặc được thực hiện ở các cơ sở
nhà nước đủ chức năng thiết kế.
Các cơ sở của nhà nước chế tạo chân vịt như Công Ty Đóng Sửa
Nhà Bè, Nhà Máy Liên Hợp Ba Son, Nhà Máy Đóng Tàu Sài Gòn,
Xí Nghiệp Cơ Khí Thủy Sản 3. Ở các cơ sở này được trang bị đầy
đủ các trang thiết bị phục vụ cho công việc thiết kế cũng như chế
tạo chân vịt nên có thể đảm nhận tất cả các công đoạn trong quá
trình sản xuất chân vịt thành phẩm. Từ khâu thiết kế đến khâu đúc
và gia công cơ, kiểm tra, cân bằng để cho ra sản phẩm chân vịt
hoàn chỉnh. Sản phẩm của các cơ sở này sản xuất có bán trên thị
trường ở các tỉnh ven biển.
Mặt khác chất lượng sản phẩm còn phụ thuộc vào tay nghề,
công nghệ đúc dựa theo kinh nghiệm từ mẫu chân vịt ở dân gian.
Từ các nguyên nhân trên nên chân vịt đúc ra chưa thật tốt, các
thông số chưa thật chính xác. Do đó chưa tận dụng tốt nhất sự phù
hợp giữa máy- thân tàu- chân vịt, có thể là chân vịt phù hợp với
máy nhưng có thể chưa thật phù hợp với đường hình của thân tàu.
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
CHƯƠNG 4
QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHÂN VỊT
TRONG NƯỚC HIỆN NAY
Kết quả khảo sát thực tế tại cơ sở chế tạo chân vịt trong nước
hiện nay có thể tóm tắt quy trình chế tạo chân vịt dưới dạng sơ đồ
như hình 2.1
Lập nhà xưởng
Lò nồi nấu vật liệu
Chuẩn bị cơ sở cho
việc chế tạo
Dụng cụ đúc
Vật liệu đúc
Lập bản vẽ thiết kế
đuucs
Tạo mẫu chân vịt đúc
Chế tạo mẫu đúc
Làm khuôn đúc
Tiến hành đúc chân vịt Nấu và rót vật liệu
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Phá khuôn và làm sạch vật đúc
Gia Cạo xỉ hàn đắp
công
Gia công củ chân vịt
cơ
khí
Gia công chân
Mài cánh chân vịt
vịt sau khi đúc
Đánh bóng bề mặt
Gia công nhiệt: ram vật liệu
Kiểm tra các thông số: , H/D
Hoàn thiện sản phẩm
Kiểm tra tính cân bằng của chân vịt
Đóng mác chế tạo và ngày sản xuất
Hình 2.1: Quy trình chế tạo chân vịt
2.1 CHUẨN BỊ CƠ SỞ ĐÚC
Việc chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất có vai trò rất quan trọng
trong quy trình đúc. Khi ta có chuẩn bị đầy đủ các cơ sở vật chất,
thiết bị thì mới thực hiện tốt được các bước tiếp theo trong quy
trình.
2.1.1 Nhà xưởng đúc
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Quá trình sản xuất đúc trải qua nhiều công đoạn và phải được ở
một xưởng đúc, do đó nhà xưởng đúc phải phân thành nhiều khu
vực như: phân xưởng mẫu và kho dụng cụ, kho vật liệu làm khuôn,
kho nguyên liệu, khu vực nấu luyện kim loại, khu vực đúc, hồ
nước dùng cho việc sàng lọc hỗn hợp tạo cát làm khuôn, làm nguội
vật đúc và dùng để chữa cháy,…
Nhà xưởng đúc phải bảo đảm các yêu cầu sau:
- Nhà xưởng đúc phải trang bị quạt, hệ thống thông gió, đèn
chiếu sáng.
- Lối đi phải bảo đảm cho việc đi lại dễ dàng giữa hai hàng khuôn
trong khi di chuyển bằng tay, cụ thể là lối đi chung của xưởng phải
rộng trên 2m, lối đi giữa hai hàng khuôn đúc phải rộng trên 1m20
- Nền xưởng phải bằng phẳng, khô ráo.
- Kiến trúc của xưởng không được dùng cấu kiện gỗ và không
được bố chất dễ cháy trong nhà xưởng
- Giữa lò nấu và thùng chứa phải ngăn bằng vật liệu chống cháy.
2.1.2 Lò nồi nấu vật liệu.
Hợp kim đồng có thể nấu bằng lò nồi, lò ngọn lửa, lò hồ quang
và lò cảm ứng. Nấu bằng lò nồi và lò ngọn lửa có nhược điểm tiêu
tốn nhiên liệu nhiều và tỉ lệ cháy hao mòn kim loại cao. Tốt nhất là
nấu bằng lò điện hồ quang hoặc lò cảm ứng.
Ở các cơ sở chế tạo chân vịt hiện nay thường được trang bị lò
nấu theo kiểu lò nồi đốt bằng dầu và khí.
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Hình 2.2: Lò nồi đốt cháy bằng dầu và khí
Cấu tạo của lò được trình bày trên hình 2.2, gồm lớp vỏ thép
bao bên ngoài lớp gạch chịu lửa, giữa lò đặt nồi nấu, hạn chế khí
cháy tiếp xúc với kim loại lỏng người ta dùng nắp đậy.
Hệ thống cung cấp hỗn hợp khí cháy: hỗn hợp khí cháy được sử
dụng là hỗn hợp dầu cặn và không khí. Dầu cặn thường được chứa
trong két và lò có đặt tấm chống cháy (cách nhiệt). Nhiên liệu
được dẫn đến lò qua hệ thống ống và van không khí được cung cấp
từ miệng ra cửa quạt gió, thường sử dụng quạt ly tâm được thổi
vào buồng trộn hỗn hợp bằng ống dẫn cao su. Tại buồng trộn hỗn
hợp, trước khi dẫn hỗn hợp khí cháy vào lò để đốt, dòng khí do
quạt gió tạo ra có áp lực lớn sẽ tới các hạt dầu tạo nên một hỗn hợp
dễ cháy được đưa vào lò đốt.
2.1.3 Vật liệu đúc
2.1.3.1 Các vật liệu được sử dụng để chế tạo chân vịt theo lý
thuyết.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
