Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu hoạt động và xây dựng một mô hình simulink cho hệ thống truyền động thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu hoạt động và xây dựng một mô hình simulink cho hệ thống truyền động thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn" được hoàn thành với mục tiêu nhằm nghiên cứu chi tiết về nguyên lý hoạt động, vận hành của các bộ phận trong hệ thốn tời neo công nghệ, về các sự cố có thể sảy ra trong quá trình vận hành, nghiên cứu về các ứng dụng, các đề xuất có thể để hệ thống làm việc an toàn, hiệu quả hơn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu hoạt động và xây dựng một mô hình simulink cho hệ thống truyền động thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HCM _____________________ HOÀNG VĂN KHA NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG MỘT MÔ HÌNH SIMULINK CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TỜI NEO CÔNG NGHỆ TÀU CÔN SƠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP.HCM, tháng 6 năm 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HCM _____________________ HOÀNG VĂN KHA NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG MỘT MÔ HÌNH SIMULINK CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TỜI NEO CÔNG NGHỆ TÀU CÔN SƠN CHUYÊN NGÀNH: KHAI THÁC BẢO TRÌ TÀU THỦY MÃ SỐ: 8520116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. BÙI HỒNG DƯƠNG TP.HCM, tháng 6 năm 2018
LUẬN VĂN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. BÙI HỒNG DƯƠNG Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS. TS. PHAN VĂN QUÂN Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. NGÔ DUY NAM Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Tp. HCM ngày 22 tháng 06 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. TS. Lê Văn Vang Chủ tịch Hội đồng 2. PGS, TS. Phan Văn Quân Ủy viên phản biện 1 3. TS. Ngô Duy Nam Ủy viên phản biện 2 4. TS. Nguyễn Sơn Trà Ủy viên 5. TS. Nguyễn Duy Trinh Ủy viên thư kí Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa. CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÁY TÀU THỦY TS. LÊ VĂN VANG TS. LÊ VĂN VANG
I LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Máy tàu thủy Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP. HCM, đặc biệt xin chân thành cảm ơn thầy TS. Bùi Hồng Dương đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Xin cảm ơn tới bạn bè và gia đình đã chia sẻ, giúp đỡ động viên trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Mặc dù đã cố gắng hết sức thực hiện đề tài trong phạm vì và khả năng cho phép để đạt kết quả tốt nhất nhưng chắc chắn rằng không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong sự thông cảm và đóng góp ý kiến quý báu của quý thầy cô và bạn bè. Tác giả Ks. Hoàng văn Kha
II LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan Luận văn này là công trình khoa học do em thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Bùi Hồng Dương. Ngoài các nội dung tham khảo trong tài liệu đã được liệt kê trong phần tài liệu tham khảo, Luận văn này không hề sao chép nội dung của bất kỳ công trình khoa học nào tương tự. Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về những lời cam đoan của mình. Tác giả Ks. Hoàng văn Kha
III MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... 1 LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. 2 MỤC LỤC............................................................................................................. 3 DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................... 8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .............................................................................. 9 MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................3 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ....................................3 4. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................3 5. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................4 5.1. Phương pháp thu thập thông tin ............................................................4 5.2 Phương pháp phân tích, tổng hợp ..........................................................5 5.3 Phương pháp tham vấn ý kiến chuyên gia .............................................6 CHƯƠNG 1. : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC TỜI NEO CÔNG NGHỆ TÀU CÔN SƠN ............................................................................. 7 1.1 Cơ sở lý thuyết thủy lực. .....................................................................7 1.1.1 Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của hệ thống truyền động thủy lực.......................................................................................................7 1.1.2 Những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực. ......................................................................................................7
IV 1.1.3 Định luật của chất lỏng. ................................................................8 1.1.4 Các dạng năng lượng ..................................................................11 1.1.5 Tổn thất trong hệ thống truyền động bằng thủy lực ...................13 1.1.6 Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thủy lưc ....................................15 1.2 Giới thiệu chung hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn. ... ...........................................................................................................17 1.2.1 Cơ cấu tạo năng lượng. ...............................................................17 1.2.2 Phần tử điều khiển ......................................................................18 1.2.3 Cơ cấu chấp hành........................................................................18 1.3 Phân tích chức năng của các phần tử trong hệ thống để đánh giá ứng dụng tương ứng của cơ sở lý thuyết trong thực tế truyền động thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn. ........................................................................................19 1.3.1 Chức năng của bơm chính A4VG 90 EP4 D T1/32R-NSF02 F00 1S P ....................................................................................................19 1.3.2 Chức năng của bơm pilot:...........................................................20 1.3.3 Chức năng của van an toàn và van giảm áp ...............................20 1.3.4 Chức năng của van điều khiển tốc độ nhanh – chậm: ................20 1.3.5 Chức năng của van điều khiển phanh tang tời chính (21a) ........21 1.3.6 Chức năng của van điều khiển phanh thả neo 21 và 22b ...........21 1.3.7 Chức năng của van điều khiển đóng mở ly hợp 22a ..................21 1.3.8 Động cơ thủy lực hình sao (7 piston) .........................................22 1.3.9 Phanh tang tời chính ...................................................................22 1.3.10 Phanh làm neo ..........................................................................22 1.3.11 Ly hợp .......................................................................................22
V CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC TỜI NEO CÔNG NGHỆ TÀU CÔN SƠN .................................................................... 24 2.1 Phân tích chi tiết các chức năng hoạt động của hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn...................................................................................24 2.1.1 Két nhớt chứa..............................................................................24 2.1.2 Cảm biến báo mức ......................................................................24 2.1.3 Phin lọc trước bơm và sau khi kết thúc 1 hành trình làm việc ...24 2.1.4 Bơm thủy lực chính ....................................................................24 2.1.5 Bơm thủy lực pilot ......................................................................26 2.1.6 Sinh hàn nhớt và sinh hàn nước ngọt .........................................27 2.1.7 Van điều khiển tốc độ của tang tời .............................................28 2.1.8 Phanh tời chính ...........................................................................29 2.1.9 Phanh làm neo (drag brake) ........................................................29 2.1.10 Ly hợp thủy lực.........................................................................30 2.1.11 Bình tích năng thủy lực ............................................................31 2.1.12 Động cơ thủy lực hình sao ........................................................32 2.2 Kiểm tra, ghi nhận chức năng và hoạt động các phần tử của hệ thống tời neo thủy lực tàu Côn Sơn.................................................................................33 2.2.1 Két nhớt chứa..............................................................................33 2.2.2 Cảm biến báo mức ......................................................................33 2.2.3 Phin lọc .......................................................................................33 2.2.4 Bơm thủy lực chính ....................................................................33 2.2.5 Bơm thủy lực pilot ......................................................................34 2.2.6 Sinh hàn nước nhớt và sinh hàn nước ngọt ................................34
VI 2.2.7 Van điều khiển tốc độ của tang tời .............................................34 2.2.8 Phanh tời chính ...........................................................................35 2.2.9 Phanh làm neo (drag brake) ........................................................35 2.2.10 Ly hợp thủy lực.........................................................................36 2.2.11 Bình tích năng thủy lực ............................................................36 2.2.12 Động cơ thủy lực hình sao ........................................................36 2.3 Các qui trình điều khiển và vận hành của hệ thống tời neo công nghệ tàu Côn Sơn. ..........................................................................................................37 2.3.1 Trước khi vận hành. ....................................................................37 2.3.2 Vận hành tời neo. ........................................................................38 2.3.3 Sau khi vận hành.........................................................................40 2.4 Các lưu ý khi vận hành khai thác hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu côn sơn ...........................................................................................................41 2.5 Qui trình vận hành khi có sự cố. .......................................................44 2.6 Các sự cố có thể xảy ra, nguyên nhân và cách khắc phục cho hệ thống khi khai thác và vận hành. ...........................................................................49 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG MỘT MÔ HÌNH SIMULINK CHO MỘT HỆ THỐNG THỦY LỰC CƠ BẢN .................................................................................... 52 3.1 Nghiên cứu xây dựng một mô hình mô phỏng MATLAB – SIMULINK cho hệ thống truyền động thủy lực chính của hệ tời neo công nghệ tàu Côn Sơn. ..........................................................................................................52 3.1.1 Giới thiệu chung về Matlab. .......................................................52 3.1.2 Các khối cơ bản trong Simulink của Matlab ..............................53 3.1.3 Khởi động Simulink ...................................................................53
VII 3.1.4 Các khối sử dụng trong mô hình MATLAB – SIMULINK cho hệ thống truyền động thủy lực chính của hệ tời neo công nghệ tàu Côn Sơn .......54 3.2 Đánh giá kết quả hoạt động của mô hình mô phỏng so với thực tế ..56 3.2.1 Hoạt động của mô hình mô phỏng hệ thống thủy lực có bơm giữ áp suất không đổi ..............................................................................................56 3.2.2 Hệ thủy lực công suất có bơm đảo chiều cấp chất lỏng .............59 3.2.3 Đánh giá hiệu suất thể tích của bơm và động cơ đến khả năng công tác của hệ thống thủy lực tàu Côn Sơn .....................................................65 3.2.4 Kết quả hoạt động của mô hình mô phỏng so với thực tế ..........68 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ................................................................................ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 71
VIII DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1. Vị trí và tần suất bôi mỡ bò. ..........................................................42 Bảng 2-2. Các sự cố thường gặp ...................................................................45 Bảng 2-3. Sự căn rỗ của bơm.........................................................................49 Bảng 2-4. Sự cố lưu thông khí của chất lỏng thủy lực ...................................49 Bảng 2-5. Các sự cố của các cơ cấu khác .....................................................50 Bảng 3-1 Các khối phần tử chính trong mô hình...........................................54
IX DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1. Áp suất thủy tĩnh. .............................................................................8 Hình 1-2. Dòng chảy liên tục ...........................................................................9 Hình 1-3. Phương trình Bernulli ....................................................................10 Hình 1-4. Sơ đồ mạch thủy lực chuyển động tịnh tiến. ..................................11 Hình 1-5. Sơ đồ mạch thủy lực chuyển động quay ........................................13 Hình 1-6. Hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn ........................17 Hình 2-1. Sơ đồ nguyên lý làm việc của bơm thủy lực chính A4VG90EP .....25 Hình 2-2. Mặt cắt của bơm chính A4VG90EP...............................................26 Hình 2-3. Bơm thủy lực pilot 11kW ...............................................................26 Hình 2-4. Sinh hàn nhớt và sinh hàn nước ngọt ............................................27 Hình 2-5. Van điều khiển tốc độ quay của tang tời .......................................28 Hình 2-6. Phanh tang tời chính ....................................................................29 Hình 2-7. Phanh làm neo ...............................................................................29 Hình 2-8. Ly hợp thủy lực ..............................................................................30 Hình 2-9. Bình tích năng thủy lực ..................................................................31 Hình 2-10. Động cơ thủy lực hình sao HMC-HPC 270-325 .........................32 Hình 3-1. Thư viện Simulink trong Matlab ...................................................54 Hình 3-2. Hệ thủy lực có bơm giữ áp suất không đổi ....................................56 Hình 3-3. Sơ đồ thể hiện áp lực, mô-men, lưu lượng.....................................57 Hình 3-4. Hệ thủy lực công suất có bơm đảo chiều cấp chất lỏng ................59 Hình 3-5. Nguyên lý hoạt động của van ngược .............................................60 Hình 3-6. Tốc độ quay động cơ và tải...........................................................62
X Hình 3-7. Biến thiên áp suất tại nhiều vị trí khác nhau trong hệ thống ........63 Hình 3-8. Độ chênh áp suất giữa cửa P so với cửa T của bơm .....................65 Hình 3-9. Đánh giá hiệu suất thể tích bơm và động cơ đến hệ thống ...........65 Hình 3-10. Tín hiệu đặt tốc độ động cơ .........................................................66 Hình 3-11. Momen của động cơ/Tải theo thời gian .......................................66 Hình 3-12. Sự thay đổi độ chênh lệch áp suất tại cửa đẩy của bơm so với cửa hút dP = P_P – P_T (bar) .........................................................................................67 Hình 3-13. Sự biến thiên tốc độ quay của động cơ trong các trường hợp so sánh ...........................................................................................................................67 Hình 3-14. Lưu lượng dầu tại cửa đẩy của bơm............................................68
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trên một con tàu, có rất nhiều hệ thống cũng như trang thiết bị máy móc. Để giúp cho con tàu hoạt động và làm việc hiệu quả thì ngoài vấn đề tay nghề vận hành các trang thiết bị máy móc, chúng ta còn dựa vào chất lượng làm việc của các thiết bị máy. Trong trang thiết bị hệ thống động lực cho tàu thủy có thể phân ra đặc thù làm việc của con tàu mà nó được trang bị sao cho phù hợp. Với một con tàu chở hàng, cần trang bị hệ thống liên quan nhiều tới việc vận hành chuyên chở hàng, hầm hàng, các thiết bị nâng hạ hàng… Với một con tàu quân sự thì các trang thiết bị hệ thống tập trung nhiều cho vấn đề tốc độ, độ cơ động trong di chuyển và các thiết bị phục vụ vận hành khí tài trên con tàu…. Với một con tàu khách, vấn đề quan tâm trong trang thiết bị hệ thống động lực là về tốc độ và an toàn sinh mạng con người…. vv. Đối với tàu công trình, thông thường sẽ có các trang thiết bị máy móc phục vụ cho việc làm công trình ngoài biển, ngoài các thiết bị nâng hạ hàng để xây dựng các công trình biển thì quan trọng hơn là các hệ thống tời neo công nghệ phải hoạt động tốt, giúp tàu bám giữ ổn định tại vị trí làm việc, dao động nhỏ sẽ làm cần cẩu làm việc càng ổn định và hiệu quả hơn. Trong quá trình làm việc ngoài biển, cần cẩu tàu sẽ phải chịu tải trọng động, dao động tải cộng với sóng gió ngoài biển có thể gây xung lực, cộng hưởng lực lên tải cáp cần, lên tải cáp cẩu. Mức độ an toàn trên các tàu công trình biển phụ thuộc trực tiếp vào sóng gió và hệ thống tời neo công nghệ trên tàu. Môi trường biển là một môi trường làm việc có nhiều yếu tố rủi ro cao, có nhiều yếu tố sóng gió bất thường mà không được cảnh báo trước. Khi tàu đang hoạt động và làm việc, khi có hiện tượng xấu về thời tiết đột ngột, thì hệ thống tời neo công nghệ phải làm việc tốt nhất trong thời gian ngắn nhất để đưa con tàu ra xa khu vực công trình (có thể là một giàn khoan cố định, giàn khoan thăm dò, tàu chứa dầu,
2 các cầu cảng đang trong giai đoạn thi công xây dựng, các tàu chứa dầu, tàu chở vật tư xây dựng công trình biển…..vv). Những lúc thời tiết xấu đột ngột như thế, hệ thống tời neo công nghệ có tầm quan trọng rất cao, vì vậy tác giả đã chọn đề tài: NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG MỘT MÔ HÌNH SIMULINK CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TỜI NEO CÔNG NGHỆ TÀU CÔN SƠN để nghiên cứu. Trong thực tế làm việc và khai thác hệ thống tời neo thủy lực trên tàu Côn Sơn tác giả thấy: Côn Sơn là một con tàu được cải tiến từ một sà-lan đóng mới vào năm 1969, sau khi cải tiến thì tàu Côn Sơn làm việc với chức năng rải ống ngầm cho các công trình biển trên mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng của Xí Nghiệp liên doanh Việt – Nga Vietsovpetro. Thời gian đầu tàu được lắp đặt bốn máy Diesel Detroit …. Tại bốn buồng máy tời neo công nghệ nằm ở bốn góc tàu. Các máy Diesel này được thông qua ly hợp, hộp số, bánh xích, tang trống chính để thu cáp và thả cáp đường kính 42 cm, và giúp con tàu đứng cố định, hoặc di chuyển theo ý muốn khi cần thiết. Do máy diesel tạo tiếng ồn rất lớn, sinh ra lượng khí thải động hại nhiều, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của người thủy thủ vận hành tời neo công nghệ. Nên năm 2012 Xí nghiệp Liên doanh Việt – Nga Vietsovpetro đã quyết định cho thay bốn cụm tời neo công nghệ Diesel bằng bốn cụm tời neo công nghệ thủy lực do hãng Cargotech thiết kế và cung cấp. Hệ thống tời neo công nghệ thủy lực có ưu điểm là ít ồn, ít tổn thất về nhiên liệu khai thác ban đầu, bảo dưỡng đơn giản….vv. Nhưng tàu Côn Sơn đã cũ, các cơ cấu dầm sườn ngay từ ban đầu không thiết phù hợp với một hệ thống tời neo công nghệ thủy lực, nên trong quá trình vận hành và khai thác, có sự không ổn định về cụm tời, rung lắc nhiều, dẫn đến hiện tượng lỏng các đầu nối ống thủy lực, hoặc gây lên gãy các ống cứng, gãy các ống ngay tại đầu mặt côn, hoặc gãy các đoạn ống ngay đoạn uốn hoặc đoạn có lực chịu kém. Tình trạng này dẫn đến hiện tượng mất dầu đột ngột, gây lên sự tốn kém về kinh tế, sự mất an toàn khi tàu đang nằm cạnh các công trình biển mà có thời tiết xấu sảy ra đột ngột.
3 Tác giả nghiên cứu đề tài nhằm xây dựng một mô hình SIMULINK cho hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn nói riêng và hệ thống thủy lực nói riêng một mô hình có thể chuẩn đoán được các sự cố, rò lọt dầu có nguy cơ sảy ra. Giúp người trực tiếp vận hành có thể kiểm soát được hệ thống, sửa chữa hoặc bảo dưỡng các chi tiết máy tời neo thủy lực một cách tốt nhất để con tàu hoạt động an toàn, hiệu quả. 2. Mục tiêu nghiên cứu Khi nghiên cứu đề tài này, tác giả nghiên cứu chi tiết về nguyên lý hoạt động, vận hành của các bộ phận trong hệ thốn tời neo công nghệ, về các sự cố có thể sảy ra trong quá trình vận hành, nghiên cứu về các ứng dụng, các đề xuất có thể để hệ thống làm việc an toàn, hiệu quả hơn. 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Các chi tiết cụ thể về hệ thống tời neo thủy lực công nghệ tàu Côn sơn như cơ cấu chấp hành, cơ cấu điều khiển, cơ cấu tạo năng lượng…. vv Phạm vi nghiên cứu: Trong hệ thống tời neo công nghệ tàu Côn Sơn, từ đó mở rộng xây dựng một mô hình SIMULINK cho một hệ thống thủy lực. 4. Nội dung nghiên cứu Luận văn gồm 1 phần Mở Đầu cho luận văn và 3 chương chính: Mở đầu. Phần này tác giả đã nêu được tính cấp thiết của đề tài, đối tượng, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, qua đó tác giả đã chọn các phương pháp nghiên cứu tối ưu nhất. Từ sản phẩm của đề tài đã đáp ứng được ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. - Ý nghĩa khoa học: Với kết quả nghiên cứu về lý thuyết của luận văn sẽ tạo điều kiện thuận lợi để xây dựng một mô hình SIMULINK cho hệ thống thủy lực cơ bản.
4 - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu và mô hình SIMULINK sẽ được ứng dụng trực tiếp cho hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn nói riêng và một hệ thống thủy lực cơ bản nói chung. Chương 1: Giới thiệu chung về hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn. Trong Chương này tác giả đã đưa ra được cơ sở lý thuyết chung về hệ thống thủy lực, trình bày về cấu tạo chung của hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn, phân tích chức năng của các phần tử trong hệ thống nhằm đánh giá các ứng dụng tương ứng của cơ sở lý thuyết truyền động thủy lực trong thực tế hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn. Chương 2: Phân tích hoạt động của hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn. Trong chương này tác giả đã phân tích chi tiết chức năng hoạt động của hệ thống thủy lực, kiểm tra ghi nhận chức năng và hoạt động các phần tử trong hệ thống, các quy trình điều khiển và vận hành của hệ thống, các lưu ý khi khai thác, lưu ý khi vận hành sự cố, cũng như nêu ra được các sự cố có thể sảy ra, nguyên nhân và cách khắc phục cho hệ thống khi khai thác và vận hành. Chương 3: Xây dựng một mô hình SIMULINK cho hệ thống thủy lực cơ bản. Trong chương này tác giả đã đưa ra được một mô hình mô phỏng bằng phần mềm đồ họa MATLAB – SIMULINK cho hệ thống truyền động thủy lực chính của hệ thống tời neo công nghệ tàu Côn Sơn, qua đó đánh giá kết quả hoạt động của mô hình mô phỏng so với thực tế. 5. Phương pháp nghiên cứu 5.1. Phương pháp thu thập thông tin Trong quá trình làm việc và trực tiếp vận hành hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn, em đã và vẫn đang tiếp tục dùng phương pháp thu thập
5 thông tin phục vụ trau dồi thêm kiến thức về hệ thống này, phương pháp này về cơ bản em đã sử dụng các phương pháp thu thập thông tin sau: - Quan sát: trong quá trình làm việc trên tàu, em thường xuyên quan sát sự hoạt động của hệ thống ở các chế độ làm việc thu – thả neo công nghệ, quan sát trong quá trình sửa chữa, trong quá trình bảo dưỡng định kỳ theo hướng dẫn của nhà sản suất. - Vận hành thực tế: Khi các chi tiết có sự cố hoặc hỏng hóc, em trực tiếp cùng với các thuyền viên tổ máy bắt tay vào sửa chữa, phương pháp làm việc thực tế này cũng cho em được nhiều thông tin bổ ích nhằm phục vụ cho đề tài này. - Tài liệu được cung cấp đi kèm: Khi lắp đặt hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn, em đã được cung cấp các tài liệu liên quan, như tài liệu hướng dẫn sử dụng vận hành hệ thống, tài liệu cấu tạo và sơ đồ nguyên lý hoạt động, sơ đồ lắp ráp của các chi tiết trong hệ thống. Em có cơ hội để kiểm nghiệm, kiểm tra các hệ thống làm việc giữa sơ đồ nguyên lý so với thực tế làm việc. 5.2 Phương pháp phân tích, tổng hợp Tác giả phân tích các chi tiết, bộ phận trong hệ thống thủy lực tời neo công nghệ tàu Côn Sơn, từ các phân tích này tác giả tìm ra được những bất cập, những hạn chế của các chi tiết có thể sảy ra trong quá trình khai thác. Tìm hiểu và phát hiện những vấn đề từ các khía cạnh khác nhau từ đó lọc các thông tin cần thiết phục vụ cho đề tài nghiên cứu. Phương pháp tổng hợp, giúp tác giả liên kết giữa các mặt, các bộ phận, chi tiết để tạo ra một hệ thống lý thuyết mới trong khai thác và vận hành hệ thống tời neo công nghệ tàu Côn Sơn. Như vậy phân tích và tổng hợp là hai phương pháp có quan hệ mật thiết với nhau tạo thành sự thống nhất không thể tách rời: phân tích được tiến hành theo phương hướng tổng hợp, còn tổng hợp dựa trên các kết quả của phân tích.
6 5.3 Phương pháp tham vấn ý kiến chuyên gia Phương pháp này có ý nghĩa kinh tế, tiết kiệm thời gian, sức lực và tài chính để tác giả triển khai nghiên cứu. Để sử dụng hiệu quả phương pháp tham vấn ý kiến chuyên gia, tác giả đã lựa chọn Tiến sỹ Bùi Hồng Dương, nguyên trưởng khoa Máy trường đại học GTVT cùng các thầy cô trong khoa để giúp tác giả đưa ra những ý kiến nhận định khách quan, trung thực… cho đề tài của tác giả. Phương pháp này được tác giả đặc biệt quan tâm, qua các hình thức hội thảo, trao đổi trực tiếp với các chuyên gia để tìm ra các ý kiến chung nhất, giảm thiểu sai sót kỹ thuật có thể sảy ra.
7 CHƯƠNG 1. : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC TỜI NEO CÔNG NGHỆ TÀU CÔN SƠN Cơ sở lý thuyết thủy lực. 1.1.1 Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của hệ thống truyền động thủy lực. - Năm 1920 truyền động thủy lực đã được ứng dụng trong lĩnh vực máy công cụ. - Năm 1925 ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác như: Nông nghiệp, máy khai thác mỏ, máy hóa chất, giao thông vận tải, hàng không, …. - Năm 1960 đến nay ứng dụng trong tự động hóa thiết bị và dây chuyền thiết bị với trình độ cao, có khả năng điều khiển bằng máy tính hệ thống truyền động thủy lực với công suất lớn. 1.1.2 Những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực. 1.1.2.1 Những ưu điểm. - Truyền động được công suất cao và lực lớn, (nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảo dưỡng). - Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp, (dễ thực hiện tự động hóa theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn). - Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc vào nhau. - Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao. - Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh (như với cơ khí và điện).