Đề tài Thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời

ờng kính trục đĩa xích, (m). P - tải trọng tác dụng lên trục đĩa xích, (N). Với [q] tra bảng [VI.1-2, tr31], (Giáo trình KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN MÁY NÂNG của Nguyễn Quốc Hiệp) được [q] = 6. Thay các giá trị vào công thức (3.4-26) ta được : l = [ ]xdq P = 36 10351.0106 20886 − = x xx m = 35 mm. Từ những thông số tính toán đĩa xích ta vẽ được đĩa xích. Hình 3.3: Đĩa xích. Nguyễn Thái Trường - 50 - B2 B B1 D R 3.4.3. Chọn puli dẫn hướng xích. Puli dẫn hướng xích trong hệ thống đóng mở nắp hầm số 5 gồm 16 puli. Được chọn theo tiêu chuẩn. Có quy cách cho bởi hình 3.4. Puli dẫn xích có bề rộng chân puli lớn hơn bề rộng của xích. Dựa vào bề rộng B của xích hàn ta tiến hành chọn bề rộng lòng Puli, chiều dày thành puli, độ nghiên thành trong Puli, và đường kính D của puli dẫn hướng. Hình 3.4: Puli dẫn xích. Bảng 3.4: Các thông số cơ bản của puli dẫn xích. B B1 B2 R D Đơn vị 60 55 70 28 125 mm 3.4.4. Tính chọn bánh xe đỡ tấm nắp. Như đã biết khối lượng của một tấm nắp là 34810 kg, với giả thiết được phân bố đều lên bốn bánh xe lăn mỗi bánh xe sẽ chịu một khối lượng 8702.5 kg tương đương một trọng lực 87025 N. Bánh xe lăn được chọn theo tiêu chuẩn. Từ trọng lực tác dụng lên một bánh xe P1 = 87025 N. Ta tra bảng [6-4] và [6-1] (Giáo trình KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN MÁY NÂNG của Nguyễn Quốc Hiệp), để chọn bánh xe: Bảng 3.5: Các thông số của bánh xe đỡ tấm nắp. Hình dạng bánh xe Đường kính vòng cơ sở D, (mm) Bề rộng rảnh B, (mm) Tải trọng cho phép[p], (tấn) Hình trụ 400 80 9 3.4.5.Tính toán chọn và kiểm tra trục bánh xe. - Tính toán chọn đường kính trục. Trục bánh xe được chế tạo bằng vật liệu CT30 có σu = 120 MN/ m2, trục bánh xe không quay, một đầu liên kết hàn cứng với tấm nắp, đầu còn lại gắng vào ổ bi của bánh xe. Phầnlớn trọng lực tác dụng lên trục trong trường hợp này sẽ gây uốn Nguyễn Thái Trường - 51 - P = 87025và cắt trục. Hình 3.5: Mô hình tính toán trục bánh xe. Giả định chiều dài trục là l=150 mm. Ta xem như trục chịu tác dụng của trọng lực tấm nắp và được mô tả như hình 3.5 ở trên. Khi đó đường kính trục được chọn theo công thức: d > [ ]3 1.0 u yM σ , (mm). (3.4-27) Trong đó : σu - ứng suất uốn cho phép của vật liệu. My – Mômen uốn sinh ra trên trục theo phương trục y. Ta xem như trục chịu uốn phẳng suy ra: My = Pxl = 87025x0.15 = 13053.75 N/m. (3.4-28) Thay vào (3.4-27) ta được: d > [ ]3 1.0 u yM σ = 3 6 1201.0 1075.13053 x x − = 0.1028 m ≈ 103 mm. Chọn d = 100 mm. - Kiểm tra sự làm việc của trục. Sử dụng phần mền RDM6 để tính toán các thông số làm việc của trục ta được: + Chuyển vị: Hình 3.6: Biểu đồ Chuyển vị của trục. Nguyễn Thái Trường - 52 - + Độ dốc trục: Hình 3.7: Biểu đồ độ dốc trục. + Lực cắt: Hình 3.8: Biểu đồ lực cắt trục. + Ứng suất tiêu chuẩn: Hình 3.9: Biểu đồ ứng suất tiêu chuẩn. Nguyễn Thái Trường - 53 - 6 Ø22 + Ứng suất phân bố trong trục: Hình 3.10: Biểu đồ biểu thị sự phân bố ứng suất trong trục. - Nhận xét chung. + Qua biểu đồ chuyển vị cho thấy sự chuyển vị của trục là: v(2) = 0.1258 mm, phản lực tại ngàm: Ry = 87025 N, mômen theo trục z: Mz = 16543750 N.mm, chuyển vị góc (độ dốc): rot(2) = 0.000993 rad. + Lực cắt mà trục phải chịu là: Ty = 8703 N.mm. + Ứng suất tiêu chuẩn của trục khi chịu lực bằng 126.54 MPa < ứng suất cho phép của vật liệu rất nhiều. Ta thấy với những biến dạng trên của trục và các lực, mômen sinh ra trong trục hoàn toàn chấp nhận được khi trục làm việc. Kết luận: Trục bánh xe làm việc đủ bền. . Hình 3.11: Bánh xe đỡ tấm nắp hầm hàng. Nguyễn Thái Trường - 54 - Để tăng độ bền, độ ổn định của trục và bánh xe ta gia cường thêm các mã với gia cường. Hai bánh xe trên cùng một thanh ray đặt cách nhau một khoảng 3195 mm. Nếu tính từ mạng vào đến thành miệng hầm hàng thì bánh xe thứ nhất cách mép ngoài tấm nắp là 1507 mm. Hình 3.12: Mã gia cường trục bánh xe. 3.4.6. Tính chọn các kích thước của thanh ray. 3.4.6.1. Chọn quy cách mặt cắt ngang. Hệ thống thanh ray có 4 thanh được chế tạo từ thép CT45. Mỗi tấm nắp sẽ trượt trên hai thanh ray đặt song song hai bên thành miệng khoang hàng theo chiều ngang tàu. Kích thước mặt cắt ngang của thanh ray được chọn theo bề rộng của bánh xe đỡ tấm nắp và chọn theo tiêu chuẩn. Từ bề rộng Bx = 80 mm, ta tiến hành tra bảng [7-1] RAY KIỂU KP (Giáo trình KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN MÁY NÂNG của Nguyễn Quốc Hiệp, Đại Học Nha Trang) chọn ray kiểu KP70. Bảng 3.6: Các thông số cơ bản mặt cắt ngang ray kiểu KP70. KIỂU RAY b b1 b2 s h h1 h2 R R1 R2 r r1 r2 trọng lượng 1m ray KP70 70 76.5 120 28 120 32.5 24 400 23 38 6 6 1.5 52.8 Quy cách mặt cắt ngang thanh ray KP70. Hình 3.13: Quy cách mặt cắt ngang Ray kiểu KP70. Nguyễn Thái Trường - 55 - b = 120 mm a = 60 mm Để dễ chế tạo và thi công lắp ráp nhưng vẫn đảm bảo được tính năng kỹ thuật và độ bền của ray. Dựa trên cơ sở thanh ray tiêu chuẩn tôi quyết định lựa chọn thanh ray có mặt cắt ngang là hình chữ nhật có: Bề rộng a, (mm) bề đứng b, (mm). Hình 3.14: Mặt cắt ngang thanh ray lựa chọn. 3.4.6.2.Tính chiều dài một thanh ray. Từ các bảng vẽ ta xác định được khoảng cách từ mép trong của tấm nắp hấm hàng (mép ở giữa tàu) đến mép thành miệng hầm hàng là 6195 mm. Nếu bánh xe lăn một đoạn bằng 6195 mm, thì miệng hầm hàng được mở hoàn toàn. Do đó chiều dài tối thiểu của một thanh ray là: Lr ≥ 4858+6195 = 11053 mm. Cuối thanh ray ta bố trí gờ ray để giữ, chặn tấm nắp lại. Chọn chiều dài gờ ray 268=rL mm. và 2 1≥h chiều cao bánh xe lăn, Chọn h = 240 mm. Bán kính cong tại gờ ray: R = 125 mm. Hình 3.15 Gờ cuối thanh ray. Do đó chiều dài tối thiểu một thanh ray là: Lr ≥ 11053 + 268 = 11324 mm. Chọn : Lr = 11354 mm. Thanh ray không liên tục mà bị cắt ra thành 3 đoạn bởi cơ cấu định hướng xilanh thủy lực. Quy cách thanh ray thể hiện trên bản vẽ 04, 05 của tập bản vẽ. Các thanh ray còn lại có quy cách, tương tự thanh ray tính toán ở trên. 3.4.6.3. Kiểm tra thanh ray. Thanh ray được xem như một dầm hình chữ nhật nằm ngang chịu tác dụng bởi trọng lực của tấm nắp. Nó được hàn cứng với xà đỡ tấm nắp và thành miệng hầm hàng theo suốt chiều dài, nên chỉ chịu nén, bị cắt theo chiều từ trên xuống tại những Nguyễn Thái Trường - 56 - vị trí bánh xe lăn qua. Do đó ta sẽ tiến hành kiểm tra thanh ray theo điều kiện cắt do bị nén. Vì tiếp xúc giữa thanh ray và bánh xe là tiếp xúc đường nên: [ ]NttN br EN σσ ≤= 418.0 , ( 2/ mmN ) (3.4-29) Trong đó : ttN = 87025 N - Tải trọng tính toán tác dụng lên bánh xe. b = 80 mm - Bề rộng tiếp xúc của bánh xe. r = 200 mm – Bán kính bánh xe. 5101.2 xE = . [ ]Nσ = 450 2/ mmN - Ứng suất nén cho phép của vật liệu. Thay các giá trị vào công thức (3.4-29) ta được: 733.446 20080 101.287025418.0 5 == x xx Nσ 2/ mmN < [ ]Nσ . Vậy thanh ray làm việc đủ bền. 3.4.7. Tính chọn cơ cấu xà đỡ tấm nắp. 3.4.7.1. Tính chọn xà đỡ tấm nắp. Tại mỗi hệ thống nắp hầm hàng có 4 xà đỡ tấm nắp (xem thêm bản vẽ 04, 05). Cơ cấu xà đỡ có nhiệm vụ đỡ thanh ray và tấm nắp hầm hàng khi mở nắp hầm hàng ra. Đồng thời giữ cho tấm nắp nằm ngang bằng với thành miệng hầm hàng. Xà đỡ tấm nắp được tính từ mép ngoài thành miệng hầm hàng trở ra mạng. * Chiều cao của cơ cấu xà đỡ tấm nắp tính từ boong. Do mép tôn trên cùng của xà đỡ tấm nắp và mép tôn trên cùng của thành miệng hầm hàng phải làm thành một đường thẳng để lắp thanh ray, cho nên chiều cao của xà đỡ tấm nắp phải ngang bằng với chiều cao của thành miệng hầm hàng: hxđ = 2100 mm. * Chiều dài của xà đỡ tấm nắp. Chiều dài xà đỡ tấm nắp phải đỡ được hết chiều dài thanh ray. Ta có phần thanh ray nằm trên xà đỡ có chiều dài là 4269 mm, nên chiều dài tối thiểu của xà đỡ tấm nắp là Lxđ ≥ 4269 mm. Vì bên ngoài xà đỡ cần phải có cột chống và các mã gia cường cho cột chống nên ta chọn Lxđ = 5125 mm. Nguyễn Thái Trường - 57 - * Kết cấu và quy cách mặt cắt ngang của xà đỡ tấm nắp được chọn theo tàu mẫu. Hình 3.16: Quy cách mặt cắt ngang xà đỡ tấm nắp. * Kiểm tra quá trình làm việc của xà đỡ tấm nắp: Dựa vào việc tính toán của phần mềm RDM6 cho ta các kết quả chuyển vị và ứng suất của xà đỡ tấm nắp tại vị trí mà nó chịu lực lớn nhất. (Vị trí chịu lực lớn nhất là vị trí tấm nắp nằm giữa cột chống và thành ngoài miệng hầm hàng). Hình 3.17: Biểu đồ chuyển vị của xà đỡ tấm nắp khi chịu lực lớn nhất. Hình 3.18: Biểu đồ ứng suất sinh ra trong xà đỡ khi chịu lực lớn nhất. Nguyễn Thái Trường - 58 - Qua hai biểu đồ hình 3.17, hình 3.18 ta có nhận xét: - Chuyển vị của xà đỡ tấm nắp khi làm việc là rất nhỏ (v) = 1.033 mm so với chiều dài của xà đỡ. - Ứng suất sinh ra trong xà đỡ là: 2/89.8889.88 mmNMPa ==σ . Nhỏ hơn rất nhiều so với bσ = 570 2/ mmN ÷ 600 2/ mmN và chσ = 360 2/ mmN của vật liệu chế tạo nên xà đỡ. Kết luận: Xà đỡ tấm nắp làm việc đủ bền, đủ ổn định. 3.4.7.2. Tính chọn cột chống xà đỡ tấm nắp. Cột chống xà đỡ tấm nắp được chế tạo từ 4 tấm thép hàn lại với nhau. Hình 3.19: Quy cách mặt cắt ngang cột chống xà đỡ tấm nắp. Chiều cao cột chống : 184725321002100 =−=−= xdCc HH mm. 3.4.8. Cơ cấu máng dẫn xích. Máng dẫn xích có kết cấu là thép V, máng xích phải ôm trọn được hết bề rộng Bx của xích, do đó chọn thép V làm máng dẫn xích theo bề rộng B của xích. Ta có Bx = 60 mm, và B ≤ 22 ba + . Với a - chiều rộng bản mép máng dẫn xích, (mm). b - chiều rộng bản thành máng dẫn xích, (mm) , a = b nên: B ≤ a 2 . Suy ra: 2 Ba ≥ = 2 60 = 42.43 mm, chọn a = 45 mm . Chiều dày bản thành và bản mép của thép chữ “V” dùng làm máng dẫn xích là t = 8 mm. Mã gia cường Cột chống Nguyễn Thái Trường - 59 - 4 5 3 2 1 t Bx a = 45 mm. xích Máng xích Hình 3.20: Máng dẫn xích. 3.4.9. Cơ cấu giữ tấm nắp. Cơ cấu này dùng để giữ cố định nắp hầm hàng với thành miệng hầm hàng khi đóng nắp hầm hàng. Có 20 khóa trong hệ thống nắp hầm hàng số 5. Quy cách và kết cấu mỗi khóa được chọn theo tàu mẫu: - Đường kính bulông : D = Ø32 mm. - Chiều cao của khóa : h = 830 mm. - Lỗ đút chốt : d = Ø30 mm. Nguyên tắt hoạt động : Muốn mở cơ cấu: Ta xoay khóa-1 nằm ngang , khi đó bulông-2 sẽ được nới lỏng, ta vặn đai ốc-3 ra , bulông sẽ tuột xuống, cơ cấu được mở. Muốn đóng cơ cấu: Ta đẩy bulông-2 lên xuyên qua lỗ-4 dính trên tấm nắp, lúc này 1. Khóa cơ cấu; khóa-1 vẫn nằm ngang. Sau đó ta vặn đai ốc 2. Bulông; 3. Đai ốc; thì bulông được xiết chặt nhờ có cơ cấu giữ-5 4. Lỗ xuyên bulông; 5. Cơ cấu giữ. tì vào tấm tôn thành miệng hầm hàng. Khi Hình 3.21: Cơ cấu giữ tấm nắp. đến giới hạn cần thiết thì dừng lại, và bẻ khóa-1 quay xuống thẳng đứng, Cơ cấu đã được khóa. Nguyễn Thái Trường - 60 - t b h 2 Ø d 3.4.10. Cơ cấu móc xích. Cơ cấu móc xích là một bộ phận trung gian gắng chặt xích với tấm nắp, có nhiệm vụ quan trọng là làm trung gian cho việc kéo tấm nắp dịch chuyển khi xích dịch chuyển. Các thông số cơ bản của cơ cấu móc xích: + b - Chiều rộng móc xích, (mm). + h - chiều cao móc xích, (mm). + L - chiều dài móc xích (tính từ cạnh hông tấm nắp ra), (mm). Hình 3.22: Cơ cấu móc xích. + lφ - Đường kính trụ tròn gắng móc xích với tấm nắp, (mm). + dφ - Đường kính trụ gắng móc xích, (mm). + t chiều dày móc xích, (mm). Xích được luồng qua hai lỗ luồng xích trên móc xích, và cố định lại. Khi xích làm việc sẽ sinh ra một lực, lực này gây ra mômen làm cho móc xích xoay quanh trụ của nó : M = vFh1 , (N/m). (3.4-31) Trong đó : M – Mômen xoay móc xích, (N.m). 1h - Khoảng cách từ nơi luồng xích đến trụ của nó, (m). vF - Lực vòng sinh ra trên xích khi kéo, (N). Do đó ta phải chọn móc xích sao cho không bị dãn dài khi chịu kéo và không bị uốn, xoắn đồng thời. Theo kết cấu tàu mẫu ta chọn các thông số của móc xích. Bảng 3.7: Các thông số của cơ cấu móc xích. Lực kéo xích vF = 20886 N , mmh 1501 = thay vào công thức (3.4-31) ta được: M = 20886 x 0.15 = 3132.9 (N.m) ≈ 3133 N.m. Từ mômen này mà ta định quy cách đường hàn cho móc xích và trụ gắng móc xích làm việc không bị xoay. L (mm) b (mm) h (mm) t (mm) Lφ (mm) dφ (mm) 340 194 284 10 120 25 Móc xích Trụ gắng móc xích Nguyễn Thái Trường - 61 - Để đảm bảo cho cơ cấu làm việc ổn định, bền ta bố trí thêm các mã gia cường cho trụ gắng móc xích móc xích. Hình 3.23: Mã gia cường giữa trụ gắng móc xích và móc xích. 3.5. TÍNH TOÁN CƠ CẤU DẪN ĐỘNG. 3.5.1. Tính chọn động cơ thủy lực kéo tấm nắp. Để lai được đĩa xích kéo tấm nắp hầm hàng dịch chuyển thì ở các động cơ thủy lực phải tạo ra một tổng lực tác dụng lên đĩa xích chính bằng lực kéo KF . Trong hệ thống, mỗi tấm nắp được bố trí 2 động cơ thủy lực ở hai đầu cạnh tấm nắp, lai 2 đĩa xích. Ta có lực kéo tấm nắp cần thiết của mỗi đĩa xích là: 20886 2 41772 221 =〉== KKK FFF N. Khi đó công suất của trục mỗi động cơ thủy lực là: e K DC VxFN η1000 1 = , (kW). (3.5-1) Trong đó: 0ηηηη tme = - Là hiệu suất hiệu dụng. 92.0,95.0,9.0 0 === ηηη tm - Lần lược là hiệu suất cơ khí, hiệu suất thủy lực, hiệu suất động cơ. 1KF > 20886=msF N - Lực tác dụng trên bánh xích. V = 0.3 m/s - Vận tốc của tấm nắp (xác định tại mục 3.2.2). Thay vào (3.5-1) ta được: e K DC VxFN η1000 1 = > 97.7 7866.01000 3.020886 = x x kW. Nguyễn Thái Trường - 62 - Dựa vào CATOLOG động cơ thủy lực piston kiểu radial của hãng NINGBO ZHONGYI ta chọn kiểu động cơ JMDG1-80. Bảng 3.8: Các thông số cơ bản của động cơ JMDG1-80. Type Displacement (ml/r) Pressure (Mpa) Torque (N.m) Speed rang (r/min) Max cont pawer (kW) Weight (kg) Peak pressure Cont pressure Rate Torque (N.m) Theoric Torque (N.m/Mpa) JMDG1- 80 56 32 25 207 8.2 15-1250 16 23 Động cơ làm việc hiệu quả nhất tại tốc độ quay n = 750 ÷ 800 v/ph . Khi ấy nó phát ra công suất vào khoảng 8 kW ÷ 10 kW, lớn hơn so với công suất yêu cầu tính toán Nđc > 7.97 kW. Do đó động cơ sẽ làm việc ổn định và không sợ bị qua tải. Hình ảnh động cơ lựa chọn. Hình 3.24: Động cơ kiểu JMDG. Bảng 3.9: Bảng tra các thông số chọn động cơ thủy lực. Nguyễn Thái Trường - 63 - Hình 3.25: Các thông số kích thước động cơ thủy lực. 3.5.2. Phân phối tỷ số truyền hộp số cho động cơ thủy lực. Tốc độ quay của trục đĩa xích được xác định: 2560 113.014.32 3.0 2 === x xxR Vndx π v/ph. (3.5-2) Trong đó : R = 113 mm = 0.113 m– Bán kính đĩa xích. V = 0.3 (m/s) - Vận tốc của tấm nắp. Giả sử tốc độ quay của động cơ mà tại đó động cơ làm việc với hiệu suất tốt nhất: 800=dcn v/ph. Khi đó tỷ số truyền chung là : 32 16 800 === dx dc c n n i (3.5-3) Nguyễn Thái Trường - 64 - 1 2 3 5 4 Từ đây ta phác thảo sơ đồ động hộp giảm tốc động cơ thủy lực: Hình 3.26: Sơ đồ phác thảo hộp giảm tốc. 1-Động cơ thủy lực; 2, 4-Khớp nối; 3-Hộp giảm tốc; 5-Đĩa xích. Bảng 3.10: Phân phối tỷ số truyền của hộp số động cơ thủy lực. Trục 1 (Trục ĐC) Trục 2 Trục 3 Trục 4 (Trục đĩa xích) i 4 4 2 n (v/ph) 800 200 50 25 DCN (kW) 8 ÷ 10 3.5.3. Tính chọn xilanh thủy lực nâng tấm nắp hầm hàng. Xilanh thủy lực trong hệ thống nắp hầm hàng số 5 có 8 xilanh, được bố trí cụ thể thông qua bản vẽ 04, 05 của tập bản vẽ. Xilanh được dẫn trong cơ cấu định hướng xilanh thủy lực-16. Với chức năng nâng tấm nắp lên khi mở, hoặc hạ tấm nắp xuống khi đóng nắp hầm hàng. Do đó việc tính chọn xilanh phải được dựa trên lực nâng cần thiết để có thể thắng được trọng lực do trọng lượng bản thân tấm nắp gây nên. Ta có lực nâng : 025.87〉NF kN. Tính toán tại mục 3.3.3. Tiến hành tra catolog xilanh thủy lực tiêu chuẩn MTS. Ta chọn xilanh thủy lực D80-MF4, tác động kép cần một phía cho hệ thống. Nguyễn Thái Trường - 65 - Bảng 3.11: Các thông số kỹ thuật cơ bản của xilanh thủy lực D80-MF4. Mã hiệu cần Tỷ lệ diện tích Diện tích Lực đẩy tại 250 (bar) Lưu lượng đẩy tại 0.1 (m/s) Khối lượng Piston Vùng cần Vành khăn AL (mm) MM (mm) 31 / AA 1A ( 2cm ) 2A ( 2cm ) 3A ( 2cm ) F (kN) Q (L/mm) (Kg) D80- MF4 40 1.33 50.24 12.56 15.70 125.6 30.14 12.9 (Muốn biết thêm về thông tin xilanh thủy lực xin xem các bảng tra 3.11; 3.12; 3.13; 3.14 và catolog xilanh thủy lực phần phụ lục). Hình 3.27: Xilanh thủy lực kiểu D80-MF. Đặc tính kỹ thuật: Tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn MTS; Các kích thước chính như piston, cần piston theo tiêu chuẩn DIN 3320. Áp suất danh nghĩa: 160/210 bar, áp suất làm việc tối đa 240 bar (200.000 chu kỳ áp suất), áp suất kiểm tĩnh 240 bar. Vị trí áp lực tùy ý. Dầu thủy lực: Dầu khoáng tiêu chuẩn DIN 51524 (HL, HLP), phosphate ester (HFD-R), nhũ tương dầu nước theo yêu cầu, khoảng nhiệt độ dầu làm việc: C020− ÷ C080 , khoảng độ nhớt: 2.8÷380 mm²/s, độ lọc sạch: Độ nhiễm bẩn tối đa của dầu thủy lực theo tiêu chuẩn NAS 1638 class 10. Vì vậy phần tử lọc có hệ số lọc 7510 ≥β , vận tốc: 0.5 m/s (phụ thuộc vào cổng dầu). Nguyễn Thái Trường - 66 - Thừa nhận: Mỗi xilanh được kiểm tra theo tiêu chuẩn của star Hydraulics. Các thông số xilanh: Ngoài các thông số trên luôn sẵn có theo yêu cầu. Hình 3.28: Quy cách xilanh thủy lực D80-MF4. Bảng 3.12: Bảng tra thông số kích thước của xianh thủy lực kiểu D80-MF4. Bảng 3.13: Bảng dung sai hành trình theo tiêu chuẩn ISO 8135 của xilanh. Nguyễn Thái Trường - 67 - Bảng 3.14: Bảng tra khối lượng xilanh thủy lực. Bảng 3.15: Bảng tra lực, diện tích, lưu lượng xilanh thủy lực. Nguyễn Thái Trường - 68 - 3.5.4. Tính toán kiểm tra và tính lưu lượng dầu thực tế trong quá trình làm việc của piston-xilanh. Như đã biết kết cấu một xilanh thủy lực gồm có vỏ xilanh và piston, do piston chuyển động trong lòng xilanh nhờ lực đẩy của dầu, cho nên đầu piston phải được làm kín bởi các vòng đệm kín dầu. Chính vì vậy mà nó sẽ sinh ra một lực ma sát msT khi làm việc. Lực ma sát này theo Muxecba được tính bởi công thức: DhpfT msms π15.0= , (N). (3.5-4) Trong đó : msT - Lực ma sát từ cụm đệm kín, (N). msf - Hệ số ma sát ở cụm đệm kín. msf = (0.08÷0.11) , chọn msf = 0.11. h - chiều dài cụm đệm kín, (mm). h = (6 ÷8) πδ , chọn h = 8 πδ , với πδ = 1 mm-chiều dày đệm kín theo hướng kính. Suy ra : h = 8 πδ = 8x1 = 8 mm. D = 80 mm- Đường kính piston. p = 280 bar - Áp lực dầu cực đại trong xilanh. Thay các giá trị vào công thức (3.5-4) ta được: msT = 0.15x0.11x3.1416x0.08x0.008x280x 510 = 929 N. Tổng lực cần thiết mà dầu tác dụng lên đỉnh piston: ∑ += msTNT = 87025 + 929 = 87954 N. Áp suất chỉ thị tác dụng lên piston : ηπS T pi ∑ = , (bar). (3.5-5) Trong đó : πS = 56.50264 8014.3 4 22 == xDπ 2mm - Diện tích đỉnh piston. η = 0.95- Hiệu suất truyền lực của dầu. Nên : 42.18 95.056.5026 87954 === ∑ xS T pi ηπ 2/ mmN = 184.2 bar. Nguyễn Thái Trường - 69 - Thông thường khi làm việc để đảm bảo an toàn người nhân với một hệ số: k = 1.2 , khi đó: 04.2212.1184 == xpi bar < 250 bar–Áp suất cho phép làm việc của xilanh tra trong bảng. Kết luận : Xilanh làm việc đủ bền , đủ ổn định. Thể tích dầu bơm cấp cho xilanh làm việc trong hành trình đi lên của xilanh thủy lực là: 0 2 . 4 .. SDzV π= , ( 3mm ). (3.5-6) Trong đó : D - Đường kính piston, (mm). z = 4- Số xilanh. 0S =150 mm - Hành trình của piston. Thay số vào (3.5-6) : 150 4 801416.34. 4 .. 2 0 2 xxxSDzV == π = 3014400 3mm . Lưu lượng bơm: T VQ )4.12.1( ÷= , ( scm /3 ). (3.5-7) T = 4 s - thời gian nâng tấm nắp lên. Thay số ta được: 4 4.3014)4.12.1( ÷=Q =(904.32 ÷ 1055.04) scm /3 . 3.5.5. Tính chọn bơm thủy lực lai các động cơ thủy lực. Bơm thủy lực được chọn sao cho các thông số của nó tương ứng với các thông số của động cơ thủy lực và xilanh thủy lực, để đảm bảo sự làm việc bình thường của các động cơ này. Thường thì việc chọn bơm thủy lực được căn cứ vào công suất cần thiết để lai các máy thủy lực. Công suất cần thiết để lai xilanh thủy lực làm việc: t xlxl b xPQN η1000 = , (kW). (3.5-8) Trong đó: bQ = 1.05504x 310− 3m - Lưu lượng dầu thực tế trong xilanh. bP =221.04 bar- Áp suất thực tế trong xilanh. btlxlt xx ηηηη = - Hiệu suất toàn phần của hệ thống bơm-xilanh. Nguyễn Thái Trường - 70 - Với: 9.0,95.0,91.0 === btlxl ηηη .Thay các giá trị vào công thức (3.5-8) ta được: 30 778.01000 1004.2211005504.1 1000 53 === − x xxxxPQN t xlxl b η kW. Công suất cần thiết thực tế để cho động cơ thủy lực lai đĩa xích hoạt động là: 16822 =≥= xNN DCB kW. Do đó ta chọn bơm dựa vào công suất cần thiết lớn nhất: 30≥bN kW. Dựa vào catolog A10VSO PISTON BUMP ta chọn bơm thủy lực: A10VSO-80. Bảng 3.16: Các thông số kỹ thuật cơ bản của bơm thủy lực. Cỡ bơm Vg , max ( 3cm ) maxn , (rpm) Lưu lượng, (lít/ph) Công suất tại barp 280=Δ , (kW) Mxoắntại barp 280=Δ (Nm) Khối lượng (kg) 28 Tại maxn Tại n=1500 Tại maxn Tại n = 1500 28 3000 84 42 39 20 125 15 Hình 3.29: Bơm thủy lực Hình 3.30: Mặt cắt ngang giữa bơm. kiểu piston A10VSO. Nguyễn Thái Trường - 71 - Hình 3.31: Thông số kích thước của bơm thủy lực. Bảng 3.17: Bảng tra các thông số kích thước của bơm thủy lực. Nguyễn Thái Trường - 72 - Bảng 3.18: Bảng tra các thông số kỹ thuật của bơm thủy lực. 3.5.6. Chọn động cơ điện lai bơm thủy lực. Chọn động cơ điện lai bơm thủy lực dựa vào công suất tính toán của nó: Công suất để truyền động cho bơm làm việc tại công suất P ≥ 30 kW, áp suất barp 280=Δ . 210 6 − = xQPN e nn dc η , (kW). (3.5-9) Trong đó : nP = 280 bar- Áp lực thực tế của dầu mà bơm tạo ra. nQ = 45÷50 lít/ph- năng suất của bơm. TlXLDCTLe xx ηηηη = - Hiệu suất hiệu dụng của bơm. Trong đó: −=== 95.0,96.0,94.0 TlXLDCTL ηηη Lần lượt là hiệu suất động cơ thủy lực , hiệu xuất làm việc xilanh và hiệu suất dầu thủy lực. Vậy công suất truyền động của động cơ điện cho bơm làm việc tốt nằm trong khoảng: Nguyễn Thái Trường - 73 - 4.2410 86.06 28045 2 == −x x xNdc kW đến 13.271086.06 28050 2 == −x x xNdc kW. Từ đó tính được dải công suất có thể chọn động cơ điện là: 4.28 86.0 4.24 === t yc NN η kW đến 5.31 86.0 13.27 === t yc NN η kW. Dựa vào Catolog series YDEJ của hãng china Zhejiang và công suất động cơ điện tính toán ở trên. Tôi chọn động cơ điện xoay chiều ba pha YDEJ250M-8 làm động cơ lai bơm thủy lực. Bảng 3.19: Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ điện. Type Power (kW) Current (A) Speed (r/min) Eff ¦Ç (%) Power factor (cos) Locked- rotor torque Locked- rotor current Pull-out torque Rated torque Tst/TN Rated current Ist/IN Rated torque TM/TN YD EJ250M-8 32 60.7 1480 90 0.89 1.4 6.5 1.8 Hình 3.32: Động cơ YDEJ250M-8. Kích thước : - (LxBxH) = 990x450x530 mm. - Công suất : 32 kW. - Các thông số khác thể hiện đầy đủ ở bảng tra 3.20. (Xem thêm phần phụ lục) Nguyễn Thái Trường - 74 - Bảng 3.20: Bảng tra các thông số kích thước của động cơ điện. Overall map Frame number Mornting Jimension and rlirunce of B3 Overall dimensions mm A B C D E F G H K AB AC AD HD L 80S 125 100 50 19 40 6 15.5 80 10 165 165 150 170 378 90S 140 100 56 24 50 8 20 90 10 180 180 155 190 400 90L 140 125 56 24 50 8 20 90 10 180 180 155 190 425 100L 160 140 63 28 60 8 24 100 12 205 205 180 245 465 112M 190 140 70 28 60 8 24 112 12 245 230 190 265 495 132S 216 140 89 38 80 10 33 132 12 280 270 210 315 575 132M 216 178 89 38 80 10 33 132 12 280 270 210 315 615 160M 254 210 108 42 110 12 37 160 15 330 325 255 385 710 160L 254 254 108 42 110 12 37 160 15 330 325 255 385 755 180M 279 241 121 48 110 14 42.5 180 15 355 360 285 430 815 180L 279 279 121 48 110 14 42.5 180 15 355 360 285 430 865 200L 318 305 133 55 110 16 49 200 19 395 400 310 475 890 225S 356 286 149 60 140 18 53 225 19 435 450 345 530 990 225M(2 Pole) 356 311 149 55 110 16 49 225 19 435 450 345 530 990 225M(4¡¢6¡¢8 Pole) 356 311 149 60 140 18 53 225 19 435 450 345 530 1010 Bảng 3.20: Bảng tra các thông số kỹ thuật của động cơ điện. Type Power (KW) current (A) Speed (r/min) Eff ¦Ç (%) Power factor (cos) Locked- rotor torque Locked- rotor current Pull-out torque Rated torque Tst/TN Rated current Ist/IN Rated torque TM/TN YDEJ801- 4 0.45 1.4 1420 66 0.74 1.5 6.5 1.8 2 0.55 1.5 2860 65 0.85 1.6 7 1.8 YDEJ802- 4 0.55 1.7 1420 68 0.74 1.5 6.5 1.8 2 0.75 2.0 2860 66 0.85 1.6 7 1.8 YDEJ90S- 4 0.85 2.3 1430 74 0.77 1.5 6.5 1.8 2 1.1 2.8 2850 72 0.84 1.6 7 1.8 YDEJ90L- 4 1.3 3.3 1430 76 0.78 1.5 6.5 1.8 2 1.8 4.3 2850 74 0.84 1.6 7 1.8 YDEJ100L1- 4 2 4.8 1430 78 0.81 1.5 6.5 1.8 2 2.4 56 2850 76 0.86 1.6 7 1.8 YDEJ100L2- 4 2.4 5.6 1430 79 0.83 1.5 6.5 1.8 2 3.0 6.7 2850 77 0.89 1.6 7 1.8 YDEJ112M- 4 3.3 7.4 1450 81 0.83 1.5 6.5 1.8 2 4.0 8.6 2860 80 0.88 1.6 7 1.8 YDEJ132S- 4 4.5 9.8 1450 83 0.84 1.5 6.5 1.8 2 5.5 11.9 2860 79 0.88 1.6 7 1.8 YDEJ132M- 4 6.5 13.8 1450 84 0.85 1.5 6.5 1.8 2 8 17.1 2880 80 0.89 1.6 7 1.8 YDEJ160M- 4 9 185 1460 87 0.85 1.5 6.5 1.8 2 11 22.9 2920 82 0.89 1.6 7 1.8 YDEJ160L- 4 11 22.3 1460 87 0.86 1.5 6.5 1.8 2 14 28.8 2920 82 0.90 1.6 7 1.8 YDEJ180M- 4 15 29.4 1470 89 0.87 1.5 6.5 1.8 2 18.5 36.7 2940 85 0.9 1.6 7 1.8 Nguyễn Thái Trường - 75 - YDEJ180L- 4 18.5 35.9 1470 89 0.88 1.5 6.5 1.8 2 22 42.7 2940 86 0.91 1.6 7 1.8 YDEJ200L- 4 26 49.9 1470 89 0.89 1.4 6.5 1.8 2 30 58.3 2950 85 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ225S- 4 32 60.7 1480 90 0.89 1.4 6.5 1.8 2 37 71.7 2960 86 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ225M- 4 37 69.4 1480 91 0.89 1.4 6.5 1.8 2 45 86.4 2960 87 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ250M- 4 45 84.4 1480 91 0.89 1.4 6.5 1.8 2 55 103.2 2960 88 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ280S- 4 60 111.3 1480 91 0.90 1.4 6.5 1.8 2 72 135.1 2970 88 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ280M- 4 72 133.6 1480 91 0.90 1.4 6.5 1.8 2 82 152.2 2970 88 0.93 1.4 7 1.8 YDEJ90S- 6 0.65 2.2 920 64 0.70 1.4 6 1.8 4 0.85 2.3 1420 70 0.79 1.3 6.5 1.8 YDEJ90L- 6 0.85 2.8 930 66 0.70 1.4 6 1.8 4 1.1 3.0 1420 71 0.79 1.3 6.5 1.8 YDEJ100L1- 6 1.3 3.8 940 74 0.70 1.4 6 1.8 4 1.8 4.4 1440 77 0.80 1.3 6.5 1.8 3.5.7. Tính chọn ống dẫn dầu. Việc tính chọn ống phụ thuộc vào dmQ -lưu lượng định mức: - Nếu chọn đường kính ống lớn thì tổn thất năng lượng đường ống sẽ nhỏ, tổn thất công suất của bơm nhỏ, nhưng giá thành và lắp đặt cao, cồng kềnh. - Nếu đường kính ống bé thì tổn thất năng lượng đường ống lớn, tổn thất công suất bơm lớn song giá thành và lắp đặt thấp, hệ thống nhỏ gọn. Việc xác định đường kính ống khi đã biết lưu lượng dmQ sẽ phụ thuộc vào lưu tốc của dòng chảy chất lỏng trong ống. Lưu tốc của dầu trong hệ thống truyền động và truyền lực thủy lực thường được chọn. Để giảm tổn thất năng lượng trong đường ống, lưu tốc dầu trong các ống dẫn thường hạn chế từ smsm /10/8 ÷ . Tuy nhiên với các máy làm việc (trong các thiết bị ép thủy lực) có khi lưu tốc lên đến 30 m/s. Cần lưu ý rằng việc sử dụng lưu tốc lớn không có lợi, vì sẽ xuất hiện những khu vực có áp suất giảm, trong đó có chất lỏng bốc hơi hoặc không khí hòa tan trong dầu giải phóng gây hiện tượng xâm thực. Trong ngành chế tạo máy nên dùng lưu tốc thấp, được giới hạn như sau: + Đối với ống hút : V = 0.5 m/s ÷ 1.5 m/s. + Đối với ống nén : p < 50 bar, thì V = 4 m/s ÷ 5 m/s. + Đối với ống xả : V = 0.5 m/s ÷ 1.5 m/s. Nguyễn Thái Trường - 76 - Căn cứ vào thực nghiệm và áp suất p = 221.04 bar . Ta chọn vận tốc sơ bộ của của dòng chất lỏng trong ống là: V = 1.3 m/s. Từ phương trình liên tục : Q = F x V, ( scm /3 ). (3.5-10) Trong đó: Q = 263.76 scm /3 = 0.00026376 sm /3 – Lưu lượng dầu chuyển qua mặt ướt của dòng chảy trong 1s. F - Diện tích mặt cắt ướt của dòng chảy, ( 2m ). V = 1.3 m/s – Lưu tốc dòng chảy. Từ (3.5-10) suy ra : 41003.2 3.1 00026376.0 − === x v QF 2m = 203 2mm . Với đường ống dẫn dầu là ống tròn ta có : 4 2dF π= ⇒ 14.3 20344 xFd == π = 16.1 mm. (3.5-11) Chọn sơ bộ d = 17 mm, chiều dày ống e = 4 mm. Vậy đường kính ngoài của ống là: D = d + 2e = 17 + 2x4 = 25 mm. Dựa vào các thông số đường kính trong, đường kính ngoài, chiều dày ống tính toán. Ta tiến hành tra Bảng 7-A/4.16, ta được quy cách ống, áp suất thử chọn ống. Bảng 3.22: Các thông số của ống dẫn dầu thủy lực. A, (mm) Đường kính DN D, (mm) Đường kính ngoài Số hiệu quy cách e, (mm) Chiều dày ống P, (Mpa) Áp suất thử 20 27.1 80 3.9 12 Kiểm tra: Theo quy phạm tàu thép 2003 thì áp suất thử không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức: D eSP 2= , ( 2/ mmN ). (3.5-12) Trong đó : D - Đường kính ngoài của ống, (mm). e - chiều dày ống, (mm). S - Lấy bằng 60% giá trị giới hạn chảy tối thiểu hoặc giới hạn chảy quy ước của vật liệu chế tạo ống, ( 2/ mmN ) . Chọn vật liệu chế tạo ống dẫn dầu là thép C45 có [ ] 09.45=σ 2/ mmN , suy ra S = 0.6x45.09 = 27.054 2/ mmN . Nguyễn Thái Trường - 77 - Thay các giá trị vào công thức (3.5-12) ta được: 1.27 054.279.32 xxP = = 7.787 < P = 12 MPa (Áp suất thử ). Kết luận : Chọn ống như trên là thỏa mãn quy phạm . Xác định đường kính trong của ống : d = D – 2e = 27.1 – 2x3.9 = 19.3 mm. 3.5.8. Tính két chứa dầu. Ta có công suất của bơm thủy lực đo tại P = 280 bar , n = 1500 r/min là: Q = 84 rcm /3 = 3 6 102.4 60 10300084 − − = xxx sm /3 . Thời gian xilanh thủy lực nâng lên và thời gian mở (hoặc đóng) nắp hầm hàng ước chừng 40s . Suy ra lưu lượng bơm dùng trong khoảng thời gian này là : 168.040102.4 3 == − xxQd 3m . Do vậy chúng ta cần một két chứa có thể tích lớn hơn hoặc bằng 168 lít (chưa kể thể tích dầu dự trữ ). Chọn thể tích dự trữ 12 lít . Từ đó ta thiết kế két dầu có thể tích khoảng 180 lít. Kích thước như sau : LxBxH = 630x570x520 mm. Bố trí két nằm dọc cạnh miệng hầm hàng và ở giữa như sơ đồ hình.3.34. 3.5.9. Chọn dầu thủy lực. Dầu thủy lực được lưu dẫn trong két và đường ống, có tác dụng và ảnh hưởng rất lớn đến tính năng, tuổi thọ của máy cho nên việc chọn dầu đòi hỏi phải thật nghiêm túc. Dầu có độ nhớt cao, độ tỷ số biến đổi thể tích do áp suất cao gây nên thấp, không ăn mòn, chống gỉ tốt, tính ổn định tốt, hàm lượng acid, bazơ và các tạp chất cơ học khác thấp. Bảng 3.23: Các chỉ số giới hạn để chọn dầu thủy lực. Chỉ số độ nhớt Hàm lượng acid , bazơ Hàm lượng tạp chất Điểm đông đặc Điểm bắt lửa > 90 0 C0170 Dựa vào những yêu cầu về chọn dầu ở bảng trên tôi quyết định lựa chọn dầu thủy lực dùng cho các động cơ thủy lực là dầu VIGA-32. Nguyễn Thái Trường - 78 - Bảng 3.23: Các thông số cơ bản của dầu thủy lực VIGA-32. Tên dầu Nước sản xuất Độ nhớt (est) Chỉ số độ nhớt Thành phần tạp chất (mgKOH/g) Nhiệt độ ngưng VIGA-32 Pháp 17÷26 >100 < 0.1 < C020 3.5.10. Chọn bộ lọc dầu thủy lực. Yêu cầu chọn bộ lọc dầu phải có khả năng lọc các tạp chất bẩn trong dầu do quá trình làm việc sinh ra ( 7510 ≥β ) và đáp ứng được lưu lượng theo công suất làm việc của bơm. Dựa vào catolog VICKERS để chọn bộ lọc dầu thủy lực. Bảng 3.24: Các thông số cơ bản của bộ lọc dầu thủy lực. Mã hiệu Lưu lượng Q (l/ph) Đường kính (mm) Chiều dài (mm) UC-SE-1319 20 46 106 3.5.11. Chọn van đảo chiều. Van đảo chiều dùng để đóng, mở các ống dẫn, để khởi động các cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để đảo chiều các chuyển động của cơ cấu chấp hành. Dựa vào yêu cầu làm việc của hệ thống ta chọn van đảo chiều 4 cửa, 2 vị trí. Hình 3.33. Van đảo chiều và ký hiệu van đảo chiều. Kí hiệu: P- Cửa nối bơm. T- Cửa nối ống xả về thùng dầu. A, B- Cửa nối với cơ cấu điều khiển hay chấp hành. L- Cửa nối ống dầu thừa về thùng. Nguyễn Thái Trường - 79 - 22 10 18 17 19 21 20 16 15 14 13 12 9 6 8 11 7 4 5 3 2 1 T P B A T P B A 3.5.12. Phác thảo sơ đồ bố trí và nguyên lý làm việc của hệ thống thủy lực nắp hầm hàng số 5. Từ bản vẽ bố trí chung 04, 05 của tập bản vẽ và những thiết bị tính chọn ở trên. Ta tiến hành phác thảo sơ đồ bố trí hệ thống thủy lực của mạng trái nắp hầm hàng số 5. Hình 3.34: Sơ đồ phác thảo bố trí hệ thống thủy lực mạng trái nắp hầm hàng số 5. Nguyễn Thái Trường - 80 - * Giải thích sơ đồ hình 3.34. 1-Két dầu thủy lực; 2-Bơm thủy lực; 3-Động cơ điện; 4-Đồng hồ đo áp; 5, 12, 14, 15, 17, 19, 20-Van điều áp; 6-Bộ lọc dầu về; 7-Bình lọc dần đi; 8, 9-Van 3 ngã; 10, 11-Van đảo chiều; 13, 18- Động cơ thủy lực; 16, 21- Các xilanh thủy lực; 22-Hệ thống ống dẫn dầu. * Sơ lược về nguyên lý hoạt động. Động cơ điện-3, lai bơm thủy lực-2, bơm dầu từ kết dầu-1 dẫn qua hệ thống đường ống-22, qua các van một chiều và đồng hồ đo áp-4, van điều áp-5 (nếu đồng hồ-4 báo áp lực dầu cao thì điều chỉnh van-5 cho áp hạ xuống mức cần thiết). Lọc dầu-7 có nhiệm vụ lọc dầu đi, bộ lọc dầu-6 lọc dầu trước khi trở về két. Dầu đi sẽ được đẩy đến các van đảo chiều-10, 11. - Nếu các van đảo chiều này ở vị trí mo thì dầu sẽ theo đường dẫn P-T của các van đảo chiều về bộ lọc dầu-6, rồi trở về két. - Nếu muốn nâng các tấm nắp lên ta ấn nút van đảo chiều-10 vào (van đảo chiều-11 giữ ở vị trí mo). Khi ấy dầu đi sẽ theo đường dẫn P-A qua van 3 ngã-8, đi vào đường ống dưới của các xilanh-16, 21. Áp lực dầu trong các xilanh sẽ đẩy cần xilanh đi lên do đó tấm nắp được nâng lên. Dầu về sẽ bị ép ra khỏi các xilanh bằng đường ống dẫn phía trên, qua van 3 ngã-8, về bộ lọc-6 bằng đường dẫn B-T của van đảo chiều-10, rồi trở về két. - Nếu muốn hạ tấm nắp xuống ta kéo nút ấn của van đảo chiều-10 ra (van đảo chiều-11 giữ ở vị trí mo). Khi ấy dầu đi sẽ theo đường dẫn P-B qua van 3 ngã-8, đi vào đường ống dẫn phía trên của các xilanh-16, 21. Áp lực dầu và trọng lực tấm nắp sẽ đẩy cần xilanh đi xuống, do đó tấm nắp sẽ được hạ xuống. Dầu về bị ép ra khỏi các xilanh bằng đường ống dẫn phía dưới, qua van 3 ngã-8, Theo đường dẫn A-T của van đảo chiều-10, về bộ lọc dần-6 , rồi trở về két. - Nếu muốn kéo tấm nắp ra ta ấn nút của van đảo chiều-11 vào (van đảo chiều-10 giữ ở vị trí mo). Khi ấy dầu đi theo đường dẫn P-A qua van 3 ngã-9, đi vào đường ống dẫn bên trái các động cơ làm cho động cơ quay trái, lai đĩa xích kéo tấm nắp đi ra. Dầu về ra khỏi động cơ từ ống dẫn bên phải, qua van 3 ngã-9, về bộ lọc Nguyễn Thái Trường - 81 - dầu-6 bằng đường dẫn B-T của van đảo chiều-11, rồi trở về két. - Nếu muốn kéo tấm nắp đi vào ta kéo nút van đảo chiều-11 ra (van đảo chiều- 10 giữ ở vị trí mo). Khi ấy dầu đi theo đường dẫn P-B qua van 3 ngã-9 đi vào đường ống dẫn bên phải động cơ thủy lực-13, 18, làm các động cơ quay phải, lai đĩa xích kéo tấm nắp đi vào. Dầu về ra khỏi động cơ từ ống dẫn bên trái, qua van 3 ngã-9, về bộ lọc-6 bằng đường dẫn A-T của van đảo chiều-11, rồi trở về két. - Nếu hệ xilanh bị quá tải, hay động cơ bị quá tải đường dầu đi và về giống trường hợp các van đảo chiều ở vị trí mo. - Các van điều áp-12, 14, 15, 18, 20, 21 làm việc giống van điều áp-5. 3.6. PHẦN HÀN. 3.6.1. Chuẩn bị trước khi hàn. * Máy hàn bán tự động khí 2CO bảo vệ (GMAW, FCAW), máy hàn tự đông, máy hàn hồ quang tay. * Que hàn để hàn hồ quang tay: KMW1, KMW2, hoặc KMW3. * Vật liệu hàn bán tự động : KSW1, KSW2, hoặc KSW3. * Chuẩn bị mép hàn: Làm sạch thép hàn, loại bỏ vết nứt, khuyết tật trên rảnh hàn, bề mặt thép. Quy cách gia công các mép hàn. - Mối hàn chữ “T” góc vát: 0°. + Đối với hàn hồ quang tay. • Tư thế hàn: tất cả các tư thế. • Khe hở tối đa: 2 mm. Hình 3.35: Mối hàn “T” góc vát 00 . • Kích cỡ chân mối hàn: W = 7 mm. + Đối hàn bán tự động khí 2CO . bảo vệ (GMAW, FCAW). •Tư thế hàn. - GMAW: hàn sấp, hàn ngang. - FCAW: mọi tư thế. Hình 3.36: Mối hàn “T” vát góc đơn. •Khe hở tối đa: 2 mm. Nguyễn Thái Trường - 82 - •Kích cỡ chân mối hàn: W = 7 mm. + Mối hàn chữ “T” Góc vác đơn o o o 5 0 45 + − . •Tư thế hàn: - FCAW, SMAW: hàn mọi tư thế. - SMAW, SAW: hàn sấp. •Kích cỡ chân mối hàn: W = 7 mm. + Mối hàn chữ “T” góc vác đôi o oo 5045 + − . Hình 3.37: Mối hàn vát góc đôi. •Tư thế hàn: - FCAW, SMAW: hàn mọi tư thế. - SMAW, SAW: hàn sấp. • Kích cỡ chân mối hàn: W = 10 mm. + Mối hàn giáp mối góc vát o o o 5 0 30 + − • Tư thế hàn: Tất cả các tư thế • Không dũi lưng. Hình 3.38: Mối hàn giáp mối. • Hàn bán tự động một mặt có miếng lót lưng bằng sứ Ceramic. * Chuẩn bị thợ hàn : Mỗi thợ hàn muốn tiến hành công việc hàn phải vượt qua kỳ kiểm tra tay nghề theo quy trình và vật liệu hàn thích hợp được Đăng kiểm cấp chứng chỉ thợ hàn. 3.6.2. Quy trình hàn một số cơ cấu chính của hệ thống. Các cơ cấu được chế tạo trong mục này đã được chuẩn bị các mép đường hàn từ trước. Phần này tôi chỉ nêu quy cách hàn và chọn quy cách đường hàn. 3.6.2.1. Quy trình hàn xà đỡ tấm nắp. - Trước khi hàn chính thức ta tiến hành hàn đính các tấm tôn chế tạo nên xà đỡ tấm nắp lại với nhau. Nguyễn Thái Trường - 83 - Hình 3.39: Quy cách hàn đính hai tấm tôn chế tạo xà đỡ tấm nắp . - Sử dụng quy cách hàn chữ “T” góc vát đôi o o o 5 0 45 + − o0 , cho 2 đường hàn liền đối với 3 tấm tôn đầu quy cách cho bởi mục 3.4.7. Hai đường hàn liền vát góc 1 phía o o o 5 0 45+ − , cho tấm thứ 4, tư thế hàn ngang, khe hở giữa hai tấm vật liệu tối đa 2 mm, kích cỡ chân mối hàn W = 7÷10 mm. - Trình tự hàn từ giữa chi tiết ra hai đầu. Hình 3.40: Quy cách hàn chế tạo xà đỡ tấm nắp. 3.6.2.2. Quy trình hàn chế tạo cột chống xà đỡ tấm nắp. * Hàn chế tạo cột chống. Áp dụng quy cách mối hàn chữ “T” góc vát 00 cho hai đường hàn đối với 3 tấm đầu, kích cỡ chân đường hàn W = 7 mm, và quy cách mối hàn vát góc đơn o o o 5 045 + − cho 2 đường hàn của tấm còn lại, kích cỡ chân đường hàn W = 7 . Các đường hàn là những đường hàn liền được hàn từ giữ các tấm ra hai bên để giảm biến dạng nhiệt gây nên cho chi tiết. Nguyễn Thái Trường - 84 - Hình 3.41: Quy cách hàn chế tạo cột chống xà đỡ tấm nắp. * Hàn cột chống vào xà đỡ. Chiều dày tôn chế tạo cột chống là t = 15 mm. Theo quy phạm quy định kích cỡ chân đường hàn tại vị trí chân cột và đỉnh cột đối với cột loại này là: W = 8 mm. Hàn chân cột trước rồi đến đỉnh cột sau đó hàn các mã gia cường cho hai vị trí này. 3.6.2.3. Quy trình hàn thanh ray. Tương tự như hàn xà đỡ tấm nắp, ta áp dụng quy cách hàn chữ “T”, đường hàn liền , tư thế hàn ngang, kích cỡ chân mối hàn W = 11 mm. Hàn từ giữa các đoạn thanh ray ra hai đầu. Hình 3.42: Trình tự hàn thanh ray lên xà đỡ. Hình 3.43: Quy cách mặt cắt ngang thanh ray khi hàn xong. Nguyễn Thái Trường - 85 - 3.6.3. Kiểm tra chất lượng mối hàn. Sau khi hàn xong, ta tiến hành kiểm tra các mối hàn theo đúng yêu cầu quy phạm. Các phương pháp kiểm tra để phát hiện khuyết tật mối hàn có: - Phương pháp phá hủy: Kiểm tra mẩu thử. - Phương pháp không phá hủy: Kiểm tra tại hiện trường. + Mắt thường. + Thẩm thấu: dầu hỏa, chất thẩm thấu,..vv. + Siêu âm. + Sóng điện từ. + Tia phóng xạ: X-ray, γ-ray. + Chụp ảnh quang phổ. 3.6.4. Yêu cầu chung chất lượng mối hàn và sửa khuyêt tật. - Bề mặt đường hàn phải đều và đồng dạng, phải làm sạch những phần chảy xệ, các khuyết tật bất lợi như: chảy chân, chồng mép. - Các mối hàn phải hợp lý để tránh biến dạng hàn. - Những khuyết tật tìm thấy bằng phương pháp kiểm tra không phá hủy, kiểm tra bên ngoài hoặc các kiểm tra khác phải được sửa chữa bằng cách loại bỏ khuyết tật hoặc hàn lại. - Không có vết nứt, khuyết tật cục bộ (độ sâu) nhỏ hơn hoặc bằng bán kính khuyết tật liên tục và độ dài khuyết tật L < 25 mm, không có khuyết tật liên tục. - Nếu khuyết tật với d < 1.07t/3 mm, độ dài 10 mm < L < 25 mm, tiến hành dũi, mài khuyết tật, hàn đắp. - Nếu khuyết tật có d ≤ 1mm và L ≤ 10 mm: dũi, mài khuyết tật, hàn đắp. - Nếu khuyết tật liên tiếp có L > 25/200 mm đoạn hàn liên tục: dũi tẩy, vạch khuyết tật, hàn nhiều lớp. Nguyễn Thái Trường - 86 - CHƯƠNG 4 THẢO LUẬN KẾT QUẢ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Nguyễn Thái Trường - 87 - 4.1. THẢO LUẬN KẾT QUẢ. Từ kết quả tính toán thiết kế của Đồ án tôi có được một vài ý kiến thảo luận: - Đồ án hoàn chỉnh nội dung được giao, rõ ràng, gọn, đẹp. - Phương án thiết kế đơn giản, nhưng hiệu quả và tính khả thi cao. - Kết quả tính toán tương đối chính xác gần với các thông số của tàu mẫu. - Sản phẩm tạo ra chắc chắn vận hành tốt vì nó nằm trong giới hạn của các kinh nghiệm thiết kế và cho phép của quy phạm. - Đồ án còn nhiều hạn chế, đặc biệt kinh nghiệm trong việc giải quyết các vấn đề về kết cấu, lựa chọn các hệ số kinh nghiệm, những yêu cầu riêng của Đăng kiểm. 4.2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN. Qua thời gian thực hiện đề tài tôi có một số búc xúc thực tế cần được đề xuất giải quyết: - Cần bổ sung và hoàn thiện các thiết bị phục vụ cho quá trình thi công đóng mới hệ thống nắp hầm hàng nói chung và thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng nói riêng của các nhà máy công nghiệp tàu thủy Việt Nam, để có thể sản xuất hoàn chỉnh một con tàu, giảm bớt những sản phẩm nhập khẩu. - Cần cho sinh viên tiếp xúc thực tế và thực hiện các thiết kế nhiều hơn nữa, để trang bị những kiến thức về thực tế sản xuất và kinh nghiệm thiết kế ngành kỹ thuật tàu thủy. - Những vấn đề về thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng tàu vỏ thép là những vấn đề còn quá mới mẻ trong công nghiệp tàu thủy nước ta vì thế chúng ta cần hợp tác đào sâu phát mạnh mẻ hơn nữa cả về lượng và chất. Nguyễn Thái Trường - 88 - TÀI LIỆU THAM KHẢO. [ \ [1]. Nguyễn Đức Ân - Hồ Quang Long - Trần Công Nghị - Trần Hùng Nam,(1986), SỔ TAY KỸ THUẬT ĐÓNG TÀU THUỶ - Tập 1, Nhà Xuất Bản Khoa học kỹ thuật. [2]. Nguyễn Đức Ân, Võ Trọng Cang, CÔNG NGHỆ ĐÓNG VÀ SỬA CHỮA TÀU THUỶ, Nhà Xuất Bản ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH. [3]. Nguyễn Quốc Hiệp, (2005), KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN MÁY NÂNG, Nha Trang. [4]. Nguyễn Trọng Hiệp, (1997), CHI TIẾT MÁY - Tập 1, Tập 2, Nhà Xuất Bản- Giáo Dục. [5]. Nguyễn Ngọc Phương, Huỳnh Nguyễn Hoàng, (2000), HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG THỦY LỰC, Nhà xuất bản giáo dục. [6]. TS. Vũ Văn Xứng, (10/2005), THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA CÁC QUÁ TRÌNH ĐÁNH BẮT CÁ. [7]. Bài giảng điện tử: GIÁO TRÌNH THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN, Chương 1, 3, 4, 5, 7, 8. [8]. Công ty đóng tàu Cam Ranh, TÀI LIỆU KỸ THUẬT, TẬP BẢN VẼ. [9].CỤC ĐĂNG KIỂM VIỆT NAM, QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ ĐÓNG TÀU BIỂN VỎ THÉP 2003, QUY PHẠM DNV, TIÊU CHUẨN IACS. [10]. Trang web: - - - Nguyễn Thái Trường - 89 - PHẦN PHỤ LỤC Nguyễn Thái Trường - 90 - 1. CATOLOG XILANH THỦY LỰC. Nguyễn Thái Trường - 91 - Nguyễn Thái Trường - 92 - Nguyễn Thái Trường - 93 - Nguyễn Thái Trường - 94 - Nguyễn Thái Trường - 95 - Nguyễn Thái Trường - 96 - 2. CATOLOG ĐỘNG CƠ ĐIÊN. The explanation of type: Fiting measurement of YDEJ series£º Overall map Frame number Mornting Jimension and rlirunce of B3 Overall dimensions mm A B C D E F G H K AB AC AD HD L 80S 125 100 50 19 40 6 15.5 80 10 165 165 150 170 378 90S 140 100 56 24 50 8 20 90 10 180 180 155 190 400 90L 140 125 56 24 50 8 20 90 10 180 180 155 190 425 100L 160 140 63 28 60 8 24 100 12 205 205 180 245 465 112M 190 140 70 28 60 8 24 112 12 245 230 190 265 495 132S 216 140 89 38 80 10 33 132 12 280 270 210 315 575 132M 216 178 89 38 80 10 33 132 12 280 270 210 315 615 160M 254 210 108 42 110 12 37 160 15 330 325 255 385 710 160L 254 254 108 42 110 12 37 160 15 330 325 255 385 755 180M 279 241 121 48 110 14 42.5 180 15 355 360 285 430 815 180L 279 279 121 48 110 14 42.5 180 15 355 360 285 430 865 200L 318 305 133 55 110 16 49 200 19 395 400 310 475 890 225S 356 286 149 60 140 18 53 225 19 435 450 345 530 990 225M(2 Pole) 356 311 149 55 110 16 49 225 19 435 450 345 530 990 Nguyễn Thái Trường - 97 - 225M(4¡¢6¡¢8 Pole) 356 311 149 60 140 18 53 225 19 435 450 345 530 1010 Technical Data of YDEJ series: Type Power (KW) current (A) Speed (r/min) Eff ¦Ç (%) Power factor (cos) Locked- rotor torque Locked- rotor current Pull-out torque Rated torque Tst/TN Rated current Ist/IN Rated torque TM/TN YDEJ801- 4 0.45 1.4 1420 66 0.74 1.5 6.5 1.8 2 0.55 1.5 2860 65 0.85 1.6 7 1.8 YDEJ802- 4 0.55 1.7 1420 68 0.74 1.5 6.5 1.8 2 0.75 2.0 2860 66 0.85 1.6 7 1.8 YDEJ90S- 4 0.85 2.3 1430 74 0.77 1.5 6.5 1.8 2 1.1 2.8 2850 72 0.84 1.6 7 1.8 YDEJ90L- 4 1.3 3.3 1430 76 0.78 1.5 6.5 1.8 2 1.8 4.3 2850 74 0.84 1.6 7 1.8 YDEJ100L1- 4 2 4.8 1430 78 0.81 1.5 6.5 1.8 2 2.4 56 2850 76 0.86 1.6 7 1.8 YDEJ100L2- 4 2.4 5.6 1430 79 0.83 1.5 6.5 1.8 2 3.0 6.7 2850 77 0.89 1.6 7 1.8 YDEJ112M- 4 3.3 7.4 1450 81 0.83 1.5 6.5 1.8 2 4.0 8.6 2860 80 0.88 1.6 7 1.8 YDEJ132S- 4 4.5 9.8 1450 83 0.84 1.5 6.5 1.8 2 5.5 11.9 2860 79 0.88 1.6 7 1.8 YDEJ132M- 4 6.5 13.8 1450 84 0.85 1.5 6.5 1.8 2 8 17.1 2880 80 0.89 1.6 7 1.8 YDEJ160M- 4 9 185 1460 87 0.85 1.5 6.5 1.8 2 11 22.9 2920 82 0.89 1.6 7 1.8 YDEJ160L- 4 11 22.3 1460 87 0.86 1.5 6.5 1.8 2 14 28.8 2920 82 0.90 1.6 7 1.8 YDEJ180M- 4 15 29.4 1470 89 0.87 1.5 6.5 1.8 2 18.5 36.7 2940 85 0.9 1.6 7 1.8 YDEJ180L- 4 18.5 35.9 1470 89 0.88 1.5 6.5 1.8 2 22 42.7 2940 86 0.91 1.6 7 1.8 YDEJ200L- 4 26 49.9 1470 89 0.89 1.4 6.5 1.8 2 30 58.3 2950 85 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ225S- 4 32 60.7 1480 90 0.89 1.4 6.5 1.8 2 37 71.7 2960 86 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ225M- 4 37 69.4 1480 91 0.89 1.4 6.5 1.8 2 45 86.4 2960 87 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ250M- 4 45 84.4 1480 91 0.89 1.4 6.5 1.8 2 55 103.2 2960 88 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ280S- 4 60 111.3 1480 91 0.90 1.4 6.5 1.8 2 72 135.1 2970 88 0.92 1.4 7 1.8 YDEJ280M- 4 72 133.6 1480 91 0.90 1.4 6.5 1.8 2 82 152.2 2970 88 0.93 1.4 7 1.8 YDEJ90S- 6 0.65 2.2 920 64 0.70 1.4 6 1.8 4 0.85 2.3 1420 70 0.79 1.3 6.5 1.8 YDEJ90L- 6 0.85 2.8 930 66 0.70 1.4 6 1.8 4 1.1 3.0 1420 71 0.79 1.3 6.5 1.8 Nguyễn Thái Trường - 98 - YDEJ100L1- 6 1.3 3.8 940 74 0.70 1.4 6 1.8 4 1.8 4.4 1440 77 0.80 1.3 6.5 1.8 YDEJ100L2- 6 1.5 4.3 940 75 0.70 1.4 6 1.8 4 2.2 5.4 1440 77 0.80 1.4 6.5 1.8 YDEJ112M- 6 2.2 5.7 960 77 0.75 1.4 6 1.8 4 2.8 6.7 1440 77 0.82 1.3 6.5 1.8 YDEJ132S- 6 3 7.7 960 79 0.75 1.4 6 1.8 4 4 9.5 1440 80 0.82 1.3 6.5 1.8 YDEJ132M- 6 4 9.8 960 81 0.76 1.4 6 1.8 4 5.5 12.3 1440 80 0.85 1.3 6.5 1.8 YDEJ160M- 6 6.5 15.1 970 84 0.78 1.4 6 1.8 4 8 17.4 1460 83 0.85 1.3 6.5 1.8 YDEJ160L 6 9 20.6 970 85 0.78 1.4 6 1.8 4 11 23.4 1460 84 0.85 1.3 6.5 1.8 YDEJ180M- 6 11 25.9 980 85 0.78 1.4 6 1.8 4 14 29.8 1470 85 0.85 1.3 6.5 1.8 YDEJ180L- 6 13 29.4 980 86 0.78 1.4 6 1.8 4 16 33.6 1470 85 0.85 1.3 6.5 1.8 YDEJ200L 6 18.5 41.4 980 87 0.78 1.4 6.5 1.8 4 22 44.7 1460 87 0.86 1.3 7 1.8 Type Power (KW) current (A) Speed (r/min) Eff ¦Ç (%) Power factor (cos) Locked- rotor torque Locked- rotor current Pull-out torque Rated torque Tst/TN Rated current Ist/IN Rated torque TM/TN YDEJ225- 6 22 44.2 980 88 0.86 1.4 6.5 1.8 4 28 56.2 1470 87 0.87 1.3 7 1.8 YDEJ225M- 6 26 52.2 980 88 0.86 1.4 6.5 1.8 4 34 66.0 1470 87 0.890 1.3 7 1.8 YDEJ250M- 6 32 62.1 980 90 0.87 1.4 6.5 1.8 4 42 74.7 1470 88 0.91 1.3 7 1.8 YDEJ280S- 6 42 81.5 980 90 0.87 1.4 6.5 1.8 4 55 104.2 1470 89 0.90 1.3 7 1.8 YDEJ280M- 6 55 106.7 990 90 0.87 1.4 6.5 1.8 4 72 138.1 1480 89 0.89 1.3 7 1.8 YDEJ90L- 8 0.45 1.9 680 58 0.63 1.5 5.5 1.8 4 0.75 1.92 1420 72 0.87 1.5 6.5 1.8 YDEJ110L- 8 0.85 3.1 700 68 0.63 1.5 5.5 1.8 4 1.5 3.5 1420 75 0.88 1.5 6.5 1.8 YDEJ112M- 8 1.5 5.0 700 72 0.63 1.5 5.5 1.8 4 2.4 5.3 1420 78 0.88 1.5 6.5 1.8 YDEJ132S- 8 2.2 7.0 720 75 0.64 1.5 5.5 1.8 4 3.3 7.1 1440 80 0.88 1.5 6.5 1.8 YDEJ132M- 8 3 9.0 720 78 0.65 1.5 5.5 1.8 4 4.5 9.4 1440 82 0.88 1.5 6.5 1.8 YDEJ160M- 8 5 13.9 730 83 0.66 1.5 5.5 1.8 4 7.5 15.2 1450 84 0.89 1.5 6.5 1.8 YDEJ160- 8 7 19.0 730 85 0.66 1.5 5.5 1.8 4 11 21.8 1450 86 0.89 1.5 6.5 1.8 YDEJ180L- 8 11 26.0 730 86 0.74 1.5 6 1.8 4 17 31.9 1470 87 0.92 1.5 7 1.8 YDEJ200L1- 8 14 33.0 740 86 0.74 1.5 6 1.8 Nguyễn Thái Trường - 99 - 4 22 41.3 1470 88 0.92 1.5 7 1.8 YDEJ200L2- 8 17 40.1 740 87 0.74 1.5 6 1.8 4 26 48.8 1470 88 0.92 1.5 7 1.8 YDEJ225M- 8 24 53.2 740 89 0.77 1.4 6 1.8 4 34 66.7 1470 88 0.88 1.3 7 1.8 YDEJ250M- 8 30 64.9 740 90 0.78 1.4 6 1.8 4 42 78.8 1480 89 0.91 1.3 7 1.8 YDEJ280S- 8 40 83.5 740 91 0.80 1.4 6 1.8 4 55 102 1480 90 0.91 1.3 7 1.8 YDEJ280M- 8 47 96.9 740 91 0.81 1.4 6 1.8 4 67 122.9 1480 90 0.92 1.3 7 1.8 YDEJ90S- 8 0.35 1.6 680 56 0.60 1.5 5 1.8 6 0.45 1.4 930 70 0.72 1.5 6 1.8 YDEJ90L 8 0.45 1.9 680 59 0.60 1.5 5 1.8 6 0.65 1.9 930 71 0.73 1.5 6 1.8 YDEJ100L- 8 0.72 2.9 710 65 0.60 1.5 5 1.8 6 1.1 3.1 950 75 0.73 1.5 6 1.8 YDEJ112M- 8 1.3 4.5 710 72 0.61 1.5 5 1.8 6 1.8 4.8 950 78 0.73 1.5 6 1.8 YDEJ132S- 8 1.8 5.8 730 72 0.62 1.5 5 1.8 6 2.4 6.2 970 80 0.73 1.5 6 1.8 YDEJ132M- 8 2.6 8.2 730 78 0.62 1.5 5 1.8 6 3.7 9.4 970 82 0.73 1.5 6 1.8 YDEJ160M- 8 4.5 13.3 730 83 0.62 1.5 5 1.8 6 6 14.7 980 85 0.73 1.5 6 1.8 YDEJ160L- 8 6 17.5 730 84 0.62 1.5 5 1.8 6 8 19.4 980 86 0.73 1.5 6 1.8 YDEJ180M- 8 7.5 21.9 730 84 0.62 1.5 5 1.8 6 10 24.2 980 86 0.73 1.5 6 1.8 YDEJ180L- 8 9 24.8 730 85 0.65 1.5 5 1.8 6 12 28.3 980 86 0.75 1.5 6 1.8 YDEJ200L1- 8 12 32.5 730 86 0.65 1.5 5 1.8 6 17 39.1 980 87 0.76 1.5 6 1.8 YDEJ200L2- 8 15 40.3 730 87 0.65 1.5 5 1.8 6 20 45.4 980 88 0.76 1.5 6 1.8 Nguyễn Thái Trường - 100 - 3. CATOLOG BƠM THỦY LỰC. Nguyễn Thái Trường - 101 - Nguyễn Thái Trường - 102 - 4. CATOLG ĐỘNG CƠ THỦY LỰC.