LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này đầu tiên em xin được gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Trần Gia Thái đã quan tâm hướng dẫn tận tình và động viên em thực hiện đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, các Thầy Cô. Đặc biệt là các Thầy Cô trong bộ môn Tàu Thuyền thuộc khoa cơ khí Trường Đại Học Nha Trang đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt kiến thức cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập vừa qua. Ngoài ra em xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy Cô quản lý thư viện trường đã tạo điều kiện cho em được sử dụng tài liệu một cách tốt nhất. Công Ty Cổ Phần Đóng Sửa Nhà Bè đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được thực tập tốt nghiệp. Trong quá trình làm đề tài này nếu không có sự giúp đỡ của bạn bè và người thân thì em không thể hoàn thành được công việc như ngày hôm nay. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn tất cả các quý thầy cô và tất cả bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. - 1 - MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 5 1.1 TỔNG QUAN 6 1.2 GIỚI HẠN NỘI DUNG NGHIỆN CỨU 7 1.3 ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CHÂN VỊT 7 1.3.1Đặc điểm hình học của chân vịt 7 1.3.1.1 Cấu tạo chân vịt 9 1.3.1.2 Các thông số đặc trưng của chân vịt 11 1.3.2 Nguyên lý làm việc của chân vịt 12 1.4 THỰC TRẠNG CÔNG TÁC CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY 14 1.4.1 Các cơ sở chế tạo chân vịt trong nước 14 1.4.2 Quy mô sản xuất chân vịt trong nước 14 1.4.3 Đặc điểm của công nghệ chế tạo chân vịt trong nước hiện nay 15 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY 16 2.1 CHUẨN BỊ CƠ SỞ ĐÚC 18 2.1.1 Nhà xưởng đúc 18 2.1.2 Lò nồi nấu vật liệu 18 2.1.3 Vật liệu đúc 19 2.1.3.1 Các vật liệu được sử dụng để chế tạo chân vịt theo lý thuyết 19 2.1.3.2 Vật liệu chế tạo chân vịt hiện nay 23 2.1.3.3 Phương pháp chế tạo 23 2.2 TẠO MẪU ĐÚC CHÂN VỊT 23 2.2.1 Lập bản vẽ mẫu 23 - 2 - 2.2.2 Tạo mẫu đúc chân vịt 26 2.3 KĨ THUẬT ĐÚC CHÂN VỊT 30 2.3.1 Chế tạo khuôn đúc 30 2.3.2 Vật liệu làm khuôn đúc bằng cát 30 2.3.3 Hòm khuôn và dụng cụ làm khuôn 33 2.3.4 Nấu và rót vật liệu 41 2.3.5 Phá khuôn, làm sạch vật đúc 43 2.4 GIA CÔNG CHÂN VỊT SAU KHI ĐÚC 44 2.4.1 Gia công cơ khí 44 2.4.2 Gia công nhiệt 49 2.4.3 Yêu cầu về gia công 50 2.5 HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 51 2.5.1 Kiểm tra các thông số 51 2.5.2 Kiểm tra tính cân bằng của chân vịt 52 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH CÁC ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP 54 3.1 ƯU ĐIỂM CỦA QUY TRÌNH ĐÚC HIỆN NAY 55 3.2 NHƯỢC ĐIỂM CỦA QUY TRÌNH ĐÚC HIỆN NAY VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 55 CHƯƠNG IV: THẢO LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 - 3 - LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây ngành công nghiệp đóng tàu ở nước ta phát triển rất mạnh mẽ. Nó tác động rất lớn đến sự phát triển kinh tế xã hội, đồng thời có ý nghĩa cực kì quan trọng về an ninh quốc phòng. Vì vậy việc đầu tư phát triển ngành đóng tàu là một yêu cầu tất yếu và rất thiết thực. Trước những nhu cầu đó, trường đại học Nha Trang là một trong những trung tâm đào tạo mũi nhọn của nước ta, trong đó có ngành cơ khí tàu thuyền với đội ngũ cán bộ nghiên cứu và giảng dạy sáng tạo đầy nhiệt huyết đã đào tạo hàng ngàn kỹ sư tại đây tỏa về khắp mọi miền đất nước góp phần không nhỏ trong sự nghiệp phát triển ngành thủy sản nói riêng và ngành kinh tế nói chung. Trong chiến lược chung của trường em được giao một đồ án tốt nghiệp: “Phân tích quy trình chế tạo chân vịt trong nước hiện nay” Một đề tài thật hay và bổ ích nhưng không kém phần hấp dẫn sáng tạo mang tính thực tế trong sản xuất. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể là một đóng góp nhỏ trên con đường hiện đại hóa cơ sở vật chất cũng như nâng cao chất lượng hiệu quả nghiên cứu khoa học. Sau một thời gian tìm hiểu, được sự hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn, cũng như sự động viên tạo điều kiện giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè, em đã thực hiện theo yêu cầu của đề tài. Song do điều kiện còn nhiều hạn chế nên quá trình nghiên cứu không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong đón nhận những ý kiến đóng góp của các thầy, cùng bạn bè để đề tài ngày càng hoàn thiện hơn. Nhân dịp này cho em gửi lời biết ơn chân thành nhất đến thầy hướng dẫn: Trần Gia Thái, cũng như các thầy cô, những người làm việc ở các phòng ban, bạn bè… đã hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài này trong thời gian qua. Nha Trang, tháng 4 năm 2007 Sinh viên thực hiện Vũ Văn Loát - 4 - - 5 - CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1TỔNG 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 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 - 6 - 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 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 + Góc bước xoắn ϕ xác định theo công thức r H tg π ϕ 2 = - 7 - 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). Hình 1.2 Hình 1.3 1.3.1.1 Cấu tạo chân vịt - 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. - 8 - 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. d o là đường kính trung bình của chân vịt. + 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). - 9 - 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. - 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). - 10 - [...]... 5 Trong đó: D – đường kính chân vịt (m) n – tốc độ quay của chân vịt trong 1 giây (s-1) ρ – khối lượng riêng chất lỏng 1.4 THỰC TRẠNG CÔNG TÁC CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY - 14 - 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 Minh, Biên Hòa Các cơ sở của nhà nước chế tạo. .. 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 1.4.3 Đặc điểm của công nghệ chế tạo chân vịt trong nước hiện nay - Phương pháp chế tạo: Chủ yếu theo phương pháp đúc - Đặc điểm chân vịt chế tạo: đa số chân vịt chế tạo hiện. .. Thông thường chỉ làm mẫu cho các chân vịt có đường kính nhỏ (D ≤ 600 mm) * Khi chế tạo xong một cánh và củ chân vịt, người ta dùng cánh chân vịt và củ chân vịt bằng gỗ đó để làm mẫu chế tạo ra chân vịt mẫu bằng nhôm Chân vịt mẫu bằng nhôm sẽ được sử dụng làm mẫu đúc nhiều lần - 30 - 2.3 KĨ THUẬT ĐÚC CHÂN VỊT 2.3.1 Chế tạo khuôn đúc Quá trình chế tạo khuôn đúc bao gồm: chế tạo khuôn và lắp ráp khuôn Những... 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 Chuẩn bị cơ sở cho việc chế tạo Lò nồi nấu vật liệu Dụng cụ đúc Vật liệu đúc Lập bản vẽ thiết kế đuucs - 17 - Tạo mẫu chân vịt đúc Chế tạo mẫu đúc Làm khuôn đúc Tiến hành đúc chân vịt Nấu và rót vật liệu Phá khuôn và làm sạch vật đúc Gia công cơ khí Gia công chân vịt sau khi... profin cánh chân vị Cấu tạo đầy đủ cánh chân vịt được thể hiện trên (hình 1.7) 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 - 11 - 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... dựa vào bản vẽ gia công ta còn biết được các thông số của củ chân vịt như: chiều dài củ chân vịt, đường kính củ chân vịt, đường kính lỗ trục… - 25 - g Hình 2.4: Hình chiếu cánh chân vịt - 26 - 2.2.2 Tạo mẫu chân vịt - Làm mẫu chân vịt là một khâu quan trọng trong quá trình chế tạo chân vịt Chân vịt mẫu được chế tạo trên bản vẽ do các người thợ mộc đảm nhiệm Bản vẽ mẫu chính là bản vẽ thiết kế sau khi... hiện nay là chân vịt định bước, có 3 hoặc 4 cánh, chiều quay trái hoặc quay phải tùy thuộc vào chiều quay của động cơ sử dụng Vật liệu được chế tạo chủ yếu là đồng thau, chân vịt gang và thép chiếm tỷ lệ thấp đa số là làm theo đơn đặt hàng của khách hàng Độ bóng đạt được trên cánh chân vịt là: (∇3 ÷ ∇7) - 16 - CHƯƠNG II QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY Kết quả khảo sát thực tế tại cơ sở chế. .. hầu hết lắp các máy có 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... sau khi đúc Cạo xỉ hàn đắp Gia công củ chân vịt Mài cánh chân vịt Đánh bóng bề mặt Gia công nhiệt: ram vật liệu Kiểm tra các thông số: θ , 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... các thông số sau: - Kiểu loại chân vịt: Định bước hay biến bước - 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: θ - Độ nghiêng của cánh chân vịt: mr (và góc γ r) - Chiều quay của chân vịt 1.3.2 Nguyên lý làm việc của chân vịt - Cánh chân vịt làm việc theo nguyên lý cánh chịu tải, thực hiện cùng lúc 2 chuyển động chuyển . vịt trong nước hiện nay có thể tóm tắt quy trình chế tạo chân vịt dưới dạng sơ đồ như hình 2.1 - 17 - CHƯƠNG II QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY Chuẩn bị cơ sở cho việc chế tạo Dụng. lý làm việc của chân vịt 12 1.4 THỰC TRẠNG CÔNG TÁC CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY 14 1.4.1 Các cơ sở chế tạo chân vịt trong nước 14 1.4.2 Quy mô sản xuất chân vịt trong nước 14 1.4.3 Đặc. 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