Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật khí TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI HÀ NỘI ------o0o-----ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CỬA VAN PHẲNG CỐNG NHIỄU LỘC – THỊ NGHÈ SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ YÊU CẦU I. Số liệu thiết kế : BxH = 22,5x6,8m. Mực nước thượng lưu : + 2,2 m. Mực nước thượng lưu (max) : + 2,5 m. Mực nước hạ lưu (min) : -1 m. Cao trình ngưỡng : -4,3 m. II. Yêu cầu : Cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp sửa chữa. An toàn, thuận lợi. Lực đóng mở nhẹ, đóng mở nhanh. Đảm bảo điều kiện bền, ổn định, mĩ quan. Hợp với yêu cầu điều kiện sản xuất. Dễ bảo dưỡng. Kết cấu yêu cầu hợp lí. Giá thành hạ. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật khí LỜI NÓI ĐẦU Nước tài nguyên vô quý giá, sống muôn loài trái đất. Ở đâu có nước có mầm sống. Trong đời sống hàng ngày nước cần cho đời sống, cho chăn nuôi, trồng trọt, cho công nghiệp … Nước ta có khí hậu nhiệt đới mưa nhiều. Nhưng mưa không quanh năm mà theo mùa, nhiều ít, vùng nhiều vùng ít. Vì để điều hoà nước quanh năm, phục vụ nhiều mục đích khác người ta phải tích trữ nước vào hồ đập, giữ nước sông … Từ hồ chứa, nước điều tiết nhánh sử dụng khác nhau. Muốn đảm bảo lưu lượng nước đủ dùng cho sinh hoạt, cho sản suất, cho giao thông … cần phải có cửa van để điều tiết lưu lượng khống chế mực nước phù hợp. Việt Nam vốn nước nông nghiệp, có khí hậu nhiệt đới - mưa nhiều, với hệ thống sông ngòi dày đặc bờ biển dài. Nguồn tài nguyên nước lớn, cần khai thác tốt, có hiệu quả. Để thúc đẩy kinh tế đất nước nói chung kinh tế nông nghiệp nói riêng, cần phải trọng cải tạo nâng cấp hệ thống công trình thuỷ lợi. Trên công trình thuỷ lợi cửa van giữ vai trò quan trọng. Chính em xin chọn đề tài : “Thiết kế cửa van phẳng cống nhiễu Lộc – Thị Nghè” làm đề tài tốt nghiệp. Cửa van sử dụng để xả đáy cho công thuỷ lợi. Để đồ án hoàn thành em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo, đặc biệt là: Thầy giáo KS.Bùi Văn Hiệu trực tiếp hướng dẫn, bảo nhiệt tình để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Tuy có nhiều cố gắng trình thực đồ án, xong trình độ hiểu biết có hạn, khó tránh khỏi phần thiếu sót em mong nhận ý kiến đóng góp Thầy giáo, cô giáo bạn để đồ án em hoàn thiện hơn. Hà nội, Ngày 09 tháng 09 năm 2014 Sinh viên thực hiện: Phan Văn Khoa. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật khí MỤC LỤC CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI CỬA VAN TRÊN CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI – THUỶ ĐIỆN 1.1. Tầm quan trọng nhiệm vụ cửa van: .1 1.2. Cấu tạo cửa van : .1 1.3. Phân loại cửa van dùng công trình Thủy lợi: .2 1.3.1. Theo mục đích sử dụng cửa van phân chia thành: .2 1.3.2. Theo nguyên tắc vận hành cửa van chia ra: 1.3.3. Theo dòng chảy tương quan với vị trí cửa: .4 1.3.4. Theo vị trí đặt cửa: 1.3.5. Theo chiều cao cột nước tính từ ngưỡng cửa: 1.3.6. Theo kết cấu cửa: .5 1.4. Một số loại cửa van thường dùng công trình Thủy lợi: .5 1.4.1 Cửa van chữ nhân: .5 1.4.2. Cửa van cung: .7 1.4.3. Cửa van cung trục đứng: 1.4.4.Cửa van viên phân: 1.4.5.Cửa van cổng ( cửa lưỡi trai): .11 1.4.6. Cửa phai: 12 1.4.7.Cửa van phẳng: 13 1.4.8. Cửa van bánh xe: 16 CHƯƠNG 2:- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỬA VAN PHẲNG 18 2.1. Các thông số thiết kế cửa van: .18 Nguyên lý: áp lực nước tác dụng lên mặt => dầm ngang => dầm đứng => dàn => dầm biên .18 2.2. Chọn tiêu chuẩn thiết kế cửa van phẳng: 18 2.3. Chọn vật liệu cho phận cửa van phẳng: 19 2.3.1. Vật liệu cửa van: .19 2.3.2. Mối hàn: 20 2.3.3.Vật liệu gioăng kín nước: 20 2.3.4. Vật liệu phần tĩnh chi tiết phụ: 21 2.3.5. Độ võng hệ số ma sát: 21 2.6. Tính toán, thiết kế kết cấu cửa van phẳng : .21 2.6.1. Áp lực thủy tĩnh: 21 2.6.2. Lực đẩy lực thấm: 22 2.7. Tính toán xác định kích thước phận cửa van: .23 2.7.1. Bố trí dầm ngang: .23 2.7.2. Tính toán mặt: 24 2.7.3. Tính toán dầm ngang: .26 2.7.4. Tính toán dầm đứng: 30 2.7.5. Tính toán dàn: .32 2.7.6. Tính toán chọn dầm biên: .38 2.7.7. Gioăng kín nước: .40 2.8. Tính lực nâng hạ cửa van : 40 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ ĐÓNG MỞ .45 3.1 Các loại máy đóng mở dùng công trình thủy lợi: .45 3.2. Máy đóng mở van phẳng kiểu vít me đai ốc (gọi máy vít): .45 3.3. Máy nâng van phẳng kiểu bánh răng: .47 3.4. Máy đóng mở van phẳng kiểu dây mềm: 48 3.5. Máy đóng mở kiểu xi lanh thủy lực: .50 Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật khí 3.6. Các loại máy đóng mở cửa van phẳng khác: .51 3.7. Chọn cấu đóng mở cho cửa van: 52 3.8 . Tính toán chọn xilanh làm việc cho hệ thống: .55 3.8.1. Tính đường kính xilanh: .55 3.8.2. Xác định đường kính ống dẫn dầu : .59 3.8.3. Tính toán tổn thất cho hệ thống: .59 3.8.4. Chọn động bơm tay : .60 3.9. Lắp ráp vận hành hệ thống xilanh thủy lực: .60 Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành: Kỹ thuật khí CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI CỬA VAN TRÊN CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI – THUỶ ĐIỆN 1.1. Tầm quan trọng nhiệm vụ cửa van: Cửa van phận quan trọng công trình thuỷ lợi. Nó dùng để điều tiết dòng chảy, điều chỉnh mực nước lưu lượng qua công trình, dùng để ngăn mặn giữ ngọt, tiêu chua rửa phen vùng thuỷ triều. Cửa van thiếu công trình thuỷ điện, làm cửa âu thuyền, điều tiết dòng chảy vào tua bin, tích nước vào hồ chứa, xả nước mặt có vật trôi nổi, xả cát, đóng cửa van để sửa chữa tua bin. Ở nước ta cửa van ứng dụng rộng rãi công trình thuỷ lợi, thuỷ điện đem lại nhiều lợi ích việc cung cấp nước, điện cho việc sinh hoạt nhân dân, nuôi trồng thuỷ, hải sản, hoa màu. Đồng thời giữ nước mùa khô tiêu thoát nước mùa lũ đảm bảo an toàn cho công trình. Đặc biệt thời điểm trước tình hình biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp việc thiết kế lắp đặt cửa van lấy nước phục vụ cho sản xuất cho nông nghiệp, công nghiêp sinh hoạt trở thành vấn đề thiết. Nhà nước ta đẩy mạnh việc nghiên cứu giải pháp nhằm chống lại thiên tai, phòng chống lũ lụt, đảm bảo cho sống nhân dân. 1.2. Cấu tạo cửa van : Một cửa van gồm có ba phận chính: phần cửa van, thiết bị đóng mở hệ thống điều khiển. Phần cửa van có hai thành phần: phần động phần tĩnh. Phần động chuyển động được, hoạt động nhu vách ngăn để điều tiết dòng nước chảy qua bao gồm mặt dầm. Tấm thép có nhiệm vụ trực tiếp ngăn nước gọi thép bưng, thép bưng liên kết với dầm tăng cứng phía sau gọi mặt. Các chi tiết bịt kín nước phần động phần tĩnh cửa van gọi gioăng kín nước. Thông thường gioăng kín nước làm gỗ, kim loại cao su vít chặt vào mặt. Trên phần động cửa van có phận hỗ trợ (bánh xe, lăn, gối đệm) gọi gối tựa động phận dẫn hướng (tấm cữ, bánh xe cữ, lò xo), nhằm mục đích làm cho cửa van vận hành hướng, chống dao động an toàn. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành: Kỹ thuật khí Phần tĩnh phận gắn liền vào bê tông để dẫn hướng, làm mặt tựa gioăng kín nước, làm đường ray cho cửa van hoạt động truyền lực tác động lên cửa vào bê tông. Phần tĩnh có tác dụng bảo vệ gờ bê tông hỗ trợ phận bịt kín. Các chi tiết phần tĩnh : ngưỡng cửa, ray bánh xe đường trượt, dẫn hướng cạnh, dẫn hướng đối trọng, dầm đỡ, tựa gioăng chí đường rãnh. Ngưỡng cửa phận nằm ngang thấp phần tĩnh làm việc phận hỗ trợ bịt cửa bịt đáy. Trong loại cửa quạt, trống mái nhà, ngưỡng cửa đóng vai trò bịt đáy. Ray bánh xe lăn làm việc phận hỗ trợ phân phối lực truyền vào bánh xe lăn. Khe van có chức tương tự để nhận tải trọng truyền cữ dừng rãnh trượt dầm đứng. Khe van dẫn hướng ngược giới hạn dịch chuyển cửa van mặt phẳng ngang thiết kế để chịu ứng suất tương ứng. Dầm đỡ phận sử dụng cửa chìm mặt nước đặt vào tường ngực. Dầm đỡ đặt phía ngưỡng đóng kín, làm mặt tựa gioăng bịt đỉnh chống mài mòn lớp bê tông nước chảy với tốc độ cao. Thiết bị vận hành chịu trách nhiệm trực tiếp việc đóng mở cửa. Một số cửa không cần tang nâng mà di chuyển áp lực nước cửa quạt, trống cửa van mái nhà. Thiết bị đóng mở bao gồm: động cơ, hộp số phận liên kết với cửa. Hệ thống điều khiển: điện, đường dây, công tắc, bảng điều khiển. Tuỳ theo nhiệm vụ hay kết cấu mà cửa van phân thành nhiều loại khác nhau. Mỗi loại cửa van có ưu nhược điểm riêng tùy theo mà có phạm vi sử dụng hợp lý. 1.3. Phân loại cửa van dùng công trình Thủy lợi: 1.3.1. Theo mục đích sử dụng cửa van phân chia thành: a) Cửa van dùng để điều tiết liên tục dòng chảy mực nước. - Cửa đập tràn: dùng để xả nước mặt đập lưu lượng nước hồ chứa vượt mực nước cho phép chứa hồ. - Cửa xả đáy: dùng để xả nước đáy đập lưu lượng nước hồ chứa vượt mực nước cho phép chứa hồ. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành: Kỹ thuật khí - Cửa âu thuyền (khoang âu thuyền cống lấy nước): dùng để điều tiết mực nước âu thuyền phép tàu bè, giao thông qua lại công trình ngăn nước. - Cửa tự động điều tiết lũ: Tự động đóng mở có lũ thủy triều lên. - Cửa bảo hiểm thình thoảng sử dụng để chặn nước ống dẫn kênh.Cửa thiết kế để vận hành bình thường vị trí đóng mở. Chỉ vị trí đặc biệt, cửa sử dụng để mở phần. Ví dụ như: cửa lấy nước phần dẫn nước vào ống áp lực nâng lên ít. b) Các loại cửa coi khẩn cấp gồm: - Cửa van lắp đặt phía trước cửa van vận hành ống áp lực. - Cửa đường ống tuabin Kaplan. - Cửa lắp đặt phía trước cửa xả đáy. c) Cửa sửa chữa: mở áp suất nước cân chức cửa cho phép tạo khoảng trống, khô kênh đường ống để sửa chữa thiết bị (tuabin, bơm, chí cửa van khác). Loại cửa van sửa chữa thông thường loại phai. d) Cửa van thi công: Cửa van sử dụng cho dẫn dòng thi công. Loại sử dụng để đóng kín cửa dẫn dòng thi công xong công trình, để tích trữ nước vào hồ chứa. 1.3.2. Theo nguyên tắc vận hành cửa van chia ra: a) Cửa van tịnh tiến cửa van đóng mở kéo theo chiều thẳng đứng. - Cửa trượt: Đối với cửa trượt, cánh cửa di chuyển dọc theo khe van. Khi di chuyển cửa van khắc phục lực ma sát trượt phần tĩnh gối cửa phần động gioăng kín nước. - Cửa bánh xe: Gối tựa động sử dụng bánh xe hay lăn. Như nâng hạ cửa van phải khắc phục lực ma sát gối tự động ma sát trượt gioăng kín nước. b) Cửa quay cửa đóng mở quay quanh trục cố định gọi trục lề: - Cửa van quay theo trục đứng: cửa van chữ nhân trục thẳng đứng gần tường khoang cửa, cửa cung trục đứng (rẻ quạt). - Cửa quay theo trục lề nằm ngang ngưỡng: Cửa sập, cửa cung, cửa sập kín, cửa cổng, cửa viên quay. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành: Kỹ thuật khí c) Cửa van vừa quay vừa tịnh tiến: Cửa trụ ngang (trụ lăn) cửa đóng mở cửa van vừa tịnh tiến vừa quay quanh nó. Kết cấu cửa dạng trụ với trục ngang quay giá lắp ráp đặt rãnh nghiêng trụ pin. 1.3.3. Theo dòng chảy tương quan với vị trí cửa: a) Chảy tràn qua đỉnh cửa: cửa phẳng kéo đứng, viên phân quay, sập kín rẻ quạt, mở cửa hạ xuống xung quanh trục đặt ngưỡng cho phép nước chảy phía cửa. b) Chảy phía : cửa cánh trượt, cửa xích, trụ ngang, cung, bánh xe, cổng Stoney, mở cửa di chuyển lên nước chảy phía cửa. c) Chảy lẫn dưới: cửa phẳng hỗn hợp phẳng kép, cho phép dòng chảy chảy cửa tùy theo yêu cầu vận hành. 1.3.4. Theo vị trí đặt cửa: a) Cửa van mặt: cửa lắp cống lộ thiên, mực nước thượng lưu thấp đỉnh cửa. Cửa mặt không cần bịt kín cạnh đỉnh. b) Cửa van sâu: cửa van lắp cống ngầm, mực nước cao đỉnh cửa. Loại cửa phải bịt kín gioăng toàn chu vi. Tất cửa ứng dụng cho công trình cạn, có số sử dụng để lắp đặt sâu bao gồm: cửa van bánh xe, cung, viên phân quay, cửa xích, trượt, dầm nâng, trụ đứng Stoney. 1.3.5. Theo chiều cao cột nước tính từ ngưỡng cửa: Cửa cột áp thấp: đến 15m. Cửa cột áp trung bình: từ 15 - 30m. Cửa cột áp cao: lớn 30m. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành: Kỹ thuật khí 1.3.6. Theo kết cấu cửa: a) c) b) d) e) h) g) k) j) n) l) m) p) Hình 1.1 - Một số loại cửa van. Theo kết cấu hình dạng, có loại cửa van phẳng (hình 1.1 a, b, h), cửa van cung (hình 1.1 c), cửa van rẻ quạt (hình 1.1 g, n) cửa van trụ đứng (hình 1.1 d), cửa van trụ lăn (hình 1.1 e), cửa van mái nhà (hình 1.1 j, k), cửa van chữ nhân (hình 1.1 m), cửa van thủy lực kiểu mái nhà (hình 1.1 n) số loại khác. Ngày nhiều nước giới có nhiều cửa van có độ lớn đến 80 ÷ 120 mét, cột nước cao từ 40 ÷ 50 mét. 1.4. Một số loại cửa van thường dùng công trình Thủy lợi: 1.4.1 Cửa van chữ nhân: Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang Ngành: Kỹ thuật khí *) Cấu tạo nguyên lý: + Cấu tạo: Hình 1.2 - Kênh đào Panama. - Cửa van chữ nhân cửa van có mặt chắn nước mặt phẳng, gồm hai cánh , quay quanh hai trục cố định thẳng đứng, có dạng cánh cửa. + Nguyên lý: - Khi làm việc hai cánh quay quanh hai trục thẳng đứng song song. *) Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: - Cửa van chữ nhân đơn giản kết cấu vận hành mở đóng nhanh loại cửa âu thuyền khác. - Khi cửa mở hai cánh cửa ép sát vào trụ pin nên không chiếm diện tích dòng chảy cho thông tàu thuyền. + Nhược điểm: - Cối quay, gioăng đáy phần cửa van ngập nước, đòi hỏi phải rút kiểm tra bảo dưỡng được. - Tính nhạy cảm gioăng bị nguy hiểm từ mảnh vỡ cửa. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 48 Ngành: Kỹ thuật khí *) Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: - Ưu điểm loại máy nâng hiệu suất cao, truyền động êm, Khi bánh cuối ăn khớp với có số nhỏ kết cấu nhỏ gọn. + Nhược điểm: - Chế tạo khó, vật liệu sử dụng phải tốt có xử lý bề mặt, thường lực nén không tâm. Trong trường hợp chiều cao nâng lớn, đẩy lên cao không ổn định. Việc nối dài khó khăn. Bản thân truyền động bánh răng, khả tự hãm, thường dùng cho cửa van phẳng công trình thủy lợi có chiều cao nâng không lớn có kết hợp truyền bánh vít trục vít. *) Phạm vi ứng dụng: - Máy nâng kiểu sử dụng để đóng mở loại cửa van phẳng có lực nâng trung bình. 3.4. Máy đóng mở van phẳng kiểu dây mềm: *) Cấu tạo nguyên lý: + Cấu tạo: Hệ thống gồm có phận chính: Động cơ, 1- Hộp giảm tốc, 2- Tang dây, 3- Puli, 4- Dây mềm, 5- Hệ thống treo dây. + Nguyên lý: Khi cửa van mở dây mềm kéo cửa van lên nhờ hệ thống Động cơ, Tang, Pu li Khi cửa van nhờ trọng lượng thân van dây mềm chịu kéo mà không chịu nén. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 49 Ngành: Kỹ thuật khí Hình 3.3 - Cống Liên Mạc. *) Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: - Ưu điểm máy nâng dây mềm độ mềm dây nên nâng không đòi hỏi lắp đặt xác, hiệu suất máy cao máy vít, làm việc êm, lắp công trình gọn gàng, có mái che, tạo vẻ đẹp cho công trình. Dễ tạo bội suất palăng để nâng lực lớn mà không cần phải thay đổi kích thước dây. - Dùng đóng mở loại cửa van đòi hỏi đóng mở nhanh, thường xuyên cửa van dự phòng. Có khả điều khiển tự động điều khiển từ xa, dễ dàng khống chế hành trình tốc độ. Thông thường dùng máy nâng cáp, cửa van phẳng phải tự đóng trọng lượng thân phải thêm gia trọng. + Nhược điểm: - Nhược điểm loại máy nâng dây mềm khó bảo quản chăm sóc kỹ thuật cáp, xích. Nhất vùng nửa khô nửa ướt, cáp dễ bị han rĩ. Khi có bội suất palăng chiều cao đặt máy phải lớn loại máy khác để bảo đảm chiều cao nâng. Khi dùng để hạ cửa van ( cửa van không tự hạ ) cửa van phẳng quay đứng phải sử dụng nhiều ròng rọc mắc cáp phức tạp. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 50 Ngành: Kỹ thuật khí *) Phạm vi ứng dụng: - Máy đóng mở kiểu dây mềm sử dụng cho cửa van cửa van phẳng công trình lớn, trung bình, nhỏ công trình quan trọng. 3.5. Máy đóng mở kiểu xi lanh thủy lực: *) Cấu tạo nguyên lý: + Cấu tạo: Máy nâng kiểu xi lanh thủy lực có phận : Hệ thống động lực : gồm máy bơm dầu cao áp, động điện, hệ thống ống dẫn dầu cao áp. Hệ thống phân phối, khống chế : gồm loại van phân phối, van điều khiển, van an toàn, đèn báo. Bộ công tác : Hệ thống xi lanh pít tông thủy lực có áp lực lớn, tốc độ chuyển động thấp. +Nguyên lý làm việc : Máy đóng mở xi lanh thuỷ lực làm việc dựa nguyên lý thuỷ lực thể tích, môi trường truyền lực chất lỏng, áp lực chất lỏng bơm vào xi lanh, đẩy pít tông chuyển động qua lại xy lanh, đầu cán pit tông liên kết với cửa van đầu liên kết với pittông, cửa van chuyển động theo thực nhiệm vụ đóng mở , máy đóng mở xi lanh thuỷ lực có ưu việt hẳn loại máy khác sử dụng cho hầu hết loại cửa van, kể cửa van sâu, lắp đặt tư khác nhau, nhờ môi chất làm việc chất lỏng nên chuyển động pittông xi lanh êm, có khả điều chỉnh vô cấp vận tốc, đóng mở cửa van có tải trọng lớn , có khả khống chế lực nâng cách dễ dàng. *) Ưu nhược điểm : +Ưu điểm : Máy đóng mở cửa van xi lanh thuỷ lực nâng thẳng đứng, nghiêng góc đẩy ngang. - Truyền công suất cao lực lớn nhờ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao đòi hỏi chăn sóc bảo dưỡng. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 51 Ngành: Kỹ thuật khí - Điều chỉnh vận tốc làm việc tính vô cấp, dễ thực tự động hoá theo điều kiện làm việc hay theo chương trình cho sẵn. - Kết cấu gọn nhẹ, vị trí phần tử dẫn bị dẫn không lệ thuộc vào nhau, phận nối thường đường ống nên dễ đổi chỗ. - Có khả giảm khối lượng giảm kích thước nhờ chọn áp suất thuỷ lực cao . - Dễ biến chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến cấu chấp hành. - Dễ đề phòng tải nhờ van an toàn. - Dễ quan sát theo dõi áp kế, kể hệ phức tạp nhiều mạch . - Tự động hoá đơn giản, kể thiết bị phức tạp, cách dùng phần tử tiêu chuẩn hoá. + Nhược điểm : - Tổn thất đường ống dẫn rò rỉ bên phần tử , làm giảm hiệu suất hạn chế phạm vi sử dụng. - Khó giữ vận tốc không đổi phụ tải thay đổi tính nén chất lỏng tính đàn hồi ống dẫn. - Cho đến nhiệt độ hệ ổn định kể từ khởi động, vận tốc làm việc thay đổi độ nhớt chất lỏng thay đổi. *) Phạm vi ứng dụng: - Máy đóng mở kiểu xi lanh thuỷ lực sử dụng nhiều công trình thuỷ lợi. 3.6. Các loại máy đóng mở cửa van phẳng khác: - Máy đóng mở cửa van phẳng có nhiều loại khác nhau, thông thường số loại máy đóng mở thường kết hợp với để thuận tiện cho việc đóng mở, công tác sữa chữa làm giảm lực trình đóng mở. - Cổng trục: Ít sử dụng để đóng mở cửa van cồng kềnh giá thành cao, số trường hợp dùng cửa van lớn có lực đóng mở cửa van lớn mà máy đóng mở khác không đáp ứng được. - Cầu trục: Cũng giống cổng trục, cầu trục sử dụng để đóng mở cửa van, mà thường kết hợp với thiết bị đóng mở khác, cầu trục sử dụng công trình lớn mà thôi. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 52 Ngành: Kỹ thuật khí - Cần trục: Thường kết hợp với loại máy đóng mở khác công trình thuỷ lợi hay thuỷ điện để tiện cho việc tháo lắp, vận chuyển sữa chữa. - Pa lăng: Được sử dụng kết hợp với thiết bị đóng mở khác nhằm giảm lực đóng mở. Trong công trình nhỏ thường dùng pa lăng tay. - Tời thuỷ lực: Ít sử dụng dùng làm thiết bị để đóng mở cửa van mà thường sử dụng làm thiết bị đóng mở phụ. Tổng kết: Qua phân tích hình thức cửa van sử dụng công trình thuỷ lợi ta nhận thấy loại hình thức cửa van có ưu nhược điểm riêng, tuỳ nhiệm vụ công trình quy mô mà lựa chọn loại cửa van để phù hợp với điều kiện làm việc, có đem lại hiệu kinh tế cho công trình. Ở nước ta mô hình cửa van phẳng cửa van cung sử dụng nhiều nhất, đặc biệt cửa van phẳng, loại phù hợp với công trình lớn, trung bình nhỏ, công trình lớn trung bình cửa van phẳng thường chế tạo thép, công trình nhỏ, cửa van phẳng thường chế tạo bê tông cốt thép. Còn cửa van cung sử dụng nhiều dạng công trình chủ yếu công trình lớn trung bình, cửa van cung hầu hết chế tạo thép. Một số loại hình thức cửa van khác nước ta sử dụng nhiều cửa van Clape, cửa van lệch trục đứng, cửa van lệch trục ngang, cửa phai, cửa van chữ nhân, cửa van mái nhà . Đặc biệt công trình thuỷ điện cửa van phẳng sử dụng nhiều, cửa van phẳng thường sử dụng kết hợp với thiết bị đóng mở kiểu xi lanh thuỷ lực, vừa có lực đóng mở lớn, thời gian đóng mở nhanh, lại có tính thẩm mỹ cao, nguyên tắc hoạt động điều khiển không phức tạp lắm. Thông thường, việc lựa chọn hình thức cửa van công trình thuỷ lợi, tiêu quan trọng xét đến nhiệm vụ công trình phải kể đến tính thẩm mỹ nên điều kiện cụ thể công trình mà có biện pháp lựa chọn hình thức cửa van phương thức đóng mở hợp lý nhất. 3.7. Chọn cấu đóng mở cho cửa van: Để khai thác tốt công trình cửa van phẳng cửa nhận nước công trình Xe Caman 3, đạt mục tiêu thiết kế, việc phụ thuộc vào vận hành cửa van. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 53 Ngành: Kỹ thuật khí Máy đóng, mở cửa van phải phù hợp với loại kết cấu, quỹ đạo chuyển động (trong đề tài chuyển động tịnh tiến thẳng lên, xuống), phù hợp tải trọng nâng. Làm việc môi trường khắc nghiệt độ ẩm cao, nước mặn điều kiện cụ thể khác chế độ làm việc cửa van công trình thủy lợi. Như ta biết loại máy đóng mở cửa van thường gặp máy nâng kiểu vítđai ốc, bánh - răng, kiểu dây mềm, kiểu xilanh thủy lực. Chúng làm việc không khác so với loại máy nâng thông thường. Tuy nhiên có đặc trưng riêng tính chất làm việc mà thực tế yêu cầu : Ngoài trọng lượng nâng cố định có loại tải trọng nâng khác tác động lên cửa van thay đổi chiều trị số áp lực thủy tĩnh, áp lực thủy động, sóng, gió, lực kẹt vật trôi nổi… Làm việc không thường xuyên, dễ han gỉ, hoạt động không trơn tru. Làm việc khắc nghiệt ẩm ướt, nước muối… Vị trí đặt máy thường không phẳng, dễ gây sai số lắp ráp, gây lực đóng mở lớn khả tính toán. Muốn nâng, hạ cửa van cần phải tạo đủ lực cấu nâng, để thắng lực cản nâng. Các loại tải trọng tác dụng lên cửa van có tác động trực tiếp lên máy nâng cửa van. Khi thiết kế máy đóng mở cửa van phải xét tổ hợp lực bất lợi nhất. Toàn áp lực thủy tĩnh tác dụng lên toàn diện tích cửa van gây nén trượt, tạo lên lực ma sát chống lại chiều chuyển động tịnh tiến lên xuống cửa van. Đây thành phần lực cản quan trọng để tính toán lực đóng mở cửa van. Đối với cửa van phẳng dạng nhiều dầm đề tài giao, với chiều dài (khẩu độ) L=4,4m, chiều cao H = 4,5m, có trọng lượng lớn, áp lực thủy tĩnh lớn việc chọn loại máy nâng sau không phù hợp : - Đối với máy nâng kiểu vít – đai ốc : Hiệu suất thấp. (truyền động học, xuất ma sát trượt vít đai ốc). Chiều cao nâng lớn chiều dài vít lớn ⇒ dễ cong, vênh, không thẩm mỹ. Khi làm việc với tải trọng lớn ⇒ máy nặng nề, yêu cầu động lớn, làm việc chậm. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 54 Ngành: Kỹ thuật khí Dễ bị han gỉ làm việc cửa sông, bị mài mòn ma sát trượt. Hai vít làm việc khó đồng thời cửa van có độ lớn ⇒ dễ dẫn tới kẹt, hỏng vít. - Đối với máy nâng kiểu – bánh : Chế tạo khó, vật liệu sử dụng phải tốt có xử lý bề mặt, lực nén làm việc không tâm. Khi chiều cao nâng lớn, bị đẩy lên cao ⇒ dễ ổn định. Việc nối dài gặp khó khăn. Không có khả tự hãm. - Đối với máy đóng mở cửa van kiểu dây mềm (cáp, xích) : Dây mềm (cáp, xích) chịu kéo mà chịu nén theo chiều thẳng đứng. Khó bảo quản, chăm sóc kỹ thuật cáp, vùng nửa khô, nửa ướt, cáp dễ bị han gỉ. Khi có bội suất palăng chiều cao đặt máy phải lớn để đảm bảo chiều cao nâng. Tuy nhiên việc không đáp ứng yêu cầu máy đóng mở cho cửa van phẳng dưới, trọng lượng chịu áp lực thủy tĩnh lớn lại máy đóng mở kiểu xilanh (truyền động thủy lực) thủy lực đáp ứng : − Máy đóng mở kiểu xilanh thủy lực làm việc dựa nguyên lý thủy lực thể tích. − Môi trường làm việc chất lỏng, chất lỏng dùng dầu thủy lực BPcs 46 hay dầu khoáng theo tiêu chuẩn DIN 51524. Do chi tiết làm việc tiếp xúc với chất lỏng bôi trơn thường xuyên ⇒ làm việc trơn tru, hiệu quả. − Xilanh thủy lực có tính ưu việt hẳn loại máy khác lắp đặt tư khác : đẩy, kéo, nâng, hạ. − Làm việc êm môi trường làm việc chất lỏng. − Có khả điều chỉnh vô cấp, đóng mở cửa van có tai trọng lớn. − Có khả khống chế lực nâng cách dễ dàng. − Làm việc hai chiều hiệu quả, linh hoạt. − Kích thước nhỏ gọn, lại truyền công suất cao lực lớn, độ tin cậy làm việc cao, phải chăm sóc, bảo dưỡng. − Lực quán tính nhỏ tránh va đập mạnh gây hư hỏng cửa van. − Điều chỉnh vận tốc nâng, hạ theo ý muốn. − Dễ điều khiển, tự động hóa giới hóa đóng mở. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 55 Ngành: Kỹ thuật khí − Khắc phục không xác lắp ráp. − Tốc độ đóng mở nhanh, đáp ứng yêu cầu thiết kế, nên có khả điều tiết lưu lượng. − Giảm khối lượng, kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao. − An toàn dễ đề phòng tải hệ thống có van an toàn. − Hiệu suất tính kinh tế cao mát, tổn thất ma sát thấp (hiệu suất từ 70% ÷ 80%). Tuy có nhiều ưu điểm máy nâng kiểu xilanh thủy lực số nhược điểm : − Giá thành đầu tư ban đầu đắt loại máy khác, xét mặt lâu dài lại kinh tế. − Tổn thất thủy lực lớn, dễ xảy rò rỉ dầu, khó khắc phục. Chỉ áp dụng hiệu cho công trình có nguồn điện. Có thể khắc phục bơm tay máy phát điện. 3.8 . Tính toán chọn xilanh làm việc cho hệ thống: 3.8.1. Tính đường kính xilanh: Xilanh thủy lực dùng đóng mở cửa van phẳng nên phương đóng mở phương thẳng đứng. Do hành trình pittông S = 6,5 m. Lực tác dụng lên xi lanh : Theo tính toán để nâng cửa van cần tác dụng lực nâng : Q = Q /2=1969,5 kN ⇒ Lực tác dụng lên xilanh : P = Q = 1969,5 kN. Tính chọn đường kính xilanh: Diện tích làm việc cần thiết xilanh : ( F - f)p = P . ⇒ - .p = P . Trong : F : Diện tích phần không gian có cán pittông. f : Diện tích cán pittông. p : Áp suất làm việc xilanh. D : Đường kính xilanh. d : Đường kính cán pittông. Ta chon áp suất làm việc xilanh p = 25 Mpa = 25.10 N/m . Tỉ lệ = 0,5 ÷ 0,8 (TCVN 8300-2009/10). Ta chọn d = 0,5 D. ⇒ - .p = P P = .p ⇒ D = =365,8 mm Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 56 Ngành: Kỹ thuật khí Xilanh thuỷ lực loại động thuỷ lực sử dụng rộng rãi cấu chấp hành truyền động thuỷ lực. Nó có vai trò quan trọng, chịu lực tác dụng lớn tải trọng. Các phận xylanh ống xylanh (thường gọi xylanh), Piston, cán Piston số vòng (phớt) làm kín. Xylanh thuỷ lực sử dụng hệ thống cần có đáp ứng thông sau: Áp suất làm việc hệ thống : p = 25 Mpa. Hành trình xilanh S = 6,5 m. Đường kính lòng xilanh : D = 400 mm. Đường kính cán pittông: d = 250 mm. Xilanh thủy lực thiết kế theo tiêu chuẩn ISO6022 DIN24333. Hình 3.4 - Kiến trúc xilanh. Chọn vật liêu: Theo bảng 5-3 trang 100 giáo trình kết cấu thép: Chi tiết Xylanh Pittông Cán pittông Sinh viên: Phan Văn Khoa Vật liệu C45 GX21-40 C45 σ b (Mpa) 610 210 610 σ ch (Mpa) 360 360 Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 57 Nắp C45 610 Dẫn hướng Nhựa tổng hợp 210 Bảng 3.1 - Bảng vật liệu chọn chế tạo xylanh Ngành: Kỹ thuật khí 360 Kiểu xilanh Với sơ đồ bố trí hệ thống nâng hạ chọn phần trên, ta chọn xilanh cần thiết kế kiểu sở 1R có kết cấu kích thước hình đây: Hình 3.5 - Xilanh kiểu sở 1R Các thông số xilanh chọn theo tiêu chuẩn theo bảng : Bảng 3.2 Kích thước kiểu sở 1R chọn. Kiểu lắp ghép xilanh Chọn lắp ghép cho xilanh theo kiểu MS3 hình : Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 58 Ngành: Kỹ thuật khí Hình 3.6 - Kiểu lắp MS3 Bảng 3.3 - Kiểu lắp ghép cho xilanh MS3 chon. Lưu lượng cần thiết cung cấp cho nguồn thủy lực : Diện tích làm việc khoang xilanh ( xilanh): F =2.( π.D) =2.(.π.0,4) = 0,25 m . Diện tích làm việc khoang xilanh ( xilanh): F =2.[ π ( D - d)] =2.[ ]=0,153 m . Thể tích làm việc hữu ích khoang xilanh : V = F.S =0,25.6,5=1,625 (m) Thể tích làm việc hữu ích khoang xilanh: V = F.S =0,995 Lưu lượng cần thiết cung cấp cho khoang xilanh : Q= = 1, 625 = 2,4.10 m/s 600 Lưu lượng cần thiết cung cấp cho khoang xilanh : Q= = 0,995 = 1,7.10 600 m/s. Trong : t - thời gian cần thiết đóng mở cửa van. Chọn t = 10phút = 600s. Kết luận : Vậy ta chọn Q = Q = 2,4.10 m/s = 2,4 mm/s lưu lượng cần cung cấp cho hệ thống. Do Q > Q . Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 59 Ngành: Kỹ thuật khí 3.8.2. Xác định đường kính ống dẫn dầu : Để tránh tượng vận tốc chất lỏng đường ống lớn. Vận tốc dòng chảy chất lỏng ống hút tính theo công thức sau : v = Thông thường v = ( 0,5 ÷ 1,5 m/s). Ta chọn v = 1,5 m/s. ⇒d= = = 0,046 m . Chọn d = 50 mm. Tương tự với ống đẩy chọn v = m/s < v = m/s để giảm tổn thất thủy lực đường ống. Đường kính ống đẩy : d = = = 0,032 m. Chọn d = 35 m 3.8.3. Tính toán tổn thất cho hệ thống: Để đơn giản tính toán ta xem tổn thất hệ thống 15% áp suất dầu xilanh. Khi ta có tổn thất toàn hệ thống : Hp = 0,15.200 = 30 (bar) Áp suất yêu cầu toàn hệ thống : P = 250 + 30 = 280 (bar) Hệ số an toàn hệ thống lấy 1,2 nên áp suất yêu cầu hệ thống : P = 280.1,2 = 336 bar. Lưu lượng cần thiết Q = 2,4.60 = 144 lít/phút. Để bù lại lượng dầu rò rỉ, bay tổn hao khác trình hoạt động hệ thống, lưu lượng yêu cầu hệ thống là: Q = 1,1Q = 1,1.144 = 158,4 lít/phút. Chọn bơm có tốc độ quay 2970 vòng/phút. =>lưu lượng yêu cầu Q = 158,4:2970=0,053 lít/vòng Với lưu lượng áp suất ta chọn loại bơm cung cấp cho hệ thống : AGA 200M có Q = 0,067 lít/vòng, p = 250 bar,v= 2975 vòng/phút - Chọn động điện Chọn động điện kéo bơm phải vào thông số làm việc bơm hệ thống. Áp suất lớn hệ thống p = 336 bar, để đạt áp suất bơm phải đạt áp suất tối thiểu p = 336 bar. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 60 Ngành: Kỹ thuật khí Công suất yêu cầu động điện : N = . với η hiệu suất bơm. Chọn η = 0,85 ⇒ N = = 103 kW Dựa vào catalog động điện ta chọn động điện có thông số sau : - Hãng sản xuất : Nhà máy động điện Việt Hùng ( Việt Nam) - Model : 4A280S2Y3 - Công suất : 110 kW. - Vận tốc quay : 2970 vòng/phút. - Hệ số cos ϕ = 0,89. Chọn thông số: Loại dầu sử dụng dầu khoáng có tác dụng chống han rỉ, ôxi hóa bọt độ nhớt 150SSU 38 C. Để hệ thống đóng mở cửa van làm việc ổn định cần đảm bảo yêu cầu chung: Bể dầu phải có mức dầu tối thiểu òn mà bơm hút 100 mm, ống hút bơm chìm sâu bể dầu : 50 mm phải có màng lọc, đường ống sử dụng thường màu đen. Nhiệt độ tối đa cho phép hệ thống 55 - 80 C. Các van điểu chỉnh lắp đặt đường ống nối đáy xilanh để quản lí tốc độ đóng mở cửa van. Bố trí đường ống hệ thống dẫn dầu hợp lí để tránh tổn thất thủy lực tới mức tối đa. 3.8.4. Chọn động bơm tay : Để tăng độ tin cậy cho hệ thống ta lắp thêm vào hệ thống bơm tay để đề phòng điện cung cấp dầu cho hệ thống đóng mở cửa van để đóng mở cửa van theo yêu cầu công trình. Dựa vào áp suất làm việc hệ thống, theo catalog ta cọn bơm sau : Hãng sản xuất : Galtech. Model : CS 45 - 4. 3.9. Lắp ráp vận hành hệ thống xilanh thủy lực: Thiết bị đóng mở xilanh thủy lực thuộc loại thiết bị chính, truyền lực chất lỏng. Độ xác lắp đặt ảnh hưởng lớn đến chế độ làm việc thiết bị. - Các phận cửa van sau chế tạo xong vận chuyển tới công trường thi công. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 61 Ngành: Kỹ thuật khí - Xilanh thủy lực, trạm nguồn, phụ kiện hệ thống bao gói cẩn thận tránh trầy xước, bẹp méo vận chuyển tới công trường. - Các thiết bị kèm: xe cẩu palăng xích, đồ nghề lắp ráp, thiết bị kiểm tra xách tay. *) Lắp đặt: Bước 1: Lắp đặt phận cửa van với sau dùng cẩu palăng đưa cửa van vào khe mố công trình. Bước 2: Đưa xilanh thủy lực vào vị trí lắp đặt cẩu palăng bảo đảm không bị va đập. Bước 3: Lắp đặt đường ống dẫn dầu theo vẽ kĩ thuật, lắp đặt van hệ thống thủy lực, hệ thống van điều khiển. Sau lắp cần nối xilanh cửa van lại với nhau. Bước 4: Đấu dây điện cần phải bảo đảm chắn nguồn điện cung cấp phù hợp với số liệu ghi nhãn động thiết bị. Sau nối dây vào động điện với tủ điều khiển. Phải đảm bảo chắn chắn nút điều khiển đấu đúng. Bước 5: Kiểm tra tổng thể. Bước 6: Đổ dầu thủy lực vào thùng chứa dầu, thiết bị phải sẽ. Thùng dầy lên đổ đầy đến tâm mắt báo dầu phía loại dầu đạt tiêu chuẩn có độ nhớt tính toán. *) Vận hành: - Hệ thống khởi động chế độ không tải. Trước khởi động phải đảm bảo chắn van hệ thống thủy lực phải hoàn toàn mở. Thực chạy thử: Khi máy vận hành lần hệ thống điền đầy dầu thủy lực, mức dầu hệ thống phải kiểm tra lại để đảm bảo chắn mức dầu mức cho phép. Nếu bơm có tiếng rít lớn (có không khí) phải ngắt bơm phải đổ thêm dầu. Chú ý việc làm đầy hệ thống, van thiết bị ban đầu đòi hỏi phải có dầu bổ sung. Nhiệt độ dầu, bơm, đường ống động phải theo dõi kiểm tra liên tục để tìm chỗ rò rỉ xiết chặt lại. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 62 Ngành: Kỹ thuật khí Nâng cửa van: Khởi động động điện theo dẫn ( START). Ấn nút nâng cửa (UP). Nếu có cố dừng toàn hệ thống kiểm tra lại. Hạ cửa van: Khởi động động điện theo dẫn ( START). Ấn nút hạ cửa (DOWN). KẾT LUẬN Sau 14 tuần làm đồ án tốt nghiệp, hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy giáo: KS. Bùi Văn Hiệu, thầy cô giáo khoa Cơ khí, bạn lớp với cố gắng nỗ lực thân em hoàn thành đồ án theo thời gian quy định. Em tìm hiểu thiết kế cửa van phẳng cống Nhiễu Lộc – Thị Nghè. Trong chương I em nêu loại cửa van thường dùng,ưu điểm nhược điểm cửa van. Chương II tính toán kết cấu cửa van. Chương III tính toán thiết bị đóng mở dạng xi lanh thủy lực. Tuy nhiên trình độ kiến thức hạn chế, lại chưa có kinh nghiệm thực tế nên đồ án em không tránh khỏi sai sót. Mặt khác đề tài đòi hỏi áp dụng kiến thức môn học Truyền động thuỷ lực, Kỹ thuật thủy khí, Cơ học kết cấu, M áy nâng chuyển . mà môn học trình học tập em học nên trình tính toán thiết kế tránh khỏi sai sót. Vậy em kính mong nhận bảo Thầy, Cô giáo để em có thêm kiến thức bổ ích phục vụ cho trình công tác sau này. Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: KS. Bùi Văn Hiệu tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình em thực đồ án. Đồng thời em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo khoa Cơ khí bảo cho em kiến thức vô bổ ích quý báu để đồ án em hoàn thành. Hà Nội, Ngày tháng năm 2013. Sinh viên : Phan Văn Khoa. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 63 Ngành: Kỹ thuật khí TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS. TS. Nguyễn Đăng Cường . Giáo trình thiết bị thủy công. [2] PGS. TS. Nguyễn Đăng Cường . Máy nâng chuyển thiết bị cửa van -Nhà xuất Xây dựng , Hà nội 2003. [3] Vũ Thành Hải, Trương Quốc Bình, Vũ Hoàng Hưng. Kết cấu thép - Nhà xuất Xây dựng, Hà nội 2006. [4] PGS. TS. Nguyễn Đăng Cường. Sổ tay kĩ thuật thủy lợi - Nhà xuất Xây dựng, Hà nội 2006. [5] PGS. TS. Nguyễn Đăng Cường. Tiêu chuẩn thiết bị thủy công: cửa van, chế tạo cửa van, cấu đóng mở xilanh thủy lưc. [6] PGS. TS. Nguyễn Đăng Cường. Các tiêu chuẩn cửa van. Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC [...]... không dùng để làm cửa van đưa nước vào tua bin hay các đường hầm *) Phạm vi ứng dụng: - Loại cửa này được sử dụng rất nhiều trong các công trình của nhân dân như làm cửa cống dẫn nước vào đồng ruộng …Đặc biệt là cửa van sửa chữa 1.4.7 .Cửa van phẳng: *) Phân loại : Cửa van phẳng bao gồm các loại như cửa van đơn, cửa van kép, cửa van nhiều tầng, cửa van có cửa phụ - Cửa van đơn: Loại cửa van này khụng cho... loại cửa van khác nhau Cửa van phẳng là loại của van ra đời sớm nhất và hiện nay vẫn được sử dụng rộng rãi trên công trình thủy lợi nhờ những ưu điểm của nó so với các loại cửa van khác.Trên cơ sở xem xét và kết hợp với điều kiện công trình, trong chương tiếp theo em tiến hành thiết kế cửa van phẳng vận hành cửa nhận nước Cụ thể, yêu cầu của đề tài : Thiết kế cửa van phẳng cống Nhiễu Lộc - Thị Nghè ... cao của mố - Cửa van phẳng có cấu tạo đơn giản nên dể bảo quản, kiểm tra và sữa chữa - Cửa van phẳng có thể được sử dụng làm cửa van chính, cửa van bảo hiểm , cửa van sữa chữa và thi công + Nhược điểm: - Nếu dùng trong các công trình lớn cửa van phải có kết cấu dàn thiết kế khó khăn - Chiều cao và chiều dày của mố tương đối lớn thì mới đủ khả năng chịu lực khi nâng cửa van - Lực nâng cửa van lớn do đó... làm cửa van chính, van bảo hiểm, van thi công trong các cống đập tràn, - Cửa van phẳng nhiều tầng là cửa van được phân thành nhiều đoạn theo chiều cao Loại van này có thể đóng mở từng chiếc một, hoặc đồng thời nhiều chiếc, thường được dùng khi chiều cao cửa cống lớn - Cửa van phẳng kép là cửa van có hai cánh khi hạ cánh trên có thể tháo được vật nổi mà không bị mất nhiều nước trong hồ chứa Loại van. .. quay van để giảm lực đóng mở - Cửa van cung thường được dùng trong đập tràn ở mặt cắt bất kỳ mà không cần mở rộng đỉnh đập - Trọng lượng cửa van cung nhỏ hơn các loại cửa van khác + Nhược điểm: - Cửa van cung có mố và tường biên dài - Độ cứng của cửa van cung nhỏ hơn cửa van phẳng - Kết cấu phức tạp và hơi cồng kềnh - Không thể đóng cống có chiều cao lỗ cống lớn, khi ngưỡng ngang vì lúc đó chân van. .. Kiểu van phẳng kép công sôn - Cửa van phẳng có cửa phụ có tác dụng tháo vật nổi như cửa van kép, hình dạng mặt trên của cửa phụ cần đảm bảo không xẩy ra hiện tượng chân không khi nước tràn qua làm cho cửa van bị rung động Kết cấu cửa phụ cần có độ cứng vững để chịu mô men uốn và mô men xoắn lớn, đồng thời để chịu lực va chạm do vật nổi sinh ra *) Cấu tạo và nguyên lý: + Cấu tạo: - Cửa van phẳng là cửa. .. TOÁN THIẾT KẾ CỬA VAN PHẲNG 2.1 Các thông số thiết kế cửa van: Cao trình Thượng Chiều rộng thông thủy lưu Hạ lưu Ngưỡng Đỉnh ∇ TL ∇ HL ∇N ∇Đ B m m m m m 2,2 -1,0 -4,3 2,5 22,5 Nguyên lý: áp lực nước tác dụng lên bản mặt => dầm ngang => dầm đứng => dàn => dầm biên 2.2 Chọn tiêu chuẩn thiết kế cửa van phẳng: Quá trình thiết kế dựa trên “TCVN 8299 : 2009 - Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật trong thiết. .. nâng hoặc hạ cửa van làm tăng lực khi nâng van - Khi mực nước hạ lưu cao hơn lỗ cống thì cần phải có thêm bộ phận cân bằng áp với phần sau cửa van Hình 1.8 - Cửa van thấu kính Sinh viên: Phan Văn Khoa Lớp: 51M - TBTC Đồ án tốt nghiệp Trang 16 Ngành: Kỹ thuật cơ khí 1.4.8 Cửa van bánh xe: *) Cấu tạo và nguyên lý + Cấu tạo: Cửa van phẳng kéo đứng có lắp gối tựa động là bánh xe được gọi là cửa van bánh xe... lý: - Khi làm việc cửa van chuyển động quay xung quanh một trục cố định nằm ngang, trục này liên kết với cửa van thông qua hai càng - Các thiết bị đóng mở thường dùng cho hình thức cửa van này thường là: thiết bị đóng mở kiểu dây mềm, thiết bị đóng mở bằng xi lanh thuỷ lực *) Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: - Ưu điểm lớn nhất của cửa van cung là mô men sinh ra do áp lực nước tác dụng vào cửa đối với tâm quay... thuật cơ khí 1.4.5 .Cửa van cổng ( cửa lưỡi trai): *) Cấu tạo và nguyên lý: Cửa van lưỡi trai có cấu tạo là một phần của mặt trụ đứng có hình dạng giống đập vòm Khi vận hành nó sẽ quay quanh hai bán trục nằm ngang nhờ hai tời được lắp phía trên Hình 1.6 -Cửa van lưỡi trai trên sông Rhine – Hà Lan *) Ưu nhược điểm - Kết cấu cửa có dạng bản mặt cong lên tăng độ cứng vững - Khi cửa van mở thì chịu ảnh . biệt là cửa van sửa chữa. 1.4.7 .Cửa van phẳng: *) Phân loại : Cửa van phẳng bao gồm các loại như cửa van đơn, cửa van kép, cửa van nhiều tầng, cửa van có cửa phụ. - Cửa van đơn: Loại cửa van này. trình thuỷ lợi thì các cửa van giữ vai trò rất quan trọng. Chính vì vậy em xin được chọn đề tài : Thiết kế cửa van phẳng cống nhiễu Lộc – Thị Nghè làm đề tài tốt nghiệp. Cửa van được sử dụng để. 8 1.4.4 .Cửa van viên phân: 9 1.4.5 .Cửa van cổng ( cửa lưỡi trai): 11 1.4.6. Cửa phai: 12 1.4.7 .Cửa van phẳng: 13 1.4.8. Cửa van bánh xe: 16 CHƯƠNG 2:- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỬA VAN PHẲNG 18 2.1.