Đề tài nhánh nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo bơm chuyên dụng phục vụ nuôi tôm thương phẩm quy mô trang trại

Ta thấy Việc sử dụng các thiết bị cơ khí trong nuôi tôm công nghiệp là hết sức cần thiết để đảm bảo nồng độ ôxy trong ao, tốc độ dòng nước, nhiệt độ nước….Và một trong các thiết bị quan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ SẢN

-*** -

CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC GIAI ĐỌAN 2001 – 2005

“ Khoa học và công nghệ phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa

nông nghiệp và nông thôn “ ( Mã số KC 07 )

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NHÁNH

THIẾT KẾ VÀ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ, CHẾ TẠO BƠM CHUYÊN DỤNG PHỤC VỤ MÔ HÌNH NUÔI TÔM THƯƠNG PHẨMTHÂM

CANH QUI MÔ TRANG TRẠI

Chương I XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT THIẾT BỊ

I.1 Giới thiệu về ngành nuôi tôm sú công nghiệp:

I.1.1: Giới thiệu qua về ngành nuôi tôm sú công nghiệp tại Việt Nam[1]

Việt Nam là một quốc gia có bờ biển trải dài hơn 3260Km dọc từ tỉnh Quản Ninh ở phía Bắc đến tỉnh Kiên Giang ở phái Nam của đất nước Cùng với hệ thống sông ngòi chằn chịt tạo thành hơn 300.000ha mặt nước lợ, có thể cải tiến thành đìa nuôi tôm thương phẩm đạt tiêu chuẩn Có khí hậu nhiệt đới ôn hòa, môi trường chưa

bị ô nhiểm nhiều tạo cho Việt Nam nhiều thuận lợi phát triển nghề nuôi tôm thương phẩm mạnh Với ưu thế và tiềm năng sẵn có và lại được nhà nước đầu tư hổ trợ trong những năm gần đây cho nên nghề nuôi tôm ở nước ta đã và đang phát triển mạnh để trở thành một quốc gia có diện tích nuôi và sản lượng nuôi tôm xuất khẩu lớn ở Đông Nam Á và thế giới Diện tích nuôi tôm gia tăng nhanh chóng từ 50.000ha năm 1985 lên đến 285.000 ha năm 1998 với 30 tỉnh nuôi tôm sú Do đặc thù địa lý của nước ta người ta chia các tỉnh có thể nuôi tôm sú ra thành 3 khu vực chính: khu vực phái Bắc, khu vực miền trung và khu vực phía Nam

Bảng 1:Nuôi tôm sú công nghiệp tại Việt Nam

Diện Tích

Quản Ninh Quản Trị Thừa Thiên Huế

Đà Nẵng Quản Nam Quảng ngãi Bình Định Phú Yên Khánh Hòa Ninh Thuận Bình Thuận

593

313 1.296

140 1.150

680 2.061 1.314 4.313

630

260

Bà Rịa Vũng Tàu

Đồng Nai

TP HCM Long An Tiền Giang Bến Tre Trà vinh Sóc Trăng Bạc Liêu

Cà Mau Kiên Giang

1.350

555 4.900

868

4680 34.680

19000 25.919 30.925 105.520

10882

I.1.2 Giới thiệu qua về ngành nuôi tôm sú công nghiệp tại khu vực Nam

Trung Bộ:

Khu vực Nam Trung Bộ gồm có 3 tỉnh: Phú Yên, Khánh Hòa và Ninh Thuận

phân bố dọc theo bờ biển dài khoảng 400Km đã tạo thành những vùng nuôi tôm

thuận lợi với hàng trăm hecta Được sự quan tâm sâu sắc của chính quyền địa

phương và sự giúp đỡ về khoa học kỹ thuật của các cơ quan khoa học ( trường đại

học Thủy Sản NT, Viện Hải Dương Học, Trung tâm nghiên cứu Thủy Sản III) Nghề nuôi tôm thương phẩm và tạo giống nhân tạo ở khu vực Nam Trung Bộ là những địa phương đi đầu trong khoa học kỹ thuật bán thâm canh và thâm canh cũng như áp dụng trang bị kỹ thuật về nuôi tôm

Bảng 2: Diện tích – Sản lượng – Năng suất nuôi tôm Nam Trung Bộ[1]

Diện Tích (ha) Sản lượng (tấn) Năng Suất trung bình Tỉnh

I.2 Thông Số Kỹ Thuật Ao Nuôi Tôm Sú Khu Vực Nam Trung Bộ:

I.2.1: Các thông số hình học về ao nuôi tôm sú ở khu vực Nam Trung Bộ:

- Diện tích ao: trước đây hình thức nuôi quản canh, vì muốn đạt sản lượng

cao nên diện tích ao thường rất lớn, có khi rộng đến vài hecta Dần dần thu hẹp được thông qua hình thức nuôi tôm tiên tiến hơn và hiện nay thường nằm trong khoản (0.4-0.8 ha) để thuận tiện cho Việc quản lý

- Kích thước ao nuôi: đi đôi với Việc giới hạn diện tích, kích thước ao củng được lấy theo một tỷ lệ thống nhất với kích dài và kích thước rộng: tỷ lệ dài/rộng

≈2, tức là các ao đều theo dạng hình chữ nhật chiều dài gấp đôi chiều rộng

- Mực nước: mực nước thường thay đỗi theo thủy chiều tuy nhiên để đảm bảo điều kiện sống thuận lợi cho tôm sống và phát triển tốt thì mực nước trong ao thay đỗi trong khoản (1-1,5)m là tốt nhất

- Chất đáy ở các ao nuôi khu vực Nam trung Bộ thì ở lớp đáy chủ yếu tồn tại ở hai dạng đáy bùn và đáy bùn cát rất dễ cuốn và rất dễ bị sạc lỡ Cho nến, với các ao nuôi

ở khu vực này phải có quy trình làm ao riêng để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

I.2.2 Các thông số môi trường của ao nuôi ảnh hưởng đến quá trình phát triển của tôm

I.2.2.1 Nhiệt độ của nước:

Nhiệt độ của nước là đại lượng biểu thị trạng thái nhiêt độ của nước Nhiệt

độ trong ao được cung cấp nhiệt từ nhiều nguồn: bức xạ mặt trời, sự phản xạ nhiệt của trái đất, từ các phản ứng hóa học và sự phân hủy của các chất hữu cơ trong nước và nền đáy ao Nhiệt độ nước đặc trưng luôn luôn biến đỗi theo thời tiết Quy luật biến động của nhiệt độ là: biến động theo mùa và biến động hằng ngày Tôm có thể chịu đựng được sự thay đỗi nhiệt độ 0,20c/phút Nhưng khi nhiệt độ thay đỗi đột ngột 30C hay 40C hoặc Việc quá giới hạn sẽ gây sốc, thậm chí còn làm tôm chết Đặc biệt khi nhiệt độ của mặt trời chiếu xuống làm cho lớp nước trên bề mặt nóng nhanh hơn lớp nước dưới sâu dẫn đến sự phân tầng về nhiệt độ làm giảm năng suất của ao nuôi Do đó, Việc dùng máy sục khí và thiết bị đảo nước nhằm phá vỡ sự phân tầng về nhiệt độ của nước trong ao nuôi Dải nhiệt độ tôm sú thích hợp từ 12-37.50C, nhưng khoản nhiệt độ thích hợp nhất cho sự tăng trưởng cảu nó có từ 25-

300C

I.2.2.2 Độ hòa tan ôxy trong nước: (Disolvel oxygen)

Ôxy là yếu tố đặc biệt quan trọng đối với quá trình sống của sinh vật Đối với ngành nuôi tôm công nghiệp thì Việc tăng hàm lượng ôxy vào trong nước là một Việc không thể thiếu

Ôxy được làm giàu cho nước từ hai nguồn cơ bản sau: hòa tan trực tiếp từ khí quyển và quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh thải ra Hàm lượng Ôxy trong nước thường xuyên biến động, nhưng nhìn chung nó tuân theo quy luật: chu

kỳ ngày đêm, đó là thời tiết và mật độ tảo trong ao nuôi Theo thời gian nuôi là mật

độ tích tụ tảo trong ao nuôi và chế độ quản lý ao nuôi Hiện tượng quan hợp của tảo (thực vật phù du) chỉ xảy ra vào ban ngày dưới ánh sáng mặt trời Do đó những thời gian mà trời u ám và vào ban đêm thi ao nuôi sẽ không đủ ôxy cho tôm Tình hình thiếu ôxy cũng xảy ra khi thực vật thủy sinh chết quá nhiều do Việc sử dụng hóa chất Để giả quyết vấn đề này, người ta sử dụng máy sục khí, máy đảo nước hoặc thay đỗi nước vào ao để tạo thêm ôxy Hàm lượng ôxy tốt nhất để tôm sống khoẻ mạnh và phát triển tốt nhất là từ (5-7) mg/l

I.2.2.3 Độ pH:

Chỉ số pH là một trong những chỉ tiêu quan trọng về chất lượng nước, nó là chỉ số axit hay kiềm của nước và gắn liền với chế độ khí của vùng nước Đối với ao nuôi tôm thì độ pH trong khoản (6.5-9), thuận lợi là từ (7.8-8.2) Nếu chuyển tôm từ vùng nước này đến vùng nước khác có độ pH chênh lệch nhau lớn thì tôm sẽ bị sốc

I.2.2.5 Độ trong:

Độ trong của nước được đo dựa vào độ sâu còn nhìn thấy được nhờ một dụng cụ gọi là đĩa Secchi Còn hàm lượng Seston thường được xác định theo phương pháp trọng lượng Seston là tập hợp các sinh vật sống trong tầng nước và thể lơ lững trong nước Chúng gồm có các hợp phần sau: chất vẫn vô cơ được đưa vào thủy vực từ đất, bùn mã hưu cơ, sinh vật phù du (kể cả động vật và thực vật)

Do đó trong các ao nuôi thủy sản tồn tại mối quan hệ độ trong và thực trạng của ao Gia trị độ trong <20cm thì ao được gọi là ao đục, ao đục nó sẽ cản trở sự quan hợp của sinh vật phù du trong nước do đó sẽ dẫn đến tình trạng thiếu ôxy trong ao nuôi Ngược lại, nếu ao có độ trong từ 45-60cm thì nước ao được coi là nghèo chất dinh dưỡng Độ trong khoản từ (30-40cm) là tình trạng ao tốt nhất

I.2.2.6: Hàm lượng khí NH3 và H 2 S:

Hàm lượng khí NH3 có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sinh trưởng và phát triển của tôm, lượng khí NH3 sẽ tăng lên tỷ lệ thuận so với nhiệt độ và nồng độ pH Nếu hàm lượng NH3 quá cao tôm sẽ có xu hướng ngoi lên mặt nước để lấy ôxy từ không khí dẫn đến gây xốc (tress) cho tôm Do vậy để giảm độc tính của NH3 cần phải tăng cường ôxy hòa tan trong nước bằng cách quạt xục khí, đảo nước, máy nén khí, bộ trộ ôxy…

H2S có ảnh hưởng đến sinh vật nói chung, với hàm lượng H2S lớn thì nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình sinh trưởng của tôm Đối với hàm lượng H2S nhỏ

thì nó không ảnh hưởng nhiều đến quá trình sinh trưởng của tôm nhưng nó sẽ tiêu hao nhiều ôxy trong môi trường

I.2.2.7: Tốc độ dòng nước (Vc):

Tốc độ củng là một trong các yếu tố quan trọng quyết định đến sự sinh trưởng và phát triển của tôm, tốc độ dòng chảy như thế nào là hợp lý đó là một trong những vấn đề còn đang cập nhật của ngành nuôi tôm hiện nay

Nhận xét: qua Việc phân tích các thông số ao nuôi ảnh hưởng đến quá trình

sinh trưởng và phát triển của tôm Ta thấy Việc sử dụng các thiết bị cơ khí trong nuôi tôm công nghiệp là hết sức cần thiết để đảm bảo nồng độ ôxy trong ao, tốc độ dòng nước, nhiệt độ nước….Và một trong các thiết bị quan trong để đảm bảo các yêu tố sinh trưởng của tôm là thiết bị đảo nước sục khí Và hiện nay trên thị trường

có rất nhiều thiết bị như vậy

I.3 Thiết bị đảo nước sục khí:

I.3.1 Các thiết bị đảo nước sục khí để xử lý môi trường nuôi:

Trong mô hình nuôi tôm thương phẩm thâm canh qui mô trang trại, một trong các thiết bị phục vụ cho công tác nuôi trồng là thiết bị đảo nước-sục khí Thiết bị đảo nước xục khí có nhiều dạng: đảo nước sục khí kiểu chân vịt, đảo nước kiểu cánh quạt, đảo nước sục khí kiểu thổi khí, đảo nước kiểu ly tâm văng

I.3.1.1 Đảo nước kiểu cánh quạt: là loại đảo nước được dùng tương đối

rộng rãi ở các ao nuôi trên toàn quốc Nó làm Việc theo nguyên lý cánh guồng quay hất nước lên thành những hạt nhỏ, tiếp xúc và thẩm thấu không khí ( có oxy) làm giàu hàm lượng không khí (oxy) hòa tan trong nước.Cánh guồng làm bằng vật liệu nhựa hoặc kim loại, ưu điểm của thiết bị đảo nước kiểu cánh guồng là đơn giản dễ chế tạo do đó công nghiệp địa phương hoặc các cơ sở cơ khí nhỏ củng có thể sản xuất được

Kết cấu động cơ và hợp số (Vikyno):

Hình 1:Kết cấu động cơ và hợp số (Vikyno):

a)Máy đảo nước trục ngắn:

Máy đảo nước trục ngắn có hai loại do Đài Loan và do Thái Lan sản xuất, nhưng có cấu tạo tương tự nhau Tuy nhiên chúng khác nhau về kích thước bề mặt cánh, số lượng cánh và số lượng guồng…

Máy đảo nước trục ngắn do Đài Loan sản xuất: mỗi máy chỉ có hai guồng làm bằng thép không rỉ, bố trí hai bên do động cơ điện dẫn động qua bộ chuyền giảm tốc trục vít- bánh vít Cả hệ thống được đặt trên khung và được làm nỗi bằng các phao ( là các ống nhựa bịt kín hai đầu), khung cố định bằng bốn cọc cắm thẳng đứng và có thể điều chỉnh chiều sâu gập của cánh quạt

Máy đảo nước do Thái Lan sản xuất: có cấu tạo tương tự như máy

của Đài Loan sản xuất nhưng có bốn guồng (mỗi bên hai guồng) guồng được làm bằng nhựa PVC có 8 cánh Cách bố trí trong ao củng giống như loại máy trên nhưng

số lượng máy ít hơn ( trong cùng một ao)

b)Máy đảo nước trục dài (loại cụm)

Hình 2:Máy đảo nước trục dài (loại cụm)

Máy này do các cơ sở tư nhân sản xuất: nó dựa trên cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hai loại máy trục ngắn trên nhưng có giá thành tương đối thấp ( sử dụng cho cùng một ao)

Máy gồm động cơ Diezel dẫn động, truyền qua hộp giảm tốc đến trục các đăng và dẫn đến trục guồng, trên trục guồng có lắp các guồng

Tùy theo diện tích và hình dạng của ao nuôi tôm, kinh tế của người nuôi tôm, đặc điểm của cơ sở chế tạo máy đảo nước trục dài có công suất và số vòng quay

mà có phương án truyền động giảm tốc và số lượng guồng, số lượng cánh và kích thước bề mặt cánh khác nhau Trên thực tế hiện nay có các kiểu truyền động giảm tốc như sau: Đai – đai, đai- bánh răng, đai-hộp số, đãi xích

* Nhận xét các loại máy đảo nước trên:

Các loại máy đảo nước trên cĩ cấu tạo tương tự nhau, chỉ cái tiến thêm một

số bộ phận do đĩ chúng cĩ một số ưu điểm chung sau:

-Ưu điểm:

+ Cĩ khả năng khuếch tán ơxy vào nước và giải phĩng khí độc (H2S,NH3…) ra ngồi nhanh chĩng

+ Tạo dịng chạy nhẹ, đều và luận chuyển tHường xuyên trong ao (

nếu bố trí máy hợp lý) Ngồi ra với hai loại máy trục ngắn thì Việc bố trí, lắp đặt máy trong ao tương đối thuận tiện, dễ dàng Cịn loại máy trục dài tạo được dịng chảy rộng và khơng phụ thuộc vào nguồn điện

- Tuy nhiên chung vẫn cịn tồn tại những nhược điểm sau:

+ Với loại máy trục ngắn:

1 Tính cơ động thấp do hồn tồn phụ thuộc vào nguồn điện

2 Chi phí cho tồn bộ hệ thống khá cao

3 Lượng Ơxy khuếch tán khơng đêu và dịng chảy khơng rộng

4 Chưa tập chung chất bẩn vào một nơi nhất định để xử lý

I.3.1.2 Đảo nước sục khí kiểu thổi cĩ hai loại:

Hình 3:Sơ đồ khối thiết bị đảo nước sục khí kiểu thổi

- Loại thứ nhất hoạt động như máy nén vơ cấp, máy để trên bờ và theo hệ thống ống cĩ khoan lỗ đặt dưới đáy ao sục khí cho các ao nuơi Máy sục khí kiểu khí nén được dẫn động từ động cơ Diezel hoạt động cung cấp khơng khí cĩ áp xuất

Họng xã khí

Ao nuôi tôm Bình chứa khí

Máy nén khí

cao vào bình chứa ( áp suất không khí thường từ 5-8kg/cm3) Từ bình chứa dẫn theo ống xuống đáy ao và tỏa ra khắp ao như hình vẽ

- Loại thứ hai hoạt động như một cánh quạt thổi không khí vào nước qua ống thổi Các loại đảo nước-sục khí kiểu này sử dụng không phổ biến trong các ao nuôi

ở Việt Nam

- Thiết bị này có ưu điểm cho năng suất hòa tan Ôxy cao và thải khí độc lớn Nhưng không tạo được dòng chảy hợp lý và không gom được chất bân trong ao nuôi để tạo vùng sạch cho tôm phát triển Đây là một trong những nguyên nhân tạo

ra dịch bệnh ở tôm

I.3.1.3 Đảo nước kiểu ly tâm văng: sử dụng chủ yếu trong các ao nuôi nước

ngọt, chúng hoạt động theo nguyên lý: Đĩa công tác quay hút ở giữa văng nước ra xung quanh tao nên các tia nhỏ trước khi rơi xuống sẽ được thẩm thấu ôxy trong không khí Ở Việt Nam loại này hầu như chưa được sử dụng

I.3.1.4 Thiết bị đảo nước kiểu bơm làm Việc theo nguyên lý Becnuly:

dòng nước do cánh bơm quay sẽ hút nước từ trên tầng mặt ao nuôi đưa xuống tầng dưới của ao cùng một lượng không khí hòa tan và lan tỏa vào các vùng khác trong

ao nuôi tôm làm cho nước trong ao nuôi được đảo lên và làm tăng hàm lượng không khí (oxy) hòa tan trong nước

Hình 4: Máy thổi khí (IIIKYNO)

I.3.1.5 Máy đảo nước dùng bơm:

- Hiện nay thiết bị đảo nước này được dùng chủ yếu ở Philippin Với phương pháp này nước trong ao được bơm hút và qua đường ống phun trên đầu ao phía kia Được bố trí như hình vẽ:

Hình 5: Sơ đồ khối máy đảo nước dùng bơm

- Phương pháp xục khí dùng bơm này cĩ ưu điểm là đơn giản, hiệu quả và làm Việc tin cậy và tạo nồng độ ơxy đồng đều theo tầng nước Tuy nhiên phương pháp này cũng cịn nhiều nhược là năng suất khuếch tan Ơxy thấp và khĩ gom chất thải bân trong ao

I.3.1.6 Máy thổi khí venture:

Máy này do Đài Loan sản xuất cĩ dạng như hình:

Loại máy đảo nước bằng chân vịt đặt trong ống bao dẫn khí và được nhúng sâu vào trong nước Chân vịt được dẫn động bằng động cơ điện Tồn bộ hệ thống được đặt trên khung phao nỗi

Khi động cơ điện hoạt động làm quay chân vịt, nhờ cấu tạo xoắn của cánh chân vịt và ống bao dẫn khí tao ra dịng chảy và khuếch tán ơxy vào trong nước

Ngồi ra loại máy thổi khí Venture cịn cĩ loại máy thổi khí tự tạo, nguyên lý hoạt động của nĩ củng gồm cĩ động cơ điện làm quay cánh chân vịt, do biên dạng xoắn của cánh chân vịt nên tạo được lực đẩy nước, đồng thời khuấy động vùng nước tại mặt đạp của chân vịt làm khuếch tán ơxy trong khơng khí vào nước

Họng xã nước

Ao nuôi

Cửa hút Bơm nước Đường ống

* Đánh giá ưu nhược điểm của máy sục khí:

Tuy cấu tạo nguyên lý làm Việc và cách bố trí của loại máy sục khí ở trên có khác nhau nhưng chúng vẫn có chung một số ưu nhược điểm sau:

Ưu điểm:

1 Kết cấu đơn giản, sử dụng thuận tiện, bảo quản dễ dàng

2 Có khả năng khuếch tán ôxy vào trong nước và giai phóng khí độc ra ngoài tương đối nhanh

3 Có độ bền tương đối cao

4 Giá thành tương đối thấp (trừ loại máy thổi khí Venturi)

Tuy nhiên loại máy còn tồn tại nhiều nhược điểm sau:

1 Lượng ôxy tăng cường thêm cho ao không nhiều

2 Chưa có khả năng tạo dòng chảy nhẹ và đều để thích hợp cho tôm

3 Vùng nước tại cửa miệng đẩy của bơm hay tại mặt đạp của chân vịt bị khuấy đạp quá mạnh làm giảm nhanh chóng chất lượng môi trường nước ở khu vực đẩy

4 Chưa tập chung được chất bẩn, thậm chí còn phân tán chất bẩn ra khắp ao

5 Đối với máy thổi khí Venturi và máy thổi khí tự tạo thì:

vào cơ sở hạ tầng lớn mới đưa thiết bị vào hoạt động được

I.3.2 Một số mô hình sử dụng thiết bị nuôi tôm thương phẩm:

a) Dàn đảo nước được thiết kế chế tạo theo dạng môđun

Mỗi dàn có 3 môđun Mỗi môđun gồm 1 khung và 1 trục rỗng được chế tạo bằng

thép tráng kẽm (hoặc inox); 2 phao nhựa PVC; 4 guồng đảo dạng cánh bằng nhựa; 2 01

hộp giảm tốc và 01 bệ đặt động cơ và hộp giảm tốc; 3 01 động cơ điezen (hoặc động cơ

điện) Mỗi dàn (3 môđun) trên dùng động lực: 4,5 kw, đáp ứng diện tích 2500 m2 ao

Giá bán thiết bi : 4.500.000 VNĐ/1thiết bị (không có động cơ)

1,5kW = 900.000 đồng; - 2kW = 1.000.000 đồng; - 3kW = 1.200.000 đồng; 5kW = 1.700.000 đồng Giá đầu nổ D8: 1.800.000 đồng, trong đó, giá linh kiện rời: - Cánh

quạt bằng inox: 110.000đ/guồng; - Khung phao bằng can nhựa: 110.000đ; - Bộ giảm

tốc: 1.650.000đ; - Bộ trục: 165.000đ; Bộ trục cát đăng: 330.000đ; - Cánh quạt bằng

nhựa: 85.000đ/guồng (chú ý: vận chuyển đến công trình từ 4-5 máy trở lên, khách hàng

không trả tiền vận chuyển Giá bán buôn: giảm 5-8%

I.3.3 Chọn thiết bị đảo nước-sục khí kiểu bơm hướng trục:

Vấn đề đặt ra bây giờ là ta phải chọn được một thiết bị có thể đáp ứng được

các đòi hỏi của kỷ thuật nuôi tôm công nghiệp: tạo dòng dòng chảy đều và nhẹ, có

khả năng năng khuếch táng ôxy vào trong nước cao, có khả năng gồm được chất

bẩn trong ao, có khả năng bổ sung thêm các thành phần hóa học của ao nuôi, và gía

thành thấp Trên cơ sở của thiết bị đảo nước sục khí có sẵn trên thị trường, trong

phạm III đề tài này tôi đề xuất chế tạo thiết bị đảo nước-xục khí bằng vật liệu phi

kim loại theo dạng bơm hướng trục đặt đứng có cải tiến Vì đặc điểm của thiết bị

này cột áp thấp nhưng lưu lượng lớn thích hợp với yêu cầu là một thiết bị đảo nước,

có khả năng tạo dòng chảy đều, có khả năng gom được chất thải dưới đáy aokhi bố

trí hợp lý các thiết bị trong ao nuôi

I 4 Yêu cầu kỹ thuật thiết bị

- Sử dụng - bảo quản đơn giản và phù hợp với ngư dân Việt nam

Bơm cấp - thải nước nuôi

- Thực hiện cấp và thải nước nuôi với hiệu quả cao (lưu lượng cao với cột áp

phù hợp)

- Liên hợp tốt với các bộ sử lý nước sử dụng các hợp chất sinh hoá khác nhau thông dụng

- Độ bền cao và chế tạo trong nước

- Sử dụng - bảo quản đơn giản và phù hợp với ngư dân Việt nam

Bơm đảo nước tuần hoàn

- Thực hiện đảo nước trong ao nuôi để tạo dòng chảy hợp lý, chống phân tầng

nước và thoát khí độc đáy ao với hiệu quả cao (lưu lượng cao với cột áp phù hợp)

- Liên hợp tốt với các bộ sử lý nước sử dụng các hợp chất sinh hoá khác nhau thông dụng

- Độ bền cao và chế tạo trong nước

Chương II

THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ

II.1 Chọn phương án thiết kế:

II.1.1.Chọn các thông số cơ bản

Xuất phát từ yêu cầu thực tế của sản xuất đối với các mô hình nuôi tôm thương phẩm thâm canh, quy mô trang trại cần phải thiết kế thiết bị đảo nước kiểu bơm với cột nước cần bơm H=1-2m Các vùng nuôi tôm hiện nay ở nước ta đang sử dụng rất nhiều các thiết bị đảo nước – sục khí kiểu chân vịt đặt chìm dưới nước có các thông số sau:

- Công suất động cơ: N=1,1KW=1,5ML

- Số vòng quay : n=2900 V/phút

Hiện nay ở các vùng nuôi tôm, các ao nuôi công nghiệp chủ yếu được xây dựng với quy mô 2000m3 – 3,500m3 do cá thể hay tập thể nhỏ hay hợp tác xả nhỏ quản lý và đầu tư nhằm đạt mục đích cao nhất Để đám ứng tình hình thực tế của sản xuất và nhu cầu sử dụng thiết bị bơm đảo nước cho các ao nuôi tôm công nghiệp đã chọn phương án ngiên cứu thiết kế bơm đảo nước liên kết với động cơ điện có các thông số thiết kê sau:

- Công suất động cơ điện: N=1,1KW

- Số vòng quay : n=2900 v/phút

- Cột nước bơm: H=2m

II.1.2 Nguyên lý làm Việc:

Thiết bị đảo nước kiểu bơm làm Việc theo nguyên lý Becnuly: dòng nước do cánh bơm quay sẽ hút nước từ tầng trên mặt ao nuôi đưa xuống tầng dưới của ao cùng một lượng không khí hòa tan và lan tỏa vào các vùng khác trong ao nuôi tôm làm cho nước trong ao nuôi được đảo lên và làm tăng hàm lượng không khí (oxy) hòa tan trong nước Hiện tượng trên có được là do sự chênh lệch áp lực ở hai phía cửa vào và cửa ra của cánh bơm khi cánh bơm quay

- Xuất phát từ yêu cầu hút nước ở trên và đẩy xuống dưới đáy và tạo dòng chảy

đều trong ao ta phải chọn kết cấu sao cho ống hút và ống xả nằm trên hai đường thẳng song song và cùng nằm trong một mặt phẳng: ống hút ở trên, ống xả ở dưới (nếu là bơm thì ngược lại) để vừa có khả năng lấy ôxy ở tầng nước trên đảo xuống tầng dưới, vừa có khả năng tạo dòng chảy đều⇒ chọn hình dáng bơm theo hình chữ S

- Cánh bơm đặt chìm dưới nước trong võ bơm ( không cần phải mồi bơm)

- Để có kết cấu đơn giản nhất tạo điều kiện thuận tiện cho Việc chế tạo ta chọn kết cấu trục cánh bơm đồng trục với trục động cơ

- Hệ thống truyền động (động cơ) phải được đặt cao hơn mặt nước vì vậy hệ

thống liên kết với nhau thông qua bệ đỡ động cơ đặt trên một cái phao: võ bơm và động cơ được lắp chặt với bệ đỡ để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh

- Với kết cấu là bơm hương trục đặt đứng, trục bơm trùng với trục động cơ

nên ta chọn động cơ kiểu mặt bích để thuận tiện cho Việc lắp đặt

- Để thiết bị có khả năng bổ sung thêm các chế phẩm sinh học cho ao nuôi

nhờ dòng chảy do bơm tạo ra phân tán khắp ao nuôi, và có khả năng tăng thêm hàm lượng ôxy cho ao nhờ sự chênh lệch áp suất ở mặt thoáng (áp suất khí quyển) và áp suất trong ống hút của bơm ta bố trí thêm một ống dẩn khí chổ cửa hút của bơm để hút ôxy

II.1.4.Trên cơ sở nguyên lý hoạt động và kết cấu cơ bản của bơm; tôi đề xuất các phương án thiết kế:

Thiết kế hai kiểu bơm sau:

-Ổ trục: ổ lăn kết hợp với bạc trượt có chức năng định hướng

Trên cơ sở kết cấu trên, tôi đề xuất phương án thay đổi một số chi tiết cơ bản của bơm bằng vật liệu phi kim loại: phương án 2 và 3

Phương án 2:

-Vỏ: vật liệu là ống nhựa

-trục: vật liệu là inox

-Khớp nối: khớp nối mềm

-Ổ trục: ổ lăn kết hợp với bạc trượt có chức năng định hướng

Phương án 3: (giống phương án 2)

-Ổ trục: hai bạc trượt bằng nhựa có chức năng định hướng

Kiểu 2:Composis

3

124

Hình 11: Bơm chìm khi bơm luôn chuyển nước

II.2.Tính toán các thông số cơ bản

II.2.1.Tính toán các thông số cơ bản của bơm:

1)Công suất làm việc trên trục bơm-đọng cơ:

K

N

tr =

Ở đây :N dc = K1 , 1 −Công suất động cơ điện

K=1,5- Hệ số dự chữ an toàn của động cơ

Ta có N tr 0 , 733KW

5 , 1

1 ,

81 , 9

.η η

=

Ở đây:

b

η =0,66-Hệ số hiệu suất dự kiến của bơm

ηdc =0,9-Hệ số hiệu suất của động cơ điện

K b=1,11-Hệ số bù tảI do ảnh hưởng của chiều dày lá cánh bơm/18/

H=2m-Cột nước thiết kế của bơm

=

s n

4)Ứng với hệ số tỷ tốc n s = 937,7 ta chọn hệ số cột nước theo quan hệ (K H)=f(n s)/3,8:

) ( 8 ,

< n s d

603 , 0

) ( 8 ,

< n s

Ta chọn hệ số bầu tương đối: (d b) = 0 , 50

6) Đường kính bánh công tác xác định theo công thức/3/

2

2

K H t uu c

) 7 , 46 ( 09 , 0

22

Chọn D2 =112 mm

Ký Hiệu của máy bơm sẽ là: HTĐ114-1100

HTĐ-Hướng trục đặt đứng: 114 - Đường kính bánh công tác (mm) 1100-Công suất máy bơm(woat)

7)Xác định hệ số không thứ nguyên

+Hệ số cột nước của bơm:

2 2

2.D

n

H K

c

H =

0683 , 0 ) 112 , 0 (

) 3 , 48 (

+Hệ số lưu lượng:

3 2

.D

n

Q K

8) Kiểm tra lạI hệ số tỷ tốc sau khi chọn các thông số cơ bản

75 , 0

) ( 219

H

Q s

K

K

n =

6 , 937 )

0955 , 0 (

614 , 0

=

s n

Hệ số tỷ tốc tính theo các công thức trên cho kết quả tương đương chứng tỏ việc chọn các thông số cột nước (H) và lưu lượng (Q) và đường kính bánh công tác là đúng, tiếp tục tính toán các thông số khác

9) Khe hướng kính giữa mép ngoài bánh công tác và vành tròn:

2

001 ,

=

δ

112 0 112 001

2

n D

s m

30

2900 14 , 3 112 , 0 2

=

12) Tốc độ dòng chảy dọc theo trục ở trước và sau bánh công tác:

) 1 (

.

4

2 2

2 d b D

Q V

− Π

=

Ζ

s m

) 5 , 0 1 (

112 , 0 14 ,

3

0222 , 0 4

tb mép b

tb uu

t

R R

r

−

− +

=

1 )(

( ) 15 , 0 12 , 0 (

.

1

αα

Trong đó:

tb

r -Bấn kính trung bình của tiết diện profin cánh bầu, mép

α -góc đặt cánh ở tiết diện bầu và mép ngoài

Ở đây :∆β- góc vặn của dòng chảy

r l

) / (

2

f = (1) = 0 , 049 -0,0466.H T-0,044r i+0,062

2 2

.

D n

H g

r i = - Bán kính tương đối của tiết diện bánh công tác

17) Chiều dày bầu bánh công tác định theo yêu cầu độ bền

dbc = ( 0 , 06 + 0 , 10 ) lb

Trong khi đó thì chiều dày mép cánh lại phụ thuộc vào điều kiện công nghệ chế tạo và sử dụng vận chuyển:

d m =(0,015+0,030)l mép

Đối với bơm thiết kế, để phù hợp với yêu cầu công nghệ chế tạo tại Việt Nam ta

có thể chọn chiều dài của lá cánh là không đổi và bằng 4mm

18) Đường đặc tính cột nước –lưu lượng (H=f(Q)) : Dự tính sẽ nghiêng theo một

góc nào đó Góc nghiêng (γ) xác định với chế độ tính toán có lưu lượng (Q) Q=(0,9-1,1).QTK- (QTK lưu lượng thiết kế)

min max

min max

Q Q

H H

K K

K K

=

γ

H=f(Q)H(m)

2

II.2.2.Tính toán cánh bơm

Cơ sở lý thuyết:

Bơm nước hướng trục đã được chú ý nghiên cứu từ lâu và cơ sở lý thuyết thiết kế bơm hướng trục, đặc biệt các phương pháp tính profin cánh bánh công tác và cánh hướng dòng đã đạt kết quả tốt Ngày nay các phương pháp tính toán vẫn tiếp tục được hoàn thiện nhất là ứng dụng máy tính điện tử để tính toán Dòng chảy loe chỉ ổn định khi tuân theo những điều kiện đã cho, phạm III chúng sẽ dẫn đến hiện tượng tách lớp biên khỏI mặt chảy bao và dòng chảy hoàn toàn bị biện dạng

Máy bơm hướng trục bao gồm 03 bộ phận chính :

-Phần dẫn dòng vào -Phần bánh công tác

-Phần xả

điều kiện làm Việc có tính nguyên tắc của bơm là sự chênh lệch áp lực ở hai phía (cửa vào và cửa ra) của bánh công tác Điều đó đã đến sự không ổn định của vận tóc tuyệt đối và áp lực trong vùng bánh công tác Tuy nhiên chuyển động tương đối của dòng chất lỏng trong vùng bánh công tác là chuyển động ổn định

Dòng chuyển động tuyệt đối của chất lỏng chỉ ổn định khi bộ phận hướng dòng nằm cách xa bánh công tác Rõ dàng là dòng chảy ở phía trước và sau bánh công tác là dòng chảy đối xứng nên ta có:

Dòng chảy ở vùng bánh công tác là dòng thế (ω=0) đòng thời dòng tốc độ:

1 2

g g

V U V U

)

g g

H L

Π

Ζ Γ

= Π Γ

=

2 2

1

1 ωω

Ở đây :

1

U ,U2-Tốc độ ở cửa vào và cửa ra của bơm

V – Là hình chiếu tốc độ tuyệt đối trên tiếp tuyến ở cửa vào và cửa ra

ω-Tần số quay của rôto

r1,r2- Bán kính ở cửa vào và cửa ra bánh công tác

g- gia tốc rơi tự do

Cột nước lý thuyết của bơn hướng trục phụ thuộc vào dòng xoáy của prôfin lá cánh công tác.Xoáy không ảnh hưởng tới H1

2.Tính toán lưới prôfin :

-Tính toán lưới prôfin bánh công tác

Ta phải sử dụng phương pháp tính toán lưới nhờ giải phương trình tích phân chảy bao lưới các cung mỏng –phương pháp Vanzơnhesenki-Pekin.Có thể thay thế lưới thẳng các prôfin bằng lưới tương đương các cung mỏng vô cùng Khi tính ảnh hưởng tương hỗ của prôfin lưới ta có thể bỏ qua ảnh hưởng chiều dày và lấy một phần cung tròn để làm cung tương đương

Đây là phương pháp cộng các dòng phẳng song song ở vô cùng cực không nối với các dòng tạo bởi các dòng đặc tưng phân bố trên trục cung mỏng hoặc trên chính prôfin lá cánh Trục xương của cánh được tính toán theo các phương trình tích phân

Hằng số dòng của dòng chảy tại một tời điểm nào đó của cung dơn độc nằm cách đầu mút của nó một khoảng cách là(t) được xác định theo công thức:

const t

1 t

0

) , ( ln 2

) (

t s r ds s v

Trong đó V(s)ds=dΓ(s)=dΓ-lượng xoáy vận tốc

0 0

2

1 ) ( )

ϕ

Định đề Traplưgin ở mép ra sẽ được đảm bảo nếu ta chọn:

Khi dòng chảy bao cung của lưới, trong phương trình tích phân phải có hắng

số của dòng không bị nhiễu loạnϕ0 cần xác định qua vận tốc tương đối trung bình hình học trong lưới w∞ Cần xác định theo hàm số đơn giản lnr tương ứng với hàm số dòng của dòng chảy do những xoáy trên cung cho trước gây ra:

r ds s v

2

) (

k n

r ds s v

2

) (

2

2

1 ) ( )

T sh x x s

v t

ψ

Ngoài ra:

0 1 1

0

) (

l ds s

Trong máy bơm hướng trục thì bánh công tác giữ vai trò then chốt Phần dẫn

dòng của bánh xe công tác được xác định nhờ tính toán thủy động tương ứng Bánh

xe công tác chịu tác động của nhiều lực: phản lực của dòng chảy, lực ly tâm và trường hợp lắp căng bánh xe trên trục còn có tác động ở chỗ lắp

Ngoài Việc thỏa mãn các yêu cầu về thủy động của phần dẩn dòng và về độ bền cơ khí, Việc thiết kế bánh xe công tác còn cần phải tạo nên dạng thuận lợi cho quá trình công nghệ đúc và gia công cơ khí

4 Kết cấu:

- Bơm hướng trục đã được nghiên cứu từ lâu và cơ sở lý thuyết thiết kế bơm hướng trục, đặc biệt với phương pháp tính profin cánh bánh công tác và cánh hướng dòng đã đạt kết quả tốt Ngày nay các phương pháp vẫn tiếp tục được hoàn thiện, nhất là Việc sử dụng các tiến bộ của máy tính điện tử – phương pháp tính toán quan trọng

Hình 12:Hình bánh công tác

Hình 13: Hình chiếu bánh công tác Chọn vật liệu chế tạo:

Vật liệu làm bánh xe công tác của máy bơm cánh dẫn phải thỏa mãn được những yêu cầu tổ hợp phức tạp:

- Tính chất cơ học của vật liệu cần phải đảm bảo độ bền của bánh xe công tác không chỉ trong các điều kiện làm Việc bình thường mà còn phải thỏa mãn trong các chế độ đặc biệt có thể có trong quá trình làm Việc của bánh xe công tác

- Vật liệu phải đảm bảo độ bền dẽo và còn tính đến khả năng chống nứt và bị phá hoại khi rác lọt vào bơm khi bơm đang làm Việc

- Vật liệu làm bánh xe công tác cần phải có tính chống mòn tốt trong cùng cặp vật liệu với vòng đệm chống thấm

- Hình dạng kết cấu phải phù hợp với công nghệ đúc và gia công cơ khí để đảm bảo hiệu suất thủy lực là cao nhất

- Vật liệu làm bánh xe công tác phải phù hợp với môi trường chất lỏng làm Việc của máy bơm

- Vật liệu làm bánh xe công tác của máy bơm khi lựa chọn phải tính đến kích thước của nó

- Vật liệu làm bánh xe công tác khi chọn phải đảm bảo thuận lợi nhất trong quá trình đúc

- Vật liệu làm bánh xe công tác khi chọn phải tính đến khả năng làm việc trong nước

1 Phương án 1: sử dụng vật liệu chế tạo cánh bơm là thép không

gỉ hoặc đồng thau thì vật liệu này có thể đảm bảo được độ bền của cánh bơm khi chịu các ứng suất phức tạp của áp lực thủy động tác dụng lên Nhưng với vật liệu cánh là kim loại thì thường được chế tạo theo phương pháp đúc, đòi hỏi công nghệ chế tạo cao, chi phí vật liệu lớn; từ đó làm tăng giá thành của sản phẩm Mặc khác với vật liệu là kim loại thì cánh bơm có khối lượng lớn

⇒ rất khó cân bằng động cho cánh bơm khi cánh bơm có các khuyết tật vật đúc nên rất dễ xuất hiện lực ly tâm ⇒ phá bạc và ổ bi

2 Phương án 2 và 3: chế tạo cánh bơm bằng vật liệu nhựa PA vì

đây là loại bơm nhỏ, nên nó có thể đảm bảo được độ bền cho phép ( được kiểm nghiệm bền bằng phương pháp phần tử hữu hạn) và không bị gỉ sét trong môi trường nước mặn Và nó giúp cho quá trình chế tạo được đơn giản

có thể sử dụng phương pháp đúc hoặc gia công cơ với sự trợ giúp của máy tính Đồng thời với công nghệ chế tạo bánh xe công tác băng vật liệu PA ta

có thể đảm bảo được khe hở hướng kính của bánh qua đó có thể đảm bảo được hiệu suất của bơm Mặc khác, vì cánh bơm làm bằng vật liệu nhựa nên

nó sẻ bị ngấm nước sau một thời gian hoạt động vì vậy ta phải chọn loại nhựa tốt và phải bảo dưỡng định kỳ

cánh bơm:

- Vì đây là loại bơm cánh dẫn gần giống với chân vịt làm Việc trong môi trường nước chảy rối nên nó chịu các lực thủy động và các lực khối lượng rất phức tạp; các lực tác dụng lên cánh bao gồm lực đẩy dọc trục, lực tiếp tuyến tác dụng lên toàn bộ bề mặt và lực ly tâm tác dụng lên toàn bộ thể tích của cánh Dưới tác dụng của các lực này trên cánh và trên phần củ của cánh xuất hiện các trạng thái ứng suất phức tạp bao gồm ứng suất uốn, kéo, nén, xoắn

- Lực tác dụng lên cánh bơm là lực phân bố rất phức tạp cho nên rất khó xác định được biên độ và quy luật phân bố của áp lực; cho nên trong đề tài này lực tác dụng lên cánh bơm được xấp xỉ gần đúng sao cho áp dụng thuận tiện với phương pháp phần tử hữu hạn; đồng thời có thể mô tả được tình trạng chịu lực của cánh bơm một cách phù hợp nhất có thể

- Mặc dù lực tác dụng lên cánh chân vịt rất phức tạp nhưng tại mỗi phần tử diện tích cánh được phân ra thành ba thành phần vuông góc với nhau: lực ly tâm, lực hướng trục, lực tiếp tuyến

- Để xác định được tình trạng chịu lực của cánh bơm tôi đề suất sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn với sự trợ giúp của máy tính để tính Hiện nay,có rất nhiều phần mềm tính toán độ bền chi tiết cơ khí bằng phương pháp phần tử hữu hạn

- Với phương pháp này cần xác định: mô hình tính toán cánh bơm dưới dạng khối rắn đúng với các thông số hình học (phần mềm Cad/Cam) và xác định đúng lực tác dụng lên cánh chân vịt: coi lực hướng trục và lực tiếp tuyến tác dụng lên cánh bơm phân bố theo hệ tọa độ trụ

Mô hình phần tử hữu hạn và áp suất tác dụng lên cánh bơm

Vật liệu: nhựa PA

Khối lượng riêng: ρ = 1,15 g/cm3:Môđun đàn hồi E =595 Mpa

Hệ số Poisson µe = 0,428;Độ bền kéo σbk = 66 Mpa =66N/mm^2, độ bền nén σbn = 61 Mpa

* Kết cấu cánh bơm:

Trong máy bơm hướng trục thì bánh công tác giữ vai trò then chốt Phần dẫn dòng của cánh bơm được xác định nhờ tính toán thủy động tương ứng Cánh bơm chịu tác động của nhiều lực: phản lực của dòng chảy, lực ly tâm và trường hợp lắp căng bánh xe trên trục còn có tác động ở chỗ lắp

Ngoài Việc thỏa mãn các yêu cầu về thủy động của phần dẩn dòng và về độ bền cơ khí, Việc thiết kế cánh bơm còn cần phải tạo nên dạng thuận lợi cho quá trình công nghệ đúc và gia công cơ khí

Hình 3-7: Cấu tạo cánh bơm

* Chọn vật liệu chế tạo:

Chế tạo cánh bơm bằng vật liệu nhựa PA vì đây là loại bơm nhỏ, nên nó có

thể đảm bảo được độ bền cho phép ( được kiểm nghiệm bền bằng phương pháp phần

tử hữu hạn)

* Đánh giá độ bền cánh bơm:

- Để xác định được tình trạng chịu lực của cánh bơm tôi đề suất sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn với sự trợ giúp của máy tính để tính Hiện nay, có rất nhiều phần mềm tính toán độ bền chi tiết cơ khí bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Mô hình phần tử hữu hạn và áp suất tác dụng lên cánh bơm

Vật liệu: Nhựa PA có : Khối lượng riêng: ρ = 1,15 g/cm3: Môđun đàn hồi E =595 Mpa

Hệ số Poisson µe = 0,428; Giới hạn bền kéo σbk = 66 Mpa =66N/mm2, Giới hạn bền nén σbn = 61 Mpa

Áp suất phân bố Pz dọc theo trục cánh bơm trong hệ toạ độ trụ

Hình 3-8:Phân bố áp suất trên bánh công tác

1 Độ bền và độ cứng của trục:

Khi tính độ bền và độ cứng của trục trước tiên ta phải xác định tải trọng ngoài Tải trọng ngoài gồm có:

- Mômen xoắn của động cơ và mômen cản của bánh xe công tác

- Trọng lượng của bản thân trục và trọng lượng của các chi tiết lắp trên trục

- Lực hướng trục và lực ngang và các phản lực do chúng gây nên Đặc biệt đối với các tiết diện trục khi tính toán phải lưu ý đến dự trữ độ bền thì ngoài tải trọng còn phải tính đến mômen uốn và mômen xoắn, lực kéo và lực cắt Những tiết diện này được chon ở những nơi có mômen tác dung và ứng suất tập chung lớn nhất Để giảm sự tập chung ứng suất thì tại những chỗ chuyển tiếp, các

rảnh, các then cần phải được chế tạo với bán kính lớn có thể và độ nhẵn gia công ở cấp độ cao

Độ võng tỉnh của trục xuất hiện do lực thay đổi theo chế độ làm Việc của máy bơm, tức là do lực ngang thủy lực và do cân bằng cánh công tác không tốt gây

ra, phải nằm trong giới hạn khe hở nhỏ nhất của đệm chống thấm nếu không đệm chống thấm sẽ bị mòn nhanh và sự làm Việc của bơm sẽ bị phá hoại Khi xác định

độ võng do lực ly tâm gây ra đối với độ hở cho phép đã chọn cho trường hợp không cân bằng cần phải tính đến hệ số tăng cường do mức độ cộng hưởng gây nên Nên trục không chỉ bền mà còn phải cứng

2 Số vòng quay tới hạn của trục:

Sự rung động của các chi tiết lắp trên trục có ý nghĩa đặc biệt quan trong

Sự rung động đó là do các lực nhiễu loạn chu kỳ gây ra tức là do các lực ly tâm xuất hiện do không hoàn toàn cân bằng, do lực quay thay đỗi chu kỳ xuất hiện ở khớp nối trục khi trục của bơm và động cơ không đồng tâm, và do lực lệch tâm hướng trục xuất hiện khi mặt của ổ chặn bị nghiêng Đồng thời với lực nhiễu loạn còn có lực hàm dao động, Công của các lực hàm dao động làm tiêu hao năng lượng dao động

Về mặt rung động để trục làm Việc an toàn thì số vòng quay làm Việc của trục cần phải khác biệt với số vòng quay tới hạn nth khoản 25 – 30%

3 Kết cấu của trục:

Để đảm bảo bơm làm Việc được an toàn thì Việc lắp bánh xe công tác vào trục phải được thực hiện theo kiểu trượt hay kiểu chặt và đảm bảo không có sự di động giữa bánh xe và trục nên ta sử dụng phương pháp lắp chặt ecu trên trục Như vậy, Việc gia công cơ khí đối với trục được yêu cầu rất cao nhất là đối với các đầu mút của tất cả các chi tiết khác lắp trên trục Để tránh mất cân bằng thì trục phải được chế tạo thành từng bậc và các chi tiết lắp trên trục phải được cân bằng cẩn thận ( đặc biệt phải cân bằng động để đảm bảo độ an toàn cao nhất) Đồng thới kết cấu trục phải có khả năng không chế được lực dọc trục nhờ các vai trục chỗ gối đỡ,

và trong các mối lắp với cánh bơm và khớp nối ta sử dụng phương pháp lắp then

-Kết cấu trục còn phụ thuộc vào phương án sử dụng ổ trục và khớp nối:

-Phương án 1: khớp nối chử thập, ổ lăn và bạc định hướng

Khớp nối:

Hình 16: Khớp nối (áp dụng cho bơm nổi)

- Vì với kết cấu vỏ như trên thì rất khó đảm bảo độ đồng tâm của hai ổ trục,

và của trục động cơ và trục bơm Nên loại khớp nối được sử dụng phải có khả năng khử được sai số chế tạo ⇒ Khớp nối chử thập

- Với loại nối trục này có ưu điểm là có khả năng khử được sai số chế tạo do

sự không đồng trục của trục động cơ và trục cánh bơm Nhưng với tốc độ quay của động cơ lớn lên đến 2900vòng /phút thì sẽ gây va đập⇒làm xuất hiện các lực nhiểu loạn có chu kỳ, lực ly tâm⇒trục rung động, kết cấu không ổn định

• Ổ trục:

- Với phương án sử dụng ổ lăn ở trên và bạc định hướng ở dưới như

trên thì trục sẽ dài ra gây yếu trục, nếu cân bằng không tốt sẻ xảy ra hiện tượng đảo trục làm phá hủy bạc nhựa dưới,và trục sẻ

có kết cấu phức tạp hơn, nhiều bậc trục hơn

- Lúc này ổ bi sẻ là chi tiết chịu lực dọc trục Mặc khác, ổ lăn khả

năng chịu lực dọc trục kém nên tuổi thọ ổ sẻ thấp

- Ổ trục dưới là bạc nhựa: có khả năng giảm chấn tốt, để làm nguội

tốt và có lối thoát tốt cho các hạt bụi mài cần làm các rảnh dọc

ổ Nhựa dẩn nhiệt kém nên cần phải làm mát bằng nước chảy liên tục

- Trong kết cấu này thì ổ bi là chi tiết chịu lực dọc trục Mặc khác, vì đây là ổ lăn khả năng khống chế lực dọc trục rất kém nên rất dể làm hỏng ổ bi

- Với kết cấu trục này thì khi bơm làm Việc như một thiết bị đảo nước

từ tầng trên xuống tầng dưới trục sẽ chiếu một lực đẩy thủy lực từ dưới lên, khi đó lực truyền từ cánh bơm lên bạc rồi lên trục, lên ổ bi và vì đây là ổ lăn không có khả năng khống chế lực dọc trục nên sẽ làm hư ổ lăn và nó củng có khả năng tác dụng lên ổ bi của động cơ làm hư ổ bi của động cơ Lúc này cánh bơm sẽ ma sát với bạc

sẽ làm mòn bạc vì diện tích tiếp xúc bạc và cánh bơm nhỏ và nếu cánh bơm bằng nhựa PA ( phương án 2 và 3) thì sẽ làm hỏng cánh bơm

- Còn nếu thiết bị làm Việc như một bơm hút nước từ dưới lên thì cánh bơm sẽ chiếu một lực đẩy thủy lực từ trên xuống lúc này vai trục sẽ tác dụng lên ổ

bi một lực P Lúc này vai trục sẽ ma sát lên ổ bi, và vì đây là ổ lăn nên không có khả năng không chế lực dọc trục rất kém sẽ phá hỏng ổ bi

Phương án 2: khớp nối mền, ổ chặn và bạc định hướng

• Khớp nối:

Hình 18:Hình khớp nối phương án 2

- Khớp nối mềm có ưu điểm là chạy êm, có khả năng khử được

các sai số do chế tạo không đảm bảo độ đồng tâm của trục bơm

và trục động cơ Hạn chế được Việc xuất hiện lực có chu kỳ chổ khớp nối khi trục bơm và trục động cơ không trung nhau

• Ổ trục: