GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP
Tổng quan về cơ sở thực tập
Cơ sở thực tập: Phòng thí nghiệm “Thủy khí và Máy thủy khí”.
Phòng thí nghiệm “Thủy khí và Máy thủy khí” tại khu K, trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, phục vụ cho việc học tập và thực tập của sinh viên Khoa Cơ khí Giao thông, đặc biệt là sinh viên Kỹ thuật Tàu thủy Nơi đây được trang bị đầy đủ máy móc và mô hình trực quan như bơm thủy lực, mô hình bánh lái, hệ thống lái thủy lực, cùng các dụng cụ đo đạc và thiết bị hàn Trong quá trình thực tập kỹ thuật 2, sinh viên thực hiện phóng dạng, khai triển tôn bao, khai triển kết cấu tàu, và tạo ra một phân đoạn nhỏ của tàu mô hình.
Hình 1.1: Phòng thí nghiệm Thủy khí và Máy thủy khí
Nội quy an toàn lao động
Để đảm bảo an toàn lao động trong quá trình thực tập, sinh viên được trang bị đồ bảo hộ lao động và giày chuyên dụng để tránh các tai nạn do vật nặng hoặc nóng rơi vào chân Ngoài ra, sinh viên cũng được nhắc nhở không tự ý ngắt nguồn điện và không tùy tiện vận hành máy móc, nhằm hạn chế tối đa tổn thương và tai nạn.
Những mối nguy hiểm tiềm ẩn gây tai nạn khi thực tập tại xưởng chế tạo và lắp ráp thân vỏ tàu thủy
Sinh viên cần đề phòng những nguy hiểm tại xưởng khi tham gia thực tập như:
- Bị vấp ngã, va đập, bị thương do vật nặng rơi trúng.
- Bị đứt tay, phỏng do hàn, phoi bắn và mắt khi cắt vật liệu.
PHÓNG DẠNG
Bảng trị số tuyến hình tàu mô hình
Bảng 2.1: Kích thước cơ bản của tàu thật và tàu mô hình.
Thông số Đơn vị Tàu thật Tàu mô hình
Từ bản vẽ tuyến hình của tàu thật, tiến hành đo đạc để thu được bảng trị số tuyến hình của tàu thật Sau đó, nhân các trị số này với tỉ lệ 1/40,4 để có được bảng trị số tuyến hình cho tàu mô hình.
Bảng 2.2: Bảng trị số tuyến hình (Nửa chiều rộng)
Sườn ĐC ĐN500 ĐN1000 ĐN2000 ĐN3000 ĐN4000 ĐN5000 ĐN6000 ĐN7000 ĐN8000 ĐN9000 ĐN10000 ĐN11000 ĐN12000 ĐN13000 ĐN14000 MG
Bảng 2.3: Bảng trị số tuyến hình (Chiều cao cách chuẩn)
Sườn DT CD500 CD1000 CD2000 CD3000 CD4000 CD5000 CD6000 CD7000 CD8000 CD9000 CD10000 BDM BCS
Vẽ tuyến hình tàu của tàu mô hình trên sàn phóng dạng
Trong thực tập kỹ thuật, yêu cầu đối với tàu có tỉ lệ 1:1 cần được tuân thủ, tuy nhiên do việc vẽ tuyến hình ở tỉ lệ 1/40,4, có thể dẫn đến sai số lớn hơn so với yêu cầu ban đầu.
Độ sai lệch cho phép về chiều dài giữa hai đường vuông góc tại mũi và lái là 1mm đối với khoảng cách dưới 20m Đối với mỗi 20m chiều dài tiếp theo, độ sai lệch này sẽ tăng thêm 1mm.
Khoảng cách giữa đường nước thiết kế và mặt phẳng cơ bản không được sai lệch quá 1mm đối với chiều dài nhỏ hơn 20m.
Chiều rộng lớn nhất không được sai lệch 1mm đối với khoảng cách dưới 20m chiều dài và cứ thêm 2mm đối với 20m chiều dài tiếp theo.
Khoảng cách giữa các đường sườn, đường nước, mặt cắt dọc không được phép sai lệch quá 1.5mm tại các mặt chiếu tương ứng.
Để đảm bảo độ vuông góc chính xác giữa các đường vuông góc và các đường cơ bản, việc kiểm tra độ vuông góc là rất quan trọng Độ vuông góc được xác định bằng cách so sánh độ dài của hai đường chéo của các ô chữ nhật Sai số cho phép là 1mm cho khoảng cách 20m chiều dài, trong khi sai lệch so với thiết kế tối đa là 2mm.
Để kiểm tra độ song song của đường cơ bản, cần đo khoảng cách tại các điểm khác nhau hoặc đo đường chéo của hình chữ nhật Sai lệch cho phép khi đo khoảng cách là 1mm trên 20m chiều dài, trong khi sai lệch cho phép khi đo đường chéo là 2mm đối với khoảng cách 20m chiều dài.
Để thực hiện vẽ ô mạng của hình chiếu cạnh, cần lưu ý rằng điều kiện sàn phóng không đủ lớn Các bước thực hiện bao gồm: xác định kích thước ô mạng phù hợp và tiến hành vẽ theo các quy tắc đã định sẵn.
Vẽ 3 đường vuông góc với đường cơ bản (đường dọc tâm và 2 đường vuông góc tại nửa chiều rộng)
Vẽ các đường song song với đường cơ bản (đường nước)
Vẽ các đường song song với đường dọc tâm (đường cắt dọc)
Phương pháp kiểm tra độ chính xác bao gồm việc đo và so sánh đường chéo của các hình chữ nhật trong ô mạng bằng compa Sử dụng phương pháp Pythagore, người kiểm tra sẽ dùng thước để nối hai điểm ở hai đầu đường chéo xa nhau, nhằm xác định xem các điểm còn lại của đường chéo có nằm trên cùng một đường thẳng hay không.
Vẽ đường bao thân tàu
Vẽ trên hình chiếu cạnh các đường bao thân tàu như: đường cong dọc boong, đường be gió, boong dâng mũi, boong dâng lái.
Vẽ đường bao trên hình chiếu mặt phẳng sườn giữa (tức vẽ đường sườn lớn nhất, ở đây là sườn 8-12)
Hình 2.4: Đường bao thân tàu
Vẽ các đường hình dáng (sườn lý thuyết)
Hình 2.5: Các đường sườn lý thuyết
- Phương pháp kiểm tra độ chính xác: Đo lại trị số tuyến hình ở sàn phóng và so sánh với bảng trị số tuyến hình ban đầu
Bảng 2.4: So sánh sai lệch các sườn 3,16,19
Sườn 3 (kt bản vẽ) 3 (kt thực) Sai số (%) Sườn 16 (kt bản vẽ) 16 (kt thực) Sai số (%) Sườn 19 (kt bản vẽ) 19 (kt thực) Sai số (%) ĐC 34.7000495 35 0.85700141 ĐC 132.9835396 132 0.739595 ĐC 17.95101485 18 0.2721397 ĐN500 85.44799505 86 0.64186622 ĐN500 172.8493317 172 0.4913711 ĐN500 40.16856436 40 0.4196425 ĐN1000 105.9700495 106 0.02825518 ĐN1000 187.7894554 188 0.1119918 ĐN1000 52.41294554 52 0.7878694 ĐN2000 130.5890099 130 0.45308454 ĐN2000 205.0704455 205 0.0343519 ĐN2000 67.4535396 67 0.6723733 ĐN3000 147.1959158 146 0.81912044 ĐN3000 215.1029703 215 0.0478702 ĐN3000 75.49326733 76 0.6667535 ĐN4000 162.9781683 163 0.01339367 ĐN4000 223.382401 224 0.2757138 ĐN4000 79.8704703 84 4.9161068 ĐN5000 179.0463861 179 0.02590733 ĐN5000 230.3466089 230 0.1504728 ĐN5000 82.1684901 82 0.2050544 ĐN6000 196.2174752 197 0.39722069 ĐN6000 236.077896 236 0.0329959 ĐN6000 84.70643564 85 0.3453698 ĐN7000 213.1574752 214 0.39370316 ĐN7000 240.8657921 241 0.0556879 ĐN7000 89.21217822 89 0.2378355 ĐN8000 226.8871782 227 0.04970123 ĐN8000 245.0311881 245 0.0127282 ĐN8000 96.76292079 97 0.2444116 ĐN9000 236.9796287 237 0.00859548 ĐN9000 248.2130941 247 0.4887309 ĐN9000 108.9318069 109 0.0625624 ĐN10000 242.9691337 243 0.0127022 ĐN10000 250 250 0 ĐN10000 123.9712624 124 0.0231755 ĐN11000 246.5694307 246 0.23094132 ĐN11000 250 250 0 ĐN11000 140.3870545 142 1.1358771 ĐN12000 248.9701733 249 0.01197861 ĐN12000 250 250 0 ĐN12000 161.3854455 161 0.2388354 ĐN13000 250 250 0 ĐN13000 - - - ĐN13000 181.255396 181 0.140904 ĐN14000 250 250 0 ĐN14000 - - - ĐN14000 200.0669307 205 2.4063753
Sườn 3 (kt bản vẽ) 3 (kt thực) Sai số (%) Sườn 16 (kt bản vẽ) 16 (kt thực) Sai số (%) Sườn 19 (kt bản vẽ) 19 (kt thực) Sai số (%)
CD2000 1.336633663 2 33.1683168 CD2000 0.386138614 1 61.386139 CD2000 21.83168317 22 0.7650765 CD3000 7.599009901 7 7.88273616 CD3000 0.643564356 1 35.643564 CD3000 68.78712871 72 4.4623212 CD4000 19.92574257 20 0.37128713 CD4000 0.903465347 1.5 39.768977 CD4000 202.549505 202 0.2712941 CD5000 41.18811881 41 0.45673077 CD5000 1.158415842 2 42.079208 CD5000 247.3514851 247 0.1420995 CD6000 76.33663366 76 0.44098573 CD6000 2.896039604 5 42.079208 CD6000 281.0148515 281 0.0052849 CD7000 115.049505 112 2.65060241 CD7000 12.5990099 13 3.0845392 CD7000 311.6336634 312 0.1174156 CD8000 151.0643564 148 2.02851057 CD8000 37.12871287 38 2.2928609 CD8000 343.7128713 344 0.0834676
Vẽ sườn thực của phân đoạn được giao
Xác định vị trí của phân đoạn được giao: phân đoạn 316 và 3161 nằm từ sườn 95 -
150 đến 111 +270 và thuộc phân đoạn đáy và thuộc phần thân ống (8-12) nên có đường hình dáng giống nhau và trùng với đường sườn lý thuyết 8-12.
GIỚI THIỆU VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU PHÂN ĐOẠN 316 VÀ 3161
Giới thiệu phân đoạn 316 và 3161
Phân đoạn 316 và 3161 là hai phân đoạn đáy được bố trí đối xứng tại vị trí khoang hàng Hai phân đoạn này kéo dài từ sườn 95 -150 đến 111 +270, với khoảng sườn thực a.
Chiều cao của cấu trúc được chia thành hai phân đoạn, mỗi phân đoạn cao 1500mm, kéo dài từ tôn đáy dưới đến tôn đáy trên Về chiều rộng, phân đoạn 316 mở rộng từ mặt phẳng dọc tâm tàu +100 (bên phải khi nhìn từ lái đến mũi) đến mạn phải, trong khi phân đoạn 3161 kéo dài đến mạn trái.
- Chiều dài phân đoạn: Lpđ = 11940mm
- Chiều cao phân đoạn: Hpđ = 1500mm
- Chiều rộng phân đoạn 316 và 3161: 9900mm và 10100mm
Hình 3.1: Vị trí phân đoạn 316 và 316
Phân tích kết cấu phân đoạn 316 và 3161
Hình 3.2: Hình chiếu bằng kết cấu phân đoạn 3161
Phân đoạn 316 và 3161 là phân đoạn đáy đôi theo hệ thống kết cấu dọc, 2 phân đoạn có các kết cấu bao gồm:
- 7 sống dọc đáy có quy cách 1350x12
- 18 dầm dọc đáy trên và 18 dầm dọc đáy dưới có quy cách L200x90x9
- Các đà ngang đặc và đà ngang hở, các đà bị gián đoạn bởi các sống dọc đáy và khoét lỗ cho các dầm đáy đi qua
- Các dầm dọc và đà ngang được gia cường thêm các nẹp gia cường có quy cách L150x90x9 và thanh gia cường FB 125x12
Đà ngang hở sườn 95 (sườn 101, 103, 105, 107, 111 tương tự)
Kết cấu đà ngang hở sườn 95 được thiết kế với các nẹp gia cường tại vị trí sống dọc boong, có kích thước 125x12 và L15x90x9 Sống hông được bẻ 90 độ, dày 10mm và được gia cường bằng nẹp có quy cách 125x15.
Hình 3.3: Đà ngang hở sườn 95
Mã hông bẻ 90 có độ dày 10mm, được gia cường bằng nẹp quy cách 125x15 Đà ngang được khoét lỗ để dầm dọc đáy đi qua, gián đoạn tại các vị trí sống dọc, đồng thời cũng được khoét các lỗ cho người chui, lỗ thoát khí và lỗ công nghệ.
Hình 3.4: Đà ngang đặc sườn 96
Kết cấu đà ngang hở sườn 97 được thiết kế với các nẹp gia cường tại vị trí sống dọc boong, kích thước 125x12 và L15x90x9 Sống hông có độ dày 10mm, được bẻ góc 90 độ và gia cường bằng nẹp quy cách 125x15, đồng thời trên mã hông còn được khoét thêm các lỗ công nghệ.
Hình 3.5: Đà ngang hở sườn 97
Vị trí này có vách sóng hạ thấp 500mm so với tôn đáy trên, phần trên được khoét lỗ cho các dầm dọc đi qua và được gia cường bằng các mã gia cường.
Vị trí này có vách sóng với đà ngang dày 12mm, được thiết kế gián đoạn tại các vị trí sống dọc đáy Mã hông có độ dày 14mm và được gia cường bằng các thanh 75x12, đảm bảo độ bền và ổn định cho cấu trúc.
Hình 3.7: Đà ngang đặc sườn 98
Hình 3.8: Đà ngang hở sườn 99
Mã hông bẻ 90 có độ dày 10mm, được gia cường bằng nẹp quy cách 125x15 Đà ngang được thiết kế với các lỗ khoét cho dầm dọc đáy đi qua, gián đoạn tại các vị trí sống dọc, đồng thời cũng có các lỗ cho người chui, lỗ thoát khí và lỗ công nghệ.
Hình 3.9: Đà ngang đặc sườn 100 (104 tương tự)
Kết cấu đà ngang hở sườn 95 được thiết kế với các nẹp gia cường tại vị trí sống dọc boong, sử dụng quy cách 125x12 và L15x90x9 Sống hông có độ dày 10mm và được gia cường bằng nẹp quy cách 125x15 Tại các vị trí dầm dọc đáy, nẹp đứng cũng được bổ sung để tăng cường độ bền Đặc biệt, sống chính đáy có mã gia cường bẻ 90, dày 10mm, được khoét thêm lỗ công nghệ nhằm nâng cao khả năng chịu lực và tính năng tổng thể của kết cấu.
Hình 3.10: Đà ngang hở sườn 102 (106 tương tự)
Mã dày 12mm được gia cường bằng nẹp quy cách 100x12, trong khi đà ngang được khoét lỗ cho dầm dọc đáy đi qua Các lỗ này được gián đoạn tại các vị trí sống dọc và bao gồm lỗ người chui, lỗ thoát khí, và lỗ công nghệ.
Hình 3.11: Đà ngang đặc sườn 108
Mã dày 12mm được gia cường bằng nẹp 100x12, với đà ngang khoét lỗ cho dầm dọc đáy đi qua từ sống dọc boong số 6 ra ngoài mạn Các lỗ được khoét tại các vị trí sống dọc cho người chui, thoát khí và công nghệ Phần đà hở từ sống dọc đáy số 6 vào tâm tàu được gia cường bằng mã tại vị trí sống số 6, kết hợp với nẹp 125x12 và L125x90x9 tại hai vị trí sống còn lại.
Mã dày 12mm được gia cường bằng nẹp gia cường kích thước 100x12 Từ sống dọc boong số 6 ra ngoài mạn, đà ngang được khoét lỗ cho dầm dọc đáy đi qua, gián đoạn tại các vị trí sống dọc, đồng thời khoét các lỗ cho người chui, lỗ thoát khí và lỗ công nghệ.
Từ sống dọc đáy số 6 vào tâm tàu, phần đà hở được gia cường bằng mã dày 11 tại vị trí sống số 6 và mac dày 10 tại sống chính Ngoài ra, sử dụng nẹp 125x12 cùng các nẹp dọc tại các vị trí còn lại để đảm bảo độ bền và ổn định cho cấu trúc.
Trên các sống dọc đáy, được khoét các lỗ công nghệ, lỗ cho người chui, và lỗ thoát khí, thoát nước Tương tự, các dầm dọc đáy cũng được thiết kế với các lỗ thoát khí và thoát nước.
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG
Phân tích và lựa chọn phương án thi công
Các chi tiết của phân đoạn 316 và 3161 của tàu mô hình được chế tạo hoàn toàn bằng tay, với các thành viên trong nhóm thực hiện việc sản xuất các chi tiết và cơ cấu dựa trên số liệu từ sàn phóng.
Hình 4.1: Sinh viên thực tập gia công chi tiết
Các chi tiết thân tàu sau khi được gia công được tổng hợp lại để lắp ráp theo phương pháp lắp úp hay lắp ngửa.
Lắp úp là phương pháp lý tưởng cho các khung giàn lắp ráp đơn giản, với các đường hàn chủ yếu bằng tôn bao Việc hàn dễ dàng nhờ vào cấu trúc thiết kế, và do là tàu mô hình, việc lật cẩu tàu cũng trở nên thuận tiện hơn.
Lắp ngửa giúp tạo hình dáng vỏ bao chính xác với biến dạng nhỏ, rất phù hợp cho việc lắp ráp tàu nhỏ và kết cấu khung giàn phức tạp Tuy nhiên, chất lượng hàn nối tôn bao cơ cấu thường không cao do phần lớn là hàn đứng hoặc hàn trần.
Phân đoạn 316 và 3161 có độ cong hông, vì vậy chúng ta chọn phương án lắp ráp úp trên bệ bằng Mặt phẳng tôn đáy trên sẽ được sử dụng làm mặt phẳng chuẩn, đồng thời tận dụng mặt sàn bằng ở phòng thí nghiệm để thực hiện lắp ráp.
Khai triển tôn
Phân đoạn 316 và 3161 bao gồm tấm tôn đáy trên (tôn phẳng) và tấm tôn đáy dưới (tôn cong 1 chiều) Tấm tôn đáy trên có thể dễ dàng khai triển hình dáng dựa trên bản vẽ kết cấu chi tiết Đối với tấm tôn đáy dưới, vì thuộc phần thân tàu có hình dáng sườn giống nhau, ta có thể xác định chiều dài thật của đường cong sườn, từ đó khai triển hình dáng thật của tôn đáy dưới một cách dễ dàng.
Hình 4.2: Kích thước tôn đáy trên cả 2 phân đoạn
Hình 4.3: Kích thước tôn đáy dưới của 2 phân đoạn
LẤY DẤU, LÀM DƯỠNG
Dưỡng mẫu
Việc chế tạo dưỡng mẫu cho phân đoạn tàu mô hình cần đảm bảo độ chính xác cao, với các thông số như vị trí đường lý thuyết và vị trí các lỗ khoét để dễ dàng lấy dấu trên nguyên vật liệu Để tạo hình dáng chính xác cho các đà và sống đáy, cần sử dụng các tờ bìa cứng để làm dưỡng phẳng.
Hình 5.1: Dưỡng mẫu đà ngang đặc
Hình5.2: Dưỡng mẫu sống dọc đáy
Lấy dấu
Phương pháp lấy dấu là quá trình sử dụng số liệu sàn phóng và dưỡng mẫu để vạch dấu lên vật liệu Việc lấy dấu cần thực hiện bằng bút, đồng thời chú ý đến các bước gia công tiếp theo nhằm đảm bảo tính thuận lợi cho việc cắt và xử lý vật liệu sau này.
2 phân đoạn được giao nhóm tiến hành vạch dấu trên tôn đáy trên, đà ngang và các sống dọc
Hình 5.4: Lấy dấu trên tôn đáy trên
Chuẩn bị sản xuất
Trước khi bắt đầu sản xuất, cần chuẩn bị đầy đủ nguyên vật liệu, chủ yếu là thép tấm, vì chúng được sử dụng để chế tạo hầu hết các cơ cấu và chi tiết của phân đoạn Trước khi gia công, các tấm thép này sẽ được làm sạch bề mặt để loại bỏ lớp oxit sắt, dầu mỡ và các tạp chất khác.
Hình 5.5: Làm sạch thép tấm
GIA CÔNG CHI TIẾT, CỤM CHI TIẾT
Để thuận lợi cho quá trình gia công chi tiết, chuẩn bị đầy đủ các thiết bị như:
- Các dụng cụ đo lường: Thước thẳng, thước cuộn, eke,…
- Các dụng cụ xác định dấu như compa, mũi vạch,…
- Các thiết bị cắt tôn
- Các thiết bị uốn nắn
Hình 6.1: Các dụng cụ cắt, dũa
Hình 6.3: Máy cắt, máy mài và máy khoan
Sau khi chuẩn bị đầy đủ thiết bị, tiến hành gia công các chi tiết như tôn đáy trên, tôn đáy dưới, sống dọc đáy, dầm dọc đáy, đà ngang đặc, đà ngang hở và mã hông.
Hình 6.6: Cắt các sợi thép để tạo hình
Hình 6.7: Tạo hình các dầm dọc đáy
Hình 6.9: Mài dũa các chi tiết
Hình 6.10: Mài nhẵn các lỗ khoét
Hình 6.11: Thành phẩm sau khi gia công
LẮP RÁP VÀ HÀN PHÂN TỔNG ĐOẠN
Sau khi gia công, chúng ta đã hoàn thiện tất cả các chi tiết của hai phân đoạn, bao gồm tôn đáy trên, tôn đáy dưới, các sống dọc đáy, dầm dọc đáy, mã hông và đà ngang đặc.
Hình 7.1: Các chi tiết của phân đoạn chuẩn bị cho hàn.
Tiến hành lắp ráp và hàn các phân, tổng đoạn:
- Lấy mặt phẳng tôn đáy trên làm mặt phẳng chuẩn và tiến hành lắp ráp và hàn các sống dọc đáy trên
Hình 7.2: Lắp ráp và hàn các dầm và các sống dọc đáy dướ
- Tiếp theo hàn các mã hông của các đà ngang đặc và hở
Hình 7.3: Hàn các mã hông
- Hàn các đà ngang đặc
Hình 7.4: Hàn các đà ngang đặc
- Lắp ráp và hàn các dầm dọc đáy dưới
Hình 7.5: Hàn các dầm dọc đáy dưới
- Sau đó hàn tấm tôn đáy dưới và tiến hành lật lại
Hình 7.6: Phần đoạn sau khi hàn
- Cuối cùng tiến hành sơn chống gỉ cho phân đoạn mô hình
Hình 7.7: Phun sơn phân đoạn
Hình 7.9: Mô hình phân đoạn 316 và 3161