Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu biển đông sử dụng làm mô hình học tập

i NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên SV: LÊ TRƯỜNG PHONG Lớp: 49ĐLTT Khóa:49 MSSV: 4913094015 Ngành: Động lực tàu thủy Mã ngành: Tên đề tài: “Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hình học tập” Số trang: Số chương: Số tài liệu tham khảo: Hiện vật:…………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận:……………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………… Điểm chung Bằng số Bằng chữ Nha Trang, ngày……tháng……năm 2011. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Th.S. Nguyễn Thái Vũ ii PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ và tên SV: LÊ TRƯỜNG PHONG Lớp: 49ĐLTT Khóa: 49 MSSV: 4913094015 Ngành: Động lực tàu thủy Mã ngành: Tên đề tài: “Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hình học tập”. Số trang: Số chương: Số tài liệu tham khảo: Hiện vật:…………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Nha Trang, ngày……tháng……năm 2011. CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) Điểm chung Bằng số Bằng chữ 1 Lời nói đầu Cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển thủy lực sử dụng trong máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như máy công cụ CNC, phương tiện vận chuyển, máy dập, máy xây dựng, máy ép xung, máy bay, tàu thủy, máy y khoa, dây chuyền chế biến thực phẩm,… do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ưu, đảm bảo chính xác, công suất lớn với kích thước nhỏ gọn và lắp đặt dễ dàng ở những không gian chật hẹp so với các thiết bị truyền động và điều khiển bằng cơ khí hay điện. Hiện nay, khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy đã tiếp nhận một số máy móc, thiết bị mặt boong của tàu Biển Đông để phục vụ công tác dạy và học. Trong đó có một số thiết bị mặt boong cần được thiết kế và bố trí hệ thống thủy lực một cách hợp lý để đưa vào phòng thực hành sử dụng làm mô hình học tập. Được sự đồng ý của nhà trường và khoa, tôi quyết định chọn đề tài: “Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hình học tập” làm đồ án kết thúc khóa học. Qua thời gian tìm hiểu và thực hiện đề tài, với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Thái Vũ, tôi đã hoàn thành đề tài của mình. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thái Vũ, các thầy trong khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy và các bạn đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đề tài này. Tôi hi vọng đề tài của mình sẽ sớm đi vào thực tế để đóng góp một phần nhỏ vào công tác đào tạo của Nhà trường nói chung và khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy nói riêng. Trong quá trình thực hiện đề tài này, không thể tránh khỏi những thiếu sót vì vậy mong quý thầy cô giáo cùng các bạn đóng góp ý kiến, chỉ dẫn để kiến thức của tôi ngày càng hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn. Nha Trang, tháng 6 năm 2011. Sinh viên thực hiện: LÊ TRƯỜNG PHONG 2 MỤC LỤC Lời nói đầu 1 MỤC LỤC 2 DANH MỤC CÁC BẢNG 4 DANH MỤC CÁC HÌNH 5 Chương I: ĐẶT VẤN ĐỀ 8 1.1. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 8 1.1.1 Đối tượng nghiên cứu: 8 1.1.2. Phạm vi nghiên cứu: 8 1.1.3. Mục tiêu nghiên cứu: 8 1.2.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY VIỆT NAM 8 1.3. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC 10 1.3.1. Lịch sử phát triển và ưu-nhược điểm của hệ thống thủy lực 10 1.3.2. Đơn vị đo các đại lượng cơ bản (hệ mét). 11 1.3.3. Tổn thất trong hệ thống thủy lực 12 1.3.4. Độ nhớt và yêu cầu đối với dầu thủy lực. 13 1.3.4.1. Độ nhớt 13 1.3.4.2. Yêu cầu chất lỏng làm việc trong hệ thống thủy lực 14 1.4. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 15 1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI. 15 1.5.1. Nội dung nghiên cứu: 15 1.5.2. Giới hạn đề tài 15 Chương II: NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18 2.1. NHIỆM VỤ 18 2.2 YÊU CẦU 18 2.2.1. Yêu cầu về kinh tế: 18 2.2.2. Yêu cầu về kỹ thuật: 18 2.3. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 19 2.3.1 . Các phương án thiết kế 19 2.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế 20 Chương III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC PHỤC VỤ MỘT SỐ THIẾT BỊ MẶT BOONG TRÊN TÀU BIỂN ĐÔNG SỬ DỤNG LÀM MÔ HÌNH HỌC TẬP 22 3.1. Giới thiệu chung về một số thiết bị mặt boong (trên tàu Biển Đông) lựa chọn thiết kế hệ thống thủy lực. 22 3.1.1. Tời neo 22 3.1.2. Tời kéo 25 3.1.3. Tời cẩu 26 3 3.2. Các thông số động cơ thủy lực 28 3.2.1 Động cơ thủy lực Bauer Hydraulic HMB 7-9592-1 29 3.2.2 Động cơ thủy lực Bauer Hydraulic HMB 5 33 3.3. Thiết kế sơ đồ hệ thống thủy lực: 33 3.3.1. Sơ đồ hệ thống thủy lực: 33 3.3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực: 35 3.4 Thiết kế sơ bộ sơ đồ bố trí hệ thống thủy lực: 35 3.5. Tính chọn đường ống dẫn dầu 39 3.6. Tính thuỷ lực đường ống và chọn bơm. 42 3.6.1. Tổn thất dọc đường. 44 3.6.2. Tổn thất cục bộ. 46 3.7. Tính chọn bơm thủy lực 47 3.8. Tính chọn động cơ điện lai bơm thủy lực 51 3.9. Chọn két chứa dầu thuỷ lực 54 3.10. Chọn bộ lọc dầu thủy lực. 57 3.11. Chọn bộ làm mát dầu thủy lực: 59 3.12. Chọn van điều khiển: 61 3.13. Chọn van an toàn 64 3.14. Chọn van ba ngã 66 3.15. Chọn van chặn 67 3.16. Chọn van một chiều 68 3.17. Tính chọn mối nối ống 70 3.18. Bảng kê danh mục trang thiết bị hệ thống 73 3.19. Thiết kế sơ đồ lắp ráp - bản vẽ thi công 74 Chương IV. THẢO LUẬN KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 78 4.1. Thảo luận kết quả 78 4.2. Đề xuất ý kiến 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 83 4 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Các thông số cơ bản của động cơ HMB7 29 Bảng 3.2: Các chi tiết của động cơ thủy lực HMB7 31 Bảng 3.3: Các thông số cơ bản của động cơ HMB5 33 Bảng 3.4: Quy phạm ống dầu thủy lực 41 Bảng 3.5: Các thông số của ống dầu thủy lực 42 Bảng 3.6: Bảng tính R e và  45 Bảng 3.7: Bảng tính tổn thất dọc đường h d 45 Bảng 3.8: Bảng thông số bơm piston hướng trục REXROTH A4VSG 49 Bảng 3.9:Bảng đặc tính kỹ thuật của động cơ điệnkhông đồng bộ 3 pha, roto lồng xóc 50Hz 52 Bảng 3.10: Bảng kích thước lắp đặt và kích thước chiếm chỗ 53 Bảng 3.11: Bảng các kích thước cơ bản của bộ lọc dầu 58 Bảng 3.12: Bảng kê danh mục trang thiết bị của hệ thống 73 5 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1: Tời neo tàu Biển Đông 22 Hình 3.2: Cấu tạo xích neo 23 Bản vẽ tời neo A3 24 Hình 3.3: Tời kéo thủy lực tàu Biển Đông 25 Hình 3.4: Tời cẩu thủy lực tàu Biển Đông 26 Hình 3.5: Mô phỏng tời cẩu thủy lực 26 Bản vẽ tời cẩu A3 27 Hình 3.6: Động cơ thủy lực Bauer Hydraulic HMB 28 Hình 3.7: Cấu tạo chung động cơ HMB 28 Hình 3.8: Các kích thước cơ bản của động cơ HMB7 29 Hình 3.9: Cấu tạo động cơ thủy lực HMB7 32 Hình 3.10: Các kích thước cơ bản của động cơ HMB5 33 Hình 3.11: Bố trí hệ thống thủy lực 36 Hình 3.12: Hình chiếu bằng của hệ thống 37 Hình 3.13: Mặt trước hệ thống 38 Hình 3.14: Mặt sau hệ thống 38 Hình 3.15: Mặt phải hệ thống 38 Hình 3.16: Mặt trái hệ thống 38 Hình 3.17: Bơm piston dọc trục……………………………………………………48 Hình 3.18: Cấu tạo bơm piston dọc trục REXROTH 48 Hình:3.19 Kích thước cơ bản của bơm thủy lực 50 Hình 3.20: Động cơ điện ba pha 51 Hình 3.21: Kết cấu thùng dầu 55 Hình 3.22: Các kích thước cơ bản của thùng dầu 56 Hình 3.23: Bộ lọc FRA5D 57 Hình 3.24: Cấu tạo bộ lọc dầu 57 Hình 3.25: Bộ làm mát FG140 59 Hình 3.26: Cấu tạo bộ làm mát dầu thủy lực FG140 59 Hình 3.27: Các kích thước cơ bản của bộ làm mát 60 Hình 3.28: Van điều khiển 5STB 61 Hình 3.29: Cấu tạo van điều khiển 62 Hình 3.30: Kích thước cơ bản của van điều khiển 63 Hình 3.31: Van an toàn CS-H10………………………………………………………….64 Hình 3.32: Các bộ phận chính của van an toàn…………………………… 64 Hình 3.33:Cấu tạo và kích thước cơ bản của van an toàn…………………………65 Hình 3.34:Van ba ngã…………………………………………………………… 66 Hình 3.35: Kích thước cơ bản van ba ngã …………………………………………66 Hình 3.36: Cấu tạo và kích thước cơ bản của van chặn……………………………67 Hình 3.37: Van một chiều không tải……………………………………………….68 Hình 3.38: Cấu tạo van một chiều không tải………………………………………68 Hình 3.39: Van một chiều MIVAL……………………………………………… 69 Hình 3.40: Cấu tạo van một chiều có tải Mival……………………………………69 6 Hình 3.41: Cách đặt van………………………………………………………… 69 Hình 3.42:Kết cấu bích nối ống - ống 70 Hình 3.43: Kết cấu bích nối đường ống – van chặn 70 Hình 3.44: Mối nối ống (nén) góc 90 0 71 Hình 3.45: Mối nối ống (nén) 3 ngã 71 Hình 3.46: Mối nối ống (nén) thẳng 71 Hình 3.47: Bản vẽ mối nối ống xả 72 Hình 3.48: Bơm thủy lực REXROTH 74 Hình 3.49: Động cơ điện ba pha 74 Hình 3.50: Thùng dầu thủy lực 74 Hình 3.51: Bộ lọc dầu UFI 74 Hình 3.52: Van 1 chiều có tải MIVAL 74 Hình 3.53: Van 1 chiều không tải TULSA 74 Hình 3.54: Van 3 ngã APOLLO 75 Hình 3.55: Van trượt điều khiển Hydranor 75 Hình 3.56: Van chặn MEKEI 75 Hình 3.57: Van an toàn Vickers 75 Hình 3.58: Bộ làm mát dầu Bowman 75 Hình 3.59: Một số hình ảnh về hệ thống thủy lực thiết kế 76 Các bản vẽ kèm theo: +Bản vẽ tời kéo A1 +Bản vẽ bố trí hệ thống thủy lực A0 7 CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 8 Chương I: ĐẶT VẤN ĐỀ Tên đề tài: : “Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hình học tập”. Sinh viên thực hiện: LÊ TRƯỜNG PHONG MSSV: 4913094015 Lớp: 49ĐLTT Cán bộ hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thái Vũ Khoa: Kỹ Thuật Tàu Thủy Chuyên ngành: Động lực tàu thủy Trường: Đại Học Nha Trang 1.1. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.1.1 Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông. 1.1.2. Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong (1 tời neo mũi, 2 tời kéo, 1 tời cẩu) trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hinh học tập. 1.1.3. Mục tiêu nghiên cứu: Tính toán, thiết kế bố trí hệ thống thủy lực của một số thiết bị mặt boong (trên tàu Biển Đông) một cách hợp lý, đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế, sử dụng làm mô hình học tập. 1.2.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY VIỆT NAM Với một quốc gia có trên 3000km bờ biển ôm dọc theo chiều dài của Tổ Quốc, hàng ngàn đảo lớn, nhỏ và hệ thống sông ngòi phong phú, nguồn lao động dồi dào rất phù hợp cho việc phát triển kinh tế biển đặc biệt là cảng biển và công nghiệp tàu biển. Nắm bắt được ưu thế này Việt Nam những năm gần đây đã tập trung đầu tư vào ngành công nghiệp tàu thủy với những chiến lược, kế hoạch quy mô lớn, tập trung vào hai lĩnh vực đóng mới, sửa chữa và hoán cải tàu biển có tải trọng lớn. [...]... III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC PHỤC VỤ MỘT SỐ THIẾT BỊ MẶT BOONG TRÊN TÀU BIỂN ĐÔNG SỬ DỤNG LÀM MÔ HÌNH HỌC TẬP 3.1 Giới thiệu chung về một số thiết bị mặt boong (trên tàu Biển Đông) lựa chọn thiết kế hệ thống thủy lực Để sử dụng làm mô hình học tập ta chọn một số thiết bị sau: 2 tời kéo, 1 tời cẩu, 1 tời neo 3.1.1 Tời neo Đây là tời neo thủy lực nằm ở phía mũi Trên các đội tàu vận tải hiện... luận kết quả 1.5.2 Giới hạn đề tài Thiết kế và bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong : 1 tời neo, 2 tời kéo, 1 tời cẩu Nhiệm vụ của tôi là: từ các thông số ban đầu của động cơ thủy lực trên các thiết bị mặt boong (đã nêu trên) ta tiến hành tính toán thiết kế, bố 16 trí hệ thống thủy lực của các thiết bị trên Công tác thiết kế và bố trí hệ thống thủy lực phục vụ các thiết bị mặt boong. .. Kỹ Thuật Tàu Thủy, tôi quyết định chọn đề tài: Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hình học tập làm đồ án kết thúc khóa học 1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.5.1 Nội dung nghiên cứu: Đồ án bao gồm 4 phần sau: *Đặt vấn đề *Nhiệm vụ, yêu cầu, phương án thiết kế *Thiết kế bố trí hệ thống truyền động thủy lực phục vụ đào tạo... ứng dụng vào các thiết bị, máy móc nhằm nâng cao tính kỹ thuật và kinh tế Hiện nay, khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy đã tiếp nhận một số máy móc và thiết bị của tàu Biển Đông để phục vụ đào tạo Trong đó có một số thiết bị mặt boong (1 tời neo, 2 tời kéo, 1 tời cẩu) cần được thiết kế và bố trí hệ thống thủy lực một cách hợp lý để đưa vào phòng thực hành sử dụng làm mô hình học tập Với mong muốn đóng góp một phần... học tập Đặc điểm yêu cầu của hệ thống thủy lực phải có tính chính xác, độ tin cậy cao Do đó tôi quyết định lựa chọn phương pháp thiết kế tính toán thiết kế theo lý thuyết kết hợp với sự kiểm nghiệm thực tế để kiểm tra độ chính xác của phép tính 21 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC PHỤC VỤ MỘT SỐ THIẾT BỊ MẶT BOONG TRÊN TÀU BIỂN ĐÔNG SỬ DỤNG LÀM MÔ HÌNH HỌC TẬP 22 Chương III TÍNH TOÁN THIẾT... học theo các tiêu chuẩn đã được công nhận và thử nghiệm thành công Nếu không người thiết kế sẽ dễ rơi vào bế tắc, sản phẩm làm ra không ứng dụng được vào thực tế vì những lỗi kỹ thuật trong vận hành hệ thống và lỗi do lắp ráp mà người thiết kế không tính đến Dựa vào yêu cầu của đồ án thiết kế đó là thiết kế hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hình học. .. boong bao gồm: *Thiết kế sơ đồ hệ thống thủy lực: -Sơ đồ thủy lực của hệ thống -Sơ đồ bố trí vào phòng thí nghiệm (phác thảo sơ bộ) *Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực *Tính toán và lựa chọn các phần tử hệ thống thủy lực *Lập bảng kê danh mục trang thiết bị của hệ thống *Phác thảo sơ đồ lắp ráp và bản vẽ thi công 17 CHƯƠNG II: NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18 Chương II: NHIỆM VỤ, YÊU CẦU,... CẦU, PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 NHIỆM VỤ -Thiết kế hệ thống thủy lực của các thiết bị một cách hợp lý, đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật -Bố trí hệ thống vào phòng thí nghiệm sao cho gọn gàng, dễ dàng thao tác, điều khiển, đảm bảo các yêu cầu chung -Tính toán và lựa chọn các phần tử của hệ thống thủy lực một cách chính xác nhằm đạt hiệu quả cao 2.2 YÊU CẦU Thiết kế hệ thống thủy lực phải đảm bảo... động thủy lực được áp dụng phổ biến trong ngành công nghiệp nói chung và công nghiệp tàu thủy nói riêng Nhiều máy móc, thiết bị trên tàu được điều khiển và hoạt động thông qua hệ thống thủy lực Truyền động thủy lực trong máy công cụ, thiết bị thuộc lĩnh vực kỹ thuật tiên tiến trong cơ khí hóa và tự động hóa công nghiệp Hiểu được tầm quan trọng, ưu nhược điểm và nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực. .. cơ thủy lực HMB 7-9592-1 Bauer Hydraulic: + 7 Piston + Lưu lượng: Q=170 l/phút + Áp suất làm việc: P=156,9 bar + Công suất: N=52,19 kW + Số vòng quay: n=37 vòng/phút + Momen: M=9806 Nm 26 3.1.3 Tời cẩu Tời cẩu thủy lực trên tàu Biển Đông được sử dụng để cẩu xuồng cứu sinh, tời cẩu thủy lực chịu được tải trọng 3,5 tấn, bao gồm một động cơ thủy lực, một tang cuốn cáp và giá đỡ Hình 3.4: Tời cẩu thủy lực . Ngành: Động lực tàu thủy Mã ngành: Tên đề tài: Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hình học tập Số trang: Số chương: Số tài liệu. Ngành: Động lực tàu thủy Mã ngành: Tên đề tài: Thiết kế bố trí hệ thống thủy lực phục vụ một số thiết bị mặt boong trên tàu Biển Đông sử dụng làm mô hình học tập . Số trang: Số chương: Số tài. thiết kế 20 Chương III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC PHỤC VỤ MỘT SỐ THIẾT BỊ MẶT BOONG TRÊN TÀU BIỂN ĐÔNG SỬ DỤNG LÀM MÔ HÌNH HỌC TẬP 22 3.1. Giới thiệu chung về một số thiết bị mặt