Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn ổ lăn ứng dụng trong ngành dầu khí trên cơ sở tiêu chuẩn ISO 1997

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Trọng Hùng Nghiên cứu xây dựng tiêuchuẩn ổ lăn ứng dụng ngành Dầu Khí sở tiêu chuẩn ISO 1997 Chuyên ngành : Chế tạo máy LUẬN VĂN THẠC SĨ Chế tạo máy NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS-TS Phạm Văn Hùng MỤC LỤC Trang MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DẦU KHÍ VIỆT NAM VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG – THAY THẾ Ổ LĂN 12 1.1 Lịch sử hình thành phát triển ngành Dầu khí Việt Nam 12 1.1.1 Vai trò Dầu mỏ Khí đốt kinh tế quốc dân .12 1.1.1.1 Vài nét Dầu mỏ Khí đốt 12 1.1.1.2 Vai trò Dầu khí kinh tế quốc dân 13 1.1.2 Khái niệm ngành công nghiệp Dầu Khí: .15 1.2 NHU CẦU THAY THẾ Ổ LĂN TRONG NGÀNH DẦU KHÍ 18 1.2.1 Cấu tạo phân loại ổ lăn: 18 1.2.1.1 Cấu tạo: Ổ lăn có cấu tạo sau .18 1.2.1.2 Phân loại: Căn vào khả làm việc tiêu chí, người ta phân loại sau: .19 1.2.2 Ưu, nhược điểm ổ lăn: Nếu so sánh với ổ trượt, ổ lăn có ưu điểm sau: .19 1.2.3 Độ xác chế tạo vật liệu ổ lăn 20 1.2.4 Các loại ổ lăn chính: 21 1.2.5 Ký hiệu ổ lăn: .23 1.2.6 Lực ứng suất ổ lăn: .24 1.2.7 Động học động lực học ổ lăn 25 1.2.8 Tính toán ổ lăn .26 1.2.9 Kết cấu gối đỡ ổ lăn: 31 Kết luận: 34 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ ỨNG DỤNG TIÊU CHUẨN Ổ LĂN THEO ISO TRONG NGÀNH DẦU KHÍ VIỆT NAM 35 2.1 Tổng qua cấu tạo hoạt động ổ lăn theo tiêu chuẩn ISO 35 2.1.1 Khái niệm chung: .35 2.1.2 Giới thiệu hệ thống TCVN 35 2.1.3 Tiêu chuẩn ISO 1997 36 2.2 TẢI TRỌNG ĐỘNG VÀ TUỔI THỌ DANH ĐỊNH Ổ LĂN TCVN 4173:2008; ISO 281:2007 76 2.2.1 Phạm vi áp dụng 76 2.2.2 Tài liệu viện dẫn 76 2.2.3 Thuật ngữ định nghĩa: 77 2.2.4 Ký hiệu: 80 2.2.5 Ổ bi đỡ 82 2.5.6 Ổ bi chặn 90 2.2.7 Ổ đũa đỡ 95 2.2.8 Tuổi thọ danh định 99 2.2.9 Ổ đũa chặn 100 2.2.10 Tuổi thọ danh định 103 2.2.11 Tuổi thọ sửa đổi danh định .104 2.2.12 Hệ số tuổi thọ sửa đổi phương pháp tính toán tuổi thọ theo mỏi 106 2.2.13 Phương pháp thực hành để đánh giá hệ số tuổi thọ sửa đổi 108 2.3 BẢNG TỔNG HỢP CÁC LOẠI Ổ LĂN ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG TẠI XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH DẦU KHÍ VIETSOVPETRO .117 Kết luận: .120 CHƯƠNG III: TIÊU CHUẨN Ổ LĂN VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH DẦU KHÍ TRÊN CƠ SỞ TIÊU CHUẨN ISO 121 3.1 Tuổi thọ danh định L10, tuổi thọ điều chỉnh danh định Lnm: .121 3.2 Tính toán tuổi thọ danh định L10 tuổi thọ điều chỉnh danh định Lnm: 122 3.2.1 Tính toán tuổi thọ danh định L10 122 3.2.2 Tính tuổi thọ sửa đổi danh định 123 3.3 Khảo sát ổ lăn theo tiêu chuẩn ISO hiệu chỉnh: .125 Kết luận: .127 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 128 Kết luận: 128 Hướng phát triển đề tài: 128 THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 PHỤ LỤC: 130 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn với đề tài “Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn ổ lăn ứng dụng ngành Dầu Khí sở tiêu chuẩn ISO 1997” tự thực dự hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS-TS Phạm Văn Hùng Các số liệu kết hoàn toàn trung thực, phù hợp với quy định pháp luật hành Ngoài ra, tài liệu tham khảo dẫn cuối luận văn, xin đảm bảo không chép từ công trình nghiên cứu, ứng dụng người khác Nếu phát có sai phạm với điều cam đoan trên, xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Viện Cơ khí, Viện đào tạo sau Đại học trường Đại học Bách khoa Hà Nội Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2011 Học viên thực Nguyễn Trọng Hùng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 – Giá trị bm cho ổ bi đỡ Bảng 2.2 – Các giá trị hệ số fc ổ bi đỡ Bảng 2.3 – Các giá trị X Y ổ bi đỡ Bảng 2.4 – Các giá trị fc cho ổ bi chặn Bảng 2.5- Các giá trị X Y cho ổ bi chặn Bảng 2.6 - Các giá trị bm cho ổ đũa Bảng 2.7 – Các giá trị lớn fc cho ổ đũa đỡ Bảng 2.8 – Các giá trị X Y cho ổ đũa đỡ Bảng 2.9- Các giá trị cho ổ đũa chặn 10 Bảng 2.10- Các giá trị cho ổ đũa chặn 11 Bảng 2.11- Các giá trị X Y ổ đũa chặn 12 Bảng 2.12- Hệ số tuổi thọ sửa đổi độ tin cậy, 13 Bảng 2.13- Hệ số nhiễm bẩn, 14 Bảng A.1- Lựa chọn đồ thị phương trình cho bôi trơn mỡ DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hệ thống giàn khoan Vietsovpetro mỏ Bạch Hổ Hình 1.2: Ổ dãy Hình 2.1: ổ lăn chặn đỡ Hình 2.2: Hệ số tuổi thọ sửa đổi Hình 2.3- Độ nhớt động chuẩn Hình 2.4: Hệ số tuổi thọ sửa đổi ổ bi đỡ Hình 2.5: Hệ số tuổi thọ sửa đổi ổ đũa đỡ Hình 2.6: Hệ số tuổi thọ sửa đổi ổ bi đỡ chặn Hình 2.7: Hệ số tuổi thọ sửa đổi ổ đũa chặn PHẦN MỞ ĐẦU Chỉ tiêu sản lượng, doanh thu, chi phí lợi nhuận yếu tố định đến hình thành phát triển doanh nghiệp Để doanh nghiệp phát triển có khả cạnh tranh với đối thủ khác thị trường, đòi hỏi nhà sản xuất phải thường xuyên thay đổi mẫu mã, kiểu dáng, chất lượng cải tiến sản phẩm để không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành tiết giảm chi phí Để có sản phẩm, thiết bị, máy móc đạt chất lượng doanh nghiệp phải áp dụng hệ thống tiêu chuẩn ISO vào trình sản xuất, kinh doanh Trong năm gần đây, nhờ phát triển vượt bậc kỹ thuật số công nghệ thông tin, khả mềm hóa hệ thống thiết bị sản xuất, mạnh dạn áp dụng tiêu chuẩn vào trình sản xuất yếu tố quan trọng, then chốt để tăng sản lượng, doanh thu lợi nhuận cho doanh nghiệp Xí nghiệp Vietsovpetro đơn vị mạnh dạn thử nghiệm tiêu chuẩn ISO nêu vào trình sản xuất mình, cụ thể ổ lăn Tuy nhiên, việc thay thiết bị nói chung ổ lăn nói riêng đơn vị trực thuộc Xí nghiệp Vietsovpetro thường thực theo định kỳ theo khuyến cáo nhà sản xuất Điều đảm bảo thiết bị tình trạng an toàn, ngược lại dẫn đến chi phí thay ngày tăng số lượng năm sau phải thay nhiều năm trước, nhiều thiết bị, ổ lăn hoạt động ổn định, thông số kỹ thuật đảm bảo nằm giới hạn cho phép thay nên lãng phí Để khắc phục tình trạng trên, tác giả luận văn mạnh dạn lựa chọn đề tài: Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn ổ lăn ứng dụng ngành Dầu Khí sở tiêu chuẩn ISO 1997 Trong hệ thống tiêu chuẩn ISO quy định ổ lăn sử dụng ngành công nghiệp nói chung ngành dầu khí nói riêng, có nhiều phiên Để sâu tìm hiểu, phân tích, đánh giá nhằm lựa chọn ổ lăn phù hợp với điều kiện làm việc, tác giả luận văn tiến hành nghiên cứu mặt tải trọng 10 động tuổi thọ danh định lăn theo TCNV 4173:2008; ISO 281:2007 Đây tiêu chuẩn ISO nhất, xuất Việt Nam, với nhiều ưu điểm chủng loại tiêu chuẩn khác nhau, hy vọng tiêu chuẩn ứng dụng rộng rãi ngành khai thác dầu khí Việt Nam Với cố gắng, nỗ lực thân, với hướng dẫn tận tình Thầy giáo PGS-TS Phạm Văn Hùng, hoàn thành luận văn thạc sỹ khoa học chuyên ngành khí chế tạo máy với đề tài: “Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn ổ lăn ứng dụng ngành Dầu Khí sở tiêu chuẩn ISO 1997” Tuy nhiên, trình nghiên cứu, thực khó tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến góp ý Thầy, Cô để luận văn hoàn thiện trở thành tài liệu tham khảo hữu ích cho việc ứng dụng tiêu chuẩn ISO vào trình sản xuất Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS-TS Phạm Văn Hùng, Thầy, Cô môn Cơ khí chế tạo máy, Viện Cơ khí, Viện đào tạo Sau Đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn, giúp đỡ động viên hoàn thành luận văn Trân trọng Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2011 Học viên Nguyễn Trọng Hùng 11 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DẦU KHÍ VIỆT NAM VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG – THAY THẾ Ổ LĂN 1.1 Lịch sử hình thành phát triển ngành Dầu khí Việt Nam Hình 1.1: Hệ thống giàn khoan Vietsovpetro mỏ Bạch Hổ 1.1.1 Vai trò Dầu mỏ Khí đốt kinh tế quốc dân 1.1.1.1Vài nét Dầu mỏ Khí đốt Dầu mỏ khí đốt loại tài nguyên khoáng sản quý mà thiên nhiên ban tặng cho người So với khoáng sản khác như: Than đá, đồng, chì, nhôm, sắt,… dầu khí người biết đến sử dụng tương đối muộn Dầu mỏ Khí đốt hợp chất Hydrocacbon khai thác lên từ lòng đất, thường thể lỏng thể khí Ở thể khí, chung bao gồm khí thiên nhiên khí đồng hành Khí thiên nhiên toàn hydrocacbon thể khí khai thác từ giếng khoan bao gồm khí ẩm, khí khô Khí đồng hành khí tự nhiên nằm vỉa dầu dạng mũ khí khí hòa tan khai thác đồng thời với dầu thô Dầu mỏ khí đốt thiên nhiên loại khoáng sản lượng, có tinh linh động cao, sau chúng có chất sinh thành, di cư, tích tụ gần giống Giống nhiều loại tài nguyên khoáng sản khác, dầu khí hình thành kết trình vận động phức tạp, lâu dài hàng triệu năm vật lý, hóa học, địa chất, sinh học,…trong vỏ trái đất Theo quan điểm nhiều nhà nghiên cứu, dầu mỏ khí đốt thiên nhiên hình thành từ đá có chứa vật chất hữu (gọi đá 12 Hình 112_02.02.20: rãnh bôi trơn Hình 113_02.03.01: vòng ổ lăn Hình 114_02.03.01: vòng ổ lăn Hình 115._02.03.01: vòng ổ lăn Hình 116_02.03.02: vòng Hình 117_02.03.02: vòng 146 Hình 118_02.03.03: ổ côn Hình 119_02.03.03: ổ côn Hình 120_02.03.06: vong Hình 121_02.03.07: vòng rộng Hình 122_02.03.08: vòng vai 147 Hình 124_02.03.10: vòng dập Hình 125_02.03.11: vòng có bích Hình 126_02.03.12: vòng tự lựa Hình 127_02.03.14: bề mặt hình cầu 148 Hình 128_02.03.15: mặt đầu rộng Hình 129_02.03.15: mặt đầu rộng Hình 130_02.03.17: mặt bích vòng Hình 131_02.03.20: gờ mặt đầu nhỏ vòng Hình 132_02.03.22: gờ Hình 133_02.03.23: mép vát mặt đầu côn Hình 134_02.03.23: mép vát mặt đầu côn 149 Hình 135_02.04.01:vòng lắp chặt trục Hình 136_02.04.01:vòng lắp chặt trục Hình 137_02.04.02: vòng than Hình 138_02.04.03: vòng đệm ổ Hình 139_02.04.07: mặt đầu tựa vòng lắp Hình 140_02.04.08: mép vát mặt đầu trục 150 Hình 141_02.05.02: đũa Hình 142_02.05.02: đũa Hình 143_02.05.05: đũa trụ Hình 144_02.05.06: đũa kim Hình 145_02.05.07:đũa côn Hình 146_02.05.08: đũa hình tang trống Hình 147_02.05.08: đũa hình tang trống 151 Hình 148_02.05.09: đũa hình yên ngựa Hình 149_02.05.13: đũa có mặt vát hai đầu Hình 150_02.05.14: đũa xoắn vít Hình 151_02.05.15: mặt đầu đũa Hình 152_02.05.16: mặt đầu lớn đũa Hình 153_02.05.017: mặt đầu nhỏ đũa 152 Hình 154_02.06.01: vòng cách dạng dải Hình 155_02.06.02: vòng cách có hàm kẹp Hình 156_02.06.03: vòng cách có cửa sổ Hình 157_02.06.04: vòng cách có vấu Hình 158_02.06.05: vòng cahcs có chốt nối 153 Hình 159_02.06.06: vòng cách ghép hai mảnh Hình 160_02.06.09: thân vòng cách Hình 161_02.06.10: vấu vòng cách Hình 77_03.01.01: lắp ghép theo cặp Hình 163_03.01.02: lắp ghép theo 154 Hình 164_03.01.03: lắp ghép mặt đầu rộng Hình 165_03.01.04: lắp ghép mặt đầu nhỏ Hình 166_03.01.05:lắp ghép đôi trước sau Hình 167_03.02.03:ổ vòng Hình 168_03.02.03:ổ không vòng 155 Hình 169_03.02.04: cụm vòng Hình 170_03.02.05:ổ không vòng Hình 171_03.02.05:ổ không vòng Hình 172_03.03.01: ổ vòng ổ Hình 173_03.03.01: ổ vòng ổ 156 Hình 176_04.02.10: góc tiếp xúc Hình 177_04.02.10: góc tiếp xúc Hình 178_04.03.02: đường kính lỗ Hình 179_04.03.04: chiều rộng Hình 180_04.03.04: chiều rộng Hình 181_04.03.06: kích thước vát 157 Hình 182_04.03.09: chiều rộng mặt bích Hình 183_04.03.11:đường kính rãnh lắp vòng lò xo Hình 184_04.03.14: bán kính bề mặt định tâm Hình 185_04.04.04:góc đường lăn vòng 158 Hình 186_07.01.01: thân Hình 187_07.01.01: than Hình 188_07.01.04: thân dạng bích Hình 189_07.01.04: thân dạnh bích Hình 190_07.02.02: vai trục Hình 191_07.02.02: vai trục Hình 192_07.02.03: ống kẹp Hình 193_07.02.04: ống siét 159 Hình 194_07.02.05: đai ốc hãm Hình 195_07.02.05: đai ốc hãm Hình 196_07.02.06: vòng đệmc hặt Hình 197_07.02.07: vòng hãm lệch tâm Hình 198_07.02.08: vòng hãm đồng tâm 160 ... cứu xây dựng tiêu chuẩn ổ lăn ứng dụng ngành Dầu Khí sở tiêu chuẩn ISO 1997 Trong hệ thống tiêu chuẩn ISO quy định ổ lăn sử dụng ngành công nghiệp nói chung ngành dầu khí nói riêng, có nhiều... thạc sỹ khoa học chuyên ngành khí chế tạo máy với đề tài: Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn ổ lăn ứng dụng ngành Dầu Khí sở tiêu chuẩn ISO 1997 Tuy nhiên, trình nghiên cứu, thực khó tránh khỏi... 130 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn với đề tài Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn ổ lăn ứng dụng ngành Dầu Khí sở tiêu chuẩn ISO 1997 tự thực dự hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS-TS Phạm