THIẾT KẾ CẨU THỦY LỰC

Trong nền kinh tế thị trường, ngoài việc cạnh tranh khốc liệt về giá cả, chất lượng của hàng hóa còn có cả việc cạnh tranh về thời gian cung cấp dịch vụ.Việc áp dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật vào quá trình vận chuyển hàng hóa, qua đó làm tăng hiệu quả sản xuất và giải phóng sức lao động của con người. Cẩu thủy lực là thiết bị vô cùng quan trọng trong nghành vận chuyển hàng hóa bằng đường biển. Nó có nhiệm vụ bốc dỡ hàng hóa, thiết bị có trọng lƣợng và kích thước lớn từ tàu lên bờ và ngược lại với tốc độ nhanh. Ngày nay, trên các tàu biển đóng mới hầu như lắp đặt các cẩu để bốc dỡ hàng hóa, nhu cầu ngày càng tăng lên khi các tàu biển vừa và nhỏ càng cạnh tranh nhau thị trường vận chuyển. Trong khi đó, tại các nhà máy đóng tàu ở Việt Nam cũng nhƣ các công ty sửa chữa tàu biển chưa có phòng thiết kế cẩu thủy lực cho tàu biển mà các cẩu thủy lực lắp đặt trên tàu được nhập từ nước ngoài với các thông tin kỹ thuật của nhà sản xuất đưa ra

-1- Mục lục MỞ ĐẦU Tính thiết đề tài .5 Tổng quan tình hình nghiên cứu nƣớc Mục đích đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài .6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 6 Giới hạn đề tài Chƣơng TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNGTHỦY LỰC THỂ TÍCH 1.1 Khái niệm chung 1.1.1 Các thông số làm việc truyền động thủy lực thể tích 1.1.2 Yêu cầu chất lỏng làm việc 1.2 Bơm thủy lực 1.2.1 Bơm piston rôto hƣớng kính 10 1.2.2 Bơm piston rôto hƣớng trục .13 1.3 Động thủy lực 15 1.3.1 Động thủy lực piston hƣớng kính 16 1.3.2 Động thủy lực piston hƣớng trục 18 1.4 Các phần tử thủy lực 19 1.4.1 Các van hƣớng dòng 19 1.4.2 Cơ cấu điều chỉnh lƣu lƣợng 20 1.4.3 Các van điều khiển áp suất .21 1.5 Các phƣơng pháp điều khiển tốc độ động thủy lực 23 1.5.1 Phƣơng pháp thể tích 24 1.5.2 Phƣơng pháp tiết lƣu 26 Chƣơng XÂY DỰNG CƠ SỞ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MỘT CẨU CƠ BẢN 2.1 Tổng quan loại cẩu thủy lực derrick lắp tàu thủy 30 2.1.1 Cẩu Derrick đơn 31 2.1.2 Cẩu Derrick đôi 32 -22.2 Lựa chọn sơ đồ hệ thống cẩu thủy lực dự kiến 33 2.3 Phƣơng pháp tính chọn chi tiết hệ thống thủy lực 35 2.3.1 Động thủy lực 35 2.3.2 Bơm thủy lực 43 2.3.3 Động điện lai bơm thủy lực 45 2.3.4 Đƣờng ống dẫn 45 2.4 Tổn thất thủy lực hệ thống 46 2.4.1 Tổn thất dọc đƣờng 46 2.4.2 Tổn thất cục 47 Chƣơng LỰA CHỌN LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CẨU THỦY LỰC CHO TÀU APOLLO PACIFIC 3.1 Lựa chọn thông số ban đầu 48 3.2 Thiết kế sơ đồ hệ thống cẩu derrick thủy lực .49 3.3 Tính chọn thiết bị thủy lực hệ thống .50 3.3.1 Động thủy lực nâng hạ hàng hóa 50 3.3.2 Động thủy lực nâng hạ cần cẩu .53 3.3.3 Động thủy lực xoay cần 57 3.3.4 Bơm thủy lực 60 3.4 Tích hợp thiết bị vào hệ thống hiệu chỉnh 63 3.4.1 Van trƣợt phân phối 63 3.4.2 Van an toàn 63 3.4.3 Van hãm ngƣợc 64 3.4.4 Van chiều 65 3.4.5 Van chặn 66 3.5 Loại dầu đƣợc sử dụng .67 3.6 Đƣờng ống dẫn dầu 68 3.7 Tính tổn thất thủy lực tuyến ống .70 3.8 Mô hệ thủy lực nâng hàng 72 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO -3- Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Kết cấu bơm rôto piston hƣớng kính 11 Hình 1.2 Đặc tính bơm rôto piston hƣớng kính 12 Hình 1.3 Bơm piston hƣớng trục 13 Hình 1.4 Đặc tính bơm rôto piston hƣớng trục 14 Hình 1.5 Động thủy lực piston hƣớng kính 17 Hình 1.6 Các đƣờng đặc tính làm việc động thủy lực piston hƣớng kính 17 Hình 1.7 Kết cấu động thủy lực hƣớng trục 18 Hình 1.8 Hệ thống thủy lực với van tiết lƣu điều chỉnh đƣợc đăt lối .20 Hình 1.9 Hệ thống có đặt van cản lối khỏi động thủy lực 22 Hình 1.10 Hệ thống có đặt tiết lƣu lối vào động thủy lực 27 Hình 1.11 Hệ thống có đặt tiết lƣu lối động thủy lực 28 Hình 1.12 Hệ thống có đặt tiết lƣu song song với động thủy lực 29 Hình 2.1 Sơ đồ cẩu derrick đơn kiểu quay (cột chữ I) .31 Hình 2.2 Sơ đồ cẩu derrick đơn kiểu Halen (cột chữ T) 32 Hình 2.3 Sơ đồ cẩu derrick đôi 33 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cẩu thủy lực 34 Hình 2.5 Sơ đồ tính lực cẩu nâng hàng 36 Hình 2.6 Sơ đồ tính lực palăng nâng cần 38 Hình 2.7 Lực tác dụng lên cần quay 41 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống cẩu thủy lực lắp tàu Apollo pacific 49 Hình 3.2 Sơ đồ lực kéo nâng hạ hàng hóa 50 Hình 3.3 Đặc tính làm việc động thủy lực MRH-30 hãng KYB Hydrostar 53 Hình 3.4 Sơ đồ lực nâng hạ cần cẩu 53 Hình 3.5 Đặc tính làm việc động thủy lựcMRH-45 hãng KYB Hydrostar 56 Hình 3.6 Đặc tính làm việc động thủy lựcMRH-80 hãng KYB Hydrostar 60 Hình 3.7 Kết cấu bơm piston hƣớng trục A7VO107 hãng Bosch Rexroth 61 Hình 3.8 Đặc tính bơm A7VO107 hãng Bosch Rexroth 62 Hình 3.9 Biểu đồ chọn vùng độ nhớt công tác tối ƣu dầu, theo hãng Rexroth, số ngoặc đơn trục đứng độ nhớt cSt, trục ngang độ C 60 -4Hình 3.10 Biểu đồ chọn đƣờng kính ống dẫn theo lƣu lƣợng tốc độ dầu khuyên dùng (trong hệ mét) 69 Hình 3.11 Bảng dùng để xác định chiều dài tƣơng đƣơng đoạn ống gây tổn thất cục (hãng IMO) 70 Hình 3.12 Mô hình hệ thống nâng hạ hàng SIMULINK, MATLAB .74 Hình 3.13 Áp suất dầu nhánh A sau van chiều hãm ngƣợc bơm 75 Hình 3.14 Lƣu lƣợng thay đổi theo thời gian , đo bơm Đặc tính trì công suất gần không đổi bơm .75 Hình 3.15 Biến thiên theo thời gian vòng quay động cơ, moment công suất trục động thủy lực nâng hàng .75 Hình 3.16 Tín hiệu điều khiển van hƣớng dòng (E_A E_B) moment tải trục động thủy lực 75 Hình 3.17 Tốc độ nâng hạ hàng (m/s) theo thời gian .76 Hình 3.18 Vị trí móc hàng (m) theo thời gian 76 Hình 3.19 Tốc độ kéo cáp trống (m/s) theo thời gian 76 Hình 3.20 Chuyển vị cáp nâng hạ hàng (m) theo thời gian 76 -5- MỞ ĐẦU Tính thiết đề tài Trong kinh tế thị trƣờng, việc cạnh tranh khốc liệt giá cả, chất lƣợng hàng hóa có việc cạnh tranh thời gian cung cấp dịch vụ.Việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào trình vận chuyển hàng hóa, qua làm tăng hiệu sản xuất giải phóng sức lao động ngƣời Cẩu thủy lực thiết bị vô quan trọng nghành vận chuyển hàng hóa đƣờng biển Nó có nhiệm vụ bốc dỡ hàng hóa, thiết bị có trọng lƣợng kích thƣớc lớn từ tàu lên bờ ngƣợc lại với tốc độ nhanh Ngày nay, tàu biển đóng hầu nhƣ lắp đặt cẩu để bốc dỡ hàng hóa, nhu cầu ngày tăng lên tàu biển vừa nhỏ cạnh tranh thị trƣờng vận chuyển Trong đó, nhà máy đóng tàu Việt Nam nhƣ công ty sửa chữa tàu biển chƣa có phòng thiết kế cẩu thủy lực cho tàu biển mà cẩu thủy lực lắp đặt tàu đƣợc nhập từ nƣớc với thông tin kỹ thuật nhà sản xuất đƣa Trên sở nghiên cứu lý thuyết chất lỏng với đặc tính làm việc thiết bị thủy lực để nghiên cứu thiết kế cẩu thủy lực loại derrick nhằm đáp ứng nhu cầu kinh tế đƣơng đại Tổng quan tình hình nghiên cứu nước Trên giới, nƣớc có ngành công nghiệp phát triển có nhiều nghiên cứu thiết bị truyền dẫn thủy lực Tuy nhiên tài liệu liên quan đến thiết kế không nhiều hầu nhƣ có thông tin để bán thiết bị Còn Việt Nam, với thông tin tìm đƣợc việc thiết kế cẩu thủy lực lắp cho tàu hoàn toàn Các tàu đóng cẩu thủy lực lắp đặt đƣợc nhập từ nƣớc với thông tin nhà sản xuất Mục đích đề tài Nghiên cứu thiết kế hệ thống thủy lực cẩu để lắp tàu Apollo Pacific -6- Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tƣợng nghiên cứu đề tài hệ thống thủy lực cẩu derrick lắp tàu Apollo Pacific Sau tiến hành nghiên cứu đặc tính hoạt động tàu, kết hợp lý thuyết tính toán để thiết kế cẩu thủy lực dạng derrick phù hợp cho tàu Lý thuyết tính toán - Nghiên cứu trình chuyển động chất lỏng chảy ống - Nghiên cứu tổn thất thủy lực chất lỏng - Xây dựng phƣơng pháp thiết kế cẩu thủy lực cho tàu thủy Thực nghiệm - Dựa vào đặc tính làm việc tàu Apollo Pacific để thiết kế hệ thống cẩu thủy lực phù hợp cho tàu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cơ sở khoa học - Dựa tính chất chất lỏng đặc tính hoạt động thiết bị thủy lực Cơ sở thực tiễn - Xu hƣớng sử dụng hệ thống thủy lực tàu nhằm tận dụng tối đa tính ổn định bền vững hệ thống - Đã có nhiều tàu nƣớc sử dụng hệ thống thủy lực - Dựa đặc tính khai thác tàu Apollo Pacific Giới hạn đề tài Đề tài nghiên cứu thiết kế hệ thống thủy lực cẩu derrick có trọng tải lắp đặt cho tàu thủy -7Chƣơng TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNGTHỦY LỰC THỂ TÍCH 1.1 Khái niệm chung Để truyền từ phận dẫn động đến cấu chấp hành, cách dùng loại truyền động điện, khí, điện – khí nén ngƣời ta dùng truyền động thủy lực Có hai loại truyền động thủy lực truyền động thủy động truyền động thể tích Khác với truyền động thủy động, truyền động thể tích dựa vào tính không nén dòng chất lỏng để truyền áp năng, truyền đƣợc xa mà tốn lƣợng Truyền động thể tích có ba yếu tố: - Bơm cung cấp dầu áp suất lớn - Động thủy lực kiểu thể tích - Bộ phận biến đổi điều chỉnh Ƣu điểm: - Trọng lƣợng đơn vị công suất nhỏ - Hiệu suất cao - Đảo chiều đơn giản, điều chỉnh vô cấp vận tốc cấu chấp hành - Chuyển động êm - Độ nhạy độ xác cao, điều khiển nhẹ nhàng - Tạo lực tác dụng lớn cần thiết Nhƣợc điểm - Do áp suất làm việc cao nên khó làm kín phận làm việc - Độ xác cao nên giá thành đắt - Yêu cầu cao chất lỏng làm việc -8- Vận tốc truyền xung thủy lực nhỏ nên gây trể đƣờng ống dài 1.1.1 Các thông số làm việc truyền động thủy lực thể tích 1.1.1.1 Áp suất Chất lỏng từ bơm vào động có áp suất p, lƣu lƣợng Q Khi bỏ qua tổn thất đƣờng ống dẫn lực tác dụng lên đỉnh piston động thủy lực là: p (1.1) Trong đó: - : diện tích làm việc piston - : áp suất chất lỏng bơm tạo Lực F phải thắng lực cản Fcan tải trọng (phụ tải) tác dụng lên cần piston Nhƣ áp suất chất lỏng bơm tạo phụ thuộc chủ yếu vào phụ tải Do đó, phải chọn bơm cho đảm bảo áp suất làm việc lớn với công suất cần thiết p (1.2) 1.1.1.2 Lưu lượng Khi bỏ qua tổn thất lƣu lƣợng lƣu lƣợng chất lỏng qua bơm Qb với lƣu lƣợng chất lỏng qua động Qđc (m3/s) v (1.3) Với v (m/s): vận tốc piston Nếu cấu chấp hành có chuyển động quay (1.4) Với : hệ số lƣu lƣợng riêng 1.1.1.3 Công suất Công suất cấu chấp hành tính qua công thức sau: -9- v p (1.5) Vậy công suất tính theo yêu cầu tải trọng hay thông số làm việc bơm động 1.1.2 Yêu cầu chất lỏng làm việc Do chất lỏng làm việc môi trƣờng có dao động áp suất lớn nên chất lỏng làm việc có yêu cầu nhƣ sau: - Bôi trơn tốt vật liệu cặp trƣợt, tức tạo đƣợc màng dầu bôi trơn hai bề mặt trƣợt - Tính chất chất lỏng thay đổi vùng nhiệt độ làm việc - Nhiệt độ sôi cao - Không chứa chất lỏng dễ bay - Không phá hủy vật liệu - Độ bền cao oxy hóa, thời gian làm việc dài 1.2 Bơm thủy lực Các bơm thủy lực sử dụng tàu phải có yêu cầu cao, chủ yếu kích thƣớc khối lƣợng đơn vị công suất nhỏ, hiệu suất cao, có khả điều chỉnh tin cậy Do vậy, bơm rô to dạng piston đáp ứng nhu cầu tốt Các bơm rô to dạng piston thuộc bơm thể tích có phận công tác chuyển động vừa quay vừa tịnh tiến Quá trình làm việc bơm rô to quay khoang công tác đƣợc chuyển từ buồng hút đến buồng đẩy Chuyển dịch khoang công tác chất lỏng làm cho không cần sử dụng van hút van đẩy Các bơm rô to dạng piston thƣờng có ba phận bản: stato (vỏ cố định), roto liên kết cứng với trục bơm phận nén Quá trình làm việc bơm gồm ba giai đoạn: điền chất lỏng vào khoang công tác; cách ly khoang công tác đƣa đến buồng đẩy; nén chất lỏng vào ống đẩy Tính chất cần có bơm thủy lực rô to dạng piston nhƣ sau: -10- Có tính thuận nghịch, tức bơm dùng làm động thủy lực, nhiên phải có kết cấu khác - Vòng quay tối đa cho phép bơm lớn, nằm phạm vi từ 1000 đến 3000 vòng/phút Trong trị số nhỏ ứng với bơm có kích thƣớc lớn ngƣợc lại - Chỉ có khả làm việc với chất lỏng (đã đƣợc lọc không chứa hạt cứng) có tính bôi trơn Nhƣ vậy, hai tính chất đầu ƣu điểm bơm rôto dạng piston tính chất thứ ba lại nhƣợc điểm Các bơm thủy lực rôto dạng piston không làm việc với chất lỏng nƣớc nƣớc gây rỉ sét có độ nhớt thấp (làm mài mòn nhanh phận công tác) Bơm thủy lực rôto dạng piston có hai loại chính, bơm piston rôto hƣớng kính bơm piston rôto hƣớng trục 1.2.1 Bơm piston rôto hướng kính 1.2.1.1 Nguyên lý làm việc bơm Trong bơm piston hƣớng kính, piston quay với block xylanh đồng thời chuyển động tịnh tiến theo hƣớng kính chúng tựa lên bề mặt dẫn hƣớng hình vành tròn stato Stato nằm lệch tâm so với trục quay rôto khoảng e (e gọi độ lệch tâm) Nhƣ hành trình piston sau nửa vòng quay rôto h = 2e -64Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật van an toàn RBI-08-F-HC hãng Uchida Oil Hydraulic Thông số Đƣờng kính Áp suất làm việc Vùng áp suất Lƣu lƣợng điều khiển Trọng lƣợng 300 180 10 – 210 10.5 (kgf/cm2) (lít/phút) (kgf/cm2) (kg) Với van an toàn này, để điều chỉnh áp suất mở van ta thực nhƣ sau: - Mở đai ốc hãm nút điều chỉnh áp suất - Vặn tay van theo chiều kim đồng hồ để tăng áp suất ngƣợc lại muốn giảm áp suất ta vặn tay van ngƣợc chiều kim đồng hồ - Khóa đai ốc hãm lại 3.4.3 Van hãm ngược Nằm hệ thống bảo vệ, van có chức tạo đối áp theo tải hạ hàng hóa Ngoài có chức giữ cho hàng hóa không bị rơi hệ thống áp suất dầu thủy lực Với kết cấu bao gồm van chiều van giảm áp đƣợc ký hiệu quy ƣớc nhƣ sau: A C B D Chức van hãm ngƣợc nhƣ sau Động thủy lực đƣợc nối với cửa A cửa B quay để nâng hàng hóa dầu chảy theo chiều: D → B → động thủy -65lực → A → C Khi hạ hàng hóa dầu chảy theo chiều ngƣợc lại từ: C → A → động thủy lực → B → D Khi nâng hàng hóa, dầu vào van hƣớng dòng qua cửa D đẩy van chiều vào cổng B vào động thủy lực Sau đó, dầu chảy qua cửa A vào C trở lại van hƣớng dòng Khi van hƣớng dòng đƣa vị trí hạ hàng hóa, dầu thủy lực vào cổng C qua A vào động thủy lực nhƣng cổng B bị khóa không cho dầu hồi két Khi đó, áp suất bơm tạo tăng lên, áp suất từ cổng C qua đƣờng điều khiển tác động vào mở van giảm áp Kết van giảm áp mở ra, dầu thủy lực từ cổng B qua van giảm áp cổng D, động thủy lực quay hạ hàng hóa Trên thị trƣờng có nhiều loại van hãm ngƣợc Tuy nhiên để phù hợp với hệ thống ta chọn van hãm ngƣợc có thông số nhƣ sau: - Nhà sản suất: Uchida Oil Hydraulic - Ký hiệu van: RF1H20J - Áp suất mở van giảm áp: 250 kgf/cm2 - Lƣu lƣợng dầu qua van: 120 lít/phút 3.4.4 Van chiều Chức van chiều hệ thống thủy lực hƣớng dòng dầu thủy lực theo chiều định chặn dòng dầu thủy lực ngƣợc lại Tuy nhiên, van chiều hệ thống thủy lực lực lò xo phải nhỏ để giảm tổn thất thủy lực cho hệ thống Do vậy, hệ thống dừng làm việc, van chiều đóng lại dòng dầu không chảy hết két Nhờ hệ thống làm việc ổn định lần khởi động tới Ký hiệu quy ƣớc nhƣ sau: -66Trong hệ thống thủy lực khảo sát van chiều có thông số kỹ thuật nhƣ sau: - Nhà sản suất: Uchida Oil Hydraulic - Ký hiệu van: CA08FA2 - Áp suất mở van: 4,5 kgf/cm2 - Áp suất làm việc lớn nhất: 300 kgf/cm2 - Lƣu lƣợng dầu qua van: 180 lít/phút 3.4.5 Van chặn Trong hệ thống thủy lực van chặn đƣợc đóng mở tay Khi đóng van chặn nhằm cô lập thiết bị hệ thống hay phần toàn hệ thống để sửa chữa hay thay thiết bị Ký hiệu quy ƣớc van chặn: A B Trong hệ thống thủy lực khảo sát van chặn có thông số kỹ thuật nhƣ sau: - Nhà sản suất: Uchida Oil Hydraulic - Ký hiệu van: MV06F - Áp suất làm việc lớn nhất: 300 kgf/cm2 - Lƣu lƣợng dầu qua van: 200 lít/phút - Trọng lƣợng: 3,5 kg Hƣớng dẫn sử dụng là: - Đóng: vặn tay van theo chiều kim đồng hồ - Mở: vặn tay van ngƣợc chiều kim đồng hồ Hƣ hỏng van rò lọt dầu, ta thay o-ring làm kín rà kín mặt tiếp xúc với nấm van đế van -67- 3.5 Loại dầu sử dụng Dầu đƣợc chọn dựa tiêu chí độ nhớt nhiệt độ thƣờng công tác Độ nhớt dầu nên chọn vùng mà cho hiệu suất chung (là tích hiệu suất thể tích hiệu suất khí) động / bơm cao Nếu độ nhớt dầu đƣợc trì khoảng từ 25 đến 36 cSt làm việc hiệu suất chung hệ thủy lực cao Muốn vậy, phải chọn cấp độ nhớt dầu (ISO VG) nhiệt độ môi trƣờng công tác hệ thủy lực Nên cân nhắc gợi ý hãng sản xuất bơm, động thủy lực Ví dụ Rexroth, (1600) (1000) (600) (400) 1000 (200) 500 300 (100) (60) 200 150 (40) 100 80 70 60 (20) 7400 (1600) 4600 (1000) 10 VG 68 VG 46 VG 32 VG 2 7000 5000 3000 2000 VG Độ nhớt SUS (mm2/s) xem Hình 3.9 170 (36) Vopt 80 (16) 60 (10) (10) 50 40 (5) -40 -20 20 40 60 80 100 120 42 (5) 160 200 240 140 180 220 (-40) (-20) (0) (20) (40) (60) (80) (100) (115) (-10) (10) (30) (-30) (50) (70) (90) (110) Nhiệt độ oF (oC) Hình 3.9 Biểu đồ chọn vùng độ nhớt công tác tối ưu dầu, theo hãng Rexroth, số ngoặc đơn trục đứng độ nhớt cSt, trục ngang độ C Ngoài ra, bảng dƣới cho biết gợi ý độ nhớt nhỏ cho phép độ nhớt tối ƣu với số loại động / bơm thủy lực -68Bảng 3.10 Độ cho phép nhỏ độ nhớt tối ưu nhỏ dầu số loại động / bơm thủy lực Kiểu bơm, động TL Độ nhớt cho phép nhỏ Độ nhớt tối ƣu nhỏ nhất (cSt) (cSt) Cánh gạt 25 25 Bánh ăn khớp 10 25 Bánh ăn khớp 20 25 Piston hƣớng kính 18 30 Piston hƣớng trục 10 16 Nhiệt độ dầu điểm công tác chọn khoảng 55  750 C Độ nhớt dầu điểm công tác: 16  36 cSt Loại dầu đƣợc chọn: CASTROL AWH 68, có tính nhiệt độ 700 C dầu có độ nhớt 20 cSt 3.6 Đường ống dẫn dầu Tốc độ dầu ống dẫn đƣợc chọn vùng làm việc theo bảng khuyên dùng dƣới Bảng 3.11 Tốc độ dầu khuyên dùng tuyến ống thủy lực Tuyến ống Tuyến hút Tuyến thấp áp (hồi từ động cơ) Tuyến đẩy / cao áp Tốc độ (ft/sec) Tốc độ (m/sec) 24 0.6  1.2 13 1.5  18  5.5 Đƣờng kính ống dẫn dầu d(mm) đƣợc tính chọn theo công thức sau -69- mm sqrt ( lpm ) v( ) mm Ta chọn ống tiêu chuẩn 50A, có ID = 50 mm, tốc độ dầu lớn ống vmax= 4.9310 m/s Tuyến hồi có kích thƣớc với tuyến cao áp Ta tính toán đƣờng kính ống theo biểu đồ Hình dƣới đây: Hình 3.12 Biểu đồ chọn đường kính ống dẫn theo lưu lượng tốc độ dầu khuyên dùng (trong hệ mét) Ống thép, dầu có độ nhớt cao (thủy lực), đƣờng kính Di> inch, đƣờng kính ống Di phụ thuộc vào độ nhớt động lực học ̇ Trong đó, s độ nhớt động lực học dầu chảy ống; ̇ lƣợng thể tích dầu ống (3.9) ( ) lƣu -70Chiều dài đƣờng ống đẩy cho động nâng cần, nâng hàng, xoay cần gần Ta tính chung chiều dài cho tuyến ống động đƣợc mắc nối tiếp mạch thủy lực, tính cho trƣờng hợp tệ có động làm việc dầu phải di chuyển toàn tuyến ống - Chiều dài toàn tuyến dụ kiến, L =60 m - Số điểm uốn vuông góc, có bán kính uốn ống chuẩn: C = 20 - Số điểm có tiết lƣu qua van: Va = 3.7 Tính tổn thất thủy lực tuyến ống Để tính tổn thất thủy lực ta phải xác định đƣợc chiều dài toàn tuyến ống thẳng L(m), chiều dài tƣơng đƣơng với ống thẳng có tổn thất với đoạn ống bẻ cong Lc (m) chiều dài tƣơng đƣơng với ống thẳng có tổn thất với điểm có tiết lƣu Lc (m), xem Hình 3.13 Sau đó, tuyến ống bao gồm ống thẳng, ống cong, van đƣợc quy dẫn thành đoạn ống tƣơng đƣơng Ls Hình 3.13 Bảng dùng để xác định chiều dài tương đương đoạn ống gây tổn thất cục (hãng IMO) -71Chiều dài đƣờng ống quy dẫn, tƣơng đƣơng với tổn thất cục điểm uốn m ống: (3.10) mm m m Chiều dài đƣờng ống quy dẫn, tƣơng đƣơng với tổn thất cục điểm có tiết lƣu qua van: Lv =C x Kv (m) v (3.11) mm v v m v m Tổng chiều dài ống tƣơng đƣơng Ls s v m Tính số Reynolds (Re) dòng chảy ống v Trong - Re : Reynolds Number - : tốc độ dầu (m/sec) - D: đƣờng kính ống (mm) - : độ nhớt động học dầu nhiệt độ công tác (cSt) Tính hệ số ma sát lỏng, f Hệ số ma sát lỏng phụ thuộc nhiều vào số Reynolds Nếu số Re < 2300, dòng chảy tầng, f tính theo (3.12) Nếu số 2,300.00 < Re