Nghiên cứu thiết kế thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ ĐỨC TRÍ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHÓNG DÂY MỒI MANG PHAO CỨU HỘ Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN V ĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 27 tháng năm 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng n ăm 20 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lê Đức Trí Phái: nam Ngày, tháng, năm sinh: 16.11.1980 Nơi sinh: Hậu Giang Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy MSHV:00408256 I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thiết kế thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu tổng quan vấn đề có liên quan đến thiết bị phóng phao mang dây mồi cho cứu hộ - Nghiên cứu, phân tích lựa chọn mơ h ình thiết kế thiết bị - Tính tốn thiết kế thiết bị - Các báo cáo kết thực nghiệm - Báo cáo tổng kết III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực LV ghi Quyết định giao đề tài): 25.01.2010 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHI ỆM VỤ:02.7.2010 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): PGS TS Nguyễn Thanh Nam CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học hàm, học vị, họ tên chữ ký) CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH Ngày tháng năm TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CM N Sau thời gian thực theo quy định, luận văn đà hoàn thành nổ lực lớn thân, bên cạnh dạy bảo, hướng dẫn, giúp đỡ nhiều thầy cô, đồng nghiệp bạn bè Tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến : Sự hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình Thầy hướng dẫn trực tiếp PGS TS Nguyễn Thanh Nam, Giám đốc Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia Điều khiển số kỹ thuật hệ thống Sự dạy bảo, xây dựng nên tản kiến thức quý Thầy cô Trường ĐHBK TP.HCM Sự giúp đỡ, chia bạn lớp Cơ khí Chế tạo máy K2008, Trường ĐHBK TP.HCM Sự hỗ trợ, tạo điều kiện Thủ trưởng bạn đồng nghiƯp thc Chi nh¸nh phÝa Nam ViƯn Vị khÝ, Tỉng cục CNQP Lê Đức Trí TểM TT LUN VN THC SỸ - Luận văn: Nghiên cứu thiết kế thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ - Thực : Lê Đức Trí, Lớp Cơng nghệ chế tạo máy K2008, ĐHBK TP.HCM - Hướng dẫn : PGS, TS Nguyễn Thanh Nam Luận văn báo cáo khoa học tổng hợp trình nghiên cứu thiết kế thiết bị mới: thiết bị phóng đầu phóng mang phao tự thổi, nhằm phục vụ cho công tác cứu hộ biển, có ứng dụng nguy ên lý phóng triệt âm Luận gồm chương phụ lục, : Chương 1- Tổng quan vấn đề có liên quan đến thiết bị phóng phao mang dây mồi cho mục đích cứu hộ : Phân tích sản phẩm ngồi nước có liên quan đến thiết bị nghiên cứu, làm rõ nguyên lý phóng tri ệt âm làm sở cho việc lựa chọn để áp dụng vào thiết kết thiết bị Từ để xác định mục đích nội dung việc nghiên cứu thiết kế Chương 2- Xây dựng mơ hình thiết kế kết cấu thiết bị : Phân tích, lựa chọn xây dựng mơ hình kết cấu cụ thể cho phận tiến đến l mô hình chung cho thiết bị, từ đề tính thơng s ố kỹ thuật đặc trưng thiết bị Chương 3- Tính tốn thiết kế thiết bị : Thực thiết kế cụ thể dựa tr ên mơ hình kết cấu xây dựng, từ tiến h ành tính tốn, kiểm nghiệm khả tin cậy hoạt động thiết bị Chương 4- Sản phẩm chế thử kết thử nghiệm : Trình bày thử nghiệm kết thử nghiệm sản phẩm chế thử thiết bị đ ã nghiên cứu tính tốn Các phụ lục : Các bảng số liệu nhằm minh hoạ l àm rõ nội dung thực chương mục Mục Lục Mục Lục Lời nói đầu Chương TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ CÓ LI ÊN QUAN ĐẾN THIẾT BỊ PHÓNG DÂY MỒI MANG PHAO CỨU HỘ 1 Tổng quan thiết bị nghiên c ứu Nguyên lý triệt âm 15 1.3 Mục đích 24 1.4 Nội dung nghiên cứu 25 Chương 26 XÂY DỰNG MƠ HÌNH THIẾT KẾ KẾT CẤU THIẾT BỊ 26 2.1 Mơ hình thiết bị phóng 26 2.2 Mơ hình đầu phóng 29 2.3 Dây mồi hộp chứa dây 33 Chương 35 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ 35 3.1 Đặc trưng cấu tạo thiết bị phóng v đầu phóng 35 3.2 Tính tốn thuật phóng 36 3.3 Tính tốn kiểm nghiệm bền buồng đốt 47 3.4 Tính tốn cấu kích hoạt 61 3.5 Tính tốn thuật phóng ngồi 64 3.6 Kiểm tra độ ổn định đầu phóng tr ên đường bay 70 3.7 Tính tốn cho thiết bị phóng 75 Chương 80 SẢN PHẨM CHẾ THỬ V À KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM 80 4.1 Sản phẩm chế thử 81 4.2 Lập kế hoạch thử nghiệm 84 4.2 Kết thử nghiệm [] 85 Kết luận 87 Tài liệu tham khảo 88 Phụ lục 89 Phụ lục1: Độ to số âm 89 Phụ lục 2: Các loại dây mồi 90 Phụ lục 3: Kết bảng tính thuật phóng 91 Phụ lục 4: Lập kế hoạch s cho thử nghiệm 93 Phụ lục 5: Kết thử nghiệm tổng hợp 94 Lời nói đầu Việt Nam quốc gia có bờ biển dài 3000km, hoạt động kinh tế biển diễn thường xuyên Bên cạnh đó, nước ta nằm vùng nhiệt đới gió mùa, hàng năm, nước nói chung, biển Việt Nam nói riêng phải gánh chịu 10 bão lớn nhỏ khác , ảnh hưởng trực tiếp đến tính mạng , tài sản người phương tiện hoạt động biển Do cần phải có thêm nhiều thiết bị bổ trợ g iúp lực lượng như: lực lượng cứu hộ cứu nạn tr ên, sơng biển; hải qn, cảnh sát biển… nhanh chóng tiếp cận mục tiêu điều kiện chia cắt thời tiết địa hình để thực tốt nhiệm vụ ứng cứu cần thiết Điều đặt tính cấp thiết cần phải có thiết bị bổ trợ giúp lực lượng cứu hộ cứu nạn bờ biển thực tốt công tác cứu hộ, cứu nạn Thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ điển hình Ngun lý phóng triệt âm nguyên lý phóng có nhiều ưu điểm, ứng dụng số nước tiên tiến giới, bước đầu ứng dụng thành công nước ta vào số thiết bị phóng cho mục đích quân Việc ứng dụng nguyên lý vào thiết kế thiết bị phóng đầu phóng dây mồi mang phao cứu hộ tương đối phù hợp đặc tính kỹ thuật nh yêu cầu sử dụng cho công tác cứu hộ Với Luận văn “Nghiên cứu thiết kế thiết bị phóng dây mồi mang phao cứu hộ ”, tác giả muốn vào nghiên cứu ứng dụng nguyên lý triệt âm để thiết kế thiết bị phóng đầu phóng mang phao tự thổi phục vụ công tác cứu hộ, cứu nạn tr ên sông biển Luận văn nhằm đánh giá kết hoàn thành nhiệm vụ học viên sau thời gian học tập, nghiên cứu trường Chương TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ CÓ LI ÊN QUAN ĐẾN THIẾT BỊ PHÓNG DÂY MỒI MANG PHAO CỨU HỘ 1 Tổng quan thiết bị nghiên cứu 1.1.1 Giới thiệu thiết bị phóng đầu phóng mang phao tự thổi cho cứu hộ : Thiết bị phóng đầu phóng mang phao cứu hộ kéo theo dây mồi[1 ] nhằm mục đích: thực ứng cứu người phương tiện gặp nạn khẩn cấp trên sông biển , điều kiện phương tiện thông thường không khó tiếp cận Khi phóng, nhanh chóng phóng đầu phóng có chứa phao cứu hộ đến mục tiêu cần cứu cấp, lúc dây mồi kéo theo đầu kéo Khi đến mục tiêu (người phương tiện), đầu phóng chạm nước, phao tự thổi mặt nước, tiếp cận với phao, mục tiêu ứng cứu lực lượng phóng đầu phóng xa 1.1.2 Lịch sử phát triển : Thiết bị xuất từ lâu Đầu tiên kể từ xuất súng cổ (đại bác), thiết bị phóng súng đại bác đầu phóng đơn giản cục kim loại nặng bay kéo the o dây thừng tương đối lớn Thiết bị dùng chủ yếu cho mục đích quân (hình 1.1), nhằm ứng cứu, vận chuyển người, phương tiện…tạo điều kiện kết nối , liên lạc nhanh chóng khu vực bị chia cắt (hình 1.2) Hình 1.1: Súng thần cơng bắn dây mồi Tên gọi: đầu phóng phao mang (kéo) dây mồi v đầu phóng dây mồi mang phao hiểu 10 Hình 1.2: Vận chuyển nơi chia cắt thông qua thiết bị Trong thời kỳ đại, nhằm đáp ứng tính thuận tiện động , việc phóng đầu phóng thực súng quân dụng nhỏ (hình 1.3), dây kéo theo dây có kích thước đường kính nhỏ , dây mồi, sở ta kéo thêm dây thừng lớn Đến loại hình thức sử dụng lực lượng hải hải quân, lực lượng cứu hộ nhiều nước Hình 1.3: Súng quân dụng phóng dây mồi Ngày nay, với nhiều hoạt động kinh tế biển diễn sôi động : vận tải; du lịch; đánh bắt cá…nhu cầu sử dụng thiết bị phổ biến , không giới hạn quân đội hay lực lượng ch ức Nó phát triển thành nhiều kiểu dựa nhiều nguyên lý phóng khác : lị xo; khí nén, động phản lực…và đầu phóng đa dạng : phóng dây mồi; phóng phao cứu hộ, phóng đầu móc cho thang leo…(hình 1.4) 81 4.1 Sản phẩm chế thử Sau nghiên cứu tính tốn thiết kế, sản phẩm lập thành vẽ tiến hành gia công chế thử Đa phần chi tiết thiết bị phóng v đầu phóng mang phao tự thổi gia công nhà máy, xưởng sản xuất, số chi tiết đ ược mua thị trường có quy cách tiêu chuẩn, cụ thể: Thiết bị phóng giá: Hình 4.2 Thiết bị phóng giá Dây mồi hộp dây: Hình 4.3 Dây mồi hộp chứa dây 82 Nhóm kích hoạt: Hình 4.4 Các chi tiết nhóm kích hoạt Phao mềm: Hình 4.5 Phao mềm Nhóm xilanh piston: Hình 4.6 Nhóm xilanh piston 83 Đầu phóng: Hình 4.7 Đầu phóng Nhóm phận: Hình 4.8 Thiết bị phóng, đầu phóng v hộp dây 84 Tư triển khai: Hình 4.9 Tư triển khai thiết bị phóng (có giá) 4.2 Lập kế hoạch thử nghiệm [16] Kiểm tra điều kiện tĩnh: 16 - Kiểm tra lực kéo đứt dây mồi - Kiểm tra độ cứng ống ổn định - Kiểm tra lực đâm thủng bình khí - Kiểm tra khả làm việc tin cậy đầu phóng Xem phụ lục 85 Thử nghiệm động: - Thử đánh khả làm việc tin cậy thiết bị phóng - Thử đánh giá khả triệt âm đầu phóng - Thử xác định tầm hướng độ bền cấu đầu phóng - Thử kiểm tra khả làm việc tin cậy đầu phóng 4.2 Kết thử nghiệm [17] Trải qua nhiều đợt thử nghiệm hiệu chỉnh theo quy trình (hình 4.1), thơng số tính thiết bị đầu phóng đưa bảng 4.1 Hình 4.10: Tư phóng Hình 4.11: Phao tự thổi mặt nước 17 Xem phụ lục phim thử nghiệm 86 Bảng 4.1: Các thơng số tính thiết bị phóng v đầu phóng Thơng số Giá trị Thiết bị phóng Thời gian triển khai nhanh n hất 20s Số lần phóng /phút 10 Khả thay đổi góc phóng (có giá) 35÷60 Khả thay đổi góc phóng (khơng có giá) 10÷80 Đầu phóng Khả ổn định hướng phóng Khả ổn định tầm phóng (c ùng góc phóng liều phóng) ±50 R