Trạm máy nén khí GA-75FF sau khi được lắp đặt và đưa vào sử dụng để cung cấp nguồn khí làm nguồn nuôi cho hệ thống đo lường tự động hoá của giàn. Sau một thời gian hoạt động có thể xuất hiện những sự cố nhất định. Chúng ta cần xác định chính xác các nguyên nhân gây hư hỏng, từ đó đưa ra phương pháp khắc phục hợp lý, phương pháp sửa chữa phù hợp. Với điều kiện thiết bị máy nén làm việc ở môi trường biển, nhiệt độ và thời tiết thay đổi theo ngày và theo mùa. N ên đã xNy ra các sự cố thường gặp sau đây:
1. N hiệt độ môi trường giảm đột ngột, độ Nm cao, hệ thống lọc tách nhớt lọc không được lượng hơi nước có trong không khí, dẫn đến nước bị giữ lại và phá hủy các thiết bị. Cần tạo cho khu vực luôn được sạch sẽ, có vách che không cho hướng gió thổi vào mùa gió chướng, đặt chế độ chênh lệch áp suất bắt đầu nạp tải và khi chạy không tải một khoãng nhất định để nhiệt độ đầu ra của khí nén luôn duy trì ở nhiệt độ cho phép trong khoãng 70 ÷ 78 oC.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 44
2. Sensor đo nhiệt độ đầu ra hay bị lỗi báo nhiệt độ đầu ra thay đổi với một giá trị không ổn định. Cần bảo dưỡng hoặc thay mới đầu đo này.
3. Đoạn ống nối mềm nối khí đường ra của máy với hệ thống của máy dễ bị lão hóa, vỡ. Cần theo dõi để thay mới và có biện pháp khắc phục.
4. Hàng ngày cần phải kiểm tra mức hao hụt của dầu, kiểm tra sự rò rỉ và vệ sinh thiết bị.
5. Lúc bắt đầu kiểm tra chạy thử lần đầu, cần kiểm tra đúng chiều quay của động cơ theo chiều mũi tên tránh làm hư hỏng thiết bị.
6. Cần theo dõi và xả condensat tại van xả bằng tay tránh trường hợp hệ thống xả tự động bị nghẹt.
7. Sensor lấy tín hiệu áp suất từ bình chứa dễ bị hỏng khi va chạm, cần theo dõi và có bảng khuyến cáo.
8. Máy làm việc hoàn toàn tự động, cần có bảng khuyến cáo để phân công trách nhiệm những người có trách nhiệm vận hành và bảo dưỡng máy.
9. Bấm nút máy bắt đầu chạy nhưng không có tải (không có áp suất) sau thời gian đã được cài đặt.
- Van điện từ (Y1) bị hỏng: Cần kiểm tra và bảo dưỡng kịp thời, nếu không làm việc thì cần thay mới.
- Van nạp khí vào (IV) bị kẹt ở vị trí đóng: Do khí hậu ở biển Nm, thay đổi đột ngột. N ên thường xuyên kiểm tra và vệ sinh nhiều hơn so với thời gian cài đặt của máy.
- Van áp lực tối thiểu bị rò rỉ (Vp) (khi hệ thống hoặc giảm áp suất so với áp suất tối thiểu đã được cài đặt): Kiểm tra van, bảo dưỡng và kiễm tra bề mặt làm việc của đế van, sự làm việc cũa lò xo.
10. Máy nén hoạt động nhưng áp lực dưới mức bình thường là do lượng khí tiêu thụ quá nhiều, có thể là do đường ống bị vỡ, lọc gió đầu vào bị nghẹt, van nạp khí vào (IV) không mở hoàn toàn, lọc tách dầu bị nghẹt hoặc van an toàn bị rò rỉ khí. Cần kiểm tra lại toàn bộ sau đó cho máy hoạt động trở lại bình thường và cần theo dõi thêm. 11. Sau khi máy ngừng thì khí thổi ngược lại bộ lọc gió đầu vào, là do van ngược CV bị hở hoặc van chặn dầu VS bị đóng không kín. Cần phải kiểm tra bảo dưỡng sau khi có hiện tượng xNy ra.
12. N hiệt độ khí đầu ra quá cao là do thiết bị làm mát khí bị hỏng, do mức dầu quá thấp, bộ làm nguội dầu bị hỏng hay van nhiệt BV bị hỏng. khí đầu vào có nhiệt độ quá
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 45
cao, cần theo dõi thay đổi thời tiết để điều chỉnh buồng làm việc của máy, tránh lượng khí đối lưu cần thường xuyên theo dõi mức dầu trong bình. Phải kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế trước khi cho máy vào làm việc, để tránh các hỏng hóc khác có thể xNy ra.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 46
CHƯƠG 4. SỬ DỤG SOLIDWORKS MÔ PHỎG CÁC CHI TIẾT CỦA MÁY É KHÍ GA75 VÀ MỘT SỐ CHI TIẾT KỸ THUẬT KHÁC. 4.1 Giới thiệu phần mềm Solidworks.
SolidWorks phần mềm thiết kế ba chiều được sử dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như xây dựng, kiến trúc, cơ khí… được lập trình bằng ngôn ngữ Visual Basic và sử dụng các công nghệ mới nhất về lĩnh vực đồ họa máy tính. Phần mềm SolidWorks do công ty SolidWorks phát triển là một trong những phần mềm thiết kế uy tín nhất trên thế giới. Phần mềm này cho phép người sử dụng xây dựng các mô hình chi tiết 3D, lắp ráp chúng lại với nhau thành một bộ phận máy (máy) hoàn chỉnh, kiểm tra động học, cung cấp thông tin về vật liệu…
Phần mềm SolidWorks cũng cho phép nhiều phần mềm ứng dụng nổi tiếng khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó. SolidWorks có thể xuất ra các file dữ liệu định dạng chuNn để người sử dụng có thể khai thác mô hình trong môi trường các phần mềm phân tích khác như AN SYS, ADAMS, Pro-Casting…Trước sự phát triển lớn mạnh của phần mềm CAD SolidWorks, hiện nay nhiều phần mềm CAD/CAM đã viết thêm các modul nhận dạng trực tiếp file dữ liệu SolidWorks…
Giao diện của chương trình rất thuận lợi cho người sử dụng, không bắt người sử dụng phải nhớ tên các lệnh một các chi tiết vì các biểu tượng của các nút lệnh trên các thanh công cụ đã cho người sử dụng biết sơ bộ về chức năng của chúng.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 47 Hình 4.1: Giao diện cơ bản của SolidWorks.
Trong SolidWorks có 3 loại bản vẽ sau :
- Part : được sử dụng để tạo các chi tiết riêng lẻ. Bản vẽ này thường xuyên được sử dụng để tạo các chi tiết 3D.
- Assembly : bản vẽ này liên kết các chi tiết trong bản vẽ Part với nhau để tạo thành một bộ phận máy (máy) hoàn chỉnh. Bản vẽ này có sự liên kết với các chi tiết lại với nhau nên nếu có sự thay đổi nào đó từ bản vẽ Part thì chi tiết tương ứng trên bản vẽ lắp cũng tự động cập nhật theo.
- Drawing : chủ yếu dùng để biểu diễn các hình chiếu hoặc các mặt cắt từ bản vẽ Part hoặc Assembly.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 48 Hình 4.2.
Sau đây là một số mô hình chi tiết được vẽ bằng Solidworks :
Hình 4.3
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 49 Ta có thể sử dụng SolidWorks để thực hiện các công việc như sau: - Xây dựng mô hình 3D và các bản vẽ 2D.
- Quản lý hàng ngàn chi tiết và mô hình lắp ghép lớn
- N hập các file SAT, STEP, ACAD, VISI, Catia, ProE, Unigraphic, Inventor, Solid Edge, CADKEY,… để sử dụng SolidWorks. Xuất sang ProE, Catia, và các file IGES, STEP, JPEG,…
- Làm việc nhóm với nhiều thành viên trong quá trình xây dựng mô hình. - …
Phần mềm này tương đối dễ sử dụng. Hiện tại trên thị trường đã có sách tiếng Việt hướng dẫn sử dụng phần mềm này (do một nhóm tác giải trường Đại học Bách khoa Hà N ội viết) nhưng ở trình độ căn bản. N goài ra cũng dễ dàng tìm được các tài liệu hướng dẵn sử dụng bằng tiếng Anh trên mạng internet.
Trước những thế mạnh của SolidWorks, hiện tại nhiều trường đại học, cao đẳng kỹ thuật ở Việt N am đã tiến hành mua bản quyền và giảng dạy cho sinh viên. Rất nhiều công ty sử dụng phần mềm này cho công việc thiết kế.
N ói chung đây là phần mềm rất đáng được nghiên cứu sử dụng.
4.2. Tạo và mô phỏng hoạt động của đầu nén máy nén Ga 75. 4.2.1. Khởi động solidworks, cài đặt đơn vị. 4.2.1. Khởi động solidworks, cài đặt đơn vị.
4.2.1.1. Khởi động.
Sau khi cài đặt SolidWorks, chạy solidworks lần đầu tiên ta phải thiết lập đơn vị, và giao diện cơ bản cho Solidworks.
Hình 4.4.
Trước tiên, khi khởi động Solidworks, màn hình sẽ hiện ra bảng lựa chọn như sau:
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 50 Hình 4.5
Trong đó cho phép bạn chọn sử dụng chương trình để: Part: Lập mô hình 3D của chi tiết. Assembly: Lắp ráp các chi tiết.
Drawing: Tạo bản vẽ 2D là các hình chiếu của vật thể 3D đã tạo.
• Giao diện phần tạo của phần Part trong chương trình:
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 51 Trong đó có các phần cơ bản:
1. Danh mục đối tượng trong bản vẽ. 2. Công cụ quan sát bản vẽ.
3. Công cụ vẽ.
4. Chuyển sang bản lắp ráp hay tạo bản vẽ 2D.
5. Công cụ khác (tính toán, chèn mẫu chuNn cơ khí …)
4.2.1.2. Đơn vị.
Đơn vị mặc định của Solidworks 2007 là meter,kilogarm,second. Để dễ sử dụng khi thao tác với các chi tiết ta nên đổi đơn vị cho phù hợp.
Sử dụng menu tools/options xuất hiện bản sau:
Hình 4.7.
Chọn Document Properties/units và chọn đơn vị theo ý muốn của bạn. N ên chọn MMGS cho các chi tiết nhỏ và cần độ chính xác cao.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 52
4.2.2. Tạo trục vít chính và phụ.
Sử dụng công cụ tạo part của Solidworks, ta có thể dễ dàng tạo trục chính và phụ và vỏ đầu nén như sau:
4.2.2.1. Trục chính.
Vào Sketch chọn công cụ vẽ hình tròn, chọn mặt phẳng vẽ là Font plane
Hình 4.8.
1. Mặt phẳng phác thảo. 2. Đường tròn.
3. Chỉnh sửa các thông số của hình tròn. Kết thúc lệnh bằng dấu nhắc màu xanh. Tiếp tục:
Vào Features, chọn công cụ Extruded boss/base tạo bề dày cho hình cơ sở đã vẽ. Chú ý: Để tiện quan sát ta có thể dùn phím cách (space) để mở công cụ viewer với rất nhiều góc quan sát hoặc sử dụng chuột giữa, bấm giữ và kéo tới hướng quan sát thích hợp.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 53 Hình 4.9.
Tạo đường tâm cho khối trụ vừa vẽ:
Hình 4.10. N háy chuột vào mặt trụ để chọn đối tượng.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 54 Hình 4.11.
Tạo đường xoắn ốc.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 55
N háy chuột phải vào mặt phẳng trên, insert sketch vẽ đường tròn tâm và bán kính trùng với đáy hình trụ. Vào phần Curves (góc phải trên) chọn Helix and Spiral.
Hình 4.13
Hình 4.14. 1. Chiều dài xoắn.
2. Số vòng xoắn. 3. Độ nghiêng xoắn.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 56 Chuyển sang Top plane.
N háy chuột phải vào chọn insert Sketch và vẽ biên dạng của mặt cắt rãnh trục vít. Trong ví dụ này là hình elip tuy nhiên thực tế là biên dạng rất phức tạp.
Hình 4.15
Vào Features chọn Sweept boss/base để cắt theo biên dạng xoắn ốc đã tạo.
Hình 4.16. 1. Hình cắt.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 57 Vào phần Circular để tạo ra 5 đường rãnh tương tự.
Hình 4.17
Hình 4.18 1. Đường tâm
2. Xoay 600 mỗi lần copy. 3. copy thành 6 rãnh. 4. Đối tượng copy.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 58 Hình 4.19
OK ta được kết quả như trên.
Bo tròn cạnh bằng lệnh Fillet, chọn tất cả các cạnh trên của rãnh.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 59 Hình 4.21
OK
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 60 Vẽ trục ổ lăn.
Chọn mặt phẳng trước, nháy chuột phải chọn insert Sketch
Hình 4.23 Vẽ hình tròn với tâm trùng với tâm trục vít.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 61 Vào Features chọn Extruded để tạo trục.
Hình 4.25
Đánh dấu vào direction 2 chúng ta sẽ có thể Extruded 2 chiều, tính toán độ dài extruded chiều 2 sao cho hợp lý để trục đối xứng.
Ok
N hư vậy ta đã hoàn thành Trục chủ động của đầu nén trục vít.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 62
4.2.2.2. Trục phụ.
Trục phụ được thực hiện tương tự như trục chính. Khác biệt ở kích thước hình elip cắt rãnh và đường kính trục ổ lăn.
Hình 4.27
4.2.3. Giá lắp ráp 2 trục chuyển động.
Ta sẽ vẽ 1 giá đỡ đơn giản thay cho vỏ đầu nén. Mục đích của nó là tạo điều kiện cho hai trục liên kết đúng khoảng cách khi lắp ráp, thay thế cho việc vẽ vỏ đầu nén phức tạp hơn rất nhiều.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 63 Hình 4.28
Từ sketch trên, tạo bề dày 2mm bằng công cụ Extruded. Kết quả ta có:
Hình 4.29
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 64
4.2.4. Lắp ráp và mô phỏng chuyển động. 4.2.4.1. Lắp ráp ăn khớp 2 trục vít.
Từ solidworks, chọn File >> N ew file (Ctrl + N ) . Chọn Assembly ta được giao diện như hình sau:
Hình 4.30
Bên trái là danh sách các Part đang được mở bằng Solidworks, bao gồm những Part vừa được thực hiện ở trên.
Bắt đầu việc lắp ráp bằng cách bam vào chi tiết lắp ráp rồi bấm ra màn hình lắp ráp chính giữa.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 65 Hình 4.31
N ếu muốn thêm chi tiết lắp ráp bạn có thể vào Insert Components ở góc trên bên trái để browse thêm.
Tạo liên kết giữa các chi tiết bằng lệnh Mate Trước tiên là trục chính và lỗ trục lớn của giá đỡ. Chọn Mate sau đó chọn hai đường tròn như hình vẽ:
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 66
Chú ý phải chọn chính xác đường tròn ở mặt trong của giá đỡ và đường tròn ở cổ trục. Kết quả:
Hình 4.33
Ok. N ếu bị ngược chiều, ta có thể sử dụng mũi tên Flip mate alignment ngay trên thanh công cụ vừa hiện ra.
Tương tự với trục phụ ta được:
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 67
Xoay về mặt sau (dùng chuột giữa) kiểm tra ăn khớp giữa hai trục. N ếu không khớp với nhau, bấm giữ chuột trái lên 1 trong 2 chi tiết và di chuyển nhẹ tới khi nào nó xoay tới vị trí hợp lý thì dừng lại.
Hình 4.35
Bấm phím cách (Space), chọn chế độ quan sát Isometric. Hoàn thiện việc lắp ráp 2 trục vít ăn khớp với nhau.
4.2.4.2. Mô phỏng.
Sau khi lắp ráp 2 trục vít ta sẽ gán chuyển động cho các trục bằng công cụ Simulation. Cụ thể là Rotary Motor.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 68 Bấm vào công cụ trên ta có thể gán chuyển động xoay cho các trục. Ví dụ với trục chính:
Hình 4.37 Tương tự với trục phụ.
Chú ý rằng trục chính và trục phụ phải có tốc độ liên hệ với nhau theo công thức:
V1.n1=V2.n2 Trong đó:
V1,V2: Tốc độ xoay của các trục (deg/s) n1,n2 : Số răng mỗi trục.
SV: Thân gọc Mẫn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 69 Hình 4.38
Đợi khoảng 30s để Solidworks tính toán. N ếu chương trình không tự dừng. bấm vào Simulation, chọn Stop record or playback..
Để xem kết quả vào Simulation chọn Replay Simulation. OK.
4.3. Ứng dụng vào cơ khí thiết bị dầu khí.
Solidworks thực sự là một chương trình mạnh về cơ khí chế tạo máy. Trong ngành cơ khí thiết bị khoan, rất nhiều máy móc, thiết bị từ đơn giản tới phức tạp. N ếu có thể sử dụng phần mềm để mô phỏng thì rất có ích trong công tác giảng dạy và học tập. Hơn nữa phần mềm này cũng rất được các công ty chuộng dùng nên tôi hi vọng bộ môn sẽ giảng dạy phần mềm này cho sinh viên ngành thiết bị dầu khí.