Kết cấu cánh bơm

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC ÁP LỰC COMPOSITE VÀ KẾT CẤU CÁNH BƠM NƯỚC CHUYÊN DỤNG

I.2 Kết cấu và yêu cầu kỹ thuật chế tạo cánh bơm nước chuyên dụng

I.2.1 Xây dựng bản vẽ kết cấu cánh bơm

I.2.1.1 Kết cấu cánh bơm

Sự thay đổi độ nghiêng của cánh bơm:

Trong sát bầu cánh ( củ cánh) độ nghiêng và độ cong cánh lớn, ngoài ra gần mép cánh thìđộ nghiêng giảm

Hình 6: Sự thay đổi độ nghiêng của cánh bơm từ gốc đến ngọn Các thông số chính của cánh bơm:

Tốc độ quay của cánh bơm: n = 2900 v/p

Đường kính mép cánh: D = 105,6mm

Đường kính củ cánh bơm: d = 50mm

Chiều dài củ cánh bơm: l = 62,2mm

Trên cơ sở cánh bơm mẫu trong thực tế đãđược tối ưuhóa về hình dáng cũng như đặc tính kỹ thuật, cấu tạo của cánh bơm được thể hiện qua bản vẽ sau:

(bản vẽ chế tạo cánh bơm được đặt ở cuối báo cáo)

.d ocu -tra c .d ocu -tra c

Thông qua bản vẽ 2D, tiến hành xây dựng cánh bơm trong không gian 3 chiều nhờ phần mềm CAD/CAM ProEngineer.

Các bước chính xây dựng cánh bơm bằng phần mềm Proengineer200i Bước 1:Tạo 3 đường curve băng lệnh From Equation. Ta làm như sau:

FeatureCreateDatumCurveFrom EquationDone xuất hiện bảng sau:

Ta chon Create để tạo hệ trục tọa độ

chọn DefaultDoneCylindricalxuất hiện bảng sau

-39-

Sau đó nhập vào vùng đã khoanh tròn lần lượt các hàm sau:

Hàm 1 (dành cho đường Curve 1 – đường Curve sát củ cánh bơm) r = 25

theta = t*1180 z = t*41.6 + 4

Hàm 2 (dành cho đường Curve 2 – đường Curve giữa) r = 45

theta = t*1180 z = t*14.7 + 15.8

Hàm 3 (dành cho đường Curve 3 – đường ở mép cánh) r = 52.8

theta = t*1180 z = t*7.7 + 19

.d ocu -tra c .d ocu -tra c

ta được ba đường Curve như hình vẽ sau

Bước 2: Ta tiến hành tạo thêm 3 đường Curve như trên nhằm mục đích tạo độ dày cho cánh bơm. Đầu tiên ta tạo ra các điểm nằm trên 3 đường curve sau đó ta offset các điểm này:

Đối với các điểm nằm trên đường Curve 1 thì ta offset với: x = 0, y = 0, z = 4.

Làm như vậy sau này cánh ta tạo được sẽ có bề dàyở gần củ cánh là 4mm

Đối với các điểm nằm trên đường Curve 2 thì ta offset với: x = 0, y = 0, z = 3.

Làm như vậy sau này cánh ta tạo được sẽ có bề dày bằng 3 ở giữa cánh.

Đối với các điểm nằm trên đường Curve 3 thì ta offset với: x = 0, y = 0, z = 2.

Làm như vậy sau này cánh ta tạo được sẽ có bề dày bằng 2 ở mép cánh.

Sau đó ta tạo các đường Curve thông qua các điểm này bằng lệnh Thru Point, ta làm như sau:

-41-

FeaturecreateDatumpointon Curveactual LenPick lần lượt lên các đường curve (càng nhiều điểm thìđường curve càng trơn và chính xác)Done ta đã tạo ra các Point trên các đường Curve

Tiếp theo ta tiến hành offset các điểm đó, ta làm như sau:

FeaturecreateDatumCurve Pointoffset Point sau đó ta muôn offset đường nào thì ta Pick vào các Points nằm trên đường đó. Làm lần lươt ta sẽ được các điểm cần offset.

Sau đó ta tiến hành tạo các đường Curve thông qua các điểm đó, ta làm như sau:

FeaturecreateDatumCurve Thru PointDonePick vào các điểm vừa offset được ở trên.

.d ocu -tra c .d ocu -tra c

Bước 3: Ta tiến hành tạo các mặt bao quanh cho cánh. Công việc được tiến hành như sau:

FeaturecreateSurfaceNewAdvancedDoneBoundariesDone

Blended SurfDonePick các đường Curve vừa tạo ở trên ta được các mặt bao quanh của cánh như hình vẽ:

Hình 13: Mô hình surface của cánh bơm được thiết kế bằng phần mềm Pro Engineer200i

Sau đó ta tạo các mặt bịt kín hai đầu mép cánh tại mũi tên chỉ

Bước 4: Tiếp theo tathực hiện thao tác biến mô hình Surface thành mô hình Solid, ta tiến hành làm như sau:

-43-

FeaturecreateProtrusionUse QuiltDonePick các bề mặt vừa tạoDone sel ta đã tạo hoàn hảo một cánh bơm

Hình 14: Mô hình Solid của cánh bơm được thiết kế bằng phần mềm Pro Engineer200i

Bước 5: Copy cánh vừa tạo để ta được thêm hai cánh nữa, ta tiến hành làm như sau:

FeatureCopyMoveDonechon lấy cánh vừa tạo (mở Model Tree giữ phím Control rồi chọn tất cả các Feature thuộc cánh mà ta vừa tạo ra)Done selDoneRotateCsyspick vào hệ trục tọa độ CSO ở trên màn

.d ocu -tra c .d ocu -tra c

hìnhZOkayenter rotation angle (máy bắt ta nhập góc xoay của cánh khi copy)1200okDone Move ta đã tạo thêm được cánh thứ hai

Hình 15: Mô hình Solid của 2 cánh bơm được thiết kế bằng phần mềm Pro Engineer200i

Làm tương tự ta sẽ được cánh thứ ba

Bước 6: Tạo phần củ cánh bằng lệnh Extrude Solid (phần này đơn giản lên không nói tới ở đây) ta được cánh bơm như hình:

-45-

Hình 16: Mô hình Solid của cánh bơm được thiết kế bằng phần mềm Pro Engineer200i

Bước 7: Tiến hành bo tại các chân cánh nơi tiếp giáp giữa cánh và củ cánh. Tạo lỗ trục của củ cánh đồng thời vát mép hai đầu củ cánh sao cho hợp lý ta được hình vẽ như sau:

.d ocu -tra c .d ocu -tra c

Hình 17: Mô hình Solid của cánh bơm được thiết kế bằng phần mềm Pro Engineer200i

-47-

Hình 18: Mô hình Solid của cánh bơm được thiết kế bằng phần mềm Pro Engineer200i

Hình 19: Mô hình Solid của cánh bơm được thiết kế bằng phần mềm Pro Engineer200i

.d ocu -tra c .d ocu -tra c

Hình 20: Mô hình Solid của cánh bơm được thiết kế bằng phần mềm Pro Engineer200i

I.1.2.2 Tính toán độ bền cho cánh bơm chế tạo bằng vật liệu composite