2.4.3.1 Dung sai
Dung sai cho phép: việc hạn chế những sai số của các yếu tố hình học chân vịt so với trị số thiết kế chân vịt sẽ làm giảm bớt ảnh hưởng của những yếu tố công nghệ ấy đến tính hiệu quả của chân vịt và tàu nói chung.
Ví dụ: qui định những sai số về bước, về đường kính, chiều dày và chiều rộng cánh chân vịt sẽ dẫn đến việc hạn chế được ảnh hưởng đến những sai số về vòng quay chân vịt và hệ số có ích của chân vịt. Sai số về chiều dày cánh sẽ ảnh hưởng đến việc hạn chế những thay đổi về những thay đổi về ứng suất sinh ra khi chân vịt làm việc, những sai số về vị trí cánh theo đường tròn sẽ đảm bảo cho mức độ cân bằng tĩnh của chân vịt, sai số về vị trí cánh theo chiều dọc trục và sai số về góc nghiêng cánh sẽ đảm bảo được tính cân bằng động của chân vịt.
2.4.3.2 Độ bóng
Yêu cầu về độ bóng bề mặt.
Trị số 500µ trong bảng 9 là chiều cao trung bình của độ gồ ghề bề mặt đối với
chân vịt cấp cao thì mép chân vịt phải được gia công với độ bóng như ở cánh, nhưng không thấp hơn ∇3, còn đối với chân vịt cấp thông thường: ∇3.
Riêng với chân vịt biến bước độ bóng bề mặt xác định theo yêu cầu kĩ thuật cho trước. Các gờ định lỗ may ơ chân vịt phải đảm bảo độ bóng không thô hơn ∇6.
Bảng 3 – Độ bóng gia công cánh và may ơ chân vịt
Đường kính chân vịt mm
Chân vịt cấp cao Chân vịt cấp thông thường Bằng đồng Bằng thép không gỉ Bằng thép không gỉ Bằng thép cacbon hoặc gang Độ bóng bề mặt của cánh ở các bán kính lớn hơn 0,3R 300 – 400 lớn hơn 1000 ∇6 ∇6 ∇5 ∇4 ∇3 ∇1 ∇5 500µ Độ bóng bề mặt của cánh ở các bán kính ≤ 0,3R và may ơ 300 – 400 lớn hơn 1000 ∇5 ∇4 ∇4 ∇3 ∇1 500µ 500µ 500µ 2.5 HOÀN THIỆN SẢN PHẨM.
Tất cả các loại chân vịt đều đòi hỏi được gia công lắp ráp và thử nghiệm theo những yêu cầu kĩ thuật chặt chẽ. Trước khi xuất xưởng chân vịt phải được đóng các ký hiệu sau đây ở một bên của may ơ: dấu hiệu của xưởng chế tạo bước xoắn, chiều quay, ký hiệu vật liệu, ngày xuất xưởng, số hiệu tiêu chuẩn và dấu OTK, dấu nghiệm thu của đăng kiểm…
2.5.1 Kiểm tra các thông số.
Trong quá trình gia công cơ chân, cũng như sau khi đã cho ra chân vịt thành phẩm. Ta phải tiến hành kiểm tra các thông số và các khuyết tật của chân vịt một cách cẩn thận, chính xác, để đưa ra các biện pháp sửa chữa nhằm bảo đảm các tính năng làm việc của chân vịt.
3 Quá trình kiểm tra chân vịt gồm:
+ Kiểm tra vết nứt, khuyết tật phôi đúc. + Kiểm tra tỉ số mặt đĩa.
+ Kiểm tra bước xoắn.
+ Kiểm tra góc nghiêng của cánh. + Kiểm tra chiều dày cánh.
Tất cả những công việc kiểm tra trên đều do công nhân làm và kiểm tra bằng mắt thường. Trong nhiều trường hợp còn bỏ sót các quá trình kiểm tra.
2.5.2 Kiểm tra tính cân bằng của chân vịt.
Công việc này thường được tiến hành sau khi kiểm tra các kích thước hình học và kiểm tra độ bóng cũng như chất lượng bề mặt chân vịt.
Chân vịt được xem là cân bằng nếu như trọng tâm và trục quán tính chính của nó trùng với trục quay của chân vịt.
Do sai số trong gia công, vật liệu chế tạo chân vịt không đồng nhất, khối lượng của các cánh và may ơ phân bố không đều nhau nên trọng tâm của chân vịt không nằm trùng với tâm quay. Hiện tượng này nếu không được khắc phục thì khi làm việc sẽ mất cân bằng, có thể gây chấn động thân tàu, rung động vỏ tàu, làm tăng thêm độ mòn của động cơ hoặc các gối đỡ trục, hiệu suất giảm…
Do vậy sau khi gia công và sắp thành phẩm chân vịt phải được cân bằng nhằm đưa về trọng tâm của chân vịt về tâm quay của nó.
a> Cân bằng tĩnh chân vịt
* Cấu tạo bệ thử cân bằng tĩnh.(Hình 2.28)
- Khung của bệ thử gồm những thanh sắt chữ V được hàn với nhau.
- Chân bệ được thiết kế với những thanh sắt chữ V có tiết diện lớn hơn thanh khung. Diện tích chân bệ lớn có tác dụng giữ thăng bằng và cố định bệ thử.
- Mặt trên của khung gắn hai trục quay. Khoảng cách của hai trục quay tới mặt đất không bằng nhau là để cân bằng tĩnh các chân vịt có đường kính khác nhau.
* Các bước cân bằng tĩnh.
- Dùng palăng kéo chân vịt lên cao ngang bằng với độ cao của trục quay. Sau đó lắp chân vịt vào trục quay.
- Tiến hành quay chân vịt, nếu cánh nào nặng hơn thì nó trở về vị trí nằm dưới. - Người ta đánh dấu cánh chân vịt nặng hơn. Sau đó tháo ra và mài. Thông thường người ta mài mặt hút của cánh chân vịt.
- Sau khi ước chừng mài được một lượng dư nhất định. Người ta lại đưa chân vịt lên trục quay bệ thử và quay nếu cánh nào nặng thì lại đánh dấu và tháo ra mài. Quá trình này cứ lặp lại cho đến khi nào chân vịt có thể đứng yên ở vị trí bất kì nào của cánh trên trục quay.
b> Cân bằng động.
Qua quá trình khảo sát thực tế em nhận thấy quy trình chế tạo chân vịt trong nước hiện nay có những ưu nhược điểm sau:
3.1 ƯU ĐIỂM
- Ưu điểm lớn nhất của quy trình đúc hiện nay là đáp ứng nhu cầu chế tạo đơn lẻ, phù hợp với mỗi tàu cá.
- Tận dụng được những nguyên vật liệu có sẵn ở trong nước và dễ kiếm như cát để làm khuôn, gỗ để làm mẫu chân vịt,…
CHƯƠNG III
PHÂN TÍCH CÁC ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI
- Quy trình đúc phù hợp với một số nơi trên nước ta có nền kinh tế chưa phát triển cao.
3.2 NHƯỢC ĐIỂM CỦA QUY TRÌNH ĐÚC HIỆN NAY VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT. ĐỀ XUẤT.
Quy trình đúc hiện nay có những nhược điểm sau:
3.2.1 Độ chính xác không cao.
Chân vịt hiện nay đúc ra có độ chính xác không cao do những nguyên nhân sau:
- Hiện nay hầu như ở các cơ sở chế tạo chân vịt mẫu bằng gỗ đều do người thợ mộc chế tạo theo kinh nghiệm. Sau đó dùng chân vịt mẫu gỗ để đúc ra chân vịt mẫu bằng nhôm. Mặt khác khi chế tạo xong mẫu không được kiểm tra nên chắc chắn độ chính xác sẽ không đảm bảo.
- Đối với chân vịt đúc khó nhất là khâu thiết kế công nghệ đúc và làm mẫu. Nếu thiết kế công nghệ sai thì rất khó ra được sản phẩm, làm mẫu sai thì đương nhiên sai sản phẩm hoặc thợ làm khuôn rất khó.
- Công nghệ đúc dựa theo kinh nghiệm từ mẫu chân vịt ở dân gian, mẫu chân vịt chưa thật tốt. Do đó chất lượng sản phẩm còn phụ thuộc vào tay nghề, kinh nghiệm mẫu đúc của từng cơ sở.
Nên theo ý kiến tôi, khi chân vịt mẫu bằng gỗ chế tạo xong phải được kiểm tra đầy đủ các thông số.
- Do đúc bằng khuôn cát nên lượng dư gia công nhiều. Khi gia công phải mất công đoạn cắt biên dạng cánh.
- Việc tạo khuôn đúc ở các cơ sở hiện nay chủ yếu làm bằng tay. Nên sản phẩm làm ra không nhiều, và chất lượng khuôn đúc phụ thuộc vào tay nghề người thợ. Theo em được biết các nước tiên tiến trên thế giới đều đúc bằng khuôn kim loại. Nên các cơ sở chế tạo có thể thay khuôn đúc bằng cát bằng khuôn kim loại khi sản xuất trên quy mô rộng lớn.
- Năng suất cao: Tăng 2 – 5 lần so với khuôn cát, vì khuôn được dùng lâu, với một khuôn có thể đúc được hàng trăm vật đúc bằng thép, gang hoặc hàng ngàn vật đúc bằng hợp kim màu.
- Chất lượng tốt: vật đúc có tổ chức sít chặt, cơ tính cao (tăng 10 – 30 % so với khuôn cát), độ chính xác và độ nhẵn bề mặt tốt, lượng dư gia công nhỏ (Giảm 2÷3
lần so với đúc trong khuôn cát). Trong một số trường hợp không cần và không nên gia công cơ vì bề mặt vật đúc có khả năng chịu mài mòn và chống ăn mòn tốt.
- Tiết kiệm kim loại và vật liệu làm khuôn, diện tích xưởng và thời gian gia công cơ.
- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa, vì các khâu làm khuôn, ráp khuôn, phá khuôn bị loại bỏ.
- Giá thành sản phẩm giảm nếu sản lượng đúc phù hợp. - Không đòi hỏi tay nghề thợ cao.
- Đặc điểm về tương tác giữa khuôn kim loại và vật đúc ổn định hơn so với khuôn cát, do đó giảm các yếu tố chủ quan và chủ quan gây phế phẩm vật đúc.
- Giảm ô nhiễm môi trường.
* Thiết kế lòng khuôn kim loại thường sử dụng phần mềm Pro/engineer. Các bước thiết kế lòng khuôn:
- Phân khuôn:
- Đặc điểm chân vịt có tỉ số mặt đĩa lớn (nhằm tránh hiện tượng bọt khí) dẫn đến
hình chiếu cánh có phần giao nhau. Chính sự giao nhau này đã làm cho việc lựa chọn mặt phân khuôn trở nên phức tạp, ta không thể phân theo 2 mặt khuôn đứng hoặc ngang. Mà phải tạo các mặt phân khuôn như hình 2.29.
Hình 2.29
Khuôn được phân thành bốn miếng giống nhau và được ghép vào nhau theo phương hướng kính như sau:
Hình 2.31: Các tấm khuôn được ghép với nhau.
Hình 2.32: Khuôn được ghép hoàn chỉnh.
Độ bóng của chân vịt không đạt tiêu chuẩn bao gồm những nguyên nhân sau: - Hiện nay trong quá trình gia công chân vịt chỉ được mài thô, mài tinh rồi sau đó sơn dầu bóng. Như vậy độ chính xác và độ nhám sẽ không đảm bảo như yêu cầu thiết kế. Mặt khác các cơ sở chế tạo không có dụng cụ kiểm tra độ nhám. Để đảm bảo yêu cầu về độ độ bóng và độ nhám nên chúng tôi đề xuất giải pháp:
- Sau khi gia công chân vịt (mài thô, mài tinh) nhất định phải thực hiện khâu đánh bóng chân vịt. Quá trình đánh bóng chân vịt gồm đánh bóng cơ khí, hóa cơ; đánh bóng thủy lực.
* Đánh bóng cơ khí được thực hiện nhờ các hạt mài (cacbrurundun, bột mài oxit sắt) khi đánh bóng thô dùng các hạt mài cỡ 80÷120mm, khi đánh bóng tinh dùng
hạt cỡ 150÷200mm, còn khi đánh bóng đạt độ nhẵn soi gương dùng cỡ hạt cỡ 300 ÷450mm. Hạt mài đánh bóng được hòa vào xăng. Dụng cụ đánh bóng chân vịt
được dùng kiểu môtơ điện cầm tay. Ở trục ra môtơ có gắn bánh xe đánh bóng bằng cao su bọc vải hoặc da. Sau khi gắn chân vịt cố định trên bàn êtô, người ta phết hỗn hợp đánh bóng (hạt mài và dung môi) lên trên cánh và tiến hành đánh bóng.
Khi đánh bóng, bề mặt chân vịt không những chịu tác dụng cơ học mà còn chịu phẳng bề mặt nhanh hơn. Tác dụng hóa học làm hình thành trên bề mặt đánh bóng các vẩy oxit này được hạt mài tẩy đi liên tục. Để thúc đẩy tác dụng hóa học, trong bột có thành phần axit Olein hay Stearin, oxit Terom, oxit sắt.
* Đánh bóng thủy lực.
Khi đánh bóng thủy lực dùng chất lỏng có chứa hạt mài, nước lã và các chất phụ chống ăn mòn và có tính bề mặt. Chất lỏng làm việc được phun từ vòi phun lên bề mặt cần gia công dưới áp lực cao. Do va đập giữa các hạt mài và bề mặt chân vịt mấp mô tế vi sẽ được mài nhẵn. Năng suất và chất lượng của quá trình đánh bóng tăng bằng cách thay đổi số lượng và độ hạt mài, áp lực của chất lỏng làm việc, góc nghiêng của vòi phun với bề mặt chân vịt. Thiết bị đánh bóng thủy lực có ba loại, khác nhau cơ bản ở phương pháp đẩy chất lỏng làm việc khỏi vòi phun: tự chảy, do khí nén hút vào và dưới áp lực đẩy của khí nén hay bơm.
+ Trộn chất lỏng làm việc.
+ Chuẩn bị chân vịt cần đánh bóng.
Thành phần chất lỏng được sử dụng rộng rãi nhất là (% theo khối lượng): hạt mài chiếm 33%, NaOH chiếm 2,2%, NaNO3 chiếm 0,45%, nước là chiếm 64,4%. Sau khi trộn Natri Nitrit (0,5÷1,5%) hay Dicrommat 0,2% ta sẽ tiến hành đánh bóng.
Thêm một nguyên nhân nữa ảnh hưởng đến độ bóng của chân vịt là:
- Qua thực tế ở các cơ sở chế tạo chân vịt hiện nay việc kiểm tra chất lượng sản phẩm chưa được quan tâm đúng mức. Hầu như không có Đăng kiểm kiểm tra, khi gia công xong người công nhân tự kiểm tra.
- Việc kiểm tra độ bóng không có các máy và thiết bị đo mà chỉ kiểm tra bằng mắt thường.
Nên để đảm bảo chân vịt sau khi chế tạo có độ bóng đạt yêu cầu thì các cơ sở cần mua các máy và thiết bị đo về tự kiểm tra độ bóng. Sau đó mời Đăng kiểm về giám định và kiểm tra lại.
3.2.3 Giá thành cao.
Hiện nay giá thành chân vịt vẫn còn cao khoảng 190 ngàn/kg chủ yếu do những nguyên nhân sau:
- Mỗi chân vịt đúc ra đều phải làm một chân vịt mẫu và một khuôn đúc nên mất nhiều thời gian và khá tốn kém. Mặt khác một khuôn chỉ đúc được duy nhất một chân vịt có đường kính xác định. Khi muốn đúc chân vịt có đường kính khác thì lại phải làm khuôn khác nên mất rất nhiều thời gian và công sức.
Theo em được biết để khắc phục nguyên nhân trên ta sẽ dùng một số mẫu và khuôn đúc thông dụng. Sau đó đúc hàng loạt và đưa lên máy CNC để gia công về chân vịt có các thông số yêu cầu.
Ví dụ:
Thực tế đúc xong một chân vịt có D = 1,1m bán ra trên thị trường giá 14 triệu đồng. Mà làm mẫu gỗ và nhôm cộng với giá khuôn đúc hết 7 triệu đồng. Trong khi đó chân vịt mẫu chỉ dùng được một vài lần. Nếu trong quá trình sử dụng mẫu mà làm mẫu bị cong vênh thì mẫu đó coi như là bỏ.
Nên: để đúc hàng loạt chân vịt có đường kính D = 1,1m hoặc D = 1,15m với các thông số H/D, θ cho trước. Ta sẽ đúc một loạt chân vịt đường kính D = 1,2m theo mẫu đã có sẵn. Sau đó đưa lên máy CNC gia công xuống đường kính D = 1,1m hoặc D = 1,15m và theo các thông số H/D, θ yêu cầu. Thời gian gia công một chân vịt mất hai ngày và chi phí hết 4 triệu đồng.
- Như vậy, ta không phải mất công đoạn làm mẫu chân vịt và giảm chi phí mỗi chân vịt xuống được 3 triệu đồng. Một xưởng chế tạo chân vịt trung bình mỗi ngày đúc được khoảng 10 chân vịt. Vậy một tháng cơ sở chế tạo đó sẽ tiết kiệm được 900 triệu đồng. Khi đó giá thành chân vịt bán ra trên thị trường sẽ giảm.
3.2.4 Chân vịt sau khi chế tạo bị khuyết tật không thể sửa chữa được
Hầu như chân vịt sau khi chế tạo xong thường bị khuyết tật (thiếu hụt, rỗ…) và không thể sửa chữa được khi chân vịt không phù hợp với tàu thiết kế. Theo chúng tôi do các nguyên nhân sau gây nên:
- Hiện nay khâu kiểm tra vật liệu và pha chế vật liệu trước khi nấu không được các cơ quan đăng kiểm kiểm tra.Thực tế khi mua đồng phế liệu về là nấu chứ không pha chế thêm các kim loại khác hoặc cho thêm chất trợ dung vào có chăng khi nấu đồng nóng chảy chỉ cho thêm một ít bột nhôm vào theo kinh nghiệm. Đồng mua về là nấu ngay chứ không được sấy khô nên không hút khí có trong hợp kim đồng, nếu