THIẾT KẾ THIẾT BỊ LÀM SẠCH BAVIA CỦA CÁC LỖ GIAO NHAU
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
- Tên đề tài: Tìm hiểu và thiết kế thiết bị làm sạch bavia của các lỗ giao nhau
- Các số liệu ban đầu:
- Tài liệu các loại máy làm sạch bavia, bề mặt chi tiết kim loại
- Nguyên liệu vào: Các chi tiết có các lỗ giao nhau có kích thước Ф3 – Ф10 (mm).
- Năng suất: tùy vào năng suất bào mòn vật liệu của từng loại chi tiết.
- Vật liệu: thép không rỉ: Inox 304, thép CT3.
- Một lần gia công làm sạch được 1 chi tiết
- Không ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt lỗ đã gia công
- Nội dung thuyết minh và tính toán:
- Đặt vấn đề, mục tiêu đề tài, phạm vi nghiên cứu.
- Lý do chọn đề tài ( tầm quan trọng của việc làm sạch bavia các lỗ giao nhau- giàn khoan dầu khí).
- Các phương pháp làm sạch bavia, bề mặt chi tiết.
- Tổng quan về các loại máy làm sạch bavia, bề mặt chi tiết.
- Tìm hiểu công nghệ làm sạch bavia của các lỗ giao nhau
- So sánh và lựa chọn các phương án
- Tính toán động học
- Tính toán công suất động học và chọn động cơ
- Thiết kế cơ cấu thủy lực (pittong, xilanh, ống dẫn dầu thủy lực)
- Thiết kế phần điều khiển ( van 4/3, van một chiều, điều chỉnh áp suất)
- Tính chọn thùng chứa dầu.
- Tính toán và kiểm nghiệm sức bền giàn khung máy.
- Kế hoạch bảo trì bảo dưỡng máy.
- Các hư hỏng và sự cố có thể xảy ra.
- Cách khắc phục các hư hỏng.
- Kết luận: giá trị khoa học, tính kinh tế, ứng dụng thực tế của đề tài.
- Các bản vẽ:
- Bản vẽ nguyên lý hệ thống máy.(A0)
- Bản vẽ thiết kế máy ( A0)
- Tập bản vẽ các chi tiết trong máy.( A3)
-
MỤC LỤC:
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................................... 7
CHƯƠNG I: DẪN NHẬP ................................................................................................................ 11
I. Đặt vấn đề, tầm quan trọng của vấn đề: ............................................................................. 11
II. Giới hạn vấn đề: ......................................................................................................................... 12
III. Mục tiêu của đề tài: ............................................................................................................... 12
1. Mục tiêu trước mắt: ......................................................................................................................12
2. Mục tiêu xa: ................................................................................................................................... 12
3. Mục tiêu cuối cùng: ........................................................................................................................12
CHƯƠNG II: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ................................................................................................... 13
I. Tên đề tài: ..................................................................................................................................... 13
II. Lý do chọn đề tài: ........................................................................................................................... 13
III. Phương pháp: ............................................................................................................................ 14
1. Nghiên cứu tài liệu có liên quan:................................................................................................... 14
2. Tìm hiểu các phương pháp làm sạch bề mặt chi tiết và máy làm sạch trong thực tế: 14
CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG ........................... 15
I. Công nghệ xử lý bề mặt kim loại bằng plasma trong dung dịch điện phân ................. 17
II. Công nghệ làm sạch bằng nước siêu cao áp: ................................. 18
III. Phun xử lý bề mặt kim loại dùng hạt mài ............................................... 19
IV. Đánh giá khả năng ứng dụng máy ép thủy lực : .................................... 24
V. Thực trạng và xu hướng sử dụng máy ép thủy lực hiện nay: .............25
CHƯƠNG IV: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY ......................................... 28
I. Nội dung: ...................................................................................... 28
II. Nguyên lý hoạt động và phân loại: .............................................28
1 .Nguyên lý hoạt động. ..................................................................28
2 .Phân loại. ....................................................................................... 30
CHƯƠNG V: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU ................ 32
I. Đưa ra các phương án: ..................................................................32
1. Phương án thiết kế 1: ..................................................................32
2. Phương án thiết kế 2: ...................................................................33
II. Chọn phương án tối ưu: ......................................................................34
CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ KỸ THUẬT ............................................................ 35
I. Yêu cầu kỹ thuật: ................................................................................... 35
II. Thiết kế sơ đồ mạch thủy lực: ...........................................................35
III. Nguyên lý máy ép thủy lực: ................................................................ 36
IV. Tính toán các thông số kỹ thuật của từng chi tiết. ................... 37
1. Bộ phận tác động: Cylinder – Piston. .................................................... 37
2. Hệ thống van: ................................................................................................48
3 .Bơm thủy lực:............................................................................................... 52
4. Hệ thống đường ống: .......................................................................... 58
5. Hệ thống làm mát: ...................................................................................... 60
6 .Hệ thống lọc dầu: ...................................................................................... 60
7. Thùng chứa dầu: ...................................................................................... 62
8. Thiết kế thân máy: ...................................................................................... 65
CHƯƠNG VII: QUI TRÌNH GIA CÔNG TRỤC PITTONG ....................................................... 69
I. Đặc điểm và điều kiện làm việc: ...........................................................................................69
II. Yêu cầu kỹ thuật: ...................................................................................................................69
III. Vật liệu chế tạo: .................................................................................................................. 69
IV. Phương pháp tạo phôi: ........................................................................................................ 69
V. Thiết kế các nguyên công công nghệ:................................................................................ 70
VI. Xác định chế độ cắt: .........................................................................................................76
CHƯƠNG VIII: NHỮNG VẤN ĐỀ QUAN TRỌNG ĐỐI VỚI MÁY ÉP ...................................... 83
I.Dầu thủy lực và bảo quản. ...........................................................................................................83
1. Dầu thủy lực: ................................................................................................................................83
2. Bảo quản dầu thủy lực: ...........................................................................................................84
II. Sự rò rỉ và làm kín. ........................................................................................................................85
1. Sự rò rỉ: ............................................................................................................................................85
2. Sự làm kín: .................................................................................................................................. 87
3. Ngăn ngừa rò rỉ: ........................................................................................................................88
III. Khớp nối thủy lực. ..........................................................................................................................89
IV .Biến dạng đàn hồi trong hệ thống của các máy ép thủy lực:.............................................. 90
CHƯƠNG IX: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG .............................................................. 93
I. Vận hành hệ thống: ...........................................................................................................................93
1. Yêu cầu về lắp ráp: ...........................................................................................................................93
2. Qui trình khởi động ban đầu: ........................................................................................................ 94
3. Các điểm lưu ý khi vận hành bơm: ............................................................................................. 95
II. Bảo dưỡng hệ thống: .................................................................................................................. 96
1. Hệ thống lọc và độ sạch: ................................................................................................................96
2. Giám sát chế độ: ............................................................................................................................ 97
3. Kế hoạch bảo dưỡng: .................................................................................................................. 97
4. Một số qui tắc chung trong kỹ thuật bảo dưỡng hệ thống thủy lực: ...................................... 98
III. Hư hỏng và các biện pháp khắc phục: ......................................................................................99
CHƯƠNG X: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ......................................................................................101
I. Kết luận: ..............................................................................................................................101
II. Đề xuất ý kiến: ........................................................................................................... 101
III. Giá trị thực tiễn của đề tài: ...................................................................................... 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................... 103
-
CHƯƠNG I: DẪN NHẬP
I. Đặt vấn đề, tầm quan trọng của vấn đề:
Sản xuất của cải vật chất là cơ sở quan trọng của sinh hoạt xã hội. Trong quá trình sản xuất của cải vật chất, con người với lao động của mình sử dụng tư liệu lao động để tác động, gọi chung là tư liệu sản xuất, thể hiện một cách tổng quát dưới ba dạng: Năng lượng, vật liệu và công cụ. Trong đó công cụ sản xuất có tác dụng quyết định hơn cả. Trình độ phát triển công cụ sản xuất là thước đo mức độ phát triển của sản xuất. Các thời đại phát triển kinh tế khác nhau không phải ở chỗ sản xuất ra thứ gì, mà ở chỗ sản xuất ra của cải vật chất như thế nào, bằng những công cụ sản xuất ra sao. Cho nên công cụ lao động là yếu tố có tác dụng quyết định nhất trong quá trình sản xuất ra của cải vật chất.
Công cụ sản xuất luôn luôn được cải tiến, thay đổi dần dần, từ thô sơ đơn giản lên công cụ cơ khí hóa rồi tự động hóa.
Sự phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng cao cùng với quá trình tự động hóa đã thay thế con người, giải phóng sức lao động của con người trong việc điều khiển các quá trình sản xuất của cả vật chất rộng lớn, phức tạp, tinh vi, với năng suất cao và chất lượng tốt. Đồng thời, tự động hóa các quá trình sản xuất đã thay đổi hẳn tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, nhất là ở những khâu nặng nhọc, độc hại, nguy hiểm tạo điều kiện giảm thời gian lao động, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao động trí óc và lao động chân tay.
Ở các nước có nền kinh tế phát triển, vấn đề tự động hóa được sử dụng rộng rãi trong các ngành dệt, in ấn, khai thác, dầu mỏ, luyện kim, cơ khí, giao thông, thông tin…trong đó tự động hóa khâu chế tạo máy vẫn giữ vai trò quan trọng nhất về mặt kinh tế, vì ngành chế tạo máy có trách nhiệm trang bị phương tiện sản xuất hiện đại cho tất cả các ngành khác.
Ở nước ta, bên cạnh đẩy mạnh cơ khí hóa đã dần dần áp dụng tự động hóa vào những nơi có điều kiện trong các lĩnh vực: công nghiệp nhẹ, công nghiệp nặng, quốc phòng…nhu cầu phát triển tự động hóa đang ngày một tăng.
II. Giới hạn vấn đề:
Trong quá trình làm đồ án, nhóm thực hiện đề tài về thiết kế máy làm sạch bavia của các lỗ giao nhau
Tuy nhiên do thời gian và điều kiện có hạn nên trong phạm vi đề tài này nhom chỉ tập trung giải quyết những vấn đề chính là tính toán thiết kế máy làm sạch bavia, chế tạo mô hình máy làm sạch bavia dựa trên nguyên lý thiết kế.
III. Mục tiêu của đề tài:
1. Mục tiêu trước mắt:
Mục tiêu đòi hỏi sinh viên phải làm hoàn tất đồ án tốt nghiệp, đòi hỏi sinh viên đạt được những kỹ năng về tính toán thiết kế cho một máy làm sạch bằng cát hạt mài điều khiển bằng thủy lực.
2. Mục tiêu xa:
Do nước ta đang trong quá trình phát triển kinh tế hạ tầng, nhu cầu cơ khí hóa hiện đại hóa ngày càng cao, ngành chế tạo máy giữ một vị trí quan trọng trong nền kinh tế cung cấp công cụ sản xuất cho tất cả các ngành khác, nên đây là cơ hội để sinh viên trước khi ra trường nghiên cứu, tìm hiểu khoa học kỹ thuật có tính chất gắn liền với thực tế sản xuất, chuẩn bị vốn kiến thức trước khi hội nhập với môi trường bên ngoài nhà trường một cách nhanh nhất.
3. Mục tiêu cuối cùng:
Đề tài có khả năng góp phần đóng góp cho quá trình phát triển về sản xuất của xã hội, tạo động lực cho các sinh viên khóa sau mạnh dạn đầu tư, nghiên cứu tìm hiểu về lĩnh vực chế tạo máy, cơ khí hóa và tự động hóa. Từ đó đội ngũ kĩ sư sẽ góp phần vào sự phát triển của ngành cơ khí và đóng góp vào sự phát triển của đất nước.
CHƯƠNG II: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
I. Tên đề tài:
Tìm hiểu và thiết kế thiết bị làm sạch bavia của các lỗ giao nhau
II. Lý do chọn đề tài:
Nhằm hoàn thành đồ án tốt nghiệp nên nhóm thực hiện nhiệm vụ này. Ngoài ra do khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển nên thúc đẩy khả năng tìm tòi của con người, muốn có được sự hiểu biết vững chắc về chuyên môn để có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn nên nhóm thực hiện đề tài tìm hiểu nghiên cứu và chế tạo thiết bị làm sạch bavia của các lỗ giao nhau để củng cố thêm kiến thức cho mình và đưa kiến thức cơ bản vào trong đề tài để có phương pháp thực hiện, ứng dụng vào thực tiễn, đặc biệt là trong lĩnh vực dầu khí do những nguyên nhân sau:
- Lĩnh vực khai thác dầu khí hiện nay có thể xem là ngành then chốt quan trọng nhất của nền kinh tế toàn thế giới.
- Khai thác dầu khí đòi hỏi trình độ khoa học kỹ thuật rất cao
- Chi tiết tạo thành một giàn khoan dầu khí là rất nhiều, các chi tiết ngoài yêu cầu về dung sai độ chính xác rất cao còn phải đảm bảo được bề mặt làm việc sạch, làm việc ổn định lâu dài.
- Các chi tiết trong giàn khoan dầu khí thuộc hệ lỗ, bao gồm một hay nhiều lỗ giao nhau để vận chuyển dòng dầu lên mặt đất, điều khiển thủy lực khí nén các cơ cấu chấp hành…
- Chỉ cần một chi tiết hư hỏng có thể ảnh hưởng tới nhiều chi tiết khác, thậm chí làm cả gian khoan ngừng hoạt động, chi phí sửa chữa các gian khoan nằm sâu trong lòng đất hoặc dưới biển là rất lớn.
Việc làm sạch các lỗ giao nhau trong chi tiết góp phần rất quan trọng. Từ những lý do trên, nhóm em thực hiện đề tài tốt nghiệp này.
III. Phương pháp:
1. Nghiên cứu tài liệu có liên quan:
Đây là phương pháp dựa trên những tài liệu có sẵn, kế thừa những điểm mạnh, khắc phục những điểm yếu, tham khảo tài liệu giúp cho người nghiên cứu bổ sung vốn kiến thức, lý luận cũng như phương pháp mà những công trình nghiên cứu trước đây đã sử dụng. Nghiên cứu tài liệu giúp người nghiên cứu kịp thời vận dụng những thành tựu mới để hiệu chỉnh và cải tiến công trình đến mức tối đa. Đây là cách thức tìm ra nguồn tri thức vô tận bên cạnh những điều ta đã học ở trường. Người nghiên cứu cần tìm và đọc những tài liệu phù hợp với đề tài mình nghiên cứu tìm hiểu.
2. Tìm hiểu các phương pháp làm sạch bề mặt chi tiết và máy làm sạch trong thực tế:
Giúp người thực hiện nắm được các phương pháp đang sử dụng để tìm ưu nhược điểm của các phương pháp này, từ đó đề xuất phương pháp cải tiến, thiết kế mới một cách tự tin hơn.
CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH BỀ MẶT CHI TIẾT GIA CÔNG - TẠI SAO PHẢI XỬ LÝ BỀ MẶT KIM LOẠI ?:
Gia công cơ khí phải loại trừ hết các khuyết tật bề mặt, các vết xước hoặc các vết nứt ở các mép chi tiết. Khi gia công bằng máy mài tròn, phải mài dọc mép chi tiết.
Mép sau khi cắt bằng dao cắt phải nhẵn, không có rìa xờm vượt quá 0.3 mm và không có các vết nứt.
Độ sai lệch về kích thước và hình dạng của các mép chi tiết gia công phải tuân theo sự sai lệch cho phép của các bản vẽ chi tiết kết cấu.
Trước khi đưa sang tổ hợp kết cấu phải tiến hành làm vệ sinh bề mặt các chi tiết và các phần tử kết cấu đảm bảo đã được nắn sửa, làm sạch gỉ, dầu mỡ và các chất bẩn khác.
Ngoài ra: Như chúng ta đã biết, một nhược điểm rất lớn của sắt thép là chúng dễ bị han gỉ. Để kéo dài tuổi thọ của chi tiết cũng như các trang thiết bị, người ta thường tiến hành sơn hoặc mạ bề mặt kim loại. Trước khi sơn mạ nhất thiết phải làm sạch kỹ bề mặt để sơn cũng như kim loại mạ dính kết tốt nhất với bề mặt. Một trong những phương pháp hiệu quả nhất chuẩn bị bề mặt là phương pháp “phun xử lý bề mặt dùng hạt mài”. Có một vài phương pháp khác xử lý sơ bộ bề mặt, ví dụ như: làm sạch bằng tay, phương pháp cơ học, làm sạch sử dụng chế phẩm hóa học…
Trước khi bắt đầu phun cần phải loại bỏ khỏi bề mặt kim loại những lớp han gỉ thô, cũng như những lớp dầu mỡ, đất cát. Sau khi phun xử lý phải lau sạch lớp bụi bám trên bề mặt. Để đánh giá độ sạch của bề mặt cần phải so sánh với trạng thái ban đầu của nó. Hiện nay trên thế giới tồn tại một số tiêu chuẩn quốc tế để đánh giá trạng thái ban đầu của bề mặt trước xử lý ( độ nhiễm bẩn) và độ sạch của bề mặt sau xử lý. Một trong những tiêu chuẩn được sử dụng nhiêu nhất là chuẩn ISO 8501-1:1988.
Một số ký hiệu:
Độ nhiễm bẩn của bề mặt trước xử lý
A - Phần lớn bề mặt của thép bị bao phủ bởi lớp vảy thép cán, bavia sau khi gia công lớp han gỉ không có hoặc có với số lượng nhỏ.
B - Bề mặt thép bắt đầu han gỉ và bong thành lớp.
C - Bề mặt kim loại bị bao phủ hoàn toàn bởi lớp gỉ hoặc lớp gỉ có thể cạo ra được.
D - Bề mặt kim loại bị bao phủ hoàn toàn bởi lớp gỉ hoặc bằng mắt thường có thể nhìn thấy những vết thủng rỗ do ăn mòn.
Độ sạch của bề mặt sau xử lý
Sa1 – Làm sạch thường. Khi đó trên bề mặt kim loại sẽ không nhìn thấy dầu mỡ, chất bẩn, những lớp gỉ mới, phần sót lại của lớp mạ bảo vệ trước đó cũng như các dị vật khác.
Sa2 – Làm sạch kỹ. Khi đó trên bề mặt kim loại sẽ không nhìn thấy dầu mỡ, chất bẩn, đã loại bỏ được gần hết lớp gỉ, lớp sơn cũng như các dị vật khác. Những chất bẩn còn sót lại đều dính bám rất chặt vào bề mặt cần xử lý.
Sa2 ½ - Làm sạch rất kỹ. Khi đó trên bề mặt kim loại bằng mắt thường sẽ không nhìn thấy dầu mỡ, chất bẩn, đã loại bỏ được gần hết lớp gỉ, lớp sơn cũng như các dị vật khác. Tất cả những dấu tích chất bẩn còn sót lại chỉ nhìn thấy được dưới dạng những vết đốm hoặc vết vạch mờ.
Sa3 – Có thể quan sát bề mặt thép sạch bằng mắt thường. Khi đó trên bề mặt kim loại bằng mắt thường sẽ không nhìn thấy dầu mỡ, chất bẩn, đã loại bỏ được gần hết lớp gỉ, lớp sơn cũng như các dị vật khác. Bề mặt thu được phẳng, nhẵn, quan sát thấy rõ màu sắc kim loại.
Để thu được thông tin chính xác nhất về mức độ chuẩn bị bề mặt, các ký hiệu trên thường được viết liền nhau. Ví dụ: C Sa2. Điều đó có nghĩa là độ sạch Sa2 thu được sau khi xử lý bề mặt với độ nhiễm bẩn là C.
Còn có những mã để ký hiệu những phương pháp chuẩn bị bề mặt khác.
St – phương pháp cơ học hoặc làm sạch bằng tay.
FI – phương pháp nhiệt.
Ngoài chuẩn quốc tế ISO người ta còn sử dụng một số chuẩn của Mỹ. Ví dụ chuẩn SSPR và chuẩn NACE.
Hiện nay để làm sạch bề mặt có 4 phương pháp thường được sử dụng, đó là thủ công, hóa chất, hạt mài (cát, xỉ đồng, bi sắt, các hạt kim loại khác), và nước.
I. Công nghệ xử lý bề mặt kim loại bằng plasma trong dung dịch điện phân
1. Công dụng
- Dùng để đánh bóng các chi tiết từ thép không gỉ, thép các bon, nhôm, đồng và hợp kim của chúng.
- Loại bỏ những cạnh sắc và bavia.
- Làm sạch bằng nhiệt độ cao và loại bỏ những tạp bẩn (cho dụng cụ y tế, implantan).
- Tạo ra các lớp phủ chống ăn mòn.
- Chuẩn bị bề mặt cho mạ điện phân và mạ chân không.
2. Mô tả công nghệ
Chi tiết cần gia công (anốt) được đưa vào dung dịch đặc biệt với catốt. Dưới tác dụng của dòng điện cao áp, ở bề mặt của các điện cực xuất hiện rất nhiều dòng microplasma phóng điện, kết quả là xảy ra sự đốt nóng và nung chảy các điểm nhọn nhô ra và bề mặt được làm nhẵn.
3. Ưu điểm
- Kết hợp trong một quá trình vừa làm sạch, oxy hoá và đánh bóng.
- Có thể gia công các chi tiết hình dáng phức tạp làm từ các kim loại và hợp kim.
- Năng suất cao.
- Bề mặt chi tiết hoàn toàn sạch.
4. Các đặc tính kỹ thuật
Thời gian gia công (phút) 0,1 – 2,0
Định mức tiêu hao điện năng (kW.h/dm2) 0,05 – 0,1
Độ nhám bề mặt (Ra) 0,04 – 0,12......................................................
CÒN NỮA.........
