Luận Văn Thiết kế khuôn đúc chân vịt tàu cá cỡ nhỏ bằng vật liệu composite cốt sợi ngắn nền epoxy

Đồ án tốt nghiệp năm 2011
Đề tài: Thiết kế khuôn đúc chân vịt tàu cá cỡ nhỏ bằng vật liệu composite cốt sợi ngắn nền epoxy


MỤCLỤC
LỜI CẢM ƠN . i
MỤC LỤC iv
DANH MỤC HÌNH VẼ . vii
Lời Mở đầu 1
Chương 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT CHÂN VỊT . 2
1.1 Khái niệm chân vịt . 2
1.2 Chức năng 2
1.3 Đặc điểm. . 3
1.3.1 Đường xoắn ốc 3
1.3.2 Mặt xoắn ốc . 4
1.3.3 Hình dáng cánh chân v ịt 5
1.3.4 Tiết diện cánh chân vịt . 5
1.3.5 Mặt xoắn khai triển v à duỗi thẳng . 6
1.3.6 Kích thư ớc và đặc tính hình học của chân vịt 8
1.4 Cách thiết kế . 9
1.4.1 Các phương án thi ết kế chân vịt . 9
1.4.2 Những thông số ảnh h ưởng đến đặc tính chân vịt 10
1.4.3 Vật liệu chân vịt 11
Chương 2: ỨNG DỤNG PRO ENGINEER WILDFIRE 4.0 V À HYDRO
COMP PROPCAD TRONG THI ẾT KẾ CHÂN VỊT V À GIA CÔNG
KHUÔN CHÂN VỊT . 12
2.1 Thiết kế chân vịt bằng phần mềm Pro ENGINEER Wildfire 4.0 v à 12
HydroComp ProCad 2005 12
2.1.1 Vẽ chân vịt bằng phần mềm HydroComp ProCad 2005 12
2.1.1.1 nhập các thông số c ơ bản của chân vịt 13
2.1.1.2 Thiết lập các thông số liên quan 15
v
2.1.1.3 thiết lập các thông số cho cánh v à củ chân vịt 16
2.1.1.4 Xuất tọa độ điểm chân vịt . 21
2.1.2 Xây dựng mô hình chân v ịt bằng phần mềm Pro/ENGINEER
Wildfire 4.0 23
2.1.2.1 Xây d ựng cánh chân vịt 23
2.2.2 Thiết kế khuôn chân vịt . 49
Chương 3: THIẾT KẾ KHUÔN ĐÚC MÔ H ÌNH CHÂN V ỊT TÀU CÁ
CỠ NHỎ 63
3.1 THIẾT KÊ KĨ THUẬT KHUÔN ĐÚC CHÂN VỊT MÔ H ÌNH . 63
3.1.1 Xây dựng chân vịt mô h ình 63
3.1.2 Thiết kế khuôn bằng phần mềm Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 63
3.1.3 Hoàn chỉnh khuôn . 64
3.1.4 Kết cấu bộ khuôn đúc 65
3.2 THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN CHÂN VỊT MÔ H ÌNH 69
3.2.1 Lập chương trình gia công t ấm dưới 69
3.2.1.1 Phay th ể tích (phay volume) . 69
3.2.1.2 Phay thô lần 2 bằng dao phay Φ10 78
3.2.1.3. Phay mặt phẳng (Surface Mi lling). 81
3.2.1.4 Lập trình bằng tay để lấy dấu các lỗ. . 87
3.2.2 Gia công t ấm trên 87
3.2.3 Gia công t ấm giữa . 90
3.3 Gia công khuôn trên máy CNC 90
Chương 4: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGH Ệ ĐÚC CHÂN VỊT
TÀU CÁ CỠ NHỎ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE CỐT SỢI NGẮN
NỀN EPOXY VÀ ĐÚC THỬ NGHIỆM . . 93
4.1 Tính lượng vật liệu chế tạo một chân vịt mô h ình . 93
4.2 Chuẩn bị máy, thiết bị, vật liệu cần d ùng 95
vi
4.3 Quy trình đúc . . 97
4.4Nhận xét. 101
4.5 Hoạch toán giá th ành khuôn mô hình . 101
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN . 102
5.1 Kết luận 102
5.2 Đề xuất ý kiến 102


Lời Mở đầu
Trong những năm gần đây, c ùng với sự phát triển mạnh của các
ngành kỹ thuật, ngành đóng tàu Vi ệt nam cũng đ ã có những bước phát triển
vượt bậc về mặt kỹ thuật. Do đó, nhu cầu áp dụng các quy tr ình công ngh ệ
hiện đại vào việc thiết kế v à chế tạo tàunói chung và chân v ịt tàu nói riêng
là mang tính ch ất cấp thiết đối với ng ành đóng tàu. Đ ặc biệt là với giá kim
loại màu ngày càng, thì vi ệc tìm ra một loại vật liệu mới để chế tạo chân vịt
nhằm giảm giá th ành của chân vịt mà vẫn đáp ứng đ ược những điều kiện
làm vi ệc của chân vịt l à vấn đề có ý nghĩa rất lớn. Bên cạnh đó việc chế
tạo khuôn cho chân vịt bằng vật liệu mới là vấn đề cần quan tâm. Xuất
phát từ những đặc điểm vừa tr ình bày, emđã đặt vấn đề nghi ên cứu đề tài
“Thiết kế khuôn đúc chân vịt t àucá cỡ nhỏ bằng vật liệu composite cốt
sợi ngắn nền epoxy ”nhằm tăng cao ch ất lượng chế tạo chân vịt. Trên cơ
sở đó, đề tài sẽ bao gồm:
Chương 1: Một số lý thuyết về chân vịt.
Chương 2: Ứng dụng Pro/EGINEER Wildfire 4.0 v à Hydro
Comp ProCad vào thi ết kếchân vịt và gia công khuôn.
Chương 3:Thiết kế mô hình khuôn đúc chân vịt tàu cá cỡ nhỏ
bằng vật liệu composite cốt sợi ngắn nền epoxy.
Chương 4: Xây d ựng quy trình công ngh ệ đúc chân vịt t àu cá cỡ
nhỏ bằng vật liệu composite cốt sợi ngắn nền epoxy v à
đúcthử nghiệm.
Chương 5: Kết luận và đề xuất ý kiến.


Chương 1
MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT CHÂN VỊT
1.1Khái niệm chân vịt
- Chân v ịt là thiết bị đẩy t àu được áp
dụng rộng rãi nhất trên các tàu l ớn hiện nay.
- Có lo ại chân vịt cố định v à chân vịt
biến bước.
-Chân vịt cố định v à chân vịt biến b ước
có khi được lắp thêm ống đạo lưu để tránh
xâm thực và hiện tượng sủi bọt từ đó nâng
cao hiệu suất chân vịt. Loại n ày thường áp dụng
cho tàu kéo, tàu đ ẩy, tàu đánh cá, v ớt mìn, tàu ven
biển
-Chân vịt biến b ước, điều khiển được cánh tùy theo điều kiện sóng
gió biển (trọng tải) thay đổi, v ì vậy áp dụng cho các t àu kéo, tàu đánh cá,
tàu đẩy, tàu ngầm và có xu hư ớng phát triển lớn v ì có điều kiện tự động hóa
và có hiệu suất cao.
1.2Chức năng
-Chân vịt dùng để đẩy tàu chuyển động về phía tr ước, trong những
trường hợp cần thiết chân vịt cũng có thể l àm tàu chuyển động lùi (thay đổi
chiều quay của chân vịt) .
- Ngoài ch ức năng chính tr ên chân vịt còn có thể dùng để lái tàu
trong trư ờng hợp tàu nhiều chân vịt. Với sự hổ trợ c ủa nhiều chân vịt th ì nó
có thể làm thay đ ổi hướng chuyển động của t àu.
Hình 1.1
3
1.3 Đặc điểm.
Chân vịt gồm một số cánh gắn liền với may ơ. Các cánh chân v ịt là
một phần của mặt xoắn ốc. Để hiểu r õ đặc tính hình học chân vịt, chúng ta
khảo sát các vấn đề sau đây :
1.3.1Đường xoắn ốc
Hình 1.2: Khai triển đường xoắn ốc.
a) Cho bước cố định; b) Cho b ước thay đổi.
Nếu điểm A nằm cách tâm trục xoay một bán kính r vừa chuyển
động quay một v òng quanh tr ục với vận tốc góc không đổi, vừa chuyển
động tịnh tiến theo ph ương song song v ới đường tâm trục đến điểm C, th ì
nó sẽ vẽ nên một đường –gọi là đường xoắn ốc. Khoảng cách tịnh tiến theo
chiều song song với trục gọi l à bước chân vịt kí hiệu H. Góc của b ước xoắn
được xác định theo công thức sau:
Tg= H/ (2r ).
4
Đường xoắn ốc này nếu khai triển l à cạnh huyền AC của tam giác
vuông, cạnh AB = 2 r là chu vi hình tròn có bán kính r và c ạnh BC = H
chính là bư ớc xoắn chân vịt H (h ình 1.2a).
Nếu đường xoắn ốc có b ước xoắn thay đổi, khi khai triển nó sẽ l à
đường cong (hình 1.2b). Muốn xác định b ước xoắn tại điểm bất kỳ E n ào
đó, ta xây d ựng tam giác vuông trong đó: EM l à đường tiếp tuyến với
đường cong khai triển tại điểm E v à EK song song v ới AB. H’ l à bước
xoắn tại điểm E v à ’ –góc xoắn tại E. Tam giác ABC gọi l à tam giác xo ắn
chân vịt.
1.3.2 Mặt xoắn ốc
Bây giờ ta hãy tưởng tượng không phải một điểm, mà là cả đoạn ab
(hình1.3) v ừa xoay quanh trục một v òng (2r), vừa chuyển động tịnh tiến
với vận tốc không đổi, trong đó b chuyển động tịnh tiến theo đ ường trục
đến b’, thì nó sẽ vẽ nên một mặt phẳng xoắn ốc. Đoạn ab gọi l à đường sinh
của mặt xoắn ốc.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đức Ân (1982), Sổ tay kỹ thuật đóng t àu,Tập 1, Nhà xu ất
bản Khoa học v à kỹ thuật Hà nội, Hà Nội.
2. Nguyễn Văn Ba, L ê Trí Dũng (1998), Sức bền vật liệu , Nhà xu ất bản
Nông Nghiệp, Tp. Hồ Chí Minh.
3. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc , PGS. TS. Lê Văn Tiến, PGS. TS . Ninh
Đức Tốn, PGS. TS . Trần Xuân Việt (2007), Sổ tay công nghệ chế tạo
máy, Tập 1, 2, Nhà xu ất bản khoa học v à kỹ thuật Hà Nội,Hà Nội.
4. PGS. Trần Hữu Quế (2005), Vẽ kĩ thuật cơ khí, Tâp 1, Nhà xuất bản
giáo dục, Tp. Hồ Chí Minh.
5. PGS. TS. Ninh Đ ức Tốn(2006), Dung sai và lắp ghép, Nhà xuất bản
giáo dục,Hải phòng.
6. Nguyễn Trọng Hiệp (1998), Chi tiết máy, Tập 1, 2 , Nhà xu ất bản
giáo dục.