Báo Cáo Nhập Môn Cơ Khí Động Lực Tìm Hiểu Hệ Thống Máy Móc Thiết Bị Ứng Dụng Nhà Máy Thủy Điện..pdf

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠ KHÍ – ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIKHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC</b>

<b>---BÁO CÁO</b>

<b>Nhập mơn Cơ khí Động lực</b>

<i>Hà Nội, ngày 2 tháng 12 năm 2023</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>LỜI MỞ ĐẦU</b>

Kỹ thuật Cơ khí Động lực là một ngành khoa học cơng nghệ, ứng dụngcác nguyên lý vật lý, khoa học và kỹ thuật, vật liệu,… để phân tích, thiết kế, chếtạo và bảo trì, bảo dưỡng các loại máy móc và hệ thống cơ khí, đặc biệt là đốivới ơ tơ và thiết bị động lực. Ngành học này còn liên quan đến công tác thiết kế,chế tao, khai thác và vận hành máy móc. Lĩnh vực kĩ thuật Cơ khí cần sự amhiểu về các lĩnh vực cốt lõi bao gồm cơ học, động lực học, nhiệt động lực học,khoa học vật liệu, phân tích cấu trúc và năng lượng. Ngoài những lĩnh vực cốtlõi trên, kĩ thuật cơ khí cịn sử dụng các cơng cụ như thiết kế với sự trợ giúp củamáy tính (CAD), và quản lý vòng đời sản phẩm để thiết kế và phân tích nhà máysản xuất, thiết bị cơng nghiệp và máy móc, hệ thống nhiệt và làm lạnh, hệ thốnggiao thơng, máy bay, tàu thủy, robot, thiết bị y học, vũ khí và những thiết bịkhác,…

Bộ mơn Máy và Tự động hóa thủy khí đã thực hiện nhiều đề tài các cấp từcấp cơ sở đến cấp Nhà nước. Các sản phẩm nghiên cứu đã đưa vào triển khaiứng dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất như: các tuabin thủy điện vàđiều tốc cho các nhà máy và trạm thủy điện; hệ thống máy bơm phục vụ côngnghiệp, nông nghiệp và thủy lợi, khí nén trong lắp ráp cơng nghiệp, luyện kim,sản xuất vật liệu xây dựng, dây chuyền tự động sản xuất, xe máy cơng trình,động cơ phát điện gió,…

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>I. Tìm hiểu hệ thống máy móc thiết bị ứng dụng cho máy xúc.1. Khái niệm:</b>

Máy xúc, còn được gọi là máy đào, là một loại máy cơ giới đa năng, chủ yếudung trong xấy dựng khai khoáng. Máy xúc đào sử dụng nguyên lý có tay cần gắn liền với gầu đào để thực hiện đào, xúc, múc, đổ cát, sỏi, đất đá, các loại khoáng sản, vật liệu xây dựng rời hay liền thô (di chuyển trong cự ly ngắn). Trong xây dựng cơng trình giao thơng, thủy lợi, máy đào là loại máy xây dựng có vai trị lớn trong cơng tác đào vận chuyển đất cát, ngồi ra máy đào cịn tham gia vào các hoạt động khác như giải phóng mặt bằng, bốc xếp vật liệu, vận chuyển vật liệu, phá vỡ cơng trình.

<b>2. Cấu tạo của máy xúc :</b>

- Cấu tạo bên ngoài

<small> </small><i>Hình 1.1: Cấu tạo máy xúc</i>

<b>(1) Động cơ Diezel: Cung cấp năng lượng để hoạt động các bộ phận khác </b>

của máy xúc như bơm thuỷ lực, bơm nhiên liệu, các thiết bị điện tử trong cabin,...

<b>(2) Bơm thuỷ lực: Cung cấp dòng chất lỏng (dầu thuỷ lực) với áp suất và lưu</b>

lượng nhất định cho các thiết bị trong hệ thống. Bơm thuỷ lực tạo ra áp suất dầu thuỷ lực cao hơn áp suất không khí thơng thường giúp bộ phận máy xúc di chuyển và hoạt động mượt mà và chính xác.

<b>(3) Mơ tơ quay khi di chuyển: Cung cấp năng lượng và chuyển động xoay </b>

cho các bộ phận khác trong máy xúc như bánh xe/bánh răng. Mơ tơ cũng kiểm sốt hướng di chuyển đến các vị trí cần thiết và thực hiện các hoạt động khác.

<b>(4) Thùng dầu thuỷ lực: Đây là nơi lưu trữ dầu để cung cấp cho quá trình </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

vận hành máy. Thùng dầu cũng được trang bị bộ lọc để loại bỏ các tạp chất và cặn bẩn.

<b>(5) Mô tơ quay toa: Chức năng chính của bộ phận này là tạo chuyển động </b>

xoay toa cho máy xúc theo các hướng khác nhau. Mô tơ cũng điều chỉnh tốc độ xoay để máy xúc hoạt động một cách chính xác.

<b> (6) Gầu: Có chức năng đào và xúc vật liệu từ đất đá, cát đến bùn lầy đất sét.</b>

Ngoài ra gầu cũng giúp nâng và vận chuyển vật liệu, một vài trường hợp khác tuỳ vào sự linh hoạt của người điều khiển thì gầu cũng được sử dụng.

<b> (7) Xi lanh thuỷ lực: Chức năng chính là tạo lực đẩy để thực hiện các hoạt </b>

động khi làm việc. Khi dòng chất lỏng được bơm vào xy-lanh nó tạo ra lực đẩy để điều khiển hệ thống lái, tăng khả năng vận hành và điều chỉnh tốc độ hoạt độ hoạt động của máy xúc.

xúc. Ngồi ra nó cịn được sử dụng để điều chỉnh áp suất, kiểm soát hướng di chuyển đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng.

- Cấu tạo hệ thống thuỷ lực

<i> Hình 1.2: Cấu tạo thuỷ lực máy xúc</i>

<b>3. Nguyên lý hoạt động</b>

Khi động cơ (1) hoạt động sẽ được truyền tới bơm thuỷ lực. Bơm thuỷ lực (2)

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

hoạt động, dầu sẽ được đẩy từ thùng dầu thuỷ lực (4) đi qua các ống dẫn đến các cụm van phân phối chính (8). Người vận hành sẽ sử dụng các thiết bị trong cabin máy xúc để điều khiển. Dầu sẽ được bơm tới cụm van phân phối chính (8) và di chuyển tới các xy-lanh thuỷ lực (7) ở tay gầu để điều khiển thiết bị theo mong muốn.

Máy xúc có bộ phận chính là "cánh tay" thường gọi là tay gầu được gắn vào bộ phân thân máy. Bộ phận xúc được gọi là gầu (6) và gắn vào "cánh tay". Tay gầu được điều khiển bởi một hệ thống thuỷ lực bao gồm: bơm thuỷ lực, các van điềukhiển và các ống dẫn dầu.

Để làm cho xe di chuyển, dầu cũng được đẩy tới mô tơ quay toa (5) và mô tơ di chuyển (3).

Kết thúc quá trình hoạt động, trước khi dầu trở về thùng sẽ được lọc thuỷ lực và làm mát ở két mát. Hệ thống van an toàn sẽ giới hạn áp lực hệ thống thuỷ lực và được lắp ở van phân phối chính. Van sẽ mở ra để dầu chảy về thùng khi áp lực hệ thống

đến giới hạn của van.

<b>4. Phân loại máy xúc và ưu nhược điểm của chúng</b>

4.1 Máy xúc bánh lốp • Ưu điểm

Khác với những loại máy xúc thông thường, Máy xúc bánh lốp có ưu điểm vơ

với qng đường dài và tốc độ đạt từ 30 – 40km/h.

- Không những thế, Máy xúc bánh lốp trong quá trình làm việc khá êm, khơngcó tiếng kêu hay bất cứ điều gì đáng tiếc. Vì vậy chúng cịn được cho th để làm việc theo ca, theo giờ. - Nhờ khả năng di chuyển tốt mà quá trình vận chuyển cũngnhư chi phí dành cho việc này được tiết kiệm đáng kể.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i> Hình 1.3: Máy xúc bánh lốp</i>

• Nhược điểm:

Bên cạnh những ưu điểm nổi trội, Máy xúc bánh lốp còn tồn tại một số hạn chế như:

- Khó di chuyển, làm việc trong mơi trường có q nhiều bùn, đất- Giá th, mua một chiếc máy xúc bánh lốp thường khá cao- Độ ổn định kém

- Chi phí cho sửa chữa, bảo dưỡng tốn kém

- Chủ phương tiện phải tiến hành đăng kiểm vì máy xúc bánh lốp thường xuyên di chuyển trên các đường phố

- Chỉ di chuyển được trên địa hình bằng phẳng.

4.2 Máy xúc bánh xích • Ưu điểm:

- Máy xúc bánh xích khá thơng dụng, chúng có thể làm được nhiều việc trên nhiều dạng địa hình khác nhau như: Phá dỡ cơng trình, san lấp mặt bằng, khai thác khoáng sản…

- Khả năng làm việc ổn định, bền bỉ và có thể làm việc trong thời gian dài

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

- Dễ dàng di chuyển trên các dạng địa hình khác nhau- Giá thành rẻ hơn so với máy xúc bánh lốp

- Dễ dàng sửa chữa đồng thời khơng tốn chi phí cho việc đăng ký, đăng kiểm- Kích cỡ phong phú thích hợp với mọi nhu cầu

Điều chỉnh áp suất phù hợp với nhu cầu người dung

Kiểm soát hướng di chuyển máy thực hiện các hoạt động như đào, xúc, nâng, xoay

Đảm bảo an tồn, loại bỏ những nguy cơ hỏng hóc trong quá trình vận

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

hành máy xúc

<i> Hình 1.5: Mơ hình máy xúc thuỷ lực</i>

<b>II. Mơ hình máy xúc thủy lực</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>Ý tưởng: Mơ hình được lấy ý tưởng từ hi ảnh máy xúc làm việc ngoài </b>

cơng trườngChuẩn bị:

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Keo nến

Quy trình:

Cắt các chi tiết máy

Ghép và cố định các chi tiết máy

Lắp hệ thống thủy lực là các kim tiêm và ống Ti-ơKiểm tra hoạt động và hồn thiện sản phẩmKết quả: Hình ảnh sản phẩm đã hồn thiện

<b>III.Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của nhà máy thủy điện</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>1. Cấu tạo:</b>

Đập (Dam):

- Mô tả: Đập thường được xây dựng từ vật liệu như bê tông, đá, hoặcđất, tùy thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật của dự án.- Chức năng: Giữ nước để tạo ra chênh lệch cao độ và tận dụng năng

lượng của nước chảy để sản xuất điện.Hồ chứa (Reservoir):

- Mơ tả: Hồ chứa lưu giữ nước từ dịng nước, tạo ra một nguồn nướclớn có thể kiểm sốt để đảm bảo duy trì năng lượng đều đặn.- Chức năng: Cung cấp nguồn nước ổn định cho quá trình sản xuất

năng lượng.

Nhà máy điện (Powerhouse):

- Mô tả: Là cơng trình kỹ thuật chứa các thiết bị chính như turbine, generator, và máy biến áp.

- Chức năng: Chuyển đổi năng lượng nước thành điện năng và bảo vệ thiết bị khỏi điều kiện mơi trường bên ngồi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

- Chức năng: Tạo ra điện áp xoay chiều để truyền tải qua hệ thống điện.

Máy biến áp (Transformer):

- Mô tả: Máy biến áp tăng điện áp từ generator để thuận tiện cho việctruyền tải điện qua xa hơn.

- Chức năng: Đảm bảo điện áp phù hợp với hệ thống truyền tải.Hệ thống truyền tải điện (Transmission System):

- Mô tả: Hệ thống dây dẫn và truyền tải điện năng từ nhà máy đến các khu vực tiêu thụ.

- Chức năng: Chuyển đưa năng lượng điện đến các địa điểm cần thiết.

Bảo vệ và Kiểm soát (Protection and Control Systems):

- Mô tả: Bao gồm cảm biến, relay, và hệ thống điều khiển để giám sát và bảo vệ các thành phần của nhà máy thủy điện.

- Chức năng: Đảm bảo an toàn và hiệu suất của hệ thống thơng qua theo dõi và kiểm sốt các tham số quan trọng

<b>2. Nguyên lý làm việc</b>

Nhà máy thủy điện hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượngnước thành năng lượng điện. Nước từ hồ chứa được hướng vào turbine, một thiết bị có cánh quạt, tạo ra áp lực và sức đẩy. Turbine sau đó kết nối với máy phát điện, chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Điện áp sản xuất ban đầu thường ở mức thấp, vì vậy máy biến áp được sử dụng để tăng điện áp lên mức phù hợp cho truyền tải điện qua hệ thống quốc gia. Nhà máy thủy điện không chỉ cung cấp nguồn năng lượng sạch mà cịn giảm thiểu ảnh hưởng đến mơi trường. Hệ thống kiểm sốt và bảo vệ giám sát các thơng số để đảm bảoan toàn và hiệu suất của hệ thống. Với việc sử dụng nguồn nước làm nguồn động lực, nhà máy thủy điện đóng góp vào việc đáp ứng nhu cầu năng lượng và bảo vệ môi trường.

<b>3. Ưu nhược điểm của đạp thuỷ điện</b>

Ưu điểm của Nhà Máy Thủy Điện:

- Năng Lượng Tái Tạo và Bền Vững: Nhà máy thủy điện sử dụng nguồn nước, một nguồn năng lượng tái tạo, giúp giảm ảnh hưởng đến nguồn tài nguyênkhông tái tạo và hỗ trợ mục tiêu năng lượng bền vững.

- Khơng Phát Thải Khí Nhà Kính: So với các nguồn năng lượng hóa thạch, thủy điện khơng tạo ra khí nhà kính, giúp giảm thiểu ảnh hưởng đối với biến đổi khí hậu và mơi trường.

- Tính Liên tục và Duyên Dụng: Nhà máy thủy điện có khả năng sản xuất điện liên tục và có thể điều chỉnh sản lượng nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu năng lượng biến đổi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

- Kiểm Soát Lũ Lụt: Bằng cách kiểm soát lưu lượng nước, nhà máy thủy điện có thể đóng vai trị trong việc kiểm sốt lũ lụt và giảm nguy cơ thảm họa môi trường.

- Khả Năng Điều Chỉnh: Có thể điều chỉnh mức sản xuất năng lượng theo nhu cầu, giúp đảm bảo ổn định hệ thống điện.

Nhược Điểm của Nhà Máy Thủy Điện:

- Ảnh Hưởng Môi Trường: Việc xây dựng đập và thủy điện có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái địa phương, làm thay đổi lưu vực sơng và có thể gây mất mát đa dạng sinh học.

- Chi Phí Đầu Tư Ban Đầu Lớn: Việc xây dựng nhà máy thủy điện địi hỏi chi phí đầu tư lớn, đặc biệt là đối với những dự án có quy mơ lớn.

- Thay Đổi Dịng Chảy Sơng: Điều chỉnh lưu lượng nước để tạo ra năng lượng có thể ảnh hưởng đến dịng chảy tự nhiên của sông, ảnh hưởng đến sinh thái và cuộc sống của loài động, thực vật.

- Rủi Ro Về An Sinh Xã Hội: Việc di dời cộng đồng hoặc thay đổi cơ sở hạ tầng có thể tạo ra rủi ro về an sinh xã hội và gây tranh cãi trong cộng đồng. - Phụ Thuộc vào Tình Hình Nước: Hiệu suất của nhà máy thủy điện phụ thuộc lớn vào tình hình nước, và nếu có khủng hoảng hạn hán hoặc biến động nước, sẽ ảnh hưởng đến sản xuất năng lượng.

</div>