Tối ưu hóa cánh đảo nước sục khí phục vụ cho nuôi tôm ở độ sâu 0,6m

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
oOo



HỒ ANH KHOA




TỐI ƯU HĨA CÁNH ðẢO NƯỚC SỤC KHÍ PHỤC
VỤ CHO NI TƠM Ở ðỘ SÂU 0,6M



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUN NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY




GVHD: PGS.TS. PHẠM HÙNG THẮNG

Nha Trang, tháng 12 năm 2009

- i -
LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Phạm Hùng Thắng cùng toàn thể
các thầy cô giáo trong Bộ Môn Chế Tạo Máy ñã tận tình hướng dẫn và giúp ñỡ em
trong suốt thời gian qua ñể em hoàn thành ñề tài tốt nghiệp. Trong quá trình làm ñề
tài do kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nên em rất
mong nhận ñược sự góp ý, chỉ bảo thêm của các quý thầy cô và các bạn ñể nội dung
ñề tài ñược hoàn thiện hơn.

Nha Trang, tháng 12 năm 2009

Hồ Anh Khoa

- ii -
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên : Hồ Anh Khoa Lớp : 47CTM
Ngành : Công nghệ chế tạo máy
Tên ñồ án tốt nghiệp : “Tối ưu hóa cánh ñảo nước sục khí phục vụ cho nuôi tôm
ở ñộ sâu 0,6m”
Số trang: 101 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 16

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN








Kết luận :



Nha Trang, ngày ……. tháng …… năm 2009
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN



PGS.TS. Phạm Hùng Thắng

ðIỂM CHUNG
BẰNG SỐ
BẰNG CHỮ


- iii -
PHIẾU ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ðỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Hồ Anh Khoa Lớp : 47CTM
Ngành : Công nghệ chế tạo máy
Tên ñồ án tốt nghiệp : “Tối ưu hóa cánh ñảo nước sục khí phục vụ cho nuôi tôm
ở ñộ sâu 0,6m”
Số trang :101 Số chương : 4 Số tài liệu tham khảo: 16

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN






ðiểm phản biện :


Nha Trang, ngày …… tháng …… năm2009
CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Nha Trang, ngày… tháng năm 2009
CHỦ TỊCH HỘI ðỒNG


ðIỂM CHUNG
BẰNG SỐ
BẰNG CHỮ


- iv -
MỤC LỤC

LỜI NÓI ðẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COPOSITE ,THIẾT BỊ ðÚC ÁP
LỰC VẬT LIỆU COMPOSITE VÀ SẢN PHẨM COMPOSITE ỨNG DỤNG
TRONG NGHÀNH THUỶ SẢN 2
I.1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE. 2
1. ðịnh nghĩa và phân loại 2
2. Ưu nhược ñiểm và các nguyên vật liệu tạo nên vật liệu composite. 4
2.1. Ưu nhược ñiểm của vật liệu Composite 4
2.2. Các nguyên vật liệu tạo nên vật liệu Composite 4
I.2. Tổng quan về thiết bị ñúc áp lực vật liệu Composite. 7
1. Một số phương pháp ñúc áp lực vật liệu composite 7
1.1. ðúc bằng phương pháp cơ khí. 7
1.2. ðúc bằng phương pháp thuỷ lực( máy ñúc thuỷ lực). 8
I.3. TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM COMPOSITE PHỤC VỤ
TRONG NGHÀNH NUÔI TRỒNG THUỶ SẢN 11
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY ðÚC THUỶ LỰC 14
II.1. Yêu câù kỹ thuật thiết bị 14
II.2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 14

1. ðưa ra các phương án và phân tích các phương án ñó 14
1.1. Phương án thiết kế 1: 14
1.2. Phương án thiết kế 2: 15
2. Chọn phương án tối ưu. 16
II.3. THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ MÁY ðÚC THUỶ LỰC 17
1. Sơ ñồ máy ñúc thuỷ lực: 17
2. Cấu tạo máy ñúc thuỷ lực. 18
3. Thiết kế kỹ thuật thiết bị 28
3.1. Tính toán chế ñộ làm việc của hệ thống thủy lực 28
3.2. Thân máy 40
- v -
II.4. Tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản 47
1. ðặc ñiểm công nghệ chế tạo cánh bơm composite 47
2. Tính toán các thông số cơ bản của máy trong quá trình ñúc sẩn phẩm 47
2.1. Lựa chọn vật liệu composite 47
2.2. Tính toán các thông số cơ bản 50
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHẾ TẠO CHI TIẾT PISTON THUỶ LỰC 52
III.1. Xác ñịnh dạng sản xuất. 52
III.2. Xác ñịnh dạng chi tiết. 53
III.3. Chọn vật liệu làm phôi 53
III.4. Chọn phương pháp chế tạo phôi. 54
III.5. Bản vẽ gia công 54
III.6. Chọn phương án gia công piston 56
III.7. Thiết kế nguyên công công nghệ. 57
1. Nguyên công 1: Phay thô và tinh 2 ñầu, khoan 2 lỗ tâm và khoan 2 lỗ ñể
liên kết với tốc cặp 57
2. Nguyên công 2: Tiện thô các mặt ngoài, vát mép, bo góc; tiện rãnh thoát
dao, tiện các rãnh lắp vòng ñệm, tiện gờ; tiện bán các mặt ngoài 59
3. Nguyên công 3: Tiện tinh các mặt ngoài 62
4. Nguyên công 4: Khoan lỗ lắp chầy 64

5. Nguyên công 5: Taro lỗ lắp chầy 65
6. Nguyên công 6: Nhiệt luyện các bề mặt 3,4,7 67
7. Nguyên công 7: Mài tròn các bề mặt ngoài 67
8. Nguyên công 8 : Mạ crôm bề mặt 3. 69
III.8. Xác ñịnh lượng dư trung gian và kích thước trung gian 69
1. Xác ñịnh lượng dư trung gian và kích thước trung gian thân piston
Ø250g6
016,0
032,0
−
−
69
2. Xác ñịnh lượng dư trung gian và kích thước trung gian Φ120h8 73
3. Xác ñịnh lượng dư trung gian và kích thước trung gian Ø50 74
III.9. Xác ñịnh chế ñộ cắt 75
III.10. Thời gian gia công 82
- vi -
1. Gia công kích thước Φ250g6 82
2. Thời gian gia công Φ120h8 84
3. Thời gian gia công Φ50 84
4. Thời gian gia công khi phay mặt ñầu 85
5. Thời gian gia công khi khoan và ta rô lỗ. 85
6. Thời gian gia công khi mài 85
7. Thời gian các nguyên 85
7.1. Nguyên công 1: 85
7.2. Nguyên công 2: 85
7.3. Nguyên công 3: 85
7.4. Nguyên công 4: 86
7.5. Nguyên công 5: 86
7.6. Nguyên công 7: 86

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH SỬ DỤNG VÀ SỬA CHỮA MÁY ðÚC THUỶ
LỰC 87
IV.1. Quy trình lắp ráp 87
IV.2. Quy trình khởi ñộng 88
IV.2.1. Quy trình khởi ñộng ban ñầu 88
IV.2.2. Các ñiểm lưu ý khi vận hành bơm 89
IV.3. Quy trình sửa chữa 90
1. Dầu thuỷ lực và bảo quản. 90
1.1. Dầu thuỷ lực 90
1.2. Bảo quản dầu thuỷ lực. 91
2. Sự rò rỉ và làm kín. 92
2.1. Sự rò rỉ: 92
2.2. Ngăn ngừa rò rỉ. 95
2.3. Bảo dưỡng hệ thống 96
KẾT LUẬN VÀ ðỀ XUẤT Ý KIẾN 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

- 1 -
LỜI NÓI ðẦU
ðất nước ta trải dài từ Bắc vô Nam với bờ biển dài cùng với một lượng thủy
sản khổng lồ nhằm ñể ñáp ứng nhu cầu của con người trong việc sử dụng cũng như
xuất khẩu ra nước ngoài .Chính vì lẽ ñó mà ngành chăn nuôi của nước ta rất phát
triển .
Các mô hình nuôi trồng thủy sản cũng rất ña dạng và phong phú ,trong ñó
nuôi tôm là một hình thức nuôi thủy sản ñạt hiệu quả cao .ðể ñạt ñược sản lượng
cao và chỉ tốn ít công chăm sóc trong một diện tích nhỏ nên việc thiếu hụt oxy và
lượng nước trong hồ ,ao không ñược ñảm bảo trộn ñều là việc tất yếu, dẫn ñến việc
tôm bị chết .Chính vì thế ñã có rất nhiều phương án ñã ñược ñưa ra nhằm cải thiện
tình trạng này trong ñó cánh ñảo nước sục khí là một trong những biện pháp cải
thiện tương ñối tốt nhằm tăng lượng oxy trong hồ và ñảo ñều nước trog lòng hồ, ao

với những ưu ñiểm sau:
-Sử dụng ñộng cơ chìm 1,25KW nên sẽ tiết kiệm ñiện hơn.
-Lượng khí oxy ñưa vào trong lòng hồ ,ao lớn.
-ðảo nước tốt.
-Hoạt ñộng ổn ñịnh.
-Cánh ñảo nước có thể chế tạo ñược với giá thành thấp.
-Dễ dàng thay thế ,lắp ráp và sửa chữa.
. Quá trình thực hiện ñề tài không thể tránh khỏi những sai sót nên em mong
ñược sự chỉ bảo góp ý của các Thầy, cùng các bạn ñể kiến thức của em ñược hoàn
thiện hơn và ñáp ứng yêu cầu công việc sau này.

Sinh Viên Thực Hiện:
Hồ Anh Khoa

- 2 -
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COPOSITE

I.1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE.
1. ðịnh nghĩa và phân loại.
Composite là một hỗn hợp gồm ít nhất hai pha hay hai thành phần vật liệu.
Sự kết hợp này nhằm hạn chế nhược ñiểm của vật liệu này bằng ưu ñiểm của vật
liệu kia, tạo nên sản phẩm có cơ tính khác hẳn các vật liệu ban ñầu.
− Về phương diện hóa học, Composite có ít nhất hai pha ñược giới hạn bởi các
mặt phân cách riêng biệt. Thành phần liên tục tồn tại với khối lượng lớn hơn trong
Composite ñược gọi là nền. Theo quan ñiểm thông thường, các ñặc tính của nền ñược
cải thiện nhờ sự phối hợp với thành phần khác ñể tạo nên vật liệu Composite.
Composite có thể có nền là gốm, kim loại hoặc Polime. Cơ tính của ba loại nền ñó
khác nhau ñáng kể. Các Polime có sức bền và modun ñàn hồi thấp; gốm cứng vững
và dòn, kim loại có sức bền và modun ñàn hồi trung tính, có tính dễ kéo sợi.

− Thành phần thứ hai ñược gọi là Cốt, có tác dụng làm tăng cơ tính cho vật liệu
nền. Thông thường, cốt cứng hơn, khoẻ hơn và có ñộ cứng vững cao hơn vật liệu
nền. ðặc trưng hình học của pha gia cường (cốt ) là một trong những thông số chính
ñể xác ñịnh tính có hiệu quả của vật liệu gia cường. Nói cách khác, cơ tính của vật
liệu Composite là một hàm của hình dáng và kích thước sợi vật liệu gia cường. Vật
liệu gia cường thường ở dạng sợi hay hạt.
− Chỉ tiêu ñánh giá vật liệu composite:
+ Cơ tính vật liệu composite ñủ hoặc dư bền.
+ Thời gian ñông, ñóng rắn của nhựa phải phù hợp. Thời gian ñông cứng và
ñóng rắn quyết ñịnh tiến ñộ quy trình công nghệ, năng suất chế tạo cũng như thời
gian thực hiện các bước trong quy trình công nghệ.
+ Không bị thấm nước biển.
+ Không phân huỷ trong nước biển.
+ ðộ trương nở trong nước biển phải nằm trong phạm vi cho phép.
- 3 -
+ Gía thành chế tạo thấp.
− Vật liệu Composite ñược phân loại theo tiêu chí?
+ Theo bản chất vật liệu nền: Gồm một số dạng sau:
+ Composite nền kim loại (hợp kim nhôm, hợp kim Titan).
+ Composite nền khoáng ( gốm).
+ Composite nền polime (nhựa, cao su, ).
+ Theo hình dáng vật liệu cốt: Có thể phân loại theo sơ ñồ hình 1.1.

Hình 1.1: Sơ ñồ phân loại vật liệu Composite
Cèt
sîi
Composite

Cèt
h¹t
Composite
1 líp
Composite
nhiÒu líp
H-íng ngÉu
nhiªn
H-íng s¾p
xÕp
Cèt sîi
liªn tôc
Cèt sîi kh«ng
liªn tôc
Sîi ®ång
ph-¬ng

Hai h-íng
vu«ng gãc
H-íng ngÉu

H-íng s¾p

- 4 -
2. Ưu nhược ñiểm và các nguyên vật liệu tạo nên vật liệu composite.
2.1. Ưu nhược ñiểm của vật liệu Composite.
* Ưu ñiểm:
− - Có khả năng kết hợp với các vật liệu khác như gỗ, thép, ñể tạo ra các kết
cấu mới vừa ñảm bảo chất lượng kỹ thuật, vừa có giá thành thấp
− Rất bền với môi trường biển, ít bị ăn mòn và ñiện phân.
− Có tính trơ với sinh vật biển.
− Rất dễ tạo dáng.
− Có ñộ bóng bề mặt cao.
− ðộ kín nước rất cao.
− Dễ thi công và sửa chữa.
− ðộ bền cơ học cao.
− Chi phí bảo dưỡng thấp.
* Nhược ñiểm:
− Gía thành sản phẩm cao.
− Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào trình ñộ tay nghề.
− ðộ bền va ñập kém.
− Tính toán phức tạp.
− Chưa có biện pháp xử lý nước thải.
2.2. Các nguyên vật liệu tạo nên vật liệu Composite.
* Các nguyên vật liệu chính:
Các nguyên vật liệu chính chủ yếu là các thành phần ñể tạo nên vật liệu
Composite, bao gồm:

− Nhựa nền:
Bao gồm các loại: Polyester không no, Epoxy, silicon, Vinylester,
Phenolic, Trong ñó thông dụng nhất là nhựa Polyester không no. Ở Việt Nam hiên
nay, các loại nhựa phổ biến nhất là: 3210, 2503, 2116, 268BQT, ðặc tính kỹ thuật
của các loại nhựa này ñược cung cấp bởi các nhà sản xuất khi giao hàng.
- 5 -
Cần lưu ý nhựa Polyester không nên ñể quá lâu ( không quá 6 tháng ) vì sẽ
ảnh hưởng xấu ñến chất lượng của chúng và phải bảo quản nơi khô ráo, thông
thoáng, tránh xa các nguồn nhiệt, bức xạ mặt trời. Khi sử dụng không nên thêm bất
cứ chất phụ gia nào khác vào nhựa ngoài các chất ñã yêu cầu.


Hình 2.1. Nhựa nền Plyester.
− Cốt sợi thuỷ tinh:
Hiện nay chủ yếu sử dụng các loại cốt sau:
+ Matting ( Mat ): thường dùng làm lớp ñầu tiên, lớp trung gian và lớp cuối
cùng. Phổ biến nhất là hai loại:
Loại có trọng lượng 300g/m
2
, ký hiệu M300.
Loại có trọng lượng 450g/m
2
, ký hiệu M450.
+ Woven Roving (WR): dùng ñể trát xen kẽ các lớp Mat, thường dùng các
loại như:
Loại có trọng lượng 300g/m
2
, ký hiệu WR300.
Loại có trọng lượng 400g/m
2

, ký hiệu WR400.
Loại có trọng lượng 600g/m
2
, ký hiệu WR600.
Loại có trọng lượng 800g/m
2
, ký hiệu WR800.
- 6 -
Sợi thuỷ tinh phải ñược bảo quản trong ñiều kiện khô ráo, không sử dụng sợi
ñã bị ẩm ướt vào việc gia công các sản phẩm.Vì trong ñiều kiện khí hậu nhiệt ñới,
với nhiệt ñộ từ 25-30
0
C, ñộ ẩm trên 70%, sợi sẽ bị biến chất sau 6 tháng kể từ ngày
xuất xưởng.


Hình 2.2. Cốt sợi thuỷ tinh.
− Các chất phụ gia:
+ Chất ñóng rắn: sử dụng chất ñóng rắn loại Methyl Ethyl Peroxide (MEK).
+ Chất làm bóng khuôn: thường sử dụng loại sáp carnauba wax (thường gọi
tắt là Wax).
+ Chất chống dính: thông dụng nhất là Polyvinyl alcohol (PVA) và sáp
pharaphin (còn gọi là sáp ñèn cầy).

Hình 2.3. Chất phụ gia.
- 7 -
I.2. Tổng quan về thiết bị ñúc áp lực vật liệu Composite.
1. Một số phương pháp ñúc áp lực vật liệu composite.
1.1. ðúc bằng phương pháp cơ khí.
1.1.1. Sơ ñồ và nguyên lý hoạt ñộng.

ðộng cơ 1 qua puly 2 và bộ truyền ñai 3 làm quay puly 4 và trục khuỷu.
thông qua biên truyền ñộng làm cho piston chuyển ñộng tịnh tiến tạo ra khí ép trong
xilanh.
Tuỳ theo vị trí của bàn ñạp ñiều khiển mà hệ thống van phân phối khí sẽ tạo
ra những ñường dẫn khí khác nhau làm cho piston có gắn ñầu ép và bàn ép chuyển
ñộng hay ñứng yên trong xilanh.

Hình 2.4. Máy ép trục khuỷu. Hình 2.5. Máy ép trục vít.
1.1.2. Ưu nhược ñiểm và phạm vi sử dụng.
* Máy ép trục khuỷu có lực ép từ 200÷ 10000 tấn, máy có thể ñể dập thể tích
bằng khuôn hở, ñột lỗ, cắt bavia. So với máy búa thì máy ép trục khuỷu có chuyển
ñộng êm hơn nên ñộ chính xác của sản phẩm cao hơn, ñiều khiển tiện lợi hơn, năng
suất cao hơn từ 1,5÷ 3 lần, năng lượng tiêu hao ít, an toàn khi làm việc, dễ tự ñộng
- 8 -
hoá. Tuy nhiên, không gia công ñược những chi tiết có chiều cao lớn vì chiều dài
hành trình bé. hệ thống tay biên trục khuỷu dễ bị ñàn hồi, ảnh hưởng ñến ñộ chính
xác gia công. Máy ép trục khuỷu thường ñược sử dụng trong sản xuất hàng loạt và
hàng khối.
* Máy ép ma sát trục vít có lực ép khoảng 40÷ 630 tấn, máy có hành trình
ép lớn nên có thể ép ñược những vật có chiều cao lớn, chuyển ñộng của ñầu con
trượt chính xác nên chất lượng gia công tốt. Tuy nhiên, máy có ñộ cứng vững kém,
chỉ có một trục vít chịu lực nên không cho phép dập các chi tiết có ñộ lệch tâm lớn,
thường dập vật tròn xoay. Máy ép ma sát trục vít cũng ñược sử dụng rộng rãi trong
sản xuất hàng loạt và hàng khối.
1.2. ðúc bằng phương pháp thuỷ lực( máy ñúc thuỷ lực).
1.2.1. Sơ ñồ và nguyên lý hoạt ñộng


Hình 2.6: Sơ ñồ máy ñúc thủy lực.
1. Bộ lọc dầu 5. Bộ chia dầu

2. Bơm cánh quạt 6. Bộ tăng áp
3.ðộng cơ 7. Xylanh thuỷ lực
4. Van an toàn 8. Piston thuỷ lực
- 9 -
Hệ thống thuỷ lực của máy ñúc thuỷ lực bao gồm các bộ phận chính sau:
bình dầu, ñường ống, van an toàn, bơm, ñộng cơ, bộ chia dầu, bộ tăng áp, xilanh và
piston thuỷ lực, các ñệm kín.
ðầu tiên, dầu ñược bơm từ bể dầu qua bộ lọc dầu 1, dầu qua bơm cánh quạt
2 (ñược bơm từ ñộng cơ 3), sau ñó dầu qua van an toàn 4, bộ chia dầu 5. Từ ñây,
dầu ñi theo hai hướng: Hướng một, dầu qua ñường ống lên bộ tăng áp, tại ñây áp
suất của chất lỏng ñược tăng lên rất nhiều, dầu có áp suất cao ñược ñưa vào phần
trên của xilanh. Tại phần này, dưới áp lực của dầu, piston chuyển ñộng xuống tạo
lực ép. Cùng với việc chuyển xuống của piston, dầu ở phần dưới của xilanh ñược
ñẩy ra ngoài qua ñường ống về bộ chia dầu 4 rồi xuống thùng dầu. Hướng hai, dầu
ñi qua ñường ống lên phần dưới của xilanh. Ở ñây, dầu ñẩy piston lên thực hiện
hành trình chạy nhanh lên. Cùng lúc này, dầu ở phần trên xilanh qua bộ tăng áp,
ñường ống về bộ chia dầu rồi về thùng dầu. Quá trình trên thực hiện liên tục tùy
theo sựñiều khiển của người sử dụng.
1.2.2. Ưu nhược ñiểm và phạm visử dụng.
Các máy thủy lực thường có ưu ñiểm rất lớn trong việc chuyển ñộng. Nó
không ñạt tốc ñộ chuyển ñộng cao, nhưng các máy thủy lực có hành trình ổn ñịnh,
không gây tiếng ồn nhiều, thực hiện chu trình công tác tại mọi ñiểm trên hành trình
ngoại trừ quá tải.
Máy ñúc thủy lực trong ngành cơ khí ñược sử dụng rất rộng rãi, từ việc nâng
hạ ñến gia công kim loại, cũng như phi kim loại. Việc gia công trên máy rất ñơn
giản và có năng suất cao. Lượng dư gia công khi sử dụng máy ñúc là thấp và chỉ
cần một lần dập là có thể ñạt ñược ñộ chính xác như yêu cầu. Chính vì vậy, mà hiện
nay máy ñúc thủy lực ñang ñược sử dụng ngày càng nhiều trong ngành cơ khí vì
khả năng gia công của nó là rất lớn. Việc sử dụng máy ñúc trong ngành cơ khí là
một yêu cầu cần thiết hiện nay. Máy ñược sử dụng trong nhiều công ñoạn khác

nhau ñể hình thành sản phẩm cũng như phụ trợ cho sản xuất. Máy ñúc thủy lực có
thể thực hiện hành trình tại mọi thời ñiểm ngoại trừ quá tải. Máy có thể làm nhiều
- 10 -
công việc khác nhau như: dùng ñể gia công kim loại và gia công vật liệu phi kim
loại.

Hình 2.7. Một số máy ñúc thuỷ lực trên thị trường

a) Máy ñúc thử mẫu bê tông.
b) Máy ñúc gia nhiệt sửa lốp xe máy theo công nghệ Nhật.
c) Máy ñúc ñể ñóng gói bao bì nhựa.
d) Máy ñúc khung chữ H.
e) Máy ñúc ván dăm.
f) Máy ñúc thuỷ lực 1200 tấn.
- 11 -
I.3. TỔNG QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM COMPOSITE PHỤC VỤ TRONG
NGHÀNH NUÔI TRỒNG THUỶ SẢN.
I.3.1. Cánh bơm hướng trục chế tạo từ vật liệu composite.
ðối với cánh bơm, từ trước ñến nay người ta thường sử dụng kim loại ñể chế
tạo. Nó chịu các lực thuỷ ñộng khá lớn và nói chung ñược chế tạo thừa bền. Vì vậy,
vẫn có khả năng thay thế từ vật liệu kim loại có ñộ bền cao sang vật liệu phi kim
loại như composite. Bên cạnh ñó do kết cấu cánh bơm hướng trục khá ngắn, tức là
phần công-xôn của cánh không quá lớn so với ñường kính củ cánh như chân vịt tàu
thuỷ; chiều rộng của cánh hay nói cách khác là tỷ số mặt ñĩa gần bằng 1 nên ứng
suất tại gốc cánh không quá lớn.
Khâu chuẩn bị khuôn như làm sạch, mattit, phủ lớp chống dính parafin và
lớp bảo vệ bề mặt gel coat cũng giống như phương pháp lát tay. Tuy nhiên trong
quy trình chế tạo mới có ñiểm mới so với quy trình cũ ñó là:
+ Khâu chuẩn bị vật liệu composite:
Vật liệu cốt là sợi cacbon dạng Mat ñược cắt ngắn từ 5( 10mm sau ñó ñánh

rối lại với nhau sao cho phương của chúng phân bố ngẫu nhiên trong không gian
(khâu này sẽ ñược cơ khí hóa khi sản phẩm ñược sản xuất hàng loạt). Nhựa nền là
loại nhựa polyester không no (ở ñây chọn loại 9509 của Malaysia). Sau khi ñã ñịnh
lượng ñúng thành phần khối lượng giữa nhựa và sợi, tiến hành trộn ñều nhựa và sợi
(nhớ pha chất xúc tác giúp ñông rắn nhanh) ñồng ñều thành một khối nhão, khâu
này cũng ñược cơ giới hóa sau này.
+ Khâu ñúc:
Quy trình mới ở ñây không trát vật liệu theo từng lớp mà là ñùn ép giống như
ñùn ép nhựa. Sau khi ñịnh lượng thể tích vật liệu composite cần thiết (có thừa) cho
một cánh bơm thông qua ñịnh lượng khối lượng, ñổ vật liệu vào cylinder của khuôn
ép, ñậy piston và dùng cơ cấu vít- ñai ốc ñùn ép vật liệu vào lòng khuôn (khuôn
ñược chuẩn bị từ trước). Quá trình ép ñược tiến hành qua hai giai ñoạn:
Giai ñoạn một: Chưa ép sát hai mảnh khuôn lại với nhau mà phải ñể hai mặt
phân khuôn cách một khoảng nhờ một miếng chêm dày 4÷5mm sau ñó ép piston ép
- 12 -
ñi xuống chạm lõi. Mục ñích của giai ñoạn này là tạo cho khoảng cánh có chiều dày
lớn, giúp cho vật liệu
- Dễ ñi vào cánh vì ñộ chảy loãng và ñiền ñầy khuôn tại các vị trí hẹp và xa khó.
- Giai ñoạn hai: Ép sát hai tấm khuôn lại với nhau cho ñến khi mặt phân
khuôn sít lại với nhau
Trong sản xuất ñơn chiếc thì việc áp dụng phương pháp này rất phù hợp vì
chi phí cho vật liệu và cho khuôn ñúc thấp hơn chi phí trong phương pháp ñúc có
nhiệt ñộ, chi tiết nhận ñược theo phương pháp này có bề mặt ñẹp, kết cấu khuôn
ñơn giản vì không phải thiết kế hệ thống làm mát, hệ thống sấy nóng khuôn như
trong khuôn ñúc mẫu chảy. Vì vậy việc áp dụng phương pháp ñúc này ñể ñúc cánh
bơm composite là rất phù hợp.

I.3.2. Ống dẫn dòng composite dùng trong bơm hướng trục.
Nếu thay ñổi kết cấu truyền thống, tức là làm cho ống dẫn dòng không còn
làm nhiệm vụ gánh ñỡ toàn bộ bơm thì có thể dùng vật liệu phi kim loại có ñộ bền
cơ học thấp ñể chế tạo. Do ñó khi nó không chịu lực lớn, chỉ chịu lực tác ñộng của
dòng chảy nên có thể thay thế từ vật liệu kim loại sang vật liệu nhựa PVC loại ống
nước theo tiêu chuẩn ñể giảm giá thành.
a)
b)
Hình 3.13: Minh họa các giai ñoạn ñùn ép cánh bơm

- 13 -
Trong quá trình chế tạo sản phẩm chúng ta ñi nghiên cứu chế tạo sản phẩm
ống nhựa PVC có các thông số kỹ thuật như sau:
Loại ống có kích thước danh nghĩa Ø27 ( áp dụng cho bơm hướng trục
ñứng dùng ñộng cơ ñiện trên khô).
+ ðường kính ngoài của ống: Ø27
+ ðộ dày thành ống: 3,1 mm
Loại ống có kích thước danh nghĩa Ø114 ( áp dụng cho bơm hướng trục
ngang dùng ñộng cơ ñiện kín nước).
+ ðường kính ngoài của ống: Ø31
+ ðộ dày thành ống: 2,8 mm
Ống PVC có các ñặc ñiểm rất phù hợp ñể chế tạo bơm chuyên dụng phục vụ

nuôi trồng thủy sản như sau:
• Bền với hoá chất, không bị rỉ sét.
• Khả năng chịu va ñập và áp lực lớn.
• Nhẹ chỉ bằng 1/5 trọng lượng thép, vận chuyển dễ dàng.
• Lắp ñặt nhanh ñơn giản.
• Không ñộc hại.
• Hệ số ma sát nhỏ.
• Tính cách nhiệt tốt.
• Giá thành hạ.
ði kèm với ống là phụ tùng ñường ống như co nối 900, ống nối T cong nhằm
thay ñổi hướng của dòng chảy theo yêu cầu của ñầu hút và ñầu xả của bơm.







a)

b)

c)

Hình 2.16: Ống nhựa PVC và phụ tùng ñường ống sử dụng trong chế tạo bơm
a) Ống b) Co 90
0
c) Nối T cong
- 14 -
CHƯƠNG II

THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY ðÚC THUỶ LỰC

II.1. Yêu câù kỹ thuật thiết bị.
Tất cả máy móc khi thiết kế chế tạo ñều có yêu cầu kỹ thuật ñể quá trình hoạt
ñộng ñạt hiệu quả cao. Dưới ñây là yêu càu kỹ thuật của máy ñúc thuỷ lực:
− Yêu cầu hàng ñầu là phải ñủ ñộ cứng vững trong khi làm việc.
− Máy sử dụng phải an toàn, chịu ñược khí hậu nóng ở Việt Nam, vì nhiệt ñộ
cao làm nhiệt ñộ của chất lỏng tăng nhanh ảnh hưởng ñến áp suất làm việc.
− Phải ñúc ñược những sản phẩm từ vật liệu composite như: cánh bơm, ống
dẫn dòng, cút nối ống, phao trong hệ thống bơm hướng trục.
− Áp suất phải ổn ñịnh khi làm việc.
− Khi có sự cố xảy ra phải dừng máy ngay lúc ñó.
II.2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
1. ðưa ra các phương án và phân tích các phương án ñó.
Các phương án thiết kế ñược ñưa ra ñều dựa trên những tiêu chí sau: giá
thành, kích thước của máy, ñộ tin cậy của hệ thống, khả năng bảo trì, tính ñối lẫn
của từng bộ phận trong máy, hệ số an toàn, chỉ số khả năng sẵn sàng,
Dưới ñây là một số phương án thiết kế:
1.1. Phương án thiết kế 1:
Phương án thiết kế này chính là thiết kế máy ñúc thuỷ lực có 4 trụ hoặc 2 trụ
ñể ñịnh tâm.
* Ưu ñiểm của phương án:
- Mạch thuỷ lực hoạt ñộng ổn ñịnh.
- Năng suất gia công lớn.
- Lực ép ổn ñịnh.
- Sử dụng cho máy ñúc có công suất lớn.
* Nhược ñiểm của phương án:
- Qúa trình gia công phức tạp.
- 15 -
- Công ñoạn lắp ghép phức tạp.

- Kích thước khung không thuận lợi cho việc sản xuất.
- Mạch thuỷ lực thiết kế phức tạp vì cần phải có van phân phối.
- Việc bảo trì khá phức tạp.
- Gía thành của sản phẩm khá cao.
- Công việc bảo dưỡng khá phức tạp.

Hình 2.8. Máy ñúc có trụ ñịnh tâm

1.2. Phương án thiết kế 2:
Phương án thiết kế này là thiết kế máy ñúc thuỷ lực không có trụ ñịnh tâm.
* Ưu ñiểm của phương án:
- ðảm bảo ñầy ñủ những chức năng của máy ñúc.
- Hệ thống ñiều khiển linh hoạt về hành trình, áp suất tương ñối ổn ñịnh.
- Kích thước khung phù hợp với các dạng sản xuất khác nhau.
- Bảo trì ñơn giản.
- Hệ thống ñiện tương ñối ñơn giản.
- 16 -
* Nhược ñiểm của phương án:
- ðiều khiển khá phức tạp.
- Hệ thồng không vững bằng hệ thống trụ ñịnh tâm.
- Hệ thống này chỉ thích hợp với máy có công suất nhỏ.

Hình 2.9. Máy ñúc không có trụ ñịnh tâm
2. Chọn phương án tối ưu.
Như ñã nói ở phần trên, phương án tối ưu là phương án thoã mãn những yêu
cầu trên và phục vụ cho quá trình sản xuất một cách hiệu quả nhất. Ở ñây ta chọn
phương án thiết kế 1 là thiết kế máy ñúc thuỷ lực có 4 trụ ñịnh tâm, vì năng suất gia
công lớn, mạch thuỷ lưc và lực ép ổn ñịnh. Ngoài ra, bộ khung của máy còn cho
phép ñảm bảo ñộ cứng vững , an toàn cho người lao ñộng khi tham gia sản xuất và
phù hợp với quy mô sản xuất trong các công ty va Doanh Nghiệp tư nhân.

- 17 -
II.3. THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ MÁY ðÚC THUỶ LỰC.
1. Sơ ñồ máy ñúc thuỷ lực:

Hình 2.13: Sơ ñồ máy ñúc thủy lực
1. Bộ lọc dầu 5. Bộ chia dầu
2. Bơm cánh quạt 6. Bộ tăng áp
3.ðộng cơ 7. Xylanh thuỷ lực
4. Van an toàn 8. Piston thuỷ lực

- 18 -
2. Cấu tạo máy ñúc thuỷ lực.
2.1. Thân máy:


Hình 2.8: Khung máy

ðược sử dụng rộng rãi nhất là kiểu cố ñịnh các cột với mỗi xà ngang bằng
các ñai ốc. Kiểu cố ñịnh này không ñảm bảo sự dịch chỉnh của cột trong xà một
lượng bằng khe hở giữa chúng và các hốc (khoảng 2 mm) nhưng nó lại làm ñơn
giản hơn cho việc lắp rắp. ðể ngăn ngừa sự tự quay của các ñai ốc dưới thì các trên
xà dưới có các chặn chống xoay. Trên các cột ñai ốc ñược hãm bằng các tấm hãm,
việc chống tự xoay cho các ñai ốc bên trong là không cần thiết. Nhược ñiểm của
kiểu cố ñịnh là có ứng suất tập trung ở các ñường ren của cột tại chỗ thoát ren từ xà
cố ñịnh trên và dưới, tại ñây có mômen cực ñại.