KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 25 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm CHƯƠNG 2 PHƯƠNG THỨC VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG 2.1. PHƯƠNG THỨC TRUYỀN ĐỘNG VÀ PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN 2.1.1. Công dụng của thiết bị truyền động Thiết bị truyền chuyển động từ động cơ chính đến chong chóng thường gọi là thiết bị truyền động. Thiết bị truyền động chính trong hệ thống động lực tàu thủy bao gồm: hệ trục, thiế t bị nối – tách trục (hay ly hợp) và bộ giảm tốc (hay hộp số). Công dụng của thiết bị truyền động là: – Truyền chuyển động quay hay công suất từ động cơ chính đến chong chóng. – Làm thay đổi được mômen quay của chong chóng do đó làm cho việc thiết kế chong chong được dễ dàng và đạt được hiệu suất cao hơn, đồng thời làm cho hệ động lực phù hợp hơn với một s ố chế độ khai thác của tàu. – Nhờ thiết bị truyền động mà động cơ chính không chịu ảnh hưởng trực tiếp của chong chóng, do đó có thể chọn động cơ chính có tính kinh tế và độ tin cậy cao. Và do vòng quay của động cơ không bị hạn chế nên có thể chọn động cơ có các chỉ tiêu trọng lượng và kích thước mong muốn. – Sử dụng thiết bị truyền động không những khống chế được vòng quay và chiều quay của trục chong chóng mà còn tạo khả năng tự động điều chỉnh đặc tính quan hệ giữa động cơ chính và chong chóng. – Sử dụng thiết bị truyền động có thể thay đổi được đặc tính đàn hồi của hệ trục, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp và vận hành an toàn. 2.1.2. Phân loại phương thức truyền động Trang trí động lự c tàu thủy dùng nhiều loại động cơ chính khác nhau, đặc tính đẩy của tàu cũng khác nhau nên phương thức truyền động cũng khác nhau. Phương thức truyền động thường phân thành 3 loại chính sau: 1– Truyền động trực tiếp Truyền động trực tiếp là dạng phương thức truyền động trong đó số vòng quay của chong chóng bằng số vòng quay của động cơ chính. Loại phương thức truyền động này được dùng ph ổ biến trên các tàu có công suất lớn và vừa, vòng quay của chong chóng trong khoảng 85 ÷ 300 rpm (vòng/phút). Trong vài trường hợp đặc biệt vòng quay của chong chóng có thể cao hơn các trị số nêu trên; chẳng hạn như: một số tàu khách chạy trong luồng lạch cạn và một số tàu quân sự. ▪ Truyền động trực tiếp có ưu điểm: KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 26 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm – Hiệu suất truyền động cao, vì ngoài tổn thất trên đường trục ra không còn tổn thất nào khác. – Suất tiêu hao nhiên liệu của các loại động cơ sử dụng trong truyền động trực tiếp thấp (130 ÷ 150 g/hp.h) và thấp hơn loại động cơ có số vòng quay cao từ 6 ÷ 25%. – Hiệu suất chong chóng cao, do được thiết kế với số vòng quay phù hợp. – Hệ động lực đơn giản, thiết bị chắc chắn, làm việc tin cậy, bảo quản dễ dàng, ít ồn và gây chấn động, tuổi thọ cao ▪ Nhược điểm của truyền động trực tiếp: – Trọng lượng và kích thước của động cơ chính lớn. Đối với tàu có yêu cầu lượng chiếm nước nhỏ và công suất lớn thì dạng truyền động này không phù hợp. – Tính cơ động (đảo chiều quay của chong chóng) kém linh hoạt hơ n do phải sử dụng động cơ tự đảo chiều. – Ít phù hợp với loại tàu có nhiều chế độ khai thác (chế độ tải) 2– Truyền động gián tiếp Truyền động gián tiếp là dạng phương thức truyền động trong đó số vòng quay của chong chóng khác với số vòng quay của động cơ chính. Sự khác nhau nói trên có thể tuân theo một tỷ lệ nhất định hoặc không theo một tỷ lệ nào cả. Và do vậy, trên đường trục đối với dạng phương thức truyền động này thường có thêm một số thiết bị trung gian đặc biệt để truyền công suất, như: thiết bị nối trục hay bộ giảm tốc Truyền động gián tiếp được chia ra làm 2 loại: – Truyền động gián tiếp có bộ ly hợp; bao gồm các loại sau: ly hợp thủy lực, ly hợp ma sát cơ giới, ly hợ p khí động, ly hợp điện từ. – Truyền động gián tiếp có bộ giảm tốc (hộp số); bao gồm: bộ giảm tốc thủy lực, bộ giảm tốc bánh răng Truyền động gián tiếp có một số đặc điểm: – Khi dùng bộ ly hợp thì bất cứ lúc nào cũng có thể ly và hợp trục động cơ với trục chong chóng. Nếu bộ ly hợp là dạng đảo chiểu được thì động cơ chính được sử dụng là loại không tự đảo chiều, kết cấu của động cơ chính đỡ phức tạp và vận hành thuận tiện hơn. Bộ ly hợp đàn tính hay thủy lực có khả năng làm giảm nhẹ xung lực, dao động xoắn, và do đó có khả năng bảo vệ động cơ và hệ trục làm việc an toàn. Trong những năm gần đây bộ ly hợp đàn tính và thủy lực được dùng nhiều trên các tàu lai dắt hoặc tàu chạy vùng băng giá. – Dùng truyền động gián tiếp có thể khắc phục được toàn bộ những nhược điểm của phương thức truyền động trực tiếp. Đó là việc sử dụng được động cơ cao tốc (với kích thước và KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 27 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm trọng lượng nhỏ) làm giảm được đáng kể kích thước và trọng lượng của hệ động lực; bên cạnh đó có thể kết hợp với bộ giảm tốc nhiều cấp tỷ số truyền để thu được nhiều chế độ vòng quay của chong chóng. – Một ưu điểm nổi bật của dạng phương thức truyền động gián tiếp đó là có thể làm tăng hiệu suất của trang trí động lực khi tải ngoài thay đổi. Trong trường hợp thiếu động cơ công suất lớn, có thể dùng nhiều động cơ để quay một chong chóng. Khi đó, khả năng dự trữ công suất cho hệ động lực sẽ cao hơn. Khi chong chóng làm việc ở chế độ tải bộ phận thì chỉ cần vận hành một động cơ và động cơ đó vẫ n làm việc ở đường đặc tính ngoài, nâng cao được hiệu suất của hệ động lực. Hoặc trong những trường hợp đặc biệt cũng có thể dùng một động cơ thông qua bộ giảm tốc để quay nhiều chong chóng. Loại truyền động này được dùng phổ biến trên các tàu có công suất nhỏ và vừa. – So với dạng phương thức truyền động trực tiếp, truyền động gián tiếp có hiệu su ất thấp hơn vì có thêm các thiết bị trung gian, độ tin cậy giảm, hệ thống phức tạp hơn. 3– Truyền động đặc biệt Truyền động đặc biệt bao gồm 2 dạng chủ yếu sau: truyền động điện và truyền động chong chóng biến bước. 3–1 Truyền động điện Đặc điểm của loại truyền động này là giữa động cơ và chong chóng không có sự liên h ệ cơ giới. Động cơ lai máy phát điện, cung cấp điện cho động cơ điện lai chong chóng. Do năng lượng truyền từ động cơ đến chong chóng được chuyển hóa 2 lần nên hiệu suất của dạng phương thức truyền động này thấp hơn hai phương thức trên. Điện truyền động có những đặc điểm đặc biệt sau: – Không cần có hệ trụ c dài và bố trí nhiều gối trục trung gian, động cơ có thể bố trí ở bất cứ vị trí nào thích hợp trong buồng máy. Tính linh hoạt và năng lực dự trữ lớn. – Khi cần thay đổi chiều quay của chong chóng, chỉ cần thay đổi chiều quay của động cơ điện; như vậy sẽ thao tác nhanh chóng và tiện cho việc điều khiển từ xa. – Động cơ chính (diesel lai máy phát) không bị ảnh hưởng b ởi vòng quay và chiều quay của chong chóng nên có thể dùng động cơ cao tốc quay một chiều, và do đó trọng lượng của trang trí động lực giảm xuống theo hướng có lợi. – Trong sử dụng sẽ khai thác một cách có hiệu quả động cơ chính, vì cùng một lúc động cơ chính có thể cung cấp năng lượng điện cho hệ động lực lẫn các phụ tải điện khác trên tàu. Đồng thời, việc sử dụ ng nhiên liệu nặng sẽ đem lại hiệu quả tích cực trong trường hợp này. – Nhược điểm của dạng phương thức truyền động này là trang trí động lực phức tạp, hiệu suất thấp, giá thành đầu tư cao, yêu cầu kỹ thuật cao khi vận hành, do đó chỉ dùng trong KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 28 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm những tàu đặc biệt như tàu phá băng, tàu quân sự, tàu lai dắt đặc biệt, tàu yêu cầu tính cơ động cao. Dạng truyền động này có tiếng ồn khá lớn nên phải dùng các biện pháp giảm chấn, giảm âm thích hợp để khắc phục. 3–2 Truyền động chong chóng biến bước Loại truyền động này có thể sử dụng phương thức truyền động trực tiếp hoặc gián tiếp. Đặc điểm c ủa dạng truyền động này là: – Chiều quay của chong chóng không đổi nhưng tàu vẫn thực hiện được hành trình tiến hoặc lùi. – Thay đổi bước của chong chóng sẽ đạt được những yêu cầu mong muốn trong bất kỳ tốc độ hành trình nào, nâng cao được tính kinh tế của trang trí, phát huy được đầy đủ công suất của động cơ; đồng thời động cơ làm việc ổn định kể cả khi chong chóng có tốc độ quay ch ậm. – Tăng cường tính cơ động của tàu và thuận tiện cho việc điều khiển từ xa. Tuy nhiên, vì phải có thiết bị điều khiển đặc biệt trong hệ trục và cánh chong chóng khiến việc chế tạo, lắp ráp gặp nhiều khó khăn, thiết bị làm kín đòi hỏi độ tin cậy lớn và rất phức tạp. Những năm gần đây truyền động chong chóng biến bướ c được dùng khá nhiều trên các đội tàu đánh cá, tàu container. 2.1.3. Lựa chọn phương thức truyền động 1– Phù hợp với công dụng và khu vực hoạt động của tàu Với cùng một loại thiết bị truyền động thì có thể lắp cho các tàu có công dụng và khu vực hoạt động khác nhau; nhưng mỗi một phương thức truyền động thì chỉ phù hợp với một loại tàu nhất định. Ví dụ như: tàu chạy ở các vùng có băng giá, nhiều rong rêu thường chọn động cơ có tốc độ thấp và có thiết bị nối trục thủy lực để đảm bảo cho động cơ được an toàn khi chong chóng bị sự cố; hoặc tàu phá băng cần có mômen xoắn lớn nên chọn truyền động điện là phù hợp và ưu việt nhất; các tàu hàng khô chạy biển thì dùng phương thức truyền động trực tiếp hay truyền động giả m tốc nhằm nâng cao hiệu suất kinh tế của trang trí. 2– Đạt được tính kinh tế của các loại truyền động Khi chọn phương thức truyền động thì phải xét đến chỉ tiêu kinh tế. Để đạt được hiệu suất cao nhất thì nên chọn phương thức truyền động trực tiếp; các dạng truyền động còn lại có hiệu suất nhỏ hơn, tuy nhiên nó lại được hiệu quả kinh tế – k ỹ thuật trong những trường hợp nếu sử dụng phương thức truyền động trực tiếp không đạt yêu cầu. Nói tóm lại, việc đạt được tính kinh tế cao trong lựa chọn phương thức truyền động nào chỉ thực sự thích hợp khi đã đạt được yếu tố kỹ thuật trong lựa chọn phương thức truyền động đó. KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 29 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm 3– Phù hợp với sự phát triển của động cơ chính Những năm gần đây nhiều loại động cơ mới được dùng trên tàu thủy (như động cơ cao tốc, piston tự do, tuabin khí, các động cơ diesel được cường hóa với việc tự động hóa và hỗ trợ điều khiển của các thiết bị điện tử ) do đó phương thức truyền động cũng có nh ững yêu cầu thích ứng. Các thiết bị truyền động không ngừng được cải tiến và phát triển theo sự phát triển của trang trí động lực. Sự phát triển của trang trí động lực là hướng vào tốc độ, năng lực hoạt động, độ tin cậy, giảm trọng lượng và kích thước, do đó phương thức truyền động cũng phải hướng theo xu thế này. Điều này được thể hiện rõ trong thi ết kế và kết cấu của các thiết bị truyền động. Từ sự phân tích trên, có thể đưa ra một số cách chọn phương thức truyền động như sau: – Nếu động cơ có số vòng quay thấp (hoặc thấp tốc), cỡ lớn được thiết kế lắp đặt trên tàu có trọng tải lớn thì nên chọn phương thức truyền động trực tiếp. – Với động cơ có số vòng quay lớn (hoặc cao tốc), yêu cầu tính cơ động cao thì có thể dùng phương thức truyền động giảm tốc, ly hợp giảm tốc truyền động gián tiếp. – Những năm gần đây việc sử dụng động cơ quay một chiều và tua–bin khí trở nên rộng rãi, do đó phương thức truyền động giảm tốc, điện truyền động và chong chóng biến bước có nhiều hướng phát triển và ứng dụng hơn. KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 30 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm 2.2. LY HỢP MA SÁT 2.2.1. Khái quát Bộ ly hợp ma sát là thiết bị truyền động được dùng rộng rãi trên các loại tàu có công suất vừa và nhỏ, vì loại tàu này yêu cầu các thiết bị động lực có trọng lượng và kích thước nhỏ, gọn. Ly hợp ma sát có thể thoả mãn được yêu cầu đó. Một số đặc điểm chính của truyền động ly hợp ma sát: – Ở trạng thái làm việc ổn định không xảy ra sự trượt t ương đối của các bề mặt ma sát, do vậy hiệu suất truyền động cao. – Thời gian ly hợp ngắn. Với những thiết bị truyền động công suất vừa và nhỏ, thời gian tiếp hợp hoàn toàn không quá 0,2 ÷ 0,3 giây. – Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ. – Ly hợp ma sát thao tác bằng phương pháp cơ giới khi làm việc không tiêu hao năng lượng. Do những đặc điểm trên, ly hợp ma sát là thiết bị duy nh ất dùng trên các tàu yêu cầu có tính cơ động cao, kích thước nhỏ. Thông thường, bộ ly hợp ma sát được thiết kế với bộ giảm tốc có chung thân vỏ. Căn cứ vào hình dáng bề mặt ma sát, bộ ly hợp ma sát trên tàu thủy chia thành bốn loại: – Bộ ly hợp ma sát đĩa, mặt ma sát là hai đĩa phẳng. – Bộ ly hợp ma sát hình chóp nón, mặt ma sát là hình chóp nón. – Bộ ly hợp hình trống, mặt ma sát là hình trụ tròn. – Bộ ly hợp hình răng vòng, mặt ma sát là những vòng răng đồng tâm, m ặt hình chóp. Sự khác nhau giữa ly hợp ma sát đĩa với các loại khác đó là: ly hợp ma sát đĩa có thể có nhiều cặp đĩa ma sát, còn các loại khác chỉ có một cặp ma sát. Trường hợp ly hợp ma sát hình chóp tròn có hai cặp ma sát là trường hợp ngoại lệ. Bởi vậy, khi áp lực và hệ số ma sát như nhau, cùng truyền động một mômen xoắn như nhau, thì bộ ly hợp ma sát đĩa có kích thước nhỏ hơn. Bộ ly hợp ma sát kiểu răng vòng có bề m ặt ma sát lớn, do đó thiết bị rất gọn nhẹ và có thể đặt ngay trong hộp giảm tốc. Quá trình làm việc của bộ ly hợp ma sát có thể chia làm ba giai đoạn: Giai đoạn tiếp hợp, giai đoạn ổn định và giai đoạn ngừng tiếp hợp. Giai đoạn tiếp hợp, trục bị động ở trong tình trạng vận hành không ổn định, tốc độ tăng d ần đến tốc độ của trục chủ động trong thời gian 1 ÷ 2 giây. Giai đoạn ổn định, sau khi đã vận hành ổn định, bộ ly hợp ma sát được coi như một thể thống nhất truyền mômen và cân bằng với lực cản bên ngoài. KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 31 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm Giai đoạn ngừng tiếp hợp, trong giai đoạn này trục bị động cũng ở trong trạng thái không ổn định, tốc độ giảm dần đến lúc dừng hẳn. Khi trang trí động lực làm việc ở các phụ tải khác nhau, các giai đoạn trên xảy ra cũng khác nhau. Nếu chế độ công tác của bộ ly hợp ma sát luôn thay đổi, thường xuyên ly hợp với thời gian ngắn thì giai đoạn thứ nhấ t có tác dụng chủ yếu, lúc này phụ tải động lực của bộ ly hợp ma sát rất quan trọng. Nếu số lần ly hợp ít và thời gian dài thì phụ tải động lực của bộ ly hợp không quan trọng lắm. Trong thực tế, bộ ly hợp có chế độ công tác ổn định, thường làm việc dài ở giai đoạn thứ hai. Khi bộ ly hợp ở trạng thái tiếp hợp, trục bị động được gia tốc dần và đạt đến tốc độ của trục động. Trên bề mặt ma sát, trị số lực đẩy Q tăng dần từ 0 đến lớn nhất. Sau khi kết thúc giai đoạn thứ nhất, tốc độ hai trục bằng nhau và cân bằng với lực bên ngoài. Trong toàn bộ thời gian của giai đoạn thứ nhất, số vòng quay của trục bị động nhỏ h ơn số vòng quay của trục chủ động vì giữa 2 đĩa ma sát có hiện tượng trượt tương đối. Công tiêu hao trên trục bị động bằng năng lượng gia tốc của bộ phận bị động cộng với công tổn thất giữa các đĩa ma sát và nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình ma sát tiếp xúc. Để có tổn thất tiếp hợp nhỏ nhất, mômen xoắn M 1 của trục chủ động truyền cho trục bị động phải lớn hơn mômen xoắn M 2 trên trục bị động. Nếu M 1 lớn hơn M 2 quá nhiều thì thiết bị quá cồng kềnh và các yếu tố có lợi (trọng lượng nhỏ, lực xung kích giảm) sẽ bị hạn chế. Trong trường hợp này, nếu mômen tác động đột biến lên trục chủ động sẽ xảy ra hiện tượng xung kích bất lợi cho thiết bị. Nhưng nếu M 1 quá nhỏ, thời gian tiếp hợp kéo dài, tổn thất sẽ tăng lên. Vì vậy, phải căn cứ vào đặc điểm của thiết bị truyền động mà chọn mômen truyền động cho thích hợp. Bộ ly hợp không được quá cồng kềnh và thời gian tiếp hợp không được quá nhanh, nếu điều kiện này không thoả mãn, mômen xoắn sinh ra từ lúc tiếp hợp hệ thống đàn tính giữa động cơ đế n chong chóng sẽ phát sinh biến dạng xoắn. Nếu tiếp hợp quá nhanh, tại thời điểm tiếp hợp, hệ thống có hiện tượng dao động xoắn dạng tắt dần và trong tình huống nào đó dao động sẽ gây sự cố nguy hiểm. Sau khi phần bị động của ly hợp được gia tốc xong, hiện tượng xoắn uốn của hệ thống mất đi. Dao động của hệ thố ng có dạng dao động tắt dần. Một cơ cấu hợp lý nhất là lúc tiếp hợp, lực ép giữa hai đĩa làm ma sát tăng dần đều khiến cho sự tiếp hợp êm và ổn định, đồng thời sau khi đã tiếp hợp hoàn toàn mới tăng dần tải trọng bên ngoài lên. Đặc tính biến đổi mômen xoắn lúc tiếp hợp được quyết định bởi kết cấu của cơ cấu tiế p hợp, mômen quán tính, thời gian tiếp hợp và những yếu tố phụ như: ma sát động giữa các đĩa ma sát, tốc độ tương đối và áp lực. KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 32 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm Trong một số hệ thống thường xuyên yêu cầu tiếp hợp, khối lượng cơ cấu lớn, trong quá trình tiếp hợp có xảy ra hiện tượng trượt. Công tiêu hao khi trượt một phần biến thành nhiệt và một phần mài mòn các bề mặt ma sát. 2.2.2. Vật liệu chế tạo ly hợp ma sát Vật liệu chế tạo dùng cho các bề mặt ma sát của ly hợp phải đạt được các yêu cầu sau: – Có tính chịu mòn cao; – Hệ s ố ma sát lớn và không biến đổi khi nhiệt độ thay đổi; – Tính năng chống kết dính cao (lúc phụ tải cao, các mặt ma sát không được kết dính vào nhau); – Có độ bền cao, chịu được lực cắt; – Tính năng chịu nhiệt, biến dạng nhiệt ít; – Dẫn nhiệt tốt và tỏa nhiệt nhanh; Trên thực tế rất khó tìm chọn được loại vật liệu đạt được các yêu cầu trên. Vì vậy vật liệu dùng cho ly h ợp ma sát thường xuất phát từ những đặc tính chủ yếu. Khi chế tạo bộ ly hợp ma sát, thường sử dụng các loại vật liệu tổng hợp sau (kể cả ma sát khô và ma sát ướt): gang đúc với gang đúc; thép với đồng thanh, đồng thau, gang đúc, thép, gỗ mềm, amian, da Dùng gang đúc có tính chịu mòn cao, xu hướng dính kết ít nhưng bề mặt tiếp xúc phải được bôi trơn tốt trừ trường hợp truyền mômen không l ớn mới dùng mặt ma sát khô. Dùng thép với thép, bề mặt tiếp xúc rất tốt nhưng yêu cầu độ bóng cao. Ví dụ như bộ ly hợp nhiều đĩa cao tốc, độ bóng bề mặt phải đạt cấp 7 – 9, chỉ trong các trường hợp không quan trọng mới dùng cấp 4 – 6, mặt ma sát dùng dầu bôi trơn. Gỗ có hệ số ma sát cao, thường chế tạo thành từng thanh rời lắp vào rãnh đĩa ma sát được chế tạo đặc biệ t. Dùng gỗ thường được phối tiếp với mặt thép hoặc gang và có hệ số ma sát bằng nhau. Dùng gỗ có ít chất nhựa và dầu để tránh hiện tượng cháy khi làm việc. Khi tốc độ trượt tương đối lớn, hiện tượng phát nhiệt lớn, hệ số ma sát giảm. Để tránh các hiện tượng trên, ta thường đem gỗ thấm hóa (NH 4 ) 3 PO 4 dưới áp suất cao. Một nhược điểm nữa của gỗ là các vòng tuổi của gỗ có độ cứng khác nhau, do đó hạn chế sử dụng gỗ trong bộ ly hợp ma sát. Vật liệu amian được ép thành tấm có cốt kim loại gia cường dùng làm vòng đệm trong bộ ly hợp ma sát khô. Cũng có trường hợp dùng da làm vòng đệm, nhưng dùng rất hạn chế vì da không chịu được nhiệt, dễ cháy. Vải cao su ép được dùng khá rộng rãi, thường ch ế tạo thành từng tấm có chiều dầy từ 0,5 – 70 mm. Đặc điểm của vải cao su ép: khi làm việc ở nhiệt độ 120 – 150 o C thì bắt đầu bị phá hủy, các mặt ma sát không còn bằng phẳng làm cho nhiệt độ càng tăng nhanh. KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 33 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm Những vật liệu như chất dẻo ép, chất dẻo dạng sợi với amian, amian tấm ép, gỗ mềm với sứ kim loại cũng được dùng khá nhiều trong bộ ly hợp ma sát. Vật liệu chế tạo mặt ma sát trong bộ ly hợp phụ thuộc các yếu tố sau: điều kiện làm việc, khả năng phát sinh hư hỏng, hệ số ma sát dưới các tốc độ tương đối, áp suấ t, nhiệt độ, tính giảm nhiệt, Các yếu tố nêu trên không thể phản ánh một cách đầy đủ có ảnh hưởng như thế nào đối với hệ số ma sát của hai bề mặt tiếp xúc khi làm việc. Do đó những giá trị của hệ số ma sát được nêu lên cũng chỉ thích hợp cho những tình hình cụ thể. Theo nhiều số liệu cho thấy, áp suất tăng, hệ số ma sát giảm xuống; tốc độ trượt tăng, hệ số ma sát tăng. Khi làm việc trong dầu bôi trơn hệ số ma sát ổn định hơn. Độ bóng bề mặt ảnh hưởng rất lớn đến hệ số ma sát. Độ cứng của vật liệu cũng có ảnh hưởng, nếu một mặt cứng và một mặt mềm thì mặt mềm sẽ bị mòn nhanh, hoặc nếu hai mặt cứng như nhau thì mặt nào thô hơn sẽ bị mài mòn nhanh hơn. Bảng 2.1: Hệ số ma sát của một số cặp ma sát Cặp ma sát và điều kiện bôi trơn Hệ số ma sát Thép với thép, làm việc trong dầu 0 ÷ 0,004 Thép với thép hoặc gang đúc, bôi trơn bình thường 0,1 Áp suất cũng là một thông số có quan hệ đến hệ số ma sát. Số liệu thống kê cho trong bảng 2.2 tuy chưa nhiều, nhưng đó là những số liệu đáng tin cậy, sử dụng tốt để thống kê tính toán. Khi sử dụng các số liệu cần chú ý: nếu có nhiều đĩa ma sát, đĩa làm bằng thép, áp suất cho phép giảm xuống 3%. Trong những trường hợp đặc biệt, nếu thấy cần thiết cho phép tă ng 10%. Nếu số lần ly hợp nhiều (trên 10 lần trong một giờ) áp suất đó cũng cho phép giảm xuống 1÷2%, nhưng không được nhỏ hơn 40% số liệu cơ bản cho trong bảng. Bảng 2.2: Hệ số ma sát của chất dẻo, cao su Hệ số ma sát với thép Áp suất 10 kG/cm 2 , tốc độ trượt 0,4 m/s Vật liệu Ma sát khô Bôi trơn bằng nước Bôi trơn bằng dầu Chất dẻo ép 0,33 – – Đai hãm bằng amian lưới đồng với nhựa dẻo 0,3 0,13 0,11 Vải cao su ép tầng 0,35 0,07 0,02 KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 C2/HĐL–TBG18.02.10 Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)3856552 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 34 http://www.ebook.edu.vn A4 (210 x 297) mm Hệ số ma sát của gỗ với gang đúc hoặc thép khi áp suất 0,5 ÷ 10 kG/cm 2 , tốc độ trượt 1÷30% được cho trong bảng 2.3. Bảng 2.3: Hệ số ma sát của gỗ với gang đúc hoặc thép Gỗ Kim loại Bôi trơn bằng dầu Bôi trơn bằng nước Ma sát khô Gang 0,29 ÷ 0,34 0,30 ÷ 0,37 0,35 ÷ 0,4 Thép 0,4 ÷ 0,51 0,54 0,60 ÷ 0,65 Trong quá trình làm việc, tốc độ tiếp tuyến cũng ảnh hưởng đến áp suất. Thường dùng đến hệ số điều chỉnh C để xét ảnh hưởng đó. Số lần ly hợp quá nhiều (50 ÷ 100 lần trong một giờ), số lượng tấm ma sát ảnh hưởng rõ rệt đến áp suất. Trường hợp này được điều chỉnh bằng hệ số K 1 . Sau khi xét đến các yếu tố trên, áp suất đơn vị q (kG/cm 2 ) được xác định như sau: 10 KCqq = (2-1) Trong đó: q – áp suất đơn vị thống kê, [kG/cm 2 ]; C – hệ số điều chỉnh tốc độ tiếp tuyến; K 1 – hệ số điều chỉnh do số lần ly hợp. Bảng 2.4: Hệ số điều chỉnh số lần ly hợp K 1 Số bánh chủ động 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Hệ số K1 1 0,97 0,94 0,91 0,88 0,85 0,82 0,79 0,76 Bảng 2.5: Áp suất đơn vị q 0 của vật liệu Vật liệu q 0 [kG/cm 2 ] Thép với thép, bôi trơn bằng dầu 6÷8 Thép với gang trong bộ ly hợp ma sát đĩa tròn 2,5÷3 Thép với gang trong bộ ly hợp ma sát hình chóp 4 Bảng2.6: Hệ số điều chỉnh tốc độ tiếp tuyến C Tốc độ tiếp tuyến, [m/s] Hệ số hiệu chỉnh C 2,5 1 [...]... (031)38565 52 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 42 http://www.ebook.edu.vn A4 (21 0 x 29 7) mm TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL C2/HĐL–TBG18. 02. 10 2. 4 Phương thức và thiết bị truyền động thủy lực 2. 4.1 Nguyên lý làm việc và ứng dụng Thiết bị truyền động thủy lực là thiết bị nối trục thủy lực và giảm tốc thủy lực. .. bánh bị động K khi bánh n cố định Hiệu suất truyền động khi giá hành tinh H chủ động và bánh K bị động xác định như sau: n η KH = Hình 2- 4 1 n (1 + [1 − iKH ]ψ H ) ( 2- 5 ) Truyền động hành tinh với giá hành tinh H chủ động Phân tích các công thức ( 2- 2 ), ( 2- 3 ), ( 2- 4 ), ( 2- 5 ), nếu dùng phương án trong hình 2- 2 lúc tỷ số truyền động tăng, hiệu suất truyền động giảm xuống không nhiều (tính từ bánh chủ động) ... GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL 2. 3 NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 C2/HĐL–TBG18. 02. 10 TRUYỀN ĐỘNG CƠ NĂNG 2. 3.1 Truyền động bánh răng Đọc các giáo trình nguyên lý máy và chi tiết máy 2. 3 .2 Truyền động hành tinh 1– Khái quát về truyền động bánh răng hành tinh Trong truyền động hành tinh (Hình 2- 2 ), bánh răng hành tinh (2) đồng thời tham gia hai chuyển động: ... (031)38565 52 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn 0,04 Page: 41 http://www.ebook.edu.vn A4 (21 0 x 29 7) mm TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL 4– NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 C2/HĐL–TBG18. 02. 10 Một số sơ đồ bộ truyền thường sử dụng Kiểu I Kiểu II Hình 2- 5 Sơ đồ bộ truyền động hành tinh 1 cấp Hình 2- 5 Sơ đồ bộ truyền động hành tinh 2 cấp Biên soạn:... Piston thủy lực 6 Thiết bị làm kín dầu thủy lực, 7 Rãnh cấp dầu thủy lực 8 Trục bị dẫn 9 Vỏ bộ ly hợp (xy-lanh thủy lực) gắn trên phần trục bị dẫn 10 Đĩa chặn Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)38565 52 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 35 http://www.ebook.edu.vn A4 (21 0 x 29 7) mm TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 BỘ MÔN ĐỘNG LỰC... trục thủy lực Thiết bị nối trục thủy lực khác với bộ giảm tốc thủy lực là không có bộ phận dẫn hướng và kích thước của bơm và tuốcbin bằng nhau Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)38565 52 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 43 http://www.ebook.edu.vn A4 (21 0 x 29 7) mm TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL C2/HĐL–TBG18. 02. 10... Với lý do đề phòng truyền động bánh răng hay phát sinh sự cố và sử dụng nhiều dộng cơ liên hợp, thiết bị truyền động thủy lực lại được sử dụng rất rộng rãi 2. 4 .2 Cấu tạo của bộ nối trục thủy lực và giảm tốc thủy lực 1– Thiết bị nối trục thủy lực Thiết bị nối trục thủy lực được phân thành 2 loại: loại tiêu chuẩn và loại đặc biệt Thiết bị nối trục thủy lực tiêu chuẩn bố trí 2 bánh cánh quạt đối xứng... 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 40 http://www.ebook.edu.vn A4 (21 0 x 29 7) mm TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL C2/HĐL–TBG18. 02. 10 Khi chọn phương án động học của truyền động hành tinh, trước hết là căn cứ vào công dụng của trang trí động lực để chọn một phương án có kết cấu tối ưu và có hiệu suất cao Trong một... http://www.ebook.edu.vn A4 (21 0 x 29 7) mm TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL C2/HĐL–TBG18. 02. 10 – Độ mài mòn nhỏ, làm việc được ở nhiệt độ cao Trong một số trường hợp cho phép làm việc tới 600 ÷ 7000 C Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Tel: (031)38565 52 Mobile: 0913.041539 E–mail: anhvietkdt@vnn.vn Page: 37 http://www.ebook.edu.vn A4 (21 0 x 29 7) mm... 29 7) mm TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL C2/HĐL–TBG18. 02. 10 Thiết bị nối trục thủy lực khi làm việc do sự lưu động của chất lỏng tạo nên tổn thất thủy lực Tổn thất đó biến thành nhiệt và làm tăng nhiệt độ của chất lỏng, vì vậy chất lỏng trong thiết bị phải luôn được làm mát Dùng hiệu suất truyền động ε để biểu thị công suất . tích các công thức ( 2- 2 ), ( 2- 3 ), ( 2- 4 ), ( 2- 5 ), nếu dùng phương án trong hình 2- 2 lúc tỷ số truyền động tăng, hiệu suất truyền động giảm xuống không nhiều (tính từ bánh chủ động) . Nhưng dùng phương. hợp (xy-lanh thủy lực) gắn trên phần trục bị dẫn. 10. Đĩa chặn. KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 C2/HĐL–TBG18. 02. 10. H Kn n KH n HK ii i − == 1 11 ( 2- 3 ) Trong đó: KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18. 02. 10 C2/HĐL–TBG18. 02. 10 Biên soạn: