Thiết kế hệ thống điều khiển xe nâng tổng đoạn trong công nghệ đóng tàu thủy

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN XE NÂNG TỔNG ĐOẠN TRONG CÔNG NGHỆ ĐÓNG TÀU THỦY Học viên: Nguyễn Chí Dũng Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ Điện Tử Mã số: 8.52.01.14 Khóa: K32 Trường Đại học Bách

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

NGUYỄN CHÍ DŨNG

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN XE NÂNG TỔNG ĐOẠN TRONG CÔNG NGHỆ ĐÓNG TÀU THỦY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

Đà Nẵng - Năm 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY

Đà Nẵng - Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

NGUYỄN CHÍ DŨNG

MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài : 1

2 Mục tiêu nghiên cứu : 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu : 2

4 Phương pháp nghiên cứu : 2

5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn: 2

6 Cấu trúc luận văn: 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Phương pháp đóng tàu : 4

1.1.1 Khái niệm về tàu thủy : 4

1.1.2 Phương pháp đóng tàu theo module : 6

1.2 Ghép nối tổng đoạn : 9

1.2.1.Khái niệm: 9

1.2.2 Quy trình đấu đà : 11

1.3 Các thiết bị dùng trong ghép nối tổng đoạn : 14

1.4 Hệ truyền động trên ô tô: 17

1.4.1 Hệ thống truyền động cầu trước (FWD): 18

1.4.2 Hệ thống truyền động cầu sau (RWD): 19

1.4.3 Hệ thống truyền động 4 bánh toàn thời gian và bán thời gian: 20

1.5 Kết luận chương 1: 22

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN HOẠT ĐỘNG CỦA XE NÂNG TỔNG ĐOẠN 23

2.1 Tổng quan về xe nâng tổng đoạn: 23

2.1.1 Sơ đồ : 23

2.1.2 Thông số: 24

2.1.3 Chức năng : 24

2.1.4 Ứng dụng: 24

2.2 Phương pháp di chuyển xe: 24

2.2.1 Phân tích sơ đồ thủy lực: 24

2.2.1 Phương pháp di chuyển xe thẳng: 26

2.2.3 Phương pháp di chuyển xe theo vô lăng: 26

2.2.4 Phương pháp di chuyển xe xiên theo một góc cho trước: 30

2.2.5 Phương pháp di chuyến xe quay quanh tâm xe : 31

2.2.6 Phương pháp di chuyến xe quay quanh cabin xe : 32

2.3 Phương án nâng hạ xe : 33

2.3.1 Phân tích phương án: 33

2.3.2 Phương án kiểm tra góc nâng : 34

2.3.3 Phương án lắp đặt: 34

2.4 Lựa chọn hệ thống điều khiển: 35

2.4.1 Hệ thống PLC: 35

2.4.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển : 38

2.5 Kết luận chương 2: 43

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC MITSHUBISHI 44

3.1 Giới thiệu phần mềm lập trình: 44

3.1.1 Phần mềm GX Developer : 44

3.1.2 Phần mềm lập trình HMI GT Designer : 46

3.2 Lập trình hmi: 49

3.3 Sơ đồ tủ điện: 54

3.3.1 Tủ master : Tủ điện Master điều khiển chính cho cabin 2 54

3.3.2.Tủ slaver 1 : điều khiển 2 cụm bánh bên trái cabin 02 56

3.3.3 Tủ slaver 2 : Tủ điện Slaver 2 điều khiển chính cho cabin 1 57

3.3.4.Tủ slaver 3 : điều khiển 2 cụm bánh bên trái cabin 01 59

3.3 Một số hình ảnh về quá trình hoạt động xe: 60

KẾT LUẬN

PHỤ LỤC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN XE NÂNG TỔNG ĐOẠN TRONG CÔNG NGHỆ ĐÓNG TÀU THỦY

Học viên: Nguyễn Chí Dũng Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ Điện Tử

Mã số: 8.52.01.14 Khóa: K32 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt : Nghành công nghiệp đóng tàu thủy được hình thành từ thời Pháp thuộc trải qua nhiều nhiều thời kỳ phát triển từ hình thức ban đầu chỉ là phục vụ nhu cầu sửa chữa các tàu của thực dân Pháp đến nay chúng ta đã đóng mới các tàu với trọng tải hàng ngàn tấn với trang bị hiện đại Tuy nhiên cũng gặp rất nhiều khó khăn trong công đoạn đóng mới do ngành đóng tàu quá phụ thuộc vào kỹ thuật công nghệ của các nước phát triển.Đặc biệt trong đó là công tác lắp ráp các chi tiết, tổng đoạn với nhau Hiện nay có nhiều thiết bị, hệ thống phục vụ cho công tác này nhưng phụ thuộc hoàn toàn vào các hãng sản xuất của nước ngoài, đơn cử trong đó là xe nâng tổng đoạn chuyên dụng cho việc di chuyển và rắp láp các tổng đoạn

Xuất phát nhu cầu thực tế nêu trên, người nghiên cứu đã chọn đề tài : “Thiết kế hệ

thống điều khiển xe nâng tổng đoạn trong công nghệ đóng tàu thủy”

Hệ thống điều khiển đáp ứng được các chức năng hoạt động của xe : Di chuyển xe theo

vô lăng, di chuyển xe theo phương xiên một góc bất kỳ 00

đến 900, xoay quanh tâm xe và cabin.Chức năng nâng hạ đều dàn xe, nâng hạ trước sau dàn xe, nâng hạ nghiêng một bên

xe.Giám sát hoạt động các bánh xe, dàn xe trong quá trình hoạt động

DESIGNING VEHICLE CONTROLS SURFACE IN SHIPBUILDING

TECHNOLOGY

Summary: The shipbuilding industry, which was formed during the French colonial period, experienced many developmental stages from its original form, only serving the needs of repairing ships of French colonialism Thousands of tonnage vessels with modern equipment However, there are also many difficulties in the newbuilding due to the dependence on the technology of developed countries.Especially in the assembly of the details, the total paragraph together There are many equipment and systems available for this task, but it depends entirely on the foreign manufacturers, for example, a forklift truck dedicated to moving and assembling the segments

Based on the actual demand, the researcher chose the project "Design of Forklift Control System in Shipbuilding Technology"

Control system to meet the functions of the car: Move the car on the steering wheel, move the car in any angle at any angle from 00 to 900, around the center of the car and cabin , lift before the car staging, raising and lowering one side of the car.Monitoring the operation of the wheel, staging vehicles during the operation

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Kết cấu chung thân tàu 4

Hình 1.2 Các kết cấu tổ hợp trên tàu 5

Hình 1.3: Phân đoạn tàu thành các module 10

Hình 1.4: Mặt cắt các phân đoạn tàu 10

Hình 1.5: Các phân đoạn tàu 11

Hình 1.6: Xe triền bố trí điểm kê các tổng đoạn tàu 12

Hình 1.7: Sơ đồ đấu nối 12

Hình 1.8: Thân vỏ tầu sau khi hoàn tất đấu đà 14

Hình 1.9: Cẩu trục dầm đôi 15

Hình 1.10: Cổng trục 150T chữ A 16

Hình 1.11: Dàn xe TTS (dàn xe dịch chuyển ) 16

Hình 1.12: Xe nâng tổng đoạn 17

Hình 1.13: Hệ thống truyền động FWD 18

Hình 1.14: Hệ thống truyền động RWD 20

Hình 1.15: Bộ vi sai trung tâm trên hệ thống AWD “Quattro” của Audi 21

Hình 1.16:Mô tả hộp truyền động 21

Hình 1.17:Sơ đồ hệ thống dẫn động 4WD trên Mitsubishi Pajero Sport 22

Hình 2.1: Hình chiều đứng xe 23

Hình 2.2: Hình chiếu cạnh xe 23

Hình 2.3: Sơ đồ thủy lực xoay bánh 25

Hình 2.4 : Góc xắp xếp bánh xe khi di chuyển thẳng 26

Hình 2.5: Vị trí lắp đặt Encoder góc xoay bánh 26

Hình 2.6: Vị trí góc xoay bánh của ô tô 27

Hình 2.7: Vị trí góc xoay bánh theo phương pháp 6 bánh 28

Hình 2.8: Vị trí góc xoay bánh theo phương pháp 8 bánh 28

Hình 2.9: Vị trí các bánh theo cabin 29

Hình 2.10: Bánh xiên theo một góc 30

Hình 2.11: Góc bánh khi quay quanh tâm xe 31

Hình 2.12: Góc bánh khi quay quanh tâm xe 32

Hình 2.13: Sơ đồ hệ thống thủy lực điều khiển nâng hạ của xe 33

Hình 2.14: Vị trí lắp đặt Encoder nâng hạ 34

Hình 2.15 : Nguyên lý hoạt động PLC 37

Hình 2.16: PLC Mitsubishi FX2N-32MR 38

Hình 2.17 : Màn hình HMI F940 41

Hình 2.18 : FX2N-4AD 42

Hình 2.19 : FX2N-16ccl-M 43

Hình 2.20 : FX2N-32ccl 43

Hình 2.21 : Cách kết nối truyền thông Master-Slaver 43

Hình 3.1 : Màn hình chính GX-Developer 44

Hình 3.2 : Thanh menu GX-Developer 44

Hình 3.3 : Thanh công cụ GX-Developer 45

Hình 3.4 : Các lệnh của GX-Developer 45

Hình 3.5 : Cách viết chương trình 45

Hình 3.6 : Thiết lập kết nối PLC 46

Hình 3.7 : Giao diện phần mềm 46

Hình 3.8 : Thanh menu phần mềm 46

Hình 3.9 : Thanh công cụ phần mềm 47

Hình 3.10 : Thanh công cụ Figure phần mềm 47

Hình 3.11 : Kết nối với màn hình của phần mềm 47

Hình 3.12 : Kết nối với màn hình với memory card 48

Hình 3.13 : Màn hình chính 49

Hình 3.14 : Màn hình chế độ xoay 49

Hình 3.15 : Màn hình chế độ xoay quanh cabin 50

Hình 3.16 : Màn hình chế độ xoay quanh tâm 1800 51

Hình 3.17 : Màn hình chế độ nâng 52

Hình 3.18 : Màn hình chế độ lái 53

Hình 3.19 : Sơ đồ tủ điện Master 54

Hình 3.20 : Sơ đồ tủ điện Slaver 01 56

Hình 3.21 : Sơ đồ tủ điện Slaver 02 57

Hình 3.22 : Sơ đồ tủ điện Slaver 03 59

Hình 3.23 : Góc bánh xe theo vô lăng 60

Hình 3.24 : Xe di chuyển qua góc hẹp 61

Hình 3.25 : Xe di chuyển thẳng trên đường hẹp 61

Hình 3.26 : Xếp bánh khi di chuyển thẳng 62

Hình 3.27 : Xe di chuyển xoay 62

Hình 3.28 : Xe hạ xuống để mang tải 63

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 : Giá trị góc bánh xoay 29

Bảng 2 : Giá trị góc bánh xoay quanh tâm xe 31

Bảng 3 : Giá trị góc bánh xoay quanh cabin xe 32

Bảng 4 : thông số PLC FX series 38

Bảng 5: Danh sách thanh ghi màn hình chính 49

Bảng 6: Danh sách thanh ghi màn hình xoay 50

Bảng 7: Danh sách thanh ghi màn hình xoay cabin 50

Bảng 8: Danh sách thanh ghi màn hình xoay tâm 1800 51

Bảng 9: Danh sách thanh ghi màn hình nâng 52

Bảng 10: Danh sách thanh ghi màn hình lái 53

Bảng 11: Danh sách địa chỉ vào ra PLC Master 55

Bảng 12: Danh sách địa chỉ vào ra PLC Slaver 1 56

Bảng 13: Danh sách địa chỉ vào ra PLC Slaver 2 58

Bảng 14: Danh sách địa chỉ vào ra PLC Slaver 3 60

Hiện nay nền công nghiệp nước ta đang áp dụng rất nhiều kỹ thuật mới trong công tác sản xuất, nhưng với sự non trẻ mới hội nhập của nền kinh tế, nền công nghiệp của chúng ta còn phụ thuộc rất nhiều vào khoa học kỹ thuật của các nước phát triển Tiêu biểu trong đó là ngành công nghiệp đóng tàu thủy

Nghành công nghiệp đóng tàu thủy được hình thành từ thời Pháp thuộc trải qua nhiều nhiều thời kỳ phát triển từ hình thức ban đầu chỉ là phục vụ nhu cầu sửa chữa các tàu của thực dân Pháp đến nay chúng ta đã đóng mới các tàu với trọng tải hàng ngàn tấn với trang bị hiện đại Tuy nhiên cũng gặp rất nhiều khó khăn trong công đoạn đóng mới do ngành đóng tàu quá phụ thuộc vào kỹ thuật công nghệ của các nước phát triển

Đặc biệt trong đó là công tác lắp ráp các chi tiết, tổng đoạn với nhau Hiện nay có nhiều thiết bị, hệ thống phục vụ cho công tác này nhưng phụ thuộc hoàn toàn vào các hãng sản xuất của nước ngoài, đơn cử trong đó là xe nâng tổng đoạn chuyên dụng cho việc di chuyển và rắp láp các tổng đoạn Hiện nay có rất nhiều đơn vị đóng tàu trên cả nước sử dụng loại xe này Tuy nhiên do lệ thuộc hoàn toàn vào hãng sản xuất vì vậy rất khó khăn trong việc sửa chữa hay bảo dưỡng mỗi khi có sự cố

Xuất phát nhu cầu thực tế nêu trên, người nghiên cứu đã chọn đề tài : “Thiết kế

hệ thống điều khiển xe nâng tổng đoạn trong công nghệ đóng tàu thủy” để nghiên

cứu và thực hiện luận văn

2 Mục tiêu nghiên cứu :

Đề tài : “Thiết kế hệ thống điều khiển cho xe nâng tổng đoạn trong công nghệ đóng tàu thủy” hướng tới các mục tiêu sau :

 Làm chủ công nghệ, không lệ thuộc vào hãng sản xuất

 Sử dụng các thiết bị có sẵn trên thị trường Việt Nam làm giảm giá thành đầu tư

và bảo dưỡng

 Thay thế hệ thống điều khiển bằng tay, không kiểm soát các chế độ khi hoạt động bằng hệ thống điều khiển tự động, giám sát toàn bộ hệ thống trong quá trình vận hành tạo điều kiện thuận lợi cho người điều khiển

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu :

 Đối tượng nghiên cứu:

- Hệ thống điều khiển bằng PLC – Mistshubishi

- Tính toán lập trình phương án di chuyển qua các góc nhỏ

- Tính toán lập trình phương án nâng hạ,chuyển vị tại chỗ, chuyển vị theo các phương chọn sẵn

- Thiết kế hệ thống điện, động lực và điều khiển toàn bộ hệ thống

4 Phương pháp nghiên cứu :

Kết hợp phương pháp khảo sát, lý thuyết và thực nghiệm

Phương pháp khảo sát: Thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin thiết bị liên quan đến đề tài bao gồm :

- Kết cấu của xe

- Sơ đồ thủy lực điều khiển xe

- Sơ đồ thủy lực điều khiển nâng hạ của xe

Phương pháp lý thuyết:

- Hệ thống điều khiển bằng PLC, phần mềm lập trình GX-Mitsubishi

- Truyền thông trong PLC, các module chức năng

Phương pháp thực nghiệm:

- Vận hành sản phẩm điều khiển thực tế và đánh giá kết quả

- Vận hành sản phẩm trong sản xuất và đánh giá kết quả

5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn:

- Chi phí đầu tư cũng như bảo hành bảo dưỡng thấp

- Chủ động trong công tác vật tư thay thế không phụ thuộc vào hãng sản xuất

- Ứng dụng xe trong vận chuyển các khối lớn trên quảng đường dài, phục vụ công tác lắp ghép các chi tiết lớn Phù hợp trong các công nghệ : dịch vụ cảng, đóng tàu, xây dựng thủy, nhiệt điện …

6 Cấu trúc luận văn:

MỞ ĐẦU

 Lý do chọn đề tài

 Mục tiêu

 Đối tượng nghiên cứu

 Phương pháp nghiên cứu

 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu về cấu tạo tàu thủy, phương pháp đóng tàu theo module, gá đặt các block, các thiết bị chuyên dụng trong việc ghép nối các tổng đoạn

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC HOẠT ĐỘNG ĐỂ ĐIỀU KHIỂN XE

Nghiên cứu kết cấu xe nâng tổng đoạn DCY100, sơ đồ thủy lực điều khiển xe và

sơ đồ thủy lực nâng hạ của xe để đưa ra phương án vận hành xe

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC MITSHUBISHI

Lựa chọn trang thiết bị điện để lập trình, thiết kế tủ điện điều khiển và chương trình điều khiển xe bằng PLC Mitshubishi

KẾT LUẬN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Phương pháp đóng tàu :

1.1.1 Khái niệm về tàu thủy :

Tàu thủy là một công trình nổi có hoặc không có động cơ, chuyên dùng để hoạt động trên biển và các vùng nước liên quan tới biển Phần lớn con tàu có dạng thon gọn, thể tích ngâm nước lớn nhất tập trung ở giữa tàu và giảm dần về phía mũi tàu Kết cấu tàu được chia ra hai thành phần, đó là phần thân tàu và phần thượng tầng – lầu

a Thân tàu:

Thân tàu gồm các tấm tôn được ghép với nhau tạo thành một lớp vỏ mỏng kín nước và được gia cường ở bên trong nhờ các cơ cấu ghép vuông góc với nhau tạo thành hệ thống khung dầm của thân tàu Để đảm bảo tính chống chìm, đảm bảo sức bền cũng như phòng nguy hiểm hỏa hoạn cho tàu, người ta phân chia tàu thành nhiều khoang, két nhờ các vách ngăn

Theo chiều dài, từ đuôi lên mũi theo hướng chuyển động, thân tàu được chia ra thành nhiều khoang, vùng nhờ các vách ngăn kín nước, kín dầu liên tục từ đáy đến boong trên cùng theo quy tắc đảm bảo tính chống chìm

Hình 1.1 Kết cấu chung thân tàu

4 Buồng lái 10 Đáy 16.Đường boong chính

5 Lầu lái 11.Miệng hầm hàng 17 Mối hàn dọc

6.Đuôi vòm lái 12 Miệng quầy dọc 18 Mối hàn ngang

b Thượng tầng và lầu :

Thượng tầng là kiến trúc tạo nên phòng kín (phòng ở thuyền viên, các phòng sinh hoạt, phòng khách … ) bố trí trên boong chính chạy suốt từ mạn này sang mạn kia hoặc cách 1 trong 2 mạn không quá 4% chiều rộng tàu.Thượng tầng có thể bố trí ở mũi, lái hay ở khu vực giữa tàu tùy thuộc yêu cầu cải thiện tính năng hành hải của tàu

và để có thêm khu vực bổ sung cho trang thiết bị và sinh hoạt Mạn và boong của thượng tầng mũi, lái hay giữa cũng có kết cấu tương tự như của thân tàu Phía trên thượng tầng lái hay giữa thường bố trí lầu trong đó có các buồng điều khiển tàu

Lầu là kiến trúc che kín mặt boongở boong trên của boong thượng tầng biệt lập nằm cách 1 trong 2 mạn một khoảng cách lớn hơn 4% chiều rộng tàu Hay nói khác đi, lầu là những thượng tầng chạy trên một phần chiều rộng tàu ( b > 4%B)

Hình 1.2 Các kết cấu tổ hợp trên tàu

1 Thượng tầng đuôi 2 Boong trên

3 Boong dạo 4 Boong xuồng cứu sinh

5 Boong dạo 6 Boong điều khiển

7 Boong la bàn 8 Thượng tầng mũi

9 Bong thứ hai 10 Buồng máy lái

11 Hầm trục lái 12 Két đuôi tàu

13 Két mạn tầu 14 Hầm trục chân vịt

15 Két sâu 16 Buồng máy

17 Khoang hang 18 Hầm xích neo

19 Két mũi 20 Thành miệng buồng máy

21 Sống đuôi 22 Đà ngang dâng cao

23 Vách đuôi 24 Vách kín nước

25 Vách song 26 Bệ máy

27 Đáy đôi 28 Vách dọc tâm

29 Sống boong 30.Vách chống va

1.1.2 Phương pháp đóng tàu theo module :

Đóng tàu theo module thường được thực hiện theo các bước sau:

a Phân nhóm công nghệ :

Nguyên vật liệu để đóng vỏ tàu là thép hình và thép tấm sau khi nhập về được tiến hành làm sạch trong phân xưởng vỏ (xử lý bề mặt và sơn lót) Vỏ tàu thủy được hình thành bởi rất nhiều các tấm phẳng, cong, các thanh dầm và các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp Do vậy để thuận lợi cho chế tạo, cần phân nhóm các hệ chi tiết cũng như trình tự gia công để đảm bảo rằng một chi tiết sau khi được gia công hành trình của nguyên vật liệu qua các nguyên công trong dây chuyền sản xuất theo con đường ngắn nhất

Nhóm 1: Gồm các tấm phẳng lớn như: đáy trong, ngoài, mạn, vách, thượng tầng…

Nhóm 2: Các tấm cong một chiều có thể vạch dấu gia công hoàn toàn trước khi uốn (hông, mạn, boong tàu…)

Nhóm 3: Các tấm cong 2 chiều phải vạch dấu sơ bộ trước khi uốn, sau khi uốn lấy dấu lại trước khi gia công tinh (các tấm mạn phần mũi, phần lái)

Nhóm 4: Các chi tiết được cắt bởi mỏ cắt hay máy cắt cơ khí (các loại mã, đà dọc ngang )

Nhóm 5: Các chi tiết gia cường thẳng (sườn mạn, nẹp vách, xà boong)

Nhóm 6: Các chi tiết có bán kính cong lớn (các sườn vùng hông tàu, vùng mũi, vùng đuôi)

Nhóm 7: Các tấm cong nhỏ: đà ngang vùng hông, các tấm mã dưới đáy đôi liên kết sườn với các dầm dọc đáy…

b Chế tạo chi tiết thanh thép chữ T và L :

Trong kết cấu tàu thuỷ thường sử dụng chi tiết có kết cấu tiết diện T và chữ L là các chi tiết gia cường chính (đường sườn chính, dầm dọc đáy, xà dọc boong ) Việc chế tạo các chi tiết kết cấu được tiến hành theo các bước sau:

Lắp các chi tiết với nhau và ép giữ các chi tiết đó theo dấu đã vạch sẵn trên vật liệu

Hàn đính các chi tiết

Hàn chính thức theo phương pháp tự động và bán tự động

Kiểm tra lại hình dáng và nắn thẳng nếu cần

Việc hàn đính phải tuân theo trình tự hàn để đảm bảo ứng suất và biến dạng hàn nhỏ nhất Nếu dùng phương pháp tay thì phải hàn lùi từng đoạn để tránh tập trung ứng suất

c Chế tạo cụm chi tiết tấm :

Cụm chi tiết tấm được chế tạo bằng cách lắp ghép nhiều tấm riêng biệt với nhau Quá trình chế tạo cụm chi tiết tấm có thể tiến hành trên diện tích phẳng (đối với cụm chi tiết tấm phẳng hoặc cong ít) hoặc cũng có thể trên các bệ lắp ráp chuyên dùng đối với những cụm có độ cong tương đối lớn hoặc có dạng phức tạp Quá trình chế tạo cụm chi tiết tấm bao gồm những bước sau:

Kiểm tra đồng bộ của nguyên liệu từ kho chi tiết tới sau đó tất cả các tấm bao theo đúng vị trí trên bản vẽ qui định trên vị trí lắp ráp, rà khớp các mép tấm với nhau, hàn đính chúng lại, hàn các mối nối đấu đầu

d Chế tạo phân đoạn phẳng :

Các phân đoạn phẳng tiêu biểu là: phân đoạn vách dọc, vách ngang, phân đoạn mạn, phân đoạn boong, phân đoạn đáy đơn Để chế tạo phân đoạn phẳng cần phải tuân theo trình tự sau:

Chế tạo cụm chi tiết tôn bao

Lấy dấu trên cụm chi tiết tôn bao và lắp đặt các khung xương nhóm 1 (các cơ cấu thường)

Hàn các khung xương nhóm 1 với tôn bao

Lắp đặt các chi tiết khung xương nhóm 2 và một số các trang thiết bị (cơ cấu khoẻ)

Hàn các chi tiết khung xương nhóm 2

Nắn phẳng phân đoạn

Lấy lại dấu đường bao và cắt phân đoạn theo kích thước (chú ý lượng dư lắp ráp)

Thử kín nước và nghiệm thu phân đoạn trước khi chuyển đến kho bán thành phẩm

Khi lắp đặt khung xương theo vị trí vạch dấu trên tôn bao cần ép lần lượt từng khung xương sát với tôn bao trên đường vạch dấu hàn đính Trong lắp đặt cần phải đảm bảo khe hở hàn giữa khung xương và tôn bao theo tiêu chuẩn Phải tuân thủ đúng qui trình hàn để đảm bảo biến dạng sinh ra do hàn là nhỏ nhất, các lỗ chui và đường ống cũng được thi công trong gia đoạn này

e Chế tạo phân đoạn khối :

Phân đoạn khối được chế tạo từ các phân đoạn phẳng và các cụm chi tiết, việc chế tạo phân đoạn khối hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện cẩu của nhà máy Một phân đoạn khối điển hình đáy đôi bao gồm cụm tấm bao đáy trong và phân đoạn đáy ngoài Trình tự chế tạo phân đoạn khối đáy đôi như sau:

Chế tạo cụm chi tiết tấm bao đáy ngoài và đáy trong

Lắp đặt các khung sườn nhóm I lên cụm chi tiết tấm bao đáy trong đã được lật ngược sau đó hàn bằng máy hàn tự động kết cấu đó với nhau

Lắp đặt các khung sườn nhóm II và hàn bằng phương pháp hàn thủ công

Cẩu lật cả phân đoạn đáy trong

Các phân đoạn khối được tiến hành trên bệ lắp ráp chuyên dùng sẽ đảm bảo độ chính xác

Đặt phân đoạn vách ngang dựa vào đường nước và trục đối xứng vạch trên vách

Do phân đoạn vách còn lượng dư nên phải đặt vách cao hơn vị trí một lượng bằng lượng dư đã tính toán

Lấy dấu chính xác của phân đoạn vách, sau đó cắt phần dư không cần thiết và hạ vách xuống Nếu tổng đoạn chỉ có một vách ngang thì đầu kia phải lắp đặt thêm vách lắp ráp

Lắp đặt các phân đoạn mạn tàu dựa vào đường nước và mặt phẳng đường sườn Lắp đặt phân đoạn boong, vị trí phân đoạn boong được xác định dựa theo dấu mặt phẳng đối xứng mặt phẳng đường sườn và chiều cao mạn

Trong quá trình lắp ráp cần phải sử dụng thiết bị kính ngắm để đảm bảo quá trình lắp ráp chính xác

g Chế tạo bệ máy :

Khi chế tạo bệ máy thường thực hiện hiện trên bệ lắp ráp Trình tự tiến hành: trên bệ lắp ráp phải vạch dấu chính xác vị trí các chi tiết kết cấu của bệ, sau đó đặt tấm trên cùng của bệ xuống dưới Trên tấm đó đặt các kết cấu khung dọc, ngang của bệ và cuối cùng là các mã Khi lắp đặt các chi tiết cần hàn đính ngay và kiểm tra độ chính xác của việc lắp đặt

Sau khi lắp ráp và hàn đính toàn bộ, tiến hành hàn theo trình tự: trưóc hết hàn các mối hàn đầu ngắn, tiếp đến hàn các mối hàn đứng và cuối cùng là hàn giữa khung và

bệ tấm trên cùng một khung

h Lắp đặt các chi tiết kết cấu phụ và trang thiết bị :

Việc lắp đặt các chi tiết kết cấu phụ và trang thiết bị trong giai đoạn chế tạo Block tạo điều kiện thuận lợi cho lắp ráp vỏ tàu và là một trong những yếu tố cơ bản

để nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm Các trang thiết bị có thể lắp đặt trong giai đoạn chế tạo phân tổng đoạn là các đường ống, thiết bị điện, lớp cách ly, thiết bị trên boong, bệ máy… Công tác lắp đặt các thiết bị phụ và trang thiết bị tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp ta có thể phân thành các loại công việc và tiến hành ở từng giai đoạn chế tạo khác nhau

i Đấu các module trên đà :

Sau khi thi công hoàn chỉnh các module: Module chuẩn, buồng máy, lái, mũi…, bước tiếp theo là tiến hành lắp tổng thành trên đà tàu đây là giai đoạn lắp ráp quan trọng nhất và đòi hỏi chất lượng cao nhất có ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng của con tàu nên cần giám sát chặt chẽ từng bước, kiểm tra và nghiệm thu để đảm bảo các đặc tính kỹ thuật, tính thẩm mỹ, tính bền của con tàu sau khi hạ thuỷ

Nhìn chung, để đóng các tàu có trọng tải lớn thường phải sử dụng phương pháp công nghệ là đóng theo module, đây là phương pháp có tính chuyên môn hoá - tự động hoá cao và nó đòi hỏi sự đồng bộ giữa các quá trình công nghệ Ngoài hiệu quả nâng cao chất lượng công trình, thay thế dần lao động thủ công bằng lao động máy móc có hiệu quả kinh tế cao phương pháp này còn đảm bảo an toàn lao động và hạn chế được bệnh nghề nghiệp cho người thợ

1.2 Ghép nối tổng đoạn :

1.2.1.Khái niệm:

Để hoàn thành một thân tàu người ta thực hiện chia nhỏ thân tàu theo các module khác nhau gọi là các tổng đoạn Tùy theo kích thước, tuyến hình của tàu mà có các

tổng đoạn nhƣ: tổng đoạn mũi, các tổng đoạn thân, tổng đoạn đuôi tàu… Sau khi hoàn thành các module bắt đầu tiến hành lắp ráp lại với nhau

Hình 1.3: Phân đoạn tàu thành các module

Trong mỗi tổng đoạn lại bao gồm rất nhiều các phân đoạn khác nhau, các phân đoạn này đƣợc nhà thiết kế cắt ra từ tổng thể của tàu Nhƣ vậy các tổng đoạn sau khi lắp ráp với nhau phải thỏa mãn các yêu cầu về : tuyến hình bao vỏ tàu, tuyến hình của các hệ thống trên tàu Để giải quyết vấn đề này các tổng đoạn lắp ráp cân chỉnh linh động trên hệ trục của một tổng đoạn đƣợc lấy làm gốc

Hình 1.4: Mặt cắt các phân đoạn tàu

Như vậy để có thể ghép nối tổng đoạn cần rất nhiều trang thiết bị cũng như nhân công Đây là công tác hết sức quan trọng và tốn nhiều thời gian từ chuẩn bị đến tiến hành, nó quyết định đến chất lượng, kiểu dáng của tàu sau này

1.2.2 Quy trình đấu đà :

Hình 1.5: Các phân đoạn tàu

a Chuẩn bị đấu đà:

- Chuẩn bị đầy đủ các nguyên vật liệu : gas, ôxi, đá mài,…

- Trang thiết bị máy móc : cẩu, máy cắt, máy mài, tăng đơ…

- Mặt bằng : Mặt bằng đấu đà phải dọn bỏ tất cả các trang thiết bị, vật tư không phục vụ cho quá trình đấu đà

- Xe triền : xe triền gồm 3 chiếc đấu nối với nhau, đã được bố trí các đế kê tàu

- Vạch dấu đường dọc tâm, các đường kiểm tra sườn trên xe triền và trên các đế

kê

- Chuẩn bị thêm các cột chống phục vụ cho việc chống đỡ các phân đoạn tổng đoạn

Hình 1.6: Xe triền bố trí điểm kê các tổng đoạn tàu

Chọn tổng đoạn 103 là tổng đoạn chuẩn, tiến hành đấu lắp các tổng đoạn 101+102 và tổng đoạn 104+105 với tổng đoạn 103 Sơ đồ đấu nối thân tàu:

Hình 1.7: Sơ đồ đấu nối

b Quy trình:

Bước 1: Cẩu và đặt các tổng đoạn lên đế, kiểm tra, căn chỉnh, kiểm tra cao độ đường cơ bản của tàu và cao độ các điểm mút của tàu tại hai bên mạn và tại dọc tâm, kiểm tra độ cân bằng của mỗi tổng đoạn

Bước 2.:Đấu tổng đoạn 101+102 với tổng đoạn 103

- Kéo tổng đoạn 103 vào vị trí đấu nối: Căn chỉnh kiểm tra lại độ cân bằng, cao

độ đường cơ bản và các điểm mút, cố định xe triền với ray

- Kéo tổng đoạn 101+102 vào vị trí đấu nối với tổng đoạn 103 cách tổng đoạn chuẩn 103 từ 100 đến 200mm

- Căn chỉnh vị trí của tổng đoạn, đảm bảo độ cân bằng dọc, ngang, đảm bảo cao

độ của tổng đoạn

- Rà bỏ lượng dư tổng đoạn

- Kéo tổng đoạn 101+102 khít với tổng đoạn 103, cố định xe triền với ray

- Kiểm tra lại cân bằng, và vị trí của tổng đoạn 101+102: Dùng kích để căn chỉnh cao độ và cân bằng của tổng đoạn 101+102

-Dùng nêm ép sát tôn bao 2 tổng đoạn với nhau

- Hàn đính tôn bao tổng đoạn 101+102 với 103

-Căn chỉnh các cơ cấu dọc của tổng đoạn 103 khớp đúng vị trí với vách 17 trên tổng đoạn 102, rồi hàn đính với vách

-Lắp các mã liên kết các cơ cấu trên và vách

Bước 3: Đấu tổng đoạn 104+105 với tổng đoạn 103:

- Tiến hành tương tự khi đấu nối tổng đoạn 101+102 với tổng đoạn 103

Bước 4: Hàn nối các tổng đoạn

- Sau khi đấu xong 3 tổng đoạn phần vỏ bao với nhau thì tiến hành hàn nối các tổng đoạn.Tiến hành hàn đồng thời các điểm nối ở hai đầu tổng đoạn 103

- Hàn nối tôn bao

- Hàn tôn đáy trên tổng với các vách

- Hàn nối cơ cấu: hàn cơ cấu đáy trước, rồi đến cơ cấu mạn rồi cơ cấu boong

- Hàn phần cơ cấu dọc đầu mút tổng đoạn 103 và 104 với tôn vỏ

- Tiến hành hàn từ trong ra ngoài đầu mút cơ cấu dọc

- Hàn các mã liên kết

Bước 5: Đấu tổng đoạn thượng tầng

- Đấu và hàn các tổng đoạn vỏ, tiến hành đấu tổng đoạn thượng tầng với vỏ tàu

- Tiến hành lắp tấm triplate lên thượng tầng trước khi đấu nối

- Trên tôn boong trên và tôn đáy trên tổng đoạn 102+103+104 vạch dấu đường dọc tâm, các đường dấu sườn.Vạch dấu các đường kiểm tra cao độ tổng đoạn trên cột nhà xưởng

- Cẩu tổng đoạn thượng tầng vào vị trí đấu nối trên tàu

- Căn chỉnh vị trí của tổng đoạn, đảm bảo độ cân bằng dọc, ngang, đảm bảo cao

độ của tổng đoạn

- Kéo ép tổng đoạn thượng tầng khít vào đúng vị trí và khít với tổng đoạn vỏ -Kiểm tra lại cân bằng, và vị trí của thượng tầng

-Hàn đính thượng tầng với thân tàu

Hình 1.8: Thân vỏ tầu sau khi hoàn tất đấu đà

 Các yêu cầu về sai số khi ghép nối tổng đoạn :

- Sai số độ không bằng phẳng trên mặt tole h=±5mm\1m chiều dài

- Dung sai nghiêng thép hàn s=±2mm

- Dung sai mép uốn theo dưỡng s=±2mm

- Sai lệch suốt chiều dài : 5mm

- Sai lệch khỏi đường lý thuyết :2mm

- Độ lồi lõm của thân không vượt quá 2mm/1m chiều dài

1.3 Các thiết bị dùng trong ghép nối tổng đoạn :

Ghép nối các tổng đoạn là một quy trình yêu cầu cao về kỹ thuật và độ an toàn tuyệt đối, công đoạn ghép nối cần nhiều máy móc và nhân công phục vụ

 Cẩu trục :

Ưu điểm :

- Năng động trong công tác nâng hạ, di chuyển

- Dễ sử dụng, thao tác kết nối với các block nhanh chóng

- Năng động trong công tác nâng hạ, di chuyển

- Thao tác kết nối với các block nhanh chóng

- Có khả năng mang tải di chuyển sang nhà xưởng khác

- Chiều cao nâng hạ lớn phù hợp cho việc lắp đặt các block lớn, quá khổ

Nhược điểm :

- Độ dao động khi mang tải di chuyển quá

- Phạm vi hoạt động ngoài nhà xưởng và cần không gian hoạt động rộng

- Chỉ di chuyển được trên ray, phù hợp cho việc lắp đặt các thiết bị trên boong tàu, lật các tổng đoạn

Hình 1.10: Cổng trục 150T chữ A

 Dàn xe dịch chuyển tàu :

Ƣu điểm :

- Năng động trong việc di chuyển các khối block

- Rất thuận tiện cho việc kết nối nhiều block một lúc

- Tải trọng nâng rất lớn tích hợp việc dịch chuyển từng đoạn trên dàn xe

- Gồm các module có thể tách rời hoặc mở rộng thêm chiều dài cả dàn xe Nhƣợc điểm:

- Chiều cao nâng hạ hạn chế

- Thuận lợi cho việc di chuyển thẳng trên ray, khi di chuyển sang ngang cần phải chỉnh bánh bằng cơ tốn nhiều thời gian

Hình 1.11: Dàn xe TTS (dàn xe dịch chuyển )

 Xe nâng tổng đoạn :

Ƣu điểm :

- Nhiều kiểu nâng hạ phù hợp cho việc lắp ráp

- Di chuyển tổng đoạn từ nơi này đến nơi khác, di chuyển được trong các địa hình nhỏ hẹp vừa với tổng đoạn cần lắp ráp

- Tầm hoạt động rộng, tích hợp 2 cabin điều khiển giúp người vận hành dễ dàng thao tác trong lắp ráp

Nhược điểm :

- Tốc độ di chuyển nâng hạ chậm

- Di chuyển trên địa hình bằng, hoặc địa hình dốc < 150b

Hình 1.12: Xe nâng tổng đoạn

1.4 Hệ truyền động trên ô tô:

Về cơ bản, hiện nay có 4 cơ cấu truyền động phổ biến nhất bao gồm:

FWD (Front-Wheel Drive) : hệ truyền động cầu trước Trên xe có trang bị FWD thì 2 bánh trước là 2 bánh trực tiếp nhận được năng lượng sinh ra bởi động cơ đốt trong và cũng chính 2 bánh trước làm nhiệm vụ kéo chiếc xe di chuyển đồng thời làm nhiệm vụ chỉnh hướng

RWD (Rear-Wheel Drive) : là hệ truyền động cầu sau Hoạt động của hệ thống này tương tự như FWD nhưng lần này là 2 bánh sau quay và đẩy 2 bánh trước lăn theo

AWD (All-Wheel Drive) : là hệ truyền động 4 bánh toàn thời gian Đây là hệ truyền động thuộc các dòng xe cao cấp Ở AWD, cả 4 bánh đều nhận được năng lượng sinh ra bởi động cơ xe Cấu tạo của hệ AWD cho phép điều chỉnh lượng năng lượng nhận được trên từng bánh sao cho xe có độ cân bằng tốt nhất trong từng trường hợp

4WD (4-Wheels Drive) : cũng là hệ truyền động 4 bánh nhưng là loại bán thời gian Đây là hệ thống chủ yếu được trang bị trên các xe gầm cao Những chiếc xe trang

bị hệ thống truyền động này có thể quay được cả 4 bánh cùng lúc hoặc chỉ 2 bánh tùy vào lựa chọn của người lái thông qua một cơ cấu gài cầu bên trong xe

Mỗi hệ truyền động cầu trước, cầu sau, 4WD và AWD đều có ưu điểm và nhược điểm riêng Tùy thuộc vào nhu cầu và mục đích sử dụng mà các hãng sản xuất sẽ trang

bị một hệ truyền động thích hợp cho chiếc xe

1.4.1 Hệ thống truyền động cầu trước (FWD):

Đa số các mẫu xe ngày nay đều được trang bị hệ thống truyền động phổ biến này Vào những năm đầu thế kỷ 20, kiểu dẫn động cầu trước (FWD) là thuộc loại hàng hiếm vì đa số các loại xe đều được trang bị hệ thống truyền động cầu sau (RWD) Nhưng ở thời điểm hiện tại, kiểu dẫn động FWD lại được trang bị trên khoảng 70% số

xe mới xuất xưởng Nguyên nhân chính nằm ở chỗ các xe hiện đại đều có động cơ đặt trước thay vì đặt sau như trước kia qua đó nới rộng không gian của khoang lái Và một phần vì cơ cấu truyền động từ trước ra sau khá tốn kém và làm giảm hiệu suất chung của xe nên hệ truyền động cầu trước được cho là 1 giải pháp khả thi nhất

Hình 1.13: Hệ thống truyền động FWD

Lợi ích rõ rệt nhất của hệ truyền động cầu trước đó là cấu tạo được tối giản hóa hết mức so với các hệ truyền động khác Vì động cơ thường được đặt ở phía trước khoang lái, ngay trên cầu trước của xe, nên khoảng cách truyền tải năng lượng được giảm xuống tối đa, do đó số lượng chi tiết cơ khí giảm, lượng thất thoát năng lượng và khối lượng xe cũng giảm, chưa kể giá thành sản xuất của chiếc xe sẽ vì thế mà thấp hơn

Ngoài ra, vì toàn bộ cơ cấu truyền động của chiếc xe tập trùng ở dưới nắp capô trước vì thế không tốn quá nhiều không gian của xe, các hệ thống phụ trợ như hệ thống treo, hệ thống phanh, hệ thống xả thải cũng được thiết kế tập trung, gọn gàng hơn Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến không gian khoang lái, có thể dễ dàng nhận thấy

là các xe FWD thường có không gian rộng rãi, thoải mái hơn các xe có gắn hệ truyền động cầu sau hoặc AWD

Tuy nhiên, ngoài những ưu điểm thiết kế kể trên, hệ truyền động cầu trước có một số nhược điểm liên quan tới tính năng vận hành của xe Đầu tiên, do sự phân bố trọng lượng tập trung nhiều hơn vào phần đầu xe, một chiếc xe trang bị hệ truyền động cầu trước khó có thể tăng tốc nhanh và luôn thất thế so với xe dẫn động cầu sau trên các đoạn đường thẳng Do trọng lượng dồn về phía trước nhiều hơn khiến phần đuôi trở nên nhẹ hẳn nên việc điều khiển một chiếc xe sử dụng hệ thống FWD rất dễ có cảm giác mất kiểm soát đối với chiếc xe đặc biệt khi vào cua Chính bởi cầu sau nhẹ hơn nên trong các khúc cua, các bánh sau không có đủ lực tác dụng lên bề mặt đường để tạo độ bám vì vậy sẽ dễ bị trượt và không còn ma sát với mặt đường, nhất là trong điều kiện mặt đường trơn trượt

Do lốp xe chỉ có tuổi thọ giới hạn, các lực ma sát sinh ra do dẫn động, định hướng, giảm tốc và chịu tải đều dồn lên các bánh trước khiến chúng hao mòn nhanh, kéo theo sự suy giảm hiệu suất hoạt động và tính an toàn Trong khi đó, các lốp phía sau lại chịu tải trọng nhẹ hơn, chúng hầu như chỉ làm mỗi nhiệm vụ nâng đỡ và lăn theo chiếc xe

1.4.2 Hệ thống truyền động cầu sau (RWD):

Những nhược điểm của hệ truyền động bánh trước FWD lại chính là ưu điểm của

hệ thống truyền động bánh sau RWD Rõ rệt nhất là sự cân bằng về trọng lượng của

xe, với việc chuyển các kết cấu cơ khí nặng ra phía sau, trọng lượng của chiếc xe được dàn đều trên toàn bộ chiều dài xe dẫn đến khả năng vận hành ổn định hơn, giảm thiểu các nguy cơ lắc, lật Hệ truyền động RWD không nhất thiết phải có cấu tạo giống như trong hình trên Chúng ta có thể bắt gặp những chiếc xe trang bị RWD với động cơ đặt

ở phía sau của xe ngay phía trên cầu sau của xe Điều này giúp loại bỏ được sự có mặt của trục dẫn động (Driveshaft) và đơn giản hóa tối đa cầu trước của xe

Ngoài việc phân bố lại tải trọng lên 2 trục thay vì 1, việc giải phóng 2 bánh trước khỏi nhiệm vụ dẫn động giúp nó tự do hơn trong nhiệm vụ dẫn hướng cùng với đó, không gian cho các bánh xe cũng rộng hơn do đó góc bẻ lái rộng hơn Một đặc tính quan trọng nữa là thiết kế chủ động quay của bánh sau sẽ cung cấp lực đẩy thay vì lực kéo, vì vậy khi xe tăng tốc thì quán tính nghỉ sẽ dồn năng lượng của nó về phía sau nhiều hơn, do đó nó sẽ làm tăng khả năng bám đường của các bánh dẫn động Như

vậy, đối với các loại xe thường xuyên phải tăng hay giảm tốc nhanh chóng thì thiết kế bánh sau chủ động tỏ ra rất hiệu quả

Những hạn chế của hệ thống RWD cũng rất dễ nhận thấy như chi phí sản xuất và lắp ráp cao hơn, hệ truyền động khá phức tạp dẫn đến nặng lượng thất thoát qua những liên kết cơ khí, không gian nội thất xe bị thu hẹp, trọng lượng xe cũng sẽ tăng theo, làm gia tăng lượng nhiên liệu tiêu thụ.v.v…

Hình 1.14: Hệ thống truyền động RWD

1.4.3 Hệ thống truyền động 4 bánh toàn thời gian và bán thời gian:

 Sự khác nhau cơ bản của hai hệ thống truyền động này:

4WD là hệ thống truyền động 4 bánh bán thời gian Nghĩa là chiếc xe có thể được dẫn động bằng 2 bánh hoặc 4 bánh tùy vào lựa chọn của người lái thông qua một

cơ cấu gài cầu (hoạt động bằng cơ hoặc bằng điện) đặt bên trong xe Điều này cũng đồng nghĩa với việc chiếc xe không được thiết kế để di chuyển trên mọi địa hình, mọi điều kiện với cả 4 bánh được dẫn động trong khi AWD thì có

AWD (All-Wheel Drive) là thuật ngữ dùng để chỉ các xe dẫn động 4 bánh trong mọi thời điểm mà không phải thực hiện các thao tác gài cầu như trên các xe 4WD

 Về mặt cấu tạo :

Bộ vi sai (Differential) : vì cả 2 hệ thống đều có khả năng truyền động đến cả 4 bánh ở 2 cầu trước và sau nên ở cả 2 hệ thống đều được trang bị ít nhất 2 bộ vị sai gắn trên mỗi cầu nhằm cho phép các bánh lại quay với vận tốc khác nhau mỗi khi vào cua

để đảm bảo sự ổn định của xe Ngoài ra, đối với trường hợp của hệ thống AWD, xe còn được trang bị một bộ vi sai trung tâm nhằm phân bố năng lượng/vận tốc quay khác nhau giữa cầu trước và cầu sau của xe Bộ vi sai này không tồn tại trong trường hợp 4WD

Hình 1.15: Bộ vi sai trung tâm trên hệ thống AWD “Quattro” của Audi

Hộp truyền động (Transfer case) : trên xe 4WD thì đây chính là bộ phận có chứa

cơ cấu gài cầu bắt buộc trục bánh trước và bánh sau cùng quay ở 1 vận tốc (liên kết cơ khí thuần) Ngược lai, trên AWD thì đây là nơi chứa bộ vi sai trung tâm giúp trục bánh trước và bánh sau quay ở những vận tốc độc lập Đây cũng chính là điểm mạnh của AWD so với 4WD Bởi trong nhiều trường hợp, việc duy trì vận tốc của cầu trước và cầu sau bằng nhau là điều không thể và có thể dẫn tới việc mất lái và gây ra nguy hiểm cho người lái Chính vì thế mà 4WD không thường được sử dụng ở trong những điều kiện đường có độ ma sát cao, do sự khác biệt về vận tốc giữa cầu trước và cầu sau có thể rất lớn

Hình 1.16:Mô tả hộp truyền động [1]

Trục truyền động (Driveshaft) : trục làm nhiệm vụ chuyền chuyển động quay sinh ra từ động cơ gắn ở cầu trước/sau để chuyển tải đến cầu còn lại của xe Thường được chia làm trục cầu trước và trục cầu sau nhằm đảm bảo 2 cầu có thể hoạt động ở trên các mặt phẳng khác nhau

Hình 1.17:Sơ đồ hệ thống dẫn động 4WD trên Mitsubishi Pajero Sport [5]

Lý do để các nhà sản xuất xe hơi chế tạo ra hệ thống dẫn động 4 bánh bán thời gian 4WD là nhằm giúp chiếc xe vượt qua những địa hình khó khăn, hiểm trở mà các loại hệ thống truyền động khác không thể làm được Khác với 4WD, hệ thống truyền động 4 bánh toàn thời gian (full-time AWD) hoạt động thường trực ở chế độ 4 bánh nhưng cho phép phân phối một cách linh hoạt lượng mô-men xoắn đến từng bánh xe riêng lẻ Với những cảm biến thông minh gắn trên xe (đo độ bám đường, lực ma sát, mô-men xoắn tại từng bánh xe, v.v…), chiếc xe có khả năng tự điều chỉnh sự phân bố lực đến từng bánh xe giúp đảm bảo chiếc xe có thể phản ứng như theo ý muốn của người lái Kết quả là trục trước và sau có thể quay bất đồng tốc mà không bánh nào bị mất độ bám đường hoặc chi phối khả năng điều hướng từ vô-lăng

1.5 Kết luận chương 1:

Nghiên cứu phương pháp đóng tàu theo module, phương pháp và các yêu cầu trong lắp ráp tổng đoạn tàu

Nghiên cứu phạm vi ứng dụng các thiết bị dùng trong ghép nối tổng đoạn

Nghiên cứu hệ truyền động trên ô tô

Nghiên cứu lựa chọn chế độ hoạt động của xe nâng tổng đoạn phù hợp cho công tác lắp ghép như sau:

 Chức năng di chuyển rộng đa dạng

 Chức năng nâng hạ tại các vị trí thuận lợi cho việc lắp ráp

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN HOẠT ĐỘNG CỦA XE NÂNG TỔNG

ĐOẠN 2.1 Tổng quan về xe nâng tổng đoạn:

3300 1700

2

3

6000 4000

- Xe có chức năng điều chỉnh tự động sàn nằm ngang trong khi đang di chuyển

- Vô lăng đa chế độ chẳng hạn như lái xe thẳng, lái xe di chuyển như xe bình thường, lái xe với các góc cong nhỏ, lái xe đường chéo, xoay quanh tại tâm xe, xoay quanh tại đầu xe

- Nâng hạ theo các phương : nâng hạ đều dàn xe, nâng hạ nghiêng một bên, nâng

hạ một phía

2.1.4 Ứng dụng:

- Được sử dụng để di chuyển đấu nối tổng đoạn trong công nghiệp đóng tàu

- Sử dụng vận chuyển các container cho dịch vụ cảng, kho bãi Vận chuyển các block lớn trong xây dựng công nghiệp như: thủy điện cầu đường

2.2 Phương pháp di chuyển xe:

2.2.1 Phân tích sơ đồ thủy lực:

 Dựa vào sơ đồ thủy lực xe ta có các đặc điểm sau :

- Các bánh xe được điều khiển bằng các pittong độc lập

- Góc quay bánh từ ± 920 quanh trục bánh

- Điều khiển pittong bằng các van thủy lực 5/2

Hình 2.3: Sơ đồ thủy lực xoay bánh

2.2.1 Phương pháp di chuyển xe thẳng:

Để xe di chuyển tiến lùi theo phương thẳng ta sắp xếp các góc bánh theo phương trục bánh xe vuông góc với hướng di chuyển

Hình 2.4 : Góc xắp xếp bánh xe khi di chuyển thẳng

2.2.3 Phương pháp di chuyển xe theo vô lăng:

a Phương án di chuyển xe theo góc quay vô lăng:

- Lắp đặt một vi trở xoay để xác định được vị trí của vô lăng

- Lắp đặt encoder tại trục quay của bánh xe

- Xử lý tín hiệu analog quy đổi ra góc xoay vô lăng, đưa tín hiệu điều khiển ra van điện từ 5/2 kiểm tra xung encoder tại từng bánh theo góc xoay vô lăng

b Phương án kiểm tra góc xoay bánh:

thanh quay

 Có hai phương án kiểm tra góc xoay bánh:

- Phương án 1: dùng cảm biến chiều dài đo giá trị của cần đẩy pittong, từ đó nội suy ra góc quay bánh hiện tại

Ưu điểm: độ chính xác cao, không chịu ảnh hưởng rung động của bánh xe khi di chuyển

Nhược điểm : chi phí cao, tốn thêm công đoạn quy đổi từ chiều dài sang góc xoay của bánh

- Phương án 2: dùng encoder đọc giá trị góc xoay

Ưu điểm: độ chính xác cao, chi phí thấp, dễ dàng thay thế

Nhược điểm: chịu ảnh hưởng rung động của bánh xe khi di chuyển

 Kết luận : chọn phương án dùng encoder để giảm giá thành chi phí

c Phương án góc xoay bánh :

 Nghiên cứu phương án di chuyển của một xe ô tô bình thường:

Hình 2.6: Vị trí góc xoay bánh của ô tô

Như vậy để xe có thể di chuyển được một góc α cho trước khi đó các bánh xe phải xắp xếp theo các góc khác nhau sao cho hướng trục bánh xe theo phương tiếp tuyến với tâm quay của xe

Từ phương pháp di chuyển của ô tô ta có hai cách di chuyển cho xe nâng tổng đoạn: di chuyển theo phương pháp 6 bánh, di chuyển theo phương pháp 8 bánh

 Di chuyển theo phương pháp 6 bánh:

Hình 2.7: Vị trí góc xoay bánh theo phương pháp 6 bánh

Lấy bánh cuối làm trục tâm quay, các góc của 6 bánh còn theo phương tiếp tuyến với các đường tròn có tâm là tâm quay Do cấu tạo sàn xe lớn 10800mm do đó vòng quay của xe rất lớn vì vậy yêu cầu địa hình khi di chuyển rộng, không thích hợp khi di chuyển trong các nhà xưởng

 Di chuyển theo phương pháp 8 bánh:

Hình 2.8: Vị trí góc xoay bánh theo phương pháp 8 bánh

cabin 1 cabin 2

bánh 8

tâm xoay

Lấy tâm quay nằm trên trục tâm của xe, các bánh xe sắp xếp sao cho trục bánh xe theo phương tiếp truyến với các đường tròn có tâm là tâm quay Như vậy vòng quay của xe nhỏ hơn rất nhiều so với phương án di chuyển 6 bánh do đó di chuyển được trên các địa hình hẹp, góc vòng cong nhỏ, thích hợp khi di chuyển trong các nhà xưởng

 Kết luận lựa chọn phương án di chuyển theo phương pháp 8 bánh với tâm quay nằm trên trục tâm của xe

d Quy ước :

Lấy giá trị góc ban đầu = 00 là góc xếp bánh di chuyển thẳng

Góc xoay theo vô lăng được lấy bởi giá trị góc của bánh gần nhất với cabin cùng chiều quay vô lăng Như vậy: đối với cabin 1 là bánh 1 khi vô lăng quay bên phải, bánh 2 nếu vô lăng quay bên trái Đối với cabin 2 là bánh 8 khi vô lăng quay bên phải, bánh 7 nếu vô lăng quay bên trái

cabin 1 cabin 2

2.2.4 Phương pháp di chuyển xe xiên theo một góc cho trước:

Để xe có thế di chuyển được theo phương xiên một góc cho trước các bánh xe phải được sắp xếp theo cùng một góc

bánh 3

bánh 4

cabin 1

2.2.5 Phương pháp di chuyến xe quay quanh tâm xe :

Để xe có thế di chuyển xoay tròn quanh tâm bánh xe phải được sắp xếp theo các góc khác nhau sao cho trục bánh xe theo phương tiếp tuyến với tâm xe

Hình 2.11: Góc bánh khi quay quanh tâm xe