Chân vịt là bộ phận quan trọng, không thể thiếu trong tàu thủy. Bên cạnh việc cung cấp lực đẩy giúp các con tàu di chuyển, chân vịt tàu thủy còn cho khả năng thay đổi hướng di chuyển. Bạn cần nắm rõ công dụng của từng loại và các vật liệu gia công phù hợp để chọn được loại chân vịt phù với con tàu của mình.
1. Chân vịt tàu thủy là gì?
Chân vịt tàu thủy có tên tiếng anh là Propeller. Đây là bộ phận quan trọng thiết yếu trên những chiếc tàu hiện đại ngày nay.
Nó có tác dụng tạo ra lực đẩy từ những cánh quạt. Thông qua đó, các con tàu có thể di chuyển lên phía trước. Ngoài ra, một số chân vịtcòn được coi là bộ phận giúp đánh lái, chuyển hướng cho tàu.
Để tạo nên một chân vịt hoàn hảo thì các thông số cần phải được thiết kế và gia công chính xác. Trong đó, các thông số quan trọng gồm có:
- Đường kính chân vịt.
- Độ nghiêng của cánh.
- Tỷ số mặt đĩa (tổng diện tích mặt đạp/diện tích hình tròn có đường kính bằng đường kính chân vịt).
- Tốc độ dòng chảy tại vị trí đặt chân vịt.
- Số cánh.
- Số vòng quay.
Chân vịt tàu thủy
2. Phân loại chân vịt tàu thủy
2.1. Chân vịt ba cánh
- Đây là loại chân vịt có chi phí gia công rẻ nhất.
- Sử dụng hợp kim nhôm để chế tạo chân vịt.
- Hiệu suất hoạt động cao.
- Cho khả năng tăng tốc tốt hơn các loại chân vịt khác.
- Không phù hợp cho các tàu di chuyển với tốc độ chậm.
2.2. Chân vịt bốn cánh
- Chân vịt bốn cánh có độ phức tạp cao hơn loại ba cánh. Do đó chúng cần được gia công tỉ mỉ với độ chính xác cao trên các loại máy CNC hiện đại. Đây cũng là một ứng dụng máy CNC ngành hàng hải chế tạp máy móc chi tiết tàu biển phổ biến hiện nay.
- Thường được làm từ hợp kim thép chống gỉ.
- Có độ cứng cao hơn và bền hơn.
- Cho khả năng xử lý tốc độ chậm tốt và tăng tốc tốt.
- Kiểm soát năng lượng khi biển động.
- Cho giải pháp tiết kiệm năng lượng cao hơn so với các loại khác.
2.3. Chân vịt năm cánh
- Chân vịt năm cánh có độ phức tạo cao nhất trong các loại.
- Tạo ra rung động nhỏ nhất trong mọi trường hợp.
- Có khả năng kiểm soát năng lượng tốt khi biển động.
Chân vịt 5 cánh
2.4. Chân vịt định bước
- Chân vịt định bước có các cánh quạt cố định, không thay đổi được trong suốt quá trình hoạt động.
- Cho khả năng hoạt động ổn định, mạnh mẽ và đáng tin cậy mà không cần kết hợp hệ thống cơ khí hay thủy lực như chân vịt biến bước.
- Chi phí sản xuất và lắp ráp ít hơn chân vịt biến bước.
2.5. Chân vịt biến bước
- Chân vịt biến bước cho khả năng xoay cánh quạt theo trục thẳng đứng bằng hệ thống cơ khí và thủy lực.
- Cho khả năng đổi chiều cho bước có thể phù hợp với điều kiện vận hành mà không ảnh hưởng đến động cơ.
- Cải thiện độ cơ động và hiệu quả hoạt động hơn chân vịt định bước.
- Không gây ô nhiễm môi trường.
3. Công dụng của chân vịt tàu thủy
Chân vịt tàu thủy có tác dụng mượn lực đẩy sinh ra khi chuyển động để đẩy tàu thủy tiến lên phía trước. Trong môi trường nước, chân vịt có thể tự do chuyển động và nhờ vào kết cấu có hình cánh quạt để sản sinh ra lực đẩy trong khi quay.
Thông thường, mỗi tàu thủy đi cùng với một chân vịt. Nhưng để đảm bảo an toàn và phòng trường hợp hư hỏng xảy ra, người sở hữu có thể lắp đặt hai chân vịt trên cùng một tàu.
Ngoài ra, hiện nay một số loại chân vịt có khả năng thay đổi góc độ trong khi chạy.
4. Nguyên lý hoạt động của chân vịt tàu thủy
Chân vịt tàu thủy hoạt động bằng cách sử dụng năng lượng được tạo ra từ máy chính để xoay cánh quạt. Thông qua hoạt động này sẽ tạo ra lực đẩy giúp con tàu di chuyển về phía trước.
Việc tàu thủy tiến lên phía trước được lý giải bằng nguyên lý Bernoulli và định luật 3 Newton. Đó là sự chênh lệch áp suất giữa mặt nước và mặt sau của cánh quạt chân vịt khi nó quay sẽ tạo ra một lực đẩy.
Nguyên lý hoạt động của chân vịt
5. Vật liệu gia công chân vịt tàu thủy
Để chân vịt tàu thủy có thể hoạt động lâu dài và bền bỉ, người gia công thường sử dụng các vật liệu hợp kim nhôm, hợp kim đồng và thép không gỉ.
Bên cạnh đó chân vịt nên được gia công bằng các loại máy CNC phù hợp để có độ chính xác cao và tiết kiệm chi phí. Từ đó giảm giá thành sản phẩm và phục vụ tốt hơn cho người sử dụng.
Các hợp kim này có thành phần chính là niken, đồng và nhôm, giúp giảm trọng lượng lên đến 10-15%. Và các hợp kim này có khả năng chống chịu bền bỉ, chống ăn mòn hiệu quả và có thời gian sử dụng lên đến 10 năm.
6. Quá trình gia công chân vịt tàu thủy
6.1. Phương pháp gia công
Thông thường, chân vịt được tạo ra bằng phương pháp hàn hoặc dập khuôn. So với hàn, cánh quạt được rèn có độ bền cao và tốt hơn so. Chân vịt tàu biển hoạt động trong nước có hiệu ứng chong chóng.
6.2. Quy trình đúc chân vịt
Bước 1: Chuẩn bị cơ sở cho việc chế tạo
- Chuẩn bị nhà xưởng, không gian chế tạo.
- Lò nấu vật liệu.
- Dụng cụ đúc.
- Vật liệu đúc.
Bước 2: Tạo mẫu chân vịt tàu thủy
- Lập bản vẽ thiết kế.
- Chế tạo mẫu đúc.
Bước 3: Tiến hành đúc chân vịt
- Làm khuôn đúc chân vịt.
- Nấu và rót vật liệu vào khuôn.
- Phá khuôn và làm sạch vật đúc.
Bước 4: Gia công chân vịt sau khi đúc
- Gia công cơ khí: cạo xi hàn đắp, gia công chân vịt, mài cánh chân vịt, đánh bóng bề mặt.
- Gia công nhiệt: ram vật liệu.
Bước 5: Hoàn thiện sản phẩm
- Kiểm tra các thông số.
- Kiểm tra tính cân bằng của chân vịt.
- Đóng mác chế tạo và ngày sản xuất.
Gia công chân vịt
Chân vịt là bộ phận không thể thiếu trong tàu thủy. Với đa dạng chủng loại cùng những công dụng riêng biệt, chân vịt tàu thủy ngày càng được cải tiến để nâng cao chất lượng và năng suất cho người sử dụng.
Theo dõi Máy CNC nhập khẩu để cập nhật thêm thông tin bổ ích về Máy CNC, Gia công CNC, Lập Trình CNC.
