-1- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY PHẦN – TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÀU 1.1.1 Loại tàu Tàu dầu sức chở 6500 loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn hồ quang điện, đáy đôi Tàu thiết kế trang bị 01 máy diesel chính, kiểu kì truyền động trực tiếp cho hệ trục chân vịt Tàu thiết kế gồm hầm hàng chở dầu hóa chất 1.1.2 Vùng hoạt động Tàu dầu 6500 thiết kế hoạt động vùng không hạn chế theo quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép – 2003 Phần hệ thống động lực tính tốn thiết kế theo TCVN6259 – 3:2003 1.1.3 Các thông số phần vỏ tàu – Chiều dài lớn Lmax = 110 m – Chiều dài hai trụ Lpp = 102 m = 0,68 m – hệ số béo thể tích б – Chiều rộng lớn Bmax = 18,20 m – Chiều rộng thiết kế B = 18,20 m – Chiều cao mạn D = 8,75 m – Chiều chìm tồn tải d = 6,70 m – Lượng chiếm nước Disp = 7500 tons 1.1.4 Hệ động lực – Máy MAK 6M32c – Số lượng 01 – Cơng suất H = 3000/(4080) kW/(hp) – Số vịng quay N = 600 – Kiểu truyền động Trực tiếp – Chân vịt Định bước rpm 1.1.5 Quy phạm áp dụng TCVN 6259 : 2003 – Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép, 2003 1.1.6 Cơng ước quốc tế áp dụng (1) Cơng ước quốc tế an tồn sinh mạng người biển, 1974 (SOLAS, 74); (2) Công ước quốc tế mạn khô tàu biển, 1966 (LOAD LINES, 66); KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 -2- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY (3) Công ước quốc tế ngăn ngừa ô nhiễm biển tàu gây ra, 73/78 (MARPOL, 73/78); (4) Qui tắc quốc tế tránh va biển, 1972 (COLREG, 72); (5) Cơng ước đo dung tích tàu biển, 1969 (TONNAGE, 69); (6) Nghị Tổ chức lao động quốc tế (ILO) 1.2.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC 1.2.1 Bố trí buồng máy Buồng máy bố trí từ sườn số đến sườn số 35 Tàu lắp chân vịt với máy đặt phía tàu Trong buồng máy lắp đặt 01 máy thiết bị phục vụ hệ thống động lực, hệ thống ống toàn tàu Điều khiển thiết bị thực chỗ buồng máy Điều khiển máy thực chỗ buồng máy từ xa buồng lái Một số bơm chuyên dụng điều khiển từ xa boong bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt, quạt thơng gió Máy máy phụ thiết kế sở điều kiện sau: – Nhiệt độ nước biển 32 C – Nhiệt độ xung quanh 45 C – Áp suất khơng khí 760 mmHg 1.2.2 Máy Máy có ký hiệu MAK 6M32c hãng CAT-MAK – Germany sản xuất, động diesel kỳ tác dụng đơn, tăng áp hệ tua-bin – máy nén, dạng thùng, hàng xy-lanh thẳng đứng, làm mát gián tiếp hai vịng tuần hồn, bơi trơn áp lực tuần hồn kín, khởi động khơng khí nén 1.2.2.1 Thơng số máy – Số lượng – Kiểu máy – Hãng sản xuất – Cơng suất định mức, [H] – Vịng quay định mức, [N] – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] – Đường kính xy-lanh, [D] – Hành trình piston, [S] 01 MAK 6M32c CAT 3000/4080kW/hp 600 rpm 320 mm 480 mm KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 -3- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY – Khối lượng động [G] – Chiều dài bao lớn [Le] – Chiều rộng bệ động [We] – Chiều cao [He] tons 6013 mm 1070 mm 2565 mm 1.2.2.2 Thiết bị kèm theo máy – Bơm LO bơi trơn máy – Bơm nước làm mát – Bơm nước biển làm mát – Bầu làm mát dầu nhờn – Bầu làm mát nước – Bơm tay LO trước khởi động – Các bầu lọc – Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp – Bình chứa khí nén khởi động – Bầu tiêu âm – Ống bù hòa giãn nở 01 01 01 01 01 01 01 01 02 01 01 cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm bình cụm đoạn 1.2.3 Máy phát – Loại – Số lượng Không thấm nước, tự thơng gió – Cơng suất 400 kW, dịng điện xoay chiều 450V, pha, tần số 60Hz – Vòng quay 1200 v/p 1.2.3.1 Máy phát cố – Loại – Số lượng động Diesel thì, làm mát khơng khí – Cơng suất – Vịng quay – Khởi động 158 HP 1800 v/p khởi động ắc quy tay – Loại dầu D.O – Làm mát lò sấy 1.2.3.2 Thiết bị kèm theo tổ máy phát điện – Bơm LO bôi trơn máy – Bơm nước làm mát – Bơm nước biển làm mát – Bầu làm mát dầu nhờn – Bầu làm mát nước 01 01 01 01 01 KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM cụm cụm cụm cụm cụm PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 -4- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY – Máy phát điện chiều – Mô-tơ điện khởi động – Các bầu lọc – Bầu tiêu âm – Ống bù hòa giãn nở 01 01 01 01 01 cụm cụm cụm cụm cụm 1.2.4 Thiết bị sinh 1.2.4.1 Giới thiệu chung Kết cấu chức thiết bị sinh dựa tiêu chuẩn nhà sản xuất yêu cầu đăng kiểm Sản lượng tối đa nồi khác theo điều kiện khí xả từ máy Mức nước nồi giữ mức hoạt động tự động bơm cấp nước Dầu nhiên liệu cấp cho nồi có độ nhớt lên tới 3500 sec R.W.No1 100 C 1.2.4.2 Nồi phụ – Loại trụ đứng – Số lượng – Áp lực làm việc Kg/cm2 – Áp lực thiết kế Kg/cm2 – Lượng thực tế 8000 Kg/h – Nhiệt độ nước cấp 60 – Nhiên liệu đốt cháy 3500 sec.R.W No.1 1000C C – Nhiệt độ bão hoà Thiết bị phụ kiện theo tiêu chuẩn nhà chế tạo, khoang đốt dầu tự động điều chỉnh phụ thuộc vào áp xuất 1.2.4.3 Nồi kinh tế Loại dàn ống tuần hoàn cưỡng – Số lượng – Công suất 600 kg/h 90%Ne – Bơm tuần hoàn – Thiết bị đốt dầu – Máy điều chỉnh cấp nước Thiết bị, phụ kiện cho nồi phụ: – Quạt gió cưỡng – Bơm cấp nước KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM bộ PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 -5- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY – Bơm tăng cưòng F.O – Bầu hâm dầu F.O – Thiết bị điều khiển tự động – Bộ điều chỉnh mức – Két tách đổ (két tầng) – Bầu ngưng thừa – Đồng hồ đo mức nước – Két hoá chất bộ – Hệ thống điều khiển an toàn 1.2.5 Máy nén khí chai gió 1.2.5.1 Máy nén khí – Loại máy nén cấp, dẫn động động điện, làm mát khơng khí – Số lượng – Công suất 80 m3/h x 30 kG/cm2 Thiết bị khởi động dừng tự động lắp cho máy nén khí kích hoạt áp lực chai gió Một nguồn điện máy nén khí cấp từ máy phát cố 1.2.5.2 Máy nén khí – Loại dẫn động động điện, cấp, làm mát khơng khí – Số lượng – Công suất 80 m3/h x 30Kg/cm2 (F.A) – Thiết bị khởi động dừng tự động lắp cho máy nén khí phục vụ kích hoạt áp lực chai gió làm việc 1.2.5.3 Chai gió – Loại chai gió loại trụ đứng với kết cấu hàn – Số lượng – Công suất 1000 l x 30 kG/cm2 1.2.5.4 Chai gió làm việc – Loại chai gió kiểu trụ đứng kết cấu hàn – Số lượng – Công suất 900 l x 30 kG/cm2 1.2.5.5 Bộ sấy khơng khí – Loại làm lạnh KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 -6- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY – Số lượng – Công suất 40 m3/h x Kg/cm2 1.3 CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC KHÁC 1.3.1 Két 1.3.1.1 Két dự trữ dầu đốt FO – Số lượng – Dung tích – Kiểu két 04 01 x 213.14 m3 02 x 308.76 m3 02 x 218.16 m3 01x 305.63 m3 Đáy đôi 1.3.1.2 Két dầu đốt dự trữ dầu DO – Số lượng – Kiểu – Dung tích 04 đáy đơi 02x 65.25 m3 02x85.45 m3 1.3.1.3 Két trực nhật dầu FO – Số lượng – Kiểu – Dung tích 02 Rời 12.0 m3 02 rời 2x6 m3 01 Rời 12 m3 1.3.1.4 Két trực nhật dầu DO – Số lượng – Kiểu – Dung tích 1.3.1.5 Két lắng dầu FO – Số lượng – Kiểu – Dung tích 1.3.1.6 Két dầu nhờn dự trữ bơi trơn xylanh máy – Số lượng – Kiểu – Dung tích 01 rời 20 m3 1.3.1.7 Dầu trọng lực bôi trơn xy lanh – Số lượng 01 KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 -7- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY – Kiểu – Dung tích rời 0.49 m3 01 Rời 15 m3 01 Liền vỏ 15 m3 1.3.1.8 Két dầu dự trữ LO – Số lượng – Kiểu – Dung tích 1.3.1.9 Két dầu lắng LO – Số lượng – Kiểu – Dung tích 1.3.1.10 Két dự trữ dầu LO máy đèn -Số lượng 01 -Kiểu rời -Dung tích m3 1.3.1.11 Két dầu bôi trơn ống bao -Số lượng 01 -Kiểu Rời -Dung tích 200 lít 1.3.1.12 Két tuần hồn bơi trơn trục chân vịt -Số lượng 01 -Kiểu Rời -Dung tích 500 lít 1.3.1.13 Két dầu nhờn thải -Số lượng 01 -Kiểu rời -Dung tích 300 lít 1.3.1.14 Két dầu nhờn cặn -Số lượng 01 -Kiểu rời -Dung tích 600 lít 1.3.1.15 Két dầu FO thải -Số lượng 01 -Kiểu rời -Dung tích 700 lít KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 -8- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 1.3.1.16 Két nước giãn nở máy -Số lượng 01 -Kiểu rời -Dung tích 0.7 m3 1.3.1.17 Két gom dầu thải -Số lượng 02 -Kiểu rời -Dung tích 1600 lít 1.3.1.18 Két dầu FO cặn -Số lượng 01 -Kiểu rời -Dung tích 1500 lít 1.3.1.19 Két lắng dầu LO máy đèn -Số lượng 01 -Kiểu rời -Dung tích m3 1.3.2 Tổ bơm 1.3.2.1 Tổ bơm dung chung cứu hỏa – Số lượng : 01 – Kiểu : M.D.V.Cent – Lưu lượng x Cột nước : (60-120) m3/h x (20-55) m – Cơng suất x Vịng quay : 26 kw x 1750 v/p 1.3.2.2 Tổ bơm dự phòng – Số lượng 01 – Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.H.G - Naniwa – Lưu lượng x Áp suất : 50 m3/h x 0,45 MPa – Cơng suất x Vịng quay : 18,5 KW x 1150 v/p 1.3.2.3 Tổ bơm nước nước biển trực nhật – Số lượng : 01 – Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.H.Cent - Naniwa KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 -9- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY – Lưu lượng x Cột nước : 60 m3/h x 20 m – Công suất x Vòng quay : 7,5 KW x 1750 v/p 1.3.2.4 Tổ bơm nước – Số lượng : 02 – Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.H.Cent - Naniwa – Lưu lượng x Cột nước : m3/h x 40 m – Cơng suất x Vịng quay : 2,2 KW x 3500 v/p 1.3.2.5 Tổ bơm dầu cặn – Số lượng : 01 – Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.H.Piston - Naniwa – Lưu lượng x Cột nước : m3/h x 40 m – Công suất x Vòng quay : 1,5 KW x 1800 v/p 1.3.2.6 Bơm trợ lực dầu FO nồi – Số lượng : 01 – Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.H.G - Naniwa – Lưu lượng x Áp suất : 0,5 m3/h x 0,2 MPa – Cơng suất x Vịng quay : 0,4 KW x 1125 v/p 1.3.2.7 Bơm tuần hoàn nước nồi – Số lượng : 01 – Kiểu : M.D.H.Cent – Lưu lượng x Áp suất : m3/h x 0,3MPa – Cơng suất x Vịng quay : – Hãng sản xuất : 1,5 KW x 3480 v/p Naniwa 1.3.2.8 Bơm dằn nước đáy tàu – Số lượng : 01 – Kiểu : M.D.V.Cent – Lưu lượng x Cột nước : (120-60) m3/h x (20-55) m – Công suất x Vịng quay : KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM 26 KW x 1750 v/p PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 10 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 1.3.2.9 Bơm dầu thừa – Số lượng : 01 – Kiểu : Trochoid – L.lượng x Áp suất x Công suất : 9000 l/h x 0,2 MPa x 0,4 KW 1.3.3 Thiết bị phân ly – Bộ trao nhiệt 1.3.3.1 Máy phân li dầu FO – Số lượng : 02 – Kiểu - Hãng sản xuất : M.D - Mitsubishi – Lưu lượng x Công suất : 900 l/h x 5,5 KW 1.3.3.2 Máy phân li dầu DO – Số lượng : 01 – Kiểu - Hãng sản xuất : M.D - Mitsubishi – Lưu lượng x Công suất : 760 l/h x 5,5 KW - NPM- 115 1.3.3.3 Máy phân li dầu LO – Số lượng : 01 – Kiểu - Hãng sản xuất : M.D - Mitsubishi – Lưu lượng x Công suất : 1400 l/h x 5,5 KW 1.3.3.4 Máy phân li dầu - nước – Số lượng : 01 – Kiểu - Hãng sản xuất : USH 20 - Taiko, Japan m3/h x 15 PPM – Công suất : 1.3.3.5 Bộ hâm nhiên liệu máy – Số lượng : 01 – Kiểu - Hãng sản xuất : Có áo bọc - Showa, Japan 1.3.3.6 Bộ hâm dầu phân li FO – Số lượng : 02 – Kiểu - Hãng sản xuất : Có áo bọc - ShoWa, Japan KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 30 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY Tại gối 1: R1 = q1 l1 q l M − M M − M + + + 2 l1 l2 = 6,31.184,9 6,31.299,6 − 499202 − 64551,80 − 75575,93 − 64551,80 + + + 2 184,9 299,6 = -1988,08 (kG); Tại gối 2: R2 = q l q3 l3 M − M M − M + + + 2 l2 l3 = 6,31.299,6 6,31.230 64551,80 − (−75575,93) − 3936,91 − (−75575,93) + + + 2 299,6 230 = 2450,08 (kG); Tại gối 3: R3 = q3 l3 M − M + l3 = 6,31.230 − 75575,93 − (−3936,91) + 230 = 414,18 (kG); Kết quả: R0= 7558,63 (kG); R1= -1988,08 (kG); R2= 2450,08 (kG); R3= 414,18 (kG) Kiểm tra lại kết quả: ∑ R = R + R + R + R = 8434,81 (kG); ∑ Q = G + q(l + l ) = 8434,80 (kG); ∑ Q − ∑ R = 0,0001% Sai số: ∆= ∑Q cc cc ld KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 31 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY PHẦN – DAO ĐỘNG NGANG 4.1 PHƯƠNG PHÁP VÀ SƠ ĐỒ TÍNH 4.1.1 Phương pháp tính Tần số dao động ngang tính gần dần 4.1.2 Sơ đồ tính 4.1.2.1 Mơ hình tính Q q [1] [2] [k] X11 X21 X12 l1 = 130 X22 XK l2 = 280 lK = 40 Hình 4-1: Mơ hình tính dao động ngang 4.1.2.2 Số liệu thiết kế Chiều dài nhịp No1 l1 = 130 cm Chiều dài nhịp No2 l2 = 280 cm Chiều dài đoạn dầm treo K lk = 40 cm Đường kính trục d = 13,8 cm Trọng lượng chong chóng Q = 175 kG Tỷ trọng vật liệu làm trục γ = 7,85 x 10-3 kG/cm3 Tải trọng phân bố q = 1,174 kG/cm 4.1.2.3 Toán đồ dùng cho tra cứu (µ - a) KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 32 - Hình 4-2: Tốn đồ µ - a 4.1.3 Các bước tính tốn thành lập bảng tính 4.1.3.1 Bước Hàng ngang bảng ghi thứ tự đoạn trục, ô sau dầm treo 4.1.3.2 Bước Hàng ngang thứ hai ghi chiều dài nhịp (tính cm) 4.1.3.3 Bước Hàng ngang thứ ba ghi tỉ số chiều dài hai nhịp kề βn = ln ln − (3.1) 4.1.3.4 Bước Tính gần “nk” theo cơng thức KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY βn = ln E I , nk = 49,2 .µ ln − lm q - 33 - (3.2) Trong đó: – lmax, Chiều dài nhịp dài nhất; – E , Mô-đuyn đàn hồi vật liệu; – I, Mơ men qn tính tiết diện trục; – µ, Hệ số hiệu chỉnh; – q, Tải trọng phân bố chiều dài trục 4.1.3.5 Bước Tính giá trị µn cho tất nhịp (trừ nhịp cuối cùng) điền vào hàng ngang thứ , nk µ n = l n A (3.3) Trong đó: A = 49,2 E I q (3.4) 4.1.3.6 Bước Căn vào giá trị µn đồ thị xác định giá trị an = X1n + X2n (3.5) 4.1.3.7 Bước Tính giá trị X1n, X2n tất nhịp điền vào hàng ngang thứ – Nếu điểm đỡ cố định tuyệt đối thì: Xn = – Nếu đầu nhịp tự do: Xn = – Các trường hợp khác tính theo cơng thức X 1n = 1− 1 − X ( n −1) (3.6) X ( n −1) X2n= an – X1n (3.7) 4.1.3.8 Bước Căn vào trị số X2n nhịp cuối để tính trị số Xk dầm treo, sau tính µk KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 34 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY µk = 1− X k − 0,5 X k (3.8) 4.1.3.9 Bước Tính lại giá trị nk theo công thức nk = 8,64 lk E.I G + 0,24.q lk µk (lần/s) (3.9) 4.1.3.10 Bước 10 So sánh nk với nk’, có sai khác nhiều tính lại Điều kiện để dừng bảng tính (nk- n’k) 60 < 10 (3.10) (lần/phút) 4.2 BẢNG TÍNH VÀ KẾT QUẢ 4.2.1 Tần số dao động ngang Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Đường kính trục chân vịt d cm Hệ số đàn tính vật liệu làm trục E kG/cm2 Theo vật liệu trục 2,1.106 Tỷ trọng vật liệu làm trục γ kG/cm3 Theo vật liệu trục 7,85.10-3 Vòng quay lớn trục nmax rpm Theo tính tốn thiết kế 516 Chiều dài nhịp trục thứ (nhịp [1]) l1 cm Theo thiết kế 130 Chiều dài nhịp trục thứ hai (nhịp [2]) l2 cm Theo thiết kế 280 Chiều dài nhịp treo (nhịp consom [K]) lK cm Theo thiết kế 40 Trọng lượng chân vịt Q kG Theo thiết kế 175 № Công thức - Nguồn gốc Theo thiết kế KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Kết 13,8 PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 35 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Trọng lượng đơn vị trục q kG/cm q= π d γ 1,174 10 Mo-men quán tính tiết diện trục I cm4 I = π d 64 1779,4 11 Chiều dài nhịp lớn lmax cm lmax = max (li) 12 Hệ số nhịp trục A _ 13 Tần số dao động ban đầu nK lần/s nK = 14 Tần số dao động ban đầu hiệu chỉnh nK' lần/s , n K = 0,8n K 15 Tần số dao động hệ theo tính tốn nKR lần/s Theo bảng tính 16 Số lần dao động phút hệ N lần/ph № Công thức - Nguồn gốc A = 49,2 Kết 280 EI q 2841585 A l 36,2 max 29,0 41,310 R N = 60.nK 2479 4.2.2 Bảng kết tính Thứ tự nhịp [1] Chiều dài ln, [cm] βn = [2] [K] 130 l n−1 40 – ln 280 2,154 0,143 Giá trị nK tính tốn 0,1724 0,8 a n = ( X 1n + X n ) 2,9770 2,3170 X1n X2n 0,0000 2,9770 0,4115 1,9055 μK = 0,3458 XK = 0,9364 54,19 , nK µn = ln A nK1= nK’ = 29,00 LẦN GẦN ĐÚNG THỨ NHẤT LẦN GẦN ĐÚNG THỨ HAI KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 36 - 0,2457 1,1399 a n = ( X 1n + X n ) 2,9401 1,7667 X1n X2n 0,0000 2,9401 0,4130 1,3537 μK = 0,2636 XK = 0,9640 41,310 , nK µn = ln A nK2= nK’’ = 41,314 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 4.2.3 Kết luận Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Khoảng dư lượng tính toán k % k= Khoảng dư lượng kiểm tra tính tốn [k] % Lấy theo giá trị thơng dụng tàu hàng So sánh kết luận – – k > [k] № Công thức - Nguồn gốc N − nmax 100% nmax KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Kết 380 30 An tồn PHẠM MINH CƠNG LỚP MTT51–ĐH2 - 37 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY PHẦN – DAO ĐỘNG XOẮN 5.1 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ 5.1.1 Luật áp dụng tài liệu tham khảo 5.1.1.1 Luật áp dụng Quy phạm phân cấp đóng biển vỏ thép - 2003: Phần 3: Hệ thống máy tàu TCVN 6259-3: 2003 [1] 5.1.1.2 Tài liệu tham khảo Крутильные колебания в судовых ДВС, П.А Истомин – Москва, 1968 5.1.2 Số liệu máy Máy có ký hiệu 8NVD36A-1U hãng SKL - GERMANY sản xuất, động diesel kỳ tác dụng đơn, tăng áp hệ tua bin – máy nén, dạng thùng, hàng xy-lanh thẳng đứng, làm mát gián tiếp hai vịng tuần hồn, bơi trơn áp lực tuần hồn kín, khởi động khơng khí nén, tự đảo chiều, điều khiển chỗ từ xa buồng lái Thơng số máy chính: – Kiểu máy 8NVD36A–1U – Hãng chế tạo SKL – Nước sản xuất GERMANY – Công suất định mức, [N] 425/578 kW/hp – Vòng quay định mức, [n] 500 rpm – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] – Đường kính xy-lanh, [D] 240 mm – Hành trình piston, [S] 360 mm – Thứ tự làm việc xy-lanh 1-3-5-7-8-6-4-2 – Vòng quay lớn nhất, [nmax] 516 rpm – Vòng quay nhỏ nhất, [nmin] 150 rpm – Bán kính quay trục khuỷu, [R] 180 mm – Đường kính cổ trục, [dct] 160 mm – Đường kính cổ biên[dcb] 155 mm – Khoảng cách tâm xy-lanh, [H] 370 mm – Khoảng tâm xilanh cuối đến bánh đà[Hc] 705 mm – Chiều dài tay biên, [L] 720 mm KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 38 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY – Quán tính bánh đà, [GD2] kGcm2 1025 5.1.3 Số liệu chong chóng – Vật liệu chế tạo Đồng – Mangan – Đường kính, [D] 1,420 – Số cánh, [Z] – Tỷ số đĩa, [θ] 0,55 – Tỷ số bước, [H/D] 0,58 – Bước kết cấu, [H] 0,823 m – Khối lượng, [G] 175 kg – Chiều quay Phải – Tỷ trọng vật liệu làm chong chóng, [γ] 8,6.10-3 m kg/cm3 5.1.4 Số liệu trục bích nối – Vật liệu KSF45 – Tỷ trọng vật liệu làm trục, [γ] 7,85.10-3 kG/cm3 – Đường kính trục chong chóng, [dcc] 138 mm – Chiều dài trục chong chóng, [lcc] 4100 mm – Chiều dài bích, [lbn] 270 mm – Đường kính vịng trịn chia [Dc] 310 mm – Chiều dày bích, [bbn] 40 mm 5.1.4.1 Trục chong chóng 5.1.4.2 Bích nối 5.2 MƠ HÌNH TÍNH DAO ĐỘNG 5.2.1 Mơ-men qn tính khối lượng 5.2.1.1 Mơ men qn tính khối lượng nhóm piston - biên khuỷu I bk = ( ) 1,25.10 −5.R D b K x D b + H d , (kGcms2) 1,4.D b + R (4.1) Trong đó: R _ Bán kính khuỷu, R = 18 (cm) D _ Đường kính xy-lanh, D = 24 (cm) H _ Khoảng cách tâm xilanh liên tiếp, H = 37 (cm) d _ Đường kính trung bình cổ biên cổ trục, d = 15,75 (cm) Kx _ Hệ số hiệu chỉnh có xét đến chiều dài biên, đường kính vật liệu chế tạo piston KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 39 - Với piston gang K x = 0,22 L + 0,6 D b (4.2) Trong đó: + b _ Hệ số khoang xilanh (công đơn b ≈ 1) + L _ Chiều dài biên : L = 72 (cm) Kết quả: Ibk = 38,70 (kGcms2) .(tiếp tục theo mẫu) KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 40 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY PHẦN – CÁC HỆ THỐNG PHỤ VÀ PHỤC VỤ 6.1 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ 6.1.1 Số liệu ban đầu _ Số lượng động Z = _ Cơng suất động N = 578 hp _ Vịng quay động n = 500 v/p _ Số lượng động phụ Zp = _ Công suất động phụ Np = 64 _ Vòng quay động phụ np = 1800 v/p hp 6.1.2 Luật áp dụng Quy phạm phân cấp đóng biển vỏ thép - 2003: Phần 3: Hệ thống máy tàu – TCVN 6259-3: 2003 [1] Quy phạm phân cấp đóng biển vỏ thép - 2003: Phần 5: Phòng, phát chữa cháy nổ – TCVN 6259-5: 2003 [2] Quy phạm hệ thống ngăn ngừa ô nhiễm biển tàu – TCVN 6276 : 2003 [3] 6.1.3 Cấp thiết kế Hệ thống thiết bị phụ phục vụ tính tốn thiết kế thỏa mãn tương ứng cấp Biển hạn chế III theo Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép – 2003 Quy phạm liên quan’ Công ước Quốc tế 6.1.4 Tài liệu tham khảo Судовые системы - А Я Чиняев Москва 1984 KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 41 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 6.2 HỆ THỐNG DẦU ĐỐT 6.2.1 Lượng dầu đốt dự trữ trực nhật Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Cơng suất tính tốn Diesel N hp Theo lý lịch máy Số lượng Diesel Z tổ Theo thiết kế Cơng suất tính tốn Diesel phụ Np hp Theo lý lịch máy Số lượng Diesel phụ Zp tổ Theo thiết kế Suất tiêu hao dầu đốt Diesel ge g/hph Theo lý lịch máy có kể đến tình trạng kỹ thuật 168 Suất tiêu hao dầu đốt Diesel phụ gep g/hph Theo lý lịch máy có kể đến tình trạng kỹ thuật 180 Hệ số hoạt động đồng thời Diesel phụ k _ Theo thiết kế 0,5 Thời gian hoạt động liên tục phương tiện t h Theo tính 360 Hệ số dự trữ dầu đốt k1 _ Chọn 1,2 10 Hệ số xét đến điều kiện môi trường mà phương tiện khai thác k2 _ Chọn 1,12 11 Hệ số dung tích két chứa k3 _ Chọn 1,1 12 Tỷ trọng trung bình dầu đốt điều kiện khai thác g t/m3 № Công thức - Nguồn gốc Lấy giá trị trung bình KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Kết 578 64 0,85 PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 42 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị 13 Lượng dầu đốt cần thiết cho hành trình B t B= 14 Tổng dung tích cần thiết két chứa dự trữ V m3 V= 15 Thời gian cấp dầu liên tục két dầu đốt hàng ngày th h Chọn theo ca máy 16 Hệ số dung tích dự trữ két dầu đốt hàng ngày k4 _ Chọn 17 Dung tích két dầu đốt hàng ngày Vh m3 Vh = № Công thức - Nguồn gốc (g e NZ + g ep N p Z p k )τ Kết 52,56 ( k1k ) −1 10 B k γ 68,01 1,25 ( g NZ + g e ( k 4τ h ) ep −1 N pZ pk) 1,28 γ 10 Kết luận: Tàu trang bị két chứa dầu đốt: _ Tổng dung tích V = 68,9 m3 _ Két dầu đốt dự trữ (02 két) Vdt = 64,4 m3 _ Két lắng dầu đốt Vl = 3,0 m3 _ Két dầu đốt hàng ngày Vhn1 = 1,5 m3 6.2.2 Bơm vận chuyển Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Dung tích két dầu đốt hàng ngày Vh m3 Đã tính chọn ( Mục 6.2.1) 1,5 Thời gian cần thiết để bơm đầy két tb h Chọn 0,5 Lưu lượng bơm vận chuyển Q m3/h Q= № Công thức - Nguồn gốc Vh τb Kết 3,0 Kết luận: KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 43 - Tàu trang bị bơm giới vận chuyển dầu đốt: _ Số lượng 02 _ Kiểu Bánh nằm ngang _ Ký hiệu TLG–3N _ Lưu lượng Q = m3/h _ Cột áp H = 2,5 kG/cm2 6.2.3 Nguyên lý hệ thống 6.2.3.1 Nhiệm yêu cầu Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ dự trữ, cung cấp nhiên liệu đảm bảo cho hệ động lực làm việc suốt trình hành hải Hệ thống nhiên liệu có chức năng: lấy nhiên liệu từ bờ xuống tàu, dự trữ nhiên liệu tàu, cung cấp nhiên liệu cho động động phụ hoạt động Hệ thống nhiên liệu phải đảm bảo cho động làm việc bình thường trường hợp Các thiết bị hệ thống đảm bảo cung cấp đầy đủ cho động hoạt động thời gian dài Bố trí két, đường ống, thiết bị hệ thống phải tuân thủ nghiêm ngặt quy định quy phạm công ước; phải tiện lợi cho lắp đặt, thao tác, sử dụng, sửa chữa phải đảm bảo tính kinh tế 6.2.3.2 Nguyên lý hoạt động a Vận chuyển dầu đốt Dầu đốt dự trữ sáu két dầu đốt dự trữ đáy đôi Cấp dầu đốt vào két dự trữ bơm phương tiện cấp thông qua đầu ống cấp dầu dẫn lên boong Két dầu đốt dự trữ có bố trí đầu ống đo có van tự đóng, đầu ống thơng có lưới phịng hoả có kết cấu kiểu ngăn khơng cho nước dị lọt vào điều kiện thời tiết xấu Trong két dầu đốt dự trữ có bố trí hai miệng hút lấy dầu ra, miệng đặt thấp để hút vét dầu cặn nước đọng, miệng đặt cao để lấy dầu đưa sử dụng Vận chuyển dầu đốt từ két dầu đốt dự trữ lên két lắng dầu đốt két dầu đốt hàng ngày 02 bơm vận chuyển truyền động điện Dầu đốt cấp lên két bơm vận chuyển dầu đốt qua bầu lọc thô hệ thống van, đường ống Dầu tràn từ két dầu đốt hàng ngày đưa trở lại két lắng dầu đốt, dầu tràn từ két lắng dầu đốt đưa trở két dự trữ qua đường ống dẫn dầu tràn có gắn kính quan sát b Cấp dầu cho động Dầu từ két dầu đốt hàng ngày cấp cho động qua hệ thống van đóng nhanh, van ngắt đường ống dẫn tới động Dầu thừa sau công KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY - 44 - tác từ vòi phun, bơm cao áp diesel phụ dẫn quay trở két dầu đốt hàng ngày qua đường ống riêng c Dầu rơi vãi, dầu tràn Dầu cặn két dầu đốt dự trữ hút vét đưa tàu bơm tay piston qua miệng cấp phát dầu đặt boong Dầu rị rỉ từ khay hứng dẫn két giữ dầu cặn .(tiếp tục theo mẫu) KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 ... KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 21 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY PHẦN – THIẾT KẾ HỆ TRỤC 3.1 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ 3.1.1 Số liệu... TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 40 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY PHẦN – CÁC HỆ THỐNG PHỤ VÀ PHỤC VỤ 6.1 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ 6.1.1 Số... 280.3 Kết luận: Đường kính trục chong chóng thiết kế ds = 300 KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM mm PHẠM MINH CÔNG LỚP MTT51–ĐH2 - 24 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY