CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU TÀU CHUNG 1.1.1 LOẠI TÀU, CƠNG DỤNG Tàu hàng khơ sức chở 4500 loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang, boong chính, boong dâng lái boong dâng mũi Tàu thiết kế trang bị 01 diesel kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt Tàu thiết kế dùng để chở hàng khơ, hàng bách hóa 1.1.2 VÙNG HOẠT ĐỘNG, CẤP THIẾT KẾ Vùng hoạt động tàu: Biển Đông Nam Á Tàu hàng 4500 thiết kế đảm bảo cấp không hạn chế theo Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép – 2003, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Phần hệ thống động lực tính tốn thiết kế thoả mãn tương ứng Cấp không hạn chế theo TCVN 6259 – : 2003 1.1.3 CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TÀU – Chiều dài lớn Lmax = 96,26 m – Chiều dài đường nước thiết kế LWL = 89,95 m – Chiều rộng thiết kế B = 15,50 m – Chiều cao mạn H = 7,50 m – Chiều chìm tồn tải T = 6,10 m – Hệ số béo thể tích CB = 0,759 – Hệ số béo sườn CM = 0,988 – Lượng chiếm nước Disp = – Máy 6EL40 hãng HANSHIN chế tạo – Cơng suất Ne = 2353/(3200) kW/(hp) – Vịng quay định mức nđm = 240 6616,5 tons rpm 1.1.4 SƠ LƯỢC KẾT CẤU TÀU Tàu thiết kế với 141 sườn, khoảng cách hai sườn liên tiếp 0,65 m Thượng tầng mũi 11,40 m thượng tầng 25 m Vị trí buồng máy đặt phía tàu từ Sn7 ÷ Sn28 Sau buồng máy phía lái kho chứa, buồng máy lái, két nước Khơng gian buồng máy bố trí buồng ngủ thuyền viên, nhà bếp, nhà ăn, nhà vệ sinh, lối xuống buồng máy Phía bố trí buồng lái, VTĐ khí cụ hàng hải,về hai bên mạn lui phía sau buồng lái bố trí bên xuồng cứu sinh Giữa tàu hai khoang hàng: - Khoang hàng I: Bố trí từ Sn89 ÷ Sn130 + Chiều dài : L = 26,2 m + Chiều cao : H = m + Chiều rộng : B = 15,5 m - Khoang hàng II: Bố trí từ Sn28 ÷ Sn89 + Chiều dài : L = 40,6 m + Chiều cao : H = m + Chiều rộng : B = 15,5 m Về phía mũi bố trí két đựng nước hầm đựng xích neo Khơng gian boong boong nâng mũi dùng làm kho để dụng cụ, trang thiết bị tàu Boong bố trí máy quay neo, neo dự trữ, bích dùng để buộc tàu 1.1.5 LUẬT VÀ CÔNG ƯỚC ÁP DỤNG [1]– Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép – 2003 Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường 1.2 TỔNG QUAN VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC 1.2.1 BỐ TRÍ BUỒNG MÁY Buồng máy bố trí từ sườn 07 (Sn7) đến sườn 28 (Sn28) Lên xuống buồng máy 04 cầu thang (02 cầu thang tầng1 02 cầu thang tầng 2) 01 cầu thang cố 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 1.2.2 MÁY CHÍNH Máy có ký hiệu 6EL40 hãng HANSHIN – Janpan sản xuất, động diesel kỳ, xy lanh, tác dụng đơn, tăng áp tuabin khí xả, 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: – Số lượng 01 – Kiểu máy 6EL40 – Hãng sản xuất HANSHIN – Công suất định mức, [Ne] 2353/3200 kW/hp – Vòng quay định mức, [nđm] 240 rpm – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] – Đường kính xy-lanh, [D] 400 mm – Hành trình piston, [S] 800 mm – Áp suất cháy lớn nhất, [Pz] 130 kG/cm2 – Suất tiêu hao nhiên liệu, [ge] 137 g/hp.h – Suất tiêu hao dầu nhờn, [gm] 1,5 g/hp.h – Thứ tự nổ 1–4–2–6–3–5 – Vòng quay lớn nhất, [nmax] 245 rpm – Vòng quay nhỏ nhất, [nmin] 100 rpm – Tốc độ trung bình piston 6,4 m/s – Khoảng cách hai tâm xi lanh liên tiếp 660 mm – Khoảng cách từ tâm xi lanh cuối đến bánh đà 1600 mm – Chiều dài biên, [ l ] 1480 mm – Bán kính khuỷu, [ R ] 400 mm – Đường kính cổ trục, [ dct ] 326 mm – Đường kính cổ biên, [ dcb ] 326 mm 1.2.3 THIẾT BỊ KÈM THEO MÁY CHÍNH 1- Thiết bị gắn máy Bơm nước làm mát nhiệt độ thấp 60m3/h, 21m.c.n Số lượng:01 Bơm nước làm mát nhiệt độ cao 60m3/h, 21m.c.n Số lượng:01 Bơm áp lực dầu bơi trơn máy 36m3/h, 5KG/cm2 Số lượng:01 Mơ tơ khí nén khởi động máy Số lượng:01 Tua bin tăng áp khí nạp Số lượng:01 Sinh hàn khí nạp Số lượng:01 Sinh hàn dầu nhờn hộp số Số lượng:01 Sinh hàn nước nhiệt độ cao Số lượng:01 Bơm dầu bôi trơn hộp số Số lượng:01 Bộ hâm máy trước khởi động Số lượng:01 2- Thiết bị kèm theo máy Bơm dầu bôi trơn hộp số dự phịng Số lượng:01 Chai gió khởi động máy V=250 lít Số lượng:02 Sinh hàn nước máy Số lượng:01 Sinh hàn dầu nhờn máy Số lượng:01 Bơm nước biển làm mát máy 100m3/h, 20m.c.n Số lượng:01 Bơm nước biển làm mát MC dự phòng 100m3/h, 20m.c.n Số lượng:01 Bơm hâm máy trước khởi động 2,5m3/h, 20m.c.n Số lượng:1 Bơm nước l/m nhiệt độ thấp d/p 60m3/h, 21m.c.n Số lượng:01 Bơm nước l/m nhiệt độ cao d/p 60m /h, 21m.c.n Số lượng:01 Bơm áp lực dầu bôi trơn MC d/p 30m /h, 5KG/cm Số lượng:01 Bơm dầu làm mát vòi phun MC 0,8m /h, 2,5KG/cm Số lượng:01 Bơm dầu làm mát vòi phun MC d/p 0,8m /h, 2,5KG/cm Số lượng:01 1.2.4 TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN CCFJ100J - Diesel lai máy phát Diesel lai máy phát có ký hiệu 6135JSCA Trung Quốc sản xuất, diesel kỳ tác dụng đơn, hàng xy-lanh thẳng đứng, tăng áp, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hồn, bơi trơn áp lực tuần hồn kín, khởi động điện DC 24V Số lượng 03 Kiểu máy 6135JSCA Hãng (Nước) sản xuất Trung quốc Công suất định mức, [Ne] 135 cv Vòng quay định mức, [n] 1500 v/p Số kỳ, [τ] Số xy-lanh, [Z] - Máy phát điện Số lượng 03 Hãng (Nước) sản xuất Trung Quốc Kiểu 100SGC pha Công suất máy phát 100 kw Vòng quay máy phát 1500 rpm Điện áp 400/230 V Tần số 50 Hz 1.2.5 CÁC TỔ BƠM 1– Tổ bơm nước chữa cháy Số lượng 01 Kiểu Ly tâm nằm ngang Ký hiệu CNLB100_100/250 MEZC200LK02 Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng 80 m3/h Cột áp 60 mcn Kiểu động điện AC, pha Công suất động điện 30 kW Tần số 50 Hz 2– Tổ bơm dùng chung Số lượng 01 Kiểu Ly tâm nằm ngang tự hút Ký hiệu CNLB100_100/250 MEZC200LK02 Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng 80 m3/h Cột áp 60 mcn Kiểu động điện AC, pha Công suất động điện 30 kW Tần số 50 Hz 3– Tổ bơm nước sinh hoạt Số lượng 02 Kiểu Ly tâm Ký hiệu CR3-12/IEC Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng m3/h Cột áp 40 mcn Kiểu động điện AC, pha Công suất động điện kW Tần số 50 Hz 4– Tổ bơm vận chuyển dầu đốt 4.1- Bơm vận chuyển dầu FO Số lượng 01 Kiểu Bánh Ký hiệu ON3 / MEZ7BA 112M-06 Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng 4,0 m3/h Cột áp 30 mcn Kiểu động điện AC, pha Công suất động điện 1,5 kW Tần số 50 Hz 4.2- Bơm vận chuyển dầu DO Số lượng 01 Kiểu Bánh Ký hiệu ON1 / MEZ7AA 90L-4 Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng 3,0 m3/h Cột áp 30 mcn Kiểu động điện AC, pha Công suất động điện 1,5 kW Tần số 50 Hz 5– Tổ bơm vận chuyển dầu nhờn Số lượng 01 Kiểu Bánh nằm ngang Ký hiệu ON1 / MEZ7AA 90L-4 Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng m3/h Cột áp 30 mcn Kiểu động điện AC, pha Công suất động điện 1,5 kW Tần số 50 Hz 6– Tổ bơm nước thải vệ sinh Số lượng 02 Ký hiệu CLN40-40/200MEZ7BA 132S-2 Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng 12,0 m3/h Cột áp 40 mcn Kiểu động điện AC, pha Công suất động điện 7,5 kW Tần số 50 Hz 7– Bơm vận chuyển dầu bẩn Số lượng 01 Ký hiệu ON3 / MEZ7BA112M-06 Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng 3,7 m3/h Cột áp 50 mcn Công suất động điện 2,2 kW 8– Bơm hút khô dằn Số lượng 01 Ký hiệu CNL80-80/200MEZZBA160102 Hãng (Nước) sản xuất Iron pump Đan Mạch Lưu lượng 65 m3/h Cột áp 40 m3/h Công suất động điện 18,5 kW 1.2.6 CÁC TỔ QUẠT 1– Tổ quạt hút buồng máy + van bướm chống cháy Số lượng 02 Lưu lượng 9000 m3/h Cột áp 30 mcn Động điện AC, pha Tần số 50 Hz 2– Tổ quạt thổi buồng máy + van bướm chống cháy Số lượng 02 Lưu lượng 21000 m3/h Cột áp 30 mcn Động điện AC, pha Tần số 50 Hz 1.2.7 THIẾT BỊ PHÂN LY 1– Máy phân ly nước đáy tàu Số lượng 01 Ký hiệu 15PPM Lưu lượng m3/h Cột áp kG/cm2 Điện áp 380 V 0,8 kW 2– Bơm phục vụ phân ly (kèm theo máy phân ly) – Số lượng 01 – Lưu lượng m3/h – Cột áp 30 mcn 1.2.8 CÁC THIẾT BỊ DIỆN 1– Tổ ắc-quy khởi động diesel lai máy phát Số lượng 02 Số bình/tổ 02 Ký hiệu 6CTK–180 Hãng (Nước) sản xuất TIA SÁNG Dung lượng 01 bình 12V–180Ah Dung lượng tổ 24V–180Ah VIETNAM 2– Tổ ắc-quy chiếu sáng cố Số lượng 01 Số bình/tổ 04 Ký hiệu 6CTK–180 Hãng (Nước) sản xuất TIA SÁNG Dung lượng 01 bình 12V–180Ah Dung lượng tổ 24V–360Ah VIETNAM 3– Tổ ắc-quy chiếu sáng hàng hải Số lượng Số bình/tổ 02 Ký hiệu 6CTK–180 Hãng (Nước) sản xuất TIA SÁNG Dung lượng 01 bình 12V–180Ah Dung lượng tổ 1.3 01 24V–180Ah VIETNAM CÁC THIẾT BỊ HỆ THỐNG KHÍ NÉN 1– Tổ máy nén khí Số lượng 01 Kiểu Piston cấp Hãng (Nước) sản xuất CSSC CHINA Lưu lượng 20 m3/h Áp suất 30 kG/cm2 Kiểu động điện AC, pha Công suất động điện 5,5 kW Vòng quay động 2950 v/p Tần số 50 Hz 2– Bình chứa khơng khí nén khởi động Số lượng 02 Dung tích 02 x 250 lít Áp suất 30 kG/cm2 Hãng (Nước) sản xuất SKL GERMANY 3– Bình chứa khơng khí nén phụ Số lượng Dung tích 01 x 45 lít Áp suất 30 kG/cm2 Hãng (Nước) sản xuất 1.4 01 SKL GERMANY CÁC THIẾT BỊ CHỮA CHÁY BUỒNG MÁY 1– Trạm chữa cháy buồng máy cố định CO2 Số lượng trạm 01 Số lượng bình CO2 06 Loại 10 lít Áp suất bình 125 kG/cm2 2– Bình bọt chữa cháy buồng máy AB–10 Số lượng 08 Kiểu Xách tay Quy cách 10 lít/bình 3– Bình chứa chất tạo bọt chữa cháy Số lượng 02 Quy cách 20 lit/bình Số lượng 01 Kiểu Phớt, amiang 4– Bạt phủ dập cháy 1.5 CÁC THIẾT BỊ BUỒNG MÁY KHÁC 1– Cầu thang buồng máy Tổng số lượng 05 Cầu thang 04 Cầu thang cố 01 2– Cửa thông biển Số lượng 02 Kiểu Chấn song 3– Bàn nguội, tủ đựng dụng cụ Số lượng 01 Kiểu Rời Vật liệu CT3 4– Nồi phụ Số lượng 01 Kí hiệu AQ-16WHMS5Z Quy cách 600 kg/h 6KG/cm2 5– Chuông lệnh giới, ống nói hai chiều Số lượng Kiểu chng Chữ Ống nói 1.6 01 Hai chiều TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN SỰ CỐ 1- Diesel lai máy phát Diesel lai máy phát có ký hiệu 4125JZCA Trung Quốc sản xuất, diesel kỳ tác dụng đơn, hàng xy-lanh thẳng đứng, không tăng áp, làm mát gián tiếp hai vịng tuần hồn, bơi trơn áp lực tuần hồn kín, khởi động điện DC 24V Số lượng 01 Kiểu máy 4125JZCA Hãng (Nước) sản xuất Trung Quốc Công suất định mức, [Ne] 45 cv Vòng quay định mức, [n] 1500 v/p Số kỳ, [τ] Số xy-lanh, [Z] 2- Máy phát điện Số lượng 01 Hãng (Nước) sản xuất Trung Quốc Kiểu 50SGC pha Công suất máy phát 30 kW Vòng quay máy phát 1500 v/p Điện áp 400/230 V Tần số 50 Hz 10 Bảng 5.8 X=1 K = 3,5; 5,5; 6,5 αi 0,9795 0,9389 0,879 0,8012 0,7069 Tổng Stt K.βi 300 60 240 120 180 SinK.βi - 0,866 - 0,866 - 0,866 0,866 ∑α i CosK.βi 0,5 0,5 - 0,5 - 0,5 -1 αi.SinK.βi - 0,8482 0,8131 - 0,7612 0,6938 -0,1025 αi.CosK.βi 0,4897 0,4694 - 0,4395 - 0,4006 - 0,7069 0,4121 = 0,4246 Bảng 5.9 X=3 K = 4; 1−6 4−3 Stt αi 0,9795 0,9389 0,879 0,8012 0,7069 Tổng K.βi 600 120 480 240 360 5−2 SinK.βi - 0,866 0,866 0,866 - 0,866 ∑α i CosK.βi - 0,5 - 0,5 - 0,5 - 0,5 = 0,09779 45 αi.SinK.βi - 0,8482 0,8131 0,7612 - 0,6938 0,03218 αi.CosK.βi - 0,4897 - 0,46945 - 0,4395 - 0,4006 0,7069 - 0,0923 Bảng 5.10 X=3 K = 4,5 1−5−4 3−6−2 Stt αi 0,9795 0,9389 0,879 0,8012 0,7069 Tổng K.βi 900 180 720 360 540 SinK.βi 0 0 0 ∑α i CosK.βi -1 -1 1 -1 αi.SinK.βi 0 0 0 αi.CosK.βi - 0,9795 - 0,9389 0,879 0,8012 - 0,7069 0,0548 = 0,0548 5.4.5 Công mô men điều hịa cưỡng - Mơ men điều hồ cưỡng tác dụng lên hệ trục chủ yếu lực khí cháy gây ra, tính theo cơng thức: Rmax = π ⋅ M k ⋅ ∑α i ⋅ A1R = Q ⋅ A1R Trong đó: + Q = π ⋅ M K ⋅ ∑αi + ∑α i - tổng biên độ hình học tương đối ứng với bậc điều hịa thứ K + Mk- biên độ mơ men điều hịa cấp K khí cháy gây ra: M k = Ck πD R Với: • Đường kính xi lanh: D • Bán kính quay trục khuỷu: R • Hệ số điều hịa, tra theo đồ thị Ck 46 = = = 40 40 f(K ; Pi), (cm) (cm) [1]   n Pi = 9,76  0,1765 +  Ri n  maz  Bảng 5.11 K NRi 4,5 229,33 5,0 206,40 5,5 187,63 6,0 172,00 6,5 158,769 7,0 147,428 7,5 137,60 8,0 129,00 8,5 121,41 9,0 114,66 9,5 108,631 10 103,21 Pi 10,859 9,945 9,197 8,574 8,047 7,595 7,204 6,681 6,564 6,292 6,052 5,834 Ck 0,73 0,58 0,51 0,38 0,32 0,27 0,22 0,21 0,18 0,17 0,14 0,12     Mk.104 3,67 2,915 2,563 1,191 1,608 1,357 1,106 0,9047 0,8545 0,7037 0,6031 ∑αi 5,3056 0,4246 0,09779 0,0548 0,09779 0,4246 5,3056 0,4246 0,09779 0,0548 0,09779 0,4246 Q.104 61,1613 3,8890 0,7875 0,3288 0,4941 1,8102 18,432 1,3412 0,2779 0,1471 0,2161 0,8047 5.4.6 Công mô men cản -1 Công cản động - Theo công thức Holzer: ∆ 2 Rdc = 0,126 ⋅ ⋅ ∑α i ⋅ A1R = T1 ⋅ A12R e0 i =1 Trong đó: ∆ + T1 = 0,126 ⋅ ⋅ ∑α i e0 i =1 + e0- độ mềm xoắn gốc: e0 = 8,37.10-10 (kG-1.cm-1) + ∇ - bình phương tần số dao động tự không thứ nguyên + αi – biên độ dao động tương đối đơn vị biên khuỷu thứ i + A1R-biên độ dao động cộng hưởng khối lượng thứ Kết quả: T1 = 874,65.106 Rđc = 874,65.106.A1R (Kg.cm) -2 Công cản đàn hồi vật liệu - Theo công thức: 47 -8  δ i ,i +1 Rđh = 25.10    e0 Trong đó: -8  δ i ,i +1 Φ = 25.10    e0 7   K '.L     A1R = Φ A1R3   d     K '.L       d   + δi,i+1- mô men đàn hồi đoạn trục i,i+1,tính bảng Tolle: chọn đoạn trục chân vịt có δi,i+1 = δ78 = 0,264 + Hệ số rỗng đoạn trục: K’ = Với trục đặc + Chiều dài đoạn trục chân vịt: L = 412,5 (cm) + Đường kính trục chân vịt: d = 32 (cm) Kết quả: Φ 208,12.106 Rđh -3 = = 208,12.106 A1R3 Cơng cản chong chóng - Theo cơng thức:     N max a RCC=112.10 n Ri ω 4,55 + α cc A1R h nmax  (a + 0,1333) + 0,07    D   = T2 A1R Trong : + αcc– biên độ dao động khơng thứ nguyên chong chóng: αcc = 1,68342 + A1R- biên độ dao động cộng hưởng khối lượng thứ + Nmax- công suất lớn trục chân vịt: Nmax = 1,1.Ne =1,1.3200 = 3520 + nmax- vòng quay lớn trục chân vịt: nmax = 245 + nRi –vòng quay cộng hưởng : nRi = (cv) (v/ph) NK Ki + ω -tần số dao động tự ω= + a = θ Nk 1032 = 9,55 9,55 = 108,06 (lần/s) H = 0,4.0,74 = 0,296 D + Đường kính chong chóng: D = 2618 + Chiều dày trung bình cánh chong chóng: h = 76 48 (mm) (mm) Kết quả: T2= 0,386.106.nRi Rcc = 0,386.106 nRi A1R 5.4.7 Xác định biên độ cộng hưởng A1R - Phương trình cân lượng: RBmax = Rđc + Rđh + Rcc 2 Q.A1R = T1 A1R + T2 A1R + Φ A1R Q = (T1 + T2 )A1R +Φ A1R3 Q = T A1R + Φ A1R3 Để giải phương trình dùng phương pháp đồ thị: +Lấy tỷ lệ xích thích hợp, sau vẽ đồ thịT.A1R Φ A1R3 ; +Trên trục tung lấy giá trị Q.Từ Q vẽ đường thẳng song song với đồ thị T.A1R, cắt đồ thị Φ A1R3 điểm A; +Từ A dóng xuống trục hồnh nghiệm A1R Bảng tính T.A1R với A1R = 6.10-3 Bảng 5.12 K T1.106 7,25 4,5 7,25 7,25 5,5 7,25 7,25 6,5 7,25 7,25 7,5 7,25 7,25 8,5 7,25 7,25 9,5 7,25 10 7,25 T2.106 87,57 75,06 65,68 58,38 52,54 47,76 43,79 47,67 58,38 52,54 47,76 43,79 47,67 T.106 94,82 82,31 72,93 65,63 59,79 55,01 51,04 63,2 59,79 55,01 51,04 63,2 51,04 Φ.106 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 Q.106 3,11 0,1 0,02 0,0088 0.0099 0,036 0,67 0,29 0,036 0,67 0,29 0,036 0,67 T A1R 106 0,57 0,49 0,44 0,39 0,36 0,33 0,31 0,39 0,44 0,39 0,36 0,33 0,31 Bảng tính φ ⋅ A R3 Bảng 5.13 A1R A1R3 Φ A1R3 10-3 2.10-3 3.10-3 4.10-3 5.10-3 6.10-3 10-4 0,25.10-3 0,43.10-3 0,63.10-3 0,85.10-3 1,1.10-3 6315,79 15914,7 27157,92 39789,5 53684,26 69473,75 Kết quả: 49 A1Rmax= 0,0034 (ứng với K=3) 5.4.8 Tính ứng suất xoắn trục lúc cộng hưởng -1 Ứng suất mặt cắt nguy hiểm - Công thức tính: τR = F W Trong đó: F= A1R δ e0 + A1R- biên độ dao động cộng hưởng khối lượng thứ nhất: A1R= A1Rmax = 0,0034 + e0- độ mềm chuẩn: e0 = 8,37.10-10 (kG-1.cm-1) + δ - mô mem đàn hồi không thứ nguên đoạn trục: δ = δ78 = 0,15836 + W – mô men chống xoắn mặt cắt trục: W= π ⋅d3 16 d- đường kính đoạn trục -2 Kết quả: + Với trục chân vịt: τR(cv) = + Với trục trung gian: τR(tg) = Ứng suất mô mem xoắn trung bình - Cơng thức tính: τ tb = -3 99,88 (kG/cm2) 134,33 (kG/cm2) 71620 ⋅ N e max n Ri ⋅ n max W Trong đó: + Nemax- công suất lớn trục: Nemax = + nmax- vòng quay lớn động cơ: nmax = + nRi- vòng quay cộng hưởng: nRi = Kết quả: + Với trục chân vịt: τtb(cv) = + Với trục trung gian: τtb(tg) = Tổng ứng suất trục lúc cộng hưởng τ∑ = τR + τtb 50 (kG/cm2) 3630 (cv) 245 (v/ph) 226,66 (v/ph) 141,16 (kG/cm2) 189,65 (kG/cm2) - Với trục chân vịt: τ∑(cv) = τR(cv) + τtb(cv) = - Với trục trung gian: τ∑(tg) = τR(tg) + τtb(tg) = 241,04 (kG/cm2) 323,98 (kG/cm2) 5.4.9 Ứng suất cho phép trục - Có: n λ = Ri = 0,925 > 0,9 n max - Theo [2], ứng suất cho phép tính theo cơng thức: [τ] = τ1 =1,38⋅ Ts +160 ⋅ CK ⋅ CD 18 Trong đó: + τ1- giới hạn cho phép ứng suất dao động xoắn vùng : 0,8 < λ ≤ 1,05 + Ts- giới hạn bền kéo danh nghĩa vật liệu chế tạo trục: Ts = 590 (N/mm2) + CK- hệ số liên quan đến kiểu hình dáng trục khuỷu, CK tra theo bảng 3/8.1 [2]: Với trục tung gian: CK = 1,0 Với trục chân vịt: CK = 0,55 + CD- hệ số liên quan đến cổ trục xác định theo công thức sau: CD= 0,35 + 0,93.d-0,2 Với: d- đường kính trục (mm) Kết quả: + Với trục chân vịt: [τ] = 19 (kG/cm2) + Với trục trung gian: [τ] = 34,84 (kG/cm2) 5.4.10 Kết luận Từ kết trên: τ∑ < [τ], tức cấp điều hòa khác ứng suất phát sinh hệ trục cộng chấn đèu nhỏ ứng suất cho phép Vậy: - Hệ trục làm việc an tồn cộng chấn - Hệ trục khơng có vùng cấm quay giới hạn vòng quay làm việc ca ng c 51 Đồ thị xác định biên độ céng h­ëng cđa khèi l­ỵng thø nhÊt Q ∅ 52 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ TÍNH CHỌN HỆ THỐNG PHỤC VỤ 6.1 GIỚI THIỆU CHUNG Hệ thống trang thiết bị tàu tính tốn theo TCVN 6259 – 3:2003 Hệ thống phục vụ tàu chia thành nhóm: +Nhóm hệ thống tàu bè: hệ thống hút khơ-dằn tàu, hệ thống chữa cháy, hệ thống thơng gió buồng máy +Nhóm hệ thống động lực: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống nước làm mát, hệ thống khí xả, hệ thống khơng khí nén 6.2 GIỚI THIỆU CHUNG 6.2.1 Hệ thống nhiên liệu -1 Két dầu đốt dự trữ Bảng 6.1 Ký hiệu Đơn vị STT Đại lượng tính Cơng suất máy Ne1 cv Suất tiêu hao dầu ge1 g/cv.h đốt máy Công suất phục vụ liên tục máy Ne2 cv phát điện Suất tiêu hao dầu đốt máy phát ge2 g/cv.h điện Thời gian hoạt động T h liên tục tàu K1 Hệ số dự trữ Số lượng máy Số lượng máy phụ Hệ số dung tích Cơng thức tính V m3 137 Theo lý lịch máy 300 Theo lý lịch máy 155 Theo lý lịch tàu 480 Chọn 1,1 1,09 1,01 T/m3 12 Dung tích két dầu đốt Theo lý lịch máy Chọn γ 3200 Chiếc Chiếc Khối lượng riêng dầu đốt Theo lý lịch máy Chọn z1 z2 K2 K3 10 Hệ số sóng gió 11 Kết 0,95 V= T⋅ K ⋅K2 ⋅ K ∑zi ⋅ Nei⋅ gei 10γ Kết luận : Chọn két dầu đốt dự trữ có dung tích 320(m3) 53 305,1 -2 -3 Dung tích két dầu lắng Bảng 6.2 Stt Đại lượng tính Thời gian lắng dầu cần thiết Dung tích két dầu lắng Kí hiệu Đơn vị T Kết Chọn h Vl Cơng thức tính m3 3,6 Kết luận : Chọn két dầu lắng có dung tích 4(m3) Dung tích két dầu đốt trực nhật Bảng 6.3 Stt Đại lượng tính Kí hiệu Đơn vị Cơng thức tính Thời gian lần T h Chọn cấp dầu lên két Dung tích két dầu đốt trực nhật Vh m Vh = T ⋅ K ⋅ K3 ∑ zi gei 106 Kết 3,6 Kết luận : Chọn két dầu đốt trực nhật có dung tích 4(m3) -4 -5 Bơm vận chuyển dầu đốt Bảng 6.4 Stt Đại lượng tính Kí hiệu Đơn vị Thời gian bơm đầy T h két trực nhật Lưu lượng bơm cấp Q m3/h dầu đốt Cơng thức tính Kết Chọn 1,25 Vh T 3,2 Q= Kết luận : Chọn két bơm chuyển dầu đốt kiểu bánh kép có : + Lưu lượng: Q=7,5 (m3/h) + Cột áp: 20 (m.c.n) Dung tích két dầu bẩn Bảng 6.5 Stt Đại lượng tính Kí hiệu Đơn vị Cơng thức tính Kết Lượng dầu đốt tiêu B hn = 24 ∑ z i g ei N ei ⋅ hao ngày Bhn T 11,96 đêm Thời gian hoạt động D Ngày Chọn 1,5 tối đa Hệ số dung tích két K4 Chọn 0,05 K ⋅ D ⋅ B hn Dung tích két dầu Vb = Vb m3 0,94 bẩn γ 54 Kết luận : Chọn két dầu có dung tích 1,2 (m3) Sơ đồ ngun lý hoạt động ( A0) - Dầu đốt bơm bờ bơm vào két dự trữ đáy đơi qua cửa cấp bố trí mặt boong - Trên tàu, dầu đốt từ két dự trữ bơm vận chuyển tới két lắng két trực nhật, từ bơm tuần hồn cấp cho động chính, động phụ thơng qua van, bầu lọc Ngồi hệ thống cịn bố trí nhánh dẫn dầu tuần hồn từ két trực nhật tới nồi phụ - Dầu thừa hệ thống đưa trở lại két lắng két trực nhật qua đường dầu hồi Dầu bẩn, dầu cặn theo máng hứng đưa tới két dầu bẩn dầu thải, sau bơm bờ cảng vận chuyển ngồi 6.2.2 Hệ thống dầu bơi trơn -1 Dung tích két dự trữ dầu bơi trơn Bảng 6.6 Stt Đại lượng tính Ký hiệu Đơn vị Cơng thức tính Kết Suất tiêu hao dầu gn1 g/cv.h Theo lý lịch máy 1,5 nhờn máy Lượng tiêu hao dầu G1 kg/ h G1=gn1.10-3 4,95 nhờn máy Lượng dầu nhờn tuần hồn W1 lit Theo lý lịch máy 2500 máy Suất tiêu hao dầu nhờn máy phát gn2 g/cv.h Theo lý lịch máy điện Lượng tiêu hao dầu G2 kg/ h G2=gn2.10-3 1,2 nhờn máy phụ Lượng dầu nhờn tuần hoàn W2 lit Theo lý lịch máy 100 máy phát điện Thời gian hoạt động T h Theo lý lịch tàu 480 liên tục tàu Khối lượng riêng T/m3 0,92 γ dầu nhờn Hệ số dung tích két Chọn 1,2 K5 Hệ số dự trữ dầu 10 Chọn 1,1 K6 nhờn -6 11 Lượng dầu nhờn dự trữ lit Vn (G ⋅G )T  V = +(W +22W)K5K6 n  γ  Kết luận : Chọn két dầu nhờn dự trữ có dung tích 8(m3) 55 2673 Sơ đồ nguyên lý hoạt động - Dầu đốt bơm bờ bơm vào két dự trữ tàu thơng qua cửa cấp bố trí mặt boong - Dầu bơi trơn từ két tuần hồn bơm vận chuyển tới két lắng, từ dầu chảy xuống két chứa bố trí động Từ đây, dầu bơm tuần hoàn đẩy qua bầu lọc, gia nhiệt sinh hàn dầu nhờn bơi trơn tồn động Dầu bẩn két đưa qua máy phân ly trở két tuần hoàn Dầu thải hệ thống theo đường ống tới két dầu thải 6.2.3 Hệ thống nước làm mát -1 Dung tích két giãn nở Bảng 6.7 Stt Đại lượng tính Ký hiệu Đơn vị Cơng thức tính Kết Lượng tiêu hao lit/cv.ph Chọn 0,28 Vp nước làm mát Thời gian lần T ph Chọn 25 bơm lên két Hệ số dung tích két K7 Chọn 0,032 Dung tích két giãn V gn = V p ∑ N ei T ⋅ K lit 873,6 V gn nở -2 -2 Kết luận : Chọn két giãn có dung tích 1(m3) Đường kính ống nối hai cửa thơng biển Bảng 6.8 Stt Đại lượng tính Ký hiệu Đơn vị Lưu lượng bơm cứu Q1 m3/h hỏa nước Lưu lượng bơm nước biển làm mát máy Q2 m3/h máy phát điện Lưu lượng bơm hút Q3 m3/h khô dằn Tổng lưu lượng tiêu QT m3/h thụ nước biển Vận tốc nước đường ống v m/s chung Đường kính ống nối cửa D mm thông biển Công thức tính Kết Theo bố trí máy 130 Theo bố trí máy 110 Theo bố trí máy 130 QT = ∑ Qi 370 Chọn D= 4QT 10 3600πv 208.8 Kết luận : Chọn kích thước ống nối cửa thơng biển theo TCVN 6259-3:1997: + Đường kính ống: D = 219 (mm) 56 -3 + Chiều dầy ống: t = (mm) Cửa thông biển Bảng 6.9 Stt Đại lượng tính Ký hiệu Đơn vị Cơng thức tính -4 Hệ số tăng diện tích Diện tích tối thiểu cửa thơng biển Đường kính lỗ kht cửa thơng biển Số lỗ khoét cửa thông biển K1 Kết Chọn 2,5 F mm2 F = π.K1.D2/4 94124 d0 mm Chọn 20 z Lỗ z = 4F π d 02 299,7 Kết luận : Chọn: + Cửa thơng biển có tiết diện: 0,16 (m2) + Đường kính lỗ khoét cửa thông biển: 20 (mm) + Số lỗ khoét cửa thông biển: 300 (lỗ) Sơ đồ nguyên lý hoạt động - Hệ thống nước làm mát tàu dạng mát gián tiếp, bao gồm vòng tuần hồn: + Vịng tuần hồn nước biển: Nước biển tàu bơm tuần hoàn hút qua van cửa thơng biển bố trí hai bên mạn, đẩy vào đường ống tới sinh hàn dầu nhờn, qua bầu sinh hàn nước thải biển qua van bố trí đáy tàu Nhánh ống làm mát máy phụ sau bơm tuần hồn, q trình làm mát tương tự làm mát máy Trong hệ thống cịn bố trí nhánh ống làm mát gối trục trung gian làm kín gối trục chong chóng, sau thải ngồi tàu + Vịng tuần hồn nước ngọt: Nước làm mát vòng bơm bơm tuần hồn vịng đẩy từ sinh hàn nước vào làm mát động Sau chia làm hai nhánh: Một nhánh quay trở lại bơm tuần hoàn; nhánh két đẩy lên két giãn nở Nước làm mát từ két giãn nở đưa làm mát máy nén khí quay trở lại két Ngồi hệ thống cịn bố trí nhánh nước làm mát tới bầu ngưng hệ thống nồi phụ, sau quay trở lại sinh hàn nước Với việc làm mát máy phụ, nước từ bầu sinh hàn máy phụ bơm tuần hồn lai động đẩy làm mát toàn động quay trở lại sinh hàn 57 6.2.4 Hệ thống khơng khí nén -1 Dung tích bình chứa khơng khí nén Bảng 6.10 Stt Đại lượng tính Ký hiệu Đơn vị Cơng thức tính Cơng suất máy Ne1 cv Theo lý lịch máy Công suất máy phụ Ne2 cv Theo lý lịch máy Áp suất khởi động Kết 3200 300 P11 kG/cm2 Theo lý lịch máy P12 kG/cm2 Theo lý lịch máy 20 Áp suất bình P2 kG/cm2 Chọn 30 - Máy n11 Lần Chọn 12 - Máy phụ n12 Lần Chọn - Máy q1 lit/cv Theo lý lịch máy - Máy phụ - Máy - Máy phụ q2 lit/cv Theo lý lịch máy Số lần khởi động liên tục Lượng khơng khí tiêu thụ mã lực Số động i1 Theo lý lịch máy - Máy phụ - Máy i2 Theo lý lịch máy Thể tích khơng khí nén phục vụ cho máy Thể tích khơng khí nén phục vụ cho máy phụ 10 Thể tích bình chứa V1 lit V1 = i1 ⋅ Ne1 ⋅ n11 ⋅ q1 p − p11 1200 V2 lit V1 = i ⋅ Ne2 ⋅ n12 ⋅ q p − p12 360 Vbình lit 58 Vbình= V1+V2 1560 Kết luận : Chọn bình chứa khơng khí nén: + bình chứa khí nén chính: V = + bình chứa khí nén phụ: V = -2 900 80 (lit/bình) (lit) Tính chọn máy nén khí - Sản lượng máy nén khí: Q ≥ (p2- 5) Vbình Q ≥ 30000 (lit/h) - Bố trí tổ máy nén khí gồm máy nén khí kiểu MH-114A Nhật Bản chế tạo có: Q = 35 P = 30 Ngồi ra, cịn bố trí thêm máy khí cố (m3/h) (kG/cm2) Sơ đồ nguyên lý hoạt động - Không khí nén nén vào bình chứa khí nén máy nén khí độc lập Trước đưa khơng khí nén vào bình, khơng khí nén đưa qua phận phân ly dầu, phận làm mát, phận phân ly nước, sau đưa vào bình - Khơng khí nén khởi động máy chứa bình khí nén Khơng khí nén dùng để đảo chiều máy chứa bình khí nén phụ - Hệ thống khơng khí nén tạp dụng dùng để thổi cửa thông biển, vệ sinh hầm hàng, thổi cịi…được trích từ bình chứa khí nén qua van giảm áp theo đường ống tới nơi sử dụng - Đường ống chế tạo thép ống liền chịu áp lực cao (60kG/cm2), ống nối bích hàn rắc-co, đệm kín bìa klingherit -3 59 ... 6259-3: 2003 [2] - Thiết kế trang trí hệ thống động lực tàu thuỷ (Đặng Hộ) – 1983 3.2 BỐ TRÍ TRỤC Hệ trục đặt mặt phẳng dọc tâm, song song cách mặt phẳng (đường bản) 2000 mm Hệ trục bao gồm 01... Kí hiệu Đơn Kết tính vị v3 v1 v2 Vận tốc tàu Vận tóc tàu Vận tốc dịng chảy đến tàu Lực cản tồn phần Lực đẩy chong chóng Hệ số lực cản tính theo vịng quay Tỷ số bước thiết kế vs v Tra đồ thị sức... Thép45 Thiết kế định 6,5 Thiết kế định Thiết kế định 3,57 0,12 Thiết kế định 1:12 Thiết kế định 27,5 Theo lý lịch máy 3200 Theo lý lịch máy 245 3400 28,648.10 4.N e ls = +b 0,5.σ n.d (h − 2r ) Thiết