PhÇn I Giíi thiƯu chung I - Giíi thiƯu chung tàu 1, Công dụng Tàu 5000 loại tàu chở hàng khô rời trọng tải 5000 tấn,tàu lắp máy truyền động trực tiếp đờng trục Tàu hoạt động chủ yếu tuyến đờng Quảng Ninh - Nhật Bản 2, Cấp tàu Tàu đợc thiết kế đảm bảo cấp không hạn chế theo tiêu chuẩn đăng kiểm VR 3, Các thông số tµu - ChiỊu dµi lín nhÊt : Lmax = 96,26 m - ChiỊu dµi thiÕt kÕ : Ltk = 89,95 m - ChiỊu réng tµu :B = 15,5 m - ChiỊu cao m¹n : H = 7,5 m - ChiỊu ch×m : T = 6,1 m - HƯ sè bÐo thĨ tÝch : δ = 0,759 - HƯ sè bÐo sờn : = 0,988 - Máy 6LU - 46A hÃng HANSHIN chế tạo - Công suất máy : Ne = 3200 CV 4, Sơ lợc kết cấu tàu Tàu đợc thiết kế với 141 sờn, khoảng cách sờn liên tiếp 0,65 m Thợng tầng mũi 11,40 m thợng tầng đuôi 25 m Vị trí buồng máy đặt phía đuôi tàu từ Sn7 ữ Sn2 Sau buồng máy phía lái kho chứa, buồng máy lái, két nớc Không 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 ữ Sn130 + ChiỊu dµi : L = 26,2 m + ChiỊu cao : H = m + ChiÒu réng : B = 15,5 m - Khoang hµng II : bè trÝ từ Sn28 ữ Sn89 + Chiều dài : L = 40,6 m + ChiÒu cao : H = m + ChiÒu réng : B = 15,5 m VÒ phÝa mũi bố trí két đựng nớc hầm đựng xích neo Không 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 II - Bố trí buồng máy Buồng máy đợc bố trí từ Sn7 ữ Sn28 1, Máy Buồng máy đợc lắp máy 6LU - 46A hÃng HANSHIN chế tạo Đây loại động kỳ tăng áp tua bin khí xả, đảo chiều không khí nén Máy đợc bố trí từ Sn15 ữ Sn24 Các thông số máy : - Công suất : Ne = 3200 CV - Vòng quay : n = 260 v/p - §êng kÝnh xi lanh : D = 460 mm - Hành trình piston : S = 740 mm - ¸p st nÐn lín nhÊt : Pc = 16,22 KG/cm2 - ¸p suÊt ch¸y lín nhÊt : Pz = 100 KG/cm2 - St tiªu hao nhiªn liƯu : ge = 149,5 g/CV.h - St tiêu hao dầu nhờn : gm = 1,2 g/CV.h - Thø tù næ : 1- - - - - - Vßng quay lín nhÊt : nmax = 270 v/p - Vßng quay nhá nhÊt : nmin = 200 v/p - Khoảng cách hai tâm xi lanh liªn tiÕp : H = 750 mm - Chiều dài biên : L = 1480 mm - Đờng kÝnh cỉ trơc : dct = 350 mm - §êng kính cổ biên : dcb = 350 mm Các thiết bị kèm theo máy : - Tua bin khí xả VTR - 40 - Bơm nớc biển làm mát máy - Bơm nớc làm mát máy - Bộ làm mát dầu nhờn - Bộ làm mát không khí nạp - Máy lọc dầu nhờn - Máy lọc dầu đốt 2, Máy phụ 2.1, Động Diesel lai máy phát điện Buồng máy đợc bố trí động Diesel lai máy phát điện Hai động đợc bố trí từ Sn9 + 200 mm ữ Sn13 đối xứng qua mặt phẳng dọc tâm Kí hiệu động Diesesl lai máy phát điện : 6RAL Các thông số động lai máy phát điện : - Công suất : Ne = 210 CV - Vßng quay : n = 1200 v/p - §êng kÝnh xi lanh : D = 170 mm - Hành trình piston : S = 205 mm - áp suÊt nÐn lín nhÊt : Pc = 6,88 KG/cm2 - ¸p suÊt ch¸y lín nhÊt : Pz = 55 KG/cm2 - St tiªu hao nhiªn liƯu : ge = 163 g/CV.h - Suất tiêu hao dầu nhờn : gm = 1,5 g/CV.h - Thø tù nỉ :1-3-5-6-2–4 2.2, Tỉ m¸y phát điện - Nhà máy chế tạo : NISHISHIBA ELECTRIC COM - Số lợng :2 - Dòng điện : 214A, pha - Điện áp : 445V - Vòng quay : 1200 v/p Ngoài buồng máy đợc bố trí máy phụ khác phục vụ cho hệ thống nh khí nén, cứu hoả, lọc dầu, chuyển dầu đốt, dầu nhờn Phần II Tính sức cản thiết kế sơ chong chóng I - Tính sức cản tàu Phơng pháp tính sức cản đồ thị cho ta kết xác cả, phần chọn phơng pháp xác định sức cản đồ thị có đồ thị phù hợp với tàu thiết kế Tính sức cản tàu theo phơng pháp Papmiel, phơng pháp Papmiel dựa vào kết thí nghiệm mô hình tàu thực tế Phơng pháp đơn giản đễ sử dụng dùng đồ thị Theo Papmiel đồ thị có giá trị khoảng : = 0,3 ÷ 51,50 B = 1,5 ÷ 3,50 T B = 0,09 ÷ 0,25 L δ = 0,35 ÷ 0,80 Theo thông số tàu (Phần I), ta có : B 15,5 = = 2,54 ∈ (1,5 ÷ 3,50) T 6,1 B 15,5 = = 0,172 ∈ ( 0,09 ÷ 0,25) L 89,95 δ = 0,759 ∈ ( 0,35 ÷ 0,80) _hệ số đặc trng hình dáng thân tàu B 15,5 ψ = 10 .δ = 10 = 1,3 ∈ ( 0,35 ÷ 1,50 ) L 89,95 VËy tÝnh sức cản tàu theo phơng pháp Papmiel Theo Papmiel, công suất kéo tàu đợc xác định : D vs EPS = L C0 Trong ®ã : D - lợng chiếm nớc tàu D = .L.B.T. = 1,025.89.95.15,5.6,1.0,759 = 6616,5 tÊn Víi γ = 1,025 lµ trọng lợng riêng nớc C0 đợc tính theo công thøc : C p λ C0 = χ ψ Trong : _ hệ số kể đến phần nhô tàu Tàu đờng trục = Cp - hệ số phụ thuộc vào vận tốc tơng đối v1 ψ L Víi L < 100 m cã λ = 0,7 + 0,03 L = 0,7 + 0,03 89,95 = 0,98 Quá trình tính cho bảng sau : Cp đợc tra đồ thị Papmiel theo v1 = v s Vận tốc giả thiết Đại lợng tính Đơn vị v1 v2 v3 v4 v5 VËn tèc gi¶ thiÕt VËn tèc gi¶ thiÕt HƯ sè ψ hl/h 11 12 13 14 15 m/s 5,665 6,18 6,695 7,21 7,725 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 hl/h 1,32 1,44 1,56 1,68 1,8 Vận tốc tơng đối Hệ số Hệ số 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 HÖ sè Cp 96 94 92 88 84 HÖ sè C0 82,51 80,79 79,08 75,63 72,2 TÊn 6616,5 6616,5 6616,5 6616,5 6616,5 CV 1186,58 1573,31 2043,57 2668,8 3438,45 KG 15734,35 19093,57 22792,05 27761,44 33383,01 STT 10 11 Lợng chiếm nớc tàu Công suÊt kÐo Lùc c¶n EPS.75 R= v v m/s EPS [CV] R [KG] EPS R = 0,04 [mm/CV] = 0,003 [mm/KG] EPS = f(v ) µ µ R= v1 v2 v3 v4 f(v) v5 v [hl/h] Từ bảng ta vẽ đợc đồ thị sức cản R = f(v) c«ng suÊt kÐo EPS = f(v) Thùc tÕ cho thÊy đợc công suất có ích truyền từ động đến chong chóng phải tính đến lợng dự trữ trờng hợp tàu hành trình vùng nớc cạn độ nhám vỏ tàu tăng Hình -bám.cản công suất kéo công suất động truyền cho hà Đồ thị sức Ngoài chong chóng thông qua hệ trục cần phải tính đến hiệu suất hệ trục Vậy công suất có ích việc đẩy tàu : EPS = Ne.k.đt.cc Trong : k- hệ số kể đến lợng dự trữ công suất Chọn lợng dự trữ công suất 15% k = 0,85 η®t - hiƯu st ®êng trơc η®t = 0,97 ηcc - hiÖu suÊt chong chãng ηcc = 0,45 VËy : EPS = 3200.0,85.0,97.0,45 = 1187,28 CV Với công suất đẩy có ích EPS = 1187,28 CV kết hợp với đồ thị EPS = f(v) ta xác định đợc vận tốc tµu v = 11 hl/h KÕt luËn : - VËn tốc tàu : v = 11 hl/h - Công suất kÐo : EPS = 1186,58 CV - Lùc c¶n : R = 15734,35 KG II - ThiÕt kÕ s¬ bé chong chãng 1, Chän vËt liÖu Chän vËt liÖu chÕ tạo chong chóng đồng KHBsC1 (măng gan - đồng thiÕc) 2, TÝnh hƯ sè dßng theo,dßng hót Theo Taylor, ta cã : - HƯ sè dßng theo : ψ = 0,5δ - 0,05 = 0,5.0,759 - 0,05 = 0,3295 - HƯ sè dßng hót : tc = kt ψ Víi kt = 0,95 ⇒ tc = 0,95.0,3295 = 0,313 3, Chän sè c¸nh chong chãng - VËn tèc tµu v = 11 hl/h hay v = 5,665 m/s - Vận tốc dong chảy đến chong chóng : vp = v.(1 - ψ) = 5,665.(1 - 0,131) = 3,892 m/s - Vòng quay chong chóng : Truyền động trực tiÕp np = n = 260 v/p hay np = 4,333 v/s - Søc c¶n chong chãng : X P = R − tc Tµu mét chong chãng ⇒ X = 15734,35 P= = 21447,38 KG − 0,313 - Hệ số lực đẩy theo vòng quay ( hƯ sè tÝnh to¸n) : vp ρ 3,892 104,5 k' n = = = 0,50 np P 4,333 21447,38 Với = 104,5 KG/m4 mật độ nớc biĨn k’n < ⇒ chän sè c¸nh chong chãng Z = 4, Chän tû sè ®Üa theo ®iỊu kiƯn bỊn Theo ®iỊu kiƯn bỊn, ta cã :  c' Z θ ≥ θ ' = 0,375. D δ max      2/3 m'.P 10 Trong ®ã : c’, m’ - hƯ sè thùc nghiƯm c’ - hƯ sè phơ thc vµo vật liệu chế tạo Đối với chong chóng đồng c = 0,056 m - hệ số tính đến khả tải trọng cánh Với tàu hàng m = 1,15 D - đờng kính sơ chong chóng D = 0,7.T = 0,7.6,1 = 4,27 m Víi T chiều chìm tàu T = 6,1 m max - giá trị giới hạn độ dày tơng đối cánh tiết diện khoảng cách (0,6 ÷ 0,7)R δmax = 0,1 P - lùc ®Èy chong chãng P = 21447,38 KG VËy : 2/3  0,056  1,15.21447,38 θ ' = 0,375.  = 0,413 10  4,27 0,1  Chän tû sè ®Üa θ = 0,55 > θmin = 0,413 5, Công suất truyền vào chong chóng Công suất truyền vào chong chóng đợc tính theo công thức : Np = đt.N Trong : N - công suất có ích máy đo trục máy N = 0,85.Ne = 0,85.3200 = 2720 CV η®t - hiƯu st ®êng trôc η®t = 0,97 VËy : Np = 0,97.2720 = 2638,4 CV 6, TÝnh chong chãng sư dơng hÕt công suất Ta có bảng sau: STT Đại lợng tính Cách xác định Đơn vị Kết Vận tốc tàu Theo tính toán hl/h 11 VËn tèc tµu v = 0,515.v m/s 5,665 Sức cản tàu R = f(v) KG 15734,35 Vận tốc dòng chảy vp = v.(1-) m/s 3,892 Lùc ®Èy chong chãng KG 21447,38 HƯ sè tính toán Độ trợt tơng đối P= k' n = R − tc vp np λp = f(kn) P 0,50 0,32 Giá trị hiệu chỉnh Tàu chong chóng Đờng kính chong chóng 10 HƯ sè lùc ®Èy k1 = 11 Tû sè bíc H/D = f(λ’p,k1) 0,64 12 HiÖu suÊt chong chãng ηp = f(λ’p,k1) 0,44 λ = λp.a a = 1,05 vp D opt = n P λ' p HÖ sè lực đẩy có ích 14 Công suất yêu cầu 15 Sai sè m P − tc ηp 1− ψ η= R.v 75.η Np − Np ∆= 100% Np 2,93 0,14 ρ.n p D opt 13 0,336 0,45 Np = CV 2641,04 % 0,099 1 Sai sè ∆ = 0,099 % < % Vậy chong chóng đà thiết kế thỏa mÃn công suất yêu cầu cho việc đẩy tàu 7, Kiểm tra chong chóng theo điều kiện bền Theo công thức : 2/3  c' Z   m'.P θ ≥ θ' = 0,375. D δ  10 max Với D = 2,93 m đờng kính chong chóng P = 21447,38 KG lực đẩy chong chãng 2/3 1,15.21447,38  0,056  θ' = 0,375.  = 0,402  2,93 0,1  10 θ’min = 0,402 < θ = 0,55 VËy ®iỊu kiƯn bỊn tháa m·n 8, KiĨm tra chong chóng theo điều kiện xâm thực Theo công thức : k θ ≥ θ' = 130.ξ c ( n.D ) Ps Trong ®ã : ξ- hƯ sè kinh nghiƯm Chän ξ = 1,4 PS - ¸p lùc thđy tĩnh tuyệt đối trục chong chóng PS = 10330 + .hS + Pbh Với 10330 áp suất không khÝ (KG/m2) γ - tû träng cđa níc γ = 1025 KG/m2 Pbh - áp lực nớc bÃo hòa, 20oC Pbh = 238 KG/m2 hS - độ ch×m cđa chong chãng h s = 0,759.T = 0,759.6,1 = 4,63 m kc - đặc tính xâm thực Tra đồ thị theo p = 0,32 H/D = 0,64 cã kc = 0,23 ⇒ Ps = 10330 + 1025.4,63 − 238 = 14837,75 KG/m2 0,23 ( 4,333.2,93) = 0,455 14837,75 θ’min= 0,455 < θ = 0,55 VËy ®iỊu kiƯn x©m thùc tháa m·n θ' = 130.1,4 KÕt luận : Chong chóng dà thiết kế có thông sè chđ u sau : - §êng kÝnh chong chãng : D = 2,93 m - Tû sè ®Üa : = 0,55 - Độ trợt tơng đối : p = 0,32 - HiÖu suÊt : ηp = 0,44 - Vßng quay : np = 260 v/p 8, TÝnh träng lỵng chong chãng Theo Koiefski, ta cã : G= b  d e  Z  γ D  0,6 .6,2 + 2.10  0,71 −  0,  + 0,59.γ l.d  D  4.10 D D     - Sè cánh chong chóng : Z = - Trọng lợng riêng vật liệu chế tạo chong chóng : = 8700 kg/m3 - §êng kÝnh chong chãng : D = 2,93 m - ChiỊu dµi cđ chong chãng : l = 0,314.D = 0,314.2,93 = 0,92 m - ChiÒu dày cánh 0,6R : e0,6 = 0,024.D = 0,024.2,93 = 0,07 m - Chiều rộng cánh 0,6R : D b0,6 = b'm   Z  VËy : G=  2,93  Víi b’m = 1,26 ⇒ b 0,6 = 1,26.  = 0,92 m   0,56  0,07   0,92    8700.2,933  .6,2 + 2.10 4. 0,71 −   + 0,59.8700.0,92.0,56 4.10 2,93  2,93   2,93    Träng lỵng chong chãng G = 2688 KG Phần III Tính toán hệ trục I - TÝnh to¸n c¸c chi tiÕt cđa hƯ trơc 1, Bố trí hệ trục Tàu đợc bố trí hệ trục song song với sống truyền ®éng trùc tiÕp HƯ trơc gåm cã trơc trung gian trục chong chóng, không bố trí trục lực đẩy thiết bị chặn lực đẩy dọc trục dợc đặt sau trục máy 2, Tính đờng kÝnh trơc trung gian vµ trơc chong chãng 2.1, Chän vËt liƯu Chän vËt liƯu chÕ t¹o trơc trung gian vµ trơc chong chãng lµ thÐp 45 rÌn, cÊp thÐp KFS45 cã c¸c chØ sè kü thuËt sau : - Giới hạn bền : b = (4400 ữ 5200) KG/cm2 - Giới hạn chảy : c = 2700 KG/cm2 - Giíi h¹n mái : δ1 = 0,4 δb = (1760 ữ 2080) KG/cm2 - Hệ số môđuyn vật liệu : E = 2,1.106 KG/cm2 - Tû träng vËt liÖu : γ = 7,87.10-3 KG/cm3 2.2, §êng kÝnh trơc trung gian Theo quy phạm Việt Nam 1997, đờng kính nhỏ cổ trục trung gian dtg không đợc nhỏ giá trị tính theo công thức sau : d tg = F k N  560  .K mm  n  δ s + 160   Trong : N - công suất liên tục lớn động (KW) N = 3200 CV = 2352,94 KW n - số vòng quay động c¬ n = 260 v/p F = 100 - cho ®éng c¬ Diesel 0,99635 840 2940 0,866 0,863 0,5 0,498 0,98906 1680 5880 0,866 0,857 - 0,5 - 0,495 0,97816 420 1470 0,5 0,489 0,866 0,847 0,96369 2100 7350 0,5 0,482 - 0,866 - 0,836 0,9457 1260 4410 0 0 Tæng ∑ αi = 2,6912 + 1,014 = 2,87 2,691 1,014 b, Khi k = * Giản đồ mô men điều hòa 1, * Lập bảng tính i Thứ tự xi lanh 4, 5, αi βi k βi sinkβi αi.sinkβi coskβi αi.coskβi 0 0 1 0,99635 840 3360 0.866 - 0,863 - 0,5 - 0,498 0,98906 1680 6720 - 0,866 - 0,867 - 0,5 - 0,495 0,97816 420 1680 -0,866 - 0,874 0,5 0,489 0,96369 2100 8400 0,866 0,819 0,5 0,482 0,9457 1260 5040 0 0,945 Tæng ∑ α i = ( − 0,059 ) + (1,924 ) = 1,92 - 0,059 1,924 Tõ giá trị tổng biên độ không thứ nguyên i theo k ta thÊy vÐc t¬ α i = 2,876 với k = 3,5 lớn xảy hiên tợng cộng chấn 3.4, Tính công mô men kích thích Mô men điều hòa cỡng tác dụng lên hệ trục chủ yếu lực khí cháy gây nên Công đợc xác định theo c«ng thøc : WM = π.Mx.A1R.∑αi = Q A1R Trong : Mx - biên độ mô men điều hòa thứ k khí cháy gây Mx = π D R.C x Víi d = 46 cm - ®êng kÝnh xi lanh R = 37 cm - bán kính quay khuỷu Cx - hệ số điều hòa Cx đợc tra đồ thị theo k Pi  n Pi = 9,76.[0,1765 +  k n  max   ]   Víi nk vòng quay cộng chấn N nk = k ki nmax - vòng quay lớn động nmax = 270 v/p LËp b¶ng tÝnh WM Pi Cx k nk Mx 2] [KG/cm [KG.cm] 3,5 244,93 9,758 2,15 132137,32 214,32 7,872 1,46 ∑αi WM 2,87 1,194.106 Q.A1R 1,92 89730,46 Q 0,542.106 Q.A1R 3.5, Công mô men cản 3.5.1, Công cản động Xác định theo công thøc Holzer : d WTP = T1 A1R = 0,126 ∆ 2 A1R ∑ α i [KG.cm] e0 Trong : - tần số dao động lùc céng chÊn ∆ = 0,00365 e0 - ®é mỊm xoắn tiêu chuẩn e0 = 0,0000685.10-5 [KG.cm]-1 i - tổng biên độ không thứ nguyên Lập bảng tính WTPd : k ∆ e0 ∑αi T1 WTPd 3,5 0,00365 0,0000685.10-5 2,876 5,553.106 T1.A1R 0,00365 0,0000685.10-5 1,925 2,4479.106 T1.A1R 3.5.2, C«ng cản nớc chong chóng Công cản nớc chong chóng đợc xác định theo công thøc : WTPb = T2.A1R2 [KG.cm] Trong ®ã : T2 đợc tính theo công thức : T2 = cc.cc Trong : cc - biên độ dao động không thứ nguyên chong chóng Tra bảng Tole có cc = 3,046 ωcc - hƯ sè gi¶m chÊn cđa chong chãng ωcc =   100.N a ] [1 + 0,06.1 −  n Z ( λ + 9,7 )  ( a + h ).[4,2 + λ p ( 3,5 − a − h ) Ri p   13,2.10 −5.D a.h.N nRi Víi a = θ = 0,55 - tû sè ®Üa cđa chong chãng h = H/D = 0,64 - tû sè bíc cđa chong chãng D = 293 cm - ®êng kÝnh chong chãng λp = 0,32 - độ trợt tơng đối chong chóng nRi - vòng quay cộng hởng cấp điều hòa thứ ki Z = - sè c¸nh chong chãng N = 857,28 (lần/s) - tần số dao động tự k nRi ωcc T2 3,5 244,93 333,07.106 1014,58.106 214,32 231,47.106 705,08.106 3.5.3, Công cản đoạn trục ngầm dới níc k L t KG.cm WTP = 25.10 8.F / ∑ i i di chutr × nh Trong ®ã : ki = − ϕ 4/3 (1 ) 4/3 2/3 Với trục đặc = ki = Li - chiều dài đoạn trục di - đờng kính đoạn trục ki Li Ltg Lcc = + d tg d cc di Theo phần trớc, ta có : Ltg - chiều dài ®o¹n trơc trung gian Ltg = 425 cm Lcc - chiều dài đoạn trục chong chóng Lcc = 405 cm dtg, dcc - đờng kính trục trung gian trục chong chãng dtg = dcc = 30 cm ⇒∑ k i Li 425 405 = + = 1,70.10 5 30 30 di * F đợc xác định theo c«ng thøc : F = δ 89 Tole) A1R e0 Víi δ89 = 20,915.10-2 (lÊy b¶ng e0 = 0,0000685.10-5 [KG.cm]-1 ⇒ F = 20,915.10 −2 A1R = 3,05.108 A1R −5 0,0000685.10 VËy : WTPt = 25.10-8.[3,05.108.A1R]7/3.1,708.10-5 = 1,58.108.A1R7/3 3.6, Tính biên độ dao động cộng chấn 3.6.1, Phơng trình cân lợng Q.A1R = T1.A1R2 + T2.A1R2 + φ.A1R7/3 ⇒ Q = T1.A1R + T2.A1R + .A1R4/3 Q = (T1 + T2).A1R + .A1R4/3 Giải phơng trình lợng phơng pháp đồ thị : Giả thiết A1R = 0,001 ữ 0,006 3.6.2, Lập bảng tính giá trị .A1R4/3 1,58.108 1,58.108 1,58.108 1,58.108 1,588.108 1,588.108 A1R 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 A1R4/3 1.10-4 2,52.10-4 4,32.10-4 6,35.10-4 8,55.10-4 10,90.10-4 φ.A1R4/3 1,58.104 4,00.104 6,87.104 10,08.104 13,57.104 17,31.104 3.6.3, Lập bảng tính giá trị Ti vẽ đồ thị với A1R = 0,001 ữ 0,006 k T1 (KG.cm) 1,19.10 5,55.10 1014,58.10 T2 (KG.cm) ∑ Ti A1R 1020,14.106 0,001 ÷ 0,006 214,32 0,54.106 2,47.106 705,08.106 707,56.106 Đồ thị đợc vẽ nh sau : - Phần dơng trục tung vẽ đồ thị Q1 = .A1R4/3 0,001 ÷ 0,006 nRi 3,5 244,93 Q (KG.cm) 6 - Phần âm trục tung vẽ đồ thị Q2 = Ti.A1R - Trên trục tung từ điểm có tung độ Q = .Mx.i vẽ đờng thẳng song song víi ®êng Q2 = ∑Ti.A1R, giao ®iĨm cđa chúng A1R Từ xác định đợc giá trị A1R Q  = 0,00002 [mm/KG.cm] Q  π Mx  φ 3/4 A1R i 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 A1R  T.A 1R k=4 k = 3,5 Qua đồ thị ta thấy : - Biên độ dao ®éng céng chÊn lín nhÊt k = 3,5 vµ A1R = 0,001 - Vßng quay céng chÊn nk = 244,938 v/p Kết luận : Không đợc khai thác động vòng quay 244,938 v/p tăng tốc phải Hình - Đồ thị công cản tăng thật nhanh vßng quay qua16 vßng quay céng chÊn 3.7, NghiƯm øng suÊt lín nhÊt céng chÊn 3.7.1, TÝnh øng suÊt lớn cộng chấn với biên độ cộng chấn Ta cã : δ i ,i+1max = δ i ,i+1 A1R e0 Wx §êng kÝnh bÐ nhÊt cđa trơc d = 300 mm, ta tính cho đoạn trục dài đoạn trục - : Wx = 0,2.d3 = 0,2.303 = 5400 cm3 δi, i +1 = δ78 = 21,177.10-2 e0 = 0,0000685.10-5 [KG.cm]-1 VËy : δ 78 max = 21,117.10 −2 0,001 = 57,088 KG/cm2 0,0000685.10 −5.5400 3.7.2, TÝnh øng suÊt céng chÊn m« men xoắn gây cp max 7120.N e max nk 7120.3200.244,938 = = = 12,86 KG/cm2 270 3.5400 nmax Wx 3.7.3, TÝnh øng st cho trêng hỵp x¶y céng chÊn δmax = δ78max + δcpmax = 57,088 + 12,86 = 69,948 KG/cm2 KÕt luËn : Qua kết tính toán ứng suất cho phép ta nhËn thÊy : δmax < [δ] = 600 Kg/cm2 VËy trục đảm bảo độ bền, đảm bảo độ tin cậy trình khai thác, vận hành Phần VI Thiết kÕ c¸c hƯ thèng phơc vơ I - HƯ thèng bôi trơn Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ bôi trơn, làm mát làm chi tiết chuyển động tịnh tiến chuyển động quay động động lai máy phát điện bao gồm dàn đũa đẩy - xu páp, trục cam, nhóm piston - xi lanh, trục khuỷu bạc trục, bạc biên, vòi phun trục - bạc trục tua bin tăng tăng áp Hệ thống dầu nhờn tàu hệ thèng xư lý song song, dÇu nhên tõ kÐt dÇu xoa trơn xi lanh đợc bơm xoa trơn xi lanh bơm đến máy, phần qua sinh hàn dầu nhờn qua lọc thô dầu nhờn vào máy Trong phần đợc đa máy lọc tinh dầu nhờn đa máy, phần đợc đa qua két lắng bổ sung máy 1, Tính dung tích két chứa dầu nhờn dự trữ Đại lợng tính Suất tiêu hao dầu nhờn máy Suất tiêu hao dầu nhờn máy phụ Lợng dầu nhờn tuần hoàn máy Lợng dầu nhờn tuần hoàn máy phụ QuÃng đờng hành trình liên tục tàu Vận tốc tàu Khối lợng riêng dầu nhờn Hệ số dự tr÷ HƯ sè dù tr÷ k2 10 Dung tÝch két dầu nhờn dự trữ V STT Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết gm g/CV.h Theo lí lịch máy 1,2 gmp g/CV.h Theo lí lịch máy 1,5 G m3 Theo lí lịch máy 1,8 Gp m3 Theo lí lịch máy 2,1 L h¶i lÝ Theo nhiƯm vơ th 8000 v hl/h Theo Phần I 11 d t/m3 Theo loại dầu 0,9 k1 chän 1,15 chän 1,05 V = 10-6.L.γd-1.v-1.[Ne.gm + Nep.gmp + G + 3G].k1.k2 4,06 m3 KÕt luËn : Dung tích két dầu nhờn dự trữ V = m3 Két dầu nhờn tuần hoàn liền vỏ dung tích m3 2, Tính chọn bơm dầu nhờn thể tích két lắng dầu nhờn STT Đại lợng tính Lợng dầu đa vào toàn động 1h Lợng dầu đa vào toàn động phụ 1h Tổng lợng dầu cần đa Lu lợng dầu nhờn Hệ số tuần hoàn Lợng dầu lu chuyển hệ thống Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết W m3 W = 11.Ne 35,2 Wp m3 Wp = 11.Nep 2,31 ∑W Q Z m3/h m3/h ∑W = W + Wp chän chän 37,51 58 15 G0 m3 G0 = Q Z 3,9 ThĨ tÝch kÐt l¾ng VL m3 VL = 1,25 G0 d 5,4 Kết luận : - Chọn bơm dầu nhên : + KiĨu b¬m NG - 65 + Lu lợng : Q = 58 m3/h + Vòng quay : n = 554 v/p + Cét ¸p : H = KG/cm2 Chän thĨ tÝch kÐt l¾ng m3 Vậy bố trí két lắng két m3 3, Tính chọn máy lọc dầu Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết G0 m3 G + Gp 3,9 Đại lợng tính Lợng dầu nhờn tuần hoàn Thêi gian läc tÝnh to¸n T h chän 3 Số máy làm việc i Theo bố trí máy Lu lợng máy lọc Q m3/h G0 1,3 Cách xác định Kết Theo quy phạm 0,01 STT T.i KÕt luËn : Chän mét m¸y läc dầu nhờn kiểu SJ - 2000 : - Lu lợng : Q = m3/h - C«ng suÊt : N = 3,7 KW - Vßng quay : n = 1700 v/p 4, TÝnh dung tÝch kÐt chøa dÇu bÈn STT : Đại lợng tính Hệ số cho tàu dùng dầu nặng có lọc Thời gian lần xả Lợng tiêu hao dầu ngày đêm Dung tích két dầu bẩn Kí hiệu Đơn vị kg D ngµy C m3 V m3 L 24.V 10-6.24.γd-1.(Ne.gm + + Nep.gmp) kg.C.D 32,05 13,6 4,36 KÕt luËn : Trang bị két dầu bẩn có dung tích 4,5 m3 Ngoài hệ thống bôi trơn đợc trang bị bơm dầu nhờn dự phòng có - Lu lợng : Q = 65 m3/h - Cột áp : H = 4,5 KG/cm2 - C«ng suÊt : N = 22 KW - Vßng quay : n = 860 v/p II - HƯ thèng khÝ nÐn HƯ thèng kh«ng khÝ nén có nhiệm vụ khởi động động diesel lai máy phát điện, động chính, làm nhiệm vụ khởi động đảo chiều động Ngoài hệ thống không khí nén có nhiệm vụ thổi còi, thỉi van th«ng biĨn, giã vƯ sinh 1, TÝnh dung tích bình chứa khí nén STT Đại lợng tính Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết Công suất động Neđ CV Theo lí lịch 10 Số lần yêu cầu khởi động liên tục N lần Máy 12 Máy phơ 6 ¸p suất khởi động lớn Pmax KG/cm2 Máy 30 Máy phụ 25 áp suất khởi động nhỏ Pmin KG/cm2 Máy 12 Máy phụ Lợng tiêu thụ không khí mà lực q lít/CV Máy chÝnh M¸y phơ M¸y chÝnh M¸y phơ Số động Dung tích bình chứa khí nén máy Dung tích bình chứa khí nén máy phụ i Vc lít i.n.q Neđ Pmax − Pmin 35,29 Vp lÝt i.n.q Ne® Pmax − Pmin 15 KÕt ln : Do kh«ng khÝ nÐn phơc vơ cho khởi động, đảo chiều động cơ, thổi còi, thổi van thông biển vệ sinh nên chọn bình chứa khÝ nÐn m¸y chÝnh cã dung tÝch Vc = 80 lít Theo quy phạm máy phải có bình chứa khí nén trở lên, bố trí bình chứa khí nén bình dung tích V = 80 lÝt Chän dung tÝch b×nh chøa khÝ nÐn m¸y phơ : V = 50 lÝt 2, TÝnh chän m¸y nÐn STT 1 10 Đại lợng tính Dung tích bình chứa không khí nén máy Dung tích bình chứa không khí nén máy phụ áp suất khởi động lớn máy áp suất khởi ®éng nhá nhÊt cđa m¸y chÝnh HiƯu sè ¸p st khởi động máy áp suất khởi động lớn máy phụ áp suất khởi động nhỏ máy phụ Hiệu số áp suất khởi động máy phụ Thời gian nạp không khí vào bình từ Pmax ữ Pmin Lu lợng tối thiểu máy nén Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết Vc m3 Theo tính toán 0,08 Vp m3 Theo tính toán 0,005 Pmaxc KG/cm2 Theo lí lịch máy 30 Pminc KG/cm2 Theo lí lịch máy 12 Pc KG/cm2 Pmaxc - Pminc 18 Pmaxp KG/cm2 Theo lí lịch máy 25 Pminp KG/cm2 Theo lí lịch máy Pp KG/cm2 Pmaxp - Pminp 16 T h Theo quy ph¹m Q m3/h Pc − P p (Vc + V p ) T KÕt luËn : Chän m¸y nÐn khÝ kiĨu MS 92A cã : - Lu lỵng : Q = 32,5 m3/h - ¸p suÊt : H = 30 KG/cm2 - C«ng suÊt động điện : N = 10 CV Ngoài hệ thống đợc trang bị máy nén khí sù cè III - HÖ thèng cøu háa HÖ thống cứu hoả có nhiệm vụ cứu hoả buồng máy, boong điều khiển, boong nhờ họng phun Tính cho hệ thống chữa cháy nớc biển 1, Chọn b¬m cøu háa STT Đại lợng tính Chiều dài thiết kế tàu Chiều rộng thiết kế tàu Chiều cao mạn Hệ số tính toán bơm chữa cháy Hệ số tính toán bơm chữa cháy cho tàu 1000 Lu lợng bơm cứu hỏa Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết Ltk m Thông số tàu 89,95 B m Thông số tàu 15,5 H m Thông số tàu 7,5 M 2,15 L.( B + H ) + 25 122,3 K Chän theo quy ph¹m 0,012 k.m2 179,5 Q m3/h KÕt luËn : Chän b¬m cøu háa VSN - 125 cã : - Sè lỵng : 02 - Lu lỵng : Q = 120 m3/h - Cét ¸p : H = 50 m.c.n - C«ng suÊt : N = 15 KW - Vòng quay : n = 1700 v/p Để giảm bớt giá thành đảm bảo đợc tính làm việc an toàn tin cậy, trình lắp ráp bơm cứu hỏa sử dụng bơm dằn balát nhận công việc cứu hỏa Bơm đợc dùng phục vụ chung đồng thời 2, Đờng kính ống nớc chữa cháy STT Đại lợng tính Vận tốc nớc chảy ống Sản lợng bơm chữa cháy Đờng kính ống hút nớc cứu hỏa Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết v m/s Theo quy phạm Q m3/h Theo tÝnh chän trªn 120 D mm 4.Q π.3600.v 103,03 Kết luận : - Chọn đờng ống nớc chữa cháy 120ì5 - Chọn đờng ống nớc nhánh n = 0,8.φ = 96 mm 3, §êng kÝnh èng níc chung cửa thông biển 3.1, Đờng ống nớc chung STT Đại lợng tính Lu lợng bơm cứu hỏa Lu lợng nớc biển làm mát máy Lu lợng nớc biển làm mát máy phụ Lu lợng nớc biển phục vụ khác Vận tốc trung bình ống dùng chung Đờng kính ống dùng chung Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết Q1 m3/h Theo tính chọn 2ì120 Q2 m3/h Theo m¸y 120 Q3 m3/h Theo m¸y 15 Q4 m3/h Theo bè trÝ m¸y 80 v m/s Chän D m 4.( Q1 + Q + Q + Q ) 0,243 Đại lợng tính Kí hiệu Đơn vị Cách xác định Kết Hệ số tăng diện tích cửa thông biển Tiết diện cửa thông biển Đờng kính lỗ khoét cửa thông Số lỗ khoét cần thiết cửa thông k Chọn theo quy phạm 2,5 .v.3600 Chọn đờng kính 260ì8 3.2, Cửa thông biển STT F d0 π.D k Chọn cm2 cm Z Boong điều khiểnlỗ 1326,65 4.F π.d 422,5 Boong chÝnh KÕt luËn : Chọn số lỗ khoét cửa thông biển 425 với đờng kính lỗ d0 = cm, diƯn tÝch cưa th«ng biĨn 1326,65 cm2 4, TÝnh thủy lực đờng ống 4.1, Sơ đồ tính Tính cho trờng hợp hai vòi chữa cháy hai khu vực cách biệt xa Cứu số boong sờn 89 vòi số bố trí boong điều làm việc, vòi hỏa buồng máy khiển sờn Hình17 - Sơ ®å hƯ thèng cøu háa 1- Van th«ng biĨn - Bơm cứu hỏa 3, 4,5 - Van ngả 6,7 - Miệng vòi rồng Đờng kính chiều dài đoạn ống : d01 = 260 mm h7 = m d12 = 120 mm L01 = m d23 = 120 mm L12 = m d34 = 120 mm L34 = 32 m d45 = 96 mm L45 = 14 m d56 = 96 mm L46 = 40 m d57 = 96 mm L57 = m h6 = 3,5 m 4.2, Phân phối lu lợng cứu hỏa Hai bơm cứu hỏa ; - Lu lợng : Q = 120 m3/h - Cét ¸p : H = 50 m.c.n Lu lợng cứu hỏa đợc phân phối nh sau : Khi hai vòi phun hoạt động, tổn thất cột áp lớn Q01 = Q12 = Q23 = Q34 = 120 m3/h Q45 = Q46 = Q57 = Q/2 = 60 m3/h 4.3, HƯ sè tÝnh to¸n 4.3.1, HƯ sè ma s¸t Theo kinh nghiệm tính toán, trị số hệ số sức cản thờng nằm phạm vi 0,024 ữ 0,0285 Lấy hệ số ma sát = 0,024 để tính toán 4.3.2, Hệ số cản cục STT Lực cản cục Trị số Đoạn ống 0-1 1-2 2-3 3-4 4-6 4-5 5-7 2,5 2,5 0,2 0,2 3,5 3,5 7,5 1,0 0,14 0,14 3×0,1 1,5 3×0,1 0,14 0,14 11 Tỉng céng ∑ξ 1,0 0,1 5×0,14 3,0 10 1,0 1,0 0,25 10 7,5 0,1 0,1 3×0,14 10 0,25 3,0 3,0 1,5 7,34 0,34 7,94 2,75 4,1 1,42 4.4, TÝnh tỉn thÊt cét ¸p đờng ống * Tổng tổn thất cột áp từ chỗ nớc vào đến van cứu hỏa số : h06 = h01 + h12 + h23 + h34 + h46 = 14,7 m.c.n * Tỉng tỉn thÊt cét ¸p từ chỗ nớc vào đến van cứu hỏa số : h07 = h01 + h12 + h23 + h34 + h45 + h57 = 14,432 m.c.n 4.5, ¸p suÊt phun van cứu hỏa - áp suất van cøu háa sè : H6 = H - h06 - h6 = 50 14,7 - 3,5 = 32,3 m.c.n - ¸p st cđa van cøu háa sè : H7 = H - h07 - h7 = 50 - 14,432 - = 29,668 m.c.n KÕt luËn : HÖ thống cứu hỏa đà thiết kế thỏa mÃn yêu cầu quy phạm áp suất nớc cầu van cứu hỏa không nhỏ 26 m.c.n IV - Hệ thống làm mát Hệ thống làm mát có nhiệm vụ làm mát động chính, phụ, máy nén khí, gối hệ trục Hệ thống làm mát tàu hệ thống làm mát gián tiếp HƯ thèng níc ngät vßng lÊy níc tõ kÐt dÃn nở có nhiệm vụ làm mát chi tiết nh xi lanh, đến làm mát vòi phun két dÃn nở Hệ thống làm mát vòng trực tiếp lấy nớc từ mạn tàu nhờ bơm làm mát nớc biển lên lấy nhiệt không khí tăng áp, qua làm mát tua bin đẩy qua sinh hàn dầu nhờn, sinh hàn nớc máy 3,1 Đi kèm theo máy có : - Bơm nớc biển làm mát máy : VSN - 125 + Lu lỵng : Q = 120 m3/h + Cột áp : H = 20 m.c.n + Công suÊt : N = 11 KW + Vßng quay : n = 1750 v/p - Bơm nớc làm mát máy : EHC - 125C + Lu lợng : Q = 100 m3/h + Cét ¸p : H = 20 m.c.n + C«ng suÊt : N = 11 KW + Vòng quay : n = 1750 v/p - Bầu làm mát không khí nạp : CU - 100 + DiƯn tÝch kh«ng khÝ : 102,5 m2 + DiƯn tÝch èng : 9,5 m2 + DiƯn tÝch níc : 8,46 m2 - Bộ làm mát dầu nhờn : Tính diện tÝch trao ®ỉi nhiƯt : F= QM k.∆t cp Trong : QM - nhiệt lợng từ dầu nhờn tỏa (Kcal.h) QM = qM.Ne Với động thấp tốc qM = 30 Kcal/CV.h Công suất động Ne = 3200 CV ⇒ QM = 30.32000 = 96000 Kcal/h k - hệ số truyền nhiệt làm mát dầu nhờn k = k1. Với nớc làm mát dầu, bầu trßn : k1 = 195 HƯ sè hiƯu chØnh β = 0,8 tcp - hiệu nhiệt độ trung bình ( t '−t ' ) − ( t1"−t ") ∆t cp =  t '−t '  2,3 lg   t "−t "    Trong ®ã : t1’ - nhiƯt ®é dầu nhờn trớc vào làm mát t1 = 46 0C t1 - nhiệt độ dầu nhờn khỏi làm mát t1 = 38 0C t2 - nhiệt độ nớc biển trớc vào làm mát t2 = 24 0C t2” - nhiƯt ®é níc biĨn khỏi làm mát t2 = 32 0C ... Thành lập sơ đồ hệ thống tơng đơng I9 - Hệ dao động xoắn thực đợc quy đổi thành hệ thống dao động xoắn tơng đơng với hệ thống đặc tính độngI6lợng Đặc trng cho đặc tính động lợng mô men quán tính khối... thiÕt kế thỏa mÃn yêu cầu quy phạm áp suất nớc cầu van cứu hỏa không nhỏ 26 m.c.n IV - Hệ thống làm mát Hệ thống làm mát có nhiệm vụ làm mát động chính, phụ, máy nén khí, gối hệ trục Hệ thống. .. xoắn, uốn hệ trục làm việc bình thờng Phần IV Tính dao động ngang hệ trục Dao động ngang có tác hại sau : - Làm giảm tuổi thọ động hệ trục - Gây chấn động vùng đuôi tàu làm ảnh hởng đến vỏ tàu Do