MỤC LỤC Phần Tên phần , mục Trang số Lời nói đầu TUYẾN ĐƯỜNG- TÀU MẪU Tuyến đường 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1.2 Thông tin tàu thiết kế XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU 10 2.1.1 Xác định lượng chiếm nước 11 2.1.2 Xác định chiều dài tàu L 11 2.1.3 Chiều rộng tàu B: 11 2.1.4 Chiều chìm tàu T 11 2.1.5 Chiều cao mạn D: 11 Các hệ số béo: 11 2.2.1 Hệ số béo thể tíchCB : 11 2.2.2 Hệ số béo đường nước CW : 12 2.2.3 Hệ số béo sườn CM : 12 2.2.4 Hệ số béo dọc Cp: 12 2.3 Nghiệm lại lượng chiếm nước tàu theo phương trình sức nổi: 12 2.4 Nghiệm lại lượng chiếm nước theo khối lượng thành phần: 12 2.4.1 Khối lượng vỏ tàu: 12 2.4.2 Khối lượng hệ thống: 13 2.4.3 Khối lượng máy móc: 13 Phần I 1.1 Phần II 2.2 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.4.7 13 Điện liên lạc điều khiển: Thuyền viên, lương thực: 13 Khối lượng dự trữ nhiên liệu, dầu mỡ nước cấp nồi hơi: 13 Khối lượng thiết bị lượng: Bùi Văn Hoàng 13 1 2.5 2.6 2.7 2.7.1 2.7.2 PHẦN III Tính toán lực cản tốc độ tàu kéo Tính toán lực cản tốc độ tàu kéo 14 17 19 Kiểm tra ổn định sơ 19 Chiều cao tâm nghiêng ban đầu Kiểm tra ổn định theo yêu cầu bổ sung XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH 20 23 3.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế 24 3.2 Chọn dạng mũi, dạng đuôi 24 3.2.1 Chọn dạng mũi 24 3.2.2 Chọn dạng đuôi 24 Xây dựng đường cong diện tích đường sườn 25 3.3.1 Xác định hoành độ tâm X 26 3.3.2 Xác định phần mũi phần đuôi 26 3.3.3 Xây dựng đường cong diện tích đường sườn 26 3.4 Xây dựng đường nước thiết kế 27 3.5 Xây dựng sườn lý thuyết 27 BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU 30 4.1 Những yêu cầu bố trí chung toàn tàu: 31 4.2 Phân khoang: 32 4.2.1 Phân khoang theo chiều dài 32 4.2.2 Tính toán khoang két: 33 Bố trí chung: 33 4.3.1 Nóc boong lái: 33 4.3.2 Boong lầu lái: 33 4.3.3 Boong chính: 33 4.3.4 Dưới boong chính: 34 4.4 Các trang thiết bị buồng phòng kích thước chúng: 34 4.5 Tính chọn thiết bị theo quy phạm: 34 3.3 PHẦN IV 4.3 Bùi Văn Hoàng 2 4.5.1 Thiết bị neo: 34 4.5.2 Thiết bị chằng buộc thiết bị kéo: 35 4.5.3 Thiết bị tín hiệu: 37 4.5.4 Trang bị hàng giang: 37 4.5.5 Trang bị cứu sinh : 37 4.5.6 Trang bị cứu hoả: 37 4.5.7 Bảo vệ thuyền viên: 38 Hiệu chỉnh mạn khô : 38 TÍNH TOÁN CÁC YỂU TỐ TÍNH NỔI 40 5.1 Tính toán vẽ tỷ lệ Bonjean 42 5.2 Tính toán & vẽ đường cong thủy lực 45 5.2.1 Mục đích tính toán 45 5.2.2 Các đại lượng tính toán 45 TÍNH TOÁN, KIỂM TRA CÂN BẰNG, ỔN ĐỊNH THEO YÊU CẦU CỦA QUY PHẠM 51 Các đại lượng cần tính 52 Cách xây dựng đường cong 52 Tính toán trọng tâm tàu 72 6.2.1 Tính trọng lượng tàu không 72 6.2.2 Tàu đủ trữ chất đốt 72 6.2.3 Tàu có 10% dự trữ chất đốt, có dằn 73 6.3 Tính ảnh hưởng mặt thoáng 73 6.4 Tính cân dọc chiều cao ổn định ban đầu 74 6.5 Tính đường cong ổn định tĩnh động 76 6.5.1 Trạng thái tàu với 100% dự trữ, dằn 76 6.5.2 Trạng thái tàu với 10% dự trữ, dằn 77 6.6 Tính toán hệ số ổn định 77 6.6.1 Xác định góc lắc ngang 77 4.6 PHẦN V PHẦN VI 6.1 6.1.1 6.2 Bùi Văn Hoàng 3 6.6.2 Xác định diện tích & trọng tâm mặt hứng gió 78 6.6.3 Kiểm tra ổn định gió tác dụng động 79 6.7 Kiểm tra điều kiện quay vòng 80 6.8 Kiểm tra ổn định bổ sung cáp kéo vuông góc mặt phẳng dọc tâm tàu kéo 81 KẾT CẤU CƠ BẢN 83 7.1 Phân khoang 85 7.1.1 Khoảng sườn 85 7.1.2 Phân khoang, két 85 Kết cấu vùng khoang máy 86 7.2.1 Kết cấu dàn vách 86 7.2.2 Kết cấu dàn đáy 91 7.2.3 Kết cấu dàn mạn 94 7.2.4 Kết cấu dàn boong 98 Kết cấu kho dây 102 7.3.1 Kết cấu dàn vách kho dây 102 7.3.2 Kết cấu dàn đáy kho dây 107 7.3.3 Kết cấu dàn mạn kho dây 110 7.3.4 Kết cấu dàn boong kho dây 115 Quy cách mối hàn 119 THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐẨY 121 Tính lực cản thiết kế chong chóng 123 8.1.1 Tính lực cản 123 8.1.2 Xác định sức cản tàu hàng 123 8.1.3 Xác định sức cản tàu kéo 124 Thiết kế chong chóng 129 Chọn số lượng vòng quay chong chóng 129 PHẦN VII 7.2 7.3 7.4 PHẦN VIII 8.1 8.2 8.2.1 Bùi Văn Hoàng 4 8.2.2 Chọn số lượng vòng quay chong chóng 129 8.2.3 Chọn sơ đường kính chong chóng 129 8.2.4 Xây dựng vẽ chong chóng 134 8.2.5 Kiểm tra bền chong chóng 140 Bùi Văn Hoàng 5 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, nghành đóng tàu Đảng, nhà nước quan tâm phát triển đạt thành tựu đáng khích lệ Chúng ta đóng tàu vạn đồng thời kí kết đóng nhiều tàu có trọng tải lớn thu hút nhiều khách hàng quốc tế hợp tác với ngành đóng tàu nước ta Chắc chắn tương lai không xa ngành đóng tàu Việt Nam chiếm vị trí quan trọng ngành đóng tàu giới Là sinh viên ngành Thiết kế thân tàu thuỷ Trường Đại học Hàng Hải Việt nam, sau năm theo học, với cố gắng thân dạy bảo thầy cô giáo trường đặc biệt tận tâm thầy cô khoa giúp em tiếp thu kiến thức cần thiết để trở thành người kỹ sư ngành đóng tàu Trong thời gian tháng làm việc, tìm hiểu tài liệu, với nhiệt tình giúp đỡ thầy giáo hướng dẫn Th.s Trần Văn Duyên đến em thực xong đề tài tốt nghiệp mình: ”Thiết kế tàu kéo, lắp hai máy 2x1500 kw, hoạt động cảng Tiên Sa, Đà Nẵng Phương pháp phạm vi nghiên cứu đề tài: Đề tài em nghiên cứu, thiết kế dựa theo tàu mẫu có thực Quá trình tính toán thiết kế dựa kiến thức chuyên môn nắm bắt được, nghiên cứu tài liệu chuyên ngành đóng tàu, tìm hiểu hồ sơ thiết kế tàu nhà máy đóng tàu, đặc biệt góp ý quý báu thầy hướng dẫn, phụ đạo Ý nghĩa thực tế đề tài: Đề tài thiết kế có ý nghĩa quan trọng việc đánh giá lực, tư thiết kế thân Qua việc thiết kế đề tài em rút kinh nghiệm quan trọng việc thiết kế tàu, biết ưu, nhược điểm thân Là sinh viên hạn chế kiến thức thực tế kinh nghiệm nên đề tài em không tránh khỏi thiếu sót, em mong dẫn góp ý thầy cô giáo bạn để đề tài em hoàn thiện kinh nghiệm tốt cho em công tác sau Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo toàn thể bạn Hải Phòng, Tháng 11 năm 2015 Sinh viên: Bùi Văn Hoàng 6 PHẦN I: TUYẾN ĐƯỜNG - TÀU MẪU Bùi Văn Hoàng 7 PHẦN I: TUYẾN ĐƯỜNG - TÀU MẪU 1.1 Tuyến đường 1.1.1 Điều kiện tự nhiên a) Vị trí địa lý: Vị trí Cảng: 16°07'02"N - 108°12'08"E Điểm lấy hoa tiêu: 16°10'N - 108°11'E Địa chỉ: 26 Bạch Đằng - Đà Nẵng Nằm Vịnh Đà Nẵng, với vị trí vô thuận lợi Cảng cảng quan trọng khu vực Trung Bộ Việt Nam b) Luồng vào cảng: Dài km Độ sâu: -10-17 m Chế độ thủy triều: bán nhật triều Chênh lệch bình quân: 0.9 m Mớn nước cao cho tàu vào: -12 m c) Điều kiện tự nhiên Nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao biến động Mỗi năm có hai mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 1-9, mùa mưa từ tháng 10-12 Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25oC , cao vào tháng 6, 7, trung bình từ 28oC-30oC, thấp vào tháng 12, 1, trung bình từ 18-23oC, có đợt rét đậm không kéo dài Độ ẩm không khí trung bình 83,4%, cao tháng 10, 11 trung bình 85,67% -87,67%, thấp vào tháng 6, trung bình từ 76,67% - 77,33% 1.2 Thông tin tàu thiết kế Vùng hoạt động: Tàu kéo thiết kế hoạt động cảng Tiên Sa, Đà Nẵng Công suất máy: Tàu lắp máy 2x1500 kw 1.2.1 Bảng thống kê tàu mẫu Tàu mẫu tàu đóng đưa vào khai thác mà có tính tốt, loại tàu công dụng với tàu thiết kế Có trọng tải sức chở hàng, tốc độ công suất máy vùng khai thác tương đương với tàu thiết kế Bảng thống kê tàu mẫu vô quan trọng người thiết kế trước bước vào công việc thiết kế loại tàu Tàu mẫu tàu có thông số tính quan trọng gần giống tàu ta chuẩn bị thiết kế ví dụ số trọng tải, số hành khách, tốc độ vị trí phạm vi khai thác, loại máy v.v… Tuỳ thuộc vào loại tàu, mức độ phức tạp Bùi Văn Hoàng 8 thiết kế mà người thiết kế chọn lựa tiêu khác Dưới tiêu STT Tên tàu Đơn vị CHÂN MÂY 01 Tuần Châu 01 PTSC 04 Lmax (m) m 26.163 30 29.5 Lpp (m) m 24.44 28.04 26.86 B (m) m 7.806 8.2 9.1 D (m) m 3.6 4.4 T (m) m 2.75 2.9 vs (knot) knot 10 12 Lightweight (t) t 173.8 215.9 297.2 Displacement (t) t 260 359 DW (dwt) Dwt 10 GT (gt) Gt 11 Bollard pull (t) t 12 13 Máy Thiết bị đẩy 143.1 198.3 155 246 262 Ne (kW) 1479 1600 1600 Number 2 Số vòng quay (rpm) 1800 1800 1800 Nunber 4 Diameter (m) 1500 1700 1700 Hoạt động theo phân cấp tàu sông SI Bùi Văn Hoàng 9 Bùi Văn Hoàng 10 10 Chọn chiều quay chong chóng quay phải 8.2.2 Chọn số lượng vòng quay chong chóng Vật liệu chế tạo chong chóng hợp kim đồng có: [sK] = 400 - 500 (kG/cm2) [sn] = 450 - 600 (kG/cm2) 8.2.3 Chọn sơ đường kính chong chóng a) Chọn máy Tàu lắp đặt máy có công suất 1500 kW ký hiệu 3512B S2 HD 1600 hãng caterpillar sản xuất Máy có thông sô sau: + Ký hiệu máy: 3512B S2 HD 1600 + Số xylanh: 12 + Số chu kỳ: + Công suất máy: Ne = 1500 kW + Số vòng quay : n =1600 rpm + Suất tiêu hao nhiên liệu : 172 g/cv.h Chọn hộp số có tỷ số truyền 1:4 b) Chọn vòng quay chong chóng - Chọn sơ vòng quay chong chóng 240 vòng/phút Vì sử dụng động với n = 1600 rpm nên ta chọn phương án truyền động gián tiếp qua hộp số.Xác định tỷ số truyền sơ hộp số i= N dc N với ndc = 1600 rpm ; ncc = 400 rpm ⇒i=4 c) Tính toán hệ số dòng theo,hút Theo Taylor, tàu hai chong chóng : (Thiết bị đẩy tàu thủy) Hệ số dòng theo : w = 0,55C − 0,2 = 0,55.0,55 − 0,2 = 0,103 T B Hệ số hút : (Khi có ống bao trục) t = 0,25w + 0,14 = 0,25.0,103 + 0,14 = 0,166 T Trong : CB – hệ số béo thể tích, d) Lực đẩy chong chóng Lực đẩy chong chóng: Bùi Văn Hoàng CB =0,55 138 T= R 320 = = 191 kN Z (1 − t ) 2(1 − 0,166) P (Trong đó:) (TE lực kéo chong chóng R = 320 kN – lực cản tàu Zp = số trục chong chóng t = 0,166 hệ số dòng hút) e) Xác định sơ đường kính chong chóng Xác định đường kính chong chóng theo công thức sau: D = 11,8 T n = 2,19 m m Trong đó: D – đường kính chong chóng nm = 400 rpm – số vòng quay chong chóng T = 222,06 kN – lực đẩy chong chóng Chọn D = 2,2 m f) Tốc độ tịnh tiến chong chóng Xác định tịnh tiến chong chóng công thức sau: vA= 0,514.v.(1-wt) = 2,72 Trong đó: v = 5,9 knots: wT = 0,103: g) Chọn số cánh chong chóng tốc độ tàu hệ số dòng theo; Để lựa chọn số cánh chong chóng (Z), ta dựa vào hệ số lực đẩy theo vòng quay hệ số lực đẩy theo theo đường kính k NT = vA n k DT ρ TB = 0,29 Bảng 8.5:Xác định hệ số lùc đẩy STT Bùi Văn Hoàng Đại lượng tính-Công thức Đơn vị Kết 139 k NT Hệ số dòng theo: - 0,103 Hệ số hút: - 0,166 m/s 2,92 Vận tốc tiến chong chóng : v A = vS (1 − wT ) Sức cản : R (tra đồ thị) kN 320 Lùc đẩy chong chóng: kN 191 Đường kính sơ chong chóng: D m 2,20 Số vòng quay chong chóng : n rps 6,67 Khối lượng riêng nước r T/m3 - 0,33 k NT = vA n ρ TB Hệ số lực đẩy theo vòng quay : Ghi : Zp – sốchong chóng, Zp=2 kNT < nên chọn số cánh chong chóng Z = h) Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền (Tính toán di động tàu có lượng chiếm nước) AE A Z 10mT ≥ ( E )min = 0, 24.(1,08 − d H ).( ) 3 A0 A0 D.δ max [σ ] Trong : Z=4 - Số cánh chong chóng D = 2,2 - Đường kính chong chóng (m) δmax - Chiều dày tương đối chong chóng mặt cắt bán kính tương đối r r = = 0, R ; δmax= 0,08 T = 145,32 - Lực đẩy chong chóng (kN) m = 1,5 - Hệ số kể đến trạng thái tải trọng(đối với tàu kéo tàu đẩy) [σ] = 6.10 kPa - Ứng suất cho phép giới hạn vật liệu Bùi Văn Hoàng 140 dH D dH = = 0,167 - Tỷ số đường kính trung bình củ chong chóng với đường kính (AE/A0 )min = 0,64 Vậy ta chọn tỷ số AE/A0 = 0,7 i) Tính toán chong chóng đảm bảo khai thác hết công suất động đạt tốc độ tối đa STT Đại lượng Đơn vị V1 V2 V3 V4 V5 v knot vs m/s 2.57 3.084 3.598 4.112 4.626 v A = 0,5144vs (1 − w T ) m/s 2.305 2.766 3.227 3.688 4.149 R TE = z kN 117.5 165.38 220.72 284.675 358.17 T T = E −t kN 141.908 199.734 266.570 343.810 432.572 0.26 0.286 0.311 0.333 0.354 0.17 0.183 0.19 0.2 0.23 0.1751 0.18849 0.1957 0.206 0.2369 1.97385 2.20035 2.4725 2.68443 2.62608 0.21307 0.1942 0.16257 0.1509 0.2073 0.58 0.62 0.63 0.51 0.63 10 11 k NT = vA n ρ T J = f (k NT ) J = aJ Dopt = kT = vA nJ T ρ n Dopt P = f (kT , J ) D Bùi Văn Hoàng m 141 12 13 η = f (kT , J ) ηD = 0.43 0.44 0.45 0.46 0.46 0.4 0.41 0.42 0.43 0.43 kW 1510.6 2493.5 3882.5 5595.6 7920.2 kW 1888.8 3117.7 4854.5 6996.5 9903.2 1− t η0 iQ − w T 14 Rv PD = 15 PS = η D PD ηSηG k E Sau tính toán ta xây dựng đồ thị : Ps = f(vs) , Dopt = f(vs) ηD = f(vs) , P/D = f(vs) Dựa vào đồ thị ta xác định thông số chong chóng : Với Ps = 3000 kW ta có vs = 5,9 knot Dopt 2,18 m ηD = 0,41 P/D = 0,619 k) Kiểm tra tỷ số đĩa theo điều kiện không xảy xâm thực: Bùi Văn Hoàng 142 Theo Schoenherr tỷ số đĩa nhỏ không xảy xâm thực đươch tính theo công thức sau:  AE  kc  ÷ = 1, 275.ξ ( n.D ) P0  A0 min Trong đó: ξ = 1,3 ÷ 1, hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tải trọng chong chóng ξ = 1, Chọn , với trường hợp nặng tải K = f (z;P/D;J), Với z=4, P/D = 0,19, J = 0,2 ta tra đồ thị được: K= 0,19 P = (P + γ.h ) (kN/m) Với P = 101,340 (kN/m), γ = 10 kN/m, h = T- 0,55 D = 3,4 - 0,55.2,18= 2,2 m n = 6,6 rps D = 2,18 m Khi : A ( ) = 0,65 A < 0,7 Vậy điều kiện xâm thực thỏa mãn E mi n 8.2.4 Xây dựng vẽ chong chóng a) Xây dựng hình bao duỗi thẳng chong chóng : Tính chiều rộng lớn cánh b bm = 2,187 D AE z A0 = 816 (mm) Ta có bảng tọa độ để xác định hình bao duỗi thẳng theo Seri B tính theo % b sau : Ta có bảng tọa độ để xác định hình bao duỗi thẳng theo theo seri B : Bảng hoành độ hình bao duỗi phẳng r/R Chiều rộng cánh (cm) Từ trục đến mép đạp Từ trục Bùi Văn Hoàng 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 78,1 87,8 93,8 96,0 93,4 85,5 69,5 42,3 - 48,5 55,4 62,3 67,8 73,1 77,7 80,5 78,2 33,5 143 Bảng hoành độ hình bao duỗi phẳng r/R 0,2 đến mép thoát Chiều rộng 127,2 toàn Khoảng cách từ đường chiều dày lớn 44,5 đến mép đạp (cm) 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 143,3 156,1 163,8 166,5 163,2 149,9 120,4 - 50,1 54,8 58,2 64,8 72,3 72,9 60,2 - Từ bảng ta xây dựng hình bao duỗi phẳng chong chóng b) Xây dựng profin cánh *Xác định chiều dày lớn profin cánh tiết diện : - Chiều dày mút cánh : eR = aD(50 − D) = 6,25 (mm) Trong : a = 0,06 - chong chóng làm hợp kim đồng D = 2,18 - đường kính chong chóng ,(m) - Chiều dày giả định đường tâm trục : e0 = 98,1 (mm) e0 với: = 0,045D -chong chóng cánh - Chiều dày lớn profin bán kính : e = e0 − r (e0 − eR ) r= r R Trong : r= r R emax 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 79.73 70.545 61.36 52.175 42.99 33.805 24.62 * Bảng tung độ profin cán Bùi Văn Hoàng 0.9 0.95 15.435 10.843 144 - Bảng tung độ profin cánh chong chóng thiết kế r/R 0.2 0.3 0.4 Tung độ mặt 0.5 hút 0.6 0.7 0.8 0.9 0.95 0.2 0.3 0.4 0.5 tung độ mặt 0.6 đạp 0.7 0.8 0.9 0.95 Bùi Văn Hoàng Từ điểm có chiều dày lớn đến mép thoát %e(max) 100 80 60 40 20 20 42.54 57.92 69.29 76.90 78.61 35.94 50.51 61.23 68.29 69.42 29.27 43.11 53.11 59.52 60.26 22.64 35.69 44.92 50.58 51.18 17.28 28.87 36.71 41.61 42.17 13.32 22.62 28.70 32.67 32.99 10.08 16.69 21.00 23.81 23.88 6.97 10.80 13.43 14.97 14.97 Từ điểm có chiều dày lớ 40 60 80 75.34 69.37 59 66.31 60.53 51 57.22 51.73 43 48.21 42.94 35 39.23 34.11 27 30.02 25.32 19 21.00 16.91 11 13.43 10.80 Từ điểm có chiều dày lớn đến mép thoát %e(max) 23.92 14.51 8.69 4.35 1.24 0.36 17.88 8.61 4.09 1.20 0.04 10.95 3.80 0.92 4.73 0.91 2.19 Từ điểm có chiều dày lớ 1.83 4.70 10 0.92 3.25 0.18 1.63 0.37 145 c) Xây dựng hình chiếu pháp hình chiếu cạnh , - Chọn góc nghiêng cánh 15o - Từ hình bao duỗi phẳng ta xác định giá trị a,a’, b, b’ sau: r/R 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 a 250 344 403 431 432 402 328 201 - a’ 186 237 278 312 341 367 384 367 75 258 222 187 153 119 82 44 - 125 118 110 103 95 81 13,9 b b’ 292 150 134 d) Xây dựng củ chong chóng *Xác định đường kính trục chong chóng - Đường kính trục chong chóng : d B = 1,12d P + kC D = 233,5 mm Với dP đường kính trục trung gian tính theo công thức sau: P d P = 92 S (1 + k ) nm = 189 mm Trong : k = q(a-1) = 0,16 q = 0,4 -động kỳ a = 1,4 - động xilanh PS = 3000 - công suất máy (kW) nm =400 - vòng quay định mức trục chong chóng (rpm) kC= 10 - trục có ống bao hợp kim đồng D = 2,18 -đường kính chong chóng (m) Chọn đường kính trục chong chóng dB = 234 mm - Độ côn trục : k = 1/12 - Chiều dài phần côn trục : lk = 0,9lH lH-chiều dài củ chong chóng ⇒lk= 747 mm *Xác định kích thước củ chong chóng - Chiều dài củ lH = 830 mm - Độ côn củ chong chóng kH = 1/12 - Đường kính trung bình củ chong chóng : dH= 0,167D = 364 mm -chong chóng cánh - Chiều dài lỗ khoét để giảm nguyên công cạo rà: Bùi Văn Hoàng 146 l0 = 0,3lk = 224(mm) - Chiều sâu rãnh khoét chọn : h = 10 (mm) *Chọn then a- Chiều dài then : - Chiều rộng then theo TCVN 2261 – 77 : - Chiều cao then theo TCVN 2261 – 77 : - Chiều sâu rãnh then : - Kiểm tra bền then : lt = 0,95lk = 710 (mm) bt = 56 mm ht = 32mm t1 = 20 mm, t2 = 12,4 mm +Ứng suất dập không lớn ứng suất dập cho phép σd = 2T ≤ [σ d ] d B lt ( h − t1 ) Trong đó: T = 9,55.106 PS N - Momen xoắn trục, N.mm PS = 3000 - Công suất máy, kW N = 400 - Vòng quay làm việc chong chóng, rpm T = 71,6.106 N.mm lt= 710 mm - chiều dài làm việc then Ứng suất dập: σd = 71,8 N/mm2≤ [σd] = 80N/mm2 Ứng suất cắt không lớn ứng suất cắt cho phép τc = 2T ≤ [τ c ] d B lt bt τC= 15,4 N/mm2[τC] = 50 N/mm2 Vậy then chọn đủ bền * Chọn mũ thoát nước - Chiều dài mũ thoát nước :l0 =(0,14 ÷ 0.17)D = (0,305 ÷ 0,371) m Chọn l0 = 0,35 m - Bán kính cầu cuối mũ: r0= (0,05÷ 0,1)D = (0,109 ÷ 0,218) m Bùi Văn Hoàng 147 Chọn r0 = 0,2 m Trong đó: D = 2,18 – đường kính chong chóng, m * Tính khối lượng chong chóng Theo Kopeeski khối lượng chong chóng tính sau: G= dH Z  b0 ,6   4 γ D , + 10 , 71 −     D  4.10 D     e ,6  + ,59γl H d H2    D Trong đó: Z = - Số cánh chong chóng; γ = 8,6.103 kG/m3 - Trọng lượng riêng vật liệu chế tạo chong chóng D = 2,18 - Đường kính chong chóng, m dH = 0,364 - Đường kính củ chong chóng, m lH = 0,83 - Chiều dài củ chong chóng, m e0,6 = 0,043 - Chiều dày cánh 0,6R, m b0,6 = 0,78 - Chiều rộng cánh 0,6R, m Vậy G = 703 kg e) Xây dựng tam giác đúc - Bán kính đặt tam giác đúc: Rϕ =R + (50 ÷ 60) = (1140 ÷ 1150) mm Chọn Rϕ= 1140 mm -Chiều dài tam giác đúc: lϕ= lϕ1 + lϕ2 φ1 = 66°; φ2 = 54°; φ1 + φ2 = 120° > 90°; lφ = lφ = Bùi Văn Hoàng 2πRφ ϕ1 Z ϕ1 + ϕ = 985 mm 2πRφ ϕ2 Z ϕ1 + ϕ = 806 mm 148 φ1, φ2 xác định từ hình vẽ hφ = - Chiều cao tam giác đúc: P D P = = Z Z D (2180/4).0,619 = 337,4 mm - Vị trí đường trung bình củ chong chóng cách cạnh huyền tam giác đúc mφ = đoạn: Rφ R mR = 1140/1090.tg(15) = 311,5 mm Trong đó:mR khoảng cách từ mút cánh đến đường tâm giả định cánh mR = 297,8 mm 8.2.5.Kiểm tra bền chong chóng Tham khảo chương phần QCVN 21: 2010/BGTV a) Kiểm tra chiều dày cánh ST T Công thức, đại lượng tính toán D-Đường kính chonh chóng H=Ne – Công suất liên tục động N=nc/100 – Vòng quay chong chóng l – Chiều rộng cánh tiết diện xét k1 – Tra bảng k2 – Tra bảng k3 – Tra bảng Bước bán kính xét P’ Bước bán kính 0,7R P K1 = 10 D P'  + k3  k2 ÷ P D   P' + k1  ÷  D Đơn vị Tiết diện kiểm tra m kW vg/p/100 cm m m 0,25R 2.18 1500 54.4 1.62 0.386 0.239 1.35 1.35 0,6R 2.18 1500 80.5 0.28 0.113 0.022 1.35 0.95 - 10.1 4.32 cm cm - 1.92 1.71 29.78 9.81 1.3 1.24 1.09 29.78 9.81 1.3 30, Hệ số 11 12 13 14 15 k4 – Tra bảng k5 – Tra bảng E – Độ nghiêng cánh to – Chiều dày giả định cánh đường tâm trục K – Hệ số phụ thuộc vào vật liệu Bùi Văn Hoàng 149 16  E  D2 N K = K −  k + k5 ÷  t0  1000 - 0.73 0.93 - 0.8 0.8 - 0.8 0.8 Hệ số đường kính 17 D S = ,095 S  dS   + ,677  18 Hệ số liên quan ứng suất (nếu S >1 lấy S=1; S[...]... đây : + Phương pháp thiết kế theo tàu mẫu + Phương pháp thiết kế theo kết quả thử nghiệm mô hình + Phương pháp thiết kế mới Thiết kế tuyến hình theo bất kỳ phương pháp nào cũng phải đảm bảo hai điều kiện sau : + Đảm bảo lượng chiếm nước của tàu theo các kích thước đã lựa chọn + Thỏa mãn hoành độ tâm nổi x đã lựa chọn Trong thiết kế này, ta chọn phương pháp thiết kế mới để đi thiết kế tuyến hình 3.2 Chọn... Loại tàu: Tàu kéo Vùng hoạt động: Cảng Tiên Sa – Đà Nẵng Chiều dài tàu: L = 29 m Chiều rộng : B = 9m Chiều cao mạn: D = 4,4 m Chiều chìm : T = 3,4 m Hệ số béo thể tích: CB = 0,55 Hệ số béo sườn giữa: CM = 0,89 Hệ số béo đường nước: CW = 0,82 Trọng tải : DWT = 495 T Công suất máy : Ps = 2x1500 kW 3.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế : Trong thiết kế tuyến hình thì thường dùng các phương pháp thiết kế sau... Các thông số cơ bản của tàu: Loại tàu: Vùng hoạt động: Chiều dài tàu: Chiều rộng : Chiều chìm : Hệ số béo thể tích: Hệ số béo sườn giữa: Hệ số béo đường nước: Trọng tải : Công suất máy : - Tàu kéo Cảng Tiên Sa, Đà Nẵng L = 29 m B = 9m d = 3,4m CB = 0,55 CM = 0,89 CW = 0,82 DWT = 495T Ps = 2x1500 kW 4.1 Những yêu cầu cơ bản về bố trí chung toàn tàu: Thiết kế bố trí chung toàn tàu là một khâu rất quan... một khâu rất quan trọng trong quá trình thiết kế tàu Công việc bố trí chung ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu sử dụng, khả năng khai thác và đặc biệt liên quan tới cân bằng - ổn định của con tàu, ngoài ra còn chú ý đến tính thẩm mỹ Việc bố trí chung toàn tàu đòi hỏi người thiết kế phải quan tâm tới các vấn đề liên quan tới hiệu quả sử dụng con tàu, sự tiện nghi sinh hoạt cho thuyền viên, đồng thời phải... Chọn dạng mũi : Do tàu kéo thiết kế có kích thước nhỏ nên hình dáng mặt cắt ngang thích hợp với dạng chữ V, tuy sức cản và biên độ lắc dọc tăng nhưng tạo điều kiện cho việc mở rộng mặt boong Đường nước thiết kế dạng thoát nước tại vùng mũi tàu Do đó ta chọn dạng mũi là mũi vát có hình dáng như sau : Hình 3.1 : Dạng mũi tàu Bùi Văn Hoàng 26 26 3.2.2 Chọn dạng đuôi : Hình 3.2 : Dạng đuôi tàu 3.3 Xây dựng... lượng thiết bị năng lượng: Tàu lắp đặt 2 máy có công suất 1500kw ký hiệu 6×NI18/22 do hãng Russian Diesel – Liên xô (cũ) sản xuất Máy có các thông sô như sau: + Ký hiệu máy: 6×NI18/22 + Số xylanh: 8 + Số chu kỳ: 4 + Công suất máy: Ne = 1500 + Số vòng quay : n =1600 rpm + Suất tiêu hao nhiên liệu : 172 g/cv.h Trọng lượng thiết bị năng lượng được tính như sau : m 04 = m'04 Ne Trong đó: m’04 = 72,7 Ne = 2x1500. .. được R = 320 ,KN Tra đồ thị ta được v = 5,9 knots (Yêu cầu với tàu kéo cảng hoạt động trong phạm vi khai thác tốc độ từ 5 đến 7 knots) Bùi Văn Hoàng 21 21 2.7 Kiểm tra ổn định sơ bộ 2.7.1.Chiều cao tâm nghiêng ban đầu Chiều cao tâm nghiêng ban đầu tiêu chuẩn đối với tàu kéo : h0min = (0.5 -0.7)m Chiều cao tâm nghiêng ban đầu của tàu thiết kế h0 = r + ZC - ZG =2,65 + 2,04 – 2,904 = 1,8 (m) ZG = kg.D =... kg/người/ngày; t: Thời gian hành trình của tàu (1 ngày) +) m1403 : Khối lượng nước uống và nước sinh hoạt m1403 = nTV.c.t = 600 (kg) Trong đó: Bùi Văn Hoàng 14 14 c: Dự trữ nước ngọt cho một người trong một ngày đêm, c= (100 ÷ 150) lít/người/ ngày Đối với các tàu kéo nhà máy hoạt động gần bờ, việc sinh hoạt của thuyền viên có thể được thực hiện ở trên bờ thì không nhất thiết phải bố trí dự trữ lương thực... tốc giả thiết, Vs knots 2 Vận tốc giả thiết, V 3 STT Đại lượng tính toán Bùi Văn Hoàng 20 20 PE 7 kW 603.9742 1020.071 1588.318 2341.177 3313.778 Đồ thị lực cản và công suất kéo của tàu khi kéo Công suất của động cơ: PE = 0,85.Ps.η.ηs.ηhs = 0,85.2.1500.0,4.0,98.0,97 = 969,6 (kW) Trong đó: Kể tới dự trữ 15% công suất Ps = 1500 kW – Công suất của động cơ lắp trên tàu kéo η - Hiệu suất chong chóng tàu khi... chủ yếu: Chiều dài giữa hai đường vuông góc Lpp = 29 m Chiều rộng B=9m Chiều cao mạn D = 4,4 m Chiều chìm T = 3,4 m Công suất Ne = 2x1500 kW Thuyền viên n = 6 người Bùi Văn Hoàng 35 35 Tàu lắp đặt 2 máy có công suất 1500 kW ký hiệu 3512B S2 HD 1600 do hãng caterpillar sản xuất Máy có các thông sô như sau: + Ký hiệu máy: 3512B S2 HD 1600 + Số xylanh: 8 + Số chu kỳ: 4 + Công suất máy: Ne = 1500 kW + Số