CHUYÊN ĐỀ : PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ CĂNG TIM,ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC docx

LỜI NÓI ĐẦUĐịnh tâm hệ trục tàu thủy là một khâu hết sức quan trọng trong việc lắp đặt hệ trục tàu thủy,đối với tàu nhỏ thì cách làm khá đơn giản nhưng đối với tàu lớn thì việc định tâm

CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ CĂNG TIM, ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Định tâm hệ trục tàu thủy là một khâu hết sức quan trọng trong việc lắp đặt

hệ trục tàu thủy,đối với tàu nhỏ thì cách làm khá đơn giản nhưng đối với tàu lớn thì việc định tâm càng trở lên phức tạp.Chính vì vậy để xác định đúng tâm hệ trục thì chúng ta cần phải có phương pháp và thiết bị định tâm phù hợp.Được sự hướng dẫn của thầy giáo và sự giúp đỡ của các bạn đã giúp em hoàn thành chuyên đề của mình

Em xin chân thành cảm ơn

Nha trang,tháng 12 năm 2009

GVHD : NGUYỄN ĐÌNH LONG

SV : BÙI CÔNG HẢI

Lớp :48ĐT1

MSSV : 48132089

Nội dung trình bày:

1) Khái niệm định tâm hệ trục tàu

2) Các phương pháp căng tim,định tâm hệ trục tàu,ưu nhược điểm của các phương pháp

a.Phương pháp căng tim hệ trục tàu

Phương pháp căng tim bằng ánh sáng

Phương pháp căng tim bằng dụng cụ quang học

Phương pháp căng dây

b.Phương pháp định tâm hệ trục tàu

Định tâm hệ trục theo tải trọng trên các gối đỡ

Định tâm hệ trục tàu theo độ lệch tâm và độ gãy khúc

3)Định tâm hệ trục ngắn

4) Tài liệu tham khảo

ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ ĐỘ LỆCH TÂM GÃY KHÚC

1 Các định nghĩa

1.1 Đường tâm lý thuyết và đường tâm thực tế của hệ trục

 Đường tâm lý thuyết của hệ trục: là đường tâm của hệ trục được xác định trong thiết kế Đó chính là đường thẳng xác định tâm ổ đỡ hệ trục

và động cơ theo thiết kế bố trí hệ trục và động cơ chính

 Đường tâm thực tế của hệ trục là: đường tâm của hệ trục sau khi đã lắp ráp xong các chi tiết và thiết bị của hệ trục được xác định thông qua các thông số đánh giá khác (chuẩn lắp ráp)

1.2 Định tâm hệ trục

 Là quá trình thiết lập vị trí thực tế của hệ trục và động cơ Có 2

phương pháp định tâm hệ trục cơ bản:

 Định tâm theo tiêu chí lệch tâm – gãy khúc

 Định tâm theo tiêu chí tải trọng gối đỡ

1.3 Độ lệch tâm (Delta) và độ gãy khúc (phi)

 Độ dịch tâm của hệ trục tại mặt bích nối là khoảng cách sai lệch giữa hai đường tâm của hai trục nối tiếp nhau đo tại vị trí liên kết, thường được kí hiệu là: Delta (có thứ nguyên là chiều dài (mm))

 Độ gãy khúc của đường tâm hệ trục là góc lệch giữa 2 đường tâm của hai đoạn trục tại vị trí liên kết, được kí hiệu: Phi (có thứ nguyên là chiều dài/chiều dài(mm/m)

2.Các phương pháp:

2.1.Phương pháp căng tim:

Căng tim mục đích là để xác định đường tâm lý thuyết của hệ trục Căng tim có 1 số phương pháp sau đây: phương pháp căng dây, quang học, ánh sáng, laze

a)Phương pháp căng tim bằng ánh sáng

Ở phương pháp này cần chọn hai điểm chuẩn có khoét lỗ  1: thông thường, điểm chuẩn thứ nhất được chọn tại giá treo trục chân vịt phía đuôi, còn điểm kia nằm trên vách trước buồng máy Dụng cụ cần thiết là một bóng đèn ( 500  1000 )W , một ống nhòm và các đích ngắm

Công việc căng tim được thực hiện về ban đêm Bóng đèn được đặt trước phía mũi của điểm chuẩn trên vách buồng máy Dùng ống nhòm nhìn

từ sau đuôi qua 2 điểm chuẩn (Hình 1) Sau đó chỉnh dần các đích ngắm sao

cho tia sáng từ đèn đi qua lỗ nhỏ của tất cả các đích ngắm Và như vậy tia sáng này xác định đường tâm của hệ trục

Hình 1:Căng tim hệ trục bằng phương pháp ánh sáng

1 Bóng đèn; 2 Đích ngắm (bộ chỉnh tâm); 3 Giá đỡ; 4 Ống nhòm

Phương pháp này đơn giản và chính xác do tia sáng hoàn toàn không bị gãy khúc Tuy nhiên, ánh sáng dễ bị phân tán qua các đích ngắm, khối lượng công việc ở phương pháp này khá lớn Phương pháp này thường được sử dụng cho các tàu có hệ trục dài

 Trên cơ sở ánh sáng Lade là ánh sáng màu và có thể tạo được chùm tia song song nên có thể dùng nó để căng tim hệ trục Lúc này chỉ cần có nguồn phát chùm tia Lade song song hình trụ với đường kính đủ nhỏ, để đảm bảo

độ chính xác, và tấm chắn kín để đưa và xác định vị trí đường tâm hệ trục tại các vị trí cần xác định

Cách tiến hành như sau: Đầu tiên sơ bộ khoét lỗ ở các khu vực đường tâm sẽ đi qua, sau đó, đặt nguồn sáng Lade tại điểm chuẩn phía lái và điều chỉnh cho chùm tia sáng hướng đúng đích là điểm chuẩn ở phía mũi, rồi cố định nó Tiếp đến lần lượt từ lái về phía mũi hoặc ngược lại đặt tấm chắn tại các vị trí cần xác định tâm hệ tục đi qua để lấy dấu và vạch các vòng tròn làm dấu

b Phương pháp căng tim bằng dụng cụ quang học

Phương pháp này thường được áp dụng cho tàu có hệ trục dài từ 15 m trở lên Dụng cụ chủ yếu là ống ngắm, các đích ngắm và một bóng đèn 40

W Ống ngắm có thể được định tâm và kẹp chặt tại bích máy chính hay tại điểm chuẩn phía đuôi để nhìn xuyên qua các đích ngắm đến bóng đèn

c Phương pháp căng dây

Phương pháp này đơn giản nhưng phải đảm bảo độ chính xác cho phép, được áp dụng cho các hệ trục có chiều dài nhỏ hơn 15 m

Nội dung của phương pháp này như sau:

Tại điểm A ở giá treo trục chân vịt và điểm chuẩn B ở vách mũi buồng máy, người ta lắp các đĩa có khoan lỗ, đường kính 0 , 75mm, trùng tâm với điểm chuẩn Sau đó, luồn sợi dây thép có đường kính d  ( 0 , 1  0 , 5 ) mm qua lỗ của các đĩa và kéo căng bằng tăng đơ hoặc trọng vật treo Cũng có thể dùng sợi dây nilông hoặc sợi tổng hợp

Ở phương pháp này, cần phải điều chỉnh độ võng y của dây do trọng

lượng bản thân của nó gây ra (Hình 2) Độ võng y của dây ở tại một điểm

bất kỳ của dây được xác định theo công thức:

x L x P y

2

) ( 

Trong đó: P – trọng lượng một mét dây, kG/m;

x – khoảng cách từ điểm chuẩn đến điểm đang xét, m;

L – khoảng cách giữa hai điểm chuẩn, m;

Q – trọng lượng vật treo, kG.

Độ võng của dây ở chính giữa hai điểm chuẩn được xác định theo công thức:

Q

L P y

8

2

 , mm (3.7) Khi đánh dấu tâm vòng tròn để doa lỗ, phải cộng thêm vào độ cao chỉ vị trí của dây một lượng bằng độ võng y của dây tại điểm đó, được xác định theo công thức (3.7)

Hình 2: Căng tim hệ trục bằng phương pháp căng dây

a) Sơ đồ căng tim hệ trục b) Chỉnh tâm căng dây

2.2.Phương pháp định tâm hệ trục

2.2.1 Lựa chọn phương pháp định tâm

Định tâm hệ trục là quá trình cân chỉnh các đoạn trục nhằm đưa đường tâm của chúng về trùng với đường tâm lý thuyết (theo hai trục chuẩn hoặc một trục chuẩn ban đầu: trục chân vịt hay trục máy chính) Đây là một bước công nghệ không kém phần quan trọng trong toàn bộ qui trình lắp ráp hệ trục xuống tàu

Phương pháp định tâm hệ trục được lựa chọn tùy theo sơ đồ kết cấu hệ trục: chiều dài toàn bộ hệ trục, đường kính trục và cách bố trí các gối đỡ; ngoài ra, còn tùy thuộc vào tính chất sản xuất Tuy nhiên, việc lựa chọn phương pháp định tâm của nhà máy cũng cần tham khảo ý kiến của người thiết kế và Đăng kiểm

Hiện tại phương pháp định tâm thường được áp dụng hơn cả là:

- Định tâm hệ trục theo tải trọng trên các gối đỡ

- Định tâm hệ trục theo độ lệch tâm và độ gãy khúc

Phương pháp định tâm hệ trục theo độ lệch tâm và độ gãy khúc đơn giản, phù hợp với điều kiện sản xuất đơn chiếc Nó thường được áp dụng cho trường hợp trục nhỏ và hệ trục ngắn Nói chung, phương pháp này thường được áp dụng cho công nghiệp đóng tàu ở nước ta

2.2.2 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng định tâm hệ trục

Cơ sở để đánh giá chất lượng định tâm hệ trục là tải trọng bổ sung trên các gối đỡ và ứng suất bổ sung trên trục trong thực tế có nằm trong giới hạn cho phép hay không

Các tải trọng và ứng suất bổ sung nêu trên xuất hiện do có sự sai lệch đường tâm khi định tâm hệ trục, cũng như do biến dạng thân tàu

Có thể xác định tải trọng và ứng suất bổ sung theo hai cách:

- Đo tải trọng trên các gối đỡ trực tiếp bằng lực kế khi định tâm hệ trục,

và từ đó tính ứng suất bổ sung

- Tính toán độ lệch tâm và độ gãy khúc cho phép của đường tâm hệ trục hoặc độ xê dịch gối đỡ  so với đường tâm hệ trục.

Trong điều kiện làm việc tin cậy của hệ trục thì các giá trị nêu trên thường nhỏ hơn giới hạn cho phép rất nhiều Do vậy, để định ra tiêu chuẩn cho phép về tải trọng và ứng suất bổ sung (tức là tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng định tâm hệ trục), người ta xuất phát từ tải trọng kết cấu trung bình P của hệ trục Đó là tỷ số giữa trọng lượng Q của bản thân hệ trục trung gian

có chiều dài tính toán L t (kể cả trọng lượng các chi tiết, thiết bị treo trên trục) với số lượng gối đỡ n có trên chiều dài đoạn trục L t:

n

Q

Trong trường hợp tiến hành định tâm hệ trục khi tàu nằm trên nước thì không phụ thuộc vào phương pháp công nghệ, chất lượng định tâm hệ trục được đánh giá là tốt nếu như tải trọng bổ sung trên các gối đỡ và ứng suất bổ

sung trên trục nhỏ hơn các giá trị cho phép được giới thiệu trong giáo trình

và các tài liệu chuyên sâu

Nếu theo phương pháp định tâm hệ trục mà không cần kiểm tra tải trọng

và ứng suất bổ sung thì kết quả định tâm các bích nối với động cơ khi tàu nằm dưới nước phải đảm bảo giá trị độ lệch tâm nằm trong khoảng

mm

10

,

0



 và độ gãy khúc   0 , 15mm / m

Sau khi kẹp chặt bích hệ trục với bích động cơ, phải kiểm tra lại độ co bóp trục khuỷu theo những chỉ tiêu kỹ thuật do nhà chế tạo qui định

Ứng suất bổ sung cho phép trên trục:

- Đối với các đoạn trục của hệ trục và trục của hộp số máy chính, ứng suất bổ sung cho phép là:

2

1  300 kG/cm



- Đối với trục động cơ điêden tại mặt cắt gối đỡ chính phía lái, ứng suất

bổ sung cho phép là:

2

2  50 kG/cm

 Những tiêu chuẩn về tải trọng và ứng suất nêu trên đều phải đảm bảo, không phụ thuộc vào công nghệ lắp ráp

Nếu việc định tâm hệ trục được thực hiện khi tàu chưa hạ thủy thì các tiêu chuẩn trên được giảm xuống 2 lần, nghĩa là yêu cầu độ chính xác lắp ráp

và cân chỉnh cao hơn

2.2.3. Định tâm hệ trục theo tải trọng bổ sung trên gối đỡ

Hình 3 - Xác định tải trọng

bổ sung trên gối đỡ

1 Lực kế ; 2 Chân gối đỡ ;

3 Cờ lê điều chỉnh; 4 Đà

máy

Phương pháp định tâm hệ trục theo tải trọng trên gối đỡ được áp dụng

sau khi máy chính và trục chân vịt định tâm bằng quang học

Nội dung phương pháp như sau: dùng hai lực kế lắp vào hai bên chân

gối đỡ (Hình 3), sau đó dùng bulông cân chỉnh các đoạn trục sao cho tải

trọng thực tế chỉ trên các lực kế ở hai bên chân các gối đỡ phải bằng nhau (xấp xỉ nhau) và tổng tải trọng trên mỗi gối đỡ không vượt quá tải trọng kết cấu trung bình là 5%, đồng thời, tải trọng bổ sung trên mỗi gối đỡ phía mũi ống bao trục và trên gối đỡ phía lái của máy chính hoặc hộp số phải nhỏ hơn giới hạn cho phép theo qui định

- Hạn chế của phương pháp định tâm theo tải trọng gối đỡ “cổ điển”

Từ việc phân tích phương pháp định tâm theo tiêu chí tải trọng gối đỡ trên ta thấy

+ Vẫn phải tiến hành định tâm sơ bộ theo các giá trị lệch tâm và gãy khúc kinhnghiệm

+ Việc lắp đặt các lực kế vào chân ổ đỡ là không đơn giản vì không phải chân ổ đỡ nào cũng được thiết kế phù hợp với lực kế có sẵn + Việc điều chỉnh các lực kế chân ổ đỡ (việc phân phối tải trọng trên các ổ đỡ) được tiến hành phụ thuộc vào tay nghề người thợ + Đặc biệt, trong trường hợp hệ trục lớn: hệ trục dài, trong lượng trục, chong chóng và các thiết bị trên trục lớn…gây nên sai lệch đường tâm giữa trục chân vịt và trục máy chính lớn nên việc điều chỉnh rất khó khăn ngay từ đầu thìNếu không để ý, đo đạc, tính toán các giá trị f và quy trình định tâm rất phức tạp và khó khăn Và nếu không khắc phục được thì việc phân tải trên các ổ đỡ có thể không thực hiện được Nhưng nếu khắc phục thì có thể phải tiến hành doa ống bao, nhưng lượng doa bao nhiêu, doa như thế nào thì hoàn toàn theo kinh nghiêm và tay nghể thợ

+ Chưa để ý tới quan hệ giữa hệ trục và vỏ tàu, hay chính là tính “nhạy cảm” của hệ trục với sự dịch chuyển của ổ đỡ trục, với hệ trục càng dài, thì hệ trục càng “nhạy cảm”: cụ thể là, đối với những tàu có hệ trục dài, tác động của sự biến dạng của vỏ tàu lên hệ trục là rất lớn Sự tác động này được thể hiện qua sự dịch chuyển của ổ đỡ hệ trục Chính sự dịch chuyển ổ đỡ , do sự biến dạng vỏ tàu này, sẽ gây ra những thay đổi trong tình trạng chịu tải trên các ổ đỡ

Đặc biệt, trong công nghệ, những sai số về mặt công nghệ khi gia công và lắp đặt tôn vỏ tàu cho phép sai số hàng chục mm, trong khi đó sai số trong quá trình định tâm chỉ cho phép tới 1/10 mm + Một trong những nguyên nhân ảnh hưởng khá lớn tới chất lượng định tâm,

đó chính là điều kiện định tâm hệ trục: cụ thể là, định tâm trên đà hay dưới nước, định tâm dưới nước thì tàu ở trạng thái nào, tàu không, ballast 1 phần hay ballast toàn bộ…những điều kiện đó ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái chịu tải ở trên các ổ đỡ

Mặc dù phương pháp trên đã để ý tới điều kiện định tâm hệ trục: là định tâm trên đà hay dưới nước Nhưng điều đó chỉ có ý nghĩa là giới hạn các tiêu chuẩn định tâm, cụ thể là giới hạn khoảng tải trọng bổ sung cho phép Tức là chỉ cho phép chỉ số tải trọng trên lực kế đo được tại các ổ đỡ khác nhau thì

“xấp xỉ” nhau trong một khoảng nhỏ hơn Chứ chưa xác định được chính xác là các ổ đỡ chịu tải thay đổi như thế nào trong các điều kiện tiến hành định tâm khác nhau như thế, và sai khác nhau về phản lực trên các ổ đỡ là bao nhiêu cũng chưa chỉ ra được

+ Chưa để ý tới tình trạng chịu tải của các ổ đỡ, cụ thể là trạng thái tiếp xúc của bạc với trục Nên trong thực tế, mặc dù là định tâm theo phương pháp tải trọng trên ổ đỡ nhưng vẫn xảy ra tình trạng: trục và bạc tiếp xúc nhau tại mép bạc và gây mòn mép bạc, đặc biệt là bạc sau trục chong chóng Trong thực tế ngày nay, để khắc phục điều này, với những tàu có hệ trục lớn, người ta tiến hành điều chỉnh sao cho ổ đỡ sau trục chân vịt bao giờ cũng âm

so với ổ đỡ trước trục chân vịt Điều này được thực hiện bằng cách doa nghiêngốngbaotrụcchânvịt

Ví dụ: Đối với bạc sau trục chong chóng, do trọng lượng chân vịt lớn, nên làm cho trục chân vịt bao giờ cũng bị uốn về phía sau Tức là làm cho trạng thái tiếp xúc giữa bạc và trục chân vịt có thể chỉ xảy ra ở mép bạc phía sau của bạc sau Và sau một thời gian hoạt động, sẽ xảy ra tình trạng mòn mép bạc sau

Trong thực tế, đặc biệt đối với hệ trục lớn, để khắc phục điều này người ta phải tiến hành doa nghiêng bạc trục chong chóng, hoặc nghiêng gối đỡ trục trung gian Nhưng phương pháp trên lại không chỉ ra được điều đó, và cho

dù biết rõ như thế, nhưng cũng không thể chỉ ra lượng doa là bao nhiêu, góc doa nghiêng là bao nhiêu…

+ Việc điều chỉnh theo 1 quy trình như trên rất thủ công và tốn rất nhiều thời gian

2.2.4 Định tâm hệ trục theo độ lệch tâm và độ gãy khúc

a Tiêu chuẩn độ lệch tâm và độ gãy khúc cho phép

Theo phương pháp này thì quá trình định tâm hệ trục là quá trình cân chỉnh sao cho trị số độ lệch tâm và độ gãy khúc của các trục nằm trong giới hạn cho phép

Phương pháp định tâm này được áp dụng khi không có điều kiện tiến hành phương pháp định tâm theo tải trọng trên gối đỡ, nó không phụ thuộc vào kết cấu của hệ trục

Việc nghiệm thu, bàn giao chất lượng định tâm theo phương pháp này chỉ được tiến hành khi tàu ở dưới nước

Trị số độ lệch tâm  và độ gãy khúc  ở trong mặt phẳng thẳng đứng và mặt phẳng nằm ngang được xác định theo các công thức sau:

- Trong mặt phẳng thẳng đứng: a b mm c D d mm m

b

/ ,

; , 2

1 1 1





 (3.9)

- Trong mặt phẳng nằm ngang: a b mm c D d mm m

b

/ ,

; , 2

2 2 2





 (3.9’)

Trong đó: a1 ,b1 ,c1 ,d1 – Các giá trị được đo trong mặt phẳng thẳng

đứng (Hình 3.42), mm;

2 2 2

2 ,b ,c ,d

a – Các giá trị được đo trong mặt phẳng nằm ngang, mm;

b

D – Đường kính của bích, m.

Giá trị  và  được xác định theo các số liệu đo đạc trên từng cặp bích nối ghép với nhau

Trong thực tế, giá trị độ lệch tâm và độ gãy khúc cho phép được qui định tùy theo tính chất của khớp nối

+ Khi mỗi đoạn trục có hai gối đỡ:

2 0 2

3 5 10 5 , 2 3

2000

d d

e

+ Khi mỗi đoạn trục chỉ có một gối đỡ thì trị số trên giảm đi một nửa:

2 0 2

3 5 10 25 , 1 3

2000

d d

e

Trong đó:  ,  – độ lệch tâm và độ gãy khúc giữa các trục lắp ghép với nhau, tính bằng mm và mm/m.

3

l

e  , cm;