Báo cáo công nghệ, thiết bị và phương pháp định tâm hệ trục tàu thủy

Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục LỜI NĨI ĐẦU HiƯn nhu cÇu vận chuyển hàng hoá đường biển không ngừng tăng lên, tàu chở hàng không tăng số lượng chất lượng ( kích cỡ ngày lớn, kết cấu ngày tối ưu để chuyên chở nhiều hàng hóa ).Cùng với tăng lên trọng tải tàu đòi công suất máy tăng lên tương ứng, làm tăng tính nhạy cảm hệ trục (dễ bị ảnh hưởng hư hỏng trước tác động có hại từ bên ) Trong tác động bên gây ảnh hưởng đến hệ trục, hệ trục dễ bị biến đổi hư hỏng yếu tố gây dịch chuyển gối trục theo phương thẳng đứng Nguyên nhân gây dịch chuyển trước hết phải kể đến biến dạng vỏ tàu thay đổi nhiệt độ hệ trục làm việc, nhiên nguyên nhân có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hệ trục thân mức độ tin cậy xác trình định tâm, lắp ráp Qua q trình nghiên cứu học tập, hơm em xin giới thiệu số PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY Đây phần quan trọng nội dung học tập, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề cụ thể chuyên nghành Trong trình thực đề tài, em cố gắng tìm tịi, nghiên cứu tài liệu cách nghiêm túc Tuy nhiên thân cịn kinh nghiệm việc hoàn thành đồ án lần khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì mong thầy giáo xem xét dẫn để em ngày hoàn thiện kiến thức Em xin cảm ơn! Nha Trang, tháng 10, năm 2010 Sinh viên thực hiện: Lê Trường Phong GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC I.LỆCH TÂM, TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM 1.LỆCH TÂM 2.TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM II ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THY 1.KHI NIM 2.những yêu cầu chung hệ trơc tµu thđy 3.MỤC TIÊU CỦA VIỆC ĐỊNH TÂM: 4.TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC Chương ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG GỐI ĐỠ I.ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG TRÊN Ổ ĐỠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP “CỔ ĐIỂN” 1.Phạm vi ứng dụng 2.Công tác chuẩn bị Các bước tiến hành trình định tâm II.ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG TRÊN Ổ ĐỠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP “HIỆN ĐẠI” 4 4 5 6 10 10 10 11 12 17 1.Hạn chế phương pháp định tâm theo tải trọng gối đỡ “cổ điển” 17 Ưu điểm phương pháp đại 18 Các bước tiến hành trình định tâm 18 Chương ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ LỆCH TÂM VÀ GÃY KHÚC 21 I.TIÊU CHUẨN ĐỘ LỆCH TÂM VÀ ĐỘ GÃY KHÚC 21 1.Độ lệch tâm gãy khúc cho phép theo kinh nghiệm 2.Độ lệch tâm gãy khúc cho phép theo tính tốn II.PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ LỆCH TÂM-GÃY KHÚC 1.Xác định độ lệch tâm-gãy khúc thước thẳng thước 2.Xác định độ lệch tâm gãy khúc hai cặp mũi kim III TRÌNH TỰ ĐỊNH TÂM, LẮP RÁP HỆ TRỤC THEO ĐỘ LỆCH TÂM VÀ GÃY KHÚC Sơ đồ định tâm hệ trục theo độ lệch tâm gãy khúc: 2.Các bước tiến hành TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 23 24 24 25 GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long 27 27 27 30 SVTH: Lê Trường Phong Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC I.LỆCH TÂM, TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM 1.LỆCH TÂM Sự đồng tâm trục (lệch tâm) xảy đường tâm đoạn trục chân vịt không nằm đường thẳng.Như đồng tâm trục lệch vị trí trục khỏi đường tâm lý thuyết hệ trục Hình 1: Tình trạng đồng tâm hệ trục Ở hình ta thấy có độ lệch theo phương ngang-đứng (lệch tâm) độ lệch theo góc (gãy khúc) khớp nối Mục tiêu phải định tâm hệ trục cho độ lệch nằm giá trị dung sai cho phép 2.TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM: Nếu trục bị lệch tâm gây hậu nghiêm trọng cho hệ trục-máy chính: - Ổ bạc, trục khớp nối hư sớm so với tuổi thọ thiết kế - Rung động theo phương hướng kính dọc trục lớn Chú ý : thí nghiệm cho thấy thiết kế khớp nối khác biểu rung động khác Điều xuất có tác dộng học xảy khớp nối quay - Nhiệt độ thân máy, ổ bạc, dầu bơi trơn tăng cao - Rị rỉ mức phận làm kín, ổ bạc - Bulông chân máy bị lỏng - Bulông khớp nối lỏng gẫy - Một vài thiết kế khớp nối mềm bị nóng lên chạy tình trạng đồng tâm trục Nếu khớp nối đàn hồi chất dẻo nhìn thấy bột cao su bao phủ bề mặt - Số lượng khớp nối hư tăng lên bất thường mài mịn nhanh chóng - Trục bị rạn nứt ngõng trục (nơi vị trí ổ bạc) bích khớp nối - Lượng lớn mỡ nhớt xuất bên bao che khớp nối Vì vậy, để tránh hậu nêu xãy ta phải định tâm hệ trục nhằm đưa tâm đoạn trục nằm đường thẳng trùng với đường tâm lý thuyết GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục II ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY: 1.KHÁI NIỆM: Định tâm hệ trục trình chỉnh kẹp chặt đoạn trục với nhằm đưa đường tâm chúng trùng với đường tâm lý thuyết (theo hai trục chuẩn trục chuẩn ban đầu: trục chân vịt trục máy ) Đây bước cơng nghệ tồn quy trình lắp ráp hệ trục xuống tàu Phương pháp định tâm hệ trục lựa chọn tùy theo sơ đồ kết cấu hệ trục: chiều dài toàn hệ trục, đường kính trục cách bố trí gối đỡ, ngồi cịn phụ thuộc vào tính chất sản xuất Tuy nhiên việc lựa chọn phương pháp định tâm cần tham khảo ý kiến người thiết kế đăng kiểm Có hai phương pháp định tâm hệ trục thường dùng: -Định tâm hệ trục theo tải trọng gối đỡ -Định tâm hệ trục theo độ lệch tâm độ gãy khúc Bảng 1: giới thiệu cách lựa chọn phương pháp định tâm hệ trục tùy theo kết cấu tính chất sản xuất hệ trục: Phương pháp định tâm Kết cấu hệ trục Hệ trục có chiều dài L>30d khơng phụ thuộc vào kết cấu ổ đỡ, khơng ổ đỡ trung gian chiều dài hệ trục Hệ trục ngắn L 30d Hệ trục ngắn: hệ trục có khoảng cách L từ ổ đỡ phái lái máy tới ổ đỡ trước trục chân vịt nhỏ 22 d : L < 22 d L: Khoảng cách từ ổ đỡ phía lái máy tới ổ đỡ trước trục chân vịt d: Đường kính trục chân vịt Theo tiêu chí lệch tâm – gãy khúc, công việc định tâm kết thúc đạt giá trị bảng GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 22 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục 2.Độ lệch tâm gãy khúc cho phép theo tính tốn: 2.1.Với hệ trục dài L > 30d Theo tính tốn việc định tâm hệ trục gọi đạt yêu cầu thoả mãn điều kiện sau: Khi đoạn trục tựa ổ đỡ:   2000 e3 (3)   2.5.10 5 3e d  d 02 Khi đoạn trục tựa ổ đỡ trị số giảm ½:   2000 e3 (4)   1,25.10 5 3e d  d 02 , - Độ lệch tâm (mm) độ gãy khúc mm/m đoạn trục lắp ghép với e = l/3 (cm) l: chiều dài nhỏ đoạn trục liền d, do: Đường kính ngồi đường kính của trục (cm) (nếu trục đặc: = 0) Trong công thức kể đến độ võng đầu trục trọng lượng thân gây Nếu độ võng 0,3mm khơng cho phép định tâm theo độ gãy khúc lệch tâm Căn vào công thức (3), (4) xây dựng đồ thị quan hệ   định tâm nước triền Từ đồ thị này, biết trị số hai đại lượng dễ dàng tìm trị số cho phép đại lượng thứ hai Hình 4.2 - Độ lệch tâm gãy khúc cho phép I- Định tâm nước II- Định tâm triền 2.2 Với hệ trục ngắn L < 22 d : Với hệ trục ngắn, vào cách bố trí, tính chất loại khớp nối sử dụng bảng để có giá trị   Và việc định tâm gọi hoàn thành đạt đựơc giá trị   cho bảng GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 23 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục II.PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ LỆCH TÂM-GÃY KHÚC Có cách để xác định độ lệch tâm gãy khúc +Bằng thước thẳng thước +Bằng cặp mũi kim 1.Xác định độ lệch tâm-gãy khúc thước thẳng thước lá: Hình 4.3- Đo   thước thẳng thước Trên cặp bích nối chia bốn phần (cách 90o) theo chu vi đánh dấu phấn chì màu Áp sát thước thẳng vào đường sinh phần bích nhơ ra, dùng thước đo khe hở a, b hai vị trí đánh dấu mặt phẳng thẳng đứng (hình 4.3) c, d mặt phẳng nằm ngang Các giá trị a, b, c, d ghi vào bảng tính tốn độ lệch tâm  Tương tự, để xác độ gãy khúc, ta đo trị số m, n mặt phẳng thẳng đứng v, r mặt phẳng nằm ngang, cách đưa thước vào sâu khoảng 30mm theo thiều hướng tâm mặt phẳng thẳng đứng (đo m, n) mặt phẳng nằm ngang (đo v, r) Kết đo đạc ghi vào bảng 6, theo quy tắc dấu sau: -Nếu tâm trục lệch lên sang trái so với tâm chuẩn, ghi sau: +a, -b, +c, -d (lệch tâm dương) -Khi khe hở mặt đầu hai bích mở vị trí trái: +m; +n; +v; +r (gãy khúc dương) -Khi khe hở mặt đầu mở vị trí phải: +m; +n; +v; -r GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 24 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Độ lệch tâm Vị trí đo Giá trị đo mm Tổng  m Độ gãy khúc Giá trị độ lệch tâm m Giá trị đo Hiệu số  m mm Giá trị độ gãy khúc mm Trên a m a+b m-n Dưới b n Db =   Trái c v v-r c+d r Phải d Bảng 6:Tính độ khơng đồng tâm độ gãy khúc theo số liệu đo thước thẳng thước Chú ý: D b- Đường kính bích nối Cộng số liệu theo dấu đại số 2.Xác định độ lệch tâm gãy khúc hai cặp mũi kim 01 02 Hình 1.8- Đo   cặp mũi kim 01- Cặp mũi kim Cặp mũi kim Hai cặp mũi kim gắn đối xứng qua tâm bích Khi định tâm, mặt bích tách rời chút Vặn vít điều chỉnh để khe hở mũi kim mặt đo khoảng 1mm Quay đồng thời trục 90o Đo số liệu a, b (trong mặt phẳng thẳng đứng) c, d (trong mặt phẳng nằm ngang) để xác định độ lệch tâm GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 25 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Đo số liệu m, n (trong mặt phẳng thẳng đứng) v, r (trong mặt phẳng nằm ngang) để xác định độ gãy khúc Sau quay tiếp trục 90o lại đo số liệu Cứ đo lần quay trục đủ vịng 360o Số liệu dùng thước để đo Số liệu tập hợp vào bảng tính tốn cụ thể Dấu quy ước phương pháp đo thước thẳng thước nêu Chú ý: Các công thức bảng 7chỉ cộng theo số học, không mang dấu D- Đường kính mở rộng cặp mũi kim Độ lệch tâm Trị số khe hở Vị trí mũi kim Cặp Cặp mũi mũi kim kim Trên a1 b1 Tổng mm Hiệu số tổng mm Độ gãy khúc Giá trị độ lệch tâm =/4 a1+b1 a2 b2 a2+b2 Phải c1 d1 c1+d1 Trái c2 d2 c2+d2 Cặp Cặp mũi mũi kim kim m1 (a1+b1)(a2+b2) Dướ i Trị số khe hở (c1+d1)(c2+d2) n1 Tổng  mm GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long Độ gãy khúc 1m đường trục mm/m (m1+n1)(m2+n2) /2 (đứng) /2D (đứng) (v1+r1)(v2+r2) /2 /2D (ngang) (ngang) m1+n1 /4 (đứng) /4 (ngang) Hiệu số tổng  mm Độ gãy khúc mặt bích /2mm m2 n2 m2+n2 v1 r1 v1+r1 v2 r2 v2+r2 SVTH: Lê Trường Phong 26 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục III TRÌNH TỰ ĐỊNH TÂM, LẮP RÁP HỆ TRỤC THEO ĐỘ LỆCH TÂM VÀ GÃY KHÚC Sơ đồ định tâm hệ trục theo độ lệch tâm gãy khúc: Căng tâm Doa lỗ sống đuôi Lắp gia công cụm ống bao Gá ổ đỡ trung gian, trục trung gian Lắp làm kín, chân vịt Lăp trục chân vịt Điều chỉnh mặt bích theo , với trục chân vịt Cố định ổ đỡ trung gian,hộp số Tăng chỉnh máy Tính, chọn giá trị ,  Chế tạo căn, cố định máy 2.Các bước tiến hành: 2.1Căng tâm hệ trục: Kiểm tra, nghiệm thu Mục đích căng tâm hệ trục xác định đường tâm lý thuyết hệ trục Trên sở đường tâm lý thuyết xác định tiến hành vạch dấu, doa lỗ vách ngang, lỗ ống bao, đồng thời xác định chiều cao bệ đỡ, máy Là nguyên công phải tiến hành trước định tâm Có phương pháp căng tâm là: + Căng tâm dây + Căng tâm ánh sáng + Căng tâm quang học + Căng tâm tia laze 2.2 Doa lỗ sống đuôi ống bao: Được tiến hành sau kết thúc nguyên công căng tâm, xác định đường tâm hệ trục Trước tiến hành căng tâm, ta phải tiến hành doa sơ lỗ GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 27 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục vách để căng tâm Sau căng tâm, xác định đường tâm hệ trục, vào kích thước đường kính u cầu doa, ta đánh dấu vịng tròn doa vòng tròn kiểm tra vách tiến hành doa Đường kính lỗ doa tuỳ theo tính chất mối lắp ghép bạc, ống bao cụm vách vịm mà bên thiết kế đưa thông số cụ thể 2.3 Lắp gia công cụm ống bao: Tuỳ theo kết cấu chế độ lắp ghép tổ hợp: sống đuôi - ống bao - bạc ống bao Có hình thức lắp ghép sau: + Bạc ống bao lắp chặt thành tổ hợp, sau tổ hợp bạc - ống bao đươc lắp chặt vào sống đuôi sau doa sống đuôi + Bạc ống bao lắp chặt thành tổ hợp, sau tổ hợp bạc - ống bao ghép với sống đuôi thông qua Epoxy resin + Sống đuôi liền (hàn) với ống bao, sau căng tâm doa ống bao, tiến hành lắp chặt (ép) bạc vào ống bao + Sống đuôi liền khối với ống bao Bạc ghép với ống bao thông qua Epoxy resin 2.4 Lắp trục chân vịt làm kín: Việc lắp trục chân vịt tiến hành lắp từ buồng máy lắp phía ngồi, từ ngồi vào, tuỳ thuộc vào kết cấu trục chân vịt, loại bích nối trục chân vịt yêu cầu nhà sản xuất Thứ tự lắp ráp làm kín xác định vào kết cấu phương pháp lắp ráp trục chân vịt Việc lắp ráp làm kín quan trọng Sau lắp ráp xong yêu cầu bắt buộc phải thử kín cho làm kín, quy trình yêu cầu thử (công chất, áp lực…) phải tuân theo hướng dẫn kĩ thuật nhà sản xuất 2.5 Gá ổ đỡ trục trung gian, trục trung gian: Đặt ổ đỡ trục trung gian lên bệ, đặt đoạn trục lên ổ đỡ, sau xiết chặt nắp ổ đỡ 2.6 Điều chỉnh bulơng mặt bích trục trung gian theo  : Sau xiết chặt bulông nắp ổ đỡ, ta tiến hành điều chỉnh bulong tăng chỉnh chân ô đỡ, cho độ lệch tâm  độ gãy khúc  nằm giới hạn cho phép Giá trị   xác định vào: loại trục (ngắn hay dài), loại khớp nối cách bố trí hệ trục tính tốn giá trị cụ thể theo công thức tra Bảng Trong sửa chữa lắp ráp nhỏ thông thường giá trị   tra theo bảng Để đo độ lệch tâm gãy khúc, dùng thước thẳng thước lá, cặp mũi kim trình bày GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 28 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục 2.7 Cố định ổ đỡ trung gian, hộp số: Sau điều chỉnh trục trung gian, theo trục chân vịt, hộp số theo trục trung gian với giá trị độ lệch tâm  độ gãy khúc  trên, ta tiến hành đo chế tạo (với thép) đổ chockfast cố định chân ổ đỡ hộp số 2.8 Tăng chỉnh máy chính: Cơng việc tăng chỉnh máy tiến hành sau đồng thời với việc tăng chỉnh trục trung gian hộp số bulơng tăng chỉnh (trên máy chính), bulơng tăng chỉnh dọc, ngang (được hàn phía ngồi) Mặt bích bánh đà bích trục trung gian (hoặc bích vào hộp số) tăng chỉnh cho đảm bảo giá trị độ lệch tâm  độ gãy khúc  tính tốn lựa chọn 2.9 Chế tạo căn, cố định máy chính: Máy sau điều chỉnh, đảm bảo giá trị độ lệch tâm  độ gãy khúc  ta tiến hành chế tạo (sử dụng thép) đổ chockfast cố định máy Đồng thời chế tạo hàn cố định nêm chặn ngang, nêm chặn dọc cho máy 2.10 Kiểm tra nghiệm thu: Kiểm tra lại trị số độ lệch tâm, độ gãy khúc độ co bóp trục khuỷu máy lần cuối, kết thúc tồn q trình định tâm Là bước cuối trinh lắp ráp hệ đông lực Việc kiểm tra nghiệm thu kết định tâm hệ trục tiến hành chủ yếu nước Không nên nghiệm thu tàu triền hạ thuỷ xảy biến dạng đáng kể vỏ tàu ảnh hưởng đến kết kiểm tra định tâm hệ trục Nói chung, với hệ động lực láp ráp theo phương pháp lệch tâm gãy khúc, việc nghiệm thu nước không lệ thuộc vào lượng chiếm nước tàu lúc Với tàu có lượng chiểm nước lớn (>800 tấn) cơng việc nghiệm thu nên thực lượng chiếm nước đạt 85% so với định mức Toàn hệ trục kiểm tra nghiệm thu lần cuối bàn giao cho khách hàng sau thử chạy biển với có mặt đại diện chủ tàu, quan đăng kiểm đại diện nhà máy Và việc thử biển không phụ thuộc vào phương pháp lắp ráp, định tâm phương pháp kiểm tra xưởng đóng tàu Trong q trình thử biển, kiểm tra: + Nhiệt độ ổ đỡ trung gian, ổ chặn, cấu ống bao, cụm kín, hộp số ổ đỡ nằm giới hạn cho phép + Khơng có tiếng gõ cấu ống bao, ổ đỡ, khớp nối hộp số + Không có tượng chấn động, đảo trục, bulơng chân ổ đỡ tự lỏng tượng chuyển vị ổ đỡ + Khơng có tượng nước rị nhiều qua cụm làm kín GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 29 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.American Bureau of Shipping PROPULSION SHAFTING ALIGNMENT 2.Nguyễn Đăng Cường THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ TÀU THỦY Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Th.S Nguyễn Đình Long TRANG BỊ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY Trường Đại học Nha Trang- Koa Kỹ Thuật Tàu Thủy Trần Văn Luận TRANG BỊ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng 5.KS Nguyễn Thanh Sơn HƯỚNG DẪN CÂN TÂM HỆ TRỤC Viện Bảo Trì Cơng Nghiệp Việt Nam 6.Thư viện điện tử: www.VINAMAIN.COM www.VINAMASO.NET www.TAILIEU.VN GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 30 ... đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC I.LỆCH TÂM, TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM 1.LỆCH TÂM 2.TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM II ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC... Phong 16 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Ưu điểm phương pháp định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng gối đỡ sử dụng phần mềm tính tốn định tâm hệ trục 2.1 Giới thiệu... Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục III TRÌNH TỰ ĐỊNH TÂM, LẮP RÁP HỆ TRỤC THEO ĐỘ LỆCH TÂM VÀ GÃY KHÚC Sơ đồ định tâm hệ trục theo độ lệch tâm gãy khúc: Căng tâm Doa lỗ