ĐATN thiết kế hệ động lực tàu hàng 7000 tấn lắp máy BW MAN 6L35MC

thiết kế hệ thống động lực tàu thủy tàu 7000 tấn lắp máy man 6L45MC Bản vẽ liên hệ EMAIL :Toicodon05042001@gmail.com giá 500.000đ đủ 7 bản vẽ

GIỚI THIỆU CHUNG

Loại tàu, công dụng

Tàu hàng khô có sức chở 7000 tấn được thiết kế với vỏ thép và kết cấu hàn điện hồ quang Tàu có đáy đôi và buồng máy được bố trí từ Sn10 đến Sn30, đảm bảo tính ổn định và hiệu suất cao trong quá trình vận chuyển hàng hóa.

01 máy chính lai trực tiếp 01 chong chóng Tàu chạy theo tuyến toàn thế giới được chuyên dùng để chở hàng khô, hàng báchjhóa

Hầm hàng của tàu được thiết kế rộng rãi, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nâng và xếp dỡ hàng hóa Khung sườn hầm hàng được gia cường mạnh mẽ, đảm bảo khả năng chịu đựng va đập từ các loại hàng hóa và thiết bị trong quá trình xếp dỡ.

Tàu hàng có sức chứa 7000 tấn được thiết kế theo quy định về cấp không hạn chế, tuân thủ Quy phạm phân cấp và tiêu chuẩn đóng tàu biển vỏ thép năm 2015.

Hình 1.1 Tàu chở hàng 7000 tấn sử dụng máy chính 6L35MC

Loại tàu, công dụng a Vùng hoạt động của tàu: Không hạn chế b Quy phạm:

Tàu hàng 7000 tấn được thiết kế với hệ động lực đáp ứng tiêu chuẩn cấp không hạn chế theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN6259 – 7 năm 2015/BGTVT, sửa đổi lần 2 vào năm 2016, cùng với các công ước liên quan khác.

“Quy phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép”

Các ii thông i i số i i cơ ii bản ii của ii tàu ii :

– Chiều i i dài ii lớn ii nhất : Lmax i i 102,79 m

Chiều dài thiết kế là yếu tố quan trọng trong việc tạo ra sản phẩm, ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ và chức năng Việc lựa chọn chiều dài phù hợp giúp tối ưu hóa trải nghiệm người dùng và đảm bảo sự hài hòa trong tổng thể thiết kế.

– Chiều i i dài ii hai ii trụ : Lpp i i ii 94,5 m

– Chiều i i rộng i i thiết ii kế: B i i 17 m

– Hệ i i số i i béo ii thể ii tích : CB i i 0,67 m

– Lượng i i chiếm ii nước: D i i 9105 Tấn

– Kiểu mẫu truyền động : Trực tiếp

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC

Bố trí buồng máy

Hình 1.2 Bố trí buồng máy

Buồng máy được bố trí từ sườn 10 đến sườn 30, bao gồm 01 máy chính và các thiết bị phục vụ hệ thống động lực, cùng với hệ thống ống toàn tàu Ngoài ra, còn có 3 tổ máy phát điện và các bơm cho hệ thống động lực Trên sàn boong lửng, được bố trí phòng điều khiển máy, quạt thông gió và các trang thiết bị trong buồng máy.

Máy chính

Máy chính 6L35MC do hãng MANB&W chế tạo là động cơ diesel 2 kỳ, gồm 6 xi lanh xếp thẳng đứng Động cơ này sử dụng hệ thống làm mát gián tiếp bằng nước biển và bôi trơn bằng dầu nhờn áp lực tuần hoàn từ cácte khô Nó có khả năng tự đảo chiều và khởi động bằng không khí nén, với điều khiển tại chỗ hoặc từ xa trên buồng lái.

Hình 1.3 Mặt cắt máy chính 6L35MC Thông số của máy chính:

– Công suất định mức : H = 3120/4224 kW/cv

– Số xi lanh : Z = 6 Xi lanh

– Đường kính xi lanh : D = 350 mm

– Suất tiêu hao nhiên liệu : ge = 171 g/kWh

Thiết bị kèm theo máy chính

– Bơmjnướcjngọt làm mát nhiệtjđộjcao Tổng số 01

– Bơmjnướcjngọt làm mátjnhiệtjđộjthấp Tổng số 01

– SinhjhànjnướcjngọtjMCjnhiệt độ cao Tổng số 01

– Sinh hàn nước ngọt MC nhiệt độ thấp Tổng số 01

– Chai gió khởi động Tổng số 02”

Các tổ máy phát điện

1.2.4.1 Tổ máy phát điện CCFJ100J 100kW i i 1- ii Diesel i i lai ii máy i i phát

Máy phát diesel 6135JZCa là loại động cơ 4 kỳ, sử dụng một hàng xi lanh thẳng đứng Động cơ này được trang bị hệ thống tăng áp, làm mát gián tiếp và bôi trơn áp lực tuần hoàn kín Nó sử dụng điện để khởi động và khí nén để vận hành.

– Kiểu i i mẫu ii dáng ii máy 6BTA5.9G2

– Công i i suất ii định i i mức, i i Ne 145 kW

– Vòng i i quay ii định i i mức, i i n 1500 v/p

– Kiểu i i mẫu ii dáng ii máy MPĐ i i XC i i không ii cổ i i góp

– Công i i suất ii máy i i phát 120(150) kW

– Vòng i i quay ii máy ii phát 1500 v/p

1.2.4.2 Thiết bị kèm theo mỗi tổ máy phát điện

– “ Bơmj “ LO i i bôi ii trơn i i máy” 01 Cụm

– “ Bơm i i nước i i ngọt ii làm ii mát ” 01 Cụm

– “ Bơm i i nước i i biển ii làm i i mát ” 01 Cụm

– “ Bầu i i làm i i mát ii dầu i i nhờn ” 01 Cụm

– “ Bầu i i làm i i mát ii nước i i ngọt ” 01 Cụm

– “ Các i i bầu ii lọc ” 01 Cụm

– “ Bầu i i tiêu ii âm ” 01 Cụm

– “ Quạt ii gió i i làm ii mát ” 01 Cụm ”

Các thiết bị động lực khác

1– i i “ Két ii dầu i i cặn ii máy i i lọc ii DO

2– i i Két ii dầu ii cặn ii máy ii lọc i i LO

3– i i Két ii lắng ii dầu ii LO

4– i i Két ii lắng ii dầu ii FO

5– i i Két ii dầu ii FO i i hàng ii ngày

6– i i Két ii dầu ii DO ii hàng ii ngày

7– i i Két ii tách ii đổ i i 1300 i i lít

8– i i Két ii dầu ii nhờn ii dự ii trữ

9– i i Két ii dầu ii nhờn ii bôi i i trơn ii máy i i nén i i khí

10– ii Két ii dầu ii nhờn ii máy ii phát

11– ii Két ii chứa ii LO ii rò ii rỉ

12– ii Két ii chứa ii FO ii rò ii rỉ

13– ii Két ii dầu ii thải

14– ii Két ii nước i i dãn i i nở

1– i i ii “ Bơm ii chữa ii cháy

– i i Kiểu ii mẫu ii dáng Ly i i tâm

– i i Kiểu ii mẫu ii động ii cơ ii điện AC, i i 3 i i pha ii đấu i i ∆

– i i Công i i suất ii động ii cơ ii điện 15kW kW

– i i Vòng ii quay ii động ii cơ 1500 v/p

2– i i ii Bơm i i xử i i lý ii hỏa ii hoạnsự i i cố

– i i Kiểu ii mẫu ii động ii cơ ii điện AC, i i 3 i i pha ii đấu i i ∆

– i i Công i i suất ii động ii cơ ii điện 15 kW

– i i Vòng ii quay ii động ii cơ 1500 v/p

3– i i Bơm i i vận i i chuyển ii dầu ii DO

– i i Kiểu Bánh i i răng i i tự i i hút ii ,ngang

– i i Kiểu ii mẫu ii động ii cơ ii điện AC

– i i Công i i suất ii động ii cơ ii điện 1,5 kW

– i i Vòng ii quay ii động ii cơ ii 1500 v/p

– i i Vòng ii quay ii động ii cơ ii 50 Hz

4– i i Bơm i i vận i i chuyển ii ii dầu i i FO

– i i Kiểu Bánh i i răng, ii tự ii hút, ii ngang

– i i Kiểu ii mẫu ii ii động ii cơ ii điện AC

5– i i “ Bơm ii vận ii chuyển ii i i dầu i i LO

– i i Kiểu Bánh i i răng, ii tự ii hút, ii nằm i i ngang

– i i Cột ii áp 30 m.c.n i i– ii Công i i suất i i động ii cơ ii điện i i i i ii ii ii i i i i i i ii ii ii i i i i ii ii ii i i i i ii ii ii 1,5 kW

6– i i “ Bơm ii nước ii biển ii dùng ii chung

– i i Kiểu Li i i tâm i i trục i i đứng

7– i i Bơm i i làm i i mát ii máy i i điều i i hoà i i trung ii tâm i i

8– i i “ Bơm ii dầu ii bẩn

– i i Kiểu ii mẫu ii động ii cơ ii điện AC

9– i i Bơm i i hút ii khô ii dằn

– i i Kiểu Ly i i tâm i i trục i i đứng

– i i Kiểu ii mẫu ii ii động ii cơ ii điện AC, i i 3 i i pha

10– ii Bơm i i nước ii thải

11– ii Bơm i i phục ii vụ ii hydropho i i nước ii ngọt ii

12– ii Bơm i i dự ii phòng i i phục ii vụ ii hydropho i i nước ii ngọt ii

– i i Kiểu ii mẫu ii Ly i i tâm

13– ii Bơm i i nước ii ngọt ii sinh ii hoạt

– i i Kiểu ii mẫu ii Ly i i tâm

– i i Kiểu ii mẫu ii ii động ii cơ ii điện AC, i i 3 i i pha ”

1– i i “ Quạt ii thông i i gió ii i i buồng ii máy

– i i Động ii cơ i i điện AC, i i 3 i i pha

2– i i “ Quạt ii hút i i gió ii buồng ii máy ii loại i i chống ii nổ

3– i i Quạt i i thông i i gió ii ii khoang ii hàng

4– i i Quạt i i thông i i gió ii buồng ii máy ii phát ii sự ii cố

5– i i Quạt i i thông i i gió ii buồng ii bơm ii xử i i lý ii hỏa ii hoạn sự i i cố, ii kho i i mũi, i i kho ii sơn

6– i i Quạt i i thông i i gió ii phòng ii bếp

1– i i Máy ii phân i i ly i i dầu ii nước i i

2– i i Máy ii lọc ii dầu i i HFO

3– i i Máy ii lọc ii dầu i i DO

4– i i Máy ii lọc ii dầu i i LO

1.2.5.5 Máy lạnh và điều hòa không khí

1– i i Tổ ii máy i i điều i i hòa i i trung ii tâm i i

2– i i Tổ ii máy i i nén i i lạnh

3– i i Điều i i hoà i i nhiệt ii độ ii phòng i i điều i i khiển ii buồng ii máy

1.2.5.6 Các thiết bị chữa cháy buồng máy

1– i i Hệ i i thống ii xử ii lý i i hỏa i i hoạn CO 2

– i i Bình ii CO2 i i i i xử ii lý ii hỏa i i hoạn,V i i (l) 04 i i

– i i Chai ii CO2 i i xử ii lý i i hỏa i i hoạn,Vh ii ii (l) 55 i i– ii Bình i i bọt ii i i xử ii lý ii hỏa i i hoạn,V ii ii (l) 08

– i i Bình ii bọt i i ii xử ii lí ii hỏa ii hoạn,VE i i i i ii ii(l) i i ii ii ii i i i i ii ii ii i i i i i i ii ii 01

– i i Bình ii bọt i i ii xử ii lý ii hỏa i i hoạn,V5 ii (l) i i i i ii ii ii i i i i ii ii ii i i i i i i ii 01

– i i Bình ii bọt i i ii xử ii lý ii hỏa i i hoạn ii xách ii tay,V ii (l) i i ii 02

2– i i Hệ i i thống ii phun i i sương i i nước ii xử ii lý ii hỏa ii hoạncục ii bộ

– i i Két ii lưu i i trữ ii nước

1.2.5.7 Các thiết bị buồng máy khác

– i i Kiểu ii mẫu ii động ii cơ ii điện AC i , i i 3 i i pha ””

TÍNH SỨC CẢN VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG

SỨC CẢN

2.1.1 Các kích thước ban đầu

1 Thông số kích thước tàu.

Chiều i i dài ii lớn ii nhất i i của i i tàu Lmax = 102,79 m

Chiều i i dài ii giữa ii hai i i bên ii trụ i i tàu Lpp = 94,5 m

Chiều i i dài ii đường i i nước ii ii thiết ii kế LWL = 100 m

Chiều i i rộng i i lớn ii nhất ii của ii tàu B i i max = 17 m

Chiều i i rộng i i của ii tàu ii theo ii thiết i i kế B = 17 m

Chiều i i cao ii mạn i i tàu H = 8,8 m

Chiều i i chìm i i toàn ii tải d i i = 7,2 m

Lượng i i chiếm ii nước Disp = 9105 tấn

Hệ i i số i i béo ii thể ii tích CB = i i i i0,72

Kiểu i i mẫu ii truyền i i động : i i Trực i i tiếp

Chong ii chóng : i i Định ii bước

2.1.2 Tính sức cản của tàu

1- Tìm chọn phương thức tính sức cản

Bảng 2.1 Phạm vi áp dụng công thức tính sức cản tàu

“ No Đại lượng xác định Tàu thực thiết kế Phạm vi của Pamiel

3 Hệ số béo thể tích [C B ] 0,72 0,35 – 0,8

4 Hệ số thon đuôi tàu [] 0,78 0,33 – 1,5 ”

Kết luận: Từ số liệu ta chọn phương pháp Pamiel để tính sức cản của tàu

2 Công thức xác định sức cản của công suất kéo theo Pamiel:

EPS công i i suất i i kéo ii theo i i Pamiel, i i (hp);

𝑉𝑠 tốc i i độ ii tàu ii tương i i ứng i i với i i giá i i trị ii EPS ii cần ii xác ii định, ii (m/s);

Disp: lượng i i chiếm i i nước i i của ii tàu, ii (tấn);

L: chiều i i dài ii tàu ii thiết ii kế, i i (m);

𝐶0: hệ i i số i i tính ii toán i i theo i i công ii thức i i Pamiel:

“x1 - Hệ số đường trục, với tàu một đường trục x1 = 1;

1 -Hệ số điều chỉnh chiều dài tàu, tàu có chiều dài L  100m thì 1 = 1;

1- Hệ số đặc trưng về hình dáng thân tàu:

C1- Hệ số phụ thuộc vào 1 và tốc độ tương đối v L v 1  s  1

Hệ số C1 được xác định theo đồ thị hình 6.1/trang 67, sách lực cản tàu thuỷ

- nhà xuất bản giao thông vận tải

Rt – Sức cản toàn phần” s t V

3 Kết quả xác định sức cản tàu theo Pamiel

Bảng 2.2 Quá trình tính sức cản tàu

No Đại i i lượng i i xác i i định Công i i thức ii tính Kết i i quả

“Tốc i i độ i i tính i itoán i i VS i i[knots]

Tốc i i độ ii tính i itoán i i VA i i [m/s] VA= i i 0,514.Vs 5,564 6,168 i i i i ii6,682 7,196

3 Hệ i i số i i béo ii thể i itích Theo i i thiết i i kế 0,72 0,72 0,72 0,72

Lượng i i chiến i inước i iDISP[tấn]

Hệ i i số i i hình i idáng ii   = 10 𝐵

8 Hệ i i số i i hình 1 i i đường i i trục 1,0 1,0 1,0 1,0

No Đại i i lượng i i xác i i định Công i i thức ii tính Kết i i quả dạng i i X1

Hiệu i i chỉnh chiều i i dài i itàu i i i i 

Hệ i i số i i tính theo i i Pamiel i iC0

Công i i suất kéo i i EPS, i i[hp] 𝐸𝑃𝑆 = 𝐷𝑖𝑠𝑝 𝑉 𝑠 3

4 “ Đồ thị sức cản R = f(v) và công suất kéo EPS = f(v)

Dựa trên bảng 2.2, việc tính toán các giá trị R và EPS đã cho ra đồ thị R=f(v) và EPS=f(v), tạo ra một công cụ tra cứu hữu ích cho việc tính toán sức cản Đồ thị này được trình bày như sau:

Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng

Hiệu i i suất i i chong i i chóng ii (lấy i i gần ii đúng) 𝜂 𝑝 = i i 0,5

Hiệu i i suất i i đường ii trục ii (lấy ii gần i i đúng) 𝜂 𝑡 i i= ii 0,98

Dự i i trữ i i công ii suất ii máy ii chính 15%Ne

Công i i suất ii của ii máy ii chính Ne i i = i i 4224 i i [cv] i i = i i 4224 ii [hp] ii ii i i

Công i i suất ii kéo ii của ii tàu EPS i i =0,85Nept

Kết i i quả: EPS i i = ii 1736,4 i i [hp]

Tra i i thông ii số ii ( i i lấy ii gần.đúng) i i dựa ii trên ii đồ i i thị ii sức ii cản ii ta ii có ii điểm ii A:

+ Lực i i cản i i toàn i i tàu: R i i t i i = i i 21400 ii (kG)

+ Vận i i tốc ii tàu: Vs i i = ii 11,8 ii ii i i i i(knots)

Vs i i = ii ii 6,6052 ii ii ii(m/s)

THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG

Để tàu có thể chạy với một tốc độ nhất định, cần phải đặt vào nó một lực đẩy hướng trùng với hướng chuyển động Lực này phải cân bằng với lực cản do nước và không khí tạo ra khi tàu di chuyển Năng lượng biến đổi từ động cơ chính thành lực đẩy tàu thông qua thiết bị đẩy tàu Chong chóng là thiết bị đẩy phổ biến nhất trên tất cả các loại tàu hiện nay Việc tính toán thiết kế chong chóng là công việc vô cùng quan trọng của các nhà thiết kế và kỹ sư.

2.2.1 Chọn vật liệu chế tạo chong chóng

Vật liệu chế tạo chong chóng được chọn là đồng hợp kim RALBC3 : Ni (3.0-6.0)% - Al (8.5-10.5)% - Cu (78.0-85.0)%

2.2.2 Tính hệ số dòng theo và hệ số dòng hút

“Áp dụng phương pháp “Taylor”, hệ số dòng theo và hệ số hút được tính theo công thức dưới đây:

- Hệ số dòng theo: WT = 0,5.CB - 0,05

+ CB: Hệ số béo của thể tích

- Hệjsốjdòng hút: tc = WT kt

+ kt : Hệ số ảnh hưởng của bánh lái Khi bánh lái kiểu dáng thoát nước: kt = [ 0,5÷0,7 ] Chọn kt = 0,7 => tc = 0,31.0,7 = 0,217

- Hiệu suất tác dụng quajlại giữa thiết bị đẩy và thân tàu: ”

2.2.3 Chọn số cánh của chong chóng

Bảng 2.3 Tính chọn số cánh chong chóng

N 0 Hạng mục tính Kí hiệu Đơn vị Công thức xác định Kết quả

1 Vòng quay động cơ ndc v/p Theo M.E 210

2 Vòng quay chong chóng n p v/s n p = n dc /60 3,5

5 Sức i i cản ii tàu R kG Theo đồ thị sức cản 21400

6 Lực i i đẩy i i chong i ichóng P kG P  R / (1-t c ) 27330

Vận i i tốc ii dòng i ichảy i i đến ii chong i ichóng

8 Mật i i độ ii chất ii lỏng  kGs 2 /m 4 Nước biển 104,5

Hệ i i số i i lực ii đẩy i itheo i i vòng i i quay

Kết luận: Vì số Kn < 1 nênjta “chọn được số cánh chong chóng Z = 4 (Cánh)”

2.2.4 Chọn tỉ số đĩa theo điều kiện bền

Công thức tính chọn tỉ số đĩa theo điều kiện bền:

Z– i i Là i i số ii cánh i i của i i chong ii chóng, ii Z ii = ii 4

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu chế tạo chống chóng là C' = 0,055 (đồng ithau) Hệ số này cũng phụ thuộc vào loại tàu, với tàu hàng được chọn có m' = 1,15.

Dopt– i i Đường ii kính ii tối ii ưu i i của i i chong i i chóng, i i được i i tính ii theo i i công ii thức ii

max– Chiều dày tương đối lớn nhất của cánh chong chóng tại bán kính (0,6 ÷ 0,7)R, thường chọn max = 0,08÷0,1=> Chọn max = 0,1

P– Lực đẩy của chong chóng, P= 27330 kG

Kết luận: Chong chóng thỏa mãn điều kiện bền về tỉ số đĩa”"

2.2.5 Tính chong chóng khi đạt công suất tối đa

Bảng 2.4 Tính chong chóng khi đạt công suất tối đa

STT Hạng mục tính Công thức tính Đơn vị Kết quả

“Tốc độ theo giả thiết ” V S Knots 11 11,5 11,8

“Tốc độ tịnh tiến của chong chóng ”

3 Lực đẩy có ích P E  R f v   S kG 18647,7 20464,7 21400

STT Hạng mục tính Công thức tính Đơn vị Kết quả

Hệ số lực đẩy theo vòng quay

6 Độ trượt tương đối J 0  f   k NT _ 0,28 0,285 0,288

7 “ Tỉ số bước thực tế ” J  a J 0 _ 0,294 0,299 0,302

“Đường kính chong chóng ” p opt p

9 “ Hệ số lực đẩy ” T 2 p opt 4 k P

“Hiệu suất đẩy lý thuyết ”

12 “ Hiệu suất đẩy thực tế ” 0

“So sánh hai kết quả của công suất tiêu thụ ”

Kết luận: Vì N = 1,36 < [N]= 2% jlà “ giới hạn cho phép nên chong chong sử dụng hết công suất động cơ, chọn vận tốc ” v = 11,8 kmots.

2.2.6 Kiểm tra độ bền xâm thực của chong chóng

- Theo “Schoenher” thì tỷ “ số đĩa nhỏ nhất không xảy ra xâm thực được tính theo công thức sau: ”

Bảng 2.5 Độ bền xâm thực của chong chóng

“ No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức xác định Kết quả ”

1 “ Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tải trọng chong chóng ”

2 Hệ số đặc trưng cho độ xâm thực kc - Tra đồ thị 0,25

3 “ Áp suất khí quyển ” Pa kN/m 2 101,304

4 “ Trọng lượng riêng của nước ” kN/m 3 _ 10

5 “ Vòng quay chong chóng ” n rpm

6 Đường kính chong chóng D m Theo trên 3,9

7 “ Khoảng cách từ tâm trục chong chóng đến đường nước thiết kế ” hs m hs = T - 0,55.D 5,055

Thay số vào (*) ta được: ( A e

2.2.7 Xác định khối lượng chong chóng

Theo “ KOIEFSKIj’’ ( theo lý thuyết tàu ) khối “ lượng chong chóng được xác định theo công thức ” :

𝐷 ) +0,59 𝑙 0 𝑑 0 2 (**) Bảng 2.6 Tính khối lượng của chong chóng

“ No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức xác định Giá trị

1 Đường i i kính i ichong ii chóng D M Theo trên 3,9

2 Đường i i kính i itrung ii bình ii củ i ichong ii chóng

3 Chiều i i dày ii lớn i inhất i i của i i cánh i ichong ii chóng i itại i i tiết ii diện i i0,6R

4 Chiều i i dài ii củ i ichong ii chóng 𝑙 0 M 0,2275.D 0,887

6 Chiều i i rộng i icánh i i tại i i bán i ikính ii 0,6R

7 Khối i i lượng i iriêng ii của ii hợp i ikim ii Cu, Al, Ni

8 Trọng ii lượng chong chóng G kG Tính theo công thức(**) 2130

Kết luận: “ Qua các quá trình tính toán ta có kết quả chong chóng gồm những kích thước như sau:

- Chiều dài củ chong chóng: l0 = 0,887 m

- Đường kính trung bình củ chong chóng: d0 = 0,65 m

- Khối lượng chong chóng: G = 2130 kG

THIẾT KẾ HỆ TRỤC

DỮ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ

Công suất tính toán H = 3120 kW

Vật liệu làm hệ trục Thép rèn KSF45

Giới hạn bền kéo Ts = 520 N/mm 2

Giới hạn chảy Tc = 320 N/mm 2

Giới hạn mỏi Tm = 2,1.10 6 kG/cm 4 Độ cứng HB = 180 Rw

Hệ số đàn tính E = 2,1.10 6 kG/cm 4

Trọng lượng chong chóng Q = 2130 kG

Vật liệu làm chong chóng Đồng – Nhôm - Niken

“Tàujđượcjbốjtríj01jhệjtrụcjđặtjtrongjmặtjphẳngjdọcjtâmjtàu, hệ trục được đặt song song vajcách mặt phẳng cơ bản (đường cơ bản) 2100 mm

Hệjtrụcjbaojgồmj01jđoạnjtrụcjchonjchóngjvàj01jđoạn trục trung gian, với tổng chiều dài (tính từ mũ thoát nước tới mút mặt bích trục trung gian nối với động cơ chính) 8850 mm

TÍNH ĐƯỜNG KÍNH TRỤC

1- Kết cấu trục chong chóng

Hình 3.1 Kết cấu trục chong chóng

2- Đường kính trục chong chóng tại ổ đỡ phía lái Đường kính trục chong chóng theo quy phạm bởi công thức:

Bảng 3.1 Tính đường kính trục chong chóng tại ổ đỡ phía lái

N 0 Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii – i i Nguồn i i gốc

1 Công i i suất ii liên ii tục ii tối i i của i iđộng ii cơ H kW Lấy i i theo i i máy i i chính 3120

Vòng i i quay ii của ii trục i ichong ii chóng i i ở i i công ii suất i iliên i i tục i i lớn i i nhất

3 Hệ i i số i i tính ii toán i i đường i ikính ii trục k 2 – Theo i i bảng ii 3.3 ii trang i i 84 i i[2] 1,22

4 Hệ i i số i i xét ii đến ii trục i i rỗng K – Theo i i 6.2.4-1, i i [1] 1,0

5 Giới i i hạn ii bền i i kéo ii danh i inghĩa ii của ii vật ii liệu ii trục T s N/mm 2 Lấy i i giá i i trị ii nhỏ i i nhất ii của i ithép i i SF60 590

6 Đường i i kính i i tính ii toán ii của i itrục i i chong i i chóng d cc mm 272.09

Kết luận: Đường kính thiết kế của trục chống chóng là 320 mm.

3- Đường kính trục chong chóng tại ổ đỡ phía mũi

Yêu cầu về đường kính trục chống chóng tại ổ đỡ phía mũi tương tự như đường kính trục chống chóng tại ổ đỡ phía lái, dẫn đến việc hai đường kính này được tính toán bằng nhau Tuy nhiên, do yêu cầu lắp đặt trục chống chóng từ trong buồng máy, đường kính trục chống chóng tại ổ đỡ phía mũi cần được chọn lớn hơn, cụ thể là dcc = 302 mm.

4-Đường i i kính i i trục ii chong ii chóng i i phần ii trong i i ống i i bao

Bảng 3.2 Tính đường kính trục chong chong phần trong ống bao

1 Công i i suất i i liên i i tục i i lớn i inhất i i của i i động i i cơ H kW Lấy i i theo i i máy i i chính 3120

Vòng i i quay i i của i i trục i ichong i i chóng i i ở ii công ii suất i iliên i i tục i i lớn i i nhất

3 Hệ i i số i i tính i i toán i i đường i ikính ii trục k 2 – 1,15

4 Hệ i i số i i xét ii đến ii trục i i rỗng K – Chọn 1,0

5 Giới i i hạn i i bền i i kéo i i danh i inghĩa ii của ii vật ii liệu ii trục T s N/mm 2 Lấy i i giá i i trị ii nhỏ i i nhất ii của i ithép i i KSF45 590

6 Đường i i kính ii tính ii toán ii của i itrục i i chong i i chóng i i trong i iống ii bao d cc mm 256.47

7 Đường i i kính ii thiết i i kế ii trục i ichong i i chóng i i trong i i ống i ibao d s mm Thiết i i kế i i chỉ i i định 285,0

1- Kết cấu trục trung gian

Hình 3.2 Kết cấu trục trung gian

2-Đường kính trục trung gian

Bảng 3.3 Tính đường kính trục trung gian

N 0 Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii – i i Nguồn ii gốc Kết i i quả

1 Công i i suất i i liên ii tục ii lớn i inhất i i của i i động i i cơ H kW Lấy i i theo i i ME 3120

Vòng i i quay i i liên i i tục i ilớn i i nhất i i trục i i trung i igian i i

3 Hệ i i số i i tính ii toán ii đường i ikính ii trục k 1 – 1,0

4 Hệ i i số i i xét i i đến i i trục i irỗng K – 1,0

Giới i i hạn i i bền i i kéo i idanh i i nghĩa i i của i i vật i iliệu i i trục

T s N/mm 2 Lấy i i giá i i trị i i nhỏ i i nhất ii của i ithép i i KSF45 590

6 Đường i i kính i i tính i i toán i icủa ii trục i i trung i i gian d tg mm 223.025

Đường kính thiết kế của trục trung gian là 290 mm.

TÍNH CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ TRỤC

3.3.1 Đường kính bu lông khớp nối trục trung gian và trục chong chóng

Bảng 3.4 Đường kính bu lông khớp nối trục trung gian và trục chong chóng

N 0 Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức i i – i i Nguồn i i gốc

1 Đường i i kính ii trục i ichong ii chóng dc c mm Lấy i i đường i i kính i i tính i itoán i i bảng ii 3.2 223,025

Theo i i bảng i i 7.7 i i sách i iThiết i i kế i i trang i i trí ii động i ilực i i tàu i i thủy ii –Đặng ii Hộ

3 Đường i i kính ii vòng i i chia

D 1 mm D 1 = ii (1,65 i i – ii 1,75).DK i i i iDK ii = ii dcc

Giới i i hạn ii bền i i kéo ii vật i iliệu i i làm ii trục i i chong i ichóng

TS N/mm 2 Thép i i rèn ii KSF45 590

5 Giới i i hạn ii bền i i kéo ii ii vật i iliệu i i làm ii bu lông T b N/mm 2 i i i i iiTs ii  ii Tb ii  ii 1,7Ts

6 Đường i i kính ii bu lông d b mm 83,661

7 Đường i i kính ii thiết ii kế d b mm Chọn i i theo i i bu lông i i tiêu i ichuẩn 90

3.3.2 Đường kính bu lông khớp nối trục trung gian và bích ra của động cơ

Bảng 3.5 Đường kính bu lông khớp nối trục trung gian và bích ra của động cơ

1 Đường i i kính ii trục ii trung dtg mm Lấy i i đường i i kính i i tính

Theo i i bảng i i 7.7 i i sách i iThiết i i kế i i trang i i trí ii động i ilực i i tàu i i thủy ii –Đặng ii Hộ

3 Đường i i kính ii vòng i i chia D 1 mm D 1 = ii (1,65 i i – ii 1,75).DK i i i iDK ii = ii dtg

Giới i i hạn ii bền i i kéo ii vật i iliệu i i làm ii trục i i chong i ichóng

TS N/mm 2 Thép i i rèn ii SF50 i i 490

5 Giới i i hạn ii bền i i kéo ii ii vật i iliệu i i làm ii bu lông T b N/mm 2 i i i i iiTs ii  ii Tb ii  ii 1,7Ts

6 Đường i i kính ii bu lông d b mm 79,181

7 Đường i i kính ii thiết ii kế d b mm Chọn i i theo i i bu lông i i tiêu i ichuẩn 80

3.3.3 Chiều dày bích nối trục

Bảng 3.6 Tính chiều dày bích nối trục

N 0 Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị

Công i i thức ii – i i Nguồn i i gốc Kết i i quả

1 Đường i i kính i i trục i i trung i igian i i tính ii toán d tg mm Lấy i i đường i i kính i i tính i itoán i i 290

Chiều i i dày i i bích i i phía i i sau i itrục i i chong i i chóng i i tại i ivòng ii chia t mm t ≥ 0,27 dtg 78,3 b

Công i i thức ii – i i Nguồn i i gốc Kết i i quả

3 Đường i i kính i i trục i i chong i ichóng ii tính i i toán d s mm Theo i i tính ii toán 223,025

4 Bán i i kính i i góc i i lượn i i tại i ichân i i bích r mm

Theo i i giá i i trị ii tính i i toán

`Kết i i luận: i i Chọn ii ii i i i it ii ii = ii 80 ii mm ii và ii r i i = ii i i 20 ii mm

3.3.4 Chiều dày ống bao trục

Bảng 3.7 Tính chiều dày ống bao trục

Công i i thức ii – i i Nguồn ii gốc Kết ii quả

1 Vật i i liệu ii làm i i ống ii bao – – Thép i i đúc ii ống –

2 Đường i i kính ii cổ ii trục i i tại i i vị i itrí i i lắp ii ổ ii đỡ i i trên ii ống i i bao D a mm Lấy i i đường ii kính i itính i i toán 290

3 Chiều i i dày ii ống ii bao ii ở i ikhoảng ii giữa i i hai i i bạc S 1 mm S1 i i = ii (0,050,1)Da 21,75

4 Chiều i i dày ii ống ii bao ii tại ii vị ii trí i ilắp i i bạc S 2 mm S2 i i = ii (1,51,8)S1 35.888

5 Chiều i i dày ii ống ii bao ii ở i ikhoảng ii giữa i i hai i i bạc S 1 mm S1 i i = ii 0,05.da i i + i i 20 34,5

6 Chiều i i dày ii ống ii bao ii tại ii vị ii trí i ilắp i i bạc S 2 mm S2 i i = ii 1,8 ii S1 62,1

- chiều dày nhỏ nhất của ống bao tại chỗ không lắp bạc: S1 = 35 mm d s r  0 , 08

Bảng 3.8 Tính chiều dài bạc

N 0 Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii – ii Nguồn ii gốc Kết i i quả

1 Vật i i liệu ii làm i i bạc i i trục – – Thép i i PEROFORM i i –

2 i iĐường i i kính i i trục i i chong i ichóng ii tính i i toán i i d mm Theo i i giá i i trị ii tính i i toán ii 223,024

3 i iĐường i i kính i i trục i i chong i ichóng d cc mm Theo i i giá i i trị ii thiết ii kế i i 290

Chiều i i dài i i tối i i thiểu i i bạc i iđỡ i i sau i i cùng i i trục i i chong i ichóng ii theo ii tính i i toán ii

5 Chiều i i dài i i bạc ii đỡ i i sau i i trục i ichong ii chóng L s mm Thiết i i kế i i chỉ i i định i i 450

6 Chiều i i dài i i bạc i i trước i i trục i ichong ii chóng i i L t mm Thiết i i kế i i chỉ i i định i i 200

NGHIỆM BỀN HỆ TRỤC

3.4.1 Phụ tải trên gối đỡ

Hệ trục trong bài toán tải trọng được coi là một dầm siêu tĩnh nhiều nhịp, được hỗ trợ trên nhiều điểm đỡ Một đầu lắp ghép với chong chóng xem như tự do (đoạn dầm treo), trong khi đầu còn lại nối với gối chặn lực đẩy được xem như cố định (ngàm cứng) Đầu côngxon chịu tải trong tập trung do trọng lượng của chong chóng Tải trọng phân bố do trọng lượng các đoạn trục, với các đoạn trục có đường kính khác nhau thiên về các đoạn có đường kính lớn hơn, bỏ qua trọng lượng của các bích nối.

Với quan điểm trên, sơ đồ tải trọng hệ trục xác định như sau:

Hình 3.3 Sơ đồ tải trọng hệ trục

Khoảng i i cách i i từ i i tâm ii chong ii chóng i i đến ii gối i i cuối: lQ = 120cm i i

 Chiều i i dài ii đoạn i i dầm i i treo: l0 = 133 cm i i

 Chiều i i dài ii nhịp i i N01: l1 i i = 250 cm

 Trọng ii lượng i i chong ii chóng: Q = 2130 i i kG

 Tỉ i i trọng ii của ii vật i i liệu i i làm ii trục:  = 7,85.10 -3 kG/cm 3

3.4.3 Mô men tại gối đỡ

Bảng 3.9 Tính mô men, phản lực tại các gối đỡ

1 Đường i i kính ii trục ii để i itính i i toán ii d cm

Theo i i đường i i kính i i trục i ichong i i chóng i i tại i i gối i i đỡ i isau

C ôngxon l o cm Theo i i giá i i trị ii tính i i toán 133

3 Chiều i i dài ii ii nhịp ii 0-1 l 1 cm Theo i i giá i i trị ii tính i i toán 250

Khoảng ii cách ii từ ii tâm i ichong i i chong i i đến i igối i i cuối l Q cm Theo i i giá i i trị ii tính i i toán 120

Trọng i i lượng i i riêng i icủa i i vật i i liệu i i làm i itrục

 kG/cm 3 Thép i i rèn ii (SF45) 7,85.10 -3

8 Tải i i trọng i i phân ii bố i itrên i i trục q kG/cm 5.55

9 Trọng i i lượng ii chong i ichóng Q kG Theo i i tính ii toán ii chương ii 2 2130

Mô i i men i i quán i i tính i itiết i i diện i i của i i các i iđoạn ii trục ii

11 Mô i i men ii tại ii gối ii số ii 0 M 0 kG.cm -369832

12 Phương i i trình i i 3 ii mô i imen ii cho i i gối ii số ii 1 M 0 l 1 ii + ii 2.( ii l 1 ii + ii l 2 ii ).M 1 ii + i i M 2 l 2 ii ii = ii

13 Phương i i trình i i 3 ii mô i imen ii cho i i gối ii số ii 2

M 1 l 2 ii + ii 2.( ii l 2 ii + ii l 3 ii ).M 2 ii + i i M 3 l 3 ii = ii

14 Phương i i trình i i 3 ii mô i imen ii tại ii ngàm

15 Mô i i men ii tại ii gối ii số ii 1 M 1 kG.cm Giải i i hệ i i phương i i trình ii 3 ii mô men 60154

16 Mô i i men ii tại ii gối ii số ii 2 M 2 kG.cm Giải i i hệ i i phương i i trình ii 3 ii mô i imen -33930

17 Mô i i men ii tại ii ngàm M 3 kG.cm Giải i i hệ i i phương i i trình ii 3 ii mô i imen -8700

18 Phản ii lực i i tại i i gối ii ii 0 R 0 kG 5645

19 Phản ii lực i i tại i i gối ii ii 1 R 1 kG -1171

20 Phản ii lực i i tại i i gối ii ii 2 R 2 kG 1592

Kết quả tính toán phản lực tại ngàm R3 kG 349 đã được chấp nhận, cho thấy sự chính xác và đáng tin cậy trong các phương pháp phân tích kết cấu Những phản lực này là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo tính ổn định và an toàn của công trình.

Việc tính toán độ bền của trục dưới tác động của phụ tải rất phức tạp Để đơn giản hóa, thường áp dụng các giả định trong trường hợp phụ tải tĩnh, đặc biệt là khi mặt cắt không đồng nhất Trong những tình huống này, đường kính danh nghĩa được sử dụng làm cơ sở tính toán Tuy nhiên, các phép tính này không hoàn toàn chính xác và cần được điều chỉnh bằng cách tăng hệ số an toàn Đối với bài toán này, cần chú trọng vào đoạn trục quan trọng nhất, đó là trục chong chóng.

Bảng 3.10 Tính nghiệm bền trục theo hệ số an toàn

N 0 Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii – i i Nguồn i i gốc Kết i i quả

1 “ Chất i i liệu ii trục – – KSF45

2 Độ i i bền i i chảy i i của i i vật ii liệu  c kG/cm 2 Tra i i với i i vật ii liệu ii SF45 3200

Mômen i i uốn i i lớn i i nhất i itrên i i đoạn i i trục i i chong i ichóng

4 Đường i i kính i i trục i i tại i i tiết i idiện i i kiểm i i tra d cm d i i = i i dcc 30

5 Mômen i i cản i i uốn i i tại i i tại i itiết i i diện i i trục ii nguy ii hiểm W u cm 3 1725

6 Ứng i i suất i i uốn i i phát i i sinh i itrên i i trục  u kG/cm 2 19,67

7 Lực i i đẩy i i chong i i chóng P kG Theo i i 2.2.5-2.5-7 17945

8 Diện i i tích i i mặt i i cắt i i tại i ivùng ii nguy ii hiểm F cm 2 706,5

9 Ứng i i suất ii nén ii do i i lực ii đẩy i ichong ii chóng  n kG/cm 2 25,4

10 Ứng i i suất i i do i i lắp i i ráp i ithiếu i i chính ii xác ii gây i i nên  m kG/cm 2

Tra i i sổ ii tay i i công ii nghệ ii ii i i(phương i i pháp i i nối i i cứng) i i σlr i i = i i i i (150 ii  i i300) ”

11 Tổng i i ứng i i suất i i phát i i sinh i itrên i i trục  kG/cm 2  i i i i= ii i i m ii + ii u ii + i i n 345,07

12 Mômen i i xoắn ii trên i i trục M x kG.cm 935071

13 Mômen i i cản i i xoắn ii tại ii tiết i idiện i i nguy i i hiểm W x cm 3 3450

14 Ứng i i suất ii xoắn i i phát i i sinh i itrên i i trục T x kG.cm 2 271

15 “ Tổng ii ứng i i suất i i phát ii sinh   kG/cm 2 i i 582,6

16 Hệ i i số i i an ii toàn ii của ii trục n – 5,5

17 Hệ i i số i i an ii toàn ii cho i i phép [n] – [n] ii i i = ii 2,8 ii ÷ i i 5,5

18 Kết i i luận: ii n i i > ii [n], i i i i Vậy ii trục i i chong i i chóng ii đủ i i bền ”

2-Nghiệm ổn định dọc trục

Để tính toán nghiệm ổn định dọc cho hệ trục, cần xác định giả định như sau: Lực hướng theo trục đi qua tâm trục, mặt cắt của trục không thay đổi và nghiệm áp dụng cho đoạn trục có độ dài tối đa (trục chống chóng).

Bảng 3.11 Tính nghiệm bền ổn định dọc trục

1 Tính i i đàn i i hồi i i của i i vật i iliệu i i làm ii trục E kG/cm 4 Thép i i KSF45 2,1.10 6

2 Đường i i kính i i sơ i i bộ i i trục i ichong ii chóng cm Theo i i thiết i i kế 30

“Mô i i men i i quán i i tính ii độc i icực i i của i i mặt ii cắt ii trục J cm 4 39761

4 Diện i i tích i i tiết i i diện i i mặt i icắt i i tại ii trục F cm 2 706,5

5 Bán i i kính i i quán i i tính i i tại i imắt i i cắt ii trục cm 7,5 x x x W

6 Chiều i i dài i i lớn i i nhất i i của i iđoạn ii trục l ma x cm lmax= i i l2 280

7 Hệ i i số i i xét i i đến i i liên i i kết i igiữa i i hai i i đầu ii trục  – 1

8 Độ i i mảnh ii của ii trục  – 33.3

9 Trị i i số i i giới i i hạn i i của ii độ i imảnh  0 – i i Ứng i i với ii thép 100

10 Ứng i i suất ii nén i i tới i i hạn σ th KG/cm 2 a i i = i i 4600; i i b ii = ii 25,6; ii ii ii ii i i i ic i i = ii 0

11 Lực i i đẩy i i tới i i hạn ii của ii trục P th kG 1051393

12 Lực i i đẩy i i của i i chong i ichóng P kG Theo i i chương ii 2 27330

13 Lực i i đẩy i i lớn i i nhất i i của i ichong ii chóng P ma x kG Pmax i i i i = ii 1,25.P 1794.5

14 Hệ i i số i i an ii toàn ii về i i ổn ii định K ôđ – 540,50

15 Hệ i i số ii an i i toàn ii về ii ổn ii định i icho i i phép  i i K ôđ – 2,5

16 Ứng i i suất i i nén i i do i i lực ii đẩy i ichong i i chóng i i lớn i i nhất i igây i i ra kG/cm 2 2,50 ”

17 Ứng i i suất i i nén i i ổn i i định i icho i i phép kG/cm 2 6,80

18 “ " "Kết i i luận: ii “ Kôđ ii > ii 2,5 i i và ii  i i max ii < ii [ôđ] i i Hệ i i trục ii ổn ii định i i dọc ”

3- Nghiệm bền dạng xoắn hệ trục

Bảng 3.12 Tính nghiệm biến dạng xoắn hệ trục

“ N 0 Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii – ii Nguồn i i gốc

1 Mô i i men ii xoắn i i trên ii trục M x kG/cm 800950

2 Hằng i i số ii poat-xông  – 0,30

3 Mô i i duyn i i đàn i i hồi i i của i i vật i iliệu i i làm ii trục E kG/cm

4 Hệ i i số i i đàn i i tính i i chống i i xoắn i icủa ii vật i i liệu G kg/cm 2 308057

5 Đường i i kính i i trục i i chong i ichóng d cm Theo i i giá i i trị i i tính i itoán 30

6 Mô i i men ii quán i i tính ii của ii trục J cm 4 79481

7 Độ i i biến i i dạng ii xoắn  độ/ i i m i i

8 Độ i i biến i i dạng i i xoắn i i cho i iphép [ i i ] độ/m Với i i tàu ii dân ii dụng 0,44

9 Kết i i luận: i i ii ii ii ii ii < i i i i [ ii ] ii ii Trục ii đạt i i điều i i kiện ii bền i i đối ii với ii biến i i dạng ii xoắn ” n

4- Nghiệm độ võng lớn nhất

Bảng 3.13 Tính kiểm tra độ võng lớn nhất

“Mô i i men i i uốn i i lớn i i nhất i i tác i idụng ii lên ii trục ” M u kG.cm M i i = i i M0 369832

“Chiều i i dài ii khoảng i i trục ii lớn i inhất ” L ma x cm L ma x i i = ii L 2 280

3 “ Đường i i kính ii trục d cm Tính i i theo ii trục i ichong ii chóng ” 30

4 Mô i i men ii quán i i tính ii độc ii cực J 1 cm 4 79481

5 Mô i i đun i i đàn ii hồi E kG/cm 2 Với i i thép ii 2,1.10 5

6 Độ i i vỗng i i do i i mô i i men ii uốn i igây i i ra f 1 cm 0,01

7 “ Tải i i trọng ii phân ii bố i i trên ii trục q kG/cm 5,546

8 Trọng i i lượng i i đoạn i i trục ii lớn i inhất G 1 kG G1 i i = i i q.lmax 1552,8

9 Độ i i võng i i do i i trọng i i lượng i iđoạn ii trục ii gây i i ra f 2 cm f2 i i = i i 0,003

10 Độ i i võng ii toàn ii bộ f cm f i i = i i f1 ii + ii f2 0,013

11 Độ i i võng ii cho ii phép [f] cm [f] i i = ii l2/1750 0,16

Trong trường hợp xấu nhất, độ võng của trục phải nhỏ hơn giá trị cho phép để đảm bảo hệ trục có độ cứng cần thiết.

3.3.5 Nghiệm bền bu lông bích nối

1-Nghiệm bền theo điều kiện bền ứng suất cắt

Bảng 3.14 Tính nghiệm bền bu lông bich nối theo ứng suất cắt

N 0 Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức i i – i i Nguồn ii gốc Kết i i quả

1 Mô i i men ii xoắn i i trên ii trục M k p kG.cm Đã i i tính ii ở ii trên 800950

2 Đường i i kính i i vòng i i chia i itâm i i lỗ ii bu i i lông D cm Thiết i i kế i i chỉ i i định 45

3 Áp i i lực i i tiếp i i tuyến i i do ii mô i imen ii xoắn i i gây ii nên P kG 35597,80

4 Đường i i kính i i danh i i nghĩa i icủa ii bu lông d b cm Theo i i giá i i trị i i tính i itoán 5,80

5 Tổng i i diện i i tích i i chịu i i cắt i icủa ii 8 i i bu lông ii F cm 2 211

6 Ứng i i suất i i cắt i i do i i mô ii men i ixoắn ii gây ii ra kG/cm 2 168,50

7 Ứng i i suất i i chảy i i của i i vật i iliệu kG/cm 2 “ Vật i i liệu ii là ii thép i i rèn 3400

8 Ứng i i suất ii cắt ii cho i i phép [] kG/cm 2 [] i i = i i 0,25. 850 ”

9 Kết i i luận: ii  i i < i i [], ii bu lông i i đủ ii bền

Bảng 3.15 Tính nghiệm bền ổ đỡ

“ No Hạng ii mục i i tính Ký i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii xác i i định Kết i i quả

Chiều j dài i i gối i i trục i i chong i ichóng ii Gối i i đỡ ii sau

Phản i i lực i i tác i i dụng i i lên ii gối i iGối i i đỡ ii sau

Gối i i đỡ ii trước p1 i i p2 Cm Đã i i tính ii ở ii trên 5645

3 Hệ i i số i i làm i i việc i i của i i gối k Theo i i kết i i cấu i i bạc 1

4 Đường i i kính ii gối i i trục i ichong ii chóng i i Gối ii đỡ i i sau

Gối i i đỡ ii trước d1 i i d2 cm i i cm Theo i i thiết i i kế ii trục 50

5 Áp i i lực ii tác ii dụng ii trên

Gối i i đỡ ii sau ii Gối i i đỡ ii trước p1 i i p2 kG/cm 2 i ikG/cm 2 Pi i i = i i pi/(0,9.k.li.d)

Kết luận: Việc sử dụng các gối đỡ trục bằng cao su cho thấy khả năng đảm bảo độ bền và hiệu suất hoạt động dưới áp lực riêng biệt.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỤC VỤ

DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ

– i i Tổng ii số ii động ii cơ ii chính: i i i i iiZ = 1

– i i Công i i suất ii động ii cơ ii chính: i i i i iiN = 3120 kW

– i i Vòng ii quay ii động ii cơ ii chính: i i i i iin = 210 v/p

– i i Tổng ii số ii máy ii đèn: Zp = 3

– i i Công i i suất ii máy ii đèn: Np = 145 kW

– i i Vòng ii quay ii máy ii đèn: np = 1500 v/p

Hệ thống thiết bị phụ và phục vụ được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cấp độ, không bị hạn chế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép năm 2015.

4.2.1 Lượng nhiên liệu dự trữ và trực nhật

Bảng 4.1.Tính dung tích các két hệ thống HFO

Hạng ii mục i i tính K i i hiệu Đơn i i vị

Công i i thức ii xác i i định Kết i i quả

1 Công i i suất i i động i i cơ i ichính N e hp Theo i i thông ii tin i i máy i i 4224

2 Suất i i tiêu i i hao i i nhiên i iliệu i i động ii cơ ii chính g e g/hp.h Theo i i thông ii tin i i máy i i 171

3 Công i i suất ii máy i i đèn

Ne2 hp Theo i i thông ii tin i i máy i i 194,3

“Suất i i tiêu i i hao i i nhiên i iliệu i i của i i máy ii đèn ge2 g/hp.h Theo i i thông ii tin i i máy i i 150 ” ”

Hạng ii mục i i tính K i i hiệu Đơn i i vị

Công i i thức ii xác i i định Kết i i quả

Hệ i i số i i hoạt i i động i iđồng i i thời i i của i i các i imáy i i đèn k – Theo i i thiết i i kế 0,7

Lượng i i tiêu i i hao i i nhiên i iliệu i i nồi ii hơi GNH g/h

Lượng i i nhiên ii liệu ii tiêu i i thụ i iứng i i với ii 75% i i công ii suất i imáy i i chính i i của i i nồi ii hơi

Thời i i gian i i hành i itrình i i liên i i tục i i của i itàu

Tht h Theo i i nhiệm i i vụ ii thực 720

9 Tỷ i i trọng i i của i i dầu i iHFO  F t/m 3 0,95

10 Hệ i i số i i dự ii trữ ii xét ii đến i ichân i i két K 1 - Chọn 1,1

11 Hệ i i số i i dự i i trữ i i do ii sóng i igió K 2 - Chọn 1,05

12 Dung i i tích i i két i i dầu i iHFO i i dự ii trữ VFO m3 847,2

Thời i i gian i i giữa ii 2 ii lần i icấp i i dầu ii cho ii két ii dầu i iHFO

14 Dung i i tích i i két i i trực i inhật i i HFO VtnF m3 9,6

15 Thời i i gian i i lắng ii dầu

T L h Tính i i chất i i lắng ii của ii HFO i i ở i inhiệt i i độ ii thiết ii kế i i 140 0 C 12

Bảng 4.2 Tính dung tích các két hệ thống DO

No Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đợn i i vị Công i i thức ii xác i i định Kết i i quả

1 “ Công i i suất ii động ii cơ i ichính

Theo i i thông ii tin i i máy i i 4224

2 Suất i i tiêu ii hao i i nhiên ii liệu i iđộng ii cơ ii chính g e g/hp.h

3 Công i i suất ii máy i i đèn Ne2 hp

Theo i i thông ii tin i i máy i i 194,3

4 Suất i i tiêu ii hao i i nhiên ii liệu i icủa ii máy ii đèn ge2 g/hp.h

5 Tổng i i số i i máy i i đèn Z – Theo i i thiết i i kế ” 3

6 “ Hệ i i số i i hoạt i i động i i đồng i ithời i i của i i các ii máy ii đèn ” k –

“Lượng i i tiêu i i hao i i nhiên i iliệu i i nồi ii hơi ” GNH g/h

“Lượng i i nhiên i i liệu i i tiêu i i thụ i iứng i i với ii 75% i i công ii suất ii máy i ichính ” 365.10 3

8 “ Thời i i gian i i hành i i trình i iliên i i tục i i của i i tàu ”

Theo i i nhiệm i i vụ ii thư 720

9 Tỉ i i trọng ii của ii dầu i i DO  D t/m 3 0,82

10 Hệ i i số i i dự i i trữ i i do i i sóng i igió

Dung i i tích i i két i i dầu ii DO i idự i i trữ VDO m3 174,5

“Thời i i gian i i giữa i i 2 i i lần i icấp i i dầu i i cho i i két i i dầu i inặng ii DO ”

13 “ Dung i i tích i i két i i trực ii nhật i iDO ”

“ Kết luận : Tàu được trang bị các két chứa dầu đốt có: ”

Tổng dung tích của hệ thống là V = 1051 m³, trong đó két dầu DO dự trữ có dung tích 175 m³ (01 két) và két dầu HFO dự trữ có dung tích 850 m³ (01 két) Ngoài ra, két dầu DO trực nhật (02 két) có dung tích Vtn1 = 02x5 m³ và két dầu HFO trực nhật (02 két) có dung tích Vtn2 = 02x5 m³ Cuối cùng, két lắng dầu HFO (01 két) có dung tích Vl = 01x10 m³.

Bảng 4.3 Tính chọn bơm vận chuyển

Hạn i i mục ii tính Kí i i hiệu Đơn i i vị

Công i i thức ii xác i i định Kết i i quả ”

1 “ Dung i i tích ii két ii DO ii trực ii nhật ”

2 Dung i i tích i i két i i dầu i i HFO i itrực i i nhật Vh2 m 3 Theo i i thiết i i kế 10

3 “ Thời i i gian i i cần i i thiết i i để i i bơm i iđầy i i két ii DO T 1 H Chọn 0,5

4 Thời i i gian i i cần i i thiết i i để i i bơm i iđầy i i két ii HFO T 2 H Chọn 0,5

5 Lưu lượng bơmvận i ichuyển ii dầu ii DO Q m 3 /h 12

6 Lưu lượng bơm i i vận i ichuyển ii dầu ii HFO Q m 3 /h 20 ”

“ Kết i i luận: ii Tàu ii được i i trang ii bị ii bơm ii cơ ii giới ii vận i i chuyển ii dầu i i đốt ii có: ii

1 Với bơm vận chuyển dầu DO

Bánh răng nằm ngang ” – Dòng chảy: Q = 12 m 3 /h

2 “ Với bơm vận chuyển dầu HFO

Bánh răng nằm ngang – Dòng chảy: Q = 20 m 3 /h

Bảng 4.4 Tính chọn máy lọc

“ No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức xác định Giá trị

1 Dung i i tích i i két i i lắng V l m3 Theo 6.2.1–2 20

2 Tổng i i số i i máy i i lọc Z – Theo nhiệm vụ thực 2

4 Dòng i i chảy i i 1 ii máy ii lọc Q m 3 /h Q = Vl

Kết luận: Chọn 1 máy lọc có dòng chảy như: Q = 9 m 3 /h

“- MỗijloạijdầujDOjhoặcjHFOjcó hệ thống van riêng biệt

Dầu DO trong các két dự trữ được bơm và vận chuyển qua hệ thống van và bầu lọc Từ hai két này, dầu DO được dẫn tới bộ phận cấp nhiên liệu cho động cơ và tiếp tục đến bơm cấp nhiên liệu cho nồi hơi.

Dầu HFO trong các két dự trữ được bơm vận chuyển lên các két lắng qua hệ thống van và bầu lọc Bơm vận chuyển dầu đốt có khả năng hút dầu từ két lắng để chuyển lên két hàng ngày Hai bơm vận chuyển dầu đốt (HFO và DO) có thể sử dụng lẫn cho nhau.

Dầu tràn và dầu xả từ các két dầu DO và HFO hàng ngày được dẫn về két dự trữ cùng loại Dầu tràn và dầu xả từ két lắng dầu HFO được chuyển về két dầu HFO dự trữ Quan sát tình trạng dầu tràn được thực hiện bằng kính quan sát Mức dầu trong két lắng và két hàng ngày được kiểm tra bằng các ống thủy tinh phẳng chịu nhiệt tại mỗi két Tất cả các két đều được trang bị các ống đo đầu có nắp chụp.

Dầu i DO và ii HFO được nạp vào két dự trữ trực tiếp qua các ống rót trên boong, đặt hai bên mạn nơi cấp và nhận dầu Hệ thống ống và van cho phép bơm vận chuyển dầu đốt lấy dầu từ két dự trữ để đưa ra ngoài tàu và luân chuyển giữa các két Thông hơi của các két đều có lưới phòng hỏa, thiết bị chống nước và được đưa lên boong hở.

4.2.3 Cấp dầu đốt cho động cơ

Máy lọc dầu DO có khả năng dự phòng cho bơm vận chuyển dầu DO, giúp hút dầu từ két dự trữ lên két dầu DO một cách liên tục hàng ngày.

Máy lọc dầu HFO hút dầu từ các két lắng qua bộ phận lọc và bơm lên két dầu HFO trực tiếp Hai máy lọc được bố trí với một máy có khả năng sử dụng lọc cho cả HFO và DO.

Dầu DO và dầu HFO được cung cấp cho máy chính thông qua các két chứa và van, sau đó chuyển đến bộ thiết bị xử lý nhiên liệu Dầu thừa từ máy chính sẽ được đưa về thiết bị điều chỉnh độ nhớt Trên bộ thiết bị xử lý nhiên liệu, có các bầu hâm dầu khi sử dụng dầu HFO Dầu DO được sử dụng cho các trường hợp máy khởi động, chuẩn bị dừng và chạy với tải nhỏ, được cấp qua hai bơm tuần hoàn dầu DO.

Dầu được lọc sạch từ két chứa và phân chia qua các van chặn, sau đó được bơm vào từng máy đèn Dầu thừa từ két sẽ được chuyển về két dự trữ dầu DO và HFO.

Cấp dầu cho nồi hơi phụ là quá trình sử dụng khí xả từ động cơ đốt để bơm hơi hút qua các van và bầu lọc, sau đó đẩy tới bộ phun nhiên liệu của nồi hơi Dầu thừa từ nồi hơi sẽ được đưa về két dầu hàng ngày cùng loại.

4.3 HỆ THỐNG DẦU BÔI TRƠN

4.3.1 Dự trữ dầu bôi trơn

Bảng 4.5 Tính dung tích dự trữ dầu bôi trơn

“ No Hạng ii mục i i tính K i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii xác i i định Kết i i quả

1 Công i i suất ii của ii máy ii chính Ne1 hp Theo i i lý ii lịch ii máy 4224

2 Công i i suất ii của ii máy ii đèn Ne2 hp Theo i i lý ii lịch ii máy 194,3

3 Tổng i i số i i máy i i đèn Z tổ Theo i i thiết i i kế 3

4 Suất i i tiêu i i hao i i dầu ii bôi ii trơn i imáy i i chính g m g/hp.h Theo i i lý ii lịch ii máy 0,64

5 Suất i i tiêu i i hao i i dầu ii bôi ii trơn i imáy i i đèn gmp g/hp.h heo i i lý ii lịch ii máy 0,75

6 Hệ i i số i i hoạt i i động ii đồng ii thời i icủa ii các ii máy ii đèn k – Theo i i thiết i i kế 0,7

7 Hệ i i số i i dự ii trữ ii dầu ii bôi i i trơn k 1 – Chọn 1,2

8 Hệ i i số ii sử ii dụng i i dầu ii bôi ii trơn k 2 – Chọn 1,1

9 Hệ i i số i i dung i i tích i i két k 3 – Chọn 1,12

10 Tỷ i i trọng i i dầu ii bôi ii trơn γ m kG/l Chọn ii theo i i loại i i dầu 0,92

11 Thời i i gian i i hoạt i i động i i liên i itục i i của i i phương ii tiện Tht H Theo i i nhiệm i i vụ ii thư 720

Lượng i i dầu i i bôi i i trơn i i tiêu i ihao i i trong i i hành ii trình

13 Lượng i i dầu i i bôi i i trơn i i trong i ihệ i i thống i i tuần i i hoàn i i máy i ichính

W L Theo i i lý ii lịch ii máy 3000

14 Lượng i i dầu i i bôi i i trơn i i trong i ihệ i i thống i i tuần i i hoàn i i máy i iđèn W p L Theo i i lý ii lịch ii máy 200 ”

“ No Hạng ii mục i i tính K i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii xác i i định Kết i i quả

15 Chu i i kỳ i i thay i i dầu i i của i i máy i ichính T H Theo i i lý ii lịch ii máy 1000

16 Chu i i kỳ i i thay i i dầu i i của i i máy i iđèn T p H Theo i i lý ii lịch ii máy 500

Dung i i tích ii két ii dầu ii bôi ii trơn i idự i i trữ V m L 4914

Tàu được trang bị két chứa dầu bôi trơn có:

- Tổng dung tích các két dự trữ: V1 = 5 m 3

- Tổng dung tích các két dự trữ dầu bôi trơn xilanh: V2 = 7 m 3

“Bơm vận chuyển dầu bôi trơn có chức năng:

– Hút và cấp dầu cho máy chính, máy đèn

– Vận chuyển giữa các két dầu nhờn dự trữ

– Vận chuyển từ két dự trữ ra ngoài tàu Máy lọc có chức năng:

– Lọc sạch dầu nhờn của két dầu nhờn tuần hoàn máy chính

Dự phòng cho bơm vận chuyển dầu nhờn bao gồm chức năng nạp dầu vào két dự trữ và lấy ra khỏi tàu thông qua đầu nối ống được đặt hai bên mạn trên boong chính.

Thông hơi có lưới phòng hỏa từ các két dầu được dẫn lên boong hở Để kiểm tra mức dầu trong các két, sử dụng ống thủy tinh chịu nhiệt có van tự đóng trong buồng máy.

Hệ thống bôi trơn được thiết kế theo phương pháp xử lý dầu song song, với 2 hệ thống bôi trơn độc lập.

Hệ thống bôi trơn tuần hoàn sử dụng dầu được bơm từ két dầu chính, hút dầu và đẩy lên sinh hàn qua bầu lọc tự động vào bôi trơn động cơ Sau khi hoàn tất quá trình bôi trơn, dầu sẽ trở lại két dầu tuần hoàn Đối với hệ thống bôi trơn xilanh riêng biệt, dầu từ hai két dầu bôi trơn xilanh trực nhật được đưa tới két đo lường trước khi cấp cho xilanh, và dầu thừa sẽ được đưa trở lại két đầu trực nhật.

HỆ THỐNG NƯỚC LÀM MÁT

Bảng 4.6 Dung tích két giãn nở hệ thống nước ngọt nhiệt độ thấp

No Hạng mục tính K hiệu Đơn vị Công thức xác định Kết quả

1 “ Công suất máy chính N hp Theo lý lịch máy 4224

2 Tổng số máy chính Z – Theo thiết kế 1

3 Công suất máy đèn N p hp Theo lý lịch máy 194,3

4 Tổng số máy đèn Z p – Theo thiết kế ” 3

5 “Lượng nước tiêu hao cho một mã lực B l/hp.p Chọn theo thiết kế 0,28

6 Hệ số dung tích két K Chọn theo thiết kế 0,032

7 Thời gian giữa hai lần bơm lên két T phút Chọn theo thiết kế 25

8 Dung tích két giãn nở” Vgn lít Vgn= (B.ΣNe.Z.T.K)/ γ 967,70

- “ Chọn két giãn nở hệ thống làm mát nước ngọt nhiệt độ thấp có dung tích:

– Chọn két giãn nở hệ thống làm mát nước ngọt nhiệt độ cao có dung tích là

4.4.2 Đường kính ống nối hai cửa thông biển

Bảng 4.7.Tính đường kính ống nối hai cửa thông biển

“ No Hạng mục tính K hiệu Đơn vị Công thức xác định Kết quả

1 Dòng chảy bơm nước biển làm mát Q 1 m 3 /h Theo lý lịch máy 60

Lưu lương của bơm cấp nước biển cho máy sản xuất nước ngọt

Dòng chảy bơm nước bẩn, cứu hỏa dùng chung

Tổng dòng chảy nước biển Q T m 3 /h QT = Qi

6 Vận tốc đi trong đường ống chung V m/s Chọn 2

7 Đường kính trong của ống nối hai cửa thông biển

Kết luận: Chọn kích thước ống ở hai cửa thông biển có đường kính theo quy phạm:

4.4.3 Hệ thống làm mát nước biển

* Hệ i i thống i i làm ii mát ii vòng i i ngoài ii :

Nước biển được bơm vào hệ thống làm mát truyền động điện, hút nước từ đường ống chung và đẩy tới bầu làm mát LO Trên đường ống dẫn tới bầu làm mát, nước được tách thành hai nhánh.

Nhánh I giúp làm mát và bôi trơn hệ trục, trong khi nhánh II làm mát bầu khí nạp (gắn trên máy), sau đó làm mát nước ngọt trước khi xả ra mạn.

Hệ i i thống i i làm ii vòng ii trong:

Nước ngọt được bơm vào máy chính để làm mát, giúp hạ nhiệt cho hệ thống Nước biển sau khi được làm mát sẽ trở lại máy chính để tiếp tục quy trình làm mát Để duy trì hiệu quả, cần bổ sung giãn nở nhờ két giãn nở đặt bên ngoài máy chính Việc kiểm tra hệ thống được thực hiện bằng áp kế và nhiệt kế gắn trên bảng đồng hồ của máy chính.

4.4.4 ii Hệ i i thống ii làm ii mát ii máy ii phát ii điện i i chính

Máy phát điện diesel được thiết kế với hai vòng làm mát độc lập, mỗi máy có két giãn nở và bơm làm mát nước ngọt Nước được hút vào sau khi làm mát và được đẩy tới bầu làm mát dầu nhờn, giúp duy trì nhiệt độ ổn định cho các bộ phận như blốc xilanh và nắp xilanh Hệ thống tuần hoàn nước ngọt hoạt động khép kín, trong khi nước biển được bơm vào để làm mát bầu mà không cần khí nạp Cuối cùng, nước sau khi làm mát sẽ được xả ra ngoài mạn tàu, và hệ thống được kiểm tra bằng áp kế và nhiệt kế gắn trên bảng đồng hồ Diesel.

Máy phát điện diesel tại cảng hoạt động với hai vòng tuần hoàn Vòng tuần hoàn thứ hai sử dụng nước ngọt để làm mát máy một cách hiệu quả Trong khi đó, vòng ngoài bơm nước biển từ đường ống chung, giúp làm mát bầu nước ngọt và xả ra ngoài tàu.

Máy nén khí được làm mát bằng nước ngọt thông qua bơm làm mát gắn trên máy Bơm này hút nước từ két nước ngọt, giúp làm mát máy nén khí hiệu quả.

HỆ THỐNG KHÔNG KHÍ NÉN

4.5.1 Bình chứa không khí nén

Bảng 4.8 Tính thể tích bính chứa không khí nén khởi động

“ No Hạng ii mục i i tính Kí i i hiệu Đơn i i vị Công i i thức ii xác i i định Kết i i quả

1 Tổng i i số i i máy i i chính Z c – Theo i i thiết i i kế 1

2 Số i i xilanh i i của i i máy i i chính i – Theo i i lý ii lịch ii máy 6

3 Đường i i kính i i xilanh i i máy i ichính D cm Theo i i lý ii lịch ii máy 35

4 Hành i i trình i i piston i i máy i ichính S cm Theo i i lý ii lịch ii máy 105

5 Tổng i i dung i i tích ii các i i xilanh V dm 3 729,5

6 Chỉ i i số i i khởi i i động i i máy i ichính a – Tính i i với ii trạng i i thái i inguội 7

7 Số i i lần i i khởi i i động i i liên i i tục i icủa ii máy ii chính n lần Với i i động i i cơ i i không i i tự i iđảo i i chiều 6

8 Áp i i suất i i khởi i i động i i trung i ibình ii máy i i chính P 1 kG/cm

2 Theo i i lý ii lịch ii máy 7

9 Áp i i suất i i khí i i lớn i i nhất i i trong i ibình ii chứa P 2 kG/cm 2

Dung i i tích i i cần i i thiết i i của i ibình ii chứa ii khí i i nén V b L 1332

11 Tổng i i số i i bình i i khí i i nén ii khởi i iđộng ii trang i i bị n b – Thiết i i kế i i chỉ i i định 2 ”

Kết luận : tàu được trang bị các bình chứa khí nén như sau:

– Bình khí nén khởi động: Vkd = 38 (3Mpa) m 3

– Bình khí nén điều khiển: Vdk = 0,1 (0,8 Mpa) m 3

– Bình khí nén trực nhật: Vtn = 2 (0,8Mpa) m 3

Bảng 4.9 Tính chọn máy nén khí khởi động

No Hạng mục tính K hiệu Đơn vị Công thức xác định Kết quả

Tổng dung tích các bình chứa không khí nén khởi động

Vkđ dm 3 Theo bảng 4.8 đã tính 1332

2 “ Áp suất công tác lớn nhất của bình khí khởi động ”

Pkm ax kG/cm 2 Theo bảng 4.8 đã tính 30

3 “ Áp suất tính toán nhỏ nhất của bình khí khởi động ”

Pkmi n kG/cm 2 Theo Qui phạm 5

4 “ Thời gian nén ” T h Theo Qui phạm 1

5 “ Năng suất cần thiết của máy nén khí khởi động ”

– i i Chọn i i máy ii nén i i khí ii khởi i i động:

+ i i Loại: Máy i i nén ii 2 i i cấp

+ i i Động ii cơ ii điện: 27 i i kW i i x ii 1000 ii v/ph

– i i Máy i i nén i i khí ii phục i i vụ ii :

+ i i Động ii cơ ii điện: 60 i i kW

Trên tàu, được trang bị 2 máy nén khí khởi động song song, cung cấp khí cho 2 bình chứa khí khởi động Khí nén từ hai bình luôn sẵn sàng để khởi động máy chính, đồng thời cũng được chuyển đến bình khí nén phục vụ cho các máy đèn và các thiết bị khác.

Khởi động các máy đèn được thực hiện bằng cách lấy gió từ hai bình khí nén chính Ngoài ra, còn có một máy nén khí dự phòng để khởi động máy đèn khi xảy ra sự cố, sử dụng năng lượng từ các ắc quy.

Máy nén khí là thiết bị cung cấp khí nén cho bình khí nén, phục vụ cho các hoạt động khác nhau trên tàu Bình khí nén cung cấp khí nén đến các điểm sử dụng khác mà không phục vụ cho việc khởi động máy Khí nén được đưa qua bộ phận làm khô khí trước khi sử dụng để đảm bảo chất lượng khí.

Bình khí nén điều khiển cấp khí nén để khởi động máy chính và các máy đèn, với áp suất khí điều khiển từ 7 đến 8 kG/cm² Bình khí nén này lấy khí từ bình khí nén phục vụ hoặc từ hai bình khí nén khởi động qua hệ thống van giảm áp.

Tất cả các bình khí nén đều được trang bị van an toàn, thiết bị chỉ báo áp suất dễ quan sát từ buồng điều khiển, công tắc áp suất, thiết bị báo động áp suất thấp, và thiết bị tách nước ra khỏi bình khí nén.

Máy nén khí được trang bị van điện từ giúp điều khiển quá trình khởi động và ngừng hoạt động Thiết bị này có khả năng điều chỉnh áp suất khí trong bình nén, cho phép khởi động với áp suất thấp hoặc cao tùy theo nhu cầu sử dụng.

BỐ TRÍ BUỒNG MÁY

NGUYÊN TẮC BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG BUỒNG MÁY

“Khijthiếtjkếjbuồngjmáy,jcầnjtuânjtheojnguyênjtắcjanjtoànjđặtrajchojtấtjcả tàu,jtheojquyjđịnhjSOLASj74jđãjsửajđổij.Các yếu tố quan trọng bao gồm:

- Yếu tố liên quan: Đảm bảo không gian làm việc không ảnh hưởng tiêu cực đến con người, bao gồm cách bố trí, thiết kế, và sắp xếp

- Buồng máy: Xác định không gian chứa các thiết bị, hệ thống, và máy phụ, đồng thời tối ưu hóa cơ sở vật chất

- Thói quen: Tạo môi trường làm việc quen thuộc để giảm sai sót và tai nạn, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất vận hành

- Sức khỏe và bệnh nghề nghiệp: Giảm ảnh hưởng của môi trường làm việc đến sức khỏe và hiệu suất, tăng thoải mái và giảm căng thẳng

- Tâm lý lao động: Đồng bộ hóa giữa cảm giác và nhu cầu của thợ vận hành với thiết bị buồng máy, giảm rủi ro tai nạn

Để tối đa hóa khả năng sống sót trong tình huống khẩn cấp, cần xem xét kỹ lưỡng vị trí của các điểm cấp cứu, hành lang và khu vực ứng cứu.

- Giảm rủi ro qua thiết kế: Tối ưu hóa cấu trúc vật lý của buồng máy để giảm trở ngại và đảm bảo an toàn cho thiết bị

5.1.2 Một số yêu cầu khi bố trí buồng máy

Bố trí thiết bị trong buồng máy đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế và xây dựng tàu, liên quan chặt chẽ đến kinh nghiệm thực tế.

Để đảm bảo sự ổn định của buồng máy, cần phân bố trọng lượng một cách cân bằng và đối xứng giữa các thiết bị.

Yêu cầu làm việc bình thường: Vị trí đặt thiết bị cần phải thuận tiện để đảm bảo hoạt động bình thường và hiệu quả.

Thiết kế buồng máy cần đảm bảo hỗ trợ việc bảo dưỡng và sửa chữa một cách thuận tiện, cho phép thực hiện ngay trong buồng máy hoặc dễ dàng tiếp cận.

Quản lý điều kiện lao động hiệu quả đòi hỏi thiết bị được bố trí hợp lý, tạo thành các cụm rõ ràng với màu sắc phân biệt Điều này không chỉ giúp dễ dàng quản lý mà còn đảm bảo an toàn lao động, đáp ứng tốt các yêu cầu cần thiết.

Các thiết bị có đặc trưng riêng cần được lắp đặt theo yêu cầu cụ thể Chẳng hạn, máy quay cao cần được đặt song song với trục chính của tàu để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Để giảm thiểu dao động và tiếng ồn, cần đặt thiết bị và động cơ có vòng quay cao ở vị trí phù hợp Tránh đặt động cơ ở vị trí tương đồng với tần số dao động tự do của vỏ tàu Đối với trang thiết bị ở phía đuôi tàu, cần chú ý đến ảnh hưởng của rung động từ chong chóng và xem xét lắp đặt bộ giảm chấn.

TRÌNH TỰ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG BUỒNG MÁY

5.2.1 Quy trình bố trí và vị trí các thiết bị

Dựa vào đơn hàng, cần xác định phương án bố trí buồng máy phù hợp Sau khi lựa chọn phương án, thiết bị lớn như động cơ chính, tổ máy phát điện, chai gió, và nồi hơi phụ cần được bố trí trước, vì chúng ảnh hưởng lớn đến kích thước buồng máy Trong quá trình bố trí, có thể điều chỉnh nhiều lần để đạt được tối ưu và tuân thủ yêu cầu quy định Buồng máy được đặt ở phía đuôi tàu, trình tự bố trí sẽ được thực hiện theo các bước cụ thể.

- Xác i i định ii vị i i trí ii máy ii chính

- Xác i i định ii vị i i trí ii hệ ii trục, ii bao i i gồm i i trục ii chong i i chóng ii và i i trục ii trung ii gian

- Xác i i định ii vị i i trí ii gối i i trục ii đẩy, i i bộ ii giảm ii tốc, i i ưu ii tiên ii vị i i trí ii gần ii đuôi ii tàu

- Đồng ii thời ii xác i i định ii chiều ii dọc ii của ii động i i cơ ii chính ii và ii định i i vị i i đường ii tâm ii hệ i itrục

Cuối cùng, các thiết bị nhỏ như bơm nước và bơm nhiên liệu được bố trí ở hai bên mạn tàu, nhằm đảm bảo sử dụng hợp lý và thuận tiện trong vận hành cũng như bảo trì Đồng thời, việc này cũng giúp giữ cho trọng tâm buồng máy thấp.

5.2.2 Quy trình xác định trọng tâm buồng máy

Sau khi chọn trang thiết bị cho buồng máy, việc tính toán cân bằng buồng máy trước khi hoàn tất thiết kế là một bước quan trọng, yêu cầu kinh nghiệm thực tế Nếu bố trí không đúng, tàu có thể bị lệch trái hoặc phải khi hạ thủy Quá trình tính cân bằng cần tuân theo các bước và yêu cầu cụ thể để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

“Bước i i 1: i i Lập ii hệ ii trục i i Oxyz

- Mặt i i phẳng i i cơ ii bản i i của i i tàu

- Mặt i i phẳng i i sườn ii giữa i i của i i tàu

- Mặt i i phẳng i i dọc i i tâm i i tàu

- Trục i i x: ii Hướng ii từ ii lái ii đến i i mũi i i tàu

- Trục i i y: ii Hướng ii từ ii trái i i sang ii mạn ii phải

- Trục i i z: i i Hướng i i từ ii dưới ii lên ii trên

Bước i i 2: i i Lập i i bảng ii tính i i toán ii toạ ii độ ii trọng i i tâm i i buồng i i máy

- Gi, i i xi, ii yi, i i zi: i i Khối i i lượng ii và ii toạ ii độ i i của ii từng i i thiết i i bị ii thứ i i i

- Các i i thiết i i bị ii lớn ii như i i máy i i chính, ii máy ii đèn i i được i i xếp ii trước

- Các i i thiết i i bị ii nhỏ i i có i i thể ii di ii chuyển i i được ii xếp ii sau ”

Các bước này đảm bảo buồng máy được cân bằng chính xác, tránh lệch khi tàu hạ thủy Thiết bị lớn được ưu tiên, và việc bố trí chúng có thể điều chỉnh để đạt được cân bằng hoàn hảo.

5.2.3 Liệt kê các thiết bị trong buồng máy

“Tàu i i được i i trang i i bị i i một i i động i i cơ i i Diesel i i chính i i mang i i nhãn i i hiệu i i 6L35MC i icủa ii nhà i i sản i i xuất ii MAN i i B&W

2 i i Tổ ii máy ii phát i i diesel ii chính:

Tàu i i được thiết kế lắp đặt 03 tổ máy phát điện với động cơ diesel 4 kỳ, có ký hiệu CCFJ100J, công suất 100kW.

-Tàu i i được ii trang i i bị i i 01 ii nồi i i hơi ii liên ii hợp i i - ii phụ i i khí ii xả ”

4 i i Các ii tổ i i bơm ii trong ii buồng ii máy ii

01 i i Bơm i i xử ii lý i i hỏa ii hoạn

01 i i Bơm i i xử ii lý i i hỏa ii hoạnsự ii cố

01 i i Bơm i i vận ii chuyển i i dầu ii FO

01 i i Bơm i i vận ii chuyển i i dầu ii LO

01 i i Bơm i i nước ii biển ii dùng ii chung

01 i i Bơm i i làm ii mát ii điều ii hòa i i trung i i tâm

01 i i Bơm i i hút ii khô ii dằn

01 i i Bơm i i hydropho ii nước i i ngọt

01 i i Bơm i i dự ii phòng ii phục i i vụ ii hydropho i i nước ii ngọt

02 i i Bơm i i nước ii ngọt i i sinh i i hoạt

5 Hệ thống xử lý hỏa hoạnbuồng máy

Hệ thống xử lý hỏa hoạnCO2

Hệ thống phun sương nước xử lý hỏa hoạncục bộ

+ Bơm áp lực phun sương

Buồng máy được trang bị hệ thống thông gió cưỡng bức, giúp không khí ô nhiễm trong buồng được thoát ra ngoài qua lưới chắn ở phía sau ống khói Để đảm bảo hiệu quả, 75% công suất quạt hút gió buồng máy cần hoạt động ở tốc độ cho phép Ngoài ra, thiết bị dập lửa tự động cũng được lắp đặt bên ngoài ống khói để tăng cường an toàn.

02 i i Quạt i i thông ii gió i i buồng i i máy;

01 i i Quạt i i thông ii gió i i buồng i i máy i i (tính ii cả ii sự ii cố); i i

01 i i Quạt i i hút ii gió i i buồng i i máy ii loại i i chống ii nổ; i i

04 i i Quạt i i thông ii gió i i khoang i i hàng;

03 i i Quạt i i thông ii gió i i buồng i i bơm i i xử ii lý i i hỏa i i hoạnsự ii cố, i i kho ii mũi, i i kho ii sơn;

01 i i Quạt i i thông ii gió i i buồng i i bếp ”

Bảng 5.1 Xác định trọng tâm buồng máy

STT Tên thiết bị P i (kg) X i (m) P i ,X i Y i (m) P i ,Y i Z i (m) P i ,Z i

2 Tổ máy phát diesel chính 1

3 Tổ máy phát diesel chính 2

5 Bơm cấp nhiên liệu cho máy chính

6 Bơm phục vụ phân li dầu nước

7 Bơm xử lý hỏa hoạnsự cố

11 Bơm nước biển dùng chung

12 Bơm làm mát điều hòa trung tâm

16 Bơm dự phòng phục vụ hydropho nước ngọt

17 Bơm nước ngọt sinh hoạt

18 Bơm nước ngọt sinh hoạt

19 Bơm cấp nước nồi hơi 1

20 Bơm cấp nước nồi hơi 2

21 Quạt thông gió buồng máy

22 Tổ quạt hút gió buồng máy

23 Máy nén khí cho chai gió khởi động máy chính

24 Thiết bị đốt cặn rác

27 Bầu hâm dầu máy lọc LO

Kết quả trọng tâm tọa độ buồng máy được tính như sau:

[1] ” Nguyễn Anh Việt, Cao Đức Thiệp Tài liệu học tập Thiết kế hệ động lực tàu thủy NXB Hàng hải, Trường ĐHHHVN, 2019

[2] Nguyễn Anh Việt, Cao Đức Thiệp Tài liệu học tập Thiết kế hệ thống năng lượng tàu thủy NXB Hàng hải, Trường ĐHHHVN, 2019

3, Đặng Hộ Thiết kế trang trí động lực tàu thủy- Tập 1, 2 NXB GTVT, Hà Nội, 1986

Bộ GTVT Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép Phần 3- Hệ thống máy tàu QCVN 21: 2015/BGTVT Bộ GTVT, Hà nội, 2015

[4] Nguyễn Đăng Cường Thiết kế và lắp ráp thiết bị tàu thủy NXB KHKT

[5] Lê Hoàng Chân, Hoàng Hữu Chung Hướng dẫn thiết kế trang bị động lực tàu thủy Bộ môn Kỹ thuật tàu thủy, ĐHBK Tp HCM, 2015

[6] BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép (QCVN 21: 2015/BGTVT), sửa đổi 1: 2016 Cục Đăng kiểm Việt Nam, 2017

[7] BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép (QCVN 21: 2015/BGTVT), sửa đổi 1: 2016 Cục Đăng kiểm Việt Nam, 2017 ”

Tiêu đề	ĐATN Thiết Kế Hệ Động Lực Tàu Hàng 7000 Tấn Lắp Máy BW MAN 6L35MC
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	2,13 MB