thiết kế máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt, chương 1 docx

Chương 1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐO MA SÁT Ổ ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT 1.1. Ổ ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT. (ÔĐTCV) 1.1.1.VỊ TRÍ, ĐẶC ĐIỂM CỦA Ổ ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT TRONG HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ. Trên hình (1 - 1), trình bày sơ đồ hệ động lực của tàu thủy. Hình 1.1. Sơ đồ hệ động lực tàu thủy 1. Máy chính. 2. Hộp số. 3;4. Trục trung gian. 5. Tr ục chân vịt. 6. Chân vịt. Máy 1, qua hộp số 2, trục trung gian 4, trục chân vịt 5, truyền mô men quay cho chân vịt số 6. Khi quay thuận, chân vịt đạp nước về phía sau, phản lực của nước vào chân vịt, thông qua trục chân vịt, qua ổ đỡ trượt chặn ÔTC, sẽ được truyền tới thân tàu và đẩy con tàu về phía trước. OÅÑC OÅÑTCV Đa số trường hợp, trục chân vịt số 5 được đặt trên hai bạc trượt: Bạc lái BL, nằm ở phía đuôi t àu, và bạc mũi BM, nằm ở phía mũi tàu. Chúng được gọi là bạc lót trục chân vịt (BLTCV) và được đặt chung trong một ổ đỡ trượt, gọi l à ổ đỡ trục chân vịt (ÔĐTCV). Vì chân vịt ngâm sâu trong nước, muốn kiểm tra, sửa chữa, thay thế các BLTCV, phải đưa tàu vào “đốc” (âu) hoặc lên “tri ền” ở trên bờ. Công việc này thường chỉ được tiến hành vào dịp trung hay đại tu v òm đuôi, hoặc toàn bộ thân tàu. Chu k ỳ trung đại tu tàu khá dài, đòi hỏi tính tin cậy và độ bền mòn của bạc lót trục chân vịt phải cao, để có tuổi bền tương ứng; đặng có thể thay thế, sửa chữa các bạc n ày, cùng lúc với việc sửa thân tàu. Như vậy đỡ tốn tiền nâng, hạ thủy t àu. Người ta chọn ổ trượt làm ổ đỡ trục chân vịt, vì ổ trượt có tính tin cậy cao, làm việc êm hơn ổ lăn. Nhưng ma sát ở ổ trượt thường lớn hơn ma sát ở ổ lăn. Điều n ày trái với mong muốn vừa nêu. Để giảm ma sát và giảm mòn cho BLTCV, một mặt cần tìm ki ếm vật liệu chống ma sát để làm bạc, phù hợp với vật liệu trục chân vịt (hoặc áo bao trục); nghĩa là chọn cặp ma sát thích hợp. Mặt khác, cần tìm cách giảm tải, giảm tốc độ trượt và bôi trơn, làm mát thật tốt cho ổ. Kết cấu hợp lý ổ trục cũng là một giải pháp khả dĩ. Ta xem xét kỹ hơn về điều này khi nghiên cứu chế độ và điều kiện làm việc của các loại ÔĐTCV thường gặp ở đội tàu thủy Việt Nam. 1.1.2.CHẾ ĐỘ VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC THƯỜNG GẶP CỦA Ổ ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT TÀU CÁ CỠ NHỎ. Sơ đồ cấu trúc và tải tác dụng tại ổ đỡ trục chân vịt phổ biến ở t àu cá cỡ nhỏ, được trình bày trên hình (1 – 2). Các bộ phận của ổ gồm có: Chân vịt số 1, ống bao trục số 2, trục chân vịt số 3, BLTCV phía lái BL, phía mũi BM, đệm kín nước số 4, cái điều chỉnh độ kín nước số 5 và khớp nối trục số 6. Hình (1 – 2): Sơ đồ cấu trúc và tải tác dụng tại ÔĐTCV phổ biến ở tàu cá cỡ nhỏ Q cv là trọng lượng chân vịt, Q kn là trọng lượng của khớp nối, q là tải phân bố đều theo chiều dài của trục do trọng lượng trục chân vịt gây ra. M m là mô men xoắn từ máy tàu truyền tới, M c là mô men c ản chuyển động của chân vịt do nước gây ra. R l và R m là các ph ản lực tại bạc lái và bạc mũi. P cv là hợp của phản lực nước lên chân vịt, có phương trùng với đường tâm trục chân vịt và chiều từ phía lái về mũi tàu. Khi chân vịt quay thuận, phản lực này đẩy tàu tiến về phía trước.Còn khi chân vịt quay ngược, chiều phản lực sẽ ngược lại, tàu lùi về phía sau. Tùy theo tương quan giữa trọng lượng của chân vịt Q cv và tr ọng lượng của khớp nối Q kn cũng như tỷ lệ các khoảng cách L o , L 1 , L 2 mà giá trị của các phản lực R l và R m , lớn hay nhỏ, cùng chi ều hay ngược chiều nhau. Khi thiết kế, người ta bố trí sao cho giá trị của chúng không quá sai khác. Song vì trọng lượng của chân vịt thường rất lớn so với trọng lượng của khớp nối. Lại vì, để bảo đảm đủ “nước hút” cho chân vịt, nhằm bảo đảm hiệu suất cao của nó, đoạn trục conxon L o không thể quá ngắn. (đặc biệt, ở tàu vỏ gỗ trảng đuôi, ván vỏ không chắp nối mà liền mảnh từ mũi đến đuôi tàu). Do vậy, tỷ lệ khá nhất có thể đạt được của R l /R m thường không dưới (5/4 - 4/3). Các ph ản lực này thường lớn hơn phản lực ở các ổ đỡ, trên các tr ục trung gian hoặc trục đẩy, đến 3, 4, 5 lần. Trong thiết kế kỹ thuật, người ta thường coi phản lực R l hoặc R m là tải chính, gây ra áp suất nén trên bề mặt BLTCV. Sau khi chọn phương án bố trí các bộ phận của ổ, chọn phương án bôi trơn, làm mát và lựa chọn vật liệu l àm trục và bạc, người ta kiểm tra độ bền của bạc, thông qua việc so sánh áp suất nén danh nghĩa p mà bạc phải chịu, với áp suất cho phép của vật liệu làm bạc [p], hoặc so sánh nhân tố cho phép làm việc [pv] của vật liệu làm bạc, với chế độ làm việc thực tế của ổ trượt phía lái là p 1 v, và phía mũi là p 2 v. Trong đó: p 1 = R l /d .L b1 hoặc p 2 = R m /d .L b2 và v =  .r . (1 - 1) d, , v, r là đường kính, tốc độ góc, tốc độ trượt và bán kính trục chân vit. L b1 , L b2 là chiều dài của bạc lái và bạc mũi. Nếu giữ nguyên tốc độ trượt và đường kính trục chân vịt (hai thông số này do hiệu suất chân vịt và công suất của tàu quy định), để giảm tải, nghĩa l à giảm áp suất danh nghĩa trên bề mặt các bạc, nhằm giảm ma sát và hao mòn, người ta tăng chiều dài bạc lái lên (4 - 5) l ần và chiều dài bạc mũi lên gấp (3 - 4) lần đường kính trục chân vịt, nghĩa là lớn hơn chiều dài các bạc trượt khác ở trục trung gian và trục đẩy, trên cùng hệ trục chừng ấy lần. Ngoài tải chính là áp suất danh nghĩa, ÔĐTCV còn chịu các tải phụ, do dao động dọc trục bởi sự biến động của lực đẩy chân vịt trước sóng gió biển khơi, sự biến động của d òng nước theo sau đuôi tàu; hay do dao động ngang của trục chân vịt và sự biến dạng của vỏ tàu, làm sai lệch tâm trục và ổ Rất khó xác định chính xác sự ảnh hưởng của các yếu tố này. Vì v ậy, người ta thêm vào giá trị p một hệ số k, tính đến ảnh hưởng chung của chúng. Tùy theo kích thước, hình dáng kết cấu tàu và hệ động lực; tùy vào loại vỏ sắt hay vỏ gỗ; tùy vùng biển hoạt động m à lấy giá trị k cao hay thấp. Việc này phụ thuộc kinh nghiệm của người thiết kế. Áp suất danh nghĩa trên BLTCV p của các loại tàu cá cỡ nhỏ ở Việt Nam, thường nằm trong khoảng: p = (0,05 - 0,3) N/mm 2 ; còn t ốc độ trượt giữa trục chân vịt với bạc, thì nằm trong khoảng v = (1 - 3) m/s. N ếu xem vật liệu và chiều dày các bạc trượt là như nhau, thì kh ối lượng vật liệu yêu cầu cho hai BLTCV lớn gấp (7 - 9) lần so với vật liệu cần cho một bạc trượt khác trên cùng hệ trục. ỔĐTCV này thường được bôi trơn bằng nước, chảy từ phía ngoài tàu, theo khe hở giữa bạc và trục, vào trong tàu. Nước có tỷ nhiệt cao hơn dầu bôi trơn tới 2 lần, nên khi bôi trơn, nó cũng đồng thời làm mát tốt cho ổ. Dùng nước bôi trơn vừa không tốn tiền, lại không gây ô nhiễm môi trường biển như dùng dầu. Tàu cá khai thác ngoài biển, hay trong các sông hồ, nước bôi trơn và làm mát cho ổ có tính ăn m òn hóa học và ăn mòn điện-hóa r ất cao. Do vậy, trục chân vịt thường làm bằng thép không gỉ. Thép không gỉ gần như không bị nước biển ăn mòn, nhưng độ cứng của nó không cao. V ì vậy, vật liệu làm bạc không được quá cứng. Người ta thường sử dụng vật liệu phi kim loại như: Gỗ, cao su, chất dẻo để làm BLTCV các tàu sử dụng thép không gỉ làm trục chân vịt, vì chúng thường có độ cứng thấp hơn các loại hợp kim chống ma sát hiện dùng, lại rất ít bị ăn mòn bởi nước biển. Các loại vật liệu này, không chỉ đáp ứng cho trên 7 vạn tàu cá c ỡ nhỏ, mà ngay cả trên 6 nghìn tàu cá loại trên 90 mã lực cũng vẫn dùng loại vật liệu này. Tàu cá có công su ất 800, 1000 mà lực vẫn dùng polyamid làm BLTCV. . Chương 1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐO MA SÁT Ổ ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT 1. 1. Ổ ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT. (ÔĐTCV) 1. 1 .1. VỊ TRÍ, ĐẶC ĐIỂM CỦA Ổ ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT TRONG HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ. Trên hình (1 - 1) ,. trượt làm ổ đỡ trục chân vịt, vì ổ trượt có tính tin cậy cao, làm việc êm hơn ổ lăn. Nhưng ma sát ở ổ trượt thường lớn hơn ma sát ở ổ lăn. Điều n ày trái với mong muốn vừa nêu. Để giảm ma sát và. Ổ ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT TÀU CÁ CỠ NHỎ. Sơ đồ cấu trúc và tải tác dụng tại ổ đỡ trục chân vịt phổ biến ở t àu cá cỡ nhỏ, được trình bày trên hình (1 – 2). Các bộ phận của ổ gồm có: Chân vịt số 1,