Đồ án tốt nghiệp nghành đóng tàu thiết kế hệ thống động lực

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 1 - 10–2011 MỤC LỤC STT NỘI DUNG TRANG 1. GIỚI THIỆU CHUNG 10 1.1 GIỚI THIỆU VỀ TÀU 12 1.1.1 Loại tàu và công dụng 12 1.1.2 Vùng hoạt động và cấp thiết kế 12 1.1.3 Phân cấp tàu và các quy định 12 1.1.4 Các thông số chủ yếu của tàu 13 1.2 TỔNG QUAN VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC 13 1.2.1 Bố trí buồng máy 13 1.2.2 Máy chính 14 1.2.3 Thiết bị đi kèm máy chính 15 1.2.4 Tổ máy điện 6DK-20 15 1.2.4.1 Diezel lai máy phát 16 1.2.4.2 Máy phát điện 16 1.2.4.3 Thiết bị kèm theo mỗi tổ máy phát điện 16 1.2.4.4 Bầu lám nước ngọt 16 1.2.5 Hệ trục chong chóng 16 1.3 CÁC TRANG THIẾT BỊ TRONG BUỒNG MÁY 17 1.3.1 Hệ thống két 17 1.3.2 Các tổ bơm 20 1.3.3 Các tổ quạt 28 1.3.4 Thiết bị phân ly 31 1.3.5 Các thiết bị hệ thống khí nén 32 1.3.6 Các thiết bị chữa cháy buồng máy 35 1.3.7 Các thiết bị buồng máy khác 36 1.3.8 Tổ máy phát điện sự cố 37 2. SỨC CẢN VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG 39 2.1 SỨC CẢN 40 2.1.1 Các kích thước cơ bản 40 2.1.2 Sức cản tàu theo phương pháp 40 2.1.2.1 Lựa chọn phương pháp tính sức cản tàu 41 2.1.2.2 Công thức sức cản tàu theo papmiel 41 KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 2 - 10–2011 2.1.3 Kết quả tính sức cản tàu theo papmiel 42 2.1.4 Đồ thị R-V,EPS - V 42 2.1.5 Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng 43 2.2 THIẾT BỊ ĐẨY 44 2.2.1 Chọn vật liệu 44 2.2.2 Tính hệ số dòng theo,dòng hút 44 2.2.3 Chọn số cánh chong chóng 44 2.2.4 Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền 45 2.2.5 Tính chong chóng khi sử dụng hết công suất 45 2.2.6 Kiểm tra chong chóng theo điều kiện bền chống xâm thực 47 2.2.7 Tính trọng lượng chong chóng 47 3. THIẾT KẾ HỆ TRỤC 49 3.1 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ 51 3.1.1 Số liệu ban đầu 51 3.1.2 Luật áp dụng 51 3.1.2.1 Luật áp dụng 51 3.1.2.2 Cấp tính toán thiết kế 51 3.1.3 Bố trí hệ trục 51 3.2 ĐƯỜNG KÍNH TRỤC 52 3.2.1 Đường kính trục chong chóng 52 3.2.2 Đường kính trục trung gian 52 3.3 CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ TRỤC 53 3.3.1 Bullong khớp nối trục 53 3.3.2 Chiều dày khớp nối trục 54 3.3.3 Chiều dài bạc trục chong chóng 55 3.3.4 Chiều dày ống bao 56 3.3.5 Chiều dày áo bọc trục 56 3.3.6 Ổ đỡ 57 3.4. ÁP LỰC GỐI ĐỠ 57 3.4.1 Phụ tải tác dụng lên gối đỡ 57 3.4.1.1 Sơ đồ tính 57 3.4.1.2 Số liệu tính toán 57 3.4.1.3 Momen tại gối đỡ 58 KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 3 - 10–2011 3.4.1.4 Phản lực tác dụng lên gối 59 3.4.2 Nghiệm bền trục 60 3.4.2.1 Nghiệm bền tĩnh 60 3.4.2.2 Kiểm nghiệm ổn định dọc trục 62 3.4.2.3 Kiểm nghiệm biến dạng xoắn 63 3.4.2.4 Kiểm nghiệm độ võng 64 3.4.2.5 Ap lực lên gối đỡ 65 4. DAO ĐỘNG NGANG 67 4.1 PHƯƠNG PHÁP VÀ SƠ ĐỒ TÍNH 68 4.1.1 Phương pháp tính 68 4.1.2 Sơ đồ tính 68 4.1.2.1 Mô hình tính 68 4.1.2.2 Số liệu thiết kế 68 4.1.2.3 Toán đồ dùng cho tra cứu (µ - a) 68 4.1.3 Các bước tính toán và thành lập bảng tính 4.2 BẢNG TÍNH VÀ KẾT QUẢ 4.2.1 Tần số dao động ngang 4.2.2 Bảng kết quả tính 4.2.3 Kết luận 5. DAO ĐỘNG XOẮN 5.1 DỮ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ 5.1.1 Luật áp dụng và tài liệu tham khảo 5.1.2.1 Luật áp dụng 5.1.2.2 Tài liệu tham khảo 5.1.2 Số liệu máy chính 5.1.3 Số liệu chong chóng 5.1.4 Số liệu trục và bích nối 5.1.4.1 Trục chong chóng 5.1.4.2 Trục trung gian 5.1.4.3 Bích nối 5.2 MÔ HÌNH TÍNH DAO ĐỘNG 5.2.1 Momen quán tính khối lượng 5.2.1.1 Mô men quán tính khối lượng nhóm piston - biên KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 4 - 10–2011 khuỷu 5.2.1.2 Mô men quán tính khối lượng bánh đà 5.2.1.3 Mô men quán tính khối lượng chong chóng 5.2.1.4 Mô men quán tính khối lượng các đoạn trục 5.2.1.5 Mô men quán tính khối lượng bích nối 5.2.2 Độ mềm các đoạn trục 5.2.2.1 Độ mềm xoắn giữa các cơ cấu biên khuỷu : 5.2.22 Độ mềm xoắn các đoạn trục 5.2.3 Thành lập hệ thống dao động xoắn tương đương 5.2.3.1 Mô-men quán tính khối lượng của các khối lượng tập trung 5.2.3.2 Độ mềm xoắn các đoạn trục 5.3. DAO ĐỘNG XOẮN TỰ DO 5.3.1 Hệ thống thứ nguyên nhiều khối lượng 5.3.1.1 Momen quán tính khối lượng không thứ nguyên 5.3.1.2 Độ mềm không thứ nguyên 5.3.1.3 Chuyển hệ thống không thứ nguyên nhiều khối lượng sang hệ thống 2 khối lượng 5.3.2 Tần số dao động tự do 5.3.2.1 Tính bình phương tần số dao động tự do 5.3.2.2 Tính chính xác tần số dao động tự do theo phuong pháp Tolle 5.4 DAO ĐỘNG XOẮN CƯỠNG BỨC 5.4.1 Xác định miền biến thiên cấp điều hòa momen kích thích 5.4.2 Vòng quay cộng hưởng 5.4.3 Góc lệch pha giữa các xylanh 5.4.1.1 Xác định cấp υk trong cấp dãy điều hòa KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 5 - 10–2011 5.4.4 Xác định góc lệch pha giữa các xylanh 5.4.5 Tổng hình học các biên độ tương đối 5.4.5.1 Tổng hình học các biên độ tương đối khi xét 1 hàng xylanh 5.4.6 Công của mô-men điều hòa cưỡng bức 5.4.7 Công của các mô-men cản 5.4.7.1 Công cản trong cơ cấu biêu khuỷu của động cơ 5.4.7.2 Công cản do trễ đàn hồi vật liệu trục 5.4.7.3 Công cản của chong chóng 5.4.8 Biên độ cộng hưởng 5.4.9 Xác định khu vực lân cận vòng quay cộng hưởng 5.4.10 Ứng suất xoắn trên trục khi cộng hưởng 5.4.10.1 Ứng suất xoắn tại mặt cắt nguy hiểm 5.4.10.2 Ứng suất do mô-men xoắn trung bình 5.4.10.3 Tổng ứng suất trên trục khi cộng hưởng 5.4.10 Ứng suất xoắn cho phép của trục 6. HỆ THỐNG PHỤC VỤ 6.1 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ 6.1.1 Số liệu ban đầu 6.1.2 Luật áp dụng 6.1.3 Cấp thiết kế 6.1.4 Tài liệu tham khảo chính 6.2 HỆ THỐNG BÔI TRƠN 6.2.1 Nhiệm vụ và yêu cầu 6.2.1.1 Nhiệm vụ 6.2.1.2 Yêu cầu hệ thống 6.2.2 Nguyên lý hệ thống KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 6 - 10–2011 6.2.3 Tính toán hệ thống 6.2.3.1 Dung tích két dự trữ dầu bôi trơn 6.2.3.2 Tính chọn bơm dầu nhờn tuần hoàn 6.2.3.3 Dung tích két dầu nhờn tuần hoàn 6.2.3.4 Sinh hàn dầu nhờn 6.2.3.5 Máy phân ly 6.3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 6.3.1 Nhiệm vụ và yêu cầu 6.3.2 Tính toán hệ thống 6.3.2.1 Lượng dầu đốt dự trữ và trực nhật 6.3.2.2 Bơm vận chuyển 6.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT 6.4.1 Nhiệm vụ và yêu cầu 6.4.2 Nguyên lý hệ thống 6.4.3 Tính toán hệ thống 6.4.3.1 Két giãn nở 6.4.3.2 Bơm nước biển làm mát máy chính 6.4.3.3 Bơm nước ngọt làm mát máy chính 6.4.3.4 Đường kính ống nối hai cửa thông biển 6.1 HỆ THỐNG KHÔNG KHÍ NÉN 6.1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu 6.1.1.1 Nhiệm vụ 6.1.1.2 Yêu cầu 6.1.2 Nguyên lý hệ thống 6.1.3 Tính toán hệ thống 6.1.3.1 Dung tích bình chứa khí nén 6.1.3.2 Máy nén khí KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 7 - 10–2011 6.1 HỆ THỐNG KHÍ XẢ 6.1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu 6.1.1.1 Nhiệm vụ 6.1.1.2 Yêu cầu 6.1.2 Các phương pháp tiêu âm 6.1.3 Tính toán bầu tiêu âm máy chính 6.1.3.1 Kết cấu của bộ tiêu âm 6.1.3.2 Tính toán DANH MỤC CÁC BẢNG KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 8 - 10–2011 KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 9 - 10–2011 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 10 - 10–2011 1.1. GIỚI THIỆU TÀU KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 [...]...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 11 10–2011 1.1.1 Loại tàu, công dụng Tàu hàng khô sức chở 54000 tấn là loại tàu vỏ thép, đáy đôi, kết cấu hàn điện hồ quang, một boong chính, hai boong dâng mũi và lái Tàu được thiết kế trang bị 01 diesel chính 2 kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chong chóng Tàu được thiết kế dùng để chở hàng rời như: than đá,... nước ballast 8 Nghị định A468(XII) quy tắc về mức độ tiếng ồn tên tàu 1.1.4 Các thông số chủ yếu của tàu − Chiều dài lớn nhất Lmax = KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI 190,00 m PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 12 10–2011 − Chiều dài thiết kế 183,3 m Bmax = 33 m − Chiều rộng thiết kế B = 32,26 m − Chiều cao mạn D = 17,80 m − Chiều chìm toàn tải d... CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 14 10–2011 1.2.3 Thiết bị kèm theo máy chính Tên thiết bị kèm theo − Tuabin khí xả − Sinh hàn khí − Bàn điều khiển sự cố − Thiết bị bôi trơn xy-lanh kèm bầu hâm điện − Quạt phụ − Thiết bị chỉ báo lẫn dầu − Các bơm (bơm dầu FO,LO,DO, nước làm mát) − Bầu ngưng và nồi hơi khí xả − Hệ thống. .. kW − Điện áp 440 voll − Vòng quay 1800 rpm − Tần số 60 Hz − Vận hành tự động 60 Máy phân ly LO máy phụ − Vận hành tự động 61 Máy phân ly DO − Vận hành tự động 1.3.5 Các thiết bị hệ thống khí nén 62 Máy nén khí chính KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 32 10–2011 − Số lượng − Ký hiệu Piston 2 cấp − Hãng sản xuất SAUER... voll − Công suất động cơ điện 8 kW − Vòng quay động cơ 1800 rpm − Tần số 36 30 − Vòng quay động cơ 35 voll − Công suất động cơ điện 34 440 60 Hz − Số lượng 02 Tổ máy − Kiểu Bánh răng nằm ngang − Ký hiệu CMB26-40 Bơm vẩn chuyển HFO Bơm vẩn chuyển DO Bơm cấp máy phân ly HFO KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 24 10–2011... trung gian kết cầu bích liền, được đặt trên một gối đỡ bằng bạc babit bôi trơn và làm mát bằng dầu Trục chong chóng và trục trung gian được chế tạo bằng thép rèn 45 (KSF45) Bộ làm kín ống bao trục theo kiểu Simplex KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 16 10–2011 1.3 CÁC TRANG THIẾT BỊ TRONG BUỒNG MÁY 1.3.1 Hệ thống két... kg − Số lượng 01 Máy − Ký hiệu PU 150 − Hãng sản xuất Alpha - laval Voll 1.3.4 Thiết bị phân ly 57 Máy phân ly nước lacanh − Vận hành tự động 58 Máy phân ly HFO − Vận hành tự động 59 Máy phân ly LO máy chính KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 31 10–2011 − Lưu lượng 1800 l/h − Cột áp 2 bar − Công suất 4,6 kW − Điện... suất động cơ điện 6,6 kW − Vòng quay động cơ 1750 rpm − Tần số 60 Hz Máy Máy nén khí trực nhật Máy nén khí sự cố KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 33 10–2011 65 Máy nén khí công chất làm lạnh cho máy điều hòa − Số lượng − Ký hiệu CRKC501917 − Kiểu Piston − Hãng sản xuất YORK − Lưu lượng 170 m3/h − Công suất động. .. 0,2 − Vòng quay động cơ 41 Mpa − Công suất đông cơ điên 40 0,2 60 Hz − Số lượng 01 Tổ máy − Kiểu Bánh răng nằm ngang − Ký hiệu ACP 032 L − Hãng sản xuất Alfa - naval − Lưu lượng 1800 l/h − Cột áp 2 bar Bơm vận chuyển LO Bơm cấp dầu nhờn máy chính Bơm cấp dầu nhờn máy đèn KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 26 10–2011... 50 Quạt buồng máy KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC - 28 10–2011 − Điện áp 440 − Động cơ điện AC, 3 pha − Lưu tôc 17 m3/s − Áp suất 700 Pa − Công suất 30 kW − Vòng quay 1750 rpm − Tần số 60 Hz − Số lượng 01 Tổ − Kiểu Hướng trục − Ký hiệu CBZ-45-2 − Hãng sản xuất SHANGHAI − Điện áp 440 − Động cơ điện AC, 3 pha − Công . đôi − Dung tích 1 × 290,6 m 3 1 × 179,6 m 3 3. Két lắng dầu đốt HFO − Số lượng 02 Két − Kiểu Két rời − Dung tích 1 × 47,7 m 3 4. Két trực nhật dầu HFO − Số lượng 02 Két − Kiểu Két rời − Dung. 01 Két − Kiểu Két rời − Dung tích 1 × 38,5 m 3 6. Két dầu bẩn − Số lượng 01 Két − Kiểu Két rời − Dung tích 1 × 4,9 m 3 KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI PHAN MINH TÂM LỚP MTT48–ĐH2 ĐỒ. Két − Kiểu Két rời − Dung tích 1 × 7,2 m 3 8. Két dự trữ dầu DO − Số lượng 01 Két − Kiểu Dáy đôi − Dung tích 1 x 134,5 m 3 9. Két lắng dầu DO − Số lượng 01 Két − Kiểu Két rời − Dung tích 1 x 34,5