Đồ án lập quy trình sửa chữa hệ trục tàu hàng 8700 tấn tại nhà máy đóng tàu bến kiền

Công dụng củaống bao là bảo vệ trục chân vịt và là nơi đặt các gối trục, các thiết bị nối ống choquá trình làm mát và các chi tiết phụ khác... Riêng các cổ trụcchân vịt tại chỗ lắp áo tr

Phần I Giới thiệu chung1.1 Giới thiệu tàu và công dụng tàu

1.1.1 Loại tàu và công dụng

Tàu KAIKI là loại tàu chở gỗ trọng tải 8700 tấn có kí hiệu thiết kế là HG 06 -01được tính toán thiết kế theo : Quy phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép – 2003,

do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường ban hành Phần hệ thống động lựcđược tính toán thiết kế thỏa mãn theo TCVN 6259 – 3 : 2003(đăng kiểm NK).Vùng hoạt động : không hạn chế

Hệ động lực chính gồm 01 diesel ký hiệu LH 46LA do hãng HANSHIN sảnxuất có công suất : 2942 (KW); vòng quay : 210 (v/ph) lai 01 hệ trục chân vịtđặt tại mặt phẳng tâm tàu

1.1.2 Các thông số chủ yếu của tàu

- chiều dài toàn bộ : 111,70 (m)

đỡ được chế tạo bằng FC200 và bôi trơn bằng dầu nhờn theo phương pháp tựvẩy té

Các thông số chủ yếu của trục chân vịt :

340

4620

Hình 1 2 : Trục chân vịt.

Vật liệu chế tạo : KSF60

Đường kính quy định của trục : 340 (mm)

Đường kính danh nghĩa bulông đầu trục : 400 (mm)

1.2.3 Trục trung gian

Là trục nối từ động cơ chính tới trục chân vịt Nhiệm vụ chính là truyềnmômen xoắn đến trục chân vịt Nói chung chịu tải do mômen xoắn Tuy nhiênđiều kiện hoạt đông của trục trung gian nhẹ nhàng nhất so với các trục khác, chonên đường kính trục trung gian nhỏ nhất so với các trục khác

8 1

1.2.4 Chân vịt

Chân vịt nằm ở đuôi tàu, liên kết với trục chân vịt qua then khớp nối Làm việc trong môi trường nước biển, chịu sự tác động trực tiếp của môi trườngngoài tàu Điều kiện làm việc phức tạp ,do đó yêu cầu về vật liệu và công nghệchế tạo cao Chân vịt có nhiệm vụ chính là tiếp nhận mômen xoắn từ trục chânvịt truyền tới, tạo ra lực đẩy cần thiết để đẩy tàu đi với vận tốc yêu cầu

Các thông số chủ yếu của chân vịt :

Vật liệu : KALBC3 (Ni – AL – CU )

Đường kính đầu nhỏ của củ : 515 (mm)

đà nó mới được kiểm tra Do đó gối trục chân vịt luôn có kết cấu vững chắc.Gối đỡ có tác dụng nâng đỡ cho toàn bộ hệ trục Đảm bảo độ đồng tâm, độ gãykhúc, sự kín nước và sự làm việc êm của hệ trục

1.2.6 Ống bao trục

Ống bao trục là thiết bị bao ngoài gối trục và trục chân vịt Công dụng củaống bao là bảo vệ trục chân vịt và là nơi đặt các gối trục, các thiết bị nối ống choquá trình làm mát và các chi tiết phụ khác

Đường kính trong chỗ, lắp ống lót hộp kín nước : 442 (mm)

1.2.7 Bạc trục chân vịt

Nhiệm vụ : Giúp cho chân vịt làm việc dễ dàng trong mọi điều kiện Điều kiện làm việc : bạc trục chân vịt hay còn gọi là bạc đỡ trong quátrình làm việc nó chịu lực ma sát với trục chân vịt và trong điều kiện bôi trơntrực tiếp bằng nước biển

Vật liệu chế tạo : đồng + cao su

1.2.7.2 Bạc sau

Các kích thước cơ bản :

Vật liệu chế tạo : đồng + cao su

1.2.8 Gối đỡ trục trung gian

Trục trung gian được đặt trên 01 gối đỡ trượt bằng thép hợp kim babít Gối trục chịu tải trọng động khá phức tạp, rất khó khăn cho việc kiểm tra, chỉkhi tàu lên triền đà nó mới được kiểm tra Do đó gối trục chân vịt luôn có kếtcấu vững chắc Gối đỡ có tác dụng nâng đỡ cho toàn bộ hệ trục Đảm bảo độđồng tâm,độ gãy khúc ,sự kín nước và sự làm việc êm của hệ trục

Hình 1.8 : Gối đỡ trục trung gian.

1.3 Các yêu cầu chung về hệ trục.

1.3.1 Trục chân vịt.

Khi chế tạo mới hoặc sửa chữa trục chân vịt, trục trung gian và trục lực đẩy, cầnđảm bảo những yêu cầu sau :

- Đường kính lỗ trục rỗng không lớn hơn 0,4 đường kính ngoài trục

- Độ lệch tâm của trục rỗng tuỳ theo tỷ lệ chiều dài trục L trên đường kính dnhư sau :

- Với L = 4620 (mm), d = 340 (mm) thì độ lệch tâm không lớn hơn : 1,5 (mm)

- Và độ võng cho phép có thể hiệu chỉnh được trong trạng thái nguội là 0,4(mm/m)

- Sai lệch đưòng kính danh nghĩa cổ trục chân vịt, đưòng kính ngoài áo sơmitrục, cổ trục trung gian, đảm bảo miền dung sai h7 (TCVN) Riêng các cổ trụcchân vịt tại chỗ lắp áo trục trong miền dung sai p6 sai lệch đường kính phần trụckhông làm việc và các bán kính lượn theo miền dung sai h12, sai lêch đường kính

cổ trục đẩy theo miền dung sai h6

- Độ ô van và độ côn của cổ trục chân vịt là : 0,04 (mm)

- Độ ô van và độ côn cổ trục chân vịt chỗ lắp sơmi trục là : 0,05 (mm)

- Độ ô van phần trục không làm việc, không lớn hơn 0,1 (mm), tại phần côn trụckhông lớn hơn trị số dung sai theo h6 lấy cho đường kính lớn hơn của côn trục

- Độ ô van và độ côn mặt trụ trong của sơmi trục là : 0,09 (mm)

- Độ đảo hướng tâm của các cổ trục, sơmi trục và côn trục không lớn hơn :0,03 (mm)

đối với phần trục không làm việc không quá 0,1 (mm)

- Độ bóng: bề mặt làm việc Ra = ( 1,25 ÷ 0,63 ), không làm việc Ra = ( 10 ÷ 5 )

1.3.2 Then và rãnh then

- Khi khớp nối côn có một hoặc hai then có đường kính lớn hơn 180 (mm)sai lệch chiều rộng rãnh then trên trục và mayơ, trong miền dung sai H8

- Sai lệch chiều rộng then trong miền dung sai f7.

- Độ lệch tâm và độ nghiêng của rãnh then trên trục và mayơ theo bảng

- Độ tăng chiều rộng rãnh then trên trục và mayơ khi sửa chữa không quá10% chiều rộng tính toán

1.3.3 Bích và bulông nối

- Đường kính và chiều dày bích trong miền dung sai h12

- Đường kính của rãnh vòng định tâm trong miền dung sai H8

- Đường kính lỗ bulông bích nối trong miền dung sai H7

- Đường kính bulông bích nối trong miền dung sai h6

- Độ lõm cho phép ở mặt đầu bích nối: không nhỏ hơn 0,03 (mm)

- Độ lỗi mặt đầu bích : không cho phép

- Độ phẳng mặt đầu bích khi rà bột màu không ít hơn 3 điểm trên diện tích :

- Lắp bích vào côn trục có đường kính lớn hơn 180 (mm) với độ dốc chotrước đảm bảo một khoảng dịch chuyển 2,5 (mm) so với vị trí ban đầu với dungsai là : ± 0,20 Vị trí ban đầu là vị trí khi ép bích lên trục một lực dọc bằng 10 ÷

15 lần trọng lượng của bích Để đảm bảo độ đồng tâm khi lắp ráp các trục hệđộng lực tàu thuỷ thì phải thực hiện một trong các biện pháp dưới đây :

+ Đặt trục trên máy tiện hoặc bộ gá và kiểm tra độ đảo của tất cả các bề mặtlàm việc của bích nối trục theo tiêu chuẩn gia công

+ Trước lúc lắp hệ trục đo đường kính rãnh vòng định tâm D0 của các bíchnối trục đã được chế tạo theo miện dung sai H7 Sau đó phân thành hai nhóm

Nhóm 1 gồm các bích có sai lệch D0 bằng 1/2 trị số dung sai H7

Nhóm 2 có sai lệch D0 đúng bằng dung sai theo H7 và đánh dấu chúng

- Khe hở giữa mặt bên của then với mayơ chân vịt khi đường kính côn trục

có giá trị:

60 30



 với tốc độ nungtrung bình từ 25 ÷ 300oC trong một giờ Cứ 10 ÷ 15 phút kiểm tra nhiệt độ nungmột lần bằng đồng hồ đo nhiệt độ từ xa dùng tia laze tại bề mặt trong của áo trục Trục có thể để ở tư thế dựng đứng hoặc nằm ngang Sau khi nung nóng áotrục được lồng vào vị trí cổ trục đã dự định trước Tiếp theo lấy bỏ các thiết bịnung và lớp bảo vệ và làm nguội trong không khí Trong khi làm nguội thì nhiệt

độ phần giữa luôn luôn nhỏ hơn ở hai đầu khoảng 50 ÷ 80oC Khi phần giữanguội đến 50 ÷ 70oC thì coi như kết thúc quá trình lắp áo vào trục

Sau khi nguội hẳn, dùng búa gõ nhẹ trên bề mặt để kiểm tra chất lượngtiếp xúc giữa áo và trục bằng âm thanh Nếu tiếng kêu báo hiệu trên 30% diệntích không tiếp xúc thì phải được đăng kiểm thông qua mới được sử dụng Cáckhe hở giữa áo và trục phải được nạp đầy chất dẻo không hoà tan trong nước vàchống được han gỉ

1.3.7 Ống bao trục chân vịt

a) Yêu cầu chủ yếu về gia công ống bao trục chân vịt.

- Độ lệch tâm giữa lỗ tựa sống đuôi và lỗ vách để lắp ống bao không lớnhơn 0,1 (mm)

- Độ côn và độ ô van các lỗ lắp ghép khi đường kính ngoài của ống bao tạichỗ lắp ghép với vỏ tàu không lớn hơn : 0,04 (mm)

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu gờ bích ống bao so với đường tâm trục0,1 ÷ 0,15 (mm)

- Độ không đồng tâm giữa các mặt lắp ghép ngoài so với các mặt trụ trong0,03 ÷ 0,08 (mm) tuỳ theo tỷ số L/Da giữa chiều dài ống bao và đường kínhsơmi trục

- Độ đảo hướng tâm tuỳ theo L/Da nằm trong giới hạn 0,06 ÷ 0,16(mm)

1 (mm) và có khi tới 5 (mm)

b) Yêu cầu chủ yếu về lắp ráp ống bao trục.

- Đối với đường kính áo trục chân vịt thì các đoạn lắp ghép cần đảm bảonhư sau :

+ Tại chỗ sống đuôi phải có đoạn lắp ghép dài ít nhất 300÷500mm

+ Tại vách phía mũi đoạn lắp ghép ( đoạn tiếp xúc) với vách ít nhất phải dài

100 ÷ 240 (mm)

- Chế độ lắp ghép giữa ống bao với lỗ sống đuôi và lỗ vách vỏ tàu cũng nhưgiữa mặt trong ống bao với mặt ngoài bạc đỡ : H7/m6 Giữa ống bao với mặtngoài của bích nén cụm kín nước H8/f8 Ống bao được kẹp chặt vào vỏ tàu saukhi được căn chỉnh đồng tâm với đường tâm hệ trục

c) Độ mòn cho phép và sửa chữa hệ trục chân vịt

Bảng …nêu dung sai đường kính khi chế tạo và sửa chữa và độ hao mòn cho phép trong sử dụng các hệ trục chân vịt.

Đường kính trục

chân vịt dcv (mm)

Dung sai khi chế tạo

và sửa chữa Hao mòn cho phép

Sau quá trình sử dụng trục bị mòn hoặc có khuyết tật như rạn, nứt,xước…do đó phải có biện pháp sửa chữa phục hồi nếu độ mài mòn quá giới hạncho phép thì trục được tiện tinh lại, nhưng nếu hao mòn và khuyết tật lớn thìđược phục hồi bằng cách hàn đắp Nếu vật liệu thép của trục có 0,45% thànhphần cacbon thì chỉ cho phép hàn đắp nếu trị số hao mòn và độ sâu vết nứtkhông lớn hơn 5% đường kính trục và không quá 1,5 (mm)

Nếu độ hao mòn sơmi trục bằng 30% chiều dầy ban đầu thì tiện láng lạitheo kích thước sửa chữa gần nhất Nhưng nếu chiều dầy nhỏ hơn trị số tính theocông thức:

S = 0,02 d + 5 (mm) (d- đường kính cổ trục)

thì phải thay sơmi mới

Khi trục bị hao mòn quá giới hạn cho phép thì song song với quá trìnhtiện phải tiến hành kiểm tra độ bền

Trước khi hàn đắp trục, phải hàn đắp các khuyết tật bằng tay hoặc tự động Khihàn tự động thì chỉ nung nóng sơ bộ chỗ bắt đầu hàn đến 120 ÷ 150oC, sau đóngừng nung Kiểm tra độ biến dạng bằng đồng hồ đo có độ chính xác đến 0,01(mm) và đo được biến dạng đến 10 (mm) Còn nhiệt độ được kiểm tra bằngnhiệt kế, bút đo nhiệt, hỗn hợp muối hoặc kim loại đổ chảy

Việc quyết định sửa chữa theo phương án này hay phương án khác cầncân nhắc kỹ càng sau khi đo đạc khảo sát cụ thể, tình trạng trang thiết bị của nhàmáy và các yêu cầu khác của chủ hàng, đăng kiểm

Trên thế giới ngày nay, người ta sử dung nguyên vật liệu và tiêu chuẩn kỹthuật đa dạng phù hợp với yêu cầu đăng kiểm thế giới mà nước đó đăng ký

1.4 Các hư hỏng nguyên nhân và định kì kiểm tra

1.4.1.1 Cổ trục bị mòn ,xước

Nguyên nhân :

Trục chân vịt trong quá trình làm việc phải đước đặt trên hai ổ đỡ nên các

cổ trục phải chịu sự mài mòn do ma sát với bạc trục Sau một thời gian làm việccác cổ trục sẽ bị mòn Nếu các cặp ma sát (cổ trục và bạc trục)được thiết kếkhông đảm bảo và hệ thống làm mát không tốt thì cổ trục sẽ bị mòn nhanh nhất

là khi tải trọng bên ngoài thay đổi

Tác hại :

Làm kích, hình dáng của cổ trục bị thay đổi, tăng tốc độ mài mòn làm chokhe hở lắp ghép với bạc trục tăng, dẫn đến độ gãy khúc và độ lệch tâm vượt quagiới hạn cho phép, hệ trục bị dao động mạnh

1.4.1.2 Trên trục xuất hiện các vết nứt

Nguyên nhân :

Nguyên nhân chủ yếu thường là do trục bắt đầu bị mỏi :

Sự tập trung ứng suất do kết cấu gây nên (góc lượn, rãnh then), hoặc do chấtlượng chế tạo xấu (vết xước do gia công, kỹ thuật nhiệt luyện kém )

Sử dụng không đúng kỹ thuật ( ổ trục điều chỉnh không đúng, khe hở cầnthiết quá nhỏ…)

Phá hỏng các gối đỡ, ống bao trục làm hư hại nghiêm trọng cho hệ trục.

Hệ trục không thể làm việc được

1.4.1.5 Bề mặt lắp ghép giữa côn trục và moay ơ bị gỉ

1.4.2.1 Cổ trục bị mòn ,xước

- Nguyên nhân :

Trục trung gian trong quá trình làm việc được đặt trên một ổ đỡ trượtbằng hợp kim babít nên cổ trục chịu sự mài mòn do ma sát với bạc trục Sau mộtthời gian làm việc các cổ trục sẽ bị mòn Nếu chất lượng dầu bôi trơn khong tốt,điều kiện làm mát không đảm bảo cổ trục sẽ bị mòn nhanh

- Tác hại :

Làm kích thước, hình dáng của cổ trục bị thay đổi, tăng tốc độ mài mòn,

độ gãy khúc và độ lệch tâm tăng

1.4.2.2 Trên trục xuất hiện các vết nứt

- Nguyên nhân :

Nguyên nhân chủ yếu thường là do trục bắt đầu bị mỏi :

Sự tập trung ứng suất do kết cấu gây nên, do chất lượng chế tạo kém

Sử dụng không đúng kỹ thuật ( ổ trục điều chỉnh không đúng, khe hở cầnthiết quá nhỏ )

-Điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo :

-Vật liệu chế tạo là :KALBC3

Chân vịt là khâu quan trọng của hệ trục, tạo ra lực đẩy cần thiết để đẩy tàu

đi theo vận tốc yêu cầu Thường xuyên phải làm việc trong môi trường nướcbiển, dễ bị va chạm với những vật cứng khác Với những chân vịt vòng quay cao

có thể bị ăn mòn do hiện tượng xâm thực

Do khuyết tật khi chế tạo

Va chạm khi hoạt động ( va vào đá ngầm …)

- Tác hại :

Làm giảm hiệu suất đẩy

1.4.3.4 Rãnh then của chân vịt bị dập

1.4.5 Then trục chân vịt, then bích nối

- Điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo :

- Tác hại :

Làm chân vịt hoặc bích nối bị lắc trong quá trình làm việc, gây ra rungđộng mạnh

1.4.6 Ổ đỡ chân vịt

- Điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo :

- Vật liệu chế tạo : nhựa tổng hợp, cao su

Thường xuyên chịu tải trọng tĩnh và tải trọng động do hệ trục gây ra

1.4.6.1 Ổ đỡ chân vịt bị mòn

- Nguyên nhân :

Ổ đỡ trục chân vịt trong quá trình làm việc phải chịu sự mài mòn do masát với cổ trục Sau một thời gian làm viêc các ổ đỡ sẽ bị mòn Nếu các cặp masát (cổ trục và bạc trục) được thếit kế không đảm bảo và hệ thống làm mátkhông tốt thì cổ trục sẽ bị mòn nhanh nhất là khi tải trọng bên ngoài thay đổi

- Tác hại :

Làm kích thước, hình dáng của ổ trục bị thay đổi, tăng tốc độ mài mòndẫn đến khe hở lắp ghép tăng làm cho độ gãy khúc và độ lệch tâm vượt qua giớihạn cho phép, hệ trục bị dao động mạnh

Thường xuyên chịu tải trọng tĩnh và tải trọng động do hệ trục gây ra

1.4.7.1 Ổ đỡ trục trung gian bị mòn xước

- Tác hại :

Làm kích thước, hình dáng của ổ trục bị thay đổi, tăng tốc độ mài mòndẫn đến khe hở lắp ghép tăng làm cho độ gãy khúc và độ lệch tâm vượt qua giớihạn cho phép, hệ trục bị dao động mạnh

- Điều kiện làm việc ,vật liệu chế tạo :

Cụm kín ống bao luôn phải chịu ma sát lớn khi làm việc trực tiếp tiếp xúcvới nước làm mát, cao su

Lắp bạc

Hình 4.1: Qui trình lắp ráp hệ trục.

4.1.1 Yêu cầu chung trong quá trình lắp ráp.

4.1.1.1.- Yêu cầu về công tác chuẩn bị.

- Phải có đầy đủ bản vẽ, thuyết minh để thực hiện qui trình lắp ráp,trong đó phải có đầy đủ bản vẽ lắp và bản vẽ kết cấu

- Các chi tiết phải được sửa chữa đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật

- Nguyên vật liệu (dầu, mỡ, giẻ lau…) được chuẩn bị đầy đủ và phù hợpvới các bước công việc

- Đã hoàn thành cơ bản về sửa chữa vỏ tàu Tuyệt đối không gây chấnđộng trong quá trình thi công

- Tàu phải hoàn toàn cân bằng trên triền đà : cân bằng ngang sai lệchkhông vượt quá ± 2 (mm), cân bằng dọc sai lệch không vượt quá ±3(mm)

4.1.1.2 - Yêu cầu đối với công nhân.

Lắp ống bao

Lắp trục chong chóng

- Là người được đào tạo đúng ngành nghề, được cấp thẻ an toàn.

- Được quản đốc phân công

- Phải ghi chép toàn bộ số liệu vào sổ theo dõi sản phẩm của phânxưởng

- Tuân thủ qui trình lắp ráp được đặt ra

- Đảm bảo những nguyên tắc về phòng chống cháy nổ

4.1.1.3 - Đối với máy móc và thiết bị sử dụng trong quá trình lắp ráp.

- Các thiết bị nâng, hạ, vận chuyển… phải được kiểm tra kỹ lưỡng vàđảm bảo tuyệt đối an toàn

- Các thiết bị phục vụ cho quá trình định tâm lại hệ trục phải đầy đủ,đảm bảo độ chính xác và tin cậy

4.1.2 Các nguyên công lắp ráp hệ trục.

4.1.2.1 - Nguyên công 1 : Định tâm hệ trục theo máy chính.

a) Yêu cầu kỹ thuật :

- Phải chuẩn bị đầy đủ dụng cụ cho quá trình định tâm : ống ngắm trênmặt bích động cơ, các đích ngắm…

- Sau khi định tâm thì tâm của hệ trục trùng với tâm của máy chính.b) Chọn dụng cụ :