Đồ án thiết kế hệ động lực chính

Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Chương 1: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ ĐỘNG LỰC 1.1/ Khảo sát đặt tính kỹ thuật cần thiết tàu mẫu 1.1.1 Chọn tàu mẫu a/ Phân tích đặc tính tàu mẫu - Chế độ chạy tự do: Tàu trạng thái xuất bến với 0% hàng 100% dự trữ Chế độ hoạt động trạng thái tàu chạy với vận tốc tự do, sức cản tàu lớn - • • • • nhất, chân vịt chạy chế độ tự Chế độ chạy nặng tải: + Ở chế độ chân vịt phải làm việc điều kiện nặng tải, sức cản tác dụng lên thân tàu lớn, cộng thêm sức cản lưới khai thác(đối với trạng thái 5) + Các trạng thái mà tàu phải chạy chế độ nặng tải: Trạng thái tàu có 100% lượng hàng, 10% trữ nhiên liệu Trạng thái tàu 20% hàng ,10% trữ nhiên liệu, lưới ướt Trạng thái tàu thu mẻ 0,5 cá, 25% trữ nhiên liệu, lưới ướt Trạng thái tàu thu lưới hướng ngang tàu, 25% trữ nhiên liệu b/ Chọn tàu mẫu Trên sở phân tích đặc tính làm việc tàu mẫu, em đưa phương án thiết kế cho đề tài em giao mô hình tham khảo từ tàu mẫu Tàu mẫu tham khảo đề tài em tàu cá, mang số hiệu TC001-ĐNA công ty thiết kế tàu thủy “ Tân Tiến Phong “ thiết kế, lưu trữ cục khai thác bảo vệ nguồn lợi thủy sản Đà Nẵng Bảng 1.1: So sánh tàu tham khảo tàu thiết kế STT Thông số Tàu mẫu Tàu thiết kế So sánh 10 11 N (CV) Lpp (m) Btk (m) D (m) d (m) Cb Lượng chiếm nước (T) 840 19,5 6,5 2,95 2,32 0,7 211 800 17.5 5.8 2.6 0.69 143.6 4% 10% 11% 12% 14% 1% 30% SVTH: Lê Anh Nam Đồ án thiết kế hệ động lực tàu 14 GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Vùng hoạt động Cấp I Cấp I Cùng Như vậy, theo phân tích em chọn tàu mẫu có thông số nêu 1.1.2/ Phân tích bố trí hệ động lực tàu mẫu Tàu mẫu chọn phương án bố trí hệ động lực phía đuôi tàu a/ Ưu điểm: -Đảm bảo tính liên tục tàu bố trí khoang để hầm cá , hầm đá ,phụ tùng thiết bị không gián đoạn sức chở - Bố trí hệ trục ngắn làm giảm tổn hao hiệu suất nâng cao công suất có ích -Tàu phục vụ mục đích đánh cá nên làm tăng khả khai thác tàu trường hợp kéo thả lưới, thu lưới thu gom cá - Nâng cao lợi ích kinh tế giảm giá thành hệ trục b/ Nhược điểm: - Ổn định dọc tàu hệ trục máy nằm phía đuôi tàu cân dọc tàu - Tầm nhìn quan sát thuyền trường giảm có phát sinh khoảng cách từ lầu lái phái đuôi tới mũi tàu - Tàu đóng vỏ gỗ nên kết cấu có độ bền thấp nên phải gia cường mạnh phía đuôi tàu để đảm bảo sức bền cho tàu hoạt động -Khả sinh tồn tàu giảm trường hợp tàu 1máy hệ trục có sư cố mà ko khắc phục tàu khó vượt qua hạn chế lớn trình khai thác tàu mẫu cần khắc phục 1.2/ Phân tích phương án bố trí hệ động lực 1.2.1/ Các phương án bố trí hệ động lực Có phương án bố trí hệ động lực: bố trí phía mũi, lái đuôi - Phương án 1: Bố trí phía lái  Ưu điểm: Hệ trục ngắn, thuận tiện gia công lắp ráp tận dụng dung tích khoang chứa Vì thường bố trí cho tàu chở hàng rời đồng như: chở dầu, than, quặng, container… SVTH: Lê Anh Nam Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Nhược điểm: Diện tích buồng máy chật hẹp, khó bố trí trang thiết bị, cân  dọc khó tượng dao động cộng hưởng dễ xảy máy chân vịt, khó quan sát điều khiển tàu cabin máy lái nằm buồng máy - Phương án 2: Bố trí phía mũi  Ưu điểm: Quan sát điều khiển tàu dễ hơn, áp dụng cho tàu lai dắt, tàu đẩy tàu đánh cá có boong thao tác phía đuôi tàu  Nhược điểm: Hệ trục dài dài dẫn đến gia công, lắp ráp phức tạp Hệ trục phải qua nhiều khoang hàng vách ngăn choán dung tích khoang hàng, khó bố trí kiểm tra trình vận hành Cân dọc tàu khó - Phương án 3: Bố trí  Ưu điểm: Buồng máy giừa dung hòa nhược điểm nêu trên, việc cân  tàu dễ dàng Thường áp dụng cho tàu chở hàng khô hỗn hợp Nhược điểm: Hệ trục phải qua khoang hàng, choán chỗ, phân chia khoang khó hơn, bóc xếp hàng phiền phức b/ Lựa chọn phương án bố trí buồng máy cho tàu thiết kế  Vậy theo yêu cầu tàu thiết kế, phạm vi áp dụng phương pháp bố trí hệ động lực Em chọn phương án bố trí hệ động lực nằm phía lái tàu 1.2.2/ Phân khoang a) Xác định khoảng sườn Khoảng cách sườn tính theo Quy phạm, sau: - Khoảng cách sườn ngang (s) tính theo công thức sau đây: a ≥ L + 20 = 375 (mm) Với: L = 17,5 (m), chọn a = 400 (mm) - Khoảng cách dầm dọc tính theo điều 5.2.2 Quy phạm: S = 550 +2.L = 550+2.17,5 = 585 (mm) Chọn s = 600 (mm) b) Tiến hành phân khoang Trên sở khoảng cách sườn tính toán, chia chiều dài tàu thành khoảng sườn thực, với khoảng cách sườn khu vực sau: - Chiều dài khoang đuôi: Lđ = 2,8 (m) ( từ sườn đến sườn ) SVTH: Lê Anh Nam Đồ án thiết kế hệ động lực tàu - - - GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Chiều dài khoang máy: Lmc = 4,8 (m) ( từ sườn đến sườn 19 ) Chiều dài khoang mũi: 5%L < Lm < 5%L+3,05 (m) Với L=17,5 (m), chọn chiều dài khoang mũi: Lm = 1,2 (m) Như vậy, chiều dài khoang cá khoang đá, còn: Lcd=Ltk-Lm-Lmc-Lđ=17,5-1,2-2,8-4,8=8,8(m) Chiều dài khoang cá: bố trí khoang cá + Khoang cá: 3,6(m) khoang Khoang cá ( từ sườn 19 đến sườn 28 ) Khoang cá ( từ sườn 32 đến sườn 41 ) + Khoang đá: 1,6(m) ( từ sườn 28 đến sườn 32 ) Khoang mũi: 1,2(m) ( từ sườn 41 đến sườn 44 ) 1.3/ Bố trí sơ hệ động lực Phát thảo sơ vị trí đặt máy – hệ trục: - Sơ đồ phân khoang: - Bố trí sơ buồng máy: SVTH: Lê Anh Nam GVHD: Nguyễn Tiến Thừa 1350 1100 815 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu 210 383 1710 160 1990 1165 6500 100 120 3437 1100 1895 497 SVTH: Lê Anh Nam 704 461 303 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Chương 2: TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ ĐỘNG LỰC CHÍNH 2.1/ Tính lực cản 2.1.1/ Lựa chọn phương pháp tính Phương pháp lựa chọn: Oortsmersena Phạm vi áp dụng: sử dụng cho tàu cá tàu chạy nhanh Nội dung phương pháp: - Sức cản tàu cá chạy kéo lưới tính theo phương pháp Oortsmerssen: [CT8- 61; tr463; 4] Trong đó: + Chiều dài tính toán: + Hệ số Do nên tính theo: với: lcb :Tâm thân tàu với tàu CB > 0.65 tính theo công thức bề thử Wagerningen : • Với : góc vào nước: • Hệ số di,0…di,11: SVTH: Lê Anh Nam Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa I di,0 di,1 di,2 di,3 di,4 di,5 di,6 79,32134 -0,09287 -0,00209 -246,459 187,1366 -1,42893 0,11898 6714,884 19,83 2,66997 -19662 14099,9 137,3361 -13,3694 -908,444 2,52704 -0,35794 755,1866 -48,9395 -9,86873 -0,77652 3012,15 2,71437 0,25521 -9198,81 6886,6 -159,927 16,2362 di,7 di,8 di,9 di,10 di,11 0,15727 -0,00064 -2,52862 0,50619 1,62851 -4,49852 0,021 216,4492 -35,076 -128,725 3,7902 -0,01879 -9,24399 1,28571 250,6491 -0,82014 0,00225 236,38 -44,1782 207,256 • Sau tính ta có bảng hệ số Ci;i=1,2,3,4: + : tính theo công thức sau: • • • • • Với: Hệ số SVTH: Lê Anh Nam Đồ án thiết kế hệ động lực tàu • Số Froude tàu: GVHD: Nguyễn Tiến Thừa [CT8- 30; tr450; 4] Gia tốc trọng trường + Hệ số sức cản ma sát tính theo ITTC-57: với: Số Reynol:Re = v.LD/ Độ nhớt động học nước biển 21,11oC: m2/s-1) + : Hệ số sức cản ma sát bổ sung • cho tàu vỏ gỗ • cho bánh lái đó: cho ky đứng cho không khí + : mật độ nước biển 70oF , + Diện tích mặt ướt tàu tính theo : Cho dải vận tốc kéo lưới tàu công suất kéo theo bước sau: B1: Cho dải vận tốc kéo lưới B2: Tính B3: Tính số Froude B4: Tính ta thực tính sức cản tàu kéo lưới SVTH: Lê Anh Nam Đồ án thiết kế hệ động lực tàu B5,…,B8: Tính giá trị GVHD: Nguyễn Tiến Thừa B9,…B12: Tính giá trị ( bảng - 3) B13: Tính tổng B14: Tính số Reynol:Re = v.LD/ Tính hệ số sức cản ma sát B16: Tính hệ số sức cản ma sát bổ sung B17: Tính tổng hệ số sức cản ma sát B18: Tính sức cản sóng tàu B19: Tính sức cản ma sát tàu B20: Tính sức cản toàn tàu kéo lưới sức cản ma sát tàu với RW; Rf sức cản song B21: Tính công suất kéo lưới 2.1.2/ Tiến hành tính toán Vận tốc kéo yêu cầu : Vk = (hl/h) Với Ld = 17,5 (m) T T Đại lượng tính Vận tốc tàu (hl/h) Vận tốc tàu (m/s) Số Froude (-) Fr-2 f1 f2 SVTH: Lê Anh Nam Ký hiệu Giá trị tính Vs 10 V 3.084 3.598 4.112 4.626 5.14 Fr Fr-2 f1 f2 0.235 18.05 0.58 0.01 0.275 13.26 0.67 0.03 0.314 10.15 0.74 0.06 0.353 8.02 0.79 0.11 0.392 6.50 0.82 0.17 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu 10 11 12 f3 f4 C1 C2 C3 C4 f3 f4 C1 C2 C3 C4 13 14 15 GVHD: Nguyễn Tiến Thừa 0.0024 0.01 -0.00492 0.40 -0.19 0.16 0.0064 0.0114 0.0160 0.03 0.06 0.11 -0.00492 -0.00492 -0.00492 0.40 0.40 0.40 -0.19 -0.19 -0.19 0.16 0.16 0.16 0.0196 0.17 -0.00492 0.40 -0.19 0.16 55054575 0.00228 0.0109 6423033 0.00222 0.0301 7340610 0.00218 0.0570 8258186 0.00214 0.0888 9175762 0.00211 0.00037 0.00037 0.00037 0.00037 0.00037 0.0009 Số Renol Cf Re Cf 16 17 Cf + Cf + 0.00265 0.00259 0.00255 0.00251 0.00248 Lực cản 18 sóng (KG) Rw 129.95 1571.48 4322.96 8184.50 12744.41 Lực cản 19 ma sát (KG) Rf 176.52 235.53 302.44 377.14 459.53 Lực cản 20 tổng cộng (KG) RT 306.47 1807.00 4625.40 8561.64 13203.94 Lực cản 21 tổng cộng (KG) RT 30.65 180.70 462.54 856.16 1320.39 Lực cản 22 tổng cộng 18070.0 46253.9 85616.3 132039.4 (KN) Rt 3064.66 CS kéo 23 lưới (CV) EHP 12.60 86.69 253.60 528.08 904.91 Để tính sức cản tàu kéo lưới, công suất kéo cho dải vận tốc kéo lưới tàu vs (hl/h) Bảng tính 2.1: Bảng tính sức cản công suất máy * Giải thích số liệu tính toán: Theo bảng số liệu tính toán ta thấy: SVTH: Lê Anh Nam 10 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa 3.2.6 Cụm kín ống bao - Cụm kín ống bao có nhiệm không cho nước từ ống bao trục rò rỉ vào bên tàu Cụm kín ống bao đoạn kéo dài phía mũi ống bao trục kết cấu tách rời gắn liền với đầu phía mũi ống bao trục bulông Cụm kín ống bao gắn đầu ống bao phải có điều kiện để với tay trình vận hành Kết cấu cụm kín ống bao hình – Hình – Kết cấu cụm kín ống bao - Chiều dài phần đệm kín: chọn L = 170(mm) - Khe hở lắp ráp áo trục với chi tiết cụm kín ống bao tra theo với đường kính áo trục Da = 122(mm)  = 5+0,4(mm) 3.2.7 Ổ đỡ trục phanh trục chân vịt - Ổ đỡ chặn lực đẩy chân vịt ổ lăn ổ trượt Loại ổ lăn thường áp dụng cho tàu nhỏ, trục nhỏ có tốc độ quay cao Với máy có công suất nhỏ ổ đỡ chặn bố trí hộp số Chọn ổ đỡ trục chân vịt ổ lăn Nhiệm vụ chủ yếu ổ lăn chặn lực đẩy chân vịt truyền ngược lại cho máy Kết cấu ổ đỡ trục chân vịt hình – SVTH: Lê Anh Nam 32 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Hình – Kết cấu ổ chặn lực đẩy chân vịt - Phanh hệ trục tàu có nhiệm vụ hãm hệ trục lại trường hợp thân hệ trục hay ổ đỡ, máy có cố đồng thời giảm quán tính quay hệ trục dừng máy Kết cấu phanh hệ trục hình – 10 Hình - 10 Kết cấu phanh hệ trục tàu SVTH: Lê Anh Nam 33 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa 3.3 Phân tích bố trí hệ trục 3.3.1 Điều kiện làm việc hệ trục - Hệ trục làm việc điều kiện phức tạp Một đầu hệ trục nối với máy – chịu tác động trực tiếp momen xoắn từ máy chính, đầu mang chân vịt chịu trực tiếp momen cản chân vịt - Sự uốn chung vỏ tàu dẫn đến uốn trục 3.3.2 Số lượng hệ trục tàu - Tàu bố trí hệ trục - Các hệ trục bố trí đối xứng phía so với đường tâm dọc tàu Các máy bố trí song song - Chiều quay chân vịt ngược chiều nhau, nhìn từ lái mũi tàu chân vịt thường quay theo chiều từ mạn vào tìm tàu, cụ thể: chân vịt trái quay theo chiều kim đồng hồ chân vịt bên phải quay theo chiều ngược kim đồng hồ 3.3.3 Góc nghiêng hệ trục - Hệ trục lắp nghiêng dọc với góc ∝ = 0o - Nghiêng ngang với góc tin cậy lâu dài 10 – 15 độ - Lắc ngang với góc tin cậy 30 – 40 độ 3.3.4 Chiều dài hệ trục Do buồng máy bố trí phía lái nên hệ trục ngắn, thuận lợi việc gia công lắp ráp tận dụng dung tích khoang chứa 3.3.5 Số lượng ổ đở bố trí ổ đỡ hệ trục - Ổ đở bố trí gần vách ngang, đà ngang đáy để tránh trường hợp ổ đở bị xê dịch đường trục ổn định tác động uốn cục vỏ tàu - Số ổ đở chọn tàu thiết kế: ổ đở ổ sát vách buồng máy, ổ sát vách đuôi 3.4 Tính toán kiểm tra sức bền hệ trục SVTH: Lê Anh Nam 34 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa 3.4.1 Tính bền trục chân vịt - Coi trục chân vịt dầm nằm tự gối đỡ (trong ống bao trục), đầu công sôn treo chân vịt chịu tải trọng sau: mômen xoắn từ máy M x, mômen uốn trọng lượng chân vịt Pv, lực đẩy chân vịt T, trọng lượng đơn vị q phân bố chiều dài trục - Nếu tính sức bền trục chân vịt theo sơ đồ tính toán cho toàn hệ trục không thuận lợi phức tạp sơ đồ tính toán hình – 11 đủ để đảm bảo Mặt cắt nguy hiểm trục chân vịt cần kiểm tra sức bền nơi tập trung mômen uốn tối đa Mặt cắt qua tính toán khảo sát thực tế nhiều tàu thường nằm gần gối đỡ cuối phía lái trục chân vịt gối GCV lp T R0 M0 l0 q l1 R1 RB M1 MB l2 Hình - 11 Sơ đồ tính sức bền trục chân vịt Vì để đơn giản hóa tính toán đảm bảo đủ độ tin cậy cần khảo sát riêng phần trục chân vịt hình - 11 kể trục chân vịt tựa gối Trong tính toán giả thiết trục có tiết diện suốt chiều dài (bỏ qua cổ trục áo trục không tham gia vào sức bền trục) Ngoài thực tế cho thấy ứng suất uốn trọng lượng chân vịt trọng lượng thân trục ứng suất uốn bổ sung lắp ráp không đáng kể so với ứng suất chung trục chân vịt Cho nên để đơn giản hóa tính toán mà đủ độ xác người ta bỏ qua tính ứng suất uốn u mà thay vào hệ số kể đến ứng suất uốn e = 1,02÷1,06 chọn e = 1,04 (lấy giá trị trung bình) Công thức tính ứng suất chung tổng hợp cho trục chân vịt: đó: + Hệ số ứng suất uốn: e = 1,04 SVTH: Lê Anh Nam 35 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa + Ứng suất nén: với: Lực đẩy chân vịt: T =2724,31 (KG) Đường kính chân vịt: dv = 10(cm) Hệ số trục rỗng: m = 0(do trục đặc)    + Ứng suất xoắn: đó:     Công suất truyền đến trục chân vịt: N = PD = 353,9(CV) Số vòng quay trục chân vịt: n = 428,6(v/p) Đường kính trục chân vịt: dv = 10(cm) Hệ số trục rỗng: m = Vậy ứng suất chung tổng hợp cho trục chân vịt: Hệ số dự trữ bền: Với: + Giới hạn nóng chảy vật làm trục: chọn: + Hệ số dự trữ bền cho phép trục chân vịt: [K] = 2,8÷5,8 Kết luận: Vậy trục đủ bền 3.4.2 Áp lực gối trọng lượng thân trục - Áp lực bạc đỡ trọng lượng thân trọng lượng thân trục tính theo: đó: SVTH: Lê Anh Nam 36 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa + Chiều dài tối đa của nhịp trục: chọn L = 200(cm) + Diện tích mặt cắt ngang trục: + Đường kính chân vịt: dv = 10(cm) + Trọng lượng riêng vật liệu trục: Vậy áp lực bạc đở trọng lượng thân trục gây có giá trị: 3.4.3 Ứng suất uốn trọng lượng thân trục − Mômen uốn trọng lượng thân trục tính theo công thức sau: đó: + Trọng lượng đơn vị phân bố chiều dài trục + Chiều dài của nhịp trục: L = 300(cm) − Ứng suất uốn trọng lượng thân trục tính theo công thức sau: 3.4.4 Số vòng quay giới hạn cho dao động riêng − Tần số dao động uốn riêng hệ trục nằm nhiều điểm tựa trước hết phụ thuộc vào tải trọng tập trung đầu công sôn chủa hệ trục tàu, trọng lượng chân vịt đầu công sôn phía lái hệ trục tàu − Số vòng quay giới hạn hệ trục tính theo: Trong đó: SVTH: Lê Anh Nam 37 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa + Modun đàn hồi vật liệu: E = 2,1.106(kG/cm2) + Momen quán tính tiết diện trục: + Gia tốc trọng trường: g = 981(cm/s2) + Trọng lượng đơn vị phân bố chiều dài trục: q = 0,62(kG/cm) + Chiều dài của nhịp trục:L = 200(cm) Ta thấy số vòng quay trục chân vịt n = 429(v/p) < n k = 30455(v/p) thỏa mãn điều kiện tần số dao động riêng hệ trục 3.4.5 Ổn định hệ trục tác dụng lực đẩy chân vịt − Ta kiểm nghiệm ổn định dọc hệ trục theo công thức Euler trạng thái tĩnh Trị số lực dọc trục cho phép lớn lực đẩy chân vịt − Lực dọc trục cho phép tính theo: Trong đó: + Modun đàn hồi vật liệu: E = 2,1.106(KG/cm2) + Momen quán tính tiết diện trục: J = 500(cm4) + Chiều dài của nhịp trục: l = 200(cm) + Hệ số dự trữ bền: chọn K = 2,5 + Số vòng quay trục chân vịt: n = 428(v/p) + Số vòng quay giới hạn hệ trục: nk = 30455 (v/p) + Lực đẩy chân vịt: T = 2724,31(kG) 3.4.6 Tính áp lực riêng gối đỡ hệ trục tàu Áp lực riêng gối đỡ hệ trục không Áp lực lớn tập trung gối đỡ cuối trục chân vịt trực tiếp chịu tải trọng uốn trọng lượng chân vịt, gối đỡ trung gian phía mũi tàu nhẹ tải Áp lực gối đỡ ảnh hưởng đến tốc độ mài mòn bạc đỡ, dẫn đến sai lệch đường tim hệ trục Sơ đồ tính toán hệ trục tàu: SVTH: Lê Anh Nam 38 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GCV lp T l0 SVTH: Lê Anh Nam R0 M0 GVHD: Nguyễn Tiến Thừa q l1 R1 RB M1 MB l2 39 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa + Chiều dài trục chân vịt: + Chiều dài đoạn trục: Các chiều dài lo, l1, l2 lp tính dựa theo thực tế ( tàu mẫu ) Với thông số từ tàu mẫu: dcv = 160 (cm) + Trọng lượng đơn vị phân bố chiều dài trục: q = 62(kG/cm) + Khối lượng chân vịt: G = 313,88(KG) a Tính momen gối đỡ + Momen uốn gối đỡ gần trục chân vịt: xét đoạn trục lo + Phương trình momen cho nhịp nhịp 2: + Phương trình góc xoay ngàm B: Giải phương trình (a), (b) ta kết quả: b Tính phản lực gối đỡ + Tại gối đỡ 0: SVTH: Lê Anh Nam 40 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa + Tại gối đỡ 1: + Tại ngàm B: Kiểm tra lại tổng phản lực gối đỡ: Tổng trọng lượng chân vịt trọng lượng thân trục: nên kết tính c Tính áp lực gối đỡ Thực chất trục không tựa hoàn toàn toàn diện tích hình chiếu bạc đỡ nên lấy giảm 10% so với diện tích thực tế Diện tích hình chiếu bạc đỡ: + Gối 0: + Gối 1: Áp lực gối sau: + Gối 0: + Gối 1: Đối với cao su pha kim loại SVTH: Lê Anh Nam nên gối đỡ bền 41 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Vậy gối đỡ bền SVTH: Lê Anh Nam 42 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Chương TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ ( Hệ thống bôi trơn ) 4.1 Tính chọn phần tử hệ thống - - - Hành trình hoạt động vùng biển hạn chế cấp I với khoảng cách không 200 hải lý, thời gian hoạt động tàu khoảng ngày/ tháng ( 288 h ) Hệ thống bôi trơn tàu có nhiệm vụ như: + Bôi trơn bề mặt ma sát + Làm mát ổ trục + Tẩy rửa bề mặt ma sát + Bao kín bùn cháy Chọn phương pháp bôi trơn: “ Bôi trơn cưỡng “ te khô với phận như: thùng dầu ( te dầu ), bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát dầu, đường ống dẫn dầu, đồng hồ đo áp suất dầu, đồng hồ đo nhiệt độ dầu Nguyên lý bôi trơn: “ Bôi trơn kiểu áp lực “ 4.1.1 Tính toán hệ thống a Tính toán bơm dầu nhờn: • Lượng dầu nhờn động phụ thuộc vào nhiệt lượng động truyền cho • Lượng nhiệt mà động truyền cho dầu nhờn, là: Với: + qd: 0,07 – 0,08 phần trăm nhiệt mà dầu nhờn mang + Nhiệt lượng nhiên liệu cháy tỏa (s) ( kJ/s ) ge: 191(g/kW.h) suất tiêu hao nhiên liệu động Ne: 294 (kW) công suất có ích động QH: 41135 (kJ/kG) nhiệt lượng thấp nhiên liệu • Lượng dầu tuần hoàn lý thuyết: SVTH: Lê Anh Nam 43 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa ρd: 900(kG/m3) khối lượng riêng dầu nhờn Cd: 2,094 (kJ/kg.độ) tỷ nhiệt dầu ∆td: 10 – 15 (độ) độ chênh nhiệt độ dầu động • Lưu lượng dầu tuần hoàn thực tế: • Lượng dầu bơm cung cấp để tạo tuần hoàn dầu, là: • Công suất tiêu tốn để dẫn động bơm: b Tính toán két làm mát dầu nhờn: • Tính toán két làm mát dầu để xác định diện tích làm mát ( diện tích tiếp xúc với môi chất làm mát ) két ( Fk ) m2 • Diện tích làm mát tính theo phương trình truyền nhiệt: Cd: 2,094 (kJ/kg.độ) tỷ nhiệt dầu ρd: 900 (kG/m3) khối lượng riêng dầu nhờn Vd: 0,00272 (m3/s) lưu lượng dầu tuần hoàn lý thuyết ∆td: 10 – 15 (độ) độ chênh nhiệt độ dầu động tdtb: 75 – 90 (độ) nhiệt độ trung bình dầu két tmtb: 70 – 85 (độ) nhiệt độ trung bình nước làm mát SVTH: Lê Anh Nam 44 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Kd: 115 – 350 (W/m2.độ) 4.2 Phân tích bố trí phần tử hệ thống SVTH: Lê Anh Nam 45 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa KẾT LUẬN Các thông số tàu thiết kế thõa mãn yêu cầu quy phạm Thỏa mãn tính hàng hải tàu : Tính nổi, cân - ổn định tàu … Đề tài phần thiết kế riêng “ Thiết kế hệ động lực ” Trong giới hạn tìm tòi, học hỏi em em nghĩ đề tài làm dù có hoàn thiện đến đâu chưa đạt đến mức tối ưu thiết kế kỹ thuật, em mong khoá sau, thầy cô giúp cho sinh viên nghiên cứu, hướng dẫn sinh viên tính toán thiết kế tối ưu đề tài mà em làm, hi vọng đề tài ứng dụng thực tế, giúp ích cho ngành đóng tàu Trong trình làm đồ án, xin cảm ơn thầy cô dẫn, cho mượn tài liệu, ân cần hướng dẫn để truyền đạt kiến thức cho em làm tốt SVTH: Lê Anh Nam 46 [...]... dài củ chân vịt SVTH: Lê Anh Nam 20 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa = 313,88(kG) SVTH: Lê Anh Nam 21 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Chương 3: THIẾT KẾ HỆ TRỤC 3.1 Lựa chọn kết cấu và xác định kích thước cơ bản của hệ trục Tàu thiết kế có 2 chân vịt nên có 2 hệ trục trên tàu Vị trí buồng máy được bố trí ở đuôi tàu nên hệ trục thường ngắn nên chỉ có trục chân... số sử dụng cho động cơ YC6T400C SVTH: Lê Anh Nam 11 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Tên gọi KMH61A Hộp số thủy lực 78kG 3.43 428 Kiểu hộp số Trọng lượng Tỉ số truyền Tốc độ quay của trục chân vịt Chiều quay hộp số SVTH: Lê Anh Nam Cùng chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ 12 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa 2.2) Thiết kế chân vịt Thiết kế chân vịt theo... là chặn lực đẩy chân vịt truyền ngược lại cho máy Kết cấu của ổ đỡ trục chân vịt như hình 3 – 9 SVTH: Lê Anh Nam 32 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Hình 3 – 9 Kết cấu ổ chặn lực đẩy chân vịt - Phanh hệ trục tàu có nhiệm vụ hãm hệ trục lại trong trường hợp bản thân hệ trục hay ổ đỡ, máy chính có sự cố đồng thời giảm quán tính quay của hệ trục khi dừng máy Kết cấu của phanh hệ trục... (tấn) (CV) (v/p) (Hl/h) 2.2.2/ Thiết kế sơ bộ chân vịt a/ Chọn sơ bộ và tính toán các thông số của chân vịt - Số lượng chân vịt: Zp=2 - Series chân vịt: chân vịt nhóm B-Wageningen - Số cánh chân vịt: 4 - Profil cánh: dạng profil cánh máy bay - Vật liệu chế tạo: đồng thau - Đồ thị sử dụng: Taylor b/ Tính toán các thông số của chân vịt: SVTH: Lê Anh Nam 13 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến... Kết cấu của phanh hệ trục như hình 3 – 10 Hình 3 - 10 Kết cấu phanh hệ trục tàu SVTH: Lê Anh Nam 33 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa 3.3 Phân tích bố trí hệ trục 3.3.1 Điều kiện làm việc của hệ trục - Hệ trục làm việc trong điều kiện phức tạp Một đầu hệ trục nối với máy chính – chịu tác động trực tiếp của momen xoắn từ máy chính, đầu kia mang chân vịt và chịu trực tiếp momen cản... Bảng 2.7 Kết quả tính toán chân vịt khi hoạt động ở vận tốc tự do STT 1 2 3 4 5 6 7 8 Ký hiệu Vs Va=Vs.(1-w) Bp δopt ( đồ thị ) δ=0,95.δopt D H/D ( đồ thị ) ηp ( đồ thị) 9 T 10 Te = T(1-t) 11 Te ( 2 CV ) Kết quả 8.2 6.56 73.14 340 323 1.51 0.51 0.48 3770.6 7 2724.3 1 5448.6 1 Đơn vị hl/h hl/h m KG KG KG c/ Kiểm tra tính sủi bọt theo tiêu chuẩn Burrill SVTH: Lê Anh Nam 17 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu... củ: lh = 0,25.D = 0,377 (m) Chiều dài mủ củ: l2 = dh = 0,241 (m) Độ côn trong: k = 1/15 Bán kính góc lượn cánh ( đầu nhỏ củ ): R1 = 0,03.D = 0,045 (m) SVTH: Lê Anh Nam 19 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa - Bán kính góc lượn cánh ( đầu lớn củ ): R2 = 0,035.D = 0,053 (m) Bảng 2.8 Đường bao cánh chân vịt nhóm B.4, tính bằng % so với br0,6 r/R 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 b 76,8... Trục chân vịt 7 Chân vịt Hình 2.2: Hệ động lực chính SVTH: Lê Anh Nam 14 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa - Tính toán công suất dẫn đến trục chân vịt: + Công thức tính: PD = ηB.ηS ηhs.PE Trong đó: ηB = 0,97 : hiệu suất gối đỡ ηS = 0,95 : hiệu suất đường trục ηhs = 0,96 : hiệu suất hộp số thủy lực PE = 400: công suất của máy (CV) + Tính toán: PD = 0,97.0,95.0,96.400 = 353,856 (CV).. .Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Khi tàu kéo lưới ở vận tốc kéo thiết kế là Vk, thì máy chính sẽ trích 1 phần nhỏ công suất của máy để duy trì vận tốc kéo của tàu ( chống lại sức cản vỏ tàu ), phần công suất còn lại của máy sẽ được chuyển thành lực để kéo lưới Để trực quan cho những giải thích trên ta có thể xem đồ thị sức cản và công suất kéo của... động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Hệ số mặt đĩa đã chọn chỉ phù hợp cho giả thuyết ban đầu khi chưa đủ đặc trưng hình học của chân vịt Như vậy, để tránh sủi bọt và khỏi bị xâm thực nhất thiết phải kiểm tra chân vịt theo tiêu chuẩn tránh sủi bọt - Vận tốc các điểm trên cánh tính tại 0,7R: = - Số sủi bọt trung bình: = SVTH: Lê Anh Nam 18 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Với: ... Nam 20 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa = 313,88(kG) SVTH: Lê Anh Nam 21 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Chương 3: THIẾT KẾ HỆ TRỤC 3.1 Lựa chọn kết cấu... đỡ bền 41 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Vậy gối đỡ bền SVTH: Lê Anh Nam 42 Đồ án thiết kế hệ động lực tàu GVHD: Nguyễn Tiến Thừa Chương TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC HỆ THỐNG... Phân tích phương án bố trí hệ động lực 1.2.1/ Các phương án bố trí hệ động lực Có phương án bố trí hệ động lực: bố trí phía mũi, lái đuôi - Phương án 1: Bố trí phía lái  Ưu điểm: Hệ trục ngắn,