Thiết kế hệ thống động lực tàu hàng 6500 tấn lắp 01 máy chính 9h2533p,công suất 2610(cv),vòng quay 900 vòngphút

1 PHẦN MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trên đường đổi mới, đẩy mạnh công nghiệp hóa đại hóa đất nước, nghành vận tải biển đóng vai trò quan trọng kinh tế nước ta, Đảng Nhà nước quan tâm có sách phù hợp để tạo điều kiện phát triển nghành kinh tế Do việc thiết kế đóng tàu thủy trọng tâm nghành đóng tàu nước ta Trang trí động lực tàu thuỷ phận quan trọng để tạo thành tàu đại Ở nước ta , vận tải đường biển ngày phát triển , ngành đóng táu ngày mở rộng trang trí động lực tàu thuỷ trở thành vấn đề lớn mà nhiều nhà nghiên cứu , thiết , kế , chế tạo quan tâm Sau năm theo học nghành " Thiết kế sửa chữa máy tàu thủy " khoa Cơ Khí - Đóng tàu, Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, em giao nhiệm vụ thực đề tài tốt nghiệp: " Thiết kế hệ thống động lực tàu hàng 6500 lắp 01 máy 9H25/33P,công suất 2610(cv),vòng quay 900 vòng/phút " II.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khi thực đề tài em tuân thủ nguyên tắc: - Việc thiết kế tàu thủy tuân theo quy phạm cục Đăng kiểm Việt Nam ban hành, quy định khác Bộ khoa học công nghệ môi trường - Tính an toàn tiện lợi cao sử dụng - Thiết kế mang tính đại, kinh tế phù hợp với khả thi công Nghành Cơ khí Đóng tàu Việt Nam IV Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nhằm tạo tiền đề cho việc ứng dụng thành tựu khoa học vào ngành công nghiệp đóng tàu nước ta Dùng làm tài liệu tham khảo cho nhà máy đóng tàu, sinh viên học ngành máy tàu thuỷ – Nội dung đề tài bao gồm: Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Tính sức cản thiết kế sơ chong chóng Chương 3: Thiết kế hệ trục Chương 4: Tính nghiệm dao động ngang hệ trục Chương 5: Tính nghiệm dao động xoắn hệ trục Chương 6: Tính chọn thiết bị hệ thống phục vụ Trong suốt tháng làm việc, tìm hiểu tài liệu hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo Quản Trọng Hùng, thầy cô giáo khoa môn, đến em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp Đây kết qủa tổng hợp trình học tập rèn luyện em nhà trường thực tế Tuy nhiên với bước ban đầu người thiết kế cọ sát với thực tế không nhiều chắn không tránh khỏi thiếu sót, em mong muốn nhận giúp đỡ, bảo thầy cô giáo có nhiều kinh nghiệm để giúp em hoàn thiện đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, Ban chủ nhiệm khoa, Nhà trường, bạn sinh viên lớp giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài Hải phòng, ngày 09 tháng 01 năm 2007 Sinh Viên Hoàng Lê Quý Thôg số (kí hiệu) Thứ nguyên Đơn vị cũ Quan hệ đơn vị cũ N/m2 kG/cm2 1kG/cm2=98066,5 N/m2∼0,1MN/cm2 MN/m2 kG/m2 1MN/m2 = 106 N/m2 Đơn vị Áp suất, p Pa; MPa kPa; 1MPa = 103kPa = 106 Pa = 10 kG/cm2 1Pa = 1N/m2∼0,1019 mmH20∼0,0075 mmHg = 105bar 1bar = 1kG/cm2 = 105 Pa psi bar mmH20 1mmH20 = 1kG/m2 = 9,81 N/m2 = 0,098 kG mbar 0 c ; K; F; R mbar mmHg at (vật lý) at (kỹ C;0K;0F;0 Chiều dài ,L R Trọng lượng Khối lượng riêng, p Tỷ nhiệt (nhiệt dung riêng), c Nhiệt lượng ,Q Hằng số khí; R 750mmHg 1psi =6895 N/m2 =0,06895 bar = 68,95mbar kG/m3 1kG = 9,80665N kG.s2/m4 t0C = T0K – 273=5/9(T0F-32)=5/9T0R- kcal/(kg.độ) m m2 m3 kcal kg riêng,γ 1at (kỹ thuật) = 0,980665 bar = 273 Thể tích ,V Thể tích riêng, v m2 m3/kg N Khối lượng, M 1at (vật lý) = 760mmHg kGs2/m Nhiệt độ, t ; T Diện tích, F m m3 thuật) Lực, P 1mmHg = 1Tor = 133,2 N/m2 = 1,332 kg.m/(kg.độ) m3/kg N/m3 kg/m kj/(kg.độ) kj/ (kmol.độ) 1kGs2/m = 9,80665 kg kGm/ (kmol.độ) 1kG/m3 = 9,80665 N/m3 kcal/(kg.độ) 1kGs2/m4 = 9,80665 kg/m3 cv(mãlực):kG m/s 1kcl/(kg.độ) = 4,187 kj/(kg.độ) HP Kcal/h Entropi, s Công suất, N kj Btu kj/(kg.độ) kG.m kj/ kG.m (kmol.độ) 1kcal = 4,187 kj; kj = 0,239 kcal 1kg.m/(kg.độ) = 9,80665.10-3 kj/(kg/độ) kcal/(m h.độ) kj(kg.độ) Công ,L w;kw 1kG.m/(kmol.độ) = 980665.10-3kj/ (kg.độ) 1kcal/(kg.độ) = 4,1868 kj (kg.độ) kcal/(m h.độ) 1cv kcal/(m.h.độ) Mô men quay,M Hệ số truyền nhiệt, kj; Wh 0,17355kw;1kGm/s=9,80665w;1w=1j/s v/ph 1HP = 1,0139 cv = 745,7w kg/(cv.h) 1kcal/h = 1,163 w Nm k W/(m2.độ) 1Btu/h = 0,293w kGs/m2;p 1kG m = 9,80665.10-3 kj; 1wh = 3,6 kj st 1kcal = 4,1868 kj rad/s 1Btu = 1,055kj rad/s2 1kG.m = 9,80665 Nm W/(m.độ) m/s 1kcal/m2.h.độ = 1,163 w/(m2.độ) Vòng quay, n v/ph m/s2 Suất kg/(kW.h) kGms2 Hệ số toả nhiệt, Hệ số trao nhiệt α W/(m2.độ) Hệ số dẫn nhiệt λ tiêu hao 1kcal/m2.h.độ = 1,163 w/(m2.độ) nhiên liệu, g Độ nhớt động lực học η;p(poazơ) Độ nhớt động học,v tốc độ góc,ω Gia tốc góc, ε Tốc độ, v Gia tốc,j Ns/m2 1kcl/m.h.độ = 1,163w/(m.độ) m2/s rad/s 1kg/(cv.h) = 0,7355 kg/(kW.h) rad/s2 m/s 1p 0,1Ns/m2;1kGs/m2 = 9,80665 Ns/m2 m/s2 1St = 1.10-4 m2/s kg/m2 1kGms2 = 9,80665 kgm2 Mô men quán tính, I MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu tàu 1.2 Tổng quan trang trí động lực PHẦN I PHẦN II 2.1 TÍNH SỨC CẢN, THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG 21 Sức cản 22 Trang 2.2 Thiết kế sơ chong chóng 25 TÍNH THIẾT KẾ HỆ TRỤC 31 3.1 Dữ kiện phục vụ thiết kế 32 3.2 Trục chong chóng 33 3.3 Các chi tiết hệ trục 34 3.4 Bạc trục tải trọng bạc 38 3.5 Kiểm tra trục theo điều kiện an toàn biến dạng 42 DAO ĐỘNG NGANG HỆ TRỤC 46 4.1 Mục đích, phương pháp sơ đồ tính 47 4.2 Bảng tính kết 50 4.3 Kết luận 52 DAO ĐỘNG XOẮN HỆ TRỤC 53 5.1 Dữ kiện phục vụ thiết kế 54 5.2 Mô hình tính dao động 56 5.3 Dao động xoắn tự 61 5.4 Dao động xoắn cưỡng 67 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ VÀ PHỤC VỤ 78 6.1 Dữ kiện phục vụ thiết kế 79 6.2 Hệ thống dầu đốt 80 6.3 Hệ thống dầu bôi trơn 83 6.4 Hệ thống nước làm mát 86 6.5 Hệ thống hút khô 88 6.6 Hệ thống nước dằn 93 6.7 Hệ thống nước chữa cháy 94 6.8 Hệ thống ống lấy nước tàu, cửa thông biển 102 6.9 Hệ thống thông gió 103 PHẦN III PHẦN IV PHẦN V PHẦN VI 6.10 Hệ thống không khí nén 107 6.11 Hệ thống chữa cháy buồng máy cố định CO2 110 6.12 113 Các hệ thống khác CHƯƠNG I □ GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU TÀU 1.1.1 LOẠI TÀU, CÔNG DỤNG Tàu hàng khô sức chở 6500 loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang, boong chính, boong dâng lái boong dâng mũi Tàu thiết kế trang bị 01 diesel kỳ truyền động qua hộp số i = 3,5/1 lai 01 hệ trục chân vịt Tàu thiết kế dùng để chở hàng khô, hàng bách hóa 1.1.2 VÙNG HOẠT ĐỘNG, CẤP THIẾT KẾ Vùng hoạt động tàu: Tàu hoạt động tuyến quốc tế thuộc vùng biển Cấp không hạn chế Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 - 2003 Phần hệ thống động lực tính toán thiết kế thoả mãn tương ứng Cấp không hạn chế theo Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 - 2003 1.1.3 CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TÀU – Chiều dài lớn Lmax = 99,5 m – Chiều dài hai trụ Lpp = 96 m – Chiều dài đường nước thiết kế LWL = 96 m – Chiều rộng lớn Bmax = 16 m – Chiều rộng thiết kế B = 16 m – Chiều cao mạn D = 8,7 m – Chiều chìm toàn tải d = 6,7 m – Lượng chiếm nước Disp = 7950 tons – Máy Huyndai 9H25/33P – Công suất H = 2610/(3550) kW/(hp) – Vòng quay N = 900 (rpm) 1.1.3 GIỚI THIỆU BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU Tàu chở hàng khô có trọng tải 6500 thiết kế theo mẫu tàu HT - 72, nhà máy đóng tàu Nam Triệu , thiết kế thoả mãn cấp không hạn chế theo quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép TCVN-6259 - 2003 Theo chiều dài tàu gồm có 130 sườn, khoảng cách sườn 0,7m, có khoang : khoang máy lái bố trí từ sườn số đến sườn số 8, khoang máy bố trí từ sườn số đến sườn 28, khoang hàng số 01 bố trí từ sướn 28 đến sườn số 76, khoang hàng số 02 bố trí từ sườn 76 đến sườn số 116, khoang dằn mũi bố trí từ sườn số 116 đến sườn 130 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC 1.2.1 BỐ TRÍ BUỒNG MÁY Buồng máy bố trí từ sườn 08 (Sn8) đến sườn 28 (Sn28) Trong buồng máy lắp đặt 01 máy thiết bị phục vụ hệ thống động lực, hệ thống ống toàn tàu Ngoài bố trí tổ máy phát điện, bơm hệ thống động lực Trên sàn boong lửng bố trí phòng điều khiển máy, quạt thông gió, trang thiết bị buồng máy 1.2.2 MÁY CHÍNH Máy có ký hiệu 9H25/33P hãng HUYNDAI – Hàn Quốc sản xuất, động điesel kỳ, tăng áp tubin, dạng thùng, hàng xy-lanh thẳng đứng , làm mát gián tiếp nước, bôi trơn dầu nhờn áp lực tuần hoàn cácte khô, khởi động không khí nén, đảo chiều hộp số, điều khiển chỗ từ xa buồng lái Thông số máy chính: – Số lượng 01 – Kiểu máy 9H25/33P – Hãng sản xuất HUYNDAI – HÀN QUỐC – Công suất định mức, [H] 2610/3550 kW/hp – Vòng quay định mức, [N] 900 rpm – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] – Đường kính xy-lanh, [D] 250 mm – Hành trình piston, [S] 330 mm 1.2.3 THIẾT BỊ KÈM THEO MÁY CHÍNH – Hộp số MGN43043V i = 3,5/1 – Tua bin tăng áp Số lượng 01 – Bầu làm mát khí nạp Số lượng 01 – Môtơ khí nén khởi động Số lượng 01 – Bơm nước làm mát nhiệt độ cao Số lượng 01 – Bơm nước làm mát nhiệt độ thấp Số lượng 01 – Bơm áp lực dầu nhờn MC Số lượng 01 – Bầu lọc dầu nhiên liệu kép Số lượng 01 10 – Sinh hàn nước MC nhiệt độ cao Số lượng 01 – Sinh hàn nước MC nhiệt độ thấp Số lượng 01 – Chai gió khởi dộng Số lượng 02 1.2.4 CÁC TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN 1.2.4.1.Tổ máy phát điện CCFJ100J 100kW Điesel lai máy phát Điesel lai máy phát có ký hiệu 6135JZCa, điesel kỳ tác dụng đơn, hàng xy-lanh thẳng đứng, có tăng áp, làm mát gián tiếp, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động điện khí nén – Số lượng – Kiểu máy 6135JZCa – Công suất định mức, [Ne] 100/135 kW/hp – Vòng quay định mức, [n] 1500 rpm – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] Máy phát điện – Số lượng 03 – Kiểu MPĐ XC không cổ góp – Công suất máy phát 100(125) kW (kVA) – Vòng quay máy phát 1500 rpm – Điện áp 400 V – Tần số 50 Hz 1.2.4.2.Tổ máy phát diện cố 50SG,50kW Điesel lai máy phát – Số lượng – Công suất định mức, [Ne] 90 hp – Vòng quay định mức, [n] 1500 rpm – Số kỳ, [τ] Máy phát điện – Số lượng 01 – Kiểu MPĐ XC không cổ góp – Công suất máy phát 50(63) kW (kVA) – Vòng quay máy phát 1500 rpm 71 5.4 DAO ĐỘNG XOẮN CƯỠNG BỨC 5.4.1 Cấp điều hòa mô-men kích thích Cấp điều hòa mô-men kích thích xác định theo công thức: N N [...]... chữa cháy cục bộ – Bơm áp lực phun sương – Két dự trữ nước 1.2.5.7 Các thiết bị buồng máy khác 1– Cần cẩu – Số lượng 01 – Sức nâng 2,0 2– Máy khoan – Số lượng 01 – Kiểu Đứng – Số lượng 01 3– Máy mài tấn 19 4– Máy cắt hơi – Số lượng 01 – Kiểu ACET – Số lượng 01 – Loại 2,5 – Số lượng 01 – Kiểu động cơ điện AC , 3 pha 5– Palăng tấn 7– Máy tiện CHƯƠNG II □ TÍNH SỨC CẢN □ THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG 20 2.1... độ tàu cho thiết kế chong chóng – Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng) ηp= 0,6 – Hiệu suất đường trục (lấy gần đúng) ηt= 0,97 – Hiệu suất của hộp số ηhs= 0,97 – Dự trữ công suất máy chính 10%Ne 23 – Công suất của máy chính Ne = 3550 (hp) – Công suất kéo của tàu EPS = 0,9Neηpηt Kết quả: EPS = 1803,7(hp) Tương ứng (gần đúng) trên đồ thị sức cản có: (A) Rt = 21570 (kG) Vs = 12,1 (knots) 2.2 THIẾT KẾ SƠ... Công suất động cơ điện 7,5 kW – Vòng quay động cơ 1500 v/p – Tần số 50 Hz 7– Bơm làm mát máy điều hoà trung tâm – Số lượng 01 – Kiểu Ly tâm – Lưu lượng 40 m3/h – Cột áp 23 mcn – Công suất động cơ điện 5,5 kW – Vòng quay động cơ 1500 v/p – Tần số 50 Hz 8– Bơm dầu bẩn – Số lượng 01 – Kiểu Bánh răng – Lưu lượng 4 m3/h 15 – Cột áp 6 mcn – Kiểu động cơ điện AC – Công suất động cơ điện 1,5 kW – Vòng quay động. .. nước ngọt làm mát 01 cụm – Bơm nước biển làm mát 01 cụm – Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm – Bầu làm mát nước ngọt 01 cụm – Các bầu lọc 01 cụm – Bầu tiêu âm 01 cụm – Quạt gió làm mát 01 cụm 1.2.5 CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC KHÁC 1.2.5.1 Các két 1– Két dầu cặn máy lọc D.O – Số lượng 01 – Dung tích 0,3 m3 2– Két dầu cặn máy lọc L.O – Số lượng 01 – Dung tích 0,3 3– Két lắng dầu L.O m3 12 – Số lượng 01 – Dung tích 4... – Kiểu động cơ điện AC, 3 pha 1.2.5.3 Các tổ quạt 1– Quạt thông gió buồng máy – Số lượng 02 – Lưu lượng 24000 m3/h – Cột áp 50 mm.c.n – Động cơ điện AC, 3 pha – Công suất động cơ điện 7,5 kW – Vòng quay động cơ 1450 v/p – Tần số 50 Hz 2– Quạt hút gió buồng máy loại chống nổ – Số lượng 01 – Lưu lượng 6000 m3/h – Cột áp 40 mm.c.n – Động cơ điện AC, 3 pha – Công suất động cơ điện 0,4 – Vòng quay động cơ... mm.c.n – Động cơ điện AC, 3 pha 1.2.5.4 Thiết bị phân ly 1– Máy phân ly dầu nước – Số lượng 01 – Lưu lượng 2,0 m3/h 2– Máy lọc dầu HFO – Số lượng 01 – Sản lượng 800 lít/h 3– Máy lọc dầu DO – Số lượng 01 – Sản lượng 850 lít/h 4– Máy lọc dầu LO – Số lượng 01 – Sản lượng 850 lít/h 18 1.2.5.5 Máy lạnh và điều hòa không khí 1– Tổ máy điều hòa trung tâm – Số lượng 02 – Sản lượng 9000 0 kcal/h 2– Tổ máy nén... sự cố – Số lượng 01 – Kiểu Ly tâm – Lưu lượng 35 m3/h – Cột áp 30 m.c.n – Kiểu động cơ điện AC, 3 pha đấu ∆ – Công suất động cơ điện 15 – Vòng quay động cơ 1500 – Tần số 50 kW v/p Hz 3– Bơm vận chuyển dầu D.O – Số lượng 01 – Kiểu bánh răng tự hút ,ngang – Lưu lượng 4 m3/h – Cột áp 30 m.c.n – Kiểu động cơ điện AC – Công suất động cơ điện 1,5 kW – Vòng quay động cơ 1500 v/p – Vòng quay động cơ 50 Hz 4–... Hz 1.2.4.3.Tổ máy phát diện sự cố CCFJ30J ,30kW 1 Điesel lai máy phát – Số lượng 1 – Công suất định mức, [Ne] 50 hp – Vòng quay định mức, [n] 1500 rpm – Số kỳ, [τ] 4 2 Máy phát điện – Số lượng 01 – Kiểu MPĐ XC không cổ góp – Công suất máy phát 30(38) kW (kVA) – Vòng quay máy phát 1500 rpm – Điện áp 400 V – Tần số 50 Hz 1.2.4.4 Thiết bị kèm theo mỗi tổ máy phát điện – Bơm LO bôi trơn máy 01 cụm – Bơm... kế chong chóng – Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng) ηp= 0,6 – Hiệu suất đường trục (lấy gần đúng) ηt= 0,97 – Hiệu suất của hộp số ηhs= 0,97 – Dự trữ công suất máy chính 10%Ne 35 – Công suất của máy chính Ne = 3550 (hp) – Công suất kéo của tàu EPS = 0,9Neηpηt Kết quả: EPS = 1803,7(hp) Tương ứng (gần đúng) trên đồ thị sức cản có: (A) Rt = 21570 (kG) Vs = 12,1 (knots) 2.2 THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG 2.2.1Chọn... hyđrôpho nước ngọt – Số lượng 01 – Kiểu Ly tâm – Lưu lượng 5 m3/h – Cột áp 45 m.c.n – Kiểu động cơ điện AC, 3 pha – Công suất động cơ điện 3 kW – Vòng quay động cơ 1450 v/p – Tần số 50 Hz 16 12– Bơm dự phòng phục vụ hyđrôpho nước ngọt – Số lượng 01 – Kiểu Ly tâm – Lưu lượng 5 m3/h – Cột áp 45 m.c.n – Kiểu động cơ điện AC, 3 pha – Công suất động cơ điện 3 kW – Vòng quay động cơ 1450 v/p – Tần số 50 Hz ... tàu, Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, em giao nhiệm vụ thực đề tài tốt nghiệp: " Thiết kế hệ thống động lực tàu hàng 6500 lắp 01 máy 9H25/33P,công suất 2610(cv),vòng quay 900 vòng/phút " II.PHƯƠNG... ĐỘNG LỰC 1.2.1 BỐ TRÍ BUỒNG MÁY Buồng máy bố trí từ sườn 08 (Sn8) đến sườn 28 (Sn28) Trong buồng máy lắp đặt 01 máy thiết bị phục vụ hệ thống động lực, hệ thống ống toàn tàu Ngoài bố trí tổ máy. .. phục vụ thiết kế 79 6.2 Hệ thống dầu đốt 80 6.3 Hệ thống dầu bôi trơn 83 6.4 Hệ thống nước làm mát 86 6.5 Hệ thống hút khô 88 6.6 Hệ thống nước dằn 93 6.7 Hệ thống nước chữa cháy 94 6.8 Hệ thống