Thiết kế hệ thống động lực tàu hàng khô 2000 tấn lắp 01 máy chính NINGBOCSI CHINA công suất 720,6980 ( cv ),vũng quay 375 (vũngphỳt)

ng thun Lp : MTT53 _ dh1 " Thit k h thng ng lc tu hng khụ 2000 tn lp 01 mỏy chớnh NINGBOCSI _ CHINA cụng sut 720,6/980 ( cv ),vũng quay 375 (vũng/phỳt) " CHNG 1: GII THIấU CHUNG 1.1 GII THIU CHUNG V TU 1.1.1 Cụng dng Tu 2000 tn l loi tu ch hng khụ trng ti 2000 tn,la loi tu v thộp,kt cu hn,cú mt boong chớnh liờn tc,bung mỏy v thng tng b trớ phớa uụi tu,lp 01 mỏy chớnh diesel kỡ lai mt chõn vt co th hot ng mi vung bin Tu c thit k tr hng khụ ,hng bỏch húa 1.1.2 Cp tu Tu c thit k m bo cp hn ch II 1.1.3 Luõt va cụng c Tu hng 2000 tn c thit k tha cp hn ch II theo quy phm phõn cp v úng tu v thộp 2003 b khoa hc v cụng ngh ban hnh Phn h ng luc c tớnh toỏn thit k tha tng ng cp II hn ch theo TCVN 6259_3: 2003 TNH DAO NG XON CA H TRC 5.1 S LIU BAN U Tu c b trớ mt mỏy chớnh nhón hiu G6350ZCB hóng NINGBOCSI _CHINA sn xut l ng c kỡ tỏc dng n tng ỏp bng tuarbo _charge dng thựng ,mt hng xilanh thng ng ,lm mỏt giỏn tip hai vũng tun hon 5.1.1 Mỏy chớnh õy l loi ng c k, xi lanh b trithng hng, tng ap bng tua bin x, o chiu bng khụng nen.- Cụng sut nh mc : N e = 720,6 / 980 (cv) - Vũng quay nh mc : n = 375 v/p - Th t n : - - - - - - ng kớnh xi lanh : D = 350 mm - Hnh trỡnh piston : S = 500 mm - Bỏn kớnh khuu : R = 250 mm - Vũng quay ln nht : nmax = 386 v/p - Vũng quay nh nht : nmin = 120 v/p - Khong cỏch gia hai tõm xi lanh liờn tip : H = 595 mm - Khong cỏch t tõm xi lanh cui ti bỏnh : H c = 990 mm - Chiu di biờn: L = 1066 mm - ng kớnh c trc: dct = 240 mm - ng kớnh c biờn: dcb = 225 mm 5.1.2 Chong chúng - S cỏnh: Z = - trt tng i: p= 0,32 - T s a: = 0,75 - T s bc : H/D = 0,9 - Hiu sut chong chúng: cc = 0,476 5.1.3 H trc H trc cú : - Tng chiu di: L = 7550 mm - T trng vt liu: = 7,85.10-3kG/cm3 Gm mt trc trung gian v mt trc chong chúng - Trc trung gian: + ng kớnh trc trung gian: dtg = 20,5 cm + Chiu di trc trung gian: L tg = 100 cm - Trc chong chúng: + ng kớnh trc chong chúng: dcc = 21 cm + Chiu di trc chong chúng: Lcc = 380 cm -C,trc lc y : ng kớnh trc lc y d = 20,5 cm Chiu di trc lc y l = 140 cm 5.1.4 Khp ni Dựng bớch lin ni h trc vi bớch ca ng c 5.2 Mễ HèNH TNH DAO NG 5.2.1 Mụmen quỏn tớnh lng 5.2.1.1 Mụmen quỏn tớnh lng nhúm piston - biờn khuu Ibk = S3 D2.K0.10-6 Trong ú: S - Hnh trỡnh piston : S = 50 (cm) D - ng kớnh xilanh: D = 35 (cm) K0- H s mụmen quỏn tớnh lng: K0 = (0,75+0,63 dct - ng kớnh c trc: Kt qu: Ibk = 730,4 )4 = 4,77 dct = 24 (cm) (kG.cm.s2) 5.2.1.2 Mụmen quỏn tớnh lng ca bỏnh Mụmen quỏn tớnh lng bỏnh c tớnh theo cụng thc : Ib = 2,55.GD2 GD2 - mụmen quỏn tớnh bỏnh : GD = 6843 kg.m2 Mụmen quỏn tớnh lng bỏnh : Ib = 2,55.6843 = 17449,65 (kG.cm.s2) 5.2.1.3 Mụmen quỏn tớnh lng ca chong chúng Mụmen quỏn tớnh lng ca chong chúng c tớnh theo cụng thc: (kG.cm.s2) Icc=(Ip+In) Trong ú: Ip- Mụmen quỏn tớnh bn thõn chong chúng Ip=28.10-8..Dcc5.(+3). = 14624,7 (kG.cm.s2) Trong ú: -Trng lng riờng ca vt liu ch to chong chúng, = 8,6.10-3 (kG/cm3) Dcc- ng kớnh chong chúng, Dcc = 293 (cm) - T s a ca chong chúng, = 0,75 In : Mụ mem quỏn tớnh lng nc kốm H H 10 In = 6,7.10 Dcc 0,1 + D D Vi H/D l t s bc chong chúng , H/D = 0,9 In = 4721,13 (kG.cm.s2) Icc = (14624,7+4721,13) = 19345,83 (kG.cm.s2) 5.2.1.4 Mụmen quỏn tớnh lng ca cỏc on trc l.d Tớnh theo cụng thc: I = (kG.cm.s2) 32.g Trong ú: = 7,85.10-3(kG/cm3):trng lng riờng ca vt liu lm trc g = 981 (cm/s2):gia tc trng trng l: chiu di on trc d: ng kớnh on trc * on trc t xilanh n cui bỏnh l = Hc = 99 (cm) d = dct = 24 (cm) It= 25,79 (kG.cm.s2) * Vi on trc chong chúng : l = lcc = 380 (cm) d = dcc = 21 (cm) Itcc = 58,02 (kG.cm.s2) * Vi on trc trung gian : l = ltg = 100 (cm) d = dtg = 20,5 (cm) Itg = 13,867 (kG.cm.s2) Mụmem quỏn tớnh lng cỏc on trc: (kG.cm.s2) Itr = It + Itcc + Itg = 97,677 5.2.1.5 Mụmen quỏn tớnh lng ca bớch ni trc (kG.cm.s2) Cụng thc: Ibn= I1+I2 4 I1: Mụmen quỏn tớnh lng phn u bớch:I1= 32.g l.( Dn Dtb ) (kG.cm.s2) Trong ú: _Trng lng riờng ca vt liu lm trc, =7,85.10-3 (kG/cm3) l_Chiu di phn cụn bớch ni trc, l = 55 (cm) Dn_ng kớnh ngoi u bớch ni, Dn=58 (cm) Dtb_ng kớnh trung bỡnh phn bớch ni,Dtb = 42 I1 = 354,33 (cm) (kG.cm.s2) 4 I2_Mụmen quỏn tớnh lng phn cụn: I2= 32.g b.( Dc Dl ) (kG.cm.s2) Trong ú: _Trng lng riờng ca vt liu lm trc: = 7,85.10-3 (kG/cm3) b_Chiu dy phn bớch ni, b = 5,2 (cm) Dc_ng kớnh vũng chia mt bớch ni,Dc = 41,5 (cm) Dl_ng kớnh l phn bớch ni, Dl = 26 (cm) I2 = 10,25 (kG.cm.s2) Ibn = 364,58 (kG.cm.s2) 5.2.2 mm xon 5.2.2.1 mm xon gia hai c khuu ebk 11.10 ( H + 0,5.R ) = d4 (kG.cm)-1 Trong ú : H - khong cỏch gia tõm xi lanh liờn tip: H = 59,5 (cm) R - bỏn kớnh khuu: R = 25 (cm) - ng kớnh khoột l: trc c = d - ng kớnh trung bỡnh c trc d = 24 cm v c biờn: d = 22,5 11.10 6.( 59,5 + 0,5.25) ebk = = 2,71.10 23,25 (cm) (kG.cm)-1 5.2.2.2 mm cỏc on trc et = 32 Lx G d x Trong ú : G - mụ un n hi xon ca vt liu: G = 8,1.105 Lx - chiu di on trc dx - ng kớnh on trc - on trc t tõm xi lanh cui n bỏnh : Lx = Hc = 99 (cm) dx = dct = 24 (cm) (kG/cm2) et = - 32 99 = 5,1.10 3,14.8,1.10 24 (kG.cm)-1 on trc trung gian : Lx = Ltg = 100 (cm) dx = dtg = 20,5 (cm) etg = - 32 100 = 7,1.10 (kG.cm)-1 3,14.8,1.10 20,5 on trc chong chúng : Lx = Lcc = 380 (cm) dx = dcc = 21 (cm) ecc = 32 380 = 2,4583.10 (kG.cm)-1 3,14.8,1.10 21 5.2.3 Thnh lp s h thng tng ng H dao ng xon thc c quy i thnh h thng dao ng xon tng ng vi h thng c tớnh ng lng c trng cho c tớnh ng lng l mụmen quỏn tớnh lng v h s mm H dao ng xon tng ng gm chớn lng trung ni bitỏm on trc khụng cú lng I7 I9 I1 I2 I3 I4 I5 I6 e12 e23 e34 e45 e56 e67 I8 e78 e89 Hỡnh 5.1: S h thng tng ng 5.2.4 Mụmen quỏn tớnh lng ca cỏc lng trung - Khi lng trung t ữ6 cú mụ men quỏn tớnh lng bng mụ men quỏn tớnh lng ca nhúm piston - biờn khuu: I1 = I2 = I3 = I4 = I5 =I6=Ibk = 730,4 (kG.cm.s2) - Khi lng trung th : - I = I t + I bd + - Khi lng trung th : - 1 1 I = I tg + I bn + I tcc = 13,867 + 364,58 + 58,02 = 400,52 2 2 - Khi lng trung th : 1 I tg = 25,79 + 17449,65 + 13,867 = 17482,37 2 1 I = I tcc + I cc = 58,02 + 19345,83 = 19374,84 2 (kG.cm.s2) (kG.cm.s2) (kG.cm.s2) 5.2.5 mm cỏc on trc - mm on trc t ữ5 bng mm biờn khuu : e12 = e23 = e34 = e45 = e56 =0,0000685.10-5 (kG.cm)-1 - mm on trc t xi lanh cui n bỏnh :e67 = 0,0001.10-5 (kG.cm)-1 - mm on trc trung gian:e78 = 0,000805.10-5 (kG.cm)-1 - mm on trc chong chúng:e89 = 0,00148.10-5 (kG.cm)-1 5.3 TNH DAO NG XON T DO H thng tng ng chớn lng trung ú tn ti tỏm tõm dao ng vỡtn s dao ng t tng ng vi tõm dao ng nờn cú th núi rng ton b h thng ng thi tham gia vo hỡnh thc dao ng tõm, tõm ,8 tõm Trong thc t dng dao ng tõm tr lờn cú tn s dao ng t ln nờn ch xột dao ng tõm 5.3.1 i h thng tng ng thnh h thng khụng th nguyờn nhiu lng Mụmen quỏn tớnh lng khụng th nguyờn c c trng bi ài : ài = Ii I0 Trong ú : I0 - mụ men quỏn tớnh lng tiờu chun: I0 = Ibk = 730,4 (kG.cm.s2) Ii - mụ men quỏn tớnh lng trung T ú ta cú : à1 = = à3 = = à5 = à6 = à7 = I 17482,37 = = 23,935 I0 730,4 à8 = I 400,52 = = 0,548 I0 730,4 à9 = I 19374,84 = = 26,52 I0 730,4 5.3.2 mm khụng th nguyờn e i , i +1 mm khụng th nguyờn c c trng bi Ei, i + 1: E i , i +1 = e0 Trong ú : e0 - mmxon tiờu chun: e0 = ebk = 0,0000685.10-5(kG.cm)-1 ei, i + - mm xon on trc T ú ta cú : E12 = E 23 = E34 = E 45 = E56 = e67 0,0001.10 E67 = = = 1,459 e0 0,0000685.10 E78 = e78 0,000805.10 = = 11,752 e0 0,0000685.10 e89 0,00148.10 E89 = = = 21,61 e0 0,0000685.10 5.3.3 S chuyn i I7 I1 I2 e1,2 à1 I3 e2,3 à2 E1,2 I4 I5 e3,4 à3 E2,3 e4,5 à4 E3,4 I6 e5,6 à5 E4,5 e6,7 e7,8 à7 à6 E5,6 I9 I8 E6,7 e8,9 à9 à8 E7,8 E8,9 Hỡnh 5.2: S chuyn i 5.3.4 Chuyn h thng khụng th nguyờn nhiu lng sang h thng hai lng -Khi lng 1: Gm c cu biờn khuu ,bỏnh , cỏc on trc -Khi lng : Chong chúng -S h thng àx à9 Ex9 Hỡnh 5.3: S h thng Mụmen quỏn tớnh lng 1: àx= i =1 i = 6à1 + à7 + à8 = 30,483 Mụmen quỏn tớnh lng 2:à9= 26,52 mm xon ca on trc gia hai lng quy i tớnh theo cụng thc : Ex9= Ex8+ E8-9 E x8 = E i i ,8 àx Trong ú: E8-9 =21,61 E7-8 = 11,752 E6-8 = E6-7 + E7-8 = 13,211 E5-8 = E5-6+ E6-8 = 14,211 E4-8 = E4-5+ E5-8 = 15,634 E3-8 = E3-4+ E4-8 = 16,634 E2-8 = E2-3+ E3-8 = 17,634 E1-8 = 18,634 Ex8 = 16,392 Vy: Ex9 = Ex8 + E8-9 = 38 5.3.5.Tn s dao ng t 5.3.5.1 Tớnh bỡnh phng tn s dao ng t 0,9.à x + à9 = = 1,951.10-3 0,9.à x à9 E x9 5.3.5.2 Tớnh chớnh xỏc tn s dao ng t theo phng phỏp Tolle Phng trỡnh mụmen n hi khụng th nguyờn: i ,i +1 = i 1,i . i i Phng trỡnh bin dng biờn khụng th nguyờn: i = i + i 1,i E i 1,i Bng 5.1: Tớnh theo phng phỏp Tolle ln Tớnh ln 1: = 1,951.10-3 STT ài I Ei,i+1.i,i+1 Hi= -.ài Ei,i+1 1 -0,001951 0,998049 0,994151 -0,001951 -0,001951 -0,001951 -0,005838 0,988313 -0,001951 -0,007766 0,980547 -0,001951 -0,009679 0,970868 -0,021607 23,93 0,949261 0,548 -0,292312 -1,214774 i,i+1=i-1,i-.ài.i trc -0,001951 -0,001947 0,003898 -0,001940 -3,5859.10-3 -1,8911.10-3 -4,74678.10-5 -1,843.10-3 -5,8861.10-3 -0,001894 -0,001951 -0,046697 -0,0656949 on -0,001951 -0,003898 i.Hi -0,001069 1,459 -0,011573 -0,044328 11,752 -0,0,055901 -0,000313 21,61 -0,056214 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 Tớnh ln 1: = 1,951.10-3 STT ài 26,52 I Ei,i+1.i,i+1 -0,922462 Hi= -.ài Ei,i+1 -0,051741 i.Hi on i,i+1=i-1,i-.ài.i trc -0,047729 -0,008485 9-10 Kim tra sai s: -Theo kt qu bng tớnh:S d: 8-9 = -0,056214 Rd = -0,008485 -Sai s: = Rd 100% = 15,09% > 2% 89 *Kt qu khụng tho m R[...]... 1 -0, 0019 51 2 1 0,998049 1 0,994151 -0, 0019 51 -0, 0019 51 -0, 0019 51 -0,005838 4 1 0,988313 -0, 0019 51 -0,007766 5 1 0,980547 -0, 0019 51 -0,009679 6 1 0,970868 -0,021607 7 23,93 0,949261 0,548 -0,292312 -1,214774 i,i+1=i-1,i-.ài.i trc 1 -0, 0019 51 -0, 0019 47 1 0,003898 -0, 0019 40 1 -3,5859.10-3 -1,8911.10-3 1 -4,74678.10-5 -1,843.10-3 1 -5,8861.10-3 -0, 0018 94 -0, 0019 51 -0,046697 -0,0656949 8 on -0, 0019 51 -0,003898... +1539,256 106 X3-2077162 = 0 (1 ) 427,043.106 X4 +1320,493.106X3 37858,45= 0 (2 ) Giải (1 ) ta đợc nghiệm: A1R = 0, 0013 Giải (2 ) ta đợc nghiệm: A1R=0,0000284 Vậy ta tìm đợc A1R=0, 0013 1 Ta chon vk=3 Ta tỡm c: A1Rmax = 0, 0013 1 - Vũng quay cng chn l: nk= N = 245,27 K (vũng/phỳt) 5.4.8.Tng ng sut xon trờn trc khi cng hng 5.4.8.1 ng sut xon do cng hng R Cụng thc tớnh: R = F W (kG/cm2) A1R 0, 0013 1 0,0000284 Trong... sdao ng t do : N = 735,814(ln/phỳt) nmin: Vũng quay nh nht ca ng c, nmin = 200 (vũng/phỳt) nmax: Vũng quay ln nht ca ng c, nmax = 270 (vũng/phỳt) Kt qu: 2,73 < K K = 3; 3,5 5.4.2.Vũng quay cng hng Vũng quay cng hng c xỏc nh theo cụng thc: n Ri = N K Trong ú: nRi _ Vũng quay cng hng ng vi cp iu ho th i l K K = 3 nRi = 735,814 = 245, 27 3 (vũng/phỳt) 735,814 = 210, 23 (vũng/phỳt) 3,5 K = 3,5... = 71620.N e max 2 1 nk 3 nmax W (kG/cm2) Trong ú: Nemax- Cụng sut ln nht trờn trc: Nemax= 3200 (cv) nmax- Vũng quay ln nht ca ng c: nmax= 270 (vũng/phỳt) Kt qu:tb = 203,072 (kG/cm2) 5.4.8.3 Tng ng sut trờn trc khi cng hng = R + tb = 97,809 + 203,72 = 301, 529 (kG/cm2) 5.4.8.4 ng sut cho phộp ca trc Gii hn cho phộp ca ng sut dao ng xon trong vũng quay 80% - 105% vũng quay liờn tc ln nht: 1 = 1, 38 Ts... danh ngha ca vt liu trc: Ts= 540 (N/mm2) (N/mm2) Ck- H s ph thuc vo kiu, hỡnh dỏng trc khuu: Ck= 0,55 CD- H s xỏc nh theo cụng thc: CD= 0,35 + 0,93.dcc-0,2 Vi: dcc= 255 (mm) (N/mm2) =>1= 19,358 Gii hn cho phộp ca ng sut dao ng xon trong vũng quay t 80% vũng quay liờn tc ln nht tr xung: 2 = 1,7.1 Ck =>2 = 44,374 (N/mm2) Kt lun v vựng cm quay T kt qu tớnh toỏn: mi vũng quay cng hng ng vi cỏc cp iu ho... hỡnh hc tng i STT i K.i Sin(K.i) i.sin(K.i) cos(K.i) i.cos(K.i) 1 1 0 0 0 1 1 2 3 4 5 6 0,99205 0,97621 0,95262 0,92144 0,88295 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0,99205 0,97621 0,95262 0,92144 0,88295 Kt qu :i = 5,72527 Hỡnh 5.4: Gin pha ng vi x = 0, K = 3 Vi x = 1; K = 3,5 Bng 5.8: Bng tớnh biờn dao ng hỡnh hc tng i STT i K.i Sin(K.i) i.sin(K.i) cos(K.i) i.cos(K.i) 1 1 0 0 0 1 1 2 3 4 5... Bỏn kớnh khuu, R = 37 (cm) (cm) Ck - H s iu ho, tra theo th Cvk= f(k,Pi) n Pi = 9,76 0,1765 + k nmax Vi: 2 nk - Vũng quay cng hng nmax- Vũng quay ln nht : nmax = 270 (vũng/phỳt) i- Tng biờn hỡnh hc tng i ng vi bc iu ho K Giỏ tr D c ghi di bng sau: Bng 5.9: Bng tớnh giỏ tr D K 3 3,5 Pi 9,777 7,64 nk 245,27 210,23 Ck 1,88 1,34 Mk 115543,3 82355,4 i 5,72527 0,1464 D(A1R) 2077162 37858,45... cng hng ca khi lng th nht Nmax- Cụng sut ln nht ca trc chõn vt: Nmax= 3200 (c.v) nmax- Vũng quay ln nht ca trc chõn vt: nmax= 270 (vũng/phỳt) nk- Vũng quay cng hng th i - Tn s dao ng t do : a - L h s: a = = N = 77,05 9,55 (rad/s) H = 0,3149 D h - Chiu dy cỏnh ti (0 ,6ữ0,7).R Chn: h = 5,1 (cm) D - ng kớnh chong chúng: D = 293 (cm) nvk T2 245,27 1531,253.106 210,23 1312,49.106 2 Kt qu: Rcc= T2 A1R 5.4.7.Biờn... 0, 0013 1 0,0000284 Trong ú: F - Mụ men xon n hi: F = A1R e0 (kG.cm) A1R - Biờn dao ng cng hng ca khi lng th nht A1R= A1Rmax= 0, 0013 1 e0 - mm gc: e0 = 6,85.10-10 (kG-1.cm-1) - Mụ men n hi khụng th nguyờn ca on trc: = 8,9 = 0,16643 F =318282,2 (kG.cm) W - Mụ men chng xon ca mt ct trc: W= d 3 16 (cm3) D - Dng kớnh trc: d = 25,5 (cm) (cm3) W = 3254,095 Kt qu: R = 97,809 5.4.8.2 ng sut do mụ men... xon t do ca h thng: Nk = a Trong ú: a- hng s xilanh: a = 9,55 1 e 0 I 0 a =13 501, 365 Nk = 13 501, 365.0,0021^0,5 = 618,710(ln/phỳt) Mụmen quỏn tớnh khi lng nhúm piston-biờn khuu: I0 = 730,4 (kG.cm.s2) mm xon gia cỏc khuu :e0 = 6,85.10-10(kG-1.cm-1) Bỡnh phng tn s dao ng t do h thng khụng th nguyờn: = 0,00211 Nk = 618,710 (ln/phỳt) Bng 5.2: Biờn dao ng Khi lng Biờn i 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,997890 0,993674 ... -0, 0019 51 -0, 0019 47 0,003898 -0, 0019 40 -3,5859.10-3 -1,8911.10-3 -4,74678.10-5 -1,843.10-3 -5,8861.10-3 -0, 0018 94 -0, 0019 51 -0,046697 -0,0656949 on -0, 0019 51 -0,003898 i.Hi -0, 0010 69 1,459 -0 ,011 573... Lx = Hc = 99 (cm) dx = dct = 24 (cm) (kG/cm2) et = - 32 99 = 5,1.10 3,14.8,1.10 24 (kG.cm)-1 on trc trung gian : Lx = Ltg = 100 (cm) dx = dtg = 20,5 (cm) etg = - 32 100 = 7,1.10 (kG.cm)-1 3,14.8,1.10... 735,814(ln/phỳt) nmin: Vũng quay nh nht ca ng c, nmin = 200 (vũng/phỳt) nmax: Vũng quay ln nht ca ng c, nmax = 270 (vũng/phỳt) Kt qu: 2,73 < K K = 3; 3,5 5.4.2.Vũng quay cng hng Vũng quay