Thiết kế tàu chở gỗ dăm tải 30000 tấn chạy tuyến không hạn chế, tốc độ 12 hải lýgiờ

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nền"kinh tế Việt Nam bước vào giai đoạn giai đoạn hội nhập mạnh mẽ vào kinh tế khu vực giới Nền kinh tế Việt Nam ngày khẳng định vai trò, vị với kinh tế khu vực Đơng Nam Á đồng thời ngày có vị tầm ảnh hưởng lớn giới.Song song với việc hoà nhập, hội nhập vào kinh tế ngành hàng hải Việt Nam giữ chức quan trọng việc lưu thông hàng hố, giao lưu kinh tế, trị, chuyển giao khoa học công nghệ Tuy nhiên, năm vừa qua ngành đóng tàu có bước lùi khơng đáng có Nhưng quan tâm Đảng Nhà nước, đóng tàu Việt Nam có bước phục hồi Dần lấy lại lòng tin người vào ngành đóng tàu Việt Nam Lý đề tài giao Với phát triển kinh tế đất nước nhu cầu thiết kế, đóng tàu vận tải nói chung, có tàu hàng rời cỡ vừa cỡ lớn quan trọng Bởi phải có nhiều đề tài thiết kế nghiên cứu khoa học nhằm đảm bảo chất lượng, tính ứng dụng cao Mục đích thiết kế Cơng trình thiết kế tàu chở hàng rời phức tạp, đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững kiến thức thiết kế tàu học giảng đường đại học qua nghiên cứu khoa học Qua cơng trình thiết kế người thiết kế hồn thiện trình độ thiết kế Từ rút kinh nghiệm lần thiết theo Phương pháp thiết kế Trong thiết kế tàu có nhiều phương pháp nhằm đảm bảo độ bền, tính xác, tính thẩm mĩ tàu đóng Ở em chọn tàu thiết kế theo phương pháp thiết kế Phương pháp có tác dụng phát huy tính ưu điểm cho tàu khai thác cho độ xác cao, khắc phục nhược điểm phương pháp thiết kế cũ Tuy nhiên q trình thiết kế đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm đặc biệt trình chỉnh trơn tuyến hình Ý nghĩa đề tài thiết kế "Giúp người thiết kế nắm kiến thức thiết kế, cung cấp kinh nghiệm thực tế việc thiết kế Sau thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Hàng hải Việt Nam, em vinh dự nhà trường khoa Đóng tàu giao đề tài thiết kế tốt nghiệp sau: Thiết kế tàu chở gỗ dăm tải 30000 chạy tuyến khơng hạn chế, tốc độ 12 hải lý/giờ Để hồn thành đề tài em nhận hướng dẫn tận tình, giúp đỡ to lớn thầy khoa Đóng tàu, đặc biệt PHẠM THỊ THANH HẢI Khi thiết kế tàu em hoàn toàn tuân thủ nguyên tắc sau - Thiết kế thoả mãn Quy chuẩn Việt Nam 2013 - Công ước quốc tế ngành đóng tàu - Tính an tồn, tiện lợi cho sử dụng - Phù hợp với khả thi cơng nhà máy đóng tàu Việt Nam Là sinh viên hạn chế kiến thức thực tế kinh nghiệm nên đề tài em khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong dẫn góp ý thầy cô giáo bạn để đề tài em hoàn thiện kinh nghiệm tốt cho em công"tác sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo tồn thể bạn Hải Phòng, tháng 11 năm 2015 PHẦN : TUYẾN ĐƯỜNG 1.1 Tuyến đường Công việc"thiết kế tàu, đòi hỏi người thiết kế phải chọn phương án thiết kế phù hợp tuyến đường yêu tố ảnh hưởng đến trình hành hải tàu; Tuyến đường nói nên đặc điểm khí tượng thuỷ văn; độ sâu luồng lạch giúp người thiết kế lựa chọn kích thước phù hợp Chính vậy, ta phải tìm hiểu tuyến đường cảng đến cảng của"tàu Như vậy, tàu thiết kế tàu chở gỗ dăm trọng tải 30000 tấn, hoạt động vùng không hạn chế -> ta chọn cảng Quảng Ninh đến cảng Kobe (Nhật Bản) 1.2 Đặc điểm cảng biển 1.2.1 Cảng Quảng Ninh ( Cảng ) Cảng Quảng Ninh thành lập từ năm 1977 nằm vùng Đông Bắc Việt Nam, thuộc khu vực tam giác kinh tế trọng điểm Hà Nội – Hải Phòng Quảng Ninh Làm nhiệm vụ bốc xếp, chuyển tải, giao nhận hàng hóa, dịch vụ hàng hải khu vực Quảng Ninh; Từ năm 1996 nhà nước giao cho quản lý khai thác bến số 01 từ tháng 4/2004 nhà nước cho thuê, quản lý khai thác bến 5,6,7 cảng Cái Lân Đây cảng nước sâu với trang thiết bị, kho bãi, cầu bến hệ thống quản lý đại nước Có luồng vào cảng có độ sâu lớn; năm bồi sa thuận tiện cho tàu, đặc biệt tàu có trọng tải lớn đến 40000 DWT ,có thể vào xếp dỡ hàng hóa, sửa chữa, tránh bão làm dịch vụ khác mà không cần chờ thủy triều "Cảng nằm vĩ độ 20 o47’ Bắc, kinh độ 107o04’ Đông; Chế độ thủy triều nhật triều với mực nước cao +4.0 m, thấp m Biên độ dao động lớn 4.0 m ,trung bình 2.5 m Cảng chịu mùa rõ rệt từ tháng 10 > tháng gió Bắc – Đơng Bắc, từ tháng -> tháng gió Nam – Đơng Nam" a,Cầu tàu kho bãi -Luồng vào cảng: + Tổng chiều dài 17.2 hải lý + Đoạn luồng từ cảng Cái Lân đến vùng neo đậu dài hải lý, rộng 130m, sâu 10m + Đoạn luồng từ vùng neo đậu đến Hong Một dài 4.2 hl, rộng 80 m, sâu 8,1m Theo kế hoạch quý I năm 2005 đoạn luồng +Đoạn luồng từ Hòn Một đến điểm đón hoa tiêu rộng 300 m, sâu 13m + Chế độ thủy triều : Nhật triều nhất, chênh lệch b/q so với mực nước không hải đồ 3.2 m -Cầu bến: Tổng chiều dài cầu bến 926 m Kho bãi sức chứa: +Tổng diện tích bãi chứa bến: 282.000 m2 Trong đó: Bãi chứa hàng container chuyên dụng:93.000 m2 Bãi chứa hàng khác : Bến số 5: 42000 m2 Bến số 6: 132000 m2 Bến 1+ Bến phụ:15000 m2 - Tổng diện tích kho: 12700 m2 + Kho CFS 4600 m2 + Kho chứa hàng khác:Bến số : 5400 m2 Bến số : 2700m2 b, Năng lực thiết bị Bảng 1.1 Thiết Bị Cẩu giàn bến (Gantry Sức nâng 40 Tấn; tầm với:37m; cao độ 02 Crane) Cẩu khung bánh lốp (RTG) (7x1)(4x1) Mô Tả SL nâng:31m hãng Mitsui Engineering & Shipbuilding sản xuất 04 Mitsui Engineering & Shipbuilding Sức nâng 64 tầm với 20m Dùng cho Cẩu bờ di động; 01 container 40ft ngoạm Hãng Liebherr sản xuất Max Đầu kéo xe kéo 10 45ft container box Command 50+TC56K0C2E Hãng Kalmax South East Asia Đóng rút hàng container Bốc xếp Xe nâng 3- Tấn 32 Cẩu chân đế 02 Sức nâng - 16 Tấn Cẩu ơtơ bánh xích 07 Sức nâng 15 - 63 Tấn Tàu lai 04 Công suất từ 305 CV - 1.500 CV 02 Công suất đóng bao 2.500 Tấn/Ngày Thiết bị đóng bao rời tự động container xe kéo Phễu đóng hàng rời 16 Ngoạm hàng rời loại 70 Dung tích 1.25 m2 - 18 m2 01 Công suất m3 Ngoạm hoa thị bốc xếp hàng sắt vụn Sà lan vận tải Sa lan cần cẩu Biển Đông 01 6000 Tấn phương tiện 01 Sức nâng 400 c, Hàng hóa thơng quan Bảng 1.2: 2004 2011 2012 2013 Sản lượng 2475597 T 7257951T 7184720 T 6000000 T Nhập 828242 T 1917966 T 2.146.368 T 1210000 T Xuất 980710 T 3384379 T 2.819.517 T 3705000 T Nội địa 666645 T 1955606 T 2146835 T 1805000 T Container 343320 T Số tàu đến 315 1.2.2 Cảng Kobe -Nhật Bản ( Cảng đến ) Cảng nằm vĩ độ 34o40' Bắc 135o 50’ độ"Kinh Đông; Vùng biển Nhật Bản thường có gió mùa đơng bắc vào tháng tháng gây nên biển động gió cấp 8,9 Bão thường xuất từ quần đảo Philipin thời gian ảnh hưởng trận khoảng ngày thường xuất từ tháng – gây nguy hiểm cho tàu hoạt động biển Cảng Kobe cảng tự nhiên có vị trí thuận lợi phía bắc vịnh Osaka che kín đê chắn sóng phức tạp (gồm bốn đê chắn sóng ), Kobe cửa ngõ quan trọng Nhật Bản việc buôn bán Trung Quốc, Triều Tiên Cảng Kobe có 12 bến thuộc quản lý quyền thành phố bến tự nhiên thuộc tập đồn cơng nghiệp Tổng chiều dài bến 22,4 km có 135 khu vực neo"tàu + Vùng trung tâm bến cảng có khu bến Khiko, gồm 12 bến với tổng chiều dài 6655 m, cho phép lúc neo đậu 135 tàu viễn dương Đây khu trung tâm phục vụ hành khách nước, chuyển tải hành khách từ Mỹ sang Australia Với khoảng 12000 người, hàng hóa qua khu vực chủ yếu hàng bách hóa +Khu Huogo có bến với tổng chiều dài 1089 m, độ sâu 7,2 m – 9m lúc tiếp nhận 17 tàu viễn dương +Khu Maya có cầu tàu với 21 chỗ neo đậu, độ ngậpsâu bến từ 10 đến 12 m; Khu vực chủ yếu phục vụ cho Liner Bắc Mỹ +Khu vực bến cảng Higa có bến sâu 5.5 m đến 7m tiếp nhận tàu Ro- Ro có tổng diện tích 7.8 +Khu đảo có bến container với tổng chiều dài 2650 m, 15 bến cho tàu bách hóa thơng thường với chiều dài 3000 m độ sâu từ 10m đến 12m +Khu đảo nhân tạo Roko với diện tích 583 ha; khu bến có độ sâu 12m tiếp nhận 29 tàu viễn dương kể tàu container tàu Ro- Ro Cảng Kobe cảng tổng hợp lớn giới, với khối lượng hàng hóa thơng qua cảng năm gần vào khoảng 200 triệu t/ năm" 1.3 Tuyến đường Quảng Ninh – Kobe Tuyến đường từ cảng Quảng Ninh đến cảng Kobe: có hai đường điQuảng Ninh- Hồng Kong- Nhật Bản dài khoảng 2462 hải lý +"Điều kiện tự nhiên Hồng Kơng: chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thủy triều đặn, dòng hải lưu ảnh hưởng đến lại tàu + Chịu ảnh hưởng gió mùa đơng bắc từ tháng 11 - tháng năm sau +Ở vùng biển lượng mưa tập trung vào tháng 67, lượng mưa trung bình 1964 mm Từ tháng 11- tháng thường có sương mù ->ảnh hưởng đến hành trình tàu" 1.4 Tàu mẫu Bảng 1.4 STT Các thông số tàu Đơn vị AFRICAN FOREST AEC SILVER DILIGENCE STAR 9425162 9249025 8114417 2011 2002 1983 DWT 28439 31642 33009 m 166.44 171.60 183.5 Tên tàu (theo đăng ký IMO) Năm đóng Trọng tải Chiều dài thiết kế 𝐿𝑡𝑘 Chiều dài 𝐿𝑝𝑝 m 158.32 163.60 172 Chiều rộng thiết kế m 27.4 27.0 26.6 𝐵𝑡𝑘 Chiều chìm thiết kế T m 10.1 10.4 10.75 10 Chiều cao mạn D m 14.2 14.8 15 11 Tỷ số L/B 5.78 6.06 6.47 12 Tỷ số B/T 2.71 1.82 2.47 13 Tỷ số D/T 1.41 1.42 1.39 14 Lượng chiếm nước 38109 39034 41022 0.746 0.81 0.8 0.792 0.821 0.825 knots 13,5 15 15 kW 6810 7060 7875 Hàng rời Hàng rời Hàng rời Tấn ∆𝑚 15 Hệ số lợi dụng LCN theo trọng tải 𝜂𝐷 16 Hệ số béo CB 17 Tốc độ tàu 18 Công suất máy 19 Loại hàng tàu chuyên chở Tra theo www.grosstonnage.com PHẦN 2: KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.1 Xác định lượng chiếm nước sơ Theo thống kê sơ từ tàu mẫu ta có: DW  0,5294DW 0,0428 DW  0,5294.300000,0428 = 0,823 Trong : - DW = 30000 - Trọng tải tàu -  DW - "Hệ số lợi dụng lượng chiếm nước theo trọng tải"  DW  DW  msb ⟹  msb  DW  DW  30000  36452 0,823 2.2 Xác định kích thước chủ yếu tàu 2.2.1 Xác định chiều dài tương đối tàu Theo số liệu thống kê tàu mẫu, hình 2.19 trang 14 [1] mối quan hệ trọng tải chiều dài tàu , ta có: L, m 400 350 300 250 y = 6.6x0.310 R2 = 0.9669 200 150 100 50 0 25000 50000 75000 100000 125000 150000 175000 200000 DW, t L  6,6DW 0,31 L  6, 6.300000,31 = 161,23 ( m) -  m = 36452 – lượng chiếm nước sơ - L: chiều dài tàu Vậy ta chọn L= 161 ( m ) 10 Bảng 8.4 Bảng hoành độ hình bao duỗi phẳng r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Chiều Từ trục đến 46.89 52.8 56.3 57.7 56.1 51.4 41.7 25.39 rộng mép đạp cánh tính Từ trục đến 29.11 33.3 37.4 40.7 43.9 46.7 48.4 46.95 20.1 % mép thoát chiều rộng Chiều rộng 75.99 86.1 93.7 98.4 100 98 90.1 72.34 bán kính tồn 0,6 R "Khoảng cách từ đường chiều dáy lớn đến 35 35 35.1 35.5 38.9 44.3 48.6 50 mép đạp theo % chiều rộng cánh" Bảng 8.5 Bảng hồnh độ hình bao duỗi phẳng thực tế r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Từ trục Chiều đến 580.97 653.57 698.05 714.4 695.08 636.47 516.79 314.6 rộng mép cánh đạp tính Từ trục % đến 360.67 412.59 463.39 504.8 543.92 578.12 599.3 581.7 250 chiều mép rộng thoát bán kính Chiều 0,6 R rộng 941.64 1066.16 1161.4 1219 1239 1214.6 1116.1 896.3 toàn 186 Khoảng cách từ đường chiều dày lớn đến mép 329.53 373.156 407.67 432.8 481.97 538.06 542.42 448.1 đạp theo % chiều rộng cánh Từ"bảng ta xây dựng hình bao duỗi thẳng đường chiều dày lớn nhất" 8.5.2 Xây dựng profin cánh chong chóng 8.5.2.1 Chiều dày lớn profin tiết diện b3 Mặt hút Mép thoát Mép đạp max e 100% 80% 60% 40% 20% Mặt đạp b2 20% 40% 60% 80% 100% b1 b Hình 8.2 Hình mặt cắt ngang profin b1-"khoảng cách từ trục đến mép đạp b2-khoảng cách từ trục đến mép b = b1 + b2-chiều rộng tồn b3-khoảng cách từ đường chiều dày lớn đến mép đạp" + Chiều dày mút cánh: eR  a.D(50  D)  11,34 + "Chiều dày giả định đường tâm trục: e0  0,045D  185, mm + Chiều dày lớn profin bán kính: emax  e0  r  e0  eR  D = 4,12 m - đường kính chong chóng a = 0,06 - với chong chóng làm hợp kim đồng" r r R 187 r r R emax 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70 0.8 0.9 150.8 133.5 116.2 98.9 81.6 64.3 47.0 29.7 8.5.2.2 Bảng tung độ profin cánh chong chóng Bảng 8.6: Bảng tung độ profin cánh chong chóng Tung độ mặt hút r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 r/R 0.2 0.3 0.4 "Tung 0.5 độ mặt 0.6 đạp" 0.7 0.8 0.9 "Từ điểm có chiều dày lớn tới mép thoát"(%emax) 100 % 80% 60% 40% 20% 53.35 72.65 86.9 96.5 50.95 71.6 86.8 96.8 47.7 70.25 86.6 97 43.4 68.4 86.1 97 40.2 67.15 85.4 96.8 39.4 66.9 84.9 96.7 40.95 67.8 85.3 96.7 45.15 70 87 97 - "Từ điểm có chiều dày lớn tới mép đạp"(%e max) 20% 98.6 98.4 98.2 98.1 98.1 97.6 97 97 - 40% 94.5 94 93.3 92.4 91.3 88.8 85.3 87 - 60% 87 85.8 84.3 82.3 79.4 74.9 68.7 70 - 80% 74.4 72.5 70.4 67.7 63.6 57 48.3 45.2 - 90% 95% 64.35 56.95 62.65 54.9 60.15 52.2 56.8 48.6 52.2 43.35 44.2 35 34.55 24.45 30.1 22 - "Từ điểm có chiều dày lớn "Từ điểm có chiều dày lớn tới mép thốt"(%emax) tới mép đạp"(%e max) 100% 80% 60% 40% 20% 20% 40% 60% 80% 90% 95% 30 18.2 10.9 5.45 1.55 0.45 2.3 5.9 13.5 20.3 26.2 25.4 12.2 5.8 0.05 1.3 4.6 10.9 16.55 22.2 17.9 6.2 1.5 0.3 2.65 7.8 12.5 17.9 9.07 1.75 0.7 4.3 8.45 13.3 5.1 0.8 4.45 8.4 0.4 2.45 - 188 100 % - 100% 40 37.6 34.5 30.4 24.5 16.1 7.4 - Bảng 8.7 Bảng tung độ profin cánh chong chóng thực tế "Từ điểm có chiều dày lớn tới "Từ điểm có chiều dày lớn mép thốt"(%emax) tới mép đạp"(%e max) r/R 100% 80% 60% 40% 20% 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100% 0.2 80.5 109.6 131.0 145.4 148.7 142.5 131.2 112.2 97.0 85.9 0.3 68.0 95.6 115.9 129.2 131.4 125.5 114.5 96.8 83.6 73.3 55.4 81.6 100.6 112.7 114.1 108.4 98.0 81.8 69.9 60.7 Tung 0.4 42.9 67.6 85.2 95.9 97.0 91.4 81.4 67.0 56.2 48.1 độ 0.5 mặt 0.6 32.8 54.8 69.7 79.0 80.1 74.5 64.8 51.9 42.6 35.4 hút 0.7 25.3 43.0 54.6 62.1 62.8 57.1 48.2 36.7 28.4 22.5 0.8 19.2 31.9 40.1 45.4 45.6 40.1 32.3 22.7 16.2 11.5 0.9 13.4 20.8 25.8 28.8 28.8 25.8 20.8 13.4 8.9 6.5 "Từ điểm có chiều dày lớn "Từ điểm có chiều dày lớn tới mép thoát"(%emax) tới mép đạp"(%e max) r/R 100% 80% 60% 40% 20% 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100% 0.2 45.2 27.4 16.4 8.2 2.3 0.7 3.5 8.9 20.3 30.6 39.5 60.3 0.3 33.8 16.3 7.7 1.3 0.1 1.7 6.1 14.5 22.1 29.6 50.1 7.2 1.7 0.3 3.1 9.1 14.5 20.8 40.1 Tung 0.4 20.7 1.7 0.7 4.3 8.4 13.2 30.1 độ 0.5 9.0 mặt 0.6 4.2 0.7 3.6 6.9 20.0 đạp 0.7 0.3 1.6 10.3 0.8 3.5 0.9 8.5.3 Xây dựng hình chiếu pháp hình chiếu cạnh - Chọn góc nghiêng cánh 15 o Để xây dựng"hình chiếu pháp hình chiếu cạnh đường bao cánh, từ điểm O đường trục hình bao duỗi phẳng, theo hướng phía mép theo người ta đặt đường thẳn OH P/2p, H gọi điểm cực Từ H ta kẻ tia qua điểm giao trục thẳng đứng với bán kính đường tròn r i khác Tại mút profin ta kẻ đường thẳng tiếp tuyến song song vng góc với tia HA, kết nhận đoạn cắt l1, l2, h1, h2 có giá trị bảng Sau hình chiếu pháp, từ tâm O1 kẻ cung bán kính ri đặt theo cung đoạn thẳng l1 - bên phải l2 - bên trái Cuối ta nhận điểm nằm đường bao hình chiếu pháp cánh 189 Để xây dựng hình chiếu cạnh, từ điểm vừa nhận hình chiếu pháp theo phương song song với trục chong chóng, người ta kẻ đường nằm ngang đặt giá trị h1 đường chiều dày lớn mặt đạp bên trái tính từ điểm giao đường hạ vng góc từ điểm bán kính ri đường chiều dày lớn mặt đạp đến đường nằm ngang nói Cuối ta nhận kính r i đường chiều dày lớn mặt"đạp cánh Bảng 8.8 Bảng xác định l1, l2, h1, h2 sau : r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 l1 327.7 475.9 574.7 627.5 635.4 597.3 491.0 302.9 - l2 263.9 340.7 404.3 457.0 504.7 545.3 572.3 561.5 242.2 h1 496.3 463 411.8 253.9 292.8 229.8 161.5 86.4 - h2 254.4 239.2 228.7 219.6 207.5 196.8 180.9 157.8 60.2 8.5.4 Xây dựng củ chóng 8.5.4.1 Xác định đường kính trục chong chóng Đường kính trục chong chóng: dB = 1,12dP + kCD = 414,34 mm đó: d P  92 PS (1  k )  333,16 mm- đường kính trục trung gian nm k = q(a-1) = 0,4 q = 0,4 a = với máy có xilanh PS = 5970, kW- cơng suất máy chính; nm = 176 - vòng quay chong chóng; 190 kC = 10 - ống bao trục hợp kim đồng; D = 4,12 , m - đường kính chong chóng Chọn đường kính trục chong chóng dB = 415 mm Chọn độ trục K = 1/15 8.5.4.2 Xác định kích thước củ chong chóng - Chiều dài củ"lH lấy lớn 2%  3% chiều rộng lớn hình chiếu cạnh chọn lH  100 (mm) - Độ củ chong chóng kH  1/15  1/ 20 chọn kH=1/15 - Đường kính trung bình củ d H  0.167.D  0,688 m , chong chóng cánh - Chiều dài phần côn trục: lk   90  95 %lH  940 , mm - Chiều dài lỗ khoét để giảm nguyên công cạo rà: l0   0.25  0.3 lk  280 , mm - Chiều sâu rãnh"khoét: Chọn t = mm 8.5.4.3 Chọn then Số lượng then: Chiều dài then: lt= (0,9÷0,95)lK = (846÷893) mm Chọn lt = 850 mm Chiều rộng then: bt = (0,25÷0,3)dB = (103,7÷124,5) mm Chọn bt = 110 mm Chiều cao then: ht = (0,5÷0,6)bt = (55÷66) mm Chọn ht = 60 mm Độ ngập sâu then củ chong chóng: t2 = 0,4ht =24 mm * Kiểm tra bền: Điều kiện bền :  d   d Tc  Tc  đó:  d  400 N/mm2- ứng suất dập cho phép; Tc   400 N/mm2 - ứng suất cắt cho phép; d  2T - ứng suất dập tính tốn ; d B lt t 191 Tc  2T - ứng suất cắt tính toán d B bt lt T  7162 PD  41082, mơ men xoắn trục chong chóng ; nm PD  s PS  0,97.5970  5791 ,kW -Cơng suất truyền đến chong chóng =>  d  2.41082300  97,05( N / mm2 )   d  400 N / mm2 415.850.24 => Tc  2.41082300  21,17( N / mm2 )  Tc   400 N / mm2 415.110.850 Vậy then chọn đủ bền 8.5.4.4 Chọn mũ thoát nước - Chiều dài mũ"thoát nước : l0  (0,14  0,17) D  (577  700) mm Chọn l0  700 mm - Bán kính cầu cuối mũ : r0  (0,05  0,1) D  (206  412) ) mm Chọn r0  400 mm" 8.5.4.5 Tính trọng lượng chong chóng Theo "Kopeeski khối lượng chong chóng tính sau G b  d Z   D3 ( 0,6 ) 6,  2.104  0, 71  H 4.10 D  D   e0,6   0, 59. l.d H  12840,97 (kg)    D Z  - số cánh chong chóng   8600 kG/m - trọng lượng riêng vật liệu chế tạo chong chóng D  4,12 m - đường kính chong chóng d H  0,688 m - đường kính củ chong chóng lH  m -chiều dài củ chong chóng e0,6 = 0,0816 m -chiều dày cánh 0,6 R b0,6 = 0,841 m - chiều rộng cánh 0,6R" 192 8.5.5 Xây dựng tam giác đúc - Bán kính đặt tam giác đúc R  R  (50  60)  (2610  2620 ) , mm Chọn R  2620 mm - Chiều dài tam giác đúc l  l1  l  2359  1754  4113 mm Với l1  l  2 R z 2 R z 1  2359 mm 1  2 2  1754 mm 1  2 1 , 2 xác định từ hình vẽ: 1  390 , 2  290 39° 29°  - Chiều cao tam giác đúc: h  P  803, , mm z - Vị trí đường trung bình củ chong chóng cách cạnh huyền tam giác đúc đoạn: m  R R mR  702 , mm đó: mR khoảng cách từ mút cánh đến đường tâm cánh mR  R.tg150  686 , mm 193 8.6 Kiểm tra bền chong chóng 8.6.1 Kiểm tra theo chiều dày cánh Đại lượng tính tốn TT 10 11 12 13 14 15 Đường kính chong chóng Cơng suất liên tục động PS Vòng quay chong chóng N = nm/100 Chiều rộng cánh tiết diện xét k1 Các hệ số k2 k3 Bước bán kính xét: P’ Bước bán kính 0,7R: P K1 = P'   D k +k   D  P'   P 1+k1   D m kW rps cm m m 30,3 k4 k5 Độ nghiêng cánh (E = mR) Chiều dầy cánh giả định tâm trục t0 = e0 Hệ số phụ thuộc vào vật liệu K  E  D2 N K = K -  k +k   t0  1000 16 Đơn vị Tiết diện kiểm tra 0,25 0,60 4,16 5970 1,8 101,6 125,1 1,62 0,281 0,386 0,113 0,239 0,022 3,216 3,216 - 14,775 4,575 cm cm - 1,92 1,71 1,24 1,09 1,15 1,15 - 0,768 0,904 55,7 21 Hệ số tính đến tăng ứng suất thời tiết 17 0,798 - 0,8 2aO   D P   1,3    0, 22  0,95P  D  Z   - 0,378 D  P 1,19aO   0,   1,1  0,95P  D Z  - 0,207 - 0,118 - 0,271 Chọn S 18 19 C1  20 C2  C3  0,122 21 22 DS  0, 677 dS - S  0, 095 P  0, 0236 D Z = 4: số cánh a0 = 0,55: tỷ số đĩa Hệ số nước kèm trung bình định mức đĩa 194 chong chóng     B  B w  0, 625 0, 04     CB   0,527 D  dS     Giá trị cực đại dao động nước kèm     B  B w  7,32 1,56  0, 04     CB  w D  dS     23 - 0,561 24 A1  w w  C1 - 0,864 25 A2  w w  C2 - 1,174  C1  1 C2  w C3  C2  1 C1  w  - 7,126 A3  26 27 A4 W   1, 724 28 29 P' D A2 A3  A4 A1 A3  A1 P' D Chiều dày cánh tính tốn t = K1 H SW K ZNl 30 Chiều dày cánh thực tế Vậy chong chóng đủ bền - 3,52 1,26 - 3,371 3,037 cm 15,17 9,03 cm 16,05 9,12 8.6.2 Kiểm tra theo bán kính góc lượn Theo quy chuẩn thì"bán kính góc lượn chân cánh củ chong chong không nhỏ trị số R0 xác định theo công thức sau R0  t1  (e  rB )(t0  t1 )  15, 65 cm e t1 = 14,21 , cm - chiều dày qui định cánh 0,25R t0 = 18,54 , cm - chiều dày giả định cánh đường tâm trục rB  rH  d H  0,167 - tỷ số bước chong chóng R e = 0,25 - hệ số với chong chóng có bước cố định Mặt khác Bán kính góc lượn phía mặt đạp cánh củ R = 17 cm Bán kính góc lượn phía mặt hút cánh củ R = 18 cm 195 Vậy chong chóng thoả mãn điều kiện bền"theo quy chuẩn 8.7 Xây dựng đồ thị đặc tính vận hành chong chóng Mục đích:"Xác định vận tốc, cơng suất vòng quay máy trạng thái khác Khái niệm Đồ thị đặc tính vận hành tập hợp họ đường cong - Đường cong lực kéo có ích tàu - Đường cong công suất tiêu thụ động Cách xây dựng đồ thị đặc tính vận hành tàu sau": 8.7.1 Tính tốn đặc tính thủy động lực học chong chóng làm việc sau tàu Các thông số biết: D  4,12 m -đường kính chong chóng AE  0,55 -tỷ số đĩa chong chóng A0 P / D  0,78 -tỷ số bước chong chóng wT  0,35 - hệ số dòng theo t  0, 26 - hệ số lực hút Bước tiến tương đối: J p  VA 12.0,5147(1  0,35)   0,301 nD 2,93.5,12 Độ trượt tương đối tính tốn: SP   JP 0,301  1  0, 614 P/D 0, 78 Hệ số lực hút tính tốn t0  t.SP  0, 26.0,614  0,16 iQ  0,9715 Bảng"tính tốn đặc tính thủy động lực học chong chónglàm việc sau"thân tàu 196 STT Đại lượng J (giả thiết) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 KT = f(J;P/D) 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21 0 = f(J;P/D) 0.165 0.24 0.36 0.48 0.595 kQ  Đơn vị kT J 20 Giá trị 0.0435 0.0385 0.0345 0.0305 0.0281 S = 1- J/(P/D) 0.872 0.744 0.615 0.487 0.359 t = t0/S 0.183 0.215 0.26 0.329 0.446 KTB = (1-t)KT 0.261 0.228 0.192 0.154 0.116 KQB = iQKQ 0.042 0.037 0.033 0.03 0.027 JV = J/(1-wT) 0.154 0.308 0.462 0.615 0.769 8.7.2 Tính tốn đặc trưng chong chóng Giả thiết vòng quay chong chóng với giá trị sau: n   0.6  1.05 nH n (rpm) 160 165 170 176 180 n (rps) 2.67 2.75 2.83 2.93 3.00 Bảng 1: Tại n =160 (rpm)= 2,76 (rps) .n2 D4  1,025.2,762.4,124  2105, , kN 2 n3D5 BP  2.3,14.1, 025.2, 762.4,122  151444 ,kW 0,98.0,98 Đại lượng tính Đơn tốn vị Jv - 0.154 0.308 0.462 0.615 0.769 Vs  3,6.J v n.D knots 3.29 6.59 9.88 13.16 16.45 TE  K BT .n2 D4 kN 549.51 480.03 404.24 324.23 244.23 kW 6360.6 5603.4 4997.6 4543.3 STT PS  2. KQB  n2 D5 s G Gía trị tính tốn 197 4089 Bảng 2: Tại n =165 (rpm)= 2,75 (rps) .n2 D4  1,025.2,752.4,124  2233,5 , kN 2 n3D5 BP  2.3,14.1, 025.2, 752.4,122  165469 , kW 0,98.0,98 Đại lượng tính Đơn tốn vị Jv - 0.154 0.308 0.462 0.615 0.769 Vs  1,945.J v n.D knots 3.39 6.79 10.18 13.55 16.95 TE  K BT .n2 D4 kN 582.93 509.23 428.82 343.95 259.08 kW 6949.7 6122.3 5460.5 4964.1 4467.7 STT PS  2. KQB  n2 D5 s G Gía trị tính tốn Bảng 3: Tại n =170 (rpm)= 2,83 (rps) .n2 D4  1,025.2,832.4,124  2365,3 , kN 2 n3D5 BP  2.3,14.1, 025.1,952.5,122  180334 , kW 0,98.0,98 STT Đại lượng tính tốn Jv Đơn vị - 0.154 0.308 0.462 0.615 0.769 Vs  1,945.J v n.D knots 3.49 6.98 10.48 13.95 17.44 TE  K BT .n2 D4 kN 617.34 Kw 7574 2. KQB  n D PS  s G Giá trị tính tốn 539.29 454.14 364.26 274.37 6672.3 5951 5410 4869 Bảng 4: Tại n =176 (rpm)= 2,93 (rps) .n2 D4  1.2,1,0252.4,124  2535, , kN 2 n3D5 BP  2.3,14.1, 025.1,832.4,122  200134 , kW 0,98.0,98 STT Đại lượng tính tốn Jv Đơn vị - 0.154 0.308 0.462 0.615 0.769 Vs  1,945.J v n.D knots 3.62 7.23 10.85 14.44 18.06 Gía trị tính tốn 198 TE  K BT .n2 D4 PS  2. KQB  n2 D5 s G kN 661.74 578.07 486.8 Kw 8405.6 7405 6604.4 390.45 294.11 6004 5403.6 Bảng 5: Tại n = 180 (rpm)= 3(rps) .n2 D4  1.025.32.4,124  2658 , kN 2 n3D5 BP 2.3,14.1, 025.32.4,122   214823 , kW 0,97.0,97 Đại lượng tính Đơn tốn vị Jv - 0.154 0.308 0.462 0.615 0.769 Vs  1,945.J v n.D knots 3.7 7.4 11.11 14.78 18.49 TE  K BT .n2 D4 kN 693.74 606.02 510.34 409.33 308.33 Kw 9022.6 7948.5 7089.2 6444.7 5800.2 STT PS  2. KQB  n2 D5 s G Gía trị tính tốn 8.7.3 Tính tốn gần đặc tính ngồi động Bảng tính gần đặc tính ngồi động STT Đại lượng tính Đơn tốn vị Vòng quay giả thiết Gía trị tính tốn rpm 160 165 170 176 180 kW 4933.9 5247.1 5569.9 5970 6244.5 2  n  Pdm    Psp  nH  Với nH=176 (rpm) Pdm=5970 (kW) Từ số liệu ta vẽ đồ thị đặc tính vận hành tàu 199 TÀI LIỆU THAM KHẢO "PGS.TS Phạm Tiến Tỉnh, PGS.TS Lê Hồng Bang, ThS Hoàng Văn Oanh Lý thuyết thiết kế tàu thủy Nguyễn Đức Ân Sổ tay kỹ thuật đóng tàu tập 1, NXB GTVT Quy chuẩn Việt Nam QCVN21:2010/BGTVT Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép, Phần 2A Trương Sĩ Cáp Lực cản tàu thủy, NXB GTVT ThS Hoàng Văn Oanh Thiết kế đội tàu Sổ tay thiết bị tàu thủy Hệ thống tàu thủy Kết cấu tàu thủy" 200 ... việc thiết kế Sau thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Hàng hải Việt Nam, em vinh dự nhà trường khoa Đóng tàu giao đề tài thiết kế tốt nghiệp sau: Thiết kế tàu chở gỗ dăm tải 30000 chạy tuyến. .. văn; độ sâu luồng lạch giúp người thiết kế lựa chọn kích thước phù hợp Chính vậy, ta phải tìm hiểu tuyến đường cảng đến cảng của "tàu Như vậy, tàu thiết kế tàu chở gỗ dăm trọng tải 30000 tấn, ... năm 2015 PHẦN : TUYẾN ĐƯỜNG 1.1 Tuyến đường Công việc "thiết kế tàu, đòi hỏi người thiết kế phải chọn phương án thiết kế phù hợp tuyến đường yêu tố ảnh hưởng đến trình hành hải tàu; Tuyến đường nói