Thiết kế tàu chở hàng khô trọng tải 2690 DWT, lắp máy 1200 CV, chạy biển hạn chế II

MỤC LỤC Phần Tên, phần, mục PHẦN TÌM HIỂU TUYẾN ĐƢỜNG- TÀU MẪU Trang 16 1.1 TUYẾN ĐƢỜNG 17 1.2 PHÂN CẤP TÀU 19 1.3 TÀU MẪU 19 PHẦN XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU 20 2.1 CHỌN LỰA CÁC TỶ SỐ 21 2.2 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƢỚC CHỦ YẾU 21 2.3 CÁC HỆ SỐ BÉO 21 2.4 TÍNH NGHIỆM LƢỢNG CHIẾM NƢỚC 22 2.5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH BAN ĐẦU 25 2.6 KIỂM TRA TÍNH CHÒNG CHÀNH 26 2.7 2.8 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH KHI HÀNG DỒN VỀ MỘT BÊN MẠN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH KHI HÀNG DỒN VỀ MỘT BÊN MẠN VÀ TÀU LƢỢN VỊNG 26 27 PHẦN XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH TÀU 28 3.1 CHỌN HÌNH DÁNG THÂN TÀU 28 3.2 XÂY DỰNG ĐƢỜNG CONG DIỆN TÍCH ĐƢỜNG SƢỜN 30 3.3 XÂY DỰNG ĐƢỜNG NƢỚC THIẾT KẾ 32 3.4 XÂY DỰNG CÁC ĐƢỜNG SƢỜN LÝ THUYẾT 33 PHẦN BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU 40 4.1 PHÂN KHOANG CƠ BẢN THÂN TÀU 41 4.2 BỐ TRÍ CHUNG 42 4.3 TÍNH CHỌN TRANG THIẾT BỊ 42 4.4 HIỆU CHỈNH MẠN KHÔ 45 PHẦN TÍNH TỐN KẾT CẤU 6.1 GIỚI THIỆU CHUNG 67 68 6.2 TÍNH TỐN KẾT CẤU THEO QCVN 2010 PHẦN TÍNH TỐN CÂN BẰNG ỔN ĐỊNH 68 103 7.1 CÂN BẰNG DỌC TÀU 104 7.2 Trạng thái tải trọng 100% hàng 100% dự trữ 109 7.2.1 Trạng thái tải trọng 100% hàng 10% dự trữ 109 7.2.2 Trạng thái tải trọng không hàng 10% dự trữ 109 7.2.3 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TÀU 109 7.2.4 Dựng sƣờn Trêbƣsep 109 7.2.5 Xây dựng đƣờng nƣớc tƣơng đƣơng 109 7.2.6 Tính tốn sƣờn Trebusep trạng thai tải trọng 110 7.2.7 Ảnh hƣởng mặt thoang chất lỏng 111 7.2.8 Tay đòn LΦ 112 7.2.9 Xây dựng đƣờng cong ổn định tinh 113 7.2.10 Kiểm tra ổn định PHẦN THIẾT KẾ CHONG CHĨNG 8.1 TÍNH TỐN SỨC CẢN THÂN TÀU 115 115 115 8.1.1 THIẾT KẾ CHONG CHÓNG 119 8.1.2 Chọn kiểu chong chóng 120 8.1.3 Tính hệ số lực hút, hệ số dòng theo 120 8.2 Tính sơ đƣờng kính chong chóng 121 8.2.1 Tính số cánh chong chóng 123 8.2.2 Chọn tỉ số đĩa chong chóng 125 8.2.3 Tính đƣờng kính tối ƣu tỉ số bƣớc chong chóng 125 8.2.4 Chọn máy cho chong chóng 125 8.2.5 Xây dựng vẽ chong chóng 126 8.2.6 Xây dựng củ chong chóng 143 8.2.7 Tính khối lƣợng chong chóng 143 8.1 Xây dựng tam giác đúc 8.1.1 Kiểm tra bền chong chóng theo quy phạm TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 146 150 PHẦN 1: TUYẾN ĐƯỜNG, TÀU MẪU 1.1 Tuyến đường : 1.1.1 Cảng : Cảng Sài Gòn - Vị trí địa lý : Cảng Sài Gòn nằm hữu ngạn sơng Sài Gòn , có vĩ độ 10 48 Bắc 106 42 kinh độ đông Cảng nằm phạm vi dọc bờ dài km cách bờ biển 45 hải lý -Đặc điểm khí hậu thuỷ văn : Khu vực sơng sài gòn có chế độ bán nhật triều , biên độ dao động mực nƣớc chiều lớn 3,98 mét , lƣu tốc dòng chảy kà 1m/gây - Khả thơng qua : từ cảng biển có hai đƣờng sơng + Theo sơng Sài Gòn vinh Gành Ráy qua sông Lào Tảo, sông Nhà Bè sông Sài Gòn Những tàu có mớn nƣớc khoảng 9,0 mét cà chiều dài khoảng 210 mét lại dễ dàng theo đƣờng + Theo sơng Sồi Rạp , đƣờng dài 10 hải lý tàu phải có mớn nƣớc khơng q 6,5 mét -Tình trạng thiết bị : Khu nhà Rồng có bến với tổng chiều dài 390 mét Có diện tíh kho 7.225 m 3.500 m bãi , tải trọng kho tấn/ m Phổ biến bãi xen kẽ it có bãi liên hồn Khu Khánh Hội gồm 11 bến từ kho Ko đén kho K10 tổng chiều dài 1264 m gồm 18 kho với tổng diện tích 45.396 m diện tích bãi 15.781 m Ngồi có hệ thống phao neo gồm phao hữu ngạn sông Sài Gòn 26 phao tả ngạn sơng Sài Gòn Cách 10 hảI lý hạ lƣu cảng Sài Gòn có 12 phao neo dành cho hàng dễ cháy nổ 1.1.2 Cảng đến : Cảng Hải Phòng - Vị trí địa lý : Cảng Hải Phòng nằm hữu ngạn sông Cửa Cấm vĩ độ 20 52 Bắc kinh độ 106 41 Đông - Đặc điểm khí hậu, thuỷ văn : Khí hậu : Cảng chịu hai mùa rõ rệt Từ tháng 10 đến tháng năm sau gió Bắc - Đơng Bắc Từ tháng đến tháng gió Nam - Đông Nam Thuỷ văn : Chế độ thuỷ triều nhật triều với mức nƣớc triều cao +4,0 mét , đặc biệt cao 4,23 mét , mực nƣớc triều thấp + 0,48mét đặc biệt thấp + 0,23 mét Cảng Hải Phòng cách phao số khoảng 20 hải lý,từ phao số vào cảng phải qua luồng Nam Triệu , kênh đào đình Vũ vào sơng Cửa Cấm Cảng Hải Phòng nằm vùng trung chân sông Hồng sông Hồng mang nhiều phù xa nên tình trạng luồng lạch vào cảng khơng ổn định Từ nhiều năm luồng vào cảng Hải Phòng thƣờng xuyên phải nạo vét nhƣng sâu đén -5,0 mét đoạn cửa Cấm va -5,5 met đoạn Nam Triệu Những năm gần luồng vào Cảng bị cạn nhiều , sơng Cấm -3.9 đến -4,0 mét nên tàu vào hạn chế trọng tải Nếu tính bình qn Nam Triệu vét đến -6.0 mét , sơng Cấm vét đến -5.5 mét hàng năm phải nạo vét khối lƣợng triệu m Thuỷ diện cảng hẹp , vị trí quay tàu khó khăn , cảng có chỗ quay tàu ngang cầu N ( có độ sâu từ -5.5 đến -6.0 mét rộng khoảng 200 mét ) - Tình trang thiết bị : gồm cảng a) Cảng Chính : Có 11 bến đƣợc xây dung từ năm 1967 kết thúc vào năm 1981 dạng tƣờng cọc ván thép mọt neo với tổng chiều dài 1787 mét Trên măt bến co cần trcj cổng có nâng trọng từ đến 20 Các bến đảm bảo cho tàu 10000 cập cầu Từ cầu tầu1 đến cầu tầu thƣờng xếp dỡ hàng kim khí , bách hố , thiết bị ; Bến 6,7 xếp dỡ hàng nặng ; Bến 8,9 xếp dỡ hàng tổng hợp ; Bến 11 xếp dỡ hàng lạnh Toàn kho cảng (trừ kho 2a va kho 9a ) có tổng diện tích la 46800 m , kho đƣợc xây dụng theo quy hoạch chung cảng đại , có đƣờng sắt trƣớc bến sau kho thuận lợi cho việc xếp dỡ hàng Kho mang tính chất chuyên dụng , Ngồi có bãI chứa hàng với tổng diện tích 183 000 m , có 25 000 m bãi nằm bến Tải trọng mặt bến / m , dảI tiếp phía sau rộng mét tấn/ m bình qn 10 / m Đƣờng sắt cang co tổng chiều dài 1560 mét gồm đƣờng sắt trƣớc bến , bãi sau kho b) Cảng Chùa Vẽ : Theo thiết kế cảng chùa vẽ co bến với tổng chiều dài 810 mét sản lƣợng thông qua hàng năm 1.600.000 Hiện xây dung đƣợc bến phụ , bến 1,2 có chiều dài 330 mét dạng cọc bến bê tơng cốt thép , trƣớc bến có đƣơng ftrục cổng hai đƣờng sắt hoạt động Bến thuộc dạng thiết kế theo tiêu chuẩn cảng biển cấp măt bến co tảI trọng tấn/ m Trên mặt bến có lắp cần trục KAMYHA có nâng trọng , cảng chủ yếu xếp hnàg sắt thép , hàng kiện , gỗ c) Cảng Vật cách: Bát đầu xây dung vào năm 1965, cảng có bến dạng mố cầu , có diện tích 8x8 mét Cảng có mố cầu bố trí cần trục ô tô đêr bôc sthan số loại hàng khác từ sa lan với trọng tảI 100 đến 200 1.1.3 Tuyến đường hai cảng : - Khoảng cách hai cảng 1.475 km - Đƣợc chia thành đoạn nhƣ sau Từ Hải Phòng , quảng Ninh – Thanh Hoá : Vùng biển chịu ảnh hƣởng gió mùa đơng Bắc gió mùa Tây Nam > Từ thang tới tháng hƣóng gió thịnh hành Đơng Bắc Từ cuối tháng đến tháng dần chuyển thành Đông Đơng Nam Những đợt gió mùa Đơng Bắc manh thi sức gió 24 m/s ảnh hƣởng nhiều đến tốc độ vận hành tàu Từ tháng 5, thƣờng có bão , tốc độ gió bão tới 35 đến 40 m/s , sang tháng ,8,9 bão hoạt động mạnh Từ tháng đến tháng 12 có gió mùa Đơng Bắc Vùng biển chia làm mùa mƣa mùa khô rõ rệt Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau từ tháng tới tháng thƣờng có mƣa phùn làm giảm tầm nhìn tàu Mùa mƣa từ tháng đến tháng 10 chủ yếu bão dảI hội tụ nhiệt đới gây Vê mùa Đơng vung fbiển thƣờng có sƣơng mù , vào buổi sáng chiều tối làm ảnh hƣởng dến tầm nhìn tàu Thuỷ triều mang tính chất nhật triều Càng phía nam tính chất nhật triều không tăng , biên độ thuỷ triều khơng lớn , thƣờn từ 0.5 đến 3.6 mét , biên độ giảm dần rừ Quảng Ninh đến Thanh Hố Sóng có hƣớng chiều cao theo mùa , nhƣng trung bình chiều cao sang từ 0,7 đến 1,0 mét lớn 3,0 mét , có bão lên tới mét Ngoài khơi Vịnh Bắc Bộ thời tiết khí hậu chiu tác động thời tiết nhƣ vùng ven bờ nhƣng đặc trƣng yếu tố khí tƣợng hảI văn ổn định có cƣờng độ manh + Vùng biển từ Nghê An tói Bình Trị Thiên: Vùng biển mùa đông từ tháng 10 đến tháng năm sau gió có hƣớng Bắc Tây Bắc khơng manh , ảnh hƣởng đến tốc độ tàu mùa từ tháng đến tháng hƣớn thinh hành Nam vầ Tây Nam Mùa bão từ tháng đến tháng 10 thƣờng gay mƣa lớn lũ đột ngột ảnh hƣởng đến tốc độ tàu Vùng biển có chế độ thuỷ triều phức tạp , chủ yếu chế độ bán nhật triều Dòng chảy vùng biển từ tháng đến tháng từ tháng đến tháng 12 dòng chảy theo hƣơng Tây Bắc Đông Nam với tốc độ từ 0,5 đến hl/h từ tháng đến tháng chảy theo hƣớng ngƣợc lại với vận tốc từ 0,4 đến 0,6 hl/h + Vùng biển từ Quảng Nam , Đà Nẵng đén Phú Khánh : Các yếu tố khí tƣợng thuỷ văn gần tƣơng tự nhƣ vùng biển nhƣng mùa đông nhiệt độ vùng cao ảnh hƣởng gió mùa Đơng Bắc đến vùng biển yếu + Vùng biển từ Thuận Hải đến Minh Hải : Vùng biển yếu tố khí tƣợng thuỷ văn mang tính chất xích đạo rõ rệt Chế độ thuỷ triều nhật triều , có biên độ dao động lớn Về gió ảnh hƣởng đến lại tàu 1.2 Tàu mẫu Bảng Thông số tàu mẫu STT 10 11 12 13 14 15 Thông số DW Lmax LPP B D d CB Ne V ηD  L/B B/d D/d B/D Đơn vị m m m m m hp kn Xuân Lộc 01 2412 69.99 66.4 11.8 5.9 4.8 0.69 1000 0.77 588 5.63 2.46 1.23 Đại Nam 38 2690.6 69.98 66.5 12.3 6.3 5.2 0.75 1199 10 0.78 671 5.41 2.37 1.21 1.95 Hòa Bình 27 2715.5 74.303 69.8 12.3 6.3 5.2 0.76 999 8.5 0.78 840.6 5.67 2.37 1.21 1.95 PHẦN II XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA TÀU 2.1 Xác đinh sơ kích thước: 2.1.1 Xác định lượng chiếm nước sơ bộ: Từ phƣơng trình xác định lƣợng chiếm nƣớc: msb = DW (2.1) D đó: D – hệ số lợi dụng LCN theo trọng tải (nội suy theo tàu mẫu); DW – trọng tải tàu (theo nhiệm vụ thƣ thiết kế); Căn theo thống kê tàu mẫu (Bảng 1) chọn hệ số lợi dụng lƣợng chiếm nƣớc tàu thiết kế   0,77 Từ phƣơng trình xác định lƣợng chiếm nƣớc: ∆msb = DW  DW = 2690 =3493 (T) 0, 77 2.1.2 Xác định kích thước sơ tàu:  Xác định chiều dài tàu: Chiều dài tàu đƣợc xác định qua chiều dài tƣơng đối tàu qua công thức sau: L  l.3  msb /  (2.2) Trong đó: l – chiều dài tƣơng đối tàu, hàm tốc độ tuyệt đối tàu Có thể xác định l đƣợc xác định theo cơng thức sau: + Theo L M Nogid chiều dài tƣơng đối l đƣợc xác định theo công thức: l  Cn v1S/ = 4,57 Trong : Chọn Cn theo tàu mẫu Tàu mẫu Xuân Lộc 01 Cn 2,13  Chọn Cn = 2,12 Đại Nam 38 2,02 (2.3) Hòa Bình 27 2,11 L = l  msb /  = 4,57 3493 /1,025 = 69,8 (m) chọn L = 69,8 (m)  Các hệ số béo - Theo số liệu thống kê tàu mẫu: Hệ số béo thể tích tàu thiết kế, chọn CB = 0.75 - Xác định số Frude: Fr  v =0,19 gL Trong đó: v – tốc độ tàu (m/s);v=10 knot=5,14 (m/s) g – gia tốc trọng trƣờng, g =9,81(m/s2) L – chiều dài tàu, L = 69,8 (m) - Hệ số béo sƣờn Do CB=0,75 ; tra đồ thị 2-21 STKT ĐT T1, CM=0,972 - Hệ số béo dọc tàu CP = 1,05- 1,5Fr 0,02  0,686  0,02  chọn CP = 0,7 - HÖ sè CW đ-ợc xác định theo kiến nghị Burgeas(STKTĐT_Tập 1) nh- sau: CW = 1,099 0,7 = 0,7627 Chän CW = 0,763 Chiều rộng, chiều chìm, chiều cao mạn Ta có m = kCBLBd đó: bƣớc tính sơ chọn k = 1,007  = 1,025 (t/m3) - khối lƣợng riêng nƣớc Bd = m/ kCBL, (m2) 3493 → B.d = = 64,64 1,007.1,025.0,75.69,8 (2.9) (1) Chọn tỷ số B/d , D/T theo tàu mẫu theo số liêu thống kê sau: Theo thống kê cho tàu hàng khơ: bd =B/d = 2,28 ÷ 2,56 hd=D/d = 1,3  1,8 Chọn bT = 2,5 hT =1,5 B = 11,7 (m) d = 5,08 (m)  Chọn: B = 11,7 (m) d = 5,1 (m) → D = 6,7 (m),Chọn D= 7,0 2.2.Nghiệm lại lượng chiếm nước tàu lần (theo phương trình sức nổi) Khi đó: ∆m1 = k.ρ.CB.L.B.d = 1,007 1,025 0,75 69,8 11,7 5,1 = 3499,8 (T) ∆∆m =  m1   msb = 0,15 % < %  msb Vậy kích thƣớc sơ thỏa mãn Nghiệm lại khối lượng tàu theo kích thước chủ yếu m = mi = 0 + DW (2.11) Trong đó: 0 – khối lƣợng tàu không (Lightship weight); DW – trọng tải tàu 2.3.1 Khối lượng tàu không 0 Trong giai đoạn thiết kế ban đầu, khối lƣợng tàu không đƣợc chia thành ba thành phần khối lƣợng sau: (2.12) 0 = mvt+ mtbh + mm + m, Trong đó: mvt – khối lƣợng thân tàu mtbh – Khối lƣợng trang thiết bị, hệ thống … mm – khối lƣợng trang thiết bị lƣợng m– Khối lƣợng dự trữ lƣợng chiếm nƣớc  Khối lượng thân tàu mvt : mvt = mv+mtt = 495 (2.13) Trong đó: mv – Khối lƣợng phần thân vỏ tàu; mtt – Khối lƣợng phần thƣợng tầng Khối lƣợng phần thân vỏ tàu đƣợc xác định theo cơng thức: mv = k1Lk2Bk3Dk4, (2.14) mv  0,0263.69,81,675.11,70,85.70,28  450 (T) Giá trị hệ số k công thức (2.14) đƣợc xác định dựa vào bảng sau: k1 k2 k3 k4 Tàu chở hàng tổng hợp 0,0263 1,675 0,850 0,280 Khối lƣợng Khối lƣợng phần thƣợng tầng đƣợc xác định sơ dựa vào khối lƣợng phần thân vỏ tàu loại tàu: 10 + PS = 883 ,kW + n = 350 ,rpm 2.5.3 Kiểm tra tỷ số đĩa theo điều kiện không xảy xâm thực: Sử dụng phƣơng pháp Schoenherr: TheoSchoenherr tỷ số đĩa nhỏ khơng xảy xâm thực đƣợc tính theo cơng thức sau:  AE  kC    1, 275  nD  P0  A0 min Trong đó:   1,3 1, - Hệ số thực nhiệm phụ thuộc tải trọng chong chóng Chọn   1,3 P  K C  f  , J , Z  (Tra theo đồ thị) D  P/D = 0,79 J = 0,441 tra đồ thị P/D ứng nm = 350 ,v/ph  K C  0,26 Áp suất thủy tĩnh độ ngập sâu trục chong chóng : P0  ( Pa   hs ) ,kN/m Pa = 101,34- Áp suất khí quyển, kN/m2  = 10 – trọng lƣợng riêng nƣớc, kN/m2 hs = T - 0,55D = 5,1 – 0,55.2,2 = 3,9 ,m D = 2,2 - Đƣờng kính chong chóng ,m T = 5,1 – mớn nƣớc đuôi tàu ,m = > Po = 140,34 ,kN/m2 n 350  5,8 v/s – Số vòng quay chong chóng 60 A  0, 26   E   1, 275.1, (5,8.2, 2)  0,49 < 140,34  A0 min  AE   A0   chong chóng = 0,5  Vậy chong chóng thiết kế thoả mãn điều kiện xâm thực 2.6.Xây dựng vẽ chong chóng 2.6.1.Xây dựng hình bao duỗi thẳng chong chóng: Các thơng số chong chóng: 144 - Đƣờng kính chong chóng : D = 2,2 ,m - Số cánh chong chóng :Z=4 - Vòng quay chong chóng : n = 350 ,rpm - Tỷ số đĩa : AE = 0,5 AO - Tỷ số bƣớc : P = 0,79 D - Vật liệu chế tạo chong chóng : Đồng thau mangan đúc cấp (HBsC1) Chiều rộng lớn cánh bmax bmax  2,187 D AE 2,187.2,  0,5  0, ,m = 600 ,mm z A0 Ta có bảng tọa độ để xác định hình bao duỗi thẳng theo Seri B tính theo % b max nhƣ sau : Bảng hồnh độ hình bao duỗi phẳng r/R 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Từ trục Chiều đến mép rộng cánh đạp tính Từ trục % chiều đến mép rộng bán kính Chiều 0,6 R rộng tồn 46,89 52,75 56,34 57,66 56,1 51,37 41,71 25,39 29,11 33,3 37,4 75,99 86,05 93,74 - 40,74 43,9 46,66 48,37 46,95 20,14 98,4 100 98,03 90,08 72,34 - 35,5 38,9 - Khoảng cách từ đƣờng chiều dáy lớn đến mép đạp theo % chiều 35 35 35,1 44,3 48,6 50 rộng cánh Ta có bảng : 145 Bảng hồnh độ hình bao duỗi phẳng r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Từ trục Chiều rộng đến mép đạp cánh tính % 0.0 Từ trục chiều rộng đến mép bán kính Chiều rộng 0,6 R 281.8 317.0 338.6 346.5 337.2 308.7 250.7 152.6 toàn 175.0 200.1 224.8 244.9 263.8 280.4 290.7 282.2 121.0 456.7 517.2 563.4 591.4 601.0 589.2 541.4 434.8 0.0 159.8 181.0 197.7 209.9 233.8 261.0 263.1 217.4 0.0 Khoảng cách từ đƣờng chiều dày lớn đến mép đạp theo % chiều rộng cánh Từ bảng ta xây dựng đƣợc hình bao duỗi thẳng đƣờng chiều dày lớn 2.6.2 Xây dựng profin cánh : 2.6.2.1 Xác định chiều dày lớn profin tiết diện : - Chiều dày mút cánh : eR  aD(50  D)  0,06.2, 2.(50  2.2)  6,3 ,mm Trong : a = 0,06- chong chóng hợp kim đồng D = 2,2 – đƣờng kính chong chóng ,m - Chiều dày giả định đƣờng tâm trục : e0  0,045D  0,045.2200  99 ,mm - Chọn eR = ,mm - Chọn e0 = 100 ,mm 146 - Chiều dày lớn profin : e  e0  r.(e0  eR ) Trong : r  r r R 0,2 r R 80,4 emax 0,3 71,2 0,4 61,6 0,5 0,6 0,7 0,8 52,8 43,2 34 24,8 0,9 15,6 2.6.2.2 Bảng tung độ profin cánh : BẢNG TUNG ĐỘ MẪU Từ điểm có chiều dày lớn tới Từ điểm có chiều dày lớn tới mép mép thoát(%emax) đạp(%emax) r/R 100% 80% 60% 40% 20% 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100% 0,2 53,35 72,65 86,90 96,45 98,60 94,50 87,00 74,40 64,35 56,95 tung 0,3 độ 0,4 mặt hút 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 - 50,95 71,60 86,80 96,80 98,40 94,00 85,80 72,50 62,65 54,90 47,70 70,25 86,55 97,00 98,20 93,25 84,30 70,40 60,15 52,20 43,40 68,40 86,10 96,95 40,20 67,15 85,40 96,80 39,40 66,90 84,90 96,65 40,95 67,80 85,30 96,70 45,15 70,00 87,00 97,00 Từ điểm có chiều dày lớn tới mép thoát theo(%emax) tung r/R 100% 80% 60% độ mặt 0,2 30,00 18,20 10,90 đạp 0,3 25,35 12,20 5,80 0,4 17,85 6,20 1,50 0,5 9,07 1,75 - 40% 5,45 1,00 - 20% 1,55 - 98,10 98,10 97,60 97,00 97,00 - 92,40 91,25 88,80 85,30 87,00 - 82,30 79,35 74,90 68,70 70,00 - 67,70 63,60 57,00 48,25 45,15 - 56,80 52,20 44,20 34,55 30,10 - 48,60 43,35 35,00 24,45 22,00 - - Từ điểm có chiều dày lớn tới mép đạp đạp(%emax) 20% 0,45 0,05 - 40% 2,30 1,30 0,30 - 60% 5,90 4,60 2,65 0,70 80% 90% 95% 100% 13,45 20,30 26,20 40,00 10,85 16,55 22,20 37,55 7,80 12,50 17,90 34,50 4,30 8,45 13,30 30,40 147 0,6 0,7 0,8 0,9 5,10 - - - - - - - - 0,80 - 4,45 0,40 - 8,40 2,45 - BẢNG TÍNH TUNG ĐỘ THỰC TẾ Từ điểm có chiều dày lớn Từ điểm có chiều dày lớn tới mép tới mép thoát(%emax) đạp(%e max) r/R 100% 80% 60% 40% 20% 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100% 0.2 - 43.7 59.6 71.3 79.1 80.9 77.5 71.3 61.0 52.8 46.7 - 0.3 - 37.2 52.3 63.4 70.7 71.8 68.6 62.6 52.9 45.7 40.1 - 0.4 - 30.5 45.0 55.4 62.1 62.8 59.7 54.0 45.1 38.5 33.4 - tung độ 0.5 - 23.9 37.6 47.4 53.3 54.0 50.8 45.3 37.2 31.2 26.7 - mặt hút 0.6 - 18.5 30.9 39.3 44.5 45.1 42.0 36.5 29.3 24.0 19.9 - 0.7 - 14.6 24.8 31.4 35.8 36.1 32.9 27.7 21.1 16.4 13.0 - 0.8 - 11.5 19.0 23.9 27.1 27.2 23.9 19.2 13.5 9.7 6.8 - 0.9 - 8.6 5.7 4.2 - 0.95 - - - - - 13.3 16.5 18.4 18.4 16.5 13.3 8.6 - - - - - - - Từ điểm có chiều dày lớn Từ điểm có chiều dày lớn tới mép tới mép thoát(%emax) đạp(%emax) r/R 100% 80% 60% 40% 20% 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100% tung độ mặt đạp 0.2 24.6 14.9 8.9 4.5 1.3 0.4 1.9 4.8 11.0 16.6 21.5 32.8 0.3 18.5 8.9 4.2 0.7 - 0.0 0.9 3.4 7.9 12.1 16.2 27.4 0.4 11.4 4.0 1.0 - - - 0.2 1.7 5.0 8.0 11.5 22.1 0.5 5.0 1.0 - - - - - 0.4 2.4 4.6 7.3 16.7 0.6 2.3 - - - - - - - 0.4 2.0 3.9 11.3 0.7 - - - - - - - - - 0.1 0.9 5.9 0.8 - - - - - - - - - - - 2.1 148 24,50 16,05 7,40 - 0.9 - - - - - - - - - - - - 0.95 - - - - - - - - - - - - 2.6.3 Xây dựng hình chiếu pháp hình chiếu cạnh : Chọn góc nghiêng cánh 10o Ta có bảng xác định l1, l2, h1, h2 nhƣ sau : r/R 0,2 0,3 0,4 0,5 l1 456,60 630,20 760,10 830,60 l2 339,80 444,50 532,60 600,70 h1 650,10 606,30 538,10 462,00 h2 342,30 322,60 308,20 294,20  61,04 56,16 50,81 44,41  45,42 39,61 35,60 32,12 2.6.4 Xây dựng củ chong chóng : 0,6 840,30 666,10 347,20 275,70 37,44 29,68 0,7 789,20 721,00 271,80 258,10 30,14 27,54 0,8 651,50 757,30 211,00 237,40 21,77 25,31 0,9 400,70 0,00 742,10 320,30 114,80 80,60 206,80 80,60 11,90 0,00 22,05 8,56 2.6.4.1 Xác định đƣờng kính trục chong chóng : - Đƣờng kính trục chong chóng : dB = 1,12 dP + kC.D Với dP đƣờng kính trục trung gian đƣợc tính theo cơng thức sau : d P  92 PS 1  k  nm Trong : k = q(a-1) với q= 0,4 a = 1,4 k = 0,4(1,4-1) = 0,16 PS= 883 ,kW - công suất máy nm= 350 ,rpm - số vòng quay chong chóng Khi đó: d P  92 883 1  0,16   131, ,mm 350 kC = 10, ống bao trục hợp kim đồng D = 2,2 ,m- đƣờng kính chong chóng Do : dB = 1,12 dP + kC.D = 1,12.131,6 + 10.2,2 = 169,392 ,mm Chọn dB = 170 ,mm 149 - Độ trục : k = 1/15 2.6.3.2 Xác định kích thƣớc củ chong chóng : - Chiều dài củ : lH lấy lớn 2%3% chiều rộng lớn hình chiếu cạnh Do chọn lH = 620 ,mm - Độ củ chong chong chóng : Chọn kH = 1/15 - Đƣờng kính trung bình củ : dH = 0,167 D = 0,167.2200= 367,4 ,mm Chọn dH = 370 ,mm - Chiều dài lỗ khoét củ l0 = (0,25  0,3) lK Với lK = (90% 95%) lH =558  589.Chọn lK = 570 ,mm l0 = (0,25  0,3).570= 140  168 Chọn l0 = 160 ,mm Trong : lK - chiều dài phần côn trục củ - Chiều sâu rãnh khoét: Chọn t = 10 mm 2.6.3.3 Chọn then -Ta chọn số lƣợng then then - Chiều dài then lt = (0,90,95)lK = (0,900,95).570 = 513 541,mm Do chọn lt = 520 ,mm Chiều rộng then: bt = (0,250,3).dB = 42,5  51 mm Chiều cao then: ht = (0,5  0,6) bt = 25  30 mm - Chọn then theo tiêu chuẩn với dB = 170 ,mm: bt = 50 ,mm ht = 25 ,mm t1 = 21 ,mm t2 = 9,5 ,mm - Kiểm tra bền: Điều kiện bền :  d   d  c   c  150 Trong Ứng suất dập cho phép:  d  80 ,N/mm2 Ứng suất cắt cho phép :  c   40 ,N/mm2 Ứng suất dập tính tốn  d  2T d B lt t Ứng suất cắt tính tốn Tc  2T d B bt lt Ta có mơ men xoắn trục chong chóng : T = 7162 PD nm PD: Cơng suất truyền đến chong chóng PD  s PS  0,98.833  816,34 ,kW Thay vào T = 7162 6056, = 11814,333 ,N.m 186 Với t2 (độ ngập then củ chong chóng) t2 = 9,5 ,mm d  2.1181333  11, 031, N / mm2   d  80, N / mm2 400.950.19,5 c  2.1181333  2,151, N / mm2   c   40, N / mm2 400.100.950 Vậy then chọn đủ bền 2.6.3.4 Chọn mũ thoát nƣớc - Chiều dài mũ thoát nƣớc : l0 = (0,140,17)D = (0,140,17).2200 = 599,9728,45 Chọn l0 = 650 ,mm - Bán kính cầu cuối mũ : r0 = (0,050,1)D = (0,050,1).2200 = 214,25 428,5 Chọn r0 = 300 ,mm 2.6.3.5 Tính khối lƣợng chong chóng Theo Kopeeski khối lƣợng chong chóng đƣợc tính nhƣ sau : 151 b  d Z   D3 ( 0,6 ) 6,  2.104  0, 71  H 4.10 D  D  G=  e0,6     0,59. l.d H D   Trong đó: - Số cánh chong chóng Z = - Trọng lƣợng riêng vật liệu chế tạo chong chóng:  = 8600 ,kG/m3 - Đƣờng kính chong chóng D = 2,2 ,m - Đƣờng kínhcủa củ chong chóng: dH = 0,37 ,m - Chiều dài củ chong chóng: lH = 620 ,m - Chiều dày cánh 0,6 R: e0,6= 43,2 ,mm = 0,0432, m - Chiều rộng cánh 0,6R : b0,6 = 0,576 ,m Thay số ta đƣợc: G 0,576  0,37  0, 0432   8600.2, 23.( ) 6,  2.104  0, 71    0,59.8600.0, 62.0,37  4.10 2,  2,  2,   G = 1074 ,kg Vậy khối lƣợng chong chóng G = 1074 ,kg 2.6.4 Xây dựng tam giác đúc - Bán kính đặt tam giác đúc R = R + 5060 = 2192,5  2202,5 ,mm Chọn R = 2200 ,mm - Chiều dài tam giác đúc l  l1  l  2490  2050  4540 Với l1  l  2 R z 2 R z 1 2. 2200 56   2015, mm 1  2 56  40 2 2. 2200 40   1439, mm 1  2 56  40 1 , 2 xác định từ hình vẽ: 1  560 , 2  400 152 P 3385   846, 25 ,mm z - Chiều cao tam giác đúc: h  - Vị trí đƣờng trung bình củ chong chóng cánh cạnh huyền tam giác đúc đoạn: m  R R mR Trong đó: mR khoảng cách từ mút cánh đến đƣờng tâm cánh mR = R.tg100=2142,5.tg100 = 377,78 mm Do đó: m  2200 377, 78  387,9, mm 2142,5 2.8 Tính tốn xây dựng đồ thị vận hành chong chóng Tính tốn đặc tính thủy động lực chong chóng làm việc sau tàu đƣợc tính tốn nhƣ bảng sau, với thông số chủ yếu nhƣ sau: AE/A0 = 0,5 ; z = ; P/D = 0,79 ; t = 0,22 ; wT = 0,32 sP   Jp P/D  1 0, 267  0, 442 ; t0 = t.sP = 0,22.0,442 = 0,084 0, 79 Ta có bảng tính tốn nhƣ sau: STT Đại lƣợng tính tốn J, giả thiết KT 0 KQ=KT*J/(2.0) s = - J/(P/D) Đơn vị Giá trị tính tốn J1 J2 J3 J4 0,2 0,4 0,6 0,391 0,265 0,191 0,117 0,000 0,265 0,487 0,631 0,037 1,000 0,032 0,025 0,018 0,747 0,494 0,241 153 t = t0/s KTB = (1-t)*KT KQB = iQ*KQ Jv = J/(1-wT) 0,084 0,358 0,036 0,000 0,112 0,235 0,031 0,274 0,170 0,159 0,024 0,548 0,348 0,076 0,017 0,822 Tính tốn đặc trƣng chong chóng: Giả thiết vòng quay chong chóng với giá trị nhƣ sau: n = 338 ; 344 ; 350 ; 356 ; 362 ( rpm) Bảng 1: n = 338 rpm = 5,633 rps STT Đại lƣợng tính tốn Đơn vị Jv 0.294 0.441 0.588 0.735 0.882 kTB 0.231 0.198 0.153 0.112 0.07 TE = TB =kTB.n2D4 100.997 75.855 41.57 10.332 -21.667 kQB 0.031 0.028 0.024 0.021 0.018 QB = kQBn2D5 kNm 42.245 36.102 26.819 23.466 20.114 PD = QB2n kW 1495.19 1277.8 949.21 830.54 711.898 PS = PD/(SG) kW 1525.7 1303.8 968.58 847.49 726.427 Vs knots 7.09 kN Giá trị tính toán 10.63 14.18 17.72 21.27 Bảng 2: n = 344 rpm = 5.733 rps STT Đại lƣợng tính tốn Đơn vị Jv 0.294 0.441 0.588 0.735 0.882 kTB 0.231 0.198 0.153 0.112 0.07 TE = TB =kTB.n2D4 kQB QB = kQBn2D5 PD = QB2n kN Giá trị tính tốn 107.302 81.259 45.745 13.389 0.031 0.028 0.021 0.018 kNm 43.758 37.395 27.779 24.307 20.834 kW 1576.23 1347 0.024 -19.757 1000.6 875.57 750.472 154 PS = PD/(SG) kW 1608.4 Vs knots 7.21 1374.5 1021.1 893.44 10.82 14.43 18.04 765.788 21.64 Bảng 3: n = 350 rpm = 5,833 rps STT Đại lƣợng tính tốn Đơn vị Jv 0.294 0.441 0.588 0.735 0.882 kTB 0.231 0.198 0.153 0.112 0.07 TE = TB =kTB.n2D4 kQB QB = kQBn2D5 kN Giá trị tính tốn 113.717 86.757 49.994 16.499 0.031 0.028 0.021 0.018 kNm 45.298 38.711 28.757 25.162 21.568 PD = QB2n kW 1660.16 1418.8 1053.9 922.18 790.463 PS = PD/(SG) kW 1694.04 1447.7 1075.4 941 806.595 Vs knots 7.34 18.35 22.02 11.01 0.024 -17.813 14.68 Bảng 4: n = 356 rpm = 5,933 rps STT Đại lƣợng tính tốn Đơn vị Jv 0.294 0.441 0.588 0.735 0.882 kTB 0.231 0.198 0.153 0.112 0.07 TE = TB =kTB.n2D4 kQB QB = kQBn2D5 kN Giá trị tính tốn 120.243 92.351 54.317 19.663 -15.835 0.031 0.028 0.024 0.021 0.018 kNm 46.864 40.05 29.751 26.032 22.313 PD = QB2n kW 1747 1493 1109.1 970.42 831.787 PS = PD/(SG) kW 1782.66 1523.5 1131.7 990.23 848.762 Vs knots 7.47 11.2 14.93 18.66 22.4 Bảng 5: n = 362 rpm = 6,033 rps STT Đại lƣợng tính tốn Jv Đơn vị Giá trị tính tốn 0.294 0.441 0.588 0.735 0.882 155 kTB 0.231 0.198 0.153 TE = TB =kTB.n2D4 126.88 98.04 58.713 22.881 kQB 0.031 0.028 0.024 0.021 0.018 QB = kQBn2D5 kNm 48.457 41.411 30.763 26.917 23.072 PD = QB2n kW 1836.83 1569.7 1166.1 1020.3 874.578 PS = PD/(SG) kW 1874.32 1601.8 1189.9 1041.2 892.426 Vs knots 7.59 kN 11.39 15.18 0.112 0.07 -13.824 18.98 22.78 Từ giá trị tính bảng ta xây dựng đồ thị vận hành.Tiến hành vẽ đồ thị Xác định công suất định mức động đƣợc thể nhƣ bảng sau:  n  PS    Pdm  ndm  Với Pđm = 1200 kW nđm = 350 rpm Đơn vị STT Giá trị tính tốn Vòng quay giả thiết rpm 338 344 350 356 362 Vòng quay giả thiết rps 5.63 5.73 5.83 5.93 6.03 Công suất định mức kW 985.03 1002.51 1020.00 1037.49 1054.97 156 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đƣ́c Ân, Hồ Quang Long, Dƣơng Đình Nguyên (1978), Sổ tay kỹ thuật đóng tàu tập 1, NXB Khoa ho ̣c và kỹ thuâ ̣t [2] Phạm Tiến Tỉnh, Lê Hồ ng Bang, Hoàng Văn Oanh (2010), Lý thuyết thiết kế tàu thủy, NXB Giao thông vâ ̣n tải [3] Lê Hồ ng Bang, (2002), Bố trí chung và kiế n trúc tàu thủy , Đa ̣i ho ̣c Hàng Hải Viê ̣t Nam [4] Nguyễn Thi ̣Hiê ̣p Đoàn (1997), Lý thuyết tàu, Đa ̣i ho ̣c Hàng Hải Viê ̣t Nam [5] Nguyễn Đƣ́c Ân, Nguyễn Bân (2004), Lý thuyết tàu thủy, NXB Giao thông vâ ̣n tải [6] Phạm Văn Hội, Phan Viñ h Tri,̣ Hồ Ngo ̣c Tùng (1986), Sổ tay thiế t bi ̣ tàu thủy tập 1, NXB Khoa ho ̣c kỹ thuâ ̣t [7] Phạm Văn Hội, Phan Viñ h Tri,̣ Hồ Ngo ̣c Tùng (1987), Sổ tay thiế t bị tàu thủy tập 2, NXB Khoa ho ̣c kỹ thuâ ̣t [8] Đăng kiể m Viê ̣t Nam (2010), Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép QCVN21: 2010 [9] Hờ Quang Long (2003), Sổ tay thiế t kế tàu thủy, NXB Khoa ho ̣c và kỹ thuâ ̣t [10] Nguyễn Văn Võ (2010), Tính tốn tính di động tàu có lượng chiếm nước, Đa ̣i học Hàng Hải Việt Nam [11] Nguyễn Đăng Cƣờng, Thiết ké lắp ráp th bị tàu thủy 157 158 ... để chở hàng Ngồi tuyến hình đảm bảo cho khả cơng nghệ đóng tàu tính thẩm mỹ tàu Mỗi loại tàu lại có u cầu tính riêng tuyến hình loại tàu khác Trong thiết kế phải ý đến đặc điểm tàu mà thiết kế. .. p – thể tích riêng hàng hóa; mh –khối lƣợng hàng tàu chuyên chở, Dung tích thực tế khoang hàng:  Đối với tàu hàng khơ có buồng máy đặt phía tàu, dung tích thực tế khoang hàng đƣợc xác định theo... tải (nội suy theo tàu mẫu); DW – trọng tải tàu (theo nhiệm vụ thƣ thiết kế) ; Căn theo thống kê tàu mẫu (Bảng 1) chọn hệ số lợi dụng lƣợng chiếm nƣớc tàu thiết kế   0,77 Từ phƣơng trình xác định