mềm tính tốn
Do các hạn chế của phương pháp định tâp theo chí tải trọng gối đỡ “cổ điển” kể trên, trong quá trình thiết kế ngày nay, các cơ quan đăng kiểm yêu cầu cần phải cĩ các thơng số tính tốn định tâm hệ trục trước khi lắp đặt. Các thơng số đĩ cần được tính tốn trước và khi lắp hệ trục chỉ cần căn cứ theo các thơng số này để điều chỉnh nhờ đĩ sẽ giảm thiểu cơng sức lắp đặt.
Trong thực tế, việc định tâm theo phương pháp lệch tâm hay tải trọng gối đỡ đặc biệt đối với hệ trục lớn, đều để lại các hạn chế nhất định địi hỏi người thợ phải cĩ kinh nghiệm và điều chỉnh theo một quy trình định tâm rất thủ cơng và tốn rất nhiều thời gian. Cĩ thể nĩi, tính tốn trước chỉ một khâu định tâm và lắp đặt hệ trục chứ khơng phải là kết quả để áp dụng định tâm. Như ta biết, quá trình định tâm cịn phụ thuộc vào trạng thái của vỏ tàu trên sĩng, điều kiện làm việc của động cơ và các điều kiện khác khi lắp đặt hệ trục… Cho nên chương trình tính phục vụ thiết kế định tâm hệ trục là cần thiết hiện naỵ
Các cơ quan đăng kiểm lớn trên thế giới như ABS, DNV, NKK… khoảng từ năm 2000 trở lại đây đã đưa yêu cầu về tính tốn định tâm vào trong quy phạm của họ.
Chẳng hạn như Quy phạm về Giám định và Đĩng tàu thép của Đăng kiểm Nhật Bản (Rules for the Survey and Construction of Steel Ships) ban hành năm 2006 yêu cầu:
“Đối với hệ trục chính cĩ trục chân vịt bơi trơn bằng dầu với đường kính khơng nhỏ hơn 400 mm, phải thực hiện tính tốn định tâm bao gồm xác định biểu đồ mơmen uốn, tải trọng ổ đỡ và đường cong độ võng hệ trục”. Cịn ở Việt Nam, theo TCVN 6259 : 2003 sửa đổi năm 2006 (Quy định 6.2.13 Phần 3- Hệ thống máy tàu) cũng đã chỉnh sửa theo yêu cầu nàỵ Các cơ quan đăng kiểm trên cũng đã phát triển các phần mềm tính tốn định tâm (Shaft Alignment Calculation) như: Nauticus Machinery Shaft Alignment của DNV, Shaft Alignment Optimization của ABS …
Kết quả tính tốn định tâm cho ta bảng tính định tâm hệ trục. Đây là bảng tính của nhà chế tạo động cơ hay nhà thiết kế tàu phục vụ cho quá trình định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng gối đỡ và phải được một cơ quan đăng kiểm duyệt trước khi sử dụng. Tuỳ loại tàu và quy định của đăng kiểm, bảng tính trình bày các kết quả:
- Bảng tải trọng ổ đỡ trong các trường hợp tải khác nhau, tải trọng cho phép trên các ổ đỡ.
- Bảng kết quả tính các giá trị SAG, GAP khi tàu trên đà hoặc ballast.
- Bảng khoảng dịch chỉnh tại chân các ổ đỡ, chân hộp số… (phục vụ cho quá trình điều chỉnh, nghiêng các gối đỡ) và bảng tính độ tiếp xúc của bạc và trục chân vịt (phục vụ cho quá trình tính tốn doa nghiêng bạc trục chân vịt).
- Bảng ma trận hệ số ảnh hưởng:
Ma trận hệ số ảnh hưởng là ma trận phản lực đơn vị ứng với lần lược chuyển vị tại các gối bằng 1 mm. Khi dịch chỉnh các gối đỡ sẽ cho ra các phản lực tại các gối đỡ khác nhau cĩ nghĩa là chỉ cần thay đổi một gối sẽ thay đổi tồn bộ phản lực trên các gối cịn lại nên để chính xác cần phải tính tốn lạị Trong quá trình định tâm và lắp đặt hệ trục theo tải trọng gối đỡ khơng tránh khỏi việc dịch chỉnh gối đỡ hay tạo chuyển vị cưỡng bức tại các gối, lúc đĩ áp lực tại các gối đỡ trên hệ trục sẽ thay đổị Khi tiến hành dịch chỉnh người thợ cần phải biết áp lực của các gối trên hệ trục thay đổi như thế nào, cĩ nằm trong giới hạn cho phép hay khơng điều đĩ cần phải tính tốn nhanh chĩng để quá trình định tâm và lắp ráp hệ trục được tiến hành. Việc này địi hỏi tính tốn rất lâu và theo kinh nghiệm mất nhiều thời gian nên khi cĩ bảng ma trận này ta cĩ thể tính ra ngay phản lực tại các gối khác và giới hạn khoảng dịch chỉnh hợp lý. Giải pháp ma trận độ cứng này khơng phải là phương pháp tối ưu trong việc lắp ráp hệ trục
nhưng nĩ là cách mang lại hiệu quả nhất định trong thời điểm hiện nay trong việc xác định và lắp đặt hệ trục tàu trọng tải lớn. Vậy nên ma trận hệ số ảnh hưởng cĩ thể sử dụng để đánh giá độ nhạy của trục, sự thay đổi đường trục khi dịch chỉnh từng gối và sự ước định thay đổi trong áp lực gối đỡ.
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Xác định rõ cơ sở lý thuyết và phương pháp tính định tâm hệ trục đồng thời xác định các yếu tố chính cần xem xét trong tính tốn.
- Xây dựng chương trình tính tốn định tâm hệ trục cho phép xuất ra các kết quả: biểu đồ mơmen uốn và lực cắt, đường đàn hồi, phản lực tại các gối đỡ và ma trận hệ số ảnh hưởng.