Hệ động lực tàu CSB - 9002 gồm có 02 đƣờng trục, đặt cách nhau 6000mm đối xứng nhau qua đƣờng tâm thân tàu. Hệ trục là trục đặc, đƣợc gia công đều trên toàn bộ chiều dài trừ các cổ trục và vị trí các khớp nối. Trục đƣợc chế tạo bằng thép không gỉ. Trục chân vịt đƣợc trang bị một khớp nối rời. Toàn bộ hệ trục đƣợc liên kết với nhau bằng các bulông tinh. Chân vịt và khớp nối đƣợc lắp trên trục bằng các then.
Khi tàu cần giảm vận tốc đột ngột ngƣời ta cho dừng máy chính, tiến hành thay đổi chiều quay chân vịt bằng hộp số. Tàu CSB đƣợc trang bị 2 hệ trục chân vịt nên nó giúp cho quá trình lái đƣợc trở nên mau lẹ hơn. Ngoài ra, tàu còn có 1 hệ chân vịt mũi để tăng tính linh hoạt trong việc chuyển hƣớng di chuyển và tiếp cận của tàu.
2.2.4.1. Trục trung gian
Trục trung gian là trục nối từ bích trục hộp số đến trục chân vịt. Có nhiệm vụ chính là truyền mômen xoắn đến chân vịt. Trục trung gian chịu tải do momen xoắn, trọng lƣợng bản thân, lực đẩy và tải bổ sung do biến dạng cục bộ. Điều kiện làm việc của trục trung gian nhẹ hơn so với trục chân vịt. Trục trung gian đƣợc chế tạo bằng thép SUSF 316. Ø 2 1 0 Lt = 2815 Ø 2 4 5 Hình 2-8 : Trục trung gian Khớp nối với bích trục chân vịt
Dùng để liên kết giữa trục trung gian và trục chân vịt, khớp nối với bích trục chân vịt đƣợc chế tạo bằng thép C45N. Khớp nối liên kết với khớp nối trục nhờ 16 bulong M24 .
Hai khớp nối liên kết với trục bằng then hình chữ nhật, hai đầu trục có một đoạn tiện ren dùng để khóa chặt bích khớp nối với trục bằng bu lông loại M125.
34 Ø 23 2 Ø 26 0 Ø 37 5 Ø 42 0 50 430 Ø 30 0 Ø 20 6,8 R15 Ø 24 x 16 22.5° (16)
Hình 2-9: Khớp nối với bích trục chân vịt Khớp nối với bích hộp số
Dùng để liên kết giữa trục trung gian với bích trục hộp số, đƣợc chế tạo bằng thép C45N. Khớp nối với bích hộp số liên kết với bích hộp số nhờ 16 bulong M24 .
22.5° (16x) Ø24 x 16 430 50 Ø 250 Ø 232 Ø 202, 8 Ø 375 Ø 420 R15 Hình 2-10 : Khớp nối với bích hộp số 2.2.4.2. Trục chân vịt
Trục chân vịt nhận mômen xoắn từ trục trung gian và truyền đến làm quay chân vịt, mặt khác nhận lực đẩy từ chân vịt truyền đến thân tàu.
35 Trục chân vịt là đoạn trục cuối cùng mang chân vịt. Điều kiện làm việc của trục chân vịt nặng nề hơn rất nhiều so với trục trung gian. Do trục chân vịt chịu tải trọng trực tiếp của chân vịt và một đầu hoạt động trong môi trƣờng nƣớc biển, đầu kia nối với trục trung gian bên trong tàu.
Trục chân vịt đƣợc thiết kế và chế tạo bằng thép không gỉ SUSF 316, đầu trục lắp chân vịt có rãnh then để lắp chân vịt, có đầu tiện ren để bắt bu lông hãm chân vịt. Một đầu có rãnh then để lắp khớp nối với trục trung gian. Trên đoạn trục có làm 3 ngõng trục có tác dụng nhƣ áo bạc lót. Lv = 11877 Ø 245 Ø 210 Ø 247 Hình 2-11 : Trục chân vịt
Trục chân vịt đƣợc chứa trong 1 ống bao trục chân vịt. Hệ trục chân vịt đƣợc bôi trơn bằng nhớt bởi một hệ thống cung cấp riêng biệt. Mỗi hệ trục có một đƣờng dầu cấp và đƣờng dầu hồi, có cảm biến đo nhiệt độ và áp suất dầu bôi trơn và cụm làm mát dầu.
Cụm làm kín đầu trục chân vịt
Nhằm làm kín đầu trục chân vịt (đầu nối với trục trung gian), không cho dầu bôi trơn trong hệ trục tràn ra ngoài cũng nhƣ ngăn không khí và chất bẩn lẩn vào dầu bôi trơn. Gồm 3 vòng làm kín bằng cao su, trong đó 2 vòng có lò xo ép đƣợc bố trí liên tiếp nhau.
Một vòng làm kín bằng cao su bố trí cuối cùng nhằm mục đích làm kín phần lƣng ống lót trong cụm làm kín với trục chân vịt. Các nắp lót dùng để giữ chặt các vòng phớt bằng bao su đƣợc lắp chặt với ống bao trục bởi các bu lông đầu lục giác.
Các lò xo trong vòng phớp nhằm tăng thêm lực ép của vòng làm kín lên trên vỏ ống lót, tăng thêm độ kín chống rò rỉ dầu bôi trơn.
36 Hình 2-12: Cụm làm kín phía trƣớc
1- Trục chân vịt; 2- Ống bao trục; 3- Vòng chắn; 4- Bu lông định vị; 5- Vòng phớt; 6- Ống lót trục; 7- Bu lông lục giác.
Cụm làm kín phía sau trục chân vịt
Có nhiệm vụ ngăn nƣớc biển tràn vào trong hệ trục và không cho dầu bôi trơn chảy ra bên ngoài. Gồm 3 vòng làm kín bằng cao su có lò xo ép, trong đó vòng trong cùng có nhiệm vụ làm kín dầu, vòng phốt này chịu áp lực của dầu bổi trơn tác dụng. Hai vòng ngoài có tác dụng ngăn nƣớc biển tràn vào trong ống bao trục, từ đó lọt vào khoang máy, 2 vòng này chịu áp lực của nƣớc biển tác dụng từ bên ngoài. Các lò xo ép có tác dụng ép chặt vòng làm kín lên ống lót trục, hạn chế sự rò rỉ dầu bôi trơn hoặc sự xâm nhập của nƣớc biển.
37 Hình 2-13: Cụm làm kín phía chân vịt
1- Vòng chắn rác; 2- Bu lông lục giác ; 3- Phốt làm kín; 4- Bu lông định vị; 5- Vòng chắn; 6- Vòng chắn bạc lót; 7- Ống bao
Khớp nối với bích trục trung gian
22.5° (16x) Ø24 x 16 430 50 Ø 260 Ø 232 Ø 300 Ø 206 ,8 Ø 375 Ø 420 R15
38 Dùng để liên kết giữa trục trung gian và trục chân vịt, khớp nối với bích trục trung gian đƣợc chế tạo bằng thép C45N. Khớp nối liên kết với khớp nối trục nhờ 16 bulong M24 đƣợc chế tạo bằng thép SF55.
Đai ốc đầu chân vịt
Có nhiệm vụ hãm chặt chân vịt trên phần then của đầu côn trục, sao cho trong bất cứ tình huống nào chân vịt cũng không đƣợc lỏng ra hoặc tuột khỏi trục chân vịt. Đai ốc chân vịt đƣợc chế tạo bằng đồng – thiếc RG12 và đƣợc bắt vào trục chân vịt với chiều tiến của đai ốc ngƣợc chiều quay trục chân vịt nhằm mục đích chống tháo khi trục chân vịt làm việc. M180 x2 400 250 30 200 180
Hình 2-15: Đai ốc đầu chân vịt
Đai ốc chân vịt hƣờng có dạng lƣu tuyến để thoát nƣớc tốt hơn. Bên trong đai ốc thƣờng đƣợc nạp mỡ, để bảo vệ đầu trục. Đầu đai ốc còn cần có lỗ ren nhỏ để thoát hơi trong quá trình xiết đai ốc. Sau khi lắp xong thì lỗ này đƣợc bịt kín lại bằng bu lông bằng đồng hoặc bằng plastic.
Ống bao trục chân vịt
Ống bao trục có nhiệm vụ bảo vệ trục khỏi bị ôxy hóa do môi trƣờng nƣớc biển tác dụng và có nhiệm vụ chịu mòn thay cho trục trong quá trình làm việc, giúp ổn định trục chân vịt, tăng độ cứng vững nhờ liên kết chắc chắn với vỏ tàu.
Ống bao sau có kết cấu thép hàn, đƣợc hàn vững chắc vào giá đỡ trục, ống bao trƣớc có kết cấu hộp kín nƣớc. Trong ống bao bố trí 3 cụm bạc trƣợt, và đƣợc bôi trơn bằng nhớt. Ống bao trục đƣơc chế tạo bằng thép Fe 510.
39 Hình 2-16: Kết cấu ống bao trục chân vịt
1-Ống chắn rác; 2- Tấm chặn; 3- Vòng chặn bạc trục;4- Ống bao ổ đỡ sau; 5- Ống bao nối; 6- Đường cảm biến; 7- Cửa kiểm tra; 8- Ống bao ổ đỡ giữa; 9- Nút; 10- Ống
bao ổ đỡ trước; 11- Vòng chặn bạc trục trước; 12- Bích nối; 13- Bu lông; 14- Tấm chặn
Bạc lót
Bạc lót đƣợc lắp lỏng trên trục, có nhiệm vụ truyền áp lực của trục và các lực bổ sung xuống gối đỡ, làm giảm ứng suất bề mặt cho trục và chịu mài mòn thay cho trục.
240 Ø 300 Ø 243 Ø 297 15 15 15° 30° 10 5 110 1.5x45° Hình 2-17: Bạc lót trục chân vịt
Bạc lót trục chân vịt bố trí bên trong ống bao trục chân vịt và là loại bạc trƣợt. Bạc lót làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt, việc theo dõi gặp nhiều khó khăn. Bạc lót sau dễ bị bẩn do rác rƣởi và thƣờng chịu những phụ tải bổ sung do chân vịt gây ra. Vật liệu làm bạc lót trƣớc, sau và giữa đều làm bằng đồng và đƣợc bôi trơn bằng dầu.
40
2.2.4.3. Chân vịt
Là thiết bị đẩy tàu, có nhiệm vụ tiếp nhận mômen xoắn và số vòng quay của động cơ truyền đến, quay trong nƣớc, thắng các lực cản của nƣớc và thay đổi năng lƣợng dòng chất lỏng chảy qua cánh chân vịt tạo thành lực đẩy lên các mặt của cánh, lực đẩy này thông qua trục và gối đỡ truyền lên thân tàu giúp tàu chuyển động.
Chân vịt trên tàu CSB – 9002 là loại chân vịt bƣớc cố định có 3 cánh và đƣợc chế tạo bằng đồng.
Bảng 2-4 : Thông số kỹ thuật của chân vịt tàu CSB – 9002
Đƣờng kính chân vịt D = 2350 mm Tỷ số bƣớc H/D = 0,89 Tỷ số đĩa = 0,65 Số cánh Z = 3 Trọng lƣợng chân vịt G = 1388 Kg Chiều xoay PS – CW / SB – CCW Hãng sản xuất Promarine
2.2.4.4. Bôi trơn trục chân vịt
Trục chân vịt tàu CSB – 9002 đƣợc lồng trong ống bao trục chân vịt, đỡ bởi 3 bạc lót bằng đồng. Trục chân vịt và bạc lót đƣợc bôi trơn bằng hệ thống bôi trơn dầu tự chảy bằng chênh áp.
Nguyên lý làm việc (hình 2-18)
Để bôi trơn bề mặt làm việc giữa ngõng trục và bạc lót bằng đồng, hệ trục tàu CSB – 9002 sử dụng hệ thống bôi trơn bằng dầu tự chảy.
Dầu bôi trơn đƣợc cấp từ 2 két dầu, một két dầu cao và một két dầu thấp. Két dầu thấp dùng để cấp dầu bôi trơn trục chân vịt khi tàu chạy dằn, két dầu cao dùng để bôi trơn trục chân vịt khi tàu chở đầy tải. Két dầu cao đƣợc bố trí cao hơn két thấp một khoảng bằng độ cao chênh lệch giữa mớm nƣớc đầy tải và mớm nƣớc dằn.
41 1 000 - 20 00 mm 2 000 mm - 300 0 mm 1 10 2 3 4 5 6 7 8 9 11
Hình 2-18 : Hệ thống bôi trơn trục chân vịt
1-Két dầu cao; 2- Két dầu thấp; 3- Van thông hơi; 4- Ống bao trục; 5- Phốt lái 6- Trục chân vịt; 7- Bạc lót; 8- Vách ngang; 9- Van xả; 10- Van đóng/ngắt két dầu
cao; 11- Phốt mũi.
Khi tàu chạy dằn, két cao đƣợc khóa lại, áp suất dầu bôi trơn trong ống bao bằng với áp suất nƣớc biển tác dụng lên phốt lái, dầu trong ống bao bôi trơn bề mặt làm việc giữa bạc lót và trục chân vịt. Do sự chênh áp giữa trong và ngoài phốt sau là không đáng kể nên ko có sự rò rỉ dầu ra ngoài cũng nhƣ không có sự thâm nhập của nƣớc biển vào trong buồng máy.
Khi tàu chạy đầy tải, do áp suất của nƣớc biển tác dụng lên phốt lái lớn hơn nên két thấp đƣợc khóa lại, dầu trong két cao làm nhiệm vụ tƣơng tự két thấp khi tàu chạy dằn.
42
Chương 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ TRỤC CSB – 9002