2.2.2.1 Thiết lập và chọn phương án bố trí hệ trục chân vịt.
Cơng việc thiết lập và chọn phương án bố trí lắp đặt hệ trục chân vịt là rất quan trọng trong quá trình thiết kế kỹ thuật lắp đặt hệ động lực cho con tàu, nĩ quyết định đến phương án bố trí máy chính, nhất là đối với các trường bố trí lắp đặt hệ trục trước sau đĩ mới lắp máy chính. Nhưng trong phương án bố trí lắp đặt hệ đơng lực cho tàu hàng khơ Kiến Hưng, tơi lựa chọn phương án bố trí lắp đặt máy chính trước sau đĩ mới lắp bố trí lắp đặt hệ trục chân vịt. Chính vì lý do này nên phương án bố trí lắp đặt hệ trục chân vịt phải bố trí sao cho phù hợp phương án bố trí lắp đặt máy chính, đảm bảo chiều dài hệ trục và các khoảng cách lắp ghép các cụm chi tiết, đặc biệt là khoảng cách giữa chân vịt với vỏ tàu.
Các kích thước cơ bản :
- Chiều dài tổng thể của trục chân vịt : Lt = 5150 ± 2 (mm). - Chiều dài may ơ chân vịt : Lcv = 550 (mm).
- Chiều dài nắp xuyên vịng (đai ốc hãm chân vịt) là : 230 (mm).
- Khoảng cách từ bích đầu ra hộp số tới vách lái buồng máy là : 1550 (mm), (theo phương án lắp đặt máy chính).
Như vậy căn cứ vào vị trí bố trí máy chính trong buồng máy, kích thước chiều dài trục chân vịt (vì hệ trục khơng bố trí trục trung gian), kích thước buồng máy và các khoang – két – vách – vịm đuơi tàu, …, đặc biệt là kích thước kết cấu trục chân vịt được nhập cùng với máy chính. Tơi chỉ đưa ra một phương án bố trí lắp đặt trục chân vịt như sau :
Phương án bố trí lắp đặt : (Xem bản vẽ BỐ TRÍ HỆ TRỤC TKT140A).
- Đường tâm hệ trục cách đường chuẩn một khoảng là H = 1600(mm). - Bố trí lắp chân vịt : Khoảng cách từ mặt đầu may ơ (phía mũi) đến tơn
vỏ đuơi tàu là 380(mm).
- Bố trí các gối đỡ trục chân vịt : Gối đỡ phía lái đặt từ vách sườn 4 đến mặt ngồi tơn vỏ đuơi tàu; gối đỡ phía mũi đặt tại vách sườn 7
2.2.2.2 Phân tích phương án bố trí lắp đặt hệ trục chân vịt.
Ø Bố trí đường tâm hệ trục :
Việc bố trí đường tâm hệ trục và độ chốn chỗ của nĩ được quy định một mặt bởi kích thước chốn chỗ và việc bố trí chân vịt tương quan với thân tàu, và bố trí lắp đặt máy chính và truyền động bên trong buồng máy. Phương án bố trí đường tâm hệ trục được xác định ngay trong quá trình thiết kế vỏ tàu : chiều cao đường tâm hệ trục là H = 1600(mm), ngồi ra cịn bố trí lắp chân vịt trên trục, các gối đỡ,…
Ø Bố trí lắp chân vịt :
Khi bố trí chân vịt cần đặc biệt chú ý đến việc đảm bảo đủ khoảng cách giữa chân vịt với thân tàu. Nĩi chung khoảng cách giữa mép ngồi chân vịt và thân tàu tại vị trí bất kỳ khơng được nhỏ hơn 0,083D (đối với tàu một chân vịt). Như vậy phải bố trí lắp đặt hệ trục sao cho khoảng cách giữa chân vịt và vỏ tàu phải lớn hơn hoặc bằng 0,083 ´ 2,39 » 198,37 (mm), với đường kính chân vịt D = 2,39m. Việc đảm bảo đủ khoảng cách này khơng chỉ cĩ ý nghĩa đối với việc đạt được giá trị tối ưu của hệ số ảnh hưởng của thân tàu, mà cịn đối với việc tạo ra vùng tốc độ cĩ lợi và giảm tương ứng biên độ thay đổi chu kỳ của các lực thủy động xuất hiện khi chân vịt làm việc.
Ø Bố trí lắp ráp các gối đỡ, trục trung gian :
Trên cơ sở thiết kế lựa chọn máy chính và bố trí hệ trục ở giai đoạn thiết kế sơ bộ và phương án lắp đặt máy chính, ta bố trí lắp đặt các gối đỡ trên kết cấu thân tàu khi khơng cĩ trục trung gian:
- Gối đỡ phía lái bố trí từ Sn4 tới mặt ngồi tơn vỏ đuơi tàu. - Gối đỡ phía mũi bố trí tại vách lái buồng máy (tại sườn 7).
Khoảng cách từ mặt bích trục chân vịt tới vách lái buồng máy là 1550(mm) (theo phương án lắp đặt máy chính đã chọn), khoảng cách từ sườn 3 tới mặt đầu ống bao là 500(mm). Với các khoảng cách này các cụm chi tiết như cụm kín ống bao, cum kín vách ngang, … bảo đảm đủ rộng để cĩ thể lắp đặt sữa chữa mà cĩ thể khơng tháo thiết bị lái, cụm truyền động, hộp số, máy chính.
Kích thước chiều dài các chi tiết cụm lắp ghép : Chiều dài đai ốc hãm chân vịt (nắp xuyên vịng) là 230(mm); chiều dài may ơ chân vịt 550(mm); khoảng cách từ đầu mũi may ơ chân vịt tới tơn vỏ đuơi tàu là e = 380(mm) (khoảng cách tính tốn này chỉ để tham khảo khi lắp ráp).
Sở dĩ ta lựa chọn phương án bố trí các gối đỡ tại các vị trí trên là vì : Trước tiên là yếu tố đảm bảo độ cứng vững, giữ cố định ống bao trục cho các gối đỡ trên các thành vách (là những bộ phận cố định trên thân tàu) nĩ là yếu tố quan trọng quyết định đến độ tin cậy, giảm hao mịn cho bạc lĩt, và nâng cao tuổi thọ cho các chi tiết thành phần của gối đỡ. Sau đĩ là sự bố trí hợp lý về mặt phân bố tải trọng trên suốt chiều dài trục chân vịt, đảm bảo độ bền, hiệu suất ổ trục, hạn chế độ võng cho trục, … Tất cả các yếu tố trên đều là những yếu tố quyết định đến tuổi thọ của bạc lĩt trục nĩi riêng và độ tin cậy hệ trục nĩi chung, và tác động trực tiếp đến sự hoạt động con tàu do tổn thất cơng suất trên đường trục tăng đáng kể.
2.2.2.3 Kết luận phương án chọn.
Như vậy căn cứ vào phương án lắp đặt máy chính là điều kiện tiên quyết để bố trí – lắp đặt hệ trục chân vịt. Tuy nhiên qua việc phân tích ở trên, phương án này cĩ nhiều ưu điểm và tính hợp lý đối với tàu Kiến Hưng.
2.2.3 Phân tích, chọn phương án lắp đặt các thành phần hệ thống nhiên liệu.
Hệ thống nhiên liệu của tàu cĩ nhiệm vụ tiếp nhận, vận chuyển, bảo quản, lọc sạch, sấy nĩng và vận chuyển nhiên liệu lỏng đến động cơ Diesel chính và phụ. Nên việc lắp đặt các phần tử của hệ thống cũng gây ảnh hưởng rất nhiều đến hoạt động của máy chính và máy phụ nĩi riêng và hoạt động của con tàu nĩi chung. Hệ thống nhiên liệu gồm các két chứa, các thiết bị đường ống, máy bơm và các phụ tùng khác … , và tương ứng với từng đối tượng ta cĩ các phương án lắp đặt riêng. Quy trình chung khi lắp đặt hệ thống nhiên liệu là : lắp đặt các két nhiên liệu, bơm nhiên liệu, và đi ống lắp các phụ tùng khác.
2.2.3.1 Các két nhiên liệu.
Ø Giới thiệu các két nhiên liệu, các phương án lắp đặt :
Việc tính tốn dung lượng và lựa chọn vị trí bố trí các két đã được xây dựng tính tốn trong qúa trình thiết kế sơ bộ và thiết kế vỏ tàu. Tuy nhiên trong thiết kế kỹ thuật phải được tính tốn và thiết kế sao cho chính xác, hợp lý hơn và đảm bảo cân bằng tàu, và phù hợp với khơng gian buồng máy. Các két nhiên liệu của hệ thống nhiên liệu tàu Kiến Hưng bao gồm : Hai két dự trữ đáy (V = 82 m3/két, Sn25 ÷ 52); hai két dầu lắng dự trữ (V = 17,5 m3/két, Sn 7 ÷ 15); hai két trực nhật (V = 2,7 m3/két); một két dầu cặn (V = 2 m3, Sn 17 ÷ 23). Vị trí kích thước cơ bản các két được trình bày trên bản vẽ bố trí buồng máy.
Tuỳ theo mục đích sử dụng, và dung tích các két nhiên liệu mà ta cĩ thể lựa chọn phương án lắp đặt khác nhau. Cĩ hai phương án lắp đặt các két nhiên liệu như sau :
- Phương án lắp đặt liền vỏ.
- Phương án lắp độc lập vơiù kết cấu thân tàu.
o Phương án lắp đặt liền vỏ : Được áp cho việc lắp các két dự trữ đáy, két lắng dự trữ. Bởi vì các két này được bố trí ở hai bên mạn tàu và dung tích các két khá lớn rất khĩ khăn trong việc lắp đặt độc lập, khơng đảm bảo được độ bền và việc cố định các két nhất là trong trường hợp tàu bị mất cân bằng do sĩng giĩ hoặc tải trọng của hàng hố …. Khơng gian giới hạn thể tích các két được hàn kín bởi các tấm thép cĩ bề dày S = 10 mm, trong đĩ cĩ vách là vỏ của mạn tàu (theo quy định Đăng Kiểm đối với loại tàu hàng pha sơng – biển cĩ chiều dài L = (60 ÷140) m, thì các tấm thép này cĩ bề dày tối thiểu là Smin = 7mm ). Riêng đối với két dầu cặn, tuy dung tích nhỏ nhưng do nhiệm vụ là chứa dầu cặn nên được lắp đặt dưới đáy của buồng máy, việc lắp đặt độc lập rất khĩ khăn nên người ta tiến hành hàn két này liền với đáy tàu khi hàn kết cấu thân tàu.
o Phương án lắp đặt độc lập : Được áp dụng để lắp các két trực nhật, vì yêu cầu lắp đặt trên cao để lợi dụng thế năng kết hợp với thiết bị bơm nhiên liệu trong máy tạo dịng chuyển động trong đường ống cho nhiên liệu tới cung cấp cho máy, và các hộ tiêu thụ khác. Do đĩ vị trí lắp đặt cách xa so với thân – vỏ tàu, và dung tích các két tương đối nhỏ … nên các két này được lắp độc lập. Các két này được đặt trên dàn khung đỡ cĩ kết cấu vững chắc và cách sàn lửng buồng máy khoảng (15 ÷ 30) cm.
2.2.3.2 Các máy bơm dầu đốt :
Hệ thống nhiên liệu tàu Kiến Hưng sử dụng hai bơm dầu (làm việc thay thế nhau) để cấp dầu lên két trực nhật, và một bơm để vận chuyển dầu két cặn ra ngồi xử lý. Các bơm này cĩ thể lắp đặt trên sàn buồng máy hoặc trên mặt sàn lửng cao khoảng (0,5 ÷ 1) m so với sàn buồng máy, được thiết kế đủ độ bền và giảm rung động. Tàu Kiến Hưng là loại tàu hàng khơ, buồng máy bố trí ở phía đuơi tàu nên kích thước khơng gian hạn chế, do đĩ việc lắp đặt các máy bơm này trên sàn lửng là hợp lý và quá trình thao tác lắp đặt – sữa chữa – thay thế cũng dễ dàng hơn. Trên sàn lửng các máy bơm được kẹp chặt xuống sàn bởi các bulơng – đai ốc.
2.2.3.3 Mối nối đường ống, các phần tử định hình :
Ø Mối nối đường ống : Do kết cấu của hệ thống đường ống dẫn dầu trên tàu
khá phức tạp nên việc lắp đặt, bố trí ống dẫn dầu phải sử dụng nhiều mối nối đường ống giữa các đoạn ống, giữa các đoạn ống với phụ tùng – máy mĩc và các trang thiết bị. Người ta thường dùng các mối nối tháo được vì chúng thuận tiện cho việc lắp ráp, sữa chữa, thay thế, cĩ thể sử dụng các loại mối nối sau :
o Mối nối bích.
o Mối nối ren cĩ chi tiết nối.
o Mối nối ống lồng ống ( mối nối rắc co hay mối nối ren cĩ đầu nối ).
Ở loại mối nối ren cĩ chi tiết nối và mối nối ống lồng ống ít được sử dụng trong hệ thống đường ống dẫn dầu dưới tàu. Tuy các loại mối nối này cĩ thể chịu được áp suất cao, nhưng nhược điểm của nĩ là khơng thuận tiện cho việc lắp đặt đường ống dưới tàu.
Riêng mối nối ống vải cao su thì được dùng phổ biến trong các đường ống dẫn nước với Dqư = (10 ÷ 80)mm, Pqư ≤ 10 kG/cm2, và t = 1300C. nĩ cũng được dùng để nối các đường ống dẫn dầu. Mối nối loại náy cĩ ưu điểm là lắp ráp dễ dàng, do chúng dẻo nên tạo khả năng giảm rung cho hệ thống đường ống và thiết bị, và giảm khối lượng cho hệ thống, rất thích hợp cho việc lắp đặt các hệ thống dưới tàu. Nhưng nhược điểm cơ bản của mối nối ống vải cao su là thời gian phục vụ ngắn (2 ÷ 3)năm, vì chúng bị già hố theo thời gian làm việc.
Mối nối bích : Là loại mối nối rất thơng dụng, được dùng cho các ống cĩ lối thơng Dqư ≥ 20mm và cĩ nhiều kiểu kết cấu, áp suất làm việc của mối nối khá cao nhờ cĩ đệm kín (Pqư = 16 kG/cm2, cĩ kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao trong quá trình làm việc, lắp đặt dễ dàng. Cĩ các loại mối nối bích là : mối nối bích hàn, mối nối bích lắp tự do …, kết cấu được trình bày như hình vẽ dưới đây.
Hình 2.4 - Kết cấu mối nối bích
a. Mối nối bích hàn, chịu áp suất thấp : 1. Bích, 2. Ống, 3. Đệm kín. b. Mối nối bích hàn, chịu
áp suất cao (cĩ gờ lồi, rãnh lõm) :
1. Đệm kín, 2. Bích cĩ rãnh lõm, 3. Ống, 4. Bích cĩ gờ lồi.
Như vậy ta cĩ thể chọn mối nối đường ống dẫn dầu như sau : Mối nối ống vải cao su dùng để nối các đường ống với các đầu của máy bơm để giảm rung động cho đường ống và máy bơm, mối nối bích thép hàn dùng để liên kết các đoạn ống lại với nhau.
Ø Các phần tử định hình : Hệ thống đường ống dẫn dầu cĩ kết cấu khá phức
tạp : phân nhánh, đổi hướng … vì vậy để cĩ thể lắp đặt được ta phải cĩ các phần tử định hình chuyên dùng. Nghĩa là phải cĩ những đoạn ống ngắn cĩ hình dáng và kích thước nhất định phù hợp với những nhu cầu đổi hướng, phân nhánh thơng dụng nhất. Gồm các phần tử định hình thường dùng sau : Khuỷu ống cong, khuỷu ống ba ngả, khuỷu ống bốn ngả, đoạn ống xuyên qua vách … như hình dưới đây. Ứng với mỗi kích cỡ đường ống cần lắp ráp mà ta lựa chọn kích thước các phần tử cho thích hợp.
2.2.3.4 Các phụ tùng đường ống :
Ngồi những thiết bị và phần tử trên thì hệ thống đường ống nhiên liệu trên tàu cũng phải trang bị các phụ tùng để lắp đặt và phục vụ cho hoạt động quan sát theo dõi kiểm tra hệ thống. Việc sử dụng các phụ tùng đường ống cho phép đưa hệ thống vào hoạt động, đĩng hay mở từng đoạn đường ống của hệ thống, thay đổi chế đợ làm việc, điều chỉnh áp suất và lưu lượng nhiên liệu vận chuyển trong đường ống bằng cách mở hồn tồn hay một phần lối thơng của phụ tùng. Phụ tùng đường ống của hệ thống nhiên liệu sử dụng trên tàu rất đa dạng như : van chặn, van điều tiết, van giảm áp, van một chiều, van an tồn, …. Theo cơng dụng, các phụ tùng đường ống hệ thống nhiên liệu nĩi riêng cũng như các hệ thống tàu nĩi chung được chia thành những nhĩm sau :
Ø Nhĩm khố chặn : van đĩng kín, van chêm, hộp van khĩa ...
Ø Nhĩm an tồn : van an tồn, bộ lọc, lưới lọc ở miệng hút …
Ø Nhĩm một chiều : van một chiều, van một chiều đĩng kín, van một chiều
điều chỉnh, van bướm …
Hình 2.5 – Các phần tử định hình. a) Khuỷu ống cong, b) Khuỷu ống 3 ngả. c)Khuỷu ống 4 ngả, d)Đoạn ống xuyên vách. 1. Bích giữa, 2. Ống hàn nối, 3. Bích đầu nút, 4. Vách ngăn
Ø Nhĩm điều chỉnh : van giảm áp, van tiết lưu …
Ø Nhĩm đặt biệt : van thơng biển, van cứu hoả …
Dựa vào cơng dụng và nguyên lý làm việc của hệ thống vận chuyển nhiên liệu trên tàu Kiến Hưng, ta cĩ thể lựa chọn các phụ tùng đường ống sau đây để phục vụ cho việc lắp đặt và sự hoạt động của hệ thống.
o Van chặn kèm theo bích nối tiêu chuẩn :
Hình 2.6 – Van chặn một chiều. 1. Thân van, 2. Đĩa van, 4 . Trục van, 5. Bệ cụm kín, 6. Nắp, 7. Bích nén cụm kín, 8. Ống lĩt cĩ ren, 9. Vơ lăng điều khiển.
Là phụ tùng khố chặn thơng dụng nhất, sử dụng vơlăng để đĩng kín hoặc mở hồn tồn, cho nhiên liệu ngừng hoặc lưu thơng trong đường ống nhờ trục ren biến chuyển động quay của vơlăng thành chuyển động tịnh tiến của đĩa van để đĩng hoặc thơng cho đường ống. Trên nắp van người ta đánh dấu hai vạch chỉ vị trí của đĩa van ( M – mở hồn tồn, Đ – đĩng kín ). Van được nối với đường ống qua các bích nối tiêu chuẩn.