Máy chính phải được lắp đặt trên bệ máy liên kết với vỏ đáy tàu thơng qua các tấm căn, tấm lĩt. Do khoảng cách giữa các chân máy và tấm lĩt trên bệ máy tại vị trí kẹp chặt bulơng, khĩ cĩ thể gia cơng và đảm bảo như nhau cho nên phải sử dụng căn để điều chỉnh và đảm bảo độ tiếp xúc chân máy và mặt trên tấm lĩt. Nhờ cĩ căn máy nên người ta khơng phải gia cơng căn chỉnh bằng phẳng chính xác trên tồn bộ chiều dài chân máy và bệ máy.
Trong cơng nghệ đĩng tàu thường sử dụng các loại căn sau đây : Căn nêm thép, căn nêm thép điều chỉnh, căn cầu tự lựa, căn nhựa (plastic), căn giảm chấn…
Ø Căn nêm thép :
Đây là loại căn thép một tấm cĩ độ dốc từ 1 : 20 đến 1 : 50 cĩ thể lắp trên tấm lĩt hoặc trực tiếp trên mặt bệ máy, đồng thời căn cĩ thể là hình chữ nhật hoặc hình trịn được khoét âm xuống 2 ¸ 5mm để dễ tiếp xúc.
Ưu điểm loại căn này là chịu được lực cao, cho phép lắp các bulơng với độ chính xác cao và cĩ khả năng chịu lực dọc trục, khi cĩ lực đẩy chân vịt lớn, chế tạo lắp ráp đơn giản. Khi lắp tấm căn được nêm theo chiều dốc để tiếp xúc xít với mặt chân máy.
Nhược điểm loại này là khĩ khắc phục độ nghiêng hoặc độ cong vênh của bề mặt tấm lĩt hoặc chân máy. Cho nên trong trường hợp này độ tiếp xúc của nĩ với chân máy chưa đảm bảo tốt.
Hình 3.2 – Kẹp chặt máy chính trên căn nêm thép. 1) Căn hình chữ nhật; 2) Căn hình trịn
Ø Căn nêm thép điều chỉnh : Về cơ bản loại này cũng giống như căn nêm, chỉ
khác ở chỗ chúng thường được làm theo dạng trịn. Tấm trên của căn vừa cĩ thể tịnh tiến theo mặt dốc tiến xúc, vừa cĩ thể xoay một gĩc so với tấm dưới, và tấm dưới cũng cĩ thể xoay một gĩc so với tấm trên nhờ các lỗ ren bố trí so le theo chu vi tấm căn. Nhờ kết cấu như vậy, nên loại căn này so với căn nêm, cĩ ưu điểm là dễ dàng điều chỉnh các chiều, đảm bảo độ tiếp xúc tốt hơn, nhất là trong trường hợp bệ máy hoặc chân máy bị cong vênh, nghiêng, khơng chính xác, cũng vì vậy căn điều chỉnh chịu áp lực tốt hơn.
Hình 3.3 – Kẹp chặt máy chính trên căn nêm thép điều chỉnh. 1. Chân máy, 2. Tấm căn trên, 3. Tấm căn dưới, 4. Bệ máy Ø Căn cầu tự lựa :
Hình 3.4 – Kẹp chặt máy chính trên căn cầu tự lựa. 1. Chân máy, 2. Tấm căn trên, 3. Tấm căn dưới, 4. Bệ máy
Loại căn này cũng gồm hai nửa tiếp xúc với nhau trên bề mặt của một phần hình cầu. Nửa trên lõm và nửa dưới lồi chỏm cầu. Nửa trên cĩ chừa mặt bên để cĩ thể lắp bộ gá và kẹp trên máy tiện để sửa chiều cao của căn cho từng vị trí chân máy. Nhờ cấu trúc tiếp xúc trên mặt cầu, nửa trên tự dịch chuyển trên chỏm cầu dưới cho đến khi tiếp xúc tốt nhất với bề mặt chân động cơ.
Ø Căn plastic :(căn nhựa)
Hình 3.5 – Kẹp chặt máy chính trên căn nhựa. 1. Căn nhựa, 2. Chân máy, 3. Bệ máy.
Loại căn này được đúc từ hợp chất nhựa epơxi, poliêtylen, với các hợp chất khác … Khi sử dụng loại căn này thì cĩ thể khơng cần tấm lĩt. Đặc điểm loại căn này chính là quy trình chế tạo và lắp các căn để kẹp chặt động cơ căn nhựa được đúc tại chỗ khi máy chính đã định tâm xong.
Ưu điểm loại này là chịu được áp lực cao, cứng, cĩ khả năng chịu lực dọc trục cao. Vì được đúc trực tiếp trên bệ máy nên bề mặt tiếp xúc giữa căn với chân máy và tấm lĩt tốt hơn so với các loại căn cịn lại (nếu quá trình tính tốn lượng nhựa cần đổ một cách chính xác).
Nhược điểm của loại căn này là độ co ngĩt trong quá trình đĩng rắn (5 ¸ 7%), nhưng cĩ thể khắc phục được trong tính tốn để bù lại lượng co ngĩt.
Như vậy căn cứ vào việc phân tích ưu – nhược điểm của từng loại căn trên, tơi chọn loại căn nhựa để kẹp chặt máy chính trên bệ máy, là loại căn nhựa Chospat - Orang sản xuất Tại Singapo, và sử dụng căn thép để làm căn lĩt hàn trực tiếp trên mặt bệ máy hay cịn gọi là căn cố định.
3.1.1.5 Kết luận :
Quy trình lắp đặt chung khi lắp đặt mắy chính xuống tàu Kiến Hưng là : Máy chính được lắp theo một tổng đoạn, và định tâm bằng phương pháp căng dây, kẹp chặt trên căn nhựa loại. Đây được xem là quy trình tối ưu (đơn giản, thuận tiên,
giảm bớt khối lượng cơng việc và lượng nhân cơng, phù hợp với một cơ sở đĩng tàu cỡ trung bình – nhỏ) để lắp đặt máy chính cho tàu Kiến Hưng, bởi vì phương án này được áp dụng tương đối rộng rãi ở loại tàu hàng cỡ trung bình và nhỏ ở các nhà máy đĩng tàu nước ta, nĩ phù hợp với cơ sở hạ tầng – vật chất – kỹ thuật của nền cơng nghiệp đĩng tàu ở nước ta nĩi chung và nhà máy đĩng tàu Nha Trang nĩi riêng. Ngồi ra phương án này cịn làm giảm đáng kể lượng nhân cơng cho cơng việc lắp đặt trong thi cơng.
3.1.2 Tính tốn bệ máy chính và các chi tiết phụ. 3.1.2.1 Bệ máy. 3.1.2.1 Bệ máy.
Ø Kết cấu cơ bản của bệ máy :
o Khái niệm : Bệ máy là khung thép kết cấu vững chắc, liên kết trực tiếp vào đáy tàu và các sườn tàu, giữ vai trị như “nền mĩng” để trên đĩ lắp đặt các máy và các thiết bị, cĩ khi cịn gọi là đà máy.
o Kết cấu chung của bệ máy:
Hình 3.6 – Kết cấu chung của bệ máy chính.
1 – Thành đứng, 2 – Tấm mặt bệ máy, 3 – Tấm lĩt, 4 – Mã gia cường ngang, 5 – Tấm gia cường dọc, 6 – Tấm giằng ngang.
Bệ dọc là kết cấu cứng, vững, được các dầm đặt ngang giữ ở tư thế ổn định khơng bị uốn, khơng bị xoắn. Tấm thành bệ thường khá cao, dáp ứng yêu cầu bố trí chân máy, mặt bệ hàn với thành đứng dạng chữ T khơng đối xứng, thường cĩ thiên hướng lệch sang chữ G. Tấm thành khơng chỉ được giữ bằng các mã gia cường ngang ở hai bên mà cịn bố trí ở gữa và được liên kết bằng mã lớn với sàn, cơ cấu thành đứng chạy theo chiều dọc. Tấm mặt bệ máy thường là tấm thép dày đảm bảo đủ độ rộng để chân máy ngồi lên.
o Nguyên tắc chung thiết kế bệ máy : Cơ cấu bệ máy chạy liên tục, các đà ngang nếu cĩ đấu đầu vào thành đứng và hàn chắc vào thành, các mã phải cao đến mặt bệ máy, chân rộng, tùy theo kích thước chân máy, các mã đều phải bẻ mép. Các mã phải bố trí hợp lý khộng bị chèn vào các bulơng chân máy. Đơi khi trong thiết kế để giảm nhẹ trọng lượng đồng thời tạo điều kiện dễ dàng thi cơng hàn, các mã gia cường ngang, dọc, thậm chí thành đứng được khoét các lỗ tương đối lớn, nhưng vẫn đảm bảo cường độ chịu lực của bệ máy.
Ø Tính tốn bệ máy chính tàu Kiến Hưng :
o Kết cấu : Cũng như kết cấu các bệ máy khác, bệ máy chính tàu Kiến Hưng cũng bao gồm : Hai thành đứng, tấm mặt bệ máy, mã gia cường ngang ở hai bên và ở giữa (vị trí đặt tại các sườn ngang), tấm lĩt, tấm gia cường dọc,… Bệ máy kéo dài liên tục từ sườn vách lái buồng máy (Sn7) tới Sn25, và cĩ sự thay đổi chiều cao và chiều rộng từ Sn12. Bệ máy được thiết kế để lắp đặt máy chính và hộp số máy chính. Các mã gia cường ngang và dọc, thành đứng được khoét lỗ.
o Tính kích thước cơ bản : Theo Quy Phạm Giám Sát Kỹ Thuật và đĩng tàu biển vỏ thép cỡ nhỏ TCVN 7061 : 2002 thì chiều dày các tấm của bệ phải khơng được nhỏ hơn trị số tính theo cơng thức [6 – tr.17] :
s=a.3 Q +4 (mm).
Trong đĩ : Q – Khối lượng máy trong trạng thái làm việc (tấn). Q = Q0´ K = 13,5 ´ 3,5 = 47,25 (tấn). K = 1,3 ¸ 5 là hệ số tải trọng động.( chọn K = 3,5) a – Là hệ số tính tốn lấy theo bảng 1. Bảng 1 Các tấm của bệ Bệ máy Tấm mặt Tấm thành Tấm mã Máy chính 4,65 3,0 2,5
Chiều dày tấm mặt bệ máy : 4,65.3 47,25 4
1 = + s (mm) Þ s1 » 20,81(mm), ta chọn s1 = 22(mm). Chiều dày tấm thành : 3.3 47,25 4 2 = + s (mm). Þ s2 » 14,85(mm), ta chọn s2 = 18(mm). Chiều dày tấm mã : 2,5.3 47,25 4 3 = + s (mm). Þ s3 » 13,04(mm). Ta chọn : Mã dọc s4 = 14(mm). Mã ngang s3 = 12(mm).
Hình thức và kích thước kết cấu cũng như các yêu cầu về gia cơng lắp đặt được trình bày cụ thể trong bản vẽ thiết kế bệ máy chính tàu Kiến Hưng. Dưới đây là tiết diện cắt ngang của bệ máy.
a) b)
Hình3.7 – Tiết diện cắt ngang bệ máy. a) Nhìn từ Sn11 về lái; b) Nhìn từ Sn16 về mũi.
3.1.2.2 Các chi tiết khác.
Ø Bulơng chân máy :
Bulơng chân máy M22´3 được nhập kèm theo máy, cĩ 40 chiếc (gồm 28 chiếc bulơng thơ và 12 chiếc bulơng tinh M22´120, vật liệu chế tạo là SF75. Kèm theo đai ốc M22, vật liệu chế tạo là A32.
Ø Căn nhựa, căn cố định (tấm lĩt):
Căn máy được lựa chọn là loại căn nhựa Chospat Orang sản tại Singapo, được đúc trực tiếp trên bệ máy sau khi định tâm xong máy chính, cịn tấm căn cố định được gia cơng và hàn trực tiếp trên bệ máy, vật liệu căn cố định là loại thép D.
Chọn tiết diện ngang của căn là tiết diện hình vuơng (a´a). Số lượng mỗi loại căn là 40 chiếc.
Căn máy chịu tải trọng do khối lượng máy chính tác dụng lên (cĩ tính đến hệ số tải trọng K = 3,5), gây ra ứng suất nén – kéo – uốn trên căn làm cho căn
máy biến dạng theo thời gian làm việc. Ứng suất chủ yếu tác dụng lên căn nhựa là ứng suất nén tác dụng lên bề mặt tiếp xúc giữa chân máy và tấm lĩt hoặc bề mặt bệ máy, cĩ giá trị : A R = n d (kG/cm2). Trong đĩ : P = Q.g = (47250´10)/40 = 11812,5 (kG/cm2) – là tải trọng động tác dụng lên tiết diện làm việc tính cho một căn.
A = a2 - P.d2 (cm2).
Với d = 23(mm) = 2,3(cm) – là đường kính lỗ doa để lắp bulơng. Điều kiện bền : dn £ [dn] = 200 (kG/cm2).
Như vậy kích thước tiết diện a được tính như sau : a ³ [ ] ÷÷ ø ư çç è ỉ P + R 2 d n d (cm). Þ a ³ ÷ ø ư ç è ỉ +3,14´2,32 200 5 , 11812 (cm). Þ a ³ 8,7 (cm). Þ a ³ 87 (mm). Ta chọn a = 90 (mm).
Chiều cao căn nhựa được tính tốn dựa vào khoảng cách từ chân máy tới mặt bệ máy (theo bảng vẽ thiết kế bệ máy). Khoảng cách này là 45mm, ta chọn chiều cao tấm căn nhựa là 25mm, và chiều cao căn cố định là 20mm. Như vậy kích thước cơ bản của căn nhựa là 90 ´ 90 ´ 25 (mm), căn cố định 90 ´ 90 ´ 20 (mm). Kích thước cơ bản được trình bày như hình dưới đây :
(a) (b)
(a) – Lắp bulơng thơ M22´120´3, (b) – Lắp bulơng tinh M22´120´3.
3.1.2.3 Phương pháp và yêu cầu cơng nghệ gia cơng lắp đặt bệ máy chính và các chi tiết phụ. các chi tiết phụ.
Ø Phương pháp gia cơng lắp đặt bệ máy, gia cơng bề mặt, gia cơng các lỗ bulơng :
Bệ máy là một bộ phận cĩ kết cấu vững chắc để làm nền mĩng cho việc lắp đặt máy chính sau này. Chính vì vậy bệ máy phải được tính tốn gia cơng lắp đặt sao cho hợp lý, chính xác để đảm bảo cho quá trình lắp đặt máy chính được thuận lợi.
Kết cấu của bệ máy được gia cơng và liên kết bằng các mối hàn, quá trình hàn kết cấu bệ máy được thực hiện ở xưởng. Sau đĩ bệ máy được đưa vào buồng máy, tiến hành cân chỉnh bệ máy bằng các bulơng tăng chỉnh (như hình 3.9) để xác định đúng vị trí lắp đặt theo thiết kế. Cơng việc tiếp theo là kiểm tra lại độ bằng phẳng các bề mặt của bệ máy và tiến hành gia cơng lại các bề mặt.
Hình 3.9 – Điều chỉnh bệ máy khi lắp đặt. 1. Bệ máy, 2. Dây căn tim, 3. Bulơng tăng chỉnh.
d . Trị số phải sửa bệ máy.
Trong điều kiện chật hẹp của buồng máy khĩ cĩ thể sử dụng máy lớn để cùng một lúc gia cơng tất cả các bề mặt tấm lĩt hoặc mặt bệ máy. Vì vậy thường phải sử dụng các máy phay, máy mài di động tiến hành gia cơng từng bộ phận. Độ phẳng bề mặt gia cơng các tấm lĩt được kiểm tra bằng thước thẳng và thước lá đảm bảo khe hở ≤ 0,1mm, độ bĩng bề mặt đạt cấp 6, và lấy mặt phẳng phía dưới chân máy (bề mặt tiếp xúc giữa chân máy và căn máy) làm mặt chuẩn trong gia cơng (việc gia cơng các mặt phẳng được tiến hành sau khi máy chính đã định tâm xong), trong quá trình gia cơng kiểm tra bằng thiết bị như hình 3.10 dưới đây :
Cịn đối với các lỗ như lỗ lắp bulơng sẽ tiến hành khoan lỗ cĩ đường kính nhỏ hơn đường kính lỗ cần thiết để lắp bulơng, sau đĩ sẽ tiến hành doa lại thật chính đạt được kích thước đường kính bulơng f23+0,027, với độ bĩng bề mặt là cấp 7. Bởi vì cơng đoạn này được thực hiện sau khi việc cân chỉnh – định tâm máy chính đã hồn thành, nên ta chọn chuẩn để gia cơng khoan, doa lỗ lắp bulơng trên tấm mặt bệ máy là các lỗ bulơng trên chân máy.
Hình 3.10 – Dụng cụ chuyên dùng đo chiều cao căn máy. 1. Chân máy, 2. Bệ máy (tấm lĩt).
Ø Yêu cầu kỹ thuật chủ yếu về gia cơng và lắp đặt bệ máy chính.
Việc gia cơng lắp đặt bệ máy nĩi chung phải bảo đảm tất cả các yêu cầu kỹ thuật nêu trong bảng 2 :
Bảng 2 – Yêu cầu kỹ thuật chủ yếu về lắp đặt và gia cơng bệ máy chính.
Đối tượng kiểm tra Sai lệch cho phép
- Sai lệch khoảng cách A – vị trí của bệ máy kể từ vách phía lái của buồng máy.
- Sai lệch về chiều dài L và rộng B của bệ máy - Chênh lệch chiều cao C của các tấm lĩt theo chiều
rộng của bệ máy
- Chênh lệch chiều cao D giữa các tấm lĩt theo chiều dọc bệ máy.
- Sai lệc khoảng cách E từ tâm hệ trục đến mặt các tấm lĩt
Theo chiều dọc : Theo chiều ngang :
± 10mm – 5mm đến +10mm ≤ 5mm ≤ 3mm – 3mm đến +10mm ± 8mm
- Sai lệch giữa đường tâm bệ máy so với đường tâm hệ trục trong mặt phẳng ngang.
± 8mm (trái hoặc phải)
- Độ khơng song song giữa tim dọc bệ máy so với
đường tim hệ trục ≤ 1mm trên 1m chiều
dài nhưng khơng quá 8mm trên tồn bộ chiều dài bệ máy. - Độ khơng song song giữa hai thành đứng và so với
mặt phẳng dọc tim hệ trục ≤ 1mm trên 1m chiều
dài - Độ vênh của mặt bệ máy so với mặt phẳng nằm
ngang ± 3mm
- Chiều dày các tấm lĩt ≥ 15mm
- Độ phẳng dọc theo mặt bệ máy trước khi hàn các tấm lĩt.
Khe hở giữa thước kiểm tra và mặt bệ máy ≤ 1,5mm.
- Khe hở giữa thước kiểm tra và các bề mặt tấm lĩt
sau khi hàn hoặc mặt bệ máy. ≤ 1mm
- Khe hở giữa mặt tấm lĩt với bệ máy trước khi hàn
tấm lĩt. Thước khơng lọt sâu quá lá 0,3mm
20mm. - Khe hở giữa thước kiểm tra đặt dọc mặt bệ máy với
bề mặt các tấm lĩt sau khi gia cơng. ≤ 1mm trên chiều dài 30mm, cho phép thước lá 0,15mm lọt qua tại một vài vị trí khơng liên tục.
- Chiều dày mặt bệ máy sau khi gia cơng hồn chỉnh. Khơng nhỏ hơn so với thiết kế, tại vị trí khơng quan trọng cho phép sai lệch nhỏ hơn 2mm. - Độ nghiêng dọc của mặt bệ máy. ≤ 0,1mm trên 1m
chiều dài bệ máy. - Độ nghiêng ngang của hai mặt bệ máy so với tâm