3.1.3.1 Định tâm máy chính.
Định tâm máy chính là một trong ba bước quan trọng của cả quá trình lắp đặt máy chính dưới tàu :
- Lắp đặt bệ máy - Định tâm máy chính
- Kẹp chặt động cơ trên bệ máy Ø Yêu cầu chung :
Định tâm động cơ được tiến hành sau khi bệ máy đã được nghiệm thu đạt yêu cầu kỹ thuật. Đây là quá trình xê dịch và điều chỉnh động cơ sao cho tâm trục khuỷu động cơ trùng với đường tim hệ trục – tức đường tâm lý thuyết đã được xác định. Việc định tâm máy chính được tiến hành trong các điều kiện sau đây :
o Bệ máy chính đã lắp đặt xong, viêc lắp và thử các két dầu nước các khoang chứa và các cơng việc khác tại buồng máy cơ bản đã hồn thành.
o Đã kiểm tra và xác nhận vị trí của máy chính, hoặc tổng đoạn buồng máy đảm bảo đúng so với tồn thân tàu.
o Độ sai lệch vị trí buồng máy so với vị trí ban đầu vào thời điểm tiến hành định tâm máy chính cho phép :
§ Độ nghiêng dọc ±3mm trên tồn bộ chiều dài tàu so với đường cơ bản. § Độ nghiêng ngang ±2mm trên tồn bộ chiều rộng tàu.
o Cơng việc định tâm máy chính được tiến hành trong điều kiện yên tĩnh, khơng cĩ chấn động, để đảm bảo độ chính xác
Sau khi đã ổn định tâm cho máy chính, thì các cơng việc cịn lại ở buồng máy phải đảm bảo khơng làm biến dạng đường tim hệ trục đã nối liền với động cơ.
Ø Định tâm máy chính bằng phương pháp căng dây :
Cơng việc định tâm máy chính của tàu được tiến hành trong điều kiện trục chân vịt chưa lắp đặt và cơng việc khoan các lỗ trên các vách ngăn mà đường tâm lý thuyết của hệ truc đi qua đã hồn thành (đường kính lỗ khoan gần bằng 0,75Dốngbao ). Như vậy máy chính sẽ được lắp đặt độc lập trong buồng máy. Trình tự định tâm máy chính độc lập trong buồng máy bằng phương pháp căng dây gồm các bước sau :
o Ta tiến hành căng tim cho hệ trục để xác định hai điểm tâm của hai mặt bích ở hai đầu trục cơ của máy chính bằng phương pháp căng dây trình bày trên hình 3.6. Ta xác định được độ võng y1, y2 của hai điểm tâm bích theo cơng thức [1 – tr.318] :
Q x L x P y 2 ) .( . - = (mm). Trong đĩ : P – là trọng lượng một mét dây.
x – khoảng cách từ điểm chuẩn đến điểm đo độ võng y. L – chiều dài dây gữa 2 điểm chuẩn.
Q – trọng lượng vật treo.
Tơn vỏ đuơi tàu Vách buồng máy (Sn.7) Vách buồng máy (Sn.25) Vách (Sn.3) Vách (Sn.4) 2 3 4 y1 y2 1550 2200 1 Đường chuẩn x1 = 3300 x2 = 10140 L = 12340
Hình 3.11 – Định tâm máy chính bằng căng dây.
1. Trọng vật, 2. Đích ngắm xa (đặt cách vách lái buồng máy 1550mm), 3. Đích ngắm xa (đặt cách vách lái buồng máy 10140mm), 4. Đích ngắm gần. Các đại lượng P, Q được xác định theo bảng 2, [theo bảng 83 – tr.318 – Thiết kế và lắp ráp thiết bị tàu thủy – Nguyễn Đăng Cường – NXB Khoa Học Kỹ Thuật – 2000] dưới đây:
Bảng 2 – Trọng vật phụ thuộc vào đường kính dây.
Đường kính dây căng d(mm) Trọng lượng 1m dây P(g) Trọng lượng vật Q(kG) Đường kính dây căng d(mm) Trọng lượng 1m dây P(g) Trọng lượng 1m dây P(g)
0,1 0,2 0,3 0,35 0,07 0,25 0,56 0,73 1,0 5,0 9,0 10,6 0,4 0,45 0,5 0,98 1,24 1,53 12,4 15,6 19,5 Khi đĩ chiều cao của hai tâm bích trục cơ bằng chiều cao của nĩ đo khi căn dây cộng thêm trị số độ võng theo chiều hướng lên trên. Ta cố định hai điểm tâm này đánh dấu trên đích ngắm
o Kiểm tra lại các bề mặt gia cơng của bệ máy phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nêu ở các mục trước, và xác định lại vị trí tương đối chính xác cần lắp đặt máy.
o Tiến hành hàn các gờ của bulơng tăng chỉnh chân máy vào bệ máy, bố trí ở trên mặt bệ máy sao cho các bulơng tăng chỉnh áp sát vào thành của chân máy để cĩ thể điều chỉnh vị trí máy chính. Ứng với một gĩc chân máy bố trí hai gờ bulơng tăng chỉnh, ở giữa cĩ thể bố trí thêm một hoặc hai vị trí để tiện cho việc tăng chỉnh. Ngồi ra trên bệ chân máy cũng cĩ các bulơng điều chỉnh nâng, hạ máy chính lên xuống cĩ sẵn trên máy. Cách bố trí như ảnh chụp dưới đây.
Hình 3.12 - Cách bố trí các bulơng tăng chỉnh máy chính.
o Tiến hành thu xếp khoảng khơng gian cần thiết để cho thiết bị cẩu đưa máy chính và hộp số vào trong buồng máy. Đưa máy chính và hộp số vào vị trí bệ máy, chú ý vị trí các khoảng cách từ mặt bích đầu ra trục cơ máy chính đến vách lái buồng máy là 3300mm, hoặc khoảng cách từ vách mũi buồng máy đến mặt bích đầu tự do trục cơ máy chính là 2200mm, khoảng cách bích đầu ra trục hộp số tới vách lái buồng máy là 1550mm.
o Tiến hành cân chỉnh máy chính bằng các bulơng tăng chỉnh lên – xuống – qua trái – qua phải và đồng thời kiểm tra hai điểm tâm ở hai đầu trục cơ máy chính trùng với hai điểm tâm đánh dấu trên hai đích ngắm, độ lệch tâm nhỏ hơn 0,1mm là đảm bảo.
o Kiểm tra sự cân bằng của hai bề mặt chân máy so với tấm mặt bệ máy bằng dụng cụ chuyên dùng đi chiều cao (hình 3.5) bảo đảm bằng nhau và sai lệch nằm trong gới hạn cho phép.
o Sau khi định tâm xong tiến hành đo khoảng cách và cạo rà bệ máy, chân máy … tiến hành các bước cơng nghệ tiếp theo là gia cơng lại các bề mặt bệ máy (tấm lĩt), khoan các lỗ lắp bulơng chân máy. Cơng việc này được tiến hành theo các bước : khoan lỗ cĩ đường kính nhỏ hơn đường kính bulơng cần lắp, sau đĩ tiến hành gia cơng doa các lỗ bằng các thiết bị chuyên dùng đểâ đạt được độ bĩng cấp 7. Tiến hành lắp các bulơng chân máy, với lực xiết tương đối nhẹ và chuyển bước cơng nghệ tiếp theo là đổ căn nhựa trực tiếp trên bệ máy.
3.1.3.2 Cơng nghệ gia cơng - đổ căn nhựa trực tiếp trên mặt bệ máy.
Ø Các cơng việc thực hiện trước khi đổ nhựa :
o Bệ máy đã gia cơng xong và được Đăng kiểm kiểm tra đạt yêu cầu so với bản vẽ thiết kế : Về kích thước, cơ cấu, chất lượng mối hàn.
o Hệ trục đã được lắp đặt đầy đủ gồm các bệ đỡ, bích nối … phải được kiểm tra độ tiếp xúc. Bích tuốc tơ phải được lắp đúng vị trí và lực xiết êcu giữ đầu trục đảm bảo. Nếu là bích nối kiểu cơn – ca vét việc này đã được Đăng kiểm kiểm tra.
o Cẩu máy và hộp số vào vị trí.
o Hàn các bulơng tăng chỉnh cao thấp, trái phải dịch chuyển trước sau.
o Cân bằng tâm giữa trục chân vịt với hộp số và máy để phục vụ đặt căn chết.
o Đặt căn chết đã được gia cơng phẳng 2 mặt (khơng cĩ độ vát). Kích thước căn chết 110 ´ 110 ´ 20 (mm) cho căn chân máy và hộp số, định vị căn theo lỗ chân bulơng chân máy và hộp số.
o Cẩu máy kê lên cao để đủ hàn căn chết xung quanh mối hàn căn chết theo thiết kế đã cho, rồi hạ máy chính và hộp số xuống vị trí.
o Dùng các bộ tăng chỉnh đã hàn chỉnh tâm chính xác giữa trục chân vịt và hộp số máy : (Dùng cặp đồng hồ so để kiểm tra độ lệch trái phải, trên dưới và độ gãy khúc đảm bảo theo thiết kế).
o Khoan các lỗ căn chết và bệ máy theo đúng lỗ tâm bulơng chân máy và hộp số.
o Định vị, lắp gá đủ bulơng êcu vào vị trí và tiến hành bơi mỡ thân bulơng trước khi lắp vào lỗ chân máy, chân hộp số với bệ máy nhằm tránh khơng cho nhựa dính, để dễ cho việc tháo lắp sau này.
Ø Tiến hành đổ nhựa các tấm căn chân máy và hộp số :
o Tính tốn lượng nhựa :
§ Loại nhựa : Chospat Orang, sản xuất tại Singapo, loại hai thành phần. § Thể tích khoảng khơng đổ nhựa cho 1 căn (100 ´ 100 ´ 25) mm3 = (1 ´ 1 ´
0,25) dm3 = 0,25 dm3.
§ Lượng nhựa cho cho một căn 0,25 dm3 ´ 1,5 = 0,375 dm3 (gồm độ ngĩt, hao chảy bằng 0,5 lượng nhựa tính tốn.
§ Lượng nhựa cho 40 căn là : 40 ´ 0,375 = 15 dm3.
§ Thùng nhựa cĩ : Loại 34dm3/1thùng, như vậy cần 4,4 thùng ta lấy 5 thùng.
o Tiến hành đổ nhựa :
Hình 3.13 – Bố trí các tấm làm khuơn đổ nhựa căn máy.
§ Dùng khuơn là các tấm nhựa ghép nối với nhau và dùng nút cứng để liên kết thành khuơn, nếu khơng cĩ dùng cao su xốp cắt để làm khuơn và dùng keo 502 để gắn các tấm cao su xốp sao cho đổ nhựa khơng bị đầy khuơn làm nhựa chảy ra ngồi. Các phía bên hơng trước và sau tấm làm khuơn phải khít với căn chết và mặt chân máy. Phần ngồi tấm làm khuơn phải
cao hơn mặt dưới chân máy 10mm và rộng hơn phía ngồi chân máy 10mm để đổ được lượng nhựa cao hơn để khi khơ đủ độ co ngĩt tức là khơng làm rỗng căn và độ tiếp xúc giữa mặt dưới chân máy với mặt trên căn chết tốt hơn.
§ Đổ nhựa : Sau khi đặt khuơn xong kiểm tra lần cuối, tất cả các căn chết đều phải đặt khuơn xong, đảm bảo liên kết để đổ nhựa cùng một lúc. § Đổ nhựa từng thùng, 1 thùng nhựa theo tính tốn đổ được 8 căn, khi đổ cĩ
thể 2 nhĩm đổ, mỗi nhĩm 1 thùng gồm 3 người đổ hai bên cùng một lúc. § Khuấy nhựa đều để giữa hai chất (gồm chất đơng cứng và chất khơng
đơng cứng) để hỗn hợp khơng bị đơng cứng. Dùng máy khoan cĩ lắp đầu khuấy để khuấy nhựa theo hướng dẫn trên thùng.
§ Đổ nhựa từng căn và lần lượt cho đổ hết các căn. Qúa trình đổ nhựa phải kiẻm tra xem cĩ căn nào bị chảy nhựa do khuấy khơng đảm bảo thì phải khắc phục khơng được để chảy ra ngồi, vì nếu để nhựa chảy sẽ khơng đủ điền đầy và làm hụt khơng đảm bảo chiều cao căn nhựa theo yêu cầu, và làm rỗng vật liệu căn.
§ Chờ đủ thời gian để nhựa khơ rồi tiến hành các cơng việc tiếp theo.
3.1.3.3 Kẹp chặt máy chính và hộp số trên bệ máy dưới tàu.
Việc kẹp chặt máy chính, hộp số trên bệ máy dưới tàu phải được tiến hành sau khi cơng việc đổ căn nhựa kết thúc với thời gian đảm bảo cho căn nhựa đơng cứng, khơ.
Thời gian nhựa khơ : Tùy thuộc nhiệt độ buồng máy, nên khi đổ cĩ nhiệt kế để theo dõi (theo đúng hướng dẫn dàn ở thùng nhựa), thường thì nhựa đơng cứng sau 24 giờ.
Đủ thời gian quy định trên : Dùng clê xiết nhẹ, xiết đều, đối xứng, xiết các căn từ giữa ra hai đầu nhằm làm cho bệ máy khơng bị biến dạng.
(a) (b) Hình 3.14 – Kẹp chặt máy chính trên bệ và căn máy:
(a) - Bằng bulơng thơ M22´120´3; (b) – Bằng bulơng tinh M22´120´3. 1. Đai ốc M22; 2. Căn nhựa; 3. Căn cố định; 4. Bulơng tinh; 5. Bulơng
thơ;
6,7,8. Đai ốc M22; 9. Vịng đệm.
Xiết chặt : Việc xiết chặt dùng cần lực để xiết lực theo quy định của loại bulơng kết hợp với kiểm tra độ co bĩp của từng vị trí, và độ lệch tâm gãy khúc giữa hệ trục và hộp số máy. Khi xiết đủ lực mà độ co bĩp, độ lệch tâm, độ gãy khúc nằm trong phạm vi cho phép thì việc đổ nhựa coi như đã kết thúc, chuyển bước cơng nghệ.
Lắp bulơng bích trục chân vịt với bích hộp số máy chính. Thực hiện các cơng việc đi ống, lắp đặt các chi tiết lắp trên máy chính như hệ thống khí nạp, hệ thống khí xả, hệ thống nhiên liệu, hệ thống bơi trơn, làm mát, … theo các cụm đã cĩ sẵn.
3.2 HỆ TRỤC TAØU.
3.2.1 Quy trình lắp đặt trục chân vịt :
Để hồn thành việc lắp ráp hệ trục xuống tàu, phải thực hiện các cơng việc
sau đây :
- Cơng tác chuẩn bị. - Căng tim hệ trục.
- Định tâm và lắp ráp các thành phần của hệ trục.
Với khối lượng cơng việc như trên ta cĩ thể đưa ra hai quy trình lắp ráp hệ trục cho tàu như sau : Lắp hệ trục theo hai trục chuẩn, lắp hệ trục theo một trục chuẩn.
Lắp hệ trục theo hai trục chuẩn, tức là máy chính và trục chân vịt được định tâm và lắp đặt trước, sau đĩ mới tiến hành định tâm và lắp đặt các thành phần của hệ trục ( trục trung gian, trục đẩy, các gối đỡ…). Quy trình này thường được áp dụng cho việc lắp đặt ở các tàu cỡ lớn, với cơng nghệ tiên tiến, lắp đặt các hệ trục dài và cĩ cấu trúc phúc tạp.
Lắp hệ trục theo một trục chuẩn. Trục chân vịt được định tâm và lắp đặt trước để làm trục chuẩn , sau đĩ lắp các trục trung gian, trục đẩy, và các thành phần khác của hệ trục rồi mới lắp đặt máy chính. Hoặc ngược lại : Máy chính được lắp trước làm chuẩn, sau đĩ định tâm và lắp đặt các thành phần hệ trục, cuối cùng là trục chân vịt và chân vịt. Phương án này thường áp dụng ở các tàu cỡ nhỏ, hệ trục ngắn (là hệ trục cĩ khoảng cách L từ gối đỡ trục chân vịt phía mũi đến gối đỡ phía lái của động cơ chính khơng vượt quá 22 d ( L £ 22 d ), trong đĩ d là đường kính trục tính bằng mét.)
Nhưng đối với hệ trục ngắn thì độ lệch trục giữa trục chân vịt và trục khuỷu động cơ chính lại đĩng vai trị quyết định chất lượng định tâm hệ trục. Do vậy, người ta sử dụng phương pháp tính tốn độ lệch tâm và độ gãy khúc theo cách riêng. Và thơng thường cơng việc định tâm lắp đặt hệ trục ngắn được tiến hành từ phía lái về mũi, trong đĩ trục chân vịt được định tâm và lắp đặt trước và sau đĩ dùng làm chuẩn để lắp đặt các thành phần tiếp theo.
Dựa vào việc lựa chọn cách bố trí phân tích các phương án lắp ráp hệ trục ở trên, ta cĩ thể lựa chọn quy trình lắp ráp theo một trục chuẩn (trục cơ máy chính). Lắp trục chân vịt sao cho đảm bảo kích thước lắp ráp nêu trên : mặt bích trục chân vịt cách vách lái buồng máy là 1550(mm), đầu lái may ơ chân vịt cách tơn vỏ đuơi tàu 380(mm). Quy trình được tiến hành từ lái về mũi, và phương pháp định tâm theo độ lệch tâm và độ gãy khúc. Quy trình này được xem là tối ưu trong việc định tâm và lắp đặt hệ trục ngắn, đặc biệt là nĩ phù hợp với tính chất sản xuất của nhà máy đĩng tàu Nha Trang.
3.2.2 Tính tốn lắp đặt các phần tử của hệ trục. 3.2.2.1 Ống bao trục. 3.2.2.1 Ống bao trục.
Vật liệu ống bao trục là SF45. Kết cấu ống bao trục gồm hai đoạn ống cĩ bề dày S2 , làm việc tại vị trí hai gối đỡ của trục chân vịt. Chúng được liên kết với nhau thơng qua một đoạn ống trung gian bằng liên kết hàn (hàn theo chu vi), ống trung gian này cĩ bề dày S1 < S2 (vì đây là đoạn ống ít chịu tải trọng).
Ø Chiều dày nhỏ nhất của ống bao tại chỗ giữa hai ổ đỡ, đối với ống bao làm bằng thép hàn thì : S1 = (0,05 – 0,1). Da [1 – tr.62]
Với : Da = 240 (mm) – là đường kính áo trục. Suy ra : S1 = 16 (mm)
Ø Chiều dày tại chỗ lắp bạc dỡ : S2 = (1,5 – 1,8)S1. [1 – tr.62] Suy ra : S2 = 40 (mm).
Ø Chiều dài các đoạn ống bao :
o Phía lái : Llái = 1220 (mm).
o Phía mũi : Lmũi = 745 (mm).
o Tổng chiều dài ống bao trục : L = 3010 (mm).
o Chiều dài đoạn ống trung gian : Ltg = L – (Llái + Lmũi) + 2Llg Suy ra : Ltg = 3010 – (1220 + 745) + 2. 20 = 1085 (mm). (với Llg = 20 (mm) – là chiều dài mối lắp ghép hàn).
Tại đoạn ống phía mũi của ống bao cĩ hàn bích chặn ống bao, dùng để cố định ống bao với vách Sn.7, cĩ bề dày S = 30 (mm). Khoảng cách từ vách Sn.7 đến đầu ống bao phía mũi là 310 (mm), bảo đảm đủ khơng gian để lắp đặt đường ống bơi trơn làm mát cho gối đỡ bằng nước biển và lắp vít hãm và cácchi tiết khác.