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.
Khoảng cách từ Sn.3 đến vách tơn vỏ đuơi tàu là 240 (mm). Như vậy khi lắp ống bao thì khoảng cách từ vách tơn vỏ đuơi tàu đến đầu lái ống bao trục chân vịt là L0 = 500 – 240 = 260 (mm).
Theo bản vẽ bố trí hệ trục thì chiều cao đường tâm lý thuyết H = 1600 (mm). Vì vậy trước khi lắp ống bao phải tiến hành doa các lỗ ở vách phía lái, mũi, sống đuơi tàu với đường kính là d = 400 (mm). Bảo đảm tâm các lỗ nằm trên đường tâm lý thuyết của tàu. Dưới đây là bản vẽ kết cấu ống bao trục :
3.2.2.2 Trục chân vịt.
Vật liệu trục chân vịt là SF55, đường kính danh nghĩa d = 210 (mm), chiều dài trục chân vịt L = 5090 (mm). Kết cấu trục chân vịt được trình bày cụ thể dưới đây:
Ø Tại hai chỗ lắp gối đỡ, trục chân vịt được bọc bằng lớp Inốc. Ống Inốc được lắp theo phương pháp ép nĩng, cĩ độ dơi.
Chiều dày ống Inốc : S = 0,03d + 7,5 (mm) [1 – tr.42] Suy ra : S = 0.03 × 210 + 7,5 = 13,8 (mm).
Chọn S = 15 (mm).
Chiều dài lớp Inốc tại gối đỡ phía mũi là 600 (mm). Chiều dài lớp Inốc tại gối đỡ phía lái là 1100 (mm).
Ø Tại đoạn khơng chịu lực ma sát nhưng làm việc trong mơi trường nước mặn. Do đĩ để chống ăn moon thì phải bọc bên ngồi một lớp vải sợi thủy tinh. Rãnh ở đầu áo trục được sơn lĩt một lớp Epoxít, lớp sơn này phải duy trì được (khơng khơ sớm) trong (30 ÷ 40) phút để cĩ thể bọc tiếp các lớp vải sợi thủy tinh khác. Số lớp vải sợi thủy tinh cĩ thể từ (4 ÷ 6) lớp, hoặc nhiều hơn.
Ø Tại phần trục lắp chân vịt, bích nối là phần trục cĩ độ cơn 1 : 12, và kết cấu trục ở hai đầu để xiết chặt – hãm chân vịt và bích nối trục cĩ phần ren liền với đầu cơn nhỏ của phần cơn trục (M140 × 4). Ở phần cơn cĩ rãnh để lắp then cố định chân vịt và bích nối.
Vì đường kính đầu lớn của cơn trục Dk = 210 > 100 (mm) nên rãnh then phải cĩ dạng thìa, và tại đầu mép rãnh then phải lượn trịn (cụ thể trong bản vẽ thiết kế chế tạo trục chân vịt – TKKT140A).
Chiều dài cơn trục Lk so với phần đầu lớn cơn trục : Lk/Dk = 1,6 ; 1,8 ; 2 ; 2,2 ; 2,4 ; 2,6 ; 3,3 . Suy ra : Lk (phía lái) = 2,4. Dk = 510 (mm).
Lk (phía mũi) = 1,6. Dk = 330 (mm). Chiều rộng then B (trường hợp chỉ cĩ một then) :
B = (0,2 – 0.3). Dk = (41,0 – 63 ) (mm), Chọn : B = 45 (mm). Như vậy kích thước của then theo tiêu chuẩn : (TCVN)
Để lắp chân vịt : 45 × 25 × 440 (mm). Để lắp bích nối : 45 × 25 × 300 (mm).
Đai ốc hãm chân vịt và bích nối M140 × 4 ứng với Dk = 210 (mm), (chọn theo bảng 5 – tr.30 – Thiết kế và lắp ráp thiết bị tàu thuỷ – Nguyễn Đăng Cường).
3.2.2.3 Bích nối – Bulơng bích nối.
Đường kính bulơng bích nối tại mặt phẳng lắp ghép của bích nối khơng được nhỏ hơn trị số tính theo cơng thức sau :
( ) b s t b D n d d s s . . 160 . 65 , 0 2 3 + = (mm) [1 – tr.26] Trong đĩ :
dt = 158 (mm) – là đường kính trục ra của hộp số (nối với bích nối trục chân vịt).
ss = 540 (N/mm2) – là giới hạn bền kéo của vật liệu trục ra của hộp số (SF55).
sb = 640 (N/mm2) – là giới hạn bền kéo của vật liệu bulơng (SF65).
D2 = 300 (mm) – là đường kính vịng chia bích nối trục. n = 8 – là số bulơng bích nối. Suy ra : ( ) 640 300 8 160 540 158 . 65 , 0 3 ´ ´ + ´ = b d = 27,56 (mm).
Như vậy ta chọn bulơng bích nối trục theo tiêu chuẩn là bulơng M28, đường kính lỗ lắp bulơng bích nối là d = 30mm. Kích thước kết cấu khớp nối bích giữa trục chân vịt và bích trục ra hộp số như hình 3.15.
Hình 3.15 – Kết cấu bích nối trục chân vịt với bích hộp số. 4. Vít M10´25; 19. Trục chân vịt, 20. Bích nối trục; 21. Then khớp nối; 22. Bulơng khớp nối; 23, 24. Đai ốc M28; 26. Tấm hãm đai ốc khớp nối;
27. Vít M12´25; 28. Đai ốc khớp nối M76.
3.2.2.4 Bạc đỡ trục chân vịt.
Vật liệu bạc đỡ trục chân vịt là : Nhựa tổng hợp + HBsC1. Kết cấu bạc đỡ gồm hai phần là ống lĩt và các tấm chịu ma sát trực tiếp với trục được ghép bên trong ống lĩt. Phần chịu ma sát này thơng thường được gọi là bạc đỡ, kích thước cơ bản :
- Chiều dài bạc lĩt phía lái : 900mm. - Chiều dài bạc lĩt phía mũi : 480mm. - Đường kính ngồi : 285mm.
- Đường kính trong : 240mm.
Ống lĩt được đúc liền bằng vật liệu HBsC1. Ở đoạn giữa ống lĩt người ta làm giảm đường kính để giảm tải trọng (ứng suất) cho ống lĩt, bởi vì đây là đoạn chịu tải nặng nề nhất. Bạc đỡ là các thanh nhựa tổng hợp được lắp ghép theo chu vi ống lĩt
và được chắn bởi hai thanh HBsC1, chịu ma sát tốt, chịu được nước biển (bơi trơn trực tiếp bằng nước biển). Kích thước bạc đỡ trục chân vịt cụ thể như sau :
- Chiều dài ống lĩt phía lái : 900mm. - Chiều dài ống lĩt phía mũi : 480mm. - Đường kính ngồi : 315mm.
- Đường kính trong : 285mm.
Đặc tính cơ học của vật liệu nhựa tổng hợp như sau : Ø Giới hạn bền kéo : [δk] > 1000 kG/cm2.
Ø Giới hạn bền nén : [δn] > 2500 kG/cm2. Ø Giới hạn bền uốn : [δu] > 1600 kG/cm2. Ø Độ cứng đạt (37 ÷ 40 ) kG/cm2.
3.2.2.5 Chân vịt.
Vật liệu chân vịt HBsC1, chân vịt cĩ 4 cánh, khối lượng G = 1460 (kg), đường kính D = 2,39m, chiều dài chân vịt Lcv = 550mm. Chân vịt được cố định trên trục nhờ liên kết then (then : 45 × 25 × 440 (mm)) và đai ốc hãm chân vịt M140 × 4 cĩ dạng lưu tuyến. Đai ốc hãm này được cố định với mayơ chân vịt bằng vít cấy. Khi lắp chân vịt chú ý khe hở đầu may ơ trục với mặt nắp ép chắn rác từ (5 ÷ 10)mm, hoặc lớn hơn.
3.2.2.6 Cụm kín ống bao – Cụm chắn bạc.
Ø Cụm kín ống bao : Cụm kín ống bao gồm các vịng tết nấu mỡ, bích ép tết,
các vít và các bulơng ép tết, vịng phân chia nước và hộp kín nước … Nhiệm vụ của cụm kín ống bao là khơng cho nước từ ống bao trục rị rỉ vào bên trong tàu. Cụm kín ống bao là đoạn kéo dài phía mũi ống bao trục. Chiều dài phần đệm kín cĩ thể lấy như sau : L = (0,8 ÷ 1,5). Da = (192 ÷ 360) mm, chọn L = 230mm, [1 – tr.76].
Số lượng vịng tết là (4 ÷ 6) vịng cĩ thể nhiều hơn, cĩ tiết diện hình vuơng 20×20 (mm). Chiều dài bích ép tết là 100mm; bố trí 03 vít và 06 bulơng ép tết.
Ø Cụm chắn bạc : Cụm chắn bạc nằm ở phía lái ống bao, gồm cĩ vịng chắn
bạc, vịng chắn rác, nắp ép vịng chắn bạc và các vít hãm. Khoảng cách lắp ghép nắp ép vịng chắn bạc với ống bao là 30mm. Chiều dài nắp ép là L = 140mm. Kết cấu cụm kín ống bao và cụm chắn bạc được trình bày cụ thể trên bản vẽ LẮP ĐẶT HỆ TRỤC – TKT140A.
3.2.3 Yêu cầu cơng nghệ gia cơng lắp đặt. 3.2.3.1 Ống bao trục. 3.2.3.1 Ống bao trục.
Ø Yêu cầu chủ yếu về gia cơng ống bao trục :
o Độ lệch tâm giữa lỗ tại sống đuơi và lỗ tại vách để lắp ống bao khơng lớn hơn 0,1(mm).
o Độ ơ van và độ cơn các lỗ lắp ghép khi đường kính từ 261 ÷ 360(mm) khơng lớn hơn 0,05(mm).
o Độ ơ van và độ cơn đường kính ngồi D của ống bao tại chỗ lắp ghép với vỏ tàu (D = 400mm) khơng lớn hơn 0,04mm.
o Độ khơng vuơng gĩc giữa mặt đầu gờ bích ống bao so với đường tâm trục 0,1 ÷ 0,15(mm).
o Độ khơng đồng tâm giữa các mặt trụ lắp ghép ngồi so với các mặt trụ trong 0,03 ÷ 0,08(mm), tuỳ theo tỷ số L/Da giữa chiều dài ống bao và đường kính áo trục
o Độ đảo hướng tâm tuỳ theo tỷ số L/Da mà giá trị nằm trong giới hạn 0,06 ÷ 0,16(mm).
o Độ bĩng bề mặt : Đ5.
o Sai lệch đường kính lỗ sống đuơi, giá treo để lắp ống bao và sai lệch đường kính ống bao đều nằm trong miền dung sai H7.
Để thuận lợi cho việc lắp ráp, cho phép làm ống bao thành bậc giảm giần theo chiều lắp ráp tại mặt trụ trong (chỗ lắp bạc đỡ) và mặt trụ ngồi (chỗ lắp với sống đuơi vỏ tàu hoặc giá treo). Độ lệch đường kính các bậc này là 2(mm).
Ø Yêu cầu chủ yếu về lắp ráp ống bao trục :
o Tại lỗ sống đuơi phải cĩ đoạn lắp ghép dài 380(mm) (là khoảng cách từ tơn vỏ đuơi tàu tới mặt mayơ chân vịt) để lắp cụm chặn bạc.
o Tại vách phía mũi phải cĩ đoạn lắp ghép dài 410(mm) để lắp cụm kín ống bao, bích ống bao, ống dẫn nước bơi trơn làm mát.
o Chế độ lắp ghép giữa ống bao với lỗ sống đuơi và lỗ vách ngang tàu, cũng như giữa mặt trong ống bao với mặt ngồi bạc đỡ là H7/m6. Giữa ống bao với mặt ngồi của bích nén cụm kín nước là H8/f8. Ống bao được kẹp chặt vào vỏ tàu sau khi được căn chỉnh đồng tâm với đường tâm hệ trục.
o Các bề mặt khơng lắp ghép của ống bao phải tiến hành quét sơn chống rỉ.
3.2.3.2 Trục chân vịt.
Ø Yêu cầu chủ yếu về gia cơng trục và chi tiết trục :
o Trục chân vịt : Khi chế tạo mới trục chân vịt cần đảm bảo các yêu cầu chủ yếu sau đây:
§ Độ võng cho phép cĩ thể hiệu chỉnh được trong trạng thái nguội khi tỷ số chiều dài trên đường kính trục L/d = 5090/2100 = (21÷ 35) thì khơng lớn hơn 0,4(mm/1m).
§ Sai lệch đường kính danh nghĩa cổ trục chân vịt, đường kính ngồi áo trục, cổ trục trung gian phải đảm bảo trong miền dung sai h7(TCVN), riêng các cổ trục chân vịt tại chỗ lắp áo trục trong miền dung sai r6. § Sai lệch đường kính phần trục khơng làm việc và các bán kính gĩc lượn
theo miền dung sai h12, sai lệch đường kính cổ trục đẩy theo miền dung sai h6.
§ Sai lệch về hiệu kích thước giữa đường kính lớn Dk và nhỏ dk của phần cơn trục và của mayơ so với kích thước danh nghĩa (Bảng 7 – tr.36 – Thiết Kế và Lắp Ráp Thiết Bị Tàu Thủy – Nguyễn Đăng Cường):
Sai lệch hiệu (Dk - dk) : May ơ ± 0,035, Cơn trục ± 0,015 (mm) Sai lệch đường kính Dk : May ơ + 0,04, Cơn trục + 0,10 (mm) § Độ ơ van và độ cơn của cổ trục chân vịt hoặc mặt ngồi áo trục, theo
đường kính cổ trục d = 210(mm) thì khơng lớn hơn 0,04(mm)
§ Độ ơ van và độ cơn cổ trục chân vịt chỗ lắp áo trục khi d = 210(mm) khơng lớn hơn 0,05(mm).
§ Độ ơ van phần trục khơng làm việc khơng lớn hơn 0,1(mm), tại phần phần cơn trục khơng lớn hơn trị số dung sai theo h6 lấy cho đường kính lớn của cơn trục.
§ Độ ơ van và độ cơn bề mặt trụ bên trong của áo trục cĩ đường kính d = 210(mm) khơng lớn hơn 0,07(mm).
§ Độ đảo hướng tâm của các cổ trục, áo trục và phần cơn trục tương ứng theo tỷ số chiều dài trên đường kính cổ trục L/d = 21÷ 35 khơng lớn hơn 0,04(mm). Đối với phần trục khơng làm việc thì khơng quá 0,1(mm) § Độ bĩng gia cơng bề mặt :
Áo bao trục : Đ5. Phần cơn trục : Đ7.
o Then và rãnh then :
§ Sai lệch kích thước chiều rộng then và rãnh then trên trục và may ơ ở khớp nối cĩ độ cơn trong miền dung sai h7
§ Sai lệch chiều sâu then trong miền dung sai H9, về chiều dài rãnh then theo H12, chiều cao theo H8, về chiều dài then theo H12 và chiều cao theo h12.
§ Độ lệch tâm và độï nghiêng của rãnh then trên trục và may ơ (Bảng 8 – tr.37 – Thiết Kế và Lắp Ráp Thiết Bị Tàu Thủy – Nguyễn Đăng Cường), với d = 210(mm) :
Sai lệch cho phép : + 0,210 đến +0,250mm.
Độ lệch tâm rãnh : Trên trục là 0.12 , trên may ơ là 0,18mm. Độ nghiêng của rãnh : Trên trục là 0,06 , trên may ơ là 0,09mm. § Độ tăng chiều rộng rãnh then trên trục và may ơ khi sữa chữa khơng quá
10% chiều rộng tính tốn.
o Bích nối và bulơng bích nối :
§ Sai lệch kích thước :
Đường kính và chiều dày bích trong miền dung sai h12 . Đường kính của rãnh vịng định tâm trong miền dung sai H8 . Đường kính lỗ bulơng bích nối trong miền dung sai H7 .
Đường kính bulơng bích nối trong miền dung sai h6 .
§ Độ lõm cho phép ở mặt đầu bích nối khơng vượt quá 0,03mm khi đường kính bích D = 360 > 300mm.
§ Độ lồi mặt đầu bích khơng cho phép.
§ Độ phẳng mặt đầu bích khi rà bột màu khơng ít hơn 3 điểm màu trên diện tích 25×25(mm2).
§ Độ đảo hướng tâm mặt ngồi D1 của mặt bích, mặt trong của rãnh vịng định tâm D0 và mặt đầu của mặt bích khơng lớn hơn 0,03mm.
§ Độ ơ van của lỗ và thân bulơng bích nối trong miền dung sai của đường kính bulơng, nhưng khơng quá 0,025mm.
§ Độ khơng thẳng gĩc giữa đường tâm lỗ bulơng và mặt đầu của bích khơng lớn hơn 0,05mm tại pham vi đường kính đai ốc và đầu bulơng. Ø Yêu cầu chủ yếu về lắp ráp trục và chi tiết trục
o Lắp bích nối trên trục :
§ Gờ định tâm D0 lắp theo miền dung sai H7/h6 hoặc H7/Js6 .
§ Độ tiếp xúc giữa mặt cơn trục và may ơ khi rà bột màu : Các điểm này phải đều trên 70% bề mặt cơn và khơng ít hơn 2 ÷ 4 điểm màu trên diện tích 25×25(mm2).
§ Độ đảo mặt đường kính ngồi D1 của bích và mặt gờ định tâm D0 khơng lớn hơn 0,03mm.
§ Lắp bulơng vào lỗ bích nối theo miền dung sai H7/h6 hoặc H7/Js6 . § Khi lắp ráp phải cĩ các biện pháp cần thiết để đảm bảo độ đồng tâm. § Trong lắp ráp bích nối vào cơn trục thì khơng cho phép cạo để sửa bề
mặt cơn trục, mà chỉ cạo sửa bề mặt trong của bích nối.
o Lắp then :
§ Then được lắp vào rãnh then trên trục và may ơ theo miền dung sai H7/k6. Độ khít tiếp xúc giữa bề mặt hai bên của then với rãnh khi rà bột màu phải đảm bảo ít nhất 85% diện tích bề mặt mỗi bên cĩ điểm màu. Thước lá dày 0,03 ÷ 0,05(mm) khơng lọt qua giữa hai bề mặt tiếp xúc. § Khe hở giữa mặt trên của then với may ơ chân vịt 0,4mm.
§ Với may ơ bích nối trục khe hở này lấy theo tiêu chuẩn then (TCVN).
o Lắp chân vịt vào cơn trục :
§ Độ tiếp xúc giữa hai bề mặt cơn khơng ít hơn 2 ÷ 4 điểm màu trên diện tích 25×25(mm2) và phân bố đều tương tự như lắp bích nối vào trục. § Độ khít giữa mặt đầu đai ốc chân vịt và may ơ chân vịt sau khi kẹp chặt
đảm bảo thước lá 0,05mm khơng lọt qua được.
3.2.4 Cơng nghệ lắp đặt. 3.2.4.1 Căng tim hệ trục.
Ø Yêu cầu chung : Để hồn thành việc lắp hệ trục xuống tàu phải thực hiện các
cơng việc sau : Cơng tác chuẩn bị, căng tim hệ trục, lắp ráp các nhĩm trục và định