CHƯƠNG II. TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ ĐỘNG LỰC TÀU
3. THIẾT KẾ HỆ TRỤC TÀU THỦY
3.1 Phương pháp tính kích thước cơ bản hệ trục tàu thủy
a. Kích thước cơ bản hệ trục tàu biển i. Truùc trung gian
Đường kính trục trung gian được làm bằng thép rèn không được nhỏ hơn giá trị sau:
13 1
0 )
160 ( 560 k
T N k H F d
S +
=
Trong đó:
N: vòng quay trục trung gian (v/ph)
H: Công suất liên tục lớn nhất của động cơ (KW) F1: Hệ số lấy theo bảng 1
k1: Hệ số lấy theo bảng 2
TS: Giới hạn bền kéo danh nghiã của vật liệu làm trục (N/mm2). Trong tính toán, trị số được lấy bằng: TS = 520÷540 N/mm2.
k: Hệ số trục rỗng tính theo công thức sau:
4 0
) ( 1
1 d K d
− i
=
dI: Đường kính trong của trục rỗng (mm)
d0: Đường kính ngoài của trục rỗng (mm). Nếu dI≤ 0.4 d0, có thể lấy K=1 Đối với thiết bị tuabin hơi, tuabin khí, thiết bị
diezen có khớp nối trượt, thiết bị đẩy bằng điện Đối với tất cả thiết bị diezen không phải là các thiết bị ghi ở cột trái
95 100 Bảng 1: Trị số F1
Trục có khớp nối bích lieàn
Trục có khớp nối bích ép nóng, ép nguội, hoặc lắp nguội
Trục có rãnh then
Trục có lỗ
khoét ngang Trục có khe
khoắc dọc Trục có then trượt
1.0 1.0 1.1 1.1 1.2 1.15
Bảng 2: Trị số k1
Đường kính trục trung gian được chế tạo từ thép không rỉ không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
34
1000 N
k H dS =
Trong đó k3 được lấy theo bảng sau:
TT Phạm vi áp dụng KSUSF 316
KSUS 316 SU
KSUSF 316 L KSUS 316 L-SU
1
Phần giữa đầu lớn của phần côn trục chân vịt (trong trường hợp chân vịt được lắp bích, mặt trước của bích) và đầu trước ổ đỡ sau cùng trong ống bao trục hoặc 0.25ds lấy trị số lớn
hôn. 1.28 1.34
2
Trừ phần trục qui định ở 1 bên trên, phần trục tính về phía mũi cho đến phần trước của đệm kín ống bao trục trước và đầu trước của ổ đỡ sau cùng trong ống bao trục hoặc 2.5ds lấy trị
số nào lớn hơn. 1.16 1.22
3 Phần trục nằm phía trước của đầu trước đệm
kín ống bao trục trước. 1.16 1.22
Bảng 3: Trị số k3
ii. Trục lực đẩy.
Đường kính trục lực đẩy không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
13
160 1 560
.
1 K
T N F H d
S
t ⎟⎟
⎠
⎜⎜ ⎞
⎝
⎛
= + .
Nếu đường kính trục lực đẩy lớn hơn đường kính trục trung gian thì đường kính trục đẩy có thể giảm dần về phía mũi hoặc phía lái bằng cách nhân 0.91 với giá trị đường kính tính theo công thức trên.
iii. Truùc chaõn vũt.
Đường kính trục chân vịt được làm bằng thép cacbon rèn hoặc thép hợp kim thấp rèn không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
23
160
100 560 ⎟⎟⎠
⎜⎜ ⎞
⎝
⎛
= +
S
S N T
k H d
Trong đó:
dS: đường kính trục chân vịt k2: giá trị được lấy theo bảng 4
TS: Giới hạn bền keó danh nghĩa của vật liệu, trị số TS không được lấy lớn hơn 600 N/mm2.
Các giá trị còn lại đã liệt kê trong các công thức trước.
Đối với trục chân vịt được chế tạo từ thép không gỉ, đường kính trục chân vịt không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau:
33
3 100
N k H d =
Trong đó k3 là hệ số liên quan đến vật liệu đã liệt kê trong bảng 2.
TT Phạm vi áp dụng k2
Đối với mối ghép trục và chân vịt không dùng then hoặc nếu chân vịt được gắn bích liền
1.22
1
Phần giữa đầu lớn của phần côn trục chân vịt (trong trường hợp chân vịt được lắp bích, mặt trước bích và đầu trước của ổ đỡ sau cùng trong ống bao
trục hoặc 2.5dS , lấy trị số nào lớn hơn. Đối với chân vịt có rãnh then để lắp
chaân vòt 1.26
2 Trừ phần trục qui định ở phần 1, phần trục tính về phía mũi cho đến phần trước
của đệm kín ống bao trục trước. 1.15
3 Phần trục nằm ở phía trước của đầu trước đệm kín ống bao trục trước. 1.15 Bảng 4: Trị số k2
b. Kích thước cơ bản hệ trục tàu sông.
i. Đường kính trục trung gian.
Đường kính trục trung gian không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức:
( )
3 1
65 .
24 k
n
dtg = N + (mm)
Trong đó:
N: Công định mức truyền qua trục trung gian (kW) n: tốc độ quay định mức của trục trung gian (S-1)
k = 0 cho thiết bị có động cơ kiểu roto, có khớp nối thủy lực hoặc khớp nối điện từ.
k = q(a-1) với
q= 0.5 cho các thiết bị có động cơ hai thì q= 0.4 cho các thiết bị có động cơ bốn thì
a: hệ số được xác định theo bảng sau:
Động cơ tác dụng đơn Động cơ tác dụng đơn
Số lượng xilanh
4 kyứ 2 kyứ
Số lượng xilanh
4 kyứ 2 kyứ
1 2 3 4 5 6
14.0 6.4 4.5 2.8 2.4 2.15
8.0 3.8 2.6 2.2 1.8 1.5
7 8 9 10 11 12
2.1 2.0 1.85 1.6 1.5 1.4
1.3 1.2 1.15 1.15 1.1 1.05 Bảng 5: Giá trị hệ số a
Ta có thể tính đường kính trục trung gian theo công thức sau:
( )
3 1
87 k
n
dtg = N + (mm)
Trong đó:
N: Công định mức truyền qua trục trung gian (HP) n: tốc độ quay định mức của trục trung gian (v/ph) k : tính theo công thức trên.
ii. Trục đẩy
Đường kính trục trong vùng vành đẩy phải lớn hơn đường kính trục trung gian ít nhất 10%, ở ngoài ổ đẩy có thể giảm dần đến đường kính trục trung gian.
iii. Truùc chaõn vũt
Đường kính trục chân vịt không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức:
dcv = dtg + KD Trong đó:
dtg: Đường kính trục trung gian D: Đường kính chân vịt
K= 7 đối với trục được làm bằng thép không gỉ K=10 đối với trục làm bằng các loại thép khác
Đường kính đoạn đầu trục chân vịt từ vòng đệm kín ở ống bao đến mặt bích (hoặc khớp nối có thể giảm dần đến 1.05 đường kính trục trung gian.
iv. Áo trục chống ăn mòn
Áo trục chống ăn mòn được làm bằng đồng thau và có chiều dày không nhỏ hơn trị số tính theo công thức:
t = 0.03d + 7.5mm Trong đó:
d: đường kính trục chân vịt (m) t: chiều dày lớp áo trục (mm) v. Gối đỡ trục
Bạc trục được chế tạo bằng gỗ, cao su . Bạc cao su được chọn theo tiêu chuẩn
Chiều dài gối đỡ trục: đối với tàu biển L≥ 4dS , đối với tàu sông L≥ 3dS. Với dS là đường kớnh truùc chaõn vũt.