Điều kiện làm việc

CHƯƠNG 3. KẾT CẤU TÀU HÀNG KHÔ 3.1. KẾT CẤU KHOANG HÀNG

2. Sơ đồ bố trí kết cấu dàn mạn

3.3 KẾT CẤU KHOANG MÁY

3.3.1 Điều kiện làm việc

Khoang máy thường xuyên làm việc trong điều kiện chấn động do máy gây ra , làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, điều kiện ẩm ướt do tiếp xúc với dầu mỡ, nước, không khí ... do đó các cơ cấu trong khoang máy thường hư hỏng do mỏi và tốc độ mòn gỉ nhanh hơn vùng khác. Tải trọng tác dụng lên khoang máy là tải trọng ngang cục bộ . Tàu hàng khô thường bố trí khoang máy ở vùng đuôi, cũng rất ít trường hợp bố trí khong máy ở vùng giữa tàu.

3.3.2 Đặc điểm kết cấu

™ Dàn đáy

Khoang máy kết cấu đáy đôi khi chiều dài tàu lớn hơn 50m.

Đà ngang đặc đặt tại mỗi khoảng sườn khi đáy kết cấu hệ thống ngang , có thể xen kẽ bởi đà ngang khung hay đà ngang giảm nhẹ . Đà ngang đặc đặt không quá 2 khoảng sườn khi đáy kết cấu hệ thống dọc, các cặp dầm dọc có thể được thay bằng kết cấu sống phụ giảm nhẹ. Trong vùng đặt bệ máy đà ngang đầy đặt tại mỗi mặt sườn và kéo tới sống phụ gần nhất.

Sống chính có thể gián đoạn, hoặc được thay thế bằng thành dọc bệ máy nếu tàu chỉ có1 máy đặt ở mặt phẳng dọc tâm tàu mà khoảng cách này nhỏ. Khi đó phải có biện pháp chuyển tiếp thích đáng. Sống phụ đáy là sự chuyển tiếp của sống đáy trong khoang hàng sang, hoặc chuyển tiếp bằng cách bẻ nghiêng góc 15 ° hoặc sống phụ chuyển tiếp sang nhau . Dưới chân bệ máy phải đặt sống phụ và kéo tới 2 vách gần nhất và liên kết chắc với nó. Trong 2 sống phụ làm thành dọc bệ máy cần có 1 sống phụ trùng sống phụ cơ bản của tàu . Khoảng cách 2 thành dọc bệ máy ở mặt phẳng dọc tâm nhỏ thì bỏ sống chính giữa tàu.

Tất cả các kết cấu trong khoang máy đều làm bằng thép có mặt phẳng đối xứng. Nếu thép không có mặt phẳng đối xứng thì dễ gây ra lực quán tính ly tâm.

™ Dàn mạn

Dàn mạn trong vùng khoang máy được gia cường bởi sườn khỏe, sống mạn.

Sườn khỏe đặt cách nhau không quá 5 khoảng sườn. Sống mạn đặt cách nhau không quá 2,5 m và bố trí phù hợp với kết cấu dàn mạn ở khoang lân cận. Sống mạn cao bằng của sườn khỏe, chiều dày kém chiều dày sườn khỏe là 1 mm và diện tích mép tự do lấy không nhỏ hơn nửa diện tích mép tự do của sườn khỏe .

Trong sơ đồ tính toán sườn thường của dàn mạn khoang máy thì chiều dài nhịp được tính coi như dàn mạn không có sống dọc mạn vì sống dọc mạn được coi như sống phụ .

™ Dàn boong

Dàn boong khoang máy có thể kết cấu theo hệ thống kết cấu ngang hoặc dọc.

Dàn boong dù kết cấu hệ thống ngang thì cũng phải bố trí xà ngang boong khỏe trong mặt phẳng của mỗi sườn khỏe mạn . Chiều cao xà ngang khỏe không nhỏ hơn nửa chiều cao sườn khỏe của mạn .

™ Liên kết các cơ cấu của mạn - boong - đáy thường dùng mã đối đầu. việc bố trí miệng hầm máy phải phù hợp với yêu cầu bố trí phòng ở, phòng chức năng, bố trí thiết bị trong khoang máy và kích cỡ máy.

™ Bệ máy

ƒ Chức năng

Bệ máy và hệ thống khung gia cường đảm bảo tạo ra các gối đỡ đủ yêu cầu về độ bền, độ cứng cho các hệ thống và đảm bảo truyền các ứng lực tập trung, trọng lượng và các lực quán tính lên các dàn trên tàu.

ƒ Điều kiện làm việc

Bệ máy thường xuyên chịu tác động của các tải trọng cục bộ như trọng lượng của máy móc và khung máy, các tải trọng động, các lực quán tính do sự chuyển động của các chi tiết của máy, lực đẩy của chân vịt, ứng lực do uốn khung dàn và các ứng lực trong các thanh dọc do uốn chung thân tàu.

Theo chức năng, phân chia ra 3 nhóm liên kết của cơ cấu bệ máy như sau:

Nhóm liên kết 1 có chức năng đảm bảo cố định trực tiếp máy móc bằng các bulông hoặc các dạng cố định khác. Nhóm liên kết 2 có chức năng truyền ứng lực lên các kết cấu cơ bản của thân tàu. Nhóm liên kết 3 với chức năng gia cường cục bộ có chiều dài lớn và có thể tham gia vào uốn dọc chung thân tàu.

ƒ Kết cấu bệ máy

Bệ máy có thể được đặt trên sàn đáy trong, trên boong hay boong lửng, trên các vách và mạn , phụ thuộc vào tàu có đáy đôi hay không .

Bệ máy cấu tạo từ các tấm dày là các thanh dọc và ngang có tiết diện chữ T được liên kết với nhau bởi các thanh giằng và các mã. Các thanh dọc của bệ máy là liên tục, các thanh ngang gián đoạn. Khoảng cách giữa chúng phụ thuộc kích thước và hình dáng khung máy, chiều cao của chúng được chọn phụ thuộc chiều cao bệ máy.

Bản của các thanh chữ T được gọi là dải nằm ngang của bệ máy. Các dải này đóng vai trò là bề mặt đỡ cho các khung hay chân máy. Để đảm bảo độ cứng của các thanh dọc, giữa chúng có bố trí các thanh giằng và đặt các mã ở phía ngoài . Nhằm giảm bề mặt gối đỡ của bệ máy , người ta đặt các tấm cân bằng ( hình 3.95).

H 3.95 Kết cấu bệ máy chính 1. Thành dọc bệ máy

2. Bẻ góc thành dọc 3. Thanh giằng ngang 4. Bản mép thanh giằng

5. Mã gia cường

6. Căn ( Tấm phẳng đỡ tạo cân bằng ) 7. Mép bẻ thành dọc

8. Tấm dưới ổ bi chặn

Trên các thanh của bệ cũng có các lỗ khoét phục vụ cho việc kiểm tra, sơn. Để nâng cao ổn định của các thanh , các lỗ khoét cũng được gia cường (hình 3.96).

H 3.96 Gia cường thanh ngang của bệ máy

1. Thanh giằng 2. Mã

Để ngăn chặn sự phân bố không đều của tải trọng lên các bu lông, các dải thanh ngang của bệ được gia cường bởi các thanh giằng và mã, được hàn với mặt dưới của dải và thành của các thanh dọc sao cho khoảng cách giữa chúng bằng hoặc gấp đôi khoảng cách giữa các bu lông. Các mã có thể chạy theo toàn bộ chiều cao của thành các thanh (hình 3.97) hoặc chỉ trên một phần nếu chiều cao của các thanh khá lớn (hình 3.96) .

H 3.97 Gia cường thanh ngang của bệ máy

ƒ Bệ máy chính

Vị trí và kích thước bệ máy chính phụ thuộc vào vị trí đường trục và kích thước khung máy (hình 3.98) .

H 3.98 Bệ máy chính động cơ đốt trong 1. Bán đà ngang

2.Sống dọc lửng 3. Lỗ khóet

4. Mã

5. Bản mép thanh dọc bệ máy 6. Thanh giằng ngang

Trường hợp không có đáy đôi, chiều cao đà ngang trong buồng máy cần tăng cường so với chiều cao đà ngang ở các khu vực khác (hình 3.99).

H 3.99 Kết cấu bệ máy chính phần đáy đơn 1.Thành dọc bệ máy

2. Đà ngang

3. Vách ngang buồng máy 4. Mã

5. Bản mép đà ngang

6. Bản mép bẻ mã 7. Thanh giằng ngang 8. Lỗ khóet

9. Sống chính

Các thanh dọc được gia cường bởi các nẹp đứng đặt giữa các thanh giằng sao cho khoảng cách giữa chúng không quá 75 lần chiều dày thành của thanh. Nẹp cứng có thể bỏ qua nếu chiều cao thanh dọc nhỏ hơn 40 lần độ dày của chúng (hình 3.100) . Kích thước các lỗ khoét trên các thanh không quá 40% chiều cao thành các thanh .

1. Sàn trong đáy đôi 2. Sống phụ bổ sung 3. Dầm dọc đáy

H 3.100 Gia cường cục bộ cho bệ máy

Nếu khoảng cách từ trục đến đáy đôi không lớn cho phép đặt trực tiếp máy chính trên sàn đáy trong. Trong trường hợp này, các tấm ngang của bệ được hàn với sàn đáy trong và liên kết trực tiếp với các đà ngang và dầm dọc đáy . Trong một vài trường hợp bệ máy chiếm một phần trong đáy đôi .

Bệ của tuabin mở rộng về phía đế từ các gối đỡ riêng biệt. Các gối đỡ phải đảm bảo độ bền và cứng vững để tiếp nhận trọng lượng và lực quán tính của tuabin khi tàu lắc. Kết cấu của gối đỡ và các cơ cấu phụ trợ cho bệ máy (hình 3.101và 3.102).

H 3.101 kết cấu bệ ổ bi chặn 1. Tấmdưới ổ bichặn

2.Bảnmép thanhngang 3. Thanh giằng ngang 4. Dảitôn nối thanh giằng

5. Đà ngang 6. Lỗ khóet 7. Sống chính

8. Thành dọc bệ máy

H 3.102 Kết cấu bệ máy bơm 1. Tấm đỡ

2. Mã gia cường

3. Bản mép thành bệ máy 4. Thanh giằng

5. Lỗ khóet 6. Sống phụ 7. Sống chính 8. Đà ngang

ƒ Bệ nồi hơi

Bệ nồi hơi có hình dạng và kết cấu đa dạng phụ thuộc kiểu nồi hơi và được hàn từ thép tấm . Bệ nồi hơi tiếp nhận chủ yếu là trọng lượng của nồi hơi và một phần tải trọng quán tính khi tàu bị lắc .

a)

b)

H 3.103

a ) Bệ nồi hơi ống nước sử dụng bệ chuyển tiếp

b ) Bệ nồi hơi ống nước gồm các gối đỡ dạng yên ngựa

Phần lớn các ứng lực quán tính khi lắc ngang được tiếp nhận bởi các cơ cấu chạy ngang thân tàu đặt giữa các thiết bị thu hơi của từng cặp nồi hơi và giữa các thiết bị thu hơi và mạn tàu (hình 3.104). Các thiết bị thu hơi nước được cố định tại các gối đỡ nhờ buloong và được chằng buộc với các vách ngang để tránh sự di chuyển của nồi hơi khi tàu bị lắc dọc. Bệ nồi hơi kiểu ống nước gồm bản thành bệ và gối đỡ nồi hơi được lắp trên bệ (hình 3.105). Tuy nhiên chỉ cho phép liên kết cố định cho mổ gối đỡ, các gối còn lại phải có khả năng di chuyển về một hoặc hai hướng để đảm bảo khả năng giãn nở nhiệt.

H 3.104 Sơ đồ gia cường 1.

2.

3.

4.

5.

H 3.105 1.

2.

3.

4.

5.

Sơ đồ bố trí các gối đỡ của nồi hơi 4 gối đỡ như hình 3.106

H 3.106 Sơ đồ đặt ổ đỡ gối đỡ

1. Điểm tựa cố định 2. Điểm tựa di

chuyển ngang 3. Điểm tựa di

chuyển dọc

4. Điểm tựa di chuyển theo hai hướng

Bệ nồi hơi mà trên đó các gối đỡ được hàn cố định với các thiết bị thu hơi nước trên bệ như hình 3.107 và bệ mà các gối đỡ cố định với thiết bị thu hơi nước nhờ đinh vít, bu long như hình 3.108.

H 3.107 Bệ đặt nồi hơi

1. Trụ đặt nồi hơi 2. Bu lông ép 3. Bệ đỡ trung gian 4. Bu lông bắt 5. Nẹp cứng 6. Bệ đặt chính

H 3.108 Bệ đặt nồi hơi di động

1. Thu gom hơi 2. Tấm đệm đồng

3. Lỗ khóet cố định ổ đỡ 4. Thanh giằng

5. Bệ máy 6. Lỗ khóet ôvan

ƒ Bệ máy cho các cơ cấu máy móc phụ trợ

Kết cấu bệ được quyết định bởi hình dạng khung bệ của máy và nơi đặt máy.

Phần lớn chúng được đặt trên sàn đáy trong và trên các boong, một phần được treo trên các vách ngăn. Kết cấu phải đảm bảo liên kết chắc chắn với thân tàu. Hoạt động của thiết bị không được gây ra các rung động cục bộ cho các kết cấu thân tàu.

Hiện nay, bệ các thiết bị phụ trợ được chế tạo từ thép tấm và được liên kết theo phương pháp hàn. Tuy nhiên chúng có thể được chế tạo từ thép cán. Bệ của các thiết bị nhỏ được chế tạo dạng các gối đỡ riêng biệt ( hình 3.102 ) hay các giá được gắn với các vách ngăn (hình 3.109 a,b).

1. Thanh giằng 2. Nẹp dọc 3. Bản mép 4. Mã

5. Nẹp đứng vách dọc

H 3.109 a. Bệ thiết bị làm mát dầu

1. Thanh giằng 2. Mã

3. Bản mép 4. Đai ốp

5. Thành vách quay 6. Vách ngang

H 3.109 b. Bệ đỡ bình khí nén

Bệ các thiết bị phụ trợ nên thiết kế sao cho một trong các tấm nằm cùng mặt phẳng với sống dọc đáy hoặc đà ngang đáy để truyền các ứng lực theo phương thẳng đứng lên các liên kết đó. Để truyền các mômen lên các liên kết đứng, có thể các thanh gia cường đi từ sàn đáy trong đến đáy ngoài. Để giảm biến dạng hàn, nên giảm chiều dài các mối hàn lắp ráp.