intTypePromotion=3

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

Chia sẻ: Lê Trường Phong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

0
327
lượt xem
126
download

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

BÁO CÁO ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY. TÀI LIỆU GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY. MỜI CÁC BẠN CÙNG THAM KHẢO.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH LONG SVTH : LÊ TRƯỜNG PHONG MSSV : 4913094015 Lớp : 49DLTT Nha Trang, tháng 10 năm 2010
  2. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục LỜI NÓI ĐẦU HiÖn nay nhu cÇu vËn chuyÓn hµng ho¸ b»ng ®­êng biÓn kh«ng ngõng t¨ng lªn, v× vËy c¸c tµu chë hµng kh«ng chØ t¨ng vÒ sè l­îng vµ chÊt l­îng ( kÝch cì ngµy cµng lín, kÕt cÊu ngµy cµng ®­îc tèi ­u ®Ó cã thÓ chuyªn chë nhiÒu hµng hãa h¬n ).Cïng víi sù t¨ng lªn cña träng t¶i con tµu lµ ®ßi c«ng suÊt m¸y chÝnh còng t¨ng lªn t­¬ng øng, lµm t¨ng tÝnh “nh¹y c¶m ” cña hÖ trôc (dÔ bÞ ¶nh h­ëng vµ h­ háng tr­íc c¸c t¸c ®éng cã h¹i tõ bªn ngoµi ). Trong c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi g©y ¶nh h­ëng ®Õn hÖ trôc, th× hÖ trôc dÔ bÞ biÕn ®æi vµ h­ háng nhÊt do c¸c yÕu tè g©y ra sù dÞch chuyÓn gèi trôc theo ph­¬ng th¼ng ®øng. Nguyªn nh©n g©y ra sù dÞch chuyÓn nµy tr­íc hÕt ph¶i kÓ ®Õn ®ã lµ biÕn d¹ng cña vá tµu vµ sù thay ®æi nhiÖt ®é khi hÖ trôc lµm viÖc, tuy nhiªn mét nguyªn nh©n n÷a cã ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn chÊt l­îng cña hÖ trôc chÝnh lµ b¶n th©n møc ®é tin cËy vµ chÝnh x¸c cña qu¸ tr×nh ®Þnh t©m, l¾p r¸p. Qua quá trình nghiên cứu và học tập, hôm nay em xin giới thiệu một số PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY. Đây là một phần quan trọng trong nội dung học tập, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể của chuyên nghành. Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu tài liệu một cách nghiêm túc. Tuy nhiên vì bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy mong thầy giáo xem xét và chỉ dẫn để em càng ngày càng hoàn thiện kiến thức hơn. Em xin cảm ơn! Nha Trang, tháng 10, năm 2010 Sinh viên thực hiện: Lê Trường Phong GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 2
  3. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC 4 I.LỆCH TÂM, TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM 4 1.LỆCH TÂM 4 2.TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM 4 II. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY 5 1.KHÁI NIỆM 5 2.nh÷ng yªu cÇu chung ®èi víi hÖ trôc tµu 6 thñy 3.MỤC TIÊU CỦA VIỆC ĐỊNH TÂM: 6 4.TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỊNH 7 TÂM HỆ TRỤC Chương 2. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG GỐI ĐỠ 10 I.ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG TRÊN Ổ ĐỠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP “CỔ ĐIỂN” 10 1.Phạm vi ứng dụng 10 2.Công tác chuẩn bị 11 3. Các bước tiến hành trong quá trình định tâm 12 II.ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG TRÊN Ổ ĐỠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP “HIỆN ĐẠI” 17 1.Hạn chế của phương pháp định tâm theo tải trọng gối đỡ 17 “cổ điển” 2. Ưu điểm của phương pháp hiện đại 18 3. Các bước tiến hành trong quá trình định tâm 18 Chương 3. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ LỆCH TÂM VÀ GÃY KHÚC 21 I.TIÊU CHUẨN ĐỘ LỆCH TÂM VÀ ĐỘ GÃY KHÚC 21 1.Độ lệch tâm gãy khúc cho phép theo kinh nghiệm 22 2.Độ lệch tâm gãy khúc cho phép theo tính toán 23 II.PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ LỆCH TÂM-GÃY KHÚC 24 1.Xác định độ lệch tâm-gãy khúc bằng thước thẳng và thước lá 24 2.Xác định độ lệch tâm gãy khúc bằng hai cặp mũi kim 25 III. TRÌNH TỰ ĐỊNH TÂM, LẮP RÁP HỆ TRỤC THEO ĐỘ LỆCH TÂM VÀ GÃY KHÚC 27 1.. Sơ đồ định tâm hệ trục theo độ lệch tâm gãy khúc: 27 2.Các bước tiến hành 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 3
  4. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC I.LỆCH TÂM, TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM 1.LỆCH TÂM Sự mất đồng tâm trục (lệch tâm) xảy ra khi đường tâm của các đoạn trục chân vịt không nằm trên một đường thẳng.Như vậy sự mất đồng tâm trục là sự lệch vị trí trục khỏi đường tâm lý thuyết của hệ trục. Hình 1: Tình trạng mất đồng tâm hệ trục Ở hình 1 ta có thể thấy có độ lệch theo phương ngang-đứng (lệch tâm) và độ lệch theo góc (gãy khúc) tại khớp nối. Mục tiêu của chúng ta là phải định tâm hệ trục sao cho độ lệch nằm trong giá trị dung sai cho phép. 2.TÁC HẠI CỦA ĐỘ LỆCH TÂM: Nếu trục bị lệch tâm sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho hệ trục-máy chính: - Ổ bạc, trục hoặc khớp nối hư sớm so với tuổi thọ thiết kế - Rung động theo phương hướng kính và dọc trục lớn. Chú ý : các thí nghiệm cho thấy các thiết kế khớp nối khác nhau thì biểu hiện rung động khác nhau. Điều này xuất hiện khi có tác dộng cơ học xảy ra khi khớp nối quay. - Nhiệt độ thân máy, ổ bạc, dầu bôi trơn tăng cao. - Rò rỉ quá mức bộ phận làm kín, ổ bạc. - Bulông chân máy bị lỏng - Bulông khớp nối lỏng hoặc gẫy. - Một vài thiết kế khớp nối mềm bị nóng lên khi chạy trong tình trạng mất đồng tâm trục. Nếu là khớp nối đàn hồi bằng chất dẻo sẽ nhìn thấy bột cao su bao phủ bề mặt. - Số lượng khớp nối hư tăng lên bất thường hoặc mài mòn nhanh chóng. - Trục bị rạn nứt ở ngõng trục (nơi vị trí ổ bạc) hoặc bích của khớp nối. - Lượng lớn mỡ hoặc nhớt xuất hiện bên trong bao che khớp nối Vì vậy, để tránh những hậu quả nêu trên xãy ra thì ta phải định tâm hệ trục nhằm đưa tâm của các đoạn trục cùng nằm trên đường thẳng và trùng với đường tâm lý thuyết. GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 4
  5. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục II. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY: 1.KHÁI NIỆM: Định tâm hệ trục là quá trình căn chỉnh và kẹp chặt các đoạn trục với nhau nhằm đưa đường tâm của chúng trùng với đường tâm lý thuyết (theo hai trục chuẩn hoặc một trục chuẩn ban đầu: trục chân vịt hoặc trục máy chính ). Đây là một bước công nghệ toàn bộ quy trình lắp ráp hệ trục xuống tàu. Phương pháp định tâm hệ trục được lựa chọn tùy theo sơ đồ kết cấu hệ trục: chiều dài toàn bộ hệ trục, đường kính trục và cách bố trí các gối đỡ, ngoài ra còn phụ thuộc vào tính chất sản xuất. Tuy nhiên việc lựa chọn phương pháp định tâm cũng cần tham khảo ý kiến của người thiết kế và đăng kiểm. Có hai phương pháp định tâm hệ trục thường được dùng: -Định tâm hệ trục theo tải trọng trên các gối đỡ. -Định tâm hệ trục theo độ lệch tâm và độ gãy khúc. Bảng 1: giới thiệu các cách lựa chọn phương pháp định tâm hệ trục tùy theo kết cấu và tính chất sản xuất hệ trục: Phương pháp định tâm Phương pháp đơn giản khi không áp Kết cấu hệ trục Sản xuất hàng Sản xuất đơn chiếc dụng được các loạt phương phương pháp phụ phương pháp khác pháp chính Theo độ lệch tâm Hệ trục có chiều δ=±0,15mm và độ dài L>30d không Theo độ lệch tâm gãy khúc phụ thuộc vào kết Theo tải trọng và độ gãy khúc đã φ=0.20mm/m, trên cấu ổ đỡ, nhưng trên ổ đỡ bằng tính toán cho kết tất cả các bích nối không ít hơn 2 ổ lực kế cấu hệ trục và tải với máy chính: đỡ trung gian trên cho phép trên ổ đỡ δ=±0,1mm và chiều dài hệ trục φ=0.15mm/m Theo độ lệch tâm δ=±0,1mm và độ Hệ trục ngắn Đưa ổ đỡ vào hệ gãy khúc L
  6. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục 2.nh÷ng yªu cÇu chung ®èi víi hÖ trôc tµu thñy: Khi làm việc thì hệ trục tàu thủy chịu nhiều tác động của các yếu tố bên ngoài. Trong c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi g©y ¶nh h­ëng ®Õn hÖ trôc, th× hÖ trôc dÔ bÞ biÕn ®æi vµ h­ háng nhÊt do c¸c yÕu tè g©y ra sù dÞch chuyÓn gèi trôc theo ph­¬ng th¼ng ®øng. Nguyªn nh©n g©y ra sù dÞch chuyÓn nµy tr­íc hÕt ph¶i kÓ ®Õn ®ã lµ biÕn d¹ng cña vá tµu vµ sù thay ®æi nhiÖt ®é khi hÖ trôc lµm viÖc, tuy nhiªn mét nguyªn nh©n n÷a cã ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn chÊt l­îng cña hÖ trôc chÝnh lµ b¶n th©n møc ®é tin cËy vµ chÝnh x¸c cña qu¸ tr×nh ®Þnh t©m, l¾p r¸p. Qu¸ tr×nh ®Þnh t©m hÖ trôc lµ mét qu¸ ë tr¹ng th¸i tÜnh, t¶i t¸c dông lµ lùc vµ m«men tÜnh . C¸c hÖ sè ®éng häc th«ng th­êng kh«ng ®­îc tÝnh ®Õn . Môc ®Ých ®Çu tiªn cña viÖc ph©n tÝch lµ ®Ó phôc vô cho qu¸ tr×nh l¾p r¸p tÜnh hÖ trôc . Mét hÖ trôc ®­îc thiÕt kÕ ®Þnh t©m ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau : + Ph¶n lùc gèi lu«n lu«n d­¬ng . + Lùc kÐo vµ m« men uèn cũng nh­ c¸c øng suÊt ph¸t sinh trªn trôc ph¶i n»m trong giíi h¹n cho phÐp . + T¶i trªn gèi trôc d­íi tÊt c¶ c¸c chÕ ®é khai th¸c ph¶i n»m trong giíi h¹n cho phÐp ®­îc quy ®Þnh bëi nhµ chÕ t¹o . + Lùc vµ m«men trªn c¸c thiÕt bÞ cña hÖ ®éng lùc ph¶i n»m trong giíi h¹n cho phÐp ®­îc quy ®Þnh bëi nhµ chÕ t¹o . + Gãc nghiªng lÖch t©m gi÷a trôc vµ b¹c trôc ph¶i nhá h¬n gi¸ trÞ cho phÐp . Tïy theo tõng h·ng s¶n xuÊt vµ ®¨ng kiÓm tõng n­íc sÏ quy ®Þnh c¸c gi¸ trÞ cô thÓ cho c¸c yªu cÇu trªn . 3.MỤC TIÊU CỦA VIỆC ĐỊNH TÂM: Mục tiêu của cân tâm là tăng tuổi thọ, độ tin cậy vận hành của máy móc. Để đạt được mục tiêu này, các bộ phận chi tiết máy có khả năng dẫn tới hư hỏng phải vận hành trong giới hạn thiết kế của nó (như là ổ bạc, khớp nối và trục). Cân tâm chính xác sẽ đạt được những kết quả sau: - Giảm lực hướng kính và dọc trục để tăng tuổi thọ ổ bạc và sự ổn định của trục - Tối thiểu lực gây cong trục ở các khớp nối - Giảm mài mòn ở các bộ phận khớp nối, bạc, ổ đỡ… - Loại bỏ khả năng hư trục từ sự mỏi của kim loại - Giảm mức rung động trên vỏ máy, buồng ổ bạc và trục. GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 6
  7. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục 4.TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC: Cơ sở để đánh giá chất lượng định tâm hệ trục là: tải trọng bổ sung trên gối đỡ và ứng suất bổ sung trên trục có nằm trong giới hạn cho phép hay không. Có tải trọng và ứng suất bổ sung nêu trên là do nguyên nhân sai lệch trong khi định tâm và lắp ráp đồng thời cũng do biến dạng của vỏ tàu. Vì vậy ngoài tải trọng chính do trọng lượng hệ trục tác dụng trên ổ đỡ và ứng suất chính trên trục do công suất chuyển từ máy chính cho chân vịt, thì ổ đỡ và trục còn phải chịu thêm những tải trọng và ứng suất bổ sung. Có thể xác định tải trọng và ứng suất bổ sung theo hai cách: -Đo tải trọng trên các ổ đỡ trực tiếp bằng lực kế khi định tâm hệ trục, và từ đó tính toán ứng suất bổ sung. Tính toán độ gãy khúc và độ lệch tâm cho phép của đường tâm hệ trục, hoặc độ xê dịch ổ đỡ δ với đường tâm hệ trục. Trong điều kiện làm việc tin cậy của hệ trục, thì các giá trị nêu trên thông thường đều nhỏ hơn giới hạn cho phép nhiều. Do vậy để định ra tiêu chuẩn cho phép về tải trọng và ứng suất bổ sung, (tức là tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng định tâm hệ trục) người ta xuất phát từ tải trọng kết cấu trung bình P của hệ trục. Đó là tỷ số giữa trọng lượng Q của hệ trục trung gian có chiều dài tính toán Lt (kể cả trọng lượng các chi tiết khớp nối trên trục) trên số lượng ổ đỡ ở chiều dài Lt: Q P  ( KG ) n P- Tải trọng kết cấu trung bình Q- Trọng lượng các trục trung gian có chiều dài Lt Trong trường hợp tiến hành định tâm dưới nước thì không phụ thuộc vào phương pháp công nghệ , chất lượng định tâm hệ trục được đánh giá là tốt nếu như tải trọng bổ sung trên ổ đỡ và ứng suất bổ sung trên trục nhỏ hơn các giá trị cho phép sau đây: GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 7
  8. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục *Tải trọng bổ sung cho phép trên ổ đỡ trục trung gian: -Trong mặt phẳng đứng đối với ổ đỡ bất kỳ và trong mặt phẳng ngang đối với ổ lăn , thì tải trọng bổ sung Rd cho phép như sau: Rd  0,5 P -Trong mặt phẳng ngang đối với ổ trượt: Rn  0,25 P Nếu thực tế lúc đó tải trọng ngang không thấy có sự dịch trục trong khe hở dầu của ổ đỡ, thì có thể lấy tải trọng ngang cho phép bằng tải trọng đứng cho phép Tổng các tải trọng trên các gối đỡ về mỗi chiều không được lớn hơn tải trọng kết cấu trung bình P. *Tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía mũi tại ống bao trục Trong mặt phẳng đứng và ngang đều phải đảm bảo R1  0,5 P Nếu chiều dài bạc đỡ nhỏ hơn đường kính của nó thì áp lực trên ổ đỡ(trên mặt chiếu của bạc đỡ) không quá 3KG/cm2. *Tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía lái của máy chính là động cơ điện hoặc của hộp số máy chính +Trong mặt phẳng đứng R2 phải đảm bảo sao cho áp lực trên mặt chiếu bạc đỡ không quá 3KG/cm2 đồng thời phải nhỏ hơn 10% tải trọng tính toán trong thiết kế và thỏa mãn điều kiện như sau: R2  3 F ( KG ) Ở đây F(cm2)- Diện tích mặt chiếu của bạc đỡ phía lái của động cơ điện hoặc cua hộp số. +Đồng thời R2 cũng phải thỏa mãn điều kiện không làm trục bị nâng lên trước khi khởi động: Q hs .b R2  ( KG ) 1, 2 .( a  b ) GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 8
  9. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Qhs- Trọng lượng của trục và roto động cơ điện, hoặc trọng lượng của các trục và bánh răng hộp số. a,b- Khoảng cách đến trọng tâm hộp số *Tải trọng bổ sung cho phép trên ổ đỡ phía lái của máy chính là máy hơi nước hoặc động cơ đốt trong: Trong mặt phẳng đứng R2  3 F ( KG ) F(cm2)-Diện tích mặt chiếu bạc đỡ Đồng thời R2 phải thỏa mãn điều kiện không làm uốn trục khuỷu: 5( a  b) d 3 R2  ( KG ) a.b d(cm)- Đường kính trục khuỷu a,b- Kích thước như trên sơ đồ Điều kiện để định tâm theo tải trọng kết cấu trung bình P: P (a1  a2  a3  a4  a5 )  0,1PL Nếu không thỏa mãn điều kiện trên thì có thể điều chỉnh tải hai gối đỡ tại hai đầu hệ trục sao cho cân bằng trọng lượng và momen so với trọng tâm S kệ trục ≤0,1PL. Nếu phương pháp định tâm hệ trục mà không cần kiểm tra tải trọng và ứng suất bổ sung, thì kết quả định tâm các bích nối với động cơ khi tàu dưới nước phải đảm bảo, độ lệch tâm δ≤0,1mm và độ gãy khúc φ≤0.15mm/m. *Ứng suất bổ sung cho phép trên trục: -Đối với trục chân vịt, trục trung gian, trục đẩy và trục động cơ điện và 2 trục hốp số máy chính, ứng suất bổ sung cho phép:  1  300KG / cm -Đối với trục động cơ diesel tại mặt cắt gối đỡ chính phía lái, ứng suất bổ sung cho phép là:  1  50 KG / cm 2 Những tiêu chuẩn về tải trọng và ứng suất nêu trên đều phải bảo đảm, không phụ thuộc vào công nghệ lắp ráp. Nếu định tâm hệ trục trên bờ, thì các tiêu chuẩn trên được giảm xuống hai lần (yêu cầu chính xác hơn). GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 9
  10. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Chương 2. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG GỐI ĐỠ Phương pháp định tâm hệ trục theo tải trọng trên gối đỡ được áp dụng sau khi máy chính và trục chân vịt định tâm bằng quang học. Phương pháp này dựa trên quan điểm là phân bố đều đến mức có thể tải trọng trên các gối đỡ của toàn bộ hệ trục bao gồm: trục chân vịt, trục trung gian và trục khuỷu máy chính Phương pháp định tâm theo tiêu chí tải trọng ổ đỡ coi các tiêu chuẩn về tải trọng là tiêu chí cần đạt tới, còn giá trị về độ lệch tâm-độ gãy khúc chỉ là hệ quả của bài toán tối ưu tải trọng. Nói cách khác, phương pháp định tâm truyền thống coi giá trị lệch tâm-gãy khúc là tiên đề, còn tải trọng trên các ổ đỡ chỉ là hệ quả. Trong khi phương pháp định tâm theo tiêu chí tải trọng ổ đỡ coi tải trọng là tiên đề, còn độ lệch tâm(SAG),độ gãy khúc(GAP) chỉ là hệ quả. Theo TCVN sửa đổi 2006 quy định: Đối với hệ lực đẩy chính có trục chân vịt bôi trơn bằng dầu, có đường kính không nhỏ hơn 400mm, việc tính toán định tâm hệ trục phải được thực hiện và trình duyệt bao gồm: mômen uốn, tải trọng ổ đỡ và đường cong độ võng trục. Tải trọng tác dụng lên gối đỡ trục bao gồm: tải trọng tĩnh và tải trọng động. + Tải trọng tĩnh: là tải trọng do trọng lượng bản thân hệ trục và các thành phần hệ trục gây ra, bao gồm: trọng lượng trục, trọng lượng chân vịt, trọng lượng của các chi tiết, thiết bị lắp trên trục + Tải trọng động: là tải trọng trên các ổ đỡ khi tàu hoạt động, do: ảnh hưởng của ứng suất chính trên trục do công suất truyền từ máy chính cho chân vịt, do ảnh hưởng của lực đẩy chân vịt… Ngoài ra, còn phải kể đến tải trọng bổ sung trên ổ đỡ và ứng suất bổ sung trên trục. Đây chính là tiêu chí quan trọng nhất để xây dựng tiêu chuẩn đánh giá chất lượng định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng gối đỡ. I.ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG TRÊN Ổ ĐỠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP “CỔ ĐIỂN” 1.Phạm vi ứng dụng: Trước kia, khi chưa đưa vào việc tính toán định tâm hệ trục bằng các phần mềm, việc định tâm hệ trục theo tiêu chí tải trọng gối đỡ được tính toán và định tâm ngay trên tàu. Việc định tâm phụ thuộc vào kết cấu hệ trục, điều kiện cân bằng trọng lượng và momen và trình độ tay nghề của người thực hiện: +Kết cấu hệ trục: Việc định tâm hệ trục theo tiêu chí tải trọng trên ổ đỡ trước thường chỉ tiến hành trong tình huống hệ trục lớn, có chiều dài L>30d, không phụ thuộc vào kết cấu ổ đỡ (trượt hay bi…), nhưng không ít hơn 2 ổ đỡ trung gian. Vì lúc đó ảnh hưởng của trọng lượng bản thân hệ trục, trọng lượng chân vịt, biến dạng của vỏ, sự thay đổi trạng thái nhiệt của động cơ, hệ trục, hộp số…tới chất lượng của quá trình định tâm là rất lớn. +Điều kiện cân bằng trọng lượng và momen: GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 10
  11. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Điều kiện để định tâm theo tải trọng kết cấu trung bình là: trước khi tiến hành định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng gối đỡ phải điều chỉnh tải 2 gối đỡ tại 2 đầu hệ trục sao cho cân bằng trọng lượng và momen so với trọng tâm S của hệ trục ≤ 0.1 PL P ( ∑ai – ∑aj ) ≤ 0.1 PL P: Tải trọng kết cấu trung bình (CT 2.1) ai - Khoảng cách từ các ổ đỡ trung gian phía lái tới trọng tâm S của hệ trục aj - Khoảng cách từ các ổ đỡ trung gian phía mũi tới trọng tâm S của hệ trục L: Khoảng cách từ ổ đỡ trước trục chân vịt tới ổ đỡ phía lái của hộp số *Tóm tắt phương pháp: Dùng 2 lực kế lắp vào 2 chân ổ đỡ, người ta chỉnh các đoạn trục sao cho tải trọng thực tế đọc trên các lực kế ở hai chân các ổ đỡ phải “bằng nhau” (xấp xỉ) và tổng tải trọng trên mỗi ổ đỡ không vượt quá tải trọng kết cấu trung bình 5%, đồng thời tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía mũi ống bao trục và trên ổ đỡ phía lái của máy chính phải nhỏ hơn giới hạn cho phép. Cách đo tải trọng thực tế, tính tải trọng kết cấu trung bình trên mỗi ổ đỡ và tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía mũi ống bao và trên ổ đỡ phía lái của máy chính được trình bày ở phần dưới đây. 2.Công tác chuẩn bị: Máy chính và trục chân vịt đã được định tâm xong. Áp dụng các công thức tính toán tải trọng kết cấu trung bình P, tải trọng bổ sung cho phép R cho từng đối tượng trục. Kết quả tính toán ghi vào bảng. Q - Tải trọng kết cấu trung bình. P  (KG ) n Trong đó P - Tải trọng kết cấu trung bình Q - Trọng lượng các trục trung gian. n - Số lượng gối đỡ. - Tải trọng cho phép trên ổ đỡ trục trung gian. + Trong phương thẳng đứng tải trọng bổ sung cho phép: Rd  0,5P + Trong mặt phẳng ngang tải trọng bổ sung cho phép: Rn  0,25 P Nếu thực tế lúc đo tải trọng ngang không thấy có sự dịch trục trong khe hở đầu của ổ đỡ, thì cho phép có thể lấy tải trọng ngang cho phép bằng tải trọng đứng. - Tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía mũi ống bao trục. Trong mặt phẳng đứng, ngang đều phải bảo đảm R1  0,5 P - Tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía lái của máy chính. R  3F ( KG ) Với F - diện tích mặt chiếu của bạc đỡ phía lái, mm2. Lập bảng ghi chép kết quả đo đạc trên lực kế và tính toán tải trọng bổ sung n ổ đỡ trong mặt phẳng đứng và ngang. Hoàn thiện công nghệ định tâm hệ trục. Chuẩn bị đầy đủ các ống ngắm, lực kế và các dụng cụ cần thiết khác. GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 11
  12. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục 3. Các bước tiến hành trong quá trình định tâm: 3.1. Sơ đồ định tâm hệ trục bằng phương pháp tải trọng gối đỡ cổ điển: Xác định đường tâm hệ trục Doa lỗ sống đuôi Lắp và gia công cụm ống bao Gá ổ đỡ trung gian, trục trung Lắp bộ làm kín, Lăp trục chân gian chân vịt vịt Đưa lực kế vào Liên kết các Chỉnh sơ bộ các vị trí bulông bích nối trục lại mặt bích theo chân ổ đỡ và với nhau =0.3mm,=0.3m điều chỉnh m/m Tính tải trọng Tháo bích nối và và ứng suất bổ đo lực ghép nối sung cho phép Ghi các chỉ số Liên kết các Tính toán tải tải trọng và lực bích nối trục lại trọng bổ sung ghép nối vào với nhau bảng Đo, chế tạo căn Kiểm tra, và cố định ổ đỡ, nghiệm thu hệ máy chính động lực GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 12
  13. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục 3.2. Các bước tiến hành: -Đặt các ổ đỡ trên bệ và đặt các trục trung gian trên ổ đỡ. -Dùng các bulông tăng chỉnh, điều chỉnh ổ đỡ cùng với trục sao cho các bích nối trục ăn khớp với nhau (kể cả bích nối với trục chân vịt và bích máy chính). -Dùng thước thẳng định tâm sơ bộ theo độ lệch tâm ổ = 0,3mm và độ gãy khúc = 0,3mm/m. Sau đó nối tất cả các bích với nhau. -Vì có khe hở đầu giữa nửa bạc đỡ phía trên với cổ trục, cho nên trước khi đậy nắp các ổ đỡ, ta đặt lên cổ trục một tấm đệm mềm thấm dầu có chiều dày gấp 1,5 lần khe hở dầu và chiều rộng không quá 1/6 đường kính trục. Sau đó đậy các nắp ổ đỡ và xiết chặt. (Nhờ các tấm đệm mà nửa bạc đỡ phía trên được ép chặt với cổ trục nên việc đo lực chính xác hơn). -Đưa lực kế lắp vào lỗ bulông từng chân ổ đỡ và đối xứng nhau, lúc này các bulông căn chỉnh được lấy ra, và toàn bộ hệ trục trung gian và ổ đỡ được tựa trên các lực kế. Các lực kế cũng có kết cấu cho phép điều chỉnh ổ đỡ lên xuống cùng với trục.(hình 135) -Điều chỉnh tải trọng lần lượt trên từng ổ đỡ theo thứ tự ổ đỡ nào có trọng tải cao (chỉ báo trên lục kế) thì điều chỉnh trước. Việc điều chỉnh này tiến hành nhờ cờ-lê có sẵn ở lực kế, cho đến khi trọng tải trên từng ổ đỡ trung gian không vượt quá ± 0,5P - so với trọng tải kết cấu trung bình nếu định tâm ở dưới nước, và không quá ± 0,25P - nếu định tâm trên triền.(Bảng 2) GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 13
  14. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Tải trọng bổ sung cho phép Trên ổ đỡ Trên ổ đỡ phía Giai đoạn định tâm Trên ổ đỡ trục phía lái của mũi ống bao trung gian máy chính trục Định tâm sơ bộ ±0,05P - - Khi định tâm trên triền ±0,025P ±0,025P ±0,5R2 Khi định tâm dưới nước ±0.5P ±0,5P ±R2 Bảng 2: Tải trọng bổ sung cho phép trên gối đỡ -Tháo bích nối với trục chân vịt và với bích máy chính để đo lực cần thiết nối ghép chúng (hình 136 ). Công việc đo lực này thực hiện được nhờ bộ gá chuyên dùng. Lực ở mặt phẳng đứng và ngang được đo riêng biệt, hoặc thông qua việc đo độ lệch tâm và độ gãy khúc. -Các chỉ số tải trọng trên ổ đỡ và lực ghép các mặt bích nối với trục chân vịt và bích máy được tập hợp và tính toán tải trọng bổ sung theo mẫu như bảng 3,4 theo các công thức đã nêu ở trên. -So sánh kết quả đo đạt và tính toán với giới hạn cho phép về tải trọng bổ sung ở bảng 2, nếu nhỏ hơn thì đạt yêu cầu. GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 14
  15. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Bảng 3: Tính toán tải trọng bổ sung trên ổ đỡ trong mặt phẳng thẳng đứng theo số liệu đo trên lực kế trong quá trình dịch tâm (Số liệu minh họa) Bảng 4:Tính toán tải trọng bổ sung trên ổ đỡ trong mặt phẳng ngang theo số liệu đo trên lực kế trong quá trình dịch tâm (Số liệu minh họa) -Sau đó tiến hành nối ghép lại như cũ các cặp bích nối với trục chân vịt và máy chính. Tiếp theo đo chiều cao các tấm căn từng chân ổ đỡ, gia công cạo hà và lắp tại chỗ các tấm căn ấy, khoan lỗ và kẹp chặt các ổ đỡ xuống bệ đỡ. -Sau khi xác định đạt yêu cầu, thì tiến hành kẹp chặt tất cả các ổ đỡ trên bệ, kết thúc quá trình định tâm. GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 15
  16. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục II.ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG TRÊN Ổ ĐỠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP “HIỆN ĐẠI” 1.Hạn chế của phương pháp định tâm theo tải trọng gối đỡ “cổ điển”: Từ việc phân tích phương pháp định tâm theo tiêu chí tải trọng gối đỡ trên ta thấy có rất nhiều hạn chế: + Vẫn phải tiến hành định tâm sơ bộ theo các giá trị lệch tâm và gãy khúc kinh nghiệm + Việc lắp đặt các lực kế vào chân ổ đỡ là không đơn giản vì không phải chân ổ đỡ nào cũng được thiết kế phù hợp với lực kế có sẵn + Việc điều chỉnh các lực kế chân ổ đỡ (việc phân phối tải trọng trên các ổ đỡ) được tiến hành phụ thuộc vào tay nghề người thợ. + Đặc biệt, trong trường hợp hệ trục lớn: hệ trục dài, trong lượng trục, chân vịt và các thiết bị trên trục lớn…gây nên sai lệch đường tâm giữa trục chân vịt và trục máy chính lớn nên việc điều chỉnh rất khó khăn. Nếu không để ý, đo đạc, tính toán các giá trị độ lệch tâm f và góc nghiêng  (hình 2.1) ngay từ đầu thì quy trình định tâm rất phức tạp và khó khăn. Và nếu không khắc phục được thì việc phân tải trên các ổ đỡ có thể không thực hiện được. a Hình 2.1- Độ lệch trục giữa trục chân vịt và trục máy chính + Chưa để ý tới quan hệ giữa hệ trục và vỏ tàu, hay chính là tính “nhạy cảm” của hệ trục với sự dịch chuyển của ổ đỡ trục, với hệ trục càng dài, thì hệ trục càng “nhạy cảm”: cụ thể là, đối với những tàu có hệ trục dài, tác động của sự biến dạng của vỏ tàu lên hệ trục là rất lớn. Sự tác động này được thể hiện qua sự dịch chuyển của ổ đỡ hệ trục. Chính sự dịch chuyển ổ đỡ , do sự biến dạng vỏ tàu này, sẽ gây ra những thay đổi trong tình trạng chịu tải trên các ổ đỡ. + Một trong những nguyên nhân ảnh hưởng khá lớn tới chất lượng định tâm, đó chính là điều kiện định tâm hệ trục: cụ thể là, định tâm trên đà hay dưới nước, định tâm dưới nước thì tàu ở trạng thái nào, tàu không, ballast 1 phần hay ballast toàn bộ…những điều kiện đó ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái chịu tải ở trên các ổ đỡ + Việc đo đạc và tính toán tải trọng bổ sung phải tiến hành qua nhiều bước, phụ thuộc vào dụng cụ đo, tay nghề và kinh nghiệm người thợ nên gây nên sai số lớn. Đặc biệt với cách đo của phương pháp này, việc đo tại vị trí ổ đỡ trước trục chân vịt là không thể tiến hành được, còn việc đo tại vị trí ổ phía lái máy chính là rất khó (khi mà đặt lực kế ngay dưới chân ổ đỡ), và trong một số tình huống là gần như không thể thực hiện được. GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 16
  17. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục 2. Ưu điểm của phương pháp định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng gối đỡ khi sử dụng phần mềm tính toán định tâm hệ trục. 2.1 Giới thiệu một số phần mềm đang được các cơ quan đăng kiểm sử dụng hiện nay: Hiện nay, việc tính toán định tâm hệ trục tàu thuỷ hầu hết được tính toán bằng các phần mềm tính định tâm của chính các cơ quan đăng kiểm và các tập đoàn, công ty thiết kế Hàng Hải. Và việc duyệt tính toán định tâm là gần như bắt buộc đối với tất cả các cơ quan đăng kiểm. + Nauticus của đăng kiểm Nauy - DNV (Det Norske Veritas): Đây là 1 phần mêm khá đồ sộ, có khả năng thực hiện các tính toán liên quan đên kết cấu về phần vỏ và máy. Hiện nay, phiên bản mới nhất là version 8.0 (năm 2008) Trong đó “ Nauticus Machinery Shaft Alignment” là phần chuyên để tính toán định tâm hệ trục. Nó có khả năng tính toán tất cả các thông số phục vụ cho quá trình định tâm hệ trục trong các trạng thái khác nhau của tàu, các thông số mà hệ trục phải chịu trong các điều kiện kĩ thuật khác nhau: phản lực các ổ đỡ, ứng suất và các mômen, lực cắt trên trục trong các điều kiện tải khác nhau, các thông số SAG, GAP phục vụ cho việc định tâm, khoảng điều chỉnh offset tại các ổ đỡ, quan hệ giữa phản lực gối đỡ và khoảng offset của ổ đỡ… + Shaft Alignment Optimization Softwave đăng kiểm Mỹ - ABS, hiện nay phiên bản mới nhất là Ver 2.0. Chức năng cũng tương tự như Nauticus của DNV + Shaft Master của IMT Group- Ukraina: chỉ thực hiện tính phần định tâm cho hệ trục Ngoài ra 1 số đăng kiểm khác cũng có phần mềm tính toán riêng cho mình như: Đăng kiểm Nhật Bản (NK), Đăng kiểm Hàn Quốc, Đăng kiểm Trung Quốc… 2.2 Ưu điểm của việc sử dụng phần mềm tính định tâm theo quan điểm hiện đại Các phần mềm được sử dụng hiện nay đều đã khắc phục được những hạn chế của phương pháp định tâm tải trọng gối đỡ cũ, và đưa vào đó những quan điểm mới, phù hợp với thực tế, với yêu cầu của các tổ chức Đăng kiểm và điều kiện công nghệ dễ dàng hơn, cụ thể là: Khi tính toán định tâm, đã kể đến các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình và chất lượng định tâm như: ảnh hưởng của sự biến dạng vỏ tàu tới sự dịch chuyển các ổ đỡ, ảnh hưởng của sự dịch chuyển ổ đỡ tới tải trọng trên các ổ đỡ, ảnh hưởng của sự thay đổi trạng thái nhiệt của hộp số, động cơ… tới sự phân bố tải trọng trên các ổ đỡ, ảnh hưởng của trạng thái tiếp xúc giữa trục và bạc tới độ mài mòn bạc. Hay tình trạng chịu tải của các ổ đỡ khác nhau, trong các điều kiện định tâm khác nhau như thế nào, mối quan hệ ảnh hưởng qua lại giữa sự dịch chuyển ổ đỡ với sự thay đổi phản lực trên các ổ đỡ đó… GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 17
  18. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Từ những thuật toán, cơ sở lý thuyết của phương pháp định tâm hệ trục theo tiêu chí tải trọng gối đỡ, chương trình sau khi tính nhập số liệu đầu vào, phân tích và tính toán sẽ cho ta các kết quả sau: + Ma trận hệ số ảnh hưởng + Phản lực trên các gối đỡ + Biến dạng uốn của trục (độ võng) + Góc nghiêng của bạc yêu cầu + Góc nghiêng ở bánh răng chính + Lực kéo và mômen uốn + Tải cho phép trên tất cả các ổ đỡ Tất cả các thông số trên phản ánh đầy đủ tình trạng chịu tải của hệ động lực trong các điều kiện khác nhau (nóng, lạnh), trong các điều kiện định tâm khác nhau (trên triền, dưới nước, tàu không, ballast 1 phần, hay ballast toàn phần) Đưa ra các thông số phục vụ cho quá trình định tâm, lắp ráp và kiểm tra: Các thông số SAG, GAP; thông số về tải trọng trên các ổ đỡ tại vị trí tâm ổ đỡ và đặt kích kiểm tra, thông số về tải trọng trên các ổ đỡ trong các điều kiện định tâm khác nhau… 3. Các bước tiến hành trong quá trình định tâm: * Sơ đồ chung: Tính toán định tâm hệ trục Loại bỏ những ảnh hưởng liên Lắp ráp hệ trục quan đên chất lượng định tâm hệ trục Kiểm tra sau khi lắp ráp + Tính toán định tâm hệ trục: Công việc tính toán định tâm được tiến hành thông qua các phần mềm tính định tâm. Và hệ trục thực được thay thế bằng hệ mô hình là các dầm liên tục và các có giá trị khoảng dịch chuyển offset là chính xác GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 18
  19. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Hình 3.1- Tính toán định tâm hệ trục Kết thúc quá trình tính toán định tâm hệ trục bằng phần mềm, chương trình sẽ xuất ra bảng tính định tâm, có đầy đủ các thông số: SAG, GAP và phản lực trên các gối đỡ phục vụ cho quá trình lắp đặt hệ trục. + Lắp đặt hệ trục: Trong suốt quá trình lắp đặt, chân vịt, trục chân vịt, trục trung gian và trục khuỷu ban đầu chưa được nối với nhau và đặt tự do trên các ổ đỡ. Sau đó, điều chỉnh chiều cao các gối đỡ, đảm bảo các thông số SAG, GAP thông qua các bulông tăng chỉnh chân ổ đỡ Việc tăng chỉnh thường được tiến hành dần dần từ trục chân vịt, trục trung gian tới máy chính. Các giá trị SAG, GAP và lực cần thiết để nối các bích trục đã được tính toán cụ thể trong phần “tính toán định tâm hệ trục” Hình 3.2- Tiến hành định tâm thông qua SAG, GAP + Kiểm tra sau khi lắp ráp: Trong bước kiểm tra, ta sử dụng phương pháp jack-up để kiểm tra phản lực trên các ổ đỡ theo tính toán của phần “tính toán định tâm hệ trục”. Kích thuỷ lực sẽ được đặt tại vị trí các vị trí: ổ đỡ trước ống bao, các ổ đỡ trung gian và 2 ổ đỡ tận cung phía lái của máy chính. Vị trí chính xác đặt kích thuỷ lực, giá trị lực thu được trên mỗi kích cụ thể như thế nào đều được chỉ rõ trong bảng tính định tâm. Bên cạnh việc kiểm tra phản lực trên các ổ đỡ, việc đo độ co bóp má khuỷu cũng gần như là yêu cầu bắt buộc. + Loại bỏ những ảnh hưởng liên quan đến chất lượng định tâm hệ trục: Trong quá trình tính toán định tâm, lắp đặt hệ trục và kiểm tra sau lắp đặt, việc phát hiện và loại bỏ những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả tính toán và chất lượng của quá trình định tâm là cần thiết. GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 19
  20. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục Các yếu tố đó bao gồm: Sai số chung: -Sai số từ mô hình tính toán gây ra so với mô hình thực, như: số lượng ổ đỡ được mô hình hoá, mô hình ổ đỡ ống bao, đường kính của thanh mô hình tương đương được chọn làm trục khuỷu… -Mức độ chính xác của giá trị SAG và GAP: cụ thể là sự không thống nhất giữa kết quả tính toán và thực tế -Độ chính xác của việc đo phản lực trên các gối đỡ Việc đánh giá và loại bỏ những sai số này chỉ dựa trên cơ sở kinh nghiệm của người tham gia tiên hành tính toán và định tâm hệ trục. Sai số do điều kiện lắp đặt và điều kiện phục vụ của hệ trục: Việc lắp đặt hệ trục thường được tiến hành trong điều kiện tàu đã hạ thuỷ, chiều chìm nhỏ, và máy chính trong điều kiện lạnh. Tuy nhiên trong thực tế, trong những trường hợp phục vụ điển hình của hệ đông lực, thì chiều chìm, nhiệt độ của máy chính tăng, biến dạng vỏ tăng…Những sự thay đổi này làm tăng sai lệch phần kết cấu vỏ cũng như máy chính làm vị trí của các ổ đỡ bị thay đổi, do đó làm cho phản lực trên các gối đỡ thay đổi. Để khắc phục điều này, khi tính khoảng offset ban đầu của ổ đỡ, người ta sẽ kể đến các yếu tố này, và tính theo công thức: Khoảng offsets ban đầu = Offsets ở điều kiện đã hạ thuỷ-(Offsets ở điều kiện đầy tải – Offsets ở điều kiện hạ thuỷ) Hình 3.3- Offset và sai lệch đường trục trong các điều kiện khác nhau GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản