intTypePromotion=3

Báo cáo chuyên đề về Hệ động lực tàu thủy

Chia sẻ: Lê Trường Phong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:31

0
244
lượt xem
77
download

Báo cáo chuyên đề về Hệ động lực tàu thủy

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

Qua quá triǹ h nghiên cưú và hoc̣ tâp̣ , hôm nay em xin giơí thiêụ môṭ số PHƯƠNG PHAṔ ĐIṆ H TÂM HỆ TRUC̣ TAÙ THUỶ . Đây là môṭ phâǹ quan troṇ g trong nôị dung hoc̣ tâp̣ , nhăm̀ taọ điêù kiêṇ cho sinh viên tôn̉ g hơp̣ , vận dụng các kiêń thưć đã hoc̣ để giaỉ quyêt́ môṭ vâń đề cụ thể cuả chuyên ngành.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo chuyên đề về 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 Mục lục 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ TRỤC CHÍNH TÀU THUỶ 2 2. DAO ĐỘNG HỆ TRỤC TÀU THỦY 3 2.1. Dao động dọc 5 2.2. Dao động ngang 7 2.3. Dao động xoắn 8 3. MÔ HÌNH HOÁ HỆ TRỤC TÀU THUỶ 10 3.1. Dao động xoắn 13 3.1.1. Xác định chiều dài tương đương 17 3.1.2. Tính khối lượng tương đương 16 3.1.3. Xác định độ cứng xoắn của hệ 18 3.1.4. Hệ phương trình dao động xoắn 19 3.1.5. Lực khí thể từ động cơ M(t) 20 3.1.6. Phương pháp tính 23 3.3. Dao động ngang 26 4. TÍNH DAO ĐỘNG XOẮN CHO TÀU KHÁCH: 28 4.1. Thông số ban đầu 27 4.2. Mô hình hóa hệ thực 27 4.3. Dao động xoắn hệ trục 4.3.1. Modes dao động 4.3.2. Đáp ứng của dao động tự do 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 4.3.3. Đáp ứng của dao động cưỡng bức 4.3.4. Hàm khuếch đại 4.3.5. Nhận xét kết quả 5. KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay nhu cầu vận chuyển hàng hoá bằng đường biển không ngừng tăng lên, vì vậy các tàu chở hàng không chỉ tăng về số lượng và chất lượng ( kích cỡ ngày càng lớn, kết cấu ngày càng được tối ưu để có thể chuyên chở nhiều hàng hóa hơn ).Cùng với sự tăng lên của trọng tải con tàu là đòi công suất máy chính cũng tăng lên tương ứng, làm tăng tính “nhạy cảm ” của hệ trục (dễ bị ảnh hưởng và hư hỏng trước các tác động có hại từ bên ngoài ). Trong các tác động bên ngoài gây ảnh hưởng đến hệ trục, thì hệ trục dễ bị biến đổi và hư hỏng nhất do các yếu tố gây ra sự dịch chuyển gối trục theo phương thẳng đứng. Nguyên nhân gây ra sự dịch chuyển này trước hết phải kể đến đó là biến dạng của vỏ tàu và sự thay đổi nhiệt độ khi hệ trục làm việc, tuy nhiên một nguyên nhân nữa có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của hệ trục chính là bản thân mức độ tin cậy và chính xác của quá trình định tâm, lắp ráp. Qua quá tŕnh 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 đă học để giải quyết một vấn đề cụ thể của chuyên nghành. Trong quá tŕnh thực hiện đề tài, em đă cố gắng t́m ṭi, nghiên cứu tài liệu một cách nghiêm túc. Tuy nhiên v́ bản thân c̣n ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể tránh khỏi những thiếu sót. V́ vậy mong thầy giáo xem xét và chỉ dẫn để em càng ngày càng hoàn thiện kiến thức hơn. Em xin cảm ơn! 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 Nha Trang, tháng 10, năm 2010 Sinh viờn thực hiện: Lê Trường Phong 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.NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ TRỤC TÀU 6 THỦY 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 tŕnh 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 tŕnh định tâm 18 Chương 3. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ LỆCH TÂM VÀ GĂY KHÚC 21 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 I.TIÊU CHUẨN ĐỘ LỆCH TÂM VÀ ĐỘ GĂY KHÚC 21 1.Độ lệch tâm găy khúc cho phép theo kinh nghiệm 22 2.Độ lệch tâm găy khúc cho phép theo tính toán 23 II.PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ LỆCH TÂM-GĂY KHÚC 24 1.Xác định độ lệch tâm-găy khúc bằng thước thẳng và thước lá 24 2.Xác định độ lệch tâm găy khúc bằng hai cặp mũi kim 25 III. TR̀NH TỰ ĐỊNH TÂM, LẮP RÁP HỆ TRỤC THEO ĐỘ LỆCH TÂM VÀ GĂY KHÚC 27 1.. Sơ đồ định tâm hệ trục theo độ lệch tâm găy khúc: 27 2.Các bước tiến hành 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 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 lư thuyết của hệ trục. H́nh 1: T́nh trạng mất đồng tâm hệ trục Ở h́nh 1 ta có thể thấy có độ lệch theo phương ngang-đứng (lệch tâm) và độ lệch theo góc (găy 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. Chỳ ý : cỏc thớ nghiệm cho thấy cỏc thiết kế khớp nối khỏc nhau thỡ 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. - Rũ rỉ quỏ mức bộ phận làm kớn, ổ bạc. - Bulụng chõn mỏy bị lỏng GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 5
  6. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục - Bulụng khớp nối lỏng hoặc gẫy. - Một vài thiết kế khớp nối mềm bị núng lờn khi chạy trong tỡnh trạng mất đồng tâm trục. Nếu là khớp nối đàn hồi bằng chất dẻo sẽ nhỡn thấy bột cao su bao phủ bề mặt. - Số lượng khớp nối hư tăng lên bất thường hoặc mài mũn nhanh chúng. - Trục bị rạn nứt ở ngừng trục (nơi vị trớ ổ bạc) hoặc bớch của khớp nối. - Lượng lớn mỡ hoặc nhớt xuất hiện bên trong bao che khớp nối V́ vậy, để tránh những hậu quả nêu trên xăy ra th́ ta phải định tâm hệ trục nhằm đưa tâm của các đoạn trục cùng nằm trên đường thẳng và trùng với đường tâm lư thuyết. II. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC TÀU THỦY: 1.KHÁI NIỆM: Định tâm hệ trục là quá trỡnh 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 trỡnh lắp rỏp 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 c̣n phụ thuộc vào tính chất sản xuất. Tuy nhiên việc lựa chọn phương pháp định tâm cũng cần tham khảo ư 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 găy 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 ọ=±0,15mm và độ dài L>30d không Theo độ lệch tâm găy khúc phụ thuộc vào kết Theo tải trọng và độ găy khúc đă ử=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 ọ=±0,1mm và chiều dài hệ trục ử=0.15mm/m 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 Theo độ lệch tâm ọ=±0,1mm và độ Hệ trục ngắn Đưa ổ đỡ vào hệ găy khúc L
  8. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục - 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 mũn 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. 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. V́ 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, th́ ổ đỡ và trục c̣n 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 găy khúc và độ lệch tâm cho phép của đường tâm hệ trục, hoặc độ xê dịch ổ đỡ ọ với đường tâm hệ trục. Trong điều kiện làm việc tin cậy của hệ trục, th́ 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 b́nh 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 b́nh Q- Trọng lượng các trục trung gian có chiều dài Lt Trong trường hợp tiến hành định tâm dưới nước th́ 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 8
  9. 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 , th́ 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, th́ 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 b́nh 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 th́ 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 măn 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. 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 +Đồng thời R2 cũng phải thỏa măn điều kiện không làm trục bị nâng lên trước khi khởi động: Q hs .b R2  ( KG ) 1, 2 .( a  b ) 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 măn 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 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 b́nh P: P ( a1  a 2  a3  a 4  a5 )  0,1PL Nếu không thỏa măn điều kiện trên th́ 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, th́ kết quả định tâm các bích nối với động cơ khi tàu dưới nước phải đảm bảo, độ lệch tâm ọ≤0,1mm và độ găy khúc ử≤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 trục hốp số máy chính, ứng suất bổ sung cho phép:  1  300KG / cm 2 -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, th́ các tiêu chuẩn trên được giảm xuống hai lần (yêu cầu chính xác hơn). 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, cũn giỏ trị vờ̀ độ lệch tâm-độ găy 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-góy khúc là tiên đề, cũn tải trọng trờn cỏc 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, cũn độ lệch tâm(SAG),độ găy 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 trỡnh duyệt bao gồm: mụmen uốn, tải trọng ổ đỡ và đường cong độ vừng 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, cũn 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. 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 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 trỡnh 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 tỡnh huống hệ trục lớn, cú chiều dài L>30d, khụng phụ thuộc vào kết cấu ổ đỡ (trượt hay bi…), nhưng không ít hơn 2 ổ đỡ trung gian. Vỡ lỳc 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 trỡnh định tâm là rất lớn. +Điều kiện cân bằng trọng lượng và momen: Điều kiện để định tâm theo tải trọng kết cấu trung bỡnh 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 bỡnh (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 cỏch 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 bỡnh 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 bỡnh trờn 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 trỡnh bày ở phần dưới đây. 2.Công tác chuẩn bị: Máy chính và trục chân vịt đó được định tâm xong. Áp dụng cỏc cụng thức tớnh toỏn tải trọng kết cấu trung bỡnh P, tải trọng bổ sung cho phộp R cho từng đối tượng trục. Kết quả tính toán ghi vào bảng. Q - Tải trọng kết cấu trung bỡnh. P  (KG ) n Trong đó P - Tải trọng kết cấu trung bỡnh 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 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  0,5 P + Trong mặt phẳng ngang tải trọng bổ sung cho phộp: Rn  0,25 P Nếu thực tế lúc đo tải trọng ngang khụng thấy cú sự dịch trục trong khe hở đầu của ổ đỡ, thỡ cho phộp cú thể lấy tải trọng ngang cho phộp 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  0,5P - 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. 3. Các bước tiến hành trong quá tŕnh định tâm: 3.1. Sơ đồ định tâm hệ trục bằng phương pháp tải trọng gối đỡ cổ điển: Xác định đường tõm hệ trục Doa lỗ sống đuôi Lắp và gia cụng cụm ống bao Gá ổ đỡ trung gian, trục trung Lắp bộ làm kớn, Lăp trục chân gian chõn vịt vịt Đưa lực kế vào Liờn kết cỏc Chỉnh sơ bộ các vị trí bulông bớch nối trục lại mặt bích theo chân ổ đỡ và với nhau =0.3mm,=0.3m điều chỉnh m/m Tớnh tải trọng Tháo bích nối và và ứng suất bổ đo lực ghép nối sung cho phộp Ghi cỏc chỉ số GVHD: Th.S Nguyễn Đình LongTớnh toỏn tải SVTH: Lê Trường Phong 13 Liờn kết cỏc tải trọng và lực bớch nối trục lại trọng bổ sung ghộp nối vào với nhau bảng
  14. 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 bớch mỏy chớnh). -Dùng thước thẳng định tâm sơ bộ theo độ lệch tâm ổ = 0,3mm và độ góy khỳc = 0,3mm/m. Sau đó nối tất cả các bích với nhau. -Vỡ cú 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.(h́nh 135) 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 -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) thỡ 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 bỡnh nếu định tâm ở dưới nước, và không quá ± 0,25P - nếu định tâm trên triền.(Bảng 2) 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 -Thỏo bớch nối với trục chõn vịt và với bích máy chính để đo lực cần thiết nối ghép chúng (hỡnh 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 góy khỳc. 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 -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 đă nêu ở trên. -So sánh kết quả đo đạt và tính toán với giới hạn cho phộp về tải trọng bổ sung ở bảng 2, nếu nhỏ hơn thỡ đạt yêu cầu. 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 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 tŕnh 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 tŕnh 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, thỡ tiến hành kẹp chặt tất cả cỏc ổ đỡ trên bệ, kết thúc quá trỡnh định tâm. 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 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 góy khỳc kinh nghiệm + Việc lắp đặt các lực kế vào chân ổ đỡ là không đơn giản vỡ khụng phải chõn 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  (h́nh 2.1) ngay từ đầu thỡ quy trỡnh định tâm rất phức tạp và khó khăn. Và nếu không khắc phục được thỡ việc phõn tải trờn cỏc ổ đỡ có thể không thực hiện được. a Hỡnh 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 chớnh là tớnh “nhạy cảm” của hệ trục với sự dịch chuyển của ổ đỡ trục, với hệ trục càng dài, thỡ 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 tỡnh trạng chịu tải trờn cỏc 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 thỡ tàu ở trạng thỏi 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, cũn 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 tỡnh huống là gần như không thể thực hiện được. 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 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 trỡnh 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 khỏc cũng cú phần mềm tớnh toỏn riờng cho mỡnh 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 Cỏc phần mềm được sử dụng hiện nay đều đó 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, đó kể đến các yếu tố ảnh hưởng tới quỏ trỡnh 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 mũn bạc. Hay tỡnh trạng chịu tải của cỏc 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 19
  20. 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 trỡnh sau khi tớnh 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 vừng) + Gúc nghiờng của bạc yờu cầu + Góc nghiêng ở bánh răng chính + Lực kộo và mụmen uốn + Tải cho phép trên tất cả các ổ đỡ Tất cả các thông số trên phản ánh đầy đủ tỡnh 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 trỡnh 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 tŕnh định tâm: * Sơ đồ chung: Tính toán định tâm hệ trục Loại bỏ những ảnh hưởng liên Lắp rỏp hệ trục quan đên chất lượng định tâm hệ trục Kiểm tra sau khi lắp rỏp + 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 hỡnh là cỏc dầm liờn tục và cỏc cú giỏ trị khoảng dịch chuyển offset là chớnh xỏc GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản