1
MỤC LỤC
CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN ............................................................................................. 3
1.1 TỔNG QUAN VỀ TÀU ........................................................................................... 3
1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG VÀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC .. 4
1.2.1 Bố trí buồng máy ............................................................................................... 4
1.2.2 Máy chính ......................................................................................................... 4
1.2.3 Thông số cơ bản của máy chính ........................................................................ 4
1.2.4 Tổ máy phát điện ............................................................................................... 5
1.3 CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC KHÁC ....................................................................... 6
1.3.1 Tổ bơm .............................................................................................................. 6
CHƢƠNG 2: ...................................................................................................................... 11
TÍNH SỨC CẢN & THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG ............................................. 11
2 SỨC CẢN ............................................................................................................. 11
2.1.1 Các số liệu cơ bản ........................................................................................... 11
2.1.2 Công thức Pamiel ............................................................................................ 11
2.2 THIẾT KẾ CHONG CHÓNG ................................................................................ 13
2.2.2 Nghiệm bền chong chóng ............................................................................... 17
2.2.3 Xác định khối lƣợng và kích thƣớc chong chóng. .......................................... 19
CHƢƠNG 3 - THIẾT KẾ HỆ TRỤC............................................................................... 21
3 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ ........................................................................ 21
3.1.1 Số liệu ban đầu ................................................................................................ 21
3.1.2 Luật áp dụng .................................................................................................... 21
3.1.3 Bố trí hệ trục ................................................................................................... 21
3.2 TRỤC CHONG CHÓNG ....................................................................................... 22
3.2.1 Đƣờng kính trục chong chóng......................................................................... 22
3.2.2 Chiều dày áo bọc trục...................................................................................... 22
3.2.3 Đƣờng kính trục trung gian ............................................................................. 23
3.3 CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ TRỤC .............................................................. 24
3.3.1 Chiều dày khớp nối trục .................................................................................. 24
3.3.2 Đƣờng kính bu lông khớp nối trục trung gian và trục chong chóng ............... 25
3.3.3 Chiều dày bích nối trục ................................................................................... 25
3.3.4 Ổ đỡ ................................................................................................................. 26
3.3.5 Chiều dày ống bao trục ................................................................................... 26
3.3.6 Chiều dày bạc .................................................................................................. 27
3.4 KIỂM NGHIỆM ..................................................................................................... 28
3.4.1 Áp lực gối đỡ................................................................................................... 28
3.4.2 Mô men tại gối đỡ ........................................................................................... 29
3.4.3 Nghiệm bền hệ trục ......................................................................................... 30
3.4.4 Nghiệm bền bulông bích nối ........................................................................... 35
3.4.5 Nghiệm bền ổ đỡ ............................................................................................. 36
CHƢƠNG 4 - DAO ĐỘNG NGANG .............................................................................. 37
4 PHƢƠNG PHÁP VÀ SƠ ĐỒ TÍNH .................................................................... 37
4.1.1 Mục đích ......................................................................................................... 37
2
4.1.2 Phƣơng pháp ................................................................................................... 37
4.1.3 Sơ đồ tính ........................................................................................................ 37
4.2 TÍNH DAO ĐỘNG NGANG THEO PHƢƠNG PHÁP SIMANXKI .................... 40
4.2.1 Lập bảng tính để tính toán............................................................................... 40
4.2.2 Bảng tính dao động ngang .............................................................................. 41
4.2.3 Khoảng dƣ lƣợng tính toán ............................................................................. 42
4.2.4 Kết luận ........................................................................................................... 42
CHƢƠNG 5: DAO ĐỘNG XOẮN ................................................................................... 43
5 DỮ KIỆN PHỤC VỤ TÍNH TOÁN .................................................................... 43
5.1.1 Luật áp dụng và tài liệu tham khảo ................................................................. 43
5.1.2 Chong chóng ................................................................................................... 44
5.1.3 Trục ................................................................................................................. 44
5.2 MÔ HÌNH VÀ PHƢƠNG PHÁP TÍNH DAO ĐỘNG ........................................... 44
5.2.1 Mô men quán tính khối lƣợng ......................................................................... 44
5.2.2 Độ mềm không thứ nguyên ............................................................................. 50
5.2.3 Sơ đồ chuyển đổi ............................................................................................. 50
5.2.4 Tần số dao động tự do theo công thức. ........................................................... 52
5.2.5 .Số lần dao động tự do: ................................................................................... 53
5.3 DAO ĐỘNG XOẮN CƢỠNG BỨC ...................................................................... 54
5.3.1 Cấp điều hòa mô-men kích thích .................................................................... 54
5.3.2 Vòng quay cộng hƣởng ................................................................................... 55
5.3.3 Góc lệch pha giữa các xy-lanh ........................................................................ 55
5.3.4 Tổng biên độ dao động hình học tƣơng đối .................................................... 58
5.3.5 Công của mômen điều hoà cƣỡng bức ............................................................ 61
5.3.6 Công của các mô men cản............................................................................... 62
5.3.7 Biên độ cộng hƣởng A1R ................................................................................. 64
5.3.8 Tổng ứng suất xoắn trên trục khi cộng hƣởng ................................................ 65
5.4 .KẾT LUẬN VỀ VÙNG CẤM QUAY ............................................................................. 67
CHƢƠNG 6: ...................................................................................................................... 68
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỤC VỤ .......................................................... 68
6 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ ........................................................................ 68
6.1 SỐ LIỆU BAN ĐẦU .................................................................................................... 68
Cấp thiết kế ................................................................................................................ 68
6.2 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ..................................................................................... 68
6.2.1 Lƣợng nhiên liệu dự trữ và trực nhật .............................................................. 68
6.2.2 Vận chuyển dầu đốt ......................................................................................... 72
6.2.3 Cấp dầu đốt cho động cơ. ................................................................................ 72
6.3 HỆ THỐNG DẦU BÔI TRƠN ............................................................................... 73
6.3.1 Dự trữ dầu bôi trơn.......................................................................................... 73
6.3.2 Vận chuyển. .................................................................................................... 74
6.4 HỆ THỐNG NƢỚC LÀM MÁT. .......................................................................... 75
6.5 HỆ THỐNG KHÔNG KHÍ NÉN ............................................................................ 78
6.6 HỆ THỐNG KHÍ XẢ–TIÊU ÂM ........................................................................... 80
6.6.1 Nhiệm vụ của hệ thống khí xả ....................................................................... 80
6.6.2 Nguyên lý hoạt động ....................................................................................... 80
6.7 HỆ THỐNG CỨU HỎA ......................................................................................... 82
3
CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ TÀU
1.1.1.1 Loại tàu
Tàu hàng sức chở 6800 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang.Tàu đƣợc
thiết kế trang bị 01 Diezel chính 4 kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt. Vùng
hoạt động
Tàu hàng 6800 tấn đƣợc thiết kế thoả mãn cấp không hạn chế theo Quy phạm phân
cấp và đóng tàu biển vỏ thép 2013
1.1.1.2 Cấp thiết kế
Vùng hoạt động của tàu : Biển Quốc tế .
Tàu hàng 6800 tấn đƣợc thiết kế thỏa mãn cấp Không hạn chế theo Quy phạm phân
cấp và đóng tàu vỏ thép - 2013, do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trƣờng ban hành.
Phần hệ thống động lực đƣợc tính toán thiết kế thỏa mãn tƣơng ứng cấp Không hạn chế
theo 6259:2013 –“ Quy phạm phân cấp và đóng tàu vỏ biển vỏ thép”
Các thông số cơ bản phần vỏ tàu
– Chiều dài lớn nhất Lmax = 102,79 m.
– Chiều dài đƣờng nƣớc thiết kế LWL = 98,40 m.
– Chiều rộng thiết kế B = 17,0 m.
– Chiều cao mạn D = 9,10 m.
– Chiều chìm toàn tải d = 7,20 m.
– Lƣợng chiếm nƣớc Disp = 9105 tons.
1.1.1.3 Hệ động lực chính
– Máy chính LH41LA
– Số lƣợng 01.
– Công suất H = 2684 kW
– Số vòng quay N = 240 rpm.
– Kiểu truyền động Trực tiếp.
– Chân vịt Định bƣớc.
1.1.1.4 Quy phạm áp dụng
TCVN 6259:2013 –“ Quy phạm phân cấp và đóng tàu vỏ biển vỏ thép”
1.1.1.5 Công ƣớc quốc tế áp dụng
(1) Công ƣớc quốc tế về an toàn sinh mạng con ngƣời trên biển, 1974
(SOLAS, 74);
4
(2) Công ƣớc quốc tế về mạn khô tàu biển, 1966 (LOAD LINES, 66);
(3) Công ƣớc quốc tế về ngăn ngừa ô nhiễm biển do tàu gây ra, 73/78
(MARPOL, 73/78);
(4) Qui tắc quốc tế tránh va trên biển, 1972 (COLREG, 72);
(5) Công ƣớc đo dung tích tàu biển, 1969 (TONNAGE, 69);
(6) Nghị quyết của Tổ chức lao động quốc tế (ILO).
1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG VÀ TRANG TRÍ ĐỘNG
LỰC
1.2.1 Bố trí buồng máy
Buồng máy đƣợc bố trí từ sƣờn số 8 (Sn8) đến sƣờn số 29 (Sn29). Lên xuống buồng
máy bằng 04 cầu thang chính (02 cầu thang tầng 1 và 02 cầu thang tầng 2)
Trong buồng máy lắp đặt 01 máy chính và các thiết bị phục vụ hệ thống động lực,
hệ thống ống toàn tàu. Điều khiển các thiết bị đƣợc thực hiện tại chỗ trong buồng máy.
Điều khiển máy chính đƣợc thực hiện tại chỗ trong buồng máy hoặc từ xa trên buồng lái.
Một số bơm chuyên dụng có thể điều khiển từ xa trên boong chính nhƣ bơm vận chuyển
dầu đốt, bơm nƣớc vệ sinh, sinh hoạt, các quạt thông gió ...
1.2.2 Máy chính
Máy chính có kí hiệu LH41LA, do hãng HANSHIN - JAPAN sản xuất, là động cơ
Diezel 4 kỳ tác dụng đơn, dạng thùng, một hàng xi lanh thẳng đứng, làm mát gián tiếp hai
vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động bằng không khí nén, tự đảo
chiều, điều khiển tại chỗ hoặc từ xa trên buồng lái .
1.2.3 Thông số cơ bản của máy chính
– Số lƣợng 01
– Kiểu máy LH41LA
– Hãng sản xuất HANSHIN
– Công suất định mức, [H] 2684 kW
– Vòng quay định mức, [N] 240 rpm
– Số kỳ, [] 4
– Số xy-lanh, [Z] 6
– Đƣờng kính xy-lanh, [D] 410 mm
– Hành trình piston, [S] 800
mm
–Suất tiêu hao nhiên liệu [ ge] 132 g/cv.h
5
1.2.4 Tổ máy phát điện
1.2.4.1 Diesel lai máy phát
Diesel lai máy phát có ký hiệu 6NY16L-HN do hãng YANMAR sản xuất, là diesel
4 kỳ tác dụng đơn, một hàng xy-lanh thẳng đứng, tăng áp, làm mát từ một hệ làm mát
trung tâm, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động bằng khi nén.
– Số lƣợng: 02
– Kiểu máy: 6NY16L-HN
– Hãng (Nƣớc) sản xuất: YANMAR (JAPAN)
– Công suất định mức, [Ne]: 360 hp
– Vòng quay định mức, [n]: 1200 rpm
– Số kỳ, []: 4
– Số xy-lanh, [Z]: 6
– Đƣờng kính xy-lanh, [D]: 148 mm
– Hành trình piston, [S]: 165 mm
– Suất tiêu hao nhiên liệu: 190 g/cv.h
1.2.4.2 Máy phát điện
– Số lƣợng: 0
– Hãng sản xuất: Brushless A.C.Generator
– Kiểu: 3 pha
– Công suất máy phát: 300 kVA
– Vòng quay máy phát: 1200 rpm
– Điện áp: 450 V
– Tần số: 60 Hz
Ngoài ra còn có các thiết bị khác kèm theo tổ máy phát điện.
1.2.4.3 Thiết bị kèm theo tổ máy phát điện
– Bơm LO bôi trơn máy 01 cụm
– Bơm nƣớc ngọt làm mát 01 cụm
– Bơm nƣớc biển làm mát 01 cụm
– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm
– Bầu làm mát nƣớc ngọt 01 cụm
– Máy phát điện một chiều 01 cụm
– Mô-tơ điện khởi động 01 cụm
– Các bầu lọc 01 cụm
– Bầu tiêu âm 01 cụm
– Ống bù hòa giãn nở 01 cụm