ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU CHỞ HÀNG 10000 TẤN, LẮP MÁY HITACHI BW 8K4LEF

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ GIAO THễNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA CƠ KHÍ - ĐểNG TÀU Sinh viờn: Hoàng xuân trường THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU CHỞ HÀNG 10000 TẤN, LẮP

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ GIAO THễNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA CƠ KHÍ - ĐểNG TÀU

Sinh viờn: Hoàng xuân trường

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC

TÀU CHỞ HÀNG 10000 TẤN, LẮP MÁY HITACHI B&W 8K4LEF

Chuyờn ngành: THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG

Mó số: 18-02-10

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MễN HỌC Người hướng dẫn: NGUYỄN ANH VIỆT

Trang 4

Đ Ồ Á N M Ô N H Ọ C

T H I Ế T K Ế T R A N G T R Í H Ệ T H Ố N G Đ Ộ N G L Ự C T À U H À N G 1 0 0 0 0 T Ấ N ,

L Ắ P M Á Y H I T A C H I B & W 8 L 4 E F

Trang 6

1.1.1 LOẠI TÀU, CÔNG DỤNG

Tàu hàng khô sức chở 10000 tấn là loại tàu vỏ thép, đáy đôi, kết cấu hàn điện hồ quang, một boong chính Tàu được thiết kế trang bị 01 diesel chính 2 kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt

Tàu được thiết kế dùng để chở hàng rời

1.1.2 VÙNG HOẠT ĐỘNG, CẤP THIẾT KẾ

Tàu hàng 10000 tấn được thiết kế thoả mãn Cấp không hạn chế theo Quy

phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép Đăng kiểm Việt Nam ban hành năm 2003

1.1.3 CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TÀU

– Chiều dài lớn nhất Lmax = 135,54 m

– Máy chính HITACHI B & W 8L4EF – Công suất định mức H = 4550 (hp)

Buồng máy được bố trí ở phía đuôi tàu từ sườn 10(Sn10) đến sườn 34

(Sn34) Lên xuống buồng máy bằng 02 cầu thang chính và 01 cầu thang sự

cố 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 được thực hiện tại chỗ trong buồng máy Điều khiển máy chính được thực hiện tại chỗ trong

Trang 7

từ xa trên buồng lái

Thông số của máy chính:

Trang 8

Sử dụng dầu DO khi khởi động và malơ

1.2.3 THIẾT BỊ KÈM THEO MÁY CHÍNH :

– Tuabin khí xả loại phản kích VRT- 400 02 bộ

– Bầu lọc tinh dầu nhờn 02 cụm

1.2.4 TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN

1 Diesel lai máy phát

Diesel lai máy phát có ký hiệu 6DK-20 do hãng HITACHI 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 khí nén

Trang 9

3 Thiết bị kèm theo mỗi tổ máy phát điện

Trang 10

– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha

– Hãng (Nước) sản xuất NISHISHIBA JAPAN – Công suất động cơ điện 7,5 kW

2– Tổ bơm dùng chung

Trang 11

– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha

– Hãng (Nước) sản xuất NISHISHIBA JAPAN

– Công suất động cơ điện 5,5 kW

Trang 13

7 Các thiết bị buồng máy khác

1– Cầu thang buồng máy

2– Cửa thông biển

Trang 15

TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC

CHƯƠNG II SỨC CẢN – CHONG CHÓNG Trang: 11

Trang 16

2.1.1 Các kích thước cơ bản

– Chiều dài lớn nhất Lmax = 135,54 m

– Chiều dài giữa hai trụ Lpp = 125 m

– Chiều dài đường nước thiết kế LWL = 122 m

– Chiều rộng thiết kế B = 18,8 m

– Chiều chìm toàn tải T = 7,8 m

– Lượng chiếm nước Disp = 5000 tons

– Hệ số béo thể tích CB = 0,75 – Hệ số béo đường nước CW = 0,84 – Hệ số béo sườn giữa CM = 0,98 – Máy chính HITACHI B & W 8L4EF

Trang 17

2- Công thức xác định sức cản của Pamiel

Công suất kéo theo Pamiel

)(,

0

3

hp LC

V EPS = ∇ STrong đó:

V S – Tốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (m/s);

∇ – Lượng chiếm nước của tàu, (tons);

L – Chiều dài tàu thiết kế, (m);

C 0 – Hệ số tính toán theo Pamiel

3- Kết quả xác định sức cản tàu theo Pamiel

Lượng chiếm nước

∇, (tons) Theo thiết kế 13753 13753 13753 13753

V = S ϕ

7 Hệ số tính C p, theo

đồ thị C p=f(V1,ϕ) 100.85 94.42 90.55 87.35

Trang 18

4- Đồ thị sức cản R = f(v) và công suất kéo EPS = f(v)

Căn cứ vào kết quả tính toán các giá trị R và EPS xây dựng đồ thị R = f(v) và EPS = f(v) cho tra cứu tính toán Đồ thị được trình bày dưới đây

Trang 19

2.1.3 Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng

– Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng) ηp= 0,52 – Công suất của máy chính Ne = 4550 (hp)

– Chọn hiệu suất đường trục ηt= 0,98

– Sơ bộ chọn công suất kéo của tàu EPS = 0,9Ne η p η t

2.2.1 Thông só ban đầu

1 Chọn sơ bộ đường

L g

Trang 20

.

Hệ số lực đẩy của chong chóng theo vòng quay kn = 0,537 < 1

Hệ số lực đẩy của chong chóng theo đường kính kd’=1,124 <2

Chọn số cánh của chong chóng z = 4

2 Chọn tỉ số đĩa của chong chóng

Trang 21

1 Hệ số vật liệu làm

2 Hệ số quá tải của

6 Chiều dài tương đối

của profin cánh δ max m δmax = 0,08÷ 0,1 0,08

7 Lực đẩy của chong

8 Tỉ số đĩa θ’min θ’min θ’min= 3

4 2

10

'

' 375 ,

Trang 22

CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH

Trang 23

CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH

Vậy tốc độ thiết kế của tàu là: Vs= 11,7 (hl/h)

2.2.4 Kiểm tra điều kện bền cho chong chóng

3 Áp suất khí quyển P A kG/m 2 Thiết kế chỉ định 10330

4 Áp suất hơi bão hoà

ở 200

2

Thiết kế chỉ định 238

Trang 24

A h P P

P

K c ξ

θ , chong chóng thoả mãn điều kện xâm thực

2.2.5 Tính trọng lượng và kích thước chong chóng

Bảng : 2.7

TÍNH

KÍ HIỆU

ĐƠN

KẾT QUẢ

Trang 25

ĐƠN

KẾT QUẢ

Trang 26

ĐƠN

KẾT QUẢ

17 Trọng lượng

2 0

6 , 0 0 4

6 , 0 3 4

59 , 0

71 , 0 10 2 2 , 6

10 4

d l

D

e D d D

b D z

Trang 27

CHƯƠNG III TÍNH THIẾT KẾ HỆ TRỤC Trang: 23

CHƯƠNG 3

□ TÍNH THIẾT KẾ HỆ TRỤC

Trang 28

3.1.1 Máy chính

§ Kiểu máy HITACHI B & W 8L4 EF

§ Công suất khai thác lớn nhất H = 5000 hp

§ Công suất khai thác liên tục H = 4550 hp

§ Vật liệu làm chong chóng: Đồng – Mangan

3.1.3 Luật áp dụng, tài liệu tham khảo, cấp thiết kế

1 Cấp tính toán thiết kế

Hệ trục và thiết bị hệ trục được tính toán thiết kế thỏa mãn tương ứng

cấp Biển hạn chế III theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép – 2003

Trang 29

3.1.4 Bố trí hệ trục

Tàu được bố trí 01 hệ trục đặt trong mặt phẳng dọc tâm tàu, hệ trục được đặt

song song và cách mặt phẳng cơ bản (đường cơ bản) 2158 mm

Hệ trục bao gồm 01 đoạn trục chong chóng và 01 đoạn trục trung gian với tổng

chiều dài (tính từ mũ thoát nước tới mặt bích xuất lực động cơ chính) 10745 mm

Trục trung gian có kết cấu bích liền Trục đặt trên 01 gối đỡ có kết cấu kiểu bạc

babít, bôi trơn bằng dầu Vật liệu làm trục SF60 Chiều dài trục là 5230 mm

Trục chong chóng kết cấu bích rời, được đặt trên hai gối đỡ có kết cấu kiểu bạc babít Hai gối đỡ này được bố trí trong ống bao trục, bôi trơn bằng dầu Vật liệu làm

1 Công suất liên tục

H k d

Trang 30

N

H k F d

3.2.2 Đường kính trục lực đẩy

Trang 31

1,

T N

H F d

Trang 32

1 = d s+

t

3.3.2 Đường kính bulông khớp nối trục trung gian và trục chong chóng

Trang 33

T d

.

) 160 (

4 Đoạn cắt vát của then r mm Thiết kế chỉ định 2

7 Công suất truyền

Trang 34

9 Giới hạn chảy của

r h d n

H

+

− 2 ) (

5 , 0

10 648 ,

3.5 Chiều dày bích nối trục

Trang 35

8 Chiều dày bích nối

Chiều dài bạc đỡ sau

tối thiểu của trục

Trang 36

Hệ trục của tàu được coi như một dầm siêu tĩnh, nhiều nhịp, đặt trên nhiều điểm

đỡ Một đầu lắp ghép với chong chóng xem như tự do, môột đ âầu các gối đỡ và

chịu tác dụng của tải trọng phân bố đều

2 Số liệu tính toán

Chiều dài đoạn K lP = 1050 mm

Chiều dài đoạn dầm treo l0 = 1570 mm

Trang 37

2

3 3 3 2 3

3 3 2 2 2

1

3 2 3 1 2

2 2 1 1 1

0

2 0 0

.

8 4

4

2

4

2

.

l q M M

l l

q l M l l M l

M

l l q l M l l M l M

l q l G

−

= +

+

−

= +

+ +

+

−

= +

+ +







 +

M M l q l q G

+ + +

=

Tại gối 1 :

1

0 1 2

1 2 2 1 1

2

.

l

M M l

M M l l q

−

− +

2 3 3 2 2

2

.

l

M M l

M M l l q

−

− +

2

.

l

M M l q

Trang 38

= 0 %

Vậy δ < [δ] = 3%

Kết luận : Thừa nhận kết quả tính toán:

4.4.2 Áp lực riêng tác dụng lên gối đỡ

Trang 39

7 Áp lực riêng trên bạc

η

9 ,

s s

L D

t s

L D

804.25

Trang 40

So sánh với hệ số an toàn cho phép n ≥ [n]

Vậy hệ trục công tác an toàn

4.4.4 Kiểm nghiệm độ ổn định dọc trục

Trang 41

102943.71

3 Chiều dài khoảng

max

2

) (

.

l

J E µ

K

σ

Kết luận:

Trang 42

102943.71

4 Độ biến dạng xoắn ϕ độ/ m ϕ = .100

180

J G

2 Chiều dài khoảng

Trang 43

16

.

J E

L Mu

384

1 5

J E

L G

Trang 44

CHƯƠNG IV TÍNH DAO ĐỘNG NGANG Trang: 40

CHƯƠNG 4

□ TÍNH DAO ĐỘNG NGANG

Trang 45

ổn định Nguyên nhân phát sinh hiện tượng trên là do trục di động trong phạm

vi khe hở của gối trục và do trọng tâm của trục không trùng với tâm quay của trục Nếu khai thác lâu dài trong điều kiện đó, không những gối trục bị gõ một cách nghiêm trọng, hệ trục bị hư hỏng mà còn đưa đến sự chấn động vỏ tàu, hệ trục mất dần đàn tính Vòng quay đó gọi là vòng quay tới hạn

Tính toán vòng quay tới hạn (tính dao động ngang) là nhằm xác định

được trị số vòng quay tới hạn “nK” (tần số dao động ngang), để đánh giá khả

năng công tác an toàn của trục Kiểm tra và thay đổi phương án thiết kế nếu thấy cần thiết

4.1.2 Phương pháp tính

Tần số dao động ngang được tính gần đúng dần theo Shimanski

4.1.3 Sơ đồ tính

1- Mô hình tính

Trang 46

2- Số liệu thiết kế

Chiều dài đoạn dầm treo K lk = 157 cm

Trang 47

n l

l

m k

– l max, Chiều dài nhịp dài nhất;

– E , Mô-đuyn đàn hồi của vật liệu;

µ

Trang 48

– I, Mô men quán tính tiết diện trục;

– µ, Hệ số hiệu chỉnh;

– q, Tải trọng phân bố trên chiều dài trục

(3e) – Bước 5: Tính giá trị µ n cho tất cả các nhịp (trừ nhịp cuối cùng) rồi điền vào hàng ngang thứ 5

A=49,2 .

(3f) – Bước 6: Căn cứ vào các giá trị µ n và đồ thị xác định được giá trị

a n = X 1n + X 2n (3g) – Bước 7: Tính các giá trị X 1n , X 2n của tất cả các nhịp và điền vào hàng ngang thứ 7

– Nếu điểm đỡ là cố định tuyệt đối thì: Xn = 0 – Nếu đầu nhịp là tự do: Xn = 1

– Các trường hợp khác tính theo công thức

( ) ( 1 )

2

1 2 1

111

X X X

X 2n = a n – X 1n (3h) – Bước 8: Căn cứ vào trị số X 2n của nhịp cuối cùng để tính trị số X k

của dầm treo, sau đó tính µ k

k

k k

X

5 , 0 1

q l

G

I E l

.24,0

.64

,8

Trang 49

Điều kiện để dừng bảng tính (n k - n’ k) 60 < 10 (lần/phút)

8 Chiều dài nhịp treo

Trang 50

n

4.2.2 Bảng kết quả tính

Trang 51

n K

Trang 52

245.21

2

Khoảng dư lượng

kiểm tra trong tính

toán

[K] % Lấy theo giá trị thông

dụng đối với tàu hàng 30

Hệ trục công tác an toàn, không có vòng quay tới hạn trong khu vực khai thác

Trang 53

CHƯƠNG V TÍNH DAO ĐỘNG XOẮN Trang: 49

CHƯƠNG 5

□ TÍNH DAO ĐỘNG XOẮN

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	1,45 MB