ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 6500 TẤN, LẮP MÁY 6LH41LA

Tàu được thiết kế trang bị 01 diesel chính 4 kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt.. Tàu hàng 6500 tons là loại tàu có sống mũi thẳng mũi quả lê trên đường mớn tải và khung bá

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA CƠ KHÍ - ĐÓNG TÀU

Sinh viên: NGUYỄN VĂN CÔNG

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 6500 TONS, LẮP MÁY 6LH41LA

Chuyên ngành: THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG

Mã số: 18-02-10

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÔN HỌC Người hướng dẫn: Th.s NGUYỄN ANH VIỆT

HẢI PHÒNG – 2007

Trang 2

Đ Ồ Á N M Ô N H Ọ C

TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG Trang: 5

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 6 5 0 0 T O N S , L Ắ P M Á Y 6 L H 4 1 L A

CHƯƠNG I

Trang 3

1.1.1 LOẠI TÀU, CÔNG DỤNG

Tàu hàng khô sức chở 6.500 tons là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang, 01 boong chính, 01 boong dâng lái và 01 boong dâng mũi Tàu được thiết kế trang bị 01 diesel chính 4 kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt

Tàu được thiết kế dùng để chở hàng khô, hàng bách hóa

1.1.2 VÙNG HOẠT ĐỘNG, CẤP THIẾT KẾ

Vùng hoạt động của tàu: Biển Đông Nam Á

Tàu hàng 6.500 tons được thiết kế đảm bảo cấp không hạn chế theo Quy phạm

phân cấp và đóng tàu vỏ thép – 2003, do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường ban hành Phần hệ thống động lực được tính toán thiết kế thoả mãn tương ứng Cấp không hạn chế theo TCVN 6259 – 3 : 2003

1.1.3 CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TÀU

– Chiều dài lớn nhất : Lmax = 102,79 m

– Chiều dài giữa hai trụ : Lpp = 94,5 m

– Số thuyền viên : Z = 24 người

1.1.4 SƠ LƯỢC KẾT CẤU TÀU

Tàu hàng 6500 tons là loại tàu có sống mũi thẳng mũi quả lê trên đường mớn tải

và khung bánh lái cân bằng

Tàu có 3 khoang hàng, khoang mũi đựng thiết bị neo, tời Các két nước dằn, két đỉnh phía mũi và phía lái được chia thành 6 vách ngăn kín nước Két đỉnh phía mũi được dùng làm két nước dằn, còn két đỉnh phía lái được dùng làm két nước ngọt

Đáy đôi của tàu trải dài từ vách khoang mũi quả lê lên đến vách đỉnh phía lái Trong hầm hàng đáy đôi trải phẳng đến vỏ mạn chứa các kết dằn và kết dầu đốt Trong buồng máy, đáy đôi chứa các két dầu Diezel, két dầu nhờn, két nước thải

Trang 4

Không gian trên buồng máy bố trí các buồng ngủ thuyền viên, nhà bếp, nhà ăn, nhà vệ sinh, lối xuống buồng máy

1.1.5 LUẬT VÀ CÔNG ƯỚC ÁP DỤNG

[1]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép – 2003 Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường

1.2.1 BỐ TRÍ BUỒNG MÁY

Buồng máy được bố trí từ sườn 08 (Sn8) đến sườn 30 (Sn30)

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 buồng máy Một số bơm chuyên dụng

có thể điều khiển từ xa trên boong chính như bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt, các quạt thông gió

1.2.2 MÁY CHÍNH

a Thông số của máy chính:

– Khoảng cách 2 tâm xy-lanh : H = 660 mm

– Khoảng tâm xilanh cuối đến bánh đà : Hc = 1460 mm

– Quán tính bánh đà : GD2 = 4259,5 kG.cm 2

b Thiết bị chính gắn trên máy

– Bơm dầu bôi trơn

Trang 5

c Các thiết bị kèm theo máy chính

– Bơm LO bôi trơn máy chính

+ Diện tích trao đổi nhiệt : 18 m 2

– Bầu sinh hàn dầu LO

+ Diện tích trao đổi nhiệt : 50 m 2

– Bầu sinh hàn dầu LO

Trang 6

– Loại máy : AC không chổi than

– Công suất máy phát : 350 kVA

– Áp lực hơi làm việc : 0,8 Mpa

– Nhiệt độ hơi nước làm việc : Hơi bão hoà

– Bề mặt nung nóng : 6,74 m 2

– Nhịêt độ nước cấp nồi : 60 o C

– Sự bay hơi : 359 kg/h

b Các thiết bị kèm theo nồi hơi

– Bơm dầu đốt nồi hơi

Trang 7

Trang 8

Trang 9

Trang 10

Trang 11

Trang 12

Trang 13

CHƯƠNG II SỨC CẢN – CHONG CHÓNG Trang: 16

Trang 14

2.1.1 SỐ LIỆU CHÍNH

– Chiều dài lớn nhất : Lmax = 102,79 m

– Chiều dài đường nước thiết kế : LWL = 94,5 m

b Công thức xác định sức cản của Pamiel

– Công suất kéo theo Pamiel

0

3

LC

V EPS = ∇ S

Trong đó:

VS _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

C0 _Hệ số tính toán theo Pamiel

Trang 15

4 Lượng chiếm nước

∇, tons Theo thiết kế 7579 7579 7579 7579

Trang 16

d 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

Hình 1.1 Đồ thị sức cản R = f(v) và công suất kéo EPS = f(v)

Trang 17

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 6 5 0 0 T O N S , L Ắ P M Á Y 6 L H 4 1 L A 2.1.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TỐC ĐỘ TÀU

– Hiệu suất chong chóng : ηp = 0,58 – Hiệu suất đường trục : ηt = 0,98

– Dự trữ công suất máy chính : 15%Ne

– Công suất của máy chính : Ne = 3600 cv

– Công suất kéo của tàu : EPS = 0,85.Ne.ηp.ηt

Chọn vật liệu chế tạo chong chóng : KALBC3

2.2.2 CHIỀU QUAY CỦA CHONG CHÓNG

Theo chiều quay của động cơ : Quay phải

Trang 18

v k

p

p n

2.2.5 CHỌN TỶ SỐ ĐĨA CỦA CHONG CHÓNG THEO ĐIỀU KIỆN BỀN

– Theo điều kiện bền:

3 4 3 2

max min

10

'.

.

' 375 ,

Trang 19

P_Lực đẩy chong chóng : P = 13224,7 kG

Thay số: : θ’

min = 0,243 Chọn tỷ số đĩa : θ = 0,7

– Kết luận: Tỷ số đĩa của chong chóng

θ = 0,7

2.2.6 TÍNH CHONG CHÓNG SỬ DỤNG HẾT CÔNG SUẤT

– Công suất chong chóng lí thuyết

.

P n

v k

p

p n

0,37 0,39 0,40 0,42

8 Đường kính chong

chóng tối ưu Dopt, m p. 'p

p opt n

v D

λ

=

3,05 3,01 3,05 3,02

Trang 20

p D n

N k

.

93 , 11 2 1

ρ

=

0,090 0,096 0,089 0,095

10 Tỉ số bước của chong

Hiệu suất của chong

chóng khi làm sau thân

η η

1

p

p p

2.2.7 KIỂM TRA TỶ SỐ ĐĨA CỦA CHONG CHÓNG THEO ĐIỀU KIỆN CHỐNG

XÂM THỰC

– Theo công thức:

Trang 21

K ξ θ

P0 _Áp suất trên mặt thoáng : P0 = 10330 KG/ m 2

γ _Tỷ trọng của nước biển ở 200 C : γ = 1025 KG/m 2

Pd_Áp suất của hơi nước bõa hòa ở 20 0 C : Pd = 238 KG/ m 2

hp_Độ ngập sâu của chong chóng so với mặt thoáng

2.2.8 TÍNH TRỌNG LƯỢNG CỦA CHONG CHÓNG

– Trọng lượng chong chóng tính theo công thức KOIEFSKI

3 0 6

, 0 0 4

6 , 0 3

4 ( ) 6 , 2 2 10 0 , 71 0 , 59 10

.

e D

d D

b D Z G

p p p

Trang 22

D b

p

484 , 0 53 , 0

0 6

, 0

Trang 23

CHƯƠNG III TÍNH THIẾT KẾ HỆ TRỤC Trang: 26

CHƯƠNG III

Trang 24

3.1 TỔNG QUAN

3.1.1 SỐ LIỆU CHÍNH

a Máy chính

- Công suất khai thác lớn nhất (MOR) : Nmax= 2912/3960 kW/cv

- Vòng quay ứng với công suất MOR : nmax = 252 v/p

- Công suất khai thác lâu dài(NOR) : N = 2647/3600 kW/cv

- Vòng quay ứng với công suất NOR : np= 240 min -1

[2] - Lắp ráp và sửa chữa thiết bị tàu thuỷ - Nguyễn Đăng Cường

[3] - Sổ tay thiết kế cơ khí tập 1 – PGS Hà Văn Vui, Nguyễn Chỉ Sáng, Phan Đăng Phong

Trang 25

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

Hệ trục bao gồm 01 đoạn trục chong chóng,với tổng chiều dài 4530 mm được đặt trên 02 gối đỡ, khoảng cách hai gối đỡ 1965 mm và 01 trục trung gian, với tổng chiều dài 4020 mm đặt trên 01 gối đỡ tại sườn số 12

Trục chong chóng kết cấu bích liền, được đặt trên hai gối đỡ có kết cấu kiểu bạc cao su Hai gối đỡ này được bố trí trong ống bao trục, bôi trơn và làm mát gối bằng nước ngoài tàu trích từ hệ thống nước làm mát chung Trục chong chóng được chế tạo bằng thép rèn 45 (KSF45)

1 Công suất liên tục lớn

nhất của động cơ N kW Xác định theo lý lịch máy 2647

N k d

s p

Trang 26

1 Công suất liên tục lớn

N k d

s p

Trang 27

160 65

, 0

b

s b

T D n

T d

Trang 28

Chiều dài tính toán

toàn bộ của then

chong chóng

r h d n

N L

10 648 ,

3 Chiều rộng then

Trang 29

5 Đoạn cắt vát của then r cm Thiết kế 0,08

6 Độ côn trục nơi lắp then k Thiết kế 1:20

7 Chiều dài phần côn lc cm Thiết kế 46,5

Chiều dài tính toán

toàn bộ của then

chong chóng

r h d n

N L

10 648 ,

1 Đường kính trục

trung gian tính toán d 0 mm Bảng 2.2 206,6

Trang 30

2 Vật liệu chế tạo bích

Thép rèn

3 Đường kính bulông

4 Chiều dày bích nối

5 Chiều dày bích nối b mm b = max(db,db) 55,78

Kết luận: Chiều dày các khớp nối trục được xác định

6 Chiều dài tối thiểu

sau cùng trục chong L L = max(L1,L2) 1040,24

Trang 31

- Hệ trục được xem là hệ trục trơn bỏ qua các bích nối

- Hệ trục được xem là 1 dầm siêu tĩnh, bích nối trục trung gian với động cơ

được xem như 1 ngàm Một đầu lắp với chong chóng xem như tự do (đoạn dầm treo)

- Sơ đồ tải trọng hệ trục như sau:

3.4.2 SỐ LIỆU TÍNH

- Chiều dài đoạn K : lp = 1225 mm

- Chiều dài đoạn dầm treo : lo = 1840 mm

- Chiều dài nhịp No1 : l1 = 2100 mm

Hình 3.1 Sơ đồ phụ tảu gối đỡ

Trang 32

- Chiều dài trục chong chóng : lcc = 4530 mm

- Chiều dài trục trung gian : ltg = 4020 mm

- Trọng lượng chong chóng : G = 2550 mm

- Tỷ trọng vật liệu làm trục : γ = 7,85.10-3 kG/cm 3

3.4.3 MOMEN TẠI GỐI ĐỠ

- Momen uốn tại gối 0:

2

o p o

l q l G M

- Momen uốn tại các gối khác:

Viết phương trình 3 momen cho các gối đỡ:

Nhịp 0 – 1:

2 3 1 2

2 2 1 1 1

4

2

3 3 2 2 2 1

4

2

Nhịp 2 – 3:

2 3 3

.

l

M M l q l q G

Tại gối 1:

2

1 2 1

1 0 2 1 1

2

.

l

M M l

M M l q l q

Trang 33

Tại gối 2:

3

2 3 2

2 1 3 2 2

2

.

l

M M l

M M l q l q

Tại gối 3:

3

3 2 3 3 2

.

l

M M l q

% 100

Σ

− Σ

=

∆

R

Q R

Kết luận: Vậy tổng phản lực trên các gối đỡ như tính toán ở trên

Trang 34

No Hạng mục tính Ký

hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết quả

3 Công suất tính toán N cv Thiết kế 3600

4 Vòng quay tính toán n v/p Thiết kế 240

5 Momen xoắn trên

x x M

=

7 Chiều dài từ chong

chóng đến gối sau l p cm Thiết kế 122,5

u u M

Trang 35

1 Chiều dài đoạn trục

2 Bán kính quán tính

64

.d cc4 d cc2F

c = 0 kG/cm 2

Trang 36

13 Ứng suất nén ổn định

cho phép [ σ od ] kG/cm 2 [ ] [ ]od

th th

1 Momen xoắn trên

M

.

18000

Trang 37

384

.

16

l

Kết luận: Do độ võng của trục tính trong trường hợp xấu nhất nhỏ hơn trị

số độ võng cho phép nên hệ trục có độ cứng đảm bảo

3.5.4 NGHIỆM ÁP LỰC TÁC DỤNG LÊN GỐI ĐỠ

s s

cos 2

Trang 38

t s

cos 2

11 Chiều dài gối trục

L d

R P

.

3 ,

Trang 39

CHƯƠNG IV DAO ĐỘNG NGANG Trang: 42

CHƯƠNG IV

Trang 40

CHƯƠNG IV DAO ĐỘNG NGANG Trang: 43

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

– Chiều dài nhịp No1 : l1 = 242 cm

– Chiều dài đoạn dầm treo K : lk = 184 cm

– Đường kính cơ bản của trục : d = 30 cm

– Trọng lượng chong chóng : Q = 2550 kG

Hình 4.1 Sơ đồ tính

G q

Định dạng
Số trang	87
Dung lượng	1,48 MB