tìm hiểu về tàu hàng khô sức chở 6200 tấn

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.Giới thiệu tàu.
1.1.1.Loại tàu, công dụng.
Tàu hàng khô sức chở 6200 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ
quang, một boong chính, một boong dâng lái và 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: Đông Nam Á
Tàu hàng 6200 tấn được thiết kế thoả mãn Cấp III 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 III hạn chế theo TCVN 6259 – 3 : 2003.
1.1.3.Các thông số chủ yếu của tàu.
– Chiều dài lớn nhất L
max
= 96,70 m
– Chiều dài giữa hai trụ L
pp
= 81,21 m
– Chiều dài đường nước thiết kế L
WL
= 61,20 m
– Chiều rộng lớn nhất B
max
= 17,4 m
– Chiều rộng thiết kế B = 17,4 m
– Chiều cao mạn D = 11,6 m
– Chiều chìm toàn tải T = 7,8 m

– Lượng chiếm nước Disp = 8373,6 tons
– Máy chính AH - 41
– Công suất H = 3200 (hp)
– Vòng quay N = 230 rpm
1.2.Tổng quan về trang trí động lực.
1.2.1.Bố trí buồng máy.
Buồng máy được bố trí từ sườn 08 (Sn8) đến sườn 25 (Sn25). Diện tích
vùng tôn sàn đi lại và thao tác khoảng 22 m
2
. Lên xuống buồng máy bằng 04
cầu thang chính (02 cầu thang tầng1 và 02 cầu thang tầng 2) 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 buồng
Trang: 1
máy hoặc từ xa trên buồng lái. 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
Buồng máy có các kích thước chính:
– Chiều dài: 11,80 m;
– Chiều rộng trung bình: 15 m;
– Chiều cao trung bình: 7,80 m.
1.2.2.Máy chính.
Máy chính có ký hiệu AH-41 do hãng AKASAKA –JAPAN sản xuất, là
động cơ diesel 4 kỳ,dạng thùng, một hàng xy-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.
Thông số của máy chính:
– Số lượng 01

– Kiểu máy AH-41
– Hãng sản xuất AKASAKA
– Công suất định mức, [H] 3200 hp
– Vòng quay định mức, [N] 230 rpm
– Số kỳ, [τ] 4
– Số xy-lanh, [Z] 6
– Đường kính xy-lanh, [D] 420 mm
– Hành trình piston, [S] 800 mm
– Thứ tự nổ 1-3-5-6-2-4
– Suất tiêu hao nhiên liệu, [g
e
] 137 g/cv.h
1.2.3.Thiết bị kèm theo máy chính.
– Bơm LO bôi trơn máy chính 01 cụm
– Bơm nước ngọt làm mát 01 cụm
– Bơm nước biển làm mát 01 cụm
– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm
– Bầu làm mát nước ngọt 01 cụm
– Bơm tay LO trước khởi động 01 cụm
– Các bầu lọc 01 cụm
– Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp 01 cụm
– Bình chứa khí nén khởi động 02 bình
– Bầu tiêu âm 01 cụm
Trang: 2
– Ống bù hoà giãn nở 01 đoạn
1.2.4.Tổ máy phát điện.JD–MAR 50
1.2.4.1. Diesel lai máy phát
Diesel lai máy phát có ký hiệu 4045DFM do hãng JOHN DEERE (USA)
sản xuất, là diesel 4 kỳ tác dụng đơn, một hàng xy-lanh thẳng đứng, tăng áp,
làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động

bằng điện DC 24V.
– Số lượng 02
– Kiểu máy 4045DFM
– Hãng (Nước) sản xuất JOHN DEERE USA
– Công suất định mức, [Ne] 64 hp
– Vòng quay định mức, [n] 1800 rpm
– Số kỳ, [τ] 4
– Số xy-lanh, [Z] 4
1.2.4.2. Máy phát điện
– Số lượng 02
– Hãng (Nước) sản xuất MARELI ITALIA
– Kiểu M8B200SB 3 pha
– Công suất máy phát 50 kVA
– Vòng quay máy phát 1800 rpm
– Điện áp 400/230 V
– Tần số 50 Hz
1.2.4.3. Thiết bị kèm theo mỗi tổ máy phát điện
– Bơm LO bôi trơn máy 01
– Bơm nước ngọt làm mát 01 cụm
– Bơm nước biển làm mát 01 cụm
– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm
– Bầu làm mát nước 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
1.2.5.Các thiết bị động lực khác.
1.2.5.1. Các két
Trang: 3

1– Két dầu đốt dự trữ
– Số lượng 06
– Dung tích 02 x 2,5 m
3
02 x 10,8 m
3
02 x 18,9 m
3
– Kiểu két Đáy đôi
2– Két dầu đốt hàng ngày
– Số lượng 01
– Kiểu Rời
– Dung tích 1,5 m
3
3– Két lắng dầu đốt
– Số lượng 01
– Kiểu Rời
– Dung tích 3,0 m
3
4– Két dầu cặn bẩn
– Số lượng 01
– Kiểu Liền vỏ
– Dung tích 1,1 m
3
5– Két dầu bôi trơn dự trữ
– Số lượng 01
– Kiểu Rời
– Dung tích 1,0 m
3
6– Két nước thải, vệ sinh

– Số lượng 01
– Kiểu Liền vỏ
– Dung tích 3,24 m
3
7– Két chứa nước ngọt sinh hoạt
– Số lượng 02
– Kiểu Liền vỏ
– Dung tích 02 x 5,5 m
3
8– Két nước giãn nở máy chính
– Số lượng 01
– Kiểu Rời
– Dung tích 150 lít
Trang: 4
9– Két giữ nước đáy tàu
– Số lượng 01
– Kiểu Liền vỏ
– Dung tích 3.24 m
3
1.2.5.2. Các tổ bơm
1– Tổ bơm nước chữa cháy
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Ký hiệu LT45–45
– Hãng (Nước) sản xuất HẢI DƯƠNG VIETNAM
– Lưu lượng 30–55 m
3
/h
– Cột áp 50–42 mcn
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha

– Công suất động cơ điện 11 kW
– Vòng quay động cơ 2900 v/p
– Tần số 50 Hz
2– Tổ bơm dùng chung
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang tự hút
– Ký hiệu 65CWZ–6
– Hãng (Nước) sản xuất CSSC CHINA
– Lưu lượng 36 m
3
/h
– Cột áp 42 mcn
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 11 kW
– Vòng quay động cơ 2950 v/p
– Tần số 50 Hz
3– Tổ bơm nước ngọt sinh hoạt
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm, có bình tích năng
– Ký hiệu PDW–36A
– Hãng (Nước) sản xuất HANIL KOREA
– Lưu lượng 3,6 m
3
/h
– Cột áp 32 mcn
Trang: 5
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 1,5 kW
– Vòng quay động cơ 2950 v/p
– Tần số 50 Hz

4– Tổ bơm nước biển sinh hoạt
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Ký hiệu EHS–41A
– Hãng (Nước) sản xuất TAIKO CHINA
– Lưu lượng 4,0 m
3
/h
– Cột áp 25 mcn
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 1,5 kW
– Vòng quay động cơ 2950 v/p
– Tần số 50 Hz
5– Tổ bơm vận chuyển dầu đốt
– Số lượng 02
– Kiểu Bánh răng nằm ngang
– Ký hiệu TLG–3N
– Hãng (Nước) sản xuất NISHIBA JAPAN
– Lưu lượng 3.0 m
3
/h
– Cột áp 2.5 kG/cm
2
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 1,5 kW
– Vòng quay động cơ 1450 v/p
– Tần số 50 Hz
6– Tổ bơm dầu nhờn dự phòng
– Số lượng 01
– Kiểu Bánh răng nằm ngang

– Ký hiệu WB–8K
– Hãng (Nước) sản xuất CZP GERMANY
– Lưu lượng 7,1 m
3
/h
– Cột áp 8,7 kG/cm
2
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
Trang: 6
– Công suất động cơ điện 4,5 kW
– Vòng quay động cơ 1450 v/p
– Tần số 50 Hz
7– Tổ bơm nước thải vệ sinh
– Số lượng 01
– Kiểu Ly tâm nằm ngang
– Ký hiệu LTS12–16B
– Hãng (Nước) sản xuất HẢI DƯƠNG VIETNAM
– Lưu lượng 12,0 m
3
/h
– Cột áp 16 mcn
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 2,2 kW
– Vòng quay động cơ 1450 v/p
– Tần số 50 Hz
8– Bơm tay vận chuyển dầu bẩn, nước đáy tàu
– Số lượng 01
– Kiểu Piston
– Ký hiệu BTP40
– Hãng (Nước) sản xuất HÀ BẮC VIETNAM

– Lưu lượng 4,0 m
3
/h
– Cột áp 30 mcn
9– Bơm phụt hút két nước thải vệ sinh
– Số lượng 01
– Kiểu Phụt
– Ký hiệu CP10–3
– Hãng (Nước) sản xuất CSSC CHINA
– Lưu lượng 10 m
3
/h
– Lượng nước cấp 12 m
3
/h
– Áp suất công tác 3 kG/cm
2
1.2.5.3. Các tổ quạt
1– Tổ quạt hút buồng máy
– Số lượng 01
– Kiểu Hướng trục
– Ký hiệu QHT7000–14
Trang: 7
– Hãng (Nước) sản xuất HẢI DƯƠNG VIETNAM
– Lưu lượng 7000 m
3
/h
– Cột áp 14 mmcn
– Động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất 1,0 kW

– Vòng quay 930 rpm
– Tần số 50 Hz
2– Tổ quạt thổi buồng máy
– Số lượng 02
– Kiểu Hướng trục
– Ký hiệu JAF556
– Hãng (Nước) sản xuất SANSHIN JAPAN
– Lưu lượng 13200 m
3
/h
– Cột áp 294 Pa
– Động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất 2,2 kW
– Vòng quay 2950 rpm
– Tần số 50 Hz
3– Tổ quạt thổi sinh hoạt
– Số lượng 01
– Kiểu Hướng trục
– Ký hiệu JAF556
– Hãng (Nước) sản xuất SANSHIN JAPAN
– Lưu lượng 13200 m
3
/h
– Cột áp 294 Pa
– Động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất 2,2 kW
– Vòng quay 2950 rpm
– Tần số 50 Hz
1.2.5.4. Thiết bị phân ly
1– Máy phân ly nước đáy tàu

– Số lượng 01
– Ký hiệu HSN–0.5F
– Nước sản xuất SANSHIN JAPAN
Trang: 8
– Lưu lượng 0,5 m
3
/h
– Cột áp 3 kG/cm
2
2– Bơm phục vụ phân ly (kèm theo máy phân ly)
– Số lượng 01
– Nước sản xuất SANSHIN JAPAN
– Cột áp 3 kG/cm
2
– Công suất 0,5 kW
1.2.5.5. Các thiết bị điện
1– Tổ ắc-quy khởi động diesel lai máy phát
– Số lượng 02
– Số bình/tổ 02
– Ký hiệu 6CTK–180
– Hãng (Nước) sản xuất TIA SÁNG VIETNAM
– Dung lượng 01 bình 12V–180Ah
– Dung lượng cả tổ 24V–180Ah
2– Tổ ắc-quy chiếu sáng sự cố
– Số lượng 01
– Số bình/tổ 04
– Ký hiệu 6CTK–180
– Hãng (Nước) sản xuất TIA SÁNG VIETNAM
– Dung lượng 01 bình 12V–180Ah
– Dung lượng cả tổ 24V–360Ah

3– Tổ ắc-quy vô tuyến điện
– Số lượng 01
– Số bình/tổ 02
– Ký hiệu 6CTK–180
– Hãng (Nước) sản xuất TIA SÁNG VIETNAM
– Dung lượng 01 bình 12V–180Ah
– Dung lượng cả tổ 24V–180Ah
4– Tổ ắc-quy chiếu sáng hàng hải
– Số lượng 01
– Số bình/tổ 02
– Ký hiệu 6CTK–180
– Hãng (Nước) sản xuất TIA SÁNG VIETNAM
Trang: 9
– Dung lượng 01 bình 12V–180Ah
– Dung lượng cả tổ 24V–180Ah
1.2.5.6. Các thiết bị hệ thống khí nén
1– Tổ máy nén khí
– Số lượng 01
– Ký hiệu CZ–20/30F
– Kiểu Piston 2 cấp
– Hãng (Nước) sản xuất CSSC CHINA
– Lưu lượng 20 m
3
/h
– Áp suất 32 kG/cm
2
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 5,5 kW
– Vòng quay động cơ 2950 v/p
– Tần số 50 Hz

2– Bình chứa không khí nén khởi động
– Số lượng 03
– Dung tích 02 x 250 lít
– Áp suất 30 kG/cm
2
– Hãng (Nước) sản xuất SKL GERMANY
3– Bình chứa không khí nén tạp vụ
– Số lượng 01
– Dung tích 01 x 80 lít
– Áp suất 30 kG/cm
2
– Hãng (Nước) sản xuất SKL GERMANY
1.2.5.7. Các thiết bị chữa cháy buồng máy
1– Trạm chữa cháy buồng máy cố định bằng CO
2
– Số lượng trạm 01
– Số lượng bình CO
2
06
– Loại 28,1 kg/bình
– Áp suất bình 125 kG/cm
2
2– Bình bọt chữa cháy buồng máy AB–10
– Số lượng 02
– Kiểu Xách tay
– Quy cách 15,0 lít/bình
Trang:
10
3– Bình dập cháy buồng máy
– Số lượng 03

– Loại MZ–4F
– Kiểu Xách tay
– Quy cách 13,0 lít/bình
4– Bình chứa chất tạo bọt chữa cháy
– Số lượng 04
– Quy cách 20 lit/bình
5– Bình bọt chữa cháy buồng máy di động
– Số lượng 01
– Kiểu Xe đẩy
– Loại bọt PO–1
– Quy cách 45 lít/bình
5– Bạt phủ dập cháy
– Số lượng 01 tấm
– Kiểu Phớt, amiang
6– Hộp rồng chữa cháy và thiết bị
– Số lượng 02
– Kiểu Sợi tổng hợp tẩm cao su
– Đường kính đầu phun 13 mm
1.2.5.8. Các thiết bị buồng máy khác
1– Cầu thang buồng máy
– Tổng số lượng 05
– Cầu thang chính 04
– Cầu thang sự cố 01
2– Cửa thông biển
– Số lượng 02
– Kiểu Chấn song
– Khoảng cách 10 mm
3– Bàn nguội, tủ đựng dụng cụ
– Số lượng 01
– Kiểu Rời

– Vật liệu CT3c
4– Chuông lệnh cơ giới, ống nói hai chiều
Trang:
11
– Số lượng 01 bộ
– Kiểu chuông Chữ
– Ống nói Hai chiều
1.2.6.Tổ máy phát điện sự cố.
1.2.6.1. Diesel lai máy phát
Diesel lai máy phát có ký hiệu 3ESDL do hãng YANMAR (JAPAN) sản
xuất, là diesel 4 kỳ tác dụng đơn, một hàng xy-lanh thẳng đứng, không tăng áp,
làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động
bằng điện DC 24V.
– Số lượng 01
– Kiểu máy 3ESDL
– Hãng (Nước) sản xuất YANMAR JAPAN
– Công suất định mức, [Ne] 40 hp
– Vòng quay định mức, [n] 1500 rpm
– Số kỳ, [τ] 4
– Số xy-lanh, [Z] 3
1.2.6.2. Máy phát điện
– Số lượng 01
– Hãng (Nước) sản xuất YANMAR JAPAN
– Kiểu EY25–Y 3 pha
– Công suất máy phát 25 kVA
– Vòng quay máy phát 1500 rpm
– Điện áp 400/230 V
– Tần số 50 Hz
1.2.6.3. Kèm theo mỗi tổ máy phát điện
– Bơm LO bôi trơn máy 01

– Bơm nước ngọt làm mát 01
– Bơm nước biển làm mát 01
– Bầu làm mát dầu nhờn 01
– Bầu làm mát nước ngọt 01
– Máy phát điện một chiều 01
– Mô-tơ điện khởi động 01
– Các bầu lọc 01

Trang:
12
CHƯƠNG 2
TÍNH SỨC CẢN VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG

2.1.Tính sức cản.
2.1.1. Các kích thước cơ bản.
– Chiều dài lớn nhất L
max
= 97,6 m
– Chiều dài giữa hai trụ L
pp
= 88,00 m
– Chiều dài đường nước thiết kế L
WL
= 88,21 m
– Chiều rộng thiết kế B = 17,4 m
– Chiều cao mạn D = 11,6 m
– Chiều chìm toàn tải d = 7,8 m
– Lượng chiếm nước Disp = 8373,8tons
– Hệ số béo thể tích C
B

= 0,752
– Máy chính AH-41
– Công suất H = 2352,9/(3200) kW/(hp)
– Vòng quay N = 230 rpm
– Vòng quay chong chóng n
p
= 124 rpm
2.1.2. Sức cản của tàu theo công thức Pamiel
1- Phạm vi áp dụng của Pamiel
No. Đại lượng xác định Tàu thực thiết kế Phạm vi của Pamiel
1 Tỷ số kích thước [B/d] 2,23 1,5 – 3,5
2 Tỷ số kích thước [L/B] 5,060 4 – 11
3 Hệ số béo thể tích [C
B
] 0,752 0,35 – 0,8
2- Công thức xác định sức cản của Pamiel
Công suất kéo theo Pamiel
)(,
0
3
hp
LC
V
EPS
S
∇
=
Trong đó:
V
S

– Tốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (m/s);
Trang:
13
∇
– 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
No. Đại lượng xác định Công thức tính Kết quả
1
Tốc độ tính toán V
S
,
(knots)
Dự kiến thiết kế 10 11 12 13
2
Tốc độ tính toán V
S
,
(m/s)
Tính theo m/s 4,116 4,630 5,144 5,659
3
Hệ số béo thể tích
C
B
Theo thiết kế 0,752 0,752 0,752 0,752
4
Lượng chiếm nước

∇
, (tons)
Theo thiết kế 8383,8 8383,8 8383,8 8383,8
5
Hệ số hình dáng
ϕ
B
C
L
B
10=
ϕ
1,483 1,483 1,483 1,483
6 Tốc độ tương đối V
1
L
VV
S
ϕ
=
1
1,2968
1,426 1,556 1,686
7
Hệ số tính C
p
, theo
đồ thị
( )
ϕ

,
1
VfC
p
=
92,5 89,7 88,83 85,57
8 Hệ số hình dạng X
1
1 đường trục 1 1 1 1
9
Hiệu chỉnh chiều dài
tàu
λ
L03,07,0 +=
λ
0,9646 0,96463 0,965 0,965
10
Hệ số tính theo
Pamiel C
0
ϕ
λ
1
0
X
C
C
p
=
73,26 71,04 70,36 67,77

11
Công suất kéo EPS,
(hp)
0
3
LC
V
EPS
s
∇
=
1295,8 1778,5 2331,6 3077,4
12
Sức cản toàn phần
R
t
, (kG)
s
t
V
EPS
R
75
=
18870.4 23545.92 28296 34473.7
Trang:
14
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:

2.1.2. Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng
– Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng) η
p
= 0,58
– Hiệu suất đường trục (lấy gần đúng) η
t
= 0,98
– Dự trữ công suất máy chính 10%Ne
– Công suất của máy chính Ne = 3200 (hp)
– Công suất kéo của tàu EPS = 0,9Ne
η
p
η
t
Kết quả: EPS = 1636,99 (hp)

–
Trên đồ thị vẽ thêm đường EPS’ = 1636,99(cv)
– Giao của
EPS’ với đường EPS = f(v) tại trục hoành là V
tk
Trang:
15
– Giao của EPS với đường R = f(v) trục tung là R
tk
Tương ứng (gần đúng) trên đồ thị sức cản có:
R
t
= 22143,26 (kG)
V

s
= 10,7 (knots)
2.2. Xác định kích thước chong chóng
2.2.1. Vật liệu làm chong chóng CAC 703
2.2.2. Hệ số dòng hút và hệ số dòng theo
- Hệ số dòng theo: ω
Theo công thức Taylo: Với tàu một chong chóng
ω = 0,5.d - 0,05 = 0,326
- Hệ số dòng theo: t
Theo công thức Taylo: Với tàu một chong chóng đặt ở mặt
phẳng dọc tâm
t = k. ω
Trong đó: k- Hệ số phụ thục hình dáng, tiết diện bánh lái,
với bánh lái hình chữ nhật : k = (0,9 ÷ 1,05)
chọn k = 0,9
t = 0,2934
2.2.3. Tính chọn số cánh chong chóng
Bảng tính số cánh chong chóng
STT Đại lượng tính Kí
hiệu
Đơn vị tính Công thức tính Kết quả
1 Vận tốc giả thiết V
s
hl/h Giả thiết 10,7
2 Vận tốc giả thiết
V m/s Giả thiết
5,51
3 Vận tốc tịnh tiến của
chong chóng
V

p
m/s
V
p
= V(1- ω)
3,714
4 Vòng quay của chong
chóng
n
p
V/s n
p
=
30
n
3,83
5 Sức cản tàu
R
t
KG Tra đồ thị
22143.26
6 Lực đẩy của chong
chóng
P KG P =
)1( t
Rt
−
31337,8
7 Mật độ nước biển
ρ

4
2
.
m
sKG
104,5
8 Hệ số lực đẩy theo
vòng quay
K
’
n
K
’
n
=
4
.
P
n
V
p
p
ρ
0,45585
Kết luận: Do K
’n
< 1 nên ta chọn số cánh của chong chóng là: Z = 4
2.2.4. Tính chọn tỉ số đĩa của của chong chóng theo điều kiện bền
Công thức tính:

Trang:
16
θ =
=








≥
min
00
A
A
A
A
ee
0,375.
3
4
2
max
10
'.
.
.
'. Pm

D
ZC








δ
Trong đó: Z - Là số cánh của chong chóng: Z=4
C
’
- Hệ số phụ thục vào vật liệu chế tạo chong chóng với
đồng thau: C
’
= 0,06
D - Đường kính chong chóng sơ bộ
D =(0,7÷0,9).d =( 0,7÷0,9). 7,8 = 5,46 (m)
m
’
- Hệ số kể đến khả năng quá tai của chong chóng phụ
thuộc loại tàu với tàu hàng: m = 1,15
δ
max
- Chiêù dày tương đối của tiết diện cánh tại bán kính
(0,60,7)R : δ
max
= 0,080,1

Chọn : δ
max
= 0,1 (m)
P - Lực đẩy của chong chóng
P = 31337,76 (KG)
Thay vào công thức tính ta có: θ=
=








≥
min
00
A
A
A
A
ee
0,375.
3
4
2
max
10
'.

.
.
'. Pm
D
ZC








δ
θ = 0,375.
3
4
2
10
76,31337.15,1
.)
1,0.46,5
4.06,0
(
= 0,33 Chọn
θ= 0,55
2.2.5. Tính toán thiết kế chong chóng sử dụng hết công suât máy và đạt tốc độ tối
đa
- Công suất lý thuyết của chong chóng
N

p
= 0,9.N
e
η
đt
= 2822,4 (c.v)
- Lập bảng tính
Bảng: 4
STT Đại lượng tính
Ký
hiệu
Đơn
vị
Công thức
tính
Kết quả
V
1
V
2
V
3
1 Tốc độ tàu giả thiết V
s
Hải
lý/h
Giả thiết 10 10,7 11
2 Tốc độ tàu giả thiết V m/s V = 0,515.V
s
5,15 5,511 5,665

3
Vận tốc dòng nước
chảy đến chong
chóng
V
p
m/s
V
p
= v(1-ω)
3,471 3,714 3,818
4 Lực cản toàn phần R
t
KG Tra đồ thị 18870,4 22143 23545,9
5 Mật độ nước biển
ρ
4
2
.
m
SKG
104,5 104,5 104,5
6 Hệ số lực đẩy theo K’
n
- K’
n
= 0,44 0,456 0,46
Trang:
17
vòng quay

4
.
P
n
V
p
p
ρ
7
Tỉ số bước thiết kế
theo Z=4 , θ =0,55
λ
p
-
λ
p
=f(K
n
’)
0,26 0,271 0,284
8
Tỉ số bước thực tế
với tàu một chong
chóng a=1,05
λ
p
’
-
λ
p

’= a. λ
p
0,273 0,285 0,298
9
Đường kính chong
chóng tối ưu
D
opt
m D
opt
=
pp
n
Vp
.
λ
3,2 3,4 3,34
10 Hệ số lực đẩy K
1
-
K
1
=
42
Dn
P
p
ρ
0,14 0,153 0,174
11

Tỉ số bước của
chong chóng
D
H
-
D
H
=f(K
1
-λ’
p
) 0,56 0,59 0,62
12
Hiệu suất đẩy của
chong chóng
η
p
-
η
p
=f(K
1
-λ
’
p
)
0,43 0,42 0,42
13 Hiệu xuất thân tàu
η
k

-
η
k
=
ω
−
−
1
1 t
1,048 1,048 1,048
14
Hiệu suất chong
chóng làm việc sau
thân tàu
η
-
η = η
k
. η
p
0,45 0,44 0,44
15
Công suất đẩy của
chong chóng
N
p
c.v N
p
’=
η

.75
.vR
t
2874,38 3695 4039
16
Sai số công suât
giưa N’
p
và N
p
∆ %
p
pp
N
NN '
−
.100 1,84 30,9 43,1

-Kết luận:
Do ∆ = 1,84 % < 2 % : Vậy vận thiết kế của tàu là
V= 10 (hải lý/ giờ)
2.2.6. Kiểm tra chong chóng theo điều kiện bền
θ = 0,375.
3
4
2
max
10
'.
.

.
'. Pm
D
ZC








δ

Trong đó:
Z - Là cánh của chong chóng: Z = 4
C’ - Hệ số phụ thục vào vật liệu chế tạo chong chóng
với đồng thau: C’ = 0,06
m’ - Hệ số phụ thụôc loại tàu với tàu hàng: m’ =1,15
D
opt
- Đường kính tối ưu của chong chóng: D = 3,20 ( m )
Trang:
18
δ
max
- Chiều dày tương đối lớn nhất của cánh chong chóng tại
bán kính (0,6 ÷ 0,7)R Chọn δ
max
= 0,1

P - Lực đẩy của chong chóng, P = 31337,76 ( KG )
Thay vào công thức:
θ=
=








≥
min
00
A
A
A
A
ee
0,375.
3
4
2
max
10
'.
.
.
'. Pm

D
ZC








δ
θ = 0,375.
3
4
2
10
76,31337.15,1
.)
1,0.2,3
4.06,0
(
= 0,476
θ’
min
= 0,476 < 0,55 Vậy chong chóng thiết kết thoả mãn điều kiện bền.

2.2.7.Nghiệm lại chong chóng theo điều kiện xâm thực
Điều kiện chống xâm thực
θ ≥ θ
’’

min
=130.ξ
t
.
1
P
K
c
.(n
p
.D
p
)
2
Trong đó:
ξ
t
- Hệ số đặc trưng cho hiện tượng xâm thực của chân vịt
ξ
t
= (1,3 ÷ 1,6) Chọn ξ
t
= 1,5
K
c
- Hệ số nói đến ảnh hưởng của xâm thực tra đồ thị
K
c
= f(λ
p

-
D
H
) K
c
= 0,38
P
1
- áp Suất thuỷ tĩnh tuyệt đối tại vị trí đặt chong chóng
P
1
= P
0
-P
a
= 10330 + γ.H
s
-P
đ
H
s
- Độ sâu của trục chong chóng
H
s
≥ d – 0,5 D
p
= 7,8 – 0,5.3,2 = 6,2 (m)
Chọn H
s
= 6,5 (m)

D
p
- Đường kính của chong chóng: D
p
= 3,2 (m)
n
p
- Vòng quay của chong chóng: n
p
= 3,83 (v/s)
P
đ
- áp suất hơi bão hoà ở nhiệt độ 20
0
c: P
đ
= 238 (kG/m
2
)
γ - Trọng lượng riêng của nước biển: γ = 1025 (kG/m
2
)
P
0
- áp suất trên mặt nước : P
0
= 10330 (kG/m
2
)
⇒ P

1
=10330 + 1025.6,5 - 238 = 16754,5 (kG/m
2
)
Thay vào công thức: θ ≥ θ
’’
min
=130.ξ
t
.
1
P
K
c
.(n
p
.D
p
)
2
θ ≥ θ
’’
min
= 130.1,5.
5,16754
35,0
.(3,83.3,2)
2
=
θ

’’
min
= 0,539 < θ =0,55
Kết luận: Vậy tỉ số đĩa của chong chóng được chọn thoả mãn điều kiện chống xâm
thực và điều kiện bền.
2.2.8.Tính trọng lượng và kích thước của chong chóng
Trang:
19
Khối lượng chân vịt được xác định theo công thức
2
00
6,0
0
4
6,0
3
4
.59,071,010.22,6
10.4
dl
D
e
D
d
D
b
D
Z
G
mm

γγ
+












−+=
Trong đó :
+Z-số cánh Z= 4.
+γ
m
-Trọng lượng riêng của vật liệu làm chân vịt,với hợp kim đồng nhôm
niken γ
m
=8600 (KG/m
3
).

+b
0,6
-

Chiều rộng cánh tại 0,6R b
0,6
=b
m
.D/Z
Với b
m
-Chiều rộng tương đối lớn nhất của tiết diện cánh.Với θ =0,55 có
b
m
=(1,1-1,3) => Chọn b
m
=1,3.
⇒ b
0,6
=1,3.
4
2,3
= 1,04
+e
0,6
-Chiều dày lớn nhất của tiết diện cánh tại bán kính R
0,6
e
0,6
=e
0
-0,6(e
0
-e

R
)
e
0
-Chiều dày giả định của cánh tại củ chong chóng.e
0
=(0,04-0,055)D
e
0
=(0,128-0,176) (m). =>chọn e
o
= 0,15(m)
e
R
-Chiều dày đỉnh cánh
e
R
=
1000
)50(08,0 DD−
=0,012 (m).
⇒e
0,6
=0,15-0,6(0,15-0,012) =0,067(m).
+d
0
-Đường kính trung bình của củ chong chóng
d
0
=(0,17-0,2)D = 0,54 ÷ 0,64 => Chọn d

0
= 0,6 (m).
+l
0
-Chiều dài củ chong chóng l
0
=(1,5-1,7)d
0
=0,9-1,02 (m)
Chọn l
0
= 1 (m).
⇒Thay số được G= 3887,3 (KG).
+Đường kính phía trước củ chong chóng d
t
=0,225D = 0,72 (m)
+Đường kính phía sau củ chong chóng d
s
= 0,18D = 0,58(m)
+Đường kính lớn nhất của phần lỗ khoét
d
k
= 0,1.









n
N
p
-0,025.D
Với N
p
= 2822,4 (CV)
Trang:
20
n= 1310 (v/p)
 d
k
= 0,27 (m)
+Chiều dài phần khoét lỗ l= 0,1.D =0,32 (m)
Nắp chụp chân vịt có các bulong nối , và được làm kín
Vật liệu của nắp chụp : đồng nhôm niken




Trang:
21
d
2
d
1
L
L
d

k
D
CHƯƠNG 3
TÍNH THIẾT KẾ HỆ TRỤC
3.1.Dữ kiện phục vụ thiết kế.
3.1.1. Chọn vật liệu chế tạo trục.
Vật liệu chế tạo cả 2 đoạn trục trên đều được chế tạo bằng thép rèn
(thép KFS50) có cơ tính:
+ Giới hạn bền kéo: [σ
k
] = 500 (N/mm
2
).
+ Giới hạn bền chảy: [σ
ch
] = 250 (N/mm
2
).
+ Trọng lượng riêng: γ = 7,85.10
-3
(KG/cm
3
).
+ Môđuyn đàn hồi của vật liệu: E = 2,1.10
6
(KG/cm
3
).
3.2.1.Tính đường kính các đoạn trục.
3.2.1.Đường kính trục chân vịt.

Theo qui phạm :
3
2
.
160
560
100 K
Tn
H
Kd
s
s
+
≥
TT Đại lượng tính KH Đơn vị Đại lượng tính Kết quả
1 Công suất liên tục lớn nhất H Kw Theo lý lịch máy 2353,6
2
Vòng quay của trục chân
vịt ở CS liên tục lớn nhất
n v/f Theo lý lịch máy 230
3
Hệ số tính toán đường
kính trục
K
2
Được xác định theo bảng
3.6.3 [1]
1,26
4
Hệ số tính toán trục rỗng

hoặc đặc
K Với trục đặc 1,0
5
Giới hạn bền kéo danh
nghĩa của vật liệu trục
T
s
N/mm
2
Theo bảng 6.2.4.1 500
6
Đường kính tính toán của
trục chong chóng
d
s
mm
3
2
.
160
560
100 K
Tn
H
Kd
s
s
+
≥
258,9

Kết luận: Chọn đường kính cơ bản của trục chong chóng là d
s
=280(mm)
Trang:
22
3.2.2.Đường kính trục lực đẩy.
Theo quy phạm :

3
).
160
560
.( 1,1 k
Tn
N
Fd
s
d
+
≥
= 226 mm
Trong đó : F - hệ số tra bảng 3/6.1 , với động cơ diesel F= 100
Các thành phần khác giống phần đường kính trục chân vịt
Kết luận : Chọn d
d
= 250 (mm)
3.3.Tính các thiết bị trên hệ truc.
3.3.1.Bích nối và bulông bích nối.
3.3.1.1-Bích nối
stt Tên gọi

kí
hiệu
đơn
vị
Nguồn gốc tính Kết quả
1
Đường kính lớn của phần
côn trục
D
K
mm D
K
= d
s
(đã tính ) 280
2 Chiều dài phần lỗ côn L mm
L = (1,3÷2 ).D
K
=364÷560
500
3
Đường kính ngoài của mặt
bích nối
D
1
mm
D
1
=2.D
K

Kết hợp với bảng 6-
31sách TK & LR TBTH
480
4
Đường kính vòng chia
bulong
D
2
mm
D
2
=(1,56÷1,75)D
K
= 436,8÷490
450
5
Chiều dày mặt bích đo tại
vòng chia
b
1
mm
b
1
= (0,19÷0,23).D
K
= 53,2 ÷ 64,4
55
6 Chiều dày mayơ bích nối S mm
S = (0,12÷0,2).D
K

= 33,6 ÷ 56
50
7 Đường kính trong của bích D
0
mm
Chọn theo bảng 6-hình
11ab
220
Trang:
23
b
1
D0
D2
D1
S
db
Dk
3.3.1.2-Bulong bích nối.
Theo quy phạm :
d
b
≥
( )
b
S
cv
nDT
Td 160
3

+
(1)
stt tên gọi
kí
hiệu
Đơn vị nguồn gốc tính kết quả
1
Đường kính trục chân
vịt
d
d
mm đã tính
250
2 Số lượng bulông n chọn theo bảng 6 trang 31 8
3 Đường kính vòng chia D mm đã tính 450
4
Giới hạn bền kéo v/l
trục
T
s
N/mm
2
Thép 500
5
Giới hạn bền kéo v/l
bulong
T
b
N/mm
2

T
s
≤T
b
≤1,7T
s
520
6
Đường kính sơ bộ
bulong
d
b
mm
d
b
≥ 0,65
( )
b
S
cv
nDT
Td 160
3
+
46,2

d
d

≥

0,2.d
s
= 56 (2)
Kết luận : Chọn đường kính bulông bích nối là d
b
= 68 (mm)
3.3.3.Áo bọc và ống bao trục.
3.3.3.1.Áo bọc.
Vật liệu chế tạo áo trục là đồng thau, áo trục được lắp vào trục theo phương
pháp tránh tập trung ứng suất là ép nóng.
Theo quy phạm chiều dày áo bọc trục đuợc tính theo công thức:
t
1
= 0,03.d
s
+ 7,5 =16 mm
t
2
=3.t
1
/4 = 12 mm
D
a
= d
s
+ 2.t
1
= 312 mm
Trang:
24

Trong đó:
D
a
:đường kính ngoài áo trục.
t
1
: chiều dày áo bọc trục tại vùng có ổ đỡ.
t
2
: chiều dày áo bọc trục tại vùng không có ổ đỡ.
d
s
: đường kính trục chân vịt.
d
s
= 280 mm
3.3.3.2.Ống bao trục.
Vật liệu chế tạo ống bao gang đúc
Chiều dày ống bao giữa 2 ổ đỡ : S
1
= 0,05D
a
+20 = 35 (mm)
Chiều dày ống bao chỗ lắp ổ đỡ : S
2
= (1,5 - 1,8 )S
1
= 60 (mm)
3.3.4.Ổ đỡ.
stt tên gọi

kí
hiệu
đơn
vị
công thức tính
1 Chiều dài ổ đỡ phía mũi L
1
mm L
1
≥
1,2. d
s
=312
2 Chiều dài ổ đỡ phía lái L
2
mm L
1
≥
1,75. d
s
= 455
Chọn chiều dài ổ đỡ phía mũi : L
1
= 320 (mm)
Chọn chiều dài ổ đỡ phía lái : L
2
= 460 (mm)
Trang:
25
S2

S1
D
t1
t2
L