Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100 000 t

Bộ giao thông vận tải
Cục đăng kiểm việt nam
oOo


Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật

đề tài : nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục
tàu chở dầu thô 100.000dwt
M số: 04 đt dakhcn




Cơ quan chủ trì: cục đăng kiểm việt nam
Chủ nhiệm đề tài: ths. Bùi đức tám


7969
09/6/2010
hải phòng 2008
bộ giao thông vận tải
Cục đăng kiểm việt nam
18 Đờng Phạm Hùng-Hà Nội





đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nớc

Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô
100.000T












Chủ nhiệm đề tài: ThS. Bùi Đức Tám

Hải Phòng 2008

Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


3
Danh sách cá nhân tham gia thực hiện
STT Họ và tên Cơ quan công tác
Số tháng làm
việc cho đề tài
A
Chủ nhiệm đề tài:
ThS. Bùi Đức Tám
Cục Đăng Kiểm Việt Nam 24
B
Cán bộ tham gia nghiên
cứu

1 ThS. Đặng Anh Tuấn Cục Đăng Kiểm Việt Nam 20
2 KS. Nguyễn Văn Khâm Cục Đăng Kiểm Việt Nam 12
3 TS. Hoàng Lê Vợng Cục Đăng Kiểm Việt Nam 12
4 KS. Lơng Minh Hiệu Cục Đăng Kiểm Việt Nam 12
5 GS.TS. Lê Viết Lợng Trờng Đại Học Hàng Hải 10
6 KS. Phạm Tờng Tam
Viện Khoa học công nghệ tàu
thuỷ
10

7 KS. Nguyễn Đức Vinh Tổng Cty.CNTT Dung Quất 10
8 KS. Bùi Văn Kim Tổng Cty.CNTT Bạch Đằng 10
9 ThS. Nguyễn Anh Việt Trờng Đại Học Hàng Hải 10
10 ThS. Trần Quốc Chiến Trờng Đại Học Hàng Hải 10
11 ThS. Đặng Khánh Ngọc Trờng Đại Học Hàng Hải 10
12 KS. Trơng Tiến Phát Trờng Đại Học Hàng Hải 10
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


4
Tóm tắt đề tài
Trong quá trình đóng mới các tàu lớn và rất lớn, nảy sinh nhiều vấn đề kỹ thuật mới mà
chúng ta đang còn cha hiểu thấu đáo và gặp rất nhiều sai sót trong quá trình thực hiện, đặc
biệt là các vấn đề về định tâm và công nghệ lắp ráp hệ trục tàu thuỷ cỡ lớn.
Trong bối cảnh nh vậy, việc đóng mới tàu chở dầu thô 100.000T đợc coi là phức tạp nhất
của ngành đóng tàu Việt Nam cho đến thời điểm hiện nay (10/2008) càng đòi hỏi phải có
một đề tài nghiên cứu chuyên sâu về vấn đề này.
Trên cơ sở các nghiên cứu khoa học và thực tế công nghệ ở các nhà máy đóng tàu hàng đầu
của Nhật Bản, Hàn Quốc cũng nh các nhà máy đóng tàu hàng đầu của Việt Nam hiện nay.
Đề tài đã phân tích cơ sở khoa học của các vấn đề, nêu lên các thực tế công nghệ, lí giải đầy
đủ đợc những vấn đề hiện nay chúng ta cha nắm rõ trong lĩnh vực này bao gồm:
Tính toán và định tâm hệ trục
Lắp đặt máy chính xuống tàu từ các bộ phận
Sử dụng epoxy resin làm căn cho máy chính
Giải quyết mối ghép của tổ hợp sống đuôi- ống bao- bạc ống bao
Mối ghép không then giữa chân vịt và trục chân vịt
Qui trình công nghệ lắp ráp toàn bộ hệ trục.
Đề tài cũng đã giải thích rõ các vấn đề của hệ trục tàu 100.000T, phân tích các đặc điểm kỹ
thuật và công nghệ, thiết lập toàn bộ các qui trình công nghệ cho việc lắp ráp và định tâm hệ

trục- máy chính tàu này.
Đề tài cũng đã đa ra các qui trình mang tính chuẩn mực không những có thể áp dụng cho
tàu 100.000T mà còn có thể mở rộng áp dụng cho các tàu lớn và rất lớn sau này.




Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


5
Mục lục
Trang
Danh sách cá nhân tham gia thực hiện 3
Tóm tắt đề tài 4
Mục lục 5
Các từ viết tắt và thuật ngữ sử dụng trong quy trình 8
Phần Mở đầu 13
Phần Nội Dung chính 19
Chơng I: Nghiên cứu tổng quan 19
1.1. Các vấn đề của hệ trục tàu cỡ lớn 19
1.2 Các vấn đề của hệ trục tàu 100.000T 23
1.3. Khảo sát công nghệ lắp ráp hệ trục tại các xởng đóng tàu nớc ngoài 31
1.4. Tình hình công nghệ lắp ráp hệ trục tại các nhà máy đóng tàu trong nớc 35
Chơng II: Nghiên cứu qui trình công nghệ căng tâm đờng trục 38
2.1 Nghiên cứu các phơng pháp căng tâm đang áp dụng tại các nhà máy đóng tàu trên
thế giới 38
2.2 Nghiên cứu các phơng pháp căng tâm đang áp dụng tại các nhà máy đóng tàu ở
Việt Nam 43

2.3 Lựa chọn phơng pháp căng tâm cho tàu 100.000T 45
2.4 Qui trình căng tâm cho tàu 100.000T 46
2.5 Qui trình kiểm tra 49
Chơng III: Nghiên cứu qui trình công nghệ doa ống bao trục chân vịt 50
3.1 Tổng quan về doa ống bao trục chân vịt 50
3.2 Công nghệ doa ngang 52
3.3 Nghiên cứu phơng pháp doa đứng ống bao trục chân vịt 54
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


6
3.4 Nghiên cứu công nghệ doa nghiêng 57
3.5 Lựa chọn phơng pháp doa cho tàu 100.000T 58
3.6 Quy trình doa ống bao trục chân vịt tàu 100.000T 60
Chơng IV: Nghiên cứu qui trình công nghệ lắp đặt máy chính 61
4.1 Tổng quan 61
4.2 Qui trình lắp đặt máy chính bằng cách lắp đặt tổng thành cả máy chính 67
4.3 Lắp đặt M/E xuống tàu từ một khối 73
4.4 Qui trình lắp đặt máy chính bằng cách lắp đặt từng bộ phận của máy chính 87
4.5 Nghiên cứu phơng pháp cố định máy chính bằng căn kim loại (chockline) 91
4.6 Nghiên cứu phơng pháp cố định M/E bằng epoxy resin (chockfast) 99
4.7 Qui trình đổ căn epoxy resin cho máy chính tàu 100.000T 100
Chơng V: Nghiên cứu qui trình lắp ráp bạc/ống bao trục chân vịt 112
5.1 Nghiên cứu các phơng án lắp đặt và cố định bạc - ống bao vào đuôi tàu 112
5.2 Lựa chọn phơng pháp lắp ráp tổ hợp bạc- ống bao cho tàu 100.000T 116
5.3 Qui trình lắp ráp bạc vào ống bao cho tàu 100.000T 119
5.4 Qui trình kiểm tra 137
Chơng VI: Nghiên cứu qui trình lắp ép chân vịt vào trục chân vịt 139
6.1 Nghiên cứu các vấn đề về mối ghép giữa chân vịt và trục chân vịt 139

6.2 Phân tích lựa chọn mối ghép cho hệ trục tàu 100.000T 147
6.3 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng tới mối ghép không then- Nghiên cứu các yêu cầu của
Đăng kiểm đối với mối ghép không then 151
6.4 Lập qui trình công nghệ lắp ép chân vịt cho tàu 100.000T 158
6.5 Qui trình kiểm tra 165
Chơng VII: Nghiên cứu qui trình định tâm hệ trục chân vịt 166
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


7
7.1 Nghiên cứu các phơng pháp định tâm hệ trục 166
7.2 Lựa chọn phơng pháp định tâm cho tàu 100.000T 172
7.3 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng tới đờng tâm trục và công việc định tâm 175
7.4 Nghiên cứu các yêu cầu của Đăng kiểm đối với phơng pháp định tâm hệ trục theo tải
trọng 177
7.5 Lập qui trình định tâm hệ trục tàu 100.000T 180
7.6 Qui trình kiểm tra 202
Chơng VIII: Lập qui trình lắp ráp tổng quát cho toàn bộ hệ trục- máy chính 204
8.1 Phân tích các phơng pháp lắp ráp và định tâm toàn bộ hệ trục- máy chính 204
8.2 Lựa chọn phơng án lắp ráp phù hợp cho tàu 100.000T 208
8.3 Thống kê các bớc công việc 210
8.4. Lập sơ đồ dòng chảy 214
8.5 Phân tích các bớc công việc 225
8.6 Phân tích các tình huống của quá trình 229
8.7 Các qui trình công nghệ tóm tắt cho tàu 100.000T 240
Kết luận và kiến nghị 241
I Kết luận 241
II - Kiến nghị 244
Lời cảm ơn 245

Tài liệu tham khảo 246



Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


8
Các từ viết tắt và thuật ngữ sử dụng trong quy trình
1. Các chữ viết tắt
ABS Tổ chức Đăng kiểm Hoa Kỳ
Class Hiệp hội phân cấp
M/E Máy chính (động cơ diezen)
Rules Qui phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép
S/T ống bao
TDC Điểm chết trên của piston trong xi lanh
2. Đờng tâm lý thuyết và đờng tâm thực tế của hệ trục
- Đờng tâm lý thuyết hệ trục là đờng tâm của hệ trục đợc xác định trong bản vẽ thiết kế.
- Đờng tâm thực tế hệ trục là đờng tâm của hệ trục sau khi đã lắp ráp xong các chi tiết và
thiết bị của hệ trục đợc xác định thông qua các thông số đánh giá khác (chuẩn lắp ráp).
3. Căng tâm hệ trục
- Công việc xác định đờng tâm lý thuyết trên thân tàu, kết cấu vỏ tàu vùng đuôi tàu và các
vách mà hệ trục đi qua.
4. Định tâm hệ trục
- Quá trình thiết lập vị trí thực tế của hệ trục và động cơ theo bảng tính tải trọng tác dụng trên
các gối đỡ hệ trục chân vịt và trục động cơ chính tham chiếu theo đờng tâm thiết kế.
5. Đờng tâm thẳng
- Đờng tâm các ổ đỡ hệ trục và động cơ trùng với đờng tâm lý thuyết đợc xác định khi
căng tâm hệ trục.

6. Bearing offset
- Khoảng nâng, hạ ổ đỡ hệ trục chân vịt và động cơ trong mặt phẳng vuông góc với đờng
tâm hệ trục trong quá trình định tâm so với đờng tâm lý thuyết.
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


9
7. Ma trận hệ số ảnh hởng lên phản lực trên các gối đỡ trục
- Bảng kết quả tính sự thay đổi tải trọng của các gối đỡ trên hệ trục khi tiến hành điều chỉnh
chiều cao các gối đỡ lệch khỏi đờng tâm lý thuyết một đơn vị.
8. Tải trọng tác dụng trên các ổ đỡ hệ trục
- Sự phân bố lực tác dụng lên bề mặt các ổ đỡ (phản lực trên các gối) do trọng lợng bản thân
trục, chân vịt và các chi tiết hệ trục. Trong quá trình lắp ráp hệ trục, sự phân bố này đợc xác
định trong 2 trờng hợp :
+ Tải trọng lý thuyết : Đợc xác định thông qua tính toán do nhà chế tạo cung cấp.
+ Tải trọng thực tế : Đợc xác định thông qua đo đạc thực tế trong quá trình định
tâm hệ trục.
9. Bảng tính định tâm hệ trục
- Bảng tính xác định tải trọng tác dụng lên các gối đỡ hệ trục chân vịt và động cơ chính tàu
thủy theo quy định của Đăng kiểm. Bảng tính bao gồm các kết quả nh:
+ Tải trọng tác dụng lên gối đỡ hệ trục, gối đỡ động cơ chính ở các chế độ tải khác
nhau.
+ Bảng tính ma trận chuyển vị và sự thay đổi tải trọng trên mỗi ổ đỡ.
+ Bảng tính kết quả lệch tâm, gãy khúc hệ trục khi tàu ở các chế độ tải khác nhau.
+ Bảng tính độ tiếp xúc bạc và trục chân vịt.
10. Độ co bóp trục khuỷu của động cơ
- Độ co bóp trục khuỷu của động cơ là đại lợng đánh giá sự biến dạng đàn hồi của trục
khuỷu do các yếu tố không chính xác trong quá trình lắp ráp hệ trục và động cơ. Độ co bóp
trục khuỷu là thay đổi khoảng cách giữa hai má khuỷu trên một cổ biên của động cơ đợc đo

ở hai vị trí đối xứng nhau của trục khuỷu trong một mặt phẳng đi qua tâm trục (l) và đợc
xác định bằng công thức:
l = l
1
- l
2
, mm.
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


10
Trong đó: l
1
và l
2
là khoảng cách giữa hai má khuỷu đo đợc khi chúng ở hai vị trí đối xứng
trong một mặt phẳng dọc tâm trục.
- Thông thờng độ co bóp trục khuỷu đợc xác định trong hai mặt phẳng đi qua tâm trục
(trên dới và trái phải).
11. Độ lệch tâm và độ gãy của các đoạn trục đo tại bích nối
- Độ lệch tâm của hai đoạn trục (SAG) đo tại mặt bích nối là độ lệch hai đờng tâm của hai
đoạn trục kế tiếp nhau trong mặt phẳng vuông góc với đờng tâm trục đo tại vị trí liên kết.
- Độ gãy khúc của đờng tâm của hai đoạn trục (GAP) là góc lệch giữa hai đờng tâm của
hai đoạn trục nối tiếp nhau đo tại vị trí liên kết.
12. Đo wear- down
- Đo wear-down là bớc kiểm tra đo khe hở giữa trục chân vịt và gối sau.
13. Đặt độ võng trớc cho đế máy
- Quá trình mà biến dạng võng theo chiều đứng đợc thực hiện trên đế máy của M/E trong
quá trình lắp đặt M/E xuống tàu.

14. Khe hở bạc
- Khe hở hớng kính giữa trục và bạc
15. Offset theo phơng ngang
- Giá trị theo phơng ngang của bearing offset, thờng không mong muốn
16. Hệ số ảnh hởng
- Giá trị xác định thay đổi tơng đối trong phản lực bạc khi bearing offset của một bạc cụ thể
thay đổi 1 đơn vị.
17. Qui trình kích nâng ổ đỡ
Qui trình sử dụng kích thuỷ lực để đo phản lực bạc
18. Gradient đờng nâng/hạ
- Góc của đờng đồ thị kích nâng đo bằng mm/kN
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


11
19. Góc lệch tâm
- Góc lệch giữa đờng tâm trục và đờng tâm bạc tơng ứng
20. Offset âm
- Vị trí theo chiều đứng của tâm trục nằm dới đờng tâm lí thuyết
21. Offset dơng
- Vị trí theo chiều đứng của tâm trục nằm trên đờng tâm lí thuyết.
22. SAG-GAP
- Qui trình xác nhận độ lệch tâm- gãy khúc giữa hai đoạn trục liên tiếp nh là điều kiện định
tâm trớc khi kết nối.
23. Doa nghiêng
- Qui trình mà bạc đợc gia công với góc nghiêng sao cho phù hợp với yêu cầu.
24. Hệ trục định tâm thẳng
- Hệ trục đợc định tâm với các giá trị bearing offset bằng 0
25. Phơng pháp đo biến dạng

- Phơng pháp xác định phản lực gối thông qua việc đo biến dạng trục.




bộ giao thông vận tải
Cục đăng kiểm việt nam





Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô
100.000T



Chơng I - Nghiên cứu tổng quan
điều kiện công nghệ trong và ngoài nớc

Hải Phòng 2008
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


13
Phần I - Mở đầu
1 Sự cần thiết của đề tài nghiên cứu
Trong khoảng thời gian cha đến 10 năm (1999-2008), ngành đóng tàu Việt Nam đã có
sự phát triển to lớn cả về lợng và chất. Từ một Tổng công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt
Nam, hiện nay đã phát triển thành một Tập đoàn công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam nh là
một tập đoàn kinh tế lớn. Mục tiêu mà VINASHIN đặt ra là đến 2020 đa Việt Nam trở
thành cờng quốc đóng tàu đứng thứ t thế giới.
Về lợng:
Kích cỡ tàu đã tăng rất nhanh: từ con tàu trọng tải 6.500T (Bạch Đằng) đến nay chúng ta
đang đóng các con tàu 100.000T (Dung Quất).
Tốc độ đóng tàu đã nhanh đáng kể, khi đóng con tàu 6.500T đầu tiên NMĐT Bạch Đằng
phải mất một khoảng thời gian 18 tháng, đến nay con tàu 22.500T nhà máy chỉ đóng
trong thời gian 04 tháng.
Hàng loạt các nhà máy đóng tàu mới đợc xây dựng có qui mô lớn và hiện đại, có thể
đóng các tàu có trọng tải lớn 300.000T- 400.000T: Dung Quất, Hải Hà
Về chất:

Từ chỗ chỉ đóng tàu cho các chủ tàu trong nớc, hiện nay chúng ta đã và đang đóng hàng
loạt các tàu cho các chủ tàu nớc ngoài: Loạt tàu Nô ma (chủ tàu Nhật); Loạt tàu dầu/ hoá
chất 6.500T (chủ tàu Hàn Quốc); Loạt tàu 34.000T và 53.000 T (chủ tàu Anh); Loạt tàu
56.000 T (chủ tàu Nhật)
Từ chỗ chỉ đóng các tàu hàng thông thờng có tính chất kĩ thuật đơn giản, hiện nay chúng
ta đang đóng các tàu đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật phức tạp hơn rất nhiều: Tàu dầu, tàu
dầu/ hoá chất, tàu đa chức năng, kho chứa dầu nổi, tàu chở ô tô, tàu chở khí hoá lỏng
LPG
Từ chỗ chỉ đóng các tàu trên cơ sở các thiết kế trong nớc, hiện nay chúng ta đang đóng
các tàu theo các thiết kế của nớc ngoài. Đặc điểm của các thiết kế này là đã cập nhật các
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


14
thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến nhất của ngành đóng tàu thế giới và các yêu cầu của
các tổ chức đăng kiểm hàng đầu thế giới.
2 Các vấn đề kỹ thuật phát sinh trong đóng mới các tàu cỡ lớn
Trong quá trình đóng các tàu cỡ lớn, nhiều vấn đề kỹ thuật và công nghệ phức tạp phát
sinh đòi hỏi phải có những nghiên cứu chuyên sâu nh: Các vấn đề về hệ thống đờng
ống của tàu cỡ lớn; Các vấn đề về phòng chống cháy; Vấn đề định tâm và công nghệ lắp
ráp hệ trục.
Các vấn đề liên quan đến việc định tâm và công nghệ lắp ráp hệ trục tàu cỡ lớn bao gồm:
Tính toán và định tâm hệ trục; Sử dụng epoxy resin làm căn cho M/E; Giải quyết mối
ghép của tổ hợp sống đuôi- ống bao- bạc ống bao; Mối ghép không then giữa chân vịt và
trục chân vịt; Qui trình công nghệ lắp ráp toàn bộ hệ trục
Các vấn đề lắp ráp và định tâm toàn bộ hệ trục- máy chính không phải là mới mẻ đối với
các nớc có nền đóng tàu tiên tiến, ví dụ nh Nhật Bản các vấn đề nêu trên đã đợc thực
hiện từ thập kỉ 70 và đang ngày càng hoàn thiện.
Nhng đối với ngành công nghiệp đóng tàu còn rất non trẻ của chúng ta, các vấn đề vừa

nêu vẫn còn rất mới, chúng ta đang vừa thực hiện vừa nghiên cứu, vì vậy còn rất nhiều vấn
đề phải bàn luận.
Giữa các nhà máy đóng tàu, giữa các cán bộ kỹ thuật cách hiểu về một vấn đề đã có sự
khác nhau. Chính vì vậy trong quá trình sản xuất đã xảy ra rất nhiều tranh cãi giữa các
cán bộ kĩ thuật, giữa chủ tàu, đăng kiểm và nhà máy. Nó gây tốn rất nhiều thời gian và
tiền của. Và nhiều trờng hợp đã xảy ra các sự cố, các sự lãng phí không cần thiết.
3 Đóng mới tàu dầu 100.000T- Yêu cầu phải có đề tài nghiên cứu
Hiện tại NMĐT Dung Quất đang thực hiện đơn hàng đóng loạt tàu Aframax 100.000T.
Đây có thể coi là con tàu lớn nhất, phức tạp nhất từ trớc đến nay mà nền đóng tàu Việt
Nam thực hiện. Ngoài những vấn đề kĩ thuật công nghệ phức tạp của tàu cỡ lớn nh đã
nói ở trên. Nó còn phải giải quyết những vấn đề phức tạp của riêng con tàu này.
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


15
Nhà máy đóng tàu Dung Quất mới đợc thành lập năm 2006, phần lớn các cán bộ kỹ
thuật và công nhân còn rất non trẻ, trong khi con tàu 100.000T lại là con tàu đợc coi là
lớn nhất, phức tạp nhất đối với ngành công nghiệp đóng tàu Việt Nam hiện giờ.
Chính vì thế, Dự án KH&CN: Phát triển KH&CN phục vụ đóng tàu chở dầu thô
100.000T đợc thực hiện nhằm nghiên cứu và đa ra các giải pháp tốt nhất để giải quyết
các vấn đề của tàu 100.000T nói riêng và các tàu rất lớn sau này, đa trình độ kĩ thuật và
công nghệ đóng tàu của Việt Nam lên một tầm cao mới.
Đề tài Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T nằm trong nhóm
10 đề tài và 9 dự án thuộc Dự án KH&CN: Phát triển KH&CN phục vụ đóng tàu chở dầu
thô 100.000T. Đề tài nhằm giải quyết các vấn đề kỹ thuật công nghệ liên quan đến việc
lắp ráp và định tâm toàn bộ hệ trục- máy chính.
Thực tế đòi hỏi phải có một công trình nghiên cứu giải quyết các vấn đề của hệ trục tàu cỡ
lớn nói chung và tàu 100.000T, đa ra cách hiểu và cách làm thống nhất trong công
nghiệp đóng tàu.

Nh vậy, Đề tài Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T phải
giải quyết trên cả hai phơng diện: Phục vụ cho đóng mới tàu dầu 100.000T và phục vụ
cho việc đóng mới các tàu cỡ lớn sau này.
Khi thực hiện đề tài này chúng tôi nhằm vào các mục tiêu cơ bản sau:
1. Giải quyết vấn đề công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T nói riêng và các
tàu cỡ lớn nói chung
2. Đa ra cách hiểu và cách làm thống nhất trong việc thực hiện các qui trình công nghệ
tại các nhà máy đóng tàu ở Việt Nam
3. Đa ra các qui trình chuẩn trong lắp ráp hệ trục-máy chính
4. Nội địa hoá việc giải quyết các vấn đề khoa học- công nghệ


Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


16
Thông tin chung về đề tài
Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Thuộc Dự án KH&CN cấp nhà nớc:
Phát triển KH&CN phục vụ đóng tàu chở dầu thô 100.000 T
Mã số: ĐT04-ĐAKHCN
Cấp quản lý: Nhà nớc
Thời gian thực hiện: Từ tháng 3/2006 đến tháng 3/2008
Kinh phí: 1.127 triệu đồng, trong đó: Từ Ngân sách sự nghiệp khoa học 1.127 triệu đồng
Tên cơ quan chủ trì đề tài: Cục Đăng kiểm Việt Nam
Địa chỉ: 18 Phạm Hùng, Từ Liêm, Hà Nội
Chủ nhiệm đề tài:
Họ và tên: Bùi Đức Tám Học vị: Thạc sỹ kỹ thuật
Điện thoại: Cơ quan: (031) 823453 745612; Mobile: 0912189730

Cơ quan công tác: Chi cục đăng kiểm số 10, Địa chỉ: 16 Trần Hng Đạo- Hải Phòng
Các tổ chức phối hợp chính:
Viện KHCN Tàu thủy Việt nam
Tổng Công ty CNTT Dung Quất
Tổng Công ty CNTT Phà Rừng
Tổng Công ty CNTT Bạch Đằng
Trờng Đại học Hàng Hải Việt Nam
Shin Kurushima Dockyard Co. Ltd (Nhật Bản)
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


17
Nội dung Khoa học và công nghệ của đề tài
Nghiên cứu lựa chọn, tính toán và lập qui trình công nghệ đạt tiêu chuẩn quốc tế và phù
hợp với điều kiện sản xuất trong nớc để định tâm và lắp ráp hệ trục tàu hàng cỡ lớn. Sau
đó ứng dụng kết quả của đề tài này cùng các đề tài khác thuộc dự án đóng tàu chở dầu thô
100.000 T để đóng thành công tàu chở dầu thô 100.000 T tại Nhà máy đóng tàu Dung
Quất cũng nh cho các tàu cỡ lớn khác.
Đề tài bao gồm các phần chính sau:
I. Nghiên cứu tổng quan và điều kiện công nghệ trong và ngoài nớc
II. Nghiên cứu qui trình công nghệ căng tâm đờng trục
III. Nghiên cứu qui trình công nghệ doa ống bao trục chân vịt
IV. Nghiên cứu qui trình công nghệ lắp đặt máy chính
V. Nghiên cứu qui trình công nghệ lắp ráp bạc/ống bao trục chân vịt
VI. Nghiên cứu qui trình công nghệ lắp ép chân vịt vào trục chân vịt
VII. Nghiên cứu qui trình định tâm hệ trục chân vịt
VIII. Nghiên cứu qui trình lắp ráp tổng quát cho toàn bộ máy chính và hệ trục chân vịt
IX. Đào tạo và chuyển giao công nghệ
X. Thực nghiệm

Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


18
Kinh phí thực hiện đề tài và nguồn kinh phí

23
Kinh phí thực hiện đề tài phân theo các khoản chi (Đơn vị:triệu đồng)
Trong đó
Nguồn kinh phí
Tổng
số
Công lao
động
(khoa
học, phổ
thông)
Nguyên,
vật liệu,
năng
lợng
Thiết bị,
máy
móc
Xây
dựng, sửa

chữa nhỏ
Chi khác
1 2 3 4 5 6 7 8
Tổng kinh phí
1127
305 50 481 291

Trong đó:

1 Ngân sách SNKH:
- Năm thứ nhất:
- Năm thứ hai:
- Năm thứ ba:
1127
454,2
672,8

158
157


39
11



71
410

196,2
94,8



Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


19
Phần II- nội dung chính
Chơng 1: nghiên cứu tổng quan
1.1 nghiên cứu tổng quan Các vấn đề của hệ trục tàu cỡ lớn
và hệ trục tàu 100.000T
1.1.1 Các vấn đề của hệ trục tàu cỡ lớn
1. Vấn đề định tâm đờng trục
Trong một thời gian dài chúng ta vẫn quan niệm rằng đờng tâm của hệ trục là một đờng
thẳng, hệ trục sẽ làm việc tin cậy nếu đờng tâm hệ trục thực tế trùng với đờng tâm hệ
trục lý thuyết xác định đợc trong quá trình căng tâm.
Kết quả trong quá trình lắp ráp hệ trục ngời ta coi các mặt bích kết nối giữa hai đoạn
trục là chuẩn lắp ráp, chỉnh định độ lệch tâm (SAG) và gãy khúc (GAP) tại các mặt bích
này có giá trị càng bé càng tốt (tốt nhất là bằng 0).
Quan điểm này có một số hạn chế sau:
- Cha để ý đến tự trọng của bản thân hệ trục
- Cha để ý đến việc phân bố tải trọng tại các gối, nhất là gối sau của trục chân vịt
Do các hạn chế này mà làm cho tuổi thọ của cặp bạc- trục ngắn: bạc và trục mòn nhanh,
nhiều trờng hợp dẫn đến sự cố.
Quan điểm định tâm tiên tiến hiện nay là theo phơng pháp tải trọng

Vấn đề định tâm theo tải trọng đã đợc các xuởng đóng tàu tiên tiến trên thế giới thực
hiện từ những năm 1970. Tại Việt Nam chúng ta chỉ thực hiện lần đầu tiên trong đóng
mới con tàu Vĩnh Thuận 6.500T theo thiết kế của KITADA.
Hiện nay toàn bộ các tàu hàng cỡ lớn có thiết kế của nớc ngoài đã và đang đóng tại các
nhà máy đóng tàu lớn thuộc VINASHIN đều thực hiện định tâm hệ trục theo phơng pháp
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


20
tải trọng (Các loạt tàu 6.500T, 8.700T, 9.200T, 12.500T, 13.500T, 15.000T, 610TEU,
1.700TEU, NOMA, 22.500T, 34.000T, 53.000T, 100.000T).
2. Sử dụng epoxy resin làm căn cho M/E
Trớc khi sử dụng epoxy resin làm căn cho máy chính (M/E) và máy đèn (G/E), ngời ta
sử dụng các căn nêm thép để điều chỉnh độ cao thấp giữa M/E và đờng trục, giữa G/E và
động cơ điện
Việc chế tạo các căn nêm thép đòi hỏi những thợ bậc cao, đòi hỏi rất nhiều thời gian để
chế tạo một bộ căn, thông thờng phải tốn một vài tuần lễ (Ví dụ loạt tàu 6.500T sử dụng
căn nêm thép, mặc dù toàn bộ phôi của căn thép đợc nhập đồng bộ với M/E, các kích
thớc của căn đã đợc chế tạo tơng đối chính xác, chúng ta chỉ còn việc gia công tinh và
rà căn thì một tổ thợ cũng phải thực hiện trong khoảng 02 tuần lễ). Mặt khác trong quá
trình lắp ráp phải thực hiện nhiều bớc kiểm tra và gia công sửa lại liên quan đến nhiều
bên nh: Chủ tàu, nhà máy đóng tàu, nhà chế tạo máy, đăng kiểm
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và những đòi hỏi của sản xuất, một loại vật
liệu mới đã ra đời và dần thay thế cho căn thép, đó là epoxy resin mà ta quen gọi là
chock-fast hoặc căn nhựa.
Trong ngành công nghiệp đóng tàu thế giới, epoxy resin đã đợc sử dụng từ những năm
đầu của thập kỷ 70 để làm căn cho M/E, sau này mở rộng sang là làm căn cho máy đèn,
các bơm, các máy móc tời neo trên mặt boong, mối ghép giữa ống bao và sống đuôi
Càng ngày epoxy resin càng đợc các nhà máy đóng tàu và các chủ tàu a chuộng do

nhiều tính chất u việt của nó:
Do tính điền đầy tốt vào không gian giữa hai bề mặt lắp ghép của mối ghép nên khi sử
dụng nó ngời ta không cần rà ăn khớp giữa các bề mặt lắp ghép, điều này làm giảm rất
nhiều thời gian và công lao động.
Giảm số lợng bu lông tinh hoặc Không cần sử dụng các bu lông tinh nên giảm nhiều
về giá thành và thời gian.
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


21
Khi sử dụng epoxy resin phối hợp với các căn nêm ở hai bên trái phải của M/E (side
stopper) và phía đầu bánh đà của M/E (end stopper), các nhà chế tạo máy chính đã:
Thay thế dần các bu lông tinh (reamer bolt) bằng các bu lông thờng (loose bolt): khoảng
1/4 bu lông tinh và 3/4 bu lông thờng (LH46L, LH46LA: Tỉ lệ tinh/thô = 8/22;
6UEC50LA; 6UEC50LS; 6UEC52LA; 6UEC52LS: Tỉ lệ tinh/thô = 16/44; 4ZAL40S: Tỉ
lệ tinh/thô = 4/22)
Hoặc sử dụng toàn bộ bu lông thờng: Dùng cho các loạt tàu (13.500T: 7S35MC;
NOMA: 6UEC33LS; BV: 7UEC45LA; 34.000T: 6S46MC-C; 53.000T: 6S50MC-C;
100.000T: 6S 60MC-C).
Tính ổn định của mối ghép cao do diện tích tiếp xúc của mối ghép lớn. Điều này rất
quan trọng, thực tế cho thấy căn epoxy resin đã tồn tại suốt cả đời con tàu mà không cần
đổ lại.
Đối với ngành công nghiệp đóng tàu nớc ta, epoxy resin đợc sử dụng làm căn cho M/E
và liên kết ống bao cho loạt tàu 11.500T và sau này là cho hầu hết các tàu hàng cỡ lớn
mua thiết kế của nớc ngoài đã và đang đợc đóng tại các nhà máy đóng tàu nh: Bạch
Đằng, Hạ Long, Phà Rừng, Bến Kiền, Nam Triệu (Các loạt tàu: 8.700T; 11.500T;
13.500T; 15.000T; 22.500T; 34.000T; 53.000T; 100.000T; 6.500T oil/chemical tanker).
3. Vấn đề mối ghép của tổ hợp sống đuôi - ống bao - bạc trong ống bao
Trên các tàu hàng cỡ lớn thờng sử dụng một số hình thức lắp ghép giữa bạc, ống bao và

sống đuôi. Mặt khác tuỳ thuộc điều kiện công nghệ của từng nhà máy mà vấn đề lắp bạc
trong ống bao có thể khác nhau:
- Bạc và ống bao đợc lắp chặt thành tổ hợp, sau đó tổ hợp bạc- ống bao đợc lắp chặt vào
sống đuôi sau khi đã doa sống đuôi (Hệ 6.500T, 8.700 T, NOMA số 1,2,3).
- Bạc và ống bao đợc lắp chặt thành tổ hợp, sau đó tổ hợp bạc- ống bao đợc ghép với
sống đuôi thông qua epoxy resin (Hệ 11.500T, 13.500T, 15.000T, 34.000T, 53.000T).
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


22
- Sống đuôi liền khối với ống bao, sau khi căng tâm và doa ống bao, tiến hành lắp chặt
bạc vào ống bao (các loạt tàu 46.000T Product Tanker, 32.000T Chemical Tanker tại Shin
Kurushima Dockyard - Nhật Bản; 6.500T tại Phà Rừng).
- Sống đuôi liền khối với ống bao. Bạc đợc ghép với ống bao thông qua epoxy resin
(22.500T, 100.000T).
4. Vấn đề mối ghép không then
Mối ghép truyền thống cho cặp lắp ghép trục chân vịt- chân vịt là mối ghép có then.
Nhợc điểm cơ bản nhất của mối ghép này là gây tập trung ứng suất tại chân rãnh then,
phát triển vết nứt tại đây và nhiều trờng hợp gây sự cố cho tàu.
Phơng pháp tiên tiến hiện nay là sử dụng mối ghép không then. So với mối ghép có then
thì mối ghép không then có 03 u điểm cơ bản sau:
- Giảm kích thớc trục chân vịt và chi phí gia công chi tiết do giảm chi phí cho việc gia
công then và rãnh then là những chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao trong gia công;
- Tránh đợc những sự cố do hiện tợng tập trung ứng suất tại rãnh then;
- Có độ tin cậy cao trong thực tế khai thác.
Các chủ tàu khi đặt hàng đóng mới tàu hàng cỡ lớn đã dần lựa chọn sử dụng chân vịt
không then. Tại các nhà máy đóng tàu lớn trong VINASHIN, số lợng tàu đóng mới sử
dụng mối ghép này đang nhiều lên (VINASHIN SUN, VINASHIN STAR, VINASHIN
SKY, VINASHIN SEA, 34.000T, 53.000T, 100.000 T ).

5. Vấn đề lắp ráp hệ trục
Đặc điểm của hệ trục tàu cỡ lớn là buồng máy đặt ở đuôi tàu, hệ trục bao gồm từ 2 đến 3
đoạn trục: 1 trục chân vịt và 1 đến 2 đoạn trục trung gian. Trục chân vịt có bích rèn liền ở
phía nối với trục trung gian và phần côn ở phía liên kết với chân vịt, có 1 đến 2 gối trục
đặt trong ống bao. Mỗi đoạn trục trung gian có bích rèn liền ở cả 2 đầu và có 01 gối trục.
Thờng sử dụng vật liệu white metal cho các gối trục chân vịt và gối trục trung gian, bôi
trơn bằng dầu nhờn. Liên kết giữa trục trung gian và trục chân vịt dùng bích liền. Sử dụng
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


23
chân vịt bớc cố định, mối ghép giữa trục chân vịt và chân vịt có thể là mối ghép có then
hoặc mối ghép không then.
Đặc điểm của quá trình lắp ráp là trục chân vịt đợc lắp từ trong tàu ra, thứ tự lắp ráp là
lắp đuổi từ phía trục chân vịt- trục trung gian- máy chính.
1.1.2 Các vấn đề của hệ trục tàu dầu 100.000T
1. Giới thiệu hệ trục- Máy chính
Máy chính có các thông số sau:
- Kiểu máy MAN B&W 6S60MC-C
- MCO 13560 kW tơng ứng với vòng quay 105vòng/phút
Hệ trục của tàu 100.000T bao gồm 03 đoạn trục: 01 trục chân vịt và 02 đoạn trục trung
gian.

Bố trí hệ trục tàu 100.000T
Đoạn trục chân vịt có bích rèn liền ở 01 đầu và phần côn ở đầu kia để lắp với chân vịt, có
các thông số sau: L = 9605mm; D = 615mm; Có 01 gối trục, đờng kính trục tại gối D
t
=
620 với chiều dài 1460; Đờng kính trục tại bộ làm kín phía trớc D

1
= 625 với độ dài
900; Lắp với chân vịt kiểu không then, chiều dài phần côn trục 1150, độ côn 1/20; Lắp
với trục trung gian qua bích rèn liền đờng kính 930.
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


24
Đoạn trục trung gian bao gồm 02 đoạn trục có bích rèn liền ở cả 02 đầu có độ dài lần lợt
là 5400 và 6200 có đờng kính 515.
Chân vịt D = 7,2m, số cánh N = 5, bớc cánh tại 0,7R = 0,6699
2. Các đặc điểm cơ bản của hệ trục tàu 100.000T
a) Hệ trục tơng đối cứng so với các tàu hàng thông thờng
- Bố trí truyền động là truyền động trực tiếp: M/E dẫn động trực tiếp hệ trục, không thông
qua hộp số hoặc li hợp.
- M/E là loại hai thì thấp tốc công suất lớn- Đặc điểm hệ trục tơng đối cứng: Trục chân
vịt (L = 9605mm, D = 615mm); Trục trung gian 1 (L =5400mm, D =515mm); Trục trung
gian 2 (L =6200mm, D = 515mm)
- Kết cấu thân tàu mềm :Loa = 245m; B = 43m; H = 20m
Với kết cấu nh nêu ở trên, nếu so với các tàu hàng thông thờng thì hệ trục đợc coi là
cứng và không tơng thích với độ mềm dẻo của thân tàu. Do vậy hệ trục trở nên nhạy cảm
với sự thay đổi của biến dạng vỏ tàu.
Các đặc điểm này dẫn tới các đặc trng của việc định tâm hệ trục loại tàu này nh sau:
1) Sự thay đổi lớn của kết quả định tâm do một sự thay đổi nhỏ của Offset các bạc
2) Sự không tơng thích giữa độ mềm dẻo của thân tàu (Flexible hull girder structure) với
độ cứng của hệ trục (rigid propulsion shafting)
Từ các đặc trng này đa tới các lu ý đặc biệt cho quá trình định tâm tàu này.
Bản thân điều kiện để căng tâm đối với tàu hàng thông thờng đã đòi hỏi các điều kiện
phải hoàn thành trớc khi có thể tiến hành căng tâm, ví dụ điều kiện để có thể tiến hành

quá trình căng tâm chỉ khi các tổng đoạn phần đuôi và phần giữa tàu phải đợc lắp và hàn
hoàn chỉnh, các trang thiết bị có khối lợng lớn phải đợc đặt đúng vị trí trớc khi tiến
hành căng tâm
Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T
Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ


25
Đối với tàu 100.000T các điều kiện này còn phải đòi hỏi cao hơn trớc khi cho phép căng
tâm: Toàn bộ phần thân tàu từ mặt boong chính trở xuống phải hoàn thiện và đã đăng
kiểm xong; Tất cả các thiết bị nặng phải đợc đặt hoàn chỉnh đúng vị trí
b) Hệ trục tơng đối khác so với hệ trục của các aframax khác
Một điều khác biệt nữa của hệ trục tàu dầu 100.000T thiết kế 8239-PT (CTO) so với các
thiết kế của các tàu dầu aframax khác (ví dụ thiết kế 107.000T của IMABARI
Shipyard.Co; 104.000T của Shin Kurushima Dockyard.Co) là tàu có hai đoạn trục trung
gian và trục chân vịt chỉ có một gối sau.
Xét về mặt độ mềm dẻo thì ý đồ của ngời thiết kế là làm cho độ mềm dẻo của hệ trục
tăng lên cho tơng thích với kết cấu mềm dẻo của thân tàu. u điểm của việc bố trí 01 bạc
cho trục chân vịt là:
- Làm cho hệ trục mềm hơn
- Khó có khả năng xảy ra hiện tợng không chịu tải của các bạc trên toàn bộ hệ trục chân
vịt- trục khuỷu khi có sự uốn của thân tàu.
Nhng điều này cũng là điều khó cho vấn đề công nghệ trong quá trình lắp trục chân vịt,
vì lúc này trục chân vịt chỉ tựa trên một gối.
c) Tính toán định tâm hệ trục tơng đối khác so với các bảng tính định tâm khác
Các bảng tính định tâm đợc tính toán trong tình trạng tàu nổi và chân vịt chìm hoàn toàn
trong nớc, đây là điều khác biệt so với các tính toán định tâm thông thờng.
Đối với các tàu thông thờng, ví dụ cho loạt tàu 6.500T,12.500T, 22.500T các bảng tính
thờng cho điều kiện tàu nổi và chân vịt chìm 1/2 trong nớc, điều này tạo điều kiện dễ
dàng cho nhà máy vì khi tàu vừa hạ thuỷ, thông thờng mớn nớc tàu chìm 1/2 của chân

vịt.
Trong bảng tính của CTO (8239- PT / 401- 41- 43), qui định chân vịt ngập hoàn toàn,
điều này phải đợc lu ý trong quá trình định tâm. Chúng ta phải dùng hệ thống nớc dằn
để đảm bảo điều kiện này.