THIẾT kế TRANG TRÍ hệ THỐNG ĐỘNG lực tàu HÀNG 7600 tấn lắp máy MAK 8m25c

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Tính thời sự của đề tài
Trong quá trình thiết kế một con tàu, việc thiết kế trang trí hệ thống động lực
ảnh hưởng rất lớn tới tính kinh tế trong quá trình đóng mới và khả năng hoạt
động của tàu. Nếu việc thiết kế trang trí hệ thống động lực tàu được thiết kế
hợp lý thì thuận tiện cho quá trình đóng mới và đạt hiệu quả cao và tính tinh
cậy cao khi hoạt động. Còn nếu khi thiết kế trang trí hệ thống động lực tàu thủy
chưa phù hợp thì sẽ ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình thi công và khả năng
hoạt động của tàu. Chính vì lý do đó, công việc thiết kế trang trí hệ thống động
lực tàu thủy luôn đặt ra nhiều vấn đề cần giải quyết nhất là khi ở Việt Nam,
trang thiết bị và cơ sở vật chất còn thiếu và yếu thì việc cải tiến công việc thiết
kế trang trí cũng được cần giải quyết. Làm được việc này sẽ dần hiện đại hóa
công tác thiết kế tàu thủy nói chung và thiết kế trang trí hệ thống động lực nói
riêng.
Sau khi học môn “Thiết kế hệ thống động lực tàu thủy” em được giao đề
tài:
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC
TÀU HÀNG 7600 TẤN LẮP MÁY MAK 8M25C
2. Mục đích của đề tài
Nhằm thiết kế trang trí hệ thống động lực cho tàu hàng tải trọng 7600 tấn và
xây dựng chương trình tính dao động xoắn hệ trục tàu thủy theo công thức thực
nghiệm cho kết quả chính xác mà không phải dùng phương pháp tra đồ thị và
phương pháp giải phương trình bằng phương pháp đồ thị.
3. Nội dung nghiên cứu
Thiết kế trang trí hệ thống động lực cho tàu hàng tải trọng 7600 tấn thỏa mãn
các yêu cầu của quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép – 2003 (TCVN –
6259 : 2003) do Bộ khoa học công nghệ và môi trường ban hành đồng thời
nghiên cứu tính toán dao động xoắn hệ trục tàu thủy theo phương pháp của từ

đó xây dựng chương trình tính dao động xoắn cưỡng bức cho hệ trục tàu thủy
có mô hình như hệ trục tàu hàng 7600 tấn.
2
1.1 GIỚI THIỆU TÀU
1.1.1 LOẠI TÀU, CÔNG DỤNG
Tàu hàng khô sức chở 7600 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn
điện hồ quang. 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 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 11.5000 tấn được thiết kế thoả mãn 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 L
Max
= 110,20 m
- Chiều dài đường nước thiết kế L
WL
=

102,50 m
- Chiều rộng thiết kế B = 17,06 m
- Chiều cao mạn H = 9.1 m
- Chiều chìm toàn tải d = 6,90 m
- Hệ số béo thể tích C
B

= 0,75
- Máy chính MAK 8M25C
- Công suất H = 2540/(3454)kw/(hp)
- Vòng quay N = 720 rpm
-Hộp số có tỉ số truyền động i = 2,862:1
-Lượng chiếm nước của tàu D = 9729 tons
1.1.4. 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.
[2]– MARPOL 73/78 (có sửa đổi).
[3]– Bổ sung sửa đổi 2003 của MARPOL.
3
[4]–Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển,
1974(SOLAS 74).
[5]–Công ước quốc tế về ngăn ngừa ô nhiễm biển do tầu gây ra, 73/78
(MARPOL, 73/78).
[6]– Quy tắc tránh va trên biển, 1972 (COLREG, 72)
[7]–Công ước đo dung tích tàu biển (TONNAGE,69)
1.2. TỔNG QUAN VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
1.2.1. BỐ TRÍ BUỒNG MÁY
Buồng máy được bố trí từ sườn 08 (Sn08) đến sườn 25
(Sn25).Chiều dài một khoảng sườn là 0,74 m.
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 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 kích thước chính :
Chiều dài : 12,5 m

Chiều rộng trung bình : 14,7 m
Chiều cao tại nơi đặt máy chính : 6,3 m
1.2.2. MÁY CHÍNH
Máy chính có ký hiệu 5L35MC do tập đoàn MAN B&W sản xuất,
là động cơ diesel 2 kỳ tác dụng đơn, dạng thùng, 5 xi lanh ,một hàng xy-
lanh thẳng đứng, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn kiểu áp
lực tuần hoàn kín , khởi động bằng không khí nén, điều khiển tại chỗ
hoặc từ xa trên buồng lái.
Thông số của máy chính:
– Số lượng 01
– Kiểu máy 8M25C
– Nước sản xuất MAK
– Công suất định mức, [H] 2540/3454 kW/hp
4
– Vòng quay định mức, [N] 720 rpm
– Số kỳ, [τ] 4
– Số xy-lanh, [Z] 8
– Đường kính xy-lanh, [D] 255 mm
– Hành trình piston, [S] 400 mm
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

1.2.4. TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN
1.2.4.1. Diesel lai máy phát
Diesel lai máy phát có ký hiệu 6L 16/24 (MAN B&W), 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
– Số lượng 02
– Kiểu máy 6L 16/24
– Công suất định mức, [Ne] 484 kW
– Vòng quay định mức, [n] 1000 rpm
– Số kỳ, [τ] 4
– Số xy-lanh, [Z] 6
– Đường kính xi lanh , D 160 mm
– Hành trình piston , S 240 mm
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
5
– Bầu làm mát nước ngọt 01 cụm
– Máy phát điện một chiều 01 cụm
– Mô-tơ điện khởi động 01 cụm
\
6
CHƯƠNG 2:
TÍNH SỨC CẢN VÀ THIẾT KẾ
SƠ BỘ CHONG CHÓNG
7
2.
1- SỐ LIỆU BAN ĐẦU

- Chiều dài lớn nhất L
Max
= 110,20 m
- Chiều dài đường nước thiết kế L
WL
=

102,50 m
- Chiều rộng thiết kế B = 17,06 m
- Chiều cao mạn H = 9.1 m
- Chiều chìm toàn tải d = 6,90 m
- Hệ số béo thể tích C
B
= 0,75
- Máy chính MAK 8M25C
- Công suất H = 2540/(3454)kw/(hp)
- Vòng quay N = 720 rpm
-Hộp số có tỉ số truyền động i = 2,862:1
-Lượng chiếm nước của tàu D = 9729 tons
2.2- SỨC CẢN
2.2.1 – Phạm vi áp dụng của Pamiel.
Bảng 2.1. Phạm vi tính toán của phương pháp tính sức cản theo Pamiel.
Stt Đại lượng xác định Tàu thiết kế Phạm vi của Pamiel
1. Tỉ số kích thước [B/d] 2,47 1,5-3,5
2. Tỉ số kích thước [L/B] 6,46 4-11
3. Hệ số béo thể tích [C
B
] 0,7 0,35-0,8
4. Hệ số thon đuôi tàu [
ϕ

] 1,16 0,33-1,5
2.2.2- Công thức xác định sức cản theo Pamiel
Công suất kéo theo Pamiel:

3
0
.
EPS
.
S
DV
L C
=
(hp)
Trong đó:
V
S
– Tốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (m/s) ;
D – Lượng chiếm nước của tàu, (tons);
L –Chiều dài tàu thiết kế, (m);
C
0
–Hệ số tính toán theo Pamiel.
8
Bảng 2.2 : Bảng kết quả xác định súc cản tàu theo
Pamiel
№ Đại lượng xác
định
Công thức tính Kết quả
1 Tốc độ tính toán

V
S
, (knots)
Dự kiến thiết kế 11 12 13 14
2 Tốc độ tính toán
V
S
, (m/s)
Tính theo m/s 5,654 6,168 6,682 7,196
3 Hệ số béo thể tích
C
B
Theo thiết kế 0,75 0,75 0,75 0,75
4 Lượng chiếm nước
∇
, (tons)
Theo thiết kế 9729 9729 9729 9729
5
Hệ số hình dáng
ϕ
B
C
L
B
10=
ϕ
1,16 1,16 1,16 1,16
6 Tốc độ tương đối
V
1

L
VV
S
ϕ
=
1
0,58 0,633 0,686 0,738
7 Hệ số tính C
p
, theo
đồ thị
( )
ϕ
,
1
VfC
p
=
92 93 94 95
8 Hệ số hình dạng X
1
Cho một đường
trục
1 1 1 1
9 Hiệu chỉnh chiều
dài tàu
λ
Do L > 100m 1 1 1 1
10 Hệ số tính theo
Pamiel C

0
ϕ
λ
1
0
X
C
C
p
=
85,42 86,35 87,28 88,21
11 Công suất kéo EPS,
(hp)
0
3
LC
V
EPS
s
∇
=
1375,6 1766,72 2222,3 2746,33
12 Sức cản toàn phần
R
t
, (kG)
s
t
V
EPS

R
75
=
18248 21482 24944 28624
9
Hình 2.1 : Đồ thị sức cản
2.1.2. Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng.
Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng)
P
η
=0,55
Hiệu suất đường trục (lấy gần đúng)
t
η
= 0,97
Dự trữ công suất máy chính 10% Ne
Công suất máy chính Ne =3454 (hp)
Công suất kéo của tàu EPS = 0,9.Ne.
P
η
.
t
η
Kết quả EPS = 1658,44 (hp)
Tương ứng trên đồ thị ta có :
R
t
= 20540 (kG)
V
S

= 11,72 (knot)
10
2.2- THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG
2.3.1- Chọn vật liệu chong chóng.
Chọn vật liệu làm chong chóng là đồng KHBsC1 (man gan – đồng – thiếc) :
Bảng 2.2: thành phần hoá học và đặc tính cơ học của hợp kim đồng KHBsC1:
Vật liệu Cu Al Mn Zn Fe Ni Sn Pi
Tỉ lệ (%) 52-62 0,5-3 0,5-4 35-40 0,5-2,5 1 max 0.1-1,5 0,5max
2.3.2- Chiều quay chong chóng
Chiều quay của hai chong chóng: quay theo chiều quay của động cơ , quay phải
2.3.4- Tính hệ số dòng theo ψ và hệ số dòng hút t
Chong chóng luôn làm việc trong trường tốc độ của dòng nước là đều. Nhưng
nếu có mặt của thân tàu trường tốc độ này sẽ thay đổi bởi vì xét một thân tàu
chuyển động với vận tốc là V thì sau đuôi tàu xuất hiện dòng nước chuyển động
đến chiếm chỗ và cùng chuyển động theo tàu.Các dòng nước này có phương
,chiều và cường độ khác nhau ,tổng hợp hình chiếu của các dòng này lên
phương chuyển động của tàu gọi là dòng theo . Thành phần tốc độ của dòng
theo cùng chiều chuyển động của tàu được gọi là tốc độ dòng theo V
ψ
- Hệ số dòng theo ψ = 0,35. δ - 0,05 = 0,35. 0,7 - 0,05 = 0,3
- Hệ số dòng hút t = K
t
. ψ
- K
t
là hệ số phụ thuộc vào hình dáng bánh lái (K
t
=0,5
÷
0,7 )

chọn K
t
= 0,7
Vậy t = 0,7. 0,3 = 0,21
2.3.5- Chọn số cánh chong chóng:
11
Bảng 2.3 Bảng tính chọn số cánh chong chong
stt Đại lượng tính
Ký
hiệu
Đơn vị Công thức tinh Kết quả
1 Vận tốc tàu V
hl/h
m/s
Theo kết quả phần A
11,72
6,024
2 Hệ số béo thể tích
δ
0,75
3
Hệ số dòng hút
dòng theo
Dòng theo
Dòng hút
Ψ
t
Theo Schiff Bauka
Ψ = 0,7 . δ - 0,05
t = 0,7. Ψ

0,475
0,3325
4
Vận tốc tịnh tiến
của chong chóng
V
P
m/s
V
P
= V.( 1-Ψ )
3,163
5
Vòng quay chong
chóng
n
P
v/s n
P
= n / 60 4,2
6 Mật độ nước biển
ρ
KG.s
2
/ m
4
Tra sách lực cản tàu
thuỷ
104
7 Sức cản tàu

t
R
kG Tra đồ thị sức cản 20540
8
Lực đẩy chong
chóng
P kG
(1 )
t
R
P
t
=
−
30772
9
Hệ số lực đẩy
theo vòng quay
K
n
’
'
4
.
p
n
V
K
P
n

ρ
=
0,381
Kết luận :
K’
n
= 0,381 <1. Vậy ta chọn số cánh chong chóng là Z = 4
2.3.6- Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền:
Tính θ
min
theo điều kiện bền
3
max
2
max
min
00
'.
.
.
'.
.375,0
Z
EE
P
Pm
D
ZC
A
A

A
A








=






==
δ
θ
Trong đó:
m’, C’ là hệ số thực nghiệm
m’: là hệ số phụ thuộc vào chế độ điều kiện làm việc của chong chóng;
Với tàu đang thiết kế m’= 1,15
12
C’: là hệ số phụ thuộc vào vật liệu chế tạo chong chóng; với chong chóng
bằng đồng C’ = 0,055
D: Đường kính sơ bộ của chong chóng. Chọn D = (0,1 – 0,8)d
Với d : là chiều chìm trung bình của tàu T= 6,9 m
chọn D

P
= 2,8 (m)
Z: là số cánh của chong chóng; Theo tính toán ở trên ta có Z = 4
P: là lực đẩy của chong chóng; Theo tính toán ở trên P = 30772 (KG)
δ
max
chiều dầy tương đối của diện tích cánh tại bán kính 0,6R
(δ
max
= 0,08 ÷ 0,1) . Chọn δ
max
= 0,1
P
z

max
= 10000 kG
Vậy thay số vào ta có:
2
3
0
min
0,055.4 1,15.32532
0,375. . 0,453
3,2.0,1 10000
E
A
A
 
 

= =
 
 ÷
 
 
Chọn θ = 0,55
2.3.7 Xác định các thông số kỹ thuật của chong chóng để sử dụng hết
công suất
13
Bảng 2.4 Bảng tính chong chóng sử dụng hết công suất.
stt Đại lượng Tính
Ký
hiệu
Đơn
vị
Công thức
tính
Kết quả
1
Tốc độ tính
toán
V
S
knot
Dự kiến thiết
kế
11,5 11,72 12
2 Vận tốc tàu
'
s

V
m/s Tính theo m/s
5,911 6,024 6,168
3
R=f(v) theo đồ
thị sức cản
R kG Tra đồ thị
19730 20540 21500
4
Vận tốc tịnh
tiến V
p
V
p
m/s
(1 )
p s
V V
ψ
= −
3,103 3,163 3,238
5
Lực đẩy chong
chóng, P
P kG
1
R
P
t
=

−
29558 30771 32210
6
Hệ số lực đẩy
chong chóng
theo vòng quay
'
n
K
'
4
p
n
p
V
K
P
n
ρ
=
0,3779 0,381 0,386
7
Tỷ số bước
thiết kế
p
λ
'
( )
p n
f K

λ
=

theo Z=4 và
θ
=0,55
0,259 0,262 0,264
8
Tỷ số bước
thiết kế thực tế

'
p
λ
'
.
p p
a
λ λ
=
,
a=1,05 với tàu
có 1 chong
chóng
0,272 0,275 0,277
9
Đường kính
chong chóng
tối ưu
opt

D
m
'
.
p
opt
P
V
D
n
λ
=
2,852 2,86 2,922
1
0
Hệ số K
1
K
1
1
2 4
. .
opt
P
k
n D
ρ
=
0,268 0,276 0,242
11

Tỷ số bước của
chong chóng
H/D
'
1
/ ( , )
p
H D f k
λ
=
0,62 0,632 0,640
12
Hiệu suất của
chong chóng
khi làm việc
độc lập
p
η
'
1
( , )
p p
f k
η λ
=
0,441 0,436 0,428
14
13
Hiệu suất thân
tàu

k
η
1
1
k
t
η
ψ
−
=
−
%
1,27 1,27 1,27
14
Hiệu suất
chong chóng
làm việc sau
tàu
η
.
p k
η η η
=
0,56 0,554 0,544
15
Công suất tiêu
thụ chong
chóng
'
p

N
Hp
'
75
p
Rv
N
η
=
2777 2978 3250
16
Công suất tiêu
thụ sơ bộ ban
đầu
N
p
Hp N
p
= 0.9N
e
t
η
3015 3015 3015
17
Sai số
N
∆

%
'

'
p p
p
N N
N
N
−
∆ =
7,89 1,23 7,8
Kết Luân : ∆ = 1,23 % < 3 % nên vận tốc thiết kế của tàu là v = 11,72 (knots)
2.3.8 Nghiệm lại tỉ số truyền theo điều kiện xâm thực
Điều kiện xâm chống xâm thực:
θ ≥θ’’
min
=130.ξ
1
c
1
k
P
(n
p
.D
p
)
2
Trong đó :.
ξ
1
Hệ số đặc trưng cho chế độ làm việc của chân vịt .Chọn ξ

1
=1,5
K
C
Hệ số nói đến ảnh hưởng của xâm thực, và được tra theo đồ thị phụ thuộc
và số cánh (Z = 4 ) , λ
P
và H/D . Tra đồ thị K
c
= 0,2
n
p
là vòng quay chân vịt (n
p
= 3,5 v/s)
D
p
là đường kính chong chóng D
p
= 2,86 m
P
1
áp suất thuỷ tĩnh tuyệt đối tại vị trí chong chóng
P
1
=10330+γ.H
b
- P
d
H

s
Độ ngập sâu chong chóng so với mặt thoáng: H
b
= 0,75.d = 6
P
d
: Áp suất hơi bão hoà ,ở 20
0
C thì P
d
= 238 kG/m
2

γ Trọng lượng riêng của nước γ = 1025 KG/m
3
vậy P
1
= 10330 + 1025.6 – 238 = 16242 KG /m
2
15
=> θ’’
min
= 0,351<0,55
Kết luận : Chong chóng thoả mãn điều kiện xâm thực
2.3.9- Tính trọng lượng chong chóng
Theo Kopijcki
G =
0,6 0,6
3 4 2
0

4
. . . 6,2 2.10 . 0,71 . 0,59. . .
4.10
p
d
b e
Z
D l d
D D D
γ γ
 
 
 
+ − +
 
 ÷
 ÷
 
 
 
Bảng 2.5 Bảng xác định trọng lượng và kích thước chong chóng
No Hạng mục chính kí
hiệu
Đơn
vị
Công thức- nguồn gốc Kết quả
1
Khối lượng
riêng của vật
liệu chong

chóng
m
γ
kg/m
3
Theo vật liệu 8600
2
Đường kính
chong chóng
D m Theo tính toán 2,86
3
Số cánh chong
chóng
Z Theo tính toán 4
4
Đường kính củ
chong chóng
d
0
m (0,14-0,22).D 0,44
5 Tỉ số đĩa
θ
Theo tính toán 0,55
6
Chiều rộng tại
cánh 0,6R
b
0,6
m
0,6

1,1 1,3
m
m
D
b b
Z
b
=
= −
0,84
7
Chiều dài củ
chong chóng
l m l = (1,5-1,7)d
0
0,7
8
Chiều dài lớn
nhất cánh chong
chóng tại 0,6 R
e
0,6
M e
0,6
= (0,014 – 0,055)D 0,060
16
9
Đường kính phía
trước củ chong
chóng

d
2
m d
2
= 0,125.D 0,358
10
Độ côn phía sau
củ chong chóng
K 1:12
11
Đường kính phía
sau củ chong
chóng
d
1
m
1 2
12
l
d d= −
0,29
12
Trọng lượng
chong chóng
G kg
0,6
3
4
0,6
4

0
2
0
. .
4.10
6,2 2.10 . 0,71
0,59. . .
m
m
b
z
D
D
e
d
D D
l d
γ
γ
 
 
 
 
 
+ −
 
 
 
 
+

2103
17
CHƯƠNG 3
TÍNH THIẾT KẾ HỆ TRỤC
18
3.1. DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ
3.1.1.Máy chính
_ Công suất định mức của máy: H = 2540 kW
_ Vòng quay định mức của máy: N = 720 v/p
_ Hộp số có tỉ số truyền động i = 2,862:1
_ Vật liệu làm hệ trục: Thép rèn 35 (KSF60)
+ Giới hạn bền kéo T
s
= 590 N/mm
2
+ Giới hạn chảy T
c
= 320 N/mm
2
+ Giới hạn mỏi T
m
= 208 N/mm
2
+ Độ cứng HB > 180 Rw
+ Hệ số đàn tính E = 2,1.10
6
kG/cm
4
+ Tỷ trọng γ = 7,85.10
-3

kG/cm
3
_ Hệ trục lai chân vịt định bước bằng Hợp kim-Đồng .
+Đường kính : D = 2860 mm
+Số cánh : Z = 4 cánh
+Trọng lượng : G = 2103 Kg
+Vật liệu làm chong chóng Đồng - Mangan
3.1.2.Luật áp dụng, cấp thiết kế
1- Luật áp dụng
Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép - 2010: Phần 3: Hệ
thống máy tàu - TCVN 6259-3: 2003 [1].
2- Cấp tính toán thiết kế
Hệ trục và thiết bị hệ trục được tính toán thiết kế thỏa mãn tương
ứng cấp Biển không hạn chế theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển
vỏ thép – 2003.
3.1.3.Bố trí hệ trục
1-Bố trí chong chóng tàu thủy.
- Thông số chong chóng tính ở phần trên :
Đường kính chong chóng : D
opt
= 2860 mm
Chiều dài củ chong chóng : l
cc
= 700 mm
Chiều dài mũ kín nước chong chóng :
19
l
mũ
= l
0

= (0,12÷ 0,17)D
0pt
= (336÷476) . Chọn l
mũ
= 400 mm
- Chọn kiểu làm kín phía lái là kiểu simplex.của hãng : Compact loại A được
thiết kế dành cho các loại tàu nhỏ.Với đường kính chân vịt 300 mm chọn
được loại làm kín như sau :

φ
φ
φ
φ
φ
φ
φ
Hình 2.1. Kết cấu bộ làm kín trước simplex hãng Compact loại A
φ
φ
φ
φ
φ
φ
φ
φ
Hình 2.2. Kết cấu bộ làm kín sau simplex hãng Compact loại A
A W
min-
max
B C D E F G H I K L 0 P Q R S

330 286-
315
177 515 480 M16 435 6 20 191 435 390 M12 15 164 400 161
- Tra bảng trên ta lấy được chiều dài bộ làm kín là B = 177 mm
20
- Chọn thiết bị liên kết bộ làm kín và củ đỡ sau có kích thước b = 63 mm
- Vậy phải bố trí chong chóng cách gối sau phía lái 1 đoạn : l = B + b= 240 mm
- Ta bố trí chong chóng ở vòm đuôi tàu.Về nguyên tắc ta bố trí chân vịt càng
sâu càng tốt.Cố gắng để chiều chìm của trục ”H
s
” lớn hớn đường kính của
chong chóng “D”.
- Vậy ta bố trí chong chóng như sau :
+ Cách đường cơ bản 1 khoảng bằng : 2500 mm
+ Cách gối sau 1 khoảng bằng : e = 240 + 700/2 = 590 mm.Tức là tại
sn04 - 140 mm.
+ Cách bánh lái 1 khoảng bằng : d = 0,1.D
cc
= 0,1.2860 = 286 mm .
2-Bố trí máy chính
- Kích thước buồng máy xác định như sau :
Chiều dài : 12,5 m
Chiều rộng trung bình : 14,7 m
Chiều cao tại nơi đặt máy chính : 6,3 m
-Kích thước máy chính 8M25C :
Chiều dài : 5,834 m
Chiều rộng : 2,130 m
Chiều cao tính từ bệ máy : 3,839m
- Máy có sẵn ổ chặn lực đẩy nên không cần bố trí thêm đoạn trục lực đẩy
cho hệ trục.

- Với mục đích tạo ra một hệ trục đặt trong mặt phẳng dọc tâm tàu, hệ trục
được đặt song song và cách đường cơ bản 2500 mm.Nên ta bố trí máy
chính trên bệ máy cao 450 mm .Mặt bích ra của động cơ tại sườn sn 14.
- Vậy hệ trục có thông số cơ bản sau :
Góc lệch so với đường cơ bản :
0
o
λ
=

Chiều dài : l
total
= 7654 mm
3-Bố trí hệ trục
a .Đường kính trục chong chóng.
Theo quy phạm thì đường kính các trục chong chóng cũng như trục trung
gian được tính bằng công thức:
3
1
560
100.
160
tg
s
H
d k K
N T
 
≥
 

+
 
3
2
160
560
.100 K
TN
H
kd
s
s






+
≥
21
Bảng 3.1. Tính đường kính trục chong chóng.
N
o
Đại lượng tính Ký. h Đơn vị
Công thức - nguồn
gốc
K.
quă
(1) (2) (3) (4) (5) (6)

1 Công suất tính toán H kw Theo lý lịch máy
2540
2 Vòng quay của trục chong
chóng ở công suất liên tục
lớn nhất.
N v/ph Theo lí lịch máy
252
3
Hệ số tính toán đường kính
trục.
k
2
- Xác định theo bảng 1,26
4
Hệ số xét đến trục rỗng
K _ Với trục đặc 1,0
5
Giới hạn bền kéo danh
nghĩa của vật liệu làm trục
T
s
N/mm
2
Với trục là thép C35 590
6
Đường kính tính toán của
trục chong chóng
d
s
mm

3
2
560
100.
160
s
s
H
d k K
N T
 
=
 
+
 

247
7
Đường kính thiết kế của
trục chong chóng
d
s
mm Thiết kế chỉ định 280
Kết luận:
- Chọn đường kính trục chong chóng là 280 mm
b. đường kính trục trung gian
Bảng 3.2. Tính đường kính trục trung gian chong chóng.
N
o
Đại lượng tính Ký. h Đơn vị

Công thức - nguồn
gốc
K.
quă
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
1 Công suất tính toán H kw Theo lý lịch máy 2540
2
Vòng quay của trục chong
chóng ở công suất liên tục
lớn nhất.
N v/ph Theo lí lịch máy 252
3
Hệ số tính toán đường kính
trục.
k
2
- Xác định theo bảng 1,00
22
4
Hệ số xét đến trục rỗng
K _ Với trục đặc 1,0
5
Giới hạn bền kéo danh
nghĩa của vật liệu làm trục
T
s
N/mm
2
Với trục là thép C35 590
6

Đường kính tính toán của
trục trung gian
d
tg
mm
3
2
560
100.
160
s
s
H
d k K
N T
 
=
 
+
 
196
7
Đường kính thiết kế của
trục trung gian
d
tg
mm Thiết kế chỉ định 240
Kết luận:
- Chọn đường kính trục trung gian là 240 mm
Chiều dày áo bọc trục

Bảng 3.1. Tính chiều dày áo bọc trục
№ Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết quả
1
Đường kính tính toán
quy định của trục
chong chóng
d
s
mm Đã tính
3
280
2
Vật liệu chế tạo áo bọc
trục

Theo thiết kế (Xem bản vẽ
Toàn đồ trục chong chóng)
Đ
Đồng
thanh
3
Chiều dày lớp áo bọc
bằng đồng thanh tại cổ
trục theo tính toán
t
1
mm

Theo 6.2.8, [1]
5,703,0
1
+=
s
dt
1
15,9
4
Chiều dày lớp áo bọc
bằng đồng thanh tại cổ
trục theo thiết kế
t
1
mm Theo thiết kế chỉ định
1
16
c. Các chi tiết khác của hệ trục
Chiều dày bích nối trục
Bảng 3.2. Tính chiều dày bích nối trục
23
№ Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn
vị
Công thức - Nguồn gốc Kết quả
1
Công suất liên tục lớn
nhất của động cơ

H kW
Được xác định theo lý
lịch máy
2540
2
Vòng quay của trục
chong chóng ở công
suất liên tục lớn nhất
N rpm
Được xác định theo lý
lịch máy
252
3
Hệ số tính toán đường
kính trục
k
1
_
Được xác định theo 6.2.9-
4, [1]
1,0
4
Hệ số xét đến trục
rỗng
K _ Theo 6.2.9-4, [1] 1,0
5
Giới hạn bền kéo danh
nghĩa của vật liệu trục
T
s

N/mm
2
Lấy giá trị nhỏ nhất của
thép C35
590
6
Hệ số tính chọn
đường kính
F
1
_
Được xác định theo bảng
3/6.1, [1]
100
7
Đường kính trục
chong chóng
d
s
mm Đã tính 280
8
Vật liệu chế tạo bích
trục
Theo thiết kế (Xem bản
vẽ Toàn đồ trục chong
chóng)
C35
9
Chiều dày các khớp
nối trục

b mm
0
.22,0 db =
61,6
10 Chiều dầy bích nối b mm Thiết kế chỉ định 65
Kết luận: Chọn chiều dày bích nối trục là 65 mm.
Bulông bích nối trục
Bảng 3.3. Tính bu lông bích nối trục
№ Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn
vị
Công thức - Nguồn gốc Kết quả
1 Vật liệu bu-lông Thiết kế chỉ định SF45
24
№ Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn
vị
Công thức - Nguồn gốc Kết quả
2
Đường kính trục
chong chóng
d
s
mm Theo thiết kế 280
3 Số bulông n Chiếc Thiết kế chỉ định 8
4 Đường kính vòng chia D mm (1,56-1,75)D

cc
450
5
Giới hạn bền kéo danh
nghĩa của vật liệu làm
trục
T
s
N/mm
2
Lấy giá trị nhỏ nhất của
thép KSF 45
460
6
Giới hạn bền kéo danh
nghĩa của vật liệu làm
bulông
T
b
N/mm
2
Theo vật liệu 750
7 Đường kính bulông d
b
mm
b
S
TDn
Td

)160(
.65,0
3
0
+
46,15
8 Đường kính thiết kế d
b
mm Thiết kế chỉ định 50
Kết luận: Chọn đường kính của bu lông bích nối trục là 50 mm.
Chiều dài bạc đỡ
Bảng 3.4. Tính chiều dài bạc đỡ
№ Hạng mục tính
Ký
hiệu
Đơn
vị
Công thức - Nguồn gốc Kết quả
1 Vật liệu làm bạc trục Thiết kế chỉ định Cao su
2
Đường kính tính toán
trục chong chóng
d
s
m
mm
Mục 3.1-6 247
3
Chiều dài tối thiểu bạc
đỡ sau cùng trục

chong chóng theo tính
toán
L
1
m
mm
L
1
= 4.d
s
988
25