ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU DẦU 1800 TẤN

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
CHƯƠNG 1
□ GIỚI THIỆU CHUNG
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 2
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Giới thiệu tàu và tuyến đường.
Tàu dầu 1800 T là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn, có một boong chính liên tục.
Tàu được hoán cải từ tàu lạnh của Nhật Bản. Hoạt động của tàu theo cấp II hạn chế.
Động lực chính của tàu do một máy chính AKASAKA lai một hệ trục chân vịt.
Phần trang trí động lực bố trí trên tàu thỏa mãn cấp II hạn chế thuộc “qui
phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép””TCVN 2003”.
Các thông số chủ yếu của tàu:
 Chiều dài lớn nhất L
max
= 71,83 m
 Chiều dài thiết kế L
tk
= 68.95 m
 Chiều rộng lớn nhất B
max
= 2.61 m
 Chiều rộng thiết kế B
tk
= 12.10 m
 Mớn nước thiết kế T = 4.95 m
 QChiều cao mạn H = 5.5 m
 Lượng chiếm nước ∆ = 3048 m
3

 Số lượng thuyền viên n = 12 người
 Các hệ số béo:
 Hệ số béo thể tích δ = 0.272
 Hệ số béo sườn giữa β = 0.98
Hệ số béo đường nước thiết kế α = 0.8
Máy chính kiểu AKASAKA
công suất Ne = 2000 cv
vòng quay n = 250 v/p
1.2. Bố trí chung toàn tàu.
Theo chiều dài, tàu được chia thành các khoang như sau:
Từ lái đến Sn03 là khoang lái. Trong khoang bố trí két dằn lái và trục lái đi
qua.
Từ Sn03 đến Sn08 là khoang có chứa két dầu đốt dự trữ.
Từ Sn08 đến Sn27 là khoang máy. Trong khoang bố trí 01 máy chính các
trang thiết bị buồng máy, két nước ngọt dự trữ, két dầu nhờn tuần hoàn, máy chính, két
dầu nhờn dự trữ.
Từ Sn27 đến Sn28 là khoang cách ly.
Từ Sn28 đến Sn103 là khoang dầu hàng, khoang được chia thành 10 khoang
hang nhỏ.
Từ Sn103 đến Sn105 là khoang cách ly.
Từ Sn105 đến mũi là khoang mũi. Trong khoang bố trí két nước ngọt, két dằn
mũi, thùng xích, neo và các thiết bị chằng buộc.
Từ Sn23 đến Sn27, bố trí buồng bơm dầu hang.
Trên mặt boong chính bố trí hệ thống ống dẫn dầu hang, hệ thống tưới mát
mặt boong, hệ thống cứu hỏa bằng bọt, bằng nước.
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 3
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
Ngoài ra, để phục vụ cho việc đi lại, các nhiệm vụ và công việc trên tàu, các

hành lang được bố trí cao trên mặt boong. Các phương tiện và trang thiết bị phục vụ
cho công việc sinh hoạt trên tàu gồm có:
 Câu lạc bộ
 Buồng ngủ (2người 1 buồng)
 Buồng máy lạnh để điều hòa không khí cho các buồng khác
 Nhà bếp
 Trên boong lái, từ Sn02 đến Sn27 bố trí cửa ánh sang buồng máy, phao
cứu sinh, xuồng cứu sinh, lỗ cầu thang suồng boong chính quạt thông gióbuồng
máy.
 Trên nóc boong lái bố trí đèn mạn, cột đèn, …
1.3. Giới thiệu buồng máy.
Buồng máy được bố trí phía đuôi tàu từ Sn08 đến Sn27, nằm phía boong chính
miệng hầm máy thông thẳng lên boong lái, lên xuống buồng máy bằng một cầu thang
chính tại khoang Sn22 đến Sn24. Cầu thang này thông lên hành lang của boong chính,
có một cầu thang thẳng đứng thông lên sân hầm máy tại các boong và thông lên bong
lái.
1.3.1. Các thiết bị buồng máy
MÁY CHÍNH
 Số lượng 01.
 Ký hiệu “AKASAKA” do Nhật sản xuất.
 Là loại động cơ Diesel 4 kỳ, 6 xilanh, một hang thẳng đứng tác dụng
đơn, tăng áp bằng tua bin khí xả, khởi động bằng khí nén, làm mát gián tiếp bằng
nước ngoài tàu.
CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
 Số xilanh i = 6
 Đường kính xilanh D = 400 mm
 Hành trình piston S = 600 mm
 Công suất liên tục lớn nhất N
max
= 2000 cv

 Vòng quay ở công suất lớn nhất n
đm
= 250 rpm
 Vòng quay lớn nhất n
max
= 257 rpm
 Vòng quay nhỏ nhất n
min
= 85 rpm
 Khả năng quá tải 10%
 Suất tiêu hao nhiên liệu g
e
= 164 g/cv.h
 Suất tiêu hao dầu nhờn g
m
= 1.5 g/cv.h
 Áp suất khí nén khởi động
 Lớn nhất P
max
= 30 kG/cm
2
 Nhỏ nhất P
min
= 12 kG/cm
2
CÁC THIẾT BỊ CÓ SẴN TRÊN MÁY VÀ KÈM THEO MÁY
 Tuabin khí xả.
 Bơm lọc dầu đốt.
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 4
LỚP: MTT-44-ĐH

1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
 Bơm dầu đốt làm mát đầu phun nhiên liệu.
 Bơm dầu đốt cấp dầu cho máy chính.
 Bơm dầu nhờn bôi trơn cho máy chính.
 Máy via trục.
 Sinh hàn dầu đốt làm mát đầu phun nhiên liệu.
 Ổ đỡ chặn.
 Bầu giảm âm máy chính.
 Hai tổ máy phụ công suất 230 KVA.
Máy Diesel YALMAR 6MLI.
Công suất N = 300 cv
Số vòng quay n = 750 v/p
Máy phát điện công suất N = 230 kVA
 Một tổ máy phụ 50 KVA
Máy Diesel YALMAR 4LDL.
Công suất N = 64 cv
Số vòng quay n = 900 v/p
Máy phát điện công suất N = 50 kVA
 Một tổ bơm nước chữa cháy
Bơm li tâm.
Lưu lượng Q = 48 m
3
/h
Cột áp H = 53 mcn
Công suất động cơ điện N = 15 kW
 Một số tổ bơm nước biểt làm mát máy chính.
Bơm li tâm.
Lưu lượng Q = 30 m
3

/h
Cột áp H = 48 mcn
Công suất động cơ điện N = 11 kW
 Một tổ bơm dầu nhờn dự phòng máy chính
Bơm bánh răng.
Động cơ điện có công suất : N = 11 kW
 Một tổ bơm nước biển làm mát dự phòng máy chính kiêm dằn và hút
khô ứng cấp.
Bơm li tâm.
Lưu lượng Q = 30 m
3
/h
Cột áp H = 48 mcn
Công suất động cơ N = 11 kW
 Một tổ hợp vận chuyển dầu đốt
Bơm bánh răng.
Động cơ điện có công suất : N = 11 kW
 Một sinh hàn dầu nhờn máy chính
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 5
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
 Một tổ bơm máy hút khô
Máy phân li
Lưu lượng Q = 18 m
3
/h
Cột áp H = 25 mcn
Công suất động cơ N = 3.7 kW
 Một tổ hợp máy phân li dầu nhờn

Máy phân li.
Lưu lượng Q = 2 m
3
/h
Cột áp H = 2 mcn
Công suất động cơ N = 2.2 KW
 Một tổ hợp máy phân li dầu đốt
Máy phân li.
Lưu lượng Q = 200 m
3
/h
Cột áp H = 2 mcn
Công suất động cơ N = 2.2 kW
 Một số máy nén khí chinh Sc-20
Lưu lượng Q = 115 m
3
/h
Áp lực P = 30 kG/cm
2
Công suất động cơ N = 11 kW
Số vòng quay n = 1200 v/p
 Một số máy nén khí dự phòng SDV-3
Lưu lượng Q = 56 m
3
/h
Áp lực P = 30 kG/cm
2
Công suất động cơ N = 3 kW
Số vòng quay n = 1200 v/p
 Một tủ dụng cụ

 Một máy hàn điện
 Một máy khoan
 Một êtô
 Một máy mài đá
 Một bàn nguội
 Hai bình khí nén, mỗi bình có thể tích V = 1030 lít
 Một tổ bơm nước biển sinh hoạt
Lưu lượng Q = 6 m
3
/h
Cột áp H = 17 mcn
 Một bình áp lực nước biển
 Một bình áp lực nước ngọt
 Bốn bình bọt chữa cháy AB-10
 Bốn bình CO
2
chữa cháy
 Hai bình khí nén phụ, mỗi bình có thể tích V = 40 lít
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 6
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
 Hai cửa thong biển
 Một bơm tay vận chuyển dầu đốt Dy40
 Một két dầu nhờn
 Một két dầu trực nhật máy chính có thể tích V = 1.5 m
 Một két dầu trực nhật máy phụ có thể tích V = 1 m
3
 Một két dầu đốt làm mát đầu phun nhiên liệu
 Một bơm tay vận chuyển dầu nhờn Dy40

 Một tổ bơm nước chữa cháy dự phòng
Bơm phân li
Lưu lượng Q = 30 m
3
/h
Cột áp H = 48 mcn
Công suất động cơ N = 11 kW
 Một tổ bơm hút khí
Bơm phân li
Lưu lượng Q = 48 m
3
/h
Cột áp H = 27 mcn
Công suất động cơ N = 11 kW
 Một bảng điện chính
 Một tổ hợp nước ngọt sinh hoạt
Bơm phân li
Lưu lượng Q = 6 m
3
/h
Cột áp H = 17 mcn
Công suất động cơ N = 0.75 kW
 Bốn tổ quạt đẩy thông gió buồng máy
Quạt gió
Lưu lượng Q = 12000 m
3
/h
Cột áp H = 30 mcn
Công suất động cơ N = 2.2 kW
 Một tổ quạt hút gió buồng Diesel, buồng bơm dầu hang

Quạt gió
Lưu lượng Q = 3600 m
3
/h
Cột áp H = 20 mcn
Công suất động cơ N = 0.75 kW
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 7
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
CHƯƠNG 2
□ TÍNH SỨC CẢN
□ THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG
CHÓNG
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 8
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
2. SỨC CẢN
2.1. Các kích thước cơ bản của tàu
 Chiều dài lớn nhất L
max
= 71.83 m
 Chiều dài đường nước thiết kế L
WL
= 68.95 m
 Chiều rộng lớn nhất B
max
= 12.61 m
 Chiều rộng thiết kế B = 12.10 m

 Chiều cao mạn H = 5.5 m
 Chiều chìm toàn tải T = 4.95 m
 Lượng chiếm nước Disp = 3048 tons
 Máy chính AKASAKA
 Công suất N
e
= 1470/(2000) kW/(cv)
 Vòng quay n = 250 rpm
 Hệ số béo thể tích C
B
= 0.72
 Vòng quay chong chóng n
p
= 250 rpm
2.2. Sức cản của tàu theo công thức Pamiel
2.2.1. Phạm vi áp dụng của phương pháp Papmiel
No. Đại lượng xác định Tàu thực thiết kế Phạm vi của Pamiel
1 Tỷ số kích thước [B/T] 2.44 1.5 – 3.5
2 Tỷ số kích thước [L/B] 5.7 4 – 11
3 Hệ số béo thể tích [C
B
] 0.72 0.35 – 0.8
Công thức xác định sức cản của Pamiel
Công suất kéo theo Pamiel
)(
0
3
cv
LC
DV

EPS
S
=
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.
2.2.2. Kết quả xác định sức cản tàu theo Pamiel
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 9
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
N
0
ĐẠI LƯỢNG
XÁC ĐỊNH
CÔNG THỨC
TÍNH
KẾT QUẢ
1
Tốc độ tính
toán V
S
,
(knots)

Dự kiến thiết kế 11
11.
5
1
2
12.5
2
Tốc độ tính
toán V
S
,
(m/s)
Tính theo m/s 5.654 5.911 6.618 6.425
3
Hệ số béo
thể tích C
B
Theo thiết kế 0.72 0.72 0.72 0.72
4
Lượng chiếm
nước D,
(tons)
Theo thiết kế 3048 3048 3048 3048
5
Hệ số hình
dáng
ϕ
B
C
L

B
10=
ϕ
1.2635 1.2635 1.2635 1.2635
6
Tốc độ tương
đối V
1
L
VV
S
ϕ
=
1
1.489 1.557 1.624 1.692
7
Hệ số tính
C
p
, theo đồ
thị
( )
ϕ
,
1
VfC
p
=
92 89 85 81
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
0.9068 0.9068 0.9068 0.9068
10
Hệ số tính
theo Pamiel
C
0
ϕ
λ
1
0
X
C
C
p
=
74.218 71.789 68.571 65.344
11
Công suất
kéo EPS,
(cv)

0
3
LC
V
EPS
s
∇
=
729.77
4
936.401 1113.997 1321.31
12
Sức cản toàn
phần R
t
, (kG)
s
t
V
EPS
R
75
=
10516.
1
11881.25 13545.68
15423.8
5
2.2.3. 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:
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 10
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
[ ]
hình 2.1
Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng
 Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng)
η
p
= 0.51
 Hiệu suất đường trục (lấy gần đúng)
η
t
= 0.97
 Dự trữ công suất máy chính 10%Ne
 Công suất của máy chính Ne = 2000 cv
 Công suất kéo của tàu EPS = 0,9Ne
η
p
η
t
Kết quả:
EPS = 1746 cv
Tương ứng (gần đúng) trên đồ thị sức cản có:
R
t
= 11881.251 (kG)
V

s
= 11.5 (knots)
3. THẾT KẾ CHONG CHÓNG
3.1. Thông só ban đầu
 Vật liệu chong chóng Đồng Aa53 – 3 – 1
 Ứng suất kéo cho phép, [δ
k
] 400 ÷ 500 kG/cm
2
 Ứng suất nén cho phép, [δ
n
] 450 ÷ 600 kG/cm
2
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 11
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
 Hệ số béo thể tích , [C
B
] 0.72
 Vận tốc tàu giả thiết, v
s
11.5(5.911) knots(m/s)
 Số chong chóng của tàu, x 1
3.2. Thiết kế chong chóng
3.2.1. Chọn số cánh chong chóng
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U

ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC- NGUỒN
GỐC
KẾT
QUẢ
1 Hệ số dòng theo ψ _ Ψ = 0,5C
B
– 0,05 0.31
2 Hệ số dòng hút t
c
_ t
c
= 0,7ψ 0.217
3
Hiệu suất tính đến
tác động qua lại
giữa chong chóng
với tàu
η _ η =
ψ
−
−
1
1
c
t
1.135
4
Vận tốc dòng chảy

với chong chóng
v
p
m/s v
p
= v
s
(1 – ψ) 4.079
5
Vòng quay chong
chóng
n
p
rpm n
p
= n 250
6
Sức cản của chong
chóng tại v
s
, R
R
cc
kG Theo đồ thị
11881.2
5
7
Lực đẩy của chong
chóng
P kG

P =
xt
R
c
cc
)1( −
15174
8 Mật độ nước biển ρ kg.s
2
/m
4
104.5
9
Hệ số lực dẩy theo
vòng quay
k
n
k
n
=
4
P
n
v
p
p
ρ
0.576
Kết luận:
 Hệ số lực đẩy của chong chóng k

n
= 0.576 < 2
 Chọn số cánh của chong chóng z = 4
3.2.2. Chọn tỉ số đĩa của chong chóng
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 12
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC- NGUỒN
GỐC
KẾT
QUẢ
1
Hệ số vật liệu làm
chong chóng
C’ Theo vật liệu 0.055
2 Hệ số quá tải của tàu m’ Tàu dầu 1.15
3 Số cánh chong chóng z Theo thiết kế 4
4 Tàu 1 chân vịt a m a = (0.045 ÷0.5)D 0.16
5 Mớn nước thiết kế T m Theo thiết kế 4.95
6
Đường kính sơ bộ
chong chóng
D m

D
≤

2.1
aT −
3.75
7
Lực đẩy của chong
chóng
P kG Theo thiết kế 15174
8
Chiều dài tương đối
của profin cánh
δ
max
m δ
max
= 0.08÷ 0.1 0,1
9 Tỉ số đĩa θ’
min
θ’
min
θ’
min
=
3
4
2
10
'

.
'
37.0
Pmz
D
C
m






δ
0.32
10 Tỉ số đĩa θ
θ
≥
θ’
min
0.7
Theo điều kiện chống xâm thực, phải thoả mãn điều kiện:
22
1
1
''
min
130 Dn
P
k

c
ζθθ
=≥
Trong đó :
1
ζ
: Hệ số đặc trưng cho xâm thực phụ thuộc vào chế độ tải của chong chóng
với
1
ζ
= 1.3÷1.6 ⇒ chọn
1
ζ
= 1.45
k
c
: Hệ số nói đến ảnh hưởng của xâm thực, tra theo đồ thị ( phụ thuộc vào z,
H/D,
λ
P
) k
c
= 0.28
1
P
: Áp suất thuỷ tĩnh tuyệt đối tại chân vịt
dsd
PhPHayPPP −+=−=
γ
10330

101
Với:
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 13
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
d
P
: áp suất hơi bão hoà chọn ở 25
0
C
d
P
= 323 kG/cm
2
s
h
: Độ chim của chong chóng
s
h
= 0.65T=3.2175 m
γ
: Trọng lượng riêng của nước biển
γ
= 1025 kg/m
3
938.133043232175.3102510330
1
=−×+=P
kG/cm

2
446.0544.21667.4
938.13304
28.0
45.1130
22"
min
=××=
θ
7.0446.0
"
min
=〈=
θθ
Vậy chong chóng thoả mãn điều kiện chống xâm thực
Kết luận:
Chọn tỉ số đĩa chong chóng θ = 0.7
3.2.3. Tính toán chong chóng sử dụng hết công suất máy
No. ĐẠI LƯỢNG
KÍ
HIỆU
CÔNG THỨC
ĐƠ
N VỊ
KẾT QUẢ
1 Vận tốc tính v Theo thiết kế
knot
s
11 11.5 12
2 Vận tốc tính v

S
Theo thiết kế m/s 5.654 5.911 6.168
3 Lực đẩy có ích P
e
P
e
=
x
R
kG 10516 11881 13545
4 Hệ số dòng theo ψ Theo thiết kế 0.31 0.31 0.31
5 Hệ số dòng hút t
c
Theo thiết kế 0.217 0.217 0.217
6
Vận tốc dòng
chảy
v
p
v
p
= v
s
(1 – ψ) m/s 3.9 4.078 4.256
7
Lực đẩy dòng
chảy
P P =
c
e

t
P
−1
kG
13487.
9
15173.7
17298.
9
8 Hệ số k
n
k
n
k
n
=
4
P
n
v
p
p
ρ
0.565 0.556 0.551
9
Độ trượt tương
đối
λ
ρ
λ

ρ
= f(k
n
)
0.325 0.315 0.295
10 Hệ số
λ
ρ
’
λ
’
ρ
= a.
λ
ρ
,
a = 1,05
0.341 0.330 0.309
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 14
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
No. ĐẠI LƯỢNG
KÍ
HIỆU
CÔNG THỨC
ĐƠ
N VỊ
KẾT QUẢ
11

Đường kính tối
ưu
D
opt
D
opt
=
'.
ρ
λ
p
p
n
v
m 2.568 2.544 2.52
12 Hệ số k
1
k
1
=
22

optp
Dn
P
ρ
0,1316 0,1237 0,0991
13 Tỉ số bước H/D Tra đồ thị 0.78 0.87 0.89
14 Hiệu suất đẩy η
p

Tra đồ thị 0.48 0.476 0.50
15
Hiệu suất chong
chóng
η
ψ
η
−
−
1
1
c
p
t
0.545 0.54 0.568
16
Công suất tiêu
thụ
N
pl
N
pl
=
η
.75
.vp
e
CV 454.63 1734.04 1961
17
Sai số kết quả

công suất
%100.
p
ppl
N
NN −
16.68 0.68 10.97
3.2.4. Tính trọng lượng chong chóng

SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 15
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
No
HẠNG MỤC
TÍNH
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC- NGUỒN GỐC KẾT QUẢ
1
Khối lượng
riêng của vật
liệu làm chong
chóng
kg/m
3
Theo vật liệu 8600
2
Đường kính
chong chóng

m Theo thiết kế 2.544
3
Số cánh chong
chóng
Theo thiết kế 4
4
Chiều rộng
tuơng đối lớn
nhất của tiết
diện cánh
m b
m
= 1,1 ÷ 1,3 1.24
5
Chiều rộng tiết
diện cánh tại
0,6R
m
b
0,6
= b
m
z
D
0.7886
6
Chiều dày ở
0,6R
m e
0,6

= e
0
– 0,6(e
0
– e
R
) 0.0628
7
Đường kính
trung bình của
chong chóng
m (0,17 ÷ 0,2)D 0.475
8
Chiều dài củ
chong chóng
m l = (1,5 ÷ 1,7)d
0
0.51
Trọng lượng
chong chóng
kg
2
0
6,0
0
4
6,0
3
4
59,0

71,010.22,6
.
10.4
dl
D
e
D
d
D
b
D
z
m
γ
γ
+












−+







1745
9

SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 16
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
CHƯƠNG 3
□ TÍNH THIẾT KẾ HỆ TRỤC
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 17
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
4. THIẾT KẾ HỆ TRỤC
4.1. SỐ LIỆU CHÍNH
4.1.1. Máy chính
 Kiểu máy:AKASAKA
 Công suất định mức:N
e
=2000 cv
4.1.2. Chân vịt
 Kiểu:4 cánh
 Đường kính: 2544 mm
 Khối lượng: 1745 kg
 Vật liệu: Đồng Aa53-3-1

4.2. CẤP THIẾT KẾ, LUẬT ÁP DỤNG, TÀI LIỆU THAM KHẢO
4.2.1. Cấp thiết kế
Hệ trục và thiết bị hệ trục được tính toán thiết kế thỏa mãn tương ứng cấp Biển
hạn chế II theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép – 2003
4.2.2. Luật áp dụng
Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép - 2003: Phần 3: Hệ thống máy
tàu - TCVN 6259-3: 2003 [1].
4.2.3. Tài liệu tham khảo
[1] - TCVN 6259-3: 2003.
[2] - Linie walόw okrętowych (Konstrukcje i obliczenia) – 1990.
4.3. 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) 1850 mm.
Hệ trục bao gồm 01 đoạn trục chong chóng 01 đoạn trục trung gian và 01 đoạn
trục lực đẩy, với tổng chiều dài 6545 mm
Trục chong chóng kết cấu bích rời, ống trục chế tạo bằng gang đúc, được đăt
trên hai gối đỡ bằng babit. Trục chong chóng được chế tạo bằng thép 35.
Trục lực đẩy và trục động cơ kết cấu bích liền, được đặt trên gối đỡ bằng babít
Trục trung gian kết cấu bích rời
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 18
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
4.4. ĐƯỜNG KÍNH TRỤC
4.4.1. Trục chân vịt
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN

VỊ
CÔNG THỨC
CÁCH XÁC ĐỊNH
GIÁ
TRỊ
1
Công suất liên tục
lớn nhất của động cơ
H kW
Được xác định theo lý lịch
máy
1470
2
Vòng quay của trục
chong chóng ở công
suất liên tục lớn nhất
N v/p
Được xác định theo lý lịch
máy
250
3
Hệ số tính toán
đường kính trục
k
2
_
Được xác định theo bảng
3/6.3, [1]
1.26
4

Hệ số xét đến trục
rỗng
K _ Theo 6.2.4-1, [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 35
600
6
Đường kính tính toán
của trục chong chóng
d
s
mm
3
2
160
560
100 K
TN
H
kd
s
s







+
=
227.6
7 Đường kính thiết kế d
s
mm Thiết kế chỉ định 250
4.4.2. Trục trung gian
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC
CÁCH XÁC ĐỊNH
GIÁ
TRỊ
1
Công suất liên tục
lớn nhất của động cơ
H kW
Được xác định theo lý lịch
máy
1470

2
Vòng quay của trục
chong chóng ở công
suất liên tục lớn nhất
N v/p
Được xác định theo lý lịch
máy
250
3 Hệ số F
1
Theo 6.2.2-1, [1] 100
4
Hệ số tính toán
đường kính trục
k
1
_
Được xác định theo bảng
3/6.2, [1]
1.26
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 19
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ

CÔNG THỨC
CÁCH XÁC ĐỊNH
GIÁ
TRỊ
5
Hệ số xét đến trục
rỗng
K _ Theo 6.2.2-1, [1] 1.0
6
Giới hạn bền kéo
danh nghĩa của vật
liệu trục
T
s
N/mm
2
Lấy giá trị nhỏ nhất của
thép 35
800
7
Đường kính tính toán
của trục chong chóng
d
0
mm
3
210
160
560
K

TN
H
kFd
s






+
=
167.1
8 Đường kính thiết kế d
0
mm Thiết kế chỉ định 250
4.4.3. Trục lực đẩy
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆU
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC CÁCH XÁC
ĐỊNH
GIÁ TRỊ
1
Công suất liên tục
lớn nhất của động
cơ
H kW

Được xác định theo lý lịch
máy
1470
2
Vòng quay của trục
chong chóng ở công
suất liên tục lớn
nhất
N v/p
Được xác định theo lý lịch
máy
250
3 Hệ số F
1
Theo 6.2.2-1, [1] 100
4
Hệ số xét đến trục
rỗng
K _ Theo 6.2.2-1, [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 35
800

6
Đường kính tính
toán của trục chong
chóng
d
t
mm
3
1
160
560
1.1 K
TN
H
Fd
s
t






+
=
167.1
7 Đường kính thiết kế d
t
mm Thiết kế chỉ định 250
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 20

LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
4.5. THIẾT BỊ TRỤC
4.5.1. Chiều dày áo bọc trục
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC
CÁCH XÁC ĐỊNH
GIÁ
TRỊ
1
Đường kính tính toán
của trục chong chóng
d
s
mm Đã tính 227.6
2
Chiều dày lớp áo bọc
bằng đồng thanh tại
cổ trục
t
1
mm
5.703.0
1

+=
s
dt
14.328
3 Chiều dày thiết kế t
1
mm Thiết kế chỉ định 18.5
4.5.2. Đường kính bulong khớp nối trục trung gian với trục chân vịt, trục trung
gian với trục lực đẩy
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC
CÁCH XÁC ĐỊNH
GIÁ
TRỊ
1
Đường kính trục
chong chóng
d
S
mm Theo thiết kế 250
2 Số bulông n Chiếc Chọn 8
3
Đường kính vòng
chia
D mm Theo thiết kế 520

4
Giới hạn bền kéo
danh nghĩa của vật
liệu làm trục trung
gian
T
s
N/mm
2
Theo vật liệu 800
5
Giới hạn bền kéo
danh nghĩa của vật
liệu làm bulông
T
b
N/mm
2
Theo vật liệu 1000
6
Đường kính bulông
khớp nối
d
b
mm 0.65
b
S
TDn
Td

)160(
3
0
+
39.03
7 Đường kính thiết kế d
b
mm Thiết kế chỉ định 50
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 21
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
4.5.3. Then chân vịt
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC
CÁCH XÁC ĐỊNH
GIÁ
TRỊ
1 Vật liệu then Thiết kế chỉ định F70
2
Chiều rộng then chân
vịt
b cm Thiết kế chỉ định 5.5
3
Chiều cao then chân

vịt
h cm Thiết kế chỉ định 2.8
4 Đoạn cắt vát của then r cm Thiết kế chỉ định 0.3
5
Độ côn trục nơi lắp
then
k cm Thiết kế chỉ định 1:15
6
Đường kính trung
bình đoạn côn lắp
then
d cm Thiết kế chỉ định 24
7
Công suất truyền liên
tục lớn nhất
H cv Theo lý lịch máy 2000
8
Vòng quay tính toán
của hệ
n rpm Thiết kế chỉ định 250
9 Giới hạn chảy vật liệu
σ
kG/cm
2
3400
10
Chiều dài tính toán
toàn bộ then
L
s

cm
b
rhnd
H
L
s
+
−
×
=
)2(5.0
10648.28
4
σ
31.03
11 Chiều dài then L
t
cm Thiết kế chỉ định 40
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 22
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
4.5.4. Chiều dày bích nối trục
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ
THỨC

CÁCH XÁC ĐỊNH
GIÁ
TRỊ
1
Công suất liên tục
lớn nhất của động cơ
H kW
Được xác định theo lý lịch
máy
300
2
Vòng quay của trục
chong chóng ở công
suất liên tục lớn nhất
N v/p
Được xác định theo lý lịch
máy
500
3
Hệ số tính toán
đường kính trục
k
1
_
Được xác định
theo 6.2.9-4, [1]
1,1
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 theo vật liệu 800
6
Hệ số tính chọn
đường kính
F
1
_
Được xác định theo bảng
3/6.1, [1]
100
7
Đường kính trục
trung gian tính toán
d
0
mm Theo 2.2-8 250
8
Đường kính bu lông
bích nối
d
b

mm theo 3.2-6 39.03
9
Chiều dày các khớp
nối trục
b
d
mm b
d
= 0.27d
0
61.5
10 Chiều dày bích nối b mm max(b
d
,d
b
) 61.5
11 Chiều dày bích nối b mm Thiết kế chỉ định 62
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 23
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
4.5.5. Chiều dài bạc
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC
CÁCH XÁC ĐỊNH

GIÁ
TRỊ
1 Vật liệu làm bạc trục Thiết kế chỉ định gỗ gai
2
Đường kính trục chân
vịt tính toán
d
s
mm Theo mục 2.1-6 227.6
3
Chiều dài tối thiểu
bạc đỡ sau cùng trục
chân vịttheo tính toán
L
1
mm L
1
=4d
s
910.4
4
Đường kính thực của
trục chân vịt
d
cv
mm Thiết kế chỉ định 250
5
Chiều dài tối thiểu
bạc đỡ sau cùng trục
chân vịt theo trục

thực
L
2
mm L
2
=3d
cv
750
6
Chiều dài tối thiểu
bạc đỡ sau cùng trục
chân vịt
L mm L=max(L
1
,L
2
) 910.4
7
Chiều dài gối đỡ trục
lực đẩy
L
d
mm L
d
=2d
0
500
8
Chiều dài bạc đỡ sau
cùng trục chân vịt

L
s
mm Thiết kế chỉ định 1020
9
Chiều dài bạc trước
trục chân vịt
L
t
mm Thiết kế chỉ định 780
10
Chiều dài bạc đỡ
trục lực đẩy
L
d
mm Thiết kế chỉ định 700
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 24
LỚP: MTT-44-ĐH
1
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
4.6. ÁP LỰC TÁC DỤNG LÊN GỐI ĐỠ
4.6.1. Phụ tải trên gối đỡ
1. Sơ đồ tính
Hệ trục thực trong bài toán tải trọng được xem như một dầm siêu tĩnh, nhiều
nhịp, đặt trên các gối đỡ xem như điểm đỡ. Một đầu lắp ghép với chong chóng xem
như tự do (Đoạn dầm treo), một đầu nối với gối chặn lực đẩy được xem như cố định
(Ngàm cứng).
2. Số liệu tính toán
 Chiều dài đoạn K l
a
= 85 cm

 Chiều dài đoạn dầm treo l
o
= 152.5 cm
 Chiều dài nhịp No1 l
1
= 202.5 cm
 Chiều dài nhịp No2 l
2
= 218 cm
 Chiều dài nhịp No3 l
3
= 79 cm
 Trọng lượng chân vịt Q = 1745 kG
 Tỷ trọng vật liệu làm trục γ = 7.85×10
-3
kG/cm
3
 Tải trọng phân bố q = 3.85×10
-3
kG/cm
3. Mô men tại gối đỡ
M
0
=









+−
2
.
.
2
o
a
lq
lG
M
0
l
1
+2M
1
(l
1
+l
2
)+M
2
l
2
=
( )
3
2
3

1
4
ll
q
+−
M
1
l
2
+M
2
(l
1
+l
2
)+M
3
l
2
=
( )
3
3
3
2
4
ll
q
+−
4M

2
+8M
3
=
2
3
ql−
Kết quả :
M
0
= -193108.31 kG.cm
M
1
= 23747.81 kG.cm
M
2
= 5633.16 kG.cm
M
3
= -240153.23 kG.cm
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 25
LỚP: MTT-44-ĐH
1
lo
l1
l2
l3
la
G
q

RoMo
R1M1
R2M2 R3M3
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỤC TÀU DẦU 1800 TẤN
4. Phản lực tác dụng lên gối đỡ
1
01
11
00
2
l
MM
lq
lqGR
−
+++=
R
1
=
1
01
2
1221
2
.
l
MM
l
MMll
q

−
−
+
+
+
R
2
=
2
12
3
3232
2
.
l
MM
l
MMll
q
−
−
+
+
+
R
3
= q.
3
233
2 l

MMl −
−
Kết quả :
R
0
= 3784.88 kG
R
1
= -326.44 kG
R
2
= -2456.25 kG
R
3
= 3263.33 kG
5. Áp lực riêng tác dụng lên gối đỡ
No HẠNG MỤC TÍNH
KÝ
HIỆ
U
ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC
CÁCH XÁC ĐỊNH
GIÁ
TRỊ
1 Chiều dài bạc đỡ sau L
s
cm Theo 3.5-8 102
2

Chiều dài bạc đỡ
trước
L
t
cm Theo 3.5-9 65
3
Đường kính bạc trục
chong chóng
d cm Theo thiết kế 33.2
4 Hệ số chịu áp lực
η
0
Với bạc đơ gỗ gai ắc 0.6
5
Lực tác dụng lên bạc
đỡ sau
R
0
kG Theo 4.1.4 3784.88
6
Lực tác dụng lên bạc
đỡ trước
R
1
kG Theo 4.1.4 326.44
7
Diện tích chịu áp lực
của bạc sau
S
0

cm
2
00
9.0
η
s
dLS =
1828.66
SINH VIÊN: NGUYỄN KHẮC TUẤN Page: 26
LỚP: MTT-44-ĐH
1