Tải bản đầy đủ (.pdf) (41 trang)

Đồ án hệ động lực tàu thuỷ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.27 MB, 41 trang )

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

I

I

U

,




,


T

T

Đ

,





T



T

T

,

T

Trong
Đ

T

T

T

Đ

ệ ộ

,
: Hệ ộ

, Độ

,T

,S




Q

,

T HĐ T
, ộ

T

ệ ,



,


Q



,



ễ T




T

T

,



T



,
,

,




ễ T
Đ

,

7

S



T

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

T

G

Trang 1


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

CHƢƠ G 1:
PHÂ TÍCH BỐ TRÍ THIẾT BỊ KHOA G MÁY
1.1 Khảo sát các đặc tính kỹ thuật cần thiết của tàu
1.1.1 Thông số cho trƣớc
T

:

T



T


G

T

V

12

Hl/h

Lmax

79,0

m

Ltk

76,0

m

D

7,0

m

d


6,0

m

Dw

3400

T



T

Đ

-P

Q

Tàu hàng khô
Bảng 1.1: Thông số tàu
Tàu









,

ệ ộ


1.2 Các phƣơng án bố trí buồng máy
1.2.1 Bố trí ở đuôi tàu
P

(

,

,

:

tàu container)
 T

,



, ễ

S



 R
 G










 P

,





chúi lái
SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 2


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA











 Đ





,

,


,

,

,

khoang máy. Th

vì hình dáng


,

DWL

DWL

3

0

2

10

1

20

30

40

50

60

70

80


90

100

Hình 1.1: Buồng máy phía đuôi tàu
1.2.2 Bố trí phía mũi tàu


Khi


, làm t

,


,

Hệ
,

hành. T



:



,




có boo

DWL

3

0

10

DWL

1

2

20

30

40

50

60

70


80

90

100

Hình 1.2: Buồng máy nằm ở mũi tàu

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 3


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

1.2.3 Bố trí ở giữa tàu
:



,

é

Hệ
,
T


ỗ,

,



DWL

3

0



10

DWL

1

2

20

30

40

50


60

70

80

90

100

Hình 1.3: Buồng máy nằm ở mũi tàu
 Ở

lái

1.3 Bố trí hệ trục chân vịt
1.3.1 Bố trí hệ trục thẳng
P







P




0

O
,



,
.





1.3.2 Bố trí hệ trục nghiêng
P

à
.
:
O




 T





SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 4


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

2

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

1

Hình 1.4:Trục nghiêng dọc
O
O



 T






3

2


1

Hình 1.4:Trục nghiêng ngang

1.3.3 Bố trí hệ trục theo kiểu chữ Z
P

,




ệ ộ

ệ ộ

,
Z

Z

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 5


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA


Hình 1.4:Trục chữ Z


1.4 Phân khoang
1.4.1 Khoảng sƣờn
- Ở

(

)

:
a = 2.L + 450

(mm)

= 2.76 + 450 = 602 (mm) 
,

=6

(

: ≤6

(

=6

(


)

)

)

1.4.2 Phân khoang.
Đ

Theo "Q
Tàu có

é " TCVN 6259 - 2003.

LTK = 76,0 m
Lmax = 79,0 m

S

:5
:

STT

1

Tên khoang

T

(
0÷ 8

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

600

)

dài(mm)
4800
Trang 6


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

2

Khoang máy

8 ÷ 28

600

12000

3


Khoang hàng 1

28 ÷ 70

600

25200

4

Khoang hàng 2

70 ÷ 111

600

25200

111 ÷119

600

4800

119÷ 126

600

4000


é

5

6

Bảng 1.2: Bảng phân khoang
Theo

-

:
: h = B/16 = 7875mm 
khoang hàng: 6000 mm

-T

: h1 = 2400

-T

2: h2 = 2400

-T

3: h3 = 2400

-

h = 1100 mm


: h4 = 2400

Hình 1.5: Phân khoang theo khoảng sườn

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 7


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

CHƢƠ G 2
TÍ H CHỌ CÁC PH

2

TỬ CỦA HỆ Ộ G ỰC CHÍNH

Tính sức cản
Hệ

T
P

P

:

 = 0.350.80; L/B = 411; B/T = 1,53,5; Fr  0.9
T

:
CB = 0,73
L 76

 6,03 (
B 12,6

mãn)

B 12,6

 2,1 (
d
6,0

Fr=

V (m / s)
gL

mãn)

=0,226<0,9 (

)
g pháp Papmie


P

,
RTK =

:

75EPS

v

S




EPS 

  VS3
. . .  (1)
L  C1

: :

(






D



:



).

 .L.CB .B.d
 4194,288m3


dài tàu

 VS:
: ệ

3

( )
(H / )



SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

,


 = 1.

Trang 8


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

,  = 0,7  0,3.

 : ệ
 : ệ

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

76,0
L
 0,928
=. 0,7  0,3.
100
100

,  = 10.

T

B
. CB
L

(2.1)


C B = 0,73

(2.1)   = 10.

12,6
B
.0,73  1,21
. C B =>  = 10.
76,0
L


L

 VS' = V S .
 C1 :

( ổ

T

9)

Bảng 2.1: Công suất kéo tàu
Stt
1
2
3


Đ
HL/h
m/s

Vs
ψ
V s'  V s .

4



6

EPS 

7

R TK

  V
. .
. 
L  C1

PS

75 . EPS
V (m / s)


kG

3
s



8

11
5.66
1.21

12
6.18
1.21

13
6.69
1.21

14
7.21
1.21

1.26

1.39

1.51


1.64

1.77

94

93.7

93

85

78

HL/h

L

C1(ψ)

5

10
5.15
1.21

695.92

10140.7 12309.6 14759.6 18952.4 23952.9


kG

RKT

929.24 1215.49 1690.83 2301.33

11661.8 14156.0 16973.6 21795.3 27545.8

EPS

R (kG)
25000

2500

2000

20000
EPS
R

10000

1000

0

1


2

3

4

5

6

7

8

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

9

10

11

12

13

14

v (Hl/h)
Trang 9



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

Hình 2.1: Đường đặc tính sức cản của tàu
2.1 Tính toán sơ bộ chân vịt và đồ thị đặc tính làm việc chân vịt.
E

é




,

sau:
 Số lƣợng trục chân vịt: T





,







 Chiều quay của chân vịt :








T

ƣờng kính sơ bộ chân vịt: Dsb = 0,7.d = 0,7.6 = 4,2 m.

 Các hệ số ảnh hƣởng của thân tàu:
 Hệ

:w

T


3

W  0,156.0,73.

T


 w

D

:
:

n=1

CB: ệ

é

 : T





D





 .L.CB .B.d
 4194,288m3


= 4,2 m

Fr = 0,22 > 0,2 => w = 0,1(Fr – 0,2) = 0,1(0,226-0,2) = 0,0026


F

3

W  0,156.0,73.

T

 Hệ

4194,288
 0,0026  0,2206
4,2

:



T






SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 10



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

ệ T có cùng

,
Hệ






T
T

t=
T






t = K.w
= 0,5  0,7 . V

Đ


= 0,7 => t =

0,7.0,2206 =0,1544
 Tốc độ tiến của chân vịt Vp
Vp = Vs(1-w) = 6,18(1-0,2206) = 4,82 m/s.
 Hiệu suất vỏ tàu
nk 

1  t 1  0,1544

 1,085
1  w 1  0,2206

R =1,025

 Hệ


ực đẩy chân vịt.
T=




R
1 t

(H / )
T


R = 14759,6 G,

:

14759,6
 17454,6kG
1  0,1544

 Số cánh chân vịt.Z
S










,



T


K d'  V P .D.



T

2

:

Z =3

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 11


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

K d'  V P .D.

T


T

2

Z=

: K d'  4,82.4,2




GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

104,5
 1,566
17454,6

Z=

 Tỷ số mặt đĩa
Đ

, ỷ ệ
:
Ae (1,3  0,3Z )T

C
A0 ( p 0  p v ).D 2

T

: - ,



Z:
:
T:



, p d  240kg / m 2

pd :

p0 :
p0  p a  H S

, p a  10330kG / m 2

pa :

(m), H S  TTB  0,54D  6  0,54.4,2  3,732m

HS :

 :


,   1025kg / m 3
Ae
(1,3  0,3.4).17454,6

 0,2  0,311
A0 (10330  1025.3,732  240).4,2 2

Bảng 2.2:Bảng thông số tính toán


T


kG

17454,6

Vp

m/s

4,82

V

Hl/h

12

Hệ

w

-

0,2206

Hệ

t

-


0,1544

Hệ

H

-

1,085

Hệ

r


-

1,025

-

0,98



Hệ

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 12



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

Hệ

 dt

-

0,97

Hệ

a

-

1,05

Hệ

Kdt

-

1,15


2.2 Chọn máy chính theo yêu cầu:
T

,

N  100  500(v / p) ,



:
ộ N  100  500(v / p)

:

B1)

: n  N / 60(v / s)

B2) T
B3): T



: K n' 



B4): T K n'

VP 4 

.
n T

Papmiel l p cho chân v t B4.55 Wageningen
J opt  f ( K n' )



B5): T

: J  1,05J opt


: D

B6): T
B7): T



: KT 



B8): T

1 VP
.
J ncv


T
 .n 2 .D 4

Papmiel l p cho chân v t B4.55 Wageningen

H
 f1 (K T , J ) (
D

B9): T

H( )

)



Papmiel l p cho chân v t B4.55 Wageningen

 P  f 2 (KT , J )





B10): T

é :



,



,
,







,



,



SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 13


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA


ập bảng chọn máy chính:

2.2.1

N  100  500(v / p)

T
:

Bảng 2.3: Bảng tính chân vịt để chọn máy

T

Đ

T
1 Ncv

v/ph

100

200

300

400

500


2 ncv

v/s

1.67

3.33

5.00

6.67

8.33

-

1.04

0.73

0.60

0.52

0.46

-

0.65


0.44

0.37

0.32

0.28

0.68

0.47

0.39

0.34

0.29

m

4.24

3.06

2.48

2.15

1.97


-

0.19

0.17

0.18

0.18

0.16

H
 f1 (K T , J )
D

-

1.00

0.83

0.76

0.74

0.63

8  P  f 2 (KT , J )


-

0.65

0.51

0.46

0.43

0.40

HP

1660.28

2116.05

2346.05

2509.73

2697.96

HP

2008.55

2559.92


2838.17

3036.18

3263.89

VP 4 
.
n T

3 K n' 

4 J opt  f ( K n )
5 J  1,05J opt
1 VP
.
J ncv

6 D

T
 .n 2 .D 4

KT 

7

R.V S
9 N 
75

d
76.75. H . P . r

1
0

K dt .N đ
 . t

Ne 

2.2.2 Tính toán xây dựng đồ thị chọn máy chính
:

+

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 14


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

/

+




i





,
+














+







+





è


+
.
+




,



,




a) Độ


A


7L28/32A

-

sau làm máy chính.

&W

2330 HP

-

S

-

T

-

LxBxH = 5810 x 1719 x 3330

-

Tỷ

-

S


b) Độ

775v/p
21


hs

(mm)

= 3,856


6L27/38

-

S

cv

= 201 v/p.

MAN B&W
2775 HP

S

800 v/p


SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 15


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

-

T

-

LxBxH = 5070 x 1916 x 3747 (mm)

-

Tỷ

-

S

30


ihs = 3,846



c) Độ

7L27/38

cv

= 208 v/p.

cv

= 256 v/p.

ng MAN B&W

-

3235 HP

-

S

-

T

-

LxBxH = 5515 x 1916 x 3747


-

Tỷ

-

S

(HP)

800 v/p
30


(mm)

ihs = 3,125


MAN B&M
6L27/38
Ne = 2775 HP
ihs = 3.846
ncv = 208 v/ph

Dmax=4.2
4
D


3000

3

D = 2.995
Ne=2591.4

2000

2
H/D = 0.82

Ne
H/D




1

1000

(H/D) 
1
1
0.9
0.9
0.8
0.8
0.7


0.7

0.6

0.6

0.5

0.5

0.4

0.4

0.3
0.2

0.3
0.2

0.1

0.1
n (v/ph)

0

Hình 2.2: Đồ thị chọn máy



d)
A



&W

,

,

,



ihs = 3,86



SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

800v/p kích


,
e)

6L27/38



:
Trang 16


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

Hãng MAN B&W
Seris: AMG28EV
Type: 39VO20
LxBxH = 1693 x 1500 x 2460
T

8,5

S
-

S

Z=4

-

Tỷ ệ

-


Hệ

-

Đ

-

Tỷ ệ

-

S

Ae
 0,55
A0

 p = 0,503

= 2,995 m
H/ = ,82
cv=

208 v/p

Q

,





,

máy.
2.2.2.1 Xây dựng chân vịt tận dụng hết công suất của máy.
:

e=

2775/2340 (HP/kW)
:







:
ND = Ne  dt  = 2340.0,97.0,98=2224,4 (Kw)
Bảng 2.4: ực đẩy có ích của chân vịt

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 17


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY


GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

Te (kG) R (kG)
25000
Te
20000
18300
RT

10000

0

1

2

3

4

5

6

7

8


9

10

11

12 12.87

14

v (Hl/h)

Hình2.3: Đồ thị xác định vận tốc khai thác của tàu
T

:T

RT

c là 12,87


=

/
,87 ( / )


:


là Te12,87.=18300

Bảng 2.5: Thông số thiết kế chân vịt sử dụng hết công suất máy
TT

T

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240



G
Trang 18


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

Đ

1

T

2

D

3 (m)


H/D

0,80

ae

0,54

Z

4(cánh)

P

0,54

n

3,47 (v/s)

T

3

S

4
Hệ


5
S

6

2.2.2.2 Kiểm tra tính sủi bọt theo tiêu chuẩn Burrill
,7R:

-

 2..n 0,7 
 2 .208 0,7 

.3   23,4(m / s)
 V 
.
.D  = 5,15 2  
2 
 60
 60 2

2

V0,7

2

2
P


- S

:

0,7 

pa  HS .  pd 10330  4,38.1025  240
.=
 0,52
2
0,5.101,62.23,4 2
0,5..V0,7


-




-

AC 


-

:

T
=0,23.

2
0,5..V0,7
.A C
:

T
18300
=
 2,86(m 2 )
2
2
.0,5..V0,7 0,23.0,5.101,62.23,4
:

H  Ae .D2
3,14.3 2

= (1,067  0,229.0,8).0,54.
 3,19(m 2 )
AC  1,067  0, 229.  . .
4
D
A
4





SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240


Trang 19


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

CHƢƠ G 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ TRỤC
Lựa chọn kết cấu và xác định kích thƣớc cơ bản của hệ trục

3

3.1 Chọn vật liệu làm trục
T

T

Đ



X

.

a) Trục trung gian



é rèn(

é

)
:
d t  F .k .3

N  560 
.

n   S  160 

T
-

:



-

:S



( / )
-

F: Hệ


-

: Hệ

-



-

= 2014,2 KW

= 208 v/ph.




=>



S: G

 S  500Mpa

d t  100.1.3
t

F = 100


=
é





2014,2 
560 
.
  222,95mm
208  500  160 

= 230 mm

b) Trục đẩy
-





,


:
dd  1,1.F . 3

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240


N
560
.(
).K
n  s  160
Trang 20


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY



-T

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA



SF 65 T
( )

[ ]

:

dd=1,1.dt=1,1.230=253 (mm)
=>

= 260(mm)

c) Trục chân vịt

Đ

é

ính theo công

:
N
2014,2
 100.1,2.3
 255,78mm
n
208

dv  100k3.3


T

v=

260 mm.

:
-

k3 : Hệ


-

:

-

:S



3=

1,16 – 1,34




( / )

= 2014,2 KW

= 208 v/ph.

3.2 Tính chọn các phần tử cơ bản của hệ trục
3.2.1 Phần côn trục chân vịt ( để lắp chân vịt ).
a) P
Đ

:
:


Độ

k

k=1,6.Dk=1,6.260=416

ẩ :



:

(mm)

(T
:

(

= 260 mm

)
k-dk)=Lk

=> dk = Dk- Lk/12=260-416/12=221 (

)

k=220




mm

:
dr=(0,75-0,9)dk=0,8.220=176 (mm)

+
b) P

:

r=(0,75-0,9)

(

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

t

dr=0,8.176=140 (mm)
)

Trang 21


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY




GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

:

k

= 260

mm
+

:

k=1,2.Dk=1,2.260=312

+ Độ

ẩ :



:
:

(mm)

(T
(


k-dk)=Lk

=396(

=> dk = Dk- Lk/12=260-312/

)

)

k=234



mm

:
dr=(0,75-0,9)dk=0,8.234=187 (mm)

+

:

r=(0,75-0,9)

dr=0,8.187=149 (mm)

c) T
+R


:

+T

[ ],

+

é

k>

100 mm thì rãnh then

0,2Dk= 52 mm
+
=>
+



:

B= (0,2-0,3)Dk =0,2.260=52 (

) (

[ ])

=50mm

dài then : Lt = (0,9-0,98).Lk =0,9.416=374(

)

k=380

mm .( theo

[4] )
k

= 260 ÷ 300 thì:

L = 96 (mm)
h = 64 (mm)
a = 16 (mm)
R = 64 (mm)
R0 = 32 (mm)

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 22


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

ai ốc hãm chân vịt.


3.2.2




,






+T

5

[ ],



hãm.

H

3 6:Đ


=>

,


,



3.2.3 Bích nối trục và bu lông bích nối
Đ



bu lông

db  0, 65

T

dt3 ( s  160)
mm
n.D. b

:
-

dt :

-

:

=8


-

:

= ( ,65-1,75 )dt = 39

-

s : G

é



-

b : G

é



db  0,65.
b

Đ

é


t

= 230 mm
=

 s = 800N/mm2

 b = 600 N/mm2

2303 (800  600)
 61,22mm
8.400.600

= 62 mm
:

1=

2dt= 460 mm
,

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

:

Trang 23


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY


GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

b1 0,2.dt=0,2.230=46 (mm)
T

1=100

(mm)

Đ

:

2=

1,7.dv= ,7 6 =

(

)

2=442

(mm)







é
dt3 ( s  160)
mm
n.D. b

db  0, 65

T

:
-

dt :

-

:

=8

-

:

= ( ,65-1,75 )dt = 39

-

s : G


é



-

b : G

é



t

db  0,65.
b

= 230 mm
=

 s = 800N/mm2
 b = 600 N/mm2

2303 (800  600)
 61,22mm
8.400.600

= 62 mm

Đ


:

1=

2dt= 460 mm
,

:

b1 0,2.dt=0,2.230=46 (mm)
T

1=100

(mm)

Đ
*

lông: D2= 1,7.dv= ,7 6 =


(

+

(

)


2=442

(mm)

)
, 5 t:

b1= , 5 3 =57,5 (

)

1=

60 (mm)

+
3.2.4 Ống bao trục và ổ đỡ trục chân vịt
*Ố
SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

Trang 24


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

GVHD: NGUYỄN TIẾN THỪA

+Ố


,



T

6


Đ

:

3



7 Á

é

T

ỡ 8S

5 Á
9 Đ

Đệ
Hình 3.1:Cụm ống bao trục chân vịt.




v=

[ ]

(

6

> 5


é

(

)

):

S1=0,15.dcv=0,15.260=39(mm)
S2=1,8.S1= ,8 39=7 , (

)

S2=70 (mm)

Hình 3.2: Ống bao trục chân vịt


+T



é

SVTH: Lưu Trường Giang - MSSV:103110240

300-500 (mm)
Trang 25


×