ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 1 -
1. PHẦN 1 – TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ TÀU
1.1.1. Loại tàu
Tàu dầu sức chở 6500 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn hồ quang điện, đáy
đôi. Tàu được thiết kế trang bị 01 máy diesel chính, kiểu 4 kì truyền động trực tiếp
cho 1 hệ trục chân vịt
Tàu được thiết kế gồm 8 hầm hàng chở dầu hóa chất
1.1.2. Vùng hoạt động
Tàu dầu 6500 tấn được thiết kế hoạt động trong vùng không hạn chế theo
quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép – 2003. Phần hệ thống động lực được tính
toán thiết kế theo TCVN6259 – 3:2003
1.1.3. Các thông số cơ bản phần vỏ tàu
– Chiều dài lớn nhất L
max
= 110 m.
– Chiều dài giữa hai trụ L
pp
= 102 m.
– hệ số béo thể tích б = 0,68 m.
– Chiều rộng lớn nhất B
max
= 18,20 m.
– Chiều rộng thiết kế B = 18,20 m.
– Chiều cao mạn D = 8,75 m.
– Chiều chìm toàn tải d = 6,70 m.
– Lượng chiếm nước Disp = 7500 tons
1.1.4. Hệ động lực chính
– Máy chính MAK 6M32c
– Số lượng 01.

– Nhiệt độ nước biển 32
0
C
– Nhiệt độ xung quanh 45
0
C
– Áp suất không khí 760 mmHg
1.2.2. Máy chính
Máy chính có ký hiệu MAK 6M32c do hãng CAT-MAK – Germany sản
xuất, là động cơ diesel 4 kỳ tác dụng đơn, tăng áp bằng hệ tua-bin – máy nén, dạng
thùng, một hàng xy-lanh thẳng đứng, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi
trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động bằng không khí nén.
1.2.2.1. Thông số cơ bản của máy chính
– Số lượng 01
– Kiểu máy MAK 6M32c
– Hãng sản xuất CAT
– Công suất định mức, [H] 3000/4080kW/hp
– Vòng quay định mức, [N] 600 rpm
– Số kỳ, [τ] 4
– Số xy-lanh, [Z] 6
– Đường kính xy-lanh, [D] 320 mm
– Hành trình piston, [S] 480 mm
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 3 -
– Khối lượng động cơ [G] tons
– Chiều dài bao lớn nhất [Le] 6013 mm
– Chiều rộng bệ động cơ [We] 1070 mm

– Bơm nước biển làm mát 01 cụm
– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm
– Bầu làm mát nước ngọt 01 cụm
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 4 -
– Máy phát điện một chiều 01 cụm
– Mô-tơ điện khởi động 01 cụm
– Các bầu lọc 01 cụm
– Bầu tiêu âm 01 cụm
– Ống bù hòa giãn nở 01 cụm
1.2.4. Thiết bị sinh hơi
1.2.4.1. Giới thiệu chung
Kết cấu và chức năng của thiết bị sinh hơi sẽ dựa trên tiêu chuẩn của nhà
sản xuất và yêu cầu của đăng kiểm.
Sản lượng hơi tối đa của nồi hơi khác nhau theo điều kiện của khí xả từ
máy chính. Mức nước trong nồi hơi sẽ được giữ ở mức hoạt động tự động của bơm
cấp nước.
Dầu nhiên liệu cấp cho nồi hơi có độ nhớt lên tới 3500 sec . R.W.No1 ở
100
0
C
1.2.4.2. Nồi hơi phụ
– Loại trụ đứng.
– Số lượng 1 bộ.
– Áp lực làm việc 6 Kg/cm
2
.

– Thiết bị điều khiển tự động 1 bộ.
– Bộ điều chỉnh mức 1 bộ.
– Két tách đổ (két tầng) 1 bộ.
– Bầu ngưng hơi thừa 1 bộ.
– Đồng hồ đo mức nước 2 bộ.
– Két hoá chất 1 bộ.
– Hệ thống điều khiển an toàn.
1.2.5. Máy nén khí và chai gió
1.2.5.1. Máy nén khí chính
– Loại máy nén 2 cấp, dẫn động bằng động cơ điện, làm mát bằng
không khí.
– Số lượng 2 bộ.
– Công suất 80 m
3
/h x 30 kG/cm
2

Thiết bị khởi động và dừng tự động được lắp cho máy nén khí chính
được kích hoạt bằng áp lực của chai gió chính.
Một nguồn điện của máy nén khí được cấp từ máy phát sự cố.
1.2.5.2. Máy nén khí
– Loại dẫn động bằng động cơ điện, 2 cấp, làm mát bằng không khí.
– Số lượng 1 bộ.
– Công suất 80 m
3
/h x 30Kg/cm
2
(F.A).
– Thiết bị khởi động và dừng tự động được lắp cho máy nén khí phục
vụ được kích hoạt bằng áp lực của chai gió làm việc.

02 x 218.16 m
3
01x 305.63 m
3
– Kiểu két Đáy đôi
1.3.1.2. Két dầu đốt dự trữ dầu DO
– Số lượng 04
– Kiểu đáy đôi
– Dung tích 02x 65.25 m
3
02x85.45 m
3
1.3.1.3. Két trực nhật dầu FO
– Số lượng 02
– Kiểu Rời
– Dung tích 12.0 m
3
1.3.1.4. Két trực nhật dầu DO
– Số lượng 02
– Kiểu rời
– Dung tích 2x6 m
3
1.3.1.5. Két lắng dầu FO
– Số lượng 01
– Kiểu Rời
– Dung tích 12 m
3
1.3.1.6. Két dầu nhờn dự trữ bôi trơn xylanh máy chính
– Số lượng 01
– Kiểu rời

-Dung tích 200 lít
1.3.1.12. Két tuần hoàn bôi trơn trục chân vịt
-Số lượng 01
-Kiểu Rời
-Dung tích 500 lít
1.3.1.13. Két dầu nhờn thải
-Số lượng 01
-Kiểu rời
-Dung tích 300 lít
1.3.1.14. Két dầu nhờn cặn
-Số lượng 01
-Kiểu rời
-Dung tích 600 lít
1.3.1.15. Két dầu FO thải
-Số lượng 01
-Kiểu rời
-Dung tích 700 lít
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 8 -
1.3.1.16. Két nước ngọt giãn nở máy chính
-Số lượng 01
-Kiểu rời
-Dung tích 0.7 m
3
1.3.1.17. Két gom dầu thải
-Số lượng 02
-Kiểu rời

LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 9 -
– Lưu lượng x Cột nước : 60 m
3
/h x 20 m
– Công suất x Vòng quay : 7,5 KW x 1750 v/p
1.3.2.4. Tổ bơm nước ngọt
– Số lượng : 02
– Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.H.Cent - Naniwa
– Lưu lượng x Cột nước : 3 m
3
/h x 40 m
– Công suất x Vòng quay : 2,2 KW x 3500 v/p
1.3.2.5. Tổ bơm dầu cặn
– Số lượng : 01
– Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.H.Piston - Naniwa
– Lưu lượng x Cột nước : 2 m
3
/h x 40 m
– Công suất x Vòng quay : 1,5 KW x 1800 v/p
1.3.2.6. Bơm trợ lực dầu FO nồi hơi
– Số lượng : 01
– Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.H.G - Naniwa
– Lưu lượng x Áp suất : 0,5 m
3
/h x 0,2 MPa
– Công suất x Vòng quay : 0,4 KW x 1125 v/p
1.3.2.7. Bơm tuần hoàn nước nồi hơi
– Số lượng : 01

– Lưu lượng x Công suất : 760 l/h x 5,5 KW - NPM- 115
1.3.3.3. Máy phân li dầu LO
– Số lượng : 01
– Kiểu - Hãng sản xuất : M.D - Mitsubishi
– Lưu lượng x Công suất : 1400 l/h x 5,5 KW
1.3.3.4. Máy phân li dầu - nước
– Số lượng : 01
– Kiểu - Hãng sản xuất : USH .20 - Taiko, Japan
– Công suất : 2 m
3
/h x 15 PPM
1.3.3.5. Bộ hâm nhiên liệu máy chính
– Số lượng : 01
– Kiểu - Hãng sản xuất : Có áo bọc - Showa, Japan
1.3.3.6. Bộ hâm dầu phân li FO
– Số lượng : 02
– Kiểu - Hãng sản xuất : Có áo bọc - ShoWa, Japan
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 11 -
1.3.3.7. Bộ hâm dầu phân li LO
– Số lượng : 01
– Kiểu - Hãng sản xuất : Có áo bọc - Showa, Japan
1.3.3.8. Bầu làm mát nước ngọt máy chính
– Số lượng : 01
– Kiểu : Dạng có áo bọc
– Thông số kỹ thuật : 14m
2

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 12 -
1.3.5. Tổ quạt
1.3.5.1. Quạt thông gió buồng máy
– Số lượng : 02
– Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.Axial - Onishi, Japan
– Sản lượng x Áp suất : 450 m
3
/ph x 300 Pa
– Công suất x Vòng quay : 7,5 KW x 1740 v/p
1.3.5.2. Quạt thải buồng phân li
– Số lượng : 01
– Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.Axial - Onishi, Japan
– Sản lượng x Áp suất : 50m
3
/p x 300 Pa
– Công suất x Vòng quay : 0,7 KW x 3340 v/p
1.3.5.3. Quạt thông gió hầm hàng
– Số lượng : 04
– Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.Axial - Onishi, Japan
– Sản lượng x Áp suất : 400m
3
/p x 300 Pa
– Công suất x Vòng quay : 5,5 KW x 1740 v/p
1.3.5.4. Quạt buồng máy phát điện sự cố
– Số lượng : 01
– Kiểu - Hãng sản xuất : M.D.Axial - Onishi, Japan
– Sản lượng x Áp suất : 20 m
3
/p x 150 Pa

– Số lượng 01 chiếc
1.3.6.2. Thiêt bị hàn điện
– Số lượng 01 chiếc
1.3.6.3. Ê tô , mỏ kẹp, mâm cặp
– Số lượng 01 chiếc
1.3.6.4. Máy tiện
– Số lượng 01 chiếc
1.3.6.5. Cửa thông biển buồng bơm chữa cháy sự cố
– Số lượng 01 cửa
1.3.6.6. Cửa thông biển
– Số lượng 02 cửa
1.3.6.7. Bàn làm việc
– Số lượng 01 Chiếc
1.3.6.8. Bảng điện chính
– Số lượng 01
1.3.6.9. Tay chuông truyền lệnh
– Số lượng 02 bộ
1.3.6.10. Pa lăng
– Số lượng 02 bộ
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 14 -
1.3.6.11. Thiết bị đốt dầu cặn, rác
– Số lượng 01 bộ
1.3.6.12. Thiết bị xử lý nước thải
– Số lượng 01
– Lưu lượng 1540 l/ngày đêm
1.3.6.13. Cầu thang buồng máy

№ Đại lượng xác định Tàu thực thiết kế Phạm vi của Pamiel
1 Tỷ số kích thước [B/d] 2,716 1,5 – 3,5
2 Tỷ số kích thước [L/B] 6.044 4 – 11
3 Hệ số béo thể tích [C
B
] 0,68 0,35 – 0,8
4
Hệ số thon đuôi tàu [
ϕ
]
1,125 0,33 – 1,5
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 15 -
2.1.2.2. Công thức xác định sức cản của Pamiel
)(,
0
3
hp
LC
V
EPS
S
∇
=
(2.1)
Trong đó:
V

Theo thiết kế 6500 6500 6500 6500
5
Hệ số hình dáng
ϕ
B
C
L
B
10=
ϕ
1,21 1,21 1,21 1,21
6 Tốc độ tương đối V
1
L
VV
S
ϕ
=
1
1.4 1.65 1.91 2.162
7
Hệ số tính C
p
, theo đồ
thị
( )
ϕ
,
1
VfC

PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 16 -
№ Đại lượng xác định Công thức tính Kết quả
11
Công suất kéo EPS,
(hp)
0
3
LC
V
EPS
s
∇
=
994.9 1706.08 2808.06 4976.33
12
Sức cản toàn phần R
t
,
(kG)
s
t
V
EPS
R
75
=
13171.62 19112.2 27263 42630

=

f
(
v
)
E
P
S

=

f
(
v
)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 17 -
Hình 2.1: đồ thị sức cản và công suất của tàu
2.1.5. Tính toán sơ bộ vận tốc tàu
– Giả định hiệu suất chong chóng η
p
= 0,55;
– Giả thiết hiệu suất đường trục η
t
= 0,98;
– Lượng công suất dự trữ máy chính 15%Ne;
– Công suất máy chính Ne = 3000 kW = 4080 cv;
– Công suất kéo của tàu N
0

=
,
(2.4)
Trong đó:
+ D- Đường kính chong chóng, chọn D = 0,6.T = 0,6.6,7 = 4,02 (m);
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 18 -
+ T – chiều chìm toàn tải
+ v
p
- Tốc độ tịnh tiến của chong chóng,
v
p
=v
s
.(1-ψ), (2.5)
Trong đó:
ψ là hệ số dòng theo, theo công thức SCHIFF BAUKA:
ψ = -0,24 + 0,75δ, (2.6)
Trong đó: δ- Hệ số béo thể tích, δ = 0,68
⇒ ψ = 0,27;
⇒ v
p
= 13,2.(1-0,27) = 9,636 (hl/h) = 4,96 (m/s);
+ ρ- Độ nhớt của nước biển, ρ = 104,5 (kG.s
2
/m

'
==
d
K
< 2, nên ta chọn số cánh chong chóng: Z = 4
(cánh).
2.2.5. Chọn tỷ số đĩa của chong chóng θ theo điều kiện bền
Xuất phát từ điều kiện đảm bảo hiệu suất đẩy ta chọn θ theo công thức:
3
4
'
3/2
'
min
'
10
.
375,0
PmZ
D
c
m









33,0
10
12811.15,1
.)
08,0
4
.
02,4
055,0
.(375,0
3
4
3/2
min
'
==
θ
;
Vậy ta chọn θ = 0,40.
2.2.6. Thiết kế chong chong sử dụng hết công suất máy và đạt tốc độ tối đa
Bảng 2.2
2.2.7. Kiểm tra tỷ số đĩa theo điều kiện chống xâm thực
Điều kiện chống xâm thực:
θ >
2
1
1
min
''
) ( 130

P
0
- Áp suất trên mặt thoáng, P
0
= 10330 (kG/m
2
);
•
γ- Trọng lượng riêng của nước biển, γ = 1025 (kG/m
3
);
•
h
b
- Độ ngập sâu của chong chóng so với mặt thoáng,
chọn h
b
= 0,65T = 4,355 (m);
•
P’
d
- Áp suất hơi bão hòa ở 200
0
C, P’
d
= 238 (kG/m
2
);
⇒ P
1

< θ = 0,40 ;
Vậy tỷ số đĩa chong chóng đã chọn thỏa mãn điều kiện chống xâm thực.
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 20 -
2.2.8. Tính trọng lượng chong chóng
Trọng lượng chong chóng được tính theo công thức:
G=
4
10.4
Z
.γ.
3
0
D
.
0
6,0
D
b
.








3
);
+ D
0
- Đường kính chong chóng, D
0
= 3,30 (m);
+ d
p
- Đường kính trung bình của mayơ chong chóng,
d
p
= 0,16D
0
= 0,53 (m);
+ l
c
- Chiều dài của chong chóng, l
c
= (1,3÷3,3).d
p
,
chọn l
c
= 1,3d
p
= 0,69 (m);
+ b
0,6
- Chiều rộng cánh chong chóng tại bán kính 0,6R,

0
- chiều dày giả định của cánh tại tâm mayơ chong chóng,
e
o
= (0,04÷0,055)D, chọn e
0
= 0,04D = 0,14 (m);
•
e
R
- chiều dày đỉnh cánh, e
R
= 0,0035D=0,012 (m);
⇒ e
o,6
= 0,14 – 0,6.(0,14- 0,012) = 0,063 (m);
⇒
3 4 2
4
4 0,7 0,53 0,063
.8600.3,30 . . 6,2 2.10 . 0,71 . 0,59.8600.0,728.0,53
4.10 3,30 3,30 3,30
G
 
 
= + − +
 
 ÷
 
 

4
+ Tỷ trọng γ = 7,85.10
-3
kG/cm
3
_ Trọng lượng chong chóng Q = 175 kG
_Vật liệu làm chong chóng Đồng – Mangan
3.1.2. Luật áp dụng
3.1.2.1. Luật áp dụng
Quy phạm phân cấp và đóng biển vỏ thép - 2003: Phần 3: Hệ thống máy tàu -
TCVN 6259-3: 2003 [1].
3.1.2.2. 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
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) 1100 mm.
Hệ trục bao gồm 01 đoạn trục chong chóng,với tổng chiều dài 4100 mm.
Mặt bích xuất lực của động cơ được đặt trong khoảng sườn số 09, cách vách
sau buồng máy (vách sườn số 6) 1650 mm về phía mũi.
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
- 22 -
Hình 3-1: Bố trí hệ trục.
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

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
SF45
540
6
Đường kính tính toán
của trục chong chóng
d
s
mm
Theo 6.2.4, [1]
3
2
160
560
100 K
TN

quy định của trục chong
chóng
d
s
mm Đã tính 300
2
Vật liệu chế tạo áo bọc
trục

Theo thiết kế (Xem bản vẽ
Toàn đồ trục chong chóng)
Đồng
thanh
3
Chiều dày lớp áo bọc
bằng đồng thanh tại cổ
trục
t
1
mm
Theo 6.2.8, [1]
5,703,0
1
+=
s
dt
16.5
Kết luận:
Chiều dày áo bọc trục được xác định (được thiết kế)
t = 17 mm

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 giá trị nhỏ nhất của thép
SF35
540
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

trục
b mm b = 0,27d
0
66.1
Kết luận:
Chiều dày các khớp nối trục được xác định (được thiết kế)
b = 70 mm
3.3.2. Bulông khớp nối
Vật liệu chế tạo bulông khớp nối là thép 45.
Theo Quy phạm đường kính bulông khớp nối tại mặt phẳng lắp ghép của
khớp nối không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
b
s
b
TDn
Td
d

)160(
.65,0
3
0
+
=
(mm), (3.3)
Trong đó:
KHOA CƠ KHÍ – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
PHẠM MINH CÔNG
LỚP MTT51–ĐH2