BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
KHOA CƠ KHÍ - ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoµng xu©n tr êng

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC
TÀU CHỞ HÀNG 10000 TẤN,
LẮP MÁY HITACHI B&W 8K4LEF

Chuyên ngành: THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG
Mã số: 18-02-10
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÔN HỌC
Người hướng dẫn: NGUYỄN ANH VIỆT

TÍNH SỨC CẢN, THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG
CHÓNG
11
2.1 Sức cản 12
2.2 Thiết kế sơ bộ chong chóng 15
Chương 3

TÍNH THIẾT KẾ HỆ TRỤC 23
3.1 Dữ kiện phục vụ thiết kế 24
3.2
Tính đường kính các đoạn trục 25
3.3
Tính các thiết bị trên hệ trục 27
3.4
Hệ phương trình mômen 33
3.5
Lực phản hồi trên gối đỡ
33
3.6
Nghiệm bền hệ trục và các chi tiết
34
3.7
Nghiệm bền các chi tiết lắp ráp trên trục
35
Chương 4

TÍNH DAO ĐỘNG NGANG 40
4.1 Mục đích, phương pháp và sơ đồ tính 41
4.2

B Ộ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

No MỤC LỤC Trang
Chương 6

THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ VÀ PHỤC
VỤ
71
6.1
Dữ kiện phục vụ thiết kế
72
6.2
Hệ thống dầu đốt
73
6.3
Hệ thống dầu bôi trơn
77
6.4
Hệ thống nước làm mát
80
6.5
Hệ thống không khí nén
82
6.6
Hệ thống khí xả
85
6.7
Hệ thống thông gió
88
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1
CHƯƠ NG 1 □ GIỚI THIỆU CHUNG
= 135,54 m
– Chiều dài giữa hai trụ L
pp
= 125 m
– Chiều rộng thiết kế B = 18,8 m
– Chiều cao mạn D = 10 m
– Chiều chìm toàn tải d = 12,6 m
– Chiều chìm thiêt kế d
wl
= 7,8 m
– Lượng chiếm nước Disp = 5000 tons
– Máy chính HITACHI B & W 8L4EF
– Công suất định mức H = 4550 (hp)
– Vòng quay định mức N = 220 rpm
– Số hầm hàng 4
– Số cẩu hàng 4
1.2. TỔNG QUAN VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
1.2.1. BỐ TRÍ BUỒNG MÁY
Buồng máy được bố trí ở phía đuôi tàu từ sườn 10(Sn10) đến sườn 34
(Sn34). Lên xuống buồng máy bằng 02 cầu thang chính và 01 cầu thang sự
cố. 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
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
Trang: 3
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 10000 TẤN
LẮP MÁY HITACHI B & W 8K4LEF

– Số kỳ, [τ] 2
– Số xy-lanh, [Z] 8
– Hướng quay : (Tiến) Cùng chiều kim đồng hồ
– Đường kính xy-lanh, [D] 420 mm
– Hành trình piston, [S] 900 mm
– Suất tiêu hao nhiên liệu [g
e
] 163 g/cv.h
– Đường kính cổ trục, [D
ct
] 350 mm
– Đường kính cổ biên [D
cb
] 350 mm
– Nhiên liệu:
Sử dụng dầu FO khi hành trình
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
Trang: 4
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 10000 TẤN
LẮP MÁY HITACHI B & W 8K4LEF KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1


– Hãng (Nước) sản xuất NISHISIBA
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
Trang: 5
THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 10000 TẤN
LẮP MÁY HITACHI B & W 8K4LEF KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

– Công suất định mức, [Ne] 420 hp
– Vòng quay định mức, [n] 900 rpm
– Đường kính xy-lanh, [D] 200 mm
– Hành trình piston, [S] 240 mm
– Suất tiêu hao nhiên liệu [g
e
] 180 g/cv.h
– Số kỳ, [τ] 4
– Số xy-lanh, [Z] 6
2. Máy phát điện
– Số lượng 02
– Hãng sản xuất NISHISIBA
– Kiểu 6DK-20 3 pha
– Công suất máy phát 420 cv
– Vòng quay máy phát 900 rpm

Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

– Kiểu két Đáy đôi
2– Két dầu đốt hàng ngày
– Số lượng 02
– Kiểu Rời
– Dung tích 02x10 m
3

3– Két dầu cặn bẩn
– Số lượng 01
– Kiểu Liền vỏ
– Dung tích 22 m
3

4– Két dầu bôi trơn dự trữ
– Số lượng 01
– Kiểu Rời
– Dung tích 32 m
3

5– Két nước thải, vệ sinh
– Số lượng 02
– Kiểu Liền vỏ
– Dung tích 02x2,5 m
3

6– Két nước giãn nở máy chính

KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

– Kiểu Ly tâm nằm ngang tự hút
– Ký hiệu 2BA-6
– Lưu lượng 7 - 140 m
3
/h
– Cột áp 40 - 25 mcn
– Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Hãng (Nước) sản xuất NISHISHIBA JAPAN
– Công suất động cơ điện 5,5 kW
– Vòng quay động cơ 1740 v/p
– Tần số 50 Hz
3– Tổ bơm vận chuyển dầu đốt
– Số lượng 02
– Kiểu Bánh răng nằm ngang
– Ký hiệu NHG
– Hãng (Nước) sản xuất NISHISHIBA JAPAN
– Lưu lượng 21 m
3
/h
– Cột áp 1,6 MPa – Kiểu động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất động cơ điện 1,5 kW
– Vòng quay động cơ 1450 v/p
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

– Ký hiệu B30 – K1 – 144A
– Lưu lượng 2200 m
3
/h
– Cột áp 5 mmcn
– Động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất 0,4 kW
– Vòng quay 1100 rpm
– Tần số 50 Hz
2– Tổ quạt thổi buồng máy
– Số lượng 02
– Kiểu Hướng trục
– Ký hiệu ACBH80 – A
– Lưu lượng 4900 m
3
/h
– Cột áp 12 mmcn
– Động cơ điện AC, 3 pha
– Công suất 1,5 kW
– Vòng quay 1135 rpm
– Tần số 50 Hz
4. Các thiết bị điện
1– Tổ ắc-quy khởi động diesel lai máy phát

Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

– Tần số 50 Hz
6. Các thiết bị chữa cháy buồng máy
1– Bình CO
2
chữa cháy
– Số lượng 03
– Kiểu Xách tay
– Loại MZ – 4F
– Quy cách 13,0 lít/bình2– Bình bọt chữa cháy buồng máy AB–10
– Số lượng 02
– Kiểu Xách tay
– Quy cách 15,0 lít/bình
3– Bình dập cháy buồng máy
– Số lượng 03
– Loại MZ–4F
– Kiểu Xách tay
– Quy cách 13,0 lít/bình
4– Bình chứa chất tạo bọt chữa cháy
– Số lượng 04
– Quy cách 20 lit/bình
5– Bình bọt chữa cháy buồng máy di động
– Số lượng 01
– Kiểu Xe đẩy

– Bố trí mạn trái 01 - mạn phải 01
3– Bàn nguội, tủ đựng dụng cụ
– Số lượng 01
– Kiểu Rời
– Vật liệu CT3c
4– Chuông lệnh cơ giới, ống nói hai chiều
– Số lượng 01 bộ
– Kiểu chuông Chữ
– Ống nói Hai chiều

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
CHƯƠNG II
SỨC CẢN – CHONG CHÓNG
Trang: 11

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 10000 TẤN,
LẮP MÁY HITACHI B & W 8L4EF KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1


2.1. SỨC CẢN
2.1.1. Các kích thước cơ bản
– Chiều dài lớn nhất L
max
= 135,54 m
– Chiều dài giữa hai trụ L
pp
= 125 m
– Chiều dài đường nước thiết kế L
WL
= 122 m
– Chiều rộng thiết kế B = 18,8 m
– Chiều cao mạn D = 9,9 m
– Chiều chìm toàn tải T = 7,8 m
– Lượng chiếm nước Disp = 5000 tons
– Hệ số béo thể tích C
B
= 0,75
– Hệ số béo đường nước C
W
= 0,84
– Hệ số béo sườn giữa C
M
= 0,98
– Máy chính HITACHI B & W 8L4EF
– Công suất H = 4550 (hp)
– Vòng quay N = 220 rpm
– Vòng quay chong chóng n
p

Trang: 13

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 10000 TẤN,
LẮP MÁY HITACHI B & W 8L4EF KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

2- Công thức xác định sức cản của Pamiel
Công suất kéo theo Pamiel
)(,
0
3
hp
LC
V
EPS
S
∇
=
Trong đó:
V
S
– T ốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (m/s);
∇ – Lượng chiếm nước của tàu, (tons);
L – Chiều dài tàu thiết kế, (m);
C

4
Lượng chiếm nước
∇, (tons)
Theo thiết kế
13753 13753 13753 13753
5
Hệ số hình dáng ϕ
B
C
L
B
10=ϕ
1.156 1.156 1.156 1.156
6 Tốc độ tương đối V
1

L
VV
S
ϕ
=
1

0.973 1.168 1.363 1.557
7
Hệ số tính C
p
, theo
đồ thị
(

KẾT QUẢ
8 Hệ số hình dạng X
1
1 đường trục
1.00 1.00 1.00 1.00
9
Hiệu chỉnh chiều dài
tàu λ
L03,07,0 +=λ
1.00 1.00 1.00 1.00
10
Hệ số tính theo
Pamiel C
0

ϕ
λ
1
0
X
C
C
p
=
93.81 87.83 84.24 81.22
11
Công suất kéo EPS,
(hp)
0
3

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. ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
CHƯƠNG II
SỨC CẢN – CHONG CHÓNG
Trang: 15

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 10000 TẤN,
LẮP MÁY HITACHI B & W 8L4EF KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

2.1.3. Xác định sơ bộ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng
– Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng) η

2

– Hệ số béo thể tích , [C
B
] 0,75
– Vận tốc tàu giả thiết, v
s
11,5 (5,923) knots(m/s)
2.2.2 Thiết kế chong chóng
1. Chọn số cánh chong chóng
Bảng: 2.3
No
HẠNG MỤC
TÍNH
KÍ
HIỆU

ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC XÁC
ĐỊNH
KẾT
QUẢ
1
Chọn sơ bộ đường
kính chong chóng
D m D= (0,7 ÷ 0,8).T 4,5
2 Hệ số Fr Fr _
Lg
Fr

HIỆU

ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC XÁC
ĐỊNH
KẾT
QUẢ
4 Hệ số dòng theo ψ _
Ψ
= 0,165 ∆Ψ−
D
V
C
x
B
3
.
0,284
5 Hệ số hút t
c
_ t
c
= 0,7.ψ 0,199
6
Vận tốc dòng chảy
với chong chóng
v
p
m/s v

Hệ số lực đẩy theo
đường kính
k
d
’
P
Dvk
pd
ρ

'
=
1.124
11
Vòng quay chong
chóng
n
p
rpm n
p
= n 220
12
Hệ số lực dẩy theo
vòng quay
k
n

k
n
=

LẮP MÁY HITACHI B & W 8L4EF KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

Bảng: 2.4
No
HẠNG MỤC
TÍNH
KÍ
HIỆU

ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC XÁC
ĐỊNH
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 hàng 1,15
3

3
4
2
10
'
.
'
.375,0
Pmz
D
C
m






δ

0,408
9 Tỉ số đĩa θ
θ ≥ θ
min
0,55

Kết luận:
Chọn tỉ số đĩa chong chóng θ = 0,55
2.2.3. Tính toán chong chóng sử dụng hết công suất máy


1 Vận tốc tính v Theo thiết kế knots 11.5 11.64 11.66
2 Vận tốc tính v
S
Theo thiết kế m/s 5.923 5.997 6.01
3
Lực đẩy có
ích
P
e
P
e
=
x
R

kG 24000 24310 24360
4
Hệ số dòng
theo
ψ Theo thiết kế 0,284 0,284 0,284
5 Hệ số hút t
c
Theo thiết kế 0,199 0,199 0,199
6
Vận tốc dòng
chảy
v
p
v
p

n
v
p
p
ρ

0.537 0.542 0.543
9
Độ trượt
tương đối
λ
ρ
λ
ρ
= f(k
n
)
0.328 0.330 0.331
10 Hệ số
λ
ρ
’

λ’
ρ
= a.λ
ρ
,
a = 1,05
0.344 0.347 0.348


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
CHƯƠNG II
SỨC CẢN – CHONG CHÓNG
Trang: 19

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 10000 TẤN,
LẮP MÁY HITACHI B & W 8L4EF KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
Lớp: MTT44-ĐH1

No
HẠNG MỤC
TÍNH
KÍ
HIỆU

CÔNG THỨC
XÁC ĐỊNH
ĐƠN
VỊ
KẾT QUẢ
13 Tỉ số bước H/D Tra đồ thị 0.675 0.673 0.672
14 Hiệu suất đẩy η
p


17
Sai số kết quả
công suất
∆

%100.
p
ppl
N
NN −

3.67 0.52 0.09

Kết luận:
Do ∆ = 0,09% < 3%
Vậy tốc độ thiết kế của tàu là: V
s
= 11,7 (hl/h).
2.2.4. Kiểm tra điều kện bền cho chong chóng
Bảng: 2.6
No HẠNG MỤC TÍNH

KÍ
HIỆU

ĐƠN
VỊ
CÔNG THỨC XÁC
ĐỊNH

0,238
3 Áp suất khí quyển P
A
kG/m
2
Thiết kế chỉ định 10330
4
Áp suất hơi bão hoà
ở 20
0
C
P
d
kG/m
2
Thiết kế chỉ định 238

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC
CHƯƠNG II
SỨC CẢN – CHONG CHÓNG
Trang: 20

THIẾT KẾ TRANG TRÍ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU HÀNG 10000 TẤN,
LẮP MÁY HITACHI B & W 8L4EF KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU
Sinh viên: Hoàng Xuân Trường
BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL

7
Áp suất thuỷ tĩnh đặt
chong chóng
P
1
kG/m
2
dbA
PhPP
−
+
=
.
1
γ

16754,5
8 Tỉ số đĩa
''
min
θ( )
2
1
''
min
130 Dn
P

QUẢ
1
Khối lượng
riêng của vật
liệu làm chong
chóng
γ
m
kg/m
3
Theo vật liệu 8600
2
Đường kính
chong chóng
D m Theo thiết kế 3,373
3
Số cánh chong
chóng
z Theo thiết kế 4
4
Chiều rộng
tuơng đối lớn
nhất của tiết
diện cánh
b
m
m b
m
= 0,9 ÷ 1,3 0,97


0,6
m
b
0,6
= b
m
z
D

0,818
6
Chiều dày cánh
giả thiết tại trục
chong chóng
e
0
m e
0
= (0,04÷0.055).D 0,135
7
Chiều dày tại
mút cánh
e
R
m e
R
= 0.0035.D 0.012
8
Chiều dày ở
0,6R

m d
2
= 0,125.D 0,442
12
Độ côn củ
chong chóng
K 1:12
13
Đường kính
phía sau củ
chong chóng
d
1
m
21
12
d
l
d +=
0,487
14
Đường kính
lớn nhất của lỗ
khoét
d
k
m
D
n
N