Trang:1 CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG

+Chiều chìm tàu : T = 5,57 (m)
+Trọng tải tàu : DW = 3600 (tấn)
+Hệ số béo thể tích : d = 0,675
+Số thuyền viên : Z = 20 (người)

Tàu có hai khoang hàng, khoang mũi đựng thiết bị neo, chằng buộc, các két
nước dằn, két đỉnh mũi và phía lái được chia thành nhiều vách ngăn kín nước, két
đỉnh phái mũi được dùng làm két nứơc dằn, còn két đỉnh phía lái được dùng làm
két nước ngọt.
Đáy đôi của tàu trải dài từ khoang mũi đến vách đứng két đỉnh phía lái.
Trong hầm hàng đáy đôi trải phẳng đến vỏ mạn chứa các két dằn và két dầu đốt.
Trong buồng máy, đáy đôi được chứa các két dầu diesel, két dầu nhờn, két nước
thải.

3. Trang trí động lực
3.1. Bố trí chung buồng máy
Buồng máy của tàu được bố trí từ sườn 5 đến sườn 31. Buồng máy được bố
trí một máy chính LH32L là kiểu động cơ 4 thì, tác dụng đơn, tăng áp bằng tua
bin khí xả, 6 xilanh xếp một hàng thẳng đứng, thấp tốc, làm mát hai vòng tuần
hoàn, bôi trơn bằng dầu nhờn tuần hoàn cacte khô, khởi động bằng không khí
nén, tự đảo chiều chân vịt, điều khiển từ xa tại buồng điều khiển tập trung trong
buồng máy. Động cơ sẽ truyền động trực tiếp cho chân vịt thông qua một đường
trục. Ngoài ra buồng máy còn bố trí các thiết bị khác phục vụ cho năng lực hoạt
động của tàu.

Trang:3 3.2. Máy chính
3.2.1. Các thông số cơ bản

+ Công suất : 200 (kW)
+ Vòng quay : 1000 (vòng/phút)
+ Điện áp : 230V-50 Hz

3.4. Nồi hơi khí xả đốt dầu
+ Số lượng : 01
+ Kiểu : LYF

Trang:4

+ Áp lực hơi nước làm việc : 0,7 (Mpa)
+ Sản lượng hơi : 350 (kg/h)
+ Nhiệt độ hơi nước làm việc: Đạt trạng thái hơi bão hoà

3.5. Các thiết bị phụ trong buồng máy
3.5.1. Hệ thống bơm nước
- Bơm nước biển làm mát
+ Số lượng : 02
+ Kiểu : Ly tâm
+ Hãng sản xuất : Hanshin
+ Lưu lượng : 80 (m
3
/h)
+ Cột áp : 20 (m.c.n)

- Bơm nước ngọt làm mát
+ Số lượng : 02
+ Hãng sản xuất : Hanshin
+ Kiểu : Ly tâm
+ Lưu lượng : 35 (m


Trang:5 - Bơm nước thải
+ Số lượng : 01
+ Hãng sản xuất : Trung Quốc
+ Kiểu : Ly tâm nằm ngang
+ Lưu lượng : 10 (m
3
/h)
+ Cột áp : 20 (m.c.n)

- Bơm nước biển dịch vụ
+ Số lượng : 01
+ Hãng sản xuất : Thiên Tân Trung Quốc
+ Kiểu : Ly tâm nằm ngang
+ Lưu lượng : 45 (m
3
/h)
+ Cột áp : 20 (m.c.n)

- Bơm cứu hoả cố định
+ Số lượng : 01
+ Hãng sản xuất : Trung Quốc
+ Kiểu : Ly tâm nằm ngang tự hút
+ Lưu lượng : 30 (m
3
/h)
+ Cột áp : 45 (m.c.n)

/h)
+ Cột áp : 0,45 (MPa)

- Bơm dầu bẩn
+ Số lượng : 01
+ Hãng sản xuất : Trung Quốc
+ Kiểu : piston
+ Lưu lượng : 20 (m
3
/h)
+ Cột áp : 0,4 (Mpa)

3.5.3. Hệ thống lọc, phân ly và làm mát
- Tổ máy lọc HFO
+ Số lượng : 02
+ Hãng sản xuất : alfa – Laval
+ Kiểu : PU – 100 S
+ Lượng : 0,8 (m
3
/h)

- Tổ máy lọc D.O
+ Số lượng : 01
+ Hãng sản xuất : Alfa – laval
+ Kiểu : MAB103
+ Lưu lượng : 0,9 (m
3
/h)

- Tổ máy lọc LO


3.5.4. Hệ thống két phục vụ
- Két dầu nhờn dự trữ
+ Số lượng : 01
+ Thể tích : 5 (m
3
)

- Két dầu bôi trơn xilanh
+ Số lượng : 01
+ Thể tích : 1,5 (m3)

- Két rò rỉ dầu bôi trơn
+ Số lượng : 01
+ Thể tích : 0,4 (m
3
)

- Két tách đổ nước nồi hơi
+ Số lượng : 01
+ Thể tích : 0,9 (m
3
)

- Két lắng DO
+ Số lượng : 01
+ Thể tích : 3,2 (m
3
)


+ Thể tích : 0,35 (m
3
)

- Két nước ngọt làm mát máy nén khí
+ Số lượng : 01
+ Thể tích : 0,5 (m
3
)

- Két đo dầu nhờn bôi trơn xilanh
+ Số lượng : 01
+ Thể tích : 0,15 (m
3
)

Trang:9

Trang:10 1. Tính sức cản và tốc độ tàu
Theo phương pháp tính toán của papmiel

Bảng 1
Thông số của tàu thiết kế Giới hạn áp dụng của phương pháp
papmiel

54,5
5,14
37,80
==
B
L

L
B
=
4(
÷

Bảng tính sức cản
Bảng 2
TT

Đại lượng tính

Ký
hiệu
Đơn vị

Công thức
tính
Kết quả
V
1

V
2

V
3

V
4

1
Tốc độ tàu giả
thiết
Vs
Hải


4993 4993 4993
6
Hệ số đặ
c trưng
về hình dáng
Ψ

Ψ=
L
B
10 δ
1,1 1,1 1,1 1,1
7
Tốc độ tương
đối của tầu
V
s
,

Hải
lý/h
L
VsVs
ψ
=
'

1,11 1,22 1,33 1,44
8 Hệ số C

đư
ờ
ng tr
ụ
c

1 1 1 1
10

Hệ số điều
chỉnh chiều dài

λ

0,7+0,3.
100
L

0,968 0,968 0,968 0,968
11

Hệ số C
0
C
0

C
0
ψ
λ

EPS.75

9379 11713 14428 17543

Trang:11
Tính tốc độ tàu sơ bộ
- Hiệu suất chong chóng:chọn η =0,6
- Hiệu suất đường trục:chọn η
đt
= 0,97
- Lượng công suất dự trữ của máy chính : 10 %Ne
- Công suất của máy chính Ne = 2000 (c.v)
Vậy công suất kéo của tàu
EPS =0,85.Ne. ηđt. η =989,4 (c.v) (2.1) [1]
Từ bảng 1 xây dựng được đồ thị sức cản R=f(v) và đồ thị công suất kéo N
0

= f(v) .
EPS R
EPS' EPS


= 11,3 (hải lý/h)

2. Thiết kế sơ bộ chong chóng

2.1. Vật liệu làm chong chóng:CAC703

2.2. Chiều quay của chong chóng:
Theo chiều quay của động cơ : Quay phải

2.3.Hệ số dòng hút - hệ số dòng theo
- Hệ số dòng theo: ω
Theo công thức Taylor : Với tàu một chong chóng
ω = 0,5 . δ - 0,05 = 0,2875 (2.2) [5]
- Hệ số dòng theo : t
Theo công thức Taylor : Với tàu một chong chóng đặt ở mặt phẳng dọc tâm
t = k.ω (2.3) [5]
Trong đó: k- Hệ số phụ thuộc hình dáng, tiết diện bánh lái , với bánh lái hình
chữ nhật k = (0,9 ÷ 1,05) ; Chọn k = 0,9
t = 0,9.0,2875 = 0.25875 2.4.Tính chọn số cánh của chong chóng
Bảng tính số cánh chong chóng

STT

Đại lượng tính Ký hiệu

Đơn vị Công thức tính Kết quả
1


4,667
5 Sức cản của tàu R
t
KG Tra đồ thị 12658
6
Lực đẩy của chong
chóng

P

KG
P =
)1( t
Rt
−

17082
7 Mật độ nước biển Ρ
4
'
.
m
SKG

104,5
8
Hệ số lức đẩy theo vòng
quay
K







≥
min
00
A
A
A
A
ee
0,375.
3
4
2
max
10
'.
.
.
'. Pm
D
ZC





max
= 0,1 (m)
P- Lực đẩy của chong chóng
P = 17082 (KG)
Thay vào công thức tính ta có: θ = 0,32 Chọn: θ = 0,55 2.6.Tính toán thiết kế chong chóng sử dụng hết công suất máy và đạt tốc độ tối đa

- Công suất lý thuyết của chong chóng
N
p
= 0,85.N
e
ηdt = 1649 (c.v) (2.5) [1]
- Lập bảng tính

STT
Đại lượng tính
Ký
hiệu
Đơn vị

Công thức tính
Kết quả
V
1

V
2

V
3

3
Vận tốc dòng
nước chảy đến
chong chóng
V
p
m/s V
p
= v(1-ω) 3,85 4,04 4,22
4
Lực cản toàn
phần
Rt KG Tra đồ thị 10346 11713 14428

5
Mật độ nước
biển
ρ
4
2
.
m
SKG

104,5 104,5 104,5
6
Hệ số lực đẩy

’)
0,34 0,36 0,36
8
Tỉ số bước thực
tế với tàu một
chong chóng
a=1,05

λ
p
’= a.λ
p

0,36 0,38 0,38
9
Đường kính
chong chóng tối
D
opt
m
D
opt
=
pp
n
Vp
.λ

2,29 2,28 2,38
Trang:14

12
Hiệu suất đẩy
của chong
chóng
η
p

η
p
=f(K
1
-λ
p
)
0,43 0,44 0,41
13
Hiệu suất
chong chóng
η
kη
k
=
ω−
−
1
1 t


giữa N’
p
và N
p
∆ %
p
pp
N
NN '
−
.100
0,5 14,3 37,7 -Kết luận :
Do ∆ = 0,05 %< 2 % : Vậy vận tốc thiết kế của tàu là
V= 10,5 (hải lý/h) 2.7.Kiểm tra chong chóng theo điều kiện bền
θ = 0,375.
3
4
2
max
10
'.
.
.
'. Pm

min
= 0,49 < 0,55 Vậy chong chóng thiết kế thoả mãn
điều kiện bền

2.8.Nghiệm lại chong chóng theo điều kiện chống xâm thực
Điều kiện chống xâm thực
θ ≥ θ
’’
min
=130.ξ
1
P
K
c
.n
p
2
.D
2
p
(2.7) [5]

Trong đó
Trang:15
ξ- Hệ số thực nghiệm đặc trưng cho khả năng làm việc của chong
chóng ξ = (1,3 ÷ 1,6) Chọn ξ = 1,4
K
c
-Hệ số nói đến ảnh hưởng của xâm thực tra đồ thị
K

= 4,425 (m)
D
p
-Đương kính của chong chóng : D
p
= 2,229 (m)
n
p
-Vòng quay của chong chóng : n
p
= 4,667(v/s)
P
d
- áp suất hơi bão hoà ở nhiệt độ 20
0
c :P
d
=238 (kG/m
2
)
γ - Trọng lượng riêng của nước biển γ = 1025 ( kG/m
2
)
P
0
- áp suất trên mặt nước: P
0
= 10330(kG/m
2
)

D
b
D
Z
pp
p
γγ +














−+









.
Z
D

b
m
- Hệ số : b
m
=1,1 ÷1,3 chọn b =1
b
0,6
=0,74 (m)
γ - Trọng lượng riêng của vật liệu làm chong chóng với đồng thau :
γ = 8600 (kG/m
3
)
G = 1821,9 (kG)

Vậy ta tính được chong chóng với các thông số
D = 2,29 (m)
81,0=
D
H

θ = 0,55
η
p
= 0,43

Trang:16

d

k

D

Trang:17
CHƯƠNG III

THIẾT KẾ HỆ TRỤC
Cả hai đoạn trục trên dược chế tạo bằng thép rèn KSF60 có cơ tính
+ Giới hạn bền kéo : [σ] = 5200 (kG/cm
2
)
+ Giới hạn bền chảy : [σ] = 3200 (kG/cm
2
)
+ Trọng lượng riêng : γ = 7,85.10
-3
(kG/cm
3
)
+ Mô duyn đàn hồi của vật liệu : E = 2,1.10
6
(kG/cm
4
)
- Thông số của máy chính
+ Công suất định mức : N
e
= 2000 (v.c)
+ Vòng quay định mức : n = 280 (vòng/phút)
- Thông số của chong chóng
+ Đường kính chong chóng : D
p
= 2290 (mm)
+ Trọng lượng chong chóng : G
p
= 1822 (kG)








+
=
(
)
mm
Trang:19

H = 1471 (kW)
N - Vòng quay trục tại công suất liên tục lớn nhất
N = 280 (vòng/phút)
T
s
- Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu
T
s
= 520 (N/mm
2
)
K - Hệ số trục rỗng: với trục đặc
K = 1
Thay vào công thức có: d
0
= 162,9 (mm)
Vậy chọn đường kính cơ bản của trục trung gian

s
+7,5 = 13,7 (mm)
Vậy chọn: Chiều dày áo bọc trục chân vịt là
t
1
=17,5 (mm)

3.2. Ổ đỡ trục chân vịt
Vật liệu chế tạo ổ đỡ trục chân vịt theo thiết kế là: Cao su

3.2.1. Ổ đỡ sau
Theo Quy Phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép chiều dài của ổ đỡ sau không được nhỏ
hơn 4 lần đường kính trục chân vịt yêu cầu
l
s
≥ 4.d
s
= 821,2 (mm)
K
TN
H
Kd
s
s
.
160
560
100
3
2

không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức
b
1
= 0,27.d
0
= 43,98 (mm)
Chọn chiều dày bích nối trục: b
1
= 80 (mm)

3.3.2. Bulông liên kết bích nối
Vật liệu chế tạo: Thép 35
Theo Quy Phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép đường kính bulông liên kết bích nối
phải thoả mãn

Trong đó:
d
0
- Đường kính trục trung gian
d
0
=162,9 (mm)
d
s
- Đường kính trục chong chóng
d
s
= 205,3 (mm)
T
s


≥
+
≥
sb
b
s
b
dd
TDn
T
d
.2,0

160.d
.65,0
3
0
(
)
mm
(
)
mm
Trang:21

⇒ Chọn đường kính bulông bích nối: d
b
= 44 (mm)


+ σ = 3200 (kG/cm
2
)
Thay số vào được: l
s
=23,6 (cm)
Vậy chọn chiều dài then chân vịt là: l
s
= 40 (cm)
l
s
= 400 (mm)

3.5. Then bích nối
Độ côn đầu trục lắp bích nối : Z = 1: 20
Chiều dài phần côn : l
c
= 370 (mm)
Đường kính trục chân vịt : D
c
= 260 (mm)



≥
≥
1,41
1,20
b
b

mm
Trang:22

Đường kính đầu nhỏ côn : d
c
= D
c
- l
c
.Z = 242 (mm)
Đường kính trung bình phần côn
Chọn then : Then bích nối là then đầu bằng
+ Vật liệu chế tạo then : Thép 35
+ Số lượng : 1 chiếc
Kích thước của then: Chọn theo đương kính trung bình phần côn của trục chong
chóng: Vói d
tb
= 251 tra bảng 9.1a (Chi tiết máy)
+ Chiều rộng của then : b = 5,6 (cm)
+ Chiều cao của then : h = 3,2 (cm)
+ Đoạn vát của then : K
v
= 0,08 (cm)
+ Chiều dài tính toán toàn bộ của then

Vậy chọn chiều dài then bích nối là
l
s
= 30 (cm)
l

mm
( )
3,22
.2 5,0
.10.648,28
4
=+
−
= b
Khd
H
l
vtbch
s
σ
(
)
cm
R
3
R
2
R
1
Trang:23

l = 68,5 (cm)
l
0
= 118 (cm)

e
/n = 5115 (kG.cm)
+ Lực đẩy của chong chóng
Mô men quán tính tiết diện của các đoạn trục
+ Trục chong chóng:

+ Trục trung gian:

4.1.2. Mô men tại các gối và ngàm
- Mô men uốn tại gối O
- Mô men uốn tại các gối khác
17,4
4

2
====
cc
cctg
d
qqq
πγ
(
)
cmkG /
39,22420
64
.








+−=
lq
lGM
o
(
)
cmkG.
Trang:24

Viết phương trình 3 mô men cho các gối đỡ
+ Nhịp 0 – 1

+ Nhịp 1 – 2

+ Nhịp 2 – 3

Trong đó: J
1
= J
2
= J
3
=J = 22420,39 (cm




+−=+








++
2
3
22
1
3
11
2
22
2
2
1
1
1
1
10

4





++
3
3
33
2
3
22
3
33
3
3
2
2
2
2
21
.
.
4
1
.
2
.
J
lq
J

−=+
1
1111
2
.
2
.
+
+−++
−
+
−
++=
i
ii
i
iiiiii
i
l
MM
l
MMlqlq
R
1
01
11
00
0
2
.

+
−
++=
2
12
1
10
2211
1
2
.
2
.
l
MM
l
MM
lqlq
R
−
+
−
++=
Trang:25

Tại gối 3:
Thay số ta được kết quả
R
0
= 3234,3 (kG)

của trục chong chóng
W
x
Cm
3

16
.
W
3
x
cc
dπ
=

3449
3
Mô men xoắn trên
trục
M
x
kG.cm Đã tính 511500
4
Ứng suất tiếp do mô
men xoắn gây ra
τ
x
kG/cm
2


1724
7
Mô men lớn nhất trên
đoạn trục
M
u
kG.cm M
u
=M
0
153831
8
Ứng suất uốn lớn nhất
trên đoạn trục chong
chóng
σ
υ

kG/cm
2

u
u
W¦
u
M
=σ

89,2
3