›
›

Bài giảng Trang trí hệ động lực tàu thuỷ

doc 91 trang ngocly 160
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Trang trí hệ động lực tàu thuỷ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docbai_giang_trang_tri_he_dong_luc_tau_thuy.doc

Nội dung text: Bài giảng Trang trí hệ động lực tàu thuỷ

  1. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng BAØI GIAÛNG TRANG TRÍ HEÄ ÑOÄNG LÖÏC TAØU THUYÛ GVPT: PhD, CE.Trương Thanh Dũng TP. HOÀ CHÍ MINH -2009 Ñại học GTVT TP.HCM -2009 1
  2. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng MUÏC LUÏC Chöông 1. Khaùi nieäm vaø yeâu caàu ñoái vôùi heä ñoäng löïc taøu thuyû3 1.1 Khaùi nieäm chung veà heä ñoäng löïc taøu thuûy 3 1.2 phaân loaïi vaø xu höôùng phaùt trieån heä ñoäng löïc taøu thuûy 9 1.3 Ñaëc ñieåm kyõ thuaät cuûa heä ñoäng löïc taøu thuûy 12 1.4 Caùc yeâu caàu ñoái vôùi heä ñoäng löïc taøu thuûy 14 1.5 Nguyeân taéc choïn ñoäng cô chính 19 Chöông 2 . Heä truïc vaø caùc thieát bò cuûa heä truïc 21 2.1 Khaùi quaùt chung 21 1.2 Nguyeân taéc boá trí heä truïc 24 2.3 Xaùc ñònh kích thöôùc heä truïc 26 2.4 Thieát bò noái truïc 28 2.6 Caùc goái ñôõ cuûa heä truïc. 32 Chöông 3. Phöông thöùc truyeàn ñoäng vaø thieát bò truyeàn ñoäng 44 3.1 Chöùc naêng vaø phaân loaïi thieát bò truyeàn ñoäng 44 3.2 Truyeàn ñoäng thuûy löïc 47 3.3 Truyeàn ñoäng cô khí 51 3.4 Truyeàn ñoäng ñieän 58 Chöông 4. Dao ñoäng cuûa heä truïc 60 4.1 Khaùi nieäm vaø phaân loaïi 60 4.2 Toác ñoä goùc tôùi haïn cuûa heä truïc 61 4.3 Dao ñoäng ngang cuûa heä truïc 63 4.4 Dao ñoäng xoaén cuûa heä truïc 64 4.5 Dao ñoäng doïc cuûa heä truïc 66 Chöông 5. Caùc heä thoáng phuïc vuï cho heä ñoäng löïc taøu thuûy 68 5.1 Phaân loaïi caùc heä thoáng phuïc vuï taøu thuyû 68 5.2 Heä thoâng nhieân lieäu 68 5.3 Heä thoáng boâi trôn 72 5.4 Heä thoáng laøm maùt 76 5.5 Heä thoáng khí khôûi ñoäng 82 5.6 Boá trí buoàng maùy 84 Taøi lieäu tham khaûo 90 Ñại học GTVT TP.HCM -2009 2
  3. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng CHÖÔNG 1 KHAÙI NIEÄM VAØ YEÂU CAÀU ÑOÁI VÔÙI HEÄ ÑOÄNG LÖÏC TAØU THUÛY. 1.1 KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ HEÄ ÑOÄNG LÖÏC TAØU THUÛY 1.1.1 Ñaët vaán ñeà Ngaønh giao thoâng vaän taûi phaùt trieån maïnh meõ cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa neàn kinh teá quoác daân. Trong ñoù vaän taûi bieån coù vai troø quan troïng khoâng theå thieáu vôùi caùc theá maïnh sau :giaù thaønh vaän taûi thaáp (cöôùc phí nhoû) ,khoái löôïng vaän taûi lôùn, haøng hoùa ña daïng, phaïm vi hoaït ñoäng roäng. Ngaøy nay vôùi söï phaùt trieån cuûa ñoäi taøu bieån container nhöõng öu theá cuûa vaän taûi thuûy caøng ñöôïc khaúng ñònh roõ hôn. Nhieäm vuï cuûa heä thoáng ñoäng löïc treân taøu thuûy: - Taïo löïc ñaåy cho con taøu - Cung caáp naêng löôïng cho moïi hoaït ñoäng treân taøu. Hai daïng cô baûn cuûa heä thoáng ñoäng löïc: Heä thoáng ñoäng löïc hôi nöôùc (coâng chaát laø hôi nöôùc) : Maùy hôi, tua bin hôi Heä thoáng ñoäng löïc vôùi khí chaùy (coâng chaát laø khí chaùy): Diesel; tua bin khí 1.1.2 Khaùi quaùt veà heä thoáng ñoäng löïc taøu thuyû Heä thoáng ñoäng löïc taøu thuûy laø heä thoáng caùc thieát bò coù nhieäm vuï duy trì toác ñoä, phöông höôùng cho hoaït ñoäng cuûa taøu vaø caùc thieát bò ñoäng löïc phuï, baûo ñaûm söï hoaït ñoäng cuûa taøu, thuyeàn vieân, haønh khaùch. Heä ñoäng löïc taøu thuyû laø moät taäp hôïp caùc thieàt bò ñeå thöïc hieän caùc quaù trình bieán ñoåi naêng löôïng hoaù hoïc cuûa nhieân lieäu thaønh nhieät naêng, cô naêng hay ñieän naêng nhaèm ñaûm baûo taát caû caùc nhu caàu caàn thieát cho taøu vaø heä ñoäng löïc. Trong thaønh phaàn cuûa heä ñoäng löïc noùi chung goàm coù caùc ñoäng cô chính vaø caùc ñoäng cô phuï, cô caáu truyeàn ñoäng, heä truïc vaø caùc heä thoáng khaùc nhau ñeâû phuïc vuï tröïc tieáp hoaëc giaùn tieáp cho ñoäng cô. Ngoaøi ra trong heä ñoäng löïc coøn coù caùc thieát bò ñeå kieåm tra ñieàu khieån töï ñoäng tröïc tieáp hoaëc töø xa caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa töøng thaønh phaàn trong heä Ñoäng cô chính laø ñoäng cô duøng ñeå phuïc vuï caùc nhu caàu chính, nhö ñoái vôùi thieát bò ñoäng löïc taøu thuyû duøng ñeå quay chaân vòt vaø phuï thuoäc vaøo nhu caàu cuûa taøu soá löôïng ñoäng cô chính coù theå lôùn hôn moät. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 3
  4. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Ngoaøi ñoäng cô chính heä ñoäng löïc coøn trang bò caùc ñoäng cô nhoû ñeå lai maùy phaùt ñieän, maùy bôm, maùy neùn khí khôûi ñoäng Caùc ñoäng cô naøy coøn ñöôïc goò laø caùc ñoäng cô phuï. Cô caáu truyeàn ñoäng laø thieát bò trung gian giöõa hai nguoàn phaùt vaø thu naêng löôïng, laøm thay ñoåi taàn soá quay treân truïc bò ñoäng. Cô caáu naøy thöôøng duøng laø truyeàn ñoäng kieåu cô khí nhôø heä thoáng caùc baùnh raêng, truyeàn ñoäng baèng ñieän, truyeàn ñoäng baèng thuyû löïc, hay truyeàn ñoäng lieân hôïp baèng caû cô khí laãn truyeàn thuyû löïc. Heä truïc trong thieát bò ñoäng löïc taøu thuûy baûo ñaûm truyeàn cô naêng töø maët bích cuûa hoäp giaûm toác hay cuûa ñoäng cô ñeán chaân vòt. Trong thaønh phaàn cuûa heä truïc thöôøng bao goàm caùc ñoaïn truïc, khôùp noái, caùc oå ñôõ vaø oå chaën löïc doïc truïc, cô caáu phanh vaø caùc thieát bò ño moâmen xoaén. Moãi moät heä thoáng ñoäng löïc laø moät taäp hôïp caùc cô caáu vaø caùc thieát bò phuï, caùc tuyeán oáng daãn, caùc van ñieåu chænh, caùc duïng cuï ño vaø kieåm tra. Moãi heä thoáng coù moät chöùc naêng rieâng nhaèm cung caáp moät trong caùc moâi chaát coâng taùc nhö nöôùc, nhieân lieäu, daàu, khí neùn vaø caùc moâi chaát khaùc. Xuaát phaùt töø nhöõng nhieäm vuï chính, heä ñoäng löïc Diesel coù caùc heä thoáng nhö: heä thoáng nhieân lieäu, heä thoáng boâi trôn, heä thoáng laøm maùt, heä thoáng khôûi ñoäng baèng khí neùn, heä thoáng naïp - thaûi. Ngoaøi ra, caùc heä thoáng phuïc vuï taøu nhö heä thoáng cöùu hoaû, heä thoáng chieáu saùng, heä thoáng caáp nöôùc sinh hoaït, heä thoáng gioù, heä thoáng ñieàu hoaø nhieät ñoä v.v ñoàng thôøi ôû möùc ñoä naøo ñoù coù lieân quan vôùi caùc heä thoáng ñoäng löïc. 1.1.3 Phaân loaïi caùc thieát bò cuûa heä ñoäng löïc taøu thuyû theo chöùc naêng Thieát bò ñaåy taøu Thieát bi ñoäng löïc phuï. Thieát bò ñaûm baûo an toaøn Thieát bò phuïc vuï cho sinh hoaït Thieát bò treân boong 1.1.3.1. Thieát bò ñaåy taøu ( Marine Propulsion Plant) Thieát bò ñaåy taøu laø heä thoáng caùc thieát bò baûo ñaûm toác ñoä, phöông höôùng cho con taøu hoaït ñoäng trong caùc ñieàu kieän khai thaùc. Thieát bò ñaåy taøu bao goàm: - Maùy chính: ( ME - Main Engine) Maùy chính coù nhieäm vuï sinh coâng taïo löïc ñaåy taøu (Diesel, tua bin hôi, tua bin khí ) - Thieát bò truyeàn ñoäng (Power Transmission) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 4
  5. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Thieát bò truyeàn ñoäng coù nhieäm vuï tieáp nhaän coâng suaát töø ñoäng cô chính truyeàn cho thieát bò ñaåy taøu ( heä truïc, goái ñôõ, boä giaûm toác, thieát bò noái truïc, caùc thieát bò truyeàn daãn ñieän ) Hình 1.1 Sô ñoà boá trí chung taøu haøng Ñại học GTVT TP.HCM -2009 5 Hình 1.2 Sô ñoà caùc thieàt bò cô baûn trong buoàng maùy taøu thuyû
  6. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 1.1 Sô ñoà boá trí chung thieát bò ñoäng löïc taøu haøng - Thieát bò ñaåy (Propulsion Equipment, Propeller) Thieát bò ñaåy coù nhieäm vuï taïo löïc ñaåy cho con taøu (chaân vòt, chong choùng, guoàng quay ) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 6
  7. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Noài hôi chính (Main Boiler) Noài hôi chính saûn ra hôi nöôùc cung caáp cho tua bin hôi , maùy hôi hoaït ñoäng laøm nhieäm vuï ñaåy taøu vaø cung caáp hôi cho caùc thieát bò phuï khaùc. - Thieát bò truyeàn taûi coâng chaát (Transfer systems) Thieát bò taûi coâng chaát bao goàm heä thoáng caùc oáng, van chaën, daãn taûi hôi nöôùc, khí chaùy ñeán ñoäng cô chính. 1.1.3.2. Thieát bò ñoäng löïc phuï (Engine auxiliary systems) Caùc thieát bò ñoäng löïc phuï coù nhieäm vuï cung caáp naêng löôïng cho taøu khi haønh trình, laøm haøng, sinh hoaït cuûa thuyeàn vieân vaø döï tröõ, bao goàm: - Toå maùy phaùt ñieän (Generators) Toå maùy phaùt ñieän hay traïm phaùt thöôøng do ñoäng cô Diesel phuï (AE - Auxiliary Engine hay GE – Generation Engine) hoaëc maùy chính lai. Traïm phaùt coù nhieäm vuï cung caáp ñieän phuïc vuï cho sinh hoaït vaø cho caùc thieát bò phuïc vuï cho maùy chính hoaït ñoäng, caû thieát bò phuïc vuï cho saûn xuaát, söûa chöõa (caåu, maùy haøn ) - Heä thoáng khoâng khí neùn (Air High Pressure System) Heä thoáng khí neùn coù nhieäm vuï cung caáp khoâng khí cho khôûi ñoäng cô, caùc heä thoáng töï ñoäng ñieàu khieån, veä sinh, söûa chöõa, ñoäng cô naâng haï xuoàng cöùu sinh Heä thoáng bao goàm caùc maùy khí neùn, bình chöùa, heä thoáng ñöôøng oáng, caùc van chaën, van giaûm aùp, van an toaøn, phin loïc - Heä thoáng nöôùc ngoït sinh hoaït, nöôùc bieån veä sinh (Water Feed Systems) - Noài hôi phuï (Auxiliary Boiler) Noài hôi phuï coù nhieäm vuï saûn ra hôi cung caáp cho sinh hoaït cuûa thuyeàn vieân, haønh khaùch vaø caùc maùy moùc vaø thieát bò phuï nhö haâm saáy daàu, nöôùc 1.1.3.3. Thieát bò ñaûm baûo an toaøn treân taøu (Safety & Emergency Systems) Caùc thieát bò ñaûm baûo an toaøn treân taøu coù nhieäm vuï phoøng choáng nhöõng söï coá xaûy ra treân taøu ñaûm baûo cho taøu ñöôïc hoaït ñoäng an toaøn. - Heä thoáng cöùu hoûa: (Fire fighting system) - Heä thoáng lacanh: (Bilge system) - Heä thoáng balaùt: (Ballast system) - Trang bò cöùu sinh: xuoàng cöùu sinh, phao beø, aùo phao - Thieát bò phuïc vuï söaû chöõa: maùy tieän, maùy haøn, maùy khoan - Phuï tuøng thay theá, vaät lieäu söûa chöõa, döï tröõ - Heä thoáng thoâng tin lieân laïc: ñieän thoaïi, chuoâng, coøi, tay chuoâng truyeàn leänh (Telegraf) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 7
  8. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 1.1.3.4. Thieát bò phuïc vuï sinh hoaït Bao goàm caùc thieát bò ñaûm baûo ñôøi soáng thuyeàn vieân vaø haønh khaùch treân taøu: - Heä thoáng thoâng gioù, söôûi aám (Ventilation , heat exchanger) - Ñieàu hoøa khoâng khí, quaït gioù (Air-conditioning ) - Maùy laïnh thöïc phaåm, kho laïnh thöïc phaåm (Refrigeration System ) - Heä thoáng chieáu saùng ( Navigational Lights ) 1.1.3.5. Caùc thieát bò treân boong (Deck Machinery and Equipments) Caùc thieát bò treân boong bao goàm: Heä thoáng tôøi neo, tôøi laùi, caåu, thieát bò chaèng buoäc. 1.1.4 Phaân loaïi thieát bò theo tính chaát, nhieäm vuï -Thieát bò cô giôùi ñoäng löïc Cung caáp naêng löôïng cho taøu (maùy chính, maùy ñeøn, noài hôi phuï, noài hôi chính, maùy phaùt ñieän, ñoäng cô ñieän ) -Thieát bò cô giôùi coâng taùc Tieâu thuï naêng löôïng, sinh coâng (thieát bò ñaåy taøu, bôm, maùy neùn ) -Thieát bò truyeàn ñoäng Truyeàn chuyeån ñoäng giöõa cô giôùi ñoäng löïc vaø cô giôùi coâng taùc (heä truïc, hoäp soá, ly hôïp, daây daãn, oáng noái ) - Thieát bò döï tröõ Bao goàm caùc keùt chöùa, bình chöùa nöôùc, daàu nhôøn, nhieân lieäu, khoâng khí - Thieát bò laøm saïch nhieân lieäu, daàu nhôøn, khoâng khí Goàm caùc baàu loïc, maùy loïc ly taâm, maùy phaân ly, thieát bò laéng loïc - Thieát bò truyeàn taûi coâng chaát Goàm caùc heä thoáng van, oáng. - Caùc thieát bò trao ñoåi nhieät Sinh haøn, baàu haâm, giaøn laïnh, bình ngöng Taát caû caùc thieát bò ñöôïc toå chöùc thaønh moät heä thoáng coù quan heä höõu cô trong moät con taøu ñöôïc goïi laø heä ñoäng löïc taøu thuyû. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 8
  9. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 1.2 PHAÂN LOAÏI VAØ XU HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN HEÄ ÑOÄNG LÖÏC TAØU THUÛY 1.2.1. Phaân loaïi heä ñoäng löïc taøu thuûy Caên cöù theo kieåu loaïi ñoäng cô vaø phöông thöùc truyeàn ñoäng coù theå chia heä ñoäng löïc taøu thuûy thaønh caùc loaïi sau: Heä ñoäng löïc hôi nöôùc Heä ñoäng löïc hôi nöôùc laø heä ñoäng löïc trong ñoù quaù trình hoaøn thaønh coâng cô giôùi laø quaù trình söû duïng nhieät khí chaùy nhieân lieäu ñeå taïo hôi trong noài hôi, sau ñoù hôi ñöôïc giaõn nôû sinh coâng trong maùy hôi hay tuabin hôi. Heä ñoäng löïc naøy goàm coù: Maùy hôi tröïc tieáp lai chaân vòt. Maùy hôi truyeàn ñoäng giaùn tieáp nhö boä giaûm toác cô giôùi lai chaân vòt. Maùy hôi coù tuabin hôi thöøa truyeàn ñoäng keát hôïp lai chaân vòt. Tuabin hôi truyeàn ñoäng giaùn tieáp lai chaân vòt Tuabin hôi truyeàn ñoäng ñieän lai chaân vòt. Heä ñoäng löïc Diesel Heä ñoäng löïc diesel laø heä ñoäng löïc trong ñoù hoaøn thaønh coâng cô giôùi laø quaù trình söû duïng nhieät löôïng khí chaùy cuûa nhieân lieäu ñeå sinh coâng tröïc tieáp. Loaïi heä ñoäng löïc naøy bao goàm: Heä ñoäng löïc diesel truyeàn ñoäng tröïc tieáp lai chaân vòt - Heä ñoäng löïc naøy coù toác ñoäc quay cuûa chaân vòt baèng vôùi toác ñoä quay cuûa ñoäng cô chính. - Coù theå söû duïng maùy phaùt ñieän ñoàng truïc. - Heä ñoäng löïc naøy thöôøng duøng treân caùc taøu daàu, taøu chôû haøng khoâ, haøng thuøng, haøng baùch hoaù chaïy treân caùc tuyeán ñöôøng xa. - Maùy chính thöôøng laø ñoäng cô diesel thaáp toác lai chaân vòt. Phoå bieán nhaát laø ñoäng cô 2 kyø thaáp toác, coù taêng aùp, coù patanh baøn tröôït, ñaûo chieàu tröïc tieáp vaø söû duïng nhieân lieäu naëng. Heä ñoäng löïc diesel truyeàn ñoäng giaùn tieáp lai chaân vòt - Heä ñoäng löïc naøy ñöôïc trang trí nhieàu ñoäng cô diesel trung hoaëc cao toác. - Coù theå boá trí 2 hoaëc 4 maùy truyeàn ñoäng giaùn tieáp lai chaân vòt. - Caùc ñoäng cô thöôøng laø ñoäng cô 4 kyø, coù taêng aùp baèng tuabin khí xaû Heä ñoäng löïc diesel truyeàn ñoäng ñaëc bieät Heä ñoäng löïc diesel-ñieän truyeàn ñoäng lai chaân vòt -Khoâng caàn coù heä truïc daøi vaø goái truïc trung gian. -Ñoäng cô diesel coù theå boá trí ôû vò trí thích hôïp nhaát. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 9
  10. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng -Tính linh hoaït vaø naêng löïc döï tröõ lôùn. -Chæ caàn thay ñoåi chieàu quay vaø voøng quay cuûa motô ñieän laø coù theå thay ñoåi ñöôïc ñaëc tính coâng taùc cuûa chaân vòt theo yeâu caàu. -Thao taùc ñôn giaûn vaø thuaän tieân trong vieäc ñieàu khieån töø xa. -Tuy nhieân heä thoáng phöùc taïp, hieäu suaát truyeàn ñoäng thaáp vì phaûi qua hai laàn chuyeån hoaù naêng löôïng, giaù thaønh cao Heä ñoäng löïc diesel lai chaân vòt bieán böôùc -Chieàu quay cuûa chaân vòt khoâng thay ñoåi nhöng vaãn coù theå thay ñoåi ñöôïc chieàu chuyeån ñoäng cuûa taøu. -Ñaëc tính coâng taùc cuûa chaân vòt coù theå thay ñoåi tuyø yù baèng caùch thay ñoåi böôùc cuûa chaân vòt, do vaäy naâng cao ñöôïc tính kinh teá khai thaùc. -Heä ñoäng löïc luoân luoân phaùt huy ñöôïc ñaày ñuû coâng suaát cuûa ñoäng cô. -Ñoäng cô chính laøm vieäc oån ñònh khi coâng taùc ôû caùc cheá ñoä taûi khaùc nhau. -Taêng tính cô ñoäng cuûa con taøu vaø thuaän lôïi cho vieäc ñieàu khieån töø xa. -Tuy nhieân, ñeà coù theå thay ñoåi ñöôïc böôùc cuûa chaân vòt thì caàn phaûi coù thieát bò truyeàn ñoäng trong heä truïc khaù phöùc taïp, cheá taïo, laép raùp vaø söûa chöõa baûo döôõng gaëp nhieàu khoù khaên, giaù thaønh cao. Heä thoáng ñoäng löïc khaùc Maùy hôi vaø Diesel hoãn hôïp. Heä thoáng ñoäng löïc taøu Nguyeân töû. 1.2.2 Xu höôùng phaùt trieån heä ñoäng löïc taøu thuûy 1. Lòch söû hình thaønh Naêm 1807 taøu Klecmoâng chaïy baèng hôi nöôùc thay theá thuyeàn buoàm laàn ñaàu tieân xuaát hieän ôû Nam Myõ. Naêm 1840 cheá taïo thaønh coâng chaân vòt coù hieäu suaát cao, tin caäy thay theá guoàng quay. Naêm 1896 Poatxoâng (Anh) thieát keá thaønh coâng heä thoáng ñoäng löïc tua bin hôi. Naêm 1903 cheá taïo thaønh coâng taøu Diesel truyeàn ñoäng ñieän. Coøn ñoäng cô tuabin khí chæ môùi ñöôïc phaùt trieån vaøo nhöõng naêm 50 cuûa theá kyû 20. 2. Xu höôùng phaùt trieån cuûa heä ñoäng löïc taøu thuûy Hieän nay, coâng suaát cuûa moät cuïm tuabin hôi ñaõ ñaït ñöôïc treân 100.000 maõ löïc vaø cao hôn, coøn ñoái vôùi moät cuïm ñoäng cô Diesel ñaït gaàn 100.000 maõ löïc. Vieäc söû duïng caùc ñoäng cô tuabin khí coâng suaát lôùn, cao toác, gọn, nheï cho caùc tàu chôû khaùch coù laép ñeäm khoâng khí hay caùnh chìm cho pheùp ñaït toác ñoä tôùi 100 km/h. Trong giai ñoan hieän nay, xu höôùng phaùt trieån caùc thieát bò ñoäng löïc noùi chung chuû yeáu taäp trung giaûi quyeát caùc vaán ñeà sau ñaây: - Taêng coâng suaát cuûa ñoäng cô ñeå hieän ñaïi hoaù caùc trang thieát bò ñoäng löïc. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 10
  11. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Taêng hieäu suaát kinh teá bao goàm caû thieát keá, cheá taïo vaø söû duïng (ñaëc bieät ñoái vôùi caùc thieát bò ñoäng löïc coâng suaát töông ñoái lôùn). - Môû roäng khaû naêng söû duïng ña nhieân lieäu phuï thuoäc vaøo caùc cheá ñoä laøm vieäc khaùc nhau cuûa ñoäng cô. - Giaûm troïng löôïng vaø kích thöôùc cô baûn cuûa thieát bò ñoäng löïc - Taêng ñoä tin caäy vaø tính ñoäc laäp trong söû duïng. - Aùp duïng roäng raõi caùc thieát bò ñieàu khieån töï ñoäng, ñieàu chænh, kieåm tra vaø phaùt tín baùo töï ñoäng töø xa veà caùc söï coá vôùi muïc ñích giaûm soá löôïng caùc nhaân vieân phuïc vuï, taêng ñoä tin caäy vaø tính cô ñoäng cuûa thieát bò ñoäng löïc. - Caûi thieän caùc ñieàu kieän sinh hoaït vaø laøm vieäc cuûa caùc nhaân vieân phuïc vuï trong khu vöïc ñoäng löïc. Nhö vaây, heä ñoäng löïc taøu thuyû phaùt trieån theo xu höôùng sau: 1.2.2.1. Xu höôùng phaùt trieån cuûa ñoäng cô: Hôi nöôùc, tua bin hôi, Diesel, nguyeân töû 1.2.2.2. Xu höôùng phaùt trieån nhieân lieäu: cuûi, than, nhieân lieäu loûng, naêng löôïng nguyeân töûû 1.2.2.3. Xu höôùng phaùt trieån cuûa thieát bò ñaåy:guoàng quay, chaân vòt ñònh böôùc, chaân vòt bieán böôùc 1.2.2.4. Xu höôùng phaùt trieån cuûa thieát bò truyeàn ñoäng . Ñại học GTVT TP.HCM -2009 11
  12. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 1.3 ÑAËC ÑIEÅM KYÕ THUAÄT CUÛA HEÄ ÑOÄNG LÖÏC TAØU THUÛY 1.3.1 Ñaëc tính cô baûn cuûa ñoäng cô chính 1. Ñoäng cô kieåu piston (Ñoäng cô Diesel, maùy hôi) - Löïc quaùn tính cuûa ñoäng cô coù tính chu kyø, chuyeån ñoäng tònh tieán khoâng ñeàu. - Moät soá chi tieát laøm vieäc ôû nhieät ñoä cao, ma saùt lôùn gaây öùng suaát nhieät, giaûm ñoä beàn. Caàn coù caùc heä thoáng phoái khí, phoái hôi ñeå ñaûm baûo tính chu kyø cuûa caùc quaù trình. - Khí naêng cuûa coâng chaát bieán thaønh cô naêng coù tính chu kyø. - Caùc chi tieát chuyeån ñoäng coù chu kyø do ñoù caùc thieát bò chòu taûi troïng cuõng coù tính chu kyø. - Löïc taùc duïng phöùc taïp quan heä vôùi aùp suaát chaùy trong xy lanh ñoäng cô vaø tính naêng cuûa cô caáu thanh truyeàn. - Höôùng chuyeån ñoäng cuûa piston khoâng aûnh höôûng ñeán chieàu quay cuûa truïc khuyûu, ôû ñoäng cô Diesel chæ caàn thay ñoåi goùc phoái khí laø thay ñoåi chieàu quay truïc khuyûu. 2. Ñoäng cô kieåu tuabin - Quaù trình sinh coâng cuûa ñoäng cô lieân tuïc. - Coâng chaát löu ñoäng lieân tuïc, moâ men quay oån ñònh, tính ñoàng ñeàu cao. - Coâng chaát coù theå ñi qua tuabin nhieàu do ño ùtaêng coâng suaát ñoäng cô. - Höôùng ñi cuûa coâng chaát quyeát ñònh chieàu quay cuûa ñoäng cô. Do vaäy ñoäng cô chæ quay ñöôïc 1 chieàu, muoán ñaûo chieàu phaûi boá trí ñoäng cô quay ngöôïc chieàu hoaëc hoäp soá . - Laøm vieäc oån ñònh, khoâng sinh löïc quaùn tính, laøm vieäc eâm, khoâng gaây chaán ñoäng thaân maùy vaø voû taøu. - Khi voøng quay thaáp tính kinh teá keùm, phaûi duøng boä giaûm toác ñeå taêng tính kinh teá. 1.3.2 Ñaëc ñieåm cuûa maùy hôi nöôùc vaø heä thoáng ñoäng löïc hôi nöôùc - Coâng chaát laø hôi nöôùc - Nhieät ñoä chu trình thaáp do ñoù hieäu suaát nhieät thaáp, noài hôi vaø oáng daãn coù nhieàu toån thaát. - Muoán naâng cao hieäu suaát, phaûi coù thieát bò ngöng tuï. - Nhieät ñoä hôi nöôùc vaø noàiø hôi bò haïn cheá bôûi öùng suaát nhieät cho pheùp To hôi ra < 500oC. To khí chaùy <1300oC. - Caàn coù thieát bò döï tröõ nöôùc, heä thoáng loïc, xöû lyù nöôùc phöùc taïp, vaän chuyeån, taêng troïng löôïng vaø kích thöôùc cuûa heä thoáng ñoäng löïc. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 12
  13. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Noài hôi hoaït ñoäng lieân tuïc deã nguy hieåm. Yeâu caàu tính an toaøn cao. - Thôøi gian chuaån bò khôûi ñoäng laâu phaûi tieán haønh haâm saáy, do ñoù tính cô ñoäng keùm. 1.3.3 Ñaëc ñieåm heä ñoäng löïc khí chaùy - Coâng chaát laø khí chaùy hình thaønh trong ñoäng cô, keát caáu ñôn giaûn, hieäu suaát cao. - Aùp suaát , nhieät ñoä töùc thôøi trong xilanh cao, tuoåi thoï ñoäng cô ngaén. - Caàn boá trí caùc thieát bò khôûi ñoäng, ñaûo chieàu phöùc taïp. - Toån thaát khí xaû lôùn. - Khi coâng taùc ôû caùc cheá ñoä nhoû taûi, quaù trình chaùy keùm, suaát tieâu hao nhieân lieäu ge taêng, ñoäng cô laøm vieäc khoâng oån ñònh. 1.3.4 Heä thoáng ñoäng löïc kieåu hoãn hôïp Trong kyõ thuaät ñeå naâng cao tính kinh teá coâng taùc cuûa heä ñoäng löïc taøu thuyû, caûi thieän phöông phaùp khai thaùc nhieät löôïng cuûa nhieân lieäu, ngöôøi ta söû duïng heä ñoäng löïc keát hôïp giöõa caùc loaïi ñoäng cô. Loaïi heä ñoäng löïc naøy goïi laø heä ñoäng löïc hoãn hôïp. Caùc loaïi heä ñoäng löïc kieåu hoãn hôïp: - Maùy hôi vaø tua bin hôi thöøa. - Tua bin hôi vaø diesel hoãn hôïp. - Tua bin hôi vaø tua bin khí hoãn hôïp. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 13
  14. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 1.4 CAÙC YEÂU CAÀU ÑOÁI VÔÙI HEÄ ÑOÄNG LÖÏC TAØU THUÛY 1.4.1. Yeâu caàu chung - Söï chuyeån hoùa naêng löôïng töø hoùa naêng thaønh nhieät naêng, töø nhieät naêng thaønh cô naêng phaûi kinh teá. -Thieát bò ñôn giaûn, deã cheá taïo, vaän haønh, söûa chöõa. - Laøm vieäc tin caäy. - Kích thöôùc goïn nheï. - Giaù thaønh thaáp. - Chi phí vaän haønh thaáp, thôøi gian haønh taûi nhanh. - Tuoåi thoï cao (thôøi gian hoaït ñoäng lieân tuïc lôùn) Tuy nhieân ñeå thoûa maõn ñoàng thôøi caùc yeâu caàu treân, ngöôøi ta chia thaønh nhieàu vaán ñeà lôùn ñeå xem xeùt. 1.4.2.Caùc yeâu caàu ñoäng cô chính phuø hôïp vôùi ñaëc tính voû taøu vaø chaân vòt 1.4.2.1. Yeâu caàu veà coâng suaát Khi taøu haønh trình, söùc caûn cuûa taøu lieân quan ñeán hình daïng voû taøu, ñoä nhaùm beà maët, ñoä saâu môùn nöôùc, tình traïng maët bieån, ñoä oån ñònh cuûa taøu a, Söùc caûn voû taøu: Toaøn boä söùc caûn taùc duïng laøm aûnh höôûng ñeán söï chuyeån ñoäng cuûa con taøu ñöôïc xaùc ñònh döôùi daïng toång söùc caûn R. R = Rn + Rkk -Rn: Söùc caûn cuûa nöôùc ñoái vôùi söï chuyeån ñoäng cuûa voû taøu. -Rkk: Söùc caûn cuûa khoâng khí taùc duïng leân phaàn noåi cuûa taøu. -Söùc caûn cuûa nöôùc: 2 .V .Smu Rn = (Cms +C ap+C s). (KG) 2 Trong ñoù: Cms ,Cap vaø Cs : caùc heä soá ñaëc tröng cho söùc caûn ma saùt, do söï cheänh leäch aùp suaát vaø hình daùng keát caáu maët ngoaøi cuûa voû taøu. ρn: ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa nöôùc. 2 4 Ñoái vôùi nöôùc maën: ρnm=104,8 KG.sec /m 2 4 Ñoái vôùi nöôùc ngoït: ρnn=102 KG.sec /m V: toác ñoä cuûa taøu(m/s) 2 Smu: dieän tích maët öôùt voû taøu(m ) - Söùc caûn cuûa khoâng khí: 2 KK .Vkk .Fpn Rkk = CK. (KG) 2 Trong ñoù: Ck: heä soá ñöôïc xaùc ñònh theo baûng . 2 4 ρkk = 0,122 KG.sec /m : maät ñoä khoâng khí. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 14
  15. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Fpn : dieän tích phaàn noåi cuûa taøu chieáu theo höôùng chuyeån ñoäng cuûa gioù (m2). Vkk = Vg V: Toång ñaïi soá toác ñoä cuûa gioù vaø toác ñoä taøu(m/s). Daáu “+” Khi taøu chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu vôùi chuyeån ñoäng cuûa gioù. Daáu “-” Khi taøu chuyeån ñoäng cuøng chieàu vôùi chuyeån ñoäng cuûa gioù. Hình 1.3 Sô ñoà söùc caûn chung cuûa taøu thuyû (taøi lieäu kyõ thuaät haõng MAN B-W) b, Coâng suaát keùo, ñaåy vaø coù ích cuûa heä ñoäng löïc Vôùi söùc caûn R treân, ñeå taøu chuyeån ñoäng thaúng ñeàu thì giöõa löïc keùo taøu chuyeån ñoäng Tk vaø söùc caûn R phaûi caân baèng theo phöông trình: Tk = R Toång quaùt: Tk = R Coâng suaát keùo taøu chuyeån ñoäng vôùi vaän toác V(m/s) khi taøu chòu söùc caûn R laø: R.V N (HP) R 75 Coâng suaát ñaåy cuûa chaân vòt ñöôïc tính nhö sau: T .V N P P (HP) P 75 Ñại học GTVT TP.HCM -2009 15
  16. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Trong ñoù: Tp : Löïc ñaåy cuûa chaân vòt. R T (KG) t : heä soá 1 t Vp : Toác ñoä cuûa chaân vòt Vp =V(1-w) m/s c w:heä soá doøng theo w V c: toác ñoä doøng theo Coâng suaát coù ích cuûa ñoäng cô chính Theo ñaëc tính chaân vòt, vôùi ñoäng cô chính laø ñoäng cô Diesel lai tröïc tieáp chaân vòt thì coù theå xaùc ñònh coâng suaát caàn thieát ñoái vôùi ñoäng cô chính: x Ne= C.n Ne laø coâng suaát coù ích cuûa ñoäng cô chính C laø haèng soá phuï thuoäc vaøo ñaëc ñieåm trang trí cuûa heä thoáng ñoäng löïc, hình daïng proâfin cuûa taøu, keát caáu voû taøu, ñoä nhaùm voû taøu, chaân vòt, ñieàu kieän bieån x laø haèng soá phuï thuoäc vaøo kieåu loaïi taøu, x = 3 ñoái vôùi taøu haøng, x > 3 ñoái vôùi taøu keùo, lai daét x< 3 ñoái vôùi taøu löôùt, taøu khaùch Hieäu suaát truyeàn ñoäng cuûa heä ñoäng löïc:  =lh.gt.tr. p Coâng suaát coù ích cuûa ñoäng cô chính : Ne = Np .  N N=C.n3 n Ñại học GTVT TP.HCM -2009 16
  17. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 1.4 Ñaëc tính chaân vòt Hình 1.5 Sô ñoà bieåu dieãn söùc caûn , löïc keùo, coâng suaát, hieäu suaát cuûa taøu thuyû (taøi lieäu kyõ thuaät haõng MAN BW) 1.4.2.2. Yeâu caàu veà chæ tieâu khai thaùc heä ñoäng löïc a, Chæ tieâu suaát tieâu hao nhieân lieäu: Chæ tieâu kinh teá cuûa heä thoáng ñoäng löïc trong khai thaùc laø chæ soá löôïng nhieân lieäu tieâu thuï cuûa ñoäng cô chính tính bình quaân treân moãi haûi lyù haønh trình vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: B gM= ( kg/hl) V.t Trong ñoù löôïng nhieân lieäu tieâu thuï cuûa ñoäng cô chính trong thôøi gian t coù theå ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: B = ge.Ne. t (kg) Vôùi ge laø suaát tieâu hao nhieân lieäu coù ích cuûa ñoäng cô chính (kg/ ml. giôø). Suaát tieâu hao nhieân lieäu cuûa heä thoáng ñoäng löïc aûnh höôûng lôùn ñeán hoaït ñoäng cuûa taøu khi caùc ñieàu kieän khaùc gioáng nhau, noù quyeát ñònh naêng löïc haønh trình cuûa con taøu : Ñại học GTVT TP.HCM -2009 17
  18. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Ne ñoäng cô caøng lôùn thì ge giaûm. - Khi ñoäng cô laøm vieäc ôû caùc cheá ñoä taûi nhoû thì ge taêng. ge= f (n) ge = f (v) min ge min - min ge min _ ge ge n_kt n n_kt v Hình 1.6 Söï phuï thuoäc cuûa suaát tieâu hao nhieân lieäu vaøo voøng quay vaø toác ñoä taøu Trong tröôøng hôïp heä ñoäng löïc boá trí moät maùy chính thì ñaëc tính bieåu thò hieäu suaát coâng taùc cuûa ñoäng cô chính haàu nhö quyeát ñònh tính kinh teá cuûa trang trí ñoäng löïc. Vieäc söû duïng chaân vòt bieán böôùc coù theå naâng cao phaïm vi coâng taùc cuûa heä ñoäng löïc, ôû caùc cheá ñoä khai thaùc thay ñoåi khaùc nhau cuûa taøu nhöng ñoäng cô chính luoân duy trì ñöôïc caùc thoâng soá coâng taùc gaàn vôùi giaù trò toái öu. b, Chæ tieâu veà troïng löôïng: Löôïng chieám nöôùc cuûa taøu goàm coù 4 phaàn chính: -Troïng löôïng cuûa voû taøu. -Troïng löôïng heä ñoäng löïc. -Troïng löôïng vaät phaåm tieâu duøng. -Troïng löôïng haøng hoaù hoaëc haønh khaùch. Neáu taøu coù löôïng chieám nöôùc khoâng ñoåi, moät troïng löôïng naøo ñoù taêng leân thì caùc troïng löôïng khaùc phaûi giaûm ñi. Do ñoù treân moät con taøu troïng löôïng cuûa heä ñoäng löïc coù aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán naêng löïc doanh vaän cuûa taøu. Ñaëc tröng veà troïng löôïng trang trí heä ñoäng löïc ngöôøi ta duøng heä soá troïng löôïng ñeå ñaùnh giaù. W k (kg/taán) D Ñại học GTVT TP.HCM -2009 18
  19. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng D: löôïng chieám nöôùc cuûa taøu. W = Ne.ga: Troïng löôïng toaøn boä heä ñoäng löïc. ga (kg/ml): Troïng löôïng bình quaân treân 1 maõ löïc coâng suaát cuûa heä ñoäng löïc. c, Caùc chæ tieâu kinh teá khaùc Ngoaøi caùc chæ tieâu treân, ngöôøi thieát keá coøn phaûi chuù yù ñeán caùc chæ tieâu nhö : chæ tieâu veà theå tích buoàng maùy, chæ tieâu veà vaät phaåm löu tröõ treân taøu Toùm laïi, khi tính toaùn tính kinh teá cuûa caùc loaïi taøu thöôøng xeùt caùc yeáu toá sau: chi phí nhieân lieäu ; chi phí vaän haønh, baûo döôõng ; chi phí baûo hieåm; khaáu hao söûa chöõa; chi phí phaùt sinh 1.5 NGUYEÂN TAÉC CHOÏN ÑOÄNG CÔ CHÍNH Baøi toaùn löïa choïn ñoäng cô chính cho heä ñoäng löïc taøu thuyû caàn giaûi quyeát hai vaán ñeà cô baûn sau: 1) Choïn maùy chính . 2) Choïn phöông thöùc truyeàn ñoäng. Choïn hình thöùc (kieåu loaïi) ñoäng cô sao cho phuø hôïp vôùi ñieàu kieän khai thaùc hieän taïi, ñieàu kieän quaûn lyù kyõ thuaät ôû Vieät nam (nhieäm vuï taøu, yeâu caàu veà toác ñoä taøu, xaùc ñònh coâng suaát, kích thöôùc buoàng maùy, ñoä tin caäy, tính kinh teá ) Tuøy ñieàu kieän cuï theå maø löïa choïn phöông thöùc truyeàn ñoäng. Ví duï : Ñoäng cô thaáp toác choïn truyeàn ñoäng tröïc tieáp Ñoäng cô trung vaø cao toác choïn truyeàn ñoäng giaùn tieáp Muoán ñoäng cô kinh teá choïn truyeàn ñoäng chaân vòt bieán böôùc. Muoán taêng tính cô ñoäng choïn truyeàn ñoäng ñieän - Chuù yù loaïi nhieân lieäu söû duïng, suaát tieâu hao nhieân lieäu ge, khaû naêng cheá taïo (hoaëc ñaët mua) caùc phuï tuøng thay theá, giaù thaønh. - Duøng phöông phaùp thoáng keâ caùc öu, nhöôïc ñieåm ñeå choïn ra kieåu loaïi ñoäng cô toái öu. Xaùc ñònh coâng suaát döï tröõ cho ñoäng cô chính - Coâng suaát ñònh möùc cuûa ñoäng cô laø coâng suaát maø ñoäng cô coù theå phaùt ra lieân tuïc trong ñieàu kieän laøm vieäc tieâu chuaån cuûa taøu ( Nñm). - Coâng suaát khai thaùc laø coâng suaát ñöôïc ñeà nghò laøm vieäc lieân tuïc laâu daøi cuûa ñoäng cô chính trong ñieàu kieän laøm vieäc bình thöôøng. NKT < Nñm (0.85 - 0.90) -Khoâng söû duïng heát Ne luùc khai thaùc do ñoù phaûi coù coâng suaát döï tröõ baûo ñaûm ñöôïc toác ñoä khi taøu bò haøu haø baùm laøm söùc caûn voû taøu taêng leân. Thôøi gian laøm vieäc lôùn hôn haïn ñònh söûa chöõa vaãn ñaûm baûo laøm vieäc an toaøn hay khi taøu bi maéc caïn Ñại học GTVT TP.HCM -2009 19
  20. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng CHÖÔNG 2 HEÄ TRUÏC VAØ CAÙC THIEÁT BÒ CUÛA HEÄ TRUÏC 2.1 KHAÙI QUAÙT CHUNG 2.1.1 Vò trí, yù nghóa, khaùi quaùt veà heä truïc Heä truïc bao goàm moät heä thoáng caùc ñoaïn truïc ñöôïc noái vôùi nhau vaø vôùi caùc oå ñoã vaø oå chaën löïc doïc truïc, ñöôïc boá trí theo moät ñöôøng thaúng. Phía cuoái truïc ngöôøi ta laép chaân vòt, coøn phía ñaàu truïc ñöôïc noái tröïc tieáp vôùi ñoäng cô hay noái vôùi ñoäng cô qua cô caáu truyeàn ñoäng. Heä thoáng nhö vaäy ñöôïc goïi laø ñöôøng truïc. Chöùc naêng cuûa heä truïc laø truyeàn cho chaân vòt moâmen xoaén cuûa ñoäng cô; tieáp nhaän löïc doïc truïc do chaân vòt quay trong moâi tröôøng nöôùc taïo neân; ñoàng thôøi truyeàn löïc naøy qua oå chaën löïc truïc doïc cho voû taøu ñeå taøu chuyeån ñoäng. Heä truïc ñoùng vai troø raát quan troïng cuûa heä thoáng ñoäng löïc. Truyeàn moâmen quay töø ñoäng cô ñeán chaân vòt coù theå tröïc tieáp qua heä truïc hay caû cô caáu truyeàn ñoäng vaø heä truïc. Vieäc chon phöông phaùp truyeàn coù quan heä ñoäng cô vôùi chaân vòt, phuï thuoäc vaøo loaïi taøu, chöùc naêng cuûa taøu. Caùc chæ tieâu kyõ thuaät ñöôøng truïc (kích thöôùc, vaät lieäu cheá taïo) phuï thuoäc vaøo coâng suaát maùy chính, söï taùc duïng giöõa chaân vòt vaø voû taøu, toác ñoä thieát keá cuûa taøu. Soá löôïng ñöôøng truïc phuï thuoäc soá chaân vòt ñöôïc choïn trong heä thoáng ñoäng löïc thoûa maõn khi taøu chôû ñaày haøng, ñoàng thôøi chuù yù ñeán voøng quay toái ña vaø hieäu suaát chaân vòt. Taøu haøng thöôøng ñaët moät ñoäng cô vaø moät ñöôøng truïc, moät chaân vòt vì keát caáu ñôn giaûn nhaát, ñoä tin caäy cao, hieäu suaát cao nhaát so vôùi boá trí nhieàu ñöôøng truïc. Taøu coù moät ñöôøng truïc thöôøng boá trí ôû maët phaúng ñoái xöùng cuûa taøu. Taøu boá trí hai ñöôøng truïc trôû leân phaûi ñaët sang phía hai beân maïn taøu. Taøu haøng thöôøng boá trí 1 ñeán 2 ñöôøng truïc, taøu quaân söï coù theå boá trí 1 ñeán 5 ñöôøng truïc. 2.1.2 Sô ñoà heä truïc vaø caùc thieát bò 1. Sô ñoà toång quaùt Sô ñoà toång quaùt cuûa heä truïc bao goàm caùc ñoaïn truïc nhö: truïc ñaåy , truïc trung gian vaø truïc chaân vòt cuøng vôùi caùc oå ñôõ chaën löïc doïc truïc, oå ñôõ truïc trung gian vaø goái truïc chaân vòt. Phía cuoái truïc laép chaân vòt, coøn phía ñaàu Ñại học GTVT TP.HCM -2009 20
  21. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng truïc ñöôïc noái tröïc tieáp vôùi ñoäng cô hay noái vôùi ñoäng cô qua cô caáu truyeàn ñoäng. Hình 2.1 Sô ñoà heä truïc treân taøu thuyû 1.Ñoäng cô chính ; 2. Heä truïc ; 3. .Chaân vòt Hình 2.2 Heä truïc truyeàn ñoäng chaân vòt taøu thuyû 1. Maùy chính 6.Goái truïc trung gian 2. Truïc khuyûu ñoäng cô 7.Truïc chaân vòt 3. Truïc ñaåy 8. Boä laøm kín Ñại học GTVT TP.HCM -2009 21
  22. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 4. Goái truïc ñaåy 9. Goái truïc chaân vòt 5. Truïc trung gian 10. Chaân vòt 2. Caùc thieát bò heä truïc - OÅ ñôõ chaën löïc ñaåy (beä choaõi): Goái truïc ñaåy thu löïc ñaåy chaân vòt phaùt ra truyeàn cho voû taøu, truïc ñaåy naèm trong goái truïc ñaåy. - Caùc ñoaïn truïc trung gian noái truïc khuyûu cuûa ñoäng cô vôùi truïc chaân vòt. - Caùc goái truïc trung gian ñôõ troïng löôïng heä truïc. Thoâng thöôøng moãi ñoaïn truïc trung gian coù moät beä ñôõ truïc (beä thöù hai duøng cho laép gheùp). - OÁng bao truïc chaân vòt xuyeân qua voû taøu ra ngoaøi ñeå laép chaân vòt sau ñoù laép ñai oác haõm treân ñaàu . - Thieát bò laøm kín oáng truïc haïn cheá nöôùc bieån . - Goái ñaåy phuï chòu löïc ñaåy chaân vòt khi taùch heä truïc ra khoûi ñoäng cô, khi goái ñaåy chính bò söï coá (chæ chòu 20 - 40%) löïc ñaåy cuûa goái ñaåy chính. - Thieát bò via truïc - Thieát bò haõm truïc - Haàm truïc - Boä ly hôïp Hình 2.3 Heä truïc taøu khaùch Ñại học GTVT TP.HCM -2009 22
  23. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 1.2 NGUYEÂN TAÉC BOÁ TRÍ HEÄ TRUÏC 2.1.1 Yeâu caàu vò trí chaân vòt Tuøy theo yeâu caàu loaïi taøu, loaïi heä thoáng ñoäng löïc, soá ñöôøng truïc maø quy ñònh vò trí chaân vòt. Boá trí chaân vòt sao cho hieäu quaû ñaåy laø cao nhaát. Traùnh gaây rung ñoäng voû taøu, söùc caûn phuï. 2.1.2 Yeâu caàu vò trí ñöôøng truïc Vò trí ñöôøng truïc xaùc ñònh bôûi taâm bích truïc hoäp giaûm toác hay bích truïc ñoäng cô (keùo daøi ñöôøng taâm truïc ñoäng cô). Taøu coù moät ñöôøng truïc boá trí ôû maët phaúng taâm taøu. Taøu hai ñöôøng truïc thöôøng boá trí ñoái xöùng qua maët phaúng taâm taøu sang hai beân maïn. Taøu nhieàu chaân vòt phaûi boá trí ñoái xöùng. Nhieàu tröôøng hôïp thöôøng ñaët heä truïc nghieâng moät goùc nhaát ñònh so vôùi phöông ngang ( goùc nghieâng = 0  5 ñoä ) vaø coù theå ñaët leäch so vôùi phöông thaúng ñöùng goùc leäch β = 0 -3 ñoä . Hình 2.4 Sô ñoà boá trí ñöôøng truïc Ñại học GTVT TP.HCM -2009 23
  24. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 1. Chaân vòt 3. Goùc nghieâng 2.Ñöôøng truïc 4. Goùc leäch β Xaùc ñònh ñöôïc vò trí toái öu cuûa heä truïc laø moät trong nhöõng nhieäm vuï thieát keá taøu thuûy. Giaûi quyeát vaán ñeà naøy coù lieân quan chaët cheõ vôùi quaù trình thieát keá voû taøu, heä ñoäng löïc vaø chaân vòt. 2.1.3 Yeâu caàu vò trí caùc goái ñôõ truïc Vieäc tính toaùn thieát keá vò trí ñaët goái truïc vaø soá löôïng goái truïc chæ coù theå tính cho töøng tröôøng hôïp cuï theå vaø phaûi chuù yù ñeán dao ñoäng cuûa heä truïc. Ví duï theo Ñaêng kieåm Nga 12D L 22D D: Ñöôøng kính truïc L: Khoaûng caùch giöõa 2 goái ñôõ Hình 2.5 Sô ñoà boá trí heä truïc taøu hai ñöôøng truïc Ñại học GTVT TP.HCM -2009 24
  25. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2.3 XAÙC ÑÒNH KÍCH THÖÔÙC HEÄ TRUÏC Vieäc xaùc ñònh kích thöôùc heä truïc laø xaùc ñònh ñöôøng kính cuûa truïc. Thoâng thöôøng, xaùc ñònh ñöôøng kính truïc trung gian , sau ñoù laøm cô sôû ñeå xaùc ñònh ñöôøng kính cuûa caùc truïc khaùc. 2.3.1 Xaùc ñònh ñöôøng kính truïc trung gian a, Theo quy phaïm Ñaêng kieåm VieätNam ( TCVN 6259-3:2003) Ñöôøng kính truïc trung gian ñöôïc cheá taïo töø theùp reønkhoâng ñöôïc nhoû hôn trò soá tính theo coâng thöùc sau: N 560 3 d tg F1k1 K (mm) n Ts 160 Trong ñoù: dtg : ñöôøng kính truïc trung gian N: coâng suaát lieân tuïc lôùn nhaát cuûa ñoäng cô (kW) n: Toác ñoä quay cuûa truïc trung gian ôû coâng suaát tính toaùn treân(v/ph) F1: Heä soá tra theo baûng k1 : Heä soá tra theo baûng Ts : Giôùi haïn beàn keùo danh nghóa cuûa vaät lieäu laøm truïc trung gian K : heä soá truïc roãng. 1 K 4 d i 1 d o di : ñöôøng kính trong truïc roãng do : ñöôøng kính ngoaøi truïc roãng b. Theo quy phaïm ñaêng kieåm Nga: 2 3 D .P .S d K. Z tg C (mm) Trong ñoù: K: heä soá phuï thuoäc vaøo ñoä beàn cuûa vaät lieäu D, S: Ñöôøng kính, haønh trình cuûa piston (mm). 2 PZ : Aùp suaát chaùy cöïc ñaïi trong xylanh(KG/cm ) C: Heä soá lieân tuïc tra theo soá xylanh vaø soá kì cuûa ñoäng cô. c. Theo quy phaïm ñaêng kieåm Anh: Ñại học GTVT TP.HCM -2009 25
  26. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng NMax dtg 25,4.c. (mm) nMax Trong ñoù:  NMax : Coâng suaát cöïc ñaïi cuûa toå ñoäng cô (HP) nMax: Soá voøng quay öùng vôùi coâng suaát cöïc ñaïi(v/ph) c: Heä soá tra theo theo toác ñoä trung bình piston, soá xylanh vaø heä soá =f(S,D,d,w,nmax .) d: ñöôøng kính baùnh ñaø (mm). w: Troïng löôïng baùnh ñaø (kg). 2.3.2 Ñöôøng kính truïc ñaåy Cheá ñoä laøm vieäc cuûa truïc ñaåy töông ñoái naëng neà, do ñoù ñöôøng kính truïc ñaåy phaûi lôùn hôn ñöôøng kính truïc trung gian. Thöôøng baèng ñöôøng kính truïc khuyûu ñoäng cô. -Theo quy phaïm Ñaêng kieåm Vieät Nam: dtñ 1,1 dtg -Theo quy phaïm ñaêng kieåm Nga vaø Anh: dtñ (1,05 1,075) dtg 2.3.3 Ñöôøng kính truïc chaân vòt Theo quy phaïm ñaêng kieåm VieätNam. Ñöôøng kính truïc trung gian ñöôïc cheá taïo töø theùp reønkhoâng ñöôïc nhoû hôn trò soá tính theo coâng thöùc sau: N 560 3 d s 100k 2 K (mm) n Ts 160 ds: Ñöôøng kính qui ñònh cuûa truïc chaân vòt k2 : Heä soá lieân quan ñeán thieát keá truïc , tra baûng Theo quy phaïm ñaêng kieåm Nga vaø Anh dtcv = 1.02 dck dck: Ñöôøng kính coå truïc khuyûu. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 26
  27. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2.4 THIEÁT BÒ NOÁI TRUÏC Treân taøu thuûy thöôøng duøng caùc loaïi bích noái sau:bích noái (reøn lieàn hay haøn) , bích rôøi (tuoác toâ) , oáng keïp truïc . 2.4.1 Bích noái (Hình 2.6) Hình 2.6 Keát caáu cuûa bích noái. 1.Buloâng thuyû löïc 2. Maët bích truïc 3. Ñeäm loùl - Bích noái coù theå reøn lieàn hay haøn leân truïc. - Bích haøn ít söû duïng do coâng ngheä phöùc taïp, phaûi xöû lyù nhieät huûy öùng suaát haøn, khoù xaùc ñònh ñoä beàn moûi, ñoä tin caäy chöa cao. - Bích reøn lieàn coù keát caáu ñôn giaûn, tin caäy troïng löôïng nheï, giaù thaønh haï. - Ñöôøng kính truïc töø 40  60 cm thöôøng duøng bích noái 2 ñoaïn truïc. - Bích treân cuøng moät ñöôøng truïc coù cuøng ñöôøng kính phaûi baèng nhau. Nhöng bích noái truïc trung gian, truïc ñaåy, truïc chaân vòt coù theå kích thöôùc khaùc nhau. - Bu loâng duøng noái 2 maët bích thöôøng coù 2 loaïi: Bu loâng truï: Löïc xieát caêng vaø eùp chaët, truyeàn moâ men xoaén oác, choáng ñöôïc löïc eùp vaø löïc caét nhöng khoù thaùo laép. Bu loâng noùn: Thaùo laép thuaän tieän, ma saùt keùm deã gaây ra löïc caét, löïc eùp, khoù gia coâng maët coân. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 27
  28. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2.4.2 Tuoác tôâ (bích rôøi) Söû duïng do yeâu caàu keát caáu döôùi taøu hoaëc yeâu caàu thaùo truïc chaân vòt töø phía ñuoâi taøu. Truïc vaø maët bích ñöôïc cheá taïo rieâng bieät sau ñoù ñöôc laép gheùp baèng bu loâng, giöõa truïc vaø tuoác toâ phaûi laép then. 2.4.3 OÁng keïp truïc Duøng cho taøu coù coâng suaát nhoû . Keát caáu oáng keïp truïc goàm hai nöûa oáng troøn, maët trong oâm chaët truïc vaø ñöôïc laép gheùp baèng nhieàu bu loâng. Coù theå laép then giöõa oáng keïp vaø truïc Thuaän lôïi cho thaùo laép ôû khoâng gian heïp. 2.4.4 Khôùp noài meàm Khôùp noái meàm duøng ñeå noái hai truïc chuû ñoäng vaø bò ñoäng vôùi nhau nhaèm loaïi tröø nhöõng sai soá laép raùp vaø khuû caùc dao ñoäng xoaén cuûa heä truïc. Nhôø lieân keát meàm thoâng qua boä phaän ñöôïc cheá taïo töø vaät lieäu ñaëc bieät maø quan heä giuõa hai truïc ñöôïc meàm hoùa . Hình 2.7 Khôùp noái meàm haõng CENTA Ñại học GTVT TP.HCM -2009 28
  29. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2.5 OÁNG BAO TRUÏC CHAÂN VÒT 2.5.1 Tính naêng vaät lieäu - Thöôøng cheá taïo baèng gang ñuùc, gang caàu hoaëc theùp ñuùc. - Trong heä truïc ñoâi thöôøng duøng oáng theùp (haøn hoaëc khoâng haøn) a, Gang ñuùc Deã ñuùc, ñoä co ngoùt nhoû Deã gia coâng, giaù thaønh thaáp Tính deûo thaáp, chòu chaán ñoäng keùm. b, Theùp ñuùc Khaû naêng chòu löïc toát Kích thöôùc, troïng löôïng nhoû Ñoä co ngoùt lôùn khoaûng 2%, deã raïn nöùt khi noùng, laïnh. Deã taïo loã hoång hay caùc khuyeát taät. c, Gang caàu: Chòu ñöôïc nhieät, khaû naêng choáng aên moøn toát (caû vôùi axit) Deã ñuùc, keå caû caùc hình daïng phöùc taïp. Deã gia coâng, giaù thaønh haï So vôùi gang ñuùc co ngoùt lôùn hôn, giaù thaønh cao hôn, so vôùi theùp ñuùc tính deûo thaáp hôn. 2.5.2 Keát caáu (Hình 2.8) Tuøy loaïi taøu maø keát caáu khaùc nhau. - Trong oáng truïc chaân vòt coøn ñaët caùc goái truïc chaân vòt, chòu taûi troïng ñoäng lôùn neân yeâu caàu ñoä beàn, ñoä cöùng lôùn. a, OÁng truïc moät heä truïc: OÁng truïc xuyeân qua coät ñuoâi; ñoaïn cuoái thöôøng coù ren coá ñònh baèng ñai oác. Ñai oác phaûi coù thanh haõm, ñoaïn tröôùc laøm thaønh tai vaø ñöôïc coá ñònh leân moät taám kim loaïi haøn leân vaùch kín nöôùc. Giöõa tai cuûa oáng truïc vôùi taám ñôõ phaûi loùt baèng ñeäm chì hay ñoå chì vaøo khe hôû. Chieàu daøi oáng bao truïc ñöôïc xaùc ñònh baèng khoaûng caùch töø coät ñuoâi ñeán vaùch kín nöôùc sau cuøng. b, OÁng truïc hai heä truïc: Vôùi heä ñoäng löïc hai heä truïc, oáng bao truïc khaù daøi, thöôøng chia thaønh nhieàu ñoaïn. - Ñoaïn oáng truïc tröôùc coù theå laép töø phía muõi taøu vaøo duøng bu loâng coá ñònh. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 29
  30. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Ñoaïn oáng truïc giöõa hai ñaàu laøm thaønh tai duøng bu loâng coá ñònh leân giaù ñôõ oáng bao truïc vaø khoang laùi. - Ñoaïn oáng sau laép töø ñuoâi taøu vaøo khoang laùi, laøm tai taïi ñieåm tieáp hôïp, khoù ñònh taâm. Hình 2.8 Oáng bao truïc chaân vòt Ñại học GTVT TP.HCM -2009 30
  31. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2.6 CAÙC GOÁI ÑÔÕ CUÛA HEÄ TRUÏC. 2.6.1 Goái truïc chaân vòt - Truïc chaân vòt thöôøng coù 1 - 4 goái tuøy thuoäc coâng duïng, keát caáu taøu. Goái ñôõ truïc chaân vòt chòu taûi troïng ñoäng khaù phöùc taïp, raát khoù kieåm tra vaø baûo döôõng khi taøu hoaït ñoäng vaø ñoã beán. - Vaät lieäu cheá taïo : Babit, goã gaiac, goã eùp, chaát deûo, cao su - Boâi trôn, laøm maùt goái truïc chaân vòt baèng nöôùc hay daàu nhôøn tuyø thuoäc keát caáu cuûa goái truïc. 1. Goái truïc chaân vòt baèng hôïp kim . a)Tính naêng vaät lieäu - Thaønh phaàn thoâng thöôøng bao goàm Sb(Stibium), Cu, Sn, Pb - Chòu maøi moøn toát, öùng suaát neùn cao, taûn nhieät toát, khoâng laøm hö hoûng coå truïc nhöng giaù thaønh cao, söûa chöõa phöùc taïp. - Tuoåi thoï 2 - 3 naêm, neáu ñieàu kieän khai thaùc toát coù theå ñaït 6 - 7 naêm. b)Caáu taïo (Hình 2.6) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 31
  32. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 2.9 Keát caáu goái ñôõ truïc chaân vòt hôïp kim. 1.Thaân goái truïc 2. Ñöôøng daãn daàu boâi trôn Aùo loùt goái truïc coù theå duøng ñoàng thanh hay ñoàng vaøng hoaëc theùp, gang ñuùc. Raõnh ñôõ hôïp kim phaûi laøm thaønh hình ñuoâi eùn. Aùo loùt phaûi xeû raõnh daãn höôùng truïc ñeå phaân boá daàu nhôøn (3 raõnh). Ñoaïn tröôùc vaø sau aùo loùt laøm thaønh tai duøng bu loâng coá ñònh leân oáng bao truïc. Khe hôû laép gheùp D1 = 1,001D + 0,5 (mm) D 1 : Ñöôøng kính trong cuûa aùo loùt D : Ñöôøng kính ngoaøi truïc 2. Goái truïc laøm baèng go ãcöùng . a) Tính naêng vaät lieäu Thöôøng söû duïng goã gaiaéc coù ôû vuøng nhieät ñôùi, oân ñôùi chaâu Myõ. Thôù goã cong, coù toå chöùc chaët cheõ vaø cöùng chaéc, troïng löôïng khaù lôùn, chòu maøi moøn toát, khoù gia coâng, ñeå khoâ deã bò raïn nöùt vaø cong. Goã gaiac coù chöùa moät chaát nhöïa, khi taùc duïng vôùi nöôùc taïo thaønh moät dung dòch nhôøn traùng khaép maët goã, laøm giaûm heä soá ma saùt neân coù theå duøng nöôùc ñeå boâi trôn vaø laøm maùt. - Giaù thaønh cao, chæ söû duïngcho caùc taøu lôùn (Vieät Nam coù goã nghieán, goã baèng laêng) b)Caáu taïo goái truïc (Hình 2.10) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 32
  33. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 2.10 Keát caáu goái ñôõ truïc chaân vòt goã cöùng . 1.Truïc chaân vòt 6.Vaät lieäu laøm kín 2. Aùo loùt truïc 7. Oáng ñeäm 3. Goã thôù cöùng 8. Ñöôøng nöôùc vaøo laøm maùt 4. Oáng bao truïc chaân vòt 9. Van xaû 5. Boä laøm kín Caùc mieáng goã gaiac phaûi ñöôïc neâm thaät chaët ñeå ñeà phoøng aùo loùt goã xoay tröôït. Duøng thanh haõm baèng ñoàng thanh hoaëc ñoàng vaøng (23 thanh) vôùi chieàu daøy baèng 60% chieàu daøy cuûa caùc mieáng goã ñeå ñeà phoøng sau moät thôøi gian laøm vieäc goã bò maøi moøn, aùo loùt truïc tieáp xuùc vôùi thanh haõm gaây moøn aùo cuûa truïc. Caùc thanh haõm duøng vít ñaàu hoaëc coá ñònh leân oáng truïc chaân vòt. Treân caùc thôù goã (mieáng) xeû raõnh 6  10mm roäng ñeå daãn nöôùc vaøo boâi trôn, laøm maùt. Kích thöôùc caùc mieáng goã phuï thuoäc ñöôøng kính truïc Daøy 15  25mm; roäng 60  80mm Khe hôû laép gheùp D1 = 1,003 D + 1,0mm D1 : ñöôøng kính trong goái truïc (mm). D: ñöôøng kính truïc tính caû aùo loùt (mm). Ñại học GTVT TP.HCM -2009 33
  34. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 3. Goái truïc chaân vòt laøm baèng goã eùp Tính naêng vaät lieäu Cheá taïo baèng caùch eùp noùng nhöõng taám goã moûng thaønh vaät lieäu deûo. Thaåm thaáu loaïi nhöïa nhaân taïo chieám 16 - 25% troïng löôïng. Ñöôïc eùp vôùi aùp suaát 160 – 200 kG/cm2; nhieät ñoä töø 145 - 160oC. Tuoåi thoï 3 - 4 naêm vôùi ñieàu kieän laøm vieäc bình thöôøng. Khi boâi trôn laøm maùt baèng nöôùc, taïo vôùi ñoàng thanh thaønh moät caëp ma saùt coâng taùc raát toát. Chòu maøi moøn toát, heä soá giaõn nôû nhoû(moøn 1mm/1000 Miles) Ít duøng treân caùc taøu hoaït ñoäng ôû vuøng nhieàu bieân, luoàng laïch caïn - Phaûi loïc kyõ nöôùc laøm maùt tröôùc khi vaøo goái truïc. Keát caáu gioáng goái truïc goã cöùng Khe hôû laép gheùp: D 1 = 1.002D (mm) 4. Goái truïc chaân vòt baèng cao su Tính naêng vaät lieäu Cheá taïo töø cao su töï nhieân, khoaùng vaät vaø caùc chaát höõu cô khaù, ñöôïc gheùp maãu vaø ñuùc cuøng vôùi nhöõng thanh kim loaïi thöôøng laø theùp ñeå taêng theâm ñoä cöùng chaéc. Boâi trôn vaø laøm maùt goái truïc baèng nöôùc. Öu ñieåm : Coù tính ñaøn hoài, laøm vieäc toát trong luoàng laïch, tuoåi thoï cao (10 naêm). Khoâng coù tieáng oàn, laøm vieäc oån ñònh, chòu dao ñoäng ngang. Laøm vieäc toát vôùi ñoàng thanh. Giaù thaønh thaáp. Maët tieáp xuùc giöõa cao su vaø truïc nhoû laøm giaûm ma saùt. Nhöôïc ñieåm : Truyeàn nhieät keùm. Nhieät ñoä > 200 C coù theå laøm meàm cao su vaø < - 400C thì hoùa gioøn. AÊn moùn aùo loùt truïc (phuï thuoäc haøm löôïng löu huyønh coù trong cao su) Deã maøi moøn neáu goái truïc bò laãn daàu. Goái trong chaân vòt khoâng ñöôïc doa loã vì cao su ñaøn hoài gaây bieán daïng. Keát caáu Do cao su ñaøn hoài neân coù theå laép caêng (khoâng caàn khe hôû) D1 = (0,0025 - 0,0032) D D1 : khe hôû laép gheùp (mm) ; D : ñöôøng kính ngoaøi oå truïc (mm) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 34
  35. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 2.11 Goái truïc chaân vòt baèng cao su 2.6.2 Goái truïc ñaåy Coù ba loaïi goái truïc ñaåy : goái truïc ñaåy nhieàu voøng, goái truïc ñaåy moät voøng vaø goái truïc ñaåy kieåu oå bi ñôõ 1. Goái truïc ñaåy nhieàu voøng (hieän nay ít söû duïng) Truïc ñaåy reøn lieàn moät ñaàu, duøng bích noái vôùi truïc ñoäng cô, ñaàu kia duøng bích noái vôùi truïc trung gian, giöõa truïc coù nhieàu voøng löïc ñaåy ñaët nhöõng ñeäm chòu löïc. Ñeäm chòu löïc ñöôïc coá ñònh vöõng chaéc vôùi vít truyeàn löïc vaø truyeàn löïc cho ñeá goái vaø cuoái cuøng truyeàn löïc cho thaân taøu. Naêng löïc chòu eùp cuûa ñôn vò dieän tích thaáp phaûi söû duïng nhieàu voøng, keát caáu phöùc taïp, keùm tin caäy. 2. Goái truïc ñaåy 1 voøng Caên cöù vaøo nguyeân lyù boâi trôn coù theå duøng kieåu ñöùng, ñeäm chòu löïc laéc. Keát caáu naøy laøm taêng khaû naêng chòu eùp cuûa ñôn vò dieän tích , goïn nheï vaø tin caäy hôn. Maët löng cuûa ñeäm chòu löïc coù ñieåm ñôõ maët caàu eùp leân thaân goái truïc, coù theå laéc töï do bôûi ñieåm töïa maët caàu. Khi truïc chuyeån ñoäng, voøng ñaåy eùp leân ñeäm chòu löïc ñaåy. Giöõa voøng ñaåy vaø ñeäm chòu löïc ñaåy (guoác tröôït) taïo thaønh maøng daàu ôû giöõa chòu taûi gioáng neâm daàu. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 35
  36. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 2.12: OÅ ñôõ chaën löïc ñaåy Goái ñaåy 1 voøng ñaåy coù hai loaïi keát caáu : - Caùc ñeäm chòu löïc phaân phoái ñeàu xung quanh voøng ñaåy. - Chæ coù 2 ñeäm chòu löïc phaân phoái treân 1/2 voøng ñaåy döôùi. Goái truïc thöôøng ñöôïc lieân keát chaéc chaén vôùi thaân ñoäng cô, moät soá taøu nhoû goái truïc ñaåy ñöôïc ñaët ôû boä phaän sau thaân maùy. c. Goái truïc ñaåy oå bi Thöôøng boá trí ôû caùc goái truïc ñaåy coù coâng suaát vöøa vaø nhoû, toác ñoä cao. Goïn nheï, giaûm ma saùt, thöôøng ñaët trong hoäp soá cuûa ñoäng cô. Caùc goái truïc ñaåy thöôøng xuyeân ñöôïc laøm maùt ñeå giaûi phoùng nhieät ñoä do ma saùt gaây ra. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 36
  37. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2.6.3 Goái truïc trung gian (hình 2.13) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 37
  38. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 2.13 Goái ñôõ truïc trung gian vaø ñoaïn truïc trung gian - Caáu taïo gioáng oå ñôõ chính truïc khuyûu ñoäng cô - Baïc loùt thöôøng laøm hai nöûa, beà maët coâng taùc coù moät lôùp hôïp kim, coù raõnh daàu, boâi trôn thöôøng xuyeân baèng daàu nhôøn ñeå giaûm ma saùt, maøi moøn 2.6.4 Thieát bò laøm kín truïc - Nhieäm vuï: baûo veä cho goái truïc chaân vòt kín daàu, kín nöôùc, khoâng cho daàu, nöôùc roø loït ra beân ngoaøi. - Keát caáu : tuøy theo kieåu loaïi boâi trôn coù caùc keát caáu phuø hôïp Duøng nhieàu voøng ñeäm laøm kín, ñöôïc ñieàu chænh baèng caùch nôùi loûng hay xieát chaët caùc bu loâng naép ñeäm laøm kín Thöôøng duøng teát vôùi truïc boâi trôn baèng nöôùc caùc voøng teát phaûi coù kích thöôùc phuø hôïp. Hình 2.14 OÅ laøm kín truïc coù khoâng gian khí Ñại học GTVT TP.HCM -2009 38
  39. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 2.10 là kết cấu cơ bản của ổ làm kín trục chân vịt của hãng Blohm and Voss, Simplex Compact Seal, loại có một không gian khí giữa các vòng làm kín phía trục bên ngoài vỏ tàu. Khi cần, gió nén được ép vào khoang này, đẩy các tạp bẩn như bùn đất ra khỏi khu vực làm kín, đảm bảo cho trục được kín nước. Đồng thời, khoang này góp nước rò lọt từ ngoài vào, khi ta cấp gió nén vào khoang, nước và dầu đọng sẽ được đuổi về một két chứa bên trong tàu, bảo đảm làm kín trục tốt và chống ô nhiễm môi trường. Hình 2.15 OÅ laøm kín truïc Ñại học GTVT TP.HCM -2009 39
  40. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2.6.5. Thieát bò boâi trôn goái truïc Nhieäm vuï: Coù taùc duïng laøm giaûm ma saùt giöõa truïc vaø goái ñôõ truïc, traùnh hình thaønh ma saùt khoâ vaø phaùt nhieät laøm keït cöùng goái truïc. Keát caáu:(hình 2.11) Hình 2.16 Boâi trôn goái truïc chaân vòt Dầu được bơm tới ống bao qua các rãnh hướng trục, qua các lỗ trên hai cạnh của ống bạc vào rãnh dọc bên trong máng bạc. Dầu rời ổ bạc từ phía đuôi ống bao và tái tuần hoàn về bơm dầu tới sinh hàn. Một trong hai két trọng lực sẽ cấp dầu có áp suất tĩnh cho hệ thống khi bơm bị sự cố. Có cảm biến báo động mức dầu thấp trong mỗi két dầu. 2.6.6 Chaân vòt Chân vịt bao gồm một củ chân vịt với một số cánh xéo gắn trên nó. Khi quay nó xoáy vào nước và do vậy tiến lên phía trước trong nước bằng cách trao động lượng cho cột nước mà nó trườn qua. Lực đẩy được truyền dọc trục đến ổ đỡ chặn và cuối cùng tới cấu trúc vỏ tàu. a, Chaân vòt ñònh böôùc. Mặc dầu nó thường được gọi là có bước cố định (định bước) nhưng thực tế bước xoắn của cánh thay đổi theo bán kính tăng dần từ gốc cánh ra ngoài. Tuy Ñại học GTVT TP.HCM -2009 40
  41. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng nhiên bước cánh tại một bán kính là không đổi, trong tính toán người ta lấy giá trị trung bình của buóc cánh theo bán kính. Hình 2.17 Chaân vòt ñònh böôùc Chân vịt nếu quay theo chiều kim đồng hồ khi nhìn từ đuôi tàu lên được gọi là chân vịt quay phải và hầu hết các chân vịt đơn có chiều quay phải. Nếu tàu có hai chân vịt sau đuôi, thì chân vịt bên mạn phải có chiều quay phải, còn chân vịt bố trí bên mạn trái có chiều quay trái. b, Chaân vòt bieán böôùc Nếu các cánh chân vịt có thể xoay được trong một lỗ khoan trên của cánh, vuông góc với đường tâm trục chân vịt thì goïi là chân vịt biến bước. Cánh chân vịt có thể xoay về vị trí vuông góc với trục chaân vịt, khi đó bước cánh bằng không và chân vịt không đạp nước ra sau đuôi tàu. Hoặc cánh có thể được xoay về hướng đạp nước ra sau, khi đó chân vịt có bước tiến, đạp nước về phía trước mũi tàu, chân vịt có bước lùi. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 41
  42. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Một chân vịt biến bước sẽ có một củ cánh và có các cánh rời được lắp vào củ. Các cơ cấu bên trong củ gồm một khối chữ thập, xilanh lực, đĩa khuỷu, chốt xoay và guốc trượt để cho các cánh được quay đồng thời qua một cung, do đó thay đổi được góc nghiêng cánh so với tâm trục, do vậy thay đổi bước caùnh. Hình 2.18 Keát caáu cuaû chaân vòt bieán böôùc Hình 2.19 Hình aûnh cuaû chaân vòt bieán böôùc Ñại học GTVT TP.HCM -2009 42
  43. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng CHÖÔNG 3 PHÖÔNG THÖÙC TRUYEÀN ÑOÄNG VAØ CAÙC THIEÁT BÒ TRUYEÀN ÑOÄNG 3.1 CHÖÙC NAÊNG VAØ PHAÂN LOAÏI THIEÁT BÒ TRUYEÀN ÑOÄNG 3.1.1 Chöùc naêng cuûa thieát bò truyeàn ñoäng Laø thieát bò truyeàn coâng suaát töø ñoäng cô ñeán chaân vòt. Coù khaû naêng tröïc tieáp quay chaân vòt. Nhôø thieát bò truyeàn ñoäng coù theå choïn ñoäng cô coù tính kinh teá cao. Do voøng quay khoâng bò haïn cheá, coù theå choïn ñoäng cô coù chæ tieâu kinh teá, kyõ thuaät mong muoán (kích thöôùc, troïng löôïng ) Khoáng cheá ñöôïc voøng quay, chieàu quay cuûa chaân vòt, taïo khaû naêng töï ñoäng ñieàu chænh ñaëc tính quan heä giöõa ñoäng cô - chaân vòt Thay ñoåi ñaëc tính ñaøn hoài cuûa heä truïc thuaän lôïi cho laép raùp söûa chöõa, an toaøn khi vaän haønh. 3.1.2 Phaân loaïi caùc thieát bò truyeàn ñoäng 1. Truyeàn ñoäng tröïc tieáp - Truyeàn ñoäng tröïc tieáp phoå bieán ôû caùc taøu coù coâng suaát vöøa vaø lôùn : ncv = 85 300 v/ph Thöôøng gaëp ôû heä ñoäng löïc trang bò caùc ñoäng cô chính thaáp toác, hai kyø coù patanh baøn tröôït nhö : MAN BW , Sulzer (Wartsila), Mitsubishi ,Fiat hay caùc ñoäng cô 4 kyø: Makita; Kawasaki, Hanshin Hình 3.1 Hệ đông lực truyền động trực tiếp - Ñaëc ñieåm : Hieäu suaát truyeàn ñoäng cao : chæ coù toån thaát heä truïc Ñôn giaûn, tin caäy, deã kieåm tra vaø baûo quaûn. Suaát tieâu hao nhieân lieäu ge = 120 – 150 g/hp.h Ñại học GTVT TP.HCM -2009 43
  44. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Nhöôïc ñieåm laø troïng löôïng, kích thöôùc ñoäng cô lôùn. Taøu coù löôïng chieám nöôùc nhoû; coâng suaát ñoäng cô lôùn thì thieát bò truyeàn ñoäng tröïc tieáp khoâng coù lôïi veà tính kinh teá. 2. Truyeàn ñoäng giaùn tieáp Ngoaøi heä truïc, thieát bò truyeàn ñoäng coøn coù theâm thieát bò trung gian khaùc nhö ly hôïp, boä giaûm toác Voøng quay chaân vòt vaø voøng quay cuûa ñoäng cô khaùc nhau. a).Truyeàn ñoäng giaùn tieáp coù boä ly hôïp Ly hôïp thuûy löïc. Ly hôïp ma saùt Ly hôïp ñieän töø. Hình 3.2 Hệ đông lực truyền động gián tiếp Ñaëc ñieåm: Duøng truyeàn ñoäng giaùn tieáp coù boä ly hôïp thì baát cöù luùc naøo cuõng ly hoaëc hôïp ñoäng cô vôùi chaân vòt veà nguyeân lyù. Treân thöïc teá môùi ñoäng cô chæ ñöôïc pheùp vaøo ra ly hôïp ôû voøng quay nhaát ñònh. Neáu boä ly hôïp ñaûo chieàu thì keát caáu ñoäng cô ñôn giaûn, thao taùc thuaän tieän b)Truyeàn ñoäng giaùn tieáp coù boä giaûm toác Giaûm toác baùnh raêng Giaûm toác thuûy löïc - Ñaëc ñieåm: Coù theå duøng ñoäng cô cao toác quay moät chieàu Moät toác quay cuûa ñoäng cô coù theå coù nhieàu toác ñoä quay chaân vòt khaùc nhau, coù lôïi tieâu chuaån hoùa, saûn xuaát haøng loaït, heä ñoäng löïc goïn nheï. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 44
  45. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Khi chaân vòt coâng taùc ôû cheá ñoä nhoû taûi, ñoäng cô coù theå laøm vieäc ôû ñaëc tính ngoaøi kinh teá hôn. 3. Truyeàn ñoäng ñaëc bieät a)Truyeàn ñoäng ñieän Ñoäng cô quay lai maùy phaùt Maùy phaùt cung caáp ñieän cho motor quay lai chaân vòt. Ñoäng cô coù theå ñaët baát kyø vò trí naøo trong buoàng maùy Thay ñoå chieàu quay chaân vòt deã daøng (ñaûo moät caëp ñaàu daây 3 pha ) Coù theå duøng ñoäng cô quay moät chieàu cao toác. Heä thoáng löïc phöùc taïp, giaù thaønh cao, tính kinh teá thaáp, chæ duøng cho caùc taøu ñaëc bieät nhö taøu quaân söï. b)Truyeàn ñoäng chaân vòt bieán böôùc Chieàu quay chaân vòt khoâng ñoåi nhöng taøu coù theå tieán hoaëc luøi. Coù theå thay ñoåi böôùc chaân vòt ñeå ñaït yeâu caàu mong muoán trong baát kyø toác ñoä haønh trình naøo. Naâng cao tính kinh teá cuûa heä ñoäng löïc phaùt huy heát coâng suaát ñoäng cô Taêng tính cô ñoäng cuûa taøu Ñieàu khieån töø xa deã daøng Nhöng cheá taïo, laép raùp vaø söûa chöõa raát khoù, phöùc taïp. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 45
  46. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 3.2 TRUYEÀN ÑOÄNG THUÛY LÖÏC 3.2.1 Nguyeân taéc hoaït ñoäng vaø öùng duïng 1.Khaùi nieäm Truyeàn ñoäng thuûy löïc laø phöông thöùc truyeàn ñoäng trong ñoù naêng löôïng ñöôïc truyeàn töø ñoäng cô tôùi chaân vòt nhôø ñoäng naêng cuûa doøng chaát loûng thoâng qua lieân ñoäng cô thuûy löïc. Moãi heä truyeàn ñoäng thuûy löïc goàm moät bôm thuûy löïc vaø moät tuabin boá trí ñoái xöùng nhau taïo thaønh moät lieân ñoäng cô. Thöïc teá chæ aùp duïng cho caùc maùy thuûy löïc. Caùc lónh vöïc khaùc ít aùp duïng vì toån thaát ñöôøng oáng vaø voøi phun lôùn. Hình 3.3 Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa thieát bò truyeàn ñoäng thuyû löïc 1. Truïc bôm ly taâm 5 .Truïc noái vôùi chaân vòt 2. Bôm 6.Tua bin 3. Oáng daãn 7,8. oáng daãn 4.OÁngphun 9,10. Keùt chöùa 2. Phaân loaïi Treân taøu thuûy öùng duïng truyeàn ñoäng thuûy löïc ôû hai daïng :khôùp noái thuûy löïc vaø boä giaûm toác thuûy löïc Khôùp noái thuûy löïc: laø thieát bò truyeàn chuyeån ñoäng töø truïc chuû ñoäng sang truïc bò ñoäng khoâng thay ñoåi moâ men xoaén vaø soá voøng quay. (M1 = M2 ; n1 = n2). Ñại học GTVT TP.HCM -2009 46
  47. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Boä giaûm toác thuûy löïc: laø thieát bò truyeàn chuyeån ñoäng töø truïc chuû ñoäng sang truïc bò ñoäng coù thay ñoåi moâ men xoaén vaø soá voøng quay. (M1 M2 ; n1 n2) Thieát bò noái truïc khaùc vôùi boä giaûm toác laø khoâng coù boä phaän daãn höôùng, vaø kích thöôùc bôm baèng kích thöôùc tua bin. 3. Nhieäm vuï vaø ñaëc ñieåm cuûa thieát bò truyeàn ñoäng Ly hôïp truïc ñoäng cô vaø truïc chaân vòt. Ñieàu chænh phuï taûi vaø voøng quay cuûa truïc coâng taùc, coù theå thay ñoåi chieàu quay cuûa truïc bò ñoäng phuï thuoäc vaøo keát caáu. Caûi thieän, thay ñoåi tính naêng keùo cuûa taøu. Taêng tính oån ñònh coâng taùc cuûa ñoäng cô, coù khaû naêng baûo veä ñoäng cô khi chaân vòt quaù taûi Giaûm nheï aûnh höôûng chaán ñoäng xung quanh ñoái vôùi ñoäng cô Cho pheùp sai soá laép gheùp lôùn (ñoä leäch taâm cao hôn ). Giaûm bôùt tieáng oàn trang trí. Deã daøng öùng duïng ñieàu khieån töø xa. Thieát bò truyeàn ñoäng quay ngöôïc chieàu coù theå giaûm bôùt kích thöôùc keát caáu cuûa trang trí. Hieäu suaát cao vôùi heä ñoäng löïc tua bin, chæ caàn moät tua bin tieán, khoâng caàn tua bin luøi. 3.2.2 Khôùp noái thuûy löïc Hình 3.4: Sô ñoà nguyeân lyù khôùp noái thuyû löïc 1. Động cơ chính 4. Vỏ ly hợp 2. Trục chân vịt 5. Bơm 3. Trục động cơ 6. Tua bin Ñại học GTVT TP.HCM -2009 47
  48. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 3.5 Khôùp noái thuyû löïc Ñaëc ñieåm cô baûn - Ñöôøng kính caùnh bôm baèng ñöôøng kính caùnh tua bin - Khoâng coù boä daãn höôùng - Moâ men xoaén treân truïc ñoäng vaø truïc bò ñoäng khoâng thay ñoåi khi coâng taùc, coù taùc duïng nhö moät ly hôïp ñaøn tính - Hieäu suaát cao hôn boä giaûm toác - Ñeå truyeàn moâ men lôùn ngöôøi ta duøng thieát bò loàng gheùp hoaëc thieát bò noái truïc quay hai chieàu, ngöôïc chieàu 2 . Nguyeân lyù hoaït ñoäng Bôm ñöôïc coá ñònh treân truïc ñoäng. Khi thieát bò chöùa ñaày chaát loûng, truïc chuû ñoäng quay laïi bôm caáp chaát loûng vaøo tua bin. Tua bin ñöôïc coá ñònh vôùi truïc bò ñoäng, tua bin quay laøm quay truïc bò ñoäng quay theo. s Hieäu suaát :  1 100 n n Ñoä tröôït :s 1 2 % n1 n1,n2 laø soá voøng quay cuûa truïc chuû ñoäng vaø truïc bò ñoäng Khi xaû heát chaát loûng khoûi thieát bò truïc ñoäng quay töï do vôùi truïc bò ñoäng, thieát bò noái truïc khoâng laøm vieäc. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 48
  49. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 3.2.3 Boä giaûm toác thuûy löïc 1. Nguyeân lyù ,caáu taïo (hình 3.6) Hình 3.6 Sô ñoà nguyeân lyù bieán toác thuyû löïc 1. Truïc chaân vòt 2. Tua bin thuaän 3. Thaân 4. Bôm thuaän chieàu 5.Truïc ñoäng cô 6. Ñoäng cô chính 7. Thieát bò daãn höôùng 8.Tua bin ñaûo chieàu 9. Bôm ñaûo chieàu 2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng - Kích thöôùc caùnh bôm khaùc tua bin (n2 < n1). - Keát caáu coù theâm thieát bò daãn höôùng. - Moâ men quay vaø voøng quay thay ñoåi M1 M2 ; n1 n2 - Khi thieát bò daãn höôùng thay ñoåi vò trí laøm thay ñoåi chieàu quay cuûa truïc bò ñoäng (thieát bò daãn höôùng coù loàng quay thuaän, loàng quay ngöôïc). Tuy nhieân hieäu suaát thaáp. - Boä bieán toác thuûy löïc hai loàng quay hai chieàu phuï taûi thay ñoåi treân truïc bò ñoäng khoâng aûnh höôûng ñeán phuï taûi ñoäng cô , ñoäng cô laøm vieäc oån ñònh vaø tin caäy (thích hôïp cho caùc taøu coù phuï taûi thay ñoåi lôùn, phaù baêng, ). 3.2.4 Khai thaùc boä truyeàn ñoäng thuûy löïc: a) Ñieàu chænh boä truyeàn ñoäng thuûy löïc: laø ñieàu chænh soá voøng quay. Phöông phaùp 1: Naïp ñaày chaát loûng vaøo thieát bò, thay ñoåi soá voøng quay cuûa ñoäng cô ñeå ñaït muïc ñích ñieàu tieát. Ñöôïc öùng duïng roäng raõi, thoûa maõn ñieàu tieát voøng quay cuûa chaân vòt döôùi caùc phuï taûi khaùc nhau. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 49
  50. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Phöông phaùp 2: Thay ñoåi lieàu löôïng cuûa chaát loûng (khi n1 = const). Phöông phaùp 3: Thay ñoåi doøng chaûy trong thieát bò baèng cô caáu ñieàu tieát ñaëc bieät (khi lieáu löôïng chaát loûng Q vaø voøng quay ñoäng cô n1 khoâng thay ñoåi. Keùm kinh teá, caáu taïo phöùc taïp. Ít söû duïng b) Cheá ñoä nhieät cuûa boä truyeàn ñoäng thuûy löïc Nhieät ñoä coâng chaát phaûi ñöôïc duy trì trong phaïm vi cho pheùp ñeå ñaûm baûo hieäu suaát truyeàn ñoäng cao, cuõng nhö tuoåi thoï thieát bò: To nöôùc : 40 - 50oC To daàu : 70 - 80oC Ñeå duy trì nhieät ñoä coâng chaát trong phaïm vi ñoù phaûi lieân tuïc tieán haønh laøm maùt tuaàn hoaøn. Duøng bôm ñeå thöïc hieän söï löu ñoäng vaø tuaàn hoaøn ñoù. c) Aùp suaát coâng taùc cuûa chaát loûng: Ly hôïp thuûy löïc : Pct = 0,2 ÷ 5,8 at Giaûm toác : Pct = 2 ÷ 5 at 3.3 TRUYEÀN ÑOÄNG CÔ KHÍ 3.3.1 Ly hôïp ma saùt 1. Ñaëc ñieåm vaø phaân loaïi boä ly hôïp ma saùt a, Ñaëc ñieåm Troïng löôïng vaø kích thöôùc nhoû goïn. Thôøi gian ly hôïp ngaén (0,2 ÷ 0,3 giaây) Hieäu suaát truyeàn ñoäng cao (khi ñaõ laøm vieäc oån ñònh khoâng sinh ra tröôït töông ñoái. Khi laøm vieäc khoâng tieâu hao naêng löôïng (neáu laø boä ly hôïp) ma saùt thao taùc baèng cô giôùi Do ñoù caùc boä ly hôïp ma saùt ñöôïc duøng roäng raõi treân caùc taøu coù coâng suaát vöøa vaø nhoû. Thoûa maõn yeâu caàu goïn nheï, tính cô ñoäng cao. b, Phaân loaïi Boä ly hôïp ma saùt ñóa (maët ma saùt laø hai ñóa baèng). Boä ly hôïp ma saùt hình choùp troøn (maët ma saùt laø hình choùp troøn). Boä ly hôïp ma saùt hình troáng (maët ma saùt laø hình troáng). Boä ly hôïp ma saùt hình raêng voøng (maët ma saùt laø nhöõng voøng raêng ñoàng taâm, maët hình choùp). Ñại học GTVT TP.HCM -2009 50
  51. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2. Moät soá boä ly hôïp ñieån hình a. Ly hôïp ma saùt ñóa Hình 3.7 Sô ñoà nguyeân lyù ly hôïp ma saùt ñóa Ñại học GTVT TP.HCM -2009 51
  52. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hinh3.8: Keát caáu ly hôïp ma saùt ñóa ñieàu khieån thuyû löïc 1. Truïc chuû ñoäng 16.Caùn piston 2. Baïc ñôõ 17.Voøng laøm kín 3.Thaân ly hôïp 18.Oáng loùttrong truïc ñaåy 4.Ñóa ly hôïp 19. Voøng raõnh tröôït (nöûa döôùi) 5.Lôùp vaät lieäu ma saùt ñóa ly hôïp 20. Voøng laøm kín (O-ring) 6. Ñóa ly hôïp 21.Oáng loùt 7.Piston ly hôïp 22.Nuùt 8.Xeùc maêng 23.Nuùt 9.Xi lanh ly hôïp 24.Nuùt 10.Voøng laøm kín 25. Xi lanh Servo ñóa ma saùt 11.Vít ly hôïp khaån caáp 26.Nuùt 12. Xeùc maêng 27.Daãn höôùng xi lanh Servo 13.Choát haõm 28.Baùnh raêng via 14.Voøng raõnh tröôït (nöûa treân) 29.Servo piston ñóa ma saùt 15.Truïc ñaåy 30.Caàn keùo Döôùi taùc ñoäng cuûa löïc eùp Q taïo ra löïc ma saùt giöõa hai ñóa 4 vaø 6 T =  . Q ( : heä soá ma saùt giöõa hai beà maët) Moâ men ma saùt truyeàn töø truïc chuû ñoäng sang truïc bò ñoäng Ñại học GTVT TP.HCM -2009 52
  53. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng MT =  .Q .  Quaù trình laøm vieäc chia thaønh ba giai ñoaïn: Giai ñoaïn tieáp hôïp: Truïc bò ñoäng ôû tình traïng laøm vieäc khoâng oån ñònh, toác ñoä taêng daàn ñeán toác ñoä truïc chuû ñoäng vôùi thôøi gian 1 ÷ 2 giaây. Giai ñoaïn vaän haønh oån ñònh: Boä ly hôïp trôû thaønh 1 thieát bò thoáng nhaát, truyeàn moâ men vaø moâ men ñoù aân baèng vôùi söùc caûn chaân vòt. Giai ñoaïn ly khai: Truïc bò ñoäng ôû traïng thaùi khoâng oån ñònh toác ñoä giaûm daàn ñeán khi ngöøng haún. Khi heä ñoäng löïc laøm vieäc ôû caùc phuï taûi khaùc nhau, caùc giai ñoaïn treân dieãn ra cuõng khaùc nhau. Treân thöïc teá, boä ly hôïp thöôøng laøm vieäc oån ñònh laâu daøi ôû giai ñoaïn 2. Neáu thôøi gian tieáp hôïp quaù ngaén (tieáp hôïp nhanh), moâ men xoaén sinh ra luùc tieáp hôïp ñaøn tính töø ñoäng cô ñeán chaân vòt seõ gaây ra bieán daïng xoaén. Xuaát hieän dao ñoäng xoaén taét daàn coù theå gaây söï coá nguy hieåm. Sau khi boä phaän bò ñoäng ñöôïc gia toác, moâ men xoaéc maø boä ly hôïp truyeàn ñi do löïc quaùn tính cuûa boä phaän bò ñoäng maát ñi, giaûm raát nhanh toaøn boä hieän töôïng xoaén uoán cuûa heä thoáng maát ñi. Dao ñoäng cuûa heä thoáng coù daïng taét daàn. Vaät lieäu cheá taïo: Phaûi coù tính chòu maøi moøn cao . heä soá ma saùt lôùn, khoâng thay ñoåi khi nhieät ñoä taêng. tính choáng keát dính cao. Ñoä beàn cao, chòu löïc caét. chòu nhieät ñoä toát, ít bieán daïng nhieät, daãn nhieät toát, toûa nhieät nhanh. Thöïc teá coù theå duøng: Gang ñuùc vôùi gang ñuùc, theùp vôùi ñoàng thanh hoaëc ñoàng thau vôùi gang ñuùc, da vôùi theùp hoaëc gang ñuùc, goã meàm vôùi theùp, cao su vôùi theùp. b.Ly hôïp hình choùp troøn So vôùi ly hôïp ma saùt ñóa coù cuøng ñöôøng kính, cuøng truyeàn moâ men nhö nhau thì löïc tieáp hôïp baèng khoaûng 1/3 cuûa ly hôïp ñóa. Khi ly khai döùt khoaùt tuyeät ñoái. Muoán taêng taûi troïng truyeàn ñoäng thì kích thöôùc coàng keành. So vôùi ly hôïp ma saùt ñóa kieåu nhieáu caëp thì ñoä tröôït töông ñoái lôùn hôn, laøm maët ma saùt moøn nhanh. Moâ men quaùn tính lôùn khi khôûi ñoäng, quaù trình laøm vieäc khoâng oån ñònh. Trong heä thoáng coù toác ñoä, kích thöôùc lôùn yeâu caàu phaûi caân baèng chính xaùc. c. Ly hôïp ma saùt troáng (kieåu saêm hôi) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 53
  54. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hinh 3.9 Ly hôïp hình troáng kieåu saêm hôi. 1.Bích noái vôùi truïc ñoäng cô (chuû ñoäng) 5.Saêm hôi 2.Tang troáng trong 6. Bích noái truïc bò ñoäng 3.Loáp vaät lieäu ma saùt 4.Thaân Maët bích (1) noái vôùi truïc chuû ñoäng , giöõa thaân (4) vaø tang troáng trong (2) boá trí saêm hôi cao su (5). Moät maët ngoaøi laép chaët vôùi thaân (4) coøn maët trong veà phía tang (2) coù gaén lôùp vaät lieäu ma saùt (3). Khí ñieàu khieån ñöôïc ñöa vaøo saêm qua oáng daãn trong truïc chuû ñoäng, vôùi aùp löïc 6 ÷ 9 bar , laøm saêm caêng leân. Khi ñoù saêm hôi (5) eùp lôùp vaät lieäu ma saùt (3) vaøo tang troáng trong (2) truyeàn moâ men xoaén cho truïc bò ñoäng. Khi xaû heát khí ra khoûi saêm, heä thoáng ngöøng laøm vieäc truïc chuû ñoäng töï ñoäng cô vôùi truïc bò ñoäng o o Saêm khí baèng cao su yeâu caàu : T = - 30 ÷ 50 C , Pdk = 6 ÷ 9 bar Neáu : to > 50oC Aûnh höôûng tuoåi thoï thieát bò to < -30oC Cao su hoùa cöùng Khoâng ñöôïc ñeå daàu baùm leân maët baïc loùt, baïc troáng laøm giaûm heä soá ma saùt , taïo hieän töôïng tröôït, phaùt nhieät, daàu phaù huûy saêm cao su. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 54
  55. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Quaù trình khai thaùc khoâng ñöôïc ñeå taám cao su quaù moøn, khi ñoù ñai kim loaïi tieáp xuùc vôùi xaêm cao su deã gaây söï coá. Giôùi haïn ñoä daøy taám cao su : 1,5 ÷ 2,5 (mm) Öu ñieåm: Caùc maët ma saùt coù khaû naêng töï ñieàu chænh trong quaù trình laøm vieäc. Hai ñöôøng truïc cho pheùp ñoä leäch taâm nhaát ñònh. Coù theå ñieàu chænh moâ men truyeàn ñoäng cuûa ly hôïp baèng caùch thay ñoåi khí ñieàu khieån.Ít tieáng ñoäng vaø tieáng oàn, tieáp hôïp deã daøng. Lieân keát ñaøn tính coù khaû naêng tieáp nhaän caùc loaïi dao ñoäng khöû ñöôïc löïc xung kích khi tieáp hôïp. Nhöôïc ñieåm : Caáu taïo phöùc taïp Caàn kieåm tra nhieät ñoä thöôøng xuyeân, söï roø loït khí Giaù thaønh cao, tuoåi thoï ngaén, tin caäy giaûm Aùp duïng treân caùc thieát bò truyeàn ñoäng truyeàn coâng suaát vöøa vaø nhoû. 3.3.2 Truyeàn ñoäng baùnh raêng Truyeàn ñoäng baùnh raêng ñöôc öùng duïng roäng raõi trong heä ñoäng löïc tua bin cuõng nhö diesel. Keát caáu ñôn giaûn, hieäu suaát truyeàn ñoäng cao vaø laøm vieäc tin caäy. Coù khaû naêng ñaûm baûo cho chaân vòt quay hai chieàu khi boá trí ly hôïp vaø soá luøi. Hình 3.10 Sô ñoà truyeàn ñoäng baùnh raêng thöôøng Ñại học GTVT TP.HCM -2009 55
  56. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Truyeàn ñoäng baùnh raêng bao goàm truyeàn ñoäng baùnh raêng thöôøng vaø truyeàn ñoäng baùnh raêng haønh tinh. 3 Hình 3.11 Sô ñoà truyeàn ñoäng 4 baùnh raêng haønh tinh n2 n1 1.Baùnh raêng trung öông 2 2.Baùnh raêng aên khôùp trong 3.Baùnh raêng haønh tinh 4.Thanh truyeàn 1 n1 , n2 :Voøng quay baùnh chuû ñoäng, bò ñoäng Truyeàn ñoäng baùnh raêng haønh tinh ñöôïc söû duïng roäng raõi, kích thöôùc nhoû, hieäu suaát cao i = 3,5 ÷ 7,5 = 0,95 ÷ 0,98 Muoán taêng tyû soá truyeàn ta gheùp nhieàu phöông aùn laïi taïo thaønh heä truyeàn ñoäng baùnh raênh haønh tinh nhieàu caáp. 3.3.3 Caùc hö hoûng do truyeàn ñoäng baùnh raêng (cô khí) - Trong quaù trình laøm vieäc, khi caùc baùnh raêng gaây ra öùng suaát uoán, hieän töôïng tröôït do caùc löïc tieáp tuyeán gaây neân gaõy, troùc roã caùc beà maët laøm vieäc cuûa baùnh raêng; bieán daïng do dính keát. - Hieän töôïng gaõy do moûi gaây ra :khi laøm vieäc caùc öùng suaát cô luoân thay ñoåi, daãn ñeán caáu truùc kim loaïi thay ñoåi ,cô tính kim loaïi thay ñoåi deã gaõy. - Hieän töôïng gaõy ñoät ngoät : nguyeân nhaân khoâng phaûi do moûi, nhöng khi vaän haønh, do taûi taêng ñoät ngoät deã gaõy. - Troùc roã : beà maët kim loaïi bò nöùt khi boâi trôn baèng daàu, daàu bò neùn gaây troùc roã. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 56
  57. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 3.12 Sô ñoà truyeàn ñoäng baùnh raêng haønh tinh Ñại học GTVT TP.HCM -2009 57
  58. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 3.4 TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN 3.4.1 Nguyeân lyù hoaït ñoäng Ñoäng cô diesel lai maùy phaùt ñieän. Maùy phaùt ñieän cung caáp ñieän cho moâ tô ñieän lai chaân vòt ñaåy taøu. 3.4.2 Ñaëc ñieåm - Khoâng caàn nhieàu heä truïc daøi. - Ñoäng cô ñaët tuøy yù thích hôïp vôùi buoàng maùy. - Tình hình hoaït ñoäng cao, naêng löïc döï tröõ lôùn - Ñaûo chieàu quay chaân vòt ñôn giaûn - Thao taùc nhanh, ñieàu khieån töø xa deã daøng - Ñoäng cô oån ñònh voøng quay, coù theå moät chieàu. - Trang trí phöùc taïp : tính kinh teá thaáp, giaù thaønh cao - Yeâu caàu kyõ thuaät cao, chæ duøng cho caùc taøu chuyeân duøng ñaëc bieät nhö: taøu quaân söï, phaù baêng, taøu laïi caàn tính cô ñoäng cao. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 58
  59. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 3.13 Sô ñoà heä ñoäng löïc truyeàn ñoäng ñieän lai chaân vòt 1.Maùy phaùt ñieän ; 2.Baûng ñieän chính ; 3.Ñoäng cô ñieän lai chaân vòt ; 4.Chaân vòt maïn ; 5.Bôm haøng ; 6. Buoàng ñieàu khieån Ñại học GTVT TP.HCM -2009 59
  60. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng CHÖÔNG 4 DAO ÑOÄNG CUÛA HEÄ TRUÏC 4.1 KHAÙI NIEÄM VAØ PHAÂN LOAÏI 4.1.1 Khaùi nieäm chung - Dao ñoäng laø hieän töôïng phoå bieán trong töï nhieân vaø kyõ thuaät, laø moät lónh vöïc trong cô hoïc maùy, nghieân cöùu traïng thaùi ñoäng löïc hoïc cuûa heä cô hoïc. - Dao ñoäng ñem laïi nhieàu öùng duïng trong kyõ thuaät. Dao ñoäng ñieän töû, trong coâng ngheä cheá taïo maùy moùc, xaây döïng - Dao ñoäng cuõng gaây ra nhieàu trôû ngaïi, toån thaát cho saûn xuaát Ñoái vôùi heä truïc taøu thuûy, dao ñoäng caûn trôû söï laøm vieäc bình thöôøng cuûa thieát bò aûnh höôûng lôùn ñeán tinh thaàn vaø theå löïc ngöôøi khai thaùc thaäm chí gaây ra coäng höôûng laøm gaõy truïc, phaù hoaïi ñoäng cô, gaây tai naïn. Ñeå ngaên ngöøa dao ñoäng, phaûi coù thieát bò khöû chaán, giaûm rung, tính toaùn thieát keá hôïp lyù caùc thieát bò, khai thaùc hôïp lyù. 4.1.2 Phaân loaïi dao ñoäng heä truïc -Dao ñoäng ngang cuûa heä truïc -Dao ñoäng xoaén cuûa heä truïc . -Dao ñoäng doïc heä truïc 4.1.3 Khaùi nieäm taàn soá coäng höôûng Neáu taàn soá cuûa dao ñoäng cöôõng böùc baèng vôùi taàn soá dao ñoäng töï nhieân cuûa heä thoáng maø noù laøm vieäc thì löïc cöôõng böùc seõ luoân taùc ñoäng tröïc tieáp vaøo chuyeån ñoäng vaø khoâng bao giôø taùc ñoäng ngöôïc laïi, naêng löôïng seõ lieân tuïc boå xung cho heä thoáng dao ñoäng, gaây ra söï gia taêng ñeán giôùi haïn, vaø vöôït quaù giôùi haïn, söï phaù huûy xaûy ra. Khi giaù trò taàn soá cöôõng böùc baèng vôùi taàn soá dao ñoäng töï nhieân cuûa heä thoáng ñöôïc goïi laø taàn soá coäng höôûng. 4.1.4 Caùc nguyeân nhaân gaây dao ñoäng Caùc nguyeân nhaân gaây dao ñoäng bao goàm ñoäng cô chính , ñoäng cô phuï, caùc thieát bò khaùc, soùng bieån , bieán daïng voû taøu. Nghieân cöùu dao ñoäng giaûi quyeát caùc vaán ñeà Dao ñoäng töï do: xaùc ñònh taàn soá rieâng cuûa heä wP vaø dao ñoäng öùng vôùi moãi taàn soá rieâng ñoù. Dao ñoäng cöôõng böùc: Xaùc ñònh bieân ñoä dao ñoäng do caùc löïc cöôõng böùc gaây ra. Nghieân cöùu khaû naêng coäng höôûng vaø dao ñoäng gaàn vuøng coäng höôûng. Nghieân cöùu caùc khaû naêng khöû rung, giaûm chaán, xeùt ñoä beàn cuûa heä truïc trong vuøng khai thaùc(wmin, wmax) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 60
  61. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Ñeå giaûi quyeát caùc vaán ñeà treân ta söû duïng caùc phöông phaùp sau: phöông phaùp ño dao ñoäng treân heä thöïc , phöông phaùp moâ hình hoaù heä truïc thöïc. 4.2 TOÁC ÑOÄ GOÙC TÔÙI HAÏN CUÛA HEÄ TRUÏC 4.2.1 Khaùi nieäm Voøng quay tôùi haïn cuûa heä truïc laø soá voøng quay nhaát ñònh khi ñoù treân truïc xuaát hieän hieän töôïng nhaûy khoâng oån ñònh do troïng taâm thöïc teá cuûa truïc khoâng truøng vôùi taâm quay cuûa truïc. Ví duï: xeùt ñoaïn truïc A0B , coù chieàu daøi l, ñôn vò troïng löôïng theo chieàu daøi laø q. Döôùi taùc ñoäng cuûa troïng löôïng baûn thaân, truïc seõ voõng xuoáng moät ñoaïn Yo= 00’ vaø ñöôøng taâm truïc seõ laø A0’B - Neáu 0 coù ngoaïi löïc taùc duïng truïc quay vaãn duy trì ñoä voõng y . - Do gia coâng, laép gheùp C chính xaùc, maät ñoä vaät laéc khoâng ñoàng ñeàu neân troïng taâm thöïc teá khaùc vôùi troïng taâm lyù thuyeát ( O’ S) Khi truïc laøm vieäc, troïng taâm S seõ quay xung quanh O vôùi baùn kính laø C =S0 . Giaû thieát troïng taâm S naèm giöõa AB. Khi truïc quay, troïng taâm truïc taïo löïc ly taâm C vaø gaây leân ñoä voõng y, voøng quay taêng leân y= y’ ; phaàn löïc tính Q cuûa truïc caân baèng löïc ly taâm C ( Q = C ), neáu boû qua ma saùt ta coù ñieàu kieän caân baèng cuûa truïc. C = Q GB 2 - Theo cô hoïc : C U2 (yte) = m.u (yte) g u: toác ñoä goùc cuûa truïc (Radian’s) y: ñoä voõng ngoaïi ngaïch tính töø vò trí caân baèng tónh (cm) ls : ñoä leäch taâm. g: gia toác troïng tröôøng -Theo lyù thuyeát ñaøn hoài : Q = .y. : Heä soá ñaõ tính cuûa truïc phuï thuoäc vaøo kích thöôùc, vaät lieäu truïc, ñieåm taùc duïng cuûa phuï taûi vaø caùc ñieàu kieän goác ño. E.J 4 l2 E : heä soá ñaøn tính vaät lieäu j : Momem quaùn tính maët caét truïc. E.Y m.w2 (yte) = .y = . 4 y l3 Ñại học GTVT TP.HCM -2009 61
  62. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng mw 2 e y = (Ñoä voõng). mw 2 Nhö vaäy neáu w = thì y= w m Nghóa laø vôùi w = thì dao ñoäng cuûa truïc taêng raát lôùn, truïc bò phaù m hoaïi. Wk : goïi laø toác ñoä goác tôùi haïn öùng vôùi voøng quay tôùi haïn nk. G0 w k 30 nk = . 2 m m.w 2 e e e Ta coù : y = 2 2 m.w 2 w k 1 m 1 m w 2 Khi w > wk; w caøng taêng thì giaù trò y caøng nhoû. w 0 y 0 w k w y e w k w 1 y w k 4.2.2 Caùc yeáu toá aûnh höôûng tôùi voøng quay tôùi haïn- nk a. AÛnh höôûng cuûa heä truïc Khe hôû laép gheùp, beà daøy maøng daàu boâi trôn aûnh höôûng ñeán nk trong ñieàu kieän bình thöôøng, khe hôû nhoû voøng quay tôùi haïncao vaø ngöôïc laïi. b. Aûnh höôûng cuûa löïc ñaåy chaân vòt Töø coâng thöùc 30 8EJ 2 P nk = . .( ) lmax q lmax EJ P: Löïc ñaåy chaân vòt l : Chieàu daøi cuûa ñoaïn truïc lôùn nhaát. Khi P: caøng lôùn, tính cöùng chaéc (EJ) cuûa truïc caøng nhoû, l caøng daøi thì nk caøng thaáp. c. Aûnh höôûng pheùp noái tieáp ñoaïn tröôùc cuûa truïc Giöõa caùc ñoaïn truïc coù theå noái cöùng hoaëc ñoàng tính vôùi ñoäng cô. Thöïc teá ñaõ chöùng minh raèng pheùp noái truïc aûnh höôûng raát ít ñeán voøng quay tôùi haïn nk. d. Aûnh höôûng cuûa thieát bò laøm kín vaùch ngaên Ñại học GTVT TP.HCM -2009 62
  63. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Giöõa ñeäm laøm kín vôùi truïc coù khe hôû töông ñoái lôùn, do ñoù khoâng coi laø moät gối ñỡù, thöïc teá cho thaáy ñeäm laøm kín laøm cho voøng quay tôùi haïn taêng leân moät chuùt. e. Aûnh höôûng cuûa söï thay ñoåi kích thöôùc caùc ñoaïn truïc: Taïi caùc bính noái ly hôïp, khôùp noái raõnh then kích thöôùc vaø troïng löôïng caùc ñoaïn truïc thay ñoåi , laøm thay ñoåi nk giaù trò nk thöôøng thay ñoåi trong moät khoaûng.ô5 g. Aûnh höôûng cuûa vaät lieäu cheá taïo truïc Heä soá sai k. n n k= k p x100% n p np Voøng quay chaân vòt Ñeå taêng tính beàn cuûa heä truïc : k 15 20% Ñoái vôùi taøu nhanh : k 10  15%. Neáu boû qua caùc yeáu toá khoâng xeùt tôùi k 30%. EJ 4 Moâ men ñaøn hoài cuûa vaät lieäu thay ñoåi raát ít do ñoù khoâng l3 xeùt tôùi aûnh höôûng cuûa vaät lieäu cheá taïo. 4.3 DAO ÑOÄNG NGANG CUÛA HEÄ TRUÏC 4.3.1 Khaùi nieäm veà dao ñoäng ngang. (Xem voøng quay toái haïn) Heä truïc taøu thuyû coù theå xem laø daàm lieân tuïc coù nhieàu goái ñôõ. Vôùi soá voøng quay nhaát ñònh naøo ñoù xuaát hieän hieän töôïng nhaûy khoâng oån ñònh do truïc dao ñoäng trong phaïm vi khe hôõ cuûa goái truïc, truïc maát caân baèng ñoäng (taâm quay khoâng truøng vôùi troïng taâm truïc). Ngoaøi ra do ngoaïi löïc taùc duïng nhö löïc chaân vòt, ñoäng cô gaây neân hieän töôïng dao ñoäng coäng höôûng. Vaän haønh heä truïc laâu daøi trong tình traïng treân deã gaây ra nhöõng hö hoûng nghieâm troïng cho heä truïc vaø heä ñoäng löïc. 4.3.2 Moâ hình ñoäng hoïc cuûa heä - Heä truïc ñöôïc mieâu taû nhö hình veõ: + Heä piston – hieän ñöôïc moâ phoûng thaønh moät khoái löôïng : m1, m2, , mz. + Khoái löôïng baùnh ñaø mbd. + Khoái löôïng chaân vòt mP. Taát caû caùc ñieåm cuûa ñoäng cô mI (i = 1 .z) chòu taùc duïng löïc Fi laø toång: löïc khí chaùy vaø löïc quaùn tính cuûa truïc quay. - Toång quaùt: Moâ hình ñoäng löïc hoïc chöùa n baäc töï do rôøi raïc. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 63
  64. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Vò trí caùc khoái löôïng theo höôùng ngang y1, y2, yn. F1 F2 Fi Fn m1 m2 mi mn y1 y2 yi yn n n . n is.ms .ys is.s .ys yi is.Fs (t) s 1  1  1 i 1,2, n 4.3.3. Dao ñoäng ngang töï do Heä phöông trình n . is .ms .ys yi 0 S 1 i 1,2, n Caùc dao ñoäng töï do tuaân theo quy luaät tuaàn hoaøn yi = Ai.Sinwt. 4.3.4. Dao ñoäng ngang cöôõng böùc 4.3.5 Caùc phöông tieän khöû dao ñoäng ngang khoâng cho pheùp Khi xuaát hieän dao ñoäng coäng höôûng ôû vuøng khai thaùc phaûi thay ñoåi taàn soá töï do cuûa heä. Ñeå giaûm dao ñoäng coù theå söû duïng boä khöû rung ñoäng löïc goâm khoái löôïng mr laép ñaøn hoài vôùi truïc hoaëc boä giaûm chaán löïc caûn. 4.4 DAO ÑOÄNG XOAÉN CUÛA HEÄ TRUÏC 4.4.1 Khaùi nieäm veà dao ñoäng xoaén Truïc ñoäng cô, truïc trung gian, truïc chaân vòt chòu taùc duïng cuûa moâ men xoaén bieán thieân tuaàn hoøan töø ñoäng cô vaø chaân vòt. Heä truïc taïo thaønh moät heä dao ñoäng xoaén Hieän töôïng coäng höôûng w wp Vieäc tính ñeán dao ñoäng xoaén laø yeâu caàu baét buoäc cuûa caùc toå chöùc chuyeân ngaønh. 4.4.2 Moâ hình hoùa dao ñoäng xoaén heä truïc: a. Moâ hình ñoäng löïc hoïc heä truïc: Moâ hình moâ phoøng heä truïc. Maët caét taäp trung khoái löôïng : + Piston – thanh truyeàn – truïc khuyûu. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 64
  65. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng + Baùnh ñaø + Chaân vòt Moâ hình ñoäng löïc hoïc. Caùc thoâng soá cuûa moâ hình ñoäng löïc hoïc. + Moâ men quaùn tính. J = j1 + jbñ + jcv. + Thoâng soá ñaøn hoài : M.l G.Je Heä soá meàm cuûa heä tru ïc: GJ e e l Heä soá cöùng: 1 C e + Löïc sinh ra dao ñoäng xoaén. Löïc khí ñoät trong luoàng chaûy gaây ra dao ñoäng xoaén do chaân vòt gaây neân. + Xaùc ñònh löïc caûn d M  i i i dt I : Heä soá caûn - xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm. b. Moâ hình toaùn hoïc dao ñoäng heä truïc: Moâ hình ñoäng hoïc (4.4) n baäc töï do, n khoái löôïng rieâng PT lagrang loïai 2 d T T  R . Q j dt q i q i q j q j Heä phöông trình vi phaân: J . C ( ) C ( )  M (w t) M (w t) 0k k k 1,k k 1 k k,k 1 k k 1 k k 0 kj 0 k 1,2, ,n 4.4.3. Dao ñoäng xoaén töï do cuûa heä truïc Quaù trình dao ñoäng töï do laø quaù trình dao ñoäng khi moät löïc ñöa heä ra khoûi vò trí caân baèng vaø boû löïc ñoù ra. Quaù trình chuyeån ñoäng ñoù coù xu höôùng trôû veà vò trí caân baèng ban ñaàu. PT dao ñoäng xoaén töï do . . . . . J . C ( ) C ( ) . M ( ) k 0 k k 1,k k 1 k k,k 1 k k 1 k k k k 1,2, ,n k A k .sin wt k 1,2, , n 4.4.4. Dao ñoäng xoaén cöôûng böùc cuûa heä truïc Ñại học GTVT TP.HCM -2009 65
  66. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Dao ñoäng xoaén cöôûng böùc cuûa moâ hình moät khoái löôïng . J.  C M(t) . J.  C k M k .sin(kwt K) k  k .Sin(kwt  k  k ) - Dao ñoäng xoaén cöôûng böùc heä coù n baäc töï do n . J i0 . i C iS . i  i i M i (t) s i 1,2, n - Phöông phaùp chuyeån ñoåi veà heä coù moät baäc töï do. 4.4.5. Phöông phaùp vaø thieát bò giaûm dao ñoäng xoaén treân taøu thuûy: Thay ñoåi taàn soá dao ñoäng töï do. Qui öôùc vuøng caám hoaït ñoäng Taêng heä soá caûn Thay ñoåi goùc leäch pha giöõa caùc ngoaïi löïc cöôõng böùc cuûa dao ñoäng xoaén. Laép theâm boä giaûm chaán thuyû löïc. 4.5 DAO ÑOÄNG DOÏC CUÛA HEÄ TRUÏC 4.5.1. Khaùi nieäm veà dao ñoäng doïc cuûa heä truïc Heä truïc taøu thuûy chòu taùc duïng cuûa löïc ñaåy chaân vòt Dao ñoäng doïc qua goái chaën truyeàn qua sinh ra dao ñoäng doïc voû taøu. Traïng thaùi dao ñoäng doïc voõ taøu phuï thuoäc vaøo dao ñoäng doïc cuûa heä truïc. Lyù thuyeát vaø thöïc nghieäm cho thaáy öùng suaát boå sung töø dao ñoäng doïc ôû ñoïan chòu löïc nhaát 20 – 30 MPa Dao ñoäng doïc cuûa heä truïc lôùn coù theå gaây phaù vôõ oå ñôû chaën. 4.5.2. Moâ hình hoùa dao ñoäng doïc heä truïc a. Moâ hình ñoäng hoïc: - Moâ phoûng heä truïc. + Phaân boá khoái löôïng + Moâ hình - Ngoïai löïc sinh ra dao ñoäng doïc K l .M k + Chaân vòt: Pk K 2 Pk : Löïc ngang + Khí chaùy: P = CR .Rk’. CR : Heä soá bieán ñoåi Ñại học GTVT TP.HCM -2009 66
  67. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng b. Moâ hình toaùn hoïc: Thaønh laäp theo phöông phaùp Laprang II i mi.x Ci 1,i(xi 1 xi ) Ci 1(xi 1 xi 1) bixi Pi (f) i m .xi C ,q(x x ) C (x x ) C x b x P (f) q q 1 q 1 q q,q 1 q 1 q 1 q q 1 q q C01 Cn,n 1 4.6.3. Dao ñoäng doïc töï do cuûa heä truïc bi = 0; Di =0, I = 1  n i m i x C i 1,i (x i 1 x i ) C i,i 1 (x i x i 1 ) 0 i 1 n m x q C (x x ) C (x x ) C x 0 q q 1,q q 1 q q,q 1 q q 1 0 q x i A iSinwt 4.5.4. Dao ñoäng doïc cöôõng böùc. Löïc cöôõng böùc khai trieån döôùi daïng chuoãi. Pi = Pi0 +  Pi k sin(kwt ik) i 1 Phöông phaùp khaûo saùt gioáng dao ñoäng xoaén. Tieâu chuaån ñaùnh giaù cöôøng ñoä dao ñoäng doïc . - Caùc bieân ñoä cöïc ñaïi ôû ñaàu töï do cuûa truïc ñoái chieáu vaø goái chaén - ÖÙng suaát cöïc ñaïi boå sung ôû truïc ñoái chieáu. - Gia toác dao ñoäng cöïc ñaïi. - Löïc ñaåy ñoäng cöïc ñaïi. 4.5.5. Caùc phöông phaùp khöû dao ñoäng doïc nguy hieåm. - Thay ñoåi taàn soá coäng höôûng doïc: boä thay ñoåi coäng höôûng. - Boä giaûm chaán: Löïc caûn thuûy löïc , Ñieän töø. - Khöû dao ñoäng doïc baèng con quay. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 67
  68. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng CHÖÔNG 5 CAÙC HEÄ THOÁNG PHUÏC VUÏCHO HEÄ THOÁNG ÑOÄNG LÖÏCTAØU THUÛY 5.1 PHAÂN LOAÏI CAÙC HEÄ THOÁNG PHUÏC VUÏ TAØU THUYÛ Heä thoáng trang trí ñoäng löïc taøu thuûy laø heä thoáng höõu cô bao goàm caùc boä phaän sau: heä thoáng ñöôøng oáng vaø caùc chi tieát cuûa ñöôøng oáng , caùc thieát bò cô giôùi vaø caùc thieát bò phuï . Taát caû caùc boä phaän ñoù coù lieân quan vôùi nhau, coù nhieäm vuï laø daãn truyeàn chaát loûng (daàu, nöôùc ) chaát khí (khí cao aùp, hôi nöôùc, khí haøng hoùa ) hoaëc laøm nhieäm vuï chuyeân moân naøo ñoù. Caùc heä thoáng phuïc vuï ñöôïc chia thaønh hai nhoùm chính: 1- Nhoùm heä thoáng phuïc vuï taøu bao goàm caùc heä thoáng cô baûn sau: - Heä thoáng nöôùc daèn (Ballast system) - Heä thoáng la canh (Bilge system) - Heä thoáng cöùu hoûa (Fire system) - Heä thoáng thoâng gioù (Ventilative system) 2- Nhoùm heä thoáng phuïc vuï heä ñoäng löïcbao goàm caùc heä thoáng cô baûn sau: - Heä thoáng nhieân lieäu (Fuel system) - Heä thoáng boâi trôn (Lubricating system) - Heä thoáng laøm maùt (Cooling system) - Heä thoáng khoâng khí neùn (Starting air system). 5.2 HEÄ THOÁNG NHIEÂN LIEÄU 5.2.1 Nhieäm vuï vaø chöùc naêng - Tieáp nhaän, baûo quaûn vaø laøm saïch nhieân lieäu - Ñaûm baûo cung caáp nhieân lieäu cho heä ñoäng löïc hoaït ñoäng bình thöôøng. 5.2.2 Yeâu caàu - Cung caáp ñuû nhieân lieäu cho ñoäng cô trong thôøi gian quy ñònh - Heä thoáng laøm vieäc bình thöôøng trong moïi tröôøng hôïp (taøu nghieâng laéc, khí haäu khaéc nghieät, baêng giaù ) - Caùc keùt chöùa vaø ñöôøng oáng phaûi ñöôïc boá trí an toaøn thoûa maõn caùc yeâu caàu veà phoøng chaùy, veä sinh, tieän cho vieäc kieåm tra, söûa chöõa hay thay theá. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 68
  69. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Caùc keùt chöùa nhieân lieäu phaûi coù caùc oáng daãn, van chaën, oáng traøn, oáng thoâng hôi, oáng ño (oáng thuûy, thieát bò ño chuyeân duøng ). Ñöôøng kính oáng thoâng hôi phaûi ≥ 50mm. Ñaàu oáng thoâng hôi phaûi coù thieát bò baûo veä ngaên ngöøa buïi, caën, nöôùc, taøn löûa rôi vaøo. 5.2.3 Phaân loaïi heä thoáng nhieân lieäu 1. Heä thoáng nhieân lieäu nhe ï(DO - Diesel Oil) Heä thoáng nhieân lieäu nheï thöôøng ñöôïc laép treân caùc taøu coù coâng suaát nhoû. Ñaëc ñieåm: - Daàu D.O coù chaát löôïng cao hôn daàu F.O neân ít gaëp tình traïng keït voøi phun nhö ôû daàu naëng (FO) - Khoâng caàn trang bò thieát bò haâm saáy, maùy loïc nhö ôû heä thoáng daàu naëng. - Coù nhieät trò cao hôn nhieàu so vôùi daàu FO - Giaù thaønh cao gaáp ñoâi so vôùi daàu FO - Quaù trình chuaån bò khôûi ñoäng, manô ñôn giaûn. 2. Heä thoáng nhieân lieäu naëng (HFO- Heavy Fuel Oil ) Caùc taøu hieän taïi duøng caû nhieân lieäu naëng cung caáp cho hoaït ñoäng cuûa heä thoáng caùc maùy Diesel lai phaùt ñieän vaø maùy chính lai chaân vòt. Ñaëc ñieåm nhieân lieäu naëng (HFO) : - Giaù thaønh thaáp - Chaát löôïng thaáp (nhieät trò QH thaáp hôn DO) -Taêng aên moøn vaø maøi moøn nhoùm piston, cylinder - Chaát löôïng daàu nhôøi giaûm nhanh, yeâu caàu cao - Phaûi tieán haønh gia nhieät tröôùc khi vaøo ñoäng cô - Moät soá chi tieát thöôøng xuyeân ñoùng caën baån, voøi phun hay bò taéc. - Haøm löôïng löu huyønh cao seõ taïo SO2 , H2O , H2SO4 gaây ra moøn hoùa hoïc. Löôïng tro lôùn, khi chaùy taïo caùu baån laøm cho maøi moøn cô hoïc taêng. Ñeå trung hoøa löôïng H2SO4 taïo thaønh, daàu boâi trôn xilanh phaûi coù haøm löôïng KOH phuø hôïp ñeå trung hoøa H2SO4 do ñoù phaûi coù thieát bò boâi trôn xylanh rieâng (Lubricator). ÔÛ ñoäng cô coù patanh baøn tröôït heä thoáng boâi trôn xylanh ñöôïc cheá taïo ñoäc laäp vôùi heä thoáng boâi trôn taàn hoaøn cöôõng böùc ñeå taêng thôøi gian söû duïng cuûa daàu LO tuaàn hoaøn. - Voøi phun ñöôïc laøm maùt baèng daàu DO hay nöôùc. - Phaûi thieát keá heä thoáng haøm saáy HFO. Nhieät ñoä haâm daàu : Keùt ñaùy : 30 - 35oC Tröïc nhaät : 80 - 90oC Keùt laéng : 60 - 70oC Ñại học GTVT TP.HCM -2009 69
  70. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Sau boä haâm : 80 - 120oC Nhieân lieäu töø keùt ñaùy ñöôïc bôm chuyeån veà keùt laéng, ñöôïc haâm saáy ñeán nhieät ñoä caàn thieát (phuï thuoäc vaøo tyû troïng) qua maùy loïc vaø keùt tröïc nhaät. Töø keùt tröïc nhaät ñöôïc bôm huùt tuaàn hoaøn, qua phin loïc thoâ, loïc tinh, tieáp tuïc qua gia nhieät (hôi hoaëc ñieän) ñaït nhieät ñoä yeâu caàu, vaøo ñoäng cô. Löu yù: - Khi nhieät ñoä nhieân lieäu vaøo maùy loïc quaù cao nöôùc bay hôi aûnh höôûng xaáu ñeán quaù trình laøm vieäc cuûa maùy loïc (traøo daàu). Caùc taïp chaát keo seõ hoaø tan vaøo nhieân lieäu khoù phaân ly. - Maùy loïc ñöôïc thieát keá phuø hôïp vôùi loaïi nhieân lieäu söû duïng cuûa ñoäng cô neân nhieät ñoä taêng gaây traøo daàu, maùy loïc hoaït ñoäng khoâng bình thöôøng. - Saûn löôïng maùy loïc thöôøng baèng 4 ÷ 6 laàn löôïng nhieân lieäu tieâu thuï cuûa ñoäng cô - Ñoäng cô 2 kyø sau 1 thôøi gian hoaït ñoäng coù hieän töôïng tích tuï than ôû caùc cöûa huùt, xaû cuaû ñoäng cô laøm caùc quaù trình trao ñoåi khí xaáu ñi.Thöïc teá cho thaáy nhieät ñoä vaùch xy lanh caøng cao hieän töôïng tích tuï than caøng giaûm. - Khi ma nô, haønh trình vôùi phuï taûi thay ñoåi trong luoàng laïnh thöôøng duøng nhieân lieäu nheï DO thay cho HFO. - Khi ñoåi daàu phaûi nghieäm chænh tuaân theo quy trình, traùnh ñoåi daàu ñoät ngoät gaây öùng xuaát nhieät caùc chi tieát ñoäng cô. Daàu FO phaûi ñuû nhieät ñoä yeâu caàu. Ñoåi nhieân lieäu töø DO sang FO phaûi caàn thieát bò haâm saáy 5.2.4. Tính toaùn heä thoáng nhieân lieäu Löôïng nhieân lieäu döï tröõ treân taøu coù quan heä maät thieát vôùi khaû naêng haønh trình cuûa taøu vaø suaát tieâu hao nhieân lieäu cuûa ñoäng cô: B= BME +BAE + BO (Taán) Trong ñoù: B: Löôïng nhieân lieäu döï tröõ B ME: Löôïng nhieân lieäu ñoäng cô chính tieâu thuï BAE: Löôïng nhieân lieäu maø caùc maùy phuï tieâu thuï BO: Löôïng nhieân lieäu coøn laïi ôû keùt (15  20% B) G .t g .N .t Vôùi B ME e e (taán) ME 1000 1000 GME: Löôïng nhieân lieäu maø maùy chính tieâu thuï trong 1 giôø(Kg/h) ge: Suaát tieâu hao nhieân lieäu coù ích cuûa ñoäng cô (Kg/ BHP.h) Ne: Coâng suaát coù ích cuûa ñoäng cô chính (BHP-Brake Horse Power) t: thôøi gian haønh trình cuûa taøu(h) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 70
  71. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Sô ñoà heä thoáng nhieân lieäu ñieån hình Hình 5.1 Sô ñoà heä thoáng nhieân lieäu ( haõng MANBW) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 71
  72. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 5.3 HEÄ THOÁNG BOÂI TRÔN 5.3.1 Nhieäm vuï, chöùc naêng cuûa heä thoáng - Boâi trôn caùc caëp chi tieát ma saùt, taïo thaønh maøng daàu giöõa caùc chi tieát - Truyeàn taûi moät löôïng nhieät do ma saùt taïo neân. - Döï tröõ, cung caáp, luaân chuyeån, phaân ly vaø loïc saïch laøm maùt daàu boâi trôn ( LO – Lubrication Oil ). 5.3.2 Yeâu caàu ñoái vôùi heä thoáng boâi trôn - Moãi ñoäng cô coù moät heä thoáng boâi trôn ñoäc laäp - Ñaûm baûo cung caáp daàu boâi trôn moät caùch lieân tuïc, vôùi aùp löïc caàn thieát cho ñoäng cô trong moïi ñieàu kieän. - Aùp suaát, nhieät ñoä daàu boâi trôn trong heä thoáng phaûi ñieàu chænh ñöôïc. - Caùc thieát bò ñieàu chænh laøm vieäc tin caäy, ñôn giaûn, deã baûo trì - Coù caùc thieát bò laøm saïch daàu : phin loïc , maùy loïc (Filter; LO purifier ) - Coù caùc thieát bò haâm saáy daàu boâi trôn . - Coù caùc thieát bò chæ baûo tin caäy: nhieät keá, aùp keá - Phin loïc phaûi thieát keá hai thaân ñaûm baûo veä sinh khi ñoäng cô laøm vieäc bình thöôøng - Coù heä thoáng töï ñoäng baùo ñoäng khi aùp löïc daàu boâi trôn giaûm. 5.3.3 Phaân loaïi heä thoáng boâi trôn 1. Heä thoáng boâi trôn caùc te öôùt Ñaëc ñieåm: Daàu boâi trôn ñöôïc chöùa trong caùc te cuûa ñoäng cô Daàu boâi trôn xylanh duøng chung vôùi boâi trôn caùc chi tieát khaùc baèng heä thoáng boâi trôn tuaàn hoaøn. Nguyeân lyù hoaït ñoäng: - Daàu töø caùc te ñöôïc bôm huùt qua phin loïc thoâ, phin loïc tinh, qua sinh haøn daàu nhôøn roài caáp vaøo ñoäng cô. - Daàu boâi trôn chöùa trong caùc te tieáp xuùc vôùi khí chaùy roø loït töø xylanh neân mau bò bieán chaát; thôøi gian söû duïng giaûm. - Khi soùng gioù laøm vieäc keùm oån ñònh do ñoù ít duøng cho ñoäng cô coù coâng suaát cao moãi khi thay daàu boâi trôn vôùi khoái löôïng lôùn . - Chi phí vaän taûi taêng. Thöôøng duøng cho caùc Diesel lai maùy phaùt, soá ít duøng cho maùy chính coù coâng suaát nhoû. 2- Heä thoáng boâi trôn caùc te khoâ - Daàu boâi trôn ñöôïc chöùa trong keùt laéng Ñại học GTVT TP.HCM -2009 72
  73. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng - Maùy loïc lieân tuïc ñem moät phaàn daàu boâi trôn töø keùt laéng ñi loïc saïch vaø laïi ñoå veà keùt laéng. (Tröôùc khi vaøo maùy loïc ñöôïc haâm saáy tôùi nhieät ñoä caàn thieát). - Caùc bôm baùnh raêng coù van an toaøn. Cho pheùp daàu töø cöûa ñaåy veà cöûa huùt khi aùp löïc quaù lôùn. - Thöôøng duøng cho haàu heát caùc ñoäng cô coâng suaát vöøa vaø lôùn. 3- Heä thoáng cacte nöûa khoâ Treân caùc taøu coù ñoäng cô chính coâng suaát vöøa vaø nhoû, coù boá trí theâm moät keùt chöùa phuï, ñoäc laäp vôùi cacte. Khi ñoäng cô laøm vieäc bôm daàu ñoàng thôøi huùt töø cacte, ñoàng thôøi huùt töø keùt chöùa ñi boâi trôn vaø coù moät nhaùnh lieân tuïc bôm daàu töø cacte veà keùt chöùa. Keùt chöùa luoân chöùa 1/3 löôïng daàu luaân chuyeån trong heä thoáng. 4- Heä thoáng bôm daàu ñoäc laäp boâi trôn xylanh (Lubricator) Laø thieát bò ñöôïc lai tröïc tieáp töø ñoäng cô chính cung caáp daàu boâi trôn ñònh kyø vaøo xylanh ñoäng cô vôùi löôïng daàu nhaát ñònh trong moät haønh trình hoaëc nhieàu haønh trình cuûa piston Ñaëc ñieåm: Daàu boâi trôn coù chaát löôïng cao khaùc daàu tuaàn hoaøn Khi khôûi ñoäng hay via maùy phaûi tieán haønh bôm cöôõng böùc baèng tay. KG 2 Aùp löïc ñaåy cao 80 - 250 /cm Coù van moät chieàu ngaên khí chaùy roø loït vaøo heä thoáng Moãi xylanh coù theå boá trí nhieàu bôm. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 73
  74. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 5.2 Sô ñoà heä thoángboâi trôn xi lanh ( haõng MANBW) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 74
  75. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 5.3 Sô ñoà heä thoáng boâi trôn tuaàn hoaøn ( haõng MANBW) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 75
  76. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 4. Tính toaùn heä thoáng boâi trôn: Suaát tieâu hao daàu nhôøn trong heä thoáng(gd): Qd gd H. (Kg/h.ml) Cd . t Trong ñoù H: heä soá döï trö õ(1,53) o Cd: Tyû nhieät cuûa daàu(Kcal/Kg C) t: ñoä cheânh nhieät ñoä vaøo ra sinh haøn (0C) Qd: Nhieät löôïng daàu truyeàn cho nöôùc (kcal/h) Qd Vd . d .Cd (t2 t1) Vd: Löôïng daàu ñi qua sinh haøn trong 1 giôø(l/h) 3  d : Troïng löôïng rieâng cuûa daàu(Kg/m ) Naêng suaát cuûa bôm daàu tuaàn hoaøn: Qp = gd.Nc (lit/h) Nc : coâng suaát coù ích cuûa motô (ml) Heä soá tuaàn hoaøn cuûa heä thoáng (z): G z G0 Go : Löôïng daàu luaân chuyeån trong heä thoáng , G : Saûn löôïng cuûa bôm tuaàn hoaøn Khi heä soá tuaàn hoaøn cuûa heä thoáng taêng, thôøi gian laéng cuûa daàu giaûm, daàu chöùa nhieàu boät bieán chaát nhanh, thôøi gian söû duïng ngaén caàn taêng Go z = 10  15 vôùi taøu haøng , z = 40  50 vôùi taøu quaân söï Ñại học GTVT TP.HCM -2009 76
  77. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 5.4 HEÄ THOÁNG LAØM MAÙT 5.4.1 Nhieäm vuï -Laøm maùt ñoäng cô, ñoäng cô phuï, maùy neùn khí, goái truïc chaân vòt, moät soá thieát bò truyeàn ñoäng, hôïp giaûm toác, vaø caùc thieát bò trao ñoåi nhieät. -Coâng chaát laøm maùt thöôøng laø nöôùc ngoït (FW - Fresh Water) hay nöôùc bieån (SW - Sea Water). -Laøm maùt piston coù theå baèng nöôùc hay daàu nhôøn (LO), laøm maùt voøi phun coù theå baèng nöôùc hay nhieân lieäu nheï (DO). -Laøm maùt xi lanh ñoäng cô thöôøng baèng nöôùc vaø coù hai loaïi heä thoáng : 1. Heä thoáng laøm maùt tröïc tieáp hay heä thoáng laøm maùt hôû ( Open System) 2. Heä thoáng lam maùt giaùn tieáp hay heä thoáng laøm maùt kín ( Closed System) 5.4.2 Yeâu caàu ñoái vôùi heä thoáng laøm maùt Giôùi haïn nhieät ñoä nöôùc laøm maùt ra khoûi ñoäng cô. Nöôùc bieån: t = 50 ÷ 55oC Nöôùc ngoït: t = 80 ÷ 90oC Coù phaïm vi ñieàu chænh lôùn, an toaøn, tin caäy. Coù thieát bò saáy hôi, thoåi khí caùc van thoâng bieån. Coù van thoâng ñaùy vaø hai van thoâng maïn. Coù boá trí caùc thieát bò choáng aên moøn ñieän hoùa . Coù bôm döï phoøng laøm maùt nöôùc ngoït, nöôùc bieån coù saûn löôïng töông ñöông Heä thoáng boá trí sao cho tieän lôïi khi chuyeån ñoåi laãn nhau, veä sinh, söûa chöõa deã daøng 5.4.3 Heä thoáng laøm maùt ñieån hình 1. Heä thoáng nöôùc bieån laøm maùt (Seawater cooling system). Nöôùc bieån ñöôïc bôm (2) huùt töø caùc van thoâng maïn (1) vaø ñöa tôùi taát caû caùc sinh haøn cuûa maùy chính, maùy ñeøn vaø ñoå ra maïn. Khi maùy chính (ME) khoâng hoaït ñoäng. Duøng bôm (4) huùt nöôùc töø caùc van thoâng bieån (1) ñi laøm maùt caùc sinh haøn cuûa maùy ñeøn (GE) vaø caùc thieát bò khaùc. Trong heä thoáng, taát caû caùc thieát bò, sinh haøn, phaûi ñöôïc cheá taïo baèng caùc vaät lieäu choáng aên moøn cuûa nöôùc bieån, caùc thieát bò phaûi gaén theâm keõm choáng aên moøn (Zn). Van ñieàu chænh nhieät ñoä (3) duy trì nhieät ñoä vaøo caùc thieát bò vaø ñoäng cô khoâng nhoû hôn 10oC. Ñại học GTVT TP.HCM -2009 77
  78. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng Hình 5.4 Sô ñoà heä thoáng nöôùc bieån laøm maùt ( haõng MANBW) 1.Van thoâng bieån 6.Sinh haøn daàu nhôøn 2.Bôm nöôùc bieån 7.Sinh haøn khí taêng aùp 3.Van ñieàu tieát nhieät ñoä 8.Sinh haøn nöôùc ngoït 4. Bôm nöôùc bieån (laøm vieäc khi taøu trong caûng) 9.Sinh haøn daàu nhôøn (boâi trôn 5. Van moät chieàu truïc cam) Ñại học GTVT TP.HCM -2009 78
  79. Trang trí heä ñoäng löïc taøu thuûy PhD, CE. Trương Thanh Dũng 2.Heä thoáng nöôùc ngoït laøm maùt cho xi lanh (Jacket water cooling system) Hình 5.5 Sô ñoà heä thoáng nöôùc ngoït laøm maùt ( haõng MANBW) 1.Bôm nöôùc ngoït laøm maùt 5.Bình taùch khí 2.Baàu haâm cho maùy phaân ly 6.Keùt giaõn nôû 3.Sinh haøn nöôùc ngoït A. Van môû khi taøu treân bieån,ñoùng khi ôû caûng 4. Van ñieàu tieát nhieät ñoä B. Van ñoùng khi taøu treân bieån,môû khi ôû caûng Ñại học GTVT TP.HCM -2009 79