Quy phạm phân cấp và đóng phương tiện thủy nội địa - Phần 3: Hệ thống máy tàu
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Quy phạm phân cấp và đóng phương tiện thủy nội địa - Phần 3: Hệ thống máy tàu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tài liệu đính kèm:
quy_pham_phan_cap_va_dong_phuong_tien_thuy_noi_dia_phan_3_he.pdf
Nội dung text: Quy phạm phân cấp và đóng phương tiện thủy nội địa - Phần 3: Hệ thống máy tàu
- TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5801-3:2005 QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ ĐÓNG PHƢƠNG TIỆN THỦY NỘI ĐỊA PHẦN 3 - HỆ THỐNG MÁY TÀU CHƢƠNG 1 - QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Quy định chung 1.1.1 Phạm vi áp dụng 1.1.1.1 Những yêu cầu của Chƣơng này đƣợc áp dụng cho máy chính lai chân vịt, thiết bị truyền động, hệ trục, chân vịt, máy chính dẫn động không phải là máy chính lai chân vịt, nồi hơi v.v , bình chịu áp lực, máy phụ, hệ thống ống và các hệ thống điều khiển chúng (sau đây gọi chung là "Hệ thống máy"). 1.1.1.2 Đối với hệ thống máy lắp đặt trên các tàu nhỏ, một số yêu cầu trong Phần này có thể đƣợc sửa đổi một cách hợp lý nếu đƣợc Đăng kiểm xem xét và chấp nhận. 1.1.2 Thay thế tƣơng đƣơng Hệ thống máy không phù hợp với những yêu cầu của Phần này có thể cũng đƣợc chấp nhận nếu chúng đƣợc Đăng kiểm công nhận là tƣơng đƣơng với các yêu cầu đƣợc quy định ở Phần này. 1.1.3 Hệ thống máy có đặc điểm thiết kế mới Hệ thống máy có các đặc điểm thiết kế mới có thể đƣợc chấp nhận nếu nhƣ chúng thỏa mãn các yêu cầu bổ sung về thiết kế và ngƣời thiết kế đƣa ra các quy trình thử ngoài các quy trình thử trong Phần này với kết quả thử đạt yêu cầu của Đăng kiểm. 1.1.4 Sửa đổi các yêu cầu Đối với hệ thống máy và hệ thống điều khiển chúng nêu dƣới đây có thể sửa đổi một số yêu cầu của Phần này, nếu Đăng kiểm thấy có thể chấp nhận đƣợc. (1) Máy chính dẫn động nhỏ dùng để lai máy phát điện hoặc máy phụ (bao gồm cả thiết bị truyền động và hệ trục); (2) Hệ thống máy đƣợc Đăng kiểm xem xét và thấy phù hợp về công suất, mục đích và điều kiện làm việc. 1.1.5 Thuật ngữ 1.1.5.1 Trong Phần này, máy phụ đƣợc phân loại thành những nhóm sau: Khi các máy phụ liệt kê từ (1) đến (4) dƣới đây đƣợc dùng vào nhiều mục đích thì chúng phải đƣợc xếp vào loại máy phụ quan trọng hơn. (1) Máy phụ đƣợc sử dụng để phục vụ máy chính; (2) Máy phụ có công dụng đặc biệt Máy phụ dùng vào các hoạt động đặc biệt khi tàu hoạt động trên vùng thủy nội địa hoặc ở bến cảng; (3) Máy phụ khác Các máy phụ không thuộc loại đƣợc nêu từ (1) đến (2) trên đây. 1.1.5.2 Hệ trục chân vịt Hệ trục chân vịt là hệ gồm trục đẩy, trục trung gian, trục chân vịt và các ổ đỡ của trục chân vịt. 1.1.6 Bản vẽ và tài liệu trình duyệt Bản vẽ và tài liệu trình duyệt liên quan đến hệ thống máy phải phù hợp với các yêu cầu quy định ở trong từng chƣơng của Phần này. 1.2 Vật liệu 1.2.1 Chọn vật liệu Vật liệu dùng chế tạo hệ thống máy phải đƣợc chọn theo những quy định của từng chƣơng trong Phần này xuất phát từ những yêu cầu tƣơng ứng đã đƣợc quy định ở Phần 6A của Quy phạm này, có xét đến mục đích và điều kiện làm việc của chúng.
- 1.2.2 Vật liệu khác Vật liệu dùng chế tạo hệ thống máy không đƣợc quy định trong từng chƣơng của Phần này phải thỏa mãn những quy định ở (1) và (2) sau đây: (1) Đối với các vật liệu của hệ thống máy, vật liệu đƣợc sử dụng để chế tạo máy chính, thiết bị truyền động, hệ trục, chân vịt, nồi hơi, bình chịu áp lực, hệ thống điều khiển và các vật liệu dùng để chế tạo máy phụ có công dụng quan trọng phục vụ máy chính và máy phụ dùng để điều động và bảo đảm an toàn cho tàu phải phù hợp với các yêu cầu của Tiêu chuẩn Việt Nam hoặc các tiêu chuẩn mà Đăng kiểm cho là phù hợp; (2) Đối với các vật liệu của hệ thống máy, vật liệu đƣợc sử dụng để chế tạo máy phụ trừ máy phụ có công dụng quan trọng phục vụ máy chính, máy phụ dùng để điều động (sau đây đƣợc gọi là "Máy phụ chuyên dùng") và các vật liệu sử dụng cho thiết bị truyền động liên quan của chúng, hệ trục, hệ thống đƣờng ống và hệ thống điều khiển phải đƣợc chọn lựa trên cơ sở xem xét mục đích và điều kiện làm việc của chúng. 1.3 Những yêu cầu chung về hệ thống máy 1.3.1 Quy định chung 1.3.1.1 Hệ thống máy phải đƣợc thiết kế và chế tạo phù hợp với mục đích sử dụng, phải đƣợc lắp đặt và bảo vệ sao cho làm giảm đến mức tối thiểu nguy hiểm đối với con ngƣời ở trên tàu nhờ quan tâm đúng mức đến các bộ phận chuyển động, bề mặt bị đốt nóng và các nguy hiểm có thể xảy ra khác. Khi thiết kế phải quan tâm đến mục đích sử dụng của thiết bị, điều kiện làm việc của thiết bị cũng nhƣ điều kiện môi trƣờng trên tàu. 1.3.1.2 Phải trang bị phƣơng tiện mà nhờ đó có thể giữ đƣợc hoặc phục hồi lại đƣợc sự làm việc bình thƣờng của máy chính lai chân vịt ngay cả khi một trong các máy phụ quan trọng không làm việc. Đặc biệt, cần lƣu ý đến các sự cố của các thiết bị sau đây: (1) Nguồn cung cấp hơi nƣớc; (2) Hệ thống cấp nƣớc nồi hơi; (3) Hệ thống cấp dầu đốt dùng cho nồi hơi hoặc máy chính; (4) Nguồn tạo ra áp lực dầu bôi trơn; (5) Nguồn tạo ra áp lực nƣớc; (6) Bơm nƣớc ngƣng tụ và thiết bị để duy trì độ chân không trong bầu ngƣng; (7) Nguồn cấp không khí cƣỡng bức cho nồi hơi; (8) Máy nén khí và bình chứa khí nén dùng vào mục đích khởi động hoặc điều khiển; (9) Các thiết bị thủy lực, khí nén hoặc điện để điều khiển đƣợc dùng trong máy chính lai chân vịt bao gồm cả chân vịt biến bƣớc. Tuy nhiên, qua xem xét độ an toàn tổng thể, có thể chấp nhận cho phép giảm ở mức độ nhất định công suất đẩy tàu so với trạng thái hoạt động bình thƣờng của tàu. 1.3.1.3 Phải trang bị cho tàu chở từ 50 khách trở lên và tàu dầu có trọng tải từ 500 tấn trở lên có cấp SI các phƣơng tiện để đảm bảo sao cho hệ thống máy có thể hoạt động đƣợc từ trạng thái tàu chết mà không cần có sự hỗ trợ từ bên ngoài. 1.3.1.4 Máy chính lai chân vịt, máy phụ (trừ máy phụ chuyên dùng v.v ), của các tàu có cấp SI phải đƣợc thiết kế để làm việc trong các điều kiện nghiêng tới 15o và chúi tới 5o khi đƣợc lắp trên tàu. Có thể cho phép sai lệch so với các giá trị này trên cơ sở xem xét kiểu tàu, kích thƣớc tàu và điều kiện làm việc của tàu. 1.3.1.5 Hệ thống máy phải đƣợc thiết kế để làm việc tốt trong điều kiện nhiệt độ đƣợc quy định ở Bảng 3/1.1. 1.3.1.6 Phải quy định biện pháp nhằm tạo điều kiện dễ dàng cho việc vận hành, vệ sinh, kiểm tra và bảo dƣỡng hệ thống máy. 1.3.1.7 Phải đặc biệt quan tâm đến thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống máy sao cho không để xảy ra hiện tƣợng dao động gây nên ứng suất lớn trong khu vực tốc độ làm việc bình thƣờng. 1.3.2 Công suất lùi 1.3.2.1 Phải bảo đảm đủ công suất chạy lùi nhằm duy trì sự điều khiển tàu trong mọi trạng thái làm việc bình thƣờng.
- 1.3.2.2 Máy chính lai chân vịt phải có khả năng duy trì hành trình chạy lùi ít nhất bằng 70% số vòng quay chạy tiến trong thời gian ít nhất là 30 phút. Công suất lùi có thể đƣợc tạo ra trong khoảng thời gian chuyển tiếp sao cho có thể hãm đƣợc tàu trong khoảng thời gian hợp lý. 1.3.2.3 Đối với máy chính lai chân vịt qua hộp số hoặc lai chân vịt biến bƣớc thì việc chạy lùi không đƣợc làm cho máy chính bị quá tải. 1.3.3 Hạn chế trong việc sử dụng dầu đốt 1.3.3.1 Trừ các trƣờng hợp đƣợc quy định ở 1.3.3.2 đến 1.3.3.3 sau đây, không cho phép dùng dầu đốt có nhiệt độ chớp cháy dƣới 60 oC. 1.3.3.2 Cho phép sử dụng dầu đốt có điểm chớp cháy dƣới 60 oC nhƣng không dƣới 43 oC với các điều kiện sau: (1) Có biện pháp phòng cháy đƣợc Đăng kiểm chấp nhận; (2) Trong mọi trƣờng hợp nhiệt độ ở trong buồng chứa hoặc buồng sử dụng dầu đốt phải thấp hơn 10 oC so với nhiệt độ chớp cháy của dầu đốt. 1.3.3.3 Có thể cho phép sử dụng dầu đốt có nhiệt độ chớp cháy dƣới 43 oC nếu nhƣ dầu đốt nhƣ vậy không chứa trong buồng máy và đƣợc Đăng kiểm xét duyệt thiết bị đồng bộ. 1.3.4 Phòng cháy 1.3.4.1 Đƣờng ống dầu bôi trơn, dầu đốt, dầu hàng và các hệ thống dầu dễ cháy khác không đƣợc đặt ngay trên nồi hơi, ống hơi nƣớc, ống khí thải, bầu giảm âm, tua bin đƣợc dẫn động bằng khí thải hoặc các bề mặt bị đốt nóng cao và tùy theo điều kiện thực tế, phải bố trí xa các mục nêu trên, trừ khi có dụng cụ thích hợp để hứng dầu dò. 1.3.4.2 Tất cả các bề mặt của hệ thống máy có nhiệt độ cao hơn 220 oC phải đƣợc làm mát hoặc cách nhiệt tốt bằng vật liệu không cháy. Nếu nhƣ lớp cách nhiệt thấm dầu hoặc có thể cho phép thấm dầu thì lớp cách nhiệt phải đƣợc bọc bằng lớp thép hoặc vật liệu tƣơng đƣơng. 1.3.4.3 Khoảng cách giữa két chứa dầu dễ cháy đến bề mặt hệ thống máy có nhiệt độ cao phải ít nhất là 230 mm để đề phòng dầu bị nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ chớp cháy của dầu. 1.3.4.4 Cơ cấu dẫn động quạt thông gió cho buồng máy, buồng ở, buồng phục vụ, khoang hàng và trạm điều khiển phải có khả năng dừng đƣợc từ vị trí dễ đến bên ngoài không gian có liên quan trong trƣờng hợp có hỏa hoạn trong khoang đặt cơ cấu này hoặc vùng lân cận; Phƣơng tiện dừng quạt thông gió của buồng máy phải riêng biệt hoàn toàn với các phƣơng tiện dừng quạt thông gió của các buồng khác. 1.3.4.5 Cơ cấu dẫn động bơm chuyển dầu đốt, bộ lọc dầu đốt, bơm dầu hàng và quạt nồi hơi phải có khả năng dừng đƣợc từ vị trí dễ đến ở bên ngoài không gian có liên quan trong trƣờng hợp xảy ra hỏa hoạn trong khoang đặt các cơ cấu này hoặc vùng lân cận. 1.3.4.6 Hệ thống máy phải đƣợc bố trí và lắp đặt sao cho không để rò rỉ dầu đốt, dầu nhờn và các loại dầu dễ cháy khác. Đối với các máy móc bị rò rỉ dầu thì phải trang bị phƣơng tiện đảm bảo dẫn dầu rò rỉ vào nơi chứa an toàn. 1.3.4.7 Hệ thống máy phải đƣợc bố trí và lắp đặt sao cho không để rò rỉ khí độc hại hoặc khí dễ cháy có thể gây ra hỏa hoạn. Đối với hệ thống máy bị rò rỉ khí thì phải đƣợc lắp đặt ở trong khoang đƣợc thông gió tốt có khả năng xả sạch nhanh khí này. 1.3.4.8 Nếu nhƣ kết cấu nằm trên hệ thống máy và khu vực bao quanh chúng đƣợc làm bằng vật liệu dễ cháy nhƣ gỗ và vật liệu tƣơng tự thì phải có biện pháp thích hợp để đề phòng hỏa hoạn và thoát khí độc ra tàu. 1.3.4.9 Phƣơng tiện đƣợc quy định ở (1) và (2) dƣới đây phải đƣợc bố trí cho từng không gian nếu nhƣ trong đó có lắp đặt các máy xử lý sơ bộ đối với chất lỏng dễ cháy nhƣ bộ lọc, bầu hâm dầu v.v Tuy nhiên, có thể bỏ qua yêu cầu này, nếu nhƣ Đăng kiểm thấy phù hợp sau khi xem xét kết cấu của tàu về mặt phòng cháy hoặc bố trí các máy móc trên cũng nhƣ biện pháp đối phó của tàu khi có dò dầu và hỏa hoạn: (1) Mọi không gian có lắp đặt các bộ phận chính của hệ thống đã nêu trên phải đƣợc cách ly khỏi các máy móc khác; (2) Thiết bị đƣợc quy định ở (a) đến (d) dƣới đây phải đƣợc bố trí cho từng buồng kín phù hợp với các yêu cầu (1) trên. (a) Hệ thống phát hiện và báo động cháy cố định phù hợp với các yêu cầu ở Chƣơng 3, Phần 5 của Quy phạm này;
- (b) Hệ thống chữa cháy phù hợp với các yêu cầu ở Chƣơng 4, Phần 5 của Quy phạm này có khả năng hoạt động từ bên ngoài buồng; (c) Thông gió cƣỡng bức do động cơ độc lập lai quạt gió đƣợc bố trí cách ly với hệ thống thông gió tự nhiên buồng máy; (d) Trang bị đóng các lỗ thông gió nêu trên từ vị trí gần với nơi đặt hệ thống chữa cháy cố định. Bảng 3/1.1 - Nhiệt độ làm việc Nơi lắp đặt Nhiệt độ (o C) Ở khu vực kín 0 đến 45 (*) Không khí Các chi tiết máy hoặc nồi hơi ở các khoang có Tùy theo điều kiện nhiệt độ vƣợt quá 45 oC và dƣới 0 oC riêng cục bộ Trên boong hở 0 đến 45 (*) Nƣớc ngoài mạn - 32 (*) Chú thích: (*) Đăng kiểm có thể chấp nhận nhiệt độ khác nếu thấy phù hợp. 1.3.5 Hệ thống thông gió buồng máy Buồng máy phải đƣợc thông gió tốt sao cho đảm bảo máy móc hoặc nồi hơi bên trong hoạt động ở chế độ toàn tải trong mọi điều kiện thời tiết bao gồm cả thời tiết xấu nhất và phải duy trì chế độ cung cấp đủ không khí cho buồng máy nhằm đảm bảo an toàn và thuận lợi cho thợ máy và sự hoạt động của máy móc. Các buồng máy khác phải đƣợc thông gió tốt phù hợp với mục đích sử dụng của buồng máy. 1.3.6 Ngăn ngừa tiếng ồn Phải có biện pháp làm giảm tiếng ồn của máy móc trong buồng máy nhằm thỏa mãn tiêu chuẩn có thể chấp nhận đƣợc. Nếu tiếng ồn này không thể giảm đến mức chấp nhận đƣợc thì phải trang bị dụng cụ bịt tai chống ồn cho thợ máy phải làm việc trong buồng máy có tiếng ồn quá mức nhƣ vậy. 1.3.7 Thông tin liên lạc giữa lầu lái và buồng máy 1.3.7.1 Thông tin liên lạc giữa lầu lái buồng máy phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây: (1) Ít nhất phải trang bị hai phƣơng tiện độc lập để truyền lệnh từ lầu lái đến buồng máy. Một trong những phƣơng tiện này là chuông truyền lệnh buồng máy. Chuông truyền lệnh này phải đảm bảo truyền đạt rõ ràng lệnh đƣợc phát ra từ lầu lái và sự trả lời từ trạm điều khiển nêu trên; (2) Phƣơng tiện thông tin liên lạc, khi Đăng kiểm thấy cần thiết, phải đƣợc trang bị từ lầu lái và buồng máy đến bất kỳ nơi nào ngoài những yêu cầu quy định ở (1) trên đây, từ đó có thể kiểm soát tốc độ và chiều quay của chân vịt. 1.3.7.2 Trên tàu có máy chính đƣợc điều khiển từ buồng lái cho phép đặt một phƣơng tiện thông tin liên lạc giữa buồng lái và buồng máy. 1.3.7.3 Đối với các tàu nhỏ, tùy từng trƣờng hợp cụ thể có thể giảm bớt một phƣơng tiện thông tin liên lạc. 1.3.8 Lối đi và lối thoát nạn 1.3.8.1 Trong buồng máy, máy chính và máy phụ phải đƣợc bố trí sao cho thuận tiện cho việc vận hành và bảo dƣỡng máy móc. 1.3.8.2 Mỗi buồng máy, trừ các buồng nêu ở 1.3.8.3 dƣới đây phải có ít nhất là hai lối thoát nạn, một trong các lối thoát nạn đó có thể đi qua cửa kín nƣớc vào buồng có lối ra độc lập. Lối thứ hai phải dẫn trực tiếp lên boong hở. Có thể dùng cầu thang thép thẳng đứng làm lối thoát nạn này. Các lối thoát nạn phải đƣợc bố trí ở hai mạn đối diện nhau và cách nhau càng xa càng tốt. Kích thƣớc của khoảng không gian thẳng đứng trong đó có bố trí cầu thang không đƣợc nhỏ hơn 600x600 mm. 1.3.8.3 Lối thoát nạn thứ hai không yêu cầu cho: (1) Buồng máy có diện tích không lớn hơn 25 m2 nếu có lối ra không dẫn vào buồng máy bên cạnh hoặc vào buồng ở; (2) Buồng máy của tàu có chiều dài không lớn hơn 25 m. 1.3.8.4 Nếu hai buồng máy kề nhau có cửa thông nhau và mỗi buồng chỉ có một lối thoát nạn dẫn ra boong hở thì các lối thoát nạn này phải đƣợc bố trí ở hai mạn đối diện nhau.
- 1.4 Thử nghiệm 1.4.1 Thử tại xƣởng 1.4.1.1 Trƣớc khi lắp đặt trên tàu, thiết bị và các chi tiết tạo nên hệ thống máy (trừ máy phụ chuyên dùng v.v ) phải đƣợc thử tại nhà máy chế tạo có máy móc và trang thiết bị cần thiết cho thử nghiệm (sau đây gọi là "Thử tại xƣởng") phù hợp với các yêu cầu tƣơng ứng trong Phần này. 1.4.1.2 Đối với trang thiết bị và các chi tiết của máy móc, trong Chƣơng này không quy định yêu cầu thử tại xƣởng và các chi tiết của máy phụ chuyên dùng v.v thì các biên bản thử của nhà chế tạo phải đƣợc trình cho Đăng kiểm khi có yêu cầu. 1.4.2 Trang thiết bị sản xuất hàng loạt Ngoài những yêu cầu quy định ở 1.4.1.1 trên, đối với thiết bị đƣợc sản xuất theo hệ thống sản xuất hàng loạt khi Đăng kiểm thấy phù hợp thì có thể chấp nhận quy trình thử tƣơng ứng với phƣơng pháp sản xuất thay cho các yêu cầu thử nghiệm đƣợc quy định trong Quy phạm nếu Nhà chế tạo yêu cầu. 1.4.3 Miễn thử nghiệm Nếu nhƣ giấy chứng nhận thử hệ thống máy có nội dung phù hợp với yêu cầu của Đăng kiểm thì Đăng kiểm có thể bỏ qua một phần hay toàn bộ các cuộc thử nghiệm đối với máy móc quy định ở 1.4.1. 1.4.4 Thử sau khi lắp đặt trên tàu 1.4.4.1 Hệ thống máy phải đƣợc thử nghiệm sau khi lắp đặt lên tàu phù hợp với các yêu cầu đƣợc quy định trong từng chƣơng của Phần này. 1.4.4.2 Nếu Đăng kiểm thấy cần thiết, các máy phụ chuyên dùng phải đƣợc thử hoạt động vào một dịp thích hợp trƣớc khi chúng đƣợc sử dụng để xác định rằng chúng không gây nguy hiểm cho tàu và thuyền viên trên tàu. 1.4.4.3 Khi thấy cần thiết, Đăng kiểm có thể yêu cầu các việc thử khác với các việc thử đã quy định trong Phần này. CHƢƠNG 2 - ĐỘNG CƠ DIESEL 2.1 Quy định chung 2.1.1 Phạm vi áp dụng Các yêu cầu của Chƣơng này áp dụng cho các động cơ Diesel đƣợc dùng làm máy chính hoặc đƣợc dùng để lai máy phát điện và các máy phụ (không kể các máy phụ dùng cho những công việc chuyên dùng v.v ) nêu trong Chƣơng này. 2.1.2 Bản vẽ và tài liệu 2.1.2.1 Thông thƣờng phải trình duyệt các bản vẽ và tài liệu sau: (1) Các bản vẽ và tài liệu để duyệt (a) Bản thuyết minh về động cơ (theo mẫu của Đăng kiểm); (b) Quy trình hàn đối với các bộ phận chính; (c) Trục khuỷu (gồm cả các chi tiết, bu lông nối trục, các đối trọng và các bu lông ghép chặt chúng); (d) Thanh truyền và các ổ đỡ (kể cả các bu lông và các chi tiết) của động cơ 4 kỳ; (e) Sự bố trí các bu lông bệ máy; (f) Kết cấu và sự bố trí các van phòng nổ thùng trục; (g) Đặc tính vật liệu của các bộ phận chính; (h) Hệ thống đƣờng ống lắp trên động cơ (bao gồm đƣờng ống dầu đốt, dầu bôi trơn, nƣớc làm mát, các hệ thống thủy lực và khí nén, có số ghi kích thƣớc, vật liệu và áp suất của đƣờng ống); (i) Mặt cắt lắp ráp tua bin khí thải (tua bin đƣợc dẫn động bằng khí thải). (2) Các bản vẽ và tài liệu để tham khảo (a) Danh mục các bản vẽ và tài liệu phải trình duyệt (với số hiệu bản vẽ liên quan và tình trạng soát xét lại); (b) Mặt cắt dọc của động cơ;
- (c) Mặt cắt ngang của động cơ; (d) Đế máy và ổ chặn (nếu nó đồng bộ với động cơ); (e) Thân động cơ; (f) Nắp xi lanh, thân xi lanh và sơ mi xi lanh; (g) Pít tông và chốt pít tông; (h) Gu dông liên kết (kể cả bu lông nối và vít định vị); (i) Thanh truyền và các ổ đỡ (kể cả các bu lông) của động cơ 2 kỳ; (k) Lắp ráp ổ đỡ chặn; (l) Cơ cấu dẫn động trục cam và sự lắp ráp cam với trục cam; (m) Cơ cấu xu páp (cơ cấu van kiểu đòn); (n) Bơm cao áp; (o) Các bu lông ổ đỡ chính; (p) Các bu lông cố định nắp xi lanh và các bu lông cố định hộp van; (q) Bánh đà (đối với trƣờng hợp là một thành phần truyền lực); (r) Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ (kể cả các hệ thống kiểm tra, an toàn và tín hiệu báo động); (s) Kết cấu và bố trí các bộ giảm chấn, bộ chống rung, thiết bị cân bằng hoặc cơ cấu bù chỉnh, các bản tính toán về cân bằng và ngăn ngừa dao động động cơ; (t) Các tài liệu hƣớng dẫn sử dụng và vận hành động cơ; (u) Các bản vẽ và tài liệu khác khi Đăng kiểm cho là cần thiết. 2.2 Vật liệu, kết cấu và sức bền 2.2.1 Vật liệu 2.2.1.1 Vật liệu dùng để làm các chi tiết chính của động cơ Diesel và thử chúng bằng phƣơng pháp không phá hủy phải phù hợp với các yêu cầu đƣợc quy định Bảng 3/2.1. Trong trƣờng hợp thử bằng siêu âm phải trình kết quả thử cho đăng kiểm viên xem xét. 2.2.1.2 Các xi lanh, pít tông và các bộ phận khác chịu nhiệt độ cao hoặc áp suất cao và các bộ phận truyền mô men dẫn động phải đƣợc làm bằng vật liệu phù hợp với nhiệt độ và tải trọng mà các bộ phận đó phải chịu. 2.2.2 Kết cấu, lắp đặt và quy định chung 2.2.2.1 Các xi lanh, pít tông và các bộ phận chịu nhiệt độ hoặc áp suất cao phải có kết cấu phù hợp với ứng suất nhiệt và ứng suất cơ học mà chúng phải chịu. 2.2.2.2 Khi các chi tiết chính của động cơ Diesel là kết cấu hàn thì chúng phải thỏa mãn các yêu cầu ở Phần 6B của Quy phạm này. 2.2.2.3 Các khung và đế máy phải có kết cấu cứng vững và kín dầu, đế máy phải đƣợc trang bị đủ số lƣợng bu lông cần thiết để cố định máy trên toàn bộ chiều dài bệ máy. 2.2.2.4 Thùng trục và các cửa thùng trục phải có đủ sức bền và các cửa thùng trục phải đƣợc bắt chặt sao cho không bị rời ra khi xảy ra nổ bên trong thùng trục. 2.2.2.5 Phải gắn lời cảnh báo ở nơi nhô cao, thích hợp trên cửa thùng trục ở cả hai phía của động cơ hoặc ở trạm điều khiển trong buồng máy. Lời cảnh báo này phải chỉ rõ rằng bất cứ khi nào nhiệt độ trong thùng trục tăng quá cao thì các cửa thùng trục hoặc các lỗ quan sát không đƣợc phép mở cho đến khi trong thùng trục nguội đi sau khi dừng động cơ. 2.2.2.6 Cấm thông gió thùng trục và bố trí bất kỳ thiết bị nào để đƣa không khí bên ngoài vào trong thùng trục trừ trƣờng hợp (1) và (2) dƣới đây: (1) Các ống thông hơi, nếu có, thì phải đƣợc làm nhỏ tới mức có thể đƣợc để giảm đến mức tối thiểu lƣợng không khí vào thùng trục sau khi nổ. Tuy nhiên, không đƣợc nối chung các ống thông hơi của hai động cơ hoặc nhiều hơn với nhau. Các ống thông hơi thùng trục của máy chính phải đƣợc dẫn ra vị trí an toàn trên boong hoặc một vị trí khác đƣợc chấp thuận;
- (2) Khi thực hiện hút khí ra khỏi thùng trục (chẳng hạn để phát hiện hơi dầu) thì độ chân không trong thùng trục không đƣợc vƣợt quá 2,5.10-4 MPa. 2.2.2.7 Điều kiện môi trƣờng để xác định công suất của các động cơ Diesel phải nhƣ sau: (1) Áp suất khí quyển: 0,1 MPa; (2) Nhiệt độ không khí: 45 oC; (3) Độ ẩm tƣơng đối: 60%. (4) Nhiệt độ nƣớc ngoài mạn (tại cửa vào bầu làm mát trung gian không khí nạp): 32 oC. 2.2.3 Ổ đỡ cổ biên của động cơ 4 kỳ Ổ đỡ cổ biên của động cơ 4 kỳ phải đƣợc thiết kế và chế tạo sao cho áp suất nén đều trên bề mặt tiếp xúc của các nắp ổ đỡ và không gây ra ứng suất quá mức lên các bu lông ổ đỡ cổ biên, chịu đƣợc tải trọng thay đổi tác dụng lên thanh truyền. 2.2.4 Trục lắp bánh đà và các trục khác Ổ chỗ lắp bánh đà hoặc các pu ly lệch tâm dùng cho các bơm trên trục khuỷu hoặc trục phụ ở giữa ổ trục cuối cùng và trục chịu lực đẩy, đƣờng kính trục ở phần trục đó không đƣợc nhỏ hơn đƣờng kính trục khuỷu đƣợc xác định bằng công thức ở 2.3. Bảng 3/2.1 - Sử dụng vật liệu và thử không phá hủy đối với các chi tiết chính của động cơ Diesel Các chi tiết chủ yếu Đƣờng kính xi lanh D (mm) D 300 300 < D 400 400 < D (1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3) 1 Trục Kiểu rèn liền khuỷu Kiểu má khuỷu, cổ biên và cổ trục lắp ghép hoặc bán lắp ghép Các kiểu khác (ví dụ kiểu hàn) 2 Các bích nối trên trục khuỷu (nếu rời) 3 Bu lông nối trục khuỷu 4 Đỉnh pít tông bằng thép 5 Thanh truyền cùng với nắp ổ đỡ 6 Phần bằng thép của sơ mi xi lanh 7 Nắp xi lanh bằng thép 8 Đế máy Các tấm, các dầm ổ đỡ ngang bằng kết cấu thép rèn hoặc đúc n Các phần thép đúc kể cả mối hàn 9 Ổ chặn kết cấu hàn, các tấm và dầm ổ đỡ ngang làm bằng thép rèn và thép đúc 10 Gu dông liên kết 11 Các bánh răng bằng thép dẫn động trục cam 12 Các bu lông, vít cấy (dùng cho nắp xi lanh, ổ thanh truyền, ổ trục khuỷu) 13 Các vành đĩa tua bin, cánh tua bin, cánh quạt thổi và trục rô to của tua bin khí thải Chú thích: Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết đƣợc đánh dấu “x” ở cột (1) thì phải thỏa mãn các yêu cầu ở Phần 6A của Quy phạm này;
- Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết đƣợc đánh dấu “x” ở cột (2) thì phải đƣợc kiểm tra bằng phƣơng pháp từ tính hoặc thẩm thấu chất lỏng; Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết đƣợc đánh dấu “x” ở cột (3) thì phải đƣợc kiểm tra bằng phƣơng pháp siêu âm. 2.3 Trục khuỷu 2.3.1 Trục khuỷu liền 2.3.1.1 Đƣờng kính cổ biên và cổ trục không đƣợc nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: 1 2 2 2 3 dc {(M M T )D } kmkskh, trong đó: dc : đƣờng kính quy định của trục khuỷu, mm; -2 M = 10 ALPmax -2 T = 10 BSPmi S: hành trình pít tông, mm; L : khoảng cách giữa hai tâm ổ đỡ liền nhau (mm); Pmax : áp suất cháy lớn nhất trong xi lanh, MPa; Pmi : áp suất có ích chỉ thị trung bình, MPa; A và B - hệ số lấy theo Bảng 3/2.2 và 3/2.3 đối với các động cơ có khoảng nổ bằng nhau (trong trƣờng hợp động cơ chữ V thì các khoảng nổ trên mỗi hàng bằng nhau). Đối với động cơ Diesel có các khoảng nổ không bằng nhau hoặc không nằm trong các bảng trên, các giá trị A và B sẽ đƣợc xem xét trong từng trƣờng hợp cụ thể; D : đƣờng kính xi lanh (mm); km : giá trị đƣợc lấy theo (1) hoặc (2) dƣới đây tùy theo giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục khuỷu. Tuy vậy, giá trị của km đối với các vật liệu không phải là thép rèn và thép đúc phải đƣợc Đăng kiểm quy định trong từng trƣờng hợp cụ thể. (1) Khi giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu trên 440 MPa: 440 km 3 2 440 T 440 3 s trong đó: Ts: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu (MPa). Giá trị của Ts không đƣợc quá 760 MPa đối với thép các bon rèn và không quá 1080 MPa đối với thép hợp kim thấp rèn. (2) Khi giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu không lớn hơn 440 Mpa nhƣng không dƣới 400 MPa thì km = 1,0. ks: giá trị đƣợc lấy theo (a), (b) hoặc (c) sau đây, tùy theo phƣơng pháp chế tạo trục khuỷu. (a) Khi trục khuỷu đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp đặc biệt đã đƣợc Đăng kiểm thừa nhận rằng rèn tạo thớ liên tục và chất lƣợng sản phẩm ổn định, sức bền mỏi đƣợc tăng thêm từ 20% trở lên so với quá trình rèn tự do: 1 ks = 3 1,15 (b) Khi trục khuỷu đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp đặc biệt đã đƣợc Đăng kiểm thừa nhận rằng đã tăng độ cứng bề mặt và chất lƣợng sản phẩm ổn định, sức bền mỏi đƣợc nâng cao: 1 ks = 3 1 100
- trong đó: : mức độ (cải thiện) tăng hơn về sức bền tùy theo độ cứng bề mặt (%) đã đƣợc Đăng kiểm thừa nhận (c) Khi không nằm trong trƣờng hợp (a) hoặc (b) nói trên: ks = 1,0 kh : Giá trị lấy theo (a) hoặc (b) tùy theo đƣờng kính trong của cổ biên hoặc cổ trục: (a) Khi đƣờng kính trong bằng và lớn hơn 1/3 đƣờng kính ngoài: 1 k 3 , trong đó: h 1 R 4 R : tỷ số giữa đƣờng kính trong của trục chia cho đƣờng kính ngoài của trục. (b) Khi đƣờng kính trong nhỏ hơn 1/ 3 đƣờng kính ngoài: kh = 1,0 2.3.1.2 Kích thƣớc của các má khuỷu phải thỏa mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây: (1) Chiều dày và rộng của các má khuỷu phải thỏa mãn công thức sau đây liên quan tới đƣờng kính của cổ biên và cổ trục. Trong trƣờng hợp này, chiều dày má khuỷu không đƣợc nhỏ hơn 0,36 lần đƣờng kính của cổ biên và cổ trục. Khi đƣờng kính thực tế của cổ biên và cổ trục lớn hơn đƣờng kính yêu cầu của trục khuỷu 3 đƣợc xác định bởi công thức ở 2.3.1.1 thì vế trái của công thức sau đây có thể đƣợc nhân với (dc/ da) . 2 b d 1,4 0,122 2,20 0,337 a 1, da t trong đó: b: chiều rộng má khuỷu (mm) da: đƣờng kính thực tế của cổ trục hoặc cổ biên (mm) t : chiều dày má khuỷu (mm). (2) Bán kính góc lƣợn tại chỗ nối của má khuỷu với cổ biên hoặc cổ trục không đƣợc nhỏ hơn 0,05 lần đƣờng kính thực tế của cổ biên hoặc cổ trục. Bảng 3/2.2 - Giá trị hệ số A và B đối với động cơ một hàng xi lanh tác dụng đơn Số lƣợng xi Động cơ 2 kỳ Động cơ 4 kỳ lanh A B A B 1 8,8 4,7 2 8,8 4,7 3 10,0 4,7 4 1,00 11,1 1,25 4,7 5 11,4 5,4 6 11,7 5,4 7 12,0 6,1 8 12,3 6,1 2.3.2 Trục khuỷu lắp ghép 2.3.2.1 Đƣờng kính của cổ biên và cổ trục của trục khuỷu lắp ghép phải thỏa mãn yêu cầu ở 2.3.1.1 2.3.2.2 Kích thƣớc của các má khuỷu phải thỏa mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây: Chiều dày các má khuỷu loại lắp ép nóng phải thỏa mãn các công thức sau đây:
- 2 c1TD 1 t c d 2 1 2 h 1 2 rs t 0,525dc, trong đó: t : chiều dày của má khuỷu đo song song với đƣờng tâm trục (mm) c1 = 10 đối với động cơ 2 kỳ 1 hàng xi lanh; c1 = 16 đối với động cơ 4 kỳ 1 hàng xi lanh; t : tƣơng tự nhƣ ở 2.3.1.1; D: đƣờng kính trong của xi lanh (mm); 2 2 c2 = 12,8 - 2,4 , nhƣng trong trƣờng hợp trục rỗng thì c2 đƣợc nhân với (1 - R ) Lƣợng co ngót cho phép (mm) 3 = 10 dh Đƣờng kính trong của trục rỗng R = Đƣờng kính ngoài của trục rỗng Đƣờng kính ngoài của má khuỷu (mm) rs = dh dh : đƣờng kính lỗ tại chỗ lắp ép nóng (mm); dc : đƣờng kính quy định của trục khuỷu đƣợc xác định bằng công thức ở 2.3.1.1. (2) Kích thƣớc tại góc lƣợn chỗ nối của má khuỷu với cổ biên của các trục khuỷu bán lắp ghép phải thỏa mãn các yêu cầu ở 2.3.1.2 (mm). 2.3.2.3 Đối với trục khuỷu lắp ghép thì giá trị đƣợc dùng ở 2.3.2.2(1) phải nằm trong giới hạn sau: 1,1Y 1,1Y 1 0,8 , 225 225 1 R 2 trong đó: Y : giới hạn chảy danh nghĩa của vật liệu má khuỷu (MPa); Đƣờng kính trong của trục rỗng R = Đƣờng kính ngoài của trục rỗng Khi giới hạn chảy danh nghĩa của má khuỷu trên 390 MPa hoặc khi giá trị tính theo công thức sau đây nhỏ hơn 0,1 thì giá trị sẽ đƣợc Đăng kiểm xem xét trong từng trƣờng hợp cụ thể: S d p d j , 2d p trong đó: S : hành trình pít tông (mm);
- dp: đƣờng kính cổ biên (mm); dj: đƣờng kính cổ trục (mm). Bảng 3/2.3 - Giá trị hệ số A và B đối với động cơ chữ V tác dụng đơn với thanh truyền song song a) Động cơ 2 kỳ Số lƣợng Khoảng nổ nhỏ nhất giữa hai xi lanh trên cùng một cổ biên xi lanh 45o 60o 90o A B A B A B 6 17,0 12,6 17,0 8 17,0 15,7 20,5 10 1,05 19,0 1,00 18,7 1,00 20,5 12 20,5 21,6 20,5 b) Động cơ 4 kỳ Số lƣợng Khoảng nổ nhỏ nhất giữa hai xi lanh trên cùng một cổ biên xi lanh 45o 60o 90o 270o 300o 315o A B A B A B A B A B A B 6 4,1 4,0 4,0 4,0 4,4 4,3 8 5,5 5,5 5,5 5,5 5,3 5,2 10 1,60 6,7 1,47 7,0 1,40 6,5 1,40 6,5 1,30 6,1 1,20 5,9 12 7,5 8,2 7,5 7,5 6,9 6,6 2.3.3 Nối trục và bu lông nối trục 2.3.3.1 Đƣờng kính của các bu lông nối trục tại bề mặt nối của mối nối giữa các trục khuỷu hoặc giữa trục khuỷu với trục chịu lực đẩy hoặc giữa trục khuỷu với trục quy định ở 2.2.4 không đƣợc nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: 3 0,95dc 440 db 0,75 , nD Tb trong đó: db: đƣờng kính bu lông nối trục (mm); n : số lƣợng bu lông; D : đƣờng kính vòng tròn chia (mm); dc: đƣờng kính quy định của trục khuỷu (mm) đƣợc tính bằng công thức ở 2.3.1.1 khi các giá trị km, ks và kh đƣợc lấy bằng 1,0; Tb : giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bu lông (MPa). Khi giá trị này trên 1000 MPa thì trị số dùng cho công thức trên sẽ đƣợc Đăng kiểm xem xét một cách thích hợp. 2.3.3.2 Các chỗ nối trục phải đủ bền để chịu đƣợc các ứng suất khi làm việc. Các góc lƣợn ở các chỗ nối trục phải có bán kính đủ lớn để tránh sự tập trung ứng suất quá mức. Khi các mối nối trục tách biệt so với trục, thì phƣơng pháp lắp ghép và kết cấu của mối nối phải có khả năng chịu đƣợc lực kéo khi tàu lùi. Khi lắp then cho các mối nối trục thì các rãnh then phải có kết cấu tránh đƣợc sự tập trung ứng suất quá mức. 2.3.4 Đánh giá chi tiết về sức bền Khi trục khuỷu không thỏa mãn các yêu cầu ở 2.3.1 và 2.3.2 thì phải trình các tài liệu thiết kế và bản tính về sức bền trục khuỷu cho Đăng kiểm xem xét. 2.4 Thiết bị an toàn 2.4.1 Thiết bị chống vƣợt tốc và điều tốc
- 2.4.1.1 Khi trên tàu mà động cơ Diesel đƣợc dùng để lai trục chân vịt thì nó phải đƣợc trang bị một bộ điều tốc đƣợc điều chỉnh để ngăn ngừa tốc độ của động cơ vƣợt quá 15% số vòng quay liên tục lớn nhất. 2.4.1.2 Ngoài bộ điều tốc thông thƣờng, mỗi động cơ Diesel lai trục chân vịt có công suất liên tục lớn nhất từ 220 kW trở lên có thể nhả khớp đƣợc hoặc lai chân vịt biến bƣớc thì phải trang bị cho mỗi động cơ đó một thiết bị chống vƣợt tốc. Thiết bị chống vƣợt tốc và bánh răng lai nó phải độc lập với bộ điều tốc quy định ở 2.4.1.1 và phải điều chỉnh sao cho tốc độ của động cơ không thể vƣợt quá 20% số vòng quay liên tục lớn nhất của nó. 2.4.1.3 Các động cơ Diesel lai máy phát điện phải đƣợc trang bị các bộ điều tốc thỏa mãn các yêu cầu ở 2.8.2, Phần 4 của Quy phạm này. 2.4.1.4 Ngoài bộ điều tốc thông thƣờng, mỗi động cơ Diesel là máy chính trên tàu chạy bằng điện và động cơ Diesel lai máy phát điện có công suất liên tục lớn nhất từ 220 kW trở lên phải đƣợc trang bị một thiết bị chống vƣợt tốc riêng biệt. Trong trƣờng hợp này, thiết bị chống vƣợt tốc và cơ cấu dẫn động nó phải độc lập với bộ điều tốc yêu cầu ở 2.4.1.3 và đảm bảo sao cho tốc độ không thể vƣợt quá 15% số vòng quay liên tục lớn nhất. 2.4.2 Van an toàn cho xi lanh Phải trang bị một van an toàn cho mỗi xi lanh của động cơ Diesel có đƣờng kính xi lanh trên 230 mm, van đó phải hoạt động ở áp suất không quá 40% trên áp suất cháy lớn nhất tại công suất liên tục lớn nhất và van đó phải đƣợc bố trí sao cho khí xả ra không gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành. Van an toàn có thể đƣợc thay thế bằng thiết bị chỉ báo sự vƣợt quá của áp suất trong mỗi xi lanh. 2.4.3 Phòng chống nổ thùng trục 2.4.3.1 Đối với các động cơ có đƣờng kính xi lanh không dƣới 200 mm hoặc có tổng thể tích thùng trục không dƣới 0,6 m3 thì thùng trục phải đƣợc trang bị van có kiểu đã đƣợc duyệt để ngăn ngừa áp suất tăng quá mức trong trƣờng hợp nổ bên trong thùng trục. Van an toàn thùng trục phải đƣợc thiết kế và chế tạo để mở nhanh chóng khi áp suất trong thùng trục tăng quá 0,02 MPa và tự động đóng lại ngay khi có lƣợng không khí rất nhỏ bên ngoài lọt vào thùng trục. 2.4.3.2 Số lƣợng và vị trí của các van quy định ở 2.4.3.1 phải tuân theo Bảng 3/2.4. 2.4.3.3 Phải lắp thêm các van an toàn ngoài những van quy định ở 2.4.3.1 cho những ngăn riêng biệt trong thùng trục chẳng hạn nhƣ ngăn bánh răng hoặc hộp xích lai trục cam hay những thiết bị dẫn động tƣơng tự khi tổng dung tích của những ngăn nhƣ vậy không dƣới 0,6 m3. 2.4.3.4 Kích thƣớc của mỗi van an toàn quy định ở 2.4.3.1 và 2.4.3.3 bên trên phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở (1), (2) và (3) dƣới đây: (1) Tiết diện lƣu thông của mỗi van an toàn không đƣợc dƣới 45 cm2; (2) Tiết diện lƣu thông kết hợp của các van an toàn đặt trên một động cơ không đƣợc dƣới 115 cm2 cho mỗi mét khối tổng dung tích thùng trục. Thể tích của các bộ phận không chuyển động trong thùng trục hoặc ngăn cách ly có thể bớt đi theo sự tính toán tổng dung tích đó; (3) Mỗi van an toàn đƣợc trang bị theo các yêu cầu trên có thể đƣợc thay bằng hai van an toàn nhỏ hơn có tổng tiết diện lƣu thông của van không dƣới 45 cm2; (4) Các cửa xả của van an toàn phải đƣợc che chắn thích hợp để giảm thiểu nguy hiểm do ngọn lửa phát ra. Bảng 3/2.4 - Số lƣợng và vị trí các van an toàn Đƣờng kính xi lanh (mm) Số lƣợng và vị trí các van an toàn 200 đến dƣới 250 - Ít nhất ở gần mỗi đầu lắp một van nhƣng khi có trên 8 khủyu trục thì phải đặt thêm một van ở gần giữa động cơ - Ít nhất cách một khủyu trục đặt một van nhƣng ít nhất là 2 van 250 đến dƣới 300 - Ít nhất mỗi khủyu trục một van 300 trở lên 2.4.4 Phòng nổ cho không gian khí quét Không gian khí quét thông với xi lanh phải đƣợc trang bị van an toàn phòng nổ. Các van an toàn đó phải đƣợc bố trí sao cho khí xả ra không gây nguy hiểm cho ngƣời vận hành. 2.5 Thiết bị liên quan 2.5.1 Tua bin khí thải
- 2.5.1.1 Đối với máy chính đƣợc trang bị tua bin khí thải thì phải trang bị thiết bị để bảo đảm rằng động cơ đó có thể khai thác với công suất đủ để tạo ra tốc độ tối thiểu cho tàu trong trƣờng hợp hỏng một trong các tua bin. 2.5.1.2 Khi máy chính không thể hoạt động đƣợc với tua bin khí thải lúc khởi động hoặc ở dãy tốc độ thấp thì phải trang bị một hệ thống khí quét phụ. Khi hỏng hệ thống phụ này thì phải có thiết bị thích hợp sao cho máy chính có thể tăng công suất đủ để tua bin khí thải hoạt động theo yêu cầu. 2.5.2 Thiết bị khí thải 2.5.2.1 Các ống khí thải có nhiệt độ bề mặt quá 220 oC phải đƣợc làm mát bằng nƣớc hoặc đƣợc bọc cách nhiệt một cách có hiệu quả. Tuy vậy, trong trƣờng hợp có thể đảm bảo an toàn về cháy thì các yêu cầu đó có thể đƣợc miễn trừ. 2.5.2.2 Các thiết bị khí thải phải thỏa mãn thêm các yêu cầu đƣợc quy định ở 10.15 trong Phần này. 2.5.3 Thiết bị khởi động 2.5.3.1 Các ống dẫn khí khởi động phải chống đƣợc nổ do lửa quay ngƣợc lại từ các xi lanh bằng các thiết bị sau: (1) Một van một chiều độc lập hoặc thiết bị tƣơng đƣơng đƣợc lắp trên ống dẫn khí tới mỗi động cơ; (2) Trên động cơ đảo chiều trực tiếp có một cụm ống dẫn khí khởi động, phải lắp một đĩa ngăn lửa hoặc bộ dập lửa trên van khởi động ở mỗi xi lanh, trên các động cơ không đảo chiều có một cụm ống dẫn khí khởi động, phải lắp ít nhất một thiết bị nhƣ vậy ở đầu vào cụm ống khí khởi động trên mỗi động cơ. Tuy nhiên thiết bị đó có thể không cần đối với các động cơ có đƣờng kính xi lanh không quá 230 mm. 2.5.3.2 Khi máy chính đƣợc khởi động bằng khí nén thì phải trang bị các bình chứa khí nén. Các bình chứa này phải đƣợc nối với nhau để sẵn sàng sử dụng. Trong trƣờng hợp này tổng dung tích của các bình khí nén khởi động phải đủ, mà không cần phải nạp bổ sung, để đảm bảo số lần khởi động liên tục không nhỏ hơn trị số đƣợc quy định từ (1) và (3) dƣới đây. (1) Đối với các động cơ có thể đảo chiều trực tiếp: Z = 12C, trong đó: Z : tổng số lần khởi động cho mỗi động cơ; C : hằng số = 1,0 (2) Đối với các động cơ sử dụng cơ cấu đảo chiều độc lập hoặc sử dụng chân vịt biến bƣớc thì có thể chấp nhận số lần khởi động bằng 1/2 giá trị quy định ở (1) trên; (3) Đối với các tàu chạy bằng điện: Z = 6 + 3(k-1), trong đó: k : số lƣợng động cơ, nhƣng không cần thiết lấy giá trị của k quá 2. 2.5.3.3 Khi các máy chính đƣợc khởi động bằng ắc quy, thì phải lắp đặt 2 tổ ắc quy. Tổng dung lƣợng của các ắc quy phải đủ để đảm bảo số lần khởi động máy chính quy định ở 2.5.3.2 trong 30 phút mà không phải nạp thêm. 2.5.3.4 Hệ thống khí nén khởi động phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 10.12. 2.5.4 Thiết bị dầu đốt 2.5.4.1 Trên tất cả các động cơ có đƣờng kính xi lanh từ 230 mm trở lên thì ống dẫn dầu đốt của bơm cao áp phải đƣợc che chắn và bảo vệ một cách đảm bảo. Sự bảo vệ này phải ngăn ngừa đƣợc dầu đốt hoặc hơi dầu đốt tiếp xúc với nguồn gây cháy trên động cơ hoặc những thiết bị xung quanh động cơ và có khả năng xả đƣợc lƣợng dầu đốt rò rỉ bên trong vỏ bọc bảo vệ qua hệ thống xả dầu của động cơ. 2.5.4.2 Các thiết bị dầu đốt phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 10.9. 2.5.5 Thiết bị dầu bôi trơn 2.5.5.1 Thiết bị dầu bôi trơn của các động cơ Diesel có công suất liên tục lớn nhất trên 220 kW phải đƣợc trang bị thiết bị báo động bằng âm thanh và ánh sáng khi có hƣ hỏng ở việc cấp dầu bôi trơn hoặc áp suất dầu bôi trơn giảm đáng kể và thiết bị dừng động cơ hoạt động một cách tự động do áp suất thấp hơn sau khi báo động.
- 2.5.5.2 Phải trang bị ống nối lấy mẫu dầu ở các vị trí thích hợp. 2.5.5.3 Thiết bị bôi trơn trục rô to của tua bin khí xả phải đƣợc thiết kế sao cho dầu bôi trơn không thể chảy vào đƣờng khí nạp. 2.5.5.4 Ngoài ra, hệ thống dầu bôi trơn phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 10.10. Bảng 3/2.5 - Áp suất thử thủy lực Chi tiết thử Áp suất thử (5) (MPa) Nắp xi lanh, khoang làm mát (1) 0,7 Ống lót xi lanh trên toàn bộ chiều dài khoang làm mát(2) 0,7 Vỏ xy lanh, khoang làm mát 0,4(3) hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn. Van xả, khoang làm mát 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn. Đỉnh pít tông (1), 0,7 Hệ thống phun nhiên liệu: thân bơm, phía chịu áp lực(4) 1,5P hoặc P + 30 lấy giá trị nhỏ hơn van(4), đƣờng ống Tua bin, khoang làm mát 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn Ống xả, khoang làm mát 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn Bộ trao đổi nhiệt 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn Bơm đƣợc động cơ dẫn động 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn Hệ thống đƣờng ống Theo yêu cầu ở 9.6 Chú thích: (1) Đối với các nắp xy lanh bằng thép rèn mà khoang làm mát của nó đƣợc gia công cơ khí không có quá trình hàn hoặc đối với các đỉnh pít tông mà chiều dày đƣợc đo chính xác sau khi gia công cơ khí cả bên trong và bên ngoài, và đƣợc Đăng kiểm viên xác nhận là không có khuyết tật bề mặt thì có thể không cần thử thủy lực; (2) Khi sơ mi xy lanh đƣợc gia công tinh bằng máy cả bên trong và bên ngoài, đƣợc Đăng kiểm viên kiểm tra chính xác chiều dày và xác nhận không có các khuyết tật bề mặt, thì áp suất thử nêu trên của sơ mi xy lanh có thể đƣợc giảm đến 0,4 MPa; (3) Đối với các động cơ Diesel không có sơ mi xi lanh thì áp suất thử thủy lực bằng 0,7 MPa; (4) Khi các bơm phun nhiên liệu và van phun nhiên liệu đƣợc làm bằng thép rèn thì có thể không cần thử thủy lực; (5) P là áp suất làm việc lớn nhất (MPa) của các bộ phận cần thử. 2.5.6 Thiết bị làm mát 2.5.6.1 Thiết bị làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu ở 10.11 và các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây: (1) Đối với các động cơ có từ hai xi lanh trở lên thì phải trang bị thiết bị thích hợp để làm mát đồng bộ cho mỗi xi lanh; (2) Phải lắp các vòi xả cho các áo nƣớc và các đƣờng ống dẫn nƣớc làm mát tại vị trí thấp nhất. 2.6 Thử nghiệm 2.6.1 Thử tại xƣởng 2.6.1.1 Đối với các chi tiết hoặc phụ tùng quy định ở Bảng 3/2.5 thì phải tiến hành thử thủy lực với áp suất quy định ở bảng đó. 2.6.1.2 Đối với các bộ phận quay của tua bin khí xả, phải tiến hành thử cân bằng động trƣớc khi lắp ráp chúng. 2.6.1.3 Đối với các động cơ Diesel, phải tiến hành thử ở xƣởng bằng các phƣơng pháp thử đƣợc Đăng kiểm chấp thuận. 2.6.1.4 Đối với các động cơ Diesel có các đặc điểm thiết kế mới hoặc không có hồ sơ vận hành, trong trƣờng hợp mà Đăng kiểm thấy cần thiết, phải tiến hành thử để kiểm tra lại khả năng làm việc của động cơ bằng các phƣơng pháp do Đăng kiểm quy định. CHƢƠNG 3 -
- THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG 3.1 Quy định chung 3.1.1 Phạm vi áp dụng Những yêu cầu đƣa ra trong Chƣơng này đƣợc áp dụng cho các thiết bị truyền động từ động cơ chính, động cơ dẫn động máy phát điện và các máy phụ, trừ máy phụ chuyên dùng. 3.1.2 Bản vẽ và tài liệu 3.1.2.1 Bản vẽ và tài liệu trình Đăng kiểm duyệt, gồm: (1) Bản vẽ: (a) Lắp ráp tổng thể; (b) Bánh răng; (c) Trục bánh răng; (d) Khớp nối; (e) Kết cấu các bộ phận chính. (2) Tài liệu: (a) Các thông số về vật liệu dùng trong các bộ phận truyền động (thành phần hóa học, phƣơng pháp nhiệt luyện, cơ tính và phƣơng pháp thử chúng); (b) Công suất đƣợc truyền và tốc độ quay của từng bánh răng ở công suất liên tục lớn nhất; (c) Thông số kỹ thuật của từng bánh răng (số răng, môđun, đƣờng kính vòng chia, góc áp lực của răng, góc xoắn, chiều rộng mặt, khoảng cách tâm, bán kính đỉnh răng, khe hở bánh răng, phƣơng pháp đánh bóng sƣờn răng, độ bóng bánh răng); (d) Phƣơng pháp hàn các bộ phận chính (bao gồm cả thử và kiểm tra); (e) Tài liệu cần thiết để tính toán sức bền của các bộ phận chính của thiết bị truyền động. 3.2 Vật liệu và kết cấu 3.2.1 Vật liệu 3.2.1.1 Vật liệu dùng cho các chi tiết sau (sau đây gọi là các chi tiết chính của thiết bị truyền động) phải phù hợp với các yêu cầu có liên quan ở Phần 6A của Quy phạm này. (1) Trục và bánh răng truyền công suất; (2) Các bộ phận truyền công suất của khớp nối; (3) Các bộ phận truyền công suất của ly hợp; (4) Bu lông khớp nối. 3.2.1.2 Các chi tiết chính của thiết bị truyền động (trừ các bu lông khớp nối, đĩa ly hợp và các chi tiết tƣơng tự) phải qua thử không phá hủy theo yêu cầu quy định tƣơng ứng ở Phần 6A của Quy phạm này. 3.2.2 Hàn Nếu nhƣ các chi tiết chính của thiết bị truyền động là kết cấu hàn, thì phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở Phần 6B của Quy phạm này. 3.2.3 Kết cấu của bánh răng 3.2.3.1 Kết cấu của các bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây: (1) Nếu vành răng đƣợc lắp ép vào may ơ thì vành răng phải có chiều dày đảm bảo đủ sức bền và lực ép để chịu đƣợc công suất truyền. Nếu nhƣ tiến hành lắp ép nóng sau khi cắt răng, thì kết cấu của bánh răng phải đảm bảo hoàn toàn độ chính xác của cơ cấu hoặc gia công tinh phải đƣợc tiến hành sau khi lắp ép chúng; (2) Nếu bánh răng có kết cấu hàn, thì chúng phải có đủ độ cứng và phải đƣợc khử ứng suất trƣớc khi cắt răng; (3) Bánh răng không đƣợc có trọng lƣợng thừa gây mất cân bằng. 3.2.3.2 Hộp bánh răng phải có đủ độ cứng và kết cấu phải sao cho có thể kiểm tra và bảo dƣỡng bánh răng một cách dễ dàng.
- 3.2.3.3 Trong trƣờng hợp nếu nhƣ có các phần nặng đƣợc lắp vào phần kéo dài của trục bánh răng thì kết cấu của các bánh răng phải sao cho độ sai lệch của tâm trục là nhỏ nhất. 3.2.4 Kết cấu của thiết bị truyền động không phải kiểu bánh răng 3.2.4.1 Thiết bị truyền động không phải kiểu bánh răng phải là kiểu đƣợc Đăng kiểm duyệt về kết cấu và vật liệu, phải làm việc an toàn, tin cậy và phải có đủ sức bền để chịu đƣợc công suất truyền qua. 3.2.4.2 Kết cấu của khớp trƣợt điện từ phải đƣợc Đăng kiểm xem xét riêng. 3.2.4.3 Nếu nhƣ bộ ly hợp của thiết bị truyền động của máy chính đƣợc điều khiển bằng hệ thống thủy lực hoặc không khí nén, thì bơm hoặc máy nén khí phải sẵn sàng sử dụng hoặc phải trang bị các cụm chi tiết tƣơng ứng khác sao cho đảm bảo con tàu có thể duy trì đƣợc chế độ làm việc bình thƣờng. 3.2.5 Thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn 3.2.5.1 Thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn phải thỏa mãn những yêu cầu quy định ở 10.10. Ngoài ra, nên sử dụng bầu lọc có nam châm để hút mạt sắt trong các kết cấu truyền động bằng bánh răng. 3.2.5.2 Các thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn của thiết bị truyền động trên 220 kW phải lắp thiết bị báo động bằng âm thanh và ánh sáng trong trƣờng hợp hƣ nguồn cung cấp dầu bôi trơn hoặc hạ áp suất dầu trong hệ thống. 3.3 Sức bền của bánh răng 3.3.1 Phạm vi áp dụng Những yêu cầu quy định ở 3.3 đƣợc áp dụng cho các bánh răng hình trụ với răng ăn khớp ngoài có prôfin răng dạng thân khai. Đối với các loại bánh răng khác thì phải đƣợc Đăng kiểm chấp thuận. 3.3.2 Yêu cầu chung 3.3.2.1 Chân của răng phải đƣợc liên kết bằng góc lƣợn có bán kính càng lớn càng tốt. Đỉnh răng và cả hai đầu chân răng phải đƣợc vát góc phù hợp. 3.3.2.2 Các bánh răng đƣợc làm cứng bề mặt phải có đủ độ cứng ở hông và có đủ độ sâu ở vùng đƣợc làm cứng. 3.3.3 Tải trọng tiếp tuyến cho phép đối với ứng suất uốn Tải trọng tiếp tuyến PMCR lên bánh răng phải thỏa mãn điều kiện sau đây đối với ứng suất uốn tại mặt cắt chân răng: 30,6 P 9,81(k S - k )k {4,85 }m MCR 1 b 2 3 Z n , trong đó: P : tải trọng tiếp tuyến tác dụng lên răng ở công suất liên tục lớn nhất phải đƣợc tính theo công thức sau MCR đây: 1,91H P = 106 (N/cm) MCR ND1b H: công suất do bánh răng nhận đƣợc tại công suất liên tục lớn nhất (kW); N : số vòng quay của bánh răng tại công suất lớn nhất (vòng/min); D1: đƣờng kính vòng lăn của bánh răng (cm); b : chiều rộng bề mặt có ích của bánh răng trên vòng lăn của mặt cắt song song với trục (cm); Z : số răng; mn : mô đun vuông góc của răng; k1 : hệ số khuyếch đại tải trọng bên ngoài, đƣợc xác định bởi tổng tải trọng thay đổi bất thƣờng tác động lên bánh răng và đƣợc tính theo công thức sau đây: 1,10P k = MCR 1 P max
- Pmax: tải trọng tiếp tuyến lớn nhất tức thời xảy ra bên trong dải vòng quay làm việc (N/cm); tuy nhiên, khi trị số k1 không biết, có thể lấy các giá trị của hệ số này ở Bảng 3/3.1; k2: trị số khuyếch đại tải bên trong đƣợc tính từ công thức sau đây hoặc từ Hình 3/3.1 phụ thuộc vào độ chính xác của bánh răng và tỷ số trùng điệp của chúng; 0,8 k = k (Dn) 2 2 D: đƣờng kính vòng lăn của bánh răng (cm); n: số vòng quay của bánh răng trong một phút chia cho 1000; k : trị số quy định ở Bảng 3/3.2. Trong trƣờng hợp này, trị số đƣợc tính theo công thức sau: 2 SP b sin = e 0 SP 0,1 mn be : chiều rộng mặt (trong trƣờng hợp bánh răng có dạng xoắn kép, chiều rộng mặt là chiều rộng ở một phía) (cm); 0 : góc xoắn. k3 : hệ số khuyếch đại tải trọng do độ đàn hồi tính theo công thức sau hoặc lấy theo Hình 3/3.2, giá trị này phụ thuộc vào chiều rộng bề mặt và đƣờng kính vòng lăn. b 3 k = 1 - k ( t ) 3 3 D1 bt: tổng chiều rộng bề mặt của bánh răng (trong trƣờng hợp bánh răng xoắn kép,bao gồm cả khe hở ở tâm) (cm); D1: đƣờng kính vòng lăn của bánh răng (cm); k3: giá trị cho ở Bảng 3/3.1; Sb: giá trị liên quan chủ yếu đến vật liệu của bánh răng, cho theo công thức sau. Tuy nhiên trong trƣờng hợp bánh răng trung gian hành tiến chỉ lấy bằng 0,7 lần, còn bánh răng hành lùi lấy bằng 1,2 lần giá trị tính theo công thức sau đây. Trong trƣờng hợp này Sb không vƣợt quá 25. (1) (2) Bảng 3/3.1 - Trị số của k1 Cụm chi tiết Kết cấu Sử dụng chủ động Loại khớp nối Bánh răng của máy chính Bánh răng của máy phụ Mô tơ Hộp giảm tốc một cấp 1,00 1,15 (3) (4) điện Hộp giảm tốc nhiều cấp 1,00 ; 1,10 1,15 Động cơ Khớp thủy lực hoặc điện từ 1,00 1,15 Diesel Khớp đàn hồi cao 0,90 1,05 Khớp đàn hồi 0,80 0,95 Chú thích: (1) Nếu ăn khớp bánh răng với trên hai vành răng, lấy k1 bằng 0,9 lần giá trị này; (2) Đối với giá trị k1 của khớp nối cứng, giá trị k1 phải đƣợc Đăng kiểm xét và chấp nhận; (3) Chỉ áp dụng cho hệ bánh răng liên kết trực tiếp với hệ trục của máy chính; (4) Áp dụng cho hệ bánh răng liên kết với hệ trục chân vịt qua khớp nối mềm.
- 1,25 <1,25 sp sp 12,0 6,0 10,0 5,0 8,0 4,0 Giá tr ị tƣơng ứ ng v ới bào tinh ho ặc mài Gía trị tƣơng ứng v ới phay tinh 6,0 3,0 2 2 K 4,0 2,0 1 2,0 1,0 0 0 25 50 75 0 100 125 150 175 200 Dn Hình 3/3.1 - Trị số k2 (1) Trong trƣờng hợp bánh răng có áp dụng quá trình làm cứng bề mặt bao gồm cả vùng đáy thì: S = b 0,83 T (2) Trong trƣờng hợp các loại bánh răng khác: T Y 49 S = b 0,04 1 (0,0096T 2,4) 0,02 (0,023mn 0,75) r o trong đó: T : giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu bánh răng (MPa); Y : giới hạn chảy danh nghĩa của vật liệu bánh răng (MPa); ro : tỷ số của bán kính đỉnh răng với mô đun.
- K3 1,0 0,9 Khi m ột bánh răng ăn kh ớp vớ i 1 vành răng 0,8 Hai vành răng ăn kh ớ p v ới 1 bánh răng t ạo nên 1 hàng 0,7 0 1,0 2,0 3,0 b1 D1 Hình 3/3.2 - Trị số k3 Bảng 3/3.2 - Giá trị k2 Độ chính xác sp 1,25 sp 1,25 Giá trị tƣơng ứng với bào tinh hoặc mài 0,044 0,088 Giá trị tƣơng ứng với phay tinh 0,11 0,22 Bảng 3/3.3 - Trị số của k3 Hệ số Khi một bánh răng ăn khớp Khi hai vành răng ăn khớp với 1 bánh với một vành răng răng tạo nên một hàng k3 0,01 0,003 3.3.4 Tải trọng tiếp tuyến đối với ứng suất bề mặt Tải trọng tiếp tuyến tác dụng lên các răng phải thỏa mãn điều kiện sau đây để hạn chế ứng suất tác dụng lên bề mặt răng, nhƣng không áp dụng cho các bánh răng phía lùi: i P 9,81(k S - k )k k D trong đó: MCR 1 s 2 3 4 1 i 1, Ss: giá trị liên quan chủ yếu đến vật liệu của bánh răng tính theo công thức sau: (1) Sự ăn khớp của bánh răng đƣợc làm cứng: Ss = 2,23 T w (2) Sự ăn khớp của các bánh răng khác: H S = (0,005 BP + 0,007)T + 7,5, trong đó: s w H BW HBP : độ cứng bề mặt của bánh răng (độ cứng Brinen); HBW: độ cứng bề mặt răng của vành răng (độ cứng Brinen); Tw : giới hạn bền danh nghĩa của vật liệu bánh răng (MPa); k4 : hệ số bôi trơn đƣợc lấy theo công thức sau hoặc Hình 3/3.3 phụ thuộc vào đƣờng kính vòng lăn và số vòng/min. Tuy nhiên, trong trƣờng hợp ăn khớp của các bánh răng đƣợc làm cứng thì k4 = 0,53 16 k4 = 0,3(Dn) i : tỷ số răng (số răng của vành răng chia cho số răng của bánh răng). Các ký hiệu khác xem ở 3.3.3.
- k4 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 Nếu các bánh răng ăn khớp đƣợc làm cứng thì k4 = 0,53 0,45 25 50 75 100 125 150 175 200 Dn Hình 3/3.3 - Trị số k2 3.3.5 Đánh giá chi tiết về sức bền Ngoài những yêu cầu quy định ở 3.3.3 và 3.3.4, còn phải có các tài liệu và bản tính chi tiết về sức bền của cơ cấu bánh răng. 3.4 Trục bánh răng và khớp nối 3.4.1 Trục bánh răng 3.4.1.1 Đƣờng kính của trục bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây: (1) Đƣờng kính của trục bánh răng dùng để truyền công suất không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức 4.2.2, Phần 3 của Quy phạm này. Trong công thức này H là công suất, N là số vòng quay của trục trong một phút tại công suất liên tục lớn nhất; (2) Đƣờng kính của trục bánh răng tại điểm giữa của hai ổ đỡ trục bánh răng phải có đủ độ cứng để chịu đƣợc lực uốn sinh ra do bánh răng ăn khớp với nhau; (3) Đƣờng kính của trục bánh răng giữa các ổ đỡ trục không đƣợc nhỏ hơn 1,16 lần giá trị quy định ở 3.4.1.1(1), nếu một bánh răng đƣợc ăn khớp với nhau hoặc hai bánh răng đƣợc bố trí ở một góc nhỏ hơn 120o đƣợc ăn khớp với nhau và không quá 1,1 lần giá trị quy định ở 3.4.1.1(1), khi hai bánh răng đƣợc bố trí ở một góc lớn hơn 120o ăn khớp với nhau. 3.4.1.2 Mặc dù đã có những yêu cầu quy định ở 3.4.1.1, Đăng kiểm sẽ xem xét riêng để đánh giá các tài liệu và bản tính chi tiết về sức bền của cơ cấu bánh răng đƣợc trình cho Đăng kiểm duyệt. 3.4.2 Khớp nối và bu lông khớp nối Kích thƣớc của khớp nối và bu lông khớp nối không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức quy định ở 4.2.11.1 trong Phần này. Mặt khác, trong trƣờng hợp đỡ vật có trọng lƣợng nặng kiểu công xon thì chúng phải đƣợc thiết kế sao cho có đủ sức bền để giữ đƣợc trọng lƣợng đó. Ngoài ra, giá trị đƣờng kính trục d tính trong công thức này phải đƣợc xác định tƣơng ứng theo từng loại trục. 3.5 Thử tại xƣởng 3.5.1 Đối với các chi tiết đƣợc làm cứng bề mặt thì việc đo độ sâu lớp đƣợc làm cứng phải đƣợc tiến hành trên vật liệu mẫu. 3.5.2 Đối với các chi tiết đƣợc làm cứng bề mặt, phải tiến hành thử độ cứng và thử không phá hủy theo quy trình thử phù hợp. 3.5.3 Đối với bánh răng, phải tiến hành kiểm tra độ chính xác gia công sau khi hoàn thành.
- 3.5.4 Trong trƣờng hợp truyền động bánh răng, trị số tính theo tỷ số sau đây vƣợt quá 50 thì phải tiến hành thử cân bằng động. DN , 1000 trong đó: D : đƣờng kính vòng lăn của bánh răng, (cm); N : vòng quay của bánh răng, (vòng/min). 3.5.5 Phải kiểm tra bề mặt tiếp xúc của răng đối với tất cả các cơ cấu truyền động bánh răng bằng loại sơn thích hợp đƣợc quét lớp mỏng và đều với điều kiện tải trọng tƣơng ứng. CHƢƠNG 4 - HỆ TRỤC 4.1 Quy định chung 4.1.1 Phạm vi áp dụng Những yêu cầu trong Chƣơng này đƣợc áp dụng cho hệ trục chân vịt, hệ trục truyền công suất từ máy dẫn động đến máy phát điện và máy phụ (trừ máy phụ chuyên dùng). Đối với dao động xoắn, còn phải thỏa mãn những yêu cầu ở Chƣơng 6 của Phần này. 4.1.2 Bản vẽ và tài liệu 4.1.2.1 Bản vẽ và tài liệu trình Đăng kiểm duyệt, gồm: (1) Bản vẽ (trong đó ghi rõ cả các đặc tính kĩ thuật của vật liệu): (a) Bố trí hệ trục; (b) Trục đẩy; (c) Trục trung gian; (d) Trục chân vịt; (2) Tài liệu tham khảo: (a) Số liệu để tính sức bền của trục trong Chƣơng này; (b) Những tài liệu cần thiết khác mà Đăng kiểm yêu cầu. 4.2 Vật liệu, kết cấu và sức bền 4.2.1 Vật liệu 4.2.1.1 Vật liệu dùng để chế tạo các chi tiết chính đƣợc quy định dƣới đây phải là thép rèn, còn vật liệu dùng để chế tạo các khớp nối dạng tháo lắp đƣợc có thể là thép đúc thỏa mãn những yêu cầu có liên quan ở Phần 6A của Quy phạm này. (1) Trục đẩy; (2) Trục trung gian; (3) Trục chân vịt; (4) Khớp nối trục; (5) Bu lông khớp nối. 4.2.1.2 Các chi tiết chính của trục, trừ các bu lông khớp nối, phải tiến hành thử không phá hủy theo loại vật liệu nhƣ quy định có liên quan ở Phần 6A của Quy phạm này. 4.2.1.3 Vật liệu chế tạo trục phải có giới hạn bền kéo danh nghĩa nằm trong khoảng 400 đến 800 MPa. Việc sử dụng thép các bon rèn có giới hạn bền kéo danh nghĩa lớn hơn 600 MPa hoặc thép rèn hợp kim thấp có giới hạn bền kéo danh nghĩa lớn hơn 800 MPa để chế tạo trục phải đƣợc Đăng kiểm xem xét chấp nhận trong từng trƣờng hợp cụ thể. 4.2.2 Trục trung gian
- 4.2.2.1 Đƣờng kính trục trung gian đƣợc chế tạo bằng thép rèn (trừ thép rèn không gỉ) không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: H 560 d = F k 3 K o 1 1 N Ts 160 trong đó: do: đƣờng kính trục trung gian (mm); H : công suất liên tục lớn nhất của động cơ (kW); N : vòng quay của trục trung gian ở công suất liên tục lớn nhất (vòng/min); F1: hệ số lấy theo Bảng 3/4.1; k1: hệ số lấy theo Bảng 3/4.2; Ts: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục trung gian (MPa). Trong tính toán, trị số Ts không đƣợc lấy vƣợt quá 800 MPa. K : hệ số trục rỗng tính theo công thức sau: K = 1 4 di 1 da trong đó: di : đƣờng kính trong của trục rỗng (mm); da : đƣờng kính ngoài của trục rỗng (mm); Nếu di 0,4da, có thể lấy K = 1 4.2.3 Trục đẩy 4.2.3.1 Đối với trục đẩy đƣờng kính ở cả hai phía của vành chặn hoặc ở khu vực ổ đỡ dọc trục, nếu nhƣ ổ đỡ bi đũa đƣợc sử dụng làm ổ đỡ chặn, không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: H 560 d = 1,1F 3 K trong đó: t 1 N Ts 160 dt : đƣờng kính trục đẩy (mm); Các ký hiệu khác xem 4.2.2.1. 4.2.3.2 Nếu đƣờng kính trục đẩy quy định ở 4.2.3.1 lớn hơn đƣờng kính của trục trung gian thì đƣờng kính của trục đẩy có thể giảm dần về phía mũi hoặc phía lái bằng cách nhân 0,91 với giá trị đƣờng kính tính theo 4.2.3.1. Bảng 3/4.1 - Trị số F1 Đối với thiết bị Diesel có khớp nối kiểu trƣợt Đối với tất cả các thiết bị Diesel không (xem chú thích), thiết bị đẩy bằng điện phải là các thiết bị ghi ở cột trái 83 87 Chú thích: Khớp nối kiểu trƣợt nghĩa là khớp nối thủy lực, khớp điện từ hoặc các khớp nối tƣơng đƣơng. 4.2.4 Trục chân vịt 4.2.4.1 Đƣờng kính của trục chân vịt làm bằng thép các bon rèn hoặc thép hợp kim thấp rèn không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây: H 560 d = 100 k 3 K , trong đó: s 2 N Ts 160 ds: đƣờng kính quy định của trục chân vịt (mm);
- k2 : hệ số liên quan đến thiết kế trục đƣợc quy định ở Bảng 3/4.3; Ts : giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu trục (MPa). Trong tính toán, trị số Ts không đƣợc lấy vƣợt quá 600 MPa. Các ký hiệu khác xem 4.2.2.1. Bảng 3/4.2 - Trị số k1 Trục có Trục có khớp nối bích ép Trục có Trục có lỗ Trục có khe Trục có khớp nối nóng, ép nguội hoặc lắp khoét dọc (3) then rãnh khoét bích liền nguội trƣợt(4) then(1) ngang(2) 1,0 1,0 1,1 1,1 1,20 1,15 Chú thích: (1) Sau một khoảng chiều dài không nhỏ hơn 0,2do tính từ đầu rãnh then, đƣờng kính của trục có thể đƣợc giảm từ từ tới đƣờng kính đƣợc tính toán với k1 = 1,0. Bán kính góc lƣợn ở mặt cắt ngang của đáy rãnh then phải từ 0,0125do trở lên; (2) Đƣờng kính lỗ khoét không đƣợc lớn hơn 0,3do; (3) Chiều dài rãnh khoét phải bằng hoặc nhỏ hơn 1,4d, chiều rộng phải bằng hoặc nhỏ hơn 0,2d (trong đó: d là đƣờng kính đƣợc tính toán với k1 = 1,0); (4) Dạng của then trƣợt phải phù hợp với TCVN hoặc tiêu chuẩn tƣơng đƣơng khác. 4.2.4.2 Đƣờng kính của trục chân vịt đƣợc chế tạo từ thép rèn nhƣ chỉ ra ở Bảng 3/4.4 không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: H d k 3 , s 3 N trong đó: k3 là hệ số liên quan đến vật liệu trục đƣợc quy định ở Bảng 3/4.4. Vật liệu khác với vật liệu đƣợc quy định trong Bảng này sẽ do Đăng kiểm xem xét và quyết định trong từng trƣờng hợp cụ thể. 4.2.4.3 Đƣờng kính của trục chân vịt khác với trị số đƣợc tính theo 4.2.4.1 và 4.2.4.2 trên phải thỏa mãn các yêu cầu do Đăng kiểm quy định riêng. 4.2.4.4 Trục các đăng (1) Đƣờng kính trục các đăng không đƣợc nhỏ hơn đƣờng kính trục trung gian tính theo công thức ở 4.2.2 của Quy phạm này; (2) Tỉ số giữa đƣờng kính trong chia cho đƣờng kính ngoài của trục các đăng không đƣợc lớn hơn 0,7. 4.2.4.5 Mặt bích của khớp nối trục các đăng phải thỏa mãn các yêu cầu sau: (1) Chiều dày của bích khớp nối đo tại khu vực đƣờng tâm bu lông khớp nối không đƣợc nhỏ hơn đƣờng kính bu lông khớp nối quy định ở 4.2.11; (2) Góc lƣợn của bích khớp nối phải có bán kính lƣợn ít nhất không nhỏ hơn trị số quy định ở 4.2.11.3 của Quy phạm này. Bảng 3/4.3 - Trị số k 2 TT Phạm vi áp dụng k2 1 Phần giữa đầu lớn phần côn của trục Đối với mối ghép trục và chân vịt 1,154 chân vịt (trong trƣờng hợp chân vịt không dùng then hoặc nếu chân vịt đƣợc lắp bích, mặt trƣớc của bích) đƣợc gắn bích liền và đầu trƣớc của ổ đỡ sau cùng trong ống bao trục hoặc 2,5 d lấy trị Đối với trục có rãnh then để lắp chân 1,192 s, vịt số nào lớn hơn. (1 2 Trừ phần trục quy định ở 1 bên trên, phần trục tính về phía mũi cho đến phần 1,087) trƣớc của đệm kín ống bao trục trƣớc (2 3 Phần trục nằm ở phía trƣớc của đầu trƣớc đệm kín ống bao trục trƣớc 1,087)
- Chú thích: (1) Đƣờng kính trục phải đƣợc vuốt côn theo đƣờng biên; (2) Đƣờng kính trục có thể đƣợc vuốt côn đến đƣờng kính tính theo công thức ở 4.2.2. 4.2.5 Các trục khác Đƣờng kính của các trục truyền công suất vào máy phát điện hoặc máy phụ có công dụng quan trọng phải phù hợp với những yêu cầu quy định ở 4.2.2. 4.2.6 Đánh giá chi tiết về sức bền Đăng kiểm có thể xem xét và chấp thuận các giá trị đƣờng kính trục đƣợc tính toán không tuân theo các yêu cầu ở 4.2.2, 4.2.3, 4.2.4 và 4.2.5 nếu nhƣ có các tài liệu và bản tính chi tiết chứng minh rằng chúng đủ bền trình để Đăng kiểm xét duyệt. 4.2.7 Bảo vệ chống ăn mòn cho trục chân vịt 4.2.7.1 Trục chân vịt phải đƣợc bảo vệ chống ăn mòn nƣớc ngoài mạn một cách có hiệu quả bằng những phƣơng pháp đƣợc Đăng kiểm chấp thuận hoặc phải đƣợc chế tạo bằng vật liệu chịu ăn mòn đƣợc Đăng kiểm chấp thuận. 4.2.7.2 Các biện pháp hữu hiệu phải đƣợc đảm bảo để ngăn ngừa nƣớc ngoài mạn thâm nhập vào phần giữa đầu cuối của áo trục chân vịt hoặc phần sau của ổ đỡ phía sau cùng trong ống bao và củ chân vịt. 4.2.7.3 Khoảng không gian giữa ê cu chỉnh dòng của chân vịt hoặc củ chân vịt và trục chân vịt phải chứa đầy mỡ, hoặc phải có các biện pháp bảo vệ trục hữu hiệu chống lại sự ăn mòn của nƣớc ngoài mạn. 4.2.8 Áo trục chân vịt 4.2.8.1 Áo trục đƣợc lắp vào trục chân vịt phải thỏa mãn những yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây: (1) Chiều dày của áo trục không đƣợc nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: t1 = 0,03ds + 7,5 t2 = 0,75 t1, trong đó: t1 : chiều dày của áo trục ở vùng ổ đỡ ống bao trục hoặc ổ đỡ trong giá đỡ tiếp xúc với bề mặt ổ đỡ (mm); t2 : chiều dày của áo trục ở các phần còn lại (mm). ds : đƣờng kính quy định của trục chân vịt tính theo công thức 4.2.4 (mm). (2) Áo trục phải làm bằng đồng thau hoặc bằng những vật liệu tƣơng đƣơng và không đƣợc có vết rỗ và những khuyết tật khác. (3) Áo trục phải đƣợc lắp vào trục theo phƣơng pháp sao cho tránh đƣợc sự tập trung ứng suất lớn. Bảng 3/4.4 - Trị số k3 Vật liệu Thành phần hóa học, % Giới hạn Giới hạn k3 chảy, Remin bền Rmin Thép các bon và C :0,16-0,25 Si 0,45 thép các bon man 200 400 119. gan S 0,04 P 0,04 7 Thép không gỉ C 0,08 Mn 2,0 Si 1,0 Cr: 16-18 Austenit (loại 316) Ni : 11-13 Mo: 2 -3 175 470 98.8 Thép không gỉ C 0,2 Mn : 1, Mactenxit (loại 431) Si : 0,8 Cr : 15-18 Ni : 2-3 675 850 89.3 Đồng man gan Cu: 52-62 Pb 0,5 Mn 2,0 Fe 1,20 Zn : Còn lại 245 510 87.4 Đồng nhôm-niken Ni : 4-6 Al : 7-11 Mn 2,0 Fe : 2-6 Cu : Còn lại 390 740 80.7
- 5 Hợp kim đồng-niken Ni : 63-68 Mn 2,0 (Monel K400) Fe 3,0 C : 0,3 Cu : Còn lại 350 550 80.7 5 Hợp kim đồng-ni ken Ni: 63-70 Al : 2-4 Mn 1,5 (Monel K500) Fe 2,0 C 0,25 Cu : Còn lại 690 960 67.4 5 4.2.9 Cố định chân vịt vào trục 4.2.9.1 Nếu chân vịt đƣợc lắp ép vào trục chân vịt thì bề mặt lắp ghép phải đủ sức bền để chịu đƣợc mô men xoắn truyền qua trục. 4.2.9.2 Nếu dùng then để cố định chân vịt vào trục thì các góc của rãnh then phải đƣợc lƣợn tròn thích đáng và then phải đƣợc lắp khít vào rãnh then. Đầu trƣớc của rãnh then trên trục chân vịt phải đƣợc lƣợn tròn đều để tránh tập trung ứng suất quá mức. 4.2.9.3 Nếu chân vịt và mặt bích trục chân vịt đƣợc nối với nhau bằng bu lông thì các bu lông và chốt bu lông phải đủ bền. 4.2.9.4 Chiều dày mặt bích trục chân vịt phía sau tại vòng chia không nhỏ hơn 0,25 lần đƣờng kính của trục trung gian (đƣợc tính với k1 = 1,0; k = 1,0 và Ts = 400) quy định ở 4.2.2. 4.2.10 Ổ đỡ trong ống bao và ổ đỡ trong giá đỡ trục 4.2.10.1 Ổ đỡ sau cùng trong ống bao hoặc ổ đỡ ở giá đỡ trục đỡ trọng lƣợng chân vịt phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) dƣới đây: (1) Trong trƣờng hợp ổ đỡ làm bằng gỗ gai ắc đƣợc bôi trơn bằng nƣớc: (a) Chiều dài ổ đỡ không đƣợc nhỏ hơn 4 lần đƣờng kính yêu cầu của trục chân vịt tính theo công thức ở 4.2.4.1 hoặc 3 lần đƣờng kính trục thực, lấy trị số nào lớn hơn; (b) Phải có biện pháp thích đáng để cung cấp một lƣợng nƣớc sạch để bôi trơn và làm mát. (2) Trong trƣờng hợp ổ đỡ làm bằng kim loại màu đƣợc bôi trơn bằng dầu: (a) Chiều dài của ổ đỡ không đƣợc nhỏ hơn 2 lần đƣờng kính yêu cầu của trục chân vịt tính theo công thức 4.2.4.1 hoặc 1,5 lần giá trị đƣờng kính thực, lấy trị số nào lớn hơn. Tuy nhiên Đăng kiểm có thể xem xét và chấp nhận trong những trƣờng hợp cụ thể nếu ổ đỡ có kết cấu và bố trí kiểu khác. Trong trƣờng hợp này, chiều dài của ổ đỡ trục có thể ngắn hơn so với giá trị quy định trên; (b) Ống bao trục chân vịt phải luôn chứa đầy dầu để đảm bảo bôi trơn và làm mát; (c) Nếu có sử dụng két dầu trọng lực để cấp dầu bôi trơn cho ổ đỡ trong ống bao trục thì phải đặt két này cao hơn đƣờng nƣớc chở hàng. Tuy nhiên, trong trƣờng hợp hệ thống bôi trơn đƣợc thiết kế để sử dụng ở điều kiện áp lực dầu tĩnh của két trọng lực nhỏ hơn áp lực nƣớc thì két này không yêu cầu đặt cao hơn đƣờng nƣớc chở hàng; (d) Dầu bôi trơn phải đƣợc làm mát bằng cách ngâm ống bao trong nƣớc tại két chứa phía đuôi tàu hoặc bằng các biện pháp thích hợp khác. (3) Nếu sử dụng vật liệu làm ổ đỡ không phải loại vật liệu quy định ở (1) và (2) thì vật liệu, kết cấu và bố trí ổ đỡ phải đƣợc Đăng kiểm chấp thuận. Chiều dài của các ổ đỡ này phải thỏa mãn những yêu cầu ở (a) và (b) dƣới đây: (a) Trƣờng hợp ổ đỡ bôi trơn bằng dầu đƣợc chế tạo từ vật liệu tổng hợp: Đối với ổ đỡ đƣợc làm bằng cao su tổng hợp, nhựa hoặc chất dẻo đƣợc duyệt để sử dụng trong ống bao trục bôi trơn bằng dầu thì chiều dài của ổ đỡ không đƣợc nhỏ hơn 2 lần đƣờng kính của trục chân vịt tính theo công thức 4.2.4.1 hoặc 1,5 lần đƣờng kính thực, lấy giá trị nào lớn hơn. Tuy nhiên đối với các ổ đỡ có kết cấu và bố trí đƣợc Đăng kiểm xét duyệt riêng thì chiều dài của ổ đỡ có thể ngắn hơn so với chiều dài quy định ở trên; (b) Trƣờng hợp ổ đỡ trục chân vịt làm bằng vật liệu tổng hợp đƣợc bôi trơn bằng nƣớc: Đối với ổ đỡ làm bằng vật liệu tổng hợp đƣợc duyệt để sử dụng làm ổ đỡ trong ống bao trục bôi trơn bằng nƣớc giống nhƣ cao su hoặc chất dẻo thì chiều dài của ổ đỡ không đƣợc nhỏ hơn 4 lần đƣờng kính trục tính theo công thức 4.2.4.1 hoặc 3 lần đƣờng kính thực, lấy trị số nào lớn hơn. Tuy nhiên, đối với những ổ đỡ có
- kết cấu và bố trí đƣợc Đăng kiểm xét duyệt riêng thì chiều dài của ổ đỡ có thể lấy ngắn hơn so với chiều dài quy định trên. 4.2.10.2 Trừ kiểu thiết bị làm kín nƣớc ngoài mạn kiểu hộp đệm, các thiết bị làm kín khác phải đƣợc Đăng kiểm xét duyệt bổ sung về vật liệu, kết cấu và bố trí. 4.2.11 Khớp nối trục và bu lông khớp nối 4.2.11.1 Đƣờng kính của bu lông khớp nối tại mặt phẳng lắp ghép của khớp nối không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: 3 d o (T s 160) d = 0,65 , b nDTb trong đó: db: đƣờng kính bu lông (mm); do: đƣờng kính của trục trung gian tính với k1= 1,0 và k = 1,0 theo công thức ở 4.2.2 (mm); n: số bu lông; D: đƣờng kính vòng chia (mm); Ts: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục trung gian (MPa); Tb: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bu lông (MPa), nói chung Ts Tb 1,7Ts và giới hạn trên của Tb đƣợc sử dụng trong tính toán chỉ đƣợc lấy tối đa là 1000 MPa. 4.2.11.2 Chiều dày của mặt bích nối tại vòng chia không đƣợc nhỏ hơn đƣờng kính yêu cầu của bu lông tính theo công thức ở 4.2.11.1 với giả thiết các bu lông phải có sức bền phù hợp với vật liệu làm trục tƣơng ứng. Tuy nhiên, đƣờng kính của bu lông không đƣợc nhỏ hơn 0,2 lần đƣờng kính của trục tƣơng ứng. 4.2.11.3 Bán kính góc lƣợn ở chân mặt bích không đƣợc nhỏ hơn 0,08 lần đƣờng kính của trục và góc lƣợn không đƣợc nằm trong khu vực lắp ê cu và bu lông. 4.2.11.4 Nếu khớp nối trục không liền với trục thì các khớp nối phải đủ bền để chịu đƣợc mô men xoắn truyền vào trục và chịu đƣợc cả mô men khi tàu chạy lùi. Trong trƣờng hợp này, phải xem xét kỹ để tránh gây ra tập trung ứng suất lớn. 4.3 Thử nghiệm 4.3.1 Thử tại xƣởng 4.3.1.1 Các chi tiết sau đây phải đƣợc thử thủy lực với áp suất quy định sau đây: (1) Ống bao trục: 0,2 MPa; (2) Áo trục chân vịt: 0,1 MPa (phải tiến hành thử trƣớc khi lắp nóng). 4.3.2 Thử sau khi lắp lên tàu Phải tiến hành thử thiết bị đệm kín quy định ở 4.2.10.2 để phát hiện rò rỉ dầu ở điều kiện áp suất làm việc sau khi lắp đặt lên tàu. CHƢƠNG 5 - CHÂN VỊT 5.1 Quy định chung 5.1.1 Phạm vi áp dụng Những yêu cầu trong Chƣơng này đƣợc áp dụng cho chân vịt của tàu. 5.1.2 Bản vẽ và tài liệu 5.1.2.1 Bản vẽ và tài liệu trình cho Đăng kiểm xét duyệt, gồm: (1) Bản vẽ (a) Chân vịt; (b) Sơ đồ đƣờng ống dầu của chân vịt biến bƣớc có chỉ rõ vật liệu làm ống, kích cỡ ống và áp suất làm việc;
- (c) Bu lông cố định cánh của chân vịt biến bƣớc. (2) Tài liệu (a) Các thông số của chân vịt (công suất liên tục lớn nhất và số vòng quay (vòng/min) của trục chân vịt, chi tiết prôfin cánh, đƣờng kính, bƣớc, diện tích khai triển, tỷ số bƣớc chân vịt, độ nghiêng hoặc góc nghiêng, số lƣợng cánh, khối lƣợng, mô men quán tính, các đặc tính kỹ thuật của vật liệu v.v ). (b) Bản tính chiều dài ép chân vịt lên trục (chỉ yêu cầu khi lắp chân vịt không dùng then). 5.1.3 Vật liệu Vật liệu chế tạo chân vịt và bu lông cố định cánh của chân vịt biến bƣớc phải thỏa mãn những yêu cầu có liên quan quy định ở Phần 6A của Quy phạm này. 5.2 Kết cấu và sức bền 5.2.1 Chiều dày cánh 5.2.1.1 Chiều dày cánh chân vịt tại bán kính 0,25R và 0,6R đối với chân vịt cố định và tại bán kính 0,35R và 0,6R đối với chân vịt biến bƣớc không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức dƣới đây. Chiều dày của cánh chân vịt có độ nghiêng lớn phải đƣợc Đăng kiểm xem xét cho từng trƣờng hợp cụ thể. K H t = 1 SW , K 2 ZN trong đó: t: chiều dày cánh (trừ góc lƣợn của chân cánh) (cm); H: công suất liên tục lớn nhất của máy chính (kW); Z: số cánh; N: số vòng quay liên tục lớn nhất chia cho 100 (vòng/min/100); : chiều rộng của cánh tại bán kính đang xét (cm); k1: hệ số tính theo công thức sau đây tại bán kính đang xét: 30,3 D P' , trong đó: K 1 k2 k3 2 P D P' 1 k1 D D: đƣờng kính chân vịt (m) k1, k2, k3: các hệ số lấy theo Bảng 3/5.1 P': bƣớc tại bán kính đang xét (m) P: bƣớc tại bán kính 0,7R (m) (R là bán kính của chân vịt (m)) Bảng 3/5.1 - Trị số k1, k2, k3, k4, k5 Vị trí theo hƣớng kính k1 k2 k3 k4 k5 0,25R 1,62 0,386 0,239 1,92 1,71 0,35R 0,827 0,308 0,131 1,79 1,56 0,60R 0,281 0,113 0,022 1,24 1,09 k2: hệ số đƣợc tính theo công thức sau: E D 2 N 2 K2 = K - (k4 k5 ) t0 1000 trong đó: k4, k5 : các hệ số tra theo Bảng 3/5.1;
- E : độ nghiêng tại đầu mút cánh (đo từ đƣờng chuẩn mặt bên và lấy giá trị dƣơng đối với độ nghiêng theo chiều ngƣợc) (cm); to : chiều dày giả định của cánh tại đƣờng tâm của trục chân vịt (to có thể nhận đƣợc nhờ kéo dài từng đƣờng mép nối chiều dày đỉnh cánh với chiều dày cánh ở 0,25R (hoặc 0,35R đối với chân vịt biến bƣớc), tại hình chiếu của tiết diện cánh dọc theo đƣờng chiều dày cánh lớn nhất (cm); K : hệ số tra theo Bảng 3/5.2. Bảng 3/5.2 - Trị số K Vật liệu K HBsC1 Vật đúc bằng hợp kim đồng HBsC2 1,15 AlBC3 1,30 AlBC4 1,15 Chú thích: Đối với cánh làm bằng vật liệu khác với các vật liệu trong Bảng trên thì giá trị k đƣợc xác định trong từng trƣờng hợp cụ thể. S: hệ số liên quan đến tăng ứng suất do thời tiết. Nếu S > 1,0 thì S lấy bằng 1,0; Nếu S < 0,8 thì giá trị của S lấy bằng 0,80; D S 0,095 s 0,677, ds trong đó: Ds: chiều cao của tàu dùng trong tính toán sức bền; ds: chiều chìm chở hàng; W : hệ số liên quan đến ứng suất đổi dấu đƣợc tính theo công thức dƣới đây: Nếu W < 2,27 thì giá trị của W lấy bằng 2,27; P A2 A3 A4 A1 D W = 1 + 1,724 , P A3 A4 D trong đó: W A1 w C1 W A2 w C2 (C1 1)(C2 w) A3 C3(C2 1)(C1 w) 3,52 tại 0,6R A4 2,41 tại 0,25R 1,26 tại 0,35R D P 2ae C1 = 1,3 0,22 1 0,95P D Z
- D P 1,19ae C2 = 1,1 0,2 1 0,95P D Z P C3 = 0,122 + 0,0236 D trong đó: ae: tỷ số diện tích khai triển của chân vịt; w : nƣớc kèm trung bình định mức ở đĩa chân vịt; w : giá trị cực đại của dao động nƣớc kèm ở đĩa chân vịt tại bán kính 0,7R. Giá trị của w và w phải đƣợc tính toán theo công thức dƣới đây, trừ trƣờng hợp tàu nhiều chân vịt hoặc tàu đƣợc Đăng kiểm xem xét riêng. B B w 7,32 1,56 0,04 4 Cb w D ds B B w 0,625 0,04 4 Cb 0,527 D ds B : chiều rộng của tàu (m); Cb : hệ số béo thể tích của tàu. 5.2.1.2 Bán kính góc lƣợn giữa chân của cánh và củ chân vịt không đƣợc nhỏ hơn giá trị Ro tính theo công thức sau tại mặt đạp ở phần cánh có chiều dày lớn nhất: (e rB )(t0 tr ) R0 = tr + e trong đó: Ro : bán kính yêu cầu của góc lƣợn (cm); tr : chiều dày yêu cầu của cánh ở bán kính 0,25R (hoặc 0,35R đối với chân vịt biến bƣớc) quy định ở 5.2.1.1 (cm); t0 : nhƣ quy định ở 5.2.1.1; rB : tỷ số củ chân vịt; Đƣờng kính củ chân vịt đo ở mặt phẳng giữa vuông góc với tâm r = B Đƣờng kính chân vịt e : 0,25 (hoặc 0,35 áp dụng cho chân vịt biến bƣớc); 5.2.1.3 Ngoài những yêu cầu quy định ở 5.2.1.1 hoặc 5.2.1.2 trên đây, khi có các tài liệu chi tiết và bản tính đƣợc trình duyệt, Đăng kiểm vẫn tiến hành xem xét và duyệt chiều dày của cánh hoặc bán kính của góc lƣợn một cách thích hợp. 5.2.2 Chân vịt biến bƣớc 5.2.2.1 Chiều dày cánh của chân vịt biến bƣớc phải thỏa mãn những yêu cầu quy định ở 5.2.1. 5.2.2.2 Đƣờng kính của bu lông cố định cánh chân vịt biến bƣớc không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây: 1 1 AK3 d 0,55 ( Fc ) , a n L trong đó: d : đƣờng kính yêu cầu của bu lông cố định cánh (mm) (xem Hình 3/5.1); A : trị số tính theo công thức sau đây, trong đó H, N và Z phải bằng trị số quy định ở 5.2.1;
- H A 3,0 104 NZ K3 : trị số tính theo công thức sau: 1 2 2 D 2 2 K3 0,622 0,9x0 0,318 0,499x0 P xo: tỷ số bán kính tại đƣờng viền giữa bích cánh và cơ cấu điều khiển bƣớc trên bán kính chân vịt (xem Hình 3/5.1). Nếu xo > 0,3 thì tỷ số này đƣợc lấy bằng 0,3; L : giá trị trung bình của L1 và L2 (cm); L1 và L2: chiều dài của hai đƣờng vuông góc vẽ đến đƣờng qua tâm quay của bích cánh và có góc nghiêng tƣơng ứng với góc bƣớc tại 0,7R ở công suất liên tục lớn nhất tính từ đƣờng tâm của bu lông đặt ở phía mép ở phía bề mặt khi góc bƣớc là , (xem Hình 3/5.2). Fc : lực ly tâm (N) của cánh chân vịt tính theo công thức sau: 2 Fc = 1,10 x mR'N m : khối lƣợng của một cánh (kg); R’ : khoảng cách giữa trọng tâm của cánh và đƣờng tâm trục chân vịt (cm); n : số bu lông của bích cánh; a : ứng suất cho phép của vật liệu bu lông (MPa) tính theo công thức sau đây: B 160 a 34,7 600 b: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bu lông (MPa). Nếu b > 800 MPa thì chỉ đƣợc lấy b = 800 MPa. Các ký hiệu khác xem ở công thức ở 5.2.1.1. 5.2.2.3 Đối với bu lông cố định cánh phải sử dụng vật liệu chịu ăn mòn hoặc phải có phƣơng pháp hữu hiệu để bu lông không tiếp xúc trực tiếp với nƣớc ngoài mạn. 5.2.2.4 Chiều dày của bích để lắp cánh chân vịt vào cơ cấu điều khiển bƣớc (chiều dày đo từ mặt tiếp xúc của bu lông cố định hoặc ê cu đến mặt bao giữa bích và cơ cấu điều khiển bƣớc) không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức: tf = 0,9d trong đó: tf : chiều dày bích (mm) (xem Hình 3/5.1) d : đƣờng kính quy định của bu lông đƣợc tính theo công thức ở 5.2.2.2 (mm). 5.2.2.5 Bu lông cố định cánh phải đƣợc lắp chặt vào cơ cấu điều khiển bƣớc và đƣợc hãm tốt. 5.2.2.6 Trong trƣờng hợp nếu nhƣ lỗ bắt bu lông nằm đúng vào góc lƣợn của chân cánh thì tiết diện cánh thiết kế có chiều dày theo yêu cầu quy định ở 5.2.1 không đƣợc giảm để lỗ khoét chui qua. 5.2.2.7 Bề mặt bích của cánh phải đƣợc lắp chặt vào bề mặt của cơ cấu điều khiển bƣớc và khe hở vòng của mép ngoài của bích phải là nhỏ nhất. 5.2.2.8 Nếu cơ cấu điều khiển bƣớc làm việc bằng bơm dầu thủy lực, thì phải trang bị thêm một bơm dầu dự phòng đƣợc đấu vào hệ thống để sẵn sàng sử dụng hoặc một thiết bị tƣơng ứng khác, để đảm bảo tàu vẫn giữ đƣợc điều kiện làm việc bình thƣờng trong trƣờng hợp bơm dầu chính bị hỏng. 5.2.2.9 Việc bố trí đƣờng ống dầu thủy lực phải thỏa mãn thêm yêu cầu quy định ở 10.10. 5.2.3 Lắp rắp cánh của chân vịt kiểu cánh rời Bu lông cố định cánh và bích để lắp cánh của chân vịt kiểu cánh rời phải đƣợc thiết kế thỏa mãn các yêu cầu nhƣ đối với chân vịt biến bƣớc quy định ở 5.2.2.
- Bích của cánh chân vịt d f t Cơ cấu điều khiển bƣớc Tỷ số hƣớng kính xo Hình 3/5.1 - Phƣơng pháp đo kích thƣớc của bu lông cố định cánh Tâm quay của bích (Góc bƣớc) L1 Profin cánh ở 0,7R L2 L L L 1 2 2 Profin cánh ở chân Hình 3/5.2 - Xác định kích thƣớc của L 5.3 Lắp ép chân vịt 5.3.1 Chiều dài đoạn ép căng chân vịt 5.3.1.1 Nếu chân vịt đƣợc ép vào trục chân vịt trong mối ghép không dùng then thì giới hạn dƣới và giới hạn trên của chiều dài đoạn ép căng chân vịt phải bằng trị số tính theo công thức sau đây. Đối với độ côn lớn hơn 1/15 thì giới hạn chiều dài đoạn ép căng chân vịt phải đƣợc Đăng kiểm chấp nhận. L1 PK E Kc (Cb C0 ) ; 2 (K R1 1) L2 K E K W K c (Cb C0 ) ; 4 (3K R1 1) 2 L3 19,6KE (K R1 1) Kc (Cb C0 ), trong đó: L1 : giới hạn dƣới của chiều dài đoạn ép căng chân vịt (mm); L2 : giới hạn trên của chiều dài đoạn ép căng chân vịt (mm) (nếu khác với trƣờng hợp L3 đƣa ra dƣới đây); L3 : giới hạn trên của chiều dài đoạn ép căng chân vịt (mm) (trong trƣờng hợp nếu vật liệu của củ chân vịt là bằng đồng thau đúc có sức bền cao và KR1 < 1,89); Kw : trị số quy định ở Bảng 3/5.3. Nếu vật liệu của củ chân vịt khác vật liệu quy định ở Bảng 3/5.3 thì trị số này phải đƣợc Đăng kiểm chấp nhận trong từng trƣờng hợp cụ thể; KR1: tỷ số của R1 trên Ro (R1/Ro); KR2 : tỷ số của R2 trên Ro (R2/Ro);
- R0 : bán kính của trục chân vịt tại điểm giữa của đoạn côn theo hƣớng dọc trục (mm); R1: bán kính của củ chân vịt tại điểm xác định tỷ số củ chân vịt (mm); R2 : bán kính trong tại mặt cắt tƣơng ứng với R0 đối với trục chân vịt rỗng (mm); o Cb : nhiệt độ của củ chân vịt tại thời điểm lắp ráp chân vịt ( C); o o Co : trị số nhiệt độ cho nhƣ sau: 35 C - đối với L1 và 0 C - đối với L2 và L3; P : trị số tính theo công thức sau (MPa): 2 2,8T F P 0,0169 B V 2,8tg SB T S : diện tích tiếp xúc giữa trục chân vịt và củ chân vịt trên bản vẽ (mm2); : nửa góc của đoạn côn tại phần côn của trục chân vịt (radian); B = 0,0169 - 7,84 tg2 T : lực đẩy tính theo công thức sau (N); 3 T = 1,76 x 10 (H/vs) Fv : lực tiếp tuyến tác dụng lên bề mặt tiếp xúc đƣợc tính theo công thức sau (N): 9,55cH 4 Fv 10 NR0 c = 1,0 - đối với tàu lắp động cơ tua bin; c = 1,2 hoặc trị số tính theo công thức sau, lấy trị số nào lớn hơn. Đối với tàu lắp động cơ Diesel. Tuy nhiên, nếu mô men xoắn cực đại tác dụng lên phần lắp chân vịt đƣợc xác định chính xác thỏa mãn với các yêu cầu của Đăng kiểm thì nó cũng có thể thỏa mãn các quy định khác. 2 N Q N 2 c 0,706 c 1,047 V 10 , N H trong đó: Qv: mô men dao động xoắn tác dụng lên phần lắp chân vịt tại vòng quay cộng hƣởng trên 25% vòng quay liên tục lớn nhất, (Nm); H, N : xem 5.2.1.1; Nc: số vòng quay (vòng/min) cộng hƣởng chia cho 100. vs : tốc độ của tàu ở công suất liên tục lớn nhất (hải lý/h); 3 KE : trị số tính theo công thức sau (mm /N): R K 2 1 1 K 2 K 0 R1 K 4,85 R2 K 10 6 E tg K 2 1 4 1 K 2 5 R1 R2 Nếu vật liệu của trục chân vịt không phải là thép rèn hoặc vật liệu của củ chân vịt không phải là vật liệu quy định ở Bảng 3/5.3 thì trị số KE phải đƣợc Đăng kiểm xem xét chấp thuận; K4 và K5 : trị số quy định ở Bảng 3/5.3. o Kc : trị số tính theo công thức sau (mm/ C): Cb Cs R0 5 K c K 6 K 7 l 0 10 Cb C0 tg Nếu vật liệu của trục chân vịt không phải là thép rèn hoặc vật liệu của củ chân vịt không phải là vật liệu quy định ở Bảng 3/5.3 thì trị số Kc phải đƣợc Đăng kiểm xem xét chấp thuận; o Cs : nhiệt độ của chân vịt tại thời điểm lắp chân vịt ( C);
- lo : nửa chiều dài của phần côn ở lỗ củ chân vịt theo hƣớng dọc trục (mm); K6, K7 : trị số lấy theo Bảng 3/5.3. 5.3.1.2 Nếu chân vịt đƣợc lắp ép vào trục chân vịt có sử dụng then thì phần lắp ráp phải đủ bền để truyền mômen xoắn do chân vịt tạo ra. Bảng 3/5.3 - Trị số K4, K5, K6, K7 và Kw Vật liệu củ chân vịt K4 K5 K6 K7 Kw HBsC1 9,27 1,65 0,55 1,20 123 HBsC2 9,27 1,65 0,55 1,20 123 AlBC3 8,49 1,40 0,55 1,20 172 AlBC4 8,49 1,40 0,55 1,20 193 5.3.2 Củ chân vịt 5.3.2.1 Nếu chân vịt đƣợc lắp ép vào trục chân vịt thì mép ở đầu phía mũi của lỗ hình côn của củ chân vịt phải đƣợc lƣợn tròn một cách thích hợp. 5.3.2.2 Củ chân vịt không đƣợc nung nóng cục bộ đến nhiệt độ cao tại thời điểm ép chân vịt vào trục hoặc rút chân vịt ra khỏi trục. 5.4 Thử nghiệm 5.4.1 Thử tại xƣởng Chân vịt phải đƣợc thử cân bằng tĩnh. 5.4.2 Thử sau khi lắp lên tàu Khi chân vịt đƣợc lắp ép vào trục chân vịt kể cả lắp then hoặc không lắp then, đều phải đo và ghi độ dài đoạn côn đƣợc ép; Cuộc thử này đƣợc tiến hành giống nhƣ cuộc thử ở xƣởng. CHƢƠNG 6 - DAO ĐỘNG XOẮN HỆ TRỤC 6.1 Quy định chung 6.1.1 Phạm vi áp dụng 6.1.1.1 Những yêu cầu trong Chƣơng này đƣợc áp dụng cho thiết bị truyền động của máy chính và hệ trục chân vịt, chân vịt, trục khuỷu của động cơ Diesel dùng làm máy chính, là động cơ kiểu pít tông, có công suất máy chính từ 220 kW trở lên. 6.1.1.2 Những yêu cầu của Chƣơng này cũng áp dụng cho hệ trục của máy phụ do động cơ Diesel có công suất từ 220 kW trở lên lai. 6.1.2 Tài liệu trình duyệt 6.1.2.1 Bản tính dao động xoắn của hệ thống nêu ở 6.1.1 trình cho Đăng kiểm duyệt phải bao gồm các nội dung sau đây: (1) Bản tính tần số dao động tự do đối với dao động 1 nút và 2 nút, cũng nhƣ dao động nhiều nút nếu thấy cần thiết; (2) Kết quả tính ứng suất dao động xoắn nói chung đƣợc tiến hành ở vòng quay cộng hƣởng bên trong dải tốc độ đến 120% vòng quay liên tục lớn nhất, còn đối với động cơ Diesel, kết quả tính ứng suất dao động xoắn đối với dải tốc độ từ 90 đến 120% gây ra bởi cộng hƣởng của bậc điều hòa chính đầu tiên, có nghĩa là bậc thứ n và bậc thứ n/2 (n là số xi lanh của động cơ), khi động cơ có vòng quay cộng hƣởng trên 120% của vòng quay liên tục lớn nhất; (3) Việc bố trí khuỷu trục và thứ tự nổ (trong trƣờng hợp lắp động cơ Diesel). 6.1.2.2 Bất kể những yêu cầu quy định ở 6.1.2.1, trong những trƣờng hợp sau đây có thể không cần trình Đăng kiểm duyệt bản tính dao động xoắn: (1) Trong trƣờng hợp hệ trục cùng kiểu với hệ trục đã đƣợc duyệt trƣớc đó;
- (2) Trong trƣờng hợp nếu nhƣ có sự thay đổi nhỏ về các thông số kĩ thuật của hệ thống dao động, tần số và ứng suất của dao động xoắn có thể suy ra với độ chính xác đạt yêu cầu trên cơ sở kết quả tính toán hoặc đo đạc trƣớc đó. 6.1.3 Đo dao động xoắn Đối với hệ trục đã có yêu cầu trình duyệt bản tính dao động xoắn thì phải tiến hành đo để xác nhận độ chính xác của các trị số tính toán. Tuy nhiên, nếu nhƣ bản tính dao động xoắn không đƣợc duyệt theo quy định ở 6.1.2.2 và nếu Đăng kiểm xét thấy rằng không tồn tại vùng dao động xoắn cộng hƣởng ở bên trong dải vòng quay làm việc thì có thể bỏ qua việc đo dao động xoắn. 6.2 Giới hạn ứng suất cho phép 6.2.1 Trục khuỷu 6.2.1.1 Ứng suất do dao động xoắn gây ra trên trục khuỷu của động cơ Diesel sử dụng làm máy chính của tàu phải phù hợp với những yêu cầu quy định từ (1) đến (4) sau đây: (1) Khi động cơ hoạt động lâu dài, ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá đƣa ra dƣới đây trong dải 1 vòng quay từ 80% đến 100% của vòng quay liên tục lớn nhất. (a) Đối với động cơ Diesel thẳng hàng bốn kỳ hoặc động cơ Diesel kiểu chữ V, bốn kỳ có góc nổ 45o hoặc 60o thì trị số của đƣợc tính theo công thức: = 45 - 242 1 1 (b) Đối với động cơ Diesel 2 kỳ hoặc động cơ Diesel hình chữ V, bốn kỳ khác kiểu đã quy định ở (a) trên, thì trị số đƣợc tính theo công thức sau: 1 = 45 - 29 2, trong đó: 1 1: giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với dải 0,8 < 1,0 (MPa); : tỉ số giữa vòng quay cộng hƣởng trên số vòng quay liên tục lớn nhất. (2) Trong vùng tốc độ thấp và tại 80% vòng quay liên tục lớn nhất, ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá trị số tính theo công thức sau. Trong trƣờng hợp nếu ứng suất này vƣợt quá trị số tính theo công thức ở 1 6.1.2(1) thì phải áp dụng dải vòng quay cấm quy định ở 6.3. = 2 , trong đó: 2 1 : giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với dải 0,8 (MPa); 1 : tỉ số giữa vòng quay cộng hƣởng trên số vòng quay liên tục lớn nhất. (3) Ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá đƣa ra dƣới đây trong dải vòng quay từ vòng quay liên 3 tục lớn nhất đến 115%. (a) Đối với động cơ Diesel thẳng hàng bốn kỳ hoặc động cơ Diesel hình chữ V, bốn kỳ có góc nổ 45o hoặc 60o thì trị số của đƣợc tính theo công thức sau: 3 3 = 21 + 237( - 0,8) 1 (1 < < 1,15) (b) Đối với động cơ Diesel hai kỳ hoặc động cơ Diesel bốn kỳ không phải là các loại động cơ quy định ở (a) trên đây, thì trị số đƣợc tính theo công thức sau: 3 3 = 16 + 237( - 0,8) 1 (1 < < 1,15) trong đó: : giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với vùng vòng quay; 3 1,0 < 1,15 (MPa); : tỉ số giữa vòng quay cộng hƣởng trên vòng quay liên tục lớn nhất. (4) Nếu giới hạn bền kéo của vật liệu vƣợt quá 440 MPa hoặc giới hạn chảy vƣợt quá 225 MPa thì trị số 1, 2, quy định ở (1), (2), (3) có thể tăng lên bằng cách nhân thêm với hệ số f quy định ở công thức dƣới đây: 3 m (a) Đối với và 1 3 2 T f 1 s 1 m 3 440
- (b) Đối với 2 Y f m 225 trong đó: fm: hệ số hiệu chỉnh đối với giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn của vật liệu trục; Ts: giới hạn bền kéo của vật liệu trục (MPa); tuy nhiên, trị số Ts để tính fm không đƣợc vƣợt quá 760 MPa, đối với thép rèn các bon, hoặc 1080 MPa, đối với thép rèn hợp kim thấp. Y: giới hạn chảy của vật liệu trục (MPa). 6.2.2 Trục trung gian, trục đẩy và trục chân vịt 6.2.2.1 Đối với tàu lắp động cơ Diesel, ứng suất dao động xoắn ở trục trung gian, trục đẩy và trục chân vịt phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở (1) và (2) sau đây: (1) Để đảm bảo động cơ làm việc lâu dài, ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá giá trị đƣợc tính 1 theo công thức sau đây ở vòng quay từ 80% đến 105% vòng quay liên tục lớn nhất. Ts 160 = C C (3 22) ( 0,9 ); 1 18 k D Ts 160 1,38 C C ( > 0,9 ), 1 18 k D trong đó: 1 : giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với vùng 0,8 < 1,05 (MPa); : tỉ số vòng quay cộng hƣởng trên vòng quay liên tục lớn nhất; Ts : giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu trục (MPa); Tuy nhiên, trị số Ts để sử dụng trong công thức này không đƣợc lớn hơn 800 MPa đối với trục trung gian, trục đẩy và 600 MPa đối với trục chân vịt. Nếu trục chân vịt đƣợc làm bằng vật liệu chịu ăn mòn đƣợc duyệt hoặc vật liệu khác không đƣợc bảo vệ hữu hiệu để chống nƣớc ngoài mạn ăn mòn thì trị số Ts sử dụng trong các công thức này phải do Đăng kiểm xem xét và quyết định; Ck : hệ số liên quan đến kiểu và hình dáng của trục khuỷu đƣợc quy định ở Bảng 3/6.1; CD : hệ số liên quan đến cỡ trục và đƣợc xác định theo công thức sau: 0,2 C 0,35 0,93d D trong đó: d : đƣờng kính trục (mm). (2) Trong vùng tốc độ thấp và ở 80% vòng quay liên tục lớn nhất, ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá 2 đƣa ra trong công thức dƣới đây. Trong trƣờng hợp nếu ứng suất này vƣợt quá trị số tính theo công thức đối với vùng 0,9 ở (1), thì phải sử dụng vùng tốc độ cấm đƣợc quy định ở 6.3. 1 2 = 1,7 1 Ck trong đó: : giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với vùng 0,8 (MPa); 2 Các ký hiệu khác nhƣ quy định ở (1). Đối với tàu mà chân vịt đƣợc lai bằng động cơ điện hoặc động cơ Diesel có khớp trƣợt điện từ giữa máy chính và hệ trục chân vịt thì giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn trên trục trung gian, trục đẩy và trục chân vịt còn phải thỏa mãn thêm các quy định khác. Bảng 3/6.1 - Trị số Ck
- Trục trung gian Trục đẩy Trục chân vịt Khớp Khớp nối rời hoặc lắp ép Rãnh Trên 2 phía Ở khu vực chịu tải - nối bích nóng, lắp khít hoặc lắp then của vòng trọng dọc trục của ổ liền nguội chặn đỡ bi đũa 1,0 1,0 0,6 0,85 0,85 0,55 Chú thích: Trị số Ck nằm ngoài các trị số ở bảng trên, trong từng trƣờng hợp cụ thể phải đƣợc Đăng kiểm chấp nhận. Hệ trục của trạm phát điện Ứng suất dao động xoắn trên trục khuỷu của động cơ Diesel dùng để lai máy phát điện, phải thỏa mãn các yêu cầu (1) và (2) sau đây: Ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá cho sau đây trong vùng tốc độ từ 90% đến 110% của vòng 1 quay liên tục lớn nhất. (a) Đối với động cơ Diesel bốn kỳ thẳng hàng hoặc động cơ Diesel bốn kỳ hình chữ V có góc nổ 45o hoặc 60o, thì trị số đƣợc lấy theo công thức sau: = 21 MPa 1 1 (b) Đối với động cơ Diesel hai kỳ và động cơ Diesel bốn kỳ hình chữ V, trừ các loại động cơ đã quy định ở (a), thì trị số đƣợc lấy theo công thức sau: 1 1 = 16 MPa (2) Trong vùng tốc độ thấp và tại 90% vòng quay liên tục lớn nhất, ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá cho dƣới đây. Trong trƣờng hợp nếu ứng suất này vƣợt quá trị số quy định ở 6.2.3.2(1), thì phải áp 2 1 dụng vùng tốc độ cấm quy định ở 6.3. 2 = 90 MPa 6.2.3.2 Ứng suất dao động xoắn trên trục máy phát điện do động cơ Diesel lai phải thỏa mãn các yêu cầu (1) và (2) sau đây: (1) Ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá cho sau đây trong khu vực vòng quay từ 90% đến 110% 1 vòng quay liên tục lớn nhất. 1 = 31 MPa (2) Trong vùng tốc độ thấp và tại 90% vòng quay liên tục lớn nhất, ứng suất dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá cho sau đây. Trong trƣờng hợp nếu nhƣ ứng suất này vƣợt quá trị số cho ở 6.2.3.2(1) thì phải áp 2 1 dụng vùng tốc độ cấm đƣợc quy định ở 6.3. 2 = 118 MPa 6.2.3.3 Nếu giới hạn bền kéo của vật liệu trục vƣợt quá 440 MPa hoặc giới hạn chảy vƣợt quá 225 MPa thì trị số và quy định ở 6.2.3.1 và 6.2.3.2 có thể đƣợc tăng lên bằng cách nhân thêm hệ số f quy định ở 1 2 m 6.2.1.1(4). 6.2.4 Thiết bị truyền động 6.2.4.1 Mô men dao động xoắn trên thiết bị truyền động phải thỏa mãn với các yêu cầu (1) và (2) sau đây: (1) Trong vùng áp dụng giới hạn cho phép của đƣợc quy định ở 6.2.1, 6.2.2 và 6.2.3 thì biên độ của mô men 1 dao động xoắn không đƣợc vƣợt quá mô men truyền trung bình của hệ thống. (2) Bên trong vùng, trừ vùng quy định ở 6.2.4.1 (1) thì phải áp dụng vùng vòng quay cấm trong trƣờng hợp nếu nhƣ biên độ của mô men dao động xoắn vƣợt quá mô men xoắn trung bình đƣợc truyền. 6.2.4.2 Ứng suất dao động xoắn trên trục bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu đối với trục trung gian đƣợc quy định ở 6.2.2. 6.2.4.3 Giới hạn cho phép của mô men dao động xoắn, ứng suất hoặc biên độ đối với thiết bị truyền động (bao gồm cả khớp nối trục) không phải là cơ cấu bánh răng phải đƣợc Đăng kiểm chấp nhận. 6.2.5 Tránh bậc cộng hƣởng chính
- 6.2.5.1 Bậc cộng hƣởng chính của dao động một nút trong động cơ Diesel thẳng hàng, ví dụ: bậc thứ n và thứ n/2 đối với động cơ bốn thì và bậc thứ n đối với động cơ hai thì (n là số xi lanh) không đƣợc tồn tại bên trong vùng vòng quay sau đây, trừ khi đƣợc Đăng kiểm chấp nhận. (1) Đối với hệ trục lai chân vịt: 0,8 1,1 (2) Đối với hệ trục lai máy phát điện: 0,9 1,1 ( là tỉ số vòng quay cộng hƣởng chính trên vòng quay liên tục lớn nhất). 6.2.6 Đánh giá chi tiết về sức bền Đăng kiểm sẽ xem xét riêng đối với giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn không thỏa mãn các yêu cầu ở 6.2.1, 6.2.2 và 6.2.3 với điều kiện các tài liệu chi tiết và bản tính đƣợc trình Đăng kiểm xem xét và chấp nhận. 6.3 Vùng tốc độ cấm 6.3.1 Vùng tốc độ cấm làm việc lâu dài 6.3.1.1 Nếu ứng suất dao động xoắn vƣợt quá giới hạn quy định ở 6.2, thì phải áp dụng vùng vòng quay 1 cấm giữa các giới hạn tốc độ sau đây. 16Nc (18 )Nc N 18 16 trong đó: N : vòng quay cấm (vòng/min) Nc: vòng quay cộng hƣởng (vòng/min) : tỉ số vòng quay cộng hƣởng trên vòng quay liên tục lớn nhất. Vùng vòng quay cấm phải đƣợc đánh dấu bằng sơn màu đỏ trên đồng hồ đo vòng quay của động cơ để chuyển nhanh qua khu vực này trong khi khai thác động cơ. 6.3.1.2 Nếu nhƣ tại khu vực vòng quay đƣợc đo mà ứng suất vƣợt quá giới hạn cho phép quy định ở 6.2 thì 1 khu vực vòng quay này cũng đƣợc coi là khu vực vòng quay cấm để tránh cho động cơ làm việc lâu dài ở đó, cho dù đã có yêu cầu ở 6.3.1.1. Trong quá trình xác định phải lƣu ý đến độ chính xác của đồng hồ đo vòng quay. 6.3.1.3 Nếu nhƣ động cơ không thể tránh đƣợc làm việc ở khu vực vòng quay cấm nhƣ quy định ở 6.3.1.1 và 6.3.1.2 trên đây thì phải cho động cơ chuyển nhanh qua vòng quay cộng hƣởng và phải đƣa ra các biện pháp cần thiết khác. CHƢƠNG 7 - NỒI HƠI 7.1 Quy định chung 7.1.1 Phạm vi áp dụng 7.1.1.1 Những yêu cầu trong Chƣơng này áp dụng cho các nồi hơi, trừ các nồi hơi đƣợc nêu ở (1) và (2) dƣới đây: (1) Nồi hơi với áp suất thiết kế không quá 0,1 MPa và bề mặt hấp nhiệt không quá 1 m2; (2) Nồi nƣớc nóng với áp suất thiết kế không quá 0,1 MPa và bề mặt hấp nhiệt không quá 8 m2. 7.1.2 Thuật ngữ 7.1.2.1 Các thuật ngữ đƣợc sử dụng trong Chƣơng này đƣợc định nghĩa nhƣ sau: (1) Nồi hơi là thiết bị tạo ra hơi nƣớc hoặc nƣớc nóng nhờ lửa, khí cháy hoặc các hơi nóng khác bao gồm bộ quá nhiệt, bầu hâm, bộ tiết kiệm, bộ tiết kiệm khí thải và các thiết bị tƣơng đƣơng khác; (2) Nồi hơi phụ thiết yếu là nồi hơi cung cấp hơi nƣớc cho hoạt động của các máy phụ cần thiết cho dẫn động chính, các máy phụ để phục vụ theo công dụng của tàu; (3) Nồi hơi khí thải là nồi hơi chỉ dùng nhiệt khí thải của động cơ Diesel để tạo ra hơi nƣớc hoặc nƣớc nóng, có một buồng chứa hơi hoặc một bình ngƣng và có một lối ra cho hơi hay nƣớc nóng;
- (4) Bộ tiết kiệm khí thải là thiết bị tạo ra hơi nƣớc hay nƣớc nóng chỉ nhờ dùng nhiệt của khí thải của động cơ Diesel, không có buồng chứa hơi nƣớc hoặc bình ngƣng; (5) Mặt hấp nhiệt của nồi hơi là diện tích đƣợc tính cho bề mặt phía khí cháy nơi mà một phía tiếp xúc với khí cháy còn phía kia với nƣớc nhƣng không kể mặt hấp nhiệt của bộ quá nhiệt, bầu hâm, bộ tiết kiệm và bộ tiết kiệm khí thải trừ khi đƣợc quy định riêng; (6) Áp suất làm việc đã đƣợc duyệt và áp suất danh nghĩa của nồi hơi có bộ quá nhiệt lắp đặt trong nồi hơi là tƣơng ứng là áp suất lớn nhất trong thân nồi hơi và áp suất lớn nhất tại cửa ra của bộ quá nhiệt và là áp suất điều chỉnh để mở van an toàn của bộ quá nhiệt; (7) Áp suất thiết kế là áp suất đƣợc dùng khi tính toán để quyết định các kích thƣớc của các chi tiết và là áp suất làm việc cho phép lớn nhất của chi tiết. Áp suất thiết kế cho thân nồi hơi không đƣợc nhỏ hơn áp suất làm việc đƣợc quy định cho nồi hơi. 7.1.3 Các bản vẽ và tài liệu trình duyệt 7.1.3.1 Các bản vẽ và tài liệu trình duyệt bao gồm: (1) Các bản vẽ (có chỉ rõ vật liệu và kích thƣớc): (a) Bố trí chung của nồi hơi; (b) Các chi tiết thân nồi và ống góp (bao gồm cả các phụ tùng bên trong); (c) Các chi tiết của giá lắp phụ tùng và vòi phun của nồi hơi; (d) Bố trí và các chi tiết của các ống nồi hơi; (e) Bố trí và các chi tiết của các ống của bộ quá nhiệt và bầu hâm nóng; (f) Bố trí và các chi tiết của các ống của bộ hâm tiết kiệm và bầu hâm tiết kiệm khí xả; (g) Các chi tiết của bộ hâm trƣớc không khí; (h) Bố trí và các chi tiết phụ tùng của nồi hơi; (i) Bố trí các van an toàn (cùng với các chi tiết chính); (j) Các bản vẽ khác mà Đăng kiểm thấy cần thiết. (2) Tài liệu: (a) Thông số kỹ thuật của nồi hơi; (b) Quy trình hàn, vật liệu hàn và điều kiện hàn; (c) Các tài liệu khác mà Đăng kiểm thấy cần thiết. 7.2 Vật liệu và hàn 7.2.1 Vật liệu 7.2.1.1 Vật liệu đƣợc dùng để chế tạo các chi tiết chịu áp suất của nồi hơi phải tuân theo các yêu cầu có liên quan trong theo từng công việc và đƣợc thử nghiệm theo các yêu cầu trong Phần 6A của Quy phạm này. Các loại vật liệu khác với yêu cầu của Phần 6A có thể đƣợc sử dụng với điều kiện là các đặc tính kỹ thuật của vật liệu phải đƣợc Đăng kiểm chấp thuận. 7.2.1.2 Những vật liệu không đáp ứng các yêu cầu trong 7.2.1.1 nhƣng đƣợc ghi rõ trong các tiêu chuẩn đã đƣợc công nhận có thể đƣợc sử dụng cho các phụ tùng nhƣ các van, các họng lắp trên nồi hơi khi đƣợc Đăng kiểm xem xét và chấp thuận các kích thƣớc và điều kiện phục vụ. 7.2.2 Giới hạn sử dụng của vật liệu dùng làm các phụ tùng Giới hạn sử dụng của các vật liệu dùng làm các phụ tùng phải tuân theo quy định ở 7.9.1. 7.2.3 Xử lý nhiệt thép tấm Khi xử lý nhiệt nhƣ gia công tạo hình nóng, khử ứng suất đƣợc thực hiện đối với thép tấm trong quá trình chế tạo nồi hơi, ngƣời chế tạo nồi hơi phải thông báo dự định cùng với đơn đặt hàng vật liệu. Những số liệu về thép tấm mà ngƣời chế tạo cần biết đƣợc quy định ở Phần 6A của Quy phạm này. 7.2.4 Thử không phá hủy đối với thép đúc Vật liệu thép đúc đƣợc dùng làm thân nồi hơi chịu áp suất trong phải đƣợc chụp bằng tia X quang, kiểm tra bằng hạt từ và phải đƣợc xác nhận rằng chúng không có khuyết tật có hại.
- 7.2.5 Hàn Thợ hàn nồi hơi phải phù hợp với những quy định trong Phần 6B của Quy phạm này. 7.3 Yêu cầu về thiết kế 7.3.1 Các ký hiệu Nếu không có quy định khác, trong chƣơng này sử dụng các ký hiệu nhƣ sau: f : ứng suất cho phép (MPa) phù hợp với các yêu cầu trong 7.4.1 hoặc 9.2.1; T : chiều dày quy định (mm) đƣợc tính theo áp suất thiết kế. áp suất cho phép là áp suất có đƣợc khi thay chiều dày quy định bằng chiều dày thực trong công thức; P : áp suất thiết kế (MPa); J : giá trị nhỏ nhất của hệ số bền của mối nối đƣợc quy định ở 7.4.2; R : bán kính trong của thân nồi hơi (mm). 7.3.2 Áp suất thiết kế của bộ tiết kiệm và bộ tiết kiệm khí xả 7.3.2.1 Áp suất thiết kế của bộ tiết kiệm không đƣợc nhỏ hơn áp suất làm việc lớn nhất của bộ tiết kiệm đƣợc xác định trên cơ sở áp suất làm việc lớn nhất của bơm cấp nƣớc. 7.3.2.2 Áp suất thiết kế của bộ tiết kiệm khí xả không đƣợc nhỏ hơn áp suất làm việc lớn nhất của bộ tiết kiệm khí xả đƣợc xác định trên cơ sở áp suất làm việc lớn nhất của bơm tuần hoàn nƣớc nồi hơi. 7.3.3 Các lƣu ý đối với sức bền kết cấu 7.3.3.1 Khi tác động của các ứng suất bổ sung nhƣ tập trung ứng suất cục bộ, tải trọng lặp lại và ứng suất nhiệt là đáng kể thì phải có các biện pháp thích hợp nhƣ tăng chiều dày nếu thấy cần thiết. 7.3.3.2 Những phần đƣợc cố định của ống lửa của nồi hơi kiểu đứng phải đƣợc thiết kế sao cho sự biến dạng của ống lửa do dãn nở nhiệt của lò đốt bán cầu không bị cản giữ quá chặt. 7.3.3.3 Cần phải xem xét đầy đủ theo các quy định (1) và (2) dƣới đây để ngăn ngừa trƣớc sự quá nóng các ống nƣớc của nồi hơi có sản lƣợng nhiệt của buồng cháy cao. (1) Nƣớc nồi hơi phải đủ tuần hoàn tới các ống nƣớc; (2) Các phƣơng tiện làm mềm nƣớc phải đƣợc trang bị. 7.3.4 Nồi hơi có dạng không thông thƣờng 7.3.4.1 Khi việc tính sức bền theo các quy định từ 7.5 tới 7.7 là không thực tế hoặc không hợp lý vì hình dạng của bộ phận chịu áp suất khác thƣờng thì phải tiến hành các tính toán chi tiết thích hợp khác với sự chấp thuận của Đăng kiểm và Đăng kiểm sẽ xem xét việc tính toán theo các quy định 7.5 đến 7.7 có lƣu ý đến kết quả tính toán. 7.3.4.2 Khi việc thiết kế theo các yêu cầu từ 7.5 tới 7.7 không thích hợp vì hình dạng các bộ phận chịu áp suất khác thƣờng phải đo ứng suất hoặc biến dạng dƣới tải trọng phù hợp với sự chấp thuận của Đăng kiểm và Đăng kiểm sẽ xem xét việc đo đó theo các quy định ở 7.5 đến 7.7 có lƣu ý đến các kết quả đo. 7.3.5 Các lƣu ý đối với việc lắp đặt 7.3.5.1 Nồi hơi phải đƣợc lắp đặt sao cho tác động của các tải trọng hoặc ngoại lực sau đây là nhỏ nhất: (1) Các chuyển động hoặc chấn động của tàu do máy móc sinh ra; (2) Ngoại lực sinh ra do các ống và các chi tiết đỡ đƣợc lắp vào nồi hơi; (3) Sự dãn nở nhiệt do sự thay đổi nhiệt độ. 7.3.5.2 Nồi hơi phải đƣợc lắp đặt ở vị trí xa các vách ngăn đến mức có thể thực hiện đƣợc 7.3.6 Bảo vệ chống ngọn lửa Khi phần bầu góp và ống góp là phần tiếp xúc với lửa hoặc khí có nhiệt độ cao thì phải có thêm cách nhiệt hoặc các biện pháp thích hợp khác. 7.3.7 Lƣu ý cháy muội Đối với nồi hơi khí thải và bộ tiết kiệm khí thải phải lƣu ý để tránh cho chúng khỏi bị hƣ hại do cháy muội. 7.4 Ứng suất cho phép và hệ số bền của mối nối
- 7.4.1 Ứng suất cho phép 7.4.1.1 Ứng suất cho phép đối với từng loại vật liệu đƣợc xác định nhƣ sau: Nhiệt độ kim loại thƣờng đƣợc dùng để đánh giá ứng suất cho phép của nồi hơi là nhiệt độ thiết kế lớn nhất của chất lỏng bên trong và nhiệt độ của bề mặt hấp nhiệt phải đƣợc tăng thêm trị số nhiệt độ cho trong Bảng 3/7.1. Nhiệt độ kim loại không đƣợc nhỏ hơn 250 0C. (1) Ứng suất cho phép f của thép các bon (kể cả thép cácbon mangan) và thép hợp kim thấp (không kể thép đúc) không đƣợc lớn hơn giá trị có đƣợc từ các công thức sau đây lấy giá trị nào nhỏ hơn. Ứng suất cho phép ở mỗi một nhiệt độ kim loại cũng có thể lấy theo những giá trị đƣợc cho trong Bảng 3/7.2 thay cho việc tính theo công thức sau đây: R E S S f 20 ; f t ; f R ; f C 1 2,7 2 1,6 3 1,6 4 1,0 trong đó: 0 R20: giới hạn bền kéo của thép ở nhiệt độ 20 C (MPa); Et : giới hạn chảy của kim loại đang xét ở nhiệt độ của kim loại (hoặc giới hạn chảy quy ƣớc) (MPa). SR : ứng suất trung bình của thép đang xét để gây ra sự phá hủy trong 100.000 giờ ở nhiệt độ kim loại, nếu độ rộng của giới hạn dải phân tán các kết quả vƣợt quá 20% giá trị trung bình thì bằng 1,25 lần ứng suất nhỏ nhất ở nhiệt độ kim loại gây ra sự phá hủy trong 100.000 giờ (MPa); SC : ứng suất trung bình để tạo ra sự dãn dài 1% của thép đang xét trong 100.000 giờ ở nhiệt độ của kim loại (MPa). Bảng 3/7.1 - Lƣợng tăng nhiệt độ so với nhiệt độ chất lỏng bên trong cho nhiệt độ kim loại tại mặt hấp nhiệt Mặt hấp nhiệt nói chung Hấp nhiệt tiếp xúc 25 oC Hấp nhiệt bằng bức xạ 50 oC Mặt hấp nhiệt của bộ quá nhiệt Hấp nhiệt tiếp xúc 35 oC Hấp nhiệt bằng bức xạ 50 oC Mặt hấp nhiệt của bộ tiết kiệm và bộ tiết kiệm khí xả 25 oC Bảng 3/7.2 - Trị số ứng suất cho phép Loại vật liệu (cấp) Ứng suất cho phép f (MPa) 250 300 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 oC oC oC oC oC oC oC oC oC oC oC oC P 42 110 104 103 96 88 76 57 39 - - - - Tấm thép cán P 46 122 117 113 106 95 80 58 39 - - - - dùng cho nồi hơi P 49 124 122 121 114 102 84 58 39 - - - - PA 46 122 117 113 113 113 108 101 90 69 48 - - PA 49 124 122 121 121 121 117 106 91 69 48 - - BH 1 105 104 103 97 88 76 57 39 - - - - Bầu góp BH 2 117 115 113 106 95 80 58 39 - - - - bằng thép BH 3 102 99 96 96 96 93 91 87 67 - - - BH 4 106 104 103 103 103 102 98 92 74 - - - BH 5 106 104 103 103 103 102 98 92 81 64 - - BH 6 106 104 103 103 103 102 98 92 81 64 - - STB33 86 84 81 78 74 66 - - - - - - Ống thép STB35 88 87 86 82 76 76 53 - - - - -
- dùng cho nồi STB42 113 104 103 97 88 94 57 - - - - - hơi STB12 102 99 96 96 96 102 91 87 69 - - - STB22 106 104 103 103 103 102 98 92 81 64 44 - STB23 106 104 103 103 103 102 98 92 81 64 47 34 STB24 106 104 103 103 103 102 98 92 81 64 48 36 Thép rèn 1/4 giới hạn bền kéo của vật liệu (khi đƣợc dùng ở 350 oC hoặc thấp hơn) (Xem Phần 6A) Thép đúc 1/5 giới hạn bền kéo của vật liệu (khi đƣợc dùng ở 350 oC hoặc thấp hơn) (Xem Phần 6A) Chú thích: Trong trƣờng hợp nhiệt độ kim loại ở giữa các trị số đã cho trong bảng thì trị số ứng suất cho phép đƣợc xác định bằng phép nội suy. (2) Ứng suất cho phép của ống thép hàn điện trở (hàn tiếp xúc) phải bằng 85% giá trị trong Bảng 3/7.2; (3) Ứng suất cho phép của thép đúc phải bằng 80% giá trị tính đƣợc theo công thức ở (1) hoặc giá trị cho phép trong Bảng 3/7.2. Không đƣợc dùng thép đúc có chiều dày quá 50 mm nếu không có sự chấp thuận trƣớc của Đăng kiểm; (4) Giá trị ứng suất của vật liệu khác với các loại đƣợc chỉ ra trong (1) và (3) sẽ đƣợc Đăng kiểm xem xét riêng từng trƣờng hợp có tính tới các đặc tính cơ học của vật liệu. 7.4.2 Hệ số sức bền của mối nối và thanh giằng 7.4.2.1 Hệ số sức bền của mối nối đƣợc xác định nhƣ sau: (1) Vỏ liền: 1,0 (2) Vỏ hàn: (a) Mối nối hàn giáp mép hai phía: 1,0 (b) Trƣờng hợp khác: 0,9 7.4.2.2 Hệ số sức bền của thanh giằng đƣợc tính nhƣ sau: (1) Hệ số sức bền của thanh giằng dọc (dƣới đây đƣợc gọi là "hệ số dọc") hƣớng theo hàng của các lỗ ống trên tấm vỏ có hàng song song hoặc gần song song với các trục vỏ, hoặc vỏ hay mặt sàng có một số hàng song song với khoảng cách đủ giữa chúng phải đƣợc xác định theo công thức sau: (a) Khi khoảng cách tâm các lỗ ống là đều, trong đó: p d J 1 p J1 : hệ số sức bền của thanh giằng; p : khoảng cách tâm các lỗ ống (mm); d : đƣờng kính các lỗ ống (mm). L nd J 2 L (b) Khi khoảng cách tâm các lỗ ống không đều, trong đó: J2 : hệ số sức bền của thanh giằng; d : đƣờng kính các lỗ ống (mm); L : tổng độ dài khoảng cách giữa các tâm tƣơng ứng với n thanh giằng liên tiếp (mm); n : số lỗ ống trên chiều dài L. (2) Hệ số sức bền của thanh giằng vòng tròn (dƣới đây đƣợc gọi là "hệ số vòng tròn") ở vùng các lỗ ống đƣợc khoan theo hƣớng vòng tròn của vỏ phải đƣợc tính tƣơng tự nhƣ ở (1) trên và không nhỏ hơn 50% hệ số dọc.



