Giáo trình Trang trí hệ động lực tàu thủy - Nghề: Khai thác máy tàu thủy

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I

GIÁO TRÌNH

MÔN HỌC: TRANG TRÍ

HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

NGHỀ: KHAI THÁC MÁY TÀU THỦY

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số:

ngày tháng năm 2017

của Hiệu trường Trường Cao đẳng Hàng hải I

Hải phòng, năm 2017

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép

dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh

thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2

LỜI GIỚI THIỆU

Cùng với xu hướng hội nhập, ngành hàng hải nước ta đã và đang phát triển

cả về số lượng và chất lượng, ngày càng khẳng định được vị thế của mình trong

ngành hàng hải khu vực cũng như trên thế giới.

Nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo thuyền viên ngay từ khi còn học tập tại ghế

nhà trường cũng như việc cung cấp cho học sinh, sinh viên vốn kiến thức nhất định

để vận dụng vào khai thác hệ động lực tàu thủy một cách an toàn, tin cậy và đạt

hiệu quả kinh tế cao, giáo trình “Trang trí hệ động lực tàu thủy” được biên soạn

trên cơ sở các giáo trình về hệ trục tàu thủy và khai thác hệ động lực tàu thủy

trong và ngoài nước.

Giáo trình “Trang trí hệ động lực tàu thủy” được biên soạn bởi nhóm tác giả

là những Thạc sỹ, Máy trưởng tàu biển có nhiều kinh nghiệm thực tiễn và nhiều

năm tham gia giảng dạy, huấn luyện trong nhà trường, mong muốn cung cấp cho

người học những kiến thức cơ bản nhất về hệ động lực tàu thủy, từ đó người học

có thể vận dụng vào thực tiễn nhằm khai thác động cơ Diesel nói riêng và con tàu

nói chung một cách an toàn, tin cậy và đạt hiệu quả kinh tế cao.

Vì thời gian biên soạn có hạn nên không thể tránh khỏi những khiếm khuyết,

tác giả rất mong nhận được ý kiến tham gia, đóng góp quý báu của các Thầy cô,

bạn bè, đồng nghiệp để cuốn sách ngày càng hoàn thiện hơn, phục vụ tốt hơn cho

sự phát triển chung của nhà trường.

Hải Phòng, ngày 19 tháng 9 năm 2017

Tham gia biên soạn

1. Chủ biên: Ths Bùi Thanh Tùng

2. Ths, Mtr: Trần Đức Hòa

3

MỤC LỤC

TT

Nội dung

Trang

1

Lời giới thiệu

Mục lục

3

2

3

4

Danh mục bảng, biểu

Nội dung

6

8

9

Chương 1. Khái niệm và phân loại hệ động lực tàu thủy

1. Khái niệm hệ động lực tàu thủy

2. Phân loại trang trí động lực

9

11

2

3. Hệ động lực Diesel truyền động lai chân vịt

4. Yêu cầu đối với hệ động lực tàu thủy

Chương 2. Hệ trục và các thiết bị của hệ trục

1. Nguyên tắc bố trí hệ trục tàu thủy

2. Trục chân vịt

15

18

20

22

24

28

31

33

35

38

3. Ống bao trục chân vịt

4. Gối đỡ trục chân vịt

5. Làm kín ống bao trục chân vịt

6. Bôi trơn và làm mát gối đỡ trục chân vịt

7. Trục trung gian và gối đỡ trục trung gian

8. Trục đẩy và gối đỡ trục đẩy

Chương 3. Phương thức và thiết bị truyền động

1. Phương thức truyền động

4

2. Thiết bị truyền động thuỷ lực

3. Li hợp ma sát

42

45

52

55

56

58

60

4. Truyền động bánh răng

Chương 4. Dao động của hệ trục

1. Dao động xoắn của hệ trục

2. Dao động dọc của hệ trục

3. Dao động ngang của hệ trục

Tài liệu tham khảo

5

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Tên hình vẽ, đồ thị

Stt

Trang

Hình 1.1. Sơ đồ mô tả một hệ thống năng lượng tua-bin hơi đơn

giản nhất.

Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý thiết bị năng lượng tua-bin khí chu trình

hở đơn giản nhất.

1

2

11

12

3

4

5

6

7

8

9

Hình 2.1. Sơ đồ hệ trục một đường trục

Hình 2.2. Vị trí đường trục

18

19

21

23

25

26

27

29

30

31

32

33

34

35

36

42

43

44

47

49

50

Hình 2.3. Kết cấu trục chân vịt

Hình 2.4. Kết cấu ống bao trục chân vịt

Hình 2.5. Kết cấu gối trục chân vịt bằng hợp kim ba bít

Hình 2.6. Kết cấu gối trục chân vịt bằng gỗ gai ắc

Hình 2.7. Kết cấu gối trục chân vịt bằng cao su

10 Hình 2.8. Kết cấu làm kín kiểu t-rết

11 Hình 2.9. Làm kín phía sau

12 Hình 2.10. Làm kín phía trước

13 Hình 2.11. Hệ thống gối trục bôi trơn và làm mát bằng nước

14 Hình 2.12. Hệ thống gối trục bôi trơn và làm mát bằng dầu nhờn

15 Hình 2.13. Kết cấu trục trung gian bích rèn liền

16 Hình 2.14. Gối đỡ trục trung gian

17 Hình 2.15. Kết cấu trục đẩy một vòng đẩy

18 Hình 2.16. Cấu tạo gối đỡ trục đẩy

19 Hình 3.1. Nguyên lý làm việc của thiết bị truyền động thủy lực

20 Hình 3.2. Nguyên lý làm việc của khớp nối thủy lực

21 Hình 3.3. Nguyên lý làm việc của biến tốc thủy lực

22 Hình 3.4. Sơ đồ ly hợp ma sát đơn giản

23 Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý bộ ly hợp ma sát nhiều đĩa

24 Hình 3.6. Sơ đồ nguyên lý bộ ly hợp ma sát hình chóp tròn

6

25 Hình 3.7. Sơ đồ ly hợp hình trống kiểu săm hơi

51

53

57

26 Hình 3.8. Sơ đồ đơn giản của truyền động bánh răng hành tinh

27 Hình 4.1. Phương pháp sử dụng gối chặn liên kết với vỏ tàu qua xy

lanh thủy lực

7

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC

Tên môn học: TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY

Mã môn học: MH.6840111.17.01

Thời gian thực hiện môn học: 30 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành: 0 giờ;

Kiểm tra: 2 giờ)

I. Vị trí, tính chất của môn học:

- Vị trí: Môn học được thực hiện sau khi học xong các môn học, mô đun cơ sở

ngành; Động cơ Diessel 1; Máy phụ tàu thủy.

- Tính chất: Trang trí hệ động lực tàu thủy là môn học rất quan trọng thuộc các

môn học, mô đun đào tạo học sinh, sinh viên nghành khai thác máy tàu biển.

- Ý nghĩa và vai trò: Môn học này cung cấp cho sinh viên các kiến thức về các

trang thiết bị và cách bố trí lắp đặt hệ thống động lực tàu thủy một cách an toàn và

đạt hiệu quả kinh tế.

II. Mục tiêu môn học:

- Về kiến thức: Trình bày được nguyên tắc bố trí, lắp đặt, cấu tạo, nguyên lý

hoạt động của các thiết bị động lực tàu thủy.

- Về kỹ năng: Vận dụng được vào thực tế khi bố trí lắp đặt và vận hành hệ động

lực đảm bảo an toàn, tin cậy và kinh tế.

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Nghiêm túc chấp hành quy trình lắp đặt,

yêu cầu kỹ thuật và các qui định của Đăng kiểm.

Nội dung của môn học:

8

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI HỆ ĐỘNG LỰC

TÀU THỦY

Mã chương: MH.6840111.17.01

Giới thiệu: Chương khái niệm và phân loại hệ động lực tàu thủy giới thiệu khái

niệm, phân loại và các cầu đối với hệ động lực tàu thủy.

Mục tiêu:

- Kiến thức: Trình bày được khái niệm hệ động lực tàu thủy, các thiết bị động lực

chính và các thiết bị phụ.

- Kỹ năng: Phân biệt được các loại thiết bị động lực chính và các thiết bị phụ, chức

năng nhiệm vụ của từng loại.

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Nghiêm túc trong học tập và có lòng yêu

nghề.

Nội dung chính:

1. Khái niệm hệ động lực tàu thủy

1.1 Thiết bị động lực chính

Thiết bị động lực chính là hệ thống các thiết bị có nhiệm vụ bảo đảm tốc

độ và phương hướng hoạt động của tàu, bao gồm các bộ phận sau:

Động cơ chính: Động cơ chính là động cơ phát ra công suất truyền cho

thiết bị đẩy tạo nên lực đẩy tàu. Động cơ chính có thể là động cơ Diesel, động

cơ hơi nước, tua bin hơi, tua bin khí hoặc động cơ điện trong truyền động điện lai

chân vịt.

Thiết bị đẩy: Là thiết bị tạo ra lực đẩy tàu. Các loại thiết bị đẩy thường

dùng như guồng quay, chân vịt, thiết bị đẩy kiểu phụt,... Trong các loại thiết bị

đẩy, chân vịt là loại thiết bị đẩy được dùng phổ biến nhất. Chân vịt gồm hai loại,

chân vịt định bước và chân vịt biến bước.

Thiết bị truyền động: Thiết bị truyền động có nhiệm vụ tiếp nhận công suất

từ động cơ chính truyền cho thiết bị đẩy để tạo ra lực đẩy tàu. Thiết bị truyền động

bao gồm: hệ trục, các thiết bị của hệ trục và các hệ thống phục vụ.

Nồi hơi chính: Nồi hơi chính có nhiệm vụ cung cấp hơi nước làm công

chất cho động cơ chính và các máy móc phụ.

Thiết bị tải công chất: Nhiệm vụ của thiết bị tải công chất là tải hơi nước,

khí cháy đến động cơ chính, động cơ phụ, bao gồm các hệ thống ống hơi, ống khí

cháy,...

9

1.2 Thiết bị phụ

Thiết bị phụ có nhiệm vụ cung cấp công chất cho tàu lúc hành trình, tác

nghiệp, sinh hoạt và dự trữ, bao gồm các bộ phận sau:

Tổ máy phát điện: Có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho toàn tàu, nếu hệ

động lực của tàu là truyền động điện thì phải có hệ thống máy phát và động cơ

điện lai chân vịt.

Hệ thống khí cao áp: Có nhiệm vụ cung cấp không khí cao áp cho toàn tàu

dùng để khởi động động cơ Diesel, dùng trong sửa chữa, tự động hoá,…Hệ thống

bao gồm máy nén khí, chai gió nén, đường ống và các van,…

Hệ thống nước cao áp: Dùng trong cứu hỏa, sinh hoạt và vệ sinh.

Nồi hơi phụ: Có nhiệm vụ cung cấp hơi nước để hâm dầu, hâm nước, sưởi

không khí, sấy khô,…

1.3 Thiết bị đảm bảo an toàn trên tàu

Thiết bị đảm bảo an toàn có nhiệm vụ phòng chống những sự cố xảy ra trên

tàu, đảm bảo cho tàu hoạt động được an toàn. Bao gồm những hệ thống thiết bị

sau:

a. Hệ thống hút khô và hệ thống ballast.

+ Hệ thống hút khô: Giữ cho buồng máy, hầm hàng luôn được khô ráo, bảo quản

hàng hóa chuyên chở, giảm nồng độ khí độc, cải thiện điều kiện làm việc cho

thuyền viên khi làm việc dưới hầm hàng, buồng máy.

+ Hệ thống ballast: Dùng để cân chỉnh tàu, tăng tính ổn định cho tàu.

b. Hệ thống phòng cháy và chữa cháy.

+ Hệ thống phòng cháy: Bao gồm các thiết bị cảm ứng khói, chuông báo cháy.

+ Hệ thống chữa cháy:

- Hệ thống chữa cháy bằng nước biển.

- Hệ thống chữa cháy bằng trạm CO₂.

- Hệ thống phun sương mù.

- Hệ thống chữa cháy bằng các thiết bị cứu hỏa xách tay.

- Hệ thống chữa cháy bằng bọt hóa học.

c. Thiết bị phòng độc: Bao gồm quần áo chịu nhiệt, bình thở, túi thở, mặt lạ phòng

độc, thiết bị lặn dùng cho cá nhân.

d. Thiết bị phục vụ sửa chữa: Bao gồm các thiết bị sửa chữa chuyên dùng, thiết bị,

10

vật tư, phụ tùng thay thế.

1.4 Thiết bị sinh hoạt, thiết bị tàu bè

Thiết bị sinh hoạt là những thiết bị đảm bảo điều kiện sinh hoạt cho thuyền

viên và hành khách trên tàu, bao gồm: hệ thống thông gió, hệ thống điều hòa nhiệt

độ, hệ thống vệ sinh, hệ thống nước sinh hoạt, hệ thống chiếu sáng,…

Thiết bị tàu bè bao gồm thiết bị neo, lái, thiết bị xếp dỡ hàng hóa, thiết bị

cứu sinh và các thiết bị chuyên dụng đặc biệt.

2. Phân loại trang trí động lực

2.1. Hệ động lực hơi nước

- Máy hơi trực tiếp lai chân vịt.

- Máy hơi gián tiếp lai chân vịt.

- Tuabin hơi truyền động điện lai chân vịt.

1

2

3

4

7

6

5

Sơ đồ mô tả một hệ thống năng lượng tua-bin hơi đơn

Hình 1.1:

giản nhất.

1– Chân vịt, 2– Bộ giảm tốc, 3– Tua-bin, 4– Nồi hơi,

5– Bơm cấp, 6– Bầu ngưng, 7– Nước biển làm mát.

2.2. Hệ động lực khí cháy:

- Trang trí cho tàu thủy chủ yếu là tuabin khí và động cơ Diesel.

11

1

2

3

5

4

Sơ đồ nguyên lý thiết bị năng lượng tua-bin khí chu

trình hở đơn giản nhất.

Hình 1.2:

1– Chân vịt, 2– Bộ giảm tốc, 3– Tua-bin khí,

4– Máy nén khí, 5– Buồng đốt.

2.3. Đặc điểm của các loại trang trí động lực

2.3.1. Hệ động lực hơi nước:

- Sử dụng công chất là nước.

- Nhiệt độ của nước và khí cháy trao đổi qua thành ống nên hiệu suất thấp.

- Có thiết bị phụ phức tạp nên kích thước và trọng lượng lớn.

- Hơi có P và t^ocao lưu thông không ngừng trong hệ thống đường ống nên rất

nguy hiểm cho người sử dụng.

- Hệ động lực hơi nước có thời gian khởi động tương đối dài, do đó tính cơ động

của tàu thấp.

2.3.2. Hệ động lực khí cháy:

- Công chất là sản phẩm cháy của nhiên liệu được hình thành ngay trong buồng

đốt động cơ. Động cơ có hiệu suất cao, thiết bị đơn giản.

- ¸p suất và nhiệt độ tức thời trong xylanh rất cao, do vậy tuổi thọ của động cơ

ngắn.

- Nhiệt độ khí xả cao mang nhiều nhiệt năng ra ngoài. Nếu lượng nhiệt năng này

được tận dụng bằng các thiết bị đặc biệt thì nâng cao được hiệu suất nhiệt và kinh

tế của động cơ.

- Động cơ phải có thiết bị đảo chiều phức tạp.

- Khi động cơ làm việc ở chế độ nhỏ tải thì quá trình cháy nhiên liệu trong

xylanh động cơ không tốt lắm nên suất tiêu hao nhiên liệu tăng, động cơ làm

việc không ổn định.

12

Việc phân loại trang trí động lực tàu thủy thường căn cứ vào động cơ chính

và phương thức truyền động. Trang trí động lực tàu thủy trải qua quá trình phát

triển cho tới hiện nay gồm các loại hình:

- Hệ động lực Tuabin truyền động gián tiếp lai chân vịt;

- Hệ động lực Tuabin truyền động điện lai chân vịt;

- Hệ động lực máy hơi nước truyền động trực tiếp lai chân vịt;

- Hệ động lực máy hơi nước truyền động gián tiếp lai chân vịt;

- Hệ động lực Diesel truyền động trực tiếp lai chân vịt;

- Hệ động lực Diesel truyền động gián tiếp lai chân vịt;

- Hệ động lực Diesel truyền động đặc biệt lai chân vịt;

- Hệ động lực hỗn hợp (máy hơi và tua–bin hơi hỗn hợp, máy hơi và Diesel hỗn

hợp, tua–bin khí hỗn hợp) lai chân vịt;

- Hệ động lực nguyên tử lai chân vịt.

Ngày nay ngành chế tạo động cơ Diesel thủy ngày càng một phát triển thì

ngành chế tạo các thiết bị truyền động và chân vịt cũng được phát triển và hoàn

thiện hơn. Cho nên động cơ Diesel ngày nay được sử dụng phổ biến trên tàu thủy,

sau đây ta chỉ tìm hiểu chủ yếu về hệ động lực Diesel lai chân vịt.

3. Hệ động lực Diesel truyền động lai chân vịt

3.1 Hệ động lực Diesel truyền động trực tiếp lai chân vịt

a. Đặc điểm:

- Tốc độ quay và chiều quay của chân vịt giống như tốc độ quay và chiều quay

của động cơ chính.

- Động cơ chính thường là động cơ Diesel thấp tốc, phổ biến là động cơ hai kỳ

thấp tốc, có tăng áp, có pa tanh bàn trượt, đảo chiều quay trực tiếp và sử dụng

nhiên liệu nặng ( nhiên liệu rẻ tiền). Động cơ thường dùng của các hãng SULZER,

MAN, BURMEISTER AND WAIN, FIAT…

b. Ưu điểm:

- Hiệu suất truyền động cao, hiệu suất công tác của chân vịt cao.

- Trang trí động lực đơn giản, tin cậy, tuổi thọ cao.

- Vận hành bảo dưỡng dễ dàng, làm việc ít chấn động.

c. Nhược điểm:

- Kích thước, trọng lượng của động cơ Diesel lớn, do vậy không thuận lợi trong

13

việc trang trí đối với các tàu thủy cỡ trung bình và nhỏ, thể tích buồng máy hạn

chế.

3.2 Hệ động lực Diesel truyền động gián tiếp lai chân vịt

a. Đặc điểm:

- Tốc độ quay của chân vịt khác với tốc độ quay của động cơ.

- Động cơ chính thường sử dụng là động cơ Diesel trung hoặc cao tốc.

- Thường được trang bị cho các tàu có kích thước buồng máy hạn chế như tàu

quân sự, tàu khách, tàu công tác kỹ thuật khác...

b. Ưu điểm:

- Trọng lượng và kích thước của hệ động lực giảm.

- Có thể sử dụng máy phát điện đồng trục.

c. Nhược điểm: Trang trí phức tạp, hiệu suất truyền động thấp.

3.3 Hệ động lực Diesel truyền động đặc biệt lai chân vịt

3.3.1. Hệ động lực Diesel truyền động điện lai chân vịt

a. Đặc điểm:

Trang trí cho những tàu cần tính cơ động cao, linh hoạt trong thao tác, tàu có

trạng thái công tác thường xuyên thay đổi, không có liên hệ cơ giới giữa đông cơ

Diesel và chân vịt, không có hệ trục trung gian, động cơ Diesel chính có thể đặt ở

vị trí tùy ý thích hợp trong buồng máy không phụ thuộc vào vị trí đặt trục chân vịt,

động cơ Diesel thường dùng là động cơ 4 kỳ trung hoặc cao tốc, có chiều quay

không đổi.

b. Ưu điểm:

- Hệ trục ngắn, động cơ Diesel chính có thể đặt ở vị trí tùy ý, chỉ cần thay đổi

chiều quay của động cơ điện là có thể thay đổi được đặc tính công tác của chân vịt

theo yêu cầu,

- Thao tác vận hành đơn giản, thuận lợi cho việc điều khiển từ xa.

- Động cơ Diesel chính không hạn chế bởi đặc tính công tác của chân vịt, có thể

dùng động cơ cao tốc quay một chiều.

- Kích thước và trọng lượng của hệ động lực nhỏ.

c. Nhược điểm:

- Hiệu suất của hệ động lực thấp, giá thành cao.

- Cấu tạo phức tạp, tính kinh tế thấp, đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ

14

nhất định về điện.

3.3.2. Hệ động lực Diesel lai chân vịt biến bước

a. Đặc điểm:

Động cơ Diesel chỉ cần quay một chiều, có thể sử dụng phương thức truyền

động trực tiếp hoặc gián tiếp lai chân vịt.

b.Ưu điểm:

- Không cần thay đổi chiều và tốc độ quay động cơ mà vẫn thay đổi được chiều

và tốc độ chuyển động của tàu, đặc tính công tác của chân vịt có thể thay đổi tùy ý.

- Tính kinh tế cao, luôn phát huy được hết công suất của động cơ.

- Tàu có tính cơ động cao, thuận tiện cho việc điều khiển từ xa.

c. Nhược điểm:

- Giá thành cao.

- Kết cấu hệ thống điều khiển bước của chân vịt phức tạp, khó bảo dưỡng, sửa

chữa.

4. Yêu cầu đối với hệ động lực tàu thủy

4.1. Yêu cầu đối với hệ động lực

Hệ động lực là một bộ phận quan trọng của con tàu. Đặc điểm và yêu

cầu của hệ động lực quyết định khả năng khai thác an toàn của con tàu. Yêu cầu

chung đối với hệ động lực tàu thủy là:

- Sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng (nhiệt năng, hóa năng thành cơ năng

hoặc điện năng) phải đạt được tính kinh tế cao;

- Thiết bị đơn giản;

- Làm việc tin cậy;

- Kích thước và trọng lượng nhỏ;

- Giá thành rẻ, chi phí khấu hao thấp;

- Tuổi thọ công tác của hệ động lực phải cao (thời gian làm việc liên tục giữa 2 lần

sửa chữa lớn)

Thông thường để đạt được toàn bộ các yêu cầu trên là rất khó và không thực

hiện được, bởi vì một số các yêu cầu trên là mâu thuẫn lẫn nhau. Do vậy, tùy

thuộc vào mục đích thiết kế mà đạt được một số yêu cầu nhất định.

4.2. Lựa chọn hệ động lực lai chân vịt

4.2.1 Loại hình trang trí động lực

15

Thiết kế tàu dân dụng hay quân dụng, việc chọn trang trí động lực là một

vấn đề phức tạp và quan trọng. Khi lựa chọn hình thức trang trí động lực phải

đồng thời giải quyết hai vấn đề, đó là: quyết định kiểu loại máy chính và

phương thức truyền động. Việc quyết định số lượng chân vịt có liên quan mật

thiết đến các vấn đề trên, điều này ảnh hưởng đến thực chất và hình thức trang trí

động lực tàu thủy (ở đây phải xét đến đặc tính kỹ thuật của động cơ và phương

thức truyền động).

Việc lựa chọn trang trí động lực phải căn cứ vào những yêu cầu thiết kế chủ

yếu kết hợp với các điều kiện cụ thể như: công dụng, nhiệm vụ của tàu (đối với

tàu dân dụng) hay khả năng tác chiến (đối với tàu quân dụng); vùng hoạt động;

tính năng và tốc độ; công suất hệ động lực; phân khoang và kích thước buồng

máy; độ tin cậy; tính kinh tế; các chỉ tiêu đánh giá và thiết kế; luật áp dụng và các

yêu cầu khác.

4.2.2 Động cơ chính

Một trong những điều kiện quan trọng nhất và cũng là điều kiện có tính chất

quyết định là vấn đề nhiên liệu và khả năng cung cấp động cơ (hay khả năng đặt

mua động cơ).

Trong phát triển trang trí động lực, động cơ Diesel đang được sử dụng rộng

rãi, chủ yếu là vì các lý do sau:

- Thứ nhất, động cơ Diesel tăng áp và bộ giảm tốc được dùng một cách rộng rãi,

thích hợp cho việc sử dụng động cơ có công suất lớn với kích thước và trọng

lượng nhỏ; mức độ tự động hóa cao; dễ dàng cho phối hợp và lắp đặt.

- Thứ hai, động cơ Diesel sử dụng nhiên liệu nặng một cách có hiệu quả, đảm

bảo cho chi phí vận tải giảm xuống một cách thích đáng.

- Thứ ba, do tiến bộ của khoa học và công nghệ, động cơ Diesel ngày càng được

cải tiến và hiện đại, giảm đáng kể suất tiêu hao nhiên liệu kết quả đã nâng cao

được hiệu suất của hệ thống động lực. Điều đó làm cho động cơ Diesel phù hợp

hơn với trang trí động lực của các tàu hiện tại.

Về kỹ thuật và công nghệ chế tạo máy hơi nước, các kiểu máy hơi cũ được

thay thế dần bằng kiểu máy hơi có thông số hơi nước cao, nâng cao tính kinh tế.

Tuy nhiên, việc sử dụng các loại hình trang trí động lực hơi nước là rất hạn chế

chủ yếu là do hiệu suất thấp, mức độ tự động hóa và hiện đại hóa, khả năng đáp

ứng đối với hệ thống động lực hiện đại... Chính vì vậy, loại hình hệ thống động

lực hơi nước chỉ áp dụng trong những trường hợp đặc biệt.

Ngoài ra việc sử dụng động cơ phản lực, Tuabin khí trong trang trí động lực

16

đã tăng một cách đáng kể, song phạm vi áp dụng chưa được rộng rãi.

Tóm lại, khi thiết kế trang trí động lực, tốt nhất là tiến hành so sánh các

phương án, tìm ưu khuyết điểm của từng phương án, sau đó chọn lấy phương án

tối ưu nhất, phù hợp với điều kiện thực tế sử dụng.

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1: Trình bày khái niệm và nhiệm vụ của các loại thiết bị động lực?

Câu 2: Trình bày cách phân loại và đặc điểm của từng loại trang trí động lực?

Câu 3: Trình bày đặc điểm và phân tích ưu nhược điểm của từng loại hệ động lực

Diesel truyền động lai chân vịt?

Câu 4: Trình bày các yêu cầu đối với hệ động lực tàu thủy?

17

CHƯƠNG 2: HỆ TRỤC VÀ CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ TRỤC

Mã chương: MH.6840111.17.02

Giới thiệu: Chương hệ trục và các thiết bị của hệ trục giới thiệu về các thành phần

cơ bản và nguyên tắc bố trí hệ trục tàu thủy

Mục tiêu:

- Kiến thức: Trình bày được sơ đồ, các thành phần cơ bản và nguyên tắc bố trí hệ

trục tàu thủy.

- Kỹ năng: Phân tích được ảnh hưởng của việc bố trí hệ trục đối với hoạt động của

hệ trục tàu thủy.

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Nghiêm túc trong học tập và có lòng yêu

nghề.

Nội dung chính:

1. Nguyên tắc bố trí hệ trục tàu thủy

1.1 Sơ đồ, các thành phần cơ bản của hệ trục một đường trục

a. Sơ đồ hệ trục một đường trục:

1

3

M/

C

5

6

8

7

4

9

2

Hình 2.1: Sơ đồ hệ trục một đường trục

1. Vách ngăn buồng máy

2. Ống bao trục chân vịt

3. Két nước

6. Bệ đỡ trung gian

7. Trục đẩy

8. Bệ đỡ chặn

9. Két đáy đôi

4. Trục chân vịt

5. Trục trung gian

b. Các thành phần của hệ trục

- Thiết bị quay trục: Dùng để via máy, phục vụ kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa

- Thiết bị hãm (phanh trục): Dùng để hãm trục khi đảo chiều quay hoặc khi sửa

18

chữa đường trục.

- Li hợp và hộp số: Dùng để nối hoặc tách giữa trục động cơ và hệ trục chân vịt, để

giảm tốc độ động cơ khi truyền cho chân vịt.

- Hầm trục: Để bảo vệ đường trục khi xuyên qua hầm hàng, các khoang, két.

Đường trục có chiều dài lớn hơn 15m phải bố trí hầm trục.

- Gối đẩy phụ: Được sử dụng khi gối đẩy chính bị sự cố và chịu được 20÷40% tải

trọng của gối đẩy chính.

1.2 Nguyên tắc bố trí hệ trục tàu thủy

a. Chân vịt

- Được bố trí giữa bánh lái và đuôi tàu, có khoảng cách phù hợp giữa đuôi tàu và

bánh lái. Chân vịt sẽ được đặt ở vị trí sao cho tạo được lực đẩy tối đa cho tàu và

cũng không được sát vòm đuôi tàu quá để tránh gây nên chấn động cho vòm đuôi

và sinh sức cản phụ không cần thiết. Vị trí chính xác của chân vịt sẽ được quyết

định khi có được các kết quả gần đúng về chân vịt và tuyến hình vòm đuôi tàu.

- Chân vịt thường có kết cấu từ 3 ÷ 4 cánh.

- Chân vịt gồm 2 loại là chân vịt biến bước và chân vịt định bước.

b. Vị trí đường trục.

- Vị trí của đường trục có quan hệ rất lớn đến việc tính toán chân vịt. Do đó khi

thiết kế, thường chọn vị trí gần đúng lần thứ nhất của đường trục, sau đó làm đúng

dần.

- Tùy theo kiểu loại tàu mà có thể có một hoặc nhiều đường trục.

- Hầu hết các tàu hàng và một số loại tàu khác chỉ có một đường trục và tương ứng

là một chân vịt. Thông thường người ta đặt song song với mặt phẳng sống chính

của tàu.

- Với tàu có chiều chìm nhỏ, tốc độ lớn thì đường trục có thể nghiêng so với

đường cơ bản một góc α = 0^o÷ 15^o.

- Với tàu có nhiều đường trục thì các đường trục được bố trí lệch so với mặt phẳng

cơ bản một góc β = 0^o÷ 3^o.

Hình 2.2: Vị trí đường trục

19

- Thực nghiệm đã chứng minh rằng khi góc α = 0^o÷ 5^o, β = 0^o÷ 3^othì ảnh hưởng

của chúng đối với lực đẩy và hiệu suất chân vịt là không đáng kể.

c. Vị trí của buồng máy

Vị trí của buồng máy có ảnh hưởng lớn đến trang trí động lực. Buồng máy

đặt ở đuôi tàu, chiều dài hệ trục sẽ ngắn, trọng lượng của hệ trục giảm, hiệu suất

truyền động tăng lên, tiết kiệm vật liệu chế tạo, giảm giá thành thiết kế. Nếu buồng

máy đặt ở phía mũi, hệ trục lại rất dài. Thông thường việc bố trí buồng máy có liên

quan đến tính ổn định và cân bằng của toàn tàu. Do đó nếu chọn theo chỉ tiêu này,

buồng máy sẽ được đặt ở giữa tàu, trọng tâm của trang trí động lực gần trọng tâm

của tàu, tiếp cận sườn giữa của tàu. Hệ trục ở các tàu này thường dài, có nhiều

đoạn trục được nối lại bằng bích nối, nhiều gối trục trung gian, xuyên qua nhiều

vách kín nước. Hệ trục dài, do trọng lượng của các đoạn trục và biến dạng của vỏ

tàu, hệ trục sẽ bị võng hoặc cong. Vì vậy, việc bố trí các gối trục trung gian sao

cho hợp lý là một vấn đề rất phức tạp.

1.3 Vị trí các gối trục

- Việc tính toán vị trí, số lượng các gối trục phụ thuộc vào từng tàu cụ thể.

- Các gối trục được bố trí nằm trên các khu vực cứng vững của vỏ tàu hoặc trên các

sườn khỏe, khoảng cách giữa chúng phải phù hợp.

- Theo quy phạm của đăng kiểm:

+ Với trục có đường kính D  100 mm thì 12D  L  22D

Trong đó: D là đường kính trục.

L là khoảng cách giữa hai gối đỡ.

91³D²

+ Với trục có đường kính D  100 mm thì L_max

=

2. Trục chân vịt

2.1. Nhiệm vụ của trục chân vịt

- Cùng với trục trung gian và trục đẩy có nhiệm vụ truyền mô men của động cơ

chính cho chân vịt và nhận lực đẩy truyền cho gối trục đẩy.

- Lắp chân vịt.

2.2. Kết cấu của trục chân vịt



- Trục được bằng thép hợp kim có giới hạn bền từ 44 KG/cm2 ≤ ≤ 52 KG/cm2.

Ngoài ra trục còn được bọc áo lót bằng đồng thanh (liên tục hoặc không liên tục).

- Có kết cấu bích liền hoặc bích rời.

- Chiều dày áo lót trục được tính theo công thức:

20