Đồ Án dồ án thiết kế và trang bị động lực

Các số liệu cho trước


[TABLE="align: center"]
[TR]
[TD]Điều kiện cho trước
[/TD]
[TD]Ký hiệu / Đơn vị
[/TD]
[TD]Số liệu
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1. Thông số vỏ
a.chiều dài lớn nhất
b.chiều dài thiết kế
c. chiều rộng lớn nhất
e.chiều cao mạn
f.chiều chìm trung bình
i.Hệ số đầy chung
j.Hệ số đầy mặt đường nước
k.Hệ số đầy mặt cắt ngang
l. Lượng chiếm nước
2.Số lượng trục chân vịt
3.Tốc độ hàng hải tự do
4. Biên chế
5.Vị trí buồng máy
6.Vật liệu đóng tàu
7. Loại hàng chở
[/TD]
[TD]
L[SUB]max[/SUB],m
L[SUB]tk[/SUB],m
B[SUB]max[/SUB]
H,m
T[SUB]tb[/SUB],m



D,T
X
V,hl/h
BC, người
Vt
Vật liệu
TEU
[/TD]
[TD]
86,0
82,46
12,4
6,7
5,4
0,63
0,84
0,9
3300
1
16
6
Phần đuôi
Thép
container
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


I. PHẦN ITÍNH SỨC CẢNI.1. Tính sức cản thân tàu:Ngày nay có nhiều cách tính sức cản vỏ tàu khác nhau. Mỗi loại phương pháp có phạm vi ứng dụng riêng biệt. Ta áp dụng phương pháp Papmeil
d = 0.35¸0.80; L/B = 4¸11; B/T = 1.5¸3.5; Fr < 0.9
Ø Ñoái vôùi taøu thieát keá ta coù:
d = 0.72 ; L/B = 7,0 ; B/T = 2,3 ; Fr = (0,161 ư 0,514) (Neáu ta giaû thuyết raèng daûi vaän toác cuûa taøu thieát keá töø (5 ¸16)(haûi lyù/giôø). Do thoâng soá taøu phuø hôïp phöông phaùp Papmiel neân choïn phöông phaùp Papmiel ñeå tính toaùn söùc caûn.
Ø Phöông phaùp Papmiel coâng boá taïi Lieân Xoâ tröôùc ñaây trong khoaûng nhöõng naêm ñaàu cuûa nhöõng naêm naêm möôi, döïa caû treân keát quaû thöû moâ hình vaø ño söùc caûn taøu thaät. Trong coâng thöùc Papmiel thay vì söùc caûn R taùc giaû ñeà nghò söû duïng EPS (töông ñöông EPH) daïng sau:

EPS =
Trong ñoù: D: Löôïng chieám nöôùc cuûa taøu (t).
L: Chieàu daøi taøu (m).
V[SUB]s[/SUB]: Vaän toác taøu (HL/h).
C[SUB]0[/SUB]: Heä soá theo caùch laøm cuûa Papmiel.
C[SUB]0[/SUB] =
l : heä soá tính theo coâng thöùc .
l =

x=1: cho taøu 1 chaân vòt.
C[SUB]0[/SUB]= 1.C[SUB]1[/SUB]
EPS=
Cho vaän toác naèm trong daûi töø (5 ¸16) hl/giôø .
I.2. Lập bảng tính sức cản thân tàu:


Baûng 1: Tính söùc caûn voû taøu:

[TABLE="width: 612"]
[TR]
[TD]Vận tốc Vs (Hl/h)
[/TD]
[TD]Vận tốc v (m/s)
[/TD]
[TD]Fn
[/TD]
[TD]
[TABLE="width: 109"]
[TR]
[TD]
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]

[/TD]
[TD]
[TABLE="width: 62"]
[TR]
[TD]từ đồ thị
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]

[/TD]
[TD]
[TABLE="width: 111"]
[TR]
[TD]
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]

[/TD]
[TD]
[TABLE="width: 109"]
[TR]
[TD]
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]

[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]5
[/TD]
[TD]2.57
[/TD]
[TD]0.161
[/TD]
[TD]0.528
[/TD]
[TD]88
[/TD]
[TD]54.545
[/TD]
[TD]1591.793
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]6
[/TD]
[TD]3.084
[/TD]
[TD]0.193
[/TD]
[TD]0.633
[/TD]
[TD]90
[/TD]
[TD]92.160
[/TD]
[TD]2241.245
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7
[/TD]
[TD]3.598
[/TD]
[TD]0.225
[/TD]
[TD]0.739
[/TD]
[TD]93
[/TD]
[TD]141.626
[/TD]
[TD]2952.178
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8
[/TD]
[TD]4.112
[/TD]
[TD]0.257
[/TD]
[TD]0.844
[/TD]
[TD]94
[/TD]
[TD]209.157
[/TD]
[TD]3814.885
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]9
[/TD]
[TD]4.626
[/TD]
[TD]0.289
[/TD]
[TD]0.950
[/TD]
[TD]92
[/TD]
[TD]304.278
[/TD]
[TD]4933.175
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10
[/TD]
[TD]5.14
[/TD]
[TD]0.321
[/TD]
[TD]1.055
[/TD]
[TD]89
[/TD]
[TD]431.461
[/TD]
[TD]6295.632
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]11
[/TD]
[TD]5.654
[/TD]
[TD]0.353
[/TD]
[TD]1.161
[/TD]
[TD]85
[/TD]
[TD]601.299
[/TD]
[TD]7976.196
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]12
[/TD]
[TD]6.168
[/TD]
[TD]0.386
[/TD]
[TD]1.267
[/TD]
[TD]81
[/TD]
[TD]819.200
[/TD]
[TD]9961.089
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]13
[/TD]
[TD]6.682
[/TD]
[TD]0.418
[/TD]
[TD]1.372
[/TD]
[TD]79
[/TD]
[TD]1067.909
[/TD]
[TD]11986.406
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]14
[/TD]
[TD]7.196
[/TD]
[TD]0.450
[/TD]
[TD]1.478
[/TD]
[TD]78
[/TD]
[TD]1350.892
[/TD]
[TD]14079.617
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]15
[/TD]
[TD]7.71
[/TD]
[TD]0.482
[/TD]
[TD]1.583
[/TD]
[TD]76
[/TD]
[TD]1705.263
[/TD]
[TD]16588.163
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]16
[/TD]
[TD]8.224
[/TD]
[TD]0.514
[/TD]
[TD]1.689
[/TD]
[TD]74
[/TD]
[TD]2125.492
[/TD]
[TD]19383.742
[/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Từ bẳng trên ta được đồ thị sau


Đồ thị sức cản tính theo phương pháp Papmeil.
Từ bảng tính sức cản và N[SUB]ycdc[/SUB] ta chọn những máy có dải công suất theo yêu cầu sau:
II. PHẦN IITHIẾT KẾ CHÂN VỊT CHỌN MÁY
II.1. Tính các thông số cơ bản: Bài toán cần giả quyết ở đây là thết kế chân vịt để chọn máy có công suất phù hợp cho con tàu nhằm đảm bảo tốc độ cho trước ,khi thiết kế chân vịt cần xác định các yếu tố sau:
II.1.1. Số lượng trục chân vịt: Tàu thiết kế có mộ hệ trục, được dẫn động bằng một động cơ chính.
II.1.2. Chiều quay chân vịt: Do tàu có một chân vịt do đó chiều quay không ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả làm việc của chân vịt.
Chọn chiều quay của chân vịt: cùng chiều kim đồng hồ nhìn từ mặt ngoài vào.
II.1.3. Đường kính chân vịt: Tính sơ bộ đường kính chân vịt:
D[SUB]sb[/SUB] = 0.7T = 0.7*5.4 = 3.78 m.
II.1.4. Số lượng cánh chân vịt; Số lượng cánh chân vịt được tính dựa vào công thức sau:
K[SUP]’[/SUP][SUB]d[/SUB] = v[SUB]p[/SUB].D.(r/T)[SUP]1/2[/SUP]
Öùng vôùi t=20c thì r ñöôïc tính baèng phöông phaùp noäi suy tuyeán tính(öùng vôùi baûng 1 trang 13) Þ r = 101.784(kg.s[SUP]2[/SUP]/m[SUP]4[/SUP])
Vôùi T laø löïc ñaåy caàn thieát : T = (KG)
R = 19383.742 kG : laø löïc caûn laáy taïi v[SUB]s[/SUB] = 16 (haûi lyù/h)
Þ K[SUP]’[/SUP][SUB]d[/SUB] =1.625 < 2
Þ Choïn soá caùnh chaân vòt laø: Z = 4
II.1.5. Tỉ số mặt đĩa:Ñeå ñaûm baûo ñuû ñoä beàn cho caùnh vaø cuû chaân vòt neân choïn tæ soá ñóa q khoâng nhoû hôn giaù trò tính theo coâng sau:
Theo ñieàu kieän beàn:
q’[SUB]min[/SUB] = 0.375
Trong ñoù: C’ laø heä soá ñaëc tröng ñoä beàn cuûa chaân vòt. Do choïn vaät lieäu laøm chaân vòt baèng ñoàng neân C’ = 0.055
m’ laø heä soá quaù taûi cuûa chaân vòt. Choïn m’ = 1.15
d[SUB]max[/SUB] = (0.08¸0.1) laø ñoä daøy töông ñoái cuûa canh chaân vòt ôû baùn kính töông ñoái = (0.6¸0.7)R.
Laáy d[SUB]max[/SUB] = 0.08
D = 3.78 (m): laø ñöôøng kính chaân vòt xaùc ñònh ôû treân.
T = 23910.1 (KG): laø löïc ñaåy cuûa chaân vòt laáy taïi v[SUB]s[/SUB] = 16 (haûi lyù/h)
Z = 4 laø soá caùnh chaân vòt.
Vaäy: q’[SUB]min[/SUB] = 0.48. Ta choïn q[SUB]t[/SUB] = 0.55.
II.1.6. Các hệ số ảnh hưởng của thân tàu:II.1.6.1. Hệ số dòng theo:
Trong ñoù:
n =1: soá chaân vòt:
D – ñöôøng kính sô boä chaân vòt , D = 0.7T[SUB]tb[/SUB]= 3.78 m.
V – theå tích chieám nöôùc cuûa taøu , V = D/¡ = 3219.5 m
- soá ñieàu chænh tính ñeán aûnh cuûa soáng ñuoâi (chæ söû duïng khi Fn > 0.2)
Cb = 0.63 :Heä soá ñaày theå tích.
Þ w = 0.2.
II.1.6.2. Hệ số dòng hút: Ñoái vôùi taøu ñi bieån ñöôïc xaùc theo coâng thöùc:
t = K.w = 0.7*0.2 = 0.14. Vôùi K = (0.5¸0.7)
II.1.7. Tốc độ tiến chân vịt:v[SUB]p[/SUB] = v[SUB]s[/SUB].0.515.(1- w) = 6.592 m/s; v[SUB]s[/SUB] = 16 (haûi lyù/h)
II.1.8. Hiệu suất thân tàu:
II.1.9. Hiệu suất xoáy:Với nước biển chọn = 1,025.
TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ:
- Lực đẩy chân vịt: P = 23910.1 (kG).
- Tốc độ tịnh tiến của chân vịt: V[SUB]p[/SUB] = 6.592 (m/s).
- Tốc độ tàu ở chế độ hàng hải tự do : V = 16 (Hl/h).
- Hệ số dòng theo: y = 0,2.
- Hệ số dòng hút: t = 0,186.
- Hiệu suất thân tàu: = 1,01.
- Hiệu suất xoáy: = 1,025.
- Hiệu suất môi trường: = 0,88.
- Hiệu suất đường trục: = 0,98.
- Số cánh chân vịt: Z = 4.
- Tỷ số mặt đĩa: = 0,55.
- Hệ số ảnh hưởng thân tàu: a = 1,05.
- Hệ số dự trữ công suất: K[SUB]dt[/SUB] =1,11.
II.2. Lập bảng tính chân vịt chọn máy:
Từ bảng tính chân vịt chọn máy ta vẽ được đồ thị chọn máy:
Dựa vào đồ thị chọn máy ta chọn được động cơ: 8L32/44CR. Vì:


III. PHẦN IIITHIẾT KẾ TRỤC
III.1. Thiết kế sơ bộ hệ trục:III.1.1.Đặc điểm tàu:- Hệ trục:
· 1 trục chân vịt.
· Một máy chính.
· Truyền động gián tiếp thông qua hộp số.
· Chân vịt định bước.
- Máy chính:
Tàu được trang bị một động cơ chính diesel 4 kỳ, 8xilanh thẳng hàng, trung tốc.
· Kiểu 8L32/44CR.(Hãng Man B&W)
· Power: 4480KW (6090 HP)
· Speed: 720 rpm.
- Chân vịt:
· Đường kính: D = 3,45m
· Số cánh : 4
III.1.2.Tính chọn sơ bộ hệ trục:III.1.2.1. Chiều dài hệ trục:- Vị trí buồng máy được đặt tại cuối tàu do đó chiều dài hệ trục ngắn, với ưu điểm dễ gia công lắp đặt và tận dụng được không gian để chứa hàng (dầu).
III.1.2.2. Kết cấu sơ bộ hệ trục:- Tàu thiết kế có một chân vịt nên tàu chỉ có một hệ trục.
- Máy chính tàu thuộc loại trung tốc, số vòng quay lớn do đó phải sử dụng hộp số để giảm số vòng quay của máy chính trước khi truyền động tới chân vịt. Do đó hệ trục tàu được bố trí thêm hộp số và trục đẩy.
· Động cơ chính được thiết kế kèm theo hộp số và trục đẩy nên:
Do đó, thành phần hệ trục bao gồm:
· Trục trung gian.
· Trục chân vịt.
· Trục đẩy.
Căn cứ vào bố trí chung toàn tàu ta thấy rằng buồng máy nằm ở cuối tàu ( phần đuôi tàu) do đó hệ trục khôn