Tài liệu Thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng 1000 tấn

  • Số trang: 110 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 49 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THUỶ BỘ MÔN ĐÓNG TÀU  BÙI QUANG HUY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG LÁI CHO TÀU HÀNG 1000 TẤN CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ TÀU THUYỀN GVHD: NGUYỄN CHÍ THANH Nha Trang, 11 - 2007 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên SV: Bùi Quang Huy ................................................................... Lớp: 45 TT-2 Ngành: Cơ khí Tàu thuyền ......................................................... Mã ngành: 18.06.10 Tên đề tài: Thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng 1000 Tấn. Số trang: …..… Số chương: …..… Số tài liệu tham khảo:……. Hiện vật: ....................................................................................................................... NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... Kết luận........................................................................................................................ Nha Trang, ngày……tháng.…..năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN Họ, tên SV: Bùi Quang Huy ...................................................................Lớp: 45 TT-2 Ngành: Cơ khí Tàu thuyền ......................................................... Mã ngành: 18.06.10 Tên đề tài: Thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng 1000 Tấn. Số trang: ….… Số chương:…. … Số tài liệu tham khảo: …… Hiện vật: ....................................................................................................................... NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... Điểm phản biện: .......................................................................................................... Nha Trang, ngày……tháng……năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ Nha Trang, ngày……tháng……năm 2007 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Người Việt Nam có câu tục ngữ ‘không thầy đố mày làm nên’. Câu nói tục ngữ đó cho chúng ta thấy một tinh thần hiếu học của một dân tộc chịu khó cần cù học hỏi như dân tộc Việt Nam. Người Việt Nam chúng ta luôn đề cao vai trò của người thầy trong việc dậy dỗ, hình thành nhân cách của một con người, nếu không có người thầy thì chúng ta không thể làm nên bất cứ một cái gì. Người thầy không chỉ dậy chúng ta các kiến thức mà còn truyền cho chúng ta những ý tưởng để từ đó tự ta từ những ý tưởng đó mà thực hiện chúng và nó làm nền tảng cho ta phát triển sau này. Để hoàn thành tốt đề tài này tôi đã nhận rất nhiều sự giúp đỡ nhiệt tình, chân thành của các thầy cô trong khoa cơ khí nói chung và trong bộ môn tàu thuyền nói riêng. Thầy cô đã giúp đỡ tôi về tài liệu nghiên cứu cũng như sự hướng dẫn thực hiện đề tài một cách nhiệt tình. Tôi xin gửi lời cảm ơn nhất. Điều đầu tiên tôi muốn nói lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Chí Thanh người đã hướng dẫn, chỉ bảo trực tiếp tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy, tôi đã có nhiều kiến thức cho mình và đã biết cách vận dụng các kiến thức đã học được trong suốt quá trình ngồi trên ghế nhà trường để giải quyết một vấn đề cụ thể mà thực tế đặt ra đối với một người kỹ sư cơ khí tàu thuyền . Bên cạnh đó, ngoài sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Chí Thanh và các thầy cô trong bộ môn tàu thuyền ra tôi còn được gia đình, bạn bè, người thân đã động viên khuyến khích tinh thần tôi thực hiện đề tài này. Tôi xin gửi lời cảm ơn ! Để đáp lại những sự giúp đỡ chân thành đó tôi đã thực hiện xong đề tài này đúng thời gian quy định của nhà trường. Tuy nhiên do lần đầu tiên thực hiện một đề tài lớn như thế này chắc không thể tránh khỏi những thiếu sót, nhầm lẫn, tôi rất mong được đón nhận những đóng góp ý kiến phê bình để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn! Sinh viên thực hiện. Bùi Quang Huy LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một quốc gia có đường bờ biển dài trên 3000 km. Do đó nguồn tài nguyên sinh vật là rất phong phú. Để khai thác được, chúng ta cần phải có những đội tàu với những con tàu có trọng tải lớn được trang bị những thiết bị hiện đại, hoạt động tin cậy. Tuy nhiên hiện nay phần lớn những con tàu chúng ta đều được mua và đã qua khai thác. Những tàu được đóng ra đều chưa có thiết kế mà chủ yếu là mua thiết kế từ nước ngoài. Do đó vấn đề thiết kế để đóng mới những con tàu có trọng tải lớn là rất cần thiết, đặc biệt là các thiết bị phụ tàu thuỷ, giảm chi phí, nâng cao trình độ kỹ thuật đóng tàu. Thiết bị phụ tàu thuỷ là một bộ phận cấu thành con tàu. Độ tin cậy của thiết bị ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn khi vận hành, khai thác con tàu. Để đáp ứng trước nhu cầu của thực tế đó, hiện nay ở trong các trường Đại Học đang đào tạo ra những kỹ sư tàu để phục vụ những yêu cầu đó. Sau mỗi khoá học, mỗi một người sinh viên đều được thực hiện một đề tài để tổng hợp những kiến thức đã được học và cũng để làm quen với công việc của một người kỹ sư sau này. Nay tôi đã được nhà trường, khoa Kỹ Thuật Tàu Thuỷ, bộ môn Đóng Tàu giao đề tài :”Thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng 1000 Tấn ” Nội dung của đề tài bao gồm các phần chính như sau: 1. Đặt vấn đề. 2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế. 3. Nội dung tính toán chủ yếu. + Xác định các thông số hình học của bánh lái. + Tính toán cụm bánh lái. + Tính chọn động cơ lái. 4. Kết luận và kiến nghị. Do thời gian và kiến thức có hạn nên trong quá trình thực hiện chắc không thể tránh được những thiếu sót. Tôi rất mong được sự đóng góp của thầy cô cùng các bạn sinh viên để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Sinh viên thực hiện Bùi Quang Huy MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU Phần 1: Đặt vấn đề ................................................................................................ 1 1.1. Tổng quan ................................................................................................... 2 1.1.1. Giới thiệu về ngành công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam ........................... 2 1.1.2. Giới thiệu về đề tài và phạm vi ứng dụng của nó trong thực tế ............ 2 1.2. Nhiệm vụ thư và giới hạn đề tài ................................................................. 4 1.2.1. Nhiệm vụ thư ..................................................................................... 4 1.2.2. Giới hạn đề tài.................................................................................... 4 1.2.3. Mục tiêu của đề tài ............................................................................. 4 Phần 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế ................................................... 5 2.1. Các phương án thiết kế.......................................................................... 6 2.2. Chọn phương án thiết kế cho đồ án ...................................................... 7 2.3. Giới thiệu chung về tàu hàng khô 1000 Tấn .......................................... 8 2.3.1. Loại hình và công dụng ................................................................. 8 2.3.2. Các thông số cơ bản của tàu .......................................................... 8 2.3.3. Máy chính ..................................................................................... 8 2.3.4. Máy phát ....................................................................................... 8 2.3.5. Két chứa........................................................................................ 9 2.3.6. Hệ thống bơm................................................................................ 9 2.3.7. Hệ thống trục ................................................................................ 9 2.4. Tính ăn lái của tàu và nhiệm vụ thiết bị lái ......................................... 10 2.5. Quá trình quay vòng tàu ...................................................................... 10 2.5.1. Giai đoạn 1.................................................................................. 11 2.5.2. Giai đoạn 2.................................................................................. 11 2.5.3. Giai đoạn 3.................................................................................. 11 2.6. Các yêu cầu đối với bánh lái và máy lái .............................................. 13 2.6.1. Yêu cầu đối với bánh lái.............................................................. 13 2.6.2. Yêu cầu đối với máy lái............................................................... 13 2.7. Phân tích và lựa chọn phương án truyền động lái ............................... 14 2.7.1. Phân tích và lựa chọn phương án bố trí máy lái .......................... 14 2.7.2. Phân tích và lựa chọn phương án truyền động lái ........................ 15 2.7.3. Cấu tạo và các dạng truyền động của máy lái điện thuỷ lực ......... 16 2.7.3.1. Cấu tạo máy lái thuỷ lực ...................................................... 16 2.7.3.2. Hệ truyền động thuỷ lực ...................................................... 16 2.7.3.2.1. Hệ Xylanh thuỷ lực cố định ......................................... 16 2.7.3.2.2. Hệ Xylanh thuỷ lực lắc được........................................ 17 2.7.3.2.3. Động cơ thuỷ lực vành khuyên .................................... 18 2.7.3.2.4. Động cơ thuỷ lực cánh dẫn .......................................... 18 Phần 3: Nội dung tính toán chủ yếu ................................................................... 19 Chương 1: Xác định các thông số hình học của bánh lái ....................................... 20 1.1. Xác định các thông số hình học thuỷ động học của bánh lái ............... 20 1.1.1. Chiều cao bánh lái ...................................................................... 20 1.1.2. Diện tích bánh lái ....................................................................... 20 1.1.3. Chiều rộng bánh lái .................................................................... 22 1.1.4. Hệ số kéo dài của bánh lái ........................................................... 22 1.1.5. Chiều dày tương đối của Prôfin ................................................... 22 1.1.6. Xác định biên dạng Prôfin bánh lái ............................................. 23 1.1.6.1. Xác định biên dạng Prôfin bánh lái ..................................... 23 1.1.6.2. Xác định bán kính phần lượn mũi của Prôfin ....................... 23 1.2. Tính toán đặc tính thuỷ động học bánh lái .......................................... 25 1.3. Xác định vị trí tối ưu của trục bánh lái ............................................... 29 1.3.1. Xác định vị trí tối ưu của trục bánh lái ........................................ 29 1.3.2. Xác định hệ số cân bằng ............................................................. 30 1.4. Ảnh hưởng của mặt nước và vỏ tàu đến đặc tính thuỷ động học của bánh lái ................................................................................................................. 31 1.5. Ảnh hưởng của chân vịt đến đặc tính thuỷ động học của bánh lái ....... 32 1.5.1. Xác định diện tích bánh lái nằm trong dòng đẩy của chân vịt ..... 32 1.5.2. Xác định hệ số lực đẩy chân vịt .................................................. 36 1.5.3. Xác định hệ số dòng theo ........................................................... 36 1.5.4. Xác định hệ số dòng theo của vỏ tàu ........................................... 36 1.6. Bán kính lượn vòng, góc quay ở bánh lái ........................................... 36 1.6.1. Bán kính lượn vòng..................................................................... 36 1.6.2. Góc quay ở bánh lái .................................................................... 38 1.6.3. Góc quay ở trọng tâm con tàu ..................................................... 38 1.6.4. Hiệu quả duỗi thẳng của chân vịt................................................. 38 1.6.5. Góc nghiêng tối ưu của bánh lái ................................................. 38 Chương 2: Tính toán cụm bánh lái ........................................................................ 39 2.1. Vật liệu chế tạo .................................................................................. 39 2.2. Lực tác dụng lên bánh lái ................................................................... 39 2.3. Mômen xoắn tác dụng lên trục lái ...................................................... 40 2.4. Tính toán hệ bánh lái theo độ bền........................................................ 41 2.5. Trục lái ............................................................................................... 46 2.5.1. Phần trên của trục lái .................................................................. 46 2.5.2. Phần dưới của trục lái ................................................................. 47 2.6. Tôn bánh lái, xương bánh lái và cốt bánh lái ...................................... 48 2.6.1. Xương bánh lái ........................................................................... 48 2.6.2. Tôn bánh lái ............................................................................... 48 2.6.3. Chiều dày xương bánh lái ........................................................... 49 2.6.4. Cốt bánh lái ................................................................................ 50 2.6.5. Sống đuôi bánh lái ...................................................................... 50 2.6.6. Sống mũi bánh lái ....................................................................... 51 2.6.7. Liên kết ....................................................................................... 52 2.6.8. Sơn, thoát nước và lỗ luồn dây .................................................... 53 2.7. Chốt lái ............................................................................................... 54 2.7.1. Đường kính chốt lái .................................................................... 54 2.7.2. Kết cấu của chốt lái ..................................................................... 55 2.8. Ổ đỡ.................................................................................................... 55 2.8.1. Ổ đỡ trên của trục lái .................................................................. 55 2.8.2. Ổ đỡ dưới của trục lái ................................................................. 57 2.8.3. Ổ đỡ chốt lái ............................................................................... 59 2.9. Mối nối giữa trục lái và bánh lái ......................................................... 61 2.10. Xác định lực dọc trục ........................................................................ 63 2.11. Phụ tùng bánh lái .............................................................................. 63 2.11.1.Cơ cấu chặn trục lái ................................................................... 63 2.11.2. Bulông vòng.............................................................................. 63 2.11.3. Then .......................................................................................... 64 2.11.4. Cơ cấu giới hạn góc quay bánh lái............................................. 65 Chương 3: Thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực và thiết bị phụ....................................... 66 3.1. Tính toán cụm Piston Xylanh .............................................................. 66 3.2. Tính Xylanh thuỷ lực .......................................................................... 71 3.3. Tính Piston thuỷ lực............................................................................ 73 3.4. Tính thuỷ lực đường ống và chọn bơm................................................ 75 3.4.1. Lựa chọn đường ống và bố trí đường ống ................................... 75 3.4.2. Tính thuỷ lực đường ống và chọn bơm ........................................ 78 3.4.2.1. Tổn thất dọc đường.............................................................. 78 3.4.2.2. Tổn thất cục bộ.................................................................... 79 3.5. Van điện từ thuỷ lực............................................................................ 84 3.5.1. Cấu tạo và công dụng van điện từ................................................ 84 3.5.2. Nguyên tắc hoạt động ................................................................. 84 3.5.3. Chọn van điện từ thuỷ lực ........................................................... 84 3.6. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái thuỷ lực...................................... 84 3.6.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc ............................................................ 85 3.6.2. Nguyên lý làm việc ..................................................................... 86 3.6.3. Nguyên lý làm việc của tổ hợp van chuyên dùng......................... 87 3.7. Chọn bộ lọc dầu thuỷ lực cho máy lái và quy trình sử dụng của máy lái thuỷ lực ................................................................................................................ 88 3.7.1. Chọn bộ lọc dầu thuỷ lực cho máy lái ......................................... 88 3.7.1.1. Chọn két chứa dầu thuỷ lực ................................................. 88 3.7.1.2. Chọn bộ lọc dầu thuỷ lực .................................................... 88 3.7.2. Sử dụng máy lái ......................................................................... 88 3.7.2.1. Chuẩn bị máy lái trước khi làm việc .................................... 88 3.7.2.2. Chăm sóc và bảo dưỡng ...................................................... 89 3.7.2.3. Những điều chú ý khi sử dụng máy lái ................................ 89 Chương 4: Lắp đặt và thử nghiệm.......................................................................... 90 4.1. Lắp đặt bánh lái và trục bánh lái ......................................................... 90 4.2. Lắp đặt máy lái thuỷ lực trên tàu ........................................................ 90 4.3. Hướng dẫn sử dụng ............................................................................ 91 4.3.1. Kiểm tra hệ thống lái................................................................... 91 4.4. Thử thiết bị lái sau khi lắp trên tàu ..................................................... 92 4.4.1. Yêu cầu chung khi thử................................................................. 92 4.4.2. Quá trình thử ............................................................................... 93 4.4.2.1. Thử buộc tàu tại bến ............................................................ 93 4.4.2.2. Thử đường dài ..................................................................... 94 Phần 4: Kết luận và kiến nghị............................................................................. 96 4.1. Kết luận ............................................................................................. 97 4.2. Kiến nghị ............................................................................................ 97 Tài liệu tham khảo................................................................................................. 99 Phần 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1.Tổng quan. 1.1.1.Giới thiệu về ngành công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam. Với vị trí địa lý thuận lợi ngành công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đã có được một sự phát triển vượt bậc, đặc biệt là trong những năm gần đây. Cụ thể là trong năm 2005 đóng thành công con tàu lớn có trọng tải 53.000 Tấn cho Vương Quốc Anh, tàu 34.000 tấn cho Nhật Bản… tổng giá trị mà ngành công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam mang lại là hơn 11.000 tỷ đồng. Tổng công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam (Vinashin) có nhiều nhà máy thành viên trải dài từ Bắc xuống phía Nam, phía Bắc có nhà máy Nam Triệu, miền Trung có nhà máy Hyundaivinashin, phía Nam có nhà máy Ba Son là những nhà máy lớn nhất nước và có thể nói là hiện đại nhất Đông Nam Á. Ngoài ba nhà máy nói trên Vinashin còn có rất nhiều các nhà máy nhỏ trực thuộc thành viên và các công ty phục vụ cho ngành đóng tàu . Tuy ngành đóng tàu Việt Nam có những sự phát triển vượt bậc như vậy nhưng nhìn chung là chúng ta chỉ đi đóng thuê cho các chủ tàu, nhà máy nước ngoài (các chủ tàu và công ty nước ngoài thuê chúng ta vì chúng ta có nguồn nhân lực dồi dào và giá nhân công rẻ ). Những con tàu của chúng ta chủ yếu được mua lại và đã trải qua khai thác, một số được đóng theo thiết kế của nước ngoài, một số được đóng theo kinh nghiệm. Do đó một vấn đề được đặt ra ở đây, đó là làm sao chúng ta có thể thiết kế và đóng ra những con tàu của chính mình, nhằm giảm chi phí phải thuê thiết kế của nước ngoài và giảm chi phí giá thành trong đóng mới cũng như nâng cao chất lượng trình độ kỹ thuật ngành đóng tàu. Để đáp ứng nhu cầu trên hiện nay có rất nhiều trường Đại Học đang đào tạo ra những kỹ sư đóng tàu có trình độ và kỹ thuật cao góp phần vào sự phát triển của ngành đóng tàu. 1.1.2.Giới thiệu về đề tài và phạm vi ứng dụng của nó trong thực tế . Như đã trình bày ở trên hiện nay ngành công nghiệp tàu thuỷ đang cần những bản vẽ thiết kế và thuyết minh hoàn chỉnh về thiết bị phụ tàu thuỷ. Có thể nói rằng những thiết bị phụ tàu thuỷ hiện nay của ngành công nghiệp tàu thuỷ nước ta là được mua từ nước ngoài từ những phụ kiện phức tạp nhất như máy chính đến các thiết bị vô cùng đơn giản như cẩu xuồng, xích, neo, máy neo, bánh lái, máy lái… Do những thiết bị phụ này được mua từ nước ngoài cho nên giá thành một con tàu vẫn còn khá cao. Để khắc phục vấn đề trên chúng ta cần có những cán bộ có trình độ có kỹ thuật có thể đáp ứng được trước nhu cầu của thực tế. Hiện nay ở khu vực phía Bắc nói riêng và cả nước nói chung đang rất cần và thiếu các thiết kế các thiết bị phụ tàu thuỷ như thiết kế hệ thống lái, thiết kế hệ thống neo, thiết kế hệ thống trang bị động lực …vì với một con tàu cụ thể được thiết kế ra thì chúng ta phải đi thiết kế cho nó các thiết bị phụ kèm theo nó. Tại một số nhà máy đang đóng những con tàu có trọng tải 1000 Tấn và các nhà máy này đang có bản thiết kế kết cấu tàu và một yêu cầu thực tế đặt ra là ta phải đi thiết kế hệ thống lái cho các tàu này. Từ yêu cầu thực tế trên với đề tài “Thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng 1000 Tấn ”, tôi hy vọng rằng nó có thể góp một phần nào cho nhu cầu thực tế là đang cần. Nó cũng có thể được dùng để tham khảo cho các thiết kế hệ thống lái cho các tàu có trọng tải khác và là tài liệu học hành nghiên cứu của sinh viên ngành tàu thuyền. Giúp sinh viên ngành tàu thuyền thuận lợi và dễ dàng trong việc học hành, đặc biệt là các môn như thiết bị phụ tàu thuỷ, thiết kế thiết bị phụ tàu thuỷ … Hệ thống lái nói chung và thiết bị lái nói riêng là một trong hai bộ phận quan trọng nhất cấu thành con tàu đó là thiết bị lái và thiết bị neo, nó đóng vai trò sống còn của một con tàu. Nếu một con tàu không có thiết bị lái thì ta sẽ không thể cho nó di chuyển trên mặt nước theo ý muốn của chúng ta được và sẽ có rất nhiều những rắc rối xẩy ra, chính nhờ có thiết bị lái mà chúng ta có thể điều khiển con tàu theo ý muốn. Chính vai trò đặc biệt quan trọng của thiết bị lái như vậy mà khi các thiết bị khác trên tàu không còn khả năng hoạt động thì thiết bị lái vẫn có khả năng hoạt động. Chúng ta cần phải quan tâm đến nó một cách đặc biệt như: Có tính an toàn tin cậy cao, có khả năng làm việc trong môi trường và điều kiện đặc biệt. Đi thiết kế thiết bị lái cho một con tàu là một công việc vô cùng quan trọng và đặc biệt là phải chính xác đảm bảo độ tin cậy và an toàn. Mỗi một con tàu khác nhau, hoạt động ở những khu vực khác nhau thì có những loại kiểu lái khác nhau phù hợp với nó (đối với những tàu hoạt động ở khu vực có luồng lạch cạn thường sử dụng kiểu bánh lái treo còn những tàu hoạt động ở khu vực nước sâu thì thường sử dụng kiểu bánh lái dạng đơn giản vì nó có cơ cấu vững chắc). Tuỳ theo đặc điểm kết cấu vùng đuôi tàu mà ta chọn kiểu bánh lái cho tàu. Do đó trước khi thiết kế hệ thống lái cho một con tàu chúng ta phải xem tàu có công dụng gì, hoạt động ở khu vực nào, kết cấu vùng đuôi ra sao. 1.2:Nhiệm vụ thư và giới hạn đề tài Từ nội dung của đề tài (Thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng 1000 Tấn) ta có nhiệm vụ thư và giới hạn đề tài mà đề tài phải thực hiện, đó là : 1.2.1:Nhiệm vụ thư. +Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống lái của tàu hàng có trọng tải 1000 Tấn. + Xác định kiểu bánh lái, hình dạng Prôfin bánh lái cho đối tượng nghiên cứu và thiết kế sơ bộ các đối tượng đó. +Thiết kế sơ bộ trục lái. +Tính chọn động cơ lái cho bánh lái đã được xác định ở trên. 1.2.2:Giới hạn đề tài. +Đi thiết kế sơ bộ hệ thống lái (bao gồm bánh lái, trục lái, trụ lái và máy lái ). +Hệ thống lái mà đề tài thiết kế được áp dụng cho tàu hàng khô có trọng tải 1000 Tấn 1.2.3.Mục tiêu của đề tài. +Đề tài là cơ sở cho việc đi thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng có trọng tải 1000 tấn và là tài liệu tham khảo cho thiết kế hệ thống lái của các tàu khác. +Giúp cho sinh viên tập làm quen với công việc của một người kỹ sư thiết kế tàu, có khả năng tự làm việc độc lập, tự sáng tạo, có thể giải quyết các vấn đề mà thực tế yêu cầu đặt ra. +Tạo điều kiện cho sinh viên hiểu thêm về hệ thống thiết bị phụ tàu thuỷ (cụ thể ở đây là hệ thống lái) Phần 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1. Các phương án thiết kế: Để thiết kế bất cứ một vấn đề gì điều đầu tiên chúng ta phải xác định ta đi thiết kế cái gì nó phục vụ mục đích gì và cái ta thiết kế ra có những tính ưu việt hơn so với cái hiện đang có hay không. Một vấn đề vô cùng quan trọng đó là ta thiết kế theo phương pháp nào vấn đề này cần phải được xác định ngay từ đầu trước khi đi thiết kế bất cứ một vấn đề gì. Vì nếu không xác định được thiết kế theo phương pháp nào thì có thể thiết kế đó không có tính khả thi và đôi khi là không thể thực hiện được. Hiện nay để đi thiết kế một vấn đề nào đó chúng ta có 4 phương pháp cơ bản để đi thiết kế chúng, đó là : +Thiết kế theo mẫu. +Thiết kế theo Quy Phạm. +Thiết kế theo số liệu thống kê. +Thiết kế theo tính toán . Bốn phương pháp thiết kế khác nhau có những ưu điểm và nhược điểm của nó: Thiết kế theo mẫu: Ưu điểm của phương pháp này đó là cho phép ta đi thiết kế một cách nhanh chóng, chúng ta chỉ cần dựa vào tàu mẫu hoặc thiết kế mẫu để đi thiết kế cái gần giống với cái ta cần thiết kế. Tuy nhiên nó cũng có những nhược điểm của nó đó là chúng ta khó có thể tìm được tàu mẫu hay thiết kế mẫu gần nhất với cái ta cần thiết kế. Mặt khác khi đi thiết kế một vấn đề hoàn toàn mới thì không thể áp dụng phương pháp này được. Thiết kế theo Quy Phạm: Đây là một trong những phương pháp thiết kế cho ta đi thiết kế nhanh nhất đảm bảo dư bền vì các Quy Phạm đặt ra được dựa vào các kinh nghiệm và cách tính dư bền. Tuy nhiên phương pháp này không thể áp dụng cho các trường hợp đặc biệt được và các chi tiết thiết kế ra cho ta dư bền. Thiết kế theo số liệu thống kê: Chúng ta thống kê các chi tiết sản phẩm phân tích lựa chọn xem chi tiết nào hoạt động hiệu quả và gần với thiết kế mình nhất. Từ đó cho ta thiết kế chi tiết dựa vào kết quả vừa mới thống kê được. Thiết kế theo tính toán: Đây là một trong bốn phương pháp cho ta kết quả chính xác nhất và có tính kinh tế, tuy nhiên nó có nhược điểm của nó đó là khó khăn trong các phương pháp tính toán và đi thiết lập các công thức tính toán. Mỗi phương pháp thiết kế có những ưu điểm và nhược điểm của nó tuỳ vào những trường hợp cụ thể mà ta chọn phương pháp thiết kế. Trong trường hợp này thiết kế theo phương pháp này mang lại hiệu quả hơn so với phương pháp kia nhưng trong trường hợp khác thì nó lại kém hiệu quả. Vì vậy, trong một trường hợp cụ thể ta chọn phương pháp thiết kế nào cho hiệu quả nhất ta phải đi xác định ngay từ ban đầu trước khi thiết kế vì nếu để sau này ta mới xác định thì có khi hiệu quả đi ngược lại những gì ta mong muốn. 2.2.Chọn phương án thiết kế cho đồ án. Dựa vào yêu cầu của đồ án thiết kế đó là ta đi thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng. Đặc điểm yêu cầu của hệ thống lái đó là phải có tính tin cậy cao, có khả năng làm việc trong những môi trường và điều kiện đặc biệt. Để thoả mãn yêu cầu đó ta chọn phương pháp thiết kế cho đề tài là thiết kế theo Quy Phạm vì nếu ta thiết kế theo phương pháp này có những ưu điểm: - Thời gian thiết kế ngắn, đơn giản trong các phương pháp tính toán . - Các chi tiết thiết kế ra dư bền (đảm bảo điều kiện làm việc trong các môi trường đặc biệt ). - Không có khó khăn đối với các phương pháp tính toán thiết kế. Thiết kế là một quá trình sáng tạo của người thiết kế nhằm thoả mãn một nhiệm vụ được đặt ra “ Thiết kế sơ bộ hệ thống lái cho tàu hàng 1000 Tấn” là một quá trình sáng tạo nhằm thoả mãn một nhiệm vụ là đổi hướng hoặc giữ cho con tàu ở một hướng nhất định. Quá trình thiết kế được thực hiện dựa trên cơ sở của một số tuyến hình tàu có trọng tải 1000 Tấn và tuyến hình này được ‘Nhà Máy Đóng Tàu 1-5’(Địa Chỉ: Phường Năng Tĩnh- TP. Nam Định) sử dụng, do ‘Công Ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Thiết Kế Tàu Thuỷ’ thiết kế (Địa Chỉ: Số 09- Hoàng Mai- TP. Hà Nội). 2.3. Giới thiệu chung về tàu hàng khô 1000 Tấn. 2.3.1. Loại hình và công dụng. Tàu hàng khô có trọng tải 1000 Tấn là tàu vỏ thép chuyên dùng để chở hàng khô, được chế tạo theo Quy Phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép 2003, cấp III ban hành năm 2003. 2.3.2. Các thông số cơ bản của tàu. - Chiều dài lớn nhất : Lmax = 58,54 (m). - Chiều dài thiết kế: Ltk = 54,55 (m). -Chiều rộng thiết kế: Btk = 9,20 (m). - Mớn nước tàu : T = 3,50 (m). - Chiều cao mạn: H= 4,20 (m). - Hệ số béo: = 0,6. 2.3.3. Máy chính. Tàu được lắp 1 máy chính từ sườn 10 đến sườn 15 + Máy chính: Mã hiệu-6VD 36/24-1U -Nước sản xuất: Đức. -Số xylanh: 6 -Công suất: 428 (mã lực). -Tốc độ vòng quay: 500 (vòng/phút). -Khối lượng khô: 7535 (kg). +Thiết bị lắp kèm theo trên máy chính. +Bơm nước ngọt làm mát: Số lượng: 01 (chiếc) Công suất: 25 (m3/h). +Bơm nước biển làm mát: Số lượng: 01( chiếc) Công suất: 10,4 (m3/h). +Bơm hút khô: Số lượng: 01 (chiếc) Công suất: 10,4 (m3/h). +Bơm dầu nhờn tuần hoàn: Số lượng: 01 (chiếc) Công suất: 5,1 (m3/h). +Bầu làm mát nước ngọt: Số lượng: 01 (chiếc) Dung tích: 3,87 (m2). +Bầu làm mát dầu nhờn: Số lượng: 01 (chiếc) Dung tích: 9,5 (m2) 2.3.4. Máy phát. Tổ hợp máy phát gồm hai tổ hợp do Trung Quốc sản xuất. +Động cơ lai: Loại: Diesel Công suất 45 (mã lực), tốc độ vòng quay 1500 (vòng/phút). +Máy phát: Công suất phát 29,5 (Kw), tần số dòng điện phát 50 (Hz). 2.3.5. Két chứa. +Két dầu đốt dự trữ: Số lượng 02, Thể tích chứa 12 (m3). +Két dầu nhờn dự trữ: Số lượng 01, Thể tích chứa 600 (lít). +Két giữ nước đáy tàu: Số lượng 01, Thể tích chứa 2 (m3). +Két dầu cặn: Số lượng 01, Thể tích chứa 2 (m3). +Két dầu đốt hàng ngày: Số lượng 02, Thể tích chứa 800 (lít). +Két nước giãn nở máy chính: Số lượng 01, Thể tích chứa 80 (lít). +Két dầu nhờn bôi trơn ổ đỡ chặn: Số lượng 01, Thể tích chứa 9 (lít). 2.3.6. Hệ thống bơm. +Bơm cứu hoả tự hút: Số lượng 01, công suất bơm 30 (m3/h), chiều cao cột áp 35 (mH2O). +Bơm dùng chung tự hút: Số lượng 01, công suất bơm 30 (m3/h), chiều cao cột áp 35 (mH2O). +Bơm dầu nhờn dự phòng: Số lượng 01, công suất bơm 5 (m3/h). +Bơm tay dầu bẩn: Số lượng 01, mã hiệu BTP5G40-00, công suất bơm 4 (m3/h). 2.3.7. Hệ thống trục. +Đường kính chân vịt: D=1,37 (m). +Vật liệu chế tạo chân vịt: HBsC1. +Đường kính trục chân vịt: 110 (mm). +Vật liệu chế tạo trục chân vịt: SF 55 +Chiều dài trục: 5250 (mm). +Chiều dài bạc lót lái: 580 (mm), vật liệu chế tạo HBsC1+nhựa tổng hợp, chiều dày 29,8(mm) +Chiều dài bạc lót mũi: 550 (mm), vật liệu chế tạo HBsC1+nhựa tổng hợp, chiều dày 38 (mm) 2.4.Tính ăn lái của tàu và nhiệm vụ thiết bị lái: Tính ăn lái của tàu thuỷ là khả năng giữ nguyên hoặc thay đổi hướng đi của tàu theo ý người lái. Điều đó có nghĩa là con tàu phải có khả năng chuyển động theo hướng thẳng cũng như phải có khả năng thực hiện các loại quay trở cần thiết. Vì vậy, tính ăn lái bao gồm hai lĩnh vực chính liên hệ mật thiết với nhau là tính ổn định hướng và tính quay trở. Tính ổn định hướng là khả năng giữ hướng đi của tàu và không có sự tham gia giữ hướng của người lái hoặc với chỉ góc nghiêng bánh lái rất nhỏ. Tính quay trở là khả năng thay đổi hướng đi về một phía bất kỳ của tàu. Qua định nghĩa trên ta thấy rằng tính ổn định hướng và tính quay trở là hai khái niệm tương phản nhau. Một con tàu có tính ổn định hướng tốt thì sẽ có tính quay trở tồi. Và ngược lại, tàu có tính quay trở tốt thì tính ổn định hướng xấu. Vì vậy, cần phải có nhiệm vụ dung hoà các mâu thuẫn đó, phải nhấn mạnh những đặc tính nào cần thiết nhất đối với tàu thiết kế. (Ví dụ: Đối với tàu đánh cá đặc biệt là tàu đánh cá lưới vây do tính xoay trở liên tục để vây đàn cá vào lưới nên khi thiết kế hệ thống lái phải nhấn mạnh đến tính quay trở. Đối với tàu hàng thì tính quay trở ít hơn mà ngược lại tính ổn định hướng có tính nhấn mạnh.) Tính ăn lái phụ thuộc rất nhiều vào kích thước(L,B) và hình dáng thân tàu, nhất là phần đuôi tàu. Tính ăn lái cũng phụ thuộc rất nhiều vào các bộ phận ổn định, cố định như: Ky hông, ky đuôi…vào độ lớn và số lượng chân vịt cũng như vị trí đặt chúng trên tàu. Thiết bị lái có nhiệm vụ đảm bảo tính ăn lái của tàu bằng cách tạo ra mômen quay, làm tàu quay quanh trục thẳng đứng đi qua trọng tâm tàu. 2.5.Quá trình quay vòng tàu. Xét quá trình quay vòng tàu trên một con tàu đang chuyển động tịnh tiến theo một đường thẳng với vận tốc V và bánh lái đang nằm trùng với mặt phẳng dọc tàu bị xoay đi đột ngột về mạn phải một góc α và dữ nguyên vị trí bánh lái tại vị trí đó .Con tàu bắt đầu thực hiện chuyển động mới gọi là quá trình quay vòng tàu .
- Xem thêm -