Báo cáo Công nghệ, thiết bị và phương pháp định tâm hệ trục tàu thủy - Lê Trường Phong

hơn đường kính của nó thì áp lực trên ổ đỡ(trên mặt chiếu của bạc đỡ) không quá 3KG/cm2. *Tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía lái của máy chính là động cơ điện hoặc của hộp số máy chính +Trong mặt phẳng đứng R2 phải đảm bảo sao cho áp lực trên mặt chiếu bạc đỡ không quá 3KG/cm2 đồng thời phải nhỏ hơn 10% tải trọng tính toán trong thiết kế và thỏa mãn điều kiện như sau: )(32 KGFR  Ở đây F(cm2)- Diện tích mặt chiếu của bạc đỡ phía lái của động cơ điện hoặc cua hộp số. +Đồng thời R2 cũng phải thỏa mãn điều kiện không làm trục bị nâng lên trước khi khởi động: )( ).(2,1 . 2 KG ba bQ R hs   Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 9 Qhs- Trọng lượng của trục và roto động cơ điện, hoặc trọng lượng của các trục và bánh răng hộp số. a,b- Khoảng cách đến trọng tâm hộp số *Tải trọng bổ sung cho phép trên ổ đỡ phía lái của máy chính là máy hơi nước hoặc động cơ đốt trong: Trong mặt phẳng đứng )(32 KGFR  F(cm2)-Diện tích mặt chiếu bạc đỡ Đồng thời R2 phải thỏa mãn điều kiện không làm uốn trục khuỷu: )( . )(5 3 2 KG ba dba R   d(cm)- Đường kính trục khuỷu a,b- Kích thước như trên sơ đồ Điều kiện để định tâm theo tải trọng kết cấu trung bình P: PLaaaaaP 1,0)( 54321  Nếu không thỏa mãn điều kiện trên thì có thể điều chỉnh tải hai gối đỡ tại hai đầu hệ trục sao cho cân bằng trọng lượng và momen so với trọng tâm S kệ trục ≤0,1PL. Nếu phương pháp định tâm hệ trục mà không cần kiểm tra tải trọng và ứng suất bổ sung, thì kết quả định tâm các bích nối với động cơ khi tàu dưới nước phải đảm bảo, độ lệch tâm δ≤0,1mm và độ gãy khúc φ≤0.15mm/m. *Ứng suất bổ sung cho phép trên trục: -Đối với trục chân vịt, trục trung gian, trục đẩy và trục động cơ điện và trục hốp số máy chính, ứng suất bổ sung cho phép: 2 1 /300 cmKG -Đối với trục động cơ diesel tại mặt cắt gối đỡ chính phía lái, ứng suất bổ sung cho phép là: 21 /50 cmKG Những tiêu chuẩn về tải trọng và ứng suất nêu trên đều phải bảo đảm, không phụ thuộc vào công nghệ lắp ráp. Nếu định tâm hệ trục trên bờ, thì các tiêu chuẩn trên được giảm xuống hai lần (yêu cầu chính xác hơn). Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 10 Chương 2. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG GỐI ĐỠ Phương pháp định tâm hệ trục theo tải trọng trên gối đỡ được áp dụng sau khi máy chính và trục chân vịt định tâm bằng quang học. Phương pháp này dựa trên quan điểm là phân bố đều đến mức có thể tải trọng trên các gối đỡ của toàn bộ hệ trục bao gồm: trục chân vịt, trục trung gian và trục khuỷu máy chính Phương pháp định tâm theo tiêu chí tải trọng ổ đỡ coi các tiêu chuẩn về tải trọng là tiêu chí cần đạt tới, còn giá trị về độ lệch tâm-độ gãy khúc chỉ là hệ quả của bài toán tối ưu tải trọng. Nói cách khác, phương pháp định tâm truyền thống coi giá trị lệch tâm-gãy khúc là tiên đề, còn tải trọng trên các ổ đỡ chỉ là hệ quả. Trong khi phương pháp định tâm theo tiêu chí tải trọng ổ đỡ coi tải trọng là tiên đề, còn độ lệch tâm(SAG),độ gãy khúc(GAP) chỉ là hệ quả. Theo TCVN sửa đổi 2006 quy định: Đối với hệ lực đẩy chính có trục chân vịt bôi trơn bằng dầu, có đường kính không nhỏ hơn 400mm, việc tính toán định tâm hệ trục phải được thực hiện và trình duyệt bao gồm: mômen uốn, tải trọng ổ đỡ và đường cong độ võng trục. Tải trọng tác dụng lên gối đỡ trục bao gồm: tải trọng tĩnh và tải trọng động. + Tải trọng tĩnh: là tải trọng do trọng lượng bản thân hệ trục và các thành phần hệ trục gây ra, bao gồm: trọng lượng trục, trọng lượng chân vịt, trọng lượng của các chi tiết, thiết bị lắp trên trục + Tải trọng động: là tải trọng trên các ổ đỡ khi tàu hoạt động, do: ảnh hưởng của ứng suất chính trên trục do công suất truyền từ máy chính cho chân vịt, do ảnh hưởng của lực đẩy chân vịt Ngoài ra, còn phải kể đến tải trọng bổ sung trên ổ đỡ và ứng suất bổ sung trên trục. Đây chính là tiêu chí quan trọng nhất để xây dựng tiêu chuẩn đánh giá chất lượng định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng gối đỡ. I.ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG TRÊN Ổ ĐỠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP “CỔ ĐIỂN” 1.Phạm vi ứng dụng: Trước kia, khi chưa đưa vào việc tính toán định tâm hệ trục bằng các phần mềm, việc định tâm hệ trục theo tiêu chí tải trọng gối đỡ được tính toán và định tâm ngay trên tàu. Việc định tâm phụ thuộc vào kết cấu hệ trục, điều kiện cân bằng trọng lượng và momen và trình độ tay nghề của người thực hiện: +Kết cấu hệ trục: Việc định tâm hệ trục theo tiêu chí tải trọng trên ổ đỡ trước thường chỉ tiến hành trong tình huống hệ trục lớn, có chiều dài L>30d, không phụ thuộc vào kết cấu ổ đỡ (trượt hay bi), nhưng không ít hơn 2 ổ đỡ trung gian. Vì lúc đó ảnh hưởng của trọng lượng bản thân hệ trục, trọng lượng chân vịt, biến dạng của vỏ, sự thay đổi trạng thái nhiệt của động cơ, hệ trục, hộp sốtới chất lượng của quá trình định tâm là rất lớn. +Điều kiện cân bằng trọng lượng và momen: Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 11 Điều kiện để định tâm theo tải trọng kết cấu trung bình là: trước khi tiến hành định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng gối đỡ phải điều chỉnh tải 2 gối đỡ tại 2 đầu hệ trục sao cho cân bằng trọng lượng và momen so với trọng tâm S của hệ trục ≤ 0.1 PL P ( ∑ai – ∑aj ) ≤ 0.1 PL P: Tải trọng kết cấu trung bình (CT 2.1) ai - Khoảng cách từ các ổ đỡ trung gian phía lái tới trọng tâm S của hệ trục aj - Khoảng cách từ các ổ đỡ trung gian phía mũi tới trọng tâm S của hệ trục L: Khoảng cách từ ổ đỡ trước trục chân vịt tới ổ đỡ phía lái của hộp số *Tóm tắt phương pháp: Dùng 2 lực kế lắp vào 2 chân ổ đỡ, người ta chỉnh các đoạn trục sao cho tải trọng thực tế đọc trên các lực kế ở hai chân các ổ đỡ phải “bằng nhau” (xấp xỉ) và tổng tải trọng trên mỗi ổ đỡ không vượt quá tải trọng kết cấu trung bình 5%, đồng thời tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía mũi ống bao trục và trên ổ đỡ phía lái của máy chính phải nhỏ hơn giới hạn cho phép. Cách đo tải trọng thực tế, tính tải trọng kết cấu trung bình trên mỗi ổ đỡ và tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía mũi ống bao và trên ổ đỡ phía lái của máy chính được trình bày ở phần dưới đây. 2.Công tác chuẩn bị: Máy chính và trục chân vịt đã được định tâm xong. Áp dụng các công thức tính toán tải trọng kết cấu trung bình P, tải trọng bổ sung cho phép R cho từng đối tượng trục. Kết quả tính toán ghi vào bảng. - Tải trọng kết cấu trung bình. )(KG n Q P  Trong đó P - Tải trọng kết cấu trung bình Q - Trọng lượng các trục trung gian. n - Số lượng gối đỡ. - Tải trọng cho phép trên ổ đỡ trục trung gian. + Trong phương thẳng đứng tải trọng bổ sung cho phép: PRd 5,0 + Trong mặt phẳng ngang tải trọng bổ sung cho phép: PRn 25,0 Nếu thực tế lúc đo tải trọng ngang không thấy có sự dịch trục trong khe hở đầu của ổ đỡ, thì cho phép có thể lấy tải trọng ngang cho phép bằng tải trọng đứng. - Tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía mũi ống bao trục. Trong mặt phẳng đứng, ngang đều phải bảo đảm PR 5,01  - Tải trọng bổ sung trên ổ đỡ phía lái của máy chính. )(3 KGFR  Với F - diện tích mặt chiếu của bạc đỡ phía lái, mm2. Lập bảng ghi chép kết quả đo đạc trên lực kế và tính toán tải trọng bổ sung n ổ đỡ trong mặt phẳng đứng và ngang. Hoàn thiện công nghệ định tâm hệ trục. Chuẩn bị đầy đủ các ống ngắm, lực kế và các dụng cụ cần thiết khác. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 12 3. Các bước tiến hành trong quá trình định tâm: 3.1. Sơ đồ định tâm hệ trục bằng phương pháp tải trọng gối đỡ cổ điển: Tháo bích nối và đo lực ghép nối Ghi các chỉ số tải trọng và lực ghép nối vào bảng Tính tải trọng và ứng suất bổ sung cho phép Xác định đường tâm hệ trục Doa lỗ sống đuôi Lắp và gia công cụm ống bao Gá ổ đỡ trung gian, trục trung gian Liên kết các bích nối trục lại với nhau Lăp trục chân vịt Đưa lực kế vào vị trí bulông chân ổ đỡ và điều chỉnh Lắp bộ làm kín, chân vịt Chỉnh sơ bộ các mặt bích theo =0.3mm,=0.3m m/m Tính toán tải trọng bổ sung Liên kết các bích nối trục lại với nhau Đo, chế tạo căn và cố định ổ đỡ, máy chính Kiểm tra, nghiệm thu hệ động lực Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 13 3.2. Các bước tiến hành: -Đặt các ổ đỡ trên bệ và đặt các trục trung gian trên ổ đỡ. -Dùng các bulông tăng chỉnh, điều chỉnh ổ đỡ cùng với trục sao cho các bích nối trục ăn khớp với nhau (kể cả bích nối với trục chân vịt và bích máy chính). -Dùng thước thẳng định tâm sơ bộ theo độ lệch tâm ổ = 0,3mm và độ gãy khúc = 0,3mm/m. Sau đó nối tất cả các bích với nhau. -Vì có khe hở đầu giữa nửa bạc đỡ phía trên với cổ trục, cho nên trước khi đậy nắp các ổ đỡ, ta đặt lên cổ trục một tấm đệm mềm thấm dầu có chiều dày gấp 1,5 lần khe hở dầu và chiều rộng không quá 1/6 đường kính trục. Sau đó đậy các nắp ổ đỡ và xiết chặt. (Nhờ các tấm đệm mà nửa bạc đỡ phía trên được ép chặt với cổ trục nên việc đo lực chính xác hơn). -Đưa lực kế lắp vào lỗ bulông từng chân ổ đỡ và đối xứng nhau, lúc này các bulông căn chỉnh được lấy ra, và toàn bộ hệ trục trung gian và ổ đỡ được tựa trên các lực kế. Các lực kế cũng có kết cấu cho phép điều chỉnh ổ đỡ lên xuống cùng với trục.(hình 135) -Điều chỉnh tải trọng lần lượt trên từng ổ đỡ theo thứ tự ổ đỡ nào có trọng tải cao (chỉ báo trên lục kế) thì điều chỉnh trước. Việc điều chỉnh này tiến hành nhờ cờ-lê có sẵn ở lực kế, cho đến khi trọng tải trên từng ổ đỡ trung gian không vượt quá ± 0,5P - so với trọng tải kết cấu trung bình nếu định tâm ở dưới nước, và không quá ± 0,25P - nếu định tâm trên triền.(Bảng 2) Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 14 Bảng 2: Tải trọng bổ sung cho phép trên gối đỡ -Tháo bích nối với trục chân vịt và với bích máy chính để đo lực cần thiết nối ghép chúng (hình 136 ). Công việc đo lực này thực hiện được nhờ bộ gá chuyên dùng. Lực ở mặt phẳng đứng và ngang được đo riêng biệt, hoặc thông qua việc đo độ lệch tâm và độ gãy khúc. -Các chỉ số tải trọng trên ổ đỡ và lực ghép các mặt bích nối với trục chân vịt và bích máy được tập hợp và tính toán tải trọng bổ sung theo mẫu như bảng 3,4 theo các công thức đã nêu ở trên. -So sánh kết quả đo đạt và tính toán với giới hạn cho phép về tải trọng bổ sung ở bảng 2, nếu nhỏ hơn thì đạt yêu cầu. Tải trọng bổ sung cho phép Giai đoạn định tâm Trên ổ đỡ trục trung gian Trên ổ đỡ phía mũi ống bao trục Trên ổ đỡ phía lái của máy chính Định tâm sơ bộ Khi định tâm trên triền Khi định tâm dưới nước ±0,05P ±0,025P ±0.5P - ±0,025P ±0,5P - ±0,5R2 ±R2 Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 15 Bảng 3: Tính toán tải trọng bổ sung trên ổ đỡ trong mặt phẳng thẳng đứng theo số liệu đo trên lực kế trong quá trình dịch tâm (Số liệu minh họa) Bảng 4:Tính toán tải trọng bổ sung trên ổ đỡ trong mặt phẳng ngang theo số liệu đo trên lực kế trong quá trình dịch tâm (Số liệu minh họa) -Sau đó tiến hành nối ghép lại như cũ các cặp bích nối với trục chân vịt và máy chính. Tiếp theo đo chiều cao các tấm căn từng chân ổ đỡ, gia công cạo hà và lắp tại chỗ các tấm căn ấy, khoan lỗ và kẹp chặt các ổ đỡ xuống bệ đỡ. -Sau khi xác định đạt yêu cầu, thì tiến hành kẹp chặt tất cả các ổ đỡ trên bệ, kết thúc quá trình định tâm. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 16 II.ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ TẢI TRỌNG TRÊN Ổ ĐỠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP “HIỆN ĐẠI” 1.Hạn chế của phương pháp định tâm theo tải trọng gối đỡ “cổ điển”: Từ việc phân tích phương pháp định tâm theo tiêu chí tải trọng gối đỡ trên ta thấy có rất nhiều hạn chế: + Vẫn phải tiến hành định tâm sơ bộ theo các giá trị lệch tâm và gãy khúc kinh nghiệm + Việc lắp đặt các lực kế vào chân ổ đỡ là không đơn giản vì không phải chân ổ đỡ nào cũng được thiết kế phù hợp với lực kế có sẵn + Việc điều chỉnh các lực kế chân ổ đỡ (việc phân phối tải trọng trên các ổ đỡ) được tiến hành phụ thuộc vào tay nghề người thợ. + Đặc biệt, trong trường hợp hệ trục lớn: hệ trục dài, trong lượng trục, chân vịt và các thiết bị trên trục lớngây nên sai lệch đường tâm giữa trục chân vịt và trục máy chính lớn nên việc điều chỉnh rất khó khăn. Nếu không để ý, đo đạc, tính toán các giá trị độ lệch tâm f và góc nghiêng  (hình 2.1) ngay từ đầu thì quy trình định tâm rất phức tạp và khó khăn. Và nếu không khắc phục được thì việc phân tải trên các ổ đỡ có thể không thực hiện được. a Hình 2.1- Độ lệch trục giữa trục chân vịt và trục máy chính + Chưa để ý tới quan hệ giữa hệ trục và vỏ tàu, hay chính là tính “nhạy cảm” của hệ trục với sự dịch chuyển của ổ đỡ trục, với hệ trục càng dài, thì hệ trục càng “nhạy cảm”: cụ thể là, đối với những tàu có hệ trục dài, tác động của sự biến dạng của vỏ tàu lên hệ trục là rất lớn. Sự tác động này được thể hiện qua sự dịch chuyển của ổ đỡ hệ trục. Chính sự dịch chuyển ổ đỡ , do sự biến dạng vỏ tàu này, sẽ gây ra những thay đổi trong tình trạng chịu tải trên các ổ đỡ. + Một trong những nguyên nhân ảnh hưởng khá lớn tới chất lượng định tâm, đó chính là điều kiện định tâm hệ trục: cụ thể là, định tâm trên đà hay dưới nước, định tâm dưới nước thì tàu ở trạng thái nào, tàu không, ballast 1 phần hay ballast toàn bộnhững điều kiện đó ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái chịu tải ở trên các ổ đỡ + Việc đo đạc và tính toán tải trọng bổ sung phải tiến hành qua nhiều bước, phụ thuộc vào dụng cụ đo, tay nghề và kinh nghiệm người thợ nên gây nên sai số lớn. Đặc biệt với cách đo của phương pháp này, việc đo tại vị trí ổ đỡ trước trục chân vịt là không thể tiến hành được, còn việc đo tại vị trí ổ phía lái máy chính là rất khó (khi mà đặt lực kế ngay dưới chân ổ đỡ), và trong một số tình huống là gần như không thể thực hiện được. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 17 2. Ưu điểm của phương pháp định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng gối đỡ khi sử dụng phần mềm tính toán định tâm hệ trục. 2.1 Giới thiệu một số phần mềm đang được các cơ quan đăng kiểm sử dụng hiện nay: Hiện nay, việc tính toán định tâm hệ trục tàu thuỷ hầu hết được tính toán bằng các phần mềm tính định tâm của chính các cơ quan đăng kiểm và các tập đoàn, công ty thiết kế Hàng Hải. Và việc duyệt tính toán định tâm là gần như bắt buộc đối với tất cả các cơ quan đăng kiểm. + Nauticus của đăng kiểm Nauy - DNV (Det Norske Veritas): Đây là 1 phần mêm khá đồ sộ, có khả năng thực hiện các tính toán liên quan đên kết cấu về phần vỏ và máy. Hiện nay, phiên bản mới nhất là version 8.0 (năm 2008) Trong đó “ Nauticus Machinery Shaft Alignment” là phần chuyên để tính toán định tâm hệ trục. Nó có khả năng tính toán tất cả các thông số phục vụ cho quá trình định tâm hệ trục trong các trạng thái khác nhau của tàu, các thông số mà hệ trục phải chịu trong các điều kiện kĩ thuật khác nhau: phản lực các ổ đỡ, ứng suất và các mômen, lực cắt trên trục trong các điều kiện tải khác nhau, các thông số SAG, GAP phục vụ cho việc định tâm, khoảng điều chỉnh offset tại các ổ đỡ, quan hệ giữa phản lực gối đỡ và khoảng offset của ổ đỡ + Shaft Alignment Optimization Softwave đăng kiểm Mỹ - ABS, hiện nay phiên bản mới nhất là Ver 2.0. Chức năng cũng tương tự như Nauticus của DNV + Shaft Master của IMT Group- Ukraina: chỉ thực hiện tính phần định tâm cho hệ trục Ngoài ra 1 số đăng kiểm khác cũng có phần mềm tính toán riêng cho mình như: Đăng kiểm Nhật Bản (NK), Đăng kiểm Hàn Quốc, Đăng kiểm Trung Quốc 2.2 Ưu điểm của việc sử dụng phần mềm tính định tâm theo quan điểm hiện đại Các phần mềm được sử dụng hiện nay đều đã khắc phục được những hạn chế của phương pháp định tâm tải trọng gối đỡ cũ, và đưa vào đó những quan điểm mới, phù hợp với thực tế, với yêu cầu của các tổ chức Đăng kiểm và điều kiện công nghệ dễ dàng hơn, cụ thể là: Khi tính toán định tâm, đã kể đến các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình và chất lượng định tâm như: ảnh hưởng của sự biến dạng vỏ tàu tới sự dịch chuyển các ổ đỡ, ảnh hưởng của sự dịch chuyển ổ đỡ tới tải trọng trên các ổ đỡ, ảnh hưởng của sự thay đổi trạng thái nhiệt của hộp số, động cơ tới sự phân bố tải trọng trên các ổ đỡ, ảnh hưởng của trạng thái tiếp xúc giữa trục và bạc tới độ mài mòn bạc. Hay tình trạng chịu tải của các ổ đỡ khác nhau, trong các điều kiện định tâm khác nhau như thế nào, mối quan hệ ảnh hưởng qua lại giữa sự dịch chuyển ổ đỡ với sự thay đổi phản lực trên các ổ đỡ đó Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 18 Từ những thuật toán, cơ sở lý thuyết của phương pháp định tâm hệ trục theo tiêu chí tải trọng gối đỡ, chương trình sau khi tính nhập số liệu đầu vào, phân tích và tính toán sẽ cho ta các kết quả sau: + Ma trận hệ số ảnh hưởng + Phản lực trên các gối đỡ + Biến dạng uốn của trục (độ võng) + Góc nghiêng của bạc yêu cầu + Góc nghiêng ở bánh răng chính + Lực kéo và mômen uốn + Tải cho phép trên tất cả các ổ đỡ Tất cả các thông số trên phản ánh đầy đủ tình trạng chịu tải của hệ động lực trong các điều kiện khác nhau (nóng, lạnh), trong các điều kiện định tâm khác nhau (trên triền, dưới nước, tàu không, ballast 1 phần, hay ballast toàn phần) Đưa ra các thông số phục vụ cho quá trình định tâm, lắp ráp và kiểm tra: Các thông số SAG, GAP; thông số về tải trọng trên các ổ đỡ tại vị trí tâm ổ đỡ và đặt kích kiểm tra, thông số về tải trọng trên các ổ đỡ trong các điều kiện định tâm khác nhau 3. Các bước tiến hành trong quá trình định tâm: * Sơ đồ chung: + Tính toán định tâm hệ trục: Công việc tính toán định tâm được tiến hành thông qua các phần mềm tính định tâm. Và hệ trục thực được thay thế bằng hệ mô hình là các dầm liên tục và các có giá trị khoảng dịch chuyển offset là chính xác Loại bỏ những ảnh hưởng liên quan đên chất lượng định tâm hệ trục Tính toán định tâm hệ trục Lắp ráp hệ trục Kiểm tra sau khi lắp ráp Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 19 Hình 3.1- Tính toán định tâm hệ trục Kết thúc quá trình tính toán định tâm hệ trục bằng phần mềm, chương trình sẽ xuất ra bảng tính định tâm, có đầy đủ các thông số: SAG, GAP và phản lực trên các gối đỡ phục vụ cho quá trình lắp đặt hệ trục. + Lắp đặt hệ trục: Trong suốt quá trình lắp đặt, chân vịt, trục chân vịt, trục trung gian và trục khuỷu ban đầu chưa được nối với nhau và đặt tự do trên các ổ đỡ. Sau đó, điều chỉnh chiều cao các gối đỡ, đảm bảo các thông số SAG, GAP thông qua các bulông tăng chỉnh chân ổ đỡ Việc tăng chỉnh thường được tiến hành dần dần từ trục chân vịt, trục trung gian tới máy chính. Các giá trị SAG, GAP và lực cần thiết để nối các bích trục đã được tính toán cụ thể trong phần “tính toán định tâm hệ trục” Hình 3.2- Tiến hành định tâm thông qua SAG, GAP + Kiểm tra sau khi lắp ráp: Trong bước kiểm tra, ta sử dụng phương pháp jack-up để kiểm tra phản lực trên các ổ đỡ theo tính toán của phần “tính toán định tâm hệ trục”. Kích thuỷ lực sẽ được đặt tại vị trí các vị trí: ổ đỡ trước ống bao, các ổ đỡ trung gian và 2 ổ đỡ tận cung phía lái của máy chính. Vị trí chính xác đặt kích thuỷ lực, giá trị lực thu được trên mỗi kích cụ thể như thế nào đều được chỉ rõ trong bảng tính định tâm. Bên cạnh việc kiểm tra phản lực trên các ổ đỡ, việc đo độ co bóp má khuỷu cũng gần như là yêu cầu bắt buộc. + Loại bỏ những ảnh hưởng liên quan đến chất lượng định tâm hệ trục: Trong quá trình tính toán định tâm, lắp đặt hệ trục và kiểm tra sau lắp đặt, việc phát hiện và loại bỏ những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả tính toán và chất lượng của quá trình định tâm là cần thiết. Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 20 Các yếu tố đó bao gồm: Sai số chung: -Sai số từ mô hình tính toán gây ra so với mô hình thực, như: số lượng ổ đỡ được mô hình hoá, mô hình ổ đỡ ống bao, đường kính của thanh mô hình tương đương được chọn làm trục khuỷu -Mức độ chính xác của giá trị SAG và GAP: cụ thể là sự không thống nhất giữa kết quả tính toán và thực tế -Độ chính xác của việc đo phản lực trên các gối đỡ Việc đánh giá và loại bỏ những sai số này chỉ dựa trên cơ sở kinh nghiệm của người tham gia tiên hành tính toán và định tâm hệ trục. Sai số do điều kiện lắp đặt và điều kiện phục vụ của hệ trục: Việc lắp đặt hệ trục thường được tiến hành trong điều kiện tàu đã hạ thuỷ, chiều chìm nhỏ, và máy chính trong điều kiện lạnh. Tuy nhiên trong thực tế, trong những trường hợp phục vụ điển hình của hệ đông lực, thì chiều chìm, nhiệt độ của máy chính tăng, biến dạng vỏ tăngNhững sự thay đổi này làm tăng sai lệch phần kết cấu vỏ cũng như máy chính làm vị trí của các ổ đỡ bị thay đổi, do đó làm cho phản lực trên các gối đỡ thay đổi. Để khắc phục điều này, khi tính khoảng offset ban đầu của ổ đỡ, người ta sẽ kể đến các yếu tố này, và tính theo công thức: Khoảng offsets ban đầu = Offsets ở điều kiện đã hạ thuỷ-(Offsets ở điều kiện đầy tải – Offsets ở điều kiện hạ thuỷ) Hình 3.3- Offset và sai lệch đường trục trong các điều kiện khác nhau Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 21 Chương 3. ĐỊNH TÂM HỆ TRỤC THEO TIÊU CHÍ LỆCH TÂM VÀ GÃY KHÚC Đường tâm của hệ trục (tâm các gối trục) phải nằm trên 1 đường thẳng và trùng với tâm lý thuyết xác định được trong quá trình căng tâm. Coi hai mặt bích của mối ghép là chuẩn lắp ráp, trên cơ sở đó điều chỉnh sao cho độ lệch tâm và gãy khúc nằm trong giới hạn cho phép. Theo quan điểm này, hệ trục tàu thuỷ là một đường thẳng, và trùng với đường tâm lý thuyết. Và tiêu chí của việc định tâm theo phương pháp lệch tâm gãy khúc là chỉnh đường tâm thực tế của hệ trục trùng với đường tâm lý thuyết trên cơ sở đạt được độ lêch tâm () và độ gãy khúc () trong giá trị cho phép. Giá trị của độ lệch tâm () và độ gãy khúc () thường được lấy theo kinh nghiệm hoặc tính toán, tuỳ theo kết cấu và cách bố trí hệ trục. Phương pháp này không phụ thuộc vào kết cấu hệ trục, phương pháp định tâm này được áp dụng khi không có điều kiện tiến hành bằng phương pháp định tâm theo tải trọng ổ đỡ. Việc nghiệm thu bàn giao chất lượng định tâm bằng phương pháp này chỉ được tiến hành khi tàu ở dưới nước. I.TIÊU CHUẨN ĐỘ LỆCH TÂM VÀ ĐỘ GÃY KHÚC +Độ lệch tâm của hệ trục tại mặt bích nối là khoảng cách sai lệch giữa hai đường tâm của hai trục nối tiếp nhau đo tại vị trí liên kết thường được kí hiệu là:  +Độ gãy khúc của đường tâm hệ trục là góc lệch giữa 2 đường tâm của hai đoạn trục tại vị trí liên kết, được kí hiệu:  f Hình 4.1. Độ lệch tâm ,độ gãy khúc  Trị số ,  trong mặt phẳng ngang và mặt phẳng thẳng đứng được xác định theo công thức sau: Trong mặt phẳng thẳng đứng:  = 2 ba  (mm); (1)  = bD nm  (mm/m) (2) Chuyên đề hệ động lực tàu thủy Phương pháp định tâm hệ trục GVHD: Th.S Nguyễn Đình Long SVTH: Lê Trường Phong 22 Trong mặt phẳng nằm ngang:  = 2 dc  (mm);  = bD rv  (mm/m) a, b, m, n: Các giá trị đo ở mặt phẳng thẳng đứng (mm) c, d, v, r: Các giá trị đo ở mặt phẳng nằm ngang (mm) Db: Đường kính bích (m) 1.Độ lệch tâm gãy khúc cho phép theo kinh nghiệm: Như đã nói ở trên, giá trị của () và () khi định tâm theo tiêu chí lệch tâm gãy khúc thường được lấy theo kinh nghiệm, tuỳ theo tính chất của khớp nối (tra bảng 5). Chú ý: Khi định tâm trên triền thì hệ số trong bảng trên yêu cầu giảm xuống 1/2. Nhưng quá trình nghiệm thu, kiểm tra phải được tiến hành khi tàu dưới nước Vị trí khớp nối Tàu đóng mới hoặc sửa chữa lớn Hệ trục dài  (mm)  (mm/m) 1. Bích nối các trục trung gian ±0.15 ±0.2 2. Bích nối trục trung gian-trục chân vịt ±0.15 ±0.2 Hệ trục ngắn 1. Bích nối các trục trung gian ±0.1 ±0.15 2. Bích nối trục trung gian-trục chân vịt ±0.1 ±0.15 Khớp nối trục trung gian-máy chính 1. Bích nối cứng ±0.1 ±0.15 2. Khớp nối đàn hồi ±0.25 ±0.3 3. Khớp ma sát ±0.1 ±0.15 4. Khớp nối bánh răng ±0.15 ±0.2 Bảng 5: Độ lệch tâm và độ gãy khúc cho phép khi định tâm hệ trục dưới nước Hệ trục dài: là hệ trục có khoảng cách L từ ổ đỡ phía lái của máy chính tới ổ đỡ trước trục chân vịt lớn hơn 30 lần đường kính trục: L > 30d Hệ trục ngắn: là hệ trục có khoảng cách L từ ổ đỡ phái l