Đồ án Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ trục chân vịt trên tàu MPV đóng tại công ty sông thu

MỤC LỤC 1.Tổng quan 1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài 2. Tổng quan về hệ động lực trên tàu thủy 2.1. Lịch sử và phương hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy . 2.1.1. Lịch sử phát triển 2.1.2. Hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy . 2.2. Hệ động lực tàu thủy sử dụng động cơ diesel . 2.2.1. Động cơ diesel và đặc tính máy chính – chân vịt 2.2.2. Hệ trục 2.2.3. Chân vịt 3. Khảo sát hệ động lực tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu 3.1. Tổng quan về tàu MPV đóng tại công ty Sông Thu . 3.1.1. Giới thiệu chung về tàu MPV . 3.2. Hệ động lực tàu MPV 3.2.1. Động cơ tàu. 3.2.2: Hệ trục tàu MPV 3.2.2.1. Trục trung gian 3.2.2.2 Trục chân vịt 3.3. Tính kiểm nghiệm hệ trục 3.3.1: Tính nghiệm phản lực tại gối đỡ 3.3.2: Tính nghiệm sức bền các trục 3.3.2.1. Tính kiểm nghiệm sức bền trục trung gian 3.3.3.2. Tính kiểm nghiệm sức bền trục chân vịt 3.4. Căng tim định tâm và lắp ráp hệ trục 3.4.1.Căng tim 3.4.2 Lắp các thành phần hệ trục 4. Kết luận TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NÓI ĐẦU Nước ta trong 10 năm trở lại đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể về kinh tế, xã hội nói chung và trong ngành đóng tàu nói riêng. Từ những con tàu chở dầu loại lớn đến những chiếc tàu kéo hiện đại phục vụ trong nhiều lĩnh vực từ giao thương đến tuần tra, cứu hộ cứu nạn trên biển đến ứng phó sự cố tràn dầu trên biển. Là một sinh viên ngành Cơ Khí Động Lực việc chọn đề tài tốt nghiệp là “Khảo sát và tính kiểm nghiệm hệ trục tàu MPV” nhằm học hỏi thêm kiến thức nghành tàu thủy. Trong thời gian đi thực tập tốt nghiệp tại công ty đóng tàu Sông Thu em đã tìm hiểu thực tế công việc đóng tàu cũng như tìm hiểu các tài liệu, bản vẽ có liên quan đến tàu MPV. Sau gần 15 tuần tìm hiểu cũng như tham khảo nhiều tài liệu liên quan đến chuyên ngành cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa và các bạn em đã hoàn thiện đề tài tốt nghiệp. Tuy rất cố gắng học hỏi và cẩn thận trong vệc thực hiện để tài nhưng vẫn không tránh được những thiếu sót. Rất mong sự thông cảm và chỉ bảo của thầy cô cùng các bạn để em ngày càng hoàn thiện hơn về kiến thức và hiểu thêm về chuyên nghành. Với sự cố gắng của chính mình và sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Quang Trung và thầy Nguyễn Tiến Thừa, em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo của hai thầy trong thời gian vừa qua đã giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Các kí hiệu và viết tắt Ký hiệu Nội dung MPV Multi Purpose Vesel CAT CATERPILAR 1.Tổng quan 1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài Việc thiết kế đóng mới một chiếc tàu biển cần rất nhiều thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của nhiều nhà kỹ thuật hàng đầu. Do đó, việc khảo sát, tính nghiệm và tìm hiểu kết cấu, cách bố trí của các hệ thống, trang bị của một con tàu hiện đại cũng là một yêu cầu đối với một kỹ sư mới ra trường. Vì vậy, mục đích mà em hướng đến trong đề tài này là: + Tìm hiểu các trang thiết bị, các hệ thống và phương pháp bố trí các trang thiết bị, hệ thống đó trên tàu. + Khảo sát và tính nghiệm bền hệ trục và dao động ngang của hệ trục. Trong phạm vi đề tài, em trình bày một cách khái quát về các vấn đề liên quan nhưng chú trọng về việc khảo sát và tính toán kiểm nghệm bền hệ trục. Do những hạn chế về tài liệu cũng như sự hạn chế về kiến thức cơ bản chuyên nghành tàu thủy nên em chỉ tính kiểm nghiệm bền hệ trục dựa trên tài liệu tàu thủy cũng như qui phạm đóng tàu Việt Nam. Đối với một sinh viên nghành cơ khí động lực việc chọn đề tài “Khảo sát và tính kiểm nghiệm hệ trục tàu MPV” có một ý nghĩa như sau: + Tìm hiểu thêm những kiến thức về một con tàu hiện đại cũng như những khó khăn trong việc thiết kế đóng mới một con tàu. Tạo nên sự tự tin, sự linh hoạt trong việc tìm kiếm việc làm sau khi ra trường. + Đề tài thể hiện sự kết hợp những kiến thức đã học trong những năm học lại với nhau thành một chỉnh thể. Điều đó chứng tỏ có một sự biến đổi về chất đối với một sinh viên sau nhiều năm học tập. 2. Tổng quan về hệ động lực trên tàu thủy Hệ thống động lực tàu thủy là hệ thống các thiết bị có nhiệm vụ duy trì tốc độ, phương hướng cho hoạt động của tàu và các thiết bị động lực phụ, bảo đảm sự hoạt động của tàu, thuyền viên, hành khách. Hệ động lực tàu thủy là một tập hợp các thiết bị để thực hiện các quá trình biến đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu thành nhiệt năng, cơ năng hay điện năng nhằm đảm bảo tất cả các nhu cầu cần thiết cho tàu và hệ động lực. Trong các thành phần của hệ động lực nói chung gồm có các động cơ chính và động cơ phụ, cơ cấu truyền động, hệ trục và các hệ thống khác nhau để phục vụ trực tiếp hoặc gián tiếp cho động cơ. Ngoài ra trong hệ động lực còn có các thiết bị để kiểm tra, điều khiển tự động hoặc từ xa các chế độ làm việc của từng thành phần trong hệ thống. Động cơ chính là động cơ dùng để phục vụ các nhu cầu chính, như đối với thiết bị tàu thủy dùng để quay chân vịt và phu thuộc vào nhu cầu của tàu số lượng động cơ chính có thể lớn hơn một. Ngoài động cơ chính còn có các động cơ nhỏ để lai máy phát điện, máy bơm, máy nén khí khởi động... Các động cơ này còn được gọi là động cơ phụ. Cơ cấu truyền động là thiết bị trung gian giữa 2 nguồn phát và thu năng lượng, làm thay đổi tần số quay trên trục bị động. Cơ cấu này thường dùng kiểu truyền động cơ khí nhờ hệ thống các bánh răng, truyền động bằng điện, truyền động bằng thủy lực, hay truyền động liên hợp bằng cả cơ khí lẫn thủy lực. Hệ trục trong thiết bị động lực tàu thủy đảm bảo truyền cơ năng từ mặt bích của hộp giảm tốc hay của động cơ tới chân vịt. Trong thành phần của hệ trục thường bao gồm các đoạn trục, khớp nối, các ổ đỡ và ổ chặn lực dọc trục, cơ cấu phanh và các thiết bị đo momen xoắn. 2.1. Lịch sử và phương hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy. 2.1.1. Lịch sử phát triển. Từ cuối thế kỷ 18 trở về trước, các thuyền buồm đều vận chuyển nhờ gió biển trong khi gió lại thổi thất thường. Người ta đã nghĩ tới việc dùng một nguồn năng lực nào không thay đổi và đủ mạnh để thay thế gió.  Cuộc Cách Mạng Kỹ Nghệ vào đầu thế kỷ 18 đã mang lại cho ngành Hàng Hải một sản phẩm chế tạo do các nhà phát minh và kỹ thuật, đó là máy hơi nước, một dụng cụ sinh ra động lực. Máy hơi nước đã được áp dụng vào thuật Hàng Hải và tàu thủy ra đời.
Hình 1.1: Máy hơi nước của Denis Papin Năm 1783 tàu máy hơi nước được thử nghiệm đầu tiên sau 98 năm, khi Denis Papin sáng chế ra máy hơi nước đó là tàu Pyroscaphe. Năm 1802 tàu hơi nước chạy guồng đầu tiên ra đời (tàu Charlotte Dundas) dài 15m kéo được 2 sà lan 70t. Và tiếp theo là năm 1840 tàu hơi nước chân vịt đầu tiên ra đời (tàu Achimedes). Ở Mỹ vào năm 1871 đã nguyên cứu và áp dụng tàu hơi nước quay chân vịt + buồm phụ trợ - tàu Oceanic dài 128 m, vỏ thép. Con tàu hơi nước lớn nhất đó là tàu Olempic và tàu Titanic, dài 268m, 46.328 DWT được sản xuất vào năm 1912. Ngày 14/4/1912 tàu Titanic va phải núi băng và chìm (ngay chuyến đi đầu tiên), hơn 1500 người chết vì thiếu xuồng cứu sinh. Tiếp theo quá trình sáng chế tàu thuyền chạy bằng hơi nước là tàu thuyền chạy bằng tuabin hơi. Năm 1897 tàu tuabin hơi đầu tiên ra đời (tàu Turbinia) 34,5 knots. Năm 1899 chiến hạm tuabin hơi đầu tiên (HMS Viper) 36,5 knots. Vào năm 1962 tàu khách viễn dương France (Pháp), 66000 GRT, chiều dài 1035’, chở 100 ôtô và 2044 hành khách, 1112 thuyền viên, tốc độ 33 knots, tổng công suất 175.000 HP, 8 nồi hơi 1000 psi và 1042 độ F, công suất mỗi nồi hơi 41 tấn/h, trạm phát điện 13.500 kW, tổng trọng lượng các máy 3000 tấn, hệ trục dài 390’, gồm 9 đoạn trục có đường kính 23”, Khối lượng hệ trục 58 tấn, có 13 gối trục, tần số quay chân vịt 166 rpm, khối lượng chân vịt 28 tấn, 2 máy lái thủy lực, khối lượng mỗi bánh lái 74 tấn, 2 đội giảm lắc kiểu con quay. Tàu được đóng tại nhà máy Mauretania. Hiện nay các chiến hạm lớn đều là tàu tuabin hơi như tàu sân bay, tuần dương hạm(dài từ 162-243m, tốc độ 30 knots), khu trục hạm(126-136m, tốc độ 30 knots).
Hình 1.2: Tàu Tuabinia Càng ngày các nhà kỹ thuật càng tìm cách cải tiến tàu thủy, làm sao tiết kiệm được nhiên liệu và tăng thêm sức mạnh. Và tiếp sau đó người ta chế tạo thành công tàu thuyền chạy bằng động cơ đốt trong mà chủ yếu là động cơ diesel. Cụ thể là: Năm 1909 tàu động cơ đốt trong đảo chiều Ruxki Diesel. Năm 1912 tàu Zelanda trang bị 2 động cơ diesel, tổng công suất 147,2 kW. Con tầu lớn đầu tiên dùng động cơ diesel là chiếc Gripsholm đóng xong vào năm 1925.
Hình 1.3: Tàu Gripsfolm Hai năm sau, động cơ diesel lại được dùng cho con tầu Augustus trọng tải 32,000 tấn của công ty Navigazione Generale Italiana. Từ năm 1930, động cơ diesel được dùng cho hầu hết các con tầu thủy và mặc dù không còn khói như trước kia, ống khói cổ truyền trên tầu vẫn không bị bỏ hẳn vì còn được dùng vào việc làm thoát hơi vào trong không khí. Tàu viển dương “ Queen Elisabeth II” với 2 tuabin hơi đã được hoán cải thành HTĐL diesel điện động với 9 động cơ diesel, tổng công suất điện 130.000 HP, 2 hệ trục chân vịt, tốc độ 60 km/h. Cùng với xu thế phát triển của nhân loại thì những nguồn năng lượng mới ra đời và những động cơ mới theo đó ra đời đó là năng lương nguyên tử. Năm 1954 chiếc tàu ngầm sử dụng năng lượng hạt nhân đầu tiên của Mỹ mang tên USS Nautilus được hạ thủy, tàu được trang bị 3 lò phản ứng hạt nhân, tốc độ 20knots. USS Nautilus là tàu ngầm năng lượng hạt nhân đầu tiên của thế giới có thể hoạt động lâu dưới nước. Con tàu phá băng mang tên Lenin hoạt động từ năm 1959 và trở thành tàu dân sự đầu tên trên thế giới chạy bằng năng lượng nguyên tử. Năm 1962 tàu hàng nguyên tử đầu tiên ra đời (tàu NS Savannah) dài 182m, các tuabin hơi dung năng lượng hạt nhân. Năm 1992 tàu ngầm nguyên tử Vanguard của anh ra đời. Tàu có chiều dài 149,2m, rộng 12,8m, cao 12m, lò phản ứng kiểu nước áp lực FWR-2. công suất 27.500 HP, tốc độ chạy ngầm 25 knots. Ngoài ra hiện nay còn có các loại tàu sử dụng các nguồn năng lượng mới như tàu sử dụng năng lượng mặt trời, năng lượng ion, năng lượng pin nhiên liệu.  2.1.2. Hướng phát triển của hệ động lực tàu thủy.      Ngày nay công suất của một động cơ tuabin hơi đạt được là 100.000 HP có thể cao hơn, công suất của một cụm động cơ diezen cũng là 100.000 HP. Việc sử dụng các động cơ tuabin khí có công suất lớn, cao tốc, gọn, nhẹ cho các tàu chở khách có lắp đệm khí hay cánh chìm cho phép đạt được tốc độ 100km/h.      Trong giai đoạn hiện nay xu hướng phát triển của hệ động lực chủ yếu là tập trung giải quyết các vấn đề sau: Tăng công suất động cơ để hiện đại hóa các trang thiết bị động lực. Tăng hiệu suất kinh tế bao gồm cả thiết kế, chế tạo và sử dụng (đặc biệt đối với các thiết bị động lực công suất tương đối lớn). Mở rộng khả năng sử dụng đa nhiên liệu phụ thuộc vào các chế độ làm việc khác nhau của động cơ. Giảm trọng lượng và các thiết bị cơ bản của hệ động lực. Tăng độ tin cậy và tính độc lập trong sử dụng. Áp dụng rộng rãi các thiết bị điều khiển tự động, điều chỉnh, kiểm tra, phát tin báo tự động từ xa về các sự cố với mục đích giảm số nhân viên phục vụ, tăng độ tin cậy và tính cơ động cho thiết bị động lực. Cải thiện điều kiện làm việc và sinh hoạt của nhân viên hoạt động trong khu vực động lực. 2.2. Hệ động lực tàu thủy sử dụng động cơ diesel. Trong sự phát triển của hệ thống động lực tàu thủy, động cơ diesel đang sữ dụng rộng rải, chủ yếu là vì các lý do sau đây: Khả năng tăng công suất cao. Khả năng giảm suất tiêu thụ nhiên liệu. Phù hợp với dải vòng quay của chân vịt. Có thể dùng được nhiên liệu chất lượng thấp. Độ tin cậy và tuổi thọ cao. Dễ dàng khai thác và bảo dưỡng sữa chữa. Từ năm 1990 các động cơ 2 kỳ quét thẳng, thấp tốc, hành trình piston dài hoặc siêu dài có tăng áp bằng tuabin khí xả được dùng cho hệ động lực tàu thủy trở nên phổ biến nhờ khả năng phát công suất lớn, tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng NOx trong khí xả. 2.2.1. Động cơ diesel và đặc tính máy chính – chân vịt Đặc tính động cơ là mối quan hệ giữa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ với các thông số công tác của nó. Có rất nhiều thông số đặc trưng cho chế độ công tác của động cơ nhưng người tăng áp thường chon thông số độc lập làm biến số khi xây dựng đặc tính cho động cơ. Các thông số độc lập thường được chọn là vòng quay (n) và phụ tải. Đặc trưng cho phụ tải của động cơ là áp suất có ích bình quân pe. Ngoài ra còn có thể dùng chỉ số thanh răng bơm cao áp ha, hoặc lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình để đặc trưng cho phụ tải của động cơ. Tùy theo cách lựa chọn biến số và điều kiện xây dựng, người tăng áp có được nhiều loại đặc tính khác nhau: đặc tính phụ tải, đặc tính tốc độ, đặc tính chân vịt, đặc tính điều chỉnh, đặc tính tổng hợp... Dựa vào các đường đặc tính của động cơ đã được xây dựng, người tăng áp biết quy luật thay đổi của các thông số, từ đó có thể tìm ra phương án khai thác động cơ một cách tối ưu để đạt được các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, tin cậy và an toàn khi điều kiện khai thác bên ngoài thay đổi. mặt khác còn làm cơ sở so sánh với các đặc tính khai thác hiện tại, phán đoán các hư hỏng có thể xảy ra trong qua trình khai thác động cơ, đưa ra các biện pháp sữa chữa kịp thời khi có sự cố. Đặc tính chân vịt Đặc tính chân vịt là mối quan hệ giữa các thông số cơ bản của động cơ với số vòng quay khi động cơ làm việc trực tiếp với chân vịt. Chân vịt tiếp nhận công suất, momen do động cơ sinh ra trừ đi phần tổn thất năng lượng khi truyền từ động cơ đến chân vịt. Sự thay đổi công suất tiêu thụ, momen của chân vịt phụ thuộc vào số vòng quay và nếu coi tổn thất năng lượng truyền động không đáng kể thì công suất tiêu thụ, momen chân vịt được xác định theo các công thức sau:

Trong đó
tùy thuộc vào hình dạng vỏ tàu. C, C': Hằng số phụ thuộc vào lượng chiếm nước của tàu, tình trạng biển, tình trạng chân vịt, vỏ tàu, chiều sâu của vùng biển, tình trnagj luồng lạch ... C: Hệ số sức cản. Do công suất động cơ phát ra tỷ lệ thuận với hàm bậc 3 của số vòng quay nên khi tốc độ quay của động cơ n = 103% nđm thì công suất của động cơ đã quá tải 10%. Khi khai thác động cơ ở số vòng quay nhỏ (20
30%nđm) thì công suất của động cơ rất nhỏ. Từ đó có thể kết luận rằng không nên khai thác động cơ ở chế độ vòng quay lớn hơn 100%.nđm, mặt khác nếu làm việc ở chế độ rất nhỏ tải, tốc độ quay của động cơ có thể sẽ dao động do lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình bé, chất lượng phun sương sẽ kém, nhiên liệu phân bố không đồng đều trong thể tích công tác của xilanh. Khi hệ số C tăng, các đường đặc tính chân vịt tương ứng sẽ dịch chuyển về phía trục tung, lúc này động cơ khai thác ở chế độ nặng nề hơn. Khi hệ số C giảm các đường đặc tính chân vịt tương ứng sẽ dịch chuyển về phía ngược lại, lúc này động cơ khai thác ở chế độ nhẹ nhàng hơn. Sự thay đổi của hiệu suất cơ giới trong đặc tính chân vịt phụ thuộc vào công suất tổn hao cho cơ giới và công suất chỉ thị của động cơ. Giống như trong đặc tính ngoài, khi công suất chỉ thị của động cơ tăng lên thì hiệu suất cơ giới tăng.
Trong đặc tính chân vịt, khi tăng vòng quay của động cơ bắt đầu tăng từ vòng quay tối thiểu, hiệu suất cơ giới tăng lên khá nhanh. Càng gần đạt đến vòng quay định mức (khoảng 70 ÷ 100% nđm), hiệu suất cơ giới tăng lên không đáng kể. Quy luật biến thiên của các thông số
, của động cơ trong đặc tính chân vịt cũng gần tương tự như trong đặc tính ngoài nhưng trong đặc tính chân vịt. giá trị
đạt cực tiểu tại khoảng 85 ÷ 95% vòng quay định mức. Sự làm việc của động cơ khi lai chân vịt biến bước Chân vịt biến bước ngày càng được sử dụng rộng rãi cho các đội tàu biển do tính ưu việt của nó so với chân vịt bước cố định. Cánh chân vịt biến bước quay được nên khai thác được toàn bộ công suất động cơ chính phát ra với hiệu suất cao khi làm việc ở các chế độ khác nhau. Động cơ lai chân vịt biến bước đồng thời vừa làm việc theo đường đặc tính chân vịt vừa làm việc theo đường đặc tính ngoài (giao điểm giữa đường đặc tính ngoài và đặc tính chân vịt).
Hình 1.4: Đặc tính chân vịt biến bước. Ngoài ra chân vịt biến bước cho phép thay đổi hướng tàu từ hành trình tiến toàn tốc sang hành trình lùi toàn tốc mà không cần thay đổi chiều quay của trục chân vịt. Do vậy có thể sử dụng động cơ không tự đảo chiều quay, mặt khác có thể hành trình với tốc độ tàu nhỏ bất kỳ và dừng nhưng động cơ vẫn làm việc với số vòng quay ổn định. Chất lượng điều động(manơ) tàu lắp chân vịt biến bước tốt hơn hẳn so với lắp chân vịt bước cố định, đặc biệt là giảm được quãng đường và thời gian hãm tàu. Sử dụng chân vịt biến bước giảm được độ hao mòn các chi tiết động cơ chính do rút ngắn được thời gian và số lần đảo chiều khi điều động. Một trong các ưu điểm cơ bản của chân vịt biến bước tự động điều khiển là động cơ không bị quá tải khi sức cản của tàu tăng lên bất kỳ. trong trường hợp sức cản chuyển động tăng lên, bước cánh chân vịt tự động giảm còn công suất động cơ không thay đổi. do vậy đảm bảo tốc độ tàu lớn nhất ứng với điều kiện đã cho. Nhược điểm của chân vịt biến bước so với chân vịt bước cố định là hiệu suất thấp hơn khoảng 3-4% do đường kính phần thoát nước lớn, kết cấu phức tạp và giá thành cao. 2.2.2. Hệ trục Thiết bị truyền chuyển động từ động cơ chính đến chân vịt thường gọi là thiết bị truyền động. Thiết bị truyền động chính trong hệ thống động lực tàu thủy bao gồm: hệ trục, thiết bị nối – tách trục (hay ly hợp) và bộ giảm tốc (hay hộp số). Công dụng của thiết bị truyền động là: – Truyền chuyển động quay hay công suất từ động cơ chính đến chân vịt. – Làm thay đổi được mômen quay của chân vịt do đó làm cho việc thiết kế chân vịt được dễ dàng và đạt được hiệu suất cao hơn, đồng thời làm cho hệ động lực phù hợp hơn với một số chế độ khai thác của tàu. – Nhờ thiết bị truyền động mà động cơ chính không chịu ảnh hưởng trực tiếp của chân vịt, do đó có thể chọn động cơ chính có tính kinh tế và độ tin cậy cao. Và do vòng quay của động cơ không bị hạn chế nên có thể chọn động cơ có các chỉ tiêu trọng lượng và kích thước mong muốn. – Sử dụng thiết bị truyền động không những khống chế được vòng quay và chiều quay của trục chân vịt mà còn tạo khả năng tự động điều chỉnh đặc tính quan hệ giữa động cơ chính và chân vịt. – Sử dụng thiết bị truyền động có thể thay đổi được đặc tính đàn hồi của hệ trục, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp và vận hành an toàn. +/Phân loại phương thức truyền động Trang trí động lực tàu thủy dùng nhiều loại động cơ chính khác nhau, đặc tính đẩy của tàu cũng khác nhau nên phương thức truyền động cũng khác nhau. Phương thức truyền động thường phân thành 3 loại chính sau: +Truyền động trực tiếp Truyền động trực tiếp là dạng phương thức truyền động trong đó số vòng quay của chong chóng bằng số vòng quay của động cơ chính. Loại phương thức truyền động này được dùng phổ biến trên các tàu có công suất lớn và vừa, vòng quay của chong chóng trong khoảng 85 ÷ 300 rpm (vòng/phút). Trong vài trường hợp đặc biệt vòng quay của chân vịt có thể cao hơn các trị số nêu trên; chẳng hạn như: một số tàu khách chạy trong luồng lạch cạn và một số tàu quân sự. +Truyền động gián tiếp Truyền động gián tiếp là dạng phương thức truyền động trong đó số vòng quay của chong chóng khác với số vòng quay của động cơ chính. Sự khác nhau nói trên có thể tuân theo một tỷ lệ nhất định hoặc không theo một tỷ lệ nào cả. Và do vậy, trên đường trục đối với dạng phương thức truyền động này thường có thêm một số thiết bị trung gian đặc biệt để truyền công suất, như: thiết bị nối trục hay bộ giảm tốc... Truyền động gián tiếp được chia ra làm 2 loại: – Truyền động gián tiếp có bộ ly hợp; bao gồm các loại sau: ly hợp thủy lực, ly hợp ma sát cơ giới, ly hợp khí động, ly hợp điện từ. – Truyền động gián tiếp có bộ giảm tốc (hộp số); bao gồm: bộ giảm tốc thủy lực, bộ giảm tốc bánh răng... +/Hệ trục và các thiết bị của hệ trục
Hình 1.5: Hệ trục truyền động chân vịt 1.Máy chính; 2.Trục khuỷu động cơ; 3. Trục đẩy; 4.Gối trục đẩy; 5.Trục trung gian;6.Gối trục trung gian; 7.Trục chân vịt; 8.Bộ làm kín; 9.Gối trục chân vịt; 10.Chân vịt. +Trục chân vịt. Trục chân vịt là trục cuối cùng mang chân vịt. Đây là trục làm việc nặng nề nhất so với các trục khác, vì phải chịu mang tải trọng trực tiếp của chân vịt và một đầu hoạt động trong môi trường nước biển, đầu kia nối với trục ống bao (nếu có) hoặc trục trung gian bên trong tàu. Trục chân vịt là trục quan trọng nhất, chịu nhiều tải trọng phức tạp, vì các nguyên nhân sau: Quá trình làm việc trong nước biển bị han gỉ, hao mòn. Chịu lực uốn của chân vịt và trọng lượng bản thân tại đoạn công sôn. Hao mòn ổ đỡ, nhất là ổ đỡ cuối cùng có thể gây ứng suất lớn trên trục, gây hư hỏng. Mọi hư hỏng của trục chân vịt và chân vịt đều phải đưa tàu lên triền đà để sửa chữa. Điều kiện kiểm tra trục chân vịt trong quá trình vận hành hết sức khó khăn, thậm chí không thực hiện được. Cho nên đòi hỏi trục chân vịt phải được gia công lắp ráp đảm bảo bền vững và hoạt động tin cậy gần như tuyệt đối.
Hình 1.6: Trục đặc có bậc tạo thành ngỗng trục 1. Đoạn ren đuôi; 2. Phần côn trục; 3. Rãnh then; 4. Ngỗng trục phía lái; 5. Thân trục; 6. Ngỗng trục phía mũi; 7. Phần côn trục phía mũi; 8. Đoạn ren hãm
Hình 1.7: Trục đặc, liền, bích liền và không có áo bao 1. Đoạn ren đuôi; 2. Phần côn trục; 3. Rãnh then; 4. Thân trục; 5. Bích liền
Hình 1.8: Trục đặc, liền, bích liền và có áo bao rời 1. Đoạn ren đuôi; 2. Phần côn trục; 3. Rãnh then; 4. Áo bao rời; 5. Lớp bọc bảo vệ; 6. Thân trục; 7. Bích liền + Trục trung gian. Trục trung gian là trục hoặc các đoạn trục nối từ trục đẩy với trục chân vịt. Nhiệm vụ chính là truyền momen xoắn đến trục chân vịt. Nói chung chịu tải do mômen xoắn, trọng lượng bản thân lực đẩy và tải bổ sung do biến dạng cục bộ. Tuy nhiên điều kiện hoạt động của trục trung gian nhẹ nhàng nhất so với các trục khác, cho nên đường kính trục trung gian nhỏ nhất so với các trục khác.
Hình 1.9: Trục trung gian đặc có kết cấu bích liền
Hình 1.10: Trục trung gian rỗng có kết cấu bích liền
Hình 1.11: Trục trung gian đặc có kết cấu bích rời + Trục đẩy. Trục đẩy có nhiệm vụ chặn lực đẩy chân vịt thông qua vành chặn lực kết cấu liền với trục. Một đầu nối với trục trung gian và đầu kia nối với bích bộ giảm tốc hoặc máy chính. Trục đẩy được lắp trực tiếp vào ổ đỡ chặn, trong đó có các bạc đỡ để chặn lực đẩy. + Ống bao trục. Thiết bị ống bao gồm ống bao trục, các bạc đỡ được lắp ngay trong ống bao, cụm kín ống bao và các chi tiết khác cố định thiết bị vào vỏ tàu. Thiết bị ống bao có nhiệm vụ đỡ trục chân vịt và chân vịt đồng thời ngăn cách nước biển với không gian bên trong tàu…Vì hoạt động trong môi trường nước biển, nên các bạc đỡ chủ yếu được làm từ vật liệu mềm như gỗ gai-ắc chẳng hạn, bôi trơn trực tiếp bằng nước biển.
Hình 1.12: Thiết bị ống bao trục 1. Ống bao trục; 2. Tấm gia cường; 3. Bích nén; 4. Trục chân vịt; 5. Áo trục; 6. Bạc đỡ bằng gỗ gai-ắc; 7. Áo bạc đỡ; 8. Sống đuôi tàu; 9. Đai ốc ống bao; 10. Đĩa chặn; 11. Đệm kín nước. +Cụm kín ống bao: Cụm kín ống bao là bộ phận làm kín nước, không cho nước từ ống bao trục lọt vào lòng tàu. Chi tiết chủ yếu bao gồm: thân cụm kín, bích nén và vòng đệm kín. Trường hợp đối với tàu nhỏ, bộ phận này được kết cấu liền ngay đầu ống bao trục.
Hình 1.13: Cụm kín ống bao 1.Vỏ; 2.Bích nén; 3.Đai ốc; 4.Đệm kín; 5.Vòng phân dầu(nước); 6.Vú mỡ + Bạc đỡ trục chân vịt Bạc đỡ trục chân vịt được bố trí bên trong ống bao trục và là loại bạc trượt. Các bạc đỡ làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, việc theo dõi gặp nhiều khó khăn, ở bạc đỡ phía lái dễ bị bẫn do rác rưởi và thường chịu những phụ tải bổ sung do chân vịt gây ra. Vật liệu chế tạo bạc lót gối đỡ trục chân vịt phụ thuộc vào môi chất làm mát và bôi trơn.
Hình 1.14: Bạc đỡ trục chân vịt a) Bạc đỡ bằng các tấm gỗ; b) Bạc đỡ bằng các tấm cao su kim loại c) Bạc cao su kim loại đúc liền (cho cỡ trục nhỏ) 1. Ống lót (áo bạc); 2. Các tấm ma sát (bạc đỡ); 3. Tấm chặn; 4. Bulông +Cụm kín vách ngang Tương tự như cụm kín ống bao, nhưng nhiệm vụ chính của cụm kín vách ngang là không cho nước lọt vào buồng máy trong trường hợp khoang kế cận phía lái bị ngập nước. Bộ phận này được lắp ngay ở vách phía lái của buồng máy.
Hình 1.15: Kết cấu cụm kín vách ngang a) Kiểu nén bằng bulông; b) Kiểu nén bằng đai ốc 1. Vòng phân dầu (nước); 2. Vỏ cụm kín; 3. Vú mỡ (dầu) 4. Bích nén; 5.Bulông và đai ốc; 6. Đệm kín; 7. Đai ốc nén. +Ổ đỡ - chặn chính và phụ Ổ đỡ chặn chính và phụ làm nhiệm vụ chính là truyền lực đẩy chân vịt thông qua vành trục đẩy vào vỏ tàu, để bảo vệ máy chính.
Hình 1.16: Ổ chặn lực đẩy chân vịt 1.Bệ ổ đỡ; 2.Ổ đỡ trục; 3.Trục đẩy; 4.Nắp chặn dầu; 5.Nữa trên ổ đỡ; 6.Giá đỡ bạc chặn; 7.Đai ốc nén. + Phanh hệ trục Phanh làm nhiệm vụ phanh, hãm hệ trục mỗi khi xảy ra sự cố hoặc khi cần giảm quán tính quay của hệ trục. Trường hợp tàu có nhiều hệ trục, thì phanh còn có nhiệm vụ hãm trục không làm việc, để không bị xoay trong khi hệ trục khác làm việc.