Embed Size (px)
DESCRIPTION
Citation preview
Trang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM.
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG.
---------***---------
BỘ MÔN KỸ THUẬT TÀU THỦY.
MÔN HỌC:GIÁM SÁT ĐÓNG MỚI TÀU THỦY.
BÁO CÁO CỦA ĐẠI DIỆN CHỦ TÀU
(TÀU HÀNG 6800T)
Nhóm SV:
1.Lê Thiện Châu_G0804055.
2.Trần Quang Thái_G0804591.
3.Nguyễn Hoàng Bửu_G0800155.
Trang 2
GIỚI THIỆU VỀ TÀU HÀNG 6800T.
- Tàu hàng khô chạy biển , 1 máy, 1 chân vịt, 1 bánh lái, 1 boong liên tục,vỏ thép
kết cấu hàn.
- Phần trang thiết bị được tính toán thỏa mãn Qui phạm NK.
- Cấp : Không hạn chế
KÍCH THƯỚC VÀ CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU:
- Loại : Hàng khô
- Chiều dài lớn nhất : Lmax = 102.79m
- Chiều dài thiết kế : Ltk = 94.5 m
- Chiều rộng thiết kế : Btk = 17 m
- Chiều cao mạn : D = 9.1 m
- Mớn nước : d = 7.2 m
- Lượng chiếm nước : W = 9137.77 T
- Công suất máy chính : Ne = 3600 cv
- Vận tốc chạy tự do : 12 Hl/h
- Số thuyền viên : 25 người
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Nhiệm vụ của nhóm đại diện chủ tàu có trong báo cáo:
- Phân tích các rủi ro của dự án mà chủ tàu tham gia.
-Đánh giá độ hoàn chỉnh của thiết kế ở phần hệ thống lái.
-Đánh giá độ hoàn chỉnh của thiết kế ở phần tuyến hình và tính toán ổn định.
-Đại diện chủ tàu thường làm 4 công việc sau nhằm đảm bảo hợp đồng giữa chủ tàu và
shipyard sẽ đáp ứng được các điều kiện thỏa thuận về các phương diện sau:
Thông số kỹ thuật.
Chất lượng thiết bị,vật liệu và công việc.
Tiến độ công trình.
Giá trị hợp đồng.
Vậy thực sự công việc của kỹ sư đại diện cho chủ tàu là phải làm như thế nào?
Trang 3
Dựa vào các bài giảng trên lớp,nhóm em rút ra được một số công việc phải làm như
sau:
I.PHÂN TÍCH CÁC RỦI RO CỦA DỰ ÁN-CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC
NHÀ MÁY:
I.1.Xem xét hồ sơ kỹ thuật từ công ty thiết kế nhằm:
-Khảo sát các yêu cầu của chủ tàu có phù hợp với thiết kế hay không về:
Tính năng của con tàu:
Khoang hàng (cấu trúc có đáp ứng được yêu cầu chở hàng của chủ tàu hay
không,các thiết bị hệ thống nhằm bảo đảm sự an toàn cho hàng hóa,sự dễ dàng
cho việc triển khai hàng như giao nhận hàng hóa,cách thức giao nhận hàng hóa
thích hợp với các yêu cầu hàng hóa mà chủ tàu đề nghị.
Hệ thống động lực: Máy trục,bánh lái ,chân vịt.
Điều động và ổn định: Hệ thống lái,hệ thống điều khiển. Việc bố trí các két nước
dằn,các bơm sự cố.
Công năng của tàu:
Khả năng đáp ứng các yêu cầu đặt ra về khả năng làm việc,sức chở.
Hệ thống cẩu hàng trên boong.
Tuổi thọ của tàu: Cũng chính là thời gian khấu hao.
Các dịch vụ yêu cầu khác:
HVAC.
Chống cháy nổ.
Ứng phó với các sự cố,...etc.
.......
I.2.Phân tích các rủi ro của dự án.
-Các rủi ro thường gặp của dự án là: Nguyên vật liệu, nhân lực, thời gian, máy móc công
nghệ và tài chính tiền bạc.
Trong đó,nhóm em phân thành 2 mặt do các yếu tố về rủi ro phụ thuộc vào 2 bên chủ tàu và
shipyard là:
Trang 4
Rủi ro phụ thuộc vào Shipyard: Nguyên liệu,nhân lực,máy móc công nghệ,thời
gian.
Rủi ro xảy ra do phụ thuộc nhiều vào chủ đầu tư : Tiền bạc (Thời gian rót vốn
cho shipyard)
*Các rủi ro này sẽ ảnh hưởng đến việc hợp đồng giữa chủ đầu tư và Shipyard có hoàn thành
được hay không? Hoặc sẽ hoàn thành nhưng không đúng tiến độ ghi trong hợp đồng hoặc
không đúng với các tính năng,công năng,...các yêu cầu khác mà chủ tàu và Shipyard đã ký
kết trong hợp đồng.
-Cách để đánh giá được rủi ro và dự đoán các hệ quả mà rủi ro tạo ra là dùng: “Ma trận rủi
ro” (Ma trận hỗ trợ ra quyết định) . Và các rủi ro này được tạo ra bởi chủ tàu và shipyard
nhưng hệ quả mang lại sẽ ảnh hưởng nhiều đến shipyard (do nhóm em đang làm đại diện cho
chủ tàu để đảm bảo các quyền lợi của chủ tàu).
Ma trận rủi ro do nguyên vật liệu.
Ma trận rủi ro về tài chính:
Trang 5
Ma trận rủi ro về công nghệ của nhà máy
Ma trận rủi ro về thời gian hoàn thành
Mat trận rủi ro về nhân lực.
I.3.Đánh giá năng lực các nhà máy giúp chủ tàu chọn được nhà máy thích hợp.
-Tiêu chuẩn đánh giá các nhà thầu: gồm 2 phần là “Thiết kế” và “Thi công”.
“Thiết kế”: bao gồm 3 yếu tố là Vật liệu,Phương tiện,Tuyến hình.
“Thi công”: bao gồm 3 yếu tố là Phương pháp thi công,Nhân lực,Tiền bạc,Hệ thống
quản lý vật tư.
-Năng lực về “Thiết kế”: Thiết kế được lấy từ công ty thiết kế nên nhóm chỉ tính toán lại
phần ổn định và thiết bị lái.(sẽ được trình bày ở phần sau).
-Năng lực về “Thi công” được trình bày như sau:
Vì tàu hàng 6800T nhóm đang khảo sát có kích thước như sau: Loa=102,79m; Boa=17m;
H=9,1m. Kích thước khá lớn nên nhóm tự đưa ra các câu hỏi sau để đánh giá năng lực nhà
máy:
1. Các cách nhà máy dùng để hạ thủy ( Ví dụ: Chiều dài triền đà hạ thủy của nhà
máy? Kích thước ụ khô,ụ nổi? )
2. Số lượng cẩu,sức nâng các cẩu?
Trang 6
3. Sức chứa nhà kho,khả năng bảo quản nguyên vật liệu của nhà kho? Bảo quản
được bao nhiêu phần trăm vật liệu nhằm giúp việc ổn định nguyên liệu tránh
rủi ro khi trượt giá,rủi ro mất mát,rủi ro hư hại vật liệu?
4. Các hồ sơ đóng mới của nhà máy để tìm hiểu xem nhà máy có kinh nghiệm
hay không?
5. Các đối tác của nhà máy về trang thiết bị,cung cấp động cơ,thiết bị
boong,thiết bị cẩu?
6. Số lượng công nhân viên,kỹ sư,thợ hàn,giám sát để đánh giá nhân lực nhà
máy có đủ để thực hiện dự án hay không?
7. Các thiết bị xe vận chuyển block.? Cách thức đóng mới,hoàn thành con tàu
cùa nhà máy.?
8. Diện tích nhà xưởng nhằm đánh giá bảo quản các phân đoạn,block?
9. Sơ đồ bộ máy quản lý,nhằm đánh giá khả năng hoàn thành dự án đúng tiến độ
dựa trên các phương pháp quản lý khoa học của nhà máy,rõ ràng ,hiệu quả?
10. Các thiết bị làm phụ liệu ban đầu? Máy uốn tôn,cắt tôn,....nhằm đánh giá thời
gian,năng lực của nhà máy có thể đạt được tiến độ trong thời gian bao lâu?
II.HỆ THỐNG LÁI:
II.1.Diện tích bánh lái :
Tổng diện tích bánh lái : ∑Ap=µ x L x T
Với µ : là hệ số diện tích bánh lái.
Tàu hàng khô thì µ = 0.013÷ 0.019 suy ra ΣAp = 8.85 12.93 m2
Để phù hợp với kết cấu,diện tích phần phía sau đuôi tàu ta chọn : µ = 0.018
Chọn ∑Ap = 12 m2
Trang 7
Số lượng bánh lái : 1 bộ
Diện tích 1 bánh lái: AP = 12m2
Chiều cao trung bình bánh lái : h = 4 m
Chiều rộng trung bình bánh lái : b = 3 m
Chiều rộng phần bù : a = 0.75 m
Diện tích phần bù : A’ = 3 m2
Hệ số bù ( hệ số cân bằng bánh lái ) : k= (diện tích phần bù/Σdiện tích bánh lái ) = 0.25
Tỉ số khai triển ( Hệ số kéo dài của hệ bánh lái- trụ lái) :
λ = chiều rộng trung bình bánh lái / chiều cao trung bình bánh lái = 1.33
Profin bánh lái: Dạng lồi -NACA-0015
Loại bố trí lái có ky
Kiểu : B( bánh lái có ổ đỡ cổ trục và chốt dưới )
Vị trí đặt bánh lái : Đặt trực tiếp sau chân vịt
Amin = p.q.L.100
T.(0,75 + 150/(L+75) ) = 1.1.94,5.
100
2.7.(0,75+ 150/(94,5 + 75) ) =
11.12 m2
Trang 8
Với :p -hệ số ảnh hưởng đến vị trí đặt lái sau chân vịt : p = 1(bánh lái đặt trực tiếp sau chân
vịt)
q = 1.25 đối với tàu kéo, q = 1 đối với các loại tàu khác
Vậy : chọn diện tích bánh lái thỏa mãn.
Vật liệu chế tạo bánh lái :
Giới hạn chảy δc = 235 N/mm2
Hệ số vật liệu K được tính theo công thức Kp = (235/δy)^e
Trong đó:δy là giới hạn chảy của vật liệu
e = 0.75 nếuδy> 235N/mm2
e = 1nếu δy ≤ 235 N/mm2
Khi dùng thép có giới hạn chảy lớn hơn 235 N/mm2 thì đường kính trục lái
có thể được giảm nhưng trục lái có thể biến dạng tạo thành áp suất quá lớn
tại mép ổ đỡ.Vì vậy ta chọn vật liệu chế tạo bánh lái có δc = 235 N/mm2
Vật liệu trục lái, chốt lái:SF40
Giới hạn chảy δc = 220 N/mm2( Vật liệu chế tạo trục lái,chốt lái phải có giới hạn chảy lớn
hơn 200N/mm2)
Hệ số vật liệu trục lái : Ks= (235/220)^0.75 = 1.068
II.2.Tính toán bánh lái theo độ bền:
2.1 Lực tác dụng lên bánh lái :
Fr = 132 x K1 x K2 x K3 x A x V2 (N)
Trong đó :
Trong đó:
A = m2
V = hlý/h
K1 =(l+2)/3 = Phụ thuộc tỉ số khai triển của bánh lái
K2 = Hệ số phụ thuộc kiểu profin của bánh lái
K3 = Bánh lái nằm trong dòng chảy sau chân vịt
Fr = N
Khi tàu tiến Khi tàu lùi
12.00 12.00
12.00 6.00
1.11 1.11
1.1 0.80
1.00 1.00
278784 50688
Trang 9
K1 : phụ thuộc tỉ số khai triển của bánh lái
K2 :Hệ số phụ thuộc kiểu profin của bánh lái
K3 : hệ số phụ thuộc vào vị trí đặt bánh lái (bánh lái nằm trong dòng chảy sau chân vịt K3 =
1)
2.2 Momen xoắn tác dụng lên trục lái:
Với : r là khoảng cách từ tâm đặt lực đến đường tâm trục lái
e : hệ số cân bằng bánh lái
2.3 Phản lực và momen uốn tác dụng lên trục lái, bánh lái:
a/ Các thông số tính toán.
L10 =
4.00 m
L30 =
0.55 m
L40 =
4.50 m
hc =
2.55 m
Tr = Fr x r = N.m
Trong đó:
r = b x (a - e) = m
rmin = 0.1xb = m
e =
a =
Khi tàu tiến Khi tàu lùi
83635 62346
0.33 0.66
0.240 1.230
0.30 0.30
0.250 0.250
Trang 10
B1= Fr.hc/(l10+l30) = 156242 N
B2= Fr-0,8 B1 +B3= 171506 N
B3= Fr(l10+l30)2/8.l40.(l10+l30+l40)= 17715 N
Mr = B12.l10/ 2.Fr = 175128 N.m
MB = B3.l40 = 79717 N.m
Ms= 3.Mr .l30/(l10 +l30) = 63508 N.m
II.3. Trục lái:
3.1 Đường kính phần trên trục lái :
4,2x 3 068.1.83635 = 187,8 m
Chọn đường kính đầu trục lái du= 210 mm
Chọn đường kính ổ trên trục lái du = 257 mm
3.2 Đường kính phần dưới trục lái :
214,3 mm
Trong đó : du =187,8 mm
32,4 sru xKTxd
62)/(
3
41 rul TMxdd
Trang 11
M =79717 N.m
Tr = 83635 m
Chọn d1 = 252 mm
Ứng suất uốn trục lái.
u = 10
3.10,2.M/d1
3 = 50.8 N/mm
2
Ứng suất xoắn trục lái.
1 = 10
3.5,1.Tr/d1
3 = 26.7 N/mm
2
Ứng suất tương đương:
tđ =
68.7 N/mm2
Ứng suất tương đương cho phép:
tđ] =118/Ks=
110.5 N/mm2
Ta có : tđ tđ ] .
Vậy trục lái đủ bền
II.4. Bánh lái:
4.1 Tôn bánh lái:
Tính chiều dày tôn bánh lái :
t = = 11.64 mm
Trong đó :
S : là khoảng cách giữa các xương nằm
S = 0.2L/100 + 0.4 = 0.575 m
a : khoảng cách giữa các xương đứng
a = 1,5 S = 0.86 m
β = 0.94
Kpl: hệ số vật liệu tôn bánh lái
5,2)))./10.((...5,5 4
plr KAFdS
2).(5,01,1a
S
Trang 12
Kpl = 1
Chọn chiều dày tôn bánh lái : t = 12 mm
4.2 Xương bánh lái:
Chiều dày xương bánh lái = 0.7t = 8.15 mm .Chọn= 9 mm
Chiều dày tôn mặt trên và tôn mặt dưới bánhlái ≥ 1.2 t = 14.4 mm . Chọn = 15 mm
4.3 Cốt bánh lái:
Chọn chiều dày xương tạo thành cốt bánh lái = 12 mm
4.4 Mối nối trục lái với bánh lái bằng mối nối côn.
Độ côn 1/12 ( cho phép 1/8 ÷1/12 )
Đường kính d0 = 250 mm
Chiều dài côn l = 1.5d0 = 375 mm .chọn l = 390 mm
Đường kính de = ( d0 - l/12) = 217.5 mm
Kích thước ecu
Trang 13
Đường kính đỉnh ren : dg ≥ 0.65 d0 = 162.5 mm . chọn dg = 170 mm
Chiều cao ecu : hn = 0.6dg = 102 mm . chọn hn = 110 mm
Đường kính ngoài ecu : dn = 1.2 de = 261 mm
Hay dn = 1.5dg = 255 mm .chọn dn = 380 mm
Chiều dày khối đúc : tb = 0.25d1 = 58.4mm . chọn tb = 100 mm
4.6 Chốt lái:
Đường kính chốt lái dp không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau
dp = = 142.98 mm
Trong đó :
B: phản lực tại gối đỡ ( B= 156242N )
Kp = 1.068 : hệ số vật liệu của chốt lái
Chọn đường kính chốt dp = 180 mm
Chiều dài chốt lái : lp=1,5.dp = 270 mm . chọn lp = 270 mm
Kích thước ecu :
Đường kính đỉnh ren : dg ≥ 0.65 d0 =117 mm . chọn dg = 130 mm
Chiều cao ecu : hn = 0.6dg = 78 mm . chọn hn = 90 mm
Đường kính ngoài ecu : dn = 1.2 de = 189 mm
Hay dn = 1.5dg = 195 mm . chọn dn = 230 mm
Chiều dày khối đúc : tb = 0.25dtb = 42.19 mm . chọn tb = 80 mm
4.7 Ổ đỡ trục lái và bánh lái:
Diện tích bề mặt đỡ nhỏ nhất :Ab = B/qa =
Trong đó B : phản lực tại gối đỡ
qa = 7 : áp suất bề mặt cho phép của ổ đỡ ( bằng thép )
Chiều dài ổ đỡ l = d mm
pKB..35,0
Trang 14
Chiều dày bạc tb= (0,05 ÷ 0,1)dt +2
- Ổ trên
tbt = 0.05du + 2 = 0.05x 210 +2 = 12.5 mm . chọn t =15 mm
Abt=B3/qa= 2530.7 mm2
lbt = du =257 mm . chọn lbt =260 mm
-Ổ dưới
tbd = 0.05d1 + 2 = 0.05x 252 +2 = 14,6 mm . chọn t =17 mm
Abd=B2/qa= 24501mm2
lbd = d1 =252 mm . chọn lbt = 300 mm
-Chốt lái
tc = 0.05dp + 2 = 0.05x 180 +2 = 11 mm . chọn t =16 mm
Ac=B1/qa= 22320 mm2
lc = 1.006dp = 191 mm . chọn lc = 210 mm
II.5. Tính lực và momen thủy động:
5.1 Lực thủy động
Pn =15,6.Ap .V2 .Sin αp = 20428 Kg
Trong đó:
Pn -Lực thủy động (Kg)
Ap -Diện tích bánh lái (m2)
V -Tốc độ tàu = 1,15Vs(Hlý/giờ)
αp -Góc quay bánh lái.(±3500)
5.2 Mo men thủy động
-M = Pn.(χ -a) = 7339,6 Kg.m
Trong đó:χ =(0,195+0,305 Sin αp).b = 1.109 m
Trang 15
-Mo men thủy động có tính đến các tổn thất
M' = k.M= 1,5.M = 1,5.7339,6 = 11109,3 KG.m
-Mo men cần thiết cho máy lái
Mml =2.M' /0,85 = 12952,2 KG.m
Vậy : Chọn máy lái điện thủy lực 17,5 T.m.(KH:234CB-4-00 YD200-160/28)
5.3 Cần bánh lái :
- Tiết diện thẳng đứng qua đường tâm trục lái ở mỗi phía của moay ơ cần bánh lái
phải tuân theo công thức :
(D2
– d2
).H ≥170 Tr.K
Và H/d ≥ 0,75
Trong đó :
D : đường kính ngoài của moay ơ
d : đường kính trong của moay ơ
H : chiều cao của moay ơ
Tr : moment quay lái , Tr = 83635 N.mm
K : hệ số vật liệu cần bánh lái, K= 1.068
- Ta có (D2
– d2
).H ≥ 15187392 và H ≥0,75 .d
Chọn d= 257 mm
Suy ra D = 380,58 mm. Chọn D = 390 mm
Suy ra H = 192,75 mm. Chọn H = 210 mm
- Mô đun tiết diện của cánh tay đòn quanh trục thẳng đứng :
ZTA = 11(1 -r/R1).Tr =982617,1 mm3
Chọn ZTA = 990000 mm3
Trong đó :
r = 0.24 m khoảng cách từ tâm trục lái đến tiết diện
R1 =R2/(cos35) : là chiều dài lớn nhất trong phạm vi 35 độ của góc bánh lái
-Diện tích tiết diện đầu ngoài của cánh tay đòn :
AR = 18,5. Tr.K/R2 = 825,5mm2
Chọn AR = 850 mm2
Trang 16
Trong đó :
R2 : chiều dài cánh tay đòn cần bánh lái(R2 là chiều dài khi bánh lái ở 0 độ ).R2 =
2000 mm ( đo trên bản vẽ tuyến hình tàu )
II.6.Máy lái :
Yêu cầu :
Có khả năng quay lái từ 35 0 mạn này sang 35
0mạn kia khi tàu ở mớn
nước chở hàng và tốc độ thiết kế
Thời gian quay lái từ 350
mạn này đến 300mạn kia không lớn hơn 28 sec.
Ngoài ra cần trang bị hệ thống lái dự phòng khi hệ thống lái chính gặp sự
cố.Yêu cầu :
- Đảm bảo tàu vận hành được trong diều kiện vận tốc tiến tàu giảm còn một nửa
- Hệ thống đảm bảo quay lái từ 15 độ mạn này sang 15 độ mạn kia không quá 60
giây
Trang 17
