TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5801-3:2005

QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ ĐÓNG PHƯƠNG TIỆN THỦY NỘI ĐỊA

PHẦN 3 - HỆ THỐNG MÁY TÀU

CHƯƠNG 1 -

QUY ĐỊNH CHUNG

1.1 Quy định chung

1.1.1 Phạm vi áp dụng

1.1.1.1 Những yêu cầu của Chương này được áp dụng cho máy chính lai chân vịt, thiết bị truyền động, hệ trục, chân vịt, máy chính dẫn động không phải là máy chính lai chân vịt, nồi hơi v.v..., bình chịu áp lực, máy phụ, hệ thống ống và các hệ thống điều khiển chúng (sau đây gọi chung là "Hệ thống máy").

1.1.1.2 Đối với hệ thống máy lắp đặt trên các tàu nhỏ, một số yêu cầu trong Phần này có thể được sửa đổi một cách hợp lý nếu được Đăng kiểm xem xét và chấp nhận.

1.1.2 Thay thế tương đương

 Hệ thống máy không phù hợp với những yêu cầu của Phần này có thể cũng được chấp nhận nếu chúng được Đăng kiểm công nhận là tương đương với các yêu cầu được quy định ở Phần này.

1.1.3 Hệ thống máy có đặc điểm thiết kế mới

 Hệ thống máy có các đặc điểm thiết kế mới có thể được chấp nhận nếu như chúng thỏa mãn các yêu cầu bổ sung về thiết kế và người thiết kế đưa ra các quy trình thử ngoài các quy trình thử trong Phần này với kết quả thử đạt yêu cầu của Đăng kiểm.

1.1.4 Sửa đổi các yêu cầu

 Đối với hệ thống máy và hệ thống điều khiển chúng nêu dưới đây có thể sửa đổi một số yêu cầu của Phần này, nếu Đăng kiểm thấy có thể chấp nhận được.

(1) Máy chính dẫn động nhỏ dùng để lai máy phát điện hoặc máy phụ (bao gồm cả thiết bị truyền động và hệ trục);

(2) Hệ thống máy được Đăng kiểm xem xét và thấy phù hợp về công suất, mục đích và điều kiện làm việc.

1.1.5 Thuật ngữ

1.1.5.1 Trong Phần này, máy phụ được phân loại thành những nhóm sau:

 Khi các máy phụ liệt kê từ (1) đến (4) dưới đây được dùng vào nhiều mục đích thì chúng phải được xếp vào loại máy phụ quan trọng hơn.

(1) Máy phụ được sử dụng để phục vụ máy chính;

(2) Máy phụ có công dụng đặc biệt

Máy phụ dùng vào các hoạt động đặc biệt khi tàu hoạt động trên vùng thủy nội địa hoặc ở bến cảng;

(3) Máy phụ khác

Các máy phụ không thuộc loại được nêu từ (1) đến (2) trên đây.

1.1.5.2 Hệ trục chân vịt

 Hệ trục chân vịt là hệ gồm trục đẩy, trục trung gian, trục chân vịt và các ổ đỡ của trục chân vịt.

1.1.6 Bản vẽ và tài liệu trình duyệt

 Bản vẽ và tài liệu trình duyệt liên quan đến hệ thống máy phải phù hợp với các yêu cầu quy định ở trong từng chương của Phần này.

1.2 Vật liệu

1.2.1 Chọn vật liệu

Vật liệu dùng chế tạo hệ thống máy phải được chọn theo những quy định của từng chương trong Phần này xuất phát từ những yêu cầu tương ứng đã được quy định ở Phần 6A của Quy phạm này, có xét đến mục đích và điều kiện làm việc của chúng.

1.2.2 Vật liệu khác

Vật liệu dùng chế tạo hệ thống máy không được quy định trong từng chương của Phần này phải thỏa mãn những quy định ở (1) và (2) sau đây:

(1) Đối với các vật liệu của hệ thống máy, vật liệu được sử dụng để chế tạo máy chính, thiết bị truyền động, hệ trục, chân vịt, nồi hơi, bình chịu áp lực, hệ thống điều khiển và các vật liệu dùng để chế tạo máy phụ có công dụng quan trọng phục vụ máy chính và máy phụ dùng để điều động và bảo đảm an toàn cho tàu phải phù hợp với các yêu cầu của Tiêu chuẩn Việt Nam hoặc các tiêu chuẩn mà Đăng kiểm cho là phù hợp;

(2) Đối với các vật liệu của hệ thống máy, vật liệu được sử dụng để chế tạo máy phụ trừ máy phụ có công dụng quan trọng phục vụ máy chính, máy phụ dùng để điều động (sau đây được gọi là "Máy phụ chuyên dùng") và các vật liệu sử dụng cho thiết bị truyền động liên quan của chúng, hệ trục, hệ thống đường ống và hệ thống điều khiển phải được chọn lựa trên cơ sở xem xét mục đích và điều kiện làm việc của chúng.

1.3 Những yêu cầu chung về hệ thống máy

1.3.1 Quy định chung

1.3.1.1 Hệ thống máy phải được thiết kế và chế tạo phù hợp với mục đích sử dụng, phải được lắp đặt và bảo vệ sao cho làm giảm đến mức tối thiểu nguy hiểm đối với con người ở trên tàu nhờ quan tâm đúng mức đến các bộ phận chuyển động, bề mặt bị đốt nóng và các nguy hiểm có thể xảy ra khác.

 Khi thiết kế phải quan tâm đến mục đích sử dụng của thiết bị, điều kiện làm việc của thiết bị cũng như điều kiện môi trường trên tàu.

1.3.1.2 Phải trang bị phương tiện mà nhờ đó có thể giữ được hoặc phục hồi lại được sự làm việc bình thường của máy chính lai chân vịt ngay cả khi một trong các máy phụ quan trọng không làm việc. Đặc biệt, cần lưu ý đến các sự cố của các thiết bị sau đây:

(1) Nguồn cung cấp hơi nước;

(2) Hệ thống cấp nước nồi hơi;

(3) Hệ thống cấp dầu đốt dùng cho nồi hơi hoặc máy chính;

(4) Nguồn tạo ra áp lực dầu bôi trơn;

(5) Nguồn tạo ra áp lực nước;

(6) Bơm nước ngưng tụ và thiết bị để duy trì độ chân không trong bầu ngưng;

(7) Nguồn cấp không khí cưỡng bức cho nồi hơi;

(8) Máy nén khí và bình chứa khí nén dùng vào mục đích khởi động hoặc điều khiển;

(9) Các thiết bị thủy lực, khí nén hoặc điện để điều khiển được dùng trong máy chính lai chân vịt bao gồm cả chân vịt biến bước.

 Tuy nhiên, qua xem xét độ an toàn tổng thể, có thể chấp nhận cho phép giảm ở mức độ nhất định công suất đẩy tàu so với trạng thái hoạt động bình thường của tàu.

1.3.1.3 Phải trang bị cho tàu chở từ 50 khách trở lên và tàu dầu có trọng tải từ 500 tấn trở lên có cấp SI các phương tiện để đảm bảo sao cho hệ thống máy có thể hoạt động được từ trạng thái tàu chết mà không cần có sự hỗ trợ từ bên ngoài.

1.3.1.4 Máy chính lai chân vịt, máy phụ (trừ máy phụ chuyên dùng v.v...), của các tàu có cấp SI phải được thiết kế để làm việc trong các điều kiện nghiêng tới 15^o và chúi tới 5^o khi được lắp trên tàu. Có thể cho phép sai lệch so với các giá trị này trên cơ sở xem xét kiểu tàu, kích thước tàu và điều kiện làm việc của tàu.

1.3.1.5 Hệ thống máy phải được thiết kế để làm việc tốt trong điều kiện nhiệt độ được quy định ở Bảng 3/1.1.

1.3.1.6 Phải quy định biện pháp nhằm tạo điều kiện dễ dàng cho việc vận hành, vệ sinh, kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống máy.

1.3.1.7 Phải đặc biệt quan tâm đến thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống máy sao cho không để xảy ra hiện tượng dao động gây nên ứng suất lớn trong khu vực tốc độ làm việc bình thường.

1.3.2 Công suất lùi

1.3.2.1 Phải bảo đảm đủ công suất chạy lùi nhằm duy trì sự điều khiển tàu trong mọi trạng thái làm việc bình thường.

1.3.2.2 Máy chính lai chân vịt phải có khả năng duy trì hành trình chạy lùi ít nhất bằng 70% số vòng quay chạy tiến trong thời gian ít nhất là 30 phút. Công suất lùi có thể được tạo ra trong khoảng thời gian chuyển tiếp sao cho có thể hãm được tàu trong khoảng thời gian hợp lý.

1.3.2.3 Đối với máy chính lai chân vịt qua hộp số hoặc lai chân vịt biến bước thì việc chạy lùi không được làm cho máy chính bị quá tải.

1.3.3 Hạn chế trong việc sử dụng dầu đốt

1.3.3.1 Trừ các trường hợp được quy định ở 1.3.3.2 đến 1.3.3.3 sau đây, không cho phép dùng dầu đốt có nhiệt độ chớp cháy dưới 60 ^oC.

1.3.3.2 Cho phép sử dụng dầu đốt có điểm chớp cháy dưới 60 ^oC nhưng không dưới 43 ^oC với các điều kiện sau:

(1) Có biện pháp phòng cháy được Đăng kiểm chấp nhận;

(2) Trong mọi trường hợp nhiệt độ ở trong buồng chứa hoặc buồng sử dụng dầu đốt phải thấp hơn 10 ^oC so với nhiệt độ chớp cháy của dầu đốt.

1.3.3.3 Có thể cho phép sử dụng dầu đốt có nhiệt độ chớp cháy dưới 43 ^oC nếu như dầu đốt như vậy không chứa trong buồng máy và được Đăng kiểm xét duyệt thiết bị đồng bộ.

1.3.4 Phòng cháy

1.3.4.1 Đường ống dầu bôi trơn, dầu đốt, dầu hàng và các hệ thống dầu dễ cháy khác không được đặt ngay trên nồi hơi, ống hơi nước, ống khí thải, bầu giảm âm, tua bin được dẫn động bằng khí thải hoặc các bề mặt bị đốt nóng cao và tùy theo điều kiện thực tế, phải bố trí xa các mục nêu trên, trừ khi có dụng cụ thích hợp để hứng dầu dò.

1.3.4.2 Tất cả các bề mặt của hệ thống máy có nhiệt độ cao hơn 220 ^oC phải được làm mát hoặc cách nhiệt tốt bằng vật liệu không cháy. Nếu như lớp cách nhiệt thấm dầu hoặc có thể cho phép thấm dầu thì lớp cách nhiệt phải được bọc bằng lớp thép hoặc vật liệu tương đương.

1.3.4.3 Khoảng cách giữa két chứa dầu dễ cháy đến bề mặt hệ thống máy có nhiệt độ cao phải ít nhất là 230 mm để đề phòng dầu bị nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ chớp cháy của dầu.

1.3.4.4 Cơ cấu dẫn động quạt thông gió cho buồng máy, buồng ở, buồng phục vụ, khoang hàng và trạm điều khiển phải có khả năng dừng được từ vị trí dễ đến bên ngoài không gian có liên quan trong trường hợp có hỏa hoạn trong khoang đặt cơ cấu này hoặc vùng lân cận;

 Phương tiện dừng quạt thông gió của buồng máy phải riêng biệt hoàn toàn với các phương tiện dừng quạt thông gió của các buồng khác.

1.3.4.5 Cơ cấu dẫn động bơm chuyển dầu đốt, bộ lọc dầu đốt, bơm dầu hàng và quạt nồi hơi phải có khả năng dừng được từ vị trí dễ đến ở bên ngoài không gian có liên quan trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn trong khoang đặt các cơ cấu này hoặc vùng lân cận.

1.3.4.6 Hệ thống máy phải được bố trí và lắp đặt sao cho không để rò rỉ dầu đốt, dầu nhờn và các loại dầu dễ cháy khác. Đối với các máy móc bị rò rỉ dầu thì phải trang bị phương tiện đảm bảo dẫn dầu rò rỉ vào nơi chứa an toàn.

1.3.4.7 Hệ thống máy phải được bố trí và lắp đặt sao cho không để rò rỉ khí độc hại hoặc khí dễ cháy có thể gây ra hỏa hoạn. Đối với hệ thống máy bị rò rỉ khí thì phải được lắp đặt ở trong khoang được thông gió tốt có khả năng xả sạch nhanh khí này.

1.3.4.8 Nếu như kết cấu nằm trên hệ thống máy và khu vực bao quanh chúng được làm bằng vật liệu dễ cháy như gỗ và vật liệu tương tự thì phải có biện pháp thích hợp để đề phòng hỏa hoạn và thoát khí độc ra tàu.

1.3.4.9 Phương tiện được quy định ở (1) và (2) dưới đây phải được bố trí cho từng không gian nếu như trong đó có lắp đặt các máy xử lý sơ bộ đối với chất lỏng dễ cháy như bộ lọc, bầu hâm dầu v.v... Tuy nhiên, có thể bỏ qua yêu cầu này, nếu như Đăng kiểm thấy phù hợp sau khi xem xét kết cấu của tàu về mặt phòng cháy hoặc bố trí các máy móc trên cũng như biện pháp đối phó của tàu khi có dò dầu và hỏa hoạn:

(1) Mọi không gian có lắp đặt các bộ phận chính của hệ thống đã nêu trên phải được cách ly khỏi các máy móc khác;

(2) Thiết bị được quy định ở (a) đến (d) dưới đây phải được bố trí cho từng buồng kín phù hợp với các yêu cầu (1) trên.

(a) Hệ thống phát hiện và báo động cháy cố định phù hợp với các yêu cầu ở Chương 3, Phần 5 của Quy phạm này;

(b) Hệ thống chữa cháy phù hợp với các yêu cầu ở Chương 4, Phần 5 của Quy phạm này có khả năng hoạt động từ bên ngoài buồng;

(c) Thông gió cưỡng bức do động cơ độc lập lai quạt gió được bố trí cách ly với hệ thống thông gió tự nhiên buồng máy;

(d) Trang bị đóng các lỗ thông gió nêu trên từ vị trí gần với nơi đặt hệ thống chữa cháy cố định.

Bảng 3/1.1 - Nhiệt độ làm việc

Chú thích:

(*) Đăng kiểm có thể chấp nhận nhiệt độ khác nếu thấy phù hợp.

1.3.5 Hệ thống thông gió buồng máy

 Buồng máy phải được thông gió tốt sao cho đảm bảo máy móc hoặc nồi hơi bên trong hoạt động ở chế độ toàn tải trong mọi điều kiện thời tiết bao gồm cả thời tiết xấu nhất và phải duy trì chế độ cung cấp đủ không khí cho buồng máy nhằm đảm bảo an toàn và thuận lợi cho thợ máy và sự hoạt động của máy móc. Các buồng máy khác phải được thông gió tốt phù hợp với mục đích sử dụng của buồng máy.

1.3.6 Ngăn ngừa tiếng ồn

 Phải có biện pháp làm giảm tiếng ồn của máy móc trong buồng máy nhằm thỏa mãn tiêu chuẩn có thể chấp nhận được. Nếu tiếng ồn này không thể giảm đến mức chấp nhận được thì phải trang bị dụng cụ bịt tai chống ồn cho thợ máy phải làm việc trong buồng máy có tiếng ồn quá mức như vậy.

1.3.7 Thông tin liên lạc giữa lầu lái và buồng máy

1.3.7.1 Thông tin liên lạc giữa lầu lái buồng máy phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây:

(1) Ít nhất phải trang bị hai phương tiện độc lập để truyền lệnh từ lầu lái đến buồng máy. Một trong những phương tiện này là chuông truyền lệnh buồng máy. Chuông truyền lệnh này phải đảm bảo truyền đạt rõ ràng lệnh được phát ra từ lầu lái và sự trả lời từ trạm điều khiển nêu trên;

(2) Phương tiện thông tin liên lạc, khi Đăng kiểm thấy cần thiết, phải được trang bị từ lầu lái và buồng máy đến bất kỳ nơi nào ngoài những yêu cầu quy định ở (1) trên đây, từ đó có thể kiểm soát tốc độ và chiều quay của chân vịt.

1.3.7.2 Trên tàu có máy chính được điều khiển từ buồng lái cho phép đặt một phương tiện thông tin liên lạc giữa buồng lái và buồng máy.

1.3.7.3 Đối với các tàu nhỏ, tùy từng trường hợp cụ thể có thể giảm bớt một phương tiện thông tin liên lạc.

1.3.8 Lối đi và lối thoát nạn

1.3.8.1 Trong buồng máy, máy chính và máy phụ phải được bố trí sao cho thuận tiện cho việc vận hành và bảo dưỡng máy móc.

1.3.8.2 Mỗi buồng máy, trừ các buồng nêu ở 1.3.8.3 dưới đây phải có ít nhất là hai lối thoát nạn, một trong các lối thoát nạn đó có thể đi qua cửa kín nước vào buồng có lối ra độc lập. Lối thứ hai phải dẫn trực tiếp lên boong hở. Có thể dùng cầu thang thép thẳng đứng làm lối thoát nạn này. Các lối thoát nạn phải được bố trí ở hai mạn đối diện nhau và cách nhau càng xa càng tốt. Kích thước của khoảng không gian thẳng đứng trong đó có bố trí cầu thang không được nhỏ hơn 600x600 mm.

1.3.8.3 Lối thoát nạn thứ hai không yêu cầu cho:

(1) Buồng máy có diện tích không lớn hơn 25 m² nếu có lối ra không dẫn vào buồng máy bên cạnh hoặc vào buồng ở;

(2) Buồng máy của tàu có chiều dài không lớn hơn 25 m.

1.3.8.4 Nếu hai buồng máy kề nhau có cửa thông nhau và mỗi buồng chỉ có một lối thoát nạn dẫn ra boong hở thì các lối thoát nạn này phải được bố trí ở hai mạn đối diện nhau.

1.4 Thử nghiệm

1.4.1 Thử tại xưởng

1.4.1.1 Trước khi lắp đặt trên tàu, thiết bị và các chi tiết tạo nên hệ thống máy (trừ máy phụ chuyên dùng v.v...) phải được thử tại nhà máy chế tạo có máy móc và trang thiết bị cần thiết cho thử nghiệm (sau đây gọi là "Thử tại xưởng") phù hợp với các yêu cầu tương ứng trong Phần này.

1.4.1.2 Đối với trang thiết bị và các chi tiết của máy móc, trong Chương này không quy định yêu cầu thử tại xưởng và các chi tiết của máy phụ chuyên dùng v.v... thì các biên bản thử của nhà chế tạo phải được trình cho Đăng kiểm khi có yêu cầu.

1.4.2 Trang thiết bị sản xuất hàng loạt

 Ngoài những yêu cầu quy định ở 1.4.1.1 trên, đối với thiết bị được sản xuất theo hệ thống sản xuất hàng loạt khi Đăng kiểm thấy phù hợp thì có thể chấp nhận quy trình thử tương ứng với phương pháp sản xuất thay cho các yêu cầu thử nghiệm được quy định trong Quy phạm nếu Nhà chế tạo yêu cầu.

1.4.3 Miễn thử nghiệm

 Nếu như giấy chứng nhận thử hệ thống máy có nội dung phù hợp với yêu cầu của Đăng kiểm thì Đăng kiểm có thể bỏ qua một phần hay toàn bộ các cuộc thử nghiệm đối với máy móc quy định ở 1.4.1.

1.4.4 Thử sau khi lắp đặt trên tàu

1.4.4.1 Hệ thống máy phải được thử nghiệm sau khi lắp đặt lên tàu phù hợp với các yêu cầu được quy định trong từng chương của Phần này.

1.4.4.2 Nếu Đăng kiểm thấy cần thiết, các máy phụ chuyên dùng phải được thử hoạt động vào một dịp thích hợp trước khi chúng được sử dụng để xác định rằng chúng không gây nguy hiểm cho tàu và thuyền viên trên tàu.

1.4.4.3 Khi thấy cần thiết, Đăng kiểm có thể yêu cầu các việc thử khác với các việc thử đã quy định trong Phần này.

CHƯƠNG 2 -

ĐỘNG CƠ DIESEL

2.1 Quy định chung

2.1.1 Phạm vi áp dụng

 Các yêu cầu của Chương này áp dụng cho các động cơ Diesel được dùng làm máy chính hoặc được dùng để lai máy phát điện và các máy phụ (không kể các máy phụ dùng cho những công việc chuyên dùng v.v...) nêu trong Chương này.

2.1.2 Bản vẽ và tài liệu

2.1.2.1 Thông thường phải trình duyệt các bản vẽ và tài liệu sau:

(1) Các bản vẽ và tài liệu để duyệt

(a) Bản thuyết minh về động cơ (theo mẫu của Đăng kiểm);

(b) Quy trình hàn đối với các bộ phận chính;

(c) Trục khuỷu (gồm cả các chi tiết, bu lông nối trục, các đối trọng và các bu lông ghép chặt chúng);

(d) Thanh truyền và các ổ đỡ (kể cả các bu lông và các chi tiết) của động cơ 4 kỳ;

(e) Sự bố trí các bu lông bệ máy;

(f) Kết cấu và sự bố trí các van phòng nổ thùng trục;

(g) Đặc tính vật liệu của các bộ phận chính;

(h) Hệ thống đường ống lắp trên động cơ (bao gồm đường ống dầu đốt, dầu bôi trơn, nước làm mát, các hệ thống thủy lực và khí nén, có số ghi kích thước, vật liệu và áp suất của đường ống);

(i) Mặt cắt lắp ráp tua bin khí thải (tua bin được dẫn động bằng khí thải).

(2) Các bản vẽ và tài liệu để tham khảo

(a) Danh mục các bản vẽ và tài liệu phải trình duyệt (với số hiệu bản vẽ liên quan và tình trạng soát xét lại);

(b) Mặt cắt dọc của động cơ;

(c) Mặt cắt ngang của động cơ;

(d) Đế máy và ổ chặn (nếu nó đồng bộ với động cơ);

(e) Thân động cơ;

(f) Nắp xi lanh, thân xi lanh và sơ mi xi lanh;

(g) Pít tông và chốt pít tông;

(h) Gu dông liên kết (kể cả bu lông nối và vít định vị);

(i) Thanh truyền và các ổ đỡ (kể cả các bu lông) của động cơ 2 kỳ;

(k) Lắp ráp ổ đỡ chặn;

(l) Cơ cấu dẫn động trục cam và sự lắp ráp cam với trục cam;

(m) Cơ cấu xu páp (cơ cấu van kiểu đòn);

(n) Bơm cao áp;

(o) Các bu lông ổ đỡ chính;

(p) Các bu lông cố định nắp xi lanh và các bu lông cố định hộp van;

(q) Bánh đà (đối với trường hợp là một thành phần truyền lực);

(r) Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ (kể cả các hệ thống kiểm tra, an toàn và tín hiệu báo động);

(s) Kết cấu và bố trí các bộ giảm chấn, bộ chống rung, thiết bị cân bằng hoặc cơ cấu bù chỉnh, các bản tính toán về cân bằng và ngăn ngừa dao động động cơ;

(t) Các tài liệu hướng dẫn sử dụng và vận hành động cơ;

(u) Các bản vẽ và tài liệu khác khi Đăng kiểm cho là cần thiết.

2.2 Vật liệu, kết cấu và sức bền

2.2.1 Vật liệu

2.2.1.1 Vật liệu dùng để làm các chi tiết chính của động cơ Diesel và thử chúng bằng phương pháp không phá hủy phải phù hợp với các yêu cầu được quy định Bảng 3/2.1. Trong trường hợp thử bằng siêu âm phải trình kết quả thử cho đăng kiểm viên xem xét.

2.2.1.2 Các xi lanh, pít tông và các bộ phận khác chịu nhiệt độ cao hoặc áp suất cao và các bộ phận truyền mô men dẫn động phải được làm bằng vật liệu phù hợp với nhiệt độ và tải trọng mà các bộ phận đó phải chịu.

2.2.2 Kết cấu, lắp đặt và quy định chung

2.2.2.1 Các xi lanh, pít tông và các bộ phận chịu nhiệt độ hoặc áp suất cao phải có kết cấu phù hợp với ứng suất nhiệt và ứng suất cơ học mà chúng phải chịu.

2.2.2.2 Khi các chi tiết chính của động cơ Diesel là kết cấu hàn thì chúng phải thỏa mãn các yêu cầu ở Phần 6B của Quy phạm này.

2.2.2.3 Các khung và đế máy phải có kết cấu cứng vững và kín dầu, đế máy phải được trang bị đủ số lượng bu lông cần thiết để cố định máy trên toàn bộ chiều dài bệ máy.

2.2.2.4 Thùng trục và các cửa thùng trục phải có đủ sức bền và các cửa thùng trục phải được bắt chặt sao cho không bị rời ra khi xảy ra nổ bên trong thùng trục.

2.2.2.5 Phải gắn lời cảnh báo ở nơi nhô cao, thích hợp trên cửa thùng trục ở cả hai phía của động cơ hoặc ở trạm điều khiển trong buồng máy. Lời cảnh báo này phải chỉ rõ rằng bất cứ khi nào nhiệt độ trong thùng trục tăng quá cao thì các cửa thùng trục hoặc các lỗ quan sát không được phép mở cho đến khi trong thùng trục nguội đi sau khi dừng động cơ.

2.2.2.6 Cấm thông gió thùng trục và bố trí bất kỳ thiết bị nào để đưa không khí bên ngoài vào trong thùng trục trừ trường hợp (1) và (2) dưới đây:

(1) Các ống thông hơi, nếu có, thì phải được làm nhỏ tới mức có thể được để giảm đến mức tối thiểu lượng không khí vào thùng trục sau khi nổ. Tuy nhiên, không được nối chung các ống thông hơi của hai động cơ hoặc nhiều hơn với nhau. Các ống thông hơi thùng trục của máy chính phải được dẫn ra vị trí an toàn trên boong hoặc một vị trí khác được chấp thuận;

(2) Khi thực hiện hút khí ra khỏi thùng trục (chẳng hạn để phát hiện hơi dầu) thì độ chân không trong thùng trục không được vượt quá 2,5.10^-4 MPa.

2.2.2.7 Điều kiện môi trường để xác định công suất của các động cơ Diesel phải như sau:

 (1) Áp suất khí quyển: 0,1 MPa;

 (2) Nhiệt độ không khí: 45 ^oC;

 (3) Độ ẩm tương đối: 60%.

(4) Nhiệt độ nước ngoài mạn (tại cửa vào bầu làm mát trung gian không khí nạp): 32 ^oC.

2.2.3 Ổ đỡ cổ biên của động cơ 4 kỳ

 Ổ đỡ cổ biên của động cơ 4 kỳ phải được thiết kế và chế tạo sao cho áp suất nén đều trên bề mặt tiếp xúc của các nắp ổ đỡ và không gây ra ứng suất quá mức lên các bu lông ổ đỡ cổ biên, chịu được tải trọng thay đổi tác dụng lên thanh truyền.

2.2.4 Trục lắp bánh đà và các trục khác

 Ổ chỗ lắp bánh đà hoặc các pu ly lệch tâm dùng cho các bơm trên trục khuỷu hoặc trục phụ ở giữa ổ trục cuối cùng và trục chịu lực đẩy, đường kính trục ở phần trục đó không được nhỏ hơn đường kính trục khuỷu được xác định bằng công thức ở 2.3.

Bảng 3/2.1 - Sử dụng vật liệu và thử không phá hủy đối với các chi tiết chính của động cơ Diesel

Chú thích:

Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết được đánh dấu “x” ở cột (1) thì phải thỏa mãn các yêu cầu ở Phần 6A của Quy phạm này;

Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết được đánh dấu “x” ở cột (2) thì phải được kiểm tra bằng phương pháp từ tính hoặc thẩm thấu chất lỏng;

Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết được đánh dấu “x” ở cột (3) thì phải được kiểm tra bằng phương pháp siêu âm.

2.3 Trục khuỷu

2.3.1 Trục khuỷu liền

2.3.1.1 Đường kính cổ biên và cổ trục không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau:

trong đó:

d_c : đường kính quy định của trục khuỷu, mm;

M = 10^-2ALP_max

T = 10^-2BSP_mi

S: hành trình pít tông, mm;

L : khoảng cách giữa hai tâm ổ đỡ liền nhau (mm);

P_max : áp suất cháy lớn nhất trong xi lanh, MPa;

P_mi : áp suất có ích chỉ thị trung bình, MPa;

A và B - hệ số lấy theo Bảng 3/2.2 và 3/2.3 đối với các động cơ có khoảng nổ bằng nhau (trong trường hợp động cơ chữ V thì các khoảng nổ trên mỗi hàng bằng nhau). Đối với động cơ Diesel có các khoảng nổ không bằng nhau hoặc không nằm trong các bảng trên, các giá trị A và B sẽ được xem xét trong từng trường hợp cụ thể;

D : đường kính xi lanh (mm);

k_m : giá trị được lấy theo (1) hoặc (2) dưới đây tùy theo giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục khuỷu. Tuy vậy, giá trị của k_m đối với các vật liệu không phải là thép rèn và thép đúc phải được Đăng kiểm quy định trong từng trường hợp cụ thể.

(1) Khi giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu trên 440 MPa:

trong đó:

T_s: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu (MPa). Giá trị của T_s không được quá 760 MPa đối với thép các bon rèn và không quá 1080 MPa đối với thép hợp kim thấp rèn.

(2) Khi giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu không lớn hơn 440 Mpa nhưng không dưới 400 MPa thì k_m = 1,0.

k_s: giá trị được lấy theo (a), (b) hoặc (c) sau đây, tùy theo phương pháp chế tạo trục khuỷu.

(a) Khi trục khuỷu được chế tạo bằng phương pháp đặc biệt đã được Đăng kiểm thừa nhận rằng rèn tạo thớ liên tục và chất lượng sản phẩm ổn định, sức bền mỏi được tăng thêm từ 20% trở lên so với quá trình rèn tự do:

(b) Khi trục khuỷu được chế tạo bằng phương pháp đặc biệt đã được Đăng kiểm thừa nhận rằng đã tăng độ cứng bề mặt và chất lượng sản phẩm ổn định, sức bền mỏi được nâng cao: 

trong đó:

r : mức độ (cải thiện) tăng hơn về sức bền tùy theo độ cứng bề mặt (%) đã được Đăng kiểm thừa nhận

(c) Khi không nằm trong trường hợp (a) hoặc (b) nói trên:

k_s = 1,0

k_h : Giá trị lấy theo (a) hoặc (b) tùy theo đường kính trong của cổ biên hoặc cổ trục:

(a) Khi đường kính trong bằng và lớn hơn 1/3 đường kính ngoài:

R : tỷ số giữa đường kính trong của trục chia cho đường kính ngoài của trục.

(b) Khi đường kính trong nhỏ hơn 1/ 3 đường kính ngoài: k_h = 1,0

2.3.1.2 Kích thước của các má khuỷu phải thỏa mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây:

(1) Chiều dày và rộng của các má khuỷu phải thỏa mãn công thức sau đây liên quan tới đường kính của cổ biên và cổ trục. Trong trường hợp này, chiều dày má khuỷu không được nhỏ hơn 0,36 lần đường kính của cổ biên và cổ trục. Khi đường kính thực tế của cổ biên và cổ trục lớn hơn đường kính yêu cầu của trục khuỷu được xác định bởi công thức ở 2.3.1.1 thì vế trái của công thức sau đây có thể được nhân với (d_c/ d_a)³.

trong đó:

b: chiều rộng má khuỷu (mm)

d_a: đường kính thực tế của cổ trục hoặc cổ biên (mm)

t : chiều dày má khuỷu (mm).

(2) Bán kính góc lượn tại chỗ nối của má khuỷu với cổ biên hoặc cổ trục không được nhỏ hơn 0,05 lần đường kính thực tế của cổ biên hoặc cổ trục.

Bảng 3/2.2 - Giá trị hệ số A và B đối với động cơ một hàng xi lanh tác dụng đơn

2.3.2 Trục khuỷu lắp ghép

2.3.2.1 Đường kính của cổ biên và cổ trục của trục khuỷu lắp ghép phải thỏa mãn yêu cầu ở 2.3.1.1

2.3.2.2 Kích thước của các má khuỷu phải thỏa mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây:

Chiều dày các má khuỷu loại lắp ép nóng phải thỏa mãn các công thức sau đây:

 

trong đó:

t : chiều dày của má khuỷu đo song song với đường tâm trục (mm)

c₁ = 10 đối với động cơ 2 kỳ 1 hàng xi lanh;

c₁ = 16 đối với động cơ 4 kỳ 1 hàng xi lanh;

t : tương tự như ở 2.3.1.1;

D: đường kính trong của xi lanh (mm);

c₂ = 12,8a - 2,4a², nhưng trong trường hợp trục rỗng thì c₂ được nhân với (1 - R²)

 

d_h : đường kính lỗ tại chỗ lắp ép nóng (mm);

d_c : đường kính quy định của trục khuỷu được xác định bằng công thức ở 2.3.1.1.

 (2) Kích thước tại góc lượn chỗ nối của má khuỷu với cổ biên của các trục khuỷu bán lắp ghép phải thỏa mãn các yêu cầu ở 2.3.1.2 (mm).

2.3.2.3 Đối với trục khuỷu lắp ghép thì giá trị a được dùng ở 2.3.2.2(1) phải nằm trong giới hạn sau:

 

trong đó:

Y : giới hạn chảy danh nghĩa của vật liệu má khuỷu (MPa);

Khi giới hạn chảy danh nghĩa của má khuỷu trên 390 MPa hoặc khi giá trị tính theo công thức sau đây nhỏ hơn 0,1 thì giá trị a sẽ được Đăng kiểm xem xét trong từng trường hợp cụ thể:

trong đó:

S : hành trình pít tông (mm);

d_p: đường kính cổ biên (mm);

d_j: đường kính cổ trục (mm).

Bảng 3/2.3 - Giá trị hệ số A và B đối với động cơ chữ V tác dụng đơn với thanh truyền song song

a) Động cơ 2 kỳ

b) Động cơ 4 kỳ

2.3.3 Nối trục và bu lông nối trục

2.3.3.1 Đường kính của các bu lông nối trục tại bề mặt nối của mối nối giữa các trục khuỷu hoặc giữa trục khuỷu với trục chịu lực đẩy hoặc giữa trục khuỷu với trục quy định ở 2.2.4 không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau:

 

trong đó:

d_b: đường kính bu lông nối trục (mm);

n : số lượng bu lông;

D : đường kính vòng tròn chia (mm);

d_c: đường kính quy định của trục khuỷu (mm) được tính bằng công thức ở 2.3.1.1 khi các giá trị k_m, k_s và k_h được lấy bằng 1,0;

T_b : giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bu lông (MPa). Khi giá trị này trên 1000 MPa thì trị số dùng cho công thức trên sẽ được Đăng kiểm xem xét một cách thích hợp.

2.3.3.2 Các chỗ nối trục phải đủ bền để chịu được các ứng suất khi làm việc. Các góc lượn ở các chỗ nối trục phải có bán kính đủ lớn để tránh sự tập trung ứng suất quá mức. Khi các mối nối trục tách biệt so với trục, thì phương pháp lắp ghép và kết cấu của mối nối phải có khả năng chịu được lực kéo khi tàu lùi. Khi lắp then cho các mối nối trục thì các rãnh then phải có kết cấu tránh được sự tập trung ứng suất quá mức.

2.3.4 Đánh giá chi tiết về sức bền

 Khi trục khuỷu không thỏa mãn các yêu cầu ở 2.3.1 và 2.3.2 thì phải trình các tài liệu thiết kế và bản tính về sức bền trục khuỷu cho Đăng kiểm xem xét.

2.4 Thiết bị an toàn

2.4.1 Thiết bị chống vượt tốc và điều tốc

2.4.1.1 Khi trên tàu mà động cơ Diesel được dùng để lai trục chân vịt thì nó phải được trang bị một bộ điều tốc được điều chỉnh để ngăn ngừa tốc độ của động cơ vượt quá 15% số vòng quay liên tục lớn nhất.

2.4.1.2 Ngoài bộ điều tốc thông thường, mỗi động cơ Diesel lai trục chân vịt có công suất liên tục lớn nhất từ 220 kW trở lên có thể nhả khớp được hoặc lai chân vịt biến bước thì phải trang bị cho mỗi động cơ đó một thiết bị chống vượt tốc. Thiết bị chống vượt tốc và bánh răng lai nó phải độc lập với bộ điều tốc quy định ở 2.4.1.1 và phải điều chỉnh sao cho tốc độ của động cơ không thể vượt quá 20% số vòng quay liên tục lớn nhất của nó.

2.4.1.3 Các động cơ Diesel lai máy phát điện phải được trang bị các bộ điều tốc thỏa mãn các yêu cầu ở 2.8.2, Phần 4 của Quy phạm này.

2.4.1.4 Ngoài bộ điều tốc thông thường, mỗi động cơ Diesel là máy chính trên tàu chạy bằng điện và động cơ Diesel lai máy phát điện có công suất liên tục lớn nhất từ 220 kW trở lên phải được trang bị một thiết bị chống vượt tốc riêng biệt. Trong trường hợp này, thiết bị chống vượt tốc và cơ cấu dẫn động nó phải độc lập với bộ điều tốc yêu cầu ở 2.4.1.3 và đảm bảo sao cho tốc độ không thể vượt quá 15% số vòng quay liên tục lớn nhất.

2.4.2 Van an toàn cho xi lanh

 Phải trang bị một van an toàn cho mỗi xi lanh của động cơ Diesel có đường kính xi lanh trên 230 mm, van đó phải hoạt động ở áp suất không quá 40% trên áp suất cháy lớn nhất tại công suất liên tục lớn nhất và van đó phải được bố trí sao cho khí xả ra không gây nguy hiểm cho người vận hành. Van an toàn có thể được thay thế bằng thiết bị chỉ báo sự vượt quá của áp suất trong mỗi xi lanh.

2.4.3 Phòng chống nổ thùng trục

2.4.3.1 Đối với các động cơ có đường kính xi lanh không dưới 200 mm hoặc có tổng thể tích thùng trục không dưới 0,6 m³ thì thùng trục phải được trang bị van có kiểu đã được duyệt để ngăn ngừa áp suất tăng quá mức trong trường hợp nổ bên trong thùng trục. Van an toàn thùng trục phải được thiết kế và chế tạo để mở nhanh chóng khi áp suất trong thùng trục tăng quá 0,02 MPa và tự động đóng lại ngay khi có lượng không khí rất nhỏ bên ngoài lọt vào thùng trục.

2.4.3.2 Số lượng và vị trí của các van quy định ở 2.4.3.1 phải tuân theo Bảng 3/2.4.

2.4.3.3 Phải lắp thêm các van an toàn ngoài những van quy định ở 2.4.3.1 cho những ngăn riêng biệt trong thùng trục chẳng hạn như ngăn bánh răng hoặc hộp xích lai trục cam hay những thiết bị dẫn động tương tự khi tổng dung tích của những ngăn như vậy không dưới 0,6 m³.

2.4.3.4 Kích thước của mỗi van an toàn quy định ở 2.4.3.1 và 2.4.3.3 bên trên phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở (1), (2) và (3) dưới đây:

(1) Tiết diện lưu thông của mỗi van an toàn không được dưới 45 cm²;

(2) Tiết diện lưu thông kết hợp của các van an toàn đặt trên một động cơ không được dưới 115 cm² cho mỗi mét khối tổng dung tích thùng trục. Thể tích của các bộ phận không chuyển động trong thùng trục hoặc ngăn cách ly có thể bớt đi theo sự tính toán tổng dung tích đó;

(3) Mỗi van an toàn được trang bị theo các yêu cầu trên có thể được thay bằng hai van an toàn nhỏ hơn có tổng tiết diện lưu thông của van không dưới 45 cm²;

(4) Các cửa xả của van an toàn phải được che chắn thích hợp để giảm thiểu nguy hiểm do ngọn lửa phát ra.

Bảng 3/2.4 - Số lượng và vị trí các van an toàn

2.4.4 Phòng nổ cho không gian khí quét

 Không gian khí quét thông với xi lanh phải được trang bị van an toàn phòng nổ. Các van an toàn đó phải được bố trí sao cho khí xả ra không gây nguy hiểm cho người vận hành.

2.5 Thiết bị liên quan

2.5.1 Tua bin khí thải

2.5.1.1 Đối với máy chính được trang bị tua bin khí thải thì phải trang bị thiết bị để bảo đảm rằng động cơ đó có thể khai thác với công suất đủ để tạo ra tốc độ tối thiểu cho tàu trong trường hợp hỏng một trong các tua bin.

2.5.1.2 Khi máy chính không thể hoạt động được với tua bin khí thải lúc khởi động hoặc ở dãy tốc độ thấp thì phải trang bị một hệ thống khí quét phụ. Khi hỏng hệ thống phụ này thì phải có thiết bị thích hợp sao cho máy chính có thể tăng công suất đủ để tua bin khí thải hoạt động theo yêu cầu.

2.5.2 Thiết bị khí thải

2.5.2.1 Các ống khí thải có nhiệt độ bề mặt quá 220 ^oC phải được làm mát bằng nước hoặc được bọc cách nhiệt một cách có hiệu quả. Tuy vậy, trong trường hợp có thể đảm bảo an toàn về cháy thì các yêu cầu đó có thể được miễn trừ.

2.5.2.2 Các thiết bị khí thải phải thỏa mãn thêm các yêu cầu được quy định ở 10.15 trong Phần này.

2.5.3 Thiết bị khởi động

2.5.3.1 Các ống dẫn khí khởi động phải chống được nổ do lửa quay ngược lại từ các xi lanh bằng các thiết bị sau:

(1) Một van một chiều độc lập hoặc thiết bị tương đương được lắp trên ống dẫn khí tới mỗi động cơ;

(2) Trên động cơ đảo chiều trực tiếp có một cụm ống dẫn khí khởi động, phải lắp một đĩa ngăn lửa hoặc bộ dập lửa trên van khởi động ở mỗi xi lanh, trên các động cơ không đảo chiều có một cụm ống dẫn khí khởi động, phải lắp ít nhất một thiết bị như vậy ở đầu vào cụm ống khí khởi động trên mỗi động cơ. Tuy nhiên thiết bị đó có thể không cần đối với các động cơ có đường kính xi lanh không quá 230 mm.

2.5.3.2 Khi máy chính được khởi động bằng khí nén thì phải trang bị các bình chứa khí nén. Các bình chứa này phải được nối với nhau để sẵn sàng sử dụng. Trong trường hợp này tổng dung tích của các bình khí nén khởi động phải đủ, mà không cần phải nạp bổ sung, để đảm bảo số lần khởi động liên tục không nhỏ hơn trị số được quy định từ (1) và (3) dưới đây.

(1) Đối với các động cơ có thể đảo chiều trực tiếp: Z = 12C,

trong đó:

Z : tổng số lần khởi động cho mỗi động cơ;

C : hằng số = 1,0

(2) Đối với các động cơ sử dụng cơ cấu đảo chiều độc lập hoặc sử dụng chân vịt biến bước thì có thể chấp nhận số lần khởi động bằng 1/2 giá trị quy định ở (1) trên;

(3) Đối với các tàu chạy bằng điện:

Z = 6 + 3(k-1),

trong đó:

k : số lượng động cơ, nhưng không cần thiết lấy giá trị của k quá 2.

2.5.3.3 Khi các máy chính được khởi động bằng ắc quy, thì phải lắp đặt 2 tổ ắc quy. Tổng dung lượng của các ắc quy phải đủ để đảm bảo số lần khởi động máy chính quy định ở 2.5.3.2 trong 30 phút mà không phải nạp thêm.

2.5.3.4 Hệ thống khí nén khởi động phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 10.12.

2.5.4 Thiết bị dầu đốt

2.5.4.1 Trên tất cả các động cơ có đường kính xi lanh từ 230 mm trở lên thì ống dẫn dầu đốt của bơm cao áp phải được che chắn và bảo vệ một cách đảm bảo. Sự bảo vệ này phải ngăn ngừa được dầu đốt hoặc hơi dầu đốt tiếp xúc với nguồn gây cháy trên động cơ hoặc những thiết bị xung quanh động cơ và có khả năng xả được lượng dầu đốt rò rỉ bên trong vỏ bọc bảo vệ qua hệ thống xả dầu của động cơ.

2.5.4.2 Các thiết bị dầu đốt phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 10.9.

2.5.5 Thiết bị dầu bôi trơn

2.5.5.1 Thiết bị dầu bôi trơn của các động cơ Diesel có công suất liên tục lớn nhất trên 220 kW phải được trang bị thiết bị báo động bằng âm thanh và ánh sáng khi có hư hỏng ở việc cấp dầu bôi trơn hoặc áp suất dầu bôi trơn giảm đáng kể và thiết bị dừng động cơ hoạt động một cách tự động do áp suất thấp hơn sau khi báo động.

2.5.5.2 Phải trang bị ống nối lấy mẫu dầu ở các vị trí thích hợp.

2.5.5.3 Thiết bị bôi trơn trục rô to của tua bin khí xả phải được thiết kế sao cho dầu bôi trơn không thể chảy vào đường khí nạp.

2.5.5.4 Ngoài ra, hệ thống dầu bôi trơn phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 10.10.

Bảng 3/2.5 - Áp suất thử thủy lực

Chú thích:

(1) Đối với các nắp xy lanh bằng thép rèn mà khoang làm mát của nó được gia công cơ khí không có quá trình hàn hoặc đối với các đỉnh pít tông mà chiều dày được đo chính xác sau khi gia công cơ khí cả bên trong và bên ngoài, và được Đăng kiểm viên xác nhận là không có khuyết tật bề mặt thì có thể không cần thử thủy lực;

(2) Khi sơ mi xy lanh được gia công tinh bằng máy cả bên trong và bên ngoài, được Đăng kiểm viên kiểm tra chính xác chiều dày và xác nhận không có các khuyết tật bề mặt, thì áp suất thử nêu trên của sơ mi xy lanh có thể được giảm đến 0,4 MPa;

(3) Đối với các động cơ Diesel không có sơ mi xi lanh thì áp suất thử thủy lực bằng 0,7 MPa;

(4) Khi các bơm phun nhiên liệu và van phun nhiên liệu được làm bằng thép rèn thì có thể không cần thử thủy lực;

(5) P là áp suất làm việc lớn nhất (MPa) của các bộ phận cần thử.

2.5.6 Thiết bị làm mát

2.5.6.1 Thiết bị làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu ở 10.11 và các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây:

(1) Đối với các động cơ có từ hai xi lanh trở lên thì phải trang bị thiết bị thích hợp để làm mát đồng bộ cho mỗi xi lanh;

(2) Phải lắp các vòi xả cho các áo nước và các đường ống dẫn nước làm mát tại vị trí thấp nhất.

2.6 Thử nghiệm

2.6.1 Thử tại xưởng

2.6.1.1 Đối với các chi tiết hoặc phụ tùng quy định ở Bảng 3/2.5 thì phải tiến hành thử thủy lực với áp suất quy định ở bảng đó.

2.6.1.2 Đối với các bộ phận quay của tua bin khí xả, phải tiến hành thử cân bằng động trước khi lắp ráp chúng.

2.6.1.3 Đối với các động cơ Diesel, phải tiến hành thử ở xưởng bằng các phương pháp thử được Đăng kiểm chấp thuận.

2.6.1.4 Đối với các động cơ Diesel có các đặc điểm thiết kế mới hoặc không có hồ sơ vận hành, trong trường hợp mà Đăng kiểm thấy cần thiết, phải tiến hành thử để kiểm tra lại khả năng làm việc của động cơ bằng các phương pháp do Đăng kiểm quy định.

CHƯƠNG 3 -

THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG

3.1 Quy định chung

3.1.1 Phạm vi áp dụng

Những yêu cầu đưa ra trong Chương này được áp dụng cho các thiết bị truyền động từ động cơ chính, động cơ dẫn động máy phát điện và các máy phụ, trừ máy phụ chuyên dùng.

3.1.2 Bản vẽ và tài liệu

3.1.2.1 Bản vẽ và tài liệu trình Đăng kiểm duyệt, gồm:

(1) Bản vẽ:

(a) Lắp ráp tổng thể;

(b) Bánh răng;

(c) Trục bánh răng;

(d) Khớp nối;

(e) Kết cấu các bộ phận chính.

(2) Tài liệu:

(a) Các thông số về vật liệu dùng trong các bộ phận truyền động (thành phần hóa học, phương pháp nhiệt luyện, cơ tính và phương pháp thử chúng);

(b) Công suất được truyền và tốc độ quay của từng bánh răng ở công suất liên tục lớn nhất;

(c) Thông số kỹ thuật của từng bánh răng (số răng, môđun, đường kính vòng chia, góc áp lực của răng, góc xoắn, chiều rộng mặt, khoảng cách tâm, bán kính đỉnh răng, khe hở bánh răng, phương pháp đánh bóng sườn răng, độ bóng bánh răng);

(d) Phương pháp hàn các bộ phận chính (bao gồm cả thử và kiểm tra);

(e) Tài liệu cần thiết để tính toán sức bền của các bộ phận chính của thiết bị truyền động.

3.2 Vật liệu và kết cấu

3.2.1 Vật liệu

3.2.1.1 Vật liệu dùng cho các chi tiết sau (sau đây gọi là các chi tiết chính của thiết bị truyền động) phải phù hợp với các yêu cầu có liên quan ở Phần 6A của Quy phạm này.

(1) Trục và bánh răng truyền công suất;

(2) Các bộ phận truyền công suất của khớp nối;

(3) Các bộ phận truyền công suất của ly hợp;

(4) Bu lông khớp nối.

3.2.1.2 Các chi tiết chính của thiết bị truyền động (trừ các bu lông khớp nối, đĩa ly hợp và các chi tiết tương tự) phải qua thử không phá hủy theo yêu cầu quy định tương ứng ở Phần 6A của Quy phạm này.

3.2.2 Hàn

Nếu như các chi tiết chính của thiết bị truyền động là kết cấu hàn, thì phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở Phần 6B của Quy phạm này.

3.2.3 Kết cấu của bánh răng

3.2.3.1 Kết cấu của các bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây:

(1) Nếu vành răng được lắp ép vào may ơ thì vành răng phải có chiều dày đảm bảo đủ sức bền và lực ép để chịu được công suất truyền. Nếu như tiến hành lắp ép nóng sau khi cắt răng, thì kết cấu của bánh răng phải đảm bảo hoàn toàn độ chính xác của cơ cấu hoặc gia công tinh phải được tiến hành sau khi lắp ép chúng;

(2) Nếu bánh răng có kết cấu hàn, thì chúng phải có đủ độ cứng và phải được khử ứng suất trước khi cắt răng;

(3) Bánh răng không được có trọng lượng thừa gây mất cân bằng.

3.2.3.2 Hộp bánh răng phải có đủ độ cứng và kết cấu phải sao cho có thể kiểm tra và bảo dưỡng bánh răng một cách dễ dàng.

3.2.3.3 Trong trường hợp nếu như có các phần nặng được lắp vào phần kéo dài của trục bánh răng thì kết cấu của các bánh răng phải sao cho độ sai lệch của tâm trục là nhỏ nhất.

3.2.4 Kết cấu của thiết bị truyền động không phải kiểu bánh răng

3.2.4.1 Thiết bị truyền động không phải kiểu bánh răng phải là kiểu được Đăng kiểm duyệt về kết cấu và vật liệu, phải làm việc an toàn, tin cậy và phải có đủ sức bền để chịu được công suất truyền qua.

3.2.4.2 Kết cấu của khớp trượt điện từ phải được Đăng kiểm xem xét riêng.

3.2.4.3 Nếu như bộ ly hợp của thiết bị truyền động của máy chính được điều khiển bằng hệ thống thủy lực hoặc không khí nén, thì bơm hoặc máy nén khí phải sẵn sàng sử dụng hoặc phải trang bị các cụm chi tiết tương ứng khác sao cho đảm bảo con tàu có thể duy trì được chế độ làm việc bình thường.

3.2.5 Thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn

3.2.5.1 Thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn phải thỏa mãn những yêu cầu quy định ở 10.10. Ngoài ra, nên sử dụng bầu lọc có nam châm để hút mạt sắt trong các kết cấu truyền động bằng bánh răng.

3.2.5.2 Các thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn của thiết bị truyền động trên 220 kW phải lắp thiết bị báo động bằng âm thanh và ánh sáng trong trường hợp hư nguồn cung cấp dầu bôi trơn hoặc hạ áp suất dầu trong hệ thống.

3.3 Sức bền của bánh răng

3.3.1 Phạm vi áp dụng

Những yêu cầu quy định ở 3.3 được áp dụng cho các bánh răng hình trụ với răng ăn khớp ngoài có prôfin răng dạng thân khai. Đối với các loại bánh răng khác thì phải được Đăng kiểm chấp thuận.

3.3.2 Yêu cầu chung

3.3.2.1 Chân của răng phải được liên kết bằng góc lượn có bán kính càng lớn càng tốt. Đỉnh răng và cả hai đầu chân răng phải được vát góc phù hợp.

3.3.2.2 Các bánh răng được làm cứng bề mặt phải có đủ độ cứng ở hông và có đủ độ sâu ở vùng được làm cứng.

3.3.3 Tải trọng tiếp tuyến cho phép đối với ứng suất uốn

Tải trọng tiếp tuyến P_MCR lên bánh răng phải thỏa mãn điều kiện sau đây đối với ứng suất uốn tại mặt cắt chân răng:

trong đó:

P_MCR: tải trọng tiếp tuyến tác dụng lên răng ở công suất liên tục lớn nhất phải được tính theo công thức sau đây:

H: công suất do bánh răng nhận được tại công suất liên tục lớn nhất (kW);

N : số vòng quay của bánh răng tại công suất lớn nhất (vòng/min);

D₁: đường kính vòng lăn của bánh răng (cm);

b : chiều rộng bề mặt có ích của bánh răng trên vòng lăn của mặt cắt song song với trục (cm);

Z : số răng;

m_n : mô đun vuông góc của răng;

k₁ : hệ số khuyếch đại tải trọng bên ngoài, được xác định bởi tổng tải trọng thay đổi bất thường tác động lên bánh răng và được tính theo công thức sau đây:

 

P_max: tải trọng tiếp tuyến lớn nhất tức thời xảy ra bên trong dải vòng quay làm việc (N/cm); tuy nhiên, khi trị số k₁ không biết, có thể lấy các giá trị của hệ số này ở Bảng 3/3.1;

k₂: trị số khuyếch đại tải bên trong được tính từ công thức sau đây hoặc từ Hình 3/3.1 phụ thuộc vào độ chính xác của bánh răng và tỷ số trùng điệp của chúng;

k₂ = k₂ (Dn)^0,8

D: đường kính vòng lăn của bánh răng (cm);

n: số vòng quay của bánh răng trong một phút chia cho 1000;

k₂ : trị số quy định ở Bảng 3/3.2. Trong trường hợp này, trị số e_SP được tính theo công thức sau:

b_e : chiều rộng mặt (trong trường hợp bánh răng có dạng xoắn kép, chiều rộng mặt là chiều rộng ở một phía) (cm);

b₀ : góc xoắn.

k₃ : hệ số khuyếch đại tải trọng do độ đàn hồi tính theo công thức sau hoặc lấy theo Hình 3/3.2, giá trị này phụ thuộc vào chiều rộng bề mặt và đường kính vòng lăn.

b_t: tổng chiều rộng bề mặt của bánh răng (trong trường hợp bánh răng xoắn kép,bao gồm cả khe hở ở tâm) (cm);

D₁: đường kính vòng lăn của bánh răng (cm);

k₃: giá trị cho ở Bảng 3/3.1;

S_b: giá trị liên quan chủ yếu đến vật liệu của bánh răng, cho theo công thức sau. Tuy nhiên trong trường hợp bánh răng trung gian hành tiến chỉ lấy bằng 0,7 lần, còn bánh răng hành lùi lấy bằng 1,2 lần giá trị tính theo công thức sau đây. Trong trường hợp này S_b không vượt quá 25.

Bảng 3/3.1 - Trị số của k₁^{(1) (2)}

Chú thích:

(1) Nếu ăn khớp bánh răng với trên hai vành răng, lấy k₁ bằng 0,9 lần giá trị này;

(2) Đối với giá trị k₁ của khớp nối cứng, giá trị k₁ phải được Đăng kiểm xét và chấp nhận;

(3) Chỉ áp dụng cho hệ bánh răng liên kết trực tiếp với hệ trục của máy chính;

(4) Áp dụng cho hệ bánh răng liên kết với hệ trục chân vịt qua khớp nối mềm.

 

Hình 3/3.1 - Trị số k₂

(1) Trong trường hợp bánh răng có áp dụng quá trình làm cứng bề mặt bao gồm cả vùng đáy thì:

(2) Trong trường hợp các loại bánh răng khác:

trong đó: T : giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu bánh răng (MPa);

Y : giới hạn chảy danh nghĩa của vật liệu bánh răng (MPa);

r_o : tỷ số của bán kính đỉnh răng với mô đun.

Hình 3/3.2 - Trị số k₃

Bảng 3/3.2 - Giá trị k₂

Bảng 3/3.3 - Trị số của k₃

3.3.4 Tải trọng tiếp tuyến đối với ứng suất bề mặt

Tải trọng tiếp tuyến tác dụng lên các răng phải thỏa mãn điều kiện sau đây để hạn chế ứng suất tác dụng lên bề mặt răng, nhưng không áp dụng cho các bánh răng phía lùi:

S_s: giá trị liên quan chủ yếu đến vật liệu của bánh răng tính theo công thức sau:
(1) Sự ăn khớp của bánh răng được làm cứng: 

(2) Sự ăn khớp của các bánh răng khác: 

H_BP : độ cứng bề mặt của bánh răng (độ cứng Brinen);

H_BW: độ cứng bề mặt răng của vành răng (độ cứng Brinen);

T_w : giới hạn bền danh nghĩa của vật liệu bánh răng (MPa);

k₄ : hệ số bôi trơn được lấy theo công thức sau hoặc Hình 3/3.3 phụ thuộc vào đường kính vòng lăn và số vòng/min. Tuy nhiên, trong trường hợp ăn khớp của các bánh răng được làm cứng thì k₄ = 0,53

k₄ = 0,3(D_n)^1/6

i : tỷ số răng (số răng của vành răng chia cho số răng của bánh răng).

Các ký hiệu khác xem ở 3.3.3. 

Hình 3/3.3 - Trị số k₂

3.3.5 Đánh giá chi tiết về sức bền

Ngoài những yêu cầu quy định ở 3.3.3 và 3.3.4, còn phải có các tài liệu và bản tính chi tiết về sức bền của cơ cấu bánh răng.

3.4 Trục bánh răng và khớp nối

3.4.1 Trục bánh răng

3.4.1.1 Đường kính của trục bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây:

(1) Đường kính của trục bánh răng dùng để truyền công suất không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức 4.2.2, Phần 3 của Quy phạm này. Trong công thức này H là công suất, N là số vòng quay của trục trong một phút tại công suất liên tục lớn nhất;

(2) Đường kính của trục bánh răng tại điểm giữa của hai ổ đỡ trục bánh răng phải có đủ độ cứng để chịu được lực uốn sinh ra do bánh răng ăn khớp với nhau;

(3) Đường kính của trục bánh răng giữa các ổ đỡ trục không được nhỏ hơn 1,16 lần giá trị quy định ở 3.4.1.1(1), nếu một bánh răng được ăn khớp với nhau hoặc hai bánh răng được bố trí ở một góc nhỏ hơn 120^o được ăn khớp với nhau và không quá 1,1 lần giá trị quy định ở 3.4.1.1(1), khi hai bánh răng được bố trí ở một góc lớn hơn 120^o ăn khớp với nhau.

 3.4.1.2 Mặc dù đã có những yêu cầu quy định ở 3.4.1.1, Đăng kiểm sẽ xem xét riêng để đánh giá các tài liệu và bản tính chi tiết về sức bền của cơ cấu bánh răng được trình cho Đăng kiểm duyệt.

3.4.2 Khớp nối và bu lông khớp nối

Kích thước của khớp nối và bu lông khớp nối không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức quy định ở 4.2.11.1 trong Phần này. Mặt khác, trong trường hợp đỡ vật có trọng lượng nặng kiểu công xon thì chúng phải được thiết kế sao cho có đủ sức bền để giữ được trọng lượng đó. Ngoài ra, giá trị đường kính trục d tính trong công thức này phải được xác định tương ứng theo từng loại trục.

3.5 Thử tại xưởng

3.5.1 Đối với các chi tiết được làm cứng bề mặt thì việc đo độ sâu lớp được làm cứng phải được tiến hành trên vật liệu mẫu.

3.5.2 Đối với các chi tiết được làm cứng bề mặt, phải tiến hành thử độ cứng và thử không phá hủy theo quy trình thử phù hợp.

3.5.3 Đối với bánh răng, phải tiến hành kiểm tra độ chính xác gia công sau khi hoàn thành.

3.5.4 Trong trường hợp truyền động bánh răng, trị số tính theo tỷ số sau đây vượt quá 50 thì phải tiến hành thử cân bằng động. 

trong đó:

D : đường kính vòng lăn của bánh răng, (cm);

N : vòng quay của bánh răng, (vòng/min).

3.5.5 Phải kiểm tra bề mặt tiếp xúc của răng đối với tất cả các cơ cấu truyền động bánh răng bằng loại sơn thích hợp được quét lớp mỏng và đều với điều kiện tải trọng tương ứng.

CHƯƠNG 4 -

HỆ TRỤC

4.1 Quy định chung

4.1.1 Phạm vi áp dụng

 Những yêu cầu trong Chương này được áp dụng cho hệ trục chân vịt, hệ trục truyền công suất từ máy dẫn động đến máy phát điện và máy phụ (trừ máy phụ chuyên dùng). Đối với dao động xoắn, còn phải thỏa mãn những yêu cầu ở Chương 6 của Phần này.

4.1.2 Bản vẽ và tài liệu

4.1.2.1 Bản vẽ và tài liệu trình Đăng kiểm duyệt, gồm:

(1) Bản vẽ (trong đó ghi rõ cả các đặc tính kĩ thuật của vật liệu):

(a) Bố trí hệ trục;

(b) Trục đẩy;

(c) Trục trung gian;

(d) Trục chân vịt;

(2) Tài liệu tham khảo:

(a) Số liệu để tính sức bền của trục trong Chương này;

(b) Những tài liệu cần thiết khác mà Đăng kiểm yêu cầu.

4.2 Vật liệu, kết cấu và sức bền

4.2.1 Vật liệu

4.2.1.1 Vật liệu dùng để chế tạo các chi tiết chính được quy định dưới đây phải là thép rèn, còn vật liệu dùng để chế tạo các khớp nối dạng tháo lắp được có thể là thép đúc thỏa mãn những yêu cầu có liên quan ở Phần 6A của Quy phạm này.

(1) Trục đẩy;

(2) Trục trung gian;

(3) Trục chân vịt;

(4) Khớp nối trục;

(5) Bu lông khớp nối.

4.2.1.2 Các chi tiết chính của trục, trừ các bu lông khớp nối, phải tiến hành thử không phá hủy theo loại vật liệu như quy định có liên quan ở Phần 6A của Quy phạm này.

4.2.1.3 Vật liệu chế tạo trục phải có giới hạn bền kéo danh nghĩa nằm trong khoảng 400 đến 800 MPa. Việc sử dụng thép các bon rèn có giới hạn bền kéo danh nghĩa lớn hơn 600 MPa hoặc thép rèn hợp kim thấp có giới hạn bền kéo danh nghĩa lớn hơn 800 MPa để chế tạo trục phải được Đăng kiểm xem xét chấp nhận trong từng trường hợp cụ thể.

4.2.2 Trục trung gian

4.2.2.1 Đường kính trục trung gian được chế tạo bằng thép rèn (trừ thép rèn không gỉ) không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

trong đó:

d_o: đường kính trục trung gian (mm);

H : công suất liên tục lớn nhất của động cơ (kW);

N : vòng quay của trục trung gian ở công suất liên tục lớn nhất (vòng/min);

F₁: hệ số lấy theo Bảng 3/4.1;

k₁: hệ số lấy theo Bảng 3/4.2;

T_s: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục trung gian (MPa). Trong tính toán, trị số T_s không được lấy vượt quá 800 MPa.

K : hệ số trục rỗng tính theo công thức sau:

trong đó:

d_i : đường kính trong của trục rỗng (mm);

d_a : đường kính ngoài của trục rỗng (mm);

4.2.3 Trục đẩy

4.2.3.1 Đối với trục đẩy đường kính ở cả hai phía của vành chặn hoặc ở khu vực ổ đỡ dọc trục, nếu như ổ đỡ bi đũa được sử dụng làm ổ đỡ chặn, không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

d_t : đường kính trục đẩy (mm);

Các ký hiệu khác xem 4.2.2.1.

4.2.3.2 Nếu đường kính trục đẩy quy định ở 4.2.3.1 lớn hơn đường kính của trục trung gian thì đường kính của trục đẩy có thể giảm dần về phía mũi hoặc phía lái bằng cách nhân 0,91 với giá trị đường kính tính theo 4.2.3.1.

Bảng 3/4.1 - Trị số F₁

Chú thích: Khớp nối kiểu trượt nghĩa là khớp nối thủy lực, khớp điện từ hoặc các khớp nối tương đương.

4.2.4 Trục chân vịt

4.2.4.1 Đường kính của trục chân vịt làm bằng thép các bon rèn hoặc thép hợp kim thấp rèn không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:

d_s: đường kính quy định của trục chân vịt (mm);

k₂ : hệ số liên quan đến thiết kế trục được quy định ở Bảng 3/4.3;

T_s : giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu trục (MPa). Trong tính toán, trị số T_s không được lấy vượt quá 600 MPa.

Các ký hiệu khác xem 4.2.2.1.

Bảng 3/4.2 - Trị số k₁

Chú thích:

(1) Sau một khoảng chiều dài không nhỏ hơn 0,2d_o tính từ đầu rãnh then, đường kính của trục có thể được giảm từ từ tới đường kính được tính toán với k₁ = 1,0. Bán kính góc lượn ở mặt cắt ngang của đáy rãnh then phải từ 0,0125d_o trở lên;

(2) Đường kính lỗ khoét không được lớn hơn 0,3d_o;

(3) Chiều dài rãnh khoét phải bằng hoặc nhỏ hơn 1,4d, chiều rộng phải bằng hoặc nhỏ hơn 0,2d (trong đó: d là đường kính được tính toán với k₁ = 1,0);

(4) Dạng của then trượt phải phù hợp với TCVN hoặc tiêu chuẩn tương đương khác.

4.2.4.2 Đường kính của trục chân vịt được chế tạo từ thép rèn như chỉ ra ở Bảng 3/4.4 không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

trong đó: k₃ là hệ số liên quan đến vật liệu trục được quy định ở Bảng 3/4.4. Vật liệu khác với vật liệu được quy định trong Bảng này sẽ do Đăng kiểm xem xét và quyết định trong từng trường hợp cụ thể.

4.2.4.3 Đường kính của trục chân vịt khác với trị số được tính theo 4.2.4.1 và 4.2.4.2 trên phải thỏa mãn các yêu cầu do Đăng kiểm quy định riêng.

4.2.4.4 Trục các đăng

(1) Đường kính trục các đăng không được nhỏ hơn đường kính trục trung gian tính theo công thức ở 4.2.2 của Quy phạm này;

(2) Tỉ số giữa đường kính trong chia cho đường kính ngoài của trục các đăng không được lớn hơn 0,7.

4.2.4.5 Mặt bích của khớp nối trục các đăng phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

(1) Chiều dày của bích khớp nối đo tại khu vực đường tâm bu lông khớp nối không được nhỏ hơn đường kính bu lông khớp nối quy định ở 4.2.11;

(2) Góc lượn của bích khớp nối phải có bán kính lượn ít nhất không nhỏ hơn trị số quy định ở 4.2.11.3 của Quy phạm này.

Bảng 3/4.3 - Trị số k₂

Chú thích:

⁽¹⁾ Đường kính trục phải được vuốt côn theo đường biên;

⁽²⁾ Đường kính trục có thể được vuốt côn đến đường kính tính theo công thức ở 4.2.2.

4.2.5 Các trục khác

 Đường kính của các trục truyền công suất vào máy phát điện hoặc máy phụ có công dụng quan trọng phải phù hợp với những yêu cầu quy định ở 4.2.2.

4.2.6 Đánh giá chi tiết về sức bền

 Đăng kiểm có thể xem xét và chấp thuận các giá trị đường kính trục được tính toán không tuân theo các yêu cầu ở 4.2.2, 4.2.3, 4.2.4 và 4.2.5 nếu như có các tài liệu và bản tính chi tiết chứng minh rằng chúng đủ bền trình để Đăng kiểm xét duyệt.

4.2.7 Bảo vệ chống ăn mòn cho trục chân vịt

4.2.7.1 Trục chân vịt phải được bảo vệ chống ăn mòn nước ngoài mạn một cách có hiệu quả bằng những phương pháp được Đăng kiểm chấp thuận hoặc phải được chế tạo bằng vật liệu chịu ăn mòn được Đăng kiểm chấp thuận.

4.2.7.2 Các biện pháp hữu hiệu phải được đảm bảo để ngăn ngừa nước ngoài mạn thâm nhập vào phần giữa đầu cuối của áo trục chân vịt hoặc phần sau của ổ đỡ phía sau cùng trong ống bao và củ chân vịt.

4.2.7.3 Khoảng không gian giữa ê cu chỉnh dòng của chân vịt hoặc củ chân vịt và trục chân vịt phải chứa đầy mỡ, hoặc phải có các biện pháp bảo vệ trục hữu hiệu chống lại sự ăn mòn của nước ngoài mạn.

4.2.8 Áo trục chân vịt

4.2.8.1 Áo trục được lắp vào trục chân vịt phải thỏa mãn những yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây:

(1) Chiều dày của áo trục không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau:

t₁ = 0,03d_s + 7,5

t₂ = 0,75 t₁,

trong đó:

t₁ : chiều dày của áo trục ở vùng ổ đỡ ống bao trục hoặc ổ đỡ trong giá đỡ tiếp xúc với bề mặt ổ đỡ (mm);

t₂ : chiều dày của áo trục ở các phần còn lại (mm).

d_s : đường kính quy định của trục chân vịt tính theo công thức 4.2.4 (mm).

 (2) Áo trục phải làm bằng đồng thau hoặc bằng những vật liệu tương đương và không được có vết rỗ và những khuyết tật khác.

(3) Áo trục phải được lắp vào trục theo phương pháp sao cho tránh được sự tập trung ứng suất lớn.

Bảng 3/4.4 - Trị số k₃

4.2.9 Cố định chân vịt vào trục

4.2.9.1 Nếu chân vịt được lắp ép vào trục chân vịt thì bề mặt lắp ghép phải đủ sức bền để chịu được mô men xoắn truyền qua trục.

4.2.9.2 Nếu dùng then để cố định chân vịt vào trục thì các góc của rãnh then phải được lượn tròn thích đáng và then phải được lắp khít vào rãnh then. Đầu trước của rãnh then trên trục chân vịt phải được lượn tròn đều để tránh tập trung ứng suất quá mức.

4.2.9.3 Nếu chân vịt và mặt bích trục chân vịt được nối với nhau bằng bu lông thì các bu lông và chốt bu lông phải đủ bền.

4.2.9.4 Chiều dày mặt bích trục chân vịt phía sau tại vòng chia không nhỏ hơn 0,25 lần đường kính của trục trung gian (được tính với k₁ = 1,0; k = 1,0 và T_s = 400) quy định ở 4.2.2.

4.2.10 Ổ đỡ trong ống bao và ổ đỡ trong giá đỡ trục

4.2.10.1 Ổ đỡ sau cùng trong ống bao hoặc ổ đỡ ở giá đỡ trục đỡ trọng lượng chân vịt phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) dưới đây:

(1) Trong trường hợp ổ đỡ làm bằng gỗ gai ắc được bôi trơn bằng nước:

(a) Chiều dài ổ đỡ không được nhỏ hơn 4 lần đường kính yêu cầu của trục chân vịt tính theo công thức ở 4.2.4.1 hoặc 3 lần đường kính trục thực, lấy trị số nào lớn hơn;

(b) Phải có biện pháp thích đáng để cung cấp một lượng nước sạch để bôi trơn và làm mát.

(2) Trong trường hợp ổ đỡ làm bằng kim loại màu được bôi trơn bằng dầu:

(a) Chiều dài của ổ đỡ không được nhỏ hơn 2 lần đường kính yêu cầu của trục chân vịt tính theo công thức 4.2.4.1 hoặc 1,5 lần giá trị đường kính thực, lấy trị số nào lớn hơn. Tuy nhiên Đăng kiểm có thể xem xét và chấp nhận trong những trường hợp cụ thể nếu ổ đỡ có kết cấu và bố trí kiểu khác. Trong trường hợp này, chiều dài của ổ đỡ trục có thể ngắn hơn so với giá trị quy định trên;

(b) Ống bao trục chân vịt phải luôn chứa đầy dầu để đảm bảo bôi trơn và làm mát;

(c) Nếu có sử dụng két dầu trọng lực để cấp dầu bôi trơn cho ổ đỡ trong ống bao trục thì phải đặt két này cao hơn đường nước chở hàng. Tuy nhiên, trong trường hợp hệ thống bôi trơn được thiết kế để sử dụng ở điều kiện áp lực dầu tĩnh của két trọng lực nhỏ hơn áp lực nước thì két này không yêu cầu đặt cao hơn đường nước chở hàng;

(d) Dầu bôi trơn phải được làm mát bằng cách ngâm ống bao trong nước tại két chứa phía đuôi tàu hoặc bằng các biện pháp thích hợp khác.

(3) Nếu sử dụng vật liệu làm ổ đỡ không phải loại vật liệu quy định ở (1) và (2) thì vật liệu, kết cấu và bố trí ổ đỡ phải được Đăng kiểm chấp thuận. Chiều dài của các ổ đỡ này phải thỏa mãn những yêu cầu ở (a) và (b) dưới đây:

(a) Trường hợp ổ đỡ bôi trơn bằng dầu được chế tạo từ vật liệu tổng hợp:

Đối với ổ đỡ được làm bằng cao su tổng hợp, nhựa hoặc chất dẻo được duyệt để sử dụng trong ống bao trục bôi trơn bằng dầu thì chiều dài của ổ đỡ không được nhỏ hơn 2 lần đường kính của trục chân vịt tính theo công thức 4.2.4.1 hoặc 1,5 lần đường kính thực, lấy giá trị nào lớn hơn. Tuy nhiên đối với các ổ đỡ có kết cấu và bố trí được Đăng kiểm xét duyệt riêng thì chiều dài của ổ đỡ có thể ngắn hơn so với chiều dài quy định ở trên;

(b) Trường hợp ổ đỡ trục chân vịt làm bằng vật liệu tổng hợp được bôi trơn bằng nước:

Đối với ổ đỡ làm bằng vật liệu tổng hợp được duyệt để sử dụng làm ổ đỡ trong ống bao trục bôi trơn bằng nước giống như cao su hoặc chất dẻo thì chiều dài của ổ đỡ không được nhỏ hơn 4 lần đường kính trục tính theo công thức 4.2.4.1 hoặc 3 lần đường kính thực, lấy trị số nào lớn hơn. Tuy nhiên, đối với những ổ đỡ có kết cấu và bố trí được Đăng kiểm xét duyệt riêng thì chiều dài của ổ đỡ có thể lấy ngắn hơn so với chiều dài quy định trên.

4.2.10.2 Trừ kiểu thiết bị làm kín nước ngoài mạn kiểu hộp đệm, các thiết bị làm kín khác phải được Đăng kiểm xét duyệt bổ sung về vật liệu, kết cấu và bố trí.

4.2.11 Khớp nối trục và bu lông khớp nối

4.2.11.1 Đường kính của bu lông khớp nối tại mặt phẳng lắp ghép của khớp nối không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:

trong đó:

d_b: đường kính bu lông (mm);

d_o: đường kính của trục trung gian tính với k₁= 1,0 và k = 1,0 theo công thức ở 4.2.2 (mm);

n: số bu lông;

D: đường kính vòng chia (mm);

T_s: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục trung gian (MPa);

T_b: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bu lông (MPa), nói chung và giới hạn trên của T_b được sử dụng trong tính toán chỉ được lấy tối đa là 1000 MPa.

4.2.11.2 Chiều dày của mặt bích nối tại vòng chia không được nhỏ hơn đường kính yêu cầu của bu lông tính theo công thức ở 4.2.11.1 với giả thiết các bu lông phải có sức bền phù hợp với vật liệu làm trục tương ứng. Tuy nhiên, đường kính của bu lông không được nhỏ hơn 0,2 lần đường kính của trục tương ứng.

4.2.11.3 Bán kính góc lượn ở chân mặt bích không được nhỏ hơn 0,08 lần đường kính của trục và góc lượn không được nằm trong khu vực lắp ê cu và bu lông.

4.2.11.4 Nếu khớp nối trục không liền với trục thì các khớp nối phải đủ bền để chịu được mô men xoắn truyền vào trục và chịu được cả mô men khi tàu chạy lùi.

 Trong trường hợp này, phải xem xét kỹ để tránh gây ra tập trung ứng suất lớn.

4.3 Thử nghiệm

4.3.1 Thử tại xưởng

4.3.1.1 Các chi tiết sau đây phải được thử thủy lực với áp suất quy định sau đây:

(1) Ống bao trục: 0,2 MPa;

(2) Áo trục chân vịt: 0,1 MPa (phải tiến hành thử trước khi lắp nóng).

4.3.2 Thử sau khi lắp lên tàu

 Phải tiến hành thử thiết bị đệm kín quy định ở 4.2.10.2 để phát hiện rò rỉ dầu ở điều kiện áp suất làm việc sau khi lắp đặt lên tàu.

CHƯƠNG 5 -

CHÂN VỊT

5.1 Quy định chung

5.1.1 Phạm vi áp dụng

 Những yêu cầu trong Chương này được áp dụng cho chân vịt của tàu.

5.1.2 Bản vẽ và tài liệu

5.1.2.1 Bản vẽ và tài liệu trình cho Đăng kiểm xét duyệt, gồm:

(1) Bản vẽ

(a) Chân vịt;

(b) Sơ đồ đường ống dầu của chân vịt biến bước có chỉ rõ vật liệu làm ống, kích cỡ ống và áp suất làm việc;

(c) Bu lông cố định cánh của chân vịt biến bước.

(2) Tài liệu

(a) Các thông số của chân vịt (công suất liên tục lớn nhất và số vòng quay (vòng/min) của trục chân vịt, chi tiết prôfin cánh, đường kính, bước, diện tích khai triển, tỷ số bước chân vịt, độ nghiêng hoặc góc nghiêng, số lượng cánh, khối lượng, mô men quán tính, các đặc tính kỹ thuật của vật liệu v.v...).

(b) Bản tính chiều dài ép chân vịt lên trục (chỉ yêu cầu khi lắp chân vịt không dùng then).

5.1.3 Vật liệu

Vật liệu chế tạo chân vịt và bu lông cố định cánh của chân vịt biến bước phải thỏa mãn những yêu cầu có liên quan quy định ở Phần 6A của Quy phạm này.

5.2 Kết cấu và sức bền

5.2.1 Chiều dày cánh

5.2.1.1 Chiều dày cánh chân vịt tại bán kính 0,25R và 0,6R đối với chân vịt cố định và tại bán kính 0,35R và 0,6R đối với chân vịt biến bước không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức dưới đây. Chiều dày của cánh chân vịt có độ nghiêng lớn phải được Đăng kiểm xem xét cho từng trường hợp cụ thể.

trong đó:

t: chiều dày cánh (trừ góc lượn của chân cánh) (cm);

H: công suất liên tục lớn nhất của máy chính (kW);

Z: số cánh;

N: số vòng quay liên tục lớn nhất chia cho 100 (vòng/min/100);

chiều rộng của cánh tại bán kính đang xét (cm);

k₁: hệ số tính theo công thức sau đây tại bán kính đang xét:

D: đường kính chân vịt (m)

k₁, k₂, k₃: các hệ số lấy theo Bảng 3/5.1

P': bước tại bán kính đang xét (m)

P: bước tại bán kính 0,7R (m) (R là bán kính của chân vịt (m))

Bảng 3/5.1 - Trị số k₁, k₂, k₃, k₄, k₅

k₂: hệ số được tính theo công thức sau:

trong đó:

k₄, k₅ : các hệ số tra theo Bảng 3/5.1;

E : độ nghiêng tại đầu mút cánh (đo từ đường chuẩn mặt bên và lấy giá trị dương đối với độ nghiêng theo chiều ngược) (cm);

t_o : chiều dày giả định của cánh tại đường tâm của trục chân vịt (to có thể nhận được nhờ kéo dài từng đường mép nối chiều dày đỉnh cánh với chiều dày cánh ở 0,25R (hoặc 0,35R đối với chân vịt biến bước), tại hình chiếu của tiết diện cánh dọc theo đường chiều dày cánh lớn nhất (cm);

K : hệ số tra theo Bảng 3/5.2.

Bảng 3/5.2 - Trị số K

 Chú thích:

 Đối với cánh làm bằng vật liệu khác với các vật liệu trong Bảng trên thì giá trị k được xác định trong từng trường hợp cụ thể.

S: hệ số liên quan đến tăng ứng suất do thời tiết. Nếu S > 1,0 thì S lấy bằng 1,0; Nếu S < 0,8 thì giá trị của S lấy bằng 0,80;

trong đó:

D_s: chiều cao của tàu dùng trong tính toán sức bền;

d_s: chiều chìm chở hàng;

W : hệ số liên quan đến ứng suất đổi dấu được tính theo công thức dưới đây:

Nếu W < 2,27 thì giá trị của W lấy bằng 2,27;

trong đó:

a_e: tỷ số diện tích khai triển của chân vịt;

w : nước kèm trung bình định mức ở đĩa chân vịt;

: giá trị cực đại của dao động nước kèm ở đĩa chân vịt tại bán kính 0,7R. Giá trị của w và phải được tính toán theo công thức dưới đây, trừ trường hợp tàu nhiều chân vịt hoặc tàu được Đăng kiểm xem xét riêng.

B : chiều rộng của tàu (m);

C_b : hệ số béo thể tích của tàu.

5.2.1.2 Bán kính góc lượn giữa chân của cánh và củ chân vịt không được nhỏ hơn giá trị R_o tính theo công thức sau tại mặt đạp ở phần cánh có chiều dày lớn nhất:

trong đó:

R_o : bán kính yêu cầu của góc lượn (cm);

t_r : chiều dày yêu cầu của cánh ở bán kính 0,25R (hoặc 0,35R đối với chân vịt biến bước) quy định ở 5.2.1.1 (cm);

t₀ : như quy định ở 5.2.1.1;
r_B : tỷ số củ chân vịt;

e : 0,25 (hoặc 0,35 áp dụng cho chân vịt biến bước);

5.2.1.3 Ngoài những yêu cầu quy định ở 5.2.1.1 hoặc 5.2.1.2 trên đây, khi có các tài liệu chi tiết và bản tính được trình duyệt, Đăng kiểm vẫn tiến hành xem xét và duyệt chiều dày của cánh hoặc bán kính của góc lượn một cách thích hợp.

5.2.2 Chân vịt biến bước

5.2.2.1 Chiều dày cánh của chân vịt biến bước phải thỏa mãn những yêu cầu quy định ở 5.2.1.

5.2.2.2 Đường kính của bu lông cố định cánh chân vịt biến bước không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:

trong đó:

d : đường kính yêu cầu của bu lông cố định cánh (mm) (xem Hình 3/5.1);

A : trị số tính theo công thức sau đây, trong đó H, N và Z phải bằng trị số quy định ở 5.2.1;

K₃ : trị số tính theo công thức sau:

x_o: tỷ số bán kính tại đường viền giữa bích cánh và cơ cấu điều khiển bước trên bán kính chân vịt (xem Hình 3/5.1). Nếu x_o > 0,3 thì tỷ số này được lấy bằng 0,3;

L : giá trị trung bình của L₁ và L₂ (cm);

L₁ và L₂: chiều dài của hai đường vuông góc vẽ đến đường qua tâm quay của bích cánh và có góc nghiêng tương ứng với góc bước  tại 0,7R ở công suất liên tục lớn nhất tính từ đường tâm của bu lông đặt ở phía mép ở phía bề mặt khi góc bước là , (xem Hình 3/5.2).

F_c : lực ly tâm (N) của cánh chân vịt tính theo công thức sau:

F_c = 1,10 x mR'N²

m : khối lượng của một cánh (kg);

R’ : khoảng cách giữa trọng tâm của cánh và đường tâm trục chân vịt (cm);

n : số bu lông của bích cánh;

 ứng suất cho phép của vật liệu bu lông (MPa) tính theo công thức sau đây:

: giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bu lông (MPa). Nếu > 800 MPa thì chỉ được lấy = 800 MPa.

Các ký hiệu khác xem ở công thức ở 5.2.1.1.

5.2.2.3 Đối với bu lông cố định cánh phải sử dụng vật liệu chịu ăn mòn hoặc phải có phương pháp hữu hiệu để bu lông không tiếp xúc trực tiếp với nước ngoài mạn.

5.2.2.4 Chiều dày của bích để lắp cánh chân vịt vào cơ cấu điều khiển bước (chiều dày đo từ mặt tiếp xúc của bu lông cố định hoặc ê cu đến mặt bao giữa bích và cơ cấu điều khiển bước) không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức:

t_f = 0,9d

trong đó:

t_f : chiều dày bích (mm) (xem Hình 3/5.1)

d : đường kính quy định của bu lông được tính theo công thức ở 5.2.2.2 (mm).

5.2.2.5 Bu lông cố định cánh phải được lắp chặt vào cơ cấu điều khiển bước và được hãm tốt.

5.2.2.6 Trong trường hợp nếu như lỗ bắt bu lông nằm đúng vào góc lượn của chân cánh thì tiết diện cánh thiết kế có chiều dày theo yêu cầu quy định ở 5.2.1 không được giảm để lỗ khoét chui qua.

5.2.2.7 Bề mặt bích của cánh phải được lắp chặt vào bề mặt của cơ cấu điều khiển bước và khe hở vòng của mép ngoài của bích phải là nhỏ nhất.

5.2.2.8 Nếu cơ cấu điều khiển bước làm việc bằng bơm dầu thủy lực, thì phải trang bị thêm một bơm dầu dự phòng được đấu vào hệ thống để sẵn sàng sử dụng hoặc một thiết bị tương ứng khác, để đảm bảo tàu vẫn giữ được điều kiện làm việc bình thường trong trường hợp bơm dầu chính bị hỏng.

5.2.2.9 Việc bố trí đường ống dầu thủy lực phải thỏa mãn thêm yêu cầu quy định ở 10.10.

5.2.3 Lắp rắp cánh của chân vịt kiểu cánh rời

Bu lông cố định cánh và bích để lắp cánh của chân vịt kiểu cánh rời phải được thiết kế thỏa mãn các yêu cầu như đối với chân vịt biến bước quy định ở 5.2.2.

5.3 Lắp ép chân vịt

5.3.1 Chiều dài đoạn ép căng chân vịt

5.3.1.1 Nếu chân vịt được ép vào trục chân vịt trong mối ghép không dùng then thì giới hạn dưới và giới hạn trên của chiều dài đoạn ép căng chân vịt phải bằng trị số tính theo công thức sau đây. Đối với độ côn lớn hơn 1/15 thì giới hạn chiều dài đoạn ép căng chân vịt phải được Đăng kiểm chấp nhận.

trong đó:

L₁ : giới hạn dưới của chiều dài đoạn ép căng chân vịt (mm);

L₂ : giới hạn trên của chiều dài đoạn ép căng chân vịt (mm) (nếu khác với trường hợp L₃ đưa ra dưới đây);

L₃ : giới hạn trên của chiều dài đoạn ép căng chân vịt (mm) (trong trường hợp nếu vật liệu của củ chân vịt là bằng đồng thau đúc có sức bền cao và K_R1 < 1,89);

K_w : trị số quy định ở Bảng 3/5.3. Nếu vật liệu của củ chân vịt khác vật liệu quy định ở Bảng 3/5.3 thì trị số này phải được Đăng kiểm chấp nhận trong từng trường hợp cụ thể;

K_R1: tỷ số của R₁ trên R_o (R₁/R_o);

K_R2 : tỷ số của R₂ trên R_o (R₂/R_o);

R₀ : bán kính của trục chân vịt tại điểm giữa của đoạn côn theo hướng dọc trục (mm);

R₁: bán kính của củ chân vịt tại điểm xác định tỷ số củ chân vịt (mm);

R₂ : bán kính trong tại mặt cắt tương ứng với R₀ đối với trục chân vịt rỗng (mm);

C_b : nhiệt độ của củ chân vịt tại thời điểm lắp ráp chân vịt (^oC);

C_o : trị số nhiệt độ cho như sau: 35 ^oC - đối với L₁ và 0 ^oC - đối với L₂ và L₃;

P : trị số tính theo công thức sau (MPa):

S : diện tích tiếp xúc giữa trục chân vịt và củ chân vịt trên bản vẽ (mm²);

: nửa góc của đoạn côn tại phần côn của trục chân vịt (radian);

B = 0,0169 - 7,84 tg²a

T : lực đẩy tính theo công thức sau (N);

T = 1,76 x 10³ (H/v_s)

F_v : lực tiếp tuyến tác dụng lên bề mặt tiếp xúc được tính theo công thức sau (N):

c = 1,0 - đối với tàu lắp động cơ tua bin;

c = 1,2 hoặc trị số tính theo công thức sau, lấy trị số nào lớn hơn. Đối với tàu lắp động cơ Diesel. Tuy nhiên, nếu mô men xoắn cực đại tác dụng lên phần lắp chân vịt được xác định chính xác thỏa mãn với các yêu cầu của Đăng kiểm thì nó cũng có thể thỏa mãn các quy định khác.

trong đó:

Q_v: mô men dao động xoắn tác dụng lên phần lắp chân vịt tại vòng quay cộng hưởng trên 25% vòng quay liên tục lớn nhất, (Nm);

H, N : xem 5.2.1.1;

N_c: số vòng quay (vòng/min) cộng hưởng chia cho 100.

v_s : tốc độ của tàu ở công suất liên tục lớn nhất (hải lý/h);

K_E : trị số tính theo công thức sau (mm³/N):

Nếu vật liệu của trục chân vịt không phải là thép rèn hoặc vật liệu của củ chân vịt không phải là vật liệu quy định ở Bảng 3/5.3 thì trị số K_E phải được Đăng kiểm xem xét chấp thuận;

K₄ và K₅ : trị số quy định ở Bảng 3/5.3.

K_c : trị số tính theo công thức sau (mm/^oC):

Nếu vật liệu của trục chân vịt không phải là thép rèn hoặc vật liệu của củ chân vịt không phải là vật liệu quy định ở Bảng 3/5.3 thì trị số K_c phải được Đăng kiểm xem xét chấp thuận;

C_s : nhiệt độ của chân vịt tại thời điểm lắp chân vịt (^oC);

l_o : nửa chiều dài của phần côn ở lỗ củ chân vịt theo hướng dọc trục (mm);

K₆, K₇ : trị số lấy theo Bảng 3/5.3.

5.3.1.2 Nếu chân vịt được lắp ép vào trục chân vịt có sử dụng then thì phần lắp ráp phải đủ bền để truyền mômen xoắn do chân vịt tạo ra.

Bảng 3/5.3 - Trị số K₄, K₅, K₆, K₇ và K_w

5.3.2 Củ chân vịt

5.3.2.1 Nếu chân vịt được lắp ép vào trục chân vịt thì mép ở đầu phía mũi của lỗ hình côn của củ chân vịt phải được lượn tròn một cách thích hợp.

5.3.2.2 Củ chân vịt không được nung nóng cục bộ đến nhiệt độ cao tại thời điểm ép chân vịt vào trục hoặc rút chân vịt ra khỏi trục.

5.4 Thử nghiệm

5.4.1 Thử tại xưởng

 Chân vịt phải được thử cân bằng tĩnh.

5.4.2 Thử sau khi lắp lên tàu

Khi chân vịt được lắp ép vào trục chân vịt kể cả lắp then hoặc không lắp then, đều phải đo và ghi độ dài đoạn côn được ép;

Cuộc thử này được tiến hành giống như cuộc thử ở xưởng.

CHƯƠNG 6 -

DAO ĐỘNG XOẮN HỆ TRỤC

6.1 Quy định chung

6.1.1 Phạm vi áp dụng

6.1.1.1 Những yêu cầu trong Chương này được áp dụng cho thiết bị truyền động của máy chính và hệ trục chân vịt, chân vịt, trục khuỷu của động cơ Diesel dùng làm máy chính, là động cơ kiểu pít tông, có công suất máy chính từ 220 kW trở lên.

6.1.1.2 Những yêu cầu của Chương này cũng áp dụng cho hệ trục của máy phụ do động cơ Diesel có công suất từ 220 kW trở lên lai.

6.1.2 Tài liệu trình duyệt

6.1.2.1 Bản tính dao động xoắn của hệ thống nêu ở 6.1.1 trình cho Đăng kiểm duyệt phải bao gồm các nội dung sau đây:

(1) Bản tính tần số dao động tự do đối với dao động 1 nút và 2 nút, cũng như dao động nhiều nút nếu thấy cần thiết;

(2) Kết quả tính ứng suất dao động xoắn nói chung được tiến hành ở vòng quay cộng hưởng bên trong dải tốc độ đến 120% vòng quay liên tục lớn nhất, còn đối với động cơ Diesel, kết quả tính ứng suất dao động xoắn đối với dải tốc độ từ 90 đến 120% gây ra bởi cộng hưởng của bậc điều hòa chính đầu tiên, có nghĩa là bậc thứ n và bậc thứ n/2 (n là số xi lanh của động cơ), khi động cơ có vòng quay cộng hưởng trên 120% của vòng quay liên tục lớn nhất;

(3) Việc bố trí khuỷu trục và thứ tự nổ (trong trường hợp lắp động cơ Diesel).

6.1.2.2 Bất kể những yêu cầu quy định ở 6.1.2.1, trong những trường hợp sau đây có thể không cần trình Đăng kiểm duyệt bản tính dao động xoắn:

(1) Trong trường hợp hệ trục cùng kiểu với hệ trục đã được duyệt trước đó;

(2) Trong trường hợp nếu như có sự thay đổi nhỏ về các thông số kĩ thuật của hệ thống dao động, tần số và ứng suất của dao động xoắn có thể suy ra với độ chính xác đạt yêu cầu trên cơ sở kết quả tính toán hoặc đo đạc trước đó.

6.1.3 Đo dao động xoắn

 Đối với hệ trục đã có yêu cầu trình duyệt bản tính dao động xoắn thì phải tiến hành đo để xác nhận độ chính xác của các trị số tính toán. Tuy nhiên, nếu như bản tính dao động xoắn không được duyệt theo quy định ở 6.1.2.2 và nếu Đăng kiểm xét thấy rằng không tồn tại vùng dao động xoắn cộng hưởng ở bên trong dải vòng quay làm việc thì có thể bỏ qua việc đo dao động xoắn.

6.2 Giới hạn ứng suất cho phép

6.2.1 Trục khuỷu

6.2.1.1 Ứng suất do dao động xoắn gây ra trên trục khuỷu của động cơ Diesel sử dụng làm máy chính của tàu phải phù hợp với những yêu cầu quy định từ (1) đến (4) sau đây:

(1) Khi động cơ hoạt động lâu dài, ứng suất dao động xoắn không được vượt quá t₁ đưa ra dưới đây trong dải vòng quay từ 80% đến 100% của vòng quay liên tục lớn nhất.

(a) Đối với động cơ Diesel thẳng hàng bốn kỳ hoặc động cơ Diesel kiểu chữ V, bốn kỳ có góc nổ 45^o hoặc 60^o thì trị số của t₁ được tính theo công thức: t₁ = 45 - 24l²

(b) Đối với động cơ Diesel 2 kỳ hoặc động cơ Diesel hình chữ V, bốn kỳ khác kiểu đã quy định ở (a) trên, thì trị số t₁ được tính theo công thức sau:

t₁ = 45 - 29 l², trong đó: 

t₁: giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với dải

: tỉ số giữa vòng quay cộng hưởng trên số vòng quay liên tục lớn nhất.

(2) Trong vùng tốc độ thấp và tại 80% vòng quay liên tục lớn nhất, ứng suất dao động xoắn không được vượt quá trị số tính theo công thức sau. Trong trường hợp nếu ứng suất này vượt quá trị số tính theo công thức t₁ ở 6.1.2(1) thì phải áp dụng dải vòng quay cấm quy định ở 6.3.

t₂ = 2t₁, trong đó:
t₁ : giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với dải
: tỉ số giữa vòng quay cộng hưởng trên số vòng quay liên tục lớn nhất.

(3) Ứng suất dao động xoắn không được vượt quá t₃ đưa ra dưới đây trong dải vòng quay từ vòng quay liên tục lớn nhất đến 115%.

(a) Đối với động cơ Diesel thẳng hàng bốn kỳ hoặc động cơ Diesel hình chữ V, bốn kỳ có góc nổ 45^o hoặc 60^o thì trị số của t₃ được tính theo công thức sau:

(b) Đối với động cơ Diesel hai kỳ hoặc động cơ Diesel bốn kỳ không phải là các loại động cơ quy định ở (a) trên đây, thì trị số t₃ được tính theo công thức sau:

(4) Nếu giới hạn bền kéo của vật liệu vượt quá 440 MPa hoặc giới hạn chảy vượt quá 225 MPa thì trị số t₁, t₂, t₃ quy định ở (1), (2), (3) có thể tăng lên bằng cách nhân thêm với hệ số f_m quy định ở công thức dưới đây:

(a) Đối với t₁ và t₃

(b) Đối với t₂

trong đó:

f_m: hệ số hiệu chỉnh đối với giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn của vật liệu trục;

T_s: giới hạn bền kéo của vật liệu trục (MPa); tuy nhiên, trị số T_s để tính f_m không được vượt quá 760 MPa, đối với thép rèn các bon, hoặc 1080 MPa, đối với thép rèn hợp kim thấp.

Y: giới hạn chảy của vật liệu trục (MPa).

6.2.2 Trục trung gian, trục đẩy và trục chân vịt

6.2.2.1 Đối với tàu lắp động cơ Diesel, ứng suất dao động xoắn ở trục trung gian, trục đẩy và trục chân vịt phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở (1) và (2) sau đây:

(1) Để đảm bảo động cơ làm việc lâu dài, ứng suất dao động xoắn không được vượt quá giá trị t₁ được tính theo công thức sau đây ở vòng quay từ 80% đến 105% vòng quay liên tục lớn nhất.

trong đó:

t₁ : giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với vùng

: tỉ số vòng quay cộng hưởng trên vòng quay liên tục lớn nhất;

T_s : giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu trục (MPa);

Tuy nhiên, trị số T_s để sử dụng trong công thức này không được lớn hơn 800 MPa đối với trục trung gian, trục đẩy và 600 MPa đối với trục chân vịt. Nếu trục chân vịt được làm bằng vật liệu chịu ăn mòn được duyệt hoặc vật liệu khác không được bảo vệ hữu hiệu để chống nước ngoài mạn ăn mòn thì trị số T_s sử dụng trong các công thức này phải do Đăng kiểm xem xét và quyết định;

C_k : hệ số liên quan đến kiểu và hình dáng của trục khuỷu được quy định ở Bảng 3/6.1;

C_D : hệ số liên quan đến cỡ trục và được xác định theo công thức sau:

trong đó:

d : đường kính trục (mm).

(2) Trong vùng tốc độ thấp và ở 80% vòng quay liên tục lớn nhất, ứng suất dao động xoắn không được vượt quá t₂ đưa ra trong công thức dưới đây. Trong trường hợp nếu ứng suất này vượt quá trị số tính theo công thức t₁ đối với vùng  thì phải sử dụng vùng tốc độ cấm được quy định ở 6.3.

trong đó:

t₂ : giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn đối với vùng ;

Các ký hiệu khác như quy định ở (1).

Đối với tàu mà chân vịt được lai bằng động cơ điện hoặc động cơ Diesel có khớp trượt điện từ giữa máy chính và hệ trục chân vịt thì giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn trên trục trung gian, trục đẩy và trục chân vịt còn phải thỏa mãn thêm các quy định khác.

Bảng 3/6.1 - Trị số C_k

Chú thích:

 Trị số C_k nằm ngoài các trị số ở bảng trên, trong từng trường hợp cụ thể phải được Đăng kiểm chấp nhận.

Hệ trục của trạm phát điện

Ứng suất dao động xoắn trên trục khuỷu của động cơ Diesel dùng để lai máy phát điện, phải thỏa mãn các yêu cầu (1) và (2) sau đây:

Ứng suất dao động xoắn không được vượt quá t₁ cho sau đây trong vùng tốc độ từ 90% đến 110% của vòng quay liên tục lớn nhất.

(a) Đối với động cơ Diesel bốn kỳ thẳng hàng hoặc động cơ Diesel bốn kỳ hình chữ V có góc nổ 45^o hoặc 60^o, thì trị số t₁ được lấy theo công thức sau: t₁ = 21 MPa

(b) Đối với động cơ Diesel hai kỳ và động cơ Diesel bốn kỳ hình chữ V, trừ các loại động cơ đã quy định ở (a), thì trị số t₁ được lấy theo công thức sau:

t₁ = 16 MPa

(2) Trong vùng tốc độ thấp và tại 90% vòng quay liên tục lớn nhất, ứng suất dao động xoắn không được vượt quá t₂ cho dưới đây. Trong trường hợp nếu ứng suất này vượt quá trị số t₁ quy định ở 6.2.3.2(1), thì phải áp dụng vùng tốc độ cấm quy định ở 6.3.

t₂ = 90 MPa

 6.2.3.2 Ứng suất dao động xoắn trên trục máy phát điện do động cơ Diesel lai phải thỏa mãn các yêu cầu (1) và (2) sau đây:

(1) Ứng suất dao động xoắn không được vượt quá t₁ cho sau đây trong khu vực vòng quay từ 90% đến 110% vòng quay liên tục lớn nhất.

t₁ = 31 MPa

(2) Trong vùng tốc độ thấp và tại 90% vòng quay liên tục lớn nhất, ứng suất dao động xoắn không được vượt quá t₂ cho sau đây. Trong trường hợp nếu như ứng suất này vượt quá trị số t₁ cho ở 6.2.3.2(1) thì phải áp dụng vùng tốc độ cấm được quy định ở 6.3.

 t₂ = 118 MPa

6.2.3.3 Nếu giới hạn bền kéo của vật liệu trục vượt quá 440 MPa hoặc giới hạn chảy vượt quá 225 MPa thì trị số t₁ và t₂ quy định ở 6.2.3.1 và 6.2.3.2 có thể được tăng lên bằng cách nhân thêm hệ số f_m quy định ở 6.2.1.1(4).

6.2.4 Thiết bị truyền động

6.2.4.1 Mô men dao động xoắn trên thiết bị truyền động phải thỏa mãn với các yêu cầu (1) và (2) sau đây:

(1) Trong vùng áp dụng giới hạn cho phép của t₁ được quy định ở 6.2.1, 6.2.2 và 6.2.3 thì biên độ của mô men dao động xoắn không được vượt quá mô men truyền trung bình của hệ thống.

(2) Bên trong vùng, trừ vùng quy định ở 6.2.4.1 (1) thì phải áp dụng vùng vòng quay cấm trong trường hợp nếu như biên độ của mô men dao động xoắn vượt quá mô men xoắn trung bình được truyền.

6.2.4.2 Ứng suất dao động xoắn trên trục bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu đối với trục trung gian được quy định ở 6.2.2.

6.2.4.3 Giới hạn cho phép của mô men dao động xoắn, ứng suất hoặc biên độ đối với thiết bị truyền động (bao gồm cả khớp nối trục) không phải là cơ cấu bánh răng phải được Đăng kiểm chấp nhận.

6.2.5 Tránh bậc cộng hưởng chính

6.2.5.1 Bậc cộng hưởng chính của dao động một nút trong động cơ Diesel thẳng hàng, ví dụ: bậc thứ n và thứ n/2 đối với động cơ bốn thì và bậc thứ n đối với động cơ hai thì (n là số xi lanh) không được tồn tại bên trong vùng vòng quay sau đây, trừ khi được Đăng kiểm chấp nhận.

6.2.6 Đánh giá chi tiết về sức bền

Đăng kiểm sẽ xem xét riêng đối với giới hạn cho phép của ứng suất dao động xoắn không thỏa mãn các yêu cầu ở 6.2.1, 6.2.2 và 6.2.3 với điều kiện các tài liệu chi tiết và bản tính được trình Đăng kiểm xem xét và chấp nhận.

6.3 Vùng tốc độ cấm

6.3.1 Vùng tốc độ cấm làm việc lâu dài

6.3.1.1 Nếu ứng suất dao động xoắn vượt quá giới hạn t₁ quy định ở 6.2, thì phải áp dụng vùng vòng quay cấm giữa các giới hạn tốc độ sau đây.

Vùng vòng quay cấm phải được đánh dấu bằng sơn màu đỏ trên đồng hồ đo vòng quay của động cơ để chuyển nhanh qua khu vực này trong khi khai thác động cơ.

6.3.1.2 Nếu như tại khu vực vòng quay được đo mà ứng suất vượt quá giới hạn cho phép t₁ quy định ở 6.2 thì khu vực vòng quay này cũng được coi là khu vực vòng quay cấm để tránh cho động cơ làm việc lâu dài ở đó, cho dù đã có yêu cầu ở 6.3.1.1. Trong quá trình xác định phải lưu ý đến độ chính xác của đồng hồ đo vòng quay.

6.3.1.3 Nếu như động cơ không thể tránh được làm việc ở khu vực vòng quay cấm như quy định ở 6.3.1.1 và 6.3.1.2 trên đây thì phải cho động cơ chuyển nhanh qua vòng quay cộng hưởng và phải đưa ra các biện pháp cần thiết khác.

CHƯƠNG 7 -

NỒI HƠI

7.1 Quy định chung

7.1.1 Phạm vi áp dụng

7.1.1.1 Những yêu cầu trong Chương này áp dụng cho các nồi hơi, trừ các nồi hơi được nêu ở (1) và (2) dưới đây:

(1) Nồi hơi với áp suất thiết kế không quá 0,1 MPa và bề mặt hấp nhiệt không quá 1 m²;

(2) Nồi nước nóng với áp suất thiết kế không quá 0,1 MPa và bề mặt hấp nhiệt không quá 8 m².

7.1.2 Thuật ngữ

7.1.2.1 Các thuật ngữ được sử dụng trong Chương này được định nghĩa như sau:

(1) Nồi hơi là thiết bị tạo ra hơi nước hoặc nước nóng nhờ lửa, khí cháy hoặc các hơi nóng khác bao gồm bộ quá nhiệt, bầu hâm, bộ tiết kiệm, bộ tiết kiệm khí thải và các thiết bị tương đương khác;

(2) Nồi hơi phụ thiết yếu là nồi hơi cung cấp hơi nước cho hoạt động của các máy phụ cần thiết cho dẫn động chính, các máy phụ để phục vụ theo công dụng của tàu;

(3) Nồi hơi khí thải là nồi hơi chỉ dùng nhiệt khí thải của động cơ Diesel để tạo ra hơi nước hoặc nước nóng, có một buồng chứa hơi hoặc một bình ngưng và có một lối ra cho hơi hay nước nóng;

(4) Bộ tiết kiệm khí thải là thiết bị tạo ra hơi nước hay nước nóng chỉ nhờ dùng nhiệt của khí thải của động cơ Diesel, không có buồng chứa hơi nước hoặc bình ngưng;

(5) Mặt hấp nhiệt của nồi hơi là diện tích được tính cho bề mặt phía khí cháy nơi mà một phía tiếp xúc với khí cháy còn phía kia với nước nhưng không kể mặt hấp nhiệt của bộ quá nhiệt, bầu hâm, bộ tiết kiệm và bộ tiết kiệm khí thải trừ khi được quy định riêng;

(6) Áp suất làm việc đã được duyệt và áp suất danh nghĩa của nồi hơi có bộ quá nhiệt lắp đặt trong nồi hơi là tương ứng là áp suất lớn nhất trong thân nồi hơi và áp suất lớn nhất tại cửa ra của bộ quá nhiệt và là áp suất điều chỉnh để mở van an toàn của bộ quá nhiệt;

(7) Áp suất thiết kế là áp suất được dùng khi tính toán để quyết định các kích thước của các chi tiết và là áp suất làm việc cho phép lớn nhất của chi tiết. Áp suất thiết kế cho thân nồi hơi không được nhỏ hơn áp suất làm việc được quy định cho nồi hơi.

7.1.3 Các bản vẽ và tài liệu trình duyệt

7.1.3.1 Các bản vẽ và tài liệu trình duyệt bao gồm:

(1) Các bản vẽ (có chỉ rõ vật liệu và kích thước):

(a) Bố trí chung của nồi hơi;

(b) Các chi tiết thân nồi và ống góp (bao gồm cả các phụ tùng bên trong);

(c) Các chi tiết của giá lắp phụ tùng và vòi phun của nồi hơi;

(d) Bố trí và các chi tiết của các ống nồi hơi;

(e) Bố trí và các chi tiết của các ống của bộ quá nhiệt và bầu hâm nóng;

(f) Bố trí và các chi tiết của các ống của bộ hâm tiết kiệm và bầu hâm tiết kiệm khí xả;

(g) Các chi tiết của bộ hâm trước không khí;

(h) Bố trí và các chi tiết phụ tùng của nồi hơi;

(i) Bố trí các van an toàn (cùng với các chi tiết chính);

(j) Các bản vẽ khác mà Đăng kiểm thấy cần thiết.

(2) Tài liệu:

(a) Thông số kỹ thuật của nồi hơi;

(b) Quy trình hàn, vật liệu hàn và điều kiện hàn;

(c) Các tài liệu khác mà Đăng kiểm thấy cần thiết.

7.2 Vật liệu và hàn

7.2.1 Vật liệu

7.2.1.1 Vật liệu được dùng để chế tạo các chi tiết chịu áp suất của nồi hơi phải tuân theo các yêu cầu có liên quan trong theo từng công việc và được thử nghiệm theo các yêu cầu trong Phần 6A của Quy phạm này. Các loại vật liệu khác với yêu cầu của Phần 6A có thể được sử dụng với điều kiện là các đặc tính kỹ thuật của vật liệu phải được Đăng kiểm chấp thuận.

7.2.1.2 Những vật liệu không đáp ứng các yêu cầu trong 7.2.1.1 nhưng được ghi rõ trong các tiêu chuẩn đã được công nhận có thể được sử dụng cho các phụ tùng như các van, các họng lắp trên nồi hơi khi được Đăng kiểm xem xét và chấp thuận các kích thước và điều kiện phục vụ.

7.2.2 Giới hạn sử dụng của vật liệu dùng làm các phụ tùng

 Giới hạn sử dụng của các vật liệu dùng làm các phụ tùng phải tuân theo quy định ở 7.9.1.

7.2.3 Xử lý nhiệt thép tấm

 Khi xử lý nhiệt như gia công tạo hình nóng, khử ứng suất được thực hiện đối với thép tấm trong quá trình chế tạo nồi hơi, người chế tạo nồi hơi phải thông báo dự định cùng với đơn đặt hàng vật liệu. Những số liệu về thép tấm mà người chế tạo cần biết được quy định ở Phần 6A của Quy phạm này.

7.2.4 Thử không phá hủy đối với thép đúc

 Vật liệu thép đúc được dùng làm thân nồi hơi chịu áp suất trong phải được chụp bằng tia X quang, kiểm tra bằng hạt từ và phải được xác nhận rằng chúng không có khuyết tật có hại.

7.2.5 Hàn

 Thợ hàn nồi hơi phải phù hợp với những quy định trong Phần 6B của Quy phạm này.

7.3 Yêu cầu về thiết kế

7.3.1 Các ký hiệu

 Nếu không có quy định khác, trong chương này sử dụng các ký hiệu như sau:

f : ứng suất cho phép (MPa) phù hợp với các yêu cầu trong 7.4.1 hoặc 9.2.1;

T : chiều dày quy định (mm) được tính theo áp suất thiết kế. áp suất cho phép là áp suất có được khi thay chiều dày quy định bằng chiều dày thực trong công thức;

P : áp suất thiết kế (MPa);

J : giá trị nhỏ nhất của hệ số bền của mối nối được quy định ở 7.4.2;

R : bán kính trong của thân nồi hơi (mm).

7.3.2 Áp suất thiết kế của bộ tiết kiệm và bộ tiết kiệm khí xả

7.3.2.1 Áp suất thiết kế của bộ tiết kiệm không được nhỏ hơn áp suất làm việc lớn nhất của bộ tiết kiệm được xác định trên cơ sở áp suất làm việc lớn nhất của bơm cấp nước.

7.3.2.2 Áp suất thiết kế của bộ tiết kiệm khí xả không được nhỏ hơn áp suất làm việc lớn nhất của bộ tiết kiệm khí xả được xác định trên cơ sở áp suất làm việc lớn nhất của bơm tuần hoàn nước nồi hơi.

7.3.3 Các lưu ý đối với sức bền kết cấu

7.3.3.1 Khi tác động của các ứng suất bổ sung như tập trung ứng suất cục bộ, tải trọng lặp lại và ứng suất nhiệt là đáng kể thì phải có các biện pháp thích hợp như tăng chiều dày nếu thấy cần thiết.

7.3.3.2 Những phần được cố định của ống lửa của nồi hơi kiểu đứng phải được thiết kế sao cho sự biến dạng của ống lửa do dãn nở nhiệt của lò đốt bán cầu không bị cản giữ quá chặt.

7.3.3.3 Cần phải xem xét đầy đủ theo các quy định (1) và (2) dưới đây để ngăn ngừa trước sự quá nóng các ống nước của nồi hơi có sản lượng nhiệt của buồng cháy cao.

(1) Nước nồi hơi phải đủ tuần hoàn tới các ống nước;

(2) Các phương tiện làm mềm nước phải được trang bị.

7.3.4 Nồi hơi có dạng không thông thường

7.3.4.1 Khi việc tính sức bền theo các quy định từ 7.5 tới 7.7 là không thực tế hoặc không hợp lý vì hình dạng của bộ phận chịu áp suất khác thường thì phải tiến hành các tính toán chi tiết thích hợp khác với sự chấp thuận của Đăng kiểm và Đăng kiểm sẽ xem xét việc tính toán theo các quy định 7.5 đến 7.7 có lưu ý đến kết quả tính toán.

7.3.4.2 Khi việc thiết kế theo các yêu cầu từ 7.5 tới 7.7 không thích hợp vì hình dạng các bộ phận chịu áp suất khác thường phải đo ứng suất hoặc biến dạng dưới tải trọng phù hợp với sự chấp thuận của Đăng kiểm và Đăng kiểm sẽ xem xét việc đo đó theo các quy định ở 7.5 đến 7.7 có lưu ý đến các kết quả đo.

7.3.5 Các lưu ý đối với việc lắp đặt

7.3.5.1 Nồi hơi phải được lắp đặt sao cho tác động của các tải trọng hoặc ngoại lực sau đây là nhỏ nhất:

(1) Các chuyển động hoặc chấn động của tàu do máy móc sinh ra;

(2) Ngoại lực sinh ra do các ống và các chi tiết đỡ được lắp vào nồi hơi;

(3) Sự dãn nở nhiệt do sự thay đổi nhiệt độ.

7.3.5.2 Nồi hơi phải được lắp đặt ở vị trí xa các vách ngăn đến mức có thể thực hiện được

7.3.6 Bảo vệ chống ngọn lửa

 Khi phần bầu góp và ống góp là phần tiếp xúc với lửa hoặc khí có nhiệt độ cao thì phải có thêm cách nhiệt hoặc các biện pháp thích hợp khác.

7.3.7 Lưu ý cháy muội

 Đối với nồi hơi khí thải và bộ tiết kiệm khí thải phải lưu ý để tránh cho chúng khỏi bị hư hại do cháy muội.

7.4 Ứng suất cho phép và hệ số bền của mối nối

7.4.1 Ứng suất cho phép

7.4.1.1 Ứng suất cho phép đối với từng loại vật liệu được xác định như sau: Nhiệt độ kim loại thường được dùng để đánh giá ứng suất cho phép của nồi hơi là nhiệt độ thiết kế lớn nhất của chất lỏng bên trong và nhiệt độ của bề mặt hấp nhiệt phải được tăng thêm trị số nhiệt độ cho trong Bảng 3/7.1. Nhiệt độ kim loại không được nhỏ hơn 250 ⁰C.

(1) Ứng suất cho phép f của thép các bon (kể cả thép cácbon mangan) và thép hợp kim thấp (không kể thép đúc) không được lớn hơn giá trị có được từ các công thức sau đây lấy giá trị nào nhỏ hơn. Ứng suất cho phép ở mỗi một nhiệt độ kim loại cũng có thể lấy theo những giá trị được cho trong Bảng 3/7.2 thay cho việc tính theo công thức sau đây:

trong đó:

R₂₀: giới hạn bền kéo của thép ở nhiệt độ 20 ⁰C (MPa);

E_t : giới hạn chảy của kim loại đang xét ở nhiệt độ của kim loại (hoặc giới hạn chảy quy ước) (MPa).

S_R : ứng suất trung bình của thép đang xét để gây ra sự phá hủy trong 100.000 giờ ở nhiệt độ kim loại, nếu độ rộng của giới hạn dải phân tán các kết quả vượt quá ±20% giá trị trung bình thì bằng 1,25 lần ứng suất nhỏ nhất ở nhiệt độ kim loại gây ra sự phá hủy trong 100.000 giờ (MPa);

S_C : ứng suất trung bình để tạo ra sự dãn dài 1% của thép đang xét trong 100.000 giờ ở nhiệt độ của kim loại (MPa).

Bảng 3/7.1 - Lượng tăng nhiệt độ so với nhiệt độ chất lỏng bên trong cho nhiệt độ kim loại tại mặt hấp nhiệt