Một số giải pháp kiểm soát rung động cho tàu thủy khi thiết kế và đóng mới

t kế, kiểm tra quá trình đóng và thử nghiệm; 
- Cần chú ý đặc biệt đến những thay đổi lớn trong cấu trúc thân tàu có tác động đến hiệu ứng 
rung động - âm thanh; 
- Nhà máy đóng tàu cần triển khai và gửi thông tin về lịch trình/mốc thời gian thích hợp và xác 
định giao hàng như trong hợp đồng ký kết. 
Phương pháp về kỹ thuật: Phương pháp kỹ thuật cho phương án kiểm soát độ rung có thể 
bao gồm năm giai đoạn sau: 
- Đánh giá thiết kế, dự đoán độ rung, lựa chọn xử lý ban đầu khi thiết kế, giai đoạn thiết kế sơ 
bộ và theo hợp đồng; 
- Sửa đổi các phương pháp xử lý rung trong thiết kế chi tiết; 
- Xem xét các tác động phi âm thanh; 
- Thực hiện xử lý và đánh giá; 
- Thử tàu và làm hồ sơ. 
Hình 4. Các giai đoạn của phương án kiểm soát độ rung [4] 
Giai đoạn 1: Giả định thiết kế được làm tốt sẽ được đưa vào thiết kế tàu trong giai đoạn đầu. 
Một thiết kế tốt bao gồm các yêu cầu cân bằng và căn chỉnh, sử dụng máy móc có độ rung tương 
đối thấp, và có các khe hở của chân vịt, Dự đoán độ rung chính xác sẽ xác định các khu vực rung 
quá mức và các lý do vật lý đối với các mức độ rung quá mức. Theo kết quả phân tích rung động, 
phương pháp xử lý rung chính có thể được chọn. 
CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 01/04/2019 
Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 58 - 04/2019 21 
Giai đoạn 2 và 3: Giai đoạn 2 và 3 bao gồm các nghiên cứu các quan điểm kinh tế, khi các 
phương pháp xử lý rung được đề xuất và đánh giá từ quan điểm thực tế. Điều này bao gồm chi phí 
vật liệu, nhân công, trọng lượng, các tác động không gian và đáp ứng bất kỳ yêu cầu của qui tắc, 
như ứng suất và độ mỏi. Một khi mâu thuẫn có thể xảy ra hoặc quan điểm về kinh tế được giải quyết, 
tất cả các giải pháp kỹ thuật liên quan đến âm thanh trong bản vẽ thi công và thực hiện nhiều lần dự 
đoán độ rung để đạt được kết quả cuối cùng. 
Giai đoạn 4: Trong thời gian đóng tàu, người thực hiện phương pháp xử lý rung phải được 
hướng dẫn để tránh mạch rung ngắn trong các hệ thống được lắp đàn hồi hoặc quên bôi keo cho 
việc xử lý giảm chấn. Tất cả các quy trình cân bằng và chỉnh tâm phải được kiểm soát chất lượng. 
Giai đoạn 5: Giai đoạn cuối cùng trong việc thực hiện kế hoạch kiểm soát độ việc đo độ rung 
thực hiện trong quá trình đóng và thử nghiệm trên biển. Quy trình đo độ rung và các báo cáo phải 
phù hợp với hướng dẫn của đăng kiểm. Nếu một số chỗ có độ rung hoặc cộng hưởng quá mức cho 
phép được phát hiện ra trong các thử nghiệm, thực hiện biện pháp chẩn đoán độ rung. 
 Kiểm soát rung động cho cấu trúc tàu có thể được phân loại thành ba loại theo các vị trí áp 
dụng kỹ thuật kiểm soát: (a) Kiểm soát rung tại nguồn gây rung; (b) kiểm soát truyền sóng dọc theo 
các đường truyền; và (c) kiểm soát rung tại các vị trí nơi bị ảnh hưởng. Kiểm soát độ rung tại các vị 
trí bị ảnh hưởng rung có thể đạt được bằng cách áp dụng các phương pháp kiểm soát thụ động 
truyền thống, như thêm vật liệu giảm chấn vào cấu trúc hoặc sử dụng các bộ cách ly rung để ngăn 
rung động đến thiết bị tại các nơi nhận độ rung. Độ rung tại nguồn (tại các vị trí lắp đặt động cơ, máy 
phát điện) thường được điều khiển bằng cách sử dụng các bộ cách ly rung (như giá treo máy). Nó 
cũng có thể là được kiểm soát bằng cách sửa đổi cấu trúc lắp đặt, vì quá trình truyền năng lượng từ 
một nguồn rung đã biết đến cấu trúc đỡ nó được kiểm soát bằng cách di chuyển vị trí lắp nguồn. 
Ngoài ra, rung động trong các cấu trúc của tàu phức tạp có thể được kiểm soát dọc theo đường đi 
của truyền sóng. 
a. Kiểm soát rung bằng cách sửa đổi cấu trúc bệ của động cơ 
Sự rung động các bệ đỡ của động cơ do các tác động cơ khí gây ra chủ yếu từ độ cứng cấu 
trúc bệ đỡ cục bộ. Do đó, dòng năng lượng từ một động cơ bị rung đến cấu trúc tàu có thể được 
kiểm soát bằng cách sửa đổi độ cứng (độ mềm tại đầu vào) của các cấu trúc đỡ cục bộ (tức là bệ 
động cơ) tại các vị trí nguồn. 
Hình 5. Các biện pháp sửa cấu trúc bệ của động cơ để giảm rung 
Một ví dụ về sửa đổi cấu trúc của bệ đỡ động được đề xuất và được hiển thị trong Hình 5. 
Trong Hình 5a mở rộng bề ngang của thanh đỡ từ 16 ÷ 24 (mm). Trong Hình 5b, hai tấm nhôm dày 
10mm được gắn vào các cạnh của thanh đỡ bệ động cơ để tạo thành một cấu trúc hình hộp. Trong 
Hình 5c, hai tấm được gắn trên đường giao nhau giữa thanh đỡ và dầm của bệ động cơ để tạo 
thành một cấu trúc hình tam giác. Hai tấm được gắn vào bệ động cơ để tạo thành một cấu trúc hình 
tam giác ngược trong Hình 5d. 
Tất cả sửa đổi trên sẽ không hiệu quả ở tần số thấp dưới 63Hz do độ rung có bước sóng dài 
ở dải tần số thấp. Khi tần số tăng, các cấu trúc được sửa trở nên hiệu quả hơn. Kết quả sửa ở Hình 
5b là hiệu quả nhất cho cả hai điểm kích thích và trường hợp kích thích thời điểm. Kết quả sửa ở 
Hình 5d có hiệu suất kiểm soát tốt ở tần số trên 80Hz. Hiệu suất kiểm soát độ rung của sửa đổi trong 
Hình 5a và 5c ít hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các kế hoạch sửa đổi này sẽ hiệu quả hơn nếu sửa đổi 
cấu trúc được mở rộng đến toàn bộ nhịp của động cơ. Các kết quả được trình bày ở đây cho thấy 
việc truyền độ rung từ máy móc vào cấu trúc tàu có thể là giảm bằng cách thiết kế phù hợp hoặc 
bằng cách sửa đổi cấu trúc đỡ cục bộ trong tàu. 
b. Kiểm soát sự truyền sóng trong các cấu trúc tàu 
Khi các sửa đổi cấu trúc tại vị trí nguồn (động cơ) để kiểm soát rung động của các cấu trúc là 
không hiệu quả ở tần số rất thấp. Ngoài ra phương pháp kiểm soát thụ động truyền thống như thêm 
giảm chấn cũng không hiệu quả trong dải tần số thấp. 
CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 01/04/2019 
22 Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 58 - 04/2019 
Việc kiểm soát rung chủ động đối với các 
cấu trúc tàu là phức tạp, không hiệu quả, tốn 
kém. Nguyên nhân do có nhiều đường truyền 
sóng và các loại sóng khác nhau lại được cộng 
lại trong các cấu trúc tàu. Biện pháp hiệu quả 
được đề xuất ở đây là sử dụng biện pháp chặn 
sóng lan truyền được tìm thấy trong các cấu trúc 
khung sườn bố trí không đều để kiểm soát sự lan 
truyền rung động trong tàu cấu trúc ở tần số thấp. 
Sự lan truyền sóng trong các cấu trúc tàu do máy 
móc kích thích vào cấu trúc tạo ra các sóng dài 
truyền trong dầm lớn có độ cứng cao. Kết quả là, 
sự lan truyền rung động trong cấu trúc tàu cách xa 
nguồn (từ buồng máy) có thể được kiểm soát nếu 
sự truyền sóng trong các chùm chính có thể bị làm 
cho suy giảm. Hơn nữa, các kết cấu chính của tàu 
(ví dụ: keel, dầm,) được gia cố bằng các khung 
vòng với các khoảng bằng nhau. Việc chặn sự lan 
truyền sóng trong cấu trúc tàu đạt được bằng cách lắp đặt khung vòng cách nhau không đều. 
Hình 7. Chặn sóng bằng các khung bố trí không đều [2] 
4. Đo thử nghiệm độ rung tàu khi thử nghiệm trên biển 
Quá trình thử nghiệm và đo độ rung được tiến hành trên tàu chở hóa chất YN YEOSU. Tàu được 
đóng tại nhà máy đóng tàu Phà Rừng, nó được giám sát về độ rung từ khi thiết kế cho đến khi đóng hoàn 
thiện. Độ rung động của tàu được đo trong quá trình tàu chạy thử đường dài trên biển. 
Bảng 2. Các thông số của tàu YN YEOSU 
Các thông số của tàu YN YEOSU 
Chiều dài 109,45 m Máy chính 
Hanshin, 
LH46L-187 
Chân vịt Loại cố định 
Chiều rộng 18,2 m Công suất 2942 kW Số cánh 4 cánh 
Độ sâu mớn 8,75 m Vòng quay 193 rpm Đường kính 3,57 m 
Điều kiện đo: đầy tải, tàu chạy ở tốc độ tối đa; 
Thiết bị đo độ rung: loại VB8201HA, được sử dụng để đo độ rung trên tàu. 
Hình 6. Kết quả đo độ rung với các cấu trúc 
khác nhau [2] 
CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 01/04/2019 
Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 58 - 04/2019 23 
Bảng 3. Giá trị đo độ rung được ở các vị trí khác nhau trên tàu 
Kết quả đo cho thấy các giá trị đo độ rung đều nằm trong phạm vi cho phép đép ứng được tiêu 
chuẩn ISO 6954. 
5. Kết luận 
Từ các tiêu chuẩn về độ rung động đối với tàu thủy tác giả đã đưa ra các giải pháp để giảm 
rung động trên tàu thủy từ khi triển khai thiết kế cho đến khi đóng hoàn thiện tàu với mục đích giảm 
được các chi phí và thời gian phát sinh sau khi tàu đóng xong nếu phát hiện một số vị trí có độ rung 
vượt quá mức cho phép. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Todd, F. H. Ship hull vibration. London: Edward Arnold Ltd, 1961. 
[2] Ward, F., Norris, C., Catley, D. and Crexis, A. Local vibrations in ship's structures. Transactions of 
North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders, 98, pp.49-64, 1982. 
[3] Guidelines notes on ship vibration, ABS, 2006. 
[4] Guidelines notes on noise and vibration control for inhabited space, ABS, 2017. 
Ngày nhận bài: 22/02/2019 
Ngày nhận bản sửa: 04/03/2019 
Ngày duyệt đăng: 19/03/2019 
No Vị trí đo 
Hướng 
đo 
Mức độ rung Giới hạn 
cho 
phép 
(mm/s) 
Vị trí Tần số 
(Hz) 
Vận tốc 
(mm/s) 
1 WHEEL HOUSE V 19,125 0,852 9,0 
NAV.BRI. 
DECK 
2 ON NAV.BRI.DK(P) 
L 14,500 5,802 
15,0 
V 9,625 4,188 
3 ON NAV.BRI.DK(S) 
L 9,625 2,008 
V 9,625 7,327 
4 C/ENG.DA ROOM V 9,625 0,846 
9,0 
“C” DECK 
5 CAPT. DA ROOM V 19,250 1,248 
6 2ND/ENG V 9,625 1,573 
7 2ND/OFF V 9,625 3,563 
8 AFT WALL V 9,625 2,920 
30,0 
9 FRONT WALL FUNNEL L 9,625 2,277 
10 1ST/ENG DAY ROOM V 12,875 0,770 
9,0 
“B” DECK 
11 CHIEF OFF. DAY ROOM V 19,375 1,021 
12 SAILER(A) V 9,625 1,900 
13 PILOT V 12,875 0,717 
14 BOSUN ROOM V 9,750 0,898 
“A” DECK 
15 EXPOSED DK (FR.13) (P) V 9,625 1,807 
30,0 
16 EXPOSED DK (FR.13) (S) V 9,625 3,344 
17 CARGO CONT ROOM V 12,875 0,629 
9,0 
18 MESS ROOM V 9,625 4,089 
19 LAUNDERY V 9,625 1,274 
UPPER DECK 
20 ENG. CONT ROOM V 19,375 2,650 
21 E/R SPACE (FWD) V 12,875 0,706 
30,0 
22 STEER GEAR ROOM V 9,625 2,548 
23 E/R SPACE (FWD) V 9,625 0,896 
PARTIAL DECK 
24 FR.20 (P) V 9,625 5,252 
25 FR.20(S) V 9,625 4,410 
26 E/R SPACE (AFT) V 9,625 1,737 
27 E/R SPACE (FWD) V 12,875 0,820 
FLOOR DECK 
28 E/R SPACE (AFT) V 9,625 1,912 
29 COMPASS DECK V 9,625 10,986 15,0 COMP. DECK 
30 LIFE BOAT DECK V 9,625 2,485 
30,0 
“B” DECK 
31 MOORING AREA V 9,625 5,267 UPPER DECK 
32 PARTIAL DK (FWD) V 9,625 0,163 PARTIAL DECK 
33 PUMP ROOM V 12,750 0,567 P/P ROOM