Thiết kế đạo lưu định hướng xoay cho tàu dịch vụ vùng biển hạn chế cấp iii
ĐỀ TÀI THIẾT KẾ
Thiết Kế Đạo Lưu Định Hướng Xoay Cho Tàu Dịch vụ vùng biển hạn chế cấp III
THÔNG SỐ TÀU
Chiều dài thiết kế Lpp = 38 m
Chiều rộng thiết kế B = 7.38 m
Chiều cao mạn D = 3.77 m
Chiều chìm d = 3.26 m
Hệ số béo Cb = 0.62
Vận tốc v = 11hl/h
NỘI DUNG THIẾT KẾ
Phần I : GIỚI THIỆU CHUNG
Trong nghành đóng táu thế giới hiện nay, người ta sử dụng rộng rãi các thiết bị lái xung kích để điều động tàu ở tốc độ nhỏ và ngay tại vị trí đỗ đó là thiết bị đẩy Vs, bánh lái chủ động, thiết bị phu, đạo lưu định hướng xoay. Chúng cho phép tạo ra lực dạt ngay trên vỏ tàu. Trong số các thiết bị trên thì đạo lưu định hướng xoay được sử dụng rộng rãi hơn với ưu điểm rẻ tiền và sử dụng phổ biến với tàu hai chân vịt
Đạo lưu địng hướng xoay là vật thể thoát nước có tiết diện theo chiều dọc là các prôfin khí động quay mặt lồi về phía chân vịt. Mép trước của prôfin đạo lưu được làm tròn để tăng diện tích tiết diện cửa vào của đạo lưu.
Tác dụng đặc biệt của đạo lưu định hướng xoay so với bánh lái là tạo ra lực thủy động có tác dụng chống lại sự bẻ lái và tăng lực đẩy của hệ chân vịt – đạo lưu.
Khi chưa có cánh giữ hướng thì mômen xoắn thủy động M < 0. Để khắc phục hiện tượng này thì người ta đặt thêm cánh giữ hướng tại vị trí mặt phẳng đối xứng phần đuôi sau chân vịt. Cánh giữ hướng là vật thể dạng dạng cánh thẳng đứng có prôfin thủy động đối xứng có chiều cao bằng đường kính ở cửa ra của đạo lưu.
Đạo lưu định hướng xoay có nhiệm vụ bảo vệ chân vịt và làm tốt hơn sự làm việc của chân vịt khi tàu làm việc trên sóng. Hiệu suất của đạo lưu phụ thuộc khá lớn vào sự làm việc của chân vịt. Theo số liệu thống kê đạo lưu có ưu thế hơn hẳn so với bánh lái. Đạo lưu định hướng xoay có thể tăng 50% hiệu suất làm việc ở chế độ cập bến và 20%-30% ở chế độ khai thác.
44 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2569 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế đạo lưu định hướng xoay cho tàu dịch vụ vùng biển hạn chế cấp iii, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
chaân vòt
:Ñöôøng kính cöûa vaøo cuûa ñaïo löu
Vò trí ñaët truïc ñaïo löu: xd (m)
- Ta löïa choïn xd theo khoaûng caùch töông ñoái töø vò trí ñaët truïc ñaïo löu tôùi cöûa vaøo cuûa ñaïo löu
Vôùi ñaïo löu coù caùnh giöõ höôùng =0.43 ¸ 0.44 thì moâmen thuûy ñoäng treân truïc ñaïo löu khi taøu chaïy tieán vaø chaïy luøi xaáp xæ nhau . Choïn = 0.44
Vaäy ta coù : xd = *lH =0.44*1225 = 540 mm
Chieàu daøy töông ñoái cuûa ñaïo löu :
Chieàu daøy töông ñoái ñaïo löu thay ñoåi trong giôùi haïn roäng. Ñeå ñaûm baûo ñoä beàn cho ñaïo löu thöôøng laáy
choïn
Kích thöôùc cuûa caùnh giöõ höôùng :
- Baèng vieäc thöû moâ hình ñaïo löu ñònh höôùng xoay , kích thöôùc cuûa caùnh giöõ höôùng khoâng aûnh höôûng ñeán baùn kính löôïn voøng. Caùnh giöõ höôùng coù taùc duïng löïc daït treân caùnh giöõ höôùng seõ taïo ra moâmen thuûy ñoäng döông caân baèng moâmen thuûy ñoäng aâm. Khi taøu chaïy tieán , laøm taêng tính aên laùi cuûa ñaïo löu. Trong khi thöû nghieäm caùc taøu ñöôïc trang bò ñaïo löu coù caùnh giöõ höôùng , ngöôøi ta thaáy raèng neáu taøu chuyeån ñoäng treân tuyeán thaúng thì phaûi beû laùi taøu 10¸15 laàn/fuùt vôùi ñaïo löu khoâng coù caùnh giöõ höôùng vaø 1¸2 laàn /fuùt vôùi ñaïo löu coù caùnh giöõ höôùng.
- Chieàu cao caùnh giöõ höôùng : hc = D”r = 1620 mm.
- Chieàu roäng caùnh giöõ höôùng :bc = (0.55¸0.65)lH =(673.75¸796.25) . Choïn chieàu roäng caùnh laø 750 mm.
- Ñoä dang cuûa caùnh giöõ höôùng :
- Chieàu daøy töông ñoái cuûa proâfin caùnh giöõ höôùng :
=0.15 Þ tmax = 0.15* 750 = 112.5 mm.
Khoaûng caùch töø meùp tröôùc cuûa caùnh giöõ höôùng ñeán truïc quay cuûa ñaïo löu :
Ta choïn a = 180 (mm)
Khe hôû nhoû nhaát giöõa muõ thoaùt nöôùc chaân vòt vaø muõ thoaùt nöôùc cuûa baép chuoái thoaùt nöôùc :
e = ( 50 ¸60) mm. Ta choïn e = 55 (mm)
Phaàn III : TÍNH LÖÏC VAØ MOMEN THUÛY ÑOÄNG
1. Xaùc ñònh loaïi proâfin cuûa ñaïo löu :
Vôùi taøu dòch vuï ta choïn ñaïo löu oáng soá N°19a, Soá lieäu trong baûng 1-12 soå tay thieát bò taøu thuûy taäp I, coù caùc thoâng soá :
Chieàu daøi cuûa ñaïo löu
Ñöôøng kính trong nhoû nhaát cuûa ñaïo löu DH = 1530 (mm)
Ñöôøng kính cöûa vaøo ñaïo löu D’v = 1778 (mm)
Ñöôøng kính cöûa ra ñaïo löu D”r = 1620 (mm)
Khoaûng caùch töø meùp tröôùc cuûa ñaïo löu tôùi truïc quay cuûa ñaïo löu
- Chieàu daøy töông ñoái cuûa ñaïo löu : =0.125
- Baùn kính löôïn phaàn muõi vaø phaàn ñuoâi cuûa ñaïo löu coù theå tính
: RH = 0.03.DH/2 = 22.95mm. chọn 23mm
RB = 0.015DH / 2 = 11.475mm. chọn 12mm Baûng xaùc ñònh tung ñoä ñaïo löu N019a :
x/lH
0
1.25
2.50
5
7.50
10
15
20
25
(%)
0
15
31
61
92
123
184
245
306
yi/lH
18.25
14.66
12.80
10.87
8.00
6.34
3.87
2.17
1.10
(%)
224
180
157
133
98
78
47
27
13
yu/lH
_
20.72
21.07
20.80
0
0
0
0
0
(%)
_
254
258
255
0
0
0
0
0
x/lH
30
40
50
60
70
80
90
95
100
(%)
368
490
613
735
858
980
1103
1164
1225
yi/lH
0.48
0
0
0
0.29
0.82
1.45
1.86
2.36
(%)
6
0
0
0
4
10
18
23
29
yu/lH
0
0
0
0
0
0
0
0
6.36
(%)
0
0
0
0
0
0
0
0
78
TÍNH THEO LYÙ THUYEÁT
A. Tính cho taøu chaïy tieán :
1.Xaùc ñònh heä soá taûi cuûa chaân vòt vaø heä soá toác ñoä kích thích chieàu truïc cuûa chaân vòt trong oáng ñaïo löu:
Tính vaän toác doøng nöôùc chaûy tôùi chaân vòt :
ve = 0.515Vs( 1-w ) = 4.76 m/s.
vs : vaän toác chaïy tieán cuûa taøu vaø laáy = 11 HL/h.
w =w’=0.16 heä soá doøng theo coù keå ñeán aûnh höôûng cuûa ñaïo löu
Heä soá taûi cuûa chaân vòt trong oáng ñaïo löu :
= 4
r = 104.5 kg.s2/m4 laø maät ñoä cuûa nöôùc bieån.
PB : löïc ñaåy toaøn phaàn cuûa chaân vòt trong oáng ñaïo löu
Vôùi Pe = Te = 8030 (kG) : löïc ñaåy coù ích cuûa heä thoáng chaân vòt - ñaïo löu.
t =t’=0.08: heä soá doøng huùt cuûa taøu bieån coù aûnh höôûng cuûa ñaïo löu.
Fcv =
Heä soá taûi cuûa chaân vòt trong oáng ñaïo löu:
+ tH ñöôïc tra trong hình 1.27 STTB T1 vôùi aH = 1.35 vaø sB = 4 thì tH = -2.7
Heä soá toác ñoä kích thích chieàu truïc :a
2. Xaùc ñònh löïc thuûy ñoäng vaø moâmen thuûy ñoäng treân heä ñaïo löu – caùnh giöõ höôùng:
a.Tính löïc vaø momen thuûy ñoäng treân ñaïo löu
Löïc vaø momen thuûy ñoäng cuûa ñaïo löu khi ta beû laùi moät goùc ap döïa vaøo heä soá khoâng thöù nguyeân Cxm , CyH , CmH ñöôïc tra trong hình 1-23 STTB T1 caùc heä soá naøy phuï thuoäc vaøo goùc beû laùi ap vaø heä soá a. Vieäc tính toaùn ñöôïc thöïc hieän döôùi baûng sau:
Bảng 1
TT
Ñaïi löôïng tính
Ñôn vò
Goùc beû laùi (ñoä)
5
10
15
20
25
30
35
1
CxH (tính gaàn ñuùng)
-
-0.03
-0.01
0.01
0.11
0.25
0.40
0.58
2
CyH (tính gaàn ñuùng)
-
0.18
0.31
0.45
0.58
0.67
0.81
0.92
3
CmH (tính gaàn ñuùng)
-
0.04
0.08
0.12
0.15
0.13
0.11
0.94
4
CnH = CyH.cosap +
-
0.18
0.30
0.44
0.58
0.71
0.90
1.09
CxH.sinap
5
(kG)
1153
1982
2854
3803
4654
5885
7091
6
(kG.m)
320
640
960
1200
1040
880
7517
+ Vôùi SH :Dieän tích söû duïng beà maët coù hieäu quaû cuûa ñaïo löu.
= 0.85*1.699*3.14*1.225 = 5.56 (m2)
+ KS = 0.85: laø heä soá bieåu thò giöõa beà maët söû duïng thöïc teá cuûa ñaïo löu so vôùi toaøn boä beà maët tính toaùn .
+ DTB = 1699 mm : ñöôøng kính trung bình cuûa ñaïo löu .
Với:
PnH: löïc phaùp tuyeán.
MsH : moâmen thuûy ñoäng.
b.Tính löïc vaø momen thuûy ñoäng treân caùnh giöõ höôùng .
Vôùi caùnh giöõ höôùng coá ñònh, khi beû laùi moät goùc ap thì goùc leäch giöõa phöông cuûa caùnh giöõ höôùng vaø maët phaúng ñoái xöùng laø Da = ap - ac
Goùc nghieâng cuûa doøng nöôùc chaûy ra sau ñaïo löu .
Toác ñoä cuûa doøng nöôùc chaûy ra töø ñaïo löu .
Toác ñoä cuûa doøng nöôùc ñeán caùnh giöõ höôùng.
:
ve : laø toác ñoä cuûa doøng nöôùc chaûy ñeán chaân vòt
Khoaûng caùch töø taâm aùp löïc thuûy ñoäng ñeán meùp tröôùc caùnh giöõ höôùng.
xpc = Cdc.bc :
Cdc : laø heä soá taâm aùp löïc thuûy ñoäng treân caùnh giöõ höôùng
bc : laø chieàu roäng cuûa caùnh giöõ höôùng
+Löïc taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng goàm coù
+Löïc caûn: Pxr = 1/2.r.Cxr.Vr2.Fr
Pyr = 1/2.r.Cyr.Vr2.Fr
+Löïc phaùp tuyeán
Pnr = 1/2.r.Cnr.Vr2.Sr
Vôùi :Fr : dieän tích tieát dieän cuûa caùnh giöõ höôùng.
Fr = hc.bc =1.225 m2
+Heä soá Cnr:
Cnr = Cyr.Cosap + Cxr.Sinap
+ Moment taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng:
Msr = Pnr.l = Pnr.(xpr+a) (kG/m)
Vôùi: xpr Khoaûng caùch töø taâm aùp löïc thuyû ñoäng treân caùnh giöõ höôùng ñeán meùp tröôùc caùnh giöõ höôùng
+Caùc heä soá Cxr, Cyr xaùc ñònh theo chieàu daøy töông ñoái, ñoä dang baùnh laùi lC vaø Da.
Ta coù : lC = hc /bc =1620/750=2.16 ñoä giang của cánh giöõ höôùng
+ Vôùi ñoä giang naøy thì caùc heä soá khoâng tra theo ñoà thò maø tính chuyeån theo giaù trò ñoä giang baùnh laùi l =6
Caùc heä soá thuûy ñoäng löïc cuûa proâfin ñoái xöùng NACA 0015 öùng vôùi l1 = 6 ñöôïc tra trong Baûng 11-3 / Soå tay kyõ thuaät ñoùng taøu thuûy - taäp 1 / trang 705 :
Da(rad)
0.069
0.138
0.207
0.276
0.345
0.414
0.483
Cx1
0.300
0.610
0.910
1.190
1.400
1.200
0.900
Cy1
0.018
0.015
0.010
0.019
0.037
0.059
0.098
Cm1
0.075
0.150
0.225
0.300
0.360
0.360
0.335
Vôùi taøu thieát keá coù l2 =2.16 neân ta duøng phöông phaùp tính chuyeån:
Cxc=Cx1+C1Cy2; 0.09 ; Cy2 = Cy1= Cy
Cm1 = Cm2 = Cm
Cxc
0.30
0.61
0.91
1.19
1.40
1.20
0.90
Cyc
0.018
0.015
0.010
0.019
0.037
0.059
0.098
Cmc
0.08
0.15
0.23
0.30
0.36
0.36
0.34
Ta coù baûng tính löïc vaø moâmen thuûy ñoäng taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng nhö sau Bảng 2:
TT
Ñaïi löôïng tính
Ñôn vò
Goùc beû laùi (ñoä)
5
10
15
20
25
30
35
1
CyH (Baûng 1)
-
0.21
0.42
0.63
0.84
1.05
1.26
1.47
2
ac
(ñoä)
1.04
2.09
3.13
4.17
5.22
6.26
7.30
3
Da = ap - ac
(ñoä)
3.96
7.91
11.87
15.83
19.78
23.74
27.70
4
Cxc ( tính chuyeån )
-
0.30
0.61
0.91
1.19
1.40
1.20
0.90
5
Cyc ( tính chuyeån )
-
0.02
0.02
0.01
0.02
0.04
0.06
0.10
Cmc ( tính chuyeån )
-
0.08
0.15
0.23
0.30
0.36
0.36
0.34
6
Cnc=Cxc.sinDa +
-
0.04
0.10
0.20
0.34
0.51
0.54
0.51
Cyc.cosDa
7
Cdc = Cmc / Cnc
-
1.94
1.52
1.14
0.88
0.71
0.67
0.66
8
l = Cdc.bc+a
(m)
1.64
1.32
1.04
0.84
0.71
0.68
0.68
9
(m/s)
9.13
9.13
9.13
9.13
9.13
9.13
9.13
10
(kG)
1600
3253
4852
6345
7465
6400
4804
11
(kG)
96
80
53
101
197
315
523
12
(kG)
206
527
1050
1828
2712
2864
2695
13
Msc = Pnc.l
(kG.m)
337
695
1089
1529
1928
1955
1825
c.Tính löïc vaø momen thuûy ñoäng treân heä ñaïo löu – caùnh giöõ höôùng:
Bảng 3:
TT
Ñaïi löôïng tính
Ñôn vò
Goùc beû laùi (ñoä)
5
10
15
20
25
30
35
1
PnH (Baûng 1)
(kG)
1153
1982
2854
3803
4654
5885
7091
2
MsH (Baûng 1)
(kG.m)
320
640
960
1200
1040
880
7517
3
Pnc (Baûng 2)
(kG)
206
527
1050
1828
2712
2864
2695
4
Msc (Baûng 2)
(kG.m)
337
695
1089
1529
1928
1955
1825
5
Pn =PnH + Pnc
(kG)
1359
2509
3904
5631
7366
8749
9786
6
(kG.m)
657
1335
2049
2729
2968
2835
9342
7
Ms = 1,3 M's
(kG.m)
854
1735
2663
3547
3858
3686
12144
(N.m)
8370
17004
26102
34764
37810
36121
119014
=>Pn max =9786 (kG)
Msmax =12144 (kG.m)
B. Tính cho taøu chaïy luøi :
1.Xaùc ñònh heä soá taûi cuûa chaân vòt vaø heä soá toác ñoä kích thích chieàu truïc cuûa chaân vòt trong oáng ñaïo löu:
Toác ñoä cuûa taøu khi chaïy luøi
vluøi = (0.7-0.75)vs=(7.7-8.25) hl/h.Choïn vluøi =8hl/h
Tính vaän toác doøng nöôùc chaûy tôùi chaân vòt :
veluøi = 0.515vluøi. = 4.53 m/s.
vs =11hl/h vaän toác chaïy tieán cuûa taøu.
=(1.05-1.1) heä soá aûnh höôûng cuûa thaân taøu tôùi baùnh laùi
Heä soá taûi cuûa chaân vòt trong oáng ñaïo löu :
= 4.62
r = 104.5 kg.s2/m4 laø maät ñoä cuûa nöôùc bieån.
PB : löïc ñaåy toaøn phaàn cuûa chaân vòt trong oáng ñaïo löu
Trong ñoù: Pe = Te = 8030 (kG) : löïc ñaåy coù ích cuûa heä thoáng chaân vòt - ñaïo löu.
t =t’=0.08: heä soá doøng huùt cuûa taøu bieån coù aûnh höôûng cuûa ñaïo löu.
Fcv =
Heä soá taûi cuûa chaân vòt trong oáng ñaïo löu:
+ tH ñöôïc tra trong hình 1.27 STTB T1 vôùi aH = 1.4 vaø sB = 4.32 thì tH = -0.3
Heä soá toác ñoä kích thích chieàu truïc :a
2. Xaùc ñònh löïc thuûy ñoäng vaø moâmen thuûy ñoäng treân heä ñaïo löu – caùnh giöõ höôùng:
a.Tính löïc vaø momen thuûy ñoäng treân ñaïo löu
Löïc vaø momen thuûy ñoäng cuûa ñaïo löu khi ta beû laùi moät goùc ap döïa vaøo heä soá khoâng thöù nguyeân Cxm , CyH , CmH ñöôïc tra trong hình 1-23 STTB T1 caùc heä soá naøy phuï thuoäc vaøo goùc beû laùi ap vaø heä soá a. Vieäc tính toaùn ñöôïc thöïc hieän döôùi baûng sau:
Baûng 1
TT
Ñaïi löôïng tính
Ñôn vò
Goùc beû laùi (ñoä)
5
10
15
20
25
30
35
1
CxH (tính gaàn ñuùng)
-
-0.18
-0.15
0.12
0.33
0.52
0.78
1.16
2
CyH (tính gaàn ñuùng)
-
0.27
0.68
0.92
1.24
1.38
1.45
1.49
3
CmH (tính gaàn ñuùng)
-
-0.063
-0.13
-0.162
-0.184
-0.208
-0.230
0.220
4
CnH = CyH.cosap +
-
0.25
0.64
0.92
1.28
1.47
1.65
1.89
CxH.sinap
5
(kG)
1507
3829
5471
7604
8748
9791
11220
6
(kG.m)
-455
-875
-1181
-1341
-1516
-1676
1603
+ Vôùi SH :Dieän tích söû duïng beà maët coù hieäu quaû cuûa ñaïo löu.
= 0.85*1.699*3.14*1.225 = 5.56 (m2)
+ KS = 0.85: laø heä soá bieåu thò giöõa beà maët söû duïng thöïc teá cuûa ñaïo löu so vôùi toaøn boä beà maët tính toaùn .
+ DTB = 1699 mm : ñöôøng kính trung bình cuûa ñaïo löu .
+ PnH: löïc phaùp tuyeán.
+ MsH : moâmen thuûy ñoäng.
b.Tính löïc vaø momen thuûy ñoäng treân caùnh giöõ höôùng .
+ Vôùi caùnh giöõ höôùng coá ñònh, khi beû laùi moät goùc ap thì goùc leäch giöõa phöông cuûa caùnh giöõ höôùng vaø maët phaúng ñoái xöùng laø Da = ap - ac
+ : laø goùc nghieâng cuûa doøng nöôùc chaûy ra sau ñaïo löu .
+ - laø toác ñoä cuûa doøng nöôùc chaûy ra töø ñaïo löu .
+ laø heä soá loe khi taøu chaïy luøi vaø ñöôïc tính baèng coâng thöùc sau :
+ : toác ñoä cuûa doøng nöôùc ñeán caùnh giöõ höôùng.
k laø heä soá tính ñeán ñoä lôùn cuûa toác ñoä kích thích chieàu truïc k = 0.95
Ve : laø toác ñoä cuûa doøng nöôùc chaûy ñeán chaân vòt
+ xpc = Cdc.bc : khoaûng caùch töø taâm aùp löïc thuûy ñoäng ñeán meùp tröôùc caùnh giöõ höôùng.
Cdc : laø heä soá taâm aùp löïc thuûy ñoäng treân caùnh giöõ höôùng
bc : laø chieàu roäng cuûa caùnh giöõ höôùng
+Löïc taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng goàm coù
+Löïc caûn: Pxr = 1/2.r.Cxr.Vr2.Fr
Pyr = 1/2.r.Cyr.Vr2.Fr
+Löïc phaùp tuyeán
Pnr = 1/2.r.Cnr.Vr2.Sr
Vôùi :Fr : dieän tích tieát dieän cuûa caùnh giöõ höôùng.
Fr = hc.bc =1.215 m2
+Heä soá Cnr:
Cnr = Cyr.Cosap + Cxr.Sinap
+ Moment taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng:
Msr = Pnr.l = Pnr.(xpr+a) (kG/m)
Vôùi: xpr Khoaûng caùch töø taâm aùp löïc thuyû ñoäng treân caùnh giöõ höôùng ñeán meùp tröôùc caùnh giöõ höôùng
+Caùc heä soá Cxr, Cyr xaùc ñònh theo chieàu daøy töông ñoái, ñoä dang baùnh laùi lC vaø Da.
Ta coù : lC = DH/bc =3.15 ñoä giang giöõ höôùng
+ Vôùi ñoä giang naøy thì caùc heä soá khoâng tra theo ñoà thò maø tính chuyeån theo giaù trò ñoä giang baùnh laùi l =6
Caùc heä soá thuûy ñoäng löïc cuûa proâfin ñoái xöùng NACA 0015 öùng vôùi l1 = 6 ñöôïc tra trong Baûng 11-3 / Soå tay kyõ thuaät ñoùng taøu thuûy - taäp 1 / trang 705 :
Da(rad)
0.069
0.138
0.207
0.276
0.345
0.414
0.483
Cx1
0.300
0.610
0.910
1.190
1.400
1.200
0.900
Cy1
0.018
0.015
0.010
0.019
0.037
0.059
0.098
Cm1
0.075
0.150
0.225
0.300
0.360
0.360
0.335
Vôùi taøu thieát keá coù l2 =3.15 neân ta duøng phöông phaùp tính chuyeån:
Cxc=Cx1+C1Cy2; 0.09 ; Cy2 = Cy1= Cy
Cm1 = Cm2 = Cm
Cxc
0.30
0.61
0.91
1.19
1.40
1.20
0.90
Cyc
0.02
0.02
0.01
0.02
0.04
0.06
0.10
Cmc
0.08
0.15
0.23
0.30
0.36
0.36
0.34
TT
Ñaïi löôïng tính
Ñôn vò
Goùc beû laùi (ñoä)
5
10
15
20
25
30
35
1
CyH (Baûng 1)
-
0.27
0.68
0.92
1.24
1.38
1.45
1.49
2
ac
(ñoä)
1.04
2.61
3.54
4.77
5.30
5.57
5.73
3
Da = ap - ac
(ñoä)
3.96
7.39
11.46
15.23
19.70
24.43
29.27
4
Cxc ( tính chuyeån )
-
0.30
0.61
0.91
1.19
1.40
1.20
0.90
5
Cyc ( tính chuyeån )
-
0.02
0.02
0.01
0.02
0.04
0.06
0.10
Cmc ( tính chuyeån )
-
0.08
0.15
0.23
0.30
0.36
0.36
0.34
6
Cnc=Cxc.sinDa +
-
0.04
0.09
0.19
0.33
0.51
0.55
0.53
Cyc.cosDa
7
Cdc = Cmc / Cnc
-
1.94
1.61
1.18
0.91
0.71
0.65
0.64
8
l = Cdc.bc+a
(m)
1.63
1.39
1.07
0.86
0.71
0.67
0.66
9
(m/s)
9.38
9.38
9.38
9.38
9.38
9.38
9.38
10
(kG)
1674
3403
5077
6639
7812
6697
5026
11
(kG)
100
84
56
106
206
329
547
12
(kG)
216
521
1064
1847
2827
3069
2935
13
Msc = Pnc.l
(kG.m)
353
721
1133
1588
2015
2059
1930
c.Tính löïc vaø momen thuûy ñoäng treân heä ñaïo löu – caùnh giöõ höôùng:
TT
Ñaïi löôïng tính
Ñôn vò
Goùc beû laùi (ñoä)
5
10
15
20
25
30
35
1
PnH (Baûng 1)
(kG)
1507
3829
5471
7604
8748
9791
11220
2
MsH (Baûng 1)
(kG.m)
-455
-875
-1181
-1341
-1516
-1676
1603
3
Pnc (Baûng 2)
(kG)
216
521
1064
1847
2827
3069
2935
4
Msc (Baûng 2)
(kG.m)
353
721
1133
1588
2015
2059
1930
5
Pn =PnH + Pnc
(kG)
1723
4350
6535
9451
11575
12860
14154
6
(kG.m)
103
153
48
247
499
383
3533
7
Ms = 1,3 M's
(kG.m)
134
199
62
321
649
497
4593
(N.m)
1310
1952
607
3144
6362
4875
45015
=>Pn max =14154 (kG)
Msmax =45015 (kG.m)
TÍNH THEO QUY CHUAÅN
(AÙp duïng quy chuẩn Phaân caáp vaø ñoùng taøu bieån voû theùp – Phaàn 2B Keát caáu thaân taøu
vaø trang thieát bò : TCVN 6259-2 : 2010)
A. Tính cho taøu chaïy tieán :
1) Khi taøu chaïy tieán
a) Löïc taùc duïng leân ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng
Löïc FR taùc duïng leân ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng khi taøu chaïy tieán vaø luøi ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh kích thöôùc cuûa ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng vaø ñöôïc tính theo coâng thöùc sau :
FR =FRC +FRH
*Löïc taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng:
FRC =K1K2K3.132.A.v2 =27440 (N)=2800 KG
Trong ñoù: A =1.225 (m2) : Dieän tích caùnh giöõ höôùng
v =11(Hl/h) : Toác ñoä taøu
K1:Heä soá phuï thuoäc heä soá hình daïng L cuûa caùnh giöõ höôùng
=1.08
L :Ñöôïc tính theo coâng thöùc sau, nhöng L khoâng caàn lôùn hôn 2
=1.24
h=1620mm: : Chieàu cao cuûa caùnh giöõ höôùng (m)
At=1.215(m2) : Toång dieän tích cuûa caùnh giöõ höôùng
K2=1.1:Heä soá phuï thuoäc kieåu profin caùnh giöõ höôùng (NACA00 profin loài)
K3=1.15 : Heä soá phuï thuoäc vò trí cuûa caùnh giöõ höôùng
*Löïc taùc duïng leân ñaïo löu:
FRH =K1K2K3.132A.v2=72334 (N)= 7381 (KG)
Trong ñoù: A =5.56 (m2): Dieän tích ñaïo löu
v=11(Hl/h): Toác ñoä taøu
K1:Heä soá phuï thuoäc heä soá hình daïng L cuûa caùnh giöõ höôùng
0.52:Ñöôïc tính theo coâng thöùc sau
0.84 hệ số phụ thuộc hình dạng của đạo lưu
h=1.699 (m) :Ñöôøng kính trung bình cuûa ñaïo löu
K2=1.1: : Heä soá phuï thuoäc kieåu profin cuûa ñaïo löu (profin phaúng)
K3=1.15 : : Heä soá phuï thuoäc vò trí cuûa ñaïo löu
=> Löïc taùc duïng leân ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng
FR =FRC +FRH = 27440+72334=95730(N)=9768(KG)
b) Moâmen xoaén taùc duïng leân heä ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng:
Momen xoaén TR taùc duïng leân baùnh laùi ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau:
TR=TRC + TRH
*Moâmen xoaén taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng:
TR =FRC.r=27440*0.153=4198(N.mm)
FRC = 27440 N:Lực tác dụng lên cánh giữ hướng
Khoaûng caùch töø taâm aùp löïc cuûa caùnh giöõ höôùng ñeán ñöôøng taâm cuûa truïc laùi
r=b(a-e) =0.53*(0.33 - 0.04)= 0.153
b=0.75(m): Chieàu roäng cuûa caùnh giöõ höôùng.
a : Ñöôïc laáy nhö sau: Khi taøu chaïy tieán :0.33
Heä soá caân baèng cuûa caùnh giöõ höôùng tính theo coâng thöùc sau e=Af/A=0.05/1.215=0.04
Af :Phaàn dieän tích cuûa caùnh giöõ höôùng naèm phía tröôùc cuûa ñöôøng taâm truïc (m2)
A: Dieän tích cuû a caùnh giöõ höôùng
*Moâmen xoaén taùc duïng leân ñaïo löu:
TRH =FRH.r=72334*0.1225=8860(N.mm)
FRH = 72334:lực tác dụng lên đạo lưu
Khoaûng caùch töø taâm aùp löïc cuûa heä ñeán ñöôøng taâm cuûa truïc laùi
r= b(a-e)=-0.134 (m) :
b=1.225(m): Chieàu daøi cuûa ñaïo löu
a : Ñöôïc laáy nhö sau: Khi taøu chaïy tieán :0.33
Heä soá caân baèng cuûa caùnh giöõ höôùng tính theo coâng thöùc sau
e = xd/ lH =0.54/1.225=0.44:haèng soá cuûa ñaïo löu
xd =0.54:khoaûng caùch töø meùp tröôùc cuûa ñaïo löu tôùi truïc quay cuûa ñaïo löu
Tuy nhieân khi taøu chaïy tieán trò soá r phaûi khoâng nhoû hôn trò soá rmin xaùc ñònh theo coâng thöùc : rmin = 0.1 b =0.1225(m).Vaäy laáy r =0.1225 (m)
TR=TRC + TRH =4160+5363 = 9523 N.m
B. Khi taøu chaïy luøi:
2) Khi taøu chaïy luøi:
a) Löïc taùc duïng leân ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng:
Caùc heä soá gioáng töông töï nhö tröôøng hôïp taøu chaïy tieán , tuy nhieân :
Khi taøu chaïy luøi :
vlui=(0.7-0.75)v =(7.7-8.25) Hl/h .Chọn vlu =8hl/h
*Löïc taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng:
FRC =K1K2K3.132.A.v2 =14513 (N)=1480 KG
Trong ñoù: A =1.225 (m2) : Dieän tích caùnh giöõ höôùng
v =8(Hl/h) : Toác ñoä taøu
K1:Heä soá phuï thuoäc heä soá hình daïng L cuûa caùnh giöõ höôùng
=1.08
L :Ñöôïc tính theo coâng thöùc sau, nhöng L khoâng caàn lôùn hôn 2
=1.24
h=1620mm: : Chieàu cao cuûa caùnh giöõ höôùng (m)
At=1.215(m2) : Toång dieän tích cuûa caùnh giöõ höôùng
K2=1.1:Heä soá phuï thuoäc kieåu profin caùnh giöõ höôùng (NACA00 profin loài)
K3=1.15 : Heä soá phuï thuoäc vò trí cuûa caùnh giöõ höôùng
*Löïc taùc duïng leân ñaïo löu:
FRH =K1K2K3.132A.v2=38259 (N)= 3898 (KG)
Trong ñoù: A =5.56 (m2): Dieän tích ñaïo löu
v=8(Hl/h): Toác ñoä taøu
K1:Heä soá phuï thuoäc heä soá hình daïng L cuûa caùnh giöõ höôùng
0.52:Ñöôïc tính theo coâng thöùc sau
0.84 hệ số phụ thuộc hình dạng của đạo lưu
h=1.699 (m) :Ñöôøng kính trung bình cuûa ñaïo löu
K2=1.1: : Heä soá phuï thuoäc kieåu profin cuûa ñaïo löu (profin phaúng)
K3=1.15 : : Heä soá phuï thuoäc vò trí cuûa ñaïo löu
=> Löïc taùc duïng leân ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng
FR =FRC +FRH = 14513+38259=52772(N)=5385(KG)
b) Moâmen xoaén taùc duïng leân heä ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng:
Momen xoaén TR taùc duïng leân baùnh laùi ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau:
TR=TRC + TRH
*Moâmen xoaén taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng:
TR =FRC.r=14513*0.153=2220 (N.mm)
FRC = 14513 N:Lực tác dụng lên cánh giữ hướng
Khoaûng caùch töø taâm aùp löïc cuûa caùnh giöõ höôùng ñeán ñöôøng taâm cuûa truïc laùi
r=b(a-e) =0.53*(0.33 - 0.04)= 0.153
b=0.75(m): Chieàu roäng cuûa caùnh giöõ höôùng.
a : Ñöôïc laáy nhö sau: Khi taøu chaïy tieán :0.33
Heä soá caân baèng cuûa caùnh giöõ höôùng tính theo coâng thöùc sau e=Af/A=0.05/1.215=0.04
Af :Phaàn dieän tích cuûa caùnh giöõ höôùng naèm phía tröôùc cuûa ñöôøng taâm truïc (m2)
A: Dieän tích cuû a caùnh giöõ höôùng
*Moâmen xoaén taùc duïng leân ñaïo löu:
TRH =FRH.r=38259*0.1225=4687(N.mm)
FRH = 38259:lực tác dụng lên đạo lưu
Khoaûng caùch töø taâm aùp löïc cuûa heä ñeán ñöôøng taâm cuûa truïc laùi
r= b(a-e)=0.269 (m) :
b=1.225(m): Chieàu daøi cuûa ñaïo löu
a : Ñöôïc laáy nhö sau: Khi taøu chaïy luøi :0.66
Heä soá caân baèng cuûa caùnh giöõ höôùng tính theo coâng thöùc sau
e = xd/ lH =0.54/1.225=0.44:haèng soá cuûa ñaïo löu
xd =0.54:khoaûng caùch töø meùp tröôùc cuûa ñaïo löu tôùi truïc quay cuûa ñaïo löu
Tuy nhieân khi taøu chaïy tieán trò soá r phaûi khoâng nhoû hôn trò soá rmin xaùc ñònh theo coâng thöùc : rmin = 0.1 b =0.1225(m).Vaäy laáy r =0.1225 (m)
TR=TRC + TRH =2220+4687 = 4907 N.m
Phaàn IV : TÍNH KEÁT CAÁU ÑAÏO LÖU VAØ CAÙNH GIÖÕ HÖÔÙNG
A. Keát caáu cuûa ñaïo löu:
1. Löïa choïn daïng keát caáu:
Ñaïo löu ñònh höôùng xoay coù keát caáu daïng caùnh troøn thoaùt nöôùc vaø ñöôïc xeáp vaøo loaïi thieát bò laùi caân baèng .
Do DH = 1660mm à Ta choïn keát caáu ñaïo löu laø keát caáu haøn .
Ñaïo löu haøn goàm coù toân bao ngoaøi, toân bao trong caùc gaân cöùng doïc, vaø gaân cöùng troøn (ngang). Treân gaân coù khoeùt loã giaûm troïng löôïng, thoaùt nöôùc vaø thöû aùp löïc .
Phaàn giöõa cuûa toân bao trong, ôû vuøng chaân vòt laø moät vaønh truï troøn baèng theùp khoâng ræ. Chieàu roäng cuûa vaønh khoâng nhoû hôn chieàu roäng lôùn nhaát cuûa hình chieáu caùnh chaân vòt leân maët phaúng ñöùng ñi qua truïc chaân vòt .
Meùp muõi vaø ñuoâi cuûa ñaïo löu thöôøng ñöôïc laøm baèng theùp reøn, theùp thoûi ñeå tieän lôïi trong quaù trình coâng ngheä, meùp tröôùc ngöôøi ta duøng daûi theùp troøn .
Ñöôøng kính ñaïo löu DH ³ 1000 mm à Ngöôøi ta söû duïng moái noái coân vôùi moái noái coân coù ñoä coân cuûa truïc baèng 1/7. Vieäc truyeàn momen xoaén nhôø then vaø ñai oác. Mayô cuûa ñaïo löu ñöôïc haøn vôùi caùc khung xöông vaø toân voû bao, maët trong cuûa may ô töông öùng cuõng coù ñoä coân baèng1/7. Phaàn voû bao ñaïo löu taïi vò trí ñaët truïc quay ñöôïc laøm taêng theâm chieàu daøy ñeå taêng ñoä cöùng.
Khoaûng caùch nhoû nhaát giöõa caùc gaân gia cöôøng cho ñaïo löu theo quy phaïm ñöôïc tính nhö sau :
S = 0.2(L/100) + 0.4 = 0.476 (m)
Choïn S = 500 (mm)
Soá taám gia cöôøng doïc:
N1 = pDH/x = pDH /S = 3.14*1530/500 = 10 taám.
Soá taám gia cöôøng ngang:
N2 = l/S - 1 = 750/500 - 1 = 1 taám.
2. Chieàu daøy toân bao :
a.Chieàu daày toân bao trong :
Chieàu daày toân bao trong ñöôïc laøm baèng theùp khoâng ræ coù dch=235N/mm2 vaø ñöôïc xaùc ñònh töø ñieàu kieän beàn khi chòu aùp löïc xung cuûa chaân vòt = 4 (mm)
Trong ñoù:
St : Chieàu daày vaønh giöõa toân bao trong
x = 50 cm (Khoaûng caùch nhoû nhaát giöõa caùc gaân cuûa ñaïo löu)
DH = 153 cm (Ñöôøng kính trong cuûa ñaïo löu)
= (0.3540.5).dch =(82-118) (MPa).Chọn 118(MPa).
Pcv = 6287 N (Löïc ñaåy chaân vòt)
dcv = 2.42 (Heä soá ñaåy cuûa chaân vòt)
v = 5.66 (m/s) vaän toác lôùn nhaát cuûa taøu
Vì vaønh giöõa toân bao trong laøm baèng theùp thöôøng neân chieàu daøy St laáy taêng lean (1.542) (mm). Vaäy chieàu daøy toân bao trong cuûa ñaïo löu : St =4+2=6(mm)
b.Phaàn toân bao trong coøn laïi coù chieàu daøy St’ St’ = 0,87St = 5.22 (mm) à Choïn St’ = 6 mm
c.Chieàu daày nhoû nhaát toân bao ngoaøi Sn = 5.4 (mm) à Ta choïn Sn = 6 mm
Trong ñoù:
L = 38 m (Chieàu daøi taøu)
x = 0.5 m (Khoaûng caùch giöõa caùc gaân cöùng troøn)
Toân bao ngoaøi ñöôïc tính nhö moät voû truï coù gaân gia cöôøng chòu aùp löïc thuûy tónh nöôùc ôû chieàu chìm T cuûa taøu vaø löïc thuûy ñoäng phaùp tuyeán Pn .
à Nhö vaäy : Ta ñaõ tính choïn ñöôïc :
Chieàu daøy toân bao maët trong cuûa ñaïo löu St = 6 mm
Chieàu daøy toân bao maët ngoaøi cuûa ñaïo löu Sn = 6 mm
Khoaûng caùch giöõa caùc gaân x = 500 mm
Chieàu daøy cuûa xöông gia cöôøng khoâng nhoû hôn
d.Choïn chieàu daøy cuûa xöông gia cöôøng
1.2 St’= 7.2 mm . t = 8 mm.
e.ÖÙng suaát lôùn nhaát taïi caùc maët caét:
AÙp löïc thuûy tónh nöôùc laáy baèng chieàu chìm d = 3.26 m.
Cứ 9.8 (N/cm2) » 10 m nöôùc
Khi d =3.26(m) » 0.032 (N/mm2) =0.032(MPa)
Löïc phaùp tuyeán treân ñaïo löu PnH coi nhö phaân boá ñeàu treân beà maët .
PnH = 11220 (kg) =109902 (N)
[ 1(kG) = 9.8 (N) ; 1 (MPa) = 1 (N/mm2) ]
Ôû hai ñaàu ñaïo löu taïi maët caét ngang: = ± 26.66 (N/mm2)
Ôû hai ñaàu ñaïo löu taïi maët caét doïc: = -167.03 (N/mm2)
Ôû giöõa ñaïo löu taïi maët caét ngang: = ± 0.54 (N/mm2)
ÔÛ giöõa ñaïo löu taïi maët caét doïc: = -12.14 (N/mm2)
Trong ñoù:
Dn =1699 mm (Ñöôøng kính ngoaøi cuûa ñaïo löu)
lH = 1225 mm (Chieàu daøi ñaïo löu)
d = 3.26 m (Chieàu chìm taøu ) Þ d = 0.032 (N/mm2)
Pn = 9.8*16154=158309N (Löïc phaùp tuyeán thuyû ñoäng taùc duïng leân ñaïo löu)
x = 500 mm (Khoaûng caùch giöõa caùc gaân cöùng troøn)
Sn = 6 mm (Chieàu daày toân bao ngoaøi)
k2, k4, k5, k6 laø heä soá ñöôïc tra ôû baûng 1-31 STTBTT I theo heä soá m = 0,49 k2 = 8.8 k4= 0.177 k5= 1.140 k6= 1.723
k1, k3 laø caùc heä soá ñöôïc tính theo coâng thöùc sau : = 0,928
Vôùi 47166 (mm2) = 0.221= 0,039
Sau khi tính ñöôïc caùc giaù trò öùng suaát ta thaáy :
Vôùi sch = 240 MPa
à Nhö vaäy : vieäc choïn chieàu daøy toân bao ñaïo löu laø phuø hôïp
B. Keát caáu cuûa caùnh giöõ höôùng:
1. Khoaûng caùch giöõa caùc xöông gia cöôøng
Khoaûng caùch giöõa caùc xöông gia cöôøng ñöùng khoâng neân laáy > 1.2 laàn khoaûng caùch
caùc ñaø ngang ôû vuøng ñuoâi taøu. Ñoái vôùi baùnh laùi taøu nhoû, khoaûng caùch naøy khoâng laáy > 0.6 (m) .
Khoaûng caùch giöõa caùc xöông gia cöôøng ngang ñöôïc quy ñònh gioáng nhö khoaûng caùch giöõa caùc xöông gia cöôøng ñöùng .
Vaäy laáy khoaûng caùch giöõa caùc xöông gia cöôøng : s = 500 (mm)
2. Soá taám gia cöôøng
Soá taám gia cöôøng ngang : n1 = hc / s - 1 =2 tấm
Soá taám gia cöôøng ñöùng : n2 = bc / s - 1 =1 tấm
3. Löïa choïn daïng keát caáu
Caùnh giöõ höôùng coù keát caáu töông töï nhö keát caáu baùnh laùi, laø moät khoái cöùng kín coù daïng proâfin löu tuyeán coù heä soá keùo daøi lôùn, ñaët thaúng ñöùng trong maët phaúng ñoái xöùng cuûa ñaïo löu. Caùnh giöõ höôùng coù keát caáu haøn, ñöôïc laøm cöùng beân trong nhôø caùc xöông gia cöôøng ngang, xöông gia cöôøng ñöùng, coù toân bao gioáng nhö baùnh laùi, xöông gia cöôøng ñöùng giaùn ñoaïn taïi caùc xöông gia cöôøng ngang.
Khi laép raùp caùnh giöõ höôùng, ta laép xöông gia cöôøng ñöùng vaø caùc xöông gia cöôøng ngang, sau ñoù haøn chuùng vôùi toân bao thoâng qua caùc taám noái trung gian laø caùc xöông laëp laø.
Thoâng thöôøng caùnh giöõ höôùng coù theå haøn lieàn vaøo toân bao trong cuûa ñaïo löu hoaëc lieân keát vôùi ñaïo löu baèng caùc bu loâng ñai oác. Khi ñoù ôû ñaïo löu vaø ôû caùnh giöõ höôùng haøn caùc xöông coù 8 loã baét buloâng. Moái noái buloâng ñöôïc che baèng voû haøn kín vaøo ñaïo löu. Thöïc teá ngöôøi ta thöôøng choïn moái gheùp bu loâng ñai oác ñeå deã thaùo laép, phuïc vuï cho coâng vieäc söûa chöõa chaân vòt.
Sau khi gia coâng xong ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng thì thöû aùp löïc ñeå ñaûm baûo kín nöôùc khi khai thaùc .
4. Chieàu daøy toân bao cuûa caùnh giöõ höôùng
7.59
Trong ñoù :
Ks = f (bc / ac) - Heä soá phuï thuoäc tæ leä bc / ac , tæ leä giöõa hai caïnh tröïc giao taám chöõ nhaät . Caùc giaù trò trung gian laáy theo noäi suy baäc nhaát .
Ks =
0.554;
0.576;
0.605;
0.633;
0.655;
0.671;
0.685
khi bc / ac =
1.0 ;
1.1 ;
1.2 ;
1.3 ;
1.4 ;
1.5 ;
1.6
bc : Giaù trò lôùn hôn cuûa khoaûng caùch giöõa caùc xöông gia cöôøng ngang
ac : Giaù trò nhoû hôn cuûa khoaûng caùch giöõa caùc xöông gia cöôøng ngang
bc = 500mm ; ac = 500(mm)=> ac / bc =1
Ks = f(1) =0.554
Löïc thuûy ñoäng phaùp tuyeán taùc duïng leân caùnh giöõ höôùng
Pnc = 3069 (kg)=30078 (N)
Dieän tích caùnh giöõ höôùng
Fc = 1.225 (m2) = 1215000(mm2 ) :
ÖÙng suaát cho pheùp khi uoán cuûa vaät lieäu laøm toân voû bao caùnh giöõ höôùng
118(N/mm2) :
Cöù 9.8(N/cm2) » 10 m nước
=> d =3.26 (m) » 0.32 (N/mm2) =0.32 MPa
1.5 (mm) : Chieàu daøy toân boå sung tính ñeán hieän töôïng gæ
Choïn chieàu daøy toân bao : So =8 mm
5. Chieàu daøy xöông gia cöôøng ñöùng
S1 = (1.141.25) So = ( 8.80-10 )mm. Chọn S1 =10(mm)
6. Chieàu daøy xöông gia cöôøng ngang
Chieàu daøy xöông gia cöôøng ngang laáy baèng chieàu daøy taám toân voû bao :
S2 = So = 8(mm)
7. Chieàu daøy taám toân maët treân vaø döôùi
S3 = (1.541.8) So =(12414.4) mm..Chọn S3 = 12(mm)
8. Chieàu daøy xöông laëp
S4 / 0.8 S0 =6.4(mm) => Chọn S4=7(mm)
Tính theo quy phaïm
Trong moïi tröôøng hôïp, chieàu daøy toân cuûa caùnh giöõ höôùng khoâng ñöôïc nhoû hôn chieàu toân quy phaïm quy ñònh.
Chieàu daøy xöông gia cöôøng ñöùng : S1 = (1.141.2) So = ( 8.80 4 9.6)mm
Chieàu daøy xöông gia cöôøng ngang : S2 / S0 =8 mm
Chieàu daøy taám toân maët treân vaø döôùi : S3 / 1.25S0 =10 (mm)
Chieàu daøy xöông laëp : S4 / 0.8 S0 =6.4(mm)
à Vieäc choïn chieàu daøy toân cuûa caùnh giöõ höôùng nhö vaäy laø thoûa qui phaïm.
9. Giaù trò lôùn nhaát cuûa aùp löïc thuyû ñoäng
Toân bao maët trong cuûa ñaïo löu chòu taûi troïng naëng neà ñoù laø aùp löïc thuyû ñoäng khi
chaân vòt laøm vieäc . Moät caùch gaàn ñuùng ta coù theå xaùc ñònh giaù trò lôùn nhaát cuûa aùp löïc thuyû ñoäng tính theo coâng thöùc :
1.43 (kG/cm2)
Trong ñoù :
PB =8030 (kG) : Löïc ñaåy cuûa chaân vòt
Dcv =150 (cm) : Ñöôøng kính chaân vòt
10. ÖÙng suaát treân taám toân bao maët ngoaøi cuûa caùnh giöõ höôùng
Döôùi taùc duïng cuûa aùp löïc thuyû ñoäng DP treân taám toân bao maët ngoaøi cuûa caùnh giöõ höôùng xuaát hieän öùng suaát s vaø ñöôïc tính theo coâng thöùc :
5019 (kG/cm)
Trong ñoù :
bc =75 9(cm)
St =0.8 (cm) : Chieàu daøy toân bao cuûa caùnh giöõ höôùng
Tung ñoä proâfin caùnh giöõ höôùng theo proâfin Naca 0015 theo Baûng 11-4 / Soå tay kyõ thuaät ñoùng taøu thuûy – taäp 1 / trang 707
Baûng tungï ñoä proâfin caùnh giöõ höôùng theo proâfin NACA 0015
Profin
Tung ñoä proâfin NACA0015
baùn kính löôïn caïnh daãn
x/l (%)
0
1.25
2.5
5
7.5
10
15
20
25
0
2.367
3.268
4.443
5.250
5.853
6.681
7.172
7.421
2.48
x
0
6.625
13.25
26.5
39.75
53
79.5
106
133
13
y
0
13
17
24
28
31
35
38
39
x/l (%)
30
40
50
60
70
80
90
95
100
5.30
7.502
7.254
6.618
5.704
4.580
3.279
1.810
1.008
0.158
2.48
x
159
212
265
318
371
424
477
503.5
530
13
y
40
38
35
30
24
17
10
5
1
Phaàn V : TÍNH ÑÖÔØNG KÍNH TRUÏC LAÙI
A..TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG
Taûi troïng taùc duïng leân truïc laùi bao goàm :
1.Löïc thuyû ñoäng Pn taùc duïng leân truïc laùi gaây uoán truïc
2.Moâmen xoaén taùc duïng leân truïc laùi gaây xoaén
3.Löïc taùc duïng do sectô laùi Þ gaây uoán truïc laùi Pc=Mc/Rc
4.Thaønh phaàn troïng löôïng cuûa ñaïo löu – caùnh giöõ höôùng vaø truïc laùi GC , noù caùch
truïc moät khoaûng r Þ gaây uoán vaø gaây keùo
a1=1.05 m
b1=1.23 m
l1= 2.28 m
l2=1.82 m
l3=0.35 m
B.TÍNH SÔ BOÄ
I:TÍNH THEO LYÙ THUYEÁT
a)Truïc laùi döôùi taùc duïng cuûa löïc thuûy ñoäng Pn
Trong böôùc tính sô boä ta boû qua PC, ta coi heä ñaïo löu truïc laùi nhö moät daàm töïa
treân ba goái chòu taûi trong Pn vaø Ms
Ñeå giaûi baøi toaùn treân ta aùp duïng phöông phaùp löïc , baèng caùch caâng baèng chuyeån vò goùc xoay taïi caùc goái
Goïi I1 laø momen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa ñaïo löu
Goïi I2 laø momen quaùn tính tieát dieän ngang truïc laùi
Ta coù :I1/I2 = K = 2 ¸ 3
Phöông trình caân baèng goùc xoay taïi goái (1):
Phöông trình caân baèng goùc xoay taïi goái (2):
Þ Moâmen ñeá taïi goái soá (1) =21.27(kN.m)
Moâmen nhòp : =76.33(kN.m)
Giaù trò moâmen tính toaùn Mtt : 66.81(kN.m)
Phaûn löïc R taïi caùc goái:
Döïa vaøo ñieàu kieän caân baèng phaân toá daàm ta xaùc ñònh ñöôïc :
Taïi goái (0) : 65.5 (kN)
Taïi goái (1): 83.03 (kN)
Taïi goái (2): -11.69 (kN)
Bieåu ñoà moâmen ñeá ñöôïc veõ veà thôù chòu keùo do chính Mi gaây ra coøn bieåu ñoà momen nhòp ñöôïc veõ veà thôù chòu neùn do taûi troïng gaây ra. Bieåu ñoà tính toaùn laø hieäu cuûa hai bieåu ñoà treân . Noù döông khi bieåu ñoà momen ñeá naèm treân bieåu ñoà momen nhòp .
Xeùt ñoaïn AB : Duøng maët caét 1 -1 caùch A moät ñoaïn x1 ( 0 £ x1 £ a )
Xeùt caân baèng phaàn beân traùi, ta coù phöông trình momen sau :
Khi x1 = 0m -> MAB = 0 (kN.m)
Khi x1 = 1.02m -> MAB = 66.81 (kN.m)
Xeùt ñoaïn BC : Duøng maët caét 2 -2 caùch B moät ñoaïn x2 ( 0 £ x2 £ b )
Xeùt caân baèng phaàn beân traùi, ta coù phöông trình momen sau :
Khi x2 = 0m -> MBC = 66.81 (kN.m)
Khi x2 = 1.23m -> MBC = -23.24 (kN.m)
Xeùt ñoaïn CD : Duøng maët caét 3 -3 caùch D moät ñoaïn x3 ( 0 £ x3 £ l2 )
Xeùt caân baèng phaàn beân phaûi, ta coù phöông trình momen sau :
Khi x3 = 1.82m -> MCD = -23.24 (kN.m)
Khi x3 = 0m -> MAB = 0 (kN.m)
2. Truïc laùi döôùi taùc duïng cuûa troïng löôïng ñaïo löu GP
Troïng löôïng dạo lưu GH = GD+ GN + GV .
Troïng löôïng toång coäng cuûa xöông gia cöôøng doïc Gd :
Troïng löôïng toång coäng cuûa xöông gia cöôøng doïc :
GD = N1 . AdH . t . r = 55.54(kg)
N1 = 10 :Số xương gia cường dọc
AdH = 0.089 (m2) : Dieän tích toång coäng cuûa xöông gia cöôøng doïc
t =0.08 (m) : Chieàu daøy xöông gia cöôøng doïc
rtheùp = 7.8 (T/m3) = 7800 (kg/m3) : Troïng löôïng rieâng cuûa theùp
Troïng löôïng toång coäng cuûa xöông gia cöôøng ngang :
GN = N2 . AnH . t . r =2,14(Kg)
N2 = 1 : Soá xöông gia cöôøng ngang
Dieän tích toång coäng cuûa xöông gia cöôøng ngang
0.049(m2)
DH =1530(mm) : Ñöôøng kính trong nhoû nhaát cuûa ñaïo löu
t =0.008 (m) : Chieàu daøy xöông gia cöôøng doïc
rtheùp = 7.8 (T/m3) = 7800 (kg/m3) : Troïng löôïng rieâng cuûa theùp
Troïng löôïng toång coäng cuûa voû bao ñaïo löu :
GV = GvtH + GvnH = p . DvtH . t1 . lH . r + p . DvnH . t2 . lH . r =611.7(kg)
GvtH : Troïng löôïng voû bao trong ñaïo löu
GvnH : Troïng löôïng voû bao ngoaøi ñaïo löu
DvtH =1.62 (m) : Ñöôøng kính voû bao trong ñaïo löu
DvnH = 1.778 (m) : Ñöôøng kính voû bao ngoaøi ñaïo löu
t1 = 0.006 (m) : Chieàu daøy toân bao trong
t2 = 0.006 (m) : Chieàu daøy toân bao ngoaøi
lH =1.225 (m) : Chieàu daøi cuûa ñaïo löu
rtheùp = 7.8 (T/m3) = 7800 (kg/m3) : Troïng löôïng rieâng cuûa theùp
Vaäy troïng löôïng sô boä cuûa ñaïo löu : GH = 55.54+2.41+611.7 = 669.64kg.
Hoaønh ñoä troïng taâm ñaïo löu so vôùi truïc laùi :
rH = 0.004 (m)
Troïng löôïng caùnh giöõ höôùng
Gc = Gnc + Gdc + Gvc = 177.5kg.
Troïng löôïng toång coäng cuûa xöông gia cöôøng ngang Gn :
Gnc = N1 . Anc . t1 . r =3.74(kg)
N1 = 2 :Soá xöông gia cöôøng ngang
t1 =0.08 (m) :Chieàu daøy xöông gia cöôøng ngang
Anc =0.03(m2) :Dieän tích toång coäng cuûa xöông gia cöôøng ngang
rtheùp = 7.8 (T/m3) = 7800 (kg/m3) : Troïng löôïng rieâng cuûa theùp
Troïng löôïng toång coäng cuûa xöông gia cöôøng ñöùng Gd :
Gdc = N2 . Adc . t2 . r =8.63(kg)
N2 = 1: :Soá xöông gia cöôøng ñöùng
Adc = hc . t = 0.183:(m2) : Dieän tích toång coäng cuûa xöông gia cöôøng
hc = 1.62 (m) :Chieàu cao caùnh giöõ höôùng
t = 0.113 (m) :Chieàu daøy töông ñoái cuûa proâfin caùnh giöõ höôùng
t2 = 0.01(m) : Chieàu daøy xöông gia cöôøng ñöùng
rtheùp = 7.8 (T/m3) = 7800 (kg/m3) : Troïng löôïng rieâng cuûa theùp
Troïng löôïng toång coäng cuûa voû bao caùnh giöõ höôùng Gv :
Gvc = N3 . Avc . t3 . r =100.65(kg)
N3 = 1 :Soá taám toân bao
Avc = 2 . hc . t =1.843(m2) :Dieän tích toång coäng cuûa toân bao
hc =1.62m(m) :Chieàu cao caùnh giöõ höôùng
bc =0.75(m) :Chieàu roäng caùnh giöõ höôùng
t3 = 0.008 (m) :Chieàu daøy toân bao
rtheùp = 7.8 (T/m3) = 7800 (kg/m3) : Troïng löôïng rieâng cuûa theùp
Troïng löôïng caùnh giöõ höôùng : Gc = Gnc + Gdc + Gvc =169.34(kg)
Troïng löôïng ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng
G = GH + Gc =699.64+169.34= 838.98 (kg) = 8.22 (kN)
Gc = Gnc + Gdc + Gvc =169.34 (kg)
Hoaønh ñoä troïng taâm cuûa caùnh giöõ höôùng so vôùi truïc laùi:
rc =0.382 (m)
Hoaønh ñoä troïng taâm cuûa ñaïo löu vaø caùnh giöõ höôùng so vôùi truïc laùi :
0.0807 (m)
Moâmen uoán treân truïc do troïng löôïng ñaïo löu gaây ra
m =G.r =67.7 9(kg.m) =0.66(kN.m)
b. Giaûi daàm lieàn nhòp (sieâu tónh baäc 1)
Phöông trình caân baèng goùc xoay taïi goái (1) :
= 0.05(kN.m)
Giaù trò moâmen uoán tính toaùn : 0.34 (kN.m)
Phaûn löïc R taïi caùc goái
Döïa vaøo ñieàu kieän caân baèng phaân toá daàm ta xaùc ñònh ñöôïc :
Taïi goái (0) : =>0.27 (kN)
Taïi goái (1): -0.24 (kN)
Taïi goái (2):-0.03 (kN)
3. Löïc taùc duïng toång coäng treân truïc laùi :(Phaûn löïc toång hôïp treân moãi goái)
65.5 (kN)
83.08(kN)
11.96(kN)
Trong ñoù : Ri’ do Pn vaø Pc gaây ra ,ø Ri” do GP gaây ra , i laø thöù töï taïi caùc goái
4. Xaùc ñònh ñöôøng kính truïc taïi caùc goái ñôõ
Theo ñieàu 21.1.1.2 (1) / Chöông 21 : Trang thieát bò / Qui phaïm phaân caáp vaø ñoùng taøu bieån voû theùp / Phaàn 2B : Keát caáu thaân taøu vaø trang thieát bò / Taøu daøi töø 20 meùt ñeán döôùi 90 meùt / trang 113 qui ñònh truïc baùnh laùi, choát laùi, buloâng lieân keát, then, caùc thanh meùp phaûi ñöôïc laøm baèng theùp caùn, theùp reøn hoaëc theùp cacbon phuø hôïp vôùi caùc yeâu caàu qui ñònh ôû Phaàn 7A cuûa qui phaïm naøy .
Vaäy ta choïn vaät lieäu cheá taïo truïc laùi laø theùp caùn khoâng gæ, caáp theùp SUS304N2, coù:
sch = 345 (N/mm2) = 345 (MPa)
242 (MPa) :Ứng suất tới hạn của vật liệu.
ÖÙng suaát tính toaùn : [s]=(0.3640.4).=(87-97) (MPa)
=>Choïn : [s] = 97(MPa) =986 (kG/cm2)=96600 (kN/m2)
Vôùi : 9.8 (MPa) = 100(kG/cm2)
=> 1 (MPa) =1000(kG/cm2)
Ñöôøng kính truïc taïi goái (0) : 0.072 (m) =72 (mm)
Ñöôøng kính truïc taïi goái (1) : 0.242 (m) = 242 (mm)
Ñöôøng kính truïc taïi goái (2) : 0.230 (m) =230 (mm)
II . Tính theo qui phaïm
(Qui phaïm phaân caáp vaø ñoùng taøu bieån voû theùp – Phaàn 2B : Keát caáu thaân taøu vaø trang thieát bò – Taøu daøi töø 20 meùt ñeán döôùi 90 meùt – TCVN 6259 – 2B : 2003 / trang 118 )
1. Ñöôøng kính phaàn treân cuûa truïc laùi
Ñöôøng kính phaàn treân cuûa truïc laùi dt ñeå truyeàn momen xoaén phaûi ñöôïc xaùc ñònh sao cho öùng suaát xoaén khoâng lôùn hôn 68 / Ks (N/mm2) .
Ñöôøng kính phaàn treân cuûa truïc laùi dt coù theå ñöôïc tính theo coâng thöùc sau :
119 (mm)
TR = Pn . r = 60132 (N.m) .Momen xoắn tác dụng lên ytucj lái của đạo lưu
Pn =14154 (kG)=137712 (N).Tải trọng tác dụng
r = 0.269 (m):Khoaûng caùch töø taâm aùp löïc cuûa heä ñeán ñöôøng taâm cuûa truïclaùi
0.61 ; : Heä soá vaät lieäu cheá taïo truïc laùi
sy = min(0.7sB , 450) =450 (N/mm2) : Giôùi haïn chaûy cuûa vaät lieäu söû duïng
sB =690 (N/mm2) : Ñoä beàn keùo cuûa vaät lieäu söû duïng
e =0.75 vì sy = 450 (N/mm2) > 235 ( N/mm2 )
2. Ñöôøng kính phaàn döôùi cuûa truïc laùi
dt =119(mm) Ñöôøng kính phaàn treân cuûa truïc laùi
TR =37244(N.m): momen xoaén taùc duïng leân baùnh laùi
M=2127(N.m) : momen uoán taïi tieát dieän ñang xeùt cuûa truïc laùi
3. Ñöôøng kính cuûa choát laùi
Ñöôøng kính choát laùi dp khoâng nhoû hôn trò soá tính theo coâng thöùc sau:
B =65502(N):Phaûn löïc taïi oå ñôõ (N)
Ks =0.61:Heä soá vaät lieäu cuûa choát laùi
dc =
100
(mm)
dd =
130
(mm)
dt =
130
(mm)
d0 =
100
(mm)
d1 =
280
(mm)
d2 =
230
(mm)
III . Moâmen ma saùt taïi caùc goái truïc
1.36 (kN.m)
fi : Heä soá ma saùt trong caùc oå giöõa oáng boïc truïc vaø baïc loùt
f2 = 0.15 : Cho oå ñôõ chaën
f1 = 0.1 : Cho oå tröôït
f0 = 0.15 : Cho choát ñôõ chaën
di : Ñöôøng kính truïc laùi taïi goái thöù i
Ri : Phaûn löïc taïi caùc ñeá
IV. Giaù trò moâmen xoaén lôùn nhaát
MKP = Ms + Mmst =118.2 + 1.36 =120.37 (kN.m)
V. Choïn maùy laùi
Ta choïn moâmen xoaén cuûa maùy laùi theo ñieàu kieän caàn coù : Mc / Mkp .
Döïa vaøo Mkp nhö treân vaø ñöôøng kính truïc taïi goái (2), ta choïn maùy laùi trong Baûng1-46/ STTBTT - T1 / trang 142 coù kyù kieäu P P 3-3 vôùi ñaëc tính nhö sau :
Moâmen xoaén cuûa maùy laùi : Mc = 150 (kN.m)
Kích thöôùc bao : Chieàu daøi :l= 3985 (mm)
Chieàu roäng :b= 2540 (mm)
Chieàu cao :h= 1960 (mm0
Baùn kính sector laùi : :Rc =0.35 (mm)
Löïc taùc duïng leân truïc laùi : :Pc = Mc / Rc =428.571(kN)
C - Tính chính xaùc
I . Tính theo lyù thuyeát
1. Truïc laùi döôùi taùc duïng cuûa Pn vaø Pc
Goïi I1 laø momen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa ñaïo löu .
Goïi I2 laø momen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa truïc laùi .
Ta coù : I1 / I2 = K = 243 Choïn : I1 =2 I2
Phöông trình caân baèng goùc xoay taïi goái (1) :
Thay I1 = 2I2 ta coù: -1.78 (kN.m)
M2 = Pc . l3 =150 (kN.m)
Giaù trò moâmen tính toaùn Mtt : 77.13(kN.m)
Phaûn löïc R taïi caùc goái
Taïi goái (0) : 75.61(kN)
Taïi goái (1) : -22.12(kN)
Taïi goái (2) : 511.97(kN)
Bieåu ñoà momen uoán vaø xoaén
Xeùt ñoaïn AB : duøng maët caét 1 –1 caùch A ñoaïn x1 ; xeùt caân baèng phaàn beân traùi
( 0 £ x1 £ a1 ): Ta coù phöông trình momen : MAB = R’o.x1
- Taïi x1 = 0 => MAB = 0 (kN.m)
- Taïi x1 = a1=1.02m => MAB = R’o.a1=77.13(kN.m)
Xeùt ñoaïn BC : duøng maët caét 2 –2 caùch B ñoaïn x2 ; xeùt caân baèng phaàn beân traùi
( 0 £ x2 £ b1 ). Ta coù phöông trình momen : MBC = R’o.(a1+x2) – Pn.x2
- Taïi x2 = 0 => MBC = R’o.a1 = 77.13 (kN.m)
-Tại x2 =1.230=> MBC = R’o.l1 - Pn.b1 = -48(kN.m)
Xeùt ñoaïn CD : Duøng maët caét 3 -3 caùch D moät ñoaïn x3 ( 0 £ x3 £ l2 ).Ta xeùt caân baèng phaà beân phaûi ( l2 £ x3 £ 0 )
- Taïi x3 = l2 =2.22 => MCD = R’2.l2 = -48(kN.m)
- Taïi x3 = 0 => MAB = -150(kN.m)
Xeùt ñoaïn DE : Duøng maët caét 4 -4 caùch E moät ñoaïn x4 ( l3 £ x4 £ 0 )
Xeùt caân baèng phaàn beân phaûi, ta coù phöông trình momen sau :
Khi x3 = 0.350(m)=> MCD =-150(kN.m)
Khi x3 =0 => MAB =0(kN.m)
2.Truïc laùi döôùi taùc duïng cuûa GP (Laáy giaù trò nhö phaàn tính sô boä)
3. Phaûn löïc toång coäng taïi ñeá
75.61 (kN)
22.13 (kN)
511.97 (kN)
Ri’ do Pn vaø Pc gaây ra , Ri’’ do Gp gaây ra .
4.Xaùc ñònh ñöôøng kính truïc taïi caùc goái ñôõ
Ñöôøng kính truïc taïi goái (0) : 0.077m =77mm
Ñöôøng kính truïc taïi goái (1): 0.245m=245mm
Ñöôøng kính truïc taïi goái (2): 0.230 m=230mm
II . Tính theo qui phaïm
(AÙp duïng quy chuẩn Phaân caáp vaø ñoùng taøu bieån voû theùp – Phaàn 2B Keát caáu thaân taøu
vaø trang thieát bò : TCVN 6259-2 : 2003)
1. Ñöôøng kính phaàn treân cuûa truïc laùi
Ñöôøng kính phaàn treân cuûa truïc laùi dt ñeå truyeàn momen xoaén phaûi ñöôïc xaùc ñònh sao cho öùng suaát xoaén khoâng lôùn hôn 68 / Ks (N/mm2) .
Ñöôøng kính phaàn treân cuûa truïc laùi dt coù theå ñöôïc tính theo coâng thöùc sau :
124(mm)
Momen xoắn tác dụng lên trục lái của đạo lưu
Tn = (Pn+Pc)r = 245918 (N.m)
Pc= 100KN=100 000 N
Pn =12468 (kg)=122186 (N)
r = 0.434
0.61: Heä soá vaät lieäu cheá taïo truïc laùi
2. Ñöôøng kính phaàn döôùi cuûa truïc laùi
128(mm)
dt =124(mm) Đường kính phần trên của trục lái
Tn = 245918 (N.m)
M =-1783(N.m) Momen uốn tại tiết diện đàn xét của phần dưới trục lái
3. Ñöôøng kính cuûa choát laùi
75mm
B ==75614(N) Phản lực tại gối đỡ
Kp = 0.61 : Heä soá vaät lieäu cuûa choát laùi
dc =
100
(mm)
dd =
130
(mm)
dt =
130
(mm)
d0 =
100
(mm)
d1 =
280
(mm)
d2 =
230
(mm)
4.Kieåm tra maùy laùi:
Mkp= Ms + åMms =>4.78(kN.m)
fi : Heä soá ma saùt trong caùc oå giöõa oáng boïc truïc vaø baïc loùt
f2 = 0.15: Cho oå ñôõ chaën
f1 = 0.1: Cho oå tröôït
f0 = 0.15: Cho choát ñôõ chaën
di : Ñöôøng kính truïc laùi taïi goái thöù i
Ri : Phaûn löïc taïi caùc ñeá
MKP = Ms + Mmst =20.58+1.53=123.79 (kN.m)
Kieåm tra ñieàu kieän ta thaáy :
Mc > Mkp
Maùy laùi ñaõ choïn thoûa maõn yeâu caàu
D. Tính toaùn kieåm tra beàn moät soá tieát dieän truïc laùi
Sau khi coù ñöôøng kính truïc taïi caùc oå vaø ñöôøng kính choát, ta ñi kieåm tra beàn cho moät soá tieát dieän treân cuûa truïc laùi, thöôøng laø 3 tieát dieän nhö hình veõ .
Vaät lieäu theùp coù : sch =345 (MPa) =3520 (kG/cm2)
Goïi I-I laø tieát dieän choát oùt ky laùi
Goïi II-II laø tieát dieän taïi oå treân (goái 2)
Goïi III-III laø tieát dieän taïi vò trí ñaët vaønh khaên cuûa oå treân
l1' = 0.05 (m) l3' = 0.16 (m)
Moâmen uoán taïi tieát dieän I-I ñöôïc tính theo coâng thöùc :
3.78(kN.m)
3.78(kN.m)
Momen uoán taïi tieát dieän I-I do Pn vaø Pc gaây ra
-0.07(kN.m)
Momen uoán taïi tieát dieän I-I do Gp gaây ra
Moâmen uoán taïi tieát dieän II-II ñöôïc tính theo coâng thöùc :
MII-II = Pc.l3 =150(kN.m)
Moâmen uoán taïi tieát dieän III-III ñöôïc tính theo coâng thöùc :
MIII-III = Pc.l3' =68.574(kN.m)
TT
Coâng thöùc tính
Ñôn vò
Tieát dieän kieåm tra
I-I
II-II
III-III
1
Ñöôøng kính truïc di
cm
10
28
23
2
Moâ ñun choáng uoán Wu = 0.1 d3
cm3
100
2195
1217
3
Moâ ñun choáng xoaén Wx = 0.2 d3
cm3
200
4390
2433
4
Momen uoán taïi caùc tieát dieän M’u
kG.cm
38585
1530612
699708
5
Momen xoaén taïi caùc tieát dieän M’x
kG.cm
1214432
1214432
1214432
6
ÖÙng suaát uoán taïi caùc tieát dieän :
kG/cm2
386
697
575
7
kG/cm2
6072
277
499
8
ÖÙng suaát toång taïi caùc tieát dieän :
kG/cm2
1680
890
1152
9
Ñoä döï tröõ beàn vaø phaûi coù :
-
2.10
3.96
3.06
Keát luaän : Sau khi tính toaùn kieåm tra beàn moät soá tieát dieän maët caét, ta thaáy ba ñöôøng kính ñaõ choïn thoaû maõn ñieàu kieän beàn (n>2) .
Phaàn VI : TÍNH MOÁI NOÁI
I. OÅ ñôõ truïc laùi vaø choát laùi
1. Aùo boïc truïc
Vaät lieäu : Theùp khoâng gæ, maùc theùp : SUS304N2, coù sy =325(N/mm2)
a. Taïi oå ñôõ coå truïc laùi (taïi soáng ñuoâi)
Chieàu daøy aùo boïc truïc ñöôïc tính theo coâng thöùc :
t = (0.0540.10)d =( 14428 ) (mm)
d =280 (mm) : Ñöôøng kính truïc taïi oå ñôõ soáng ñuoâi
Choïn : ta1 = 15 (mm)
b. Taïi choát laùi (taïi ky laùi)
Chieàu daøy aùo boïc truïc ñöôïc tính theo coâng thöùc :
t = (0.0540.10)d =( 5410 ) (mm)
d = 100 (mm) : Ñöôøng kính choát goùt ky laùi
Choïn : ta0 = 8 (mm)
2. Chieàu daøy baïc loùt
a. Taïi oå ñôõ truïc laùi (taïi oå ñôõ treân)
Chieàu daøy baïc loùt truïc ñöôïc tính theo coâng thöùc :
t =(0,05¸0,10)d=(11.5¸23) mm
d=230mm ( laø ñöôøng kính truïc taïi oå treân truïc laùi
Choïn : tbt2 =15mm
Chieàu daøy baïc loùt oå ñöôïc tính theo coâng thöùc :
t =(0,05¸0,10)d=(13¸26) mm
d = d2+2tbt2 =260(mm):Toång ñöôøng kính truïc vaø baïc truïc taïi oå ñôõ treân truïc laùi
Choïn : tbo2 =15(mm)
b. Taïi oå ñôõ coå truïc laùi (taïi soáng ñuoâi)
Chieàu daøy baïc loùt oå ñöôïc tính theo coâng thöùc :
t =(0,05¸0,10)d=(16¸32)
d = d1+2ta1 =320(mm) (mm):Toång ñöôøng kính truïc vaø aùo boïc truïc taïi oå ñôõ coå truïc
Choïn : tb1 =20m)
c. Taïi choát laùi (taïi ky laùi)
Chieàu daøy baïc loùt oå ñöôïc tính theo coâng thöùc :
t =(0,05¸0,10)d=(5.75-11.5) (mm)
d = d0+2ta0 =115(mm) : Toång ñöôøng kính truïc vaø aùo boïc truïc taïi choát laùi
Choïn : tb0 =10m)
3. Beà maët ñôõ
a. Taïi oå ñôõ truïc laùi (taïi oå ñôõ treân)
Beà maët ñôõ nhoû nhaát khoâng nhoû hôn trò soá tính theo coâng thöùc sau :
Ab = B / qa =73138(mm2)
B =511969 (N) : Phaûn löïc taïi goái ñôõ (2)
qa =7 (N/mm2):Aùp suaát beà maët cho pheùp,(Baûng2B/21.1.2)cho theùp khoâng gæ
Chieàu daøi oå ñôõ : l = (1.041.2)d =(2764331.2) (mm)
d = d2 + 2tbt2 + 2tbo2 = 276mm) : Ñöôøng kính maët ñôõ taïi oå treân truïc laùi
Choïn : l =280(mm)
Vaäy beà maët ñôõ thöïc teá laø : Ab = l.d =77280(mm2)
Keát luaän : Thoûa maõn quy phaïm
b. Taïi oå ñôõ coå truïc laùi (taïi soáng ñuoâi)
Beà maët ñôõ nhoû nhaát khoâng nhoû hôn trò soá tính theo coâng thöùc sau :
Ab = B / qa =3161(mm2)
B =22125 (N) : Phaûn löïc taïi goái ñôõ (1)
qa =7 (N/mm2):Aùp suaát beà maët cho pheùp,(Baûng2B/21.1.2)cho theùp khoâng gæ
Chieàu daøi oå ñôõ : l = (1.041.2)d =(3454341) (mm)
d = d1+2ta1+2tb1 = 345(mm) : Ñöôøng kính maët ñôõ taïi oå ñôõ coå truïc laùi
Choïn : l =350mm
Vaäy beà maët ñôõ thöïc teá laø : Ab = l.d =120750(mm2)
Keát luaän : Thoûa maõn quy phaïm
c. Taïi choát laùi (taïi ky laùi)
Beà maët ñôõ nhoû nhaát khoâng nhoû hôn trò soá tính theo coâng thöùc sau :
Ab = B / qa =10802(mm2)
B =75614(N) : Phaûn löïc taïi goái ñôõ (0)
qa =7(N/mm2):Aùp suaát beà maët cho pheùp,(Baûng2B/21.1.2)cho theùp khoâng gæ
Chieàu daøi oå ñôõ : l = (1.041.2)d =(1354162) (mm)
d = d0 +2ta0 +2tb0 = 135 (mm) : Ñöôøng kính maët ñôõ taïi choát
Choïn : l =150(mm)
Vaäy beà maët ñôõ thöïc teá laø : Ab = l.d =20250(mm2)
Keát luaän : Thoûa maõn quy phaïm
4. Khe hôû oå ñôõ
Khe hôû oå ñôõ khoâng nhoû hôn trò soá tính theo coâng thöùc sau :
s = dbs/1000 +1.0 =1.1251(mm)
dbs = 251 (mm) : Ñöôøng kính trong cuûa baïc
Trong moïi tröôøng hôïp , khe hôû naøy khoâng nhoû hôn 1.5 (mm) .
Choïn : s =1.5(mm)
II. Moái noái ñaïo löu – truïc laùi
1. Vaät lieäu cheá taïo
Theùp SF 65 , coù : sch = 320 (N/mm2) , sB = 457 (N/mm2)
2. Kieåu moái noái : Moái noái coân
3. Caùc thoâng soá cuûa moái noái
a. Chieàu daøi ñoaïn coân
Chieàu daøi cuûa ñoaïn truïc hình coân l laép vaøo ñaïo löu vaø coá ñònh vaøo eâcu haõm phaûi khoâng nhoû hôn 1,5 laàn ñöôøng kính d0 ôû ñænh cuûa ñaïo löu.
lk = 2.5*d0 = 2.5*280 = 700(mm) vôùi d0 = d1 =280(mm)
b. Ñoä coân
Ñeå laép vaø thaùo moái noái phaûi coù ñoä coân theo ñöôøng kính baèng töø 1/8¸1/12
+ Choïn de = 200 mm
+ Ta coù (Thoûa maõn quy phaïm)
c. Kích thöôùc eâcu
+ Ñöôøng kính ñænh ren ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
Þ Choïn dg = 190 mm
+ Chieàu cao eâcu ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
Þ Choïn hn = 115 mm
+ Ñöôøng kính ngoaøi cuûa eâcu ñöôïc xaùc ñònh theo 2 coâng thöùc sau(laáy giaù trò naøo lôùn hôn)
Þ Choïn dn = 300 mm
d.Kích thöôùc then :
Chieàu daøi then : lt = (0.78¸0.9)lk=(546¸630)mm
Þ Choïn lt = 550 mm
Chieàu roäng then ñöôïc tính thoâng qua beà maët then:
lt ,bt laø chieàu daøi vaø chieàu roäng cuûa then (mm)
TR=119014(N.m): moâmen xoaén thuûy ñoäng taùc duïng leân ñaïo löu dtb : ñöôøng kính truïc laùi taïi giöõa chieàu daøi then (mm)
dtb = (d0+de)/2=240mm
sch giôùi haïn chaûy cuûa vaät lieäu then sch = 320 N/mm2
Þ Chieàu roäng then : bt = 80 mm
Chieàu cao then :
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 74599290-sua.doc