thuyết minh bản thiết kế chong chóng tàu hàng bách hóa dai 76 m

GIỚI THIỆU CHUNGLoại tàu : tàu hàng bách hóa trọng Vùng hoạt động : hoạt động vùng biển không hạn chế... STTĐại lượng tính toán Đơn vị... STT Đại lượng tính toán Đơn vị... STT Đại lượng

MỤC LỤC

GIỚI THIỆU CHUNG

Loại tàu : tàu hàng bách hóa trọng

Vùng hoạt động : hoạt động vùng biển không hạn chế

PHẦN I: LỰC CẢN VÀ CÔNG SUẤT KÉO

= 0,703

73,92986,03

L



Trong đó: L = 0,96L = 73,90,96 = 76,979 ,m hay L = 252,566 ,ft

- Vậy tàu thoả mãn giới hạn của phương pháp Guldhammer – Harvald

1.2 Tính toán lực cản và công suất kéo

Lực cản tàu thủy được tính theo công thức

R = R F + R R ,kNTrong đó:

R  C v S ,kNTrong đó:

ρ = 1,025 ,t/m3 : Khối lượng riêng của nước biển ở 20C

v: Tốc độ tàu ,m/s

v = 0,5147v S = 0,5147.13,9 = 7,151 ,m/s

S: Diện tích mặt ướt của vỏ tàu ,m2

Vì tàu có hệ số béo thể tích C B = 0,69 > 0,65 nên ta áp dụng công thức V.A Cemeki để tính diện tích mặt ướt của tàu:

2 , 12 ) 274 , 0 69 , 0 ( 37 , 1

* Hiệu chỉnh cho hoành độ tâm nổi khác LCB tiêu chuẩn:

Ta có công thức tính LCB tiêu chuẩn ( LCB ) như sau:

Với C = 0,703 nên nội suy ta được a = 0,753

* Hiệu chỉnh cho các phần nhô ra của thân tàu: 35% C

STTĐại lượng tính toán Đơn vị

PHẦN II: THIẾT KẾ CHONG CHÓNG

2.1.Chọn vật liệu

Theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259-2003 (Bảng

7A/7.3), chọn vật liệu làm chong chóng là hợp kim đồng

- Loại: Đồng thau mangan đúc cấp 1.

- Cấp: HBSC-1

- Thành phần hóa học Cu 52÷62%; Al 0,5÷3%; Mn 0,5÷4,0%; Zn 35÷40%; Fe0,5÷2,5%; Ni ≤ 1%; Sn ≤ 1,5%; Pb ≤ 0,5%

Kt = 0,70,9 cho bánh lái dạng thoát nước Chọn kT = 0,8

2.3.Chọn sơ bộ đường kính chong chóng

2.3.1 Chọn sơ bộ công suất của động cơ

0,85 0,85.0,6

E s

P P

2.3.2 Chọn sơ bộ vòng quay của chong chóng:

Từ bảng 9.2 “ Giới hạn thay đổi vòng quay hợp lý của chong chóng” trang 103 -Sách

Thiết bị đẩy tàu thủy - Ta chọn vòng quay chong chóng n = 200 ,rpm

2.3.3 Chọn sơ bộ đường kính chong chóng:

2.5.Tính các yếu tố cơ bản của chong chóng

2.5.1 Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền

Chọn theo điều kiện bền thì:

D: Đường kính sơ bộ chong chóng , m : D = 3,24 ,m

δ max - Chiều dày tương đối của chong chóng ở mặt cắt bán kính tương đối

T: Lực đẩy của chong chóng: T = 204,53 ,kN

m: Hệ số kêt đến trạng thái tải trọng: m = 1,15

[] ứng suất cho phép giới hạn của vật liệu, [] = 6.10 , kPa

0,167

H H

2.5.2.Tính toán các yếu tố cơ bản của chong chóng và lựa chọn động cơ chính :

v k

T n





.

A opt

v D

S G E

P P





Dựa vào bảng tính ta xây dựng được đồ thị

S opt

Dựa vào đồ thị ta chọn được máy có các thông số như sau:

Tên máy 12V28/32ASeries

Hãng sản xuất MAN B&WCông suất định mức: PS = 2940 (kW)Vòng quay định mức: NH = 201 (rpm)

2.5.3 Tính toán chong chóng đảm bảo khai thác hết công suất của động cơ và đạt được tốc độ tối đa:

Do lựa chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất yêu cầu nên ta đi tính vận tốc khai thác thực của tàu:

Quá trình tính toán thể hiện qua bảng sau:

T n

opt

T k

1 w

D

t i

2.5.4 Kiểm tra tỷ số đĩa theo điều kiện không xảy ra xâm thực:

Theo Schoenherr thì tỷ số đĩa nhỏ nhất không xảy ra xâm thực đươch tính theo công thức sau:

Trong đó:  1,3 1,6 là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tải trọng chong chóng

Chọn  1,6 , với trường hợp nặng tải

K = f (z;P/D;J), Với z=4, P/D = 0,847, J = 0,479 ta tra đồ thị được: K=

0,28

P = (P + .h ) = 131,94 ,kN/m Với P = 101,340 ,kN/m,  = 10 ,kN/m,

h = T- 0,55 D= 4,8-0,55.3,165 = 3,06 ,m

A D b

Ta có bảng tọa độ để xác định hình bao duỗi thẳng theo Seri B tính theo % của b như sau :

Bảng hoành độ của hình bao duỗi phẳng

46,89 52,75 56,34 57,66 56,1 51,37 41,71 25,39

-Từ trụcđến mépthoát

29,11 33,3 37,4 40,74 43,9 46,66 48,37 46,95 20,14

Chiềurộng toànbộ

2.6.2.1 Xác định chiều dày lớn nhất của các profin tại các tiết diện :

- Chiều dày tại mút cánh :

e  R 10 (mm)

- Chiều dày giả định tại đường tâm trục :

0 190( )

e  mm

- Chiều dày lớn nhất của profin :

2.6.2.2 Bảng tung độ profin cánh :

2.6.3 Xây dựng hình chiếu pháp và hình chiếu cạnh :

* Chiều sâu rãnh khoét: Chọn t = 10 mm

t B

d 



Ứng suất cắt tính toán

t t B c

l b d

PD: Công suất truyền đến chong chóng

2.6.3.5 Tính khối lượng chong chóng

Theo Kopeeski thì khối lượng chong chóng được tính như sau :

G = 4 (3 0,6) 6, 2 2.10 0,714 0,6 0,59 24.10

- Đường kính của củ chong chóng: d = 0,53 m

- Chiều dài củ chong chóng:

l = 0,75 m

- Chiều dài cánh tại 0,6 R:

e0,6= 82 mm = 0,082 m

Vậy khối lượng chong chóng là G = 3401 kg.

2.6.4 Xây dựng tam giác đúc

2.7 Kiểm tra bền chong chóng theo quy phạm:

Kiểm tra bền theo QCVN 21: 2010/BGTVT

2.7.1 Kích thước chủ yếu của tàu

2.7.4 Tính toán chiều dày cánh chong chóng

0,25R 0,6R

R0: Bán kính yêu cầu góc lượn ,cm

t1: Chiều dày qui định cánh tại 0,25R, t1 = 14,295 (cm)

t0: Chiều dày giả định cánh tại đường tâm của trục, t0 = 19 (cm)

rB: Tỉ số bước của chong chóng, H 0,167

Do đó ta chọn bán kính góc lượn phía mặt đạp giữa cánh và củ là R = 16 cm

Bán kính góc lượn phía mặt hút giữa cánh và củ là R = 18 cm

Vậy chong chóng thoả mãn điểu kiện bền theo qui phạm

2.8 Tính toán và xây dựng đồ thị vận hành của chong chóng

Tính toán đặc tính thủy động lực của chong chóng làm việc sau đuôi tàu được tínhtoán như bảng sau, với các thông số chủ yếu như sau:

J s

k J k

Tính toán các đặc trưng của chong chóng:

Giả thiết vòng quay của chong chóng với các giá trị như sau:n = (120-210)

n = 120 ; 150 ; 180 ; 201; 210 ( rpm)

Bảng 1: n = 120 rpm = 2 rps

STT Đại lượng tính toán Đơn vị

STT Đại lượng tính toán Đơn vị

STT Đại lượng tính toán Đơn vị

2 Vòng quay giả thiết rps 2.000 2.500 3.000 3.350 3.500