Xác định các trị số làm cơ sở cho tính toán thiết bị lái.. * Trị số diện tích bánh lái và các thông số hình học: Làm cơ sở để tính lực thủy động và mômen thủy động tác dụng lên bánh lái
Trang 1Chương 7:
Tổng hợp trình tự các bước tính
toán thiết bị lái II.2.3.1 Xác định các trị số làm cơ sở cho tính toán thiết bị lái.
* Trị số diện tích bánh lái và các thông số hình học: Làm cơ sở
để tính lực thủy động và mômen thủy động tác dụng lên bánh lái
- Diện tích bánh lái Abl: Sử dụng công thức thống kê:
100
LT
A bl
Trong đó: L - Chiều dài giữa hai đường vuông góc của tàu (m)
T - Chiều chìm của tàu khi trở đầy (m)
- Hệ số diện tích bánh lái thống kê
Abl - Tổng diện tích các bánh lái của tàu (m2)
- Diện tích bánh lái đã chọn phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức:
75
150 75
, 0 100
.
L
T
Trong đó: L - Chiều dài tàu (m)
T - Chiều chìm tàu (m)
Trang 2p - hệ số, bằng 1,2 nếu bánh lái không đặt trực tiếp sau chân vịt; bằng 1,0 nếu bánh lái đặt trực tiếp sau chân vịt
q = 1,25 đối với tàu kéo, q = 1,0 đối với các loại tàu khác
- Thông số hình học sử dụng chủ yếu trong tính toán là: chiều cao bánh lái hbl, chiều rộng bánh lái bbl, hệ số kéo dài bánh lái λ
- Các hệ số trong các công thức: Được chọn theo kinh nghiệm và theo tàu mẫu
* Trị số lực thủy động tác dụng lên bánh lái.
- Trong đề tài (phần lí thuyết) sử dụng kết quả thử các bánh lái cô lập để tính lực thủy động và mômen thủy động
+ Theo lí thuyết:
Lực nâng: L = CL.kv.kcv
2
.v 2
S , kG
Lực cản: D = CD kv kcv
2
.v2
S , kG
Trong đó: CL - hệ số lực nâng
CD - hệ số lực cản
kv - hệ số tính đến ảnh hưởng của vỏ tàu
kcv - hệ số tính đến ảnh hưởng của chân vịt
Trang 3ρ - khối lượng riêng nước biển, ρ = 104,5 (kGS2/m4)
v - vận tốc dòng nước (m/s)
S - diện tích bánh lái (m2)
Hợp lực tác dụng lên bánh lái là:
R = L2 D2
+ Theo quy phạm:
FR = k1 k2.k3.132.S.v2 , (N)
Trong đó: k1 - hệ số phụ thuộc hình dạng bánh lái
k2 - hệ số phụ thuộc prôfin bánh lái
k3 - hệ số phụ thuộc vị trí bánh lái
S - diện tích bánh lái (m2)
v - vận tốc của tàu (m/s)
Tàu tiến và lùi sử dụng chung một công thức tuy nhiên trị số vận tốc trong công thức là khác nhau
* Trị số mômen thủy động tác dụng lên bánh lái.
+ Theo lí thuyết:
Mômen thủy động: Mtd = CM kv kcv
2
.v2
S b , kG.m Mômen trục lái: Mo = M td N.a Với:
S
v C k
k
2
.
2
Trang 4+ Theo quy phạm: TR = TR1 + TR2 , (N.m)
Trong đó: TR- mômen xoắn tác dụng lên trục lái (N.m)
TR1 và TR2 - mômen xoắn tương ứng với các phần diện tích
II.2.3.2 Tính thiết bị lái.
Sau khi có các trị số làm cơ sở ta tính tiếp cụm bánh lái
* Tính trục lái:
Theo điều kiện bền ta có:
σ = 3
1 ,
0 d
M => d 3
1 ,
0
M
Trong đó: M - Mômen uốn tại vị trí ổ (N.m)
d - Đường kính trục tại vị trí ổ (mm)
[σ] - Ứng suất cho phép của vật liệu làm ổ (N/mm2) Theo quy phạm:
+ Phần trên: du = 4,2.3 T R.K s , (mm)
Trong đó: TR- mômen xoắn trên trục lái (N.m)
Ks - hệ số vật liệu trục lái
+ Phần dưới: dl = du.6 ( )2
3
4 1
R
T
M
Trong đó: du - đường kính phần trên trục lái (mm)
M - mômen uốn tại tiết diện đang xét của phần dưới
Trang 5TR - mômen xoắn của trục lái (N.m).
* Tính kết cấu bánh lái: (Toàn bộ tính theo quy phạm).
- Tôn bánh lái: t = 5,5.l.β ( .10 ) 2 , 5
4
R k pl S
F
Trong đó: d - áp suất thủy tĩnh, lấy bằng chiều chìm của tàu
FR - lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến (N)
S - diện tích bánh lái (m2)
kpl - hệ số vật liệu làm tôn bánh lái
- Xương bánh lái: l = 0,2.(
100
L )+0,4 (m)
Trong đó: L - chiều dài giữa hai trụ (m)
- Cốt bánh lái
* Tính các ổ đỡ, chốt trên, chốt dưới:
- Chốt bản lề bánh lái: dp = 0 , 35 B K p (mm)
Trong đó: B - phản lực tại ổ đỡ chốt (N)
Kp - hệ số vật liệu của chốt
- Ổ đỡ phía trên
- Ổ đỡ phía dưới
- Ổ đỡ chốt lái