tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm, chương 14 ppt

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LÁI THEO QUY PHẠM.. Tính lực và mômen thủy động tác dụng lên bánh lái.. Lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến và chạy lùi: - Lực FR tác dụng lên bánh lái khi tàu

Chương 14: Tính toán các ổ đỡ

* Tính ổ đỡ chốt lái.

Theo điều kiện áp suất cho phép trong ổ ta có:

p =

o l d

R

 [p] => d p

R

l o

.



Với: R1 = 419855,858 (N): Phản lực tại gối đỡ chốt

d = 163,5 (mm): Đường kính trục tại vị trí ổ đỡ [p] = 7 (N/mm2): Vật liệu làm bạc lót ổ đỡ

7 5 , 163

858 , 419855

o

* Tính ổ đỡ phía trên.

Theo điều kiện áp suất cho phép trong ổ ta có:

p =

o l d

R

 [p] => d p

R

l o

.



Với: R3 = 24854,769 (N): Phản lực tại gối đỡ chốt

d = 73,25 (mm): Đường kính trục tại vị trí ổ đỡ [p] = 7 (N/mm2): Vật liệu làm bạc lót ổ đỡ

7 25 , 73

769 , 24854

o

* Tính ổ đỡ phía dưới.

Theo điều kiện áp suất cho phép trong ổ ta có:

p =

o l d

R

 [p] => d p

R

l o

.

 Với: R2 = 25071,399 (N): Phản lực tại gối đỡ chốt

d = 56,75 (mm): Đường kính trục tại vị trí ổ đỡ

[p] = 7 (N/mm2): Vật liệu làm bạc lót ổ đỡ

7 75 , 56

399 , 25071

o

III.3 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LÁI THEO QUY PHẠM.

III.3.1 Tính lực và mômen thủy động tác dụng lên bánh lái III.3.1.1 Lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến và chạy lùi:

- Lực FR tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến và chạy lùi được dùng làm cơ sở xác định các kích thước cơ cấu của bánh lái

và được tính theo công thức sau:

FR = k1 k2.k3.132.S.v2 , (N)

Trong đó: S = 12,182 (m2): diện tích bánh lái

v = 13,5 (Hl/h): tốc độ tàu Nếu tốc độ tàu chạy tiến nhỏ hơn 10 (Hl/h) thì v được lấy bằng vmin xác định theo công thức sau:

vmin =

3

20



Khi tàu chạy lùi tốc độ lùi vl được tính theo công thức sau:

vl = 0,5.v = 0,.5.13,5 = 6,75 , (Hl/h)

- k1 hệ số phụ thuộc hệ số hình dạng của bánh lái và được tính theo công thức sau: k1 =

3

2



A

Với: A =

182 , 12

6 ,

4 2 2



bl

A

h: là chiều cao của bánh lái

Suy ra: k1 =

3

2 737 ,

1  = 1,25

- k2: hệ số phụ thuộc prôfin bánh lái

Tra bảng 2B/21.1.1-TCVN6259-2B:2003 ta có:

k2 = 1,1 khi tàu chạy tiến

k2 = 0,8 khi tàu chạy lùi

k3: hệ số phụ thuộc vị trí bánh lái

Vì bánh lái một phần nằm trong dòng đẩy chân vịt nên k3 = 1 Vậy:

Lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến là:

FR = 1,25.1,1.1.132.12,182.13,52 = 402960,8 (N)

Lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy lùi là:

FR = 1,25.0,8.1.132.12,182.6,752 = 73265,6 (N).

III.3.1.2 Mômen xoắn tác dụng lên trục lái:

TR = TR1 + TR2 , (N.m)

- Tuy nhiên, khi tàu chạy tiến TR không được nhỏ hơn TRmin xác định theo công thức sau: TRmin = 0,1.FR

S

b S b

S1 1 2 2 , (N.m)

Trong đó:

- TR1 và TR2: mômen xoắn tương ứng do các phần diện tích S1 và S2 của bánh lái

- S1 = 5,66 (m2) và S2 = 6,54 (m2): diện tích phần trên

và phần dưới của bánh lái (m2) sao cho:

S = S1 +S2 (A1 bao gồm cả Sf1 và A2 bao gồm cả Sf2)

- b1 = 2,28 (m) và b2 = 2,4 (m) chiều rộng tương ứng giữa các phần diện tích S1 và S2

- TR1 và TR2 được xác định như sau:

TR1 = FR1.r1 , (N.m)

TR2 = FR2.r2 , (N.m) Hình III.8 Sự phân bố

diện tích bánh lái

FR1 và FR2 lực tác dụng lên phần diện tích S1 và S2 được xác định như sau:

FR1 = FR

S

S1 , (N)

FR2 = FR

S

S2 , (N)

- r1 và r2: khoảng cách từ tâm của lực tác dụng tương ứng của các phần diện tích S1 và S2 của bánh lái đến đường tâm của trục lái, được xác định theo công thức sau: r1 = b1(α – e1) (m)

r2 = b2(α – e2) (m) Trong đó:

- e1 và e2: hệ số cân bằng ứng với S1 và S2 của bánh lái

e1 =

1

1

S

S f

; e2 =

2

2

S

S f

Với Sf1 = 0,512 (m2), Sf2 = 1,413 (m2): phần diện tích cân bằng

Suy ra: e1 =

66 , 5

512 ,

0 = 0,091

e2 =

54 , 6

413 ,

1 = 0,216

- α: được xác định:

+ Đối với phần bánh lái không nằm sau phần cố định của giá bánh lái:

Khi tàu chạy tiến: α = 0,33 Khi tàu chạy lùi: α = 0,66 + Đối với phần bánh lái nằm sau giá bánh lái:

Khi tàu chạy tiến: α = 0,25 Khi tàu chạy lùi: α = 0,55

Do đó:

Khi tàu chạy tiến:

r1 = b1(α – e1) = 2,28.(0,25 – 0,091) = 0,367 , (m)

r2 = b2(α – e2) = 2,4.(0,33 – 0,216) = 0,266 , (m) Khi tàu chạy lùi:

r1 = b1(α – e1) = 2,28.(0,55 – 0,091) = 1,051 ,(m)

r2 = b2(α – e2) = 2,4.(0,66 – 0,216) = 1,058 , (m) Vậy:

- Khi tàu chạy tiến:

TRmin = 0,1.402960,8

182 , 12

4 , 2 54 , 6 28 , 2 76 ,

(N.m)

FR1 = FR

S

S1 =

182 , 12

66 , 5 8 ,

FR2 = FR.

S

S2 =

182 , 12

54 , 6 8 ,

402960 = 216332,59, (N) Suy ra:

TR1 = FR1.r1 = 190531,45.0,367 = 69925,5 , (N.m)

TR2 = FR2.r2 = 216332,59.0,266 = 57544,5 , (N.m)

=> TR = TR1 + TR2 = 69925,5 + 57544,5 = 127470 , (N.m)

- Khi tàu chạy lùi:

TRmin = 0,1.73265,6

182 , 12

4 , 2 54 , 6 28 , 2 66 ,

FR1 = FR

S

S1 =

182 , 12

66 , 5 6 ,

73265 = 34642,1 , (N)

FR2 = FR

S

S2 =

182 , 12

54 , 6 6 ,

Suy ra:

TR1 = FR1.r1 = 34642,1.1,051 = 36408,9 , (N.m)

TR2 = FR2.r2 = 39333,2.1,058 = 41614,5 , (N.m) => TR = TR1 + TR2 = 36414,89+ 41050,86 = 78023,4 , (N.m)