Thiết kế bánh lái cho sà lan chở đất có Công suất : Ne = 2x225 (cv)(kèm bản vẽ)

Đề tài : Thiết kế bánh lái cho sà lan chở đất có các thông số kỹ thuật sau: Công suất : 2x225cv Kích thước tàu : LxBxT = 50,2x10,2x2.25 (m) Vận tốc khai thác : 8,7knot. Gồm 2 giai đoạn thiết kế : GĐ 1 : Lựa chọn diện tích bánh lái và các thông số hình học của bánh lái GĐ 2 : Xác định các đặc trưng thủy động học của bánh lái, lựa chọn kiểu bánh lái.

Trờng đại học hàng hải

Khoa đóng tàu

Ngời thực hiện: nguyễn văn a

Thiết kế môn học thiết bị tàu

Đề tài: Thiết kế bánh lái cho sà lan chở đất có các thông số kĩ thuật sau:

 Kích thớc tàu :LxBxT = 50,2x10,2x2,25 , m

 Vận tốc khai thác : v = 8.7knot

HảI phòng 20…

MUẽC LUẽC

NHIEÄM VUẽ 4

PHAÀN MOÄT 5

LệẽA CHOẽN CAÙC YEÁU TOÁ Cễ BAÛN CUÛA BAÙNH LAÙI 5

I Lửùa choùn kieồu baựnh laựi 5

II Dieọn tớch baựnh laựi (Fb) 5

III Chieàu cao baựnh laựi hp(m) 6

IV Chieàu roọng baựnh laựi bcp 6

V Độ dang của bánh lái  6

VI Chiều dày lớn nhất của profin bánh lái 6

VII Vẽ profin bánh lái NACA 7

PHẦN HAI 8

XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY ĐỘNG CỦA BÁNH LÁI 8

I Tính toán đặc tính thủy động học của bánh lái 8

II Xác định vị trí đặt trục tối ưu 9

III Tính lực và mômen thủy động 9

A.Với tàu chạy tiến 9

B.Với tàu chạy lùi 12

PHẦN 3 14

KẾT CẤU BÁNH LÁI 14

I Tính kết cấu bánh lái 14

II Thử áp lực 15

III Xác định tọa độ trọng tâm bánh lái 15

PHẦN 4 17

TÍNH CHỌN CÁC CHI TIẾT 17

I Tính chọn trục lái 17

1 Sơ đồ hóa 17

2.Tính sơ bộ 17

3 Tính chính xác trục lái dưới tác dụng của PC,M,Pn 20

4 Kiểm tra bền trục lái 21

5 Bảo vệ chống gỉ cho trục lái 22

II Chọn ổ 22

1 Chọn ổ ở sống đuôi 22

2 Chọn ổ trên sàn Sector lái 23

III Tính mối ghép 23

1 Mối nối côn 23

2 Mối nối bánh lái với trục lái 23

PHẦN 5 24

TRUYỀN ĐỘNG LÁI 24

I Máy lái chính 24

II Máy lái dự trữ 24

NHIỆM VỤ

THIÊT KẾ BÁNH LÁI

Các thông số cơ bản:

B=10.2(m)T=2.25(m)

=0.81

Các giai đoạn thiết kế bánh lái:

PHẦN MỘTLỰA CHỌN CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA BÁNH LÁI

I Lựa chọn kiểu bánh lái.

Với yêu cầu thiết kế bánh lái cho xà lan chở đất hoạt động trong vùng nội địanên có chiều chìm nhỏ.Để phù hợp với khả năng đi lại của tàu ở vùng sông ngòi

ta chọn loại bánh lái có hiệu quả cao mà công suất lái nhỏ là loại bánh lái kiểucân bằng đơn giản

Ta chọn kiểu bánh lái có Profin đối xứng NACA0012

II Diện tích bánh lái (Fb).

T: chiều chìm tàu.

p=1:chọn bánh lái đặt sau mỗi chân vịt

q=1:Chọn q cho xà lan

F b min=1 x 1x50.2 x2.25

150

50 2+75)=2 2 ( m2)

III Chiều cao bánh lái hp(m).

Với tàu sông ta có:

IV Chiều rộng bánh lái bcp.

VII Vẽ profin bánh lái NACA.

Tọa độ tương đối của profin bánh lái được xây dựng dựa vào bảng (1-9) Sổ taythiết bị tàu thủy tập 1(trang 24)

Tọa độ thực của profin được tính theo công thức:

:chiều dày tương đối của profin.b:chiều rộng profin

Bảng tọa độ profin:

PHẦN HAI XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY ĐỘNG CỦA BÁNH LÁI

I Tính toán đặc tính thủy động học của bánh lái.

công thức (11-25) và(11-26) Sổ tay kỹ thuật đóng tàu thủy tập 1 ta tính cho bánh

cho profin NACA0012

Đồ thị đó biểu diễn đặc tính động học của bánh lái mà ta thiết kế

II Xác định vị trí đặt trục tối ưu.

Ta có mômen xoắn thủy động với mép trước của bánh lái:

Vị trí đặt trục tối ưu là:

Từ kết quả trên ta thấy sự xê dịch tâm áp lực theo chiều rộng bánh lái khôngvượt quá 1.4% tức bằng 25.2mm

III Tính lực và mômen thủy động.

A.Với tàu chạy tiến.

Tốc độ dòng chảy sau vỏ bao

No Đại lượng tính Đơn

Tốc độ dòng nước lên bánh lái khi tàu chạy lùi:

No Đại lượng tính Đơn

PHẦN 3 KẾT CẤU BÁNH LÁI

I Tính kết cấu bánh lái.

Khoảng cách các xươnmg gia cường đứng:

Chiều dày tấm tôn mặt trên và mặt dưới: 1=1,2 0=14,4mm.

Chiều dày xương lập là:

III Xác định tọa độ trọng tâm bánh lái.

Trọng tâm bánh lái với bánh lái ta chọn nằm trên đường trung bình theo chiềucao.Để xác định tọa độ trọng tâm theo phương chiều rộng , ta chọn tâm trục láilàm trục so sánh

Quá trình tính toán được thực hiện theo bảng sau:

T

T

Tên cơ cấu F i (cm 2 ) Z i (cm) F i Z i (cm 3 )

*Tọa độ trọng tâm bánh lái so với trục lái :

PHẦN 4 TÍNH CHỌN CÁC CHI TIẾT

I Tính chọn trục lái

1 Sơ đồ hóa

2.Tính sơ bộ

Trục lái dưới tác dụng của Pn và của M Coi dầm là dầm siêu tĩnh bậc một , tadùng phương pháp góc quay để giải dầm trên Viết phương trình góc xoay chodàm trên đối với gối 1:

R rSub { size 8{0} } = { {M rSub { size 8{G} } } over {l rSub { size 8{1} } } } - { {M' rSub { size 8{1} } } over {l rSub { size 8{2} } } } =359 \( ital Kg \) } { ¿

R rSub { size 8{1} } = - { {M rSub { size 8{G} } } over {l rSub { size 8{1} } } } + { {M' rSub { size 8{1} } } over {l rSub { size 8{1} } } } + { {M' rSub { size 8{1} } } over {l rSub { size 8{2} } } } = - 286 \( ital Kg \) } { ¿

R rSub { size 8{2} } = - { {M' rSub { size 8{1} } } over {l rSub { size 8{2} } } } =73,08 \( ital Kg \) } { ¿

* Phản lực tổng cộng tại các gối ở lần gần đúng đầu tiên :

* R0=√R'02+R rSub { size 8{0} } rSup { size 8{2} } } =19877 \( ital Kg \) } {¿¿

R1=√R'12+R rSub { size 8{1} } rSup { size 8{2} } } =37325 \( ital Kg \) } {¿¿

R2=√R'22+R rSub { size 8{2} } rSup { size 8{2} } } =10664,3 \( ital Kg \) } {¿¿

* Tính mô men ma sát tại các gối :

M msi=4 f i D i R i

M C

R C =

10

3 Tính chính xác trục lái dưới tác dụng của PC,M,Pn

* Phản lực tổng cộng tại các gối :

* R0=√R'02+R rSub { size 8{0} } rSup { size 8{2} } } =21071 \( ital Kg \) } {¿¿

R1=√R'12+R rSub { size 8{1} } rSup { size 8{2} } } =32550 \( ital Kg \) } {¿¿

R2=√R'22+R rSub { size 8{2} } rSup { size 8{2} } } =2323 \( ital Kg \) } {¿¿

* Mô men ma sát :

Mô men xoắn tổng cộng :

* Máy lái chọn là máy lái điện thủy lực có xi lanh lắc hai bánh lái (bảng 1-54trang 153 STTBTT)

+ Bán kính cần lái : R = 210 mm

+Khối lượng máy : 375 Kg

+Đường kính đầu trục lái : 95115(mm)

4 Kiểm tra bền trục lái

5 Bảo vệ chống gỉ cho trục lái.

Cổ trục được lắp ổ và vòng kín nước bọc bằng đồng với chiều dày ống lót (trabảng 1-25 STTBTT tập 1)

* Với D = 140 mm chiều dày thành ống lót :10mm

* Với D = 120 mm chiều dày thành ống lót : 8mm

* Bảo vệ các đoạn trục còn lại được sơn bằng các lớp sơn chuyên dùng

II Chọn ổ.

1 Chọn ổ ở sống đuôi

* Chọn ổ trượt kín nước

* Vật liệu làm ổ : Bạc lót đồng

* Chiều cao ống bọc :h=(11,2)D chọn h=1,2.D =24 cm

Chiều dày của ống bọc :

=(510)%.D =10 mm

* Kiểm tra theo độ bền dập:

2 Chọn ổ trên sàn Sector lái.

Chọn ổ đỡ chặn có số hiệu 8228

Khối lượng ổ : 70 Kg.

Dùng bạc lót bằng thép tráng đồng Chiêu cao bạc lót : h = D =150 mm

III Tính mối ghép

1 Mối nối côn

2 Mối nối bánh lái với trục lái

Mô men xoắn truyền tư máy lái sang bánh lái thông qua trục lái bằng một mốinối then

PHẦN 5.

TRUYỀN ĐỘNG LÁI

I Máy lái chính

* Các thông số cơ bản của may lái chính :

+ Mô men lái : 10 kN.m

+ Khối lượng máy : 375 Kg

+ Bán kính cần lái : R =210mm

Đường kính đầu trục lái : d = 100 mm

Thời gian quay bánh lái : 10(s)

II Máy lái dự trữ

Hệ truyền động lái dự trữ dùng để điều động tàu khi tốc độ tàu thoả mãn

Ta có lực và mô men tính theo bảng sau :

TT Đại lượng

tính

Đơn vị

Góc bẻ lái  p (độ)

R rSub { size 8{0} } =359 \( ital Kg \) } { ¿

R rSub { size 8{1} } = - 286 \( ital Kg \) } { ¿

R rSub { size 8{2} } =73,08 \( ital Kg \) } { ¿

* Phản lực tổng cộng tại các gối ở lần gần đúng thứ hai :

R0=√R'02+R rSub { size 8{0} } rSup { size 8{2} } } =6914,8 \( ital Kg \) } {¿¿

R1=√R'12+R rSub { size 8{1} } rSup { size 8{2} } } =5565,5 \( ital Kg \) } {¿¿

R2=√R'22+R rSub { size 8{2} } rSup { size 8{2} } } =3706,1 \( ital Kg \) } {¿¿

* Mô men ma sát :

* Mô men xoắn tổng cộng :

* Chọn máy lái trục :

+ Mô men lái :2,5 kN.m

+ Đường kính tính toán của vòng tay lái : D = 900mm

+ Thời gian quay bánh lái : 35(s)

+ Số vòng quay của vòng tay lái :23

+ Tỉ số truyền của cặp bánh răng vành răng : 8

+ Bán kính vòng chia :672mm.

+ Tỉ số truyền chung của bộ truyền động :112.+ Lực lớn nhất lên tay quay của vòng tay lái :12kN