Thiết kế kết cấu cụm bánh lái cho tàu hàng, chương 7 doc

Chương 7: Xác định lực và mômen thủy động tác dụng lên bánh lái 2.4.4.1. Lực tác dụng lên bánh lái: * L ực nâng L tác động lên bánh lái: L = C L . k v . k cv . 2 . 2 v  . S, kG Trong đó: C L - hệ số lực thủy động. n  - tỷ trọng của nước biển , n  = 104,5 (kGS 2 /m 4 ). v n - vận tốc của dòng nước. Trong tính toán ta lấy bằng tốc độ của con t àu, m/s ta có: v n = v = 6,939 (m/s ). S = 12,19 (m 2 ) – diện tích bánh lái. Do đó : L = C L .0,522.2,08. 19,12. 2 939,6.5,104 2 = 33297,96.C L (kG). * Lực cản D tác dụng vào bánh lái: D = C D . k v . k cv . 2 . 2 v  . S, kG Trong đó : C D – hệ số lực thủy động. Do đó : L = C D .0,522.2,08. 19,12. 2 939,6.5,104 2 = 33297,96.C D (kG). * Hợp lực R tác dụng vào bánh lái: R = 22 DL  = 22 ).96,33297().96,33297( DL CC  (kG ) 2.4.4.2. Mômen thủy động tác dụng lên bánh lái: Mômen thủy động tác động lên bánh lái, với điểm đặt ở mép dẫn của bánh lái là: M td = C M . k v . k cv . 2 . 2 v  . S. b, kG.m V ới : C M : hệ số mômen thủy động. b = 2,65 (m) chiều rộng bánh lái. Do đó : M td = C M .0,522.2,08. 19,12. 2 939,6.5,104 2 .2,65 = 88239,59.C M (kGm) * K ết quả tính lực nâng L, lực cản D, lực tổng hợp R và mômen th ủy động tác động lên bánh lái M tđ được thể hiện qua bảng sau: 1 2 3 4 5 6 7 8 α C L C D C M L D R M td 0 0 0,010 0 0 332,98 332,98 0 6,2411 1 0,3 0,031 0,075 9989,3 9 1023,3 6 10041,6 7 6617,9 7 12,556 9 0,61 0,086 0,15 20311, 8 2847,3 6 20510,3 6 13235, 9 18,798 0,91 0,167 0,225 30301, 1 5559,4 8 30806,9 3 19853, 9 24,889 7 1,19 0,283 0,3 39624, 6 9410,6 9 40726,7 5 26471, 9 30,458 5 1,4 0,396 0,36 46617, 1 13170, 4 48441,8 9 31766, 3 33,929 6 1,53 0,505 0,38 50945, 9 16821, 8 53651,2 3 33531 Dựa vào bảng tính trên ta có : - L ực cản lớn nhất : L max = 50945,9 (kG) - L ực nâng lớn nhất: D max = 16821,8 (kG) - L ực tổng hợp lớn nhất tác dụng lên bánh lái : R max = 53651,23 (kG) - Mômen th ủy động lớn nhất tác động vào bánh lái : M td = 33531(kGm) 2.4.4.3. Mômen trên trục lái: aNMM tdo . . Với: S v CkkN nn Ncvv . 2 . 2   S v aCbCkkM nn NMcvv . 2 . ) (. 2 0   S v Cb b a b e kkM nn Ncvv . 2 . ) (. 2 0   ).(.59,88239 ).(.65,2.19,12. 2 939,6.5,104 .08,2.522,0 0 2 0 b a b e CM b x b x CM N ta N   Kết quả tính được thể hiên trong bảng sau : Bảng tính mômen trên trục lái: 1 2 3 4 5 6 α độ C N a/b e/b (4)-(3) M td =(2)*(5)*88239,5 9 (kGm) 0 0 0,250 4 0 - 0,2504 0 6,241 0,302 0,250 4 0,248 7 - 0,0017 -45,30220551 12,55 7 0,614 0,250 4 0,244 3 - 0,0061 -330,4925604 18,79 8 0,915 0,250 4 0,245 8 - 0,0046 -371,4004343 24,89 1,198 0,250 4 0,250 3 - 0,0001 -10,57110288 30,45 8 1,407 0,250 4 0,255 8 0,0054 670,4267569 33,93 1,551 0,250 4 0,244 9 - 0,0055 -752,7278225 Giá trị M 0 nhận giá trị dương lớn nhất chính là mômen trên tr ụ lái cần sử dụng tính toán. Mômen thủy động tác dụng lên trục lái là: M 0 = 670,427 (kGm) Mômen lái trên tr ụ lái được tính theo công thức sau: M 1 = k 0 . M 0 + M ms , kG.m [2-tr.55] Trong đó: k 0 = 1,2 ÷ 1,3 – hệ số tính đến lượng tăng mômen lái khi quay lái ngược. chọn k 0 = 1,2 . M ms = (20% ÷ 30%).M 0 – mômen ma sát tại các ổ đỡ trục lái và chốt lái. Chọn M ms = 20%M 0 = 20%.670,427 = 134,0854 (kGm). Suy ra : M t = 1,2.670,427 + 134,0854 = 838,6 (kGm) = 83,86 (kNm) . 332 97, 96.C D (kG). * Hợp lực R tác dụng vào bánh lái: R = 22 DL  = 22 ).96,332 97( ).96,332 97( DL CC  (kG ) 2.4.4.2. Mômen thủy động tác dụng lên bánh lái: Mômen thủy động tác động lên bánh lái, . 0,086 0,15 20311, 8 28 47, 3 6 20510,3 6 13235, 9 18 ,79 8 0,91 0,1 67 0,225 30301, 1 5559,4 8 30806,9 3 19853, 9 24,889 7 1,19 0,283 0,3 39624, 6 9410,6 9 4 072 6 ,7 5 26 471 , 9 30,458 5 1,4 0,396 0,36 466 17, 1 13 170 , 4 48441,8 9 3 176 6, 3 33,929 6 1,53. Chương 7: Xác định lực và mômen thủy động tác dụng lên bánh lái 2.4.4.1. Lực tác dụng lên bánh lái: * L ực nâng L tác động lên bánh lái: L = C L . k v . k cv . 2 . 2 v  .