Thiết kế kết cấu cụm bánh lái cho tàu hàng, chương 11 docx

Chương 11: Bảo vệ chống gỉ cho trục lái Các cổ trục lắp ổ vịng kín nước bọc ống lót đồng thép khơng gỉ Các đoạn trục lái lại sơn loại sơn bảo vệ đặc biệt Đối với trục tàu ta thiết kế chiều dày ống lót nằm khỗng 10 ÷ 20 (mm) ống lót có vật liệu đồng,và 8,5 ÷ 14 với ống lót làm vật liệu thép không gỉ Chiều dài ống lót lớn chiều dài bề mặt bảo vệ 100(mm) Các đoạn trục cịn lại chống gỉ cách phủ cao su , êpôxy Nhưng người ta thay sơn chuyên dùng 3.2 Tính tốn kết cấu bánh lái: Vật liệu làm tơn bánh lái, xương bánh lái côt bánh lái thép CT3 theo bảng 3-8 [ 5- tr.40 ] : σb = 300 (N/mm2 ) ch = 200 (N/mm2) 3.2.1 Tôn bánh lái: Chiều dày tôn bánh lái t không nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: t = 5,5.l.β (d  FR 10 4 ).k pl  2,5 S (mm) Trong : d : áp suất thủy tỉnh, trị số lấy chiều chìm lớn tàu d = (N/m2) FR = 403225,5 (N), S = 12,19 (m2 ):là lực tác dụng lên bánh lái diện tích bánh lái kpl : hệ số vật liêu bánh lái Với : - e = 0,75 ch > 235 (N/mm2 ) - e = 1,00 ch < 235 (N/mm2 ) kpl = ( 235 e )  ch => Ks = ( 235 ) 200 = 1,175 β : xác định theo công thức sau, β không lớn 1,0 β = Trong đó: l 1,1  0,5.( ) a l = 0,46 (m): khoảng cách xương nằm xương đứng bánh lái, lấy giá trị nhỏ a = 0,61 (m): khoảng cách xương nằm xương đứng bánh lái, lấy giá trị lớn Suy : β = l 1,1  0,5.( ) a = 1,1  0,5.( 0,46 ) 0,61 = 0,903 Vậy : t = 5,5.0,46.0,903 (7  403225,5.10 4 ).1,175 12,19 + 2,5 = 10,45 (mm) Vậy chọn chiều dày tôn bánh lái t = 14 (mm) 3.2.2 Xương bánh lái: Thân bánh lái gia cường xương đứng xương nằm cho thân báng lái có tác dụng dầm chịu uốn Khỗng cách chuẩn l xương nằm bánh lái tính theo công thức sau: l = 0,2.( h ) 100 + 0,4 = 0,2 ( 4,6 ) + 0,4 = 0,41 100 (m) Nhưng ta chọn khoãng cách xương nằm 0,569 (m) thay đổi tăng dần theo chiều dài bánh lái, có chiều dày với chiều dày tôn bao bánh lái 14 (mm) Khoãng cách xương đứng tạo thành cốt bánh lái đến xương lân cận ta chọn 0,5 (m) Hình 3-5 Kết cấu xương nằm bánh lái Theo quy phạm chiều dày xương đứng bánh lái không nhỏ 8(mm) 70% chiều dày tôn bao bánh lái lấy trị số lớn Hình 3-6 Kết cấu xương đứng bánh lái Ta chọn chiều dày xương đứng bánh lái với chiều dày tôn bao bánh lái Tại vị trí có gắn khối bích đúc ta chọn chiều dày xương đứng 16 (mm) 3.2.3 Cốt bánh lái: Các xương đứng tạo thành cốt bánh lái phải đặt phía trước sau đường tâm trục lái với khoãng cách gần chiều rộng tiết diện bánh lái cốt gồm hai xương đứng đặt theo đường tâm trục lái cốt gồm xương Mơ đun chống uốn tiết diện cốt phải tính toán theo xương đứng quy định với dải mép kèm tôn bánh lái Chiều rộng dải tôn mép kèm lấy sau: - Nếu cốt gồm hai xương đứng chiều rộng mép kèm lấy 0,2 lần chiều dài cốt - Nếu cốt gồm xương đứng chiều rộng mép kèm lấy 0,16 lần chiều dài cốt - Theo hướng dẫn áp dụng quy phạm bánh lái nửa treo phần mép kèm xác định sau: Be = b +a Trong phần diện tích A: a = b = 0,1*l Trong phần diện tích B D : a = b = 0,08*l Trong phần diện tích C : a phải lấy với điều kiện a phải khơng lớn 0,08*l b = 0,08*l Hình 3-7 Mép kèm bánh lái Đối với bánh lái ta thiết kế cho tàu cốt bánh lái gồm xương đứng có chiều dày 16 (mm) Mơ đun chống uốn diện tích tiết diện nằm ngang cốt bánh lái phải cho ứng suất uốn, ứng suất cắt ứng suất tương đương không lớn trị số sau đây: - Ứng suất uốn : - Ứng suất cắt : b  c  110 Km 50 Km - Ứng suất tương đương :  e   b2  3 c2  Với Km hệ số vật liệu làm bánh lái Vật liệu làm cốt bánh lái thép CT3 có : σb = 300 (N/mm2 ) ch = 200 (N/mm2) Suy ra: - e = 0,75 ch > 235 (N/mm2 ) 120 Km - e = 1,00 ch < 235 (N/mm2 ) Km = => Km = ( 235 ) 200 ( 235 e )  ch = 1,175 Theo tính tốn mơmen uốn lớn nằm phần diện tích B nên chiều rộng mép kèm là: a = b = 0,08.l Với : l = h = 4,6 (m) chiều cao bánh lái Suy ra: a = b = 0,08.4,6 = 0,368 (m) Hình 3-8 Lúc cốt bánh lái xem dầm chữ I ( hình 3-8 ) có kích thước sau: Chiều rộng mép kèm B = a + b = 0,368 + 0,368 = 0,736 = 736 (mm) Chiều cao chữ I chiều dày prơfin bánh lái vị trí xét: t = 365 (mm) Chiều dày cốt : n = 16 (mm) Chiều dày tôn bao : m = 14 (mm) Mơ đun chống uốn diện tích tiết diện nằm ngang cốt phải cho ứng suất uốn, ứng suất cắt ứng suất tương đương không lớn trị số sau: -Ứng suất uốn : b  110 Km (N/mm2 ) -Ứng suất cắt : c  50 Km (N/mm2 ) - Ứng suất tương đương:  e   b  3 c2  120 Km (N/mm2) Tuy nhiên chổ cốt bánh lái có lỗ kht ứng suất uốn, ứng suất cắt ứng suất tương đương không lớn trị số sau: -Ứng suất uốn : b  75 Km (N/mm2 ) -Ứng suất cắt : c  50 Km (N/mm2 ) - Ứng suất tương đương:  e   b  3 c2  100 Km (N/mm2) Trong Km : hệ số vật liệu cốt bánh lái Sau tính tốn phần mền RDM6 ta có kêt (xem phần phụ lục trang14): Hình 3-9 Biều đồ lực cắt hệ bánh lái - trục lái Lực cắt gối đỡ : N1 = 213355,52 (N) N1 = - 251374,8 (N) N2 = - 60843,3 (N) N2 = 93559,8 (N) N3 = -304255,4 (N) Lúc cốt bánh lái xem dầm chữa I có kích thước sau: Ta có mơ men quán tính tiết diện là: J= b1 h13 b h  2.b1 h1 x12  2 12 12 Trong đó: h1 = 14 (mm) b1 = 736 (mm) h2 = 365 (mm) b2 = 16 (mm) x1 = h1 h2   189,5 2 (mm) trọng tâm mép đến trục trung hòa Suy : J= 736.14  2.736.14 189,5 12 + 16.365 = 1462060079 (mm4) 12 Mô đun chống uốn tiết diện : Wu = J y max  1462060079 356  14 = 3857678,3 (mm3) Ứng suất tiết diện : M 273095,07.10 b   Wu 3857678,3 = 70,8 (N/mm2) Ứng suất cắt lớn tiết diện :  c max  N S x J b Trong : N = N1 = 251374,8 (N) Sx = x1 b1 h1  x b2 h2 = 189,5.736.14 + 91,5.16.365 = 2219058 (mm3) mômen tĩnh nửa chữ I trục x b = b2 = 16 (mm) Suy ra:  c max  251374,8.2219058 1462060079.16 = 23,85 (N/mm2) Ứng suất tương đương tiết diện :  e   b2  3. c2max  70,8  3.23,85 = 81,96 (N/mm2) Ứng suất cho phép là: b  110 110 = = K m 1,175 93,6 (N/mm2) c  50 Km 50 = 1,175 42,5 (N/mm2) =  e   b2  3. c2  93,6  3.42,5 Vậy cốt bánh lái đủ bền = 119,07 (N/mm2) ... xương đứng bánh lái không nhỏ 8(mm) 70% chiều dày tôn bao bánh lái lấy trị số lớn Hình 3-6 Kết cấu xương đứng bánh lái Ta chọn chiều dày xương đứng bánh lái với chiều dày tơn bao bánh lái Tại vị... Hình 3-7 Mép kèm bánh lái Đối với bánh lái ta thiết kế cho tàu cốt bánh lái gồm xương đứng có chiều dày 16 (mm) Mơ đun chống uốn diện tích tiết diện nằm ngang cốt bánh lái phải cho ứng suất uốn,... chiều dài bánh lái, có chiều dày với chiều dày tơn bao bánh lái 14 (mm) Khỗng cách xương đứng tạo thành cốt bánh lái đến xương lân cận ta chọn 0,5 (m) Hình 3-5 Kết cấu xương nằm bánh lái Theo