thiết kế hệ thống lái máy tàu thủy

Khái niệm chung : - Tàu thuỷ là một công trình kỹ thuật nổi và có thể dịch chuyển trên mặt nướchoặc ngầm dưới nước, theo hướng đã định với tốc độ cần thiết và chuyên chở hàng hoáhay hành

Trang 1

lái máy tàu thủy

MỤC LỤC

Chương I : Những vấn đề tổng quát

2 I Vị trí vai trò ngành cơ khí 2

II Giới thiệu về tàu thuỷ 3

II 1 Khái niệm chung 3

II 2 Vị trí và nguyên lý tạo nên hệ thống lái 4

Chương II : Thiết kế và chọn hệ lái máy tàu thuỷ

6 I Các kỹ thuật cơ bản của tàu thuỷ 6

I.1 Phân loại tàu 6

I.1.1 Theo loại và công dụng 6

I.1.2 Các yếu tố khác 8

I.1.3 Hình dáng và kết cấu của thân tàu 9

I.1.4 Đặc điểm kiến trúc của tàu 11

I.1.5 Các kích thước của tàu 13

I.1.6 Trang trí động lực tàu 14

I.1.7 Thiết bị đẩy tàu 14

I.1.8 Thiết bị phụ 15

I.1.9 Thiết bị bảo đảm an toàn trên tàu 15

I.1.10 Thiết bị sinh hoạt 15

I.1.11 Thiết bị tàu 15

I.1.12 Vật liệu đóng tàu 16

II Giới thiệuchung về tàu 243 CB -1-00 16

II.1 Giới thiệu chung 16

II.2 Loại tàu và công dụng 16

II.3 Đặc điểm chủ yếu 17

II.4 Bố trí chung 17

II.4.1 Kết cấu 17

II.4.2 Thiết bị 18

II.4.3 Phần máy 19

* Chọn sơ đồ động của máy lái 21

III Thiết kế và tính chọn thiết bị lái 22

A Qúa trình quay vòng của tàu 22

I Bánh lái 23

I.1 Nguyên lý 23

I.2 Phân loại bánh lái 26

I.3 Chọn loại bánh lái 27

I.4 Các bộ phận chính 27

II Thông số bánh lái 29

III Trục lái 29

III.1 Chọn trục lái 29

III.2 Tính thiết kế trục lái 31

IV Mối nối trục lái bánh lái 31

V Các ổ của trục lái 32

B Thiết bị lái 34

* Dựa trên các thông số cơ bản do hiệp hội tàu thuyền đưa ra

I Yêu cầu thiết kế máy lái 34

I.1 Nhiệm vụ 34

I.2 Phân loại 34

I.3 Các yêu cầu cơ bản đối với máy lái 34

II Máy lái chính 36

II.1 Sơ đồ chung máy lái chính 36

II.2 Thông số cơ bản máy lái chính 367

II.3 Tính toán hệ dẫn động 37

Trang 2

II.4 Tính nghiệm các bộ truyền của máy lái 38

* Các thông số cơ bảncủa máy lái khi đã thiết kế 47

Chương III : Tính toán hổ trợ và kết luận. 49

LỜI NÓI ĐẦU

Để hoà chung với sự phát triển cúa các nước trong khu vực và trên thế giới Đảng và nhà nước ta có chủ trương đẩy mạnh công cuộc hiện đại hoá công nghiệp Nâng cao tầm vóc trong khu vực dựa trên ưu thế thuận lợi của đất nước Việt nam có bờ biển chạy suốt chiều dài hình chữ S và hệ thống sông ngoài phong phú thuận lợi cho phát triển hải sản, tạo việc làm cho ngư dân ven biển

Vì vậy Đảng và nhà nước rất quan tâm đến phát triển ngành công nghiệp đường thuỷ, đó là tiềm năng lớn cho ngành đóng mới tàu biển ở nước ta.

Bên cạnh đó mở thêm hướng mới về giao thông đường thuỷ trong tương lai.

Sau thời gian thực tập tại Công ty đóng mới và sửa chữa tàu Sông Thu Em được thầy giáo hướng dẫn Lê Viết Ngưu giao đề tài : " Thiết kế hệ lái máy tàu thuỷ" Dựa trên tàu 243CB 1 00 được đóng mới tại Công ty Sông Thu Quân khu 5.

SVTH : Nguyễn Như Luân GVHD : Lê ViếtNgưu

Trang 2

Trang 3

-lái máy tàu thủy

Sau thời gian cố gắn thực hiện đề tài với sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Viết Ngưu cùng với các thầy cô giáo trong khoa Cơ khí chế tạo máy Đến nay đề tài của em đã hoàn thành.

Tuy nhiên do thời gian và khả năng thực hiện đề tài có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận được sự góp ý và chỉ dẫn của thầy cô.

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện Nguyễn Như Luân

CHƯƠNG I : NHỮNG VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT

I Vị trí của ngành cơ khí phục vụ cho công nghiệp

Một nền kinh tế phát triển phụ thuộc rất nhiều yếu tố, bên cạnh nhân tố conngười, việc đẩy mạnh công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá vaò các ngành như :nông nghiệp, thương mại và dịch vụ cũng góp phần không nhỏ vào quá trình tăngtrưởng và nâng cao mức sống của người dân trong một quốc gia

Từ xưa nước ta chỉ là một nước nông nghiệp, nếu chỉ dựa vào nông nghiệp đểtăng trưởng nền kinh tế thì rất chậm và không đuổi kịp các nước trong khu vực

Vì vậy Đảng và nhà nước có chủ trương công nghiệp hoá, hiện đại hoá trên mọingành nghề Ban đầu do chưa có kinh nghiệm nên nước ta chỉ ưu tiên phát triển côngnghiệp nặng, nhưng do chưa đủ tiềm lực và trí tuệ nên việc phát triển không được đồngđều là điều không thể tránh khỏi Tuy nhiên điều này cũng cho thấy công nghiệp có vịtrí rất quan trọng trong nền kinh tế đối với nước ta

Ngày nay, bên cạnh phát triển nền nông nghiệp, thương mại, dịch vụ và côngnghiệp nặng nước ta còn chú trọng phát triển công nghiệp nhẹ giúp cho nền kinh tếphát triển đồng đều và có hiệu quả

Công nghiệp nói chung có vai trò quan trọng Trong đó Cơ khí là một trongnhững ngành đóng vai trò chủ chốt Hầu hết mọi hoạt động của nền kinh tế quốc dânđều có sự đóng góp của ngành cơ khí Ngành cơ khí không chỉ cung cấp máy móc vàthiết bị mà ngành cơ khí còn chế tạo ra vật dụng, trang thiết bị phục vụ cho sản xuất vàsinh hoạt của người dân

Có thể nói sự tồn tại và phát triển của ngành cơ khí là điều cần quan tâm nhấttrong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước

Ngành công nghiệp đường thuỷ liên quan rất nhiều đến ngành cơ khí Các bộphận thiết bị và hệ thống đều do ngành cơ khí chế tạo Tầm quan trọng của ngành côngnghiệp đờng thuỷ nói riêng và ngành công nghiệp nói chung đã cho thấy sự cần thiếtcủa cơ khí

Lịch sử phát triển của công nghiệp đường thuỷ

Chiếc tàu thuỷ đầu tiên được hạ thuỷ cách đây đã hơn 180 năm Trong hơn 1 thếkỹ ngành đóng tàu đã có nhiều bước tiến cực kỳ quan trọng

Trang 4

Năm 1807 một con tàu mang tên Klecmông chạy bằng hơi nước thay thế buồmđược xuất hiện ở một con sông miền nam nước Mỹ Tàu có tốc độ 5 hải lý / giờ - côngsuất 18 mã lực chạy bằng guồng quay, sự kiện này có ý nghĩa to lớn trong ngành côngnghiệp đóng tàu thuỷ

Năm 1815 chế tạo thành công chân vịt có hiệu suất đẩy cao hơn, làm việc tin cậyhơn thay thế cho guồng quay

Từ năm 1807 đến năm 1896 đọng lực dùng trên tàu thuỷ là máy hơi nước- Máyhơi nước có hiệu suất thấp, trọng lượng nặng, kích thước cồng kềnh và hiệu quả kinh tếthấp

Năm 1896 thành công trang trị động lực tua bin hơi và con tàu " tuốc bin" là contàu đầu tiên trang trí động lực này

Năm 1903 người Nga đã thành công trong việc chế tạo con tàu chạy bằng đông

cơ diezen đầu tiên trên thế giới Đó là con tàu"Vandan" tàu này có lắp 3 đông cơdiezen có công suất 120 mã lực, mỗi động cơ quay một máy phát động, cung cấp điệncho 3 động cơ ®Ó quay 3 chân vịt Đó cũng là chiếc tàu truyền động điện đầu tiên trênthế giới

Động cơ diezen ra đời với nhiều ưu điểm như : hiệu suất cao, kích thước trọnglượng gọn nhẹ và phạm vi công suất lớn Nên đã phát triển và vận dụng rất nhanh(thống kê theo đại chiến thế giới thứ 2, hằng năm số tàu diezen chiếm 80% số tàu đượcđóng)

Trong bất cứ tàu nào đều có mặt động cơ diezen Những năm sau đại chiến thếgiíi thứ 2 còn xuất hiện loại động cơ trang bị động lực mới như động lực nguyên tử(Năm 1960 Liên xô chế tạo thành công chiếc tàu phá băng nguyên tử đầu tiên trên thếgiới mang tên Lê nin)

Trang trí động lực tuốc bin khí - pistông tự do cũng đã xuất hiện Loại trang tríđộng lực này có ưu điểm lớn nhất là trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ và có tính cânbằng tốt.(Năm 1958 Pháp cho chế tạo thành công chiếc tàu có trang trí động lực tuốcbin khí - pistông tự do đầu tiên trên thế giới)

II Giới thiệu về tàu thuỷ

II.1 Khái niệm chung :

- Tàu thuỷ là một công trình kỹ thuật nổi và có thể dịch chuyển trên mặt nướchoặc ngầm dưới nước, theo hướng đã định với tốc độ cần thiết và chuyên chở hàng hoáhay hành khách tuỳ theo đặc tính của con tàu

Con tàu hiện đại là một công trình phức tạp, khác hẳn với công trình kiến trúctrên mặt đất Đó là vì tàu hoạt động ở trong một môi trường đặc biệt là nước

Những bộ phận chính của con tàu là thân tàu, trong đó đặt thiết bị động lực đểlàm cho tàu chuyển động, các phòng cho người trên tàu sử dụng, các khoan hàng, cácbể dự trử chất đốt, dầu nhờn, bể chứa nước ngọt và nước dùng Trong thân tàu và mộtphần nhô ra ngoài thân tàu có các trang thiết bị nhằm đảm bảo việc điều khiển tàu đưatàu đi đúng hướng, bốc xếp hàng và đảm bảo an toàn cho tàu khi chạy và đậu nơi bếnbãi

Việc điều khiển và đảm bảo an toàn trong khi chạy nhờ các dụng cụ và phươngtiện cung cấp thông tin

Tàu chuyển động nhờ bộ phận dần tiến - là thiết bị biến năng lượng đông cơthành năng lượng chuyển động của tàu Trên các con tàu tự chạy hiện đại, bộ dẫn tiếnphổ biến là chân vịt tàu thuỷ

Trên tàu còn có trạm phát điện để cung cấp cho máy móc, thiết bị trên tàu và sinhhoạt của người đi trên tàu như hệ thống thông gió, sửi ấm, điều hoà không khí, cấpnước Ngoài ra còn có các hệ thống khác của tàu dùng để cứu hoả, dằn, làm khô cáckhoang và thùng, vét nước bẩn và nước đọng

Để đảm bảo sinh hoạt một cách bình thường cho người đi trên tàu, ngoài cácphòng còn các phòng sinh hoạt công cộng, nhà ăn, kho lương thực, phòng y tế, nhà vệsinh

Trang 4

Trang 5

I.2 Vị trí và cấu tạo của hệ thống lái

Bánh lái được đặt ở đuôi tàu sau chân vịt Trên những tàu nhỏ, ca nô, xuồng bánhlái là một tấm gỗ hoặc kim loại phẳng Trên những tàu lớn bánh lái có tiết diện hìnhlưu tuyến (hình giọt nước) Diện tích bánh lái lớn hay nhỏ phụ thuộc vào kích thước,tốc độ tàu và đường kính vòng quay trở mà ta mong muốn

Nếu tốc độ của tàu nhỏ hoặc yêu cầu tàu có đường kính vòng quay trở nhỏ thìdiện tích mặt bánh lái phải lớn

Công thức tính diện tích bánh lái :

S = K

T

L×

-Trong đó :

- S : Diện tích bánh lái ( )m2

- L : Chiều dài thuỷ trục của tàu

- T : Mớm nước khi chở đầy

- K : Hệ số diện tích bánh lái tuỳ theo từng loại tàu

Tác dụng của bánh lái

Bánh lái dùng để điều khiển tàu theo hướng đã định, quay trở, cập tàu, ra tàu, thảneo và cập phao

Điều kiện tác dụng của bánh lái

Khi tàu chuyển động tới (so với mặt nước) nếu bỏ lái sang một bên, dòng nướcchảy từ mũi tàu đến đập vào mặt bánh lái gây nên áp lực đẩy phần lái tàu chuyển dịchsang bên kia, làm mũi tàu quay Khi tàu chạy lùi nếu cũng bẻ lái như thế thì áp lực củadòng nước tác động vào mặt bánh lái phía sau làm cho mũi tàu quay nhưng yếu hơn.Khi tàu đang đổ ở cầu, đang neo, đang buộc dây vào phao mà có dòng nước chảy,nếu bẻ lái sang một bên thì cũng có tác dụng làm cho mũi tách quay do dòng nướcchảy tác

động vào bánh lái Ảnh hưởng này ít hơn vì tàu không tự do Nếu tàu thả trôi theodòng nước thì bánh lái không có tác dụng

Vậy bánh lái có tác dụng khi tàu tiến tới hoặc lùi và khi tàu đang đậu tại cầu, thảneo, buộc phao có dòng nước chảy đáng kể tác dụng vào bánh lái

Qua thực nghiệm thấy áp lực của dòng nước tác dụng vào bánh lái được tính theocông thức :[ ]2

×

Trong đó :

- P : Áp lực của nước tác dụng vào bánh lái (kg/cm2)

- S : Diện tích bánh lái (cm2)

- V: Tốc độ của tàu (m/s)

- α : Góc độ bẻ lái

- K : Hệ số riêng của chân vịt

Tàu 1 chân vịt - k = 39-42

Tàu 2 chân vịt - k = 22-25

Áp lực P tỷ lệ thuận với góc độ bẻ lái, góc độ của tàu và diện tích bánh lái

Bên cạnh đó còn cơ cấu truyền động để thực hiện bẻ lái

Các cơ cấu truyền động được tính toán và bố trí phù hợp và gọn nhẹ đi theoboong tàu và dẫn đến hệ thống lái được đặt trên boong cao nhất để thuận tiện cho việcquan sát và định hướng cho tàu chạy

Để thuận tiện và an toàn cho việc điều khiển tàu đều có 2 cơ cấu lái, gồm cơ cấulái chính và cơ cấu lái phụ khi cơ cấu lái chính có trục trặc

Tấc cả hệ thống điều khiển tàu đều nằm trên boong thuyền trưởng

Trang 6

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TÀU THUỶ

I Các kỹ thuật cơ bản của tàu thuỷ

I.1 Phađn loái taøu.

I.1.1 Theo loái vaø cođng dúng

- Tuỳ theo loại và công dụng, các tàu dân dụng được chia thành các loại cơ bảnsau :

- Vận tải, khai thác hải sản, công nghiệp phục vụ, phụ trợ và văn hoá đời sống

- Thành phần chính của đội ngũ tàu biển là các tàu vận tải dùng để vận chuyểncác loại hàng và các hành khách

Tàu vận tải bao gồm tàu chở hàng, tàu chở khách, tàu chở hàng - hành khách vàtàu vận tải chuyên dùng đặc biệt

- Tàu chở hàng được phân thành 2 loại chính Tàu chở khô và tàu chở lỏng

Tàu chở hàng khô bao gồm tàu vạn năng để chở các hàng bách hoá và tàu chuyêndùng để chở những loại hàng nhất định

+ Tàu chở hàng khô chuyên dùng gồm : Tàu ướp lạnh để chở các loại hàng mauhỏng, được trang bị các thiết bị ướp lạnh và các khoang hàng được cách nhiệt TàuContainer chở các hàng chứa trong container có kích thước nhất định, Tàu vận chuyểncác hàng khối và hàng rời (Như quặng than, xi măng ) Tàu chở gỗ chuyên chở gỗtròn hay gỗ xẻ và lúc cần thiết có thể chở hàng, chở ô tô, máy móc hay tàu chở giasúc

+ Tàu chở hàng lỏng bao gồm : Tàu chở dầu và các sản phẩm dầu mỏ Tàu chởkhí nén, hoá chất (axit, lưu huỳnh nóng chảy) và tàu chở hàng lỏng như (Rượu ).Thời gian gần đây, trong số các loại tàu chở hàng còn xuất hiện một loại nữa làtàu tổng hợp, tức là tàu chở một vài loại hàng nhất định, rất thích hợp khi chở một sốmặt hàng khác đều có thể chở được để tránh khỏi tình trạng tàu phải chạy không tảihoặc chạy có dằn Loại này gồm các tàu chở tàu dầu và quặng, tàu chở than và quặng,tàu chở gỗ và bông

+ Tàu chở khách là tàu chở trên 12 hành khách về công dụng của tàu này đợcchia ra :

Tàu phục vụ các tuyến thường xuyên, tàu du lịch và tàu để vận chuyển một lượngngười lớn (ví dụ : Quân đội, di cư , giao thông đi lại)

+ Tàu du lịch có tốc độ vừa phải và kích thước hơi nhỏ Trên tàu có những điềukiện thuận lợi cho khách du lịch từ 2 tuần đến 2 tháng

Trên tàu chở hành khách vượt đại dương có tất cả các tiện nghi kể cả việc điềuhoà không khí Để nghỉ ngơi phải có phòng khách, phòng thể thao và cả bể bơi Tấtcả các tàu lớn chở khách đều có thiết bị giảm lắc

+ Tàu chở hàng - hành khách là những tàu ngoài chở khách ra còn chở thêm hàngvà những tàu chở thêm trên 12 hành khách

Trong số các loại tàu chở chuyên dùng còn có phà đường sắt, chở ô tô và các tàulai

+ Tàu hải sản dùng để khai thác, chế biến và vận chuyển cá, động vật biển vàthực vật biển

Trang 6

Trang 7

Về công dụng các tàu chia ra làm các nhóm sau đây : Các tàu khai thác (tàu đánhcác voi, tàu bắt cá ngừ, tàu vớt lưới )

Các tàu khai thác chế biến (các nhà máy cá hợp xacdin kiểu tranle loại lớn, cácnhà máy nổi để đánh bắt cá, chế biến hải sản)

Các tàu chế biến, các tàu phụ trợ cho công nghiệp hải sản (Tàu thu nhận và vậnchuyển, tàu tìm kiếm, tàu khoa học khai thác hải sản )

+ Tàu công nghiệp dùng để thực hiện các công việc xây dựng, đặt cáp, chăm bónnông nghiệp, đặc biệt là việc dùng để khai thác dầu ngoài biển

Những loại tàu này gồm tàu năng lượng (Trạm điện nổi, tàu chở máy nén khí,máy thuỷ lực, máy biến thế ) Tàu xây dựng (Tàu xây dựng cảng, Tàu cuốc ) Cáctàu công nghiệp dầu mỏ (Tàu khoan giếng, tàu đặt ống và chế biến dầu mỏ) Tàu bảođảm thông tin kỹ thuật (Tàu đặt dây cáp, tàu vô tuyến điện nổi) Tàu phục vụ nôngnghiệp (tàu lưới nước, tàu vét bùn) Các tàu lâm nghiệp (Tàu thả bè gỗ, tàu vớt gỗ, tàukéo gỗ)

+ Những tàu phục vụ gồm các tàu hành chính (tàu kiểm tra của chiïnh phủ, tàubưu điện, tàu công an) Các tàu kiểm tra và thuế quan Tàu khảo cứu khoa học (Tàukhảo cứu hải dương học, tàu đo từ trường, tàu khảo sát vật lý địa cầu, tàu quan sát vệtinh nhân tạo) Tàu bảo vệ (Tàu bảo vệ tài nguyên, tàu nhà tù, tàu cứu hoả) Tàu đểthực tập

+ Những loại tàu phụ trợ gồm : Tàu phụ vớt công cộng(tàu cứu và vớt tàu, tàuphá băng) Caùc tàu kỹ thuật (ụ nổi, xưởng nổi, trạm thí nghiệm nổi).Các tàu tiếp tế(Tàu kho nổi, tàu cấp xăng ) Các tàu cẩu hàng (Cần cẩu nổi, thiết bị hút hạt nổi) Cáctàu nạo vét (Tàu cuốc, xà lan chở đất) C¸c tàu phục vụ công cộng (các tàu lai tàu vétrác) Xuồng tuần tiểu và xuồng con

+ Tàu văn hoá đời sống gồm các tàu thể thao (tàu buồm, tàu có mái chèo, tàu cóđộng cơ, tàu có trọng tải ) C¸c tàu y tế (Phòng khám nổi, bệnh viện nổi, trạm cách lynổi) Caùc taøu VH - ĐS (Tàu triển lãm, tàu CLB, tàu tuyên truyền ) Caùcï tàu sinh hoạt(nhà tập thể nổi, cửa hàng nổi)

I.1.2 Caùc yeâu toâ khaùc

Ngoài việc phân hạng theo công dụng, tất cả các tàu dân dụng còn được xếp hạngtheo một số dấu hiệu chủ yếu Các dấu hiệu đó là : Vùng bơi lội, loại máy chính, loạibộ dẫn tiến, phương pháp chuyển động trong nước, vật liệu làm thân tàu, kiểu kiến trúckết cấu, số lượng đường trục

+ Theo vùng bơi lội, các tàu chia ra làm 2 loại :

- Tàu biển đi xa và tàu biển gần

- Tàu biển ven biển - các tàu hoạt động ở cảng và cửa sông lớn

- Tàu nội địa, tàu sông và hồ

- Tàu hổn hợp biển và sông

+ Theo loại máy chính gồm động cơ chạy bằng động cơ đốt trong, tàu chạy tuabin hơi, tua bin khí, tàu động cơ hơi nước, tàu động cơ điện (Tàu chạy động cơ điện tuabin có động cơ diezen tuỳ theo loại động cơ kéo máy phát điện) Cuối cùng là tàunguyên tử mà nguồn nhiệt lượng là lò phản ứng hạt nhân

+ Theo loại dẫn tiến gồm tàu chân vịt, tàu guồng, thuyền bơi chèo, thuyền buồmvà những tàu có bộ dẫn tiến đặc biệt khác (Kiểu cánh, phụt nước, rô to )

+ Theo cách chuyển đọng trong nước gồm tàu nổi trên thân mặt nước (Tàu chiếmnước) Tàu ngầm (tàu bơi lội dưới nước) Tàu lướt trên mặt nước, tàu cánh ngầm, tàugối trên đệm khí

+ Theo vật liệu làm thân tàu gồm : Tàu vỏ thép, tàu vỏ nhôm, tàu chất dẻo, tàugỗ, tàu bê tông cốt thép và tàu hỗn hợp (Một phần bằng kim loại, một phần bằng gỗ vàcác vật liệu khác)

+ Theo đặc điểm kiến trúc của tàu phân hạng :

- Theo số lượng và bố trí thượng tầng :

Các tàu 1,2 và 3 hòn đảo :

Tàu có thượng tầng mũi, đuôi kéo dài và thượng tầng giữa

- Theo số lượng boong - 1,2,3 boong

Trang 8

- Theo hình dáng sống mũi : Sống mũi kiểu thẳng nghiêng, kiểu phá băng, kiểuElipơ

- Theo hình dáng và kích thước đuôi : Đuôi bình thường, đuôi tuần dương hạm,đuôi vách thẳng, đuôi tuneo (đuôi có đường vòm)

- Theo vị trí boong nạn khô : Tàu boong đầy và boong bảo vệ

- Theo vị trí buồng máy : Tàu có buồng máy ở giữa tàu hay lệch về phía đuôi vàtàu có buồng máy đặt ở phía đuôi

- Theo số lượng của khoang hàng, xếp các khoang theo tải trọng và vị trí thíchhợp với tàu

- Theo số đường trục chân vịt - Tàu 1,2,3,4 và 5 đường trục

I.1.3 Hình dáng chung và kết cấu của thân tàu

* Thân tàu là một vật thể thon dài, bên ngoài giới hạn bởi những mặt cong cóhình dạng xuyên dòng nhằm đảm bảo khi tàu chạy có sức cản của nước và không khí lànhỏ nhất

- Những mặt giới hạn của thân tàu về phía trên, dưới bên thành lần lượt là boongtrên, đáy và mạn tàu Đặc tính đường hình dáng của tàu có thể biểu thị bằng cách cắtthân tàu bởi 3 mặt phẳng thẳng góc với nhau.(Hình II-1)

Hình II-1

- Mặt phẳng đứng dọc đi qua giữa chiều rộng của tàu gọi là mặt phẳng dọc tâm

- Mặt phẳng đứng ngang đi qua giữa chiều dài tính toán của của tàu là mặt phẳngsườn giữa

- Mặt phẳng nằm ngang trùng với mặt nước gọi là mặt phẳng đường nước

+ Thân tàu đối xứng với mặt phẳng dọc tâm và thường không đối xứng với mặtphẳng đường nước và mặt phẳng sườn giữa

- Mặt phẳng sườn giữa đặt trưng cho độ báo hình dáng của tàu Ở phần giữa chỉrõ hình dáng của mặt cắt ngang thân tàu gồm : Độ nghiêng của mạn, độ vạt của đáy,kích thước và hình dáng của hông tàu, độ cong ngang của hông

Ngoài những tàu phổ biến nhất có mạn thẳng còn có tàu có mạn nghiêng ra ngoài

so với mặt phẳng dọc tâm Độ vát của đáy tàu là độ nghiêng của đáy từ mặt phẳng dọctâm ra ngoài mạn

- Hông tàu là phần lượng tròn chuyển tiếp từ mạn sang đáy, có bán kính cong lớnhoặc nhỏ

- Độ cong ngang boong là mặt cong tạo nên độ nghiêng của boong từ mặt phẳngdọc tâm ra ngoài mạn nhằm tránh nước đọng trên tàu Độ cong ngang boong là độcong nâng lên lớn nhất từ mặt phẳng dọc tâm so với hai đầu mạn tàu Theo tiêu chuẩnbằng 1/50 chiều rộng của tàu

Các sàn và boong nằm dưới boong trên không có độ cong ngang boong

- Mặt phẳng dọc tâm cho ta khái niệm về hình dáng sống mũi, sống đuôi cũngnhư hình dáng đường boong và đường sống đáy Sống mũi, sống đuôi tàu có hình dángkhác nhau và tuỳ thuộc vào loại và công dụng của tàu

Sống mũi

Mạn

Trang 9

Các tàu biển thường có đường boong là đường cong đều nâng dần lên từ phầngiữa tàu về phía mũi và đuôi tàu tạo nên độ yên ngựa của boong Công dụng chính củađộ yên ngựa là giảm nước tràn qua boong khi tàu chạy trên sóng

Đối với các tàu sông thường không có độ yên ngựa của boong

- Mặt phẳng đường nước cho ta khái niệm về hình dạng đường nước tại phần mũivà đuôi tàu, đường nước có thể nhọn hơn và tù hơn, có thể hơn lồi ra hoặc lõm vào, tạiphần giữa có thể có hoặc không cómột đoạn thẳng sông song với mặt phẳng chạy dọctâm

- Người ta phân biệt đường nước chở hàng và đường nước thiết kế Đường nướcchở hàng (LWL) là giao tuyên của mặt thân tàu với mặt nước nằm ngang khi tàu đãchở đầy hàng theo thiết kế Đường nước thiết kế (KWL) là đường nước dùng để tínhtoán thiết kế

Thường các tàu biển thì có LWL = KWL

- Tất cả các kết cáu chia làm 2 loại - kết cấu dọc và kết cấu ngang

- Khai triển tôn bao.(Hình II.2 )

- Kết cấu dọc gồm : Tôn bao thân tàu, tôn boong, tôn sàn, tôn đấu đôi, các váchdọc, tất cả các dầm dọc đáy mạn và boong

- Kết cấu ngang gồm : Tôn bao, tôn boong và sàn, các vách ngang và tất cả cácdầm ngang (Sườn, xà ngang đấy, xà ngang boong)

I.1.4 Đặc điểm kiến trúc của tàu

- Đặc điểm kiến trúc của tàu phụ thuộc vào hình dạng bên ngoài và số lượngboong phần thân chính của tàu : Số lượng, vị trí và hình dạng của thượng tầng và lầu,

vị trí của máy móc chính, hình dạng của ống khói, loại và vị trí của thiết bị bốc xếp.Hình dạng phần thân chính được đặc trưng bởi hình dáng sống mũi và sống đuôi,hình dạng đường gân ngựa của boong và đường soóng đáy, tuyến hình của phần đuôitàu

- Các loại hình dáng mũi và đuođi điển hình.(Hình II 3)

SVTH : Nguyễn Như Luân GVHD : Lê Viết

Hình I.2

1 Sống nằm

2 Mối nối ngang

3 Mối nối dọc phụ

4 Mép mạn

5 Mạn giả

6 Vách ngang

7 Tôn mép boong

8 Mối nối dọc

+ Mũi bình thường + Mũi chipơ có quả lê

+ Mũi tàu nửa phá băng + Mũi quả lê

Trang 10

- Hình dáng sống mũi phổ biến nhất cho các tàu dân dụng là mũi bình thường.Tàu có trọng tải lớn thường dùng loại mũi quả lê để có thể tăng 5 % tốc độ tàumà không cần tăng thêm công suất

- Phần đuôi tàu dùng phổ biến nhất là đuôi tàu tuần dương hạm Đối với loại tàuđặc biệt và tàu chạy nhanh là đuôi có mặt vát Đối với tàu sông và tàu chạy bìnhthường dùng kiểu đuôi bình thường có phần nhô ra .(Hình II.4)

- Tuỳ theo hình dáng boong mà người ta phân loại tàu thành loại có độ cong yênngựa tiêu chuẩn, không theo tiêu chuẩn và không có độ cong yên ngựa (Thường dùngcho tàu có trọng tải lớn)

- Tuỳ theo số lượng và vị trí của thượng tầng, các loại kiến trúc tàu được chiathành các loại

- Vị trí của buồng máy và thượng tầng chính dùng để sinh hoạt có thể được đặt ởgiữa, đuôi và vị trí trung gian

- Bố trí các phòng trên tàu

Các phòng của thuyền viên thường ở trên thượng tầng hoặc ở dưới boong trên củaphần thân chính của tàu các phòng này phần nhiều ở nơi giữa tàu vì đó là nơi ít chịuảnh hưởng của lắc và dao động do chân vịt hoạt động gây ra

- Các phòng bố trí ở đuôi là nơi lắc dọc của tàu rất rõ rệt, đồng thời chịu ồn dochấn động của chân vịt gây ra, làm ảnh hưởng đến đời sống của thuyên viên Đó lànhững nhược điểm chính khi bố trí buồng máy ở đuôi tàu

- Buồng của thuyền trưởng thường ở phía mạn phải ngay dưới buồng lái, buồngcủa thuyền phó được nằm bên trái của mạn Tất cả các thuyền phó khác và trưởng trạmvôì tuyến đều nằm cùng tầng hoặc ngay ở tầng dưới

- Buồng của máy trưởng hay thợ máy bố trí gần buồng máy

- Các buồng công cộng, vệ sinh phải được trực tiếp gắn với các buồng ở Cácbuồng công cộng phải được đặt ở nơi tốt nhất của thượng tầng, có cửa thông sáng tốt

- Các buồng sinh hoạt đời sống cần cố gắn bố trí ở gần đối tượng cần phục vụ

- Khu vực y tế cần bố trí ở khu vực thượng tầng cách xa các hành lang chính vànhững nơi thuyền viên và hành khách tập trung

- Các buồng phục vụ có thể bố trí khắp tàu Một số buồng hàng hải như buồnglái, hoa tiêu, vô tuyến điện đặt ở cầu chỉ huy

- Để làm bể dự trù nguyên liệu, nước, dầu nhờn cũng như nước dẫn người tathường dùng các khoan của đáy tàu cũng như dùng bể sâu chuyên dùng đặt ở vùngbuồng máy nồi hơi hoặc vùng hầm mũi

Hầm mũi và hầm đuôi được dùng làm bể chứa nước dẫn

- Các buồng chuyên dùng thường chiểm phần lớn thể tích của thân tàu hàng Trêncác tàu khách buồng chuyên dùng là buồng để chở khách và phục vụ cho hành khách,nhưng buồng này bố trí trên thượng tầng và khoảng không gian giữa 2 boong trên Cácbuồng này bắt buộc phải ở trên đường nước và cố gắn ở cao hơn trên boong kín nước(boong xích)

-Trang 10 Đuôi tuần dương hạm Đuôi bình thường hơi vátHình II.4 Đuôi có mặt vát

Trang 11

I.1.5 Các kích thước chính của tàu

Các kích thước chính của tàu là chiều dài tàu L, chiều rộng B, mớm nước T,chiều cao mạn H, chiều cao mạn khô F, lượng chiểm nước thể tích V và lượng chiểmnước trọng lượng P (Hình II.5)

Thể tích ngâm nước V là thể tích phần ngâm nước của tàu tính bằng (m3)

-Trọng lượng chiếm nước D là trọng lượng của tàu được tính bằng tấn (t)

-Trọng lượng chiếm nước bằng trọng lượng thể tích chiếm nước nhân trọng lượngriêng của nước ở vùng mà tàu đang hoạt động

- Để có thể biểu thị một cách đầy đủ các đặc điểm hình dạng của thân tàu người

ta dùng hệ số kéo của phần thân tàu ngầm dưới nước

- Hệ số kéo đường nước thiết kế là tỷ số giữa đường nước thiết kế diện tích hìnhchữ nhật LxB

δω

xLxBxT

xLxBxT xL

=

xLxBxT

xLxBxTSxT

BHình II5

Trang 12

Trang trí động lực tàu là một hệ thống thiết bị bao gồm thiết bị đẩy tàu, thiết bịđộng lực phụ đảm bảo năng lực hoạt động cả tàu và trang thiết bị bảo đảm đời sốngsinh hoạt của thuyền viên và có thể chia thành các hệ thống sau

I.1.7 Thieât bò ñaơy taøu

Thieât bị đẩy lùi là thiết bị có nhiệm vụ đảm bảo tốc độ, phương hướng cho tàuhoạt động bao gồm các bộ phận sau :

+ Động cơ chính tạo nên lực đẩy để đẩy tàu người ta dùng động cơ hơi nước, tuốcbin hơi, tuốc bin khí, diezen, động cơ pistông tự do, máy phát điện và mô tơ điện đểlàm động cơ chính

+ Thiết bị đẩy thường dùng guồng quay, trục chong chóng và chân vịt được sửdụng rộng rãi nhất

+ Thiết bị truyền động có nhiệm vụ tiếp nhận công suất từ động cơ chính truyềncho thiết bị đẩy để tạo nên lực đẩy tàu Thiết bị truyền động bao gồm hệ trục tàu, bộgiảm tốc,các thiết bị nối trục, các thiết bị chuyên môn truyền dẫn điện và thiết bị phụcvụ cho thiết bị truyền động

+ Nồi hơi chính : cung cấp hơi nước làm cho công suất máy hơi, tuốc bin hơinước và các máy móc phụ

+ Thiết bị tải công chất có nhiệm vụ tải hơi nước, khí cháy đến động cơ chính,động cơ phụ bao gồm các hệ thống ống hơi, ống khí cháy

I.1.8 Thiết bị phụ

Có nhiệm vụ cung cấp công chất cho tàu lúc hành trình tác nghiệp, sinh hoạt vàdự trữ bao gồm các bộ phận sau :

+ Tổ máy phát điện có nhiệm vu ûcung cấp toàn bộ điện cho tàu, nhưng nếu động

cơ chính của tàu là điện truyền động thì phải có hệ thống máy phát và mô tơ riêng biệt.+ Hệ thống không khí cao áp có nhiệm vụ cung cấp không khí cao áp cho tàudùng để khởi động động cơ, dùng trong công tác sửa chữa tự động hoá Hệ thống báogồm máy khí nén, bính chứa, không khí cao áp, đường ống và các loại van giảm áp,van cung cấp và van xả

+ Hệ thống nước cao áp dùng trong sinh hoạt và cứu hoả

+ Nồi hơi phụ : Cung cấp hơi nước có áp suất thích hợp cho hệ thống sưởi ấm vànước dùng trong sinh hoạt hàng ngày Hơi nước náy không dùng làm công chất chođộng cơ chính

I.1.9 Thiết bị bảo đảm an toàn trên tàu

Có những nhiệm vụ chống những sự cố xảy ra trên tàu, đảm bảo cho tàu đượchoạt động an toàn Bao gồm những hệ thống thiết bị sau :

- Hệ thống rút nước, xả nước bẩn, hệ thống dằn tàu, cân bằng tàu

- Phòng cháy và các sự cố khác, bao gồm hệ thống không khí chính Hệ thống hơixả, Hệ thống nước mưa, Hệ thống nước phòng cháy bằng hoá học

- Thiết bị phòng ngộ độc cá nhân và tập thể

- Thiết bị sửa chữa đột xuất gồm sửa chữa trên tàu, phần dưới nước, các bộ phậnthay thế và vật liệu thay thế

I.1.10 Thiết bị sinh hoạt

- Đảm bảo cho tất cả các thuyền viên và hành khách trên tàu, bao gồm các hệthống thông gió, sưởi ẩm, vệ sinh, làm mát, làm lạnh, ánh sáng, điều hoà không khí

I.1.11 Thieât bò taøu

Thiết bị tàu còn có thêm các thiết bị neo, thiết bị chằng buột, bốc dỡ hàng, thiết

bị cứu sinh và các thiết bị quân dụng đặc biệt

I.1.12 Vật liệu đóng tàu

-Trang 12

Trang 13

Để đóng và trang bị cho những tàu hiện đại người ta dùng các vật liệu khác nhaunhư kim loại đen, kim lọi màu, gỗ chất dẻo, sơn compositer chủ yếu là dùng kimloại

màu như Al, Mg, Cu, Zn (Thường dùng dưới dạng hợp kim) Kim loại đen chủyếu là sắt hợp kim với cacbon và những nguyên tố hoá học khác thạo thành thép vàgang

Khi chế tạo các kết cấu tàu thuỷ người ta thường dùng thép cácbon và thép hợpkim có tính tốt

Thép tấm dày, thép tấm mỏng và thép hình

- Hợp kim được sử dụng ngày càng rộng rãi trong ngành đóng tàu biển

- Nếu trước đây trong các kết cấu của tàu thuỷ được liên kết bằng cách tán đinhthì hiện nay đã có những hợp kim mới hoàn thiện hơn, kinh tế hơn, có tính hàn và tínhchống mòn cao

- Người ta dùng các hợp kim nhôm để chế tạo những tầng, vách ca nô xuồngnhỏ dùng cho các chi tiết trang bị, các thiết bị tàu thuỷ Tính ưu việt của hợp kim nhômlà nhẹ và có sức bền tương đối cao Điều này cho phép giảm trọng lượng thân tàu, đồngthời cũng tăng tính ổn định do trọng tâm của tàu đã hạ thấp

- Chất dẻo gỗ và sơn cũng được sử dụng nhiều Chất dẻo thường dùng để ñoùngcác thân tàu nhỏ và trung bình cũng như chế tạo nhiều chi tiết trang bị, bọc các phòng,làm vật liệu ngăn cách

- Gỗ dùng để đóng các loại tàu nhỏ như tàu thể thao, tàu đánh cá gần bờ Trên cáctàu chuyên dùng cũng như để lát boong gỗ và sàn, khoang đóng đồ gỗ trên tàu và làmcác trang tiết bị

- Sơn dùng để bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn Bề mặt được sơn đầu tiên phảiđược đánh sạch ôxit, gĩ các cấu bẩn sau đó quét lớp sơn lót để bảo vệ

- Ngoài ra chất dẻo tổng hợp Compositer hiện nay cũng được sử dụng rộng rãi.Dùng đóng tàu tuần tra, ca nô cứu hộ Vật liệu này có ưu điểm là nhẹ và độ đàn hồi tốt,đồng thời để thích nghi với môi trường còn sử dụng làm vật liệu sinh hoạt trên tàu

II Giôùi thieôu chung veă taøu 243 CB -1- 00

II.1.Giôùi thieôu chung

II.2.Loại tàu và công dụng

_-Tàu là loại tàu kéo chuyên dùng làm dịch vụ ở hải cảng của công ty xi măng Nghi Sơn Thanh hoá Được thiết kế thoã mãn qui phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép Đăng kiểm Việt Nam

Quy định cho tàu kéo hoạt động vùng hạn chế VRH2

II.3.Đặc điểm chủ yếu

Chiều dài toàn bộ L od =27,15m

Chiều dài hai trụ Lpp=25,50mChiều rộng B=7,60mChiều cao mạn D=3,60m

Chiều chỉm d =2,80m

Công suất N e =2×530HP

Thuyền viên n = 8 ngöôøi

II.4.Bố trí chung

Trang 14

Từ S n26→S n40 là bố tri nhà ăn ,nhà vệ sinh, khu bếp ,bồng của thuyền trưởngmáy trưởng,buồng khách từ 5 → 7 người

Từ S n40→ Mũi bố trí hệ thống chằng buộc ,tời neo,v v

• Dưới boong chính

_Từ lái đến S n2 là két dằn lái

Từ S n2→S n10 là khu vực buồng máy, trong buồng máy có bố trí 2 két dầu đốtliền vỏ.Sát hai mạn từ S n10→S n20,két phân.Đáy đôi ở khu vực buồng máy dùng đểchứa nhiên liệu ,dầu bôi trơn ,dầu bẩn và bôi trơn nước lẩn dầu

Từ S n36→S n44là khoang thuyền viên dưới đáy là két nước ngọt

Từ S n44→S n47bố trí thùng xích neo

Từ S n47 đến mũi là khoang mũi,khoang mũidùng chứa dằn khi cần thiết

Đà ngang ngoài buồng máy : T(10×120)/ s = 8

Sống chính và sống phụ

Sống chính : T(10×120)/ s = 10Sống phụ : T(10×120)/ s = 8Bệ máy

Thành bệ máy : S= 14Bản mép bệ máy: 16×200Kết cấu mạn

Trang 15

Trang bị máy lái điện để điều khiển bánh lái bên cạnh còn có hệ thống lái phụ Toàn bộ máy lái chính và máy lái dự phòng được đặt trong khoang máy lái vàđược điều khiển tập trung trên buồng lái

• Thiết bị neo Được trang bị 2 neo mũi, trọng lượng Q = 350 KG / 1neoMội máy khéo neo điện khiểu nằm có tang quấn dây ở giữa

• Thiết bị chằng buộc Trang bị 3 sợi dây cáp dài 110 mm/ 1sợi ,đường kính Φ14 Loại có lõi hữu cơ

• Trang bị cứu sinhCác phao cứu sinh tự nổi phao tròn ,phao áo

• Phương tiện tín hiệu Đèn tín hiệu hành trinh ,các loại đèn

Tín hiệu ban ngày Các bộ cờ hiệu ,quốc kỳ ,quả cầu đen Pháo hiệu ,tín hiệu ,pháo dây ,pháo dù

• Trang bị hàng hảiMáy định vị vệ tinh ,la bàn từ ,khí áp kế ,ống nhòm v v

• Trang bị cứu hoả Ngoài hệ thống trang bị cứu hoả cơ giới trong buồng máy Trên tàu còn trang bịcác thiết bị cứu hoả như : Bình chữa cháy ,thùng rác ,vải bạc ,xăng chữa cháy ,xàbeng ,quần áo bảo hộ lao động

• Trang bị nội thấtTrang bị nội thất vàú các nhiệt chống cháy gồm gường ghế tủ và các đồ dùngsinh hoạt Các buồng đều bọc cách nhiệt ,bên ngoài bằng các tấm nhựạ bằng ghi sáng Trang bị cung cấp phòng nạn

Gồm xi măng chống đông ,cát thiên nhiên ,đinh ,búa ,cưa ,dây thép v v

II.4.3 Phần máy

Các thiết bị trong buồng máyMáy chính : Số lượng 2 cái kiểu 6LAA UTE trái và phải do hãng YAMAHA(Nhật) chế tạo

Kiểu động cơ diezel 4 kỳ ,một hàng thẳng đứng ,tác động đơn ,phun nhiên liệutrực tiếp ,làm mát gián tiếp ,bôi trơn cưỡng bức cacte ướt ,khởi động điện ,tăng áp bằngtua bin khí xả ,truyền động và đảo chiều quay hộp số

Nhiên liệu - Dầu DOCông suất định mức : 350 NgựaSố vòng quay - 1850 vòng / phútSuất tiêu hao nhiên liệu : 159 g/ng h

Đường kính và hành trình : 148mm ×165mmSố xi lanh : 6 caùi

Thiết bị gắn trên một máy Bơm nước ngọt ,bơm nước biển làm mát ( 18m3 h )

Bơm dầu bôi trơn ,bơm cáp dầu đốt ,bầu làm mát nước ngọt ,bầu làm mát khí nạp.Tua bin tăng áp ,bầu làm mát dầu nhờn và máy phát điện

Thiết bị kèm theo Bầu lọc dầu ép ,bầu lọc dầu đốt ,hộp số đảo chiều ,khớp nốimềm ,mô tơ điện khởi động 1 chiều Bầu giảm âm thanh máy chính và ống điều hoànhiệt độ

Máy phát - Máy phát điện xoay chiều (AC )

( 50 KW , 50H ,3 pha , 380v )Các thiết bị khác - Các bơm vận chuyển dầu ,tổ máy nén khí ,tổ bơm nước ngọt sinhhoạt ,bơm nước thải và các két dầu dự trữ

Các thiết bị ngoài buồng máy Tổ quạt hút các khoan và buồng ,két nước ngọt dự trữ Hệ trục chân vịt

Tàu được bố trí hai hệ trục chân vịt ,mỗi hệ trục nằm trên mặt phẳng song song vốimật phăíng dọc tâm tàu 1500 mm Đường tâm của hệ trục nghiêng so với đường chuẩnmột góc 1,5

Trang 16

Chiều dài toàn bộ đường trục 7920 mm

Trục chân vịt tàu dài 5420 mm , Φ135 được đặt trên 2 gối đỡ phi kim loại ( tettolit )Bôi trơn và làm mát các gối đỡ bằng nước trích từ ống làm mát máy chính

Chân vịt số lượng 2 chiếc ( một quay trái và một quay phải ) Số cánh gồm 4 chiếcTrục chân vịt

Số lượng : 2 chiếcChiều dài lắp : L =5420 mmVật liệu : SUS 316Trục trung gian

Số lượng : 2 chiếcChiều dài lắp : L = 2500 mmVật liệu : SUS 316

-Trang 16

Trang 17

-7 6

16 17

18 15

14

9

13 12

11

8 5

4 3

2

1

10

•Chón sô ñoă ñoông hóc cụa maùy laùi

1 Bánh lái

2 Phanh thuỷ lực

3 Cảm biến góc quay

4 Cặp bánh răng sectơ

5 Trục trung gian

6 Bánh răng trục trung gian

7 Ly hợp máy lái tay

8 Hộp bánh răng côn chuyển hướng

11

Trang 18

9 Hộp bánh răng côn tách chuyển động

10.Bộ truyền xích

11.Vô lăng lái tay

12.Bánh răng thẳng máy lái điện

13.Ly hợp máy lái điện

14.Hộp giảm tốc trục vít hai cấp

15.Khớp nối mềm

16.Động cơ điện

17.Khớp nối chữ thập

18.Ly hợp điện từ

III.Thieât keâ vaø tính chón thieât bò laùi

A Quaù trình quay voøng cụa taøu ( Hình II 6)

Trang 19

Quá trình quay vòng của tàu chia làm 3 giai đoạn

+ Giai đoạn 1 :

-Giai đoạn quay lái bánh lái từ vị trí nằm trong mặt phẳng đối xứng của tàuđược quay đi 1 góc α (gọi là góc quay lái) Áp lực thuỷ động tác dụng lên bánh láităng dần Thành phần P2của P đẩy tàu dịch chuyển ngang ngược với chiều quay lái, P1thành phần ngược bước tiến của tàu

Mômen: MTtt = Pxl bắt đầu làm quay mũi tàu theo chiều quay lái

- Lực đẩy của chân vịt PCV bị đổi hướng đẩy tàu đi lệch khỏi hướng đi trước lúc quaylái

+ Giai đoạn 2 :

-Giai đoạn chuyển động quá độ bánh lái được giữ cố định ở góc α Tàu quaydần quanh trục thẳng đứng, đi qua trọng tâm tàu góc giữa mặt phẳng đối xứng của tàuvà hướng vật tốc chuyển động của trọng tâm tàu gọi là góc lệch hướng β - Góc β tăngđếnβ max Còn hướng kính quay vòng quá độ D giảm dần đến Dmin

+ Giai đoạn 3 :

-Giai đoạn chuyển động xác lập, bắt đầu từ lúc góc lệch hướng β và đườngkính quay vòng D thu được giá trị cố định, kéo dài đến chừng nào bánh lái α Trọngtâm tàu quay vòng trên dường kính D0 Đường tròn đó gọi là đường quay vòng xáclập

I Bánh lái

I.1 Nguyên lý hoạt động của bánh lái

* Khi tàu chạy tới

- Tàu chạy tới dòng nước do chân vịt đạp về phía sau và dòng nước từ mũi chảy vềphía lái gây nên áp lực P trên mặt bánh lái Áp lực này làm cho tàu quay trở Nếu ta bẻlái sang phải hoặc sang trái thì mũi tàu sẽ bẻ sang phải hoặc sang trái

Phân tích.(Hình II.7)

Khi ta bẻ lái sang phải, sự cân bằng áp lực nước ở hai bên bề mặt bánh lái bị phá vỡ.Áp lực nước ở mặt trước lớn hơn áp lực ở mặt sau bánh lái Sự chênh lệch áp lực này kýhiệu là P

- Áp lực P do dòng nước chân vịt đạp và dòng nước chảy từ mũi về phía lái gây nênphía trước mặt bánh lái P có phương vuông góc với mặt bánh lái và có chiều từ mặttrước ra mặt sau bánh lái

- Phân tích lực P làm thành 2 phần (Theo qui tắc bình hành lực ta có)

+ Phân lực ngang : P1 có phương vuông góc với dọc trục tàu, có chiều ngược lại vớichiều bẻ lái P1 kéo lái tàu sang trái, mũi tàu ngã sang phải

+ Lực cản nước R có phương song song với dọc trục tàu, có chiều ngược lại với chiềuchuyển động, làm tàu giảm tốc độ, lực R khôg làm tàu đổi hướng

- Khi bẻ lái sang trái, cũng phân tích tương tự mũi tàu ngã sang trái

Kết luận :

Tàu 1 chân vịt khi chạy tới bẻ lái về bên nào, mũi tàu bẻ về phía bên bẻ lái Nếu lái ở

O0 giả sử không chịu ảnh hưởng của gió, dòng nước, độ nghiêng ngang Tàu sẽ chạytới theo một đường thẳng vì áp lực nước ở hai bên bánh lái cân bằng nhau

P

Trang 20

Muốn cho tàu quay trở thuận tiện và nhanh chóng ta phải giảm R và tăng P1 Nếu bẻlái nhanh thì lái có tác dụng tức thời Bẻ lái chậm thì thời gian ăn lái kéo dài đườngkính đường quay trở rộng ra

* Khi tàu chạy lùi

- Tàu chạy lùi dòng nước do chân vịt đạp về phía trước không ảnh hưởng đến mặt củabánh lái Chỉ có dòng nước từ lái chảy về mũi gây nên áp lực P ở mặt phía sau củabánh lái Áp lực này làm tàu quay trở

* Xác định góc bẻ lái (Hình II.9)

- Để xác định góc độ bẻ lái thích hợp ta xét 3 trường hợp sau α = 150, 450, 750

Giải thích các điều kiện khác như nhau và P không đổi

Phân tích.Hình vẽ II.9.a :

Trang 21

⇒ R1 = P1 trong trường hợp này tàu quay trở nhanh hơn trường hợp (a) do P1 lớn hơn.Phân tích Hình vẽ II.9.c

Từ phân tích trên ta thấy tốc độ bẻ lái giới hạn tốt nhất là ±37,50

I.2 Phađn loái baùnh laùi

-Nhöõng baùnh laùi thöôøng duøng tređn taøu hieôn nay ñöôïc chia laøm 3 loái chính goăm :

-Baùnh laùi thöôøng

-Baùnh laùi buø tröø

-Baùnh laùi baùn buø tröø

Hình dáng các loại bánh lái (Hình II.10)

(Hình II.10)

Baùnh laùi thöôøng toaøn boô baùnh laùi naỉm phía sau cụa trúc laùi

Öu ñieơm cụa baùnh laùi naøy laø aín laùi raât toât ñöôïc duøng cho loái taøu lôùn vaø coù toâc ñoôchaôm

Nhöôïc ñieơm laø bẹ laùi naịng ta coù theơ khaĩc phúc baỉng caùch söû dúng caùc cô caâutruyeăn ñoông ñeơ giạm bôùt löïc bẹ laùi

Baùnh laùi tröø buø coù phaăn dieôn tích tröø buønaỉm truôùc trúc laùi khoạng 20 0→30 0dieôntích toaøn boô baùnh laùi Loái naøy aín laùi keùm hôn nhöng löïc beơ laùi nhé ,söû dúng trang

bò cho xaø lan ,taøu coù toâc ñoô trung bình

1.Bánh lái thường 2.Bánh lái trừ bù 3.Bánh lái bán trừ bù

Trang 22

Baùnh laùi baùn tröø buø laø loại baùnh laùi coù chieău cao phần tröø buø nhoû hôn chieău caophaăn coøn lái Loái naøy laùi nhé nhöng aín laùi keùm ,söû dúng trang bò cho taøu toâc ñoôcao

I.3 Chọn loại bánh lái

Đối với loại tàu trên ta chọn loại bánh lái trừ bù (Hình II.11) ( Bánh lái cân bằng loại simple )

Loại bánh lái này có trụ lái rời dễ thuận tiện trong việc tháo lắp

1 Prôpin bánh lái

2 Trụ lái chính

3 Gối đỡ trụ lái

(Hình II.11)

I.4 Caùc boô phaôn chính cụa baùnh laùi.

Các bộ phận chính của bánh lái bao gồm :

- Sống bánh lái thường dùng vách hay trụ đặc ở cùng đường tâm quay của bánh lài làkết cấu chịu lực chính của thanh lái

- Vách nằm và vách dứng của thanh lái : là các tấm tôn được hàn phẳng với nhau tạothành bộ khung của bánh lái Khoản cách giữa các vách đứng tuỳ kích thước tàu,thường không quá 1,2 khoản sườn vùng đuôi tàu

Vách nằm phân bố theo chiều cao bánh lái Các vách nằm đều là vách liền các váchđứng thường là vách rời

- Tôn mạn bánh lái chịu áp lực thuỷ tỉnh và áp suất thuỷ động khi quay lái Trongphạm vi một khoảng giữa các vách nằm và vách đứng có thể coi tôn mạn như các tấmhình chữ nhật bị ngàm bốn phía

Tôn mạn được khai triển sao cho số mối nối là ít nhất Các vách nằm và vách đứngđược hàn trước tạo thành bộ khung của bánh lái Sau đó tới mạn phải được hàn vàokhung bằng mối hàn chữ T liên tục (không nên dùng mối hàn gián đoạn thì dễ bị gẫy,

gỉ mạnh)

- Sau khi hàn, hình dạng bánh lái được kiểm tra bằng dưỡng

- Dưỡng ở đây được tạo ra từ dạng Prôpin bánh lái được chọn theo toạ độ tương đối củaprôpin bánh lái NACA.(Hình II.12)

-Trang 22

-h

b

Cạnh sauCạnh trước

r

Trang 23

- Hãm chuyển dịch dọc trục của bánh lái

Để hãm sự chuyển dịch dọc trục của bánh lái ( Ở đây chuyển dịch dọc trục theophương thẳng đứng) dùng bộ phận hãm rời liên kết vào sống đuôi tàu bằng bu lông hayhàn chết

Phía trên của trục lái dùng vòng chặn hai nữa

II Thông số của bánh lái

+Diện tích của bánh lái được xác định theo công thức [ ]1

K

L T

=

S (m2)Vậy từ diện tích của bánh lái đã được xác định ta tra bảng [ ]1 tìm được các thông số cơ bản của bánh lái Chọn thông số hình học của bánh lái theo mẫu có tính ăn lái tốt

-Chiều dài của bánh lái : = 1650 mm-Chiều rộng của bánh lái = 1100 mm

III Trục lái (Trục quay bánh lái)

III.1.Chón trúc laùi

+ Trục quay bánh lái là kết cấu chịu lực chính của thiết bị lái Phần chủ yếu của trục láilà một trục tròn, thẳng có các cổ trục để lắp cần lái, ổ trục lái và phanh Có rãnh lắpthen, vòng hãm Phần dưới của trục lái tuỳ thuộc vào phương pháp ghép nối giữa trụclái và bánh lái

- Ta chọn loại trục thẳng có mặt bích nằm ngang (loại này đơn giản cho việc chế tạo vàthuận lợi cho lắp ráp)

+ Tính thiết kế đường kính trục lái

Trang 24

Đường kính trục lái tàu biển (đầu trục lái chổ lắp cần lái và đoạn cổ trục - chổ lắp ởdưới) không nhỏ hơn trị số xác định theo quy phạm.[ ]1

d = K3

480

10

ch t

xM

σ

Trong đó :

K= 187 đối với đường kính đầu trục lái

K= 197 đối với đường kính chổ lắp ổ dưới

Mt = Mômen tính toán quy đổi KMm

σ ch : Giới hạn chảy của vật liệu

Chọn vật liệu làm trục lái là thép 45 có đường kính trục lái

d = 1973

480

200010

ch

x

σ

+ = 107 (mm)Chọn đường kính trục d = 100 mm

Kiểm tra trục theo công thức điều kiện bền tại các mặt cắt nguy hiểm

- σt : Ứng suất tính toán quy đổi tại mặt cắt nguy hiểm (MPa)

- Mt : Mômen tính toán quy đổi

- W : Mômen chống uốn của mặt cắt (mm3)

- [ ]σ : Ứng suất cho phép (MPa)Khi xác định Mt cần chú ý đến trọng lượng các bộ phận và mômen ma sát tại các ổ

Thoã mãn điều kiện

Vẽ hình trục lái (Hình II.13)

VI Mối nối trục lái, bánh lái

Để liên kết giữa trục lái và bánh lái ta dùng mối ghép bằng mặt bích được xiết bằng bulông Để truyền được mômen với hiệu suất cao và để đảm bảo bền ta dùng thêm then ởtrong mặt bích

Trang 25

- Mặt bích của trục lái thường được nối toàn khối với trục (Đối với tàu lớn thì có thểchế tạo riêng rồi hàn ghép với trục)

- Chọn hình đáng của bích là hình vuông Chiều dày mặt bích ta chọn lớn hơn đườngkính bu lông nối

Khoảng cách từ tâm bích đến tâm bu lông không nhỏ hơn 0,7 đường kính đầu trục lái,có đường kính đầu trục lái là φ100

Chọn khoảng caùch giữa tâm bích đến tâm bu lông là 122,5 mm và cũng là khoảng cáchgiữa 2 bu lông

- Chọn 6 bu lông và bố trí như hình vẽ.(Hình II.14)

Ở đây mặt bích có then ta chỉ cần 2 bu lông chốt còn lại là bu lông tinh

Đầu bu lông và đai ốc dùng loại có kích thước tiêu chuẩn, không dùng loại giảm nhỏ.Để tránh xoay và bảo vệ bu lông đai ốc do mặt bích, bu lông, đai ốc thường nhô rangoài giới hạn bánh lái, ta làm các hốc chứa bu lông đai ốc

- Đối với then canh dưới của rãnh then phải có góc lượn trên suốt chiều dài (1,5

mm

r≤4,0

Tại chổ lắp rãnh then phải đạt độ bóng Ra = 2,5 µm

V Caùc oơ cụa trúc laùi

- Yeđu caău caùc oơ cụa trúc laùi caăn phại ñöôïc cheâ táo baỉng vaôt lieôu chòu maøi moøn,bạn thađn oơ caùc voøng bít phại deơ daøng thaùo laĩp thay theâ ,söõa chöõa

- Tại tróng taùc dúng leđn oơ

Caùc phạn löïc ngang do heô trúc laùi ( Baùnh laùi hoaịc trú laùi ) vaø caùc löïc dóc do trónglöôïng cụa trúc laùi vaø baùnh laùi gađy neđn

- Ổ ñôû döôùi

Keât caâu chung cụa oơ ñôõ trú laùi goăm :

-Voõ baỉng theùp ñuùc coù maịt bích ngang ñeơ baĩt bu lođng xuoâng boong taøu

-Bác loùt oơ baỉng theùp khođng rư

-Keât caâu oơ ñôõ döôùi (Hình II.15)

Trang 26

1.Vòng chặn hai nữa 2.Ổ bi đỡ chặn 3.Gối đỡ trên 4.Bạc trên

Hình II.15

- Coâi laùi coù nhieôm vú laøm ñieơm töïa cho trúc laùi xoay ,duøng vaôt lieôu cheâ táo laø KD

- Bác choât laùi ( bác loùt ) duøng vaôt lieôu laø ñoăng ñeơ traùnh bò rư

Chieău daøi bác loùt oơ l o = (1,0 ÷1,2 ) d

l o = (100÷ 120 ) d

Chón l o = 120 mm

-Chieău daøy bác loùt laây baỉng (5 ÷ 10) 0

Chón chieău daøy bác loùt l b = 10 mm

-Bác ñöôïc laĩp vôùi trúc theo moâi gheùp coù ñoô hôû H f77 thuoôc nhoùm laĩp gheùp xoay-Bác ñöôïc laĩp vôùi bác choât laùi theo moâi gheùp

7

s H

Ổ ñôõ chaịn tređn

- OƠ ñôõ chaịn tređn coù keât caâu ña dáng tuyø thuoôc vaøo choơ laĩp oơ Choơ laĩp oơ tređn trúclaùi duøng voøng chaịn hai nöõa sieât baỉng bu lođng Tróng löôïng cụa trúc laùi –baùnhlaùi qua voøng chaịn naøy taùc dúng xuoâng oơ döôùi giạm ñi

- Ñeơ thuaôn tieôn cho vieôc tháo laĩp ,söûa chöõa vaø thay theâ Chón loái oơ ñôõ chaịn laĩptrong oâng bao trúc laùi OƠ ñôõ chaịn goăm moôt oơ ñeơ tröôït ,coù bác loùt baỉng theùptraùng ñđồng và moôt oơ bi chaịn Keât caâu naøy ñôn giạn duøng laøm oơ trên cụa trúc laùi

- Chón loái oơ chaịn coù ñöôøng kính : D = 100 mm

-Trang 26

Trang 27

-lại mạy taìu thuíy

d = 80 mmVòng bít kín nước của ổ

- Vật liệu làm vòng bít là sợi bông hoặc sợi gai được tẩm chất chống ma sát Cácsợi được tết lại thành dây mặt cắt vuông có cạnh sau đó xếp lên nhau ,tại chỗnối của vòng cắt xiên bằng dao sắt để hai đầu vòng ép lên nhau Đối với loạitàu này sử dụng 5 vòng ép lên nhau

B – Thiết bị lái

I.Yêu cầu thiết kế máy lái

I.1 Nhiệm vụ của máy lái

-Máy lái có nhiệm vụ tạo ra lực để quay bánh lái một góc α cần thiết để trong mộtthời gian qui định và giữ bánh lái cố định ở góc quay đó Máy lái có hai bộ phậnchính là nguồn động lực và hệ truyền dẫn lực lái từ nguồn động lực tới trục lái

I.2.Phân loại máy lái theo công dụng

Ở đây tàu yêu cầu sữ dụng1 loại máy lái chính và 1 loại máy lái phu Ta chia theonguồn năng lượng thì máy lái chính là máy lái điên máy lái phụ là máy lái tay (Máy lái điện sữ dụng năng lượng điện còn máy lái phụ sử dụng lái cơ )

Máy lái điện và máy lái tay truyền lực qua hộp giảm tốc và cặp bánh răng hìnhquạt lái

I.3.Các yêu cầu cơ bản đối với máy lái :

- Chiều quay của vòng tay lái phải trùng với chiều quay của bánh lái

- Máy lái chính phải đảm bảo quay lái từ mạn này sang mạn kia được liên tụctrong khoảng thời gian không dưới 10 phút khi tàu tiến toàn tốc

Trang 28

- Maùy laùi phú phại ñạm bạo quay laùi lieđn túc töø mán naøy sang mán kia trongkhoạng thôøi gian khođng quaù 10 phuùt vaø thôøi gian quay laùi töø 200mán naøy sang

200mán kiá ,khođng quaù 60 s trong luùc taøu cháy tieân vôùi toâc ñoô baỉng 12 toâc ñoôtieân tôùi lôùn nhaât cụa taøu

- Maùy laùi coù söï coâ phại ñạm bạo quay ñöôïc baùnh laùi töø mán naøy sang mán kiakhi taøu cháy tieân vôùi toâc ñoô khođng quaù 4 hại lyù

- Maùy laùi chính coù theơ laø maùy laùi tay ,bôûi vaôy löïc ñaịt vaøo tay caăm cụa voøng taylaùi khođng quaù 160N ( 16 KG ) vaø voøng quay tay laùi khođng quaù 25 v/p khi quayheât töø mán naøy sang mán kia

- Tređn taøu phại coù ít nhaât moôt maùy laùi chính vaø maùy laùi phú Boâ trí maùy laùi saucho caùc maùy laùi laøm vieôc ñoôc laôp vôùi nhau ,thôøi gian chuyeơn töø maùy laùi chínhsang maùy laùi phú khođng quaù 2 phuùt

- Caùc maùy laùi coù ñoông cô phại coù thieât bò phanh haõm giöõ ñöôïc baùnh laùi ôû vò trí ñaõñònh khi baùnh laùi chòu taùc ñoông cụa ngoái löïc do soùng nöôùc taùc dúng vaøo

- Trong thieât bò laùi phại coù bộ phaôn bạo veô quaù tại cho thieât bò Mođ men quaù tạicho pheùp tređn trúc laùi baỉng 1,5 laăn mođmen tính toaùn Coøn maùy laùi tay chư caăn loø

xo giạm chaân Maùt laùi phú không caăn bạo veô quaù tại

- Trong thieât bò laùi caăn coù boô phaôn giôùi hán cô khí ñeơ giôùi hán goùc quay laùi veămoêi mán chư ñeân giaù trò cöïc ñái α maõ = 3605 ,ñoùi vôùi maùy laùi tay α maõ = 200

- Caùc maùy laùi coù ñoông cô chư ñöôïc quay laùi ñeân goùc 350,baùnh laùi ngöøng quay laùitröôùc khi chám vaøo boô giôùi hán cô khí

* THOĐNG SOÂ CÔ BẠN CỤA BẠN TÍNH MAÙY LAÙI ÑIEÔN 2

1 Mođ men tređn trúc laùi

-Laùi chính M1= 2000 KGm-Laùi phú M2= 400 KGm

2 Goùc quay baùnh laùi

-Laùi chính α 1= ±350-Laùi phú α 2= ±200

3 Thôøi gian quay baùnh laùi

Laùi chính α 1= ±350 ⇒ t1≤ 28 s-Laùi phú α 2= ±200⇒t2≤ 60 s

4 Laùi chính truyeăn ñoông ñieôn

5 Laùi phú : Laùi taySVTH : Nguyễn Như Luân GVHD : Lê ViếtNgưu

-Trang 28

Trang 29

-Số vòng quay vô lăng lái n = 25v p

-Lực quay trên vô lăng lái P = 16KG-Dùng cho một người quay

II Máy láy chính

II.1 Sơ đồ chung của máy lái chính

Trang 30

1 Bánh lái

2 Phanh điện thuỷ lực

3 Cảm biến góc quay

II.2 Tính toaùn cô bạn cụa maùy laùi chính

- Kinh nghieôm ñoâi vôùi caâp taøu vaø tại tróng cụa taøu ta chón heô laùi maùy ñieôn Loáinaøy phuø hôïp vôùi khạ naíng ngöôøi söû dúng Ñeơ deê kieơm tra ,bạo döôõng thay theâcaùc thieât bò vaø cođng ngheô cheâ táo khođngg yeđu caău cao quaù

Sô ñoă ñöôïc neđu ôû tređn ñöôïc söû dúng chung cho cạ hai baùnh laùi vaø ñöôïc noâi vôùi nhauqua moôt khôùp noâi ñieôn töø Khôùp ñieôn töø naøy coù taùc dúng laøm ñeău chuyeơn ñoông cụacạ hai baùnh laùi

- ÔÛ ñađy ta tính chón vaø kieơm tra cho moôt cô caâu laùi

Theo thođng soâ yeđu caău ñaịt ra cụa maùy laùi ,chón thôøi gian quay laùi t = 24 s

Cođng thöùc tính soâ voøng quay cụa trúc laùi:[ ]1

60

α

Trong ñoù :

- α1= 700 : Goùc quay baùnh laùi cụa maùy laùi chính

- t = 24s : Thôøi gian quay laùi

⇒ n =

24360

60700

-Xaùc ñònh tư soâ truyeăn chung cụa heô laùi maùy chính :

-Trang 30

Trang 31

-Có hiệu suất truyền động chung : η = η1 × η2 × η3 × η4

Trong đó :

- η1 = 0,75 : Hiệu suất của hộp giảm tốc trục vít

- η2 = 0,94 : Hiệu suất của cặp bánh răng thẳng

- η3 = 0,9 : Hiệu suất của cặp bắnh răng sectơ

- η4 = 0.9 : Hiệu suất của gối đỡ trục

(Chọn trong bảng P –1 –1 : [ ]4 )

⇒ η = 0.75 × 0,94 × 0,9 × 0,9 =0,56-Mômen xoắn trên trục động cơ :

- M1 : Mômen sinh ra trên trục lái chính

- i ch : Tỉ số truyền chung

- η : Hiệu suất truyền động chung

⇒ M = 20392000×0,56 = 1,75 KGm-Xác định công suất của động cơ :

d

M = 97500M ×n

M d = 17597500×950 = 1,7 KW-Vậy chọn động cơ lồng sóc đồng bộ

Ký hiệu : A02 ( AO 2 ) Π32-6

Công suất : 2,2 KW Số vòng quay : 950 v p Hiệu suất : 81 0 Khối lượng : 38 KG-Phân phối tỉ số truyền :

Tỉ số truyền chung i ch = i1×i2×i3

Trong đó : - i1 = 98,89 : Tỉ số truyền hộp giảm tốc trục vít

i i = 2,53 : Tỉ số truyền cặp bánh răng thẳng

Trang 32

i3= 8,15 : Tư soâ truyeăn cụa caịp baùnh raíng sectô

II.4 Tính nghieôm caùc boô truyeăn cụa maùy laùi chính

II.4.1 Boô truyeăn baùnh vít trúc vít

-Do tư soâ truyeăn töông ñoâi lôùn i1 = 98,89 vaø coù theơ taíng hieôu suaât baỉng caùch söû dúng trúc vít nhieău moâi ren, giạm vaôn toâc tröôït cụa ren trúc vít dóc theo raíng cụa baùnh vít

Chón hoôp giạm toâc trúc vít baùnh vít hai caâp ñaõ ñöôïc tieđu chuaơn hoaù

Cô caâu hoôp giạm toẫc trúc vít baùnh vít coù cođng suaât N = 2,2 KW

Coù soâ voøng quay 1000 v/ p - Cheâ ñoô ΩB = 100 0Cođng suaât N = 4,5 KW

Ta thaây cođng suaât cụa ñoông cô ôû ñađy N ≥ N d

-Vaôy hoôp giạm toâc ñaõ chón thoaõ maõn yeđu caău

II.4.2 Boô truyeăn caịp baùnh raíng thaúng

-Ta coù tư soâ truyeăn cụa caịp baùnh raíng thaúng i2 = 2,53

Chón vaôt lieôu cheâ táo baùnh raíng : Theùp 45

Tra bạng [ ]4 -δb = 600 N mm2

-δch= 300N mm2Phođi reøn : HB = 250

ÖÙng suaât tieâp xuùc khi baùnh raíng laøm vieôc lađu daøi :

[ ]δ Noõt = 2,6×HB = 2,6 × 250 = 650[ ]δ tx = [ ]δ N 0 tx ×K N

N

K = 1 : Heô soâ öùng suaât tieâp xuùc

⇒ ÖÙng suaât uoân cho pheùp [ ]δ tx= 650 N mm2

-Tính khoạng caùch trúc :

A ≥ (i±1)

[ ]

3

2 61005,1

Trong ñoù :

-K = 1,3 : Sô boô chón heô soâ tại tróng

- ψA= 0,4 : Heô soâ chieău roông baùnh raíng

N = 1,2 : Cođng suaât boô truyeăn baĩnh raíng thaúng

N = 3,79 : Soâ voøng quay

-Trang 32

Trang 33

⇒ A ≥ (2,53+1) 3

2 6

79,34,0

2

`,13,153,2650

1005,1

i

n A

= 60 1000 (2,53 1)

12,026514,32

+

×

= 15 răng-Số răng bánh lớn : Z2 = 15×2,53 = 38 răng

-Chiều rộng bánh răng : b = 130 mm

Mômen xoắn trên bánh răng nhỏ

x

M =

2 3

1

i i

u

1 2

2

Z m

M x

×

×Β

- γ = 0,289 : Hệ số dạng răng

- B = 6 cm : Chiều rộng răng

- χ = 0,8 : Hệ số mài mòn

- C = 1 :Hệ số tốc độ

⇒ δu =

1516289.0

96992

1 = 932 KG / cm2Vậy δu ≤ [ ]δ u Thoã mãn điều kiện bền

Trang 34

II.4.3 Boô truyeăn caịp baùnh raíng sectô

-Boô truyeăn baùnh raíng sectô döïa tređn cô sôû sectô hình quát laùi

Vaôt lieôu cheâ táo baùnh raíng theùp 45

ÖÙng suaât uoân cho pheùp [ ]δ u = 1300 KG /cm2

Chón loái sectô chuaơn coù mođ ñun raíng m n = 12 , vaø coù ñöôøng kính chuaơn laø

Chieău roông raíng B = 100 mm

Laây chieău roông baùnh raíng nhoû nhoû hôn baùnh raíng lôùn laø 10 mm

-Kieơm nghieôm söùc beăn uoân

Cođng thöùc : δu =

1 2

2

Z m

M x

×

×Β

×

C

≤ [ ]δ u

Trong ñoù : M1 = 2000 KG/m : Mođmen xoaĩn tređn baùnh raíng

C = 1 : Heô soâ toâc ñoô

γ = 0,45 : Heô soâ dáng raíng

B = 100 mm : Chieău roông raíng

χ = 0,8 : Heô soâ maøi moøn

⇒ δu = ,452×10200000×122 ×106

×

8,0

1 = 728 KG/cm2 Vaôy δu ≤ [ ]δ u Thoaõ maõn ñieău ñieôn beăn

*Tính chón loø xo giạm chaân cụa sectô laùi

Ta coù löïc taùc dúng leđn loø xo : P1x =

r

M1

Trong ñoù : r = 57,5 mm : Khoạng caùch töø trúc laùi ñeân trúc loø xo

-Trang 34

Trang 35

⇒ P1x = 02000,575 = 3478 KG

Ta chọn lò xo có lực lớn hơn lực P1x

Vậy chọn lò xo tiêu chuẩn : TCVN 2027-77

Số hiệu N0 - 108Có : - Đường kính dây d = 22 mm

- Đưừng kính ngoài D = 108 mm

Lực biến dạng lớn nhất của lò xo P = 3500 KG 〉 P1x

Vậy chọn lò xo đã thoã mãn điều kiện

*Chọn phanh

Mômen phanh cần thiết M t = Km

Trong đó : k = 1,5 : Hệ số an tòan

M = 1,75 KGm : Mômen xoắn trên trục động cơ

⇒M t = 1,5 × 1,75 =2,625 KGm

Chọn loại phanh thuỷ lực kiểu : TK – 160

Có mômen phanh M p= 10 KGm 〉 M t

Vậy chọn phanh đã thoã mãn điều kiện

III Máy lái phụ

-Để đảm bảo thiết bị lái trên tàu luôn vận hành tốt trong mọi trường hợp ta bố trí thêm một máy phụ ( Máy lái dự phòng ) Đặt bên cạnh máy lái chính ,đề phòng trường hợp mất điện Yêu cầu chuyển từ máy lái chính sang máy lái phụ không quáthời gian 2 phút ,khi máy lái chính gặp sự cố

III.1 Sơ đồ chung của máy lái phụ

1 Bạnh lại

2 Sectå lại

3 Trủc trung gian

4 Bạnh ràng lại tay

Trang 36

III.2 Thođng soâ cô bạn cụa maùy laùi phú

-Chón thôøi gian quay baùnh laùi t = 55,5 s

Cođng thöùc tính soâ voøng quay trúc laùi : n =

60400

0 0

×

= 0,12 v p

Ta ñaõ coù soâ voøng quay cụa vođ laíng laùi tay laø [ ]n = 25 v p

Tư soâ truyeăn chung cụa maùy laùi phú : i = [ ]

n

= 025,12 = 208-Hieôu suaât cụa truyeăn ñoông :

Hieôu suaât chung η= ηx×ηc×η3×η2 ×η4

Trong ñoù : -ηx = 0,95 : Hieôu suaât cụa boô truyeăn xích

-ηc= 0,94 : Hieôu suaât cụa caịp baùnh raíng cođn

-η3= 0,9 : Hieôu suaât cụa caịp baùnh raíng sectô

-η2= 0.94 : Hieôu suaât cụa caịp baùnh raíng thaĩng

-η4= 0,9 : Hieôu suaât cụa goâi ñôõ trúc Chón trong bạng P –1 –1 : [ ]4

-Trang 36

Trang 37

Ta thấy lực vô lăng là P = 15,2 KG 〈 [ ]P = 16 KG Thoã mãn

-Phân phối tỉ bố truyền :

Tỉ số truyền chung : i ch = 3

4

i i i

i ĩ × c × t × = 208Trong đó : i ĩ = 0,62 : Tỉ số truyền bộ truyền xích

i = 8,15 : Tỉ số truyền cặp bánh răng sectơ

III.3 Tính toán hệ dẫn động

*Tính trục trung gian

Trục trung gian là cơ cấu chịu lực chính của tất cả các cơ cấu truyền về Vì vậy ta cần tính trục trung gian sau cho hợp lý

-Mômen xoắn trãn trục trung gian

*Lực vòng - P2 =

2 12

Z m

M x

×

Trong đó : m = 12 : Mô đun bánh răng thẳng Z3

Z3 = 13 : Só răng bánh răng nhỏ

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	3,16 MB