Đồ án bánh lái cân bằng tàu dầu

Đây là đồ án bánh lái tàu thủy, là một trong những bánh lái được áp dụng cho các tàu thủy hiện nay Đồ án này rất chính xác, có bản vẽ kèm theo, được thầy cô giáo đánh giá cao Chúc các bạn thành công...

Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY A.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ TÀU. Bánh lái được thiết kế cho tàu với các thông số như sau: -Kiểu tàu:tàu dầu. -Kiểu vòm đuôi:bán tuần dương-có ky lái. -Số lượng chân vịt:1 chân vịt. -Vận tốc:11HL/h. -Công suất máy:2000HP. -Vùng hoạt động:Hạn chế II. -Kích thước tàu: +Chiều dài: L pp = 86,5 m. +Chiều rộng thiết kế: B tk = 13,41 m. + Chiều cao mạn: D = 5,96 m. +Chiều chìm thiết kế: d=4,77 m. +Hệ số béo thể tích: C B =0,75. B.THIẾT KẾ CHÂN VỊT. I.TÍNH SỨC CẢN. Tính sức cản tàu theo phương pháp Pamiel. Phạm vi sử dụng của phương pháp Pamiel: +Hệ số béo thể tích:C B =0,35 ÷ 0,8. +Tỉ số L B =4 ÷ 11. SVTH:Lê Tấn Thành Trang 1 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công +Tỉ số B D =1,5 ÷ 3,5. +Hệ số Fr=0 ÷ 0,9. Kiểm tra đối với tàu: + Hệ số béo thể tích:C B =0,75 -> Thõa mãn. + Tỉ số L B = 86,5 13,41 =6,45 -> Thõa mãn. +Tỉ số B D = 13,41 5,96 =2,25 -> Thõa mãn. +Hệ số Fr= . V g L = 11.0,5147 9,81.86,5 =0,195 -> Thõa mãn. Vậy ta tính sức cản tàu bằng phương pháp Pamiel. Công suất hữu hiệu EPS: 3 1 . . . S V EPS L C ξ λ ∇ = Ψ Trong đó: + ∇ : Thể tích phần chìm của tàu (m 3 ) C B = . .L B d ∇ ⇒ ∇ = L.B.d.C B ∇ = 89,3.13,41.4,77.0,5=4284 (m 3 ). + L : Chiều dài tàu ở đường nước thiết kế (m). + V S : Vận tốc của tàu (HL/h). SVTH:Lê Tấn Thành Trang 2 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công + : ξ Hệ số phụ thuộc vào số đường trục chân vịt tàu, tàu có một chân vịt chọn ξ = 1. + λ : Tính theo công thức λ = 86,5 0,7 0,3. 0,7 0,3. 100 100 L + = + = 0,96 + Ψ : Hệ số đặc trưng về hình dáng thân tàu, Ψ = 10. . oa L B B C Ta có: B C = 0,75 ⇒ Ψ = 10. . L B B C = 10. 13,41 . 86,5 0,75 =1,16 + C 1 : Tra đồ thị trang 57 giáo trình Lý Thuyết Tàu(Tập II), phụ thuộc vào hệ số 1 V = S V . L Ψ =11. 5,86 16,1 =1,27 Tra đồ thị,ta có: C 1 =90,71 ⇒ 3 3 1 4284 1 11 . . . . . . 1,16 790 86,5 0,96 90,71 S V EPS L C ξ λ ∇ = Ψ = = (PS) ⇒ R = 75 75.790 10468 ( / ) 5,66 xEPS V m s = = (KG). Thực tế tàu hoạt động: R’ = R + R phu = R+ 15%R=12038 (KG). ⇒ EPS’=908 (PS) Tương tự,ta tính được bảng sau,ứng với vận tốc tăng từ 8 HL/h – 14 HL/h SVTH:Lê Tấn Thành Trang 3 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công Đồ thị sức cản: SVTH:Lê Tấn Thành Trang 4 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công II.TÍNH CHỌN MÁY. -Sức cản tàu tại vận tốc v=11 (HL/h): R’=12038 (KG). -Công suất để đẩy tàu: EPS’=908 (PS). - Hệ số dòng theo: 0,5 0,05 0,5.0,75 0,05 0,325 B C ω = − = − = - Hệ số lực hút: . 0,7.0,325 0,2275t k ω = = = (Chọn k = 0,7 dùng cho tàu có bánh lái thoát nước sau chân vịt) - Đường kính lớn nhất của chân vịt chọn sơ bộ: D max = 0,7.d = 0,7.4,77= 3,339 (m) Theo tuyến hình tàu,ta có D Max =2,7 (m) -Chiều chìm trục chân vịt: H S =3,216 (m) -Tốc độ tiến của tàu: (1 ) P S V V ω = − =11(1-0,325)=7,425 (HL/h)=3,82 (m/s). -Lực đẩy cần thiết của chân vịt: ' 12038 1 1 0,2275 R T t = = − − =15583 (KG). - Công suất đẩy: . 15583.4,373 ' 208 327,3 327,3 p T T V N = = = (HP) - Công suất đẩy cho nước mặn: 1000 ' . 203 1025 T T N N= = (HP) - Các giá trị hiệu suất: SVTH:Lê Tấn Thành Trang 5 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công + Hiệu suất vỏ tàu: 1 1 0,2275 1,14 1 1 0,325 k t η ω − − = = = − − + p η hiệu suất chân vịt + Hiệu suất hộp số: h η = 0,96 (với hộp số thuỷ lực) + Hiệu suất đường trục phụ thuộc vào chiều dài hay ngắn nhận giá trị dt η = 0,95 + Hệ số môi trường: 189,0 ÷= χ ,với nhiệt độ trung bình khoảng 30 0 C,chọn 96,0 = χ + Hệ số ảnh hưởng thân tàu: 95,092,0 ÷= a ta chọn a = 0,92 [Các hệ số trên tra Sách Lý thuyết tàu II-Sức cản vỏ tàu,thiết bị đẩy tàu(Trần Công Nghị),trang 205]. Chọn chân vịt 4 cánh Wageningen-seri B4.55 trong tính toán sơ bộ Bảng tính chọn máy. SVTH:Lê Tấn Thành Trang 6 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công Trong đó: [1]-Số vòng quay chân vịt/phút. [2]- 0,5 2,5 5 . 203 . 0,095. 7,425 T u p n N B n n V = = = [3]-Tra đồ thị δ − u B cho chân vịt seri B.4.55 WAGENINGEN(Thiết kế và lắp ráp thiết bị tàu thủy- Nguyễn Đăng Cường). [4]-Giảm 6% giá trị δ từ [3]. [5],[6]- Tra đồ thị δ − u B cho chân vịt seri B.4.55 WAGENINGEN(Thiết kế và lắp ráp thiết bị tàu thủy-Nguyễn Đăng Cường). [7]- 0,94. . 0,94. .7,425 6,9795. p V D n n n δ δ δ = = = [8]-Đổi đơn vị từ feet sang met. [9]- 0 908 937 . . . . 1,14. .0,95.0,96.0,92 e k p dt p p N N η η η χ α η η = = = D max =0,6d=0,6.4,77=2,86(m) SVTH:Lê Tấn Thành Trang 7 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công 120 130 140 150 160 170 1398,5 1511,3 NE(HP) D(m) 2,57 2,19 Dmax=2,86(m) Đồ thị chọn máy: Chọn máy: 8L23/30A-Seri AMG 11-Type 44KV13-rpm=292-Công suất:1740 HP III.TÍNH CHÂN VỊT: -Số vòng quay chân vịt N=292 (vòng/phút). -Số vòng quay chân vịt tính toán nên lấy khoảng (0,98 ÷ 0,99)N=287 (vòng/phút). -Số vòng quay tính toán trong 1 giây: 287 60 60 N n = = =4,78 (vòng/s). -Công suất truyền đến chân vịt(có tính tổn thất công suất do hiệu suất đường trục, hiệu suất hộp số…): . . 0,95.0,96.1740 1586,88( ) 1608( S) D dt hs P Ne HP P η η = = = = - Tính và chọn tỉ số mặt đĩa theo điều kiện không sủi bọt: ( ) ( ) 2 2 0 0 1,3 0,3.4 .16082 (1,3 0,3. ). 0,2 0,2 ( ). 10333,3 240 .2,8 1 e d A Z T A P P D X + + > + = + − − = 0,708 SVTH:Lê Tấn Thành Trang 8 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công Với: + Z: số cánh + T: lực đẩy chân vịt được xác định gần đúng T = (8,5 ÷ 12).P D =16080 kG. + X: số chân vịt. +D: Đường kính chân vịt hạn chế (m). +P 0 : Áp suất tĩnh tính đến điểm trong lòng chất lỏng,ngang trên tâm trục chân vịt,cách mặt thoáng một khoảng H S ,tính theo công thức trong cơ học chất lỏng. 0 10330 1,025.3,216 10333,3 a S P P H γ = + = + = (kG/m 2 ). Với P α =1,033 (kG/cm 2 )-áp suất khí quyển. +P d : Áp suất hơi bảo hoà P d = 240 kG/m 2 Từ seri của Wagenigen chọn chân vịt nhóm B4.70 Ta có bảng tính sau: SVTH:Lê Tấn Thành Trang 9 Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công Nhận xét: Với vận tốc 11 HL/h thì Te = 12011 KG sai khác ở mức độ cho phép so với sức cản ở trên R = 12038 KG nên thoả mãn yêu cầu. Đặc tính hình học chân vịt: -Đường kính chân vịt: D=2,44(m) -Tỉ lệ bước : 0,65 H D = -Tỉ số mặt đĩa: 0 0,7 e A A = -Hiệu suất chân vịt: p η =0,49 Kích thước củ chân vịt: SVTH:Lê Tấn Thành Trang 10 [...]... b=2,7(m):Chiều rộng trung bình của bánh lái α=0,33:Khi tàu chạy tiến e:Hệ số cân bằng bánh lái, tính theo cơng thức sau: SVTH:Lê Tấn Thành Trang 25 Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Cơng Af e= A =0,226 Với: Af:Phần diện tích bánh lái nằm phía trước của đường tâm trục lái( m 2) A:Diện tích bánh lái( m2) 2.2 .Tàu chạy lùi a.Lực tác dụng lên bánh lái Lực FR tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy lùi FR=K1K2K3132AVa2=1.0,8.1,15.132.7,3.5,52=26817(N)... chọn loại bánh lái cân bằng hai gối một chốt 2.Số lượng bánh lái Dựa vào kết cấu vùng đi,loại tàu, số lượng và cách bố trí chân vịt Số lượng bánh lái: 1 3.Thơng số hình học bánh lái a.Diện tích bánh lái Diện tích bánh lái: được tính theo cơng thức (1-7)-STTBTT-Tập1-Tr 12 Ld A bl = m (m 2 ) 100 Trong đó : Abl :Diện tích bánh lái (m2) L=86,5(m):Chiều dài tàu D=4,77(m):Chiều chìm thiết kế của tàu m ÷ =1,3... 2.Xương bánh lái SVTH:Lê Tấn Thành Trang 27 Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Cơng -Chiều dày xương bánh lái: chiều dày t1 của xương bánh lái phải khơng nhỏ hơn 8mm hoặc 70% chiều dày của tơn bánh lái Chọn t1=10( mm) ÷ -Chiều dày xương đứng có thể lấy bằng (1,1 1,25) chiều dày tơn mạn bánh lái, chọn chiều dày t2= 12 (mm) -Chiều dày tơn nắp và đáy bánh lái khơng nhỏ hơn 1,2 lần chiều dày tơn mạn bánh. .. 150 90 -Các lỗ kht trên xương bánh lái có chiều rộng khơng q 40% chiều rộng cơ cấu 3.Sống đi SVTH:Lê Tấn Thành Trang 28 Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Cơng Theo sổ tay kỹ thuật tàu thủy chọn loại sống bánh lái như hình vẽ 4.Cốt bánh lái -Vì khoảng cách từ đường tâm quay bánh lái đến mép trước của bánh lái a=610 (mm) lớn hơn chiều dày lớn nhất của profin bánh lái tmax=400 (mm),nên ta dùng... dụng lên bánh lái khi tàu chạy lùi 2.Theo quy phạm 2.1 .Tàu chạy tiến a.Lực tác dụng lên bánh lái Lực FR tác dụng lên bánh lái (N) khi tàu chạy tiến và chạy lùi được dùng làm cơ sở để xác định các kích thước cơ cấu bánh lái. (QP 2B/21.1.2) FR=K1K2K3132AV2=1.1,1.1,15.132.7,3.112=147493(N) Trong đó: +A=7,3(m2):Diện tích bánh lái +V=11(HL/h):Vận tốc tàu +K1= Λ+2 3 SVTH:Lê Tấn Thành =1 Trang 24 Đồ án mơn học:Thiết... h = 0, 4 m Trang 11 m Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Cơng Đường bao cánh chân vịt Tọa độ profin ở từng bán kính SVTH:Lê Tấn Thành Trang 12 Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Cơng C.THIẾT KẾ BÁNH LÁI I.LỰA CHỌN THƠNG SỐ HÌNH HỌC BÁNH LÁI 1.Chọn loại bánh lái Dựa vào kết cấu,tuyến hình vùng đi tàu: kiểu đi bán tuần dương-có ky Dựa vào sự bố trí chân vịt sau tàu với các kích thước,khoảng... số(đối với các tàu khơng phải tàu kéo) A min = 86,5.4,77 150 (0.75 + ) = 6,92(m 2 ) 100 86,5 + 75 Ta có: Vậy ta chọn diện tích bánh lái: Abl=7,3(m2) b.Chiều cao bánh lái Dựa vào kết cấu tuyến hình vòm đi,ta chọn chiều cao bánh lái: hbl=2,7 (m2) c.Chiều rộng bánh lái bbl= h2 Abl =2,7 (m) d.Hệ số kéo dài λ= hbl bbl =1 e.Profin bánh lái SVTH:Lê Tấn Thành Trang 14 Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn... học:Thiết bị tàu Với: Λ được tính theo cơng thức sau,nhưng khơng cần lớn hơn 2 Λ= Với GVHD:Nguyễn Văn Cơng h2 At 2, 7 2 7,3 = =1 h=2,7(m):Chiều cao trung bình của bánh lái At=7,3(m2):Diện tích bánh lái +K2=1,1:Hệ số,phụ thuộc kiểu profin bánh lái( xem bảng 2B/21.1.1) +K3=1,15:Hệ số,phụ thuộc vị trí của bánh lái, theo quy định: K3=0,8:Với bánh lái nằm ngồi dòng chảy sau chân vịt K3=1,15:Với bánh lái nằm trong... SVTH:Lê Tấn Thành Trang 21 0 8,56 17,3 25,8 3 Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Cơng P Py Pn Px Pt Tâm quay Vs Tâm áp lực Bảng tính lực & momen thủy động tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến SVTH:Lê Tấn Thành Trang 22 Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Cơng 1.2 .Tàu chạy lùi a.Vận tốc dòng đến bánh lái Tốc độ dòng nước đến bánh lái khi tàu chạy lùi: ξ vcpl=0,515.vsl =4,3(m/s) Trong... km =120 (N/mm2) ÷ (QP2B/21.1.6-3-(3)) -Chiều dày cốt bánh lái có lấy bằng (1,8 2,0) lần chiều tơn mạn bánh lái, chọn sơ bộ chiều dày cốt bánh lái t4= 20 (mm) 5.Thanh lập là -Chiều dày thanh lập là:t5=10 (mm) ÷ -Chiều rộng thanh lập là bằng khoảng (3 4) lần chiều dày tơn mạn bánh lái, lấy bằng 60(mm) SVTH:Lê Tấn Thành Trang 29 Đồ án mơn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Cơng 10 10 60 10 30 R15 60 100 -Quy . loại bánh lái cân bằng hai gối một chốt. 2.Số lượng bánh lái Dựa vào kết cấu vùng đuôi,loại tàu, số lượng và cách bố trí chân vịt Số lượng bánh lái: 1 3.Thông số hình học bánh lái. a.Diện tích bánh. Đồ án môn học:Thiết bị tàu GVHD:Nguyễn Văn Công ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY A.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ TÀU. Bánh lái được thiết kế cho tàu với các thông số như sau: -Kiểu tàu: tàu dầu. -Kiểu. Công C.THIẾT KẾ BÁNH LÁI. I.LỰA CHỌN THÔNG SỐ HÌNH HỌC BÁNH LÁI. 1.Chọn loại bánh lái. Dựa vào kết cấu,tuyến hình vùng đuôi tàu: kiểu đuôi bán tuần dương-có ky. Dựa vào sự bố trí chân vịt sau tàu với