Thiết kế bánh lái tàu chạy biển không hạn chế

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG TÀU THỦY I.Các thông số tàu Thiết kế bánh lái tàu chạy biển không hạn chế với thông số sau - Vận tốc tàu vS = 12,5 hl/h - Chiều dài tàu L = 89 m - Chiều rộng tàu B = 16,3 m - Chiều chìm thiết kế T = 4,8 m - Các hệ số béo Hệ số béo chung CB = 0,65 Hệ số béo sườn CW = 0,98 Hệ số béo đường nước CWP = 0,83 Tỉ số XB/L= -0,2% Dạng mũi chữ U II.Tính toán sức cản đường kính chong chóng Ta xét đặc trưng tàu B 16,3 = = 3,396 T 4,8 L 89 = = 5,5 B 16,3 CB = 0,65 Vậy ta áp dụng phương pháp Seri 60 để tính sức cản tàu - Phạm vi áp dụng : CB = L/B 0,6 = ÷ 5,5 0,8 ÷ 8,5 ÷ B/T = 2,13 3,92 Công suất kéo tàu xác định công thức 2.Tính toán lực cản công suất kéo tàu: + Công thức tính : ρ R = C v2 W/ PE = v.R ρ Trong : = 1025 (kg/m3) × v =12,5(hl/h)=13,5 0,5144 =6,43(m/s) vận tốc tàu W : Diện tích mặt ướt tàu -1- C = CR + CFo + CA + CAP : hệ số cản toàn phần CR: Lực cản dư CFo: Hệ số lực cản ma sát phẳng nhẵn tương đương CA : Hệ số lực cản đọ nhám CAP : Hệ số lực cản phần nhô 2.1Tính hệ số cản dư : CR 103= CR(d).kxC.ky.kB/T.aB/T Với : CR.103 = f (d) ( Tra hình1.14 ) kxC ( Tra hình 1.15-1.19 ) aψ aψ ky= ψ = L = V L δ L.B.T 89 = 5,38 0,65 × 89 × 16,3 × 4,8 Ψ0 =4,9 xác định đồ thị hình 1.14từ CB B C R ( ) TK T k B × aB = × aB B T T T CR ( ) T ( Tra hình 1.16 ) 2.2 Tính hệ số ma sát phẳng : 0,075 (lg Re− 2) CFo = 2.3 Tính hệ số cản độ nhám vỏ bao CA hệ số cản phần nhô CAP Lấy CA.103 = 0,2 , CAP.103 = 0,1 2.4 Tính diện tích mặt ướt : W =LT [2+1,37(CB -0.274)B/ T] = 1601,68 (m3) W phần nhụ = 0,05 1601,68 = 80,084 (m3) W = 1601,68 + 80,084 = 1681,8 (m3) Kết tính toán thể thông qua bảng tính ST T Đại lượng Đơn vị vs (Giả thiết) hlý/ h 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 v=0.5144vs m/s 5.401 5.916 6.430 6.944 7.459 m2/s 29.17 34.99 41.34 48.225 55.634 v 2 -2- Fr = v - 0.18 0.20 0.22 0.24 0.25 CR.103 = f(d) (hình 1.14) - 0.751 0.752 0.791 0.891 0.991 Kxc (hình 1.15) - 1.025 1.015 0.967 0.971 0.966 kψ = aψ/aψο - 1.012 1.178 1.163 1.186 1.168 KB/T.aB/T (hình 1.16) - 1.045 1.024 1.011 0.988 0.978 CR.103 = [5].[6].[7].[8] - 0.814 0.921 0.899 1.014 1.094 10 Re.10-8=(vL/ν).10-8 - 3.081 3.375 3.668 3.962 4.255 11 CF.103=0.075.103/(lgRe-2)2 - 1.781 1.759 1.7404 1.72285 1.70676 12 CA.103 - 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 13 CAP.103 - 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 14 C.103=[9]+[11]+[12]+[1 3] - 2.895 2.981 2.940 3.037 3.100 15 R=ρ/2.W.[3].[14] KN 69.34 85.62 99.77 120.21 141.58 16 PE=[2].[15] KW 374.5 506.4 641.54 834.77 1056.04 gL Đường kính chong chóng Đường kính chong chóng xác định dựa vào tích số tối ưu đường kính vòng quay chong chóng D n m = 11,84 T R 1− t T = Áp dụng công thức Taylor cho tàu chong chóng có hệ số hút × t=KTWT=0,6 0,275 =0,165 -KT Hệ số phụ thuộc hình dáng bánh lái : KT =0.5-0,7 Chọn KT =0,6 × -WT:Hệ số dòng theo tính toán WT= 0,5δ-0,05=0,5 0.65-0,05= 0,275 -3- T= 72,17 − 0,165 = 119,49 (kN) nm = 200 (v/phút) 11,84 T D= nm = 11,8 119, 49 200 = 2,759 (m) Chọn D=3 (m) III.Lựa chọn dạng bánh lái Ta lựa chọn dạng bánh lái cân bằng,đơn giản - Bánh lái có dạng hình chữ nhật - Profin bánh lái profin NASA 0015 IV.Các đặc trưng hình học bánh lái 1.Diện tích bánh lái 1.1.Theo công thức thống kê Diện tích bánh lái tính công thức FP = LT/100 ,m2 = 1,5 ÷ 2,5 hệ số diện tích bánh lái cho tàu biển bánh lái L = 89 m chiều dài đường vuông góc tàu T = 4,8 m chiều chìm trung bình tàu trạng thái toàn tải Thay số vào ta có FP = 6,048÷ 10,680 (m2) Ta chọn diện tích bánh lái FP = 8,4 m2 1.2.Kiểm tra theo điều kiện diện tích tối thiểu Diện tích bánh lái phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau pq FPmin = LT 150 (0,75 + ) 100 L + 75 (m2) p = bánh lái đặt trực tiếp sau chân vịt q = tàu hàng L,T chiều dài chiều chìm tàu Thay số vào ta có -4- 89 × 4,8 150 (0,75 + ) 100 89 + 75 FPmin = = 7,11 (m2) Vậy diện tích bánh lái chọn FP = 8,4 m2 thoả mãn không nhỏ diện tích tối thiểu FPmin = 7,11 m2 2.Kích thước bánh lái Các kích thước đặc trưng cho bánh lái hình chữ nhật gồm có chiều cao chiều rộng bánh lái Dựa vào điều kiện bố trí khung giá lái mà ta chọn - Chiều cao bánh lái hP = 3,5 m FP hP 8, 3,5 - Chiều rộng bánh lái bP = = =2,4 (m) 3.Độ dang bánh lái Độ dang bánh lái tính công thức hP bP 3,5 2, λ= = = 1,458 4.Chiều dày lớn profin bánh lái Với prôfin NASA 0015 chiều dày tương đối t t = 0,15 × tmax = bP = 0,15 2,4= 0, 36(m) x Vị trí chiều dày lớn Hoành độ chiều dày lớn = 0,3 x= x × bP = 0,3 2,4 = 0,72 (m) 5.Vị trí đặt trục tối ưu Vị trí đặt trục tối ưu tính công thức x p + x p max a=a opt = Các hệ số xác định theo bảng: Cx0 Cy0 C2Cy Cy2C1 Cx Cm0 αP -5- 0.018 0.037 0.059 0.098 0.14 0.32 0.3 0.6 0.9 2.84 0.015 0.033 0.075 5.78 0.062 0.099 8.62 0.137 0.196 0.225 1.2 1.4 1.1 11.4 0.238 0.336 0.3 13.5 0.338 0.478 0.36 10.6 0.207 0.527 0.36 0.15 6.84 13.7 20.6 27.3 33.5 34.6 Giá trị xpmin xpmax tính theo bảng sau αP 6.84 13.78 20.62 27.37 33.54 34.61 Cx 0.03 0.09 0.19 0.33 0.47 0.52 Cy 0.3 0.61 0.91 1.2 1.43 1.12 Cm Cn =CxsinαP + CycosαP 0.07 0.15 0.22 0.30 0.36 0.36 Cd=Cm/ Cn xp=Cd bp 0.302 0.249 0.596 0.616 0.244 0.584 0.921 0.244 0.587 1.220 0.246 0.590 1.456 0.247 0.593 1.221 0.295 0.707 a = aopt =0,646 (m) 6.Hệ số cân đối bánh lái F 'P FP - Hệ số cân đối bánh lái tính theo công thức R = Trong FP’ = 0,646.3,5 = 2,261 m2 diện tích phần đối bánh lái FP = 8,4 m2 diện tích toàn bánh lái 2, 261 8, R= = 0,27 khoảng(0,25-0,35) 7.Xây dựng tuyến hình prôfin lý thuyết Toạ độ thực prôfin tính theo công thức -6- x= xb 100 ± y.t max 100 y= Tra bảng 1-9 tr 24 sổ tay thiết bị tàu thuỷ ta lập bảng toạ độ prôfin x x(m) y x y y(m) (%) (%) x(m) (%) y(m) (%) 0 0 17.5 420 46,30 166.68 0.25 7.20 25.9 20 480 47.78 172.01 0.5 12 10.28 37 25 600 49.50 178.20 0.75 18 12.45 44.8 30 720 50.00 180.00 24 14.10 50.8 40 960 48.35 174.06 1.25 30 15.80 56.9 50 1200 44.00 158.40 1.75 42 18.55 66.8 60 1440 38.03 136.91 2.50 60 21.80 78.5 70 1680 30.50 109.80 3.25 78 24.55 88.4 80 1920 21.85 78.66 120 29.60 107 85 2040 17.08 61.49 7.5 180 34.99 126 90 2160 12.06 43.42 10 240 39.00 140 95 2280 6.70 24.12 15 360 44.55 160 100 2400 1.05 3.78 280 344 360 348 317 274 220 157 87 Hình vẽ profil bánh lái: 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 V.Lực mômen thủy động tác dụng lên bánh lái 1.Tàu chạy tiến Vận tốc dòng nước chảy đến bánh lái -7- vep = 0,515vS(1-wr)c ,m/s Trong vS = 12.5 ,hl/h là vận tốc khai thác tàu wr giá trị trung bình hệ số dòng theo vị trí đặt bánh lái wr = 0,8w0 với w0 giá trị trung bình hệ số dòng theo vị trí đĩa chong chóng Theo Papmiel,với tàu biển ta có 0,165 δx x V − ∆ω DB w0 = x = số chong chóng CB = 0,65 hệ số béo thể tích tàu V = CB LBT = 4526,184,m3 thể tích chiếm nước tàu DB = m đường kính chong chóng ∆w phần kể đến tạo sóng v 12.5 × 0.5144 = gL 9.81× 89 × × Vì Fr = =0.218 > 0,2 nên ∆w = 0.3 0.65 (0.218-0.2)=0.003 Thay số vào ta có w0 = 0,248 × wr = 0,8 0,248 = 0.199 χ hệ số hiệu chỉnh có kể đến ảnh hưởng dòng nước chong chóng đẩy đập vào bánh lái χ tính công thức F '' + P (k B ∆ − 1) FP χ= Trong × FP’’ = 2,4= 7.2 ,m2 diện tích bánh lái bị phủ dòng nước chong chóng đẩy kB hệ số kể đến gia tăng thêm lực dạt bánh lái đặt trực tiếp dòng nước chong chóng kB phụ thuộc vào /2 tra đồ thị với hệ số tải chong chóng T 2 πD B ρv A = -8- TE 1− t T= lực đẩy chong chóng TE = R/x = 99,773 kN=10170,513 kG lực đẩy có ích chong chóng t hệ số lực hút tính công thức t = 0,5 CB – 0,05=0,275 10170 − 0, 275 T= = 14028,29 kG vA tốc độ dòng nước chảy đến chong chóng tính công thức × vA = 0,515vS(1-w0) = 0,515 12.5(1-0,248) = 4,893 (m/s) ρ= 1025 kg/m3 khối lượng riêng nước biển Thay số vào ta có = 1,623 /2 = 0,812 Tra đồ thị 1.20 (T-30TBTT) ta có kB = 1,9 ∆ hệ số kể đến ảnh hưởng toàn phần tốc độ kích thích chiều trục đến bánh lái xác định công thức k  + 2−k  2 1+σ B      ∆= với k hệ phụ thuộc vào tỉ số khoảng cách từ đĩa thiết bị đẩy đến mép trước bánh lái chia cho đường kính chong chóng k=  z f   DB    Tra đồ thị với k = 1,26 z 0,5 = DB = 0,167 ta có  1, 26 − 1, 26  +  ÷ ÷ 2 + 1,632   ∆= Thay số vào ta có 1+ = 0,737 7.2 (1,9 × 0, 737 − 1) 8, χ= = 1.343 Vận tốc dòng chảy đến bánh lái -9- × VCP = 0,515 12.5(1-0,199)1,343 = 6,928 (m/s) Lực mômen thuỷ động tác dụng lên bánh lái thể dạng bảng sau T T §¹i lîng tÝnh to¸n §¬n vÞ Cx Cy - Cm Cn=Cxsinα+Cyc osα Gãc bÎ l¸i αPo 13.7 20.62 27.37 33.54 34.6 0.10 0.61 0.20 0.91 0.34 1.2 0.48 1.43 0.53 1.12 - 0.03 0.3 0.07 0.15 0.225 0.3 0.36 0.36 - 0.30 0.62 0.92 1.22 1.46 1.22 Cd=Cm/Cn xp=Cd*bp m 0.25 0.60 0.25 0.59 0.25 0.59 0.29 0.71 l = xp-aopt m Pn =ρCnvep2.FP kG M/σ=Pn*l kGm Mσ=ko*M/σ kGm 0.00 127 14 45.0 54.0 0.24 0.24 0.58 0.59 0.02 -0.01 259 38790 49 402 523.6 482 628.3 6.84 -0.01 -0.01 0.11 51409 6134 5145 09 511.44 407.1 5525 8 613.73 488.6 6631 2.Tàu chạy lùi Tốc độ tàu chạy lùi vl = (7,5-0,75)vS = (0,7-0,75) 12.5 = 8,75-9,375 chọn v1=9 hl/h Tốc độ dòng chảy đến bánh lái vepl = 0,515vlζ ,m/s ζ = 1,05 ~ 1,1 Chọn ζ = 1,1 ta có × × Vepl = 0,515 1,1 = 5,1(m/s) Quá trình tính toán làm theo bảng T T §¹i lîng tÝnh to¸n §¬n vÞ Gãc bÎ l¸i αPo 6.84 13.7 20.62 27.37 33.54 34.6 - 10 -  a  Pn a1b1 1 + ÷− M '2 L2  L1  = 28235,03 L1 + L2 M’1 = với M’2 = Pc.L3 = 12518,554 (kGm) Mômen tính toán : Mtt = Pn a1b1 a − M '1 = L1 L1 (kgm) = 52514(kGm) Phản lực gối : Pnb1 M '1 − = L1 L1 R’0 = = 25615 (kG) Pn a1 + M '1 M '1 − M ' + L1 L2 R’1 = =46931 (kG) M '1 − M ' L2 R’2 = Pc = 24565 (kG) Đường kính trục lần tính thứ hai: M ui + M σ 0,1[σ ] Di ≥ D1 ≥ D2 ≥ (cm) M 2u1 + M 2σ = 112 M 2u + M 2σ 112 D0 ≥ 2,76 R' [σ ] 28,9 (cm) = 22,77 (cm) = 12,34 (cm) Từ giá trị ta chọn : D0 = 18 (cm) D1 = 28 (cm) D2 = 24 (cm) 2.2.Trục lái tác dụng MG (phương pháp tính ) - 19 - Mô men gối M’’1=-117,1 kGm Mô men tính toán M’t=668,7kg.m M g − M 1'' Khi phản lực gối: R’’o= R1'' = − R2'' = − Mg L2 + M 1'' M 1'' + = L1 L2 M 1'' = 83, 46 L2 l1 = =306,4 kG -389,8 (kG) (kG) Ri = Ri' + Ri'' Tính phản lực tổng cộng lần gần thứ 2: R0 = 25618 (kG) R1 = 46933(kG) R2 = 24565 (kG) Xác định mômen ma sát gối : Di f Ri π Mmsi = Mms0 = 293,7 (kGm) Mms1 = 837 (kGm) Mms2 = 375,5 (kGm) Mômen xoắn toàn phần : n ∑M Mtp = Mσ + msi i =1 → Mtp = 8137 (kGm) Mtp = 79,82 kNm Vậy máy lái chọn lần gần thứ thoả mãn.Ta không cần chọn lại máy lái Ta có biểu đồ momen xoắn sau : - 20 - Mg R Pn M EI1 (0) a PC R2 EI b l1 (1) Mσ (2) l2 l3 Mπ M1' M2 (Do Pn, Pc, Mσ) Mg M1" (Do Mg) Trong : Mp = 65944.092 (kGm) M1' = 28235.026 (kGm) M2 = 12518.554 (kGm) Mg = 1203.346 (kGm) M1'' = -117.090 (kGm) 3.Kiểm tra bền trục lái Ta nên kiểm tra bền trục lái tiết diện nguy hiểm - Tiết diện 1-1 tiết diện mà gót ki lái liên kết với trục lái - Tiết diện 2-2 tiết diện ổ trục lái - Tiết diện 3-3 là nới lắp vành chặn nửa để đỡ toàn trọng lượng bánh lái trục lái l'= 0,175 m II I I l = 4,31 m l = 1,403 m II III l 3' = 0,15 m III l = 0,35 m + Tại tiết diện 1-1 có mômen uốn tổng cộng : M '1 + M ' '1 M1-1 = : M’1 mômen uốn tiết diện 1-1 Pn Pc gây M’1 = R’0.L’1 = 4482,94 (kGm) - 21 - M’’1 mômen uốn tiết diện 1-1 trọng lượng bánh lái Gm gây M’’1 = R’’0.L’1 = 53,61(kGm) Suy M1-1 = 448326(kGcm) + Tại tiết diện 2-2 có mômen uốn M2-2 = Pc.L3 = 12518 (kGm) +Tại tiết diện 3-3 có mômen uốn M3-3 = Pc.L’3 = 53659 (kGm) Quá trình tính toán thực bảng sau: T T Đại lợng tính Đơn vị Đờng kính trục tiết diện kiểm tra Di cm Môđun chống uốn wui cm3 Môđun chống xoắn wxi cm3 Mômen uốn MuI kG.m Mômen xoắn Mxi = MKT σ ui = Ứng suất pháp τ xi = Ứng suất tiếp M ui W xi M kt W xi σ ti = σ ui + τ xi2 Ứng suất tổng n= Hệ số an toàn σ ch ≥2 σi kG.m kG/cm Tiết diện kiểm tra (I - I) (II - II) (III - III) 18 24 22 583.2 1382.4 1064.8 1166.4 2764.8 2129.6 44832 1251855 536509 84072 840723 840723 768.73 905.567 503.86 720.78 304.081 394.78 1053.8 955.257 640.1 2.847 3.141 4.687 kG/cm kG/cm _ VIII.Mối nối 1.Trục lái bánh lái Chọn dạng mối nối mặt bích hình chữ nhật nằm ngang có kích thước hình vẽ 1.1.Đường kính bu lông - 22 - 360 320 36 800 R50 2400 00 φ2 600 Phải không nhỏ trị số tính theo công thức sau 5,54 dB ≥ Mu + Mσ n(σ ch + 4400)rC ,cm σ M = 663101 kGcm mômen xoắn thuỷ động Mu mômen uốn vị trí đặt bích M ' 21 + M ' ' 21 Mu = = 448326 kGm n = số bulông rC = 15,2 cm khoảng cách trung bình tâm bulông đến tâm mặt bích Thay số vào ta có dB ≥ = 4,69 (cm) Chọn đường kính bulông dB = 50 mm 1.2.Kích thước mặt bích Kích thước mặt bích chọn hình vẽ Chiều dày mặt bích không nhỏ đường kính bulông nối Chọn chiều dày mặt bích S = 70 mm Bán kính lượn cạnh mặt bích R = 60 mm 1.3.Kiểm tra bền mối nối Bulông mối nối gồm có bulông thô bulông tinh Bulông chia thành nhóm -Nhóm bulông cách xa tâm bulông ghép không khe hở - 23 - T1 φ2 00 800 360 b2 b1 T2 φ60 600 -Nhóm bulông gần tâm bulông ghép có khe hở σ a)Bulông tác dụng M Lực siết bulông phải tạo ma sát nhằm chống lại mômen xoắn thuỷ động Gọi phản lực nhóm bulông T1 T2.Chúng phải thoả mãn hệ phương trình { 4T1b1+2T2b2 = Ms T1/b1 = T2/b2 Thay số vào ta có Mσ=663101kGm, b2=36,2 cm, b1=32(cm) T1 = 3294 kG T2 = 2911 kG +Ta xét bulông ghép có khe hở Lực xiết cần thiết bulông kT2 f N2 = Trong k = 1,3 hệ số an toàn f = 0,2 hệ số ma sát Thay số vào ta có N2 = 18921,4 kG ứng suất kéo N2 gây (có kể đến ứng suất xoắn 30%) σk = 1,3 N2 = π dB2 1253 kG/cm2 σ ch σ K' ≤ [ σ K ] = 0, [ σ ] = 0, k1k2 k3 = 1078( kG / cm2 ) Điều kiện kiểm tra : - 24 - Trong : K1 =1,38 –hệ số kể đến mức độ quan thiết bị K2= 1,1 hệ số kể đến sái sót tính toán K3 =1,1 hệ số kể đến tải trọng động db ≥ 5, N = 5,39cm π [σ K ] Diều kiện thiets kế : Vậy bulông thoả mãn điều kiện kéo b)Bulông tác dụng Pn Dưới tác dụng Pn mặt cắt ngang mối ghép bị uốn.Ta phải xác định lực xiết N để mối ghép không bị tách hở Khi chưa có Pn mối ghép chịu dập với ứng suất σd = nN F Trong n = số bulông N lực xiết cần thiết F = l.b=4800 cm2 diện tích bề mặt ghép Khi coi mặt bích cứng biến dạng uốn theo mặt bích xem đường thẳng có trị số lớn σu = Mu Wu Wu =l.b2/6 =64000 cm3 môđun chống uốn mặt bích bỏ qua lỗ khoét Mu = 448326 kGcm mômen uốn Pn gây gối ứng suất tổng max σ =σd ±σu = nN M u ± F Wu Điều kiện để mối ghép không bị tách hở - 25 - σ = nN M u − >0 F Wu →N> FM u nWu Để thiên an toàn ta thêm hệ số an toàn k = k N> FM u nWu = 11208,15 (kG) Ứng suất kéo tác dụng lực xiết σK = N = π dB2 571,1 kG/cm2 < [σ] = 1087 kG/cm2 Kết luận : Các bulông mối ghép đủ bền 2.Trục lái với vỏ tàu 2.1.ổ đỡ gót ki lái Đường kính chốt không kể lớp bọc dch = p max [σ ] (cm) Trong đó: pmax phản lực lớn chốt uốn pmax =46933,518 kG [σ ] = 0,25 σ ch = 750 (kG/cm2) Vậy dch = 23,73 cm Chọn dch = 22 cm Chiều dài đoạn hình trụ chốt không nhỏ đường kính chốt không lớn 1,3 đường kính chốt để thuận tiện cho công nghệ Chọn chiều dài đoạn hình trụ l =28,6cm Chiều dài đoạn côn chốt chọn lC = 1,5 dch =33 cm Đường kính nhỏ chốt: k= d ch − d c = ⇒ dc = lc 15,4 cm Đường kính đoạn ren chốt không nhỏ 0,8dc = 12,32 cm Chọn đường kính ren dg = 13 cm Đai ốc bắt chốt M130 - 26 - Chiều dày ống lót chốt lấy 5% đường kính chốt mm,vật liệu làm ống lót chốt thép không gỉ Chiều cao lỗ lề 18=dch < lbl < 1,3dch ⇒ chọn lbl = 25 cm Chọn vật liệu lót ổ đồng có chiều dày 10 mm Khe hở hai ống lót = (0,5~1)%dch Chọn = 1mm Chiều dày moayơ chốt = 1/2dch 11 cm Kiểm tra áp lực riêng chốt p= p max d ch hch ≤ [ p] Trong Pmax = 4784 kG phản lực ổ hch = 25 cm Thay số vào ta có p =8,69 kG/cm2 =9 N/cm2 Với vật liệu thép CT3C [ p] = 685 (N/cm2) Vậy chốt đủ bền 1/5 330 M130 φ220 φ236 φ238 φ256 2.2.Ổ đỡ sống đuôi ổ đỡ trượt Chiều cao bạc tính theo công thức - 27 - h = (1~1,2)d = 28 ÷ 33,6 (cm) d = 28 cm đường kính trục Chọn chiều cao bạc h = 30cm Chiều dày bạc tính công thức d = (5~10)%d = 1,4 ~ 2,8 cm Chọn chiều dày bạc d = 2cm Kiểm tra bạc theo điều kiện bền dập σd = R hd = 29,24 kG/cm2 = 2,87 Mpa < [P]= 4,9 Mpa Ta làm kín nước vòng tết sợi vải tẩm cao su Cạnh vòng b = d = 33,47 mm chọn b=34mm Chiều cao vòng h = 0,9bm = 153 mm 2.3.ổ đỡ chặn Vì ổ phải chịu lực dọc trục nên ta chọn ổ đỡ chặn theo bảng 1-30 (sttbtt) chọn ổ có số hiệu : 81480π IX.Truyền động lái 1.Máy lái - Mômen đầu máy Mc = 63 kNm - Đường kính đầu trục lái d = 220 mm - Thời gian quay bánh lái,trục lái t = 28 s - Khối lượng máy Gm = 925 kg - Hành trình pítông s = 385 mm - Đường kính pítông D =140 mm - Đường kính cần pítông Dc =60 mm 2.Máy lái dự trữ vs ' = 0,5vs = 6,25 hl/h Chọn máy lái có v’s = hl/h Vận tốc dòng nước chảy đến chong chóngvA=0.515vS(1-ωo)=2,72 vcp = 0,515v’s(1-wr)χ =0,515.7(1-0,197)1,754=5,08 (m/s) - 28 - wr = 0,197 Tra đồ thị sức cản ta có vận tốc hl/h R = 2238 kG Tính toán tương tự ta có χ =1,754 Lập bảng tính mômen thuỷ động: Mômen lực thuỷ động lớn 30o Pnmax = 11269 kG Msmax = 2164 kGm ∑M msi Tính trục lái: a)Phản lực Pn gây Pn M1 = π  a1  a1b1 1 +   b1  l1 + 2l = 5414 kGm Pn a1b1 l1 M = = 10806 kGm Phản lực gối : R’0 = Pn b1 M − = l1 l1 4968 kG - 29 - R’1 = M ( l1 + l ) Pn a1 − l1 l1 = 2584 kG M1 l2 R’2 = = -3609 kG b)Phản lực Gm gây R’’0 = 238,4 kG R’’1 = -305,6 kG R’’2 = -67,2 kG Phản lực tổng cộng gối R 'i + R ' ' i Ri = R0 = R1 = 64742 + 6412 = 4974,4 kG 125552 + 865 = 2602 kG 8211 + 224 R2 = = 3610 kG Mômen ma sát sinh gối : Mmsi = Mms0 = Mms1 = Di f Ri π 0,18 0,1 4974,4 Π 0,2 0,1 2602 Π = 57 (kGm) = 33,1 (kGm) 0,22 0,15 3610 Π Mms2 = = 75,8(kGm) Vậy mômen xoắn tổng cộng ∑M msi Mtp = Ms+ = 2064+(57+33,1+75,8) = 2330 kGm = 22,86 kNm Chọn máy lái dự trữ máy lái, Mc = 25 kNm 3.Máy lái cố vs’’ > hl/h Chọn máy lái có v’’s = hl/h - 30 - Vận tốc dòng nước chảy đến chong chóng vcp = 0,515v’’s(1-wr)χ wr = 0,197 Tra đồ thị sức cản ta có vận tốc hl/h R =1176 kG.Tính toán tương tự ta có χ =1,49 ⇒ vcp = 3,09 m/s Lập bảng tính mômen thuỷ động: Mômen lực thuỷ động lớn 30o Pnmax = 667.1 kG Msmax = 800.5 kGm ∑M msi Tính trục lái: a)Phản lực Pn gây Pn M1 = π  a1  a1b1 1 +   b1  l1 + 2l = 3220.5 kGm Pn a1b1 l1 M = = 639.64 kGm Phản lực gối : - 31 - R’0 = R’1 = Pn b1 M − = l1 l1 294.1 kG M ( l1 + l ) Pn a1 − l1 l1 = 153 kG M1 l2 R’2 = = -213.6 kG b)Phản lực Gm gây R’’0 = 238.4 kG R’’1 = -305.56 kG R’’2 = -67.2 kG Phản lực tổng cộng gối R 'i + R ' ' i Ri = R0 = R1 = 31032 + 6412 6017 + 865 = 378.6 kG = 341.2kG 39352 + 224 R2 = = 223.9 kG Mômen ma sát sinh gối : Mmsi = Mms0 = Mms1 = Di f Ri π 0,24 0,1 3169 Π 0,34 0,1 6079 Π = 4.34 (kGm) = 4.35 (kGm) 0,3 0,15 3941 Π Mms2 = = 4.7 (kGm) Vậy mômen xoắn tổng cộng ∑M msi Mtp = Ms+ = 800.5+(4.34+4.35+4.7) = 813.4 kGm = 8.1 kNm Chọn máy lái dự trữ máy lái, Mc = 10 kNm - 32 - - 33 - ... bỏnh lỏi c th hin di dng bng sau T T Đại lợng tính toán Đơn vị Cx Cy - Cm Cn=Cxsin+Cyc os Góc bẻ lái Po 13.7 20.62 27.37 33.54 34.6 0.10 0.61 0.20 0.91 0.34 1.2 0.48 1.43 0.53 1.12 - 0.03 0.3 0.07... Vepl = 0,515 1,1 = 5,1(m/s) Quỏ trỡnh tớnh toỏn lm theo bng T T Đại lợng tính toán Đơn vị Góc bẻ lái Po 6.84 13.7 20.62 27.37 33.54 34.6 - 10 - Cx Cy - 0.03 0.10 0.20 0.34 0.48 0.53 0.30 0.61 0.91