Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là bài đồ án tốt nghiệp mẫu về chủ đề Thử so sánh kết quả tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lý thuyết với yêu cầu quy phạm . Đây là bài đồ án tốt nghiệp mẫu về chủ đề Thử so sánh kết quả tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lý thuyết với yêu cầu quy phạm .
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI LỜI CẢM ƠN Người Việt Nam có câu tục ngữ ‘khơng thầy đố mày làm nên’ Câu nói tục ngữ cho thấy tinh thần hiếu học dân tộc chịu khó cần cù học hỏi dân tộc Việt Nam Người Việt Nam ln đề cao vai trị người thầy việc dậy dỗ, hình thành nhân cách người Nếu khơng có người thầy khơng thể làm nên Người thầy khơng dậy kiến thức mà truyền cho ý tưởng để từ tự ta từ ý tưởng mà thực chúng làm tảng cho ta phát triển sau Để hồn thành tốt đề tài tơi nhận nhiều giúp đỡ nhiệt tình, chân thành thầy cô khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy nói chung mơn tàu thuyền nói riêng Thầy cô giúp đỡ tài liệu nghiên cứu hướng dẫn thực đề tài cách nhiệt tình Tơi xin gửi lời cảm ơn Điều tơi muốn nói lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Thái Vũ người hướng dẫn, bảo trực tiếp tơi suốt q trình thực đề tài Dưới hướng dẫn tận tình thầy, tơi có nhiều kiến thức cho biết cách vận dụng kiến thức học suốt trình ngồi ghế nhà trường để giải vấn đề cụ thể mà thực tế đặt người kỹ sư khí tàu thuyền Bên cạnh đó; ngồi hướng dẫn thầy Nguyễn Thái Vũ thầy cô mơn tàu thuyền tơi cịn gia đình, bạn bè, người thân động viên khuyến khích tinh thần thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn! Để đáp lại giúp đỡ chân thành tơi thực xong đề tài thời gian quy định nhà trường Tuy nhiên lần thực đề tài lớn tránh khỏi thiếu sót, nhầm lẫn, tơi mong đón nhận đóng góp ý kiến, phê bình để đề tài tơi hồn thiện hơn! Sinh viên thực Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: “Thử so sánh kết tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm” Chuyên ngành: Đóng tàu ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU I Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị lái tàu vỏ thép Phạm vi nghiên cứu: So sánh kết tính tốn thiết bị lái lí thuyết với yêu cầu quy phạm Mục tiêu nghiên cứu: Tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết nhằm đánh giá lại kết tính theo yêu cầu quy phạm II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 Tổng quan đề tài nghiên cứu I.2 Nội dung giới hạn đề tài CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT II.1 Những yêu cầu đặt tính tốn thiết bị lái II.1.1 Tính an tồn II.1.2 Tính cơng nghệ II.1.3 Tính kinh tế II.2 Cơ sở tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết II.2.1 Những khái niệm thuật ngữ II.2.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LÁI III.1 Giới thiệu sơ lược tàu mẫu dùng để tính tốn Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI III.2 Tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết III.3 Tính toán thiết bị lái theo “Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam 2003” (TCVN - 6259) III.4 So sánh kết tính tốn theo lí thuyết với kết tính tốn theo quy phạm CHƯƠNG IV: THẢO LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN IV.1 Thảo luận IV.2 Đề xuất ý kiến III: KẾ HOẠCH VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN KẾ HOẠCH THỜI GIAN Tìm hiểu, thu thập tài liệu liên quan tàu mẫu 17/03/08-28/03/08 Kế hoạch thực đề tài: -Hoàn thành nội dung đề cương: 29/03/08-06/04/08 -Hoàn thành nội dung chương 1, 2: 07/04/08-26/04/08 -Hoàn thành nội dung chương 3: 27/04/08-07/06/08 -Hoàn thành nội dung đề tài 08/06/08-28/06/08 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (kí ghi rõ họ tên) SINH VIÊN THỰC HIỆN (kí ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐẾ I.1 Tổng quan đề tài I.2 Nội dung giới hạn đề tài I.2.1 Giới hạn đề tài I.2.2 Nội dung thực 10 I.2.3 Mục tiêu đề tài 10 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 11 II.1 Những u cầu đặt tính tốn thiết bị lái 11 II.1.1 Tính an toàn 11 II.1.2 Tính cơng nghệ 11 II.1.3 Tính kinh tế 11 II.2 Cơ sở tính tốn thiết bị lái lí thuyết 11 II.2.1 Những khái niệm thiết bị lái 11 II.2.1.1 Tính ăn lái tàu nhiệm vụ thiết bị lái 11 II.2.1.2 Các loại thiết bị lái phận 12 II.2.1.2.1 Các loại thiết bị lái 12 II.2.1.2.2 Các phận 13 II.2.1.3 Phân loại bánh lái yêu cầu bố trí bánh lái 14 II.2.1.3.1 Phân loại bánh lái 14 II.2.1.3.2 Yêu cầu bố trí bánh lái 16 II.2.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn thiết bị lái lí thuyết 18 II.2.2.1 Định nghĩa cơng thức tính thơng số hình học 18 II.2.2.1.1 Diện tích bánh lái 18 II.2.2.1.2 Chiều cao bánh lái 19 II.2.2.1.3 Chiều rộng bánh lái 19 II.2.2.1.4 Hệ số kéo dài bánh lái 20 II.2.2.1.5 Hệ số kéo dài hệ bánh lái - trụ lái 20 II.2.2.1.6 Hệ số cân bánh lái 20 II.2.2.1.7 Góc quay lái 20 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI II.2.2.1.8 Chiều dày profin 20 II.2.2.2 Đặc tính thủy động bánh lái 21 II.2.2.2.1 Lực thủy động tác dụng lên bánh lái 21 II.2.2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính thủy động 23 II.2.2.2.3 Các phương pháp tính thủy động thiết bị lái 25 II.2.2.3 Tính tốn cụm bánh lái 27 II.2.2.3.1 Các trường hợp tính tốn cụm bánh lái 27 II.2.2.3.2 Tính trục lái 28 II.2.2.3.3 Tính mối nối trục lái - bánh lái 28 II.2.2.3.4 Tính bánh lái 30 II.2.3 Tổng hợp trình tự bước tính tốn 32 II.2.3.1 Xác định trị số làm sở cho tính tốn 32 II.2.3.2 Tính thiết bị lái 34 II.2.4 Cơ sở tính tốn thiết bị lái theo quy phạm 36 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT BỊ LÁI 37 III.1 Giới thiệu sơ lược tàu mẫu tính tốn 37 III.2 Tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết 38 III.2.1 Xác định thông số hình học bánh lái 38 III.2.1.1 Chiều cao bánh lái 38 III.2.1.2 Tổng diện tích bánh lái 38 III.2.1.3 Hệ số kéo dài λ 39 III.2.1.4 Chiều dày profin t 39 III.2.1.5 Vẽ profin bánh lái 40 III.2.2 Tính tốn đặc tính thủy động bánh lái 47 III.2.2.1 Xác định vị trí tối ưu trục lái 49 III.2.2.2 Ảnh hưởng mặt nước vỏ tàu 50 III.2.2.3 Ảnh hưởng chân vịt đến đặc tính thủy động 50 III.2.2.4 Tính lực mơmen thủy động tác dụng lên bánh lái 57 III.2.2.4.1 Lực tác dụng lên bánh lái 57 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI III.2.2.4.2 Mơmen thủy động tác dụng lên bánh lái 57 III.2.2.4.3 Mômen trục lái 59 III.2.2.5 Tính tốn kết cấu bánh lái 60 III.2.2.5.1 Xác định phản lực mômen uốn 60 III.2.2.5.2 Tính trục lái 63 III.2.2.5.3 Tính toán ổ đỡ 64 III.3 Tính tốn thiết bị lái theo quy phạm 65 III.3.1 Tính lực mơmen thủy động tác dụng lên bánh lái 65 III.3.1.1 Lực tác dụng lên bánh lái tàu chạy tiến chạy lùi 65 III.3.1.2 Mômen xoắn tác dụng lên trục 66 III.3.2 Tính tốn kết cấu bánh lái 69 III.3.2.1 Tính trục lái 69 III.3.2.1.1 Xác định phản lực gối mômen uốn 69 III.3.2.1.2 Xác định đường kính trục lái 73 III.3.2.1.3 Kiểm tra bền trục lái 75 III.3.2.2 Tôn bánh lái, xương bánh lái cốt bánh lái 77 III.3.2.2.1 Tôn bánh lái 77 III.3.2.2.2 Xương bánh lái 78 III.3.2.2.3 Cốt bánh lái 78 III.3.2.3 Tính chốt lề bánh lái 79 III.3.2.4 Tính ổ đỡ trục lái chốt lái 80 III.3.2.4.1 Tính ổ đỡ trục lái 80 III.3.2.4.2 Tính tốn ổ đỡ chốt lái 82 III.4 So sánh kết tính tốn 84 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 86 IV.1 Kết luận 86 IV.2 Đề xuất ý kiến 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI LỜI NĨI ĐẦU Kinh tế nước ta đà phát triển, đặc biệt cơng nghiệp Nước ta có 3000 km bờ biển có nhiều vịnh sâu Đứng trước vị trí địa lý phát triển mạnh mẽ ngành cơng nghiệp đóng tàu Đảng nhà nước định hướng phát triển ngành công nghiệp đóng tàu trở thành ngành cơng nghiệp mũi nhọn Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI đất nước Tàu thủy cơng trình kỹ thuật nước, di chuyển nước, có kết cấu phước tạp hoạt động môi trường vô khắc nghiệt, chịu tác động nhiều yếu tố sóng, gió, mưa bão … Chính để đảm bảo tính an tồn cho tàu q trình hoạt động, thiết bị lái tàu thủy đóng vai trị quan trọng Nó có nhiệm vụ giúp ta điều khiển tàu đến nơi ta mong muốn Độ tin cậy thiết bị lái ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn vận hành khai thác tàu Hiện có nhiều phương pháp tính thiết bị lái xong chủ yếu tính theo quy phạm cịn phương pháp lí thuyết chưa dược sâu nghiên cứu để áp dụng vào thực tế Vì vậy, với mục đích đặt toán thiết thực để sinh viên nghiên cứu, tìm hướng giải quyết, nhà trường giao cho thực đề tài: “Thử so sánh kết tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm” Vì thời gian kiến thức thân hạn chế nên Đề Tài tốt nghiệp khơng tránh khỏi sai sót định Kính mong q thầy bạn sinh viên đóng góp ý kiến quý báu để Đề Tài tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! CHỦ NHIỆM ĐỒ ÁN An Văn Minh CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Hiện ngành cơng nghiệp đóng tàu nước ta phát triển mạnh, Đảng nhà nước đặt ngành công nghiệp vào ngành mũi nhọn đất nước Để đưa ngành cơng nghiệp đóng tàu nước ta đứng hàng đầu giới Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI vấn đề áp dụng khoa học kỹ thuật, công tác tính tốn thiết kế tàu tính tốn thiết bị phụ tàu thuỷ quan trọng Như biết; thiết bị lái phận quan trọng hệ thống thiết bị tàu thuỷ Nó đảm bảo tính hàng hải cho tàu Nếu tàu khơng có thiết bị lái ta khơng thể cho di chuyển mặt nước theo ý muốn Chính vai trị quan trọng nên tính tốn thiết bị lái theo lí thuyết hay theo quy phạm ta ln phải quan tâm đến cách đặc biệt như: Có tính an tồn tin cậy cao, có khả làm việc môi trường điều kiện đặc biệt Trong thực tế ta thấy: Việc tính tốn thiết bị lái theo lí thuyết hay theo quy phạm ln cho kết có độ sai lệch định hai phương pháp Vì việc thực đề tài: “Thử so sánh kết tính thiết bị lái phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm”, cho ta thấy rõ độ sai lệch tính toán hai phương pháp I.2 NỘI DUNG VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI I.2.1 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI - Đề tài: “Thử so sánh kết tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm”, nhằm giải vấn đề sau đây: + Tính tốn thiết bị lái bao gồm: Bánh lái, trục lái, … + Thiết bị lái theo u cầu đề tài tính tốn áp dụng cho tàu hành khơ có trọng tải 20000 DWT I.2.2 NỘI DUNG THỰC HIỆN - Đặt vấn đề - Cơ sở lý thuyết - Tính tốn so sánh kết áp dụng cho tàu cụ thể - Thảo luận đề xuất ý kiến Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI I.2.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Tạo điều kiện cho sinh viên hiểu biết thêm phương pháp tính tốn thiết bị phụ tàu thuỷ (cụ thể thiết bị lái) - Giúp sinh viên biết cách so sánh phương pháp tính tốn để tìm phương pháp tốt áp dụng vào thực tế - Mở rộng việc áp dụng tính tốn so sánh cho tàu khác sở so sánh việc tính tốn hệ thống thiết bị khác CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT II.1 Những u cầu đặt tính tốn thiết bị lái II.1.1 Tính an tồn - Thiết bị lái đặc biệt bánh lái làm việc chịu tác dụng hệ lực tương đối phức tạp như: Lực thủy động tác dụng lên bánh lái, lực chân vịt tạo làm việc tác dụng lên bánh lái, mômen máy lái truyền qua trục lái tác dụng lên bánh Page 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI ch = 280 (N/mm2) Suy ra: Ks = ( 235 ch )e Với: - e = 0,75 ch > 235 (N/mm2) - e = 1,00 ch < 235 (N/mm2) => Ks = ( 235 0,75 = 0,88 ) 280 - Khi tàu chạy tiến ta có: - TR = 127470 (N.m) => du = 4,2 127470.0,88 = 205,56 (mm) - Khi tàu chạy lùi ta có: - TR = 78023,4 (N.m) => du = 4,2 78023,4.0,88 = 171,98 (mm) Đường kính phần trục lái - Đường kính phần trục lái chịu mômen uốn mômen xoắn phải xác định cho ứng suất tương đương trục lái không lớn 118/K s (N.mm2) - Đường kính phần trục lái xác định theo công thức sau: M ) (mm) TR dl = du ( Trong đó: du: đường kính phần trục lái M: mơmen uốn tiết diện xét phần TR: mômen xoắn trục lái Khi tàu chạy tiến: Page 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI du = 205,56 (mm) M = M3 = 208031,08 (N.m) TR = 127470 Suy ra: (N.m) 208031,08 ) = 264,63 (mm) 127470 dl = 205,56 1 ( Khi tàu chạy lùi: du = 171,98 (mm) M = M3 = 127334,22 (N.m) TR = 78023,4 Suy ra: (N.m) 127334,22 ) = 221,49 (mm) 78023,4 dl = 171,98 1 ( III.3.2.1.3 Kiểm tra bền trục lái - Đường kính phần trục lái du yêu cầu để truyền mômen xoắn phải xác định cho ứng suất xoắn không lớn 68/Ks (N/mm2) - Ứng suất xoắn phần trục là: t Trong đó: Suy ra: t 5,1.TR 10 du (N/mm2) TR = 127470 (N.m) du = 205,56 (mm) 5,1.T R 10 d 3u 5,1.127470.10 = 74,85 (N/mm2) 205,56 Ứng suất cho phép là: [ ] 68 68 = 77,27 (N/mm2) K s 0,88 => τt < [τ ] Vậy phần trục thỏa mãn điều kiện bền Page 75 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI - Đường kính phần trục lái chịu mơmen uốn mômen xoắn phải xác định cho ứng suất tương đương trục lái không lớn 118/Ks (N.mm2) - Ứng suất tương đương tính theo công thức: td b 3 t b Trong đó: 10,2.M 10 d l3 5,1.TR 10 t d l3 Với: (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) M = M3 = 208031,04 (N.m) mômen uốn ổ đỡ dl = 264,63 (mm): đường kính trục TR = 127470 (N.m) mômen xoắn trục lái Suy ra: b 10,2.M 103 10,2.208031,04.103 = 107,7 (N/mm2) 3 dl 264,63 t 5,1.T R 103 5,1.127470.103 = 32,84 (N/mm2) 3 dl 264,63 => td b 3 t = 107,7 3.32,84 = 121,83 (N/mm2) Ứng suất cho phép là: [σ ] = 118 118 = 134,1 (N/mm2) K s 0,88 td [ ] Vậy đường kính phần trục thỏa mãn điều kiện Page 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI III.3.2.2 Tơn bánh lái, xương bánh lái cốt bánh lái - Vật liệu làm tôn bánh lái, xương bánh lái cốt bánh lái thép CT3 theo bảng 3-8 [5- tr.40]: σb = 300 (N/mm2) ch = 200 (N/mm2) III.3.2.2.1 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 (mm) S Trong đó: d- áp suất thủy tỉnh, trị số lấy chiều chìm lớn tàu d = 7,6 (N/m2) FR = 402960,8 (N) - Lực tác dụng lên bánh lái tàu chạy tiến S = 12,182 (m2 ) - diện tích bánh lái kpl: hệ số vật liệu làm tôn bánh lái Với: - e = 0,75 ch > 235 (N/mm2) - e = 1,00 ch < 235 (N/mm2) kpl = ( => Ks = ( 235 ch )e 235 ) = 1,175 200 β: xác định theo công thức sau, β không lớn 1,0 l a β = 1,1 0,5.( ) Trong đó: 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 l a Suy ra: β = 1,1 0,5.( ) = 1,1 0,5.( 0,46 ) = 0,903 0,61 Page 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI Vậy: t = 5,5.0,46.0,903 (7 402960,8.10 4 ).1,175 + 2,5 = 16,36 (mm) 12,182 III.3.2.2.2 Xương bánh lái: - Thân bánh lái gia cường xương đứng xương nằm cho thân báng lái có tác dụng dầm chịu uốn - Khoảng cách chuẩn l xương nằm bánh lái tính theo cơng thức sau: l = 0,2.( 156 L )+0,4 = 0,2.( )+0,4 = 0,712 , (m) 100 100 - Khoảng cách chuẩn từ xương đứng tạo nên cốt bánh lái đến xương đứng lân cận không lớn 1,5 lần khoảng cách xương nằm Vậy khoảng cách xương đứng là: < 1,5.0,712 = 1,068 (m) - Theo quy phạm chiều dày xương đứng bánh lái không nhỏ (mm) 70% chiều dày tôn bao bánh lái lấy trị số lớn III.3.2.2.3 Cốt bánh lái: - Các xương đứng tạo thành cốt bánh lái phải đặt phía trước sau đường tâm trục lái với khoảng cách gần chiều rộng tiết diện bánh lái cốt gồm hai xương đứng đặt theo đường tâm trục lái cốt gồm xương - Môđun chống uốn tiết diện cốt phải tính tốn 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 - Đối với bánh lái ta thiết kế cho tàu cốt bánh lái gồm xương đứng Page 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI 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: b - Ứng suất cắt: c 110 Km 50 Km - Ứng suất tương đương: e b2 3 c2 120 Km III.3.2.3 Tính chốt lề bánh lái - Chốt lái lắp lỗ lề bánh lái trụ lái có hai loại: chốt đỡ (chịu lực ngang) chốt đỡ chặn (chịu lực ngang lực đứng trọng lượng bánh lái) - Thơng thường chốt lái có đoạn hình trụ đoạn hình Đoạn lắp lỗ lề bánh lái - Đoạn trụ chốt quay lỗ lề, bọc ống lót chịu mịn chống gỉ tốt (đồng БpAMц9-21, đồng thau ЛМц 58-2, thép không gỉ OX18H10T, babit) - Đường kính chốt lái dp phải khơng nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: dp = 0,35 B.K p (mm) Trong đó: B = R1 = 469551,209 , (N) phản lực ổ đỡ chốt Kp: hệ số vật liệu chốt lái Ta chọn vật liệu làm chốt lái thép CT5, theo bảng tra 3-8 [5- tr.40] có: σb = 550 (N/mm2) σch = 280 (N/mm2) => Kp = ( Suy : 235 ch ) 0,75 ( 235 0,75 ) = 0,88 280 dp = 0,35 B.K p = 0,35 469551,209.0,88 = 225 (mm) Page 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI - Chiều dày ống lót chốt ÷ 5% đường kính chốt, chọn chiều dày ống lót chốt 4% dp Chiều dày ống lót là: 0,04.225 = (mm) - Chốt lái có kết cấu bulơng cơn, độ theo đường kính khơng lớn trị số sau đây: 1:8 ÷1:12 Độ cơn: u = 225 200 = 0,1 250 Chiều dài phần trụ: h = 250 (mm) Chiều phần côn: l = 250 (mm) - Kích thước e cu là: Hình III-13 Chốt lái + đường kính đỉnh ren: dg ≥ 0,65 = 0,65.225 = 146,2 (mm) + chiều cao ê cu: hn ≥ 0,6 dg = 0,6.146,2 = 87,72 (mm) + đường kính vịng ngồi ê cu: dn ≥ 1,2.de dn ≥ 1,5.dg dn ≥ 1,5*dg = 1,5*146,2 = 210,3 (mm) III.3.2.4 Tính tốn ổ đỡ trục lái chốt lái III.3.2.4.1 Tính tốn ổ đỡ trục lái: * Ổ đỡ phái trên: - Ổ đỡ ổ đỡ chặn lắp đầu trục, có tác dụng chống dịch chuyển dọc trục - Vỏ ổ làm thép đúc (hoặc thép hàn ổ nhỏ) có mặt bích ngang để bắt bulơng xuống boong tàu, bạc lót ổ làm đồng thau Hình III-14 Ổ đỡ - Vật liệu chế tạo bạc lót ổ đồng thau: ПKC 80-3-3 phía Chiều dài bạc lót: lơ = (1,0 ÷1,2 ).d, chọn lơ = 1,2d Với d = 205,56 (mm) đường kính trục lái vị trí ổ lơ = 1,2.205,56 = 246,68 (mm) Chiều dày bạc lót t = ÷ 10% đường kính trục lái vị trí ổ, chọn t = 9% Page 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI t = 0,09%.205,56 = 18,5 (mm) Đường kính bạc là: db = 242,56 (mm) - Theo quy phạm bề mặt đỡ nhỏ khơng nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: [Ab] = N (mm2) qa Trong đó: N = R3 = 400238,087 (N) phản lực gối đỡ qa = (N/mm2) áp suất bề mặt cho phép Bảng 2A/25.2 Áp suất bề mặt cho phép qa (N/mm2) Vật liệu làm bạc + Gỗ gai ắc 2,5 + Kim loại màu (bôi trơn dầu) 4,5 + Vật liệu tổng hợp có độ cứng 60÷70 có cốt D (xem thích 1) + Thép (xem thích 2), đồng thau, vật liệu đồng – graphic ép nóng 5,5 7,0 * Chú thích: (1) Thử độ cứng phân biệt nhiệt độ 230C độ ẩm 50% theo tiêu chuẩn công nhận Ổ đỡ vật liệu tổng hợp phải Đăng kiểm công nhận (2) Thép không gỉ thép chống mòn phải phù hợp vơi ống bọc trục mà khơng gây ăn mịn điện hóa Suy ra: [Ab] = Bề mặt ổ là: N 400238,087 = 57176,87 (mm) qa Ab = l.db = 246,67.298 = 59832,28 (mm2) Vậy: Ab > [Ab] * Ổ đỡ phía dưới: - Chọn vật liệu ổ đỡ phía gỗ gai ắc, bôi trơn nước biển + Chiều dài bạc lót: lơ = (1,0 ÷1,2 ).d , chọn lô = 1,2d Với d = 264,63 (mm) đường kính trục lái vị trí ổ lơ = 1,2.264,63 = 317,56 (mm) Page 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI + Chiều dày bạc lót t = 5÷10% đường kính trục lái vị trí ổ, chọn t = 9%: t = 0,09%.264,63 = 23,82 (mm) đường kính bạc là: db = 365,20 (mm) - Theo quy phạm bề mặt đỡ nhỏ khơng nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: [Ab] = N (mm2) qa Trong đó: N = R2 = 156996,984 (N) phản lực Hình III-15 Ổ đỡ phía gối đỡ qa = 2,5 (N/mm2) áp suất bề mặt cho phép.(Tra theo bảng 2A/25.2) Suy ra: [ Ab ] = N 156996,984 = 62798,79 (mm2) qa 2,5 Bề mặt ổ Ab = l.db = 317,56.365,20 = 115972,9 (mm2) Vậy : Ab > [Ab] III.3.2.4.2 Tính toán ổ đỡ chốt lái: - Vật liệu làm ống lót chốt lái làm đồng Chiều dài ống lót : lơ = (1,0÷1,2 ).d, chọn lơ = 1,2d Với: d = 225 (mm) đường kính trục lái vị trí ổ lơ = 1,2.225 = 270 (mm) - Chiều dày ống lót t = 5÷10% đường kính trục lái vị trí ổ, chọn t = 9% t = 0,09%.225 = 20,25 (mm) Đường kính bạc là: db = 265,5 (mm) - Theo quy phạm bề mặt đỡ nhỏ không nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: [Ab] = N (mm2) qa Hình III-16 Ổ đỡ chốt lái Page 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI Trong đó: N = R1 = 469551,209 (N) phản lực gối đỡ qa = 7,0 (N/mm2) áp suất bề mặt cho phép.(Tra theo bảng 2A/25.2) Suy ra: [Ab] = N 469551,209 = 67078,74 (mm) qa 7,0 - Bề mặt ổ Ab = l.db = 270.265,5 = 71685 (mm2) Vậy : Ab > [Ab] Page 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI III.4 So sánh kết tính tốn Bảng tổng hợp kết tính tốn so sánh Thứ tự tính tốn Tàu mẫu Lí thuyết Quy phạm Tàu tiến: FR = 402960,8 (kN) Tàu lùi: FR =73265,6 (kN) Tàu tiến: TR = 127470 (kN.m) Tàu lùi: TR = 78023,4 (kN.m) Phần trên: Tàu tiến: du = 205,56 Tàu lùi:du = 171,98 Phần dưới: Tàu tiến: d1 = 264,63 Tàu lùi: d1 = 221,49 Lực tác dụng lên bánh lái Rmax=404282,2(kN) Mơmen trục lái Mt=73798,6(kN.m) Đường kính trục lái Phần trên: dt = 240(mm) Phần dưới: dd = 260(mm) Tại vị trí trục: d = 163,5 (mm) Tại vị trí ổ đỡ trên: d = 57 (mm) Tại vị trí ổ đỡ dưới: dd = 73,3 (mm) Tôn bánh lái t = 14 (mm) t = 16,36 (mm) Xương bánh lái Xương nằm: lmax= 0,615 (m) Xương đứng: lmax= 0,500 (m) Chốt lái dc = 0,220 (m) - Khoảng cách xương nằm: l = 0,712 (m) - Khoảng cách xương đứng: l = 1,068(m) dc = 0,225 (m) Ổ đỡ phía Ổ đỡ phía Ổ đỡ chốt lái Chiều dài bạc lót: l = 300 (mm) Chiều dày bạc lót: t = 14 (mm) Chiều dài bạc lót: l = 300 (mm) Chiều dày bạc lót: t = 12 (mm) Chiều dài ống lót: l = 255 (mm) Chiều dày ống lót: t = 17 (mm) Dc = 163,5 (mm) Chiều dài bạc lót: l = 48,48 (mm) Chiều dài bạc lót: l = 63,12 (mm) Chiều dài ống lót: l = 366,85 (mm) Chiều dài bạc lót: l = 246,68 (mm) Chiều dày bạc lót: t = 18,5 (mm) Chiều dài bạc lót: l = 317,56 (mm) Chiều dày bạc lót: t = 23,82 (mm) Chiều dài ống lót: l = 270 (mm) Chiều dày ống lót: t = 20,25 (mm) Page 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI * Qua bảng tổng hợp kết tính tốn tơi có số so sánh sau: - Lực thủy động tác dụng lên bánh lái tính theo lí thuyết có giá trị gần với lực thủy động tính theo quy phạm (đối với tàu chạy tiến) Tuy nhiên trường hợp tính theo quy phạm cho tàu chạy lùi giá trị nhỏ nhiều so với tính theo lí thuyết tính theo quy phạm cho tàu chạy tiến - Mômen trục lái: + Trường hợp tính theo lí thuyết có giá trị tương đương với giá trị mơmen tính theo quy phạm cho tàu chạy lùi + Trường hợp tính theo quy phạm áp dụng cho tàu chạy tiến có giá trị lớn nhiều so với tính theo lí thuyết tính theo quy phạm cho tàu chạy lùi - Các kích thước khác như: đường kính trục lái, chốt lái, chiều dài ổ …tính theo hai phương pháp có độ chênh lệch nhỏ - Kích thước tàu mẫu tính tốn thiết kế lựa chọn nhỏ so với kết tính tốn thực tế Page 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN IV.1 Kết luận Từ kết tính tốn thiết bị lái ta rút nhận xét sau: - Các thông số hình học bánh lái sau tính tốn gần sát với thơng số hình học bánh lái tàu thực tế Điều có nghĩa tính tốn việc chọn hệ số cơng thức thực nghiệm gần sát với thực tế - Giá trị lực thủy động, mômen thủy động mômen trục lái tính theo lí thuyết lớn hay nhỏ phụ thuộc nhiều vào hệ số yếu tố ảnh hưởng tàu - Các kích thước chi tiết kết cấu tính tốn đảm bảo điều kiện bền - Trong tính tốn kích thước số kết cấu bánh lái phụ thuộc nhiều vào việc lựa chọn hệ số Do cần có kiến thức sâu kiến thức thực tế cho ta kết hợp lý - Tuy nhiên kiến thức thân hạn chế đặc biệt kiến thức thực tế nên chắn đề tài không tránh khỏi khiếm khuyết Kính mong q thầy đọc giả đóng góp ý kiến để đề tài hồn thiện IV.2 Đề xuất ý kiến Thơng qua q trình thực đề tài tơi có số đề xuất sau: - Kết toán mà nghiên cứu phụ thuộc nhiều vào giá trị lực thủy động mômen thủy động tác dụng lên bánh lái Vì u cầu thực tính tốn phải có nhiều kinh nghiệm kiến thức thực tế - Phương pháp tính tốn mở rộng áp dụng cho nhiều loại tàu khác - Trong thực tế thiết kế đóng tham khảo kết tính tốn đề tài - Kính đề nghị nhà trường với khoa nên tạo điều kiện cho sinh viên thực tế nhiều để sau khỏi bỡ ngỡ giải vấn đề mà thực tế đặt Page 86 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] KSĐT Lưu Đình Hiếu TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU THUỶ NXB Xây dựng – Hà Nội 2004 [2] Phạm Văn Hội (chủ biên) – Phan Vĩnh Trị - Hồ Ngọc Tùng SỔ TAY THIẾT BỊ TÀU THUỶ - Tập NXB Giao thông vận tải – Hà Nội 1986 [3] Nguyễn Đức Ân - Hồ Quang Long - Trần Công Nghị - Trần Hùng Nam SỔ TAY KỸ THUẬT ĐÓNG TÀU THUỶ - Tập NXB “Khoa học kỹ thuật”- 1986 [4] Nguyễn Đình Long HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TÀU CÁ (Lưu hành nội bộ) [5] Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY NXB Giáo dục - 1998 [6] Nguyễn Hữu Vượng - Nguyễn Đức Ân – Trương Cầm - Trần Công Nghị - Hồ Quang Long - Trần Hùng Nam SỔ TAY KỸ THUẬT TÀU THUỶ VÀ CƠNG TRÌNH NỔI - Tập NXB Giao thông vân tải [7] Nguyễn Trọng Hiệp CHI TIẾT MÁY - Tập NXB Giáo dục - 1997 [8] Ths Nguyễn Thái Vũ – Ks Nguyễn Chí Thanh BÀI GIẢNG THIẾT BỊ MẶT BOONG (Lưu hành nội bộ) Trường Đại Học Nha Trang – 2006 [9] Nguyễn Đăng Cường Page 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ TÀU THUỶ NXB khoa học kỹ thuật – 2000 [10] Trương Sĩ Cáp - Nguyễn Tiến Lai - Trần Minh Tuấn - Đỗ Thị Hải Lâm LỰC CẢN TÀU THỦY Nhà Xuất Bản – Giao Thông Vận Tải – Hà Nội 1987 [11] Qch Hồi Nam Hướng Dẫn SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH RDM6 (Lưu hành nội bộ) Trường Đại Học Nha Trang – 2007 [12] Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép 2003 Page 88 ... tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT BỊ LÁI III.1 Giới thiệu sơ lược tàu mẫu dùng để tính tốn Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI III.2 Tính tốn thiết bị lái. ..ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: “Thử so sánh kết tính tốn thiết bị lái phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm”... dụng lên bánh lái, từ ta xác định kết cấu trục lái bánh lái Page 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: SO SÁNH TÍNH BÁNH LÁI III.2.2 Tính tốn đặc tính thủy động bánh lái - Mục đích việc tính tốn đặc tính thuỷ