- Phần lớn trong tính toán sức bền hệ trục đều trên cơ sở: + Hệ trục nằm ở trạng thái tĩnh.
3.4.2.1.Tính kiểm nghiệm sức bền trục trung gian.
Hình 3.12 :Tải trọng trục trung gian.
+ Trục trung gian được bố trí một gối đỡ, hai đầu có bích liền để nối với trục chân vịt và trục đẩy. Chiều dài giữa hai gối đỡ là 4000 (mm)
+ Khoảng cách từ bích nối trái tới ổ đỡ vách là : L1 = 400 (mm) + Khoảng cách từ bích nối phải tới ổ đỡ trục đẩy : L2 = 400 (mm) + Trục trung gian là trục rỗng với hệ số trục rỗng 0,4
dd d
m o
(3.12)
Đường kính trong của trục trung gian d0 = m.d = 0,4.200 = 80 (mm) +Công suất định mức máy chính: N= 2380 kW= 3240 cv.
+Momen xoắn định mức của máy chính(trang 103 của [4] ): Mx=71620. = 71620.
= 1,1.106 (kG.cm) (3.13) + Momen chống xoắn của trục
+Ứng suất xoắn là : x= ( ) (3.15) +Lực đẩy chân vịt T= 29500 (kG)
+Ứng suất nén của trục: = = ( )= ( )= 111,8(kG/cm2) (3.16)
+Ứng suất uốn của trục = (3.17)
Vì giữa 2 gối đỡ trục trung gian không có bích nối nên công thức tính mômen uốn tối đa ( công thức 21 của [4] ):
Mu = = ( ) ( ) =
=70989,12 (kG.cm) (3.18) - Trọng lượng riêng của vật liệu trục. Với thép = 7,85.10-3 (kG/cm3)
Wu =
(1- m4) =
( ) = 765 (cm3) (3.19)
= = 92,79(kG/cm2)
+Ứng suất uốn bổ sung do lắp ráp và ảnh hưởng của các nhịp kế cận: = 300 (kG/cm2). +Tổng ứng suất do nén,uốn: = + + = 111,8+92,79+300= 504,59 (kG/cm2) (3.20) +Ứng suất tổng hợp chung: =√ = √ = 1343,87 (kG/cm2) (3.21) +Hệ số dự trữ sức bền:
K= = = 2,43–đảm bảo theo bảng 41 của [4]. (3.22) = 3265: Giới hạn nóng chảy của vật liệu thép KSF 65.
3.4.2.2.Tính kiểm nghiệm sức bền trục chân vịt.
Coi trục chân vịt như một dầm nằm tự do trên 2 gối đỡ ( trong ống bao), một đầu công sôn treo chân vịt và chịu các tải sau: Moomen xoắn từ máy chính Mx,, moomen uốn do trọng lượng chân vịt Pv, lực đẩy chân vịt T, trọng lượng đơn vị q phân bố đều trên chiều dài trục.
Nếu tính sức bền hệ trục chân vịt theo sơ đồ tính toán cho toàn bộ hệ trục thì không thuận lợi và phức tạp vì vật liệu và đường kính của mỗi loại trục khác nhau, trong khi
giản hóa trong tính toán, nhưng vẫn đảm bảo được đủ độ tin cậy thì chỉ cần khảo sát riêng phần trục chân vịt như sơ đồ sau:
Hình 3.13: Tải trọng trục chân vịt.
= > Để đơn giản trong tính toán,người ta không tính ứng suất uốn mà thay bằng hệ số kể đến ứng suất uốn e = 1,02-1,06.Chọn e = 1,04. + Hệ số trục rỗng nhận : m = 0,4 v o d d + Đường kính lỗ trục rỗng: d0 = m.dv= 0,4.220 = 88(mm)
Công thức tính ứng suất tổng hợp chung cho trục chân vịt theo CT 24 quyển [4] như sau: 2 2 3 x n c e (kG/cm2) (3.23) Trong đó : e : Hệ số ứng suất uốn : Ứng suất nén (kG/cm2) : Ứng suất xoắn (kG/cm2) -Tính tương tự như trục trung gian ta có: =
(kG/cm2)
Trong đó +Mx = 71620. = 71620. = 1,1.106 (kG.cm) Moooomen xoắn định mức của máy chính +Wx = ( ) ( ) ( ) x= ( ) Pv R0 R1 q 0 l0 1 l1 Mx lp T
+Ứng suất trên trục : = = = 77,64 (cm3)
+Ứng suất tổng hợp chung: =e.√ =1,04.√ = 976(kG/cm2) +Hệ số dự trữ ứng suất:
K= = = 3,1 – đảm bảo theo bảng 41 trang 100 [4]. = 3010: Giới hạn nóng chảy của thép KSF 60.