Tơn mạn bánh lái được khai triển sao cho số mối nối tơn là ít nhất. Các vách đứng và vách nằm được hàn trước tạo thành bộ khung của bánh lái. Sau đĩ tơn mạn phải được hàn vào khung bằng các mối hàn chữ T liên tục (khơng nên dùng mối hàn gián đoạn vì gây gỉ mạnh). Tiếp theo các tấm tơn nắp, tơn đáy bánh lái được hàn vào khung và vào tơn mạn phải. Trên các mép vách nằm và vách đứng ở mạn trái , hàn các dải tơn cĩ kích thước sau 12x75 (mm). Trên tơn mạn trái cắt các lỗ khoét phân bố đều trên các dải tơn nĩi trên. Mối hàn quanh mép lỗ khoét sẽ liên kết tơn mạn trái bánh lái vào khung. Kích thước lỗ khoét là 80x40 (mm) bước lỗ khoét theo chiều cao bánh lái là 147 (mm) và theo chiều rộng bánh lái là 167 (mm).
Sau khi hàn, hình dạng bánh lái được kiểm tra bằng dưỡng. Khe hở giữa mép dưỡng và tơn mạn bánh lái tại mỗi mặt cắt khơng được quá 1% chiều dày prơfin tại mặt cắt đĩ.
Chiều dày tơn nắp và tơn đáy bánh lái ta chọn bằng 16 (mm), và cĩ các lỗ nút bằng đồng cĩ ren để đưa nước vào và ra bánh lái khi thử áp lực.
Nếu quy định khi sự cố, bánh lái được quay bằng cáp thì ở cạnh sau bánh lái cĩ hàn các mĩc để mắc cáp.
Chiều dày tấm của thăm khơng nhỏ hơn chiều dày tơn mạn bánh lái. Nắp được bắt vào cửa bằng các vít đồng đầu chìm và cĩ giồng kín nước. khích thước cửa thường khơng quá 300 mm.
Để luồn dây nâng bánh lái lúc tháo lắp, trên bánh lái thường hàn hai ống đường kính 100x14 (mm) xuyên ngang bánh lái, nút lái bằng nút gỗ.
Bánh lái được thử áp lực bằng cách bơm kín nước vào bên trong với áp suất P = 1,25.T +
60 2
v
( 2 – tr 95)
Hình 3-12. Các lỗ khoét trên tơn mạn trái
P = 1,25.7,6 + 122
60 = 11,9 (m cột nước ). * Hãm chuyển dịch dọc trục của bánh lái:
Sự chuyển dịch dọc trục quay của bánh lái (chuyển dịch theo phương thẳng đứng) thường được hãm bằng một trong các phương pháp sau:
- Một hoặc hai chốt bánh lái (thường là chốt trên) được thiết kế cĩ đầu hãm, vịng hãm hoặc đai ốc hãm.
- Bộ phận hãm rời kết vào sống đuơi tàu bằng bulơng hoặc hàn. - Vịng hãm hai nửa lắp trên trục lái.
- Vai trục trên trục lái tỳ vào vỏ ổ hai nửa.
- Một bộ phận của mặt trên bánh lái đặt sát vào vỏ tàu.
- Bản lề bánh lái đặt dưới bản lề trụ lái khi tàu đang nổi trong nước, phương pháp tốt nhất để tháo bánh lái là dùng vịng hãm hai nửa lắp trên trục lái ở chỗ dễ tháo, đây cũng chính là phương án ta chọn để chống chuyển dịch dọc trục cho bánh lái thiết kế. Dùng vai trục của trục lái cĩ nhược điểm là phải làm vỏ ổ hai nửa phức tạp.
3.3. Mối nối cốt bánh lái và trục lái:
Khớp nối bánh lái với trục lái cĩ thể dùng các mối nối sau: - Mối nối cơn.
- Mối nối dạng bích nằm. - Mối nối dạng bích đứng.
Ta lựa chọn mối nối cơn làm mối nối của trục lái với cốt bánh lái của bánh lái ta thiết kế.
Quy định chung của mối nối cơn là:
- Cán dưới phải được liên kết chắc chắn với thân bánh lái đinh ốc rãnh hoặc chi tiết thủy lực.
- Phải đặc biệt quan tâm đến sự han gỉ của cán dưới. - Chiều dày tB của phần thép đúc của thân bánh lái phải khơng nhỏ hơn 0,25 đường kính yêu cầu của cán dưới.
tB = 0,25.do = 0,25.260 = 65 (mm) Ta chọn tB = 110 (mm).
- Chiều dài l của đoạn trục lái dạng cơn để lắp vào bánh lái và cố định bằng các đai ốc hãm phải khơng nhỏ hơn 1,5 lần đường kính do ở đỉnh bánh lái.
l = 1,5.do = 1,5.260 = 390 (mm)
Chọn chiều dài l = 420 (mm).
- Kích thước đai ốc phải phù hợp với yêu cầu dưới đây: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Đường kính đỉnh ren : dg ≥ 0,65 do = 0,65.260 = 169 (mm) chọn dg = 170 (mm). + Chiều cao đai ốc: hn ≥ 0,6 dg = 0,6.170 = 102 (mm) chọn hn = 120 (mm).
+ Đường kính vịng ngồi của đai ốc: dn ≥ 1,2.de hoặc dn ≥ 1,5.dg dn ≥ 1,5.dg = 1,5.170 = 255 (mm) chọn dn = 280 (mm). Độ cơn của trục : u = 420 225 260 0 − = − l d d e = 0,083 3.4. Chốt bản lề bánh lái:
Chốt lái lắp trong lỗ bản lề của bánh lái và trụ lái cĩ hai loại: chốt đỡ (chịu lực ngang) và chốt đỡ chặn (chịu cả lực ngang và lực đứng do trọng lượng bánh lái)
Thơng thường chốt lái cĩ một đoạn hình trụ và một đoạn hình cơn. Đoạn cơn lắp trong lỗ bản lề của bánh lái.
Đoạn trụ của chốt quay trong lỗ bản lề, được bọc bằng một ống lĩt chịu mịn và chống gỉ tốt (đồng thanh БpAMц9-21, đồng thau ЛМц
- B = R1 = 464730,3 (N) phản lực tại ổ đỡ. - Kp hệ số vật liệu của chốt lái.
Ta chọn vật liệu làm chốt lái là thép CT5, theo bảng tra 3-8 [5- tr.40] cĩ: σb = 550 (N/mm2). σch = 280 (N/mm2). => Kp = (235)0,75 =(280235)0,75 ch σ = 0,88 Suy ra : dp = 0,35. B.Kp = 0,35. 464730,3.0,88 = 223,8 (mm) chọn đường kính chốt lái là: dp = 225 (mm).
Chiều dày ống lĩt chốt 3 ÷ 5% đường kính chốt, chọn chiều dày ống lĩt chốt là 4,4% dp Chiều dày ống lĩt là : 0,044.225 = 9,9 (mm) chọn là 10 (mm)
Chốt lái cĩ kết cấu như một bulơng cơn, độ cơn theo đường kính khơng được lớn hơn trị số sau đây : 1:8 ÷ 1:12. Độ cơn : u = 250 200 225− = 0,1 Chiều dài phần trụ h = 250 (mm) Chiều phần cơn l = 250 (mm) Kích thước của đai ốc là:
+ đường kính đỉnh ren : dg ≥ 0,65 do = 0,65.225 = 146,2 (mm) chọn dg = 150 (mm).
+ chiều cao đai ốc: hn ≥ 0,6 dg = 0,6.150 = 90 (mm) chọn hn = 90 (mm). + đường kính vịng ngồi của đai ốc: dn ≥ 1,2.de hoặc dn ≥ 1,5.dg
dn ≥ 1,5*dg = 1,5*150 = 225 (mm) chọn dn = 240 (mm).
3.5. Tính tốn ổ đỡ trục và chốt lái: 3.5.1. Tính tốn ổ đỡ trục lái: 3.5.1.1. Ổ đỡ phía trên:
Ổ đỡ này là ổ đỡ chặn được lắp trên của đầu trục, cĩ tác dụng là chống dịch chuyển dọc trục.
Vỏ ổ làm bằng thép đúc (hoặc thép hàn nếu ổ nhỏ) cĩ mặt bích ngang để bắt bulơng xuống boong tàu, bạc lĩt ổ làm bằng đồng thau.
Chiều dài bạc lĩt : lơ = (1,0 ÷ 1,2 )d , chọn lơ = 1,1d. Với d = 270 (mm) là đường kính trục lái tại vị trí ổ. lơ = 1,1.270 = 297 (mm) chọn lơ = 300 (mm).
Chiều dày bạc lĩt t = 5 ÷ 10% đường kính trục lái tại vị trí ổ, chọn t = 6 %
t = 0,06.270 = 16,2 (mm) chọn t = 17 (mm) đường kính bạc là : db = 298 (mm).
Theo quy phạm thì bề mặt đỡ nhỏ nhất khơng được nhỏ hơn trị số tính theo cơng thức sau:
[Ab] = a q N (mm2 ) Trong đĩ: - N = R3 = 397785,2 (N) phản lực tại gối đỡ. - qa = 7 (N/mm2) áp suất bề mặt cho phép. Chú thích:
(1) Thử độ cứng phân biệt ở nhiệt độ 230C và độ ẩm 50% theo các tiêu chuẩn đã được cơng nhận. Ổ đỡ bằng vật liệu tổng hợp phải được Đăng kiểm cơng nhận.
(2) Thép khơng gỉ và thép chống mịn phải phù hợp vơi ống bọc trục mà khơng gây ăn mịn điện hĩa.
Suy ra : [ Ab ] = = 3977857 ,2 a q N = 56826,5(mm). Bề mặt ổ là Ab = l.db = 300.298 = 89400 (mm2 ) Vậy : Ab < [Ab]. * Vịng bít kín nước của ổ:
Vật liệu làm vịng bít thường làm bằng sợi bơng hoặc sợi gai tẩm chất chống ma sát. Các sợi được kết lại thành dây mặt cắt vuơng cĩ cạnh 4, 6, 8 , 10, 13, 16, 19 22, 25 , 28 (mm). Ta dùng 5 vịng bít kín nước.
Cạnh vịng của vịng bít tính theo cơng thức sau:
b = 2. d (mm). (2- tr 102)
Với d =270 đường kính trục lái tại vị trí lắp vịng bít. b = 2. 270 = 32,6 (mm) chọn b = 32 (mm) Chiều cao lớp vịng bít sau khi ép.
h = 0,9.m.b = 0,9.5.32 = 144 (mm). (2- tr 102)
3.5.1.2. Ổ đỡ phía dưới:
Chọn vật liệu ổ đỡ phía dưới là gỗ gai ắc, được bơi trơn bằng nước biển. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chiều dài bạc lĩt : lơ = (1,0 ÷ 1,2 )d , chọn lơ = 1,1d. Với d = 270 (mm) là đường kính trục lái tại vị trí ổ. lơ = 1,1.270 = 297 (mm) chọn lơ = 300 (mm).
Chiều dày bạc lĩt t = 5 ÷ 10% đường kính trục lái tại vị trí ổ, chọn t = 7,4%
Trong đĩ:
- N = R3 = 154403 (N) phản lực tại gối đỡ.
- qa = 2,5 (N/mm2) áp suất bề mặt cho phép.(tra theo bảng 2A/25.2) Suy ra: [ Ab ] = =1544032,5 a q N = 61761,2(mm). Bề mặt ổ là Ab = l.db = 300.294 = 88200 (mm2 ) Vậy : Ab < [Ab]. 3.5.2. Tính tốn ổ đỡ của chốt lái: Vật liệu làm ống lĩt chốt lái làm bằng đồng. Chiều dài ống lĩt : lơ = (1,0 ÷ 1,2 )d , chọn lơ = 1,2d. Với d = 225 (mm) là đường kính trục lái tại vị trí ổ. lơ = 1,2.225 = 270 (mm) chọn lơ = 280 (mm).
Chiều dày ống lĩt t = 5 ÷ 10% đường kính trục lái tại vị trí ổ, chọn t = 8% t = 8%.225 = 18(mm) chọn t = 18 (mm)
đường kính bạc là : db = 244 (mm).
Theo quy phạm thì bề mặt đỡ nhỏ nhất khơng được nhỏ hơn trị số tính theo cơng thức sau: [Ab] = a q N (mm2 ) Trong đĩ: - N = R1 = 464730,3 (N) phản lực tại gối đỡ.
- qa = 7,0 (N/mm2) áp suất bề mặt cho phép.(tra theo bảng 2A/25.2) Suy ra: [ Ab ] = = 4647307,0 ,3 a q N = 66390,04(mm). Bề mặt ổ là Ab = l.db = 280.244 = 68320 (mm2 ) Vậy : Ab < [Ab]. 3.6. Then :
3.6.1. Then ở đầu trục lái:
Ở đầu trục lái người ta lắp mayơ để dẫn động trục lái, người ta dùng then để cố định mayơ và trục lái.
Dựa vào đường kính của đầu trục lái d = 210 (mm).Ta chọn then cĩ các kích thước sau: - Kích thước then b x h: 80 x 60 (mm).
- Chiều sâu của rảnh: trục: t1 = 30(mm), lổ: t2 = 30(mm)
- Chiều dài then lt = (0,8÷0,9).lm(mm). Với: lm = 380(mm) - chiều dài mayơ. Do đĩ: lt = 0,9.370 = 342(mm). chọn lt = 340 (mm)
Theo [6- tr. 91] ta kiểm tra mối ghép then theo điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt cĩ dạng sau: [ ]d d t l d T σ σ = ≤ . . 2 Hình 3-18. Ổ đỡ chốt lái
[ ]c t c b l d T τ τ = ≤ . . . 2 Trong đĩ:
σd, σc - ứng suất dập và ứng suất cắt tính tốn, Mpa. d = 210(mm) - đường kính đầu trục lái.
T = 152112,7.103 (N.mm) – mơmen xoắn trên trục lái. [σd] = 150(MPa) - ứng suất dập cho phép của vật liệu. [σc] = 60(MPa) - ứng suất cắt cho phép của vật liệu. Suy ra: [ ]d d MPa σ σ = =142 ≤ 30 . 210 . 80 10 . 7 , 152112 . 2 3 [ ]c c MPa τ τ = =53,2 ≤ 340 . 210 . 80 10 . 7 , 152112 . 2 3 Vậy: Then đủ bền.
3.6.2. Then tại vị trí mối nối cơn:
Dựa vào đường kính của đầu trục lái d = 270(mm).Ta chọn then cĩ các kích thước sau: - Kích thước then b x h: 80 x 50 (mm).
- Chiều sâu của rảnh: trục: t1 = 27(mm), lổ: t2 = 24(mm)
- Chiều dài then lt = (0,8÷0,9).lm(mm). Với: lm = 430(mm) - chiều dài mayơ. Do đĩ: lt = 0,86.430 = 369,8(mm). chọn lt = 370 (mm)
Theo [6- tr. 91] ta kiểm tra mối ghép then theo điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt cĩ dạng sau: [ ]d t d t l d T σ σ = ≤ 2 . . 2 [ ]c t c b l d T τ τ = ≤ . . . 2 Trong đĩ:
σd, σc - ứng suất dập và ứng suất cắt tính tốn, Mpa. d = 270 (mm) - đường kính đầu trục lái.
T = 126760,6.103 (N.mm) – mơmen xoắn trên trục lái. [σd] = 150(MPa) - ứng suất dập cho phép của vật liệu. [σc] = 60(MPa) - ứng suất cắt cho phép của vật liệu. Suy ra: [ ]d d MPa σ σ = =105,7 ≤ 24 . 370 . 270 10 . 6 , 126760 . 2 3 [ ] MPa τ τ = 2.2,78.10 =31,7 ≤ 6
TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. KSĐT. Lưu Đình Hiếu.
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU THUỶ NXB Xây dựng – Hà Nội 2004. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[2]. Phạm Văn Hội (chủ biên) – Phan Vĩnh Trị - Hồ Ngọc Tùng. SỔ TAY THIẾT BỊ TÀU THUỶ - Tập 1
NXB Giao thơng vận tải – Hà Nội 1986.
[3]. Nguyễn Đức Ân - Hồ Quang Long - Trần Cơng Nghị - Trần Hùng Nam. SỔ TAY KỸ THUẬT ĐĨNG TÀU THUỶ - Tập 1.
NXB “Khoa học kỹ thuật”- 1986.
[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 Cơng Nghị - Hồ Quang Long - Trần Hùng Nam.
SỔ TAY KỸ THUẬT TÀU THUỶ VÀ CƠNG TRÌNH NỔI - Tập 1. NXB Giao thơng vân tải.
[7]. Nguyễn Trọng Hiệp.
CHI TIẾT MÁY - Tập 1. NXB Giáo dục - 1997 [9]. Nguyễn Đăng Cường
THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ TÀU THUỶ NXB khoa học kỹ thuật – 2000.
MỤC LỤC
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN...1
ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP...2
MỤC LỤC...4
LỜI NĨI ĐẦU...7
CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ...8
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI...8
1.2 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI...8
CHƯƠNG 2. CHỌN TÀU MẪU_ XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA BÁNH LÁI. 2.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ THUẬT NGỮ CHÍNH...10
2.1.1 Tính ăn lái của tàu và nhiệm vụ thiết bị lái...10
2.1.2.Quá trình quay vịng của tàu...11
2.1.3. Các loại thiết bị lái và các bộ phận chính của thiết bị lái...13
2.1.3.1. Các loại thiết bị lái...13
2.1.3.2. Các bộ phận chính của thiết bị lái...13
2.1.4.Phân loại thiết bị lái và yêu cầu bố trí bánh lái...14
2.1.4.1. Phân loại thiết bị lái...14 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.1.4.2. Bố trí bánh lái và yêu cầu đối với bố trí bánh lái...16
2.2. Chọn tàu mẫu...17
2.3. Xác định các thơng số hình học bánh lái...18
2.3.1. Chiều cao bánh lái...18
2.3.2.Tổng diện tích bánh lái...18
2.3.3. Hệ số kéo dài...19
2.3.4. Chiều dày prơfin bánh lái...20
2.4.4.2. Mơmen thủy động tác dụng lên bánh lái...34
2.4.4.3. Mơmen trên trục lái...35
2.4.5. Xác định lực và mơ men thủy động tác dụng lên bánh lái theo quy phạm phân cấp và đĩng tàu vỏ thép 2003...36
2.4.5.1 Lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến và chạy lùi...36
2.4.5.2. Mơmen xoắn tác dụng lên trục lái...38
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN KẾT CẤU CỤM BÁNH LÁI. 3.1. Tính tốn trục lái...41
3.1.1. Xác định các phản lực gối và mơmen uốn của hệ bánh lái_ trục lái...41
3.1.2. Xác định đường kính trục lái...44
3.1.2.1. Đường kính phần trên trục lái...45
3.1.2.2.Đường kính phần dưới trục lái...46
3.1.2.3. Kiểm tra bền trục lái...47
3.1.2.4. Bảo vệ chống gỉ trục lái...48
3.2.Tính tốn kết cấu bánh lái...49
3.2.1. Tơn bánh lái...49
3.2.2. Xương bánh lái...50
3.2.3. Cốt bánh lái...51
3.2.4. Kiểm tra bền bánh lái...56
3.2.5. Các bước chế tạo bánh lái...58
3.3. Mối nối cơn bánh lái và trục lái...62
3.4. Chốt bản lề bánh lái...63 3.5. Tính tốn ổ đỡ trục và chơt lái...64 3.5.1. Tính tốn ổ đỡ trục lái...64 3.5.1.1. Tính tốn ổ đỡ phía trên...64 3.5.1.2. Tính tốn ổ đỡ phía dưới...66 3.5.2. Tính tốn ổ đỡ chốt lái...67 3.6.Tính tốn then...67
3.6.1.Then phía đầu trục lái...67
3.6.2. Then tại vị trí mối nối cơn...68
3.7. Tiêu chuẩn, cơng nghệ gia cơng, lắp ráp trục lái...69 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.7.1. Yêu cầu chung...69
3.7.3. Yêu cầu về gia cơng và độ bĩng gia cơng...71 3.7.4. Yêu cầu về lắp giáp...71
CHƯƠNG 4 . KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
4.1. Kết luận....72
4.2. Kiến nghị...72