Tài liệu Luận văn tốt nghiệp - Đề tài: " Thiết kế hệ thống động lực tàu dầu 6500 tấn lắp 01 máy chính G8300ZC32B, công suất 2427(cv), vòng quay 615 (v/p) " - Chương 3 và 4 pdf

CHƯƠNG 3 – THIẾT KẾ HỆ TRỤC
3.1.DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ
3.1.1.Số liệu ban đầu
_ Cơng suất tính tốn

H

=

2427/3300 kW/(hp)

_ Vịng quay tính tốn

N

=

_ Vật liệu làm hệ trục

SF50

+ Giới hạn bền kéo

216

v/p

Ts =

490

N/mm2

+ Giới hạn chảy

Tc

=

350

N/mm2

+ Giới hạn mỏi

Tm =

208

+ Độ cứng

HB =

180

+ Hệ số đàn tính

E =

2,1.106 kG/cm4

+ Tỷ trọng

γ =

7,85.10-3

_ Trọng lượng chong chóng

Q

=

_Vật liệu làm chong chóng

N/mm2
Rw

kG/cm3

2190(Kg)
Đồng KHBSC_1

3.1.1.1.Luật áp dụng
Quy phạm phân cấp và đóng biển vỏ thép -2010: Phần 3: Hệ thống máy
tàu - QCVN 21-2010/BGTVT [1].
3.1.1.2.Cấp tính tốn thiết kế
Hệ trục và thiết bị hệ trục được tính tốn thiết kế thỏa mãn tương ứng cấp
Biển hạn chế III theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép –
2010.
3.1.2.Bố trí hệ trục

Tàu được bố trí 01 hệ trục đặt trong mặt phẳng dọc tâm tàu, hệ trục được
đặt song song và cách mặt phẳng cơ bản (đường cơ bản) 1100 mm.

46


Hệ trục bao gồm 01 đoạn trục chong chóng,với tổng chiều dài 4100 mm.
Mặt bích xuất lực của động cơ được đặt trong khoảng sườn số 09, cách
vách sau buồng máy (vách sườn số 6) 1650 mm về phía mũi.
3.2.TÍNH HỆ TRỤC CHONG CHĨNG
3.2.1.Đường kính trục chong chóng
№

Ký

Đơn

Cơng thức - Nguồn Kết

hiệu

Hạng mục tính

vị

gốc

Cơng suất liên tục
1

lớn nhất của động H

kW

cơ

quả

Được xác định theo
lý lịch máy

2427

Vịng quay của trục
2

chong chóng ở công
suất liên tục lớn

Được xác định theo

N

v/p

k2

_

K

_

Theo 6.2.4-1, [1]

N/m

Lấy giá trị nhỏ nhất

m2

của thép SF50

lý lịch máy

210

nhất
3
4

Hệ số tính tốn
đường kính trục
Hệ số xét đến trục
rỗng
Giới hạn bền kéo

5

danh nghĩa của vật Ts

liệu trục
Đường

6

kính

Được xác định theo
bảng 3/6.3, [1]

tính

1,0

490

Theo 6.2.4, [1]

tốn của trục chong ds

mm

chóng
7 Chiều dày lớp áo
7

1,26

s

d s = 100k2 3

mm

H
N

 560 

K
 Ts + 160 

0,75 + 0,03 ds

bọc trục

Kết luận:Đường kính cơ bản của trục chong chóng thiết kế
ds

=

340

mm

47

268,5
15,6

Chiều dày lớp bọc trục bằng hợp kim đồng thiết kế
S

=

21

mm

3.2.2.Đường kính trục trung gian
Bảng tính đường kính chong chóng
Ký

Đơn

Cơng thức - Nguồn Kết

hiệu

№ Hạng mục tính

vị

gốc

Cơng suất liên tục
1

lớn nhất của động H

Kw

cơ

quả

Được xác định theo lý
lịch máy

2427

Vòng quay của trục
2

chong

chóng

ở

cơng suất liên tục

Được xác định theo lý

n

Rpm

k1

_

K

_

Theo 6.2.4-1, [1]

N/m

Lấy giá trị nhỏ nhất

m2

của thép SF50

_

Được xác định theo 100
bảng 3/6.1, [1]

lịch máy

210

lớn nhất
3

4

Hệ số tính tốn
đường kính trục
Hệ số xét đến trục
rỗng
Giới hạn bền kéo

5

danh nghĩa của vật Ts
liệu trục

6

Hệ số tính chọn F1
đường kính
Đường kính tính

7

tốn của trục trung d o

Được xác định theo
bảng 3/6.3, [1]

1

1

490

Theo 6.2.4, [1]
Mm

d s = Fk1 3

gian

48

H
N

 560 

K
Ts + 160 

213,1


Ký

8

Đường kính thiết
kế trục trung gian

Đơn

Cơng thức - Nguồn Kết

hiệu

№ Hạng mục tính

vị

gốc

quả

do

Mm

Thiết kế chỉ định

300

Kết luận:
Đường kính cơ bản của trục trung gian thiết kế:
do

=

300

mm

3.2.3.CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ TRỤC
3.2.3.1.Tính bích nối và bulơng bích nối trục
Bảng tính bulơng khớp nối trục
№
1

Ký

Đơn

Cơng thức - Nguồn

hiệu

Hạng mục tính

vị

gốc

Vật liệu bu-lơng

2
3
4
5

Đường

kính

Thiết kế chỉ định
trục

trung gian
Đường

kính

trục

chong chóng
Số bulơng
Đường kính vịng
chia

mm

Theo thiết kế

213,1

ds

mm

Theo thiết kế

268,5

n

Chiếc

Thiết kế chỉ định

8

D

mm

Thiết kế chỉ định

750

danh nghĩa của vật Ts
liệu làm trục

7

SF50

do

Giới hạn bền kéo
6

Kết quả

Giới hạn bền kéo Tb

N/mm2

Lấy giá trị nhỏ nhất
của thép SF 50

N/mm2 Theo vật liệu

danh nghĩa của vật

49

490
540


№

Hạng mục tính

Ký

Đơn

Cơng thức - Nguồn

hiệu

vị

gốc

mm

d s = 0, 65.

mm

d (T + 160 ) 28,6
d b = 0,65 . 0 S
n.D.Tb

Kết quả

liệu làm bulơng

Đường kính bu-long
8

nối bích trục chong db1
chóng

d s 3 (TS + 160)
40,5
n.D.Tb

Đường kính bu lơng
9

nối bích trục trung db2
gian

3

Kết luận:
Đường kính bu-lơng khớp nối trục chong chóng : db1 =

45 mm

Đường kính bu-lơng khớp nối trục trung gian

40 mm

: db2 =

3.2.3.2.Chiều dày khớp nối trục
Bảng tính chiều dày khớp nối trục
№ Hạng mục tính
1

2

Cơng suất liên tục lớn
nhất của động cơ
Vịng quay của trục

Ký

Đơn

Cơng thức - Nguồn Kết

hiệu

vị

H

kW

gốc
quả
Được xác định theo lý
2427
lịch máy

chong chóng ở cơng N
suất liên tục lớn nhất

rpm

Được xác định theo lý 210
lịch máy

50


Ký

Hệ

3

số

tính

tốn

đường kính trục
Hệ số xét đến trục

4

rỗng
Giới hạn bền kéo

5

Đơn

Cơng thức - Nguồn Kết

hiệu

№ Hạng mục tính

vị

k1

_

gốc
quả
Được xác định theo
1
6.2.9-4, [1]

K

_

danh nghĩa của vật Ts
liệu trục
Hệ số tính

6

chọn

đường kính
Đường

trục d
o
trung gian tính tốn
Đường kính trục

7

8

kính

chong

chóng

F1

tính d s

1

Theo 6.2.9-4, [1]

N/m

Lấy giá trị nhỏ nhất của 540

m2

thép SF55
Được xác định theo

_

bảng 3/6.1, [1]

Tính tốn trên

mm

mm

100
213,1

Tính tốn trên

268,5

tốn
Theo thiết kế (Xem bản
9

Vật liệu chế tạo bích

10

vẽ Tồn đồ trục chong SF55

trục
Chiều dày bích nối

chóng)

trục trung gian

b1

b1 ≥ 0, 2.d 0

mm

42,6

b2 ≥ 0, 2.d s
Chiều dày bích nối b
mm
53,7
2
trục chong chóng
Kết luận: Chiều dày các khớp nối trục được xác định (được thiết kế)

11

Chiều dày bích nối trục trung gian
Chiều dày bích nối trục chong chóng

b1

=

mm

=

b2

60
90

mm

3.2.4.Chiều dài bạc trục chong chóng
Bảng tính chiều dài bạc trục chong chóng

51


Ký
№

Hạng mục tính

hiệ
u

1

Đơn

Cơng thức - Nguồn

vị

gốc

Vật liệu làm bạc

Thiết kế chỉ định

trục
2

Kết quả
Nhựa
caproon

Đường kính trục
chong chóng tính ds

mm

Theo 3.2.1-7

268,5

L1

mm

L1 ≥ 4d s

1074

Ds

mm

Thiết kế chỉ định

340

L2

mm

L1 ≥ 2,5d s

850

bạc đỡ sau cùng trục L

mm

L = max( L1, L2)

1074

Ls

mm

Thiết kế chỉ định

1360

Lt

mm

Thiết kế chỉ định

340

toán
Chiều dài tối thiểu
3

bạc đỡ sau cùng trục
chong chóng theo
tính tốn

4

Đường kính thực của
trục chong chóng
Chiều dài tối thiểu

5

bạc đỡ sau cùng trục
chong chóng theo
trục thực

6

Chiều dài tối thiểu
chong chóng

7

Chiều dài bạcđỡ sau
trục chong chóng

8

Chiều dài bạc trước
trục chong chóng
Kết luận:

Chiều dài bạc đỡ trước trục chong chóng :

Lt =

Chiều dài bạc đỡ sau trục chong chóng :

Ls =

52

340 (mm)
1360 (mm)


3.2.5. Chiều dày ống bao trục chong chóng :
Đường kính áo trục: D a = ds+2.t1 =268,5+2.21 = 382 mm.

Ống nối trục được chết tạo bằng gang đúc
Chiều dày ống bao:
+ Tại chỗ lắp bạc đỡ: S 2 (mm) S2 = (1,5÷1,8).S 1 = 80 mm.
+ Tại giữa hai ổ đỡ: S1 (mm) S1 = 0,05.D a+20 = 65 mm
3.2.6. Tính chọn then :
Then chong chóng và then khớp nối có nhiệm vụ truyền mơmen của
trục chong chóng tạo nên lực đẩy tàu
3.2.6.1.Then lắp chong chóng

STT

KÝ

TÍNH

HIỆU VỊ

1

Cơng suất động cơ Ne

2

Vịng quay trục
n
Đường kính trung

3

bình đọan lắp cơn dtb

4
5
6
7

ĐƠN CƠNG THỨC

ĐẠI LƯỢNG

chong chóng
Giới hạn chảy của

σ

kw

NGUỒN GỐC

KẾT
QUẢ

Theo lý lịch máy

2427

v/p

Theo lý lịch máy

216

mm

Theo tính tốn

245,5

Thép SF55

245

Theo QCVN

70

KG/m

vật liệu
Chiều rộng then

b

m2
mm

Chiều cao then

h

mm

Theo QCVN

40

Đoạn vát của then

k

mm

Theo QCVN

12

53


8 Chiều dài toàn bộ ls

mm

ls =

của then

4.955.104.Ne
+b
0,5.σ .n.d .(h − 2k )

548,
9

Kết luận : Then lắp chong chóng là then bằng đầu trong có kích
thước là L . B . H = 600 . 70 . 40 thỏa mãn yêu cầu về bền
3.2.6.2 . Then bích nối trục :
ĐẠI LƯỢNG

KÝ

ĐƠN

CƠNG THỨC

KẾT

TINH

HIỆU

VỊ

NGUỒN GỐC

QUẢ

6

Cơng suất động cơ

Ne

7

Vịng quay trục
n
Đường kính trung

8

bình đọan lắp côn dtb

STT

9
10
6
7

trục
Giới hạn chảy của
vật liệu
Chiều rộng then

Re

kw

Theo lý lịch máy

2427

v/p

Theo lý lịch máy

216

mm

Theo tính tốn

256,3

Thép SF55

245

KG/mm
2

b

mm

Theo QCVN

70

Chiều cao then

h

mm

Theo QCVN

40

Đoạn vát của then

k

mm

Theo QCVN

12

8 Chiều dài toàn bộ L

mm

455,8
4.955.104.Ne
ls =
+b
0,5.σ .n.d .(h − 2k )

của then

Kết luận : Then lắp bích nối trục là then bằng đầu trong có kích
thước là

L . B . H = 480 . 70 . 40 thỏa mãn yêu cầu về bền

54


3.3.ÁP LỰC LÊN GỐI ĐỠ
3.3.1.Phụ tải tác dụng lên gối đỡ
3.3.1.1.Sơ đồ tính
Hệ trục của tàu được coi như một dầm siêu tĩnh nhiều nhịp đặt trên các
gối đỡ và chịu tác dụng của tải trọng phân bố đều. Với quan điểm này sơ
đồ tải trọng hệ trục được xác định như sau:
G

R1

R0

R2

Mo

l

M1

0

1

lo

R3
M2

q

M3

2

l1

l2

3
l3

lcc

ltg

Hình 3.1 Sơ đồ phụ tải tác dụng lên gối đỡ
3.3.1.2.Số liệu tính tốn
Chiều dài đoạn K

l

=

140

cm

Chiều dài đoạn dầm treo

l0

=

208

cm

Chiều dài nhịp No1

l1

=

185

cm

Chiều dài nhịp No2

l2

=

388

cm

Chiều dài nhịp No3

l3

=

230

cm

Trọng lượng chong chóng

G

=

2190 kG

=

7,85.10-3

Tỷ trọng vật liệu làm trục

γ

kG/cm3

3.3.1.3.Mômen tại gối
Tại các gối đỡ trục phát sinh các mô men uốn và các phản lực sau :
Tại gối 0 có Ro, M0
Tại gối 1 có R1, M1

55


Tại gối 2 có R2, M2
Tại gối 3 có R3, M3
Thành lập phương trình mơ men:
Tại gối 0 : Mo= -(G.l+

q.l o2
)
2

(1)
q
4

Tại gối 1 :M0.l1+2.M1.(l1+l2) +M2.l2 = − (l13 + .l 23 )
q
4

Tại gối 2 :M1.l2+2.M2.(l3+l2) +M3.l3 = − (l 23 + .l33 )

(2)
(3)

Vì ngàm cố định nên tại ngàm có góc xoắn θ = 0
θ=

3
q 2 .l3 M 2 .l3 M 3 .l3
+
+
= 0 ⇒ q2.l33 + 4.M 2.l3 +8.M3.l3 = 0
24.E3 6.E3
3.E3

(4)

Trong đó :
E: Mơ đun đàn hồi của vật liệu, với thép E = 2,1.10 6 (kG/Cm2);
q: Tải trọng phân bố
q =

2
π .d cc
3,14.342
.γ =
.7,85.10−3 = 7,1( kG / cm) ;
4

4

Với γ = 7,85.10 -3 kG/cm3 là tỉ trọng của thép 50
Giải hệ phương trình ta có kết quả:
 M 0 = −3396953,6(kG.cm)
 M = 708223,5(kG.cm)
 1

 M 2 = −406508, 2(kG.cm)
 M 3 = 27912,3(kG.cm)


Vậy M 0, M2 đổi lại chiều so với chiều giả định.
3.3.1.4.Phản lực tác dụng lên gối
Tại gối 0: R0 = G + q .l0 +
q.l

q.l

q .l1
2

1
2
Tại gối 1: R1 = 2 + 2 +

+

M1 − M 0
l1

M 2 − M1 M1 − M 0
−
l2
l1

56


Tại gối 2:

R2 =

q .l 2

Tại ngàm 3: R3 =

2

+

q .l3
2

q.l3 M 3 − M 2 M 2 − M 1
+
−
2
l3
l2

−

M3 − M2
l3

Ta có kết quả:
 R0 = 15669, 6kG.
 R = −4533,6(kG.cm)
 1

 R2 = 5185,1(kG.cm)
 R3 = 778,56(kG.cm)


Nghiệm lại kết quả tính:
ΣQ = QB + Qtg + Qcc =40299,639
ΣR = 39669,6-8633,63+8485,1-778,56=40299,6
δ=

ΣQ − ΣR 40299, 639 − 40299, 6
=
= 0, 01 % ≤ 3%
ΣQ
40299, 6

Vậy kết quả trên là đúng và q trình bố trí hệ trục, khoảng cách giữa
các gối là thỏa mãn.
3.3.2.Nghiệm bền trục
3.3.2.1.Nghiệm bền tĩnh
3.3.2.1.1.Nghiệm bền tĩnh trục chong chóng

№
1

2

Hạng mục tính
Giới hạn chảy của
vật liệu
Mơ men uốn lớn nhất

Ký
hiệu
σT

tác dụng lên trục Mu

Đơn vị
kG/cm
2

kG.cm

Công thức - Nguồn
gốc
Thép SF50

Theo 3.4.1.3

chong chóng
3

Mơ men chống uốn

Wu

π .d 3
p
Wu =
32

3

cm

57

Kết quả
3500
159695
3,6
3856,70
5


№

Hạng mục tính

Ký
hiệu

Ứng suất uốn lớn
4

nhất tác động lên trục σ u

Đơn vị
kG/cm

Công thức - Nguồn
gốc

Kết quả

2

σu = Mu/Wu

406,4

kG

Thiết kế chỉ định

26135

Diện tích mặt cắt trục F

cm2

F=

Ứng suất nén tác

kG/cm

chong chóng
Lực đẩy của chong
5

chóng tác động lên P
trục

6

7

8

9

10

11

12

13

14

dụng lên trục
Ứng suất do chế tạo
va lắp ráp gây ra
Ứng suất pháp tác
dụng lên trục
Mô men xoắn tác
dụng lên trục
Mô men chống xoắn
Ứng suất cắt tác dụng
lên trục
Tổng ứng suất tác
dụng lên trục
Hệ số an tồn

σn
σL

2

kG/cm

2
π .d p
4

σn =

907,46

P
F

50,13

σL = 150÷ 300

300

2

σp = σu + σn + σL

756,53

Mx

kG.cm

Mx = 71620

Wx

cm2

Wx = 2Wu

7713,41

τc

kG/cm

τc = Mx/Wx

104,32

2
σ = σ M + 3.τ c2

851,9

σp

σ
n

2

kG/cm

kG/cm
2

n=

Kết luận:

58

σ ch
σ

Ne
n

804730

5,8


So sánh với hệ số an toàn cho phép n ≥ [n] = 2,8÷ 5,8. Vậy trục chong
chóng cơng tác an tồn.
3.3.2.1.2..Nghiệm bền tĩnh trục trung gian
№
1

2

Hạng mục tính
Giới hạn chảy của
vật liệu
Mô men uốn lớn

Ký

Đơn

Công thức -

hiệu

vị
kG/cm

Nguồn gốc

σT

nhất tác dụng lên Mu

2

kG.cm

Thép SF50

3500

Theo 3.4.1.3

trục trung gian
3

Mô men chống uốn

Wu

Ứng suất uốn lớn
4

nhất tác động lên σ u

cm

kG/cm

339695
3,6
3856,70

π .d 3
p
Wu =
32

3

Kết quả

5

2

σu = Mu/Wu

78,56

kG

Thiết kế chỉ định

21635

cm2

F=

trục chong chóng
Lực đẩy của chong
5

chóng tác động lên P
trục

6

7

8

9

10

Diện tích mặt cắt
trục
Ứng suất nén tác
dụng lên trục
Ứng suất do chế tạo

va lắp ráp gây ra
Ứng suất pháp tác
dụng lên trục
Mô men xoắn tác
dụng lên trục

F
σn
σL
σp
Mx

kG/cm
2

kG/cm

2
π .d p
4

σn =

1103,91

P
F

69,01

σL = 150÷ 300

300

2

σp = σu + σn + σL

447,57

kG.cm

Mx = 71620

2

kG/cm

59

Ne
n

378111
4,7


№
11

12

13

14

Hạng mục tính
Mơ

men

chống

xoắn
Ứng suất cắt tác
dụng lên trục
Tổng ứng suất tác
dụng lên trục
Hệ số an tồn

Ký

Đơn

Cơng thức -

hiệu

vị

Nguồn gốc

Wx

cm2

Wx = 2Wu

τc

kG/cm

τc = Mx/Wx

365,36

2
σ = σ M + 3.τ c2

775,1

kG/cm

σ

2

n

n=

σ ch
σ

Kết quả
10349,1
2

5,9

Kết luận:So sánh với hệ số an toàn cho phép n ≥ [n] = 2,8÷ 5,8. Vậy trục
chong chóng cơng tác an toàn.
3.3.2.2.Kiểm nghiệm ổn định dọc trục
Kiểm nghiệm ổn định dọc trục
№
1
2
3
4
5
6

Hạng mục tính

Ký

Đơn Cơng thức - Nguồn

hiệu vị
gốc

Mơ đun đàn hồi khi
kG/c
E
Thép SF50
kéo nén
m4
Mơ men qn tính
của trục
Chiều dài khoảng
trục lớn nhất
Hệ số xét đến liên
kết giữa 2 đầu trục
Lực đẩy tới hạn
Tiết diện mặt cắt
của hệ trục

4
π .d p

J

cm4

J=

lmax

cm

Thiết kế chỉ định

Theo TKTTHĐL tập

k
Pth
F

64

II
kG
2

cm

Pth =
F=

60

π 2 .E.J
( µ .lmax ) 2

π .d
4

Kết quả
2,1.106
183890,9
6
243

1
6448020
7

2
cc

1519,76


№

Hạng mục tính

Ký

Đơn Cơng thức - Nguồn

7

hiệu vị
gốc
Ứng suất nén tới
kG/c
σ th
σ th = Pth /F
hạn
m2
Lực đẩy chong

8

chóng khi thử buộc Pmax

kG

Kết quả
42427,88

Pmax = 1, 3.P

28125

σmax = Pmax/F

65,164

Kôđ = Pth/Pmax

651,09

bến
9

10

11

Ứng suất nén do lực
đẩy lớn nhất gây ra

Hệ số an tồn ổn
định
Ứng suất ổn dịnh
cho phép

σ max

kG/c
m2

Kơđ

[σ ơđ]

KG/
cm2

σ th

65,165

[σơđ] = [ K ]
od

Kết luận:
Kết quả tính tốn cho thấy Kơđ > 25 và σ max < [σ ôđ]. Hệ trục ổn định dọc.

3.3.2.3.Kiểm nghiệm biến dạng xoắn
Kiểm nghiệm biến dạng xoắn
№

1

Hạng mục tính
Mơ men xoắn trên
trục

Ký

Đơn Cơng

hiệu

vị
Nguồn gốc
kG/c
N
Mx = 71620 e
n
m

Mx

61

thức

-

Kết
quả

378111
4,7


№

Hạng mục tính

2

Hệ số Pốt-xơng

3
4
5
6

Hệ số đàn tính chống
xoắn của vật liệu
Mơ men qn tính
độc cực của trục
Độ biến dạng xoắn
Độ biến dạng xoắn

cho phép
Kết luận:

Ký

Đơn Cơng

hiệu

vị

µ

-

G

kG/c
m2
cm4

J
ϕ
[ϕ ]

độ/
m
độ/
m

thức

-

Nguồn gốc

Kết
quả
0,3
807692

E

G = 2(1 + µ )

,31
367781

4
π .d p
32

ϕ =

,92
180 M x
.
.100
π G.J

Với tàu dân dụng

0,073
0,45

Thỏa mãn độ biến dạng xoắn cho phép.

3.3.2.4.Kiểm nghiệm độ võng lớn nhất
Kiểm nghiệm độ võng lớn nhất
№
1

Hạng mục tính

Ký

Đơn Cơng

thức

hiệu vị
Nguồn gốc
Mơ men uốn lớn nhất
kG.c
Mu
Mục 3.4.2
tác dụng lên trục
m

62

-

Kết
quả
339695

3,6


№
2
3
4
5
6
7

Hạng mục tính
Chiều dài khoảng trục
lớn nhát
Mơ men qn tính
thiết diện mặt cắt trục
Mô đun đàn hồi
Độ võng do mômen
uốn gây ra
Trọng lượng đoạn trục
lớn nhất
Độ võng do trọng
lượng đoạn trục gây ra

Ký

Đơn Công

thức

-

Kết

hiệu vị

Nguồn gốc

quả

Lmax

Thiết kế chỉ định

388

4
π .d p
J1 =
64

183890

Thép SF45

2,1.106
0,032

J1
E

cm
4

cm

kG/c
2

m

,96

f2

cm

Mu.L2
max
f2 =
16.E.J 1

G1

kG

G1 = q1.Lmax

597,78

f1

cm

5.G1 .L3
max
f1 =
384.E.J 1

0

8

Độ võng toàn bộ

f

cm

f = f1 + f2

0,032

9

Độ võng cho phép

[f]

cm

[f] = Lmax/1750

0,139

Kết luận:
Thỏa mãn độ võng cho phép.

3.3.2.5.Áp lực lên gối đỡ
Áp lực lên gối đỡ

63


Ký

№

Hạng mục tính

1

Chiều dài bạc đỡ sau

Ls

2

Chiều dài bạc đỡ trước

3
4

Đường kính trong tính
tốn gối đỡ
Hiệu suất tính tốn gối
đỡ

hiệu

Đơn vị

Công thức - Nguồn Kết
gốc

quả

cm

Theo 3.3.4

136

Lt

cm

Theo 3.3.4

34

D

cm

Thiết kế chỉ định

34

η

-

Thiết kế chỉ định

0,9

cm2

S t = 0,9.D.Lt .η

Diện tính chịu áp lực
5

tính tốn của gối đỡ S t
trước

6
7
8

9

10

11

Diện tính chịu áp lực
tính tốn của gối đỡ sau
Lực tác dụng lên gối đỡ
sau trục chân vịt
Lực tác dụng lên gối đỡ
trước trục chân vịt
Áp lực riêng trên bạc
đỡ sau
Áp lực riêng trên bạc
đỡ trước
Áp lực riêng cho phép

5568,
75
6682,

Ss

cm2

Ps

kG

Ps = |Ro|

Pt

kG

Ps = |R1|

ps

kG/cm2

ps =

Ps
Ss

pt

kG/cm2

pt =

Pt
St

[p]

kG/cm2

S s = 0,9.D.Ls .η

Bạc caproon

5
39669
,6
8633,
599
5,936
1726,
72
5

Kết luận:
Với áp lực riêng trên gối đỡ cho phép của bạc cao su = 5 kG/
cm2 , các gối đỡ trục chong chóng làm việc an toàn.

64


3.4. PHƯƠNG PHÁP VÀ SƠ ĐỒ TÍNH
3.4.1.Phương pháp tính
Tần số dao động ngang được tính gần đúng dần
3.4.2.Sơ đồ tính
3.4.2.1.Mơ hình tính
G

3

[k]
l
lk

2
l3

1

l2

l1

lcc

ltg

Hình 3.2 : Mơ hình tính dao động ngang.
3.4.2.2.Số liệu thiết kế
Chiều dài đoạn K

l

=

140

cm

Chiều dài đoạn dầm treo

l0

=

208

cm

Chiều dài nhịp No1

l1

=

185

cm

Chiều dài nhịp No2

l2

=

388

cm

Chiều dài nhịp No3

l3

=

230

cm

Trọng lượng chong chóng

G

=

2190 kG

Đường kính trục chong chóng

d

=

34

cm

Tỷ trọng vật liệu làm trục

γ=

7,85.10-3

kG/cm3

Tải trọng phân bố

q=

2,46

kG/cm

3.4.2.3.Toán đồ dùng cho tra cứu (µ - a)

65


Hình 3.3 : Tốn đồ µ - a.
3.4.3.Các bước tính tốn và thành lập bảng tính
3.4.3.1.Bước 1
Hàng ngang đầu tiên trong bảng ghi thứ tự các đoạn trục, ô sau cùng là
dầm treo.
3.4.3.2.Bước 2
Hàng ngang thứ hai ghi chiều dài các nhịp (tính bằng cm).
3.4.3.3.Bước 3
Hàng ngang thứ ba ghi tỉ số chiều dài của hai nhịp kề nhau.
βn =

ln
ln − 1

66


3.4.3.4.Bước 4
Tính gần đúng “nk” theo cơng thức
βn =

ln
1 E .I
,
nk = 49,2. .
.µ
ln − 1
lm
q

Trong đó:
– lmax, Chiều dài nhịp dài nhất;
– E , Mô-đuyn đàn hồi của vật liệu;
– I, Mơ men qn tính tiết diện trục;
– µ, Hệ số hiệu chỉnh;
– q, Tải trọng phân bố trên chiều dài trục.
3.4.3.5.Bước 5
Tính giá trị µn cho tất cả các nhịp (trừ nhịp cuối cùng) rồi điền vào hàng
ngang thứ 5.
µn =

,
nk 2
.l n
A

Trong đó:
A = 49,2.

E .I
q

3.4.3.6.Bước 6
Căn cứ vào các giá trị µn và đồ thị xác định được giá trị
an = X1n + X2n
3.4.3.7. Bước 7
Tính các giá trị X1n, X2n của tất cả các nhịp và điền vào hàng ngang thứ 7.
– Nếu điểm đỡ là cố định tuyệt đối thì: Xn = 0
– Nếu đầu nhịp là tự do: Xn = 1

67


– Các trường hợp khác tính theo cơng thức
X2n= an – X1n
3.4.3.8.Bước 8
Căn cứ vào trị số X2n của nhịp cuối cùng để tính trị số Xk của dầm treo,
sau đó tính µk
µk =

1− X k

1 − 0,5. X k

3.4.3.9.Bước 9
Tính lại giá trị nk theo cơng thức
nk =

8,64
2
lk

E.I
G
+ 0,24.q
lk

.µk

(lần/s)

3.4.3.10.Bước 10
So sánh nk với nk’, nếu có sai khác nhiều thì tính lại.
Điều kiện để dừng bảng tính
(nk- n’k) . 60 < 10 (lần/phút)
3.4.4.BẢNG TÍNH VÀ KẾT QUẢ
Tần số dao đơng ngang
№ Hạng mục tính
1
2

Đường kính trục chong

chóng
Hệ số đàn tính của vật
liệu làm trục

Ký

Đơn Cơng thức -

Kết quả

hiệu vị

Nguồn gốc

d

Theo thiết kế

34

Theo vật liệu trục

2,1.106

E

cm
kG/c
2

m

68


№ Hạng mục tính
3
4
5
6
7
8
9

Ký

Đơn Cơng thức -

hiệu vị
Nguồn gốc
Tỷ trọng của vật liệu
kG/c
Theo vật liệu trục
γ
làm trục
m3
Vòng quay lớn nhất
Theo tính tốn
nmax rpm
của trục

thiết kế
Chiều dài nhịp trục thứ
l1
cm
Theo thiết kế
nhất (nhịp [1])
Chiều dài nhịp trục thứ
l2
cm
Theo thiết kế
hai (nhịp [2])
Chiều dài nhịp trục thứ
l3
cm
Theo thiết kế
ba (nhịp [3])
Chiều dài nhịp treo
lK
cm
Theo thiết kế
(nhịp consom [K])

216
185
388
230
140

q=

π 2
d γ
4

11,93

cm

I =

π 4
d
64

12 Chiều dài nhịp lớn nhất lmax

cm

lmax = max (li)

13 Hệ số nhịp của trục

_

A = 49,2

11

14
15

16
17

trục
Mo-men quán tính tiết
diện trục

Tần số dao động ban
đầu
Tần số dao động ban
đầu đã hiệu chỉnh
Tần số dao động của
hệ theo tính tốn
Số lần dao động trong
1 phút của hệ

q
I

A
nK
nK'
nKR
N

kG

3

2910

Trọng lượng đơn vị

Q

7,85.10-

Theo thiết kế

10

Trọng lượng chân vịt

Kết quả

kG/c
m
4

lần/
s
lần/
s
lần/
s
lần/
ph

nK =

183890,
96

885186

EI
q

3,7

A
l

55,32

2
max

,
n K = 0,8n K

Theo

bảng

dưới đây
R
N = 60.nK

69

388

44,3
tính

12
720


3.4.5.Bảng kết quả tính
Kết quả tính
Thứ

tự

các

Chiều dài ln,
[cm]
βn =

ln
l n −1

[2]

[3]

185

388

230

140

1,028

0,857

Giá trị nK

[K]

-

nhịp

[1]

tính tốn

0,37
6

µn =

,
nK 2

ln
A

0,757

nK’ =

an = ( X 1n + X 2 n )

X1n

μK

X2n

0,801

0,59

2,37

2,3

2,6

2,98

0,59 2,30

0,67

1,64 XK

6

4

3

2

0

4

=0,508

nK1=

44,3

LẦN GẦN ĐÚNG THỨ NHẤT

=0,852

LẦN GẦN ĐÚNG THỨ HAI
μK

0,16

2,944

2,92

X1n

0,594 2,35 0,67 1,91

X2n

0

2,988

12,543

12

0,217

a n = ( X 1n + X 2 n )2,988

nK’’ =

0,205

=0,514

XK

0,84

=

8

3.4.6.Kết luận
Kết luận
№
1

Hạng mục tính
Khoảng dư lượng tính
tốn

Ký

Đơn

Cơng

hiệu

vị

Nguồn gốc

k

%

k=

70

thức

- Kết
quả

N − nmax
.100%381
nmax

nK2=

,
nK 2
µn =
ln
A