thiết kế chong chóng tàu chở dầu trọng tải 14000 tấn

- 1 -
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
KHOA ĐÓNG TÀU
THIẾT KẾ MÔN HỌC
LÝ THUYẾT TÀU
THIẾT KẾ CHONG CHÓNG TÀU CHỞ DẦU TRỌNG TẢI 14000T
HẢI PHÒNG - 2013
MỤC LỤC
Trang
Đề bài
PHẦN 1
TÍNH TOÁN SỨC CẢN VÀ CÔNG
SUẤT KÉO CỦA TÀU
1.1.
Lựa chọn phương pháp tính
1.1.1. Phương pháp lựa chọn để tính toán
1.1.2. Giới hạn của phương pháp
1.1.3. Kết luận
1.2.
Tính sức cản và công suất kéo
PHẦN 2
TÍNH TOÁN CHONG CHÓNG
2.1. Chọn vật liệu chế tạo chong chóng
2.2. Tính toán hệ số dòng theo và hệ số lực hút
2.3. Chọn sơ bộ đường kính chong chóng
2.3.1. Chọn động cơ chính
2.3.2. Chọn sơ bộ vòng quay của chong chóng
2.3.3. Chọn sơ bộ vận tốc tàu
2.3.4. Chọn sơ bộ đường kính chong chóng
2.4. Chọn số cánh chong chóng

2.5. Tính các yếu tố cơ bản của chong chóng
2.5.1. Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền
2.5.2.
Tính toán chong chóng và tốc độ tiến của tàu
2.5.3.
Kiểm tra tỷ số đĩa theo điều kiện không xảy ra xâm
thực
2.6.
Xây dựng bản vẽ chong chóng
2.6.1.
Xây dựng hình bao duỗi thẳng của chong chóng
2.6.2.
Xây dựng profin cánh
2.6.3.
Xây dựng hình chiếu pháp và hình chiếu cạnh
2.6.4. Xây dựng củ chong chóng
2.6.4.1
Xác định đường kính trục chong chóng
2.6.4.2.
Xác định kích thước củ chong chóng
2.6.4.3.
Chọn then
2.6.4.4.
Chọn mũ thoát nước
- 2 -
GIỚI THIỆU CHUNG
Loai tàu: Tàu chở dầu
Vùng hoạt động: Dung Quất – Nhật Bản
Chiều dài: L = 137,4 (m)
Chiều rộng: B = 20,8 (m)

Chiều chìm: d = 8 (m)
Hệ số béo thể tích: C
B
= 0,75
Hệ số béo sườn giữa: C
M
= 0,98
Hệ số béo đường nước: C
WP
= 0,84
Trọng tải: DWP = 14000T
Công suất máy : P
s
= 6600 cv
PHẦN 1: TÍNH TOÁN SỨC CẢN VÀ CÔNG SUẤT KÉO CỦA TÀU
1.1. Lựa chọn phương pháp tính
1.1.1. Phương pháp lựa chọn để tính toán
Trong hàng loạt các vấn đề dặt ra cho người đóng tàu thuỷ khi thiết kế một con tàu mới
cần đảm bảo hình dạng vỏ tàu và trang trí đông lực sẽ hiệu quả nhất về mặt động lực học
trong phạm vi yêu cầu thiết kế. Lần thử tàu cuối cùng sẽ tiến hành ở tộc độ yêu cầu, với công
suất nhỏ nhất phải đạt được sự phù hợp tốt nhất giữa sức cản và hiệu suất đẩy cao.
Một nhân tố khác ảnh hưởng đến thiết kế thuộc phương diện động lực học của con tàu là
cần đảm bảo không chỉ đặc tính vùng nước yên tĩnh tốt mà còn cả điều kiện hoạt động bình
thường trên biển, con tàu phải chuyển động bình thường, các mặt boong bị ướt và tổn thất tốc
độ ít trong điều kiện thời tiết xấu. Đặc tính nước yên tĩnh là điều kiện quan trọng nhất. Nứơc
tĩnh là vùng nước mà không có sang, không có gió, không có dòng chảy.
Sức cản của một con tàu ở tốc độ cho trước chính là lực cần thiết để kéo con tàu với tốc
độ đó trong vùng nước yên tĩnh. Giả sử không có giao thoa từ tàu kéo, nếu vỏ tàu không có
các phần phụ, sức kéo này được gọi là sức cản vỏ tàu trần. Công suất cần được để thắng sức
cản này gọi là công suất có ích hay công suất kéo(EPS): EPS= R.v (W)

Sức cản tổng được tạo thành bởi một số các thành phần khác nhau do các nguyên nhân
khác nhau và tác động lẫn nhau theo quy luật rất phức tạp. Để giải quyết vấn đề này đơn giản
hơn, thông thường người ta coi sức cản tổng được tạo thành bởi 4 thành phần chính:
- Sức cản ma sát do chuyển động của vỏ tàu qua chất lỏng nhớt.
- Sức cản tạo sóng, do năng lượng được tàu cung cấp liên tục cho hệ sóng được tạo ra trên
mặt nước.
- Sức cản xoáy, do năng lượng mà các xoáy từ vỏ tàu hay các phần phụ mang đi. Hiện
tượng xoáy cục bộ sẽ xảy ra sau các phần phụ như củ chân vịt, trục, các thanh đỡ trục, từ các
- 3 -
khung đuôi và các bánh lái nếu các phần này không được tạo dáng động học phù hợp và
không thẳng hàng với dòng chảy. Cũng tương tự như vậy, nếu đuôi sau của tàu dài quá, nước
có thể không theo kịp mặt cong và sẽ tách ra khỏi vỏ tàu, sẽ làm tăng các xoáy và sức cản
phân tách.
- Sức cản không khí sinh ra ở phần thân tàu trên mặt nước và kiến trúc thượng tầng do
chuyển động của tàu trong không khí.
Sức cản tạo sóng và sức cản xoáy thường lấy tên chung là sức cản dư. Ngoài ra còn 1 số
sức cản: sức cản hình dáng, sức cản phần nhô…
Sức cản tàu có thể tính theo nhiều phương pháp khác nhau,độ chính xác cũng khác nhau
và khả năng thực tế thực hiện của từng phương pháp cũng khác nhau.Có thể xác định sức cản
của tàu theo những phương pháp khác sau:
1. Xác định sức cản bằng phương pháp phân tích
2. Xác định sức cản trên cơ sở khảo sát mô hình
3. Xác định sức cản nhờ các công thức gần đúng
4. Xác định sức cản trên cơ sở phân tích các kết quả thử trên đoạn đường đo đạc.
Có rất nhiều phương pháp tính gần đúng sức cản tàu thủy dựa vào kết quả khảo sát mô
hình và kết quả đo ở các tàu thực.
Các phương pháp được biết nhiều nhất :
- Papmiel,Ayre, Lapa-Keller, Kabaczynski,Holtrop-Mennen cho tàu
vận tải 1 hoặc 2 chong chóng.
- Doust và Oertsmersen – tàu đánh cá.

- Kafali và Henschke – tàu vận tải cỡ nhỏ…
- Serri 60 – tàu hàng, tàu dầu, tàu chế biến hải sản…
⇒

Phương pháp lựa chọn để tính toán: phương pháp Serri 60
1.1.2. Giới hạn của phương pháp
- Giới hạn áp dụng của phương pháp Serri 60 để tính sức cản của tàu:
C
B
= 0,6 ÷ 0,8
B/d = 2 ÷ 5
L/B = 6 ÷ 8,5
L/
3
∇
= 5 ÷ 7,5 (
∇
là thể tích chiếm nước của tàu)
- Kiểm tra điều kiện áp dụng:
L/B = 137,4/20,8 = 6,606 (1-1)
B/d = 20,8/8 = 2,6 (1-2)

B
C
= 0,75 (1-3)
1.1.3. Kết luận
Tàu thoả mãn các điều kiện áp dụng của phương pháp Serri 60
- 4 -
Vậy ta có thể áp dụng phương pháp Serri 60 để tính sức cản cho tàu.
1.2. Tính sức cản và công suất kéo

- Hệ số lực cản dư xác định theo công thức:
C
R
= C
Ro
× k
l
×

k
B/d
× a
B/d
Trong đó:
C
Ro
= f (C
B,
F
r
) – Tra trên đồ thị 6.9 theo C
B
= 0,75

Fr = v/
gL
(g = 9,81 m/s
2
- gia tốc trọng trường)
k

B/d
và a
B/d
là hệ số tính đến ảnh hưởng của tỷ số B/d - Tra trên đồ thị 6.8 và 6.10 theo B/d =
2,6
k
l
là hệ số ảnh hưởng của chiều dài tương đối l = L/
3
∇
∇
là thể tích chiếm nước của tàu:
∇
= C
B
× L × B × d = 0,75 × 137,4 × 20,8 × 8 = 17147,52 (
3
m
)
l = L/
3
∇
= 5,33 (m)
k
l
tra đồ thị 6.11 theo l = 5,33
R
e
= vL/
ν

Trong đó:
R
e:
số Reynold
ν
: hệ số nhớt động học của chất lỏng, lấy
ν
= 1,056.10
-6
m
2
/s
C
Fo
.10
3
=[ 0,455/(lgR
e
)
2,58
] × 10
3
C
A
. 10
3
- hệ số kể đến độ nhám (bảng 1.2)
C
AP
. 10

3
– hệ số kể đến phần nhô (bảng 1.3)
- Lực cản tàu: R =
2
1
ρ
.C × 10
3
.
v
2
.
Ω
Trong đó:
ρ
=104 KG.s
2
/m
4
Ω
là diện thích mặt ướt của tàu
Ω
= (1,01 ÷ 1,03)
Ω
0
Ω
0
= L.d.[2 + 1,37.(C
B
– 0,274).

d
B
] = 137,4 × 8 ×[2 + 1,37 ×(0,75 – 0,274)×2,6] = 4062,1 m
2
Ω
= 4100 m
2
Công suất kéo của tàu : P
E
= R × v
Kết quả tính toán được ghi ở bảng sau
- 5 -
BẢNG TÍNH LỰC CẢN VÀ CÔNG SUẤT KÉO TÀU THEO SERRY 60
TT Đại lượng tính toán Đơn vị Vận tốc giả thiết
1 Vận tốc giả thiết: v
s
hl/g 11 12 13 14 15
2 Vận tốc giả thiết: v = 0,514
v
s
m/s 5,654 6,168 6,682 7,196 7,71
3 v
2
(m/s)
2
31,968 38,044 44,649 51,782 59,444
4
Fr = v/
gL
- 0,15 0,17 0,18 0,2 0,21

5 C
Ro
= f (C
B,
F
r
) – Đồ thị 6.9 - 0,67 0,93 1,08 1,3 1,5
6 k
l
-

Đồ thị 6.11 - 1,39 1.36 1,33 1,3 1,27
7 k
B/d
- Đồ thị 6.8 - 1,05 1,07 1,08 1,09 1,1
8 a
B/d
– Đồ thị 6.10 - 0,901 0,901 0.901 0,902 0.903
9 C
R
= C
Ro
× k
l
×

k
B/d
× a
B/d

- 0,881 1,22 1,4 1,66 1,89
10 R
e
= vL/
ν
- 735,6. 10
6
802,5.10
6
869,4. 10
6
936,3.10
6
1003,2.10
6
11 C
Fo
.10
3
=[ 0,455/(lgR
e
)
2,58
] ×
10
3
- 1,632 1,615 1,6 1,584 1,57
12 C
A
. 10

3
- hệ số kể đến độ
nhám (bảng 1.2)
- 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39
13 C
AP
. 10
3
– hệ số kể đến
phần nhô (bảng 1.3)
- 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
14 C × 10
3
= [9] + [11] + [12]
+ [13]
- 3,003 3,325 3,49 3,734 3,95
15
R =
2
1
ρ
.[14].[3].
Ω
kN 204,7 269,7 332,22 412,23 500,6
16 P
E
= [15].[2] KW 1157,4 1663,5 2219,9 2966,4 3859,6
ĐỒ THỊ CÔNG SUẤT KÉO VÀ LỰC CẢN
- 6 -
10 11 12 13 14 15 16

50
100
150
200
250
300
350
400
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
V (hl/h)
PE (kW)
R (kN)
3600
4000
450
500
R=f(v)
PE=f(v)
P
S
= P
E
/0,85k

- 7 -
Trong đó:
P
S
= 6600cv = 4857,6 kW (1cv = 0,736 kW)
k = 0,5 ÷ 0,7 – hệ số
=> P
E
= P
S
.0,85k = 2478 kW
Từ bảng tính sức cản và công suất kéo cùng với đồ thị nội suy được:
Lực cản: R = 360 kN
Vận tốc tàu: v
S
= 13,35 hl/h
PHẦN 2: TÍNH TOÁN CHONG CHÓNG
2.1. Chọn vật liệu chế tạo chong chóng
+Vật liệu thường dùng làm chong chóng là: đồng thau ( KHB
s
C-1) đối với chong chóng có
bước tiến cố định hoặc biến bước.
+ Thép - Cacbon thường được dùng đối với chong chóng có bước cố định kết cấu hàn.
Vậy ta chọn vật liệu chế tạo chong chóng là đồng thau KHB
s
C-1.
2.2. Tính toán hệ số dòng theo và hệ số lực hút
∗
Hệ số dòng theo
ψ

:

T
w
= 0,165.C
B.
Zp
D
3
∇
–
T
w∆
Trong đó:
C
B
:hệ số béo thể tích.
C
B
= 0,75
Z
P
: số lượng chong chóng.
x = 1

∇
: thể tích chiếm nước của tàu

∇
= C

B
× L × B × d = 0,75 × 137,4 × 20,8 × 8 = 17147,52 (m
3
)
D : đường kính chong chóng.

•
Đối với tàu 1 chong chóng ta chọn:
D = (0,5
÷
0,6).d
Vậy ta chọn:
D = 0,5.d = 0,5.8 = 4 (m)

T
w∆
: tổn thất dòng theo.

T
w∆
= 0,1.C
B
.(F
r
- 0,2)
Trong đó:
Fr = v/
gL

: chuẩn đồng dạng động học Froude.

•
v: vận tốc tàu.
v = 0,514 v
S
= 0,514.13,35 = 6,86 (m/s)
Fr = 6,86/
4,137.81,9
= 0,19
Thay số vào biểu thức ta được:

T
w∆
= 0,3.0,75.(0,19 – 0,2) = -2,25.10
-3

T
w
= 0,165.0,75.
4
52,17147
3

–
(-2,25.10
-3
) = 0,316
- 8 -
∗
Hệ số hút t :

t = 0,7.
T
w
= 0,221
∗
Xác định lực đẩy chong chóng T:
T

= T
E
/(1 – t)
T
E
: Lực đẩy cần thiết của chong chóng
T
E
= R/Z
P
= 360 kN
=> T = 360/(1 – 0,221) = 462,13 kN
2.3. Chọn sơ bộ đường kính chong chóng
2.3.1. Chọn động cơ chính
Vậy với P
S
=6600 cv = 4857,6 ( kW) ta chọn sơ bộ máy:
Mác động cơ Công suất
Kw
Vòng quay
v/p
Đường kính XL

D(mm)
Hành trình piston S(mm)
8L35MC 5200 210 580 1050
2.3.2. Chọn sơ bộ vòng quay của chong chóng
•
Đối với động cơ có cụng suất nhỏ ( N
e
cỡ vài trăm cv) ta chọn: n>500 vg/p
•
Đối với động cơ công suất trung bỡnh ( N
e
từ 1000
÷
3000 cv) ta chọn: n= (300
÷
500) vg/ph.
•
Đối với động cơ có cụng suất lớn ( N
e
>3000 cv) ta chọn: n= (80
÷
300)
- Vòng quay làm việc của chong chóng:
n =0,85.n
đm
= 0,85.210 = 178.5 (vg/ph)
Chọn n = 180 (vg/ph) = 3 (vg/s)
2.3.3. Chọn sơ bộ vận tốc tàu
P
S

= 5200 kw
P
E
= P
S
.0,85k = 2652 kW
Từ P
E
tra đồ thị lực cản và công suất kéo ta tìm được vận tốc tàu: v
S
= 13,58 hl/h
2.3.4. Chọn sơ bộ đường kính chong chóng
Đường kính chong chóng tính theo công thức:
D
n
= 13
4
s
S
v
P
=> D = 13
4
2
nv
P
s
S
Trong đó:
D: Đường kính chong chóng, m

P
S
: công suất động cơ chính, kW
n: vòng quay chong chóng, rpm
V
S
: vận tốc tàu,knot
=> D = 13
4
2
180.58,13
5200
= 4,3 (m)
- 9 -
2.4. Chọn số cánh chong chóng
k
NT
=
4
.
T
n
v
A
ρ

k
DT
=
T

Dv
A
ρ
.
v
A
: tốc độ dòng nước chảy đến chong chóng
v
A
= v.(1 -
T
w
) = 6,86.(1 – 0,316) = 4,7 m/s
ρ
= 104 KG.s
2
/m
4
= 1,04 KN.s
2
/m
4
T: lực đẩy chong chóng, T = 462,13 kN
=> k
NT
=
4
13,462
04,1
.

3
7,4
= 0,591
k
DT
=
13,462
04,1
.3,4.7,4
= 0,959
Do k
NT
< 1 và k
DT
< 2 nên chọn Z = 4
2.5. Tính các yếu tố cơ bản của chong chóng
2.5.1. Chọn tỷ số đĩa theo điều kiện bền
≥
0
A
A
E
min
0
)(
A
A
E
= 0,24(1,08 -
H

d
)
3/2
max








δ
D
Z
[ ]
3
10
σ
mT
Trong đó:
Z: số cánh chong chóng, Z = 4
D: đường kính chong chóng, D = 4,3 (m)
max
δ
: chiều dày tương đối của chong chóng ở mặt cắt bán kính tương đối
08,0,6,0
max
===
δ

R
r
r
T: lực đẩy của chong chóng, T = 462,13 kN
M: hệ số kể đến trạng thái tải trọng, m = 1,15
[ ]
σ
: ứng suất cho phép giới hạn của vật liệu,
[ ]
σ
= 6.10
4
kPa
D
d
d
H
H
=
= 0,167 – tỷ số giữa đường kính trung bình của chong chóng với đường kính của nó
Thay số:
0
A
A
E
= 0,24.(1,08 – 0,167).
3/2
08.0.3,4
4







3
4
10.6
13,462.15,1.10
= 0,501 < 0,55
- 10 -
Vậy điều kiện bền thoả mãn.
Chọn
0
A
A
E
= 0,55
2.5.2. Tính toán chong chóng và tốc độ tiến của tàu
TT Đại lượng tính toán Đơn vị Các giá trị tính toán
1 v
s
knot 11 12 13 14 15
2
)1(514,0
. TSA
wvv −=
m/s 3,87 4,22 4,57 4,92 5,27
3
( )

SE
vfRT ==
kN 204,7 269,7 332,22 412,23 500,6
4
t
T
T
E
−
=
1
kN 262,77 346,21 426,47 529,18 642,62
5
4
.
T
n
v
k
A
NT
ρ
=
- 0,56 0,57 0,59 0,6 0,61
6
( )
NT
kfJ =
0
- 0,33 0,34 0,36 0,37 0,38

7
0
.JaJ =
0,347 0,357 0,378 0,389 0,399
8
Jn
v
D
A
opt
.
=
m 3,718 3,94 4,03 4,216 4,403
9
42
opt
T
Dn
T
k
ρ
=
- 0,147 0,154 0,173 0,179 0,183
10
( )
Jkf
D
P
T
,=

- 0,62 0,63 0,72 0,74 0,76
11
( )
Jkf
T
,
0
=
η
- 0,5 0,508 0,51 0,514 0,516
12
0
.
1
1
.
1
ηη
TQ
D
w
t
i −
−
=
- 0,585 0,594 0,597 0,601 0,604
13
D
D
Rv

P
η
=
kW 1354,2 1916,1 2543,1 3374,7 4367,8
14
EGS
D
S
k
P
P
ηη
=
kW 1643,2 2395,8 3179,8 4219,6 5461,4
Tra đồ thị, với v
s
= 13,58 hl/h ta được:
Ps = 3783 kW
D
opt
= 4,138 m
P/D = 0,732
=
D
η
0,6
Vòng quay làm việc của chong chóng: n = 180 (vg/ph)
2.5.3.Kiểm tra tỷ số đĩa theo điều kiện không xảy ra xâm thực
- 11 -
Theo Schoenherr thì tỷ số đĩa nhỏ nhất không xảy ra xâm thực được tính theo công thức sau:

( )
2
0
min
0
275,1 nD
P
k
A
A
c
E
ζ
=








Trong đó:
6,13,1 ÷=
ζ
- hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào tải trọng chong chóng
k
C
= f(Z;P/D;J) = 0,31 – hệ số, tra đồ thị
( )

sa
hPP
γ
+=
0
, kN/m
2
304,101=
a
P
- áp suất khí quyển, kN/m
2
10=
γ
- trọng lượng riêng của nước, kN/m
2
DTh
s
55,0−=
- khoảng cách từ tâm trục chong chóng đến đường nước thiết kế,m
n – vòng quay chong chóng, rps
D – đường kính chong chóng, m
T = d = 8 m
Thay số ta được:
DTh
s
55,0−=
= 8 – 0,55.4,138 = 5,724 (m)
( )
sa

hPP
γ
+=
0
= (101,304 + 10.5,724) = 158,544 (kN/m
2
)
( )
2
min
0
.3
544,158
31,0
.3,1.275,1 D
A
A
E
=








= 0,5 < 0,501
=> Thỏa mãn điều kiện xâm thực
2.6. Xây dựng bản vẽ chong chóng

2.6.1. Xây dựng hình bao duỗi thẳng của chong chóng
Chiều rộng lớn nhất của cánh: b
max
b
max
=
0
187,2
A
A
z
D
E
=
501,0.
4
138,4.187,2
= 1,133(m)
Khoảng cách từ trục cánh tới mép đạp X
1
và khoảng cách từ trục cánh tới mép
thoát X
2
được xác định theo phần trăm của b
max
X
0
là khoảng cách từ trục cánh đến đường chiều dày lớn nhất được xác định theo phần trăm
chiều rộng toàn bộ (X
1

+X
2
)
Bảng giá trị hoành độ hình bao duỗi phẳng
Xác định toạ độ x
1
, x
2
tại các bán kính tương đối:
x
1
: Là khoảng cách từ đường chiều dày lớn nhất đến mép đạp.
x
2
: Là khoảng cách từ đường chiều dày lớn nhất đến mép thoát.
x
o
: Là khoảng cách từ đường tâm cánh đến đường chiều dày lớn nhất.
b: Là chiều rộng profin cánh.
b
1
: Là khoảng cách từ đường tâm cánh tới mép đạp.
e
max
: Là chiều dày lớn nhất tại các tiết diện.
- 12 -

Φ
đ
: Là đường kính lượn mép đạp.

Φ
T
: Là đường kính lượn mép thoát.
b
m
: Là chiều rộng lớn nhất của chong chóng.
Ta có bảng tọa độ để xác định hình bao duỗi thẳng theo Seri B tính theo % của b
max
như sau :
Bảng hoành độ của hình bao duỗi thẳng
r/R 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Chiều
rộng cánh
tính bằng
% chiều
rộng ở
bán kính
0,6R
Từ trục
đến mép
đạp
46,8
9
52,75 56,3
4
57,6
6
56,1 51,3

7
41,7
1
25,39 -
Từ trục
đến mép
thoát
29,1
1
33,3 37,4 40,74 43,9 46,6
6
48,3
7
46,95 20,14
Chiều
rộng toàn
bộ
75,99 86,05 93,7
4
98,4 100 98,0
3
90,08 72,34 -
Khoảng cách từ
đường chiều dày lớn
nhất đến mép đạp
theo % chiều rộng
cánh
35 35 35,1 35,5 38,9 44,3 48,6 50 -
Từ bảng trên ta xây dựng được hình bao duỗi phẳng của chong chóng
r/R

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00
x
1
401,5 450,6 482,1 493,1 480,0 440,0 355,8 217,0 -
x
2
249,8 285,2 319,3 349,1 376,0 399,6 414,0 402,3 172,4
b 651,2 735,8 801,4 842,1 856,0 839,6 769,8 619,3 -
b
1
227,9 257,5 280,5 294,7 333,0 371,9 368,7 309,7 -
e
max
146,2 129,3 112,4 95,5 78,6 61,7 44,8 27,9 11,0
t
φ
53,1 46,7 39,9 33,1 26,7 20,7 14,9 7,4 2,7
đ
φ
10,7 9,8 9,9 9,9 9,9 9,7 9,0 7,4 3,4
- 13 -
x
o
173,6 148,1 201,6 198,4 147 68,1 -12,9 -92,7 -
2.6.2. Xây dựng profin cánh
2.6.2.1. Xác định chiều dày lớn nhất của các profin tại các tiết diện
- Chiều dày tại mút cánh:
e
R
= aD(50 – D), mm

Trong đó:
a = 0,06 ( chong chóng làm bằng hợp kim đồng)
D – đường kính chong chóng
=> e
R
= 11,39 mm
- Chiều dày giả định tại đường tâm trục: e
0
e
0
= 0,045.D = 0,045.4,138 = 0,1862 (m) = 186,2 (mm)
- Chiều dày lớn nhất của profin tại các bán kính:
Trong đó:
r
=
R
r

( )
R
eeree −−=
00

Bảng tính toán e
r
= r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
e(mm) 151,24 133,76 116,28 98,8 81,31 63,83 46,35 28,87
2.6.2.2. Bảng tung độ profin cánh
Bảng tung độ profin cánh
Từ điểm có chiều dày lớn nhất tới

mép thoát (%e
max
)
Từ điểm có chiều dày lớn nhất tới mép đạp
(%e
max
)
Tun r/R 100% 80% 60% 40% 20% 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100%
0.2 - 53.3
5
72.6
5
86.9
0
96.4
5
98.6
0
94.5
0
87.0
0
74.4
0
64.3
5
56.9
5
-
0.3 - 50.9

5
71.6
0
86.8
0
96.8
0
98.4
0
94.0
0
58.8
0
72.5
0
62.6
5
54.9
0
-
0.4 - 47.7
0
70.2
5
86.5
5
97.0
0
98.2
0

93.2
5
84.3
0
70.4
0
60.1
5
52.2
0
-
- 14 -
g
Độ
Mặt
hút
0.5 - 43.4
0
68.4
0
86.1
0
96.9
5
98.1
0
92.4
0
82.3
0

67.7
0
56.8
0
48.6
0
-
0.6 - 40.2
0
67.1
5
85.4
0
96.8
0
98.1
0
91.2
5
79.3
5
63.6
0
52.2
0
43.3
5
-
0.7 - 39.4
0

66.9
0
84.9
0
96.6
5
97.6
0
88.8
0
74.9
0
57.0
0
44.2
0
35.0
0
-
0.8 - 40.9
5
67.8
0
85.3
0
96.7
0
97.0
0
85.3

0
68.7
0
48.2
5
34.5
5
24.4
5
-
0.9 - 45.1
5
70.0
0
87.0
0
97.0
0
97.0
0
87.0
0
70.0
0
45.1
5
30.1
0
22.0
0

-
0.9
5
- - - - - - - - - - - -
Từ điểm có chiều dày lớn nhất tới
mép thoát (%e
max
)
Từ điểm có chiều dày lớn nhất tới mép đạp
(%e
max
)
Tun
g
Độ
Mặt
Đạp
r/R 80% 60% 40% 20% 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100
%
0.2 30.0
0
18.2
0
10.9
0
5.45 1.55 0.45 2.30 5.90 13.4
5
20.3
0
26.2

0
40.0
0
0.3 25.3
5
12.2
0
5.80 1.70 - 0.05 1.30 4.60 10.8
5
16.5
5
22.2
0
37.5
5
0.4 17.8
5
6.20 1.50 - - - 0.30 2.65 7.80 12.5
0
17.9
0
34.5
0
0.5 9.07 1.75 - - - - - 0.70 4.30 8.45 13.3
0
30.4
0
0.6 5.10 - - - - - - - 0.80 4.45 8.40 24.5
0
0.7 - - - - - - - - - 0.40 2.45 16.0

5
0.8 - - - - - - - - - - - 7.40
0.9 - - - - - - - - - - - -
0.9
5
- - - - - - - - - - - -
2.6.3. Xây dựng hình chiếu pháp và hình chiếu cạnh
- Chọn góc nghiêng cánh bằng 10
0
- Từ hình bao duỗi phẳng xác định được các giá trị l
1,
l
2,
h
1,
h
2
như sau:
r / R 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00
l
1
l
2
h
1
h
2
2.6.4. Xây dựng củ chong chóng
2.6.4.1. Xác định đường kính trục chong chóng
- 15 -

- Đường kính trục chong chóng:
Dkdd
CPB
+= 12,1
Với d
P
là đường kính trục trung gian được tính thao công thức sau
( )
3
192 k
n
P
d
m
S
P
+=
Trong đó: k = q(a – 1) = 0,16
q = 0,4 (động cơ 4 kỳ)
a = 1,4 (động cơ 8 xilanh )
P
S
– công suất trên bích ra của động cơ hoặc hộp số
n
m
– vòng quay định mức của trục chong chóng,rpm
k
C
= 10 (trục có ống bao là hợp kim đồng)
D – đường kính chong chóng,m

=>
350=
B
d
mm
- Độ côn trục: k = 1/12
- Chiều dài phần côn trục: l
k
= (90 ÷ 95)%l
H
=
2.6.4.2. Xác định kích thước củ chong chóng
- Chiều dài củ l
H
lấy lớn hon 2% ÷ 3% chiều rộng lớn nhất của hình chiếu cạnh l
H
=
- Độ côn củ chong chóng: k
H
= 1/15 ÷ 1/20
Chọn k
H
= 1/15
- Đường kính trung bình củ chong chóng:
Dd
H
167,0=
= 0,69 m
- Chiều dài lỗ khoét để giảm nguyên công cạo rà: l
0

= (0,25 ÷ 0,3)l
k
- Chiều sâu rãnh khoét chọn hợp lý theo khả năng công nghệ
2.6.4.3. Chọn then
- Chiều dài then: l
t
= (0,9 ÷ 0,95)l
k
- Chiều rộng và chiều cao theo tiêu chuẩn Việt Nam
- Kiểm tra bền:
+ Ứng suất dập nhỏ hơn ứng suất dập cho phép:
[ ]
2
/,80 mmN
dd
=≤
δδ
+ Ứng suất cắt nhỏ hơn ứng suât cắt cho phép:
[ ]
2
/,50 mmN
cc
=≤
ττ
2.6.4.4. Chọn mũ thoát nước
- Chiều dài mũ thoát nước: l
0
= (0,14 ÷ 0,17)D = 0,579 ÷ 0,7 , chọn 0,6m
- Bán kính cầu ở cuối mũ: r
0

= (0,05 ÷ 0,1)D = 0,21 ÷ 0,41 , chọn 0,3m
Trong đó: D – đường kính chong chóng,m
2.6.4.5. Tính khối lượng chong chóng
Theo Kopeeski thì khối lượng chong chóng được tính như sau:
- 16 -
2
6,0
4
6,0
3
4
59,071,010.22,6
10.4
HH
H
dl
D
e
D
d
D
b
D
Z
G
γγ
+













−=








=
Trong đó:
Z = 4 (Số cánh chong chóng)
γ
- Trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chong chóng, γ = 8600 kG/m
3
D - Đường kính chong chóng, D = 4,138 m
d
H
- Đường kính của củ chong chóng,
H
d

= 0,69 m
l
H
- Chiều dài củ chong chóng, m
6,0
e
- Chiều dài cánh tại 0,6R, m
6,0
b
- Chiều rộng cánh tại 0,6R, m
- 17 -