tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm, chương 6 pptx

Chương 6: Tính toán trục lái
Áp dụng các công thức tính sức bền ta sẽ tính được đường
kính trục lái.
- Theo điều kiện bền ta có:
σ =
 


3
.1,0 d
M
=> d
 
3
.1,0

M

Trong đó: M - Mômen uốn tại vị trí ổ (N.m).
d -
Đường kính trục tại vị trí ổ (mm).
[σ] - Ứng suất cho phép của vật liệu làm ổ (N/mm
2
).
II.2.2.3.3. Tính mối nối trục lái - bánh lái (hoặc đạo lưu quay).
- Mặt bích (thẳng đứng và nằm ngang) của trục lái trường
được r
èn toàn khối với trục. Các trục lái thẳng của các tàu cỡ lớn
có thể có mặt bích chế tạo riêng rồi hàn ghép vào trục.
- Dạng mặt bích có thể tròn, chữ nhật, hình thang, ô van.
Chi

ều dày mặt bích không nhỏ hơn đường kính bulông nối.
Khoảng cách từ tâm bích đến tâm bulông không nhỏ hơn 0,7
đường kính đầu trục lái. Nếu trục lái c
òn chịu uốn thì khoảng cách
từ tâm bulông đến mặt phẳng dọc tâm bánh lái không nhỏ hơn 0,6
đường kính trục lái chỗ lắp ổ dưới. Khoảng cách từ tâm bulông đến
mép ngoài mặt bích không nhỏ hơn 1,15 đường kính bulông.
- Số bulông tại mặt bích không ít hơn 6. Đường kính bulông
d
b
(mặt bích ngang) tính theo công thức:
d
b
=
 
ch
t
rn
M

480.
.10
.554
Trong đó: d
b
- đường kính bulông (mm).
M
t
- mômen tính toán quy đổi tại chỗ có mặt bích
(kNm).

n - s
ố bulông tại mặt bích.
r - khoảng cách trung bình từ tâm bulông đến tâm
bích (mm).
σ
ch
- giới hạn chảy của vật liệu làm bulông (MPa).
- Trong m
ối nối côn giữa trục lái và bánh lái, chiều dài đoạn
côn không nhỏ hơn 1,5 đường kính trục lái ở vùng ổ dưới, độ côn
theo đường kính không quá 1:6. Độ côn K tính theo công thức:
K =
k
k
kk
tg
l
dD

2

Trong đó: D
k
, d
k
- đường kính lớn và nhỏ của đoạn côn.
l
k
- chiều dài đoạn côn.
2α

k
- góc đỉnh côn.
- Thường dùng độ côn 1:7, 2α
k
= 8
0
6
’
4
”
.
-
Then được đặt dọc đường sinh của đoạn côn. Diện tích làm
vi
ệc của then xác định từ điều kiện bền cắt:
b
t
.l
t
=
)480(
10.6,2
9
ch
x
d
M


Trong đó: b

t
, l
t
- chiều dài và chiều rộng then (mm).
M
x
- mômen xoắn tại mối nối (kNm).
d - đường kính trục lái tại giữa chiều dài then (mm).
σ
ch
- giới hạn chảy của vật liệu then (MPa).
- Chiều cao then không được nhỏ hơn 0,5 chiều rộng then.
Với then bằng thép 45 hoặc CT6 có thể dùng các công thức sau
kiểm tra độ bền cắt và dập:
b
t
.l
t
d
M
x
.
27
.10
6

S
t
.l
t

d
M
x
.
12
.10
6

Trong đó: S
t
- chiều cao then (mm).
Các kí hiệu khác như công thức trên.
II.2.2.3.4. Tính bánh lái.
*S
ống bánh lái: Thường là một hoặc hai tấm vách đứng liên
t
ục đặt ở vùng đường tâm quay của bánh lái hàn với hai tâm tôn
bao tạo thành kết cấu chịu lực chính của bánh lái.
-Sống bánh lái được tính toán như một dầm chịu lực chính
của bánh lái.
Mômen uốn của sống bánh lái tính theo công thức:
W
s
=
 

M.10
6
Trong đó: M - mômen uốn lớn nhất tại bánh lái.
[σ]

- ứng suất cho phép (MPa).
W
s
- mômen chống uốn của mặt cắt sống chính
bánh lái tính đối với trục đối xứng của bánh lái.
*Tôn mạn bánh lái.
- Tôn mạn bánh lái chịu áp suất thủy tĩnh và áp suất thủy
động khi quay lái. Trong một khoang được ngăn bởi các vách nằm
và vách đứng có thể coi tôn mạn như một tấm chữ nhật bị ng
àm
b
ốn phía. Khi đó theo lý thuyết tấm:
M
max
= k
o
.q.x
2
; σ =
 


2
0
x
S
.6
ma
M
q = d +

bl
A
N
; k
s
= k
0
.

Từ đó, chiều dày tôn mạn bánh lái S
0
xác định theo công
thức:
S
0
= k
s
.
 

2
x
A
N
d
bl









 + 1,5
Trong đó: S
0
- chiều dày tôn mạn bánh lái (mm).
k
s
- hệ số hệ phụ thuộc tỷ số y/x, y - khoảng
cách giữa các vách nằm hoặc giữa các vách đứng (lấy trị số lớn
nhất).
x - cũng khoảng cách trên nhưng lấy trị số bé nhất.
y/x 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
k
s
0,554 0,576 0,605 0,633 0,655 0,671
0,685
d - áp suất thủy tĩnh, về trị số bằng chiều chìm lớn nhất
của tàu (N/cm
2
).
N - l
ực pháp tuyến thủy động (N).
A
bl
- diện tích bánh lái (cm
2
).

[σ] = σ
ch
/2 - ứng suất cho phép của tôn mạn bánh
lái (MPa).
1,5 - chi
ều dày tôn bổ sung tính đến hiện tượng gỉ
(mm).
- Chi
ều dày tôn nắp và tôn đáy bánh lái không nhỏ hơn 1,2
lần chiều dày tôn mạn bánh lái. Thường lấy bằng (1,3

1,5).S
0
.
*
Vách nằm và vách đứng của bánh lái: là các tấm tôn
phẳng có khoét lỗ được hàn với nhau tạo thành bộ khung của bánh
lái. Khoảng cách giữa các vách đứng tuỳ thuộc kích thước tàu
thường không quá 1,2 khoảng sườn vùng đuôi tàu, đối với tàu nhỏ
không quá 0,6 m.
- Vách n
ằm phân bố đều theo chiều cao bánh lái. Nếu có bản
lề, vách nằm phải nằm trùng với mặt phẳng bàn lề. Khoảng cách
giữa các vách nằm lấy tương tự như các vách đứng.
- Các vách nằm đều là vách liền, các vách đứng (trừ vách làm
s
ống bánh lái) thường là vách rời. Chiều dày vách nằm và vách
đứng không nhỏ hơn chiều dày tôn mạn bánh lái. Thường chiều
dày vách nằm bằng chiều dày tôn mạn S, vách đứng bằng
(1,1


1,25).S.
*Tính toán ổ đỡ.
- Vỏ ổ bằng thép đúc (hoặc thép hàn nếu ổ nhỏ) có mặt bích
ngang để bắt bulông
xuống boong tàu.
- B
ạc lót ổ bằng thép không gỉ, đồng, gỗ gaiắc, têctôlit, babít
hoặc thép tráng đồng. Chiều dài bạc lót ổ
o
l = (1,0

1,2)d, (d -
đường kính trục lái). Áp suất trong ổ phải nhỏ hơn trị số cho phép:
p =
 
p
ld
R
o

.
Trong đó: R - phản lực tại ổ (N).
d - đường kính trục lái (mm).
l
o
- chiều dài bạc lót ổ (mm).
[p] - áp suất cho phép tại ổ.