tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm, chương 7 pps

Chương 7:
Tổng hợp trình tự các bước tính
toán thiết bị lái
II.2.3.1. Xác định các trị số làm cơ sở cho tính toán thiết bị lái.
* Trị số diện tích bánh lái và các thông số hình học: Làm cơ sở
để tính lực thủy động v
à mômen thủy động tác dụng lên bánh lái.
- Di
ện tích bánh lái A
bl
: Sử dụng công thức thống kê:
100
LT
A
bl



, m
2
Trong đó: L - Chiều dài giữa hai đường vuông góc của tàu
(m).
T - Chi
ều chìm của tàu khi trở đầy (m).
 - Hệ số diện tích bánh lái thống kê.

A
bl
- Tổng diện tích các bánh lái của tàu (m
2
).

- Di
ện tích bánh lái đã chọn phải không nhỏ hơn trị số tính
theo công thức:
A
min
= p.q.








75
150
75,0
100
.
L
TL
, (m
2
).
Trong đó: L - Chiều dài tàu (m).
T - Chi
ều chìm tàu (m).
p - hệ số, bằng 1,2 nếu bánh lái không đặt trực tiếp
sau chân vịt; bằng 1,0 nếu bánh lái đặt trực tiếp sau
chân vịt.

q = 1,25 đối với tàu kéo, q = 1,0 đối với các loại t
àu
khác.
- Thông s
ố hình học sử dụng chủ yếu trong tính toán là: chiều
cao bánh lái h
bl
, chiều rộng bánh lái b
bl
, hệ số kéo dài bánh lái λ.
- Các hệ số trong các công thức: Được chọn theo kinh
nghiệm và theo tàu mẫu.
* Trị số lực thủy động tác dụng lên bánh lái.
- Trong đề tài (phần lí thuyết) sử dụng kết quả thử các bánh
lái cô lập để tính lực thủy động và mômen thủy động.
+ Theo lí thuyết:
Lực nâng: L = C
L
.k
v
.k
cv
.
2
.
2
v

.S , kG.
L

ực cản: D = C
D
. k
v
. k
cv
.
2
.
2
v

.S , kG.
Trong đó: C
L
- hệ số lực nâng.
C
D
- hệ số lực cản.
k
v
- hệ số tính đến ảnh hưởng của vỏ tàu.
k
cv
- hệ số tính đến ảnh hưởng của chân vịt.
ρ - khối lượng riêng nước biển, ρ = 104,5
(kGS
2
/m
4

).
v - v
ận tốc dòng nước (m/s).
S - diện tích bánh lái (m
2
).
H
ợp lực tác dụng lên bánh lái là:
R =
22
DL 
+ Theo quy phạm:
F
R
= k
1
. k
2
.k
3
.132.S.v
2
, (N).
Trong đó: k
1
- hệ số phụ thuộc hình dạng bánh lái.
k
2
- hệ số phụ thuộc prôfin bánh lái.
k

3
- hệ số phụ thuộc vị trí bánh lái.
S - diện tích bánh lái (m
2
).
v - v
ận tốc của tàu (m/s).
Tàu ti
ến và lùi sử dụng chung một công thức tuy nhiên trị số
vận tốc trong công thức là khác nhau.
* Trị số mômen thủy động tác dụng lên bánh lái.
+ Theo lí thuyết:
Mômen thủy động: M
td
= C
M
. k
v
. k
cv
.
2
.
2
v

. S. b , kG.m
Mômen tr
ục lái: M
o

= aNM
td
. . Với:
S
v
CkkN
Ncvv
.
2
.

2


+ Theo quy phạm: T
R
= T
R1
+ T
R2
, (N.m)
Trong đó: T
R
- mômen xoắn tác dụng lên trục lái (N.m).
T
R1
và T
R2
- mômen xoắn tương ứng với các phần
diện tích.

II.2.3.2. Tính thiết bị lái.
Sau khi có các trị số làm cơ sở ta tính tiếp cụm bánh lái.
* Tính 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
).
Theo quy ph
ạm:
+ Phần trên: d
u
= 4,2.
3
.

sR
KT , (mm).
Trong đó: T
R
- mômen xoắn trên trục lái (N.m).
K
s
- hệ số vật liệu trục lái.
+ Phần dưới: d
l
= d
u
.
6
2
)(
3
4
1
R
T
M
 , (mm).
Trong đó: d
u
- đường kính phần trên trục lái (mm).
M - mômen uốn tại tiết diện đang xét của phần dưới.
T
R
- mômen xoắn của trục lái (N.m).

* Tính kết cấu bánh lái: (Toàn bộ tính theo quy phạm).
- Tôn bánh lái: t = 5,5.l.
β 5,2).
10.
(
4


pl
R
k
S
F
d , (mm).
Trong đó: d - áp suất thủy tĩnh, lấy bằng chiều chìm của tàu.
F
R
- lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến (N).
S - diện tích bánh lái (m
2
).
k
pl
- hệ số vật liệu làm tôn bánh lái.
-
Xương bánh lái: l = 0,2.(
100
L
)+0,4 (m).
Trong đó: L - chiều dài giữa hai trụ (m).

- Cốt bánh lái.
* Tính các ổ đỡ, chốt trên, chốt dưới:
- Chốt bản lề bánh lái: d
p
=
p
KB 35,0 (mm).
Trong đó: B - phản lực tại ổ đỡ chốt (N).
K
p
- hệ số vật liệu của chốt.
- Ổ đỡ phía trên.
-
Ổ đỡ phía dưới.
- Ổ đỡ chốt lái.