tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm, chương 13 pps

Chương 13:
Tính toán kết cấu bánh lái
III.2.2.5.1. Xác định phản lực và mômen uốn của hệ bánh lái -
tr
ục lái.
- Theo bảng 1-14 [2-Tr.65], đối với bánh lái cân bằng nửa
treo một chốt, ta có sơ đồ tính toán như sau:
Hình III.4. Sơ đồ tính phản lực và mômen uốn.
- Dựa vào kết cấu vòm đuôi tàu đã chọn, ta đi chọn các kích
thước h, h
1
, h
2
, h
3
, a để tính toán trục lái. Các kích thước được
chọn như sau:
h = 2560 (mm)
h
1
= 2040 (mm)
h
2
= 3140 (mm)
h
3
= 680 (mm)
a = 675 (mm)

- Tính l
ực phân bố N

0
và N
1
tác dụng lên các phần diện tích
của bánh lái:
N
0
=
h
F
0
(N/m).
N
1
=
1
1
h
F
(N/m).
F
c
=
c
t
R
M
(N).
Trong đó: F
0

, F
1
- Lực tác dụng lên các phần
diện tích của bánh lái (N).
M
t
- Mômen lái trên trục lái (N.m).
R
c
- Bán kính cần quay lái (m).
- F
0
, F
1
: Được xác định như sau:
F
0
= R.
S
S
1
, (N)
F
1
= R.
S
S
2
, (N)
Trong đó: R - Lực tổng hợp tác dụng lên bánh lái, R =

40428,22 (kG).
S
1
= 5,66 (m
2
) và S
2
= 6,54 (m
2
): diện tích phần trên
và ph
ần dưới của bánh lái sao cho:
Hình III.5. Các kích thước
của trục lái, bánh lái.
Hình III.6. Sự phân bố
diện tích bánh lái.
S = S
1
+ S
2
(S
1
bao gồm cả S
f1
và S
2
bao gồm cả
S
f2
).

S = 12,182 (m
2
) - Diện tích bánh lái.
Thay số vào ta được:
F
0
= 404282,2.
182,12
66,5
= 187837,6 (N).
F
1
= 404282,2.
182,12
54,6
= 217042 (N).
- L
ực phân bố N
0
và N
1
tác dụng lên các phần diện tích bánh
lái:
N
0
=
56,2
6,187837
= 73374,06 (N/m).
N

1
=
04,2
217042
= 106393,1 (N/m).
F
c
=
5,0
856,7379
= 14759,71 (N).
* Sau khi tính b
ằng phần mềm RDM6 ta có kết quả (xem phần phụ
lục):
Hình III.7. Đồ thị mômen uốn tính theo lý thuyết.
- Lực và mômen tại các gối đỡ là:
R
1
= 419855,858 (N).
R
2
= -25071,399 (N).
R
3
= 24854,769 (N).
M
1
= 240432,12 (N.m)
M
2

= -21611,41 (N.m)
M
3
= 10036,60 (N.m)
- Ki
ểm tra lại kết quả:
cI
FFFR 

10
<=> R
1
+ R
2
+R
3
= F
0
+ F
1
+F
c
<=> 419855,858 + (-25071,399) + 24854,769 = 187837,6 +
217042 + 14759,71
<=> 419639,2 = 419639,2
V
ậy kết quả trên là đúng.
III.2.2.5.2. Tính trục lái.
* Áp dụng công thức tính theo điều kiện của sức bền ta có:
σ =

 


3
.1,0 d
M
=> d
 
3
.1,0

M

Vậy:
- Đường kính trục lái tại vị trí ổ đỡ chốt là:
d =
 
3
1
.1,0

M
Với: M
1
= 240432,12 (N.m)
[σ] = 550 (N/mm
2
) = 550.10
6
(N/m

2
)
Ta có: d =
3
6
10.550.1,0
12,240432
= 0,1635 (m).
-
Đường kính trục lái tại vị trí ổ đỡ dưới là:
d =
 
3
2
.1,0

M
Với: M
2
= 21611,41 (N.m)
[σ] = 550 (N/mm
2
) = 550.10
6
(N/m
2
).
Ta có: d =
3
6

10.550.1,0
41,21611
= 0,733 (m).
-
Đường kính trục lái tại vị trí ổ đỡ trên là:
d =
 
3
3
.1,0

M
Với: M
3
= 10036,60 (N.m)
[σ] = 550 (N/mm
2
) = 550.10
6
(N/m
2
).
Ta có: d =
3
6
10.550.1,0
60,10036
= 0,57 (m).