tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lí thuyết với yêu cầu quy phạm, chương 14 ppt

Chương 14: Tính toán các ổ đỡ
* Tính ổ đỡ chốt lái.
Theo điều kiện áp suất cho phép trong ổ ta có:
p =
o
ld
R
.

[p] =>
 
pd
R
l
o
.

Với: R
1
= 419855,858 (N): Phản lực tại gối đỡ chốt.
d = 163,5 (mm): Đường kính trục tại vị trí ổ đỡ.
[p] = 7 (N/mm
2
): Vật liệu làm bạc lót ổ đỡ.
Vậy: 
7.5,163
858,419855
o
l 366,85 (mm).
* Tính ổ đỡ phía trên.
Theo điều kiện áp suất cho phép trong ổ ta có:

p =
o
ld
R
.

[p] =>
 
pd
R
l
o
.

Với: R
3
= 24854,769 (N): Phản lực tại gối đỡ chốt.
d = 73,25 (mm): Đường kính trục tại vị trí ổ đỡ.
[p] = 7 (N/mm
2
): Vật liệu làm bạc lót ổ đỡ.
Vậy: 
7.25,73
769,24854
o
l 48,48 (mm).
* Tính ổ đỡ phía dưới.
Theo điều kiện áp suất cho phép trong ổ ta có:
p =
o

ld
R
.

[p] =>
 
pd
R
l
o
.

Với: R
2
= 25071,399 (N): Phản lực tại gối đỡ chốt.
d = 56,75 (mm): Đường kí
nh trục tại vị trí ổ đỡ.
[p] = 7 (N/mm
2
): Vật liệu làm bạc lót ổ đỡ.
Vậy: 
7.75,56
399,25071
o
l 63,12 (mm).
III.3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LÁI THEO QUY PHẠM.
III.3.1. Tính lực và mômen thủy động tác dụng lên bánh lái.
III.3.1.1. L
ực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến và chạy
lùi:

- Lực F
R
tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến và chạy lùi
được dùng làm cơ sở xác định các kích thước cơ cấu của bánh lái
và được tính theo công thức sau:
F
R
= k
1
. k
2
.k
3
.132.S.v
2
, (N).
Trong đó: S = 12,182 (m
2
): diện tích bánh lái .
v = 13,5 (Hl/h): tốc độ tàu. Nếu tốc độ tàu chạy
tiến nhỏ hơn 10 (Hl/h) thì v được lấy bằng v
min
xác định theo công
thức sau:
v
min
=
3
20


v
, (Hl/h).
Khi tàu chạy lùi tốc độ lùi v
l
được tính theo công thức sau:
v
l
= 0,5.v = 0,.5.13,5 = 6,75 , (Hl/h).
- k
1
hệ số phụ thuộc hệ số hình dạng của bánh lái và được
tính theo công thức sau: k
1
=
3
2

A
Với: A =
182,12
6,4
22

bl
A
h
= 1,737
h: là chi
ều cao của bánh lái.
Suy ra: k

1
=
3
2737,1

= 1,25
- k
2
: hệ số phụ thuộc prôfin bánh lái.
Tra bảng 2B/21.1.1-TCVN6259-2B:2003 ta có:
k
2
= 1,1 khi tàu chạy tiến.
k
2
= 0,8 khi tàu chạy lùi.
k
3
: hệ số phụ thuộc vị trí bánh lái.
Vì bánh lái một phần nằm trong dòng đẩy chân vịt nên k
3
= 1.
V
ậy:
Lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến là:
F
R
= 1,25.1,1.1.132.12,182.13,5
2
= 402960,8

(N).
L
ực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy lùi là:
F
R
= 1,25.0,8.1.132.12,182.6,75
2
= 73265,6 (N).
III.3.1.2. Mômen xoắn tác dụng lên trục lái:
T
R
= T
R1
+ T
R2
, (N.m)
- Tuy nhiên, khi tàu ch
ạy tiến T
R
không được nhỏ hơn T
Rmin
xác định theo công thức sau: T
Rmin
= 0,1.F
R
.
S
bSbS
2211


, (N.m)
Trong đó:
- T
R1
và T
R2
: mômen xoắn tương ứng do các phần diện
tích S
1
và S
2
của bánh lái.
- S
1
= 5,66 (m
2
) và S
2
= 6,54 (m
2
): diện tích phần trên
và ph
ần dưới của bánh lái (m
2
) sao cho:
S = S
1
+S
2
(A

1
bao gồm cả S
f1
và A
2
bao gồm cả S
f2
).
- b
1
= 2,28 (m) và b
2
= 2,4 (m) chiều rộng tương ứng
giữa các phần diện tích S
1
và S
2
.
- F
R
và S: lực và diện tích bánh lái.
- T
R1
và T
R2
được xác định như
sau:
T
R1
= F

R1
.r
1
, (N.m)
T
R2
= F
R2
.r
2
, (N.m)
Hình III.8. Sự phân bố
diện tích bánh lái
F
R1
và F
R2
lực tác dụng lên phần diện tích S
1
và S
2
được
xác định như sau:
F
R1
= F
R
.
S
S

1
, (N)
F
R2
= F
R
.
S
S
2
, (N)
- r
1
và r
2
: khoảng cách từ tâm của lực tác dụng tương ứng của
các phần diện tích S
1
và S
2
của bánh lái đến đường tâm của trục
lái, được xác định theo công thức sau:
r
1
= b
1
(α – e
1
)
(m)

r
2
= b
2
(α – e
2
) (m)
Trong đó:
- e
1
và e
2
: hệ số cân bằng ứng với S
1
và S
2
của bánh lái.
e
1
=
1
1
S
S
f
; e
2
=
2
2

S
S
f
Với S
f1
= 0,512 (m
2
), S
f2
= 1,413 (m
2
): phần diện tích cân
bằng.
Suy ra: e
1
=
66,5
512,0
= 0,091
e
2
=
54,6
413,1
= 0,216
-
α: được xác định:
+ Đối với phần bánh lái không nằm sau phần cố định
của giá bánh lái:
Khi tàu chạy tiến: α = 0,33

Khi tàu chạy lùi: α = 0,66
+ Đối với phần bánh lái nằm sau giá bánh lái:
Khi tàu chạy tiến: α = 0,25
Khi tàu chạy lùi: α = 0,55
Do đó:
Khi tàu chạy tiến:
r
1
= b
1
(α – e
1
) = 2,28.(0,25 – 0,091) = 0,367 , (m)
r
2
= b
2
(α – e
2
) = 2,4.(0,33 – 0,216) = 0,266 , (m)
Khi tàu ch
ạy lùi:
r
1
= b
1
(α – e
1
) = 2,28.(0,55 – 0,091) = 1,051 ,(m)
r

2
= b
2
(α – e
2
) = 2,4.(0,66 – 0,216) = 1,058 , (m)
V
ậy:
- Khi tàu chạy tiến:
T
Rmin
= 0,1.402960,8.
182,12
4,2.54,628,2.76,5

= 95360,99 ,
(N.m)
F
R1
= F
R
.
S
S
1
=
182,12
66,5
.8,402960 = 190531,45 , (N)
F

R2
= F
R
.
S
S
2
=
182,12
54,6
.8,402960 = 216332,59, (N)
Suy ra:
T
R1
= F
R1
.r
1
= 190531,45.0,367 = 69925,5 ,
(N.m)
T
R2
= F
R2
.r
2
= 216332,59.0,266 = 57544,5 ,
(N.m)
=> T
R

= T
R1
+ T
R2
= 69925,5 + 57544,5 = 127470 ,
(N.m)
- Khi tàu ch
ạy lùi:
T
Rmin
= 0,1.73265,6.
182,12
4,2.54,628,2.66,5

= 17338,5 (N.m)
F
R1
= F
R
.
S
S
1
=
182,12
66,5
.6,73265 = 34642,1 , (N)
F
R2
= F

R
.
S
S
2
=
182,12
54,6
.6,73265 = 39333,2 , (N)
Suy ra:
T
R1
= F
R1
.r
1
= 34642,1.1,051 = 36408,9 , (N.m)
T
R2
= F
R2
.r
2
= 39333,2.1,058 = 41614,5 , (N.m)
=> T
R
= T
R1
+ T
R2

= 36414,89+ 41050,86 = 78023,4 ,
(N.m)