Đồ án bánh lái tàu cân bằng tay treo 1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ BÁNH LÁI CHO TÀU DẦU CHẠY BIỂN CẤP KHÔNG HẠN CHẾ
CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
• Chiều dài giữa 2 trụ : Lpp = 107 m
• Chiều rộng giữa tàu : B = 17,1 m
• Chiều cao mạn : D = 9,25 m
• Chiều chìm tàu : d = 7,6 m
• Hệ số béo thể tích : Cв = 0,8
• Vận tốc tàu : V = 12 hl/h

GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
PHẦN: 1
TÍNH TỐN SƠ BỘ CHÂN VỊT
Thiết kế chân vịt tàu dầu chạy biển khơng hạn chế
1. CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN:
• Chiều dài giữa 2 trụ : Lpp = 107 m
• Chiều rộng giữa tàu : B = 17,1 m
• Chiều cao mạn : D = 9,25 m
• Chiều chìm tàu : d = 7,6 m
• Hệ số béo thể tích : Cв = 0,8
• Vận tốc tàu : V = 12 hl/h
2. TÍNH SỨC CẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PAPMEL :
Theo STKTĐTT Tập 1, phạm vi sử dụng phương pháp này là:
• L/B = 4 ÷ 11
• B/d = 1,5 ÷ 3,5
• CB = 0,35÷ 0,80
• Fr < 0,9
Thưcï tế đối với tàu:
• L/B = 6,25 thỏa

• B/d = 2,25 thỏa
• C
B
= 0,8 thỏa
•
v
Fr
gL
=
= 0.37 thỏa
Phương pháp này được cơng bố tại Liên xơ trước đây , dựa trên kết quả thử mơ hình
và kết quả đo sức cản tàu thật. Phương pháp này có ưu điểm là rất dễ sử dụng và đơn giản
vì chỉ cần 1 đồ thị . Trong cơng thức Papmel thay vì sức cản R tác giả đề nghị sử dụng EPS
(tương đương EHP) dạng sau :
1
3

C
V
L
EPS
S
λ
ξ
∇
=
.
Ψ
(1)
Trong đó :

•
∇
= 11553 m³ – Thể tích chiếm nước của tàu, m³
• L = 107 m – Chiều dài của tàu, m
• Vs = 12 hl/h – Vận tốc tàu, hl/h
•
ξ
= 1 – Hệ số ,phụ thuộc vào số đường trục chân vịt và đây là tàu 1chân vịt.
• λ = 0,7 + 0,3(L/100) - Vì tàu có L > 100 m nên chọn λ = 1.
• Ψ = 10.(B/L).Cв - Hệ số thon thể tích (2)
(2) →
Ψ
= 10.
.
L
B
B
C
↔
Ψ
= 10.
17,1
.
107
8,0
≈ 1,28
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
Ta có bảng tính sức cản tàu sau :
TT

Ký hiệu &công thức
Đơn vò Kết quả
1 Vs
HL/h
10 11 12 13 14
2
V
m/s
5.147 5.662 6.176 6.691 7.206
3

HL/h
1.09 1.20 1.31 1.42 1.53
4 C
1
, từ đồ thò
-
102 99 98.8 97.8 95.8
5 EPS
PS
1353 1855 2414 3100 3953
6 R=75EPS/V
KG
17143 21372 25486 30216 35775
Đồ thị sức cản :
(Trang tiếp theo)
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
3 3
1 1
. . . 120.

s s
V V
EPS
L C C
ξ
λ
∇
= Ψ =
L
Vv
1
S
'
ψ
=
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÂN VỊT :
3.1. Tính chọn chân vịt:
 Hệ số dòng theo ω:
• ω = 0,5C
B
– 0,05 = 0,5.0,8 – 0,05 = 0,35
 Hệ số lực hút t:
• Ta chọn : t = K.ω = 0,153 ÷ 0,214. Vậy ta chon t = 0,2
• Trong đó: K = 0,5 ÷ 0,7: Hệ số cho tàu có dạng bánh lái thoát
nước
 Hiệu suất thân tàu ηv:
• ηv =
ω
−

−
1
1 t
=
1 0,2
1 0,35
−
−
= 1,151
 Hiệu suất đường trục : ηt = 0,97
 Hiệu suất hộp số : ηhs = 0,97
 Hiệu suất : ηr = 1
 Đường kính lớn nhất của chân vịt :
• D = 0,6.d = 0,6.7,6 = 4,56 m
 Số cách chân vịt : Z = 4
 Với tốc độ tàu 12 hl/h ta có :
• R = 25486 kG và PE = 2414 kW
 Vận tốc tàu là :
• V
A
= Vs(1 – ω) = 12(1 – 0,35) = 7,8 hl/h = 4,01 (m/s)
 Lực đẩy cần thiết của chân vịt :
• T =
t
R
−1
= 37086 kG
 Ta có áp suất khí quyển tính trên mặt thoáng : Pa = 10330 kG/m²
 Áp suất hơi bão hòa chọn nhiệt độ làm việc 25
0

C là :
• Pv = 335,5 kG/m²
 Áp suất thủy tĩnh tính đến trục chân vịt, với γ = 1025 kG/m³ là :
• Po = Pa + γ.Hs = 10330 + 1025.6,485 = 12790 kG/m²
 Áp dụng công thức Keller :
• aE =
Ao
Ae
=
2
0
)(
).3,03,1(
DPvPo
TZ
−
+
+ K
 Với một trục chân vịt chọn K = 0,2 ,vậy tỷ số mặt đĩa sẽ là:
• aE =
Ao
Ae
=
2
23,4)5,33525,14932(
64,36098)4.3,03,1(
−
+
+ 0,2 = 0,546
Ta chọn chân vịt Wageningen B-4.55 , có tỷ số mặt đĩa là 0,55 .

3.2. Tính chọn máy :
 Chọn vận tốc tàu tính toán:
• Vs = 12 hl/h và PE = 2415 kW
 Giả thiết chọn : η
D
= 0,7
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
 Cơng suất cấp cho trục chân vịt :
• P
D
= PE/η
D
= 2415/0,7 = 3450 kW
 Chọn vòng quay chân vịt từ N = 180 v/ph đến N = 230 v/ph.
 Tính tốn các trị số Bp , δ và đọc trên đồ thị số hiệu suất tương ứng η
0
theo bảng
sau:
• Bp =
5,2
A
D
V
PN

 Ta lập bảng tính chọn như sau :
STT Đại lượng cần tính Đ/vò Giá trò
1
Vòng quay giả

thiết
vg/ph
180 190 200 210 220 230
2
0,5
2,5
.
T
p
n N
Bu
v
=

45.9 48.5 51.0 53.6 56.1 58.7
3 δ =f(Bu,ηopt)

265 270 275 280 285 295
4 δ ' = b.δ

246 251 256 260 265 274
5 H/D =f(Bu,δ')

0.59 0.58 0.575 0.57 0.565 0.56
6 ηp = f(Bu,δ')

0.572 0.565 0.560 0.555 0.55 0.535
7
foot
10.7 10.3 10.0 9.7 9.4 9.3

8 D = 0,3048 D'
m
3.26 3.14 3.04 2.95 2.86 2.84
9 ML
3427 3469 3500 3532 3564 3664
Đồ thị chọn máy.
 Chọn máy có:
Hiệu máy: 4L35MC
Cơng suất máy BHP = 3520 kW ; N’ = 210 v/ph
Tỉ số truyền của hộp giảm tốc: i = 1.
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
n
v.
D
p
'
'
δ
=
VpHt
EPS
Ne
ηηηη

'
=
ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
3.3. Thiết kế chân vịt sử dụng hết cơng suất máy:
 Lập bảng tính như sau :
Stt Đại lượng Đơn vò G/thiết

1 V
S
(cho trước) HL/h 12
2 V
a
=V
S
(1-w) HL/h 7,8
3 V
p
m/s 4.68
4

2
.
D
a a
Pn
Bp
V V
=
_ 653,
5
δ
οπτ
_ 280
6 δ = 0,94δ
opt
_
263

7 η
p
- đọc từ đồ thò
_
0.550
8 H/D - đọc từ đồ thò
_
0.570
9

0,305.
a
V
D
n
δ
=
m 3.0
10

75. .
D p
p
P
T
V
η
=
KG
31843

11 Te=T(1-t)
KG
25474
12 Sai số giữa Te và R
%
0,01
Trong đó: T : Lực đẩy tồn phần.
Te : Lực đẩy thực tế .
R : Sức cản tàu.
 Sau lần tính thứ 2 tốc độ tàu Vs = 12 hl/h lực đẩy thực tế của chân vịt đạt 25474 kG,
xấp xỉ sức cản vỏ tàu. Sai số giữa 2 đại lượng này nằm trong giới hạn cho phép Te-
R < 3% . Kết quả lần tính thứ 2 là kết quả cuối cùng:
 D = 3.0 m
 Tỷ lệ diện tích mặt đĩa : a
E
= 0,55
 Số cánh chân vịt : Z = 4
 Số vòng quay chân vịt lúc khai thác: 210 v/ph
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
PHẦN: 2
TÍNH TOÁN THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA BÁNH LÁI
2.1. Lựa chọn.
* Các thông số chính của tàu thiết kế bánh lái:
Ở đây, ta chọn tàu mẫu 20.000 tấn để thiết kế kết cấu cụm bánh lái có các thông số sau:
- Chiều dài: L
pp
= 107 m.
- Chiều rộng lớn nhất : B
max

= 17,1 m.
- Chiều cao mạn : T = 9,25 m.
- Chiều chìm : d = 7,60 m.
- Hệ số béo : δ = 0,8 m.
*Phân tích lựa chọn kiểu bánh lái:
Dựa vào đặc hình dáng của vùng đuôi tàu cũng như tuyến hình, điều kiện làm việc,
vùng hoạt động… của con tàu để ta đi tiến hành chọn kiểu bánh lái cho tàu. Kiểu bánh lái
ta chọn cho tàu ở đây là kiểu bánh lái cân bằng nửa treo vì nó có những yêu điểm sau:
+ Công suất máy lái nhỏ.
+ Ít bị hư hỏng hơn khi tàu đi qua các luồn lạch cạn hoặc va đập với các vật khác.
+ Tạo được khoảng trống xung quanh chân vịt, đưa chân vịt ra xa vỏ tàu để tránh dao
động vùng đuôi tàu.
Ngoài ra dùng bánh lái nửa treo ổ dưới của trục lái nhỏ, do đó ở những tàu lớn công
nghệ chế tạo sẽ đơn giản hơn.
2.2. Xác định các thông số hình học của bánh lái:
2.2.1. Chiều cao bánh lái:
Chọn loại bánh lái cho tàu thiết kế là bánh lái nửa treo cân bằng. Dựa vào hình dáng
vòm đuôi tàu ta thiết kế tàu gồm có 1 bánh lái đặt ngay sau chân vịt.
Chiều cao bánh lái nằm trong khoảng 0,6.T ≤ h ≤ 0,9.T, chọn h = 0,613.T
Trong đó: T = 7,6 (m).
Suy ra h = 0,613.7,6 = 4,598(m) chọn h = 4,6 (m).
2.2.2. Tổng diện tích bánh lái:
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
Ta có:
∑ S =
.
.
100
LT

µ
[2- tr.12]
Trong đó: L = 107 (m) – chiều dài hai trụ của tàu.
T = 7,6 (m) – chiều chìm của tàu.

µ
– hệ số, theo bảng 1-5 [2-tr 15, STTBTT-T1]
Ta có:
µ
= 1,3% ÷ 2,0% (Tàu dầu)
Suy ra :
∑ S =
µ
.L.T = 1,3%.107.7,6 = 10,5716 (m
2
)
∑ S =
µ
.L.T = 2,0%.107.7,6 = 16,264 (m
2
)
Tổng diện tích bánh lái phải không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
∑S
min
= p.q.
75
150
75,0.(
100
.

+
+
L
TL
) , (m
2
) [2- tr 15]
Trong đó:
L = 107 chiều dài tàu, m
T = 7,6 chiều chìm tàu, m
p = 1,0 : 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: hệ số (bằng 1,25 đối với tàu kéo; bằng 1 đối với các loại tàu khác)
∑S
min
= p. q.
75
150
75,0.(
100
.
+
+
L
TL
) = 1.1.
107.7,6 150
.(0,75
100 107 75
+

+
) = 12,19 (m
2
)
Vậy diện tích bánh lái thỏa mãn.
Chọn diện tích bánh lái là: S = 12,19 (m)
2.2.3. Hệ số kéo dài λ:
λ được xác định theo công thức sau:
λ =
2
2
b
S
S
h
b
h
==
[2-tr.12]
Thông thường λ = 0,5 ÷ 3 tuỳ theo kết cấu vùng đuôi tàu.
Ta có : λ =
19,12
6,4
22
==
S
h
b
h
= 1,74

Suy ra :
b =
74,1
6,4
=
λ
h
= 2,648 (m), chọn b = 2,65 (m)
Vì kiểu bánh lái ta chọn ở đây là bánh lái hình thang, nên chiều rộng ở đây là chiều
rộng trung bình.
2.2.4. Chiều dày prôfin t của bánh lái tại vị trí chiều rộng trung bình b là:
Chiều dày tối ưu nằm trong khoảng:
t = (0,12 ÷ 0,25 )b. [2 – tr 16]
Ta chọn t = 0,145.b = 0,145.2650 = 385 (mm).
2.2.5. Vẽ prôfin bánh lái:
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
Tọa độ thực prôfin bánh lái được tính theo công thức sau:
x =
100
.
_
bx
[2 – tr 24]
y = ±
100
.
.
_
_

bt
y
[2 – tr 24]
Trong đó : x , y - tọa độ các điểm trên prôfin bánh lái.

__
, yx
- tọa độ tương đối ( bảng 1-9 , 2 – tr 24 ).
b - chiều rộng prôfin bánh lái tại các mặt cắt thiết kế.

_
t
- chiều dày tương đối prôfin.
Đối với bánh lái nửa treo thì chiều rộng b và chiều dày t thay đổi theo chiều cao
bánh lái (phía trên rộng, phía dưới hẹp, trên dày, dưới mỏng).
Tại phần có trụ lái thì prôfin của trụ lái cũng có biên dạng giống prôfin bánh lái, vì
vậy để đơn giản trong việc vẽ ta xem trụ lái và phần bánh lái tại những khu vực có trụ lái là
một bánh lái liên tục. Khi bố trí đường tâm quay của bánh lái nằm trong mặt phẳng chứa
các chiều dày lớn nhất t. Khi đó bán kính lượn phần mũi bánh lái bằng t/2.
Ta chọn prôfin của bánh lái thiết kế là kiểu prôfin NACA0015 khi đó :
15,0
_
=t
Ta chọn 4 mặt cắt để vẽ prôfin bánh lái:
(Trang tiếp theo)
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
* Mặt cắt I - I:
Ta có: b = 3200 (mm).
15,0

_
=t
Ta có bảng tọa độ thực prôfin bánh lái sau:
Bảng Tọa Độ Thực Prôfin.
_
x
_
y
x y
_
x
_
y
x y
0,00 0,00 0,0 0,00 15,0 44,55 480 213,84
0,25 7,20 8,0 34,6 17,5 46,3 560 222,24
0,50 10,28 16,0 49,3 20,0 47,78 640 229,34
0,75 12,45 24,0 59,8 25,0 49,50 800 237,60
1,00 14,10 32,0 67,7 30,0 50,00 960 240,00
1,25 15,80 40,0 75,8 40,0 48,35 1280 232,08
1,75 21,8 80,0 104,6 50,0 44,0 1600 211,2
2,5 24,55 104 117,8 60,0 38,03 1920 182,54
3,25 29,60 160 142,0 70,0 30,50 2240 146,4
5,00 34,99 240 168,0 80,0 21,85 2560 104,88
7,50 39,00 320 187,2 90,0 12,06 2880 57,89
10,0 21,80 80 104,6 100 1,05 3200 5,04
Từ bảng số liệu trên ta vẽ được prôfin bánh lái và trục lái tại mặt cắt I – I :
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
* Mặt cắt II - II:

Ta có: b = 2761 (mm).
15,0
_
=t
Ta có bảng tọa độ thực prôfin bánh lái sau:
Bảng Tọa Độ Thực Prôfin.
_
x
_
y
x y
_
x
_
y
x y
0,00 0,00 0,00 0,00 15,0 44,55 414,2 184,5
0,25 7,20 6,90 29,82 17,5 46,3 483,2 191,8
0,50 10,28 13,80 42,57 20,0 47,78 552,2 197,9
0,75 12,45 20,71 51,56 25,0 49,50 690,3 205,0
1,00 14,10 27,61 58,40 30,0 50,00 828,5 207,0
1,25 15,80 34,51 65,44 40,0 48,35 1104,4 200,2
1,75 21,8 48,32 76,82 50,0 44,0 1380,5 182,2
2,5 24,55 69,03 90,28 60,0 38,03 1656,6 157,5
3,25 29,60 89,73 101,67 70,0 30,50 1932,7 126,3
5,00 34,99 138,05 122,5 80,0 21,85 2208,8 90,5
7,50 39,00 207,08 144,9 90,0 12,06 2484,9 50,0
10,0 21,80 276,10 161,5 100 1,05 2761 4,35
Từ bảng số liệu trên ta vẽ được prôfin bánh lái và trục lái tại mặt cắt II – II :
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
* Mặt cắt IV - IV :
Ta có: b = 2690 (mm).
15,0
_
=t
Ta có bảng tọa độ thực prôfin bánh lái sau:
Bảng Tọa Độ Thực Prôfin.
_
x
_
y
x y
_
x
_
y
x y
0,00 0,00 0 0 15,0 44,55 403,50 179,76
0,25 7,20 6,73 29,05 17,5 46,3 470,75 186,82
0,50 10,28 13,45 41,48 20,0 47,78 538,00 192,79
0,75 12,45 20,18 50,24 25,0 49,50 672,50 199,73
1,00 14,10 26,90 56,89 30,0 50,00 807,00 201,75
1,25 15,80 33,63 63,75 40,0 48,35 1076,00 195,09
1,75 21,8 47,08 74,85 50,0 44,0 1345,00 177,54
2,5 24,55 67,25 87,96 60,0 38,03 1614,00 153,45
3,25 29,60 87,43 99,06 70,0 30,50 1883,00 123,07
5,00 34,99 134,50 119,44 80,0 21,85 2152,00 88,16
7,50 39,00 201,75 141,18 90,0 12,06 2421,00 48,66
10,0 21,80 269,00 157,37 100 1,05 2690,00 4,24

Từ bảng số liệu trên ta vẽ được prôfin bánh lái và trục lái tại mặt cắt IV – IV :
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
* Mặt cắt VI - VI:
Ta có: b = 2100 (mm).
15,0
_
=t
Ta có bảng tọa độ thực prôfin bánh lái sau:
Bảng Tọa Độ Thực Prôfin.
_
x
_
y
x y
_
x
_
y
x y
0,00 0,00 0 0 15,0 44,55 315,00 140,33
0,25 7,20 5,25 22,68 17,5 46,3 367,50 145,85
0,50 10,28 10,50 32,38 20,0 47,78 420,00 150,51
0,75 12,45 15,75 39,22 25,0 49,50 525,00 155,93
1,00 14,10 21,00 44,42 30,0 50,00 630,00 157,50
1,25 15,80 26,25 49,77 40,0 48,35 840,00 152,30
1,75 21,8 36,75 58,43 50,0 44,0 1050,00 138,60
2,5 24,55 52,50 68,67 60,0 38,03 1260,00 119,79
3,25 29,60 68,25 77,33 70,0 30,50 1470,00 96,08
5,00 34,99 105,00 93,24 80,0 21,85 1680,00 68,83

7,50 39,00 157,50 110,22 90,0 12,06 1890,00 37,99
10,0 21,80 210,00 122,85 100 1,05 2100,00 3,31
Từ bảng số liệu trên ta vẽ được prôfin bánh lái tại mặt cắt VI – VI :
2.3. Tính toán đặc tính thuỷ động của bánh lái:
Mục đích của việc tính toán thuỷ động học bánh lái là đi xác định các trị số của lực
thuỷ động để làm cơ sở cho việc chọn máy lái, tính toán bền cho thiết bị lái.
Khi bánh lái được đặt trong dòng chảy vận tốc v
s
, dưới góc tấn α, dưới tác dụng của dòng
chảy chất lỏng phân bố áp lực ở mặt trên và mặt dưới của profin mặt cắt bánh lái khác
nhau, làm xuất hiện lực tác động ngang. Các lực thuỷ động tác động lên bánh lái gồm có:
Lực nâng L và lực cản D.
Tổng hợp của L và D sẽ được lực R - lực chính tác động lên bánh lái: (hình 2-8).
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
22
DLR +=
- Lực R có thể phân thành hai thành phần
gồm:
+ Lực pháp tuyến:
αα
sin.cos. DLN +=
+Lực tiếp tuyến:
αα
cos.sin. DLT
−=
.
Các lực này đặt tại tâm áp lực k.
- Mômen thuỷ động ở cạnh trước của bánh
lái:

M
tđ
= N.e
Trong đó:
e - khoảng cách từ cạnh trước của bánh
lái đến điểm đặt lực N.
- Mômen tải trên trục lái được tính theo công thức:
M
0
= N.x = N.(e – a).
Trong đó:
e - khoảng cách từ trục lái đến cạnh trước của bánh lái.
a - khoảng cách từ điểm đặt lực đến tâm trục lái.
Trong bảng 11-3, STKTTT tập I đã cho biết đặc tính của bánh lái có
.6
1
==
λλ

Trong thực tế thiết kế tàu thủy, bánh lái thường có hệ số λ nhỏ hơn 6. Vì các hệ số
C
L
, C
D
và C
M
phụ thuộc rất nhiều vào λ nên ta tính các hệ số ấy cho mọi bánh lái như sau:
C
D2
= C

D1
+ C
1
C
L
2
. [3- tr 709]
L
CC
121
+=
αα
. [3- tr 709]
Trong đó:
)
11
(
1
12
1
λλπ
−=C
[3- tr 709]
)
11
(
3,57
12
2
λλπ

−=C
[3- tr 709]
Tra trong bảng 11-3 (3- tr 705) người ta cho biết đặc tính của loại có λ = λ
1
= 6,
λ
2
= λ
ef
= 1,74.
Suy ra :
)
11
(
1
12
1
λλπ
−=C
=
)
6
1
74,1
1
(
14,3
1
−
= 0,1304

)
11
(
3,57
12
2
λλπ
−=C
)
6
1
74,1
1
(
14,3
3,57
−=
= 7,4704
Lập bảng tính các hệ số C
L
, C
D
và C
M
cột 1 ÷ cột 4 được cho giống như trong bảng
11-3 sổ tay kỷ thuật đóng tàu thủy với prôfin NACA0015
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
Hình 2.7. Lực thủy động tác dụng lên bánh lái
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
Các cột khác được tính toán dựa theo các cột 1 ÷ cột 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9
α độ C
L
C
D
C
M
C
L
2
C
1
*C
L
2
C
D2
=(3)+(6) C
2
*C
L
α
2
=(1)+(8)
0 0 0,01 0 0 0 0,01 0 0
4 0,3 0,019 0,075 0,09 0,01173 0,03073 2,24111 6,24111
8 0,61 0,037 0,15 0,3721 0,04851 0,08551 4,55692 12,5569
12 0,91 0,059 0,225 0,8281 0,10796 0,16696 6,79802 18,798
16 1,19 0,098 0,3 1,4161 0,18462 0,28262 8,88972 24,8897
20 1,4 0,14 0,36 1,96 0,25553 0,39553 10,4585 30,4585

22.5 1,53 0,2 0,38 2,3409 0,30519 0,50519 11,4296 33,9296
2.3.1. Xác định vị trí tối ưu của trục lái:
Ta xác định hệ số lực thẳng góc bánh lái C
N
theo công thức sau:
C
N
= C
L
.cosα + C
D
sinα [2-tr.35]
Khoảng cách tâm áp suất từ cạnh dẫn được xác định theo công thức:
b
C
C
e
N
M
.=

Với b là chiều rộng trung bình của bánh lái.
Lập bảng tính vị trí tối ưu của trục bánh lái như sau :
α C
L
cosα C
D2
sinα cosα*C
L
sinα*C

D2
C
N
C
M
e/b
0 0 1 0,01 0 0 0 0 0 0
6,241 0,3 0,994 0,031 0,109 0,255 0,002
0,257
0,075
0,292
12,557 0,61 0,976 0,086 0,217 0,504 0,015
0,519
0,150
0,288
18,798 0,91 0,947 0,167 0,322 0,721 0,054
0,775
0,225
0,289
24,890 1,19 0,907 0,283 0,421 0,999 0,119
1,018
0,300
0,294
30,458 1,4 0,862 0,396 0,507 1,037 0,160
1,197
0,360
0,300
33,930 1,53 0,830 0,505 0,558 1,060 0,221
1,281
0,380

0,297
Các phép tính được thực hiện trong bảng. Qua đó ta thấy được rằng sự xê dịch tâm
áp suất theo chiều rộng bánh lái không vượt quá 1,2 % tức bằng 31,8 (mm).
Bởi vì với những góc dẫn lớn hơn, hệ lực thẳng góc C
N
lớn hơn rất nhiều những trị số
tương ứng với góc dẫn nhỏ . Cho nên để nhận được mô men nhỏ trên trụ lái, ta nhận vị trí
trục lái:

2985,0)3,0297,0(
2
1
=+==
b
e
b
a

⇒
Khoảng cách trục lái tính từ cạnh dẫn sẽ là:
a = 0,2985.b = 0,2985.2,65 = 0,791(m)

2.3.2. Xác định lực và mômen thủy động tác dụng lên bánh lái:
2.3.2.1. Lực tác dụng lên bánh lái:
* Lực nâng L tác động lên bánh lái:
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
L = C
L
. k

v
. k
cv
.
2
.
2
v
ρ
. S, kG
Trong đó:
C
L
- hệ số lực thủy động.
n
ρ
- tỷ trọng của nước biển ,
n
ρ
= 104,5 (kGS
2
/m
4
).
v
n
- vận tốc của dòng nước. Trong tính toán ta lấy bằng tốc độ của con tàu, m/s ta
có: v
n
= v = 6,939 (m/s ).

S = 12,19 (m
2
) – diện tích bánh lái.
Do đó :
L = C
L
.0,522.2,08.
19,12.
2
939,6.5,104
2
= 33297,96.C
L
(kG).
* Lực cản D tác dụng vào bánh lái:
D = C
D
. k
v
. k
cv
.
2
.
2
v
ρ
. S, kG
Trong đó :
C

D
– hệ số lực thủy động.
Do đó :
L = C
D
.0,522.2,08.
19,12.
2
939,6.5,104
2
= 33297,96.C
D
(kG).
* Hợp lực R tác dụng vào bánh lái:
R =
22
DL +
=
22
).96,33297().96,33297(
DL
CC +
(kG )
2.3.2.2. Mômen thủy động tác dụng lên bánh lái:
Mômen thủy động tác động lên bánh lái, với điểm đặt ở mép dẫn của bánh lái là:
M
td
= C
M
. k

v
. k
cv
.
2
.
2
v
ρ
. S. b, kG.m
Với :
C
M
: hệ số mômen thủy động.
b = 2,65 (m) chiều rộng bánh lái.
Do đó :
M
td
= C
M
.0,522.2,08.
19,12.
2
939,6.5,104
2
.2,65 = 88239,59.C
M
(kGm)
* Kết quả tính lực nâng L, lực cản D, lực tổng hợp R và mômen thủy động tác động lên
bánh lái M

tđ
được thể hiện qua bảng sau:
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
1 2 3 4 5 6 7 8
α C
L
C
D
C
M
L D R M
td
0 0 0,010 0 0 332,98 332,98 0
6,24111 0,3 0,031 0,075 9989,39 1023,36 10041,67 6617,97
12,5569 0,61 0,086 0,15 20311,8 2847,36 20510,36 13235,9
18,798 0,91 0,167 0,225 30301,1 5559,48 30806,93 19853,9
24,8897 1,19 0,283 0,3 39624,6 9410,69 40726,75 26471,9
30,4585 1,4 0,396 0,36 46617,1 13170,4 48441,89 31766,3
33,9296 1,53 0,505 0,38 50945,9 16821,8 53651,23 33531
Dựa vào bảng tính trên ta có :
- Lực cản lớn nhất : L
max
= 50945,9 (kG)
- Lực nâng lớn nhất: D
max
= 16821,8 (kG)
- Lực tổng hợp lớn nhất tác dụng lên bánh lái : R
max
= 53651,23 (kG)

- Mômen thủy động lớn nhất tác động vào bánh lái : M
td
= 33531(kGm)
2.3.2.3. Mômen trên trục lái:
aNMM
tdo
.−=
. Với:
S
v
CkkN
nn
Ncvv
.
2
.

2
ρ
=

S
v
aCbCkkM
nn
NMcvv
.
2
.
) (.

2
0
ρ
−=⇔

S
v
Cb
b
a
b
e
kkM
nn
Ncvv
.
2
.
) (.
2
0
ρ
−=⇔

).(.59,88239
).(.65,2.19,12.
2
939,6.5,104
.08,2.522,0
0

2
0
b
a
b
e
CM
b
x
b
x
CM
N
ta
N
−=⇔
−=⇔
Kết quả tính được thể hiên trong bảng sau :
Bảng tính mômen trên trục lái:
1 2 3 4 5 6
α độ C
N
a/b e/b (4)-(3)
M
td
=(2)*(5)*88239,59
(kGm)
0 0 0,2504 0 -0,2504 0
6,241 0,302 0,2504 0,2487 -0,0017 -45,30220551
12,557 0,614 0,2504 0,2443 -0,0061 -330,4925604

18,798 0,915 0,2504 0,2458 -0,0046 -371,4004343
24,89 1,198 0,2504 0,2503 -0,0001 -10,57110288
30,458 1,407 0,2504 0,2558 0,0054 670,4267569
33,93 1,551 0,2504 0,2449 -0,0055 -752,7278225
Giá trị M
0
nhận giá trị dương lớn nhất chính là mômen trên trụ lái cần sử dụng tính
toán.
Mômen thủy động tác dụng lên trục lái là: M
0
= 670,427 (kGm)
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
Mômen lái trên trục lái được tính theo công thức sau:
M
1
= k
0
. M
0
+ M
ms
, kG.m [2-tr.55]
Trong đó:
- k
0
= 1,2 ÷ 1,3 – hệ số tính đến lượng tăng mômen lái khi quay lái ngược.
Chọn k
0
= 1,2 .

- M
ms
= (20% ÷ 30%).M
0
– mômen ma sát tại các ổ đỡ trục lái và chốt lái.
Chọn M
ms
= 20%M
0
= 20%.670,427 = 134,0854 (kGm).
Suy ra :
M
t
= 1,2.670,427 + 134,0854 = 838,6 (kGm) = 83,86 (kNm)
2.3.3. Xác định lực và mômen thủy động tác động lên bánh lái theo Quy chuẩn 2010:
2.3.3.1. Lực 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 khích thước cơ cấu của bánh lái và được tính theo công thức sau:
F
R
= k
1
.

k
2
.k3.132.S.v
2

(N)
Trong đó:
S = 12,19 (m
2
) diện tích bánh lái .
v = 12 (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 = 0,5.12 = 6 (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 =

19,12
6,4
22
=
S
h
= 1,736
h : là chiều cao trung bình của bánh lái.
Suy ra :
k
1
=
3
2736,1 +
= 1,25
- k
2
hệ số phụ thuộc prôfin bánh lái.
Tra bảng 2A/25.1- QCVN 21: 2010/BGTVT 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 nằm trong dòng đẩy chân vịt nên k
3

= 1.
Vậy :
Lực tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy tiến là :
F
R
= 1,25.1,1.1.132.12,19.13,5
2
= 403225,4 ( N ).
Lực tác dung lên bánh lái khi tàu chạy lùi là:
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
F
R
= 1,25.0,8.1.132.12,19.6,75
2
= 73313,7 ( N )
2.3.3.2. Mômen xoắn tác dụng lên trục lái:
T
R
= T
R1
+ T
R2
( N.m )
Tuy nhiên, khi tàu chạy 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
= 5,76 (m
2
) và S
2
= 6,54 (m
2
): diện tích phần trên và phần 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)
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
= 0,5124 (m
2
), S
f2
= 1,413 (m
2
) phần diện tích cân bằng.
Suy ra : e
1
=
76,5
5124,0
= 0,089
e
2
=
54,6
413,1
= 0,219
- 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 tiến : α = 0,66
+ Đối với phần bánh lái nằm sau giá bánh lái.
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
Hình 2-9. Sự phân bố

diện tích bánh lái
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
Khi tàu chạy tiến : α = 0,25
Khi tàu chạy tiến : α = 0,55
Do đó :
Khi tàu chạy tiến:
r
1
= b
1
(α – e
1
) = 2,28.( 0,25 – 0,089 ) = 0,367 (m )
r
2
= b
2
(α – e
2
) = 2,4.( 0,33 – 0,219 ) = 0,266 (m )
Khi tàu chạy lùi :
r
1
= b
1
(α – e
1
) = 2,28.( 0,55 – 0,089 ) = 1,051 (m )
r
2

= b
2
(α – e
2
) = 2,4.( 0,66 – 0,219 ) = 1,058 (m )
Vậy :
- Khi tàu chạy tiến :
T
Rmin
= 0,1.403225,4.
19,12
4,2.54,628,2.76,5 +
= 94646,5 (N.m)
F
R1
= F
R
.
S
S
1
=
19,12
76,5
.4,403225
= 190531,4 (N )
F
R2
= F
R

.
S
S
2
=
19,12
54,6
.4,403225
= 213355,5 (N)
Suy ra :
T
R1
= F
R1
.r
1
= 190531,4.0,367 = 69958,4 (N.m)
T
R2
= F
R2
.r
2
= 213355,5.0,266 = 56802,2 (N.m)
=> T
R
= T
R1
+ T
R2

= 69958,4 + 56802,2 = 126760,6 (N.m)
- Khi tàu chạy lùi:
T
Rmin
= 0,1.73313,7.
19,12
4,2.54,628,2.76,5 +
= 17208,8 (N.m)
F
R1
= F
R
.
S
S
1
=
19,12
76,5
.7,73313
= 34642,08(N )
F
R2
= F
R
.
S
S
2
=

19,12
54,6
.7,73313
= 38791,91 (N)
Suy ra :
T
R1
= F
R1
.r
1
= 34642,08.1,051 = 36414,89 (N.m)
T
R2
= F
R2
.r
2
= 38791,91.1,058 = 41050,86 (N.m)
=> T
R
= T
R1
+ T
R2
= 36414,89+ 41050,86 = 77465,75 (N.m)
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỤM BÁNH LÁI.

3.1. Tính toán trục lái:
3.1.1. Xác định phản lực gối và mômen uốn của hệ bánh lái – trục lái:
Theo bảng 1-14 [2-tr 65], đối với bánh lái cân bằng nữa treo một chốt , ta có sơ đồ
tính toán sau:
Hình 3-1 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
, a, h
3
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)
Sử dụng phần mền RDM6 ta tính các phản lực, mômen
uốn của hệ bánh lái và trục lái:
* Khi tàu chạy tiến :
Lực phân bố N
0
và N

1
tác dụng lên bánh lái là:
N
0
=
56,2
5,213355
2
=
h
F
R
= 83342 (N/m).
N
1
=
04,2
4,190531
1
1
=
h
F
R
= 93397,8 (N/m).
F
c
=
c
t

R
M

Trong đó :
M
t
mômen tại đầu trục lái.
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
Hình 3-1. Sơ đồ tính toán phản lực và mômen uốn
Hình 3-2. Các kích thước của
trục lái, bánh lái
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
M
t
= T
R
+ M
ms

Với:
M
ms
= (20% ÷ 30%) T
R
– mômen ma sát tại các ổ đỡ trục lái và chốt lái.
Chọn M
ms
= 20%T
R

M
t
= 126760,6 + 20%.126760,6 = 152112,72 (Nm)
R
c
= 500 (mm) = 0,5(m) : bán kình cần quay lái.
=> F
c
=
5,0
72,152112
= 304225,44 (N).
Sau khi tính toán bằng phần mền RDM6 ta có kết quả (xem phần phụ lục trang14):
Lực và mômen tại các gối đỡ là:
R
1
= 464730,2 (N ).
R
2
= - 154403 (N ).
R
3
= 397785,2 (N ).
M
1
= - 273095,07 (N.m)
M
2
= 86436,54 (N.m)
M

3
= -206873,3 (N.m)
Kiểm tra lại kết quả :
cRRI
FFFR ++=
∑
12

<=> R
1
+ R
2
+R
3
= F
R2
+ F
R1
+F
c

<=> 464730,2 + (- 154403) + 397785,2 = 213355,5 + 190531,4 + 304225,44
<=> 708112,4 = 708112,4
Vậy kết quả trên là đúng.
* Khi tàu chạy lùi:
Lực phân bố N
0
và N
1
tác dụng lên bánh lái là:

N
0
=
56,2
91,38791
2
=
h
F
R
= 15153,09 (N/m).
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
Hình 3-3. Đồ thị mômen uốn khi tàu chạy tiến
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
N
1
=
04,2
08,34642
1
1
=
h
F
R
= 16981,41 (N/m).
F
c
=
c

t
R
M

Trong đó :
M
t
mômen tại đầu trục lái.
M
t
= T
R
+ M
ms

Với:
M
ms
= (20% ÷ 30%) T
R
– mômen ma sát tại các ổ đỡ trục lái và chốt lái.
Chọn M
ms
= 20%T
R

M
t
= 77465,75 + 20%.77465,75 = 92958,9 (Nm)
R

c
= 500(mm) = 0,5(m) : bán kình cần quay lái.
=> F
c
=
5,0
9,92958
= 185917,8 (N).
Sau khi tính toán bằng phần mền RDM6 ta có kết quả (xem phần phụ lục trang17):
Lực và mômen tại các gối đỡ là:
R
1
= 93261,3 (N )
R
2
= -72757,7 (N )
R
3
= 238848,2 (N )
M
1
= - 49653,65 (N.m)
M
2
= 39512,49 (N.m)
M
3
= -126424,17 (N.m)
Kiểm tra lại kết quả :
cRRI

FFFR ++=
∑
12

<=> R
1
+ R
2
+R
3
= F
R2
+ F
R1
+F
c

<=> 93261,3 +(-72757,7) +238848,2 = 34642,08 + 38791,91 + 185917,8
<=> 259351,8 = 259351,8
Vậy kết quả trên là đúng.
3.1.2. Xác định đường kính trục lái:
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
Hình 3-3. Đồ thị mômen uốn khi tàu chạy lùi
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
Trục lái là thiết bị chịu lực chủ yếu của thiết bị lái . Trục lái là một trục tròn, thẳng
có các cổ trục để lắp cần lái, phanh,… có rãnh để lắp then và vòng hãm… Phần dưới của
trục lái, tuỳ thuộc vào phương pháp ghép nối giữa trục lái và bánh lái mà ta có các dạng
khác nhau. Ở đây ta chọn trục lái thẳng có đoạn mút côn.
3.1.2.1. Đường kính phần trên của trục lái:
Đường kính phần trên của trục lái d

u
yêu cầu để truyền được mômen xoắn phải được
xác định sao cho ứng suất xoắn không được lớn hơn 68/K
s
(N/mm
2
).
Đường kính phần trên của trục lái được tính theo công thức sau:
d
u
= 4,2.
3
.
sR
KT
(mm )
Trong đó :
T
R
: mômen xoắn trên trục lái.
K
s
: Hệ số vật liệu trục lái
Chọn vật liệu chế tạo trục lái là thép CT5, theo bảng 3-8 [5- tr.40, Thiết kế chi tiết máy
(Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm)] có:
σ
b
= 550(N/mm
2
).

σ
ch
= 280(N/mm
2
).
Suy ra: K
s
=
e
ch
)
235
(
σ
Với : - e = 0,75 khi σ
ch
> 235 (N/mm
2
)
- e = 1,00 khi σ
ch
< 235 (N/mm
2
)
=> K
s
=
75,0
)
280

235
(
= 0,88
Khi tàu chạy tiến ta có:
- T
R
= 126760,6 (N.m)
=> d
u
= 4,2.
3
88,0.6,126760
= 201,9 ( mm)
Khi tàu chạy lùi ta có :
- T
R
= 77465,75 ( N.m)
=> d
u
= 4,2.
3
88,0.75,77465
= 171,57 (mm)
Chọn đường kính phần trên của trục lái là : d
u
= 240 (mm).
3.1.2.2. Đường kính phần dưới của trục lái:
Đường kính phần dưới của trục lái chịu mômen uốn và mômen xoắn phải được xác
định sao cho ứng suất tương đương ở trục lái không lớn hơn 118/K
s

(N.mm
2
).
Đường kính phần dưới của trục lái được xác định theo công thức sau:
d
l
= d
u
.
6
2
)(
3
4
1
R
T
M
+
(mm )
Trong đó:
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT BỊ TÀU THỦY
d
u
: đường kính phần trên trục lái.
M : mômen uốn tại tiết diện đang xét của phần dưới.
T
R
: mômen xoắn của trục lái.

Khi tàu chạy tiến :
d
u
= 201,9 (mm ).
M = M
3
= 206873,3 (N.m ).
T
R
= 126760,6 (N.m)
Suy ra :
d
l
= 201,9.
6
2
)
6,126760
3,206873
(
3
4
1+
= 259,9 (mm).
Khi tàu chạy lùi:
d
u
= 171,57 (mm ).
M = M
3

= 126424,17 (N.m ).
T
R
= 77465,75 (N.m).
Suy ra :
d
l
= 171,57.
6
2
)
75,77465
17,126424
(
3
4
1+
= 220,8 (mm).
Chọn đường kính phần dưới của trục là: d
l
= 210 (mm).
.
Tại các vị trí các ổ đỡ phía trên và phía dưới của trục ta có thêm các ống lót trục (áo bao
trục), và được lắp bằng mối ghép căng.
Tại vị trí phía trên:
Chiều dày của ống lót: n = 0,05.270 = 14 (mm)
Chiều dài : l = 595 (mm)
Tại vị trí phía dưới:
Chiều dày của ống lót: n = 0,045.270 = 12(mm)
Chiều dài : l = 320 (mm)

3.1.2.3. Kiểm tra bền trục lái :
Đường kính phần trên của trục lái d
u
yêu cầu để truyền được mômen xoắn phải
được xác định sao cho ứng suất xoắn không được lớn hơn 68/K
s
(N/mm
2
). (K
S
: Hệ số vật
liệu trục lái quy định theo 25.1.1-2.)
• Ứng suất xoắn phần trên trục là :
3
3
10 1,5
u
R
t
d
T
=
τ
( N/mm
2
)
Trong đó : T
R
= 126760,6 (N.m)
d

u
= 210 (mm)
GVHD: TS. VŨ NGỌC BÍCH SVTH: TRẦN QUỐC HÀO
Hình 3-4. Kết cấu trục lái được thể hiện như hình trên