Thiết kế bánh lái cho sà lan chở đất có Công suất : Ne = 2x225 (cv)(kèm bản vẽ)

Trờng đại học hàng hải
Khoa đóng tàu
Ngời thực hiện: nguyễn văn a
Thiết kế môn học thiết bị tàu
Đề tài: Thiết kế bánh lái cho sà lan chở đất có các thông số kĩ thuật sau:
Công suất : N
e
= 2x225 (cv)
Kích thớc tàu :LxBxT = 50,2x10,2x2,25 , m
Vận tốc khai thác : v = 8.7knot
HảI phòng 20
MUÏC LUÏC
NHIỆM VỤ
THIÊT KẾ BÁNH LÁI
Các thông số cơ bản:
Xà lan chở đất có N
e
=2x225 (cv)
Kich thước chủ yếu: L=50.2(m)
B=10.2(m)
T=2.25(m)
δ=0.81
Vận tốc khai thác: v=8.7knot
Các giai đoạn thiết kế bánh lái:
Giai đoạn 1:
Lựa chọn diện tích bánh lái và các thông số hình học của bánh lái.
Giai đoạn 2:
Xác đònh các đặc trưng thủy động học của bánh lái,lưa chọn kiểu bánh lái.
PHẦN MỘT
LỰA CHỌN CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA BÁNH LÁI
I. Lựa chọn kiểu bánh lái.

Với yêu cầu thiết kế bánh lái cho xà lan chở đất hoạt động trong vùng nội đòa
nên có chiều chìm nhỏ.Để phù hợp với khả năng đi lại của tàu ở vùng sông ngòi
ta chọn loại bánh lái có hiệu quả cao mà công suất lái nhỏ là loại bánh lái kiểu
cân bằng đơn giản.
Ta chọn kiểu bánh lái có Profin đối xứng NACA0012.
II. Diện tích bánh lái (Fb).
100
T.L
.F
b
µ=Σ
(m
2
).
Trong đó:
µ: hệ số diện tích bánh lái .Tra bảng(1-4) sổ tay thiết bò tàu thủy tập một với
xà lan chở đất µ=3.7÷3.57.
Chọn µ=3.6
066.4
100
25.2x2.50
x6x3F
b
==Σ
(m
2
).
Kiểm tra điều kiện bền
b
F

Σ
>F
bmin
.
)
75L
150
75.0(
100
LxT
.pxqF
minb
+
+=
(m
2
).
L: chiều dài tàu.
T: chiều chìm tàu.
p=1:chọn bánh lái đặt sau mỗi chân vòt
q=1:Chọn q cho xà lan.
2.2)
752.50
150
75.0(
100
25.2x2.50
x1x1F
minb
=

+
+=
( m
2
)
Ta có:
b
F
Σ
>F
bmin
.nên ta lấy
b
F
Σ
=4(m
2
)
III. Chiều cao bánh lái hp(m).
Với tàu sông ta có:
t
π
≥(0.05÷0.1)h
p
t
π
+ h
p
≤d.
Trong đó :

d: chiều chìm tàu(m)
t
π
: độ ngập sâu của tấm bánh lái so với mớm nước.
Chọn t
π
=0.05h
p
ta có
2.2
05.1
25.2
h
p
==
(m).
IV. Chiều rộng bánh lái bcp.
).m(8.1
2.2
4
h
F
b
p
b
cp
==
Σ
=
V. Độ dang của bánh lái λ .

.21.1
4
2.2
F
h
2
b
2
p
==
Σ
=λ
VI. Chiều dày lớn nhất của profin bánh lái.
cpmax
b.tt
−
=
Trong đó
)3.01.0(t
_
→=
lấy
12.0t
_
=
ta
cót
max
=0.12x1.8=216(mm)→t
max

=210(mm).
VII. Vẽ profin bánh lái NACA.
Tọa độ tương đối của profin bánh lái được xây dựng dựa vào bảng (1-9) Sổ tay
thiết bò tàu thủy tập 1(trang 24).
Tọa độ thực của profin được tính theo công thức:
100
b.x
x
_
=
;
100
b.t
.yy
_
_
±=
;
Trong đó:x,y:tọa độ các điểm trên profin.
_
x
,
_
y
:tọa độ tương đối((bảng 1-9).
_
t
:chiều dày tương đối của profin.b:chiều rộng profin.
Bảng tọa độ profin:
stt x(%) x(cm) y(%) ±y(cm) x(%) x(cm) y(%) ±y(cm)

1 0 0 0 0 17.5 31.5 46.3 10
2 0.25 0.45 7.2 1.555 20 36 47.78 10.32
3 0.5 0.9 10.28 2.22 25 45 49.5 10.69
4 0.75 1.35 12.45 2.689 30 54 50 10.8
5 1 1.8 14.1 3.046 40 72 48.35 10.44
6 1.25 2.25 15.8 3.413 50 90 44 9.504
7 1.75 3.15 18.55 4.007 60 108 38.03 8.214
8 2.5 4.5 21.8 4.709 70 126 30.5 6.588
9 3.25 5.85 24.55 5.303 80 144 21.85 4.72
10 5 9 29.6 6.394 85 153 17.08 3.689
11 7.5 13.5 34.99 7.558 90 162 12.06 2.605
12 10 18 39 8.424 95 171 6.7 1.447
13 15 27 44.55 9.623 100 180 1.05 0.227
Bán kính lượn phần mũi profin:
).m(0295.0
8.1
22.0x1.1
b
xt1.1
r
22
l
===
PHẦN HAI
XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY ĐỘNG CỦA BÁNH LÁI
I. Tính toán đặc tính thủy động học của bánh lái.
Trong bảng 11-3 người ta cho biết đặc tính của loại bánh lái cóλ=λ
1
=6.Nhờ các
công thức (11-25) và(11-26) Sổ tay kỹ thuật đóng tàu thủy tập 1 ta tính cho bánh

lái đang tính với λ
2
=1.21.
.21.0)
6
1
21.1
1
(
1
)
11
(
1
C
12
1
=−
π
=
λ
−
λπ
=

.04.12)
6
1
21.1
1

(
3.57
)
11
(
3.57
C
12
1
=−
π
=
λ
−
λπ
=
Bánh lái thiết kế có λ
2
=1.21.
C
y1
=C
y2
=C
y
;C
m1
=C
m2
=C

m
;
C
x2
=C
x1
+C
1
.C
y
2
;α
p2
=α
p
+C
2
.C
y
.
Tính toán các hệ số C
y
,C
x
,C
m
theo bảng (11-3) Sổ tay kỹ thuật đóng tàu tập 1
cho profin NACA0012.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
α

p
C
y
C
x1
C
m
C
y
2
C
1
.C
y
2
C
x2
C
2
.C
y
α
p2
0 0 0.01 0 0 0 0.01 0 0
4 0.3 0.018 0.075 0.09 0.019 0.037 3.612 7.612
8 0.61 0.037 0.15 0.372 0.078 0.115 7.344 15.34
12 0.91 0.059 0.225 0.828 0.174 0.233 10.96 22.96
16 1.2 0.098 0.3 1.44 0.302 0.4 14.45 30.45
20 1.43 0.14 0.36 2.045 0.429 0.569 17.22 37.22
22.2 1.52 0.216 0.38 2.31 0.485 0.701 18.3 40.5

Các hệ số C có thể được biểu diễn dưới dạng đồ thò tương ứng với các góc dẫn α
p2
Đồ thò đó biểu diễn đặc tính động học của bánh lái mà ta thiết kế.
II. Xác đònh vò trí đặt trục tối ưu.
Ta có mômen xoắn thủy động với mép trước của bánh lái:
.X.F.v.C
2
1
M
pb
2
cpn
ρ=
∗
σ
(1).
.b.F.v.C
2
1
M
cpb
2
cpm
ρ=
∗
σ
(2).
Từ (1) và (2) ta có C
m
.b

cp
=C
n
.X
p
.→
cp
n
m
p
b.
C
C
X =
,trường hợp tối ưu nhất là a=X
p
.
a≤X
p
→a≤
cp
n
m
b.
C
C
ta có bảng xác đònh X
p
:ư
Vò trí đặt trục tối ưu là:

)cm(56.43
2
664.4445.42
2
XX
a
maxpminp
=
+
=
+
=
;a=425(mm).
Ta xét
.25.023.0
8.1
425.0
b
a
cp
<==
Từ kết quả trên ta thấy sự xê dòch tâm áp lực theo chiều rộng bánh lái không
vượt quá 1.4% tức bằng 25.2mm.
III. Tính lực và mômen thủy động.
A.Với tàu chạy tiến.
Tốc độ dòng chảy sau vỏ bao
v
cp
=0.515.(1-ω
r

)v
s
.χ (m/s).
Trong đó ω
r
=0.8ω
o
với tàu sông
.
D
V
.
x
16.0
11.0
B
3
x
0
ω∆−δ+=ω
x=2.
δ=0.81.
∆ω:hệ số điều chỉnh kể đến sự tạo sóng phụ thuộc vào Fr ta có
2.0
L.g
v
Fr ==
nên ta có ∆ω=0.
V=δ.L.B.T=0,81.50,2.10,2.2,25=933,2(m
3

).
D
B
=(0,6-0,75).T chọn D
B
=1,6(m).
.2397,00
6,1
2,933
81,0.
2
16,0
11,0
3
2
0
=−+=ω
ω
r
=0.8ω
o
=0,8.0,2397=0,192.
).1.K(
F
F
1
B
b
''
b

−∆+=χ
''
b
F
:diện tích bánh lái bò phủ do dòng nước tạo ra từ chân
vòt.
''
b
F
=b
cp
.D
B
=1,8.1,6=2,88(m
2
)
F
b
=4(m
2
).
∆: hệ số ảnh hưởng toàn phần của tốc độ kích thích chiều trục.
.)
12
K2
2
K
(
2
B

σ+
−
+=∆
trong đó
)
D
x
(fK
B
=
chọn
1,0
D
x
B
=
tra đồ thò PHC 44 ta có k=1,2.
.
v.F
2
1
P
2
pb
B
B
ρ
=σ
)t1(x
R

t1
P
P
e
B
−
=
−
=

trong đó t=0,8ω
0
(1+0,25. ω
0
)=0,8.0,2397(1+0,8.0,2397)=0,203.
v
75.EPS
R
=
.
trongđó EPS=0,9.η
đt
. η
hs
. η
tbđ
.N
e
=0,9.0,98.0,98.0,5.450=194,48(cv).
55,1676

7,8
75.48,194
R ==
(KG).
15,4207
)203,01.(2
55,1676
P
B
=
−
=
(KG).
0096,2
4
D.
F
2
B
b
=
π
=
(m
2
).
.18,0
2
36,0
41,3.0096,2.1000.

2
1
15,4207
B
2
B
=
σ
→==σ
.89,0)
36,012
2,12
2
2,1
(
2
=
+
−
+=∆
Tra ñoà thò PHC 43 ta coù K
B
=1,2.
.049,1)189,0.2,1(
4
88,2
1 =−+=χ
Ta coù v
cp
=0,515.(1-0,192).8,7.1,049=3,8(m/s).

No Đại lượng tính
Đơn
vò
Góc bẻ lái αp(độ)
0 7.612 15.34 22.96 30.45 37.22 40.5
1 C
x
0.01 0.037 0.115 0.233 0.4 0.569 0.701
2 C
y
0 0.3 0.61 0.91 1.2 1.43 1.52
3 C
d
0 0.248 0.242 0.242 0.242 0.243 0.2358
4 Cosα
p
1 0.991 0.964 0.921 0.862 0.797 0.7606
5 Sinα
p
0 0.132 0.264 0.39 0.507 0.605 0.6492
6 C
y
.Cosα
p
0 0.297 0.588 0.838 1.035 1.139 1.1562
7 C
x
.Sinα
p
0 0.005 0.03 0.091 0.203 0.344 0.4551

8 C
n
=6+7 0 0.302 0.619 0.929 1.237 1.483 1.6112
9 C= 0.01 0.302 0.621 0.939 1.265 1.539 1.6739
10 Xp=C
d
.b
cp
0 0.447 0.436 0.436 0.436 0.437 0.4245
11 l=X
p
-a -0.425 0.022 0.011 0.011 0.011 0.012 -0.0005
12
b
2
cpn
F.v.C
2
1
P
ρ=
0 8729 17868 26825 35732 42830 46533
13
b
2
cp
F.v.C
2
1
P

ρ=
288.8 8730 17927 27129 36531 44448 48341
14 M
σ
'=P
n
.l 0 188.9 203.7 296 408.9 511.3 -22.474
15 M=K
0
. M
σ
' 0 226.7 244.5 355.2 490.7 613.6 -26.969
P
nmax
=46533(KG).
M
σ
max
=613,6(KG.m)
B.Với tàu chạy lùi.
ω
l
= ω
t
.
M
σ
= M
’
σ

(K
0
=1)
Tốc độ khi tàu chạy lùi v
sl
=(0,7÷0,75)v
s
.
v
sl
=0,7.v
s
=0,7.8,7=6,09knot.
Tốc độ dòng nước lên bánh lái khi tàu chạy lùi:
v
cpl
=0,515.v
sl
.ξ=0,515.6,09.1,1=3,45(m/s).Trong đó ξ=1,05÷1,1 lấy ξ=1,1.
No Đại lượng tính
Đơn
vò
Góc bẻ lái a(độ)
0 7.612 15.34 22.96 30.45 37.22 40.5
1 C
x
0.01 0.037 0.115 0.233 0.4 0.569 0.701
2 C
y
0 0.3 0.61 0.91 1.2 1.43 1.52

3 C
d
0 0.248 0.242 0.242 0.242 0.243 0.2358
4 Cosα
p
1 0.991 0.964 0.921 0.862 0.797 0.7606
5 Sinα
p
0 0.132 0.264 0.39 0.507 0.605 0.6492
6 C
y
.Cosα
p
0 0.297 0.588 0.838 1.035 1.139 1.1562
7 C
x
.Sinα
p
0 0.005 0.03 0.091 0.203 0.344 0.4551
8 C
n
=6+7 0 0.302 0.619 0.929 1.237 1.483 1.6112
9 C= 0.01 0.302 0.621 0.939 1.265 1.539 1.6739
10 Xp=C
d
.b
cp
0 0.447 0.436 0.436 0.436 0.437 0.4245
11 l=X
p

-a -0.425 0.022 0.011 0.011 0.011 0.012 -0.0005
12
b
2
cpn
F.v.C
2
1
P
ρ=
0 7195 14728 22111 29453 35304 38356
13
b
2
cp
F.v.C
2
1
P
ρ=

288.8 8730 17927 27129 36531 44448 48341
14 M
σ
'=P
n
.l 0 155.7 167.9 244 337.1 421.5 -18.525
15 M=K
0
. M

σ
' 0 155.7 167.9 244 337.1 421.5 -18.525

PHẦN 3
KẾT CẤU BÁNH LÁI
I. Tính kết cấu bánh lái.
Chọn khoảng sườn vùng đuôi tàu: a
o
=500mm.
Chọn khoảng cách các xương gia cường ngang:b
c
=1,1.a
o
=550mm.
Khoảng cách các xươnmg gia cường đứng:
1,1
a
b
c
c
=
→a
c
=500mm.
Chiều dày tôn bao bánh lái dược tính như sau:
[ ]
).mm(5,1
a
).
F

P
d(.k
2
c
b
n
s0
+
σ
+=δ
Trong đó:
-
:)
a
b
(fK
c
c
s
=
K
s
=0,576.
d:áp lực thủy tónh:d=2,25(N/cm
2
).
P
n
=465330(N).
F

b
=4.10
4
cm
2
.
[ ]
=σ
0,5.σ
T
=0,5.2400=1200(Kg/cm
2
)=12.10
3
(N/cm
2
).
).mm(3,115,1
10.12
500
).
10.4
465330
25,2(.576,0
3
2
4
0
=++=δ
Lấy δ

0
=12mm.
Trong mọi trường hợp chiều dày tôn bao bánh lái không nhỏ hơn trò số tính theo
công thức sau:
).mm(
240L
37L
.a.40
cmin
+
+
=δ
).mm(2,7
2402,50
372,50
.5,0.40
min
=
+
+
=δ
ta có δ
0
>δ
min
do đó giá trò δ
0
tính được thỏa
mãn.
Chiều dày tấm tôn mặt trên và mặt dưới: δ

1
=1,2. δ
0
=14,4mm.
Chiều dày tấm của các xương gia cường đứng: δ
2
≥1,2. δ
0
.
δ
2
=1,2. δ
0
=14,4mm.
Chiều dsày các xương gia cường ngang: δ
3
≥δ
0
lấy δ
3
=12mm.
Chiều dày xương lập là:
δ
4
≥0,8. δ
0
lấy δ
4
=10mm.
Bề rộng xương lập là:

b
ll
=10. δ
0
=10.12=120mm.
II. Thử áp lực.
Bánh lái được thử kín nước bằng cách bơm nước vào bên trong với áp suất:
)0H.m(
60
v
T.25,1H
2
2
s
+=
→
)0H.m(074,4
60
7,8
25,2.25,1H
2
2
=+=
.
III. Xác đònh tọa độ trọng tâm bánh lái.
Trọng tâm bánh lái với bánh lái ta chọn nằm trên đường trung bình theo chiều
cao.Để xác đònh tọa độ trọng tâm theo phương chiều rộng , ta chọn tâm trục lái
làm trục so sánh.
Quá trình tính toán được thực hiện theo bảng sau:
T Tên cơ cấu F

i
(cm
2
) Z
i
(cm) F
i
.Z
i
(cm
3
)
1 Tấm tôn mặt trên 1,44.180 47,5 12312
2 Tấm tôn mặt dưới 1,44.180 47,5 12312
3 Các xương gia cường ngang 3.1,2.180 47,5 30780
4 Các xương gia cường đứng 1 1,44.220 107,5 34056
5 Các xương gia cường đứng 2 1,44.220 57,5 18216
6 Xương thay thế trụ trước 2.220 10,5 4620
7 Xương thay thế trụ sau 2.220 -10,5 -4620
Σ
2680 107676
*Tọa độ trọng tâm bánh lái so với trục lái :
( )
.cm2,40
2680
107676
F
Z.F
r
i

ii
==
Σ
Σ
=
*Trọng lượng bánh lái sơ bộ có thể lấy theo công thức :
G
bl
=5,9.F
b
=5,9.4=23,6 kN.
PHẦN 4
TÍNH CHỌN CÁC CHI TIẾT
I. Tính chọn trục lái
1. Sơ đồ hóa
* M
σ
:mô men xoắn trục.
* P
c
:lực tác dụng lên đầu sector lái .

P
n
1

l
2
l
1

a
1
b
1
l
3
2

0

* P
n
:áp lực
thủy động của nước.
2.Tính sơ bộ .
Trục lái dưới tác dụng của P
n
và của M
σ
.Coi dầm là dầm siêu tónh bậc một , ta
dùng phương pháp góc quay để giải dầm trên .Viết phương trình góc xoay cho
dàm trên đối với gối 1:
).I.(
l.2l
b.a
.
b
a
1.
2

P
M
21
11
1
1n
1
+








+=
Trong đó :
a
1
=1,1(m);b
1
=1,3(m);l
1
=2,4(m);l
2
=1,2(m);l
3
=0,3(m).
P

n
=46533(Kg).
).m.Kg(12797
2,1.24,2
3,1.1,1
.
3,1
1,1
1.
2
46533
M
1
=
+






+=
Mô men nhòp M
π
:
).m.Kg(27726
4,2
3,1.1,1.46533
l
b.a.P

M
1
11n
===
π
Ta có mô men tính toán M
tt
:
M
tt
= M
π
-M
1
= 14929 (Kg.m).
* Đường kính sơ bộ tại gối 1 :

Trong đó [σ]=0,4. σ
ch
=0,4.2400=960(Kg/cm
2
).
M
σ
=613,6(Kg.m)=61360(Kg.cm).
( )
.cm9,24
960.1,0
613601492900
D

3
22
1
=
+
≥
Chọn D
1
=25(cm).
* Đường kính sơ bộ tại gối 2 :
[ ]
).cm(6,8
960.1,0
61360
D;
.1,0
M
D
3
2
3
2
=≥
σ
≥
σ
chọn D
2
=14(cm).
* Phản lực tại các gối :

+ Gối 0
).Kg(3,19873
l
M
l
b.P
'R
1
1
1
1n
0
=−=
).Kg(3,19873'R
0
=
+ Gối 1 :
).Kg(37324
l
a.P
l
M
l
M
'R
1
1n
2
1
1

1
1
=++=
).Kg(10664
l
M
'R
2
1
2
=−=
* Đường kính sơ bộ tại gối 0 :
[ ]
).cm(6,12
960
3,19873
.76,2D;
'R
.76,2D
0
0
0
=≥
σ
≥
Chọn D
0
=14(cm).
b. Tính trục lái dưới tác dụng của trọng lượng bánh lái G
m

:
Ta có M
G
=G
m
.r= 23,6.40,2 = 949(kN.cm)→ M
G
= 949(Kg.m).
* Mô men tính toán :
1
11
1
1G
tt
l
a.'M
l
b.M
M −=
trong đó mô men tại gối 1 :
( )
→=
+









−
= ).m.Kg(7,87
l.2l2
l
a.3
1l.M
'M
21
2
1
2
1
1G
1
).m.Kg(84,473M
tt
=
* Phản lực tại các gối do G
m
gây ra :
).Kg(359
l
'M
l
M
"R
2
1
1

G
0
=−=
).Kg(286
l
'M
l
'M
l
M
"R
2
1
1
1
1
G
1
−=++−=
).Kg(08,73
l
'M
"R
2
1
2
=−=
* Phản lực tổng cộng tại các gối ở lần gần đúng đầu tiên :
*
).Kg(19877"R'RR

2
0
2
00
=+=
).Kg(37325"R'RR
2
1
2
11
=+=
).Kg(3,10664"R'RR
2
2
2
22
=+=
* Tính mô men ma sát tại các gối :
2.
R.D.f.4
M
iii
msi
π
=
trong đó D
i
:đường kính trục (m)
f
i

:hệ số ma sát gối .
M
mso
=26,5(Kg.m) ; M
ms1
=59,4(Kg.m) ; M
ms2
=14,2(Kg.m).
* Mô men xoắn tổng cộng tác dụng lên trục lái trong lần gần đúng thứ nhất :
).m.Kg(8,713MMM
msi
2
0i
TP
=Σ+=
=
σ
* Chọn máy lái có mô men đònh mức M
c
= 10 (kN.m).
* Lực tác dụng lên đầu sector lái :
).kN(6,47
21,0
10
R
M
P
C
C
C

===
3. Tính chính xác trục lái dưới tác dụng của PC,Mσ,Pn .
Tại các gối 0 , 1 , 2 ta có các phản lực R’
0
, R’
1
, R’
2
và các mô men đế là : M
0
,
M
1
,M
2
.
Ta có phương trình góc xoay cho gối 1 :
3C2
21
22
1
1
11n
1
l.PvàM
l.2l
l.M
b
a
1b.a.P

.
2
1
M =














+
−








+
=

M
2
= 1429(Kg.m) và M
1
= 9930(Kg.m).
* Ta có phản lực tại các gối :
).Kg(9,21067
l
M
l
b.P
'R
1
1
1
1n
0
=−=
).Kg(32549
l
MM
l
M
l
a.P
'R
2
21
1
1

1
1n
1
=
−
++=
).Kg(2322
l
MM
P'R
2
21
C2
−=
−
−=
* Đường kính trục tính chính xác trong lần gần đúng thứ hai :
[ ]
).cm(8.19
.1,0
MM
D
3
22
u
1
1
=
σ
+

≥
σ
chọn D
1
= 20(cm).
[ ]
).cm(7,11
.1,0
MM
D
3
22
u
2
2
=
σ
+
≥
σ
chọn D
2
= 14(cm).chọn D
0
= 12(cm).
* Phản lực tổng cộng tại các gối :
*
).Kg(21071"R'RR
2
0

2
00
=+=
).Kg(32550"R'RR
2
1
2
11
=+=
).Kg(2323"R'RR
2
2
2
22
=+=
* Mô men ma sát :
M
mso
= 24,1 (Kg.m) ; M
ms1
= 51,8(Kg.m) ; M
ms2
= 3,1(Kg.m).
Mô men xoắn tổng cộng :
M
TP
= 692,6 (Kg.m) thỏa mãn với máy lái chọn ở lần gần đúng thứ nhất.
* Máy lái chọn là máy lái điện thủy lực có xi lanh lắc hai bánh lái (bảng 1-54
trang 153 STTBTT).
+ Mô men lái đònh mức : M

C
= 10 (kN).
+ Bán kính cần lái : R = 210 mm.
+Khối lượng máy : 375 Kg.
+Đường kính đầu trục lái : 95÷115(mm).
4. Kiểm tra bền trục lái
T
Đại lượng tính Đơn vò
Kết quả tính
I-I II-II III-III
1 Đường kính D
i
cm 12 20 14
2 Mô men chống uốn ω
ui
cm
3
172,8 800 274,4
3 Mô men chống xoắn ω
xi
cm
3
345,6 1600 548,8
4 Mô men uốn M
ui
Kg.cm 94900 993000 14290
0
5 Ứng suất uốn σ
ui
Kg/cm

2
549,2 635,5 520,8
6 Ứng suất cắt τ
xi
Kg/cm
2
177,5 19,6 112
7 Ứng suất tổng σ
i
Kg/cm
2
577,2 635,8 532,7
8 Độ dự trữ bền n=σ
T
/σ
i
>2,5. 4,15 3,7 4,5
Trong bảng ta có :
ui
ui
ui
M
ω
=σ
;
xi
i
ui
M
ω

=τ
σ
;
;
2
xi
2
uii
τ+σ=σ
M
σ
= 61360Kg.cm.
5. Bảo vệ chống gỉ cho trục lái.
Cổ trục được lắp ổ và vòng kín nước bọc bằng đồng với chiều dày ống lót (tra
bảng 1-25 STTBTT tập 1)
* Với D = 140 mm chiều dày thành ống lót :10mm.
* Với D = 120 mm chiều dày thành ống lót : 8mm.
* Bảo vệ các đoạn trục còn lại được sơn bằng các lớp sơn chuyên dùng .
Rửa trục bằng Spirit trắng hoặc xăng Ga lôt với liều lượng 50g/m
2
.Sau đó sơn
dung dòch Minium chì (Pb
3
O
4
) hòa trong dầu sơn nguyên thể liều lượng
175g/m
2
(sơn hai lần).
II. Chọn ổ.

1. Chọn ổ ở sống đuôi.
* Chọn ổ trượt kín nước
* Vật liệu làm ổ : Bạc lót đồng .
* Chiều cao ống bọc :h=(1÷1,2)D chọn h=1,2.D =24 cm.
Chiều dày của ống bọc :
).cm/Kg(4,43
24.20
32550
D.h
R
P
2
1
1
===
δ=(5÷10)%.D =10 mm.
* Kiểm tra theo độ bền dập:
P
1
< [P] =49(Kg/cm
2
).
2. Chọn ổ trên sàn Sector lái.
Chọn ổ đỡ chặn có số hiệu 8228π.
D = 150 ; D
N
= 200 ; D
T
= 140 ; δ = 10 ; D
4

= 210 ; D
3
= 235 ; H
k
=205 ; h
h
=110 ;
d : M24 ; Số lỗ bu lông : 8.
)cm/Kg(3,10
15.15
2323
D.h
R
P
2
2
===
Khối lượng ổ : 70 Kg.
Dùng bạc lót bằng thép tráng đồng. Chiêu cao bạc lót : h = D =150 mm.
P < [P] =49(Kg/cm
2
).
III. Tính mối ghép.
1. Mối nối côn .
D
k
= D
0
= 120mm.
chọn l

k
= 210mm ; Độ côn chọn là 1:7 nên ta có d
k
= 90mm.
Chiều dày vòng chặn là : δ = 0,3.d
k
=27 mm.
2. Mối nối bánh lái với trục lái .
Mô men xoắn truyền tư máy lái sang bánh lái thông qua trục lái bằng một mối
nối then.
Chiều dài côn :l
k
= (1,2 ÷ 2 ).D
k
= (24 ÷ 40)cm.
D
k
= D
1
= 20 cm ; l
k
= 30 cm ; l
th
= 0,8 .l
k
= 24 cm ;
chọn độ côn 1:7 ta có d
k
= 16cm.
PHẦN 5.

TRUYỀN ĐỘNG LÁI
I. Máy lái chính .
* Các thông số cơ bản của may lái chính :
+ Mô men lái : 10 kN.m.
+ Khối lượng máy : 375 Kg.
+ Bán kính cần lái : R =210mm.
Đường kính đầu trục lái : d = 100 mm.
Thời gian quay bánh lái : 10(s).
II. Máy lái dự trữ .
Hệ truyền động lái dự trữ dùng để điều động tàu khi tốc độ tàu thoả mãn
v = 0,5. v
s
.→v = 4,35 (hl/h)
Tốc độ dòng chảy tới bánh lái : v
p
= 0,515.v = 2,24 (m/s).
Ta có lực và mô men tính theo bảng sau :
TT
Đại lượng
tính
Đơn
vò
Góc bẻ lái α
p
(độ)
0 7,61 15,3 22,9 30,5 37,2 40,5
1 C
x
0,01 0,04 0,12 0,23 0,4 0,57 0.7
2 C

y
0 0,3 0,61 0,91 1,2 1,43 1,52
3 C
d
=C
m
/C
n
0 0,25 0,24 0,24 0,24 0,24 0.24
4 C
n
= 0 0,3 0,62 0,93 1,24 1,48 1,61
5 x
p
=C
d
.b m 0 0,48 0,44 0,44 0,44 0,44 0,43
6 l= x
p
-a m -0,4 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0
7 P
n
Kg 0 3033 6209 9321 12416 14883 16169
8 M
σ
’=P
n
.l Kg.m 0 65,63 70,79 102,8 142,1 177,7 0
9 M
σ

=K
0
. M
σ
’ Kg.m 0 78,8 85 123,4 170,5 213,24 0
P
nmax
= 16169 Kg ; M
σ
= 213,24(Kg.m).
* Tính phản lực tại các gối :
.m.KG5,4446
l.2l
b
a
1b.a.P
.
2
1
M
21
1
1
11n
1
=















+








+
=
+ Ta có phản lực tại các gối :
).Kg(5,6905
l
M
l
b.P
'R
1

1
1
1n
0
=−=
).Kg(1,5558
l
M
l
M
'R
2
1
1
1
1
=+=
).Kg(4,3705
l
M
'R
2
1
2
−=−=
).Kg(359"R
0
=
).Kg(286"R
1

−=
).Kg(08,73"R
2
=
* Phản lực tổng cộng tại các gối ở lần gần đúng thứ hai :
).Kg(8,6914"R'RR
2
0
2
00
=+=
).Kg(5,5565"R'RR
2
1
2
11
=+=
).Kg(1,3706"R'RR
2
2
2
22
=+=
* Mô men ma sát :
M
mso
= 7,9 (Kg.m) ; M
ms1
= 8,86(Kg.m) ; M
ms2

= 4,96(Kg.m).
* Mô men xoắn tổng cộng :
M
TP
= 234,96 (Kg.m) thỏa mãn với máy lái chọn ở lần gần đúng thứ hai :
* Chọn máy lái trục :
+ Mô men lái :2,5 kN.m.
+ Đường kính tính toán của vòng tay lái : D = 900mm.
+ Thời gian quay bánh lái : 35(s).
+ Số vòng quay của vòng tay lái :23.
+ Tỉ số truyền của cặp bánh răng vành răng : 8.