Thiết kế bánh lái tàu Container 450TEU với vận tốc 14.5hl (full bản vẽ chuẩn)

Bộ giáo dục và đào tạo bộ giao thông vận tải
TR8ờNG ĐạI HọC hàng hải
khoa đóng tàu

Thiết kế môn học
Thiết bị tàu thủy



Thiết kế bánh lái




Chuyên ngành: Vỏ tàu thủy
Lớp: VTT43 - T1


Ng ời thực hiện: nguyễn văn luyện
Ng ời h ớng dẫn: nguyễn văn võ








hải phòng - năm 2006

thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
nhiệm vụ thiết kế
Thiết kế bánh lái tàu Container có các thông số nh sau :
ỹ (TEU)
ỹ (hl/g)
ỹ (m)
ỹ (m)
ỹ (m)
ỹ (m)
ỹ
ỹ
ỹ
j = 0.755
Fr = 0.24
nội dung thiết kế
ỹ Phần 1 : Xác định các đặc tr ng hình học của thiết bị
ỹ Phần 2 : ứng lực phát sinh trong thiết bị
ỹ Phần 3 : Tính toán kết cấu của thiết bị
ỹ Phần 4 : Tính toán, chọn các thiết bị phụ
ỹ Phần 5 : Truyền động thiết bị
L =
B =
6.8
0.84
5.4
a =
H =
T =
d =
98.2

22
0.74
0.98b =
Trọng tải
Vận tốc
450
14.5
- 1 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
Tính toán sức cản và đ ờng kính chong chóng.
1.Tính lực cản :
1.1.Ph ơng pháp tính lực cản :
Tính sức cản toàn bộ theo ph ơng pháp HOLTROP MENNEN :
trong đó
1.R
FO
(1+k
1
) là sức cản ma sát
2.R
APP
là sức cản phần nhô
3.R
W
là sức cản sóng
4.R
B
là sức cản áp suất bổ sung do mũi
5.R
TR

là sức cản áp suất bổ sung do ngập đuôi kiểu tuần d ơng hạm
6.R
A
là hiệu chỉnh sai khác mô hình tàu
(1+k
1
) là hệ số hình dáng đ ợc tính theo công thức sau
1.407
Chiều dài bóp đuôi 21.9 (m)
Hoành độ tâm nổi đ ợc xác định phần tr ớc bằng
= 0.0177922 0.5
50.85 á -47.35
Chọn X
B
=-0.981
Vận tốc tàu 7.453(m/s)
Số Renol 714
1. Sức cản ma sát :
R
FO
(1+k
1
) = (kG)
(KG)
Hệ số sức cản ma sát =0.0016
Tính diện tích mặt ớt của tàu :
Đối với tàu có dạng béo vừa phải:
=
(m
2

)
C
M
= 0.98- hệ số béo s ờn giữa
C
B
= 0.74- hệ số béo thể tích
C
W
= 0.84- hệ số béo mặt cắt đ ờng n ớc
9887.920
13912.39
ị X
B
=
2134
=
=
s
vv .514.0
A
R
TR
R
B
R
W
R
APP
R)

1
k(1
FO
R
T
R
++++++=
==

v.L
Re.10
6-
==
..v.0.5.CR
2
FOFO
r
=+-
-
-+=+ )
0.6906
)
B
0.0255.x(1
0.52448
)(0.95
0.92497
)
R
L

B
(
12
C(0.93
13
C1
1
k
jj
=
-
+
-
=
1))/(4.
B
.x0.06.L(1
R
L
j
j
j
0,65
0,022sin.0,5
20,15
B
X
L
pd
ộự

-
ổử
=
ờỳ
ỗữ
ốứ
ởỷ
(2)(0,4530,44250,28620,03467./0,3696)
WMBMW
SLTBCCCBTC
=++ +
2
0
)2Re(lg
075,0
-
=
f
C
- 2 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
2.Sức cản phần nhô R
APP
:
R
APP
= 0,5rv
2
S
APP

(1+k
2
)
eq
C
Fo
= 87.40 (kG)
trong đó: r là mật độ của n ớc
v là tốc độ của tàu
S
APP
là diện tích phần nhô
S
APP
= 14.2
m
2
(1+k
2
)
eq
là hệ số sức cản phần nhô đ ợc tính theo công thức
trong đó 1+k
2
là các hệ số hình dáng đ ợc cho trong bảng
1+k
2
Chọn (1+k
2
)

S
APP
(m
2
)
1.5-2.0
1.3-1.5 1.3 10.2
2.8
3
1.5-2.0
3
2 2
2.0-2.4
2.8
2.7
1.4 1.4 4
Ta tính đ ợc
1.328
L ợng tăng sức cản phần nhô do lỗ các dòng n ớc
DR
APP
= rv
2
pd
2
C
BTO
= 0 (kG)
trong đó C
BTO

là hệ số có giá trị 0,003 ~ 0,012
d là đ ờng kính lỗ
d = 0
m
2
C
BTO
= 0.003
(Chú ý: Nếu lỗ ở phần mũi hình trụ phải lấy giá trị nhỏ của hệ số C
BTO
)
3. Sức cản sóng :
= 0.052 (KG)
Hệ số 4.9
Hệ số C
2
đ ợc tính : = 0.45
Các ki tàu
Giá đỡ trục chong chóng
Cánh vây ổn định tàu
Bánh lái cân bằng ở tàu 2 chong chóng
Cánh vây
ống bao trục sau giá đỡ
ống bao trục
Các trục
(1+k
2
)
eq
=

Chỏm
Tên bộ phận
Bánh lái sau cánh vây
Bánh lái sau chong chóng
=-=
-1.37563
W
1.079613.78613
71
)
2

(90)
B
T
.(2223105.CC
APP
APP
eq
S
Sk
k
S
+
S
=+
)1(
)1(
2
2

[
]
)cos(
521
2
2
9,0
1
10

+
ẹ=
FrmFrm
W
gCCCR
l
r
3
89,1
2
10
C
C
-
=
- 3 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
Hệ số C
3
=0.03

6.53
(m
2
)
diện tích lớn nhất của s ờn mũi quả lê tại chiều rộng mũi quả lê lớn nhất.
h
B
= 1.4
(m)chiều cao trọng tâm s ờn mũi quả lê ở trụ mũi so với đ ờng chuẩn
2.97m Mớn n ớc mũi , với
4.074- Chiều rộng t ơng đối
l
B
= 4.5
Hệ số
với A
T
là diện tích phần ngâm n ớc của đuôi tuần d ơng hạm
A
T
= 0
(m
2
)
ị C
5
= 1
Hệ số C
7
ứng với

0.22
với
với
với
0.22
Hệ số C
13
đ ợc tính : 1.03
Hệ số C
tem
phụ thuộc dạng s ờn đuôi :
S ờn dạng chữ U : 10
S ờn có dạng bình th ờng: 0
S ờn dạng chữ V : -10
10
Hệ số C
12
đ ợc tính :
0.52
với j < 0,8
với j > 0,8
C
15
= -1,69385 với
C
15
= 0 với
với
Do 0.76< 0.8 nên C
16

tính theo công thức :
1.20
ị A
BT
= bBT0,4( Fr - 0,1) =
b
T
=B/T =
ị C
stern
=
=
L
B
=
j
==
L
B
C
7
=
+
=
stem13
0.003.C1C
=
stem
C
==

0.2228446
12
)
L
T
(C
=+-=
3
6.984388.
2
13.8673.8.07981.
16
C
jjj

FBT
TalbT
==
0,0280,003
a
=
max
/0,4(0,1)
BT
AAFr=-
=
stem
C
=
stem

C
)31,0(
.56,0
5,1
3
BFBT
BT
hTABT
A
C
-+
=
3
P
2
PP16
C984388,6C8673,13C07981,8C
+-=
P
CC 7067,073014,1
16
-=
512/
3
<ẹ
W
L
1727/
3
>ẹ

W
L
36,2/)8/L(69385.1C
3/1
W15
-ẹ+-=
1727/512
3
<ẹ<
W
L
M
T
BTC
A
C
8,0
1
5
-=
=j=
-
-
2
Fr1,02
152
10Cm
33333,0
7
229577,0

ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
=
W
L
B
C
11,0<
W
L
B
W
L
B
C =
7
25,011,0
<<
W
L
B
W
L
B

C 0625,05,0
7
-=
25,0
>
W
L
B
- 4 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
-0.018
106.5 < 512 nên C
15
= -1.69385
với L
W
/B < 12
với L
W
/B > 12
4.46<12 nên l tính theo công thức :
0.958
L ợng chiếm n ớc thể tích
8891.9472
(m
3
)
Góc vào n ớc mũi đ ợc chọn :
40.09
(

o
)
-2.38
4.Sức cản áp suất bổ sung do mũi quả lê
ị R
B
=
0.0001298(kG)

trong đó
D
BT
là thể tích ngâm n ớc của mũi quả lê
Thay số vào ta có
P
B
=1.6454
D
BT
= 32.18
(m
3
)
Fr
i
=1.3914
5.Sức cản áp suất bổ sung do ngập đuôi kiểu tuần d ơng hạm
= 0
trong đó
C

6
= 0,2(1-0,2Fr
T
) với Fr
T
<0,5
C
6
= 0 với Fr
T
>0,5
= 0 < 0.5
ị C
6
= 0.2
6. Hiệu chỉnh sức cản do điều chỉnh từ mô hình sang tàu thực :
3245.3 (kG)
Hệ số C
A
tính theo công thức :
V = kdLBT =
=
B
L
=
W
a
=
V
L

3
= =
16
3
1
1
C
L
B
4.79323
L
V
1.725254.
T
L
0.0140407.m
=
+
-
=
6.984388.
13.8673.
8.07981.
16
C
j
j
j
=-=
B

L
0.031.446.
j
==
AA
CSvR 5,0
2
r
0,808560,304840,63670,34574
30,16302
(/).(1).(10,0255)(/)
189exp
.(100/)
WWPBR
W
W
LBCCXLB
L
a
ộự

=+=
ờỳ
ẹ
ờỳ
ởỷ
BLC
WP
/03,0446,1 -=
l

36,0446,1 -=
P
C
l
2
5,13
3
1
10.1,0
2
i
BTi
P
B
Fr
g
FrR
B
+
D=
-
r
2
15,0)25,0(/ vAhTgvFr
BTBFi
+-=
)5,1/(56,0
BFBTB
hTAP -=
6

2
5,0 CAvR
TTR
r
=
)/(2
WT
T
BCBgA
v
Fr
+
=
=j=
-
-
2
Fr1,02
152
10Cm
- 5 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
0.00052
C
4
= T
F
/L
W
với T

F
/L
W
< 0,04
C
4
= 0,04 với T
F
/L
W
> 0,04
Có 0.055 0.04
Sức cản toàn bộ :
R = R
F0
(1+k
1
)+R
APP
+R
W
+R
B
+R
TR
+R
A
= 17245.16(kG) = 169174.97(kN)
Từ các số liệu đã tính toán, ta lập đ ợc bảng tính công suất, lực cản
Đơn vị

hl/h 13.5 14.5 15.5
m/s 6.939 7.453 7.967
0.22 0.24 0.26
664790049 714033756763277463.4
0.00161 0.00160 0.00158
kG 8649.250 9887.920 11203.906
kG 12169.566 13912.385 15763.987
kG 76.449 87.397 99.029
-0.010 -0.018 -0.029
kG 0.013 0.051 0.163
1.322 1.392 1.458
kG
0.0001188 0.0001297 0.0001401
- - -
- - -
kG
0 0 0
kG 2813.126 3245.321 3708.387
kG 15059.154 17245.155 19571.566
Cv 1393.273 1713.709 2079.022
2. Tính toán đ ờng kính chong chóng :
2.1. Chọn số chong chóng
Zp =1
2.2.Tính hệ số dòng hút và dòng theo :
(theo công thức Taylor dùng cho tàu biển 1 chong chóng)
2.2.1.Tính hệ số dòng theo :
W
T
= 0,5d - 0,05 = 0.32
2.2.2.Tính hệ số hút :

t = K
T
W
T
= 0.16
(K
T
= (0,5 - 0,7); chọn K
T
= 0,5)
1114.902
Trị số tính toán
Vận tốc tàu v
S
Vận tốc tàu v
Đại l ợng tính toán
8.481
16.512.5
6.425
-
0
2411.802
13014.418
0.003
1.247
0.000107293
-
7488.530
10536.423
66.190

-0.004
0.398
nên C
4
=
12596.62167
0.00157
812521170.7
0.270.21
615546341.5
0.00163
22037.612
2492.013
-0.044
111.339
4202.324
0
-
-
0.000149907
1.520
LC áp suất bổ sung
đuôi tuần d ơnghạm
LC hiệu chỉnh R
A
Tổng lực cản R
Lực cản ma sát R
f
LC phần nhô R
APP

m
2
LC sóng R
W
17723.55014
Công suất đẩy P
E
Fr
i
LC áp suất bổ sung
mũi quả lê R
B
Fr
T
C
6
Lực cản R
f0
Hệ số C
f0
Số Fr
Số Re
=-+-+=
-
)C.(0.04.C
7.5
L
0.0030.00205100)0.006.(LC
42
40.16

A
=
L
T
- 6 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
2.3.Tính chọn đ ờng kính sơ bộ :
= ị D = 3.21 (m)
3.24(m)
Trong đó: T : Lực đẩy cần thiết của chong chóng.
(KN)
n
m
= 1500 (v/ph)
Sơ bộ chọn đ ờng kính chong chóng là : D = 3.20 (m)
Phần 1 : Xác định các đặc tr ng hình học của thiết bị.
1.Phân tích, lựa chọn ph ơng án.
Chọn kiểu bánh lái kiểu cân bằng đơn giản, có hiệu quả cao mà công suất
thấp. Chọn dạng prôfin : NASA 0015
2.Diện tích bánh lái
2.1. Theo công thức thống kê
7.954 ữ 13.257
,(m
2
)
trong đó :
m = 1.5 ữ 2.5 - Hệ số diện tích (tra bảng 1-3) cho tàu hàng một
chân vịt, tốc độ trung bình.
L = 98.2,(m) - Chiều dài giữa hai đ ờng vuông góc của tàu
T = 5.4,(m) - Chiều chìm trung bình của tàu ở trạng thái toàn tải

ị Chọn F
P
= 10.2
,(m
2
)
2.2. Kiểm tra theo điều kiện diện tích tối thiểu.
8.570
,(m
2
)
trong đó :
L,T, (m) - Kích th ớc chủ yếu của tàu.
p = 1 - Hệ số phụ thuộc vị trí bánh lái với chong chóng.
(bánh lái đặt trực tiếp sau chong chóng)
q = 1 - Hệ số phụ thuộc kiểu tàu.
Kết luận : Diện tích bánh lái chọn F
P
= 10.2
,(m
2
) thoả mãn không nhỏ hơn diện
tích tối thiểu F
min
= 8.570
,(m
2
)
3. Chiều cao bánh lái:
Chiều cao bánh lái không v ợt quá 70% trị số chiều chìm : 3.78 (m)

Chọn chiều cao bánh lái h
p
= 3.4 ,(m).
4. Chiều rộng bánh lái
Chiều rộng bánh lái b
P
= 3,(m)
5. Độ dang của bánh lái.
D 60%T =
T = T
E
/(1 - t) =
F
P
= mLT/100 =
20529.95
1.133
=
ữ
ứ
ử
ỗ
ố
ổ
+
+=
75
150
75,0
100

min
L
LT
pqF
P
==
P
P
b
h
l
m
nD
4
8.11 T
- 7 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
6. Chiều dày lớn nhất của prôfin bánh lái :
0.45,(m).
trong đó :
=
0.15
- Chiều dày t ơng đối của prôfin bánh lái
với bánh lái là dạng : NASA 0015
7. Hoành độ chiều dày lớn nhất.
0.9 ,(m).
trong đó : = 0.3 - Hoành độ t ơng đối của prôfin NASA.
8. Vị trí đặt trục tối u.
ị Vị trí đặt trục tối u : = 0.792 (m)
x

p
= C
m
.b
ep
/ C
n
trong đó : b
ep
=b
P
= 2m : Chiều rộng trung bình của bánh lái.
C
m


= C
m0
: Hệ số mômen xoắn thuỷ động.
C
n
=C
x
sina
P
+ C
y
cosa
P
: Hệ số lực pháp tuyến.

C
x
=C
xo
+C
1
C
y
2
: Hệ số lực cản.
C
y
= C
y0
: Hệ số lực dạt.
a
p
= a
p0
+ C
2
.C
y
: Góc bẻ lái.
C
x0
,C
y0
, C
m0

, a
p0
: t ơng ứng là hệ số lực cản, hệ số lực dạt, hệ
số mômen, góc bẻ lái của bánh lái chuẩn có
l
0
= 6
ỹ Các hệ số đ ợc xác định theo bảng sau :
a
p0
C
y0
C
2
C
y
C
y
2
C
1
C
x
C
m0
4 0.3 3.918 0.021 0.039 0.075
8 0.61 7.967 0.085 0.122 0.15
12 0.91 11.88 0.189 0.248 0.225
16 1.2 15.67 0.328 0.426 0.3
20 1.43 18.68 0.466 0.606 0.36

24 1.12 14.63 0.286 0.606 0.36
ỹ
Quá trình xác định x
pmax
và x
pmin
đ ợc thể hiện d ới dạng bảng nh sau :
a
P
Cy Cm C
d
=C
m
/C
n
7.92 0.3 0.075 0.248
15.97 0.61 0.150 0.242
23.88 0.91 0.225 0.241
31.67 1.2 0.300 0.241
38.68 1.43 0.360 0.241
38.63 1.12 0.360 0.287
0.723
0.722
0.862
C
n
=C
x
sin
a

P
+ C
y
cos
a
P
1.495
1.253
1.245
0.932
x
p
=C
d
.b
p
0.744
0.726
0.724
38.68
38.63
0.302
0.620
0.14
0.059
0.098
0.037
0.32
0.122
a

P
7.92
=
13.06=
C
x0
0.018
0.039
Cx
0.228
15.97
23.88
31.67
0.248
0.426
0.606
0.606
P
b
==
P
btt .
max
t
==
P
bxx .
x
2
maxmin PP

opt
xx
a
+
=
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
-=
0
1
111
llp
C
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
-=
0
2

113,57
llp
C
- 8 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
ỹ
Kiểm tra hệ số cân đối của bánh lái :
Với : F
P'
= a
opt
.h
p
=
2.693
,(m
2
)
F
P
= 10.2
(m
2
)
Do R > 0.25 nên lấy R = 0.25
ị
F
P'
=
2.55

(m
2
)
ị
a
opt
=
0.75 (m)
9.Xây dựng tuyến hình prôfin bánh lái.
ỹ
Toạ độ thực
trong đó : x, y : toạ độ các điểm trên prôfin.
: toạ độ t ơng đối.
: chiều dày t ơng đối của prôfin.
b : chiều rộng prôfin.
(%) (%)y (mm) (%) x(mm) (%)
0 0 0
17.5
525 46.30
0.25 7.20 32.4
20
600 47.78
0.5 10.28 46.26
25
750 49.50
0.75 12.45 56.03
30
900 50.00
1 14.10 63.45
40

1200 48.35
1.25 15.80 71.1
50
1500 44.00
1.75 18.55 83.48
60
1800 38.03
2.50 21.80 98.1
70
2100 30.50
3.25 24.55 110.5
80
2400 21.85
5 29.60 133.2
85
2550 17.08
7.5 34.99 157.5
90
2700 12.06
10 39.00 175.5
95
2850 6.70
15 44.55 200.5
100
3000 1.05
225.00
217.58
198.00
171.14
208.35

y(mm)
215.01
222.75
0
30
22.5
ị
7.5
37.5
52.5
75
450
97.5
150
225
300
= 0.264 > 0.25
54.27
30.15
4.73
76.86
137.25
98.33
x(mm)
15
0.25=
P
P
F
F

R
'
=
P
P
F
F
R
'
=
100
.
100
/
.
bt
yy
b
x
x
=
=
y
x
,
t
x
y
x
y

- 9 -
t
max
= 900
Khung gi¸ l¸i
750
Sµn SÐct¬ l¸i
561
335
561 335
1941
0.7R = 2240
6800
D
B
=3200
0.7R = 2240
DWL
T = 5400
h
P

= 3400
190
b
P
= 3000
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
Phần II : Xác định lực và mômen xoắn thuỷ động tác dụng lên
bánh lái.

2.1. Tr ờng hợp tàu chạy tiến.
2.1.1. Xác định vận tốc dòng n ớc chảy đến bánh lái.
ỹ 7.2072(m/s)
trong đó :
v
S
= 14.5 (hl/g) : Tốc độ tàu
+ 0.2401: Giá trị trung bình của hệ số dòng theo tại
vị trí đặt bánh lái.
+ v
0
là giá trị trung bình của hệ số dòng theo tại vị trí đặt chong chóng
Theo Pamiel :
trong đó :
d = 0.74- Hệ số béo thể tích.
x = 1 - Số chong chóng.
V =dLBT=
(m
3
) - Thể tích chiếm n ớc.
D
B
= 3.2 (m) - Đ ờng kính chong chóng.
+ Dw - phần hiệu chỉnh do kể đến sự tạo sóng , phụ thuộc vào tốc độ t ơng
đối (hệ số Fr ).
= 0.241 > 0.2
Dw = 0,3d(F
r
- 0,2) = 0.009
+ c - Hệ số hiệu chỉnh do kể đến ảnh h ởng của dòng

n ớc chảy ra từ chong chóng đập vào bánh lái.
F
b
'' là phần diện tích bánh lái đ ợc phủ bởi dòng n ớc từ chong chóng đẩy
ra : 9.6
(m
2
)
F
p
= 10.2
(m
2
) - Diện tích bánh lái.
k
B
là hệ số kể đến sự gia tăng thêm của lực dạt do bánh lái đặt trực tiếp
sau chong chóng . k
B
phụ thuộc vào trị số (s
B
/ 2) .
Hệ số tải của chong chóng s
B
:
1.82
r = 104.5
(kGs
2
/m

4
)
5.226(m/s)
2.211
Tra đồ thị đ ợc k
B
=
1.105
0.300
=
ị
v
A
= 0,515.v
s
.( 1- w
0
) =
=
v
ep
= 0.515.v
s.
(1-w
r
).c =
=
w
r
= 0.8w

0
=
8632.958
1.270
F
b
'' = D
B
.b
p
=
wdw
D-=
B
x
D
V
3
0
165,0
gL
v
Fr
=
)1(1
"
-D+=
B
P
P

k
F
F
c
4
.

2
1
2
2
B
A
B
B
D
v
P
p
r
s
=
=
2
B
s
- 10 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
: Vận tốc dòng n ớc chảy đến chong chóng.
x = 1 : Số chong chóng.

0.32: Hệ số hút.
R : Sức cản của tàu (KG).
R = 169.175(KN) = (KG)
v = 7.4588 (m/s) - Vận tốc tàu.
D - Hệ số kể đến ảnh h ởng của tốc độ toàn phần đến bánh lái :
k - Hệ số phụ thuộc vào khoảng cách t ơng đối từ mặt phẳng đĩa
chong chóng đến bánh lái và phụ thuộc vào đ ờng kính chong chóng.
k = f(z/D
B
)
z- Khoảng cách từ mặt phẳng đĩa chong chóng tới bánh lái
z = 0.5
(m) ị
z/D
B
= 0.156
Tra đồ thị, k = 1.28
2.2.2 Lực và mômen thuỷ động tác dụng lên bánh lái.
Lực cản : P
x
= 0,5.r.C
x
.v
ep
2
. F
p
Lực dạt : P
y
= 0,5.r.C

y
.v
ep
2
. F
p
áp lực pháp tuyến : P
n
= 0,5.r.C
n
.v
ep
2
. F
p
C
n
= C
x
sina
p
+ C
y
cosa
p
: Hệ số lực pháp tuyến.
Mô men xoắn thuỷ động tác dụng lên trục lái : M
s
' = P
n

.l
M
s
= K
0
. M
s
'
Quá trình tính toán lực và mô men thuỷ động đ ợc thể hiện d ới dạng
bảng nh sau :
7.92 15.97 23.88 31.67 38.676
1 - 0.04 0.12 0.25 0.43 0.61
2 - 0.3 0.61 0.91 1.2 1.43
3 - 0.075 0.15 0.225 0.3 0.36
4 - 0.30 0.62 0.93 1.25 1.50
5 - 0.25 0.24 0.24 0.24 0.24
6 m 0.74 0.73 0.72 0.72 0.72
7 m -0.01 -0.02 -0.03 -0.03 -0.03
8 kG 16745 34326 51623.9 68938.6 82788.1
9 kGm -101.5 -829.75-1345.85-1874.46-2295.72
10 kGm -121.9 -995.7-1615.01-2249.35-2754.86
0.707
C
d
=C
m
/C
n
C
n

=C
x
sina+C
y
cosa
Đại l ợng tính toán
C
x
C
y
0.11
7753.1705
69389.615
9303.8046
l = x
p
-a
opt
P
n
=rC
n
v
ep
2
.F
P
M/s=P
n
*l

17245.155
= (KG):Lực đẩy của chong chóng.
1.25
0.29
0.86
Góc bẻ lái a
P
o
0.36
38.63
0.61
1.12
TT Đơn vị
C
m
t = 0,5 d
- 0,05 =
Ms=k
o
*M/s
x
p
=C
d
*b
p
25360.52
=
t
xR

P
B
-
=
1
/
2
1.2
2
2
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
+
-
+=D
B
kk
s
- 11 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
Với k
0
= 1.2 : Hệ số kể đến quán tính ban đầu.
Kết luận :

P
nmax
= 38.68
(
o
)
M
s
max
= 38.63
(
o
)
2.2. Tàu chạy lùi.
2.2.1.Xác định vận tốc dòng n ớc chảy đến bánh lái.
ỹ Vận tốc tàu khi chạy lùi :
10.15 ữ 10.875 (hl/g)
v
s
= 14.5(hl/g) : Vận tốc tàu chạy tiến.
ỹ Vận tốc dòng n ớc chảy đến bánh lái :
v
epl
= 0,515v
sl
.z = 5.75 ữ 6.16069 (m/s)
z = 1.05 ữ 1.1 : Hệ số ảnh h ởng của thân tàu
2.2.2. Lực và mômen thuỷ động tác dụng lên bánh lái khi tàu chạy lùi.
ỹ Quá trình tính toán lực và mômen thuỷ động đ ợc thể hiện d ới bảng sau :
7.92 15.97 23.88 31.67 38.676

1 -
0.04 0.12 0.25 0.43 0.61
2 -
0.30 0.61 0.91 1.20 1.43
3 -
0.08 0.15 0.23 0.30 0.36
4 -
0.30 0.62 0.93 1.25 1.50
5 - 0.25 0.24 0.24 0.24 0.24
6 m 0.74 0.73 0.72 0.72 0.72
7 m -0.01 -0.02 -0.03 -0.03 -0.03
8 kG 1223625081.5 37720.9 50372.5 60492.2
9 kGm -74.2 -606.28-983.391-1369.64-1677.45
10 kGm -89.04 -727.54-1180.07-1643.57-2012.94
ỹ
Kết luận :
P
nmax
= 38.68
(
o
)
M
s
max
= 38.63
(
o
)
2.3.Vẽ đồ thị P

n
, M
s
=f(
a
P
) cho hai tr ờng hợp : tàu chạy tiến và tàu chạy lùi.
a
P
0
7.92 15.97 23.88 31.67 38.68
P
n
(l) 12236 2508237720.9 50372.5 60492.2
M
s
(l) -89.04 -727.5 -1180.1-1643.57-2012.94
ỹ
Tàu chạy tiến :
a
P
0
7.92 15.97 23.88 31.67 38.68
P
n
(t) 16745 3432651623.9 68938.6 82788.1
M
s
(t) -121.9 -995.7 -1615-2249.35-2754.86
0.61

1.12
Đại l ợng tính toán
C
x
C
y
C
m
TT Đơn vị
82788.134
v
sl
= (0,7ữ 0.75)v
s
=
9303.805
Góc bẻ lái a
P
o
(kG) tại a
P
=
38.63
(kGm) tại a
P
=
0.36
1.25
0.11
5665.1351

50702.038
0.29
0.86
9303.805
6798.1621
60492.150
(kG) tại a
P
=
69389.615
(kGm) tại a
P
=
6798.162
38.627
50702.038
6798.162
38.627
M
/
s=P
n
*l
x
p
=C
d
*b
p
l = x

p
-a
opt
P
n
=rC
n
v
epl
2
.F
P
Ms=k
o
*M
/
s
C
n
=C
x
sina+C
y
cosa
C
d
=C
m
/C
n

Tàu chạy
tiến
Tàu chạy
lùi
- 12 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
ỹ
Kết luận :
P
nmax
= 38.676
(
o
)
M
s
max
= 38.6274
(
o
)
Phần IiI : kết cấu của bánh lái và trục lái.
3.1. Vật liệu chế tạo.
3.1.1. Vật liệu chế tạo bánh lái :
ỹ
2400
(kG/cm
2
)
3.1.2. Vật liệu chế tạo trục lái :

ỹ
3000
(kG/cm
2
)
3.2. Kết cấu của bánh lái.
3.2.1. Chiều dày tôn vỏ bao :
1. Theo công thức lý thuyết tính toán :
trong đó :
T = 5.4(m.c.n) - Chiều chìm tàu ở trạng thái toàn tải.
P
n
= (kG) = (N)
: áp lực thuỷ động trên bánh lái khi bẻ lái góc a
P
F
P
=
(mm
2
) - Diện tích bánh lái.
[s] =
117.72(N/mm
2
) -ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo.
ỹ
82788.134
812151.590
(kG) tại a
P

=
9303.805
7.71359
Thép CT3 có s
ch
=
Thép 45 có s
ch
=
(mm)
(kGm) tại a
P
=
82788.134
10200000
[ ]
2
0
()1.5
nc
s
p
Pa
kT
F
d
s
=++=
Đồ thị lực và mômen tác dụng lên tàu
khi tàu chạy tiến và lùi

-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
0 10 20 30 40 50
Pn(kG)
M
s
(kGm)
a
P
(
o
)
M
s
(t)
Pn(l)
M
s
(l)
Pn(t)
- 13 -

thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
k
S
= 0.576 - Hệ số phụ thuộc tỷ số b
c
/a
c
= 1.1
a
c
= 50(cm) - Khoảng cách giữa các x ơng gia c ờng
đứng hoặc ngang lấy giá trị nhỏ hơn.
b
c
= 55(cm) - Khoảng cách giữa các x ơng gia c ờng
đứng hoặc ngang lấy giá trị lớn hơn.
2. Theo điều kiện chiều dày tối thiểu :
ỹ
Trong mọi tr ờng hợp, chiều dày tôn bao bánh lái không nhỏ hơn :
L = 98.2(m) - Chiều dài tàu.
8 (mm)
3.2.2. Chiều dày tấm tôn mặt trên và mặt d ới.
9.6 (mm)
ị Chọn d = 10 (mm)
3.2.3. X ơng gia c ờng.
1. Khoảng cách các x ơng gia c ờng.
a
0
: Khoảng cách chuẩn theo ph ơng ngang.
0.5964(m)

ị Khoảng cách các x ơng gia c ờng ngang : 550 (mm)
Khoảng cách các x ơng gia c ờng đứng : 500 (mm)
2. Chiều dày x ơng gia c ờng.
6.4 (mm)
ị Chọn d
gc
= 8 (mm)
(cm)7.9953
ị Chọn chiều dày tôn bao
d
0
=
d
gc
0,8d
0
=
min
37
40.
240
c
L
a
L
d
+
==
+
=

0
2,1
dd
=+
ữ
ứ
ử
ỗ
ố
ổ
=
4,0
100
2,0
0
L
a
585
3400
690
3000
450500500500
550 550 550 550 550 650
- 14 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
3. Kích th ớc lỗ khoét trên x ơng gia c ờng.
Kích th ớc lỗ khoét trên x ơng gia c ờng đứng : f100 (mm)
Kích th ớc lỗ khoét trên x ơng gia c ờng ngang: f100 (mm)
3.2.4. Lập là.
1. Chiều dày.

8 10
ị Chọn d
l
= 8 (mm)
2. Chiều rộng.
ị b
t
= 64 80 (mm)
80 (mm)
3.2.5. Vùng thay thế cho trụ lái.
1. Kích th ớc của tấm tôn.
ỹ Chiều dày của tấm tôn thay thế :
14.4 ữ 16 (mm)
20 (mm)
ỹ Chiều rộng của dải tôn bao thay thế cho trụ lái là :
0.5933(m) 600 (mm)
l
1
= 3.56 (m) - Nhịp từ gối (0) đến gối (1) trong sơ đồ
mô hình hoá bánh lái và trụ lái.
2. Số l ợng và kích th ớc của x ơng gia c ờng đứng thay thế cho trụ lái.
0.75 (m)
0.45 (m)
ị Vậy có 2 thanh gia c ờng đứng, mỗi thanh đặt về một phía của t
max
nh
hình vẽ :
3. Kiểm tra môđun chống uốn.
trong đó : [s] = 960
(kG/cm

2
) - Môđun chống uốn giới hạn.
M
umax
:Mômen tính toán trong bài giải đ ờng kính trục.
= (kGm)
= (kGcm)6539532.372
t
max
=
a =
ị Chọn b
t
=
ị Chọn d =
65395.324
(cm
3
)
=
ị
a
ị Chọn S =
>
6812
t
max

+
Ê

Ê
2
gclgc
d
d
d
ÊÊ
l
d
(
)
0
108
d
á
l
b
(
)
0
28,1
dd
á

d
=
1
6
1
lS

[ ]
[]
s
maxu
M
WW
=
2"2'
tttttt
MMM
+=
á
20
20
600
690
- 15 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
M
t
' = (kGm) - Mômen tính toán khi bánh lái chịu
tác dụng của Pn,Pc.
M
t
" = (kGm) - Mômen tính toán khi bánh lái chịu
tác dụng của Mg.
Ta có bảng chọn thép sau :
b t
- 600 20 120 0 0 0 0
I 450 16 72 23.5 1692 39762 12150

- 600 20 120 47 5640 265080 0
Tổng 312 7332
23.5 (cm)
24.5 (cm) Z
1
= 24.5
144690
(cm
4
)
Z
2
= 24.5
6812.013
(cm
3
)
5905.714
(cm
3
)
-13.3044%
ịVậy bánh lái đủ bền.
3.2.6.Gót bánh lái (gân đuôi bánh lái).
Quy cách :
3.2.7. ố ng luồn dây cho công nghệ lắp ráp.
Quy cách :
ống luồn dây trong công
nghệ lắp ráp đ ợc đặt tại
trọng tâm bánh lái và hàn

kín với vỏ bao.
Có quy cách nh hình vẽ :
3.2.8. Nút xả khi thử áp lực.
Tại tấm tôn mặt trên và mặt d ới của bánh lái ng ời ta khoét lỗ để thông n ớc
khi thử áp lực. Lỗ khoét đó có tiện ren. Sau khi thử áp lực xong, lỗ đ ợc bịt kín
bằng vít đồng và hàn lên trên một tấm ốp có đ ờng kính bằng hai lần đ ờng kính
lỗ khoét.
316992
W
min
=
e =
z
max
=
J =
D W =
Fz
i
(cm
3
)
Fz
i
2
(cm
4
)
Quy cách
(mm)

J
0
(cm
4
)
W =
TT
65387.930
Z
i
(cm)
983.318
F
(cm
2
)
14
90
F54
F74
F112
- 16 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
Hình vẽ minh hoạ :
3.2.9. Quy trình hàn.
Tôn bao bánh lái đ ợc hàn theo ph ơng pháp hàn điểm.
Tôn mạn bánh lái đ ợc khai triển sao cho số mối nối là ít nhất. Các x ơng gia
c ờng đứng và ngang đ ợc hàn tr ớc tạo thành bộ khung của bánh lái. Sau đó tôn
mạn phải đ ợc hàn vào khung bằng mối hàn chữ T liên tục. Tiếp theo, các tấm tôn
nắp và tôn đáy bánh lái đ ợc hàn vào khung và tôn mạn phải. Trên các mép x ơng

gia c ờng đứng và ngang hàn các lập là - quy cách 80x8 (mm), trên tôn mạn trái
cắt các lỗ khoét phân bố đều trên các dải tôn - quy cách 75x40 (mm).
Mối hàn xung quanh lỗ khoét sẽ liên kết tôn mạn trái vào khung.
Hình vẽ minh hoạ :
3.2.10.Xác định khối l ợng và toạ độ trọng tâm bánh lái.
ỹ Tọa độ trọng tâm G của bánh lái :
X
G
= Sm
j
.x
j
/Sm
j
= SV
j
.x
j
/SV
j
= SS
j
.d
j
.x
j
/SS
j
.d
j

Y
G
= 0
Z
G
= 0 (Đối xứng)
ỹ Diện tích prôfin đ ợc tính gần đúng bằng cách chia
prôfin thành 25 hình thang theo chiều dài, t ơng ứng
với các toạ độ nh ở phần xây dựng prôfin.
i
x
i
y
i
x
i
-x
i-1
y
i
+y
i-1
2y
i
+y
i-1
S
i
x
ci

0 0 0 0 0 0 0 0
1 7.5 32.4 7.5 32.4 64.8 243 5.00
2 15 46.26 7.5 78.66 124.92 589.95 11.47
3 22.5 56.025 7.5 102.29 158.31 767.138 18.87
0
1215
6766.875
14475.375
S
i
.x
ci
40
75
10
10
150 75
10
8
8
- 17 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
4 30 63.45 7.5 119.48182.925 896.063 26.33
5 37.5 71.1 7.5 134.55 205.65 1009.13 33.82
6 52.5 83.475 15 154.58 238.05 2318.63 45.20
7 75 98.1 22.5 181.58279.675 4085.44 64.05
8 97.5 110.475 22.5 208.58 319.05 4692.94 86.47
9 150 133.2 52.5 243.68376.875 12792.9 124.57
10 225 157.455 75 290.66 448.11 21799.1 188.54
11 300 175.5 75 332.96508.455 24971.6 263.18

12 450 200.475 150 375.98 576.45 56396.3 376.66
13 525 208.35 75 408.83617.175 30661.9 487.74
14 600 215.01 75 423.36 638.37 31752 562.70
15 750 222.75 150 437.76 660.51 65664 675.44
16 900 225.00 150 447.75 672.75 67162.5 825.13
17 1200 217.58 300 442.58 660.15 132773 1049.16
18 1500 198.00 300 415.58613.575 124673 1347.64
19 1800 171.14 300 369.14 540.27 110741 1646.36
20 2100 137.25 300 308.39445.635 92515.5 1944.51
21 2400 98.33 300 235.58 333.9 70672.5 2241.74
22 2550 76.86 150 175.19252.045 26277.8 2471.94
23 2700 54.27 150 131.13 185.4 19669.5 2620.69
24 2850 30.15 150 84.42 114.57 12663 2767.86
25 3000 4.73 150 34.875 39.6 5231.25 2906.77
S
i
= 2.1/2.(y
i
+ y
i-1
).( x
i
- x
i-1
)
(mm
2
)
=
(cm

2
)
Trọng tâm của S
i
:
x
ci
= x
i-1
+ 1/3.(x
i
- x
i-1
).(2y
i
+y
i-1
)/(y
i
+ y
i-1
)
Trọng tâm của prôfin : x
c
= SS
i
.x
ci
/S
SS

i
x
ci
=
(mm
3
)
=
(cm
3
)
ị x
c
= 126.13(cm) = 1261.3(mm)
Ta tính đ ợc toạ độ trọng tâm prôfin bánh lái, cách mép tr ớc bánh lái một
khoảng : 126.1302(cm)
ỹ Tính toán trọng tâm bánh lái đ ợc thực hiện theo bảng :
1 126.13
2 42
167807.959
Tổng 1161680996
182318850
179896950
158429250
64956937.5
51547725
35049375
55417500
139299750
168014250

15206062.5
21242250
14955046.875
17866743.750
44352225
405810
1593565.313
4110075
6571968.750
23591.250
34129.688
104802.188
261680.625
V
i
x
i
(cm
4
)
1161680995.688
1161680.996
S = SS
i
=
921017.5875
ST
T
Tên chi tiết Diện tích (cm)
Thể tích V

i
(cm
3
)
9210.176
921017.5875
16932516.32
380419.2
x
i
(cm)
Tôn bao 134246.37
9057.6Vách đứng 1 11322
=S
i
S
- 18 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
3 78
4 0.9 x 18360 130
5 0.9 x 10771.2 185
6 0.9 x 26525 126.13
7 126.13
8 126.13
9
ỹ
Trong đó : Hệ số 0,9 là hệ số kể đến việc chiếm diện tích của lỗ khoét trên
vách ngang và vách đứng.
ỹ
169.144(cm)

ỹ
Khối l ợng bánh lái 1735.59(kG)
Với
g = 7850
(kG/m
3
)
3.3. Kết cấu trục lái :
3.3.1. Mô hình hoá sơ đồ bánh lái và trục lái :
Tải trọng tác dụng lên trục lái gồm có :
ỹ
áp lực thuỷ động P
n
của n ớc tác dụng vuông góc gây uốn trục.
ỹ
Mômen thuỷ động M
s
gây xoắn trục.
ỹ
Lực tác dụng lên đầu sectơ lái : P
C
= M
C
/R
C
Với R
C
: bán kính sectơ lái.
ỹ
Trọng l ợng bánh lái G

m
và trọng l ợng bản thân của trục lái.
Coi bánh lái và trụ lái nh 1 dầm tựa tự trên các gối tựa tự do. Bánh lái có độ
cứng EI
1
, trục lái có độ cứng EI
2
. EI
1
/EI
2
= k.
I
1
,I
2
: t ơng ứng là mômen quán tính tiết diện ngang của bánh lái và trục lái.
E : Môdun đàn hồi cuả vật liệu.
2
Mô hình hoá sơ đồ bánh lái và trục lái :
Đây là dầm siêu tĩnh bậc một.
1.9 (m) l
1
= 3.9(m)
b = 2 (m) l
2
= 1.54 (m)
l
3
= 0.35 (m)

3.3.2. Tính đ ờng kính trục ở lần gần đúng thứ nhất.
ỹ
Đây là dầm liền nhịp chịu lực phức tạp do đó sử dụng nguyên lý độc lập tác
dụng để đ a vào tính toán.
Chọn k =
Lập là
Hoành độ trọng tâm bánh lái : x
G
=
1161680.996
398412.15
m = V.g =
Tổng 37396720.14221094.19
Tôn đáy
3158.74
9210.2
761654.4
2386800
1992672
13382565.074 vách ngang
10200
9764.8Vách đứng 2
9210.176
3948.423
Vách đứng 3
Vách đứng 4 5984
12206
36840.704
Với a =
2

R
2
EI
1
M
Mg
0
Pn
1
EI
R
(0)
P
C
M
s
(1) (2)
a b
l l l
1
2
3
- 19 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
1. Trục lái d ới tác dụng của P
n
, M
s
(P
C

= 0)
(kG)
(kGm)
ỹ
Viết ph ơng trình góc xoay cho gối 1 với ẩn số là mômen đế M
1
'
(kGm)
ỹ
Mômen nhịp do P
n
gây ra :
(kGm)
ỹ
Mômen tính toán của bánh lái :
ỹ
Đ ờng kính sơ bộ của trục tại các gối ở lần gần đúng thứ nhất :
trong đó : M
ui
:Mômen uốn tại gối i. (kGcm)
M
s
:Mômen xoắn trục. (kGcm)
[s] :
ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo trục lái.
1200
(kG/cm
2
)
Tại gối 1 : M

u1
= (kGm)
= (kGcm)
M
s
= (kGm)
= (kGcm)
ị D
1
33.45(cm)
ị Chọn D
1
= 34 (cm)
Tại gối 2: Mu
2
= 0(kGcm)
M
s
= (kGcm)
ị D
2
19.79(cm)
20 (cm)
ỹ
Phản lực tại các gối đ ợc tính theo biểu thức sau:
(kG)
ỹ
Đ ờng kính tại gối (0) : = 14.0705(cm)
ị Chọn D
0

= 16 (cm)
ị Chọn D
2
=
M
p
= P
n
ab/l
1
=
[s] =0,4s
ch
=
4394413.104
9303.805
930380.4623
(kG)
-28535.15003
930380.462
(kG)
43944.131
59256.682
(cm)
80665.361
31187.727
80135.556
9303.805
ị Thay số vào ta đ ợc M
1

' =
82788.134
43944.131
(kGm)
P
n
=
M
s
=
21
n
'
1
1
n
2
2
'
1
1
1
'
1
l2l
ab
)
b
a
1(

2
P
M0)
b
a
1(
EI6
abP
EI3
lM
EI3
lM
+
+=ị=+-+
=-=-=
p
'
1
11
n
'*
1tt
M
l
a
l
abP
MMM
[]
3

22
u
i
1,0
MM
D
i
s
+

s
=-=
=+
+
=
=-=
2
'
1
'
2
1
n
21
21
'
1
'
1
1

'
1
1
n
'
0
l
M
R
l
aP
ll
)ll(M
R
l
M
l
bP
R
[]
s

'
0
0
R
76,2D
- 20 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
2.Trục lái d ới tác dụng của Mg =G

m
.r
-Chiều dài trục lái : l = 2.19 (m)
-
Khối l ợng riêng vật liệu trục lái :
g = 7850
(kG/m
3
)
-Thể tích trục lái : V = 0.0433
(m
3
)
ỹ
Khối l ợng trục lái : Vg = 340.082(kG)
ỹ
Khối l ợng bánh lái ( tính ở trên) : G = 1735.59(kG)
ỹ
Khoảng cách từ trọng tâm bánh lái đến trục lái r = x
G
- a
opt
r =94.14384(cm) = 0.9414(m)
ỹ
Mômen Mg = (kGm)
ỹ
Viết ph ơng trình góc xoay cho gối 1 với ẩn số là mômen đế tựa M
1
".
ỹ

Mômen tính toán :
ỹ
Phản lực tại các gối do Mg gây ra đ ợc tính :
-643.4(kG)
102.08(kG)
ỹ
Do nên phản lực tổng cộng d ới tác dụng của P
n
, M
s
,M
g
sẽ là:
Vậy phản lực tổng cộng tại gối (0),(1),(2) lần l ợt sẽ là :
R
0
= (kG)
R
1
= (kG)
R
2
= (kG)
ỹ
Trị số ma sát tại các gối trong lần gần đúng thứ nhất:
Với f
j
: Hệ số ma sát giữa trục và ổ.
f
j

= 0.1 : ổ tr ợt và ổ chống lắc.
Ta có : M
ms0
= 317.88(kGm)
M
ms1
= 1735.5(kGm)
M
ms2
= 363.51(kGm)
ỹ
Mômen xoắn toàn phần tác dụng lên trục lái sẽ là :
11721(kGm) = 114.980(KNm)
ỹ
Chọn máy lái có mômen xoắn đầu ra của nó là : M
C
M
KT
31192.425
80138.140
28535.333
1954.117
(kGm)
(kG)
-157.21
1078.7
(kGm)
541.37
=
+

-
-=ị
= =
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
-
21
2
1
2
1g
"
1
2
2
"
1
1
1
"
1
2
1
2

1
1g
l2l
)
l
a
31(lM
2
1
M
)2k(
EI3
lM
EI3
lM
l
a3
1
EI6
lM
=-=
1
"
1
1
g
tt
l
aM
l

bM
M
=-=
=+
+-
=
=-=
2
"
1
"
2
2
"
1
1
"
1g
"
1
1
"
1
1
g
"
0
l
M
R

l
M
l
MM
R
l
M
l
M
R
"
i
'
i
RR ^
2"
i
2'
ii
RRR +=
i
i
jmsi
R
2
D
f
4
M
p

=
=+=
ồ
=
s
2
0i
msiKT
MMM
- 21 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
Chọn máy lái điện thuỷ lực: M
C
= 115 (kNm)
Lực tác dụng lên đầu séctơ lái : P
c
= M
C
/R
C
= (kG)
Rc : bán kính séctơ lái Rc = 210 (mm) = 0.21(m)
ỹ
Biểu đồ mômen xoắn trục lái d ới tác dụng của P
n
, M
s
, và M
g
.

Với các giá trị trên biểu đồ :
M
p
= (kGm)
M
1
'= (kGm)
M
g
= (kGm)
M
1
"= (kGm)
3.3.3.Tính đ ờng kính trục lái ở lần gần đúng thứ hai.
1. Trục lái d ới tác dụng của P
n
, M
s
, P
C
.
ỹ
Viết ph ơng trình góc xoay cho gối (1) với R
1
' là ẩn.
trong đó : M
2
= P
C
l

3
= (kGm)
ỹ
Mômen tính toán tại nhịp d ới tác dụng của P
n
, M
s
, P
C
là:
55822.533
80665.361
43944.131
1954.117
-157.208
31358.936 (kGm)
19537.887
65387.930(kGm)
=
+
-
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
+

=ị
=+
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
+-
21
22
1
n
'
1
2
22
2
2
'
1
1
1
'
1
11
n
l2l

lM
l
a
1abP
2
1
M
EI6
lM
EI3
lM
EI3
lM
l
a
1
EI6
abP
=-=
'
1
11
n
'
t
M
l
a
l
abP

M
M
1
"
l
b
M
g
a
1
(0)
EI
1
M
p
l
2
M
1
'
(1)
EI
2
3
l
(2)
M
s
Pn
Mg

R
M
1
2
R
0
(Do Pn,M
s
)
(Do Mg)
- 22 -
thiết kế môn học : Thiết bị tàu thủy
ỹ
Khi đó, phản lực tại các đế :
(kGm)
ỹ
Đ ờng kính trục tại các gối ở lần gần đúng thứ hai :
Gối (1): M
u1
= (kGm)
= (kGcm)
M
s
= (kGcm)
(kG/cm
2
)
ị D
1
30.09537(cm)

Gối (2) : (kGm)
= (kGcm)
ị D
2
25.35(cm)
ỹ
Đ ờng kính trục tại gối (0) :
M
u3
= 0 (kGcm)
ị D
0
14.30(cm)
ỹ
Vậy ta chọn đ ờng kính trục trong lần gần đúng lần thứ hai là :
D
0
= 18 (cm)
D
1
= 32 (cm)
D
2
= 26 (cm)
2.Trục lái d ới tác dụng của Mg = G
m
r.
ỹ
Khối l ợng trục lái trong lần gần đúng thứ hai :
-Chiều dài trục lái : l = 2.19 (m)

-Khối l ợng riêng vật liệu làm trục lái g = 7850
(kG/m
3
)
-Thể tích trục lái : V = 0.0199
(m
3
)
- 156.546(kG)
ỹ
Khối l ợng bánh lái (tính ở trên): 1735.59(kG)
ỹ
Khoảng cách từ trọng tâm bánh lái đến trục lái r = x
G
- a
opt
r =94.14384(cm) = 0.9414(m)
ỹ
(kGm)
3135893.609
1953788.651
19537.887
ị Khối l ợng trục lái : gV =
48146.527
1200
M
u2
= M
2
=

(kGm)
(kGm)
56049.439
1781.329
[s] =0,4s
ch
=
34414.700
930380.4623
31358.936
Mômen Mg =
=
-
-=
=
-
+
+
=
=-=
2
2
'
1
C
'
2
2
2
'

1
1
'
1n
'
1
1
'
1
1
n
'
0
l
MM
PR
l
MM
l
MaP
R
l
M
l
bP
R
[]
)2,1i();cm(
1,0
MM

D
3
22
ui
i
=
s
+

s
[]
s

'
0
0
R
67,2D
- 23 -