THIẾT kế đạo lưu CHO tàu cá
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (367.69 KB, 38 trang )
Thiết kế môn học thiết bị tàu
Nhiêm vụ thiết kế:
Thiết kế đạo lưu định hướng xoay cho tàu cá lắp máy 2x135cv chạy tự do với vận
tốc 10.8hl/giờ
Các thông số chđ u cđa tµu thiÕt kÕ:
L=
B=
H=
T=
35
7
3
2.1
+ HƯ sè bÐo thĨ tÝch:
d=
+ HƯ sè bÐo sên gi÷a: b=
+ HƯ sè bÐo ®êng níc: a=
0.54
0.92
0.81
+ ChiỊu dµi tµu:
+ ChiỊu réng tµu:
+ ChiỊu cao mạn:
+ Chiều chìm tàu:
m
m
m
m
Trang:1
Phần I: Xác định đặc trưng hình học của hệ đạo lưu cánh
giữ hướng
1.1 Chọn dạng đạo lưu
o
Chọn đạo lưu có dạng N 5a có lH = 0.8
1.2. Xác định đường kính trung bình của đạo lưu
1.2.1.Đường kính trong nhỏ nhất của đạo lưu
DH = DB + 2.D =
Trong đó:
DB = 0.98
m
m
1.00
- Đường kính sơ bộ của chong chóng đạo lưu,DB được
xác định từ sơ đồ tính chong chóng đạo lu
D = (0.005 , 0.01 )DB = (4.91 , 9.8),mm -khe hở giữa mút cánh chong chóng và bề
mặt của đạo lưu.Mọi trường hợp D < 15 mm
10
mm
Chọn D=
* Tính sơ bộ đường kính chong chóng D B
Theo đề bài công suất của máy là 2x150cv ta chọn máy của h·ng
NAKAP POLIAR SF1RS
Cã sè vßng quay n= 750 v/p =
12.5 v/s
Vận tốc của tàu là v= 10.8 hl/h
Công suất máy 2x135cv= 270
cv = 198.585 (KW)
Đường kính sơ bộ của chong chóng là:
134
D
B
=
Ps
Vs
n
=
0.98
m
m
1.2.2.Diện tích thuỷ lực của đạo lưu:
p.DH2
FH =
= 0.79
4
m2
1.3.Đường kính cửa vào của đạo lưu
DH' = aH.DH = 1.1
m
Trong đó:
aH :Hệ số loe cửa vào của đạo lưu .Theođạo lu N05a
a H = 1.1 => aH = 1.21
1.4.§êng kÝnh cửa ra của đạo lưu
DH" = DH . b H =
Trang:2
DH" = DH . b H =1.063 m
Trong ®ã :
b H Hệ số loe cửa ra đạo lưu.Theo đạo lưu N05a
Ta cã:
b
H
= 1.06 => b H = 1.12
1.5. ChiỊu dµi của đạo lưu
lH = l
H
.D
H
= 0.80
m
_
lH
chiều dài tương đối của đạo lưu chọn lH = 0.8
1.6.Vị trí đặt trục đạo lu
x d = x d .l H = 0.32 m
Trong đó:
_
xd
= 0.4
Theo số hiệu của đạo lưu
1.7. Kích thước cánh giữ hướng
1.7.1 Chiều cao của cánh giữ hướng
h C = D H" = 1.063 m
1.7.2 Chiều rộng tương đối của cánh giữ hướng
b C = b C .l H = 0.48 m
Chän
bC = 0.6
1.7.3 ChiỊu dÇy lín nhÊt cđa profin cánh giữ hướng
tC
= t C . b c = 0.06 m
max
Trong đó:
t = 0.12 chiều dày tương đối của cánh giữ hướng(theo NASA0012)
1.7.4 Vị trí chiều dày lớn nhất của cánh giữ hướng
x = x.bC = 0.14 m
x = 0.3
Trang:3
x=
1. 7.5 Độ dang của cánh giữ hướng
h
lc = c = 2.2
bc
1.7.6 Diện tích cánh giữ hướng
Fc=hC.bC =
0.51
m
2
1.7.7 Bắp chuối thoát nước
d max=(1.1-1.4)d0=0,18~0,23 Chọn dmax= 0.2
d0=0.167 D= 0.16 m
1.8.Khoảng cách từ mặt phẳng đĩa chong chóng đến mép trước của giữ hướng
a C = e + l mu +
Trong đó:
1
l cu = 341.7
2
lcđ = 0.25DB =
lmị =2/3lcđ =
mm
0.246 m
0.16 m
e = (50 - 60) ,mm - Khoảng cách từ đầu bắp chuối thoát nước tới mũ thoát nước
chọn e = 55 mm
Trang:4
9.Xây dựng tuyến hình profin đạo lưu và cánh giữ hướng
- Tuyến hình profin của đạo lưu
x/lH (%)
xi (mm)
0
0
5
40.1
10
20
30
40
50
80.2 160.5 240.7 321.0 401.2
Di (mm) 1103 1058 1033 1008 1003 1003 1008
ti (mm) 0
45
68
80
75
71
59
60
481
70
562
80
642
90
722
100
802
1018 1028 1038 1043 1063
51
39
25
17
0
- TuyÕn h×nh profin của cánh giữ hướng
Toạ độ thực của profin tính theo công thức:
x=
x.b
100
y = y
t .b
100
Trong đó:
x,y - toạ độ các điểm trên profin
x,y - toạ độ tương đối
t = 0.12 - Chiều dày tương đối của profin (theo NASA0012)
Bảng tung độ lí thuyết của cánh giữ hướng
x (%) x (mm)
0
0.00
0.25 1.20
0.50 2.41
0.75 3.61
1.00 4.81
1.25 6.02
1.75 8.43
2.50 12.04
3.25 15.65
5.00 24.07
7.50 36.11
10.0 48.14
15.0 72.21
y (%) y (mm) x (%) x (mm) y (%) y(mm)
0.00
7.20
10.28
12.45
14.10
15.80
18.55
21.80
24.55
29.60
34.99
39.00
44.55
0.0 17.50 84.25 46.30
4.2
20 96.3 47.78
5.9
25 120.4 49.50
7.2
30 144.4 50.00
8.1
40 192.6 48.35
9.1
50 240.7 44.00
10.7
60 288.9 38.03
12.6
70 337.0 30.50
14.2
80 385.1 21.85
17.1
85 409.2 17.08
20.2
90 433.3 12.06
22.5
95 457.4 6.70
25.7 100 481.4 1.05
26.7
27.6
28.6
28.9
27.9
25.4
22.0
17.6
12.6
9.9
7.0
3.9
0.6
Trang:5
2100
1214
1400
ĐNTK
500
500
Khung giá lái
Sàn sectơ lái
Phần II: Xác định lực và mô men thuỷ động tác dụng lên
đạo lưu-cánh giữ hướng
2.1 Khi tàu chạy tiến
2.1.1 Xác định vận tốc dòng chảy đến đạo lưu e
ve = 0,515 vs (1-w)= 5.61 m/s
vs= 10.8 hl/h VËn tèc tàu
Trong đó:
w: giá trị trung bình của hệ số dòng theo tại vị trí đặt chong chóng có kể đến ảnh
hưởng của đạo lưu
w = C.w 0=0.8w 0= -0.0088
C=
0.8
Hệ số kể đến ảnh hưởng của đạo lưu
w 0:Giá trị trung bình của hệ số dòng theo tại vị trí đặt chong chóng không kể đến
ảnh hưởng của đạo lưu
w 0=0.35.d-0.2= -0.011
Với tàu 2 chong chóng
Trong đó:
d= 0.54 Hệ số béo thể tích
2.1.2 Xác định hệ số tải của chong chóng trong đạo lưu và hệ số tốc độ
kích thích chiều trục
a. Hệ số tải của chong chóng khi kể đến ảnh hưởng của đạo lưu
sB =
sK
= 1.34
1 - tH
Trong đó:
sK: Hệ số tải của hệ chong chóng đạo lưu
tH: Hệ số hút của chân vịt
t = 0,7.w = -0.00616
sK =
TK
1 / 2 rv e
2
pD B
4
=1.53
Trong ®ã:
TK: Lùc ®Èy cđa chong chóng- đạo lưu
m Đường kính chong chóng
DB=
0.98
r=
kGm 2 /s 4 là khối lượng riêng của nước
104.5
ve =
5.61
m/s
TK =
TE
R
=
= 1944.29 KG
(1 - t ) Z p (1 - t )
R: Lùc cản của thân tàu
Zp =
2
Số lượng chong chóng
Trang:6
Tính sức cản của tàu
Dùng phương pháp tính lực cản cho tàu cá và tàu lai của Oortsmerssen
Sức cản của tàu được tính theo công thức :
R = (C1 f 1 + C 2 f 2 + C 3 f 3 + C 4 f 4 ).D + (C F + å DC F ).
Trong ®ã:
-m
Fr - 2
9
f1 = e
-m
Fr - 2
7
f2 = e
1 2
rv S
2
= 0.656
= 0.581
-2
f3 = e-mFr sinFr-2 = -0.022
-2
f4 =e-mFr cosFr-2 = -0.0030
Trong ®ã:
m = 0.14347j -2.1976 = 0.35
j =
Fr =
d
a
= 0.67
v
g.L D
LD =
= 0.30 HÖ sè Frót
1
( LPP + LW L ) = 34.25 m
2
LPP=
LWL=
33.5
35
m : Chiều dài hai đường vuông góc
m : Chiều dài đường nước thiết kế
* Các Ci được tính theo công thøc sau
2
C i = d i , 0 + d i ,1 l cb + d i , 2 .l
2
cb
L
B
æL ö
+ d i ,3 .j + d i , 4 .j + d i , 5 . D + d i , 6 .ỗ D ữ + d i , 7 .a + d i ,8 .a 2 + d i ,9 .
B
T
ố B ứ
2
2
ổBử
+ d i ,10 ỗ ữ + d i ,11 b
èT ø
HÖ sè d i,j tra theo bảng 8-9 Sổ tay KTĐT tập 1 trang464
Trang:7
Ci
di,0
di,1
di,2
di,3
di,4
di,5
di,6
di,7
di,8
di,9
di,10
di,11
C1=
C2=
C3=
C4=
1
79.32134
-0.09287
-0.00209
-246.459
187.13664
-1.42893
0.11898
0.15727
-0.00064
-2.52862
0.50619
1.62851
-7.123
422.56
-276.42
34.73
2
6714.88
-19.83
-2.67
-19662
14099.9
137.336
-13.369
-4.4985
0.021
216.449
-35.076
-128.73
3
-908.4
-2.527
-0.358
755.19
-48.94
-9.869
-0.777
3.7902
-0.019
-9.244
1.2857
250.65
4
3012.1
2.7144
0.2552
-9199
6886.6
-159.9
16.236
-0.82
0.0023
236.38
-44.18
207.26
10-3
10-3
10-3
10-3
1 L
a = q D = 1.2
2 B
q=
28
(Độ) Góc giữa tiếp tuyến với
đường nước ở mũi và phẳng đối xứng
ổ1
ử
ỗ LD - CB÷
2
ø 100% = 0.511 % :
lcb = è
CB là khoảng cách từ tâm nổi đến trụ
LD
đứng mũi
Theo LTTK Trang(169) ta cã :
xc
é p 0,65 - d
ù
= -0,011êsin
+ 0,1ú = -0.0104
L
ë 2 .0,15
û
xC = -0.366 m
CF =
0.075
=
(log Re - 2) 2
Víi
Re =
n 15 0
C
vL
n 15 o C
0.002
=1.74.10
8
m 2 Tra b¶ng 8-2 STKTDT tËp 1 trang 447
= 1.158 .10
s
6
Trang:8
D CF
D CF
D CF
D CF
SD CF
=
=
=
=
=
0.00035
0.00004
0.00004
0.00008
0.00051
D=dLBT = 277.83
Độ nhám vỏ tàu
Lực cản do tính ăn lái của tàu
Lực cản phần nhô
Lực cản gió
(T) Lượng chiếm nước của tàu
Diện tích mặt ướt của tàu tính theo công thức:
2
1
S = 3.223.D 3 + 0.5402 LD .D 3 = 257.96 m
2
C1.f1= -0.0047
C2.f2= 0.2456
C3.f3= 0.0061
C4.f4= -0.0001
SCifi= 0.2470
Sức cản toàn bộ của tàu là:
R= 3912.54 KG
Tra đồ thị STTB T1 ta được (ứng với aH = 1,21 )
Hệ số hút của đạo lưu
tH =
Khi tàu ch¹y tiÕn ( øng víi s k = 1.53 )
-0.14
b. HƯ sè tèc ®é kÝch thÝch chiỊu trơc
1
a = ( 1 + s B - 1) = 0.265
2
2.1.3 Lùc vµ mô men thuỷ động trên đạo lưu
Khi làm việc trên đạo lưu xuất hiện các thành phần
-Lực cản
1
PX H = r .C X H V e2 S H (KG)
2
-Lùc d¹t
PY H =
1
r .C Y H V e2 S H (KG)
2
-Lùc ph¸p tuyÕn
1
Pn H = r .C n H V e2 S H (KG)
2
-Lùc tiÕp tuyÕn
Pt H =
1
r .C t H V e2 S H (KG)
2
- Mô men xoắn thuỷ động
Trang:9
Ms H =
1
r.Cm H Ve2 S H .lH (KG.m)
2
Trong ®ã :
CnH = CxH sinaP+CYH cosaP HƯ sè lùc ph¸p tun aP: góc bẻ lái
CtH = CxH cosaP+CYH sinaP Hệ số lùc tiÕp tun
SH : diƯn tÝch bỊ mỈt sư dơng có hiệu quả của đạo lưu
lH= 0.80 Chiều dài đạo lu (m)
2
S H = k s p . D ep .l H = 2.27 m
: HÖ sè hiÖu chØnh k S = 0.85-0.9 Chän Ks= 0.9
Dep : §êng kÝnh trung bình phía trong bề mặt đạo lưu
DH' + DH" + DH
Dep =
= 1.06 m
3
CxH ,CYH , CmH là các hệ số không thứ nguyên của lực cản lực dạt mômen.Trị số của
chúng được tra theo đồ thị 1.23 STTBTT tập 1
Quá trình tính toán lực và mô men thuỷ động được thực hiện theo bảng sau(Bảng 1)
2.1.4 Tính lực và mômen thuỷ động trên cánh giữ hướng và trục của đạo lưu
a. Xác định góc tấn của dòng chảy tới cánh giữ hướng
a=ap-aC
Trong đó:
aC:Góc nghiêng của dòng chảy sau đạo lưu so với phương của trục chong chóng được
tính bởi c«ng thøc:
a C = 57.3C y H
Dep l H
DH2 b H v S2
C«ng thøc Petrov
_
2s
1
v s = ( 1 + B + 1) = 1.42 m/s Tốc độ tương đối của dòng nước chảy ra từ đạo lưu
2
bH
( Khi tàu tiến)
b. Tốc độ dòng chảy tới cánh giữ hướng
_
v C = v e . v s = 7.97 m/s
DiÖn tÝch của cánh giữ hướng
m2
F=bc.hc=
0.51
Khoảng cách từ mặt cánh chân vịt tới mặt cánh giữ hướng
ac = 0.342 m
Ta có độ dang của cánh giữ hướng là = 2.2
Vì vậy ta tính các hệ số Cx Cy Cm Cd thông qua bánh lái chuẩn có độ dang l=6
1 1 1
1 1 1
C1 = ( - ) = ( - ) =
p l l
p 2,2 6
Trang:10
1 1 1
1 1 1
C1 = ( - ) = ( - ) = 0.09
p l l0 p 2,2 6
C2 =
57,3 1 1 57,3 1 1
( - )=
( - ) = 5.22
p l l0
p 2,2 6
Víi : Cy=Cy0=Cy ;Cm=Cm0
aP=aP0+C2Cy0
2
Cx=Cx0+C1.C yo
B¶ng tra hƯ sè theo l =6 Sỉ tay KT§T tËp 1 b¶ng 11-3 Trang706
ap0
I
0
4
8
12
16
20
24
30
Cy0
II
0
0.3
0.61
0.91
1.2
1.43
1.12
0.9
Cx0
III
0.01
0.018
0.037
0.059
0.098
0.140
0.32
0.40
C2.Cy
IV
0.000
1.566
3.184
4.750
6.263
7.464
5.846
4.697
2
Cx
Cm
ap.
C1.Cy
V VI=V+III VII VIII=I+IV
0.000 0.010 0.000
0.00
0.008 0.026 0.075
5.57
0.034 0.071 0.150
11.18
0.075 0.134 0.225
16.75
0.131 0.229 0.300
22.26
0.186 0.326 0.360
27.46
0.114 0.434 0.360
29.85
0.074 0.474 0.335
34.70
Ta có đồ thị H-1
c. Lực và mô men thuỷ động tác dụng lên cánh giữ hướng
-Lực cản:
1
PX = r .C X VC2 FC KG
C
- Lùc d¹t
PY C =
2
C
1
r .C Y C V C2 FC
2
KG
1
r .C n C V C2 FC
2
KG
1
r .C t C V C2 F C
2
KG
- Lùc ph¸p tuyÕn
Pn C =
- Lùc tiÕp tuyÕn
Pt C =
Trong đó các hệ số CnC, CtC được tính như sau:
CnC = CxC sinΔa+CYC cosΔa HƯ sè lùc ph¸p tun
CtC = CxC cosa+CYCsina Hệ số lực tiếp tuyến
Mô men xoắn thuỷ động tác dụng lên cánh giữ hướng
Trang:11
M s C = PnC ( x PC + a C ) KGm
Quá trình tính toán thể hiện dưới dạng bảng sau:(Bảng 2)
2.1.5 Lực và mô men thuỷ động trên hệ đạo lưu - cánh giữ hướng
Pn=PnH+PnC
Ms = MsC - Ms H
Quá trình tính toán thể hiện dưới dạng bảng sau:(Bảng 3)
2.2 Khi tàu chạy lùi
2.2.1 Xác định vận tốc dòng chảy đến đạo lưu e
vel =0.515 xl.vsl=
4.87
m/s
Trong đó :
vsl: Vận tốc của tàu khi chạy lùi (hải lí/h)
Chọn vsl=
vsl = (0,7ữ0,75)vs
9
hl/h
hl/h : Vận tốc tự do của tàu
vS=
12
xl=1,05ữ 1,1Hệ số ảnh hưởng của thân tàu
Chọn xl= 1.05
2.2.2 Xác định hệ số tải của chong chóng trong đạo lưu và hệ số tốc độ kích
thích chiều trục
a. Hệ số tải của chong chóng khi kể đến ảnh hưởng của đạo lu
sB =
sK
= 1.72
1 - tH
TK
s Kl =
1 / 2 rv el
2
Trong đó:
pD B
4
= 2.04
sKl: Hệ số tải của hệ chong chóng đạo lưu khi tàu chạy lùi
Hệ số hút của đạo lưu
tH = -0.18 Khi tàu chạylùi( ứng với s k = 2.04 )
Tra đồ thị 1.27 STTBTT tập 1
b. HƯ sè tèc ®é kÝch thÝch chiỊu trơc
1
a = ( 1 + s B - 1) = 0.33
2
2.2.3 Lùc vµ mô men thuỷ động trên đạo lưu
Khi làm việc trên đạo lưu xuất hiện các thành phần
-Lực cản
PX Hl =
-Lực d¹t
1
r .C X Hl Vel2 S H
2
PY l =
1
r .C Y lV el2 S H
2
(KG)
Trang:12
PY H l =
-Lùc ph¸p tuyÕn
Pn Hl =
1
r .C Y H lV el2 S H (KG)
2
1
r .C n H lV el2 S H (KG)
2
-Lùc tiÕp tuyÕn
Pt H l =
1
r .C t H lV el2 S H (KG)
2
- Mô men xoắn thủ ®éng
1
Ms H = r .CmH lVel2SH .lH (KG.m)
2
Trong ®ã :
CnHl = CxHl sinaP+CYHl cosaP
HƯ sè lùc ph¸p tun
HƯ sè lùc tiÕp tuyÕn
CtHl = CxHl cosaP+CYHl sinaP
SH : diÖn tÝch bề mặt sử dụng có hiệu quả của đạo lưu (m 2 )
m2
SH=
2.27
Chiều dài đạo lưu (m)
lH=
0.80
CxHl ,CYHl , CmHl là các hệ số không thứ nguyên của lực cản lực dạt mômen.Trị số
của chúng được tra theo đồ thị 1.24 STTBTT tập 1
Quá trình tính toán lực và mô men thuỷ động được thực hiện theo bảng sau(Bảng 4)
2.2.4 Tính lực và mômen thuỷ động trên cánh giữ hướng và trục của đạo lưu
a. Xác định góc tấn của dòng chảy tới cánh giữ hướng
a=ap-aC
Trong đó:
aC: Góc nghiêng của dòng chảy sau đạo lưu so với phương của trục chong chóng
được tính bởi công thức
a C = 57.3C y Hl
_
v sl =
D ep l H
D bH v
2
H
2
Sl
C«ng thøc Petrov
b H' 1
2s
. ( 1 + B + 1) =1.51 m/s Tốc độ tương đối của dòng nước chảy ra từ đạo lưu
bH 2
bH
( Khi tàu lùi)
'
b H=1+0.6.(aH-1)=
1.126
Hệ số loe khi tàu chạy lùi
b. Tốc độ dòng chảy tới cánh giữ híng
vCl = vel .vsl .k = 6.99
k= 0.95
DiƯn tÝch cđa cánh giữ hướng
F=bc.hc=
0.51
m/s
m2
Khoảng cách từ mặt cánh chân vịt tới mặt cánh giữ hướng
Trang:13
ac =
m
0.342
c. Lực và mô men thuỷ động tác dụng lên cánh giữ hướng
-Lực cản:
PX C l =
1
r .C X C lVCl2 FC KG
2
- Lùc d¹t
PY C l =
1
r .C YC lV Cl2 FC
2
KG
1
r .C n Cl V Cl2 FC
2
KG
- Lùc ph¸p tuyÕn
Pn C l =
- Lùc tiÕp tuyÕn
Pt C l =
1
r .C t Cl V Cl2 FC KG
2
Trong ®ã các hệ số CnCl, CtCl được tính như sau:
CnCl = CxCl sinΔa+CYCl cosΔa HƯ sè lùc ph¸p tun
CtCl= CxCl cosΔa+CYClsinΔa Hệ số lực tiếp tuyến
Mô men xoắn thuỷ động tác dụng lên cánh giữ hướng
M s C = Pn C ( x PC + a C ) KGm
Quá trình tính toán thể hiện dưới dạng bảng sau: (Bảng 5)
2.1.5 Lực và mô men thuỷ động trên hệ đạo lưu - cánh giữ hướng
Pn=PnH+PnC
Ms = MsC + Ms H
Quá trình tính toán thể hiện dưới dạng bảng sau: (Bảng 6)
Trang:14
Bảng 1
TT
1
2
3
4
5
6
Lực và mô men thuỷ động tác dụng lên đạo lưu khi tàu chạy tiến
o
Đơn
Góc bẻ lái ( a P )
Đại lượng tính
vị
5
10
15
20
25
30
35
-0.06 -0.06 0.025 0.09 0.23 0.413 0.63
CxH( đ ồ thị h1.23)
CyH(Đồ thị h1.23)
0.19 0.35 0.49 0.65 0.81 0.93 1.05
CmH(§åthi h1.23)
- 0.039 0.078 0.121 0.159 0.129 0.105 0.092
CnH=CxH.sinap+CyH.cosap
1
Pn H = r .C n H Ve2 S H
2
Ms H
1
= r .C mH Ve2 S H .l H
2
KG
0.184 0.335 0.48 0.642 0.831 1.012 1.2215
686.9 1251 1790 2394
3102
3776 4558.4
KGm 116.8 233.6 362.3 476.1 386.3 314.4 275.49
Bảng 2 : Lực và mô men thuỷ động tác dụng lên cánh giữ hướng khi tàu chạy tiến
Góc bẻ lái ( a P o )
15
20
25
0.49 0.65 0.81
Đơn
vị
-
5
0.19
10
0.35
Độ
4.05
7.45 10.43 13.84 17.25 19.80 22.36
Cm Tra đồ thị H-1
6
7 CnH=CxH.sinap+CyH.cosap
8
Cdc=Cmc/Cnc
xPC=Cdc.bC
9
l= xPC+aC
10
Độ
m
m
0.95
0.055
0.012
0.015
0.055
0.268
0.129
0.471
2.55
0.144
0.016
0.036
0.145
0.252
0.121
0.463
11
KG
94.13 245.8 435.1 590.8 745.3 978.9
TT
Đại lượng tính
1
CyH(Bảng 1)
2
3
4
5
a C = 57.3C y H
Dep l H
DH2 b H v S2
a=ap-aC
CYC Tra đồ thị H-1
CXC Tra đồ thị H-1
1
Pn C = r .C n C V C2 FC
2
12 M s C = PnC ( x PC + a C )
4.57
0.255
0.022
0.064
0.256
0.25
0.12
0.462
KGm 44.31 113.8 201
6.16
0.346
0.031
0.086
0.348
0.248
0.119
0.461
7.75
0.437
0.042
0.108
0.439
0.246
0.119
0.46
30
0.93
10.20
0.574
0.064
0.141
0.576
0.245
0.118
0.46
35
1.05
12.64
0.7102
0.0898
0.1751
0.7126
0.2456
0.1183
0.46
1211
272.4 343.0 449.9 557.0
B¶ng 3 : Lùc và mô men thuỷ động tác dụng lên hệ đạo lưu- cánh giữ hướng
khi tàu chạy tiến
o
Đơn
Góc bẻ lái ( a P )
TT
Đại lượng tính
vị
5
10
15
20
25
30
35
PnH Bảng 1
1
- 686.9 1251 1790 2394 3102 3776 4558.4
MsH B¶ng 1
2
- 116.8 233.6 362.3 476.1 386.3 314.4 275.49
PnC B¶ng 2
3
- 94.13 245.8 435.1 590.8 745.3 978.9 1211
MsC B¶ng 2
4
- 44.31 113.8 201 272.4 343 449.9 557
Pn=PnH+PnC
5
KG 781 1497 2226 2985 3848 4755 5769.4
6
7
'
M s = M sC - M s H
'
KGm -72.5 -120
M s = K 0 M s Ko=1.2 KGm
-87
-144
-161
-204
-43.3 135.5 281.51
-194
-244
-51.9 162.6 337.82
KÕt quả tính toán thể hiện trên đồ thị H2
Bảng 4
TT
1
2
3
4
5
6
Lực và mô men thuỷ động tác dụng lên đạo lưu khi tàu chạy lùi
o
Đơn
Góc bẻ lái ( a P )
Đại lượng tính
vị
5
10
15
20
25
30
CxHl( đ ồ thị h1.25)
-0.06 0.016 0.12 0.26 0.47 0.675
CyHl(Đồ thị h1.24)
- 0.219 0.49 0.72 0.751 1.05 1.123
CmHl(§åthi h1.24)
-0.05 -0.11 -0.14 -0.18 -0.19 -0.2
CnHl=CxH.sinap+CyH.cos ap
- 0.212 0.485 0.727 0.795 1.15 1.31
1
r .C n H lVel2 S H
2
1
= r.Cm lVe2SHl.lH
2
Pn H l =
Ms H l
H
KG
596.5 1362 2040 2231
KGm -110 -248
-310
-396
35
0.8125
1.124
-0.198
1.3868
3229
3678 3893.5
-433
-439
-446.1
Bảng 5 : Lực và mô men thuỷ động tác dụng lên cánh giữ hướng khi tàu chạy lùi
Đơn
Góc bẻ lái ( a P o )
TT
Đại lượng tính
vị
5
10
15
20
25
30
35
CyHl(Bảng 4)
- 0.219 0.49 0.72 0.751 1.05 1.123 1.124
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
a C = 57 .3C y
D ep l H
Hl
D H2 b H v Sl2
a=ap-aC
CYC Tra đồ thị H-1
CXC Tra đồ thị H- 1
Cm Tra đồ thị H-1
Cnc=CyccosDa+CxcsinDa
Cdc=Cmc/Cnc
xPC=Cdc.bC
l= xPC+aC
Pn C l =
1
r .C n Cl VCl2 FC
2
12 M s C = PnC ( x PC + a C )
§é
4.11
9.21 13.54 14.12 19.74 21.11 21.13
§é
m
m
0.89
0.071
0.013
0.018
0.071
0.252
0.122
0.463
0.79
0.095
0.014
0.024
0.095
0.252
0.122
0.463
KG
93.42 124.8 205.1 524.9 523.9 797.1 1151.6
1.46
0.157
0.016
0.040
0.157
0.252
0.121
0.463
5.88
0.4
0.037
0.099
0.402
0.247
0.119
0.461
5.26
0.399
0.036
0.099
0.401
0.247
0.119
0.46
8.89
0.606
0.07
0.149
0.61
0.244
0.118
0.46
13.87
0.8767
0.1259
0.2169
0.8813
0.2461
0.1185
0.46
KGm 43.28 57.79 94.94 241.8 241.3 366.2 529.94
Bảng 6 : Lực và mô men thuỷ động tác dụng lên hệ đạo lưu- cánh giữ hướng khi
Tàu chạy lùi
o
Đơn
Góc bẻ lái ( a P )
TT
Đại lượng tính
vị
5
10
15
20
25
30
35
PnHl Bảng 4
1
- 596.5 1362 2040 2231 3229 3678 3893.5
MsH B¶ng 4
2
-110 -248 -310 -396 -433 -439 -446.1
PnC B¶ng 5
3
- 93.42 124.8 205.1 524.9 523.9 797.1 1151.6
MsC B¶ng 5
4
- 43.28 57.79 94.94 241.8 241.3 366.2 529.94
Pn=PnH+PnC
5
KG 690 1487 2245 2756 3753 4475 5045.1
'
Ms = Ms + Ms
KGm 153.7 305.6 404.7 638.3 673.8 805.4 975.99
6
C
7
H
'
M s = K 0 M s Ko=1.2 KGm 184.4 366.7 485.6 765.9 808.6 966.5
KÕt qu¶ tÝnh toán thể hiện trên đồ thị H3
1171.2
aP
H-1 Đồ thị Cm ,Cx,Cy
Ms(KGm)
M
s
Pn
Pn(KG)
aP
H-2 Đồ thị Ms,Pn Khi tàu chạy tiến
Pn(KG)
Ms(KGm)
Ms
Pn
aP
H-3 Đồ thị Ms,Pn Khi tàu chạy lùi
Phần III : Kết cấu đạo lưu - Cánh giữ hướng và trục đạo lưu
3.1 Vật liệu chế tạo
3.1.1 Vật liệu chế tạo đạo lưu - cánh giữ hướng
Vật liệu dùng làm đạo lưu và cánh giữ hướng là thép CT42 cã s ch =
Mpa
240
3.1.2 VËt liƯu chÕ t¹o trơc đạo lưu
Chọn vật liệu làm trục đạo lưu là thép CT35 có sch=
280
Mpa
3.2 Kết cấu đạo lưu - Cánh giữ hướng
3.2.1 Kết cấu đạo lưu
a. Xương gia cường
Đạo lưu gồm xương gia cường ngang ( xương tròn )
Khoảng cách giữa các xương gia cường ngang x=
25
Các xương gia cường dọc có dạng prôfin
Khoảng cách giữa các xương gia cường dọc x=
30
cm
cm
b. Chiều dày tôn vỏ
Chiều dày tôn bao trong xác định từ kiều kiện bền khi chịu áp lực xung của chân vịt
d t = 1.64
Chọn dt =
x
DH
10
PB
+ 1.5 = 7.7 mm
[s ]
mm
Trong đó:
dt : chiều dày vành tròn bao trong tại mặt phẳng đĩa chong chóng (mm)
x: Khoảng cách nhỏ nhất giữa các xương gia cường của đạo lưu (cm)
DH : Đường kính trong của đạo lưu (cm) DH=
100
cm
PB: lực đẩy của chân vịt PB= 1944.3 (KG) = 19073.53 (N)
[s] = 0,35sch =
84
Mpa
Chiều dày vỏ tôn bao mặt trong của đạo lưu ở những vùng còn lại được xác định
theo công thức :
d't=0.87.dt=
8.7
mm
Chọn d't= 10 mm
Chiều dày nhỏ nhất tôn bao ngoài được tính theo công thức :
S n = 40x.
L + 37
= 3.14 mm
L + 240
Trong ®ã:
L : Chiều dài tàu (m)
x: Khoảng cách giữa các xương gia cêng däc (m)
Chän Sn =
4
mm
Trang: 20
Chiều dày các gân gia cường cứng lấy không nhỏ hơn trị số
0,67d't =
Chọn dn =
mm
6.7
mm
8
c. Quy cách hàn đạo lưu
Đạo lưu được hàn theo theo phương pháp hàn điền:
- Hàn tôn bao trong với nhau
- Hàn tôn bao trong với xương gia cường
- Hàn xương gia cường với lập là
- Khoét lỗ trên tôn bao ngoài và hàn tôn bao ngoài với lập là.
Tỉ lệ : 2:1
Hình III-1:Quy cách hàn đạo lưu
d. Nút thử áp lực
F 100
F 50
Hình III-2:Nút thử áp lực
Tính toán
ứng suất lớn nhất ở hai đầu đạo lưu tại mặt cắt ngang s1
s1 = 14.k1k2
Dn
x
(T.Dn +
2
PnH
) = ± 6954.7 Pa =
lH
± 0.0070 Mpa <0.5sch
øng suÊt lín nhất ở hai đầu đạo lưu tại mặt cắt dọc s2
s2 = -0.5k1k3
Dn
P
(T.Dn + nH ) + 0.3s1 = -1546800 Pa
Sn
lH
=
-1.55
Mpa <0.5sch
ứng suất lớn nhất ở giữa đạo lưu tại mặt cắt ngang s1'
s1' = 14k1k4
Dn
x
2
(T.Dn +
PnH
) = 344.79
lH
Pa
ứng suất lớn nhất ở giữa đạo lưu tại mặt cắt däc s2'
=
0.00034 Mpa <0.5sch
Trang: 21
s 2' = -
P
k1
(T .Dn + nH )(k3 + 2k5 ) + 0.3s 1' = -7512.77 Pa
Sn
lH
=
-0.00751 Mpa <0.5sch
Trong ®ã:
'
Dn:®êng kính ngoài của đạo lưu Dn= DH = 1103
0.80
m
lH : chiều dài đạo lưu lH=
2.1
T : Chiều chìm tàu ( ¸p st cét níc) T=
PnH: lùc ph¸p tun thủ ®éng tác dụng lên đạo lưu
=
PnH= 4558 KG
44718 N
x :khoảng cách giữa các gân cứng x =
Sn:chiều dày tôn bao ngoài (mm): Sn=
k3 =
300
4
1- k
= 0.182
2 .k
k1 =
k
= 1.06
1 + 2k.k6
mm
Mpa
mm
mm
k=
1
= 0.320
Sn x
1+
Ac
Trong đó:
Ac : diện tích mặt cắt ngang gân cøng
mm 2
Ac=
565
k2, k4, k5, k6 tra trong sæ tay thiÕt bị tàu thuỷ tập I bảng (1-31) theo hệ số m
m = 1.73.
k2= 3.83
k4= 0.19
Dn
S
2 n = 0.54
x
Dn
k5= 0.910
k6= 1.183
3.2.2 Kết cấu cánh giữ hướng
Cánh giữ hướng có kết cấu hàn, gồm vách đứng, gân cứng ngang và tôn bao
Hình III-3:Kết cấu cánh giữ hướng
Trang: 22
a. Chiều dày tôn vỏ bao
+ Chiều dày tôn bao cánh giữ hướng chịu áp lực thuỷ tĩnh và áp lực thuỷ động được
tính theo công thức sau:
d0 = kS
Pn a c2
(T + )
+ 1.5 = 6.05 mm
FP [s c ]
Chọn d0=
8.0
mm
Trong đó:
T: áp lực thuỷ tĩnh T=
2.1
MPa
Pn : áp lực pháp tuyến khi bẻ lái Pn= 44718 N
2
Fp : Diện tích cánh giữ hướng Fp= 5118.34 cm
ac: Khoảng cách giữa các xương gia cường đứng hoặc ngang lấy giá trị nhỏ hơn
a c=
25
cm
120
Mpa
[s]=0.5sch:ứng suất cho phép [s]=
ks:Hệ số phụ thuộc vào tỉ số ac/bc ks= 0.605
bc/ac=
1.20
bc: Khoảng cách lớn nhất giữa các xương gia cường đứng hoặc ngang
bc=
30
cm
+ Trong mọi trường hợp chiều dày tôn bao đáy không được nhỏ hơn giá trị xác định
theo công thức :
L + 37
d min = 40 a C
= 2.6 mm
L + 240
Chän d0=
8
mm
b. Chiều dày tấm tôn mặt trên , mặt dưới tấm CGH
d 1,2.d0 =
Chọn d=
9.6
mm
10
mm
c. Xương gia cường
+ Khoảng cách các xương gia cường ngang
a0= 0.002L+0.4 =
0.47
m
Chọn a0= 0.38 m
+ Chiều dày xương gia cường
Khoảng cách giữa các xương gia cường trong mọi trường hợp không nhỏ hơn 0.8d0
d ' 0 ,8 d 0 = 6.4
Chọn d'=
8
+ Lỗ kht
mm
mm
d. LËp lµ
+ ChiỊu dµy lËp lµ
Chän dll=
d 0 £ d ll £ d 0 + 2
9
mm
Trang: 23
+ Chiều rộng lập là
b =(8~10)d0= 80~100 mm
e. Quy trình hàn
Cánh giữ hướng được thi công theo phương pháp hàn điền.
- Hàn tôn bao trong với nhau
- Hàn tôn bao trong với xương gia cường
- Hàn xương gia cường với lập là
- Khoét lỗ trên tôn bao ngoài và hàn tôn bao ngoài với lập là.
3.3 Kết cấu trục đạo lưu
Do tàu lắp 2 máy nên chọn dạng đạo lưu treo để tính toán
3.3.1 Mô hình hóa sơ đồ đạo lưu - trục đạo lưu
PN
a
PC
b
l
l2
1
l3
a=h/2= 0.50 m Một nữa chiều cao của đạo lưu
h=D'H : Đường kính trong nhỏ nhất của đạo lưu
l1=DH+e= 1.40 m
e= 0.395 m : Khoảng cách giữa đạo lưu và gối đỡ thứ nhất
b=l1-a= 0.90 m: Khoảng cách giữa trọng tâm của đạo lưu và gối đỡ thứ nhất
l2 =ah= 1.214 m Chiêù dài đoạn dầm thứ hai
a= 1.21 Hệ số loe cửa vào của đạo lưu
l3 = 0.5 m Chiêù dài đoạn dầm thứ ba
3.3.2 Tính gần đúng trục ở lần gần đúng thứ nhất
a. Trơc l¸i díi t¸c dơng cđa P n , M s (Pc =0)
PN
a
b
l1
l2
l3
M 1=615268 KGcm
Víi : Pn max = 5769.4 KG
Ms max = 1171.2 KG.m =
2
s = 1120 KG/cm
Phương trình m«men cho gèi 1:
117118 KG.cm
åM
1
= Pn .b - R 2 .l 2 = 0
Trang: 24
