Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái, chương 3

Tham khảo tài liệu lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái, chương 3, kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái, chương 3 Chương 3:Bố trí bánh lái và yêu cầu đối với vị trí bánh lái - Các kiểu bố trí bánh lái trên tàu: Tàu một chân vịt có các kiểu bố trí sau: + Kiểu 1: Bánh lái đặt sau chân vịt trong mặt phẳng đối xứng của tàu (được sử dụng phổ biến). + Kiểu 2: Bánh lái đặt sau đạo lưu cố định trong mặt phẳng đối xứng của tàu. Tàu hai chân vịt có các kiểu bố trí sau: + Kiểu 1: Mỗi bánh lái đặt trong mặt phẳng đối xứng (không phổ biến). + Kiểu 2: Mỗi chân vịt một bánh lái (kiểu này được dùng cả ở tàu biển và tàu nội thuỷ). + Kiểu 3: Hai bánh lái tiến đặt sau hai bánh lái lùi đặt trước từng chân vịt (ít dùng). + Kiểu 4: Mỗi chân vịt có một đạo lưu cố định và một bánh lái đặt sau đạo lưu. + Kiểu 5: Mỗi chân vịt có một đạo lưu cố định và chung một bánh lái đặt trong mặt phẳng đối xứng. - Các yêu cầu đối với vị trí bánh lái trên tàu. + Bánh láiphải nằmtrong dòngđẩy của chân bvịt. Khoảng hblcách a giữa cmép trước acủa bánh lái Hình 2.7. Yêu cầu đối với vị trí bánh láivà mép cánhchân vịt không nhỏ hơn 0.3 m (a 0.3 m) khi chiều dài tàu bằng120 m (đo cách trục chân vịt một khoảng 0.7* Rcv – Rcv là bán kínhchân vịt. Nếu chiều dài tàu lớn hơn 120 m thì khoảng cách a tươngứng tăng hoặc giảm 0.025 m ứng với một đoạn 15 m thay đổi chiềudài. Trị số a càng nhỏ thì dao động của vùng đuôi tàu càng tăng. + Khi tàu toàn tải, bánh lái phải ngập hoàn toàn trong nước.Khoảng cách lớp nước phía trên bánh lái b không nhỏ hơn 0.25*hbl (tàu sông- biển) và 0.125* hbl (tàu chạy trong hồ), với hbl làchiều cao bánh lái. Tàu sông cấp “C” và “D” mặt trên bánh lái cóthể cao hơn đường nước chở hàng khoảng (0.05  0.1)* hbl nhưngkhông quá 350 mm. + Mặt dưới bánh lái cân bằng và nửa cân bằng không được thấphơn mép dưới cánh chân vịt (c>0). + Ở tàu có tốc độ trung bình, trục quay của bánh lái phải vuônggóc với mặt phẳng cơ bản của tàu và nằm trong mặt chứa đườngtâm quay của chân vịt. + Ở tàu cao tốc hai chân vịt, bánh lái nên đặt dịch sang phíamạn nếu chân vịt có hướng quay ra ngoài và đặt dịch vào giữa nếuchân vịt có hướng quay vào trong. Khi đó bánh lái sẽ không rơivào vùng xoáy. + Khi quay hết lái sang một bên mạn, mép sau bánh lái khôngđược vượt ra ngoài giới hạn chiều rộng tàu. + Nếu bánh lái treo cân bằng được hàn với trục lái thì chiều caobánh lái phải chọn sao cho có thể tháo được bánh lái khi sửa chữa.2.1. LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI.2.1.1.Lý thuyết tính toán thuỷ động học bánh lái.2.1.1.1. Đặt vấn đề. - Việc tính toán thuỷ động học bánh lái là cơ sở quan trọng choviệc tính toán, thiết kế thiết bị lái tàu thuỷ. - Thiết bị lái là thiết bị chịu lực nặng và có tầm quan trọng bậcnhất trong việc đảm bảo an toàn cho tàu. Viêc tính toán thiết bị láiphải theo Quy phạm. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp ta nên tiếnhành tính toán kiểm tra theo những sơ đồ tính toán chính xác hơnđể kiểm tra lại những số liệu tính toán theo Quy phạm, vì những lýdo sau đây: + Quy phạm thường sử dụng các công thức đơn giản, các sơ đồtính thiên về an toàn, thậm chí không kể đến cả cơ tính vật liệu mộtcách cụ thể. + Quy phạm chỉ áp dụng cho các thiết bị lái có bánh lái lưutuyến thông thường ở các loại tàu thông thường. Do đó khi thiết kếcác thiết bị lái của các loại tàu nằm ngoài Quy phạm, bắt buộc phảitính theo sơ đồ tính tự chọn. - Các trường hợp tính toán: Trường hợp 1: tải trọng tác dụng lên thiết bị lái là các lực vàmômen thuỷ động xuất hiện trong các chế độ chuyển động tiêuchuẩn của tàu. Khi tàu chạy tiến, kể đến các tải trọng phụ chưa tính đến,mômen lái tính toán nên lấy tăng 20  30% so với trị số tính đượcở phần tính toán thuỷ động. Khi tàu chạy lùi, mômen lái tính toán bằng mômen thuỷ động. Với các thép thường dùng có ch= 240  260 MPa; hệ số antoàn nhỏ nhất cho phép [n]= 2.6  2.7; []= 94  97 MPa; []= 5658 MPa Trường hợp 2: tải trọng tác dụng lên thiết bị lái là tải trọng ứngvới công suất định mức của máy lái (khi công suất đó lớn hơn sôngsuất cần thiết). Hệ số an toàn nhỏ nhất cho phép lấy nhỏ hơn trường hợp 1khoảng 20  25%. Trường hợp 3: tải trọng cực đại tác dụng lên thiết bị lái khi độngcơ điện quá tải dừng lại không quay được, khi thiết bị bảo vệ quátải hoạt động hoặc khi áp suất trong hệ thống thuỷ lực (máy láithuỷ lực) lên tới trị số làm cho van an toàn hoạt động. Mômen xoắn tính toán trên trục lái lấy tương ứng với mômenlớn nhất của động cơ hoặc mômen cho phép bởi thiết bị bảo vệ quátải. Hệ số an toàn [n] = 1.05 tương ứng với [] = 0.95* ch. Thuyết bền dùng trong tính toán là thuyết bền năng lượng(thuyết bền 4). Theo thuyết bền đó: +) Khi thanh chịu xoắn và uốn đồng thời, mômen tính toán quyđổi là: ...