Thiết kế kết cấu cụm bánh lái cho tàu hàng, chương 10

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 rảnh 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 du yêu cầu để truyền được mômen xoắn phải được xác...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế kết cấu cụm bánh lái cho tàu hàng, chương 10Chương 10: Xác định đường kính trục lái Trục lái là thiết bị chịu lực chủ yếu của thiết bị lái . Trục láilà một trục tròn, thẳng có các cổ trục để lắp cần lái, phanh,… córảnh để lắp then và vòng hãm… Phần dưới của trục lái, tuỳ thuộcvào phương pháp ghép nối giữa trục lái và bánh lái mà ta có cácdạng 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 du yêu cầu để truyền đượcmômen xoắn phải được xác định sao cho ứng suất xoắn khôngđược lớn hơn 68/Ks (N/mm2 ).Đường kính phần trên của trục lái được tính theo công thức sau: du = 4,2. 3 TR .K s (mm )Trong đó : TR : mômen xoăn trên trục lái. Ks : Hệ số vật liệu trục láiChọn vật liệu chế tạo trục lái là thép CT5, theo bảng 3-8 [5- tr.40]có: b = 550(N/mm2). ch = 280(N/mm2). 235 eSuy ra: Ks = ( )  ch Với : - e = 0,75 khi ch > 235 (N/mm2 ) - e = 1,00 khi ch < 235 (N/mm2 ) 235 0,75 => Ks = ( ) = 0,88 280Khi tàu chạy tiến ta có: - TR = 126760,6 (N.m) => du = 4,2. 3 126760,6.0,88 = 201,9 ( mm)Khi tàu chạy lùi ta có : - TR = 77465,75 ( N.m) => du = 4,2. 3 77465,75.0,88 = 171,57 (mm)Chọn đường kính phần trên của trục lái là : du = 210 (mm ).3.1.2.2. Đường kính phần dưới của trục lái: Đường kính phần dưới của trục lái chịu mômen uốn vàmômen xoắn phải được xác định sao cho ứng suất tương đương ởtrục lái không lớn hơn 118/Ks (N.mm2 ).Đường kính phần dưới của trục lái được xác định theo công thứcsau: dl = du. 6 1  4 ( M ) 2 (mm ) 3 TRTrong đó: du : đường kính phần trên trục lái. M : mômen uốn tại tiết diện đang xét của phần dưới. TR : mômen xoắn của trục lái.Khi tàu chạy tiến : du = 201,9 (mm ). M = M3 = 206873,3 (N.m ). TR = 126760,6 (N.m)Suy ra : dl = 201,9. 6 1  4 ( 206873,3 ) 2 = 259,9 (mm). 3 126760,6Khi tàu chạy lùi: du = 171,57 (mm ). M = M3 = 126424,17 (N.m ). TR = 77465,75 (N.m).Suy ra : dl = 171,57. 6 1  4 (126424,17 ) 2 = 220,8 (mm). 3 77465,75Chọn đường kính phần dưới của trục là: dl = 260 (mm). . Hình 3-4. Kết cấu trục lái được thể hiện như hình trênTại các vị trí các ổ đỡ phía trên và phía dưới của trục ta có thêmcác 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 du yêu cầu để truyền đượcmômen xoắn phải được xác định sao cho ứng suất xoắn khôngđược lớn hơn 68/Ks (N/mm2 ).Ứng suất xoắn phần trên trục là : 5,1.TR .10 3 t  3 ( N/mm2 ) duTrong đó : TR = 126760,6 (N.m) du = 210 (mm) 5,1.TR .10 3 5,1.126760,6.10 3Suy ra : t  3  = 69,8 (N/mm2 ). d u 210 3 68 68Ứng suất cho phép là : [  ]   = 77,27 (N/mm2 ). K s 0,88 => τt < [τ ]Vậy phần trên của trục thỏa mãn điều kiện bền. Đường kính phần dưới của trục lái chịu mômen uốn vàmômen xoắn phải được xác định sao cho ứng suất tương đương ởtrục lái không lớn hơn 118/Ks (N.mm2 ).Ứng suất tương đương được tính theo công thức:  td   b 2  3 t 2 (N/mm2).Trong đó : 10,2.M .10 3 + b  (N/mm2) d l3 5,1.TR .10 3 + t  (N/mm2) d l3 Với: M = M3 = 206873,3 (N.m) mômen uốn tại ổ đỡ 3. dl = 270 (mm) đường kính trục . TR = 126760,6 (N.m) mômen xoắn trên trục lái.Suy ra : 10,2.M .10 3 1 ...