Báo cáo khoa học: "Nghiên cứu tính toán sử dụng bộ giảm dao động xoắn thuỷ lực trên hệ trục diêzen – chân vịt tàu thuỷ"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

83
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt: Bài báo trình bày tóm tắt ph-ơng pháp tính toán dao động xoắn hệ trục điêzenchân vịt khi có bộ giảm chấn (bộ giảm dao động xoắn thủy lực hay bộ giảm dao động xoắn dạng ma sát -ớt) và khi không có bộ giảm chấn. Khi lập trình đã tận dụng ch-ơng trình tính toán bộ giảm chấn, giúp cho tính toán nhanh để lựa chọn nhanh ph-ơng án hệ trục trong thiết kế.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Nghiên cứu tính toán sử dụng bộ giảm dao động xoắn thuỷ lực trên hệ trục diêzen – chân vịt tàu thuỷ"

Nghiªn cøu tÝnh to¸n sö dông bé gi¶m dao ®éng xo¾n thuû lùc trªn hÖ trôc diªzen – ch©n vÞt tµu thuû TS. NguyÔn thµnh l−¬ng Bé m«n §éng c¬ ®èt trong Khoa C¬ khÝ Tr−êng §H Giao th«ng VËn t¶i Tãm t¾t: Bμi b¸o tr×nh bμy tãm t¾t ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n dao ®éng xo¾n hÖ trôc ®iªzen- ch©n vÞt khi cã bé gi¶m chÊn (bé gi¶m dao ®éng xo¾n thñy lùc hay bé gi¶m dao ®éng xo¾n d¹ng ma s¸t −ít) vμ khi kh«ng cã bé gi¶m chÊn. Khi lËp tr×nh ®· tËn dông ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n bé gi¶m chÊn, gióp cho tÝnh to¸n nhanh ®Ó lùa chän nhanh ph−¬ng ¸n hÖ trôc trong thiÕt kÕ. Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®¸p øng theo yªu cÇu quy ph¹m hÖ trôc tμu thñy cña TCVN 6259 - 3 : 2003 (Quy ph¹m ph©n cÊp vμ ®ãng tμu biÓn vá thÐp, PhÇn 3 HÖ thèng m¸y tμu). Summary: The article presents briefly the method of calculating spinning vibration of an diesel-screw-propeller axis system in the cases with devibrator (hydraulic spinning devibrator or torsional vibration damper) and without devibrator. The programme of devibrator calculation is used to enable fast calculation for quick selection of an axis system in design. The programme is in accordance with Vietnamese Standards (TCVN 6259 - 3 : 2003 Rules for the classification and construction of steel sealiners, Part 3 Machinery Installations) applied to axis system in CT 2 ships. i. §Æt vÊn ®Ò Khi ®éng c¬ vËn hµnh ë tèc ®é giíi h¹n, hÖ trôc ph¸t sinh dao ®éng céng h−ëng, biªn ®é dao ®éng t¨ng lªn rÊt lín, lµm cho hÖ trôc ph¶i chÞu thªm øng suÊt xo¾n do dao ®éng céng h−ëng sinh ra ph¸ ho¹i qu¸ tr×nh c«ng t¸c æn ®Þnh cña hÖ trôc ®éng c¬ - ch©n vÞt. Khi nµy sÏ xuÊt hiÖn hai tr−êng hîp: 1. Trong tr−êng hîp øng suÊt xo¾n nµy ch−a v−ît qu¸ ph¹m vi cho phÐp, tuy hÖ trôc kh«ng bÞ gÉy nh−ng còng g©y t¸c h¹i ph¸ ho¹i qu¸ tr×nh vËn hµnh æn ®Þnh cña c¬ hÖ, nh− lµ Dao ®éng céng h−ëng lµm rung ®éng ®éng c¬, tiÕng ån lín lµ do tèc ®é gãc c¸c khuûu chªnh lÖch nhau ph¸ ho¹i c©n b»ng cña hÖ lùc qu¸n tÝnh g©y va ®Ëp rung ®éng ¶nh h−ëng xÊu tíi søc bÒn vµ tuæi thä c¸c chi tiÕt trong c¬ hÖ. Trôc bÞ nãng do dao ®éng céng h−ëng ph¸t sinh ma s¸t trong néi bé c¸c ph©n tö vËt liÖu chÕ t¹o hÖ trôc ®· ph¸t nhiÖt lµm nãng hÖ trôc, mÆc dï nh÷ng khu vùc nµy kh«ng cã ma s¸t ngoµi víi chi tiÕt kh¸c nµo c¶. Lµm gi¶m c«ng suÊt ®éng c¬ do tiªu tèn c«ng cho c¶ ma s¸t trong c¶ ma s¸t ngoµi vµ do nÒn mãng rung ®éng.
2. Trong tr−êng hîp øng suÊt xo¾n do dao ®éng céng h−ëng sinh ra v−ît qu¸ ph¹m vi cho phÐp trôc khuûu sÏ bÞ gÉy NÕu biªn ®é dao ®éng v−ît qu¸ ph¹m vi cho phÐp mµ tèc ®é giíi h¹n kh«ng thÓ ®−a ra khái ph¹m vi tèc ®é lµm viÖc cña c¬ hÖ ®éng c¬ - ch©n vÞt th× trªn hÖ trôc ®éng c¬ -ch©n vÞt buéc ph¶i dïng bé gi¶m dao ®éng xo¾n cho c¬ hÖ. Sau ®©y lµ c¸c b−íc tÝnh to¸n phôc vô cho lËp tr×nh ®èi víi c¶ hai tr−êng hîp trªn. ii. TÝnh hÖ trôc t−¬ng ®−¬ng T−¬ng ®−¬ng cho phÐp: - §−êng kÝnh cña trôc t−¬ng ®−¬ng chän b»ng ®−êng kÝnh cña cæ trôc khuûu: d0 = dCK - C¸c khèi l−îng thay thÕ ®Òu ®Æt c¸ch ®−êng t©m trôc b»ng b¸n kÝnh quay trôc khuûu R. - M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn cña trôc t−¬ng ®−¬ng tÝnh b»ng m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt Π.d CK 4 diÖn cæ trôc khuûu: J 0 = J CK = 32 1. TÝnh chiÒu dµi t−¬ng ®−¬ng a. TÝnh chiÒu dμi t−¬ng ®−¬ng trôc khuûu theo c«ng thøc Cacte cho ®éng c¬ cao tèc: 4 d CK d CK l OCK = (l CK + 0,8h) + 0,75l ch . + 1,5R. (II-1) 4 h.b 3 d Ch CT 2 trong ®ã: lCK – chiÒu dµi cæ khuûu; lCh – chiÒu dµi chèt khuûu; dCK vµ dCh - ®−êng kÝnh ngoµi cæ trôc vµ chèt khuûu; h vµ b – chiÒu dÇy vµ chiÒu réng cña m¸ khuûu. b. TÝnh chiÒu dμi t−¬ng ®−¬ng cña mÆt bÝch bªn ph¶i (hoÆc bªn tr¸i) nèi trôc khuûu víi b¸nh ®μ (tÝnh theo tr−êng hîp cã mét mÆt bÝch): ⎡ ⎛d 4⎤ ⎞ 4 2.d 0 l ⎢1 − ⎜ 0 ⎥ ≈ l4 . ⎟ ≈3 l0mb (II-2) ⎢ ⎜ d3 ⎟ ⎥ d 3 + z.d lb 4 4 ⎣⎝ ⎠ 2 ⎦ Trong tr−êng hîp ®éng c¬ nhiÒu xi lanh, trôc khuûu nèi ghÐp b»ng nhiÒu ®o¹n, viÖc tÝnh chiÒu dµi t−¬ng ®−¬ng cña mÆt bÝch nèi c¸c ®o¹n trôc khuûu ®−îc tÝnh theo tr−êng hîp cã hai bÝch ghÐp l¹i víi nhau: 4 2.d 0 J0 l 0mb = l 3 . = l3 . , cm (II-2a) + 4 4 J3 d3 z.d lb ( ) Π4 J3 = . d 3 + z.d bl , cm 4 ; 4 trong ®ã: 64 z – sè lç bu l«ng; dlb - ®−êng kÝnh lç bu l«ng; l3 – chiÒu dµi cña phÇn cã mÆt bÝch, l3 ≈ 2l4; l4 – chiÒu dµi cña 1 mÆt bÝch; d3 - ®−êng kÝnh t©m c¸c lç b¾t bul«ng.
c. TÝnh chiÒu dμi t−¬ng ®−¬ng cña ®o¹n trôc i cã ®−êng kÝnh d®t1 Jo l0 dt = ldt . (II-3) Jdt i i Π .d dt i 4 J dt i = Trong ®ã: ; l®t i - chiÒu dµi ®o¹n trôc i 32 d. TÝnh chiÒu dμi t−¬ng ®−¬ng gèi trôc ®Èy (æ ®ì chÆn lùc chiÒu trôc) cã ®−êng kÝnh æ gèi trôc ®Èy dg® Jo logd = lgd . (II-4) Jgd Π.d® g 4 Jgd = Trong ®ã: ; lg® - chiÒu dµi gèi ®Èy 32 e.TÝnh chiÒu dμi t−¬ng ®−¬ng cña mÆt bÝch nèi trôc dÉn ®éng ch©n vÞt(theo c«ng thøc (II-2) 2. TÝnh ®é cøng cña c¸c ®o¹n trôc G.J0 Ci = , Ncm/rad (II-5) l 0i trong ®ã: G – M«®uyn ®µn håi cña vËt liÖu, G = 8,45.106 N/cm2 víi thÐp CT 2 l0i – c¸c chiÒu dµi t−¬ng ®−¬ng tÝnh ë môc II.1 iii. TÝnh m«men qu¸n tÝnh cña khèi l−îng t−¬ng ®−¬ng cña c¸c khèi l−îng chuyÓn ®éng trong c¬ hÖ a. TÝnh m«men qu¸n tÝnh cña b¸nh ®μ: G bd .D 2 Jbd = tb , Ncms2 (III-1) 4g trong ®ã: Gb® - khèi l−îng b¸nh ®µ, kg; Dtb - ®−êng kÝnh trung b×nh cña b¸nh ®µ, m; g - gia tèc träng tr−êng, g = 9,81 ≈ 10 m/s2. b. TÝnh m«men qu¸n tÝnh cña c¬ cÊu khuûu trôc – thanh truyÒn (c¬ cÊu biªn - khuûu) + M«men qu¸n tÝnh cña 1 ®¬n vÞ khuûu: M«men qu¸n tÝnh cña cæ trôc khuûu: ∏(d CK − d 4 ) 4 γ .lCK . ≈ 10 − 5 (d CK − d 4 )lCK .γ , Nms2 tCK 4 JCK = (III-2) tCK 32 g Trong ®ã: d 4 - ®−êng kÝnh trong cña cæ trôc; γ - khèi l−îng riªng cña vËt liÖu trôc, N/m3. tCK
M«men qu¸n tÝnh cña chèt khuûu ®èi víi t©m trôc khuûu [( ) + 8R ].l J Ch = J 0 + m Ch .R 2 ≈ 10 −5 (d 2 − d 2 ) d 2 + d 2 Ch .γ , 2 Nms2 (III-3) Ch Ch t t Ch Ch trong ®ã: d 4 - ®−êng kÝnh trong cña chèt khuûu; mCh – khèi l−îng cña chèt khuûu, kg t CK M«men qu¸n tÝnh cña m¸ khuûu (th−êng ph©n m¸ khuûu thµnh nhiÒu phÇn ®¬n gi¶n ®Ó dÔ tÝnh) ∑ (J ) n Jm = + m i ri2 , Nms2 (III-4) oi i= 0 trong ®ã: J0i - m«men qu¸n tÝnh cña nguyªn tè thø i ®èi víi trôc ®i qua träng t©m cña nã; mi- khèi l−îng cña nguyªn tè thø i; ri- b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña nguyªn tè thø i ®èi víi t©m trôc khuûu. ë ®©y cho phÐp tÝnh gÇn ®óng m¸ khuûu cã thÓ coi nh− d¹ng h×nh hép ch÷ nhËt nªn m«men qu¸n tÝnh cña m¸ khuûu ®èi víi trôc ®i qua träng t©m cña nã ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau : ( ) 1 J mo = mm b 2 + c 2 12 trong ®ã: mm - khèi l−îng cña m¸ khuûu, kg hayNs2/m, x¸c ®Þnh theo: mm = h.b.c.γ/g; h, b vµ c - chiÒu dµy, chiÒu réng vµ chiÒu cao cña m¸ khuûu, m; γ; N/m3; g = 9,81m/s2 Cßn m«men qu¸n tÝnh cña m¸ khuûu ®èi víi ®−êng t©m trôc khuûu tÝnh nh− sau: CT 2 J m = J m0 + mm .ρ 2 (III-4a) trong ®ã: ρ - b¸n kÝnh quay m¸ khuûu tÝnh tõ träng t©m m¸ khuûu ®Õn ®−êng t©m trôc khuûu VËy m«men qu¸n tÝnh cña mét ®¬n vÞ khuûu b»ng tæng c¸c m«men qu¸n tÝnh x¸c ®Þnh bªn trªn cña c¸c bé phËn cña 1 ®¬n vÞ khuûu Jkh = JCK + Jch + 2(Jm + Jdtr), Ncms2 (III-5) trong ®ã : Jdtr - m«men qu¸n tÝnh cña ®èi träng ®Ó ®¬n gi¶n tÝnh chung víi m¸ khuûu + M«men qu¸n tÝnh cña thanh truyÒn M«men qu¸n tÝnh cña khèi l−îng quy dÉn vÒ ®Çu nhá thanh truyÒn m1 tÝnh chung víi khèi l−îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn, cßn m«men qu¸n tÝnh cña khèi l−îng quy dÉn vÒ ®Çu to thanh truyÒn m2 tÝnh theo c«ng thøc: Jdto = m2. R2 (III-6) trong ®ã: m2 = 0,7mt tr; mt tr - khèi l−îng thanh truyÒn + M«men qu¸n tÝnh cña khèi l−îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn Khèi l−îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn mt t = mnp + m1 (III-7)
trong ®ã: mnp - khèi l−îng nhãm piston; m1 - khèi l−îng thanh truyÒn mttr quy dÉn vÒ t©m ®Çu nhá, m1 = 0,3mttr M«men qu¸n tÝnh cña khèi l−îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn mtt ®−îc tÝnh theo c«ng thøc gÇn ®óng: 1 Jnp ≈ m tt R 2 (III-8) 2 + M«men qu¸n tÝnh cña 1 nhãm c¬ cÊu biªn – khuûu (c¬ cÊu piston – thanh truyÒn – trôc khuûu) tÝnh cho 1 ®¬n vÞ trôc khuûu sÏ ®−îc tÝnh b»ng tæng m«men qu¸n tÝnh ë môc b) nµy: J B−K = J kh + (m 2 + 0,5m tt )R 2 , Nms2 (III-9) Chó ý: §èi víi ®éng c¬ ch÷ V, c«ng thøc (5 -14) ph¶i tÝnh ®Õn khèi l−îng cña hai nhãm piston vµ cña hai ®Çu to thanh truyÒn l¾p chung trªn mét ®¬n vÞ khuûu trôc c. M«men qu¸n tÝnh cña khèi l−îng dao ®éng trong bé gi¶m chÊn Jgc theo sè liÖu nhμ thiÕt kÕ chÕ t¹o hoÆc tÝnh to¸n theo ch−¬ng tr×nh nh¸nh cho bé gi¶m chÊn. d. M«men qu¸n tÝnh cña ch©n vÞt JCV0 theo sè liÖu thÝ nghiÖm XÐt ®Õn t¸c dông c¶n cña n−íc, cã thÓ t¨ng thªm m«men qu¸n tÝnh cña ch©n vÞt thªm 25%, do vËy: JCV = 1,25 JCVo (III-10) CT 2 iv. TÝnh tÇn sè dao ®éng xo¾n a. TÝnh tÇn sè dao ®éng xo¾n tù do (XÐt tõ ®Çu tù do ®Õn b¸nh ®μ) ch−a cã bé gi¶m chÊn. Khèi l−îng c¸c xi lanh dån l¹i mét khèi l−îng cã m«men qu¸n tÝnh n ∑J J xl = (IV-1) Ki i =1 §é mÒm (nghÞch ®¶o ®é cøng) cña ®o¹n trôc gi÷a hai khèi l−îng trªn hÖ thèng míi cã m«men qu¸n tÝnh Jxl vµ Jbd: 1 1 1 1 1 1 Rm = = + =2 +2 , (IV-2) C m C1 C ω e .J xl ω e .Jbd N.m TÇn sè gãc dao ®éng tù do cña hÖ thèng míi rót ra tõ (5 - 17) Cm (J xl + Jbd ) ωe = , rad/s (IV-3) J xl .Jbd TÇn sè dao ®éng xo¾n tù do
30.ω e ne = , lÇn/s (IV-4) π Hai khèi l−îng cña hÖ thèng dao ®éng theo cïng mét tÇn sè vµ tr¸i chiÒu nhau. Trªn trôc t−¬ng ®−¬ng sÏ cã mét tiÕt diÖn kh«ng bÞ xo¾n (tiÕt diÖn x h×nh 5 - 1) ®−îc gäi lµ tiÕt diÖn nót, ϕ1 vµ ϕ2 lµ gãc xo¾n cña c¸c khèi l−îng. b. Khi l¾p bé phËn gi¶m chÊn tÝnh theo c¬ hÖ 3 khèi l−îng cã m«men qu¸n tÝnh Jgc, Jxl vµ Jbd cã dao ®éng mét ®iÓm nót vµ 2 ®iÓm nót. HÖ thèng t−¬ng ®−¬ng 3 khèi l−îng tr×nh bµy trªn h×nh (5 - 2) vµ còng lµ hÖ thèng t−¬ng ®−¬ng c¬ b¶n nhÊt dïng ®Ó thay thÕ c¸c hÖ thèng t−¬ng ®−¬ng nhiÒu khèi l−îng (kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho biÕt nÕu ®¬n gi¶n ho¸ hÖ thèng t−¬ng ®−¬ng cña ®éng c¬ 7 khèi l−îng cña ®éng c¬ 12 xi lanh ch÷ V thµnh hÖ thèng t−¬ng ®−¬ng 3 khèi l−îng th× sai sè cña tÇn sè gãc dao ®éng xo¾n tù do chØ kho¶ng 3%). Trong ®ã: C1 vµ C2 lµ c¸c ®é cøng cña c¸c ®o¹n trôc ab vµ bc; Φ1, Φ2 vµ Φ3 lµ biªn ®é dao ®éng xo¾n thùc, rad; ϕ1, ϕ2 vµ ϕ3 lµ gãc xo¾n cña c¸c khèi l−îng khi trôc dao ®éng; ωe1 vµ ωe2 lµ tÇn sè gãc dao ®éng tù do 1 ®iÓm nót vµ 2 ®iÓm nót. c. TÝnh dao ®éng xo¾n c¬ hÖ ®éng c¬ - ch©n vÞt kh«ng cã bé gi¶m chÊn cã thÓ tÝnh theo c¬ hÖ 3 khèi l−îng cã m«men qu¸n tÝnh Jxl, Jbd vµ JCV cã dao ®éng 1 ®iÓm nót vµ 2 ®iÓm nót nh− h×nh 5 - 2. d. TÝnh dao ®éng xo¾n c¬ hÖ ®éng c¬ - ch©n vÞt cã bé gi¶m chÊn cã thÓ tÝnh theo c¬ hÖ 4 khèi l−îng cã m«men qu¸n tÝnh Jgc, Jxl, Jbd vµ JCV cã dao ®éng 1 ®iÓm nót vµ 2 ®iÓm nót. Dao ®éng 2 ®iÓm nót cña nã nh− h×nh (5 - 3). Trong ®ã: a1, a2, a3 vµ a4 lµ biªn ®é t−¬ng ®èi cña c¸c khèi l−îng cã c«ng thøc lµ CT 2 ⎛ Φ⎞ ⎜αi = i ⎟ ; (IV - 5) ⎜ Φ0 ⎟ ⎝ ⎠ Ji γ1, γ2, γ3 vµ γ4 ( γ i = ) lµ m«men qu¸n tÝnh t−¬ng ®èi cña c¸c khèi l−îng; J0 C0 ε1,2, ε2,3 vµ ε3,4 ( ε i,i+1 = ) lµ ®é mÒm t−¬ng ®èi cña c¸c khèi l−îng C i,i+1
Th«ng th−êng chØ cã hai d¹ng ®−êng cong ®−êng cong ®µn håi cã ý nghÜa thùc tÕ: §−êng ®µn håi chuÈn 1 ®iÓm nót (h×nh 5 - 1, h×nh 5 - 2a) vµ ®−êng cong ®µn håi chuÈn 2 ®iÓm nót d LËp b¶ng tÝnh ®Ó t×m trÞ sè cña tÇn sè dao ®éng xo¾n ωe khi dao ®éng mét ®iÓm nót. (h×nh 5 - 2b, h×nh 5 - 3). e. LËp b¶ng tÝnh ®Ó t×m trÞ sè cña tÇn sè dao ®éng xo¾n ωe khidao ®éng mét ®iÓm nót. Chän ωe theo kÕt qu¶ tÝnh ë c«ng thøc tÝnh tÇn sè dao ®éng thùc (IV - 4), cã thÓ dån khèi l−îng Jgc, Jxl, Jbd thµnh mét khèi cã JΣ = Jgc + Jxl + Jbd ®Ó tÝnh ωe B¶ng 5-1 : tÝnh cho tr−êng hîp cã bé gi¶m chÊn 4 ∑ J .ω .a 2 4 Ji .ω2 .ai ∑ i e i Ji .ω 2 .a i τi,N/cm2.®é Ji .ω2 e TT Ji ai Ci i=1 e e i=1 Ci (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 1 Jgc 2 Jxl 3 Jbd 4 JCV CT 2 H×nh 5.3. HÖ thèng t−¬ng ®−¬ng t−¬ng ®èi c¬ hÖ ®éng c¬ - ch©n vÞt cã bé gi¶m chÊn Φi trong ®ã: ai- biªn ®é dao ®éng t−¬ng ®èi tÝnh theo (IV-5) α i = Φ0 Th−êng chän gi¶ thiÕt Φ1 = 1 rad (cã nghÜa lµ gi¶ thiÕt khèi l−îng thø nhÊt bÞ xo¾n 1 gãc Φ1 = 1); a1 = 1 vµ nh− vËy Φ0 = 1 ω2 Cßn Φ 2 = Φ1 + .J1.Φ1 e C1 ……………………… ω2 (J1Φ1 + ....... + Jn−1Φ n−1 ) Φ n = Φ n−1 + e (IV-6) C n−1 trong ®ã: Φi - biªn ®é dao ®éng xo¾n thùc ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (IV - 6)
Ci - ®é cøng tÝnh theo (II - 5) τi - øng suÊt xo¾n khi dao ®éng xo¾n MiΦ+1 ,i τi = , MN/m2 ¦ Wk MiΦ+1 - m«men xo¾n cña ®o¹n trôc i, i + 1 ,i MiΦ+1 = C i,i+1(a i − ai+1 )Φ i ,i Wk - m«®uyn chèng xo¾n cña tiÕt diÖn trôc §em sè liÖu øng suÊt cña tõng ®o¹n trôc τI ë cét (9) b¶ng 5 - 1 nh©n víi biªn ®é dao ®éng xo¾n thùc cña khèi l−îng thø nhÊt φ1 ta ®−îc øng xuÊt thùc khi dao ®éng céng h−ëng (v× chän φ1 = 1 nªn gi¸ trÞ ë cét (9) còng chÝnh lµ gi¸ trÞ øng suÊt xo¾n thùc khi dao ®éng céng h−ëng). [τ] - øng xuÊt xo¾n cho phÐp trong tr−êng hîp dao ®éng céng h−ëng §èi víi trôc th¼ng [τ] vµo kho¶ng 17%giíi h¹n bÒn mái cña vËt liÖu τ-1 §èi víi thÐp cacbon τ-1 ≈ 0,55σ-1; σ-1 - giíi h¹n bÒn mái ë tr¹ng th¸i phô t¶i uèn ®èi xøng §èi víi lo¹i trôc khuûu lµm b»ng thÐp cacbon,øng suÊt khi dao ®éng xo¾n kh«ng ®−îc lín h¬n 25MN/m2 ([τ] = 2500 N/cm2) TrÞ sè cuèi cïng ë cét 6 nÕu qu¸ lín chøng tá ωe ®· chän qu¸ nhá ,th× ph¶i chän l¹i ωe lín lªn råi lËp l¹i b¶ng tÝnh nh− b¶ng 5 - 1 nÕu kÕt qu¶ mµ nhá ®i chøng tá gÇn ®óng víi trÞ sè thùc CT 2 khi nµo mµ ωe chän mµ sai kh¸c víi ωe thùc d−íi 1% lµ ®−îc vµ gi¸ trÞ tÇn sè gãc ωe(rad/s)chän sÏ dïng ®Ó tÝnh tÇn sè ne (lÇn/phót) khi dao ®éng 1 ®iÓm nót * TÇn sè dao ®éng 2 ®iÓm nót còng t×m theo kiÓu t−¬ng tù b¶ng (5 - 1) nh− trªn v. Ph©n tÝch tèc ®é giíi h¹n ne C¨n cø vµo kÕt qu¶ cña tÝnh to¸n ne ë môc (IV) vµ ngh= (V-1) χ 1 χ - sè cÊp cña m«men ®iÒu hoµ: §èi víi ®éng c¬ 4k× χ = k; §èi víi ®éng c¬ 2 k× χ = k 2 k - hÖ sè ®iÒu hoµ cña m«men kÝch thÝch §èi víi ®éng c¬ 4 ki 12 xilanh ch÷ v l−u ý tèc ®é giíi h¹n øng víi m«men ®iÒu hoµ cÊp 3 cÊp 6 cÊp 9… §èi víi ®éng c¬ 2 k× 8 xilanh ch÷ v l−u ý tèc ®é giíi h¹n øng víi m«men ®iÒu hoµ cÊp 4, 8,12… Nh− vËy lµ cÇn chó träng ®Õn c¸c tèc ®é giíi h¹n øng víi m«men ®iÒu hoµ cã hÖ sè k lµ béi sè cña xilanh i.
B¶ng 5.2. TÝnh tèc ®é tíi h¹n 1 1 1 1 χ 8 9 10 11 8 9 10 11 12 2 2 2 2 ngh Tõ b¶ng t×m ra cÊp m«men ®iÒu hoµ cã tèc ®é giíi h¹n gÇn tèc ®é sö dông nhÊt ®Ó tÝnh to¸n Cßn tèc ®é giíi h¹n khi dao ®éng 2 ®iÓm nót kh«ng cÇn xÐt ®Õn v× ®Òu lín h¬n tèc ®é sö dông rÊt nhiÒu vi. TÝnh øng suÊt dao ®éng thùc : ë trªn môc IV tÝnh øng xuÊt xo¾n τ khi khèi l−îng t−¬ng ®−¬ng thø nhÊt bÞ xo¾n ®I mét gãc φ1 = 1 rad B©y giê ®i tÝnh øng suÊt dao ®éng thùc theo biªn ®é xo¾n thùc φ1t C«ng cña m«men kÝch thÝch ë cÊp nguy hiÓm Mnh trªn ®−îc tÝnh nh− sau: Wk = π.Mnh.φ1t∑ai = Aφ1t (VI-1) Mnh - Momen kÝch thÝch ë cÊp nguy hiÓm: (Mnh = M8 = 1320 Ncm) ∑ai - Tæng c¸c biªn ®é dao ®éng t−¬ng ®èi ë c¸c cÊp. L−u ý: (nguy hiÓm h¬n c¶) ®−¬c x¸c ®Þnh theo ®å thÞ pha víi c¸c tèc ®é giíi h¹n. (∑ai = 2,638) C«ng c¶n trong cña hÖ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøcsau: CT 2 Wt = π.μ.ωe.φ 1t.∑a = B.φ1t 2 2 2 (VI-2) i μ - HÖ sè c¶n cña c¬ hÖ (∑ai2 = 2,1) Tõ (VI - 1) vµ (VI - 2) do Wk = Wt nªn rót ra: A φ1t = rad hoÆc ®é (VI-2a) B Do ®ã øng suÊt dao ®éng lín nhÊt ë tèc ®é giíi h¹n cÊp l−u ý: τt = τ.φ1t N/cm2 (VI-3) NÕu τ ≤ [τ] th× c¬ hÖ lµm viÖc an toµn ë tèc ®é giíi h¹n cÊp l−u ý. øng suÊt dao ®éng ë tèc ®é giíi h¹n c¸c cÊp cßn l¹i bao giê còng nhá h¬n øng suÊt dao ®éng ë tèc ®é giíi h¹n ë cÊp l−u ý nªn bá qua kh«ng xÐt. Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n nh− trªn cã thÓ kÕt luËn c¬ hÖ lµm viÖc an toµn ë c¸c tèc ®é trong vïng sö dông vii. S¬ ®å ch¹y ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n S¬ ®å ch¹y ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n dao ®éng xo¸n hÖ trôc phôc vô cho nghiªn cøu sö dông bé gi¶m dao ®éng xo¾n d¹ng ma s¸t −ít ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 5-4, ng«n ng÷ lËp tr×nh Pascal.
CT 2 H×nh 5.4. S¬ ®å ch¹y ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n dao ®éng phôc vô cho nghiªn cøu sö dông bé gi¶m dao ®éng xo¾n d¹ng ma s¸t −ít viii. kÕt luËn LËp tr×nh tÝnh to¸n dao ®éng xo¾n c¬ hÖ theo s¬ ®å ch¹y ch−¬ng tr×nh ®−a ra trªn h×nh 5- 4 cho biÕt ®−îc c¬ hÖ cã cÇn thiÕt ph¶i dïng bé gi¶m dao ®éng xo¾n hay kh«ng cÇn thiÕt ph¶i dïng bé gi¶m chÊn. Tr−êng hîp cÇn thiÕt ph¶i dïng bé gi¶m dao ®éng xo¾n ττ > [τ] s¬ ®å sÏ ch¹y qua ch−¬ng tr×nh bé phËn tÝnh to¸n bé gi¶m chÊn ma s¸t −ít cho phï hùp víi c¬ hÖ. Ch−¬ng tr×nh lËp tr×nh phï hîp yªu cÇu cña qui ph¹m ph©n cÊp vµ ®ãng tµu biÓn vá thÐp TCVN 6259 - 3 :2003 b¶o ®¶m an toµn. Tµi liÖu tham kh¶o [1]. NguyÔn Thμnh L−¬ng, NguyÔn Ninh, Ph¹m K×. Sæ tay tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt trong, Tr−êng §¹i häc giao th«ng vËn t¶i, Hµ Néi, 1976. [2]. NguyÔn Thμnh L−¬ng. CÊu t¹o vµ b¶o d−ìng tµu thuyÒn, Tr−êng §¹i häc GTVT Hµ Néi, 1992. [3]. TCVN 6259 - 3 : 2003. Qui ph¹m ph©n cÊp vµ ®ãng tµu biÓn vá thÐp, PhÇn 3 HÖ thèng m¸y tµu, Hµ Néi, 2003. [4]. W. KER WILSON. Practical solution of torsional vibration problems, Chapman & Hall LTD, London, 1967. [5]. P.A. ISTOMIN. Krutilnuie kolebaniia v sudovukh dvigatelei vnutrennevo sgoraniia, izdatelstvo "sydostroeniie", Leningrad, 1968. [6]. Taschenbuch Maschinenbau. Band 2, Energieumwandlung und Verkehrstechnik, VEB Verlag Technik Berlin, 1987