Ộ Ậ
Ả B GIAO THÔNG V N T I Ạ Ọ ƯỜ Ả NG Đ I H C HÀNG H I TR
Ộ Ế Ế Ế B MÔN LÝ THUY T THI T K KHOA ĐÓNG TÀU
Ọ
Ế
Ế Ự
Ộ
Ủ
THI T K MÔN H C Ọ Đ NG L C H C TÀU TH Y
Ế
Ế
Ờ
Ọ
Ả
Ố
Ộ
Ạ
Ậ
Ể
THI T K CHONG CHÓNG TÀU HÀNG R I, TR NG T I 12000t, Ạ S = 13 KNOT, HO T Đ NG VÙNG BI N KHÔNG H N
V N T C V
Ế
ƯỚ
CH CÓ CÁC KÍCH TH
L x B x d
Ủ Ế C CH Y U SAU: =
143 x 20,1 x 7,2
= 0,82 x 0,99 x 0,89
CB x CM x CWL
=
1,5%
xB/L
ướ Ễ Giáo viên h ẫ : NGUY N VĂN VÕ
ườ ự Ạ Ng ng d n ệ i th c hi n : PH M VĂN CHUNG
Mã SV : 39354
Nhóm : N03
1
Ả H I PHÒNG, NĂM 2013
Ụ
Ụ
M C L C
ệ ả Tài li u tham kh o:
(cid:0) ủ ộ ượ ướ ễ Tính toán tính di đ ng c a tàu có l ế ng chi m n c (Nguy n Văn Võ ) – 1.
(cid:0) ủ ả ộ ườ ạ ọ ự ọ Bài gi ng Đ ng l c h c tàu th y 1–Tr ả ng Đ i h c Hàng H i–Khoa Đóng Tàu
– 2.
(cid:0) ấ ả ậ ậ ậ ổ ọ ỹ ỹ S tay K thu t Đóng tàu t p 1( Nhà Xu t B n Khoa h c –K thu t) – 3.
Ớ
Ệ
GI
I THI U CHUNG: tàu hàng r iờ
ạ Lo i tàu:
ể ế ạ ạ ộ Vùng ho t đ ng:
ề vùng bi n không h n ch L = 143 m
B Chi u dài tàu: ề ộ Chi u r ng : = 20,1 m
ề d Chi u chìm : = 7,2 m
ể ệ ố CB = 0,82
ệ ố ườ CM H s béo s = 0,99
H s béo th tích: ữ n gi a: ướ ệ ố ườ CW H s béo đ ng n c: =
DWT i : =
ọ ả Tr ng t ậ ố : = 0,89 12 000t nấ 13 knot
V n t c ạ Hình d ng mũi: vs mũi qu lêả
2
Ự
Ấ
Ầ
Ả PH N 1: TÍNH L C C N VÀ CÔNG SU T KÉO
ươ ọ ự ng pháp tính
1.1.L a ch n ph ươ ọ ự ớ ủ ệ ệ
L a ch n ph ớ ạ ủ ng pháp:Seri tàu có h béo l n c a Vi n Đóng Tàu Tokyo. ươ i h n c a ph Gi ng pháp:
CB=0,8÷0,875
5,8÷8,3
2,2÷3,5
1,5÷4,4 %
ớ ườ ữ ẳ ả ướ ể ọ Hình dáng mũi:ch V, mũi th ng, mũi qu lê v i đ ng n c nh n, ki u cái
búa.
ữ ữ ể Hình dáng đuôi:ch U, ch V, đuôi ki u xì gà
ố Thông s tàu thi ế ế t k :
3
CB= 0,82
2,792
1,5%
ư ậ ế ế ỏ ươ ệ ớ ạ ủ Nh v y, tàu thi t k th a mãn các gi ng pháp Seri tàu có h béo
ự ệ ự ả ủ ể i h n c a ph ươ ọ ớ ủ l n c a Vi n Đóng Tàu Tokyo.Do đó l a ch n ph ng pháp trên đ tính l c c n c a
tàu.
ự ả ấ 1.2.Tính l c c n và công su t kéo
ươ ộ ng pháp:
N i dung ph ự ả ổ ụ ộ L c c n t ng c ng tác d ng lên thân tàu:
trong đó:
2
ố ượ ng riêng c a n ủ ướ (cid:0) =1,025 T/m3 c,
ệ ặ ướ ủ (cid:0) (cid:0) kh i l ậ ố v n t c tàu, m/s S di n tích m t t c a tàu, m
ệ ố ự ả ứ ị h s l c c n, xác đ nh theo công th c:
ệ ố ự ả ứ ị ớ v i : h s l c c n ma sát, xác đ nh theo công th c ITTC 1957
ệ ố ự ả ư ư ị h s l c c n d , xác đ nh nh sau:
ệ ố Các h s :
ồ ị 36.
tra đ th 1. ệ ố ề ự ữ ẩ ỉ ủ : h s đi u ch nh s sai khác gi a c a tàu tính toán và tàu tiêu chu n, tra
ồ ị đ th 1.44 [1].
ệ ố ề ổ ươ ự ữ ộ ỉ ố : h s đi u ch nh s sai khác gi a hoành đ tâm n i t ng đ i tính toán
ồ ị ẩ ớ v i tàu tiêu chu n, tra đ th 1.45
[1]. ạ ệ ố ế ườ ữ : h s tính cho hình d ng hình chi u s ớ ạ n đuôi khác v i d ng ch U, tra
3
ồ ị đ th 1.47 [1].
3
ưở ủ
ưở ng c a nhám, = 0,1.10 ầ ủ ệ ố ả h s nh h ệ ố ả h s nh h ng c a ph n nhô, = 0,05.10
ự ả ả B ng 1.1:Tính l c c n
ớ Ứ ị ậ ố ủ ượ c :
ng v i giá tr v n t c c a tàu là 13 knot ta đ ự ả ủ L c c n c a tàu R = 325,14kN
4
E = 2175,57kW
ủ ấ Công su t kéo c a tàu P
5
Ầ
PH N II : TÍNH TOÁN CHONG CHÓNG
ọ ậ ệ 2.1.Ch n v t li u
ậ ệ ế ạ ệ ấ ồ V t li u ch t o là Đ ng thau mangan đúc C p 1.Ký hi u:HBsC 1
ủ ậ ệ ượ ư ặ ơ ể ệ ở ả Đ c tr ng c tính c a v t li u đ c th hi n b ng sau:
ủ ơ ồ ả ặ B ng 2.1:Đ c tính c tính c a Đ ng thau mangan đúc
Gi Gi ấ ậ ệ C p v t li u
HBsC 1 ả ề ớ ạ i h n b n ch y ((cid:0) c – N/mm2) ≥ 175 ớ ạ ề i h n b n kéo ((cid:0) k – N/mm2) ≥ 460 ộ Đ dãn dài ((cid:0) – %) ≥ 20
Cu
Al
Mn
Zn
Fe
Ni
Sn
Pb
52 ÷ 62 % 0,5 ÷3% 0,5 ÷4% 35 ÷40 % 0,5÷2,5 %
≤1%
≤1,5 %
≤0,5%
ọ ủ ồ ầ ả B ng 2.2:Thành ph n hóa h c c a Đ ng HBsC 1
ệ ố ươ ỗ 2.2.Tính toán các h s t ng h
ệ ố 2.2.1. H s dòng theo
ố ớ ộ Theo Taylor, đ i v i tàu m t chong chóng :
ệ ố H s dòng theo : = 0,5.0,8 20,05= 0,36
Trong đó : ể ệ ố 2
h s béo th tích, =0,8 ệ ố 2.2.2. H s hút
ệ ố H s hút : = 0,9.0,365 = 0,32 4
trong đó :
ố ớ ủ ạ ạ ấ ơ ng c a hình d ng bánh lái, đ i v i bánh lái d ng t m đ n
gi n : ả
ưở ng c a thân tàu.
ệ ố ả ưở h s nh h k=0,9÷1,05, ch n ọ k=0,9. ệ 2.2.3. Hi u su t nh h ưở ấ ả ấ ả ủ ệ ứ ủ ượ Hi u su t nh h ng c a thân tàu đ c tính theo công th c 6.36[2]:
1,09
Trong đó:
ượ ứ ầ + 1/iQ cho tàu 1 chong chóng đ c tính g n đúng theo công th c:
1/iQ = 1 + 0,125(wT –0,1) = 1+0,125(0,360,1)=1,032
ệ ố + wT = 0,36 – h s dòng theo
ệ ố + t = 0,324 – h s hút
6
Z ọ ố 2.3. Ch n s cánh
ọ ố ể ự ệ ố ự ẩ ự ườ Đ l a ch n s cánh chong chóng ( Z), ta d a vào h s l c đ y theo theo đ ng kính
tính theo 2.1.4[1]
DT<2thì ch n ọ Z= 4
ượ ạ n u Kế i c l
N uế KDT2 thì ch n ọ Z= 3, ng Ta có:
ậ ố ế ủ
S = 13knot;
ậ ố
ệ ố vA– v n t c ti n c a chong chóng,= 4,276 m/s ế ủ vS – v n t c ti n c a tàu(knot), v wT – h s dòng theo, wT = 0,36
ườ D – đ s bơ ộ chong chóng, D = 4 m
ng kính ự ẩ ủ T – l c đ y c a chong chóng,
3
ố Zp – s cánh chong chóng, ZP = 1; t – h s hút, t = 0,324 ệ ố
ố ượ ng riêngc a n ủ ướ (cid:0) = 1,025 t n/mấ c,
ườ ng kính: K ọ ố DT = 1,09 <2nên ch n s cánh chong chóng Z= 4
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) kh i l ệ ố ự ẩ =>H s l c đ y theo đ ọ ỷ ố ề ề ệ 2.4. Ch n t s đĩa theo đi u ki n b n
ể ả ộ ề ả ỷ ố ượ ỏ ơ ọ s đĩa đ c ch n không nh h n giá
Đ đ m b o đ b n cho cánh chong chóng thì t trịtính theo 2.1.5[1]:
Trong đó:
ệ ố ể ế ạ ậ ệ ố ớ ồ C – h s k đ n lo i v t li u, đ i v i đ ng thau C = 0,06
ố Z – s cánh chong chóng, Z = 4
ườ ơ ộ D – đ ng kính chong chóng s b , D = 4 m
ỷ ố ữ ề ộ ớ ớ ấ ủ ề ớ s gi a chi u dày profile l n l n nh t c a cánh v i chi u r ng
t ủ ọ
profile c a cánh, ch n ả ố ớ i, đ i v i tàu hàng m = 1,15
ệ ố m – h s quá t ự ẩ ủ T – l c đ y c a chong chóng, T = 480,976 kN
ọ ỷ ố ậ V y ch n t s đĩa cho chong chóng là
7
ọ ộ ể ự ơ 2.5. Tính toán chóng đ l a ch n đ ng c
ộ ơ ọ Tính toán ch n đ ng c theo seri: B – 4 – 70(Z = 4, )
ế ố ơ ả ủ ọ ộ ự ả ơ B ng 2.1: Tính toán các y u t c b n c a chong chóng và l a ch n đ ng c
ả ự ự ượ ồ ị Ps =f(N),DOPT = f(N), P/D = f(N),
D a vào b ng tính ta xây d ng đ ọ ượ ộ ự c đ th ơ ầ ế ồ ị D a vào đ th ta ch n đ c đ ng c c n thi t:
ệ ọ Ta ch n máy có kí hi u: MAN B&W 6S35MC
Công su t: Pấ s = 4200 kW, ộ Vòng quay đ ng c : n ơ H = 170 r/min,
ố ơ ả ủ Các Thông s c b n c a chong chóng:
ố Z = 4,
S cánh: ỷ ố T s đĩa:
ườ AE/A0 = 0,70, D Đ ng kính chong chóng: = 3,81 m,
ướ ươ ố J B c t ng đ i:
ỷ ố ướ
T s b ệ c: ấ ủ = 0,396 , P/D = 0,923, ηD Hi u su t c a chong chóng: = 0,467,
ự ể 2.6.Ki m tra xâm th c chong chóng
ứ ấ ể ả ự ạ ả ả ỷ ố Theo Schoenherr, đ đ m b o không x y ra giai đo n xâm th c th nh t thì t s đĩa
ượ ỏ ơ không đ c nh h n giá tr ị tính theo 3.5.1[1]:
= 1,275.1,6..(2,83.3,59)2 = 0,66
trong đó:
ệ ố ự ụ ọ ộ ả i, = (1,3 ố ớ ÷1,6).Đ i v i chong
ệ h s th c nghi m ph thu c tr ng t ổ ả ấ ở ể ặ mút cánh) i, = 1,6 chóng n ng t
(đ tránh t n th t ự ệ ố ặ ư h s đ c tr ng xâm th c, tra đ th ồ ị(hình 3.3[1]),
2
=0,42
ấ ủ ụ ậ i đ ng p sâu tr c chong chóng, kN/m
ạ ộ áp su t th y tĩnh t = 101,340+10.5,226 – 2,32 = 150,065 kN/m2
3 đ i v i n ớ v i : =10 kN/m ụ ủ ậ đ ộ ng p sâu c a tr c chong chóng, m =7,20,55.3,81=5,105 m
ố ớ ướ ể c bi n
ố n = 2,83 r/s
ườ n s vòng quay chong chóng, D đ ng kính chong chóng, D = 3,81 m
8
ỷ ố ự ề ệ ả ả ố T s đĩa = 0, 7>=0,66 , do đó chong chóng đ m b o đi u ki n ch ng xâm th c.
ự ả ẽ 2.7.Xây d ng b n v chong chóng
ự ủ ẳ ỗ 2.7.1.Xây d ng hình bao du i th ng c a chong chóng:
ề ộ ấ ủ ớ Chi u r ng l n nh t c a cánh bmax :
== 1,458 m
ộ ể ủ ừ ẳ ả ỗ ị T đó ta có b ng hoành đ đ xác đ nh hình bao du i ph ng theo Seri B theo % c a
ư bmax nh sau:
ộ ủ ỗ ả ẳ B ng 2.2:Hoành đ c a hình bao du i ph ng
r/R ẳ ả B ng hoành đ c a hình bao du i ph ng 0,7 0,2 ộ ủ 0,4 ỗ 0,6 0,5 0,3 0,8 0,9 1
46,89 52,75 56,34 57,66 56,1 51,37 41,71 25,39
Chi uề r ngộ cánh
tính
theo
29,11 33,3 37,4 40,74 43,9 46,66 48,37 46,95 20,14
Từ tr cụ đ nế mép đ pạ Từ tr cụ đ nế mép
75,99 86,05 93,74 98,4 100 98,03 90,08 72,34 % chi uề r ngộ bánở kính 0,6R
thoát Chi uề r ngộ toàn bộ
ả
ừ ề ng chi u dày
ấ 35 35 35,1 35,5 38,9 44,3 48,6 50
Kho ng cách t ườ đ ớ l n nh t đên mép ề ạ đ p theo % chi u
ớ ộ r ng cánh ấ ề Chi u dày l n nh t 3,66 3,24 2,82 2,40 1,98 1,56 1,14 0,72 0,3 tính theo %D
ộ ỗ ả ẳ B ng 2.3:Hoành đ hình bao du i ph ng (tính theo mm)
9
ả
r/R ẳ B ng hoành đ c a hình bao du i ph ng 0,7 ộ ủ 0,4 ỗ 0,6 0,3 0,5 0,2 0,8 0,9 1
962,93 1083,27 1156,99 1184,10 1152,07 1054,93 856,55 521,41
597,80 683,85 768,04 836,63 901,53 958,21 993,32 964,16 413,59 Chi uề r ngộ cánh Từ tr cụ đ nế mép đ pạ Từ tr cụ đ nế mép
1560,53 1767,12 1925,04 2020,74 2053,59 2013,14 1849,88 1485,57
thoát Chi uề r ngộ toàn bộ
ả
Kho ng cách t ườ ừ ề ng chi u dày
ấ 546,18 546,18 618,49 675,69 717,36 798,85 891,82 899,04 742,78
đ ớ l n nh t đên mép ề ạ đ p theo % chi u
138,44 123,44 107,44 91,44 75,43 59,43 43,43 27,43 10,94 ộ r ng cánh ớ ề Chi u dày l n ấ nh t tính theo %D
ừ ả ự ượ ủ ỗ T b ng trên, ta xây d ng đ ẳ c hình bao du i ph ng c a chong chóng.
ự
ấ ủ ề ớ ạ ế 2.7.2.Xây d ng profin cánh: ị 2.7.2.1. Xác đ nh chi u dày l n nh t c a các profin t i các ti ệ t di n:
ấ ủ ề ả ạ ế ệ ớ B ng 2.8: Chi u dày l n nh t c a các profin t i các ti t di n
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 138,44 123,44 107,44 91,44 75,43 59,43 43,43 27,43
10
ả ộ 2.7.2.2.B ng tung đ profin cánh :
ả ả ộ B ng 2.4: B ng tung đ profin cánh theo Seri B
ừ ể ấ ớ ớ ạ ề T đi m có chi u dày l n nh t t i mép đ p
(% emax)
Từ đi mể có chiề u dày l nớ nh tấ iớ t mép
thoát
(% emax) r/R 100% 80 60% 40% 20 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100%
% Tun
87 85,8
g độ m tặ
74,4 64,35 56,95 72,5 62,65 54,9 98,2 93,25 84,3 70,4 60,15 52,2 56,8 48,6 52,2 43,35 44,2 35 hút
70 22
% 53,55 72,65 86,9 96,45 98,6 94,5 50,95 71,6 86,8 96,8 98,4 94 47,7 70,25 86,55 97 67,7 43,4 68,4 86,1 96,95 98,1 92,4 82,3 40,2 67,15 85,4 96,8 98,1 91,25 79,35 63,6 39,4 66,9 84,9 96,65 97,6 88,8 74,9 57 85,3 68,7 48,25 34,55 24,45 40,95 67,8 85,3 96,7 87 97 45,15 ớ 87 ừ ể 70 ấ ớ ạ 97 97 ề T đi m có chi u dày l n nh t t 45,15 30,1 i mép đ p
(% emax)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Từ đi mể có chiề u dày l nớ nh tấ iớ t mép
thoát
(% emax)
11
r/R 100% 80 60% 40% 20 20% 40% 60% 80% 90% 95% 100%
% Tun 40
13,45 20,3 26,2 10,85 16,55 22,2 37,55 34,5 17,9 13,3 30,40 8,4 24,5 2,45 16,05 g độ m tặ đ pạ
0,2 30 0,3 25,35 12,2 6,2 0,4 17,85 1,75 9,07 0,5 5,1 0,6 0,7 0,8 0,9 % 18,2 10,9 5,45 1,55 0,45 0,05 1,7 5,8 1,5 2,3 1,3 0,3 5,9 4,6 2,65 0,7 7,8 4,3 0,8 12,5 8,45 4,45 0,4 7,4
ừ ả ự ư ả ộ T b ng trên, ta xây d ng b ng tung đ profin cánh nh sau:
ộ ả B ng 2.5: Tung đ profin cánh:
Từ điể m
có chiề u
ừ ể ấ ớ ớ ạ ề T đi m có chi u dày l n nh t t i mép đ p (%emax)
dày l nớ nh tấ iơ t mép
thoá
t (%
ema
x) r/ 60 40 20 60 100% 80% 20% 40% 80% 90% 95% 100%
Tung độ m tặ hút
75 63 51 40 30 23 18 12 % 121 107 93 79 64 50 37 24 90 77 65 52 39 26 15 8 79 68 56 44 33 21 11 6
% 101 88 75 63 51 40 29 19 ừ ể 132 116 100 84 69 53 37 24 ấ ớ % 137 121 106 90 74 58 42 27 ớ 104 89 76 62 48 34 21 12 ạ R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Từ 134 119 104 89 73 57 42 27 ề T đi m có chi u dày l n nh t t % 121 106 91 75 60 45 30 19 i mép đ p (%emax)
12
điể m
có chiề u
dày l nớ nh tấ iơ t mép
thoá
t (%
ema
x) r/ 60 40 20 60 100% 80% 20% 40% 80% 90% 95% 100%
Tung độ m tặ đ pạ
R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 % 15 7 2 % 8 2 % 1 0 2 3 2 0 % 8 6 3 1 42 31 19 8 4 25 15 7 2 19 13 8 4 1 28 20 13 8 3 0 37 27 19 12 6 1 56 46 37 28 18 10 3
ế ừ ả ự ẽ ẳ ỗ ạ i các
ươ ứ
ng ng. ự ế ạ ế ả T b ng trên, ta ti n hành xây d ng b n v hình bao du i ph ng và các profin t r/R t 2.6.3.Xây d ng hình chi u pháp và hình chi u c nh
ọ Ch n góc nghiêng cánh b n ằ (cid:0) =15o
ề ạ ự ế
Cách xây d ng hình chi u pháp và hình chi u c nh: ườ ỗ ụ ở ừ ể ẳ ng tr c T đi m O trên đ
ề ể ạ ẳ ộ ọ ặ ng v phía mép theo ta đ t m t đo n th ng OH=
ẳ P/2(cid:0) ụ ẻ ữ ữ ứ ứ ể ạ
ỗ hình bao du i ph ng hình bao du i ph ng, theo (cid:0) = 560 mm, H g i là đi m ướ h ớ ẳ ự c c .T i H k nh ng tia đi qua đi m giao nhau gi a tr c th ng đ ng v i các b n kính ườ đ rikhác nhau.
ẻ ế ế ng tròn ạ ế T i mút profin, ti n hành k các đ ng th ng ti p tuy n song song và vuông góc
ậ ượ ả ữ ế ớ v i tia HA, k t qu nh n đ c nh ng đo n c t ườ ẳ ạ ắ l1, l2, h1,h2 .
13
ừ ẻ ế ặ
1 k các cung tròn bán kính ri và đ t theo ể c đi m
Sau đó trên hình chi u pháp, t ẳ ề ạ tâm O ả ậ ượ ề cung này các đo n th ng l1 v bên ph i và ố l2 v bên trái .Cu i cùng ta nh n đ
ườ ủ ế ng bao hình chi u pháp c a cánh.
ằ B và B’ n m trên đ ể ế ạ ự ừ ể ươ ớ ụ đi m B và B’ theo ph
Đ xây d ng hình chi u c nh, t ườ ẻ ằ ẳ ặ ị ằ chong chóng k các đ ng song song v i tr c ề h1v phía
2
ề ng th ng n m ngang và trên đó đ t các giá tr b ng ừ ể ủ ườ ừ ể đi m A
h2 v phía bên trái tính t ớ ườ ề đi m giao c a đ ặ ạ ấ ạ ng vuông góc t ế ườ ằ i m t đ p đ n các đ
l
1
A2
A2
h 2
l
2
l 2
l 1
C'
B'
h 2
C
B
h2
h1
ở ng n m ngang nói ế ạ ằ ườ ả bên ph i và bán kính ri trên đ ố ng chi u dày l n nh t t ậ ượ ể trên.Cu i cùng ta nh n đ c 2 đi m C và C’ n m trên đ ng bao hình chi u c nh.
P/2(cid:0)
(cid:0) mm
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ự
ớ ướ ự ế ị V i các b ế ạ ế Hình 2.2: Xây d ng hình chi u pháp và hình chi u c nh ị l1, l2, h1, h2 c xây d ng trên, ta ti n hành xác đ nh các giá tr
ả B ng 2.6:Các giá tr l ị 1, l2, h1, h2 :
r/R l1 l2 h1 h2 0.2 349 276 601 329 0.3 522 370 577 319 0.4 644 451 520 309 0.5 712 518 458 297 0.6 728 577 384 281 0.7 688 628 305 267 0.8 568 662 217 246 0.9 352 652 117 215 1 0 282 0 83
ế ạ ừ ự ế ị ướ T các giá tr trên, ta xây d ng hình chi u pháp và hình chi u c nh theo các b c đã
nêu.
ự
2.7.4.Xây d ng c chong chóng ụ ủ ườ ị ng kính tr c chong chóng
ườ 2.7.4.1.Xác đ nh đ ụ Đ ng kính tr c chong chóng :
ọ = 373,8 mm, ch n = 380 mm
trong đó :
14
ườ ụ ứ ị đ ng kính tr c trung gian, xác đ nh theo công th c :
ọ
= 299,75 mm, ch n = 300 mm v i :ớ
= 0,28
ơ ỳ
ố ớ ộ ộ ố ớ ộ q=0,4 đ i v i đ ng c 4 k ơ a = 2 đ i v i đ ng c 6 xylanh (n i suy )
ấ ủ ộ ơ
công su t c a đ ng c , =4200 kW ị ứ ủ ụ ố s vòng quay đ nh m c c a tr c chong chóng , =170 rpm
ố ớ ố ụ ợ ồ
ườ = 10 đ i v i ng bao tr c là h p kim đ ng. D – đ ng kính chong chóng, D = 6,26m
ụ ộ Đ côn tr c:=1/12
ụ ề ọ Chi u dài côn tr c: = (0,99÷1,045)m, ch n =1,1 m =1100 mm
ị ướ ủ 2.7.4.2.Xác đ nh kích th c c chong chóng
ủ ề Chi u dài c
ắ ượ ự ỉ ầ ủ ể ố ằ ọ c l a ch n ch c n đ đ g c cánh hoàn toàn n m trong
Nguyên t c đ ờ ể ệ ủ ỏ ơ ề ườ ậ ủ ồ c .Đ ng th i đ thu n ti n s a ch a, ng i ta khuyên chi u dài c ủ lH không nh h n
ừ ữ ọ lH = 1,1 m = 1100 mm (2÷3)%. T lý do đó, ch n
ủ ộ Đ côn c chong chóng:
ườ kH=1/15÷1/20, ch n ọ kH=1/15 ủ ủ Đ ng kính trung bình c a c chong chóng:
ọ = 0,636, ch n = 0,65 m= 650 mm
ỗ ể ả ạ ề Chi u dài l khoét đ gi m nguyên công c o rà :
ọ = (0,250÷0,300) m, ch n = 0,300m = 300mm ả ề ệ ọ Chi u sâu rãnh khoét ch n theo kh năng công ngh : 15 mm
ể ề ọ 2.7.4.3.Ch n và ki m tra b n then
ề ọ ÷1,14)m, ch n =1,1 m =1100 mm
Chi u dài then:= (1,08 ọ ượ ẩ Then đ c ch n theo tiêu chu n TCVN 2261 – 77: d = 380 mm
ề ộ +Chi u r ng then:
ề +Chi u cao then: b= 80mm h = 40mm
ề +Chi u sâu rãnh then trên tr c:
ề
ụ t1 = 25 mm ỗ t2= 16mm +Chi u sâu rãnh then trên l : ạ ậ ề ể ề Ki m tra b n cho then ( đi u ki n va đ p m nh)
Ứ ấ ậ ng su t d p cho phép : [
Ứ ấ ắ ng su t c t cho phép :[
6 Mômen xo n phát sinh trên tr c: = 231.10
ắ ệ (cid:0) ] = 70Mpa (cid:0) ] = 40 Mpa ụ
ấ ẩ trong đó:=0,98.= 4116 kW và N= 170 rpm – công su t đ y và vòng quay
ơ ứ ủ ộ ị đ nh m c c a đ ng c .
15
Ứ ng su t d p phát sinh:
Ứ ng su t c t phát sinh:
ư ậ ề ả ọ
ướ c:
ấ ậ = 56,34 Mpa < [(cid:0) ] = 70Mpa ấ ắ = 16,90 Mpa < [(cid:0) ] = 40 Mpa →Nh v y, then đã ch n đ m b o b n. ả ọ 2.7.4.4.Ch n mũ thoát n ướ ề ọ c:= (0,53 ÷0,64)m, ch n = 0,6 m
Chi u dài mũ thoát n ầ ở ố ọ Bán kính c u cu i mũ:= (0,190 ÷0,381) m, ch n = 0,3 m
ườ trong đó : đ ng kính chong chóng, = 3,81 m
ố ượ 2.7.4.5.Tính kh i l
ng chong chóng: ố ượ ượ ứ Theo Kopeeski thì kh i l ng chong chóng đ c tính theo công th c:
trong đó :
Z = 4
ượ ủ ậ ệ ế ạ ố Z S cánh chong chóng, (cid:0) Tr ng l ọ ng riêng c a v t li u ch t o chong chóng,
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) kG/m3
ườ D = 3,81 m
ườ D – Đ ng kính chong chóng , ủ
ề
ạ ị ề r=0,6R,e0,6 = 0,075 m
i v trí ạ ị Đ ng kính c chong chóng, = 0,65 m ủ lH – Chi u dài c chong chóng, lH = 1,1 m e0,6 Chi u dày cánh t ề ộ b0,6 – Chi u r ng cánh t i v trí r=0,6R, b0,6 = 1,458 m
ố ượ G = 6359kg 6,4 T
→Kh i l ng chong chóng : ự 2.7.5.Xây d ng tam giác đúc: ặ Bán kính đ t tam giác đúc:
ọ = (3180÷3190 )mm, ch n =1960 mm
ề Chi u dài tam giác đúc:
= 3079 mm
V i:ớ
=1268 mm
= 1811 mm
ượ ị ừ c xác đ nh t ẽ hình v .
ề = 35o, =50o đ Chi u cao tam giác đúc:
= 879 mm
V i:ớ
ướ ủ P – B c c a chong chóng, P = 3,516 m = 3516 mm
16
ố Z – S cánh chong chóng, Z = 4
ườ ề ủ ủ ủ ạ ộ ng trung bình c a c chong chóng cách c nh huy n c a tam giác đúc m t
ị V trí đ đo n:ạ
=523 mm
v i :ớ
ặ
Bán kính đ t tam giác đúc, = 1960 mm R Bán kính chong chóng, R = 1905 mm ế ườ ừ ả ả ị ượ ị Kho ng cách đo t mút cánh đ n đ ng tâm gi đ nh, đ c xác đ nh
ế ạ trên hình chi u c nh, =509 mm
ể ề 2.8.Ki m tra b n chong chóng:
ề
2.8.1 Chi u dày cánh: ẩ ầ ươ ạ ề ng 7) thì chi u dày cánh t i bán
Theo quy chu n 2010 (TCVN 2010 ph n 3 ch ạ ố ớ ố ị ố ớ i bán kính 0,35R và 0,6R đ i v i
kính 0,25R và 0,6R đ i v i chong chóng c đ nh và t ị ế ướ ỏ ơ ị ố ứ chong chóng bi n b c không nh h n tr s xác đ nh theo công th c sau.
(cm)
Trong đó:
ề ừ ượ ủ
t Chi u dày cánh tr góc l ấ ụ ớ n c a chân cánh,cm ấ ủ H Công su t liên t c l n nh t c a máy chính, kW
ố Z S cánh chong chóng
ố ụ ớ ấ
ề ộ ạ N S vòng quay liên t c l n nh t chia cho 100 l Chi u r ng cánh t i bán kính đang xét
ề ể ả B ng 2.7:Ki m tra b n theo QCVN:
ị ứ Công th c tính Đ n vơ STT toán
kW rpm/100 cm
ướ ạ P' B c t
ướ ạ R H = PS N = NP/100 ề ộ l chi u r ng cánh k1 tra b ngả k2 tra b ngả k3 tra b ngả i bán kính đang xét i bán kính 0,7 B c t m m
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tr sị ố 0,25R 4200 1.700 118.400 1.620 0.386 0.239 3.517 3.517 12.137 0,6R 4200 1.700 145.800 0.281 0.113 0.022 3.517 3.517 3.885
17
cm cm
ệ ố ụ ộ k4 tra b ngả k5 tra b ngả ộ E đ nghiêng cánh t0 ậ ệ K h s ph thu c vào v t li u 10 11 12 13 14 1.920 1.710 50.80 17.15 1.150 1.240 1.090 50.80 17.15 1.150
15 0.870 0.950
16 0.810 0.810
17 S 0.810 0.810
18 0.330 0.330
19 0.199 0.199
20 0.136 0.136
21 0.373 0.373
22 0.328 0.328
23 0.466 0.466
24 0.573 0.573
25 6.629 6.629
26 A4 3.520 1.260
27 2.800 2.800
28 cm 12.847 6.267
18
ự ế ề 29 Chi u dày cánh th c t cm 13.090 7.540
ủ ề ế ậ K t lu n : Chong chóng đ b n
n:ượ
2.7.2 Tính bán kính góc l ạ ượ ữ ủ Theo quy ph m thì bán kính góc l ỏ ơ n gi a chân cánh và c chong chong không nh h n
ị ố ứ ị tr s Ro xác đ nh theo công th c sau :
Trong đó:
ầ ượ R0– bán kính yêu c u góc l
ề ị n,cm ạ t1 – chi u dày qui đ nh cánh t i 0,25R, t
1 = 13,09 cm ủ ng tâm c a tr c, t
ả ị ề t0 – chi u dày gi đ nh cánh t ạ ườ i đ ụ 0 = 171,5 cm
ỉ ố ướ ủ rB – t s b c c a chong chóng,
ệ ố ướ ố ị e = 0,25 (H s vói chong chóng có b c c đ nh)
Do đó: R0 = 14.43 cm
ượ ự ế ữ ặ ạ ủ Bán kính góc l n th c t
ượ gi a m t đ p chân cánh và c là R = 15 cm ủ ặ ữ Bán kính góc l n phía m t hút gi a cánh và c là R = 20,3 cm
ề ể ệ ạ ậ ả V y chong chóng tho mãn đi u ki n b n theo qui ph m
ồ ị ậ ủ ự 2.9.Tính toán và xây d ng đ th v n hành c a chong chóng:
ư ứ ệ
2.9.1.Tính toán các đ c tr ng không th nguyên c a chong chóng làm vi c sau thân tàu ể ặ ự ẩ ủ ế ự
Tính toán l c đ y chong chóng có đ ý đ n dòng theo và l c hút(chong chong ệ làm vi c sau thân tàu) là:
ấ ể ệ ụ Công su t đ quay chong chóng và h tr c là:
Trong đó:
ệ ố ự ẩ ể
ươ ỗ ướ ươ ỗ ữ ủ ế ự KTB, KQB – h s l c đ y và mô men chong chóng tính toán có đ ý đ n s ố v ng h gi a thân tàu và chong chong, nó là hàm c a m i b ng đ i J c t
ộ tác đ ng t ủ c a chong chóng
0
ệ ố ở ế ộ ể ượ ị ố ộ ượ ị ộ ch đ bu c có th đ c xác đ nh theo giá tr t c đ tr t tính
H s hút t ệ ố toán sp và h s t
t0 = sp.t
Trong đó:
ở ế ộ ị ở ướ ệ ố t – h s hút ch đ tính toán, xác đ nh ầ ph n tr c, t = 0.324
ị ố ộ ượ sp – giá tr t c đ tr t tính toán
19
TB và KQB đ
ệ ượ ở ả Vi c tính toán K ỉ c ch ra b ng sau:
ạ ượ ả ủ ứ ệ B ng 2.7 :Các đ i l ng không th nguyên c a chong chóng làm vi c sau thân tàu
ị
TT
Giá tr tính toán
Đ i l
ạ ượ ng tính toán
1
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.2
2 KT (J;P/D)tra đ thồ ị
0.32
0.28
0.23
0.19
0.14
0.54
ị ự J ( các giá tr t cho)
0.33
0.43
0.53
0.60
0.66
3
0 (J;P/D)tra đ thồ ị
0.23
0.076
0.046
0.041
0.035
0.030
0.023
4
0.783
0.675
0.567
0.458
0.350
0.242
5
0.236
0.274
0.326
0.404
0.529
0.766
6
t = t0/sp
0.270
0.229
0.189
0.137
0.090
0.033
7
KTB= (1t).KT
0.360
0.360
0.360
0.360
0.360
0.360
8
wT
9 iQ=[1+0,125(wT0,1)]1
0.969
0.969
0.969
0.969
0.969
0.969
0.049
0.044
0.040
0.033
0.029
0.023
10
KQB=iQ.KQ
0.313
0.469
0.625
0.781
0.938
1.094
11
(cid:0)
ượ ấ ả ÷0,9 )P/D = (0÷0,83)
c l y trong kho ng (0 ậ ố ị ượ ị ừ ầ c xác đ nh theo v n t c chong chóng đã xác đ nh t ph n 2.5
ủ Chú ý : Các giá tr ị J trên đ Giá tr ị JP đ 2.9.2.Tính toán các đ c tr ng c a chong chóng sau thân tàu
ư ủ ặ
ặ ư Tính toán các đ c tr ng c a chong chóng: ớ ủ ế ả ị ư thi Gi t vòng quay c a chong chóng v i các giá tr nh sau:
20
n = 140 ; 150 ; 160 ; 170; 180 rpm
ả B ng 1: n = 140 rpm = 2,33 rps
ả B ng 2: n = 150 rpm = 2,5 rps
ả B ng 3: n = 160 rpm = 2,67 rps
ả B ng 4: n = 170 rpm = 2,83 rps
ả B ng 5: n = 180 rpm = 3 rps
ộ ơ
2.9.3.Tính toán đ ặ ườ ạ ng đ c tính ngoài đ ng c ơ ủ ộ ặ ế ườ ệ ậ ỹ ng có trong các tài li u k thu t
Đ c tính h n ch ngoài c a đ ng c chính th ế ạ ặ ớ ụ ụ ủ ể ầ ổ đi kèm v i các nhà máy ch t o ho c trong các ph l c c a các s tay. Đ tính g n
ể ử ụ ủ ộ ệ ầ ặ ơ đúng đ c tính c a đ ng c chính, ta có th s d ng các quan h g n đúng sau :
ố ớ ộ ơ ố Đ i v i đ ng c đ t trong có tuabin khí tăng áp
trong đó:
ấ ộ ơ
công su t đ ng c , == 4200kW ủ ộ ơ vòng quay c a đ ng c , = 140; 150; 160; 170; 180 rpm
ơ ị ứ ủ ộ vòng quay đ nh m c c a đ ng c , =170 rpm
ấ ộ ơ ả B ng 2.9: Công su t đ ng c theo vòng quay:
21
rpm
140
150
160
170
180
ả ế ủ Vòng quay gi thi t c a chong
kW 2848.4
3314.7
3720.6
4200
4697,2
chóng
ườ ủ ặ ả ự ế ậ ng cong đ c tính v n hành c a tàu bao
ừ T các b ng trên, ta ti n hành xây d ng đ g m:ồ ,,,,
22
