Thiết kế kết cấu cụm bánh lái cho tàu hàng, chương 5

Chia sẻ: Duong Ngoc Dam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

169
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của việc tính toán thuỷ động học bánh lái là đi xác định các trị số của lực thuỷ động để làm cơ sở cho việc chọn máy lái, tính toán bền cho thiết bị lái. Khi bánh lái được đặt trong dòng chảy vận tốc vs, dưới góc tấn α, dưới tác dụng của dòng chảy chất lỏng phân bố áp lực ở mặt trên và mặt dưới của profin mặt cắt bánh lái khác nhau, làm xuất hiện lực tác động ngang. Các lực thuỷ động tác động lên bánh lái gồm có: Lực nâng L...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế kết cấu cụm bánh lái cho tàu hàng, chương 5

Chương 5: Tính toán đặc tính thuỷ động của bánh lái Mục đích của việc tính toán thuỷ động học bánh lái là đi xác định các trị số của lực thuỷ động để làm cơ sở cho việc chọn máy lái, tính toán bền cho thiết bị lái. Khi bánh lái được đặt trong dòng chảy vận tốc vs, dưới góc tấn α, dưới tác dụng của dòng chảy chất lỏng phân bố áp lực ở mặt trên và mặt dưới của profin mặt cắt bánh lái khác nhau, làm xuất hiện lực tác động ngang. Các lực thuỷ động tác động lên bánh lái gồm có: Lực nâng L và lực cản D. Tổng hợp của L và D sẽ được lực R - lực chính tác động lên bánh lái: (hình 2-8). R  L2  D 2 - Lực R có thể phân thành hai thành phần gồm: + Lực pháp tuyến: N  L. cos   D. sin  +Lực tiếp tuyến: T  L. sin   D. cos  . Các lực này đặt tại tâm áp lực k. - Mômen thuỷ động ở cạnh trước của bánh lái: Mtđ = N.e Trong đó:
e - khoảng cách từ cạnh trước của bánh lái đến điểm đặt lực N. - Mômen tải trên trục lái được tính theo công thức: M0 = N.x = N.(e – a). Trong đó: e - khoảng cách từ trục lái đến cạnh trước của bánh lái. a - khoảng cách từ điểm đặt lực đến tâm trục lái. Hình 2-8. Lực thủy động tác dụng lên bánh lái Trong bảng 11-3, sổ tay kỷ thuật tàu thủy tập I đã cho biết đặc tính của bánh lái có   1  6. Trong thực tế thiết kế tàu thủy, bánh lái thường có hệ số λ nhỏ hơn 6. Vì các hệ số CL, CD và CM phụ thuộc rất nhiều vào λ nên ta tính các hệ số ấy cho mọi bánh lái như sau: CD2 = CD1 + C1CL2. [3- tr 709]  1   2  C1C L . [3- tr 709] Trong đó: 1 1 1 C1  (  ) [3- tr 709]   2 1
57,3 1 1 C2  (  ) [3- tr 709]   2 1 Tra trong bảng 11-3 (3- tr 705) người ta cho biết đặc tính của loại có λ = λ1 = 6, λ2 = λef = 1,74. Suy ra : 1 1 1 1 1 1 C1  (  )= (  )= 0,1304   2 1 3,14 1,74 6 57,3 1 1 57,3 1 1 C2  (  ) (  ) = 7,4704   2 1 3,14 1,74 6 Lập bảng tính các hệ số CL, CD và CM cột 1 ÷ cột 4 được cho giống như trong bảng 11-3 sổ tay kỷ thuật đóng tàu thủy với prôfin NACA0015 Các cột khác được tính toán dựa theo các cột 1 ÷ cột 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 α C1*CL CD2=(3)+ α2=(1)+( độ CL CD CM CL2 2 (6) C2*CL 8) 0 0 0,01 0 0 0 0,01 0 0 0,01 0,07 0,011 2,241 4 0,3 9 5 0,09 73 0,03073 11 6,24111 0,6 0,03 0,37 0,048 4,556 8 1 7 0,15 21 51 0,08551 92 12,5569 0,9 0,05 0,22 0,82 0,107 6,798 12 1 9 5 81 96 0,16696 02 18,798 1,1 0,09 1,41 0,184 8,889 16 9 8 0,3 61 62 0,28262 72 24,8897 0,255 10,45 20 1,4 0,14 0,36 1,96 53 0,39553 85 30,4585 22. 1,5 0,2 0,38 2,34 0,305 0,50519 11,42 33,9296
5 3 09 19 96 2.4.1.Xác định vị trí tối ưu của trục lái: Ta xác định hệ số lực thẳng góc bánh lái CN theo công thức sau : CN = CL.cosα + CDsinα [2-tr.47] Khoảng cách tâm áp suất từ cạnh dẫn được xác định theo công thức : CM e .b [2- tr.46] CN Với b là chiều rộng trung bình của bánh lái. Lập bảng tính vị trí tối ưu của trục bánh lái như sau : α CL cosα CD2 sinα cosα*CL sinα*CD2 CN CM e/b 0 0 1 0,01 0 0 0 0 0 0 6,241 0,3 0,994 0,031 0,109 0,255 0,002 0,257 0,075 0,292 12,557 0,61 0,976 0,086 0,217 0,504 0,015 0,519 0,150 0,288 18,798 0,91 0,947 0,167 0,322 0,721 0,054 0,775 0,225 0,289 24,890 1,19 0,907 0,283 0,421 0,999 0,119 1,018 0,300 0,294 30,458 1,4 0,862 0,396 0,507 1,037 0,160 1,197 0,360 0,300 33,930 1,53 0,830 0,505 0,558 1,060 0,221 1,281 0,380 0,297 Các phép tính được thực hiện trong bảng. Qua đó ta thấy được rằng sự xê dịch tâm áp suất theo chiều rộng bánh lái không vượt quá 1,2% tức bằng 31,8 (mm). Bởi vì với những góc dẫn lớn hơn, hệ lực thẳng góc CN lớn hơn rất nhiều những trị số tương ứng với góc dẫn nhỏ . Cho nên để nhận được mô men nhỏ trên trụ lái, ta nhận vị trí trục lái:
a e 1   (0,297  0,3)  0,2985 b b 2  Khoảng cách trục lái tính từ cạnh dẫn sẽ là: a= 0,2985.b = 0,2985.2,65 = 0,791(m)