Момент на баллере руля относительно оси баллер равен, кН.м;

• для прямоугольных небалансированых рулей

;

• для остальных рулей

Где - состояние оси баллера от передней кромки руля (рис.2).

Расчеты нормальных сил и моментов на баллере руля выполняют для переднего и заднего хода при углах перекладки α равных 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35° .

Расчет осуществляют в табличной форме( табл.4 и 5).

По результатам расчета строят график

Для переднего и заднего хода. .

Профиль NACA Наибольшая относительная толщина -

Таблица 3

λ	Коэффициент	Угол перекладки руля
1,0		0,045	0,070	0,115	0,195	0,330	0,440	-
	0,165	0,330	0,515	0,695	0,984	0,920	-
	0,180	0,205	0,230	0,270	0,295	0,315	-
1,5		0,0255ициентадки руля ная толщина	0,055	0,095	0,150	0,230	0,325	0,405
	0,195	0,395	0,590	0,780	0,940	0,840	0,565
	0,190	0,193	0,200	0,215	0,260	0,375	0,370
2,0		0,025	0,045	0,090	0,165	0,250	0,340	0,430
	0,215	0,460	0,680	0,905	0,975	0,725	0,530
	0,195	0,200	0,205	0,220	0,270	0,340	0,390
2,5		0,030	0,060	0,110	0,180	0,300	0,360	0,460
	0,280	0,580	0,840	0,970	0,630	0,620	0,620
	0,220	0,210	0,220	0,230	0,370	0,380	0,380

Таблица 4

Расчет момента на баллере руля (передний ход)

№ пп	Определяемая величина	Размерность	Формула или источник	Угол перекладки пера руля α°
1.		-	-	0,0872	0,174	0,259	0,342	0,423	0,500	0,574
2.		-	-	0,996	0,985	0,966	0,940	0,906	0,866	0,819
3.		-	По таблице 3 см.указания п.5
4.		-	По таблице 3 см.указания п.5
5.		-
6.		кН	*
7.		-	По табл.3
8.		м	см.указания п.7
9.	α	м	α= см.указания п.8
10.		м	= α см.указания п.9
11.	Мn	кН.м
12.	Мб	кН.м	см.указания п.10

Таблица 5

Расчет момента на баллере руля (задний ход)

№пп	Определяемая величина	Размерность	Формула или источник	Угол перекладки пера руля α°
1.		-
2.		кН	*
3.		м	см.указания п.7
4.	α	м	См.табл.4
5.		м	= см.указания п.9
6.		кН.м

Рулевые машины

Рулевая машина - один из основных механизмов судна, обеспечивающий безопасность его плавания. При строительстве судов применяются только те типы рулевых машин, которые оправдали себя в длительной эксплуатации. В своевременном отечественном судостроения применяют следующие рулевые машины: ручные с барабаном либо со звездочкой или гидравлические плунжерные и лопастные.

Если на судне источник питания не достаточен или отсутствует, то для момента на баллере от 2,5 до 4,0 кН.м применяют ручные рулевые машины с барабаном или звездочкой, а для моментов до 16 кН.м – ручные гидравлические рулевые машины с качающимися цилиндрами.

На судах обеспеченных энергией для питания приводов рулевых машин, применяют электрогидравлические рулевые машины, создающие момент на баллере от 6,3 до 4000 кН.м.

Рулевой привод (передача) – связующее звено между баллером и рулевой машиной, предназначено для передачи усилий от рулевой машины к рулю и обеспечение его перекладки.

Рулевое устройство может иметь два привода – основной и запасной. Основной рулевой привод должен действовать от источника энергии. Если применяется ручной рулевой привод, то при указанных ранее углах и времени перекладки усилие затрачиваемое работающим на штурвале не должно быть более 117,5 н на одного человека, а число оборотов штурвала перекладке с борта на борт не должно превышать 25.это условие ограничивает применение ручного рулевого привода в качестве основного.

Расчет основных параметров электрогидравлической плунжерной рулевой машины, Рис.6.

Таблица 6

№П\П	Определяемая величина	Обозначение	Размерность	Формула или источник и численное значении величины	Результат
1.	Расчетный момент на баллере		кН.м	Из табл.4 или 5 см. указания п.2
2.	Диаметр шейки баллера		м	см. стр. 32
3.	Расстояние между осью баллера и осью плунжера		м
4.	Ход плунжера		м
5.	Число пар гидроцилиндров	Z	-	Принимаем = 1 или 2
6.	Радиус румпеля при α max		М
7.	Разность давлений в нагнетательной и всасывающей полостях цилиндров рулевой машины		кПа	Принимаем = от 7000 до 10000
8.	Гидравлический кпд плунжерного привода			Можно принять =0,78 См( 2,с.223)
9.	Диаметр скалки плунжера с учетом сил трения при f=0,13		м
10.	Расход рабочей жидкости
11.	Средняя подача насоса			; К=1,1-1,2
12.	Номинальная подача насоса с учетом его общего гидравлического кпд			можно принять = 0.6-0.72
13.	Механический кпд насоса		-	можно принять пот 0,8 до 0,85
14.	Общий кпд рулевой машины		-
15.	Расчетная частота вращение баллера		Об/мин	t=28c.
16.	Расчетная мощность на валу электродвигателя		кВт

Рис.7. К расчёту лопастной гидравлической рулевой машины.

Расчет основных параметров электрогидравлической лопастной рулевой машины, Рис.7. Таблица 7

№П\П	Определяемая величина	Обозначение	Размерность	Формула или источник и численное значении величины	Результат
1.	Расчетный момент на баллере		кН.м	Из табл.6 п.1
2.	Диаметр баллера в районе рабочего цилиндра		м	Из табл.6 п.2
3.	Рабочее давление масла		кПа	Принимаем = от 4000 до 8000
4.	Наружный радиус ступицы лопастей		м	Можно принять = (1-1,2)
5.	Радиус рабочего цилиндра лопастной рулевой машины	Z	м	Можно принять =
6.	Плечо приложение равнодействующих сил давления относительно оси баллера		м
7.	Число лопастей		-	Принимаем 2 или 3
8.	Индикаторный момент на баллере руля		кНм	Где –механический кпд привода = 0,84-0,965
9.	Давление рабочей жидкости на одну лопасть		кН
10.	Площадь лопасти
11.	Высота лопасти		м
12.	Объем описанный лопастями привода
13.	Коэффициент учитывающий потерю рабочей жидкости		-	можно принять 0,8 -0,98
14.	Время перекладки руля		-	t=28c.
15.	Подача насоса
16.	Расчетная частота вращение баллера		Об/мин
17.	Гидравлический кпд лопастного привода		-	можно принять 0,75-0,88
18.	Общий кпд рулевой машины		-
19.	Расчетная мощность на вал у электродвигателя		кВт