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.
В 50-х годах в отечественном судостроении имели широко применялись электрические секторные рулевые машины. Выбор типа рулевой машины зависит от величины заданного (расчетного) момента на баллере руля и наличии источников питания для привода рулевой машины.
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 |
После выполнения расчетов основных параметров запасного рулевого привода делается вывод о возможности его применения в соответствии с требованиями Регистра.
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 2678;