Расчет и определение размеров руля

Таблица 1

№ п/п	Наименование, обозначение,единицы измерения	Расчетная формула илиспособ определения	Числовое значение
	Длина судна L, м	Задана	144.6
	Осадка судна T, м	Задана	12.1
	Площадь пера руля F,	(0.013 ¸ 0.019)LT	21.42
	Относительное удлинение руля l	Задана
	Высота пера руля h, м	Задана	6,54
	Ширина пера руля b, м	Задана	3,27
	Коэффициент компенсации k	(0,25 ¸ 0,35)	0,33
	Расстояние от передней кромки руля до оси баллера z, м	Задана	1,080
	Площадь балансирной части руля Fб,	Задана	7,069

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 6.051201.1217-СТ.15.ПЗ

Расчет гидродинамических сил и моментов на баллере руля

Таблица 1.2

№ п/п	Наименование, обозначение,единицы измерения	Расчетная формула илиспособ определения	Числовое значение
	Коэффициент попутного потока y	(0,22 ¸ 0,26)	0,24
	Коэффициент влияния корпуса на руль Kк	Задан	0,578
	Диаметр гребного винта D, м	Задан	5,5
	Площадь руля, омываемая потоком винта Fв,	Задана	17,99
	Скорость судна u, уз.	Задана
	Скорость судна uс, м/с	1856u/3600	8,25
	Плотность забортной воды r,	[1, табл.4]
	Осевая скорость винта относительно воды uр, м/с	(1-y)uс	6,27
	Мощность, затрачиваемая на вращение винта Nр, кВт	0,98Ne
	Упор винта Р, кН	Nрhр/uр; hр=0.6 ¸ 0.7	939,7

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 6.051201.1217-СТ.15.ПЗ

Продолжение таблицы 1.2

	Коэффициент нагрузки винта по упору sр	[1, табл.10]	1,96
	Коэффициент влияния винта на руль Kв	[1, табл.10]	2,65
	Угол поворота руля от среднего положения a, град	а
	Коэффициент сопротивления Cx	-	0,040	0,060	0,090	0,170	0,270	0,380
	Коэффициент подъемной силы Су	-	0,250	0,530	0,835	1,060	1,100	1,140
	Коэффициент центра давления Сд	-	0,230	0,245	0,265	0,285	0,365	0,385
	Коэффициент нормальной силы Сn	-	0,253	0,532	0,830	1,054	1,111	1,180
	Расстояние центра от передней кромки руля S, м	-	0,752	0,801	0,867	0,932	1,194	1,259
	Коэффициент гидродинамического момента Cm	-	0.058	0.130	0.220	0.300	0.406	0.454
	Нормальная сила N, кН	-	289,5	608,8	949,9	1206,3	1271,5	1350,5
	Гидродинамический момент относительно передней кромки руля М, кНм	-	217,06	486,50	823,31	1122,70	1519,39	169,02

 

Продолжение таблицы 1.2

	Гидродинамический момент относительно Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 6.051201.1217-СТ.15.ПЗ оси руля Ма,	-	94,681	145,521	169,228	177,499	201,898	242,878
	Коэффициент нормальной силы на заднем ходу Сnз.х.	-	0,190	0,399	0,623	0,791	0,833	0,885
	Расстояние центра давления от задней кромки руля на заднем ходу Sз.х., м	-	1,063
	Гидродинамический момент на заднем ходу судна Маз.х., кНм	-	14,12	29,65	46,30	58,79	61,91	65,78
	Гидродинамический момент для расчета принимаем равнымМр, кНм		94,68	145,52	169,23	177,50	201,90	242,80
	Момент на балл ере руля с учетом трения в боковых опорах баллера и пяте руля Мб, кНм	-	108,88	167,35	194,61	204,41	232,19	279,31
	Крутящий момент на балл ере с учетом дополнительных внешних нагрузок Мкр, кНм	-	119,77	184,09	214,07	224,85	255,41	307,24

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 6.051201.1217-СТ.15.ПЗ

Расчет рулевого привода и мощности насоса

 

 

Таблица 1.3

№ п/п	Наименование, обозначение,единицы измерения	Расчетная формула илиспособ определения	Числовое значение
	Диаметр баллера (при максимальном значении М кр), d б, м	Задан	0,303
	Начальный радиус румпеля R o, м	(1,0 ¸ 1,5) d б	0,394
	Давление масла в цилиндре привода (при М кр) p i	(10…20)
	Число пар цилинд-ров привода К ц	1 – при Мкр<100 кНм 2 –при Мкр>100 кНм а

5.	КПД привода, η пп[1, рис. 146]
0,55	0,675	0,75	0,77	0,79	0,77
6.	Диаметр плунжера (при М кр=max) D п, м		0,155
7.	Ход плунжера при перекладке руля с борта на борт S 1, мм	R 0× tg 30 + R 0× tg 30	0,455
8.	Объем масла, подаваемый в цилиндр рулевого привода при перекладке руля с борта на борт V,	К ц	0,0172

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 6.051201.1217-СТ.15.ПЗ

Продолжение таблицы 1.3

9.	Время перекладки руля с борта на борт t, сек	задано
10.	Подача насоса q, м 3/ с	(1,1...1,2) V / t	7,1×10-4
11.	Радиус румпеля при значении угла поворота руля R a, м	R 0/ cos a
0,396	0,400	0,408	0,419	0,435	0,455
12.	Нормальная сила давления на цапфу румпеля, Q 1 кН	М кр/ К ц× R a	-155,2	-267,6	-313,0	-268,3	211,6	337,6
13.	Сила давления на цапфу вдоль оси плунжера, Q1 1 кН	-	-150,6	-263,5	-302,3	-252,1	191,8	292,4
14.	Сила давления масла на плунжер Р 1, кН	-	-273,9	-390,4	-403,1	-327,5	242,8	379,7

	Давление масла в цилиндре, при значениях угла поворота руля, МПа	(4 Р 1/ π × D 2 п)10-3	-14.52	-20.96	-21.36	-17.35	12.86	20.12
	Давление насоса P, МПа	Р і+∆ Р тр∆ Р тр=(0,03...0,06)	-14,48	-20,65	-21,32	-17,31	12,90	20,16
	Мощность насоса N н, кВт	q × P / η н×103	-19,40	-38,58	-42,05	-26,72	15,79	36,70

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 6.051201.1217-СТ.15.ПЗ

Продолжение таблицы 1.3

	КПД насоса, η н	[1, рис. 149а]	0.53	0.38	0.36	0.46	0.58	0.39
	Мощность эл.двигателя, кВт	N э/ η э; η э = (0,86...0,87)	44.34

 

По результатам расчета построены зависимости:

М _кр= f ₁(a);

Р і= f ₂(a);

N _н= f ₃(a).

IMg rq3uuFFQnY/PbyCcR9bYWyYFd3Kw2z4+5JhpO/MnTaVvRICwy1BB6/2QSenqlgy6yA7Ewfuyo0Ef 5NhIPeIc4KaXSRy/SoMdh4UWBzq0VF/Km1Fw8cv0XjTl9zGt9mn9sS/m27VQavW0FBsQnhb/H/5r n7SCJFnD75lwBOT2BwAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQDb4fbL7gAAAIUBAAATAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAFr0LFu/AAAAFQEAAAsA AAAAAAAAAAAAAAAAHwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAEmuV5HEAAAA3AAAAA8A AAAAAAAAAAAAAAAABwIAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAAAwADALcAAAD4AgAAAAA= " filled="f" strokeweight="2pt"/>

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 6.051201.1217-СТ.15.ПЗ

1.3 Указания по эксплуатации рулевой машины

 

Эксплуатация ГРМ должна производится в строгом соответствии с требованиямиинструкции завода – изготовителя. Марки масел, применяемые для заполнениягидравлических систем и систем управления ГРМ, должны строго соответствоватьтребованиям инструкции.При заполнении системы маслом открывают все разобщительные клапаны и краны натрубопроводах и воздушные краны и пробки, расположенные на самом верхнем уровнекаждого гидравлического узла. Через фильтр заливают масло в верхний бак. Помере прекращения выхода воздуха из отверстий воздушных пробок и кранов ихзакрывают. После этого насосы машины вручную при среднем положении скользящихблоков, а, если возможно, то и при эксцентриситете, и снова проверяют, невыходит ли воздух из отверстий воздушных пробок и кранов. Перекрываютсоответствующие разобщительные краны системы, оставив включенным в систему одиниз насосов. Запустив двигатель насоса, перекладывают руль несколько раз с бортана борт, предварительно отключив телемотор[ДИ2], управляя машиной из румпельного отделения. Проверяют работу машины на втором насосе. Если рульперекладывается плавно, без рывков и машина работает без посторонних шумов, ауровень в баке стабилизировался, можно считать заполнение системы законченной.

Если перекладка руля происходит рывками, то в системе есть воздух.

Смена масла, рекомендована обычно после двухлетней эксплуатации машины,должна производиться полностью после промывки и продувки системы. В периодэксплуатации следует осуществлять лишь небольшие добавки масла для сохраненияуровня в цистерна, компенсирующих убыль масла из системы.