Проектирование электропривода рулевого устройства

1. Определение геометрических характеристик руля, гидродинамических сил и моментов, действующих на руль

1.1 Исходные данные:

1.1.1 Длина по грузовой ватерлинии – 72,4 м

1.1.2 Длина между перпендикулярами – 65 м

1.1.3 Ширина максимальная – 13,8 м

1.1.4 Осадка в грузу носом – 4,8 м

1.1.5 Осадка в грузу кормой – 6,3 м

1.1.6 Осадка судна в грузу средняя – 5,55 м

1.1.7 Полное водоизмещение – 2860 т

1.1.8 Максимальная скорость на переднем ходу – 12,5 уз

1.1.9 Тип руля – Полубалансирный

1.2. Определение геометрических характеристик руля:

1.2.1 Высота руля:

1.2.2 Площадь рулей:

где: – коэф. для судов типа БМРТ, ПСТ, СРТ

1.2.3 Площадь руля:

где: – количество рулей

1.2.4 Относительное удлинение:

1.2.5 Средняя ширина руля:

1.2.6 Степень компенсации балансирного руля:

1.2.7 Площадь балансирной части руля:

1.3. Гидродинамический расчет руля:

1.3.1 Скорость обтекания руля при его работе в потоке винта:

где: – коэффициент попутного потока:

здесь: – коэффициент общей полноты водоизмещения судна:

здесь: - объёмное водоизмещение судна:

здесь: – массовая плотность морской воды; – показатель степени среднего руля.

1.3.2 Сила нормального давления (для 35⁰):

где: – безразмерный коэффициент нормальной силы (для 35⁰)

1.3.3 Гидродинамический момент относительно передней кромки руля (для 35⁰):

где: – безразмерный коэффициент момента относительно передней кромки руля (для 35⁰)

1.3.4 Момент гидродинамической нагрузки на баллере балансирного руля:

где: X – ширина компенсационной части руля:

Таблица 1.1 – Результаты расчета сил и моментов на баллере руля

			N, кН
0	0	0	0	0	0
5	0,18	0,04	44,26	37,28	2,05
10	0,3	0,08	73,76	74,56	15,84
15	0,5	0,135	122,94	125,83	27,96
20	0,75	0,21	184,41	195,74	48,93
25	0,89	0,27	218,84	251,66	77,45
30	1,06	0,34	260,64	316,91	109,42
35	1,12	0,4	275,39	372,84	153,61

1.3.5 Построение диаграммы моментов от функции угла перекладки руля:

Рис. 1.1 – Диаграмма моментов от функции угла перекладки руля

1.3.6 Определение диаметра баллера руля:

где:

– предел текучести материала баллера

1.3.7 Округляем полученное значение до ближайшего значения из стандартного ряда диаметров баллера руля:

2. Расчет электрогидравлического рулевого привода

2.1 Исходные данные:

2.1.1 Число рулей – 1

2.1.2 Наибольший вращающий момент, – 176,652 кНм

2.1.3 Время перекладки руля с борта на борт – 28 с.

2.1.4 Тип рулевой машины – Р21

2.1.5 Число цилиндров – 4

2.1.6 Число насосов – 2

2.1.7 Тип гидравлического насоса – АМ81-6

2.1.8 Давление в цилиндрах – 980*10⁴ Н/м²

2.1.9 Род тока – переменный, напряжение – 380 В