Добавил:

the_hord Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р.Е. Алексеева

Предмет:

Судовые устройства и системы

Файл:

Устройства / ОКСУ

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.07.2021

Размер:

2.69 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 54 5 > Следующая >>>

	В качестве профиля руля выбираем профиль ЦАГИ, ординаты которого приведены в
	таблице 5.1.
	Таблица5.1 – Ординаты профиля пера руля
	Отстояние
	точки профиля	0	0,25	0,50	0,75	1,00	1,25	1,75	2,50	3,25	5,00
	от его носика х	0	0,25	0,50	0,75	1,00	1,25	1,75	2,50	3,25	5,00
	от его носика х
	,%
	х х bp , м	0	0,003	0,007	0,010	0,013	0,016	0,023	0,033	0,043	0,066
	Полутолщина
	профиля у ,%	0	10,32	14,54	17,85	20,5	22,7	26,39	31	34,8	40,95
	профиля у ,%
	у у tmax , м	0	0,022	0,031	0,037	0,043	0,048	0,055	0,065	0,073	0,086
	Продолжение таблицы 5.1
	Отстояние
	точки профиля	7,50	10,00	15,00	17,50	20,00	25,00	30,00	40,00	50,00	60,00
	от его носика х	7,50	10,00	15,00	17,50	20,00	25,00	30,00	40,00	50,00	60,00
	от его носика х
	,%
	х х bp , м	0,098	0,131	0,197	0,229	0,262	0,328	0,393	0,524	0,655	0,786
	Полутолщина
. и дата	профиля у ,%	46,2	18,25	49,8	50	49,8	48,1	46,1	38,7	29,4	21,8
	профиля у ,%
	у у tmax , м	0,097	0,038	0,105	0,105	0,105	0,101	0,097	0,081	0,062	0,046
Подп
	Продолжение таблицы 5.1
. №	Отстояние
. №
инв	точки профиля	70,00		80,00	85,00		90,00		95,00	100,0
	точки профиля
Взам.	от его носика х
Взам.

дубл.	,%
дубл.	х х bp , м	0,917		1,048	1,114		1,179		1,245	1,310
.№	Полутолщина
Инв	Полутолщина
Инв		12,1		9,18	6,75		4,47		2,52		1,02
	профиля у ,%	12,1		9,18	6,75		4,47		2,52		1,02
датаи.Подп	профиля у ,%
датаи.Подп	у у tmax , м	0,025		0,019	0,014		0,009		0,005	0,002
	у у tmax , м	0,025		0,019	0,014		0,009		0,005	0,002

подп
. №							Лист
. №						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020	30
Инв	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат		30
	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат

5.2 Определение расчётных нагрузок и крутящих моментов

Условная расчётная нагрузка F, кН действующая на перо руля на переднем ходу

определяется по формуле:

F = F1 + F2

F1 5.59 10 3 k1k2 6.5 b1 2					Ар 2 ,
F	0.177k	6.5	Р	А ,	(5.1)
F	0.177k	6.5		А ,	(5.1)
2	1		D 2	в
			D 2
			в

где k1 – коэффициент равный 1- для прямоугольных и трапециевидных рулей; k2 – коэффициент равный, 1 – для рулей за гребным винтом;

λ – относительное удлинение пера руля;

b1 – величина равная 2,32 – для бортовых рулей; δ – коэффициент общей полноты;

Ар – площадь пера руля; υ – скорость переднего хода в узлах;

Ав = Dв·bр = 2.6 ·1.31 = 3,4 м2 – часть площади пера руля, попавшая в непереложенном состоянии в струю винта,

Р=131,0 кН – упор винта, рассчитанный в курсовой по ОК.

Тогда

F 5.59 10 3 1 1 6.5 2,18 2.2 0.852 2 3.75 122

56.5 кН,

дата

F2 0.177 6.5 2,18 190 .22 3,4 101,4 кН,

2.6

Подп

F = 53.2 + 109.3 = 157,9 кН.

Условная расчётная нагрузка F не должна приниматься меньше нагрузки F3:

№

F3 k3 Ар ,

(5.2)

инв.

где k3 – коэффициент равный 18 [1], 53 для Ice2.

Взам.

F3 18 3.75 67.5 кН.

дубл.

Принимаем условную нагрузку F = 160 кН, так как F3 <F.

Условный крутящий момент Мк действующий на рулевое устройство на переднем ходу:

Инв. №

(5.3)

0.35

и дата

где А1 – часть площади пера руля, расположенная в нос от оси его вращения,

А1 bб hр

0.26 2.86 0.74 м ,

Подп

3.75

0.74

тогда М к

175

0.35

31,8 кН·м.

2.86

3.75

подп

. №

Лист

КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020

Инв

Ли

Изм.

№ докум.

Подп.

Дат

Условный расчётный крутящий момент, действующий на рулевое устройство на заднем

ходу:

												Aр2					A		2
																	1		2
					М		зх	k			4				0.7				зх	,			(5,4)
					М			k							0.7					,			(5,4)
												hp					Ap
												hp					Ap
где k4 = 0.185– для рулей за гребным винтом;
зх	0.6 12 0.6 7.2 узла,
	зх 0.185	3.75 2				0.74							2	23.7 кН·м.
М			0.7						7.2
М		2.86	0.7						7.2
		2.86				3.75
Условная расчётная нагрузка Fзх, действующая на перо руля на заднем ходу:
	Fзх М зх						hp							23,7				2.86				36,0 кН	(5.2)

										А											0.74
				A		0.7					1					3.75 0.7
											1										3.75

					p
										Ар

5.3 Определение диаметра циркуляции судна

Приближенно диаметр циркуляции можно найти по формуле:

Dц		2kV	,

	Су	А р cos

где V – объёмное водоизмещение; А∑р – суммарная площадь рулей;

V 3

4.393 ,

k 1.573 103

640.937

87.768

Sб L

дата

Sб L

Подп. и

где Sб = 0.96LT = 0.96∙125∙4.0 = 480 м

k 1.573 103 5982.1

3 640.937

5982.1 2

87.768 5982.1 4.393 0.455

480 125

. №

1.46 1.46 3.14 0.611 1.9 −безразмерный коэффициент

инв

1 1.1

Взам.

2,18

где α = 0.611 рад (35º) – угол перекладки руля, λ – относительное удлинение пера руля.

дубл.

Тогда диаметр циркуляции:

. №

2 0.455 5982 .1

389,9 м.

Инв

1.9 7.5 cos 0.611

Диаметр циркуляции не должен превышать 3…4 длин судна. Диаметр циркуляции

и дата

составляет 3,12L, что является допустимым. Следовательно, выбранные рули обеспечат

удовлетворительную управляемость.

Подп.

подп
. №							Лист
. №						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020	32
Инв	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат		32
	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат

Скорость хода судна на установившейся циркуляции:

ц		1	6.17		1	1.80	м/с

		2.68L 2			2.68 125 2
		2.68L 2			2.68 125 2
	1			1
					389,9


		Dц

5.4. Выбор рулевой машины

Мощность рулевой машины выбирается по зависимости:

				N рм 1.13	М	к	(5.4)
				N рм 1.13	р		(5.4)
					р
где Мк – условный крутящий момент, больший из Мк и Мзх;
ηр = 0.82 – КПД рулевой машины,
τ = 28 с – время перекладки руля с 35º одного борта на 35º другого борта.
N рм 1.13	34,8		1.57	кВт.

	0.82	28
	0.82	28

Рулевую машину подбираем исходя из мощности 1.57 кВт и крутящего момента

31,8 кН·м.

Выбираем рулевой гидропривод KGW25 типа 12,5x50/12 (Германия) моментный ряд 40,

внешний вид которой приведен на рисунке 5.4.

Подп. и дата

Взам. инв. №

дубл.

Инв. №

дата					Рисунок 5.4 - Схема гидропривода фирмы KGW:
. и			1 - баллер руля; 2 – румпель; 3,4- гидроцилиндры; 5 - клапанная коробка; 6 – насос; 7 –
Подп
Подп		электромотор; 8 – маслобак; 9 - индикатор положения; 10 - датчик угла поворота; 11 - шкала;

подп					12 – упор; 13 - опора цилиндра
подп
. №						Лист
. №					КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв					КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020	33
Инв	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат	33
	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат

5.5 Расчет изгибающих моментов и реакций опор руля

Расчетный изгибающий момент М1, кН·м, действующий в сечении 1 баллера у верхнего подшипника равен нулю М1 =0.

Расчетный изгибающий момент М2, кН·м, действующий в сечении 2 баллера у нижнего подшипника равен:

М2 = F1C1 + F2C2,

где С1 и С2, е – линейные размеры в метрах (рисунок 5.1),

F1, F2 – условные расчётные нагрузки;

М2 = 56,5 ∙ 2.06 + 101,4 ∙ 2.06 = 325,2 кН·м.

Расчетный изгибающий момент М3, кН·м, действующий в сечении 3 баллера (в месте

соединения баллера с пером руля)

М3 = F1(C1 – е) + F2(C2 – е) = 56,5∙ (2.06 – 0.64) + 101,4∙ (2.06 – 0.64) = 224,2 к·Нм.

Расчётная реакция R1

опоры рулевого устройства в сечении 1:

R F

2 P

P 1

где РI = РII = 0 – поперечная сила, создаваемая на баллере;

R 56,5 2.06 101,4 2.06 650,4 кН.

0,5

Расчётная реакция R2

опоры рулевого устройства в сечении 2:

2,06

PII

56,5 1

101,4 1

808,3 кН.

датаи.

F1 1

0,5

Подп

Приведенный момент:

М 2 0.75М 2

(5.5)

пр

инв. №

где Мi – момент в расчётном сечении.

Приведенный момент в сечении 2:

Взам.

М пр2

325,22

0.75 31,82

326,4 кН·м.

дубл.

Приведенный момент в сечении 3:

№

пр3

224,22

0.75 31,8

225,9 кН·м.

Инв

Подп. и дата

подп
. №							Лист
. №						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020	34
Инв	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат		34
	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат

								5.6 Баллер руля
			Диаметр головы баллера d0 в см должен быть не менее большего значения, определяемого
		по формуле:
								d01 k10 3	M к	,	(5.9)
									Rен
			где k10 = 26.1 – для переднего хода и 23.3 для заднего хода,
			RеH – верхний предел текучести материала для баллера, МПа.
			Баллер изготавливаем из стали D32 с пределом текучести RеH= 315 МПа.
			Тогда для переднего хода:
			d	0	26.1 3		31,8 12.2 см,
				0			315
							315
			для заднего хода:
			d	0	23.3 3		27.0 9,9 см.
				0			315
							315
			Принимаем диаметр головы баллера 130 мм.
			Диаметр баллера в сечении 2 и 3:
			di		k10	M пр
						3
							Rен
							Rен
			Диаметр баллера в сечении 2:
			d	2	26.1 3		326,4 26,4 см.
				2			315
							315
и дата			Диаметр баллера в сечении 3:
и дата			d	3	26.1 3		225,8 20,9 см.
.				3			315
Подп							315
Подп			Принимаем диаметр баллера в сечении 2 – 270 мм, в сечении 3 –210 мм.

. №							5.7. Проверка подшипников по удельному давлению
. №			Удельное давление на подшипник должно быть не более допускаемого для смазки
инв
инв		водой по полимеру SXL (Канада) – [p]=12,0 Н/мм2. Давление на подшипник определяется по
Взам.
Взам.		формуле:
		формуле:
дубл.								=		≤ [ ]
								=	0	≤ [ ]

. №
. №		где R –		расчетная опорная реакция, R=808,3 кН; 0 – внутренний диаметр подшипника,
Инв		где R –
Инв
		0 = 260 мм; h - высота втулки подшипника, равная 0,7…1,3 диаметра подшипника, примем
дата		значение = 1,3 ∙ 260 = 338 мм;
дата								808,3 ∙ 103
.и								= 260 ∙ 260		= 9,2 < 12,0
Подп								= 260 ∙ 260		= 9,2 < 12,0
Подп			Удельное давление не превышает допустимое, следовательно, условие выполняется.

подп
. №											Лист
. №								КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв								КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020			35
Инв	Ли	Изм.	№ докум.				Подп.	Дат			35
	Ли	Изм.	№ докум.				Подп.	Дат

5.8 Соединение баллера с пером руля

Соединение баллера осуществляется с помощью фланца с болтами, диаметр которых должен удовлетворять прочности и жесткости, для надежного закрепления пера руля.

Диаметр соединительных болтов d1 должен быть не менее:

	0.62	d 3 R	ен
d1		3	ен	,	(5.12)
d1		z1r2 Rен2		,	(5.12)
		z1r2 Rен2
где z1 = 6 – число соединительных болтов, шт,
r2 – среднее расстояние от центров болтов до центра системы					отверстий фланца, оно должно

быть не менее 0.9d3; r2 = 0.9 24 =21.6 см

d3 – диаметр баллера у фланца в сантиметрах,

Rен1 =315 МПа – верхний предел текучести материала баллера,

Rен2 =315 МПа – верхний предел текучести материалов болтов;

d1	0.62	29	3 315	6,4	см.
		33,75 315
	6

Принимаем 6 болтов с резьбой М65.

Гайки с нормальными размерами. Болты и гайки надёжно стопорятся.

Толщина фланца должна быть не менее диаметра болтов. Принимаем толщину фланца 65

мм. Центры отверстий должны отстоять от наружных кромок фланца не менее чем на 1.15

диаметра болтов и составляет 74,8 мм.

дата

5.9 Перо руля

Толщина обшивки пера профильного руля S, мм должна быть не менее определяемого по

. и

Подп

формуле:

98T k

. №

Aр

Aв

S ak11

1.5 ,

(5.13)

инв

Rен

Взам.

где Т – осадка судна,

дубл.

= 0.6 м – расстояние между

горизонтальными

рёбрами

или

вертикальными

диафрагмами, смотря по тому, что меньше,

. №

а 2

0,6 2

Инв

k11

10.85 2.516

8.33 ,

0,6

и дата

где в

= 0.6 м – расстояние между

горизонтальными

рёбрами

или

вертикальными

диафрагмами, смотря по тому, что больше;

Подп.

подп
. №							Лист
. №						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020	36
Инв	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат		36
	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат

k12 – коэффициент равный 18.6 – для участка обшивки расположенного в пределах 0.35

длины пера руля от его передней кромки; 8 – для участка обшивки расположенного в пределах

0.65 длины пера руля от его задней кромки;

k13 – коэффициент равный 1 для участка обшивки расположенного в струе винта; 0 –

участка обшивки расположенного вне струи винта.

В любом случае толщина пера руля должна быть не менее:

S		24	L 37	24	125 37	10,65 мм.
	min		L 240		125 240

Минимальная толщина пера руля составляет S = 11 мм.

Таким образом, толщину обшивки пера руля необходимо определить для четырех участков:

в пределах 0.35 длины пера руля от его передней кромки в струе гребного винта

			53.1		109.3
		98 4.0 18.6		1
		98 4.0 18.6	3,75	1	3.9
S1	0.6 8.33		3,75		3.9	1.5	11.16 мм;
S1	0.6 8.33	315				1.5	11.16 мм;
		315

в пределах 0.65 длины пера руля от его задней кромки в струе гребного винта

			53.1		109.3
		98 4.0 8		1
		98 4.0 8	3,75	1	3.9
S2	0.6 8.33		3,75		3.9	1.5	9.11 мм;
S2	0.6 8.33	315				1.5	9.11 мм;
		315

в пределах 0.35 длины пера руля от его передней кромки в не струи гребного винта:

дата

53.1

109.3

. и

98 4.0 18.6

3,75

3.9

0.6 8.33

1.5 8.71 мм;

Подп

315

в пределах 0.65 длины пера руля от его задней кромки в не струи гребного винта:

. №

53.1

109.3

инв

98 4.0 8

3,75

3.9

Взам.

0.6 8.33

1.5 7.83 мм;

315

дубл.

Назначаем толщину обшивки пера руля 11,5 мм, торцевые листы толщиной

мм.

Обшивка пера

руля

изнутри

должна

быть

подкреплена горизонтальными

рёбрами

. №

вертикальными диафрагмами толщиной 10 мм. В торцевых листах предусмотрены спускные

Инв

пробки из нержавеющего металла.

Подп. и дата

подп
. №							Лист
. №						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020	37
Инв	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат		37
	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат

5.10 Эффективность рулей

Эффективность выбранного руля Ер определяется по формуле [1]

																			Ар			А				2
															Е					1 С			в	1	W		,	(5.14)
															Е			1 А		1 С	нв А			1	W		,	(5.14)
																р		1 А			нв А
																			2				р
где	1				6.28							6.28			2.86		,

												2	3.75
			1				2Ар				1	2	3.75
													2.52
							hр2						2.52
	А2 = LT = 125∙4.0 = 500 м2 ,
	С			9.38Р							9.38 131				11.08 ,
	С	нв		D 2 2						2.62 4.052					11.08 ,
		нв

						в 1
			1	(1 ) 6.17 (1 0.34) 4.05 м/с
			для бортовых рулей W 0,4 0,13=0.4.0.852-0.13=0.21.
Тогда эффективность одного руля
					3.75									4.68					2
Е р	3.32							1	16.09							1	0.21			0.167 .
Е р	3.32				500			1	16.09							1	0.21			0.167 .
					500									3.75

Сумма эффективностей nEр всех установленных рулей должна быть не менее большего из значений эффективности Е1, Е2 или Е3.

Е1 определяется по графикам в зависимости от величин:

дата

0.852

0.855

2 f f0

2 20

0.92 ,

0.996

125 4.0

. и

где f = 0.04LT = 0.04∙125∙4.0 = 20 м2 – площадь боковой поверхности кормового подзора;

Подп

= 0.

Взам. инв. №

дубл.

Инв. №

Подп. и дата			Рисунок 5.10. - Эффективность рулей и поворотных насадок Е1 для двухвинтовых судов

подп
. №							Лист
. №						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020	38
Инв	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат		38
	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат

Получаем Е1 = 0.04.
Е2	определяется по формуле:
								3.8А						А								1 0.33 0.015 7.5 5				x	0
						Е			3		1 0.0667					3	1										0		,
						Е		2 A			1 0.0667						1												,
							2	2 A						А							р					L
									4							4											1
где х0 = – 10 м – центр парусности,
	υ – скорость в узлах,
	А3 – площадь парусности, м2;
	А4 = LT = 500 м2,
				3.8 586.6								586.6																10
	Е2							1 0.0667							1 1.67							1 0.33 0.015 12 7.5 5								0.0476
	Е2			12	2	500		1 0.0667				500			1 1.67							1 0.33 0.015 12 7.5 5								0.0476
				12		500						500																125
.
Е3	определяется по формуле:
			0.03 0.01							1 0.01			А						х	0
	Е													5		1 3				0			,
	Е	3							р							1 3							,
		3							р										L1
													А2						L1
где А5 – площадь парусности, м2;
	А2 = LT = 500 м2;
	Е3 0.03 0.01 1.16 1 0.01															586.6								10
																		1					3		0.0513 .
																500		1					3	125	0.0513 .
																500								125

Выбранный руль считается эффективным так как Ер> Е1, Е2, Е3.

дата					5.11 Рулевые приводы
дата	Судно снабжено главным и вспомогательным рулевым приводом. Главный привод
. и
. и
Подп	обеспечивает перекладку полностью погруженного руля с 35º одного борта на 35º другого при
Подп	полной скорости хода. Вспомогательный рулевой привод обеспечивает перекладку полностью

. №	погруженного руля с 15º одного борта на 15º другого борта. Главный и вспомогательный
. №	приводы	работают	отдельно	друг	от	друга.	Управление главным	приводом	должно
инв	приводы	работают	отдельно	друг	от	друга.	Управление главным	приводом	должно
инв
Взам.	осуществляться с ходового мостика и из румпельного отделения. Управление вспомогательным
Взам.	приводом предусматривается из румпельного отделения, а также ходового мостика. Оно не
дубл.
дубл.	зависит от системы управления главного рулевого привода.
	зависит от системы управления главного рулевого привода.
Инв. №
Подп. и дата

подп
. №							Лист
. №						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020
Инв						КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020	39
Инв	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат		39
	Ли	Изм.	№ докум.	Подп.	Дат

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 54 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Устройства

#
06.07.2021122.38 Кб9Бак.pdf
#
06.07.20212.69 Mб15ОКСУ.pdf
#
06.07.2021180.16 Кб7Ответ на вопрос 9.docx
#
06.07.202119.28 Кб9Спецификация.pdf
#
06.07.2021206.12 Кб24Требования РС к рулевым приводам.docx
#
06.07.202117.47 Mб12ТЧ курсовая.dwg
#
06.07.2021542.15 Кб9Угулава, бак и рулевое.bak