Раздел II Расчет рулевого электропривода.

1. Рассчитываем площадь пера руля по формуле:

S=LT/ (м),

где: L-длина судна в метрах;

Т-осадка судна в метрах;

-коэффициент, зависящий от назначения и типа движителей судна, равный для речных винтовых судов 12-22.

S=319*1,6/18=3,47 (м)

Площадь одного пластинчатого руля: S=S/2 (м)

S=3,47/2=1,74 (м).

2. Задаемся размерами пера руля из условной осадки: h<T, (h=0,84<T=0,84)

где: h-высота руля в метрах;

Т-осадка судна в метрах.

Тогда ширина руля: В= S/h (м),

В=1,74/1,2=1,45 (м).

Форма пластинчатого руля.

3. Сила давления на перо руля определяется по формуле:

где: S-площадь пера руля, м;

U-скорость хода, м/с;

-угол перекладки руля, градус;

С-коэффициент, который у меня равен 195.

Так как по правилам Речного регистра угол перекладки руля не должен превышать 40 градусов, то задаемся значениями угла перекладки руля равными 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 градусов и определяем значения F для данных углов.

	sin	0,2+0,3*sin	C/0,2+0,3*sin	S,v2	Fа, H
5	0,087	0,226	885	48,8	3757,4
10	0,174	0,252	800	48,8	6792,7
15	0,259	0,276	725	48,8	9163,5
20	0,342	0,305	660	48,8	11015,2
25	0,425	0,325	620	48,8	12858,8
30	0,5	0,35	570	48,8	13908
35	0,573	0,37	540	48,8	15099,7
40	0,643	0,393	510	48,8	16002,9

4. По полученным данным строим зависимость силы давления F на перо руля от угла перекладки: [F=f()]. Приложние 1

5. Для определения момента на баллере руля необходимо знать силу F давления на перо руля и точку ее приложения С. Расстояние от точки приложения силы давления до передней кромки пера, где укреплен баллер, вокруг которого вращается перо руля, является плечом или радиусом R. Он определяется по формуле:

R=(0,2+0,3sin)*В

Так как величина радиуса R зависит от угла поворота пера руля, то вычисляем его значение для углов =5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 и сводим в таблицу.

град	5	10	15	20	25	30	35	40
R,м	0,3277	03654	0,4002	0,44225	0,47125	0,5075	0,5365	0,56985

6. По полученным данным строим характеристику R=f().Приложние 2

7. Момент на баллере руля: М=F*R (Нм).

град	5	10	15	20	25	30	35	40
Мбал	1230,4	2482,1	3667,3	4871,5	6059,7	7058,3	8100,9	9119,3

8. Момент, создаваемый от двух рулей на оси сектора рулевой машины, рассчитываем по формуле и заносим в таблицу: М=2* М

град	5	10	15	20	25	30	35	40
Мбал	2460,8	4964,2	7336,6	9743	12119,4	14116,6	16201,8	18238,6

9. По данным таблицы момента от двух рулей строим зависимость М=f().Приложние 3

10. Определяем максимальный момент на валу электродвигателя:

(Нм)

где: -максимальный момент сопротивления на баллере руля, Нм;

I-передаточное число рулевой машины;

-КПД рулевой машины.

==27,6 Нм.

11. Определяем момент на валу электродвигателя при холостом ходе рулевого электропривода:

(Нм)

где: =0,1: 0,2; принято

(Нм).

12. Определяем момент на стоянке под током:

=1,6*(Нм)

=1,6*27,6=44,16 (Нм).

13. Скорость вращения при холостом ходу электродвигателя:

(рад/сек)

где -максимальный угол перекладки руля в радианах;

Т-время перекладки руля в секундах.

=131 (рад/сек).

14. Номинальный момент на валу электродвигателя:

(Нм)

(Нм).

15. Угловая скорость вращения электродвигателя:

а) при моменте холостого хода:

(рад/сек)

(рад/сек);

б) при номинальном моменте:

(рад/сек)

(рад/сек)

(об/мин)

(об/мин).

16. Номинальная мощность электродвигателя определяется:

(Вт)

(Вт)

Выбираю по каталогу электродвигатель постоянного тока напряжением 220 В исходя из условий: кВт,об/мин.

Параметры выбранного двигателя:

Тип двигателя- П42М;

Мощность- 1,78 кВт;

Ток- 11,3 А;

Частота вращения- 750 об/мин;

КПД- 71,0 %;

Наибольшая частота вращения при ослаблении поля- 1500 об/мин;

Маховый момент- 0,178 кг/м.

17. Номинальный момент выбранного электродвигателя определяем по формуле:

(Нм)

(Нм).

18. Момент инерции, приведенный к валу электродвигателя:

(кг/м)

где: - коэффициент, учитывающий моменты инерции всех вращающихся частей рулевого механизма,=1,3-1,6;

-момент инерции выбранного двигателя, кг/м.

(кг/м)

(кг/м)

(кг/м)