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=41*2,2/20=4,51 (м)

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

S=4,51/2=2,255 (м).

2. Задаемся размерами пера руля из условной осадки: h<T,

(h=1,2<T=2,2)

где: h-высота руля в метрах;

Т-осадка судна в метрах.

Тогда ширина руля: В= S/h(м),

В=2,255/1,2=1,9 (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 Fдля данных углов.

3. Заполняем таблицу 1

	sin	0,2+0,3sin		S1v	F, Н
5	0,087	0,226	885	76,7	5905,5
10	0,173	0,252	800	76,7	10615,3
15	0,259	0,278	725	76,7	14402,3
20	0,342	0,303	660	76,7	17312,7
25	0,423	0,327	620	76,7	20115,3
30	0,5	0,35	570	76,7	21859,5
35	0,577	0,372	540	76,7	23898,2
40	0,643	0,393	510	76,7	25152,2

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

5. Для определения момента на баллере руля необходимо знать силу Fдавления 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 радиусомR. Он определяется по формуле:

R=(0,2+0,3sin)*В

Так как величина радиуса Rзависит от угла поворота пера руля, то вычисляем его значение для углов=5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 и сводим в таблицу2.

, град	5	10	15	20	25	30	35	40
R, м	0,4294	0,4788	0,5282	0,5757	0,6213	0,665	0,7068	0,7467

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

7. Момент на баллере руля: М=F*R(Нм).

Таблица 3

, град	5	10	15	20	25	30	35	40
М, Нм	2535,8	5082,6	7607,3	9966,9	12497,6	14536,6	16891,3	18781,2

8. Момент, создаваемый от двух рулей на оси сектора рулевой машины, рассчитываем по формуле и заносим в таблицу 4:

М=2* М

, град	5	10	15	20	25	30	35	40
М, Нм	5071,6	10165,2	15214,6	19933,8	24995,2	29073,2	33782,6	37562,4

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

==28,46 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*26,46=45,54 (Нм).

13. Скорость вращения при холостом ходу электродвигателя:

(рад/сек)

где -максимальный угол перекладки руля в радианах;

Т-время перекладки руля в секундах.

=127,98 (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)