Варианты заданий

I вариант. Расчет мощности и выбора электродвигателя электрогидравлического рулевого привода.

II вариант. Расчет мощности и выбора электродвигателя электропривода судовой лебедки.

III вариант. Расчет мощности и выбора электродвигателя электропривода брашпиля.

Объём задания

1. Расчётно – пояснительная записка – 15…25 листов (формат А4).

2. Схема кинематическая – 1 лист (формат А1, А2, А3, А4).

3. Схема электрическая принципиальная – 1 лист (формат А1, А2, А3, А4).

Данное пособие содержит подробную методику расчета по всем трем вариантам и предназначено для самостоятельной работы студентов над курсовым проектом. Основная задача пособия – оказание необходимой методической помощи при работе над курсовым проектом, с целью направить усилия студентов на качественное выполнение задания.

Вариант I. Расчет мощности и выбора электродвигателя электрогидравлического рулевого привода

В гидравлическом приводе рулевой исполнительный двигатель работает в длительном режиме. При расчете его мощности используется метод последовательных приближений. Расчет производится в следующей последовательности:

1.а) Расчет гидродинамической характеристики момента на баллере руля.

б) Определение параметров и предварительный выбор плунжерной гидравлической рулевой машины.

2. Определение основных параметров установки уровня в цилиндрах рулевой машины (РМ). Производительность насоса. Выбор насоса.

3. Расчет мощности и выбор электродвигателя насоса.

4. Проверка электродвигателя на продолжительность перекладки руля и на нагрев.

1 А. Расчет гидродинамической характеристики момента на баллере руля

1.1. Находим площадь пера руля по формуле:

,

где: S – площадь пера руля (м²);

L – длина судна (м);

Т – осадка судна при максимальной загрузке (м);

β – коэффициент, зависящий от типа движителей судна (30÷40).

1.2. При малой осадке озерных судов целесообразно выполнить такой руль в виде двух рулей равной площади, т.е.

1.3. Находим конструктивные размеры руля – из условий осадки принимаем высоту рулей:

,

где: h – высота пера руля (м);

Т – осадка судна при максимальной загрузке (м).

Находим длину пера руля:

1.4. Определяем зависимость силы давления на перо руля от угла перекладки по формуле:

,

где: С – коэффициент, который для двухвинтовых судов равен 195÷200;

F – сила давления на перо руля (H);

S₁ – площадь пера руля (м²);

V – скорость судна (м/сек).

Для этого составляем таблицу 1:

Таблица 1

α°	Sin α	0,2+0,3 sin α	C/0,2+0,3 sin α	S1·V2	S1·V2 ·sin α	F2
0
5
10
15
20
25
30
35

1.5. По полученным данным строим характеристику F_α=f(α)

1.6. Радиус (расстояние) от центра приложения силы F_α (силы давления) на перо руля до оси баллера у балансирных рулей определяется по формуле:

где: r – радиус от центра приложения силы давления до оси баллера (м);

l – длина пера руля (м);

l^' – длина балансирной части (м).

1.7. Принимаем коэффициент компенсации руля или,

где: С - коэффициент компенсации руля;

S_δ – площадь балансирной части пера руля (м²);

S₁ – площадь всего пера руля (м²);

l^' – длина балансирной части пера руля (м);

l – длина пера руля (м).

Этот коэффициент обычно равен 0,2÷0,3. Самостоятельно приняв определенное значение С, находим длину балансирной части

1.8. Зная длину балансирной части, по формуле (п.1.6) составляем таблицу 2 (зависимости r=f(α) – радиуса от угла перекладки)

Таблица 2

α°	0	5	10	15	20	25	30	35
r(м)

1.9. Зная зависимость F_α=f(α) и r=f(α), определяем момент на баллере руля , где:

M₁ – момент на баллере (H·м);

F_α – сила давления на перо руля (Н);

r – радиус (м).

Расчеты сводим в таблицу 3:

Таблица 3

α°	0	5	10	15	20	25	30	35
M1(Н·м)
M(Н·м)

М=2М₁, т.к. мы выбрали два руля равной площади (см. п.1.2), где М – суммарный момент. По данным таблицы строим график М=f(α). Принимаем момент холостого хода равным

1.10. По графику М=f(α) находим угол, при котором момент переходит через 0.