Основы КСУ (Бормотов А) / Основы конструирования
.pdf
судах, где требуется уменьшить размеры баллера, - легированные стали 35Х, 40ХН (ГОСТ 4543-71).
Таблица 4.11. Типовые расчетные схемы
Схема
балки
Эпюры изгибающих и крутящих моментов
|
M 0 0,5Ph; |
|
|
|
|
|
M0 0,5Ph ; |
|
|
|
|
M1 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
M1 P a 0,5h ; |
|
|
|
M1 0,5P l a ; |
|
|
M 2 |
|
|
|
|
|
Plh |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
M 2 T0c |
|
|
|
|
|
|
M 2 0 ; |
|
|
|
|
|
8(l kb) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
R с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
a2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Изгибаю- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 |
l |
|
l |
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||
щие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T0 kbc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
моменты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(l kb) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M3 T0c ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M0 (0,5P R1 )h |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
R1 |
P P |
l a |
|
|
R1 |
P P |
l a |
|
R1 |
|
M |
2 |
|
|
P |
|
Ph |
|
, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2b |
2b |
|
|
|
l |
|
|
|
|
2l |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
T0 |
|
c |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
T0 |
|
c |
; |
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
T0c |
|
Ph |
|
||||||||||||||||||||||||||
Реакции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
2l |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 2 |
|
|
|
|
|
M 2 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
опор |
|
|
|
|
b c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
R2 |
T0 |
|
|
|
|
|
|
|
R T T |
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
M 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|||||||||||||||
|
P |
l a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l a |
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
T T |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
b |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
2b |
|
|
|
|
|
|
|
2b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
110
Окончание табл. 4.11
Схема
балки
Эпюры изгибающих и крутящих моментов
|
M1 M3 0 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
1 |
|
0,5P рh |
; |
|
|
|
|
M |
1 |
0,5P h 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Plh |
|
|
|
|
|
|
|
2a |
|
|
|
|
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
P l(l a) |
(1 2 |
a |
|
M 2 |
Tkc(b2 c2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
P1hl |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
M 2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
M 2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2b(kb l) |
|
|
|
|
4(kb l) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
l |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8(kb l) |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
8(l kb) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P l(l a) |
|
|
|
|
|
a a2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
c |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
P hl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Tkc(b |
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
Изгибаю- |
|
|
|
2b(l kb) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l 2 ) |
|
4(kb l) |
|
|
|
|
|
|
|
|
8(kb l) |
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
щие |
M 0 (0,5P R1 )h ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
0 |
P (0,5h l a) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
моменты |
|
|
|
|
|
Tkbc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0,5P2 |
|
R1)(l a) |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
MT R3c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(kb l) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 3 0 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M3 T0c ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MT R3c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
P (0,5h l a) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
M |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
R |
|
M 2 M1 |
P |
|
R |
|
M |
2 |
|
|
P |
|
P |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
R1 |
|
|
l |
|
|
P P |
2l , |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2 (l a) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ph |
|
|
Tc |
|
|
|
|
M 2 |
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
P h P (l a) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
2l |
|
|
b |
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 3 M 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2 (l a) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
M 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Реакции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
2l |
|
|
|
|
|
2l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
опор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M1 M 2 |
|
|
|
P2 (l a) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
R3 |
|
|
|
|
T |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2l |
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
b |
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 2 M3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
|
T |
R |
M 2 |
|
T |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Примечания:
1)значения моментов подставляют в расчетные выражения со своими знаками;
2)коэффициентом k для трехопорных балок обозначено отношение моментов инерции сечений рудерписа пера и баллера (k=Jп/Jб).
111
В местах установки подшипников и ступиц баллер имеет шейки (обычно увеличенного диаметра по отношению к самому баллеру), которые обрабатываются не менее, чем по 6-му классу чистоты (Rz ≤10). Шпоночные пазы и поверхности установки сальниковых уплотнений также тщательно обрабатываются ( Rz ≤ 10…40 ), остальные поверхности имеют более грубую обработку. Изменение диаметров участков баллера должно быть обязательно плавным, с радиусными галтелями и постепенными переходами. Необходимо помнить, что толщина баллера должна нарастать от одного его конца к другому (обычно сверху – вниз), чтобы можно было обеспечить установку и снятие баллера без демонтажа подшипников. Верхний конец (голова баллера) должен иметь осевое сверление с резьбой для установки рым-болта, нижний конец оформляется в виде фланца или конуса. Для повышения долговечности работы участков баллера, соприкасающихся с морской водой, целесообразно предусмотреть защиту поверхности баллера в районе нижнего подшипника в виде защитной рубашки (гильзы), выполненной из нержавеющей стали или бронзы. Эта гильза плотно насаживается на шейку баллера (с натягом), причем высота гильзы превосхо-
дит |
высоту опорной поверхности подшипника до 50 мм с каждой сторо- |
|
ны. |
Рекомендуемые |
размеры защитных рубашек [24] приведены в табл. |
4.12. Поверхность баллера между опорами защищают от коррозии путем окраски. Для морских судов рекомендуется [24] покрытие грунтом ВЛ-02, а затем –
краской ЭП-71 (ЭШЭЛ); для речных |
- свинцовым суриком |
на натуральной |
|||||
олифе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.12. Рекомендуемые толщины рубашек баллера |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
|
Толщина стенки рубашки, |
Диаметр |
Толщина стенки |
|
||
шейки балле- |
|
мм, |
из |
шейки |
рубашки, мм, из |
|
|
ра, мм |
|
бронзы |
нержавею- |
баллера, |
бронзы |
нержавею- |
|
|
|
|
щей стали |
мм |
|
щей стали |
|
<50 |
|
2,5 |
2,5 |
100…150 |
6…10 |
5…8 |
|
50…70 |
|
3,0 |
3,0 |
150…300 |
10…16 |
8…14 |
|
70…80 |
|
4,0 |
4,0 |
300…400 |
16…20 |
14…17 |
|
80…90 |
|
5,0 |
5,0 |
400…500 |
20…24 |
17…21 |
|
90…100 |
|
6,0 |
5,0 |
500…600 |
24…30 |
21…26 |
|
4.12.2. Перо руля и поворотная насадка
Современные обтекаемые рули и насадки выполняются, как правило, сварными пустотелыми. Материалом для их изготовления служат стали тех же
112
марок, что и у корпуса судна. Элементами конструкции являются: набор (продольные ребра и вертикальные диафрагмы) и обшивка. Расстояние между ребрами и диафрагмами принимают 0,8…1,2 шпации корпуса. Обшивка пера, опирающаяся на набор, представляет собой жесткую пластину с заделкой по контуру (ввиду симметрии нагрузки). Нагрузкой служит равномерное давление воды, обусловленное осадкой судна и действием рулевой силы:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кПа. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
p gρT Nmax / Fp , |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Наибольший изгибающий момент, приходящийся на единицу длины се- |
||||||||||||||||||||||||
чения этой пластины, может быть определен по выражению [15] |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
max |
|
k |
px2 , кНм, |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в котором |
k – коэффициент, учитывающий соотношение сторон опорного кон- |
||||||||||||||||||||||||
тура пластины (табл. 4.13); |
x – наименьшее расстояние между балками набора |
||||||||||||||||||||||||
пера, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.13. Значения коэффициента k |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
y/x |
1,0 |
|
1,1 |
1,2 |
|
1,3 |
|
1,4 |
|
|
1,5 |
|
|
1,6 |
|
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2,0 |
|
|||||
10k |
517 |
554 |
612 |
668 |
714 |
|
|
753 |
|
784 |
807 |
821 |
826 |
829 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Примечание: x – меньшая сторона контура пластины, y – большая |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
Учитывая, что момент сопротивления сечения условной балки – полоски |
||||||||||||||||||||||||
пластины |
W t 2 / 6 , а при b= 1 cм |
W t 2 / 6 , получим расчетное выражение для |
|||||||||||||||||||||||
определения толщины обшивки пера руля |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6k |
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
t 10 |
|
p |
t, мм , |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где [σ ] =0,5 ReH материала обшивки, кПа; ∆t = 1,5…2,0 мм – увеличение рас-
четной толщины обшивки на коррозию. Толщина обшивки руля или насадки судов ледового плавания должна быть увеличена на 20%.
Толщина набора руля принимается не более толщины его обшивки. Более толстыми делают торцевые листы пера (не менее чем на 30% больше толщины обшивки) и вертикальные диафрагмы с прилегающей обшивкой, которые являются рудерписом (рис. 4.36). Горизонтальные ребра выполняют неразрезными, а диафрагмы на них режут. Исключение составляют вертикальные диафрагмы, заменяющие собой рудерпис. Число их: одна у небалансирных рулей и две у балансирных рулей. Прилегающий к этим диафрагмам поясок обшивки
113
утолщается (примерно вдвое), ширина его берется не менее полной толщины профиля руля. Момент сопротивления сечения рудерписа должен быть не меньше, чем у баллера в месте его крепления к перу руля. Носовая часть пера гнется из более тонкого листа и приваривается встык к толстому листу на подкладной планке (рис. 4.36). На малых судах нередко носик руля оформляют с помощью прутка, к которому приваривают обшивку обеих сторон пера. Хвостовая часть пера имеет пруток, полосу или кованый профиль. Для того, чтобы можно было собрать перо руля, по одной из кромок набора устанавливают полки, к которым с помощью шлицевых швов приваривают снаружи обшивку пера (рис. 4.36). Для доступа к штырям пера, гайке конусного соединения с баллером в теле руля устраивают соответствующих размеров вырезы, закрываемые съемными листами. Съемные листы устанавливают через прокладку и крепят на латунных или бронзовых винтах с потайной головкой. Для транспортировки и монтажа перо руля должно иметь рымы. В качестве рымов используют сквозные трубки диаметром 50…100 мм, вваренные горизонтально поперек пера руля. Торцы трубок во время эксплуатации заглушены деревянными пробками, которые при ремонтных работах высверливаются. Для соединения с баллером в верхней части руля или насадки приваривают фланец или ступицу, обращая особое внимание на надежность их крепления к обшивке и набору.
Внутренняя полость рулей иногда заполняется бетоном, пеком, битумом, пенополиуретаном, что исключает попадание больших масс воды внутрь пера руля при нарушении его герметизации. Попавшая вода может вызвать размораживание рулей во время зимнего отстоя судна. Заполнение полостей пера позволяет уменьшить толщину обшивки, отказаться от окрашивания внутренней поверхности пера. Незаполняемые рули и насадки изнутри красят (наливом краски), испытывают на герметичность. В связи с этим, а также для облегчения набора ребра и диафрагмы снабжают вырезами; в торцевых листах предусматривают сливные отверстия, закрываемые пробками из нержавеющей стали на резьбе.
114
Рис. 4.36. Конструкция пера руля
Конструкция пустотелой поворотной насадки аналогична конструкции пера руля. Отличие состоит в замене вертикальных диафрагм на кольцевые. Повышенный износ поверхностей сварной насадки заставляет увеличивать толщину наружной и, особенно, внутренней обшивки насадки. Правилами Речного Регистра [17] рекомендуется принимать толщину наружной обшивки насадки на 1 мм больше, чем для рулей, а толщину внутренней – на 25% больше, чем наружной (рис. 4.37, а). Кроме того, центральное кольцо, размещаемое в районе лопастей гребного винта, утолщается не менее, чем вдвое по отношению к остальной обшивке и нередко выполняется из нержавеющей стали. Интенсивное разрушение сварных швов внутренней обшивки насадки заставило перейти на некоторых судах на литосварные насадки, у которых внутренняя поверхность отлита заодно с набором, а наружная - сварена из отдельных листов (рис.4.37, б). Насадки диаметром менее одного метра целесообразно делать полностью литыми.
Набор у сварных насадок соединяют с внутренней обшивкой и сваривают между собой двухсторонними швами; наружную обшивку приваривают к набору в прорезь или шлицами. Одну (а на крупных судах – две) кольцевую диафрагму располагают в районе оси баллера и надежно сваривают с поковкой
115
(рис. 4.38). На крупных судах ступица для увеличения прочности соединения выполняется с ребрами для приварки обшивки.
а) |
б) |
Рис. 4.37. Продольное сечение насадки:
а– сварной; б – литосварной;
1– наружная обшивка; 2 – внутренняя обшивка; 3 - центральное кольцо; 4 – прутки; 5 - набор
Стабилизаторы насадок выполняют, как правило, в виде пустотелых обтекаемых профилей, имеющих такую же конструкцию, как и перья рулей. Их либо приваривают к насадке, либо привинчивают болтами. Последний вариант предпочтительнее, поскольку облегчает демонтажные операции при замене гребного винта. Повышение надежности крепления стабилизатора может быть достигнуто установкой горизонтальных траверз, утолщением деталей крепления, переходом от болтового соединения на сварное.
Рис. 4.38. Крепление ступицы к насадке:
1- ступица; 2 – внутренняя обшивка;
3 – наружная обшивка; 4 - диафрагма; 5 – барабан; 6, 8 – кольцевые листы; 7 - бракеты
Рис. 4.39. Фланцевое соединение баллера с пером руля
4.12.3.Соединения баллера с пером руля и насадкой
116
Баллер крепится к перу руля или поворотной насадке с помощью фланцевого соединения на болтах или с помощью конусной ступицы. Для фланцевого соединения (рис. 4.39) нижний конец баллера оформляется (отковывается или приваривается) в виде круглого, прямоугольного или трапециевидного фланца. Толщина фланца должна быть не менее диаметра соединительных болтов, а размеры его в плане принимаются достаточными для размещения всех болтов соединения, число которых не менее шести. Минимальное отстояние оси болта от края фланца делают не менее 1,15d (диаметра болта). Переход баллера во фланец должен быть плавным (радиус сопряжения принимают не менее 12% диаметра баллера). Равнопрочный фланец, надежно приваренный к обшивке и набору, крепят к перу руля или насадке.
Все болты фланцевого соединения выполняют призонными, гайки и головки болтов должны иметь нормальную высоту [2]. Если между фланцами установить шпонку, то призонными могут быть лишь два болта, а остальные – обычными. У рулей и насадок с опорой на пятке ахтерштевня болты устанавливают сверху, гайки завинчивают снизу – под фланцами. У подвесных рулей и насадок гайки завинчивают сверху.
Гайки соединения должны иметь надежное стопорение от самоотвинчивания. Для защиты болтов и гаек иногда применяют установку полос вокруг фланца с последующей цементировкой (рис. 4.39).
Болты фланцевого соединения передают изгибающий Mиз и крутящий Mкр моменты балки баллер-рудерпис, расчетные выражения для которых приведены в табл. 4.11. Для исключения сдвига фланцев силой затяжки каждого болта P3 создают силу трения между фланцами, компенсирующую действие момента Мкр и рулевой силы N. Нагрузка болтов обусловлена совместным действием силы затяжки P3 и растягивающего усилия Pиз от изгибающего момента баллера Mиз в соединении:
|
|
|
|
M |
|
r |
|
|
|
|
|
2M из |
|
P P3 Pиз |
k |
|
|
кр max |
|
N |
|
, |
|||||
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
na |
||||
|
f r1 |
r2 |
... rn |
|
n |
|
|
||||||
где k = 1,8…2,0 – коэффициент запаса при действии переменной силы; f=0,15…0,20 – коэффициент трения стальных пластин; ri - отстояние центра i- го болта от оси баллера; a – расстояние от плоскости симметрии стыка до центра среднего болта; n – число болтов в соединении.
117
Диаметр болтов такого соединения назначают по формуле
dб |
1,3 4P |
|
|
1,7P |
|
, мм, |
(4.46) |
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в котором принимают [ ] 0,6ReH |
|
материала болтов, МПа . |
|
||||||
Расчеты по приведенному способу дают завышенные значения диаметра болтов, поскольку расчетные силы затяжки получаются очень большими. Практически создать такую затяжку, а тем более контролировать ее во время эксплуатации довольно сложно. Поэтому более достоверным будет предположение о возможности раскрытия болтового стыка, когда силу затяжки болтов не
учитывают. В этом случае прочность |
|
|
болтов проверяется по совместному дей- |
|||||||||||||||||||||
ствию среза (от передачи крутящего момента Mкр) и растяжения (от передачи |
||||||||||||||||||||||||
изгибающего момента Mиз): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
4T |
|
|
|
|
|
4M кр rmax |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r 2 |
|
... r 2 , |
|
|||||||||||
|
|
d |
2 |
d |
2 |
r 2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
б |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
n |
|
||||
|
|
|
4P |
|
4M из |
|
|
|
|
|
|
|
|
σ. |
|
|||||||||
|
|
|
|
, |
|
|
σ 2 |
|
3 2 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
d 2 |
|
d |
2an |
|
|
пр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Если между фланцами установить торцевую шпонку, то болты разгружа- |
|||||||||||||||||||||||
ются |
от среза и подвержены лишь растяжению силой |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
P |
|
M из amax |
|
|
|
, |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a2 a2 |
... a2 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|||
где |
amax |
- отстояние наиболее |
|
удаленного |
болта от середины |
стыка; |
||||||||||||||||||
a2 a2 ... a2 сумма, включающая болты лишь одной половины стыка. |
||||||||||||||||||||||||
1 |
2 |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Диаметр болтов определяют по выражению (4.46). Размеры |
шпонки |
||||||||||||||||||||||
назначают по условию прочности на смятие: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
σ |
|
|
|
12M кр Dфл |
|
|
|
σ , |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
1000h D3 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
см |
d 3 |
|
|
|
см |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фл |
ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
где Mкр – крутящий момент на баллере руля, Н·м; |
h – высота шпонки, мм; Dфл |
|||||||||||||||||||||||
– диаметр фланца по наружным концам шпонки, |
м; dц – диаметр центрирую- |
|||||||||||||||||||||||
щей цапфы, если она имеется, м; |
σ |
|
60...90 , МПа [2]. |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cM |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У небалансирных рулей, навешенных с помощью петель на ахтерштевень, изгибающий момент в районе фланцевого соединения практически отсутствует. В этом случае болты нагружены лишь сдвигающими усилиями
T |
|
M крrmax |
. |
||
r 2 |
r 2 |
... r 2 |
|||
|
|
||||
1 |
2 |
n |
|
||
118
Диаметр таких болтов определяют по выражению
dб 4T , мм.
[ ]
причем [ ] 0,25ReH , МПа.
В конусном соединении нижний конец баллера протачивается на конус (без уступа из цилиндрической части), а в перо или насадку вваривается ступица (рис. 4.40). Длина конуса назначается не менее 1,5 диаметра баллера, конусность – не более 1:10. По образующей конуса ставится шпонка для передачи крутящего момента. Минимальный наружный диаметр ступицы должен быть в 1,3…1,5 раза больше диаметра баллера. Чем меньше диаметр баллера, тем относительно толще делается ступица. В большинстве применяющихся конструкций коническая часть баллера закрепляется в ступице с помощью специальной гайки, навинчивающейся снизу (рис. 4.40, а). Диаметр резьбы гайки принимается не менее 0,9 меньшего диаметра конуса, наружный диаметр гайки
– не менее 1,5 диаметра резьбы, высота – не менее 0,8 диаметра резьбы. Соединение выполняют с мелкой метрической резьбой. Для исключения самоотвинчивания гайка должна надежно стопориться. Доступ к гайке осуществляется через вырез в теле руля или насадки, закрываемый съемным листом.
Применение такого соединения для крепления поворотных насадок нежелательно. Завинченная снизу гайка стопорится обычно электроприхватками и закрывается вварным листом – заглушкой. Повышенная вибрация насадки и кавитационная эрозия разрушают сварные швы, что приводит к потере заглушек и ослаблению натяга соединения. Текущий контроль состояния соединения на ходу судна невозможен. Заслуживает внимания способ крепления конуса в ступице с помощью разрезного кольца и шпилек, которые устанавливаются над ступицей насадки и нижним подшипником баллера (рис. 4.40, б). В этой конструкции нижняя заглушка не нужна, наблюдение и корректировка крепления оказались возможными из румпельного отделения на ходу судна.
119