Расчет момента на баллере руля (передний ход)

№ пп	Определяемая величина	Размерность	Формула или источник	Угол перекладки пера руля α°
1.		-	-	0,0872	0,174	0,259	0,342	0,423	0,500	0,574
2.		-	-	0,996	0,985	0,966	0,940	0,906	0,866	0,819
3.		-	По таблице 3 см.указания п.5
4.		-	По таблице 3 см.указания п.5
5.		-
6.		кН	*
7.		-	По табл.3
8.		м	см.указания п.7
9.	α	м	α= см.указания п.8
10.		м	= α см.указания п.9
11.	Мn	кН.м
12.	Мб	кН.м	см.указания п.10

Таблица 5

Расчет момента на баллере руля (задний ход)

№пп	Определяемая величина	Размерность	Формула или источник	Угол перекладки пера руля α°
1.		-
2.		кН	*
3.		м	см.указания п.7
4.	α	м	См.табл.4
5.		м	= см.указания п.9
6.		кН.м

Рулевые машины

Рулевая машина - один из основных механизмов судна, обеспечивающий безопасность его плавания. При строительстве судов применяются только те типы рулевых машин, которые оправдали себя в длительной эксплуатации. В своевременном отечественном судостроения применяют следующие рулевые машины: ручные с барабаном либо со звездочкой или гидравлические плунжерные и лопастные.

В 50-х годах в отечественном судостроении имели широко применялись электрические секторные рулевые машины. Выбор типа рулевой машины зависит от величины заданного (расчетного) момента на баллере руля и наличии источников питания для привода рулевой машины.

Если на судне источник питания не достаточен или отсутствует, то для момента на баллере от 2,5 до 4,0 кН.м применяют ручные рулевые машины с барабаном или звездочкой, а для моментов до 16 кН.м – ручные гидравлические рулевые машины с качающимися цилиндрами.

На судах обеспеченных энергией для питания приводов рулевых машин, применяют электрогидравлические рулевые машины, создающие момент на баллере от 6,3 до 4000 кН.м.

Рулевой привод (передача) – связующее звено между баллером и рулевой машиной, предназначено для передачи усилий от рулевой машины к рулю и обеспечение его перекладки.

Рулевое устройство может иметь два привода – основной и запасной. Основной рулевой привод должен действовать от источника энергии. Если применяется ручной рулевой привод, то при указанных ранее углах и времени перекладки усилие затрачиваемое работающим на штурвале не должно быть более 117,5 н на одного человека, а число оборотов штурвала перекладке с борта на борт не должно превышать 25.это условие ограничивает применение ручного рулевого привода в качестве основного.

Расчет основных параметров электрогидравлической плунжерной рулевой машины, Рис.6.

Таблица 6

№П\П	Определяемая величина	Обозначение	Размерность	Формула или источник и численное значении величины	Результат
1.	Расчетный момент на баллере		кН.м	Из табл.4 или 5 см. указания п.2
2.	Диаметр шейки баллера		м	см. стр. 32
3.	Расстояние между осью баллера и осью плунжера		м
4.	Ход плунжера		м
5.	Число пар гидроцилиндров	Z	-	Принимаем = 1 или 2
6.	Радиус румпеля при α max		М
7.	Разность давлений в нагнетательной и всасывающей полостях цилиндров рулевой машины		кПа	Принимаем = от 7000 до 10000
8.	Гидравлический кпд плунжерного привода			Можно принять =0,78 См( 2,с.223)
9.	Диаметр скалки плунжера с учетом сил трения при f=0,13		м
10.	Расход рабочей жидкости
11.	Средняя подача насоса			; К=1,1-1,2
12.	Номинальная подача насоса с учетом его общего гидравлического кпд			можно принять = 0.6-0.72
13.	Механический кпд насоса		-	можно принять пот 0,8 до 0,85
14.	Общий кпд рулевой машины		-
15.	Расчетная частота вращение баллера		Об/мин	t=28c.
16.	Расчетная мощность на валу электродвигателя		кВт

Рис.7. К расчёту лопастной гидравлической рулевой машины.

Расчет основных параметров электрогидравлической лопастной рулевой машины, Рис.7. Таблица 7

№П\П	Определяемая величина	Обозначение	Размерность	Формула или источник и численное значении величины	Результат
1.	Расчетный момент на баллере		кН.м	Из табл.6 п.1
2.	Диаметр баллера в районе рабочего цилиндра		м	Из табл.6 п.2
3.	Рабочее давление масла		кПа	Принимаем = от 4000 до 8000
4.	Наружный радиус ступицы лопастей		м	Можно принять = (1-1,2)
5.	Радиус рабочего цилиндра лопастной рулевой машины	Z	м	Можно принять =
6.	Плечо приложение равнодействующих сил давления относительно оси баллера		м
7.	Число лопастей		-	Принимаем 2 или 3
8.	Индикаторный момент на баллере руля		кНм	Где –механический кпд привода = 0,84-0,965
9.	Давление рабочей жидкости на одну лопасть		кН
10.	Площадь лопасти
11.	Высота лопасти		м
12.	Объем описанный лопастями привода
13.	Коэффициент учитывающий потерю рабочей жидкости		-	можно принять 0,8 -0,98
14.	Время перекладки руля		-	t=28c.
15.	Подача насоса
16.	Расчетная частота вращение баллера		Об/мин
17.	Гидравлический кпд лопастного привода		-	можно принять 0,75-0,88
18.	Общий кпд рулевой машины		-
19.	Расчетная мощность на вал у электродвигателя		кВт

После выполнения расчетов основных параметров запасного рулевого привода делается вывод о возможности его применения в соответствии с требованиями Регистра.