Нагрузочные диаграммы рулеых электроприводов
Нагрузочной диаграммой называют график зависимости момента на баллере руля
от угла поворота пера руля, т.е. М ( α ).
Эти диаграммы строят для трех харакитерных ьрежимов работы судна, а именно:
1. режим при ходе судна по курсу;
2 .маневренный режим;
1. режим при заднем ходе судна.
Для построения диаграмм используют формулы М ( α ), которые приведены
ниже.
После построения и анализа эти диаграммы используют для расчета мощности эле
ктродвигателя рулевого привода.
Рассмотрим особенности нагрузочных диаграмм для разных режимов работы судна более подробно.
Наиболее напряженным является режим маневрирования, так как руль перекла-
дывается на максимальные углы и на баллере возникают максимальные моменты сопро
тивления.
Для правильной эксплуатации рулевого ЭД, а также для выбора его мощности необходимо знать его нагрузочную диаграмму при работе в наиболее напряженном режиме. Учитывая специфику работы ЭД в рулевых машинах с механической и гидравлической передачей, нагрузочные диаграммы рассмотрим для каждой из них.
Электроприводы с механической передачей
Нагрузочная характеристика рулевого исполнительного ЭД представляет собой зависимость момента на валу ЭД от угла поворота руля: М (α). Момент на валу ЭД определяется моментом нагрузки на баллере руля и потерями на трение в механизме передачи, которые обусловлены данной нагрузкой.
При прямом ходе пера руля момент ЭД
М = М / ( ιη ), (7.2)
где ι -передаточное число механической передачи;
η - прямой КПД передачи.
Передаточное число и КПД определяют как произведения соответствующих значений каждого элемента передачи.
При обратном ходе пера руля момент ЭД
М = М η' / ι , (7.3)
где η' = 2 – 1 / η - обратный КПД передачи.
Так как передачи РЭП всегда содержат самотормозящий элемент, то прямой и обратный КПД не равны ( η ≠ η' ), причем η' < 0.
При обратном ходе пера руля отрицательный момент на баллере руля и отрица
тельный КПД обусловливают согласно формуле (40) положительный момент на валу ЭД. Иначе говоря, несмотря на стремление пера руля самому повернуться в направлении пе
рекладки, т. е. диаметрали, ЭД все же приходится работать в двигательном режиме, преодолевая сопротивление трения в элементах передачи, расположенных между валом ЭД и самотормозящимся элементом.
Построение точных нагрузочных диаграмм аналитическим путем весьма затруд
нительно, в частности из-за того, что КПД передачи — величина переменная, завися-
щая от нагрузки.
Поэтому для практических расчетов удовлетворяются приближенными нагрузоч-
ными диаграммами ( рис.255 ).
Рис. 255. Приближенные нагрузочные диаграммы рулевого электропривода:
а – для простого руля; б – для балансирного и полубалансирного рулей;
в – при заднем ходе
Максимальный момент М при прямом ходе руля и переднем ходе судна определяют по формуле ( 7.2 ), подставляя в нее КПД, соответствующий наибольшей нагрузке М (этот КПД обычно известен).
Момент М при обратном ходе пера руля и при переходе через диаметральную плоскость принимают равным ( 0,1…0,3 ) М . Это же значение момента принимается на участке от 0 до α для балансирных рулей. Нижний предел относится к простым рулям, а верхний - к балансирным и полубалансирным.
Это объясняется тем, что трение в ненагруженном приводе не зависит от типа руля, в то время как у рулей с балансирной частью значения М значительно снижены и для получения того же значения М следует брать большую часть от М .
Изменение же момента на участках от α до α = 0 для простых рулей и до α для балансирных принимают прямолинейным.
При заднем ходе судна плечо сил давления по сравнению с передним ходом увеличивается, что способствует увеличению моментов на баллере.
Однако при практических расчетах РЭП ограничиваются лишь нагрузочными диаграммами рулевого устройства при переднем ходе, так как из-за уменьшенной скорости заднего хода, обычно принимаемой υ = ( 0,5…0,7 ) υ , значение М < М .
Для морских судов максимальное значение угла перекладки руля α = 30...35°.
Это объясняется тем, что при углах, больших 35°, момент на баллере резко возрастает. Это означает, так же резко возрастает мощность электродвишателя рулевого устройства.
Между тем, на практике для обеспечения управленирем судна даже в наиболее тя-
желом режиме – режиме маневрирования, впоєне достаточно перекладывать руль на углы не более 30…35°.
На боевых кораблях максимальное значение угла перекладки руля α = 40...45°, что объясняется необходимостью повышенной маневренности кораблей в боевых услови-
ях.
Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 606;