Рассчет рулевого устройства судна

1 Исходные данные.

В связи с тем, что между рулевой рубкой и румпельным отделением находится машинное отделение, возникает необходимость использования двух направляющих блоков с каждого борта. В качестве штуртроса используется стальной трос диаметром . Радиус сектора принимаем . Радиус штуртросового барабана .

4.3 Расчет усилий в рулевом механизме.

4.4 Крутящий момент на барабане: .

Поскольку барабан вращается на двух подшипниках необходимо добавить 1% на потерю на углах трения: .

По правилам Морского Регистра Судоходства сила на рулевом колесе не должна превышать 0,12 кН, следовательно:

С целью уменьшения радиуса рулевого колеса имеет смысл уменьшить радиус штуртросового барабана:

5. Прочностной расчет узлов и деталей рулевого механизма.

5.1. Расчетные нагрузки.

Принципиальная схема рулевого механизма представлена на рис.4.1.1

5.1.1 Условный минимальный момент действующий на рулевой механизм.

=

.

В дальнейших расчетах вместо нагрузки F принимается F₃ , а значение F₂ принимается равным нулю.

5.1.2. Поперечная сила на баллере:

5.1.3. Расчетный изгибающий момент:

5.1.4. Расчетный изгибающий момент

5.1.4.1. Баллер руля в первом приближении.

Момент инерции баллера:

5.1.4.2. Расчет элементов пера руля.

5.1.4.2.1.Толщина наружной обшивки.

на 0,35 длины от носика

на 0,65 длины от хвостика

5.1.4.2.2. Минимальная толщина обшивки:

Принимаем толщину обшиивки пера руля

5.1.4.2.3. Толщина ребер и диафрагм пера руля.

Толщина ребер и диафрагм принимается равной толщине обшивке

Расчетная схема представлена на рис. 5.1.4.2.3.1

Рис.5.1.4.2.3.1.

Спрямление условных поясков дает дополнительный запас прочности.

Моментинерции:

Момент сопротивления:

5.1.5. Расчетный изгибающий момент

5.1.6. Расчетный изгибающий момент

5.1.7. Расчетная реакция опоры 1.

5.1.8. Расчетная реакция опоры 2.

5.1.9. Расчетная реакция опоры 4.

5.1.10. Расчетный изгибающий момент действующий в любом сечении баллера.

5.1.10.1. Момент сопротивления, площади поперечного сечения пера руля.

Момент сопротивления, площади поперечного сечения пера руля должен быть не менее:

Момент сопротивления удовлетворяет требования .

5.2. Баллер руля.

5.2.1. Диаметр головы баллера.

Баллер должен удовлетворять требованию:

Баллер не удовлетворяет требованиям.

Примем

Баллер удовлетворяет требованиям.

5.2.2. Момент инерции баллера:

5.2.3. Диаметр баллера в районе подшипников

Диаметр в районе подшипников увеличиваем на 10-15% для возможной расточки в процессе эксплуатации.

Примем диаметр в районе подшипников равный

5.3 Соединение баллера с пером руля.

Принимается схема болтового соединения с горизонтальными фланцами.

5.3.1. Диаметр соединения болтов должен быть не менее:

должно быть не менее 0,9 диаметра баллера в районе соединения.

-принято конструктивно

5.3.2. Диаметр болта в резьбовом соединении должен быть не менее:

принято конструктивно.

.

Болт удовлетворяет требованию.

5.3.4. Толщина соединительных фланцев должна быть не менее:

Принимаем

Отстояние центров болтов от кромки фланцев принимаем равное толщине фланца.

5.4. Штырь руля.

5.4.1. Диаметр штыря должна быть не менее:

Принимаем

5.4.2. Длина цилиндрической части должна быть:

5.4.3. Длина конической части должна быть:

Принимаем .

Конусность по диаметру должна быть не более

Принимаем диаметр у вершины конусной части

5.4.4. Нарезная часть: диаметр должен быть не менее:.

Принимаем

5.4.5. Гайка.

Наружный диаметр должен быть не менее:.

Высота гайки не менее: .

5.4.6. Длина нарезной части.

Длина нарезной части уточняется в процессе изготовления или по чертежу.

5.4.7. Проверка штыря по удельным давлениям.

принято конструктивно.

Штырь удовлетворяет требованиям для трущейся пары: сталь по бронзе при смазывании водой.

.

5.4.8. Толщина материала петли должна быть не менее 0,5 диаметра штыря. Окончательный размер уточняется по чертежу.

2.Выбор площади рулевого устройства в первом приближении:

2.1.Определение высоты брускового киля.

2.2. Определение высоты пера руля.

2.3. Определение эффективности рулевого устройства:

, если меньше 0,866.

данные сняты с теоретического чертежа.

2.4. Определение площади рулевого устройства во втором приближении.

Таким образом принимаем

3.Расчет гидродинамических характеристик руля: .

Т.к. то судно является среднескоростным, из чего следует, что для пера руля необходимо выбрать профиль НАСА.

3.1. Расчет нормальной силы и момента на баллере руля.

Т.к. , то пересчет гидродинамических коэффициентов делать ненужно.

Результаты гидродинамическог

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать