Судовые устройства

 

 Задний ход:

 

 Кривые действия руля изображены на рисунке 8.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 Рисунок 8.1. Кривые действия руля. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Максимальный  момент, создаваемый при перекладке руля М = 60,13 кН*м.

 Выбираем модель рулевой машины:

 HS40 – лопастной гидропривод "Фриденбо".

 Рулевая машина изображена на рисунке 8.2.   

 

 

 Рисунок 8.2. Рулевая машина. 

Основные размеры  и характеристики рулевой машины:

     диаметр балера D_max = 250 мм;

      момент  на балере:

M_p = 90 кНм;

M_пp = 113 кНм;

     угол  перекладки руля a = 47,5^о;

     размеры:

      А = 970 мм;

      B = 120 мм;

      С = 557 мм;

      К = 230 мм;

      предельные  нагрузки:

      R = 657 кН;

      Q = 294 кН;

      масса машины – 1380 кг. 
 

                                  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

   

 8.4 Конструирование рулевого устройства 

 Требуется подобрать  размеры основных деталей рулевого устройства судна класса «М-СП». Конструктивная схема руля- подвесной балансирный руль.

 Расчетная схема балки балер–рудерпис (рисунок 8.4).

 h = 2,63 м; 

 a = 1,25 м; 

 b = 1,36 м;     

 c = 0,67 м.       

 Расчет прочности  балера.

 Расчетное значение крутящего момента на балере:

     ;

где:

 М- максимальное значение гидродинамического момента.

 Значение реакций  опор балера:

    

где:

 Р = 164 кН – максимальное значение рулевой силы.

 Значение изгибающих моментов балера в характерных сечениях:

    

 Значение приведенных  моментов:

 у верхнего торца  опор:

     ;

 у нижней опоры  балера:

     ;

 Размеры балера по сечениям:

 у верхнего торца  руля  

     ;

 у нижней опоры  балера 

     ; 
 
 
 
 
 
 
 

 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Масштаб 1 : 48

 Рисунок 8.4. Расчетная  схема балки. 
 
 

 Диаметр балера у верхней опоры можно назначить  по допустимому давленю опорного подшипника скольжения (сталь по бронзе), приняв высоту втулки, равной диаметру баллера. Тогда получаем выражение:

     .

      

 Перо руля.

 Перо руля выполняем  сварным из стали ВСт3сп2 ( ). Обшивку пера подкрепляем изнутри набором, причем ребра и диафрагмы устанавливаем на расстоянии 540 мм друг от друга.

 Расчетное давление воды на обшивку пера:

     ;

где:

 Т = 3,41 м - осадка судна;

  - площадь пера руля.

 Толщина обшивки  пера руля:

     ;

 Элементы конструкции пера руля:

 Толщина обшивки и набора пера (после уточнения по стандартам на листовой прокат) t=10 мм, толщина торцевых листов – шайб t=18мм, толщина двух вертикальных диафрагм в районе оси балера t=20мм, толщина прилегающей к ним обшивки t=20мм.

 Конструкция руля показана на рисунке 8.5. 

 Фланцевое соединение.

 Перо руля соединяем  с балером с помощью фланцевого соединения, в котором устанавливаем 6 болтов и шпонку.

 Расчетное усилие, действующее на наиболее нагруженный  болт:

     ;

 Диаметр болтов определяем по выражению:

     ;

 После уточнения  по стандартам принимаем 6 болтов М60. 

 Толщина фланца:

 Принимаем t=50мм, длину и ширину фланца в процессе разработки чертежа балера. 

      Опоры балера:

 Нижняя опора  балера включает подшипник скольжения и сальник. Подбираем типоразмер подшипника в зависимости от принятого диаметра балера d = 310 мм.

 Находим минимальный  размер втулки:

    h > R/(d[p]) = 473300/(6,7*300) = 235 мм,

      где:

 R = 47300 Н – реакция опоры;

 d = 310 мм – диаметр балера;

 [p] = 6,7 Н/мм – допустимое давление. 
 
 

 Окончательный размер втулки определяем при разработке чертежа балера. 

 Сальниковая набивка должна иметь не менее 4 колец набивки из шнура сечением:

     .

 Поскольку шнуры  такого сечения не применяются, устанавливаем 5 колец из шнура сечением 30х30 мм. 

 Верхняя опора  балера имеет два подшипника: подшипник  скольжения в зависимости от диаметра балера d=190 мм и упорный шарикоподшипник, который проверяют по допустимой статической нагрузке, принимая вес пера и балера по выражениям:

 Р_P = 5,9F_P = 5,9·7,14 = 42,1 (кН) – вес руля,

 Р_δ = 7,7·7,8·0,2²(4,6+1) = 13,5 (кН) – вес балера, коэффициент запаса по нагрузке n = 5,

 допустимая статическая нагрузка Q_ст = 5(42,1+13,5) = 278 (кН).

 Находим минимальный размер втулки:

    h > R/(d[p]) = 309300/(6,7*190) = 243 мм,

      где:

 R = 309300 Н – реакция опоры;

 d = 190 мм – диаметр балера. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 9 Список используемой  литературы

   

 1. “Российский речной регистр”;

 2. “Основы конструирования судовых устройств”, Матвеев;

 3. “Выбор типа и параметров движительно-рулевого комплекса судна”, Матвеев;

 4. “Выбор рулевой машины судна”, Матвеев;

 5. “Судовые устройства: инструкция по курсовому проекту для студентов”;

 6. “Проектирование общесудовых устройств”.