Читайте также: |
|
Исходные данные для расчётов.
Дедвейт судна DW, т | Мощность гл. двигателя Ne, кВт | Длина судна L, м | Осадка судна Т, м | Диаметр греб-ного винта D, м | Скорость судна V, уз. |
139,7 | 8,7 | 5,15 | 18,1 |
Профиль руля НЕЖ, относительное удлинение руля l= 2
2.2. Расчет, определение размеров руля.
Таблица 1
№ | Наименование, обозначение, единицы измерения величины | Расчётная формула, способ определения | Числовое значение |
1. | Длина судна L, м | задана | 135,5 |
2. | Осадка судна Т, м | задана | 9,35 |
3. | Площадь пера руля F, м2 | (0,013 ¸ 0,019) L∙T F=0,013∙ L∙T | 15,8 |
4. | Относительное удлинение руля,l | задано | |
5. | Высота пера руля h, м | 5,621 | |
6. | Ширина пера руля b, м | F / h | 2,811 |
7. | Коэффициент компенсации к | (0,25 ¸ 0,35) | 0,26 |
8. | Расстояние от передней кромки руля до оси баллера z, м | к × b | 0,731 |
9. | Площадь балансирной части руля FS, м2 | к × F | 4,108 |
2.3. Расчёт гидродинамических сил, момента на баллере руля.
Таблица 2
№ | Наименование, обозначение, единицы измерения величины | Расчётная формула, способ определения | Числовое значение |
1. | Коэффициент попутного потока, y | (0,22 ¸ 0,26) | 0,25 |
2. | Коэффициент влияния корпуса на руль К | (1 - y)2 | 0,563 |
3. | Диаметр гребного винта D, м | задано | 5,15 |
4. | Площадь руля, омываемая потоком винта FВ, м2 | b × D | 14,447 |
5. | Скорость судна V, уз. VС, м/с | задано 1856 × V / 3600 | 9,332 |
6. | Плотность забортной воды r, кг / м3 | [4, табл. 4] | |
7. | Осевая скорость винта относительно воды, Vr, м / с | (1 - y) × VС | 6,999 |
8. | Мощность, затрачиваемая на вращение винта NР , кВт | 0,98 × Nе | |
9. | Упор винта Р, кН | hР = 0,6 ¸ 0,7 hР =0,65 | |
10. | Коэффициент нагрузки винта по упору sР | 1,07 | |
11. | Коэффициент влияния винта на руль КВ | 1+ (FB / F) × sР | 1,98 |
12*. | Угол поворота руля от среднего положения a, град | смотри таблицу 3 | |
13*. | Коэффициент сопротивления СХ | [ 1, табл. 10] - согласно l, a и заданному профилю. | смотри таблицу 3 |
14*. | Коэффициент подъёмной силы СУ | [ 1, табл. 10] - согласно l, a и заданному профилю. | смотри таблицу 3 |
15*. | Коэффициент центра давления СД | [ 1, табл. 10] - согласно l, a и заданному профилю. | смотри таблицу 3 |
16*. | Коэффициент нормальной силы Сn | СУ ×cos a + CХ × sin a | смотри таблицу 3 |
17*. | Расстояние центра давления от передней кромки руля S, м | СД × b | смотри таблицу 3 |
18*. | Коэффициент гидродинамичес- кого момента Сm | Сn × (S / b) | смотри таблицу 3 |
19*. | Нормальная сила N, кН | Сn× КК×КВ× ×F×10-3 | смотри таблицу 3 |
20*. | Гидродинамический момент от- носительно передней кромки руля М, кН*м | Сm×КК× КВ× ×F.b ×10-3 | смотри таблицу 3 |
21*. | Гидродинамический момент от- носительно оси руля Ma, кН*м | Сn×КК× КВ × F× (b×СД -z) ×10-3 | смотри таблицу 3 |
22*. | Коэффициент нормальной силы на заднем ходу Сn з.х. | (0,7¸ 0,8) ×Сn Сn з.х.=0,75 | смотри таблицу 3 |
23. | Отстояние центра давления от задней кроки руля на заднем ходу Sз.х., м | (0,3 ¸ 0,35) ×b Sз.х=0,325 | 0,914 |
24*. | Гидродинамический момент на заднем ходу судна Ма з.х., кН*м | Сn з.х. F×[b- (Sз.х + z)] ×10-3 VЗ.Х. = (0,2 ¸0,3) ×VС VЗ.Х. = 0,25 ×VС | смотри таблицу 3 |
25*. | Гидродинамический момент для расчёта МР, кН*м | примем равным Ма(вся строка), если Ма мах > Ма з.х,мах или Ма з.х, (вся строка), если Ма з.х,мах > Ма мах | смотри таблицу 3 |
26*. | Момент на баллере руля с учё- том трения в боковых опорах и пяте руля Мб, кН*м | (1,15 ¸ 1,2) × МР Мб=1,17 × МР | смотри таблицу 3 |
27*. | Крутящий момент на баллере с учётом дополнительных внеш- них нагрузок МКР, кН*м | (1,1 ¸ 1,2) × МБ МКР=1,15 × МБ | смотри таблицу 3 |
С целью получения данных для построения характеристик рулевой машины величины, обозначенные знаком (*), определяются для значений угла поворота руля с интервалом 50.
Таблица 3
.
13 | 0,03 | 0,04 | 0,06 | 0,09 | 0,17 | 0,27 | 0,385 | |
14 | 0,25 | 0,53 | 0,835 | 1,06 | 1,11 | |||
15 | 0,23 | 0,245 | 0,265 | 0,285 | 0,365 | 0,33 | ||
16 | 0,253 | 0,532 | 0,83 | 1,054 | 1,12 | 1,059 | ||
17 | 0,647 | 0,689 | 0,745 | 0,801 | 1,026 | 0,928 | ||
18 | 0,058 | 0,13 | 0,22 | 0,3 | 0,409 | 0,35 | ||
19 | 198,882 | 418,202 | 652,457 | 828,542 | 880,424 | 832,473 | ||
20 | 41,776 | 93,635 | 158,459 | 216,081 | 294,591 | 252,095 | ||
21 | -16,8 | -17,692 | 9,079 | 58,11 | 259,738 | 163,689 | ||
22 | 0,19 | 0,399 | 0,623 | 0,791 | 0,84 | 0,794 | ||
23 | 9,764 | 20,505 | 32,016 | 40,65 | 43,168 | 40,804 | ||
25 | -14,47 | -15,178 | 8,041 | 50,492 | 259,738 | 165,901 | ||
26 | -16,8 | -17,692 | 9,079 | 58,11 | 303,893 | 191,516 | ||
27 | -22,604 | -23,805 | 12,215 | 78,187 | 349,477 | 220,243 |
2.4. Расчёт рулевого привода, мощности насоса гидравлической рулевой машины с плунжерным рулевым приводом.
Таблица 4.
№ | Наименование, обозначение, единицы измерения величины | Расчётная формула, способ определения | Числовое значение |
1. | Диаметр баллера (при максимальном значении МКР) dБ, м | σдоп=93 | 0,316 |
2. | Начальный радиус румпеля R0, м | (1¸1,5) × dБ R0=1,25 × dБ | 0,395 |
3. | Давление масла в цилиндре привода (при максимальном значении МКР) Pi, МПа | 15¸20 | |
4. | Число пар цилиндров привода kЦ | 1-при МКР<100 кН*м 2-при МКР>100 кН*м | |
5.* | КПД привода hП.П., [кн 5, рис. 6.6] | смотри таблицу 5 | |
6. | Диаметр плунжера (при максимальном значении МКР) DП, м | 0,166 | |
7. | Ход плунжера при перекладке руля с борта на борт S1, м | 2×R0×tg300 | 0,456 |
8. | Объём масла, подаваемый в цилиндры рулевого привода при перекладке руля с борта на борт. V, м3 | 0,014 | |
9. | Время перекладки руля t, с | ||
10. | Подача насоса q, м3/c | 0,00082 | |
11.* | Радиус румпеля при значении угла поворота руля Ra, м | R0/cos a | смотри таблицу 5 |
12.* | Нормальная сила давления на цапфу румпеля Q, кН | М КР / (kц Ra) | смотри таблицу 5 |
13.* | Сила давления на цапфу вдоль оси плунжера Q’, кН | Q × cos a | смотри таблицу 5 |
14.* | Сила давления масла на плунжер Р1,кН | Q’× / hП.П. | смотри таблицу 5 |
15.* | Давление масла в цилиндре при значениях угла поворота руля Pi,МПа | смотри таблицу 5 | |
16.* | Давление масла в цилиндре с учетом давления подпитки, Pi под, МПа | Pi + Pпод | смотри таблицу 5 |
17.* | Давление подпитки Pпод, МПа | 0,2¸0,3 | смотри таблицу 5 |
18.* | Давление нагнетания насоса с учетом сопротивления напорного трубопровода РН, кПа | Рi a + РПОД + DРТР.н | смотри таблицу 5 |
19*. | Давление всасывания насоса с учетом давления подпитки и сопротивления сливного трубопровода РВ, кПа | РПОД - DРТР.С | смотри таблицу 5 |
20*. | Давление насоса, Р, кПа | РН - РВ | смотри таблицу 5 |
21*. | КПД насоса, hН, % | согласно [ 5 ], с.207, рис. 139а | смотри таблицу 5 |
22*. | Мощность насоса, NН, кВт | q×Р / hН | смотри таблицу 5 |
23. | Мощность эл.двигателя для МКР. МАХ, NЭ, кВт | NН / hЭ hЭ = (0,86¸0,87) КПД эл.двигателя |
С целью получения данных для построения характеристик рулевой машины величины, обозначенные знаком (*), определяются для значений угла поворота руля с интервалом 50.
Таблица 5
α | град | 0° | 5° | 10° | 15° | 20° | 25° | 30° |
hпп | 0,28 | 0,54 | 0,67 | 0,75 | 0,77 | 0,775 | 0,77 | |
Rа | м | 0,395 | 0,397 | 0,401 | 0,409 | 0,42 | 0,436 | 0,456 |
Q | кН | -28,469 | -29,682 | 14,933 | 93,08 | 400,776 | 241,495 | |
Q' | кН | -28,361 | -29,231 | 14,426 | 87,467 | 363,226 | 209,141 | |
P1 | МПа | -52,52 | -43,628 | 19,232 | 113,594 | 456,674 | 271,612 | |
Pi | МПа | -2,427 | -2,016 | 0,889 | 5,249 | 21,517 | 12,55 | |
Pi под | МПа | 0,25 | -2,177 | -1,766 | 1,139 | 5,499 | 21,767 | 12,8 |
Рн | МПа | 0,04 | -2,387 | -1,976 | 0,929 | 5,289 | 21,557 | 12,59 |
Рв | МПа | 0,21 | 0,21 | 0,21 | 0,21 | 0,21 | 0,21 | 0,21 |
Р | МПа | -0,17 | -2,597 | -2,186 | 0,719 | 5,079 | 21,347 | 12,38 |
Nн | кВт | -22,183 | -18,106 | 1,685 | 5,784 | 33,663 | 17,206 | |
hн | 0,096 | 0,099 | 0,35 | 0,72 | 0,52 | 0,59 |
2.5. Зависимости крутящего момента, мощности насоса, и давлении масла от угла
поворота руля:
α | град | |||||||
Мкр | кН*м | -22,604 | -23,805 | 12,215 | 78,187 | 349,477 | 220,243 | |
Рi | МПа | -2,427 | -2,016 | 0,889 | 5,249 | 21,517 | 12,55 | |
Nн | кВт | -22,183 | -18,106 | 1,685 | 5,784 | 33,663 | 17,206 |
| ||||||
| ||||||
Дата добавления: 2015-09-05; просмотров: 108 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Оборудование плунжерной рулевой машины. | | | Указания по эксплуатации рулевой машины. |