Проектирование и расчет рулевого устройства

Практическая работа № 1

Проектирование и расчет рулевого устройства

Цель работы: определение основных элементов рулевого устройства транспортного судна.

1. Исходные данные: м; ; ; ; уз; ; .

2. Тип руля – балансирный.

3. Способ соединения руля с баллером

4. Определение площади пера руля и его размеров, разработка контура руля.

Общая нормируемая площадь пера руля:

,

где , где В – ширина судна, м.

;

;

;

.

Высота руля в первом приближении:

где - возвышение нижней кромки пера руля над основной плоскостью судна.

По известным площади и высоте пера руля, определим его ширину:

Для балансирного руля .

Ширина балансирной части балансирного руля зависит от его коэффициента компенсации:

,

где - коэффициент компенсации руля.

5. Определение расчетных нагрузок, действующих на перо руля на переднем ходу судна.

Найдем условную нагрузку , действующую на перо руля на переднем ходу по формуле:

,

где

, , так как руль прямоугольный, работающий непосредственно за гребным винтом.

,

м

, уз

т, т/м

- упор гребного винта при скорости , кН

;

, где - общее сопротивление движению судна при скорости U, м/c

-пропульсивный коэффициент, - КПД валопровода

- коэффициент эквивалентной пластины

2

- число Рейнольдса, - кинематический коэффициент вязкости,

- коэффициент шероховатости обросшей поверхности

- надбавка на выступающие части для одновальных судов

- площадь смоченной поверхности судна, м

При

, м

, где

,кН

, кН

, кН

6. Определение расчетного крутящего момента, действующего на рулевое устройство на переднем ходу судна.

, где

, кНм

7. Определение диаметра циркуляции судна.

, где

-угол перекладки руля

,

, м

, м

Скорость хода, м/с, судна на установившейся циркуляции

где - скорость прямолинейного хода судна, м/с.

8. Определение мощности рулевой машины, диаметра головы баллера и толщины обшивки руля.

Мощность рулевой машины, кВт

, где

- коэффициент полезного действия машины, - время перекладки руля с 0,611 (35 градусов) одного борта на 0,524 рад (30 градусов) другого борта.

Диаметр головы баллера , см

, где

МПа – верхний предел текучести материала баллера

, см

Толщина обшивки пера руля, мм, должна быть не менее

, где

; ; -расстояние между горизонтальными ребрами пера руля;

Вычислим толщину обшивки пера руля по зонам, используя коэффициенты:

- коэффициент для участка обшивки, расположенного в пределах 0,35 длины пера руля от его передней кромки;

- коэффициент для участка обшивки, расположенного в пределах 0,65 длины пера руля от его задней кромки;

- коэффициент для участка обшивки, расположенного в струе гребного винта (при непереложенном руле);

- коэффициент для участка обшивки, расположенного вне струи гребного винта (при непереложенном руле);

Формула	Коэффициенты
,мм
14,53	11.96	13,3	12,58

Принимаем толщину обшивки пера руля равную 15,0мм.

=14.53 мм

=11.96 мм

=13.3 мм

=12.58 мм

Толщина обшивки пера руля, мм, должна быть не менее определяемой по формуле:

-для судов длиной 80м и более:

, мм

, мм

Дата добавления: 2015-09-30