5.6 Баллер руля

Диаметр головы баллера d₀ в см должен быть не менее большего значения определяемого по формуле:

, (5.9)

где k₁₀ = 26.1 – для переднего хода и 23.3 для заднего хода,

R_еH – верхний предел текучести материала для баллера, МПа.

Баллер изготавливаем из стали D36 с пределом текучести R_еH = 355 МПа.

Тогда для переднего хода:

18,43 см

для заднего хода:

12.9 см.

Принимаем диаметр головы баллера 190 мм.

Сечение 2.

Приведённый момент в сечении 2:

Допускаемые напряжения в сечении на переднем ходу:

МПа;

Из условия прочности при изгибе с кручением находим:

, откуда м

Диаметр баллера в сечении 2 принимаем – 210 мм.

5.8 Соединение баллера с пером руля

Диаметр соединительных болтов d₁ должен быть не менее:

, (5.12)

где z₁ = 6 – число соединительных болтов, шт,

r₂ – среднее расстояние от центров болтов до центра системы отверстий фланца, оно должно быть не менее 0.9d₃; r₂ = 0.921 =18,9 см

d₃ – диаметр баллера у фланца в сантиметрах,

R_ен1 – верхний предел текучести материала баллера,

R_ен2 – верхний предел текучести материалов болтов;

65 мм.

Принимаем 4 болта с резьбой М65.

Гайки с нормальными размерами. Болты и гайки надёжно стопорятся.

Толщина фланца должна быть не менее диаметра болтов. Принимаем толщину фланца 70 мм. Центры отверстий должны отстоять от наружных кромок фланца не менее чем на 1.15 диаметра болтов и составляет 75 мм.

5.9 Штыри руля

1. Диаметр штырей, не имеющих облицовки, и штырей с облицовкой, но до ее насадки d₄, см, должен быть не менее определенного по формуле

d₄ =

12,86 см

9,36 см

где R_i - расчетная реакция рассматриваемого штыря (R2 или R4), кН;

R_eH - верхний предел текучести материала штыря, МПа.

Принимаем:

Верхний штырь(2 сечение) d=15см(13см-сталь, 2см – облицовка) ; l_ц.ч.=200мм

Нижний штырь(4 сечение) d=12см(10см -сталь, 2см– облицовка); l_ц.ч=140 мм

2. Длина конической части штыря, которой он закрепляется в петле руля, в вварной втулке насадки или пятке ахтерштевня, должна быть не менее диаметра штыря, причем конусность по диаметру не должна превышать 1:10. Коническая часть штыря должна переходить в цилиндрическую без уступа.

Наружный диаметр нарезной части штыря должен быть не менее 0,8 наименьшего диаметра конуса. Наружный диаметр и высота гайки должны быть соответственно не менее 1,5 и 0,6 наружного диаметра нарезной части штыря.

Длина цилиндрической части штыря должна быть не менее диаметра штыря вместе с облицовкой, если она имеется, и не более 1,3 этого диаметра.

Толщина материала петель руля и ахтерштевня и вварных втулок поворотных насадок за пределами отверстия для втулки штыря не должна быть менее 0,5 диаметра штыря без облицовки.

Для штырей диаметром 200 мм и более допускается уменьшение указанной толщины петель 0,5 до 0,35 диаметра штыря без облицовки; если при условии выполнения требований обеспечивается соотношение

где l₇ - высота втулки штыря, см;

d’₄ - диаметр штыря, включая его облицовку, если она имеется, см;

R_eH(шт) - верхний предел текучести материала штыря, МПа;

R_eH(пет) - верхний предел текучести материала петли, МПа.

Для предотвращения самоотдачи гайка штыря должна быть надежно застопорена с помощью по крайней мере двух приварных планок или одной приварной планки и шплинта, а штыри должны быть надежно застопорены в петлях руля или ахтерштевня

3. Должна быть произведена проверка выбранных размеров штырей по удельному давлению.

Под удельным давлением p понимается величина, МПа, определяемая по формуле p = 10R_i/(d4’ l₇),