5.2 Определение расчётных нагрузок и крутящих моментов
Условная расчётная нагрузка F, кН действующая на перо руля на переднем ходу определяется по формуле:
F = F1 + F2
,
,
(5.1)
где k1 – коэффициент равный 1,
k2 – коэффициент равный 1,
λ=2,23 –относительное удлинение пера руля,
b1– величина равная 2,2 для рулей расположенных в ДП,
δ– коэффициент общей полноты 0,76,
Ар – площадь пера руля 10,7м2,
υ– скорость переднего хода в узлах 12,5,
Ав = Dв*bр = 4,65х2,14 = 9,951 м2– часть площади пера руля, попавшая в переложенном состоянии в струю винта,
Р=227кН– упор винта.
кН,
кН,
F = 137 + 298,4 = 298,4 кН.
Условная расчётная нагрузка Fне должна приниматься меньше нагрузкиF3:
,
(5.2)
где k3– коэффициент равный 18.
кН.
Принимаем условную нагрузку F= 298,4 кН, так какF3 <F.
Условный крутящий момент Мк действующий на рулевое устройство на переднем ходу:
,
(5.3)
где А1 – часть площади пера руля расположенной в нос от оси его вращения,
м2,
кН·м.
Условный расчётный крутящий момент, действующий на рулевое устройство на заднем ходу:
,
(5,4)
где k4= 0,185
узла.
кН·м.
Условная расчётная нагрузка Fзхдействующая на перо руля на заднем ходу:
кН (5.5)
5.3 Определение диаметра циркуляции судна
Приближенно диаметр циркуляции можно найти по формуле:
,
(5.7)
где V– объёмное водоизмещение,
,
где Sб = 0,96LT= 0,96х98,46х6,24 = 589 м2,
−безразмерный коэффициент
где α= 0,611 рад – угол перекладки руля,
λ– относительное удлинение пера руля.
м.
Скорость хода судна на установившейся циркуляции:
м/с
Диаметр циркуляции не должен превышать 4 длин судна, поэтому он является удовлетворительным.
5.4 Выбор рулевой машины
Рулевую машину подбираем исходя из максимального полученного крутящего
момента 110 кНм.
Выбираем лопастную рулевую машину TENFJORDSR642. С рабочим моментом 110кН
Она представленную на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2
1-лопастная рулевая машина; 2-насосы; 3-масляный бак.
5.5 Расчет изгибающих моментов и реакций опор руля
Расчетный изгибающий момент М1кН·м, действующий в сечении 1 баллера у верхнего подшипника равен нулю.
Расчетный изгибающий момент М2кН·м, действующий в сечении 2 баллера у нижнего подшипника равен:
М2 =F1C1 +F2C2,
где С1иС2– линейные размеры в метрах (Рисунок 5.1),
F1,F2– условные расчётные нагрузки.
М2= 137х3,1 + 161,4х3,4= 973,5 кНм.
Расчет на изгибающий момент М3кНм, действующий в сечении 3 баллера (в месте соединения баллера с пером руля)
М3 =F1(C1–е) +F2(C2 –е) = 137(3,1 – 0,8) + 161,4(3,4 – 0,8) = 734,7 кНм.
Расчётная реакция R1опоры рулевого устройства в сечении 1:
,
где РI=РII= 0.
кН.
Расчётная реакция R2опоры рулевого устройства в сечении 2:
кН.
Приведенный момент:
(5.8)
где Мi– момент в расчётном сечении.
Приведенный момент в сечении 2:
кНм.
Приведенный момент в сечении 3:
кНм.
