КОНСТРУИРОВАНИЕ РУЛЕВОГО УСТРОЙСТВА

Перо руля

Перо руля выполнено сварным пустотелым, материалом служит сталь из которой изготовлен корпус судна (R_еН=235 МПа).

Общий вид пера руля представлен на рисунке 9.1

Рисунок 9.1 Перо руля

Расстояние между рёбрами равно шпации (s=0,600 м)

t_max=0.18b_p= 0,3м

Расчетное давление воды на обшивку

,

где Т – осадка судна (Т= 4,68м);

r – половина расчётной высоты волны (r=3,5м);

k =1…2, принимаем k=1.5

Толщина обшивки ,

где материала обшивки ,

- увеличение расчетной толщины обшивки на коррозию.

,

х=60 см - меньшая сторона контура пластины,

k- коэффициент учитывающий соотношение сторон опорного контура пластины

.

Толщина набора руля принимается не менее толщины его обшивки.

Более толстыми делают торцевые листы пера (не менее чем на 30% больше толщины обшивки) и вертикальные диафрагмы с прилегающей обшивкой, которые являются рудерписом. Горизонтальные ребра делают

неразрезными, а диафрагмы на них режут. Исключение составляют вертикальные диафрагмы, заменяющие собой рудерпис. Число их: одна – у небалансирных рулей и две – у балансирных. Прилегающий к этим диафрагмам поясок обшивки утолщается (примерно вдвое), ширина его берется не менее полной толщины профиля руля. Момент сопротивления сечения рудерписа должен быть не меньше, чем у баллера в месте его крепления к перу руля. Носовая часть пера гнется из более тонкого листа и приваривается встык к толстому листу на подкладной планке. На малых судах нередко носик руля оформляют с помощью прутка, к которому приваривают обшивку обеих сторон пера. Хвостовая часть пера имеет пруток, полосу или кованый профиль. Для того чтобы можно было собрать перо руля, по одной из кромок набора устанавливают полки, к которым с помощью шлицевых швов приваривают снаружи обшивку пера. Для доступа к штырям пера, гайке конусного соединения с баллером в теле руля устраивают соответствующих размеров вырезы, закрываемые съемными листами. Съемные листы устанавливают через прокладку и крепят на латунных или бронзовых винтах с потайной головкой. Для транспортировки и монтажа перо руля должно иметь рымы. В качестве рымов используют сквозные трубки диаметром 50…100 мм, вваренные горизонтально поперек пера руля. Торцы трубок во время эксплуатации заглушены деревянными пробками, которые при ремонтных работах высверливаются. Для соединения с баллером в верхней части руля или насадки приваривают фланец или ступицу, обращая особое внимание на надежность их крепления к обшивке и набору.

Опыт конструирования рулей рекомендует увеличить толщину обшивки на 1 мм. t=14 мм.

Ледовое усиление руля t = 1,2·t = 16 мм

Принимаю толщина обшивки t = 16 мм.

Толщина набора .

Усиление диафрагмы:

Рудерпис толщиной 2t=32 мм,

Толщина торцевых листов 1,3t=21 мм.

.

Расчет баллера руля

Баллер рассчитывается как вал особо ответственной конструкции. Нагрузкой баллера является максимальная гидродинамическая сила руля

(N_max=290 кН) и гидродинамический момент (М_р.м.=120,25 кНм)

Баллер изготовляется из качественной стали:

сталь 40 (σ=340 МПа τ=200 Мпа), ГОСТ 1050-88.

По правилам морского регистра допустимые напряжения для баллеров рулей должны быть не более

[σ]=0.5^.R_eH=0.5^.340=170МПа

Размеры снимаю с эскиза ДРК.

Р=Nmax=290 кН,

Т= =120,25/1,3=92,5 кН, где r – радиус румпеля.

b=2,530 м, a=0,27 м, h=3,66 м, c=1,4 м.

Расчетная схема и эпюры показаны на рисунке 9.2.

Изгибающие моменты:

Реакции опор:

Так как судно ледового плавания, то диаметр баллера увеличиваю

на 15-20%

Диаметр баллера рассчитывается в характерных сечениях;

· у верхнего торца руля;

· в нижней опоре;

· в плоскости румпеля рулевой машины;

· в верхней опоре баллера.

Рисунок 10.2 Расчетная схема балки баллер-рудерпис и эпюры моментов

Баллер испытывает совместное действие изгиба и кручения, в связи с чем подбор сечений ведут по приведенному моменту[6]:

М_пр=(М_из²+0,75М_кр²)^1/2

Значения изгибающего и скручивающего моментов снимают с построенных эпюр.

Необходимый диаметр баллера по сечениям:

s=М_пр/W=М_пр/0,1d³

d>(10M_пр/[s])^1/3

Баллеры судов ледового плавания увеличивают на 15 – 20%

3-е сечение:

Диаметр баллера у верхней опоры можно назначить по допустимому

давлению опорного подшипника скольжения (сталь по бронзе), приняв

высоту втулки равной диаметру баллера. Тогда, с учетом данных табл. 7 и

выражения (19), получим:

мм.

d₃=0,237∙(1,15 1,2)=0,272 0,284 м,

Учитывая опасность концентрации напряжений при резком изменении сечений баллера, принимаем решение об увеличении диаметра головы баллера до d₃=280мм

1-е сечение:

d₂=0,190∙(1,15 1,2)=0,219 0,228 м,

Поскольку в сечении 2 находится нижняя опора баллера выбираем ближайший больший диаметр d₂=280мм

Т сечение:

d_h=0,273∙(1,15 1,2)=0,314 0,327 м, принимаем d_h=320м

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: