Рулевое устройство

Принципиальная схема рулевой установки представлена на рис.8.1.

Рулевое устройство состоит из комплекса механизмов. Перекладка рулей осуществляется вращением румпелей 5, которые приводятся в движение тягами 6, которые в свою очередь получают движение от главного румпеля 4. Главный румпель связан с гидравлической машиной 7 двумя гидравлическими плунжерами, которые приводятся в действие насосом. Тросовый сегмент 1 связан с главным румпелем, и передаёт движение на эксцентриковые шайбы 3, трос закреплён в узле пружин 2, в котором происходит натяг и крепление троса.

Контактное давление pk на сопрягаемых поверхностях, возникающее вследствие упругих деформаций материала ступицы румпеля и баллера, обеспечивающее передачу крутящего момента на перо руля, определяют из соотношения

pk=6 МПа

На баллер от пера руля передаётся момент, который имеет значение:

где, - плотность воды, равная 1020 кг/м3; - скорость потока воды, набегающего на руль, м/с; F – площадь руля, м2; sin- наибольший угол перекладки пера руля.

Нм

dср - средний диаметр конуса вала,м; dcр= 0,059м; Wp =0.2d3cp- полярный момент инерции сечения вала,м3; fT=0.15 - коэффициент трения при круговом смещении; Lф - фактическая длина контакта поверхностей баллера и румпеля;Lф= 0,032 м. Кз= 2,8 - коэффициент запаса несущей способности соединения.

Значение диаметрального натяга Sн, необходимое для создания контактного давления рк, определяется по формуле

Sн=м.

где E1 и E2 - модули упругости материала румпеля и баллера, МПа; E1 = E2 =2,06*105МПа С1 и С2 - коэффициенты жесткости баллера и румпеля.

Выражение для расчета коэффициентов жесткости С1 и С2 из задачи Ляме имеет вид

где d0 - диаметр сверления баллера(для сплошного баллера d0=0);

Dн - наружный диаметр ступицы румпеля; Dн=0,335 м.

μ1 и μ2- коэффициенты Пуассона материала баллера и румпеля. μ1 = μ2=0,3

Осевое перемещение S румпеля по конусу баллера связано с диаметральным натягом Sн зависимостью

S=Sн/К=0,053*10-4/0,1=0,000053 мм/м

где К - конусность вала.К=1/10

При известных значениях pк усилие напрессовки румпеля на баллер с подачей масла на сопрягаемые поверхности будет определяться по формуле:

кН

где p = 1,3pк - давление масла, подаваемого на сопрягаемые конические поверхности, Па;

Fф - фактическая площадь контакта конических поверхностей, М2;

Fф=3,14*0,032*0,059=0,0059

fм = 0,01 - коэффициент трения между коническими поверхностями при наличии масляной пленки. На рис.8.2 представлен румпель в сборе с баллером.

Рис.8.2 Румпель в сборе с баллером. Для крепления румпеля используется аналогичное оборудование, что и при насадке гребного винта, только с другими переходниками.