Характеристика, назначение и ремонт рулевой машины

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Назначение и классификация, требования Регистра

Рулевая машина предназначена для перекладки пера руля с требуемой скоростью на заданный угол от диаметральной плоскости или удерживания его в нужном положении.

Рулевые машины подразделяют:

по виду используемой энергии -- ручные, паровые, электрические, гидравлические, комбинации этих типов (электроручные, ручные, гидравлические, электрогидравлические);

по конструкции рулевого привода -- с приводом штуртросовым, цепным, валиковым, зубчатым (секторным), винтовым, гидравлическим, электрическим;

по типу и конструкции насоса -- с насосами переменной или постоянной подачи;

по способу управления -- с простой или следящей системой управления (каждому углу поворота задающего органа соответствует угол поворота руля).

Кроме того, существуют другие особенности в устройстве рулевых машин. В соответствии с Правилами Регистра требования к рулевым машинам сводятся к следующему:

мощность главного рулевого привода должна обеспечивать перекладку руля (поворотной насадки) с 35° одного борта до 30° другого борта за 28 с при действии расчетного момента рулевого привода на руль;

мощность вспомогательных приводов -- с 15° одного борта до 15° другого борта не более чем за 60 с при скорости переднего хода судна, равной половине максимальной, но не менее 7 уз при полной осадке судна;

двигатели рулевых приводов должны допускать перегрузку по моменту не менее 1,5 расчетного в течение 1 мин;

ручные рулевые приводы должны быть самотормозящимися или иметь стопорные устройства, а также защиту от перегрузки деталей и узлов при возникновении на баллере момента, равного 1,5 соответствующего расчетного крутящего момента;

насосы гидравлических рулевых машин должны иметь защитные устройства против вращения отключенного насоса в обратном направлении;

электрический привод машин должен обеспечивать непрерывную перекладку руля с борта на борт в течение 30 мин для каждого агрегата при максимальной скорости переднего хода; судна и полном погружении пера руля; непрерывную работу в течение 1 ч при наибольшей эксплуатационной скорости перед-; него хода и перекладке руля на угол, обеспечивающий 350 перекладок в час; возможность стоянки электродвигателя под током в течение 1 мин; надлежащую прочность при усилиях, возникающих при максимальной скорости заднего хода судна.

Требованиями Регистра предусматривается также проверка деталей главного и вспомогательного рулевых приводов на прочность, комплектация их запасными частями и т. д.

2. Ремонт

Ремонт и испытания рулевых машин выполняют под надзором Регистра. Рассмотрим дефекты в составных узлах электрогидравлических рулевых машин.

Привод баллера. Трещины в цилиндрах приводов ликвидируют по технологии, согласованной с Регистром, затем проводят гидравлическое испытание давлением 19 МПа в течение 10 мин.

Ослабление посадки втулки в цилиндре, риски, задиры, коррозионные разрушения на поверхности отверстий под втулку устраняют зачисткой, растачиванием или втулку заменяют. Раковины и коррозионные разрушения на необработанных поверхностях при глубине разрушений до 10% номинальной толщины стенки устраняют зачисткой, при глубине более 10% -- заваркой.

В плунжере цилиндра привода риски, задиры, забоины, коррозионные разрушения на рабочих поверхностях, овальность и конусообразность более 0,1 мм зачищают, обтачивают, шлифуют или заменяют втулку. Рабочие поверхности обрабатывают при собранных попарно плунжерах. Допустимые овальность и кону - сообразность при обтачивании или шлифовании не более 0,06 мм. При наличии трещины плунжер подлежит замене. Ослабление посадки втулки в головке плунжера устраняют зачисткой, растачиванием или втулку заменяют (поверхность под втулку растачивают при собранных попарно плунжерах).

В ползуне деформацию, коррозионное разрушение поверхности, сопрягаемой с плунжером и накладкой, зачищают либо фрезеруют. Непараллельность плоскостей после ремонта не должна превышать 0,05 мм по длине детали. При обнаружении трещин ползун заменяют.

В румпеле и шарнире риски, задиры, коррозионные разрушения на поверхности шеек, овальность и конусообразность (шеек румпеля более 0,2 мм и шеек шарнира более 0,1 мм) устраняют зачисткой (при глубине отдельных рисок и задиров не более 0,3 мм), шлифованием или втулку заменяют. При наличии трещины в румпеле его заменяют. Износ шейки устраняют наплавкой либо осталиванием (по технологии, согласованной с Регистром СССР) с последующей обработкой. Толщина слоя покрытия при осталивании должна быть не более 3 мм, а биение шеек -- 0,06 мм. Ослабление посадки румпеля на баллере устраняют зачисткой или растачиванием, наплавкой и обтачиванием баллера, наплавкой и растачиванием румпеля.

К отремонтированному приводу баллера в соответствии с техническими условиями на ремонт предъявляют требования: цилиндры должны быть собраны с направляющими балками при предварительно заведенных в цилиндры плунжерах; щуп толщиной 0,05 мм в разъемах соединений плунжеров, цилиндров с направляющими балками и цилиндров с траверсой проходить не должен; смещение по вертикали осей противолежащих цилиндров не должно превышать 0,1 мм; предельный угол поворота румпеля при плунжерах, упирающихся в днища цилиндров, должен быть около 38°.

Собранный привод испытывают гидравлическим давлением 17 МПа в течение 10 мин. В качестве рабочей жидкости для испытания используют фильтрованное турбинное масло при температуре 20--40° С.

Насос переменной подачи. Корпус насоса с трещиной заменяют или ремонтируют по технологии, согласованной с Регистром СССР. После ремонта корпус испытывают наливом в него керосина.

Риски, задиры, коррозионные разрушения на горизонтальных направляющих поверхностях передней и задней крышек зачищают, шабрят или шлифуют, накладки заменяют (точность шабрения -- не менее 8 пятен на квадрат размером 25x25). Непараллельность направляющих поверхностей между собой должна быть не более 0,03 мм на длине 250 мм и не более 0,02 мм на ширине 44 мм. Ослабление посадки подшипника устраняют растачиванием и запрессовкой втулки, окончательно растачивают ее после запрессовки.

Крышки с трещинами заменяют или ремонтируют по технологии, согласованной с Регистром СССР. Нарушение герметичности задней крышки в ее конусном соединении с цапфой устраняют притиркой по конусу цапфы. Кольцевое прилегание поверхностей конусов по обеим сторонам каналов и вдоль всего периметра шпоночного лаза должно быть сплошное, а притертые поверхности должны быть равномерно матовыми, без рисок и задиров. Конусное соединение крышки с цапфой при обжатом соединении испытывают гидравлическим давлением 17 МПа фильтрованным турбинным маслом.

Трещины в бугеле устраняют по технологии, согласованной с Регистром, или бугель заменяют. При ослаблении посадки применяют осталивание с последующей обработкой, растачиванием и запрессовкой втулки. Посадочные поверхности под подшипники обрабатывают после запрессовки втулки при собранном бугеле; изношенные накладки заменяют.

Крышку барабана с трещиной заменяют или ремонтируют по: установленной технологии; при наличии трещин или износа рабочей поверхности обода барабана он подлежит замене. При ослаблении посадки подшипник осталивают или хромируют с последующим шлифованием. Наработки, риски, задиры на рабочей поверхности обода барабана зачищают, шлифуют либо поверхность растачивают. Овальность и конусообразность рабочей поверхности допускаются не более 0,05 мм.

У ротора насоса риски, натиры, износ поверхностей цилиндров устраняют растачиванием цилиндров с последующей притиркой или заменяют поршень. Овальность и конусообразность цилиндров допускаются не более 0,015 мм. Аналогичные дефекты на поверхности, сопрягаемой с цапфой, зачищают, а при износе этой поверхности -- растачивают и запрессовывают втулку. В случае ослабления посадки подшипников втулку растачивают и запрессовывают с последующей обработкой; окончательно растачивают ее после запрессовки и стопорения.

Поршни и ползуны с трещинами подлежат замене. При выкрашивании или износе баббитовой заливки ползуны перезаливают и обрабатывают, затем проводят ультразвуковую дефектоскопию. Ползун должен быть пришабрен по ободу барабана. Риски, задиры на поверхности баббитовой заливки устраняют шабрением.

Риски и натиры на цапфе устраняют зачисткой или шлифованием, а износ рабочей поверхности -- осталиванием с последующей обработкой. Ослабление посадки подшипников устраняют осталиванием или хромированием, затем шлифуют.

При наличии трещин и скручивания соединительный вал заменяют. Ослабление посадки ступицы подшипников и полумуфты устраняют осталиванием (при толщине покрытия не более 3 мм) или хромированием (при толщине покрытия не более 0,3 мм) с последующим шлифованием. Смятие шпоночных пазов на торце вала исправляют калиброванием.

Наработки и риски на зубьях венца шестерни зачищают и опиливают. Зацепление зубьев шестерен проверяют на краску: пятно контакта должно быть по высоте зуба не менее 60%, а по длине -- не менее 50%; боковой зазор в зацеплении не должен быть более 0,8 мм. Шестерню с трещинами, поломанными зубьями, ослабленной посадкой ступицы заменяют.

К отремонтированному насосу предъявляют требования: все крепежные детали движущихся частей или находящиеся в недоступных для наблюдения местах должны быть надежно застопорены;

необходим максимальный эксцентриситет ротора в обе стороны от среднего положения, его среднее положение должно быть зафиксировано регулированием установочной длины пружины;

стрелка указателя эксцентриситета ротора должна находиться в нулевом положении при эксцентриситете, равном нулю;

приводные шестеренные насосы должны быть прицентрова- ны к насосу с обеспечением контакта в зацеплении привода не менее 60% по высоте зуба и 50% -- по длине;

при центровке насоса и электродвигателя следует выдерживать необходимые допуски;

собранный насос должен быть проверен на легкость вращения путем проворачивания вручную за муфту.

При ослаблении посадки полумуфты на соединительном валу необходимы зачистка либо растачивание отверстия, осталивание либо хромирование шейки соединительного вала с последующим шлифованием; в случае ослабления посадки полумуфты на валу электродвигателя она подлежит замене.

Гидроусилитель. Риски, задиры на рабочей поверхности цилиндра устраняют зачисткой, износ -- растачиванием или заменяют кольца. После растачивания цилиндр испытывают гидравлическим давлением 1,6 МПа в течение 10 мин.

Плунжер с трещиной заменяют. При износе направляющие плунжера обтачивают или заменяют втулки (биение поверхности направляющих относительно рабочей поверхности плунжера должно быть не более 0,02 мм).

Биение втулки золотника гидроусилителя относительно штока золотника в сборе должно быть не более 0,02 мм. В собранном гидроусилителе золотник должен плавно перемещаться при небольшом усилии на шток. Гидроусилитель в сборе испытывают давлением 1,25 МПа в течение 5 мин.

Разборка рулевых машин. При ремонте машину разбирают в объеме, достаточном для устранения повреждений. При разборке следует: слить масло из цилиндров привода, насосов, резервных цистерн, баков, трубопроводов; снять контрольно-измерительные приборы; разобрать трубопроводы; снять насосные агрегаты; разъединить болтовые соединения плунжеров привода; отдать нажимные фланцы сальников цилиндров и сдвинуть плунжеры в направлении дна цилиндров, после чего снять румпель вместе с шарнирами; для выемки плунжеров привода снять направляющие балки и вынуть болты крепления цилиндров к фундаменту.

Разборку (сборку) насосов переменной подачи необходимо выполнять под руководством высококвалифицированных специалистов в последовательности, приведенной в п. 9.

Сборку отдельных узлов машины, а также ее общую сборку осуществляют в порядке, обратном разборке. После монтажа машины заполняют маслом насосы переменной подачи и пополнительные баки, цилиндры привода к баллеру и трубопроводы, резервные цистерны согласно инструкции завода-изготовителя.

3. Оборудование рулевой машины. Гидравлическая схема

В качестве прототипа принимается ГРМ с плунжерным рулевым приводом.

Рис. 1

Число пар цилиндров рулевого привода (Кц), тип насосов и гидравлическая схема принимается в зависимости от величины крутящего момента на баллере (Мкр). При величине Мкр < 100кНм, Кц=1, при величине Мкр > 100кНм, Кц=2. На современных судах широкое применение получили гидравлические рулевые машины. Эти машины по массе, габаритам, высокой точности судовождения определили все известные конструкции рулевых машин. Рассчитываемая РМ машина изготовлена с четырех-плунжерным приводом, т.к. Мкр > 100кНм. Такие гидравлические машины обслуживаются при давлении рабочей жидкости не выше 25 МПа.

ГРМ состоит из следующих основных узлов:

§ гидравлического рулевого привода - силового устройства, поворачивающего баллер руля;

§ насосного агрегата (насос-двигатель), предназначенного для питания ГРМ рабочей жидкостью;

§ системы управления насосами переменной подачи;

§ системы трубопроводов питания;

§ предохранительных клапанов;

§ компенсаторов динамических нагрузок;

§ ограничителей мощности и прочих элементов.

Основными элементами гидравлической схемы изображенной на чертеже, являются: плунжерный привод с цилиндрами Ц1-Ц4, главные насосы 3 регулируемой подачи с электродвигателем 4, следящие гидроусилители (1,2), блок клапанов 7, вспомогательные насосы постоянной подачи, аварийный насос регулируемой подачи 31, пополнительные боки 23, 34 и резервуарная цистерна 36, а так же различная предохранительная и регулирующая, и запорная гидравлическая аппаратура.

Гидравлическими узлами схемы являются: силовой контур (обозначен жирными линиями), состоящий из плунжерного привода, главных насосов 3 и блоков клапанов 6 и 7; контуры управления главными насосами, состоящие из вспомогательных насосов 5, приводимых в действие электродвигателями главных насосов, золотников 1 и цилиндров 2; система подпитки силового контура от насоса 25 и контур аварийного насоса 31. В основном режиме, гидравлическая схема работает следующим образом.

Сигнал на перекладку руля поступает от электрической системы управления на правый (или левый) исполнительный механизм ИМ, выходной валик которого соединен с золотником 1. При перемещении золотника из нулевого положения, например вправо, рабочая жидкость сливается из правой полости цилиндра гидроусилителя в пополнительный бак 23, а дифференциальный поршень цилиндра 2 под давлением 0,8-1,5 МПа (регулируется редукционным клапаном 24) в левой полости цилиндра перемещается вправо до перекрытия рабочих клапанов золотника (т.е. на расстояние хода золотника), задавая эксцентриситет правого главного насоса 3.

Рабочая жидкость силового контура от насоса 3 через клапаны 8, 13 и 15 подается в цилиндры Ц1 и Ц4, руль при этом перекладывается по часовой стрелке. Поворот руля происходит до тех пор, пока обратные связи Сn и Ca не возвратят золотник 1 в среднее положение. Это же положение займут вместе с золотником поршень 2 и регулируемый орган насоса 3. Для возвращения руля в нулевое положение новый электрический сигнал того же значения, но противоположный по знаку. При этом золотник перемещается влево, и рабочая жидкость контура управления поступает в правую полость цилиндра. Дифференциальный поршень перемещается влево, создавая эксцентриситет насоса 3 через клапаны 9, 14, 16 в цилиндры Ц3 и Ц2, поворачивая руль против часовой стрелки. Клапана 17 -20 являются байпасными и при нормальной работе ГРМ должны быть закрыты, а клапаны 8 - 11 всегда открыты. При работе одним главным насосом второй, во избежание вращения в режиме гидродвигателя, отсекают от силового контура гидрозамком или затормаживают храповиком, размещенным на валу соединения с электродвигателем 4. На схеме показан гидрозамок 32 аварийного насоса. Для компенсации внешних утечек из силового контура имеется система подпитки, состоящая из вспомогательного насоса 25, фильтра 26 и гидравлической магистрали с клапанами: предохранительными 27, редукционным (0,2 - 0,3 МПа) 28, запорными 29 и обратным 30. В соответствии с требованием Регистра и международной конвенции по охране жизни на море “СОЛАС” - рулевая машина должна обеспечивать: перекладку полностью погруженного руля на полном ходу судна с борта 35[ДИ1] ° на борт 30° за 28 секунд, и поворота из диаметральной плоскости на левый и правый борт на 35°. На нефтеналивных, газовозах, химовозах валовой вместимостью более 100 тонн РМ должна быть сдвоена. На остальных судах рулевая машина может иметь одну пару цилиндров. На пассажирских судах РМ должна: каждый из приводов в отдельности должен отвечать по части времени и угла поворота руля. Если помещение РМ расположено полностью или частично ниже самой высшей грузовой ватерлинии, на судне ставится аварийный рулевой привод, который должен обеспечивать перекладку руля при скорости судна на передний ход около 4-х узлов.

4. Определение рабочих параметров, построение характеристик рулевой машины

Для расчета принимается простой, обтекаемый прямоугольный двухопорный балансирный руль, который по сравнению с рулями других типов позволяет получить наименьшее значение момента на баллере.

Расчет и определение размеров руля.

1. Площадь пера руля F определяется по зависимости:

(0.013...0.019)LT

где L - длина судна, м; T - осадка судна, м.

2. Для определения высоты пера руля h используем формулу:

где - коэффициент относительного удлинения руля, определяемый из промежутка (2...2,5).

3. Ширина пера руля определяется по формуле:

/h

4. Коэффициент компенсации k выбирается из ряда (0,25...0,35)

5. Расстояние от передней кромки руля до оси баллера z вычисляется по зависимости:



6. Площадь балансирной части руля Fб вычисляется по зависимости:

Все расчеты вносятся в таблицу 1.

Таблица 1

№ п/п	Наименование, обозначение, единицы измерения	Числовое значение
1	Площадь пера руля F, м2	21,42
2	Высота пера руля h, м	6,55
3	Ширина пера руля b, м	3,27
4	Коэффициент компенсации k	0,33
5	Расстояние от передней кромки руля до оси баллера z, м	1,079
6	Площадь балансирной части руля Fб	7,069

Расчет гидродинамических сил и моментов на баллере руля

1. Коэффициент попутного потока определяется из ряда (0,22...0,26)

2. Коэффициент влияния корпуса на руль Kк вычисляется по формуле:

3. Площадь руля, омываемая потоком винта Fв вычисляется по формуле:

bD, м2

где D - диаметр гребного винта, м.

4. Скорость судна хs вычисляется по зависимости:

1856 х/3600, м/с

где х - скорость судна, уз.

5. Осевая скорость винта относительно воды хp вычисляется по формуле:

(1-) хs, м/с

6. Мощность, затрачиваемая на вращение винта Nр вычисляется по зависимости:

0,98Ne, кВт

где Ne - мощность ГД, кВт.

7. Упор винта Р вычисляется по формуле:

Nрhр/ хp, кН

где hр определяется из ряда (0.6... 0.7).

8. Коэффициент нагрузки винта по упору Sр определяется по табличным данным.

9. Коэффициент влияния винта на руль Kв определяется из ряда (2,15...2,75).

10. Плотность забортной воды принимается равной = 1025 кг/м3.

Все расчеты вносятся в таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п	Наименование, обозначение, единицы измерения	Числовое значение
1	Коэффициент попутного потока	0,24
2	Коэффициент влияния корпуса на руль Kк	0,578
3	Площадь руля, омываемая потоком винта Fв	17,99
4	Скорость судна хs, м/с	8,25
5	Осевая скорость винта относительно воды хp, м/с	6,27
6	Мощность, затрачиваемая на вращение винта Nр, кВт	9065
7	Упор винта Р, кН	939,75
8	Коэффициент нагрузки винта по упору Sр	1,96
9	Коэффициент влияния винта на руль Kв	2,65

Далее определяют величины для различных углов поворота руля от среднего положения б и вносят в таблицу 3:

1. Коэффициенты Cx, Су, СD определяют по табличным данным.

2. Коэффициент нормальной силы Сn вычисляется по формуле:

cosa+sina

3. Отстояние центра от передней кромки руля S вычисляется по формуле:

CDb, м

4. Коэффициент гидродинамического момента Cm вычисляется по формуле:

(S)/b

5. Нормальная сила N вычисляется по формуле:

Cm Kk KB F

6. Гидродинамический момент относительно передней кромки руля М определяется из зависимости:

Cm Kk KB F

7. Гидродинамический момент относительно оси руля Ма определяется из зависимости:

Cn Kk KB F(bCD - z)10-3

8. Коэффициент нормальной силы на заднем ходу Сn з.х. определяем по табличным данным.

9. Отстояние центра давления от задней кромки руля на заднем ходу S з.х. определяется из зависимости:

(0,3...0,35)b

10. Гидродинамический момент на заднем ходу судна Ма з.х. вычисляется по формуле:

Cn з.х.F[b-(Sз.х.+z)]10-3

11. Гидродинамический момент для расчета Мр принимаем равным Ма.

12. Момент на баллере руля с учетом трения в боковых опорах баллера и пяте руля Мб определяется из зависимости:

(1,15...1,2)Мр.

13. Крутящий момент на баллере с учетом дополнительных внешних нагрузок Мкр определяется из зависимости:

(1...1,2) Мб

Таблица 3

	Угол поворота руля от среднего положения б, град	5	10	15	20	25	30
1	Коэффициент сопротивления Cx	0,040	0,060	0,090	0,170	0,270	0,380
	Коэффициент подъемной силы Су	0,250	0,530	0,835	1,060	1,100	1,140
	Коэффициент центра давления СD	0,230	0,245	0,265	0,285	0,365	0,385
2	Коэффициент нормальной силы Сn	0,253	0,532	0,830	1,054	1,111	1,180
3	Отстояние центра от передней кромки руля S, м	0,752	0,801	0,867	0,932	1,194	1,259
4	Коэффициент гидродинамического момента Cm	0.058	0.130	0.220	0.300	0.406	0.454
5	Нормальная сила N, кН	289,5	608,8	949,9	1206,3	1271,5	1350,5
6	Гидродинамический момент относительно передней кромки руля М, кНм	217,06	486,50	823,31	1122,70	1519,39	1699,02
7	Гидродинамический момент относительно оси руля Ма, кНм	94,681	169,228	201,898	177,499	145,521	242,878
8	Коэффициент нормальной силы на заднем ходу Сn з.х.	0,190	0,399	0,623	0,791	0,833	0,885
9	Отстояние центра давления от задней кромки руля на заднем ходу S з.х., м	1,063	1,063	1,063	1,063	1,063	1,063
10	Гидродинамический момент на заднем ходу судна Ма з.х., кНм	14,12	29,65	46,30	58,79	61,91	65,78
11	Гидродинамический момент для расчета Мр, кНм	94,68	169,23	201,90	177,50	145,52	242,88
12	Момент на балл ере руля с учетом трения в боковых опорах баллера и пяте руля Мб, кНм	108,88	194,61	232,19	204,41	167,35	279,31
13	Крутящий момент на баллере с учетом дополнительных внешних нагрузок Мкр, кНм	119,77	214,07	255,41	224,85	184,09	307,24

Расчет рулевого привода и мощности насоса

1. Диаметр баллера принимается из табличных данных и равен dб= 0,303 м.

2. Начальный радиус румпеля Ro определяется по зависимости:

(1,0...1,5) dб, м

3. Давление масла в цилиндре привода выбирается из промежутка (10...20).

4. Число пар цилиндров привода Кц определяется из двух зависимостей:

1 - при Мкр<100 кНм

2 -при Мкр>100 кНм

5. КПД привода принимается из табличных данных для различных углов поворота руля от среднего положения б.

6. Диаметр плунжера Dп вычисляется по формуле:

0,1, м

7. Ход плунжера при перекладке руля с борта на борт S1 вычисляется по формуле:

R0Чtg30, мм

8. Объем масла, подаваемый в цилиндр рулевого привода при перекладке руля с борта на борт V вычисляется по формуле:

Кц

9. Время перекладки руля с борта на борт t задано и равняется 28 сек.

10. Подача насоса q определяется по зависимости:

(1,1...1,2)V/t

Все расчеты вносятся в таблицу 4.

Таблица 4

Наименование, обозначение, единицы измерения	Числовое значение
Начальный радиус румпеля Ro, м	0,394
Давление масла в цилиндре привода (при Мкр)	20
Число пар цилиндров привода Кц	2
Диаметр плунжера (при Мкр=max) Dп, м	0,155
Ход плунжера при перекладке руля с борта на борт S1, мм	0,455
Объем масла, подаваемый в цилиндр рулевого привода при перекладке руля с борта на борт V	0,0172
Подача насоса q	7,1Ч10-4

Далее определяют величины для различных углов поворота руля от среднего положения б и вносят в таблицу 5:

1. Радиус румпеля при значении угла поворота руля Ra вычисляется по формуле:

R0/cos a, м

2. Нормальная сила давления на цапфу румпеля Q1 вычисляется по формуле:

Мкр/КцЧRa, кН

3. Сила давления на цапфу вдоль оси плунжера Q11 и сила давления масла на плунжер Р1 определяется по табличным данным.

4. Давление масла в цилиндре, при значениях угла поворота руля Pi вычисляется по формуле:

(4Р1/рЧD2п)10-3, МПа

5. Давление насоса P вычисляется по формуле:

Рі +?Ртр, МПа

где ?Ртр=(0,03...0,06).

6. Мощность насоса Nн вычисляется по формуле:

qЧP/знЧ103, кВт

7. КПД насоса.

8. Мощность электродвигателя N вычисляется по формуле:

Nэ/зэ, кВт

где зэ = (0,86...0,87).

Таблица 5

	Угол поворота руля от среднего положения б, град	5	10	15	20	25	30
1	Радиус румпеля при значении угла поворота руля Ra, м	0,396	0,400	0,408	0,419	0,435	0,455
2	Нормальная сила давления на цапфу румпеля Q1, кН	155,2	267,6	313,0	268,3	211,6	337,6
3	Сила давления на цапфу вдоль оси плунжера Q11, кН	150,6	263,5	302,3	252,1	191,8	292,4
	Сила давления масла на плунжер Р1, кН	273,9	390,4	403,1	327,5	242,8	379,7
4	Давление масла в цилиндре, при значениях угла поворота руля Pi, МПа	14,52	20,69	21,36	17,35	12,86	20,12
5	Давление насоса P, МПа	14,48	20,65	21,32	17,31	12,90	20,16
6	Мощность насоса Nн, кВт	19,40	38,58	42,05	26,72	15,79	36,70
7	КПД насоса	0.53	0.38	0.36	0.46	0.58	0.39

По результатам расчета построены зависимости:

Мкр = f1(a);

Рі = f2(a);

Nн = f3(a).

рулевой газораспределительный плунжерный привод

5. Указания по эксплуатации рулевой машины

Эксплуатация ГРМ должна производится в строгом соответствии с требованиями инструкции завода - изготовителя. Марки масел, применяемые для заполнения гидравлических систем и систем управления ГРМ, должны строго соответствовать требованиям инструкции.

При заполнении системы маслом открывают все разобщительные клапаны и краны на трубопроводах и воздушные краны и пробки, расположенные на самом верхнем уровне каждого гидравлического узла. Через фильтр заливают масло в верхний бак. По мере прекращения выхода воздуха из отверстий воздушных пробок и кранов их закрывают. После этого насосы машины вручную при среднем положении скользящих блоков, а, если возможно, то и при эксцентриситете, и снова проверяют, не выходит ли воздух из отверстий воздушных пробок и кранов. Перекрывают соответствующие разобщительные краны системы, оставив включенным в систему один из насосов. Запустив двигатель насоса, перекладывают руль несколько раз с борта на борт, предварительно отключив телемотор[ДИ2] , управляя машиной из румпельного отделения. Проверяют работу машины на втором насосе. Если руль перекладывается плавно, без рывков и машина работает без посторонних шумов, а уровень в баке стабилизировался, можно считать заполнение системы законченной.

Если перекладка руля происходит рывками, то в системе есть воздух.

Смена масла, рекомендована обычно после двухлетней эксплуатации машины, должна производиться полностью после промывки и продувки системы. В период эксплуатации следует осуществлять лишь небольшие добавки масла для сохранения уровня в цистерна, компенсирующих убыль масла из системы.

Проверка перед пуском:

- внешний осмотр всех узлов машины;

- проверка прочности и плотности соединений;

- осмотр и проверка положения (открытия) строго в соответствии с гидравлической схемой и инструкцией золотников, кранов, клапанов;

- проверка перепускных и предохранительных клапанов (при нормальных условиях не должны перепускать жидкость);

- проверка исправности насосов (их поочередно включают и перекладывают руль каждым насосом в отдельности на правый и левый борт);

- проверка исправности концевых включателей в крайних положениях руля;

- проверка запасного рулевого привода и его гидравлической системы;

- проверка наружной плотности системы.

Пуск гидравлической рулевой машины.

Включает следующие действия:

- подключить к системе назначенный к работе насос (или два насоса, если это предусмотрено инструкцией для выполнения маневров при отходе судна);

- включить систему управления насоса с поста управления, согласовав в положении руля с показаниями аксиометров в соответствии с инструкцией;

- запустить электродвигатель насоса, подключенный к системе;

Необходимо следить за температурой узлов насоса переменной производительности и за температурой масла.

Для обеспечения охлаждения и смазки узлов машины, при готовности её и судна к выходу необходимо включить машину для непрерывных поворотов руля на небольшие углы на правый или левый борт. Такая раскачка обеспечит проток через насос и го охлаждение.

При выходе из строя работающего насоса необходимо медленно остановить электродвигатель насоса, закрыть разобщительные клапана, открыть разобщительные клапаны второго насоса, включить систему управления вторым насосом, пустить его электродвигатель. Все переключения и переходы на дублирующие и аварийные агрегаты должны производится в строгом соответствии с таблицами переключений клапанов системы и инструкциями завода изготовителя.

Остановка гидравлической рулевой машины

Включает следующие действия:

поставить руль в среднее положение;

остановить электродвигатели насосов;

осмотреть машину;

проверить согласование управления и положение руля;

После остановки произвести, в случае необходимости, подтяжку крепежных деталей, узлов проверить сальниковые уплотнения силовых цилиндров привода и гидроусилителей, соединенных трубопроводов, подготовить машину к пуску.

Список используемой литературы

1. Завиша В.В., Декин Б.Г. “Судовые вспомогательные механизмы и системы”. М. Транспорт, 1984.

2. “Правила классификации и постройки морских судов” - Л., Транспорт, 1985.

3. “Правила технической эксплуатации судовых технических средств” - М., Мортехинфорреклама, 1984.

4. Ермилов В.Г. “Теплообменные аппараты и конденсаторные установки” - Л., Судостроение, 1975.

5. “Методические указания по дипломному проектированию” - Л., ЛВИМУ, 1983.

6. Справочник по судовым устройствам. Л., Судостроение, 1975.

Размещено на Allbest.ru

...