Расчет электромеханических и электрогидравлических рулевых приводов (стр. 1 из 6)
Курсовой проект
по теме:
“Расчет электромеханических и электрогидравлических рулевых приводов”
Содержание
Задание на курсовой проект
1. Расчет моментов сопротивления на баллере руля
2. Порядок расчета электрогидравлического привода
3. Проверка электродвигателя на нагрев
4. Расчёт и построение нагрузочной характеристики электродвигателя рулевого устройства электромеханического типа
5. Расчёт электропривода простого действия по системе генератор - двигатель
5.1 Расчёт мощности и выбор исполнительного электродвигателя
5.2 Расчёт мощности и выбор генератора
5.3 Расчёт МДС генератора и числа витков ПКО
5.4 Выбор возбудителя и регулировочного реостата
5.4.1 Расчёт трансформатора
5.4.2 Выбор диодов
5.5 Выбор приводного электродвигателя
5.6 Расчёт переходных процессов в системе Г-Д простого действия
5.6.1 Пуск
5.6.2 Торможение
6. Кабельный журнал
Заключение
Литература
Задание на курсовой проект
Тип судна | Грузоподъемность | Главные размеры | Скорость хода км/час | Тип руля | Кол-во рулей | Наличие насадки | ||
L | B | T | ||||||
Сухогрузный теплоход | 1000т | 80 | 11.6 | 2.25 | 21 | балансирный | 2 | да |
Род тока и величина напряжения, В | 220 |
| Вид привода | Электромеханический |
| Система электропривода и тип ИД | Г – Д с ПКО |
| Схема управления | Г – Д простого действия |
| Кинематическая система | Штуртросовый привод |
1. Расчет моментов сопротивления на баллере руля
Расчетные формулы момента сопротивления на баллере балансирных рулей:
, Н·м - при переднем ходе судна, 
, Н·м - при заднем ходе судна,где
, 
- безразмерные гидродинамические коэффициенты для переднего и заднего хода судна. 
= 1000 кг/м3 - массовая плотность воды,F - площадь пера руля (м2);
Vr- скорость потока, набегающего на перо руля (м/сек);
b - длина пера руля (м);
a – расстояние от оси баллера до передней кромки балансирных рулей (м).
Для определения площади F пера одного руля можно воспользоваться следующей эмпирической формулой:
, м2где n – количество рулей;
L и Т – соответственно длина и осадка судна по ватерлинии (м);
- коэффициент, определенный по данным однотипных судов, управляемость которых признана хорошей. = 0,03 
0,04 – для буксиров.
м2Высота руля l:
l = T – 0,1, м
l = 2,25 – 0,1 = 2,15 м
Длина прямоугольного пера руля:
, м 
мОтносительное удлинение пера руля:
Относительное удлинение пера руля
должно находиться в пределах 0,25-2,0.Балансирные рули характеризуются значением коэффициента компенсации
. 
;принимаем
, 
м2где
- площадь балансирной части пера руля, м2.Расстояние от передней кромки руля до оси баллера:
, м. 
мПри правильном выборе коэффициента компенсации максимальный момент на баллере руля при переднем ходе должен быть примерно равен максимальному моменту на баллере при заднем ходе, расхождение не должно превышать 10% от большего момента.
Для рулей, расположенных за винтами без насадок,
, м/с,где V – скорость судна в м/с;
- коэффициент попутного потока в районе рулей; = 0,18; 
- коэффициент нагрузки движителей по полезному упору; = 3 
4;x – коэффициент зависящий от удаления x передней кромки руля от диска винта, принимаем равным 1,88;
м/сСкорость потока при заднем ходе принимается равной 0,5
0,6 скорости судна при переднем ходе Vr зх= (0,5
0,6) 
, м/сVr зх= (0,5
0,6) 
= 3,5 м/с 
Н·м 
Н·мТаблица 1
| α,град | Cn | Cd | C'n | C'd | Mп.х.б,Н*м | Mз.х.б,Н*м |
| -35 | 0,75 | 0,4 | 0,47 | 0,39 | -8893,5 | 3831,616 |
| -30 | 0,77 | 0,38 | 0,5 | 0,38 | -7608,88 | 4199,708 |
| -25 | 1,08 | 0,33 | 0,6 | 0,365 | -5336,1 | 5261,988 |
| -20 | 1,1 | 0,29 | 0,76 | 0,355 | -1086,98 | 6852,936 |
| -15 | 0,86 | 0,25 | 0,95 | 0,35 | 2549,47 | 8683,515 |
| -10 | 0,69 | 0,23 | 0,88 | 0,34 | 3409,175 | 8261,073 |
| -5 | 0,35 | 0,2 | 0,54 | 0,35 | 2766,867 | 4935,893 |
| 0 | 0 | 0,15 | 0 | 0,36 | 0 | 0 |
| 5 | 0,35 | 0,2 | 0,54 | 0,35 | -2766,87 | -4935,89 |
| 10 | 0,69 | 0,23 | 0,88 | 0,34 | -3409,18 | -8261,07 |
| 15 | 0,86 | 0,25 | 0,95 | 0,35 | -2549,47 | -8683,51 |
| 20 | 1,1 | 0,29 | 0,76 | 0,355 | 1086,983 | -6852,94 |
| 25 | 1,08 | 0,33 | 0,6 | 0,365 | 5336,1 | -5261,99 |
| 30 | 0,77 | 0,38 | 0,5 | 0,38 | 7608,883 | -4199,71 |
| 35 | 0,75 | 0,4 | 0,47 | 0,38 | 8893,5 | -3947,73 |
Рис. 1. Диаграммы моментов сопротивления на баллере балансирного руля
2. Расчет электроприводов рулевых устройств электрогидравлического типа
Общие положения
В отличии от электромеханических рулевых приводов электрогидравлические (ЭГ) приводы характеризуются отсутствием жесткой передачи от вала двигателя к баллеру руля. Передаточное число ЭГ систем является переменным и скорость перекладки пера руля изменяется в зависимости от положения управляющего органа насосов переменной производительности или положения золотника в системах с насосом неизменной производительности.
Выбор электрогидравлической рулевой машины
Электрогидравлические рулевые приводы получили широкое распространение на современных судах не только в силу определенных преимуществ этой системы, но и вследствие того, что отечественной судостроительной промышленностью налажен серийный выпуск унифицированных рулевых электрогидравлических машин типов Р01 – Р10 и Р11 – Р20 для широкого диапазона требуемых вращающих моментов на баллере руля, для судов как морского, так и речного флота.
Выбор типоразмера электрогидравлической машины производится из справочной литературы по расчетному значению максимального момента сопротивления на баллере руля:
