Проектирование плунжерных РЭГ – приводов.

В задании на проектирование должны быть указаны главные размерения судна, источники электроэнергии, род тока и напряжения, нагрузочная характеристика рулевой машины - , тип гидропресса и гидронасоса.

Проектирование производится в следующей последовательности:

- определяются размерения гидропресса, рассчитывается и строится зависимость давления в цилиндрах (цилиндре) от хода поршня p = f(H) или от угла перекладки руля;

- рассчитывается необходимая подача гидронасоса, его параметры;

- рассчитывается и строится нагрузочная диаграмма РЭГ - привода;

-производится предварительный расчет мощности и выбор исполнительного электродвигателя;

- проверка выбранного двигателя:

а) по перегрузочной способности;

б) на нагрев;

в) на выполнение требований Регистра.

- проектируется схема управления, защиты и сигнализации исполнительного двигателя;

- проектируется схема управления сервопривода насоса переменной (постоянной) подачи;

- производится выбор аппаратов и элементов управления, защиты и сигнализации;

- составляется спецификация.

 

 

5.1. Расчет мощности, выбор и проверка исполнительного двигателя плунжерного привода.

 

1.) Определение диаметра и хода плунжера гидропресса.

Упрощение схема будет иметь вид:

 

 

где: 1- цилиндр; 2- плунжер; 3 – направляющая; 4 – ползун; 5 – поворотная муфта с цапфами; 6 – румпель; 7 – баллер.

Введем обозначения:

Д- диаметр цилиндра, м;

l ₀- расстояние от оси цилиндров до оси баллера, м;

l- переменная длина румпеля, м;

Н = l₀ tgα- ход плунжера, м;

i - число пар цилиндров;

- КПД гидропривода: является функцией угла перекладки руля - , имеет значения в пределах 0,84-0,71;

- максимальный ход плунжера, м;

- полный ход плунжера.

Рассмотрим усилия, действующие в гидроприводе.

При ходе плунжеров вправо момент на баллере будет создавать силу сопротивления , где - переменное плечо силы, следовательно

, где

Силу Р разложим на составляющие:

- поперечная составляющая; воспринимается направляющей через ползуны.

- продольная составляющая -

По формуле приведения , тогда

Перекладка руля осуществляется под действием силы давления , которая может быть определена уравнением

, где Д – диаметр цилиндра, м;

- индикаторное давление, Па;

р=6,10 Па – расчетное номинальное давление в цилиндре,

р _с = 6·10⁵ ÷9·10⁵ – условное противодавление, учитывающее гидравлические потери в трубопроводах.

По третьему закону Ньютона сила действия равна силе противодействия при равномерном движении, т.е. Р₀ = F₀.

В практике проектирования отношение .

Решая уравнение относительно диаметра плунжера при максимальном угле перекладки руля, получим уравнение

Рассчитав диаметр цилиндра, рассчитывают расстояние между осями цилиндров и баллера . Из технологических соображений уточнют значения Д и .

2.) Расчет и построение зависимости р = f(H)

Для расчета мощности исполнительного электродвигателя насоса необходимо знать давление в цилиндрах, которое зависит от момента на баллере руля и от угла перекладки руля

;

(при >0) (при <0)

Задаваясь значениями угла перекладки руля через каждые 5 от - 35 до + 35 , подставляя соответствующие значения момента на баллере и КПД рулевого привода, которые является для плунжерного привода функцией угла, рассчитывают и строят зависимость p = f()для переднего и заднего хода.

Примерные значения КПД плунжерного рулевого привода даны в методичке и л. [ 1 ], стр.290.

Полученные диаграммы упрощают методом кусочно-линейной аппроксимации, при этом отрицательными давлениями пренебрегают, так как при них насос не выполняет практически никакой работы.

При линеаризации необходимо сохранить величины максимальных давлений и площади диаграмм, определить граничные значения углов перекладки руля и рассчитать для них значение хода поршня.

Зависимость р = f() перестраивают в зависимость р = f(Н).