Расчет электропривода

 
 

_{Содержание.} 

1. _{Расчёт  и построение диаграммы моментов на баллере руля…………………………………………………………………………………………………………………………………4}
2. _{Расчёт и построение диаграмм давлений нагнетания жидкости гидронасосом…………………………………………………………………………………10}
3. _{Расчёт подачи гидронасоса……………………………………………………………14}
4. _{Расчёт моментов на валу исполнительного электродвигателя………………………………………………………………………………………………15}
5. _{Расчёт мощности и выбор исполнительного электродвигателя………………………………………………………………………………………………22}
6. _{Проверка выбранного электродвигателя………………………………………………………………………………………………23}
7. _{Схема системы управления электроприводами насосов рулевой машины……………………………………………………………………………………………………32}
8. _{Выбор электрических аппаратов…………………………………………………33}
9. _{Список используемой литературы………………………………………………34}

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

_{1. Расчет и построение диаграммы моментов на баллере руля.} 

1. _{Площадь пера руля, м2:}

 

 

 длина судна, м

 осадка судна при максимальной загрузке, м

 диаметр тактической циркуляции, м 

        поворотливость хорошая. 

 

 площадь  пера одного руля, м²

 число рулей; 

2. Высота руля, м

 

 

 коэффициент,  зависящий от класса судна;   

 расстояние  между нижней кромкой руля  и килевой линией, м 

 

 угол дифферента; 

Ширина руля, м: 

 

3. Сила давления на перо каждого руля на переднем ходу, кН

 

 

 максимальная скорость переднего хода, ^м/_c 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{Сила  давления на перо каждого  руля на заднем ходу, кН:} 

 максимальная расчетная скорость заднего хода, ^м/_c 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

    Расчеты сводим в таблицу 1:

 

4. Плечо, расстояние от точки приложения силы до оси  баллера, величина переменная и определяется углом поворота пера руля, м:

балансирный руль 

задний ход   

Момент на баллере  руля, кН ^. м:

балансирный руль  

задний ход  

    Определяем плечо силы и момент для каждого расчетного значения угла на переднем и заднем ходу. Общий момент на баллере руля, кН ^. м,  

    Расчеты сводим в таблицу 2:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчет  и построение диаграмм давлений нагнетания жидкости гидронасосом.

 

2. Плунжерный привод. 

1. Диаметр цилиндра гидропресса, м:

 

 

 максимальный расчетный момент на баллере руля. За максимальный расчетный момент на баллере принимают наибольший момент на баллере руля из диаграмм для переднего и для заднего хода, Н ^. м;

 максимальный угол перекладки руля.

 число пар цилиндров.

 расчетное рабочее давление нагнетаемой жидкости.

 условное противодавление, учитывающее потери в трубопроводах и арматуре.

   Здесь расстояние между осью баллера и осью цилиндров, м.

 минимальный КПД привода, соответствующий углу перекладки руля (из табл. 3). 

Таблица 3:

 

 КПД при передаче движения от плунжера к баллеру (

 КПД при передаче движения от баллера к плунжеру ( , обратный КПД передачи. 

2. Давление  в цилиндрах гидродвигателя при  перекладке руля с борта на борт при переднем и заднем ходе судна, Па.

 

 

 

Если p<0, то принимаем его равным 0, т.к. при отрицательных давлениях насос не выполняет никакой работы. 

 и  момент на баллере и соответсвующий угол перекладки руля из диаграммы

                  и  

3. Ход поршня рулевой машины при перекладке руля с борта на борт (на ), м.

 

 

Необходимый объём  жидкости при перекладке руля с борта  на борт, м³  

 

Расчет давлений сводим в таблицу:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Расчет  подачи гидронасоса.

 

1. Средняя действительная подача гидронасоса,

 

 

 время перекладки руля с борта на борт, с. По правилам РРР С учетом времени, необходимого на открытие и закрытие насоса переменной подачи, принять  

2. Теоретическая подача гидронасоса,

 

 

 средний объемный КПД гидронасоса. 

3. Теоретическая подача (объем жидкости) гидронасоса за один оборот, м³

 

 

 

    По  значению из табл. 6 определяем ход плунжера гидронасоса. 

    Таблица 6:

 

      

4. Диаметр плунжера гидронасоса, м

 

 

 
 
 
 
 

5. Число плунжеров  гидронасоса.

 

 

 число секций гидронасоса радиального типа. 

6. После уточнения  размеров и числа цилиндров определяем:

 

- реальную теоретическую  подачу на один оборот,  

 

- теоретическую  подачу, : 

 
 

4. Расчет  моментов на валу исполнительного  электродвигателя.

 

4. Расчет и построение  зависимости момента на валу  электродвигателя насоса от хода 

    плунжера  гидропресса. 

1. Упрощенные  диаграммы  перестраиваются в диаграммы давлений в функции хода поршня рулевой машины .

   Для перехода от к Н используется выражение: 

   

   

   

   

   

   

   

     

    граничные значения углов из упрощенных диаграмм и  

   На основании  расчета и диаграмм строятся диаграммы для перекладки руля при переднем и заднем ходе (см.далее). 

2. Вращающий момент электродвигателя для граничных  значений хода поршня  

       определяется по выражению, Н*м: 

       (*) 

      

      

      

механический  КПД гидронасоса, соответствующий  давлению р; берется из графика построенного по данным таблицы 7. 

Таблица 7:

4.3. В начале  перекладки руля происходит равномерное  открытие гидронасоса в течение  заданного времени.

    Положение поршня к концу пуска гидронасоса, м, определяется по формуле: 

      

     заданное  время открытия насоса;

     средняя теоретическая  подача насоса за время открытия (создания

                          полного эксцентриситета);

     объёмный  КПД гидронасоса при нулевом  давлении;

     площадь поршня гидродвигателя;

    

     число пар  цилиндров гидродвигателя. 

    На  участке  диаграммы для переднего хода гидронасос работает на холостом ходу. При этом электродвигатель будет развивать вращающий момент, Н*м: 

    

      

     максимальный вращающий момент, определяемый по выражению (*), в котором вместо р надо подставить величину и соответствующий ему механический КПД гидронасоса. 

4.  Закрытие гидронасоса начинается за 5 градусов до максимального угла перекладки руля:

 

      

    При этом положение плунжера гидродвигателя: 

         (**)

      

    Вращающий момент электродвигателя при закрытии гидронасосов определяется по выражению (*), в которое надо подставить значение и соответствующий ему механический КПД насоса. 

      

5.  Перекладка руля заканчивается при ходе поршня и вращающем моменте

 

6.  Положение поршня для заднего хода судна определяется по выражению:

 

      

     среднее значение КПД на участке открытия насоса

     

     КПД при 

     КПД, соответствующий  давлению в конце открытия насоса.

    Вращающий момент электродвигателя на участке диаграммы определяется по выражению (*), в котором вместо р надо подставить величину и соответствующий ему механический КПД гидронасоса.

    Расчеты для заднего хода.

    

    

    

    

    

    

    

      

7.  Значения  вращающего момента  и были определены при расчете диаграммы для переднего хода судна.

 

8. Другие значения вращающего момента определяются по выражению (*) подстановкой соответствующих значений давления р и механического КПД насоса. Положение поршня при закрытии гидронасоса определяется по выражению (**). При этом вращающий момент электродвигателя равен .

Результаты сводим в таблицу:

-передний ход

 

-задний ход