Перо руля. В современных рулевых устройствах перо руля представляет собой сварную конструкцию обтекаемой формы, выполненную из листовой стали „ состоящую из обшивки, подкрепленной изнутри горизонтальными ребрами и вертикальными диафрагмами, и отливок (поковок) в виде соединительных фланцев или ступиц для соединения с баллером, а также петель для установки штырей или втулок штырей (набора подшипников штырей). В рулевых устройствах типа «Симплекс» для установки набора подшипников пера руля обычно используют толстостенные трубы или расточенные поковки.
По Правилам Регистра обшивка, ребра и диафрагмы пера руля должны изготовляться из судостроительной листовой стали всех категорий (в зависимости от толщины листов). Чаще всего применяют обычную судостроительную сталь марок ВСтЗсп4, ВСтЗсп2, С, а также стали повышенной прочности марок 09Г2, ЮХСНД, 09Г2С.
Соединительные фланцы, ступицы, петли рулей согласно Правилам Регистра должны изготовляться из отливок II категории прочности или из поковок чаще всего категорий прочности КП20 и КП25, группа испытаний поковок I.I. Для этих деталей применяют отливки из сталей марок 25Л, ЗОЛ, 08ГДНФЛ или поковки из сталей марок 20, 25, ВСтЗсп4.
Обтекаемые рули могут быть пустотелыми и с наполнителем. Внутренние полости пустотелых рулей окрашивают свинцовым суриком.
Правилами Регистра не требуется заполнение внутренних полостей рулей наполнителем, но на некоторых судах отечественной и иностранной постройки рули изготовлены с наполнителем (битум, пробка со смолой, асфальт, древесные опилки со смолой), иногда применяют самовспенивающийся пенополиуретан — синтетический негорючий (только обугливающийся от огня) материал.
Для изготовления пластинчатых рулей (в основном на несамоходных судах) применяют те же материалы, что и для профилированных рулей.
Баллер. Изготавливают обычно из стальной поковки прямой или изогнутой формы (с фланцем). На баллере имеются шейки подшипников, а также шейка для крепления румпеля (сектора). Нижнюю часть баллера крепят к перу руля при помощи фланцевого либо конического соединения со шпонкой.
Применение изогнутых баллеров позволяет демонтировать перо руля без подъема баллера и демонтажа рулевой машины. Для этой цели достаточно снять болты и развернуть фланцы. Изогнутый баллер несколько сложнее в изготовлении и ремонте.
Шейки баллера, соприкасающиеся с морской водой (нижнюю, а иногда и верхнюю), защищают от коррозии облицовками (рубашками) из нержавеющей стали. В некоторых конструкциях нержавеющая сталь наплавлена на шейки баллера.
Толщины облицовок зависят от диаметра шейки баллера.
Допустимая наименьшая толщина облицовки независимо от диаметра баллера 10 мм.
Баллеры изготовляют чаще всего из углеродистых сталей (категория прочности КМ25, КМ28, КМ32), значительно реже — из легированных (категория прочности КГ36, КТ40, КТ50). Группа испытаний поковок II.3 (по Правилам Регистра), как для ответственных поковок приводных механизмов и валопроводов, подвергающихся большим нагрузкам.
При изготовлении поковок должны соблюдаться требования ГОСТ 8536-68 «Заготовки судовых валов и баллеров рулей. Технические требования».
Требования правил иностранных классификационных обществ к поковкам баллеров в основном аналогичны требованиям Регистра. ГОСТ 8536-68 допускает изготовление сварных баллеров из отдельно откованных двух и более частей. Содержание углерода в таких конструкциях рекомендуется не более 0,23%.
Облицовки баллеров изготовляют из нержавеющих сталей марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т.
Съемный рудерпост. Рудерпост представляет собой стальную поковку, в верхней части которой выполнен фланец для присоединения к фланцу ахтер-штевня, а в нижней — конус для закрепления в пятке ахтерштевня. Фланец съемного рудерпоста обычно плоский, но имеются конструкции, в которых соединение выполнено по цилиндрической поверхности. Шейки рудерпоста защищают от коррозии облицовками (рубашками) из бронзы.
Съемный рудерпост чаще всего изготовляют из углеродистых сталей марок 30, 35, 40, 45 (категория прочности КМ25, КМ28, К.М32). Группа испытаний поковок II.3. Кроме того, должны соблюдаться требования ГОСТ 8536-68. Для изготовления облицовок применяют, как правило, бронзу марки БрОЦ10-2, БрАМц9-2Л, БрАЖ9-4Л. Содержание алюминия в бронзах двух последних марок не должно превышать 9,2%.
Штыри. Для изготовления штырей применяют стальные поковки из углеродистых сталей марок 30, 35, 40, 45, 20ГС либо легированных сталей марок 40Х, 45Х, 35ХМА, 35ХНМА категорий прочности КП25, КП28, КП32, КП35 по отраслевому стандарту ОСТ 5.9125-73. «Поковки стальные для судостроения. Технические требования». Группа испытаний поковок по Правилам Регистра 11.3.
Штыри соединяют с петлями пера руля или ахтерштевня при помощи конического соединения. В соответствии с требованиями Правил Регистра для обеспечения надежной посадки штыря в петлю пера руля или ахтерштевня конусность конического соединения штырей не должна быть более 1 : 6 (рекомендуется 1 : 10).
Для предотвращения выпадений штыря требуется надежное стопорение не только гайки, но и самого штыря.
Для предотвращения коррозионных повреждений рабочей шейки на большинстве штырей установлены облицовки (рубашки) из нержавеющей стали марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т или из бронзы (в подшипниках с неметаллическими материалами) марок БрОЦЮ-2, БрАМц9-2Л, БрАЖ9-4Л (содержание алюминия не более 9,2%).
Часто применяют штыри с наплавкой рабочих шеек нержавеющей сталью. На некоторых штырях, кроме рабочих шеек, наплавлены и конические поверхности. В настоящее время редко используют штыри без защиты рабочих шеек от коррозии.
Подшипники пера руля. В подшипниках пера руля в качестве антифрикционных материалов применяют бронзу или различные неметаллические материалы. Наиболее употребительны бронзы марок БрАМц9-2Л и БрАЖ9-4Л, которые имеют высокую коррозионную стойкость при работе в морской воде, достаточно высокие прочностные характеристики и допускаемые величины удельных нагрузок. Однако коэффициенты трения в бронзовых подшипниках при работе в морской воде могут достигать значительных величин (0,3-н0,35).
Для подшипников пера руля широко применяют бакаут в сочетании с бронзовыми облицовками штырей или съемных рудерпостов, коэффициент трения в таких подшипниках значительно меньше, чем для пары бронза—сталь.
В настоящее время для подшипников рулевых устройств успешно используют новые неметаллические материалы: текстолит ПТК-С (СССР), туфнол (Англия), новотекс (ФРГ), ламинекс (ФРГ), лигнит (Япония), микарта (США), капролон (СССР). Используют также древесно-слоистые пластики ДСП-А и ДСП-Б.
Наиболее перспективным материалом для подшипников рулевых устройств является капролон марки В, допускающий наибольшие величины удельных нагрузок. Капролон можно применять в качестве заменителя не только в бакаутовых подшипниках, но часто (при соответствующих подтверждениях расчетами) — в бронзовых.
Следует иметь в виду еще одно преимущество этого материала — возможность применения капролоновых втулок вместо набора планками, что упрощает технологию работ и уменьшает стоимость ремонта устройств. В таком варианте выполнены и успешно эксплуатируются подшипники на большой группе крупнотоннажных судов (диаметры подшипников приблизительно 400 мм).
При использовании капролона и других материалов, имеющих значительные величины набухания в воде, необходимо назначать повышенные установочные зазоры в подшипниках для исключения возможности заклинивания рулевого устройства. Однако срок эксплуатации устройства не уменьшается, так как за счет набухания в воде зазоры уменьшаются и в процессе эксплуатации происходит в какой-то мере компенсация износа.
Подшипники баллера. В качестве опорных подшипников баллеров часто используют радиальные сферические двухрядные роликоподшипники по ГОСТ 5721-75.
В качестве упорных применяют упорные однорядные шарикоподшипники по ГОСТ 6874-75.
В подшипниках скольжения применяют бронзы марок БрАМц9-2Л, БрАЖ9-4Л, БрОЦСНЗ-7-5-1, БрОЦС5-5-5. В упорных подшипниках применяют для упорных колец бронзы марок БрОЦЮ-2, БрАМц9-2Л, БрАЖ9-4Л, БрОЦСНЗ-7-5-1, БрОЦС5-5-5.
Корпуса подшипников, упорные гребни изготовляют обычно из литой стали марок 25Л, ЗОЛ, 35Л. В некоторых конструкциях для корпусов подшипников применяют чугун марок СЧ21-40 и СЧ24-44. Втулки опорных подшипников баллеров изготовляют из бронз марок БрАМц9-2Л, БрАЖЭ-4Л, БрОЦСНЗ-7-5-1, БрОЦС5-5-5.
Упорные кольца в рулевых устройствах типа «Симплекс» для восприятия массы подвижных деталей в случае чрезмерной просадки пера руля и кольца аналогичного назначения в штырях с цилиндрической направляющей неподвижные составные части рулевых устройств. Петли, пятки и фланцы лхтерштевнеи и гельмпортовые трубы обычно изготовляют из стальных отливок марок 20Л, 25Л, ЗОЛ, 08ГДНФЛ.
съемпабИВКИ“ уплотнения“ манжеты. Для уплотнения конусов штырей, баллеров, нрй тП1Х РМостов применяют резину круглого или квадратного сечения средни! твердости 4С или 1С по ГОСТ 6467-69 либо листовую резину по РС-553-68
с условием обеспечения работы в морской воде.
В подшипниках баллеров применяют набивки марок ПП и ХБП по ГОСТ 5152-66.
Манжеты изготовляют из резины повышенной маслобензосюйкости и твердости, а при необходимости и с условием обеспечения работы в морской воде. Технические требования должны соответствовать ГОСТ 8752-70 и РС-553-68.
Крепежные детали, шпонки. Болты и гайки фланцевых соединений пера руля, баллеров и съемных рудерпостов, а также гайки штырей и съемных рудерпостов согласно Правилам Регистра изготовляют из стальных поковок, группа испытаний поковок II.4. Обьйно применяют стали марок 35, 40, 45, 35Х, 40Х, ВСт5сп категорий прочности КП28, КП32, КП35. Поковки шпонок фланцевых соединений пера руля с баллером и съемного рудерпоста также изготовляют из сталей категорий прочности КП28, КП32, КП35.