Судовой гидропривод рулевой машины (стр. 1 из 2)

Реферат на тему:

Судовой гидропривод рулевой машины

На судах гидроприводы наиболее широко применяются в рулевых устройствах. В последние годы гидроприводы рулевых устройств стали применяться не только на больших судах, где необходимо обеспечить момент на баллере, равный десяткам и сотням тонна-сила-метров, но и на малых судах.

Все увеличивающееся использование гидроприводов на судах обусловлено их преимуществами:

· гидропривод имеет меньшие массы и габаритные размеры, чем электропривод;

· использование в гидроприводах в качестве рабочей жидкости минеральных масел создает хорошие условия смазки, что обеспечивает надежность и долговечность механизма;

· применение минерального масла позволяет иметь также малые сопротивления трения в подвижных деталях, что обеспечивает бесшумную и плавную работу без вибраций;

· гидропривод может обеспечить широкое бесступенчатое передаточное число и легкое реверсирование без обязательного изменения направления вращения механизмов, обеспечивающих реверсирование (это исключает необходимость преодоления больших инерционных усилий — они или отсутствуют или будут значительно меньше, чем, например, у электропривода);

· гидропривод способен осуществлять более частые изменения направления перекладки, чем электропривод;

· гидропривод способен работать в затопленном состоянии, что повышает живучесть судна;

· гидропривод может быть составлен из различных стандартных и унифицированных деталей и узлов, что уменьшает его стоимость;

· использование в гидроприводах насосов с большим значением к. п. д.

(0,9-:-0,95) обеспечивает высокую экономичность их эксплуатации.

От механического гидравлический привод выгодно отличается тем, что при его компоновке и монтаже нет необходимости обеспечивать строгое взаимное расположение его отдельных узлов и деталей. Насосы электрогидравлических рулевых машин приводят их в действие с помощью давления, создаваемого в цилиндрах гидравлического рулевого привода машины в целях перекладки руля. В электрогидравлических рулевых машинах находят применение насосы регулируемой, а также и постоянной подачи. Насосы регулируемой подачи (НРП) могут быть выполнены как радиально-поршневыми, так и аксиально-поршневыми.

Эти насосы должны:

· поддерживать неизменный напор, развиваемый насосом при регулируемой подаче, колеблющейся от нуля до максимального ее значения;

· не давать пульсирующей струи жидкости;

· быстро изменять направления подачи;

· быть экономичными.

Большее распространение имеют радиально-поршневые насосы, однако в перспективе аксиально-поршневые насосы найдут более широкое применение на судах. К середине 60-х годов разработан типизированный ряд рулевых машин типа Р, в которых в двух группах (из трех) применяются аксиально-поршневые насосы регулируемой подачи типа 11Д. Насосы постоянной подачи могут быть выполнены червячными, шестеренчатыми и роторно-шиберными. В отдельных случаях на судах можно встретить ра-диально- и аксиально-поршневые насосы, используемые как насосы постоянной подачи (отрегулированные на постоянную подачу), что экономически нецелесообразно, так как стоимость этих насосов в десятки раз больше стоимости последних. Преимущественное использование аксиально-поршневых насосов на судах новой постройки объясняется их компактностью и меньшей массой (при равной мощности с радиально-поршневыми насосами), способностью работать при больших давлениях с высоким к. п. д., а. также тем, что они имеют малые радиальные размеры, допускающие большие частоты вращения, и меньшую стоимость.

Применение в рулевых машинах насосов постоянной подачи целесообразно до ограниченных пределов мощностей, так как при частичных нагрузках (когда регулирование осуществляется дросселированием жидкости) общий к. п. д. гидравлических передач будет низким.

Отечественная промышленность выпускает также насосы типа 11P марок 11Р-0,5; 11Р-1,5; 11Р-2,5; 11Р-5; 11Р-10; 11Р-20; 11Р-30; 11Р-50, отличающиеся от насосов типа 11Д отсутствием устройств гидроавтоматики и предназначенные для работы в системах с ручным управлением или дистанционным с достаточно мощными управляющими элементами. Частота вращения и подача одноименных марок насосов типов 11P и 11Д совпадают. Конструкция этих насосов более сложна, при эксплуатации необходима остановка для промывки фильтров, при работе на холостом ходу и при малых подачах наблюдается нагрев рабочей жидкости за счет дросселирования масла. Радиально-поршневой насос регулируемой подачи приведен на рис. 1 (четырехплунжерной гидравлической рулевой машины). Этот насос устроен таким образом, что дает возможность при постоянном числе оборотов и при той же стороне вращения изменять подачу, направление нагнетания и всасывания.

Рис. 1. Четырехплунжерная электрогидравлическая рулевая машина

Насос состоит из блока цилиндров 1, вращаемых электродвигателем, внутри которого могут поступательно двигаться вращающиеся вместе с цилиндрами скалки 2, связанные с башмаками 3, скользящими по регулировочному кольцу 4. Последнее имеет цапфы 5 и 6, удерживающие его от вращения и позволяющие перемещать его в горизонтальном направлении в корпусе 7.

Внутри блока цилиндров находится камера, разделенная неподвижной перегородкой 8 на две полости, которые сообщаются при помощи отверстий 5 и /Ос трубопроводом, соединенным с цилиндрами. Телемотором, действующим на цапфы 5 и 6, можно устанавливать регулировочное кольцо 4 в любое положение по отношению к центру вращения. Если кольцо 4 расположить концентрично к звездообразным цилиндрам, то они, вращаясь, будут увлекать за собой скалки, но последние, двигаясь вместе с системой цилиндров, не имеют поступательного движения, и подача насоса будет равна нулю (насос в положении в на рис. 1). Если сдвинуть регулировочное кольцо влево (положение а), то в этом случае при вращении по часовой стрелке в цилиндрах, расположенных выше оси цапф, происходит нагнетание через отверстие 9. Поршни нижних цилиндров, прижимаемые к башмакам центробежной силой, в это время будут через отверстие 10 всасывать жидкость. Рабочий эксцентриситет (смещение регулировочного кольца) для насосов некоторых серийных судов составляет ±13 мм, а для РЭГ4 — до ±24 мм. Если кольцо 4 передвинуть вправо, то поршни верхних цилиндров будут осуществлять всасывание через отверстие 9, а в нижних цилиндрах — нагнетание жидкости через отверстие 10. Чем дальше будет смещено регулировочное кольцо от своего среднего положения, тем больше будет

Подача насоса, тем быстрее происходит перекладка руля.

Четырехцилиндровый плунжерный привод позволяет при эксплуатации машины осуществлять различные варианты переключения и производить замену уплотнений любых цилиндров без выключения рулевой машины. На рис. 2 приведена схема гидравлической рулевой машины с лопастным приводом типа РЭГ ОВИМУ-7. Эта машина разработана научно-исследовательским сектором Одесского высшего инженерного морского училища в двух вариантах, отличающихся различным конструктивным выполнением золотниково-распределительного устройства. Лопастной гидравлический привод в этой машине устанавливается непосредственно на баллере руля, что уменьшает ее габаритные размеры и позволяет вести монтажные и модериизационные работы, не выводя судно из эксплуатации.

Питание привода осуществляется лопастным насосом Г12-14 (ЛЗФ-70) постоянной подачи 73 л/мин с частотой вращения 1000 об/мин и мощностью 5,6 кВт,

Гидравлическая рулевая машина работает при давлении рабочей жидкости 40 кгс/см2. Она состоит из рабочего цилиндра 16, лопастного насоса 21 с электродвигателем, золотниково-распределительного устройства 7, сдвоенного перепускного клапана 15 привода, предохранительного клапана 8 насоса, пружинного буферного колпака 20, бака для рабочей жидкости 9 и системы рычагов управления.

При среднем положении золотника 11, как показано на рис. 2, работа насоса 21 вызовет лишь циркуляцию рабочей жидкости по кольцу в направлении, указанном пунктирными стрелками. При этом жидкость, нагнетаемая насосом под золотник 11, возвращается в трубопровод через правое верхнее отверстие корпуса золотниковой коробки. При вращении штурвала, находящегося в рулевой рубке, например, в правую сторону каретка телемотора 1 перемещается вправо (в нос) в направлении, указанном сплошными стрелками, в результате чего шток золотника 11 перемещается вправо вместе с ним. Одновременно кулачковый механизм 13 перемещает разгружающий золотник 4 также вправо, вследствие чего закрывается канал а и жидкость, нагнетаемая насосом под золотник, выходит через окно, открытое золотником, в трубопровод по направлению, указанному сплошными стрелками, к рабочему цилиндру 16. Рабочий цилиндр удерживается от вращения четырьмя лапами, прикрепленными к палубе, и имеет на внутренней поверхности неподвижные крылья.

Рис. 2. Схема РЭГ ОВИМУ-7

Как видно из рисунка, на вертикальном валу рабочего цилиндра закреплены лопасти, жестко соединенные со ступицей сектора ранее имевшейся на судне паровой рулевой машины.

При нагнетании жидкости в две диаметрально противоположные полости цилиндра вал с крыльями и баллер 18 руля 17 поворачиваются в данном случае против часовой стрелки. Поворот баллера вызовет перемещение рычага 12 сервомотора (обратная связь), при этом рычаг 14 поворачивается и смещает золотник до тех пор, пока закроются окна 10 золотниковой коробки, а кулачковое устройство 13 станет в первоначальное положение. Давление рабочей жидкости на кольцевую поверхность разгрузочного золотника 4 совпадает с направлением действия пружин, в результате чего этот золотник сместится и откроет канал а, вследствие чего возобновится циркуляция жидкости по кольцу/указанному пунктирными стрелками. В результате руль останется в переложенном на борт положении и показания аксиометра будут соответствовать ранее заданному углу перекладки. Можно проследить по схеме, что при вращении штурвала в левую сторону баллер повернется по часовой стрелке.