RU159371U1

RU159371U1 - SHIP STEERING

Info

Publication number: RU159371U1
Application number: RU2015127824/11U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Аносов; Ольга Сергеевна Шаринкова; Андрей Петрович Герман
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-02-10

Abstract

1. Судовое рулевое устройство, содержащее профилированное перо руля, состоящее из основной части, жестко закрепленной на баллере, установленном в вертикальной продольной плоскости судна, и кормовой части, расположенной позади основной части по ходу судна и сообщенной с ней посредством шарнира с вертикальной осью поворота, при этом баллер снабжен приводом поворота кормовой части, который содержит поворотный вал, ось поворота которого размещена в одной вертикальной продольной плоскости судна с осью поворота баллера, при этом конец поворотного вала снабжен втулкой, ось которой перпендикулярна оси поворота поворотного вала, через которую пропущен с возможностью возвратно-поступательного движения шток, конец которого снабжен отгибом, жестко скрепленным с кормовой частью, отличающееся тем, что перо руля дополнительно содержит поворотную носовую часть, расположенную впереди основной части по ходу судна и сообщенную с нею посредством шарнира с вертикальной осью поворота, при этом привод поворота носовой части состоит из двух горизонтальных связей, выполненных с возможностью совместного поворота относительно вертикальных осей поворота шарниров, для чего основная часть пера руля снабжена полостью, один из концов каждой связи жестко закреплен на торцевой поверхности соответственно кормовой и носовой частей, а свободные концы пропущены в полость основной части пера руля через сквозные отверстия, расположенные на ее торцевых поверхностях, при этом свободный конец одной из связей снабжен вертикальным выступом, выполненным с возможностью сопряжения со сквозным отверстием свободного конца другой горизонтальной связи, для ч1. Ship steering device comprising a profiled rudder feather, consisting of a main part, rigidly fixed to a baller installed in the vertical longitudinal plane of the vessel, and a stern, located behind the main part along the vessel and communicated with it through a hinge with a vertical axis of rotation, at the same time, the baller is equipped with a stern rotation drive, which contains a rotary shaft, the axis of rotation of which is located in one vertical longitudinal plane of the vessel with the axis of rotation of the balloon, while the end of the rotation the shaft is provided with a sleeve, the axis of which is perpendicular to the axis of rotation of the rotary shaft, through which a rod is passed with the possibility of reciprocating movement, the end of which is equipped with a limb rigidly attached to the stern, characterized in that the rudder feather further comprises a rotary nose located in front of the main parts along the vessel and communicated with it through a hinge with a vertical axis of rotation, while the bow rotation drive consists of two horizontal connections made with the possibility of joint rotation relative to the vertical axis of rotation of the hinges, for which the main part of the steering wheel feather is provided with a cavity, one of the ends of each connection is rigidly fixed to the end surface of the aft and bow parts, respectively, and the free ends are passed into the cavity of the main part of the steering wheel feather through through holes located on its end surfaces, while the free end of one of the connections is provided with a vertical protrusion made with the possibility of pairing with a through hole of the free end of the other horizontal connection for h

Description

Полезная модель относится к области судостроения, в частности, к конструкциям рулевых устройств судов.The utility model relates to the field of shipbuilding, in particular, to the design of steering devices of ships.

Известно судовое рулевое устройство, содержащее профилированное перо руля, состоящее из основной части, закрепленной на баллере, установленном в вертикальной продольной плоскости судна, кормовой части, расположенной позади основной части по ходу судна и сообщенной с нею посредством шарнира с вертикальной осью поворота, причем баллер снабжен приводом поворота кормовой части (см. http://becker-marine-systems.com/05_downloads/zzpdf/product_pdf/Becker_Product_Brochure.pdf).A ship steering device is known that comprises a profiled rudder feather, consisting of a main part fixed to a balloon mounted in the vertical longitudinal plane of the vessel, a stern located behind the main part along the vessel and communicated with it via a hinge with a vertical axis of rotation, feed rotation drive (see http://becker-marine-systems.com/05_downloads/zzpdf/product_pdf/Becker_Product_Brochure.pdf).

В качестве ближайшего аналога принято судовое рулевое устройство (см. патент РФ №144777, МПК B63H 25/08, дата публикации 27.08.2014), содержащее профилированное перо руля, состоящее из основной части, закрепленной на баллере, установленном в вертикальной продольной плоскости судна, и кормовой части, расположенной позади основной части по ходу судна и сообщенной с ней посредством шарнира с вертикальной осью поворота, причем баллер снабжен приводом поворота кормовой части, баллер жестко скреплен с основной частью пера руля, при этом привод поворота кормовой части содержит поворотный вал, ось поворота которого размещена в одной вертикальной продольной плоскости судна с осью поворота баллера, при этом конец поворотного вала снабжен втулкой, ось которой перпендикулярна оси поворота поворотного вала, через которую пропущен с возможностью возвратно-поступательного движения шток, конец которого снабжен отгибом, жестко скрепленным с кормовой частью.The ship’s steering device has been adopted as the closest analogue (see RF patent No. 144777, IPC B63H 25/08, publication date 08/27/2014) containing a profiled rudder feather, consisting of a main part mounted on a balloon mounted in the vertical longitudinal plane of the vessel, and the stern, located behind the main part along the ship and communicated with it through a hinge with a vertical axis of rotation, and the baller is equipped with a rotational drive for the stern, the baller is rigidly bonded to the main part of the rudder feather, while the cor the main part contains a rotary shaft, the axis of rotation of which is located in one vertical longitudinal plane of the vessel with the axis of rotation of the balloon, while the end of the rotary shaft is equipped with a sleeve whose axis is perpendicular to the axis of rotation of the rotary shaft, through which a rod is passed, with the possibility of reciprocating movement, the end of which equipped with a limb rigidly bonded to the stern.

Недостатком аналогов является низкая эффективность управления судном.The disadvantage of analogues is the low management efficiency of the vessel.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является разработка конструкции рулевого устройства с высокой эффективностью управления, в том числе при малых скоростях движения судна.The task to which the proposed utility model is directed is to develop a steering device design with high control efficiency, including at low vessel speeds.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в повышении эффективности управления судном, в том числе при малых скоростях движения за счет следующих факторов:The technical result that is achieved when solving the problem is expressed in increasing the efficiency of control of the vessel, including at low speeds due to the following factors:

- формирование более эффективного вогнуто-выпуклого профиля, обуславливающего наибольшую эффективность управления судном;- the formation of a more efficient concave-convex profile, which determines the greatest efficiency of control of the vessel;

- снижение значения угла перекладки рулевого устройства для создания необходимого разворачивающего момента;- reducing the value of the angle of the steering device to create the necessary turning moment;

- повышение скорости реакции судна на поворот рулевого устройства;- increasing the speed of the reaction of the vessel to the rotation of the steering device;

- уменьшение радиуса циркуляции судна.- reduction of the radius of circulation of the vessel.

Поставленная задача решается тем, что в судовом рулевом устройстве, содержащем профилированное перо руля, состоящее из основной части, жестко закрепленной на баллере, установленном в вертикальной продольной плоскости судна, и кормовой части, расположенной позади основной части по ходу судна и сообщенной с ней посредством шарнира с вертикальной осью поворота, при этом баллер снабжен приводом поворота кормовой части, который содержит поворотный вал, ось поворота которого размещена в одной вертикальной продольной плоскости судна с осью поворота баллера, при этом конец поворотного вала снабжен втулкой, ось которой перпендикулярна оси поворота поворотного вала, через которую пропущен с возможностью возвратно-поступательного движения шток, конец которого снабжен отгибом, жестко скрепленным с кормовой частью, перо руля дополнительно содержит поворотную носовую часть, расположенную впереди основной части по ходу судна и сообщенную с нею посредством шарнира с вертикальной осью поворота, при этом привод поворота носовой части состоит из двух горизонтальных связей, выполненных с возможностью совместного поворота относительно вертикальных осей поворота шарниров, для чего основная часть пера руля снабжена полостью, один из концов каждой связи жестко закреплен на торцевой поверхности соответственно кормовой и носовой частей, а свободные концы пропущены в полость основной части пера руля через сквозные отверстия, расположенные на ее торцевых поверхностях, при этом свободный конец одной из связей снабжен вертикальным выступом, выполненным с возможностью сопряжения со сквозным отверстием свободного конца другой горизонтальной связи, для чего связи расположены с зазором относительно друг друга в вертикальной плоскости и нахлестом их свободных концов в горизонтальной плоскости, а площадь поперечного сечения вертикального выступа меньше площади сквозного отверстия.The problem is solved in that in the ship’s steering device containing a profiled rudder feather, consisting of the main part, rigidly fixed to the baller installed in the vertical longitudinal plane of the vessel, and the stern, located behind the main part along the vessel and communicated with it through the hinge with a vertical axis of rotation, while the baller is equipped with a rotational drive of the aft part, which contains a rotary shaft, the axis of rotation of which is located in one vertical longitudinal plane of the vessel with the axis p the roller gate, wherein the end of the rotary shaft is provided with a sleeve, the axis of which is perpendicular to the axis of rotation of the rotary shaft, through which the rod is passed with the possibility of reciprocating movement, the end of which is equipped with a limb rigidly attached to the stern, the feather of the steering wheel further comprises a rotatable nose located in front of the main part along the vessel and communicated with it through a hinge with a vertical axis of rotation, while the bow rotation drive consists of two horizontal connections, made with the possibility of joint rotation relative to the vertical axis of rotation of the hinges, for which the main part of the steering wheel feather is provided with a cavity, one of the ends of each connection is rigidly fixed to the end surface of the aft and bow parts, respectively, and the free ends are passed into the cavity of the main part of the steering wheel feather through the through holes, located on its end surfaces, while the free end of one of the bonds is provided with a vertical protrusion made with the possibility of pairing with a through hole of the free end of the dr goy horizontal connection, which connection is located with a gap relative to each other in a vertical plane and their free ends overlapping in the horizontal plane, and the cross-sectional area smaller than the area of the vertical projection of the through hole.

Кроме того торцевая поверхность вертикального выступа контактирует с обращенной к ней торцевой поверхностью сквозного отверстия.In addition, the end surface of the vertical protrusion is in contact with the end surface of the through hole facing it.

Кроме того высота вертикального выступа превышает толщину горизонтальной связи, снабженной сквозным отверстием, по меньшей мере на величину зазора между горизонтальными связями.In addition, the height of the vertical protrusion exceeds the thickness of the horizontal connection provided with a through hole, at least by the size of the gap between the horizontal connections.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the set of essential features of the proposed technical solution and the set of essential features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty".

При этом все элементы заявляемого устройства находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи друг с другом и отличительные признаки формулы направлены на достижение одного технического результата, а именно повышение эффективности управления судном, в том числе при малых скоростях движения.Moreover, all the elements of the claimed device are in constructive unity and functional relationship with each other and the hallmarks of the formula are aimed at achieving one technical result, namely increasing the efficiency of control of the vessel, including at low speeds.

На фиг. 1 изображен общий вид судового рулевого устройства.In FIG. 1 shows a general view of a ship steering device.

На фиг. 2 изображен горизонтальный разрез судового рулевого устройства при прямом ходу судна.In FIG. 2 shows a horizontal section of the ship steering device in forward motion of the vessel.

На фиг. 3 изображена схема работы судового рулевого устройства при повороте судна вправо.In FIG. 3 shows a diagram of the operation of a ship steering device when the ship turns to the right.

На чертежах показаны основная часть 1 пера руля, баллер 2, кормовая часть 3 пера руля, шарниры 4 и 5 с вертикальной осью поворота, поворотный вал 6, втулка 7 и шток 8 привода поворота кормовой части 3, отгиб 9 штока 8, носовая часть 10 пера руля, горизонтальные связи 11 и 12, полость 13 основной части 1 пера руля, свободные концы 14 и 15 горизонтальных связей 11 и 12 соответственно, вертикальный выступ 16 свободного конца 15 и сквозное отверстие 17 свободного конца 14.The drawings show the main part 1 of the rudder feather, baller 2, aft of 3 rudder feathers, hinges 4 and 5 with a vertical axis of rotation, a rotary shaft 6, a sleeve 7 and a rod 8 of the rotary drive of the aft part 3, the bend 9 of the rod 8, the nose 10 rudder feather, horizontal ties 11 and 12, cavity 13 of the main part 1 of the rudder feather, free ends 14 and 15 of horizontal ties 11 and 12, respectively, a vertical protrusion 16 of the free end 15 and a through hole 17 of the free end 14.

На чертежах показан вариант с выполнением горизонтальных связей в виде трех рычагов, один из которых закреплен в промежутке между двумя другими.The drawings show an embodiment with horizontal ties in the form of three levers, one of which is fixed in the gap between the other two.

Основная часть 1 пера руля жестко закреплена на баллере 2 и снабжена полостью 13.The main part 1 of the rudder pen is rigidly fixed to the balloon 2 and is provided with a cavity 13.

Баллер 2 установлен в вертикальной продольной плоскости судна и снабжен приводом поворота кормовой части 3.Buller 2 is installed in the vertical longitudinal plane of the vessel and is equipped with a drive for turning the stern 3.

Кормовая часть 3 пера руля расположена позади основной части 1 по ходу судна и сообщена с нею посредством шарнира 4 с вертикальной осью поворота.The aft part 3 of the rudder pen is located behind the main part 1 along the vessel and is communicated with it through a hinge 4 with a vertical axis of rotation.

Привод поворота кормовой части 3 пера руля содержит поворотный вал 6, ось поворота которого размещена в одной вертикальной продольной плоскости судна с осью поворота баллера 2, а конец поворотного вала 6 снабжен втулкой 7, ось которой перпендикулярна оси поворота поворотного вала 6. Через втулку 7 пропущен с возможностью возвратно-поступательного движения шток 8, конец которого снабжен отгибом 9, жестко скрепленным с кормовой частью 3.The rotary drive of the aft part 3 of the rudder pen contains a rotary shaft 6, the axis of rotation of which is located in one vertical longitudinal plane of the vessel with the axis of rotation of the balloon 2, and the end of the rotary shaft 6 is provided with a sleeve 7, the axis of which is perpendicular to the axis of rotation of the rotary shaft 6. Through the sleeve 7 is passed with the possibility of reciprocating movement of the rod 8, the end of which is equipped with a limb 9, rigidly fastened to the stern 3.

Кроме того, на торцевой поверхности кормовой части 3 пера руля жестко закреплен конец горизонтальной связи 12, свободный конец 15 которой снабжен вертикальным выступом 16, площадь поперечного сечения которого меньше площади сквозного отверстия 17.In addition, on the end surface of the aft part 3 of the rudder feather, the end of the horizontal connection 12 is rigidly fixed, the free end 15 of which is provided with a vertical protrusion 16, the cross-sectional area of which is less than the area of the through hole 17.

Носовая часть 10 пера руля расположена впереди основной части 1 по ходу судна и сообщена с нею посредством шарнира 5 с вертикальной осью поворота. Кроме того, на торцевой поверхности носовой части 10 пера руля жестко закреплен конец горизонтальной связи 11, свободный конец 14 которой снабжен сквозным отверстием 17.The nose portion 10 of the rudder feather is located in front of the main part 1 along the vessel and is communicated with it through a hinge 5 with a vertical axis of rotation. In addition, the end of the horizontal connection 11, the free end 14 of which is provided with a through hole 17, is rigidly fixed on the end surface of the nose 10 of the rudder feather;

Горизонтальные связи 11 и 12 выполнены с возможностью совместного поворота относительно вертикальных осей поворота шарниров 4 и 5, для чего свободные концы 14 и 15 пропущены в полость 13 основной части 1 пера руля через сквозные отверстия, расположенные на ее торцевых поверхностях (на чертежах не показаны).Horizontal connections 11 and 12 are made with the possibility of joint rotation relative to the vertical axis of rotation of the hinges 4 and 5, for which the free ends 14 and 15 are passed into the cavity 13 of the main part 1 of the steering wheel feather through the through holes located on its end surfaces (not shown in the drawings) .

Кроме того, вертикальный выступ 16 свободного конца 15 выполнен с возможностью сопряжения со сквозным отверстием 17 свободного конца 14, для чего связи 11 и 12 расположены с зазором относительно друг друга в вертикальной плоскости и нахлестом их свободных концов 14 и 15 в горизонтальной плоскости. Кроме того торцевая поверхность вертикального выступа 16 контактирует с обращенной к ней торцевой поверхностью сквозного отверстия 17, при этом высота вертикального выступа 16 превышает толщину горизонтальной связи 11, снабженной сквозным отверстием 17, по меньшей мере на величину зазора между горизонтальными связями 11 и 12.In addition, the vertical protrusion 16 of the free end 15 is configured to mate with the through hole 17 of the free end 14, for which the ties 11 and 12 are located with a gap relative to each other in the vertical plane and overlapping their free ends 14 and 15 in the horizontal plane. In addition, the end surface of the vertical protrusion 16 is in contact with the end surface of the through hole 17 facing it, while the height of the vertical protrusion 16 exceeds the thickness of the horizontal connection 11 provided with the through hole 17 by at least an amount of a gap between the horizontal connections 11 and 12.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При движении судна по прямой (прямой ход) основная 1, кормовая 3 и носовая 10 части пера руля расположены в одной диаметральной плоскости судна и образуют симметричный профиль.When the vessel is moving in a straight (direct course), the main 1, stern 3 and fore 10 parts of the rudder feather are located in one diametrical plane of the vessel and form a symmetrical profile.

Для поворота судна поворачивают баллер 2 и жестко скрепленную с ним основную часть 1 пера руля вокруг его оси поворота. Поворот баллера 2 вокруг его оси приводит к изменению расстояния между точкой крепления отгиба 9 штока 8 к кормовой части 3 и поворотным валом 6 за счет возвратно-поступательного движения штока 8 во втулке 7.To rotate the vessel, the bulkhead 2 and the main part 1 of the rudder feather rigidly bonded to it are rotated about its axis of rotation. The rotation of the balloon 2 around its axis leads to a change in the distance between the attachment point of the bend 9 of the rod 8 to the aft 3 and the rotary shaft 6 due to the reciprocating movement of the rod 8 in the sleeve 7.

В результате происходит поворот кормовой части 3 относительно основной части 1 пера руля на определенный угол, величина которого зависит от угла перекладки основной части 1 пера руля и взаимного расположения по длине судна оси баллера 2 и оси втулки 7. При этом кормовая часть 3 разворачивается в ту же сторону, что основная часть 1.As a result, the aft part 3 is rotated relative to the main part 1 of the rudder feather by a certain angle, the value of which depends on the angle of the main part 1 of the rudder feather and the relative position along the length of the vessel of the axis of the balloon 2 and the axis of the sleeve 7. In this case, the aft 3 same side as the main part 1.

При повороте кормовой части 3 одновременно происходит поворот жестко скрепленной с ней горизонтальной связи 12 относительно вертикальной оси поворота шарнира 4, как следствие за счет сопряжения вертикального выступа 16 со со сквозным отверстием 17 происходит поворот горизонтальной связи 11 относительно вертикальной оси поворота шарнира 5 в сторону, противоположную направлению поворота горизонтальной связи 12.When the stern 3 is rotated, at the same time, the horizontal connection 12 rigidly fastened with it rotates relative to the vertical axis of rotation of the hinge 4, as a result of which the vertical protrusion 16 is connected with the through hole 17, the horizontal connection 11 rotates relative to the vertical axis of rotation of the hinge 5 in the opposite direction horizontal direction of rotation 12.

Так как при отклонении во время поворота горизонтальных связей 11 и 12 от диаметральной плоскости судна в любую сторону расстояние между осями шарниров 4 и 5 и продольной осью вертикального выступа 16 (на чертежах не показана) увеличивается, вертикальный выступ 16 перемещается вдоль торцевой поверхности сквозного отверстия 17.Since when the horizontal connections 11 and 12 deviate during rotation from the vessel’s diametrical plane in either direction, the distance between the hinge axes 4 and 5 and the longitudinal axis of the vertical protrusion 16 (not shown in the drawings) increases, the vertical protrusion 16 moves along the end surface of the through hole 17 .

Поворот горизонтальной связи 11 приводит к повороту носовой части 10 в сторону, противоположную повороту основной части 1 пера руля, за счет жесткого закрепления конца горизонтальной связи 11 на торцевой поверхности носовой части 10.The rotation of the horizontal connection 11 leads to the rotation of the nose 10 to the side opposite to the rotation of the main part 1 of the rudder feather, due to the rigid fastening of the end of the horizontal connection 11 on the end surface of the nose 10.

В результате основная 1, кормовая 3 и носовая 10 части пера руля при его перекладке поворачиваются таким образом, что образуют наиболее эффективный вогнуто-выпуклый профиль.As a result, the main 1, aft 3 and fore 10 parts of the rudder feather when it is shifted are rotated in such a way that they form the most efficient concave-convex profile.

Углы поворота кормовой 3 и носовой 10 частей пера руля относительно друг друга зависят от соотношения длин соответствующих горизонтальных связей 12 и 11.The rotation angles of the stern 3 and fore 10 parts of the rudder feather relative to each other depend on the ratio of the lengths of the corresponding horizontal ties 12 and 11.

В описанном варианте конструкции роль ведущей поворотной части пера руля играет кормовая часть 3, которая имеет самостоятельный привод, а роль ведомой поворотной части - носовая часть 10. Очевидно, что предлагаемое техническое решение может быть применено и в случае, если ведущей частью с самостоятельным приводом станет носовая часть 10 пера руля, а ведомой - кормовая часть 3.In the described embodiment, the role of the leading rotary part of the rudder feather is played by the aft part 3, which has an independent drive, and the role of the driven rotary part is the bow 10. It is obvious that the proposed technical solution can be applied if the leading part with an independent drive becomes bow 10 of the rudder feather, and driven - aft 3.

Claims

1. Ship steering device comprising a profiled rudder feather, consisting of a main part, rigidly fixed to a baller installed in the vertical longitudinal plane of the vessel, and a stern, located behind the main part along the vessel and communicated with it through a hinge with a vertical axis of rotation, at the same time, the baller is equipped with a stern rotation drive, which contains a rotary shaft, the axis of rotation of which is located in one vertical longitudinal plane of the vessel with the axis of rotation of the balloon, while the end of the rotation the shaft is provided with a sleeve, the axis of which is perpendicular to the axis of rotation of the rotary shaft, through which a rod is passed with the possibility of reciprocating movement, the end of which is equipped with a limb rigidly attached to the stern, characterized in that the rudder feather further comprises a rotary nose located in front of the main parts along the vessel and communicated with it through a hinge with a vertical axis of rotation, while the bow rotation drive consists of two horizontal connections made with the possibility of joint rotation relative to the vertical axis of rotation of the hinges, for which the main part of the steering wheel feather is provided with a cavity, one of the ends of each connection is rigidly fixed to the end surface of the aft and bow parts, respectively, and the free ends are passed into the cavity of the main part of the steering wheel feather through through holes located on its end surfaces, while the free end of one of the connections is provided with a vertical protrusion made with the possibility of pairing with a through hole of the free end of the other horizontal connection, for which the bonds are located with a gap relative to each other in the vertical plane and an overlap of their free ends in the horizontal plane, and the cross-sectional area of the vertical protrusion is less than the area of the through hole.

2. Ship steering device according to claim 1, characterized in that the end surface of the vertical protrusion is in contact with the end surface of the through hole facing it.

3. Ship steering device according to claim 1, characterized in that the height of the vertical protrusion exceeds the thickness of the horizontal connection provided with a through hole, at least by the amount of clearance between the horizontal connections.