RU201229U1

RU201229U1 - MARINE STEERING UNIT

Info

Publication number: RU201229U1
Application number: RU2020129420U
Authority: RU
Inventors: Василий Олегович Сапельников; Али Саламех
Original assignee: Василий Олегович Сапельников
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2020-12-04

Abstract

Полезная модель относится к области судостроения, в частности, к конструкциям рулевых устройств судов.Технический результат - повышение эффективности работы устройства за счет совершенствования конструкции.Судовое рулевое устройство содержит профилированное перо руля и поворотный вал с вертикальной осью поворота и дополнительно имеет жестко прикрепленные к перу руля верхнюю и нижнюю платформы, выполненные в виде металлических прямоугольных листов, снабженных зубчатыми рейками, к платформам жестко прикреплены направляющие, выполненные в виде резинометаллических реек и снабженные направляющими резинометаллическими роликами, перо руля приводится в возвратно-поступательное движение зубчатыми шестернями, жестко прикрепленными к поворотному валу, который приводится в движение электродвигателем посредством конической зубчатой передачи, при этом в задней части пера руля жестко закреплен демпфирующий элемент, выполненный в виде резинометаллической рейки.The utility model relates to the field of shipbuilding, in particular, to the structures of the steering devices of ships. The technical result is to increase the efficiency of the device by improving the design. The ship steering device contains a profiled rudder blade and a rotary shaft with a vertical pivot axis and additionally has rudders rigidly attached to the blade the upper and lower platforms made in the form of metal rectangular sheets equipped with toothed racks, guides made in the form of rubber-metal racks and equipped with guide rubber-metal rollers are rigidly attached to the platforms, the rudder blade is set in reciprocating motion by toothed gears rigidly attached to the rotary shaft, which is driven by an electric motor by means of a bevel gear transmission, while a damping element made in the form of a rubber-metal rack is rigidly fixed in the rear part of the rudder blade.

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 structures of ship steering devices.

Известно судовое рулевое устройство, содержащее профилированное перо руля, состоящее из основной части, закрепленной на баллере, установленном в вертикальной продольной плоскости судна, закрылка, расположенного позади основной части по ходу движения судна и сообщенного с нею посредством шарнира с вертикальной осью поворота, причем баллер снабжен приводом поворота закрылка, баллер жестко скреплен с основной частью пера руля, при этом привод поворота закрылка содержит поворотный вал, ось поворота которого размещена в одной вертикальной продольной плоскости судна с осью поворота баллера, причем 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 закрылком (см. патент РФ №2551948, 2015 г.).Known ship steering device containing a profiled rudder blade, consisting of a main part, fixed on a stock mounted in the vertical longitudinal plane of the vessel, a flap located behind the main part in the direction of the vessel and communicated with it by means of a hinge with a vertical axis of rotation, and the stock is equipped flap rotation drive, the stock is rigidly attached to the main part of the rudder blade, while the flap rotation drive contains a rotary shaft, the rotation axis of which is located in one vertical longitudinal plane of the vessel with the stock rotation axis, and the end of the rotary shaft is provided with a bushing whose axis is perpendicular to the rotation axis of the rotary a shaft through which a rod is passed with the possibility of reciprocating movement, the end of which is provided with a bend rigidly fastened to the flap (see RF patent No. 2551948, 2015).

Недостатком данного устройства является то, что при повороте в сторону любого борта независимо от направления движения (передним или задним ходом) руль принимает форму, наиболее эффективную при движении передним ходом. При движении задним ходом такая форма руля по отношению к набегающему с кормы потоку наименее эффективна, и ее эффективность ниже, чем у обычного руля неизменяемой формы. Снижение управляемости усугубляется тем, что при движении задним ходом судно всегда хуже «слушается» руля из-за пониженной скорости движения.The disadvantage of this device is that when turning towards any side, regardless of the direction of movement (forward or reverse), the steering wheel takes a shape that is most effective when moving forward. When reversing, this form of the rudder is the least effective in relation to the flow coming from the stern, and its efficiency is lower than that of a conventional rudder of a fixed form. The decrease in controllability is aggravated by the fact that when reversing, the vessel always “obeys” the rudder worse because of the reduced speed.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемой полезной модели (прототипом) является судовое рулевое устройство (см. патент РФ 2721804, 2020 г.). Устройство содержит профилированное перо руля, состоящее из основной части, жестко закрепленной на баллере, установленном в вертикальной продольной плоскости судна, закрылка, расположенного позади основной части по ходу движения судна и сообщенного с нею посредством шарнира с вертикальной осью поворота, причем основная часть пера руля снабжена приводом поворота закрылка, содержащим поворотный вал с вертикальной осью поворота, причем 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 закрылком, при этом поворотный вал выполнен с возможностью перемещения в поперечной плоскости судна, для чего он сопряжен с ползуном с возможностью вращения вокруг своей оси поворота, причем ползун снабжен приводом и выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль направляющих, установленных в поперечной плоскости судна.The closest in terms of the totality of features to the claimed utility model (prototype) is the ship's steering device (see RF patent 2721804, 2020). The device contains a profiled rudder blade, consisting of the main part rigidly fixed to the stock, installed in the vertical longitudinal plane of the vessel, a flap located behind the main part in the direction of the vessel's movement and communicated with it by means of a hinge with the vertical axis of rotation, and the main part of the rudder blade is equipped with a flap rotation drive containing a rotary shaft with a vertical axis of rotation, and the end of the rotary shaft is provided with a bushing, 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 provided with a bend rigidly fastened to the flap, while the rotary shaft is made with the ability to move in the transverse plane of the vessel, for which it is mated with a slider with the ability to rotate around its pivot axis, and the slider is equipped with a drive and is configured to reciprocate along the guides installed in the transverse plane ship.

Техническая задача - создание судового рулевого устройства с высокой эффективностью управления, в том числе при движении судна задним ходом и при малых скоростях движения судна.The technical task is to create a ship steering device with high control efficiency, including when the ship is moving in reverse and at low ship speeds.

Технический результат - повышение эффективности работы устройства за счет совершенствования конструкции.The technical result is to increase the efficiency of the device by improving the design.

Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем профилированное перо руля, поворотный вал с вертикальной осью поворота, дополнительно имеются жестко прикрепленные к перу руля верхняя и нижняя платформы, выполненные в виде металлических прямоугольных листов, снабженных зубчатыми рейками, к платформам жестко прикреплены направляющие, выполненные в виде резинометаллических реек и снабженные направляющими резинометаллическими роликами, перо руля приводится в возвратно-поступательное движение зубчатыми шестернями, жестко прикрепленными к поворотному валу, который приводится в движение электродвигателем посредством конической зубчатой передачи, при этом в задней части пера руля жестко закреплен демпфирующий элемент, выполненный в виде резинометаллической рейки.It is achieved by the fact that in the known device containing a profiled rudder blade, a rotary shaft with a vertical pivot axis, there are additionally upper and lower platforms rigidly attached to the rudder blade, made in the form of metal rectangular sheets equipped with toothed racks, guides are rigidly attached to the platforms, made in the form of rubber-metal rails and equipped with guide rubber-metal rollers, the rudder blade is set in reciprocating motion by toothed gears rigidly attached to the rotary shaft, which is driven by an electric motor by means of a bevel gear transmission, while a damping element is rigidly fixed in the rear part of the rudder blade, made in the form of a rubber-metal rail.

Верхняя и нижняя платформы, жестко прикрепленные к перу руля и выполненные в виде металлических прямоугольных листов, снабженных зубчатыми рейками, необходимы для обеспечения возвратно-поступательного движения пера руля в процессе эксплуатации и движения судна.The upper and lower platforms, rigidly attached to the rudder blade and made in the form of metal rectangular sheets equipped with toothed racks, are necessary to ensure the reciprocating movement of the rudder blade during operation and ship movement.

Направляющие, выполненные в виде резинометаллических реек и снабженные направляющими резинометаллическими роликами, необходимы для обеспечения долговечной и надежной работы рулевого устройства, так как это позволяет значительно снизить трение и износ в подвижных сопряжениях устройства.Guides made in the form of rubber-metal rails and equipped with guide rubber-metal rollers are necessary to ensure durable and reliable operation of the steering device, since this can significantly reduce friction and wear in the movable interface of the device.

К поворотному валу жестко прикреплены зубчатые шестерни, предназначенные для передачи движения на зубчатые рейки устройства.Toothed gears are rigidly attached to the rotary shaft, designed to transmit motion to the gear racks of the device.

Рулевое устройство снабжено электродвигателем, который посредством конической зубчатой передачи обеспечивает вращение поворотного вала и, соответственно, возвратно-поступательное движение пера руля.The steering device is equipped with an electric motor, which, by means of a bevel gear transmission, ensures the rotation of the rotary shaft and, accordingly, the reciprocating movement of the rudder blade.

В задней части пера руля жестко закреплен демпфирующий элемент, выполненный в виде резинометаллической рейки, что обеспечивает отсутствие повреждений корпуса судна при фиксации пера руля в нерабочем положении.In the rear part of the rudder blade, a damping element made in the form of a rubber-metal rail is rigidly fixed, which ensures that there is no damage to the ship's hull when the rudder blade is fixed in an inoperative position.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство содержит профилированное перо руля 1, жестко прикрепленные к перу руля верхняя и нижняя платформы 2, выполненные в виде металлических прямоугольных листов, снабженных зубчатыми рейками 3, к платформам жестко прикреплены направляющие 4, выполненные в виде резинометаллических реек и снабженные направляющими резинометаллическими роликами 5, перо руля 1 приводится в возвратно-поступательное движение поворотным валом 6, к которому жестко прикреплены зубчатые шестерни 7, поворотный вал 6 приводится в движение электродвигателем 8 посредством конической зубчатой передачи 9, при этом в задней части пера руля 1 жестко закреплен демпфирующий элемент 10, выполненный в виде резинометаллической рейки.The device contains a profiled rudder blade 1, upper and lower platforms 2 rigidly attached to the rudder blade, made in the form of metal rectangular sheets equipped with toothed racks 3, guides 4 are rigidly attached to the platforms, made in the form of rubber-metal racks and equipped with rubber-metal guide rollers 5, a feather rudder 1 is set in reciprocating motion by the rotary shaft 6, to which the gears 7 are rigidly attached, the rotary shaft 6 is driven by the electric motor 8 by means of the bevel gear 9, while in the rear part of the rudder blade 1 a damping element 10 is rigidly fixed, made in in the form of a rubber-metal rail.

Устройство работает следующим образом. Судовое рулевое устройство располагается в передней подводной бортовой части судна, по обоим бортам судна, в специальных бортовых корпусных герметичных (со стороны корпуса судна) нишах.The device works as follows. The ship's steering gear is located in the front underwater side of the vessel, on both sides of the vessel, in special side hull sealed (from the side of the vessel's hull) niches.

В нерабочем положении, когда судно идет прямым курсом, перо руля 1 расположено полностью в бортовой нише. При необходимости совершения судном поворота направо, перо руля 1 правого борта приводится в движение электродвигателем 8 и поворотным валом 6 и выдвигается на необходимую длину. При этом создается угол атаки набегающего на перо руля 1 потока воды в диапазоне 30-35°, что и создает эффект поворота. При повороте судна налево задействуется, соответственно, рулевое устройство левого борта.In the inoperative position, when the ship is on a straight course, the rudder blade 1 is located completely in the side niche. If it is necessary for the ship to turn to the right, the rudder blade 1 of the starboard side is driven by the electric motor 8 and the rotary shaft 6 and extends to the required length. In this case, the angle of attack of the water flow on the rudder 1 blade is created in the range of 30-35 °, which creates the effect of turning. When the boat turns to the left, the port steering device is activated accordingly.

При необходимости торможения судна одновременно работают рулевые устройства обоих бортов. При этом выдвигается перо руля 1 рулевых устройств одновременно обоих бортов, что создает значительное сопротивление и замедление хода судна.If it is necessary to brake the vessel, the steering devices of both sides work simultaneously. At the same time, the rudder blade 1 of the steering devices simultaneously extends both sides, which creates significant resistance and deceleration of the vessel.

Задний ход судна осуществляется аналогичным способом.The reverse of the vessel is carried out in a similar way.

Положительный эффект предлагаемого устройства - предлагаемое устройство позволяет улучшить маневренные характеристики судна за счет уменьшения диаметра циркуляции, уменьшить длину тормозного пути судна, увеличить полезные внутренние объемы в кормовой части судна за счет устранения штатного рулевого устройства, рулевой машины и прочего сопутствующего оборудования.The positive effect of the proposed device - the proposed device allows to improve the maneuvering characteristics of the vessel by reducing the diameter of the circulation, to reduce the length of the stopping distance of the vessel, to increase the useful internal volumes in the stern of the vessel by eliminating the standard steering device, steering gear and other related equipment.

Claims

A ship steering device containing a profiled rudder blade and a rotary shaft with a vertical pivot axis, characterized in that it further comprises upper and lower platforms rigidly attached to the rudder blade, made in the form of metal rectangular sheets equipped with toothed racks, guides are rigidly attached to the platforms, made in the form of rubber-metal rails and equipped with guide rubber-metal rollers, the rudder blade is driven into reciprocating motion by gears rigidly attached to the rotary shaft, which is driven by an electric motor by means of a bevel gear, while a damping element is rigidly fixed in the rear part of the rudder blade, made in the form of a rubber-metal rail.