RU2346229C2

RU2346229C2 - Steering assembly

Info

Publication number: RU2346229C2
Application number: RU2006134167/02A
Authority: RU
Inventors: Олег Борисович Белоногов (RU); Олег Борисович Белоногов; Владислав Витальевич Чеканов (RU); Владислав Витальевич Чеканов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2009-02-10
Also published as: RU2006134167A

Abstract

FIELD: weaponry.

SUBSTANCE: invention relates to rocket engineering, particularly to control devices. The proposed steering assembly incorporates a three-gear pump, a relay and a control crank with two plungers. The pump hollow drive gears are furnished with radial holes communicating with the drive mechanism. Note that every plunger consists of a slide valve fitted in the pump driven gear hollows shaft and linked with the help of a wire with the rod fitted in the control crank hole and provided with outer thread with the first locking device. Note also that the control crank holes house axially locked bearings. Mind that every aforesaid rod is fitted in the bearing hole and furnished with the second locking device arranged on the rod on the side of bearing opposite to the first locking device. Arrangement of the plunger rod in the bearing allows the plunger to revolve but at a smaller rate than that of the pump driven gear shaft. This is possible due to friction forces in the bearing, hydrodynamic forces acting on the plunger and radial component of the wire con-rod bending force.

EFFECT: preservation of steering assembly sensitivity due to reduction of dry friction, increased damping of control crank with plungers relative to pump driven gears with unchanged hydrodynamic forces acting on plungers.

1 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к устройствам управления.The invention relates to rocket technology, in particular to control devices.

Известна рулевая машина (РМ), включающая трехшестеренный насос, реле, качалку и золотники, прикрепленные к качалке на упругом подвесе, выполненном в виде проволочной тяги, и размещенные в полых осях трехшестеренного насоса [1].Known steering machine (RM), including a three-gear pump, relay, rocking chair and spools attached to the rocking chair on an elastic suspension made in the form of a wire rod, and placed in the hollow axes of the three-gear pump [1].

Недостатком данной РМ является малая надежность и трудность регулировки скорости РМ.The disadvantage of this RM is the low reliability and difficulty of adjusting the speed of the RM.

Наиболее близким к предложенному решению - прототипом - является РМ [2], содержащая трехшестеренный насос, полые ведомые шестерни которого снабжены радиальными отверстиями, гидравлически связанными с силовым механизмом, реле, качалку с двумя плунжерами, при этом каждый плунжер состоит из соединенных проволочной тягой золотника, размещенного в полой оси ведомой шестерни трехшестеренного насоса, и стержня, установленного в отверстии качалки и снабженного наружной резьбой с первым фиксатором. Недостатком указанной конструкции является возможность возникновения автоколебаний в замкнутом контуре управления РМ, т.к. размещение золотников в полых осях ведомых шестерен насоса, с одной стороны, уменьшает действующие на золотник гидродинамические силы из-за увеличения углов истечения потоков в радиальных отверстиях осей ведомых шестерен трехшестеренного насоса [3], а с другой стороны, замещает сухое трение между золотником и вращающейся осью - вязким, что существенно уменьшает демпфирование качалки с золотниками [4] и может привести к автоколебаниям.Closest to the proposed solution - the prototype - is RM [2], which contains a three-gear pump, the hollow driven gears of which are equipped with radial holes hydraulically connected to the power mechanism, a relay, a rocker with two plungers, each plunger consisting of a spool connected by a wire rod, a three-gear pump located in the hollow axis of the driven gear, and a rod installed in the rocking hole and provided with an external thread with a first lock. The disadvantage of this design is the possibility of self-oscillations in a closed loop control RM, because the placement of spools in the hollow axes of the driven gears of the pump, on the one hand, reduces the hydrodynamic forces acting on the spool due to an increase in the angles of flow outflow in the radial holes of the axes of the driven gears of the three-gear pump [3], and on the other hand, replaces the dry friction between the spool and the rotating the axis is viscous, which significantly reduces the damping of the rocking chair with spools [4] and can lead to self-oscillations.

Техническим результатом изобретения является предохранение РМ от автоколебаний путем увеличения демпфирования качалки с плунжерами относительно ведомых шестерен трехшестеренного насоса при сохранении значений гидродинамических сил, действующих на плунжеры.The technical result of the invention is to protect the PM from self-oscillations by increasing the damping of the rocking chair with plungers relative to the driven gears of the three-gear pump while maintaining the hydrodynamic forces acting on the plungers.

Технический результат достигается тем, что в РМ, содержащей трехшестеренный насос, полые ведомые шестерни которого снабжены радиальными отверстиями, гидравлически связанными с силовым механизмом, реле, качалку с двумя плунжерами, при этом каждый плунжер состоит из соединенных проволочной тягой золотника, размещенного в полой оси ведомой шестерни трехшестеренного насоса, и стержня, установленного в отверстии качалки и снабженного наружной резьбой с первым фиксатором, в отличие от прототипа в отверстиях качалки установлены подшипники с фиксацией их положения в осевом направлении, каждый стержень размещен в отверстии подшипника и снабжен вторым фиксатором, установленным на стержне со стороны подшипника, противоположной первому фиксатору.The technical result is achieved by the fact that in the RM containing a three-gear pump, the hollow driven gears of which are equipped with radial holes hydraulically connected to the power mechanism, a relay, a rocker with two plungers, each plunger consists of a spool connected by a wire rod located in the hollow axis of the driven gears of a three-gear pump, and a rod installed in the rocking hole and provided with an external thread with a first lock, in contrast to the prototype, bearings with by fixing their position in the axial direction, each rod is placed in the bearing bore and is equipped with a second latch mounted on the rod from the bearing side opposite to the first latch.

Указанные отличия позволяют предохранить РМ от автоколебаний за счет увеличения демпфирования качалки с плунжерами относительно ведомых шестерен трехшестеренного насоса при сохранении значений гидродинамических сил, действующих на плунжеры. Повышение демпфирования качалки с плунжерами относительно ведомых шестерен трехшестеренного насоса путем уменьшения зазора между золотниками и осями ведомых шестерен трехшестеренного насоса неприемлемо по соображениям безопасности функционирования РМ из-за возможности заклинивания золотников.These differences make it possible to protect the PM from self-oscillations by increasing the damping of the rocking chair with plungers relative to the driven gears of the three-gear pump while maintaining the hydrodynamic forces acting on the plungers. Increasing the damping of the rocking chair with plungers relative to the driven gears of the three-gear pump by reducing the clearance between the spools and the axes of the driven gears of the three-gear pump is unacceptable for reasons of safety of the functioning of the RM due to the possibility of jamming the spools.

На чертеже представлена конструктивная схема РМ.The drawing shows a structural diagram of the RM.

РМ содержит золотниковое распределительное устройство, включающее реле 1, на выходном валу которого жестко закреплена качалка 2, например, посредством цангового зажима, нагруженная плоской пружиной 3. Плунжеры золотникового распределительного устройства состоят из двух частей: стержня 4 и золотника 5, соединенных проволочной тягой 6. Золотники 5 размещены в полых осях 7 ведомых шестерен трехшестеренного насоса 8, находящихся в зацеплении с ведущей шестерней 9. В осях 7 выполнены радиальные отверстия 10, связанные гидравлическими магистралями 11 с силовым механизмом 12. Стержни 4 снабжены наружной резьбой и установлены в отверстиях подшипников 13, закрепленных на качалке 2, например посредством завальцовки, перемещение стержня 4 относительно качалки 2 ограничивается фиксаторами: первым 14 и вторым 15, выполненными в виде контргаек. Контргайки установлены на стержне 4 с обеих сторон подшипника и поджаты вплотную к его внутренней обойме. Перекрытие золотниками 5 радиальных отверстий 10 обеспечивает дросселирование в золотниковом распределительном устройстве. Необходимо применение в конструкции РМ подшипников радиально-упорного типа, т.к. плунжеры испытывают осевое воздействие гидродинамических сил.The PM contains a spool distribution device including a relay 1, on the output shaft of which a rocking chair 2 is rigidly fixed, for example, by means of a collet clamp loaded with a flat spring 3. The plungers of the spool distribution device consist of two parts: a rod 4 and a spool 5 connected by a wire rod 6. The spools 5 are placed in the hollow axes 7 of the driven gears of the three-gear pump 8, which are meshed with the pinion gear 9. In the axes 7 there are made radial holes 10 connected by hydraulic lines 11 with a power mechanism 12. The rods 4 are provided with an external thread and installed in the holes of the bearings 13 mounted on the rocker 2, for example by rolling, the movement of the rod 4 relative to the rocker 2 is limited by the latches: the first 14 and second 15, made in the form of locknuts. The locknuts are mounted on the rod 4 on both sides of the bearing and are tightened close to its inner race. Overlapping spools 5 of the radial holes 10 provides throttling in the spool switchgear. Need to use in the design of the RM bearings angular contact type, because plungers experience axial effects of hydrodynamic forces.

РМ функционирует следующим образом. При подаче управляющего тока на обмотку реле 1 его выходной вал поворачивается на определенный угол, качалка 2, жестко закрепленная на валу реле 1, поворачивается на тот же угол. Позиционная нагрузка на валу реле в зависимости от управляющего тока создается плоской пружиной 3. Стержни 4, установленные на качалке 2, вместе с ней отклоняются от вертикали, а золотники 5 сохраняют вертикальное положение за счет изгиба проволочной тяги 6. При этом один золотник движется вверх, а другой - вниз внутри полых осей 7 ведомых шестерен трехшестеренного насоса 8, приводимого в движение ведущей шестерней 9, причем золотники 5 определенным образом перекрывают радиальные отверстия 10, связанные гидравлическими магистралями 11 с силовым механизмом 12. Стержень 4 установлен в отверстии подшипника 13, зафиксированного на качалке 2. За счет перемещения стержня 4 относительно качалки 2 обеспечивается регулирование перекрытия радиальных отверстий 10 золотником 5, т.е. обеспечивается регулировка скорости перемещения штока силового механизма 12. Контргайки 14 и 15 фиксируют положение стержня 4 относительно внутренней обоймы подшипника 13 и соответственно качалки 2 после регулировки скорости, но позволяют ему вращаться вокруг своей оси.RM operates as follows. When applying a control current to the coil of relay 1, its output shaft is rotated by a certain angle, the rocker 2, rigidly mounted on the shaft of relay 1, is rotated by the same angle. The positional load on the relay shaft, depending on the control current, is created by a flat spring 3. The rods 4 mounted on the rocking chair 2 deviate from the vertical together with it, and the spools 5 retain their vertical position due to the bending of the wire rod 6. In this case, one spool moves up, and the other, down inside the hollow axes 7 of the driven gears of the three-gear pump 8, driven by the driving gear 9, the spools 5 overlapping the radial holes 10 in a certain way, connected by hydraulic lines 11 to the power mechanism 12. The rod 4 is installed in the bearing bore 13 fixed on the rocker 2. By moving the rod 4 relative to the rocker 2, the overlap of the radial holes 10 is controlled by the spool 5, i.e. provides adjustment of the speed of movement of the rod of the power mechanism 12. Lock nuts 14 and 15 fix the position of the rod 4 relative to the inner race of the bearing 13 and, accordingly, the rocker 2 after adjusting the speed, but allow it to rotate around its axis.

Размещение стержня 4 плунжера в подшипнике обеспечивает возможность осевого вращения плунжера, но с меньшей скоростью, чем ось 7 ведомой шестерни трехшестеренного насоса 8, за счет наличия сил трения в подшипнике, гидродинамических сил, действующих на плунжер, и радиальной составляющей усилия от изгиба проволочной тяги 6. При этом сохраняется чувствительность РМ за счет снижения сухого трения, но увеличивается демпфирование качалки с плунжерами относительно ведомых шестерен трехшестеренного насоса при сохранении значений гидродинамических сил, действующих на плунжеры.Placing the rod 4 of the plunger in the bearing allows axial rotation of the plunger, but at a lower speed than the axis 7 of the driven gear of the three-gear pump 8, due to the presence of friction forces in the bearing, hydrodynamic forces acting on the plunger, and the radial component of the force from bending of the wire rod 6 At the same time, the sensitivity of the PM is maintained by reducing dry friction, but the damping of the rocking chair with plungers relative to the driven gears of the three-gear pump is increased while maintaining the hydrodynamic values forces acting on the plungers.

ЛитератураLiterature

1. Феодосьев В.И., Синярев Г.Б. Введение в ракетную технику. М.: Оборонгиз, 1960, с.403, фиг.9, 21.1. Feodosiev V.I., Sinyarev G.B. Introduction to rocketry. M .: Oborongiz, 1960, p. 403, Figs. 9, 21.

2. Патент RU №2083947, F42В 10/00, 15/00, 1994 г.2. Patent RU No. 2083947, F42В 10/00, 15/00, 1994

3. Белоногов О.Б., Жарков М.Н., Кудрявцев В.В., Шутенко В.И. Исследование гидродинамических сил, действующих на золотниковые плунжеры четырехдроссельных рулевых машин. \\ Сб. Ракетно-космическая техника. Труды, сер. XII вып.3-4 РКК «Энергия», 1988 г., с.84-87.3. Belonogov O. B., Zharkov M. N., Kudryavtsev V. V., Shutenko V. I. Study of hydrodynamic forces acting on spool plungers of four-throttle steering machines. \\ Sat Space rocket technology. Proceedings, ser. XII issue 3-4 of RSC Energia, 1988, pp. 84-87.

4. Белоногов О.Б., Жарков М.Н., Кудрявцев В.В., Степан Г.А., Черток Б.Е. Особенности схемно-конструктивных решений и функционирования аналоговых электрогидравлических рулевых машин ракет. \\ Сб. Ракетно-космическая техника. Труды, сер. XII вып.3-4 РКК «Энергия», 1988 г., с.8-12.4. Belonogov O. B., Zharkov M. N., Kudryavtsev V. V., Stepan G. A., Chertok B. E. Features of circuit design solutions and the functioning of analog rocket electro-hydraulic steering machines. \\ Sat Space rocket technology. Proceedings, ser. XII issue 3-4 of RSC Energia, 1988, pp. 8-12.

Claims

A steering machine containing a three-gear pump, in the hollow driven gears of which are made radial holes hydraulically connected to the power mechanism, a relay, a rocker with two plungers, each of which consists of a spool connected by a wire rod located in the hollow axis of the driven gear of the three-gear pump, and a rod installed in the rocking hole and provided with an external thread with a first latch, characterized in that the bearings fixed in the axial direction are installed in the rocking holes, and azhdy rod disposed in the bearing bore and is provided with a second clamp mounted on the rod side of the bearing opposite the first retainer.