SU738944A1

SU738944A1 - Hydraulic steering engine

Info

Publication number: SU738944A1
Application number: SU782583961A
Authority: SU
Inventors: Сергей Иванович Кауров; Альберт Васильевич Киев; Виктор Григорьевич Поляков
Original assignee: Предприятие П/Я А-1097
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1978-02-24
Publication date: 1980-06-05

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к гидравлическим двух- и четырехципиндровым рулевым машинам с силовыми исполнительными механизмами плунжерного и поршневого ти— $ пов, предназначенным для перекладки руля с различной угловой скоростью.The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to hydraulic two- and four-cylinder steering machines with power actuators of the plunger and piston type, designed for shifting the steering wheel with different angular speeds.

Известна рулевая машина, в которой перекладка руля с различной скоростью осуществляется за счет регулирования производительности насоса. С этой целью рулевая машина содержит серводвигатель, распределительное и управляющее устройства, соединенные по мостовой схе-,₅ме. Введение упомянутых элементов уоложняет гидросхему рулевой машины и снижает надежность ее в работе. Кроме того недостатком упомянутых устройств, предназначенных для регулирования скорости и перекладки руля, является неизбежное увеличение установочной мощности регулируемого насоса, обусловленное тем обстоятельством, что в диапазоне малых углов перекладки руля насос работает с наибольшей производительностью и недогружен по давлению, а в диапазоне максимальных углов перекладки - наоборот. Увеличение установочной мощности насоса приводит к ухудшению массо-габаритных показателей и КПД насосной станции, повышает стоимость крулёвых машин..Known steering machine in which the steering wheel at different speeds is carried out by regulating the performance of the pump. For this purpose, the steering machine comprises a servomotor, distribution and control devices connected by a bridge circuit, ₅ me. The introduction of the above elements cools the hydraulic circuit of the steering machine and reduces its reliability. In addition, the disadvantage of the above-mentioned devices designed to control the speed and rudder shift is the inevitable increase in the installed power of the adjustable pump, due to the fact that in the range of small rudder angles the pump operates at the highest capacity and is underload in pressure, and in the range of maximum shift angles vice versa. An increase in the installed capacity of the pump leads to a deterioration in the overall dimensions and efficiency of the pumping station, and increases the cost of crucible machines.

Известна рулевая машина, содержащая исполнительный механизм многокамерной конструкции, рабочие камеры которого соединены рабочими гидролиниями с клапаном кольцевания, напорной я сливной гидролиниями реверсивного гидромотора, при этом клапан кольцевания соединен с напорной и сливной гидролинйями реверсивного гидромотора [jQ .A steering machine is known comprising an actuator of a multi-chamber design, the working chambers of which are connected by working hydraulic lines to a ringing valve, a pressure head and drain hydraulic lines of a reversible hydraulic motor, while the ringing valve is connected to a pressure and drain hydraulic lines of a reversing hydraulic motor [jQ.

Недостатком рулевой машины является то, что при понижении давления в 20 шунтируемых рабочих камерах исполнительного механизма в то время, когда они подключены к нагнетающей (сливной) магистрали, золотник, возвращаемый в среднее положение пружинами нуль-установи3The disadvantage of the steering machine is that when the pressure is reduced in the 20 shunting chambers of the actuator while they are connected to the discharge (drain) line, the spool is returned to the middle position by zero-install springs3

738944 л теля, перекрывает каналы распределителя, соединяющие шунтируемые рабочие камеры между собой. При этом происходит повышение давления в торцовой камере клапана кольцевания, и золотник смещается ₅в Ту или иную сторону, не достигая среднего положения, при котором соединяются между собой шунтируемые камеры ис- полнительного механизма. Таким образом, отключение шунтируемых рабочих камер 10 исполнительного механизма от источника питания становится возможным либо при остановке исполнительного механизма, либо при обеспечении отрицательного перекрытия по кромкам золотника и распре- 15 делителя. В первом случае не обеспечивается непрерывное регулирование кинематических и нагрузочных характеристик . рулевой машины,' а во втором следует счи- : таться со значительным уменьшением 20 объемного КПД привода и увеличением угловой скорости сползания руля. Следствием указанных недостатков является понижение надежности в работе рулевой машины, а также конструктивная и технологическая ²⁵сложность выполнения двухступенчатых поршней на торцах золотника и их взаимодействия с сопрягаемыми двухступенчатыми расточками в крышках распреде·*· лителя. .1 . ' - ³⁰ 738944 l, overlaps the channels of the distributor connecting the shunted working chambers among themselves. In this case, an increase in pressure occurs in the end chamber of the banding valve, and the spool ₅ is displaced to one side or the other, not reaching the middle position at which the shunt chambers of the actuating mechanism are interconnected. Thus, disconnection of shunted working chambers 10 of the actuator from the power source becomes possible either when the actuator is stopped, or when negative overlap along the edges of the spool and distributor is ensured. In the first case, continuous control of kinematic and load characteristics is not provided. steering machine, 'and in the second it should be considered: a significant decrease in 20 volumetric efficiency of the drive and an increase in the angular velocity of the steering wheel. The consequence of these disadvantages is the lowering of reliability in the steering apparatus, as well as the constructive and technological complexity of the ^25-stage pistons at the ends of the spool, and their interaction with the mating bores in the two-stage distribution covers · · * divisor. .1 . '- ³⁰

Целью изобретения является повыше— . ние надежности и КПД гидравлической рулевой машины.The aim of the invention is higher. reliability and efficiency of the hydraulic steering machine.

Поставленная цель достигается тем, что она снабжена двумя обратными клапанами, дополнительным распределителем с полостями управления, электросистемой ... д < управления, включающей два переключателя, электромагнит управления и источник питания,и двумя реле, первое из которых гидравлически соединено через оба упомянутых обратных клапана, установленных с возможностью перепуска рабочей жидкости по направлению к реле давления, с напорной сливной гидролиниями реверсивного гидромотора, а второе - с дополнительным распределителем, соединенным с рабочими гидролиниями, полости управления которого соединены с напорной и сливной ги/дэолинйями реверсив- ⁵⁰кого гидромотора, причем оба упомянутых переключателя установлены в обоих реле давления для взаимодействия с подвижными элементами соответствующего реле давления, подключены параллельно друг другу и электрически соединены С электромагнитом управления, установленным на клапане кольцевания для взаимодействия с подвижным элементом по'следнего.This goal is achieved by the fact that it is equipped with two check valves, an additional distributor with control cavities, an electrical system ... d <control, including two switches, a control electromagnet and a power source, and two relays, the first of which is hydraulically connected through both of these check valves installed with the possibility of bypassing the working fluid in the direction of the pressure switch, with discharge pressure hydraulic lines of a reversible hydraulic motor, and the second with an additional distributor connected m with the working hydraulic lines, the control chamber is connected to pressure and return thrust / deolinyyami reversiv- one motor ^50, both of said switches are set in both pressure switches for interaction with movable elements corresponding pressure switch, connected in parallel to each other and electrically connected to the control electromagnet mounted on a ring valve to interact with the latter’s movable element.

На чертеже показана схема гидравлической рулевой машины в двухцилиндровом исполнении с клапаном кольцевания и устройством его управления.The drawing shows a diagram of a hydraulic steering machine in a two-cylinder design with a banding valve and its control device.

Рулевая машина содержит исполнительный механизм 1, включающий в себя цилиндры 2 и 3, подвижный плунжер 4, взаимодействующий через шарнирную передачу с румпелем,, и неподвижные плунжеры 5 и 6, закрепленные в цилиндрах и установленные в расточки подвижного плунжера. Цилиндры, подвижный плунжер и неподвижные плунжеры образуют четыре рабочие камеры:¹ нешунтируемые камеры 7 и 8, соединенные гидролиниями 9 и 10 с гидролиниями источника питания 11 и клапана, кольцевания 12 и шунтируемые камеры. 13 и 14, соединенные гидролиниями 15 и 16 с клапаном кольцевания 12. Клапан кольцевания выполнен в виде Двухпозиционного золотникового распределителя с управлением от электромагнита 17, электрически соединенного с конечными выключателями 18 и 19, двух, гидравлически связанных между собой гидролинией 20 реле: реле максимального давления 21 и реле минимального давления 22. Реле максимального давления 21 посредством обратных клапанов 23 и 24 и гидролиний. 9 и 10 связано с гидролиниями источника питания 11, а реле минимального давления 22 с помощью гидролинии 25, клапана переключения 26 и дидролиний 15 и 16 соединено с шунтируемыми камерами 13 и 14 исполнительного механизма 1. Клапан переключения 26 выполнен в виде двухпозиционного золотникового распределителя, торцовые камеры 27 и 28 которого с помощью гидролиний 9 и 10 соединены с гидролинйями источника питания 11.The steering machine includes an actuator 1, which includes cylinders 2 and 3, a movable plunger 4, interacting through an articulated gear with a tiller, and fixed plungers 5 and 6, mounted in the cylinders and installed in the bores of the movable plunger. Cylinders, a movable plunger and fixed plungers form four working chambers: ¹ non-shunt chambers 7 and 8, connected by hydraulic lines 9 and 10 with the hydraulic lines of the power source 11 and valve, ringing 12 and shunt chambers. 13 and 14, connected by hydraulic lines 15 and 16 to the ring valve 12. The ring valve is made in the form of a two-position spool valve controlled by an electromagnet 17, electrically connected to limit switches 18 and 19, two relays hydraulically connected by a relay line 20: maximum pressure switch 21 and the minimum pressure switch 22. The maximum pressure switch 21 by means of check valves 23 and 24 and hydraulic lines. 9 and 10 are connected to the hydraulic lines of the power source 11, and the minimum pressure switch 22 is connected to the shunt chambers 13 and 14 of the actuator 1 by means of a hydraulic line 25, a switching valve 26 and didroline 15 and 16. The switching valve 26 is made in the form of a two-position spool valve, end chambers 27 and 28 of which are connected with the hydraulic lines of the power source 11 using the hydraulic lines 9 and 10.

Работа рулевой машины при перекладке руля из нулевого в крайнее правое положение и обратно происходит в следующей последовательности.The work of the steering machine when shifting the steering wheel from zero to the extreme right position and vice versa occurs in the following sequence.

При угле поворота руля, равном нулю, золотник клапана кольцевания 12 находит— •ся в крайнем левом положении, сообщая камеры 13 и 14 между собой через гидролинии 15, и 16. Рабочая жидкость от источника питания 11 через гидролинию 9 поступает,во внутреннюю камеру 7 и сливается из камеры 8. При этом давление нагнетания поступает в камеру 27 клапана переключения 26, перемещая его золотник в крайнее правое положе5 738944 А ние и в реле максимального давления 21 через обратный клапан 23 в то время, как обратный клапан 24 закрывается. Румпель поворачивается с повышенной угловой скоростью против часовой стрелки ₅до тех пор, пока давление нагнетания, поступающее из гидролинии 9, не достигает максимального значения, на которое настроено реле максимального давленияWhen the steering angle is zero, the spool of the ringing valve 12 is in the • extreme left position, communicating chambers 13 and 14 with each other through the hydraulic lines 15 and 16. The working fluid from the power source 11 through the hydraulic line 9 enters the inner chamber 7 and drains from the chamber 8. In this case, the discharge pressure enters the chamber 27 of the switching valve 26, moving its spool to the extreme right position 5 738944 A and to the maximum pressure switch 21 through the check valve 23 while the check valve 24 closes. The tiller is rotated counterclockwise ₅ at an increased angular speed until the discharge pressure coming from the hydraulic line 9 reaches the maximum value that the maximum pressure switch is set to

2. В тот момент, когда это произойдет, ю конечный выключатель 18 подключает в сеть электромагнит 17, и золотник клапана кольцевания 12 переводится в крайнее правое положение, при котором рабочая жидкость от источника питания , 15 поступает помимо камеры 7 в камеру 13 по гидролинии 15, а из камеры спивается по гидропинии 16. При подключении камеры 13 к источнику питания 11 давление в его нагнетающей 20 гидропинии уменьшается примерно в два раза, и обратный клапан 23 закрывается, фиксируют реле максимального давления2. At the moment when this happens, the limit switch 18 connects the electromagnet 17 to the network, and the ring valve spool 12 is moved to the extreme right position, in which the working fluid from the power source 15 enters, in addition to the chamber 7, the chamber 13 via the hydraulic line 15 , and from the chamber it is drunk along the hydropine 16. When the chamber 13 is connected to the power source 11, the pressure in its pumping hydropine 20 decreases by about half, and the check valve 23 closes, the maximum pressure switch is fixed

21, в том положении, при котором конечный выключатель 18 замкнут. Одновре - 25 менно давление нагнетания поступает в реле 22 минимального давления, которое замыкает конечный выключатель 19, шунтирующий сеть электромагнита 17, и соединяет гидравлически реле максималь- 30 ного давления 21 через реле 22 минимального давления и гидролинию 25 с нагнетающей гидролинией. При этом реле 21 размыкает контакты конечногб выключателя 18, в то время как выключа- 35 тель 19 замкнут. Румпель начинает вращаться с пониженной угловой рко- ростью, развивая в крайнем правом положении максимальный крутящий момент на баллере руля. 4021 in the position in which the limit switch 18 is closed. Simultaneously, 25, the discharge pressure enters the minimum pressure switch 22, which closes the limit switch 19, which shunts the electromagnet 17, and hydraulically connects the maximum pressure switch 21 through the minimum pressure switch 22 and the hydraulic line 25 to the discharge hydraulic line. In this case, the relay 21 opens the contacts of the end switch 18, while the switch 35 is closed. The tiller starts to rotate with a reduced angular speed, developing in the extreme right position the maximum torque on the rudder balloon. 40

При вращении руля из крайнего правого положения в нулевре крутящий момент на баллере и давление нагнетания в камерах 7 и 13 и реле 22 уменьшается. При достижении в реле 22 минималь- 45 ного давления размыкаются контакты конечного выключателя 19, электромагнит отключается от сети, и золотник клапана кольцевания 12 под действием пружин перемещается в крайнее левое 50 положение. При этом камеры 13 и 14 шунтируются и вращение руля производится с максимальной угловой скоростью.’.When the steering wheel rotates from the extreme right position in zero, the torque on the air conditioner and the discharge pressure in chambers 7 and 13 and relay 22 decrease. When the minimum pressure is reached in the relay 22, the contacts of the limit switch 19 open, the electromagnet is disconnected from the network, and the spool of the ringing valve 12 is moved to the leftmost 50 position by the action of the springs. In this case, the cameras 13 and 14 are shunted and the steering wheel is rotated at the maximum angular velocity. ’.

Аналогичным образом происходит рабо-^;та рулевой машины при перекладке руля из нулевого ,в крайнее левое положение.Similarly, works ^; that of the steering machine when shifting the steering wheel from zero to the leftmost position.

Claims

The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to hydraulic two- and four-cylinder power steering machines with power actuators of the piston and piston types, designed to relocate the steering wheel at different angular speeds. A known steering wheel in which the transfer of the steering wheel at different speeds is carried out by adjusting the pump capacity. For this purpose, the steering gear contains a servo motor, a switchgear and control devices connected by a bridge circuit. The introduction of the aforementioned elements sets the hydraulic circuit of the steering gear and reduces its reliability in operation. In addition, the disadvantage of the said devices designed to control the speed of the rudder shifting is none; The rapid increase in the installation capacity of an adjustable pump, due to the fact that it is in the small range. the rudder angle of the rudder the pump operates with the highest performance and is underloaded by pressure, and in the range of the maximum angle of shifting it is vice versa. An increase in the pump installation capacity leads to a deterioration of the mass-dimensional parameters and the efficiency of the pump station. It increases the cost of the steering machines. A Ruyei car is known for containing a multi-chamber actuator whose working chambers are connected by working hydraulic lines with a ring valve, pressure and lubricant hydrolines of the reversible hydromortor, with the valve ringing from United with the pressure and drain hydrolines of the reversing hydraulic motor fl. The disadvantage of the steering gear is that when the pressure in the shunt working chambers of the actuator decreases, while they are connected to the discharge (discharge) line, the valve returned to the middle position by the zero-set springs closes the distributor channels connecting the shunt working chambers between themselves. In this case, an increase in pressure occurs in the end chamber of the ring valve, and the spool is displaced to one direction or another direction, not reaching the middle position, at which the shunting chambers of the actuator are connected. Thus, the disengagement of the shuntable working chambers of the actuator from the power source becomes possible either when the actuator is stopped or when a negative overlap along the edges of the spool and valve is provided. In the first case, the continuous control of the kinematic and load characteristics of the steering gear is not provided, while in the second one it is necessary to consider a significant decrease in the drive volumetric efficiency and an increase in the angular speed of the rudder sliding. The consequence of these drawbacks is the reduced reliability of the steering machine, as well as the structural and technological complexity of the two-stage pistons at the ends of the spool and their interaction with the matching two-stage borings in the distribution box covers., The purpose of the invention is higher. Kie reliability and efficiency of the hydraulic steering gear. The goal is achieved by the fact that it is equipped with two back valves, an additional valve with control cavities, an electrical system .a ..-...: a control that includes two switches, a control electromagnet and a power source. And two relays, the first of which - ,, which are hydraulically connected through both —LA.t-mentioned check valves, installed with the possibility of bypassing the working fluid towards the pressure relay, with the discharge pressure of the hydraulic motor of the reversible hydraulic motor, and the second - with the additional An emulator connected to the working g / folini, the control cavities of which are connected to and the drain gia; with the reversible hydraulic motor, both mentioned switches installed in both pressure switches for interacting with moving elements of the corresponding pressure switch, are connected in parallel to each other and electrically connected With Shektro agnitom control, installed Hia ringing valve for wea7 44 and interaction with the movable element of the latter. The drawing shows a diagram of a double-cylinder gi; favored steering machine with a ring valve and a device for controlling it. A rudder machine comprises an actuator 1, including cylinders 2 and 3, a movable plunger 4, interacting via a tiller transmission with a tiller, and stationary plungers S and 6 fixed in cylinders and mounted in the bores of the movable plunger. The cylinders, the movable plunger and the fixed plungers form four working chambers: non-shunting chambers 7 and 8, connected by hydraulic lines 9 and 10 to the hydraulic lines, the power source 11 and the valve. Circumferential 12 and shunt cameras. 13 and 14, connected by hydrolines 15 and 16 to ringing valve 12. The ringing valve is designed as a two-way spool valve with control from an electromagnet 17 electrically connected to limit switches 18 and 19, two hydraulically connected to each other by hydroline 20 relays: maximum pressure switch 21 and minimum pressure switch 22. Maximum pressure switch 21 by means of check valves 23 and 24 and hydraulic lines. 9 and 1O are connected to hy; power lines 11, and minimum pressure relays 22 using hydroline 25, switching valve 26 and pidrline 15 and 16 with shunt measures 13 and 14 of the actuating mechanism, then bottom 1. Valve switching 2b The two-way spool valve, end chambers 27 or, ". p and 28, which are connected to the power supply line 11 by means of the hydrolines 9 and 10. The steering gear when the rudder is shifted from zero to the extreme right position and back occurs in the following sequence. When the angle of rotation of the roll is equal to zero, the olotnik of the ringing valve 12 is in the extreme left position, jointly amers 13 and 14 between each other through the hydrolines 15, and 16. The working fluid from the power source 11 through the hydroline 9 enters from chamber 8. At the same time, the discharge pressure enters the chamber 27 of the switching valve 26, moving its valve to the extreme right position and in the maximum pressure switch 21 through the check valve 23 while the check valve 24 is closed. The tiller rotates at an increased angular velocity counterclockwise until the discharge pressure coming from the hydroline 9 does not reach the maximum value, the maximum pressure switch is set to

2. At the moment this happens, the limit switch 18 connects the electromagnet 17 to the network, and the valve spool of the ringing 12 is moved to the extreme right position at which the working fluid from the power source 11 enters. In addition to the chamber 7, into the chamber 13 via the hydroline. 15, and from the chamber 16 is hydraulically 16. When the chamber 13 is connected to the power source 11, the pressure in its pumping line decreases about two times, and the check valve 23 is closed and the maximum pressure switch 21 is fixed at that position yklyuchatel 18 is closed. At the same time, the injection pressure enters the minimum pressure switch 22, which closes the limit switch 19 shunting the electromagnet 17, and connects the maximum pressure switch 21 hydraulically through the minimum pressure switch 22 and the hydraulic line 25. In this case, the relay 21 opens the contacts of the finite switch 18, while the switch 19 is closed. The tiller begins to rotate with a lower angular velocity, developing in the extreme right position the maximum torque on the rudder stock. When the rudder rotates from the extreme right position to zero the torque on the bullet and the pressure in the chambers 7 and 13 and the relay 22 decreases. When the minimum pressure is reached in the relay 22, the contacts of the limit switch 19 open, the electromagnet 17 is disconnected from the network, and the valve spool of the ringing 12 is moved to the far left position by the action of the springs. At the same time, the cameras 13 and 14 7 4 are shunted and the rotation of the rudder is carried out with the maximum angular speed. The steering gear works in the same way when the rup is shifted from zero to the leftmost position. Formula of the Invention A hydraulic steering machine containing a multi-chamber actuator whose working chambers are connected by working hydrolines to a ring valve, a pressure head and a drain hydroponic reversing motor, the ring valve connected to a pressure head and drain hydrolines of a reversible motor differing from THAT, with a chain of increased reliability and efficiency, it is equipped with two check valves, an additional distributor with a control space for the electrical control system, Luciano two switches, a control electromagnet and a power source, and two pressure turnips, the first of which is hydraulically connected through both upo-. mute non-return valves installed with the possibility of bypassing the working fluid towards the pressure relay, with a pressure and drain hydrolines of the reversible hydraulic motor, and the second with an additional distributor connected to the working hydraulic lines, the control cavities of which are connected to the pressure and drain hydrolines of the reverse and a motor, both mentioned switches installed in both pressure switches for interacting with moving elements of the corresponding pressure switch, are connected in parallel to each other Gu and electrically connected to the control magnet mounted on the ring valve for borrowing with the movable element of the latter. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 540769, cl. B 63 N 25/30, 1974. / 7 P 2/1