SU937268A1 - Гидравлический привод судовой рулевой машины - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к судостроению , в частности к гидравлическим приводам судовых рулевых машин.

. Известен гидравлический привод судовой рулевой машины, содержащий мнс гокамерный силовой исполнительный механизм, штоки которого кинематически св заны с баллером рул  и гидравлически соединены магистрал ми с клапаном кольцевани , с источником питани  и со сливом 1.

Недостатком данного техничеакого решени   вл етс  то, что оно не обеспечивает ступенчатого регулировани  скорости переклс1дки. рулевой машины в зависимости от нагрузки.

Цель изобретени  - повьдаение надежности путем обеспечени  ступенчатого регулировани  скорости перекладки в зависимости от нагрузки.

Цель достигаетс  тем, что клапан кольцевани  снабжен блоком управлени , состо щим из предохранительного клапанДг клапана переключени  и регулируемого дроссел , причем полости предохранительного клапана и клапана переключени  соединены с полостью силового исполнительного механизма, а вход клапана переключени  и выход предохранительного клапана соединены

через регулируемой дроссель с полостью клапана кольцевани , при этом выход клапана переключени  соединен со сливным устройством.

Кроме того, блок управлени  снабжен гидроаккумул торсм компенсации утечек, установленным на входе клапана переключени .

На фиг. 1 изображена принципиаль10 на  схема подключени  устройства управлени  к клапану кольцевани , например трехпозиционному; на фиг.2то же, к насосу управлени  и подпитки; на фиг. 3 - то же, к двухпозици15 онному клапану кольцевани .

Гидравлический привод судовой рулевой машины содержит силовой исполнительный механизм 1 многокё1мерной конструкции, гидравлический источник

20 2 питани , устройства 3 и 4 управлени , гидроаккумул торы 5 и 6 компенсации утечек, т ехпозиционный клапан

7кольцевани , двуЗспозиционный клапан

8кольцевани , насос 9 управлени  и

25 подпитки, гидроклапан 10 ИЛИ.

Силргой исполнительный механизм 1 состоит из четырех цилиндров 11-14, плунжеров 15-18, соединенных через шарниры 19 и 20 с румпелеА 21, соеди30 ненным с баллером 22 пера рул .

Устройства 3 и 4 управлени  состо т из предохранительного клапана 23, клапана 24 переключени , регулируемого дроссел  25.

Все элементы г/ дравлического привода судовой рулевой машины соединены магистрал ми 26-37.

Предлагаемый гидравлический привод судовой рулевой машшны работает следующим образом.

При среднем положении рул  и отсутствии подачи рабочей жидкости от гидравлического источника 2 питани , камеры цилиндров 11 и 12 силового исполнительного механ11зма 1, закольцованы через 7 кольцевани и магистрали 26 и 27, а камеры цилиндров 13 и 14 соединены с источником питани  2 и с клапаном 7 кольдеВс1ни  магистрал ми 28 и 29.

При задании угла перекладки, например на левый борт (по часовой стрелке), рабоча  жидкость от источника 2 питани  по магистрали 28 поступает в камеру цилиндра 14, вызыва  перемещение плунжера 18 влево , а из камеры цилиндра- 13 рабоча  жидкость вытесн етс , плунжером 17 и по магистрали 29 поступает к источнику 2 питани . Рабоча  жидкость из KciMeptJ цилиндра 11 вытесн етс  плунжером 15 через магистраль

26,клапан 7 кольцевани , магистраль

27,в освобождаемую плунжером 16 камеру цилиндра 12.

Движение плунжеров происходит за счет их кинематической св зи через шарниры 19 и 20 и румпель 21, соединенный с баллером 22 пера рул .

Доступ рабочей жидкости от источника 2 питани  в камеру цилиндра 12, из камеры цилиндра 11 к гидравлическому источнику 2 питани  блокирован клапаном 7 кольцевани  до тех пор, пока давление рабочей жидкости в камере цилиндра 14, возрастающее с ростом внешней нагрузки на руле, не пре одолеет усилие пружин клапана 24 переключени  и предохранительного клапана 23 устройства 3 управлени , соединенных с цилиндром 14 ма#истрал ми 28 и 30, причем, если пружина (не обозначено) предохранительного клапана 23 настроена на давление срабатывани  - предельное давление, при которюм необходимо подключение в работу второй пары гидроцилиндров, то пружина (не обозначена) клапана 24 переключени  настроена на давление, меньшее половины давлени  срабатывани  предохранительного клапана. При достижении в цилиндре 14 этого давле ни  клапан 24 переключени  устройств 3 управлени  срабатывает, отсека  правую полость управлени  клапана кольцевани  от слива.

Устройство 3 управлени  подготовлено к работе.

При достижении в цилиндре 14 предельного давлени  срабатывает предохранительный клапан 23 и рабоча  жидкость по магистрал м 32 и 34 поступает в гидроаккумул тор 5 компенйации утечек, а также через регулируемый дроссель 25 в правую полость клапана 7 кольцевани . Регулируемый дроссель 25 установлен дл  регулировани  скорости срабатывани  клапана кольцевани  и обеспечени  возможности заполнени  требуемого объема гидроаккумул тора 5 компенсации утечек.

При срабатывании клапана 7 кольцевани , последний займет крайнее левое положение, при этом цилиндр 12 через магистрали 27 и 28 соединитс  с цилиндром 14 и с нагнетательной магистралью (не обозначена) гидравлического источника 2 питани , а цилиндр 11 по магистрал м 26 и 29 соединитс  с цилиндром 13 и с всасывающей (сливной) магистралью (не обозначена ) гидравлического источника 2 питани . При этом рабоча  жидкость из левой полости клапана 7 кольцевани  через регулируемый дроссель 25 по магистрали 33, через клапан 24 переключени  устройства 4 управлени  поступит на слив.

Вступление в работу цилиндра 12 вследствие увеличени  рабочей площади плунжеров в два раза приводит к скачкообразному снижению давлени  в два раза в цилиндрах 12 и 14,а также магистрал х 27-30,при этом предохранительный клапан 23 устройства 3 управлени  закроетс , отсека  правую полость управлени  клапана 7 кольцевани  от напорной магистрали 30, однако клапан кольцевани  останетс  в крайнем левом положении, вследствие того, что клапан 24 переключени  также будет закрыт и полост управлени  клапана кольцевани  будет разъединена со сливом.

Дальнейша  работа гидравлического привода судовой рулевой машины при увеличении нагрузки на руле производитс  четырьм  цилиндрами.

При уменьшении нагрузки на руле и снижении давлени  в гидросистеме до величины настройки клапана 24 переключени  устройства 3 управлени , последний срабатывает и соедин ет полость управлени  клапана 7 кольцевани , а также гидроаккумул тор 5 компенсации .утечек со сливом. Клапан 7 кольцевани  займёт среднее положение и цилиндры 11 и 12 через магистрали 26 и 27, клапан 7 кольцевани  закольцуютс .

Вследствие уменьшени  рабочей площади плунжеров в два раза давление в цилиндре 14 и магистрал х 28,30 увеличитс  в два раза, при этом сработает клапан 24 переключени  устройства 3 уп1равлени  и отсечет полость

управлени  клапана 7 кольцевани  от слива, однако клапан кольцевани  останетс  в среднем положении, так как давление в его полости управлени  отсутствует, предохранительный клапа 23 устройства 3 управлени  не сработает , потому что давление в цилиндре 14 меньше давлени  настройки этого клапана. При нгшичии протечек из клапана 7 кольцевани  в замкнутый объем правой полости управлени  клапана кольцевани  гидроаккумул тор 5 компесации утечек не дает возможности вырасти давлению до величины срабатывани  клапана 7 кольцевани .

При дальнейшем уменьшении давлени  клапан 24 переключени  откроетс  и соединит полость управлени  клапана 7 кольцевани  со сливом.

Лева  полость управлени  клапана кольцевани  во все врем  движени  от среднего положени  на левый борт через клапан 24 переключени  устройств 4 управлени  соединена со сливом. Пр обратном перемещении рул  с левого борта к нулю против часовой стрелки напорными станов тс  магистрали 29 и 31, а в магистрал х 28 и 30 давление падает довеличины подпитки (слива ) гидравлического источника 2 питани . Рабоча  жидкость,поступающа  в цилиндр 13,воздействует на плунжер 17 а плунжером la рабоча  жидкость из цилиндра 14 вытесн етс  в гидравличекий источник 2 питани .

Румпель 21, соединенный с баллером 22 пера рул , через шарнир 20 получает движение от плунжеров 17 и 18, а через шарнир 19 передает движение плунжером 15 и 16, при этом рабоча  жидкость из цилиндра 12 перетекает .в цилиндр 11.

.В случае роста давлени , последнее по магистрали 31 воздействует на клапан 24 переключени  и предохранительный клапан 23 устройства 4 управлени . При давлении, меньшем половины настройки предохранительного клапана-23, клапан 24 переключени  срабатывает. Устройство 4 управлени  подготовлено к работе.

При достижении давлением величины настройки предохранительного клапана 23, последний срабатывает, происходит зар дка гидроаккумул тора 6 по -магистрал м 33 и 35 и, кроме того, рабоча  жидкость через регулируемый дроссель 25 поступает в полость управлени  клапана 7 кольцевани , переключа  его в крайнее правое положение , при этом магистраль 29, соединенна  с напорной магистралью гидравлического источника 2 питани , соедин етс  с магистралью 26 и в работу вступит цилиндр 11, а цилиндр 12 через магистрали 27. и 28, соединитс  со всасывающей (сливной) полостью гидравлического источника 2 питани .

Увеличение эффективных площадей плунжеров приведет к падению давлени , при этом предохранительный клапан 23 устройства 4 управлени  закроетс , но клапан 24 переключени  будет также закрыт и клапан 7 кольцевани  останетс  в крайнем правом положении и все цилиндры будут соединены с гидравлическим источником питани  и совершать необходимую работу.

При дальнейшем движении рул  к среднему положению и уменьшении нагрузки на руле в гидросистеме привода ПЕЮИСХОДИТ понижение давлени .

При понижении давлени  до величины настройки клапана 24 переключени  устройства 4 управлени , клапан 24 сработает и соединит левую полость управлени  клапана 7 переключени , а также гидроаккумул тор 6 компенсации утечек по магистрал м 33 и 35 со сливом. Клапан 7 кольцевани  займет среднее положение и цилиндры 11-12 через магистрали 26-27 и клапан 7 закольцуютс . Вследствие уменьшени  эффективной плоцади плунжеров два раза давление в цилиндре 13 и магистрал х 29 и 31 увеличитс  в два раза и превысит величину давлени , необходимого дл  срабатывани  клапана 24 переключени  устройства 4 управлени . Клапан 24 рработает и отсечет полость управлени  клапана 7 кольцевани  от слива. Однако клапан 7 кольцевани  останетс  в среднем положении вследствие того, что давление в его полости управлени  отсутствуег . Клапан 23 не сработает, так как давление в напорных магистрал х 29 и 31 и цилиндре 13 меньше давлени  настройки этого клапака.

При наличии протечек из клапана 7 кольцевани  в замкнутый объем левой полости управлени  клапана кольцевани  гидроаккумул тор 6 компенсации утечек не даетвозможности вырасти давлению до величины срабатывани  клапана 7 кольцевани .

При рул  к среднему положению происходит дальнейшее уменьшение давлени  в напорных магистрал х 29 и 31,а также цилиндре 13,при этом клапан 24 переключени  откроетс  и соединит левую полость управлени  клапана 7 кольцевани  со сливом.

Права  полость управлени  клапана 7 кольцевани  во все врем  движени  рул  с левого борта к нулю соединена со сливом.

Работа гидравлического привода судовой рулевой машины от среднего положени  на правый борт (против часовой стрелки) и обратно к среднему положению происходит аналогично описанной работе привода при переклгщке на левый борт (по часовой стрелке ) и обратно.

Напорные полости предохранительных клапанов 23 устройств 3-4 управлени  соединены со вспомогательным насосом 9 управлени  и подпитки гидравлического источника 3 питани  с насосом (на чертежах не обозначен) (Переменной производительности магистрал ми 36 и 37.

Двухпозиционный клапан 8 (фиг.З) кольцевани  управл етс  одним устройством 3 управлени , соедин ющимс  попеременно с напорными магистрал ми 28 и 29 через гидроклапан 10 ИЛИ, поэтому вне зависимости от направлени  перекладки полости управлени  клапанов 23-24 устройства 3 управлеНИН наход тс  под давлением, определемым нагрузкой на руле.

При исполнении гидравлического привода судовой рулевой машины (фиг. возможен вариант подключени  насоса 9 управлени  и подпитки гидравлического источника 2 питани  с насосом переменной производительности к напорной полости предохранительного клапана 23 (не показано).

Технико-экономический эффект данного технического решени  - ступенчатое регулирование скорости перекладки рулевой машины в зависимости от нагрузки, повЕЛшение уровн  унификации за счет применени  унифицированных клапанов кольцевани  и элементов устройстза управлени , что ведет к снижению стоимости рулевой

машины.

Claims (2)

1. Гидравлический привод судовой рулевой машины, содержащий многокамерный силовой исполнительный механизм , штоки которого кинематически св заны с баллером рул , полости гидравлически соединены магистрал ми с клапаном кольцевани , а такАе источником питани  - со сливным устройством , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  ступенчатого регулировани  скорости перекладки рул  в зависимости от нагрузки, клапан кольцевани  снабжен блоком управлени , состо щим из предохранительного клапана, клапана- переключени  и регулируемого дроссел , .причем полости предохранительного клапана и. клапана переключени  соединены с полост ми силового исполнительного механизма , а вход клапана переключени  и выход предохранительного клапана соединены через регулируемый дроссел с полостью клапана кольцевани , при этом выход клапана переключени  соединен со сливным устройством.

2. Гидравлический привод по п.1, отличающийс  тем, что, с целью компенсации утечек в полости клапана кольцевани  при нахождении его в крайнем положении, блок управлени  снабжен гидроаккумул тором компенсации утечек, установленным на входе клапана переключени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 540769, кл. В 63 Н 25/30, .1974.

L f6 jf 25 /J

lU

s

Л

ю

гз

12

13