Привод управления водоходным движителем плавающего транспортного средства

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к плавающим транспортным средствам (ПТС), и может быть использована при создании водоходного движительно-рулевого комплекса указанных средств. Привод управления водоходным движителем содержит рули, шарнирно закрепленные на насадках гребных винтов, горизонтальные тяги, попарно связывающие перья рулей на каждом насадке, органы управления рулями, совмещенные с рычагами управления наземным движителем ПТС, и гидросистему управления. В гидросистеме использованы два исполнительных гидроцилиндра, каждый из которых размещен на одном насадке, с возможностью воздействия на рули, закрепленные на данном насадке, посредством рычажно-тягового механизма, и подключен отдельной гидравлической линией к основной гидросистеме ПТС. Подключение осуществлено посредством гидрораспределителя с электромагнитным управлением. Привод выполнен с возможностью автоматического возврата рулей в нейтральное положение при снятии команд с органов управления, выполненных в виде электрических включателей с функцией самовозврата в выключенное положение и размещенных на рычагах управления наземным движителем ПТС. Полости исполнительных гидроцилиндров через предохранительные клапаны соединены со сливной магистралью основной гидросистемы ПТС с обеспечением ограничения нагрузки на рули. Технический результат заключается в упрощении процесса управления поворотом ПТС на воде, в повышении его надежности и быстродействии. 4 з.п. ф-лы, 5 илл.

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к плавающим транспортным средствам (ПТС), и может быть использована при создании водоходного движительно-рулевого комплекса указанных средств.

Известны приводы управления плавающими гусеничными транспортерами семейства ПТС (ж. «Техника и вооружение», 10, 2001 г., с.1-9), которые разработаны с использованием узлов и агрегатов современных танков, и поэтому при движении по суше управляются штатными рычагами, размещенными на рабочем месте различными механика-водителя в кабине управления. Управление такими транспортерами на воде обеспечивается двумя водяными рулями, размещенными непосредственно за гребными винтами и связанными механическим рычажно-тросовым механизмом со штурвалом, расположенным перед местом механика-водителя.

Недостатком таких приводов является наличие двух органов управления различного типа - рычагов и штурвала, размещенных на рабочем месте механика-водителя, что вызывает трудности при обучении навыкам поворота при движении по суше и по воде. Кроме того, тросовый привод в кормовой части плавающего средства выходит наружу корпуса для связи с рулями, и поэтому не исключена возможность его запутывания и обрыва плавающими предметами (бревнами, льдинами и т.п.) в процессе эксплуатации, что снижает эффективность и надежность управления поворотом при движении транспортера по воде.

Известен привод управления поворотом плавающего транспортного средства (RU, 2255005, В60F 3/00, от 20.05.2003 г.), содержащий рычаги, размещенные в кабине управления на рабочем месте механика-водителя и тяги управления, связанные с наземными и водоходными движителями. Привод снабжен избирателем режима управления поворотом, выполненным с возможностью переключения на управление механизмами распределения бортовых коробок передач при движении по суше, а при движении по воде - на управление поворотными рулями водоходных движителей и передачей повышенного управляющего усилия, используя при этом одни и те же рычаги на рабочем месте механика-водителя. Переключение осуществляется через суммирующий рычаг, установленный на оси под поликом кабины управления. Управление поворотом рулями водоходного движителя, которые шарнирно закреплены на насадках гребных винтов, осуществляется через упомянутый суммирующий рычаг, тягово-рычажный механизм, снабженный гидравлическим усилителем и выполненный с возможностью преобразования поступательного движения тяг во вращательное движение телескопического карданного вала, а также через механизм преобразования вращательного движения телескопического карданного вала в поступательное движение поперечной рулевой тяги. Рулевая тяга связана с внутренними перьями рулей левого и правого водоходных движителей, при этом внутренние перья связаны тягами с наружными перьями. Гидросистема усилителя работает от автономного электронасосного агрегата.

Наличие тягово-рычажного механизма, выполненного с возможностью преобразования движения тяг управления во вращательное движение телескопического карданного вала, за счет шлицевого соединения трубы и вала позволяет компенсировать изменение расстояние между загрузочным бортом корпуса ПТС и рамой (на которой закреплен водоходный движительно-рулевой комплекс) при их относительном движении, например при складывании борта или опускании рамы в рабочее положение.

Однако известный привод управления поворотом рулями водоходного движителя имеет следующие недостатки.

Так, указанный механизм передачи движения на рули содержит сложную систему тяг и рычагов, включающую в себя большое количество подвижных элементов, что снижает надежность работы привода управления рулями.

Другой недостаток заключается в следующем. Известная система управления рулями не обладает «быстродействием» по причине значительной инерционности следящей системы поворота, т.е. не обеспечивает быстрое отрабатывание рулями сигнала поворота после подачи соответствующей команды с органов управления, что усложняет управление на воде плавающим транспортным средством, обладающим большой инерционностью.

Кроме того, при отрицательных температурах воздуха попадающая в трубу телескопического карданного вала вода может замерзнуть, и карданный вал лишается «телескопичности», что может привести к поломкам привода управления поворотом рулей водоходного движителя при складывании загрузочного борта.

Задачей, заявляемой полезной модели является упрощение конструкции привода управления рулями водоходного движительно-рулевого комплекса плавающего транспортного средства и улучшение его эксплуатационных характеристик.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, заключается в упрощении процесса управления поворотом ПТС на воде, в повышении его надежности и быстродействии.

Поставленная задача решается тем, что в приводе управления водоходным движителем плавающего транспортного средства (ПТС), содержащем рули, шарнирно закрепленные на насадках гребных винтов, горизонтальные тяги, попарно связывающие перья рулей на каждом насадке, органы управления рулями, совмещенные с рычагами управления наземным движителем ПТС, и гидросистему управления, согласно полезной модели в гидросистеме использовано два исполнительных гидроцилиндра, каждый из которых установлен на насадке, с возможностью воздействия на рули, закрепленные на данном насадке, посредством рычажно-тягового механизма, обеспечивающего передачу усилия поворота в плоскости расположения вышеуказанных тяг, и подключен отдельной гидравлической линией к основной гидросистеме ПТС посредством гидрораспределителя с электромагнитным управлением, причем привод выполнен с возможностью автоматического возврата рулей в нейтральное положение при снятии команд с органов управления, выполненных в виде электрических включателей с функцией самовозврата в выключенное положение и размещенных на рычагах управления наземным движителем ПТС, кроме того, полости исполнительных гидроцилиндров через предохранительные клапаны соединены со сливной магистралью основной гидросистемы ПТС с обеспечением ограничения нагрузки на рули.

При этом для обеспечения автоматического возврата рулей в нейтральное положение при снятии команд с электрических выключателей, каждый исполнительный гидроцилиндр выполнен с пружинным механизмом, обеспечивающим возврат поршня в исходное положение.

Для обеспечения ограничения угла разворота рулей, в каждом исполнительном гидроцилиндре поршень оснащен двумя ограничителями хода штока.

Наиболее предпочтительным является вариант размещения исполнительного гидроцилиндра в верхней части насадка с внутренней его стороны.

Анализ отличительных признаков заявляемой полезной модели показал следующее:

- введение исполнительных гидроцилиндров, каждый из которых установлен на насадке с возможностью воздействия на рули, закрепленные на данном насадке, позволяет заменить сложную систему механических связей передачи энергии силовой установки на рули водоходного движителя на более простую - гидравлическую. При этом гидравлическая система привода обеспечивает оперативную передачу значительных по величине усилий, необходимых для поворота рулей, при срабатывании сигнала с органов управления поворотом ПТС на плаву, что снижает инерционность процесса управления рулями водоходного движителя;

- наличие в заявляемом приводе рычажно-тягового механизма обеспечивает передачу усилия поворота рулей, создаваемого исполнительными гидроцилиндрами, в плоскости расположения горизонтальных тяг, попарно связывающих перья рулей, осуществляя тем самым передачу поступательного движения перьям рулей, т.к. исполнительные гидроцилиндры установлены в верхней части насадков с внутренней их стороны, в зоне, наиболее защищенной от возможных поломок плавающими предметами (бревнами, льдинами и т.п.), а указанные тяги расположены ниже - в зоне среза насадка;

- подключение каждого исполнительного гидроцилиндра отдельной гидравлической линией к основной гидросистеме ПТС посредством гидрораспределителя с электромагнитным управлением, обеспечивает ПТС независимую автоматизацию управления поворотом рулей водоходного движителя;

- выполнение привода управления с возможностью автоматического возврата рулей в нейтральное положение при снятии команд с органов управления упрощает процесс управления приводом;

- выполнение органов управления в виде электрических включателей, выполненных в виде электрических включателей с функцией самовозврата в выключенное положение, и размещение их на рычагах управления наземным движителем ПТС на суше, упрощает и ускоряет процесс управления приводом поворота рулей водоходного движителя;

- соединение полости исполнительных гидроцилиндров со сливной магистралью основной гидросистемы ПТС через предохранительные клапаны обеспечивает ограничение давление в приводе управления рулями, что способствует снижению нагрузки на рули.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где показано:

- на фиг.1 - привод управления рулями водоходного движительно-рулевого комплекса плавающего транспортного средства, общий вид сверху;

- на фиг.2 - вид А на фиг.1, вид на рычажно-тяговый механизм;

- на фиг.3 - размещение органов управления привода управления рулями на рычагах управления наземными движителями ПТС;

- на фиг.4 - гидравлическая система привода управления рулями водоходного движительно-рулевого комплекса плавающего транспортного средства;

- на фиг.5 - исполнительный гидроцилиндр;

Привод управления водоходным движителем содержит сдвоенные рули 1 (фиг.1) перьевого типа, шарнирно закрепленные на насадках 2 гребных винтов 3, гидравлическую систему управления, включающую исполнительные гидроцилиндры 4, передающие на рули 1 необходимое усилие поворота, тягово-рычажного механизм 5, посредством которого гидроцилиндры 4 воздействуют на рули 1, тяги 6, попарно связывающие перья рулей 1 на каждом насадке 2, и органы 7 (фиг.3) управления, расположенные на рабочем механика-водителя в кабине управления ПТС.

Каждый исполнительный гидроцилиндр 4 размещен в верхней части насадка 2 (в зоне, максимально защищенной от возможных поломок, которые могут быть спровоцированы в процессе эксплуатации ПТС различными плавающими предметами, например, бревнами или льдинами) и воздействует на рули, закрепленные на этом насадке.

Гидроцилиндры 6 запитываются с помощью соответствующих отдельных гидравлических линий 8 и 8' (фиг.4), подключенных к основной гидромагистрали 9 ПТС и работающей от электронасосного агрегата 10, который постоянно включен при работе ПТС на воде.

От перегрузок гидросистема привода управления защищена предохранительными клапанами 11 и 11'.

Управление приводом осуществляется из кабины механика-водителя ПТС. Органы 7 управления выполнены в виде электрических включателей с функцией самовозврата в выключенное положение и установлены на рычагах 12 и 12' (фиг.3) управления наземными движителями ПТС. Подключение каждой из гидравлической линии 8 и 8' осуществляется с использованием гидрораспределителя 13 с электромагнитным управлением.

Гидросистема привода управления выполнена с возможностью автоматического возврата рулей 1 в нейтральное положение при снятии команд с электрических включателей (органов управления 7). С этой целью каждый исполнительный гидроцилиндр 4 выполнен с пружинным механизмом, обеспечивающим возврат поршня 14 (фиг.5) в исходное положение (нулевое положение) после отпускания механиком-водителем электрических включателей. При этом гидрораспределитель 13 соединяет обе полости гидроцилиндров 4 со сливом в обеих полостях гидроцилиндра. Пружинный механизм выполнен в виде двух возвратных пружин 15 и 16.

Конструкция гидроцилиндров 4 обеспечивает ограничение угла разворота рулей 1 (максимальный угол 25°). Для этого поршень 14 оснащен двумя ограничителями хода штока 17. Ограничители выполнены в виде металлических стаканов 18, 19. Стакан 18 выполнен единой конструкцией с поршнем 14. Стакан 19 из технологических соображений выполнен сборной конструкцией с поршнем 14. Ход ₁ штока 17 соответствует углау поворота рулей 1 в одну сторону, а ход ₂ штока 17 - угол поворотов в другую сторону. Величины ₁ и ₂ равны и определяют максимальный угол поворота рулей как влево, так и вправо.

Тягово-рычажный механизм 5 обеспечивает передачу усилия поворота на рули 1 и соединен с исполнительным гидроцилиндром 4 шарнирно. Он включает: поворотный рычаг 20 и систему тяг 6 и 21. Тяги 6 попарно связывают перья рулей 1 на каждом насадке 2. Тяги 21 связаны с внутренними перьями рулей 1 и осуществляют передачу им поступательного движения. Поворотный рычаг 20 установлен на оси 22, закрепленной на насадке 2 посредством опорного кронштейна 23, и выполнен двуплечим, плечи которого 24, 25 расположены в разных уровнях. На верхнее плечо 24 воздействует исполнительный гидроцилиндр, а нижнее плечо 25 воздействует на тягу 21.

Работа

Управление поворотом ПТС на воде осуществляется следующим образом.

Для поворота механик-водитель нажимает на один из кнопочных включателей 7: для поворота в одну сторону - на электрический выключатель, размещенный на рычаге 12, и для поворота в другую сторону - на электрический выключатель, размещенный на рычаге 12'. После подачи команды включается один из электромагнитов гидрораспределителя 13, и одновременно включается электромагнит 26 загрузки гидросистемы. При этом рабочая жидкость направляется в одну из полостей гидроцилиндров 4, перемещая поршень 14 со штоком 17 в нужную сторону (обеспечивающую поворот рулей либо вправо, либо влево), при этом возвратные пружины 15, 16 сжимаются в противоположные полости. Усилие от гидроцилиндра 4 передается штоком 17 на поворотный рычаг 20 рычажно-тягового механизма, который поступательно перемещает тяги 21, 6. Рули 1, перья которых попарно соединены тягами 6, поворачиваются в своих опорах, осуществляя тем самым поворот ПТС на плаву. Причем для одновременного поворота рулей, размещенных как на правом насадке, так и на левом, в одну сторону, рабочая жидкость подается в поршневую полость гидроцилиндра, размещенного 4 на левом насадке, 2 и в штоковую полость гидроцилиндра 4 на правом насадке, т.е. гидроцилиндры 4 работают с противоходом.

При снятии команды поворота (после отпускания электрических включателей) гидрораспределитель 13 соединяет обе полости гидроцилиндров 4 со сливом и возвратные пружины 15, 16 возвращают поршни 14 в исходное положение, обеспечивая автоматический возврат рулей 1 в нейтральное положение.

Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает упрощение процесса управления поворотом ПТС на воде, повышение его надежности и быстродействия при эксплуатации, что и является решением поставленной задачи.

1. Привод управления водоходным движителем плавающего транспортного средства (ПТС), содержащий рули, шарнирно закрепленные на насадках гребных винтов, горизонтальные тяги, попарно связывающие перья рулей на каждом насадке, органы управления рулями, совмещенные с рычагами управления наземным движителем ПТС, и гидросистему управления, отличающийся тем, что в гидросистеме использовано два исполнительных гидроцилиндра, каждый из которых установлен на насадке, с возможностью воздействия на рули, закрепленные на данном насадке, посредством рычажно-тягового механизма, обеспечивающего передачу усилия поворота в плоскости расположения вышеуказанных тяг, и подключен отдельной гидравлической линией к основной гидросистеме ПТС посредством гидрораспределителя с электромагнитным управлением, причем привод выполнен с возможностью автоматического возврата рулей в нейтральное положение при снятии команд с органов управления, выполненных в виде электрических включателей с функцией самовозврата в выключенное положение и размещенных на рычагах управления наземным движителем ПТС, кроме того, полости исполнительных гидроцилиндров через предохранительные клапаны соединены со сливной магистралью основной гидросистемы ПТС с обеспечением ограничения нагрузки на рули.

2. Привод управления по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения автоматического возврата рулей в нейтральное положение при снятии команд с электрических выключателей каждый исполнительный гидроцилиндр выполнен с пружинным механизмом, обеспечивающим возврат поршня в исходное положение.

3. Привод управления по п.1, отличающийся тем, что в каждом исполнительном гидроцилиндре поршень оснащен двумя ограничителями хода штока, обеспечивающими ограничение угла разворота рулей.

4. Привод управления по п.1, отличающийся тем, что каждый исполнительный гидроцилиндр размещен в верхней части насадка с внутренней его стороны.