Гидравлический привод судовой рулевой машины

Сеюэ Севетсккх

Сщнакксскчвсккх т есаубккк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

1937268 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10. 80 (21) 2997230/27-11

151)М Кп з с присоединением заявки N9—

В 63 Н 25/30

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

f53) УДКс 6 29 ° 12 ° .014.6 (088. 8) Опубликовано 23p6$2, Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 23. 06. 82 (72) Авторы изобретения

Ю.Ф. Коротков, Л.Ф. Огарков, С.И. Кауров и В.Г. Поляков (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД СУДОВОЙ РУЛЕВОЙ

ИАШИНЫ

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

Известен гидравлический привод 5 судовой рулевой машины, содержащий многокамерный силовой исполнительный механизм, штоки которого кинематически связаны с баллером руля и гидравлически соединены магистралями с клапаном кольцевания, с источником питания и со сливом (1).

Недостатком данного технического решения является то, что оно не обес печивает ступенчатого регулирования скорости перекладки. рулевой машины в зависимости от нагрузки.

Цель изобретения - повьааение надежности путем обеспечения ступенчатого регулирования скорости перекладки в зависимости от нагрузки.

Цель достигается тем, что клапан кольцевания снабжен блоком управления, состоящим из предохранительного клапана„ клапана переключения и регулируемого дросселя, причем полости предохранительного клапана и клапана переключения соединены с полостью силового исполнительного механизма, а вход клапана переключения и выход . предохранительного клапана соединены через регулируеьжй дроссель с полостью клапана кольцевания, при этом выход клапана переключения соединен со сливным устройством.

Кроме того, блок управления снабжен гидроаккумулятором компенсации утечек, установленным на входе клапана переключения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема подключения устройства управления к клапану кольцевания, например трехпоэиционномут на фиг.2то же, к насосу управления и подпитки; на фиг. 3 — то же, к двухпоэиционному клапану кольцевания.

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

2 питания, устройства 3 и 4 управления, гидроаккумуляторы 5 и 6 компенсации утечек, трехпозиционный клапан

7 кольцевания, двузспозиционный клапан

8 кольцевания, насос 9 управления и подпитки, гидроклапан 10 ИЛИ. . Силовой исполнительный механизм 1 состоит иэ четырех цилиндров 11-14, плунжеров 15-18, соединенных через шарниры 19 и 20 с румпелей1 21, соединенным с баллером 22 пера руля.

937268 устройства 3 и 4 управления состоят из предохранительного клапана 23, клапана 24 переключения, регулируемого дросселя 25.

Все элементы гидравлического привода судовой рулевой машины соединены 5 магистралями 26»37.

Предлагаемый гидравлический привод судовой рулевой машины работает следующим образом.

При среднем положении руля и от- 10 сутствии подачи рабочей жидкости от гидравлического источника 2 питания, камеры цилиндров 11 и 12 силового исполнительного механизма 1, закольцованы через клапан 7 кольцевания(5 и магистрали 26 и 27, а камеры цилиндров 13 и 14 соединены с источником питания 2 и с клапаном 7 кольцевания магистралями 28 и 29.

При задании угла перекладки, например на левый борт (по часовой стрелке), рабочая жидкость от источника 2 питания по магистрали 28 .поступает в камеру цилиндра 14, вызывая перемещение плунжера 18 влево, а из камеры цилиндра 13 рабочая жидкость вытесняется плунжером

17 и по магистрали 29 поступает к источнику 2 питания. Рабочая жидкость иэ камеры цилиндра ll вытесняется плунжером 15 через магистраль

26, клапан 7 кольцевания, магистраль

27, в освобождаемую плунжером 16 камеру цилиндра 12.

Движение плунжеров происходит эа счет их кинематической связи через шарниры 19 и 20 и румпель 21 соединенный с баллером 22 пера руля.

Доступ рабочей жидкости от источника 2 питания в камеру цилиндра 12, из камеры цилиндра 11 к гидравличес- «О кому источнику 2 питания блокирован клапаном 7 кольцевания до тех пор, пока давление рабочей жидкости в камере цилиндра 14, возрастающее с ростом внешней нагрузки на руле, не пре-45 одолеет усилие пружин клапана 24 переключения и предохранительного клапана 23 устройства 3 управления, соединенных с цилиндром 14 магистралями 28 и 30, причем, если пружина (не обозначено) предохранительного клапана 23 настроена на давление срабатывания — предельное давление, при котором необходимо подключение в работу второй пары гидроцилиндров, то пружина (не обозначена) клапана 24 переключения настроена на давление, меньшее половины давления срабатывания предохранительного клапана. При достижении в цилиндре 14 этого давле- 0 ния клапан 24 переключения устройства

3 управления срабатывает, отсекая правую полость управления клапана кольцевания от слива.

Устройство 3 управления подготовлено к работе.

При достижении в цилиндре 14 предельного давления срабатывает предохранительный клапан 23 и рабочая жидкость по магистралям 32 и 34 поступает в гидроаккумулятор 5 компенсации утечек, а также через регулируемый дроссель 25 в правую полость клапана 7 кольцевания. Регулируемый дроссель 25 установлен для регулирования скорости срабатывания клапана кольцевания и обеспечения возможности заполнения требуемого объема гидроаккумулятора 5 компенсации утечек.

При срабатывании клапана 7 кольцевания, последний займет крайнее левое положение, при этом цилиндр 12 через магистрали 27 и 28 соединится с цилиндром 14 и с нагнетательной магистралью (не обозначена) гидравлического источника 2 питания, а цилиндр 11 по магистралям 26 и 29 соединится с цилиндром 13 и с всасывающей (сливной) магистралью (не обозначена) гидравлического источника 2 питания. При этом рабочая жидкость из левой полости клапана 7 кольцевания через регулируемый дроссель 25 по магистрали 33, через клапан 24 переключения устройства 4 управления поступит на слив.

Вступление в работу цилиндра 12 вследствие увеличения рабочей площади плунжеров в два раза приводит к скачкообразному снижению давления в два раза в цилиндрах 12 и 14,а также магистралях 27-30,при этом предохра- . нительный клапан 23 устройства 3 управления закроется, отсекая правую полость управления клапана 7 кольцевания от напорной магистрали

30, однако клапан кольцевания останется в крайнем левом положении, вследствие того, что клапан 24 переключения также будет закрыт и полость управления клапана кольцевания будет разъединена со сливом.

Дальнейшая работа гидравлического привода судовой рулевой машины при увеличении нагрузки на руле производится четырьмя цилиндрами.

При уменьшении нагрузки на руле и снижении давления в гидросистеме до величины настройки клапана 24 переключения устройства 3 управления, последний срабатывает и соединяет полость управления клапана 7 кольцевания, а также гидроаккумулятор 5 компенсации .утечек со сливом. Клапан 7 кольцевания займет среднее положение и цилиндры 11 и 12 через магистрали 26 и 27, клапан 7 кольцевания закольцуются.

Вследствие уменьшения рабочей площади плунжеров в два раза давление в цилиндре 14 и магистралях 28,30 увеличится в два раза, при этом сработает клапан 24 переключения устройства 3 управления и отсечет полость

937268 управления клапана 7 кольцевания от слива, однако клапан кольцевания останется в среднем положении, так как давление в его полости управления отсутствует, предохранительный клапан

23 устройства 3 управления не сработает, потому что давление в цилиндре

14 меньше давления настройки этого клапана. При наличии протечек из клапана 7 кольцевания в замкнутый объем правой полости управления клапана 10 кольцевания гидроаккумулятор 5 компенсации утечек не дает возможности вы-. расти давлению до величины срабатывания клапана 7 кольцевания.

При дальнейшем уменьшении давле- 15 ния клапан 24 переключения откроется и соединит полость управления клапана 7 кольцевания со сливом.

Левая полость управления клапана кольцевания во все время движения от среднего положения на левый борт через клапан 24 переключения устройства

4 управления соединена со сливом. При обратном перемещении руля с левого борта к нулю против часовой стрелки напорными становятся магистрали 29 и 31, а в магистралях 28 и 30 давление падает до величины подпитки(слива)гидравлического источника 2 питания.Рабочая жидкость, поступающая в цилиндр 13,воздействует на плунжер 17, а плунжером 18 рабочая жидкость из цилиндра 14 вытесняется в гидравлический источник 2 питания.

Румпель 21, соединенный с баллером

22 пера руля, через шарнир 20 получает движение or плунжеров 17 и 18, а через шарнир 19 передает движение плунжером 15 и 16, при этом рабочая жидкость из цилиндра 12 перетекает в цилиндр 11. 40, В случае роста давления, последнее по магистрали 31 воздействует на клапан 24 переключения и предохранительный клапан 23 устройства 4 управления. При давлении, меньшем по- 45 ловины настройки предохранительного клапана. 23, клапан 24 переключения срабатывает. Устройство 4 управления подготовлено к работе.

При достижении давлением величины настройки предохранительного клапана

23, последний срабатывает, происходит зарядка гидроаккумулятора б по магистралям 33 и 35 и, кроме того, рабочая жидкость через регулируем"й 55 дроссель 25 поступает в полость управления клапана 7 кольцевания, переключая его в крайнее правое положение, при этом магистраль 29, соединенная с напорной магистралью гидравлического источника 2 питания, со-60 единяется с магистралью 26 и в работу вступит цилиндр 11, а цилиндр 12 через магистрали 27. и 28, соединится со всасывающей (сливной) полостью гидравлического источника 2 питания. 65

Увеличение эффективных площадей плунжеров приведет к падению давления, при этом предохранительный клапан 23 устройства 4 управления закроется,но клапан 24 переключения будет также закрыт и клапан 7 кольцевания остайется в крайнем правом положении, и все цилиндры будут соединены с гидравлическим источником питания и совершать необходимую работу.

При дальнейшем движении руля к среднему положению и уменьшении нагрузки на руле в гидросистеме привода происходит понижение давления.

При понижении давления до величины настройки клапана 24 переключения устройства 4 управления, клапан 24 сработает и соединит левую полость управления клапана 7 переключения, а также гидроаккумулятор 6 компенсации утечек по магистралям 33 и 35 со сливом. Клапан 7 кольцевания займет среднее положение и цилиндры

11-12 через магистрали 26-27 и клапан 7 закольцуются. Вследствие уменьшения эффективной площади плунжеров в два раза давление в цилиндре 13 и магистралях 29 и 31 увеличится в два раза и превысит величину давления, необходимого для срабатывания клапана 24 переключения устройства 4 управления. Клапан 24 сработает и отсечет полость управления клапана 7 кольцевания от слива. Однако клапан

7 кольцевания останется в среднем положении вследствие того, что давление в его полости управления отсутствуе... Клапан 23 не сработает, так как давление в напорных магистралях

29 и 31 и цилиндре 13 меньше давления настройки этого клапана.

При наличии протечек из клапана 7 кольцевания в замкнутый объем левой полости управления клапана кольцевания гидроаккумулятор 6 компенсации утечек не дает возможности вырасти давлению до величины срабатывания клапана 7 кольцевания.

При подходе руля к среднему положению происходит дальнейшее уменьшение давления в напорных магистралях

29 и Зl,а также цилиндре 13,при этом клапан 24 переключения откроется и соединит левую полость управления клапана 7 кольцевания со сливом.

Правая полость управления клапана 7 кольцевания во все время движения руля с левого борта к нулю соединена со сливом.

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

93726

Напорные полости предохранительных клапанов 23 устройств 3-4 управления соединены со вспомогательным насосом 9 управления и подпитки гидравлического истрчника 3 питания с насосом (на чертежах не обозначен) 5 переменной производительности магистралями 36 и 37.

Двухпозиционный клапан 8 (фиг.3) кольцевания управляется одним устройством 3 управления, соединяющимся lo попеременно с напорными магистралями 28 и 29 через гидроклапан 10 ИЛИ, поэтому вне зависимости от направления перекладки полости управления клапанов 23-24 устройства 3 управле- )5 ния находятся под давлением, определяемым нагрузкой на руле.

При исполнении гидравлического привода судовой рулевой машины (фиг.3) возможен вариант подключения насоса

9 управления и подпитки гидравлического источника 2 питания с насосом переменной производительности к напорной полости предохранительного клапана 23 (не показано).

Технико-экономический эффект данного технического решения — ступенчатое регулирование скорости перекладки рулевой машины в зависимости от нагрузки, повышение уровня унификации за счет применения унифицированных клапанов кольцевания и элементов устройстза управления, что ведет к снижению стоимости рулевой машины.

Формула изобретения зУ

1. Гидравлический привод судовой рулевой машины, содержащий многока8 8 г мерный силовой исполнительный механизм, штоки которого кинематически связаны с баллером руля, полости гидравлически соединены магистралями с клапаном кольцевания, а также источником питания - со сливным устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения ступенчатого регулирования скорости перекладки руля в зависимости от нагрузки, клапан кольцевания снабжен блоком управления, состоящим иэ предохранительного клапана, клапана. переключения и регулируемого дросселя, причем полости предохранительного клапана и, клапана переключения соединены с полостями силового исполнительного механизма, а вход клапана переключения и выход предохранительного клапана соединены через регулируемый дроссель с полостью клапана кольцевания, при этом выход клапана переключения соединен со сливным устройством.

2. Гидравлический привод по п.1, отличающийся тем, что, с целью компенсации утечек в полости клапана кольцевания при нахождении его в крайнем положении, блок управления снабжен гидроаккумулятором компенсации утечек, установленным на входе клапана переключения °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 540769, кл. В 63 H 25/30, .1974.

937268

Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4349/22

Филиал пппб Патент, г., ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A. Честной

Редактор С. Патрушева Техред Е. Харитончик Корректор И. Муска т