Судовая рулевая машина

Союз Соввтскив Социалистичвскик Республик(22) Заявлено 090779 (21) 2791245/27-11 (51)М. Кл. В 63 Н 25/30 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) СУДОВАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА 10 Изобретение относится к судостроению, в частности к гидравлическимрулевым машинам с силовыми исполнительными механизмами поршневого типа,связанными с румпелем руля посредством качающихся элементов.Известна гидравлическая рулеваямашина, содержащая гидронасос регулируемой производительности, гидравлически соединенный с рабочимикамерами силовых исполнительныхгидроцилиндров, штоки которых шарнирно соединены с ползунами, установленными в направляющих румпеляи кинематически связанными с выходными звеньями управляющего силовогоэлемента, полости которого гидравлически соединены через золотниковый распределитель и клапан переключения с рабочими камерами силовыхисполнительных гидроцилиндров 11.Недостатком известной гидравлической рулевой машины является малый КПД нз-за применения открытойсистемы питания исполнительных цилиндровЦель изобретения - повышение КПДрулевой машины,Указанная цель достигается тем,что гидравлическая рулевая машина ЗО снабжена двумя обратными клапанамии следящим золотниковым устройством,подпружиненный золотник которогопосредством дифференциального рычага и дополнительных механическихсвязей шарнирно соединен с подвижными элементами силовых исполнительных гидроцилиндров и гидравлически соединен с упомянутыми золотниковым распределителем и клапаном переключения; причем обратныеклапаны установлены в гидролиниях,соединяющих упомянутый гидронасосс гидролинией, связывающей следящеезолотниковое устройство и клапанпереключения с воэможностью перепуска рабочей жидкости по направлению к упомянутому гидронасосу, ауправляющий силовой элемент установлен соосно с направляющими румпеляи выполнен в виде двух гидроцилинд-,ров с двумя поршнями, соответственно связанными с упомянутыми ползунами, а также тем, что упомянутыемеханические связи выполнены в видешарнирно соединенных тяг и кривошиповНа чертеже изображена гидромеханическая схема гидравлической руле 8398615 10 15 2 О 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вой машины с качающимися гидроцилиндрами.Гидравлическая рулевая машинасостоит из гидронасоса 1 переменной производительности, гидравлически соединенного через трубопроводы2 и 3 с рабочими камерами силовогоисполнительного механизма 4, состоящего из силовых исполнительныхгидроцилиндров, соединенного с румпелем 5 руля. Румпель 5 выполнен снаправляющими 6 и 7 и с установленными в них ползунами 8 и 9, соединенными со штоками 10 и 11 управляющего силового элемента 12, которыйимеет два поршня 13 и 14,образующие штоковые а, б и бесштоковые в,г рабочие полости. Рабочие полостиц, 6, 8, г, через трубопроводы 15,16, 17 и 18 гидравлически связаныс клапаном 19 переключения, подключенным через трубопроводы 20 и 21к магистралям 2 и 3 гидронасоса 1,Клапан 19 переключения через трубопроводы 22 и 23 связан со следящим золотниковым устройством 24,которое трубопроводом 25 непосредственно связано с золотниковым распределителем 26, а через обратныеклапаны 27 и 28 соединено с магистралями 2 и 3 гидронасоса 1. Золотниковый распределитель 26 черезтрубопровод 29 соединен со следящимзолотниковым устройством 24 и клапаном 19 переключения.Предварительное поджатие золотника распределителя 26 производитсяпружиной 30 и регулируется с помощьюрегулирующего элемента 31,Исполнительный механизм 4 с качающимися гидроцилиндрами 32 и 33 имеет поршни 34 и 35 со штоками 36 и37, которые шарнирно связаны с ползунами 8 и 9. Гидроцилиндры 32 и 33посредством тяг 38 и 39 шарнирносвязаны сдифференциальным рычагом40 следящего золотникового устройства 24, а посредством кривошипов41 и 42 соединены с подвижными элементами силовых исполнительных гидроцилиндровРабота гидравлической рулевоймашины с качающимися гидроцилиндрами при перекладке руля из среднегоположения на правый борт происходит в следующей последовательности.Рабочая жидкость от гидронасоса1 ферез трубопровод 3 подается врабочую камеру гидроцилиндра 32,и поршень 34 со штоком 36 перемещается, осуществляя перекладку руляна правый борт., Рабочая жидкость из гидроцилиндра 33 вытесняется поршнем 35 черезтрубопровод 2 в гидронасос 1.Одновременно с подачей в гидроцилиндр 32 рабочая жидкость поступает через трубопроводы 3 и 21 в клапан 19 переключения, перемещая его золотник в крайнее правое положение,при котором осуществляется следующая последовательность соединениярабочих камер управляющего гидроцилиндра 12: полость а через трубопровод 15, клапан 19 переключения, золотниковый респределитель 26, трубопровод 29, клапан 19 и трубопроводы 21 и 3 соединяется с нагнетающей магистралью гидронасоса 1;полость д через трубопровод 18, клапан 19 переключения, трубопровод 23, следящее золотниковое устройство 24, трубопровод 25, обратный клапан 27 и трубопровод 2 соединяется со всасывающей магистралью гидронасоса 1;полость б через трубопровод 16, клапан 19 переключения, золотниковый распределитель 26, трубопровод 25, обратный клапан 27 и трубопровод 2 соединяется со всасывающей магистралью гидронасоса 1;полость Ъ через трубопровод 17, клапан 19 переключения, трубопровод 22, следящее золотниковое устройство 24, трубопровод 29, клапан 19, трубопроводы 21 и 3 соединяется с нагнетающей магистралью гидронасоса 1.Во время перекладки руля гидро- цилиндры 32 и 33 вращаются вокруг своих неподвижных опор, причем углы поворота гидроцилиндров из-за влияния конечной длины штоков 36 и 37 не равны между собой. Вследствие этого дифференциальный рычаг 40 вместе с золотником следящего устройства 24 смещается тягами 38 и 39 в правое положение, при котором трубопроводы 23 и 25, 22 и 29 соединяются между собой.При описанной последовательности соединения рабочих полостей управляющего силового элемента 12 поршень 13 обеспечивает положение штока 10, а следовательно и ползуна 8 в крайнем правом положении. Когда золотник следящего устройства, смещаясь вправо, соединит между собой трубопроводы 23 и 25, 22 и 29, рабочая жидкость, поступая в рабочую полость , управляющего силового элемента 12, заставляет поршень 14 перемещаться вправо совместно с ползуном 9. Рабочая жидкость из рабочей полости сГ вытесняется в гидронасос 1. Смещение поршня 14 вправо продолжается до тех пор,пока угол поворота гидроцилиндра 33 не будет равен углу поворота гидроцилиндра 32. При этом дифференциальный рычаг 40 возвращает золотник следящего устройства 24 в первоначальное положение, в котором он разобщает трубопроводы 23 и 25 22 и 29, Работа следящего устройства и перемещение ползуна 9 происходит независимоот положения золотннкового распределителя 26.Пол жение золотникового распределителя 26 определяется величиной предварительного поджатия пружины 30, а также величиной давления в нагнетающей магистрали 3 гидронасоса 1. По мере роста крутящего момента на баллере давление в напорной магистрали 3 увеличивается, и при достижении определенной величины происходит перемещение золотникового распределителя 26 в крайнее правое положение, полость б управляющего силового элемента 12 через трубопровод 1 б,клапан 19 переключения, распределитель 26, трубопровод 29, клапан 19, трубопроводы 21 и 3 соединяетсянагнетающей магистралью гидронасоса 1, а полость а,через трубопровод 15, клапан 19 переключения, золотниковый распределитель 26, трубопровод 25, обратный клапан 27 и трубопровод 2 соединяется со всасывающей магистралью гидронасоса 1. Поршень 13 заставляет шток 10 и ползун 8 перемещаться влево, увеличивая эффективный радиус румпеля 5 до тех пор, пока происходит увеличение крутящего момента на баллере.Перемещение ползуна 8 и поворот гидроцилиндра 32 вызывает смещение золотника следящего устройства 24, которое в изложенной последовательности приводит к повороту гидроцилиндра 33 поршнем 14, сохраняя во всех случаях равенство объемов жидкости, вытесняемой из гидроцилиндра 33 и подаваемой в гидроцилиндр 32.Перекладка руля от правого борта в среднее положение происходит в обратной последовательности. Перекладка руля на левый борт происходит аналогично.Предлагаемая машина при повышении энергоемкости в 2-2,5 раза имеет КПД на 10-15 выше, чем известные. Формула изобретения1. Судовая рулевая машина, содержащая гидронасос регулируемойпроизводительности, гидравлическисоединенный с рабочими камерами 5силовых исполнительных гидроцилиндров, штоки которых шарнирно соединены с ползунами, установленными внаправляющих румпеля и кинематическисвязанными с выходными звеньямиуправляющего силового элемента, полости которого гидравлически соединены через золотниковый распределитель и клапан переключения с рабочими камерами силовых исполнительных гидроцилиндров, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена двумя обратными клапанами и следящим золотниковым устройством, подпружиненныйзолотник которого посредством диф ференциального рычага и дополнительных механических связей шарнирно соединен с подвижными элементами силовых исполнительных гидроцилиндров и гидравлически соединенс упомянутыми эолотниковым распределителем и клапаном переключения,причем обратные клапаны установленыв гидролиниях, соединяющих упомянутый гидронасос с гидролинией, связывающей следящее золотниковое устройство и клапан переключения своэможностью перепуска рабочей жидкости по направлению к упомянутомугидронасосу, а управляющий силовойэлемент установлен соосно с направляющими румпеля и выполнен в видедвух гидроцилиндров с двумя поршнями, соответственно связанными с упомянутыми ползунами.2. Машина по п. 1, о т л и ч а ю-, 40 щ а я с я тем что упомянутые механические связи выполнены в видешарнирно соединенных тяг и кривошипов.Источники информации,4 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2630828/11 24,01.79.839861 оставитель В. Калмыковехред 3 . Фанта Корректор М. Шар Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,иал П Редактор В. ДанкЗаказ 4638/21 Тираж ВНИИПИ Гос по дела 3035, Москва489 Подписноеарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5