Нагружающее устройство для испы-тания судовых рулевых машин

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОЯСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез Советскнх Соцналнстических(45) Дата опубликования описания 13.08.81Государственный комнтет по делам нзобретекнй и открытий(54) НАГРУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СУДОВЫХ РУЛЕВЫХ МАШИНИзобретение относится к транспорту, аименно к нагружающим устройствам для испытания судовых рулевых машин.Известно нагружающее устройство дляиспытания судовых машин, содержащее раму, соединяемый с румпелем рулевой машины фальшбаллер, шарнирно закрепленный на раме нагружающий гидро- цилиндр, шток которого шарнирно связан с рычагом, закрепленным на указанном фальшбаллере, и соединенную со штоковой полостью нагружающего гидроцилиндра гидравлическую систему, включающую насос, бачок, датчик давления, регулирующий клапан и трубопроводы 1.Данное устройство является наиболееблизким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.К недостаткам устройства относитсянизкая точность имитации режимов работы рулевого устройства.Целью изобретения является повышение точности имитации режимов нагрузки и снижение расхода энергии при работе устройства. Для этого предлагаемое устройство снабжено закрепленным на фальшбаллере копиром со считывающим механизмом и вмонтированным в указанную гидравлическую систему пневмогидроаккумулятором, при этом регулирующий клапан выполнен в виде трехпозицио нного распределителя с электромагнитным механизмом управле ния, электрически связанным со считывающим механизмом копира и датчиком давления, при этом оно снабжено размещенным между нагружающим гндроцплиндром и пневмогидроаккумулятором двух позиционным распределителем и закрепленным на фальшбаллере дополнительным копиром со считывающим механизмом, соединенным с золотником упомянутого распределителя, прп этом распределитель соединен также с бесштоковой полостью нагружающего гидроцилиндра и баком гидравлической системы. На фиг. 1 изображен продольный раз рез нагружающего устройства; на фиг. 2 -гидромеханическая схема варианта нагружающего устройства для имитации режимов нагружения простых и полубалансирных рулей; на фиг, 3 - то же, для имита ции режимов нагружения балансирных рулей и поворотных насадок; на фиг. 4 - графики а а 2 и б зависимостей давления в штоковой полости гидроцилиндра Р = /(а)и момент на баллере М = /(а) для простыхЗ 0 и полубалансирных рулей; на фиг. 5 - гра 85272055 60 65 Р = 1(а) и М = (а). фики а а, и б зависимостей давления в;полостях гидроцилиндра Р = (а) и момента на баллере М =1(а) для балансирных рулей и поворотных насадок.Нагружающее устройство в первом варианте исполнения (фиг. 1 и 2) содержит фальшбаллер 1, связанный, с одной стороны, румпелем 2 и исполнительным механизмом З,испытываемой рулевой машины, а с другой - рычагом 4 со штоком 5 качающего нагружающего гидроцилиндра б, штоковая полость в которого нагнетающей магистралью 7 (фиг. 2) гидравлически соединена с пневмогидроаккумулятором 8. Гидравлическая полость пневмогидроаккумулятора 8 через трехпозиционный распределитель 9 соединена со вспомогательным насосом 10, а газовая полость - с источником сжатого газа 11. На фальшбаллере 1 , установлен копир 12, взаимодействующий со считывающим механизмом 18, соединенным по мостовой схеме в управляющем устройстве 14 с датчиком давления 15, установленным в нагнетающей магистрали 7, ;при этом управляющее устройство 14 электрически связано с электромагнитами распределителя 9. ф Нагружающее устройство во втором варианте исполнения (фиг. 1 и 3) содержит двухпозиционный,распределитель 1 б с электромагнитным управлением от конечного выключателя 17, взаимодействующего с дополнительным копиром,18, установленным па фальшбаллере 1. Распределитель 1 б установлен таким образом, что его входы соединены с поршневой г и штоковой в полостями гидроцилиндра,б, один вход связан нагнетающей магистралью 7 с пневмогидроаккумулятором, а другой вход - со сливом в бак 19.1 Работа первого варианта нагружающего устройства (фиг, 1, 2 и 4) при перекладке руля из нулевого положения на правый борт и обратно осуществляется в следующей последовательности.При нулевом положении руля включается вспомогательный насос 1 О, а считывающий механизм 18 и управляющее устройство 14 совместно с датчиком давления 15 электрически настраиваются таким образом, чтобы насос 1 О через распределитель 9 и источник газа,11 обеспечили требуемое давление (Р,) в пневмогидроаккумуляторе 8, Соотношения объемом газовой полости пневмогидроаккумулятора 8 и штоковой полости гидроцилиндра б выбираются таким образом, чтобы при данном значении Р, и кинематической схеме нагружающего устройства обеспечивались изображенные на фиг, 4 графики зависимостей с и 10 5 31 25 З 1 35 40 45 50 Затем включается в работу исполнительныйй механизм 8 рулевой машины, работающий в моторном режиме, и через румпель 2, фальшбаллер 1 и рычаг 4 осуществляет выдвижение штока 5, который вытесняет рабочую жидкость из полости в в пневмогидроаккумулятор 8. Происходит увеличение давления рабочей жидкости в полости гидроцилиндра, изменение которого со. ,ответствует графику б на фиг. 4. При этом зависимость М = 1(а) соответствует графику. Расхождение между реальной зависимостью Рф = (а) от изображенной на фиг. 4 графиком б, которое может возникнуть в случае изменения температурного режима испытаний, неточностей изготовления и монтажа нагружаювего устройства и т. д., регистрируется датчиком давления 15. Сигнал датчика давления сравнивается в управляющем устройстве 14 с сигналом считывающего механизма 1 д, соответствующем заданной зависимости Р =1(а) на фиг. 4. Если давление в гидроцилиндре меньше требуемого значения, то управляющее устройство подает сигнал на левый электромагнит распределителя 9, который подключает гидравлическую полость пневмогидроаккумулятора к вспомогательному насосу 10, восстанавливающему требуемое равновесие сигналов датчика 15 и механизма И. Если давление в гидро цилиндре больше требуемого значения, то управляющее устройство вырабатывает сигнал на стравливание рабочей жидкости из пневмогидроаккумулятора в бак, Таким образом нагружающее устройство потребляет энергию только на компенсацию расхождения реальной и расчетной зависимостей Р =(а), которое при соответствующей настройке его элементов составляет - О:б - 1 О 1 ОПри обратной перекладке руля гидро- цилиндр б работает в насосном режиме и питается от пневмогидроаккумулятора 8 при аналогичном взаимодействии названных выше элементов нагружающего устройства. Зависимость М = (а) соответствует при обратной перекладке графику а,Работа нагружающего устройства, показанного на фиг. 2, при перекладке руля из нулевого положения на левый борт и обратно осуществляется в аналогичной последовательности. Работа второго варианта нагружающего устройства (фиг, 1, 3, 5) осуществляется при аналогичном взаимодействии датчика давления 15, считывающего механизма 18 через устройство управления 14 с трехпозиционным распределителем 9.При перекладке руля из нулевого .положения на правый борт конечный выключатель 17 взаимодействует с копиром 18 таким образом, что пневмогидроаккумулятор 8 гидравлически связан через распредели5 10 15 20 тель 1 б с полостью г гидроцилиндра б, который в диапазоне углов а б(Оао) работает в моторном режиме, Пневмогидроаккумулятор 8 разряжается, изменяя давление рабочей жидкости в,полости е от значения Ро до Ра, в соответствии с графиком б на фиг. 5. При угле перекладки а = ао, копир 18 и выключатель 17 осуществляют переключение вентиля 16 в положение, при котором пневмогидроаккумулятор 8 соединяется с полостью в,и гидроцилиндр б работает в насосном режиме, заряжая пневмогидроаккумулятор 8. Давление в полости в гидроцилиндра изменяется в пределах от Ра, до Р = 1, обеспечивающих требуемую зависимость момента на баллере М = 1" (а), представленную на фиг. 5 графиком а,. Соотношение объемов газовой полости пневмогидроаккумулятора 8 и полостей г, в гидроцилиндра б определяется соотношениями РоРао и 1/Рао Значение Ра, берется из учета компенсации механических потерь в гидроцилиндре б, механической передаче между поршнем 5 и рычагом 4 подшипника баллера,Работа второго варианта нагружающего устройства при перекладке с правого борта в нулевое положение осуществляется в обратной последовательности, а при перекладке из нулевого положения на левый борт и обратно-аналогично описанному выше.Гидроцилиндр б в моторном режиме работы сливает рабочую жидкость из полости з в бак 19, а при насосном режиме возвращает то же ее количество в пневмогидроаккумулятор 8, заряжая его. Формула изобретения 1. Нагружающее устройство для испытания судовых рулевых машин, содержащее раму, соединяемый с румпелем рулевой машины фальшбаллер, шарнирно закрепленный на раме нагружающий гидроцилиндр, шток которого шарнирно связан с рычагом, закрепленным на указанном фальшбаллере, и соединенную со штоковой полостью нагружающего гидроцилиндра гидравлическую систему, включающую насос, бачок, датчик давления, регулирующий клапан и трубопроводы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности имитации режимов нагрузки и снижения расходов энергии при работе устройства, оно снабжено закрепленным на фальшбаллере копиром со считывающим механизмом и вмонтированным в указанную гидравлическую систему,пневмогидроаккумулятором, при этом регулирующий клапан выполнен в виде трехпозиционного распределителя с электромагнитным механизмом управления, электрически связанным со считывающим механизмом копира и датчиком давления. 2. Устройство,по п. 1, отлич аю щеес я тем, что оно снабжено размещенным между нагружающим гидроцилиндром и пневмогидроаккумулятором двухпозиционным распределителем и закрепленным на фальшбаллере дополнительным копиром со считывающим механизмом, соединенным с золотником упомянутого распределителя, при этом распределитель соединен также с бесштоковой:полостью нагружающего гидроцилиндра и баком гидравлической системы. Источник информации, принятый вовнимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР338444, кл. В 63 Н 25/ЗО, 1970 (прототип).852720 Г Составитель Ю. Та Техред И. Забол Гохфельд Корректор С. Файн дик нн. Харьк. фнл. пред, Патент Заказ 1060/885 Изд.479НПО Поиск Государственного комитет113035, Москва, ЖТираж 497 СССР по делам изобретенийРаушская наб д, 4/5 дписное ткрытий