Гидравлический привод судовой рулевой машины

Сфеэ СфеетсккхСе 1 навю кчвскихРесаубккк ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 27.10. 80 (21 2997230/27-11 51)М.Кп з с присоединением заявки МВ В 63 Н 25/30 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 23 Р 6,82, Бюллетень йо 23 Дата опубликования описания 23. 06. 82(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД СУДОВОЙ РУЛЕВОЙ ИЬШИНЫИзобретение относится к судостроению, в частности к гидравлическимприводам судовых рулевых машин.Известен гидравлический привод 5судовойрулевой машины, содержащиймногокамерный силовой исполнительный механизм, штоки которого кинематически связаны с баллером руля игидравлически соединены магистралямис клапаном кольцевания, с источникомпитания и со сливом 1.Недостатком данного техничеокогорешения является то, что оно не обес печивает ступенчатого регулированияскорости перекладки. рулевой машиныв зависимости от нагрузки.Цель изобретения - повьадение надежности путем обеспечения ступенчатого регулирования скорости перекладки в зависимости от нагрузки,Цель достигается тем, что клапанкольцевания снабжен блоком управления,состоящим из предохранительного кла"пана клапана переключения и регулируемого дросселя, причем полости предохранительного клапана и клапанапереключения соединены с полостьюсилового исполнительного механизма,а вход клапана переключения и выход .предохранительного клапана соединены ЗО через регулируемый 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 трехпоэиционному; на фиг.2- то 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, тпехпозиционный 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 румпелей 21, соединенным с баллером 22 пера руля.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 2637.Предлагаемый гидравлический привод судовой рулевой машины работает следующим образом.При среднем положении руля и от 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 11 вытесняется плунжером 15 через магистраль30 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 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 преодолеет 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 ния клапан 24 переключения устройства60 3 управления срабатывает, отсекая правую полость управления клапана кольцевания от слива.Устройство 3 управления подготовлено к работе.65 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 такае 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 гид" роаккумулятора 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 площа" ди плунжеров в два раза приводит к скачкообразному снижению давления в два раза в цилиндрах 12 и 14,а также магистралях 27-30,при этом предохранительный 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 такае гидроаккумулятор 5 компенсации .утечек со сливом. Клапан 7 кольцевания займет среднее полоаение 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 полостьуправления 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 воэможности вырасти давлению до величины срабатывания клапана 7 кольцевания.При дальнейшем уменьшении давле ния клапан 24 переключения откроется и соединит полость управления клапана 7 кольцевания со сливом.Левая полость управления клапана кольцевания во все время движенияот 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 довеличины подпитки(слива)гидравлического источника 2 питания.Рабочая жидкость, поступающая в цилиндр 13,воздействует на плунжер 17, а плунжером 18 рабочая жидкость иэ цилиндра 14 вытесняется в гидравлический источник 2 питания.Румпель 21, соединенный с баллером 22 пера руля, черезшарнир 20 получает движение от 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 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 регулируемый 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, соединяется 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 эакольцуются. 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 б компенсации утечек не даетвозможности вырасти давлению до величины срабатывания клапана 7 кольцевания. При подходе руля к среднему положению происходит дальнейшее уменьшение давления в напорных магистралях 29 и 31,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 вспомогательнымнасосом 9 управления и подпитки гидравлического истрчника 3 питания снасосом (на чертежах не обозначен) 5переменной производительности магистралями 36 и 37.Двухпозиционный клапан 8 (фиг,3)кольцевания управляется одним устройством 3 управления, соединяющимся 1 Опопеременно с напорными магистралями 28 и 29 через гидроклапан 10 ИЛИ,поэтому вне зависимости от направления перекладки полости управленияклапанов 23-24 устройства 3 управления находятся под давлением, определяемым нагрузкой на руле.При исполнении гидравлическогопривода судовой рулевой машины (фиг.3)возможен вариант подключения насоса9 управления и подпитки гидравлического источника 2 питания с насосомпеременной производительности к напорной полости предохранительногоклапана 23 (не показано).25Технико-экономический эффект данного технического решения - ступенчатое регулирование скорости перекладки рулевой машины в зависимостиот нагрузки, повышение уровня унификации за счет применения унифицированных клапанов кольцевания и элементов устройстза управления, чтоведет к снижению стоимости рулевоймашины,Формула изобретения З 51. Гидравлический привод судовойрулевой машины, содержащий многока 8 8мерный силовой исполнительный механизм, штоки которого кинематически связаны с баллером руля, полости гидравлически соединены магистралями с клапаном кольцевания, а также источником питания - со сливным устройством, о т л и ч а ю щ и й с я 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 переключенияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 540769, кл. В 63 Н 25/30, .1974,937268 Составитель А, Честнойа ТехредЕ. Харитончик Корректор И. Мускт актор С. П ппп фПатентф, г., Уагород, ул. Проектная, 4 Ф аказ 4349/22 Тираж 462 ПодписноеВИИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раущская наб., д. 4/5