Гидравлическая рулевая машина

Гидравлическая рулевая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<г>770927

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0307.78 (21) 2639092/27-11 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

Опубликовано 151080. Бюллетень ¹ 38 (я)м. кл.

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 629. 12. .014.6(088.8) Дата опубликования описания 151080

В.Н. Вильчинский, С.И. Кауров, А.В. Киев

В. Г. Поляков t т 7 11г г.1 1Я9 ) с (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к гидрав лическим рулевым машинам.

Известна гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполни- 5 тельный механизм многокамерной конструкции, гидравлически связанный с насосом и распределителем 11).

Недостатком данной гидравлической рулевой машины является то,что управ- 1О ляющее устройство (распределитель) не обеспечивает непрерывного регулирования кинематических и нагрузочных характеристик рулевой машины и дает воэможность получения только двух ступеней регулировки рабочего объема исполнительного механизма по давлению в нагнетающей магистрали насоса, что снижает эффективность, КПД и надежность рулевой машины. 2О

Целью изобретения является повышение эффективности КПД и надежности рулевой машины.

Это достигается тем, что гидравлическая рулевая машина снабжена 25 клапаном переключения, устройством для управления распределителем, включающим пороговый элемент давления, .держивающие цепочки, бесконтактные тиристорные переключающие уотрой-3() 2 ства постоянного тока, блок питания, распределитель выполнен с электромагнитами, причем пороговый элемент давления гидравлически связан с клапаном переклюЧения, установленным в нагнетающей магистрали насоса и электрически связан через задерживающие цепочки и бескснтактные тиристорные переключающие устройства постоянного тока с ..электромагнитами распределителя и блоком питания, а бесконтактные тиристорные переключающие устройства постоянного тока содержат тиристоры включения и выключения и реле, при этом управляющие электроды тиристоров включения соединены с выходами порогового элемента давления через задерживающие цепочки и выходы реле, входы которых включены в анодные цепи тиристоров выключения, а управляющие электроды тиристоров выключения подключены к выходам порогового элемента давления через задерживающие цепочки.

Кроме того, пороговый элемент давления может быть электроконтактным манометром, а задерживающие цепочки могут включать переменные резисторы, конденсаторы, разрядные резисторы и динисторы.

770927

На фиг. 1 показана принципиальная схема гидравлической рулевой машины с устройством для управления трехпозиционным распределителем, на фиг. 2 - электрическая схема устройства для управления трехпозиционным распределителем.

Рулевая машина содержит силовой исполнительный механизм 1, включающий в себя цилиндры 2, 3, подвижный плунжер 4, взаимодействующий через шарнирную передачу с румпелем, и неподвижные цлунжеры 5, 6, закрепленные в цилиндрах и установленные в расточки подвижного плунжера цилиндры. Подвижный и неподвижные плунжеры образуют четыре рабочие камеры: нешунтированные 7, 8, гидравлически связанные трубопроводами 9, 10 с насосом 11 и трехпозиционным распределителем 12, и шунтированные камеры 13, 14, соединенные трубопроводами

15 .и 16 также с трехпозиционным распределителем. Трехпозиционный распределитель 12 выполнен с электромагнитами 17, 18, электрически связанными с устройством 19 для управления трехпоэиционным распределителем .

Устройство 19 содержит пороговый элемент давления 20, имеющий цепи выхода минимального и максимального сигналов, причем в качестве порогового элемента давления используются электроконтактные манометры, потенциометрические.датчики давления с двумя компораторами и другие регистрирующие устройства, обеспечивающие выдачу сигнала при максимальной и минимальной величинах давления в нагнетающей магистрали насоса, при этом пороговый элемент гидравлически связан с помощью клапана переключения 21 с насосом 11, бесконтактные тиристорные переключающие устройства 22, 23 постоянного тока, каждое из которых включает в себя.тиристоры включения 24, 25 и выключения 26, 27, коммутирующие конденсаторы 28, 29, конденсаторы 30, 31, зашунтированные резисторами 32, 33 для форсировки величины тока при включении электромагнитов, диоды 34, 35, исключающие перенапряжения при включениях электромагнитов, реле 36, 37, например, электромеханические предназначенные для коммутации цепей управления тириеторами, диоды 38, 39 исключающие перенапряжения при

ВКЛЮЧЕНИИ Реле, и конденсаторы 40-43, предназначенные для формирования узкого импульса в цепях управления тиристорами.

Управляющие электроды тиристоров включения 24, 25 соединены с выходами порогового элемента давления через задерживающиеся цепочки 44, 45 и выходы реле 36, 37 соответственно.

Входы реле 36, 37 включены в анодные цепи тиристоров выключения 26, 27, уйравляющие электроды которых подключены к выходам порогового элемента давления через задерживающие цепочки

44, 45 соответственно. Задерживающие цепочки состоят из переменных резисторов 46, 47, конденсаторов 48, 49, разрядных резисторов 50, 51 и динисторов 52, 53.

Напряжение на,устройство 19 подается от блока питания 54 через резистор 55.

Устройство 19 для управления трехпозиционным распределителем может быть применено к гидравлическим руле-! вым машинам с силовым исполнительным механизмом многокамерной конструкции плунжерного типа c:êóëèñíoé.è реечной передачами и поршневого типа с качающимися цилиндрами или шатунами.

Работает рулевая машина при перекладке руля из среднего в крайнее пра20 вое положение следующим образом.

При подаче питания. на электродвигатель насоса 11 одновременно кнопкой

"Пуск" в блоке питания 54 замыкается цепь управления тиристора 24, ко25 торый переключается в проводящее состояние и электромагнит 17 на распр=Ф

/ делителе 12 в начале обтекается током заряда конденсатора ЗО, величь. на которого выше номинальной, что обеспечивает формированное включение электромагнита 17 исключения эалипания якоря. После заряда конденсатора величина тока снижается за счет входа в работу резистора 32. При включении тиристора 24 коммутирующий конденсатор 28 зарядится до величины напряжения источника питания следующей полярности: на клемме, соединенной с анодом тиристора 26, будет

"плюс", а на клемме, соединенной

40 с анодом тиристора 24, — "минус".

При включении электромагнита 17 золотник распределителя 12 занимает левое положение, при котором рабочие камеры 7, 8, 13, 14 соединены с

4 насосом 11 по дифференциальной схе ме. При этом камеры 13, 14, которые по рабочей площади плунжера выполнены меньше камер 7, 8, подключены к насосу 11 через трубопроводы 16 и .распределитель 12, а камера 7, 8 непосредственно к насосу трубопроводами 9, 10. При среднем положении руля и отсутствии подачи рабочей жидкости от наооеа 11 давление в вго нагнетающей магистрали равио нулю и сигналы с выхода порогового элемента давления 20 не поступают, так как разомкнуты контакты выходов реле 36, включенные в цепь выхода минимального сигнала порогового элеЯ мента. При задании угла перекладки руля на правый борт рабочая жидкость, поступая от насоса 11 в камеры 7, 14 и сливаясь из камер 8, 13, перемещает плунжер 4 вправо с максималь65 ной скоростью. При отклонении руля

770927 нагрузки на руле и давления в нагнетающей магистрали насоса осуществляется на полной площади плунжера и минимальной угловой скорости вращения руля.

При вращении руля из правого положения в среднее работа рулевой маши15 ны происходит в обратной последовательности. Как только давление нагнетания достигнет величины заданной

Р„„„„, срабатывает задерживающая цепочка 45 на динисторе 53 и сигнал

;ф через разделительный конденсатор 43 поступает на управляющий электрод тиристора 27, который открывается.

При этом срабатывает реле 37, контакты замыкаются, .конденсатор 29, перезаряжаясь, восстанавливает запорные свойства тиристора 25, и он отключает электромагнит 18. После этого давле-„ ние нагнетания возрастает и ложное срабатывание исключается задерживающей цепочкой 44 на динисторе 52.

При дальнейшем уменьшении давления, когда повторно будет достигнута заданная величина P+, снова постуи пает сигнал от порогового элемента и срабатывает задерживающая цепочка

45 на динисторе 53. Напряжение„ пониженное на резисторе 51, через разделительные конденсаторы 40 и 43 по- дается к управляющим электродам тиристоров 24, 27. Тиристор 27 уже был

40 открытым при достижении первого минимума давления, вследствие чеГо включение тиристора 24 обеспечивает срабатывание электромагнита 17 и камеры 7, 8, 13 и 14 подключаются к

45 насосу по дифФеренциальной схеме.

Перезаряд конденсатора 28 приводит к восстановлению запорных свойств тиристора 26 и обесточиванию реле

36. Устройство 19 управления приходо. дит в состояние, при котором электромагнит 17 и реле 37 включены, а остальные элементы отключены., так как перекладка руля производится с максимальной угловой скоростью, padma рулевой машины nore crepe кладке руля из среднего в:крайнве левое положение и обратно производится аналогично.

Таким образом, каждым электромагнитом распределителя управляет ти«

Щ ристорное устройство. При необходимости повышения числа ступеней гидравлической рулевой машины устройство управления строится аналогичным образом при соответствующем увеличед нии числа электромагнитов и управрастет давление в нагнетающей магистрали насоса и клапан переключения

21 подключает к ней пороговый элемент 20. По достижении давления заданной величины P „ пороговый элемент давлейия выдает сигнал постоянного напряжения, поступающий через регулируемый резистор 46 на конденсатор 48, который начинает заряжаться. По достижении на нем величины напряжения, равного напряжению перек.— лючения динистора .52 в задерживающей цепочке 44, последний открывается и конденсатор 48 начинает разряжаться на резистор 50. Падение на пряжения на этом резисторе через разделительный конденсатор 41 пода ется на управляющий электрод тиристора 26, который открывается. При этом замыкаются нормально разомкнутые контакты выходов реле 36 и элект ромагнйт 17 отключается, так как коммутирующий конденсатор 28 начинает перезаряжаться и к тиристору 24 прикладывается отрицательное напряжение, и он восстанавливает свои запорные свойства.

После отключения электромагнита

17 золотник занимает среднее положение, а камеры 13, 14 шунтируются между собой распределителем. Рабочая жидкбсть от насоса подается в камеру 7 и сливается из камеры 8. Руль вращается с уменьшенной угловой скоростью. Величина давления нагнетания в связи с увеличением рабочей площад плунжера падает и может быть даже на какое-то время ниже минимальной заданной (Р„,„„ ). В этом случае ложное включейие тиристора 27 исключается задерживающей цепочкой 45 на динисторе 53, которая срабатывает также, как и описанная выше задерживающая.цепочка 44 на динисторе 52.

При дальнейшей перекладке руля и вторичном достижении заданного максимального давления Р „„ от порогового элемента 20 снова поступает сигнал. При срабатывании задерживающей цепочки 44 на динисторе 52 напряжение, пониженное на резисторе

50, через разделительные конденсаторы 41, 42 поступает на тиристоры

26, 25. Так как тиристор 26 был открыт раньше при достижении первого давления максимума, то он и остается открытым. Теперь открывается и тиристор 25,, т.е. происходит включение электромагнита 18. Коммутирующий конденсатор 29 заряжается до величины напряжения питания со следующей полярностью: "Плюс" - на клемме, соединенной с анодом тиристо ра 27, а "Минус". — на клемме, соединенной с анодом тиристора 25. При включении электромагнита 18 золотник распределителя занимает правое положение и рабочая жидкость от на. соса подается в камеры 7, 13 м сливается из камеры 8, 14, заставляя руль вращаться с минимальной угловой скоростью. С увеличением рабочей площади плунжера давление в нагнетающей магистрали падает, однако задерживающая цепочка 45 на динисторе 53 исключает ложное отключение тиристора 25 и электромагнита 18. Дальнейшее увеличение

770927 ляющих или бесконтактных тиристорных устройств постоянного тока.

Данное изобретение повышает эффективность, надежность и КПД рулевой машины.

Формула изобретения

1. Гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм многокамерной конструкции, гидравлически связанный с насосом и распределителем, о т л и ч а ю.щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности КПД и надежности рулевой машины, она снабжена клапаном переключения, устройством для управления распределителем, включающим пороговый элемент давления, задерживающие цепочки, бесконтактные тиристорные переключающие устройства постоянного тока, блок питания, а распределитель выполнен с электромагнитами, причем пороговый элемент давления гидравлически связан с клапаном переключения, установленным в нагнетающей. магистрали насоса и электрически связан через задерживающие цепочки и бесконтактные тиристорные переключающие устройства постоянного тока с электромагнитами распределителя и блоком питания, а бесконтактные тиристорные переключающие устройства постоянного тока содержат тиристоры включения и выключения и реле, при этом управляющие электроды тиристоров включения соединены с выходами порогового элемента давления через задерживающие цепочки и выходы реле, входы которых О включены в анодные цепи тиристоров выключения, а управляющие электроды тиристоров выключения подключены к выходам порогового элемента давления через задерживающие цепочки.

15. 2. Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что пороговый элемент давления является электроконтактным манометром.

3. Машина по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что задерживающие цепочки включают переменные резисторы, конденсаторы, разрядные резисторы и динисторы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 540769, кл. В 63 Н 25/30, опублик. 1970.

Составитель C. Эенкович

Техред A,йч

Корректор В. Бутяга

Редактор Г. Мозжечкова

Заказ 7377/25 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4