Гидравлическая рулевая машина

Гидравлическая рулевая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА

Изобретение относится к судостроению, в частности к гидравлическим рулевым машинам.

Известна гидравлическая машина, содержащая силовой исполнительный механизм многокамерной конструкции, гидравлически связанный с насосом и распределителем, клапан переключения, устройство для управления распределителем, включающее блок питания, пороговый элемент давления, о задерживающие цепочки, бесконтактные тиристорные переключакнпие устройства постоянного тока, содержащие тиристоры включения и выключения и реле Г11.

Недостатком такой рулевой машины является сложность устройства управления распределителем, вызванная необходимостью установки клапана переключения и порогового элемента давления, преобра зуюшего гидравлический сигнал давления в электрический сигнал, например электроконтактного манометра. Преобразование сигналов и включение в схему устройства упомянутых элементов снижает надежность заботы рулевой машины.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности рулевой машины.

Поставленная цель достигается тем, что рулевая машина снабжена устройством, измерения величины тока электродвига теля насоса, и пороговым элементом величины тока, входы которого подключены к выходам устройства и измерения вели чины тока, а выходы — ко входам задер» живаюших цепочек.

Кроме гого, устройство, измерения величины тока, состоит из трансформаторов тока и выпрямителя, при этом первйчные обмотки трансформаторов включены в фазные цепи питания электродвигатела, в вторичные обмотки включены на выпрямитель.

Пороговый элемент величины тока выполнен из диодов, один из которых подключен к выходу выпрямителя и ко входу одной из задерживающих цепочек в цепи управления тиристорамп, а другой диод880882

4 к блоку питания и ко входу другой задерживаюшей цепочки в цепи управления тири сторами.

На фиг. 1 показана принципиальная схема гидравлической рулевой машины с устройством управления трехпозиционным распредепитепем; на фиг. 2 -. электричес кая схема устройства управления распре делителем.

Рулевая машина содержит сиповой испопнитепьный механизм 1, включаюший в себя ципиндры 2 и 3, подвижный ппун жер 4, взаимодействуюший через шарнирную передачу с румпелем и неподвижные плунжеры 5 и 6, закрепленные в цилинд-; рах и установленные в расточки подвил ного ппунжера. Ципиндры, подвижные и неподвижные ппунжеры образуют четыре рабочих камерьп нешунтироввиные 7 и 8, гидравпически связанные трубопроводами

9 и 10 с насосом 11 и трехпозиционным распределителем 12, и шунтированные камеры 13 и 14, соединенные трубопроводами 15 и 16 с трехпозиционными распределителем.

Трехпозиционный распредепитепь 12 выполнен с электромагнитными 17 и 18 электрически связанными с устройством

1 9 управпения распределителем, Устройство 19 управления распреде» литепем содержит блок 20 питания, задерживающие цепочки 21 и 22, бесконтактные тиристорные переключающие уст ройства 23 и 24 постоянного тока, устройство 25, измеряющее величину тока ,эпектрсавигвтепя 26 насоса и пороговый элемент 27 величины тока, входы кото рого подключены к выходам устройства, измеряющего величину тока, а выходы ко входам задерживаюших цепочек.

Устройство, измеряющее величину тока электродвигателя, состоит иэ трансформаторов тока, 28-ЗО, первичные обмотки которых включены в фвзные цепи питания электродвигателя, а вторичные обмотки вкпючены на выпрямитель, собранный на диодах 31-З3 и нагруженный на сопро тивпение 34 и конденсатор 35.

Пороговый эпемент величины тока выполнен на диодах 36 и 37, на которые через развязываюшие диоды подается на пряжение смещении. Диод 36 подключен к выходу выпрямителя и ко входу задерживающей цепочки 22 в цепи управления тиристорами 38 и 39, а диод 37 к бпоку 20 питания и ко входу задерживаюшей цепочки 21 в цепи упрввпения тиристорами 40. и 41. Резистор 42 позволяет изменять величину анодного нвпряже

При подаче питания на электродвигатель насоса 11 одновременно кнопкой

"Пуск (на фиг. не показана) в блоке 20 питания замыкается цепь управления тиристора 40, который перекпючается в проводяшее состояние и электромагнит 17, на распределителе 12 в начале обтекается током заряда конденсатора 56, величина которого выше номинальной, что обеспечи вает форсированное включение эпектромаг ния на диоде 37, а резистор 43 - величину напряжения смещения на диоде 36, спедоватепьно, и величину установки ми нимапьного и максимального тока, потребляемого двигателем.

Задерживаюшие цепочки 21 и 22, на которые поступает сигнал от порогового элемента, через выходы репе 44 и 45 подключены к эпектродам тиристоров 3841 переключающих бесконтактных устрой». ств 23 и 24 и состоят из переменных резисторов 46 и 47, конденсаторов 48 и

49, динисторов 50 и 51 и нагрузочных резисторов 52 и 53.

Переключающие . бесконтвктные устройства включают пфисторы включения 39 и 40, выключения 38 и 41, коммутируюшие. конденсаторы 54 и 55, конденсаторы 56 и 57 форсировки включения электромагнитов 17 н 18, эашунтированные резисторами 58 и 59; дио р4 60-63; искпючаюшие перенапряжения на эпектромагнитах и обмотках реле соответственно и конденсаторы 64»68, предназначенные дпя формирования узкого импупьса в цепях управления тиристорами. Обмотки реле 69 и 70 включены.,в анодные цепи тиристоров 38 и 41 выкпючения.

Напряжение подается от блока 20 пи тания, который имеет два выхода: напряжение, стабилизированное стабипитроном

71, подается на переменные резисторы

42 и 43, пороговый эпемент 27, а нестабилизированное напряжение поступает на бесконтактные перекпючаюпше устройства 23 и 24.

Устройство 19 дпя управления трехпозиционным распределителем может быть применено к гидравпическим рулевым машинам с силовым исполнительным механизмом многоквмерной конструкции плункерного типа с куписной и реечной передачами и порожневого типа с качающимися цилиндрами ипи шатунами.

Работа рулевой машины при перекладке руля из среднего в крайнее правое попожение происходит в спедуюшей поспедоватепьн ости. коммутирующий конденсатор 54 переза ряжается и к тирнстору 40 прилагается отрицательное напряжение, и он восстанавливает свои запорные свойства.

После отключения электромагнита 17 золотник занимает среднее положение, а камеры 13 и 14 шунтнруются между со бой распределителем. Рабочая жидкость от насоса подается в камеру 7 и впивается из камеры 8. Рупь вращается с уменьшенной угловой скоростью. Величина давления нагнетания в связи с увеличением рабочей площади плунжера падает. соответственно уменьшится величина фазного тока, и может быть даже на какоето время ниже минимальной заданной. В этом случае ложное включение тиристора

41 исключается задерживающей кепочкой

21 на динисторе 50, которая сработает также, как и задерживающая цепочка 22 на динисторе 51.

При дальнейшей йерепадке руля и вторичном достижении заданного максимального тока от порогового элемента 27. снова поступает сигнал. При срабатывании задерживающей цепочки 22 на динисторе 51 напряжение, пониженное нарезисторе 53, через разделительные конденсаторы 65 и 66 поступает на тирнсторы 38 и 39. Так как тиристор 38 бып открыт раньше при достижении первого давления максимума, то он н остается открытым. Теперь открывается и тирис» тор 39. т.е. происходит включение элект» ромагнита 18. Коммутируюший конденжтор 55 заряжается до величины напряже ния питания со следуцнцей полярностью: "плюс - "минус на клеммах, соединенных анодами тиристоров 39 и 38.

При включении электромагнита 18 золотник распределителя занимает правое положение и рабочая жидкость от насоса подается в камеры 7 и 13 и сливается из камер 8 и 14, заставляя руль apamaться с минимальной угловой скоростью.

С увеличением рабочей площади ппунжера давление в нагнетающей магистрали падает однако задерживающая цепочка 21 на динисторе 50 исключает ложное отключение тиристора 39 и электромагнита 18.

Дальнейшее увеличение нагрузки на руле н величины тока электродвигателя насоса осуществляется на полной площади ппунже . ра и минимальной угловой скорости вращения руля.

При вращении руля из правого положения в среднее работа рулевой машины происходит в обратной последовательности.

5 880882 нита 17, исключая залнпание якоря. После заряда конденсатора величина тока снижается за счет: входа в работу резистора тора 58. При включении тиристора 40 коммутирующий коцденсатор 54 заряжает ся до величины напряжения источника питания следующей полярности: на клемме, соединенной с анодом тиристора 38"плюс", а на клеме, соединенной с анодом тиристора 40 минус .

При включении электромагнита 17 зоJIoTHHK распределителя 12 занимает левое положение, при котором рабочие камеры 7, 8, 13, 14, соединены с насосом 11 по дифференциальной схеме., При этом камеры i5

13 и 14, которые по рабочей площади плунжера выполнены меньше камер 7 и 8 подключены к насосу 11 через трубопроводы 15 и 16 и распределитель 12, а камеры 7 и 8 непосредственно к насо 20 су - трубопроводами 9 и 10. При сред нем положении руля. и отсутствии подачи рабочей жидкости от насоса ll давление в его нагнетающей магистрали равно ну лю и соответственно. величина фазного тока электродвигателя 26 минимальна.

Сигналов с выхода порогового элемента

27 не поступает, так как разомкнуты контакты выходов реле 45, включенные в цепь выхода минимального сигнала по 30 рогового элемента 27, При задании угла перекладки руля на правый борт рабочая жидкость, поступая от насоса 11 в камеры 7,14 и спиваясь из камер 8 и 13, перемешает плунжер 4 вправо с максимальной скоростью. При отклонении руля растет давление в. нагнетающей магистра ли насоса 11. Соответственно с этим возрастает величина фазного тока электродвигателя 26 и напряжение на выходе выпря мителя. При достижении напряжения выше напряжения смещения подаваемого на диод

36 переменного резистора 43 (установка максимального тока) диод 36 открываеъся, пороговый элемент выдает сигнал по- 45 стоянного напряжения, поступающий через регулируемый резистор 47 на конденсатор

49, который заряжаться. При достижении на нем величины напряжения равного напряжению переключения динистора 51 в задерживающей цепочке 22 последний открывается и. конденсатор 49 разряжается на резистор 53. Падение напряжения на этом резисторе, через разделительный конденсатор 65 подается на управляющий

55 электрод тиристора 38, который открывается. При этом замыкаются нормально разомкнутые контакты выходов реле 45 ! и электромагнит 17 отключается, так как

880882

Работа рулевой машины при перекладке руля из среднего в крайнее левое по ложение и обратно производится аналогично.

Таким образом, каждым электромагни л ом распределителя управляет тиристорное устройство. При необходимости повышения числа ступеней гидравлической ру левой машины устройство управления стро ится аналогичным образом при соответст» вующем увеличении числа электромагнитов, управляющих ими бесконтактных тиристор-ных устройств постоянного тока и пороговых элементов величины тока электродвигателя.

Такая конструкция рулевой машины обеспечивает упрощение схемы устройства управления распределителем и повъппенИе надежности.

Упрощение схемы устройства управления распределителем обусловлено тем, что она настроена на электрических элементах и из нее исключены гидравлические элементы, содержащиеся в известной машине: клапан переключения, соединяющий устройство управления с нагнетающей магистралью насоса, и пороговый элемент давления, в качестве которого использован электроконтактный манометр.

Тем самым исключается вредное влияние на работу основной гидросистемы рулевой машины клапана переключения и блока преобразования управляющего сигнала по давлению из гидравлического в электри» ческий, чт повышает надежность и безотказность работы рулевой машины. низм многокамерной конструкции, гидравлически связанный с. насосом и распредели.телем, с.которым связано устройство управления распределителем, включающее блок

s питания, задерживающие цепочки и бесконтактные тиристорные, переключающие устройства постоянного тока, включающие тиристоры включения и выключения и реле, отличающаяся тем,что,c целью упрощения конструкции и повышения надежности рулевой машины, она снабжена устройством. йзмерения величины тока электродвигателя насоса и пороговым элементом величины тока, входы которого под

15 ключены к выходам устройства измерения величины тока, а выходы - ко входам задерживающих цепочек.

2. Машина по п. 1, о т л и ч а ю1

20 щ а я с я тем, что устройство измерения величины тока состоит из трансформаторов тока и выпрямителя, при этом первичные обмотки трансформаторов включены в фазные цепи питания электродвигателя, а

2s вторичные обмотки включены на выпрямитель.

3. Машина п. 1, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что пороговый элемент величины тока выполнен из диодов, один из которых подключен к выходу выпрямителя и ко входу одной из зацерживаюших цепочек в цепи управления тиристорами, а дру гой диод - к блоку питания и ко входу другой задерживающей цепочки в цепи управлениями тирист орами.

Источники информации, Формула изобретения принятые во внимапие при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

40 !

1. Гидравлическая рулевая машина, со- . по заявке № 2639032/11,,держащая силовой исполнительный меха«кл. В 63 Н 25/30, 1978.